JP3836240B2

JP3836240B2 - アクチュエータ

Info

Publication number: JP3836240B2
Application number: JP36467297A
Authority: JP
Inventors: 泰之野村
Original assignee: Kitz Corp
Current assignee: Kitz Corp
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: JPH11182504A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復運動を回転運動に変換伝達してトルクを得るアクチュエータに関し、特に、ボールバルブやバタフライバルブ等の回転弁を駆動するために好適なアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールバルブ等の回転弁に用いられるアクチュエータには、例えば実公平３−３１８４２号公報に開示されたものが知られている。
この種のアクチュエータ１は、図６に示すように、空気圧や油圧等の流体圧をシリンダ部２に加え、得られたピストンロッド３による推力の直線運動を、スコッチヨーク４による変換機構によって回転運動に換えることによりスコッチヨーク４とキー８を介して結合した出力軸５に伝達し、この出力軸５に連結した回転弁のステムを回動させて弁体を開閉駆動するようにしている。
【０００３】
また、これを改良した従来例におけるスコッチヨーク４と出力軸５との結合構造は、通常、図７に示すように、出力軸５に設けたキー溝６に板バネ７を介してキー８を突出状態に付勢させ、かつスコッチヨーク４の係止溝９にキー８を係止させてスコッチヨーク４を出力軸５に回転不能に結合させたものである。
【０００４】
そして、図６においては、アクチュエータ１の分解・組立て時に出力軸５をハウジング１０より取り出したり、装入する場合、ハウジング１０に大きな径の軸支孔１０ａを形成し、この軸支孔１０ａにハウジングカバー１０ｂを着脱することによって、キー８とともに出力軸５を軸支孔１０ａより装脱するようにしている。
これに対して、図７に於ては板バネ７を圧縮することによりキー８が出力軸５と同径になるので軸支孔を大きくする必要が無く、ハウジングカバーもいらない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来例おけるアクチュエータは、次のような課題点を有している。
まず、図７に示すように、出力軸５に設けた結合構造は、板バネ７を用いているから、板バネ７がキー８を押圧する部位Ｐが１つであるうえに、キー８の全体に板バネ７の荷重が掛かることなく、偏荷重の状態でキー８を押圧保持するおそれがあり、しかも、キー８などの加工部品にかえり等があると、キー８は斜めの状態で装着される場合がある。
【０００６】
そのため、キー８が部分当りとなって、使用中に、局部的磨耗や変形が生じて経時的なガタツキが原因となり、特に回転弁に用いた場合は、確実な開閉駆動がなされないなどの課題を有している。
【０００７】
また、上記のように、従来例によると、ハウジングカバー１０ａを必要とすると共に、径の大きな軸支孔１０ａを設けなければならず、そのため、部品点数が多くなるばかりでなく、アクチュエータの分解・組立てが面倒であった。
【０００８】
本発明は、上記の実情に鑑みて開発したものであり、その目的とするところは、アクチュエータの分解・組立てを容易に行なえるようにすると共に、部品点数を少なくして、構造を簡略化し、もって、往復運動を確実に回転運動に変換して安定したトルクを得ることのできるアクチュエータを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のアクチュエータは、本体内に支持し、駆動源により往復移動するピストンロッドと、ピストンロッドに近接させて直交方向に配置した出力軸と、出力軸を回動自在に支持する本体と、出力軸にキー結合により回り止めして支持した伝達駒と、ピストンロッドに設け、伝達駒と係合するピンとを有するアクチュエータであって、出力軸に設けたキー溝の両端寄りの底に独立のバネを入れ、バネを介してキーを突出状態に進出付勢してキー溝に嵌合し、本体に設けた出力軸の支持孔を、キーの突出状態では貫通不能の径としたものである。
【００１０】
この場合、キー溝のバネ部分に出力軸を貫通する孔を設け、この孔と連通させて伝達駒にも貫通孔を設け、これらの孔よりキーの装着状態を確認する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明におけるアクチュエータの実施の一形態を図１乃至図５に基づいて説明する。
本例におけるアクチュエータは、ピストンを内蔵したシリンダ部１１内に、空気圧、油圧、ガス等の流体圧力でピストンロッド１２を往復運動させ、この往復運動を本体１３内に設けた後述する伝達駒１４（変換機構）により回転運動に変えるものである。この場合、本体１３の一端にバネ機構を設けたスプリングリターン形のシリンダ式アクチュエータでもよく、何れにしてもアクチュエータの駆動源は、各種の駆動源方式を採用するものとし、上記の例に限定されるものではない。
【００１２】
また、ピストンロッド１２に近接させて直交方向に出力軸１５を配置し、この出力軸１５の上下を本体１３の支持孔１６，１７に回転自在に支持し、更に、このピストンロッド１２に設けたピン２５に伝達駒１４のアーム部１４ａを係合させて往復運動を回転運動に変換し伝達させている。図中、１８ａ，１８ｂは止め輪、１９ａ，１９ｂはベアリング、２０はダストシールリングである。
【００１３】
更に、出力軸１５の途中に、図４に示すように、伝達駒１４の嵌着孔１４ｂを嵌め、キー２１による結合により回し止めして支持している。そしてこのキー結合による構造は、出力軸１５に設けたキー溝２２の両端寄りの底に装入穴２３を本例において２個設け、それぞれの装入穴２３に独立の圧縮コイルバネ２４を入れ、一方、端部に案内テーパ面２１ａを有するキー２１をキー溝２２と伝達駒１４の嵌着孔１４ｂに形成した係止溝１４ｃに装入すると共に、このバネ２４の一端をキー２１の両端位置に当接させ、このバネ２４によりキー２１の両端にバランス良く荷重をかけてキー２１を正確な突出状態に進出付勢させている。
【００１４】
このバネ２４は、圧縮コイルバネに限ることなく、その他のバネでもよく、又、バネ２４は少なくとも２個設けてあればよく、その数は限定されない。何れにしてもこのバネ２４でキー２１をバランス良く突出状態に進出付勢していれば良い。
【００１５】
また、図３に示すように、キー溝２２の両端は円弧状に形成されているので、キー２１の両端部がこの円弧状部２２ａに係合して使用に際してキー２１が軸方向にみだりに動くおそれがない。
【００１６】
更に図４及び図５において、キー溝２２の両端寄りの底に設けた装入穴２３に連通して出力軸１５を貫通する２個の孔２６を形成し、この孔２６と連通させた２個の貫通孔２７を伝達駒１４に設け、この孔２６と連通させた２個の貫通孔２７を伝達駒１４に設けて、キー２１の装着状態を外方より視認できるようにしている。従って、２個の貫通孔２７からキー２１の両端の装着具合を簡単に確認できる。
【００１７】
また、図１に示すように、上記した支持孔１６，１７の径は、キー２１が突出した状態において、出力軸１５がこの支持孔１６，１７より貫通することができない程度の孔径で、しかもバネ２４を圧縮させた状態でキー２１をキー溝２１に押し込むときには出力軸１５を支持孔１６，１７より抜き出すことができる程度の孔径である。
【００１８】
なお、図中２８は出力軸１５の上端部に設けた手動操作部、２９は出力軸１５の下端部に設けた被作動体の連結部であり、本例においては、この連結部２９にボールバルブ等の回転弁のステムを直接又は間接的に連結している。３０は流体圧力の出入口、３１はＯリングである。
【００１９】
次に上記実施形態の作用を説明する。
図１において、空気圧等の流体圧力を出入口３０より出入させると、シリンダー部１１内にピストンによってピストンロッド１２が往復運動し、この運動に伴ってピン２５に係合した伝達駒１４が回転運動に変換して出力軸１５を回転させる。
【００２０】
この場合、出力軸１５の連結部２９にボールバルブ等の回転弁のステムを連結しておくと、例えば、出力軸１５を略９０°毎に回転駆動させることにより、ボールバルブ等の回転弁の弁体を９０°毎に開閉させることができる。
【００２１】
また、出力軸１５に設けたキー溝２２の両端寄りの底部位に独立の圧縮コイルバネ２４を装入しているので、キー２１の両端位置に２つの圧縮コイルバネ２４の一端部がそれぞれ均一に荷重を掛けており、キー２１はバランス良く突出付勢しているため、伝達駒１４は、出力軸１５に確実に回り止め支持されており、伝達駒１４が経時的なガタツキの原因となるおそれもない。
【００２２】
更に、キー溝２２のバネ部分に出力軸１５を貫通する孔２６を設け、この孔２６に連通する貫通孔２７を伝達駒１４に設けているので、これらの貫通孔２７と孔２６を通して外部よりキー２１と圧縮コイルバネ２４の装着状態を寸法測定により確認することができる。
【００２３】
また、本体１３に設けた出力軸１５の支持孔１６，１７を、図１に示すように、キー２１が突出した状態では貫通することが不可能な径としているので、図６における従来例のように、大きな軸支孔１０ａとハウジングカバー１０ｂを設けることなく、本体１３に支持孔１６，１７を設けるのみで良く、従来例に比較して構造を簡素化することができる。
【００２４】
この場合、アクチュエータを分解・組み立てる際に、出力軸１５を本体１３より取り外すには、図１において、止め輪１８ａ，１８ｂを外し、次いで、出力軸１５を本体１３の上方より引き抜くと、伝達駒１４よりキー１４とともに出力軸１５が抜かれて上方へ移動し、キー２１の案内テーパ面２１ａが本体１３の支持孔１６の下端面に当接しながらキー２１がキー溝２２に押し込まれ、キー２１とともに出力軸１５が本体１３より引き抜かれ、本体１３より出力軸１５を分解することが可能となる。
【００２５】
また、本体１３へキー２１と共に出力軸１５を組み立てるには、上記とは反対に、本体１３の支持孔１７より挿入すると、キー２１の案内テーパ面２１ａに本体１３の支持孔１７の外端面が当接して上記と同様に本体１３の内部に装入され、内部に位置している伝達駒１４にキー２１と出力軸１５を嵌合して両者をキー結合することができる。なお、キー２１の両端に案内テーパ面２１ａを設ければ、出力軸１５は本体１３の支持孔１６，１７の何れの方向からも分解・組立てが可能となる。
【００２６】
本発明におけるアクチュエータの被作動体は、上記の回転弁に限定されることなく、出力軸１５の回転駆動で作動できるその他の被作動体に広く適用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、本発明によると、構造を簡略化し、かつ部品点数を少なくしているので、アクチュエータの分解組立てが容易に行なえると共に、往復運動を回転運動に確実に変換して安定したトルクを得るアクチュエータを提供することができる。
【００２８】
また、キーの両端位置に独立したバネが個別にバランス良く荷重をかけて押圧しているので、長期間の使用によってもガタツクことなく、確実にキー結合状態を長期にわたって維持することができる。
【００２９】
更に、貫通孔と孔を通して外部よりキーとバネの装着状態を視認することができるので、常に正確な装着状態で駆動させることができると共に、点検・保守作業も容易になる等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるアクチュエータの一例を示す一部切欠き正面図である。
【図２】図１の一部切欠き平面図である。
【図３】図１における出力軸のキー溝部分を示す正面図である。
【図４】図１の出力軸と伝達駒をキー結合により設けた部分を示す拡大断面図である。
【図５】図４の横断面図である。
【図６】従来のアクチュエータを示す一部切欠き部分正面図である。
【図７】従来のアクチュエータの他例を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１２ピストンロッド
１３本体
１４伝達駒
１５出力軸
１６，１７支持孔
２１キー
２２キー溝
２４バネ
２５ピン
２６孔
２７貫通孔

Claims

本体内に支持し、駆動源により往復運動するピストンロッドと、該ピストンロッドに近接させて直交方向に配置した出力軸と、該出力軸を回転自在に支持する本体と、前記出力軸にキー結合により回り止めして支持した伝達駒と、前記ピストンロッドに設け、前記伝達駒と係合するピンとを有するアクチュエータにおいて、前記出力軸に設けたキー溝の両端寄りの底に独立のバネを入れ、該バネを介してキーを突出状態に進出付勢して前記キー溝に嵌合し、前記本体に設けた前記出力軸の支持孔を、前記キーの突出状態では貫通不能の径とし、前記キー溝のバネ部分に出力軸を貫通する孔を設け、該孔と連通させて伝達駒にも貫通孔を設けたことを特徴とするアクチュエータ。