JPH11159634A - プラスチック製ゲートバルブの弁体及びその成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁本体にシール用弾性パッキンをインサート
成形するとき、射出される溶融プラスチックにより弾性
パッキンが金型から移動してシール性の低下した弁体が
形成されるのを防止する。 【解決手段】 シール用弾性パッキングとして、弁本体
の上部周面に嵌着される円環状シール部13と弁本体の軸
方向外面に嵌着され弁閉塞時に弁座に圧接するＵ字状シ
ール部14とが一体に形成され円環状シール部13の内周面
17が弁体軸方向の上端部18と下端部19の少なくとも一方
を切り欠いた形状又は断面円弧状に形成されたシール用
弾性パッキン12を用い、この弾性パッキン12を金型内に
挿嵌し、プラスチックを金型に射出して弁本体6と弾性
パッキン12とを一体成形する。弾性パッキン12は硬さが
A65〜75の硬さの低い材料を用いることができるのでシ
ール性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、農水産用、上下水
道用あるいは化学プラント用などの配管ラインに好適に
使用されるプラスチック製ゲートバルブの弁体に関する
ものであり、さらに詳しくは、従来品に比べ該プラスチ
ック製ゲートバルブの弁本体に成形嵌着されるシール用
弾性パッキンの硬さが低く、該プラスチック製ゲートバ
ルブのシール性能が向上したプラスチック製ゲートバル
ブの弁体及びその弁体の成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、バルブ本体の弁室内を流路方向に
対して、垂直方向に弁体を上下動させて流路を開閉させ
るプラスチック製ゲートバルブの弁体においては、該弁
体の弁本体の上部周面に嵌着される円環状シール部と、
弁本体の軸方向外面に嵌着され弁閉塞時にはバルブ本体
の弁座に圧接するＵ字状シール部が一体となったシール
用弾性パッキンが弁本体に一体的に成形嵌着されている
弁体が用いられている。その一例が特公平７−９９２２
５号公報の第１図に開示されている。

【０００３】また、該弁体の成形方法は、該シール用弾
性パッキンを該弁体用金型に挿嵌し、プラスチックを射
出するインサート成形方法が採られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に開示された弁体は図７に示すように、シール用弾性
パッキン２９の構造が円環状シール部３０の内周面３１
の上端部３２及び下端部３３がともにエッジ３４を有す
る形状（断面矩形状）になっている。その為、弁体３６
の射出成形時には内周面３１の上端部３２または下端部
３３のエッジ３４及び上部に設けられた凹溝３５が流動
するプラスチックの抵抗にあい、シール用弾性パッキン
２９の金型からの離脱による成形不良（図８参照）、ま
たはプラスチックの充填不足からくる弁本体３７内のシ
ール用弾性パッキン２９付近の空隙３８の発生による成
形不良（図９参照）が発生し易かった。その為、該成形
不良の発生を防止する方法のひとつとしてシール用弾性
パッキン２９の硬さの高いものが使用されていた。

【０００５】本発明は、以上のような従来技術の問題点
に鑑みなされたもので、その目的はシール用弾性パッキ
ンの円環状シール部の弁本体との嵌着部の形状を射出成
形時に流動するプラスチックの抵抗を受けにくい形状に
したことにより弁本体との係合を確実且つ強固にし、ま
た、従来品よりもシール用弾性パッキンの硬さを下げる
ことにより、さらにシール性能が向上したプラスチック
製ゲートバルブの弁体及びその成形方法を提供すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来技術
に鑑みなされたもので、バルブ本体の弁室内を流路方向
に対して、垂直方向に弁体を上下動させて流路を開閉さ
せるプラスチック製ゲートバルブの弁体において、該弁
体が、弁本体の上部周面に嵌着される円環状シール部
と、弁本体の軸方向外面に嵌着され弁閉塞時にバルブ本
体の弁座と圧接するＵ字状シール部とが一体となったシ
ール用弾性パッキンが弁本体に一体的に成形嵌着されて
形成されており、且つ該円環状シール部の内周面がその
弁体軸方向の上端部、及び下端部の少なくとも一方を切
り欠いた形状、または断面円弧状に形成されていること
を第１の特徴とするものである。

【０００７】また、前記シール用弾性パッキンの硬さが
Ａ６５〜７５であることを第２の特徴とするものであ
る。さらに、前記弁体の成形方法が、シール用弾性パッ
キンとして、弁本体の上部周面に嵌着される円環状シー
ル部と弁本体の軸方向外面に嵌着され弁閉塞時にバルブ
本体の弁座に圧接するＵ字状シール部とが一体形成され
前記円環状シール部の内周面がその弁体軸方向の上端部
及び下端部の少なくとも一方を切り欠いた形状または断
面円弧状に形成されているシール用弾性パッキンを用
い、この弾性パッキンを前記弁体用の金型内に挿嵌し、
プラスチックを射出成形することにより弁本体と弾性パ
ッキンとが一体的に成形されることを第３の特徴とする
ものである。

【０００８】ゲートバルブ本体の材質は、硬質塩化ビニ
ル樹脂、耐衝撃性硬質塩化ビニル樹脂、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンなどのプラスチックが使用され、また
ゲートバルブの弁本体の材質は、塩素化塩化ビニル樹
脂、変性ＰＰＯ、耐衝撃性硬質塩化ビニル樹脂等が好適
に使用されるが、特に限定されない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様について
図面を参照して説明するが、本発明が本実施態様に限定
されないことは言うまでもない。図１は、耐衝撃性硬質
塩化ビニル樹脂などの硬質プラスチックからなるプラス
チック製ゲートバルブの縦断面図である。図において、
１はバルブ本体であり、流路２及び流路中間部に流路軸
線に対して垂直方向（図では上方向）に延びる弁室３を
有している。５は、弁室３内をスピンドル４に支承され
て上下動し、流路２を開閉させる耐衝撃性硬質塩化ビニ
ル樹脂製の弁体である。

【００１０】以下、弁体について詳細に説明する。弁体
５は、丸底を有する中空円筒状の形状を有し、底部には
中空部１０に貫通する小孔１１が設けられ、且つ上部中
央部にはステンレス鋼製のスピンドル４と螺合する雌ね
じ部７が設けられた弁本体６と弁本体６に一体的に成形
嵌着されているシール用弾性パッキン１２（図４）とか
ら構成されている。

【００１１】シール用弾性パッキン１２は図２〜４に示
されるように、弁本体６の上部外周面に嵌着される円環
状シール部１３と、弁本体６の軸方向外面に嵌着され且
つ弁閉塞時にバルブ本体の弁座８と圧接されるＵ字状シ
ール部１４からなり両者は一体的に形成されている。図
３に示されているように円環状シール部１３の弁本体６
との嵌着部１５の上部には環状の凹溝１６が設けられて
いる。また、円環状シール部１３の内周面１７すなわち
嵌着部１５の内周面１７は、その弁体軸方向の上端部１
８及び下端部１９を切り欠いた形状に形成されている。
本実施例では上端部１８、下端部１９の両方を切り欠い
た形状としているが、どちらか一方のみ（好適には上端
部１８）を切り欠いた形状にしても良い。また、嵌着部
の内周面１７の断面形状は図３に示されている形状に限
定されず、断面円弧状に形成しても良い。一方、Ｕ字状
シール部１４の弁本体６との嵌着部２０には図４に示さ
れているようにその両側面に凹条溝２１が設けられてい
る。また、嵌着部２０の底部中央部には離脱防止用の円
形状の突出部２３が設けられ、弁本体６の中空部に貫通
する小孔２２が設けられている。

【００１２】シール用弾性パッキン１２の材質は、スチ
レンブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどのゴム弾性
体からなり、その硬さはＡ６５〜７５の範囲に設定する
のが良い。後記弁体５の成形法によると、シール用弾性
パッキン１２の硬さは高いほど（現状では、Ａ８０〜９
０）成形が容易であり、一方、ゲートバルブのシール性
能の点から考慮すると硬さが低いほど（Ａ８０）シール
性能が高くなると一般的に考えられているが、上記範囲
はこれら両者のバランスを考慮した範囲である。すなわ
ち、シール用弾性パッキン１２の硬さがＡ６５より小さ
いとその変形のし易さにより弁体５の成形が困難にな
り、また、硬さがＡ７５より大きいとゲートバルブのシ
ール性能は、上記範囲内のものより低下する。

【００１３】次に本発明の弁体成形方法を図面特に図５
〜６に基づいて説明する。プラスチックを加熱溶融して
弁体５を射出成形する際、まず、射出成形用金型２４の
固定側金型２５と可動側金型２６が開いている状態で、
固定側金型２５のシール用弾性パッキン嵌合部２７にシ
ール用弾性パッキン１２を嵌挿し位置決めする。同時
に、雌ねじ部７を可動側金型２６内に挿嵌し位置決めす
る。次に、固定側金型２５と可動側金型２６を閉じて、
加熱溶融されたプラスチックを射出成形用金型２４の固
定側金型２５と可動側金型２６の間に形成された弁体用
キャビティ２８内に圧入することにより弁体５が成形さ
れる。その際、シール用弾性パッキン１２の円環状シー
ル部１３の内周面１７の上端部１８及び下端部１９を切
り欠いている為、加熱溶融された流動するプラスチック
の抵抗を受けにくく、スムーズなプラスチックの流れで
のインサート射出成形が行える。また加熱溶融されたプ
ラスチックが、円環状シール部１３の環状の凹溝１６を
含む嵌着部１５及びＵ字状シール部１４の両側面の凹条
溝２１を含む嵌着部２０にシール用弾性パッキン１２を
把持するように圧入され、一体的に成形されるため、シ
ール用弾性パッキン１２と弁本体６との接合が確実且つ
強固になっている。加熱溶融されたプラスチックが圧入
完了し、プラスチックが冷却固化された後、可動側金型
２６を開きシール用弾性パッキン１２が一体化された弁
体５が離型される。その後、弁体５の中空部１０の切削
加工を施す。

【００１４】以上、説明したように本発明の弁体成形方
法によれば、加熱溶融されたプラスチックの充填不足か
らくるシール用弾性パッキン１２付近の空隙３８の発生
及びシール用弾性パッキン１２の射出成形用金型２４か
らの離脱による成形不良などが発生せず常に安定した成
形良品が得られる。また、シール用弾性パッキン１２の
円環状シール部１３の内周面１７形状が、流動するプラ
スチックの抵抗を受けにくい形状になっているため硬さ
の低いシール用弾性パッキン１２でも射出成形用金型２
４からのシール用弾性パッキン１２の離脱が起きず、硬
さの低いシール用弾性パッキン１２が一体化された弁体
５を確保できる。

【００１５】つぎに、本実施態様のプラスチック製ゲー
トバルブの作動について説明する。図１は、バルブの閉
状態が示されている。この状態でキャップ９を開方向に
回動させると弁体５は弁室３内を回転はせず上昇し、バ
ルブは全開状態となる。この状態から逆に閉方向にキャ
ップ９を回動させると、弁体５は、弁室３内を回転はせ
ず下降し、弁本体６に成形嵌着されたシール用弾性パッ
キン１２が弁室３の弁座８及び流路２の弁座８に圧接さ
れてシール用弾性パッキン１２が圧縮され、弁体５がバ
ルブ本体１の流路２を閉塞してバルブは閉状態となる。

【００１６】本発明の上記実施態様におけるプラスチッ
ク製ゲートバルブのシール試験を下記の要領で行った。 シール用弾性 バッキンの硬さＡ：６５，７５，８０，９０ ゲートバルブ口径：５０mm 材質：バルブ本体…耐衝撃性硬質塩化ビニル樹脂 弁本体…耐衝撃性硬質塩化ビニル樹脂 シール用弾性パッキン…スチレンブタジエンゴム 試験方法：まず、同条件で成形した硬さの異なる（硬さ
Ａ６５，７５，８０，９０）シール用弾性パッキンが成
形嵌着された本発明の弁体を予め準備しておき、該弁体
の１つが装着された供試弁であるゲートバルブ（以下、
供試弁として表す。）がほぼ全閉状態となるようにして
おき、供試弁の流路片側方向から８kg／cm ² の水圧が加
わるように調整しておく。その後、供試弁を完全に全閉
状態にし、弁体により流体を完全止水する。その止水が
完全に行われた時の締め切りトルクを測定して供試弁の
シール性能として判断する。つぎに、予め準備しておい
た硬さの異なるシール用弾性パッキンが成形嵌着された
他の弁体を上記試験に用いたゲートバルブの弁体と置換
し、上記試験を繰り返し行う。

【００１７】上記試験方法にて行った結果を表１に示
す。

【表１】 表１からわかるようにゲートバルブのシール性能で判断
すると本発明による弁体では弁体に成形嵌着されたシー
ル用弾性パッキンの硬さが低いほど締め切りトルクが軽
く、ゲートバルブのシール性能が良い結果であった。

【００１８】

【発明の効果】本発明は以上のような構成からなってお
り、以下の優れた効果がある。 （１）硬さの低いシール用弾性パッキンでも射出成形用
金型からのシール用弾性パッキンの離脱が発生せず、硬
さの低いシール用弾性パッキンが一体化された弁体を常
に確保できる。 （２）硬さの低いシール用弾性パッキンが一体化された
弁体の成形が可能になった為、ゲートバルブの流路を閉
じる際の弁体の締め付けが非常に軽いトルクで行え、ゲ
ートバルブのシール性能の向上が図られる。 （３）（２）と同様の理由から、ゲートバルブ内を流れ
る流体がスラリーの場合においてもシール用弾性パッキ
ンの磨耗が少なくなりスラリー流体に対してのゲートバ
ルブの耐久性が向上する。 （４）加熱溶融されたプラスチックの充填不足からくる
シール用弾性パッキン付近の空隙及びシール用弾性パッ
キンの射出成形用金型からの離脱などの発生による成形
不良が無く常に安定した良品の弁体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様を示す弁体を有するプラス
チック製ゲートバルブの縦断面図である。

【図２】図１における弁体を示す斜視図である。

【図３】図１における弁体の拡大断面図である。

【図４】本発明の弁体のシール用弾性パッキンの一実施
態様を示す斜視図である。

【図５】本発明の弁体の金型にシール用弾性パッキンを
挿嵌した時の一実施態様を示す金型部分断面図である。

【図６】弁体用金型のキャビティ内に加熱溶融されたプ
ラスチックが圧入された後の金型部分断面図である。

【図７】従来の弁体を示す縦断面図である。

【図８】シール用弾性パッキンの脱型による成形不良品
となった従来弁体の縦断面図である。

【図９】プラスチックの充填不足による成形不良品とな
った従来弁体の縦断面図である。

【符号の説明】

１…バルブ本体 ２…流路 ３…弁室 ４…スピンドル ５…弁体 ６…弁本体 ７…雌ねじ部 ８…弁座 １２…シール用弾性パッキン １３…円環状シール部 １４…Ｕ字状シール部 １５…嵌着部 １６…凹溝 １７…内周面 １８…上端部 １９…下端部 ２０…嵌着部 ２１…凹条溝 ２３…突出部 ２４…射出成形用金型 ２５…固定側金型 ２６…可動側金型 ２７…シール用弾性パッキン嵌合部 ２８…弁体用キャビティ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブ本体の弁室内を流路方向に対し
   て、垂直方向に弁体を上下動させて流路を開閉させるプ
   ラスチック製ゲートバルブの弁体において、該弁体が、
   弁本体の上部周面に嵌着される円環状シール部と弁本体
   の軸方向外面に嵌着され弁閉塞時にはバルブ本体の弁座
   に圧接するＵ字状シール部とが一体となったシール用弾
   性パッキンが弁本体に一体的に成形嵌着されて形成され
   ており、且つ該円環状シール部の内周面がその弁体軸方
   向の上端部、及び下端部の少なくとも一方を切り欠いた
   形状、または断面円弧状に形成されていることを特徴と
   するプラスチック製ゲートバルブの弁体。
2. 【請求項２】 前記シール用弾性パッキンの硬さがＡ６
   ５〜７５であることを特徴とする請求項１のプラスチッ
   ク製ゲートバルブの弁体。
3. 【請求項３】 弁本体の上部周面に嵌着される円環状シ
   ール部と弁本体の軸方向外面に嵌着され弁閉塞時にバル
   ブ本体の弁座に圧接するＵ字状シール部とが一体形成さ
   れ前記円環状シール部の内周面がその弁体軸方向の上端
   部及び下端部の少なくとも一方を切り欠いた形状または
   断面円弧状に形成されているシール用弾性パッキンを、
   弁体用の金型内に挿嵌し、プラスチックを金型内に射出
   して弁本体と前記シール用弾性パッキンとを一体成形す
   ることを特徴とするプラスチック製ゲートバルブの弁体
   の成形方法。
4. 【請求項４】 前記シール用弾性パッキンの硬さがＡ６
   ５〜７５であることを特徴とする請求項３に記載のプラ
   スチック製ゲートバルブの弁体の成形方法。