JP6765214B2 - Planetary gear type speed reducer and motorized valve equipped with this - Google Patents

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Description

本発明は、遊星歯車式減速装置及びこれを備えた電動弁に関し、特に耐久性の向上を図ることのできる遊星歯車式減速装置及びこれを備えた電動弁に関する。 The present invention relates to a planetary gear type speed reducer and an electric valve provided with the planetary gear type speed reducer, and more particularly to a planetary gear type speed reducer capable of improving durability and an electric valve provided therewith.

例えば、空気調和機の冷媒の流量を制御するために、電動モータを介して弁の開閉を行ういわゆる電動弁が広く用いられている。
このような電動弁として、電動モータのロータの回転を減速装置で減速してねじ機構に伝達する減速装置を備えたものが知られている(特許文献1参照)。
For example, a so-called electric valve that opens and closes a valve via an electric motor is widely used in order to control the flow rate of the refrigerant of the air conditioner.
As such an electric valve, there is known one provided with a reduction gear for decelerating the rotation of the rotor of the electric motor with a reduction gear and transmitting the rotation to the screw mechanism (see Patent Document 1).

特許文献1に記載された電動弁では、減速装置として、遊星歯車式減速装置が用いられている。
このような遊星歯車式減速装置は、電動モータのロータの回転によって回転駆動される太陽ギアと、当該太陽ギアと対向するように上記電動モータの本体に固定された固定ギアと、これらの太陽ギアと固定ギアとの間に配置され、これらのギアと噛合する複数の遊星ギアと、当該複数の遊星ギアからの回転を伝達する出力ギアと、を備えている。
In the motorized valve described in Patent Document 1, a planetary gear type speed reducer is used as the speed reducer.
Such a planetary gear type reduction gear includes a sun gear that is rotationally driven by the rotation of the rotor of the electric motor, a fixed gear that is fixed to the main body of the electric motor so as to face the sun gear, and these sun gears. A plurality of planetary gears arranged between the gears and fixed gears and meshing with these gears, and an output gear for transmitting rotation from the plurality of planetary gears are provided.

複数の遊星ギアは、底板に上記遊星ギアを回転自在に支持する支軸が立設されたキャリアに取り付けられており、これらの遊星ギアが上記固定ギアと軸方向に離れた部分で出力ギアと噛み合うことにより、キャリアが太陽ギアの回転軸まわりに回転するように構成されている。
そして、太陽ギアが回転すると、固定ギアと噛み合う遊星ギアがキャリアに支持されながら自転するとともに、太陽ギアのまわりを公転することにより、出力ギアには固定ギアとの歯数差に応じて減速された回転が出力される。
The plurality of planetary gears are attached to a carrier on which a support shaft that rotatably supports the planetary gears is erected on the bottom plate, and these planetary gears are separated from the fixed gears in the axial direction with an output gear. By meshing, the carrier is configured to rotate around the axis of rotation of the sun gear.
Then, when the sun gear rotates, the planetary gear that meshes with the fixed gear rotates while being supported by the carrier, and by revolving around the sun gear, the output gear is decelerated according to the difference in the number of teeth from the fixed gear. The rotation is output.

図4は、例えば特許文献1に記載された、従来型の電動弁に適用されている遊星歯車式減速装置の要部の概要を示しており、図4(a)は太陽ギアの上部における回転軸に垂直な断面の要部拡大図であり、図4(b)は図4(a)のA−A面における断面図である。
図4(a)に示すように、シャフト1に回転自在に支持された太陽ギア2は、図示しない電動モータのロータの回転により矢印d1の方向に自転する。
FIG. 4 shows an outline of a main part of a planetary gear type speed reducer applied to a conventional electric valve, for example, described in Patent Document 1, and FIG. 4A shows rotation in an upper part of a sun gear. It is an enlarged view of the main part of the cross section perpendicular to the axis, and FIG. 4 (b) is a cross-sectional view on the AA plane of FIG. 4 (a).
As shown in FIG. 4A, the solar gear 2 rotatably supported by the shaft 1 rotates in the direction of arrow d1 due to the rotation of the rotor of an electric motor (not shown).

太陽ギア2に対向して固定された固定ギア(内歯車)3との間には、図示しないキャリアに立設された複数の支軸4にそれぞれ回転自在に支持された遊星ギア5が、太陽ギア2及び固定ギア3の両者に噛み合うように配置されている。
また、遊星ギア5の上部には、それぞれの支軸4の頂部が挿入される貫通穴6aを複数備えた環状プレート6が取り付けられており、当該環状プレート6は、上記キャリアと一体で回転するとともに遊星ギア5が上方に飛び出すのを防止する。
A planetary gear 5 rotatably supported by a plurality of support shafts 4 erected on a carrier (not shown) is provided between the fixed gear (internal gear) 3 fixed to face the sun gear 2 and the sun. It is arranged so as to mesh with both the gear 2 and the fixed gear 3.
Further, an annular plate 6 having a plurality of through holes 6a into which the tops of the respective support shafts 4 are inserted is attached to the upper portion of the planetary gear 5, and the annular plate 6 rotates integrally with the carrier. At the same time, the planetary gear 5 is prevented from jumping upward.

特許第5111240号公報Japanese Patent No. 511240

上記のような遊星歯車式減速装置において、太陽ギア2が自転すると、当該太陽ギア2に噛み合う遊星ギア5が矢印d2の方向に自転する。
このとき、遊星ギア5は固定ギア3とも噛み合っているため、遊星ギア5はその自転とともに太陽ギア2のまわりを公転する。すなわち、遊星ギア5が固定ギア3から反力を受けるため、遊星ギア5を支持する支軸4も図4(a)に示す矢印d3の方向に力を受ける。
In the planetary gear type speed reducer as described above, when the sun gear 2 rotates, the planet gear 5 meshing with the sun gear 2 rotates in the direction of arrow d2.
At this time, since the planetary gear 5 also meshes with the fixed gear 3, the planetary gear 5 revolves around the sun gear 2 along with its rotation. That is, since the planetary gear 5 receives a reaction force from the fixed gear 3, the support shaft 4 that supports the planetary gear 5 also receives a force in the direction of the arrow d3 shown in FIG. 4A.

キャリアから立設された支軸4が矢印d3の方向に力を受けると、当該支軸4は片持ち梁の構造であるため、図4(b)に示すように、支軸4の中心軸O2が元の位O1から角度θだけ傾く。
一方、支軸4は遊星ギア5を回転自在に支持するため、支軸4と遊星ギア5との間には、製造上のクリアランス(空隙e)が存在する。
When the support shaft 4 erected from the carrier receives a force in the direction of the arrow d3, the support shaft 4 has a cantilever structure. Therefore, as shown in FIG. 4B, the central axis of the support shaft 4 O2 is tilted by an angle θ from the original position O1.
On the other hand, since the support shaft 4 rotatably supports the planetary gear 5, there is a manufacturing clearance (void e) between the support shaft 4 and the planetary gear 5.

これらのような傾斜角度θ及び空隙eが生じると、遊星ギア5は太陽ギア2あるいは固定ギア3との間で回転軸が傾斜して接触することとなる。
そして、遊星ギア5と太陽ギア2あるいは固定ギア3が傾斜してしまうと、これらのギアの間で歯底の干渉が生じて、減速装置の伝達効率が低下してしまう懸念がある。
また、遊星ギア5が傾斜することにより、太陽ギア2、固定ギア3及び遊星ギア5の間の噛み合いに偏りが生じてギアが偏摩耗してしまい、ギアの耐久性が低下するという懸念もある。
When the tilt angle θ and the gap e as described above occur, the planetary gear 5 comes into contact with the sun gear 2 or the fixed gear 3 with the rotation axis tilted.
If the planetary gear 5 and the sun gear 2 or the fixed gear 3 are tilted, there is a concern that tooth bottom interference may occur between these gears and the transmission efficiency of the reduction gear may decrease.
Further, when the planetary gear 5 is tilted, there is a concern that the meshing between the sun gear 2, the fixed gear 3, and the planetary gear 5 is biased, the gear is unevenly worn, and the durability of the gear is lowered. ..

そこで、本発明の目的は、減速装置の伝達効率及びギアの耐久性の低下を抑制した遊星歯車式減速装置及びこれを備えた電動弁を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a planetary gear type speed reducer that suppresses a decrease in transmission efficiency of the speed reducer and a decrease in gear durability, and an electric valve provided with the planetary gear type speed reducer.

上記目的を達成するために、本発明による遊星歯車式減速装置は、シャフトに支持された太陽ギアと、前記太陽ギアと同心状に固定される固定ギアと、前記太陽ギア及び前記固定ギアの双方と同時に噛み合う遊星ギアと、前記シャフトの中心軸を中心に回転する底板部及び前記遊星ギアを回転自在に支持する支軸からなるキャリアと、前記遊星ギアに噛み合う出力ギアと、前記キャリアの前記底板部に対向する位置で前記支軸の一端に取り付けられる環状プレートと、を含み、前記環状プレートの前記支軸の先端部を受ける受け穴を前記支軸の根元部の位置に対して前記底板部の回転方向所定角度だけシフトした位置に形成し、前記支軸の先端部が前記支軸の根元部に対して前記底板部の回転方向にオフセットするように、前記支軸が予め所定角度だけ傾斜している、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the planetary gear type reduction gear according to the present invention includes both the sun gear supported by the shaft, the fixed gear concentrically fixed to the sun gear, and the sun gear and the fixed gear. A carrier composed of a planetary gear that meshes at the same time, a bottom plate portion that rotates about the central axis of the shaft, and a support shaft that rotatably supports the planetary gear, an output gear that meshes with the planetary gear, and the bottom plate of the carrier. The bottom plate portion includes an annular plate attached to one end of the support shaft at a position facing the portion, and a receiving hole for receiving the tip end portion of the support shaft of the annular plate with respect to the position of the root portion of the support shaft. in the rotational direction is formed in the predetermined angle shift position, so-edge portion of the support shaft is offset in the rotational direction of the bottom plate portion with respect to the root portion of the support shaft, the support shaft is previously predetermined angle you only have inclined obliquely, characterized in that.

本発明による遊星歯車式減速装置において、前記支軸の傾斜の前記所定角度は、前記支軸における先端部の外周面と前記遊星ギアの内周面が点接触となるとともに、前記支軸における根元部の外周面と前記遊星ギアの内周面とが点接触となる角度で予め設定されている。
また、前記キャリアは、樹脂材料で形成されていてもよい。
In the planetary gear type speed reducer according to the present invention, the predetermined angle of inclination of the support shaft is such that the outer peripheral surface of the tip portion of the support shaft and the inner peripheral surface of the planetary gear are in point contact and the root of the support shaft. An angle at which the outer peripheral surface of the portion and the inner peripheral surface of the planetary gear are in point contact is preset.
Further, the carrier may be made of a resin material.

本発明による遊星歯車式減速装置は、電動弁に適用することができる。
このとき、前記遊星歯車式減速装置は、弁本体に固着されるキャンの内部空間に配置される。
The planetary gear type speed reducer according to the present invention can be applied to an electric valve.
At this time, the planetary gear type speed reducer is arranged in the internal space of the can fixed to the valve body.

本発明による遊星歯車式減速装置によれば、上述した構成を備えることにより、遊星ギアを回転自在に支持する支軸の使用時の傾斜を抑制することができるため、遊星ギアが自転及び公転する際に、太陽ギアあるいは固定ギアとの間で歯底の干渉が生じない。
結果として、噛み合いの偏りによる偏摩耗も生じないため、減速装置の伝達効率及びギアの耐久性の低下を抑制できる。
According to the planetary gear type speed reducer according to the present invention, by providing the above-described configuration, it is possible to suppress the inclination of the support shaft that rotatably supports the planetary gear during use, so that the planetary gear rotates and revolves. At the same time, there is no interference of the tooth bottom with the sun gear or the fixed gear.
As a result, uneven wear due to uneven meshing does not occur, so that deterioration of transmission efficiency of the reduction gear and durability of the gear can be suppressed.

本発明の一実施例による遊星歯車式減速装置が適用された遊星歯車式電動弁の全体構造を示す縦断面図である。It is a vertical cross-sectional view which shows the whole structure of the planetary gear type electric valve to which the planetary gear type speed reducer according to one Example of this invention is applied. 図1に示された遊星歯車式減速装置の概略を示す図であって、図2(a)は部分断面図であり、図2(b)は図2(a)のB−B断面図である。It is a figure which shows the outline of the planetary gear type reduction gear shown in FIG. 1, FIG. 2A is a partial cross-sectional view, and FIG. 2B is a sectional view taken along line BB of FIG. 2A. is there. 本発明の一実施例による遊星歯車式減速装置の要部を示す図であって、図3(a)は遊星ギアの近傍において、キャリアの支軸の中心を通る遊星ギアの公転方向に平行な平面での断面図(図3(b)のC−C断面図)であり、図3(b)はキャリア、遊星ギア及び環状プレートから成る遊星ギア組立体の上面図である。FIG. 3A is a diagram showing a main part of a planetary gear type speed reducer according to an embodiment of the present invention, in which FIG. It is a cross-sectional view in a plane (CC cross-sectional view of FIG. 3 (b)), and FIG. 3 (b) is a top view of a planetary gear assembly including a carrier, a planetary gear, and an annular plate. 従来型の電動弁に適用されている遊星歯車式減速装置の要部の概要を示しており、図4(a)は太陽ギアの上部における回転軸に垂直な断面の要部拡大図であり、図4(b)は図4(a)のA−A面における断面図である。The outline of the main part of the planetary gear type speed reducer applied to the conventional electric valve is shown, and FIG. 4A is an enlarged view of the main part of the cross section perpendicular to the rotation axis in the upper part of the sun gear. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the plane AA of FIG. 4A.

図1は、本発明の一実施例による遊星歯車式減速装置が適用された遊星歯車式電動弁の全体構造を示す縦断面図である。
図1に示す遊星歯車式電動弁(以下、「電動弁」と称する)10は、内部に弁室21を含む弁本体20と、弁本体20の上端に固着されたキャン30と、キャン30の内部で上記弁本体20の上端に取り付けられる弁体駆動機構40と、キャン30の内部で上記弁体駆動機構40に結合された遊星歯車式減速装置100と、キャン30の外側を取り囲む態様で配置されたモータ励磁装置(ステータ装置)50と、を備える。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the overall structure of a planetary gear type motorized valve to which a planetary gear type speed reducer according to an embodiment of the present invention is applied.
The planetary gear type electric valve (hereinafter referred to as “electric valve”) 10 shown in FIG. 1 includes a valve body 20 including a valve chamber 21 inside, a can 30 fixed to the upper end of the valve body 20, and a can 30. A valve body drive mechanism 40 attached to the upper end of the valve body 20 inside, a planetary gear type speed reducer 100 coupled to the valve body drive mechanism 40 inside the can 30, and an arrangement surrounding the outside of the can 30. The motor exciter (stator device) 50 is provided.

弁本体20は、有底筒状の形状を有する例えば金属製の部材であって、上部の開口端に後述する弁体駆動機構40の筒状軸受41を固着することにより、内部に弁室21が形成される。
弁本体20の側部には、弁室21に連通する流入パイプ26aが取り付けられており、弁本体20の底部には、弁室21に連通する小孔(オリフィス)22が形成されるとともに、流出パイプ26bが取り付けられる。
The valve body 20 is, for example, a metal member having a bottomed tubular shape, and the valve chamber 21 is internally formed by fixing the tubular bearing 41 of the valve body drive mechanism 40 described later to the opening end of the upper portion. Is formed.
An inflow pipe 26a communicating with the valve chamber 21 is attached to the side portion of the valve body 20, and a small hole (orifice) 22 communicating with the valve chamber 21 is formed at the bottom of the valve body 20. The outflow pipe 26b is attached.

弁室21の内部には、オリフィス22を開閉する弁体23と、当該弁体23を上方(弁体23の開方向)に付勢するバネ25と、このバネ25の周囲に設けられたバネ受け部材24と、が配置されている。
弁体23は、上端に外向きに拡径するフランジ部23aが形成されており、下端にオリフィス22に挿入されるテーパ部23bが形成されている。
Inside the valve chamber 21, a valve body 23 that opens and closes the orifice 22 and a spring 25 that urges the valve body 23 upward (in the opening direction of the valve body 23), and a spring provided around the spring 25. The receiving member 24 and the like are arranged.
The valve body 23 has a flange portion 23a formed at the upper end thereof to expand its diameter outward, and a tapered portion 23b formed at the lower end thereof to be inserted into the orifice 22.

バネ受け部材24は、弁体23の外側に配置される筒状の部材であって、上端に外向きに拡径するフランジ部24aが形成されており、中間領域に段部24bが形成され、下端近傍は小径とされ、弁体23の外周面に摺動自在に接している。
バネ受け部材24の段部24bと弁体23のフランジ部23aの下面との間には、バネ25が配置される。このような配置により、バネ25が弁体23のフランジ部23aを常時上方に付勢する。
The spring receiving member 24 is a tubular member arranged on the outside of the valve body 23, and has a flange portion 24a formed at the upper end thereof to expand the diameter outward, and a step portion 24b formed in an intermediate region. The vicinity of the lower end has a small diameter and is slidably in contact with the outer peripheral surface of the valve body 23.
A spring 25 is arranged between the step portion 24b of the spring receiving member 24 and the lower surface of the flange portion 23a of the valve body 23. With such an arrangement, the spring 25 always urges the flange portion 23a of the valve body 23 upward.

キャン30は、有頂円筒形の薄肉部材であって、弁本体20の外周面に固着された受け部材31を介して、弁本体20の頂部を収容する態様で取り付けられる。
また、キャン30の内部空間の上方には、後述する遊星歯車式減速装置100の回転軸となるシャフト33を保持するシャフト保持部材32が固着されている。
そして、キャン30は、弁本体20の上部との間に形成される内部空間を密閉する気密容器として機能し、内部空間には、後述する弁体駆動機構40と遊星歯車式減速装置100とを収容する。
The can 30 is a climax cylindrical thin-walled member, and is attached in a manner of accommodating the top of the valve body 20 via a receiving member 31 fixed to the outer peripheral surface of the valve body 20.
Further, above the internal space of the can 30, a shaft holding member 32 that holds the shaft 33, which is the rotation axis of the planetary gear type speed reducer 100 described later, is fixed.
The can 30 functions as an airtight container that seals the internal space formed between the can 30 and the upper portion of the valve body 20, and the valve body drive mechanism 40 and the planetary gear type speed reducer 100, which will be described later, are provided in the internal space. Contain.

弁体駆動機構40は、遊星歯車式減速装置100の出力軸(図2の符号131参照)を収容する収容穴41aを有する筒状軸受41と、上記収容穴41aに収容されるとともに上記出力軸と係合されたねじ軸42と、当該ねじ軸42の一端が接触するボール43と、弁体23の頂部に取り付けられて上記ボール43を支持するボール支持部材44と、から構成される。
筒状軸受41は、弁本体20の頂部の開口に嵌合するように挿入され、上述のバネ受け部材24のフランジ部24aを挟む態様で、弁本体20の内部の段差部20aに接触して固着される。
また、筒状軸受41の収容穴41aの下端には雌ねじが形成されている。
The valve body drive mechanism 40 includes a tubular bearing 41 having an accommodating hole 41a accommodating an output shaft (see reference numeral 131 in FIG. 2) of the planetary gear type speed reducer 100, and the output shaft accommodated in the accommodating hole 41a. It is composed of a screw shaft 42 engaged with the screw shaft 42, a ball 43 with one end of the screw shaft 42 in contact with the ball 43, and a ball support member 44 attached to the top of the valve body 23 to support the ball 43.
The tubular bearing 41 is inserted so as to fit into the opening at the top of the valve body 20, and is in contact with the stepped portion 20a inside the valve body 20 in a manner of sandwiching the flange portion 24a of the spring receiving member 24 described above. It is fixed.
Further, a female screw is formed at the lower end of the accommodating hole 41a of the tubular bearing 41.

ねじ軸42には、上記雌ねじと螺合する雄ねじがその外周に形成されており、その上端には、遊星歯車式減速装置100の出力軸131に形成されたスリットに挿入される平凸部42aが形成されている。
このような弁体駆動機構40により、遊星歯車式減速装置100の出力軸131が回転すると、当該出力軸131に連結されたねじ軸42も連れ回りし、これによりねじ軸42の回転運動が軸方向の進退運動に変換される。
そして、ねじ軸42の進退運動はボール43及びボール支持部材44を介して弁体23に伝達され、弁体23が軸方向に進退移動する。
A male screw to be screwed with the female screw is formed on the outer periphery of the screw shaft 42, and a plano-convex portion 42a inserted into a slit formed in the output shaft 131 of the planetary gear type speed reducer 100 is formed at the upper end thereof. Is formed.
When the output shaft 131 of the planetary gear type speed reducer 100 is rotated by such a valve body drive mechanism 40, the screw shaft 42 connected to the output shaft 131 is also rotated, whereby the rotational movement of the screw shaft 42 is shafted. It is converted into a forward / backward movement in a direction.
Then, the advancing / retreating motion of the screw shaft 42 is transmitted to the valve body 23 via the ball 43 and the ball support member 44, and the valve body 23 moves forward / backward in the axial direction.

モータ励磁装置50は、ボビンに導線が巻回されたステータコイル51と、当該ステータコイル51に電力を供給するコネクタ52及びリード線53と、を一体に樹脂モールドしたものであって、上記ステータコイル51がキャン30の外周部を囲むような配置で、取付具54を介してキャン30に着脱自在に取り付けられる。
一方、遊星歯車式減速装置100は、キャン30の内部空間に取り付けられたシャフト33が挿入固定されるロータ組立体110を含んでおり、電動弁10において、モータ励磁装置50のステータコイル51と遊星歯車式減速装置100のロータ組立体110とは、電動モータの一例としてのステッピングモータを構成する。
The motor exciter 50 is a stator coil 51 in which a lead wire is wound around a bobbin, and a connector 52 and a lead wire 53 for supplying electric power to the stator coil 51, which are integrally resin-molded. The 51 is arranged so as to surround the outer peripheral portion of the can 30, and is detachably attached to the can 30 via the attachment 54.
On the other hand, the planetary gear type speed reducer 100 includes a rotor assembly 110 into which a shaft 33 attached to the internal space of the can 30 is inserted and fixed, and in the electric valve 10, the stator coil 51 of the motor exciter 50 and the planet. The rotor assembly 110 of the gear-type speed reducer 100 constitutes a stepping motor as an example of an electric motor.

図2は、図1に示された遊星歯車式減速装置の概略を示す図であって、図2(a)は部分断面図であり、図2(b)は図2(a)のB−B断面図である。
図2に示すように、遊星歯車式減速装置100は、有頂円筒状のロータ組立体110(図1参照)と、弁本体20に支持部材121を介して取付固定された環状の内歯車である固定ギア120と、シャフト33に回転自在に支持された出力軸131を有する内歯車である有底円筒状の出力ギア130と、シャフト33を着脱自在に挿入しつつ上記固定ギア120及び出力ギア130の内側に配置されたキャリア140と、キャリア140に回転自在に支持された複数の遊星ギア150と、を備えている。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of the planetary gear type speed reducer shown in FIG. 1, FIG. 2 (a) is a partial cross-sectional view, and FIG. 2 (b) is B- of FIG. 2 (a). It is a cross-sectional view of B.
As shown in FIG. 2, the planetary gear type speed reducer 100 is an annular internal gear attached and fixed to the valve body 20 via a support member 121 and an eclipsed cylindrical rotor assembly 110 (see FIG. 1). A fixed gear 120, a bottomed cylindrical output gear 130 which is an internal gear having an output shaft 131 rotatably supported by the shaft 33, and the fixed gear 120 and the output gear while the shaft 33 is detachably inserted. It includes a carrier 140 arranged inside the 130, and a plurality of planetary gears 150 rotatably supported by the carrier 140.

図1に示されたロータ組立体110は、例えば磁性材料を含有するプラスチック等の樹脂材料で形成され、周壁をなす筒部111と、中央に太陽ギア112aが突設された底部112と、が一体に形成された部材である。
太陽ギア112aは、中心にシャフト33が挿通される貫通孔を有するとともに、外周面には、遊星ギア150と噛合する外歯が形成されている。
なお、筒部111と底部112とは、別々に製造して組み立てても良いし、一体成形によって形成されてもよい。
The rotor assembly 110 shown in FIG. 1 has a tubular portion 111 formed of a resin material such as plastic containing a magnetic material and forming a peripheral wall, and a bottom portion 112 having a solar gear 112a projecting in the center. It is a member formed integrally.
The sun gear 112a has a through hole in the center through which the shaft 33 is inserted, and external teeth that mesh with the planetary gear 150 are formed on the outer peripheral surface.
The tubular portion 111 and the bottom portion 112 may be manufactured and assembled separately, or may be integrally formed.

固定ギア120は、例えばプラスチック等の樹脂材料を成型加工して製作されたリングギアであって、内周側に遊星ギア150の上側部分と噛合する内歯が形成されている。
また、固定ギア120は、円筒状の支持部材121を介して、弁本体20の上端部に固定される。
The fixed gear 120 is a ring gear manufactured by molding a resin material such as plastic, and has internal teeth that mesh with the upper portion of the planetary gear 150 on the inner peripheral side.
Further, the fixed gear 120 is fixed to the upper end portion of the valve body 20 via the cylindrical support member 121.

出力ギア130は、例えばプラスチック等の樹脂材料を成型加工して製作された有底円筒状のリングギアであって、その中央に形成された貫通孔に出力軸131が圧入固着されている。
出力ギア130の内壁面には、遊星ギア150と噛合する内歯が形成されている。
The output gear 130 is a bottomed cylindrical ring gear manufactured by molding a resin material such as plastic, and the output shaft 131 is press-fitted and fixed to a through hole formed in the center thereof.
Internal teeth that mesh with the planetary gear 150 are formed on the inner wall surface of the output gear 130.

出力軸131は、上端側にシャフト33を挿入する挿入穴を有するとともに、下端側には、上述したねじ軸42の平凸部42aが挿入されるスリットが形成されている(図1参照)。
これらの構成により、出力ギア130に固着された出力軸131の回転は、スリットと平凸部との結合(係合)を介してねじ軸42に伝達され、出力ギア130とねじ軸42とが同方向に回転する。
The output shaft 131 has an insertion hole for inserting the shaft 33 on the upper end side, and a slit on the lower end side into which the plano-convex portion 42a of the screw shaft 42 described above is inserted (see FIG. 1).
With these configurations, the rotation of the output shaft 131 fixed to the output gear 130 is transmitted to the screw shaft 42 via the coupling (engagement) between the slit and the plano-convex portion, and the output gear 130 and the screw shaft 42 are engaged with each other. Rotate in the same direction.

キャリア140は、例えばプラスチック等の樹脂材料を成型加工して製作された樹脂部品、あるいは金属部品であって、シャフト33が挿入される貫通孔を中心部に有する底板部141と、当該底板部141から上方に向けて立設されている3個の隔壁142及び3本の支軸143と、隔壁142及び支軸143の上端(すなわち底板部141と対向する位置)に取り付けられる環状プレート144と、から構成されている。
3個の隔壁142と3本の支軸143とは、隔壁同士あるいは支軸同士が互いに周方向で等間隔となるように交互に配置される。
The carrier 140 is a resin part or a metal part manufactured by molding a resin material such as plastic, and has a bottom plate portion 141 having a through hole in the center into which the shaft 33 is inserted, and the bottom plate portion 141. Three partition walls 142 and three support shafts 143 erected upward from the partition wall 142, and an annular plate 144 attached to the upper end of the partition wall 142 and the support shaft 143 (that is, a position facing the bottom plate portion 141). It is composed of.
The three partition walls 142 and the three support shafts 143 are alternately arranged so that the partition walls or the support shafts are spaced apart from each other in the circumferential direction.

遊星ギア150は、例えばプラスチック等の樹脂材料や金属材料により、上記キャリア140の支軸143が挿入される穴を備えた筒状に形成され、その外周面には、上記した太陽ギア112a、固定ギア120のリングギア及び出力ギア130のリングギアとそれぞれ噛合する外歯が形成されている。
3つの遊星ギア150は、キャリア140の3本の支軸143にそれぞれ回転自在に挿入され、この状態で上方から環状プレート144を取り付けることにより、キャリア140に支持された遊星ギア150が、固定ギア120及び出力ギア130の内側に取り付けられる。
そして、キャリア140、遊星ギア150及び環状プレート144は、遊星ギア組立体を構成している。
The planetary gear 150 is formed of a resin material such as plastic or a metal material into a tubular shape having a hole into which the support shaft 143 of the carrier 140 is inserted, and the sun gear 112a is fixed on the outer peripheral surface thereof. External teeth that mesh with the ring gear of the gear 120 and the ring gear of the output gear 130 are formed.
The three planetary gears 150 are rotatably inserted into the three support shafts 143 of the carrier 140, and by attaching the annular plate 144 from above in this state, the planetary gears 150 supported by the carrier 140 are fixed gears. It is mounted inside the 120 and the output gear 130.
The carrier 140, the planetary gear 150, and the annular plate 144 constitute a planetary gear assembly.

固定ギア120と出力ギア130とは、互いに転位した関係にあり、互いの歯数がわずかに異なるように構成されている。
一方、遊星ギア150を支持するキャリア140は、シャフト33を中心に自由に回転できる配置とされている。
このため、遊星ギア150が固定ギア120及び出力ギア130と噛み合った状態で自転及び公転すると、固定ギア120に対して出力ギア130が回転することとなる。
The fixed gear 120 and the output gear 130 are in a dislocated relationship with each other, and are configured so that the number of teeth is slightly different from each other.
On the other hand, the carrier 140 that supports the planetary gear 150 is arranged so that it can freely rotate around the shaft 33.
Therefore, when the planetary gear 150 rotates and revolves in a state of being meshed with the fixed gear 120 and the output gear 130, the output gear 130 rotates with respect to the fixed gear 120.

したがって、遊星歯車式減速装置100は、ロータ組立体110の回転、すなわち太陽ギア112aから入力される回転が、遊星ギア150を介して、大きく減速されて出力ギア130の出力軸131から出力される。
そして、上述のとおり、出力軸131の回転は、弁体駆動機構40のねじ軸42を介して、弁体23が微細な進退運動可能となるように変換される。
Therefore, in the planetary gear type speed reducer 100, the rotation of the rotor assembly 110, that is, the rotation input from the sun gear 112a, is greatly reduced via the planetary gear 150 and output from the output shaft 131 of the output gear 130. ..
Then, as described above, the rotation of the output shaft 131 is converted so that the valve body 23 can move forward and backward finely via the screw shaft 42 of the valve body drive mechanism 40.

図3は、本発明の一実施例による遊星歯車式減速装置の要部を示す図であって、図3(a)は遊星ギアの近傍において、キャリアの支軸の中心を通る遊星ギアの公転方向に平行な平面での断面図であり、図3(b)はキャリア、遊星ギア及び環状プレートから成る遊星ギア組立体の上面図である。
図3(a)に示すように、本発明の一実施例による遊星歯車式減速装置100において、キャリア140の支軸143は、その先端部が根元部に対して、遊星ギア150の公転方向(すなわち底板部141の回転方向)に所定角度θ1だけオフセットするように傾斜している。
FIG. 3 is a diagram showing a main part of the planetary gear type speed reducer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 (a) shows the revolution of the planetary gear passing through the center of the support shaft of the carrier in the vicinity of the planetary gear. It is a cross-sectional view in a plane parallel to the direction, and FIG. 3B is a top view of a planetary gear assembly including a carrier, a planetary gear, and an annular plate.
As shown in FIG. 3A, in the planetary gear type speed reducer 100 according to the embodiment of the present invention, the support shaft 143 of the carrier 140 has the tip end portion in the revolution direction of the planetary gear 150 with respect to the root portion. That is, it is inclined so as to be offset by a predetermined angle θ1 in the rotation direction of the bottom plate portion 141).

環状プレート144における支軸143の先端部を受ける受け穴144aは、図3(b)に示すように、従来の遊星歯車式減速装置における環状プレートの位置に対して、遊星ギア150の公転方向に対して角度θ2だけシフトした位置に形成されている。
これにより、キャリア140の支軸143に遊星ギア150を挿入して組み立てる際に、支軸143が上記所定角度θ1だけ傾斜するように保持される。
As shown in FIG. 3B, the receiving hole 144a that receives the tip of the support shaft 143 in the annular plate 144 is located in the revolution direction of the planetary gear 150 with respect to the position of the annular plate in the conventional planetary gear type speed reducer. On the other hand, it is formed at a position shifted by an angle θ2.
As a result, when the planetary gear 150 is inserted into the support shaft 143 of the carrier 140 and assembled, the support shaft 143 is held so as to be tilted by the predetermined angle θ1.

ここで、図3(a)に示す所定角度θ1は、その一例として、支軸143の先端部の外周面及び根元部の外周面と遊星ギアの内周面とが、それぞれ接触点Puと接触点Plとで示す点接触となる角度が最大角度となるように設定される。
また、支軸143の傾斜する方向は、図1に示す弁体23を押し下げる方向に出力軸131が回転する場合の遊星ギア150の公転方向X(すなわち底板部141の回転方向)と逆方向となるように設定される。
Here, as an example of the predetermined angle θ1 shown in FIG. 3A, the outer peripheral surface of the tip portion and the outer peripheral surface of the root portion of the support shaft 143 and the inner peripheral surface of the planetary gear come into contact with the contact point Pu, respectively. The angle of point contact indicated by the point Pl is set to be the maximum angle.
Further, the tilting direction of the support shaft 143 is opposite to the revolution direction X of the planetary gear 150 (that is, the rotation direction of the bottom plate portion 141) when the output shaft 131 rotates in the direction of pushing down the valve body 23 shown in FIG. Is set to be.

これらの構造により、本発明による遊星歯車式減速装置100は、キャリア140の支軸143が、遊星ギア150の公転すなわちキャリア140の回転に伴って遊星ギア150が固定ギア120及び出力ギア130から受ける力に対向する向きに予め傾斜している。
このため、公転に伴って遊星ギア150が固定ギア120及び出力ギア130から力を受けたとしても、図3(a)に示すように、遊星ギア150の内周面が支軸143の外周面と上下の2か所で点接触することにより傾斜を抑制することができる。
With these structures, in the planetary gear type speed reducer 100 according to the present invention, the support shaft 143 of the carrier 140 receives from the fixed gear 120 and the output gear 130 as the planet gear 150 revolves, that is, the carrier 140 rotates. It is pre-tilted in the direction facing the force.
Therefore, even if the planetary gear 150 receives a force from the fixed gear 120 and the output gear 130 due to the revolution, the inner peripheral surface of the planetary gear 150 is the outer peripheral surface of the support shaft 143 as shown in FIG. 3A. The inclination can be suppressed by making point contact at two points above and below.

したがって、遊星ギア150の傾斜が抑制されることにより、遊星ギア150と太陽ギア112a及び固定ギア120との間の歯底の干渉が抑制でき、結果としてモータの回転の伝達効率が低下するのを抑制することができる。
また、太陽ギア112a及び固定ギア120と遊星ギア150との間に噛み合いの偏りが生じないため、ギアの偏摩耗が減少し、結果としてギアの耐久性が低下するのを防止することができる。
Therefore, by suppressing the inclination of the planetary gear 150, the interference of the tooth bottom between the planetary gear 150 and the sun gear 112a and the fixed gear 120 can be suppressed, and as a result, the transmission efficiency of the rotation of the motor is lowered. It can be suppressed.
Further, since the meshing is not biased between the sun gear 112a and the fixed gear 120 and the planetary gear 150, uneven wear of the gear is reduced, and as a result, the durability of the gear can be prevented from being lowered.

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、種々の改変を施すことができる。
例えば、キャリアの支軸を3本とし、当該支軸に支持される遊星ギアを3個とする場合を例示したが、支軸の位置すなわち遊星ギアの配置が等間隔となるものであれば、2個あるいは4個以上の遊星ギアを適用してもよい。
The present invention is not limited to the above examples, and various modifications can be made.
For example, the case where the carrier has three support shafts and the number of planetary gears supported by the support shafts is three is illustrated, but if the positions of the support shafts, that is, the arrangement of the planetary gears is evenly spaced, Two or four or more planetary gears may be applied.

10 遊星歯車式電動弁
20 弁本体
21 弁室
22 オリフィス
23 弁体
24 バネ受け部材
25 バネ
30 キャン
31 受け部材
32 シャフト保持部材
33 シャフト
40 弁体駆動機構
41 筒状軸受
42 ねじ軸
43 ボール
44 ボール支持部材
50 モータ励磁装置
51 ステータコイル
52 コネクタ
53 リード線
54 取付具
100 遊星歯車式減速装置
110 ロータ組立体
111 筒部
112 底部
112a 太陽ギア
120 固定ギア
121 支持部材
130 出力ギア
131 出力軸
140 キャリア
141 底板部
142 隔壁
143 支軸
144 環状プレート
150 遊星ギア
10 Planetary gear type electric valve 20 Valve body 21 Valve chamber 22 orifice 23 valve body 24 spring receiving member 25 spring 30 can 31 receiving member 32 shaft holding member 33 shaft 40 valve body drive mechanism 41 tubular bearing 42 screw shaft 43 ball 44 ball Support member 50 Motor exciter 51 Stator coil 52 Connector 53 Lead wire 54 Fixture 100 Planetary gear type speed reducer 110 Rotor assembly 111 Cylinder 112 Bottom 112a Sun gear 120 Fixed gear 121 Support member 130 Output gear 131 Output shaft 140 Carrier 141 Bottom plate 142 Partition 143 Support shaft 144 Circular plate 150 Planetary gear

Claims (5)

シャフトに支持された太陽ギアと、
前記太陽ギアと同心状に固定される固定ギアと、
前記太陽ギア及び前記固定ギアの双方と同時に噛み合う遊星ギアと、
前記シャフトの中心軸を中心に回転する底板部及び前記遊星ギアを回転自在に支持する支軸からなるキャリアと、
前記遊星ギアに噛み合う出力ギアと、
前記キャリアの前記底板部に対向する位置で前記支軸の一端に取り付けられる環状プレートと、
を含む遊星歯車式減速装置であって、
前記環状プレートの前記支軸の先端部を受ける受け穴を前記支軸の根元部の位置に対して前記底板部の回転方向所定角度だけシフトした位置に形成し、
前記支軸の先端部が前記支軸の根元部に対して前記底板部の回転方向にオフセットするように、前記支軸が予め所定角度だけ傾斜している、
ことを特徴とする遊星歯車式減速装置。
The sun gear supported by the shaft and
A fixed gear that is fixed concentrically with the sun gear,
A planetary gear that meshes with both the sun gear and the fixed gear at the same time,
A carrier composed of a bottom plate portion that rotates around the central axis of the shaft and a support shaft that rotatably supports the planetary gear.
The output gear that meshes with the planetary gear and
An annular plate attached to one end of the support shaft at a position facing the bottom plate portion of the carrier, and
Is a planetary gear type speed reducer including
Said receiving hole for receiving the distal end portion of the support shaft of the annular plate is formed at a position shifted by a predetermined angle in the rotational direction of the bottom plate portion with respect to the position of the root portion of the support shaft,
As previously end of the support shaft is offset in the rotational direction of the bottom plate portion with respect to the root portion of the support shaft, the support shaft is previously only tilted swash's predetermined angle,
A planetary gear type speed reducer characterized by this.
前記支軸の傾斜の前記所定角度は、前記支軸における先端部の外周面と前記遊星ギアの内周面が点接触となるとともに、前記支軸における根元部の外周面と前記遊星ギアの内周面とが点接触となる角度で予め設定されている、
請求項1に記載の遊星歯車式減速装置。
The predetermined angle of inclination of the support shaft is such that the outer peripheral surface of the tip portion of the support shaft and the inner peripheral surface of the planetary gear are in point contact, and the outer peripheral surface of the root portion of the support shaft and the inside of the planetary gear The angle at which the peripheral surface is in point contact is preset.
The planetary gear type speed reducer according to claim 1.
前記キャリアは、樹脂材料で形成されている、
請求項1又は2に記載の遊星歯車式減速装置。
The carrier is made of a resin material,
The planetary gear type speed reducer according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の遊星歯車式減速装置を備える電動弁。 An electric valve including the planetary gear type speed reducer according to any one of claims 1 to 3. 前記遊星歯車式減速装置は、弁本体に固着されるキャンの内部空間に配置される、
請求項4に記載の電動弁。
The planetary gear type speed reducer is arranged in the internal space of the can fixed to the valve body.
The electric valve according to claim 4.
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