專(zhuān)利名稱(chēng)：電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制溫水、冷水、水蒸汽等流體的流量的電動(dòng)閥或阻尼器等的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
對(duì)控制各種流體的流量的閥或阻尼器進(jìn)行開(kāi)度調(diào)整的電動(dòng)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其根據(jù)來(lái)自控制部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；減速齒輪機(jī)構(gòu)，其對(duì)該驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速并將其傳遞至作為控制對(duì)象的閥或阻尼器等的旋轉(zhuǎn)軸；工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)上述旋轉(zhuǎn)軸的當(dāng)前工作角度(或工作范圍)(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)2002-31259號(hào)公報(bào))。
作為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的減速齒輪機(jī)構(gòu)，通常眾所周知的是使用多級(jí)層積多個(gè)正齒輪而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，或使用上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1記載的由中心齒輪、行星齒輪以及內(nèi)齒輪構(gòu)成的行星齒輪機(jī)構(gòu)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是將由中心齒輪、行星齒輪以及齒輪箱組成的行星齒輪單元多級(jí)層積而構(gòu)成的行星齒輪機(jī)構(gòu)收納于內(nèi)壁上形成有內(nèi)齒輪的箱內(nèi)，再將該箱組裝到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的箱體內(nèi)，通過(guò)行星齒輪機(jī)構(gòu)對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速。箱體由收納驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的上箱體和收納箱的下箱體構(gòu)成，上箱體和下箱體之間通過(guò)保持板隔開(kāi)，將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)傳遞至最上級(jí)的行星齒輪單元的中心齒輪。
而且，被構(gòu)成為通過(guò)減速齒輪機(jī)構(gòu)對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速并將其傳遞至閥的軸(旋轉(zhuǎn)軸)，該閥的軸連接于行星齒輪機(jī)構(gòu)的最終級(jí)的齒輪基部，該軸的旋轉(zhuǎn)通過(guò)傳遞齒輪再傳遞至桿，通過(guò)以凸輪和限位開(kāi)關(guān)構(gòu)成的工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)該桿的旋轉(zhuǎn)，由此間接地檢測(cè)出上述軸的工作角度，并通過(guò)工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)控制上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
但是，現(xiàn)有的使用兩級(jí)正齒輪的減速齒輪機(jī)構(gòu)，由于嚙合在一處負(fù)荷變大因而需使用成本高的高強(qiáng)度材料制成的較大的正齒輪，從而產(chǎn)生收納驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和減速齒輪機(jī)構(gòu)等的外殼大型化、無(wú)法實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的小型、輕量化的問(wèn)題。
另外，因?yàn)樯鲜鰧?zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用行星齒輪機(jī)構(gòu)，與使用兩級(jí)正齒輪的減速齒輪機(jī)構(gòu)相比可以分散負(fù)荷，所以可以使齒輪小型化。
但是，由于該減速齒輪機(jī)構(gòu)只是將輸入側(cè)和輸出側(cè)的減速比全部相同的行星齒輪單元單純地層積規(guī)定級(jí)數(shù)而構(gòu)成，存在著零件個(gè)數(shù)的增加以及導(dǎo)致重量化和大型化的問(wèn)題。即，施加于構(gòu)成減速齒輪的各級(jí)行星齒輪單元的行星齒輪的負(fù)荷不相同，而是從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)一側(cè)向閥的旋轉(zhuǎn)軸一側(cè)變大。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，期望對(duì)應(yīng)于各級(jí)的負(fù)荷來(lái)設(shè)計(jì)行星齒輪單元。但是，在對(duì)全部行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行相同的設(shè)計(jì)時(shí)，由于需要以最終級(jí)的負(fù)荷為基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)，則對(duì)于負(fù)荷變小的除最終級(jí)以外的行星齒輪單元，其負(fù)荷能力有剩余，成為零件個(gè)數(shù)的削減、輕量化以及小型化的最大障礙。
而且，由于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)一側(cè)的負(fù)荷小，盡管可以增大行星齒輪的齒數(shù)、減少中心齒輪的齒數(shù)，但由于與最終級(jí)的行星齒輪的齒數(shù)相配合，減速齒輪機(jī)構(gòu)整體的減速比不能發(fā)揮良好的效率，從而導(dǎo)致電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重量、大小、零件個(gè)數(shù)增大。
而且，上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由于將桿的工作角度作為軸的工作角度而間接地進(jìn)行檢測(cè)，所以需要桿、傳動(dòng)齒輪等很多零件，不僅使構(gòu)造復(fù)雜化，還產(chǎn)生執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身大型化、重量化的問(wèn)題。而且，如果零件個(gè)數(shù)增多，相應(yīng)的各個(gè)零件的公差被累積，誤差變大，根據(jù)凸輪和限位開(kāi)關(guān)決定的停止位置精度的誤差變大，從而導(dǎo)致由開(kāi)度顯示板顯示的工作角度的顯示誤差變大，產(chǎn)生可靠性降低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，其目的是提供一種實(shí)現(xiàn)零件個(gè)數(shù)的減少和簡(jiǎn)潔化、共同性，且旋轉(zhuǎn)軸的工作角度的檢測(cè)誤差小、可靠性高的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
為達(dá)到上述目的，第1發(fā)明的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其設(shè)置在箱體內(nèi)；行星齒輪機(jī)構(gòu)，其包括多級(jí)層積中心齒輪以及行星齒輪而構(gòu)成的行星齒輪單元、和與上述行星齒輪嚙合的內(nèi)齒輪，通過(guò)該行星齒輪機(jī)構(gòu)對(duì)上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)減速并傳遞到旋轉(zhuǎn)軸，其中，上述行星齒輪單元由共用內(nèi)齒輪的、行星齒輪的個(gè)數(shù)越是接近上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的單元越減少的、至少2種行星齒輪單元構(gòu)成。
第2發(fā)明的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其設(shè)置在箱體內(nèi)；行星齒輪機(jī)構(gòu)，其包括多級(jí)層積中心齒輪以及行星齒輪而構(gòu)成的行星齒輪單元、和與上述行星齒輪嚙合的內(nèi)齒輪，通過(guò)該行星齒輪機(jī)構(gòu)對(duì)上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)減速并傳遞到旋轉(zhuǎn)軸，其中，上述行星齒輪單元由減速比增大的至少2種行星齒輪單元構(gòu)成，其共用內(nèi)齒輪并且越接近上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的單元行星齒輪的齒數(shù)越多、中心齒輪的齒數(shù)越少。
第3發(fā)明中，具有齒輪箱，該齒輪箱在內(nèi)壁上形成有內(nèi)齒輪，該齒輪箱是收納驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和行星齒輪機(jī)構(gòu)的箱體，并且構(gòu)成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的外殼。
第4發(fā)明中，包括連接旋轉(zhuǎn)軸和行星齒輪機(jī)構(gòu)、并與上述旋轉(zhuǎn)軸一體轉(zhuǎn)動(dòng)的連接部件；通過(guò)該連接部件的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)上述旋轉(zhuǎn)軸的工作角度的工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，上述工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)被設(shè)置在收納上述行星齒輪機(jī)構(gòu)的箱體中。
第5發(fā)明中，上述工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括最大轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置，其在上述連接部件的最大轉(zhuǎn)動(dòng)位置產(chǎn)生第1輸出，在除此以外的轉(zhuǎn)動(dòng)位置中產(chǎn)生第2輸出；最小轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置，其在上述連接部件的最小轉(zhuǎn)動(dòng)位置產(chǎn)生第1輸出，在除此以外的轉(zhuǎn)動(dòng)位置產(chǎn)生第2輸出；可自由擺動(dòng)的杠桿部件，其在上述連接部件轉(zhuǎn)動(dòng)到最大轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，通過(guò)該連接部件受到按壓力，并將該按壓力傳遞到上述最大轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置；在上述連接部件轉(zhuǎn)動(dòng)到最小轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，通過(guò)該連接部件受到按壓力，并將該按壓力傳遞到上述最小轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置。
第6發(fā)明中，上述最大轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置和上述最小轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置由隔著上述杠桿部件而相向設(shè)置的2個(gè)限位開(kāi)關(guān)構(gòu)成。
在第1發(fā)明中，著眼于使施加于行星齒輪的負(fù)荷越接近驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)軸則負(fù)荷越低，由于使各級(jí)行星齒輪的數(shù)量在越接近驅(qū)動(dòng)馬達(dá)一側(cè)的單元中越少，可以減少行星齒輪的數(shù)量，從而可以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輕量化以及成本的降低。
在第2發(fā)明中，由于對(duì)越接近驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的行星齒輪單元越增大其行星齒輪的齒數(shù)，而減少中心齒輪的齒數(shù)，從而可以實(shí)現(xiàn)輕量化、小型化以及成本的降低。
在第3發(fā)明中，由于齒輪箱收納驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，并且構(gòu)成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的外殼，因此可以實(shí)現(xiàn)零件的共用，使外殼本身小型、輕量化。而且，檢測(cè)部或旋轉(zhuǎn)軸等的定位也變得容易。
在第4發(fā)明中，由于直接連接到旋轉(zhuǎn)軸的連接部件的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)設(shè)置于箱體中的工作角度檢測(cè)裝置檢測(cè)，則旋轉(zhuǎn)軸與工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)之間沒(méi)有中間零件、沒(méi)有零件個(gè)數(shù)，可以減少零件個(gè)數(shù)，而且可以減小檢測(cè)誤差、提高可靠性。
在第5發(fā)明中，可以以同一杠桿部件兼作將連接部件的轉(zhuǎn)動(dòng)傳達(dá)到最大轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置的部件以及將連接部件的轉(zhuǎn)動(dòng)傳達(dá)到最小轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)裝置的部件。
在第6發(fā)明中，可以由相互相向的2個(gè)限位開(kāi)關(guān)和可自由擺動(dòng)的杠桿部件構(gòu)成工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)。


圖1為表示本發(fā)明的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖。
圖2為同一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)成零件的分解立體圖。
圖3(a)～(c)為殼體的主視圖、俯視圖以及右側(cè)視圖。
圖4(a)～(c)為聯(lián)軸器的俯視圖、主視圖以及仰視圖。
圖5(a)、(b)為表示閥開(kāi)度為0％時(shí)的回轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的ON、OFF狀態(tài)的俯視圖以及主視圖。
圖6(a)、(b)為表示閥開(kāi)度為50％時(shí)的回轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的ON、OFF狀態(tài)的俯視圖以及主視圖。
圖7(a)、(b)為表示閥開(kāi)度為100％時(shí)的回轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的ON、OFF狀態(tài)的俯視圖以及主視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)附圖所示的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為表示本發(fā)明的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施方式的剖視圖；圖2為同一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)成零件的分解立體圖；圖3(a)～(c)為殼體的主視圖、俯視圖以及右側(cè)視圖；圖4(a)～(c)為聯(lián)軸器俯視圖、主視圖以及仰視圖；圖5(a)、(b)為表示閥開(kāi)度為0％時(shí)的回轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的ON、OFF狀態(tài)的俯視圖以及主視圖；圖6(a)、(b)為表示閥開(kāi)度為50％時(shí)的回轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的ON、OFF狀態(tài)的俯視圖以及主視圖；圖7(a)、(b)為表示閥開(kāi)度為100％時(shí)的回轉(zhuǎn)位置檢測(cè)裝置的ON、OFF狀態(tài)的俯視圖以及主視圖。
在圖1中，1是作為控制對(duì)象的球閥，2是驅(qū)動(dòng)控制球閥1并調(diào)整閥開(kāi)度的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
上述球閥1是以往公知的雙向球閥，并具有旋轉(zhuǎn)軸3，其貫通一體突出設(shè)置于閥本體4上部的圓筒部4A，其上端部被連接到上述電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)2，在下端側(cè)設(shè)置有用于控制在球閥1內(nèi)流動(dòng)的流體的流量的球塞(未圖示)。球塞的全工作角為90°，全閉角為-45°，全開(kāi)角為+45°。
在圖1～圖4中，上述電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)2包括外殼6，其通過(guò)軛鐵5可裝拆地設(shè)置在上述圓筒部4A上；工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)13，其用于檢測(cè)被收納于該外殼6內(nèi)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11、減速齒輪機(jī)構(gòu)12、以及上述旋轉(zhuǎn)軸3的工作角度。
上述軛鐵5定位于一體設(shè)在上述圓筒部4A上端的凸緣部4B上而被設(shè)置，通過(guò)卡合元件15以可拆卸的方式被固定。在軛鐵5的底面上，一體地突出設(shè)置有多個(gè)定位銷(xiāo)16，通過(guò)將這些定位銷(xiāo)16嵌合在形成于凸緣部4B的上表面的凹部17中，將軛鐵5定位于凸緣部4B上。
上述卡合元件15嵌入并固定在上述軛鐵5的內(nèi)部，包括卡合部，其卡合于設(shè)置在凸緣部4B的卡合部(未圖示)；操作柄18，其相對(duì)于凸緣部4B對(duì)卡合元件15進(jìn)行卡合。操作柄18從形成于軛鐵5下部的開(kāi)口部20向外部突出，當(dāng)對(duì)該操作柄18向水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)操作、解除凸緣部4B與卡合元件15的卡合狀態(tài)時(shí)，可以將軛鐵5從凸緣部4B上取下。
上述外殼6包括上箱體21，其收納上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11以及工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)13；環(huán)22，其被嵌裝于該上箱體21的下端部外周面上；齒輪箱23，其收納上述減速齒輪機(jī)構(gòu)12。
上述上箱體21與環(huán)22以及齒輪箱23一同被以可裝拆的方式固定在上述軛鐵5的上表面，下表面?zhèn)乳_(kāi)口部被上述齒輪箱23覆蓋。
齒輪箱23在內(nèi)部收納有上述減速齒輪機(jī)構(gòu)12，且外周緣部固定于上述軛鐵5的上表面，并且上端側(cè)開(kāi)口部23a被安裝板24封閉。齒輪箱23的下端側(cè)開(kāi)口部23b形成有軸孔，其以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式軸支撐下述的行星齒輪架43。
上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11被設(shè)置于上述齒輪箱23的安裝板24上而位于上箱體21內(nèi)。而且，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11朝向下方被設(shè)置在安裝板24上，由此驅(qū)動(dòng)軸25貫穿設(shè)置在安裝板24上的插通孔而插入齒輪箱23內(nèi)，在其插入端部固定有將驅(qū)動(dòng)軸25的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到上述減速齒輪機(jī)構(gòu)12的小齒輪26。
上述減速齒輪機(jī)構(gòu)12由二級(jí)層積的第1、第2行星齒輪單元U1、U2和上述行星齒輪架43等構(gòu)成，并被收納于上述齒輪箱23中。
位于上方、靠近驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11的驅(qū)動(dòng)軸25的第1行星齒輪單元U1由中心齒輪30、3個(gè)行星齒輪31、行星齒輪架32和內(nèi)齒輪40(圖3(b))等構(gòu)成。在從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11向行星齒輪單元U1的嚙合傳遞中，存在有二級(jí)齒輪27(27a、27b)和齒輪29。二級(jí)齒輪27的第1齒輪27a與上述小齒輪26嚙合，第2齒輪27b與上述齒輪29嚙合。中心齒輪30是與齒輪29一體形成的，行星齒輪31分別與其嚙合。各行星齒輪31通過(guò)突出設(shè)置于第1行星齒輪架32上表面的3根支撐銷(xiāo)33而分別被以可旋轉(zhuǎn)的方式軸支撐。而且，在第1行星齒輪架32的中央，直立設(shè)置有以可旋轉(zhuǎn)的方式軸支撐上述齒輪29的軸銷(xiāo)34。
位于下方、靠近上述球閥1的旋轉(zhuǎn)軸3的第2行星齒輪單元U2由中心齒輪38、分別與該中心齒輪38嚙合的4個(gè)行星齒輪39、與這些行星齒輪39嚙合的上述內(nèi)齒輪40以及第2行星齒輪架43等構(gòu)成。中心齒輪38一體設(shè)置在上述第1行星齒輪架32的下表面。各行星齒輪39通過(guò)突出設(shè)置于上述第2行星齒輪架43的軸銷(xiāo)44被分別以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式軸支撐。而且，行星齒輪39被形成為比第1行星齒輪單元U1的行星齒輪31的齒寬厚。這是因?yàn)?，越是接近球閥1的旋轉(zhuǎn)軸3的行星齒輪單元，其對(duì)中心齒輪施加的負(fù)荷越大，因此將行星齒輪39的齒寬增厚以使其承擔(dān)負(fù)荷(降低表面壓強(qiáng))。上述內(nèi)齒輪40由形成于上述齒輪箱23的內(nèi)壁的固定齒輪構(gòu)成，上述行星齒輪31、39都與之相嚙合。
上述行星齒輪架43，具有一體突出設(shè)置于其下表面的圓筒狀軸部43A，該軸部43A通過(guò)形成于上述齒輪箱23的下表面的軸孔23b被以可旋轉(zhuǎn)的方式軸支撐。而且，在軸部43A的內(nèi)表面?zhèn)刃纬捎墟I槽46，配設(shè)于上述齒輪箱23下方的聯(lián)軸器47的花鍵齒48嚙合在該鍵槽46中。
上述聯(lián)軸器47是通過(guò)聯(lián)結(jié)上述旋轉(zhuǎn)軸3和上述減速齒輪機(jī)構(gòu)12而將被減速齒輪機(jī)構(gòu)12減速的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)傳遞到旋轉(zhuǎn)軸3的傳遞部件，為限制旋轉(zhuǎn)而與設(shè)置于上述旋轉(zhuǎn)軸3上端的棱柱部3a相嵌合，在上表面中央部設(shè)置有上述花鍵齒48。而且，在聯(lián)軸器47上設(shè)置有手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)軸3來(lái)調(diào)整工作角度時(shí)所使用的操作手柄50；使上述工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)13的杠桿部件54傾斜的兩個(gè)操作部51、52。操作部51、52是由設(shè)在聯(lián)軸器47的圓筒部47A上的階梯部構(gòu)成的。操作部51和52被設(shè)置為在圓筒部47A的圓周方向上間隔約95°。
上述工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)13由上述杠桿部件54以及通過(guò)該杠桿部件54的傾斜而被ON、OFF的2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置60、61構(gòu)成。作為轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置60、61使用常閉型微型開(kāi)關(guān)。杠桿部件54被以能夠向圖3(a)中齒輪箱23的左右方向(箭頭A、B方向)傾斜的方式直立設(shè)置，在上述聯(lián)軸器47的操作部51、52的任何一個(gè)均未與其抵接的狀態(tài)下，杠桿部件54基本上垂直地直立，維持相對(duì)于上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置60、61的任意一個(gè)的非接觸狀態(tài)。這樣的杠桿部件54通過(guò)其下端附近被以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式軸支撐、借助彈性部件被保持在通常中點(diǎn)位置，從而構(gòu)成自動(dòng)復(fù)位式杠桿。
上述轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置60、61同樣配設(shè)在上述齒輪箱23上，其隔著上述杠桿部件54、接近其傾斜方向而相向設(shè)置。而且，2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置60、61中，在圖5(a)中位于右側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置60在上述聯(lián)軸器47的圖5所示的最小轉(zhuǎn)動(dòng)位置(閥的閥開(kāi)度為0％時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置)上，通過(guò)被上述杠桿部件54按壓而變?yōu)镺FF，從而停止對(duì)馬達(dá)11的向開(kāi)度減小方向的通電。在除此以外的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，其為ON狀態(tài)、構(gòu)成最小轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置。這時(shí)，位于左側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置61保持ON的狀態(tài)。
位于左側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置61，在上述聯(lián)軸器47的圖7所示的最大轉(zhuǎn)動(dòng)位置(閥開(kāi)度為100％時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置)上，通過(guò)被上述杠桿部件54按壓而變?yōu)镺FF，從而阻斷對(duì)馬達(dá)11的向開(kāi)度增大方向的通電。在除此以外的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，其為ON狀態(tài)、構(gòu)成最大轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置。這時(shí)，位于左側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置60保持ON(導(dǎo)通)的狀態(tài)。并且，當(dāng)閥開(kāi)度為全閉、全開(kāi)以外的中間開(kāi)度時(shí)，由于杠桿部件54不能因聯(lián)軸器47的操作部51、52的任意一個(gè)而傾斜，所以轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置60、61都保持ON(導(dǎo)通)的狀態(tài)。
以下，對(duì)由上述構(gòu)造構(gòu)成的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)2的工作進(jìn)行說(shuō)明。
根據(jù)來(lái)自控制部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11時(shí)，其驅(qū)動(dòng)軸25的旋轉(zhuǎn)在通過(guò)減速齒輪機(jī)構(gòu)12被減速之后，通過(guò)聯(lián)軸器47被傳遞到球閥1的旋旋轉(zhuǎn)軸3。即，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)其驅(qū)動(dòng)軸25的旋轉(zhuǎn)通過(guò)小齒輪26被傳遞到二級(jí)齒輪27。而且，二級(jí)齒輪27的旋轉(zhuǎn)通過(guò)齒輪29被傳遞到中心齒輪30，由此中心齒輪30旋轉(zhuǎn)而使3個(gè)行星齒輪31旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)行星齒輪31因中心齒輪30的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，其沿內(nèi)齒輪40公轉(zhuǎn)而使第一行星齒輪架32旋轉(zhuǎn)，減速中心齒輪30的旋轉(zhuǎn)。而且，當(dāng)行星齒輪31沿內(nèi)齒輪40公轉(zhuǎn)時(shí)，中心齒輪38也旋轉(zhuǎn)，使4個(gè)行星齒輪39旋轉(zhuǎn)。這些行星齒輪39沿內(nèi)齒輪40公轉(zhuǎn)，使第2行星齒輪架43旋轉(zhuǎn)從而減速中心齒輪38的旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步，該第2行星齒輪架43的旋轉(zhuǎn)通過(guò)鍵槽46和花鍵齒48被傳動(dòng)到聯(lián)軸器47，因此聯(lián)軸器47和旋轉(zhuǎn)軸3一體轉(zhuǎn)動(dòng)，由此調(diào)整球閥1的閥開(kāi)度。另外，關(guān)于減速齒輪機(jī)構(gòu)12的減速比，使輸入側(cè)和輸出側(cè)的減速比為997∶1，使2個(gè)行星齒輪單元U1、U2滿足1/6×1/5.3＝1/32。
第1、第2行星齒輪單元U1、U2的齒數(shù)和減速比的示例分別如以下的表1、表2所示。表1是權(quán)利要求1記載的實(shí)施方式中的齒數(shù)和減速比的一個(gè)示例。表2是使行星齒輪和中心齒輪的齒數(shù)越是接近驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的單元(級(jí))就越少的權(quán)利要求2記載的實(shí)施方式中的齒數(shù)和減速比的示例。
表1

表2

當(dāng)上述旋轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)13檢測(cè)旋轉(zhuǎn)軸3的工作角度。即，在球閥1的閥開(kāi)度為50％的狀態(tài)(旋轉(zhuǎn)軸3的工作角度＝0°)時(shí)，杠桿部件54如圖6(b)所示基本上垂直地直立而位于轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置60和轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置61的中間，不與聯(lián)軸器47的2個(gè)操作部51、52接觸。因此，2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置60、61的任意一個(gè)都不接觸杠桿部件54，維持ON(導(dǎo)通)狀態(tài)。
旋轉(zhuǎn)軸3從閥開(kāi)度50％的狀態(tài)向閉方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，聯(lián)軸器47也與旋轉(zhuǎn)軸3一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，旋轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定角度(-45°)時(shí)，聯(lián)軸器47的一個(gè)操作部51與杠桿部件54的下端部相抵接將其按壓，使杠桿部件54如圖5(b)所示地傾斜。因此，杠桿部件54按壓轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置60的按鈕而使轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置60變?yōu)镺FF，由此阻斷全開(kāi)方向側(cè)的通電，使驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11的驅(qū)動(dòng)停止。這時(shí)，球閥1為全閉狀態(tài)。
另一方面，旋轉(zhuǎn)軸3從閥開(kāi)度50％的狀態(tài)向開(kāi)方向轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定角度(45°)時(shí)，聯(lián)軸器47的操作部52如圖7(b)所示推壓杠桿部件54使其傾斜。因此，杠桿部件54推壓轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置61的按鈕而使轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置61變?yōu)镺FF，由此阻斷全開(kāi)方向側(cè)的通電，使驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11的驅(qū)動(dòng)停止。這時(shí)，球閥1為全開(kāi)狀態(tài)。
在上述的本發(fā)明中，施加于各行星齒輪單元U1、U2的行星齒輪31、39的負(fù)荷在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11一側(cè)小，而向球閥1一側(cè)變大，因此以球閥1一側(cè)的行星齒輪單元U2為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11一側(cè)的行星齒輪單元U1的減速比比與之共用內(nèi)齒輪的第2行星齒輪單元U2大，并且，行星齒輪31的齒寬比行星齒輪單元U2的行星齒輪39的齒寬薄，由于使行星齒輪31的個(gè)數(shù)為3個(gè)、比行星齒輪39的個(gè)數(shù)少一個(gè)，可以提高減速齒輪機(jī)構(gòu)12整體的減速效率，并且可以減少行星齒輪32的個(gè)數(shù)，而且由此可以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身的小型化和重量的減輕。
而且，因?yàn)槭占{減速齒輪機(jī)構(gòu)12的齒輪箱23與收納驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11的上箱體21一同構(gòu)成執(zhí)行機(jī)構(gòu)2的外殼6，所以實(shí)現(xiàn)了零件的共用性，與聯(lián)軸器47的軸結(jié)合變得可以容易地實(shí)現(xiàn)，不需要連接部因而可實(shí)現(xiàn)小型化。
而且，在本發(fā)明中，由于安裝在球閥1的旋轉(zhuǎn)軸3上的聯(lián)軸器47的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)設(shè)置于齒輪箱23中的2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置60、61進(jìn)行檢測(cè)，因此，與上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比，構(gòu)造簡(jiǎn)單，可以減少?gòu)男D(zhuǎn)軸3到工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)13的途中存在的零件，從而可以提高工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)13的檢測(cè)精度以及可靠性。
而且，在本發(fā)明中，將聯(lián)軸器47的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置60、61的部件兼用1根杠桿部件54，將齒輪箱23兼用于減速齒輪機(jī)構(gòu)12的收納以及工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)13的安裝，這一點(diǎn)也可以減少零件個(gè)數(shù)。
并且，在上述實(shí)施方式中，例示了使用行星齒輪個(gè)數(shù)不同的2種行星齒輪單元U1、U2的示例，也可以適用于不限于此的2種以上的行星齒輪單元。
工業(yè)實(shí)用性以上例示了本發(fā)明涉及的執(zhí)行機(jī)構(gòu)適用于球閥的示例，也可以適用于不限于此的各種閥，而且當(dāng)然也可以在除閥以外的裝置、例如燃燒裝置或?qū)ε判构艿呐艢饪谶M(jìn)行開(kāi)閉的調(diào)節(jié)器等中使用，還可以作為減速機(jī)構(gòu)一體的齒輪電動(dòng)機(jī)的齒輪單元單體使用。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其設(shè)置在箱體內(nèi)；行星齒輪機(jī)構(gòu)，其包括多級(jí)層積中心齒輪以及行星齒輪而構(gòu)成的行星齒輪單元、和與上述行星齒輪嚙合的內(nèi)齒輪，通過(guò)該行星齒輪機(jī)構(gòu)對(duì)上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)減速并傳遞到旋轉(zhuǎn)軸，其特征在于，上述行星齒輪單元由共用內(nèi)齒輪的、行星齒輪的個(gè)數(shù)越是接近上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的單元越減少的、至少2種行星齒輪單元構(gòu)成。
2.一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其設(shè)置在箱體內(nèi)；行星齒輪機(jī)構(gòu)，其包括多級(jí)層積中心齒輪以及行星齒輪而構(gòu)成的行星齒輪單元、和與上述行星齒輪嚙合的內(nèi)齒輪，通過(guò)該行星齒輪機(jī)構(gòu)對(duì)上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)減速并傳遞到旋轉(zhuǎn)軸，其特征在于，上述行星齒輪單元由減速比增大的至少2種行星齒輪單元構(gòu)成，其共用內(nèi)齒輪并且越接近上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的單元行星齒輪的齒數(shù)越多、中心齒輪的齒數(shù)越少。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，具有齒輪箱，該齒輪箱在內(nèi)壁上形成有內(nèi)齒輪，該齒輪箱是收納驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和行星齒輪機(jī)構(gòu)的箱體，并且構(gòu)成調(diào)節(jié)器的外殼。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括連接旋轉(zhuǎn)軸和行星齒輪機(jī)構(gòu)、并與上述旋轉(zhuǎn)軸一體轉(zhuǎn)動(dòng)的連接部件；通過(guò)該連接部件的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)上述旋轉(zhuǎn)軸的工作角度的工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)；上述工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)被設(shè)置在收納上述行星齒輪機(jī)構(gòu)的箱體中。
5.如權(quán)利要求4所述的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，上述工作角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括最大轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置，其在上述連接部件的最大轉(zhuǎn)動(dòng)位置產(chǎn)生第1輸出，在除此以外的轉(zhuǎn)動(dòng)位置中產(chǎn)生第2輸出；最小轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置，其在上述連接部件的最小轉(zhuǎn)動(dòng)位置產(chǎn)生第1輸出，在除此以外的轉(zhuǎn)動(dòng)位置產(chǎn)生第2輸出；可自由擺動(dòng)的杠桿部件，其在上述連接部件轉(zhuǎn)動(dòng)到最大轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，通過(guò)該連接部件受到按壓力，并將該按壓力傳遞到上述最大轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置；在上述連接部件轉(zhuǎn)動(dòng)到最小轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，通過(guò)該連接部件受到按壓力，并將該按壓力傳遞到上述最小轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，上述最大轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置和上述最小轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測(cè)裝置由隔著上述杠桿部件而相向設(shè)置的2個(gè)限位開(kāi)關(guān)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)零件個(gè)數(shù)的減少和共同化，且可以小型化、輕量化的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由上箱體(21)和齒輪箱(23)形成電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(2)的外殼(6)，在上箱體(21)內(nèi)配置驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(11)。另一方面，在齒輪箱(23)中，收納由層積的2個(gè)行星齒輪單元(U1、U2)構(gòu)成的減速齒輪機(jī)構(gòu)(12)。而且，使靠近驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(11)的行星齒輪單元(U1)的行星齒輪(31)的個(gè)數(shù)比靠近旋轉(zhuǎn)軸(3)的行星齒輪單元(U2)的行星齒輪(39)的個(gè)數(shù)少。
文檔編號(hào)F16K37/00GK1952459SQ200610151459
公開(kāi)日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者關(guān)根浩一, 猿渡亮 申請(qǐng)人:株式會(huì)社山武