专利名称：回转阀的驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种回转阀的驱动装置，更详细地说，涉及包括断续驱动力的传输的离合器装置，当输入一定值以上的驱动力时，断开驱动力的传输，以防止因过度输入而引起的装置损伤的驱动装置。
背景技术：
以前，作为蝶阀、球阀等回转阀的驱动装置，将齿轮传导装置介于由手动回转的操纵盘和阀杆之间，该齿轮传导装置由蜗杆和蜗轮组成，由手动驱动力转动阀杆而进行阀的开闭的回转阀的驱动装置是公知的，例如公开在日本专利第3081820号公报等上。
在这样的公知的驱动装置中，最好是在由手动带来的齿轮传导装置的输出转矩和为了驱动阀体从齿轮传导装置输出的阀驱动转矩相匹配的状态下使用，但是，实际上，通常向齿轮传导装置输入的转矩比所需的阀驱动转矩大。而且，输入源为人力的手动装置中，输入转矩的大小，具有很大程度的个人差异，有时会附加过度的力。因此，具有对含有操纵盘、齿轮传导装置、壳体等的驱动装置带来损伤的危险。
特别是，伴随着近几年来的省资源化、低成本化的要求，为实现驱动装置的小型化及材料的不必要强度的削减，使驱动装置的输出临界值尽量接近阀驱动转矩而使用，因此标有输入极限值，但是，在使用阀的现场中不一定能遵守输入极限值，经常附加超过输入极限值的驱动力而发生破损装置的事故。
日本专利第3081820号公报。
发明内容
该发明提供一种动力传输装置，当附加超过输入极限值的输入时，将断开输入的传输的离合器装置插接在手动驱动源与齿轮传导装置之间，阻止超过输入极限值的力的传输，防止因附加过度的力而引起的装置的损伤，同时，在输入为前述极限值以下的情况下，自动地恢复力的传输，能够进行阀的驱动。
本发明的特征是，在回转阀的阀驱动用手动致动器的操纵轴上，通过离合器装置，安装操纵盘，当通过操纵盘附加规定值以上的输入时，解除离合器装置的连接，使输入不被传输到操纵轴上，同时，输入值在规定值以下时，使离合器装置处于连接状态。离合器装置的断续是通过弹簧的弹力和由突起的倾斜角引起的脱离力的平衡进行的，该突起突设在两个离合器构件的接触面上。
离合器装置的特征在于，该离合器装置由从动侧离合器构件和主动侧离合器构件构成，该从动侧离合器构件在回转方向成一体地连接在操纵轴上，该主动侧离合器构件成一体地具有操纵盘、且可自由转动地活动插接在从动侧离合器构件上，在两个离合器构件的接触面上，突设至少一个相互啮合的突起，且通过弹簧将两个离合器构件向接触方向弹拉。
本发明的特征在于，使突起的倾斜面的倾斜角在5～40°的范围，使突起的倾斜面从突起高度的至少一半以上的中心平面形成，在该中心平面上，使突起相互啮合，使突起的倾斜面形成在突起的两侧面，不管操纵盘的回转方向的正反，都使离合器装置工作。
本发明的特征在于，将压设弹簧一端的弹簧固定板，从主动侧离合器构件的外面固定在操纵轴的前端，以防脱状态连接在从动侧离合器构件。
根据本发明的回转阀的驱动装置，在手动操纵盘与齿轮传导装置之间插接离合器装置，断开规定值以上的输入转矩，防止过度的转矩的传导，因此能够防止因附加过度的转矩而引起的装置的损伤，同时，在输入转矩下降至规定值以下的情况下，立即将离合器装置自动地恢复到连接状态，从而能够进行驱动力的传输，对于离合器装置的工作不需要功夫，而且能够作为安全装置利用。进一步地，只需取代原有的操纵盘，将该发明的离合器装置安装在操纵轴上，就能够将该发明适用于原有的回转阀。
图1是蝶阀和致动器的立体图。
图2是打开了致动器壳体的状态的俯视图。
图3是该发明相关的离合器装置的断面图。
图4是图3的分解立体图。
图5是从与图4不同的方向观看的分解立体图。
图6是突起的俯视图。
图7是突起的立体图。
图8是突起的侧面图。
图9是表示主动侧和从动侧的突起啮合的图。
图10是表示在图9中主动侧回转的状态的图。
其中，附图标记说明如下1 蝶阀12 导向筒2 阀杆13 轴插入筒3 致动器 14 角形部4 蜗轮15 弹簧固定板5 蜗杆16 螺栓插入孔6 操纵轴 17 L字型槽7 操纵盘 18 方杆状连结部8 离合器装置 19 弹簧9 主动侧离合器构件20 垫圈10 从动侧离合器构件21 螺栓11 突起具体实施方式
在以下详细说明本发明的优选实施方式。该发明涉及用于具有蝶阀、球阀等回转的阀体的回转阀的手动驱动装置，其特征在于，在产生手动输入的操纵盘这样的手动转动装置，以及用于将该转动装置的驱动力传输到阀开闭用的阀杆上的齿轮传导装置等的动力传导装置之间，配置断续动力传输的离合器装置，当传输规定值以上的过度的驱动力时，断开其传输，用于防止齿轮传导装置、齿轮箱、操纵轴和操纵盘的连结部、阀杆和齿轮传导装置的连结部等的驱动力传输装置部分的损伤。此外，其特征在于，该离合器装置当输入下降到规定值以下的情况下，自动地恢复并进行驱动力的再连接。另外，该发明的驱动装置通过只需取代原有的操纵盘而安装在操纵轴上的简单的变更即可实现，由于不需要特殊零件或器具或工具，因此，也能够简单地适用于已安装在配管上的回转阀上。
离合器装置具有在主动侧和从动侧的离合器构件上，沿着回转轨迹排列且相互啮合的至少一个的突起。两个离合器板向常时接触的方向反弹的同时，面向前述突起的回转方向的面形成为规定倾斜角α的斜面，当来自主动侧离合器构件的输入值超过规定值时，由于倾斜角α引起的脱离力比向离合器构件的弹性推压力大，因此，突起的啮合被解除，从而断开了驱动力的传输。此外，若输入返回到零或一定值以下，则由弹力推压离合器构件，因此，恢复突起的啮合，重新恢复驱动力的传输。即，在附加于主动侧的输入为一定值以上或一定值以下时，离合器装置自动地断续，从而能够进行驱动力的传输或其断开。前述倾斜角可以只设置在突起的回转方向的一侧面上，但是通过形成在两个侧面，能够对正反任意的回转方向，进行前述离合器的断续。
主动侧的离合器构件由与操纵盘一体形成的大致圆盘状构件构成，可自由转动地活动插接在作为齿轮传导装置的输入轴的操纵轴上。此外，从动侧的离合器构件是以与操纵轴一体回转的方式结合的圆盘状构件，在两个离合器构件对置的接触面上形成相互啮合的突起，通过该突起的啮合或脱离来达到两个离合器构件的连接或非连接。主动侧和从动侧的离合器构件受到压缩设置在两个构件之间的弹簧的弹力，常时向相互接触的方向推进，由此前述突起向啮合状态偏移。当输入值超过一定值时，产生由倾斜角α引起的脱离力，使突起沿倾斜滑动移动，抵抗弹簧的弹力而解除啮合，使两个离合器构件转移到非连结状态。
如图6～图8所示，突起沿着以操纵轴为中心的圆轨迹至少排列一个、最好是以规定角度θ为间隔排列多个，在直径方向上具有一定的长度L、形成外周围侧宽度宽、内周围侧宽度窄的圆锥台形。参照图8，突起的侧面、最好是两个侧面形成为倾斜角α的斜面。在突起的两侧面设置倾斜角的情况下，通过使一方的倾斜角不同于另一方的倾斜角，能够相对回转方向使输入值不同。倾斜角α最好是5～40°。若倾斜角小于5°，则脱离力过小则不可能达到实质上的突起的脱离，得不到离合器的作用。此外，若比40°大，因过度，产生即使微小的输入也能使突起脱离的不适。突起的数目N是1～30的程度，突起的间隔角度θ由下述式给出，θ＝N/(2×360)。在图8中，a是突起的上面的宽度，b是中心平面的宽度，c是底面的宽度。
主动侧、从动侧的各自突起的间隔P，在通过突起的长度L的中心的中心圆的直径为DC的情况下，可由下述式给出。
P＝πDC(θ/360)如图9、图10所示，在主动侧、从动侧共同地等间隔地配置突起，为使突起的啮合、脱离容易，在突起设置间隙ε。当突起的宽度为b时，该间隙ε最好是在0.05～0.3b的程度。间隙ε设置在突起的倾斜面和上面。这样地，前述突起的间隔P成为下述式的值。
P＝2×(b+ε)为使前述突起的啮合及脱离成立，突起两个侧面的倾斜角α不是从突起下端的圆板上面上升，而是从位于突起高度1/2以上的位置的中心平面(参照图8)各自的上下形成。即，该离合器装置构成为在包含间隙ε的突起高度的一半的中心平面上啮合。从而，在突起的两个侧面形成的角度α的斜面形成在中心平面上的上方(h-ε)、下方(h)(圆盘的基板方向)上。此外，由倾斜引起的侧面的形状，不是从圆板中心放射的放射状，而是与中心平面上的突起的边缘线在宽度b上平行。
以间隔P配置突起。突起需要有厚度(高度)，因此，需要有基准面，在此将突起的边缘线置于基准平面上，将此平面称为前述的中心平面。因为突起需要有倾斜面，所以假设中心平面在圆板C上的高度(+h)的位置上。从而，在圆板C的表面相当于突起的根部。此外，将突起的上面置于从中心平面(h-ε)的位置。形成突起时，通过突起边缘线角度α置于不同的位置而突起的宽度(上面宽度、根部宽度)会不同。例如，若将α置于上面，则突起的根部比上面宽度宽b，若将α置于根部，则上面会变窄b。单独的突起，可以将基准置于任何位置，但是，在圆板上维持着突起间隔角度θ而配置时，因为不可能将上面或根部为基准，所以将突起边缘线的形成基准作为中心平面。
当突起的倾斜角为α、输入极限值为F，所需的弹簧推力为Q时，离合器的嵌合成为下述关系。从而，只要将推压弹簧力设定成与Q相等即可。因此，若输入值F成为大的F1时，根据式(1)脱离方向力为Q1，因为F1比F大，Q1比Q大，所以离合器脱离。此外，相反地，若将输入停止(F≈0)或将输入设为比F小的F2，则脱离方向力变为比Q小的Q2，所以离合器由弹簧的弹力恢复到啮合状态。
Q≈F·sin(α+φ)·cos(α+φ)-----(1)
F极限输入值Q脱离方向力α突起的倾斜角φ突起斜面的摩擦角实施例1图示出该发明的驱动装置适用于蝶阀的例子，但是本发明并不限于此，也能够适用于球阀等其它回转阀，甚至也能同样地适用于其它一般阀的驱动装置的回转部。在图中1示出碟阀，在该阀杆2的外端连接着由齿轮传导装置构成的手动致动器3。该手动致动器3包括连接在阀杆2的外端的蜗轮4和与该蜗轮4啮合的蜗杆5，在蜗杆5结合操纵轴6。在从致动器3的壳体向外侧伸出的操纵轴6上，通过本发明的离合器装置8安装操纵盘7。
离合器装置8由主动侧离合器构件9和从动侧离合器构件10构成，两个离合器构件9、10实际上是由圆板状的构件形成，可自由接触。在两个构件的接触面上，突起11以规定的间隔沿着多个圆轨迹排列。然后，根据突起11的啮合或者脱离，达到离合器构件9、10的连接或者非连接，而断续离合器装置。
在主动侧离合器构件9上，一体地设置有操纵盘7，形成杯状的同时，在中心纵向地设置有贯通前后的导向筒12。从动侧离合器构件在其中心纵向一体地设置有插入操纵轴6的轴插入筒13。在轴插入筒13的外端部内侧面形成为装入操纵轴6的角形部14的角部，通过角形部的配合，从动侧离合器构件10以回转阻挡状态与操纵轴6连接。此外，在轴插入筒的外端部，形成有L字型的槽17，该槽17用于连接后述的弹簧固定板15并使之处于防止脱离状态。导向筒12能够可自由回转地活动插接在轴插入筒13的外周。
弹簧固定板15实际上成为圆板形状，在中心穿孔螺栓插入孔16的同时，从内侧面中心到前端，纵向设置将方杆状连结部18横向延伸出去的简体，螺栓插入孔16贯通该连结部18。19是具有规定弹力的弹簧，由螺旋弹簧构成，但并不局限于此。弹簧19通过配置在两端的垫圈20外插在导向筒12，弹簧19的一端挡止在杯状的主动侧离合器构件9的内侧里面，其另一端用弹簧固定板固定。
将离合器装置8安装在操纵轴6上时，首先，将主动侧离合器构件9可自由转动地活动插接在从动侧离合器构件10的轴插入筒13的外周，使两个构件装配。其次，将弹簧19如前述一样地，用弹簧固定板15一边压缩弹簧19，一边使连结部18装入从动侧离合器构件10的L字型槽17内，从而以防止脱离状态连接在从动侧离合器构件的轴插入筒13，进一步，在操纵轴6的前端螺纹结合并连结从螺栓插入孔16插入的连结螺栓21。这样，包括操纵盘7的离合器装置8被安装在操纵轴6上。
在以规定输入值以下的力手动回转操纵盘7时，弹簧19的弹力将主动侧离合器构件9向从动侧离合器构件10推压，向相互接触的方向推进，因此，形成在两个构件上的突起11相互啮合，操纵盘的回转力顺滑地通过操纵轴6传输到致动器3，使阀杆2回转。
在用规定值以上的力使操纵盘7回转时，由突起11的倾斜面引起的脱离力比弹簧的弹力大，因此，两个离合器构件的突起11处于脱离状态，离合器构件9、10会相对地滑动，断开输入的传输。之后，若输入被解除或降低，就会受到弹簧的弹力，突起自动地恢复到啮合状态，复原输入的传导。
在图示的实施例中，突起的倾斜角α为20°，突起的高度为1.2mm，中心平面的高度离上面0.45mm，突起的宽度b为3.482mm，突起的数目为15，间隙ε是0.375mm。
权利要求
1.一种回转阀的驱动装置，其特征在于，在回转阀的阀驱动用手动致动器的操纵轴上，通过离合器装置安装操纵盘，当通过操纵盘附加规定值以上的输入时，解除离合器装置的连接，使输入不被传输到操纵轴上，同时，当输入值为规定值以下时，使离合器装置处于连接状态。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，离合器装置的断续通过弹簧的弹力和由突起的倾斜角引起的脱离力的平衡进行，所述突起形成在两个离合器构件的接触面。
3.如权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，离合器装置包括从动侧离合器构件和主动侧离合器构件，该从动侧离合器构件在回转方向成一体地连接在操纵轴上，该主动侧离合器构件成一体地具有操纵盘、且可自由转动地活动插接在从动侧离合器构件上，在两个离合器构件的接触面上，突设至少一个相互啮合的突起，且通过弹簧将两个离合器构件向接触方向弹拉。
4.如权利要求1～3中任一项所述的驱动装置，其特征在于，突起的倾斜面的倾斜角在5～40°的范围。
5.如权利要求1～4中任一项所述的驱动装置，其特征在于，使突起的倾斜面从突起高度的至少一半以上的中心平面开始形成，在该中心平面上使突起相互啮合。
6.如权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，将压设弹簧一端的弹簧固定板从主动侧离合器构件的外面固定在操纵轴的前端。
7.如权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，弹簧固定板以防脱状态连接在从动侧离合器构件。
8.如权利要求1～7所述的驱动装置，其特征在于，使突起的倾斜面形成在突起的两侧面，不管操纵盘的回转方向的正反，都能使离合器装置工作。
全文摘要
本发明提供一种动力传输装置，当附加超过输入极限值的输入时，将断开输入的传输的离合器装置插接在手动驱动源与齿轮传导装置之间，阻止超过输入极限值的力的传输，防止因附加过度力而引起的装置的损伤，同时，输入在前述极限值以下的情况下，自动地恢复力的传输，能够进行阀的驱动。本发明的特征是，在回转阀的阀驱动用手动致动器的操纵轴上，通过离合器装置安装操纵盘，当通过操纵盘附加规定值以上的输入时，解除离合器装置的连接，使输入不被传输到操纵轴上，同时，输入值在规定值以下时，使离合器装置处于连接状态，离合器装置的断续通过弹簧的弹力和由突起的倾斜角引起的脱离力的平衡进行，该突起突设在两个离合器构件的接触面上。
文档编号F16K31/44GK1657812SQ20041006948
公开日2005年8月24日 申请日期2004年6月24日 优先权日2004年2月19日
发明者龟泽二郎 申请人:株式会社巴技术研究所