(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作機の本体に入力軸及び出力軸を設け、
ハンドルによって回転する前記入力軸に太陽歯車を設け、
前記太陽歯車に噛合う遊星歯車を介してリング歯車を回転させ、
前記リング歯車の外周に偏心カムを設け、
前記偏心カムの外周に、内歯車の歯数より少ない歯を有する平歯車をその内周が嵌るように設け、
前記本体に前記内歯車を固定して、前記平歯車を前記内歯車に噛合わせ、
前記出力軸又は前記平歯車のいずれか一方にピンを、他方に前記ピンを嵌める孔を設け、
前記リング歯車が１回転すると、前記偏心カムによって、前記平歯車は前記内歯車との歯数差のぶんだけ回転し、その平歯車の回転は前記ピンと前記孔を介して前記出力軸に伝え、
前記出力軸と同じ方向に同じ回転角だけ回転する指針を設けたことを特徴とする多段歯車式手動操作機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボール弁やバタフライ弁等の手動操作機に関し、ハンドルの回転を減速してハンドルの回転と同方向に出力軸を駆動する多段歯車式手動操作機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボール弁やバタフライ弁用に、弁棒の真上にハンドルがある手動操作機が実用化されているが、それらの減速機構には差動歯車が使われている。減速機構に差動歯車を使うのは、減速比が大きく取れること、入出力軸が同軸であることもあるが、もう一つ理由がある。それは出力軸からは回せない、いわゆるセルフロックするように設計できることである。バタフライ弁は、流体が弁体を回すように作用し、また、閉弁状態では弁座から弁体を回すような力が作用する。従って出力軸が回ると開度が変わったり弁が開いたりしてしまう。そこで、セルフロックするように設計した差動歯車が使われるのである。
【０００３】
使われている作動歯車は１段減速である。１段であっても差動歯車であるために減速比は大きく取れるが、減速比の大きさには限界があり、それが出力トルクの限界を決めている。そのため、この限界を超えた大トルクの手動操作機は無かった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
弁棒の真上にハンドルがあり、ハンドル、指針、および出力軸が同じ方向に回り、大減速大トルクが得られるコンパクトな多段歯車式手動操作機を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
減速比を大きくするには、差動歯車の前か後に減速歯車を設ければ良い。本発明は出力軸側に差動歯車機構を用い、その前の入力軸側に遊星歯車機構を用いる。
【０００６】
ハンドルで駆動する入力軸に太陽歯車を設け、遊星歯車を介してリング歯車を回す（遊星歯車機構）。リング歯車の外周に偏心カムを設け、この偏心カムの外周に、平歯車をその内周が嵌まるように設ける。平歯車は内歯車より歯数が少なく（減速比を最大にするには１枚差にする）、偏心カムにより内歯車と噛合う位置にする（差動歯車機構）。
【０００７】
出力軸又は平歯車のいずれか一方にピンを、他方に前記ピンを嵌める孔を設け、平歯車の回転は、ピンと孔を介して出力軸に伝える。また、平歯車を挟んで出力軸の反対側にはピンを支えると共に出力軸の回転を伝える支持板が嵌められ、入力軸に嵌められた開度軸を介して操作機の外部で指針を回す。
【０００８】
減速比を更に大きくする場合は、上述の遊星歯車を２段にする。即ち、太陽歯車に遊星歯車大を噛合わせ（１段減速）、この遊星歯車大に遊星歯車小を取付け、この遊星歯車小とリング歯車を噛合わせる（２段減速）。リング歯車以降は上述の差動歯車につながる（合計３段減速）。
【０００９】
上述の支持板は、遊星歯車の軸も支えているが、遊星歯車を支える板を別に設けてもよく、この場合はこの板から開度軸を介して指針を回す。
【００１０】
本発明は上記のように構成されているので、ハンドルによって入力軸を右回転すると太陽歯車が右回転し、遊星歯車または遊星歯車大および小を左回転し、リング歯車も左回転し減速する。リング歯車に設けた偏心カムが左回転すると、平歯車と内歯車の噛合い点は左回転し、偏心カムの１回転で平歯車の最初の噛合い点は、平歯車と内歯車の歯数差だけ右に回転した位置に来る（１枚差の場合、平歯車は歯１枚だけ右に進む）。このようにして、リング歯車が１回転すると、偏心カムによって、平歯車は内歯車との歯数差のぶんだけ回転し、減速と共に入力軸と平歯車は同方向に回転する。
平歯車の回転はピンと孔を介して出力軸と指針に伝えられる。かくして、入力軸、出力軸および指針は同方向に回転し、且つ出力軸と指針は同じ角度で回転する。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明のごとく本発明によれば、例えば、遊星歯車機構で減速比１／１０、差動歯車機構で１／２００として、１／２０００の大減速比がえられるばかりでなく、差動歯車機構の減速比が大きいので歯車が大きくでき大トルクに耐え、大減速比大トルクの操作機が容易に得られる。また、太陽歯車の周りに内歯車まで並び力がモーメントを生ぜず伝達が安定しているばかりでなく、高さ方向が小さいのでコンパクトな操作機ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施例を図面により説明する。図１は本発明の一実施例を示す断面図である。図１の本体１はその下面２で弁の本体（図示せず）に固定されている。出力軸３は弁棒挿入孔４に弁棒（図示せず）が挿入され、弁棒に回転を伝える。内歯車５は、ふた６と共に複数のボルト７により本体１に固定されている。
【００１３】
ハンドル（図示せず）で回すキャップ８は入力軸９にピン１０で取付けられ、入力軸９は中間部１１が開度軸１２で下方１３が出力軸３で回転可能に支えられ、太陽歯車１４を回す。太陽歯車１４に噛合う遊星歯車１５は上方１６を支持板１７で下方１８を出力軸３で回転可能に支えられ、リング歯車１９と噛合っている。リング歯車１９は上を支持板１７で、下と内面２０を出力軸３で回転可能に支えられ、外周は偏心カム２１で内面２０に対し偏心した円筒面である。平歯車２２は内歯車５より歯数が少ない歯車で、内周は偏心カム２１に嵌められ、上下は支持板１７と出力軸３で支えられている。偏心カム２１の偏心量は内歯車５と平歯車２２が噛合う偏心量である。
【００１４】
平歯車２２には出力軸３に取付けたピン２３を嵌める孔２４があり、ピン２３と孔２４の隙間は偏心カム２１の偏心量の約２倍である。ピン２３と孔２４は４組以上設ける。ピン２３の上端には支持板１７が取付けられている。支持板１７はニードル２５で開度軸１２につながり、開度軸１２には指針２６が取付けられ、ふた６にある目盛２７を指す。
【００１５】
本発明は上記のように構成されているので、ハンドルによって入力軸９を右回転すると太陽歯車１４が右回転し、遊星歯車１５を左回転し、リング歯車１９も左回転し減速する。リング歯車１９に設けた偏心カム２１が左回転すると、平歯車２２の噛合い点は左回転し、偏心カム２１の１回転で平歯車２２の最初の噛合い点は、平歯車２２と内歯車５の歯数差だけ右に回転した位置に来る（１枚差の場合、平歯車２２は歯１枚だけ右に進む）。このようにして減速と共に入力軸９と平歯車２２は同方向に回転する。
【００１６】
平歯車２２の回転はピン２３と孔２４を介して出力軸３に伝えられ、また、ピン２３から支持板１７、ニードル２５、開度軸１２を経由して指針２６に伝えられる。このようにして、平歯車２２、出力軸３および指針２６は同方向に回転する。その結果、入力軸９、出力軸３および指針２６は同方向に回転し、指針２６は出力軸３と同じ回転角だけ回転する。
【００１７】
図２は遊星歯車の２段減速の一実施例である。入力軸９に設けた太陽歯車１４は遊星歯車大１５１と噛合い（１段減速）、この遊星歯車大１５１に遊星歯車小１５２を取付ける。遊星歯車小１５２はリング歯車１９に噛合う（２段減速）。リング歯車１９以降は上述の差動歯車機構に繋がっている。遊星歯車大１５１と遊星歯車小１５２は同じ方向に回転するので、入力軸９とリング歯車１９の回転方向は図１のものと同じである。
【００１８】
遊星歯車大１５１の上方１６は遊星支持板２８で、遊星歯車小１５２の下方１８は出力軸３で回転可能に支えられている。遊星支持板２８は遊星歯車の間で出力軸３に設けたピン（ピン２３に似た形状のピン。図示せず）で支えられている。遊星支持板２８は出力軸３の回転を、ニードル２５、開度軸１２を経由して指針２６に伝える。このようにして出力軸３と指針２６は同方向、同角度だけ回転する。
【００１９】
上述の実施例において、内歯車５は本体１と別になっているが、本体１またはふた６と一体に作ってもよく、出力軸３は一体に作られているが、弁棒挿入孔４の上部２９を別に作り出力軸３に取付けてもよい。また、ピン２３は出力軸３に取付けられているが、これを平歯車２２に取付け、孔２４を出力軸３に設けてもよい。
【００２０】
リング歯車１９と偏心カム２１は一体に作られているが、分けて組立ててもよい。また、図１は支持板１７で遊星歯車１５の上方１６を支えているが、支持板１７を図２のように遊星支持板２８に分けてもよく、遊星支持板２８を開度軸１２と一体に作りニードル２５を省いてもよい。
【００２１】
以上説明のごとく本発明によれば、例えば、遊星歯車機構で減速比１／１０、差動歯車機構で１／２００として、１／２０００の大減速比がえられるばかりでなく、差動歯車機構の減速比が大きいので歯車が大きくでき大トルクに耐え、大減速比大トルクの操作機が容易に得られる。また、太陽歯車の周りに内歯車まで並び力がモーメントを生ぜず伝達が安定しているばかりでなく、高さ方向が小さいのでコンパクトな操作機ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の２段減速の一実施例を示す駆動装置を示す断面図である。
【図２】本発明の３段減速の一実施例の２段減速部分を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１本体 ３出力軸 ５内歯車 ６ふた ９入力軸  １１中間部１２開度軸
１４太陽歯車 １５遊星歯車 １７支持板 １９リング歯車 ２１偏心カム
２２平歯車 ２３ピン ２６指針 ２７開度目盛 ２８遊星支持板
【図１】
0004435555.tif 000002
【図２】
0004435555.tif 000003