特許ウォッチ

公開番号2025070899
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2023181506
出願日2023-10-21
発明の名称弁体駆動機構
出願人沖マイクロ技研株式会社
代理人個人
主分類F16K 31/04 20060101AFI20250424BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】
樹脂製リードスクリューを両端部で軸支して、摩擦負荷の低減と回転軸芯の維持を可能とした弁体駆動装置を提供する。
【解決手段】
ステッピングモータ2の出力軸23と直接トルクを伝達するリードスクリュー3と、リードスクリュー3の一部と係合して出力軸線Rに沿って直線移動させる直動送り部40と、直動送り部40から弁体6方向へ延設した平行一対の腕部41tと、から成るキャリッジ4と、該一対の腕部41tの回転を阻止する挿通口を備えるとともに、該キャリッジ4に対して相対移動する軸支ガイド5と、前記弁体6とキャリッジ4とを一体移動させる弁ガイド61と、該弁ガイド61と軸支ガイド5との間に配置したコイルスプリング7と、からなり、リードスクリュー3の先端部31は、可能な限り小さい面積をもって軸支ガイド5の軸支受部53と当接させている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電動モータの回転出力を直動変換して、弁体を直線進退移動させることによってガス流通口を閉塞及び開放する弁体駆動装置であって、
前記電動モータの出力軸と直接トルク伝達可能に連結した樹脂製のリードスクリューと、
該リードスクリューのスクリュー部の一部と係合して出力軸線に沿って直線移動させる直動送り部と、該直動送り部から前記出力軸線に沿って前記弁体方向へ延設した平行一対の腕部と、から成るキャリッジと、
該キャリッジの腕部の挿通を許容する挿通口を有するとともに、該キャリッジに対して出力軸線上を相対移動する軸支受部を備えた軸支ガイドと、
前記弁体を保持するとともに前記キャリッジと結合して一体移動する弁ガイドと、
該弁ガイドと前記軸支ガイドとの間に拡張付勢力をもって配置したバネ手段と、からなり、
前記リードスクリューの先端部は、前記出力軸線上で可能な限り小さい面積をもって前記軸支ガイドの軸支受部と当接してなることを特徴とする弁体駆動機構。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記該リードスクリューのスクリュー部の一部と係合して前記キャリッジを出力軸線上に沿って直線移動させる直動送り部が、
前記リードスクリューと前記キャリッジとの螺合であることを特徴とする請求項１記載の弁体駆動機構。
【請求項３】
前記該リードスクリューのスクリュー部の一部と係合して前記キャリッジを出力軸線上を直線移動させる直動送り部が、
前記スクリュー部の螺旋溝を倣い移動する凸状部を前記キャリッジの内側に形成したことを特徴とする請求項１記載の弁体駆動機構。
【請求項４】
前記電動モータの出力軸と直接トルク伝達可能な連結が、
一端側を非円形断面形に形成した前記リードスクリューの軸支ロッドの、前記出力軸への嵌入であることを特徴とする請求項１記載の弁体駆動機構。
【請求項５】
前記リードスクリューの先端部と前記軸支受部との当接において、
球体を介在させたことを特徴とする請求項１記載の弁体駆動機構。
【請求項６】
前記リードスクリューの先端部と前記軸支受部との当接において、
いずれか一方の面、または両方の面に、切頭円錐台状、切頭多角錐台状、半球状、または漸次縮径の山形状に形成して行うことを特徴とする請求項１記載の弁体駆動機構。
【請求項７】
前記リードスクリューの構成において、
前記電動モータの出力軸からリードスクリューの先端部を非貫通の状態で、金属製シャフトを出力軸線上に内在させたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の弁体駆動機構。
【請求項８】
請求項７記載のリードスクリューの電動モータ出力軸への結合が、
スクリュー部の出力軸側の端部に一体形成した外嵌部の前記出力軸への嵌合であることを特徴とする弁体駆動機構。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの回転出力を直動変換して、弁体を直線方向に進退移動させる弁体駆動機構に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、必要時にガス流通口を塞いで、ガス流通を遮断する弁体駆動機構は、電動モータの出力軸からの回転動力を直動変換機構によって、弁体を直線方向に進退移動させてガス流通口を閉塞及び開放する直動機構が知られている。
かかる弁体駆動機構としては、例えば、特許文献１として開示された発明がある。
【０００３】
この開示発明は、直動送り部の摩擦負荷を低減するため、金属材を用いて寸法精度を高く設定したリードスクリューを用いている。また、金属製リードスクリューの回転軸の軸芯を維持するとともに、軸方向の荷重による摩擦負荷を低減するために高価なボールベアリングを用いる必要があった。
一方、上記難点に鑑みてボールベアリングを廃止するとともに、リードスクリューの外周側を樹脂材で形成した発明が、特許文献２として開示されている。
【０００４】
これは金属製の丸棒をシャフトとして用い、その外周側に樹脂材でスクリュー部を配設する構成を採っている。その外周側の樹脂層を含めて、またはシャフトのみをロータ軸に貫通させて回転力（トルク）を伝達するものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００５－２３３２０３
特開２０１４－１９０４５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の開示発明の構成では、リードスクリューを高精度の寸法で加工するとともに摩擦抵抗は低いが高価な金属製のものが使用されている。
【０００７】
加えて、リードスクリューの軸受部の摩擦損失を低減するため、可能な限り摩擦係数の低い部材が使用されている。特に、弁体の動作時には、回転軸方向にも負荷が掛かるため、弁体側の軸受はスラスト荷重（回転軸方向の荷重）による摩擦も低減する必要がある。そのため、従来例ではボールベアリングが使用されていた。精度の高い金属製リードスクリューや高価なボールベアリングを用いる必要があるため、製造コストの低減に課題があった。
【０００８】
一方、特許文献２の開示発明は、ボールベアリングを廃止して樹脂製のリードスクリューを使用したものであるが、樹脂材で形成した場合は、回転軸の芯振れを無くするため、金属製より大径で太く成形する必要があった。また、樹脂材であるため金属材に比べて摩擦係数が大きいため、螺合により摩擦負荷が大きくなるという課題があった。
【０００９】
そこで、本願にかかる発明（以下「本発明」）は、これらの課題に着目しその解決を目的とするものであり、リードスクリューを樹脂製として価格低減を図るとともに、リードスクリューを両端部で軸支して、摩擦負荷の低減を確保しつつ回転軸芯の維持を可能とした弁体駆動装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、電動モータの回転出力を直動変換して、弁体を直線進退移動させることによってガス流通口を閉塞及び開放する弁体駆動装置において、
前記電動モータの出力軸と直接トルク伝達可能に連結した樹脂製のリードスクリューと、
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許