JP2002195449A - 弁の開閉操作キヤップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁に過大なトルクが負荷されるのを回避して
保護を図る。また、トルク伝達ピンの使用を避けて、煩
雑な交換作業を不要し、たとえトルク伝達ピンが使用さ
れていても、その剪断を回避することができる弁の開閉
操作キヤップを提供する。 【解決手段】 弁２の操作軸（弁棒）４における角形上
端部４Ａに外嵌可能な角孔３０Ａを設けたボックス部材
３０を、縦軸線Ｃまわりの回転を自在にハウジング部材
３１に収容し、ボックス部材３０とハウジング部材３１
との間には、ボックス部材３０に負荷されるトルクが設
定値以下の領域でボックス部材３０とハウジング部材３
１の両部材を縦軸線Ｃまわりに同時に回転させるととも
に、ボックス部材３０に負荷されるトルクが設定値を超
える領域で前記両部材を縦軸線Ｃまわりに相対回転させ
るトルク断続手段５を介設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弁の開閉操作キヤ
ップに係り、たとえば、水道用配管などに介設されてい
る仕切弁やバタフライ弁あるいはボール弁などの弁の開
閉時に用いられる弁の開閉操作キヤップに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、たとえば、図６および図７に
示す水道用配管１に介設されている仕切弁２の開閉時に
は、弁の開閉操作キヤップ３が用いられる。この弁の開
閉操作キヤップ３は、ボックス部３Ａと、このボックス
部３Ａの上側に一体に設けた角形頭部３Ｂとを備えてお
り、仕切弁２の操作軸（弁棒）４の先端部にボックス部
３Ａを嵌め合い構造によって一体に結合することで、仕
切弁２に取付けられている。

【０００３】したがって、図示していない開閉操作ハン
ドル（開栓棒）の下端部に設けた角形凹部を弁の開閉操
作キヤップ３の角形頭部３Ｂに外嵌したのち、開閉操作
ハンドルを正逆方向に回転させることによって、操作軸
４を同時に正逆方向に回転させて、仕切弁２を開閉操作
することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の弁の
開閉操作キヤップ３は、操作軸４に対して対回転不能に
結合されているので、前記図示していない開閉操作ハン
ドルによって操作キヤップ３に過大なトルクが負荷され
ると、仕切弁２にも過大なトルクが負荷されることにな
って、仕切弁２を損傷させるおそれがる。

【０００５】このように、過大なトルクが負荷されるこ
とによる仕切弁２の損傷を防止するために、シアーピン
の機能をもつトルク伝達ピンによって操作軸４と開閉操
作キヤップ３とを相対回転不能に結合し、開閉操作キヤ
ップ３に過大なトルクが負荷された場合に、トルク伝達
ピンを剪断させるようにした保護手段が知られている。

【０００６】しかし、このような保護手段では、トルク
伝達ピンの剪断時に「剪断バリ」が発生し、この「剪断
バリ」が操作軸４の先端部とボックス部３Ａとの嵌め合
い部の隙間に噛み込むと、トルク伝達ピンの交換のため
に開閉操作キヤップ３を操作軸４から抜き取る作業がき
わめて困難になる。これらのことは、前述の仕切弁２の
みならず、たとえばバタフライ弁やボール弁などの他の
弁にもいえる。

【０００７】そこで、本発明は、弁に過大なトルクが負
荷されるのを回避して、弁の保護を図ることができると
ともに、トルク伝達ピンの使用を避けて、煩雑な交換作
業を不要にすることができるばかりか、たとえトルク伝
達ピンが使用されていても、その剪断を回避することが
できる弁の開閉操作キヤップを提供することを目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る弁の開閉操作キヤップは、弁側の角形
端部に外嵌可能な角形凹部を設けたボックス部材と、こ
のボックス部材を軸線まわりの回転を自在に収容したハ
ウジング部材とを備え、前記ボックス部材とハウジング
部材との間には、前記ボックス部材に負荷されるトルク
が設定値以下の領域で前記ボックス部材とハウジング部
材の両部材を前記軸線まわりに同時に回転させるととも
に、前記ボックス部材に負荷されるトルクが設定値を超
える領域で前記両部材を前記軸線まわりに相対回転させ
るトルク断続手段が介設されていることを特徴としてい
る。

【０００９】本発明によれば、弁の開閉操作時にボック
ス部材に負荷されるトルクが設定値を超えると、トルク
断続手段の作用によってボックス部材とハウジング部材
が軸線まわりに相対回転する。つまりハウジング部材の
みが軸線まわりに回転してボックス部材は停止した状態
になる。このため、弁に過大なトルクが負荷されるのを
回避して、弁の保護を図ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態を
一部断面で示す正面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図で
ある。図１および図２において、弁の開閉操作キヤップ
３は、テーパ角孔３０Ａを貫通して設けた金属製円筒状
のボックス部材３０と、このボックス部材３０を縦軸線
Ｃまわりの回転を自在に収容した金属製のハウジング部
材３１とを備え、ボックス部材３０とハウジング部材３
１との間には、トルク断続手段５が介設されている。

【００１１】ボックス部材３０には、縦軸線Ｃ方向の中
央部よりも少し下側に径外方向に張出すフランジ部３０
Ｂを設けてある。なお、貫通したテーパ角孔３０Ａに代
えて、下向きに開口するテーパ状の盲貫角孔３０Ａを設
けた構造、つまり、下向きに開口する角形凹部を設けた
構造であってもよい。

【００１２】ハウジング部材３１は、下向きカップ状に
形成され、その天井３１Ａの中心部には上向きにのびる
テーパ状の角形頭部３１Ｂが一体に設られており、下端
開口部の内面には雌ねじ３１Ｃが設けられている。そし
て、雌ねじ３１Ｃにリング状のキヤップ６の外周雄ねじ
６Ａを螺合して締め付けることで、リング状のキヤップ
６がハウジング部材３１の下端部に着脱可能に取付けら
れるとともに、その上面にボックス部材３０のフランジ
部３０Ｂを載置して、リング状のキヤップ６によりボッ
クス部材３０を縦軸線Ｃまわりの回転を自在に支持して
いる。なお、ハウジング部材３１に対するリング状のキ
ヤップ６の着脱は、下向きに開口して設けた複数の着脱
用の凹部６Ｂ，６Ｂに嵌合可能な突起を有するスパナな
どの工具を使用することによって容易に行うことができ
る。

【００１３】トルク断続手段５は、ボックス部材３０に
負荷されるトルクが設定値以下の領域でボックス部材３
０とハウジング部材３１の両部材を縦軸線Ｃまわりに同
時に回転させるとともに、ボックス部材３０に負荷され
るトルクが設定値を超える領域で両部材３０，３１を縦
軸線Ｃまわりに相対回転させるためのもので、スプライ
ン溝５０と、複数個の鋼球５１と、縦軸線Ｃに直交する
断面形状がＣ形のスプリング５２と、このスプリング５
２とボックス部材３０とを互いに連結して、両者５２、
３０を縦軸線Ｃまわりに同時回転させる機能を備えた連
結機構５３とを備えている。

【００１４】スプライン溝５０は、ハウジング部材３１
における周壁の内面に形成され、縦軸線Ｃに直交する断
面形状が略半円形になっている。また、断面形状がＣ形
のスプリング５２は、ボックス部材３０のフランジ部３
０Ｂに載置された状態で、該フランジ部３０Ｂよりも上
側部位の外周を弾性縮径可能に取り囲んで配置されてお
り、その外周面には前記スプライン溝５０に径方向内側
で対向する凹部５２Ａが形成されている。なお、凹部５
２Ａの縦軸線Ｃに直交する断面形状は、スプライン溝５
０よりも浅い円弧状になっている。そして、複数個の鋼
球５１は、外周面の一部がスプライン溝５０と凹部５２
Ａの両者に嵌まり込んだ状態で、ハウジング部材３１の
内周面とスプリング５２の外周面によって囲まれる環状
空間７に配置され、スプリング５２の拡径方向への弾性
付勢によって、スプライン溝５０と凹部５２Ａに挟み付
けられている。

【００１５】一方、連結機構５３は、スプリング５２の
周方向に適宜の間隔を隔てた位置で内周面から径内方向
に突設した複数の凸部５３Ａと、ボックス部材３０にお
けるフランジ部３０Ｂよりも上側部位の外周に凹設され
て前記複数の凸部５３Ａを嵌合している複数の溝５３Ｂ
によって構成されている。

【００１６】前記構成の弁の開閉操作キヤップ３は、た
とえば、図６に示す水道用配管１に介設されている仕切
弁２における操作軸（弁棒）４の上端部、つまり、図１
において二点鎖線で示す操作軸４の角形上端部４Ａに、
ボックス部材３０のテーパ角孔３０Ａを上側から外嵌す
ることによって仕切弁２に取付けられる。すなわち、図
６および図７で示した従来の弁の開閉操作キヤップ３に
代えて、図１に示すように、本発明品の弁の開閉操作キ
ヤップ３が取付けられる。

【００１７】このような構成であれば、図１の一点鎖線
で示すように、開閉操作ハンドル（開栓棒）８の下端部
に設けたテーパ状の角形凹部８Ａを操作キヤップ３にお
けるハウジング部材３１のテーパ状の角形頭部３１Ｂに
外嵌したのち、開閉操作ハンドル８を正逆方向に回転さ
せることによって、ボックス部材３０に負荷されるトル
クが設定値以下の領域であれば、操作キヤップ３と同時
に操作軸４を正逆方向に回転させて、仕切弁２を開閉操
作することができる。

【００１８】開閉操作ハンドル８の正逆方向の回転は、
（ハウジング部材３１）→（スプライン溝５０）→（複
数個の鋼球５１）→（凹部５２Ａ）→（スプリング５
２）→（連結機構５３の複数の凸部５３Ａ）→（連結機
構５３の複数の溝５３Ｂ）のトルク伝達経路でボックス
部材３０に伝達され、ボックス部材３０を正逆方向に回
転させて、仕切弁２を開閉操作することができる。

【００１９】一方、仕切弁２の開閉トルクが設定値を超
えて、ボックス部材３０に設定値を超える領域のトルク
が負荷された場合には、トルク断続手段５の作用によっ
て、ボックス部材３０とハウジング部材３１を縦軸線Ｃ
まわりに相対回転させて、ハウジング部材３１からボッ
クス部材３０へのトルク伝達を遮断することができる。

【００２０】すなわち、ボックス部材３０に負荷される
トルクの設定値は、スプリング５２のばね力によって決
められ、このばね力によってスプライン溝５０と凹部５
２Ａによる鋼球５１の挟み付け強さが設定されるので、
仕切弁２の開閉トルクが設定値を超えて、ボックス部材
３０に設定値を超える領域のトルクが負荷された場合に
は、前記挟み付け強さよりも負荷トルクが大きくなり、
ハウジング部材３１の正逆回転によって該ハウジング部
材３１に追従して公転する鋼球５１が凹部５２Ａを押圧
して、スプリング５２を弾性縮径させ、図３に示すよう
に鋼球５１が凹部５２Ａから離脱したのちに、公転方向
下流側の凹部５２Ａに嵌まり込み、この凹部５２Ａから
再び離脱して公転方向下流側の凹部５２Ａに嵌まり込む
動作を繰り返すことになる。その結果、ハウジング部材
３１のみが縦軸線Ｃまわりに回転（空転）し、ボックス
部材３０は停止した相対回転状態になるので、仕切弁２
に過大なトルクが負荷されなくなり、仕切弁２の損傷を
防止して保護を図ることができる。このため、従来の保
護手段で必要であったトルク伝達ピンの使用を避けて、
煩雑な交換作業を不要にすることができる。

【００２１】なお、前記実施の形態では、仕切弁２にお
ける操作軸４の角形上端部４Ａに弁の開閉操作キヤップ
３を取付けた使用例で説明しているが、図４に示すよう
に、弁の開閉操作キヤップ３を開閉操作ハンドル（開栓
棒）８の下端部に一体に設けてもよい。このように構成
すれば、図６および図７で示した従来の弁の開閉操作キ
ヤップ３の角形頭部３Ｂ（図４では、二点鎖線で示して
いる）に、弁の開閉操作キヤップ３におけるボックス部
材３０のテーパ角孔３０Ａを上側から外嵌したのち、開
閉操作ハンドル８を正逆方向に回転させることによっ
て、前記第１実施の形態と同様に、ボックス部材３０に
負荷されるトルクが設定値以下の領域であれば、仕切弁
２を開閉操作することができるとともに、ボックス部材
３０に設定値を超える領域のトルクが負荷された場合に
は、ボックス部材３０とハウジング部材３１を縦軸線Ｃ
まわりに相対回転させて、ハウジング部材３１からボッ
クス部材３０へのトルク伝達を遮断することができる。
したがって、図６および図７で示した従来の弁の開閉操
作キヤップ３において、仕切弁２の操作軸４の先端部を
丸形断面に形成し、この先端部にボックス部３Ａを嵌め
合い構造によって一体に結合するとともに、トルク伝達
ピンを使用していても、その剪断を回避することができ
る。

【００２２】また、連結機構５３を複数の凸部５３Ａと
複数の溝５３Ｂによって構成しているが、図５に示すよ
うに、ボックス部材３０におけるフランジ部３０Ｂより
も上側部位の外周に突設した凸部５３Ｃをスプリング５
２の欠円部５２Ｂに臨ませた構成であってもよい。

【００２３】さらに、複数個の鋼球５１を断面形状が半
円形のスプライン溝５０と、このスプライン溝５０より
も浅い断面形状が円弧状の凹部５２Ａで挟み付けた構造
で説明しているが、断面形状が鋸刃形のスプライン溝５
０と、このスプライン溝５０よりも浅い鋸刃形の凹部５
２Ａで複数個の鋼球５１を挟み付けるように構成しても
よい。

【００２４】また、本発明は、仕切弁２のみならず、バ
タフライ弁あるいはボール弁などの他の弁の開閉にも適
用可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の弁の開閉
操作キヤップは構成されているので、以下のような格別
な効果を奏する。

【００２６】すなわち、弁の開閉操作時にボックス部材
に負荷されるトルクが設定値を超えると、トルク断続手
段の作用によってハウジング部材のみを軸線まわりに回
転させ、ボックス部材を停止させることができるので、
弁に過大なトルクが負荷されるのを回避して、弁の保護
を図ることができるとともに、トルク伝達ピンの使用を
避けて、煩雑な交換作業を不要にすることができるばか
りか、たとえトルク伝達ピンが使用されていても、その
剪断を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を一部断面で示す正面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】ボックス部材に設定値を超える領域のトルクが
負荷された場合の作動説明図である。

【図４】本発明の他の実施の形態を一部断面で示す正面
図である。

【図５】連結機構の変形例を示す横断平面図である。

【図６】仕切弁に従来の開閉操作キヤップが取付けられ
ている構成図である。

【図７】従来の弁の開閉操作キヤップの一例を一部断面
で示す正面図である。

【符号の説明】

２ 仕切弁（弁） ３Ｂ 角形頭部（弁側の角形端部） ４Ａ 操作軸（弁棒）の角形上端部（弁側の角形端部） ５ トルク断続手段 ３０ ボックス部材 ３０Ａ テーパ角孔（角形凹部） ３１ ハウジング部材 Ｃ 縦軸線（軸線）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁側の角形端部に外嵌可能な角形凹部を
   設けたボックス部材と、このボックス部材を軸線まわり
   の回転を自在に収容したハウジング部材とを備え、前記
   ボックス部材とハウジング部材との間には、前記ボック
   ス部材に負荷されるトルクが設定値以下の領域で前記ボ
   ックス部材とハウジング部材の両部材を前記軸線まわり
   に同時に回転させるとともに、前記ボックス部材に負荷
   されるトルクが設定値を超える領域で前記両部材を前記
   軸線まわりに相対回転させるトルク断続手段が介設され
   ていることを特徴とする弁の開閉操作キヤップ。