JP2006522295A - 作動変位調整機能が備わったアクチュエータ - Google Patents

作動変位調整機能が備わったアクチュエータ Download PDF

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Abstract

作動変位調整機能が備わったアクチュエータ。シリンダー(100)と、ピストン(160)と、上記シリンダー(100)の壁に回転可能に貫通結合された回転軸(140)と、上記ピストン(160)と回転軸(140)の間に連結設置された動力伝達機器(120,130)と、外部のソレノイドバルブ(20)と第１及び第２空間部(101,102)を連結する作動流体供給管路（11,12）と、上記ピストン(160)の一側に取り付けられた磁石(231)と、上記シリンダー(100)の一側に設置されたガイド部材(211)と、このガイド部材(211)に案内されてピストン(160)の前後進方向に前後進する可動部材(213)と、上記シリンダー(100) 外側面に近接設置されたマグネチックセンサー(235)とを備えている。

Description

本発明は、作動変位調整機能が備わったアクチュエータに関するものであり、より詳しくは、高い価格の制御装置を別に設置する必要が無く、簡単にマグネチックセンサーを使用して、ピストンによる回転軸の角度変位を容易に調整できるようにして、設置費用を低減できるようになっているアクチュエータに関するものである。
一般的に,アクチュエータは調整装置に連結設置されて空圧や油圧によって発生された前後進力または回転力を上記装置の駆動部に提供するものであり、とで,本発明のアクチュエータは、油圧アクチュエータと空圧アクチュエータに両方適用されるが、下の説明では便宜上、空圧アクチュエータを基準に説明する。
図１は従来のアクチュエータを図示したものであり、回転式バルブの作動のために使われる空圧式アクチュエータを図示したものである。図１に図示されたアクチュエータは、シリンダー100の内部両方に１組のピストン160が設置されて、両方のピストン160の間にはラック120と従動ギア130を媒介でピストン160の前後進によって、両方向に回転する回転軸140が設置されて、上記シリンダー100の壁にはピストン160の間の空間部101を外部と連通させる第１空気通路103、及び両方のピストン160外側空間部102を外部と連通させる第２空気通路104が形成されて、この第１及び第２空気通路103,104に通じる圧縮空気の供給方向によって、両方のピストン160がお互いに対向される方向に前後進して、上記回転軸140に連結されるバルブを開閉動作させるように構成される。この時、外部の圧縮機10から上記シリンダー100で圧縮空気を供給する空圧管路ン11,12は方向転換ソレノイド・バルブ20が設置され、上記第１空気通路103及び第２空気通路104の中にある一つは空気の流入が、他の一つは空気の排出が選択的になる。
従来は別途の電気的な制御装置が必須であった。このような制御装置は、上記回転軸140の変位を感知する位置センサー及びこの位置センサーによって、入力された信号によって、上記ソレノイド・バルブ20の作動を制御する制御機、作動範囲を入力するための入力手段などが備わったものであり、その価格がアクチュエータそのものの価格を超えるほどに高価であるので、アクチュエータの設置にかかる費用が高くなる問題点があった。
発明は前述したような問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は高い価格の制御装置を別に設置する必要が無く、簡単にマグネチックセンサーを使用して、ピストンによる回転軸の角度変位を容易に調整できるようにして、設置費用を低減できるようになっている作動変位調整機能が備わったアクチュエータに関するものである。
本発明によれば、作動流体が供給されるシリンダー100と、このシリンダー100の内部に前後進が可能に設置された少なくとも一つのピストン160と、上記シリンダー100の壁に回転可能に貫通結合された回転軸140と、上記ピストン160と回転軸140の間に連結設置されてピストン160の前後進によって回転軸160が回転できるようにする動力伝達機器120,130を含み、上記シリンダー100のピストン160によって区画された第１及び第２空間部101,102には外部のソレノイドバルブ20と連結された作動流体供給管路11,12がそれぞれ連結され、上記ソレノイドバルブ20の作動によって上記回転軸140が所定の角度くらい回転できるようになっているアクチュエータにおいて、上記ピストン160の一側に取り付けられ、磁石になっている被感知部材231と上記シリンダー100の一側にピストン160の前後進方向によって設置されたガイド部材211と、このガイド部材211に取り付けられて、ピストン160の前後進方向に前後進する可動部材213と、この可動部材213の一側から上記シリンダー100の中央部に向けるように延長設置された可動ロード233と、この可動ロード233の一側に上記シリンダー100外側面に近接できるように設置され、上記ピストン160が近接して被感知部材231の磁力が感知されると、上記ソレノイドバルブ20に感知信号を印可するマグネチックセンサー235と、このマグネチックセンサー235の前後進変位を表示できるように目盛が備わった変位設定手段219,221を含む作動変位調整機能が備わったアクチュエータが提供される。
本発明の他の特徴によれば、上記ガイド部材211の中心部には長さ方向にスライド孔211aが形成されて、このスライド孔211aは、上記ピストン160に連結されてピストン160を前後進できるように往復ロード217が前後進可能に、挿入設置されたことを特徴とする作動変位調整機能が備わったアクチュエータが提供される。
本発明の他の特徴よれば、作動流体が供給されるシリンダー100と、このシリンダー100の内部に前後進が可能に設置された少なくとも一つのピストン160と、上記シリンダー100の壁に回転可能に貫通結合された回転軸140と、上記ピストン160と回転軸140の間に連結設置されてピストン160の前後進によって回転軸160が回転できるようにする動力伝達機器120,130を含み、上記シリンダー100のピストン160によって区画された第１及び第２空間部101,102には外部のソレノイドバルブ20と連結された作動流体供給管路11,12がそれぞれ連結され、上記ソレノイドバルブ20の作動によって上記回転軸140が所定の角度くらい回転できるようになっているアクチュエータにおいて、上記ピストン160の一側に取り付けられ、磁石になっている被感知部材231と上記シリンダー100の一側にピストン160の前後進方向と直交する方向に設置されたガイド部材211と、このガイド部材211に取り付けられて、ピストン160の前後進方向と直交する方向に前後進する可動部材213と、上記シリンダー100の外側面にストン160の前後進方向に沿って前後進可能に設置されて一側に斜めに状孔243が形成してこの状孔243を通じて上記ガイド部材211とスライド可能に連結されて可動部材の前後進によって直交方向に前後進する可動板241と、この可動板241の一側に上記シリンダー100外側面に近接できるように設置されて、上記ピストン160が近接されて、被感知部材231の磁力が感知されると、上記ソレノイドバルブ20に感知信号を印可するマグネチックセンサー235と、マグネチックセンサー235の前後進変位を表示できるように目盛りが備わった変位設定手段219、221を含む作動変位調節機能が備わったアクチュエータが提供される。
本発明の他の特徴によれば、上記ガイド部材211の中心部には長さ方向でスライド孔211aが形成されて、このスライド孔211aには上記回転軸140に連結されて、回転軸140を回転できるように往復ロード217が前後進可能に挿入設置されたことを特徴とする作動変位調節機能が備わったアクチュエータが提供される。
以下、添付された図面を参照して本発明による望ましい一実施例を詳しく説明する。
図２（ａ）ないし図2（ｃ）は、本発明による作動変位設定機能が備わったアクチュエータの一実施例を図示した正面図、平面図及び側面図であり、図3はその断面図である。
本発明のアクチュエータは図２（ａ）ないし図3に図示されたように、内部に作動流体が供給されるシリンダー100と、このシリンダー100の内部両方に所定間隔離隔されて、往復可能に対向設置された１組のピストン160と、このピストン160に連結設置されて互いに向い合う方向に前後進するラック120及びこのラック120と噛合されるように、上記シリンダー100の内部に回転可能に装着された従動ギア130になっている動力伝達機器120、130と、この従動ギア130の中心部に連結されるように上記シリンダー100の壁110一側に回転可能に設置された回転軸140と、上記ピストン160の一側に取り付けられ、磁石に成っている被感知部材231と、上記シリンダー100の長さ方向一側端部にピストン160の前後進方向に沿って長く設置された軸型ガイド部材211と、このガイド部材211にねじ結合されて、その回転によってピストン160の前後進方向に前後進する可動部材213と、この可動部材213の一側から上記シリンダー100の中央部を向かうように延長設置された可動ロード233と、上記可動ロード233のシリンダー100中央部の外側面に近接された一端部に設置されたマグネチックセンサー235と、このマグネチックセンサー235の前後進変位を表示できるように目盛が表示された変位設定手段219、221で構成されて、上記シリンダー100には外部の圧縮機10に連結された空圧管路11、12が連結設置され、この空圧管路11、12には方向転換ソレノイドバルブ20が設置される。
本実施例で、上記シリンダー100の内部空間は、上記ピストン160によって、両方のピストン160の間の内側空間部101(以下、第１空間部と称する)及び両方のピストン160と、シリンダー100内壁面の間の外側空間部102(以下、第２空間部と称する)に区画されて、このシリンダー100の壁110には、上記第１空間部101を外部と連通させる第１流体通路103及び上記第２空間部102を外部と連通させる第２流体通路104が形成される。また、上記ソレノイドバルブ20と連結された二つの空圧管路11、12は、それぞれ上記第１流体通路103及び第２流体通路104の外部側の入口に媒介で連結設置されてソレノイドバルブ20の作動によって、上記圧縮機10によって圧縮された空気が、シリンダー100の第１空間部101及び第２空間部102に選択的に供給されるように構成される。
上記可動部材213は、その回転によって、上記マグネチックセンサー235を所定設定位置に前後進させるためのものであり、その一側端には回転のためのハンドル215が備わって、この可動部材213と隣接するように上記ガイド部材211には、固定ノート214がねじ結合されて、上記可動部材213を所定距離くらい前後進された後に、位置を固定できるように構成される。また、このガイド部材211は、その中心部に長さ方向でスライド孔211aが形成されて、このスライド孔211aには、上記ピストン160に連結された往復ロード217が前後進可能に挿入設置されて、上記ピストン160を手動で前後進させるように構成される。
上記マグネチックセンサー235は、上記ピストン160が設定された位置まで、前進または後進されたかを感知するためのものであり、上記可動部材213によって所定設定位置まで前後進された後に,アクチュエータが作動されて上記ピストン160が近接され、被感知部材231の磁石が感知されると、上記ソレノイドバルブ20に感知信号を印可して、作動状態を遮断または供給形態に変わるようにする。
上記変位設定手段219、221は、上記マグネチックセンサー235の位置変位による回転軸140の作動変位を設定するためのものであり、上記可動部材213一側に近接するようにシリンダー100一側に連結設置されて、上記ピストン160のストロークによって算出された回転軸140の回転角度が表示された目盛板221と、この目盛板221の目盛を読めるように上記可動部材213の一側に附着した指針219で構成される。
また上記シリンダー100の外側面には上記回転軸140と連結されて、回転軸140の実際回転角度を表示する表示計251が設置される。
上記のように構成された本発明のアクチュエータの作動状態を説明すると次のようになる。
上記ハンドル215を回転させて可動部材(213)に連結されたマグネチックセンサー235を所定設定位置まで前進させる。この時、望む回転軸140の回転角度によって、上記指針219が示す目盛板221の目盛変動を観察しながら可動部材213を前進させて、望む設定位置にマグネチックセンサー235が位置すると、上記可動部材213密着するように固定ナット214を回転させて設定位置に固定させる。
この状態で、上記ソレノイドバルブ20に電源が印可されると、上記ソレノイドバルブ20の作動によって、シリンダー100の第1空間部101または第２空間部102に選択的に圧縮空気の供給が可能となり、これによるピストン160の前後進力によって、ラック12とかみ合った従動ギア13が回転して、回転軸140の回転動力を外部に連結された所定装置に伝達できるようになる。この時、上記ピストン160が前進、または後進する間に、上記被感知部材230がマグネチックセンサー235に感知されると、上記ソレノイドバルブ20がシリンダー100両側に供給される圧縮空気を遮断して、上記回転軸140が停止した状態を維持できるようになる。これによって、一例として上記回転軸140が管路に設置されたバルブに連結された場合には、上記バルブが設定された角度くらい回転された後に停止するので、バルブの開閉角度を調節できるようになる。したがって、本発明によれば、別途の複雑で高い価格の制御装置を設置しなくても、上記回転軸140に連結された外部装置の作動変位を簡単に調節できるので、安い費用でも作動変位調節機能が備わったアクチュエータを提供できる長所がある。
図４及び図5は、本発明によるアクチュエータの他の実施例を図示した断面図及び側面図として、図４及び図５に図示された実施例は前述した実施例と技術的思想において同一であるが、上記可動部材213がピストン160の前後進方向と直交する方向に前後進できるように構成されたことを例示したものである。すなわち、本実施例のアクチュエータは前述した実施例と同一に、シリンダー100に供給される圧縮空気によるピストン160の前後進によって、回転軸140が回転するように構成されて、上記ピストン160に被感知部材231が装着されるが、上記シリンダー100の中央部一側にピストン160の前後進方向と直交する方向にガイド部材211が設置されて、このガイド部材211に可動部材213が装着されて、ピストン160の前後進方向と直交する方向に前後進して、上記シリンダー100の外側面には、ピストン160の前後進方向に沿って、前後進可能に設置された可動板241が設置されて、この可動板241には一側に傾斜した方向に状孔243が形成されて、この状孔243に上記可動部材213の一側がスライド可能に挿入結合されて、可動部材の前後進によって可動板241がシリンダー100の長さ方向に沿って前後進できるように構成される。
また、上記可動板241には上記シリンダー100の外側面に近接するようにマグネチックセンサー235が設置されて、このマグネチックセンサー235の設定変位を表示するための目盛板221が上記可動板241に備わって、上記可動部材213の一側には指針219が備わる。そして上記ガイド部材211の中心部には長さ方向にスライド孔211aが形成されて、このスライド孔211aには上記回転軸140に連結されて、回転軸140を手動で回転させることができるように往復ロード217が前後進可能に挿入設置される。
このように構成された本実施例のアクチュエータは、上記ガイド部材211及び往復ロード217がシリンダー100の半径方向の一側に備わって、この設置空間の形態によって長さ方向サイズを減らせるようになったことであり、上記可動部材213と可動板241が互いに直交する方向に連動して前後進できるように構成されたものだけ違うだけであり、上記可動板241がピストン160の前後進方向にスライドされて、上記マグネチックセンサー235の設定変位量を調節できるようにその技術的構造は同じなので、詳細な説明は省略する。
一方、前述した実施例では、ピストン160の前後進力を伝達するための動力伝達機器120、130が、ラック120及び従動ギア130になっていることを例示的に説明したが、これは一般的な動力伝達手段の一例を提示したものであり、上記動力伝達機器120、130は、ピストン160の直線往復運動を回転力に転換して伝達できる通常の動力伝達機器になることができる。
図６はその一例を示し、図６に図示された実施例は前述した実施例と同一に、ピストン160の一側に被感知部材(図示しない)が装着されて、シリンダー100に結合されたガイド部材211に可動部材213がねじ結合されて前後進して、可動部材213の一側から延長された可動ロード233にマグネチックセンサー235が装着され、ピストン160の前後進を感知するように構成されるが、回転軸140の外周部には、回動部材130が装着されて、上記ピストン160の対向する面には、それぞれ上記回動部材130の両側にピン125を媒介で回転可能に結合された延長部材120が結合されたものである。
また、前述した実施例では、上記シリンダー100に二つのピストン160が内蔵され、上記第２空間部102が互いに連通されて２個の空間に成っていることを例示的に説明したが、上記第１空間部101及び第２空間部102は外部から供給される作動流体の流入または流出方向による区分にすぎない。位置及び個数は、前述した実施例によって限定されるのではなく、通常のアクチュエータと同一に多様な形態でなされうる。
以上で説明した本発明は、前述した実施例及び添付された図面によって限定されるのではなく、本発明における技術的な思想を外れない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であることが、本発明が属する技術分野における通常な知識を有するならば自明に分るであろう。
以上のように本発明によれば、可動部材213を前後進させて設定された変位ほどピストン160が前進されると、これをマグネチックセンサー235が感知して、ソレノイドバルブ20が作動流体の供給を遮断するように構成することによって、別途の複雑で高い価格の制御装置を設置しなくても、上記回転軸140に連結された外部装置の作動変位を簡単に調整できるので、安い費用でも作動変位調整機能が備わったアクチュエータを提供できる効果がある。
従来のアクチュエータを図示した断面図。 （a）乃至（c）は、本発明による作動変位調整機能が備わったアクチュエータの一実施例を図示した正面図、平面図及び側面図。 図２（a）に図示された本発明によるアクチュエータの断面図。 本発明によるアクチュエータの他の実施例を図示した断面図。 図４に図示された本発明のアクチュエータの側面図。 本発明によるアクチュエータのまた他の実施例を図示した断面図。

Claims (4)

  1. 作動流体が供給されるシリンダー(100)と、このシリンダー(100)の内部に前後進が可能に設置された少なくとも一つのピストン(160)と、 上記シリンダー(100)の壁に回転可能に貫通結合された回転軸(140)と、上記ピストン(160)と回転軸(140)の間に連結設置されてピストン(160)の前後進によって回転軸(160)が回転できるようにする動力伝達機器(120,130)を含み、上記シリンダー（100）のピストン（160）によって区画された第１及び第２空間部(101,102)には外部のソレノイドバルブ(20)と連結された作動流体供給管路（11,12）がそれぞれ連結され、上記ソレノイドバルブ(20)の作動によって上記回転軸(140)が所定の角度くらい回転できるようになっているアクチュエータにおいて、上記ピストン(160)の一側に取り付けられ、磁石になっている被感知部材(231)と上記シリンダー(100)の一側にピストン(160)の前後進方向によって設置されたガイド部材(211)と、このガイド部材(211)に取り付けられて、ピストン(160)の前後進方向に前後進する可動部材(213)と、この可動部材(213)の一側から上記シリンダー(100)の中央部に向けるように延長設置された可動ロード(233)と、この可動ロード(233)の一側に上記シリンダー(100) 外側面に近接できるように設置され、上記ピストン(160)が近接して被感知部材(231)の磁力が感知されると、上記ソレノイドバルブ(20)に感知信号を印可するマグネチックセンサー(235)と、このマグネチックセンサー(235)の前後進変位を表示できるように目盛が備わった変位設定手段(219,221)を含む作動変位調整機能が備わったアクチュエータ。
  2. 第１項において、上記ガイド部材(211)の中心部には長さ方向にスライド孔(211a)が形成されて、このスライド孔(211a)は、上記ピストン(160)に連結されてピストン(160)を前後進できるように往復ロード(217)が前後進可能に、挿入設置されたことを特徴とする作動変位調整機能が備わったアクチュエータ。
  3. 作動流体が供給されるシリンダー(100)と、このシリンダー(100)の内部に前後進が可能に設置された少なくとも一つのピストン(160)と、上記シリンダー(100)の壁に回転可能に貫通結合された回転軸(140)と、上記ピストン(160)と回転軸(140)の間に連結設置されてピストン(160)の前後進によって回転軸(160)が回転できるようにする動力伝達機器(120,130)を含み、上記シリンダー（100）のピストン（160）によって区画された第１及び第２空間部(101,102)には外部のソレノイドバルブ(20)と連結された作動流体供給管路（11,12）がそれぞれ連結され、上記ソレノイドバルブ(20)の作動によって上記回転軸(140)が所定の角度くらい回転できるようになっているアクチュエータにおいて、上記ピストン(160)の一側に取り付けられ、磁石になっている被感知部材(231)と上記シリンダー(100)の一側にピストン(160)の前後進方向と直交する方向に設置されたガイド部材(211)と、このガイド部材(211)に取り付けられて、ピストン(160)の前後進方向と直交する方向に前後進する可動部材(213)と、上記シリンダー(100)の外側面にストン(160)の前後進方向に沿って前後進可能に設置されて一側に斜めに状孔(243)が形成してこの状孔 (243)を通じて上記ガイド部材(211)とスライド可能に連結されて可動部材の前後進によって直交方向に前後進する可動板 (241)と、この可動板(241)の一側に上記シリンダー(100)外側面に近接できるように設置されて、上記ピストン(160)が近接されて、被感知部材(231)の磁力が感知されると、上記ソレノイドバルブ(20)に感知信号を印可するマグネチックセンサー(235)と、マグネチックセンサー(235)の前後進変位を表示できるように目盛りが備わった変位設定手段(219、221)を含む作動変位調節機能が備わったアクチュエータ。
  4. 第３項において、上記ガイド部材(211)の中心部には長さ方向でスライド孔(211a)が形成されて、このスライド孔(211a)には上記回転軸(140)に連結されて、回転軸(140)を回転できるように往復ロード(217)が前後進可能に挿入設置されたことを特徴とする作動変位調節機能が備わったアクチュエータ。
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