特開 2023-147013 回転ツマミ用シャフト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023147013

(43)【公開日】2023-10-12

(54)【発明の名称】回転ツマミ用シャフト

(51)【国際特許分類】

   G05G 1/12 20060101AFI20231004BHJP

   G05G 1/08 20060101ALI20231004BHJP

【ＦＩ】

G05G1/12 B

G05G1/08 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022054518

(22)【出願日】2022-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000129231

【氏名又は名称】株式会社ガスター

(74)【代理人】

【識別番号】100121599

【弁理士】

【氏名又は名称】長石 富夫

(72)【発明者】

【氏名】大垣 健

(72)【発明者】

【氏名】竹内 直和

【テーマコード（参考）】

3J070

【Ｆターム（参考）】

3J070AA14

3J070BA13

3J070BA66

3J070BA74

3J070CB12

3J070CB16

3J070CB22

3J070DA51

(57)【要約】

【課題】Ｄ型の軸穴を持つ回転つまみに対応した材料費、加工費を抑えたシャフトを提供する。
【解決手段】軸穴の径方向断面の内側形状が円の一部を弦としたＤ型形状の回転つまみの軸穴への挿入に対応したシャフト３０であって、軸穴より大きい径の円筒パイプの一端部の径方向断面形状が、１回のプレス成型により、軸穴の弧の部分に対応する円弧部３２と、円弧部の途中にあって該円弧部にバネ性を与える凹部３３と、回転つまみの軸穴に挿入された際に、Ｄ型軸穴の弦の部分に接する箇所となる接触部３４と、円弧部の内側に曲げ込まれた曲げ込み部３５と、を備えた形状にされている。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸穴の径方向断面の内側形状が円の一部を弦とした形状の回転つまみの前記軸穴への挿入に対応したシャフトであって、
前記軸穴より大きい径の円筒パイプの一端部の径方向断面形状が、
軸穴の弧の部分に対応するように縮径された円弧部と、
前記円弧部の途中にあって前記円弧部にバネ性を与える凹部と、
前記軸穴に挿入された際に前記弦に接する箇所となる接触部と、
前記円弧部の内側に曲げ込まれた曲げ込み部と、
を備えた形状にされている
ことを特徴とするシャフト。

【請求項2】

前記曲げ込み部は、前記円弧部の内側から前記凹部に当接する当接部を有し、
前記当接部は、前記凹部が嵌る窪みを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のシャフト。

【請求項3】

前記凹部は楔形であり、
前記窪みは、楔形の前記凹部に対応した楔形を成している
ことを特徴とする請求項２に記載のシャフト。

【請求項4】

前記接触部は、前記径方向断面において、前記軸穴の弦の部分に線状に接する形状である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のシャフト。

【請求項5】

前記接触部は、前記径方向断面において前記軸穴の弦の部分の両端部で接する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のシャフト。

【請求項6】

他端は、先端に直径方向のスリットを備えた回転軸を外嵌すると共に内側へ突起して外周側から前記スリットに嵌り込む内突起を備えた形状にされている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載のシャフト。

【請求項7】

前記一端部の前記径方向断面における前記接触部の位置を認識可能なマークを前記他端に設けた
ことを特徴とする請求項６に記載のシャフト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転ツマミの軸穴に挿入されるシャフトに関する。

【背景技術】

【0002】

図１１に示すように、バランス型風呂釜１００においては、点火やガス量を調整するためのガスコック１０１や水機構部等は装置本体内の下部に設けられており、これを利用者が操作するための回転つまみ１０２は、装置本体の上面に露出して設けてある。装置本体内の下部に設けられたガスコック１０１等の上部には上方へ数ｃｍ突出した操作軸１０３が設けてあり、この操作軸１０３と回転つまみ１０２は、５０ｃｍ弱ほどの長さの連結シャフト１０４を介して接続されている。

【0003】

図１２はバランス型風呂釜１００の回転つまみ１０２の一例を示している。回転つまみ１０２は、所謂、Ｄ型の軸穴１０２ａ（軸穴の径方向断面の内側形状が円の一部を弦とした形状）を有し、樹脂で形成されている。また、連結シャフト１０４には、アルミニウムの無垢の円柱棒材が使用される。

【0004】

図１３に示すように、連結シャフト１０４の先端は、回転つまみのＤ型の軸穴１０２ａに対応するようにＤ型にカットされ、さらにその先端を２つに割るスリット１０４ａを入れた後、該スリット１０４ａをやや押し広げるといった加工が施される。回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａに、連結シャフト１０４の先端を密に挿入するとスリット１０４ａの幅がやや狭められ、その反発力で回転つまみ１０２の抜けが防止される。

【0005】

回転つまみ１０２を点火位置に回す際には、大きなトルクを要すると共にガスコック１０１の操作軸１０３が点火位置を越える際にトルクが急変して衝撃もあるので、連結シャフト１０４はこれに耐える強度を要する。

【0006】

ところで、回転つまみには、軸穴の径方向断面の内側形状が、円の一部を弦としたＤ型のもののほかに、図１４に示すような、軸穴１０５ａの内面にギザギザ（平目ローレット）を有するタイプなどがある。このタイプの回転つまみ１０５は、たとえば、微調整を要するオーディオ機器の音量調整等に使用される。図１５に一例を示すように、オーディオ機器の音量調整等に使用されるボリューム抵抗器１０６の回転軸１０６ａは、周面にギザギザが設けてあり、かつ、その先端を２つに割るスリット１０６ｂを備えている。

【0007】

回転つまみ１０５の軸穴１０５ａ側のギザギザとボリューム抵抗器１０６の回転軸１０６ａ側のギザギザとの嵌合により、ボリューム抵抗器１０６の回転軸１０６ａと回転つまみ１０５との回転方向のずれが防止される。また、回転つまみ１０５の軸穴１０５ａの中にボリューム抵抗器１０６の回転軸１０６ａを嵌め込む際に回転軸１０６ａのスリット１０６ｂの幅が少し狭められ、その反発力で回転つまみ１０５の抜けが防止される。

【0008】

Ｄ型の回転軸に対応した回転つまみには軸穴の径方向断面の内側形状を円形とし、外周から中心に向けて止めネジを差し込む構造のものがある(図１６参照)。回転つまみ１０７の外周から中心に向けて止めネジ１０８をねじ込むと、止めネジ１０８の先端がＤ型回転軸１０９の平坦面に当接することで、回転つまみの抜けと回転方向の位置ずれが防止される。このタイプの回転つまみでは、止めネジ１０８を支える部分に大きな力が掛かるので、回転つまみ全体を金属製としたり(同図（ａ）)、同図（ｂ）に示すように止めネジの周囲部分にインサート金具１０７ｂを設けたりしていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平１１－１１１１１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

バランス型風呂釜で使用されている連結シャフト１０４は、アルミニウム無垢の棒材に、Ｄカットおよびスリットを設け、さらに、そのスリットの幅を広げるといった加工を要するので、強度等の要求される条件を満たしつつ、材料費、加工費を抑えた連結シャフトが望まれる。

【0011】

また、バランス型風呂釜では、点火用の回転つまみを回す際に比較的大きな力を要するため、操作者の手首への負担が大きく、この負担を軽減することも望まれる。

【0012】

さらに、図１３、図１５に例示したように、回転つまみの抜けを防止するために、スリットからの反発力を利用する場合、スリットからの反発力が、回転つまみを回していないとき（回転つまみを使用しないとき）にも常に軸穴に加わり続けるので、たとえば１０年等の長期間が経過すると、たとえば、ＡＢＳ樹脂製の回転つまみにあっては、応力割れが生じるといった問題があった。一方、回転つまみの素材を応力割れし難いフェノール樹脂としたり、図１６に示すような全体あるいは一部を金属にしたりすると、回転つまみのコスト高となる。

【0013】

本発明は、上記の問題を解決するために成されたものであり、Ｄ型の軸穴を持つ回転つまみに対応した材料費、加工費を抑えたシャフトを提供することを目的としている。また、回転開始時の手首への負担を軽減できることを第２の目的、回転つまみの応力割れを防ぐことを第３の目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0014】

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

【0015】

［１］軸穴の径方向断面の内側形状が円の一部を弦とした形状の回転つまみの前記軸穴への挿入に対応したシャフトであって、
前記軸穴より大きい径の円筒パイプの一端部の径方向断面形状が、
軸穴の弧の部分に対応するように縮径された円弧部と、
前記円弧部の途中にあって前記円弧部にバネ性を与える凹部と、
前記軸穴に挿入された際に前記弦に接する箇所となる接触部と、
前記円弧部の内側に曲げ込まれた曲げ込み部と、
を備えた形状にされている
ことを特徴とするシャフト。

【0016】

上記発明では、軸穴への挿入や回転つまみの回転によって軸穴から受ける力で凹部が弾性変形し、その復元力で円弧部が軸穴に押圧されることで、シャフトの抜け落ちが防止される。また、一端部は、円筒パイプにプレス成型を施すことで容易に作成可能な形状となっている。

【0017】

［２］前記曲げ込み部は、前記円弧部の内側から前記凹部に当接する当接部を有し、
前記当接部は、前記凹部が嵌る窪みを有する
ことを特徴とする［１］に記載のシャフト。

【0018】

上記発明では、曲げ込み部の当接部の窪みに凹部が嵌り込んだ状態で曲げ込み部が凹部を円弧部の内側から支える。これにより、回転つまみの回転により大きな応力が円弧部にかかっても、当接部の窪みと凹部との係合により凹部が位置ズレせず、それに伴い円弧部も変形し難くなるので、シャフトの強度が増す。

【0019】

［３］前記凹部は楔形であり、
前記窪みは、楔形の前記凹部に対応した楔形を成している
ことを特徴とする［２］に記載のシャフト。

【0020】

上記発明では、凹部を楔形とし、かつ、当接部側の窪みを楔形とすることで、たとえば、これらを丸みのある形状とする場合に比べて、凹部の位置ズレをより確実に防ぐことができる。

【0021】

［４］前記接触部は、前記径方向断面において、前記軸穴の弦の部分に線状に接する形状である
ことを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか１つに記載のシャフト。

【0022】

上記発明では、径方向断面において、接触部が軸穴の弦の部分に線状に接する（軸方向を加えた３次元では接触部が軸穴の平坦部に面で接する）ので、回転つまみを強い力で回した場合にも変形が生じ難い。

【0023】

［５］前記接触部は、前記径方向断面において前記軸穴の弦の部分の両端部で接する
ことを特徴とする［４］に記載のシャフト。

【0024】

上記発明では、回転つまみを、左右いずれに回したときも、接触部が、径方向断面において軸穴の弦の部分に接して力を受けることができる。

【0025】

［６］他端は、先端に直径方向のスリットを備えた回転軸を外嵌すると共に内側へ突起して外周側から前記スリットに嵌り込む内突起を備えた形状にされている
ことを特徴とする［１］乃至［５］のいずれか１つに記載のシャフト。

【0026】

上記発明では、他端は、円筒パイプにプレス成型を施すことで容易に作成可能な形状であると共に、先端に直径方向のスリットを備えた回転軸への接続が容易（向きの調整等が容易）な形状となっている。

【0027】

［７］前記一端部の前記径方向断面における前記接触部の位置を認識可能なマークを前記他端に設けた
ことを特徴とする［６］に記載のシャフト。

【0028】

上記発明では、他端に設けたマークを頼りに、一端部側の向きを確認することができる。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、材料費、加工費を抑えつつ、Ｄ型の軸穴を持つ回転つまみに対応したシャフトを提供することができる。また、回転開始時の手首への負担を軽減できる。また、長期の使用においても回転つまみの応力割れを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る連結シャフトを示す図である。

【図2】連結シャフトの図１におけるA-A断面図である。

【図3】連結シャフトの第１端部を回転つまみのＤ型の軸穴に挿入した状態を示す図である。

【図4】従来の連結シャフトとバランス型風呂釜のガスコックの操作軸との接続を示す説明図である。

【図5】連結シャフトの第２端部の図１におけるB-B断面図である。

【図6】本発明の第１の実施の形態に係る連結シャフトの第２端部の図１におけるC-C断面図である。

【図7】連結シャフトの第２端部と、バランス型風呂釜のガスコックの操作軸との接続を示す説明図である。

【図8】本発明の第２の実施の形態に係る連結シャフトの第１端部とその近傍の部分を示す正面図である。

【図9】連結シャフトの図８におけるA-A断面図である。

【図10】連結シャフトの第１端部を回転つまみのＤ型の軸穴に挿入した状態を示す図である。

【図11】バランス型風呂釜の内部を示す図である。

【図12】バランス型風呂釜で使用される回転つまみの一例を示す図である。

【図13】従来の連結シャフトの回転つまみの軸穴に挿入される側の端部を示す図である。

【図14】回転つまみの他の一例を示す図である。

【図15】オーディオ機器の音量調整等に使用されるボリューム抵抗器の一例を示す図である。

【図16】外周から中心に向けて止めネジを差し込む構造の回転つまみを例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

【0032】

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る連結シャフト１０を示す図である。同図（ａ）は連結シャフト１０の正面図、同図（ｂ）は連結シャフト１０の底面図である。図２は連結シャフト１０の図１におけるA-A断面図である。なお、図１に対して図２では縮尺を拡大してある。

【0033】

連結シャフト１０は、図１１に示すバランス型風呂釜１００において従来使用されていた連結シャフト１０４に代えて使用されるシャフトである。連結シャフト１０は、ステンレス製の円筒パイプ（直径１０ｍｍ）の両端部をそれぞれ１回のプレス加工（ワンストロークのプレス加工）をして形成されている。

【0034】

連結シャフト１０のうち、図２に示す側の端部（第１端部１１とする）は、バランス型風呂釜１００の回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａに挿入される。ここでは、回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａの直径は８ｍｍであり、連結シャフト１０の第１端部１１は、プレス加工により、直径１０ｍｍから８ｍｍに縮径されながら図２に示す断面形状にされる。図２では連結シャフト１０の両端部以外の部分（プレス加工されていない部分）の外形を二点鎖線で示してある。

【0035】

図３は、連結シャフト１０の第１端部１１を回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａに挿入した状態を示す説明図である。軸穴１０２ａは破線で示してある。

【0036】

連結シャフト１０の第１端部１１の径方向断面形状は、回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａの弧の部分に対応する（軸穴の内側に丁度嵌る）ように縮径された円弧状の円弧部１２と、円弧部１２の途中にあって円弧部１２にバネ性を与える凹部１３と、当該連結シャフト１０の第１端部１１が回転つまみ１０２の軸穴１０２ａに挿入された際に、該軸穴１０２ａの弦の部分に接する箇所となる接触部１４と、円弧部１２の内側に曲げ込まれた曲げ込み部１５とを備えた形状となっている。第１端部１１は、円筒パイプにプレス成型を施すことで容易に作成可能な形状となっている。

【0037】

凹部１３は、この例ではＵの字状に凹んだ形状を成しており、円弧部１２の丁度、中央位置に１つ設けてある。なお、凹部１３を複数設ける構成でもよい。たとえば、円弧部１２の弧の部分を三等分するように２つの凹部１３を設けてもよい。凹部１３の凹みの形状はＵ字状に限定されず、半円状、Ｖ字状、Ｗ字状などでもよい。

【0038】

この例では、接触部１４は、Ｄ型の軸穴１０２ａの弦の部分の両端部に対応する２箇所（１４ａ、１４ｂ）にある。両端に設けることで、回転つまみを左右いずれに回したときにも、接触部１４が、径方向断面における軸穴の弦の部分と接触して力を受けることができる。接触部１４は、３箇所以上としてもよい。

【0039】

曲げ込み部１５は、連結シャフト１０の一周から円弧部１２、凹部１３、接触部１４に費やす部分以外の余りの部分に相当する。第１端部１１がＤ型の軸穴１０２ａ内側に収まるように、この余りの部分を円弧部１２の内側に曲げ込んである。この例では曲げ込み部１５は略Ｍの字型に曲げ込まれており、径方向断面において、回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａの弦の部分に点で接する（軸方向を加えた３次元では接触部は軸穴の平坦部に線で接する）形状にされているが、曲げ込み部１５の形状はこれに限定されるものではない。

【0040】

次に、連結シャフト１０の第１端部１１が果たす機能について説明する。

【0041】

連結シャフト１０の第１端部１１は、回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａに少しきつめに挿入されるサイズになっており、挿入されると、第１端部１１(特に円弧部１２)は、軸穴１０２ａの内面から縮径される方向の力を受ける。この力を受けて凹部１３が少し弾性変形し、その反発力により、連結シャフト１０の第１端部１１が回転つまみ１０２の軸穴１０２ａから抜け落ちることが防止される。なお、Ｍの字状に曲げ込まれた曲げ込み部１５も凹部１３と同様にバネ性を果たし、第１端部１１が回転つまみ１０２の軸穴１０２ａから抜け落ちることの防止に寄与する。

【0042】

回転つまみ１０２を、たとえば、図３の矢印Ｐ方向に回し始めると、Ｄ型の軸穴１０２ａの弦（軸方向を加えた３次元では平坦面）の部分に接触部１４(特に接触部１４ｂの部分)が押圧され、それに伴って接触部１４ｂ側の円弧部１２ｂには軸穴１０２ａの内面を押し付ける力と該内面に沿って凹部１３側へ向かう力が加わる。円弧部１２ｂが軸穴の内面に沿って凹部１３側へ向かう力は凹部１３が歪む（Ｕ字の幅が狭くなるように弾性変形する）ことで受け止められ、回し始めの当初は連結シャフト１０自体は回転しない。このように、回し始めの極初期には、回転つまみ１０２を回す力を、バネ性を持つ凹部１３が吸収するので、回転つまみ１０２を回す操作者の手首には、じんわりと力が加わり（トルクが少しずつ上がることになり）、手首への負担が軽減される。

【0043】

さらに回転つまみ１０２を矢印Ｐ方向に回すと、凹部１３が少し弾性変形した状態のまま、連結シャフト１０全体が回転つまみ１０２と共に回転する。回転つまみを回している間は、凹部１３の復元力により、円弧部１２が軸穴１０２ａの内面に押し付けられる。これにより、連結シャフト１０の第１端部１１が回転つまみ１０２の軸穴１０２ａの内面に食い付き、回転つまみの抜けがさらに強く防止される。

【0044】

このように、回転中は抜け落ち防止の力が強く作用するので、回転つまみ１０２を回していない待機時には、抜け落ち防止のために軸穴１０２ａに加える応力を小さくすることができる。すなわち、連結シャフト１０の第１端部１１のサイズは、回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａに少しきつめに挿入されるサイズになっていると先に説明したが、その「きつめ」の度合いを小さくすることができる。その結果、Ｄ型の軸穴１０２ａに常時かかる応力を小さくでき、長期の使用においても軸穴１０２ａ部分の応力割れを防ぐことができる。

【0045】

なお、応力割れを防ぐには、力が加わっている時間を短くすることが重要である。従来は、応力割れに耐えるために、回転つまみを、たとえば、フェノール樹脂で製作することを要したが、本発明に係る連結シャフト１０を使用すれば、回転つまみをＰＯＭのみならずＡＢＳ樹脂製とすることもできる。

【0046】

次に、連結シャフト１０の第１端部１１と反対側の端部（第２端部２１とする）について説明するが、それに先立ち、アルミニウム無垢の円柱棒材を加工して作成される従来の連結シャフト１０４とバランス型風呂釜１００のガスコック１０１の操作軸１０３との接続について、図４を参照して説明する。

【0047】

ガスコック１０１の操作軸１０３の基端部は円柱状をなし、先端部は、直径方向のスリット１０３ａを有しこのスリット１０３ａを挟んで対向する２つの立設片１０３ｂに分かれている。対向する２つの立設片１０３ｂには、これらを貫通して１本のピンを通すための貫通穴１０３ｃが設けてある。

【0048】

従来の連結シャフト１０４の下端部には、その底面の直径に対応する箇所から下方に向けて、操作軸１０３のスリット１０３ａに挿入される嵌合片１０４ｂが立設されている。嵌合片１０４ｂにも、ピンを通すための貫通穴１０４ｃが設けてある。

【0049】

嵌合片１０４ｂには、径方向に位置合わせして嵌合片１０４ｂを操作軸１０３のスリット１０３ａに連結シャフト１０４の下端部の底面が操作軸１０３に当接するまで挿入したときに操作軸１０３側の貫通穴１０３ｃと連通する位置に、ピンを通すための貫通穴１０４ｃが設けてある。

【0050】

連結シャフト１０４の下端部の嵌合片１０４ｂを操作軸１０３のスリット１０３ａに、下端部の底面が操作軸１０３に当接するまで挿入して径方向の位置合わせをすると、操作軸１０３側の貫通穴１０３ｃと嵌合片１０４ｂ側の貫通穴１０４ｃとの位置が一致して連通するので、作業者は、これらの貫通穴１０３ｃ、１０４ｃを貫くように割ピンを通して接続作業を完了する。

【0051】

なお、従来は、連結シャフト１０４の下端部を操作軸１０３に取り付ける際には、連結シャフト１０４の回転つまみ１０２が取り付けられる側の上端部の向き（図１３のＤカットされた部分の向き）が正しいか否かを、該上端部を目で見て確認していた。この確認作業は、バランス型風呂釜１００の装置本体内部の下部にある連結シャフト１０４の下端と、装置本体上部の操作パネルに設けた穴から上方へ突き出た連結シャフト１０４の上端とを見比べるという煩雑な作業であった。

【0052】

図５は、本発明に係る連結シャフト１０の第２端部２１の断面図（図１におけるB-B断面図）、図６は、連結シャフト１０の図１におけるC-C断面図である。なお、図１に対して図５、図６では縮尺を拡大してある。図７は、連結シャフト１０の第２端部２１と、バランス型風呂釜１００のガスコック１０１の操作軸１０３との接続を説明するための図である。

【0053】

プレス成型前の連結シャフト１０の内径（約１０ｍｍ）は、操作軸１０３の直径（約８ｍｍ）より大きい。この連結シャフト１０の端部をプレス成型することで、バランス型風呂釜１００のガスコック１０１の操作軸１０３に丁度、外嵌する図５等に示す形状の第２端部２１を形成する。

【0054】

詳細には、第２端部２１の径方向断面の形状は、操作軸１０３を丁度外嵌する直径の円（図５の破線の円１１０）に４つの角部２２を持たせた形状となっている。操作軸１０３の外周長に対してプレス成型前の連結シャフト１０の内周長が余る分を、４つの角部２２を作ることで吸収している。

【0055】

また、第２端部２１は、ガスコック１０１の操作軸１０３に接続した際に外周側から操作軸１０３のスリット１０３ａに嵌り込む、内側に突起した一対の内突起２３を備えている。一対の内突起２３は連結シャフト１０の軸を中心に点対象となる位置に設けてある。

【0056】

さらに、第２端部２１の近傍の連結シャフト１０の外周面には、第１端部１１の径方向断面における接触部１４の位置（外周面一周の中での位置）を認識可能なマーク２５が設けてある（図１、図７参照）。この例では、マーク２５として連結シャフト１０の外周面の一か所に小さな凹みをプレス成型で設けてある。マークの付け方はこれに限定されるものではない。マークは、プリントしたり、人が手作業で付けたりしてもよい。

【0057】

連結シャフト１０の第２端部２１には、操作軸１０３に接続した際に、操作軸１０３側の貫通穴１０３ｃと一致する位置に、割りピンを通すための一対の貫通穴２４が設けてある。連結シャフト１０の第２端部２１は、円筒パイプにプレス成型を施すことで容易に作成可能な形状となっている。

【0058】

連結シャフト１０と操作軸１０３との接続作業において、作業者は、連結シャフト１０の第２端部２１を、図７に示すように、内突起２３が操作軸１０３のスリット１０３ａに嵌り込む向きにし、内突起２３の下端がスリット１０３ａの底部に到達する深さまで操作軸１０３に外嵌させる。

【0059】

連結シャフト１０の内突起２３が操作軸１０３のスリット１０３ａに嵌り込む向きには、１８０度異なる２つの向きがあるが、作業者は、マーク２５を頼りに、第１端部１１側の接触部１４のある向き（第１端部１１側の回転つまみ１０２の向き）を認識できるので、連結シャフト１０を所定の正しい向きで操作軸１０３に嵌め込むことができる。

【0060】

連結シャフト１０の第２端部２１を、前述した向きで前述した深さまで操作軸１０３に嵌め込んだとき、操作軸１０３側の貫通穴１０３ｃと連結シャフト１０の第２端部２１側にある貫通穴２４との位置が自ずと一致するので、作業者は、これらの貫通穴２４、１０３ｃに割ピンを通して、接続作業を完了する。このように、連結シャフト１０の第２端部２１は、ガスコック１０１の操作軸１０３に接続する際の向きや貫通穴の位置合わせが容易となるように構成されている。

【0061】

なお、操作軸１０３に連結シャフト１０の第２端部２１を嵌め込むだけで、操作軸１０３側のスリット１０３ａと第２端部２１側の内突起２３とが嵌合するので、操作軸１０３と連結シャフト１０とは回転方向にズレることはない。割ピンは抜け防止の役割を果たしており、抜ける心配が不要ならば無くてもよい。

【0062】

次に、本発明の第２の実施の形態に係る連結シャフト３０について説明する。第１の実施の形態に係る連結シャフト１０と第２の実施の形態に係る連結シャフト３０とは、第１端部（回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａに挿入される側の端部）の構造が相違し、その余は同一であるので、同一箇所についての説明は適宜省略する。

【0063】

図８は、本発明の第２の実施の形態に係る連結シャフト３０の第１端部３１とその近傍の部分を示す正面図である。図９は、連結シャフト３０の図８におけるA-A断面図である。図９では連結シャフト３０のプレス加工されていない部分の外形を二点鎖線で示してある。図１０は、連結シャフト３０の第１端部３１を回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａに挿入した状態を示す図である。軸穴１０２ａは破線で示してある。

【0064】

連結シャフト３０の第１端部３１の径方向断面形状は、回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａの弧の部分に対応する（軸穴の内側に丁度嵌る）ように縮径された円弧状の円弧部３２と、円弧部３２の途中にあって円弧部３２にバネ性を与える楔型の凹部３３と、当該連結シャフト３０の第１端部３１が回転つまみ１０２の軸穴１０２ａに挿入された際に、該軸穴１０２ａの弦の部分に接する箇所となる接触部３４と、円弧部３２の内側に曲げ込まれた曲げ込み部３５とを備えた形状となっている。第１端部３１は、円筒パイプにプレス成型を施すことで容易に作成可能な形状となっている。

【0065】

楔形の凹部３３は、第１の実施の形態に係る連結シャフト１０の第１端部１１にあったＵの字型の凹部１３に比べて、小さく、かつＶの字状（楔形）に凹んだ形状を成している。楔型の凹部３３は円弧部３２の丁度、中央位置に１つ設けてある。なお、楔型の凹部３３を複数設ける構成でもよい。たとえば、円弧部３２の弧の部分を三等分するように２つの凹部３３を設けてもよい。

【0066】

接触部３４は、第１端部３１の径方向断面において、回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａの弦の部分に線状に接する形状（軸方向を加えた３次元では軸穴の平坦部に面で接する形状）にされている。図１０では接触部３４は軸穴１０２ａの弦の部分に略点で接しているが、回転つまみ１０２を回す際には、第１端部３１が弾性変形し、接触部３４は、第１端部３１の径方向断面において、回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａの弦の部分に線で接するようになる。なお、回転つまみ１０２に回す力を加えていない状態から、第１端部３１の径方向断面において、回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａの弦の部分に線状に接する形状であってもよい。

【0067】

図８～図１０に示す例では、接触部３４は、Ｄ型の軸穴１０２ａの弦の部分の両端に対応する２箇所（３４ａ、３４ｂ）に設けてある。弦の部分の両端に設けることで、回転つまみを左右いずれに回したときにも、接触部１４が、径方向断面における軸穴の弦の部分と線状に接触して力を受けることができる。接触部１４は、３箇所以上としてもよい。

【0068】

曲げ込み部３５は、連結シャフト３０の一周から円弧部３２、楔型の凹部３３、接触部３４に費やす部分以外の余りの部分に相当する。連結シャフト３０の第１端部３１が回転つまみ１０２の軸穴１０２ａの内側に収まるように、この余りの部分を円弧部３２の内側に山形に曲げ込んである。

【0069】

曲げ込み部３５の山形の頂上部は、円弧部３２の内側から楔型の凹部３３に当接する当接部３５ａとなっている。当接部３５ａは、楔型の凹部３３が嵌る窪みを備えている。この窪みは楔形の凹部３３に対応した楔型を成している。曲げ込み部３５は、楔型の凹部３３が当接部３５ａの楔形の窪みに嵌りこむように楔型の凹部３３に円弧部３２の内側から当接して、これを支える役割を果たす。

【0070】

次に、連結シャフト３０の第１端部３１が果たす機能について説明する。

【0071】

連結シャフト３０の第１端部３１は、回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａに少しきつめに挿入されるサイズになっており、挿入されると、第１端部３１(特に円弧部３２)は、軸穴１０２ａの内面から縮径される方向の力を受ける。この力を受けて凹部３３が少し弾性変形し、その反発力により、連結シャフト３０の第１端部３１が回転つまみ１０２の軸穴１０２ａから抜け落ちることが防止される。

【0072】

なお、曲げ込み部３５もバネ性を果たし、接触部３４も板ばねの機能を果たす。これらは、第１端部３１が回転つまみ１０２の軸穴１０２ａから抜け落ちることの防止に寄与する。

【0073】

回転つまみ１０２を、たとえば、図１０の矢印Ｐ方向に回し始めると、Ｄ型の軸穴１０２ａの弦（軸方向を加えた３次元では平坦面）の部分に接触部３４(特に接触部３４ｂの部分)が押圧され、それに伴って接触部３４ｂ側の円弧部３２ｂには軸穴１０２ａの内面を押し付ける力と該内面に沿って楔型の凹部３３側へ向かう力が加わる。円弧部３２ｂが軸穴の内面に沿って楔型の凹部３３へ向かう力は凹部３３が歪む（Ｖ字の幅が狭くなるように弾性変形する）ことで受け止められ、回し始めの当初は連結シャフト１０自体は回転しない。このように、回し始めの極初期には、回転つまみ１０２を回す力を、バネ性を持つ凹部３３が吸収するので、回転つまみ１０２を回す操作者の手首には、じんわりと力が加わり（トルクが少しずつ上がり）、手首への負担が軽減される。

【0074】

さらに回転つまみ１０２を矢印Ｐ方向に回すと、凹部３３が少し弾性変形した状態のまま、連結シャフト３０全体が回転つまみ１０２と共に回転する。回転つまみを回している間は、凹部３３の復元力により、円弧部３２が軸穴１０２ａの内面に押し付けられる。これにより、連結シャフト３０の第１端部３１が回転つまみ１０２の軸穴１０２ａの内面に食い付き、回転つまみの抜けがさらに強く防止される。

【0075】

このように、回転中は抜け落ち防止の力が強く作用するので、回転つまみ１０２を回していない待機時には、抜け落ち防止のために軸穴１０２ａに加える応力を小さくすることができる。すなわち、連結シャフト３０の第１端部３１のサイズは、回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａに少しきつめに挿入されるサイズになっていると先に説明したが、その「きつめ」の度合いを小さくすることができる。その結果、Ｄ型の軸穴１０２ａに常時かかる応力を小さくでき、長期の使用においても軸穴１０２ａ部分の応力割れを防ぐことができる。

【0076】

なお、応力割れを防ぐには、力が加わっている時間を短くすることが重要である。従来は、応力割れに耐えるために、回転つまみを、たとえば、フェノール樹脂で製作することを要したが、本発明に係る連結シャフト１０を使用すれば、回転つまみをＡＢＳ樹脂製とすることができる。

【0077】

第２の実施の形態に係る連結シャフト３０は、第１の実施の形態に係る連結シャフト１０に比べて、回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａからより大きな回転力を受けても耐える（塑性変形しない）構造となっている。

【0078】

詳細には、第１の実施の形態に係る連結シャフト１０の第１端部１１では接触部１４が、回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａの弦の部分と、径方向断面において点で接するが、第２の実施の形態に係る連結シャフト３０では接触部３４が、回転つまみ１０２のＤ型の軸穴１０２ａの弦の部分と線状に接する（軸方向を加えた３次元では軸穴の平坦面に面で接する）ので、回転つまみ１０２を強い力で回した場合にも変形が少ない。

【0079】

また、図９、図１０に示すように、接触部３４ｂと円弧部３２ｂと接触部３４ｂから当接部３５ａに到達するまでの曲げ込み部３５とで略三角形のトラス構造をなしており、同様に、接触部３４ａと円弧部３２ａと接触部３４ａから当接部３５ａに到達するまでの曲げ込み部３５とで略三角形のトラス構造をなしている。

【0080】

さらに、曲げ込み部３５が、その当接部３５ａの楔形の窪みに楔型の凹部３３が嵌り込むようにして楔型の凹部３３を支えるので、回転つまみ１０２の回転により大きな応力が円弧部３２に掛かっても、楔型の凹部３３の位置がズレないので、それに伴って円弧部３２も変形し難くなる。また、前述のトラス構造も維持される。

【0081】

これにより、連結シャフト３０を薄肉にしても、強度を確保することができる。

【0082】

本発明に係る連結シャフト１０、３０は、従来のアルミニウムの無垢の円柱棒材に代えてステンレス製の円筒パイプを利用するので、材料費を抑えることができる。また、端部の形状を、前述した機能（強度を確保し、手首への負担を減らし、抜け落ちを防止しつつ軸穴に掛かる応力を小さくできる等）を果たしつつ、１回のプレス加工（ワンストロークのプレス加工）で成形可能な形状としたので、加工費も低く抑えることができる。

【0083】

ところで、回転つまみ１０２の軸穴１０２ａと連結シャフト１０、３０との嵌合を、図１４、１５に示すようなギザギザによる嵌合とすることも考えられる。しかし、その場合、回転つまみ１０２を製作するための樹脂金型の方にも、軸穴側のギザギザに対応するギザギザを作る必要があり、金型が複雑・高価になってしまう。また、連結シャフト側のギザギザをアルミニウム無垢の棒材切削では作りにくいので、例えば、ギザギザのある先端部だけをアルミダイカストで別途作り、これをアルミニウム無垢の棒材の端部に接合するという方法が考えられるが、コスト高は免れない。

【0084】

他方、ギザギザによる嵌合に対応した連結シャフトを、本願発明に係る連結シャフトのように、円筒中空パイプから作成することも考えられる。円筒中空パイプ自体の製作方法は２種類ある。例えばセミシームレスパイプと呼ばれるものは、薄板を円筒状に加工し、端面どうしを溶接したあと引抜き加工などをして、外観では継ぎ目が目立たないようにする方法で作成される。シームレス配管（シームレスパイプ）と呼ばれるものは、例えばマンネスマン法を用い、丸棒形状のビレットを高温に加熱し、外周より圧縮しながらその中心をプラグという工具を押しあててビレットに穴を開けパイプにする方法で作成される。

【0085】

シームレス配管では溶接個所がないので、素材は均一であり、例えば先端部分をプレス加工しても加工された外周は、大量生産してもほぼ同じ仕上がりとなる。しかしセミシームレスパイプを用いる場合には外観では継ぎ目が目立たないが、溶接個所は他の部分と組成が異なるが故に、先端部分をプレス加工すると、外周部分において溶接個所のみ異なる硬さ、形状となりやすく、大量生産する場合には、溶接個所がどこに面するかで同じ性質を持たせるのが難しいという問題がある。

【0086】

換言すれば、ギザギザによる嵌合に対応した連結シャフトをセミシームレスパイプから製作すると、ギザギザの先端(山の頂)に溶接個所が来るものと、谷に溶接個所が来るものと、先端と谷との中間部分に溶接個所が来るものとでは出来上がりが異なり、回転つまみの軸穴側のギザギザに嵌合しにくいという問題が発生する。

【0087】

本願発明に係る連結シャフトにおいては、ギザギザによる嵌合を採用せず、Ｄ型の嵌合とした。これにより、回転つまみ１０２を製作するための樹脂金型の形状も簡素となり金型費用を抑えることができる。

【0088】

本願発明に係る連結シャフトには、素材の円筒中空パイプとして、シームレス配管を用いても、セミシームレスパイプを用いてもよい。本願発明に係る連結シャフトは、セミシームレスパイプ特有の溶接個所がどこにくるのかが判らないという問題にも対応済みである。すなわち、本願発明に係る連結シャフト１０（３０）では、凹部１３（３３）を挟んで少なくとも（左右対称の）２面の円弧部１２ａ、１２ｂ（３２ａ、３２ｂ）を有するので、一方の面に溶接個所が来ても他方の面が、Ｄ型の軸穴１０２ａの接触面（平坦部ではなく、弧の部分）に対し有効に力を与える（回転つまみ１０２の軸穴１０２ａの内面に食い付く）ことができる。なお、第１、第２の実施の形態では、接触面である円弧部１２（３２）は２面であったが、より多くとしても良い。

【0089】

また、シームレス配管を用いようが、セミシームレスパイプを用いようが、上記構造（少なくとも(左右対称の)２面の円弧部１２ａ、１２ｂ（３２ａ、３２ｂ）を有する構造）とすれば、回転つまみ１０２の軸穴１０２ａの内面に食い付きやすい構造とすることが出来る。すなわち、シームレス配管専用で設計してしまうと、後に事情を知らない人が、コストダウンの為にセミシームレスパイプに変更を行った時にトラブルが発生するが、本願発明に係る連結シャフトにおいては、元々、セミシームレスパイプでも大丈夫な構造なので、上記のような変更が成されても後日のトラブルを防止することができる。

【0090】

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

【0091】

実施の形態では、本発明に係るシャフトを、バランス型風呂釜１００のガスコック１０１の操作軸１０３と回転つまみ１０２とを繋ぐ連結シャフトとして説明したが、本発明に係るシャフトの用途はこれに限定されるものではない。Ｄ型の軸穴あるいはこれに類似の軸穴を備えた回転つまみの軸穴に挿入されて使用される各種のシャフトに本発明は適用される。

【0092】

実施の形態で示した第１端部１１、３１、第２端部２１の形状は一例であり、これらに限定されるものではない。実施の形態では、連結シャフト１０、３０の第１端部１１、３１や第２端部２１をそれぞれ１工程のプレス成型で形成したが、２工程以上としてもよい。いずれにせよ、円柱パイプの外周の一周を使って成形し、切込みなどを入れないことが強度の確保に繋がる。

【0093】

従来は、回転つまみが簡単に抜けないように、無垢のアルミニウム棒材の先端にスリットを入れてバネ性を確保していたが、実施の形態に示す連結シャフト１０、３０の第１端部１１、３１においては、切込みを入れることなく、凹部１３、３３等によってバネ性を与えている（スリットの代替）ので、パイプ材を使用したシャフトの強度を確保しつつ、バネ性を与えることが可能となっている。

【0094】

実施の形態では、連結シャフト１０、３０をステンレス製のパイプからプレス成型で作成したが、シャフトの材質はステンレスに限定されるものではなく、アルミニウム等の他の種類の金属パイプから作成されてもよい。

【0095】

縮径の度合いは実施の形態に例示したものに限定されず、軸穴サイズと使用するパイプの径に応じて任意でよく、連結シャフトの一周から円弧部、凹部、接触部に費やす部分以外の余りの部分の量の相違は、曲げ込み部の形状で調整すればよい。

【符号の説明】

【0096】

１０…連結シャフト
１１…第１端部
１２…円弧部
１３…凹部
１４…接触部
１５…曲げ込み部
２１…第２端部
２２…角部
２３…内突起
２４…貫通穴
２５…マーク
３０…連結シャフト
３１…第１端部
３２…円弧部
３３…楔型の凹部
３４…接触部
３５…曲げ込み部
３５ａ…当接部
１００…バランス型風呂釜
１０１…ガスコック
１０２…回転つまみ
１０２ａ…Ｄ型の軸穴
１０３…ガスコックの操作軸
１０３ａ…スリット
１０３ｂ…立設片
１０３ｃ…貫通穴
１０４…連結シャフト
１０４ａ…スリット
１０４ｂ…嵌合片
１０４ｃ…貫通穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】