JP3021435U - ロータリーアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造がコンパクトで、外観上の体裁が良く、
組立てが容易で、製作コストの低廉化を図ることができ
るロータリーアクチュエータを提供する。 【構成】 シリンダチューブ１内で両ピストン４Ａ，４
Ｂを流体圧力によって互いに反対方向に直線運動させつ
つ、両ピストン４Ａ，４Ｂの直線運動を回転運動機構６
により回転運動に変換して、出力軸５を回動させるロー
タリーアクチュエータにおいて、片方のシリンダカバー
２に、各カバー側室７，８に通じる第１流路１１の給排
ポート９と、ピストン側室１０に通じる第２流路１２の
給排ポート１３と、第１流路１１の速度制御弁１４と、
第２流路１２の速度制御弁１５と、両給排ポート９，１
３の近傍で第１流路１１と第２流路１２とを連通するバ
イパス路１６を開閉するためのバイパス弁１７とを設け
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、シリンダチューブ内で一対のピストンを、エア圧または油圧によっ て互いに反対方向に直線運動させつつ、両ピストンの直線運動を回転運動機構に よって回転運動に変換して、出力軸を回動させるようにしたロータリーアクチュ エータに関するもので、バタフライ弁やボール弁の開閉駆動装置として利用され る。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種のロータリーアクチュエータにおいては、各ピストンと各シリン ダカバーの間に形成される各カバー側室に通じる第１流路の給排ポートを一方の シリンダカバーに、また両ピストン間に形成されるピストン側室に通じる第２流 路の給排ポートを他方のシリンダカバーにそれぞれ設けている。そして、これら 第１及び第２流路は、シリンダチューブ及びシリンダカバーの外側に配管し、そ の配管部にそれぞれ速度制御弁を設けている。

【０００３】 また、このロータリーアクチュエータでは、第１流路と第２流路とを連通する バイパス路を設け、このバイパス路には開閉弁を設けて、常時は閉弁しバイパス 路を閉じているが、例えばパイプラインの試運転時などにアクチュエータを手動 操作する時に開弁して、第１流路と第２流路とを互いに連通させるようにしてい る。しかして、従来では、このバイパス路をシリンダチューブ及びシリンダカバ ーの外側に配管すると共に、その管路部にバイパス弁を設けている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記のように、従来のロータリーアクチュエータでは、両側のシリンダカバー にそれぞれ給排ポートを設けると共に、第１及び第２流路を、シリンダチューブ 及びシリンダカバーの外側に配管し、その配管部にそれぞれ速度制御弁を設けて おり、またバイパス路もシリンダチューブ及びシリンダカバーの外側に配管し、 その管路部にバイパス弁を設けていることから、速度制御弁やバイパス弁を取付 けるためのそれぞれのハウジング、及び第１及び第２流路やバイパス路の配管が それぞれシリンダの外側に突出して非常に嵩張った構造となって、外観上の体裁 を損なうのみならず、運搬や保管に不便を来たし、しかも組立てに手間がかかり 、製作コストが高くつく、と言った問題があった。

【０００５】 本考案は、上記の課題に鑑み、構造がコンパクトで、外観上の体裁が良く、運 搬、保管に便利であると共に、組立てが容易で、製作コストの低廉化を図ること ができるロータリーアクチュエータを提供することを目的とする。本考案の他の 目的は、以下に述べる実施例の説明から明らかにされよう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の請求項１は、シリンダチューブ１内で一対のピストン４Ａ，４Ｂを流 体圧力によって互いに反対方向に直線運動させつつ、両ピストン４Ａ，４Ｂの直 線運動を回転運動機構６により回転運動に変換して、出力軸５を回動させるよう にしたロータリーアクチュエータにおいて、片方のシリンダカバー２に、各ピス トン４Ａ，４Ｂと各シリンダカバー２，３の間に形成される各カバー側室７，８ に通じる第１流路１１の給排ポート９と、両ピストン４Ａ，４Ｂ間に形成される ピストン側室１０に通じる第２流路１２の給排ポート１３と、第１流路１１の速 度制御弁１４と、第２流路１２の速度制御弁１５と、両給排ポート９，１３の近 傍で第１流路１１と第２流路１２とを連通するバイパス路１６を開閉するための バイパス弁１７とを設けてなることを特徴とする。

【０００７】 請求項２は、請求項１に記載のロータリーアクチュエータにおいて、第１及び 第２の各流路１１，１２が、シリンダカバー２，３及びシリンダチューブ１の側 壁を貫通して設けられていることを特徴とする。

【０００８】 請求項３は、請求項１または２に記載のロータリーアクチュエータにおいて、 回転運動機構６が、出力軸５と直交して両端部が対称状に突出するように出力軸 ５に一体回転可能に設けられた回動アーム２９と、この回動アーム２９の両端部 に当該アーム２９の長手方向に沿って設けられた長溝３０，３０と、両ピストン ４Ａ，４Ｂのそれぞれ内端部に設けられて、回動アーム両端部の長溝３０，３０ にそれぞれ係合される連結ピン３１，３１とからなることを特徴とする。

【０００９】

【考案の作用及び効果】

請求項１に係るロータリーアクチュエータによれば、片方のシリンダカバー２ に、各カバー側室７，８に通じる第１流路１１の給排ポート９と、ピストン側室 １０に通じる第２流路１２の給排ポート１３と、第１流路１１の速度制御弁１４ と、第２流路１２の速度制御弁１５と、両給排ポート９，１３の近傍で第１流路 １１と第２流路１２とを連通するバイパス路１６を開閉するバイパス弁１７とを 設けたことにより、速度制御弁１４，１５及びバイパス弁１７を取付けるのに、 それぞれ個別のハウジングを必要とせず、上記シリンダカバー２を共通のハウジ ングとして当該シリンダカバー２に内蔵することができると共に、上記バイパス 路１６を非常に短く簡単に形成できる。

【００１０】 従って、このロータリーアクチュエータによれば、構造がコンパクトとなり、 外観上の体裁が良く、運搬、保管に便利である上に、速度制御弁１４，１５及び バイパス弁１７の組付け、並びにアチクュエータの組立が容易で、製作コストの 低廉化を図ることができる。

【００１１】 請求項２によれば、第１及び第２の各流路１１，１２が、シリンダカバー２， ３及びシリンダチューブ１の側壁を貫通して設けられているため、これらの流路 １１，１２を形成するための外部配管が不要となって、組立作業がより簡単とな ると共に、外観が一層良好となる。

【００１２】 請求項３によれば、回転運動機構６が、出出力軸５に一体回転可能に設けられ た回動アーム２９と、このアーム２９の両端部に設けられた長溝３０，３０と、 これらの長溝３０，３０にそれぞれ係合される連結ピン３１，３１とからなるも のであって、ピストン４Ａ，４Ｂが直線運動するに伴い、回動アーム２９が、連 結ピン３１，３１と長溝３０，３０とを介して回転力を受け、それにより出力軸 回動させることができる。この回転運動機構６によると、構造が簡単で部品点数 が少ないから、製作が簡単且つ容易となる。

【００１３】

【実施例】

実施例について図面を参照して説明すると、図１は本考案に係るロータリーア クチュエータの縦断面図、図２は同アクチュエータの中央部の横断面図、図３は 図１の矢印Ｘから見たアクチュエータの端面図である。これらの図において、１ はシリンダチューブであり、２はシリンダチューブ１の一方側（図１の右側）の シリンダカバー、３は他方側（図１の左側）のシリンダカバーで、これらのシリ ンダカバー２，３はそれぞれダイキャストによって一体成形される。図１に示す ように、シリンダチューブ１内には、一対のピストン４Ａ，４Ｂが、当該チュー ブ１の長手方向中間部を横方向に貫通する出力軸５を挟んで左右対称位置に配置 され、両ピストン４Ａ，４Ｂは、流体（この実施例ではエア）圧力によって、互 いに反対方向に直線運動され、この直線運動は、両ピストン４Ａ，４Ｂと出力軸 ５との間に介装された回転運動機構６により回転運動に変換され、それにより出 力軸５が正逆方向に回動するようになっている。

【００１４】 一方のシリンダカバー２には、各ピストン４Ａ，４Ｂと各シリンダカバー２， ３の間に形成される各カバー側室７，８に通じる第１流路１１の給排ポート９と 、両ピストン４Ａ，４Ｂ間に形成されるピストン側室１０に通じる第２流路１２ の給排ポート１３と、第１流路１１の速度制御弁１４と、第２流路１２の速度制 御弁１５と、第１及び第２給排ポート９，１３の近傍において第１流路１１と第 ２流路１２とを連通するバイパス路１６を開閉するためのバイパス弁１７とが設 けられている（図３参照）。

【００１５】 図１に示すように、第１流路１１は、シリンダカバー２内部に貫通形成されて いて給排ポート９とカバー側室７とを連通する流路部１１ａと、両シリンダカバ ー２，３とシリンダチューブ１とに亘ってそれらの側壁内部に貫通形成されてい て両カバー側室７，８を連通する流路部１１ｂと、からなるもので、シリンダカ バー２側の流路部１１ａの途中に速度制御弁１４が介装されている。第２流路１ ２は、シリンダカバー２内部に形成された流路部１２ａと、シリンダチューブ１ の側壁内部に形成された流路部１２ｂと、からなるもので、シリンダカバー２側 の流路部１２ａの途中に速度制御弁１５が介装されている。また、バイパス路１ ６は、図３に示すように、第１流路１１の流路部１１ａと第２流路１２の流路部 １２ａとを連通するようにシリンダカバー２内に形成されており、このバイパス 路１６の中間部にバイパス弁１７が介装されている。

【００１６】 各速度制御弁１４，１５は、構造自体は図４に示すような周知構造のもので、 外側のボデー１８、先端側にねじ部１９ａを有する中間の筒状軸体１９、この軸 体１９とボデー１８との間に介装されたＵパッキンからなる逆止弁２０、上記軸 体１９内に挿入されたニードル２１、このニードル２１を回転操作するツマミ２ ２等によって構成される。その取付けにあたっては、シリンダカバー２に設けた 取付孔２３にボデー１８を嵌挿すると共に、筒状軸体１９の先端ねじ部１９ａを ねじ穴２３ａに螺合すればよい。しかして、図１及び図４を参照し、エアがカバ ー側室７，８またはピストン側室１０に供給されるときは、給排ポート９，１３ から速度制御弁１４，１５内に流入したエアは、逆止弁２０を開いて通過するこ とになる。また、カバー側室７，８またはピストン側室１０のエアが排出される ときは、この速度制御弁１４，１５に入ったエアは、逆止弁２０が作動し閉じる ため、絞り部分２４を通過して、給排ポート９，１３から外部へ排出されること になる。

【００１７】 また、バイパス弁１７は、図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、Ｏリング２ ５ａ，２５ｂを有する弁体２５からなるもので、常時、即ちロータリーアクチュ エータの自動運転時には、同図の（Ａ）に示すように、Ｏリング２５ａ，２５ｂ によってバイパス路１６が遮断されている。しかして、パイプラインの試運転時 などのようにチクュエータを手動操作する場合は、同図の（Ｂ）に示すように、 回転操作ツマミ２８を回転して、弁体２５を下動させることにより、バイパス路 １６が開放されることになる。このバイパス弁１７の取付けにあたっては、シリ ンダカバー２の外端よりバイパス路１６を横切るような弁口２６を開設し、この 弁口２６に弁体２５を挿入すると共に、図示のようなロックプレート２７によっ て弁体２５を固定すればよい。

【００１８】 前記回転運動機構６は、図１及び図２に示すように、出力軸５と直交して両端 部が対称状に突出するように出力軸５に一体回転可能に設けられた回動アーム２ ９と、この回動アーム２９の両端部に当該アーム２９の長手方向に沿って設けら れた長溝３０と、両ピストン４Ａ，４Ｂのそれぞれ内端部に設けられて、回動ア ーム２９の長溝３０，３０にそれぞれ係合される連結ピン３１，３１と、から構 成される。

【００１９】 出力軸５には図２に示すようにその長手方向中央部に角柱部５ａが設けてあっ て、この角柱部５ａに、回動アーム２９の角穴部２９ａが嵌合され、これにより 回動アーム２９は出力軸５に一体回転可能に固定される。各連結ピン３１は、図 ２及び図７に示すように、各ピストン４Ａ，４Ｂに形成された二股状のリブ３２ ，３２に横架されている。即ち、両リブ３２，３２にはピン孔３２ａ，３２ａが 貫設してあって、両ピン孔３２ａ，３２ａに各連結ピン３１の両端部がブッシュ ３３を介して嵌挿されている。また、図７から明らかなように、連結ピン３１の 抜け出しを防止するために、各リブ３２の外端突出部３２ａに連結ピン３１と直 交する溝３４が設けてあって、この溝３４に抜け止めプレート３５が挿入されて いる。この場合、抜け止めプレート３５に弾性を持たせることにより、その抜け 止めを効果的に行わせることができる。

【００２０】 出力軸５は、図１及び図２に示すように、シリンダチューブ１の長手方向中央 部において当該チューブ１を横方向に貫通し、ブッシュ３６、カラー３７等を介 して回転のみ可能に支承されている。また、この出力軸５は、図２及び図３から 明らかなように、両端部５ｂ，５ｂが同一形状、同一寸法の角柱状に形成されて いる。つまり、出力軸５の角柱状端部５ｂ，５ｂのいずれか一方の端部５ｂが、 バタフライ弁やボール弁に連結されるわけであるが、この出力軸５の角柱状端部 ５ｂ，５ｂの形状、寸法が同じであるため、ロータリーアクチュエータの向きを 上下逆にしても、そのいずれか一方の端部５ｂをバタフライ弁やボール弁に直接 取付けることができる。尚、図２において、３８は、出力軸５の一方の角柱状端 部５ｂに取付けられたインジケータを示す。

【００２１】 また、図１及び図２に示すように、一方のピストン４Ａの内端所要部にマグネ ット３９が埋設されていると共に、シリンダチューブ１の外側に磁気近接スイッ チ４０が取付けられている。しかして、ピストン４Ａ，４Ｂの移動により、近接 スイッチ４０が作動し、ピストン４Ａ，４Ｂの位置を検出することができる。即 ち、この近接スイッチ４０により、出力軸５の回動位置を検出し、この出力軸５ に連結されるバタフライ弁やボール弁の開度の位置を検出することができる。尚 、図２及び図３において、４１は、シリンダチューブ１と両シリンダカバー２， ３とを連結して固定する通しボルトであり、また図３において４２は、ソレノイ ドバルブなどの付属機器を取付けるためのねじ孔である。

【００２２】 図６は、以上詳述した本考案に係るロータリーアクチュエータの全体構成を簡 潔に示す説明図である。

【００２３】 次に、上述したロータリーアクチュエータの動作について図６を中心に他の図 面を参照して説明すると、先ず、給排ポート９から圧力エアが供給されると、こ の圧力エアは、第１流路１１の流路部１１ａを流通すると共に、その途中にある 速度制御弁１４を通過（逆止弁２０が開放）して、一方のカバー側室７に流入し 、一方のピストン４Ａを加圧すると共に、カバー側室７内の圧力エアがシリンダ チューブ１側の流路部１１ｂを通って他方のカバー側室８に流入し、他方のピス トン４Ｂを加圧し、しかして両ピストン４Ａ，４Ｂは互いに近づく方向に作動す る。

【００２４】 このとき、両ピストン４Ａ，４Ｂの直線運動が回転運動機構６によって回転運 動に変換される。即ち、出力軸５に固定されている回動アーム２９は、連結ピン ３１，３１と、回動アーム２９の両端部の長溝３０，３０とを介して、回転力を 受け、出力軸５を図１に関して反時計方向に回動させる。しかして、ピストン４ Ａ，４Ｂのストロークエンド付近に、前記マグネット３９に応答する前記近接ス イッチ４０を設置しておくことにより、出力軸５に連動連結されるバタフライ弁 やボール弁の開側端に位置することを検出することができ、この検出信号によっ て、後の所要動作を指示することができることになる。

【００２５】 上記のように両ピストン４Ａ，４Ｂが互いに近づく方向に作動するとき、ピス トン側室１０内のエアは、第２流路１２を通って給排ポート１３から外部へ排出 される。このとき、流路部１２ａ側に設けてある速度制御弁１５では、逆止弁２ ０が作動するため、エアは、絞り部分２４を通過して、外部へ排出される。この 場合、メータアウト回路となっているため、給排ポート１３側に背圧が作用して 、ピストン４Ａ，４Ｂの作動にブレーキがかかり、出力軸５の回動速度をコント ロールすることができる。

【００２６】 また、給排ポート１３から圧力エアが供給されると、この圧力エアは、第２流 路１２の流路部１２ａを流通すると共に、その途中の速度制御弁１５を通過して 、ピストン側室１０に流入し、それにより両ピストン４Ａ，４Ｂは互いに離れる 方向に作動する。このとき、回動アーム２９は、連結ピン３１，３１と、回動ア ーム２９の両端部の長溝３０，３０とを介して、回転力を受け、出力軸５を図１ の矢印方向とは反対方向、つまり時計方向に回動させることになる。ピストン４ Ｂがストロークエンドに達すると、このピストン４Ｂシリンダカバー３に設けて あるアジャスタースクリューからなるストッパー４３に当たり、両ピストン４Ａ ，４Ｂはそのストロークエンドで停止する。従って、この場合には、出力軸５に 連動連結されるバタフライ弁やボール弁は閉止位置に保持される。

【００２７】 他方、カバー側室７，８内のエアは、第１流路１１を通って給排ポート９から 外部へ排出される。このとき、速度制御弁１４では、逆止弁２０が作動するため 、エアは、絞り部分２４を通過して、外部へ排出される。この場合も、給排ポー ト９側に背圧が作用し、ピストン４Ａ，４Ｂの作動にブレーキがかかるようにな る。

【００２８】 また、パイプラインの試運転などのとき、ロータリーアクチュエータを手動操 作したい場合は、バイパス弁１７を開弁操作することにより、バイパス路１６が 開放されて、第１流路１１と第２流路１２とが互いに連通することになる。従っ て、出力軸５を正逆いずれの方向にも自由に回動させることができる。

【００２９】 以上説明した実施例では、圧力流体としてエアを使用する場合について説明し たが、本考案のロータリーアクチュエータは、油圧を使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例を示すロータリーアクチュ
エータの縦断面図である。

【図２】 同上のロータリーアクチュエータの横断面図
で、回転運動機構の回動アームがシリンダチューブ長手
方向と直交した状態での断面図である。

【図３】 同上のロータリーアクチュエータを図１の矢
印Ｘ方向からみた端面図である。

【図４】 速度制御弁を示す縦断面図である。

【図５】 （Ａ）は、バイパス弁がバイパス路を遮断し
た状態を示す断面図、（Ｂ）は、バイパス弁がバイパス
路を開放した状態を示す断面図である。

【図６】 同上のロータリーアクチュエータの全体構成
を示す概略説明図である。

【図７】 回動アームとピストンとを連結する連結ピン
の取付状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダチューブ ２ シリンダカバー ３ シリンダカバー ４Ａ ピストン ４Ｂ ピストン ５ 出力軸 ６ 回転運動機構 ７ カバー側室 ８ カバー側室 ９ 給排ポート １０ ピストン側室 １１ 第１流路 １２ 第２流路 １３ 給排ポート １４ 速度制御弁 １５ 速度制御弁 １６ バイパス路 １７ バイパス弁 ２９ 回動アーム ３０ 長溝 ３１ 連結ピン

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダチューブ内で一対のピストンを
   流体圧力によって互いに反対方向に直線運動させつつ、
   両ピストンの直線運動を回転運動機構により回転運動に
   変換して、出力軸を回動させるようにしたロータリーア
   クチュエータにおいて、片方のシリンダカバーに、各ピ
   ストンと各シリンダカバーの間に形成される各カバー側
   室に通じる第１流路の給排ポートと、両ピストン間に形
   成されるピストン側室に通じる第２流路の給排ポート
   と、第１流路の速度制御弁と、第２流路の速度制御弁
   と、両給排ポートの近傍で第１流路と第２流路とを連通
   するバイパス路を開閉するためのバイパス弁とを設けて
   なることを特徴とするロータリーアクチュエータ。
2. 【請求項２】 第１及び第２の各流路は、シリンダカバ
   ー及びシリンダチューブの側壁を貫通して設けられてい
   る請求項１に記載のロータリーアクチュエータ。
3. 【請求項３】 回転運動機構は、出力軸と直交して両端
   部が対称状に突出するように出力軸に一体回転可能に設
   けられた回動アームと、この回動アームの両端部に当該
   アームの長手方向に沿って設けられた長溝と、両ピスト
   ンのそれぞれ内端部に設けられて、回動アーム両端部の
   長溝にそれぞれ係合される連結ピンとからなる請求項１
   または２に記載のロータリーアクチュエータ。