JP2009041725A - 油圧アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】
ピストンのストロークを精密に調整できるようにする。
【解決手段】
ケーシング１に収容されたピストン２の油圧による直線往復運動をシャフト３の正逆切換えの回転である揺動運動に変換する。ピストン２に対して進退してピストン２のストロークを可変するストローク調整部材４を備えている。ケーシング１は、筒形のボデイ１１とボデイ１１の少なくとも一方の端面を閉塞してシャフト３とともに一体的に回転される端部材１３とを備えている。ストローク調整部材４は、シャフト３とケーシング１の端部材１３との一方に螺合されて外側の端面に工具等が掛けられる操作穴４ｇが設けられている。ストローク調整部材４の外側には、シャフト３とケーシング１の端部材１３との他方に螺合されてストローク調整部材４の進退位置をロックするロック部材５が配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、油圧による揺動（ロータリ）駆動される油圧アクチュエータ係る技術分野に属する。

最近、ケーシングに収容されたピストンの油圧による直線往復運動をシャフトの正逆切換えの回転である揺動運動に変換する油圧アクチュエータが土木作業機から精密工作機までの駆動源等として多方面で使用されるようになってきている。このため、揺動範囲（揺動角度）の異なる多種類の油圧アクチュエータの提供が要請されている。この要請については、生産効率等を考慮して、シャフトの揺動範囲を調整可能にして油圧アクチュエータに汎用性をもたせることで実質的に応えようとすることが検討されている。

従来、シャフトの揺動範囲を調整可能にすることを指向した技術としては、例えば、以下に記載のものが知られている。

実用新案登録第２６０３８９４号公報 特許文献１には、ピストンに対して進退してピストンのストロークを可変するストローク調整部材を備えることで、シャフトの揺動範囲を調整する技術が記載されている。

特許文献１に係る技術では、先端がストローク調整部材に螺合され中途部がケーシングに螺合されて後端がケーシングから突出された操作部材が備えられ、ケーシングの外部からの操作部材の操作によるストローク調整部材の動作でシャフトの揺動範囲を調整することができるように構成されている。

特許文献１に係る技術では、ストローク調整部材が別部材である操作部材の操作を介してピストンに対して進退されるため、ピストンのストロークを精密に調整することができないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、ピストンのストロークを精密に調整することのできる油圧アクチュエータを提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明に係る油圧アクチュエータは、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。

即ち、請求項１では、ケーシングに収容されたピストンの油圧による直線往復運動をシャフトの正逆切換えの回転である揺動運動に変換するものであって、ピストンに対して進退してピストンのストロークを可変するストローク調整部材を備えた油圧アクチュエータにおいて、ケーシングは筒形のボデイとボデイの少なくとも一方の端面を閉塞してシャフトとともに一体的に回転される端部材とを備え、ストローク調整部材はシャフトとケーシングの端部材との一方に螺合されて外側の端面に工具等が掛けられる操作穴が設けられ、ストローク調整部材の外側にシャフトとケーシングの端部材との他方に螺合されてストローク調整部材の進退位置をロックするロック部材が配置されていることを特徴とする。

この手段では、ストローク調整部材に工具等が掛けられる操作穴が設けられることで、ストローク調整部材を直接的に回転操作してピストンに対して進退させることができる。また、ストローク調整部材の外側に配置されたロック部材がストローク調整部材が螺合する部材とは別の部材に螺合されることで、ストローク調整部材に無用の応力を作用させることなく進退位置をロックすることができる。

また、請求項２では、請求項１の油圧アクチュエータにおいて、ケーシングのボデイとピストンとはリードの長い多条の正方向のヘリカルネジで螺合され、ピストンとシャフトとはリードの長い多条の逆方向のヘリカルネジで螺合されていることを特徴とする。

この手段では、ケーシングのボデイとピストンとシャフトとがリードの長い多条の正方向，逆方向のヘリカルネジで螺合されることで、ピストンのストロークが短縮されるとともにシャフトの揺動が高トルクになる。

また、請求項３では、請求項１または２の油圧アクチュエータにおいて、ロック部材はシャフトまたはケーシングの端部材への螺合位置がロックされるロック機構が設けられ、ロック機構はロック部材の外周面の一部から径方向に切込まれたスリットとケーシングの外部側に位置するロック部材の端面からスリットに貫通されたボルト孔とボルト孔に螺合された突当ボルトとからなることを特徴とする。

この手段では、 ロック機構の突当ボルトの回動によってスリットからロック部材の一部が変形されてシャフトの端部材に係止されることで、ロック部材のシャフトまたはケーシングの端部材への螺合位置がロックされる。

本発明に係る油圧アクチュエータは、ストローク調整部材に工具等が掛けられる操作穴が設けられることで、ストローク調整部材を直接的に回転操作してピストンに対して進退させることができ、ストローク調整部材の外側に配置されたロック部材がストローク調整部材が螺合する部材とは別の部材に螺合されることで、ストローク調整部材に無用の応力を作用させることなく進退位置をロックすることができるため、ピストンのストロークを精密に調整することができる効果がある。

さらに、請求項２として、ケーシングのボデイとピストンとシャフトとがリードの長い多条の正方向，逆方向のヘリカルネジで螺合されることで、ピストンのストロークが短縮されるとともにシャフトの揺動が高トルクになるため、小型で高能力の製品とすることができる効果がある。

さらに、請求項３として、ロック機構の突当ボルトの回動によってスリットからロック部材の一部が変形されてシャフトの端部材に係止されることで、ロック部材のシャフトまたはケーシングの端部材への螺合位置がロックされるため、シャフトの調整された揺動範囲を確実に保持することができる効果がある。

以下、本発明に係る油圧アクチュエータを実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

この形態は、図１，図２に示すように、ケーシング１，ピストン２，シャフト３，ストローク調整部材４，ロック部材５，ロック機構６を主要部材として構成されている。

ケーシング１は、円筒形のボデイ１１とボデイ１１の両端面を閉塞するリング盤形の端部材１２，１３とからなる。ボデイ１１は、軸方向に離れた少なくとも２箇所にポンプ等（図示せず）によって供給される駆動圧力流体であるオイルＰが出入されるオイルポート１１ａ，１１ｂが内周面，外周面を貫通して設けられ、内周面の両端部付近に端部材１２，１３が嵌合係止される段部１１ｃが設けられ、内周面のベース側の端部材１２寄りの一部にリードの長い多条の正方向（左ネジ）の雌のヘリカルネジ１１ｄが刻設され、外周面に被装着機器に連結するためのフランジ等の連結部（図示せず）が取付けられている。ベース側の端部材１２は、内周面，外周面にオイルＰをシールするためのＯリング等のパッキング１２ａが取付けられる環状のパッキング取付溝１２ｂが設けられ、内周面にシャフト３に螺合組付けするための雌のネジ１２ｃが刻設され、外周面から内側となる端面にかけてラジアルベアリング７が嵌合される段部１２ｄが設けられ、外側となる端面に被装着機器に連結するための連結用ネジ穴１２ｅが設けられている。ヘッド側の端部材１３は、内周面，外周面にオイルＰをシールするためのＯリング等のパッキング１３ａが取付けられる環状のパッキング取付溝１３ｂが設けられ、内周面の外側寄りの一部にストローク調整部材４が螺合組付けされる雌のネジ１３ｃが刻設され、内周面の内側寄りの一部にストローク調整部材４がスライドするスライド受面１３ｄ（パッキング取付溝１３ｂの１つが設けられている）が設けられ、外周面から内側となる端面にかけてラジアルベアリング７が嵌合される段部１３ｅが設けられ、外側となる端面に被装着機器に連結するための連結用ネジ穴１３ｆが設けられている。

ピストン２は、ケーシング１のボデイ１１とシャフト２との間に軸方向へ移動可能に介装される筒形に形成され、内周面のケーシング１のヘッド側の端部材１３寄りとなる側の一部にシャフト２の外周面をスライドするスライド面２ａが設けられ、内周面のケーシング１のベース側の端部材１２寄りとなる側の一部にリードの長い多条の逆方向（右ネジ）の雌のヘリカルネジ２ｂが刻設され、外周面のケーシング１のヘッド側の端部材１３寄りとなる側の一部にケーシング１のボデイ１１の内周面をスライドするスライド面２ｃが設けられ、外周面のケーシング１のベース側の端部材１２寄りとなる側の一部にリードの長い多条の正方向（左ネジ）の雄のヘリカルネジ２ｄが刻設され、両スライド面２ａ，２ｃにオイルＰをシールするためのＯリング等のパッキング２ｅが取付けられる環状のパッキング取付溝２ｆが設けられている。内周面に刻設されたヘリカルネジ２ｂは、シャフト３の後述するヘリカルネジ３ｆと噛合する。外周面に刻設されたヘリカルネジ２ｄは、ケーシング１のボデイ１１の内周面に刻設されたヘリカルネジ１１ｄと噛合する。

シャフト３は、外周面の一方の端部付近にケーシング１のベース側の端部材１２のネジ１２ｂに螺合する雄のネジ３ａと端部材１２が嵌合係止される段部３ｂとが設けられ、外周面の他方の端部付近にロック部材５が螺合組付けされる雄のネジ３ｃとストローク調整部材４が嵌合係止される段部３ｄとが設けられ、外周面の他方の端部の端末にロック部材５の抜止めとなる抜止リング８が螺合取付けられるネジ３ｅが設けられ、外周面の一方の端部寄りの一部にリードの長い多条の逆方向（右ネジ）の雄のヘリカルネジ３ｆが刻設されている。

ストローク調整部材４は、ケーシング１のヘッド側の端部材１３とシャフト３との間に介装されるリング形に形成され、内周面の内側となる部分にシャフト３の外周面をスライドするスライド面４ａとオイルＰをシールするためのＯリング等のパッキング４ｂが取付けられる環状のパッキング取付溝４ｃとが設けられ、内周面の外側となる部分にケーシング１のヘッド側の端部材１３の段部１３ｄに係止してケーシング１の内部への侵入限界が規制されるストッパ４ｄが設けられ、外周面の内側となる部分にケーシング１のヘッド側の端部材１３のスライド受面１３ｄをスライドするスライド面４ｅが設けられ、外周面の外側となる部分にケーシング１のヘッド側の端部材１３のネジ１３ｃに螺合するネジ４ｆが設けられ、外側となる端面に工具等を掛けることのできる操作穴４ｇが設けられている。ストローク調整部材４の最小の内径は、ロック部材５が螺合組付けされるシャフト３のネジ３ｃの外径よりもわずかに大きく設定されている。

ロック部材５は、ケーシング１のヘッド側の端部材１３とシャフト３との間に介装されるリング形に形成されてストローク調整部材４の外側に配置され、内周面にシャフト３のネジ３ｃに螺合される雌のネジ５ａが設けられ、外周面の外側寄りに工具等を掛けることのできる操作穴５ｂが設けられている。ロック部材５の外径は、ケーシング１のヘッド側の端部材１３のネジ１３ｃの内径よりもわずかに小さく設定されている。ロック部材５の軸長は、ケーシング１のヘッド側の端部材１３に最大限に侵入しても完全には没入しないで一部（操作穴５ｂ）が外部に突出される長さに設定されている。

ロック機構６は、図３，図４に示すように、ロック部材５の外周面の一部から径方向に切込まれたスリット６ａと、ロック部材５の外側となる端面からスリット６ａに貫通されたボルト孔６ｂと、ボルト孔６ｂに螺合された突当ボルト６ｃとからなる。

この形態によると、ピストン２の油圧による直線往復運動をシャフト３の正逆切換えの回転である揺動運動に変換する基本原理について従来公知の技術と変わるところはない。ただし、ケーシング１のボデイ１１のヘリカルネジ１１ｄと、ピストン２のヘリカルネジ２ｂ，２ｄと、シャフト３のヘリカルネジ３ｆとの噛合によって、ピストン２のストロークａ，ｂが短縮されるとともにシャフト３の揺動が高トルクになることから、小型で高能力の製品とすることができる。

この形態でのピストン２のストロークａ，ｂの調整については、ロック部材５をシャフト３から取外しておき、ストローク調整部材４の操作穴４ｇに工具等を掛ける等して、ストローク調整部材４を直接的に回転操作することになる。従って、操作穴４ｇを利用することで、ストローク調整部材４の操作を簡単，確実に行うことができる。回転操作されたストローク調整部材４は、ピストン２に対して進退される。

この後、ロック部材５をシャフト３のネジ３ｃに螺合させ、ロック部材５の操作穴５ｂに工具等を掛ける等して、ロック部材５を回転操作する。従って、操作穴５ｂを利用することで、ロック部材５の操作を簡単，確実に行うことができる。回転操作されたロック部材５は、ストローク調整部材４に接近して圧接する。このとき、ロック部材５がシャフト３のネジ３ｃに螺合してストローク調整部材４が螺合しているヘッド側の端部材１３のネジ１３ｃには螺合していないため、回転操作されたロック部材５の回転移動や圧接の応力がストローク調整部材４に掛かるのを避けることができる。

そして、ロック機構６の突当ボルト６ｃを回転操作して、スリット６ａを介したロック部材５の一部を変形させてケーシング１のヘッド側の端部材１３やシャフト３に圧接させ、ロック部材５の操作位置（ストローク調整部材４のピストン２に対する進退位置）をロックする。

この結果、ピストン２のストロークａ，ｂを精密に調整することができ、その調整状態を保持することができる。

さらに、この形態では、ストローク調整部材４，ロック部材５がそれぞれ内周側のシャフト３や外周側のケーシング１のヘッド側の端部材１３に螺合されることで、ストローク調整部材４，ロック部材５，ケーシング１（端部材１３）,シャフト３の各部材が同軸線上の近接した箇所に組付けられている。このため、各部材に高い組付精度を確保して動作不良や油漏れを防止することができる。

本発明に係る油圧アクチュエータは、土木作業機から精密工作機までの駆動源等として多方面での使用が可能である。

本発明に係る油圧アクチュエータを実施するための最良の形態の断面図である。 図１の他の動作状態図である。 図１の要部の分解状態の斜視図である。 図３の組立状態の一部の断面図である。

符号の説明

１
ケーシング
１１ ボデイ
１１ｄ
ヘリカルネジ
１２，１３ 端部材
２ ピストン
２ｂ，２ｄ ヘリカルネジ
３ シャフト
３ｆ
ヘリカルネジ
４ ストローク調整部材
５ ロック部材
６ ロック機構
６ａ
スリット
６ｂ ボルト孔
６ｃ 突当ボルト
Ｐ オイル

Claims (3)

1. ケーシングに収容されたピストンの油圧による直線往復運動をシャフトの正逆切換えの回転である揺動運動に変換するものであって、ピストンに対して進退してピストンのストロークを可変するストローク調整部材を備えた油圧アクチュエータにおいて、ケーシングは筒形のボデイとボデイの少なくとも一方の端面を閉塞してシャフトとともに一体的に回転される端部材とを備え、ストローク調整部材はシャフトとケーシングの端部材との一方に螺合されて外側の端面に工具等が掛けられる操作穴が設けられ、ストローク調整部材の外側にシャフトとケーシングの端部材との他方に螺合されてストローク調整部材の進退位置をロックするロック部材が配置されていることを特徴とする油圧アクチュエータ。
2. 請求項１の油圧アクチュエータにおいて、ケーシングのボデイとピストンとはリードの長い多条の正方向のヘリカルネジで螺合され、ピストンとシャフトとはリードの長い多条の逆方向のヘリカルネジで螺合されていることを特徴とする。
3. 請求項１または２の油圧アクチュエータにおいて、操作部材はシャフトまたはケーシングの端部材への螺合位置がロックされるロック機構が設けられ、ロック機構は操作部材の外周面の一部から径方向に切込まれたスリットとケーシングの外部側に位置する操作部材の端面からスリットに貫通されたボルト孔とボルト孔に螺合された突当ボルトとからなることを特徴とする油圧アクチュエータ。