操作器的制作方法

文档序号:11626839阅读:213来源:国知局
操作器的制造方法与工艺

本发明涉及一种用以操作调节阀的阀轴的操作器,例如涉及一种用以操作旋转式调节阀的阀轴的操作器。



背景技术:

一直以来,在化工厂等中,在流量的过程控制中使用有调节阀。调节阀的阀开度通过操作器(以下,也称为“致动器”)根据来自定位器的控制信号对调节阀的阀轴进行操作来加以调整。

通常,在蝶阀等旋转式调节阀中,存在因所控制的流体的力而导致调节阀的阀芯发生开闭的情况。例如,电动式致动器的情况下,存在如下情况:当因工厂内的停电等而导致对致动器的电源供给被切断时,致动器内部的驱动马达的保持力消失,无法保持调节阀的开度。

因此,致动器的驱动阀轴的动力传递机构必须有用以实现即便在没有电源供给的情况下阀轴也不会动作的自锁功能。作为用以实现该自锁功能的动力传递机构,例如像下述专利文献1中所揭示的那样,奇异行星齿轮机构已广为人知。

此外,在专利文献2中揭示有一种采用行星齿轮机构作为阀轴的动力传递机构的操作器。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利特开2007-177405号公报

【专利文献2】日本专利特开2014-16222号公报



技术实现要素:

【发明要解决的问题】

为了实现更廉价且更小型的电动式致动器,本申请发明者对致动器的动力传递机构采用奇异行星齿轮机构这一技术进行了研究。通过该研究,结果明确了存在以下所示的问题。

在将奇异行星齿轮机构用作电动式致动器中的阀轴的动力传递机构的情况下,即便因由调节阀控制的流体的力而导致对调节阀的阀轴施加有力,阀轴也会因奇异行星齿轮机构的自锁功能而被固定,可防止阀芯发生开闭。

然而,例如,当在调节阀的驱动中因异物卡入至调节阀等而骤然产生过大的扭矩上升时,因扭矩上升而引起的冲击力会施加至构成奇异行星齿轮机构的可动内齿轮、行星齿轮等,从而有齿轮的轮齿破损之虞。

作为用以解决上述问题的一种方法,例如在上述专利文献2中有揭示。在专利文献2中所揭示的采用行星齿轮机构的电动致动器中,在行星齿轮机构的内齿轮的外周面与外壳的内周面之间设置盘簧作为弹性体,通过该盘簧来限制内齿轮的转动,直到规定值以上的扭矩施加至保持行星齿轮的齿轮架为止。

然而,在专利文献2中所揭示的技术中,操作器的输入输出特性取决于扭矩而有发生变动之虞,从而需要开度的反馈控制、修正处理等,存在整个调节阀的系统构成较为复杂的问题。

本发明是鉴于上述问题而成,本发明的目的在于提供一种抑制整个调节阀的系统构成的复杂化、且具有齿轮不易破损的奇异行星齿轮机构的操作器。

【解决问题的技术手段】

本发明的操作器(100)用以操作调节阀的阀轴,其特征在于包括:恒星齿轮(3),其接收驱动马达的转动力而转动;固定内齿轮(5),其以包围恒星齿轮的形态固定配置,在其内周面具有轮齿;多个行星齿轮(4、14、24、34),它们配置在恒星齿轮与固定内齿轮之间,与恒星齿轮和固定内齿轮啮合,一边在恒星齿轮的周围公转一边自转;可动内齿轮(6),其与固定内齿轮同轴配置,在其内周面具有与行星齿轮啮合的轮齿,可动内齿轮被设置为能够转动;以及输出轴,其与可动内齿轮连结,用以转动调节阀的阀轴,各行星齿轮具有在转动方向上施加有一定以上的扭矩的情况下限制动力传递的扭矩限制结构。

在上述操作器中,行星齿轮可包括第1齿轮部和第2齿轮部,第1齿轮部与固定内齿轮及恒星齿轮啮合,第2齿轮部与第1齿轮部连结在同一轴上,与可动内齿轮啮合,上述扭矩限制结构为如下结构:设置在第1齿轮部与第2齿轮部之间,在超过规定值的扭转力矩施加到了第1齿轮部及第2齿轮部中的某一方时,一方相对于另一方进行空转。

在上述操作器中,第1齿轮部与第2齿轮部能以如下方式加以连结:沿所述行星齿轮的转轴方向形成于所述第1齿轮部及所述第2齿轮部中的某一方的凸部被嵌插到形成于另一方的凹部。

再者,在上述说明中,作为一例,以附加括号的方式记载有与发明的构成要素相对应的附图上的参考符号。

【发明的效果】

通过以上所说明的内容,根据本发明,可实现一种具有齿轮不易破损的奇异行星齿轮机构的操作器。

附图说明

图1为表示实施方式1的操作器的要部的剖面立体图。

图2为表示实施方式1的操作器的要部的俯视图。

图3为表示实施方式1的操作器的要部的剖面图。

图4为表示由恒星齿轮、行星齿轮、固定内齿轮及可动内齿轮构成的奇异行星齿轮机构的结构的立体图。

图5为将实施方式1的操作器中的转盘的周边部分放大后的立体图。

图6为从阀轴侧观察实施方式1的操作器时的俯视图。

图7为表示实施方式1的操作器的第1齿轮部的剖面结构的图。

图8为表示实施方式1的操作器的第1齿轮部的平面结构的图。

图9为表示实施方式1的操作器的第2齿轮部的剖面结构的图。

图10为表示实施方式1的操作器的第2齿轮部的平面结构的图。

图11为表示第1齿轮部与第2齿轮部的连结结构的剖面图。

图12为表示实施方式2的操作器的要部的剖面图。

图13为表示实施方式2的操作器的第1齿轮部的剖面结构的图。

图14为表示实施方式2的操作器的第1齿轮部的平面结构的图。

图15为表示实施方式2的操作器的第2齿轮部的剖面结构的图。

图16为表示实施方式2的操作器的第2齿轮部的平面结构的图。

图17为表示实施方式3的操作器的要部的剖面立体图。

图18为表示实施方式3的操作器的要部的俯视图。

图19为表示实施方式3的操作器的要部的剖面图。

图20为表示实施方式3的操作器的第1齿轮部的剖面结构的图。

图21为表示实施方式3的操作器的第1齿轮部的平面结构的图。

图22为表示实施方式3的操作器的第2齿轮部的剖面结构的图。

图23为表示实施方式3的操作器的第2齿轮部的平面结构的图。

图24为表示实施方式4的操作器的要部的剖面图。

图25为表示实施方式4的操作器的第1齿轮部的剖面结构的图。

图26为表示实施方式4的操作器的第1齿轮部的平面结构的图。

图27为表示实施方式4的操作器的第2齿轮部的剖面结构的图。

图28为表示实施方式4的操作器的第2齿轮部的平面结构的图。

具体实施方式

下面,参考附图,对本发明的实施方式进行说明。

《实施方式1》

图1为表示实施方式1的操作器的要部的剖面立体图。

图1所示的实施方式1的操作器100是在工厂等中对用于流量的过程控制的调节阀进行操作的装置,根据供给自设置在外部的定位器的操作信号来操作调节阀的阀轴,由此控制调节阀的阀开度。例如,操作器100为操作蝶阀等旋转式调节阀的电动式致动器。

实施方式1的操作器100具有奇异行星齿轮机构作为操作调节阀的阀轴的动力传递机构,具备即便在没有对电动马达的电源供给的情况下阀轴也不会动作的自锁功能。此外,操作器100具备即便在没有对电动马达的电源供给的情况下也可手动操作阀轴并在任意阀开度下固定阀轴的功能。

进而,操作器100还具有用以吸收施加自调节阀(阀轴)侧的力而防止奇异行星齿轮机构的各齿轮的破损的结构。

下面,对操作器100中的用以实现上述功能的具体结构进行详细说明。

图2为表示实施方式1的操作器的要部的俯视图。

图3为表示实施方式1的操作器的要部的剖面图。

在图2中图示有从图1中的p方向观察时的操作器100的要部的平面结构,在图3中图示有图2中的操作器100的a-a剖面。再者,在图2、3中,为了明确构成操作器100的动力传递机构的各齿轮的位置关系,是以省略操作器100的构成要素的一部分的方式进行图示。

如图1~3所示,操作器100包括壳体1、驱动马达2、恒星齿轮3、行星齿轮4_1~4_3、固定内齿轮5、可动内齿轮6、输出轴7、转盘8及手动操作用齿轮9。

再者,操作器100还包括根据供给自定位器的操作信号来控制驱动马达2的转动的电子电路部、电源单元等,但在图1~3中省略了它们的图示。

壳体1为用以容纳操作器100的构成零件的容器,例如由金属材料构成。再者,在图1中,为方便图示,图示的是将覆盖壳体1的上部(图1的p侧)的盖子去掉之后的情况,但在最终的产品形态下会设置覆盖壳体1的上部的盖子。

驱动马达2是由上述电子电路部(未图示)控制的电动马达。

恒星齿轮3是与驱动马达2的转轴连结、接收该转轴的转动力而转动(自转)的齿轮。

固定内齿轮5是以包围恒星齿轮3的形态固定配置、在其内周面具有轮齿的齿轮。具体而言,固定内齿轮5由板体5a和齿轮部5b构成,所述板体5a支承驱动马达2且自p方向可转动地保持行星齿轮4,所述齿轮部5b与第1齿轮部41的周围啮合。

此处,板体5a和齿轮部5b虽然能以独立零件的形式构成,但通过进行一体形成,可削减零件数量。

行星齿轮4_1~4_3(在进行统称的情况下,记作“行星齿轮4”)是配置在恒星齿轮3与固定内齿轮5之间、与恒星齿轮3和固定内齿轮5啮合、一边在恒星齿轮3的周围公转一边自转的齿轮。

行星齿轮4具有在转动方向上施加了一定以上的扭矩的情况下限制恒星齿轮3与可动内齿轮6之间的动力传递的扭矩限制结构。具体而言,各行星齿轮4_1~4_3具有如下结构,即,包括第1齿轮部41和与第1齿轮部41配置在同一轴上的第2齿轮部42,且第1齿轮部41与第2齿轮部42相互连结。

第1齿轮部41是与恒星齿轮3及固定内齿轮5啮合的齿轮。第2齿轮部42是与第1齿轮部41连结在同轴上、与手动操作用齿轮9及可动内齿轮6啮合的齿轮。此处,第1齿轮部41与第2齿轮部具有相同的直径及齿数。

第1齿轮部41及第2齿轮部42以如下方式连结在一起:在超过规定值的扭转力矩施加到了第1齿轮部41及第2齿轮部42中的某一方时,一方相对于另一方进行空转。再者,关于第1齿轮部41及第2齿轮部42的详情,将于后文叙述。

可动内齿轮6是与固定内齿轮5同轴配置、在其内周面具有与行星齿轮4(第2齿轮部42)啮合的轮齿、设置为可转动的齿轮。具体而言,可动内齿轮6由与第2齿轮部42啮合的齿轮部6a和可转动地支承行星齿轮4(第2齿轮部42)的底部6b构成。底部6b具有沿可动内齿轮6的转轴方向形成的通孔6c。

输出轴7是与可动内齿轮6连结、用以转动调节阀的阀轴的零件。如图1、3所示,输出轴7具有与可动内齿轮6相同的转轴,与可动内齿轮6形成为一体。

转盘8是作为手动操作单元的零件,所述手动操作单元对恒星齿轮3或行星齿轮4施加从外部施加的力作为转动力。手动操作用齿轮9是与转盘8连结、用以将经由转盘8而施加的力传递至行星齿轮4的齿轮。再者,关于手动操作用齿轮9及转盘8的详情,将于后文叙述。

此处,恒星齿轮3、行星齿轮4、固定内齿轮5及可动内齿轮6例如是由合成树脂等树脂材料或金属材料构成。此外,恒星齿轮3、行星齿轮4、固定内齿轮5及可动内齿轮6构成了一个奇异行星齿轮机构。下面,对该奇异行星齿轮机构进行详细说明。

图4为表示由恒星齿轮3、行星齿轮4、固定内齿轮5及可动内齿轮6构成的奇异行星齿轮机构的结构的立体图。

如图4所示,以与配置在奇异行星齿轮机构的中心部分的恒星齿轮3啮合的方式配置有行星齿轮4_1~4_3。进而,在行星齿轮4_1~4_3的周围固定配置有与行星齿轮4的一部分区域啮合、引导行星齿轮4_1~4_3的转动的固定内齿轮5,并且配置有与行星齿轮4的其他区域啮合且可转动的可动内齿轮6。

在上述奇异行星齿轮机构中,恒星齿轮3自驱动马达2的转轴接收转动力而转动,该转动力使得行星齿轮4_1~4_3一边自转一边沿固定内齿轮5转动(公转)。继而,可动内齿轮6接收行星齿轮4_1~4_3的转动力而转动。通过将输出轴7(阀轴)连结至该可动内齿轮6,可利用使驱动马达2的转动力较大程度地减速之后的转动力来转动输出轴7。

根据上述奇异行星齿轮机构,由于具有自锁功能,因此即便从外部对与可动内齿轮6连结的输出轴7(阀轴)施加了力,输出轴7也无法转动,或者转动需要非常大的力。因而,即便在因停电等而导致对驱动马达2的电力供给被切断的情况下,也可实质性地固定调节阀的阀开度,从而可实现调节阀的自锁功能。

如上所述,通过由恒星齿轮3、行星齿轮4、固定内齿轮5及可动内齿轮6构成的奇异行星齿轮机构,操作器100可实现调节阀的自锁功能。

另一方面,上述奇异行星齿轮机构具有不通过驱动马达2而手动转动可动内齿轮6的结构。下面,对该结构进行详细说明。

如图1、3所示,手动操作用齿轮9由齿轮部9a和支承部9b构成。

齿轮部9a例如具有与恒星齿轮3相同的直径及齿数,以与行星齿轮4_1~4_3的各第2齿轮部42啮合的方式与恒星齿轮3配置在同一轴上。

支承部9b支承齿轮部9a,且插入在可动内齿轮6的通孔6c内。支承部9b例如是与齿轮部9a一体形成。具体而言,支承部9b容纳在可动内齿轮6的通孔6c内,且一部分与可动内齿轮6一起突出于壳体1的外部。此外,支承部9b的一端开口、另一端形成为有底的筒状。具体而言,在支承部9b的自壳体1突出那一侧的端部形成有沿齿轮部9a的转轴方向开设的孔9c。

在孔9c内插入有转盘8的突起部8a,转盘8的突起部8a与孔9c配合。由此,手动操作用齿轮9与转盘8得以连结。

此处,孔9c和转盘8的突起部8a例如形成为俯视多边形状(例如六边形状)。

如上所述,由于手动操作用齿轮9与转盘8连结在一起,因此,例如通过手动转动转盘8,可不通过驱动马达2及恒星齿轮3而对行星齿轮直接施加转动力。由此,即便在驱动马达2已停止的状态下,也可手动操作转盘8来转动手动操作用齿轮9,由此经由行星齿轮4而转动可动内齿轮6,因此可使阀轴转动至达到所期望的阀开度的位置。另一方面,如上所述,由于采用的是奇异行星齿轮机构作为操作器100的动力传递机构,因此在通过转盘8来使阀轴转动至所期望的位置后,可通过奇异行星齿轮机构的自锁功能将阀轴固定在上述位置。

接着,对形成转盘8的位置进行说明。

图5为将实施方式1的操作器100中的转盘8的周边部分放大后的立体图。

图6为从阀轴侧观察实施方式1的操作器100时的俯视图。

如图5、6所示,输出轴7形成为棒状(例如圆柱状),具有切口部7b和槽部7a,所述切口部7b是将输出轴7的外周部的一部分沿其转轴方向切下而成,所述槽部7a沿输出轴7的转轴方向形成于输出轴7的中心部分。

转盘8配置在输出轴7的槽部7a内。具体而言,如图5所示,转盘8以如下方式配置:在俯视时,转盘8的中心与槽部7a的中心一致,并且,在俯视时,转盘8的外周部8b的一部分从槽部7a朝切口部7b突出。

通过以上述方式形成输出轴7并配置转盘8,即便在像图1~6所示那样将转盘8与恒星齿轮3同轴配置的情况下,输出轴7也不会妨碍转盘8的操作,因此阀轴的手动操作较为容易。

接着,使用图7~11,对行星齿轮4的结构进行详细说明。

在图7中表示有行星齿轮4的第1齿轮部41周边的剖面结构,在图8中表示有从图7中的b方向观察时的第1齿轮部41周边的平面结构。此外,在图9中表示有行星齿轮4的第2齿轮部42周边的剖面结构,在图10中表示有从图9中的c方向观察时的第2齿轮部42周边的平面结构。

再者,在图7~10中,仅图示有行星齿轮4的周边部分,操作器100中的其他部分的图示省略。

如上所述,各行星齿轮4_1~4_3具有第1齿轮部41与第2齿轮部42连结在同一轴上的扭矩限制结构。

具体而言,如图7、8所示,第1齿轮部41具有沿行星齿轮4的转轴方向形成于与第2齿轮部42接触的面41a的凹部41b。此外,如图9、10所示,第2齿轮部42具有沿行星齿轮4的转轴方向形成于与第1齿轮部41接触的面42a的凸部42b(例如圆柱状的突起)。通过凸部42b嵌插于凹部41b内,第1齿轮部41与第2齿轮部42得以连结。由此,可实现具有扭矩限制功能的行星齿轮4。

此处,上述扭矩限制结构的切断扭矩由第1齿轮部41与第2齿轮部42的接触面上的摩擦力规定。例如,如图11所示,可通过凸部42b的侧面与凹部41b的侧面的接触面y的摩擦力来规定切断扭矩。或者,若设为从操作器100的上下方向(s方向及p方向)推压第1齿轮部41及第2齿轮部42的结构,则可通过第1齿轮部41的面41a与第2齿轮部42的面42a的接触面x的摩擦力来规定切断扭矩。

上述第1齿轮部41与第2齿轮部42的接触面上的摩擦力的大小可通过在第1齿轮部41及第2齿轮部42的接触面设置凹凸等公知技术来进行调整。

如上所述,通过连结第1齿轮部41与第2齿轮部42,可实现如下扭矩限制结构:在超过规定值的扭转力矩施加到了第1齿轮部41及第2齿轮部42中的某一方时,一方相对于另一方进行空转。

例如,考虑因由与调节阀连接的管道内的流体的脉动等所引发的不规则的流动而产生了振动等的情况。在该情况下,上述振动会导致调节阀的阀芯(阀塞)被骤然移动,从而对阀轴施加冲击力。由此,出于奇异行星齿轮机构的自锁功能的缘故,冲击力会从阀轴经由输出轴7而施加至操作器100的固定内齿轮5、可动内齿轮6及行星齿轮4。此时,如图11所示,相互反方向的力施加至行星齿轮4中的与可动内齿轮6啮合在一起的第2齿轮部42和与固定内齿轮5啮合在一起的第1齿轮部41。即,进行扭转那样的力(扭转力矩)施加至行星齿轮4。

在该扭转力矩超过了由第1齿轮部41与第2齿轮部42的接触面上的摩擦力规定的切断扭矩时,第2齿轮部42相对于第1齿轮部41进行空转,从而可切断对第1齿轮部41、第2齿轮部42、固定内齿轮5及恒星齿轮3的冲击力的传递。由此,可缓和对构成操作器100内的动力传递机构的各齿轮的冲击力,从而可防止各齿轮的轮齿的破损。

此外,例如,即便在调节阀的驱动中因异物卡入至调节阀等而骤然产生过大的扭矩上升的情况下,与上述一样,也可缓和对构成操作器100内的动力传递机构的各齿轮的冲击力,从而可防止各齿轮的轮齿的破损。

再者,在图1~11中,例示了在第2齿轮部42上形成凸部42b、在第1齿轮部41上形成凹部41b的情况,但在第2齿轮部42上形成凹部、在第1齿轮部41上形成凸部也会获得与上述相同的作用及效果。

以上,根据实施方式1的操作器100,由于采用奇异行星齿轮机构作为动力传递机构,并且配备有对奇异行星齿轮机构的恒星齿轮3施加从外部施加的力作为转动力的手动操作机构,因此即便在因例如停电等原因而导致驱动马达2已停止的状态下,也可手动操作转盘8来转动可动内齿轮6。此外,由于并非是像上述现有技术那样解除奇异行星齿轮机构的自锁功能的结构,因此在操作转盘8之后可固定阀轴。即,根据实施方式1的操作器100,一方面可实现调节阀的自锁功能,另一方面可实现阀轴的手动操作。

此外,根据实施方式1的操作器100,由于可通过行星齿轮4的扭矩限制结构来缓和施加至构成奇异行星齿轮机构的各齿轮的冲击力,因此可防止各齿轮的破损。

具体而言,通过利用与固定内齿轮5啮合的第1齿轮部41和与第1齿轮部41连结在同一轴上且与可动内齿轮6啮合的第2齿轮部42来构成行星齿轮4,在超过由第1齿轮部41与第2齿轮部42的接触面上的摩擦力规定的切断扭矩的扭转力矩施加到了第1齿轮部41及第2齿轮部42中的某一方的情况下,可使一方相对于另一方进行空转,因此可切断对第1齿轮部41、第2齿轮部42、固定内齿轮5及恒星齿轮3的冲击力的传递。由此,施加至构成奇异行星齿轮机构的各齿轮的冲击力得到缓和,因此可防止各齿轮的破损。

此外,根据实施方式1的操作器100,由于并非是像上述专利文献2中所揭示的技术那样使用弹性体来吸收冲击力的结构,因此无操作器100的输入输出特性取决于扭矩而发生变动之虞,与现有技术相比,可防止整个调节阀的系统构成的复杂化。

即,根据实施方式1的操作器100,可实现一方面抑制整个调节阀的系统构成的复杂化,另一方面齿轮不易破损的操作器。

此外,根据实施方式1的操作器100,与使输出轴7或可动内齿轮6具有扭矩限制功能的情况相比,可减小切断扭矩,因此可实现操作器100的小型化。

此外,根据实施方式1的操作器100,由于采用的是使形成于第1齿轮部41及第2齿轮部42中的某一方的凹部与形成于另一方的凸部配合、通过第1齿轮部41与第2齿轮部42的接触面上的摩擦力来规定切断扭矩的简单的扭矩限制结构,因此行星齿轮4的制造较为容易,从而可抑制操作器100的制造成本的增大。进而,如上所述,若一体形成板体5a与齿轮部5b作为固定内齿轮5,则可进一步削减制造成本。

《实施方式2》

图12为表示实施方式2的操作器的要部的剖面图。

实施方式2的操作器101与实施方式1的操作器100的不同点在于在第1齿轮部41与第2齿轮部42之间配备摩擦构件43,其他方面与实施方式1的操作器100相同。再者,对实施方式2的操作器101的构成要素中与实施方式1的操作器100相同的构成要素标注同一符号,并省略其详细说明。

如图12所示,行星齿轮14还包括摩擦构件43,所述摩擦构件43连结第1齿轮部41与第2齿轮部42,在与第1齿轮部41及第2齿轮部42的接触面上产生摩擦力。下面,使用图13~16,对行星齿轮14的具体结构进一步进行详细叙述。

在图13中表示有行星齿轮14的第1齿轮部41周边的剖面结构,在图14中表示有从图13中的b方向观察时的第1齿轮部41周边的平面结构。此外,在图15中表示有行星齿轮14的第2齿轮部42周边的剖面结构,在图16中表示有从图15中的c方向观察时的第2齿轮部42周边的平面结构。

再者,在图13~16中,仅图示有行星齿轮14的周边部分,操作器101中的其他部分的图示省略。

如图13、14所示,第1齿轮部41具有沿行星齿轮14的转轴方向形成于与第2齿轮部42接触的面41a的凹部41b。此外,如图15、16所示,第2齿轮部42具有沿行星齿轮14的转轴方向形成于与第1齿轮部41接触的面42a的凸部42b。

进而,如图15、16所示,在第2齿轮部42中的面42a的周缘部即面42a上的除凸部42b以外的区域内载置有形成为俯视环状的摩擦构件43。

如上所述,通过经由摩擦构件43而连结第1齿轮部41与第2齿轮部42,可实现具有扭矩限制功能的行星齿轮14。

此处,行星齿轮14的切断扭矩由第1齿轮部41及第2齿轮部42与摩擦构件43的接触面上的摩擦力规定。例如,若设为从操作器101的上下方向(s方向及p方向)推压第1齿轮部41及第2齿轮部42的结构,则可通过第1齿轮部41的面41a与摩擦构件43的接触面的摩擦力和第2齿轮部42的面42a与摩擦构件43的接触面的摩擦力来规定切断扭矩。

以上,根据实施方式2的操作器,与实施方式1的操作器一样,可使行星齿轮14具有扭矩限制功能,因此可缓和施加至操作器101的各齿轮的冲击力,从而可防止各齿轮的轮齿的破损。

此外,根据实施方式2的操作器,由于是通过摩擦构件43的摩擦力来规定切断扭矩,因此与通过第1齿轮部41及第2齿轮部42的接触面的摩擦力来规定切断扭矩的情况相比,容易将切断扭矩调整为所期望的值。

《实施方式3》

图17为表示实施方式3的操作器的要部的剖面立体图。

图17所示的实施方式3的操作器102与实施方式1的操作器100的不同点在于通过磁力而非摩擦力来实现行星齿轮24的切断限制,其他方面与实施方式1的操作器100相同。

再者,对实施方式3的操作器102的构成要素中与实施方式1的操作器100相同的构成要素标注同一符号,并省略其详细说明。

图18为表示实施方式3的操作器的要部的俯视图。

图19为表示实施方式3的操作器的要部的剖面图。

在图18中图示有从图17中的p方向观察时的操作器102的要部的平面结构,在图19中图示有图18中的操作器102的a-a剖面。

再者,在图18、19中,为了明确构成操作器102的动力传递机构的各齿轮的位置关系,省略了操作器102的构成要素的一部分的图示。

如图17~19所示,操作器102的行星齿轮24由第1齿轮部41、第2齿轮部42、作为第1磁场产生部的磁铁44以及作为第2磁场产生部的磁铁45构成。下面,使用图20~23,对行星齿轮24的具体结构进一步进行详细叙述。

在图20中表示有行星齿轮24的第1齿轮部41周边的剖面结构,在图21中表示有从图20中的b方向观察时的第1齿轮部41周边的平面结构。此外,在图22中表示有行星齿轮24的第2齿轮部42周边的剖面结构,在图23中表示有从图22中的c方向观察时的第2齿轮部42周边的平面结构。

再者,在图20~23中,仅图示有行星齿轮24的周边部分,操作器102中的其他部分的图示省略。

如图20、21所示,第1齿轮部41具有沿行星齿轮24的转轴方向形成于与第2齿轮部42接触的面41a的凹部41b。在凹部41b内固定有磁铁44。关于磁铁44,例如以在已将磁铁44设置在凹部41b内时第1齿轮部41的面41a与磁铁44的面成为同一平面的方式对其高度(与p同一方向的厚度)进行了调整。

另一方面,如图22、23所示,第2齿轮部42具有沿行星齿轮24的转轴方向形成于与第1齿轮部41接触的面42a的凹部42c。在凹部42c内固定有磁铁45。关于磁铁45,例如以在已将磁铁45设置在凹部42c内时第2齿轮部42的面42a与磁铁45的面成为同一平面的方式对其高度(与p同一方向的厚度)进行了调整。此处,如图19~23所示,磁铁44与磁铁45是以相对的面的极性(s/n)成为反方向的方式加以配置。

通过使以上述方式构成的第1齿轮部41及第2齿轮部42在同一轴向上接触,可实现具有如下扭矩限制功能的行星齿轮24:在超过规定值的扭转力矩施加到了第1齿轮部41及第2齿轮部42中的某一方时,一方相对于另一方进行空转。行星齿轮24的切断扭矩由磁铁44与磁铁45之间的磁力规定。

以上,根据实施方式3的操作器102,与实施方式1的操作器一样,可使行星齿轮24具有扭矩限制功能,因此可缓和施加至操作器102的各齿轮的冲击力,从而可防止各齿轮的轮齿的破损。

《实施方式4》

图24为表示实施方式4的操作器的要部的剖面图。

图24所示的实施方式4的操作器103与实施方式3的操作器102的不同点在于通过多个磁铁来实现行星齿轮34的扭矩限制功能,其他方面与实施方式3的操作器102相同。

再者,对实施方式4的操作器103的构成要素中与实施方式3的操作器102相同的构成要素标注同一符号,并省略其详细说明。

如图24所示,操作器103的行星齿轮34由第1齿轮部41、第2齿轮部42、作为第1磁场产生部的多个磁铁46_1~46_n(n为2以上的整数)以及作为第2磁场产生部的多个磁铁47_1~47_n构成。下面,使用图25~28,对行星齿轮34的具体结构进一步进行详细叙述。

在图25中表示有行星齿轮34的第1齿轮部41周边的剖面结构,在图26中表示有从图25中的b方向观察时的第1齿轮部41周边的平面结构。此外,在图27中表示有行星齿轮34的第2齿轮部42周边的剖面结构,在图28中表示有从图27中的c方向观察时的第2齿轮部42周边的平面结构。

再者,在图25~28中,仅图示有行星齿轮34的周边部分,操作器103中的其他部分的图示省略。

如图25、26所示,多个磁铁46_1~46_n(在进行统称的情况下,记作“磁铁46”)固定在第1齿轮部41的与第2齿轮部42接触的面41a上所形成的凹部41b内。具体而言,如图26所示,磁铁46_1~46_n是以在俯视时极性在第1齿轮部41的周向上交替不同的方式配置。此外,关于磁铁46,例如以在已将磁铁46设置在凹部41b内时第1齿轮部41的面41a与磁铁46的面成为同一平面的方式对其高度(与p同一方向的长度)进行了调整。

另一方面,如图27、28所示,多个磁铁47_1~47_n(在进行统称的情况下,记作“磁铁47”)固定在第2齿轮部42的与第1齿轮部41接触的面42a上所形成的凹部42c内。具体而言,如图28所示,磁铁47_1~47_n是以在俯视时极性在第2齿轮部42的周向上交替不同的方式配置。关于磁铁47,例如以在已将磁铁47设置在凹部42c内时第2齿轮部42的面42a与磁铁47的面成为同一平面的方式对其高度(与p同一方向的长度)进行了调整。

通过使以上述方式构成的第1齿轮部41及第2齿轮部42在同一轴向上接触,可实现具有如下扭矩限制功能的行星齿轮34:在超过规定值的扭转力矩施加到了第1齿轮部41及第2齿轮部42中的某一方时,一方相对于另一方进行空转。行星齿轮34的切断扭矩由磁铁46与磁铁47之间的磁力规定。

以上,根据实施方式4的操作器103,与实施方式1的操作器一样,可使行星齿轮34具有扭矩限制功能,因此可缓和施加至操作器103的各齿轮的冲击力,从而可防止各齿轮的轮齿的破损。

以上,根据实施方式对由本发明者等人完成的发明进行了具体说明,但本发明并不限定于此,当然可在不脱离其主旨的范围进行各种变更。

例如,在实施方式2中,例示了在第2齿轮部42的面42a的周缘部设置环状的摩擦构件43的情况,但也可在第2齿轮部42的凸部42b的侧面与第1齿轮部41的凹部41b的侧面之间设置摩擦构件代替上述摩擦构件43,或者与上述摩擦构件43同时设置。由此,将获得与实施方式2的操作器101相同的作用及效果。

此外,在上述实施方式中,例示了通过独立零件将作为手动操作机构之一的转盘8与手动操作用齿轮9连结的情况,但并不限于此,例如也可将转盘8与手动操作用齿轮9一体形成。

此外,在上述实施方式中,例示了可动内齿轮6与输出轴7一体形成的情况,但并不限于此,也能通过独立零件分别、形成可动内齿轮6与输出轴7,并以成为同一转轴的方式连结可动内齿轮6与输出轴7。

符号说明

100、101、102、103操作器,1壳体,2驱动马达,3恒星齿轮,4_1~4_3、14_1~14_3、24_1~24_3、4、14、24行星齿轮,5固定内齿轮,5a板体,5b齿轮部,6可动内齿轮,6a齿轮部,6b底部,6c通孔,7输出轴,7a槽部,7b切口部,8转盘,8a突起部,8b外周部,9手动操作用齿轮,9a齿轮部,9b支承部,9c孔,41第1齿轮部,42第2齿轮部,43摩擦构件,44~47磁铁,41b、42c凹部,42b凸部。

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