JPH112353A - 双方向流体弁モータ用アウターブッシュ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス緊急遮断装置などの流体遮断装置に適用
する双方向流体弁モータに用いられるアウターブッシュ
において、流体経路の開閉動作を支障なく行う。 【解決手段】 リードスクリュー１７を正逆方向に回転
自在に支持しうる本体３１を有し、この本体３１にスタ
ッド５を偏心させて一体に形設する。これにより、リー
ドスクリュー１７とスタッド５とは位置度が高まり、リ
ードスクリュー１７の回転運動を弁体２５の直線運動に
支障なく変換できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般家庭のガス供
給管路に設置されたガス緊急遮断装置その他の流体遮断
装置に適用するに好適なステッピングモータ等の双方向
流体弁モータに用いられるアウターブッシュに関し、さ
らに詳しくは、流体経路上に形成された弁座に対して弁
体を移動（前進または後退）させることによって流体経
路の開閉動作を行う弁機構に適用しうる双方向流体弁モ
ータに用いられるアウターブッシュに関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の流体遮断装置の一例を示す
断面図である。

【０００３】従来この種の流体遮断装置としては、例え
ば特開平５−７１６５５号公報に開示されているよう
に、双方向流体弁モータによるリードスクリューの回転
運動を弁体の直線運動に変換する機構を具備したものが
多用されている。

【０００４】この流体遮断装置では、図９に示すよう
に、ロータ１６と一体化されたリードスクリュー１７が
すべり軸受１４、３４を介して回転自在に支持されてお
り、リードスクリュー１７の先端に弁体２５がスプリン
グ３３によって常に前方、すなわち弁座２６側に付勢さ
れた形で取り付けられている。そして、地震発生時など
の異常時には、外部入力（通常は電池）によってステー
タ４の各マグネットワイヤ９に通電してロータ１６を正
回転させると、リードスクリュー１７が正方向に回転
し、弁体２５がリードスクリュー１７側から弁座２６側
に前進して弁座２６に当接することにより、流体経路を
閉塞して流体を遮断する。また、これを復元するときに
は、外部入力によってリードスクリュー１７を逆方向に
回転させ、弁体２５を弁座２６側からリードスクリュー
１７側に後退させ、流体経路を開放して流体の供給を再
開する。

【０００５】この際、リードスクリュー１７の回転運動
を弁体２５の直線運動に変換するため、フランジ３８に
スタッド３９を偏心させて取り付けていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、フランジ３８
に対するすべり軸受１４、３４の位置関係がずれた場合
には、リードスクリュー１７の回転軸に対してスタッド
３９が位置ずれを生じ、両部品の位置度が低下するた
め、リードスクリュー１７の回転運動を弁体２５の直線
運動に変換する動作、ひいては流体経路の開閉動作に支
障を来す恐れがあった。

【０００７】また、リードスクリュー１７の回転動作を
円滑にするため、すべり軸受１４、３４との摺動面に潤
滑剤を塗布しているが、この種の流体遮断装置は、流体
を遮断する必要のある異常時に限ってリードスクリュー
１７が回転し、使用期間の大半はリードスクリュー１７
が回転しない状態が長く続くことから、潤滑剤の性能が
経時的に劣化してしまう。それに伴って、リードスクリ
ュー１７の回転摩擦力が増大してトルク損失が大きくな
り、そのためリードスクリュー１７が円滑に回転しなく
なるという不都合があった。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑み、流体経路の開
閉動作を支障なく行うことができるとともに、リードス
クリューの円滑な回転を長期にわたって持続させること
が可能な双方向流体弁モータ用アウターブッシュを提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、リ
ードスクリュー（１７）の回転運動を弁体（２５）の直
線運動に変換する双方向流体弁モータ（１）に用いられ
るアウターブッシュ（３）であって、前記リードスクリ
ューを正逆方向に回転自在に支持しうる本体（３１）を
有し、この本体にスタッド（５）を偏心させて一体に形
設するようにして構成される。

【００１０】また、上記本体（３１）に自己潤滑性を付
与するようにして構成される。

【００１１】また、上記本体（３１）およびスタッド
（５）の材質が合成樹脂であるようにして構成される。

【００１２】なお、括弧内の番号等は図面における対応
する要素を表わす便宜的なものであり、従って、本発明
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。このこ
とは「特許請求の範囲」の欄についても同様である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１４】図１は本発明が適用された双方向流体弁モ
ータの第１の実施形態を示す断面図、図２は図１に示す
双方向流体弁モータの右側面図、図３は本発明が適用さ
れた双方向流体弁モータの第２の実施形態を示す断面
図、図４は本発明が適用された双方向流体弁モータの第
３の実施形態を示す断面図、図５は図４に示す双方向流
体弁モータの左側面図、図６は本発明が適用された双方
向流体弁モータの第４の実施形態を示す断面図、図７は
図１に示す双方向流体弁モータのシールド構造の別の例
を示す拡大断面図、図８は図１に示す双方向流体弁モー
タのシールド構造のさらに別の例を示す拡大断面図であ
る。

【００１５】本発明が適用された双方向流体弁モータ１
は、図１および図２に示すように、鍔付きカップ状のケ
ーシング６を有しており、ケーシング６の外周にはステ
ータ４が装着されている。このステータ４は２個のコイ
ル状のマグネットワイヤ９を具備しており、各マグネッ
トワイヤ９にはそれぞれ外ヨーク１０および内ヨーク１
１が周設されている。また、ケーシング６の開口部に
は、自己潤滑性のある合成樹脂（例えば、ポリアセター
ル等）を一体成型したアウターブッシュ３が内接する形
で嵌着されており、このアウターブッシュ３は本体３１
およびスタッド５から構成されている。すなわち、アウ
ターブッシュ３は鍔付きカップ状の本体３１を有してお
り、本体３１の円形底面の中心から偏心した部位にはス
タッド５が前方（図１左方）に突出する形で一体に形設
されている。一方、ケーシング６内には、自己潤滑性の
ある合成樹脂（例えば、ポリアセタール等）からなるイ
ンナーブッシュ１２が挿設されている。

【００１６】また、アウターブッシュ３およびインナー
ブッシュ１２にはリードスクリュー１７がその先端をア
ウターブッシュ３より前方に突出させた状態で正逆方向
に回転自在に支持されており、リードスクリュー１７の
先端には雄ネジ部１７ａが形成されている。リードスク
リュー１７には、マグネットコア１５を樹脂１３でモー
ルドしたロータ１６がステータ４の内側に対向する形で
取り付けられており、ロータ１６とアウターブッシュ３
との間にはスラスト荷重用ころがり軸受としてスラスト
玉軸受１８が介挿されている。さらに、ロータ１６とイ
ンナーブッシュ１２との間には螺旋バネ３０がその前後
に位置する２枚のワッシャ２２、２３に挟まれた形で介
挿されている。

【００１７】また、アウターブッシュ３の外周には円盤
状の段付きフランジ２が嵌合しているとともに、ケーシ
ング６の外周には円環状の平板フランジ７が嵌合してお
り、これら段付きフランジ２および平板フランジ７は互
いに固着されて、アウターブッシュ３の鍔部とケーシン
グ６の鍔部を同時に挟み込んでいる。さらに、段付きフ
ランジ２と平板フランジ７との間には、弾性のある合成
樹脂からなる断面円形のシールドリング８が弾性シール
部材として前後方向（図１左右方向）に押圧された状態
で組み付けられている。

【００１８】ところで、この双方向流体弁モータ１は次
のようにして簡単に組み立てることができる。なお、こ
の組立作業は軸方向が上下方向（鉛直方向）に一致する
ようにして行う。

【００１９】まず、アウターブッシュ３内にスラスト玉
軸受１８を載置し、リードスクリュー１７を取り付けた
ロータ１６をリードスクリュー１７の雄ネジ部１７ａが
アウターブッシュ３より突出するようにスラスト玉軸受
１８に載置する。その後、ロータ１６上にワッシャ２
２、螺旋バネ３０、ワッシャ２３を順に載置する。次い
で、前記組立品を予めインナーブッシュ１２を挿設して
おいたケーシング６内に挿設し、ロータ組立品を完成さ
せる。

【００２０】一方、平板フランジ７を予め取り付けてお
いた外ヨーク１０および他の外ヨーク１０にそれぞれコ
イル組立品（マグネットワイヤ９とコイルボビンなどか
らなるもの）を挿設し、この挿設品に内ヨーク１１を嵌
着し、内ヨーク１１同士が背中合わせになるように嵌着
（溶接など）し、ステータ４を完成させる。

【００２１】最後に、ステータ４にロータ組立品を装着
し、ケーシング６の鍔部にシールドリング８を載置し、
次に段付きフランジ２を載置し、平板フランジ７と段付
きフランジ２を固定すれば、双方向流体弁モータ１が出
来上がる。

【００２２】このように、双方向流体弁モータ１はその
構成部品を単一の方向（軸方向）に組み付けていくだけ
で組立が完了し、しかも、これをロータ１６を中心とし
たロータ部組立作業とマグネットワイヤ９を中心とした
ステータ部組立作業とに分け、これらの組立作業を同時
に並行して進めることにより、組立に要する時間を大幅
に短縮できることから、双方向流体弁モータ１の生産効
率を高めることができるとともに、その組立精度ひいて
は品質を改善することが可能となる。

【００２３】本発明が適用された双方向流体弁モータ１
は以上のような構成を有するので、この双方向流体弁モ
ータ１をガス緊急遮断装置などの流体遮断装置に適用す
るには次の手順による。

【００２４】まず、図１に示すように、双方向流体弁モ
ータ１に弁体２５を螺着し、これを流体遮断装置の筺体
２７の所定位置に取り付ける。すると弁体２５は、筺体
２７に形成された弁座２６に対して所定の間隔をおいて
対向するように位置決めされる。そして、正常時におい
ては弁座２６と弁体２５との隙間を通ってガス等の流体
が供給される。この際、段付きフランジ２と平板フラン
ジ７との間にはシールドリング８が設けられているの
で、流体シールド性は高く、流体が段付きフランジ２と
平板フランジ７との隙間を通って外部に漏出してしまう
ことはない。

【００２５】ところで、地震発生時などの異常時に流体
を緊急遮断する際には、ステータ４の各マグネットワイ
ヤ９に通電してロータ１６を正回転させる。すると、ロ
ータ１６に同期してリードスクリュー１７が正方向に回
転し、その回転力が弁体２５に伝達されるが、弁体２５
はスタッド５によって回転を拘束されているので、軸方
向に沿ってリードスクリュー１７から離れる方向（図１
左向き）、すなわち弁座２６側に前進する。そして、弁
体２５が弁座２６に当接したところで、流体経路が閉塞
されて流体が遮断される。さらにロータ１６を正回転さ
せると、弁体２５が弁座２６に当接しているので、弁体
２５は固定されたままでリードスクリュー１７およびロ
ータ１６が後退し、螺旋バネ３０が縮む。その結果、螺
旋バネ３０がロータ１６およびリードスクリュー１７を
介して弁体２５を弁座２６側に弾性的に押圧する。

【００２６】ここで、流体遮断装置の使用期間の大半を
占める正常時には、弁体２５を弁座２６側に押圧する螺
旋バネ３０は自然長に近い状態であり、螺旋バネ３０の
弾性力が経時的に低下することはほとんどなく、また異
常時に流体を遮断したときには、ロータ１６が後退する
ほど螺旋バネ３０の弾性力が強大になり、弁体２５は弁
座２６に強く圧接された状態となるので、信頼性の高い
遮断を実現することが可能となる。

【００２７】また、こうして閉塞された流体経路を開放
して流体の供給を再開する際には、ステータ４の各マグ
ネットワイヤ９に通電してロータ１６を逆回転させる。
すると、ロータ１６に同期してリードスクリュー１７が
逆方向に回転し、その回転力が弁体２５に伝達される
が、弁体２５はスタッド５によって回転を拘束されてい
るので、軸方向に沿って弁座２６から離れる方向（図１
右向き）、すなわちリードスクリュー１７側に後退す
る。その結果、弁座２６と弁体２５との間に隙間がで
き、再度この隙間を通って流体が供給されるようにな
る。

【００２８】この際、ロータ１６とアウターブッシュ３
との間にはスラスト玉軸受１８が介挿されているので、
ロータ１６とアウターブッシュ３との間で発生する軸方
向の荷重をスラスト玉軸受１８によってころがりで受
け、トルク損失を大幅に軽減することができる。その結
果、双方向流体弁モータ１の出力トルクを弁体２５の後
退動作に効率よく変換できることから、たとえ弁体２５
が弁座２６に貼り付いていても弁体２５を円滑に後退さ
せることが可能となり、復元不能になる事態を回避する
ことができる。

【００２９】また、アウターブッシュ３のスタッド５は
本体３１と一体に形設されているので、リードスクリュ
ー１７とスタッド５とは位置度が高まり、リードスクリ
ュー１７の回転軸に対してスタッド５が位置ずれを生じ
ることはない。その結果、リードスクリュー１７の回転
運動を弁体２５の直線運動に支障なく変換することがで
き、従って流体経路の開閉動作を支障なく実施すること
が可能となる。

【００３０】さらに、アウターブッシュ３およびインナ
ーブッシュ１２は自己潤滑性を有しているので、潤滑剤
を塗布しなくてもリードスクリュー１７の円滑な回転を
長期にわたって持続させることができる。

【００３１】なお、上述の実施形態においては、ロータ
１６とアウターブッシュ３との間にのみスラスト玉軸受
１８を介挿した双方向流体弁モータ１について説明した
が、図３に示すように、ロータ１６とインナーブッシュ
１２（螺旋バネ３０）との間にもスラスト玉軸受２４を
介挿するようにしてもよい。このようにすれば、ロータ
１６とインナーブッシュ１２（螺旋バネ３０）との間で
発生する軸方向の荷重をスラスト玉軸受２４によってこ
ろがりで受け、トルク損失を大幅に軽減できるため、ロ
ータ１６がインナーブッシュ１２側に後退している場合
（例えば、弁体２５を前進させたとき電気的制御の不都
合などによってリードスクリュー１７が後方に押しやら
れた状態になっている場合）でも、ロータ１６の回転ひ
いては弁体２５の移動を円滑に実施することができる。

【００３２】また、上述の実施形態においては、スラス
ト荷重用ころがり軸受としてスラスト玉軸受１８、２４
を用いた双方向流体弁モータ１について説明したが、図
４および図５または図６に示すように、２枚のワッシャ
２０、２１間に６個の鋼球、合成樹脂球などのボール１
９を円周上に配置して転動自在に保持し、これをスラス
ト荷重用ころがり軸受として採用することもできる。こ
のようにすれば、高価なスラスト玉軸受１８、２４が不
要となるので、材料コストを低減することができる。ま
た、ボール１９の前後両側にはワッシャ２０、２１が存
在するので、ボール１９がアウターブッシュ３や樹脂１
３にめり込む事態は発生せず、ボール１９のめり込みに
よる双方向流体弁モータ１のトルク損失を防ぐことが可
能となる。

【００３３】さらに、上述の実施形態においては、段付
きフランジ２と平板フランジ７との間に１個の断面円形
のシールドリング８を組み付けた双方向流体弁モータ１
について説明したが、シールドリング８の個数や形状は
これに限るわけではない。例えば、図７に示すように、
２個のシールドリング８を同心円上に配置して組み付け
ることにより、流体シールド性を一層向上させることも
できる。或いはまた、図８に示すように、断面瓢箪形の
シールドリング２８を採用することにより、２個の断面
円形のシールドリング８と同程度の流体シールド性を単
一部品で発揮させることも可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リードスクリュー１７の回転運動を弁体２５の直線運動
に変換する双方向流体弁モータ１に用いられるアウター
ブッシュ３であって、前記リードスクリュー１７を正逆
方向に回転自在に支持しうる本体３１を有し、この本体
３１にスタッド５を偏心させて一体に形設するようにし
て構成したので、リードスクリュー１７とスタッド５と
は位置度が高まり、リードスクリュー１７の回転運動を
弁体２５の直線運動に支障なく変換することができる。
その結果、流体経路の開閉動作を支障なく実施すること
が可能となり、双方向流体弁モータ１の信頼性が向上す
る。

【００３５】また、上記本体３１に自己潤滑性を付与す
るようにして構成したので、潤滑剤を塗布しなくてもリ
ードスクリュー１７の円滑な回転を長期にわたって持続
させることができ、双方向流体弁モータ１の信頼性が一
層向上する。

【００３６】また、上記本体３１およびスタッド５の材
質が合成樹脂であるようにして構成したので、潤滑剤を
塗布しなくてもリードスクリュー１７の円滑な回転を長
期にわたって持続させることができ、双方向流体弁モー
タ１の信頼性が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された双方向流体弁モータの第１
の実施形態を示す断面図である。

【図２】図１に示す双方向流体弁モータの右側面図であ
る。

【図３】本発明が適用された双方向流体弁モータの第２
の実施形態を示す断面図である。

【図４】本発明が適用された双方向流体弁モータの第３
の実施形態を示す断面図である。

【図５】図４に示す双方向流体弁モータの左側面図であ
る。

【図６】本発明が適用された双方向流体弁モータの第４
の実施形態を示す断面図である。

【図７】図１に示す双方向流体弁モータのシールド構造
の別の例を示す拡大断面図である。

【図８】図１に示す双方向流体弁モータのシールド構造
のさらに別の例を示す拡大断面図である。

【図９】従来の流体遮断装置の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１……双方向流体弁モータ ３……アウターブッシュ ５……スタッド １７……リードスクリュー ２５……弁体 ３１……本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢田 信治 愛知県名古屋市中区錦二丁目２番13号 リ コーエレメックス株式会社内 (72)発明者 小川 睦広 愛知県名古屋市中区錦二丁目２番13号 リ コーエレメックス株式会社内 (72)発明者 遠山 和久 愛知県名古屋市中区錦二丁目２番13号 リ コーエレメックス株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リードスクリュー（１７）の回転運動を
   弁体（２５）の直線運動に変換する双方向流体弁モータ
   （１）に用いられるアウターブッシュ（３）であって、 前記リードスクリューを正逆方向に回転自在に支持しう
   る本体（３１）を有し、 この本体にスタッド（５）を偏心させて一体に形設した
   ことを特徴とする双方向流体弁モータ用アウターブッシ
   ュ。
2. 【請求項２】 本体（３１）に自己潤滑性を付与したこ
   とを特徴とする請求項１に記載の双方向流体弁モータ用
   アウターブッシュ。
3. 【請求項３】 本体（３１）およびスタッド（５）の材
   質が合成樹脂であることを特徴とする請求項１または請
   求項２に記載の双方向流体弁モータ用アウターブッシ
   ュ。