(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力手段によって入力側部材に入力されたトルクを出力側部材へ伝達するトルク伝達装置であって、
入力側部材は、孔部を有する本体部と、軸心方向に突出しかつ入力手段に係合可能な係合突起部とで構成され、
係合突起部内に、係合突起部の頂部に開口する取付孔が形成され、
入力側部材の孔部内に、環状鍔部を形成した出力側部材が軸心廻りに回転自在に遊嵌され、
環状鍔部に当接するトルク伝達リングが前記孔部内に配置され、
トルク伝達リングを環状鍔部に向けて押圧する弾性体が孔部内に配置され、
入力側部材の孔部内周面とトルク伝達リングの外周面とは軸心廻りにおいて互いに係止するように構成され、
入力側部材に過大なトルクが加わると、環状鍔部とトルク伝達リングの双方の当接面間でスリップが生じるように構成され、
入力側部材の係合突起部の頂部に、取付孔を覆うカバー体が嵌め込まれ、
出力側部材に嵌合孔が形成され、
前記嵌合孔に嵌合された外部の軸に螺合して、入力側部材を軸心方向において外部の軸に係止する脱落防止用のねじ部材が設けられ、
前記ねじ部材は入力側部材の取付孔の内部に挿入されていることを特徴とするトルク伝達装置。
【請求項２】
カバー体の表面に表示部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のトルク伝達装置。
【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等にトルクを伝達するトルク伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば図１１に示すように、弁の操作機１においては、その操作軸２に操作キャップ３を取り付け、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（トルク）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に嵌合する嵌合孔４を形成することで、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全てのトルクが操作軸２に伝達されるので、操作機１や弁などの操作対象装置に過大な力が作用して悪影響を及ぼすといった問題があった。
【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装置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、本第１発明は、入力手段によって入力側部材に入力されたトルクを出力側部材へ伝達するトルク伝達装置であって、
入力側部材は、孔部を有する本体部と、軸心方向に突出しかつ入力手段に係合可能な係合突起部とで構成され、
係合突起部内に、係合突起部の頂部に開口する取付孔が形成され、
入力側部材の孔部内に、環状鍔部を形成した出力側部材が軸心廻りに回転自在に遊嵌され、
環状鍔部に当接するトルク伝達リングが前記孔部内に配置され、
トルク伝達リングを環状鍔部に向けて押圧する弾性体が孔部内に配置され、
入力側部材の孔部内周面とトルク伝達リングの外周面とは軸心廻りにおいて互いに係止するように構成され、
入力側部材に過大なトルクが加わると、環状鍔部とトルク伝達リングの双方の当接面間でスリップが生じるように構成され、
入力側部材の係合突起部の頂部に、取付孔を覆うカバー体が嵌め込まれ、
出力側部材に嵌合孔が形成され、
前記嵌合孔に嵌合された外部の軸に螺合して、入力側部材を軸心方向において外部の軸に係止する脱落防止用のねじ部材が設けられ、
前記ねじ部材は入力側部材の取付孔の内部に挿入されているものである。
【０００６】
これによると、入力手段によって入力側部材を回転駆動することにより、入力側部材のトルクをトルク伝達リングを介して出力側部材に伝達することができる。入力手段によって入力側部材に過大なトルクが負荷された時には、環状鍔部とトルク伝達リングの双方の当接面間でスリップが生じ、出力側部材に対して入力側部材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。
【０００７】
また、取付孔をカバー体で覆うことにより、外部の水や異物が入力側部材の内部へ侵入することを防止し得る。
【０００９】
さらに、外部の軸を嵌合孔に嵌合し、ねじ部材を取付孔の内部に挿入して外部の軸に螺合させることにより、入力側部材が軸心方向において外部の軸に係止するため、トルク伝達装置が、前記外部の軸に、脱落することなく取付けられる。
【００１０】
本第２発明は、カバー体の表面に表示部が形成されているものである。
これによると、弁の操作機等の軸を出力側部材の嵌合孔に嵌合する場合、表示部に、例えば前記弁の種類もしくは操作機のサイズや型式等を表示することによって、作業者が、カバー体を目視して、容易に弁の種類もしくは操作機のサイズや型式等を認識することができる。このように、カバー体は、水や異物の侵入を防止する役割に加えて、銘板としての役割をも兼用している。また、多種類のサイズや型式等を表示したカバー体を用意し、該当するサイズや型式が表示されたカバー体を入力側部材に嵌め込むことによって、入力側部材の種類を共通化することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明における実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。尚、先に述べた従来のものと同一の部材に対しては、同じ符号を付記して、その説明を省略する。
【００１２】
図１，図２に示すように、１１はトルク伝達装置であり、弁の操作機１の操作軸２（外部の軸の一例）に取付けられるものである。前記トルク伝達装置１１の構成を以下に説明する。
【００１３】
前記トルク伝達装置１１は、入力手段の一例である操作棒（図示せず）によってキャップ１３（入力側部材の一例）に入力されたトルクをハブ１４（出力側部材の一例）へ伝達するものである。前記キャップ１３は、孔部１５を有する本体部１６と、軸心Ａ方向に沿って突出しかつ前記操作棒に係合可能な角錘状の係合突起部１７とで構成されている。上記本体部１６は、円筒部１６ａと、この円筒部１６ａの一端を閉塞する円板部１６ｂとで構成されており、前記係合突起部１７は円板部１６ｂに設けられている。また、図７に示すように、前記孔部１５は断面が八角形状に形成されている。
【００１４】
前記ハブ１４は、孔部１５の内部に、軸心Ａ廻りに回転自在に遊嵌されている。図２，図８に示すように、ハブ１４は、前記操作軸２に嵌合する角錐状の嵌合孔１９を有する円筒状部材１４ａと、この円筒状部材１４ａの外周面に形成された円環形の環状鍔部１４ｂとで構成されている。
【００１５】
前記環状鍔部１４ｂの両側には、環状鍔部１４ｂに当接する一対のトルク伝達リング２０が円筒状部材１４ａに外挿されて孔部１５内に配置されている。図９に示すように、前記両トルク伝達リング２０は内周面が円形でかつ外周面が八角形状に形成されおり、トルク伝達リング２０の八角形状をした外周面が孔部１５の八角形状をした内周面（図７参照）に嵌入されるため、トルク伝達リング２０の外周面と孔部１５の内周面とが軸心Ａ廻りにおいて互いに係止する。
【００１６】
また、前記トルク伝達リング２０の一端面は環状鍔部１４ｂに当接する当接面となり、この当接面には、径方向に沿う歯部２３が周方向に沿って間隔をおいて多数形成されている。図１０に示すように、これら各歯部２３はそれぞれ一対の傾斜面２３ａにより山形状に形成され、その頂部に平坦面２３ｂを形成している。
【００１７】
また、前記環状鍔部１４ｂの両当接面にはそれぞれ、トルク伝達リング２０に形成したのと同等に、歯部２４が多数形成されている。これら各歯部２４はそれぞれ一対の傾斜面２４ａにより山形状に形成され、その頂部に平坦面２４ｂを形成している。
【００１８】
また、図１に示すように、前記ハブ１４の端面と孔部１５の奥端面との間には、トルク伝達リング２０を環状鍔部１４ｂに向けて押圧する複数の皿バネ２１（弾性体の一例）が配置されている。
【００１９】
図２〜図４に示すように、前記孔部１５の開口部側には、皿バネ２１の押圧力を受け止める円環状のふた部材２６が設けられている。すなわち、前記円筒部１６ａの内周面における孔部１５の開口部側にはめねじ部２７が形成されており、ふた部材２６の外周面には、前記めねじ部２７に螺合可能なおねじ部２８が形成されている。前記おねじ部２８をめねじ部２７に螺合することによって、ふた部材２６が孔部１５の開口側端部に締め込まれて取付けられ、この際、トルク伝達リング２０がふた部材２６に受け止められるため、両トルク伝達リング２０と皿バネ２１とハブ１４との孔部１５からの脱落が防止される。
【００２０】
尚、前記めねじ部２７の奥端部には、締め込まれたふた部材２６が当接することにより締め込み深さを規制するための当り面３１が円筒部１６ａの内周にわたって形成されている。また、ふた部材２６の外端面の２箇所には、このふた部材２６を回転させて着脱させるための工具を差し込む操作用孔２９が形成されている。また、前記ハブ１４の円筒状部材１４ａの外周面には、この円筒状部材１４ａの外周面とふた部材２６の内周面との間をシールするＯリング３０が装着されている。
【００２１】
図１０に簡略に示したように、両トルク伝達リング２０の歯部２３とハブ１４の歯部２４とは周方向Ｂ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、皿バネ２１の押圧力により、傾斜面２３ａ，傾斜面２４ａが互いに圧接する状態で周方向Ｂにおいて係合している。
【００２２】
また、図１，図２に示すように、前記キャップ１３の円板部１６ｂの中央部にはボルト貫通孔３４が形成され、さらに、嵌合孔１９に嵌合した操作軸２の端部にはねじ孔３５が形成されている。皿ばね座金３７を介して脱落防止用のボルト３６（ねじ部材の一例）をボルト貫通孔３４に挿通してねじ孔３５に螺合することにより、キャップ１３が軸心Ａ方向において操作軸２に係止される。これにより、ボルト３６は操作軸２に固定され、キャップ１３は、ボルト３６に対して、軸心Ａ廻りに回転可能となる。
【００２３】
前記ボルト３６は、係合突起部１７の内部に形成されかつ係合突起部１７の頂部に開口する取付孔３８の内部に挿入されている。係合突起部１７の頂部には、取付孔３８を覆う四角平板状のカバー体３９が取付けられている。すなわち、図３，図６に示すように、取付孔３８の頂部開口部には印ろう部４０が形成されており、前記カバー体３９は印ろう部４０に嵌め込まれている。尚、カバー体３９の外周部にはシール材が塗られており、カバー体３９の外周面と印ろう部４０の内周面との間はシール材によってシールされている。
【００２４】
また、カバー体３９の表面には表示部４１が形成され、表示部４１には、操作機１で操作される弁の種類を示すアルファベット４２（図６において、Ｂはバタフライ弁を示し、Ｓは仕切弁を示す）が記載されている。
【００２５】
尚、図５はトルク伝達装置１１の底面図であり、図１は、図５のトルク伝達装置１１をＸ−Ｘ断面で見た断面図に相当している。
以下、上記構成における作用を説明する。
【００２６】
操作機１の操作軸２を嵌合孔１９に嵌合し、ボルト３６と皿ばね座金３７とを取付孔３８の内部に挿入し、ボルト３６をボルト貫通孔３４に挿通してねじ孔３５に螺合する。これにより、キャップ１３が軸心Ａ方向において操作軸２に係止されるため、トルク伝達装置１１が、操作軸２に、脱落することなく取付けられる。そして、印ろう部４０にカバー体３９を嵌め込んで取付孔３８を覆う。これにより、外部の水や異物が取付孔３８からボルト貫通孔３４を通ってキャップ１３の孔部１５内へ侵入することを防止し得る。
【００２７】
また、作業者が、カバー体３９の表示部４１を目視することによって、容易に弁の種類（Ｂの表示があればバタフライ弁、Ｓの表示があれば仕切弁）を認識することができる。このように、カバー体３９は、水や異物の侵入を防止する役割に加えて、銘板の役割をも兼用している。尚、図６に示すように、表示部４１には、バタフライ弁を示すアルファベット「Ｂ」や仕切弁を示すアルファベット「Ｓ」の他に、さらに多種類の型式やサイズ（弁の口径）等を表示してもよい。そして、該当する型式やサイズが表示されたカバー体３９を印ろう部４０に嵌め込むことによって、キャップ１３の種類を共通化して減らすことができる。
【００２８】
上記のようにしてトルク伝達装置１１を操作軸２に装着した状態では、図１に示すように、操作軸２はハブ１４の嵌合孔１９に嵌合し、ハブ１４は環状鍔部１４ｂにおいて両トルク伝達リング２０と係合し、トルク伝達リング２０は外周面においてキャップ１３に係合している。
【００２９】
弁の開閉操作時に、キャップ１３の係合突起部１７に操作棒（図示せず）等を係合させ、この操作棒を回転操作してキャップ１３を回転駆動すると、そのトルクがトルク伝達リング２０，ハブ１４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。
【００３０】
弁の全開時もしくは全閉時に、弁の回転限度を越えた過大なトルクがキャップ１３に加わると、図１０より理解されるように、トルク伝達リング２０の歯部２３の傾斜面２３ａがハブ１４の歯部２４の傾斜面２４ａに強く押し付けられ、傾斜面２３ａ，２４ａ間でスリップが生じる。その結果、図２に示したようにトルク伝達リング２０が軸心Ａ方向に移動するとともに皿バネ２１が弾性変形して、トルク伝達リング２０の歯部２３がハブ１４の歯部２４を乗り越え、つまりハブ１４に対してキャップ１３がトルク伝達リング２０とともに空転し、過大なトルク伝達は防止される。
【００３１】
このように皿バネ２１の弾性変形によって過剰トルクを防止する方式なので、図１に示す当り面３１の位置を軸心Ａの方向に沿って変更し、皿バネ２１の数を調節することによって、最大トルクを調整できる。
【００３２】
また、図１，図２に示すように、ふた部材２６は、ハブ１４とトルク伝達リング２０と皿バネ２１とが孔部１５の開口部から脱落するのを防止するとともに、皿バネ２１の押圧力を受け止めている。このようなふた部材２６はおねじ部２８とめねじ部２７とを介してキャップ１３の孔部１５の開口部に締め込まれて取付けられるため、複数本のボルト等を用いてふた部材２６を取付ける場合に比べて、簡単な操作でかつ短時間のうちにふた部材２６を強固にキャップ１３に取付けることができる。
【００３３】
さらに、キャップ１３の軸心Ａ方向に向きかつ軸心Ａを中心とした円周上に複数本配設されたボルト４５（図１の仮想線参照）等を用いてふた部材２６をキャップ１３の本体部１６に連結する場合に比べて、ふた部材２６の外径Ｃとキャップ１３の円筒部１６ａの外径Ｄとを小さくすることができ、これにより、トルク伝達装置１１を小型軽量化することができる。
【００３４】
また、複数のピン４６（図１の仮想線参照）をキャップ１３の円筒部１６ａの外周方からキャップ１３の軸心Ａに向けて径方向へ挿通することによって、これらピン４６を用いてふた部材２６をキャップ１３の本体部１６に連結した場合、せん断力によってピン４６が変形するといった懸念があるが、これに対して、ふた部材２６はおねじ部２８とめねじ部２７とを介してキャップ１３に締め込まれて取付けられているため、せん断力による変形等の発生を防止することができる。
【００３５】
上記実施の形態では、弾性体の一例として皿バネ２１を用いているが、皿バネ２１に代えてスプリングなどの他の弾性体を配置することも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本第１発明によれば、入力側部材に過大なトルクが負荷された場合、出力側部材に対して入力側部材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。
【００３７】
また、取付孔をカバー体で覆うことにより、外部の水や異物が入力側部材の内部へ侵入することを防止し得る。
【００３８】
また、本第２発明によれば、カバー体は、水や異物の侵入を防止する役割に加えて、銘板としての役割をも兼用している。また、多種類のサイズや型式等を表示したカバー体を用意し、該当するサイズや型式が表示されたカバー体を入力側部材に嵌め込むことによって、入力側部材の種類を共通化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるトルク伝達装置の縦断面図であり、図５をＸ−Ｘ断面で見たものである。
【図２】同、トルク伝達装置の縦断面図であり、過大なトルクが負荷されて皿バネが変形した状態を示す。
【図３】同、トルク伝達装置の正面図であり、ふた部材とカバー体とボルトと座金とを取り外した状態を示す。
【図４】同、トルク伝達装置のふた部材の図である。
【図５】同、トルク伝達装置の底面図である。
【図６】同、トルク伝達装置の平面図である。
【図７】同、トルク伝達装置のキャップの円筒部の横断面図である。
【図８】同、トルク伝達装置のハブの図であり、（ａ）はハブの一部切欠き正面図であり、（ｂ）はハブの平面図である。
【図９】同、トルク伝達装置のトルク伝達リングの平面図である。
【図１０】同、トルク伝達装置のハブとトルク伝達リングとの歯部の拡大図である。
【図１１】従来の弁の操作機を示した断面図である。
【符号の説明】
２    操作軸（外部の軸）
１１    トルク伝達装置
１３    キャップ（入力側部材）
１４    ハブ（出力側部材）
１４ｂ    環状鍔部
１５    孔部
１６    本体部
１７    係合突起部
１９    嵌合孔
２０    トルク伝達リング
２１    皿バネ（弾性体）
２３ａ，２４ａ    傾斜面
２６    ふた部材
２７    めねじ
２８    おねじ
３６    ボルト（ねじ部材）
３８    取付孔
３９    カバー体
４１    表示部
Ａ    軸心
【図１】
0003916357.tif 000002
【図２】
0003916357.tif 000003
【図３】
0003916357.tif 000004
【図４】
0003916357.tif 000005
【図５】
0003916357.tif 000006
【図６】
0003916357.tif 000007
【図７】
0003916357.tif 000008
【図８】
0003916357.tif 000009
【図９】
0003916357.tif 000010
【図１０】
0003916357.tif 000011
【図１１】
0003916357.tif 000012