JP2000018210A - ラックピニオン型ロータリアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】中間停止の際の位置精度を向上させることがで
きるラックピニオン型ロータリアクチュエータを得る。 【解決手段】ピニオン１５を有するシャフト１３と、そ
のピニオン１５の両側に配置されてピニオン１５に噛合
するラック１６，１７を有する第１ピストン７及び第２
ピストン８とを備えたラックピニオン型アクチュエータ
が前提となる。この構成において、第３ピストン２７を
追加し、その第３ピストン２７を第１及び第２の両ピス
トン７，８側に移動させたとき、第３ピストン２７が前
記両ピストン７，８に当接するように構成している。こ
れにより、第３ピストン２７が両ピストン７，８の両方
に当接した位置でシャフト１３が中間停止され、この中
間停止位置において第１及び第２の両ピストン７，８の
移動が第３ピストン２７によって阻止されることから、
中間停止位置精度がきわめて高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラックピニオン型
ロータリアクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ラックピニオン型ロータリアクチュエー
タは、ラックが形成されたピストンを有するシリンダ
と、そのラックに噛合うピニオンを有する出力軸として
のシャフトとをアクチュエータ本体に備え、流体圧によ
るピストンの直線往復動に基づいてシャフトを回動させ
るものである。上記のラック付ピストンはピニオンを挟
んで両側に設けられる場合が多い。

【０００３】この種のラックピニオン型ロータリアクチ
ュエータでは、ピストンが一方のストロークエンドから
他方のストロークエンドに達する間に、ラックとピニオ
ンとの直線回転変換によってシャフトが例えば回動角０
°から回動角１８０°まで回動される。一般的なラック
ピニオン型ロータリアクチュエータは、上記の例では回
動角０°の位置と回動角１８０°の位置の２位置でのみ
停止される。

【０００４】ここで、実際の作業現場においてはそれら
の２位置間でもシャフトを停止させたいという要求があ
り、この要求に応えるべくシャフトが中間位置である回
動角９０°等で停止するような中間停止構造が例えば実
開平３−１２１２０１号公報において開示されている。

【０００５】この従来公報では、シリンダの一側に、流
体圧によりピストンの移動方向に駆動してピストンを中
間位置に停止させるロッドを有する位置決めシリンダを
組付けている。そして、位置決めシリンダの位置決めロ
ッドを突出させた状態でラック付のピストンを駆動させ
ると、ラック付ピストンと位置決めロッドとが当接され
て中間位置での停止が実現される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来公報の中間停止構造では、２つあるピストンのうち一
方のピストンの一端を位置決めロッドに当接させて停止
させているため、中間停止を確実に行うためには、位置
決めシリンダがラック付ピストンよりも大径のピストン
を備えている必要がある。そのため、位置決めシリンダ
の大型化を招き、ひいてはロータリアクチュエータ全体
の大型化につながるという問題がある。

【０００７】又、上記従来公報では、前記とは逆方向へ
ラック付ピストンを移動させた場合の中間停止について
は開示されていないが、この場合、位置決めロッドを没
入させた状態から位置決めロッドを突出させて一方のラ
ック付ピストンを押すしかなく、それ以外の場合と比べ
て推力が変化してしまい、シャフトの出力トルク変動を
招く。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、主たる目的は、全体の大型化を防止しつつ中間
停止の際の位置精度を向上させることができるラックピ
ニオン型ロータリアクチュエータを得ることにある。

【０００９】又、その他の目的のうち代表的なものとし
ては、中間停止の場合とそれ以外の停止の場合とで出力
軸の出力トルクの変動を抑えることができるラックピニ
オン型ロータリアクチュエータ、全体のコンパクト化を
更に促進することができるラックピニオン型ロータリア
クチュエータ等を得ることが挙げられる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、ピニオンが設けられ
た出力軸と、そのピニオンの両側に配置されたシリンダ
内でそれぞれ往復動するピストンと、それらピストンに
それぞれ設けられて前記ピニオンに噛合うラックとを備
え、流体圧を前記ピストンに作用させることにより、両
ピストンが互いに逆方向に往復動するとともに出力軸が
回動するラックピニオン型ロータリアクチュエータにお
いて、前記両ピストンとは別に当接部材を設け、その当
接部材を前記両ピストンに向けて進退可能に設け、その
当接部材の前記両ピストン側への前進時に同当接部材が
両ピストンに当接することにより出力軸を所定の回動角
で中間停止させるようにした。

【００１１】上記手段により、流体圧をピストンに作用
させると、両ピストンが互いに逆方向に往復動するとと
もに出力軸が回動する。これにより、出力軸は異なる２
つの回動角での停止が可能である。又、当接部材を両ピ
ストンに向けて前進させて両ピストンに当接させると、
両ピストンの互いに逆方向となる往復動が規制され、出
力軸が所定の回動角となる中間位置で停止する。この中
間停止位置では、一方のピストンが当接部材との当接に
よってバウンドしようとしても、他方のピストンは当接
部材に当接されていてそれ以上の当接部材側への移動が
規制されていることから、バウンド現象は発生せず、確
実に所定の中間位置に停止されることになる。しかも、
当接部材として必要以上に大型のものを使用しなくても
よいため、全体としての大型化も回避し得る。

【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のラックピニオン型ロータリアクチュエータにおい
て、前記当接部材をピストンにより構成し、そのピスト
ンを流体圧により前進するようにした。

【００１３】上記手段により、ピニオン両側のシリンダ
内に配置されたピストンは流体圧により往復動される
が、これに加えて当接部材も流体圧により駆動されるピ
ストンで構成することで、出力軸の停止位置切換えのた
めの全ての駆動源が流体圧に統一される。

【００１４】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載のラックピニオン型ロータリアクチュエータにおい
て、前記ピストンからなる当接部材への流体圧の供給、
前記ピニオンの両側に配置された前記両ピストンのうち
一方への流体圧の供給、及び、前記両ピストンのうち他
方への流体圧の供給の３つの流体圧供給状態のうち一つ
を選択し、他を流体圧排出状態へ切換えることにより、
出力軸が中間停止位置を含む３つの停止位置のうちいず
れかに切換え配置されるようにした。

【００１５】上記手段により、流体圧の供給を３つのピ
ストンのうち１つに対してのみ行って、他のピストンに
ついては流体圧の排出を行えばよいため、流体圧の切換
え制御がきわめて簡単になる。

【００１６】請求項４に記載の発明では、請求項２又は
請求項３に記載のラックピニオン型ロータリアクチュエ
ータにおいて、前記ピストンからなる当接部材の有効受
圧面積を、前記ピニオンの両側に配置された前記両ピス
トンの有効受圧面積と略同一とした。

【００１７】上記手段により、出力軸を中間停止位置に
配置する場合の出力軸に伝達されるトルクと、他の停止
位置に配置する場合の出力軸に伝達されるトルクとがほ
ぼ同一となる。

【００１８】請求項５に記載の発明では、請求項２乃至
請求項４のいずれかに記載のラックピニオン型ロータリ
アクチュエータにおいて、前記ピストンからなる当接部
材を、前記ピニオンの両側に配置された前記両ピストン
の並列方向に偏平状に形成した。

【００１９】上記手段により、一般に薄形に形成されて
いるラックピニオン型ロータリアクチュエータのアクチ
ュエータ本体の厚さを増すことなく製作することがで
き、大型化を回避し得るとともに、限られたスペースの
中で当接部材の有効受圧面積を充分に確保することが可
能となる。

【００２０】請求項６に記載の発明では、請求項１乃至
請求項５のいずれかに記載のラックピニオン型ロータリ
アクチュエータにおいて、前記当接部材を、前記ピニオ
ンの両側に配置された前記両ピストンと略同一平面内に
配置し、かつ同両ピストンの往復動方向と同方向に進退
するように構成した。

【００２１】上記手段により、一般に薄形に形成されて
いるラックピニオン型ロータリアクチュエータのアクチ
ュエータ本体の厚さを増すことなく製作することがで
き、大型化を回避し得る。

【００２２】請求項７に記載の発明では、請求項１乃至
請求項６のいずれかに記載のラックピニオン型ロータリ
アクチュエータにおいて、前記当接部材が前記ピニオン
の両側に配置された前記両ピストンに当接して中間停止
した際、これら両ピストンのうち一方と当接部材とが当
接する位置と、両ピストンのうち他方と当接部材とが当
接する位置とを、前記両ピストンの往復動方向にみてず
らした位置に配置した。

【００２３】上記手段により、中間停止の際の出力軸の
回動角を適宜設定することが可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］以下、第１
の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。

【００２５】ラックピニオン型ロータリアクチュエータ
（以下、単に「アクチュエータ」という）のアクチュエ
ータ本体１は、ケース本体２と、同ケース本体２に対し
その長手方向両端を閉塞するように連結される第１カバ
ー３及び第２カバー４とから構成されている。

【００２６】ケース本体２には長手方向に互いに平行に
延びる第１シリンダ５及び第２シリンダ６が形成されて
いる。ケース本体２はそれら両シリンダ５，６の延びる
方向に長尺状に形成され、かつ両シリンダ５，６の並列
配置によって薄形に形成されている。両シリンダ５，６
内にはそれぞれ第１ピストン７及び第２ピストン８が摺
動可能に収容されている。これら両ピストン７，８は同
一径であって、有効受圧面積も同一である。両ピストン
７，８の外周面に形成された複数の溝には、それぞれピ
ストンパッキン９及び一対のウェアリング１０が装着さ
れている。ピストンパッキン９によって両シリンダ５，
６の第１カバー３側には第１圧力室１１及び第２圧力室
１２がそれぞれ形成されている。

【００２７】図１及び図２に示すように、ケース本体２
には前記両シリンダ５，６と直交する方向に延びる出力
軸としてのシャフト１３が配設されている。シャフト１
３は同シャフト１３の長手方向に互いに離間して配設さ
れた一対のボール軸受１４を介してケース本体２に回動
可能に支持されている。シャフト１３の両ボール軸受１
４間にはピニオン１５が固定されている。従って、シャ
フト１３はピニオン１５とともに一体回動される。

【００２８】第１ピストン７及び第２ピストン８の相対
向する側面、即ちそれらのピニオン１５側の側面にはそ
れぞれラック１６，１７が形成されている。両ラック１
６，１７はそれぞれピニオン１５に噛合されている。

【００２９】第１ピストン７及び第２ピストン８の摺動
範囲はラック１６，１７の有効長よりも短い範囲に設定
されており、ピニオン１５が両ラック１６，１７と常時
噛合された状態に保持されている。両ピストン７，８
は、それぞれのラック１６，１７とピニオン１５との噛
合により、自身の軸線回りの回転が阻止されている。

【００３０】第１カバー３には、第１シリンダ５の第１
圧力室１１に連通する第１ポート１８と、第２シリンダ
６の第２圧力室１２に連通する第２ポート１９がそれぞ
れ形成されている。従って、第１ポート１８から第１圧
力室１１内のエア等の流体圧を排出するとともに第２ポ
ート１９から第２圧力室１２内へ流体圧を供給すると、
図１に示すように、第１ピストン７が第１カバー３側に
配置されるとともに第２ピストン８が第２カバー４側に
配置される。この時のシャフト１３の回動角を０°とす
る。又、第１ポート１８から第１圧力室１１内へ流体圧
を供給するとともに第２ポート１９から第２圧力室１２
内の流体圧を排出すると、図３に示すように、第１ピス
トン７が第２カバー４側に配置されるとともに第２ピス
トン８が第１カバー３側に配置される。この時のシャフ
ト１３の回動角はこの実施の形態では１８０°となる。

【００３１】第１カバー３には同カバー３を貫通するよ
うに両シリンダ５，６と平行に延びるストッパとしての
第１ストッパボルト２１及び第２ストッパボルト２２が
螺合されている。両ストッパボルト２１，２２の一端部
は第１カバー３の外部に露出され、同端部を回動させる
ことにより両ストッパボルト２１，２２をそれぞれ独立
して長手方向へ位置調節し得る。両ストッパボルト２
１，２２の他端部はそれぞれ対応するシリンダ５，６内
に臨んでいる。両ストッパボルト２１，２２のシリンダ
５，６に臨んでいる側の端部にはクッションゴム２３，
２４が装着されている。両クッションゴム２３，２４は
両ピストン７，８の第１カバー３側のストロークエンド
において衝撃を緩和するためのものであり、緩衝部材と
しての機能を有する。

【００３２】第２カバー４には両シリンダ５，６と平行
に延びる第３シリンダ２６が形成されている。第３シリ
ンダ２６はその長手方向からみて第１シリンダ５及び第
２シリンダ６にそれぞれ部分的に重なる位置関係に形成
されている。

【００３３】第３シリンダ２６内には当接部材としての
第３ピストン２７が摺動可能に収容されている。第３ピ
ストン２７も同様に、その長手方向からみて第１ピスト
ン７及び第２ピストン８にそれぞれ部分的に重なる位置
関係に配置されている。第３ピストン２７は第１ピスト
ン７及び第２ピストン８と同一径でありかつ有効受圧面
積も同一に形成されている。第３ピストン２７の外周面
に形成された複数の溝には、ピストンパッキン２８及び
一対のウェアリング２９が装着されている。ピストンパ
ッキン２８によって第３シリンダ２６の第２カバー４側
には第３圧力室３０が形成されている。

【００３４】第２カバー４には、第３シリンダ２６の第
３圧力室３０に連通する第３ポート３１が形成されてい
る。従って、第３ポート３１から第３圧力室３０内へ流
体圧を供給するとともに第１ポート１８及び第２ポート
１９から第１圧力室１１及び第２圧力室１２内の流体圧
を排出すると、図４に示すように、第３ピストン２７の
反第３圧力室３０側の当接面３２が、第１ピストン７の
反第１圧力室１１側の当接面３３及び第２ピストン８の
反第２圧力室１２側の当接面３４と同時に当接される位
置まで突出される。この時のシャフト１３の回動角はこ
の実施の形態では９０°となる。

【００３５】第１ピストン７及び第２ピストン８の外周
面には被検出手段としてのマグネット３６がそれぞれ装
着されている。ケース本体２の外側面には長手方向に平
行に延びる一対の案内溝３７が形成され、各案内溝３７
には第２ピストン８側のマグネット３６の磁界を検出す
る検出手段としての３つの位置検出センサ３８が案内溝
３７に沿って位置調節可能に装着されている。そして、
各位置検出センサ３８はシャフト１３の回動角が０°、
９０°、１８０°となるそれぞれのマグネット３６の位
置を個別に検出してその検出信号を図示しない外部制御
装置へ出力するように構成されている。

【００３６】さて、以上のように構成されたアクチュエ
ータにおいて、第２ポート１９から第２圧力室１２内へ
流体圧を供給するとともに、第１ポート１８及び第３ポ
ート３１からの流体圧の供給を停止して排出状態とす
る。すると、図１に示すように、第１ピストン７が第１
カバー３側に配置されるとともに第２ピストン８が第２
カバー４側に配置され、シャフト１３は回動角が０°と
なった位置、即ち第１端部停止位置で停止される。この
第１端部停止位置での停止の際、第１ピストン７が第１
ストッパボルト２１側のクッションゴム２３に当接され
て停止時の衝撃が緩和される。

【００３７】又、第１ポート１８から第１圧力室１１内
へ流体圧を供給するとともに、第２ポート１９及び第３
ポート３１からの流体圧の供給を停止して排出状態とす
る。すると、図３に示すように、第１ピストン７が第２
カバー４側に配置されるとともに第２ピストン８が第１
カバー３側に配置され、シャフト１３は回動角が１８０
°となった位置、即ち第２端部停止位置で停止される。
この第２端部停止位置での停止の際、第２ピストン８が
第２ストッパボルト２２側のクッションゴム２４に当接
されて停止時の衝撃が緩和される。

【００３８】更に、この状態から、第３ポート３１から
第３圧力室３０内へ流体圧を供給するとともに、第１ポ
ート１８及び第２ポート１９からの流体圧の供給を停止
して排出状態とする。すると、第３ピストン２７が第１
及び第２の両ピストン７，８側へ向かって移動する。そ
して、第３ピストン２７の反第３圧力室３０側の当接面
３２が、まず最初に第１ピストン７の反第１圧力室１１
側の当接面３３に当接され、第３ピストン２７とともに
第１ピストン７が一体移動する。この時、ピニオン１５
に噛合された第２ピストン８は反対方向へ移動する。

【００３９】その後、第３ピストン２７の反第３圧力室
３０側の当接面３２が、第１ピストン７の反第１圧力室
１１側の当接面３３と、第２ピストン８の反第２圧力室
１２側の当接面３４とに同時に当接される。この状態を
示したのが図４であり、この位置では第２ピストン８の
前記反対方向への移動が阻止される。従って、シャフト
１３の回動角が９０°となった位置、即ち中間停止位置
で停止される。

【００４０】なお、第１端部停止位置から中間停止位置
へ切換える場合も、第１ピストン７と第２ピストン８の
動作が逆になるだけで、基本的な動作は同じであるた
め、その説明を省略する。

【００４１】以上説明した第１の実施の形態のアクチュ
エータによれば、次のような効果が得られる。 （１）第３ピストン２７を設けたことにより、シャフト
１３の回動角が０°となる第１端部停止位置と、１８０
°となる第２端部停止位置との中間位置である例えば９
０°の中間停止位置に停止させることができ、３位置で
の停止が実現できる。

【００４２】（２）中間停止位置では、第３ピストン２
７が第１ピストン７及び第２ピストン８の両方に同じ側
から当接されることから、その時点で互いに逆方向移動
する第１ピストン７及び第２ピストン８の長手方向への
移動が確実に規制され、中間停止の際の位置精度がきわ
めて高くなる。

【００４３】（３）シャフト１３を３位置に配置し停止
させるための３つのピストン７，８，２７がそれぞれ同
一径であって有効受圧面積が同一であるため、供給され
る流体圧を一定にしておけば、それぞれのピストン７，
８，２７からシャフト１３に伝達される推力は常に同じ
となる。その結果、シャフト１３にかかる推力は３つの
停止位置のいずれに配置する場合も同一となり、シャフ
ト１３の出力トルク変動を抑えることができる。

【００４４】（４）第１ピストン７及び第２ピストン８
と、第３ピストン２７とが同一径であり、同一平面上に
配置されていることから、アクチュエータの大型化、特
に厚さの増大を回避することができる。

【００４５】（５）シャフト１３を第１端部停止位置に
配置するときは第２ポート１９から流体圧を供給すれば
よく、回動角を第２端部停止位置に配置するときは第１
ポート１８から流体圧を供給すればよく、中間停止位置
に配置するときは第３ポート３１から流体圧を供給すれ
ばよい。即ち、ある停止位置から別の停止位置へ切換え
る場合には３つのポート１８，１９，３１のうちいずれ
かを選択的に排出側から供給側に切換えるだけでよいた
め、流体圧の切換え制御を簡素化することができる。な
お、流体圧の供給又は排出の切換えはバルブ等によって
行えばよい。

【００４６】（６）両ストッパボルト２１，２２を適宜
調節することにより、シャフト１３の第１端部停止位置
と第２端部停止位置における回動角をを変更することが
できる。例えば、第１端部停止位置での回動角を５°と
したり、第２端部停止位置での回動角を１７５°とする
というように必要に応じて変更することができる。

【００４７】（７）両ストッパボルト２１，２２に設け
られたクッションゴム２３，２４により、シャフト１３
が第１端部停止位置に配置する場合と、第２端部停止位
置に配置する場合とにおいて、衝撃を緩和することがで
きる。

【００４８】（８）シャフト１３が各停止位置（ここで
は０°、９０°、１８０°）に配置されたことを、第２
ピストン８に装着されたマグネット３６を位置検出セン
サ３８で検出することにより判断することができる。

【００４９】［第２の実施の形態］以下、第２の実施の
形態を図５に基づいて説明する。なお、第１の実施の形
態と共通する部分については同一符号を付して詳細な説
明を省略する。

【００５０】第２の実施の形態では、第３ピストン２７
の反第３圧力室３０側が第１の実施の形態のように平坦
な当接面３２ではない点でのみ相違している。即ち、第
３ピストン２７の反第３圧力室３０側には段差４１が形
成されている。そして、その段差４１を境界として、第
１ピストン７の当接面３３と対向する第１当接面４２
と、第２ピストン８の当接面３４と対向する第２当接面
４３とがそれぞれ形成されている。そして、前記段差４
１分だけ両当接面４２，４３は長手方向にみて異なる位
置に配置される。

【００５１】従って、中間停止させるべく第３ポート３
１から流体圧を供給すると、第１当接面４２が第１ピス
トン７の当接面３３に当接されるとともに、第２当接面
４３が第２ピストン８の当接面３４に当接された位置で
停止される。この中間停止位置は、シャフト１３の回動
角が９０°以外の例えば１００°となる。

【００５２】以上説明した第２の実施の形態のアクチュ
エータによれば、第１の実施の形態において説明した
（１）〜（８）と同等の効果が得られることに加え、次
のような効果が得られる。

【００５３】（９）第３ピストン２７に段差４１を設け
て長手方向にみて位置の異なる第１当接面４２及び第２
当接面４３を設けたことにより、シャフト１３の中間停
止位置を回動中央位置（回動角９０°）以外の例えば回
動角１００°の位置に設定することができる。

【００５４】（１０）中間停止位置の変更は第３ピスト
ン２７の交換のみで行い得るため、中間停止位置の変更
を容易に行い得る。即ち、例えば回動角を１００°以上
とした中間停止位置を実現するには第１当接面４２と第
２当接面４３との長手方向の間隔を大きくしたものに変
更すればよく、例えば回動角を９０°未満とした中間停
止位置を実現するには第１当接面４２と第２当接面４３
との相対位置関係を逆に設定したものに変更すればよい
ため、製作時において要求に応じて簡単に中間停止位置
を設定することが可能となる。

【００５５】［第３の実施の形態］以下、第３の実施の
形態を図６〜図８に基づいて説明する。なお、第１の実
施の形態と共通する部分については同一符号を付して詳
細な説明を省略する。

【００５６】特に図８にて顕著に表されているように、
第３の実施の形態では、第１の実施の形態における断面
円形の第３ピストン２７に代えて、当接部材としての偏
平状の第３ピストン５１を備えている点で大きく相違し
ている。第３ピストン５１はケース本体２に形成された
偏平状の第３シリンダ５２内に摺動可能に収容されてい
る。第３ピストン５１の外周面の溝にはピストンパッキ
ン５３のみが装着され、ウェアリングは装着されていな
い。

【００５７】第１ピストン７及び第２ピストン８にはそ
れぞれ長手方向に延びるようにかつ第３ピストン５１側
に開口する案内穴としての長穴５４，５５がそれぞれ形
成されている。第３ピストン５１には両長穴５４，５５
と同方向に延びる案内ロッドとしてのロッド５６，５７
が装着されており、各ロッド５６，５７がそれぞれ対応
する長穴５４，５５にされた状態で案内されている。両
長穴５４，５５に対応する各ピストン７，８の内周面に
はそれぞれブッシュ５８，５９が装着され、同ブッシュ
５８，５９により各ロッド５６，５７が高精度に案内さ
れる。なお、第１ピストン７及び第２ピストン８にもウ
ェアリング１０はそれぞれ一つだけ装着されている。

【００５８】以上説明した第３の実施の形態のアクチュ
エータによれば、第１の実施の形態において説明した
（１）、（２）、（５）〜（８）と同等の効果が得られ
ることに加え、次のような効果が得られる。

【００５９】（１１）中間停止を行うための第３ピスト
ン５１をアクチュエータ本体１の偏平形状に合わせて断
面偏平状にしたので、第３ピストン５１の装備に際して
スペースを有効利用することができ、アクチュエータの
大型化を回避することができる。又、限られたスペース
を有効利用して第３ピストン５１の有効受圧面積を充分
に大きくすることができる。

【００６０】（１２）第３ピストン５１にロッド５６，
５７を設け、それらを第１ピストン７及び第２ピストン
８の長穴５４，５５に挿入しブッシュ５８，５９で案内
したことにより、各ピストン７，８，５１の相対位置関
係を確固たるものとすることができる。併せて、各ピス
トン７，８，５１の外周面に装着すべきウェアリングを
無くしたり減らすことができる。

【００６１】［他の実施の形態］以上の各実施の形態の
他、次のような別の実施の形態もある。 ・各ポート１８，１９，３１をアクチュエータ本体１の
一箇所に集中して配置してもよい。この場合、各ポート
１８，１９，３１から各圧力室１１，１２，３０に至る
連通路の製作が多少複雑になるものの、使用時において
は配管を集中して取付けることができ、設置上の簡素化
を図ることができるとともに配管の輻輳を防止すること
ができる。

【００６２】・シャフト１３の最小回動角を０°とした
第１端部停止位置に対して最大回動角を１８０°とした
第２端部停止位置を設定した例を示したが、ピニオン１
５とラック１６，１７との歯数の関係等の設定次第で、
最大回動角を９０°等に変更して実施することも可能で
ある。勿論、最大回動角を９０°とする第２端部停止位
置を設定した場合には、中間停止位置でのシャフト１３
の回動角は４５°等とすることができる。

【００６３】・中間停止のために設けた第３ピストン２
７，５１は流体圧に基づいて動作するものであるが、こ
れに代え、電動モータ等の他の駆動源に基づいて動作す
るように構成してもよい。但し、第１ピストン７及び第
２ピストン８が流体圧に基づいて動作する関係上、第３
ピストン２７，５１も流体圧駆動とするのが製造上及び
使用上において好ましい。

【００６４】・第２の実施の形態のように第３ピストン
２７に段差４１を設けて第１当接面４２と第２当接面４
３との長手方向の位置関係をずらすことに代え、第１の
実施形態において第３ピストン２７に互いに長さの異な
る一対のロッド等の当接部材を設けて、各当接部材の一
方を第１ピストン７に当接させるとともに他方を第２ピ
ストン８に当接させるように構成してもよい。この場合
も、中間停止位置をロッド等の当接部材の長さの相違に
基づいて変更することができる。しかも、その変更の
際、第３ピストン２７自体は共通のものを利用しつつロ
ッド等の当接部材をその長さが異なるものを選定するだ
けでよいため、部品の共通化を促進し得る。更に、この
際、第３ピストン２７に対するロッド等の当接部材の突
出量を調節し得るものとすれば、完全に部品の共通化を
達成することができる。

【００６５】・第２の実施の形態のように第３ピストン
２７に段差４１を設けて第１当接面４２と第２当接面４
３との長手方向の位置関係をずらすために、第３ピスト
ン２７を単一部材で構成するのに代えて複数の部品で構
成するようにしてもよい。

【００６６】・第１及び第２の実施の形態において、第
１乃至第３の各ピストン７，８，２７は同一径かつ同一
有効受圧面積を有していることが好ましいが、必ずしも
同一としなくてもよい。

【００６７】・第３の実施の形態で示した偏平状の第３
ピストン５１の有効受圧面積を第１及び第２の両ピスト
ン７，８の有効受圧面積と同一にしてもよい。 ・第３の実施の形態で示した偏平状の第３ピストン５１
において、第２の実施の形態に倣って互いに当接位置の
異なる第１当接面４２及び第２当接面４３を設けてもよ
い。

【００６８】・ピニオン１５はシャフト１３と一体に形
成してもよい。 ・ラック１６，１７を第１，第２の各ピストン７，８と
は別体に構成し、それを一体的に固定してもよい。

【００６９】・第３ピストン２７，５１の当接面３２，
４２，４３にクッションゴム等の緩衝部材を設ける等、
衝撃を緩和すべき箇所に適宜緩衝部材を配置してもよ
い。以上の各実施の形態から把握される請求項以外の特
徴的手段を以下に列挙する。なお、括弧内は実施形態に
おいて対応する構成を示している。

【００７０】（１）請求項１乃至請求項７のいずれかに
おいて、前記ピニオンの両側に配置されたシリンダ内で
各々往復動するピストンの往復動限界位置を規定するス
トッパ（第１，第２の両ストッパボルト２１，２２）を
設け、前記ピストンとストッパとの当接状態において、
出力軸が最小回動角となる第１端部停止位置と、最大回
動角となる第２端部停止位置とがそれぞれ決定されてい
るアクチュエータ。この手段によれば、出力軸の第１端
部停止位置と第２端部停止位置とをストッパにより決定
付けることができる。

【００７１】（２）上記手段（１）において、前記スト
ッパは前記ピストンの往復動方向に沿って位置調節可能
であり、その位置調節により、出力軸の最小回動角と最
大回動角とを個別に調節し得るアクチュエータ。この手
段によれば、必要に応じて使用者が出力軸の端部停止位
置となる最小回動角又は最大回動角を適宜変更すること
ができる。

【００７２】（３）上記手段（１）又は（２）におい
て、前記ストッパと前記ピストンとの当接時の衝撃を緩
和するための緩衝部材（クッションゴム２３，２４）を
設けたアクチュエータ。この手段によれば、出力軸の最
小回動角での停止の際と最大回動角での停止の際とでス
トッパとの衝撃を緩和することができる。

【００７３】（４）請求項１乃至請求項７のいずれかに
おいて、前記ピニオンの両側に配置されたシリンダ内で
各々往復動するピストンのうち少なくとも一方に被検出
手段（マグネット３６）を設け、その被検出手段の位置
を検出する検出手段（位置検出センサ３８）をアクチュ
エータ本体に設け、検出手段は少なくとも出力軸の最小
回動角での第１端部停止位置、最大回動角での第２端部
停止位置及び所定の回動角での中間停止位置の３位置を
検出するアクチュエータ。この手段によれば、出力軸の
回動角度を直接検出しなくとも、ラックを備えたピスト
ンの位置を間接的に検出することで各停止位置を容易に
検出することができる。

【００７４】（５）上記手段（４）において、検出手段
は、アクチュエータ本体の外側面に形成されかつピスト
ンの往復動方向と平行に延びる案内溝に沿って位置調節
可能に装着されているアクチュエータ。この手段によれ
ば、検出手段自体の位置ずれや、停止位置の変更に伴う
検出手段の調整などを、案内溝に沿って位置調節するだ
けで簡単に行い得る。

【００７５】（６）請求項３において、各ピストンを動
作させるための流体圧の供給及び排出のために、各ピス
トンの圧力室に個別に連通される３つのポートをアクチ
ュエータ本体に設けたアクチュエータ。この手段によれ
ば、停止位置の切換えの際には、３つのポートのうち、
１つを流体圧供給状態とし、他の２つを流体圧排出状態
とすればよいため、流体圧の切換え制御がきわめて簡単
になる。

【００７６】（７）請求項７において、当接部材には、
前記両ピストンのうち一方に当接する第１当接面と他方
に当接する第２当接面とをそれぞれ形成し、これら両当
接面を前記両ピストンの往復動方向にみてずらした位置
に形成したアクチュエータ。この手段によれば、当接部
材に形成される二つの当接面の位置をずらすように配置
するだけで中間停止位置における出力軸の回動角を変更
することができる。これにより、当接部材の変更のみに
よって簡単に中間停止位置における出力軸の回動角を設
定でき、設計変更が容易になる。

【００７７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、全体としての大型化を防止しつつ中間停
止の際の位置精度を向上させることができる。

【００７８】請求項２に記載の発明によれば、中間停止
のための当接部材を流体圧駆動のピストンとしたこと
で、出力軸の停止位置切換えのための全ての駆動源を流
体圧に統一することができる。

【００７９】請求項３に記載の発明によれば、出力軸の
停止位置として中間停止を含む３つの停止位置に切換え
る場合に、流体圧の供給を３つのピストンのうち１つに
対してのみ行って、他のピストンについては流体圧の排
出を行えばよいため、流体圧の切換え制御をきわめて簡
単にすることができる。

【００８０】請求項４に記載の発明によれば、供給され
る流体圧を同一とすることにより、出力軸を中間停止位
置に配置する場合の出力軸に伝達されるトルクと、他の
停止位置に配置する場合の出力軸に伝達されるトルクと
をほぼ同一とすることができ、停止位置の違いによる出
力トルクの変動を抑えることができる。

【００８１】請求項５に記載の発明によれば、一般に薄
形に形成されているアクチュエータ本体の厚さを増すこ
となく製作することができて大型化を回避することがで
きるとともに、限られたスペースの中で当接部材の有効
受圧面積を充分に確保することができる。

【００８２】請求項６に記載の発明によれば、一般に薄
形に形成されているアクチュエータ本体の厚さを増すこ
となく製作することができて大型化を回避することがで
きる。

【００８３】請求項７に記載の発明によれば、中間停止
の際の出力軸の回動角を適宜設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態のラックピニオン型ロータリ
アクチュエータにおいて、シャフトが第１端部停止位置
に配置された状態を示す縦断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】図１のアクチュエータにおいて、シャフトが第
２端部停止位置に配置された状態を示す縦断面図。

【図４】図１のアクチュエータにおいて、シャフトが中
間停止位置に配置された状態を示す縦断面図。

【図５】第２の実施の形態のラックピニオン型ロータリ
アクチュエータを示す縦断面図。

【図６】第３の実施の形態のラックピニオン型ロータリ
アクチュエータを示す縦断面図。

【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図。

【図８】図６のＣ−Ｃ線断面図。

【符号の説明】

１…アクチュエータ本体、７…第１ピストン、８…第２
ピストン、１３…出力軸としてのシャフト、１５…ピニ
オン、１６…ラック、１７…ラック、２７…当接部材と
しての第３ピストン、５１…当接部材としての第３ピス
トン。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピニオンが設けられた出力軸と、そのピ
   ニオンの両側に配置されたシリンダ内でそれぞれ往復動
   するピストンと、それらピストンにそれぞれ設けられて
   前記ピニオンに噛合うラックとを備え、流体圧を前記ピ
   ストンに作用させることにより、両ピストンが互いに逆
   方向に往復動するとともに出力軸が回動するラックピニ
   オン型ロータリアクチュエータにおいて、 前記両ピストンとは別に当接部材を設け、その当接部材
   を前記両ピストンに向けて進退可能に設け、その当接部
   材の前記両ピストン側への前進時に同当接部材が両ピス
   トンに当接することにより出力軸を所定の回動角で中間
   停止させるようにしたラックピニオン型ロータリアクチ
   ュエータ。
2. 【請求項２】 前記当接部材をピストンにより構成し、
   そのピストンを流体圧により前進するようにした請求項
   １記載のラックピニオン型ロータリアクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記ピストンからなる当接部材への流体
   圧の供給、前記ピニオンの両側に配置された前記両ピス
   トンのうち一方への流体圧の供給、及び、前記両ピスト
   ンのうち他方への流体圧の供給の３つの流体圧供給状態
   のうち一つを選択し、他を流体圧排出状態へ切換えるこ
   とにより、出力軸が中間停止位置を含む３つの停止位置
   のうちいずれかに切換え配置されるようにした請求項２
   記載のラックピニオン型ロータリアクチュエータ。
4. 【請求項４】 前記ピストンからなる当接部材の有効受
   圧面積を、前記ピニオンの両側に配置された前記両ピス
   トンの有効受圧面積と略同一とした請求項２又は請求項
   ３記載のラックピニオン型ロータリアクチュエータ。
5. 【請求項５】 前記ピストンからなる当接部材を、前記
   ピニオンの両側に配置された前記両ピストンの並列方向
   に偏平状に形成した請求項２乃至請求項４のいずれかに
   記載のラックピニオン型ロータリアクチュエータ。
6. 【請求項６】 前記当接部材を、前記ピニオンの両側に
   配置された前記両ピストンと略同一平面内に配置し、か
   つ同両ピストンの往復動方向と同方向に進退するように
   構成した請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のラッ
   クピニオン型ロータリアクチュエータ。
7. 【請求項７】 前記当接部材が前記ピニオンの両側に配
   置された前記両ピストンに当接して中間停止した際、こ
   れら両ピストンのうち一方と当接部材とが当接する位置
   と、両ピストンのうち他方と当接部材とが当接する位置
   とを、前記両ピストンの往復動方向にみてずらした位置
   に配置した請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のラ
   ックピニオン型ロータリアクチュエータ。