JP2012107691A - 遊星歯車機構およびバルブ用アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【課題】径方向および軸線方向への小型を図りながら、減速比が大きい遊星歯車式減速機を構成することが可能な遊星歯車機構を提供する。
【解決手段】太陽歯車11と、内歯車13と、遊星歯車16と、キャリア15とを備える。前記遊星歯車16は、前記太陽歯車11に噛合する第1の歯車部22と、前記内歯車13に噛合する第2の歯車部24を備える。遊星歯車16は、第1の歯車部22と第2の歯車部24との間で回転を伝達する遊星歯車ユニット部25を備える。遊星歯車ユニット部25は、太陽歯車部材26と、キャリア15に支持された内歯車部材29と、遊星歯車部材30と、この遊星歯車部材30を回転および公転自在に支持するキャリア部材27とを備える。太陽歯車部材26は、第1の歯車部22と第2の歯車部24との間の動力伝達系において第1の歯車部22側に設けられ、キャリア部材27は、前記動力伝達系において第2の歯車部24側に設けられている。
【選択図】 図3
【解決手段】太陽歯車11と、内歯車13と、遊星歯車16と、キャリア15とを備える。前記遊星歯車16は、前記太陽歯車11に噛合する第1の歯車部22と、前記内歯車13に噛合する第2の歯車部24を備える。遊星歯車16は、第1の歯車部22と第2の歯車部24との間で回転を伝達する遊星歯車ユニット部25を備える。遊星歯車ユニット部25は、太陽歯車部材26と、キャリア15に支持された内歯車部材29と、遊星歯車部材30と、この遊星歯車部材30を回転および公転自在に支持するキャリア部材27とを備える。太陽歯車部材26は、第1の歯車部22と第2の歯車部24との間の動力伝達系において第1の歯車部22側に設けられ、キャリア部材27は、前記動力伝達系において第2の歯車部24側に設けられている。
【選択図】 図3
Description
本発明は、遊星歯車機構を内蔵する遊星歯車を用いて構成された遊星歯車機構およびバルブ用アクチュエータに関するものである。
従来、遊星歯車機構を用いて減速機を構成するにあたっては、太陽歯車を入力部材とし、内歯車を固定してキャリアを出力部材とすることが多い。この種の減速機において、減速比を大きくとるためには、遊星歯車を相対的に大きく形成することが一般的である。しかし、この構成を採ると内歯車の径が大きくなるから、減速機が内歯車の径方向に大型化してしまう。
内歯車を大径に形成することなく減速比を大きくとることが可能な遊星歯車式減速機としては、たとえば特許文献1に記載されているものがある。
特許文献1に開示されている遊星歯車式減速機は、太陽歯車と、遊星歯車と、キャリアとからなる遊星歯車ユニットを軸線方向に多段に重ね、いわゆる直列に接続したものである。これらの遊星歯車ユニットは、一つの内歯車の中で同一軸に位置するように並べられている。これらの遊星歯車ユニットのキャリアには、動力伝達方向の下流側に隣接する遊星歯車ユニットの太陽歯車が一体に回転するように設けられている。
特許文献1に開示されている遊星歯車式減速機は、太陽歯車と、遊星歯車と、キャリアとからなる遊星歯車ユニットを軸線方向に多段に重ね、いわゆる直列に接続したものである。これらの遊星歯車ユニットは、一つの内歯車の中で同一軸に位置するように並べられている。これらの遊星歯車ユニットのキャリアには、動力伝達方向の下流側に隣接する遊星歯車ユニットの太陽歯車が一体に回転するように設けられている。
しかしながら、特許文献1に示すように遊星歯車ユニットを多段に連結した遊星歯車式減速機では、構成部品数が多くなるとともに、軸線方向に大型化するという問題があった。
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、径方向および軸線方向への小型を図りながら、減速比が大きい遊星歯車式減速機を構成することが可能な遊星歯車機構を提供することを第1の目的とし、上記遊星歯車式減速機を備えたバルブ用アクチュエータを提供することを第2の目的とする。
この目的を達成するために、本発明に係る遊星歯車機構は、太陽歯車と、前記太陽歯車の径方向の外側で前記太陽歯車と同一軸に位置する内歯車と、前記太陽歯車と内歯車との間で回転を伝達する遊星歯車と、前記遊星歯車を回転自在に支持するとともに前記太陽歯車の周囲で公転自在に支持するキャリアとを備え、前記遊星歯車は、前記太陽歯車に噛合する第1の歯車部と、前記内歯車に噛合する第2の歯車部と、前記第1の歯車部と前記第2の歯車部との間で回転を伝達する遊星歯車ユニット部とによって構成され、前記遊星歯車ユニット部は、太陽歯車部材と、前記太陽歯車部材と同一軸に位置する内歯車を有しかつ前記キャリアに固定された内歯車部材と、前記太陽歯車部材と前記内歯車部材の内歯車とに噛合する遊星歯車部材と、前記遊星歯車部材を回転自在に支持するとともにこの遊星歯車部材を前記太陽歯車部材の周囲で公転自在に支持するキャリア部材とを備え、前記太陽歯車部材は、前記第1の歯車部と前記第2の歯車部との間の動力伝達系において前記第1の歯車部側に設けられ、前記キャリア部材は、前記動力伝達系において前記第2の歯車部側に設けられているものである。
本発明は、上記発明において、前記第1の歯車部は、二つの歯車が一体に回転するように形成されて前記キャリアに回転自在に支持された二段歯車と、前記太陽歯車部材と一体に回転する歯車とによって構成され、前記二段歯車の一方の歯車は、前記太陽歯車に噛合し、前記二段歯車の他方の歯車は、前記太陽歯車部材と一体に回転する歯車に噛合しているものである。
本発明は、上記発明において、前記第2の歯車部は、前記キャリア部材と一体に回転する歯車と、この歯車に噛合しかつ前記太陽歯車と同一軸の内歯車に噛合する状態で前記キャリアに回転自在に支持された中間歯車とによって構成されているものである。
本発明は、上記発明において、前記中間歯車は、前記キャリア部材と一体に回転する歯車に噛合する第3の歯車部と、前記太陽歯車と同一軸に位置する内歯車に噛合する第4の歯車部と、前記第3の歯車部と前記第4の歯車部との間で回転を伝達する中間歯車側遊星歯車ユニット部とによって構成され、前記中間歯車側遊星歯車ユニット部は、太陽歯車部材と、前記太陽歯車部材と同一軸に位置する内歯車を有しかつ前記キャリアに固定された内歯車部材と、前記太陽歯車部材と前記内歯車部材の内歯車とに噛合する遊星歯車部材と、前記遊星歯車部材を回転自在に支持しかつこの遊星歯車部材を前記太陽歯車部材の周囲で公転自在に支持するキャリア部材とを備え、前記中間歯車側遊星歯車ユニット部の太陽歯車部材は、前記第3の歯車部と前記第4の歯車部との間の動力伝達系において前記第3の歯車部側に設けられ、前記中間歯車側遊星歯車ユニット部のキャリア部材は、前記動力伝達系において前記第4の歯車部側に設けられているものである。
本発明は、上記発明において、前記遊星歯車ユニット部は、前記太陽歯車部材と、前記内歯車部材と、前記遊星歯車部材と、前記キャリア部材とからなる複数の遊星歯車ユニットを同一軸に並べて多段に連結して構成されているものである。
本発明は、上記発明において、前記キャリアは、円板状に形成されたキャリア本体と、前記キャリア本体に立設されて前記遊星歯車を支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、前記キャリア本体に穿設された取付孔に挿通された状態で固定されているものである。
本発明に係るバルブ用アクチュエータは、上記発明のうちいずれか一つに記載された遊星歯車機構における前記太陽歯車と同一軸に位置する内歯車が固定されたハウジングと、前記ハウジングに回転自在に支持され、前記遊星歯車機構のキャリアと一体に回転する出力軸と、前記ハウジングに回転自在に支持され、前記遊星歯車機構の太陽歯車と一体に回転する入力軸とを備えたものである。
本発明に係る遊星歯車機構は、たとえば太陽歯車を入力部材としてキャリアを出力部材とする減速機を構成する場合には、太陽歯車から遊星歯車に伝達された回転が遊星歯車内の遊星歯車ユニット部で減速されてキャリアに伝達されるようになる。
したがって、本発明に係る遊星歯車機構によれば、内歯車の径方向に大型化したり、軸線方向に複数の遊星歯車機構を多段に重ねて軸線方向に大型化したりすることなく、大きな減速比が得られる遊星歯車式減速機を構成することができる。
したがって、本発明に係る遊星歯車機構によれば、内歯車の径方向に大型化したり、軸線方向に複数の遊星歯車機構を多段に重ねて軸線方向に大型化したりすることなく、大きな減速比が得られる遊星歯車式減速機を構成することができる。
(第1の実施の形態)
以下、本発明に係る遊星歯車機構の一実施の形態を図1〜図4によって詳細に説明する。この実施の形態においては、本発明に係る遊星歯車機構を減速機として使用する場合について説明する。この実施の形態による遊星歯車式減速機に用いられている遊星歯車機構は、請求項1と請求項6に記載した発明でいう遊星歯車機構を構成している。また、この実施の形態に示すバルブ用アクチュエータは、請求項7に記載した発明でいうバルブ用アクチュエータを構成している。
以下、本発明に係る遊星歯車機構の一実施の形態を図1〜図4によって詳細に説明する。この実施の形態においては、本発明に係る遊星歯車機構を減速機として使用する場合について説明する。この実施の形態による遊星歯車式減速機に用いられている遊星歯車機構は、請求項1と請求項6に記載した発明でいう遊星歯車機構を構成している。また、この実施の形態に示すバルブ用アクチュエータは、請求項7に記載した発明でいうバルブ用アクチュエータを構成している。
図1に示すバルブ用アクチュエータ1は、本発明に係る遊星歯車機構2によって構成された遊星歯車式減速機3を備えている。このアクチュエータ1は、ボール弁4の弁体5を回動させるためのもので、前記ボール弁4に一端部が固定されたハウジング6と、このハウジング6の他端部に設けられた駆動用モータ7とを備えている。この駆動用モータ7の回転軸8は、前記ハウジング6の内部に収納された遊星歯車式減速機3を介して前記ボール弁4の駆動軸9に接続されている。この実施の形態においては、前記回転軸8によって遊星歯車式減速機3の入力軸が構成されている。前記回転軸8の先端部には、後述する遊星歯車式減速機3の太陽歯車11が一体に回転するように設けられている。
遊星歯車式減速機3は、径方向において最も外側に位置するケーシング12を備えており、このケーシング12を介して前記ハウジング6に固定されている。前記ケーシング12は、図2〜図4に示すように、周壁12aと底壁12bとからなる有底円筒状に形成されており、前記モータ7に向けて開放しかつ回転軸8と同一軸に位置するようにハウジング6に固定されている。前記周壁12aの内周部には、遊星歯車式減速機3の内歯車13が備えられている。
このケーシング12の底壁12bの中心部分には、この遊星歯車式減速機3の出力軸14が貫通している。この出力軸14は、前記ケーシング12に図示していない軸受によって回転自在に支持されている。この出力軸14の先端部には、図1に示すように、前記ボール弁4の駆動軸9が一体に回転するように連結されている。
このケーシング12の底壁12bの中心部分には、この遊星歯車式減速機3の出力軸14が貫通している。この出力軸14は、前記ケーシング12に図示していない軸受によって回転自在に支持されている。この出力軸14の先端部には、図1に示すように、前記ボール弁4の駆動軸9が一体に回転するように連結されている。
前記遊星歯車式減速機3は、図2〜図4に示すように、前記モータ7の回転軸8に設けられた前記太陽歯車11と、前記ケーシング12に備えられた内歯車13と、このケーシング12を貫通する前記出力軸14を有するキャリア15と、このキャリア15に支持された遊星歯車16とを備えている。
前記内歯車13は、前記太陽歯車11の径方向の外側で前記太陽歯車11と同一軸に位置している。
前記内歯車13は、前記太陽歯車11の径方向の外側で前記太陽歯車11と同一軸に位置している。
前記キャリア15は、図3および図4に示すように、円板状に形成されたキャリア本体17と、このキャリア本体17に立設された4本の支軸18および4本の支柱19と、前記4本の支軸18の先端部分に取付けられた補強用プレート20とを備えている。
前記キャリア本体17には、前記回転軸8の先端部分8aが回転自在に嵌合しているとともに、前記出力軸14が一体に形成されている。なお、出力軸14は、キャリア本体17とは別体に形成し、キャリア本体17に圧入によって固定することができる。前記支軸18および支柱19は、前記キャリア本体17に穿設された取付孔17a,17bに圧入されている。この実施の形態においては、前記支軸18と支柱19とによって、請求項6記載の発明でいう「支持部材」が構成されている。
前記キャリア本体17には、前記回転軸8の先端部分8aが回転自在に嵌合しているとともに、前記出力軸14が一体に形成されている。なお、出力軸14は、キャリア本体17とは別体に形成し、キャリア本体17に圧入によって固定することができる。前記支軸18および支柱19は、前記キャリア本体17に穿設された取付孔17a,17bに圧入されている。この実施の形態においては、前記支軸18と支柱19とによって、請求項6記載の発明でいう「支持部材」が構成されている。
補強用プレート20は、図4に示すように、円環板状に形成されており、前記4本の支軸18の先端部がこの補強用プレート20を介して接続されるように、これらの支軸18の先端部に取付けられている。これらの4本の支軸18は、後述する遊星歯車16の回転部材を軸支するためのものである。この補強用プレート20の中心部の開口部分には、太陽歯車11が挿通されている。
前記遊星歯車16は、前記太陽歯車11と前記内歯車13との間で回転を伝達するためのもので、前記キャリア15の支軸18と支柱19とに支持された複数の部材によって構成されている。この実施の形態による遊星歯車16は、図2〜図4に示すように、前記太陽歯車11に噛合する4個の第1の歯車21からなる第1の歯車部22と、前記内歯車13に噛合する4個の第2の歯車23からなる第2の歯車部24と、これらの第1の歯車部22と第2の歯車部24との間で回転を伝達する遊星歯車ユニット部25とによって構成されている。
前記4個の第1の歯車21と第2の歯車23は、前記太陽歯車11を中心とする同一円周上に並べられている。
前記4個の第1の歯車21と第2の歯車23は、前記太陽歯車11を中心とする同一円周上に並べられている。
前記第1の歯車21と前記第2の歯車23とは、同一軸に位置しており、前記4本の支軸18にそれぞれ回転自在に支持されている。前記第1の歯車21は、太陽歯車11に直接噛合している。第1の歯車21の外径は、この実施の形態においては、前記太陽歯車11の外径より大きくなるように形成されている。この第1の歯車21には、後述する遊星歯車ユニット部25の太陽歯車部材26が同一軸に位置するように一体に形成されている。
前記第2の歯車23は、前記内歯車13に直接噛合している。第2の歯車23の外径は、この実施の形態においては、前記第1の歯車21の外径と同等に形成されている。この第2の歯車23には、後述する遊星歯車ユニット部25のキャリア部材27が設けられている。
なお、本実施例では、第1の歯車21の歯数と第2の歯車23の歯数を同数としているが、本構成に限定されるものではなく、各歯車の大きさ、歯数などは適宜設計することができる。
なお、本実施例では、第1の歯車21の歯数と第2の歯車23の歯数を同数としているが、本構成に限定されるものではなく、各歯車の大きさ、歯数などは適宜設計することができる。
この実施の形態による遊星歯車ユニット部25は、第1の歯車21の回転を減速して第2の歯車23に伝達する遊星歯車減速機を構成する単一の遊星歯車ユニット25Aによって構成されている。この遊星歯車ユニット25Aは、前記第1の歯車21の前記太陽歯車部材26と、この太陽歯車部材26の径方向の外側に位置する内歯車28を4箇所有する内歯車部材29と、前記太陽歯車部材26と前記内歯車部材29の内歯車28とに噛合する遊星歯車部材30と、前記遊星歯車部材30を回転自在に支持する前記キャリア部材27とによって構成されている。
前記太陽歯車部材26は、第1の歯車21と一体に回転するように、第1の歯車21に一体に形成されている。すなわち、太陽歯車部材26は、前記第1の歯車部22と前記第2の歯車部24との間の動力伝達系において前記第1の歯車部22側に設けられている。この太陽歯車部材26の外径は、この実施の形態においては、前記第1の歯車21の外径より小さくなるように形成されている。
前記内歯車部材29は、図2の左半部と図4とに示すように、1枚の円板によって形成されている。この内歯車部材29の内歯車28は、前記円板における前記第1、第2の歯車21,23と対応する4箇所にそれぞれこの円板を貫通するように備えられている。内歯車28の内径は、この実施の形態においては、前記第1の歯車21の外径より小さくなるように形成されている。この内歯車部材29を構成する円板は、図3に示すように、前記キャリア15に立設された4本の支柱19に固定されて支持されている。
前記キャリア部材27は、前記第2の歯車23に一体に形成されたピン27aによって構成されている。すなわち、このキャリア部材27は、前記第2の歯車23に一体に回転するように設けられており、前記第1の歯車部22と前記第2の歯車部24との間の動力伝達系において前記第2の歯車部24側に設けられている。なお、前記ピン27aは、図示してはいないが、第2の歯車23とは別体に形成し、第2の歯車23に穿設された取付孔に圧入して第2の歯車23に固定することができる。
この実施の形態においては、6本のピン27aが1個の第2の歯車23に同一円周上で並ぶように立設されている。このため、キャリア部材27は、6個の前記遊星歯車部材30を支持している。
前記キャリア部材27を有する第2の歯車23は、前記支軸18に回転自在に支持されている。このため、前記遊星歯車部材30は、キャリア部材27に回転(自転)自在に支持されるとともに、前記太陽歯車部材26の周囲で公転自在に支持されることになる。
前記キャリア部材27を有する第2の歯車23は、前記支軸18に回転自在に支持されている。このため、前記遊星歯車部材30は、キャリア部材27に回転(自転)自在に支持されるとともに、前記太陽歯車部材26の周囲で公転自在に支持されることになる。
このように構成された遊星歯車式減速機3においては、駆動用モータ7による駆動によって太陽歯車11が回転すると、この回転が第1の歯車21に減速されて伝達され、遊星歯車ユニット25Aの太陽歯車部材26が第1の歯車21と一体に回転する。太陽歯車部材26が回転すると、これに噛合する6個の遊星歯車部材30がキャリア部材27の各ピン27aを中心にして回転させられ、内歯車部材29の内歯車28に噛み合いながら太陽歯車部材26を中心にして公転する。
この結果、遊星歯車部材30を支持するキャリア部材27と第2の歯車23とに太陽歯車部材26の回転が減速されて伝達され、キャリア部材27と第2の歯車23とが前記支軸18を中心にして回転する。このとき、この第2の歯車23は、内歯車13に噛み合いながら太陽歯車11を中心にして公転する。このため、第2の歯車23を支持するキャリア15と、前記出力軸14と、ボール弁4の駆動軸9とが一体に回り、ボール弁4の弁体5の角度が変わる。
この実施の形態による前記第1の歯車21は、前記太陽歯車11に直接噛合している。このため、この実施の形態によれば、前記第1の歯車部22を形成する歯車の数が最小になるから、製造コストを低く抑えることができる。
この実施の形態による前記第2の歯車23は、前記内歯車13に直接噛合している。このため、この実施の形態によれば、第2の歯車部24を形成する歯車の数が最小になるから、製造コストを低く抑えることができる。
この実施の形態による前記第2の歯車23は、前記内歯車13に直接噛合している。このため、この実施の形態によれば、第2の歯車部24を形成する歯車の数が最小になるから、製造コストを低く抑えることができる。
この実施の形態による前記キャリア15は、円板状に形成されたキャリア本体17と、このキャリア本体17に立設されて前記遊星歯車16を支持する支軸18および支柱19とを備えている。これらの支軸18および支柱19は、前記キャリア本体17に穿設された取付孔17a,17bに挿通された状態で固定されている。
このため、第1、第2の歯車21,23および遊星歯車ユニット25Aの個数や変速比が異なる遊星歯車機構2を形成するにあたっては、キャリア15のキャリア本体17に対して前記取付孔17a,17bの位置、寸法などを変更するだけでよい。すなわち、複数種類の遊星歯車機構2を形成するにあたって、大型部品であるキャリア15のキャリア本体17を共通化することができるから、製造コストを低く抑えることができる。
このため、第1、第2の歯車21,23および遊星歯車ユニット25Aの個数や変速比が異なる遊星歯車機構2を形成するにあたっては、キャリア15のキャリア本体17に対して前記取付孔17a,17bの位置、寸法などを変更するだけでよい。すなわち、複数種類の遊星歯車機構2を形成するにあたって、大型部品であるキャリア15のキャリア本体17を共通化することができるから、製造コストを低く抑えることができる。
この実施の形態によるバルブ用アクチュエータ1は、前記遊星歯車式減速機3における太陽歯車11と同一軸に位置する内歯車13が固定されたハウジング6と、このハウジング6に回転自在に支持され、前記キャリア15と一体に回転する出力軸14と、前記ハウジング6に回転自在に支持され、前記太陽歯車11と一体に回転する入力軸(回転軸8)とを備えている。
このため、この実施の形態によれば、小型でありながら減速比が大きい遊星歯車式減速機3を備えたバルブ用アクチュエータ1を提供することができる。
このため、この実施の形態によれば、小型でありながら減速比が大きい遊星歯車式減速機3を備えたバルブ用アクチュエータ1を提供することができる。
(第2の実施の形態)
遊星歯車ユニット部は図5および図6に示すように構成することができる。図5および図6において、前記図1〜図4によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。この実施の形態による遊星歯車式減速機3に用いられている遊星歯車機構2は、請求項1と請求項6に記載した発明でいう遊星歯車機構を構成している。
遊星歯車ユニット部は図5および図6に示すように構成することができる。図5および図6において、前記図1〜図4によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。この実施の形態による遊星歯車式減速機3に用いられている遊星歯車機構2は、請求項1と請求項6に記載した発明でいう遊星歯車機構を構成している。
図5および図6に示す遊星歯車式減速機3の遊星歯車16は、太陽歯車11に噛合する4個の第1の歯車21からなる第1の歯車部22と、内歯車13に噛合する4個の第2の歯車23からなる第2の歯車部24と、これらの第1、第2の歯車部23,24間で回転を伝達する4組の遊星歯車ユニット部25とによって構成されている。
この実施の形態による遊星歯車ユニット部25は、前記第1の歯車21の太陽歯車部材26と、この太陽歯車部材26の径方向の外側に位置する内歯車28と、太陽歯車部材26と内歯車28とに噛合する3個の遊星歯車部材30と、これらの遊星歯車部材30を支持するキャリア部材27とからなる単一の遊星歯車ユニット25Aによって構成されている。これらの太陽歯車部材26の外径は、この実施の形態においては、前記第1の実施の形態を採るときの太陽歯車部材26の外径より小さく形成し、内歯車28の外径を大きく形成している。このため、この実施の形態によれば、第1の実施の形態を採るときより減速比が大きい遊星歯車式減速機3を提供することができる。
(第3の実施の形態)
遊星歯車の第1の歯車部は図7および図8に示すように構成することができる。図7および図8において、前記図1〜図4によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。この実施の形態による遊星歯車式減速機3に用いられている遊星歯車機構2は、請求項2に記載した発明でいう遊星歯車機構を構成している。
遊星歯車の第1の歯車部は図7および図8に示すように構成することができる。図7および図8において、前記図1〜図4によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。この実施の形態による遊星歯車式減速機3に用いられている遊星歯車機構2は、請求項2に記載した発明でいう遊星歯車機構を構成している。
この実施の形態による遊星歯車式減速機3は、図1〜図6に示した遊星歯車式減速機3と第1の歯車部22の構成が異なる以外は同等の構成が採られている。この実施の形態による遊星歯車16は、後述する第1の歯車部22と、内歯車13に噛合する4個の第2の歯車23からなる第2の歯車部24と、これらの第1、第2の歯車部22,24間で回転を伝達する4組の遊星歯車ユニット部25によって構成されている。
この遊星歯車ユニット部25は、第1の歯車21の前記太陽歯車部材26と、この太陽歯車部材26の径方向の外側に位置する内歯車28を4箇所有する内歯車部材29と、前記太陽歯車部材26と前記内歯車部材29の内歯車28とに噛合する遊星歯車部材30と、前記遊星歯車部材30を回転自在に支持する前記キャリア部材27とからなる単一の遊星歯車ユニット25Aによって構成されている。
この実施の形態による遊星歯車16の第1の歯車部22は、前記太陽歯車11に噛合する大径歯車31を有する4個の二段歯車32と、これらの二段歯車32の小径歯車33に噛合する4個の第1の歯車21とによって構成されている。
前記二段歯車32は、前記大径歯車31と小径歯車33とが同一軸に位置しかつ一体に回転するように構成されている。小径歯車33の外径は、この実施の形態においては、第1の歯車21より小さくなるように形成されている。また、この二段歯車32は、前記支柱19に突設された支軸部19aに回転自在に支持されている。前記支軸部19aの先端部分には、前記補強用プレート20が固定されている。
前記二段歯車32は、前記大径歯車31と小径歯車33とが同一軸に位置しかつ一体に回転するように構成されている。小径歯車33の外径は、この実施の形態においては、第1の歯車21より小さくなるように形成されている。また、この二段歯車32は、前記支柱19に突設された支軸部19aに回転自在に支持されている。前記支軸部19aの先端部分には、前記補強用プレート20が固定されている。
この実施の形態においては、太陽歯車11から二段歯車32の大径歯車31に伝達された回転が二段歯車32の小径歯車33から第1の歯車21に減速されて伝達される。
このため、この実施の形態によれば、太陽歯車11と遊星歯車ユニット25Aとの間の動力伝達系においても減速比を大きくとることができる。したがって、この実施の形態によれば、第1の実施の形態で示した形態を採る場合より減速比が大きい遊星歯車式減速機3を提供することができる。
このため、この実施の形態によれば、太陽歯車11と遊星歯車ユニット25Aとの間の動力伝達系においても減速比を大きくとることができる。したがって、この実施の形態によれば、第1の実施の形態で示した形態を採る場合より減速比が大きい遊星歯車式減速機3を提供することができる。
(第4の実施の形態)
遊星歯車の第2の歯車部は図9および図10に示すように構成することができる。図9および図10において、前記図1〜図8によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。この実施の形態による遊星歯車式減速機3に用いられている遊星歯車機構2は、請求項3に記載した発明でいう遊星歯車機構を構成している。
遊星歯車の第2の歯車部は図9および図10に示すように構成することができる。図9および図10において、前記図1〜図8によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。この実施の形態による遊星歯車式減速機3に用いられている遊星歯車機構2は、請求項3に記載した発明でいう遊星歯車機構を構成している。
この実施の形態による遊星歯車式減速機3は、図1〜図6に示した遊星歯車式減速機3と第2の歯車部24の構成が異なる以外は同等の構成が採られている。この実施の形態による遊星歯車16は、太陽歯車11に噛合する4個の第1の歯車21からなる第1の歯車部22と、後述する第2の歯車部24と、これらの第1、第2の歯車部22,24間で回転を伝達する4組の遊星歯車ユニット部25によって構成されている。
この遊星歯車ユニット部25は、第1の歯車21の前記太陽歯車部材26と、この太陽歯車部材26の径方向の外側に位置する内歯車28を4箇所有する内歯車部材29と、前記太陽歯車部材26と前記内歯車部材29の内歯車28とに噛合する遊星歯車部材30と、前記遊星歯車部材30を回転自在に支持する前記キャリア部材27とからなる単一の遊星歯車ユニット25Aによって構成されている。
この実施の形態による遊星歯車16の第2の歯車部24は、前記キャリア部材27と一体に回転する4個の第2の歯車23と、これらの第2の歯車23と前記内歯車13とに噛合する4個の中間歯車34とによって構成されている。
この実施の形態によれば、第1の実施の形態を採る場合より減速比が大きい遊星歯車式減速機3を提供することができる。
この実施の形態によれば、第1の実施の形態を採る場合より減速比が大きい遊星歯車式減速機3を提供することができる。
(第5の実施の形態)
図9および図10に示した第4の実施の形態を採る場合、中間歯車にも遊星歯車ユニット部を設けることができる。この実施の形態を図11〜図13によって説明する。図11〜図13において、前記図1〜図10によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。この実施の形態による遊星歯車式減速機3に用いられている遊星歯車機構2は、請求項4に記載した発明でいう遊星歯車機構を構成している。
図9および図10に示した第4の実施の形態を採る場合、中間歯車にも遊星歯車ユニット部を設けることができる。この実施の形態を図11〜図13によって説明する。図11〜図13において、前記図1〜図10によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。この実施の形態による遊星歯車式減速機3に用いられている遊星歯車機構2は、請求項4に記載した発明でいう遊星歯車機構を構成している。
この実施の形態による遊星歯車式減速機3は、図9および図10に示した遊星歯車式減速機3と中間歯車34の構成が異なる以外は同等の構成が採られている。この実施の形態による遊星歯車16は、図11〜図13に示すように、太陽歯車11に噛合する4個の第1の歯車21からなる第1の歯車部22と、第2の歯車23と後述する4個の中間歯車34とからなる第2の歯車部24と、これらの第1、第2の歯車部22,24間で回転を伝達する4組の遊星歯車ユニット部25によって構成されている。この実施の形態においては、この遊星歯車ユニット部25と、後述する中間歯車34に設けられている遊星歯車ユニット部とを区別するために、遊星歯車ユニット部25を以下においては第1の遊星歯車ユニット部25といい、中間歯車34に設けられている遊星歯車ユニット部を以下においては第2の遊星歯車ユニット部という。
第1の遊星歯車ユニット部25は、図11の左半部および図13に示すように、第1の歯車21の太陽歯車部材26と、この太陽歯車部材26の径方向の外側に位置する内歯車28を4箇所有する内歯車部材29と、前記太陽歯車部材26と前記内歯車部材29の内歯車28とに噛合する遊星歯車部材30と、前記遊星歯車部材30を回転自在に支持する前記キャリア部材27とからなる単一の第1の遊星歯車ユニット25Aによって構成されている。
この実施の形態による第2の歯車部24は、前記第1の遊星歯車ユニット25Aのキャリア部材27と一体に回転する4個の第2の歯車23と、これらの第2の歯車23に噛合する4個の第3の歯車41(図12右半部および図13参照)を備えた中間歯車34とによって構成されている。
この実施の形態による中間歯車34は、図12および図13に示すように、前記4個の第3の歯車41からなる第3の歯車部42と、前記内歯車13に噛合する4個の第4の歯車43(図12左半部および図13参照)からなる第4の歯車部44と、前記第3の歯車部42と第4の歯車部44との間で回転を伝達する4組の第2の遊星歯車ユニット部45とによって構成されている。この第2の遊星歯車ユニット部45によって、請求項4記載の発明でいう「中間歯車側遊星歯車ユニット部」が構成されている。
この実施の形態による中間歯車34は、図12および図13に示すように、前記4個の第3の歯車41からなる第3の歯車部42と、前記内歯車13に噛合する4個の第4の歯車43(図12左半部および図13参照)からなる第4の歯車部44と、前記第3の歯車部42と第4の歯車部44との間で回転を伝達する4組の第2の遊星歯車ユニット部45とによって構成されている。この第2の遊星歯車ユニット部45によって、請求項4記載の発明でいう「中間歯車側遊星歯車ユニット部」が構成されている。
第2の遊星歯車ユニット部45は、図12および図13に示すように、前記第3の歯車41に設けられた第2の太陽歯車部材51と、内歯車52が形成された第2の内歯車部材53と、前記第2の太陽歯車部材51と前記内歯車52とに噛合する第2の遊星歯車部材54と、前記第2の遊星歯車部材54を支持する第2のキャリア部材55とを備えた単一の第2の遊星歯車ユニット45Aによって構成されている。
前記第3の歯車41の外径は、この実施の形態においては、前記第2の歯車23および後述する第2の太陽歯車部材51の外径より大きくなるように形成されており、支軸18に回転自在に支持されている。
前記第2の太陽歯車部材51は、前記第3の歯車41と同一軸に位置しかつ第3の歯車41と一体に回転するように構成されている。
前記第2の内歯車部材53は、前記第1の遊星歯車ユニット部25に設けられている内歯車部材29と同等の構造で、支柱19に固定されて支持されている。
前記第2の太陽歯車部材51は、前記第3の歯車41と同一軸に位置しかつ第3の歯車41と一体に回転するように構成されている。
前記第2の内歯車部材53は、前記第1の遊星歯車ユニット部25に設けられている内歯車部材29と同等の構造で、支柱19に固定されて支持されている。
前記第2のキャリア部材55は、前記第2の遊星歯車部材54を回転自在に支持する6本のピン55aによって構成されている。これらのピン55aは、前記第4の歯車43に突設されており、第4の歯車43と一体に回転する。すなわち、第2の遊星歯車部材54は、第2のキャリア部材55にピン55aを中心にして回転(自転)自在に支持されるとともに、第2の太陽歯車部材51を中心にして公転自在に支持されている。
この実施の形態による遊星歯車式減速機3は、第1の遊星歯車ユニット部25と第2の遊星歯車ユニット部45とが直列に接続されているから、上述した各実施の形態を採る場合に較べて減速比をさらに大きくとることが可能になる。
(第6の実施の形態)
遊星歯車ユニット部は図14に示すように構成することができる。図14において、前記図1〜図13によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。この実施の形態による遊星歯車式減速機3に用いられている遊星歯車機構2は、請求項5に記載した発明でいう遊星歯車機構を構成している。
遊星歯車ユニット部は図14に示すように構成することができる。図14において、前記図1〜図13によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。この実施の形態による遊星歯車式減速機3に用いられている遊星歯車機構2は、請求項5に記載した発明でいう遊星歯車機構を構成している。
図14に示す遊星歯車ユニット部25は、第1の歯車部22と一体に回転する太陽歯車部材26と、キャリア部材27と、内歯車部材29と、遊星歯車部材30とからなる遊星歯車ユニット25Aと、前記キャリア部材27と一体に回転する太陽歯車61を有する遊星歯車ユニット25Bとによって構成されている。
この遊星歯車ユニット25Bは、前記キャリア部材27に一体に形成された前記太陽歯車部材61と、この太陽歯車部材61の径方向の外側に位置する内歯車62を4箇所有する内歯車部材63と、前記太陽歯車部材61と前記内歯車部材63の内歯車62とに噛合する遊星歯車部材64と、前記遊星歯車部材64を回転自在に支持するキャリア部材65とによって構成されている。
前記キャリア部材65は、前記第2の歯車23に一体に形成されたピン65aによって構成されている。
すなわち、この実施の形態による遊星歯車ユニット部25は、二つの遊星歯車ユニット25A,25Bを同一軸に並べて多段に(直列に)連結して構成されている。
この実施の形態による遊星歯車式減速機3は、二つの遊星歯車ユニット25A,25Bが直列に接続されているから、上述した各実施の形態を採る場合に較べて減速比をさらに大きくとることが可能になる。
すなわち、この実施の形態による遊星歯車ユニット部25は、二つの遊星歯車ユニット25A,25Bを同一軸に並べて多段に(直列に)連結して構成されている。
この実施の形態による遊星歯車式減速機3は、二つの遊星歯車ユニット25A,25Bが直列に接続されているから、上述した各実施の形態を採る場合に較べて減速比をさらに大きくとることが可能になる。
この実施の形態においては、第1の歯車部22と第2の歯車部24との間に二つの遊星歯車ユニット25A,25Bを介在させる例を示したが、上述した第4の実施の形態で示した第2の遊星歯車ユニット部45においても、前記同様に多段に連結した二つの遊星歯車ユニットによって構成することができる。
なお、上述した各実施形態における各構成部材の個数、大きさ、配置は一実施例に過ぎず、各歯車部材の歯数を含めて使用用途に応じて適宜設計することができる。
なお、上述した各実施の形態においては、太陽歯車11を入力部材とし、内歯車13を固定部材としてキャリア15を出力部材とする例を示したが、入力、出力の形態は適宜変更することができる。また、上述した実施の形態においては、本発明に係る遊星歯車機構2を減速機として使用する例を示したが、本発明はこのような限定にとらわれることなく、増速機として使用することができる。この場合は、キャリア15を入力部材とし、太陽歯車11と内歯車13とのいずれか一方を固定部材として他方を出力部材とする。
1…バルブ用アクチュエータ、2…遊星歯車機構、3…遊星歯車式減速機、6…ハウジング、7…駆動用モータ、8…回転軸、11…太陽歯車、12…ケーシング、13…内歯車、14…出力軸、15…キャリア、16…遊星歯車、18…支軸、19…支柱、21…第1の歯車、22…第1の歯車部、23…第2の歯車、24…第2の歯車部、25…遊星歯車ユニット部、25A…遊星歯車ユニット、26,61…太陽歯車部材、27,65…キャリア部材、29,63…内歯車部材、30,64…遊星歯車部材、32…二段歯車、34…中間歯車、41…第3の歯車、42…第3の歯車部、43…第4の歯車、44…第4の歯車部、45…第2の遊星歯車ユニット部、45A…第2の遊星歯車ユニット、51…第2の太陽歯車部材、52…第2の内歯車部材、53…第2の内歯車部材、54…第2の遊星歯車部材、55…第2のキャリア部材。
Claims (7)
- 太陽歯車と、
前記太陽歯車の径方向の外側で前記太陽歯車と同一軸に位置する内歯車と、
前記太陽歯車と内歯車との間で回転を伝達する遊星歯車と、
前記遊星歯車を回転自在に支持するとともに前記太陽歯車の周囲で公転自在に支持するキャリアとを備え、
前記遊星歯車は、前記太陽歯車に噛合する第1の歯車部と、
前記内歯車に噛合する第2の歯車部と、
前記第1の歯車部と前記第2の歯車部との間で回転を伝達する遊星歯車ユニット部とによって構成され、
前記遊星歯車ユニット部は、太陽歯車部材と、
前記太陽歯車部材と同一軸に位置する内歯車を有しかつ前記キャリアに固定された内歯車部材と、
前記太陽歯車部材と前記内歯車部材の内歯車とに噛合する遊星歯車部材と、
前記遊星歯車部材を回転自在に支持するとともにこの遊星歯車部材を前記太陽歯車部材の周囲で公転自在に支持するキャリア部材とを備え、
前記太陽歯車部材は、前記第1の歯車部と前記第2の歯車部との間の動力伝達系において前記第1の歯車部側に設けられ、
前記キャリア部材は、前記動力伝達系において前記第2の歯車部側に設けられていることを特徴とする遊星歯車機構。 - 請求項1記載の遊星歯車機構において、前記第1の歯車部は、二つの歯車が一体に回転するように形成されて前記キャリアに回転自在に支持された二段歯車と、前記太陽歯車部材と一体に回転する歯車とによって構成され、
前記二段歯車の一方の歯車は、前記太陽歯車に噛合し、
前記二段歯車の他方の歯車は、前記太陽歯車部材と一体に回転する歯車に噛合していることを特徴とする遊星歯車機構。 - 請求項1記載の遊星歯車機構において、前記第2の歯車部は、前記キャリア部材と一体に回転する歯車と、
この歯車に噛合しかつ前記太陽歯車と同一軸の内歯車に噛合する状態で前記キャリアに回転自在に支持された中間歯車とによって構成されていることを特徴とする遊星歯車機構。 - 請求項3記載の遊星歯車機構において、前記中間歯車は、前記キャリア部材と一体に回転する歯車に噛合する第3の歯車部と、
前記太陽歯車と同一軸に位置する内歯車に噛合する第4の歯車部と、
前記第3の歯車部と前記第4の歯車部との間で回転を伝達する中間歯車側遊星歯車ユニット部とによって構成され、
前記中間歯車側遊星歯車ユニット部は、太陽歯車部材と、
前記太陽歯車部材と同一軸に位置する内歯車を有しかつ前記キャリアに固定された内歯車部材と、
前記太陽歯車部材と前記内歯車部材の内歯車とに噛合する遊星歯車部材と、
前記遊星歯車部材を回転自在に支持しかつこの遊星歯車部材を前記太陽歯車部材の周囲で公転自在に支持するキャリア部材とを備え、
前記中間歯車側遊星歯車ユニット部の太陽歯車部材は、前記第3の歯車部と前記第4の歯車部との間の動力伝達系において前記第3の歯車部側に設けられ、
前記中間歯車側遊星歯車ユニット部のキャリア部材は、前記動力伝達系において前記第4の歯車部側に設けられていることを特徴とする遊星歯車機構。 - 請求項1ないし請求項4のうちいずれか一つに記載の遊星歯車機構において、前記遊星歯車ユニット部は、前記太陽歯車部材と、前記内歯車部材と、前記遊星歯車部材と、前記キャリア部材とからなる複数の遊星歯車ユニットを同一軸に並べて多段に連結して構成されていることを特徴とする遊星歯車機構。
- 請求項1ないし請求項5のうちいずれか一つに記載の遊星歯車機構において、前記キャリアは、円板状に形成されたキャリア本体と、
前記キャリア本体に立設されて前記遊星歯車を支持する支持部材とを備え、
前記支持部材は、前記キャリア本体に穿設された取付孔に挿通された状態で固定されていることを特徴とする遊星歯車機構。 - 請求項1ないし請求項6のうちいずれか一つに記載の遊星歯車機構における前記太陽歯車と同一軸に位置する内歯車が固定されたハウジングと、
前記ハウジングに回転自在に支持され、前記遊星歯車機構のキャリアと一体に回転する出力軸と、
前記ハウジングに回転自在に支持され、前記遊星歯車機構の太陽歯車と一体に回転する入力軸とを備えたことを特徴とするバルブ用アクチュエータ。
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Cited By (1)
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CN104989866A (zh) * | 2015-08-04 | 2015-10-21 | 温州合力自动化仪表有限公司 | 阀门执行器 |
-
2010
- 2010-11-17 JP JP2010256610A patent/JP2012107691A/ja active Pending
Cited By (1)
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CN104989866A (zh) * | 2015-08-04 | 2015-10-21 | 温州合力自动化仪表有限公司 | 阀门执行器 |
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