(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔部を形成した一方の軸と、前記孔部の内部で軸心廻りに回転自在に遊嵌する他方の軸と、一方の軸と他方の軸の間で、弾性体に押圧されてトルクを伝達し、過大なトルクの負荷時にスリップするトルク伝達部材を有し、他方の軸の外周に他方の軸とともに回転する鍔部を設け、弾性体に押圧されるトルク伝達部材を鍔部に当接して配置し、一方の軸の孔部内周面とトルク伝達部材の外周面が軸心廻りにおいて係合し、鍔部とトルク伝達部材が双方の当接面に歯部を有し、歯部が平坦面の両側に同様に傾斜する傾斜面を有し、鍔部とトルク伝達部材の双方の歯部が両側の傾斜面で周方向において互いに圧接して係合することを特徴とする弁の操作機へのトルク伝達構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁の操作機の操作軸などにトルクを伝達するトルク伝達構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば図８に示すように、弁の操作機１などにおいては、操作機１の操作軸２に操作キャップ３を取り付け、そのキャップ３を操作棒（図示せず）等により回転駆動することにより、操作棒の駆動力をキャップ３を介して操作軸２に伝達し、弁を開閉するようにしている。キャップ３は、角錐状または角柱状に形成された操作軸２に嵌合する孔部４を設けることで、操作軸２の軸心廻りにおける廻り止めを行うとともに、シアーピン５により操作軸２に対して抜け止めしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような操作軸２とキャップ３との嵌合によって駆動力の伝達を行う方式では、弁の全開時や全閉時などに回転限度を越えた過大なトルクがキャップ３に加えられた場合も、キャップ３は加えられた全てのトルクを操作軸２に伝達するので、操作機１や弁などの操作対象装置が破損する問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題を解決するもので、過大なトルク伝達を防止できるトルク伝達構造を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明の弁の操作機へのトルク伝達構造は、孔部を形成した一方の軸と、前記孔部の内部で軸心廻りに回転自在に遊嵌する他方の軸と、一方の軸と他方の軸の間で、弾性体に押圧されてトルクを伝達し、過大なトルクの負荷時にスリップするトルク伝達部材を有し、他方の軸の外周に他方の軸とともに回転する鍔部を設け、弾性体に押圧されるトルク伝達部材を鍔部に当接して配置し、一方の軸の孔部内周面とトルク伝達部材の外周面が軸心廻りにおいて係合し、鍔部とトルク伝達部材が双方の当接面に歯部を有し、歯部が平坦面の両側に同様に傾斜する傾斜面を有し、鍔部とトルク伝達部材の双方の歯部が両側の傾斜面で周方向において互いに圧接して係合することを特徴とする。
【０００６】
ここで、一方の軸および他方の軸は入力軸および出力軸であり、弁操作機の操作軸や弁棒自体などを出力軸として入力軸を設けたもの、同操作軸や弁棒などに別途に装着する操作キャップにおける出力軸と入力軸、の両者を意味し、通常は角柱状もしくは角錐状をなしており、断面形状において四角形、六角形、八角形等のものがある。
【０００７】
上記した構成によれば、入力軸を回転駆動することにより、入力軸のトルクをトルク伝達リングを介して出力軸に伝達することができる。入力軸に過大なトルクが負荷された時には、トルク伝達リングの傾斜面が環状鍔部の傾斜面に強く押し付けられるため傾斜面間でスリップが生じ、トルク伝達リングが軸心方向に移動するとともに弾性体が収縮し、その結果、出力軸に対して入力軸がトルク伝達リングとともに空転し、過大なトルク伝達は防止される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１〜図６において、本発明の一実施形態におけるトルク伝達構造は先に図８を用いて説明したものと同様の操作キャップとして具現しているので、同様の作用を有する部材に図８と同じ符号を付して説明する。
【００１０】
入力軸をなすキャップ３は弁の操作機１の操作軸２に装着してトルクを伝達するものであり、キャップ３を操作棒（図示せず）等により回転駆動することにより操作軸２を回転操作する。操作軸２は角錐状をなしており、断面形状において四角形である。
【００１１】
キャップ３には、操作棒に嵌合する角錘状の入力軸部６と、孔部４を形成したソケット部７とを設けており、孔部４の内部に、出力軸をなすハブ８を軸心廻りに回転自在に遊嵌している。ハブ８は、操作軸２に嵌合する角錐状の嵌合孔９と環状鍔部１０とを形成しており、鍔部１０の両側のハブ８に、環状鍔部１０に当接するトルク伝達リング１１とこのトルク伝達リング１１を環状鍔部１０に向けて押圧する皿バネ１２とを外挿している。孔部４の開口側には、ハブ８との間隙に嵌入して皿ばね１２の反力を受け止める凸部１３を有した環状押さえ板１４を配置し、キャップ３にボルト３ａ、ワッシャ３ｂで固定している。
【００１２】
キャップ３の孔部４は、図２に示したように、ハブ８の一端部が嵌入する凹部４ａと皿ばね１２の外周縁部が侵入可能な大径部４ｂとを除いて概ね八角形に形成している。
【００１３】
トルク伝達リング１１は、図３に示したように、孔部４に嵌合する八角筒状に形成し、角部１１ａにＲをつけており、一端面において環状鍔部１０に当接している。トルク伝達リング１１の当接面には、各角部１１ａに対応する位置に径方向に沿って歯部１５を設けている。各歯部１５の径方向に沿った両側面は先端側が歯中央側へ傾斜していて、傾斜面１５ａの間に扇状の平坦面１５ｂを形成している。
【００１４】
ハブ８は、図４に示したように、軸心方向ほぼ中央位置に上述した環状鍔部１０を形成していて、肉盛箇所より外周側の環状鍔部１０の上下面においてトルク伝達リング１１に当接している。環状鍔部１０の当接面には、トルク伝達リング１１に形成したのと同等の歯部１６を傾斜面１６ａと平坦面１６ｂとにより形成している。
【００１５】
図５に簡略に示したように、トルク伝達リング１１の歯部１５とハブ８の歯部１６とは周方向において互いに交互に位置していて、通常のトルク負荷では、傾斜面１５ａ、傾斜面１６ａが互いに圧接する状態で係合している。
【００１６】
上記した構成における作用を説明する。
【００１７】
キャップ３を操作軸２に装着した状態では、操作軸２はハブ８の嵌合孔９に嵌合し、ハブ８は鍔部１０においてトルク伝達リング１１と係合し、トルク伝達リング１１は外周面においてキャップ３に係合している。
【００１８】
弁の開閉操作時に、入力軸部６に装着する操作棒等によりキャップ３を回転駆動すると、そのトルクがトルク伝達リング１１、ハブ８を介して操作軸２に伝わり、操作軸２が回転して弁が開閉動作する。
【００１９】
弁の全開時もしくは全閉時に、弁の回転限度を越えて過大なトルクをキャップ３に加えると、図５より理解されるように、トルク伝達リング１１の歯部１５の傾斜面１５ａがハブ８の歯部１６の傾斜面１６ａに強く押し付けられ、傾斜面１５ａ，１６ａ間でスリップが生じる。その結果、図６に示したようにトルク伝達リング１１が軸心方向に距離Ｌだけ移動するとともに皿バネ１２が弾性変形して、トルク伝達リング１１の歯部１５がハブ８の歯部１６を乗り越え、つまりハブ１１に対してキャップ３がトルク伝達リング１１とともに空転し、過大なトルク伝達は防止される。
【００２０】
このように皿バネ１２の弾性変形で過剰トルクを防止する方式なので、皿バネ１２の材料や数を変えることで最大トルクを調整することができる。スプリングなどの他の弾性体を配置しても同様の効果が得られる。
【００２１】
図７に示したように、入力軸をなすキャップ３を、孔部４を有するソケット部７と、入力軸部６を有し、キャップ３の天部をなす円板部１７とに分割形成し、孔部４開口側のソケット部７の内周に形成した環状部１８と、天部側の円板部１７に形成した孔部嵌入突部１９とによって、皿ばね１２の反力を受け止めるようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、入力軸の孔部の内部に、環状鍔部を形成した出力軸を軸心廻り回転自在に遊嵌し、環状鍔部に当接するトルク伝達リングを軸心廻りに係止しつつ弾性体により環状鍔部に向けて押圧し、前記環状鍔部とトルク伝達リングの双方の当接面に周方向において係合する傾斜面を形成したことにより、入力軸にかかる過大なトルクの出力軸への伝達をトルク伝達リング・鍔部間のスリップによって防止することができ、弾性体の種類あるいは数を変えることで最大トルクの調整も行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるトルク伝達構造を示した説明図である。
【図２】同トルク伝達構造において入力軸をなすキャップを示した説明図である。
【図３】同キャップ内に配置されるトルク伝達リングを示した説明図である。
【図４】同トルク伝達構造において出力軸をなすハブを示した説明図である。
【図５】トルク伝達リングに形成された歯部とハブに形成された歯部との位置関係を示した説明図である。
【図６】過大なトルクが負荷された時のトルク伝達リングとハブの状態を示した説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態におけるトルク伝達構造を示した説明図である。
【図８】従来の弁の操作機を示した断面図である。
【符号の説明】
３    キャップ（入力軸）
４    孔部
８    ハブ（出力軸）
９    嵌合孔
10    環状鍔部
11    トルク伝達リング
12    皿バネ
14    押さえ板
15    歯部
15a   傾斜面
16    歯部
16a   傾斜面
【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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【図８】
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