JP2001200906A

JP2001200906A - トルク伝達装置

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Publication number: JP2001200906A
Application number: JP2000011077A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Sensui; 博雄泉水
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2001-07-27
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: JP3916357B2

Abstract

(57)【要約】【課題】過大なトルク伝達を防止できるトルク伝達装
置を小型化する。【解決手段】キャップ１３に入力されたトルクをハブ
１４へ伝達するトルク伝達装置１１であって、キャップ
１３の孔部１５内に、環状鍔部１４ｂを有するハブ１４
と、環状鍔部１４ｂに当接するトルク伝達リング２０
と、トルク伝達リング２０を環状鍔部１４ｂに押圧する
皿バネ２１とが設けられ、環状鍔部１４ｂとトルク伝達
リング２０の双方に周方向において係合する傾斜面が形
成され、キャップ１３の孔部１５の開口側に、皿バネ２
１の押圧力を受け止める環状のふた部材２６が設けら
れ、おねじ部２８をめねじ部２７に螺合することによっ
て、ふた部材２６がキャップ１３に締め込まれ、ハブ１
４とトルク伝達リング２０と皿バネ２１との孔部１５か
らの脱落が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弁の操作機の操作
軸等にトルクを伝達するトルク伝達装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば図１１に示すように、弁
の操作機１においては、その操作軸２に操作キャップ３
を取り付け、キャップ３を操作棒（図示せず）等により
回転駆動することにより、操作棒の駆動力（トルク）を
キャップ３を介して操作軸２に伝達し、弁を開閉するよ
うにしている。キャップ３は、角錐状または角柱状に形
成された操作軸２に嵌合する嵌合孔４を形成すること
で、操作軸２の軸心廻りにおける廻り止めを行うととも
に、シアーピン５により操作軸２に対して抜け止めして
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような操作軸２とキャップ３との嵌合によって駆動力
の伝達を行う方式では、弁の全開時や全閉時などに回転
限度を越えた過大なトルクがキャップ３に加えられた場
合も全てのトルクが操作軸２に伝達されるので、操作機
１や弁などの操作対象装置に過大な力が作用して悪影響
を及ぼすといった問題があった。

【０００４】本発明は上記問題を解決するもので、過大
なトルク伝達を防止できるトルク伝達装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本第１発明は、入力手段によって入力側部材に入力
されたトルクを出力側部材へ伝達するトルク伝達装置で
あって、入力側部材に形成した孔部の内部に、環状鍔部
を形成した出力側部材が軸心廻りに回転自在に遊嵌さ
れ、環状鍔部に当接するトルク伝達リングが出力側部材
に外挿されて前記孔部内に配置され、トルク伝達リング
を環状鍔部に向けて押圧する弾性体が出力側部材の端面
と孔部の奥端面との間に配置され、入力側部材の孔部内
周面とトルク伝達リングの外周面とは軸心廻りにおいて
互いに係止するように構成され、前記環状鍔部とトルク
伝達リングの双方の当接面に、周方向において係合する
傾斜面が形成され、入力側部材の孔部開口側に弾性体の
押圧力を受け止める環状のふた部材が設けられ、前記ふ
た部材の外周面に、入力側部材の孔部開口部の内周面に
形成されためねじ部に螺合されるおねじ部が形成され、
前記おねじ部をめねじ部に螺合することによって、前記
ふた部材が入力側部材の孔部開口部に締め込まれて取付
けられ、前記出力側部材とトルク伝達リングと弾性体と
の孔部開口部からの脱落が防止されるものである。

【０００６】これによると、入力手段によって入力側部
材を回転駆動することにより、入力側部材のトルクをト
ルク伝達リングを介して出力側部材に伝達することがで
きる。入力手段によって入力側部材に過大なトルクが負
荷された時には、トルク伝達リングの傾斜面が環状鍔部
の傾斜面に強く押し付けられるため傾斜面間でスリップ
が生じ、トルク伝達リングが軸心方向に移動するととも
に弾性体が収縮し、その結果、出力側部材に対して入力
側部材がトルク伝達リングとともに空転し、過大なトル
ク伝達は防止される。

【０００７】この際、ふた部材は、出力側部材とトルク
伝達リングと弾性体とが孔部開口部から脱落するのを防
止するとともに、弾性体の押圧力を受け止めている。こ
のようなふた部材はおねじ部とめねじ部とを介して入力
側部材の孔部開口部に締め込まれて取付けられるため、
簡単な操作でかつ短時間のうちにふた部材を強固に入力
側部材に取付けることができ、さらに、トルク伝達装置
を小型化することができる。

【０００８】本第２発明は、入力側部材は、孔部を有す
る本体部と、軸心方向に突出しかつ入力手段に係合可能
な係合突起部とで構成され、出力側部材に嵌合孔が形成
され、前記嵌合孔に嵌合された外部の軸に螺合して、入
力側部材を軸心方向において外部の軸に係止する脱落防
止用のねじ部材が設けられ、前記ねじ部材は、前記係合
突起部内に形成されかつ係合突起部の頂部に開口する取
付孔の内部に挿入され、前記係合突起部の頂部に、前記
取付孔を覆うカバー体が嵌め込まれているものである。

【０００９】これによると、外部の軸を嵌合孔に嵌合
し、ねじ部材を取付孔の内部に挿入して外部の軸に螺合
させることにより、入力側部材が軸心方向において外部
の軸に係止するため、トルク伝達装置が、前記外部の軸
に、脱落することなく取付けられる。そして、係合突起
部の頂部にカバー体を嵌め込んで、取付孔をカバー体で
覆うことにより、外部の水や異物が取付孔から入力側部
材の孔部内へ侵入することを防止し得る。

【００１０】本第３発明は、カバー体の表面に表示部が
形成されているものである。これによると、弁の操作機
等の軸を出力側部材の嵌合孔に嵌合する場合、表示部
に、例えば前記弁の種類もしくは操作機のサイズや型式
等を表示することによって、作業者が、カバー体を目視
して、容易に弁の種類もしくは操作機のサイズや型式等
を認識することができる。このように、カバー体は、水
や異物の侵入を防止する役割に加えて、銘板としての役
割をも兼用している。また、多種類のサイズや型式等を
表示したカバー体を用意し、該当するサイズや型式が表
示されたカバー体を入力側部材に嵌め込むことによっ
て、入力側部材の種類を共通化することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明における実施の形
態を図１〜図１０に基づいて説明する。尚、先に述べた
従来のものと同一の部材に対しては、同じ符号を付記し
て、その説明を省略する。

【００１２】図１，図２に示すように、１１はトルク伝
達装置であり、弁の操作機１の操作軸２（外部の軸の一
例）に取付けられるものである。前記トルク伝達装置１
１の構成を以下に説明する。

【００１３】前記トルク伝達装置１１は、入力手段の一
例である操作棒（図示せず）によってキャップ１３（入
力側部材の一例）に入力されたトルクをハブ１４（出力
側部材の一例）へ伝達するものである。前記キャップ１
３は、孔部１５を有する本体部１６と、軸心Ａ方向に沿
って突出しかつ前記操作棒に係合可能な角錘状の係合突
起部１７とで構成されている。上記本体部１６は、円筒
部１６ａと、この円筒部１６ａの一端を閉塞する円板部
１６ｂとで構成されており、前記係合突起部１７は円板
部１６ｂに設けられている。また、図７に示すように、
前記孔部１５は断面が八角形状に形成されている。

【００１４】前記ハブ１４は、孔部１５の内部に、軸心
Ａ廻りに回転自在に遊嵌されている。図２，図８に示す
ように、ハブ１４は、前記操作軸２に嵌合する角錐状の
嵌合孔１９を有する円筒状部材１４ａと、この円筒状部
材１４ａの外周面に形成された円環形の環状鍔部１４ｂ
とで構成されている。

【００１５】前記環状鍔部１４ｂの両側には、環状鍔部
１４ｂに当接する一対のトルク伝達リング２０が円筒状
部材１４ａに外挿されて孔部１５内に配置されている。
図９に示すように、前記両トルク伝達リング２０は内周
面が円形でかつ外周面が八角形状に形成されおり、トル
ク伝達リング２０の八角形状をした外周面が孔部１５の
八角形状をした内周面（図７参照）に嵌入されるため、
トルク伝達リング２０の外周面と孔部１５の内周面とが
軸心Ａ廻りにおいて互いに係止する。

【００１６】また、前記トルク伝達リング２０の一端面
は環状鍔部１４ｂに当接する当接面となり、この当接面
には、径方向に沿う歯部２３が周方向に沿って間隔をお
いて多数形成されている。図１０に示すように、これら
各歯部２３はそれぞれ一対の傾斜面２３ａにより山形状
に形成され、その頂部に平坦面２３ｂを形成している。

【００１７】また、前記環状鍔部１４ｂの両当接面には
それぞれ、トルク伝達リング２０に形成したのと同等
に、歯部２４が多数形成されている。これら各歯部２４
はそれぞれ一対の傾斜面２４ａにより山形状に形成さ
れ、その頂部に平坦面２４ｂを形成している。

【００１８】また、図１に示すように、前記ハブ１４の
端面と孔部１５の奥端面との間には、トルク伝達リング
２０を環状鍔部１４ｂに向けて押圧する複数の皿バネ２
１（弾性体の一例）が配置されている。

【００１９】図２〜図４に示すように、前記孔部１５の
開口部側には、皿バネ２１の押圧力を受け止める円環状
のふた部材２６が設けられている。すなわち、前記円筒
部１６ａの内周面における孔部１５の開口部側にはめね
じ部２７が形成されており、ふた部材２６の外周面に
は、前記めねじ部２７に螺合可能なおねじ部２８が形成
されている。前記おねじ部２８をめねじ部２７に螺合す
ることによって、ふた部材２６が孔部１５の開口側端部
に締め込まれて取付けられ、この際、トルク伝達リング
２０がふた部材２６に受け止められるため、両トルク伝
達リング２０と皿バネ２１とハブ１４との孔部１５から
の脱落が防止される。

【００２０】尚、前記めねじ部２７の奥端部には、締め
込まれたふた部材２６が当接することにより締め込み深
さを規制するための当り面３１が円筒部１６ａの内周に
わたって形成されている。また、ふた部材２６の外端面
の２箇所には、このふた部材２６を回転させて着脱させ
るための工具を差し込む操作用孔２９が形成されてい
る。また、前記ハブ１４の円筒状部材１４ａの外周面に
は、この円筒状部材１４ａの外周面とふた部材２６の内
周面との間をシールするＯリング３０が装着されてい
る。

【００２１】図１０に簡略に示したように、両トルク伝
達リング２０の歯部２３とハブ１４の歯部２４とは周方
向Ｂにおいて互いに交互に位置していて、通常のトルク
負荷では、皿バネ２１の押圧力により、傾斜面２３ａ，
傾斜面２４ａが互いに圧接する状態で周方向Ｂにおいて
係合している。

【００２２】また、図１，図２に示すように、前記キャ
ップ１３の円板部１６ｂの中央部にはボルト貫通孔３４
が形成され、さらに、嵌合孔１９に嵌合した操作軸２の
端部にはねじ孔３５が形成されている。皿ばね座金３７
を介して脱落防止用のボルト３６（ねじ部材の一例）を
ボルト貫通孔３４に挿通してねじ孔３５に螺合すること
により、キャップ１３が軸心Ａ方向において操作軸２に
係止される。これにより、ボルト３６は操作軸２に固定
され、キャップ１３は、ボルト３６に対して、軸心Ａ廻
りに回転可能となる。

【００２３】前記ボルト３６は、係合突起部１７の内部
に形成されかつ係合突起部１７の頂部に開口する取付孔
３８の内部に挿入されている。係合突起部１７の頂部に
は、取付孔３８を覆う四角平板状のカバー体３９が取付
けられている。すなわち、図３，図６に示すように、取
付孔３８の頂部開口部には印ろう部４０が形成されてお
り、前記カバー体３９は印ろう部４０に嵌め込まれてい
る。尚、カバー体３９の外周部にはシール材が塗られて
おり、カバー体３９の外周面と印ろう部４０の内周面と
の間はシール材によってシールされている。

【００２４】また、カバー体３９の表面には表示部４１
が形成され、表示部４１には、操作機１で操作される弁
の種類を示すアルファベット４２（図６において、Ｂは
バタフライ弁を示し、Ｓは仕切弁を示す）が記載されて
いる。

【００２５】尚、図５はトルク伝達装置１１の底面図で
あり、図１は、図５のトルク伝達装置１１をＸ−Ｘ断面
で見た断面図に相当している。以下、上記構成における
作用を説明する。

【００２６】操作機１の操作軸２を嵌合孔１９に嵌合
し、ボルト３６と皿ばね座金３７とを取付孔３８の内部
に挿入し、ボルト３６をボルト貫通孔３４に挿通してね
じ孔３５に螺合する。これにより、キャップ１３が軸心
Ａ方向において操作軸２に係止されるため、トルク伝達
装置１１が、操作軸２に、脱落することなく取付けられ
る。そして、印ろう部４０にカバー体３９を嵌め込んで
取付孔３８を覆う。これにより、外部の水や異物が取付
孔３８からボルト貫通孔３４を通ってキャップ１３の孔
部１５内へ侵入することを防止し得る。

【００２７】また、作業者が、カバー体３９の表示部４
１を目視することによって、容易に弁の種類（Ｂの表示
があればバタフライ弁、Ｓの表示があれば仕切弁）を認
識することができる。このように、カバー体３９は、水
や異物の侵入を防止する役割に加えて、銘板の役割をも
兼用している。尚、図６に示すように、表示部４１に
は、バタフライ弁を示すアルファベット「Ｂ」や仕切弁
を示すアルファベット「Ｓ」の他に、さらに多種類の型
式やサイズ（弁の口径）等を表示してもよい。そして、
該当する型式やサイズが表示されたカバー体３９を印ろ
う部４０に嵌め込むことによって、キャップ１３の種類
を共通化して減らすことができる。

【００２８】上記のようにしてトルク伝達装置１１を操
作軸２に装着した状態では、図１に示すように、操作軸
２はハブ１４の嵌合孔１９に嵌合し、ハブ１４は環状鍔
部１４ｂにおいて両トルク伝達リング２０と係合し、ト
ルク伝達リング２０は外周面においてキャップ１３に係
合している。

【００２９】弁の開閉操作時に、キャップ１３の係合突
起部１７に操作棒（図示せず）等を係合させ、この操作
棒を回転操作してキャップ１３を回転駆動すると、その
トルクがトルク伝達リング２０，ハブ１４を介して操作
軸２に伝わり、操作軸２が回転して弁が開閉動作する。

【００３０】弁の全開時もしくは全閉時に、弁の回転限
度を越えた過大なトルクがキャップ１３に加わると、図
１０より理解されるように、トルク伝達リング２０の歯
部２３の傾斜面２３ａがハブ１４の歯部２４の傾斜面２
４ａに強く押し付けられ、傾斜面２３ａ，２４ａ間でス
リップが生じる。その結果、図２に示したようにトルク
伝達リング２０が軸心Ａ方向に移動するとともに皿バネ
２１が弾性変形して、トルク伝達リング２０の歯部２３
がハブ１４の歯部２４を乗り越え、つまりハブ１４に対
してキャップ１３がトルク伝達リング２０とともに空転
し、過大なトルク伝達は防止される。

【００３１】このように皿バネ２１の弾性変形によって
過剰トルクを防止する方式なので、図１に示す当り面３
１の位置を軸心Ａの方向に沿って変更し、皿バネ２１の
数を調節することによって、最大トルクを調整できる。

【００３２】また、図１，図２に示すように、ふた部材
２６は、ハブ１４とトルク伝達リング２０と皿バネ２１
とが孔部１５の開口部から脱落するのを防止するととも
に、皿バネ２１の押圧力を受け止めている。このような
ふた部材２６はおねじ部２８とめねじ部２７とを介して
キャップ１３の孔部１５の開口部に締め込まれて取付け
られるため、複数本のボルト等を用いてふた部材２６を
取付ける場合に比べて、簡単な操作でかつ短時間のうち
にふた部材２６を強固にキャップ１３に取付けることが
できる。

【００３３】さらに、キャップ１３の軸心Ａ方向に向き
かつ軸心Ａを中心とした円周上に複数本配設されたボル
ト４５（図１の仮想線参照）等を用いてふた部材２６を
キャップ１３の本体部１６に連結する場合に比べて、ふ
た部材２６の外径Ｃとキャップ１３の円筒部１６ａの外
径Ｄとを小さくすることができ、これにより、トルク伝
達装置１１を小型軽量化することができる。

【００３４】また、複数のピン４６（図１の仮想線参
照）をキャップ１３の円筒部１６ａの外周方からキャッ
プ１３の軸心Ａに向けて径方向へ挿通することによっ
て、これらピン４６を用いてふた部材２６をキャップ１
３の本体部１６に連結した場合、せん断力によってピン
４６が変形するといった懸念があるが、これに対して、
ふた部材２６はおねじ部２８とめねじ部２７とを介して
キャップ１３に締め込まれて取付けられているため、せ
ん断力による変形等の発生を防止することができる。

【００３５】上記実施の形態では、弾性体の一例として
皿バネ２１を用いているが、皿バネ２１に代えてスプリ
ングなどの他の弾性体を配置することも可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本第１発明によれば、入力
側部材に過大なトルクが負荷された場合、出力側部材に
対して入力側部材がトルク伝達リングとともに空転し、
過大なトルク伝達は防止される。

【００３７】また、ふた部材は、出力側部材とトルク伝
達リングと弾性体とが孔部開口部から脱落するのを防止
するとともに、弾性体の押圧力を受け止めている。この
ようなふた部材はおねじ部とめねじ部とを介して入力側
部材の孔部開口部に締め込まれて取付けられるため、簡
単な操作でかつ短時間のうちにふた部材を強固に入力側
部材に取付けることができ、さらに、トルク伝達装置を
小型化することができる。

【００３８】また、本第２発明によれば、取付孔をカバ
ー体で覆うことにより、外部の水や異物が取付孔から入
力側部材の孔部内へ侵入することを防止し得る。また、
本第３発明によれば、カバー体は、水や異物の侵入を防
止する役割に加えて、銘板としての役割をも兼用してい
る。また、多種類のサイズや型式等を表示したカバー体
を用意し、該当するサイズや型式が表示されたカバー体
を入力側部材に嵌め込むことによって、入力側部材の種
類を共通化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるトルク伝達装置の
縦断面図であり、図５をＸ−Ｘ断面で見たものである。

【図２】同、トルク伝達装置の縦断面図であり、過大な
トルクが負荷されて皿バネが変形した状態を示す。

【図３】同、トルク伝達装置の正面図であり、ふた部材
とカバー体とボルトと座金とを取り外した状態を示す。

【図４】同、トルク伝達装置のふた部材の図である。

【図５】同、トルク伝達装置の底面図である。

【図６】同、トルク伝達装置の平面図である。

【図７】同、トルク伝達装置のキャップの円筒部の横断
面図である。

【図８】同、トルク伝達装置のハブの図であり、（ａ）
はハブの一部切欠き正面図であり、（ｂ）はハブの平面
図である。

【図９】同、トルク伝達装置のトルク伝達リングの平面
図である。

【図１０】同、トルク伝達装置のハブとトルク伝達リン
グとの歯部の拡大図である。

【図１１】従来の弁の操作機を示した断面図である。

【符号の説明】

２操作軸（外部の軸）１１トルク伝達装置１３キャップ（入力側部材）１４ハブ（出力側部材）１４ｂ環状鍔部１５孔部１６本体部１７係合突起部１９嵌合孔２０トルク伝達リング２１皿バネ（弾性体）２３ａ，２４ａ傾斜面２６ふた部材２７めねじ２８おねじ３６ボルト（ねじ部材）３８取付孔３９カバー体４１表示部Ａ軸心

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】入力手段によって入力側部材に入力され
たトルクを出力側部材へ伝達するトルク伝達装置であっ
て、入力側部材に形成した孔部の内部に、環状鍔部を形
成した出力側部材が軸心廻りに回転自在に遊嵌され、環
状鍔部に当接するトルク伝達リングが出力側部材に外挿
されて前記孔部内に配置され、トルク伝達リングを環状
鍔部に向けて押圧する弾性体が出力側部材の端面と孔部
の奥端面との間に配置され、入力側部材の孔部内周面と
トルク伝達リングの外周面とは軸心廻りにおいて互いに
係止するように構成され、前記環状鍔部とトルク伝達リ
ングの双方の当接面に、周方向において係合する傾斜面
が形成され、入力側部材の孔部開口側に弾性体の押圧力
を受け止める環状のふた部材が設けられ、前記ふた部材
の外周面に、入力側部材の孔部開口部の内周面に形成さ
れためねじ部に螺合されるおねじ部が形成され、前記お
ねじ部をめねじ部に螺合することによって、前記ふた部
材が入力側部材の孔部開口部に締め込まれて取付けら
れ、前記出力側部材とトルク伝達リングと弾性体との孔
部開口部からの脱落が防止されることを特徴とするトル
ク伝達装置。
【請求項2】入力側部材は、孔部を有する本体部と、
軸心方向に突出しかつ入力手段に係合可能な係合突起部
とで構成され、出力側部材に嵌合孔が形成され、前記嵌
合孔に嵌合された外部の軸に螺合して、入力側部材を軸
心方向において外部の軸に係止する脱落防止用のねじ部
材が設けられ、前記ねじ部材は、前記係合突起部内に形
成されかつ係合突起部の頂部に開口する取付孔の内部に
挿入され、前記係合突起部の頂部に、前記取付孔を覆う
カバー体が嵌め込まれていることを特徴とする請求項１
記載のトルク伝達装置。
【請求項3】カバー体の表面に表示部が形成されてい
ることを特徴とする請求項２記載のトルク伝達装置。