(57)【要約】【課題】ボルトの頭部付近に割れや切断が生じるのを抑制する固定具及びその固定具を具備するバルブアクチュエータを提供する。【解決手段】ナット１１と、ナット１１が装着されるストレート部１２、及び、ストレート部１２に連結された頭部１３を有するボルト１４と、ストレート部１２が挿通する貫通孔１５が中央に形成され、外縁側から貫通孔１５に向かって一定の割合で下り傾斜した傾斜面２０を一側に有する座金１６とを備え、傾斜面２０は、貫通孔１５の周りに全周にわたって設けられ、頭部１３のストレート部１２側には、ストレート部１２に向かって一定の割合で縮径して、傾斜面２０に面接触する縮径領域１９が形成されている。【選択図】図１
2018112215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナットと、
前記ナットが装着されるストレート部、及び、該ストレート部に連結された頭部を有するボルトと、
前記ストレート部が挿通する貫通孔が中央に形成され、外縁側から該貫通孔に向かって一定の割合で下り傾斜した傾斜面を一側に有する座金とを備え、
前記傾斜面は、前記貫通孔の周りに全周にわたって設けられ、前記頭部の前記ストレート部側には、該ストレート部に向かって一定の割合で縮径して、前記傾斜面に面接触する縮径領域が形成されていることを特徴とする固定具。
【請求項２】
請求項１記載の固定具において、前記傾斜面の傾斜角度は、２０°〜５０°の範囲であることを特徴とする固定具。
【請求項３】
請求項１又は２記載の固定具において、前記ボルトはリーマボルトであることを特徴とする固定具。
【請求項４】
駆動源と、前記駆動源の駆動力を弁体に伝える動力伝達機構とを有して、前記弁体を開閉するバルブアクチュエータにおいて、
前記動力伝達機構は、ウォームと、前記ウォームに噛み合ったウォームホイルと、外周に前記ウォームホイルが取り付けられた円筒状のスリーブと、前記ウォームホイルを前記スリーブに固定する固定具とを具備し、
前記固定具は、ナットと、前記スリーブの一部及び前記ウォームホイルを貫通し、前記ナットが装着されたストレート部、及び、該ストレート部に連結された頭部を有するボルトと、前記ストレート部が挿通する貫通孔が中央に形成され、外縁側から該貫通孔に向かって一定の割合で下り傾斜した傾斜面を一側に有し、他側が前記ウォームホイル又は前記スリーブに接触する座金とを備え、
前記傾斜面は、前記貫通孔の周りに全周にわたって設けられ、前記頭部の前記ストレート部側には、該ストレート部に向かって一定の割合で縮径して、前記傾斜面に面接触した縮径領域が形成されていることを特徴とするバルブアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定具及びその固定具を具備するバルブアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボルト及びナットを有する固定具（特許文献１、２参照）は、２つの物体を固定するものとして普及している。ボルトは、頭部と頭部に連結されたストレート部とを有し、ストレート部にはナットが装着可能なねじ山が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２５３６９０号公報
【特許文献２】特開２０１５−２１５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ボルト及びナットで固定している２つの物体の一方に、ボルトの軸心に垂直な外力が与えられると、外力が与えられた物体からボルトに対して、ボルトの軸心に垂直な力が作用する。そして、ボルトに対し、ボルトの軸心に垂直な力が繰り返し作用すると、ボルトに割れが生じ、最終的にはボルトの切断に至る。切断は、ボルトの頭部とストレート部の連結箇所や、ストレート部のナットの装着箇所で生じることが多い。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、ボルトの頭部付近に割れや切断が生じるのを抑制する固定具及びその固定具を具備するバルブアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的に沿う第１の発明に係る固定具は、ナットと、前記ナットが装着されるストレート部、及び、該ストレート部に連結された頭部を有するボルトと、前記ストレート部が挿通する貫通孔が中央に形成され、外縁側から該貫通孔に向かって一定の割合で下り傾斜した傾斜面を一側に有する座金とを備え、前記傾斜面は、前記貫通孔の周りに全周にわたって設けられ、前記頭部の前記ストレート部側には、該ストレート部に向かって一定の割合で縮径して、前記傾斜面に面接触する縮径領域が形成されている。
なお、座金の一側とは、座金の貫通孔の軸心に沿って一側を意味する。
【０００６】
本発明に係る固定具において、前記傾斜面の傾斜角度は、２０°〜５０°の範囲であるのが好ましい。
【０００７】
本発明に係る固定具において、前記ボルトはリーマボルトであるのが好ましい。
【０００８】
前記目的に沿う第２の発明に係るバルブアクチュエータは、駆動源と、前記駆動源の駆動力を弁体に伝える動力伝達機構とを有して、前記弁体を開閉するバルブアクチュエータにおいて、前記動力伝達機構は、ウォームと、前記ウォームに噛み合ったウォームホイルと、外周に前記ウォームホイルが取り付けられた円筒状のスリーブと、前記ウォームホイルを前記スリーブに固定する固定具とを具備し、前記固定具は、ナットと、前記スリーブの一部及び前記ウォームホイルを貫通し、前記ナットが装着されたストレート部、及び、該ストレート部に連結された頭部を有するボルトと、前記ストレート部が挿通する貫通孔が中央に形成され、外縁側から該貫通孔に向かって一定の割合で下り傾斜した傾斜面を一側に有し、他側が前記ウォームホイル又は前記スリーブに接触する座金とを備え、前記傾斜面は、前記貫通孔の周りに全周にわたって設けられ、前記頭部の前記ストレート部側には、該ストレート部に向かって一定の割合で縮径して、前記傾斜面に面接触した縮径領域が形成されている。
なお、座金の一側及び他側とは、座金の貫通孔の軸心に沿って一側及び他側をそれぞれ意味する。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明に係る固定具及び第２の発明に係るバルブアクチュエータは、座金の傾斜面が、座金の貫通孔の周りに全周にわたって設けられ、ボルトの頭部のストレート部側には、ストレート部に向かって一定の割合で縮径して、傾斜面に面接触する縮径領域が形成されているので、ボルトを曲げる方向に力が作用して、ボルトの頭部の縮径領域が傾斜面に面接触していない状態になった際には、傾斜面から縮径領域に対して、縮径領域が傾斜面に面接触するようにボルトの頭部の配置を修正する力が作用する。ボルトの頭部にかかる負荷の偏りは、縮径領域が傾斜面に面接触していない状態が、縮径領域が傾斜面に面接触している状態に比べ大きくなることから、第１の発明に係る固定具及び第２の発明に係るバルブアクチュエータは、ボルトの頭部付近に割れや切断が生じるのを抑制可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る固定具の側面図であり、（Ｂ）はボルトの頭部と座金の説明図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、ボルトの側面図及び正面図である。
【図３】座金の説明図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の一実施の形態に係る固定具による固定の様子を示す説明図である。
【図５】同固定具を具備するバルブアクチュエータの説明図である。
【図６】同固定具でウォームホイルとスリーブを固定した様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）、図２（Ａ）、（Ｂ）、図３に示すように、本発明の一実施の形態に係る固定具１０は、ナット１１と、ナット１１が装着されるストレート部１２及びストレート部１２に連結された頭部１３を有するボルト１４と、ストレート部１２が挿通する貫通孔１５が中央に形成された座金１６とを備えている。以下、詳細に説明する。
【００１２】
ナット１１は、金属製で、図１（Ａ）に示すように、内側に雌螺子構造を有する六角ナットである。
ボルト１４は、金属製で、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、先側に雄螺子領域１７が設けられた円柱状のストレート部１２と、ストレート部１２の基側に連結された頭部１３を有している。ストレート部１２の雄螺子領域１７とナット１１の雌螺子構造は嵌合可能であり、ナット１１は、図１（Ａ）に示すように、ストレート部１２の雄螺子領域１７に装着される。
【００１３】
ボルト１４の頭部１３には、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、六角レンチが差し込まれる六角穴１８が形成されている。頭部１３のストレート部１２側には、図１（Ｂ）、図２（Ａ）に示すように、ストレート部１２に向かって一定の割合で縮径する縮径領域１９が形成されている。
本実施の形態では、ボルト１４がリーマボルトである。
座金１６は、図３に示すように、環状であり、中央にストレート部１２が挿通する貫通孔１５が形成され、図１（Ｂ）に示すように、一側（貫通孔１５の軸心に沿って一側）に外縁側から貫通孔１５に向かって一定の割合で下り傾斜した傾斜面２０を有している。
【００１４】
傾斜面２０は、貫通孔１５の周りに全周にわたって設けられており、本実施の形態では、傾斜面２０の傾斜角度θが２０°〜５０°の範囲である。
縮径領域１９は、縮径領域１９が傾斜面２０の貫通孔１５の周りの全周の領域に面接触可能な割合で縮径しており、縮径領域１９は、傾斜面２０全体に密着することができる。
次に、図４（Ａ）、（Ｂ）を参照して、固定具１０による２つの部材２１、２２の固定について説明する。
【００１５】
部材２１には、図４（Ａ）に示すように、平面部２３及び円柱状の貫通孔２４が設けられており、部材２２には、平面部２５、円柱状の貫通孔２６及び貫通孔２６に連続して形成された円柱状の穴２７が設けられている。貫通孔２６及び穴２７は同心上に配置され、穴２７の径は貫通孔２６の径より大きく、貫通孔２４、２６の径は同じ大きさである。
部材２１、２２は、平面部２３、２５が面接触し、貫通孔２４、２６が同心上に配された状態で、固定具１０によって固定される。
【００１６】
固定具１０によって部材２１、２２を固定する際、座金１６をストレート部１２に装着した状態で、ストレート部１２を貫通孔２４、２６に嵌入することによって、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、傾斜面２０が縮径領域１９に面接触し、座金１６の他側（貫通孔１５の軸心に沿って他側）が穴２７の底に密着し、雄螺子領域１７が、貫通孔２４から突出した状態にする。そして、ナット１１を雄螺子領域１７に装着し、図４（Ａ）に示すように、ナット１１が部材２１に密着するようにして、固定具１０による部材２１、２２の固定が完了する。
【００１７】
固定具１０によって部材２１、２２を固定している状態で、座金１６から頭部１３に対しては、図４（Ｂ）に示すように、くさび効果によって、傾斜面２０に垂直な力Ｒが作用している。このため、座金１６からボルト１４に作用する垂直な力Ｒにより、ボルト１４の軸心は貫通孔２４、２６の軸心に配置される。
従って、ボルト１４に、ストレート部１２を曲げる向きの外力が作用して、全体が傾斜面２０に面接触していた縮径領域１９の一部が傾斜面２０から離れた場合、頭部１３の配置は、力Ｒによって、縮径領域１９全体が傾斜面２０に面接触するように戻される。
【００１８】
ここで、傾斜面２０の傾斜角度θが小さすぎると、一部が傾斜面２０から離れた縮径領域１９を全体が傾斜面２０に面接触するように頭部１３を配置しようとする作用が弱くなり、傾斜面２０の傾斜角度θが大きすぎると、縮径領域１９の傾斜角度が大きくなって、ボルト１４の設計の自由度が制限される。これらを踏まえ、傾斜面２０の傾斜角度θの好ましい範囲を鋭意検討し、本実施の形態では、傾斜面２０の傾斜角度θを２０°〜５０°の範囲にしている。
【００１９】
縮径領域１９の一部が傾斜面２０から離れていることは、ストレート部１２の頭部１３への連結箇所に、ストレート部１２を切断する向きの負荷が生じていることを意味する。
よって、縮径領域１９の一部が傾斜面２０から離れた状態を、縮径領域１９全体が傾斜面２０に面接触する状態に直ぐに戻すことで、ストレート部１２の頭部１３への連結箇所に破損が生じるのを抑制できる。
【００２０】
次に、図５、図６を参照して、固定具１０を具備するバルブアクチュエータ３０について説明する。
本発明の一実施の形態に係るバルブアクチュエータ３０は、図５に示すように、駆動源３１と、駆動源３１の駆動力を弁体３２に伝える動力伝達機構３３とを有して、円盤状の弁体３２を開閉するものである。バルブアクチュエータ３０は、円環状の枠体３４に回転可能に取り付けられた弁体３２に連結されている。
【００２１】
カバー体３５内に収容された動力伝達機構３３は、図５、図６に示すように、駆動源３１の図示しない出力軸に連結され、駆動源３１の作動によって回転する水平配置されたシャフト３６と、シャフト３６に装着されたウォーム３７と、ウォーム３７に噛み合った歯部３８を有するウォームホイル３９と、外周にウォームホイル３９が取り付けられた円筒状のスリーブ４０を備えている。駆動源３１の出力軸は右回転及び左回転が可能であり、シャフト３６及びウォーム３７は、駆動源３１の出力軸と同方向に回転する。
【００２２】
スリーブ４０の外周の一部領域には、図６に示すように、周方向に設けられた（周方向に長い）突出部４１が形成され、ウォームホイル３９は、突出部４１に上側から密着する突出部４２を有している。突出部４１、４２は、密着した状態で、複数の固定具１０によって固定されている。
ボルト１４は、頭部１３が下側に配され、ストレート部１２が密着して噛み合った突出部４１、４２を垂直に貫通し、雄螺子領域１７が突出部４２から上方に突出した状態である。座金１６は、ストレート部１２に挿通され、一側及び他側が頭部１３及び突出部４１にそれぞれ面接触し、ナット１１は、雄螺子領域１７に装着されて突出部４２に密着している。
【００２３】
固定具１０は、傾斜面２０及び縮径領域１９が面接触しており（図１（Ｂ）参照）、座金１６からボルト１４に対し、傾斜面２０の貫通孔１５の周りの全周で、傾斜面２０に垂直な力が作用している。
従って、弁体３２を開閉する際、仮にボルト１４に対し力が作用して、縮径領域１９の一部が傾斜面２０から離れた状態になったとしても、ボルト１４は、瞬時に縮径領域１９の全体が傾斜面２０に密着した状態に戻ることができ、ボルト１４の破損を抑制可能である。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、ボルトはリーマボルトである必要はなく、ボルトの雄螺子領域はストレート部全体に形成されていてもよい。
また、ボルトの頭部に六角穴を設ける必要はなく、例えば、頭部の外周を六角形にしてもよい。バルブアクチュエータの動力伝達機構において、座金の他側をスリーブ（の突出部）に接触させたが、ウォームホイル（の突出部）に接触させることもできる。
【符号の説明】
【００２５】
１０：固定具、１１：ナット、１２：ストレート部、１３：頭部、１４：ボルト、１５：貫通孔、１６：座金、１７：雄螺子領域、１８：六角穴、１９：縮径領域、２０：傾斜面、２１、２２：部材、２３：平面部、２４：貫通孔、２５：平面部、２６：貫通孔、２７：穴、３０：バルブアクチュエータ、３１：駆動源、３２：弁体、３３：動力伝達機構、３４：枠体、３５：カバー体、３６：シャフト、３７：ウォーム、３８：歯部、３９：ウォームホイル、４０：スリーブ、４１、４２：突出部
【図１】
2018112215.tif 000003
【図２】
2018112215.tif 000004
【図３】
2018112215.tif 000005
【図４】
2018112215.tif 000006
【図５】
2018112215.tif 000007
【図６】
2018112215.tif 000008