偏心型蝶形阀的制作方法

本发明涉及使用于各种产业中的流体输送管线且借由使阀体转动而进行流路的开闭的偏心型蝶形阀。

背景技术：

在化学工厂、半导体制造领域、食品领域、生技领域等各种产业之中，使用了将各种的流体流通的流路的开闭及控制予以进行的蝶形阀。在蝶形阀之中，于形成在阀本体内的管状的流路内，配置有借由阀轴以得以转动的方式被支承的圆盘形状的阀体，借由与阀轴连接的把手或致动器而使阀轴转动，使阀体的外周缘部相对于设置在流路的内周面或阀本体与阀体的外周缘部之间的环状的薄片构件而压接或相隔，由此进行流路的开闭。

由于蝶形阀为如同上述的构成，阀全开时，阀体的主面(闭阀时朝向流路轴线方向的面)会位在阀本体的流路的中央处之与流路方向为略平行的位置。因此，阀体在减少流路面积的同时成为对流体的阻力，会使cv值等的容量系数降低。特别是，阀杆以自阀体的中心轴线向阀体的厚度方向使转动轴线偏移的方式连接于阀体的偏心型的蝶形阀，构成上，由于阀体为厚，阀体会对流路面积的减少或流体阻力的增加带来大的影响。作为对于如此的问题的对策之一，如同例如专利文件1及专利文件2所记载，于阀体的主面设置与转动轴线为垂直且直线状地延伸的沟部，将阀体的截面形成为略c字形状，使全开时的流路面积增加的同时使流路阻力减少的蝶形阀被提案出来。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开平7-113472号公报

[专利文献2]日本实开昭60-188272号公报

技术实现要素：

[发明所欲解决的问题]

如同上述，设置沟部而将阀体的一部分的厚度减少有利于流路面积的增加及流路阻力的减少。然而，一旦于阀体贯穿阀轴而将阀体支承于阀本体，阀轴会露出而成为流体的阻力。再者，一旦不使阀轴露出，则沟部无法为深，开口面积无法够大。因此，容量系数的增大效果会变小。因此，如同专利文献1及专利文献2所记载的蝶形阀，采用了借由二个阀轴而使阀体以得以转动的方式被支承于阀本体内的构造。

在上述的构造中，考虑组装，采用：在阀体的上部及下部设置嵌合孔的同时，将贯穿轴孔设置于阀本体的上部及下部，通过上下的贯穿轴孔而将阀轴嵌合固定于阀体的嵌合孔而于阀本体内支承阀体，并且为了防止流路内的流体的向外部的漏出，于阀轴的外周面与贯穿轴孔的内周面之间配置环状橡胶密封构件的方式。然而，如此的方式，虽然构造单纯且能低价地制造，但是在另一方面，有通过上下的贯穿轴孔的密封部而流体内的流体向外部漏出的案例发生，而无法说是有充分的密封性能。

因此，本发明的目的在于解决存在于已知技术的问题，而提供一种能够实现容量系数的提升并且抑制流路内的流体的向外部的漏出的偏心型蝶形阀。

[解决问题的技术手段]

有鉴于上述目的，本发明提供一种偏心型蝶形阀，包含：一阀本体，形成有一内部流路，该内部流路于流路轴线方向延伸；一阀体，为圆盘状，该阀体于该内部流路内透过一阀轴以绕着与该流路轴线垂直的转动轴线得以转动的方式而被支承于该阀本体；以及一座环，装设于该内部流路的内周，该座环于闭阀时与该阀体的外周缘部之间形成将该内部流路密封的一密封面，该转动轴线位于自该密封面向该流路轴线方向偏心的位置，其中该阀轴包括一第一阀轴及一第二阀轴，于该阀本体形成有一贯穿轴孔及一有底轴孔，该贯穿轴孔系自外周面贯穿至该内部流路而延伸且供该第一阀轴以得以转动的方式插通，该有底轴孔以得以转动的方式支承该第二阀轴，于该阀体中该转动轴在线的对向位置分别形成有一嵌合孔及一卡止沟，设置于贯穿该贯穿孔而延伸的该第一阀轴的前端部的嵌合部嵌合于该嵌合孔，由此该第一阀轴以无法转动的方式与该阀体连结的同时，设置于自该有底轴孔突出的第二阀轴的前端部的卡止部于与该转动轴线垂直的方向插入该卡止沟，由此该第二阀轴以无法转动的方式与该阀体连结。

上述偏心型蝶形阀中，借由二个阀轴将阀体以得以转动的方式支承于阀本体，且阀轴并未贯穿阀体而延伸，故能于阀体的中央部形成深的沟部，能够使全开时的开口面积增加而提升容量系数。再者，在与转动轴线垂直的方向将阀体插入内部流路内，由此能够在有底轴孔插入有第二阀轴的状态下将自轴孔突出的第二阀轴的卡止部插入阀体的卡止沟，而使第二阀轴与阀体以无法转动的方式连接。进一步，之后使第一阀轴贯穿贯穿轴孔而将第一阀轴的嵌合部嵌合于阀体的嵌合孔，由此能够使第一阀轴与阀体以无法转动的方式连接。借由如此的构造，即使阀轴以得以转动的方式被支承于阀本体用的轴孔的一者不为贯穿轴孔，亦能够以于阀本体的内部流路内得以转动地支承阀体的方式安装阀体及阀本体。因此，形成于阀本体的轴孔的一者不必为贯穿轴孔。其结果，能够削减流路内的流体会向外部漏出的地方，而抑制通过轴孔的流路内的流体的向外部的漏出。

在上述偏心型蝶形阀的一个实施样貌之中，该卡止部为一轨道状部分，该轨道状部分与位在该有底轴孔内的该第二阀轴的轴部连接且于与该阀轴的该转动轴线垂直的方向延伸，该卡止沟具有与该卡止部互补的形状。此场合，该轨道状部分具有自与该轴部连接的部分向前端扩大的楔形截面为佳。

再者，该转动轴线进一步位在自该内部流路的中心偏心的位置为佳。

进一步，邻接于该贯穿轴孔的向该内部流路的开口部而配置有一环状密封构件，该环状密封构件将该贯穿轴孔的内周面及该第一阀轴的外周面予以密封为佳，于该第一阀轴的外部侧的端部设置有一法兰部的同时，于该贯穿轴孔的外周侧端部形成有一环状凹部，于该环状凹部与该法兰部之间夹持有环状的一平面密封构件为更佳。

〔对照现有技术的功效〕

根据本发明的偏心型蝶形阀，借由于阀体设置沟部，能够增加全开时的开口面积而提升容量系数。再者，由于使得仅将设置于阀本体的阀轴孔的一者作为贯穿轴孔而安装阀体与阀本体成为可能，故能削减流路内的流体会向外部漏出的地方，而抑制通过轴孔的流路内的流体的向外部的漏出。

附图说明

图1是表示根据本发明的蝶形阀的整体构成的纵截面图。

图2是图1所示的蝶形阀的右侧视图。

图3是图1所示的蝶形阀的阀体的立体图。

图4a是表示自图1的右侧观看图3所示的阀体的平面图。

图4b是表示自图4a的上方观看图4a所示的阀体的俯视图。

图4c是表示自图4a的下方观看图4a所示的阀体的仰视图。

图5是沿着图4a的线iv-iv而自上方观看的剖视截面图。

图6a是表示轴支承图1所示的蝶形阀的阀体的下侧的第二阀轴的立体图。

图6b是表示自箭号a的方向观看轴支承图1所示的蝶形阀的阀体的下侧的第二阀轴的侧视图。

图7是显示轴支承图1所示的蝶形阀的阀体的上侧的第一阀轴的蝶形阀的部分纵截面图。

图8a是显示图1所示的蝶形阀的阀本体及阀体的安装顺序的说明图。

图8b是显示图1所示的蝶形阀的阀本体及阀体的安装顺序的说明图。

图8c是显示图1所示的蝶形阀的阀本体及阀体的安装顺序的说明图。

图8d是显示图1所示的蝶形阀的阀本体及阀体的安装顺序的说明图。

图8e是显示图1所示的蝶形阀的阀本体及阀体的安装顺序的说明图。

具体实施方式

以下，参考附图而说明根据本发明的蝶形阀11的实施例。

最初参考图1及图2而说明根据本发明的蝶形阀11的整体构成。

蝶形阀11包含形成有于流路轴线方向延伸的内部流路13a的中空筒状的阀本体13、配置于内部流路13a内且得以转动地轴支承于阀本体13的概略圆盘形状的阀体15、装设于内部流路13a的内周的环状的座环17及将座环17固定于阀本体13用的环状的压板19，其中借由使阀体15的外周缘部与形成于座环17上的阀座部17a接近或离开，而能够进行内部流路13a的开闭。

于阀本体13的内部流路13a的流路轴线方向的下流侧端部的周缘部，亦即阀本体13的流路轴线方向的下流侧的侧面之中的内部流路13a的外周部，形成有于径方向延伸至与环状的压板19的外径为概略同径为止的环状凹部21，于此环状凹部21嵌合有座环17及压板19。压板19由环状的固定器本体19a及环状的固定器帽19b所构成。于固定器本体19a形成有段差部23(参考图7)，于段差部23，以在与固定器帽19b之间配置座环17的固定部17b的方式收纳有固定器帽19b及座环17的固定部17b。借由如此的构成，以适宜的方式将固定器本体19a固定于环状凹部21，在配置于环状凹部21的流路轴线方向的侧面上的固定器帽19b与固定器本体19a之间夹持座环17的固定部17b，由此能够将座环17固定于环状凹部21。

另外，固定器帽19b以其内周缘端向内部流路13a内突出的方式配置为佳。

作为将固定器本体19a固定于环状凹部21的方法，能够采用例如日本特开平11-230372所记载的卡口(bayonet)方式。此场合，将固定器本体19a的阀本体13侧的外周面向径方向突出的多个圆弧状突起部于周方向且等间隔形成的同时，将于环状凹部21的外周部形成为能够收纳圆弧状突起部的圆弧状缺口部，以及以自圆弧状缺口部的流路轴线方向侧面侧将圆弧状突起部于周方向导引的方式延伸的卡合沟予以设置，在将固定器本体19a的圆弧状突起部嵌合于环状凹部21的圆弧状缺口部而将圆弧状突起部抵接于环状凹部21的流路轴线方向侧面的状态下，使固定器本体19a于周方向转动，而沿着卡合沟导引圆弧状突起部而将圆弧状突起部及卡合沟予以卡合，由此能够将固定器本体19a固定于环状凹部21。

座环17由弹性材料所构成，并且具有阀座部17a及固定部17b。阀座部17a以固定部17b被夹持在固定器本体19a与固定器帽19b之间的状态下座环17装设于环状凹部21时向内部流路13a内突出的方式形成。作为形成座环17的合适的弹性材料，能例举丁基橡胶(br)、氯丁橡胶(cr)、乙烯丙烯二烯橡胶(epdm)、氟橡胶(frm)等的橡胶弹性体；聚四氟乙烯(ptfe)等的氟树脂及ptfe等的氟树脂包覆橡胶弹性体。

阀体15具有对向的二个主面15a、15b及以连接二个主面15a、15b之间的方式环状地延伸的外周缘部15c。于阀体15的一侧的主面15a，如图3所清楚地表示，设置有于与转动轴线r交叉的方向(较佳为正交的方向)贯穿而延伸的沟部25。沟部25的两侧壁25a、25b，如图2或图4a所示，以成为朝向转动轴线r且互相朝向而延伸成凸状的凸状弯曲面的方式形成。再者，借由于阀体15的一侧的主面15a形成如同上述的沟部25，于包夹沟部25的转动轴线r方向的两侧形成有外缘残留部27(27a、27b)。外缘残留部27，如图4b及图4c所示，具有于自转动轴线r远离的方向延伸成凸状的凸状弯曲面为佳。

借由设置如同上述的沟部25，于转动阀体15至全开状态时，仅沟部25的份，内部流路13a内的开口面积增加，容量系数cv增加。再者，本发明人发现：使沟部25的两侧壁25a、25b形成为朝向转动轴线r且互相延伸成凸状的凸状弯曲面而成为挤压部，以及形成于沟部25的两侧的外缘残留部27a、27b形成为具有于自转动轴线r远离的方向延伸成凸状的凸状弯曲面，由此抑制涡流的产生的产生而降低压力损失。由此，能得到容量系数cv的提升效果。

再者，于阀体15的另一侧的主面15b的中央部，如图5所示，形成有球面状的洼部(以下亦记载为“凹坑(dimple)”)29。借由设置如此的球面状的洼部29，同样地能够抑制涡流的产生而得到压力损失的降低所致的容量系数的提升效果。

于阀体15的外周缘部15c形成有阀体阀座面15d，绕着转动轴线r使阀体15转动而将阀体阀座面15d压接于座环17的阀座部17a，由此形成将阀体阀座面15d与阀座部17a之间密封的密封面，而使内部流路13a关闭而成为闭阀状态。阀体阀座面15d如球面的一部分的形状为佳。

图示的实施例的蝶形阀11之中，阀体15借由第一阀轴31及第二阀轴33而以得以转动的方式被支承于阀本体13，于阀体15的转动轴线r方向的对向位置，设置有与第一阀轴31连接用的嵌合孔35及与第二阀轴33连接用的卡止沟37。

第一阀轴31以得以转动的方式插通而被支承于以沿着转动轴线r延伸的方式形成在阀本体13的第一轴孔39，第二阀轴33插入并且以得以转动的方式被支承于沿着转动轴线r透过内部流路13a而与第一轴孔39对向地形成的第二轴孔41。

借由一个阀轴将阀体15支承于阀本体13的场合，阀轴有贯穿阀体15的必要。因此，为了加大开口面积，一旦设置深的沟部25，特别是在偏心型蝶形阀之中，阀轴变得容易露出至外部，而阀轴会成为阻塞内部流路的形式。其结果，无法得到沟部25所致的开口面积的增加效果。相对于此，蝶形阀11之中，由于借由第一阀轴31及第二阀轴33两个阀轴以得以转动的方式将阀体15支承于阀本体13，即使设置深的沟部25，亦能不让第一阀轴31及第二阀轴33于内部流路13a露出。其结果，容易得到沟部25所致的开口面积的增加效果。

第一轴孔39自外部于转动轴线r方向贯穿阀本体13至内部流路13a为止而延伸的贯穿轴孔，第一阀轴31以两端部自第一轴孔39突出的方式而以得以转动的方式插通第一轴孔39。于突出至外部的第一阀轴31的一端部(图1之中的上端部)，为了阀体15的操作及驱动，能够装设未图标的把手或驱动部。再者，于突出至内部流路13a的第一阀轴31的另一端部(图1的下端部)，形成有与嵌合孔35为互补的形状的嵌合部31a，阀体15的嵌合孔35及嵌合部31a以绕着转动轴线r无法转动的方式嵌合。例如，能够借由以具有多角形状的方式形成阀体15的嵌合孔35及第一阀轴31的嵌合部31a，而使嵌合孔35及嵌合部31a以无法转动的方式连接。

另一方面，第二轴孔41成为自阀本体13的内部流路13a于转动轴线r方向延伸的有底轴孔(亦即没有贯穿的轴孔)，第二阀轴33以一侧的端部自第二轴孔41突出的方式插入第二轴孔41，且以得以转动的方式被支承。第二阀轴33包括得以转动地被支承于第二轴孔41内的轴部33a以及以自第二轴孔41突出的方式与轴部33a连接而形成的卡止部33b，卡止部33b嵌合于卡止沟37。详细而言，卡止部33b，如图6所示，形成为于与转动轴线r垂直的方向延伸的轨道状部分，轨道状部分的一端自轴部33a的外周面而于与转动轴线r垂直的方向突出而延伸，第二阀轴33具有概略l字形状。再者，阀体15的卡止沟37，如图4所示，以与轨道状部分互补的形状的方式形成，阀体15及第二阀轴33借由于与转动轴线r垂直的方向将轨道状部分的卡止部33b插入至阀体15的卡止沟37，而成为以绕着转动轴线r无法转动的方式连接。为轨道状部分的卡止部33b，具有自为与轴部33a的连接部的根部向前端扩大的楔形截面为佳。借由具有如此楔形形状，能够防止自第二阀轴33的向转动轴线r方向的阀体15的拔除。但是，卡止部33b的截面形状，只要能使阀体15及第二阀轴33以无法转动的方式连接则无限定，亦可为多角形、圆形或椭圆形等。

如此一来，以得以转动的方式支承第二阀轴33的第二轴孔41成为不贯穿阀本体13的有底轴孔，由此能够削减自内部流路13a贯穿至外部为止的孔，而提升内部流路13a的密封性，并且使内部流路13a内的流体向外部流出的可能性降低。

另外，如图1所示，为了防止内部流路13a内的流体向有底的孔的嵌合孔35及第二轴孔41内侵入，于第一阀轴31及第二阀轴33的轴部33a的外周面，于设置在与嵌合孔35的内周面的向内部流路13a的开口部附近及第二轴孔41的向内部流路13a的开口部附近相对的位置的环状沟配置环状密封构件43、45，而使嵌合孔35的内周面与第一阀轴31的外周面之间及第二轴孔41的内周面与第二阀轴33的轴部33a的外周面之间变成密封。再者，为了防止内部流路13a内的流体通过为贯穿轴孔的第一轴孔39向外部流出，于第一阀轴31的外周面，于设置在包括与第一轴孔39的向内部流路13a的开口部附近相对的位置的多个位置(图标的实施例之中为三个地方)的环状沟，配置由橡胶弹性材料所构成的o形环等的环状密封构件47a、47b、47c，而使第一轴孔39的内周面与第一阀轴31的外周面之间变成密封。进一步，如图7所详细地表示，于与第一阀轴31的嵌合部31a为相反侧的端部附近设置有法兰部31b的同时，于阀本体13的第一轴孔39的向外部的开口部的周围设置有收纳法兰部31b用的环状凹部13b，环状凹部13b之中设置在与法兰部31b对向的面(以下记载为底面)的环状沟，与由橡胶弹性材料所构成的环状的平面密封构件47d嵌合。借由如此配置的密封构件47d，将法兰部31b与环状凹部13b的底面之间密封，即使万一内部流路13a内的流体侵入至第一轴孔39内，也不会自第一轴孔39向外部漏出。如此的密封构造，对于在内部流路13a流通有害的流体的场合特别有效。再者，平面密封构件47d，除了法兰部31b与环状凹部13b的底面之间的加压变形，还加上一旦流体通过第一轴孔39的内周面与第一阀轴31的外周面之间而漏出则因流体压变形而进一步推压法兰部31b及环状凹部13b的底面，故也发挥使密封性进一步提高，并能够防止流体的漏出的效果。

图示的实施例的蝶形阀11系具有双偏心构造的双偏心型蝶形阀。参考图1及图2，双偏心型的蝶形阀11之中，闭阀时阀体15的阀体阀座面15d与座环17的阀座部17a之间形成的密封面的流路轴线方向的中心以位在自阀体15的转动轴线r向流路轴线方向偏心的位置的方式，设置有座环17的阀座部17a、阀体阀座面15d、第一阀轴31及第二阀轴33。进一步，如图2所详细地表示，以阀体15的转动轴线r位于与通过内部流路13a的横截面的中心般地与转动轴线r平行而延伸的中心轴线o在横截面内仅相隔距离d的位置的方式，于阀体15第一阀轴31及第二阀轴33与阀体15连接。借由如此的构成，于阀的开闭时，由于借由偏心所致的凸轮作用而阀体15以些微的旋转角度自座环17离开，能够使座环17与阀体15的摩擦少，减少座环17的磨耗，并同时降低操作力矩。

再者，如同上述，由于双偏心型蝶形阀11以转动轴线r位于自内部流路13a的中心轴线o偏心的位置的方式而构成，阀体15的转动轴线r方向的最大幅度，在包夹转动轴线r的半径方向的一侧与另一侧不同。利用此事，图示的实施例的双偏心型蝶形阀11之中，以内周缘端突出至内部流路13a内的方式配置有固定器帽19b。由此，使阀体15自闭阀状态转动成开阀状态之际，以在绕着转动轴线r的向一方向的转动之中外周缘部15c与固定器帽19b不干涉而阀体15能够转动并且在绕着转动轴线r的向另一方向的转动之中外周缘部15c与固定器帽19b干涉而阀体15无法转动的方式，设定固定器帽19b的向内部流路13a的突出量，由此能限制自全闭状态的阀体15的转动方向。

另外，阀本体13、阀体15、压板19、第一阀轴31及第二阀轴33能够根据用途，而由金属材料、树脂材料、以树脂材料包覆的金属材料、以射出成形法所嵌入成形的金属材料等形成。

接着，参考图8a至图8e，说明蝶形阀11的组装方法。

最初，如图8a所示，于阀本体13的第二轴孔41以得以转动的方式插入第二阀轴33的轴部33a。此时，以第二阀轴33的卡止部33b的轨道状部分于流路轴线方向延伸且自轴部33a的周面向与转动轴线r垂直的方向突出的一侧为朝向座环17的安装侧(环状凹部21侧)的方式，配置第二阀轴33。

接着，如图8b所示，自环状凹部21及流路轴线方向的相反侧，在阀体15的卡止沟37朝向阀本体13侧的状态下，于流路轴线方向将阀体15插入阀本体13的内部流路13a内，由此使第二阀轴33的卡止部33b与阀体15的卡止沟37嵌合，卡止部33b到达喀尔止沟37的端部为止将卡止部33b收纳于卡止沟37内。进一步，如图8c所示，借由于第一轴孔39插入第一阀轴31，使第一阀轴31的嵌合部31a以无法转动的方式嵌合于阀体15的嵌合孔35。由此，阀体15以绕着转动轴线r得以转动的方式被支承于阀本体13的内部流路13a内。

在上述方向配置第二阀轴33的状态下将阀体15插入内部流路13a内，由此能够自靠近第二阀轴33之侧插入阀体15，作业变得容易。

接着，如图8d所示，在内部流路13a内仅使阀体15绕着转动轴线r转动180°，如图8e所示，使阀体15的阀体阀座面15d朝向安装有座环17之侧亦即环状凹部21之侧而配置。之后，借由压板19使座环17装设于环状凹部21，而完成蝶形阀11的组装。

如此一来，蝶形阀11之中，在没有贯穿的第二轴孔41以得以转动的方式支承第二阀轴41的状态下，在内部流路13a内于流路轴线方向插入阀体15，由此使第二阀轴33的卡止部33b与阀体15的卡止沟37嵌合，而使第二阀轴33与阀体15连接。因此，对于阀本体13的阀体15的组合变得容易，由此蝶形阀的组装方法变成简便，能够得到组装费用的削减效果。再者，由于第二轴孔41不是贯穿轴孔，故通过第二轴孔41的内部流路13a内的流体的向外部的漏出消失，提升内部流路13a的密封性。

以上参考图示的实施例，而说明根据本发明的蝶形阀11，但是本发明并非限定于图示的实施例。例如，虽然在上述实施例之中，基于在双偏心型的蝶形阀11应用本发明的实施例而说明本发明，但是本发明的应用并非限定于双偏心型的蝶形阀，亦能够于单偏心型或多偏心型的蝶形阀应用本发明。

【符号说明】

11蝶形阀

13阀本体

13a内部流路

15阀体

15c外周缘部

15d阀体阀座面

17座环

17a阀座部

31第一阀轴

31a嵌合部

33第二阀轴

33a轴部

33b卡止部

35嵌合孔

37卡止沟

39第一轴孔

41第二轴孔

47a、47b、47c环状密封构件

47d平面密封构件