KR101883561B1

KR101883561B1 - 조작기

Info

Publication number: KR101883561B1
Application number: KR1020160137745A
Authority: KR
Inventors: 도모후미 오하시
Original assignee: 아즈빌주식회사
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2018-07-30
Also published as: JP2017082827A; US20170114919A1; JP6752009B2; CN106996476A; KR20170048191A; CN106996476B; US10024449B2

Abstract

본 발명은 기어가 파손되기 어려운 패러독스 유성 기어 기구를 갖는 조작기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 조절 밸브의 밸브축을 조작하기 위한 조작기(100)는, 조절 밸브의 밸브축을 조작하기 위한 조작기로서, 구동 모터에 의한 회전력을 받아 회전하는 선 기어(3)와, 선 기어를 둘러싸는 형태로 고정 배치되고, 그 내주면에 톱니를 갖는 고정 내기어(5)와, 선 기어와 고정 내기어 사이에 배치되며, 선 기어와 고정 내기어와 맞물려 선 기어의 주위를 공전하면서 자전하는 복수의 유성 기어(4, 14, 24, 34)와, 고정 내기어와 동축으로 배치되고, 그 내주면에 유성 기어와 맞물리는 톱니를 가지며, 회전 가능하게 설치된 가동 내기어(6)와, 가동 내기어에 연결되고, 조절 밸브의 밸브축을 회전시키기 위한 출력축을 구비하며, 유성 기어는, 회전 방향으로 일정 이상의 토크가 가해진 경우에 동력 전달을 제한하는 토크 리미트 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

조작기{ACTUATOR}

본 발명은 조절 밸브의 밸브축을 조작하기 위한 조작기에 관한 것으로, 예컨대 로터리식의 조절 밸브의 밸브축을 조작하기 위한 조작기에 관한 것이다.

종래부터, 화학 플랜트 등에 있어서, 유량의 프로세스 제어에 조절 밸브가 이용되고 있다. 조절 밸브의 밸브 개방도는, 포지셔너로부터의 제어 신호에 기초하여 조작기(이하, 「액추에이터」라고도 함)가 조절 밸브의 밸브축을 조작함으로써 조정된다.

일반적으로, 버터플라이 밸브 등의 로터리식의 조절 밸브에서는, 제어하고 있는 유체의 힘에 의해 조절 밸브의 밸브체가 개폐되어 버리는 경우가 있다. 예컨대, 전동식의 액추에이터의 경우, 플랜트 내의 정전 등에 의해 액추에이터에의 전원 공급이 끊기면, 액추에이터 내부의 구동 모터의 유지력이 없어져 조절 밸브의 개방도를 유지할 수 없는 경우가 있다.

그 때문에, 액추에이터의 밸브축을 구동하는 동력 전달 기구에는, 전원 공급이 없는 경우라도 밸브축이 동작하지 않도록 하기 위한 셀프 로크 기능이 필요해지고 있다. 이 셀프 로크 기능을 실현하기 위한 동력 전달 기구로서는, 예컨대 하기 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 패러독스 유성 기어 기구가 잘 알려져 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 밸브축의 동력 전달 기구로서 유성 기어 기구를 채용한 조작기가 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2007-177405호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2014-16222호 공보

본원 발명자는, 더 저렴하고, 또한 보다 소형의 전동식의 액추에이터를 실현하기 위해, 액추에이터의 동력 전달 기구에 패러독스 유성 기어 기구를 채용하는 것을 검토하였다. 그 검토 결과, 이하에 나타내는 문제가 있는 것이 명백해졌다.

패러독스 유성 기어 기구를 전동식의 액추에이터에 있어서의 밸브축의 동력 전달 기구로서 적용한 경우, 조절 밸브에 의해 제어하고 있는 유체의 힘에 의해 조절 밸브의 밸브축에 힘이 가해졌다고 해도, 패러독스 유성 기어 기구의 셀프 로크 기능에 의해, 밸브축이 고정되어, 밸브체가 개폐되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

그러나, 예컨대 조절 밸브의 구동 중에, 조절 밸브로의 이물질의 말려 들어감 등에 의해 과대한 토크 상승이 급격히 발생하면, 패러독스 유성 기어 기구를 구성하고 있는 가동 내기어나 유성 기어 등에, 토크 상승에 기인한 충격력이 가해져, 기어의 톱니가 파손될 우려가 있다.

상기한 문제를 해결하기 위한 하나의 수법이, 예컨대 전술한 특허문헌 2에 개시되어 있다. 특허문헌 2에 개시된 유성 기어 기구를 채용한 전동 액추에이터에서는, 유성 기어 기구의 내기어의 외주면과 케이스의 내주면 사이에 탄성체로서 코일 스프링을 설치하고, 이 코일 스프링에 의해, 유성 기어를 유지하는 캐리어에 소정값 이상의 토크가 가해질 때까지 내기어의 회전을 규제하고 있다.

그러나, 특허문헌 2에 개시된 기술에서는, 조작기의 입출력 특성이 토크에 의존하여 변동해 버릴 우려가 있어, 개방도의 피드백 제어나 보정 처리 등이 필요해져, 조절 밸브 전체의 시스템 구성이 복잡해진다고 하는 과제가 있다.

본 발명은 상기한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 조절 밸브 전체의 시스템 구성의 복잡화를 억제하면서, 기어가 파손되기 어려운 패러독스 유성 기어 기구를 갖는 조작기를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 조절 밸브의 밸브축을 조작하기 위한 조작기(100)는, 조절 밸브의 밸브축을 조작하기 위한 조작기로서, 구동 모터에 의한 회전력을 받아 회전하는 선 기어(3)와, 선 기어를 둘러싸는 형태로 고정 배치되고, 그 내주면에 톱니를 갖는 고정 내기어(5)와, 선 기어와 고정 내기어 사이에 배치되고, 선 기어와 고정 내기어와 맞물려 선 기어의 주위를 공전(公轉)하면서 자전하는 복수의 유성 기어(4, 14, 24, 34)와, 고정 내기어와 동축으로 배치되고, 그 내주면에 유성 기어와 맞물리는 톱니를 가지며 회전 가능하게 설치된 가동 내기어(6)와, 가동 내기어에 연결되며 조절 밸브의 밸브축을 회전시키기 위한 출력축을 구비하고, 유성 기어는, 회전 방향으로 일정 이상의 토크가 가해진 경우에 동력 전달을 제한하는 토크 리미트 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 조작기에 있어서, 유성 기어는, 고정 내기어와 맞물리는 제1 기어부와, 제1 기어부와 동일축 상에서 연결되며 상기 가동 내기어와 맞물리는 제2 기어부를 포함하고, 상기 토크 리미트 구조는, 제1 기어부와 제2 기어부 사이에 설치되며, 제1 기어부 및 제2 기어부 중 어느 한쪽에 소정의 값을 초과하는 비틀림 모멘트가 가해졌을 때, 한쪽이 다른쪽에 대해 공전(空轉)하는 구조로 해도 좋다.

상기 조작기에 있어서, 제1 기어부와 제2 기어부는, 상기 제1 기어부 및 상기 제2 기어부 중 어느 한쪽에 상기 유성 기어의 회전축 방향으로 형성된 볼록부가, 다른쪽에 형성된 오목부에 삽입되어 연결되어도 좋다.

한편, 상기 설명에서는, 일례로서, 발명의 구성 요소에 대응하는 도면 상의 참조 부호를, 괄호를 붙여 기재하고 있다.

이상 설명한 것에 의해, 본 발명에 의하면, 기어가 파손되기 어려운 패러독스 유성 기어 기구를 갖는 조작기를 실현할 수 있다.

도 1은 실시형태 1에 따른 조작기의 주요부를 도시한 단면 사시도이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 조작기의 주요부를 도시한 평면도이다.
도 3은 실시형태 1에 따른 조작기의 주요부를 도시한 단면도이다.
도 4는 선 기어, 유성 기어, 고정 내기어 및 가동 내기어로 이루어지는 패러독스 유성 기어 기구의 구조를 도시한 사시도이다.
도 5는 실시형태 1에 따른 조작기에 있어서의 다이얼의 주변 부분을 확대한 사시도이다.
도 6은 실시형태 1에 따른 조작기를 밸브축측에서 보았을 때의 평면도이다.
도 7은 실시형태 1에 따른 조작기의 제1 기어부의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 실시형태 1에 따른 조작기의 제1 기어부의 평면 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 실시형태 1에 따른 조작기의 제2 기어부의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 실시형태 1에 따른 조작기의 제2 기어부의 평면 구조를 도시한 도면이다.
도 11은 제1 기어부와 제2 기어부의 연결 구조를 도시한 단면도이다.
도 12는 실시형태 2에 따른 조작기의 주요부를 도시한 단면도이다.
도 13은 실시형태 2에 따른 조작기의 제1 기어부의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 14는 실시형태 2에 따른 조작기의 제1 기어부의 평면 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 실시형태 2에 따른 조작기의 제2 기어부의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 16은 실시형태 2에 따른 조작기의 제2 기어부의 평면 구조를 도시한 도면이다.
도 17은 실시형태 3에 따른 조작기의 주요부를 도시한 단면 사시도이다.
도 18은 실시형태 3에 따른 조작기의 주요부를 도시한 평면도이다.
도 19는 실시형태 3에 따른 조작기의 주요부를 도시한 단면도이다.
도 20은 실시형태 3에 따른 조작기의 제1 기어부의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 21은 실시형태 3에 따른 조작기의 제1 기어부의 평면 구조를 도시한 도면이다.
도 22는 실시형태 3에 따른 조작기의 제2 기어부의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 23은 실시형태 3에 따른 조작기의 제2 기어부의 평면 구조를 도시한 도면이다.
도 24는 실시형태 4에 따른 조작기의 주요부를 도시한 단면도이다.
도 25는 실시형태 4에 따른 조작기의 제1 기어부의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 26은 실시형태 4에 따른 조작기의 제1 기어부의 평면 구조를 도시한 도면이다.
도 27은 실시형태 4에 따른 조작기의 제2 기어부의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 28은 실시형태 4에 따른 조작기의 제2 기어부의 평면 구조를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

≪실시형태 1≫

도 1은 실시형태 1에 따른 조작기의 주요부를 도시한 단면 사시도이다.

도 1에 도시된 실시형태 1에 따른 조작기(100)는, 플랜트 등에 있어서, 유량의 프로세스 제어에 이용되는 조절 밸브를 조작하는 장치이며, 외부에 설치된 포지셔너로부터 공급된 조작 신호에 따라 조절 밸브의 밸브축을 조작함으로써, 조절 밸브의 밸브 개방도를 제어한다. 예컨대, 조작기(100)는, 버터플라이 밸브 등의 로터리식의 조절 밸브를 조작하는 전동식의 액추에이터이다.

실시형태 1에 따른 조작기(100)는, 조절 밸브의 밸브축을 조작하는 동력 전달 기구로서, 패러독스 유성 기어 기구를 갖고 있으며, 전동 모터에 대한 전원 공급이 없는 경우라도 밸브축이 동작하지 않는 셀프 로크 기능을 구비하고 있다. 또한, 조작기(100)는, 전동 모터에 대한 전원 공급이 없는 경우라도, 수동에 의해 밸브축을 조작하여, 임의의 밸브 개방도에 있어서 밸브축을 고정할 수 있는 기능을 구비하고 있다.

또한, 조작기(100)는, 조절 밸브(밸브축)측으로부터 가해진 힘을 흡수하여 패러독스 유성 기어 기구의 각 기어의 파손을 방지하기 위한 구조를 갖고 있다.

이하, 조작기(100)에 있어서의 상기한 기능을 실현하기 위한 구체적인 구조에 대해, 상세히 설명한다.

도 2는 실시형태 1에 따른 조작기의 주요부를 도시한 평면도이다.

도 3은 실시형태 1에 따른 조작기의 주요부를 도시한 단면도이다.

도 2에는, 도 1에서의 P방향에서 보았을 때의 조작기(100)의 주요부의 평면 구조가 도시되고, 도 3에는, 도 2에서의 조작기(100)의 A-A 단면이 도시되어 있다. 한편, 도 2, 도 3에서는, 조작기(100)의 동력 전달 기구를 구성하는 각 기어의 위치 관계를 명확히 하기 위해서, 조작기(100)의 구성 요소의 일부를 생략하여 도시하고 있다.

도 1~도 3에 도시된 바와 같이, 조작기(100)는, 케이스(1), 구동 모터(2), 선 기어(3), 유성 기어(4_1~4_3), 고정 내기어(5), 가동 내기어(6), 출력축(7), 다이얼(8) 및 수동 조작용 기어(9)를 갖고 있다.

한편, 조작기(100)는, 포지셔너로부터 공급된 조작 신호에 기초하여 구동 모터(2)의 회전을 제어하는 전자 회로부나 전원 유닛 등도 갖고 있으나, 도 1~도 3에서는, 이들의 도시를 생략하고 있다.

케이스(1)는, 조작기(100)의 구성 부품을 수용하기 위한 용기이며, 예컨대 금속 재료로 구성되어 있다. 한편, 도 1에서는, 도시의 형편상, 케이스(1)의 상부(도 1의 P측)를 덮는 덮개를 제거한 경우가 도시되어 있으나, 최종적인 제품 형태에서는 케이스(1)의 상부를 덮는 덮개가 설치된다.

구동 모터(2)는, 전술한 전자 회로부(도시하지 않음)에 의해 제어되는 전동 모터이다.

선 기어(3)는, 구동 모터(2)의 회전축에 연결되고, 그 회전축의 회전력을 받아 회전(자전)하는 기어이다.

고정 내기어(5)는, 선 기어(3)를 둘러싸는 형태로 고정 배치되고, 그 내주면에 톱니를 갖는 기어이다. 구체적으로, 고정 내기어(5)는, 구동 모터(2)를 지지하고, 유성 기어(4)를 P방향으로부터 회전 가능하게 유지하는 플레이트(5a)와, 제1 기어부(41)의 주위와 맞물리는 기어부(5b)로 구성되어 있다.

여기서, 플레이트(5a)와 기어부(5b)는 별개의 부품으로 구성해도 좋으나, 일체 형성함으로써, 부품 개수를 삭감할 수 있다.

유성 기어(4_1~4_3)[총칭하는 경우 「유성 기어(4)」라고 표기함]는, 선 기어(3)와 고정 내기어(5) 사이에 배치되고, 선 기어(3)와 고정 내기어(5)와 맞물려 선 기어(3)의 주위를 공전(公轉)하면서 자전하는 기어이다.

유성 기어(4)는, 회전 방향으로 일정 이상의 토크가 가해진 경우에, 선 기어(3)와 가동 내기어(6) 사이의 동력 전달을 제한하는 토크 리미트 구조를 갖고 있다. 구체적으로는, 각 유성 기어(4_1~4_3)는, 제1 기어부(41)와, 제1 기어부(41)와 동일축 상에 배치된 제2 기어부(42)를 포함하고, 제1 기어부(41)와 제2 기어부(42)가 서로 연결된 구조를 갖고 있다.

제1 기어부(41)는, 선 기어(3) 및 고정 내기어(5)와 맞물리는 기어이다. 제2 기어부(42)는, 제1 기어부(41)와 동축 상에 연결되고, 수동 조작용 기어(9) 및 가동 내기어(6)와 맞물리는 기어이다. 여기서, 제1 기어부(41)와 제2 기어부는, 동일한 직경 및 톱니수를 갖고 있다.

제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42)는, 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42) 중 어느 한쪽에 소정의 값을 초과하는 비틀림 모멘트가 가해졌을 때, 한쪽이 다른쪽에 대해 공전(空轉)하도록 연결되어 있다. 한편, 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42)의 상세한 것에 대해서는 후술한다.

가동 내기어(6)는, 고정 내기어(5)와 동축으로 배치되고, 그 내주면에 유성 기어(4)[제2 기어부(42)]와 맞물리는 톱니를 가지며, 회전 가능하게 설치된 기어이다. 구체적으로, 가동 내기어(6)는, 제2 기어부(42)와 맞물리는 기어부(6a)와, 유성 기어(4)[제2 기어부(42)]를 회전 가능하게 지지하는 바닥부(6b)로 구성되어 있다. 바닥부(6b)는, 가동 내기어(6)의 회전축의 방향으로 형성된 관통 구멍(6c)을 갖고 있다.

출력축(7)은, 가동 내기어(6)에 연결되고, 조절 밸브의 밸브축을 회전시키기 위한 부품이다. 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 출력축(7)은, 가동 내기어(6)와 동일한 회전축을 갖고, 가동 내기어(6)와 일체로 형성되어 있다.

다이얼(8)은, 외부로부터 가해진 힘을 선 기어(3) 또는 유성 기어(4)에 대해 회전력으로서 가하는 수동 조작 수단으로서의 부품이다. 수동 조작용 기어(9)는, 다이얼(8)과 연결되고, 다이얼(8)을 통해 가해진 힘을 유성 기어(4)에 전달하기 위한 기어이다. 한편, 수동 조작용 기어(9) 및 다이얼(8)의 상세한 것에 대해서는 후술한다.

여기서, 선 기어(3), 유성 기어(4), 고정 내기어(5) 및 가동 내기어(6)는, 예컨대, 플라스틱 등의 수지 재료나 금속 재료에 의해 구성되어 있다. 또한, 선 기어(3), 유성 기어(4), 고정 내기어(5) 및 가동 내기어(6)는 하나의 패러독스 유성 기어 기구를 구성하고 있다. 이하, 이 패러독스 유성 기어 기구에 대해 상세히 설명한다.

도 4는 선 기어(3), 유성 기어(4), 고정 내기어(5) 및 가동 내기어(6)로 이루어지는 패러독스 유성 기어 기구의 구조를 도시한 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 패러독스 유성 기어 기구의 중심 부분에 배치된 선 기어(3)와 맞물려 유성 기어(4_1~4_3)가 배치된다. 또한, 유성 기어(4_1~4_3)의 주위에는, 유성 기어(4)의 일부의 영역과 맞물리고, 유성 기어(4_1~4_3)의 회전을 가이드하는 고정 내기어(5)가 고정되어 배치되며, 유성 기어(4)의 그 외의 영역과 맞물리고, 회전 가능하게 된 가동 내기어(6)가 배치되어 있다.

상기한 패러독스 유성 기어 기구에 있어서, 구동 모터(2)의 회전축으로부터 회전력을 받아 선 기어(3)가 회전하고, 그 회전력에 의해 유성 기어(4_1~4_3)가 자전하면서 고정 내기어(5)를 따라 회전(공전)한다. 그리고, 유성 기어(4_1~4_3)의 회전력을 받아, 가동 내기어(6)가 회전한다. 이 가동 내기어(6)에 출력축(7)(밸브축)을 연결함으로써, 구동 모터(2)의 회전력을 크게 감속시킨 회전력에 의해 출력축(7)을 회전시킬 수 있다.

상기 패러독스 유성 기어 기구에 의하면, 셀프 로크 기능을 갖고 있기 때문에, 가동 내기어(6)에 연결된 출력축(7)(밸브축)에 외부로부터 힘을 가했다고 해도, 출력축(7)은 회전시킬 수 없거나, 또는 회전시키기 위해서 매우 큰 힘이 필요해진다. 따라서, 정전 등이 원인으로 구동 모터(2)에의 전력 공급이 차단된 경우라도, 조절 밸브의 밸브 개방도를 실질적으로 고정할 수 있고, 조절 밸브의 셀프 로크 기능을 실현할 수 있다.

전술한 바와 같이, 조작기(100)는 선 기어(3), 유성 기어(4), 고정 내기어(5) 및 가동 내기어(6)로 이루어지는 패러독스 유성 기어 기구에 의해, 조절 밸브의 셀프 로크 기능을 실현할 수 있다.

한편, 상기 패러독스 유성 기어 기구는, 구동 모터(2)에 상관없이, 수동에 의해 가동 내기어(6)를 회전시키는 구조를 갖고 있다. 이하, 이 구조에 대해 상세히 설명한다.

도 1, 도 3에 도시된 바와 같이, 수동 조작용 기어(9)는 기어부(9a)와 지지부(9b)로 구성되어 있다.

기어부(9a)는, 예컨대 선 기어(3)와 동일한 직경 및 톱니수를 갖고, 유성 기어(4_1~4_3)의 제2 기어부(42)의 각각과 맞물리도록, 선 기어(3)와 동일축 상에 배치되어 있다.

지지부(9b)는, 기어부(9a)를 지지하고, 가동 내기어(6)의 관통 구멍(6c) 내에 삽입되어 있다. 지지부(9b)는, 예컨대 기어부(9a)와 일체 형성되어 있다. 구체적으로, 지지부(9b)는, 가동 내기어(6)의 관통 구멍(6c)에 수용되고, 일부가 가동 내기어(6)와 함께 케이스(1)의 외부로 돌출되어 있다. 또한, 지지부(9b)는 일단이 개구되고, 타단이 바닥이 있는 통 형상으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 지지부(9b)의 케이스(1)로부터 돌출된 측의 단부에는, 기어부(9a)의 회전축의 방향으로 뚫려진 구멍(9c)이 형성되어 있다.

구멍(9c)에는 다이얼(8)의 돌기부(8a)가 삽입되고, 다이얼(8)의 돌기부(8a)가 구멍(9c)에 감합(嵌合)되어 있다. 이에 의해, 수동 조작용 기어(9)와 다이얼(8)이 연결된다.

여기서, 구멍(9c)과 다이얼(8)의 돌기부(8a)는, 예컨대 평면에서 보아 다각형 형상(예컨대 육각형 형상)으로 형성되어 있다.

상기한 바와 같이 수동 조작용 기어(9)와 다이얼(8)이 연결되어 있기 때문에, 예컨대 수동에 의해 다이얼(8)을 회전시킴으로써, 구동 모터(2) 및 선 기어(3)에 상관없이, 유성 기어에 대해 직접 회전력을 가할 수 있다. 이에 의하면, 구동 모터(2)가 정지하고 있는 상태라도, 다이얼(8)을 수동으로 조작하여 수동 조작용 기어(9)를 회전시킴으로써, 유성 기어(4)를 통해 가동 내기어(6)를 회전시킬 수 있기 때문에, 밸브축을 원하는 밸브 개방도가 되는 위치까지 회전시킬 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이, 조작기(100)의 동력 전달 기구로서 패러독스 유성 기어 기구를 채용하고 있기 때문에, 다이얼(8)에 의해 밸브축을 원하는 위치까지 회전시킨 후에는, 패러독스 유성 기어 기구의 셀프 로크 기능에 의해, 밸브축을 상기한 위치에서 고정할 수 있다.

다음으로, 다이얼(8)이 형성되는 위치에 대해 설명한다.

도 5는 실시형태 1에 따른 조작기(100)에 있어서의 다이얼(8)의 주변 부분을 확대한 사시도이다.

도 6은 실시형태 1에 따른 조작기(100)를 밸브축측에서 보았을 때의 평면도이다.

도 5, 도 6에 도시된 바와 같이, 출력축(7)은, 막대형(예컨대 원기둥형)으로 형성되고, 출력축(7)의 외주부의 일부를 그 회전축의 방향으로 잘라낸 노치부(7b)와, 출력축(7)의 중심 부분에, 그 회전축의 방향으로 형성된 홈부(7a)를 갖는다.

다이얼(8)은 출력축(7)의 홈부(7a)에 배치된다. 구체적으로는, 도 5에 도시된 바와 같이 다이얼(8)은, 평면에서 보아 다이얼(8)의 중심이 홈부(7a)의 중심과 일치하고, 또한 평면에서 보아, 다이얼(8)의 외주부(8b)의 일부가 홈부(7a)로부터 노치부(7b)를 향해 돌출되어 배치된다.

상기한 바와 같이 출력축(7)을 형성하고, 다이얼(8)을 배치함으로써, 도 1~도 6에 도시된 바와 같이 다이얼(8)을 선 기어(3)와 동축으로 배치한 경우라도, 출력축(7)이 다이얼(8)의 조작의 방해가 되지 않기 때문에, 밸브축의 수동 조작이 용이해진다.

다음으로, 유성 기어(4)의 구조에 대해, 도 7~도 11을 이용하여 상세히 설명한다.

도 7에는, 유성 기어(4)의 제1 기어부(41) 주변의 단면 구조가 도시되고, 도 8에는, 도 7에서의 B방향에서 보았을 때의 제1 기어부(41) 주변의 평면 구조가 도시되어 있다. 또한, 도 9에는, 유성 기어(4)의 제2 기어부(42) 주변의 단면 구조가 도시되고, 도 10에는, 도 9에서의 C방향에서 보았을 때의 제2 기어부(42) 주변의 평면 구조가 도시되어 있다.

한편, 도 7~도 10에서는, 유성 기어(4)의 주변 부분만이 도시되어 있고, 조작기(100)에 있어서의 그 외의 부분에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

전술한 바와 같이, 각 유성 기어(4_1~4_3)는, 제1 기어부(41)와 제2 기어부(42)가 동일축 상에 연결된 토크 리미트 구조를 갖고 있다.

구체적으로는, 도 7, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 기어부(41)는, 제2 기어부(42)와 접촉하는 면(41A)에 유성 기어(4)의 회전축의 방향으로 형성된 오목부(41B)를 갖는다. 또한, 도 9, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 기어부(42)는, 제1 기어부(41)와 접촉하는 면(42A)에 유성 기어(4)의 회전축의 방향으로 형성된 볼록부(42B)(예컨대 원기둥형의 돌기)를 갖는다. 볼록부(42B)가, 오목부(41B)에 끼워 넣어짐으로써, 제1 기어부(41)와 제2 기어부(42)가 연결된다. 이에 의해, 토크리미트 기능을 갖는 유성 기어(4)를 실현할 수 있다.

여기서, 상기 토크 리미트 구조의 차단 토크는, 제1 기어부(41)와 제2 기어부(42)의 접촉면에 있어서의 마찰력에 의해 규정되어 있다. 예컨대, 도 11에 도시된 바와 같이, 볼록부(42B)의 측면과 오목부(41B)의 측면의 접촉면(Y)의 마찰력에 의해 차단 토크를 규정할 수 있다. 또는, 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42)를 조작기(100)의 상하 방향(S방향 및 P방향)으로부터 밀어붙이는 구조로 하면, 제1 기어부(41)의 면(41A)과 제2 기어부(42)의 면(42A)의 접촉면(X)의 마찰력에 의해 차단 토크를 규정할 수 있다.

전술한 제1 기어부(41)와 제2 기어부(42)의 접촉면에 있어서의 마찰력의 크기는, 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42)의 접촉면에 요철을 형성하는 등의 공지의 기술에 의해 조정할 수 있다.

상기한 바와 같이 제1 기어부(41)와 제2 기어부(42)를 연결함으로써, 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42) 중 어느 한쪽에 소정의 값을 초과하는 비틀림 모멘트가 가해졌을 때, 한쪽이 다른쪽에 대해 공전하는 토크 리미트 구조를 실현할 수 있다.

예컨대, 조절 밸브에 접속된 배관 내의 유체의 맥동 등에 의한 불규칙한 흐름에 기인하여 진동 등이 발생한 경우를 고려한다. 이 경우, 상기 진동에 의해, 조절 밸브의 밸브체(밸브 플러그)가 급격히 움직이고, 밸브축에 대해 충격력이 가해진다. 이에 의해, 조작기(100)의 고정 내기어(5), 가동 내기어(6) 및 유성 기어(4)에는, 패러독스 유성 기어 기구에 의한 셀프 로크 기능으로 인해, 밸브축으로부터 출력축(7)을 통해 충격력이 가해져 버린다. 이때, 도 11에 도시된 바와 같이, 유성 기어(4)에 있어서의 가동 내기어(6)와 맞물려 있는 제2 기어부(42)와 고정 내기어(5)와 맞물려 있는 제1 기어부(41)에는, 서로 반대 방향의 힘이 가해진다. 즉, 유성 기어(4)에는, 비트는 것과 같은 힘(비틀림 모멘트)이 가해진다.

이 비틀림 모멘트가 제1 기어부(41)와 제2 기어부(42)의 접촉면에서의 마찰력에 의해 규정되는 차단 토크를 초과했을 때, 제2 기어부(42)가 제1 기어부(41)에 대해 공전(空轉)하여, 제1 기어부(41), 제2 기어부(42), 고정 내기어(5) 및 선 기어(3)에 대한 충격력의 전달을 차단할 수 있다. 이에 의해, 조작기(100) 내의 동력 전달 기구를 구성하는 각 기어에의 충격력을 완화할 수 있어, 각 기어의 톱니의 파손을 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 예컨대 조절 밸브의 구동 중에 조절 밸브로의 이물질의 말려 들어감 등에 의해 과대한 토크 상승이 급격히 발생한 경우라도, 상기와 마찬가지로, 조작기(100) 내의 동력 전달 기구를 구성하는 각 기어에의 충격력을 완화할 수 있어, 각 기어의 톱니의 파손을 방지하는 것이 가능해진다.

한편, 도 1~도 11에서는, 제2 기어부(42)에 볼록부(42B)를 형성하고, 제1 기어부(41)에 오목부(41B)를 형성하는 경우를 예시하였으나, 제2 기어부(42)에 오목부를 형성하고, 제2 기어부(42)에 볼록부를 형성해도, 상기와 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있다.

이상, 실시형태 1에 따른 조작기(100)에 의하면, 동력 전달 기구로서 패러독스 유성 기어 기구를 채용하고, 또한 외부로부터 가해진 힘을 패러독스 유성 기어 기구의 선 기어(3)에 대해 회전력으로서 가하는 수동 조작 수단을 구비하고 있기 때문에, 예컨대 정전 등의 이유에 의해 구동 모터(2)가 정지하고 있는 상태라도, 다이얼(8)을 수동으로 조작하여 가동 내기어(6)를 회전시킬 수 있다. 또한, 전술한 종래 기술과 같이 패러독스 유성 기어 기구의 셀프 로크 기능을 해제하는 구조가 아니기 때문에, 다이얼(8)을 조작한 후에 밸브축을 고정할 수 있다. 즉, 실시형태 1에 따른 조작기(100)에 의하면, 조절 밸브의 셀프 로크 기능을 실현하면서, 밸브축의 수동 조작을 가능하게 할 수 있다.

또한, 실시형태 1에 따른 조작기(100)에 의하면, 유성 기어(4)의 토크 리미트 구조에 의해 패러독스 유성 기어 기구를 구성하는 각 기어에 가해지는 충격력을 완화할 수 있기 때문에, 각 기어의 파손을 방지하는 것이 가능해진다.

구체적으로는, 유성 기어(4)를, 고정 내기어(5)와 맞물리는 제1 기어부(41)와, 제1 기어부(41)와 동일축 상에서 연결되며 가동 내기어(6)와 맞물리는 제2 기어부(42)로 구성함으로써, 제1 기어부(41)와 제2 기어부(42)의 접촉면에 있어서의 마찰력에 의해 규정되는 차단 토크를 초과하는 비틀림 모멘트가 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42) 중 어느 한쪽에 가해진 경우에, 한쪽을 다른쪽에 대해 공전시킬 수 있기 때문에, 제1 기어부(41), 제2 기어부(42), 고정 내기어(5) 및 선 기어(3)에 대한 충격력의 전달을 차단할 수 있다. 이에 의해, 패러독스 유성 기어 기구를 구성하는 각 기어에 가해지는 충격력이 완화되기 때문에, 각 기어의 파손을 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 실시형태 1에 따른 조작기(100)에 의하면, 전술한 특허문헌 2에 개시된 기술과 같이 탄성체를 이용하여 충격력을 흡수하는 구조가 아니기 때문에, 조작기(100)의 입출력 특성이 토크에 의존하여 변동할 우려가 없어, 종래 기술과 비교해서 조절 밸브 전체의 시스템 구성의 복잡화를 방지할 수 있다.

즉, 실시형태 1에 따른 조작기(100)에 의하면, 조절 밸브 전체의 시스템 구성의 복잡화를 억제하면서, 기어가 파손되기 어려운 조작기를 실현할 수 있다.

또한, 실시형태 1에 따른 조작기(100)에 의하면, 출력축(7) 또는 가동 내기어(6)에 토크 리미트 기능을 갖게 하는 경우에 비해 차단 토크를 작게 할 수 있기 때문에, 조작기(100)의 소형화가 가능해진다.

또한, 실시형태 1에 따른 조작기(100)에 의하면, 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42) 중 어느 한쪽에 형성된 볼록부에, 다른쪽에 형성된 오목부를 감합시키고, 제1 기어부(41)와 제2 기어부(42)의 접촉면에 있어서의 마찰력에 의해 차단 토크를 규정하는 단순한 토크 리미트 구조를 채용하고 있기 때문에, 유성 기어(4)의 제조가 용이해지고, 조작기(100)의 제조 비용의 증대를 억제할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 고정 내기어(5)로서 플레이트(5a)와 기어부(5b)를 일체 형성하면, 제조 비용을 한층 더 삭감할 수 있게 된다.

≪실시형태 2≫

도 12는 실시형태 2에 따른 조작기의 주요부를 도시한 단면도이다.

실시형태 2에 따른 조작기(101)는, 제1 기어부(41)와 제2 기어부(42) 사이에 마찰 부재(43)를 구비하는 점에서 실시형태 1에 따른 조작기(100)와 상이하고, 그 외의 점에서는 실시형태 1에 따른 조작기(100)와 동일하다. 한편, 실시형태 2에 따른 조작기(100)의 구성 요소 중 실시형태 1에 따른 조작기(100)와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 유성 기어(14)는, 제1 기어부(41)와 제2 기어부(42)를 연결하고, 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42)의 접촉면에 있어서 마찰력을 발생시키는 마찰 부재(43)를 더 갖는다. 이하, 유성 기어(14)의 구체적인 구조에 대해 도 13~도 16을 이용하여 더 상세히 서술한다.

도 13에는, 유성 기어(4)의 제1 기어부(41) 주변의 단면 구조가 도시되고, 도 14에는, 도 13에서의 B방향에서 보았을 때의 제1 기어부(41) 주변의 평면 구조가 도시되어 있다. 또한, 도 15에는, 유성 기어(4)의 제2 기어부(42) 주변의 단면 구조가 도시되고, 도 16에는, 도 15에서의 C방향에서 보았을 때의 제2 기어부(42) 주변의 평면 구조가 도시되어 있다.

한편, 도 13~도 16에서는, 유성 기어(4)의 주변 부분만이 도시되어 있고, 조작기(101)에 있어서의 그 외의 부분에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

도 13, 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 기어부(41)는, 제2 기어부(42)와 접촉하는 면(41A)에 유성 기어(14)의 회전축의 방향으로 형성된 오목부(41B)를 갖는다. 또한, 도 15, 도 16에 도시된 바와 같이, 제2 기어부(42)는, 제1 기어부(41)와 접촉하는 면(42A)에 유성 기어(4)의 회전축의 방향으로 형성된 볼록부(42B)를 갖는다.

또한, 도 13, 도 14에 도시된 바와 같이, 제2 기어부(42)에 있어서의 면(42A)의 둘레 가장자리부, 즉 면(42A)에 있어서의 볼록부(42B) 이외의 영역에, 평면에서 보아 링 형상으로 형성된 마찰 부재(43)가 배치되어 있다.

상기한 바와 같이, 제1 기어부(41)와 제2 기어부(42)를 마찰 부재(43)를 통해 연결함으로써, 토크 리미트 기능을 갖는 유성 기어(14)를 실현할 수 있다.

여기서, 유성 기어(14)의 차단 토크는, 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42)와 마찰 부재(43)의 접촉면에 있어서의 마찰력에 의해 규정된다. 예컨대, 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42)를 조작기(101)의 상하 방향(S방향 및 P방향)으로부터 밀어붙이는 구조로 하면, 제1 기어부(41)의 면(41A)과 마찰 부재(43)의 접촉면의 마찰력과, 제2 기어부(42)의 면(42A)과 마찰 부재(43)의 접촉면의 마찰력에 의해 차단 토크를 규정할 수 있다.

이상, 실시형태 2에 따른 조작기에 의하면, 실시형태 1에 따른 조작기와 마찬가지로, 유성 기어(14)에 토크 리미트 기능을 갖게 할 수 있기 때문에, 조작기(101)의 각 기어에 가해지는 충격력을 완화할 수 있어, 각 기어의 톱니의 파손을 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 실시형태 2에 따른 조작기에 의하면, 마찰 부재(43)에 의한 마찰력에 의해 차단 토크가 규정되기 때문에, 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42)의 접촉면의 마찰력에 의해 차단 토크를 규정하는 경우에 비해, 차단 토크를 원하는 값으로 조정하는 것이 용이해진다.

≪실시형태 3≫

도 17은 실시형태 3에 따른 조작기의 주요부를 도시한 단면 사시도이다.

도 17에 도시된 실시형태 3에 따른 조작기(102)는, 유성 기어(4)의 차단 리미트를 마찰력이 아니라 자력(磁力)에 의해 실현하는 점에서 실시형태 1에 따른 조작기(100)와 상이하고, 그 외의 점에서는 실시형태 1에 따른 조작기(100)와 동일하다.

한편, 실시형태 3에 따른 조작기(101)의 구성 요소 중, 실시형태 1에 따른 조작기(100)와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 18은 실시형태 3에 따른 조작기의 주요부를 도시한 평면도이다.

도 19는 실시형태 3에 따른 조작기의 주요부를 도시한 단면도이다.

도 18에는, 도 17에서의 P방향에서 보았을 때의 조작기(102)의 주요부의 평면 구조가 도시되고, 도 19에는, 도 18에서의 조작기(102)의 A-A 단면이 도시되어 있다.

한편, 도 18, 도 19에서는, 조작기(102)의 동력 전달 기구를 구성하는 각 기어의 위치 관계를 명확히 하기 위해서, 조작기(102)의 구성 요소의 일부의 도시를 생략하고 있다.

도 17~도 19에 도시된 바와 같이, 조작기(102)의 유성 기어(24)는, 제1 기어부(41), 제2 기어부(42), 제1 자계 발생부로서의 자석(44) 및 제2 자계 발생부로서의 자석(45)으로 구성되어 있다. 이하, 유성 기어(24)의 구체적인 구조에 대해 도 20~도 23을 이용하여 더 상세히 서술한다.

도 20에는, 유성 기어(24)의 제1 기어부(41) 주변의 단면 구조가 도시되고, 도 21에는, 도 20에서의 B방향에서 보았을 때의 제1 기어부(41) 주변의 평면 구조가 도시되어 있다. 또한, 도 22에는, 유성 기어(24)의 제2 기어부(42) 주변의 단면 구조가 도시되고, 도 23에는, 도 22에서의 C방향에서 보았을 때의 제2 기어부(42) 주변의 평면 구조가 도시되어 있다.

한편, 도 20~도 23에서는, 유성 기어(24)의 주변 부분만이 도시되어 있고, 조작기(102)에 있어서의 그 외의 부분에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

도 19, 도 20에 도시된 바와 같이, 제1 기어부(41)는, 제2 기어부(42)와 접촉하는 면(41A)에 유성 기어(24)의 회전축의 방향으로 형성된 오목부(41B)를 갖는다. 오목부(41B)에는 자석(44)이 고정되어 있다. 자석(44)은, 예컨대 자석(44)을 오목부(41B)에 설치했을 때에 제1 기어부(41)의 면(41A)과 자석(44)의 면이 동일한 평면이 되도록, 그 높이(P와 동일 방향의 두께)가 조정되어 있다.

한편, 도 21, 도 22에 도시된 바와 같이, 제2 기어부(42)는, 제1 기어부(41)와 접촉하는 면(42A)에 유성 기어(24)의 회전축의 방향으로 형성된 오목부(42C)를 갖는다. 오목부(42C)에는 자석(45)이 고정되어 있다. 자석(45)은, 예컨대 자석(45)을 오목부(42C)에 설치했을 때에 제2 기어부(42)의 면(42A)과 자석(45)의 면이 동일한 평면이 되도록, 그 높이(P와 동일 방향의 두께)가 조정되어 있다. 여기서, 도 18~도 22에 도시된 바와 같이, 자석(44)과 자석(45)은, 서로 대향하는 면의 극성(S/N)이 반대 방향이 되도록 배치된다.

상기한 바와 같이 구성된 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42)를 동일축 방향으로 접촉시킴으로써, 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42) 중 어느 한쪽에 소정의 값을 초과하는 비틀림 모멘트가 가해졌을 때, 한쪽이 다른쪽에 대해 공전하는 토크 리미트 기능을 갖는 유성 기어(24)를 실현할 수 있다. 유성 기어(24)의 차단 토크는, 자석(44)과 자석(45) 사이의 자력에 의해 규정된다.

이상, 실시형태 3에 따른 조작기(102)에 의하면, 실시형태 1에 따른 조작기와 마찬가지로, 유성 기어(24)에 토크 리미트 기능을 갖게 할 수 있기 때문에, 조작기(102)의 각 기어에 가해지는 충격력을 완화할 수 있어, 각 기어의 톱니의 파손을 방지하는 것이 가능해진다.

≪실시형태 4≫

도 24는 실시형태 4에 따른 조작기의 주요부를 도시한 단면도이다.

도 24에 도시된 실시형태 4에 따른 조작기(103)는, 유성 기어(4)의 토크 리미트 기능을 복수의 자석에 의해 실현하는 점에서, 실시형태 3에 따른 조작기(102)와 상이하고, 그 외의 점에서는, 실시형태 3에 따른 조작기(102)와 동일하다.

한편, 실시형태 4에 따른 조작기(103)의 구성 요소 중, 실시형태 3에 따른 조작기(102)와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 24에 도시된 바와 같이, 조작기(103)의 유성 기어(34)는, 제1 기어부(41), 제2 기어부(42), 제1 자계 발생부로서의 복수의 자석(46_1~46_n)(n은 2 이상의 정수), 및 제2 자계 발생부로서의 복수의 자석(47_1~47_n)으로 구성되어 있다. 이하, 유성 기어(34)의 구체적인 구조에 대해 도 25~도 28을 이용하여 더 상세히 서술한다.

도 25에는, 유성 기어(34)의 제1 기어부(41) 주변의 단면 구조가 도시되고, 도 26에는, 도 25에서의 B방향에서 보았을 때의 제1 기어부(41) 주변의 평면 구조가 도시되어 있다. 또한, 도 27에는, 유성 기어(34)의 제2 기어부(42) 주변의 단면 구조가 도시되고, 도 28에는, 도 27에서의 C방향에서 보았을 때의 제2 기어부(42) 주변의 평면 구조가 도시되어 있다.

한편, 도 25~도 28에서는, 유성 기어(34)의 주변 부분만이 도시되어 있고, 조작기(102)에 있어서의 그 외의 부분에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

도 25, 도 26에 도시된 바와 같이, 복수의 자석(46_1~46_n)[총칭하는 경우 「자석(46)」이라고 표기함]은, 제1 기어부(41)의 제2 기어부(42)와 접촉하는 면(41A)에 형성된 오목부(41B)에 고정되어 있다. 구체적으로는, 도 26에 도시된 바와 같이, 자석(46_1~46_n)은, 평면에서 보아 제1 기어부(41)의 둘레 방향으로 극성이 교대로 다르게 배치된다. 또한, 자석(46)은, 예컨대 자석(46)을 오목부(41B)에 설치했을 때에 제1 기어부(41)의 면(41A)과 자석(46)의 면이 동일한 평면이 되도록, 그 높이(P와 동일 방향의 길이)가 조정되어 있다.

한편, 도 27, 도 28에 도시된 바와 같이, 복수의 자석(47_1~47_n)[총칭하는 경우 「자석(47)」이라고 표기함]은, 제2 기어부(42)의 제1 기어부(41)와 접촉하는 면(42A)에 형성된 오목부(42C)에 고정되어 있다. 구체적으로는, 도 28에 도시된 바와 같이, 자석(47_1~47_n)은, 평면에서 보아 제2 기어부(42)의 둘레 방향으로 극성이 교대로 다르게 배치된다. 자석(47)은, 예컨대 자석(47)을 오목부(42C)에 설치했을 때에 제2 기어부(42)의 면(42A)과 자석(47)의 면이 동일한 평면이 되도록, 그 높이(P와 동일 방향의 길이)가 조정되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42)를 동일축 방향으로 접촉시킴으로써, 제1 기어부(41) 및 제2 기어부(42) 중 어느 한쪽에 소정의 값을 초과하는 비틀림 모멘트가 가해졌을 때, 한쪽이 다른쪽에 대해 공전하는 토크 리미트 기능을 갖는 유성 기어(34)를 실현할 수 있다. 유성 기어(34)의 차단 토크는, 자석(46)과 자석(47) 사이의 자력에 의해 규정된다.

이상, 실시형태 4에 따른 조작기(103)에 의하면, 실시형태 1에 따른 조작기와 마찬가지로, 유성 기어(34)에 토크 리미트 기능을 갖게 할 수 있기 때문에, 조작기(103)의 각 기어에 가해지는 충격력을 완화할 수 있어, 각 기어의 톱니의 파손을 방지하는 것이 가능해진다.

이상, 본 발명자들에 의해 이루어진 발명을 실시형태에 기초하여 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 그것에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

예컨대, 실시형태 2에 있어서, 제2 기어부(42)의 면(42A)의 둘레 가장자리부에 링 형상의 마찰 부재(43)를 설치하는 경우를 예시하였으나, 상기 마찰 부재(43) 대신에, 또는 상기 마찰 부재(43)에 더하여, 제2 기어부(42)의 볼록부(42B)의 측면과 제1 기어부(41)의 오목부(41B)의 측면 사이에 마찰 부재를 설치해도 좋다. 이에 의하면, 실시형태 2에 따른 조작기(101)와 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 있어서, 수동 조작 수단의 하나인 다이얼(8)을, 수동 조작용 기어(9)와 별개의 부품에 의해 연결하는 경우를 예시하였으나, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 다이얼(8)을 수동 조작용 기어(9)와 일체 형성해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에 있어서, 가동 내기어(6)와 출력축(7)이 일체 형성되어 있는 경우를 예시하였으나, 이것에 한정되지 않고, 각각을 별개의 부품에 의해 형성하고, 이들을 동일한 회전축이 되도록 연결시켜도 좋다.

100, 101, 102, 103: 조작기 1: 케이스
2: 구동 모터 3: 선 기어
4_1~4_3, 14_1~14_3, 24_1~24_3, 4, 14, 24: 유성 기어
5: 고정 내기어 5a: 플레이트
5b: 기어부 6: 가동 내기어
6a: 기어부 6b: 바닥부
6c: 관통 구멍 7: 출력축
7a: 홈부 7b: 노치부
8: 다이얼 8a: 돌기부
8b: 외주부 9: 수동 조작용 기어
9a: 기어부 9b: 지지부
9c: 구멍 41: 제1 기어부
42: 제2 기어부 43: 마찰 부재
44~47: 자석 41B, 42C: 오목부
42B: 볼록부

Claims

구동 모터에 의한 회전력을 받아 회전하는 선 기어와,
상기 선 기어를 둘러싸는 형태로 고정 배치되고, 그 내주면에 톱니를 갖는 고정 내기어와,
상기 선 기어와 상기 고정 내기어 사이에 배치되고, 상기 선 기어와 상기 고정 내기어와 맞물려 상기 선 기어의 주위를 공전하면서 자전하는 복수의 유성 기어와,
상기 고정 내기어와 동축으로 배치되고, 그 내주면에 상기 유성 기어와 맞물리는 톱니를 가지며, 회전 가능하게 설치된 가동 내기어와,
상기 가동 내기어에 연결되고, 조절 밸브의 밸브축을 회전시키기 위한 출력축을 구비하고,
상기 유성 기어의 각각은, 회전 방향으로 일정 이상의 토크가 가해진 경우에 상기 선 기어와 상기 가동 내기어 사이의 동력 전달을 제한하는 토크 리미트 구조를 갖고,
상기 유성 기어는,
상기 고정 내기어 및 상기 선 기어와 맞물리는 제1 기어부와,
상기 제1 기어부와 동일축 상에서 연결되며, 상기 가동 내기어와 맞물리는 제2 기어부를 포함하고,
상기 토크 리미트 구조는, 상기 제1 기어부와 상기 제2 기어부 사이에 설치되며, 상기 제1 기어부 및 상기 제2 기어부 중 어느 한쪽에 정해진 값을 초과하는 비틀림 모멘트가 가해졌을 때, 상기 한쪽이 다른쪽에 대해 공전하는 구조인 것을 특징으로 하는 조작기.
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제1항에 있어서, 상기 토크 리미트 구조는, 상기 제1 기어부 및 상기 제2 기어부 중 어느 한쪽에 상기 유성 기어의 회전축 방향으로 형성된 볼록부와, 다른쪽에 형성되며 상기 볼록부가 끼워 넣어지는 오목부를 갖는 것을 특징으로 하는 조작기.
제1항에 있어서, 상기 유성 기어는,
상기 제1 기어부와 상기 제2 기어부를 연결하고, 상기 제1 기어부 및 상기 제2 기어부의 접촉면에 있어서 마찰력을 발생시키는 마찰 부재를 더 갖는 것을 특징으로 하는 조작기.
제1항에 있어서, 상기 토크 리미트 구조는,
상기 제1 기어부의 상기 제2 기어부와의 접촉면에 설치된 제1 자계 발생부와,
상기 제2 기어부의 상기 제1 기어부와의 접촉면에 배치되고, 상기 제1 자계 발생부와 반대의 극성의 제2 자계 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조작기.
제5항에 있어서, 상기 제1 자계 발생부는, 상기 제2 기어부와의 접촉면에 있어서, 상기 제1 기어부의 둘레 방향으로 극성이 교대로 다르게 배치된 복수의 제1 자석을 포함하고,
상기 제2 자계 발생부는, 상기 제1 기어부와의 접촉면에 있어서, 상기 제2 기어부의 둘레 방향으로 극성이 교대로 다르게 배치된 복수의 제2 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 조작기.