JP2015190529A - ハンドル付き機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドルの誤操作によっても所定の変位の状態の維持が損なわれないハンドル付き機器を提供する。
【解決手段】軸体１２１を回転操作するハンドル１２２と、軸体１２１に対してハンドル１２２を係脱させるハンドルロック機構１３と、軸体に接続し軸体の回転によって操作される本体部１１と、を備え、ハンドルロック機構１３により、ハンドルが軸体に係合するとハンドルの回動によって軸体が回転し、ハンドルが軸体と離脱するとハンドルの回動によっては軸体が回転しないハンドル付き機器１であって、ハンドルロック機構１３は、ハンドル内に、軸体に達するように軸体の方向に設けられた挿通孔１３２の内部に収容するハンドル側係合部１３３と、ハンドルと軸体との離脱状態を保持する離脱状態保持部１３５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばハンドル操作により流体の流量を規制し制御するバルブ装置などに適用し得るハンドル付き機器に関する。

例えば真空装置に接続されるバルブ装置として、軸体と、軸体を回転操作するためのハンドルとを備え、ハンドルの回動によって軸体を回転操作し、軸体の回転操作によって操作される本体部を有するハンドル付き機器が広く使用されている。
このようなハンドル付き機器では、ハンドルの回動による軸体の回転操作をさらに逆回転操作、角速度増減操作、軸体に角度を有する方向へのスライド操作、軸体の方向に沿った上下動操作等の前記回転操作と異なる操作に変換する操作変換部を備えていることも多い。

図７に、ハンドル付き機器の例として、ハンドルの回動によって軸体を回転操作し、本体部を上下動させる手動操作式の流体制御機器６を示す。
流体制御機器６は、本体部６１と本体部６１を操作するハンドル部６２とハンドル部６２の操作を本体部６１に伝達する軸体６２１とで構成されている。
本体部６１は、流路６１１ａを備えた弁箱６１１と、弁体６１２と、弁体６１２が接続される上下動部６１３と、これらを内蔵するハウジング６１４とから構成されている。ハンドル部６２は、ハンドル６２２の回転操作により連動して回転する軸体６２１と接続され、軸体６２１は本体部の上下動部６１３に対して接続されている。ハンドル６２２と軸体６２１とは、ネジ６２３の螺合によって係合されている。

この流体制御機器６によれば、ハンドル操作により、軸体６２１を回転させると、上下動部６１３によってこの回転運動を上下運動に変換して弁体６１２を上下させ、流体の流量を規制する。例えば、ハンドル６２２を時計又は反時計周りに回動すると、軸体６２１の時計又は反時計回りの回転に連動して、操作変換部６１３ａを介して上下動操作に変換し、上下動部６１３を下降又は上昇させて、弁体６１２を、流路６１１ａを塞ぐようにその内壁６１１ｂに当接させるか又は離間させて、流路６１１ａを閉鎖又は開放する。

ハンドル６２２と軸体６２１とを係合するネジ６２３を螺合すること以外のハンドルロック機構は、特許文献１に記載の手動切換弁にも開示されている。

特許文献１に記載の手動切換弁では、弁体が全閉又は全開しているときに、作業者が誤って過大なトルクでハンドルを回動させることで過剰な押圧が加わって弁体又は弁座が損傷しないようにするために、ハンドルの回動により軸体に伝達される回転力が過大である場合に、軸体への回転力の伝達が遮断されるようになっている。

特許文献１には、軸体への回転力の伝達の遮断方法として、軸体側に向かって変位自在に設けられるボールと、ボールを軸体側に向かって付勢するスプリングと、軸体の外周面に、ボールが係合される複数の歯部とを備え、ボールは、スプリングの弾発力によって歯部の凹部に向かって押圧されて係合し、ハンドルの回転力がスプリングの弾発力より小さい場合に軸体に回転力を伝達し、ハンドルの回転力がスプリングの弾発力より大きい場合には、ボールが隣接する凹部の境を形成する歯部の凸部に乗り上げて、ボールが凹部から外れることによって、ハンドルから軸体への回転力の伝達を遮断することを開示している。

特開２００８−０８９１０３号公報

一方、例えば、化学工業プラント等の厳密な流量コントロールが要求される分野では、流体制御機器の厳密な上下動操作により流量コントロールが可能で、流路の開放度合いを長時間にわたって安定に維持するハンドル付き機器が要求される。
例えば、手動操作式の流体制御機器６の場合でいえば、流路の開放度合いがハンドルのわずかな回動によっても変動するため、作業者が誤ってハンドルを回動させた場合でも、流量が容易に変動しないようにしなければならない。

このような要求に対して、例えば、ネジの螺合でハンドルと軸体を係合するハンドルロック機構では、ハンドルの所定の回転角度のときに、ネジを外してハンドルと軸体のネジの螺合による係合を解除しておけば、ハンドルの回転操作が軸体の回転と連動せず、作業者が誤ってハンドルを回転しても、流路の開放度合いは変動しない。
しかし、ハンドルと軸体のネジ螺合による係合では、ネジの螺合操作によって生じる軸体への変則的な外力により、軸体の回転が誘引されて流路の解放度合いが変動したり、ネジの螺合部分の磨耗により、ハンドルと軸体の係合が不安定になったりする。また、ネジを螺合するのに別途、ドライバー等の作業器具を用いなければならないため、作業が煩雑である。

さらに、特許文献１のハンドルロック機構を有する手動切換弁では、弁体が弁座に対して完全に弁閉状態になるか、完全に弁開状態になって、ハンドルの回転に伴うトルクが所定の値を超えなければ、軸体への回転力が遮断されない。そのため、例えば、所定の中間開の状態に弁体を保持したい場合には、その中間開の状態に達した後は、ハンドルの回転を停止しつづけなければならないが、作業者が誤操作によりハンドルを回転すると、軸体が回転して弁体の中間開の状態が維持できない。

本発明は、ハンドルの回動に伴う軸体の回転操作を遮断して、ハンドルの誤操作により所定の操作状態の維持が損なわれないようにしたハンドルロック機構を備えるハンドル付き機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明によるハンドル付き機器は、軸体と、軸体を回転操作するためのハンドルと、軸体に対してハンドルを係脱させるハンドルロック機構と、を備え、ハンドルロック機構により、ハンドルが軸体に係合すると該ハンドルの回動によって軸体が回転し、ハンドルが軸体と離脱すると該ハンドルの回動によっては軸体が回転しないハンドル付き機器であって、
ハンドルロック機構は、ハンドル内に、軸体に達するように該軸体の方向に設けられた挿通孔の内部に収容するハンドル側係合部と、ハンドルと軸体との離脱状態を保持する離脱状態保持部と、を備えている。

ここで、軸体とは回転軸の周りで自在に回転する柱状体を指し、例えば多角柱でも円柱でもよいが、ハンドルによって加わるトルクが等方的に作用して応力集中を低減する観点から円柱体であることが好ましい。

上記軸体は、ハンドルと係合したときにハンドルの回動によって回転するため、軸体とハンドルの回転軸が一致していることが好ましく、従って、軸体は、ハンドル内の回転軸を含む孔内に配置されていることが好ましい。

本発明において、ハンドルと軸体が係合するとは、ハンドルを回動すると軸体の回転が連動するように、ハンドルと軸体とが結合している状態をいう。

本発明において、ハンドルと軸体が離脱するとは、ハンドルと軸体との係合が解除され、ハンドルと軸体とが結合した状態でなくなり、ハンドルを回動しても軸体の回転が連動しなくなることをいう。

本発明において、ハンドルと軸体を係合し又は離脱することを係脱するといい、ハンドルと軸体の係脱は、ハンドルロック機構によって行われる。

本発明によれば、ハンドルの回動に伴う任意の操作状態において、ハンドルの回動に伴う軸体の回転操作を遮断して、簡易に且つ確実にハンドルの誤操作を防止し、所定の操作状態の維持が損なわれないようにしたハンドルロック機構を備えるハンドル付き機器を提供することができる。

本発明のハンドル付き機器を流体制御機器に使用した場合の基本構成を示し、（ａ）はハンドルロック時の側断面図、（ｂ）はハンドルロック時のＡ−Ａ線平断面図である。 図１の流体制御機器で使用する可倒部材を示し、（ａ）は可倒部材を接続したロックピンのハンドルロック時の平面図、（ｂ）はハンドルロック時の側面図、（ｃ）はハンドルフリー時の側面図である。 本発明のハンドル付き機器を流体制御機器に使用し、弁体としてニードル弁を用いた第１の実施形態を示し、（ａ）はハンドルロック時の側断面図、（ｂ）はハンドルフリー時の側断面図である。 本発明のハンドル付き機器を流体制御機器に使用し、弁体としてダイヤフラムを用いた第２の実施形態を示し、（ａ）はハンドルロック時の側断面図、（ｂ）はハンドルフリー時の側断面図である。 本発明のハンドル付き機器を流体制御機器に使用し、バーハンドルを用いた第３の実施形態を示し、（ａ）はハンドルロック時のＡ−Ａ線平断面図、（ｂ）はハンドルロック時のＢ−Ｂ線側断面図、（ｃ）はハンドルロック時の正面図、（ｄ）はハンドルフリー時の側断面図である。 本発明のハンドル付き機器を流体制御機器に使用した第４の実施形態を示し、（ａ）はハンドルロック時のＡ−Ａ線平断面図、（ｂ）はハンドルロック時の側断面図、（ｃ）はハンドルフリー時の側断面図である。 従来の流体制御機器の側断面図である。

以下、本発明に係るハンドルロック機構を備えるハンドル付き機器の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１〜図６は、本発明のハンドル付き機器を、真空装置に接続するバルブ装置に適用したものである。

図１に、本発明のハンドル付き機器の基本構成として、ハンドルの回動による軸体の回転操作を上下動操作に変換する手動操作式の流体制御機器１を示す。この流体制御機器１は、基本的には、本体部１１とハンドル部１２とハンドル部１２の回転操作を本体部１１に伝達する軸体１２１と、からなる。

本体部１１は、流路１１１ａを備える弁箱１１１と、ダイヤフラム形態の弁体１１２と、ハウジング１１４に収容され、弁体１１２が接続する上下動部１１３とを備えている。上下動部１１３は、軸体１２１に接続し軸体１２１の回転操作を上下動操作に変換する操作変換部１１３ａを備える。

ハンドル部１２は、軸体１２１を回転操作するハンドル１２２を備え、軸体１２１はこのハンドル１２２を軸方向に貫通してハンドルの直上まで突出し、その位置で軸体１２１とハンドルとを係合することで、ハンドル１２２と一体化されている。

ハンドル１２２と軸体１２１とが、後述するハンドルロック機構の操作によって係合すると、ハンドル１２２の回動により軸体１２１の回転が連動して、軸体１２１に接続する操作変換部１１３ａが上下動部１１３を上下動させ、上下動部１１３の上下動に伴って弁体１１２が上下動し、流路１１１ａを流動する流体の流量が調整される。
一方、ハンドル１２２と軸体１２１とが後述するハンドルロック機構の操作によって離脱すると、ハンドル１２２を回動しても軸体１２１が連動せず、軸体１２１に接続する操作変換部１１３ａが上下動部１１３を上下動させないため、弁体１１２が上下動することなく、閉又は開の状態に保持される。これにより流路１１１ａを流動する流体の流量が一定に維持される。以下、本実施形態の要素を個別に説明する。

〔ハンドル〕
ハンドル１２２は、好ましくは、回転軸に対して回転対称の形態を有し、ハンドル１２２の回転軸から最短の側面（以下、内側面という）１２２ａから最遠の側面（以下、外側面という）１２２ｂまでの間の部分が把持部となる。

ハンドル１２２の内側面１２２ａは、好ましくは、回転軸に沿った方向に孔を形成し、その孔内に、軸体１２１の回転軸がハンドル１２２の回転軸と同一となるように、軸体１２１が配置されている。

ハンドル１２２は、外側面１２２ｂがほぼ平面又は浅い凹凸が設けられる。把持部は、ほぼ円柱体とみなせる丸ハンドルの場合と、把持部が内壁面から半径外方向に複数の突出した凸部（以下、突出凸部という）を形成している場合がある。

後者の場合、最長の突出凸部の先端を通過する回転軸を中心とする外接円の半径に対して、突出凸部の半径方向への突出長さが大きければ、ハンドル１２２はバーハンドルと呼ばれ、突出凸部が１つだけ設けられている場合、又は、ハンドル１２２の回転軸に対して互いに１８０°の位置に突出凸部が２つ設けられている場合が多い。
図１ではハンドル１２２を丸ハンドルとして図示し、図６に丸ハンドル１２２Ａの一例を、図５にバーハンドル１２２Ｂの一例を示す。

ハンドル１２２が、軸体１２１の上方に抜け外れてしまうことを防止するための抜け防止部材、例えば、軸体１２１の先端にナット、好ましくは袋ナット１３７が設けられている。

ハンドル１２２は、さらに、ハンドル１２２内に、軸体１２１に達するように軸体１２１の方向に設けられた挿通孔１３２を備える。この挿通孔１３２は、ハンドル１２２の外側面１２２ｂ側の外部と軸体の側部１２１ａとの間で連通している。挿通孔１３２は、図１の丸ハンドルに１個所設けられていればよいが、放射状に２個所以上に設けられていてもよい。バーハンドルの場合も同様で、左右何れかに設けられていればよいが、対向して２個所に設けられていてもよい。

（軸体）
軸体１２１は、ハンドル１２２に直交して中央から垂下し、操作変換部１１３ａに接続され、通常はハンドルの旋回に連動して回転する。この軸体１２１には、側部１２１ａにおいて、ハンドル側係合部と係脱自在に係合する軸体側係合部として、ロックピン１３３の嵌合凸部１３３ａと嵌合できる位置に、嵌合凹部１３１が設けられている。嵌合凹部１３１は少なくとも一つ設けてあればよいが、嵌合凸部１３３ａと嵌合凹部１３１の嵌合が可能であれば、軸体の側部１２１ａに沿って１箇所以上、何箇所設けてあってもよい。図１では、嵌合凹部１３１は、軸体の側部１２１ａに沿って４箇所設けてある。

〔ハンドルと軸体の係合〕
この流体制御機器１では、軸体１２１は、例えば、ハンドル１２２の中央部で上下に貫通する貫通穴内に、回転軸がハンドル１２２の回転軸と同一になるようにハンドルに直交して設けられている。
このような構成において、後述するハンドルロック機構によって、ハンドル１２２を軸体１２１に係合させることで、ハンドル１２２の回動により軸体１２１を連動させて回転運動を伝達する。一方、ハンドル１２２を軸体１２１と離脱させることで、ハンドル１２２の回動による軸体１２１の回転の連動を遮断する。

〔ハンドルロック機構〕
本発明の基本的構成として、ハンドル１２２と軸体１２１とを係脱するためのハンドルロック機構１３が、ハンドル１２２の内部に設けられている。
図１に示す手動操作式の流体制御機器１において、ハンドルロック機構１３は、ハンドル１２２内に、前記軸体１２１の側面に達するように前記軸体の方向に設けられた挿通孔１３２の内部に収容されるハンドル側係合部１３３を備えている。さらに、このハンドルロック機構１３は、前記ハンドル１２２と前記軸体１２１との離脱状態を保持する離脱状態保持部１３５を備える。

図１において、挿通孔１３２は、ハンドル１２２の内部に、ハンドルの外側面側の外部と軸体１２１の側部とに連通するように構成される。

このハンドルロック機構１３では、挿通孔１３２内に収容されるハンドル側係合部１３３が軸体１２１と当接して係合し、ハンドル側係合部１３３が軸体１２１からの離脱により離間して、ハンドル１２２と軸体の係合が解除される。ハンドル側係合部１３３は、従来技術で示す螺合ネジと異なり、係脱を容易にする観点から、挿通孔１３２内で自在に変位可能であることが好ましい。

ハンドル側係合部１３３と軸体１２１の離間距離は、ハンドル１２２を回動したときに、少なくともハンドル側係合部１３３が軸体１２１の側部と接触しない程度に離隔している。

ハンドルロック機構１３の離脱状態保持部１３５は、例えば、ハンドル側係合部１３３と軸体１２１の非係合状態を維持することで、ハンドル１２２と軸体１２１との離脱状態を保持する。

（ハンドル側係合部）
図１では、ハンドル側係合部１３３の一例として、ロックピン１３３が使用されており、挿通孔１３２にロックピン１３３が収容されている。ロックピン１３３は、好ましくは、先端にフランジ１３３ｃから突出して球状の嵌合凸部１３３ａを有し、軸体１２１は、嵌合凸部１３３ａに対応する軸体の側部１２１ａに、少なくとも一つの嵌合凹部１３１を有する。

ロックピン１３３は、挿通孔１３２内で軸体１２１に向かって自在に変位可能、すなわち、進退可能である。ロックピン１３３の進退は、挿通孔１３２内で、弾性体の一例であるコイルバネ１３４による付勢力で変位される。ハンドル１２２の軸体１２１への係合は、ロックピンの嵌合凸部１３３ａがコイルバネ１３４の付勢力で軸体１２１の嵌合凹部１３１に進出することで嵌合する。また、ロックピン１３３をコイルバネ１３４の付勢力に抗して軸体の嵌合凹部１３１から後方へ退出させることで、係合が離脱する。なお、図１では、挿通孔１３２の外部側端部にガイドネジ１３２ａが螺合して設けられ、コイルバネ１３４の基端がこのガイドネジ１３２ａに固設されている。ガイドネジ１３２ａは円筒状で、その内径は、ロックピン１３３のフランジ１３３ｃの外径よりも小さく、ロックピン１３３の円柱状本体１３３ｄの外径よりも大きい。

（離脱状態保持部）
図１では、ハンドル側係合部の離脱状態保持部１３５の一例として、可倒部材が、ロックピン１３３と連結部１３３ｅで折り曲げ自在に接続している。離脱状態保持部１３５は、ロックピン１３３の軸体からの離脱状態を維持し、不用意に軸体への係合が生じないように確実にこれを保持するもので、ロックピン１３３が軸体１２１から離脱した状態を保持するように、ロックピン１３３の変位を規制する。

図１では、挿通孔１３２の内部で、コイルバネ１３４がロックピン１３３を軸体の側部１２１ａの向きに付勢し、嵌合凸部１３３ａと嵌合凹部１３１が嵌合して、常態では、ハンドル１２２と軸体１２１の係合状態が形成されている。

ここで、ハンドル１２２と軸体１２１の係合状態を切り替える場合、離脱状態保持部１３５によりその切り替えを行うと共に、切替状態を保持することが必要である。そのため、軸体の側部１２１ａから離間した位置で、ロックピン１３３の後端側に可倒部材が設けられ、これが離脱状態保持部１３５として機能する。この可倒部材１３５は、ロックピン１３３を弾性体の付勢に抗して後退させたときに、ハンドル１２２の外部で外側面１２２ｂに向けて折れ曲がり、この折曲部が固定されることで、上述の離脱位置が固定されて、ハンドル１２２と軸体１２１が離脱している状態が保持される。折曲部は、ロックピン１３３の後端側の連結部１３３ｅで可倒部材１３５を回動可能に連結することで形成される。

可倒部材１３５がロックピン１３３の長さ方向と同一方向に延出している場合、可倒部材１３５の外部側末端を自在に引き出せるようにする観点から、ロックピンの嵌合凸部１３３ａから可倒部材１３５までの長さが、好ましくは、挿通孔１３２の長さよりも長く、且つ、嵌合凸部１３３ａが軸体の側部から離間する位置に固定して、ロックピン１３３の変位を規制する観点から、好ましくは、嵌合凸部１３３ａから連結部１３３ｅまでの長さは、挿通孔１３２の長さよりも短く設計される。

可倒部材１３５には、連結部１３３ｅよりも可倒部材１３５の中央寄りに、ロック用穴１３５ａが設けられ、さらに外部側寄りに、引出操作用穴１３５ｂが設けられている。引出操作用穴１３５ｂには、可倒部材を指の操作で引き出せるような、例えばリング１３６が挿通されている。

上述した各構成部材の組み付けを図１及び図２を用いてさらに説明する。

先ず、ロックピンのフランジ１３３ｃの外径よりも大きい内径を有する挿通孔１３２が、ハンドル１２２の把持部の内部に、軸体の側部１２１ａとハンドル１２２の外部に連通するように設けられる。そして、可倒部材１３５を連結したロックピン１３３を、嵌合凸部１３３ａを上記挿通孔１３２に軸体の側部１２１ａに向けて挿入し、次いでコイルバネ１３４を、円柱状本体１３３ｄを内包するように挿入してフランジ１３３ｃと固定し、ガイドネジ１３２ａを挿通孔１３２の外部側端部に螺合する。このようにしてロックピン１３３は、挿通孔１３２内で、軸体の側部１２１ａの方向に、コイルバネ１３４によるバネ付勢の下で進出し、ロックピン１３３の嵌合凸部１３３ａが軸体１２１の嵌合凹部１３１と加圧下で係合する。

〔流体制御機器１の作用〕
（１）ハンドルフリー状態
流体制御機器１において、ロックピン１３３に連結する可倒部材１３５の連結部１３３ｅが、ハンドル１２２の挿通孔１３２の外部に露出し、連結部１３３ｅでハンドルと直角に折り曲げられて固定されている場合、ロックピン１３３の嵌合凸部１３３ａは、軸体１２１の側面から離間した位置に固定するようにロックピン１３３の変位が規制されて、ハンドル１２２と軸体１２１が離脱した状態（以下、ハンドルと軸体の離脱状態を、ハンドルフリー状態ともいう。）になる。

連結部１３３ｅの折り曲げを固定するには、例えば、ロック用穴１３５ａを介して施錠してもよく、可倒部材１３５側面とハンドル１２２の外側面１２２ｂを、スナップ式に係合できるように構成し、または磁力で係合することで固定できる（図示省略）。これらの係合は、暗号等により係合を解除できないように施錠してもよい。

ハンドルフリー状態では、ハンドル１２２と軸体１２１が係合していないため、作業者がハンドル１２２を回動しても、軸体１２１の回転が連動しないため、本体部による上下動操作に変換されない。

（２）ハンドルロック状態
ハンドルフリー状態において、作業者が、ロックピン１３３のリング１３６をつまんで、可倒部材１３５を挿通孔１３２に平行にすると、ロックピン１３３は、バネ付勢により軸体１２１の側面に進出する。ロックピンの嵌合凸部１３３ａが軸体１２１に到達すると、嵌合凸部１３３ａが嵌合凹部１３１と嵌合して、ハンドル１２２と軸体１２１は係合した状態（以下、ハンドルと軸体が係合した状態を、ハンドルロック状態ともいう。）になる。

図１及び、後述する図３（ａ）及び図４（ａ）並びに図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｂ）に、流体制御機器１及び２〜５のハンドルロック状態を示している。

ハンドルロック状態で、作業者がハンドル１２２の回動操作を行うと、連動して軸体１２１が回転し、それに伴って、上下動部１１３の操作変換部１１３ａにより上下動操作に変換される。

作業者が、ハンドルロック状態で、ハンドル１２２の回転操作を停止し、リング１３６をつまんで、バネ付勢に抗して可倒部材１３５が連結部１３３ｅで折曲する位置までロックピン１３３を引き出し、次いで可倒部材１３５を、ハンドル１２２の外側面１２２ｂに折曲すると、嵌合凸部１３３ａが軸体１２１の側面から離間した位置でロックピン１３３は固定され、ハンドルフリー状態になる。

後述する図３（ｂ）及び図４（ｂ）、図５（ｄ）並びに図６（ｃ）に、後述する流体制御機器２〜５のハンドルフリー状態を示している。

作業者は、ハンドルロック状態でハンドル１２２を回動すると、軸体１２１の連動した回転を介して、操作変換部１１３ａにより上下動操作がなされ、操作変換部１１３ａと共に上下動するダイヤフラム１１２を調整して、流路１１１ａの開閉を調整し、流量の規制をすることができる。

作業者は、規制した流量の状態を維持したい場合、手動操作式の流体制御機器１をハンドルフリー状態にして、ハンドル１２２の回動による軸体１２１の回転の連動を遮断する。

手動操作式の流体制御機器１に対してロックピン１３３を引き出すことで、ハンドルロック状態からハンドルフリー状態にすることができ、操作簡易性に優れ、一度ハンドルフリー状態にしてしまえば、作業者が誤ってハンドル１２２を操作しても、規制した流量の状態を安定に維持することができ、対誤操作安定性が高い。

さらに、手動操作式の流体制御機器１は、ハンドル１２２の把持部に収まる程度のロックピン１３３と可倒部材１３５によって、ハンドル１２２の把持部の近傍のスペースで全ての作業を行うことができ、機器のコンパクト性に優れるので、省スペースの観点からも好ましい。

本発明のハンドル付き機器を、流体制御機器１を例にして説明したが、本発明のハンドル付き機器はこれらに限られず様々な形態をとりうる。

ハンドル１２２と軸体１２１の係合は、ハンドル側の嵌合凸部１３３ａと軸体側の嵌合凹部１３１の嵌合に限らず、ハンドル側係合部に嵌合凹部を、軸体側係合部に嵌合凸部を設けることで、互いに係合してもよい。

ハンドルと軸体の係合は、ハンドル側係合部の嵌合凸部１３３ａの突出高さが軸体１２１の直径よりも長く、嵌合凹部１３１が軸体１２１の外側面の反対側まで貫通する貫通穴１３１Ａに置換してもよい（図６を参照して後述する。）。

流体制御機器１では、ハンドル側係合部を、バネ付勢を介して軸体側係合部に押圧しているが、バネ付勢ではなく、他の弾性体、例えば挿通孔１３２に圧搾気体を圧入して気体の圧力で押圧し、当該気体を排気して押圧を解除してもよい（図示せず）。

流体制御機器１では、可倒部材１３５を離脱状態保持部として使用したが、可倒部材１３５を使用せず、ロックピンの円柱状本体１３３ｄの長さを伸ばし、ハンドル把持部の外側面から円柱状本体１３３ｄの側周面に到達するようにネジ孔を穿設し、円柱状本体１３３ｄの固定用ネジをネジ孔に螺合して円柱状本体１３３ｄの側面を締付けて、ロックピン１３３の位置を固定することで、離脱状態保持部としてもよい。

図１に示すバネ付勢によることなく、例えば、嵌合凸部１３３ａと嵌合凹部１３１を磁石で構成し磁力で引き合うようにして、軸体側係合部の係合がハンドルの回転操作に対して解除されないようにしてもよい。この場合、どちらも凸凹のない平滑面にして面同士で当接してもよく、磁力を電磁的に調整して引力をオンオフしてもよい（図示せず）。

ハンドル付き機器の各部材の材質は、用途によって適宜選択すればよいが、機器全体の強度と耐久性を確保する観点からは、ステンレス等の金属やセラミックスが好ましく、軽量化する観点からは、樹脂、とくに高強度樹脂が好ましい。

樹脂しては、アラミド等の芳香族ポリアミド、ケプラー（デュポン）等のパラ型芳香族ポリアミド、ノメックス（デュポン）等のメタ型芳香族ポリアミド、テクノーラ（帝人）等のコポリマー型芳香族ポリアミド、カプトン（デュポン）等の芳香族ポリイミド、ダイニーマ（東洋紡）等の高強度ポリエチレンを挙げることができる。

繊維強化樹脂としては、上述した高強度樹脂からなる繊維、ガラス等のセラミックス繊維及び炭素繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種の繊維を、樹脂に混在させたものが好ましく、曲げ強度の観点から、炭素繊維を、樹脂に混在させた炭素繊維強化樹脂がより好ましい。

繊維強化樹脂、好ましくは炭素繊維強化樹脂に使用する樹脂としては、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂及びフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、或いは、ナイロン６６、ポリアセタール、ポリカーボネート、ＰＥＴ、メチルメタアクリレートなどの熱可塑性樹脂が使用できるが、軽量化と曲げ強度の確保の観点から、エポキシ樹脂が好ましい。

本発明のハンドル付き機器は、ハンドルの回動によって規制された所定の操作状態を、ハンドルの誤動作によって変動しないように維持することができるので、流体制御機器以外のさまざまなハンドル付き機器に適用することができる。
例えば、ハンドル操作で所定の運転又は停止状態に調整する必要がある自転車、車、船、列車、航空機、これらの模型等の移動体、ハンドル操作で所定の音や映像の状態に調整する必要がある音響機器又は映像機器、ハンドル操作で所定の計量を調整する必要のある計量機器、子供の誤動作で破損しないように調整する必要がある玩具等が挙げられる。

〔実施形態１〕
本発明のハンドル付き機器を用いた流体制御機器１は、ハンドルの形態、上下動する弁体の形態、流体の種類によって、様々な形態をとりうる。
図３〜６に、本発明の実施形態１〜４（流体制御機器２〜５）を示す。各図面において、図１の各部材に相当する部材には同じ番号を付している。

〔実施形態１〕
図３に、ハンドル１２２が丸ハンドルで、弁体２１２がニードル弁でかつ中間開の状態で、流体が気体状である場合の流体制御機器２を示す。

流体制御機器２は、流体が水平方向に流入して鉛直上方に移動できるように、水平方向から鉛直上向きに曲がっている流路２１１ａ、流路２１１ａに接続する流体溜まり空間２１１ｓ、空間２１１ｓに接続する、鉛直下向きから水平方向に曲がっている流路２１１ｂを備える。

流路２１１ａの鉛直上向き端部の内径は、弁体２１２の先端外径よりも大きく、弁体２１２が中間開の状態では、弁体２１２の先端と流路２１１ａの鉛直上向き方向の端部の間に間隙２１１ｇが形成され、弁体２１２が下降して、流路２１１ａの鉛直上向き方向の端部の中に貫入すると、弁体２１２の外径が流路２１１ａの鉛直上向き端部の内径と同じになったときに、間隙２１１ｇは完全に閉ざされ、全閉の状態になる。

弁体の中間開の状態では、流体は、流路２１１ａから間隙２１１ｇを通過して空間２１１ｓに移動する。弁体２１２が上下動することによって、間隙２１１ｇの大きさが変化して、流路２１１ａから空間２１１ｓへの流量が制御される。流体は、間隙２１１ｇが全閉している場合以外は、流路２１１ａから空間２１１ｓを経て流路２１１ｂから流出する。

図３（ａ）では、ハンドル１２２がハンドルロック状態になっており、かつ、間隙２１１ｇは中間開、即ち、弁体２１２は中間開の状態にあるので、ハンドルを回転させると、弁体２１２は上昇又は下降する方向に移動することができる。

図３（ｂ）では、ハンドル１２２がハンドルフリー状態になっており、かつ、間隙２１１ｇは中間開、即ち、弁体２１２は中間開の状態にあるので、ハンドルを回転させても、弁体２１２は上昇も下降もしないため、流量は一定の状態を維持する。

〔実施形態２〕
図４に、弁体３１２がダイレクトダイヤフラムでかつ中間開の状態で、流体が気体状である場合の流体制御機器３を示す。

流体制御機器３は、流体が水平方向に流入して鉛直上方に移動できる流路３１１ａ、流路３１１ａに接続する流体溜まり空間３１１ｓ、空間３１１ｓに接続する鉛直下向きから水平方向に曲がっている流路３１１ｂを備える。

弁体３１２（ダイヤフラム）は、流路３１１ａの鉛直上向き端部の内径よりも大きく、弁体３１２が、流路３１１ａの鉛直上向き端部から離間していると間隙３１１ｇが形成され弁体３１２の中間開の状態となり、弁体３１２が流路３１１ａの鉛直上向き端部を完全に塞いだ状態が弁体３１２の全閉状態となる。

流体は、流路３１１ａから流入して弁体３１２と流路３１１ａの鉛直上向き端部の間の間隙３１１ｇを通過して空間３１１ｓに移動する。弁体３１２が上下動することによって、間隙３１１ｇの大きさが変化して、流路３１１ａから空間３１１ｓへの流量が制御される。流体は、間隙３１１ｇが全閉している場合以外は、流路３１１ａから空間３１１ｓを経て流路３１１ｂから流出する。

図４（ａ）では、ハンドル１２２がハンドルロック状態になっており、かつ、間隙３１１ｇは中間開、即ち、弁体３１２は中間開の状態にあるので、ハンドルを回転させると、弁体３１２は上昇又は下降する方向に移動することができる。

図４（ｂ）では、ハンドル１２２がハンドルフリー状態になっており、かつ、間隙３１１ｇは中間開、即ち、弁体３１２は中間開の状態にあるので、ハンドルを回転させても、弁体３１２は上昇も下降もしないため、流量は一定の状態を維持する。

〔実施形態３〕
図５に、弁体４１２がニードル弁でかつ中間開の状態で、気体状の流体である場合の本発明の流体制御機器４を示す。流体制御機器４は、ハンドル１２２Ｂが、円柱状のバーハンドルであること以外は、流体制御機器２と同じである。

図５（ａ）〜（ｃ）では、ハンドル１２２Ｂがハンドルロック状態になっており、かつ、間隙４１１ｇは中間開、即ち、弁体４１２は中間開の状態にあるので、ハンドル１２２Ｂを回転させると、弁体４１２は上昇又は下降する方向に移動することができる。

図５（ｄ）では、ハンドル１２２Ｂがハンドルフリー状態になっており、かつ、間隙４１１ｇは中間開、即ち、弁体４１２は中間開の状態にあるので、ハンドル１２２Ｂを回転させても、弁体４１２は上昇も下降もしないため、流量は一定の状態を維持する。

〔実施形態４〕
図６において、流体制御機器５は、上述したように、ハンドル側係合部のロックピン１３３の嵌合凸部１３３ａが長く、軸体側係合部が、軸体１２１を貫通する貫通穴１３１Ａで置換されていることを除き、流体制御機器２と同じである。

図６（ａ）及び（ｂ）では、ハンドル１２２Ａがハンドルロック状態になっており、かつ、間隙５１１ｇは中間開、即ち、弁体５１２は中間開の状態にあるので、ハンドル１２２Ａを回転させると、弁体５１２は上昇又は下降する方向に移動することができる。

図６（ｃ）では、ハンドル１２２Ａがハンドルフリー状態になっており、かつ、間隙５１１ｇは中間開、即ち、弁体５１２は中間開の状態にあるので、ハンドル１２２Ａを回転させても、弁体５１２は上昇も下降もしないため、流量は一定の状態を維持する。

このような液状又は気体状の流体の流量を中間開の状態で微小調整し、その調整状態を安定に維持する上で、本発明におけるハンドルと軸体の係合手段は、操作簡易性及び対誤操作安定性に優れ、さらに、コンパクト性に優れるので、ニードル弁又はダイヤフラムを使用する流体制御機器に好ましく適用できる。

１ 流体制御機器
１１ 本体部
１１１ 弁箱
１１１ａ 流路
１１２ 弁体（ダイヤフラム）
１１３ 上下動部
１１３ａ 操作変換部
１１４ ハウジング
１２ ハンドル部
１２１ 軸体
１２１ａ 軸体の側部
１２２ ハンドル
１２２ａ ハンドルの内側面
１２２ｂ ハンドルの外側面
１３ ハンドルロック機構
１３１ 嵌合凹部
１３２ 挿通孔
１３２ａ ガイドネジ
１３３ ハンドル側係合部（ロックピン）
１３３ａ 嵌合凸部
１３３ｂ 蓋体
１３３ｃ フランジ
１３３ｄ 円柱状本体
１３３ｅ 連結部
１３４ コイルバネ
１３５ 離脱状態保持部（可倒部材）
１３５ａ ロック用穴
１３５ｂ 引出操作用穴
１３６ リング
１３７ 袋ナット
２ 流体制御機器
１２２Ａ 丸ハンドル
２１１ｇ 間隙
２１１ａ 流路
２１１ｂ 流路
２１１ｓ 流体溜まり空間
２１２ 弁体（ニードル弁）
３ 流体制御機器
１２２Ａ 丸ハンドル
３１１ｇ 間隙
３１１ａ 流路
３１１ｂ 流路
３１１ｓ 流体溜まり空間
３１２ 弁体（ダイヤフラム）
４ 流体制御機器
１２２Ｂ バーハンドル
４１１ｇ 間隙
４１１ａ 流路
４１１ｂ 流路
４１１ｓ 流体溜まり空間
４１２ 弁体（ニードル弁）
５ 流体制御機器
１３１Ａ 貫通穴
１２２Ａ 丸ハンドル
５１１ｇ 間隙
５１１ａ 流路
５１１ｂ 流路
５１１ｓ 流体溜まり空間
５１２ 弁体（ニードル弁）
６ 流体制御機器
６１ 本体部
６１１ 弁箱
６１１ａ 流路
６１２ 弁体（ダイヤフラム）
６１３ 上下動部
６１３ａ 操作変換部
６１４ ハウジング
６２ ハンドル部
６２１ 軸体
６２２ ハンドル
６２３ ネジ

Claims (9)

1. 軸体と、軸体を回転操作するためのハンドルと、軸体に対してハンドルを係脱させるハンドルロック機構と、軸体と接続され軸体の回転操作によって操作される本体部と、を備え、
   前記ハンドルロック機構により、前記ハンドルが前記軸体に係合すると該ハンドルの回動によって該軸体が回転し、前記ハンドルが前記軸体と離脱すると該ハンドルの回動によっては該軸体が回転しないハンドル付き機器であって、
   前記ハンドルロック機構は、
   前記ハンドル内に、前記軸体に達するように該軸体の方向に設けられた挿通孔の内部に収容するハンドル側係合部と、
   前記ハンドルと前記軸体との離脱状態を保持する離脱状態保持部と、を備えるハンドル付き機器。
2. 前記ハンドル側係合部は、前記ハンドル内の挿通孔に挿通したロックピンと、前記ロックピンを前記軸体の方向に付勢する弾性体と、を備え、
   前記挿通孔内のロックピンを前記軸体に係合させることで、前記ハンドルが前記軸体に係合する、請求項１記載のハンドル付き機器。
3. 前記ロックピンは、先端に嵌合凸部を有し、
   前記軸体は、前記嵌合凸部に対応する軸体側部に少なくとも一つの嵌合凹部を有し、
   前記弾性体の付勢力で前記ロックピンの前記嵌合凸部を前記軸体の嵌合凹部に嵌合させることで、前記ハンドルが前記軸体に係合する、請求項２記載のハンドル付き機器。
4. 前記軸体は、軸径方向に貫通穴を有し、
   前記ロックピンを前記弾性体の付勢力で前記軸体に嵌合させることで、前記ハンドルが前記軸体に係合する、請求項２記載のハンドル付き機器。
5. 前記離脱状態保持部は、前記ロックピンの後端に接続され、
   前記ロックピンが前記弾性体の付勢力に抗して前記軸体から離脱した状態を保持するよう前記ロックピンの変位を規制する、請求項２〜４のいずれか１項記載のハンドル付き機器。
6. 前記離脱状態保持部は、前記ロックピン後端に折り曲げ自在に接続された可倒部材で構成され、
   前記ロックピンが前記軸体から離間した位置で、前記可倒部材が前記ハンドルの外部で前記ハンドルの外側面の向きに折り曲げられてロックピンの変位を規制する、請求項５記載のハンドル付き機器。
7. 前記離脱状態保持部は、前記ハンドルの外側面上で施錠される、請求項５又は６記載のハンドル付き機器。
8. 前記本体部は、前記軸体の回転操作を上下動操作に変換する操作変換部を備える、請求項１記載のハンドル付き機器。
9. 前記ハンドル付き機器は、流体が流動する流路が設けられた弁箱と、前記流体の流量を規制する弁体とを備え、前記弁体が前記本体部の上下動操作に連動して前記流路を規制する流体制御機器である、請求項１記載のハンドル付き機器。

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