(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁の開閉軸に装着されて，開閉軸に回転トルクを伝えるための開閉用キャップであって，開閉軸と一体的に回転するように取り付けられる第１部材と，第１部材に対して相対的に回転可能に取り付けられる第２部材を有し，第１部材と第２部材の間に移動部材を介在させ，第１部材と第２部材の一方に移動部材を抜け出し可能に受け入れさせる凹部を設け，第１部材と第２部材の他方に移動部材を一体的に回転させるガイドを設け，第１部材と第２部材の一方に設けられた凹部に移動部材を受け入れた状態に押圧する押圧部材を設けてなり，この押圧部材の押圧により凹部に移動部材を受け入れている状態では移動部材及びガイドを介して第１部材と第２部材の間で回転トルクが伝達され，押圧部材の押圧に逆らって凹部から移動部材が抜け出た状態では第１部材と第２部材の間で回転トルクが伝達されず，押圧部材には，凹部に移動部材を受け入れている状態で移動部材に接触する急斜面と，凹部から移動部材が抜け出た状態で移動部材に接触する緩斜面が設けられ，移動部材に急斜面が接触しているときは，移動部材を凹部に向かって付勢する押圧力のベクトル成分は比較的大きくなり，移動部材に緩斜面が接触しているときは，移動部材を凹部に向かって付勢する押圧力のベクトル成分は比較的小さくなることを特徴とする，弁の開閉用キャップ。
【請求項２】
第１部材と第２部材の一方に弁の開閉軸と同軸に配置される円周面もしくは内円周面が形成され，この円周面もしくは内円周面に移動部材を抜け出し可能に受け入れさせる凹部が形成されていることを特徴とする，請求項１の弁の開閉用キャップ。
【請求項３】
第１部材と第２部材の間に介在する移動部材はボールであることを特徴とする，請求項１又は２の弁の開閉用キャップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，弁の開閉軸に装着される開閉用キャップに関し，詳しくは，バタフライ弁やボール弁，仕切弁等の弁の開閉軸（弁棒）に回転トルクを伝えるための開閉用キャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば地中に埋設された水道管には，流量調整などのためにバタフライ弁，ボール弁，仕切弁などといった弁が適当な箇所に設けられている。それらの弁を開閉する場合，地面に設けられたマンホールをあけ，Ｔレンチなどの開栓器やハンドルを用いて，弁の開閉軸を回転させている。
【０００３】
一般に弁の開閉軸は，開閉を軽い力で行えるように形成されており，弁体が所定の開き位置や閉じ位置に至った後にも開栓器やハンドルを回し続けると，開閉軸や弁体を止めるストッパーなどに過大な力が作用し，それらを損傷させる心配がある。特に，減速機を介して弁体を開閉するものでは，開閉軸や弁体に大きな回転トルクが作用するので，損傷させやすい。
【０００４】
そこで従来より，このような問題を解消すべく，スリップ機構などを介して弁の開閉軸を開閉させることが行われている。スリップ機構を用いれば，過大な回転トルクが加わった際に，適宜スリップさせることができるので，開閉軸や弁体に大きな力を作用させることを回避でき，それらの損傷を防止できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，マンホールから差し込んだＴレンチなどを用いて，地中の弁を開閉させる場合，地中の様子が見えない状態で作業をしなければならない。そのため，手の感触だけではスリップ機構がスリップをしているのかどうかが分からない場合がある。かかる場合，弁の状態が把握できなくなり，円滑な開閉操作ができなくなってしまう。
【０００６】
したがって本発明の目的は，スリップさせることによって開閉軸や弁体に過大な力が加わることを回避でき，しかも，見えなくてもスリップしていることが確認できる弁の開閉用キャップを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために，本発明にあっては，弁の開閉軸に装着されて，開閉軸に回転トルクを伝えるための開閉用キャップであって，開閉軸と一体的に回転するように取り付けられる第１部材と，第１部材に対して相対的に回転可能に取り付けられる第２部材を有し，第１部材と第２部材の間に移動部材を介在させ，第１部材と第２部材の一方に移動部材を抜け出し可能に受け入れさせる凹部を設け，第１部材と第２部材の他方に移動部材を一体的に回転させるガイドを設け，第１部材と第２部材の一方に設けられた凹部に移動部材を受け入れた状態に押圧する押圧部材を設けてなり，この押圧部材の押圧により凹部に移動部材を受け入れている状態では移動部材及びガイドを介して第１部材と第２部材の間で回転トルクが伝達され，押圧部材の押圧に逆らって凹部から移動部材が抜け出た状態では第１部材と第２部材の間で回転トルクが伝達されず，押圧部材には，凹部に移動部材を受け入れている状態で移動部材に接触する急斜面と，凹部から移動部材が抜け出た状態で移動部材に接触する緩斜面が設けられ，移動部材に急斜面が接触しているときは，移動部材を凹部に向かって付勢する押圧力のベクトル成分は比較的大きくなり，移動部材に緩斜面が接触しているときは，移動部材を凹部に向かって付勢する押圧力のベクトル成分は比較的小さくなることを特徴としている。
【０００８】
この開閉用キャップにあっては，第２部材から第１部材に伝達される回転トルクが所定の大きさになるまでは，付勢手段の付勢によって移動部材が凹部に受け入れられている。この状態では，第１部材は第２部材と一体的に回転し，第２部材から，移動部材及びガイドを介して，第１部材にトルクが伝達される。
【０００９】
一方，第２部材から第１部材に伝達しようとする回転トルクが所定の大きさを越えた場合は，付勢手段の付勢に抗して移動部材が凹部から抜け出ることとなる。この状態では，第２部材から第１部材にトルクが伝達されなくなり，第２部材は，第１部材に対して空回りすることとなる。
【００１０】
この開閉用キャップにおいて，例えば，第１部材と第２部材の一方に弁の開閉軸と同軸に配置される円周面もしくは内円周面が形成され，この円周面もしくは内円周面に移動部材を抜け出し可能に受け入れさせる凹部が形成されている。また，第１部材と第２部材の間に介在する移動部材は，例えばボールである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態を図面を参照にして説明する。図１は，本発明の第１の参考例である開閉用キャップＣの構造を示す縦断面図である。この開閉用キャップＣは，第１部材１と，この第１部材１と中心軸を一致させて直列に配置された第２部材２を有している。第１部材１は，後に説明する弁Ｖの開閉軸５２と一体的に回転するように取り付けられる。第２部材２は，第１部材１に対して相対的に回転可能になっている。
【００１２】
図２は，第１部材１の斜視図である。第１部材１は，円盤形状をなすガイド１０と，このガイド１０の下面中央に形成された円柱形状の支柱１１を備えている。支柱１１の側面には，キー溝１２が形成されている。弁Ｖの開閉軸５２と第１部材１を接続する場合には，図１に示すように，開閉軸５２と第１部材１中心軸を一致させて両者を直列に配置し，支柱１１の側面のキー溝１２と開閉軸５２の側面に形成されたキー溝５３の位置を揃えてキー１３を挿入し，キー１３の周囲にカラー１４を取り付ける。こうして，第１部材１は開閉軸５２と一体的に回転するように取り付けられる。
【００１３】
ガイド１０には，円形状の断面を有する貫通孔１５が４箇所に設けられている。これら４つの貫通孔１５は，ガイド１０の中心軸（第１部材１の中心軸）からいずれも等しい距離となるように円周上に配置されている。
【００１４】
図３は，第２部材２を切断して示した斜視図である。第２部材２は，全体として略釣り鐘形状をなしており，第２部材２の下面にて開口するように形成された空洞部２０は，先に説明した第１部材１を収納するのに充分な大きさを有している。第２部材２の内円周面の下部には，後に説明するＯリング４６を入れるための環状の溝２１が設けられている。また，この溝２１よりも上方には，雌ねじ部２２が形成されている。
【００１５】
空洞部２０の天井面には，次に説明する保持部材３０を取り付ける際にピン３１を挿入するための孔２３が形成されている。また，第２部材２の上部には，後述するハンドルＨを係合させるための突起２４が形成されている。
【００１６】
図４に示すように，保持部材３０は円盤形状をなしており，この保持部材３０の下面には，円形状の断面を有する凹部３２が４箇所に設けられている。これら４つの凹部３２は，先に図２において説明したガイド１０に形成された４つの貫通孔１５に対応し，円形状をなす保持部材３０の下面において，中心からいずれも等しい距離となるように円周上に配置されている。また，各凹部３２の入口角部（各凹部３２の下端角部）は，いずれもテーパー面３３に形成されている。
【００１７】
保持部材３０の上面には，孔３４が形成されている。図１に示すように，この孔３４に挿入したピン３１を，前述の孔２３に挿入することにより，保持部材３０は，第２部材２の空洞部２０の天井面に，第２部材２と一体的に回転するように取り付けられている。
【００１８】
こうして空洞部２０の天井面に固定された保持部材３０の下方には，先に図２で説明した第１部材１が配置され，保持部材３０の下面に，ガイド１０の上面が向き合っている。そして，ガイド１０に形成された各貫通孔１５には，移動部材としてのボール３５がそれぞれ挿入されている。
【００１９】
ガイド１０の下面側には，ドーナツ形状のワッシャー４０が配置されており，このワッシャー４０の下方に，付勢手段としての皿バネ４１が配置されている。これらワッシャー４０と皿バネ４１は，第１部材１の支柱１１の周囲に装着されている。
【００２０】
皿バネ４１の下部は，ドーナツ形状のストッパー４２によって支持されている。このストッパー４２の円周面にはネジ山が形成されており，前述のように第２部材２の内円周面に形成された雌ねじ部２２に対してストッパー４２の円周面を螺合させることにより，ストッパー４２は固定されている。
【００２１】
そして，このようにストッパー４２によって下部を固定された皿バネ４１の押圧力により，ワッシャー４０を介し，ボール３５に対して上向きの力が作用している。これにより，ボール３５はガイド１０の各貫通孔１５内に保持されながら，保持部材３０の下面に対して常時押し付けられている。なお，ストッパー４２を第２部材２の内円周面に螺合させているので，ストッパー４２を回して位置を上下させることができ，それに伴って，ボール３５に対する皿バネ４１の押圧力を調整することが可能である。
【００２２】
図１では，保持部材３０の下面に形成された各凹部３２の位置と，ガイド１０に形成された各貫通孔１５の位置が一致した状態を示しており，この状態では，各ボール３５は，皿バネ４１の付勢により，各貫通孔１５内に保持されながらも，保持部材３０の下面に形成された４つの凹部３２にそれぞれ受け入れられた状態となっている。
【００２３】
そして，図１に示すように，開閉用キャップＣを弁Ｖの開閉軸５２に取り付けた状態において，第２部材２の下面開部は，蓋４５によって閉塞されており，第２部材２と蓋４５の間と開閉軸５２と蓋４５の間には，Ｏリング４６，４７が介在している。これにより，第１部材１を収容している第２部材２の空洞部２０内はシーリングされ，外部からの水などの侵入が防がれている。
【００２４】
さて，以上のように構成された開閉用キャップＣの使用状態を説明する。図５に示すように，弁Ｖは，円筒形状をなす弁箱５０内に弁体５１を配置し，この弁体５１を開閉操作させる開閉軸５２を，弁箱５０の上面に突出させた構成を有している。そこで，この弁Ｖの開閉軸５２に開閉用キャップＣの第１部材１をキー１３を用いて一体的に回転するように取り付ける。なお，弁Ｖが地中に埋設された水道管に取り付けられているような場合は，各弁Ｖの開閉軸５２に開閉用キャップＣを予め装着しておくと良い。
【００２５】
次に，弁Ｖを開閉操作する場合は，先ずマンホール等をあけるなどして，ＴレンチなどのハンドルＨを挿入し，ハンドルＨの下端のチャック５５を，開閉用キャップＣの第２部材２に形成された突起２４に係合させる。そして，ハンドルＨを回動操作することにより，回転トルクを開閉用キャップＣを介して弁Ｖの開閉軸５２に伝達し，弁体５１を回動させることが可能である。
【００２６】
このように弁Ｖを開閉操作した場合，ハンドルＨに加わる回転トルクが小さい間は，ガイド１０に形成された各貫通孔１５に保持されているボール３５は，皿バネ４１による押圧力で押し上げられることにより，各貫通孔１５に保持されながらも，第１部材２と一体的に回転する保持部材３０下面の各凹部３２にそれぞれ受け入れられた状態を維持している。これにより，第１部材１は第２部材２と一体的に回転し，第２部材２に加えられた回転トルクが，ボール３５を介して第１部材１に伝達される。こうして，弁Ｖの開閉軸５２は回転し，弁体５１が開閉操作される。
【００２７】
一方，ハンドルＨに加わる回転トルクが過大となった場合は，図６に示すように，今まで保持部材３０下面の凹部３２に受け入れていたボール３５が，ガイド１０に形成されている貫通孔１５の内面で押し出され，皿バネ４１の押圧力に逆らってボール３５は凹部３２から抜け出ることとなる。こうしてボール３５が凹部３２から抜け出た状態では，第２部材２から第１部材１にトルクが伝達されなくなり，第２部材２に係合しているハンドルＨは空回りすることとなる。これにより，過大な回転トルクが開閉軸５２や弁体５１に加わることを回避でき，弁Ｖの損傷が防止される。また，ハンドルＨを操作している者は，第２部材２から第１部材１にトルクを伝達できない状態となったことを空回りの感触によって知ることができる。
【００２８】
なお，前述のように凹部３２の入口角部がテーパー面３３に形成されているので，ハンドルＨに加わる回転トルクが過大となった場合は，ボール３５はテーパー面３３を転がり上がって凹部３２から速やかに抜け出すこととなり，いわゆるロッキング（ボール３５が凹部３２内から抜け出ない状態となること）が防止され，弁Ｖの破損を確実に防止できる。そして，このように凹部３２から押し出されたボール３５は，その後，皿バネ４１の押圧力によって保持部材３０の下面に押し付けられながら転動していく。
【００２９】
そして，図７に示すように，凹部３２の位置に貫通孔４０が一致した場合は，皿バネ４１の押圧力で押し上げられることにより，今まで保持部材３０の下面を転動していたボール３５が凹部３２内に再び入り込む。このようにボール３５が凹部３２に再び入り込んだ場合は，その衝撃が第２部材２等を介してハンドルＨに伝達されるので，ハンドルＨを操作している者は，再び第２部材２から第１部材１にトルクを伝達できる状態となったことを感触で知ることができる。また，このように凹部３２の位置に貫通孔４０が一致した場合は，ボール３５が凹部３２内に入り込む際に，ボール３５が凹部１５の入口に勢い良くぶつかり，それに伴って衝突音が発生する。ハンドルＨを操作している者は，この衝突音によっても，再び第２部材２から第１部材１にトルクを伝達できる状態となったことを聴覚的に知ることができる。
【００３０】
次に，図８は，本発明の第２の参考例である開閉用キャップＣの構造を示す縦断面図である。この開閉用キャップＣでは，弁Ｖの開閉軸５２の上端に固定される第１部材１の上部に形成されたフランジ６０の下面に，ボール３５を受け入れるための凹部３２が形成されている。また，ガイド１０は，第２部材２と一体的に回転するように取り付けられており，ガイド１０に形成された４つの貫通孔１５にボール３５がそれぞれ保持されている
【００３１】
各貫通孔１５に保持されたボール３５の下方には，ワッシャー４０と皿バネ４１が配置され，皿バネ４１の下部は，第１部材１の下部に螺合させたドーナツ形状のストッパー４２によって支持されている。但し，この第２の参考例の開閉用キャップＣにあっては，ワッシャー４０と皿バネ４１の間に軸受け６１を介在させることにより，ワッシャー４０が容易に回転できるように構成されている。
【００３２】
これらの点を除けば，この第２の参考例の開閉用キャップＣは，先に図１等で説明した第１の参考例の開閉用キャップＣと概ね同様の構成を備えている。よって，図８に示す第２の参考例の開閉用キャップＣにおいて，図１等で説明した第１の参考例の開閉用キャップＣと共通する構成要素については同じ符号を付することにより，重複した説明を省略する。
【００３３】
この第２の参考例の開閉用キャップＣのように，第１部材１にボール３５を受け入れる凹部３２を設け，ボール３５を保持するガイド１０を第２部材２に設けることによっても，先に説明した第１の参考例の開閉用キャップＣと同様に，過大な回転トルクが開閉軸５２や弁体５１に加わることを回避でき，弁Ｖの損傷を防止できるようになる。また，ハンドルＨを操作している者は，第２部材２から第１部材１にトルクを伝達できない状態となったことや，再び第２部材２から第１部材１にトルクを伝達できる状態となったことを，手に伝わる感触や音によって知ることができる。
【００３４】
次に，図９は，本発明の実施の形態にかかる開閉用キャップＣの構造を示す縦断面図である。この開閉用キャップＣでは，図１と同様に，第１部材１は弁Ｖの開閉軸５２の上端に直列に接続される。但し，この開閉用キャップＣでは，図１０に示すように，第１部材１の上部に形成されたフランジ７０の円周面に，ボール３５を受け入れるための凹部３２が形成されている。
【００３５】
また，この本発明の実施の形態の開閉用キャップＣでは，図９に示すように，ガイド１０は，ピン３１によって第２部材２と一体的に回転するように取り付けられている。この開閉用キャップＣでは，図１１に示すように，ガイド１０の下方に延設された円周壁７１に，ボール３５を保持するための貫通孔１５が形成されている。
【００３６】
そして，図９に示すように，ガイド１０の貫通孔１５に保持されたボール３５の周囲には，リング形状をなす押圧部材７５が配置され，押圧部材７５は，下方に配置された皿バネ４１の押圧力により，上方に持ち上るように付勢されている。
【００３７】
図１２に示すように，押圧部材７５の上面は内側に行くほど低くなるように傾斜面７６に形成されており，ボール３５をこの傾斜面７６によって下方から支持している。そして，皿バネ４１の押圧力で押圧部材７５が持ち上げられることにより，傾斜面７６でボール３５を内方に押し出している。これにより，ボール３５は，ガイド１０の貫通孔１５に保持されながら，ガイド１０の円周壁７１に向かって常時押し付けられている。また，この本発明の実施の形態の開閉用キャップＣでは，押圧部材７５に形成された傾斜面７６は，内側に配置された急斜面７７と，外側に配置された緩斜面７８によって構成されている。
【００３８】
これらの点を除けば，この本発明の開閉用キャップＣは，先に図１等で説明した第１の参考例の開閉用キャップＣと概ね同様の構成を備えている。よって，図９等に示す本発明の開閉用キャップＣにおいて，図１等で説明した第１の参考例の開閉用キャップＣと共通する構成要素については同じ符号を付することにより，重複した説明を省略する。
【００３９】
この本発明の開閉用キャップＣのように，第１部材１の円周面にボール３５を受け入れる凹部３２を設け，ボール３５を内方に向かって付勢することによっても，先に説明した第１の参考例の開閉用キャップＣと同様に，弁Ｖの損傷を防止でき，また，ハンドルＨを操作している者は，第２部材２から第１部材１へのトルクの伝達状態を，手に伝わる感触や音によって知ることができる。
【００４０】
加えて，この本発明の開閉用キャップＣのように，ボール３５の周囲下方に接触する押圧部材７５の傾斜面７６を，内側の急斜面７７と，外側の緩斜面７８で構成しておけば，図１３に示すように，ボール３５が凹部３２に受け入れられているときは，押圧部材７５が上昇し，内側の急斜面７７でボール３５を支持することができ，図１４に示すように，ボール３５が凹部３２から抜け出て円周壁７１の外面に接触しているときは，押圧部材７５が下降し，外側の緩斜面７８でボール３５を支持することができる。このように，ボール３５に対する傾斜面７６の接触角度（接触位置）を変えることにより，ボール３５が凹部３２に受け入れられているときは，ボール３５を内方に向かって付勢する押圧力のベクトル成分ｖは比較的大きくなり，ボール３５が凹部３２から抜け出て円周壁７１の外面に接触しているときは，ボール３５を内方に向かって付勢する押圧力のベクトル成分ｖは比較的小さくなる。これにより，ボール３５が凹部３２から抜け出てハンドルＨが空回りしている状態では，ハンドルＨをより小さい力で回せるようになり，空回りしていることをより確実に感じ取ることができるようになる。
【００４１】
以上，本発明の好ましい実施の形態を例示したが，本発明はここで説明した形態に限定されない。例えば，第２部材の内円周面に移動部材を受け入れる凹部を設け，移動部材を外方に向かって付勢しても良い。また，付勢手段は皿バネの他，コイルバネやその他の弾性部材を利用しても良い。また，移動部材はボールの他，ローラなどでも良い。付勢手段による押圧力や，凹部と移動部材の係合位置，係合個数などを変更することにより，第１部材と第２部材が相対的に回転を始める回転トルクは適宜変えることができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば，過大な回転トルクが開閉軸や弁体に加わることを回避でき，弁の損傷を防止できる。また，地中などの見えない箇所に配置された弁を開閉させる際にも，手の感触によって第１部材と第２部材が互いにスリップしていることを確認でき，弁の状態を知ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の参考例の開閉用キャップの構造を示す縦断面図である。
【図２】  第１部材の斜視図である。
【図３】  第２部材を切断して示した斜視図である。
【図４】  保持部材の斜視図である。
【図５】  本発明の実施の形態にかかる開閉用キャップの使用状態の説明図である。
【図６】  ボールが凹部から抜け出した状態の説明図である。
【図７】  ボールが凹部に入り込んだ状態の説明図である。
【図８】  本発明の第２の参考例の開閉用キャップの構造を示す縦断面図である。
【図９】  本発明の実施の形態にかかる開閉用キャップの構造を示す縦断面図である。
【図１０】  本発明の実施の形態にかかる開閉用キャップにおける，第１部材の斜視図である。
【図１１】  本発明の実施の形態にかかる開閉用キャップにおける，第２部材の斜視図である。
【図１２】  本発明の実施の形態にかかる開閉用キャップにおける，付勢手段の説明図である。
【図１３】  本発明の実施の形態にかかる開閉用キャップにおける，ボールが凹部に受け入れられている状態の説明図である。
【図１４】  本発明の実施の形態にかかる開閉用キャップにおける，ボールが凹部から抜け出た状態の説明図である。
【図１】
0004634630.tif 000002
【図２】
0004634630.tif 000003
【図３】
0004634630.tif 000004
【図４】
0004634630.tif 000005
【図５】
0004634630.tif 000006
【図６】
0004634630.tif 000007
【図７】
0004634630.tif 000008
【図８】
0004634630.tif 000009
【図９】
0004634630.tif 000010
【図１０】
0004634630.tif 000011
【図１１】
0004634630.tif 000012
【図１２】
0004634630.tif 000013
【図１３】
0004634630.tif 000014
【図１４】
0004634630.tif 000015