JP2008089103A

JP2008089103A - 手動切換弁

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Publication number: JP2008089103A
Application number: JP2006271650A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Fukano; 喜弘深野; Tadashi Uchino; 正内野
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2008-04-17
Also published as: DE102007046132B4; TWI322866B; DE102007046132A1; US8353498B2; TW200833983A; CN101158407A; US20080078968A1; KR100905068B1; KR20080031139A

Abstract

【課題】全閉・全開時における弁体に付与される負荷を簡素な構成で防止して耐久性を向上させる。
【解決手段】手動で弁体６２を開閉可能な手動切換弁１０において、ピストン３８が、ハウジング１６に挿通されたシャフト５６に螺合され、該シャフト５６の上端部には、切換機構９６の内蔵されたハンドル９４が装着される。そして、弁体６２が弁座３０に着座した後、ハンドル９４に付与される回転力は、切換機構９６のボール１２２がシャフト５６の歯部１１２から離脱することにより前記シャフト５６へと伝達されずに遮断される。そのため、過大な回転力がハンドル９４へと付与された場合に、前記ハンドル９４のみが空回りしてシャフト５６が回転することがなく、全閉及び全開時における弁体６２のさらなる変位が防止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、弁体の変位作用下に流体の流通状態を切り換え可能な手動切換弁に関する。

従来から、流体が流通する通路を備えたボディの内部に弁体が変位自在に設けられ、前記通路に臨む弁座に前記弁体が着座・離間することにより前記流体の連通状態を切り換える手動切換弁が知られている。一般的に、手動切換弁では、流体の連通状態を切り換える場合、作業者が操作部となるハンドルを回転させることによって弁体を軸線方向に沿って変位させ、弁座に対して着座・離間させて弁閉・弁開状態としている。

しかしながら、例えば、手動切換弁を弁閉させる場合に、作業者が誤って過大な回転トルクでハンドルを回転させることにより、弁体が弁座部側に向かって所定量より多く変位してしまい、該弁体が過大な力で前記弁座に対して押し付けられることがある。その場合、弁体及び弁座が過大な力（トルク）によって損傷して耐久性が低下してしまう懸念がある。

そのため、このような弁体と弁座との過大な力での接触を防止可能な手動切換弁が知られている。この手動切換弁は、例えば、弁本体の弁座に弁体を着座させて弁閉状態とする場合には、ハンドルを回転させることにより該ハンドルに螺合されたスライドナットが回転し、該スライドナットの内部に螺合されたピストンが前記弁座側へと変位して弁体が弁座に着座する。そして、さらにハンドルを回転させた場合には、ハンドルとピストンとの間に螺合されていたスライドナットが上方へと変位し、該スライドナットが前記ピストンから離脱することによりが該ピストンに対する螺合状態が解除される。そのため、ハンドルが空回りし、該ハンドルに付与された回転力がピストンへと伝達されず、弁体の弁座側へのさらなる変位が阻止される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３４４９１８号公報

ところで、特許文献１に係る従来技術では、ハンドルからの回転力を遮断するために、ピストンとスライドナットとの螺合を解除する構成としているが、手動弁を使用する際に、前記ピストンとスライドナットとを再度螺合させる必要があり、そのためにスプリングを別個に設け、該スプリングによって前記スライドナットを前記ピストン側へと付勢して螺合させるように導いている。このように、従来技術に係る手動弁では、弁閉時において弁座に対する弁体のさらなる押圧を防止可能な構成が複雑である。

また、この構成は、全閉時における弁体及び弁座への過度な力の付与を防止するものであり、弁体が弁座から離間した全開時において弁体への過度な力の付与を防止する構成となっていない。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、全閉・全開時における弁体に付与される負荷を簡素な構成で防止して耐久性を向上させることが可能な手動切換弁を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、圧力流体が流通する通路を有するボディと、
前記ボディの内部に変位自在に設けられ、前記ボディに形成された弁座に着座する弁体と、
前記ボディに回転自在に設けられ、その回転作用下に前記弁体を軸線方向に沿って変位させるシャフトと、
前記シャフトの端部に保持され、所定の回転力が付与される操作部と、
前記操作部とシャフトとの間に設けられ、該操作部に付与された回転力の前記シャフトへの伝達状態を切り換える切換機構と、
を備え、
前記操作部から前記シャフトに伝達される回転力が過大である場合に、前記切換機構によって前記操作部から前記シャフトへの回転力の伝達が遮断されることを特徴とする。

本発明によれば、操作部に付与された回転力が切換機構を介してシャフトへと伝達され、前記シャフトの回転作用下に弁体が軸線方向に沿って変位することにより、ボディの弁座に対して前記弁体を接近・離間させて開閉動作させ、前記弁体を弁座に着座させることによって通路の連通を遮断している。そして、弁体が弁座に着座した全閉時、前記弁体が弁座から離間した全開時において、作業者が誤って操作部を継続的に操作し、該操作部からシャフトへと伝達される回転力が過大となった場合でも、前記操作部からシャフトへの回転力の伝達を切換機構によって確実且つ好適に遮断することができる。

従って、弁体が弁座に着座した後に弁体が弁座側に向かって変位して過大な力で押し付けられることが防止され、前記弁体及び弁座の耐久性を向上させることができる。

また、切換機構は、操作部の内部にシャフト側に向かって変位自在に設けられるボールと、
前記ボールを前記シャフト側に向かって付勢するスプリングと、
前記操作部に臨むシャフトの外周面に設けられ、前記ボールが係合される複数の歯部と、
を備え、
前記ボールを、前記スプリングの弾発力によって前記歯部側に向かって押圧して係合させるとよい。これにより、切換機構を構成するボールがスプリングの弾発力によって操作部の歯部に対して所定の押圧力で係合されるため、前記ボールを介して操作部とシャフトとが相対変位することがなく一体的に回転変位させることができる。また、ボールをスプリングに弾発力に抗して変位させることにより、該ボールと歯部との係合状態が解除され、該操作部とシャフトとを相対変位させることができる。その結果、ボール、スプリング及び歯部から切換機構を簡素に構成し、操作部に付与された回転力を前記切換機構を介してシャフトに対して伝達・遮断することが可能となる。

さらに、切換機構は、スプリングの弾発力が回転力より大きい場合に操作部からシャフトへと前記回転力を伝達させ、前記スプリングの弾発力が前記回転力より小さい場合には前記操作部から前記シャフトへの回転力の伝達を遮断させるとよい。これにより、スプリングの弾発力を予め所望の回転力に応じて設定しておくことにより、前記回転力の前記シャフトへの伝達状態を自在に切り換えることができる。

さらにまた、ボールの硬度を歯部の硬度より小さく設定することにより、長年の使用によってボール及び歯部に摩耗が生じた場合に、硬度の小さいボールが歯部より摩耗することとなるが、前記ボールは前記歯部を有するシャフトと比較して交換が容易であるため、手動切換弁のメンテナンス性を良好とすることができる。

またさらに、操作部に、弁体と共に軸線方向に沿って変位し、該弁体の開閉状態を示す位置に変位する表示部を備え、前記表示部を前記操作部の略中央部に配置するとよい。これにより、弁体の開閉状態を手動切換弁の外部から容易に視認することができる。さらに、表示部を操作部の略中央部に設けることにより、弁体の開閉状態をより一層容易に視認することができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、弁体が弁座に着座した全閉時、前記弁体が弁座から離間した全開時において、操作部に付与される回転力が過大となった場合でも、前記操作部とシャフトとの間に設けられた切換機構によって前記操作部からシャフトへの回転力の伝達を確実且つ好適に遮断することができる。その結果、弁体が弁座に着座した後に弁体が弁座側に向かって変位して過大な力で押し付けられることが防止され、前記弁体及び弁座の耐久性を向上させることが可能となる。

本発明に係る手動切換弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る手動切換弁を示す。

この手動切換弁１０は、図１〜図３に示されるように、圧力流体が内部を流通するバルブボディ（ボディ）１２と、該バルブボディ１２の上部に連結される筒状の連結ボディ（ボディ）１４と、該連結ボディ１４の上部を覆うように連結されるハウジング（ボディ）１６と、前記連結ボディ１４及びハウジング１６の内部に配設される弁機構部１８と、前記バルブボディ１２の内部を流通する流体の流通状態を制御する流通制御部２０と、前記弁機構部１８の弁閉・弁開状態を示すインジケータ部（表示部）２２とを含む。

バルブボディ１２は、図示しない圧力流体供給源から圧力流体が導入される第１ポート２４と、前記圧力流体が排出される第２ポート２６と、前記第１ポート２４と第２ポート２６とを連通する連通路（通路）２８とを有する。また、連通路２８には、後述する弁体６２が着座する弁座３０が形成されている。

この第１ポート２４と第２ポート２６は、連通路２８を挟んで互いに一直線上となるように形成されると共に、前記第１及び第２ポート２４、２６の外部には、軸線方向に沿ってねじ３２が刻設される。そして、筒状の接続ナット３４がねじ３２を介してそれぞれ螺合され、該接続ナット３４と第１及び第２ポート２４、２６の端部との間に配管（図示せず）が挟持されることにより、該配管が連結されて接続部位の気密性が保持される。

バルブボディ１２の上部は筒状に形成され、その内周面に刻設された第１ねじ溝３６に連結ボディ１４の外周部位が螺合されることにより、前記バルブボディ１２と連結ボディ１４とが連結される。

この連結ボディ１４の内部には、後述するピストン３８が軸線方向に変位自在に配設されるピストン室４０が形成され、該ピストン室４０に臨む端面に環状溝を介して緩衝部材４２が装着される。すなわち、ピストン室４０に配設されたピストン３８がバルブボディ１２側（矢印Ａ方向）へと変位し、該ピストン３８の下面が緩衝部材４２に当接することによりその衝撃が緩衝される。

また、連結ボディ１４の略中央部には、軸線方向に沿って延在し、ピストン３８の小径部４４が挿通されるピストン孔４６が形成され、前記ピストン孔４６がバルブボディ１２の連通路２８とピストン室４０とを連通している。

さらに、連結ボディ１４の外周面には、バルブボディ１２に螺合される第２ねじ溝４８と、ハウジング１６の内周部に螺合される第３ねじ溝５０がそれぞれ形成され、該第３ねじ溝５０が前記ハウジング１６の内周面に刻設された第４ねじ溝５２に螺合され、前記ハウジング１６と連結ボディ１４とが一体的に連結される。なお、連結ボディ１４の第２ねじ溝４８は、バルブボディ１２の第１ねじ溝３６に対して螺合される。

ハウジング１６は、上方に向かって縮径する有底筒状に形成され、その略中央部には軸線方向に沿ってシャフト孔５４が形成され、前記シャフト孔５４には流通制御部２０を構成するシャフト５６が挿通される。そして、ハウジング１６の内周面には、連結ボディ１４の第３ねじ溝５０に螺合される第４ねじ溝５２が刻設され、前記第３及び第４ねじ溝５０、５２を介してハウジング１６と連結ボディ１４とが略同軸上となるように連結される。

また、ハウジング１６の上部には、その外周面から半径内方向に向かって延在する一組のピン孔５８が形成され、該ピン孔５８はシャフト孔５４を中心として対向するように一直線上に配置され、且つ、前記シャフト孔５４とそれぞれ連通している。このピン孔５８には、それぞれピン６０が螺合され、該ピン６０の端部がシャフト孔５４に挿通されるシャフト５６に係合される。

弁機構部１８は、ピストン室４０に変位自在に設けられるピストン３８と、前記ピストン３８の端部に配設される弁体６２と、該弁体６２の一部をガイドするリング体６４とを含む。

ピストン３８は、断面略Ｔ字状に形成され、連結ボディ１４におけるピストン室４０の内壁面に当接する大径部６６と、該大径部６６に対して下方（矢印Ａ方向）へと突出し、前記連結ボディ１４のピストン孔４６に挿通される小径部４４とからなる。なお、小径部４４の外周面には、環状溝を介してピストンパッキン７０が装着され、該ピストンパッキン７０がピストン孔４６に当接することによりピストン室４０の気密が保持される。

この大径部６６の略中央には、シャフト５６の端部が螺合されるねじ孔７２が軸線方向に沿って形成され、一方、小径部４４の略中央には前記ねじ孔７２と一直線上に貫通孔７４が軸線方向に沿って形成される。すなわち、ピストン３８においてねじ孔７２と貫通孔７４とが連通し、前記ピストン３８の一端部側から他端部側に向かって貫通している。

貫通孔７４は、ねじ孔７２側に形成され、該ねじ孔７２に対して若干だけ縮径した第１孔部７６と、前記第１孔部７６に対して弁体６２側（矢印Ａ方向）に形成され、該第１孔部７６に対して縮径した第２孔部７８とからなる。この貫通孔７４には、インジケータ部２２のインジケータシャフト８０と弁体６２とを連結する連結シャフト８２が変位自在に挿通される。

連結シャフト８２は、貫通孔７４の第１孔部７６に挿通され、インジケータシャフト８０と連結される太軸部８４と、前記太軸部８４に対して縮径し、前記貫通孔７４の第２孔部７８に挿通されて弁体６２に連結される細軸部８６とを有する。すなわち、連結シャフト８２を構成する太軸部８４は、貫通孔７４の第１孔部７６に対応した直径で形成され、細軸部８６は、前記貫通孔７４の第２孔部７８に対応した直径で形成される。そして、連結シャフト８２は、太軸部８４が貫通孔７４における第１孔部７６と第２孔部７８との間の段差に係合される。

弁体６２は、例えば、樹脂製材料から形成され、その略中央部に上方から連結シャフト８２が螺合され、連結シャフト８２に対して連結される。この弁体６２は、略中央部において下方（矢印Ａ方向）に向かって突出し、弁座３０に着座する弁部８８と、前記弁部８８の外縁部から半径外方向に向かって延在するスカート部９０とからなり、該スカート部９０の外縁部が前記バルブボディ１２と連結ボディ１４との間に挟持されている。

また、弁体６２の外周側には、該弁体６２とピストン３８の間となるようにリング体６４が設けられ、前記リング体６４が前記弁体６２と一体的に変位すると共に、前記弁体６２のスカート部９０と前記リング体６４との間の保護部材９２が配設される。リング体６４は、弁体６２の外周側となるように筒状に形成され、その下端部が前記弁体６２のスカート部９０と略平行に半径外方向に折曲している。

保護部材９２は、例えば、ゴム等の弾性材料から形成され、スカート部９０の上面とリング体６４との間に配設されることにより、前記保護部材９２が薄肉状に形成されたスカート部９０に密着している。そのため、弁体６２の変位に伴って前記スカート部９０が撓曲する場合に該スカート部９０が保護される。

そして、弁体６２は、バルブボディ１２の弁座３０に対して弁部８８が着座することにより、第１ポート２４と第２ポート２６の連通が遮断された弁閉状態となり、反対に、前記弁部８８が弁座３０から離間することにより連通路２８を通じて前記第１ポート２４と第２ポート２６とが連通した弁開した弁開状態となる。

流通制御部２０は、ハウジング１６のシャフト孔５４に挿入され、回転自在に保持されるシャフト５６と、前記シャフト５６の端部に回転自在に支持されるハンドル（操作部）９４と、前記ハンドル９４の内部に設けられ、該ハンドル９４に付与される回転力Ｔのシャフト５６に対する伝達状態を切換可能な切換機構９６とを有する。

シャフト５６は、例えば、樹脂製材料から形成され、ハウジング１６に挿通される軸部９８と、該軸部９８の上端部に設けられ、半径外方向に拡径した拡径部１００とからなり、前記軸部９８及び拡径部１００を貫通するように挿通孔１０２が形成される。なお、挿通孔１０２には、後述するインジケータ部２２のインジケータシャフト８０が挿通される。

この軸部９８の略中央部には、外周面に沿って環状のピン溝１０４が形成されており、該ピン溝１０４には、ハウジング１６に装着された一組のピン６０の端部がそれぞれ係合される。すなわち、一組のピン６０によってシャフト５６の軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）への変位が規制され、且つ、回転方向へは変位可能となる。

また、シャフト５６には、拡径部１００とピン溝１０４との間に雄ねじが設けられ、前記雄ねじには円盤状のロックプレート１０８が螺合される。このロックプレート１０８は、ハウジング１６の上端部とハンドル９４との間に設けられ、該ロックプレート１０８を螺回させることにより雄ねじ１０６を介してシャフト５６の軸線方向へと変位する。そして、ロックプレート１０８をハウジング１６の上端部に当接させることにより、雄ねじ１０６を介して噛合されたシャフト５６の回転変位が規制される。すなわち、ロックプレート１０８は、シャフト５６の回転変位を規制するロック手段として機能している。

さらに、シャフト５６の下端部には、外周面に沿ってねじの刻設されたねじ部１１０が形成され、前記ねじ部１１０がピストン３８のねじ孔７２に螺合される。これにより、シャフト５６の回転作用下に螺合されたピストン３８がピストン室４０の内部に沿って軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に変位する。

拡径部１００の外周面には、図３及び図４に示されるように、その周方向に沿って切換機構９６を構成する複数の歯部１１２が設けられている。

ハンドル９４は、略円形状に形成された本体部１１４と、該本体部１１４を中心として９０°毎に半径外方向に突出した複数の把持部１１６とを有し、前記本体部１１４の内部にはハウジング１６側に臨み、シャフト５６の拡径部１００が挿入される凹部１１８が形成される。なお、シャフト５６の拡径部１００は、凹部１１８を介してハンドル９４の内部に収容される。

複数の把持部１１６のうちの一部には、該把持部１１６に沿って本体部１１４側へと貫通したボール孔１２０が形成される。このボール孔１２０は、本体部１１４を中心として一直線上に配置された２つの把持部１１６にそれぞれ設けられ、前記本体部１１４の凹部１１８と連通している。

このボール孔１２０には、切換機構９６を構成するボール１２２、スプリング１２４が収容され、外部に開口した端部に刻設された雌ねじ１２６には前記切換機構９６を構成するボルト１２８が螺合される。これによりボール孔１２０の端部が閉塞される。

切換機構９６は、シャフト５６の拡径部１００に設けられ、その外周面に沿って形成された複数の歯部１１２と、ハンドル９４のボール孔１２０に挿入されて前記歯部１１２に係合される一組のボール１２２と、前記ボール孔１２０の外周側を閉塞するボルト１２８と、前記ボール１２２とボルト１２８との間に介装され、前記ボール１２２をシャフト５６側（図４中、矢印Ｃ１方向）に向かって付勢するスプリング１２４とからなる。

歯部１１２は、拡径部１００における半径内方向に所定半径からなる円弧状で窪んで形成され、前記拡径部１００の外周面に沿って等間隔で配置される。

ボール１２２は、例えば、樹脂製材料から形成され、該ボール１２２の半径寸法は、前記円弧状に形成された歯部１１２の半径寸法と略同等に設定される。そして、ボール１２２は、ボルト１２８との間に介装されたスプリング１２４の弾発力Ｐ（図４参照）によってシャフト５６側（矢印Ｃ１方向）となる半径内方向へと押圧され、該シャフト５６の歯部１１２に対して係合される。

換言すれば、一組のボール１２２は、シャフト５６を中心として互いに一直線上となるように歯部１１２に係合され、該ボール１２２によって前記シャフト５６の拡径部１００を挟み込むように保持している（図４参照）。

インジケータ部２２は、シャフト５６の内部に変位自在に挿通されるインジケータシャフト８０と、ハンドル９４の上部に装着され、前記インジケータシャフト８０の端部を視認可能な有底筒状のキャップ１３０とからなる。

インジケータシャフト８０は、略同一直径からなる軸状に形成され、その上端部にはキャップ１３０を介して外部から視認可能な視認部１３２が設けられると共に、下端部が連結シャフト８２に対して螺合される。すなわち、インジケータシャフト８０は、連結シャフト８２に連結され、該連結シャフト８２と及び弁体６２と共に軸線方向に沿って変位する。なお、視認部１３２は、外部から視認しやすいように、例えば、赤、オレンジ等の色で着色するとよい。

キャップ１３０は、ハンドル９４の略中央部に形成された装着孔１３４に螺合され、該ハンドル９４の上面に対して所定長だけ突出するように装着される。このキャップ１３０は、その内部がシャフト５６の挿通孔１０２と連通すると共に同軸上に配置される。また、キャップ１３０は、例えば、透明又は半透明な樹脂製材料から形成される。

これにより、インジケータシャフト８０の変位作用下に視認部１３２がキャップ１３０の内部へと移動し、該視認部１３２を外部から視認することができる。

本発明の実施の形態に係る手動切換弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。図１は、弁体６２が弁座３０側（矢印Ａ方向）に向かって変位して該弁座３０に着座し、第１ポート２４と第２ポート２６との連通が遮断された弁閉状態を示している。なお、第１及び第２ポート２４、２６には、予め接続ナット３４を介してそれぞれ配管（図示せず）が接続されている。また、インジケータ部２２における視認部１３２は、キャップ１３０の突出部位まで移動していない状態にあるため、該視認部１３２を外部から視認不可能な弁閉状態（オフ状態）を示している。

このような弁閉状態において、作業者がハンドル９４を把持して所定方向に回転させることにより、該ハンドル９４の把持部１１６に収容された一組のボール１２２が一体的に回転する。この場合、ボール１２２は、スプリング１２４の弾発力Ｐによってシャフト５６側（矢印Ｃ１方向）に向かって所定の押圧力で押圧されているため、前記ボール１２２による係合作用下にハンドル９４に付与された所定の回転力Ｔがシャフト５６へと伝達される。これにより、ハンドル９４とシャフト５６とが一体的に回転する。

すなわち、ボール１２２に付勢されるスプリング１２４の弾発力Ｐ（ボール１２２に対する押圧力）が、予めハンドル９４に付与される回転力Ｔに対して大きく設定されている（Ｐ＞Ｔ）。

そして、シャフト５６が回転することによって該シャフト５６に螺合されたピストン３８が弁座３０から離間する方向（矢印Ｂ方向）へと変位すると共に、該ピストン３８の内部に挿入された連結シャフト８２及びインジケータシャフト８０が上方（矢印Ｂ方向）へと変位する。その結果、図５に示されるように、連結シャフト８２に連結された弁体６２がスカート部９０を撓曲させながら上方へと変位し、弁部８８が弁座３０から離間する。なお、シャフト５６は、一組のピン６０がピン溝１０４に係合されているためハウジング１６に対して軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に変位することがなく、該ハウジング１６に対して回転方向にのみ変位する。

これにより、第１ポート２４と第２ポート２６が連通路２８を通じて連通した弁開状態（オン状態）となる。

そして、さらにハンドル９４を回転させることにより、ピストン３８の上面がハウジング１６の内壁面に形成されたストッパ部１３６に当接され、前記ピストン３８及び弁体６２の上方への変位が規制された全開状態となる。

一方、この手動切換弁１０では、作業者がハンドル９４を回転させることによって弁体６２を変位させて弁閉・弁開状態を切換えているため、例えば、上述したようにピストン３８がストッパ部１３６に当接した全開時において、作業者が誤って継続的にハンドル９４を回転させてしまうことが考えられる。このような場合には、ハンドル９４に対して弁体６２を弁開動作させている通常の回転力Ｔより大きな回転力Ｔmax（回転トルク）が付与される。

その場合、ハンドル９４に付与された回転力Ｔmaxがスプリング１２４の弾発力Ｐより大きくなり、該弾発力Ｐによって押圧されていたボール１２２が、シャフト５６の歯部１１２から押し出されるようにスプリング１２４側（矢印Ｃ２方向）へと変位する（図６参照）。詳細には、ボール１２２がハンドル９４と共に回転することにより、該ボール１２２は係合されていた歯部１１２と隣り合う別の歯部１１２との接合部位に乗り上げ、スプリング１２４の弾発力Ｐに抗してボルト１２８側（矢印Ｃ２方向）に向かって変位する。その結果、切換機構９６においてボール１２２とシャフト５６との係合状態が解除される。すなわち、ハンドル９４に付与される過大な回転力Ｔmaxが、スプリング１２４の弾発力Ｐ（押圧力）に打ち勝つこととなる（Ｔmax＞Ｐ）。

その結果、ボール１２２の収容されたハンドル９４のみが回転変位し、該ハンドル９４に付与された回転力Ｔmaxがシャフト５６に対して伝達されることがない。換言すれば、シャフト５６に対してハンドル９４のみが一方的に回転変位することとなり、前記ハンドル９４からシャフト５６への回転力Ｔmaxの伝達が遮断されて該ハンドル９４が空回りする（図７参照）。この場合に、一組のボール１２２は、前記の歯部１１２に隣り合った別の歯部１１２へと移動して係合される。

このように、弁体６２が弁座３０から離間した全開状態において、前記ハンドル９４からシャフト５６への回転力Ｔの伝達が切換機構９６によって確実且つ好適に遮断される。そのため、全開時においてピストン３８及び弁体６２がさらに弁座３０から離間する方向（矢印Ｂ方向）へと変位することが阻止され、前記ピストン３８がストッパ部１３６に対して過大な力で押し付けられることが防止される。

また、この弁開状態において、インジケータ部２２におけるインジケータシャフト８０が上方に変位して、その視認部１３２がキャップ１３０の突出部位へと移動することにより、前記視認部１３２を手動切換弁１０の外部から視認することが可能となり、前記手動切換弁１０の弁開状態（オン表示）が容易に確認される。

次に、上述した弁開状態（図５参照）から弁体６２を弁座３０に対して再び着座させて弁閉状態（図１参照）とする場合について説明する。

最初に、作業者がハンドル９４を把持して前記とは反対方向に所定の回転力Ｔで回転させることにより、該ハンドル９４に付与された回転力Ｔが切換機構９６のボール１２２を介して前記シャフト５６へと伝達され、該シャフト５６が前記とは反対方向に回転する。

そして、シャフト５６の回転によって螺合されたピストン３８が弁座３０側（矢印Ａ方向）に向かってピストン室４０に沿って変位すると共に、該ピストン３８の小径部４４によって弁体６２の上端部が下方に向かって押圧されて該弁体６２が弁座３０側へと変位する。また、弁体６２の変位に伴って、連結シャフト８２及びインジケータシャフト８０が下方（矢印Ａ方向）に向かって変位する。

これにより、弁体６２がスカート部９０を撓ませながら下方へと変位し、その弁部８８が弁座３０に対して着座して連通路２８を通じた第１ポート２４と第２ポート２６との連通が遮断された弁閉状態（オフ状態）となる。

また、この弁閉状態において、インジケータ部２２における視認部１３２がキャップ１３０の突出部位から下方へと移動しているため、該視認部１３２を外部から確認することのできない前記弁閉状態（オフ表示）であることを確認できる。

一方、弁体６２が弁座３０に着座した全閉状態において、上述した全開時と同様に作業者が誤ってさらに継続的にハンドル９４を回転させてしまうことが考えられる。なお、この場合、図１に示されるように、弁体６２が既に弁座３０に対して着座しているため、該弁体６２の上端部に当接したピストン３８の下方への変位が規制されている。そのため、ピストン３８が下方へと変位することがなく、それに伴って、前記ピストン３８に螺合されたシャフト５６の回転変位も規制されている。

そして、この場合、ハンドル９４に対して過大な回転力Ｔmaxが付与され、その回転力Ｔmaxがスプリング１２４の弾発力Ｐより大きくなるため（Ｔmax＞Ｐ）、前記スプリング１２４の弾発力Ｐによって押圧されていたボール１２２が、シャフト５６の歯部１１２から押し出されるようにスプリング１２４側（矢印Ｃ２方向）へと変位する。その結果、切換機構９６においてボール１２２とシャフト５６との係合状態が解除され、前記ボール１２２の収容されたハンドル９４のみが回転変位し、該ハンドル９４に付与された過大な回転力Ｔmaxがシャフト５６に対して伝達されることがない。

このように、弁体６２が弁座３０に着座した後にハンドル９４を回転させ続けた場合でも、前記ハンドル９４からシャフト５６への回転力Ｔの伝達が切換機構９６によって確実且つ好適に遮断される。そのため、弁閉時において弁体６２がさらに弁座３０側（矢印Ａ方向）に向かって変位することが阻止され、前記弁体６２が弁座３０に対して過大な力で押し付けられることを防止できる。

以上のように、本実施の形態では、ハンドル９４に付与された過大な回転力Ｔmaxのシャフト５６への伝達を防止する切換機構９６を設け、該切換機構９６をハンドル９４内に収容された一組のボール１２２、該ボール１２２を付勢する弾発力Ｐを有するスプリング１２４と、前記ボール１２２が係合されるシャフト５６の歯部１１２とから構成している。このように、切換機構９６は、従来技術と比較して簡素な構成とすることができるため、部品点数の削減及び組付工数の削減を図ることが可能となる。

そのため、弁体６２が弁座３０に着座した全閉時、ピストン３８がストッパ部１３６に当接した弁体６２の全開時において、簡素な構成からなる切換機構９６によって前記ハンドル９４からシャフト５６への回転力Ｔのさらなる伝達が確実且つ好適に遮断される。その結果、全閉時における弁体６２の弁座３０側への変位と、全開時におけるピストン３８のストッパ部１３６側への変位が確実に阻止される。その結果、全閉時において弁体６２が弁座３０に対して過大な力で押し付けられることが防止され、前記弁体６２及び弁座３０の耐久性を向上させることができる。また、全開時においてピストン３８がハウジング１６に対して過大な力で押し付けられることが防止され、前記ピストン３８の耐久性を向上させることができる。

さらに、切換機構９６を構成するボール１２２の硬度を、歯部１１２を有するシャフト５６の硬度に対して小さくなるように設定するとよい。例えば、ボール１２２をナイロン、ポリプロピレン（ＰＰ）等から形成し、シャフト５６を、ＡＢＳ樹脂等の比較的硬度の大きな樹脂製材料から形成する。すなわち、ボール１２２は、シャフト５６の歯部１１２に対して常に所定の押圧力Ｐで係合されているため、長年使用した際に、前記ボール１２２と歯部１１２に対してそれぞれ摩耗が生じる。その場合、ボール１２２の硬度が、シャフト５６の硬度に対して小さく設定されているため、前記ボール１２２の摩耗はシャフト５６の摩耗より大きくなるが、前記シャフト５６と比較し、ボール１２２の交換作業が容易であるため、そのメンテナンス性を良好とすることができる。換言すれば、ボール１２２の硬度を小さくすることにより、シャフト５６の摩耗を抑制することが可能となる。

さらにまた、インジケータシャフト８０を外部から視認可能なキャップ１３０をハンドル９４の略中央部に設け、且つ、該ハンドル９４の側面に対して所定長だけ突出させているため、前記キャップ１３０の内部に移動自在なインジケータシャフト８０の視認部１３２を確実且つ容易に確認することが可能となる。

またさらに、インジケータシャフト８０が挿通されるハンドル９４の装着孔１３４にキャップ１３０を装着して閉塞している。そのため、インジケータがハンドル９４の端面から外部に直接突出する構成としていた従来の手動弁と比較し、本実施の形態では、バルブボディ１２内で発生した塵埃等がシャフト５６の挿通孔１０２を通じて前記装着孔１３４から外部へと排出されることがない。

なお、本発明に係る手動切換弁は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明の実施の形態に係る手動切換弁の全体縦断面図である。図１の手動切換弁における弁体近傍を示す拡大断面図である。図１の手動切換弁における流通制御部近傍を示す拡大断面図である。図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図１の手動切換弁の弁開状態を示す縦断面図である。図４に示すハンドルを過大な回転力で回転させることにより、切換機構を構成するボールがシャフトの歯部から離脱した状態を示す断面図である。図６に示すハンドルをさらに回転させることにより、ボールが隣接した別の歯部に係合された状態を示す断面図である。

符号の説明

１０…手動切換弁１２…バルブボディ
１４…連結ボディ１６…ハウジング
１８…弁機構部２０…流通制御部
２２…インジケータ部３０…弁座
３８…ピストン４０…ピストン室
５６…シャフト６０…ピン
６２…弁体８０…インジケータシャフト
８２…連結シャフト８８…弁部
９０…スカート部９２…保護部材
９４…ハンドル９６…切換機構
１０８…ロックプレート１１２…歯部
１１４…本体部１１６…把持部
１２０…ボール孔１２２…ボール
１２４…スプリング１３０…キャップ
１３２…視認部

Claims

圧力流体が流通する通路を有するボディと、
前記ボディの内部に変位自在に設けられ、前記ボディに形成された弁座に着座する弁体と、
前記ボディに回転自在に設けられ、その回転作用下に前記弁体を軸線方向に沿って変位させるシャフトと、
前記シャフトの端部に保持され、所定の回転力が付与される操作部と、
前記操作部とシャフトとの間に設けられ、該操作部に付与された回転力の前記シャフトへの伝達状態を切り換える切換機構と、
を備え、
前記操作部から前記シャフトに伝達される回転力が過大である場合に、前記切換機構によって前記操作部から前記シャフトへの回転力の伝達が遮断されることを特徴とする手動切換弁。
請求項１記載の手動切換弁において、
前記切換機構は、前記操作部の内部に前記シャフト側に向かって変位自在に設けられるボールと、
前記ボールを前記シャフト側に向かって付勢するスプリングと、
前記操作部に臨むシャフトの外周面に設けられ、前記ボールが係合される複数の歯部と、
を備え、
前記ボールは、前記スプリングの弾発力によって前記歯部側に向かって押圧されて係合されることを特徴とする手動切換弁。
請求項２記載の手動切換弁において、
前記切換機構は、前記スプリングの弾発力が前記回転力より大きい場合に前記操作部から前記シャフトへと前記回転力を伝達し、前記スプリングの弾発力が前記回転力より小さい場合には前記操作部から前記シャフトへの回転力の伝達を遮断することを特徴とする手動切換弁。
請求項２又は３記載の手動切換弁において、
前記ボールの硬度は、前記歯部の硬度より小さく設定されることを特徴とする手動切換弁。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の手動切換弁において、
前記操作部には、前記弁体と共に軸線方向に沿って変位し、該弁体の開閉状態を示す位置に変位する表示部を備え、前記表示部が前記操作部の略中央部に配置されることを特徴とする手動切換弁。