JP2873866B2 - Actuator device - Google Patents

Actuator device

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JP2873866B2
JP2873866B2 JP21030590A JP21030590A JP2873866B2 JP 2873866 B2 JP2873866 B2 JP 2873866B2 JP 21030590 A JP21030590 A JP 21030590A JP 21030590 A JP21030590 A JP 21030590A JP 2873866 B2 JP2873866 B2 JP 2873866B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

「発明の目的」 "Object of the invention"

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、ボールバルブ、バタフライバルブなどを比
較的小出力トルクの電動アクチュエータを用いて開閉操
作するためのアクチュエータ装置に関する。
The present invention relates to an actuator device for opening and closing a ball valve, a butterfly valve, and the like using an electric actuator having a relatively small output torque.

【従来の技術とその課題】[Prior art and its problems]

ボールバルブやバタフライバルブのような回転操作角
度が小さく操作トルクが比較的大きいバルブには、電動
アクチュエータの出力軸に接続した小歯車と駆動軸に固
定した大歯車とを咬合させて回転を減速して出力軸トル
クを増大させるアクチュエータ装置が、従来から用いら
れている。 しかし、従来のアクチュエータ装置では、手動操作を
する時に、駆動軸を軸線方向に移動させて大歯車と小歯
車との咬合を外し、出動操作を終えた時に大歯車と小歯
車とを咬合させるが、歯車の咬合関係位置が狂い易く、
このため、その後の全開、全閉位置が狂うという課題を
有している。 なお、電動アクチュエータに手動操作用の軸を有して
いれば、これを利用すればよいが、アクチュエータ装置
との組付けの関係で操作し難いことや、操作回転角度が
大きいことなどの課題を有していて好ましくない。 本発明のアクチュエータ装置は、これら従来の課題を
解決するためのものである。 「発明の構成」
For valves such as ball valves and butterfly valves that have a small rotating operation angle and a relatively large operating torque, a small gear connected to the output shaft of the electric actuator is engaged with a large gear fixed to the drive shaft to reduce rotation. Conventionally, an actuator device that increases the output shaft torque has been used. However, in the conventional actuator device, when performing the manual operation, the drive shaft is moved in the axial direction to release the occlusion between the large gear and the small gear, and when the output operation is completed, the large gear and the small gear are engaged. , Gear occlusal relation position is easy to get out of order,
For this reason, there is a problem that the subsequent fully open and fully closed positions are out of order. If the electric actuator has a shaft for manual operation, this may be used. However, there are problems such as difficulty in operation due to assembly with the actuator device and a large operation rotation angle. It is not preferable to have. The actuator device of the present invention is to solve these conventional problems. "Configuration of the Invention"

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明は、上記の目的を達成するために、次のように
構成した。 電動アクチュエータの出力軸に接続した小歯車と駆動
軸に固定した大歯車とを咬合させて回転を減速し出力軸
トルクを増大させるアクチュエータ装置であって、大歯
車を駆動軸に直交する平面で2分割し、分割された一方
の分割歯車を小歯車と咬合した状態で軸線方向の移動を
阻止し軸穴と駆動軸とを遊合状態に嵌合させ、他方の分
割歯車を駆動軸に固定し、駆動軸又は他方の分割歯車に
固定した係合突起を一方の分割歯車に形成した係合溝に
嵌入させて一方の分割歯車と他方の分割歯車とが一体と
なって駆動軸に固定されて小歯車と咬合している状態に
し、この状態を維持するために他方の分割歯車又は駆動
軸を弾発するよう装着されたばねの弾発力に抗して駆動
軸を軸線方向に移動させた時、係合突起は係合溝から抜
け出し他方の分割歯車と小歯車との咬合が外れるように
した。 この場合、駆動軸の一端はバルブなどの被駆動軸と軸
線方向にのみ摺動可能に接続できるようになっており、
他端は手動操作用のヘッドになっていてバルブなどの開
閉位置を示すインジケータが装着してあるとよい。
The present invention has the following configuration to achieve the above object. An actuator device in which a small gear connected to an output shaft of an electric actuator is engaged with a large gear fixed to a drive shaft to reduce rotation and increase output shaft torque, wherein the large gear has a plane perpendicular to the drive shaft. In the state where one of the divided gears is engaged with the small gear, the movement of the divided gear is prevented in the axial direction, the shaft hole and the drive shaft are engaged with each other, and the other divided gear is fixed to the drive shaft. An engagement projection fixed to the drive shaft or the other split gear is fitted into an engagement groove formed in the one split gear, so that one split gear and the other split gear are integrally fixed to the drive shaft. When the drive shaft is moved in the axial direction against the resilience of a spring mounted to repel the other split gear or the drive shaft in order to maintain the state in which it is engaged with the small gear, The engagement protrusion comes out of the engagement groove and the other split tooth Occlusion of the small gear is so disengaged. In this case, one end of the drive shaft can be slidably connected to a driven shaft such as a valve only in the axial direction.
The other end is a head for manual operation, and is preferably provided with an indicator for indicating an open / close position of a valve or the like.

【作用】[Action]

駆動軸の他端に手動操作用の工具、レバーなどを装着
し、駆動軸を軸線方向に移動させると、駆動軸又は他方
の分割歯車に固定した係合突起は一方の分割歯形に形成
した係合溝から抜け出ると共に、他方の分割歯形と小歯
車との咬合が外れる。 次いで、手動操作用工具で駆動軸を回転し、これに接
続された被駆動軸である弁軸などを回転して、バルブの
開閉操作などを行なう。 駆動軸のばねの弾発力に抗して上記の軸線方向の移動
を止めると、他方の分割歯車又は駆動軸を弾発するよう
に装着されたばねの弾発力によって、駆動軸及び他方の
分割歯車は、他方の分割歯車と一方の分割歯車とが一体
になる方向に移動するが、駆動軸又は他方の分割歯車に
固定された係合突起が一方の分割歯車に形成された係合
溝に嵌入する位置においてだけこの移動が可能である。
このため、一方の分割歯車と他方の分割歯車とは、この
特定の位置でだけ一体の状態になって、電動アクチュエ
ータの回転力をバルブなどに伝えることができるのであ
る。 なお、一方の分割歯車は軸穴が駆動軸と遊合状態に嵌
合しており、小歯車と咬合した状態で軸線方向の移動が
阻止されているので、手動操作のために駆動軸を軸線方
向に移動させたり、係合突起が係合溝から外れた状態で
駆動軸を回転させても、一方の分割歯車は、軸線方向及
び回転方向の位置が全く変動せず、しかも上記のように
一方の分割歯車と他方の分割歯車とが一体の状態になる
のは特定の位置だけであるので、ストッパや位置リミッ
トスイッチで決められるバルブなどの全開及び全閉の位
置が狂うことがない。 また、電動アクチュエータで操作する場合には、駆動
軸に直接固定されている他方の分割歯車と駆動軸または
他方の分割歯車に固定した係合突起が係合溝に嵌入して
駆動軸に間接固定された一方の分割歯車とが一体になっ
て小歯車と咬合して、小歯車から回転トルクを駆動軸に
伝達する。 なお、駆動軸の一端はバルブの弁軸などの被駆動軸と
軸線方向に摺動可能に接続できるようになっているの
で、駆動軸の軸線方向の移動が可能であり、他端は手動
操作用のヘッドになっているので、手動操作用工具によ
って手動操作することが容易である。また、装着したイ
ンジケータでバルブなどの開閉位置を容易に知ることが
できる。
When a tool or lever for manual operation is attached to the other end of the drive shaft and the drive shaft is moved in the axial direction, the engagement protrusion fixed to the drive shaft or the other split gear has an engagement tooth formed in one split tooth shape. At the same time as it comes out of the mating groove, the occlusion between the other divided tooth profile and the pinion is released. Next, the drive shaft is rotated by the manual operation tool, and the valve shaft or the like, which is the driven shaft connected thereto, is rotated to perform the opening / closing operation of the valve. When the movement in the axial direction is stopped against the resilient force of the spring of the drive shaft, the drive shaft and the other split gear are repelled by the resilient force of the other split gear or the spring mounted to resilient the drive shaft. Moves in the direction in which the other split gear and one split gear are integrated, but the engagement protrusion fixed to the drive shaft or the other split gear fits into the engagement groove formed in one split gear. This movement is possible only in the position where
Therefore, the one split gear and the other split gear are integrated only at this specific position, and can transmit the torque of the electric actuator to a valve or the like. The shaft hole of one of the split gears fits loosely with the drive shaft, and is prevented from moving in the axial direction while being engaged with the small gear. Direction, or when the drive shaft is rotated with the engagement projections disengaged from the engagement grooves, one of the split gears has no change in the axial and rotational positions at all, and as described above. Since one split gear and the other split gear are integrated only at a specific position, the fully open and fully closed positions of the valve and the like determined by the stopper and the position limit switch do not go out of order. When operated by an electric actuator, the other split gear directly fixed to the drive shaft and the engaging projection fixed to the drive shaft or the other split gear are fitted into the engagement grooves and indirectly fixed to the drive shaft. One of the divided gears integrally meshes with the small gear to transmit the rotational torque from the small gear to the drive shaft. In addition, one end of the drive shaft can be connected to a driven shaft such as a valve shaft of a valve so as to be slidable in the axial direction, so that the drive shaft can be moved in the axial direction, and the other end is manually operated. It is easy to perform manual operation with a manual operation tool. Further, the open / close position of the valve or the like can be easily known from the mounted indicator.

【実施例】【Example】

次に、本発明のアクチュエータ装置の実施例を図面に
基づいて説明する。 第1図は、本発明のアクチュエータ装置の1実施例を
示す縦断面図であり、第2図は第1図の状態から駆動軸
を軸線方向に移動させた状態を示す一部切欠き縦断面図
である。 第1図及び第2図において、1は電動アクチュエー
タ、2は二次減速装置、3は小歯車、4は駆動軸、5は
大歯車、6は係合突起、7はばねである。 小歯車3は小歯車軸8に固定され、小歯車軸8は電動
アクチュエータ1の出力軸1aに連結されていて、小歯車
3が出力軸1aに接続されている。 大歯車5は駆動軸4に直交する平面で2分割された一
方の分割歯車5aと他方の分割歯車5bとからなり、一体と
なって小歯車3と咬合している。 一方の分割歯車5aは、第1図及び第2図に示したよう
に、小歯車3と咬合した状態で、この一方の分割歯車5a
にビス9を用いて固定したガイドプレート10が小歯車3
の上面に接触して下方への移動が阻止されており、二次
減速装置2の蓋2aとの間に装着したスペンサーリング11
によって上方への移動が阻止されており、軸穴5cは駆動
軸4と遊動状態に嵌合している。 他方の分割歯車5bは、駆動軸4に燒ばめや接着剤によ
って固定してある。 係合突起6は駆動縞4に固定し、先端にテーパ面を設
けて嵌合溝5dに嵌合し易い形状にしてあり、一方の分割
歯車5aに形成された係合溝5dに嵌入していて、一方の分
割歯車5aもこの係合溝5dに嵌入している係合突起6を介
して駆動軸4に固定された状態になり他方の分割歯車5b
と一体になって小歯車3と咬合して回転トルクの伝導を
行っている。 ばね7は、二次減速装置2のケース2bと他方の分割歯
車5bとの間に装着されており、このばね7の弾発力によ
って、第1図に示したように、他方の分割歯車5b及びこ
れが固定されている駆動軸4を、他方の分割歯車5bが一
方の分割歯車5aと一体となるように弾発している。 第2図のように、駆動軸4をばね7の弾発力に抗して
図のように押し下げると、係合突起6は係合溝5dから抜
け出し、他方の分割歯車5bと小歯車3との咬合が外れ
る。 また、駆動軸4の一端4aはバルブなどの被駆動軸12と
軸線方向にのみ摺動可能に接続されており、他端4bは手
動操作用に平行二面を有するヘッドになっている。 なお、13は、バルブなどの開閉位置を示すインジケー
タ、14はバルブなどのアクチュエータ取付フランジであ
る。 次に、第1図及び第2図に示した実施例について、そ
の作用を説明する。 駆動軸4の他端4bに手動操作用の工具であるレバーハ
ンドルを装着し、第2図に示したように駆動軸4を軸線
方向、図の下方へ移動させると、駆動軸4に固定した係
合突起6は係合溝5dから抜け出ると共に、他方の分割歯
車5bと小歯車3との咬合が外れる。 次いで、レバーハンドルで駆動軸4を回転し、これに
接続された弁軸などの被駆動軸12を回転して、バルブな
どを開閉操作する。 駆動軸4の押し下げをやめると、ばね7の弾発力によ
って他方の分割歯車5bを駆動軸4と共に押し上げ、係合
突起6が係合溝5dに嵌入する位置で第1図の状態に戻
る。従って、他方の分割歯車5bと一方の分割歯車5aとが
一体になる関係位置は常に一定であり、このため、手動
操作のために小歯車3との咬合を外した他方の分割歯車
5bは、必ず同じ咬合位置に戻る。 なお、一方の分割歯車5aは、軸穴5cが駆動軸4と遊合
状態に嵌合しており、小歯車3と咬合した状態で、軸線
方向の移動が阻止されているので、手動操作のために駆
動軸4を軸線方向に移動させたり、係合突起6が係合溝
5dから外れた状態で駆動軸4を回転させても、一方の分
割歯車5aは、軸線方向及び回転方向の位置が全く変動せ
ず、しかも上記のように一方の分割歯車5aと他方の分割
歯車5bとが一体の状態になるのは、係合突起6が係合溝
5dに嵌入する特定の位置だけであるので、ストッパや位
置リミットスイッチで決められるバルブなどの全開及び
全閉の位置が狂うことがない。 また、電動アクチュエータ1で操作する場合には、駆
動軸4に直接固定されている他方の分割歯車5bと駆動軸
4に固定した係合突起6が係入溝5dに嵌入して駆動軸4
に間接固定された一方の分割歯車5aとが一体になって小
歯車3と咬合して、小歯車3から回転トルクを駆動軸4
に伝達する。 なお、駆動軸4の一端4aはバルブの弁軸などの被駆動
軸12と軸線方向に摺動可能に接続できるようになってい
るので、駆動軸4の軸線方向の移動が可能であり、他端
4bは手動操作用のヘッドになっているので、手動操作用
工具によって手動操作することが容易である。 「発明の効果」 本発明のアクチュエータ装置は、すでに説明したよう
に構成し作用するので、次のような優れた効果が得られ
る。 駆動軸を押し入れて駆動軸と歯車列との連結を外し、
手動操作をすることができる。 手動操作のために駆動軸と歯車列との連結を外して
も、再度駆動軸と歯車列とを連結した時には、必ず前と
同じ位置で連結し、全開、全閉の位置が狂うことがな
い。 比較的小型の電動アクチュエータを用いて、高い出力
トルクを得ることができる。 駆動軸に手動操作用工具を容易に装着することがで
き、バルブなどの開閉位置を容易に知ることができる。 構造が簡単で安価である。
Next, an embodiment of the actuator device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the actuator device of the present invention, and FIG. 2 is a partially cutaway longitudinal sectional view showing a state where a drive shaft is moved in an axial direction from the state of FIG. FIG. 1 and 2, 1 is an electric actuator, 2 is a secondary reduction gear, 3 is a small gear, 4 is a drive shaft, 5 is a large gear, 6 is an engagement protrusion, and 7 is a spring. The small gear 3 is fixed to a small gear shaft 8, and the small gear shaft 8 is connected to the output shaft 1a of the electric actuator 1, and the small gear 3 is connected to the output shaft 1a. The large gear 5 is composed of one divided gear 5a and the other divided gear 5b, which are divided into two by a plane orthogonal to the drive shaft 4, and meshes with the small gear 3 integrally. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, one split gear 5a is engaged with the small gear 3, and
Guide plate 10 fixed with screws 9 on the small gear 3
The downward movement is prevented by contacting the upper surface of the sprocket ring 11 attached to the lid 2 a of the secondary reduction gear 2.
As a result, the shaft hole 5c is loosely fitted with the drive shaft 4. The other split gear 5b is fixed to the drive shaft 4 by shrinkage or an adhesive. The engaging projection 6 is fixed to the driving stripe 4 and has a tapered surface at the tip so as to be easily fitted in the fitting groove 5d, and is fitted in the engaging groove 5d formed in one of the divided gears 5a. Thus, one of the split gears 5a is also fixed to the drive shaft 4 via the engagement protrusion 6 fitted in the engagement groove 5d.
And engages with the small gear 3 to transmit rotational torque. The spring 7 is mounted between the case 2b of the secondary reduction gear 2 and the other split gear 5b, and by the resilience of the spring 7, as shown in FIG. And the drive shaft 4 to which it is fixed is resilient so that the other split gear 5b is integrated with one split gear 5a. As shown in FIG. 2, when the drive shaft 4 is pushed down as shown in the figure against the elastic force of the spring 7, the engaging projection 6 comes out of the engaging groove 5d, and the other split gear 5b and the small gear 3 Is disengaged. One end 4a of the drive shaft 4 is slidably connected to the driven shaft 12 such as a valve only in the axial direction, and the other end 4b is a head having two parallel surfaces for manual operation. Reference numeral 13 denotes an indicator indicating an open / close position of a valve or the like, and reference numeral 14 denotes an actuator mounting flange of a valve or the like. Next, the operation of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described. A lever handle, which is a tool for manual operation, is attached to the other end 4b of the drive shaft 4, and when the drive shaft 4 is moved in the axial direction and downward in the figure as shown in FIG. The engagement protrusion 6 comes out of the engagement groove 5d, and the other divided gear 5b and the small gear 3 are disengaged from each other. Next, the drive shaft 4 is rotated by the lever handle, and the driven shaft 12 such as a valve shaft connected thereto is rotated to open and close a valve or the like. When the pushing down of the drive shaft 4 is stopped, the other split gear 5b is pushed up together with the drive shaft 4 by the elastic force of the spring 7, and the state returns to the state shown in FIG. 1 at a position where the engaging projection 6 is fitted into the engaging groove 5d. Therefore, the relative position where the other split gear 5b and the one split gear 5a are integrated is always constant, and therefore, the other split gear 5 is disengaged from the pinion 3 for manual operation.
5b always returns to the same occlusal position. Note that one of the split gears 5a has a shaft hole 5c fitted in a loose state with the drive shaft 4 and is prevented from moving in the axial direction while being engaged with the small gear 3; For this reason, the drive shaft 4 is moved in the axial direction,
Even if the drive shaft 4 is rotated in a state deviated from 5d, the position of one split gear 5a in the axial direction and the rotational direction does not change at all, and as described above, one split gear 5a and the other split gear The reason why the engagement projection 6 is engaged with the engagement groove 6b is that the engagement projection 6
Since it is only a specific position that fits in 5d, the fully open and fully closed positions of the valve and the like determined by the stopper and the position limit switch do not go out of order. When operating with the electric actuator 1, the other split gear 5b directly fixed to the drive shaft 4 and the engaging projection 6 fixed to the drive shaft 4 are fitted into the engagement groove 5d, and
One of the split gears 5a, which is indirectly fixed to the gears, integrally engages with the small gear 3 to transmit the rotational torque from the small gear 3 to the drive shaft 4.
To communicate. Since one end 4a of the drive shaft 4 can be connected to the driven shaft 12 such as a valve shaft of a valve so as to be slidable in the axial direction, the drive shaft 4 can be moved in the axial direction. end
Since 4b is a head for manual operation, it is easy to manually operate with a manual operation tool. "Effects of the Invention" The actuator device of the present invention is configured and operates as described above, and therefore the following excellent effects can be obtained. Push in the drive shaft to disconnect the drive shaft from the gear train,
Can be operated manually. Even if the connection between the drive shaft and the gear train is disconnected for manual operation, when the drive shaft and the gear train are connected again, they are always connected at the same position as before, and the fully open and fully closed positions do not go out of order. . High output torque can be obtained using a relatively small electric actuator. A manual operation tool can be easily mounted on the drive shaft, and the open / close position of a valve or the like can be easily known. The structure is simple and inexpensive.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明のアクチュエータ装置の1実施例を示す
縦断面図であり、第2図は第1図の状態から駆動軸を軸
線方向に移動させた状態を示す一部切欠き縦断面図であ
る。 1……電動アクチュエータ、1a……出力軸 2……二次減速装置、3……小歯車 4……駆動軸、4a……一端 4b……他端、5……大歯車 5a……一方の分割歯車 5b……他方の分割歯車 5c……軸穴、5d……係合溝 6……係合突起、7……ばね 13……インジケータ
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of an actuator device of the present invention, and FIG. 2 is a partially cutaway longitudinal sectional view showing a state where a drive shaft is moved in an axial direction from the state of FIG. It is. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric actuator, 1a ... Output shaft 2 ... Secondary reduction gear 3 ... Small gear 4 ... Drive shaft 4a ... One end 4b ... Other end 5 ... Gear gear 5a ... One of Divided gear 5b… The other divided gear 5c… Shaft hole, 5d… Engagement groove 6… Engagement projection, 7… Spring 13… Indicator

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電動アクチュエータの出力軸に接続した小
歯車と駆動軸に固定した大歯車とを咬合させて回転を減
速し出力トルクを増大させるアクチュエータ装置であっ
て、大歯車を駆動軸に直交する平面で2分割し、分割さ
れた一方の分割歯車を小歯車と咬合した状態で軸線方向
の移動を阻止し、かつ軸穴と駆動軸とを遊合状態に嵌合
させ、他方の分割歯車を駆動軸に固定し、駆動軸又は他
方の分割歯車に固定した係合突起を一方の分割歯車に形
成した係合溝に嵌入させて、一方の分割歯車と他方の分
割歯車とが一体となって駆動軸に固定され小歯車と咬合
している状態にし、この状態を維持するために、他方の
分割歯車又は駆動軸を弾発するよう装着されたばねの弾
発力に抗して駆動軸を軸線方向に移動させた時、係合突
起は係合溝から抜け出し他方の分割歯車と小歯車との咬
合が外れるようにしたことを特徴とするアクチュエータ
装置。
1. An actuator device for engaging a small gear connected to an output shaft of an electric actuator and a large gear fixed to a drive shaft to reduce rotation and increase output torque, wherein the large gear is orthogonal to the drive shaft. In the state where one of the divided gears meshes with the small gear, the divided gear is prevented from moving in the axial direction, and the shaft hole and the drive shaft are fitted in an idle state, and the other divided gear is Is fixed to the drive shaft, and the engaging projection fixed to the drive shaft or the other split gear is fitted into an engagement groove formed in one split gear, so that one split gear and the other split gear are integrated. The drive shaft is fixed to the drive shaft and engaged with the small gear, and in order to maintain this state, the drive shaft is rotated against the resilient force of the other split gear or the spring mounted to resilient the drive shaft. Direction, the engaging protrusions are pulled out of the engaging grooves. Actuator device being characterized in that as occlusion and out the other split gear and small gear is disengaged.
【請求項2】駆動軸の一端は、バルブなどの被駆動軸と
軸線方向にのみ摺動可能に接続できるようになってお
り、他端は手動操作用のヘッドになっていてバルブなど
の開閉位置を示すインジケータが装着してある請求項1
記載のアクチュエータ装置。
2. One end of a drive shaft is connected to a driven shaft such as a valve so as to be slidable only in the axial direction, and the other end is a head for manual operation. 2. A position indicator is mounted.
The actuator device according to any one of the preceding claims.
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