JP2004527710A - 電気モータ式の調節装置 - Google Patents

Abstract

調節可能な弁のための電気モータ式の調節装置であって、当該調節装置にケーシングと駆動モータとが設けられており、該駆動モータの出力ピンが駆動トレインに連結されている形式の電気モータ式の当該調節装置を、次のように構成されるようにしたい。すなわち、ケーシングの寸法が、公知の調節装置に比べて減少され、かつ調節部材の両回動方向のために電気的な切換えが必要とされないように、構成されるようにしたい。本発明によれば、駆動モータ（１７）の出力ピンが歯列を備えているかまたは該出力ピンに円筒歯車が相対回動不能に装着されている。少なくとも駆動トレインの、前記歯列もしくは前記円筒歯車に噛み合っている歯車は、斜歯を備えた円筒歯車である。駆動モータの出力ピンの歯列または前記出力ピンに装着された円筒歯車は、３歯の形状のエボロイド歯列である。駆動トレインの出力部材（２１）は、中空軸（２２）に連結されており、該中空軸（２２）は、ケーシング（１１）の、互いに反対の側に位置する２つの開口を通って、次のように案内されている。すなわち、中空軸（２２）の軸両端部が、接続された調節部材の回動方向に依存して選択的に前記調節部材に結合可能であるように案内されている。電気モータ式の調節装置は、特に暖房装置技術、空調技術、換気技術における弁を調節するために使用され得る。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に調節可能な弁のための、電気モータ式の調節装置であって、ケーシングと、出力ピンを備えた駆動モータと、互いに噛み合っている複数の歯車から形成された駆動トレインとが設けられている形式のものに関する。
【０００２】
問題になっている電気モータ式の調節装置は、特に暖房技術、空調技術および換気技術において使用可能である。このような調節装置は、例えば弁を開放位置または閉鎖位置にもたらすために使用される。それぞれの調節運動は、前記調節装置が使用される目的に依存している。例えば、火災発生時には弁が開放されるかまたは閉鎖されることが必要とされ得る。このような事例に対して、この場合に必要な調節部材の旋回運動が駆動モータによって遂行されるのではなく、蓄力器によって、有利には予負荷されたばねによって遂行されることが予め規定されている。なぜならば、蓄力器による前記旋回運動によって、例えば高められた温度等の外的な事情に基づく駆動モータの故障時でも、必要な運動が遂行されることが保証されるからである。このような事例では、駆動モータによって調節部材が基本位置から運転位置（この位置に、通常の場合には調節部材が位置している）にもたらされる場合、蓄力器は予負荷される。しかしながら、例えば調節部材が温度に依存して、比較的に短い時間間隔で別の位置に移動させられることも、必要とされ得る。
【０００３】
従来公知の電気モータ式の調節装置の場合、駆動モータの出力ピンに円筒歯車が相対回動不能に（すなわち一緒に回動するように）装着されている。このような歯車のピッチ円もしくは外径は、出力ピンの直径よりも著しく大きい。この結果、既に、歯数も相応に大きいので、モータ回転数を低下させるための第１の段において、相応に大きい歯数を備えた歯車が、出力ピンに装着された歯車に噛み合っていなければならないかまたはこの歯車の回転数がまだ比較的に高いことになる。全ての解決手段の場合、調節装置のケーシングの寸法は比較的に大きい。問題となっている調節装置の場合、周知のように、駆動トレインの出力部材の回転数は極めて僅かである。しかしながら、組込みスペースが比較的に小さいので、従来公知の調節装置の使用は困難であるかまたは組込みは不可能でさえあった。さらに、従来公知の調節装置が調節部材の回動方向に適合されることが必要であり、すなわち、左回りおよび右回りのために電気的な切換えが必要であった。
【０００４】
本発明の課題は、冒頭に詳しく述べた形式の電気モータ式の調節装置を改良して、公知の調節装置に比べてケーシングの寸法が減少され、かつ調節部材の両回動方向のために電気的な切換えが必要とされないような、電気モータ式の調節装置を提供することである。
【０００５】
前記課題は、駆動モータの出力ピンが歯列を備えているかまたは前記出力ピンに歯車が相対回動不能に装着されており、かつ駆動トレインの、前記歯列もしくは前記歯車に噛み合っている歯車が、有利には斜歯を備えた円筒歯車であることによって解決される。出力ピンに噛み合っているかもしくはこの出力ピンに装着された歯車に噛み合っている歯車は、公知の構成とは対照的に、斜歯を備えた歯車であるので、これにより、駆動モータの出力ピンの対応する歯列が得られる。出力ピンの歯列のピッチ円直径は、公知の構成に比べて著しく減少されているので、前記歯列に噛み合っている歯車の寸法が同じである場合には、歯数のより大きい比が得られる。したがってモータ回転数の減少が対応し、これにより、駆動トレインの後続の歯車の直径がより小さく維持され得る。これに対して選択的に、公知の調節装置の場合のように回転数減少が行われる場合には、出力ピンに噛み合っている歯車が、著しく少ない歯数を有していることが可能となるであろう。したがって、既にこのことによって構成上の寸法が著しく減少される。
【０００６】
有利な実施態様では、出力ピンの歯列または出力ピンに装着された歯車の歯列は、複数歯、有利には３歯の形状のエボロイド歯列（Ｅｖｏｌｕｉｄ−Ｖｅｒｚａｈｎｕｎｇ）である。
【０００７】
エボロイド歯列は、歯列を備えた出力ピンの歯数ができるだけ少なく維持されることを可能にする。これにより既に、回転数を既に第１の段で著しく低下させるかまたは寸法を縮小する、先述の可能性が生ぜしめられる。この効果は、駆動モータの出力ピンに歯列が設けられる場合には、確かに最適ではある。しかしながら、出力ピンに前記歯列を備えた歯車が装着される場合には、ピッチ円直径も従来の構成に比べて減少される。駆動トレインのさらなる歯車は斜歯を備えていてよいが、しかしながらこの場合、直歯を備えた歯車を問題なく使用することもできる。
【０００８】
別の実施態様では、駆動トレインの出力部材が軸、有利には中空軸に連結されており、かつ該軸が、ケーシングの、互いに反対の側に位置する２つの開口を通って次のように案内されている、すなわち、前記軸の両端部が、接続された調節部材の回動方向に依存して選択的に該調節部材に結合可能であるように案内されている。モータに電流が供給されている場合、公知の構成とは対照的に、相応の組込みによって調節部材が時計回りまたは反時計回りで回動することが可能である。所望の回動方向に応じて、一方の端部または他方の端部が調節部材に連結される。駆動トレインの出力部材が中空軸に連結されている場合、この中空軸は、有利には内側歯列または内側異形成形部を備えており、これにより、形状接続的（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）な結合部が調節部材または結合エレメントに連結され得る。別の実施態様では、駆動トレインは、モータ回転数を減少させるために、少なくとも２つの伝動段を有している。この場合、有利にはダブル歯車が使用され、このことによって構成部材の数ができるだけ少なく維持される。伝動段を形成している歯車は、有利には、共通の駆動装置支持体に支承されており、該駆動装置支持体に、有利には駆動モータもフランジ結合されている。これにより、前組付けされ得る構成ユニットが生ぜしめられるので、全ての部材が良好に接近可能となる。さらに、この構成は修理しやすいものである。ケーシングから除去されるべき力が比較的に僅かに保たれるので、ケーシングは比較的に肉薄に構成され得る。さらに、機能可能な駆動ユニットが生ぜしめられるので、場合によってはケーシングすら省略され得る。別の実施態様では、駆動装置はばねエレメントを備えており、かつ調節部材の調節が、所定の方向でばねエレメントによって行われるようになっている。当該調節装置は、有利にはケーシングを備えており、このケーシングは２つのケーシング半部から成っており、この場合、分離平面が中央に位置していると有利である。さらに、モータフランジは駆動装置支持体と一体的に形成されている。このことによって、付加的な固定エレメントが省略される。その上、部材の数がさらにもっと減少される。駆動モータは、有利にはブラシレスモータである。なぜならば、このようなモータは、摩耗しないとは言わないまでも摩耗が少ないものと見なされ得るからである。駆動モータは、有利には、いわゆる鐘型回転子（Ｇｌｏｃｋｅｎｌａｅｕｆｅｒ）であり、すなわち、回転子が外側に位置していて、内側の定置の固定子を中心として回転するようになっている。電気的な回転磁界が電子式に生ぜしめられる同期モータまたはステップモータを使用することもできる。この電気モータ式の調節装置は、最小駆動装置またはコンパクト駆動装置と呼ぶこともできる。
【０００９】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１０】
図１と図２とに示した電気モータ式の調節装置１０は、ケーシング１１を備えており、このケーシング１１を成している両ケーシング部分１１ａ，１１ｂは、角隅領域で互いにねじ固定されている。ケーシング１１は直方体形に構成されていて、長手側が異形成形されている。両ケーシング部分１１ａ，１１ｂの分離平面は、高さに関してほぼ中央の領域に位置している。図１と図２とに示した図によれば、各ケーシング部分１１ａ，１１ｂは、端部領域にそれぞれ１つの接続部材１２，１３を備えている。これらの接続部材１２，１３は同じ形式のものであり、これらの接続部材１２，１３によって調節装置１０が、調節すべき調節部材を備えている装置に固定され得る。簡略化して示す都合上、電気モータ式の調節装置１０の出力部材と前記調節部材との間の駆動技術的な結合部は、図示していない。電気モータ式の調節装置１０は、ばねエレメント１５を負荷するためにかつ調節部材を基本位置にもたらすために、外側から適宜な工具によって回動可能な手動操作軸１４を備えている。このために各ケーシング部分１１ａ，１１ｂは、例えば調節すべき弁のための基本位置としての角度が表示され得るようにするために、目盛り１６を備えている。
【００１１】
電気モータ式の調節装置１０は、ブラシレスの駆動モータ１７を備えており、この駆動モータ１７の回転子は外側に配置されている。電気的なエネルギの供給は、多心ケーブル１８によって行われる。駆動モータ１７の回転子１７ａには、ロッキング装置１９（図示せず）が対応配置されている。歯列を備えた出力ピンまたはこの出力ピンに相対回動不能に装着された歯車が、歯車２０を駆動する。この歯車２０の歯数は比較的に大きい。この歯車２０はダブル歯車（Ｄｏｐｐｅｌｒａｄ）であり、はるかに少ない歯数を有している方の歯車が、比較的多数の歯を備えた別の歯車２１を駆動する。この歯車２１は、駆動トレインの出力部材であり、図示の実施例では９０°の歯セグメントである。この歯車２１の孔内には、異形成形部に基づいて、中空軸２２が相対回動不能に挿嵌されており、歯車２１は、両ケーシング部分１１ａ，１１ｂの孔によっても案内されている。前記中空軸２２は内側に歯列を備えているので、先述の調節部材を調節するために、連結エレメントとの形状接続的（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）な結合部が生ぜしめられ得る。駆動トレインを形成している歯車は、この実施例では２つの伝動段を形成している。前記歯車は、さらに、駆動装置支持体２３に支承されており、この駆動装置支持体２３には駆動モータ１７ａも固定されている。伝動装置の形状の、図示の電気モータ式の調節装置は、調節部材の基本位置でばねエレメント１５が予負荷されているように設計されている。この場合、調節は駆動モータ１７によって行われ、しかも戻し運動は、ばねエレメント１５の弛緩によって行われる。このことは、次のような利点を有している。すなわち、例えば調節装置の加熱に際して例えば駆動モータ１７にまたは電流供給部に火災が発生した時および故障が発生した時に、調節部材がこの時に必要な位置に移動させられることが保証されているという利点を有している。この理由から、電気モータ式の調節装置の構成部分とケーシング１１とは、金属、例えば鋼または非鉄金属から製作されている。
【００１２】
本発明は図示の実施例に限定されるものではない。本質的な点は、できるだけ小さい寸法を得るために駆動モータ１７の出力ピンまたはこの出力ピンに装着された歯車が、エボロイド歯列を有していて、この歯列に噛み合っている歯車が斜歯歯列を有していることにある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による駆動装置を、組み付けられた状態で示す斜視図である
【図２】図１に示した電気モータ式の調節装置を、部分的に破断されたケーシングを備えて示す図である。

Claims (11)

1. 特に調節可能な弁のための、電気モータ式の調節装置であって、ケーシングと、出力ピンを備えた駆動モータと、互いに噛み合っている複数の歯車から形成された駆動トレインとが設けられている形式のものにおいて、駆動モータ（１７）の出力ピンが歯列を備えているかまたは駆動モータ（１７）の出力ピンに円筒歯車が相対回動不能に装着されており、少なくとも駆動トレインの、前記歯列もしくは前記円筒歯車に噛み合っている歯車が、有利には斜歯を備えた円筒歯車であることを特徴とする、電気モータ式の調節装置。
2. 駆動モータ（１７）の出力ピンの歯列または前記出力ピンに装着された円筒歯車の歯列が、複数歯、有利には３歯の形状のエボロイド歯列である、請求項１記載の電気モータ式の調節装置。
3. 駆動トレインの出力部材（２１）が、軸、有利には中空軸（２２）に連結されており、該軸（２２）が、ケーシング（１１）の、互いに反対の側に位置する２つの開口を通って、次のように案内されている、すなわち、前記軸（２２）の両端部が、接続された調節部材の回動方向に依存して選択的に該調節部材に結合可能であるように案内されている、請求項１または２記載の電気モータ式の調節装置。
4. 駆動トレインが、モータ回転数を減少させるために、少なくとも２つの伝動段を有している、請求項１から３までのいずれか１項または複数項記載の電気モータ式の調節装置。
5. 少なくとも伝動段を形成している歯車（２０，２１）が、共通の駆動装置支持体（２３）に支承されており、該駆動装置支持体（２３）に、有利には駆動モータ（１７）も配置されている、請求項１から４までのいずれか１項または複数項記載の電気モータ式の調節装置。
6. 当該調節装置（１０）がばねエレメント（１５）を備えており、かつ調節部材の調節が、所定の方向でばねエレメント（１５）によって行われるようになっている、請求項１から５までのいずれか１項または複数項記載の電気モータ式の調節装置。
7. ばねエレメント（１５）の予荷重を生ぜしめるために、当該調節装置（１０）が手動調節軸（１４）を備えている、請求項６記載の電気モータ式の調節装置。
8. ケーシング（１１）が、互いにねじ固定された２つのケーシング部分（１１ａ，１１ｂ）から成っており、かつ分離平面が、有利にはケーシングの中央平面の領域に位置している、請求項１から７までのいずれか１項または複数項記載の電気モータ式の調節装置。
9. 駆動モータ（１７）のねじ留めフランジが、駆動装置支持体（２３）と一体的に形成されている、請求項１から８までのいずれか１項または複数項記載の電気モータ式の調節装置。
10. 駆動モータ（１７）が、外側の回転子（１７ａ）を備えたブラシレスモータである、請求項１から９までのいずれか１項または複数項記載の電気モータ式の調節装置。
11. モータが同期モータ、ステップモータまたはこれに類するものであり、これらのモータの電気的な回転磁界が、電子式に発生可能である、請求項１から９までのいずれか１項または複数項記載の電気モータ式の調節装置。