(57)【要約】【課題】硬質炭素被膜における摩擦係数の低減効果をより高める。【解決手段】摺動部材は、互いの摺動面で対向する第１部材１０１および第２部材１０２と、第１部材１０１および第２部材１０２の少なくとも一方の摺動面に形成されて第１部材１０１と第２部材１０２との間のすべり摩擦を低下させる硬質炭素被膜１０３とを少なくとも備える。加えて、硬質炭素被膜１０３は、シリコン（Ｓｉ）が添加されている。硬質炭素被膜１０３にＳｉが添加されているので、Ｓｉが添加されていない場合に比較して、より高い摩擦係数の低減効果が得られるようになる。【選択図】  図１
2012087244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの摺動面で対向する第１部材および第２部材と、
前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方の摺動面に形成されて前記第１部材と前記第２部材との間のすべり摩擦を低下させる硬質炭素被膜と
を少なくとも備え、
前記硬質炭素被膜は、シリコンが添加されていることを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
請求項１記載の摺動部材において、
前記第１部材および前記第２部材によりすべり軸受が構成されていることを特徴とする摺動部材。
【請求項３】
請求項１または２記載の摺動部材において、
前記硬質炭素被膜は、シリコンが０ａｔ％より大きく４０ａｔ％より小さい範囲で添加されていることを特徴とする摺動部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の摺動部材において、
前記硬質炭素被膜が形成される前記第１部材および前記第２部材は、ステンレス鋼，高炭素クロム軸受鋼，およびアルミナセラミクスより選択された材料より構成されていることを特徴とする摺動部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転や往復運動する相手部品に接して荷重を受けて支持する軸受けなどの摺動部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータなどの回転体の軸受けでは、支持対象の軸との間の摺動部（すべり部）の摩擦を低減することが重要となる。摺動部における摩擦は、エネルギーの損失を招き、また、熱を生じさせ、部品の焼き付けを招くことになる。このため、例えば、転がり軸受けやすべり軸受けなどの機構を用いることで、摺動部の摩擦を低減している。
【０００３】
転がり軸受けは、よく知られているように、簡便に用いることができ、保守の手間がかからないという特徴がある。しかしながら、転がり軸受けは、耐衝撃，許容回転数，騒音，耐久性，軸の保持剛性などの点で劣る。これに対し、すべり軸受けは、耐衝撃，許容回転数，騒音，耐久性，軸の保持剛性などの点で優れている。また、すべり軸受けは、転動体を必要としないなど、設計の自由度が大きい。
【０００４】
すべり軸受けは、上述したような特徴を有しているが、摺動部における摩擦を低減させるために、一般には、潤滑剤が用いられている。しかしながら、潤滑剤は、経時変化を伴い、また、温度によって潤滑効果が異なるため、常に整備保守が必要になる。また、潤滑剤は、減圧排気されている環境では使用し難いなど、使用可能な範囲が限られる。例えば、ビル空調用のバルブには、１７５℃にもなる高温の流体が流れるため、バルブを駆動するアクチュエータの内部温度も、１００℃程度にまで上昇する場合もある。このような高温環境では、バルブやアクチュエータの摺動面における潤滑油の性能が低下する。
【０００５】
これに対し、摺動面に、潤滑剤の変わりに、硬質炭素被膜を用いる技術がある。硬質炭素被膜は、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ），非晶質炭素薄膜など呼ばれ、潤滑剤を用いることなく優れた摺動性が得られるため、多くの研究および開発がなされている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４７５２５号公報
【特許文献２】特開２００７−１１３５９９号公報
【特許文献３】特開２００５−１１４１１６号公報
【特許文献４】特開２００２−１８８６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した硬質炭素被膜を用いる技術では、高温環境での摺動時に、所望とする摩擦係数の低減効果が得られていないという問題がある。また、高速に回転する回転軸受けにおける摺動時には、摩擦による発熱があり、上述同様の問題が発生する。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、硬質炭素被膜における摩擦係数の低減効果をより高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る摺動部材は、互いの摺動面で対向する第１部材および第２部材と、第１部材および第２部材の少なくとも一方の摺動面に形成されて第１部材と第２部材との間のすべり摩擦を低下させる硬質炭素被膜とを少なくとも備え、硬質炭素被膜は、シリコンが添加されている。
【００１０】
上記摺動部材において、例えば、第１部材および第２部材によりすべり軸受けが構成されている。なお、硬質炭素被膜は、シリコンが０ａｔ％より大きく４０ａｔ％より小さい範囲で添加されていればよい。また、硬質炭素被膜が形成される第１部材および第２部材は、ステンレス鋼，高炭素クロム軸受け鋼，およびアルミナセラミクスより選択された材料より構成されているとよい。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、シリコンが添加されている硬質炭素被膜を用いるようにしたので、硬質炭素被膜における摩擦係数の低減効果をより高めることができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における摺動部材の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、ボールを用いた摩擦摩耗試験の試験方法を説明するための説明図である。
【図３】図３は、Ｓｉを１０ａｔ％添加した硬質炭素被膜に対して行ったＳＵＳからなるボールを用いた摩擦摩耗試験の結果を示す特性図である。
【図４】図４は、Ｓｉを１０ａｔ％添加した硬質炭素被膜に対して行ったＳＵＳからなるボールを用いた摩擦摩耗試験の結果を示す特性図である。
【図５】図５は、Ｓｉを１０ａｔ％添加した硬質炭素被膜に対して行ったＳＵＳからなるボールを用いた摩擦摩耗試験の結果を示す特性図である。
【図６】図６は、Ｓｉを１０ａｔ％添加した硬質炭素被膜に対して行ったＳＵＳからなるボールを用いた摩擦摩耗試験の結果を示す特性図である。
【図７】図７は、Ｓｉを添加していない硬質炭素被膜に対して行ったＳＵＳからなるボールを用いた摩擦摩耗試験の結果を示す特性図である。
【図８】図８は、炭素硬質被膜に対するＳｉの添加量と摩擦特性との関係について示す特性図である。
【図９】図９は、Ｓｉを１０ａｔ％添加した硬質炭素被膜に対して行ったＳＵＪ２からなるボールを用いた摩擦摩耗試験の結果を示す特性図である。
【図１０】図１０は、Ｓｉを１０ａｔ％添加した硬質炭素被膜に対して行ったＳＵＪ２からなるボールを用いた摩擦摩耗試験の結果を示す特性図である。
【図１１】図１１は、Ｓｉを１０ａｔ％添加した硬質炭素被膜に対して行ったアルミナセラミクスからなるボールを用いた摩擦摩耗試験の結果を示す特性図である。
【図１２】図１２は、Ｓｉを１０ａｔ％添加した硬質炭素被膜に対して行ったアルミナセラミクスからなるボールを用いた摩擦摩耗試験の結果を示す特性図である。
【図１３】図１３は、円筒を用いた摩擦摩耗試験の試験方法を説明するための説明図である。
【図１４】図１４は、Ｓｉを１０ａｔ％添加した硬質炭素被膜に対して行った円筒を用いた摩擦摩耗試験の結果を示す特性図である。
【図１５】図１５は、Ｓｉを添加していない硬質炭素被膜に対して行った円筒を用いた摩擦摩耗試験の結果を示す特性図である。
【図１６】図１６は、流体制御弁としての回転型弁６０１の構成を示す構成図である。
【図１７】図１７は、二方ボール弁７０１の構成を示す構成図である。
【図１８】図１８は、バルブ駆動用アクチュエータ８０１の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における摺動部材の構成を示す断面図である。図１では、摺動部材の一部を示している。この摺動部材は、互いの摺動面で対向する第１部材１０１および第２部材１０２と、第１部材１０１および第２部材１０２の少なくとも一方の摺動面に形成されて第１部材１０１と第２部材１０２との間のすべり摩擦を低下させる硬質炭素被膜１０３とを備える。加えて、硬質炭素被膜１０３は、シリコン（Ｓｉ）が添加されている。
【００１４】
上述した本実施の形態によれば、硬質炭素被膜１０３にＳｉが添加されているので、Ｓｉが添加されていない場合に比較して、より高い摩擦係数の低減効果が得られるようになる。この結果、高温環境での摺動時に、所望とする摩擦係数の低減効果が得られるようになる。また、高速に回転する回転軸受けにおける摺動時に摩擦による発熱が発生しても、上述同様に、所望とする摩擦係数の低減効果が得られるようになる。
【００１５】
次に、摩擦摩耗試験の結果について説明する。
【００１６】
まず、試験方法について説明する。図２に示すように、ＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）からなる基板２０１の上に形成した硬質炭素被膜２０２の表面に、ＳＵＳ３０４からなるボール２０３を押し付け、所定の半径の円を描くように移動させる。ボール２０３は、荷重１０Ｎで硬質炭素被膜２０２の表面に押し付ける。また、移動の速度は、０．３ｍｍ／ｓｅｃとする。試験は、大気中で行い、潤滑剤は使用しない。また、基板２０１を、２５℃、４０℃、１００℃、１５０℃の条件で加熱し、各加熱条件で上述した摩擦摩耗試験を行う。
【００１７】
はじめに、Ｓｉを１０ａｔ％添加した硬質炭素被膜に対して上述した摩擦摩耗試験を行うと、図３，図４，図５，図６に示す結果が得られた。図３は、基板温度条件が２５℃であり、図４は、基板温度条件が４０℃であり、図５は、基板温度条件が１００℃であり、図６は、基板温度条件が１５０℃である。
【００１８】
一方、図７は、Ｓｉを添加していない炭素硬質被膜に対する上述した摩擦摩耗試験の結果である。図７の（ａ）は、基板温度条件が２５℃であり、図７の（ｂ）は、基板温度条件が１００℃である。
【００１９】
まず、図７に示す結果および図３〜６に示す結果の比較より明らかなように、Ｓｉを添加した炭素硬質被膜は、温度が高い条件ほど、Ｓｉを添加していない場合に比較して摩擦耐性が高く、高い摺動性が得られていることがわかる。
【００２０】
次に、炭素硬質被膜に対するＳｉの添加量と、摩擦特性との関係について説明する。上述同様の摩擦摩耗試験を行い、ボールの回転移動を１０００回行った後の摩擦係数を比較すると、図８に示すように、Ｓｉの添加量が１０ａｔ％で最も摩擦係数が小さくなる。また、Ｓｉの添加量（ａｔ％）が０ａｔ％より大きく４０ａｔ％より小さい範囲であれば、Ｓｉを添加していない場合の摩擦係数（＝０．１５；平均値）より小さくなる。
【００２１】
次に、ボールの材料を変えて上述同様の摩擦摩耗試験を行った結果について示す。まず、高炭素クロム軸受け鋼（ＪＩＳ記号：ＳＵＪ２）からなるボールを用いて上述した摩擦摩耗試験を行うと、図９および図１０に示す結果が得られた。図９は、基板温度条件を２５℃とした結果であり、図１０は、基板温度条件を１００℃とした結果である。この場合においても、温度が高い条件ほど、摩擦耐性が高く、高い摺動性が得られていることがわかる。
【００２２】
次に、アルミナセラミクス（アルミナ）からなるボールを用いて上述した摩擦摩耗試験を行うと、図１１および図１２に示す結果が得られた。図１１は、基板温度条件を２５℃とした結果であり、図１２は、基板温度条件を１００℃とした結果である。この場合においても、温度が高い条件ほど、摩擦耐性が高く、高い摺動性が得られていることがわかる。
【００２３】
次に、異なる試験方法による摩擦摩耗試験の結果について説明する。試験方法は、図１３に示すように、ＳＵＳ３０４からなる基板１３０１の上に形成した硬質炭素被膜１３０２の表面に、ＳＵＳ３０４からなる所定の半径の円筒１３０３の環状端面を押し付けて回転させる。環状端面の幅は、約２ｍｍである。円筒１３０３は、荷重５０Ｎで硬質炭素被膜１３０２の表面に押し付ける。また、線速度０．５ｍ／ｓｅｃで円筒１３０３を回転させ、全滑り距離は１５００ｍとする。試験は、大気中で行い、潤滑剤は使用しない。なお、本試験では、基板の加熱などは行わない。
【００２４】
Ｓｉを１０ａｔ％添加した硬質炭素被膜に対して上述した摩擦摩耗試験を行うと、図１４に示す結果が得られた。Ｓｉを添加しない硬質炭素被膜に対して上述した摩擦摩耗試験を行うと、図１５に示す結果が得られた。この試験においても、Ｓｉを添加した炭素硬質被膜は、Ｓｉを添加していない場合に比較して摩擦耐性が高く、高い摺動性が得られていることがわかる。
【００２５】
次に、本実施の形態における摺動部材の適用例について説明する。本実施の形態における摺動部材は、例えば、流体制御弁（特許文献２参照）の弁軸および軸受け部などに適用可能である。図１６は、流体制御弁としての回転型弁６０１の構成を示す構成図である。
【００２６】
回転型弁６０１は、貫通孔からなる流通路６０３を有し、配管６０４の途中に接続された弁本体６０２と、弁本体６０２の内部中央に設けられ流通路６０３を開閉制御する回転自在なバルブプラグ６０５と、バルブプラグ６０５を外部から回転操作する弁軸６０６を備える。
【００２７】
弁本体６０２は、全体形状が逆Ｔ字状の管体に形成されており、両側および上方の３方向に開放している。
【００２８】
バルブプラグ６０５は、略半球状で内部がくりぬかれた殻構造体からなる弁体６０５Ａと、弁体６０５Ａの上下面に各々一体に設けられた円筒状の軸受け部６０５Ｂ，６０５Ｃとで構成されている。弁体６０５Ａには、開口部６０７および球面着座部６０８が形成されている。開口部６０７は、弁体６０５Ａの内外を連通させる略銀杏の葉のような形状の開口からなり、イコールパーセンテイジ特性を有している。球面着座部６０８は、弁体６０５Ａの外周面側に弁軸６０６の回転方向に長く延在する帯状に形成されている。上側の軸受け部６０５Ｂは、弁軸６０６の内端部６Ａに嵌合されて溶接等により一体的に接合されている。一方、下側の軸受け部６０５Ｃは弁本体６０２の内底面中央部に設けたガイド６０９によって回転自在に軸支されている。
【００２９】
弁軸６０６は、バルブプラグ６０５と共に回転型弁６０１の駆動系を形成するものであり、上端部が蓋部材６１１に設けた弁軸用孔６１２をシート状ガイド、Ｏリング、グランド部品などのシール部材６１４を介して回転自在に貫通している。また、蓋部材６１１の上方に突出する突出端６０６Ｂには、図示を省略した電動アクチュエータが連結されている。蓋部材６１１は、弁本体６０２の上方に開口する蓋取付孔１５にガスケット１６を介して嵌合され、ボルト（図示せず）によって固定されている。
【００３０】
弁本体６０２の流通路６０３内でバルブプラグ６０５より上流側である流入口側流通路部６０３Ａには、シートリング６２０と、シートリング６２０をバルブプラグ６０５の球面着座部６０８に押し付けるシートリテーナ６２１が組み込まれている。
【００３１】
シートリング６２０は、筒状体に形成されて、弁本体６０２の流入口流通路部６０３Ａに摺動自在に嵌挿され、外周面にはシートスプリング６２２が装着されている。シートリテーナ６２１は、同じく円筒体からなり、流入口側流通路部６０３Ａに螺合によって組み込まれている。また、シートリテーナ６２１は、内端部がシートリング６２０の外周面に嵌合し、シートスプリング６２２を押圧することにより、シートリング６２０をバルブプラグ６０５の球面着座部６０８に所定圧をもって圧接している。
【００３２】
一方、流通路６０３の下流側である流出口側開口部６０３Ｂには、ディフューザ６３１が組み込まれている。ディフューザ６３１は、流通路６０３内を流れる流体６３０の流れを減速して流体６３０の運動エネルギーを圧力に変換し、キャビテーションの発生を抑制する。ディフューザ６３１は、底部６３４が開放する中空円錐形に形成され、周面には多数の小孔６３２が形成され、頂部６３３が上流側を指向し、底部６３４が下流側となるように流出口側流通路部６０３Ｂ内に組み込まれている。
【００３３】
上述した回転型弁６０１の、弁軸６０６の摺動部、ガイド６０９の摺動部などに、本実施の形態の硬質炭素被膜を適用することで、Ｓｉが添加されていない硬質炭素被膜を用いる場合に比較して、より高い摩擦係数の低減効果が得られるようになる。
【００３４】
次に、本実施の形態における摺動部材の他の適用例について説明する。本実施の形態における摺動部材は、例えば、二方ボール弁（特許文献３参照）の弁軸および軸受け部などに適用可能である。図１７は、二方ボール弁７０１の構成を示す構成図である。
【００３５】
二方ボール弁７０１は、配管途中に接続される弁本体７０２と、弁本体７０２の内部中央に回転自在に組み込まれたボールプラグ７０３と、ボールプラグ７０３を略９０°の角度範囲内で回動させる回動手段としての弁軸７０４を備えている。
【００３６】
弁本体７０２は、両端が開放する直管からなり、内部の一端部が一次側流路７０５Ａを形成し、内部の他端部が二次側流路７０５Ｂを形成し、内部の中央がボールプラグ７０３を収納するボールキャビティ７０６を形成している。また、弁本体７０２は、雄ねじ７１１と雌ねじ７１２との螺合によって一体的に接続され、かつ、接合部がシール部材７１３によってシールされた上流側弁本体７０２Ａと下流側弁本体７０２Ｂの２部材で構成されている。
【００３７】
上流側弁本体７０２Ａは、内部が一次側流路７０５Ａとボールキャビティ７０６を形成し、上面中央に筒部７１４が上方に向かって一体に突設されている。上流側弁本体７０２Ａの上流側開口部７１５の内周面には、図示しない上流側配管が接続されるテーパねじ７１６が形成され、下流側開口部７１７の内周面には雌ねじ７１１が形成されている。
【００３８】
下流側弁本体７０２Ｂは、内部が二次側流路７０５Ｂを形成し、上流側開口端部７１８の外周面には上流側弁本体７０２Ａの雌ねじ７１１に螺合する雄ねじ７１２が形成され、下流側開口部７１９の内周面には、下流側配管（不図示）が接続されるテーパねじ７２０が形成されている。
【００３９】
ボールプラグ７０３は、略球状で内部に貫通流路７２３が形成され、弁本体７０２のボールキャビティ７０６内に、各々一対からなる一次側シートリング７２４，二次側シートリング７２５、および第１Ｏリング（シール部材）７２６，第２Ｏリング（シール部材）７２７を介して回動可能に組み込まれ、外周面が球面着座部を形成し、シートリング７２４，７２５に押し付けられている。
【００４０】
貫通流路７２３は、ボールプラグ７０３の中心を通り弁軸７０４の軸線と直交するように形成された貫通孔からなり、流入側開口部７２３ａが所定の流量特性を示す形状、例えば断面形状がボールプラグ７０３の回転方向（矢印Ｃ方向）に，おおむね扇形となる形状で、流出側開口部７２３ｂが円形に形成されている。
【００４１】
一次側シートリング７２４および二次側シートリング７２５は、上流側弁本体７０２Ａと下流側弁本体７０２Ｂの内壁に形成した環状のシートリング用溝７２８，７２９に各々嵌挿され、下流側弁本体７０２Ｂを上流側弁本体７０２Ａに螺合することにより、ボールプラグ７０３の球面着座部に押し付けられている。ボールキャビティ７０６とシートリング用溝７２８，７２９は、互いに連通している。一次側シートリング７２４および二次側シートリング７２５の外周面と、弁本体７０２の内壁との間には、適宜な隙間が各々設定されている。
【００４２】
また、弁本体７０２の内壁には、第１Ｏリング７２６および第２Ｏリング７２７を収納する第１環状溝７３０および第２環状溝７３１と、これら溝の内周を規制する内周壁７３２，７３３が形成されている。第１環状溝７３０は、シートリング用溝７２８の上流側に形成され、隙間を介してシートリング用溝７２８およびボールキャビティ７０６に連通している。第２環状溝７３１は、シートリング用溝７２９の下流側に形成され、隙間を介してシートリング用溝７２９およびボールキャビティ７０６に連通している。
【００４３】
第１環状溝７３０の底面７３０ａおよび第２環状溝７３１の底面７３１ａは、内側から外側に向かって深さが深くなるように傾斜した斜面に形成されており、最内側の深さが第１Ｏリング７２６および第２Ｏリング７２７の外径より小さく設定され、最外側の深さが第１Ｏリング７２６および第２Ｏリング７２７の外径より大きく設定されている。第１Ｏリング７２６および第２Ｏリング７２７は、第１環状溝７３０および第２環状溝７３０に自然な状態で嵌着されると、第１環状溝７３０および第２環状溝７３０の内周壁７３２，７３３付近に位置し、一次側シートリング７２４および二次側シートリング７２５によって圧縮され、溝底面７３０ａ，７３１ａに押し付けられることにより、第１環状溝７３０および第２環状溝７３０をシールする。
【００４４】
第１環状溝７３０の内周を規定する内周壁７３２は、一次側シートリング７２４と適宜な隙間を保って対向することにより、一次側流路７０５Ａと第１環状溝７３０とを連通させている。このため、第１Ｏリング７２６には、一次側流体圧が常時加えられている。同じく第２環状溝７３１の内周を規定する内周壁７３３は、二次側シートリング７２５と適宜な隙間を保って対向することにより、二次側流路７０５Ｂと第２環状溝７３１を連通させている。このため、第２Ｏリング７２７には二次側流体圧が常時加えられている。
【００４５】
また、ボールプラグ７０３は、上面中央に形成した凹部７３５を有し、凹部７３５に弁軸７０４の下端部７０４ａが回転を防止されて嵌合している。弁軸７０４は、Ｏリング７３６を介して筒部７１４を回転可能に貫通し、上端がバルブ駆動用アクチュエータ（不図示）などの駆動装置に連結され、略９０°の角度範囲内で回動されるように構成されている。
【００４６】
上述した二方ボール弁７０１の、弁軸７０４の摺動部、ボールプラグ７０３の例えばシートリングとの摺動部などに、本実施の形態における硬質炭素被膜を適用することで、Ｓｉが添加されていない硬質炭素被膜を用いる場合に比較して、より高い摩擦係数の低減効果が得られるようになる。
【００４７】
また、本実施の形態における摺動部材は、次に示すようなバルブ駆動用アクチュエータ（特許文献４参照）に適用してもよい。図１８は、バルブ駆動用アクチュエータ８０１の構成を示す構成図である。
【００４８】
バルブ駆動用アクチュエータ８０１は、ハウジング（不図示）内に収容された第１支持プレート８１１と、第１支持プレート８１１から一定距離離間して平行に配置された第２支持プレート８１２と、第１支持プレート８１１に載置されたモータ８１３と、両プレートを貫通して回転可能に配置された出力軸８１４と、両プレート間に配置され、モータ８１３の回転を出力軸に伝達する高速側歯車ユニットおよび低速側歯車ユニットからなる減速機構８２０と、高速側歯車ユニットの歯車係合を解除する手動操作部８３０とを備えている。
【００４９】
出力軸８１４の一端（図中、下端）には、ボールバルブ（不図示）などの回転弁に接続され、他端には弁体を手動操作するための平面取り部８１４ａが形成されている。また、出力軸８１４には、両支持プレート間において出力軸８１４の弁体方向への移動を規制する鍔部８１４ｂ，８１４ｃが形成されると共に、出力軸８１４と一体に回転する第１歯車８２１がキー８１５を介して出力軸８１４に固定されている。
【００５０】
第１歯車８２１には、これと同一ピッチを有し且つ第１歯車８２１より小径の第２歯車８２２が係合している。第２歯車８２２には、一側（第２支持プレート８１２側）に第２歯車８２２より大径且つ歯数の多い第３歯車８２３が同軸且つ一体に形成されている。また、第２歯車８２２および第３歯車８２３は、両プレートに固定された固定軸８１６に回動自在に取り付けられている。加えて、第２歯車８２２および第３歯車８２３は、鍔部８１６ａにより軸線方向に移動しないように固定軸８１６に取り付けられている。尚、第１歯車８２１〜第３歯車８２３によって、低速側歯車ユニットを形成している。
【００５１】
第３歯車８２３には、これと同一ピッチを有し且つ第３歯車８２３より小径の第４歯車８２４が係合している。第４歯車８２４には、他側（第１支持プレート８１１側）に第４歯車８２４より大径且つ歯数の多い第５歯車８２５が同軸且つ一体に形成されている。また、第４歯車８２４および第５歯車８２５は、両プレートに固定された固定軸８１７に回動自在且つ軸線方向に移動可能に取り付けられている。
【００５２】
固定軸８１７には、第１プレート８１１と第５歯車８２５との間にコイルばね８１８が介装されている。コイルばね８１８の付勢力によって、第３歯車８２３と第４歯車８２４が通常係合状態を維持するように、第４歯車８２４および第５歯車８２５を第２プレート８１２に押し付けている。第５歯車８２５には、これと同一ピッチを有し且つ第５歯車８２５より小径の第６歯車８２６が係合している。尚、第６歯車８２６は、第５歯車８２５が軸線方向に移動しても、これと係合状態を維持する程度の歯幅を有している。
【００５３】
第６歯車８２６には、他方（第１支持プレート８１１側）に第６歯車８２６より大径且つ歯数の多い第７歯車８２７が同軸且つ一体に形成されている。第６歯車８２６および第７歯車８２７は、両プレートに固定された固定軸８１９に回動自在に取り付けられている。加えて、第６歯車８２６および第７歯車８２７は、鍔部８１９ａにより軸線方向に移動しないように固定軸８１９取り付けられている。
【００５４】
第７歯車８２７は、これより歯数の少ない、モータ８１３の回転軸８１３ａに固定された第８歯車８２８に常時係合している。尚、第４歯車８２４〜８歯車８２８によって高速側歯車ユニットを構成している。高速側歯車ユニットには、第４歯車８２４から第３歯車８２３を係合解除するための手動操作部８３０が備わっている。手動操作部８３０は、一端が第２支持プレート８１２の孔８１２ａを貫通して第５歯車８２５の端面に位置し他端が第２支持プレート８１２から突出した操作シャフト８３１、および、操作シャフト８３１を第２支持プレート８１２から突出した状態に維持するコイルばね８３２を備えている。尚、シャフト一側の拡径部８３１ａは、コイルばね８３２と協働して第２支持プレート８１２の孔８１２ａと係合し、操作シャフト８３１を下方に突出状態に保ち、拡径部８３１ａの先端を第５歯車８２５の下面から離れた状態に保つ役目を果たしている。
【００５５】
また、シャフト他側の拡径部は、作業者が係合解除に際して操作するためのノブ８３１ｂを形成している。操作シャフト８３１の長さおよびコイルばね８３２のばね定数は、操作シャフト８３１のノブ８３１ｂをコイルばね８３２の付勢力に抗して押し込んだとき、第４歯車８２４および第５歯車８２５が、固定軸８１７に沿って第１支持プレート８１１側に移動して第４歯車８２４が第３歯車８２３から係合解除するように規定されている。
【００５６】
上述したバルブ駆動用アクチュエータ８０１は、モータ８１３を回転させると、通常のアクチュエータ作動状態では、回転数（回転速度）が高速側歯車ユニットおよび低速側歯車ユニットを介して減少（減速）しながら出力軸８１４に伝達される。また、出力軸８１４の回動に応じ、例えば、図示しないボール弁の開閉動作が行われる。
【００５７】
上述したバルブ駆動用アクチュエータ８０１の、出力軸８１４および各固定軸における摺動面や、各歯車の歯面などに、本実施の形態における硬質炭素被膜を適用することで、Ｓｉが添加されていない硬質炭素被膜を用いる場合に比較して、より高い摩擦係数の低減効果が得られるようになる。
【００５８】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの組み合わせおよび変形が実施可能であることは明白である。
【符号の説明】
【００５９】
１０１…第１部材、１０２…第２部材、１０３…硬質炭素被膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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