【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数のギヤを使用せずに大きな減速比がとれる電動式のバルブ用アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のモータを使用した電動式のバルブ用アクチュエータは、モータの回転をバルブに伝達するための減速機構を多数の通常の平歯車の組み合わせによって行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなバルブ用アクチュエータにあっては、減速機構が大型化し、故障も多くなるだけでなく、アクチュエータ自体が大型化し、製造コストが高くなる等の問題点があった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、上記問題点を解決するために、減速ギヤとして上下揺動式のギヤを使用することによってコンパクトで低コスト化が図れるバルブ用アクチュエータを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１のバルブ用アクチュエータは、駆動部を収納するケーシングから突出する出力軸を可逆回転モータの駆動により正、逆回転させてバルブを開閉するようにしたバルブ用アクチュエータにおいて、前記モータのピニオンギヤに噛合するドライブギヤと、該ドライブギヤと一体で下面が傾斜したカム面となっている回転子を前記出力軸に出力軸の回転とは無関係に枢支すると共に、同出力軸には前記回転子のカム面に押されて上下に揺動する上下両面に歯をそれぞれ形成した制御ギヤを出力軸の回転とは無関係に枢支し、上面の歯に噛合する歯を下面に形成した歯数が制御ギヤと異なる固定ギヤを設け、更に、下面の歯に噛合する歯を上面に形成した出力ギヤを前記出力軸に固着したことを特徴とするものである。
また、本発明に係る請求項２のバルブ用アクチュエータは、請求項１記載のバルブ用アクチュエータにおいて、前記制御ギヤの下面の歯の歯数と出力ギヤの歯数を異なるようにしたことを特徴とし、請求項３のバルブ用アクチュエータは、請求項１記載のバルブ用アクチュエータにおいて、可逆回転モータを無励磁作動型ブレーキ付きとし、固定ギヤを出力軸の回転とは無関係に枢支し、同ギヤの外周歯に噛合するウオームギヤを設けたことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の作用】
固定ギヤと出力ギヤの間で上下に揺動しながら回転する制御ギヤの３つのギヤ組み合わせによって大きな減速比が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面について具体的に説明する。
図１は、本発明アクチュエータをバルブに取り付けた状態を表わす側面図、図２は、同アクチュエータの内部構造を表わす斜視図、図３は、同アクチュエータの内部構造を表す縦断側面図、図４は、制御ギヤが半回転したときの同アクチュエータの内部構造を表す縦断側面図である。
【０００８】
１は、本発明のバルブ用アクチュエータであって、駆動部を収納し、保護するケーシング１−１に適宜支持され、ケーシング１−１下端から突出する出力軸２がバルブＶのステムにカップリングを介して一直線上に接続されている。
【０００９】
３は、上記出力軸２を駆動する可逆回転モータで、ロータにピニオンギヤ４が固着されている。
【００１０】
５は、上記ピニオンギヤ４に噛合するドライブギヤで、該ドライブギヤ５と一体で下面が傾斜したカム面６−１となっている回転子６が前記出力軸２に出力軸２の回転とは無関係に枢支されている。
【００１１】
７は、上記回転子６のカム面６−１に押されて上下に揺動しながら回転する、上下両面に歯７−１、７−２をそれぞれ形成した制御ギヤ７で、前記出力軸２に軸受７−３を介して出力軸２の回転とは無関係に枢支されている。
【００１２】
８は、上記制御ギヤ７の上面の歯７−１に噛合する歯８−１を下面に形成した固定ギヤで、前記出力軸２の回転とは無関係に枢支され、外周歯８−２に噛合するウオームギヤ１０が回転しない限り回転しないようになっている。
【００１３】
９は、上記制御ギヤ７の下面の歯７−２に噛合する歯９−１を上面に形成した出力ギヤで、前記出力軸２に固着されている。
【００１４】
図中、１１は、ウオームギヤのハンドルである。
【００１５】
次に、本発明の上記構成に従い、図示する実施例について本発明アクチュエータの作用並びに効果について具体的に説明する。
【００１６】
バルブＶが開放している状態において、モータ３にバルブＶが閉鎖する方向に通電すると、モータ３のロータの回転によりピニオンギヤ４が回転し、ドライブギヤ５が回転して同ギヤ５と一体の回転子６が回転する。
【００１８】
回転子６の回転により、制御ギヤ７が回転子６のカム面６−１に押されて上下に揺動しながら回転する所謂サイクロイド回転しようとするが、制御ギヤ７の上面の歯７−１が固定ギヤ８の歯８−１に噛合しているため、制御ギヤ７は歯７−１の歯数と固定ギヤ８の歯８−１の歯数の差だけ回転することになる。
【００１９】
例えば、制御ギヤ７の歯７−１の歯数を６０とし、固定ギヤ８の歯８−１の歯数を５９とすれば、回転子６が６０回転する間に制御ギヤ７は歯数の差の１回転することになり、減速比１／６０が得られる。
【００２０】
前述の制御ギヤ７の回転により、制御ギヤ７下面の歯７−２に噛合する歯９−１が押されて出力ギヤ９が回転し、出力ギヤ９と一体の出力軸２が回転する。
【００２１】
このとき、請求項２の発明のように制御ギヤ７下面の歯７−２の歯数と出力ギヤ９の歯９−１の歯数を異なるようにしておけば、出力ギヤ９は歯９−１の歯数と制御ギヤ７の歯７−２の歯数の差だけ回転することになる。
【００２２】
例えば、制御ギヤ７の歯７−２の歯数を６１とし、出力ギヤ９の歯９−１の歯数を６０とすれば、制御ギヤ７が６０回転する間に出力ギヤ９は歯数の差の１回転することになり、減速比１／６０が得られる。
【００２３】
次に、停電等の非通電状態になってバルブＶを手動で開閉する場合には、可逆回転モータ３は無励磁作動型ブレーキ付きであるので、非通電状態にあってはモータ３のピニオンギヤ４は固定され、回転子６が固定状態となるため、ハンドル１１を回転させ、ウオームギヤ１０を回転させると、歯８−２がこのウオームギヤ１０に噛合する固定ギヤ８が回転し、固定ギヤ８の下面の歯８−１に噛合する制御ギヤ７が傾斜状態の儘回転する。
【００２４】
制御ギヤ７の回転により制御ギヤ７の下面の歯７−２に噛合する歯９−１が押されて出力ギヤ９が回転して出力軸２が回転する。
【００２５】
このときは、制御ギヤ７の歯７−２の歯数と出力ギヤ９の歯９−１の歯数との間に差があっても殆ど減速されないので、固定ギヤ８の回転はその儘出力ギヤ９に伝達され、バルブＶは速やかに開閉される。
【００２６】
【発明の効果】
本発明に係るバルブ用アクチュエータによれば、駆動部を収納するケーシングから突出する出力軸を可逆回転モータの駆動により正、逆回転させてバルブを開閉するようにしたバルブ用アクチュエータにおいて、前記モータのピニオンギヤに噛合するドライブギヤと、該ドライブギヤと一体で下面が傾斜したカム面となっている回転子を前記出力軸に出力軸の回転とは無関係に枢支すると共に、同出力軸には前記回転子のカム面に押されて上下に揺動する上下両面に歯をそれぞれ形成した制御ギヤを出力軸の回転とは無関係に枢支し、上面の歯に噛合する歯を下面に形成した歯数が制御ギヤと異なる固定ギヤを設け、更に、下面の歯に噛合する歯を上面に形成した出力ギヤを前記出力軸に固着したもので、固定ギヤと出力ギヤの間で上下に揺動しながら回転する制御ギヤの３つのギヤ組み合わせだけで極めて大きな減速比が得られる電動式のバルブ用アクチュエータを提供することができ、減速機構がコンパクトとなってアクチュエータ自体の構造も小型化でき、故障も少なく、且つ、製造コストも低廉化することができるものであり、また、請求項３の発明のようにウオームギヤを使用して手動でバルブを開閉できる手動兼用のバルブ用アクチュエータをも提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明アクチュエータをバルブに取り付けた状態を表わす側面図である。
【図２】同アクチュエータの内部構造を表わす斜視図である。
【図３】同アクチュエータの内部構造を表す縦断側面図である。
【図４】制御ギヤが半回転したときの同アクチュエータの内部構造を表す縦断側面図である。
【符号の説明】
１ アクチュエータ
１−１ ケーシング
２ 出力軸
３ 可逆モータ
４ ピニオンギヤ
５ ドライブギヤ
６ 回転子
７ 制御ギヤ
８ 固定ギヤ
９ 出力ギヤ
１０ ウオームギヤ
１１ ハンドル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric valve actuator capable of obtaining a large reduction ratio without using a large number of gears.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a conventional electric valve actuator using a motor, a reduction mechanism for transmitting rotation of the motor to a valve is performed by a combination of a large number of ordinary spur gears.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Such a valve actuator has problems such as an increase in the size of the reduction mechanism and the number of failures, as well as an increase in the size of the actuator itself and an increase in manufacturing cost.
[0004]
[Object of the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a valve actuator that is compact and can be manufactured at low cost by using a vertically oscillating gear as a reduction gear in order to solve the above problems.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The valve actuator according to claim 1 of the present invention, wherein the output shaft protruding from the casing containing the driving unit is rotated forward and backward by driving a reversible motor to open and close the valve. A drive gear meshing with a pinion gear of the motor, and a rotor integrally formed with the drive gear and having a cam surface having a lower surface, are pivotally supported on the output shaft independently of the rotation of the output shaft. Is formed by rotating a control gear having teeth on both upper and lower surfaces which are pushed up and down by the cam surface of the rotor and swinging up and down independently of the rotation of the output shaft, and having teeth on the lower surface which mesh with the teeth on the upper surface. A fixed gear having a different number of teeth from the control gear is provided, and an output gear having teeth formed on the upper surface that mesh with teeth on the lower surface is fixed to the output shaft.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a valve actuator according to the first aspect, wherein the number of teeth on the lower surface of the control gear is different from the number of teeth on the output gear. According to a third aspect of the present invention, in the valve actuator according to the first aspect, the reversible rotary motor is provided with a non-excitation operation type brake, and the fixed gear is pivotally supported independently of the rotation of the output shaft. A worm gear meshing with the outer peripheral teeth is provided.
[0006]
Effect of the Invention
A large reduction ratio can be obtained by combining three gears, a control gear that rotates while swinging up and down between the fixed gear and the output gear.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
1 is a side view showing a state in which the actuator of the present invention is attached to a valve, FIG. 2 is a perspective view showing an internal structure of the actuator, FIG. 3 is a longitudinal side view showing an internal structure of the actuator, and FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional side view showing the internal structure of the actuator when the control gear has rotated half a turn.
[0008]
Reference numeral 1 denotes a valve actuator according to the present invention, which is appropriately supported by a casing 1-1 for accommodating and protecting a driving unit, and an output shaft 2 projecting from a lower end of the casing 1-1 is coupled to a stem of the valve V by a coupling. Connected in a straight line.
[0009]
Reference numeral 3 denotes a reversible rotary motor for driving the output shaft 2, and a pinion gear 4 is fixed to the rotor.
[0010]
Reference numeral 5 denotes a drive gear that meshes with the pinion gear 4. A rotor 6 having a cam surface 6-1 having an inclined lower surface integrated with the drive gear 5 is independent of the rotation of the output shaft 2 on the output shaft 2. Is pivoted to.
[0011]
Reference numeral 7 denotes a control gear 7 which is pressed by a cam surface 6-1 of the rotor 6 and rotates while swinging up and down. The control gear 7 has teeth 7-1 and 7-2 formed on both upper and lower surfaces, respectively. The shaft is pivotally supported via a bearing 7-3 independently of the rotation of the output shaft 2.
[0012]
Reference numeral 8 denotes a fixed gear formed on the lower surface with teeth 8-1 meshing with the teeth 7-1 on the upper surface of the control gear 7. The fixed gear 8 is pivotally supported irrespective of the rotation of the output shaft 2. The worm gear 10 does not rotate unless the meshing worm gear 10 rotates.
[0013]
Reference numeral 9 denotes an output gear formed with teeth 9-1 meshing with teeth 7-2 on the lower surface of the control gear 7 on the upper surface, and is fixed to the output shaft 2.
[0014]
In the figure, reference numeral 11 denotes a worm gear handle.
[0015]
Next, the operation and effect of the actuator of the present invention will be specifically described for the illustrated embodiment according to the above-described configuration of the present invention.
[0016]
When the motor 3 is energized in the direction in which the valve V closes while the valve V is open, the pinion gear 4 rotates by the rotation of the rotor of the motor 3, and the drive gear 5 rotates to rotate integrally with the gear 5. The child 6 rotates.
[0018]
The rotation of the rotor 6 causes the control gear 7 to be pushed by the cam surface 6-1 of the rotor 6 and to rotate while swinging up and down. Meshes with the teeth 8-1 of the fixed gear 8, the control gear 7 rotates by the difference between the number of teeth 7-1 and the number of teeth 8-1 of the fixed gear 8.
[0019]
For example, if the number of teeth 7-1 of the control gear 7 is 60 and the number of teeth 8-1 of the fixed gear 8 is 59, while the rotor 6 rotates 60 times, the control gear 7 One rotation of the difference results in a reduction ratio of 1/60.
[0020]
By the rotation of the control gear 7, the teeth 9-1 meshing with the teeth 7-2 on the lower surface of the control gear 7 are pushed to rotate the output gear 9, and the output shaft 2 integrated with the output gear 9 rotates.
[0021]
At this time, if the number of the teeth 7-2 on the lower surface of the control gear 7 and the number of the teeth 9-1 of the output gear 9 are made different from each other as in the second aspect of the invention, the output gear 9 becomes the tooth 9- The control gear 7 rotates by the difference between the number of teeth 1 and the number of teeth 7-2 of the control gear 7.
[0022]
For example, assuming that the number of teeth 7-2 of the control gear 7 is 61 and the number of teeth 9-1 of the output gear 9 is 60, the output gear 9 has the same number of teeth as the control gear 7 rotates 60 times. One rotation of the difference results in a reduction ratio of 1/60.
[0023]
Next, when the valve V is manually opened and closed in a non-energized state such as a power failure, the reversible rotary motor 3 has a non-excited operation type brake. Is fixed, and the rotor 6 is fixed. When the handle 11 is rotated and the worm gear 10 is rotated, the fixed gear 8 whose teeth 8-2 mesh with the worm gear 10 rotates, and the lower surface of the fixed gear 8 is rotated. The control gear 7 meshing with the first gear 8-1 rotates in an inclined state.
[0024]
The rotation of the control gear 7 pushes the teeth 9-1 meshing with the teeth 7-2 on the lower surface of the control gear 7, so that the output gear 9 rotates and the output shaft 2 rotates.
[0025]
At this time, even if there is a difference between the number of teeth 7-2 of the control gear 7 and the number of teeth 9-1 of the output gear 9, there is almost no reduction, so that the rotation of the fixed gear 8 is output as it is. The power is transmitted to the gear 9, and the valve V is quickly opened and closed.
[0026]
【The invention's effect】
According to the valve actuator according to the present invention, in a valve actuator configured to open and close a valve by rotating an output shaft projecting from a casing containing a driving unit forward and backward by driving a reversible rotation motor, A drive gear meshing with the pinion gear, and a rotor integrally formed with the drive gear and having a cam surface with an inclined lower surface are pivotally supported on the output shaft independently of the rotation of the output shaft. A control gear having teeth formed on both upper and lower surfaces which is pushed and swung up and down by a cam surface of a rotor is pivotally supported irrespective of rotation of an output shaft, and teeth formed on a lower surface are meshed with teeth on an upper surface. A fixed gear having a number different from that of the control gear is provided, and further, an output gear having teeth formed on the upper surface and meshing with teeth on the lower surface is fixed to the output shaft, and swings up and down between the fixed gear and the output gear. It is possible to provide an electric valve actuator that can obtain an extremely large reduction ratio only with the combination of the three control gears that rotate while rotating, and the reduction mechanism can be made compact, the structure of the actuator itself can be reduced, and failure can occur. The present invention also provides a manually operated valve actuator capable of manually opening and closing a valve using a worm gear as in the third aspect of the present invention. Can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a state where an actuator of the present invention is attached to a valve.
FIG. 2 is a perspective view illustrating an internal structure of the actuator.
FIG. 3 is a vertical sectional side view showing an internal structure of the actuator.
FIG. 4 is a vertical sectional side view showing an internal structure of the actuator when a control gear has rotated half a turn.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator 1-1 Casing 2 Output shaft 3 Reversible motor 4 Pinion gear 5 Drive gear 6 Rotor 7 Control gear 8 Fixed gear 9 Output gear 10 Worm gear 11 Handle
