JP2008180238A - Rotary actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はロータリーアクチュエータに関し、バタフライ弁やボール弁等回転軸を回転させて弁体を回動開閉する弁類や弁蓋を回転軸により回転させ開閉するダンパー類等、回転軸を回転させることで作動される機器類の回転軸に回転力を与えるためのロータリーアクチュエータの改良に関する。 The present invention relates to a rotary actuator, and by rotating a rotary shaft such as valves that rotate and open a valve body by rotating a rotary shaft such as a butterfly valve and a ball valve, and dampers that rotate and open a valve lid by a rotary shaft. The present invention relates to an improvement of a rotary actuator for applying a rotational force to a rotating shaft of operated equipment.
従来、この種の回転軸に回転力を与える動力源として、モータや人力によるもののほか、流体圧を利用し、回転軸を中心部分に嵌着したピニオンギアを駆動させるタイプのものが知られており、この種のアクチュエータはピニオンギアと噛合するラックギアを形成したピストン部材をシリンダー内で流体圧により往復動させることが基本的な構造となっている。 Conventionally, as a power source for applying a rotational force to this type of rotating shaft, in addition to those using a motor or human power, there are known types that use a fluid pressure to drive a pinion gear fitted to the central portion of the rotating shaft. This type of actuator has a basic structure in which a piston member that forms a rack gear that meshes with a pinion gear is reciprocated by fluid pressure in a cylinder.
上記したようなロータリーアクチュエータとして従来は図4及び図5として示す如き構造のものが知られている。図4は第一の従来例、図5は第二の従来例である。この図4にあって10は回転軸12を中心部分に挿通嵌着したピニオンギアを示している。
Conventionally, rotary actuators such as those shown in FIGS. 4 and 5 are known. FIG. 4 shows a first conventional example, and FIG. 5 shows a second conventional example. In FIG. 4,
また、図中13はピストン部材を示し、このピストン部材13は両端に同一径としたピストンヘッド14、14を備えている。ピストン部材13は内部が中空あるいは左右壁が貫通されたものとされ、内面に前記したピニオンギア10と噛合するラックギア15が形成されている。
In the figure, reference numeral 13 denotes a piston member. The piston member 13 includes piston heads 14 and 14 having the same diameter at both ends. The piston member 13 is hollow inside or has left and right walls penetrated, and a rack gear 15 that meshes with the
さらに、図中16はシリンダーを兼ねたケーシングで円筒状をしており、その両端開口は閉塞部材17、17で閉塞されている。そして、前記したピストンヘッド14、14はリング状のシール部材18、18を介してピストン部材13と同期してケーシング16内を往復摺動する。この往復摺動は閉塞部材17、17に形成される導入口から圧力流体の流入により、ピストンヘッド14、14を押圧することでなされ、この摺動によってラックギア15がピニオンギア10を回転させ、そこに嵌着されている回転軸12を回転させることとなる。
Further, in the figure, reference numeral 16 denotes a casing that also serves as a cylinder, and has a cylindrical shape, and the openings at both ends are closed by closing members 17 and 17. The piston heads 14, 14 reciprocally slide in the casing 16 in synchronization with the piston member 13 via ring-shaped seal members 18, 18. This reciprocal sliding is performed by pressing the piston heads 14 and 14 by the flow of pressure fluid from the inlets formed in the closing members 17 and 17, and this sliding causes the rack gear 15 to rotate the
この形態のロータリーアクチュエータにあっては作動中に高圧の流体を受けるピストンヘッド14は一つであり、そのため、ピストンヘッド14は大きな面積を有する必要がある。 In this type of rotary actuator, there is one piston head 14 that receives a high-pressure fluid during operation. Therefore, the piston head 14 needs to have a large area.
また、図5として示す第二の従来例の場合は、シリンダーを兼ねたケーシング16内でその軸芯方向に沿った半分位置に仕切り板19を配し、ケーシング16内を二分している。ピストン部材13a、13bはその二分された各々の室内に平行に配備され、そのピストン部材13a、13bの各々がピニオンギア10と噛合するラックギア15、15を形成している。各々のピストン部材13a、13bは閉塞部材17、17の導入口から供給される高圧流体によって相互に逆方向へ往復摺動し、この往復摺動によってピニオンギア10を回転させ、回転軸12を回転させる構成となっている。
In the case of the second conventional example shown in FIG. 5, a partition plate 19 is arranged at a half position along the axial direction in the casing 16 that also serves as a cylinder, and the casing 16 is divided into two. The piston members 13 a and 13 b are arranged in parallel in the bisected chambers, and the piston members 13 a and 13 b form rack gears 15 and 15 that mesh with the
この第二の従来例としてのロータリーアクチュエータはピストン部材13a、13bが二つあるため、同じ回転出力仕様にあってはピストン部材の受圧面の面積は第一の従来例に比べ半分で済み、装置としての全体サイズや重量は大幅に小さくすることができる。しかし、シリンダーを兼用するケーシング16は部品として大きく重くなり、鋳造品のためその内径面を精度高く切削する機械加工のコストが高くなってしまう。
本発明が解決しようとする問題点は、従来、シリンダーを兼用するケーシング内に一対のラックギアを形成したピストン部材を入れ、そのピストン部材を高圧流体によって相互に逆方向へ摺動させて、回転軸を嵌着したピニオンギアを回転させるロータリーアクチュエータはそのシリンダーを兼用するケーシングが鋳造品であるため、内径面を高精度に切削加工する必要性があり、その加工のためのコストが非常に高くなってしまうという点である。 The problem to be solved by the present invention is that a piston member having a pair of rack gears is conventionally placed in a casing that also serves as a cylinder, and the piston member is slid in the opposite direction by a high-pressure fluid to rotate the rotating shaft. The rotary actuator that rotates the pinion gear fitted with the cylinder has a casing that also serves as the cylinder, so the inner diameter surface needs to be cut with high precision, and the cost for the machining becomes very high. It is a point.
前記した問題点を解決するために、本発明に係るロータリーアクチュエータはシリンダー内を相互に対向する直線方向に往復動するラックギアを形成したピストン部材と、その各ピストン部材のラックギアが一つのピニオンギアを共有し、そのピニオンギアに嵌着されたシャフトを回転させるロータリーアクチュエータにおいて、前記ピストン部材は両端を各々ピストンヘッドとするとともに、前記したシリンダーは既存のサニタリーパイプを用いて構成してあることを特徴とし、前記したサニタリーパイプによるシリンダーはケーシングとエンドプレートにより挟持されていることを特徴とし、前記したケーシングとエンドプレートには各々シリンダーとされるサニタリーパイプの周縁が嵌装される受溝が設けられていることを特徴とし、前記した受溝の角にはガイド用のテーパが形成されていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a rotary actuator according to the present invention includes a piston member that forms a rack gear that reciprocates in a linear direction facing each other in a cylinder, and the rack gear of each piston member has one pinion gear. In the rotary actuator that shares and rotates a shaft fitted to the pinion gear, the piston member has a piston head at both ends, and the cylinder is configured by using an existing sanitary pipe. The sanitary pipe cylinder is sandwiched between a casing and an end plate, and the casing and the end plate are each provided with a receiving groove into which the periphery of the sanitary pipe, which is a cylinder, is fitted. It is characterized by The corners of the receiving groove that describes is characterized by taper guide is formed.
本発明に係るロータリーアクチュエータは上記のように構成されている。そのため、既存のサニタリーパイプは格別に内面を加工処理する必要性もなく、そのサニタリーパイプをシリンダーとしてケーシングとエンドプレートに形成された溝に嵌装挟持されるが、溝の中心間距離は機械加工によって正確なものとなっており、各々のパイプは精度よく平行となり、正確な一直線として角度が狂うことなくセットされる。 The rotary actuator according to the present invention is configured as described above. Therefore, there is no need to process the inner surface of existing sanitary pipes, and the sanitary pipe is used as a cylinder and is fitted and sandwiched in a groove formed in the casing and end plate. The pipes are accurately parallel and set as an accurate straight line without distorting the angle.
また、サニタリーパイプのカットも軸に対してより正確に直角とする必要もなくなり、製作がし易く、コストが安くなる。さらに、サニタリーパイプは内径公差があり、その断面はやや楕円状となっているのが通常であるが、溝部に嵌め付けることでこれが矯正させ、正確な真円状とすることができる。そして、溝部にはテーパが形成してあるので、嵌着、挿し込みの作業も非常に容易なものとなる。 In addition, the sanitary pipe does not need to be cut at a right angle with respect to the shaft, making it easy to manufacture and reducing the cost. Furthermore, sanitary pipes usually have an inner diameter tolerance, and their cross section is usually slightly elliptical, but this can be corrected by fitting it into the groove, and can be made into an exact circular shape. And since the taper is formed in the groove part, the operation | work of a fitting and insertion becomes very easy.
図面として示し、実施例として説明したような構成とすることで実現した。 The configuration shown in the drawings and described in the embodiment is realized.
次に、本発明の好ましい実施の一例を図1乃至図3を参照して説明する。図1は本発明を実施したロータリーアクチュエータを示す正面断面図、図2は同じく側面断面図、図3は同じく溝部を示す拡大図である。 Next, an example of a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front sectional view showing a rotary actuator embodying the present invention, FIG. 2 is a side sectional view, and FIG. 3 is an enlarged view showing a groove portion.
これらの図にあって1、1はケーシングを示しており、6はその中心部分に回転軸7を嵌着したピニオンギアを示している。前記したケーシング1は比較的短尺とした円筒状のものとされており、それを一対平行に配し、その対向部分には前記したピニオンギア6及び回転軸7がケーシング1、1の中央部に位置される切り欠き部分が形成されている。
In these drawings,
このケーシング1、1の開口両端には後述するサニタリーパイプを挿入し、嵌め付けるための環状の溝部1a、1b、1c、1dが形成されているもので、この溝部1a、1b、1c、1dの角部はサニタリーパイプの嵌め付け作業を容易とするため、ガイド用のテーパ面1t、1tが形成されたものとなっている。
Annular grooves 1a, 1b, 1c, and 1d for inserting and fitting sanitary pipes, which will be described later, are formed at both ends of the
また、図中3a、3b、3c、3dは本実施例におけるシリンダー部を示しており、このシリンダー部3a、3b、3c、3dは各々既存の市販されている肉厚略3mm程度のサニタリーパイプを同寸法で切断したものが使用され、そのシリンダー部3a、3b、3c、3dの一方の開口縁は前記したケーシング1、1の溝部1a、1b、1c、1dに挿入され嵌め込まれる。
In the figure, 3a, 3b, 3c, and 3d indicate cylinder portions in the present embodiment, and the cylinder portions 3a, 3b, 3c, and 3d are existing sanitary pipes having a thickness of about 3 mm that are commercially available. What was cut | disconnected by the same dimension is used, The one opening edge of the cylinder parts 3a, 3b, 3c, 3d is inserted and fitted in the groove parts 1a, 1b, 1c, 1d of the above-described
一方、図中2a、2bは各々円板状をしたエンドプレートを示しており、このエンドプレート2a、2bの周端近くから内面側の中央近傍に至る各々環状をし、前記したと同様形態の溝部2c、2dが形成されており、前記したシリンダー部3a、3b、3c、3dの他方側となる開口縁が挿入され、嵌め込まれる。即ち、シリンダー部3a、3b、3c、3dを構成する切断されたサニタリーパイプはケーシング1、1とエンドプレート2a、2bによって挟持された構造となる。
On the other hand,
また、図中4a、4bはピストン部材を示し、このピストン部材4a、4bは各々内面側に前記したピニオンギア6を共通して噛合するラックギア4c、4dを一体に形成したものとなっている。このピストン部材4a、4bは各々その両端部にピストンヘッド5c、5d及び5a、5bを一体に備えたものとなっており、そのピストンヘッド5c、5d、5a、5bの周面にはリング状のシール部材5e、5e‥が嵌め付けられている。
In the figure,
前記したピストン部材4aはそのピストンヘッド5cが圧力導入口Bからの圧力を受け、ピストンヘッド5dは圧力導入口Aからの圧力を受け、図1において左右方向へ往復摺動するものとなっている。その際にピストンヘッド5cはシリンダー部3b内を摺動し、ピストンヘッド5dはシリンダー部3a内を摺動することとなる。
In the piston member 4a, the
さらに、ピストン部材4bの場合は、そのピストンヘッド5aは圧力導入口Cからの圧力を受け、ピストンヘッド5bは圧力導入口Dからの圧力を受け、図1において左右方向へ往復摺動するものとなっているが、この摺動方向は常に前記したピストン部材4aと逆方向となり、そのため、ピニオンギア6には同一方向での回転力が付与される。この際、ピストンヘッド5aはシリンダー部3c内を、ピストンヘッド5bはシリンダー部3d内を摺動することとなる。尚、図中8a、8bはベアリングを示している。
Further, in the case of the
そして、シリンダー部3a、3b、3c、3dに使用されるサニタリーパイプは内径公差があるもので、例えば150Aでは+0.4、−1.2mmである。この寸法は通常ロットごとに異なり、前記したように、通常は断面が楕円状に変形している。本発明の実施に際しては、このサニタリーパイプの円周実寸法を購入の都度計測し、溝部1a、1b、1c、1d及び2cの内径及び外形寸法を計測値に合わせ設定する。 And the sanitary pipe used for cylinder part 3a, 3b, 3c, 3d has an inside diameter tolerance, for example, 150A, it is +0.4, -1.2 mm. This dimension is usually different for each lot, and as described above, the cross section is usually deformed into an ellipse. In carrying out the present invention, the actual circumference of the sanitary pipe is measured each time it is purchased, and the inner and outer dimensions of the grooves 1a, 1b, 1c, 1d and 2c are set according to the measured values.
前記したように、溝部1a、1b、1c、1d及び2cにはその角部にもテーパ1t、1tを形成してあるため、サニタリーパイプを容易に挿し込むことができ、その肉厚は3mm程度の薄いものとなっているため、容易に溝部により、その形状が矯正され真円形となる。サニタリーパイプの内面は格別に機械加工処理を施さなくとも表面粗さは0.1μm程度で十分滑らかであり、そのままシリンダー部として使用でき、大幅なコストダウンを可能とする。 As described above, since the grooves 1a, 1b, 1c, 1d and 2c have tapers 1t and 1t at their corners, the sanitary pipe can be easily inserted, and the thickness is about 3 mm. Therefore, the shape is easily corrected by the groove and becomes a perfect circle. Even if the inner surface of the sanitary pipe is not specially machined, the surface roughness is about 0.1 μm and it is sufficiently smooth and can be used as it is as a cylinder part, which can greatly reduce the cost.
1 ケーシング
1a 溝部
1b 溝部
1c 溝部
1d 溝部
2a エンドプレート
2b エンドプレート
2c 溝部
2d 溝部
3a シリンダー部
3b シリンダー部
3c シリンダー部
3d シリンダー部
4a ピストン部材
4b ピストン部材
4c ラックギア
4d ラックギア
5a ピストンヘッド
5b ピストンヘッド
5c ピストンヘッド
5d ピストンヘッド
5e シール部材
6 ピニオンギア
7 回転軸
8a ベアリング
8b ベアリング
A 圧力導入口
B 圧力導入口
C 圧力導入口
D 圧力導入口
1 Casing 1a Groove 1b Groove 1c Groove 1c Groove 1d Groove
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007012239A JP2008180238A (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Rotary actuator |
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Family
ID=39724297
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---|---|---|---|
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- 2007-01-23 JP JP2007012239A patent/JP2008180238A/en active Pending
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