(57)【要約】【課題】  従来はアクチュエータの組み立てに際し、駆動軸とウォーム歯車とをキー接合により固定して来たために、駆動軸にキー溝を掘る必要があり、さらに駆動軸を作るのに小径の円柱と大径の円柱とを溶接して来た。キー溝を掘り、溶接して駆動軸とすることは煩瑣であるために、アクチュエータの組み立てが容易でない、という問題があったので、この問題を解消しようとする。【解決手段】  この発明は、駆動軸を鋳造により作ることとし、その際、駆動軸の外面には駆動軸の中心軸方向に延びる短冊形の突起を少なくとも１個突設することとし、また下端内方には中心軸を中心とする横断面が正方形の窪みを設けた構造に一体成形する。【選択図】      図３
2005180581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱の長手方向中央部に中心軸方向に延びる少なくとも１個の短冊形の突起を設け、下端面内方に円柱の中心軸を中心とし横断面が正方形の窪みを設けた形状に一体成形されていることを特徴とする、アクチュエータ用駆動軸。
【請求項２】
上記円柱の上端には、円柱の中心軸を中心として横断面が非円形の挿入部を一体に設けたことを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ用駆動軸。
【請求項３】
上記円柱の下端には、円柱の中心軸を中心として横断面が非円形の一様な断面を持った外周面を一体に設けたことを特徴とする、請求項１又は２に記載のアクチュエータ駆動軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アクチュエータの駆動軸に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエータはバタフライ弁やボール弁のような回転弁に付設され、回転弁を開閉させるのに用いられる。回転弁の開閉は弁体の回動によって行われ、弁体は弁軸によって回動可能とされている。このため、アクチュエータは、弁軸を回動させるための駆動軸を備えており、駆動軸は弁軸に直接着脱容易なものとされている。
【０００３】
アクチュエータは、その駆動軸を回動させる原動力の相違によって構造を異にする。手動式のアクチュエータは、手動のハンドルを備え、電動のアクチュエータはモータを備え、水圧式のアクチュエータと空気圧式のアクチュエータとはピストンを備えている。これらのうちでは手動式と電動式のものが多く用いられている。
【０００４】
何れの形式のアクチュエータでも、駆動軸は弁軸を９０度の角度範囲内だけで回動させることとしている。従って、手動式と電動式のアクチュエータでは手動や電動によって起こされる回転力を大きく減速して、駆動軸を回動させることが必要とされている。このために、アクチュエータの内部には、ウォームとウォーム歯車との噛み合わせにより回転力を減速させる機構が組み込まれている。
【０００５】
図１と図２とは、公知の電動式アクチュエータの代表的な構造を断面図によって示している。そのうちの図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１及び図２において、１はケース、２は電動機、３は減速用平歯車、４はウォーム、５はウォーム歯車、６は駆動軸である。このアクチュエータでは、電動機２によって引き起こされた回転が、平歯車３の噛み合わせによって減速されてウォーム４を回動させ、さらにウォーム４とウォーム歯車５との噛み合わせによって、一層大きく減速されて駆動軸６を回動させることとなっている。
【０００６】
このようなアクチュエータの一例は特開２００３−２７８９４１号公報に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２７８９４１号公報
【０００７】
公知のアクチュエータの駆動軸６は、図２に示すように、一端に弁軸に接続するための断面正方形の窪み７が穿設され、途中にウォーム歯車５が固定され、ケース１内に固定されて回動可能とされている。この場合、駆動軸６にウォーム歯車５を固定するには、駆動軸６とウォーム歯車５との間にキー溝８を掘り、駆動軸６にキー９を打ち込み、またキー９をウォーム歯車５に挿嵌することが行われた。
【０００８】
ところが、駆動軸６上にキー溝８を掘ることは容易でない。その理由は、駆動軸６にキー溝８を掘るためには、一様な太さの円柱の外面上に局部的に横断面が矩形の溝８を掘らなければならず、しかも、溝の深さはキーの打ち込み側から他側へ中心軸に沿って進むに従って次第に浅くなるようにしなければならないからである。また、その溝８の位置は、駆動軸６がウォーム歯車５の適所に納まるように、特定のところでなければならないからである。その上に、溝の幅及び深さは、ＪＩＳ  Ｂ  １３０１が規定する寸法でなければならないからである。このような制約があるから、駆動軸６上にキー溝８を掘るには、細心の注意を払わなければならない多くの工程が必要とされたからである。そのため、溝の切削は容易でなかった。
【０００９】
また、それとは別に、駆動軸の下端内方には弁軸との接続のために横断面が正方形の窪みを穿設する必要があったが、このような正方形の窪みを切削することは、丸孔の切削に比べると、煩瑣であり従って容易でなかった。
【００１０】
また、駆動軸６は、ウォーム歯車５が付設されている部分から下端までの下半部は大径の円柱で構成されるが、その余の上半部は小径の円柱で構成される。このため駆動軸６を作るには、大径の円柱と小径の小柱とを溶接して作られた。すなわち、大径円柱の上端面に孔を掘り、孔内に小径円柱の下端を嵌め込み、周りを溶接して一体にすることが必要とされた。
【００１１】
このように、アクチュエータの駆動軸は、それ自体の製作に複雑な工程が必要とされるだけでなく、ウォーム歯車の固定にも、また弁軸への接続にも煩瑣な工程が必要とされたため、アクチュエータの製造は容易でないという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この発明は、上述の問題を解消しようとするものである。すなわち、従来はアクチュエータの組み立てに際し、駆動軸とウォーム歯車とをキー接合により固定して来たために、キー溝の掘削には細心の注意が必要とされ、また多くの工程が必要とされ、さらに駆動軸そのものの製作にも煩瑣な工程が必要とされるという問題があったので、この発明はこの問題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明者は、上記の問題を解決するための手段として、駆動軸を鋳造により下記のように構成することを考えた。その際、駆動軸には、従来のように外面に溝を掘った形状とするのでなく、逆に外面から局部的に突出する突起を設けた形状とするのが好都合であることを見出した。しかも、その突起は、駆動軸の中心軸方向に延びる短冊形のものとするのが好都合であることを見出した。また、駆動軸を鋳造することとすると、溶接の必要がなくなり、下端に穿設すべき正方形の窪みも改めて設ける必要がなくなり、従って、アクチュエータの組み立てが容易になることを見出した。この発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。
【００１４】
この発明は、円柱の長手方向中央部に中心軸方向に延びる少なくとも１個の短冊形の突起を設け、下端面内方に円柱の中心軸を中心とする横断面が正方形の窪みを設けた形状に、一体成形されていることを特徴とする、アクチュエータ用駆動軸を提供するものである。
【００１５】
また、この発明は、上記駆動軸の円柱の上端に、さらに円柱の中心軸を中心として横断面が非円形の挿入部を一体に設けた駆動軸を提供するものである。
【００１６】
また、この発明は、上記駆動軸の円柱の下端に、さらに円柱の中心軸を中心として横断面が非円形の一様な断面を持った外周面を一体に設けた駆動軸を提供するものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、円柱の長手方向の中央部に中心軸方向に延びる少なくとも１個の短冊形突起を設けた形に鋳造したものを駆動軸とするので、従来どおりのウォーム歯車を用いて、すなわち、中心孔内にキー溝を設けたウォーム歯車を用いて、中心孔内にこの駆動軸を通し、突起を溝内に嵌合させるだけでウォーム歯車を駆動軸に固定することができる。云いかえると、駆動軸にキー溝を掘る工数を省くことができる。また、従来はキーが脱落して故障を起こすことがあったが、この発明によれば、突起が駆動軸と一体になっているので、キーの脱落による故障のおそれが全くなくなっている。また、この発明によれば、駆動軸に短冊形の突起を容易に複数個設けることができるので、駆動軸とウォーム歯車とを強固に結合させることができる。
【００１８】
また、この発明によれば、円柱状体の下端面内方に円柱の中心軸を中心とする横断面が正方形の窪みを設けた形に鋳造したものを駆動軸とするので、駆動軸の下端面内方に正方形の窪みを切削する必要がなく、従って、正方形の窪み切削の複雑な工数を省くことができる。
【００１９】
また、上記円柱の上端に、さらに円柱の中心軸を中心として横断面が非円形の挿入部を一体に設けて駆動軸とするので、非円形部をそのまま利用して弁体の開度表示板や回動装置を付設することができる。この発明はこのような効果をもたらすものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
この発明を実施の一例について図面に基づき説明すると次のとおりである。図３はこの発明に係るアクチュエータ用駆動軸を示している。図３中、（ａ）は駆動軸の側面図であり、（ｂ）は同平面図、（ｃ）は（ａ）図中のＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）は駆動軸の底面図である。
【００２１】
図３において、この発明に係るアクチュエータ用駆動軸Ｘは全体として円柱状を呈している。駆動軸Ｘは上半部が小径部１１となり、下半部１２が弁軸収容用の窪みを設けるために大径部となっている。駆動軸Ｘの軸方向の中央部に位置する大径部１２の外面上には、突起１３が形成されている。突起１３は、図に示した例では、円柱の中心軸方向では１つの帯状円周面上にあって、円周方向に等しい間隔をおいて４個設けられている。駆動軸Ｘでは、突起１３が大径部１２の外面上に鋳造により一体に成形されている。
【００２２】
突起１３は、ウォーム歯車に設けられた溝との関係で云えば、長さＬはウォーム歯車の厚みよりも小さくてもよく、また幅Ｗが溝幅を余すところなく嵌合しており、また高さＨが溝の深さを丁度満たす大きさとなっていることが好ましい。
【００２３】
駆動軸Ｘは、図３の（ａ）と（ｄ）とに示したように、下端面に円柱の中心軸を中心として横断面が正方形の窪み７が形成されている。窪み７は、弁軸を収容するためのものであって、従来の駆動軸に設けられていたものと同じであるが、成形によって作られたものであって、切削によって作られたものでない点で異なっている。
【００２４】
駆動軸Ｘは図３の（ａ）及び（ｂ）に示したように、上端に挿入部１４が一体に設けられている。挿入部１４は円柱の中心軸を中心として横断面が非円形を呈している。図（ｂ）に示されている挿入部１４の外形は、小判形とされている。この小判形はここにカム又は弁体の開度表示板を取り付けるのに好都合なものである。
【００２５】
また、駆動軸Ｘの下端の外周面も非円形とされている。すなわち、下端外周面はほぼ円形とされるが、突起１３の延長上に位置する部分が突起１３の幅Ｗよりも大きい幅にわたって平面１５とされている。この平面１５が形成されているために、下端外周面は非円形となっている。下端外周面は、弁体の回動を９０度の角度範囲内だけに限るためのストッパーを設けるに役立つものである。
【００２６】
駆動軸Ｘは、これを金属とくに鉄鋼又は非鉄金属を材料としダイカストによって作ることが好ましい。しかし、駆動軸Ｘは、金属で作らなければならないものではない。用途によっては、駆動軸Ｘを硬質の熱可塑性樹脂、例えばポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレン等を材料として、射出成形又は移送成形によって作ることができる。
【００２７】
この発明に係るアクチュエータ用駆動軸Ｘは、これを切削加工などをする必要なしに、そのまま従来のウォーム歯車の固定に使用することができる。但し、駆動軸Ｘのように４個の突起１３を付設した場合には、従来のウォーム歯車に設けるキー溝の数を増してキー溝８を４個設ける必要がある。図４及び図５は、駆動軸Ｘを使用したアクチュエータの断面図を示している。そのうち、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図である。図４と図５とは、それぞれ公知のアクチュエータを示した図１と図２とに対応している。図４と図５とにおいては、４個のキー溝８を持ったウォーム歯車５の中心孔内に駆動軸Ｘを挿入し、突起１３をキー溝８内に嵌入させるだけで、駆動軸Ｘをウォーム歯車５に容易に固定することができる。図４と図５では、突起１３は大径部１２の表面の延長線Ａ（点線で示す）とウォーム歯車５に掘られたキー溝８との間に位置する部分である。こうして、アクチュエータを容易に組み立てることができる。
【００２８】
こうして組み立てたアクチュエータは、図５に示したように、駆動軸Ｘの挿入部１４にカム１６を付設することができ、また下端の平面１５を利用してストッパー１７を設けることができる。カム１６は弁体の開度を調節するのに用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来のアクチュエータの断面図である。
【図２】図１に示したアクチュエータのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】この発明に係るアクチュエータ用駆動軸を示す。
【図４】この発明に係るアクチュエータ用駆動軸を用いて組み立てたアクチュエータの断面図である。
【図５】図４に示したアクチュエータのＶ−Ｖ線断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１              ケース
２              電動機
３              減速用平歯車
４              ウォーム
５              ウォーム歯車
６              従来の駆動軸
７              窪み
８              キー溝
９              キー
１１            小径部
１２            大径部
１３            突起
１４            挿入部
１５            平面
１６            カム
１７            ストッパー
Ｘ              この発明に係るアクチュエータ用駆動軸
【図１】
2005180581.tif 000003
【図２】
2005180581.tif 000004
【図３】
2005180581.tif 000005
【図４】
2005180581.tif 000006
【図５】
2005180581.tif 000007