JP2000081098A - 歯車減速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は，入力軸によって回転される歯車
に歯数の異なる二つの歯車を同時に噛み合わせることに
より，すべて歯車の作動によって高い減速比を得ること
ができ，且つ信頼性の高い歯車減速機を提供する。 【解決手段】 入力軸６に加えられた回転は，偏心軸部
１５に摺動軸受１７を介して嵌合すると共に，ケーシン
グ７に固定された固定歯車３０と噛み合う転動歯車３４
を回転させる。転動歯車３０は，出力軸８に取り付けら
れた出力歯車３６とも噛み合っている。出力歯車３６の
歯数は固定歯車３０の歯数と僅かに異なるので，転動歯
車３４は歯数差に基づいた減速比で出力歯車３６を減速
回転する。出力歯車３６と同じ仕様の指針歯車５３も転
動歯車３４に噛み合っており，出力軸８の回動量が指針
５５の振れとして示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，入力軸と出力軸
とが対向して配置された歯車減速機，特に，歯数差に基
づいて入力軸の回転を減速して出力軸に伝達する歯車減
速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，地下に埋設されているライフライ
ンの例としての上水道や下水道を構成するパイプライン
を流れる流量を調節するため，マンホール内を横切るパ
イプラインに流量調節可能なバタフライ弁が配設されて
いる。バタフライ弁には，その弁開度を変更するため，
バタフライ弁の回動軸に取付けられたウォーム歯車と該
ウォーム歯車に噛み合うウォームとが付設されている。
バタフライ弁の弁開度の調節は，地上からマンホール内
に差し入れたハンドルでウォームを回転操作することに
より行うことができる。

【０００３】バタフライ弁は，パイプの口径に略等しい
円板からなる弁体を弁本体内部で最大９０°の角度にわ
たって擺動する構造を有するものであり，弁体を上下動
させるスクリューねじを用いないので，弁の高さ寸法を
他の形式の弁と比較して小さくすることができ，パイプ
ラインの口径が大きく且つパイプラインの埋設深度が浅
い場合に好適である。しかしながら，バタフライ弁はパ
イプの口径に略等しい円板をパイプ内の流体圧力に抗し
て擺動させる必要があるので，大きな弁操作力が必要で
ある。そのため，バタフライ弁の弁操作機構としては，
手動による弁開閉操作量を減速して円板の擺動に変換す
る減速機が必要である。

【０００４】入力軸に加えられた回転操作を減速してバ
タフライ弁の弁軸の出力してバタフライ弁の開閉や弁開
度調節に歯車減速機が用いられている。バルブ用遊星ギ
ヤ減速機として，例えば，特開平９−３１７９３７号公
報に開示されたものがある。このバルブ用遊星ギヤ減速
機は，キャップを介して入力太陽歯車に加えられた入力
回転を，入力太陽歯車とケースに固定された第１内歯歯
車とに噛み合う第１遊星歯車の公転運動に変換し，第１
遊星歯車を回転自在に支持する中間太陽歯車と第２内歯
歯車とに噛み合う第２遊星歯車の公転運動を出力軸の回
転として取り出すように構成されている。また，入力太
陽歯車の入力軸に外嵌して回転自在に設けたメモリキャ
リアを出力軸キャリアと一体回転するように連結し，メ
モリキャリアに開度指針を固定し，更にケースに固定し
たカバーに開度目盛りを形成し，バルブの開閉操作に伴
い，メモリキャリアと一体に回転する開度指針が指し示
す開度目盛りによってバルブの開度を知ることができ
る。

【０００５】上記の構造を有するバルブ用遊星ギヤ減速
機において，出力軸側から回転トルクが作用したときに
入力軸が回転を防止するため，セルフロック機構が配設
される。セルフロック機構は，固定部材をなすケーシン
グに入力軸に外嵌して設けたキャップに対向するロック
金具を設け，このロック金具に支承してロックボルトが
設けると共に，キャップの軸周方向適当位置にロックボ
ルトが嵌入する複数のロック孔が設け，入力軸がいずれ
の回転位置にあるときもロックボルトをその近傍に位置
するロック孔へ嵌入させることによって，ロック金具を
介して入力軸をケーシングにロックするものである。こ
の状態では，出力軸側にバルブを通過する流体から回転
トルクが作用しても入力軸の回転を抑止することができ
る。

【０００６】また，同一軸線上に駆動軸と出力軸とが並
んだ遊星差動型減速機の一例が，実開昭５９−４２３４
７号公報に開示されている。この公報に開示されている
遊星差動型減速機は，筒状ケーシングの内側に突出した
固定ギヤと，この固定ギヤよりも少ない歯数を持つ歯車
とを噛合せしめ，この歯車は嵌合する偏心カムを有する
駆動軸によって固定ギヤに対して噛合回転すると共に，
出力回転軸に設けた突起と歯車の連通孔とを遊嵌せし
め，減速した歯車の回転を突起を介して出力軸に取出す
減速機において，筒状ケーシングの上下両面を開放して
下面は出力回転軸の突起取付板によって，また上面は突
起に取付した上面板にて封鎖したものであり，更に，筒
状ケーシングはバルブ枠体に固着し筒状ケーシング上端
もしくは上面板上面に回転指針を取り付けている。固定
ギヤに噛合する歯車の中心孔に嵌合する偏心カムが駆動
軸と一体となって回転し，偏心カムが１回転するとき
に，固定ギヤに噛合する歯車は，固定ギヤとの歯数差を
固定ギヤの歯数で割った回転数だけ逆回転する。逆回転
する歯車の回転は，出力回転軸に設けた突起と歯車に形
成した連通孔との遊嵌嵌合によって出力回転軸に伝達さ
れる。

【０００７】バタフライ弁の歯車減速機には，一般的に
次の技術的要求を満たすことが求められる。即ち，マン
ホール等の狭い上下方向の空間しか利用できないという
設置環境に適合するため，一般にＴ字形ハンドルを差し
込んで作業者が操作する入力軸と，負荷体であるバタフ
ライ弁の弁ステム（円板擺動軸）である出力軸とが，同
軸上に位置していることが求められる。入力軸と出力軸
とがオフセットしていると，規定寸法のマンホール内に
収納できなくなる虞がある。次に，負荷側からは入力側
が動かないようにセルフロック機構を備えることが求め
られる。パイプラインを流れる流体圧力によって円板が
擺動して弁開度が変更されてはならない。更に，可能な
限り歯車減速機の全高を低くすることが求められる。ま
た，マンホールは，台風や大水のときに水没することが
あるので，外部から減速機内に水が浸入しないように防
水構造とすることが求められる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような歯車減速
機においては，減速した歯車の公転運動を出力軸に取り
出すため，軸方向に延びる複数本のピンを用いる必要が
ある。ピンを用いる歯車減速機では，歯車減速機の部品
点数か増加するのみならず，歯車のピン孔の形成，ピン
の組立等に起因して製作コストが上昇する。また，ピン
とピンが嵌入するピン孔との間には機構上遊びを設ける
必要があり，減速動作にガタツキを生じたり，大きな力
が作用する伝達機構として用いる上で，強度上の問題が
ある。したがって，ピンを用いることなく，且つ固定歯
車に噛み合う転動歯車の回転に伴って出力歯車を減速回
転する歯車減速機を得る点で解決すべき課題がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
の課題を解決することであり，ピンを用いずにすべて歯
車の差動によって出力軸に減速回転を得て，ピンの破損
等による故障のおそれがない信頼性の高い歯車減速機を
提供することである。

【００１０】この発明は，入力軸に対向して配置され且
つケーシングに回転自在に支持された出力軸，前記ケー
シングに固定された固定歯車，該固定歯車と噛み合うと
共に前記入力軸の回転に伴って自転しつつ前記入力軸の
軸線の回りに公転する転動歯車，及び前記固定歯車と並
んで前記出力軸に取り付けられ且つ前記転動歯車と噛み
合う出力歯車を備えており，前記出力歯車は前記固定歯
車の歯数よりも僅かな歯数だけ異なる歯数を有してお
り，前記出力軸には，前記転動歯車が前記固定歯車と噛
み合いつつ回転するときに前記固定歯車と前記出力歯車
との歯数差に基づいた減速比で減速された回転が取り出
されることから成る歯車減速機に関する。

【００１１】この歯車減速機によれば，入力軸の回転に
よって転動歯車が固定歯車と噛み合いながら回転する
と，転動歯車は固定歯車の歯数と僅かに異なる歯数を有
する出力歯車とも噛み合っているので，出力歯車は歯数
差に基づく減速比で減速されて回転する。したがって，
入力軸に加えられた入力回転は，転動歯車から出力歯車
に直接伝達されることになる。逆に，負荷側から入力し
て入力軸を回転させようとすると，極端な増速回転とな
り且つ機械効率が必ずしも良くない。したがって，ロッ
ク金具のような手動でロック操作を要することなく，事
実上セルフロックが作用しているのと同様となり，負荷
側から入力側を回転することはできない。

【００１２】この歯車減速機において，前記固定歯車と
前記出力歯車とは，同一のピッチ径を有すると共に，前
記符号が互いに逆の転位量が設けられている内歯車であ
る。転動歯車の歯形は一定であり，固定歯車と出力歯車
とは同一のピッチ径を有するので，転動歯車の歯は，歯
数が異なる固定歯車と出力歯車との歯数の少ない方の歯
車の歯は転動歯車の歯と深く噛み合い，歯数の多い方の
歯車の歯は転動歯車の歯と浅く噛み合うように，固定歯
車と出力歯車との歯形が決定される。その結果，固定歯
車と出力歯車との転位量の符号は，互いに逆に設定され
る。

【００１３】前記転動歯車は，前記入力軸の偏心軸部が
嵌入する中心孔を有する外歯車である。この場合，入力
軸が回転すると，入力軸の偏心軸部が中心孔に嵌入する
転動歯車は，固定歯車と噛み合いつつ回転し，自転と共
に入力軸の回転中心の回りに公転をすることになる。ま
た，前記転動歯車は，前記入力軸の回転軸線に対して偏
心した位置において前記入力軸に設けられた軸に回転自
在に支持されている遊星歯車である。この場合，入力軸
が回転すると，入力軸と固定歯車とに噛み合う遊星歯車
は，自転しつつ入力軸の回転軸線回りに公転をする。

【００１４】前記転動歯車と噛み合う指針歯車が前記固
定歯車を前記出力歯車との間に挟む状態に配設されてお
り，前記出力軸の回動量を示す指針が，前記指針歯車を
取り付け且つ前記ケーシングの外部に延びる指針軸に取
り付けられている。入力軸の回転によって転動歯車が回
転すると，転動歯車と噛み合う指針歯車が，出力歯車が
回転するのと同様の原理で，出力軸の回転量に対応した
回転量で回転する。指針はケーシングの外部に延びる指
針軸に取り付けられているので，指針歯車の回転量は，
指針によって歯車減速機の外部に示される。指針が弁開
度を示すために，歯車減速機の上部には弁の開度の目盛
りを付した銘板が取り付けられる。

【００１５】前記指針軸は，前記ケーシングを構成する
上蓋に形成された挿通孔に回転自在に支持されていると
共に前記入力軸を回転自在に支持している。入力軸は，
歯車減速機のケーシングを構成する上蓋を貫通して延び
るように配置するので，指針軸は入力軸を回転自在に挿
通するスリーブ状の軸で構成される。指針軸は，入力軸
を取り囲み，且つケーシングを構成する上蓋に形成され
た挿通孔に回転自在に支持される。

【００１６】前記指針歯車は，前記出力歯車と同じピッ
チ，ピッチ径及び転位量を備えている。指針歯車を出力
歯車と同じ歯車構造にすることにより，指針歯車の回転
量は出力歯車の回転量と同じにすることができる。ただ
し，出力歯車がトルクを伝達する必要があるのに対し
て，指針歯車はトルクを伝達する必要がないので，指針
歯車の歯幅は，充分薄いものとして製作される。

【００１７】前記入力軸は前記出力軸と同軸に配置され
ている。入力軸を出力軸と同軸に配置することにより，
歯車減速機が狭い空間内に用いられる場合であっても，
歯車減速機をコンパクトに構成できて，かかる空間内に
収納可能となる。

【００１８】この歯車減速機は，前記入力軸に加えられ
た回転を減速してバタフライ弁の弁軸に連結された前記
出力軸に伝達するバタフライ弁用作動機構に適用され
る。バタフライ弁は，例えば，上下水道のパイプライン
の開閉や開度を制御する弁として使用されている。パイ
プラインを流れる流体の力に抗してバタフライ弁の弁体
を開閉するには大きな力が必要であるが，この歯車減速
機を用いると，大きな減速比がピンを用いずに得られる
ので，ピンの破損等で歯車減速機が作動しなくなるとい
う事態を回避して，確実にバタフライ弁の開閉制御を行
うことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
による歯車減速機の実施例を説明する。図１はこの発明
による歯車減速機の一実施例を示す縦断面図，図２は図
１に示す歯車減速機の上蓋及び指針歯車を取り外して示
す平面図，図３は図１に示す上蓋を示す平面図，図４は
この発明による歯車減速機を弁操作用の手動減速機とし
て適用したバタフライ弁の一例を示す正面図である。

【００２０】図４に示すように，バタフライ弁１の弁ケ
ーシング２には，円板状の弁体３が回転軸線（擺動軸）
Ａ−Ａの回りに回転可能に支持されている。弁体３を回
転軸線Ａ−Ａの回りに回転させるため，入力操作用とし
てのＴ字形ハンドル４と，弁ケーシング２に取り付けら
れ且つＴ字形ハンドル４への操作力が入力される歯車減
速機５と，Ｔ字形ハンドル４への操作力を歯車減速機５
に伝達する入力軸６とを有している。作業者がＴ字形ハ
ンドル４を回転操作することにより，その回転操作は入
力軸６を介して歯車減速機５に伝達され，歯車減速機５
の減速された出力によって，弁体３は回転軸線Ａ−Ａの
回りに回転される。バタフライ弁１は，上記したよう
に，上下水道のようなパイプラインに対して適用され
て，土中に敷設されたパイプラインの中を流れる流体の
流れを遮断したり流量を調節するのに用いられる。バタ
フライ弁１はマンホールを横切るパイプラインに配設さ
れるのが通常であるので，バタフライ弁１の開閉操作
は，一般には地上からＴ字形ハンドルを差し込み作業者
によって行われる。

【００２１】次に，歯車減速機５の詳細を図１〜図３を
参照して説明する。歯車減速機５は，回転軸線Ａ−Ａの
回りに略回転体の形状を有するケーシング（減速機本
体）７を備えており，ケーシング７の下部には出力軸８
が回転自在に軸支される中央孔９が形成されている。中
央孔９には，出力軸８を回転自在に軸支するため，専用
の軸受を配設することができる。ケーシング７の上部に
は，後述する上蓋１０との間に，後に詳述する歯車機構
１１を収容する空間１２が形成される。出力軸８及び中
央孔９は，回転軸線Ａ−Ａと同心状の構造を有し且つ回
転軸線Ａ−Ａと同心状に配置とされる。

【００２２】入力軸６は，出力軸８と同軸状に対向して
配置されている。入力軸６は，外部，即ち，上方に突出
する入力部１３と，後述する指針軸５０に緩挿する緩挿
部１４と，偏心軸部１５と，出力軸８に摺動軸受１８を
介して相対回転自在な緩挿部１６とを有している。偏心
軸部１５は，入力軸６の略中央部に位置していると共に
回転軸線Ａ−Ａに対して偏心量ｅだけ偏心して形成され
ており，且つ転動歯車３４に対して摺動軸受１７を介し
て相対回転自在に構成されている。入力部１３にはキー
１９を介してソケット２０（図面では想像線で示す）が
取り付けられており，ソケット２０に上方から差し込ん
だＴ字形ハンドル４のハンドル部分２１（図４参照）を
回転操作すると，入力軸６を回転させることができる。

【００２３】出力軸８の中央上部には，入力軸６の下端
の緩挿部１６を摺動軸受１８を介して回動自在に保持す
る保持穴２２が形成されている。出力軸８は，下端側，
即ち，負荷側に外径部をケーシング７に貫通して設けた
中央孔９に緩挿状態に保持される筒状軸部２３を有して
いる。筒状軸部２３の内部には，バタフライ弁１の弁体
３の回転軸が取り付けられる負荷取付け穴２４が形成さ
れている。出力軸８は上部において径方向に延びたフラ
ンジ部２５を有しており，フランジ部２５の周縁部の上
端面には，ボルト２６によって抜け止められ且つ係止ピ
ン２７によって位置決めされた後述する出力歯車３６が
固着されている。フランジ部２５は，ケーシング７に対
して摺接可能に載置された状態に置かれている。フラン
ジ部２５の下端面の一部には，ケーシング７に対する回
動量を制限するため，突出片２８が設けられている。中
央孔９の下端部近傍の内周面にはシール溝が形成されて
おり，出力軸８の周面に摺接するＯリング等のシール部
材２９が配置されている。

【００２４】次に，歯車機構１１について説明する。ケ
ーシング７の上方内部には，ボルト３２によって抜け出
しを防止され且つ係止ピン３３によって位置決めされた
固定歯車３０が配置されている。固定歯車３０は，リン
グギヤであり，内周に回転軸線Ａ−Ａに対して同心状の
固定歯３１が形成されている。入力軸６の偏心軸部１５
に摺動軸受１７を介して相対回転自在に設けられた転動
歯車３４は，固定歯車３０の固定歯３１と噛み合う外周
歯３５を有している。転動歯車３４の外周歯３５は，回
転軸線Ａ−Ａに対して偏心している方向の部分で固定歯
車３０と噛み合っている。転動歯車３４の外周歯３５
は，また，出力軸８のフランジ部２５に取り付けられた
リングギヤとしての出力歯車３６に形成されている内周
歯３７とも噛み合っている。

【００２５】上蓋１０の周縁部の下端面には，ケーシン
グ７への取付け基準となるインローが形成され，更に周
縁部には複数個の取付け孔４０が周方向に隔置して形成
されている。各取付け孔４０に対応して，ケーシング７
にはねじ孔３８が形成されており，取付け孔４０を挿通
させた取付けボルト３９をねじ孔３８にねじ込むことに
より，上蓋１０はケーシング７に取り付けられる。上蓋
１０は，中央部において，指針軸５０が回転自在に挿通
するように回転軸線Ａ−Ａと同心状に貫通する挿通孔４
２が形成されたボス部４１を有している。ボス部４１の
上端部の近傍にはシール溝が形成されており，指針軸５
０の外周面と摺接するＯリング等のシール部材４３が配
設されている。更に，上蓋１０の上表面４４の一部に
は，バタフライ弁１の弁開度を示す銘板４５（図４参
照）が取り付けられている。銘板４５は，バタフライ弁
１の全開位置Ｏと，全閉位置Ｓとの間に適当な目盛り４
６が付され且つ回転軸線Ａ−Ａと同心状に配置された扇
状の形状を有している。

【００２６】上蓋１０のボス部４１に形成された挿通孔
４２内で，且つ入力軸６の緩挿部１４には，指針軸５０
が嵌合されている。指針軸５０はスリーブ状軸部５１と
円板部５２とを一体的に固定して構成されているが，当
初から一体構造に形成してもよい。円板部５２の周縁部
下端面には，指針歯車５３が固着されている。指針歯車
５３はリングギヤであり，その内周部には転動歯車３４
の外周歯３５と噛み合う内周歯５４が形成されている。
スリーブ状軸部５１の外周面は上蓋１０の中央部に加工
された挿通孔４２に，また，スリーブ状軸部５１の内周
面は入力軸６の緩挿部１４の外周面に摺動自在となるよ
うに，回転軸線Ａ−Ａと同心状に形成されている。指針
軸５０が上蓋１０の外部に露出する側面には，指針５５
がビス等の適宜の固着手段によって固着されている。指
針５５は銘板４５の指標を指し，バタフライ弁１の開度
を表す。スリーブ状軸部５１の内周面にはシール溝が形
成されており，入力軸６の緩挿部１４の外周面に摺接す
るＯリングのようなシール部材５６が配設されている。

【００２７】ケーシング７の下端部の端面５７には負荷
取付け基準となるインローが回転軸線Ａ−Ａと同心に形
成され，複数個の負荷取付けねじ５８が螺刻されてい
る。ケーシング７の上端部の端面には，上蓋１０の取付
け基準となるインローと嵌合するインローが同じく回転
軸線Ａ−Ａと同心に形成されている。ケーシング７の内
部の端面には円弧状凹溝５９が９０度以上にわたって形
成されており，出力軸８のフランジ部２５から突出片２
８が円弧状凹溝５９内に突出している。突出片２８に
は，ケーシング７を貫通して配設されている調整ねじ６
０が係合可能であり，出力軸８の回動範囲を調整するこ
とができる。更に，空間１２内には，ケーシング７に設
けられたグリースニップルを通じてグリースが封入され
ている。

【００２８】転動歯車３４は，外周歯３５を有する平歯
車で構成されている。転動歯車３４は，上方から順に，
指針歯車５３の内周歯５４，固定歯車３０の固定歯３
１，及び出力歯車３６の内周歯３７が同時に噛合可能と
なるように充分な歯幅を有している。指針歯車５３と出
力歯車３６とは，歯幅以外は同一仕様に製作されてい
る。即ち，指針歯車５３は指針５５を回動させるのみだ
けでよいので歯幅は殆ど必要がないが，出力歯車３６は
負荷であるバタフライ弁１の弁体３を開閉させる能力を
備えた歯幅を有している。固定歯車３０，転動歯車３
４，出力歯車３６，及び指針歯車５３は同一モジュール
によって形成されている。固定歯車３０と出力歯車３６
及び指針歯車５３とは，転動歯車３４とバックラッシュ
なしで噛み合っており，互いに転位量の符号が変更され
ている。歯数と転位の例としては，歯数が少ない定歯車
３０をプラス転位に，歯数が多い出力歯車３６及び指針
歯車５３をマイナス転位にしているが，歯数と転位の符
号とをセットにして，それぞれを逆にしても構わない。

【００２９】転動歯車３４の歯数は，固定歯車３０の歯
数よりも，僅かな歯数だけ少なく形成される。転動歯車
３４の歯数を固定歯車３０の歯数よりも少なくすれば，
減速の目的を達するが，歯数が少なくなるに比例して入
力軸６の偏心量ｅが増加するので，入力軸６の加工が困
難になり易い。転動歯車３４が固定歯車３０と噛み合っ
ている箇所以外が，干渉しない程度の歯数を選択するの
が好ましい。また，出力歯車３６の歯数は，固定歯車３
０の歯数に対して僅かの歯数だけ異なっており，転動歯
車３４が固定歯車３０と噛み合いつつ転動運動（公転）
するときに，この歯数差がずれとなって出力歯車３６を
回転させることになる。即ち，「歯数差／固定歯車の歯
数」の減速比が発生する。指針歯車５３と出力歯車３６
とは仕様を同じにしてあるので，指針歯車５３の回動量
を出力歯車３６の回動量とは等しくなる。また，出力歯
車３６をスムーズに回転させるため，固定歯車３０の歯
数に対して出力歯車３６の歯数との差は１又は２とする
のが好ましい。

【００３０】この図２〜図４に示す実施例の作動につい
て説明する。入力軸６の頭部に取り付けたソケット２０
にＴ字形ハンドル４を差し込み，Ｔ字形ハンドル４のハ
ンドル部分２１を回転操作すると，入力軸６が回転す
る。マンホール内を通過するパイプラインに設けられた
バタフライ弁１を開閉する場合，長尺なＴ字形ハンドル
４を使用すれば，地上からでも歯車減速機５を作動させ
ることができる。歯車減速機５において，入力軸６の略
中央部に摺動軸受を介して回転自在に保持される転動歯
車３４は，入力軸６の回転軸線Ａ−Ａよりも偏心した位
置で固定歯車３０に噛み合っている。ケーシング７に着
されている固定歯車３０は位置を変えることはないの
で，入力軸６が回転すると，転動歯車３４が，その外周
歯３５を固定歯車３０の内周の固定歯３１と噛み合いつ
つ，転動運動（公転）をしながら回転運動（自転）をす
る。転動歯車３４の自転は，公転に比べて大きな減速比
となる。転動歯車３４が公転しつつ自転すると，転動歯
車３４とかみ合う出力歯車３６及び指針歯車５３は，固
定歯車３０と歯数が僅かに（好ましくは１歯）異なるの
で，固定歯車３０の歯数との差に基づいて更に減速し
て，出力軸８及び指針軸５３が同方向に回転する。出力
軸８の回転はバタフライ弁１の弁体３を回転軸線Ａ−Ａ
の回りに開閉し，指針軸５３は指針５５を銘板４５に対
して回動させて，バタフライ弁１の弁開度を表す。

【００３１】転動歯車３４に対して固定歯車３０と出力
歯車３６（及び指針歯車５３）とが同時に噛み合ってい
るように，一般的に，歯数の異なる二つの歯車が同時に
他の歯車に噛み合うと，二つの歯車にあっては拗れが発
生する。この実施例による減速機では，一方，例えば，
固定歯車３０をプラス転位に，他方の出力歯車３６（及
び指針歯車５３）をマイナス転位にする等，転位量の符
号を異ならせることで拗れが解消される。この実施例に
用いられている固定歯車３０，出力歯車３６及び指針歯
車５３の仕様は，比較的に普及しているバタフライ弁１
の大きさ，作業者の腕力，Ｔ字形ハンドル４のハンドル
部分２１の長さ等を考慮して，モジュール，歯数，転位
係数等が実験等に基づいて適宜に設定される。

【００３２】この歯車減速機の減速比は，固定歯車３０
と転動歯車３４との間で一段の減速が行われ，且つ転動
歯車３４と出力歯車３６との間で更に一段の減速が行わ
れる。逆に，出力軸８側から入力軸６を回転させるとき
の変速は非常に大きな増速となっており，この増速比と
この歯車減速機のよいとは言えない機械効率とによっ
て，負荷側から入力側を動すことが困難になっている。
その結果，入力軸６側からは，出力歯車３６の回動量は
少ないけれども，軽い操作力で出力歯車３６を大きな力
で回転させることができるが，出力軸８側からは，極め
て大きな増速回転となり，事実上，セルフロックの機能
が生じている。歯車減速機５をバタフライ弁１の弁開閉
機構に適用した場合，パイプラインを流れる流体からバ
タフライ弁１の弁体３に大きな力が作用しても，ロック
ピン等の手段を講じなくても，入力軸６を回転させて弁
開度を変えてしまうという事態が生じることはない。

【００３３】ケーシング７の中央孔９と出力軸８との
間，指針軸５０と入力軸６との間，及び上蓋１０と指針
軸５０との間は，Ｏリング５６，４３，２９によってシ
ールが施された防水構造となっており，例えば，歯車減
速機５をマンホール内のバタフライ弁１の弁開閉機構に
適用した場合に，歯車減速機５が水中に完全に没したと
きでも，歯車減速機５の内部に水が浸入するのを防止す
ることができる。なお，図示されていないが，上蓋１０
とケーシング７との間にも，ガスケット等のシール手段
が施されているのは言うまでもない。

【００３４】図５及び図６は，この発明による歯車減速
機の別の実施例を示す図であり，図５はこの発明による
別の歯車減速機の縦断面図であり，図６は図５に示す歯
車減速機の上蓋及び指針歯車を取り外して示す平面図で
ある。図５及び図６に示す歯車減速機７０は，遊星歯車
機構７１が先に示した実施例である歯車減速機５と異な
る以外は同じ構造を有しているので，歯車減速機７０に
おいて，歯車減速機５と同じ構成要素及び部位には同じ
符号を付して，重複する説明を省略する。

【００３５】歯車減速機７０の遊星歯車機構７１は，入
力軸６が歯車減速機７０内において，一体的に径方向外
側に膨出したキャリヤ部７２と，キャリヤ部７２に取り
付けられた軸７３に回転自在に支持され且つ外歯７５が
形成された遊星歯車７４と，ケーシング７に固定され且
つ遊星歯車７４の外歯７５と噛み合う固定歯３１を有す
る固定歯車３０と，出力軸８に固定され且つ遊星歯車７
４の外歯７５と噛み合う内歯３７を有する出力歯車３６
とから構成されている。固定歯車３０の上方には，出力
歯車３６との間に固定歯車３０を上下に挟む指針歯車５
３が配設されている。固定歯車３０の歯数と，出力歯車
３６及び指針歯車５３の歯数とは１だけ異なり，転位の
方向もプラスとマイナスで異なっている点は，先の実施
例と同様である。入力軸６が回転すると，キャリヤ部７
２も回転し，キャリヤ部７２に設けられてている軸７３
に回転自在に軸支されている遊星歯車７４が，固定歯車
３０と固定歯３１と噛み合いながら自転しつつ公転し，
出力歯車３６には，固定歯車３０との歯数の差（差は
１）に基づく減速比で減速された回転が得られる。

【００３６】

【発明の効果】この歯車減速機は，上記のように，出力
歯車が固定歯車の歯数よりも僅かな歯数だけ異なる歯数
を有しており，出力軸には，固定歯車と噛み合いつつ回
転する転動歯車と出力歯車との間に固定歯車と出力歯車
との歯数差に基づいた減速比で減速された回転を取り出
すように構成したので，減速した歯車の公転運動を出力
軸に取り出すため，軸方向に延びる複数本のピンを用い
る必要がなく，歯車減速機の部品点数が抑制され，歯車
のピン孔の形成やピンの組立等に起因した製作コストの
上昇を抑えることができる。また，ピンを用いずに完全
な歯車作動式としたので，ピンが嵌入する軸方向の孔を
歯車や出力軸等に設ける必要がなく，歯車減速機の軸方
向長さを短縮化することができると共に，大きな力が作
用する減速機としても強度が向上し，信頼性の高い歯車
減速機が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による歯車減速機の一実施例を示す縦
断面図である。

【図２】図１に示す歯車減速機の上蓋及び指針歯車を取
り除いて示す平面図である。

【図３】図１に示す歯車減速機の上蓋を示す平面図であ
る。

【図４】図１に示す歯車減速機をバタフライ弁の作動機
構に適用した例を示す正面図である。

【図５】この発明による歯車減速機の別の実施例を示す
縦断面図である。

【図６】図５に示す歯車減速機の上蓋及び指針歯車を取
り除いて示す平面図である。

【符号の説明】

１ バタフライ弁 ３ 弁体 ４ Ｔ字形ハンドル ５，７０ 歯車減速機 ６ 入力軸 ７ ケーシング ８ 出力軸 １０ 上蓋 １１ 歯車機構 １５ 偏心軸部 ３０ 固定歯車 ３１ 固定歯 ３４ 転動歯車 ３６ 出力歯車 ４５ 銘板 ５０ 指針軸 ５３ 指針歯車 ５５ 指針 ７１ 遊星歯車機構 ７３ 軸 ７４ 遊星歯車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H063 AA02 BB32 BB36 DB31 GG06 GG12 3J027 FA37 FA50 FB40 GB03 GC02 GC25 GC26 GC28 GD03 GD07 GD12 GE11 GE12 GE14 GE29

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸に対向して配置され且つケーシン
   グに回転自在に支持された出力軸，前記ケーシングに固
   定された固定歯車，該固定歯車と噛み合うと共に前記入
   力軸の回転に伴って自転しつつ前記入力軸の軸線の回り
   に公転する転動歯車，及び前記固定歯車と並んで前記出
   力軸に取り付けられ且つ前記転動歯車と噛み合う出力歯
   車を備えており，前記出力歯車は前記固定歯車の歯数よ
   りも僅かな歯数だけ異なる歯数を有しており，前記出力
   軸には，前記転動歯車が前記固定歯車と噛み合いつつ回
   転するときに前記固定歯車と前記出力歯車との歯数差に
   基づいた減速比で減速された回転が取り出されることか
   ら成る歯車減速機。
2. 【請求項２】 前記固定歯車と前記出力歯車とは，同一
   のピッチ径を有していると共に，符号が互いに逆の転位
   量を有する内歯車であることから成る請求項１に記載の
   歯車減速機。
3. 【請求項３】 前記転動歯車は，前記入力軸の偏心軸部
   が嵌入する中心孔を有する外歯車であることから成る請
   求項１又は２に記載の歯車減速機。
4. 【請求項４】 前記転動歯車は，前記入力軸の回転軸線
   に対して偏心した位置において前記入力軸に設けられた
   軸に回転自在に支持されている外歯車であることから成
   る請求項１又は２に記載の歯車減速機。
5. 【請求項５】 前記転動歯車と噛み合う指針歯車が前記
   固定歯車を前記出力歯車との間に挟む状態に配設されて
   おり，前記出力軸の回動量を示す指針が前記指針歯車を
   取り付け且つ前記ケーシングの外部に延びる指針軸に取
   り付けられていることから成る請求項１〜４のいずれか
   １項に記載の歯車減速機。
6. 【請求項６】 前記指針軸は，前記ケーシングを構成す
   る上蓋に形成された挿通孔に回転自在に支持されている
   と共に前記入力軸を回転自在に支持していることから成
   る請求項５に記載の歯車減速機。
7. 【請求項７】 前記指針歯車は，前記出力歯車と同じピ
   ッチ，ピッチ径及び転位量を備えていることから成る請
   求項５又は６に記載の歯車減速機。
8. 【請求項８】 前記入力軸は前記出力軸と同軸に配置さ
   れていることから成る請求項１〜７のいずれか１項に記
   載の歯車減速機。
9. 【請求項９】 前記入力軸に加えられた回転を減速して
   バタフライ弁の弁軸に連結された前記出力軸に伝達する
   バタフライ弁用作動機構に適用されることから成る請求
   項１〜８のいずれか１項に記載の歯車減速機。