WO2017212903A1 - トルクリミッタ - Google Patents

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WO2017212903A1
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rotating member
direct connection
torque limiter
torque
engaged
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French (fr)
Inventor
佐藤　秀雄
Original Assignee
三木プーリ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/04—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type
    • F16D7/06—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with intermediate balls or rollers
    • F16D7/10—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with intermediate balls or rollers moving radially between engagement and disengagement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D43/00—Automatic clutches
    • F16D43/02—Automatic clutches actuated entirely mechanically
    • F16D43/20—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure
    • F16D43/202—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type
    • F16D43/204—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type with intermediate balls or rollers
    • F16D43/208—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type with intermediate balls or rollers moving radially between engagement and disengagement
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/08—Controlling members for hand actuation by rotary movement, e.g. hand wheels
    • G05G1/10—Details, e.g. of discs, knobs, wheels or handles
    • G05G1/12—Means for securing the members on rotatable spindles or the like

Definitions

  • the present invention relates to a torque limiter, and more particularly to a torque limiter used in a manual operation unit of a device.
  • a torque limiter that transmits torque of a limited value between the first rotating member and the second rotating member that are rotatably arranged on the same central axis is engaged with the first rotating member.
  • a recess is formed, and a roller that is detachably engaged with the engagement recess and a spring that urges the roller in a direction to engage the engagement recess are attached to the second rotating member, and the spring is attached to the roller.
  • a spring type is known in which the maximum value (torque limit value) of torque transmitted between the first rotating member and the second rotating member is set by the spring force applied (for example, Patent Documents 1 to 3). ).
  • the torque limiter interrupts torque transmission between the first rotating member and the second rotating member by relative rotation of the first rotating member and the second rotating member when an excessive torque is input.
  • the first rotating member is not properly transmitted for some reason.
  • the first rotating member adheres to the apparatus side and falls into a non-rotatable state, even if the second rotating member is rotated in the direction to release it, the second rotating member is fixed with respect to the fixed first rotating member. The first rotating member cannot be removed from the fixed state only by the idling of the rotating member.
  • the torque limiter must be disassembled and the first rotating member must be directly rotated using a tool, which is troublesome and requires disassembling work to cope with an emergency situation. It is difficult.
  • the problem to be solved by the present invention is to improve the first rotating member so that it can quickly escape from the fixed state without disassembling the torque limiter.
  • the torque limiter is rotatable around the central axis of the first rotating member (56) outside the first rotating member (56) and the first rotating member (56).
  • a directly coupled member (96) that prevents relative rotation with the rotating member (58).
  • the engaged member for direct connection (96) when the engaged member for direct connection (96) is engaged with the engaging portion for direct connection (92), the first rotating member (56) and the second rotating member (58) are engaged. Since the relative rotation is prevented, torque transmission exceeding the specified value of the torque limiter (50) can be performed between the first rotating member (56) and the second rotating member (58). The first rotating member (56) can be quickly escaped from the fixed state without disassembling the limiter (50).
  • the torque limiter preferably further includes a direct connection release spring (108) for urging the direct connection engaged member (96) in a direction of releasing from the engagement with the direct connection engaging portion (92).
  • the state in which the torque limiter (50) effectively operates becomes the default state, and safety is improved.
  • a plurality of the direct coupling engaging portions (92) are formed in a circumferential direction of the first rotating member (56), and the direct coupling engaged members (96) are the second coupling members. At least one rotating member (58) is provided.
  • the directly engaged member (96) is quickly engaged with the directly engaging portion (92) by slightly rotating the second rotating member (58).
  • the direct coupling engaging portion (92) is a recess formed in an outer periphery of the first rotating member (56), and the direct coupling engaged member (96) is the first coupling member. It is a rod-like member that is movably provided on the second rotating member (58).
  • a handwheel handle (48) is attached to the second rotating member (58), and the directly engaged member (96) is located inward from the outer shell of the handle. It is arranged at the position.
  • the torque limiter when the directly engaged member is engaged with the directly engaging portion, the torque limiter exceeds the specified value between the first rotating member and the second rotating member. Since the torque can be transmitted, the first rotating member can be quickly escaped from the fixed state without disassembling the torque limiter.
  • the manual on-off valve 10 has a valve housing 12.
  • the valve housing 12 has two connection ports 14 and 16, and an annular valve seat portion 18 formed by a conical surface formed between the connection ports 14 and 16.
  • a rod-shaped valve body 20 is attached to the valve housing 12.
  • the valve body 20 is located in the valve chamber 22 of the valve housing 12 and is seated on the valve seat portion 18 so as to block communication between the connection ports 14 and 16 and a needle valve portion 26 having a conical tip portion 24.
  • a male threaded portion 30 threadably engaged with a male threaded hole 28 formed in the housing 12, and a hole 32 of the valve housing 12 and a hole 36 of a cap 34 screwed to the valve housing 12, extend above the valve housing 12.
  • the stem portion 38 is integrally provided in order in the axial direction.
  • a circumferential groove 40 is formed in the stem portion 38.
  • An O-ring 42 is attached to the circumferential groove 40 so as to be in sliding contact with the inner peripheral surface of the hole 32 for sealing.
  • the valve body 20 is rotated around the central axis so that the distal end portion 24 is seated on the valve seat portion 18 under the screw engagement between the male screw hole 28 and the male screw portion 30, and the stem portion.
  • the stopper surface 44 formed by the annular shoulder surface formed in the middle portion of the valve 38 moves in the vertical direction (valve shaft direction) between the fully open position where the stopper surface 46 contacts the stopper surface 46 formed by the annular bottom surface of the cap 34.
  • a torque limiter 50 is provided between the stem portion 38 and a handwheel handle 48 that is a manual operation portion of the manual on-off valve 10.
  • the torque limiter 50 includes a cylindrical first rotating member 56 fixed to the valve body 20 together with the central shaft member 54 by a screw portion 52, and a second rotation arranged concentrically outside the first rotating member 56. Member 58.
  • two torque transmitting engagement recesses 60 having a substantially semicircular cross-sectional shape are formed on the outer peripheral surface of the first rotating member 56 around the central axis. It is formed in two places apart with a rotation angle of degrees.
  • the second rotating member 58 is a main body having a substantially rectangular planar shape including a portion disposed inside the handle 48 having a substantially octagonal outer shape. 62 and a cover plate 66 fixed to the upper part of the main body 62 by bolts 64.
  • the main body 62 and the cover plate 66 have a planar shape in which corners of a substantially rectangular shape that is long in the left-right direction as viewed in the figure are chamfered so that the main body 62 and the cover plate 66 are compactly arranged inside the handle 48 without interfering with the handle 48. Yes.
  • a spacer 68 is fixed to the central portion of the lid plate 66 concentrically with the first rotating member 56.
  • the spacer 68 is connected to the central portion of the handle 48 in a torque transmission relationship by two chamfering or the like at the step portion 69.
  • a screw cap 71 is screwed to the central shaft member 54 to prevent the handle 48 from coming off.
  • the handle 48 can be rotationally displaced with respect to the screw cap 71.
  • the main body 62 integrally has a boss portion 70 having a substantially rectangular planar shape at the lower portion, and a center hole 72 that includes the boss portion 70 and penetrates in the axial direction is formed.
  • the main body 62 can rotate around the central axis of the first rotating member 56 with respect to the first rotating member 56 because the first rotating member 56 passes through the center hole 72 in the axial direction.
  • the main body 62 is formed with storage recesses 74 having an upper opening at two locations separated by a rotation angle of 180 degrees around the central axis of the center hole 72.
  • Each storage recess 74 is long in the same direction as the longitudinal direction of the main body 62, has a substantially rectangular planar shape, opens toward the outer peripheral surface of the first rotating member 56 on the inside, and opens the upper opening to the cover plate 66.
  • each storage recess 74 a rectangular parallelepiped movable element 76 is provided so as to be slidable in the radial direction of the center hole 72 (radial direction of the portion where the storage recess 74 is provided).
  • Each movable element 76 holds a torque transmitting engagement pin 80 having a circular cross section in a holding recess 78 formed at an inner end facing the outer peripheral surface of the first rotating member 56.
  • Each of the torque transmission engaging pins 80 is detachably engaged with the corresponding torque transmission engaging recess 60 and engaged with the torque transmission engaging recess 60, whereby The second rotating member 58 is connected by torque transmission.
  • the engagement element is a member such as a steel ball instead of the torque transmission engagement pin 80.
  • torque transmission between the first rotating member 56 and the second rotating member 58 can be performed stably, and the transmission torque can be stably set to a large value.
  • a surface pressure plate 82 is slidably provided in each storage recess 74 in the radial direction of the center hole 72 (in the radial direction of the portion where the storage recess 74 is provided).
  • Each movable element 76 is formed with four bottomed holes 84 having outer end openings.
  • a compression coil spring 86 is provided between the bottom surface of each bottomed hole 84 and the surface of the corresponding surface pressure plate 82. Each compression coil spring 86 urges the corresponding mover 76 in the direction in which the torque transmission engagement pin 80 engages with the torque transmission engagement recess 60.
  • each compression coil spring 86 acts as a radial load on the first rotating member 56 via the mover 76 and the torque transmitting engagement pin 80, but the four compression coils of each mover 76
  • the spring 86 is disposed on the both sides of the first rotary member 56, that is, the spring force of the compression coil spring 86 is arranged on both sides of the first rotary member 56, because the spring 76 is disposed around the central axis of the first rotary member 56. It rarely acts as an unbalanced load.
  • the adjusting screw 88 is engaged with both ends of the main body 62 in the longitudinal direction. Each adjusting screw 88 penetrates the end of the main body 62 and enters the housing recess 74, abuts against the back surface of the corresponding surface pressure plate 82 at the tip, and advances and retracts the surface pressure plate 82 by screwing.
  • a lock nut 90 is threadedly engaged with a portion where each adjustment screw 88 protrudes outward from the main body 62.
  • the tip of the adjusting screw 88 is a “pointed tip” that is pointed in an annular shape, and is biting into the surface pressure plate 82, so that the surface pressure plate is as much as the bite. 82 can be positioned on the outer side (the side on which the axial length of the compression coil spring 86 becomes longer).
  • the advance / retreat position of each surface pressure plate 82 is determined by the screwing amount of the corresponding adjustment screw 88, and the initial load of the corresponding compression coil spring 86 is determined by the advance / retreat position of each surface pressure plate 82.
  • the initial load of the compression coil spring 86 sets a specified value that limits the torque that the torque limiter 50 should transmit between the first rotating member 56 and the second rotating member 58. In other words, the torque limiter 50 transmits torque of a limited value determined by the initial load of the compression coil spring 86 between the first rotating member 56 and the second rotating member 58.
  • a direct connection recess is provided on the outer peripheral surface of the portion corresponding to the boss portion 70 when the first rotating member 56 is viewed in the axial direction.
  • Two 92 are formed around the central axis of the first rotating member 56 (circumferentially) at an interval of 180 degrees.
  • the torque limiter 50 performs torque together with the movable element 76 by the spring force of the compression coil spring 86 when the rotational torque input to the second rotating member 58 is less than a predetermined value (specified value). Since the transmission engagement pin 80 is fitted in the torque transmission engagement recess 60, the second rotation member 58 is not rotated and displaced with respect to the first rotation member 56. Torque is transmitted from the first to the first rotating member 56.
  • the boss portion 70 is formed with a mounting hole 94 extending in the radial direction of the first rotating member 56 and opening in the center hole 72 at the vertical position corresponding to the direct coupling recess 92.
  • a direct connection pin 96 which is an engaged member for direct connection, is inserted into the mounting hole 94 so as to be movable in the radial direction of the first rotating member 56. As shown in FIG. 2, the direct connection pin 96 moves radially inward (right side in the drawing) of the first rotating member 56, so that the inner end engages with one mounting hole 94.
  • This structure reliably prevents relative rotation between the first rotating member 56 and the second rotating member 58 with a simple configuration.
  • the external member 100 is fixed to the outer wall of the boss portion 70 by screws 102 (see FIG. 5) with a spacer 98 interposed therebetween.
  • the direct connection pin 96 has a snap ring 104 fixed to an intermediate portion in the axial direction.
  • a screw arrangement hole 106 is formed in the boss portion 70 concentrically with the mounting hole 94.
  • a direct connection release spring 108 by a compression coil spring is provided between the snap ring 104 and the end wall of the screw arrangement hole 106.
  • the direct coupling release spring 108 is biased in a direction (left side in the drawing) in which the direct coupling pin 96 is disengaged from the engagement with the direct coupling recess 92.
  • the outer end of the direct connection pin 96 passes through the through hole 110 of the external member 100 and protrudes outward from the external member 100.
  • the direct connection pin 96 can be operated from the outside, that is, pushed by the fingertip, and the inner end engages with one mounting hole 94 against the spring force of the direct connection release spring 108 by being pushed.
  • the outer end of the direct connection pin 96 is located inward from the outline of the handle 48, and is disposed at a position where a hand (finger) does not touch when the handle 48 is normally rotated. This makes it difficult for the direct connection pin 96 to be erroneously operated.
  • O-rings 112 and 114 are provided between the first rotating member 56 and the boss portion 70 and between the direct connection pin 96 and the external member 100, respectively.
  • a sliding washer 116 and a snap ring 118 that rotatably support the second rotating member 58 are provided.
  • Sliding washers 120 are sandwiched between the main body 62 and the intermediate shoulder of the first rotating member 56 and between the upper end of the first rotating member 56 and the spacer 68.
  • O-rings 122 and 124 are also provided between the handle 48 and the cover plate 66 and between the handle 48 and the screw cap 71, respectively.
  • the handle 48 When closing the manual opening / closing valve 10 from the opened state, the handle 48 is manually rotated counterclockwise without touching the direct connection pin 96. The rotation of the handle 48 is transmitted to the second rotating member 58 through the spacer 68, and if the rotational torque input to the second rotating member 58 is less than the specified value of the torque limiter 50, the movable element 76, torque It is transmitted to the first rotating member 56 via the transmission engaging pin 80. As a result, the valve body 20 rotates counterclockwise, the valve body 20 moves downward, and the distal end portion 24 approaches the valve seat portion 18.
  • the handle 48 is alive and vigorously rotated in the counterclockwise direction, or even after the tip 24 is seated on the valve seat portion 18.
  • the valve body 20 When rotated in the clockwise direction, the valve body 20 is brought into the valve housing 12 such that the screw engagement portion between the male screw hole 28 and the male screw portion 30 is bitten or the tip portion 24 bites into the valve seat portion 18. It may fall into a fixed state.
  • the second rotating member 58 is merely idled with respect to the first rotating member 56, and can escape from the fixed state under the normal operation of the torque limiter 50. become unable.
  • the second rotating member 58 becomes the first rotating member 56 even if the handle 48 is rotated. On the other hand, it is impossible to escape from the fixed state only by idling.
  • the outer end of the direct connection pin 96 is pushed by the fingertip, and the inner end of the direct connection pin 96 is directly connected against the spring force of the direct connection release spring 108 as shown in FIG. Engage with the recess 92 for use.
  • the direct coupling pin 96 is quickly engaged with the direct coupling recess 92 by slightly rotating the second rotating member 58 (up to 90 degrees).
  • the first rotating member 56 and the second rotating member 58 are connected so as not to be relatively rotatable, and the relative rotation between the first rotating member 56 and the second rotating member 58 is forcibly blocked. Will be directly connected.
  • the torque limiter 50 cannot normally operate, and even if a large rotational torque exceeding the specified value from the handle 48 is input to the second rotating member 58, the second rotating member 96 is directly connected by the direct connection pin 96. Rotational torque is transmitted from 58 to the first rotating member 56, and it is possible to escape from the fixed state. Thereby, it is possible to quickly escape from the fixed state without disassembling the torque limiter 50.
  • the present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to such embodiments and can be deviated from the spirit of the present invention, as will be readily understood by those skilled in the art. It is possible to change appropriately within the range not to be. Without being limited to the application to the type of torque limiter shown in the figure, the torque transmitting engaging recess 60 and the torque transmitting engaging pin 80 are provided on the first rotating member 56 and the second rotating member 58 in reverse. The present invention can be applied to various types of torque limiters including those that are present.
  • the structure of the direct connection portion is not limited to the combination of the direct connection recess 92 and the direct connection pin 96, but can be moved to the protrusion formed on the outer peripheral surface of the first rotation member 56 and the second rotation member 58. Even a combination with a member including a shape portion that is provided and captures the protrusion may be a wall portion that abuts each other in the rotational direction.
  • the number of the direct coupling recesses 92 is not limited to two, and may be less than or more than that.
  • a plurality of direct connection pins 96 may be provided.
  • the torque transmitting engagement pin 80 may be configured to be biased in a direction to be disengaged from the engagement with the direct connection recess 92 without using the direct connection release spring 108.

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Abstract

【課題】トルクリミッタを分解することなく第１の回転部材が固着状態から迅速に脱出できるにすること。 【解決手段】第１の回転部材５６に直結用凹部９２を形成し、第２の回転部材５８には外部からの操作によって直結用凹部９２に係合する直結用ピン９６を設け、直結用凹部９２と直結用ピン９６との係合によって第１の回転部材５６第２の回転部材５８との相対回転を選択的に阻止する。

Description

トルクリミッタ
　本発明は、トルクリミッタに関し、更に詳細には、機器の手動操作部に用いられるトルクリミッタに関する。
　同一の中心軸線上に回転可能に配置された第１の回転部材と第２の回転部材との間に、制限された値のトルク伝達を行うトルクリミッタとしては、第１の回転部材に係合凹部が形成され、第２の回転部材には係合凹部に係脱可能に係合するローラと当該ローラを係合凹部に係合する方向に付勢するばねとが取り付けられ、ばねがローラに与えるばね力によって第１の回転部材と第２の回転部材との間に伝達するトルクの最大値（トルク制限値）を設定するばね式のものが知られている（例えば、特許文献１～３）。
特開２００１－２６３３６４号公報 特開２００９－９０４５１号公報 実開昭６１－８７２２９号公報
　トルクリミッタは、過大なトルクが入力された場合に、第１の回転部材と第２の回転部材とが相対回転して第１の回転部材と第２の回転部材との間のトルク伝達を遮断し、過大なトルクが伝達されることを回避するが、第１の回転部材がトルク伝達される機器に接続され、第２の回転部材からトルクを入力されるような場合において、何らかの原因によって第１の回転部材が機器側に固着し、回転不能の状態に陥ると、それを解除する方向に第２の回転部材が回転されても、固着状態の第１の回転部材に対して第２の回転部材が空回りするだけで、第１の回転部材を固着状態から脱出されることができない。
　従来、このような場合には、トルクリミッタを分解して工具を用いて第１の回転部材を直接回転させなくてはならず、面倒であると共に分解作業を要するために緊急の事態に対応することが難しい。
　本発明が解決しようとする課題は、トルクリミッタを分解することなく第１の回転部材が固着状態から迅速に脱出できるように改善することである。
　本発明の一つの実施形態によるトルクリミッタは、第１の回転部材（５６）と当該第１の回転部材（５６）の外側に当該第１の回転部材（５６）の中心軸線周りに回転可能に配置された第２の回転部材（５８）との間に、制限された値のトルク伝達を行うトルクリミッタであって、前記第１の回転部材（５６）に形成された直結用係合部（９２）と、前記第２の回転部材（５８）に設けられ、外部からの操作によって前記直結用係合部（９２）に係合し、前記第１の回転部材（５６）と前記第２の回転部材（５８）との相対回転を阻止する直結用被係合部材（９６）とを有する。
　この構成によれば、直結用被係合部材（９６）が直結用係合部（９２）に係合することにより、第１の回転部材（５６）と第２の回転部材（５８）との相対回転が阻止され、第１の回転部材（５６）と第２の回転部材（５８）との間にトルクリミッタ（５０）の規定値を超えたトルク伝達が行われ得るようになるから、トルクリミッタ（５０）を分解することなく第１の回転部材（５６）を固着状態から迅速に脱出させることがきる。
　上記トルクリミッタは、好ましくは、直結用被係合部材（９６）を前記直結用係合部（９２）との係合から離脱する方向に付勢する直結解除用ばね（１０８）を更に有する。
　この構成によれば、トルクリミッタ（５０）が有効に作用する状態がデフォルト状態になり、安全性が向上する。
　上記トルクリミッタにおいて、好ましくは、前記直結用係合部（９２）は前記第１の回転部材（５６）の円周方向に複数形成され、前記直結用被係合部材（９６）は前記第２の回転部材（５８）に少なくとも一つ設けられている。
　この構成によれば、第２の回転部材（５８）の少しの空回しによって前記直結用被係合部材（９６）が直結用係合部（９２）に迅速に係合する。
　上記トルクリミッタにおいて、好ましくは、前記直結用係合部（９２）は前記第１の回転部材（５６）の外周に形成された凹部であり、前記直結用被係合部材（９６）は前記第２の回転部材（５８）に移動可能に設けられた棒状部材である。
　この構成によれば、簡単な構成によって第１の回転部材（５６）と第２の回転部材（５８）との相対回転が確実に阻止される。
　上記トルクリミッタにおいて、好ましくは、前記第２の回転部材（５８）には手廻し用のハンドル（４８）が取り付けられており、前記直結用被係合部材（９６）は前記ハンドルの外郭より内方の位置に配置されている。
　この構成によれば、直結用被係合部材（９６）が誤操作され難くなる。
　本発明によるトルクリミッタによれば、直結用被係合部材が直結用係合部に係合することにより、第１の回転部材と第２の回転部材との間にトルクリミッタの規定値を超えたトルク伝達が行われ得るようになるから、トルクリミッタを分解することなく第１の回転部材を固着状態から迅速に脱出させることがきる。
本発明によるトルクリミッタを手動開閉弁の操作部に適用した一つの実施形態の非直結状態を示す縦断面図 本実施形態の直結状態を示す縦断面図 図１の線III－IIIに沿った断面図 図１の線IV－IVに沿った断面図 本実施形態の斜視図
　以下に、本発明によるトルクリミッタを手動開閉弁の操作部に適用した一つの実施形態を、図１～図５を参照して説明する。
　図１、図２に示されているように、手動開閉弁１０は弁ハウジング１２を有する。弁ハウジング１２は、２個の接続ポート１４及び１６と、接続ポート１４と１６との間に形成された円錘面による円環状の弁座部１８とを有する。
　弁ハウジング１２には棒状の弁体２０が取り付けられている。弁体２０は弁ハウジング１２の弁室２２内にあって弁座部１８に着座することにより接続ポート１４と１６との連通を遮断する円錐形状の先端部２４を有するニードル弁部２６と、弁ハウジング１２に形成された雄ねじ孔２８にねじ係合した雄ねじ部３０と、弁ハウジング１２の孔３２及び弁ハウジング１２にねじ止めされたキャップ３４の孔３６を貫通して弁ハウジング１２の上方に延出したステム部３８とを軸線方向に順に一体に有する。ステム部３８には周溝４０が形成されている。周溝４０には孔３２の内周面に摺接してシールを行うＯリング４２が取り付けられている。
　弁体２０は、中心軸線周りに回転されることにより、雄ねじ孔２８と雄ねじ部３０とのねじ係合のもとに、先端部２４が弁座部１８に着座する全閉位置と、ステム部３８の中間部に形成されている円環状肩面によるストッパ面４４がキャップ３４の円環状下底面によるストッパ面４６に当接する全開位置との間を上下方向（弁軸方向）に移動する。
　ステム部３８と手動開閉弁１０の手動操作部である手廻し用のハンドル４８との間にトルクリミッタ５０が設けられている。トルクリミッタ５０は、ねじ部５２によって中心軸部材５４と共に弁体２０に固定された円筒形状の第１の回転部材５６と、第１の回転部材５６の外側に同心に配置された第２の回転部材５８とを有する。
　第１の回転部材５６の外周面には、図１～図３に示されているように、横断面形状が略半円形状の２個のトルク伝達用係合凹部６０が中心軸線周りに１８０度の回転角をもって離れた２箇所に形成されている。
　第２の回転部材５８は、図１～図３、図５に示されているように、略８角形の外郭形状をしたハンドル４８の内側に配置される部分を含む平面形状が略矩形の本体６２と、本体６２の上部にボルト６４によって固定された蓋板６６とを含む。本体６２及び蓋板６６はハンドル４８と干渉することなくハンドル４８の内側にコンパクトに配置されるべく、図で見て左右方向に長い略矩形の各角部を大きく面取りされた平面形状をしている。
　蓋板６６の中央部には第１の回転部材５６と同心にスペーサ６８が固定されている。スペーサ６８は段部６９において２面取り等によってハンドル４８の中心部とトルク伝達関係で連結されている。これにより、ハンドル４８の回転はスペーサ６８を介して第２の回転部材５８に伝達される。ハンドル４８の抜け止めとして、ねじキャップ７１が中心軸部材５４にねじ止めされている。なお、ハンドル４８はねじキャップ７１に対して回転変位可能である。かくして、第２の回転部材５８がトルクリミッタ５０のトルク入力部材になり、第１の回転部材５６が弁体２０に対するトルク出力部材になる。
　本体６２は、下部に平面形状が略矩形のボス部７０を一体に有し、ボス部７０を含んで軸線方向に貫通する中心孔７２が形成されている。本体６２は、中心孔７２を第１の回転部材５６が軸線方向に貫通していることにより、第１の回転部材５６に対して第１の回転部材５６の中心軸線周りに回転可能である。
　本体６２には上方開口の収納凹部７４が中心孔７２の中心軸線周りに１８０度の回転角をもって離れた２箇所に形成されている。各収納凹部７４は、本体６２の長手方向と同方向に長く、平面形状が略矩形をしていて、内側において第１の回転部材５６の外周面に向けて開口し、上方開口を蓋板６６によって閉じられた直方体形状の空間をなす。
　各収納凹部７４には直方体形状の可動子７６が中心孔７２の半径方向（収納凹部７４が設けられている部分の半径方向）に摺動可能に設けられている。各可動子７６は第１の回転部材５６の外周面に向かい合う内端に形成された保持凹部７８に円形横断面のトルク伝達用係合ピン８０を保持している。各トルク伝達用係合ピン８０は、各々対応するトルク伝達用係合凹部６０に係脱可能に係合し、トルク伝達用係合凹部６０に係合することにより、第１の回転部材５６と第２の回転部材５８とをトルク伝達で接続する。
　トルク伝達用係合凹部６０及びトルク伝達用係合ピン８０が比較的長い軸長を有しているから、係合子がトルク伝達用係合ピン８０に代えて鋼球のような部材である場合よりも、第１の回転部材５６と第２の回転部材５８との間のトルク伝達が安定して行われると共に、伝達トルクを大きい値に安定して設定することができる。
　各収納凹部７４には面圧板８２が中心孔７２の半径方向（収納凹部７４が設けられている部分の半径方向）に摺動可能に設けられている。各可動子７６には外端開口の４個の有底孔８４が形成されている。各有底孔８４の底面と対応する側の面圧板８２の表面との間には、各々圧縮コイルばね８６が設けられている。各圧縮コイルばね８６は、対応する可動子７６を、トルク伝達用係合ピン８０がトルク伝達用係合凹部６０に係合する方向に付勢している。
　各圧縮コイルばね８６のばね力は、可動子７６及びトルク伝達用係合ピン８０を介して第１の回転部材５６に径方向の荷重として作用するが、各可動子７６の４個の圧縮コイルばね８６は、第１の回転部材５６の中心軸線周りの可動子７６の配置、つまり、第１の回転部材５６の両側にあることにより、圧縮コイルばね８６のばね力が第１の回転部材５６に偏荷重として作用することが少ない。
　本体６２の長手方向の両端部には調節ねじ８８がねじ係合している。各調節ねじ８８は、本体６２の端部を貫通して収納凹部７４に進入し、先端にて対応する面圧板８２の裏面に当接し、螺進することにより、面圧板８２を進退移動させる。各調節ねじ８８が本体６２の外方に突出した部分にはロックナット９０がねじ係合している。なお、調節ねじ８８の先端は、図３に示されているように、円環状に尖った「尖り先」になっていて、面圧板８２に喰い込んでいることにより、喰い込み分だけ面圧板８２を外側（圧縮コイルばね８６の軸長が長くなる側）に位置させることができる。
　各面圧板８２の進退移動位置は対応する調節ねじ８８のねじ込み量によって決まり、各面圧板８２の進退移動位置によって対応する圧縮コイルばね８６の初期荷重が決まる。圧縮コイルばね８６の初期荷重は、トルクリミッタ５０が第１の回転部材５６と第２の回転部材５８との間に伝達すべきトルクを制限する規定値を設定する。つまり、トルクリミッタ５０は、第１の回転部材５６と第２の回転部材５８との間に、圧縮コイルばね８６の初期荷重によって決まる制限された値のトルク伝達を行う。
　第１の回転部材５６が軸線方向で見てボス部７０に対応する部分の外周面には、図１、図２、図４に示されているように、直結用係合部として直結用凹部９２が第１の回転部材５６の中心軸線周りに（円周方向に）１８０度の間隔をおいて２個形成されている。
　トルクリミッタ５０は、基本的な動作として、第２の回転部材５８に入力された回転トルクが所定値（規定値）未満である場合には、圧縮コイルばね８６のばね力によって可動子７６と共にトルク伝達用係合ピン８０がトルク伝達用係合凹部６０に嵌り込んでいることにより、第２の回転部材５８が第１の回転部材５６に対して回転変位することなく、第２の回転部材５８から第１の回転部材５６にトルク伝達が行われる。
　ボス部７０には直結用凹部９２に対応する上下位置に第１の回転部材５６の径方向に延在して中心孔７２に開口する取付孔９４が形成されている。取付孔９４には直結用被係合部材である直結用ピン９６が第１の回転部材５６の径方向に移動可能に挿入されている。直結用ピン９６は、図２に示されているように、第１の回転部材５６の径方向内側（図で見て右側）に移動することにより、内端が一つの取付孔９４に係合し、第１の回転部材５６と第２の回転部材５８との相対回転を阻止、換言すると、第１の回転部材５６と第２の回転部材５８とを相対回転不能に連結する（直結状態）。この直結状態では、第１の回転部材５６と第２の回転部材５８との間に、トルクリミッタ５０の規定値を超えたトルク伝達が行われ得るようになる。
　この構造によれば、簡単な構成によって第１の回転部材５６と第２の回転部材５８との相対回転が確実に阻止される。
　ボス部７０の外壁にはスペーサ９８を挟んでねじ１０２（図５参照）によって外部部材１００が固定されている。直結用ピン９６は軸線方向の中間部にスナップリング１０４が固定されている。ボス部７０には取付孔９４と同心にねじ配置孔１０６が形成されている。スナップリング１０４とねじ配置孔１０６の端壁との間には圧縮コイルばねによる直結解除用ばね１０８が設けられている。直結解除用ばね１０８は直結用ピン９６が直結用凹部９２との係合から離脱する方向（図で見て左側）に付勢している。これにより、トルクリミッタ５０が有効に作用する状態がデフォルト状態になり、安全性が向上する。
　直結用ピン９６の外端は外部部材１００の貫通孔１１０を貫通して外部部材１００より外方に突出している。これにより、直結用ピン９６は、外部から操作、つまり指先で押すことができ、押されることにより、直結解除用ばね１０８のばね力に抗して、内端が一つの取付孔９４に係合する。直結用ピン９６の外端は、ハンドル４８の外郭より内方に位置しており、ハンドル４８の通常の手廻し操作時には手（指）が触れない位置に配置されている。これにより、直結用ピン９６が誤操作され難くなる。
　なお、第１の回転部材５６とボス部７０との間及び直結用ピン９６と外部部材１００との間には各々Ｏリング１１２、１１４が設けられている。第１の回転部材５６の下端近傍には第２の回転部材５８を回転可能に支持する滑りワッシャ１１６及びスナップリング１１８が設けられている。また、本体６２と第１の回転部材５６の中間肩部との間及び第１の回転部材５６の上端とスペーサ６８との間には各々滑りワッシャ１２０が挟まれている。また、ハンドル４８と蓋板６６との間及びハンドル４８とねじキャップ７１との間にも各々Ｏリング１２２、１２４が設けられている。
　次に、手動開閉弁１０の開閉及びトルクリミッタ５０の作用について説明する。
　図１に示されている全閉状態から手動開閉弁１０の開弁を行う場合には、直結用ピン９６に触れることなく、ハンドル４８を手操作によって時計廻り方向に回転させる。ハンドル４８の回転は、スペーサ６８を介して第２の回転部材５８に伝わり、第２の回転部材５８に入力された回転トルクがトルクリミッタ５０の規定値未満であれば、トルク伝達用係合ピン８０が圧縮コイルばね８６のばね力によってトルク伝達用係合凹部６０に係合した状態が保たれ、第１の回転部材５６に伝わる。これにより、弁体２０が時計廻り方向に回転し、弁体２０が上昇移動して先端部２４が弁座部１８から離間する。
　ストッパ面４４がストッパ面４６に当接するまで弁体２０が上昇移動した後も、引き続きハンドル４８が時計廻り方向に回転されると、それ以上は弁体２０が上昇移動できないことから、第２の回転部材５８に入力される回転トルクはトルクリミッタ５０の規定値を超えることなる。この時にはトルク伝達用係合ピン８０が圧縮コイルばね８６のばね力に抗してトルク伝達用係合凹部６０との係合より離脱し、第２の回転部材５８が第１の回転部材５６に対して空回りすることにより、過剰な回転トルクが弁体２０に伝わることが回避される。
　手動開閉弁１０を開弁した状態から閉じる場合には、直結用ピン９６に触れることなく、ハンドル４８を手操作によって反時計廻り方向に回転させる。ハンドル４８の回転は、スペーサ６８を介して第２の回転部材５８に伝わり、第２の回転部材５８に入力された回転トルクがトルクリミッタ５０の規定値未満であれば、更に可動子７６、トルク伝達用係合ピン８０を介して第１の回転部材５６に伝わる。これにより、弁体２０が反時計廻り方向に回転し、弁体２０が降下移動して先端部２４が弁座部１８に接近する。
　直結用ピン９６の外端は、ハンドル４８の下側内方に位置にあって、ハンドル４８の通常の手廻し操作時には指が触れないから、上述の通常の状態下では、図１に示されているように、直結解除用ばね１０８のばね力によって直結用ピン９６の内端が直結用凹部９２から抜け出した非直結状態が維持され、ここでトルク伝達が行われることはない。
　先端部２４が弁座部１８に着座するまで弁体２０が降下移動した後も、引き続きハンドル４８が反時計廻り方向に回転されると、それ以上は弁体２０が降下移動できないことから、第２の回転部材５８に入力される回転トルクはトルクリミッタ５０の規定値を超えることなる。この時にはトルク伝達用係合ピン８０が圧縮コイルばね８６のばね力に抗してトルク伝達用係合凹部６０との係合より離脱し、第２の回転部材５８が第１の回転部材５６に対して空回りすることにより、過剰な回転トルクが弁体２０に伝わることが回避される。
　ストッパ面４４がストッパ面４６に当接した後も、ハンドル４８が活きよい良く反時計廻り方向に回転されると、或いは先端部２４が弁座部１８に着座した後もハンドル４８が活きよい良く時計廻り方向に回転されると、雄ねじ孔２８と雄ねじ部３０とのねじ係合部に噛み込みが生じたり、先端部２４が弁座部１８に喰い込む等として弁体２０が弁ハウジング１２に固着する状態に陥ることがある。この場合には、ハンドル４８が回されても第２の回転部材５８が第１の回転部材５６に対して空回りするだけで、トルクリミッタ５０の通常動作のもとに固着状態より脱出することができなくなる。
　また、異物混入や発錆等によって、雄ねじ孔２８と雄ねじ部３０とのねじ係合部が固着した場合も、ハンドル４８が回されても第２の回転部材５８が第１の回転部材５６に対して空回りするだけで、固着状態から脱出することができなくなる。
　このような場合には、指先によって直結用ピン９６の外端を押し、図２に示されているように、直結解除用ばね１０８のばね力に抗して直結用ピン９６の内端を直結用凹部９２に係合させる。この場合、第２の回転部材５８の少しの空回し（最大９０度の空回し）によって直結用ピン９６が直結用凹部９２に迅速に係合する。
　上述の係合により、第１の回転部材５６と第２の回転部材５８とが相対回転不能に連結され、第１の回転部材５６と第２の回転部材５８との相対回転が強制的に阻止される直結状態になる。これにより、トルクリミッタ５０が通常動作できなくなり、ハンドル４８からトルクリミッタ５０が規定値を超えた大きい回転トルクが第２の回転部材５８に入力されても、直結用ピン９６によって第２の回転部材５８から第１の回転部材５６に回転トルクが伝わり、固着状態から脱出することができるようになる。これにより、トルクリミッタ５０を分解することなく固着状態から迅速に脱出することができる。
　固着状態から脱出できれば、直結用ピン９６を押すことを解除するだけで、直結解除用ばね１０８のばね力によって、直結用ピン９６の内端が直結用凹部９２から抜け出すから、トルクリミッタ５０が通常に動作する状態に戻る。
　直結用ピン９６の内端を直結用凹部９２に係合させて第１の回転部材５６と第２の回転部材５８とを相対回転不能に連結することは、使用過程で生じる先端部２４や弁座部１８の摩損や変形等により、トルクリミッタ５０の規定値を超えた大きい回転トルクで弁体２０の締め込みを行う場合も有用である。
　以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。図示の型式のトルクリミッタに対する適用に限られることなく、トルク伝達用係合凹部６０とトルク伝達用係合ピン８０とが第１の回転部材５６と第２の回転部材５８とに逆に設けられているものも含めて種々の型式のトルクリミッタに対して適用することができる。直結部の構造は、直結用凹部９２と直結用ピン９６との組み合わせに限られることなく、第１の回転部材５６の外周面に形成された突部と第２の回転部材５８に移動可能に設けられて突部を捕捉する形状部を含む部材との組み合わせであっても、回転方向に互いに衝当する壁部によるものであってもよい。
　直結用凹部９２の個数は２個に限られることはなく、それ以下の個数或いはそれ以上の個数であってもよい。また、直結用ピン９６が複数設けられてもよい。トルク伝達用係合ピン８０は直結解除用ばね１０８によらずに、直結用凹部９２との係合から離脱する方向に付勢された構造であってもよい。
　また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
１０　　：手動開閉弁
１２　　：弁ハウジング
１４　　：接続ポート
１８　　：弁座部
２０　　：弁体
２２　　：弁室
２４　　：先端部
２６　　：ニードル弁部
２８　　：雄ねじ孔
３０　　：雄ねじ部
３２　　：孔
３４　　：キャップ
３６　　：孔
３８　　：ステム部
４０　　：周溝
４２　　：Ｏリング
４４　　：ストッパ面
４６　　：ストッパ面
４８　　：ハンドル
５０　　：トルクリミッタ
５２　　：ねじ部
５４　　：中心軸部材
５６　　：第１の回転部材
５８　　：第２の回転部材
６０　　：トルク伝達用係合凹部
６２　　：本体
６４　　：ボルト
６６　　：蓋板
６８　　：スペーサ
６９　　：段部
７０　　：ボス部
７１　　：ねじキャップ
７２　　：中心孔
７４　　：収納凹部
７６　　：可動子
７８　　：保持凹部
８０　　：トルク伝達用係合ピン
８２　　：面圧板
８４　　：有底孔
８６　　：圧縮コイルばね
８８　　：調節ねじ
９０　　：ロックナット
９２　　：直結用凹部（直結用係合部）
９４　　：取付孔
９６　　：直結用ピン（直結用被係合部材）
９８　　：スペーサ
１００　：外部部材
１０２　：ねじ
１０４　：スナップリング
１０６　：ねじ配置孔
１０８　：直結解除用ばね
１１０　：貫通孔
１１２　：Ｏリング
１１４　：Ｏリング
１１６　：滑りワッシャ
１１８　：スナップリング
１２０　：滑りワッシャ
１２２　：Ｏリング
１２４　：Ｏリング

Claims (5)

  1. 　第１の回転部材と当該第１の回転部材の外側に当該第１の回転部材の中心軸線周りに回転可能に配置された第２の回転部材との間に、制限された値のトルク伝達を行うトルクリミッタであって、
    　前記第１の回転部材に形成された直結用係合部と、
    　前記第２の回転部材に設けられ、外部からの操作によって前記直結用係合部に係合し、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材との相対回転を阻止する直結用被係合部材とを有するトルクリミッタ。
  2. 　直結用被係合部材を前記直結用係合部との係合から離脱する方向に付勢する直結解除用ばねを有する請求項１に記載のトルクリミッタ。
  3. 　前記直結用係合部は前記第１の回転部材に複数形成され、前記直結用被係合部材は前記第２の回転部材に少なくとも一つ設けられている請求項１又は２に記載のトルクリミッタ。
  4. 　前記直結用係合部は前記第１の回転部材の外周に形成された凹部であり、前記直結用被係合部材は前記第２の回転部材に移動可能に設けられた棒状部材である請求項１～３の何れか一項に記載のトルクリミッタ。
  5. 　前記第２の回転部材には手廻し用のハンドルが取り付けられており、前記直結用被係合部材は前記ハンドルの手廻し時に手が触れない位置に配置されている請求項１～４の何れか一項に記載のトルクリミッタ。
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