JP2010112548A - Actuator for valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、ボールバルブ、バタフライバルブ等の回転弁に搭載され、コンパクトで大減速比が得られるバルブ用アクチュエータに関し、特に、大型で高出力のバルブへの搭載に適したバルブ用アクチュエータに関する。 The present invention relates to a valve actuator that is mounted on a rotary valve such as a ball valve or a butterfly valve, and is compact and can obtain a large reduction ratio, and more particularly to a valve actuator that is suitable for mounting on a large and high-power valve. .
従来より、ボールバルブやバタフライバルブ等の回転弁に搭載され、コンパクトで大減速比が得られるバルブ用アクチュエータとして、内接式遊星歯車機構を搭載したアクチュエータがある。このアクチュエータは、噛合い点が多く、ショックロードに強いなどの利点もある。 Conventionally, there is an actuator equipped with an inscribed planetary gear mechanism as a valve actuator that is mounted on a rotary valve such as a ball valve or a butterfly valve and is compact and has a large reduction ratio. This actuator also has advantages such as many meshing points and resistance to shock load.
この種のバルブ用アクチュエータには、例えば、特許文献1や図23に示す減速装置1が搭載されている。同文献1や図23の減速装置1は、図23において、電動モータ2のピニオン歯車3が中間ギア4と噛合し、この中間ギア4が入力ギア5と噛合している。入力ギア5は、偏心軸6に同軸に取付けられ、この偏心軸6の内周側には、ベアリング7を介して出力軸8が回転可能な状態で装着されている。出力軸8は、その下部側がキャリア9の内周側に圧入固着されてこのキャリア9と一体に回転可能になっている。このキャリア9には、中心から放射状に圧入穴9aが形成され、この圧入穴9aに内ピン10の下端側が圧入固着されている。一方、出力軸8の上部側は、ギアケース11に取付けられた取付板12に設けられたボールベアリング13により支えられている。
In this type of valve actuator, for example, a reduction gear 1 shown in Patent Document 1 and FIG. 23 is mounted. In the reduction gear 1 of the document 1 and FIG. 23, the
また、偏心軸6の外周側には、ベアリング14を介して2つのトロコイド歯車15、15が回転可能に装着され、このトロコイド歯車15は内歯歯車16の内歯を構成する外ピン17と噛合している。また、トロコイド歯車15には動力伝達穴15bが形成され、この動力伝達穴15bには上述の内ピン10が遊嵌されている。この構成により、内ピン10は、下端側が片持ち支持された状態で動力伝達穴15bを介してトロコイド歯車15、15を支えた状態になっている。
Further, two
電動モータ2のピニオン歯車3が回転すると、このピニオン歯車3の回転が中間ギア4に伝達され、この中間ギア4を介して入力ギア5に回転が伝達されて偏心軸6が一体に回転する。このように、このアクチュエータは、入力軸となる偏心体6の外周側に動力が伝わるようになっている。そして、偏心軸6の偏心回転によってトロコイド歯車15が内歯歯車16内を揺動回転し、この回転が内ピン10を介してキャリア9、出力軸8に伝達される。このとき、内ピン10においては、トロコイド歯車15の動力伝達穴15bとの接触点からキャリア9との圧入固着部位に動力が伝達される。
When the
一方、特許文献2の減速装置は、ケーシング内に第1、第2フランジが配設され、この第1、第2フランジに、入力軸が回転自在に両持ち支持された内接噛合遊星歯車減速部が設けられた構造になっている。この減速装置は、入力軸の回転が回転したときに、この回転が内接噛合遊星歯車減速部によって減速されて第1、第2フランジから出力される。
On the other hand, the reduction gear of
他方、特許文献3の遊星歯車増減速機は、入力回転軸、偏心軸、外歯歯車、内ピン、内ピン保持フランジを備え、内歯歯車或は、内ピン保持フランジの何れか一方を固定して他方から減速回転又は増速回転を取出すようになっている。この増減速機は、内ピン保持フランジの反対側に内ピン支持リングを有し、出力軸の出力側に設けた軸受と内ピン支持リングとにより内ピンを両持ち支持した構造になっている。
On the other hand, the planetary gear speed reducer of
また、特許文献4の内接噛合遊星歯車構造は、自動成分を伝達する内ピンの一端側がフランジ部に固着され、他端側が円環状の支持リングに固着されて組み込まれた構造になっている。この遊星歯車構造は、支持リングとフランジ部の双方が一対の軸受けを介してケーシングに両持ち支持されている。
The inscribed mesh planetary gear structure of
しかしながら、特許文献1や図23の減速装置1を搭載したアクチュエータにおいては、内ピン10の一端側はキャリア9に片持ち支持され、他端側は自由端部になっている。このため、トロコイド歯車15が揺動回転して内ピン10が法線方向の力を受けたときには、この内ピン19が軸振れしキャリア9を介して出力軸8が軸振れすることがあった。この場合、この軸振れにより偏心軸6やこの偏心軸6の内外周側に装着されたベアリング7、14に過大なラジアル荷重が加わり、これらが上方側にせり上がる現象が生じるおそれがある。更に、このせり上がり現象により、偏心軸6に設けた入力ギア5もせり上がったり、傾きが生じたりして中間ギア4との歯当たりが不安定になり、電動モータ2からの動力の伝達効率が悪くなったり騒音が大きくなるなどの問題が生じていた。
However, in the actuator equipped with the reduction gear 1 of Patent Document 1 and FIG. 23, one end side of the
更に、内ピン10が軸振れすると、圧入穴9aの穴径が拡大してこの圧入穴9aから内ピン10が脱落する危険性があった。この場合、脱落した内ピン10がギアケース11内に噛み込まれてこのギアケース11や減速装置1を破損する可能性がある。
Further, when the
また、内ピン10の軸振れによる出力軸8の軸振れにより、縦に並列したトロコイド歯車15が傾いた状態で外ピン17に接触し、このとき、上下のトロコイド歯車15、15の外歯15a、15aの外ピン17に対する傾き方向が変化し、その結果、外ピン17も上方にせり上がる現象が発生することがあった。そのため、図23においては、外ピン17の抜け出しを防ぐための押え板18を設けているが、この押え板18では出力軸8の軸振れを抑えることができず、トロコイド歯車15が外ピン17に対して傾くことを防ぐことはできない。
Further, due to the shaft runout of the
また、軸振れによりベアリング7、14には大きなラジアル荷重が加わるため、このラジアル荷重による故障を防ぐために減速装置1を構成する部品を強靭に設ける必要が生じる。例えば、ボールベアリング13を大きく形成したり、取付板12の板厚を厚くすることが考えられるが、この場合には部品が大きくなって減速装置1が大型化するおそれがある。また、特に、取付板12は、過大なラジアル荷重する強度が不足するため、その対策としてギアケース11への取付け時にネジ19に加えてノックピン等の補強が必要になり、この場合、組立ても面倒になる。更に、全体のコンパクト性を維持しながら強度を高めようとすると、部品の大きさに制約が生じて十分な出力トルクが得られない場合がある。
Moreover, since a large radial load is applied to the
一方、特許文献2の減速装置は、出力側がフランジ状であり、このフランジが回転する構造であるため、フランジの回転状態をリミットスイッチ等で検知することが難しくなっている。このため、この減速装置を回転制御可能なバルブ用アクチュエータに搭載することは困難である。
On the other hand, since the speed reduction device of
また、特許文献3、4における減速装置は、モータや偏心軸、歯車列がアクチュエータのボデー内に収納され、リミットスイッチもこれらと同様にボデー内に収納することは可能である。しかし、この減速装置は、出力軸が入力軸とは反対側に延びている構造であるため、この出力軸の回転をリミットスイッチによって検知することはできない。このため、これらの減速装置を回転制御用のバルブ用アクチュエータとして用いることはできない。
In the reduction gears in
本発明は、従来の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、動力伝達における内部部品のせり上がり現象を防止し、コンパクト性を維持しつつ大減速比により高出力の回転トルクを高効率で伝達できる回転制御用のバルブ用アクチュエータを提供することにある。 The present invention has been developed in order to solve the conventional problems, and the object of the present invention is to prevent the rising phenomenon of internal parts in power transmission, and to maintain a compact size while maintaining a high reduction ratio. An object of the present invention is to provide a valve actuator for rotation control that can transmit output rotation torque with high efficiency.
前記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、モータにより偏心回転する偏心体と、この偏心体からの偏心回転を受けて揺動回転する外歯歯車と、この外歯歯車の自転成分を外歯歯車に設けた内ピンを介してキャリア部より出力軸に出力する減速歯車機構を有するバルブ用アクチュエータにおいて、出力軸の基部を偏心体に対して貫通させ、この偏心体に嵌合位置する補助フランジを配設すると共に、内ピンの上部を補助フランジに固定し、かつ、内ピンの下部をキャリア部に固定して当該内ピンを両持ち支持構造としたバルブ用アクチュエータである。 In order to achieve the object, an invention according to claim 1 includes an eccentric body that rotates eccentrically by a motor, an external gear that rotates by receiving the eccentric rotation from the eccentric body, and a rotation component of the external gear. In a valve actuator having a reduction gear mechanism that outputs the output shaft to the output shaft from the carrier portion via an inner pin provided on the external gear, the base portion of the output shaft is passed through the eccentric body, and the fitting position to the eccentric body The valve actuator is provided with an auxiliary flange to be fixed, an upper portion of the inner pin fixed to the auxiliary flange, and a lower portion of the inner pin fixed to the carrier portion so that the inner pin is supported at both ends.
請求項2に係る発明は、補助フランジの内周下面により、偏心体の外周側に装着した軸受体を介して偏心体の偏心段部を回転自在に支持し、この偏心体のせり上がりを抑制したバルブ用アクチュエータである。
In the invention according to
請求項3に係る発明は、内ピンの上部側を補助フランジに圧入固定したバルブ用アクチュエータである。
The invention according to
請求項4に係る発明は、補助フランジの外周側に軸受を配置し、この軸受の下面で、外歯歯車と噛合する内歯を成す外ピンと外歯歯車とのせり上がりを抑制したバルブ用アクチュエータである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a valve actuator in which a bearing is disposed on the outer peripheral side of the auxiliary flange, and the outer pin and the external gear that form the internal teeth meshing with the external gear are suppressed on the lower surface of the bearing. It is.
請求項5に係る発明は、外ピンを外歯歯車の数に対応した分割構造とし、この外ピンの傾きを防止したバルブ用アクチュエータである。
The invention according to
請求項6に係る発明は、補助フランジの下面に、外歯歯車と当接してこの外歯歯車のせり上がりを抑制する当接部を設け、この当接部の一部に外歯歯車の外歯部の接触を回避する凹部を設けたバルブ用アクチュエータである。 According to a sixth aspect of the present invention, a contact portion is provided on the lower surface of the auxiliary flange so as to abut against the external gear and suppress the rising of the external gear. This is a valve actuator provided with a recess for avoiding contact of the tooth portion.
請求項7に係る発明は、軸受の下面に、外歯歯車の外歯部の接触を回避する凹状部を設けたバルブ用アクチュエータである。
The invention according to
請求項8に係る発明は、軸受に補助フランジを上方から押圧する押さえ板を一体に設けたバルブ用アクチュエータである。
The invention according to
請求項9に係る発明は、補助フランジを、アクチュエータ本体を構成するベース体に回転自在に装着し、この補助フランジの下面で外歯歯車と噛合する内歯を成す外ピンと外歯歯車とのせり上がりを抑制したバルブ用アクチュエータである。 According to the ninth aspect of the present invention, the auxiliary flange is rotatably mounted on the base body constituting the actuator main body, and the external pin and the external gear forming the internal teeth that mesh with the external gear on the lower surface of the auxiliary flange. This is a valve actuator that suppresses the rise.
請求項10に係る発明は、補助フランジの下面に、外歯歯車と当接してこの外歯歯車のせり上がりを抑制する当接部を設け、この当接部の一部に外歯歯車の外歯部の接触を回避する凹部を設けたバルブ用アクチュエータである。 According to a tenth aspect of the present invention, a contact portion is provided on the lower surface of the auxiliary flange so as to abut against the external gear and suppress the rising of the external gear. This is a valve actuator provided with a recess for avoiding contact of the tooth portion.
請求項11に係る発明は、補助フランジの上面側に、偏心体と同芯であり、かつ、内ピンの上面の一部又は全部を覆うワッシャを回転自在に配置したバルブ用アクチュエータである。
The invention according to
請求項12に係る発明は、モータにより偏心回転する偏心体と、この偏心体からの偏心回転を受けて揺動回転する外歯歯車と、この外歯歯車の自転成分を外歯歯車に設けた内ピンを介してキャリア部より出力軸に出力する減速歯車機構を有するバルブ用アクチュエータにおいて、内ピンの下部をキャリア部に固定させると共に、内ピンの上部を環状の押さえ板の内周面にすべり接触させ、この押さえ板をアクチュエータ本体を構成するベース体に固定することで当該内ピンの軸芯を保持したバルブ用アクチュエータである。
The invention according to
請求項13に係る発明は、押さえ板を、外歯歯車と噛合する内歯を成す外ピンと外歯歯車の上面側に配置し、この押さえ板の下面で外ピンと外歯歯車のせり上がりを抑制したバルブ用アクチュエータである。 According to the thirteenth aspect of the present invention, the presser plate is disposed on the upper surface side of the external pin and the external gear that form internal teeth that mesh with the external gear, and the upward movement of the external pin and the external gear is suppressed on the lower surface of the presser plate. This is the valve actuator.
請求項14に係る発明は、外歯歯車と押さえ板との間にスペーサを回転自在に介在させたバルブ用アクチュエータである。
The invention according to
請求項15に係る発明は、押さえ板の下面に、外歯歯車と当接してこの外歯歯車のせり上がりを抑制する当接部を設け、この当接部の一部に外歯歯車の外歯部の接触を回避する凹部を設けたバルブ用アクチュエータである。 According to the fifteenth aspect of the present invention, a contact portion is provided on the lower surface of the retainer plate so as to abut against the external gear to prevent the external gear from rising, and a part of the contact portion includes an external gear. This is a valve actuator provided with a recess for avoiding contact of the tooth portion.
請求項1に係る発明によると、内ピンを上下側から両持ち支持することにより動力伝達時における内部部品のせり上がり現象を防止し、コンパクト性を維持しつつ大減速比により高出力の回転トルクを高効率で伝達できるバルブ用アクチュエータを提供できる。この場合、特に、減速歯車機構の前に平歯車列等の別の歯車列を有し、この平歯車列により減速歯車機構の入力軸となる偏心体の外周側から動力を入力するアクチュエータに特に適している。このアクチュエータは、偏心体に対して出力軸を貫通できることにより、出力軸の回転をリミットスイッチ等により検知してバルブ弁体の回転を制御できる。
また、減速歯車機構には、偏心体の偏心回転と平歯歯車の揺動回転とによるラジアル荷重と、出力軸の回転によるラジアル荷重とが加わって共振が発生しようとするが、この共振を補助フランジとキャリア部とによる内ピンの両持ち支持により抑えることができ、回転が安定することでバルブを正確に回転制御できる。
According to the first aspect of the invention, the inner pin is supported from both the upper and lower sides to prevent the internal parts from being lifted during power transmission, and the high reduction torque is maintained with a large reduction ratio while maintaining compactness. Can be provided with high efficiency. In this case, in particular, an actuator that has another gear train such as a spur gear train in front of the reduction gear mechanism and inputs power from the outer peripheral side of the eccentric body that serves as the input shaft of the reduction gear mechanism by this spur gear train. Is suitable. Since this actuator can penetrate the output shaft with respect to the eccentric body, the rotation of the output valve shaft can be detected by a limit switch or the like to control the rotation of the valve valve body.
The reduction gear mechanism tries to generate resonance by adding radial load due to eccentric rotation of the eccentric body and swinging rotation of the spur gear, and radial load due to rotation of the output shaft. The inner pin can be held and supported by the flange and the carrier portion, and the rotation of the valve can be accurately controlled by stabilizing the rotation.
請求項2に係る発明によると、補助フランジで軸受体を介して偏心体を支持して偏心軸のせり上がりを抑制することで出力軸の回転が安定し、また、歯車同士の噛合が安定することで動力の伝達効率を向上させながら高精度の回転制御を行なうことができる。 According to the second aspect of the present invention, the rotation of the output shaft is stabilized by supporting the eccentric body via the bearing body with the auxiliary flange and suppressing the rising of the eccentric shaft, and the meshing between the gears is stabilized. Thus, highly accurate rotation control can be performed while improving power transmission efficiency.
請求項3に係る発明によると、内ピンの剛性を向上させることで出力軸の軸振れを防ぐことができ、また、内ピンの脱落も防止することができる。更に、内ピンに対して補助フランジを容易に位置決めしてこれらを一体化できる。
According to the invention of
請求項4に係る発明によると、軸受により外ピンと外歯歯車とのせり上がりを防止してこの外歯歯車と外ピンとの歯当たりを良好に確保でき、動力の伝達効率を向上させることが可能になる。また、1つの軸受により軸受機能とせり上がり防止機能とを兼用しているため、アクチュエータ全体のコンパクト性を確保できる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to prevent the outer pin and the external gear from being lifted by the bearing, and to ensure a good contact between the external gear and the external pin, thereby improving the power transmission efficiency. become. Further, since the single bearing serves as both a bearing function and a lifting prevention function, the compactness of the entire actuator can be ensured.
請求項5に係る発明によると、外歯歯車の揺動回転時に外ピンが傾くことを防いで、出力軸が軸振れすることを防止できる。
According to the invention which concerns on
請求項6又は7に係る発明によると、外歯歯車のせり上がりや傾きを抑制しつつ、この外歯歯車の外歯部が補助フランジや軸受などの隣接する部材に干渉したり接触したりすることを回避して各部品の損傷を防止できる。また、干渉や接触による削粉の発生も防がれるため、減速歯車機構のスムーズな動作を維持できる。このことから、減速歯車機構全体の寿命の延長を図ることができる。また、補助フランジにより、外ピンの抜け出しが防止されるため、外歯歯車の動作を安定させることができる。
According to the invention which concerns on
請求項8に係る発明によると、補助フランジを押さえ板によりスラスト方向に位置決めした状態で装着でき、補助フランジの軸方向へのずれを防いで減速歯車機構全体の傾きを抑制することが可能になる。また、補助フランジにより、外ピンの抜け出しも防止されるため外歯歯車の動作が安定する。
According to the invention which concerns on
請求項9に係る発明によると、内部構造を簡略化しつつ、外ピンと外歯歯車のせり上がりを補助フランジにより防止してこれらの歯当たりを良好に確保でき、動力の伝達効率が向上する。また、1つの補助フランジが軸受機構とせり上がり防止機構とを兼用しているため、アクチュエータ全体のコンパクト化に寄与できる。
According to the invention of
請求項10に係る発明によると、外歯歯車のせり上がりや傾きを抑制しつつ、外歯歯車が補助フランジに干渉したり接触することを回避して各部品の損傷を防止できる。また、削粉の発生が抑えられて減速歯車機構のスムーズな動作を維持できる。更に、補助フランジにより外ピンの抜け出しも防止される。 According to the tenth aspect of the invention, it is possible to prevent the external gear from interfering with or coming into contact with the auxiliary flange while preventing the external gear from rising or tilting, thereby preventing damage to each component. Moreover, generation | occurrence | production of cutting powder is suppressed and the smooth operation | movement of a reduction gear mechanism can be maintained. Further, the outer pin is prevented from coming off by the auxiliary flange.
請求項11に係る発明によると、内ピンと入力側との間にワッシャを回転自在に配置することで内ピンの抜け出しを規制し、また、内ピンが入力側に直接接触することを防いで、内ピンと入力側機構とによる摩擦を抑えて動力損失の軽減を図ることができる。
According to the invention of
請求項12に係る発明によると、内ピンの軸芯を上下部側で保持することにより動力伝達時における内部部品のせり上がり現象を防止でき、コンパクト性を維持しつつ大減速比により高出力の回転トルクを高効率で伝達できるバルブ用アクチュエータを提供できる。しかも、偏心体に対して出力軸を貫通できることにより、出力軸の回転をリミットスイッチ等により検知してバルブ弁体の回転を制御できるアクチュエータを提供できる。
また、減速歯車機構に発生しようとする共振を、押さえ板とキャリア部とによる両端保持で抑えることができ、バルブの回転を安定させながら正確に回転制御できる。
According to the twelfth aspect of the present invention, by holding the shaft core of the inner pin on the upper and lower sides, it is possible to prevent the internal component from being lifted during power transmission, and the high reduction ratio can be achieved while maintaining the compactness. A valve actuator capable of transmitting rotational torque with high efficiency can be provided. In addition, since the output shaft can pass through the eccentric body, an actuator capable of controlling the rotation of the valve valve body by detecting the rotation of the output shaft with a limit switch or the like can be provided.
In addition, resonance that is to occur in the reduction gear mechanism can be suppressed by holding both ends of the holding plate and the carrier portion, and the rotation can be accurately controlled while stabilizing the rotation of the valve.
請求項13に係る発明によると、押さえ板で押さえることにより、外ピンと外歯歯車とのせり上がりを防止してこの外歯歯車と外ピンとの歯当たりを良好にでき、動力の伝達効率の向上を図ることができる。また、1つの押さえ板により軸受機能とせり上がり防止機能とを兼用しているため、アクチュエータ全体のコンパクト性に寄与できる。 According to the thirteenth aspect of the present invention, by pressing with the pressing plate, it is possible to prevent the outer pin and the external gear from rising and to improve the contact between the external gear and the external pin, thereby improving the power transmission efficiency. Can be achieved. Further, since the single presser plate serves both as a bearing function and ascending prevention function, it can contribute to the compactness of the entire actuator.
請求項14に係る発明によると、押さえ板とスペーサとにより外歯歯車のせり上がりを抑制し、減速歯車機構全体の傾きを抑えて出力軸の軸受け部分への荷重集中を抑制している。また、外歯歯車の外歯部が押さえ板に干渉したり接触したりすることを回避して損傷を防止し、かつ、スペーサが回転自在であることにより、外歯歯車と押さえ板との間の摩擦による動力損失も抑えられる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, the lifting of the external gear is suppressed by the pressing plate and the spacer, the inclination of the entire reduction gear mechanism is suppressed, and the load concentration on the bearing portion of the output shaft is suppressed. In addition, the external teeth of the external gear are prevented from interfering with or coming into contact with the holding plate to prevent damage, and the spacer is rotatable, so that the space between the external gear and the holding plate can be reduced. Power loss due to friction is also suppressed.
請求項15に係る発明によると、押さえ板により外歯歯車のせり上がりや傾きを抑制して、減速歯車機構全体の傾きを抑えて出力軸の軸受け部分への荷重集中を抑制する。また、外歯歯車の外歯部が補助フランジに干渉したり接触したりすることによる損傷を防止できる。 According to the fifteenth aspect of the present invention, the presser plate suppresses the rising and inclination of the external gear, suppresses the inclination of the entire reduction gear mechanism, and suppresses load concentration on the bearing portion of the output shaft. Moreover, the damage by the external tooth part of an external gear interfering with or contacting an auxiliary | assistant flange can be prevented.
以下に、本発明におけるバルブ用アクチュエータの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1ないし図3においては、本発明におけるバルブ用アクチュエータの第1実施形態を示している。アクチュエータ本体20は、ケーシング21とベース体22とを有し、この内部には、モータ等の回転駆動源23と、この回転駆動源23からの動力を減速回転する中間平歯車列24と、この中間平歯車列24に噛合する内接式遊星歯車機構からなる減速歯車機構25とを有している。
Embodiments of a valve actuator according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
1 to 3 show a first embodiment of a valve actuator according to the present invention. The actuator
モータ23は、双方向回転又は一方向に回転可能であり、図示しないボルト等の固着手段によりベース体22の上面に固定されている。このモータ23の出力側には駆動軸(ピニオンギア)26が設けられ、この駆動軸26からの動力が中間平歯車列24に伝達される。中間平歯車列24は、中間歯車24aと入力歯車24bとからなっており、中間歯車24aの入力側には駆動軸26が噛合し、中間歯車24aの出力側には入力歯車24bが噛合している。この入力歯車24bは、後述する出力軸27と同軸に設けられている。このような構成により、モータ23からの回転は、駆動軸26、中間平歯車列24を介して減速歯車機構25に入力される。
The
図3に示すように、減速歯車機構25は、偏心体30、外歯歯車31、内ピン32、キャリア部33、出力軸27を有している。偏心体30は、略円筒状を呈し、内周側には貫通孔36を有している。また、偏心体30は、図4において、出力軸27の軸心に対して偏心量eにより180°の方向に偏心する2列の偏心部37を軸方向に有している。このため、出力軸27の軸芯に対して偏心体30が移動するときの水平方向の絶対値は、偏心量eの2倍となる。更に、偏心体30は、入力歯車24bと同軸に固着され、駆動軸26が回転して動力が入力されたときに入力軸として入力歯車24bと一体に回転動作して2つの偏心部37、37が偏心回転するようになっている。なお、上記2列の偏心部37により、偏心体30の外周側には、略半周に渡って三日月状の偏心段部34が形成される。
As shown in FIG. 3, the
外歯歯車31は、単数或は複数枚偏心体30の偏心部37に軸受体(例えば、ニードルベアリングなどのベアリング)38を介して装着され、偏心体30が回転したときに偏心部37とともに偏心回転するようになっている。軸受体38、38は、偏心段部34によって分けられた偏心部37にそれぞれ装着されている。本実施形態においては、2枚の外歯歯車31が偏心体30に装着され、外歯歯車31の間にはスペーサ部材35が介在されている。外歯歯車31は、外周側にエピトロコイド平行曲線からなる外歯部31aを有し、この外歯部31aは、ベース体22に形成された内歯歯車39の内歯39aにその一部が噛合している。
また、外歯歯車31には複数の内ピン孔40が設けられ、この内ピン孔40には内ピン32が遊嵌された状態になっている。内ピン32は、高硬度の材料により高精度に形成され、キャリア部33に取付けられている。
The
The
内歯歯車39は、ベース体22の内部に組み込まれるように形成されている。本実施形態において、内歯39aは、ベース体22に装着された外ピンによって成され、外歯歯車31の外歯部31aと噛合する位置に設けられている。この内歯39aは、ベース体22を直接加工して形成するようにしてもよい。
The
内歯歯車39と外歯歯車31との間には歯数差があり、外歯歯車31は、偏心体30から偏心回転を受けて揺動回転し、この歯数差により自転成分が出力される。例えば、内歯歯車39の歯数をn、外歯歯車31の歯数をn−αとすると、減速比は−α(n−α)となり、この減速比により外歯歯車31の自転成分が抽出される。
There is a difference in the number of teeth between the
キャリア部33は、内ピン32を取付け可能な装着孔33aを有し、この装着孔33aに前記内ピン32の下部側が圧入固定されている。これにより、外歯歯車31の揺動回転は、内ピン32を介してキャリア部33に自転成分として出力されることが可能になっている。また、キャリア部33には圧入穴33bが形成され、この圧入穴33bに出力軸27が圧入固定される。キャリア部33は、外周側にグリス等の潤滑剤が施された状態でベース体22内に収納される。
The
出力軸27は、圧入穴33bに圧入可能な軸径に形成されて、この圧入穴33bに圧入固定される。これにより、出力軸27は、キャリア部33に一体化された状態でベース体22に形成された取付凹部22aに回転可能に取付けられている。更に、取付凹部22aと出力軸27との間には、グリス等の潤滑剤が施されている。また、出力軸27の底面側にはバルブ弁軸43接続用の接続穴42が形成されている。
また、出力軸27の上部側には、この出力軸27から縮径するように基部28が一体に形成されている。この基部28は、偏心体30に対して貫通しており、その上端部側がベース体22より突出している。
The
A
また、基部28の外周側には、軸受部材46が設けられ、この軸受部材46を介して出力軸27が偏心体30に対して相対回転できるようになっている。軸受部材46は、出力軸27と偏心体30との間に生じるラジアル荷重を受けることが可能な負荷容量の大きいニードルローラベアリングであることが望ましい。この場合、基部28は、ニードルローラベアリング46の図示しないニードルローラの転動する部位に対して、十分な硬度と細かい面粗さとを有している必要がある。
Further, a bearing
本実施形態においては、出力軸27に基部28を一体に形成しているが、この基部は、出力軸と別体に形成されていてもよい。この場合、基部の下部に圧入部、出力軸の上面側にこの圧入部が圧入する圧入孔を形成することでこれらを一体化できる。また、その際、出力軸27とキャリア部33とを一体に設けてもよく、これらを一体化した場合には、出力軸とキャリア部との回転方向のずれが無くなり、正確な回転伝達が行なわれるようになる。
In the present embodiment, the
内ピン32の上部側は、補助フランジ44に形成された装入孔44aに圧入固定されており、この補助フランジ44と前述したキャリア部33とにより、内ピン32が両持ち支持されている。
The upper side of the
補助フランジ44は、外歯歯車31の外径寸法よりもその外径がやや小さく形成され、偏心体30の上部側に内周側が位置した状態で上側の外歯歯車31の上面側に配設されている。補助フランジ44は、その内周下面44bにより、偏心体30の外周側の軸受体38を介して偏心体30の偏心段部34を回転自在に支持し、偏心体30に嵌合位置した状態で偏心体30のせり上がりを抑制している。また、この補助フランジ44の外周側には位置決め用の、例えば、すべり軸受からなる軸受45がベース体22に図示しない止めネジにより締結固定されている。この軸受45は、含油メタル、或は、自己潤滑性を有する樹脂材料により構成され、この軸受45により、補助フランジ44は、出力軸27とともにベース体22に対して回転可能になっている。
なお、軸受45は、圧入によりベース体22に固定してもよい。
The
The
また、軸受45は、ベース体22に形成した取付溝22bに取付けられて、この軸受45の下面47で外ピン39aと外歯歯車31とのせり上がりを抑制している。そして、この軸受45は、外歯歯車31の外周端面部位及び上端面部位を潤滑摺動することにより、出力軸27のラジアル荷重を受けてこの出力軸27が抜け出すことを防止している。更に、軸受45は、外歯歯車31の上端面部位を潤滑摺動することにより、上側に位置する外歯歯車31と、スペーサ部材35と、下側に位置する外歯歯車31と、軸受体38とを介して、偏心体30と出力軸27とが抜け出すことを防いでいる。
The
更に、図1に示すように、出力軸27の上部には、制御軸48取付用の取付部27aが設けられ、この取付部27aには制御軸48が取付けられている。制御軸48は、カム部材50が取付けられ、その回転時には、このカム部材50がリミットスイッチ等の弁開度検出部材49をオンオフすることで弁軸43を回転制御できるようになっている。弁開度検出部材49は、ケーシング21内において、カム部材50のカム部位が離接できる位置に取付けられている。
Further, as shown in FIG. 1, a mounting
なお、ベース体22の内側には、図示しない肉ぬすみ部位が形成され、この肉ぬすみ部位は、適宜の間隔で形成されたリブ部22cにより補強されている。これにより、ベース体22を形成する際に用いられる材料を少なくでき、また、アクチュエータ本体20全体の軽量化が図られる。
In addition, a meat thinning portion (not shown) is formed inside the
次いで、本発明のバルブ用アクチュエータの上記実施形態における動作並びに作用を説明する。
モータ23を動作させ、駆動軸26が回転すると、この回転は、中間平歯車列24によって減速された後に、この中間平歯車列24の入力歯車24bから偏心体30に伝達する。偏心体30が回転すると、外歯歯車31が内歯歯車39に内接しながら揺動回転する。
Next, the operation and action of the above-described embodiment of the valve actuator of the present invention will be described.
When the
そして、外歯歯車31の揺動回転時には、内歯歯車39と外歯歯車31との歯数差によって外歯歯車31の自転成分が抽出され、内ピン孔40と内ピン32との間に設けられた隙間により外歯歯車31の揺動成分が吸収されて、自転成分のみが内ピン32を介してキャリア部33に伝達される。キャリア部33が回転すると、このキャリア部33と一体の出力軸27が回転し、この出力軸27に接続された弁軸43が回転する。この回転方向は、偏心体30の回転方向と逆である。
When the
その際、内歯歯車39と外歯歯車31との噛合いによる動力の伝達により、内歯39aと外歯部31aとの間の図示しない圧力角により噛合い荷重の回転中心方向に力のベクトルが発生し、このベクトルにより偏心体30にはラジアル方向の荷重が発生する。
At that time, the transmission of power by meshing between the
この荷重により、出力軸27には軸振れが生じようとするが、内ピン32の上下部は補助フランジ44とキャリア部33とに固定され、この補助フランジ44とキャリア部33とにより内ピン32を両持ち支持しているため軸振れが防がれる。これにより、出力軸27の軸振れも防がれて偏心体30や軸受体38、軸受部材46にラジアル荷重が加わることが防がれる。
Due to this load, the
このとき、補助フランジ44の内周下面44bにより軸受体38を介して偏心段部34を回転自在に支持し、偏心体30のせり上がりを抑制しているので、出力軸27の回転が安定し、また、外歯歯車31が傾くことが防がれてこの外歯歯車31と内歯歯車39との噛合が安定する。このため、モータ23からの伝達効率の低下が抑えられ、また、騒音の発生も抑えられる。また、内ピン32の軸振れも防がれることで、この内ピン32が脱落するおそれもない。
At this time, the eccentric stepped
ここで、偏心体30の外周を補助フランジ44の内周下面44bにより直接、回転自在に支持する技術も想定されるが、補助フランジ44は、偏心体30に対して回転数も少なく、また、回転方向も逆であることから、モータ23からの動力伝達効率の低下や、各部品の摩擦等が生じるおそれがある。
本実施形態の構造によれば、偏心体30の外周に略半周に渡って三日月状に形成された偏心段部34を軸受体38を介して補助フランジ44により支持するので、必要最小限の接触で偏心体30のせり上がりを防止することができる。
Here, a technique for directly and rotatably supporting the outer periphery of the
According to the structure of the present embodiment, the
また、補助フランジ44の外周側に軸受45を配設し、この軸受45の下面47で外ピン39aと外歯歯車31とのせり上がりを抑制しているので、外歯歯車31が外ピン39aに対して安定した状態で揺動回転する。しかも、補助フランジ44や軸受45を狭い空間に配設することができるため、各部品の形状を変更したり大型化したりして強度を高めることなく高出力トルクが得られる。
Further, since the
更に、本実施形態においては、補助フランジ44の直径方向の大きさを外歯歯車31の外径よりもやや小さく形成して前記のように軸受45の下面47を外歯歯車31の上面側に当接させてこれらの間にグリスを潤滑させていることにより、2枚の外歯歯車31、31と、スペーサ部材35とを介してキャリア部33と出力軸27のラジアル方向への移動を抑制することができる。また、この動作時には、外歯歯車31、スペーサ部材35、軸受45を介して、偏心体30とこの偏心体30と同軸に設けられた入力歯車24bのラジアル方向への移動を抑制する働きも生じている。これらにより、中間歯車24aと入力歯車24bとの歯当たりが安定化し、回転動作時の騒音もより低減する。
Further, in the present embodiment, the size of the
このとき、補助フランジ44と軸受45とは、外ピン39aが動こうとしたときのベース体22からのグリスの漏れ出しを防止している。また、このグリスは、補助フランジ44と軸受45とによって減速歯車機構25内に封入されていることで、外歯歯車31が揺動回転してこの外歯歯車31と外ピン39aとの間から一旦圧送された場合でも、外歯歯車31の揺動回転の繰り返しにより外歯歯車31と外ピン39aとの噛合位置に戻される。これにより、グリスによる潤滑が安定する。
At this time, the
続いて、図5においては、本発明におけるバルブ用アクチュエータの第2実施形態を示したものである。なお、以降の実施形態において、前記実施形態と同一部分は同一符号によって表わし、その説明を省略する。
この実施形態における減速歯車機構51は、外ピン52を外歯歯車31の数に対応した分割構造とし、外ピン52を当該外歯歯車31の外歯部31aが噛合する位置に配設してこの外ピン52の傾きを防止したものである。例えば、図のように2枚の外歯歯車31、31を設けた場合、これらの外歯歯車31、31は、180°の角度で対向して偏心運動して上下のそれぞれの外ピン51のみに接触するように噛合する。これにより、2枚の外歯歯車31、31が1本の外ピンに対して噛合する場合のように、上下の外歯歯車31、31が外ピンの上下側に噛合してこの外ピンが傾くようなことがない。そのため、外ピン52の傾きによるこの外ピン52や外歯歯車31、偏心体30などのせり上がりが防がれる。
Next, FIG. 5 shows a second embodiment of the valve actuator in the present invention. In the following embodiments, the same parts as those in the above embodiments are represented by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the speed reduction gear mechanism 51 in this embodiment, the
更には、上下の外ピン52、52の間に装着したスペーサ部材35の外径を広げて外ピン52を仕切るようにしているので、外歯歯車31や内歯歯車39、ベース体22等の加工精度に影響を受けることなく外ピン52の上下の間隔が一定に保たれ、外歯歯車31は噛合する外ピン52以外への接触が防がれる。このため、余計な部品を追加したり追加の加工を施すことがなく、減速歯車機構25の動作を安定させることができる。前記した外ピンの分割構造やスペーサ部材による仕切り構造は、本実施形態以外の構造のアクチュエータに対しても適宜設けることができる。
Furthermore, since the outer diameter of the
図6においては、本発明のバルブ用アクチュエータの第3実施形態を示している。この実施形態におけるアクチュエータは、出力軸61とキャリア部62との接合部位にモールステーパであるテーパ面63、64をそれぞれ設け、出力軸27側から図示しないボルト等により押付け力を加えてこの出力軸61とキャリア部62とを一体化したものである。この場合、テーパ面63、64に対して大きなクサビ力を働かせながら出力軸61とキャリア部62とを強固に固着できる。
FIG. 6 shows a third embodiment of the valve actuator of the present invention. The actuator in this embodiment is provided with tapered
更には、テーパ面63、64の間に図示しない接着剤を塗布することにより、この接着剤がテーパ面63、64全体に付着された状態で出力軸61とキャリア部62とを組立てでき接着力のバラツキを防止した状態でこれらを一体化できる。このため、接合時の精度を維持し、接合強度をアップさせながら出力軸61とキャリア部62とを接合でき、製品の精度のバラツキを抑えることが可能になる。
Further, by applying an adhesive (not shown) between the
また、出力軸61とキャリア部62との接合が圧入ではないためこれらの硬度差が小さい場合でも接合が可能になり、耐食性に優れたステンレス鋼などを出力軸61として使用することができる。この場合、基部65は、軸受部材46を挿着する面としての硬度が十分ではなくなるため、この基部65の外周側に、軸受部材46が摺動するための図示しない補強用の筒状部材を圧入することが好ましい。
Further, since the joining between the
図7、8においては、本発明のバルブ用アクチュエータの第4実施形態を示している。この実施形態におけるアクチュエータは、出力軸71におけるキャリア部72への圧入部位の一部に、図8に示すように、縮径状のローレット加工或はスプライン加工により環状凹溝73を形成し、一方、キャリア部72におけるこの環状凹溝73に対応する位置に環状凸部74を形成している。この出力軸71とキャリア部72とを接合する際には、出力軸71をキャリア部72に圧入した後に、キャリア部72の環状凸部74の形成部位を外周側からカシメ加工して押し潰すことによりこれらを一体化する。その際、環状凹溝73に環状凸部74を圧入したときに、ローレット加工部位或はスプライン加工部位により出力軸71とキャリア部72とが強固に接合される。これにより、これらに働く回転トルクに対する負荷能力が向上する。
このように、出力軸71とキャリア部72とを円筒圧入して組付け精度を確保し、この円筒圧入にカシメ加工を併用することで、駆動時に働く出力トルクに対する強度を向上することができる。
7 and 8 show a fourth embodiment of the valve actuator of the present invention. In the actuator according to this embodiment, an
As described above, the
図9、10においては、本発明のバルブ用アクチュエータの第5実施形態を示している。この実施形態におけるアクチュエータにおいては、出力軸81を後加工可能な硬度の材料によって形成し、この出力軸81の基部86の外周側に軸受部材46が摺動するための補強用の筒状部材82を圧入している。また、出力軸81とキャリア部83とを接合する際に、出力軸81をキャリア部83に圧入した後に、図10に示すように、この出力軸81とキャリア部83との境界部分にピン部材84挿入用の取付穴部85を穿孔加工し、この取付穴部85にピン部材84を圧入する。ピン部材84は、通常のピン以外であってもよく、例えば、スプリングピンなどを使用してもよい。また、ピン部材84の数は、必要に応じて増減するようにすればよい。
9 and 10 show a fifth embodiment of the valve actuator of the present invention. In the actuator in this embodiment, the
このような構成とすることで、出力軸81とキャリア部83との円筒圧入によりこれらの接合精度を向上でき、これらの間に回転トルクが加わった際には、出力軸81とキャリア部83との圧入による強度と、出力軸81とキャリア部83との間のピン部材84の耐せん断強度とが発揮され、駆動時に働く出力トルクに対する強度を高めることができる。
By adopting such a configuration, it is possible to improve the joining accuracy by cylindrical press-fitting between the
図11においては、本発明のバルブ用アクチュエータの第6実施形態を示している。この実施形態におけるアクチュエータは、出力軸91のキャリア部92への圧入部位にローレット加工によってローレット部93を設け、このローレット部93の上下側に円筒部94、95を設けたものである。ローレット部93の上側の円筒部94は、キャリア部92にローレット部93を案内するために形成され、キャリア部92の圧入穴92aに圧入可能な外径に形成される。一方、ローレット部93の下側の円筒部95は、キャリア部92に対する出力軸91の位置を補正するために形成され、キャリア部92に形成した拡径穴部92bに圧入可能な外径に形成される。
FIG. 11 shows a sixth embodiment of the valve actuator of the present invention. In the actuator in this embodiment, a
このような構成により、このアクチュエータは、ローレット部のみを設ける場合に比較して、出力軸91とキャリア部92との傾きを補正しながら接合することが容易となり、特に、出力軸91に熱処理を施して硬度を高めることによりローレット部93が歪んだ場合でも、出力軸91とキャリア部92とを高い精度を維持しながら接合して駆動時の出力トルクに対する強度を高めることができる。
なお、図11の二点鎖線に示すように、下側の円筒部95を鍔状に形成してもよく、この場合、鍔部96の上面側の平面部分をキャリア部92の底面側に当接させるように組み込むことで、出力軸91とキャリア部92との組付け精度が補正される。
With this configuration, the actuator can be easily joined while correcting the inclination of the
As shown by the two-dot chain line in FIG. 11, the lower
続いて、図12においては、本発明のバルブ用アクチュエータの第7実施形態を示している。この実施形態におけるアクチュエータは、外歯歯車31の上面側に補助フランジ100が設けられ、この補助フランジ100の下面100aには、当接部101と凹部102とが設けられている。
Next, FIG. 12 shows a seventh embodiment of the valve actuator of the present invention. In the actuator in this embodiment, an
当接部101は、補助フランジ下面100aの内周域であって、外歯歯車31と当接して外歯歯車31のせり上がりを抑制する位置に設けられる。より具体的には、当接部101は、図4の外歯歯車31が図13(a)に示すように偏心回転したときの歯底円31bよりも内側(内径側)に設けられる。この構造により、当接部101は、外歯歯車31の当該当接面103に当接し、外歯歯車31のせり上がりや傾きを抑制する機能を有している。
The abutting
このことから、凹部102は、当接部101の外周域に切欠き形成されており、具体的には、図13(a)、図13(b)に示すように、補助フランジ100の最外径側から幅Lにより外歯部31aとの対向面側に環状に設けられ、この幅Lは、図4の外歯歯車31が偏心回転するときの外歯部31aの偏心量eに対して、幅L>偏心量e×2の関係になるように設定される。これにより、凹部102は、外歯歯車31の外歯部31aの偏心運動領域Rよりも広く形成されている。この凹部102により、当接部101に外歯歯車31が当接した時に、偏心運動により出入りする外歯部31aの補助フランジ100への接触が回避される。そして、揺動回転する外歯歯車31のスラスト方向へのせり上がりが規制され、減速歯車機構25のスムーズな回転動作による出力が可能になっている。
Therefore, the
このように、補助フランジ100に当接部101と凹部102とを設けることにより、外歯歯車31等の各部品の加工精度を向上したり内部構造を複雑化することなく、高トルク、例えば、1000Nのトルクを発生可能なアクチュエータを設けることができる。このため、本実施形態のようなクォーターターン型によりベース体22に対して出力軸27の一部が当接して回転停止するタイプであり、比較的精度が要求されることのないアクチュエータを、コストアップを抑えつつ製作することが可能となる。
Thus, by providing the
しかも、各部品の肉厚を増加したり大きく形成する必要もないため、アクチュエータ全体の大型化が防がれる。また、外歯部31aと補助フランジ100との非接触構造により削粉の発生も防がれるため、内部に充填されているグリスなどに削粉が混入することが回避され、各部の動作が阻害されたり摩耗が促進されたりすることもない。
In addition, since it is not necessary to increase the thickness of each component or to make it large, the size of the entire actuator can be prevented. In addition, since the non-contact structure between the
更に、補助フランジ100の外周側には軸受104が設けられ、この軸受104の下面104aの外歯歯車の外歯部31aとの対向面には凹状部105が設けられている。この凹状部105により、外歯部31aは、軸受104に接触することが回避され、揺動運動時の外歯部31aが軸受104に接触して軸受104が損傷することが防がれる。
本例においては、補助フランジ100の下面に設けられた凹部102と、軸受104の下面104aに設けられた凹状部105により、前述の幅Lが確保されている。なお、軸受104の下面104aにより、外ピン39aのせり上がりも防止している。
Further, a
In this example, the above-described width L is secured by the
図14においては、本発明のバルブ用アクチュエータの第8実施形態を示している。このアクチュエータは、補助フランジ100の外周側に軸受111が配置され、この軸受111の上部側に円板状の押さえ板112が一体に形成されたものである。
FIG. 14 shows an eighth embodiment of the valve actuator of the present invention. In this actuator, a
図15のB部拡大図において、軸受111は、取付溝22bに装着され、図示しないボルト等により、中間平歯車列24に干渉することなくベース体22に固定される。このとき、押さえ板112の底面112aが補助フランジ100の上面外周側に配置され、この押さえ板112により補助フランジ100が上方から押圧され、かつ、軸受111の内周面111aが補助フランジ100の外周側面に配置されていることにより、補助フランジ100は軸受111によってスラスト方向とラジアル方向に抑えられて軸振れが防がれ、延いては、減速歯車機構25全体のせり上がりが抑制される。この押さえ板112により、補助フランジ100と中間平歯車列24との狭いスペースでも、補助フランジ100を含む内部部品のせり上がりを効果的に防止できる。
In the enlarged view of part B in FIG. 15, the
しかも、押さえ板112が補助フランジ100の上面側を押さえる構造であるため、軸受111が小型のすべり軸受の場合であっても出力軸27の傾きが効果的に抑制され、出力軸27の回転状態が制御軸48を介してリミットスイッチ等により高精度に検知される。また、底面112aに内ピン32の上面が当接することで、軸受111によって内ピン32の抜け出しが防がれて効率低下や作動不良が回避されると共に、押さえ板112により入力側の入力歯車24bと出力側の補助フランジ100とが縁切りされてアクチュエータが安定動作する。なお、この実施例においても、凹部102と凹状部105により前述の幅Lが確保され、外歯部31aの補助フランジ100や軸受111への接触が回避される。
Moreover, since the
図16においては、本発明のバルブ用アクチュエータの第9実施形態を示している。このアクチュエータでは、外歯歯車31の上面側に環状の補助フランジ120が配設され、この補助フランジ120の外周側面120aがアクチュエータ本体を構成するベース体22に回転自在に装着されている。このように、軸受を省略した構造とすることで、このアクチュエータは、内部構造が簡略化されてコンパクト化が図られ、しかも、補助フランジ120の下面120bにより外歯歯車31と噛合する内歯を成す外ピン39aと外歯歯車31のせり上がりが抑制される。
FIG. 16 shows a ninth embodiment of the valve actuator of the present invention. In this actuator, an annular
補助フランジ120の下面120bには、当接部121と凹部122とが設けられている。図17のC部拡大図に示すように、当接部121は、補助フランジ下面120bの内周域であり、外歯歯車31に当接して外歯歯車31のせり上がりを抑制する位置に設けられる。具体的には、第7実施形態と同様に、当接部121は、図4の外歯歯車31が偏心回転したときの歯底円31bよりも内側に設けられる。この構造により、当接部121は、外歯歯車31の当該当接面103に当接して外歯歯車31のせり上がりや傾きを抑制する。
A
このことから、凹部122は、当接部121の外周域に切欠き形成され、具体的には、補助フランジ120の最外径側から幅L1により外歯部31aとの対向面側に環状に設けられ、この幅L1は、第7実施形態と同様に、幅L1>外歯31の偏心量e×2の関係に設定される。これにより、当接部121に外歯歯車31が当接したときに、外歯部31aが補助フランジ120に接触することが回避される。
Therefore, the
更に、このとき、内ピン31がキャリア部33と補助フランジ120とで両持ち支持されていることにより、偏心体30等の内部部品のせり上がりが防止される。そのため、補助フランジ120を含む減速歯車機構25の回転が安定して振動が抑制される。このような構成によって、補助フランジ120の外周を、軸受を要することなくベース体22の内周側で直接支えることができる。その際、前述したように、補助フランジ120の下面120bと外歯部31aとの接触は、凹部122により回避され、また、補助フランジ120で外ピン39aの飛び出しを防止することも可能になっている。
Further, at this time, since the
減速歯車機構25は、偏心体30、外歯歯車31、内ピン32、キャリア部33、出力軸27を有し、ベース体22に収容されている。そして、補助フランジ120は、減速歯車機構25の上部に配置されており、しかも、その外周は、減速歯車機構25よりも大径である。
The
従って、減速歯車機構25は、少なくとも、ベース体下部における出力軸27との摺接部位22cと、ベース体上部における補助フランジ120との摺接部22dとにより、ベース体22に対して回転支持されるので、減速歯車機構25自体の傾斜や揺動を抑制することができる。すなわち、補助フランジ120自体が、ベース体22に対する減速歯車機構の軸受として機能する。補助フランジ120は、出力軸27と同様に、減速後の低速回転であるため、ベース体22との摩擦も少ない。
なお、幅L1は、幅L1>外歯31の偏心量e×2の関係を有する最小限の値とする一方、補助フランジの外周側に、第7実施形態の軸受104と同様に、外ピン39aの上端に接する下面を設けてもよい。
Accordingly, the speed
The width L 1 is set to a minimum value having a relationship of width L 1 > eccentric amount e × 2 of the
この実施形態において、補助フランジ120は、取付溝22b内に挿着されて回転可能な外径であればよく、その際の補助フランジ120の外周面側と取付溝22b側との隙間が少ないことが好ましい。
In this embodiment, the
図18においては、本発明のバルブ用アクチュエータの第10実施形態を示している。この実施形態におけるアクチュエータは、図16のアクチュエータに対して、補助フランジ120の上面側にワッシャ125を回転自在に配置したものである。
FIG. 18 shows a tenth embodiment of the valve actuator of the present invention. In the actuator in this embodiment, a
ワッシャ125は、偏心体30と同芯に取付けられ、かつ、偏心運動するときの内ピン32の上面32aの一部又は全部を覆う外径に形成されている。内ピンの上面32a側は、ワッシャ125に当接することで内ピン32の抜け出しが防がれ、入力歯車24bに内ピン32が接触する場合に生じるおそれのある入力時の動力ロスの発生が防がれることで、効率の低下や作動不良に陥るリスクが回避される。また、ワッシャ125が回転自在の状態で配置されていることで動力伝達時の摩擦が少なくなっている。
The
図19においては、バルブ用アクチュエータの第11実施形態を示しており、このアクチュエータは、押さえ板130を有している。押さえ板130は、環状に形成され、アクチュエータ本体を構成するベース体22の取付溝22bに取付けられ、偏心体30の上部の外歯歯車31と外ピン39aの上面側に配置される。また、内ピン32は、下部がキャリア部33に固定されると共に、この内ピン32の上部は、押さえ板130の内周面130aにすべり接触されている。このような押さえ板130とキャリア部33とによる内ピン32上下部の軸芯保持構造により、内ピン32の振れが抑えられ、出力軸27の振れが抑制されることで外歯歯車31のせり上がりが防がれる。また、このとき、押さえ板130の下面130bにより外ピン39aと外歯歯車31とが押さえられることで、これらのせり上がりも抑制される。
FIG. 19 shows an eleventh embodiment of a valve actuator, and this actuator has a
このとき、図20のE部拡大図に示すように、外歯歯車31と押さえ板130との間にリング状のスペーサ131を回転自在に介在させている。スペーサ131は、内周側が回転する内ピン32に内接し、この内接により所定位置に位置決めされる。このスペーサ131と押さえ板130とで外歯歯車31の傾きを防止することにより、減速歯車機構25全体の傾きが抑えられ、出力軸27の軸受け部分への荷重集中が抑制される。また、スペーサ131によって外歯歯車31と押さえ板130との間に空隙が設けられるため、偏心運動時の外歯歯車31の外歯部31aが押さえ板130に干渉したり接触したりすることがなく、しかも、スペーサ131が回転自在になっていることで外歯歯車31と押さえ板130との間に生じる摩擦が最小限に抑えられる。
At this time, as shown in the enlarged view of part E in FIG. 20, a ring-shaped
図21においては、バルブ用アクチュエータの第12実施形態を示している。このアクチュエータは、内ピン32の下部側をキャリア部33に固定させ、上部側を押さえ板140の内周面140aにすべり接触させる構造であって、押さえ板140の下面140bに当接部141と凹部143とを形成したものである。この場合、押さえ板140は、例えば、鍛造やプレス加工により形成される。
FIG. 21 shows a twelfth embodiment of the valve actuator. This actuator has a structure in which the lower side of the
当接部141は、第7実施形態と同様に、押さえ板140の下面140bの内周域であり、外歯歯車31が偏心回転した時の歯底円31bよりも内側に設けられる。また、凹部143は、当接部141の外周域であり、押さえ板140の最外径側から幅L2により外歯部31aとの対向面側に設けられる。幅L2は、第7実施形態と同様に、幅L2>外歯1aの偏心量e×2の関係に設定される。
Similar to the seventh embodiment, the
この構造により、図22に示したF部拡大図において、当接部141に外歯部31aが当接することが防がれ、アクチュエータは、外歯部31aにより当接部141が削りとられることが防がれつつ外歯歯車31のせり上がりが抑制されて減速歯車機構25全体の傾きが抑えられる。
This structure prevents the
20 アクチュエータ本体
23 モータ
25 減速歯車機構
27 出力軸
28 基部
30 偏心体
31 外歯歯車
31a 外歯
32 内ピン
33 キャリア部
34 偏心段部
38 ベアリング(軸受体)
39 内歯歯車
39a 外ピン(内歯)
44 補助フランジ
44b 内周下面
45、114 軸受
47 下面
101 当接部
102 凹部
125 ワッシャ
131 スペーサ
DESCRIPTION OF
39
44
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