JP7304052B2 - ロック機構付きバルブ用ハンドル - Google Patents

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Description

本発明は、バルブを操作するためのバルブ用ハンドルに関し、特に、ロック機構付きバルブ用ハンドルに関するものである。
従来、例えば、工場、プラント等の設備において流体の流れる管路を開閉するために設置されるバルブを操作するためにハンドルが取り付けられている。
そして、作業者は、このハンドルを回転操作することによって、管路を開閉するようにしている。
ところで、近年、セキュリティーの向上や誤操作を防止するために、管理権限を有する者(以下、「管理者」という。)だけがバルブを操作でき、管理者以外はバルブを操作できないようにする施錠機構を備えたバルブが要請されている。
一方、本件出願人は、先に、管理者だけがバルブを操作でき、管理者以外はバルブを操作できないようにする施錠機構を備えたバルブ装置を提案した(特許文献1~2参照。)。
特開2015-200401号公報 特開2018-204667号公報
ところで、特許文献1~2に記載のバルブ装置は、施錠時にはハンドルは空回りするだけであり、開錠時だけハンドルの回転操作が有効になるので、キーを有する管理者だけがバルブを操作でき、管理者以外はバルブを操作できないようにすることで、セキュリティーの向上や誤操作を防止することができるという利点を有している。
その反面、例えば、レバー形状のハンドルのように、ハンドルの方向で弁体の開閉状態が視認できるハンドルを備えたバルブ装置においては、施錠時にハンドルが空回りすることで、ハンドルの方向と弁体の開閉状態とが一致しなくなり、ハンドルの方向で弁体の開閉状態が視認できなくなるという問題があった。
特に、上下方向に配設された配管に、レバー形状のハンドルを備えたバルブ装置を適用した場合、レバー形状のハンドルのモーメントで施錠時にハンドルが自然に空回りしてしまい、ハンドルの方向と弁体の開閉状態とが一致しなくなり、ハンドルの方向で弁体の開閉状態が視認できなくなるという問題があった。
本発明は、このような特許文献1~2に記載のバルブ装置の有する問題点に鑑み、特許文献1~2に記載のバルブ装置の有する利点である、管理者だけがバルブを操作でき、管理者以外はバルブを操作できないようにすることで、セキュリティーの向上や誤操作を防止することができるという利点を有しながら、レバー形状のハンドルのように、ハンドルの方向で弁体の開閉状態が視認できるハンドルを備えたバルブ装置の有する利点を損なわないようにしたロック機構付きバルブ用ハンドルを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルは、バルブの開閉操作を行う回転軸を回転操作するハンドルと、該ハンドルと回転軸との間に介在し、ハンドルの回転操作が、回転軸に伝達されるようにする状態と、回転軸に伝達されないようにする状態とを切り換える、施錠機構を有するロック機構とを備え、前記施錠機構が開錠状態のとき、ハンドルと回転軸とを係合して、ハンドルの回転操作が回転軸に伝達されるようにし、前記施錠機構が施錠状態のとき、ハンドルと回転軸との係合を解除して、ハンドルの回転操作が回転軸に伝達されないようにしたロック機構付きバルブ用ハンドルにおいて、前記施錠機構を施錠したときの位置でハンドルを仮保持する仮保持機構を備えてなることを特徴とする。
この場合において、前記仮保持機構が、回転軸と共に回転するように設けられた回転体と、ハンドルが取り付けられることでハンドルと共に回転するロック機構の本体部に設けられた、回転体に仮保持される仮保持部材とからなるようにすることができる。
本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルによれば、施錠機構が開錠状態のとき、ハンドルと回転軸とを係合して、ハンドルの回転操作が回転軸に伝達されるようにし、施錠機構が施錠状態のとき、ハンドルと回転軸との係合を解除して、ハンドルの回転操作が回転軸に伝達されないようにしたロック機構付きバルブ用ハンドルにおいて、施錠機構を施錠したときの位置でハンドルを仮保持する仮保持機構を備えてなるようにすることにより、管理者だけがバルブを操作でき、管理者以外はバルブを操作できないようにすることで、セキュリティーの向上や誤操作を防止することができるという利点を有しながら、仮保持機構によって、施錠機構を施錠したときの位置でハンドルを仮保持することができ、レバー形状のハンドルのように、ハンドルの方向で弁体の開閉状態が視認できるハンドルを備えたバルブ装置の有する利点を損なわないようにすることができる。
本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルの第1実施例を示す操作説明図(1)である。 同ロック機構付きバルブ用ハンドルの操作説明図(2)である。 同ロック機構付きバルブ用ハンドルの操作説明図(3)である。 同ロック機構付きバルブ用ハンドルの操作説明図(4)である。 同ロック機構付きバルブ用ハンドルの取替方法説明図(1)である。 同ロック機構付きバルブ用ハンドルの取替方法説明図(2)である。 同ロック機構付きバルブ用ハンドルの取替方法説明図(3)である。 同ロック機構付きバルブ用ハンドルの分解図である。 本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルの第2実施例を示す操作説明図である。 同ロック機構付きバルブ用ハンドルの分解図である。 本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルの第3実施例を示す操作説明図である。 同ロック機構付きバルブ用ハンドルの分解図である。 本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルの第4実施例を示す操作説明図である。 本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルの第5実施例を示す操作説明図である。 本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルの第6実施例を示す操作説明図である。
以下、本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図1-1~図3に、本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルの第1実施例を示す。
本実施例は、本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルをボールバルブに適用するようにしたものである。
このロック機構付きバルブ用ハンドルは、バルブVの開閉操作を行う回転軸1を回転操作するハンドルHと、このハンドルHの回転操作が、回転軸1に伝達されるようにする状態と、回転軸1に伝達されないようにする状態とを切り換えるロック機構2を備えたもので、このロック機構2が、ハンドルHが取り付けられる本体部3と、施錠機構5と、回転軸1の先端部に着脱可能に取り付けられ、本体部3と回転軸1とを係合して、ハンドルHの回転操作を回転軸1に伝達する係合機構6と、この係合機構6に本体部3を相対的に回転可能に、かつ、着脱可能に取り付ける取着機構7と、施錠機構5を施錠したときの位置でハンドルHを仮保持する仮保持機構9とを備えてなるようにしている。
そして、このロック機構付きバルブ用ハンドルは、施錠機構5が開錠状態のとき、本体部3と係合機構6とをロック状態とし、本体部3及び係合機構6を介してハンドルHと回転軸1とを係合して、ハンドルHの回転操作が回転軸1に伝達されるようにし、施錠機構5が施錠状態のとき、施錠機構5と係合機構6とのロック状態を解除し、本体部3及び係合機構6を介するハンドルHと回転軸1との係合を解除して、ハンドルHの回転操作が回転軸1に伝達されないようにしている。
回転軸1の先端部に着脱可能に取り付けられる係合機構6は、円柱状、好ましくは、作業者による取替作業を円滑に行うことができ、作業性を向上することができるように、周面を先端側が漸次小径となるようにテーパ状、すなわち、円錐台状に形成した軸受部60を備え、この軸受部60には、ボール61を出没可能に設けるようにする。
軸受部60は、回転軸1の先端部に嵌着され、ナットNを用いて固定される。
ボール61は、3個のボール61を、軸受部60に等角度間隔に形成したボール挿入孔66にそれぞれ挿入するようにしたが、その個数は任意に設定することができる。
そして、ボール61が、作業者による取替作業中に脱落しないように、軸受部60には、各ボール61に外接するようにOリング62を取り付けるようにしている。
なお、ボール61が挿入されるボール挿入孔66の内周側の開口の大きさは、ボール61の直径より小さく形成するようにすることで、ボール61が、作業者による取替作業中に脱落しないようにしている。
ハンドルHが取り付けられる本体部3は、略筒状をするとともに、上部の外周面に、ハンドルHを固定するためのキャップCを螺着するための雄ねじを形成し、施錠機構5及び係合機構6を内部に収容できるようにし、施錠機構5の押釦4が、本体部3及びキャップCの開口端面から突出して、押し込み操作を行うことができるようにしている。
これにより、押釦4によって、施錠機構5が開錠状態と施錠状態のいずれの状態にあるかを外観で判断することができる。
ここで、本体部3の係合機構6を収容する部分は、好ましくは、作業者による取替作業を円滑に行うことができ、作業性を向上することができるように、円錐台状に形成した軸受部60に対応して、周面を奥側が漸次小径となるようにテーパ状に形成するようにする。
本体部3の内周面には、施錠機構5が開錠状態のときに、各ボール61がそれぞれ嵌入する溝を軸方向に形成するようにしている。
また、本体部3には、バルブVに突設したストッパSが入り込んでハンドルHの回転角度を約90°に規制する切欠部を形成するようにしている。
また、キャップCは、特殊な専用工具によってのみ操作できるようにすることが好ましい。
施錠機構5を施錠したときの位置でハンドルHを仮保持する仮保持機構9は、回転軸1と共に回転するように設けられた回転体91と、ハンドルHが取り付けられることでハンドルHと共に回転するロック機構2の本体部3に設けられた、回転体91に仮保持される仮保持部材92とからなるようにしている。
回転体91は、円形のプレートで、回転軸1の断面形状が非円形の部分に嵌入して取り付けることで、回転軸1と共に回転するようにしている。
ここで、回転体91の直径は、仮保持部材92の本体部92aの直径と略同径に形成することで、回転体91を直接回転操作(不正操作)できないようにしている。
回転体91には、回転軸1に嵌入するための角孔91a、ストッパSが入り込む湾曲した長孔91b及び仮保持部材92のための2個の丸孔91cを形成するようにしている。
なお、仮保持部材92のための丸孔91cは、1個にすることもできる。
仮保持部材92は、円筒形状の本体部92aを、ロック機構2の本体部3に、取着機構7を構成するピン71を介して取り付けることで、ハンドルHと共に回転するようにしている。
ここで、仮保持部材92の本体部92aを、ロック機構2の本体部3に、ピン71を介して取り付けるに当たって、いもねじからなる止めねじ72aによって仮固定するようにしている。
本体部92aには、回転体91に形成した丸孔91cに対応するように、2個の貫通孔92bを形成し、この貫通孔92b内に、それぞれボール92c及びばね92dを挿入し、止めねじ92eで封鎖するようにしている。
これにより、ばね92dの付勢力を受けたボール92cが、回転体91に形成した丸孔91cに嵌入することで、仮保持部材92(ハンドルH及びロック機構2の本体部3)が回転体91に仮保持されるようにしている。
この場合、貫通孔92bの止めねじ92eで封鎖する反対側の開口を、ボール92cが落下しない(抜け出ない)ように、ボール92cの直径より若干小さく形成することが好ましい。
また、止めねじ92eの位置を調整することによって、ばね92dの付勢力、すなわち、仮保持部材92の本体部92a(ハンドルH及びロック機構2の本体部3)が回転体91に仮保持される保持力を調節することができるようにしている。このため、貫通孔92bの内周面には、止めねじ92eの位置を調整することができる、止めねじ92eの長さより長く雌ねじを形成するようにする。
本体部3(及び仮保持部材の本体部92a)と係合機構6とは、係合機構6が本体部3に収容された状態で、取着機構7を構成するピン71を本体部3に挿入することにより、係合機構6の軸受部60の外周面に形成された周溝63に嵌入され、施錠機構5が施錠状態のときは、本体部3に抜け止めされた状態で自由に回転できるようにされている。
ここで、ピン71には、作業者による組付作業を円滑に行うことができ、作業性を向上することができるように、テーパ状で、先端をRに形成した段付き形状のピンを使用することが望ましい。
また、特に限定されるものではないが、本実施例においては、2本のピン71を用いることによって、各ピン71にかかる負荷を軽減し、耐久性を向上させている。
本体部3に対する取着機構7を構成するピン71の抜き差しは、作業者が現場で行うことができ、これにより、係合機構6への本体部3の着脱作業を容易に行うことができるようにしている。
そして、本体部3に挿入されたピン71が、着脱作業を行うとき以外に抜け出ないように、本体部3の外周に配設した仮保持部材92の本体部92aには、ピン71の端面に接するように抜け止め部材72を取り付けるようにしている。
抜け止め部材72は、リング形状をし、所定位置に取り付けられる前は、仮保持部材92の本体部92aに、止めねじ72aと共通のねじ穴に螺着する、特殊な専用工具によってのみ操作できる専用ねじ72bによって支持されるようにし、仮保持部材92の本体部92aの所定位置に取り付けるときは、専用ねじ72bを一旦外し、抜け止め部材72を下方に移動させ、再度、専用ねじ72bを用いて取り付けるようにする。
ここで、抜け止め部材72には、本実施例のリング形状のもののほか、コイルばね(多重巻きタイプ)、C型止め輪(1巻きタイプ)、板ばね等からなるばね部材、金属板、ゴムバンド等を用いることができる。
また、本体部3に収容された施錠機構5は、ピンによって、本体部3に固定されている。
施錠機構5は、例えば、特許文献2に開示した、押釦4等の施錠機構部品からその主要部が構成された、汎用の施錠機構を用いるようにしている。なお、施錠機構5には、機械式のもののほか、磁石式のもの等を用いることもできる。
押釦4は、施錠機構5の外ケースに対して、ばねの付勢力に抗して押し込むことができるようにするとともに、押し込まれた状態で保持され、施錠されるようにしている。
押し込まれた状態で保持、施錠されている押釦4の突出状態への復帰は、鍵8を用いて、施錠機構5を開錠することによって行う。
具体的には、鍵8を施錠機構5に押し込み、鍵8を回転操作することで、押釦4は突出状態に復帰する。なお、鍵8が施錠機構5に合致したものでない場合は、鍵8を回転操作できない
押釦4は突出状態に復帰した後、鍵8を元の位置まで回転操作して、施錠機構5から引き抜くようにする。
そして、押釦4が突出状態(開錠状態)のとき、施錠機構5により本体部3と係合機構6とが係合されて、ハンドルHによる本体部3の回転操作が係合機構6を介して回転軸1に伝達されるようにし、押釦4が押し込まれた状態(施錠状態)のとき、施錠機構5による本体部3と係合機構6とが係合が解除されて、ハンドルHにより本体部3の回転操作を行っても本体部3(及び施錠機構5)のみが回転、すなわち、本体部3が係合機構6に対して空転して、ハンドルHによる本体部3の回転操作が、係合機構6及び回転軸1に伝達されないようにする。
具体的には、押釦4が突出状態のとき、ボール61が放射方向(外側)に移動して、本体部3の内周面に形成された溝に嵌入し、ボール61を介して、本体部3と係合機構6の軸受部60とが係合され、ハンドルHによる本体部3の回転操作が係合機構6を介して回転軸1に伝達されるようにし、ハンドルHによって本体部3を回転操作することで、バルブVの開閉操作ができるものとなる。
一方、押釦4が押し込まれた状態のとき、ボール61が中心方向(内側)に移動して、本体部3の内周面に形成された溝から離脱し、ボール61による本体部3と係合機構6の軸受部60との係合が解除されて、本体部3が係合機構6に対して空転して、ハンドルHによる本体部3の回転操作が、係合機構6及び回転軸1に伝達されないようにし、ハンドルHによって本体部3を回転操作しても、バルブVの開閉操作ができないようにする。
そして、施錠機構5を施錠したときの位置で、仮保持機構9の仮保持部材92のばね92dの付勢力を受けたボール92cが、回転体91に形成した丸孔91cに嵌入することで、仮保持部材92の本体部92a(ハンドルH及びロック機構2の本体部3)が回転体91に仮保持され、ハンドルHに仮保持力よりも大きい力が加わらない限り、その状態が維持されるようにしている。
この場合、ハンドルHに仮保持力よりも大きい力を加えることで、仮保持機構9の仮保持が解除され、ハンドルH、ロック機構2の本体部3及び仮保持部材92の本体部92aが係合機構6に対して空転することになる。
そして、ハンドルHを元の位置に戻すことで、仮保持機構9の仮保持部材92のばね92dの付勢力を受けたボール92cが、回転体91に形成した丸孔91cに嵌入することで、仮保持部材92の本体部92a(ハンドルH及びロック機構2の本体部3)が回転体91に仮保持され、ハンドルHに仮保持力よりも大きい力が加わらない限り、その状態が維持される。
このロック機構付きバルブ用ハンドルは、鍵8を持った管理者だけがバルブVを操作でき、鍵8を持たない管理者以外はバルブを操作できないようにすることで、セキュリティーの向上や誤操作を防止することができる。
また、仮保持機構9によって、施錠機構5を施錠したときの位置でハンドルHを仮保持することができ、レバー形状のハンドルのように、ハンドルHの方向で弁体の開閉状態が視認できるハンドルHを備えたバルブ装置の有する利点を損なわないようにすることができる。
さらに、例えば、既存の設備に適用する場合でも、既存の設備のバルブVの開閉操作を行う回転軸1からハンドルHを外して、このロック機構付きバルブ用ハンドルを取り付けることで、バルブVの開閉操作を行う回転軸1を置き換える必要がなく、また、元の構造への復帰、すなわち、ロック機構付きバルブ用ハンドルを取り付ける前の通常の構造のバルブに戻す作業も容易に行うことができる。
図4~図5に、本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルの第2実施例を示す。
本実施例は、第1実施例の本体部3と仮保持部材92の本体部92aとを一体に構成するとともに、ロック機構付きバルブ用ハンドルの円形のプレートからなる回転体91の直径を、仮保持部材92の本体部92aの直径より小さく形成し、本体部92aの内空間に収容されるようにすることで、回転体91を直接回転操作(不正操作)できないようにしている。
なお、本実施例のその他の構成及び作用は、第1実施例のロック機構付きバルブ用ハンドルと同様である。
図6~図7に、本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルの第3実施例を示す。
本実施例は、第1実施例のロック機構付きバルブ用ハンドルにおける回転体91を、軸受部60の内部に軸受部60と一体的に回転するように配設するとともに、仮保持機構9の仮保持部材92の機能を、係合機構6を構成する、押釦4の後端部にねじ64によって取り付けた、ボール61の操作用カム65に持たせたものである。
具体的には、回転体91に形成した丸孔91cに、ボール93c及びばね93dを配設し、操作用カム65の背面側にボール93cが嵌入する丸穴93aを形成する。
これにより、ばね93dの付勢力を受けたボール93cが、操作用カム65に形成した丸穴93aに嵌入することで、仮保持部材としての操作用カム65(ハンドルH及びロック機構2の本体部3)が回転体91に仮保持されるようにしている。
この場合、回転体91に形成した丸孔91cからボール93c及びばね93dが落下しない(抜け出ない)ように、ばね93dの背面側が適宜支持されるようにする。
これにより、全体構成を簡略化し、部品点数を少なくすることができる。
なお、本実施例のその他の構成及び作用は、第1実施例のロック機構付きバルブ用ハンドルと同様である。
図8に、本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルの第4実施例を示す。
本実施例は、第1実施例のロック機構付きバルブ用ハンドルにおける回転体91の機能を、係合機構6を構成する軸受部60に、仮保持機構9の仮保持部材92の機能を、ロック機構2を構成する本体部3に、それぞれ持たせたものである。
具体的には、軸受部60に形成した横穴94bに、ボール(又はピン)94c及びばね94dを配設し、ロック機構2の本体部3の内周面にボール(又はピン)94cが嵌入する軸方向の溝94aを形成する。
これにより、ばね94dの付勢力を受けたボール(又はピン)94cが、ロック機構2を構成する本体部3の内周面に形成した溝94aに嵌入することで、仮保持部材としてのロック機構2の本体部3(ハンドルH)が回転体としての軸受部60に仮保持されるようにしている。
これにより、全体構成を簡略化し、部品点数を少なくすることができる。
なお、本実施例のその他の構成及び作用は、第1実施例のロック機構付きバルブ用ハンドルと同様である。
図9に、本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルの第5実施例を示す。
本実施例は、第1実施例のロック機構付きバルブ用ハンドルにおける回転体91の機能を、係合機構6を構成する軸受部60に、仮保持機構9の仮保持部材92の機能を、ロック機構2を構成する本体部3に、それぞれ持たせたものである。
具体的には、軸受部60に形成した窪み部95bに、板ばね95cを配設し、ロック機構2の本体部3の内周面に板ばね95cの突起部が嵌入する軸方向の溝95aを形成する。
これにより、板ばね95cの突起部が、ロック機構2を構成する本体部3の内周面に形成した溝95aに嵌入することで、仮保持部材としてのロック機構2の本体部3(ハンドルH)が回転体としての軸受部60に仮保持されるようにしている。
これにより、全体構成を簡略化し、部品点数を少なくすることができる。
なお、本実施例のその他の構成及び作用は、第1実施例のロック機構付きバルブ用ハンドルと同様である。
図10に、本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルの第6実施例を示す。
本実施例は、第1実施例のロック機構付きバルブ用ハンドルにおける仮保持機構9のボール92c及びばね92bを、回転体91及び仮保持部材92の本体部92aにそれぞれ配設した磁石96a、96b(磁石96a、96bのいずれかを磁性体で構成することもできる。)で代替するようにしたものである。
具体的には、回転体91及び仮保持部材92の本体部92aにそれぞれ磁石96a、96bを配設する。
これにより、磁石96a、96b同士が吸着することで、仮保持部材92の本体部92a(ハンドルH及びロック機構2の本体部3)が回転体91に仮保持されるようにしている。
なお、本実施例のその他の構成及び作用は、第1実施例のロック機構付きバルブ用ハンドルと同様である。
以上、本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルについて、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等(例えば、第1~第5実施例の仮保持機構のボール及びばねを、第6実施例の仮保持機構の磁石(磁性体)で代替する等。)、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
本発明のロック機構付きバルブ用ハンドルは、管理者だけがバルブを操作でき、管理者以外はバルブを操作できないようにすることで、セキュリティーの向上や誤操作を防止することができ、かつ、レバー形状のハンドルのように、ハンドルの方向で弁体の開閉状態が視認できるハンドルを備えたバルブ装置の有する利点を損なわないようにできることから、新設、既設を問わず、工場、プラント等の設備において流体の流れる管路を開閉するために設置されるバルブを操作するためにハンドルの用途に好適に用いることができるほか、各種バルブを操作するためにハンドルの用途に広く用いることができる。
1 回転軸
2 ロック機構
3 本体部
4 押釦
5 施錠機構
6 係合機構
60 軸受部
65 操作用カム
7 取着機構
8 鍵
9 仮保持機構
91 回転体
92 仮保持部材
C キャップ
H ハンドル
N ナット
S ストッパ
V バルブ

Claims (1)

  1. バルブの開閉操作を行う回転軸を回転操作するハンドルと、該ハンドルと回転軸との間に介在し、ハンドルの回転操作が、回転軸に伝達されるようにする状態と、回転軸に伝達されないようにする状態とを切り換える、施錠機構を有するロック機構とを備え、
    前記施錠機構が開錠状態のとき、ハンドルと回転軸とを係合して、ハンドルの回転操作が回転軸に伝達されるようにし、
    前記施錠機構が施錠状態のとき、ハンドルと回転軸との係合を解除して、ハンドルの回転操作が回転軸に伝達されないようにした
    ロック機構付きバルブ用ハンドルにおいて、
    前記施錠機構を施錠したときの位置でハンドルを仮保持する、回転軸と共に回転するように設けられた回転体と、ハンドルが取り付けられることでハンドルと共に回転するロック機構の本体部に設けられた、回転体に仮保持される仮保持部材とからなる仮保持機構を備えてなる
    ことを特徴とするロック機構付きバルブ用ハンドル。
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