JP2004011690A

JP2004011690A - Rotary actuator

Info

Publication number: JP2004011690A
Application number: JP2002163063A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Nakaoka; 中岡　寛光; Toshio Shinpo; 新保　敏夫
Original assignee: New Era Co Ltd
Current assignee: New Era Co Ltd
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-04
Also published as: JP3834720B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary actuator capable of easily and accurately performing not only adjustment of an oscillation range of an output shaft but also adjustment of an intermediate stop position. <P>SOLUTION: In the rotary actuator, pistons 3a and 3b oscillating in a pair of cylinders 2a and 2b disposed on both sides of a pinion 1 have respective racks 5a and 5b meshing with the pinion 1, the rack 5a is mounted movably along the piston 3a, the rack 5b is fixedly connected to the piston 3b, and both ends of each of the cylinders 2a and 2b are provided with independent ports 11-14 for working fluid. Respective cylinders 2a and 2b are provided with stroke adjusting means 9, 10, 41, and 42 capable of independently adjusting strokes of the pistons 3a and 3b and energizing means 34a and 35a for energizing the movable rack 5a along one piston 3a. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリアクチュエータに関し、より詳しくは、ラック・ピニオン型のロータリアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラック・ピニオン型のロータリアクチュエータは、出力軸であるピニオンの両側に配置されたシリンダ内で各々摺動する複動型ピストンが、前記ピニオンに噛合するラックを有しており、流体圧による該ピストンの往復直線運動を、ラックと噛合するピニオンの回転運動に変換するように構成されているのが一般的である。
【０００３】
このロータリアクチュエータを用いてワークの振り分けやバルブの開閉動作などを行う場合、多種多様な動作を可能にするために、ピニオンの回転停止位置を３カ所又は４カ所有していることが好ましい。このような多数の回転停止位置を有する従来のラック・ピニオン型のロータリアクチュエータとして、実公平８−２４８３号公報に開示されたものが知られており、この構成を図４に断面図で示す。
【０００４】
同図に示すように、このラック・ピニオン型ロータリアクチュエータは、本体６の中央に配置されたピニオン１の両側に、一対のシリンダ２ａ，２ｂが平行に配置されており、各シリンダ２ａ，２ｂの内部をピストン３ａ，３ｂが摺動する。
【０００５】
一対のピストン３ａ，３ｂは、それぞれシリンダ２ａ，２ｂの内壁を摺動するシーリングリング２１を備えている。一方のピストン３ａ（図の上側）には、スリーブ４が外嵌されている。このスリーブ４は、ピニオン１と噛合するラック５ａが長手方向に沿って形成されており、ピストン３ａの両端に形成された大径の抜止部３１ａ，３２ａの間で摺動可能となっている。また、他方のピストン３ｂ（図の下側）には、ラック５ｂが長手方向に沿って一体的に固着されており、ピニオン１と噛合している。
【０００６】
一対のシリンダ２ａ，２ｂは、一方のシリンダ２ａの直径が他方のシリンダ２ｂの直径よりも大きくなるように形成されており、それぞれピストン３ａ，３ｂを挟んだ両端部に圧力室１５，１６及び１７，１８が形成されている。これらの圧力室１５，１６及び１７，１８には、ポート１１，１２及び１３，１４を介して圧力流体を供給することができる。また、一方のシリンダ２ａの両端におけるシリンダヘッド７，８には調節ねじ９，１０が配設されており、これら調節ねじ９，１０を進退させることによって、ピストン３ａのストローク調整を可能にしている。尚、調節ねじ９，１０の先端が当接するピストン３ａの両端部には、クッション材１９が装着されている。また、ピストン３ａの抜止部３１ａ，３２ａにも、スリーブ４の端部が当接する箇所にクッション材２０が装着されている。
【０００７】
次に、このロータリアクチュエータの作動について、図５及び図６を参照しながら説明する。以下の手順において、各ポート１１〜１４に作用させる流体圧は等しくしている。
【０００８】
まず、一方のピストン３ａの左端が左側の調節ねじ９に当接した図５（ａ）に示す状態（第１の状態）において、ポート１２及び１４からシリンダ２ａ，２ｂに圧縮空気を供給する等して圧力室１６及び１８に流体圧を作用させる一方、ポート１１及び１３は大気に開放する等して流体の出入りが自由な状態におく。
【０００９】
これにより、一方のピストン３ａは図５（ａ）に示す状態に保たれる一方、他方のピストン３ｂは図５（ａ）に示す状態から左方へ摺動する。この他方のピストン３ｂの動きによって、ラック５ｂと噛合するピニオン１が右回り（時計周り）に回転する。これに伴って、一方のシリンダ２ａ内のスリーブ４は、ラック５ａとピニオン１との噛合により右方へ摺動し、スリーブ４の右端が抜止部３２ａに設けられたクッション材２０に当接する。ピストン３ａ，３ｂには、流体圧によりいずれも右方への押圧力が作用するが、一方のシリンダ２ａの直径が他方のシリンダ２ｂの直径よりも大きくなるように形成されているので、同じ流体圧の下では、一方のピストン３ａに他方のピストン３ｂよりも大きな押圧力が作用する。このため、スリーブ４が抜止部３２ａに当接した後は、他方のピストン３ｂが停止する。この状態を図５（ｂ）に示す（第２の状態）。尚、双方のシリンダ２ａ，２ｂの直径を同じにして、ポート１２の流体圧をポート１４の流体圧より高くすることによっても、第２の状態を得ることができる。
【００１０】
ついで、図５（ｂ）に示す第２の状態において、ポート１１及び１４を介して圧力室１５及び１８に流体圧を作用させる一方、ポート１２及び１３は流体の出入りが自由な状態におく。これにより、一方のピストン３ａは右方へ摺動し、他方のピストン３ｂは左方へ摺動する。そして、他方のピストン３ｂの摺動に伴って、ピニオン１が更に右回りに回転し、スリーブ４が右方へ摺動する。一方のピストン３ａは、シリンダ２ａに設けられた調節ねじ１０に右端が当接すると停止して、これに伴い、ピニオン１の回転及び他方のピストン３ｂの摺動も停止する。この状態を図６（ａ）に示す（第３の状態）。
【００１１】
次に、図６（ａ）に示す第３の状態において、ポート１１及び１３を介して圧力室１５及び１７に流体圧を作用させる一方、ポート１２及び１４は流体の出入りが自由な状態におく。これにより、他方のピストン３ｂは右方へ摺動する。この他方のピストン３ｂの動きによって、ピニオン１が左回り（反時計周り）に回転し、スリーブ４が左方に摺動して、スリーブ４の左端が抜止部３１ａに設けられたクッション材２０に当接する。この場合も、シリンダ２ａ，２ｂの直径の相違によって、スリーブ４が抜止部３１ａに当接した後は、他方のピストン３ｂが停止する。この状態を図６（ｂ）に示す（第４の状態）。
【００１２】
そして、図６（ｂ）に示す第４の状態において、ポート１２及び１３を介して圧力室１６及び１７に流体圧を作用させる一方、ポート１１及び１４は流体の出入りが自由な状態におく。これにより、一方のピストン３ａは左方へ摺動し、他方のピストン３ｂは右方へ摺動する。そして、他方のピストン３ｂの摺動に伴って、ピニオン１が更に左回りに回転し、スリーブ４が左方へ摺動する。一方のピストン３ａは、シリンダ２ａに設けられた調節ねじ９に端部が当接すると停止して、これに伴い、ピニオン１の回転及び他方のピストン３ｂの摺動も停止する。こうして、図５（ａ）に示す第１の状態に戻る。
【００１３】
このように、流体圧を作用させるポートを適宜変更することにより、ピニオン１の回転停止位置として、第１のピストン３ａのストローク両端に対応する位置だけでなく、ストロークの中間に対応する位置も選択可能となる。ここで、一方のピストン３ａがシリンダ２ａに対して移動可能な距離と、スリーブ４が一方のピストン３ａに対して移動可能な距離とを等しくすることにより、ピニオン１の回転停止位置が３カ所となる。即ち、図７（ａ）にピニオン１の回転停止位置をキーにより概念図で示すと、上述した第１の状態から第４の状態に対応するキーの位置がそれぞれａ〜ｄとなり、中間停止位置であるｂ及びｄが一致する。
【００１４】
これに対し、一方のピストン３ａの可動距離とスリーブ４の可動距離とを異ならせた場合、ピニオン１の回転停止位置が４カ所となる。例えば、一方のピストン３ａの可動距離がスリーブ４の可動距離より長い場合、図７（ｂ）に示すように、第１の状態から第４の状態に対応するキーの位置はｅ〜ｈとなり、中間停止位置であるｆ及びｈが異なる位置となる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のロータリアクチュエータは、調節ねじ９，１０が一方のシリンダ２ａ内に突出する量を変えることにより、一方のピストン３ａのストロークを調節することができ、これによって、ピニオン１の揺動範囲を容易に調節することができる。例えば、図５（ａ）において、左側の調節ねじ９の突出量を多くすると、第１の状態に対応するキーの位置が、図７（ａ）に示すａから図７（ｃ）に示すａ’に変化するので、揺動範囲はａ’〜ｃの範囲に狭まる。
【００１６】
ところが、ピニオン１の中間停止位置は、一方のピストン３ａに対するスリーブ４の可動範囲によって定まるため、ピニオン１の揺動範囲を変更することにより中間停止位置の調節が必要となっても、この調節が困難であるという問題があった。即ち、第１の状態から第２の状態（第３の状態から第４の状態についても同様）へのピニオン１の回転角度は常に一定であるため、図７（ｃ）に示すように第１の状態に対応するキーの位置がａからａ’に変化すると、第２の状態に対応するキーの位置が必然的にｂからｂ’に変化する。
【００１７】
この問題を解決するためには、調節ねじ９，１０による一方のピストン３ａのストローク調節に対応させて、一方のピストン３ａに対するスリーブ４の可動範囲を調節できるようにすればよいが、従来の構成においては、このような調節を行うためにはロータリアクチュエータを分解して一方のピストン３ａを長さの異なるものに取り替えるなどしなければならず、作業が繁雑であった。
【００１８】
本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであって、出力軸の揺動範囲の調節だけでなく中間停止位置の調節も容易且つ精度良く行うことができるロータリアクチュエータを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の前記目的は、ピニオンの両側に配置した一対のシリンダ内を摺動するピストンが、それぞれ前記ピニオンに噛合するラックを装着しており、一方の前記ピストンに装着されたラックは、該ピストンに沿って移動可能に装着され、他方の前記ピストンに装着されたラックは、該ピストンに固定的に結合され、前記各シリンダの両端部にはそれぞれ独立した作動流体用ポートが設けられたロータリアクチュエータにおいて、前記各シリンダ毎に前記ピストンのストロークを独立して調節可能なストローク調節手段と、移動可能な前記ラックを前記一方のピストンに沿って付勢する付勢手段とを備えることを特徴とするロータリアクチュエータにより達成される。
【００２０】
このロータリアクチュエータにおいて、前記付勢手段は、前記ラックが前記一方のピストンの中央部から端部に移動するにつれて、該ラックに大きな付勢力を作用させることが好ましい。
【００２１】
より具体的には、前記付勢手段は、前記ラックの両側に配置されたコイルばねとすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき添付図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るロータリアクチュエータを示す断面図である。図１に示すロータリアクチュエータの構成は、図４に示す従来の構成をベースに改良したものであり、図４に示す構成要素と同様の構成要素については同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態に係るロータリアクチュエータは、第１のピストン３ａの抜止部３１ａ，３２ａとスリーブ４の両端部との間に、それぞれコイルばね３４ａ，３５ａを介装している。２つのコイルばね３４ａ，３５ａの長さやばね定数などは略同じであり、スリーブ４が無負荷の状態においては、スリーブ４は一方のピストン３ａの中央部に支持される。また、一方のピストン３ａの抜止部３１ａ，３２ａには、スリーブ４の両端部と対向する側にそれぞれ筒状の突出部３１１ａ，３２１ａが形成されており、これら突出部３１１ａ，３２１ａの先端がスリーブ４の両端と当接する。即ち、スリーブ４は、ピニオン１の回転によってコイルばね３４ａ，３５ａの付勢力よりも大きな力が作用すると、突出部３１１ａ，３２１ａの先端間を摺動可能となるように構成されている。
【００２４】
更に、本実施形態に係るロータリアクチュエータは、他方のシリンダ２ｂの両端におけるシリンダヘッド７，８に、調節ねじ４１，４２が配設されている。この調節ねじ４１，４２は、他方のシリンダ２ｂの長手方向に沿って進退可能となっており、これによって他方のピストン３ｂのストローク調整を可能にしている。
【００２５】
このように構成されたロータリアクチュエータによれば、流体圧を作用させるポート１１〜１４を適宜選択することにより、上述した従来のロータリアクチュエータと同様に第１の状態から第４の状態（図５及び図６参照）とすることができ、ピニオン１の回転停止位置を３カ所又は４カ所にすることができる。
【００２６】
そして、一方のシリンダ２ａにおける調節ねじ９，１０及び他方のシリンダ２ｂにおける調節ねじ４１，４２を適宜進退させることにより、ピニオン１の揺動範囲の調節だけでなく、ピニオン１の中間停止位置の調節が可能になる。
【００２７】
例えば、第１の状態（図５（ａ）参照）から、図２に示すように、他方のシリンダ２ｂにおける右側の調節ねじ４２を進出させてシリンダ２ｂにおける突出量を多くすると、第２のピストン３ｂのストロークが短くなる結果、第２のピストン３ｂの右端が調節ねじ４２の先端に当接した状態においてもスリーブ４の左端は突出部３１１ａに当接せず、両者の間には隙間が形成される。即ち、第１のピストン３ａに対するスリーブ４のストロークが短くなる。このように、調節ねじ４２を進退させることにより、第１のピストン２ａに対するスリーブ４のストロークを調節することができるので、第１の状態から第２の状態までのピニオン１の回転角度を所望の角度に設定することができ、中間停止位置の調節を容易に行うことができる。尚、調節ねじ４２の進退によりピニオン１の揺動範囲も変化するので、必要に応じて第１のシリンダ２ａにおける調節ねじ９，１０を適宜進退させれば良い。
【００２８】
同様に、第３の状態（図６（ａ）参照）から、図３に示すように、他方のシリンダ２ｂにおける左側の調節ねじ４１を進出させてシリンダ２ｂにおける突出量を多くすると、第２のピストン３ｂの左端が調節ねじ４１の先端に当接した状態においてもスリーブ４の右端は突出部３２１ａに当接せず、両者の間には隙間が形成される。即ち、第１のピストン３ａに対するスリーブ４のストロークが短くなる。したがって、調節ねじ４１の進退量を調節することによって、第３の状態から第４の状態までのピニオン１の回転角度を所望の角度に設定することができ、中間停止位置の調節を容易に行うことができる。尚、この場合も調節ねじ４１の進退によりピニオン１の揺動範囲が変化するので、必要に応じて第１のシリンダ２ａにおける調節ねじ９，１０を適宜進退させれば良い。
【００２９】
図２及び図３に示すように、調節ねじ４１，４２を進出させることによって、スリーブ４の両端部がいずれも第１のピストン３ａの抜止部３１ａ，３２ａに当接していない状態になると、スリーブ４に形成されたラック５ａとピニオン２との噛合部に生じるバックラッシにより、ピニオン２の回転方向に遊びが生じて中間停止位置の位置精度を担保できないおそれがある。しかし、本実施形態においては、スリーブ４の両端と抜止部３１ａ，３２ａとの間に、それぞれコイルばね３４ａ，３５ａを介在させているので、これらコイルばね３４ａ，３５ａの付勢力がスリーブ４に作用し、ピニオン２の回転方向の遊びを無くすことができる。
【００３０】
本実施形態においては、２つのコイルばね３４ａ，３５ａをスリーブ４の両端にそれぞれ配置しているが、抜止部３１ａとスリーブ４との間、又は、抜止部３２ａとスリーブ４との間のいずれか一方にコイルばねを介在させた場合であっても本実施形態と同様の効果を得ることができる。この場合も、スリーブ４の位置は、コイルばねの付勢力が作用しない状態において一方のピストン２ａの中央部であることが好ましく、これによってピニオン１の中間停止位置を広範囲で調節することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、出力軸の揺動範囲の調節だけでなく、中間停止位置の調節も容易且つ精度良く行うことができるロータリアクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るロータリアクチュエータを示す断面図である。
【図２】図１に示すロータリアクチュエータの作動状態の一例を示す断面図である。
【図３】図１に示すロータリアクチュエータの作動状態の一例を示す断面図である。
【図４】従来のロータリアクチュエータを示す断面図である。
【図５】図４に示すロータリアクチュエータの作動状態の一例を示す断面図である。
【図６】図４に示すロータリアクチュエータの作動状態の一例を示す断面図である。
【図７】図４に示すロータリアクチュエータの出力軸の作動状態を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１　ピニオン
２ａ，２ｂ　シリンダ
３ａ，３ｂ　ピストン
４　スリーブ
５ａ，５ｂ　ラック
６　本体
７，８　シリンダヘッド
９，１０　調節ねじ
１１，１２，１３，１４　ポート
３１ａ，３２ａ　抜止部
３４ａ，３５ａ　コイルばね
４１，４２　調節ねじ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary actuator, and more particularly, to a rack and pinion type rotary actuator.
[0002]
[Prior art]
The rack and pinion type rotary actuator has a rack in which double-acting pistons respectively sliding in cylinders arranged on both sides of a pinion as an output shaft mesh with the pinion, and the piston is operated by fluid pressure. Is generally configured to convert the reciprocating linear motion of the pinion into a rotational motion of a pinion that meshes with the rack.
[0003]
In the case of performing work distribution, valve opening / closing operation, and the like using this rotary actuator, it is preferable to have three or four pinion rotation stop positions in order to enable various operations. As a conventional rack and pinion type rotary actuator having such a large number of rotation stop positions, the one disclosed in Japanese Utility Model Publication No. H8-2483 is known, and this configuration is shown in a sectional view in FIG.
[0004]
As shown in the figure, this rack and pinion type rotary actuator has a pair of cylinders 2a, 2b arranged in parallel on both sides of a pinion 1 arranged in the center of a main body 6, and each cylinder 2a, 2b The pistons 3a and 3b slide inside.
[0005]
Each of the pair of pistons 3a and 3b has a sealing ring 21 that slides on the inner wall of each of the cylinders 2a and 2b. A sleeve 4 is externally fitted to one of the pistons 3a (upper side in the figure). The sleeve 4 has a rack 5a meshed with the pinion 1 formed along the longitudinal direction, and is slidable between large-diameter retaining portions 31a and 32a formed at both ends of the piston 3a. A rack 5b is integrally fixed to the other piston 3b (the lower side in the figure) along the longitudinal direction, and meshes with the pinion 1.
[0006]
The pair of cylinders 2a and 2b are formed such that the diameter of one cylinder 2a is larger than the diameter of the other cylinder 2b, and pressure chambers 15, 16 and 17 are provided at both ends of the cylinder 3a and 3b, respectively. , 18 are formed. These pressure chambers 15, 16 and 17, 18 can be supplied with pressure fluid via ports 11, 12 and 13, 14. Adjustment screws 9 and 10 are provided on the cylinder heads 7 and 8 at both ends of the one cylinder 2a, and the stroke of the piston 3a can be adjusted by moving the adjustment screws 9 and 10 forward and backward. . Note that cushion members 19 are attached to both ends of the piston 3a with which the tips of the adjusting screws 9 and 10 abut. Also, the cushioning material 20 is mounted on the retaining portions 31a and 32a of the piston 3a at locations where the ends of the sleeve 4 abut.
[0007]
Next, the operation of the rotary actuator will be described with reference to FIGS. In the following procedure, the fluid pressure applied to each of the ports 11 to 14 is made equal.
[0008]
First, in a state (first state) shown in FIG. 5A in which the left end of one piston 3a is in contact with the left adjustment screw 9, compressed air is supplied from the ports 12 and 14 to the cylinders 2a and 2b. Then, the fluid pressure is applied to the pressure chambers 16 and 18, while the ports 11 and 13 are open to the atmosphere or the like so that the fluid can freely enter and exit.
[0009]
Thereby, one piston 3a is kept in the state shown in FIG. 5A, while the other piston 3b slides leftward from the state shown in FIG. 5A. By the movement of the other piston 3b, the pinion 1 meshing with the rack 5b rotates clockwise (clockwise). Along with this, the sleeve 4 in one cylinder 2a slides rightward due to the engagement between the rack 5a and the pinion 1, and the right end of the sleeve 4 comes into contact with the cushion material 20 provided on the retaining portion 32a. The rightward pressing force acts on the pistons 3a and 3b due to the fluid pressure. However, since the diameter of one cylinder 2a is formed to be larger than the diameter of the other cylinder 2b, the same fluid is applied. Under pressure, one of the pistons 3a exerts a larger pressing force than the other piston 3b. For this reason, after the sleeve 4 comes into contact with the retaining portion 32a, the other piston 3b stops. This state is shown in FIG. 5B (second state). The second state can also be obtained by making the diameters of the two cylinders 2a and 2b the same and making the fluid pressure of the port 12 higher than the fluid pressure of the port 14.
[0010]
Next, in the second state shown in FIG. 5 (b), fluid pressure is applied to the pressure chambers 15 and 18 via the ports 11 and 14, while the ports 12 and 13 are in a state where fluid can enter and exit freely. Thereby, one piston 3a slides to the right and the other piston 3b slides to the left. Then, with the sliding of the other piston 3b, the pinion 1 further rotates clockwise, and the sleeve 4 slides rightward. One piston 3a stops when its right end abuts on the adjusting screw 10 provided on the cylinder 2a, and accordingly, the rotation of the pinion 1 and the sliding of the other piston 3b also stop. This state is shown in FIG. 6A (third state).
[0011]
Next, in the third state shown in FIG. 6A, fluid pressure is applied to the pressure chambers 15 and 17 via the ports 11 and 13, while the ports 12 and 14 are in a state where fluid can enter and exit freely. . Thereby, the other piston 3b slides rightward. By the movement of the other piston 3b, the pinion 1 rotates counterclockwise (counterclockwise), the sleeve 4 slides to the left, and the left end of the sleeve 4 moves to the cushion material 20 provided on the retaining portion 31a. Abut Also in this case, the other piston 3b stops after the sleeve 4 comes into contact with the retaining portion 31a due to the difference in the diameter of the cylinders 2a and 2b. This state is shown in FIG. 6B (fourth state).
[0012]
In the fourth state shown in FIG. 6B, fluid pressure is applied to the pressure chambers 16 and 17 via the ports 12 and 13, while the ports 11 and 14 are in a state where fluid can enter and exit freely. Thereby, one piston 3a slides to the left and the other piston 3b slides to the right. Then, with the sliding of the other piston 3b, the pinion 1 further rotates counterclockwise, and the sleeve 4 slides leftward. One end of the piston 3a stops when its end comes into contact with the adjusting screw 9 provided on the cylinder 2a, and accordingly, the rotation of the pinion 1 and the sliding of the other piston 3b also stop. Thus, the state returns to the first state shown in FIG.
[0013]
As described above, by appropriately changing the port for applying the fluid pressure, not only the position corresponding to both stroke ends of the first piston 3a but also the position corresponding to the middle of the stroke is selected as the rotation stop position of the pinion 1. It becomes possible. Here, by making the distance that one piston 3a can move with respect to the cylinder 2a equal to the distance that the sleeve 4 can move with respect to the one piston 3a, the rotation stop position of the pinion 1 becomes three places. Become. That is, if the rotation stop position of the pinion 1 is conceptually shown by a key in FIG. 7A, the positions of the keys corresponding to the above-mentioned first to fourth states are a to d, respectively, and the intermediate stop position is shown. B and d match.
[0014]
On the other hand, when the movable distance of one piston 3a and the movable distance of the sleeve 4 are made different, the rotation stop positions of the pinion 1 are four places. For example, when the movable distance of one piston 3a is longer than the movable distance of the sleeve 4, as shown in FIG. 7B, the positions of the keys corresponding to the first to fourth states are e to h, The intermediate stop positions f and h are different positions.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional rotary actuator described above can adjust the stroke of one piston 3a by changing the amount by which the adjusting screws 9 and 10 project into the one cylinder 2a, whereby the swing range of the pinion 1 can be adjusted. Can be easily adjusted. For example, in FIG. 5A, when the protrusion amount of the left adjustment screw 9 is increased, the position of the key corresponding to the first state is changed from a shown in FIG. 7A to a shown in FIG. The swing range narrows to the range of a 'to c.
[0016]
However, since the intermediate stop position of the pinion 1 is determined by the movable range of the sleeve 4 with respect to one of the pistons 3a, even if it is necessary to adjust the intermediate stop position by changing the swing range of the pinion 1, this adjustment is performed. There was a problem that it was difficult. That is, since the rotation angle of the pinion 1 from the first state to the second state (the same applies to the third state to the fourth state) is always constant, as shown in FIG. When the position of the key corresponding to the state (a) changes from a to a ', the position of the key corresponding to the second state necessarily changes from b to b'.
[0017]
In order to solve this problem, the movable range of the sleeve 4 with respect to the one piston 3a may be adjusted in accordance with the adjustment of the stroke of the one piston 3a by the adjusting screws 9 and 10. In order to make such an adjustment, the rotary actuator had to be disassembled and one of the pistons 3a had to be replaced with one having a different length, so that the operation was complicated.
[0018]
The present invention has been made to solve such a problem, and provides a rotary actuator capable of easily and accurately adjusting not only the swing range of the output shaft but also the intermediate stop position. With the goal.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is to provide a piston that slides in a pair of cylinders disposed on both sides of a pinion, each of which is equipped with a rack that meshes with the pinion. A rotary actuator movably mounted along the piston and a rack mounted on the other piston is fixedly connected to the piston, and an independent working fluid port is provided at each end of each cylinder. A stroke adjusting means for independently adjusting a stroke of the piston for each of the cylinders, and an urging means for urging the movable rack along the one piston. This is achieved by a rotary actuator.
[0020]
In this rotary actuator, it is preferable that the urging means applies a large urging force to the rack as the rack moves from the center to the end of the one piston.
[0021]
More specifically, the urging means may be a coil spring arranged on both sides of the rack.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a rotary actuator according to one embodiment of the present invention. The configuration of the rotary actuator shown in FIG. 1 is an improvement based on the conventional configuration shown in FIG. 4, and the same components as those shown in FIG. Is omitted.
[0023]
As shown in FIG. 1, the rotary actuator according to the present embodiment has coil springs 34a and 35a interposed between the retaining portions 31a and 32a of the first piston 3a and both ends of the sleeve 4, respectively. . The lengths and spring constants of the two coil springs 34a and 35a are substantially the same, and when the sleeve 4 is in a no-load state, the sleeve 4 is supported by the center of one piston 3a. Further, cylindrical protrusions 311a, 321a are formed on the sides of the stoppers 31a, 32a of the one piston 3a facing the both ends of the sleeve 4, respectively, and the tips of the protrusions 311a, 321a are sleeved. 4 is in contact with both ends. That is, the sleeve 4 is configured to be able to slide between the tips of the protruding portions 311a and 321a when a force greater than the urging force of the coil springs 34a and 35a acts by the rotation of the pinion 1.
[0024]
Further, in the rotary actuator according to the present embodiment, adjusting screws 41 and 42 are disposed on the cylinder heads 7 and 8 at both ends of the other cylinder 2b. The adjusting screws 41 and 42 can move forward and backward along the longitudinal direction of the other cylinder 2b, thereby enabling the stroke adjustment of the other piston 3b.
[0025]
According to the rotary actuator configured as described above, by appropriately selecting the ports 11 to 14 for applying the fluid pressure, the first to fourth states (FIG. 5 and FIG. 5) can be selected similarly to the above-described conventional rotary actuator. FIG. 6), and the number of rotation stop positions of the pinion 1 can be three or four.
[0026]
By adjusting the adjusting screws 9 and 10 in one cylinder 2a and the adjusting screws 41 and 42 in the other cylinder 2b as appropriate, not only the swing range of the pinion 1 but also the adjustment of the intermediate stop position of the pinion 1 can be adjusted. Becomes possible.
[0027]
For example, as shown in FIG. 2, when the right adjustment screw 42 of the other cylinder 2b is advanced from the first state (see FIG. 5A) to increase the amount of protrusion of the cylinder 2b, the second piston As a result of the shortening of the stroke of 3b, even when the right end of the second piston 3b is in contact with the tip of the adjusting screw 42, the left end of the sleeve 4 does not contact the protruding portion 311a, and a gap is formed between the two. Is done. That is, the stroke of the sleeve 4 with respect to the first piston 3a is shortened. In this manner, by moving the adjusting screw 42 forward and backward, the stroke of the sleeve 4 with respect to the first piston 2a can be adjusted, so that the rotation angle of the pinion 1 from the first state to the second state can be set to a desired angle. The angle can be set and the intermediate stop position can be easily adjusted. Note that the swing range of the pinion 1 also changes as the adjusting screw 42 advances and retreats. Therefore, the adjusting screws 9 and 10 in the first cylinder 2a may be appropriately advanced and retracted as needed.
[0028]
Similarly, from the third state (see FIG. 6A), as shown in FIG. 3, when the left adjustment screw 41 of the other cylinder 2b is advanced to increase the amount of protrusion of the cylinder 2b, the second state is obtained. Even when the left end of the piston 3b is in contact with the tip of the adjusting screw 41, the right end of the sleeve 4 does not contact the protrusion 321a, and a gap is formed between the two. That is, the stroke of the sleeve 4 with respect to the first piston 3a is shortened. Therefore, by adjusting the amount of advance and retreat of the adjusting screw 41, the rotation angle of the pinion 1 from the third state to the fourth state can be set to a desired angle, and the adjustment of the intermediate stop position is easily performed. be able to. In this case as well, the swing range of the pinion 1 is changed by the advance and retreat of the adjusting screw 41. Therefore, the adjusting screws 9 and 10 in the first cylinder 2a may be appropriately advanced and retracted as needed.
[0029]
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, when the adjusting screws 41 and 42 are advanced, when both ends of the sleeve 4 are not in contact with the retaining portions 31a and 32a of the first piston 3a, the sleeve 4 Due to the backlash generated at the meshing portion between the rack 5a and the pinion 2 formed on the pinion 4, play may occur in the rotation direction of the pinion 2 and the accuracy of the intermediate stop position may not be ensured. However, in this embodiment, since the coil springs 34a and 35a are interposed between both ends of the sleeve 4 and the retaining portions 31a and 32a, the urging force of the coil springs 34a and 35a acts on the sleeve 4. In addition, play in the rotation direction of the pinion 2 can be eliminated.
[0030]
In the present embodiment, the two coil springs 34a, 35a are arranged at both ends of the sleeve 4, respectively, but either between the retaining portion 31a and the sleeve 4, or between the retaining portion 32a and the sleeve 4. Even when a coil spring is interposed on one side, the same effect as in the present embodiment can be obtained. Also in this case, the position of the sleeve 4 is preferably at the center of one of the pistons 2a in a state where the urging force of the coil spring does not act, whereby the intermediate stop position of the pinion 1 can be adjusted over a wide range.
[0031]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to provide a rotary actuator that can easily and accurately adjust not only the swing range of the output shaft but also the intermediate stop position.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a rotary actuator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing an example of an operation state of the rotary actuator shown in FIG.
FIG. 3 is a sectional view showing an example of an operation state of the rotary actuator shown in FIG.
FIG. 4 is a sectional view showing a conventional rotary actuator.
FIG. 5 is a sectional view showing an example of an operation state of the rotary actuator shown in FIG.
6 is a sectional view showing an example of an operation state of the rotary actuator shown in FIG.
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining an operation state of an output shaft of the rotary actuator shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pinion 2a, 2b Cylinder 3a, 3b Piston 4 Sleeve 5a, 5b Rack 6 Main body 7, 8 Cylinder head 9,10 Adjustment screw 11,12,13,14 Port 31a, 32a Prevention part 34a, 35a Coil spring 41,42 Adjustment screw

Claims

Pistons that slide in a pair of cylinders arranged on both sides of the pinion each have a rack that meshes with the pinion,
A rack mounted on one of the pistons is movably mounted along the piston, and a rack mounted on the other piston is fixedly connected to the piston;
In a rotary actuator provided with independent working fluid ports at both ends of each of the cylinders,
Stroke adjustment means capable of independently adjusting the stroke of the piston for each cylinder,
And a biasing means for biasing the movable rack along the one piston.

2. The rotary actuator according to claim 1, wherein the urging unit applies a large urging force to the rack as the rack moves from a center to an end of the one piston. 3.

The rotary actuator according to claim 2, wherein the urging unit is a coil spring disposed on both sides of the rack.