JP2023176695A - エア駆動式アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータ本体をコンパクト化し、確実にシール部位を密封シールすることができるエア駆動式アクチュエータを提供することにある。【解決手段】回転変換機構４を内蔵した駆動側ハウジング３と、ピストンロッド１３が往復動するシリンダ側ハウジング２と、ピストンロッド１３をガイドするロッドガイド１４を有するエア駆動式アクチュエータであって、ロッドガイド１４の外周を遠心方向に延出させた延出部１６を両ハウジング同士の開口側に設けた端面部同士の間に挟着させた状態で、アクチュエータ本体１を構成すると共に、両ハウジングの端面部の少なくとも何れか一方側の端面部と、延出部１６の間にシール部材１９を挟み込むようにして装着し、両ハウジング同士を連結固定した。【選択図】図４

Description

本発明は、エア駆動式アクチュエータに関し、特に、バルブ用エア駆動式アクチュエータのアクチュエータ本体をコンパクト化し、確実にシール部位を密封シール可能なエア駆動式アクチュエータに関する。

従来、ボール弁等の回転弁を自動で開閉動作させるためにエア駆動のアクチュエータが使用されている。

例えば、特許文献１の図８に示すように、アクチュエータ本体をシリンダ室と駆動室にそれぞれ別の区画に分けて、一方の空間が、エア供給によってピストンが往復動するエアシリンダとなるシリンダ室用ハウジングとし、他方の空間が、エアシリンダに連接し、エアシリンダ内のピストンに接続し且つ当該空間内にまで延びるピストンロッドの往復動を、当該空間内でギアやスコッチヨークによって回転運動に変換する駆動機構を収容した駆動室用ハウジングとによりアクチュエータ本体を構成したエアアクチュエータが知られている。

同文献のエアアクチュエータは、ピストンロッドの動作を案内するロッドガイドを、シリンダ側のハウジングと駆動側のハウジングで挟着し、ロッドガイドを固定して、ハウジング内のシリンダ側と駆動側の両空間を分けた構造としている。
そして、ロッドガイドの外周面に設けた溝部にＯリングを装着して、シリンダの内壁の内周面にＯリングを密着させて、シリンダ室ハウジングの気密性を確保している。
すなわち、シリンダ室の機能が十分に発揮されるように、Oリングとシリンダの内壁の内周面の密封シールにより、シリンダ室の気密性を高めている。

特開２０１６－４４７２０号公報

しかしながら、特許文献１のバルブ用アクチュエータは、ロッドガイドの外周面にシール部材を装着するために溝部を設け、この溝部に装着したＯリングをシリンダ室ハウジングの内壁の内周面に接触させる構造であるため、ロッドガイドにはＯリングを装着するための溝を形成する必要があり、ロッドガイドの外周の幅が大きくなり、ロッドガイド自体も大きくなる。
さらに、ロッドガイドの溝部に対向するハウジング内周面の距離が必要となり、ハウジングもある程度の肉厚や長さ方向の距離を確保する必要があり、結果的にアクチュエータ本体の小型化に反することになる。

また、ロッドガイドが大きくなると、所定のシリンダ容積を確保するためにシリンダ室ハウジングも大きくしなければならないため、従来の構造ではアクチュエータ本体のコンパクト化が難しかった。

加えて、特許文献１のバルブ用アクチュエータは、ロッドガイドの外周面に設けた溝部にＯリングを装着する構造であるため、アクチュエータの組立て時にＯリングを引張って溝部に装着すると、Ｏリングの表面を傷つけてしまうことがある。

また、溝部の空間に対して一定以上の充填率でＯリングが装着されており、一定以上の圧縮率を得るためにＯリングの外周側はロッドガイドの溝部からはみ出すように装着され、シリンダ室ハウジングの内周面により押し付けて、気密性を高めている。
高いシール性を確保するために、Ｏリングはロッドガイドの溝部からはみ出すように装着されるから、ハウジングの端面同士を連結してアクチュエータ本体を組立てるとき、Ｏリングがロッドガイドの溝からはみ出た状態でハウジングの装着が行われることになり、その際にハウジングの開口端面が引っ掛かったりしてＯリングが損傷する可能性がある。

上述した理由から、アクチュエータ本体のコンパクト化を図ると共に、シリンダ室の機能を発揮するためのシール部位を確実に密封シールすることができ且つシール部材の損傷を低減することが可能なエアアクチュエータの開発が望まれていた。

本発明は、従来の課題を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、アクチュエータ本体をコンパクト化し、確実にシール部位を密封シールすることができるエア駆動式アクチュエータを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、回転変換機構を内蔵した駆動側ハウジングと、ピストンロッドが往復動するシリンダ側ハウジングと、ピストンロッドをガイドするロッドガイドを有するエア駆動式アクチュエータであって、ロッドガイドの外周を遠心方向に延出させた延出部を両ハウジング同士の開口側に設けた端面部同士の間に挟着させた状態で、アクチュエータ本体を構成すると共に、両ハウジングの端面部の少なくとも何れか一方側の端面部と、延出部の間にシール部材を挟み込むように装着し、両ハウジング同士を連結固定したエア駆動式アクチュエータである。

請求項２に係る発明は、両ハウジングの端面部の何れか一方側に環状突出部が形成され、この環状突出部が延出部と対向した状態で、両ハウジングを連結固定してアクチュエータ本体が構成され、両ハウジング同士を連結固定する際に延出部と一方側の端面部と環状突出部とに囲まれる空間部を設け、この空間部にシール部材を装着したエア駆動式アクチュエータである。

請求項３に係る発明は、ロッドガイドの軸心方向に突出する側壁部が、当該ロッドガイドの外周付近に周方向に連続して形成され、この側壁部がシリンダ側ハウジングの端面部の開口部の内周に沿って装着した状態でアクチュエータ本体が構成され、両ハウジング同士を連結固定する際に延出部と端面部と側壁部とに囲まれる空間部を設け、この空間部にシール部材を装着してシリンダ側ハウジングを密封シールしたエア駆動式アクチュエータである。

請求項４に係る発明は、両ハウジング同士を連結固定する際に、ロッドガイドの延出部の外周側にあるハウジングの周壁部の端面をもう一方のハウジングの端面部の端面側に突出させて当接させた状態でアクチュエータ本体を構成したエア駆動式アクチュエータである。

請求項５に係る発明は、回転変換機構に設けた出力軸とバルブ用ステムとを連結した状態でアクチュエータ本体をバルブに搭載して用いるエア駆動式アクチュエータである。

請求項１に係る発明によると、回転変換機構を内蔵した駆動側ハウジングと、ピストンロッドが往復動するシリンダ側ハウジングと、ピストンロッドをガイドするロッドガイドを有するエア駆動式アクチュエータにおいて、ロッドガイドの外周を遠心方向に延出させた延出部を両ハウジング同士の開口側に設けた端面部同士の間に挟着させた状態で、アクチュエータ本体を構成すると共に、両ハウジングの端面部の少なくとも何れか一方側の端面部と、延出部の間にシール部材を挟み込むようにして装着し、両ハウジング同士を連結固定しているから、シール部材を装着するための溝部をロッドガイドの外周に設ける必要がないため、ロッドガイドの外周幅を最小限の厚みに形成することができ、アクチュエータ本体の全長を短くしてコンパクト化することができもって、アクチュエータ本体を小型化することができる。

さらに、シール部材は、ハウジングの端面部によって軸心方向から押圧され、かつ、延出部の側面により軸心方向から押圧されるから、シール部材が軸心方向から圧縮されているので、両ハウジング同士を連結固定した状態のときには、両方向から押圧しシール部材を確実に圧縮してシール部位を構成することができ、ハウジング内の気密性を確保することができる。

請求項２に係る発明によると、シリンダ側ハウジングと駆動側ハウジングとを別部材とし、両ハウジングの端面部の何れか一方側に形成した環状突出部がロッドガイドの延出部と対向した状態で、両ハウジングを連結固定してアクチュエータ本体を構成している。そして、両ハウジング同士を連結固定する際に、延出部と一方側の端面部と環状突出部とに囲まれる空間部が形成されて、この空間部にシール部材を装着して、シール部材によりシリンダ側ハウジングを密封シールしている。

このため、所定の空間部にシール部材を装着すればよいから、シール部材を装着するための溝部をロッドガイドの外周に設ける必要がないため、ロッドガイドの外周幅を最小限の厚みに形成することができ、コンパクト化することができもって、アクチュエータ本体を小型化することが可能となる。

しかも、空間部に装着されるシール部材は、ロッドガイドの延出部によって、軸心方向から押圧され、かつ、延出部に対向しているハウジングの端面部によって軸心方向から押圧されて、圧縮されているから、両ハウジング同士を連結固定した状態のときには、両方向から押圧しシール部材を確実に圧縮してシール部位を構成することができ、シリンダ側ハウジングの気密性を確保することができる。

加えて、シール部材は、ロッドガイドの外周に形成した溝部に装着する必要がないから、所定の空間にシール部材を装着するだけでよく、装着が容易であり、組付け時などにシール部材を傷つけることがなくシール部材の耐久性の向上に寄与する。

請求項３に係る発明によると、ロッドガイドの軸心方向に突出する側壁部をシリンダ側ハウジングの端面部の開口部の内周に沿って装着すると共に、延出部を両ハウジング同士の開口側に設けた端面部同士の間に挟着させているので、ロッドガイドを位置決めしつつ、支持・固定して、アクチュエータ本体のハウジング内に位置固定される。両ハウジング同士を連結固定する際には、延出部と端面部と側壁部とに囲まれる空間部が形成されて、この空間部にシール部材を装着することができる。
このため、ロッドガイドに溝部などを形成するために別途加工を施すことなく簡易な構造により、両ハウジングを組付けするだけで、アクチュエータを小型化しながら、容易にアクチュエータ本体のシール部位を構成することができる。

請求項４に係る発明によると、シリンダ側ハウジングと駆動側ハウジングを連結させてアクチュエータ本体を構成する際には、ロッドガイドの延出部の外周側にあるハウジングの周壁部の端面が一方のハウジングの端面部の端面に当接するので、この突き当てによって、両ハウジングが位置決めされた状態で、ボルト締結により両ハウジング同士が連結固定される。
このとき、固定部材のボルトを増し締めしたとしても、両ハウジングの位置は固定されたままであるから、両ハウジングに挟まれて保持されているロッドガイドには、過度な押し付けがかかることはないので、ロッドガイドがズレることがない。
そして、両ハウジングの位置は固定されているから、両ハウジングの組付けの際に空間部に収容されているシール部材もズレることがないので、シール部材を適切な位置に位置決めされた状態でシール部材に余計な力がかかることなくシール部材を圧縮することができる。
このように、ハウジングの位置決めと共に、シール部材のシール性能の発揮という２つの機能を発揮することができる。

加えて、ハウジングの周壁部の端面が一方のハウジングの端面部の端面に当接する際の押し付けを調整することにより、ロッドガイドを保持・固定する挟着力や、空間部に装着されたシール部材の潰し量（圧縮量）を調整することができる。

請求項５に係る発明によると、回転変換機構に設けた出力軸とバルブ用ステムとを連結した状態でアクチュエータ本体をバルブに搭載して用いることができるから、アクチュエータ本体をコンパクト化しかつ耐久性に優れたバルブ用エア駆動式アクチュエータを提供することができる。加えて、パイプラインのコンパクト化にも寄与する。

本発明の実施形態に係るエア駆動式アクチュエータの斜視図である。 図１のエア駆動式アクチュエータにおいて、ピストンがロッドガイドから離間した位置（遠位方向の位置）にあるときの断面図である。 図１のエア駆動式アクチュエータにおいて、ピストンがロッドガイドに接近した位置（近位方向の位置）にあるときの断面図である。 図３のエア駆動式アクチュエータのシール部位の拡大図である。 他例のエア駆動式アクチュエータのシール部位の拡大図である。

以下に、本発明の実施形態に係るエア駆動式アクチュエータを図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のエア駆動式アクチュエータの斜視図を示し、図２は、ピストンがロッドガイドから離間した位置（遠位方向の位置）にあるときの断面図、図３は、ピストンがロッドガイドに接近した位置（近位方向の位置）にあるときの断面図を示している。図４は、図３のエア駆動式アクチュエータのシール部位の拡大図を示している。

本発明の実施形態に係るエア駆動式アクチュエータは、バルブを開閉するための駆動源の一つであり、バルブの開動作及び閉動作を空気圧を利用した復作動式を用いている。

なお、本発明に係るエア駆動式アクチュエータは、単作動式（スプリングリターン式）および複作動式のエア駆動式アクチュエータの何れにおいても適応可能である。以下、複作動式のバルブ用エア駆動式アクチュエータにおいて適応した実施形態について説明する。

図１及び図２に示すように、エア駆動式アクチュエータ（以下、アクチュエータ本体１という）は、エア室（エアシリンダ室）を構成するシリンダ側ハウジング２と、空気圧によってピストン１２の往復運動を回転運動に変換する回転変換機構４を内蔵した駆動側ハウジング３と、駆動側ハウジング３の一端開口を閉塞するハウジングキャップ４１と、ピストン１２及びピストンロッド１３をガイドするロッドガイド１４とを有し、シリンダ側ハウジング２のフランジ状の開口端面部２１と駆動側ハウジング３のフランジ状の開口端面部３１とを突き合わせ、固定部材（ネジ部材）４０により連結してアクチュエータ本体１を構成している。

シリンダ側ハウジング２、駆動側ハウジング３、及びハウジングキャップ４１は、ピストンロッド１３の軸心に合致した状態で軸心方向に互いに連結することによって、ピストンロッド１３の軸心方向を長手方向とするアクチュエータ本体１の外郭を呈している。
本実施形態では、シリンダ側ハウジング２、駆動側ハウジング３、及びハウジングキャップ４１は、鋳造によって製造されたものを用いているが、その他の製造方法によって製造されたものを用いてもよいし、各種製造方法を組合わせてもよい。

シリンダ側ハウジング２は、例えば、鋳鉄を材料とした鋳物よりなり、略筒状の形状に形成され、ピストン１２及びピストンロッド１３が往復動を可能にするために内部に一定の空間を有するように形成されている。

図２、図３に示すように、シリンダ側ハウジング２は、周側壁２ａ、閉塞壁２ｂを有し、閉塞壁２ｂに対向している開口側にはフランジ状の端面部２１を有し、端面部２１は固定部材４０により駆動側ハウジング３に対して固定されている。

シリンダ側ハウジング２の内部には、外部のエア供給源の圧縮エアを吸排気するためエアポート１１と、エアポート１１から供給された圧縮エアによってハウジング内で往復動するピストン１２と、ピストン１２の往復動に伴ってハウジング内を直線的に往復動するピストンロッド１３と、ピストンロッド１３を支持するロッドガイド（ガイド部材）１４を内蔵している。

ロッドガイド１４は軸方向に突出している側壁部１８を有しており、この側壁部１８をシリンダ側ハウジング２の端面部２１の開口部２１ａの内周面に沿って挿入して、位置決めしながら、ロットガイド１４はシリンダ側ハウジング２に装着されている。
ロッドガイド１４に形成した貫通穴１５にピストンロッド１３を挿通させて、ピストンロッド１３を支持するとともに、ピストンロッド１３の直線運動をガイドしている。
ロッドガイド１４の外周に延出している延出部１６は、シリンダ側ハウジング２の開口端面部２１と駆動側ハウジング３の開口端面部３１に挟着して固定されている。これにより、ロッドガイド１４は、挟着状態でハウジング内に位置決めされながら支持・固定されている。

ピストン１２の外周にはシール用Ｏリング２５が装着され、ピストンロッド１３の雄ねじ１３ａにネジ部材２６を螺着してピストン１２をピストンロッド１３に固着している。
また、シリンダ側ハウジング２の調整ボルト２７によりピストンロッド１３の直線運動の範囲を調整可能に設けている。

外部のエア供給源からエアポート１１に圧縮エアが供給されると、ピストン１２が駆動ハウジング３側に押されて移動し、これに伴ってピストンロッド１３も直線運動し、ピストンロッド１３に固着したピン６がスコッチヨーク７に当接しスコッチヨーク７が回動して、ピストンロッド１３の直線運動がスコッチヨーク７を介してシャフト９の回転運動に変換される。

駆動側ハウジング３は、例えば、鋳鉄を材料とした鋳物成形よりなり、略矩形状に形成され、回転変換機構４を収容するために内部に一定の空間を有するように形成されている。
駆動側ハウジング３に内蔵された回転変換機構４は、シリンダ側ハウジング２のエアポート１１への圧縮エアの吸排気によりシリンダ側ハウジング２内を往復動作するピストン１２及びピストンロッド１３の直線運動を回転運動に変換してシャフト９の回転によりバルブの開閉動作に変換する機構である。

図２、図３に示すように、回転変換機構４は、ハウジング本体１内で往復運動するピストンロッド１３と、このピストンロッド１３に固着されたピン６と、ピン６に係合してピストンロッド１３の往復運動を回転運動に変換するスコッチヨーク７と、スコッチヨーク７に挿通し連結して一体となって回転し出力軸側に回転運動を伝達するシャフト（駆動軸）９と、スコッチヨーク７とシャフト９を一体的に回転可能に支持するキー８とを備えて構成している。

なお、本例では、回転変換機構４は、スコッチヨーク式機構としているが、例えばラックアンドピニオン式機構などの機構を採用することも可能である。

シャフト９の他端側は出力軸となっており、この出力軸に例えばバルブ用ステム（図示なし）を連結してアクチュエータの動力によって開閉操作可能にするためにバルブ（ボールバルブ、バタフライバルブ等）に装着することができる。
なお、本実施形態のアクチュエータ本体１は、ボールバルブ、バタフライバルブ等の９０°開閉操作用のバルブ（クオータターン型バルブ）以外の各種バルブやバルブ以外の各種機器等にも使用可能である。

駆動側ハウジング３の開口端部の一端側には、固定部材４２によりハウジングキャップ４１が固着され、ハウジングキャップ４１に設けた調整ボルト４３により、ピストンロッド１３の直線運動の範囲を調整可能に設けている。

駆動側ハウジング３の上方は、ハウジングカバー５１がボルト５３により固定されており、ハウジングカバー５１の上面には表示部材５２などが取付られている。

本例では、ハウジング本体１の内部の空間領域は、ロッドガイド１４によりシリンダ側ハウジング２と駆動側ハウジング３に区画分けされている。
シリンダ側ハウジング２の空間領域は、ピストンが往復動する空間となり、駆動側ハウジング３の空間領域は、駆動機構が駆動するための空間となっている。

ハウジング本体１が組付けられると、ロッドガイド１４の外周は、シリンダ側ハウジング２の開口端面部２１と駆動側ハウジング３の開口端面部３１により挟着固定されつつ、ロッドガイド１４とシリンダ側ハウジング２の間に一定の空間（空間部）を形成して、この空間にシール部材を装着してシリンダ側ハウジング２を密封シールしている。

より詳しくは、図４に示すように、ロッドガイド１４の外周に設けた遠心方向に延出する延出部１６を駆動側ハウジング３の端面部３１とシリンダ側ハウジング２の端面部２１の間に挟着して、ロッドガイド１４を固定している。

駆動側ハウジング３の端面部３１には、最外周部付近に周壁部３２がシリンダ側ハウジング２側に突出して設けられており、この周壁部３２の端面がシリンダ側ハウジング２の端面部２１の端面にメタルタッチ状態で当接して両ハウジングの連結時に所定の位置で互いに位置決めされるように連結できるようになっている。
両ハウジングの連結の際には適切な位置で位置決めされて、シリンダ側ハウジング２と駆動側ハウジング３が固定部材４０によるボルト締結した際に、増し締めしても、両ハウジングは、所定の固着位置で固定されたままとなる。よって、ロッドガイド１４の外周の延出部１６を挟み込み込んだ状態で、シリンダ側ハウジング２と駆動側ハウジング３が固定部材４０により固着する際に、増し締めしたとしても、ロッドガイド１４の延出部１６には過度な荷重がかかることがない。
一方で、周壁部３２の高さ（軸方向の高さ）を変更することで、延出部１６を挟み込む領域（幅、軸方向の高さ）を調整することが可能であり、ロッドガイド１４の延出部１６を挟み込む際の挟着力が決まり、ロッドガイドと端面部の間に装着されたシール部材の潰し量（圧縮量）も適宜定めることができる。

ロッドガイド１４の外周付近には、周方向に連続して、シリンダ側ハウジング２側に突出する側壁部１８が設けられ、この側壁部１８の外周側が延出部１６となっている。この側壁部１８と延出部１６とにより段差部１７が形成されている。一方、シリンダ側ハウジング２の端面部２１には一方の端面部３１の端面に向けて突出している環状突出部２３が設けられ、この環状突出部２３と端面部２１により段部２２が形成されている。この環状突出部２３は延出部１６に当接するか僅かに離間している。

ここで、ハウジング本体１が組付けられると、ロッドガイド１４の段差部１７とシリンダ側ハウジング２の段部２２が対向するように配置されているので、延出部１４と一方側の端面部２１と環状突出部２３とに囲まれる一定の空間（空間部）が形成される。

すなわち、シリンダ側ハウジング２と駆動側ハウジング３を連結させてアクチュエータ本体１を組付けすることで、両ハウジングの開口側の端面部同士の間に延出部１６を挟着して、ロッドガイド１４を固定すると共に、ロッドガイド１４の延出部１６とハウジングの開口側の端面部との間に、空間部２０を形成する。そして、この空間部２０にシール部材１９を装着してハウジング本体１のシール部位を構成し、シリンダ側ハウジング２を密封シールする。

言い換えれば、段部２２のシール側のシール用段面部２２ａとこの段部２２に対向するロッドガイド１４の延出部１６の側面（シール用側面部）１６ａとの間にある空間部２０にシール部材１９を装着している。

両ハウジングの連結状態でアクチュエータ本体を組付けるときに、段部２２と段差部１７とにより囲まれて生じる空間部２０にシール部材１９を装着していると、シール部材１９は、ロッドガイド１４の延出部１６のシール用側面部１６ａと段部２２のシール用段部面２２ａとにより挟み込まれシール部材１９が圧縮されて、シール部材１９の圧縮によりハウジング本体１のシール部位を構成し、シリンダ側ハウジング２を密封シール可能になる。

なお、シール部材１９は、特に限定はないが、Oリング、板状リングなど圧縮可能で弾性を有する樹脂製ゴム部材を用いることができる。

ここで、従来の構造では、ロッドガイドの外周に溝部を設けこの溝部にＯリングを装着していたが、これに対して、本例では、ロッドガイドの外周にはＯリング（シール部材）を装着するための溝部がない。
このため、ロッドガイドの外周方向の幅を、従来の構造と比較して短くすることが可能となり、ロッドガイドをコンパクト化できる。

また、従来の構造では、溝部に装着したＯリングを外方から押し潰して密封シールするためには、Ｏリングを外方から押圧するシリンダの内壁の内周面をロッドガイドの外周と対向するよう距離をあける必要がある場合、シリンダ内周が大きくなる可能性があったが、これに対して本例では、ロッドガイド１４とハウジングの端面部２１（３１）の間にシール部材（Oリング）を挟んでいるから、複雑な構造とすることなくロッドガイドの外周を短くすることができ、このため、シリンダの内周の径方向の幅を小さくすることができ、かつ軸方向の長さを短くすることにより、全体としてシリンダ側ハウジングのコンパクト化が可能となる。

また、両ハウジングを連結固定するとき、シール部材１９は、ロッドガイド１４の延出部１６のシール用側面部１６ａにより軸心方向から押圧され、かつ、段部２２のシール用段部面２２ａにより軸心方向から押圧される。

すなわち、シリンダ側ハウジング２と駆動側ハウジング３を連結してアクチュエータ本体１を構成する際、固定部材４０のボルト締結により固定するときに、シール部材１９は、軸心方向から押圧されて、シール部材１９とシール用側面部１６ａの間に密封シールを構成すると共に、シール部材１９とシール用段部面２２ａの間に密封シールを構成している。

このため、シール用段部面２２ａとこれに軸心方向で対向しているシール用側面部１６ａによる軸心方向からの押圧によって、空間部２０に収容されたシール部材１９が圧縮状態となり、シール部材１９とシール用段部面２２ａのシール面の間の密着力、及びシール部材１９とシール用側面部１６ａのシール面の間の密着力を高めた状態で、アクチュエータ本体１のシール部位の密封シールを構成することができる。

よって、シリンダ側ハウジング２と駆動側ハウジング３を連結する際には、固定部材４０のボルト締結により、シール部材１９が、確実に圧縮状態で空間部２０に収納されるので、シリンダ側ハウジング２のシール部位の気密性が保持される。

また、環状突出部２３の高さ（他の端面部の端面方向への突出）を調整することで、シール部材１９を収容する空間部２０の体積（容積）を任意に設定することが可能であり圧縮率を調整又は変更して適度なシール性を得ることが可能となる。

また、シール用段部面２２ａの幅、シール用側面部１６ａの幅、環状突出部２３の高さは、シール部材に合わせて設定や調整が可能であり、空間部２０に対するシール部材１９の充填率に基づいて設定や調整をすることができる。
ロットガイド１４の段差部１７や端面部の段部２２は、切削加工などにより容易に設けることができるから、それらの幅や高さの設定や調整は容易である。

両ハウジングを連結してアクチュエータ本体を組付けする場合、シール部材１９は、開口端面部２１の段部２２のシール用段面部２２ａの上面に配置して、次いで、ロッドガイド１４の側壁部１８をシリンダ側ハウジング２の端面部２１の開口部２１ａに装着してから、両ハウジングを組付けすることができる。
これにより、両ハウジングを連結する際にシール部材１９が脱落するのを防止して、確実にシール部材を装着した状態で組付けすることが可能となる。また、シール部材１９を段部２２に載置するだけでよいので、シール部材１９を引っ張ったりすることで表面に傷が付いたりすることを低減できる。

なお、シール部材１９は、ロッドガイド１４の延出部１６のシール用側面部１６ａの上面に装着してから両ハウジングを組み付けしてもよい。
何れの場合においても、シール部位の気密性を高めた状態で、アクチュエータ本体１を組付けすることができる。

なお、図４においては、シリンダ側ハウジング２の端面部２１に環状突出部２３を設けて段部２２を形成しているが、駆動側ハウジング３の端面部３１に段部を形成して、駆動側ハウジング３の端面部３１とこの端面部３１に対向するロッドガイド１４のシール用側面部との間にシール部材を圧縮可能状態に装着して密封シールする構成にしてもよい。

また、開口側の端面部に環状溝部を設けて、この端面部の環状溝部にシール部材を装着し、環状溝部とロッドガイドの延出部の側面（シール用側面部）により軸心方向にシール部材を押圧して、シール部材を圧縮状態にしてシリンダ側ハウジングのシール部位の気密性を確保する構成としてもよい。

また、ロッドガイド１４に突出部を形成して構成してもよい。例えば、図５に示す他例は、ロッドガイド１４の延出部の外周に環状の突設部１６ｂを形成して、この突設部１６ｂをシリンダ側ハウジング２の端面部２１に当接させている。
この場合には、シリンダ側ハウジング２の端面部２１には段部はないが、ロッドガイド１４の延出部１６の外周に設けた突設部１６ｂにより空間部２０を形成することができるから、この空間部２０にシール部材１９を装着すればよい。
上記と同様にシール部材１９は、シリンダ側ハウジング２のシール面２１ｂとシール用側面部１６ａにより軸心方向から圧縮されるので、シール性能を発揮してシリンダ側ハウジング２を密封シールすることができる。

次いで、上記実施形態におけるエア駆動式アクチュエータの作用を述べる。
本発明のエア駆動式アクチュエータは、シリンダ側ハウジング２と駆動側ハウジング３とを別部材とし、それらを連結させる際に、両ハウジングの端面部の間にロッドガイド１４の延出部１６を挟着し、ロッドガイド１４の外周にある延出部１６を支持・固定する段部２２とこの段部２２に対向するロッドガイド１４の外周にある延出部１６のシール用側面部１６ａの間にシール部材１９を装着すると共に、シール部材１９によりシリンダ側ハウジング２を密閉シールしている。

また、両ハウジングを連結させてアクチュエータ本体を組み付ける際には、ロッドガイドの軸心方向に突出する側壁部をシリンダ側ハウジングの端面部の開口部に装着すると共に、延出部を両ハウジング同士の開口側に設けた端面部同士の間に挟着させているので、ロッドガイドを位置決めしつつ、支持・固定して、アクチュエータ本体のハウジング内に位置固定される。このとき、延出部とハウジングの端面部との間に空間部が形成されて、この空間部にシール部材を装着することができる。
このため、ロッドガイドに溝部などを形成するために別途加工を施すことなく簡易な構造により、両ハウジングを組付けするだけで、アクチュエータを小型化しながら、容易にアクチュエータ本体のシール部位を構成することができる。

よって、シール部材１９を装着するための溝部をロッドガイド１４の外周に設ける必要がないため、ロッドガイド１４の外周幅を最小限の厚みに形成することができ、ロッドガイド（ガイド部材）を小さくすることができる。

また、従来のようなロッドガイドの溝部にシール部材を装着する構造と比べると、本例では、ロッドガイド１４とハウジングの開口端面部２１（３１）の間にシール部材１９を挟み込むようにして装着して、両側から押圧する構造であるから、ロッドガイドの外周方向の幅を小さくすることができるので、ロッドガイドに対向しているシリンダ側ハウジング２の内壁の内周面の距離や内径を短くすることができ、且つ軸方向の長さは短くなるので、シリンダ側ハウジング２を小さくすることができる。

これにより、アクチュエータ本体の全長が短くなって、従来よりもエア駆動式アクチュエータをコンパクト化することができるので、アクチュエータの設置スペースに制約がある場合には、有効となる。
また、アクチュエータ本体のコンパクト化により、結果として、ハウジングの製造に必要な鋳物の重量を減らすことが可能となりエア駆動式アクチュエータの軽量化を図ると共に製造コストを削減することができる。

さらに、両ハウジング同士を連結固定した状態で、ハウジングの端面部の軸心方向のシール用段部面２２ａとこのシール用段部面２２ａに対向するロッドガイド１４の軸心方向のシール用側面部１６ａとによりシール部材１９を軸心方向から押圧して圧縮し、シリンダ側ハウジング２を密封シールするから、シリンダ側ハウジング２と駆動側ハウジング３の組付け時には、確実にシール部材１９を軸心方向から潰して圧縮することができる。

これにより、シール部材１９とシール用側面部１６ａの間におけるシール面及びシール部材１９とシール用段部面２２ａの間におけるシール面における密着力を高めているので、アクチュエータ本体１のシール部位のシール性能を高めた状態でシリンダ側ハウジング２の気密性を確保することができる。

なお、シリンダ側ハウジング２の開口側の端面部２１に形成した段部２２からシール部材１９を押圧することにより、シリンダ側ハウジング２の開口側の近傍にあるシール部位の気密性を高めることができる。

また、ロッドガイド１４の延出部１６に対し、ハウジングの開口端面部に設けた環状突出部２３が突き当たり、それにより延出部１６が他方の開口端面に向かって押し付けられることでロッドガイド１４が固定されるので、環状突出部２３のロッドガイド１４の延出部１６への突き当てにより、ロッドガイド１４を位置決め固定すると共に、シール部材（Ｏリング）の収容室（空間部）の体積（空間）が定まる。

よって、従来のようなロッドガイドの外周にＯリング装着用の溝を設ける場合、このＯリング装着用の溝はハウジングの連結とは無関係であるが、本発明は、両シリンダを連結する際の環状突出部２３の突き当てにより形成される空間部２０によりＯリングの充填率等を変化させることができるので、環状突出部２３の高さや両シリンダを連結する力を調整することで、Ｏリングの所望の充填率を得やすく、ロッドガイド外周のシール性能を良好に発揮することができ、シリンダ室の気密性を確保することができる。

さらに、シール部材１９が所定の空間部２０に配置されるので、シール部材１９を位置決めした状態で圧縮することができる。
シール部材１９が、Ｏリングなどの一定の厚みを有し規格等で指定された充填率等になるように圧縮する必要があっても、所定の段部にシール部材１９を装着すればよいので、シール部材１９（Ｏリング）が、ロッドガイド１４の軸心方向のシール用側面部１６ａとシリンダの端面部の軸心方向のシール用段部面２２ａにより軸心方向で確実に圧縮されて、Ｏリングを所望の圧縮率で圧縮するからシール面の密着力を高めた状態で、シリンダ室の気密性を確保することができる。

また、所定の位置にシール部材１９を配置すればよいので装着が容易であり、ロッドガイド１４の外周に形成された溝部にシール部材１９を装着する必要がなく、装着の手間が減ると共に、組付け時などにシール部材１９を傷つけることがなくアクチュエータ本体のシール部位のシール部材の耐久性の向上に寄与する。

また、鋳物により形成したハウジングを切削加工などにより容易に端面部に段部を設けることができるから、空間部の容積を任意に設定することができ、一定以上の圧縮率が必要なＯリングなどのシール部材であっても、所望の圧縮率でシール部材を圧縮することができる。

また、本例では、シリンダ側ハウジング２と駆動側ハウジング３とを連結させてアクチュエータ本体１を構成する際には、ロッドガイド１４の延出部１６の外周側にあるハウジングの周壁部３２の端面が一方のハウジングの端面部２１の端面にメタルタッチ状態で当接するので、この突き当てによって、両ハウジングが位置決めされた状態で、ボルト締結により両ハウジング同士を連結固定している。
このとき、固定部材４０のボルトを増し締めしたとしても、両ハウジングの位置は固定されたままであるから、両ハウジングに挟まれて保持されているロッドガイドには、過度な押し付けがかかることはないので、ロッドガイド１４がズレることがない。
そして、両ハウジングの位置は固定されているから、両ハウジングの組付けの際に空間部２０に収容されているシール部材１９もズレることがないので、シール部材１９を適切な位置に位置決めされた状態で余計な力がかかることなくシール部材１９を圧縮することができる。

このように、ハウジングの位置決めと共に、シール部材のシール性能の発揮という２つの機能を発揮することができる。

従来では、シリンダ側ハウジングの気密性を確保するシール部材と両ハウジングの締結は無関係であったが、本例では、両ハウジングの組付けによってシール部材が軸方向から圧縮される構造としたので、両者の性能が効果的に発揮される。

また、周壁部３２の高さ（軸方向の高さ）を変更することで、延出部１６を挟み込む領域（幅、軸方向の高さ）を調整することが可能であり、ロッドガイド１４の延出部１６を挟み込む際の挟着力が決まり、ロッドガイド１４と端面部の間に装着されたシール部材１９の潰し量（圧縮量）も定まる。
よって、ハウジングの周壁部３２の端面が一方のハウジングの端面部３３の端面に当接する際の押し付けを調整することにより、ロッドガイドを支持・固定する挟着力や、空間部に装着されたシール部材の潰し量（圧縮量）を調整することができる。

上述のエア駆動式アクチュエータは、バルブの開閉操作するアクチュエータとして使用すれば、アクチュエータ本体をコンパクト化しかつ耐久性に優れたバルブ用エア駆動式アクチュエータを提供することができる。さらには、パイプラインのコンパクト化にも寄与する。

なお、図５に示す他例であるロッドガイド１４に突設部１６ｂを設けた実施形態においても、上記と同様の作用効果を有するから詳細な説明は、省略する。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。

１ アクチュエータ本体
２ シリンダ側ハウジング
２ａ 周側壁
２ｂ 閉塞壁
３ 駆動側ハウジング
４ 回転変換機構
６ ピン
７ スコッチヨーク
８ キー
９ シャフト（駆動軸）
１１ エアポート
１２ ピストン
１３ ピストンロッド
１３ａ 雄ねじ部
１４ ロッドガイド（ガイド部材）
１５ 貫通穴
１６ 延出部
１６ａ シール用側面部
１６ｂ 突設部
１７ 段差部
１８ 側壁部
１９ シール部材
２０ 空間部
２１ 端面部（開口端面部）
２１ａ 開口部
２２ 段部
２２ａ シール用段部面
２３ 環状突出部
２５ シール用Oリング
２６ ネジ部材
２７ 調整ボルト
３１ 端面部（開口端面部）
３２ 周壁部
４０ 固定部材
４１ ハウジングキャップ
４２ 固定部材
４３ 調整ボルト
５１ ハウジングカバー
５２ 表示部材
５３ ボルト

Claims (5)

1. 回転変換機構を内蔵した駆動側ハウジングと、ピストンロッドが往復動するシリンダ側ハウジングと、前記ピストンロッドをガイドするロッドガイドを有するエア駆動式アクチュエータであって、前記ロッドガイドの外周を遠心方向に延出させた延出部を両ハウジング同士の開口側に設けた端面部同士の間に挟着させた状態で、アクチュエータ本体を構成すると共に、両ハウジングの端面部の少なくとも何れか一方側の端面部と、前記延出部の間にシール部材を挟み込むようにして装着し、両ハウジング同士を連結固定したことを特徴とするエア駆動式アクチュエータ。
2. 両ハウジングの端面部の何れか一方側に環状突出部が形成され、この環状突出部が前記延出部と対向した状態で、両ハウジングを連結固定してアクチュエータ本体が構成され、両ハウジング同士を連結固定する際に前記延出部と前記一方側の端面部と前記環状突出部とに囲まれる空間部を設け、この空間部にシール部材を装着した請求項１に記載のエア駆動式アクチュエータ。
3. 前記ロッドガイドの軸心方向に突出する側壁部が、当該ロッドガイドの外周付近に周方向に連続して形成され、この側壁部が前記シリンダ側ハウジングの端面部の開口部の内周に沿って装着した状態でアクチュエータ本体が構成され、両ハウジング同士を連結固定する際に前記延出部と前記端面部と前記側壁部とに囲まれる空間部を設け、この空間部にシール部材を装着して前記シリンダ側ハウジングを密封シールした請求項１又は請求項２に記載のエア駆動式アクチュエータ。
4. 両ハウジング同士を連結固定する際に、前記ロッドガイドの前記延出部の外周側にあるハウジングの周壁部の端面をもう一方のハウジングの端面部の端面側に突出させて当接させた状態でアクチュエータ本体を構成した請求項１又は請求項２に記載のエア駆動式アクチュエータ。
5. 前記回転変換機構に設けた出力軸とバルブ用ステムとを連結した状態で前記アクチュエータ本体をバルブに搭載して用いる請求項１又は請求項２に記載のエア駆動式アクチュエータ。

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