(57)【要約】      （修正有）【課題】従順に抵抗するスリップ機能を有した過負荷防止ハンドルに於いて、回転方向によるスリップ抵抗差が設定可能で、また、スリップ抵抗値が可変可能なスリップキャップを提供する。【解決手段】スリップ機能にクリック機構を使い、このクリック機構を本体の回転中心から放射状に複数設けその数とばねの強さで設定トルクを変更する。クリックを途中で止めるストッパーをクリック機構の間に設ける。ストッパーは設定トルク以上のトルクを伝達するので、それに耐える数にする。開と閉のどちらか一方の設定トルクを変える場合は、キャップに設けたクリックを起こす溝の一方の角を面取りして溝を浅くする。開と閉のいずれか一方がスリップしないワンウエイにするにはクリックの起こらない位置でストッパーが働くようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップと本体の間にクリック機構を、本体の回転中心に対し放射状に複数設け、クリック機構の間に、クリックを途中で止めるストッパーを設けたことを特徴とするストッパー付スリップキャップ。
【請求項２】
開と閉のどちらか一方のクリックトルクを変えるために、キャップに設けたクリックを起こす半月溝の一方の角だけを面取りしたことを特徴とする請求項１に記載したストッパー付スリップキャップ。
【請求項３】
開と閉のどちらか一方のクリックを止めるために、キャップに設けたクリックを途中で止める船底溝の長さを、一方はクリックが起こらない位置まで短くしたことを特徴とする請求項１および請求項２に記載したストッパー付スリップキャップ。
【請求項４】
複数あるクリック機構の幾つかをクリックした状態にして、クリックする数を減らしたことを特徴とする請求項１、請求項２および請求項３に記載したストッパー付スリップキャップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、弁のハンドル操作の安全装置に属する。
【背景技術】
【０００２】  埋設水道配管に使われている弁（仕切弁、バタフライ弁、ボール弁など）のハンドル操作は、弁に取り付けられているキャップに操作用ハンドルを取付けて行うが、このキャップは弁の口径の大小に関係無く同じ大きさであり、操作用ハンドルも大口径弁が操作できるものを使用している。そして、埋設された弁はキャップしか見えないことが多い。
このようなことから、小口径弁は大口径弁と同じトルクで操作される危険性があり、実際過大なトルクで弁を壊してしまうことがあった。また、大口径弁にはギヤー操作機が取付けられているが、操作トルクは口径や減速比で変わり、過大トルクでの締め過ぎや締付不足で漏れるなどの問題があった。【０００３】  この問題を解決するために、近年スリップキャップが使われるようになった。スリップキャップは、一定のトルクでスリップしてそれ以上のトルクが伝わらないようにしたキャップである。弁種、口径、使用条件などに合わせたスリップキャップを取付けておけば操作トルクの過不足は起こらない。
しかし、使ってみると、弁体が固着して動かなくなった場合は操作トルクが大きくなり、スリップして操作不能になってしまうという問題が生じた。例えば、消火のために開弁しようとしたがスリップして開弁できないのは困る、スリップを止めて、大きなトルクで操作できるようならないかと言う要求があった。【０００４】  また、閉弁と開弁のトルクが違う弁には、トルクの高い方を設定トルクにしたものが使われたが、低いトルクの操作は何時も過大なトルクで操作されることになった。そこで、開弁と閉弁のスリップトルクを変えたスリップキャップが計画されたが、弁体が固着すると操作不能になることは解決しなかった。また、低いトルクの方を設定トルクにし高い方はスリップしないワンウエイのスリップキャップが考えられたが、低い方はスリップして操作不能、高い方は操作トルクの過不足などの問題があった。【０００５】  一方、弁のメーカーは、弁の使用圧力範囲の最も高い圧力に使える設定トルクのスリップキャップを付けた弁を在庫している。そのために、使用圧力の低い弁の注文が来ると、低い圧力に合わせた設定トルクのスリップキャップに取替えねばならなかった。そして、取替えは、取替え用のスリップキャップを在庫していたとしても、手間のかかる仕事であった。
このようなことから、取付けられたスリップキャップの設定トルクを簡単に変更できないか、変更できるスリップキャップを在庫しておけば融通が利くので在庫量も少なくできる、などの要求があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  埋設配管に使用するので、埋設深さを浅くするために高さ方向の寸法は、小さいほど良い。また、小口径弁にも使うので横幅（直径）も小さい方が望ましい。
設定したトルクでスリップして操作者にスリップしたことを伝え、トルクを更にかけるとストッパーに当たりスリップを止めて高いトルクが伝わるようになり、操作を止めるとスリップ前の位置に復帰する。このようなことが左回転と右回転の両方で出来るストッパー付スリップキャップを得ること。
応用品として、開と閉の設定トルクを変えたスリップキャップ、開と閉のどちらかをスリップしないようにしたスリップキャップなどが作れること。
組立後に設定トルクを変更できるスリップキャップを得ること。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  スリップ機能にクリック機構を使い、このクリック機構を本体の回転中心から放射状に複数設け、その数とばねの強さで設定トルクを変更する。
クリックを途中で止めるストッパーをクリック機構の間に設け、クリックを止める範囲はハンドル操作を止めたとき、クリック機構がクリック前の位置に自力で戻れる範囲にする。ストッパーは設定トルク以上のトルクを伝達するので、それに耐える数にする。
開と閉のどちらか一方の設定トルクを下げる場合は、キャップに設けたクリックを起こす溝の一方の角を面取りして溝を浅くする。
開と閉のいずれか一方をスリップしないワンウエイにするにはクリックの起こらない位置でストッパーが働くようにする。
組立後の設定トルクの変更は、複数あるクリック機構の幾つかを、止めねじでクリックした状態にして、クリックする数を減らして設定トルクを下げる。
【発明の効果】
【０００８】  設定トルクでスリップするので操作トルクに過不足が生じない。また。設定トルク以上のトルクが必要な場合は、スリップ後はスリップせずに大きなトルクが掛けられるので操作不能になることがない。
また、開と閉の設定トルクを変えたり、どちらかをスリップしないようにしたりして特別な仕様にも対応できる。
これらにより通常のキャップが持つ機能に、設定トルクで操作が行われたことを知らせる機能が追加されたことになり、使用制限なしで、誰が操作しても適正かつ安全な操作ができる。
組立後に使用条件に合わせて設定トルクが変えられるので、弁の生産やスリップキャップの在庫管理が容易になる。
バタフライ弁、ボール弁、コック、仕切弁、玉形弁などの全ての手動弁に使うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】  高さと幅をできる限り小さくした実施例を以下説明する。
【実施例１】
【００１０】  図１は本発明のストッパー付クリックキャップの立面図で、図２のＢＢ断面である。図２は本発明のストッパー付クリック機構の平面図で断面は図１のＡＡ断面である。
これらの図の左側はクリック前の組立状態、右側はキャップを右回転したときにクリックしてストッパーに当たった状態を示す。【００１１】  図１および図２で全体の構成を説明する。
１はキャップ、２は本体で、キャップ１の上方に伸びた部分は四角の台形（四角錐の頭を切った形）になっており、ここにハンドル（図示せず）を嵌めてキャップ１を回転する。
本体２の下部中央の穴は弁棒（図示せず）または弁に取付けられたギヤー操作機の入力軸（図示せず）を嵌める穴、３は弁棒または入力軸を固定するピンで、本体２の回転を弁棒や入力軸に伝達する。
キャップ１と本体２は回転可能に取り付けられ、４の止め輪で抜け止めをし、５のＯリングでシールしている。
６は中心ばね座で本体２の中央上部に嵌められ７のＯリングでシールしている。この中心ばね座６の高さ方向の寸法が、通常のキャップより高くなる寸法である。【００１２】  クリック機構は次のようになっている。
クリック機構は、キャップ１、本体２および中心ばね座６で囲まれた空間に内蔵されている。図２は放射状に６組のクリック機構を設けた例である。
キャップ１の下部の内面の８は半月溝、９は円筒形のクリックローラー、１０はばね座、１１はばねで、図２の左側のように配置されている。１２はクリックローラー９およびばね座１０をガイドするガイド溝、１３はばね座１０が当たっている本体２の内壁である。
ばね１１は圧縮された状態で中心ばね座６とばね座１０の間に取付けられ、ばね１１の圧縮力は、一方は中心ばね座６で支え、他方はばね座１０を介して本体２の内壁１３で支えている。
クリックローラー９は、半月溝８、ばね座１０およびガイド溝１２で囲まれた空間に嵌められている。組立状態ではクリックローラー９にばね１１の圧縮力は作用していない。【００１３】  ストッパーは次のようになっている。
１４はストッパーローラーでクリックローラー９と同じ形状寸法で、本体２の穴に嵌められている。１５はキャップ１の下部の内面に設けた船底溝で、半月溝８を周方向に長くした形状である。その長さは、図２の右側の図のようにキャップ１が回転しクリックしたとき、クリックを途中で止める長さになっている。
ストッパーはクリック機構の間にあり、ストッパーローラー１４の上下方向と半径方向の位置は図１および図２の左側のクリックローラー９と同じ位置である。【００１４】  図３および図４でクリックの原理と力関係を説明する。
図３はクリック開始時の状態と力関係図、図４はクリック途中の状態と力関係図である。
図３のばね１１は、設定トルクでクリックするために圧縮され力Ｓを発生しばね座１０を内壁１３に押し付けている。
図３でキャップ１に右回りに回転させる（図の上から下に動かす）操作トルクをかけると、そのトルクで半月溝８の上の角Ｃが力Ｔでクリックローラー９を回転方向（下方）に押してクリックローラー９の中心に向かう力Ｒを発生させる。この力Ｒは、ばね座１０を押す力Ｂとガイド溝１２を押す力Ｔに分かれてそれぞれ作用する。図３はトルクが設定トルクになり、ばね座１０を押す力Ｂがばね１１の圧縮力Ｓと向きが反対で等しくなって、ばね座１０が内壁１３を押す力がゼロになった状態である。【００１５】  弁の操作トルクが設定トルクを超えると、ばね座１０を押す力Ｂが圧縮力Ｓより大きくなりばね１１が圧縮され、その圧縮量に応じてキャップ１は本体２に対し空回りをしてクリックが始まる。クリック途中の位置関係と力の関係は図４の状態になる。
図４の押す力Ｂは圧縮力Ｓと向きが反対で同じ大きさであるが、操作トルクからの力Ｔは図３のＴより小さい。そのためにクリックが始まると操作トルクは急に小さくなる。
操作者は図３を発生させたトルクを掛けているので急に軽くなりガクッと回り（この動きをクリックという）ストッパーで止められるのでクリックして設定トルクになったことが分かる。この状態が図１および図２の右側の図の状態である。【００１６】  クリックしたのでハンドル操作を止めると、図４の力Ｔがゼロになり、図４および図３の力の三角形の矢印が逆向きになる。即ち、圧縮力Ｓがばね座１０を介してクリックローラー９を右方（力Ｂの逆向き方向）に押すと力Ｒの逆向きの力が発生し、半月溝８の角Ｃと伝わって、力Ｔの逆向きの力でキャップ１を左回りに（下から上に）回してキャップ１を図３の位置に戻す。戻るのに抵抗となるのは、主としてＯリング５の摩擦である。この摩擦による抵抗トルクは、ばね１１の圧縮力Ｓから発生するキャップ１を戻すトルクに比べ小さいので、クリック前の元の位置に自力で戻るのは容易である。【００１７】  ストッパーはこの元の位置に戻る範囲に設けるが、その範囲は次のようになる。
元に戻る範囲でキャップ１の空転角度が最大になる位置は、半月溝８の角Ｃにクリックローラー９が完全に乗り上げると元に戻らないので、乗り上げる少し手前である。
一方、キャップ１の空転角度が最小になる位置は、操作者がクリックを感知し、操作を止め、キャップが元の位置に戻るのが分かる限界から決められる。
従って、この最大と最小の範囲で、ストッパーが働く（ストッパーローラー１４に船底溝１５が当たる）ようにする。【００１８】  弁の操作について説明する。
弁の操作トルクが設定トルク以下の場合は、ばね座１０を押す力Ｂが圧縮力Ｓより小さいのでばね１１は圧縮されず、キャップ１の回転力Ｔは、キャップ１の半月溝８からクリックローラー９を介してガイド溝１２に伝わり、本体２が回転する。通常はこの回転で弁の開閉操作が行われ、開度が確認されてＯＫならば操作を止める。
通常の開閉操作は、設定トルク以下で操作できるので、開度を確認してＯＫならそれで操作完了である。
確実に全閉したことを確認するような場合は、開度が閉になったことを確認し、ガクッと回るまで操作トルクを上げてしっかり閉めたことを確認する。【００１９】  操作中に設定トルクを超えた場合は、クリックするので異常が分かる。その後、設定トルク以上のトルクをかける場合は、無理な操作をするので用心しながら操作する。また、ストッパーはこの無理な操作に耐える必要があるので、それを勘案して装着数を決める。【００２０】  設定トルクの変更できる範囲を説明する。
クリック機構は図２に示すように回転中心から放射状に６組装着できる。そのため、設定トルクは装着組数を変えて６段階変えることができる（００２５および００２６参照）。更に、設定範囲を拡大し段階を細かく設ける場合は、ばね１１を強いばねに変えるか、ばね１１の内部に外径の小さいばね（副ばね）を追加して行う。
【実施例２】
【００２１】  実施例１はクリック機構とストッパー機構が、最大６組で中小口径用である。埋設水道弁の最大操作トルクは３００Ｎ・ｍでこれをクリヤーする物が必要になった。そこでストッパー機構を最大１０組装着できる物を作りクリヤーした。寸法は、図１で高さ方向の寸法は変わらず、半径方向が少し大きくなった。大きくなった寸法は、図２の中心ばね座６の六角形が、辺の長さが同じで十角形になった寸法である。
【実施例３】
【００２２】  開と閉の設定トルクを変えた例を図５で説明する。
図５は、図３の半月溝８の角Ｃを面取りした物で、半月溝８のクリックローラー９に当たる位置がＤになる。図５の力関係図は、ばね座１０を押す力Ｂを図３と同じにしてあり、図５の回転力Ｔは図３の力Ｔより小さい。従って、クリック動作が始まるトルクが小さくなる。必要に応じ半月溝８の面取り寸法を変えればクリックの開始トルクを図３より下げることができ、開閉の設定トルクを変えられる。
【実施例４】
【００２３】  開か閉のいずれか一方がスリップしないワンウエイ型にするにはクリックの起こらない位置でストッパーが働くようにする。図２の左側の船底溝１５はストッパーローラー１４の両側に溝が伸びているが、これは開閉両方向のクリックを途中で止める長さになっている。ワンウエイにするには、両側に伸びた溝を片側だけにすれば、片側はストッパーローラー１４が最初から働いているので、クリックが起こらずワンウエイになる。
【実施例５】
【００２４】  組立後に設定トルクを下げる機構を図６および図７で説明する。これらの図のキャップ１と本体２の相対位置は図３と同じである。
図６は図３に設定トルクを下げる機構を追加した状態である。１６はキャップ１の半月溝８に設けためねじ、１７はざぐりである。１８はめねじ１６にねじ込まれた止めねじ、１９はシール座金、２０はナットである。
組立は、最初に止めねじ１８をめねじ１６にねじ込み、クリックローラー９に軽く当て、そこから、止めねじを半月溝８の底まで戻す（戻す量は止めねじの回転角で決める）。この状態を保って、シール座金１９を嵌め、最後にナット２０をねじ込み締付けて完了である。
この状態は、図３に設定トルクを下げる機構を追加しただけなので、クリック機能は図３と同じである。【００２５】  図６の状態から設定トルクを下げる方法を説明する。６組のクリック機構の１組を設定トルクから外して設定トルクを１／６下げる例で説明する。
下げるには、図６の状態でキャップ１を回してクリックさせ、ストッパーに当たって止まったときのクリックローラー９の位置（図７の位置）まで、クリックローラー９を止めねじ１８で押し込む。そうするとクリックローラー９は半月溝８の角Ｃから離れる。この状態が図７である。このとき、他の５個のクリックローラー９は図３に示すように角Ｃが接している。
この状態からキャップ１を右回りに回すと５組のクリック機構がクリックを開始し、図７の角Ｃがクリックローラー９に接したところで、クリックがストッパーで止められる。従って、設定トルクは、６組から１組減った分になり５／６に落ちる。
同様にして、６組の中の２組を設定トルクから外すと設定トルクは４／６に落ちる。【００２６】  上述の２組を設定トルクから外せるものに、４組のクリック機構を組み込んだものは設定トルクが４／６になり、これから１組を外すと３／６、２組外すと２／６になる。
２組のクリック機構を組み込んだものは設定トルク２／６、これから１組外すと１／６になる。
このように設定トルク下げる機構の数は、組み込むクリック機構の数との兼ね合いできめられるが、経験的には２組で十分である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のストッパー付スリップキャップの立面図。図２のＢＢ断面図である。
【図２】本発明のストッパー付スリップキャップの平面図。図１のＡＡ断面図である。左側はスリップ前、右側はスリップしてストッパーに当たった状態を示す。
【図３】クリック開始時のクリックローラーの状態と力関係図
【図４】クリック途中のクリックローラーの状態と力関係図
【図５】図３の半月溝８の角Ｃを面取りした場合のクリック開始時の力関係図
【図６】設定トルクを下げるための止めねじ機構。図３と同じ状態の図である。
【図７】設定トルクを下げた状態の説明図
【符号の説明】
【００２８】１：キャップ  ２：本体  ３：ピン  ４：止め輪  ５：Ｏリング  ６：中心ばね座
７：Ｏリング  ８：半月溝  ９：クリックローラー  １０：ばね座  １１：ばね
１２：ガイド溝  １３：内壁  １４：ストッパーローラー  １５：船底溝
１６：めねじ  １７：ざぐり  １８：止めねじ  １９：シール座金  ２０：ナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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