以下、この発明をより詳細に説明するため� ��、この発明を実施するための最良の形態に� ��いて添付した図に従って説明する。
実施の形態1.
 図1は、この発明の実施の形態1による電動� �クチュエータの構成を示す図であり、内部� �成を説明するために電動アクチュエータの� �力ねじ軸の軸方向に沿った断面を示してい� �。また、図2は、図1中のA-A線に沿った断面矢 視図であり、図3は、図1中のB-B線に沿った断� ��矢視図である。なお、図の例は、本発明の� ��動アクチュエータをリニア型バルブの駆動� ��適用した場合を示している。

 実施の形態1による電動アクチュエータ1� �、ケーシング内に収納された支持プレート2� ��支持プレート2上に配置された電動モータ3� �図1の下方側の一端に不図示のリニア型バル� ��の弁軸が連結される出力ねじ軸4、電動モー タ3の回転を出力ねじ軸4に伝達する動力伝達� ��構、及びこの動力伝達機構と軸芯を共通に� ��て構成された遊星歯車機構を備える。

 電動モータ3の回転軸3aに取り付けられた� ��達ギア5は、大径の伝達ギア部6aと噛み合う� ��伝達ギア部6aは、小径の伝達ギア部6bと同軸 に形成されており、伝達ギア部6a,6bは固定軸7 を中心として一体に回転する。また、伝達ギ ア部6a,6bには、図1中に矢印で示すように固定 軸7の軸方向に沿って伝達ギア部6a,6bの位置を 変更することにより、電動モータ3側と出力� �じ軸4側との連結を切断するクラッチ機構が� ��けられる。

 このクラッチ機構では、電動操作におい� ��、固定軸7に設けたバネ7aにより軸方向に伝� ��ギア部6a,6bを付勢し、伝達ギア部6bと伝達ギ ア部8aとの噛み合い位置を維持する。また、� ��動操作においては、クラッチレバー7bの操� �により、バネ7aの付勢力に反して固定軸7に� �って伝達ギア部6a,6bを支持プレート2側に移� �させ、伝達ギア部6bと伝達ギア部8aとの噛み� ��いを解除することができる。

 また、伝達ギア部6bは大径の伝達ギア部8a と噛み合っている。伝達ギア部8aは、同軸に� ��径の伝達ギア部8bが一体に形成されており� �伝達ギア部8a,8bは出力ねじ軸4を中心として� �体に回転自在に取り付けられる。

 出力ねじ軸4の外周面には、出力歯車12の� ��ねじ12aと螺合するねじ部4aが形成されてい� �。また、出力ねじ軸4の図1の下方一端には、 図示しないリニア型バルブの弁軸が同軸に連 結されており、出力ねじ軸4の軸方向の移動� �応じてリニア型バルブ内で弁軸の一端に設� �たバルブプラグが弁開口部を開閉して弁開� �が調整される。

 伝達ギア部8bの周囲には、図1,2に示すよ� �に遊星歯車9が配置される(図示の例では、4� �の遊星歯車9)。これら遊星歯車9は、キャリ� �11に設けた固定軸10を中心として回転自在に� ��り付けられており、太陽歯車となる伝達ギ� ��部8bと、キャリア14上に形成された内歯車13� ��噛み合っている。これにより、遊星歯車9は 、伝達ギア部8bを介して伝達された電動モー� ��3からの回転トルクによって固定軸10を中心� ��して回転しながら伝達ギア部8b周りを公転� �る。

 また、キャリア11には、図1に示すように� ��力歯車12が形成される。この出力歯車12に形 成された内ねじ12aは、出力ねじ軸4のねじ部4a と螺合している。これにより、電動モータ3� �ら伝達された回転トルクによって出力歯車12 が回転すると、図1中に矢印で示すように、� �力ねじ軸4が軸方向に移動する。

 なお、上述した動力伝達機構(第1の減速� �車列)は、電動モータ3の回転軸3aに取り付け� ��伝達ギア5、伝達ギア部6a,6b、伝達ギア部8a,8 b、遊星歯車9、キャリア11に形成した出力歯� �12及び内歯車13から構成される。この動力伝� ��機構は、伝達ギア部6a,6bや伝達ギア部8a,8bを 適切なギア径で構成することによって、所望 の減速比で電動モータ3の回転を出力ねじ軸4� ��伝達する減速歯車機構として機能する。

 図2に示すように、キャリア14には、その� ��縁部から径方向外側に張り出すように当接� ��14a,14bが設けられる。また、当接部14a側には 、キャリア14が出力ねじ軸4周りに回動するこ とを一定の回転トルクまで抑制するトルク抵 抗部28が設けられており、当接部14b側には、� ��ャリア14が出力ねじ軸4周りに回動すると、� ��イッチ部が押下されてオン状態(又はオフ状 態)に切替わるマイクロスイッチ(通電遮断手� ��)31が設けられる。

 トルク抵抗部28は、開口部が形成された� �ース28aと、ケース28a内に設けたバネ30と、一 端がバネ30により付勢され、他端がケース28a� ��開口部に挿通されてケースの外側に突出す� ��伝達部材29とから構成される。このトルク� �抗部28は、図2に示すように、キャリア14の出 力ねじ軸4周りの回動方向に沿って当接部14a� �挟むように2基対向して配置される。2個の伝 達部材29は各々が同時に当接部14aに当接しな� ��程度に当接部14aに近接しており、当接した� ��の伝達部材29を介してバネ30から一定の付勢 力が当接部14aに伝達される。これにより、バ ネ30の付勢力を超える回転トルクが加わるま� ��キャリア14の回動が規制される。

 マイクロスイッチ31も、図2に示すように� ��キャリア14の出力ねじ軸4周りの回動方向に� ��って当接部14bを挟むように2個対向して配置 される。バネ30の付勢力を超える回転トルク� ��加わってキャリア14が出力ねじ軸4周りを所� ��角度以上回動すると、当接部14bがスイッチ� ��32aを押下し、電動モータ3の通電が遮断され る。このように、電動モータ3への通電を遮� �することにより、所定値以上の過剰な回転� �ルクが出力ねじ軸4側に伝達されないように� ��ている。

 固定軸15は、キャリア14の内歯車13を設け� ��面の裏面に設けられ、遊星歯車16が固定軸15 を中心として回転自在に取り付けられる。遊 星歯車16は、出力歯車12の外歯車部12bと、プ� �ート18上に形成した内歯車17とに噛み合って� ��り、出力歯車12の回転によって固定軸15を中 心として回転する。図3の例では、3つの遊星� ��車16が、出力歯車12の外歯車部12b周りに配置 されている。

 外歯車19は、プレート18の内歯車17を設け� ��面の裏面に設けられる。また、固定軸21は� �ャリア22に設けられ、遊星歯車20が固定軸21� �中心に回転自在に取り付けられる。ベース24 には、ベース24側の外輪25a、出力歯車12側の� �輪25b及び外輪25aと内輪25bに狭持されるベア� �ングボール26からなるベアリングによって出 力歯車12が回転自在に保持される。

 また、ベース24上には内歯車23が設けられ ており、遊星歯車20が、内歯車23とプレート18 の外歯車19との双方に噛み合っている。これ� ��より、遊星歯車20は、電動モータ3からの回� ��力が伝達されると、固定軸21を中心として� �転しながら外歯車19周りを公転する。

 キャリア22の固定軸21を設けた面の裏面には 指針取り付け軸22aが設けられる。
 図4は、図1中のC-C線の断面矢視図である。� �4に示すように、ベース24には、出力ねじ軸4� ��軸心とした円弧状の長孔部24aが形成されて� ��り、指針取り付け軸22aが長孔部24aに挿通さ� ��る。また、長孔部24aを介してベース24の裏� �側に突出した指針取り付け軸22aの端部には� �指針レバー27が取り付けられる。指針レバー 27は、基部となる一端が指針取り付け軸22aに� ��り付けられ、図4に示すように、出力ねじ軸 4の軸芯からの放射線上に延びた形状を有し� �いる。

 ベース24の裏面には、長孔部24aに沿って� �開度に対応する目盛り(%)が記載されており� �指針レバー27がどの目盛りに位置するかによ って弁開度を視認することができる。図4の� �では、弁開度が0%の状態(全閉状態)を示し、� ��星歯車減速機構で電動モータ3の回転が減速 されて指針レバー27に伝達されることにより� ��針レバー27が全開から全閉までにおよそ90°� ��動する。

 上述した遊星歯車機構(第2の減速歯車列)� ��、出力歯車12の外歯車部12b、プレート18に設 けた内歯車17,外歯車19、外歯車部12bと内歯車1 7に噛み合う遊星歯車16、ベース24に設けた内� ��車23、及びキャリア22に設けられて外歯車19� ��内歯車23にそれぞれ噛み合う遊星歯車20から 構成される。この遊星歯車機構のキャリア22� ��は弁開度の指針レバー27が取り付けられ、� �星歯車と内歯車の歯数等の組み合わせを適� �に構成することにより、所望の動作量でか� �所望の動作速度で指針レバー27を出力ねじ軸 4の軸方向の移動量に応じて動作させること� �できる。

 次に動作について説明する。
(1)電動操作(開方向、閉方向の動作)
 電動操作における電動モータ3の回転トルク は、図1中に白抜きの矢印で示す経路で伝達� �れる。先ず、電動モータ3の回転は、回転軸3 aに取り付けた伝達ギア5からこれと噛み合う� ��達ギア部6aに伝達される。これにより、伝� �ギア部6a,6bが固定軸7を中心として一体に回� �する。

 伝達ギア部6bが回転すると、これと噛み� �う伝達ギア部8aが伝達ギア部8bと共に出力ね� ��軸4を中心として回転する。伝達ギア部8bの� ��転は、遊星歯車9に伝達され、この遊星歯車 9を介して出力歯車12に伝達される。これによ り、出力歯車12が出力ねじ軸4周りを回転し、 遊星歯車9が、固定軸10を中心として回転しな がら伝達ギア部8b周りを公転する。

 出力歯車12が回転すると、出力歯車12の内 ねじ12aとねじ部4aが螺合する出力ねじ軸4に出 力歯車12の回転が伝達され、ねじ運動により� ��力ねじ軸4が軸方向に移動する。同時に出力 歯車12の回転は、外歯車部12bを介して遊星歯� ��16に伝達され、遊星歯車16を介して内歯車17� ��伝達される。

 ここで、遊星歯車16を保持するキャリア14 は、伝達された回転トルクがバネ30の付勢力� ��り小さいと出力ねじ軸4周りを回転すること はなく、遊星歯車16は固定軸15を中心として� �転するのみである。この遊星歯車16の回転に 伴って、内歯車17に回転トルクが伝達され、� ��歯車17を設けたプレート18が出力ねじ軸4周� �に回転する。

 プレート18が出力ねじ軸4周りを回転する� ��、外歯車19を介して遊星歯車20に回転トルク が伝達される。これにより、遊星歯車20が、� ��定軸21を中心として回転しながら外歯車19を 太陽歯車として公転し、その結果、キャリア 22が出力ねじ軸4周りを回転する。このとき、 指針レバー27は、キャリア22の回転に伴って� �力ねじ軸4の軸方向の移動量に応じた弁開度� ��指し示す。

 なお、上述したように、図4の例では、バ ルブが全開から全閉になるまでに指針レバー 27が出力ねじ軸4周りにおよそ90°回動する。� �のように、本発明では、指針レバー27の回転 角が小さいため、指針が回転し過ぎてどの開 度を示しているかわからなくなるようなこと がない。また、指針レバー27を長くして回転� ��径を大きくすることにより、手動操作時に� ��ける操作力を小さくすることも可能である� ��これにより、結果として操作角又は操作力� ��小さい使いやすい手動操作用レバーとして� ��針レバー27を兼用することができる。

(2)電動操作における全閉時の動作
 バルブの閉方向への出力ねじ軸4の移動が進 み、リニア型バルブ内でバルブプラグが弁開 口部に当接して全閉状態になると、出力ねじ 軸4の軸方向の移動が規制され、出力歯車12の 回転も規制される。この状態から電動モータ 3の回転トルクが伝達ギア部8a,8bにさらに加わ ると、この回転トルクに比例した荷重で伝達 ギア部8a,8bが出力ねじ軸4周りに回転し、回転 トルクが遊星歯車9に伝達される。

 ここで、遊星歯車9を保持するキャリア11� ��出力歯車12と一体に形成されており、出力� �車12の回転が規制されていることから、遊星 歯車9に加わった回転トルクは、内歯車13を介 してキャリア14に伝達される。上述したよう� ��、キャリア14の外縁部には当接部14a,14bが設� ��られており、キャリア14に回転トルクが加� �ると、当接部14aからトルク抵抗部28の伝達部 材29に伝達される。

 この後、電動モータ3からの回転トルクが 、全閉時のシーティングフォースに相当する バネ30の付勢力を超えると、当接部14aが伝達� ��材29をバネ30の付勢力に反する方向に押圧し ながら、キャリア14が出力ねじ軸4周りを回動 する。このとき、キャリア14の当接部14bが、� ��イクロスイッチ31のスイッチ部32aを押下し� �電動モータ3への電源供給が遮断される。こ� ��により、全閉状態において、内部リークの� ��い適切な荷重(シーティングフォース)でバ� �ブプラグが弁開口部に押し付けられる。

(3)手動操作(開方向、閉方向の動作)
 本実施の形態1では、指針レバー27を手動操� ��時の回転レバーとして利用する。指針レバ� ��27を手動で回転させて発生した回転トルク� �、図1中に黒塗りの矢印で示す経路で伝達さ� ��る。

 先ず、クラッチレバー7bを操作して伝達� �ア部6bと伝達ギア部8aとの噛み合いを解除し� ��、電動モータ3側と出力ねじ軸4側との連結� �遮断する。この後、指針レバー27を手動で回 転させると、これに伴いキャリア22が出力ね� ��軸4周りに回転し、この回転が遊星歯車20を� ��して外歯車19に伝達される。

 指針レバー27の手動操作による回転トル� �が、外歯車19を介してプレート18に伝達され� ��と、プレート18は出力ねじ軸4周りに回転す� ��。プレート18が出力ねじ軸4周りに回転する� ��、プレート18に設けた内歯車17を介して遊星 歯車16に回転トルクが伝達される。

 上述したように、遊星歯車16を保持する� �ャリア14は、回転トルクが所定値以下である 間、出力ねじ軸4周りに回動しない。このと� �、遊星歯車16は、内歯車17を介して伝達され� ��回転トルクによって固定軸15を中心に回転� �、この回転トルクを外歯車部12bに伝達する� �

 遊星歯車16を介して外歯車部12bに回転ト� �クが伝達されると、出力歯車12が出力ねじ軸 4を中心に回転し、遊星歯車9が伝達ギア部8b� �りを公転する。これにより、出力ねじ軸4が� ��方向に移動し、手動により弁開度が操作さ� ��る。

(4)手動操作時における全閉時の動作
 手動操作によりバルブの閉方向への出力ね� ��軸4の移動が進み、リニア型バルブ内でバル ブプラグが弁開口部に当接して全閉状態にな ると、出力ねじ軸4の軸方向の移動が規制さ� �、出力歯車12の回転も規制される。これによ り、手動で指針レバー27を回転させる荷重が� ��きくなり、操作者が全閉状態になったこと� ��認識できる。

 この状態から指針レバー27をさらに回転� �せると、この回転トルクに比例した荷重で� �ャリア22が出力ねじ軸4周りに回動し、遊星� �車20を介して回転トルクが外歯車19に伝達さ� ��る。外歯車19に回転トルクが伝達されると� �これに伴いプレート18が出力ねじ軸4周りを� �転し、内歯車17を介して遊星歯車16に回転ト� ��クが伝達される。

 ここで、出力歯車12の回転は規制されて� �るので、この状態で遊星歯車16に回転トルク が伝達されると、この回転トルクは遊星歯車 16の公転力を介してキャリア14に回転トルク� �して伝達される。上述したように、キャリ� �14の外縁部には当接部14a,14bが設けられてお� �、キャリア14に回転トルクが加わると、この 回転トルクは当接部14aを介してトルク抵抗部 28の伝達部材29に伝達される。

 このようにして、指針レバー27の手動操� �による回転トルクが、全閉時のシーティン� �フォースに相当するバネ30の付勢力を超える と、当接部14aにより伝達部材29をバネ30の付� �力に反する方向に押圧しながら、キャリア14 が出力ねじ軸4周りを回転する。この状態で� �ラッチレバー7bを操作して伝達ギア部6bと伝� ��ギア部8aとの噛み合う状態に復帰させるこ� �により、内部リークのない適切な荷重でバ� �ブプラグが弁開口部に押し付けられた全閉� �態が維持される。

 なお、上述したクラッチ機構を設けず、� ��動モータ3側と連結しながら指針レバー27を� ��動で回転させても、内部リークのない適切� ��荷重でバルブプラグを弁開口部に押し付け� ��ことができる。この場合、指針レバー27の� �動操作によって電動モータ3の回転軸3aも回� �させなければならず、手動操作の荷重が大� �い。

 また、所定のシーティングフォースを超� ��る過剰な回転トルクが掛かっても伝達部材2 9が所定位置以上に押圧されないようにトル� �抵抗部28を調整しておき、指針レバー27を手� ��操作してキャリア14の当接部14aにより伝達� �材29が一杯に押圧された位置で所定のシーテ ィングフォースが与えられるように構成して もよい。例えば、図4に示すように、ベース24 に設けた長孔部24aを全閉位置から指針取り付 け軸22aが所定位置以上閉方向へ移動しないよ うに構成する。これにより、キャリア14が所� ��角度以上回転しない。

 以上のように、この実施の形態1によれば 、電動モータ3の回転力を出力ねじ軸4に伝達� ��る動力伝達機構又は指針レバー27の回転力� �出力ねじ軸4に伝達する遊星歯車機構を介し� ��所定の荷重を超える回転力が出力ねじ軸4へ 伝達されるのを規制する、キャリア14の当接� ��14a,14b、トルク抵抗部28及びマイクロスイッ� ��(通電遮断手段)31からなるトルク規制手段を 備えたので、電動操作と手動操作とで共通の トルク制限手段を有することから、本発明を 適用するのに必要な部品点数を削減すること ができる。

 また、この実施の形態1によれば、動力伝 達機構と電動モータ3との連結を切断する、� �ネ7aやクラッチレバー7bからなるクラッチ機� ��を備えるので、手動操作時に電動モータ3と の連結を遮断することにより、指針レバー27� ��回転に対して電動モータ3から負荷が加わる ことなく、手動操作を容易に行うことができ る。

 例えば、指針レバー27の手動操作により� �ルブプラグが弁開口部を閉め切った位置で� �らに押圧力を加えるとトルク制限手段が作� �し、この状態で電動モータ3側との連結を復� ��させることでシーティングフォースを維持� ��ることができる。

 さらに、この実施の形態1によれば、出力 ねじ軸4を移動させる出力歯車12に対し、電動 モータ3の回転力を出力ねじ軸4に伝達する減� ��歯車機構とは別に軸芯を共通にして指針レ� ��ー27の回転力を出力ねじ軸4に伝達する遊星� ��車機構を構成し、この遊星歯車機構におい� ��遊星歯車が噛み合うように減速していき、� ��転トルクが伝達される最終段のキャリア22� �一体に動作する指針レバー27を連結したので 、指針レバー27を回転系の動作量又は動作速� ��が大きく視認し易い開度指針とすることが� ��きる。

 上記実施の形態1による電動アクチュエー タ1では、指針レバー27の回転角が小さいため 、指針が回転し過ぎてどの開度を示している かわからなくなるようなことがない。また、 指針レバー27に対して回転トルクを伝達する� ��車をトルクリミッタ機構よりも出力側に設� ��ることで、指針レバー27の操作量を低減す� �ことができる。この他、指針レバー27の長さ を長くしてその回転の半径を大きくすること により、手動操作時における操作力を小さく することも可能である。これにより、結果と して操作角又は操作力の小さい使いやすい手 動操作用レバーとして指針レバー27を兼用す� ��ことができる。従って、本発明を適用する� ��に必要な部品点数を削減できる。

 なお、上記実施の形態1では、図3に示す� �うに、3つの遊星歯車16が外歯車部12bを太陽� �車として配置される構成を示したが、これ� �限定されるものではない。例えば、遊び歯� �を介して遊星歯車と内歯車とを連結するよ� �に構成してもよいし、通常の1段歯車や2段歯 車で構成してもよい。

 なお、上記実施の形態1では、出力歯車12� ��回転により出力ねじ軸4が軸方向に移動して 弁開度が制御されるリニア型バルブに本発明 を適用した例を示したが、これに限定される ものではない。

 例えば、出力軸と出力歯車を一体に形成� ��、出力軸をねじ軸としてリニア型バルブの� ��開度を制御するように構成してもよい。さ� ��に、出力ねじ軸が軸方向に移動しないが、� ��力歯車が軸方向に移動することにより弁開� ��を制御するアクチュエータを構成しても良� ��。

 図5は、実施の形態1による電動アクチュ� �ータの他の構成を示す図であり、内部構成� �説明するために電動アクチュエータの出力� �じ軸の軸方向に沿った断面を示している。� �お、図5において図1と同一構成要素には同一 符号を付して重複する説明を省略する。図5� �例では、遊星歯車20Bがベース24に設けられ、 固定軸21Bを中心として回転する。遊星歯車20B と噛み合う内歯車23Bを設けた基台22Bは、出力 ねじ軸4周りを回転可能に設けられる。また� �この基台22Bには、指針取り付け軸22bを介し� �指針レバー27を連結し、内歯車23Bの回転に伴 い指針レバー27が出力ねじ軸4周りを回動する 。

 遊星歯車16が外歯車部12b周りを回転する� �、プレート18に設けた内歯車17,19を介して遊� ��歯車20Bに回転トルクが伝達される。これに� ��り、遊星歯車20Bがベース24に設けた固定軸21 Bを中心として回転し、その結果、内歯車23B� �介して基台22Bが出力ねじ軸4周りを回転する� ��このとき、指針レバー27は、基台22Bの回転� �伴って出力ねじ軸4の軸方向の移動量に応じ� ��弁開度を指し示す。このように構成するこ� ��によっても、上記実施の形態1と同様の効果 を得ることができる。