| 【発明の名称】 |
バタフライ弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】近藤 正行
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| 【要約】 |
【課題】バタフライ弁において、弁体とシートとの間でスティックスリップが発生しないようにする。
【解決手段】弁箱１の内周にゴム製のシート５が設けられたバタフライ弁である。ゴム製のシート５の内周面が、弁体４の移動方向１１に沿った方向に加工されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 弁箱の内周にゴム製のシートが設けられたバタフライ弁であって、前記ゴム製のシートの内周面が、弁体の移動方向に沿った方向に加工されていることを特徴とするバタフライ弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバタフライ弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】バタフライ弁として海水などの用途に供されるものがあり、その一種としてオールゴムライニング型バタフライ弁がある。図３および図４は、従来のオールゴムライニング型バタフライ弁の構成例を示す。図３において、１は円筒状の弁箱であり、その両端に接続フランジ２、２が形成されている。図４に詳細に示すように、弁箱１の内周面およびフランジ２、２の端面は、その全面がゴムライニング３によって被覆されている。図４において、４は弁体を示す。
【０００３】弁体４が閉止した位置に対応する弁箱１の内周には、シート５が設けられている。このシート５は軟質のゴムにて形成され、たとえば弁箱１の中央部におけるゴムライニング３の部分を他の部分よりも厚肉に形成することなどによって形成されている。このシート５は、たとえば、このシート５と、ゴムライニング３におけるシート５以外の部分とが一体に形成された構成の帯状体を、弁箱１の内周にわたって貼り付けることなどによって形成される。そして、このような帯状体を貼り付けた後に、シート５の内径が所定の寸法となるように、機械加工が施される。この機械加工は、シート５が軟質のゴムであるゆえに金属材料のようにバイトを使って行うことができない。このため、グランインダ加工を施すようにするのが一般的である。
【０００４】従来、このグラインダ加工は、図３（ｂ）に示すように、砥石６の回転方向７が弁箱１の内周の方向に沿ったものとなるようにして、すなわち砥石６の回転軸８が弁箱１の軸心の方向に沿ったものとなるようにして行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シート５の内面の機械加工が十分平滑に行われていない場合は、このようにして加工されたシート５を有するバタフライ弁を組み立てて弁体４を開閉させると、弁体４が全閉位置に近づくにつれて、「ギュギュ」という音が発生するとともに弁全体に振動が発生することが多い。すなわち弁体４とシート５との間でスティックスリップが発生していることが多い。図５は弁閉時におけるスティックスリップの発生例を示すチャートであり、横軸は時間、縦軸は弁体４に印加しているトルクを表す。このチャートで、Ｓがスティックスリップの発生部分を表し、ここでは短い周期の急激なトルク変動が多数回発生している。
【０００６】このスティックスリップの発生原因は次のようなものであると考えることができる。すなわち、上述のように砥石６の回転方向７が弁箱１の内周の方向に沿ったものである結果として、シート５の加工面すなわち内周面には、微視的には、図６に示すように、砥石６の回転方向７すなわち弁箱１の内周の方向の多数の溝部９が形成されることになる。換言すると、シート５の内面には、微視的には弁箱１の軸心の方向に沿って多数の凹凸すなわち多数の溝部９と山部１０とが交互に形成されることになる。すなわち、これら溝部９および山部１０は、弁体４の移動方向１１と交差する方向に形成されることになる。
【０００７】このうち溝部９は、山部１０よりも内径が大きくなる。また溝部９は、このように山部１０よりも内径が大きいために、通過流体が保持された状態となって、この通過流体が弁体４の開閉時に弁体４とシート５との間の潤滑膜として機能することになる。このため、溝部９は山部１０に比べて弁体４の移動に対する抵抗が小さくなる。そして、このように抵抗の小さな溝部９とそれよりも抵抗の大きな山部１０とが交互に存在することで、すなわち弁体４の移動時の抵抗が常に変動することで、上述のようなスティックスリップが発生すると考えることができる。
【０００８】このスティックスリップは、シート５の内面の加工精度を向上させることによってほとんど解消させることが可能な場合もある。しかし、シート５の内面の表面粗さが外観的にはほとんど変わらないような場合であっても、スティックスリップが発生したり発生しなかったりすることがあり、スティックスリップの発生の予測は困難である。このため、シート５の外観状況だけでスティックスリップの発生の有無を予測することはできず、最終的に弁本体を組み立てた後の作動試験時にならないと、その発生の有無を実際に確認することができない。
【０００９】そこで本発明は、このような問題点を解決し、バタフライ弁において弁体とシートとの間でスティックスリップが発生しないようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため本発明は、弁箱の内周にゴム製のシートが設けられたバタフライ弁において、前記ゴム製のシートの内周面が、弁体の移動方向に沿った方向に加工されているようにしたものである。このような構成であると、加工にともなってゴム製のシートの内周面に形成される多数の溝部のそれぞれが、その加工方向すなわち弁体の移動方向に沿った方向に形成されることになる。すると、弁体の移動方向に沿って微小な凹凸が繰り返し存在するようなことがなく、したがって弁体の移動時の抵抗が繰り返し変動するようなことがないため、スティックスリップの発生が防止されることになる。また加工溝には弁体とシートとの間の潤滑膜として機能する通過流体が保持され、その保持状態が弁体の移動方向に沿って一様に連続し、その保持状態が途切れることがないことによっても、同様にスティックスリップの発生が防止されることになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１において、１は弁箱、２は接続フランジ、３はゴムライニング、４は弁体、５はシートで、これらは図６に示されるものと同様の構成である。この図１のものでは、グラインダ加工による溝部９および山部１０が、弁体４の移動方向１１すなわち開閉方向に沿った方向に形成されている。つまり、従来技術の説明に用いた図３（ａ）において仮想線で示すように、砥石６の回転方向７が弁箱１の内周面と直交する方向となるように、すなわち砥石６の回転軸８が弁箱１の内周面の接線の方向に沿ったものとなるようにして、グラインダ加工が行われている。
【００１２】このような構成であると、加工にともなってゴム製のシート５の内周面に形成される多数の溝部９のそれぞれが、その加工方向すなわち弁体４の移動方向に沿った方向に形成されるため、弁体４の移動方向に沿って微小な凹凸が繰り返し存在するようなことがなく、したがって弁体４の移動時の抵抗が繰り返し変動するようなことがないため、スティックスリップの発生を防止することができる。
【００１３】溝部９には弁体４とシート５との間の潤滑膜として機能する通過流体が保持されることになるが、その保持状態が弁体４の移動方向１１に沿って一様に連続し、その保持状態が途切れることがないことによっても、同様に弁体４の移動時の抵抗が繰り返し変動することを防止できて、スティックスリップの発生を防止することができる。
【００１４】図２は、図１の構成を有するバタフライ弁の閉動時のトルクの変化を示すチャートであり、図５の場合と同様に横軸は時間、縦軸は弁体４に印加しているトルクを表す。このチャートでは、スティックスリップの発生にもとづく短い周期の急激なトルク変動は、まったく観察されない。
【００１５】
【発明の効果】以上のように本発明によると、弁箱の内周にゴム製のシートが設けられたバタフライ弁において、前記ゴム製のシートの内周面の加工方向が弁体の移動方向に沿った方向になるようにしたため、加工にともなってゴム製のシートの内周面に形成される多数の溝部のそれぞれを、その加工方向すなわち弁体の移動方向に沿った方向に形成することができ、このため、弁体の移動方向に沿って微小な凹凸が繰り返し存在するようなことがなく、したがって弁体の移動時の抵抗が繰り返し変動するようなことがないため、スティックスリップの発生を防止でき、しかも、加工溝には弁体とシートとの間の潤滑膜として機能する通過流体が保持され、その保持状態が弁体の移動方向に沿って一様に連続し、その保持状態が途切れることがないことによっても、同様にスティックスリップの発生を防止でき、したがってスティックスリップの発生を確実に防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１０５２
【氏名又は名称】株式会社クボタ
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| 【出願日】 |
平成１１年９月１３日（１９９９．９．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８０８７
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 義弘
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| 【公開番号】 |
特開２００１−８２６１５（Ｐ２００１−８２６１５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月３０日（２００１．３．３０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２５８１４７ |
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