JP4171112B2 - 歯車減速機 - Google Patents

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H2001/2881Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion comprising two axially spaced central gears, i.e. ring or sun gear, engaged by at least one common orbital gear wherein one of the central gears is forming the output

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  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)
  • Retarders (AREA)

Description

【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59−42347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,
前記固定歯車と前記出力歯車とは,同一のピッチ径を有して符号が互いに逆の転位量を有する内歯車であり,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,又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り,
前記入力軸は前記出力軸と同軸に配置されており,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歯車減速機において,
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,
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ると共に前記入力軸を回転自在に支持し,
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を特徴とす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42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50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46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28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60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31,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34,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,歯数が少ない固定歯車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30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50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50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74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53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72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

Claims (1)

  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,
    前記固定歯車と前記出力歯車とは,同一のピッチ径を有して符号が互いに逆の転位量を有する内歯車であり,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,又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り,
    前記入力軸は前記出力軸と同軸に配置されており,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歯車減速機において,
    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,
    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ると共に前記入力軸を回転自在に支持し,
    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を特徴とする歯車減速機。
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