JP2004011665A - 弁の開閉操作キャップ - Google Patents

Abstract

【課題】過トルク発生時においてもトルク伝達部材の剪断が回避されることにより、開閉操作キャップと弁の操作軸との分解が容易にできる弁の開閉操作キャップを提供する。
【解決手段】開閉操作キャップ２の嵌合孔２２に弁の操作軸１の上端部をはめ合いによって着脱可能に嵌合して、大径孔２３の内面２３Ａと弁の操作軸１の外面の間に折曲許容隙間８を形成するとともに、弁の操作軸１に設けた第１の保持溝１０，１０と開閉操作キャップ２に設けた第１の保持溝２５，２５とを連通させ、板ばね製のトルク伝達部材７を、折曲許容隙間８を介して第１の保持溝２５，２５と第１の保持溝１０，１０に着脱可能に嵌合して保持する。また、ビス９，９によって開閉操作キャップ２と弁の操作軸１とを一体に結合する。
【選択図】　　　　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁の開閉操作キャップに係り、たとえば、バタフライ弁の操作軸の先端部に取付けられる開閉操作キャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より知られている弁の開閉操作キャップは、たとえば、図１２および図１３に示すように、バタフライ弁Ｂ・Ｖにおける弁の操作軸１の先端部に開閉操作キャップ２がはめ合いによって着脱可能に被冠され、この開閉操作キャップ２に設けたトルク伝達ピン取付孔３を貫通して螺合したトルク伝達ピン４が操作軸１の先端部に設けたトルク伝達ピン挿入孔５に挿入されて、操作軸１と開閉操作キャップ２とを相対回転不能に結合した構造になっている。
【０００３】
この種の弁の開閉操作キャップでは、開閉操作キャップ２を図示されていない開閉手段に結合して、該開閉手段の手動または自動操作により開閉操作キャップ２を正逆方向に回転させることによって、弁の操作軸１を同時に正逆方向に回転させて、バタフライ弁Ｂ・Ｖを開閉することができる。
【０００４】
また、この種の弁の開閉操作キャップでは、バタフライ弁Ｂ・Ｖの開閉操作時に設定値を超える過剰なトルク（以下は、過トルクという）がバタフライ弁Ｂ・Ｖの操作軸１に負荷された場合に、バタフライ弁Ｂ・Ｖが損傷するのを防止するため、前記の過トルクによってトルク伝達ピン４が剪断されるように該トルク伝達ピン４の断面積を設定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、弁の操作軸１と開閉操作キャップ２のはめ合いに厳しい公差が要求されるので、操作軸１先端部の外面（はめ合い面）１Ａと開閉操作キャップ２の内面（はめ合い面）２Ａとの隙間６がきわめて小さい値に設定されている。このため、トルク伝達ピン４の剪断時に発生する剪断ばりが前記隙間６に噛み込んで焼き付けをおこすことになる。したがって、トルク伝達ピン４の剪断によってバタフライ弁Ｂ・Ｖの損傷を防止することはできるものの、トルク伝達ピン４の交換のために開閉操作キャップ２を弁の操作軸１から分解する作業がきわめて困難になる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、過トルク発生時においてもトルク伝達部材の剪断が回避されることにより、開閉操作キャップと弁の操作軸との分解が容易にできる弁の開閉操作キャップを提供することを目的としている。
【０００７】
【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ャップは、弁の操作軸と、この操作軸にはめ合いによって着脱可能に被冠される開閉操作キャップと、開閉操作キャップと弁の操作軸の両者がトルク伝達部材を介して設定トルク内での軸線まわりの相対回転を不能に結合されている弁の開閉操作キャップにおいて、開閉操作キャップに弁の操作軸をはめ合いによって嵌合した嵌合孔と、この嵌合孔よりも内径の大きい大径孔が設けられ、この大径孔の内面と弁の操作軸の外面との間にトルク伝達部材の折曲を許容できる折曲許容隙間が形成されており、高抗張力高弾性材料によってなるトルク伝達部材が前記折曲許容隙間を介して開閉操作キャップと操作軸の両者に設けた保持孔に保持されていることを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、高抗張力高弾性材料によってなるトルク伝達部材の弾性によって弁の操作軸に負荷されるトルクを設定し、設定されたトルク内では、開閉操作キャップと弁の操作軸の両者を軸線まわりに相対回転させることなく同時に回転させることができる。つまり、前記トルク伝達部材板に軸線まわりの曲げ荷重が負荷されても軸線まわりに折曲しない。
【０００９】
一方、前記操作軸に設定値を超える過トルクが負荷されると、高抗張力高弾性材料によってなるトルク伝達部材板に負荷される軸線まわりの曲げ荷重が過剰になって、該トルク伝達部材を折曲許容隙間内で折曲させ、開閉操作キャップと弁の操作軸の両者の軸線まわりの相対回転を許容して弁が損傷するのを防止するように働く。このトルク伝達部材は弾性限度が大きいので、操作軸への過トルクの負荷を解除すると弾性復帰して前記折曲が消失するとともに、開閉操作キャップと弁の操作軸の相対位置をもとの位置に復帰させる。
【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。なお、前記従来例と同一部分には同一符号を付して説明する。図１は本発明に係る開閉操作キャップの一実施の形態を示す半截正面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図１のＢ−Ｂ矢視図、図４は操作軸先端部の一実施の形態を示す正面図、図５は図４のＣ−Ｃ矢視図、図６は弁の開閉操作キャップの組立状態を示す半截正面図、図７は図６のＤ−Ｄ矢視図、図８は図６のＥ−Ｅ矢線断面図である。
【００１１】
図１〜図３において、開閉操作キャップ２は、本体部２０と角形頭部２１とを有し、本体部２０には、軸線Ｃ１方向の上側（奥側）から順に嵌合孔２２と該嵌合孔２２よりも径大の大径孔２３が隣接して同心に設けられ、大径孔２３は本体部２０の下端に開口している。また、大径孔２３の周壁部２４には、その下端側から上に向かって凹入する第１の保持溝２５，２５と第２の保持溝２６，２６が軸線Ｃ１を通って直交する二直線Ｃ２，Ｃ３上に設けられており、第１の保持溝２５，２５の溝幅Ｗ１よりも第２の保持溝２６，２６の溝幅Ｗ２を僅かに大きく設定してある。さらに、角形頭部２１には、その上端面から嵌合孔２２まで貫通する一対のビス挿通孔２７，２７が軸線Ｃ１に平行して設けられている。
【００１２】
図４および図５において、弁の操作軸１は中実の丸棒によってなり、少なくとも上端部（先端部）の外径ｄ１は、開閉操作キャップ２に設けた嵌合孔２２の内径ｄ２よりも僅かに小さく、はめ合いによって嵌合孔２２に着脱可能に嵌合できる値に設定されている。また、上端側から下に向かって凹入する第１の保持溝１０，１０と第２の保持溝１１，１１が軸線Ｃ１を通って直交する二直線Ｃ２，Ｃ３上に設けられており、第１の保持溝１０，１０の溝幅Ｗ１は、開閉操作キャップ２に設けた第１の保持溝２５，２５の溝幅Ｗ１と同じ値に設定され、第２の保持溝１１，１１の溝幅Ｗ２は、開閉操作キャップ２に設けた第２の保持溝２６，２６の溝幅Ｗ２と同じ値に設定されている。さらに、上端面から下向きに一対のビス用ねじ孔１２，１２が軸線Ｃ１に平行して設けられている。なお、これら一対のビス用ねじ孔１２，１２は、開閉操作キャップ２に設けた一対のビス挿通孔２７，２７に対応している。
【００１３】
図１〜図３の開閉操作キャップ２と図４および図５の弁の操作軸１は、以下の手順によって図６〜図８のように一体に結合される。すなわち、開閉操作キャップ２の嵌合孔２２に弁の操作軸１の上端部をはめ合いによって着脱可能に嵌合する。つまり、操作軸１に対して開閉操作キャップ２をはめ合いによって着脱可能に被冠する。この時、軸線Ｃ１を通って直交する直線Ｃ２上に弁の操作軸１に設けた第１の保持溝１０，１０と開閉操作キャップ２に設けた第１の保持溝２５，２５とを位置決めする。これにより、弁の操作軸１に設けた第２の保持溝１１，１１と開閉操作キャップ２に設けた第２の保持溝２６，２６は自動的に軸線Ｃ１を通って直交する直線Ｃ３上に位置決めされる。また、開閉操作キャップ２に設けた大径孔２３の内面２３Ｂと弁の操作軸１の外面１Ａとの間に、後述するトルク伝達部材の折曲を許容できる折曲許容隙間８が形成される。さらに、開閉操作キャップ２に設けた一対のビス挿通孔２７，２７が弁の操作軸１に設けた一対のビス用ねじ孔１２，１２に同心に対応する。したがって、開閉操作キャップ２の上側からビス挿通孔２７，２７を通してビス用ねじ孔１２，１２にビス９，９の先端部をねじ締めることで、開閉操作キャップ２と弁の操作軸１とを一体に結合することができる。
【００１４】
前記トルク伝達部材７は、板ばねのような高抗張力高弾性材料によってなり、その板厚ｔ（図７参照）が第１の保持溝１０，１０と２５，２５に着脱可能に嵌合できる値に設定され、幅寸法（高さ）Ｗ３（図６参照）は開閉操作キャップ２に設けた第１の保持溝２５，２５の深さ（高さ）Ｈと同じ程度の寸法に設定されているとともに、長さＬは開閉操作キャップ２における本体部２０の外径Ｄ１よりも僅かに大きい値に設定されている。この板ばね製のトルク伝達部材７の先端を第１の保持溝２５，２５におけるたとえば右側の第１の保持溝２５の外側にあてがった状態で左側の第１の保持溝２５に向かって打ち込み、その先端部を左側の第１の保持溝２５から少し突出させる。これにより、板ばね製のトルク伝達部材７は、折曲許容隙間８を介して開閉操作キャップ２に設けた第１の保持溝２５，２５と操作軸１に設けた第１の保持溝１０，１０に保持される。
【００１５】
前記の手順に代えて、予め、板ばね製のトルク伝達部材７を操作軸１に設けた第１の保持溝１０，１０に上から落とし込んで保持させる。この時、操作軸１の径外方向両側ににはみ出す突出長さを均等に調整する。つぎに、開閉操作キャップ２を操作軸１の上側に対応させて押し下げることで、開閉操作キャップ２の嵌合孔２２に弁の操作軸１の上端部をはめ合いによって着脱可能に嵌合しながら、第１の保持溝２５，２５に板ばね製のトルク伝達部材７を嵌合して保持させる手順によっても、板ばね製のトルク伝達部材７を、折曲許容隙間８を介して開閉操作キャップ２に設けた第１の保持溝２５，２５と操作軸１に設けた第１の保持溝１０，１０に保持することができる。その後で、開閉操作キャップ２の上側からビス挿通孔２７，２７を通してビス用ねじ孔１２，１２にビス９，９の先端部をねじ締めることで、開閉操作キャップ２と弁の操作軸１とを一体に結合することができる。
【００１６】
前記構成によれば、板ばね製のトルク伝達部材７のばね力（ばね定数）によって弁の操作軸１に負荷されるトルクを設定し、設定されたトルク内では、開閉操作キャップ２と弁の操作軸１の両者を軸線Ｃ１まわりに相対回転させることなく同時に回転させることができる。つまり、板ばね製のトルク伝達部材７に軸線Ｃ１まわりの曲げ荷重が負荷されても板ばね製のトルク伝達部材７は軸線Ｃ１まわりに折曲しない。したがって、開閉操作キャップ２を図示されていない開閉手段に結合して、該開閉手段の手動または自動により開閉操作キャップ２を図８の実線矢印で示す方向に回転させると、弁の操作軸１も同じ方向に回転して、バタフライ弁Ｂ・Ｖをたとえば弁開操作することができる。また、開閉操作キャップ２を図８の破線矢印で示す方向に回転させると、弁の操作軸１も同じ方向に回転して、バタフライ弁Ｂ・Ｖをたとえば弁閉操作することができる。
【００１７】
一方、何等かの原因で弁の操作軸１に設定値を超える過トルクが負荷されると、板ばね製のトルク伝達部材７に負荷される軸線Ｃ１まわりの曲げ荷重が過剰になって、板ばね製のトルク伝達部材７を折曲許容隙間８内で折曲させる。たとえば、開閉操作キャップ２を図８の実線矢印で示す方向に回転させる場合に、弁の操作軸１が軸線Ｃ１まわりに回転せず、したがって、操作軸１に設定値を超える過トルクが負荷され、板ばね製のトルク伝達部材７に負荷される実線矢印方向の曲げ荷重が過剰になって、板ばね製のトルク伝達部材７を図９に示すように折曲許容隙間８内で折曲させ、開閉操作キャップ２と弁の操作軸１の両者の軸線Ｃ１まわりの僅かな相対回転を許容する。
【００１８】
この状態は、開閉操作キャップ２に結合される開閉手段が手動式であれば、弁開操作反力の急激な変動として作業者に伝わるので、その時点で開閉操作キャップ２への弁開操作力を解除することで弁が損傷するのを防止できる。また、開閉手段が自動式であれば、弁開反力の急激な変動を検知して、開閉操作キャップ２への弁開動力を解除するように構成しておくことで弁が損傷するのを防止できる。なお、開閉操作キャップ２を図８の破線矢印で示す弁閉方向に回転させる場合に、弁の操作軸１が軸線Ｃ１まわりに逆回転せず、したがって、操作軸１に設定値を超える過トルクが負荷されても、前記弁開時と同様の動作によって弁が損傷するのを防止できる。ただし、板ばね製のトルク伝達部材７は、折曲許容隙間８内で図９の逆方向に折曲することになる。
【００１９】
板ばね製のトルク伝達部材７は弾性限度が大きいので、弁の操作軸１への過トルクの負荷を解除すると弾性復帰して前記折曲が消失するとともに、開閉操作キャップ２と弁の操作軸１の相対位置をもとの位置に復帰させる。すなわち、弁の操作軸１に設定値を超える過トルクが負荷された場合には、開閉操作キャップ２への弁開操作力または弁開動力を解除することで、板ばね製のトルク伝達部材７は弾性復帰して前記折曲が消失するとともに、開閉操作キャップ２と弁の操作軸１の相対位置をもとの位置に復帰させる。このように、過トルク発生時においても板ばね製のトルク伝達部材７は剪断されないので、従来のように、剪断ばりが操作軸１と開閉操作キャップ２のはめ合い面１Ａ，２Ａの隙間６に噛み込んで焼き付けをおこす不都合は発生しない。このため、板ばね製のトルク伝達部材７の交換時などにおいて、開閉操作キャップと弁の操作軸の分解を容易に行なうことができる。
【００２０】
前記実施の形態では、弁の操作軸１に第１の保持溝１０，１０と第２の保持溝１１，１１を設け、開閉操作キャップ２に第１の保持溝２５，２５と第２の保持溝２６，２６を設けた構成で説明しているが、第１の保持溝１０，１０と第１の保持溝２５，２５のみを設けた構成または第２の保持溝１１，１１と第２の保持溝２６，２６のみを設けた構成であってもよい。ただし、前記実施の形態のように構成しておけば、第１の保持溝１０，１０、２５，２５に保持されている板ばね製のトルク伝達部材７に代えて、板厚とばね力（ばね定数）の大きい第２の板ばね製のトルク伝達部材７（図示省略）を第２の保持溝１１，１１、２６，２６に嵌合して保持することで、弁の操作軸１に負荷される過トルクを調整して大きくすることができる。
【００２１】
また、第１の保持溝１０，１０と第２の保持溝１１，１１以外に溝幅の異なる第３〜第４の保持溝を弁の操作軸１に設け、これら第３〜第４の保持溝に対応して該第３〜第４の保持溝と同じ溝幅の第３〜第４の保持溝を開閉操作キャップ２に設けるとともに、板厚とばね力が互いに異なり第３〜第４の保持溝に嵌合して保持される第３〜第４の板ばね製のトルク伝達部材７を別途用意し、これらを選択して使用することで、弁の操作軸１に負荷される過トルクの調整幅を拡大することができる。
【００２２】
さらに、図１０および図１１に示すように、第１の角形保持孔溝１０Ａ，１０Ａと第１の角形保持孔２５Ａ，２５Ａを設けるとともに、第２の角形保持孔１１Ａ，１１Ａと第２の角形保持孔２６Ａ，２６Ａを設けて、板ばね製のトルク伝達部材７を、折曲許容隙間８を介して、たとえば開閉操作キャップ２に設けた第１の角形保持孔２５Ａ，２５Ａと操作軸１に設けた第１の角形保持孔１０Ａ，１０Ａに嵌合して保持するように構成してもよい。このような構成であれば、前述のビス９，９を不要にして開閉操作キャップ２と弁の操作軸１とを一体に結合することができる。
【００２３】
なお、前記実施の形態では、弁の開閉操作キャップ２をバタフライ弁Ｂ・Ｖの操作軸１に取付けて説明しているが、本発明は、ボール弁やゲート弁のような回転弁の操作軸にも取付けることができる。
【００２４】
【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ャ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。
【００２５】
すなわち、過トルク発生時においても板ばね製のトルク伝達部材は剪断されないので、従来のように、剪断ばりが操作軸と開閉操作キャップのはめ合い面の隙間に噛み込んで焼き付けをおこす不都合は発生しない。このため、板ばね製のトルク伝達部材の交換時などにおいて、開閉操作キャップと弁の操作軸の分解を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る開閉操作キャップの一実施の形態を示す半截正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】操作軸先端部の一実施の形態を示す正面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ矢視図である。
【図６】開閉操作キャップの組立状態の一例を示す半截正面図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ矢視図である。
【図８】図６のＥ−Ｅ線断面図である。
【図９】板ばね製のトルク伝達部材の折曲状態を拡大して示す説明平面図である。
【図１０】本発明に係る開閉操作キャップの他の実施の形態を示す半截正面図である。
【図１１】図１０のＦ−Ｆ線断面である。
【図１２】従来例を一部断面にして示す正面図である。
【図１３】弁の開閉操作キャップをバタフライ弁に取付けた使用例を示す正面図である。
【符号の説明】
１　弁の操作軸
１Ａ　弁の操作軸の外面
２　開閉操作キャップ
７　板ばね製のトルク伝達部材（高抗張力高弾性材料によってなるトルク伝達部材）
８　折曲許容隙間
１０　第１の保持溝（弁の操作軸に設けた保持孔）
１０Ａ　第１の角形保持孔（弁の操作軸に設けた保持孔）
１１　第２の保持溝（弁の操作軸に設けた保持孔）
１１Ａ　第２の角形保持孔（弁の操作軸に設けた保持孔）
２２　嵌合孔
２３　大径孔
２３Ｂ　大径孔の内面
２５　第１の保持溝（開閉操作キャップに設けた保持孔）
２５Ａ　第１の角形保持孔（開閉操作キャップに設けた保持孔）
２６　第２の保持溝（開閉操作キャップに設けた保持孔）
２６Ａ　第２の角形保持孔（開閉操作キャップ弁に設けた保持孔）
２２　嵌合孔

Claims (1)

1. 弁の操作軸と、この操作軸にはめ合いによって着脱可能に被冠される開閉操作キャップと、開閉操作キャップと弁の操作軸の両者がトルク伝達部材を介して設定トルク内での軸線まわりの相対回転を不能に結合されている弁の開閉操作キャップにおいて、開閉操作キャップに弁の操作軸をはめ合いによって嵌合した嵌合孔と、この嵌合孔よりも内径の大きい大径孔が設けられ、この大径孔の内面と弁の操作軸の外面との間にトルク伝達部材の折曲を許容できる折曲許容隙間が形成されており、高抗張力高弾性材料によってなるトルク伝達部材が前記折曲許容隙間を介して開閉操作キャップと操作軸の両者に設けた保持孔に保持されていることを特徴とする弁の開閉操作キャップ。

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