特許 6910065 アクチュエータ及び流量制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6910065

(24)【登録日】2021年7月8日

(45)【発行日】2021年7月28日

(54)【発明の名称】アクチュエータ及び流量制御装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/16 20060101AFI20210715BHJP

   F16K 31/53 20060101ALI20210715BHJP

【ＦＩ】

   F16H1/16 Z

   F16K31/53

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-227355(P2017-227355)

(22)【出願日】2017年11月28日

(65)【公開番号】特開2019-95037(P2019-95037A)

(43)【公開日】2019年6月20日

【審査請求日】2020年6月2日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ▲１▼公開日 平成２９年９月１日 ▲２▼公開場所 洞爺サンパレスリゾート＆スパ（北海道有珠郡壮瞥町字洞爺湖温泉７−１）

(73)【特許権者】

【識別番号】390001166

【氏名又は名称】株式会社エム・システム技研

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100176658

【弁理士】

【氏名又は名称】和田 謙一郎

(72)【発明者】

【氏名】龍田 武志

【審査官】 前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５８−１３１４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２６５５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ １／１６

Ｆ１６Ｋ ３１／５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータ部から供給される回転力を伝達する第１回転力伝達部と、
手動ハンドル部から供給される回転力を用いて回転するウォームと、前記ウォームから供給される回転力を用いて回転するウォームホイールとを有する第２回転力伝達部と、
前記モータ部が駆動しているとき前記第１回転力伝達部から供給される回転力を出力部に伝達し、前記手動ハンドル部が駆動しているとき前記ウォームホイールから供給される回転力を前記出力部に伝達する第３回転力伝達部とを備え、
前記第３回転力伝達部は、
前記第１回転力伝達部からの回転力を受ける入力側歯車部と、
前記出力部に歯合する出力側歯車部と、
前記入力側歯車部及び前記出力側歯車部を繋ぐ回転軸と、
を有し、
前記回転軸は、前記回転軸の回転軸線周りに回転可能なように前記ウォームホイールに通されており、
前記入力側歯車部及び前記出力側歯車部は、前記回転軸の回転軸線方向において、前記ウォームホイールの互いに反対側に位置しており、
前記ウォーム及び前記ウォームホイールは、前記ウォーム側から前記ウォームホイール側に回転力を伝達するときにはセルフロックがかからず、前記ウォームホイール側から前記ウォーム側に回転力を伝達するときにはセルフロックがかかる形状を有する、
アクチュエータ。

【請求項2】

モータ部から供給される回転力を伝達する第１回転力伝達部と、
手動ハンドル部から供給される回転力を用いて回転するウォームと、前記ウォームから供給される回転力を用いて回転するウォームホイールとを有する第２回転力伝達部と、
前記モータ部が駆動しているとき前記第１回転力伝達部から供給される回転力を出力部に伝達し、前記手動ハンドル部が駆動しているとき前記ウォームホイールから供給される回転力を前記出力部に伝達する第３回転力伝達部とを備え、
前記第３回転力伝達部は、
前記第１回転力伝達部からの回転力を受ける入力側歯車部と、
前記出力部に歯合する出力側歯車部と、
前記入力側歯車部及び前記出力側歯車部を繋ぐ回転軸と、
を有し、
前記回転軸は、前記回転軸の回転軸線周りに回転可能なように前記ウォームホイールに通されており、
前記入力側歯車部及び前記出力側歯車部は、前記回転軸の回転軸線方向において、前記ウォームホイールの互いに反対側に位置しており、
前記モータ部が駆動しているとき、前記ウォーム及び前記ウォームホイールは歯合しており且つ前記モータ部から供給される回転力の少なくとも一部によって前記ウォームは回転しない、
アクチュエータ。

【請求項3】

モータ部から供給される回転力を伝達する第１回転力伝達部と、
手動ハンドル部から供給される回転力を用いて回転するウォームと、前記ウォームから供給される回転力を用いて回転するウォームホイールとを有する第２回転力伝達部と、
前記モータ部が駆動しているとき前記第１回転力伝達部から供給される回転力を出力部に伝達し、前記手動ハンドル部が駆動しているとき前記ウォームホイールから供給される回転力を前記出力部に伝達する第３回転力伝達部とを備え、
前記第３回転力伝達部は、
前記第１回転力伝達部からの回転力を受ける入力側歯車部と、
前記出力部に歯合する出力側歯車部と、
前記入力側歯車部及び前記出力側歯車部を繋ぐ回転軸と、
を有し、
前記回転軸は、前記回転軸の回転軸線周りに回転可能なように前記ウォームホイールに通されており、
前記入力側歯車部及び前記出力側歯車部は、前記回転軸の回転軸線方向において、前記ウォームホイールの互いに反対側に位置しており、
前記ウォームホイールは、前記ウォームホイールの回転力の前記ウォームへの伝達を阻害するように、前記ウォームと歯合している、
アクチュエータ。

【請求項4】

前記モータ部はステッピングモータを含む、
請求項１〜３の何れか一項に記載のアクチュエータ。

【請求項5】

請求項１〜４の何れか一項に記載のアクチュエータと、
前記アクチュエータに制御信号を供給する制御部と、
前記アクチュエータの駆動に応じて開閉するバルブと、
を有する流量制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アクチュエータ及び流量制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、出力部（出力軸）を動力（例えばモータ）によって回転させる場合と、マニュアルハンドルを用いて手動で回転させる場合とをクラッチギアによって切り替えるアクチュエータが開示されている。このようなアクチュエータは、例えばバルブの開閉に使用され得る。

【0003】

しかしながら、クラッチギアによって動力と手動とを切り替えるアクチュエータは、出力部が動力で回転しているときに、作業者が誤ってクラッチギアを切り替えると、マニュアルハンドルに動力が伝達され、作業者の意に反してマニュアルハンドルが回転してしまうおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実公昭６２−６２０７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、安全性の高いアクチュエータ及び流量制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面に係るアクチュエータは、モータ部から供給される回転力を伝達する第１回転力伝達部と、手動ハンドル部から供給される回転力を用いて回転するウォームと、上記ウォームから供給される回転力を用いて回転するウォームホイールとを有する第２回転力伝達部と、上記モータ部が駆動しているとき上記第１回転力伝達部から供給される回転力を出力部に伝達し、上記手動ハンドル部が駆動しているとき上記ウォームホイールから供給される回転力を上記出力部に伝達する第３回転力伝達部とを備え、上記ウォーム及び上記ウォームホイールは、上記ウォーム側から上記ウォームホイール側に回転力を伝達するときにはセルフロックがかからず、上記ウォームホイール側から上記ウォーム側に回転力を伝達するときにはセルフロックがかかる形状を有する。

【0007】

本発明の他の側面に係るアクチュエータは、モータ部から供給される回転力を伝達する第１回転力伝達部と、手動ハンドル部から供給される回転力を用いて回転するウォームと、上記ウォームから供給される回転力を用いて回転するウォームホイールとを有する第２回転力伝達部と、上記モータ部が駆動しているとき上記第１回転力伝達部から供給される回転力を出力部に伝達し、上記手動ハンドル部が駆動しているとき上記ウォームホイールから供給される回転力を上記出力部に伝達する第３回転力伝達部とを備え、上記モータ部が駆動しているとき、上記ウォーム及び上記ウォームホイールは歯合しており且つ上記モータ部から供給される回転力の少なくとも一部によって上記ウォームは回転しない。

【0008】

本発明の更に他の側面に係るアクチュエータは、モータ部から供給される回転力を伝達する第１回転力伝達部と、手動ハンドル部から供給される回転力を用いて回転するウォームと、上記ウォームから供給される回転力を用いて回転するウォームホイールとを有する第２回転力伝達部と、上記モータ部が駆動しているとき上記第１回転力伝達部から供給される回転力を出力部に伝達し、上記手動ハンドル部が駆動しているとき上記ウォームホイールから供給される回転力を上記出力部に伝達する第３回転力伝達部とを備え、上記ウォームホイールは、上記ウォームホイールの回転力の上記ウォームへの伝達を阻害するように、上記ウォームと歯合している。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、安全性の高いアクチュエータ及び流量制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、一実施形態に係るアクチュエータの斜視図である。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面の主要部の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態を説明する。同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。各図面における寸法、形状は、実際のものとは必ずしも同一ではない。

【0012】

図１及び図２に示したアクチュエータ１０は、例えば、流量制御装置に組み込まれる。流量制御装置は、アクチュエータ１０と、アクチュエータ１０に制御信号を供給する制御部（図示せず）と、バルブ（図示せず）とを有し、バルブの開閉によりバルブが取り付けられたパイプ（図示せず）の流量を制御する。断らない限り、上記流量制御部に組み込まれるアクチュエータ１０を説明する。このようなアクチュエータ１０は、バルブの弁軸に取り付けられ、バルブの開閉を行う。

【0013】

図１及び図２に示すように、アクチュエータ１０は、ケーシング１２と、出力軸（出力部）１４と、モータ部１６と、第１回転力伝達部１８と、第３回転力伝達部２０と、手動ハンドル部２２と、第２回転力伝達部２４と、を備える。アクチュエータ１０は、モータ部１６及び手動ハンドル部２２それぞれで生成された回転力によって出力軸１４を回転可能である。図１及び図２に示した構成に基づいてアクチュエータ１０を説明するが、アクチュエータ１０は、第１回転力伝達部１８と、第２回転力伝達部２４と、第３回転力伝達部２０と、を備えていればよい。

【0014】

ケーシング１２は中空体であり、ケーシング本体２６とカバー２８とを有する。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線の断面構成のうち、ケーシング本体２６の部分を主に拡大し且つ模式的に示している。ケーシング本体２６は有底筒状を有する。ケーシング本体２６の開口端部は、ケーシング内壁面に例えばねじ止めによって固定された支持プレート３０により閉じられている。カバー２８は有底筒状又はドーム状を有する。カバー２８には、流量制御装置が備える上記制御部によってアクチュエータ１０（具体的にはモータ部１６）を制御するための制御パネルが設けられてもよい。カバー２８は、例えばねじ止めによってケーシング本体２６に固定され得る。本実施形態では、ケーシング１２の中心軸線方向において、カバー２８の頂部側が上側であり、ケーシング本体２６の底部３２側が下側である。

【0015】

出力軸１４は、ケーシング本体２６の底部３２に形成された孔部３２ａに通されており、出力軸１４の下端部は、ケーシング１２から露出している。出力軸１４のうちケーシング１２から露出している下端部は、バルブの弁軸に嵌合する形状を有する。孔部３２ａの中心軸線は、出力軸１４の回転軸線Ｃ１と一致している。本実施形態において、出力軸１４の回転軸線Ｃ１はケーシング１２の中心軸線と一致している。

【0016】

出力軸１４は、底部３２に設けられた軸受３４Ａによって回転可能に支持されている。軸受３４Ａの例はボールベアリングである。ケーシング１２の防水のために、孔部３２ａは、シール部材３６でシールされてもよい。

【0017】

出力軸１４の上端部（下端部と反対側の端部）と下端部との間の所定位置には、第３回転力伝達部２０から供給される回転力を受けるための歯車部３８が設けられている。歯車部３８は、出力軸１４の外面に歯を形成することによって出力軸１４に設けられてもよいし、出力軸１４に歯車が挿入されることによって出力軸１４に設けられてもよい。

【0018】

出力軸１４の上端部には凹部１４ａが形成されており、凹部１４ａにシャフト４０の下端部（底部３２側の端部）が挿入されている。シャフト４０が出力軸１４に挿入されていることで、シャフト４０は出力軸１４と一体化している。よって、出力軸１４の回転に伴ってシャフト４０も回転する。シャフト４０と出力軸１４とが一体化していることから、シャフト４０は出力軸１４の一部とみなされ得る。シャフト４０の回転軸線（中心軸線）Ｃ２は出力軸１４の回転軸線Ｃ１と一致している。シャフト４０は凹部１４ａに例えば圧入されている。シャフト４０の下端部は、凹部１４ｃにローレット圧入されてもよい。

【0019】

シャフト４０は、例えば支持プレート３０に形成された孔部に、シャフト４０を回転可能に支持する軸受３４Ａを介して通される。この場合、シャフト４０の上端部（シャフト４０の下端部と反対側の端部）は支持プレート３０上に位置する。このような形態では、出力軸１４の回転状態をアクチュエータ１０の作業者（操作者）が把握するために、例えば、カバー２８の頂部（ケーシング本体２６と反対側の部分）に、作業者がシャフト４０の上端面を視認可能な窓部を形成してもよい。この際、窓部にシャフト４０の回転角度を把握するための目盛りを付与するとともに、例えば、シャフト４０の上端面に、上記目盛りを指し示す指標（例えば矢印等）を付与しておけばよい。

【0020】

モータ部１６はモータ４２を有しており、出力軸１４を駆動するための回転力を生成する。モータ４２は、例えば支持プレート３０の表面（カバー２８側の面）上に設けられ得る。モータ部１６（具体的にはモータ４２）は、流量制御装置が備える上記制御部によって駆動制御される。すなわち、アクチュエータ１０の一つのモード（モータ部１６による駆動モード）では、アクチュエータ１０は、制御部によって駆動される。モータ４２は例えば、定位置保持力を有するモータである。定位置保持力とは、例えばモータが回転していないときでも停止位置を保持する力である。定位置保持力を有するモータとしては、例えばステッピングモータ、超音波モータ等であってもよい。

【0021】

モータ部１６は、減速部４４を更に備える。減速部４４は、例えば支持プレート３０の表面上に設けられ得る。図２に示したように、モータ４２は減速部４４上に設けられてよい。減速部４４は、モータ４２の出力軸の回転を減速させる減速機構を有する。減速機構は、例えば歯車機構を用いて実現され得る。減速部４４で減速された回転によって減速部４４の出力軸（モータ部１６の出力軸に相当）４６が回転する。図２に示したように、減速部４４が支持プレート３０の表面上に設けられている形態では、出力軸４６の自由端が支持プレート３０の裏面（支持プレート３０の表面と反対側の面）側から露出するように、出力軸４６は、支持プレート３０に形成された孔部を通され得る。この場合、出力軸４６は、出力軸４６を回転可能な軸受を介して上記孔部に通されてもよい。出力軸４６の自由端には歯車部４８が設けられている。

【0022】

歯車部４８は、出力軸４６の外面に歯を形成することによって出力軸４６に設けられてもよいし、出力軸４６に歯車が挿入されることによって出力軸４６に設けられてもよい。歯車部４８は、第１回転力伝達部１８に係わり合っている。よって、モータ４２を駆動することによってモータ部１６で生成された回転力は歯車部４８を介して第１回転力伝達部１８に伝達される。

【0023】

第１回転力伝達部１８は、歯車５０と、遊星歯車機構５２とを有する。歯車５０には、歯車５０の回転軸線Ｃ３と同軸に、第１回転力伝達部１８に含まれる筒部５４が取り付けられている。筒部５４は例えば歯車５０に圧入され得る。筒部５４は、軸受３４Ｃを介してシャフト４０に通されている。軸受３４Ｃは、シャフト４０を回転可能に支持する。軸受３４Ｃがシャフト４０と筒部５４の間に介在しているので、歯車５０（及び筒部５４）はシャフト４０と独立に回転する。軸受３４Ｃの例はすべり軸受であり、すべり軸受の例はドライブッシュである。軸受３４Ｃがすべり軸受（例えばドライブッシュ）である形態では、アクチュエータ１０の小型化を図れる。以下の説明において、軸受としてすべり軸受（例えばドライブシュ）を採用している場合の作用効果も同様である。

【0024】

遊星歯車機構５２は、歯車５０の下方（底部３２側）に設けられており、歯車部５６と、内歯車５８と、２つの遊星歯車６０と、キャリア６２と、を有する。

【0025】

歯車部５６は、筒部５４の下端部に設けられている。歯車部５６は、筒部５４の外面に歯を形成することによって筒部５４に設けられてもよいし、筒部５４に歯車が挿入されることによって筒部５４に設けられてもよい。歯車部５６は、遊星歯車機構５２における太陽歯車として機能する。

【0026】

内歯車５８は、筒部５４と同軸（換言すれば、シャフト４０の回転軸線Ｃ２と同軸）に設けられており、ケーシング内壁面に固定されている。内歯車５８は、例えばねじ止めによってケーシング内壁面に固定され得る。

【0027】

２つの遊星歯車６０の構成は同じである。２つの遊星歯車６０は、歯車部５６と内歯車５８の間に、歯車部５６の回転軸線（シャフト４０の回転軸線Ｃ２）に対して対称配置されている。２つの遊星歯車６０それぞれは、歯車部５６及び内歯車５８に歯合している。歯合とは、例えば、歯車同士がかみ合う状態、歯と歯とを合わせた状態、歯と歯とが螺合する状態、歯と歯とが接触可能な状態、一方の歯が他方の歯に力を与えることができる状態などをいう。

【0028】

各遊星歯車６０には棒状部材６４が取り付けられている。各遊星歯車６０の回転軸線Ｃ４と、対応する棒状部材６４の中心軸線Ｃ５とは一致している。棒状部材６４と独立して遊星歯車６０がその回転軸線周りに回転（自転）可能なように、棒状部材６４は、軸受３４Ｄを介して遊星歯車６０に取り付けられていてもよい。軸受３４Ｄの例はすべり軸受（例えばドライブシュ）である。

【0029】

キャリア６２は、歯車部５６より下方（底部３２側）に配置されており、キャリアプレート６６と、筒部６８とを有する。

【0030】

キャリアプレート６６には、２つの棒状部材６４が接続されている。例えば２つの棒状部材６４は、キャリアプレート６６に圧入されている。これにより、キャリアプレート６６は、遊星歯車６０が歯車部５６の周りを回転（公転）した場合、それに伴って回転する。棒状部材６４がキャリアプレート６６に圧入されている形態では、棒状部材６４は、キャリアプレート６６にローレット圧入されてもよい。キャリアプレート６６の形状は限定されないが、例えば小判状を有する。

【0031】

筒部６８は、キャリアプレート６６と同軸にキャリアプレート６６に取り付けられている。例えば、筒部６８は、キャリアプレート６６に圧入される。筒部６８は、キャリアプレート６６にローレット圧入されてもよい。筒部６８は、シャフト４０を回転可能に支持する軸受３４Ｅを介してシャフト４０に同軸に通されている。これにより、キャリア６２は、シャフト４０の回転と独立して回転可能に、シャフト４０に支持されている。筒部６８の下端部（底部３２側の端部）には、歯車部７０が形成されている。

【0032】

歯車部７０は、筒部６８の外面に歯を形成することによって筒部６８に設けられてもよいし、筒部６８に歯車が挿入されることによって筒部６８に設けられてもよい。歯車部７０は、第３回転力伝達部２０に係わり合っている。よって、第１回転力伝達部１８によって伝達される回転力は、歯車部７０を介して第３回転力伝達部２０に伝達される。

【0033】

第３回転力伝達部２０は、遊星歯車機構５２（具体的には、キャリア６２）より下方（底部３２側）に配置されている。第３回転力伝達部２０は、２つの歯車（入力側歯車部）７２を有する。

【0034】

２つの歯車７２の構成は同じである。２つの歯車７２は、シャフト４０の回転軸線Ｃ２に対して対称に配置されており、歯車部７０に歯合している。各歯車７２のそれぞれには回転軸７４が取り付けられており、各歯車７２は、対応する回転軸７４によって支持されている。回転軸７４は、その回転軸線Ｃ６と歯車７２の回転軸線Ｃ７とが一致するように、歯車７２に対して配置されている。回転軸７４と歯車７２とは、例えばねじを回転させることで外径が広がる一方、内径が縮小するロック機構７６によって連結されている。各回転軸７４の下端部には、歯車部（出力側歯車部）７８が形成されている。すなわち、回転軸７４は、歯車７２と歯車部７８とを繋いでいる。

【0035】

歯車部７８は、回転軸７４の外面に歯を形成することによって回転軸７４に設けられてもよいし、回転軸７４に歯車が挿入されることによって回転軸７４に設けられてもよい。歯車部７８は、出力軸１４に設けられた歯車部３８に歯合している。これにより、歯車部７８の回転力、すなわち、第１回転力伝達部１８から供給され第３回転力伝達部２０を伝達してきた回転力が出力軸１４に供給される。

【0036】

手動ハンドル部２２は、図１に示したように、ケーシング１２の外部に設けられている。手動ハンドル部２２は、アクチュエータ１０の作業者によって回転されることによって回転力を生成する。手動ハンドル部２２は、第２回転力伝達部２４に接続されている。

【0037】

第２回転力伝達部２４は、ウォーム８０とウォームホイール８２とを有する。ウォーム８０の回転軸８４の一端はケーシング１２から露出しており、手動ハンドル部２２に連結されている。よって、手動ハンドル部２２が作業者によって回転されることに伴ってウォーム８０が回転する。図２では、図示の都合上、ウォーム８０及びその回転軸８４それぞれを、円を用いて模式的に図示している。

【0038】

ウォームホイール８２は、出力軸１４を回転可能に支持する軸受３４Ｆを介してシャフト４０に同軸に通されている。軸受３４Ｆの例はすべり軸受（例えばドライブッシュ）である。ウォームホイール８２は、ウォーム８０とウォームギアを構成するように、ウォーム８０に歯合している。

【0039】

本実施形態において、ウォーム８０とウォームホイール８２は、セルフロック機能を発揮し得る所定の形状を有している。セルフロック機能とは、ウォームホイール８２側からウォーム８０への回転力の伝達を実質的に阻害する機能である。具体的には、溝の進み角が小さくなるように構成されたウォーム８０にウォームホイール８２が歯合している。例えば、一条で且つ進み角が４°以下のウォーム８０が採用され得る。本実施形態において、ウォーム８０及びウォームホイール８２は、セルフロック機能を発揮し得る所定の形状を有しているので、ウォーム８０を回転させることによりウォームホイール８２を容易に回転させることができる一方、ウォームホイール８２を回転させてもウォーム８０を回転させることができない又は極めて困難である。

【0040】

ウォームホイール８２には、回転軸７４が通されている。これにより、ウォームホイール８２が回転すると、回転軸７４がウォームホイール８２の回転方向に押されるので、回転軸７４（及び対応する歯車７２）が出力軸１４の回転軸線Ｃ１周りに回転（公転）する。その結果、回転軸７４に設けられた歯車部７８も回転軸線Ｃ１周りに公転する。すなわち、ウォームホイール８２の回転力が歯車部７８を介して第３回転力伝達部２０に伝達される。歯車部７８は、出力軸１４に設けられた歯車部３８と歯合していることから、歯車部７８を介して、ウォームホイール８２の回転力が出力軸１４に伝達される。換言すれば、第２回転力伝達部２４から供給され第３回転力伝達部２０を伝達してきた回転力が出力軸１４に供給される。

【0041】

アクチュエータ１０において、回転軸７４は、回転軸７４をその回転軸線Ｃ６周りに回転可能に支持する軸受３４Ｇを介してウォームホイール８２に通されている。これにより、回転軸７４は、ウォームホイール８２とは独立して回転軸７４の回転軸線Ｃ６周りに回転（自転）可能である。一方、ウォームホイール８２に回転軸７４が通されているので、ウォームホイール８２が回転すると、前述したように、回転軸７４は、出力軸１４の回転軸線Ｃ１周りに回転（公転）する。

【0042】

従って、歯車７２、回転軸７４及び歯車部７８を有する第３回転力伝達部２０は、歯車７２を介して第１回転力伝達部１８から回転力が供給された場合には、その回転力を伝達する一方、ウォームホイール８２を介して第２回転力伝達部２４から回転力が供給された場合は、その回転力を伝達する。

【0043】

回転軸７４がウォームホイール８２に通されている形態においては、前述したロック機構７６によって回転軸７４に対して歯車７２を固定することにより、アクチュエータ１０の組み立てが容易になる。例えば、まず、回転軸７４をウォームホイール８２に形成された所定の挿通孔に通す。次に、回転軸７４においてウォームホイール８２の上側に位置する端部側に歯車７２を配置するとともに、歯車７２と回転軸７４の間にロック機構７６を配置する。その後、ロック機構７６のねじを操作することによって、歯車７２を回転軸７４に対して固定し得る。

【0044】

アクチュエータ１０を構成する各構成要素の材料などは、アクチュエータ１０の耐久性及び製造容易性などを勘案して適宜採用すればよい。

【0045】

上記構成のアクチュエータ１０の動作を、アクチュエータ１０をバルブに取り付けた場合、すなわち、出力軸１４の下端部をバルブの弁軸に嵌合させた場合を例にして説明する。例えば、以下の説明では、モータ部１６（具体的にはモータ４２）を駆動する場合には、手動ハンドル部２２の操作は行わず、手動ハンドル部２２を駆動する場合には、モータ部１６を駆動しない。よって、モータ部１６を駆動する場合と、手動ハンドル部２２を駆動する場合とに分けてアクチュエータ１０の動作を説明する。

【0046】

まず、モータ４２を駆動する場合を説明する。モータ４２を駆動すると、モータ部１６の出力軸４６がモータ４２の回転に応じて回転する。出力軸４６は、第１回転力伝達部１８が有する歯車５０と歯合しているので、出力軸４６の回転に伴って歯車５０が回転する。これにより、モータ部１６で生成された回転力が第１回転力伝達部１８に伝達される。

【0047】

歯車５０には、筒部５４が同軸に取り付けられているので、モータ部１６で生成された回転力が供給されることで、歯車５０が回転すると筒部５４が回転する。その結果、筒部５４に設けられた歯車部５６が回転する。歯車部５６が回転すると、歯車部５６に歯合している２つの遊星歯車６０が、各遊星歯車６０の回転軸線周りに回転（自転）しながら、太陽歯車としての歯車部５６の周りを回転（公転）する。２つの遊星歯車６０の公転によりキャリア６２が有するキャリアプレート６６がシャフト４０の回転軸線Ｃ２を回転軸線として回転するので、キャリアプレート６６に取り付けられた筒部６８が回転する。その結果、筒部６８に設けられた歯車部７０が回転する。このようにして、歯車５０に供給された回転力が第１回転力伝達部１８内を伝達する。

【0048】

歯車部７０は、第３回転力伝達部２０が有する２つの歯車７２に歯合していることから、歯車部７０の回転に伴って２つの歯車７２それぞれが回転軸線Ｃ７周りに回転（自転）する。すなわち、歯車部７０が自転することで、第１回転力伝達部１８にモータ部１６から供給された回転力が第３回転力伝達部２０に伝達される。

【0049】

第３回転力伝達部２０が有する２つの歯車７２が自転すると、それに伴って各歯車７２に接続された回転軸７４がその回転軸線Ｃ６周りに回転（自転）する。その結果、回転軸７４に設けられた歯車部７８も回転軸線Ｃ６周りに回転（自転）する。歯車部７８は、出力軸１４の歯車部３８に歯合していることから、歯車部７８の自転に伴い、出力軸１４がその回転軸線Ｃ１周りに回転する。すなわち、第３回転力伝達部２０に第１回転力伝達部１８から供給された回転力が出力軸１４に伝達される。第３回転力伝達部２０から供給された回転力で出力軸１４が回転することによって、出力軸１４の下端部に嵌合したバルブの弁軸が回転するので、バルブを開閉できる。

【0050】

本実施形態では、上述したようにウォーム８０及びウォームホイール８２がセルフロック機能を発揮し得る所定の形状を有し、回転軸７４がウォームホイール８２に通されている。このため、第１回転力伝達部１８から第３回転力伝達部２０（回転軸７４）に供給される力にウォームホイール８２を回転させる成分が含まれていた場合でもウォームホイール８２、ウォーム８０が自由に回転することができない。よって、第１回転力伝達部１８から供給される力により、作業者の意に反して手動ハンドル部２２が回転することがない。

【0051】

次に、手動ハンドル部２２を駆動した場合の動作を説明する。手動ハンドル部２２を駆動する際には、モータ４２は停止している。

【0052】

手動ハンドル部２２を作業者が駆動（回転）すると、その回転に応じた回転力が生成される。手動ハンドル部２２とウォーム８０の回転軸８４とが接続されていることから、手動ハンドル部２２で生成された回転力は第２回転力伝達部２４（具体的にはウォーム８０）に供給される。

【0053】

ウォーム８０は、ウォームホイール８２と歯合していることから、ウォーム８０が回転すると、ウォームホイール８２が出力軸１４の回転軸線Ｃ１を回転軸線として回転する。ウォームホイール８２には、回転軸７４が通されているため、ウォームホイール８２の回転に伴って、回転軸７４がウォームホイール８２の回転方向に押されて回転軸７４（及び対応する歯車７２）が出力軸１４の回転軸線Ｃ１（シャフト４０の回転軸線Ｃ２）周りに回転（公転）する。すなわち、第２回転力伝達部２４に供給された回転力が第３回転力伝達部２０に伝達される。

【0054】

回転軸７４に設けられた歯車部７８は、出力軸１４の歯車部３８に歯合しているので、回転軸７４が出力軸１４の回転軸線Ｃ１周りに公転することによって、歯車部３８が回転し、その結果、出力軸１４が回転する。すなわち、手動ハンドル部２２に供給された回転力が、第２回転力伝達部２４及び第３回転力伝達部２０を介して出力軸１４に伝達され、出力軸１４が回転する。このように、出力軸１４が回転することによって、出力軸１４の下端部に嵌合したバルブの弁軸が回転するので、バルブを開閉できる。

【0055】

上記のように、アクチュエータ１０では、モータ４２を駆動することによってバルブを開閉可能であるとともに、手動ハンドル部２２を作業者が回転させることによってもバルブを開閉可能である。

【0056】

手動ハンドル部２２で出力軸１４を回転させる際に、出力軸１４を必要以上に回転させないために、アクチュエータ１０は、ストッパ８６を備えてもよい。ストッパ８６は、底部３２に形成されており、孔部３２ａにつながった凹部３２ｂ内に配置され得る。底部３２には、ストッパ８６のストップ位置を規定する規制部材（例えばボルトなど）をとおすための孔部３２ｃが凹部３２ｂにつながるように形成され得る。

【0057】

出力軸１４に回転力を伝達する第３回転力伝達部２０は、歯車７２が歯車部７０に歯合することによって、第１回転力伝達部１８と係わり合っており、回転軸７４がウォームホイール８２を通っていることで、第２回転力伝達部２４と係わり合っている。更に、第２回転力伝達部２４が有するウォーム８０とウォームホイール８２とは、手動ハンドル部２２が駆動しているときとともに、モータ部１６が駆動しているときにも歯合している。

【0058】

このような構成でも、ウォーム８０とウォームホイール８２とが、ウォームホイール８２からウォーム８０への回転力の伝達を阻害する機能（セルフロック機能）を有するウォームギアを構成していることから、モータ４２を駆動している際に、その回転力が手動ハンドル部２２に伝達されて手動ハンドル部２２が回転することが防止されている。よって、アクチュエータ１０の安全性が確保できている。

【0059】

そのため、手動ハンドル部２２を用いてアクチュエータ１０を駆動しないときでも、手動ハンドル部２２をアクチュエータ１０に取り付けておけることから、手動ハンドル部２２によるバルブの開閉が緊急に必要になっても、作業者は速やかに対応可能である。

【0060】

モータ４２が定位置保持力を有する場合、モータ４２が駆動していない状態でも、モータ４２は外部からの力（例えば、手動ハンドル部２２から供給される力）により回転し難い。このため、手動ハンドル部２２から供給される力の一部がモータ４２を回転させるために消費されないので、その分だけ手動ハンドル部２２から供給される力を効率的に出力軸１４に伝達できる。

【0061】

例えば、モータ４２がステッピングモータである形態（すなわち、モータ部１６がステッピングモータを含む形態）では、モータ４２を利用して回転力を生成しない状態において、モータ４２に一定の電流を流しておけばモータ４２はモータ４２の出力軸の回転を停止した状態を保持する。この場合、第１回転力伝達部１８が有する歯車５０、遊星歯車６０等の回転も停止状態が保持されるため、例えば手動ハンドル部２２を駆動した際に、その回転力が第３回転力伝達部２０を介して第１回転力伝達部１８に伝達されにくい。したがって、手動ハンドル部２２で生成された回転力を効率的に出力軸１４に伝達できる。

【0062】

上述した説明では、手動ハンドル部２２を駆動する際にモータ４２を停止する場合について詳細に説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、手動ハンドル部２２を駆動する際にモータ４２を回転させてもよい。上述したようにウォーム８０及びウォームホイール８２がセルフロック機能を発揮し得る所定の形状を有し、回転軸７４がウォームホイール８２に通されているため、手動ハンドル部２２を駆動する際にモータ４２が回転していても、作業者の意に反して手動ハンドル部２２が回転することがないからである。

【0063】

上記アクチュエータ１０の構成では、第３回転力伝達部２０は、第１回転力伝達部１８からの回転力を受ける歯車（入力側歯車）７２と、出力軸１４（具体的には歯車部３８）と歯合する歯車部（出力側歯車）７８と、歯車７２及び歯車部７８を繋ぐ回転軸７４と、を有する。回転軸７４は、その回転軸線周りに回転（自転）可能なようにウォームホイール８２に通されており、歯車７２及び歯車部７８は、回転軸７４の回転軸線方向において、ウォームホイール８２の互いに反対側に位置する。この構成では、歯車７２の回転に伴う回転軸７４の自転によって、第１回転力伝達部１８の回転力を、歯車部７８を介して出力軸１４に供給できるとともに、ウォームホイール８２の回転に伴う回転軸７４の公転によって、第２回転力伝達部２４の回転力を、歯車部７８を介して出力軸１４に供給できる。すなわち、第３回転力伝達部２０は、第１回転力伝達部１８及び第２回転力伝達部２４それぞれから供給される回転力を、回転軸７４の自転及び公転に応じて出力軸１４に伝達でているので、第３回転力伝達部２０の構成を簡易にできるとともに、アクチュエータ１０の小型化が図れている。

【0064】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0065】

例えば、モータ部は、モータを有していればよい。例えば、モータの出力軸の回転を減速させる必要がない場合、或いは、出力部に回転力を伝達するまでにおいて減速可能な場合、図２に示した減速部４４を設けずに、モータの回転力を直接第１回転力伝達部に供給してもよい。

【0066】

第１回転力伝達部は、モータ部から供給される回転力を第３回転力伝達部に伝達できるように構成されていれば上記例示した構成に限定されない。例えば、第１回転力伝達部は、筒部５４（図２参照）の回転力を直接的に第３回転力伝達部２０に伝達するように構成されていてもよい。

【0067】

第２回転力伝達部は、手動ハンドル部の回転力を第３回転力伝達部に伝達できる一方、モータ部（具体的にはモータ）が駆動されているときに、ウォーム及びウォームホイールは歯合していても、モータ部から供給される回転力の少なくとも一部によってウォームは回転しないように構成されていてもよい。これにより、モータ部が駆動されていても、手動ハンドル部が回転しない。

【0068】

第３回転力伝達部は、モータ部が駆動されているときには第１回転力伝達部から供給される回転力を伝達し、手動ハンドル部が駆動されているときには第２回転力伝達部から供給される回転力を伝達するような構成を有していればよい。

【0069】

出力部は出力軸でなくても、第３回転力伝達部から供給される回転力で回転可能に構成されていればよい。アクチュエータは、バルブの開閉以外においても、出力部を利用して部材を回転させる装置などに適用可能である。よって、アクチュエータは、流量制御装置以外に適用されてもよい。

【符号の説明】

【0070】

１０…アクチュエータ、１４…出力軸（出力部）、１６…モータ部、１８…第１回転力伝達部、２０…第３回転力伝達部、２２…手動ハンドル部、２４…第２回転力伝達部、７２…歯車（入力側歯車部）、７４…回転軸、７８…歯車部（出力側歯車部）、８０…ウォーム、８２…ウォームホイール、Ｃ６…回転軸の回転軸線。

【図1】

【図2】