JP5092097B2

JP5092097B2 - Torque actuator

Info

Publication number: JP5092097B2
Application number: JP2007191776A
Authority: JP
Inventors: 正典望月
Original assignee: ISEL Co Ltd
Current assignee: ISEL Co Ltd
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2027-07-24
Also published as: JP2009024864A

Description

本発明は、トルクアクチュエータ、特に、エアーシリンダ装置や油圧シリンダ装置の直進推力を回転力に変換するトルクアクチュエータに関するものである。 The present invention relates to a torque actuator, and more particularly to a torque actuator that converts a straight thrust of an air cylinder device or a hydraulic cylinder device into a rotational force.

この種のトルクアクチュエータとしては、図６に示すように、出力歯車１０３を収容するケーシング１０１から一対のシリンダ装置１１０を反対方向に突出させ、各シリンダ装置１１０のピストン１１２相互を対向させてこれらピストン１１２間にギヤ溝１２１を形成したラック１０２を連結させ、このラック１０２と出力歯車１０３とを噛み合わせたものがある。 As this type of torque actuator, as shown in FIG. 6, a pair of cylinder devices 110 are protruded in opposite directions from a casing 101 that houses an output gear 103, and pistons 112 of the cylinder devices 110 are opposed to each other. A rack 102 having a gear groove 121 formed between 112 is connected, and the rack 102 and the output gear 103 are engaged with each other.

このトルクアクチュエータは、各シリンダ装置１１０のシリンダ室１１１に空気圧源又は油圧源を接続して、シリンダ室１１１への供給圧力を制御すると、これに応じてピストン１１２及びラック１０２が直線方向に往復駆動され、この駆動量に応じて出力歯車１０３が正逆回転される。従って、この出力歯車１０３の出力軸１３１に従動軸部を連結すると、この従動軸部が往復回転される。
実用新案登録第２５７１６６７号公報 When the pneumatic actuator or the hydraulic pressure source is connected to the cylinder chamber 111 of each cylinder device 110 and the supply pressure to the cylinder chamber 111 is controlled, the torque actuator is driven to reciprocate the piston 112 and the rack 102 in a linear direction. Then, the output gear 103 is rotated forward and backward according to the driving amount. Therefore, when the driven shaft portion of the output gear 103 is connected, the driven shaft portion is reciprocally rotated.
Utility Model Registration No. 2571667

上記従来のトルクアクチュエータは、ラック１０２と出力歯車１０３とを噛み合わせたラック・ピニオン式に構成するので、ラック１０２と出力歯車１０３との噛み合わせ部分が少ないため、大きなトルクを出すのが困難である。しかも、ラック１０２に大きな負荷が作用するため摩擦による力の損失が大きく、またラック１０２が損傷しやすいという問題がある。さらに、ラック１０２とこれに連結する一対のシリンダ装置１１０とを一直線に配置するため、装置の全長が長く大型になる。 Since the conventional torque actuator is configured as a rack and pinion type in which the rack 102 and the output gear 103 are engaged with each other, since there are few meshing portions between the rack 102 and the output gear 103, it is difficult to output a large torque. is there. In addition, since a large load acts on the rack 102, the loss of force due to friction is large, and the rack 102 is easily damaged. Further, since the rack 102 and the pair of cylinder devices 110 connected to the rack 102 are arranged in a straight line, the overall length of the device is long and large.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型で大きなトルクが安定して得られるトルクアクチュエータを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a torque actuator that is small and can stably obtain a large torque.

本発明に係るトルクアクチュエータは、
シリンダ装置の直進推力を回転力に変換するトルクアクチュエータであって、
ケーシング内に出力歯車と該出力歯車にＵ字状に巻装したチェーンとを収容すると共に、該ケーシングに一対の並設するシリンダ装置を配置し、
上記チェーンの両端に上記各シリンダ装置のピストンロッドをそれぞれ接続させて各シリンダ装置のピストンを交互に加圧押動してチェーンを牽引することで上記出力歯車を正逆回転させるように構成し、
上記一対のシリンダ装置をケーシングに対して出力歯車のチェーンを巻装した側に配置し、各ピストンロッドを出力歯車から巻き出るチェーンと重なるように配置して各ピストンロッドの先端にチェーンの両端を接続し、
上記出力歯車及び上記チェーンが２列に設けられて上記出力歯車から巻き出る上記チェーンが上記ピストンロッドを挟んで両側に配置されており、
各ピストンロッドの先端と２列の各チェーンの端部とが接続部材によって接続され、
上記接続部材は、ピストンロッドの先端を接続する筒部と、筒部の外側面の対向する位置に形成されて２列の各チェーンの端部をそれぞれ取り付ける一対の舌片とを有するものである。
上記構成より、チェーンをＵ字状に巻装して出力歯車を正逆回転させるので、チェーンと出力歯車との噛み合い部分が約１８０度と多く、大きなトルクを発現することができる。しかも、出力歯車にはチェーンを巻装するので、出力歯車やチェーンに局部的な負荷がかかることもない。また、一対のシリンダ装置を並設してケーシングに連結するので、装置の全長を短くすることができる。さらに、ピストンロッドの動く方向とチェーンが引っ張られる方向が一致しているので、構造的に無理がない。 The torque actuator according to the present invention includes:
A torque actuator that converts a linear thrust of a cylinder device into a rotational force,
In the casing, an output gear and a chain wound around the output gear in a U-shape are accommodated, and a pair of cylinder devices arranged in parallel in the casing are arranged,
The piston rod of each cylinder device is connected to both ends of the chain, and the piston of each cylinder device is alternately pressed and pushed to pull the chain to rotate the output gear forward and backward ,
The pair of cylinder devices are arranged on the side where the chain of the output gear is wound around the casing, and the piston rods are arranged so as to overlap the chain that is unwound from the output gear, and both ends of the chain are attached to the ends of the piston rods. connection,
The output gear and the chain are provided in two rows, and the chain that is unwound from the output gear is disposed on both sides of the piston rod,
The tip of each piston rod and the end of each chain in two rows are connected by a connecting member,
The connecting member includes a cylindrical portion that connects the tip ends of the piston rods, and a pair of tongue pieces that are formed at opposing positions on the outer surface of the cylindrical portion and to which the end portions of the two rows of chains are respectively attached. .
With the above configuration, the chain is wound in a U-shape and the output gear is rotated forward and backward, so that the meshing portion between the chain and the output gear is about 180 degrees and a large torque can be expressed. In addition, since the chain is wound around the output gear, no local load is applied to the output gear or the chain. In addition, since the pair of cylinder devices are juxtaposed and connected to the casing, the overall length of the device can be shortened. Furthermore, since the direction in which the piston rod moves matches the direction in which the chain is pulled, there is no structural problem.

また、一対のシリンダ装置間の間隔を狭くすることができ、その結果、装置の横幅を小さくコンパクトにすることができる。 Moreover , the space | interval between a pair of cylinder apparatuses can be narrowed, As a result, the lateral width of an apparatus can be made small and compact.

上記出力歯車及び上記チェーンは、２列に設けるので、より大きなトルクを発現することができる。 Since the output gear and the chain are provided in two rows , a larger torque can be expressed.

上記出力歯車及び上記チェーンが２列に設けられており、上記出力歯車から巻き出る上記チェーンが上記ピストンロッドを挟んで両側に配置されている。
これにより、チェーンを牽引する際、ピストンロッドには一方側から力が加わるのではなく、ピストンロッドの両側に設けられた２本のチェーンから均等に力が加わる。従って、ピストンロッドが一方側に歪んだり変形することがなく、長期間にわたって安定した操作が可能となる。
さらに、上記接続部材によって、各ピストンロッドの先端と２列の各チェーンの端部との接続部において２列のチェーン間にピストンロッドが配置され、１つのピストンロッドの牽引力が２列のチェーンに均等に作用することとなる。
そして、上記接続部材は、姿勢が一定に保たれてケーシング内のガイド溝に配置され、上記舌片は、チェーンよりも外側に張り出され、且つ対向する一対の舌片間の外径幅がガイド溝の幅より僅かに短くなる大きさに設定することにより、チェーンは、接続部材の舌片よりも内側に配置されてガイド溝には接触されないようになるので、チェーンの損傷も抑えることができる。そして、ピストンロッドの進出状態のときに倒れ方向に負荷が加わっても、接続部材がケーシング内のガイド溝に配置されて姿勢が保持されるので、この接続部材を取り付けたピストンロッドは、倒れが防止されてまっすぐに進退される。従って、チェーンは、姿勢が傾くこともなく、まっすぐに牽引されるので、出力歯車は、安定してトルクを発現することができる。しかも、シリンダロッドの姿勢が保たれてまっすぐ進退されるので、シリンダ装置におけるピストンロッドの支承部に設けるパッキン等の損傷が抑えられ、シリンダ装置の耐久性を向上することができる。 Said output gear and said chains are provided in two rows, the chain exits the winding from the output gear are arranged on both sides of the piston rod.
Thereby, when pulling the chain, force is not applied to the piston rod from one side, but force is equally applied from the two chains provided on both sides of the piston rod. Therefore, the piston rod is not distorted or deformed to one side, and stable operation can be performed over a long period of time.
Further, the connecting member causes the piston rod to be disposed between the two rows of chains at the connection between the tip of each piston rod and the end of each of the two rows of chains, and the traction force of one piston rod is applied to the two rows of chains. It will work equally.
The connecting member is arranged in a guide groove in the casing while maintaining a constant posture, and the tongue piece projects outward from the chain and has an outer diameter width between a pair of opposing tongue pieces. By setting the size to be slightly shorter than the width of the guide groove, the chain is placed on the inner side of the tongue of the connecting member so that it does not come into contact with the guide groove. it can. And even if a load is applied in the direction of collapse when the piston rod is in the advanced state, the connecting member is arranged in the guide groove in the casing and the posture is maintained, so the piston rod to which this connecting member is attached is not tilted. It is prevented and it advances and retreats straight. Therefore, the chain is pulled straight without being tilted, so that the output gear can stably generate torque. In addition, since the cylinder rod is kept in the posture and is moved forward and backward, damage to packings and the like provided on the support portion of the piston rod in the cylinder device can be suppressed, and the durability of the cylinder device can be improved.

上記ケーシング内には上記チェーンをガイドするガイド機構を設けるようにしてもよい。
これにより、ガイド機構によってチェーンの屈曲方向のたるみが防げるので、出力歯車に対して正確なタイミングで出力伝達することができる。 A guide mechanism for guiding the chain may be provided in the casing.
As a result, the guide mechanism can prevent the chain from sagging in the bending direction, so that the output can be transmitted to the output gear at an accurate timing.

上記シリンダ装置内のピストンを加圧押動するに際し、上記シリンダ装置内のピストンに隔てられた両側の空間のシリンダ室が交互に加圧されることでもよい。
これにより、一対の各シリンダ装置のピストンを交互に加圧押動するに際し、一方のシリンダ装置の加圧力だけでなく双方のシリンダ装置の加圧力によりチェーンを牽引することができ、より一層トルクを大きくすることができる。
なお、動力伝達手段としてチェーンの代わりにタイミングベルトを使用することもできる。 When the piston in the cylinder device is pressurized and pushed, the cylinder chambers in the spaces on both sides separated by the piston in the cylinder device may be alternately pressurized.
As a result, when the pistons of a pair of cylinder devices are alternately pressed and pushed, the chain can be pulled not only by the applied pressure of one cylinder device but also by the applied pressure of both cylinder devices. Can be bigger.
Note that a timing belt can be used instead of the chain as the power transmission means.

以上のように、本発明によれば、出力歯車にチェーンを巻装してこのチェーンを一対の並設するシリンダ装置によって牽引して出力歯車を正逆回転させるようにしたので、小型で大きなトルクが安定して得られる。 As described above, according to the present invention, a chain is wound around an output gear, and the chain is pulled by a pair of cylinder devices arranged in parallel to rotate the output gear forward and backward. Can be obtained stably.

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。
図１、図２、図３に示すように、本実施の形態によるトルクアクチュエータＡは、出力歯車１にチェーン２をＵ字状に巻装してこのチェーン２を一対のシリンダ装置３によって交互に牽引して出力歯車１を正逆回転させるように構成する。出力歯車１とチェーン２は、ケーシング４内に収容され、一対のシリンダ装置３は、このケーシング４に並設して配置されている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the torque actuator A according to the present embodiment has a chain 2 wound around an output gear 1 in a U shape, and the chain 2 is alternately turned by a pair of cylinder devices 3. The output gear 1 is configured to be pulled and rotated forward and backward. The output gear 1 and the chain 2 are accommodated in a casing 4, and the pair of cylinder devices 3 are arranged in parallel with the casing 4.

ケーシング４は、表ケース４１と裏ケース４２とに２分割されてボルト止めして一体に組み立てられる（図３参照）。これによって、ケーシング４内に出力歯車１とチェーン２とが組み込み可能にされている。そして、このケーシング４の下部には、一対のシリンダ装置３が並設して取り付けられ、また、ケーシング４の上部には、フタ部材４３がボルト止めして取り付けられる。 The casing 4 is divided into two parts, a front case 41 and a back case 42, and is assembled together by bolting (see FIG. 3). As a result, the output gear 1 and the chain 2 can be incorporated into the casing 4. A pair of cylinder devices 3 are attached in parallel to the lower portion of the casing 4, and a lid member 43 is attached to the upper portion of the casing 4 by bolting.

出力歯車１は、出力軸１０に設けられ、この出力軸１０は、中空軸であって両側に軸受５を取り付けてケーシング４の孔部４４に支承されている。そして、出力歯車１は、同一のものがこの出力軸１０に２列に設けられている（図２、図３参照）。チェーン２は、これら２列の出力歯車１にそれぞれ巻装されて出力歯車１と同じく２列に配置されている。なお、チェーン２は、２列の出力歯車１のうち一方にだけ巻装させて１列に配列するようにしてもよい。 The output gear 1 is provided on an output shaft 10, and this output shaft 10 is a hollow shaft and is supported by a hole 44 of the casing 4 with bearings 5 attached to both sides. The same output gear 1 is provided in two rows on the output shaft 10 (see FIGS. 2 and 3). The chain 2 is wound around these two rows of output gears 1 and arranged in two rows like the output gear 1. The chain 2 may be wound around only one of the two rows of output gears 1 and arranged in one row.

各シリンダ装置３は、シリンダ３１内がこれに収容されるピストン３２によって区画されたシリンダ室３３を有し、このシリンダ室３３の内圧を空気圧又は油圧によって制御することでピストン３２に連結したピストンロッド３４が伸縮されて直進推力が出力される。なお、シリンダ３１にはシリンダ室３３に油圧源又は空圧源を供給する連通口３５ａが設けられると共に、ピストンロッド３４が延びる側のシリンダ３１内の空室に連通する連通口３５ｂが設けられている。上記一対のシリンダ装置３は、ケーシング４に対して出力歯車１のチェーン２を巻装した側（Ｕ字状に配置したチェーン２の両端の反対側）に配置される。各シリンダ装置３は、ピストンロッド３４をケーシング４内に進入させて、このピストンロッド３４が出力歯車１から巻き出るチェーン２と並設される。そして、各ピストンロッド３４の先端とチェーン２の両端とが接続部材６によって接続されている。 Each cylinder device 3 has a cylinder chamber 33 defined by a piston 32 accommodated in the cylinder 31, and a piston rod connected to the piston 32 by controlling the internal pressure of the cylinder chamber 33 by air pressure or hydraulic pressure. 34 is expanded and contracted to output a straight thrust. The cylinder 31 is provided with a communication port 35a for supplying a hydraulic pressure source or a pneumatic pressure source to the cylinder chamber 33, and a communication port 35b communicating with an empty chamber in the cylinder 31 on the side where the piston rod 34 extends. Yes. The pair of cylinder devices 3 are arranged on the side where the chain 2 of the output gear 1 is wound around the casing 4 (opposite sides of both ends of the chain 2 arranged in a U-shape). Each cylinder device 3 has a piston rod 34 inserted into the casing 4, and the piston rod 34 is juxtaposed with the chain 2 that unwinds from the output gear 1. The tip of each piston rod 34 and both ends of the chain 2 are connected by the connecting member 6.

接続部材６は、ピストンロッド３４の先端を挿通させてボルト止めする筒部６１と、この筒部６１の外側面に形成されてチェーン２の端部をピン止めする舌片６２とを有する（図２、図３参照）。このチェーン２の端部を取り付ける舌片６２は、筒部６１の外側面に対向する１８０度位置に形成され、２列に配列された各チェーン２の端部が各舌片６２にそれぞれ取り付けられる。従って、２列のチェーン２間にピストンロッド３４が配置され、これにより、１つのピストンロッド３４の牽引力が２列のチェーン２に均等に作用することとなる。なお、接続部材６の筒部６１と各舌片６２とは、これらに取り付けるピストンロッド３４とチェーン２とが接触しないように配置されている。 The connecting member 6 has a cylindrical portion 61 that is bolted by inserting the tip of the piston rod 34, and a tongue piece 62 that is formed on the outer surface of the cylindrical portion 61 and pins the end of the chain 2 (see FIG. 2, see FIG. The tongue piece 62 to which the end portion of the chain 2 is attached is formed at a position of 180 degrees facing the outer surface of the cylindrical portion 61, and the end portions of the chains 2 arranged in two rows are attached to the tongue pieces 62, respectively. . Accordingly, the piston rods 34 are arranged between the two rows of chains 2, whereby the traction force of one piston rod 34 acts equally on the two rows of chains 2. In addition, the cylinder part 61 and each tongue piece 62 of the connection member 6 are arrange | positioned so that the piston rod 34 attached to these and the chain 2 may not contact.

また、出力歯車１から巻き出る上記の２本のチェーン２がピストンロッド３４を挟んで両側に配置されるので、チェーン２を牽引する際、ピストンロッド３４には一方側から力が加わるのではなく、ピストンロッド３４の両側に設けられた２本のチェーン２から均等に力が加わる。従って、ピストンロッド３４が一方側に歪んだり変形することがなく、長期間にわたって安定した操作が可能となる。 In addition, since the two chains 2 that are unwound from the output gear 1 are arranged on both sides of the piston rod 34, a force is not applied to the piston rod 34 from one side when the chain 2 is pulled. A force is evenly applied from the two chains 2 provided on both sides of the piston rod 34. Therefore, the piston rod 34 is not distorted or deformed to one side, and a stable operation can be performed over a long period.

また、ケーシング４内には、上記チェーン２をガイドするガイド機構（ガイド溝４５、ガイド部４６）が設けられている。すなわち、ケーシング４内には出力歯車１から巻き出るチェーン２を配置するガイド溝４５が設けられている。このガイド溝４５の幅は、略チェーン２幅に沿った大きさに設定されており、これにより、チェーン２は、その屈曲方向に対してはガイド溝４５に規制されてたるみが防止される。さらに、ケーシング４内には出力歯車１にチェーン２を巻装した側に半円状のガイド部４６が設けられている。このガイド部４６は、出力歯車１に巻装されたチェーン２の外周に沿って設けられているので、これによっても、チェーン２は、屈曲方向に対するたるみが防止される。 In the casing 4, guide mechanisms (guide grooves 45 and guide portions 46) for guiding the chain 2 are provided. That is, a guide groove 45 is provided in the casing 4 to place the chain 2 that unwinds from the output gear 1. The width of the guide groove 45 is set to a size substantially along the width of the chain 2, whereby the chain 2 is restricted by the guide groove 45 in the bending direction and slack is prevented. Further, a semicircular guide 46 is provided in the casing 4 on the side where the chain 2 is wound around the output gear 1. Since this guide part 46 is provided along the outer periphery of the chain 2 wound around the output gear 1, the chain 2 is also prevented from sagging in the bending direction.

接続部材６は、ピストンロッド３４に接続されてその姿勢が一定に保たれて両側のガイド溝４５間に配置されている。一方、接続部材６の舌片６２は、チェーン２よりも外側に張り出され、且つ接続部材６は、対向する舌片６２間の外径幅がケーシング４内の両側のガイド溝４５底部間の距離より僅かに短くなる大きさに形成されている。これによって、チェーン２は、接続部材６の舌片６２よりも内側に配置されてガイド溝４５の底部には接触されないようになっているので、チェーン２の損傷も抑えることができる。
そして、ピストンロッド３４の進出状態のときに倒れ方向に負荷が加わっても、接続部材６がケーシング４内の両側のガイド溝４５間に配置されて姿勢が保持されるので、この接続部材６を取り付けたピストンロッド３４は、倒れが防止されてまっすぐに進退される。従って、チェーン２は、姿勢が傾くこともなく、まっすぐに牽引されるので、出力歯車１は、安定してトルクを発現することができる。しかも、シリンダロッド３４の姿勢が保たれてまっすぐ進退されるので、シリンダ装置３におけるピストンロッド３４の支承部に設けるパッキン等の損傷が抑えられ、シリンダ装置３の耐久性を向上することができる。 The connecting member 6 is connected to the piston rod 34 so that its posture is kept constant and is disposed between the guide grooves 45 on both sides. On the other hand, the tongue piece 62 of the connecting member 6 projects outward from the chain 2, and the connecting member 6 has an outer diameter width between the opposing tongue pieces 62 between the bottoms of the guide grooves 45 on both sides in the casing 4. The size is slightly shorter than the distance. As a result, the chain 2 is arranged on the inner side of the tongue piece 62 of the connecting member 6 and is not in contact with the bottom of the guide groove 45, so that damage to the chain 2 can also be suppressed.
Even when a load is applied in the tilting direction when the piston rod 34 is in the advanced state, the connecting member 6 is disposed between the guide grooves 45 on both sides in the casing 4 so that the posture is maintained. The attached piston rod 34 is prevented from falling down and is advanced and retracted straight. Therefore, since the chain 2 is pulled straight without tilting the posture, the output gear 1 can stably generate torque. In addition, since the cylinder rod 34 is maintained in the posture and is moved forward and backward, damage to packing or the like provided on the support portion of the piston rod 34 in the cylinder device 3 can be suppressed, and the durability of the cylinder device 3 can be improved.

以上の構成を有する本実施形態のトルクアクチュエータＡは、例えば、図１の左のシリンダ装置３のシリンダ室３３の内圧を高圧にすると、そのピストンロッド３４が伸ばされてチェーン２が一方側に牽引され、出力歯車１が時計方向に回転される。このとき、右のシリンダ装置３のピストンロッド３４はチェーン２に牽引されて縮められるため、チェーン２はたるむことなくその張りが維持される。逆に、右のシリンダ装置３のシリンダ室３３の内圧を高圧にすると、上述とは逆の動作により出力歯車１が反時計方向に回転される。このようにして、各シリンダ装置３のピストン３２を交互に加圧押動させてチェーン２を一方側と他方側とに交互に牽引することで、上記出力歯車１が正逆回転され、これによって、シリンダ装置３の直進推力が回転力に変換される。従って、この出力歯車１を設ける出力軸１０に従動軸部７（図２参照）を連結すると、この従動軸部７が往復回転されることとなる。 In the torque actuator A of the present embodiment having the above configuration, for example, when the internal pressure of the cylinder chamber 33 of the left cylinder device 3 in FIG. 1 is increased, the piston rod 34 is extended and the chain 2 is pulled to one side. Then, the output gear 1 is rotated in the clockwise direction. At this time, since the piston rod 34 of the right cylinder device 3 is pulled by the chain 2 and contracted, the tension of the chain 2 is maintained without sagging. On the contrary, when the internal pressure of the cylinder chamber 33 of the right cylinder device 3 is increased, the output gear 1 is rotated counterclockwise by the reverse operation. In this way, the piston 32 of each cylinder device 3 is alternately pressed and pushed, and the chain 2 is alternately pulled to one side and the other side, whereby the output gear 1 is rotated forward and backward. The straight thrust of the cylinder device 3 is converted into a rotational force. Accordingly, when the driven shaft portion 7 (see FIG. 2) provided with the output gear 1 is connected, the driven shaft portion 7 is reciprocally rotated.

特に、このトルクアクチュエータＡでは、チェーン２を巻装して出力歯車１を正逆回転させるので、チェーン２と出力歯車１との噛み合い部分が約１８０度と多く、大きなトルクを発現することができる。しかも、出力歯車１にはチェーン２を巻装するので、出力歯車１やチェーン２に局部的な負荷がかかることもない。また、一対のシリンダ装置３を並設してケーシング４に連結するので、装置の全長を短くすることができる。さらに、シリンダ装置３がケーシング４に取り付けられて交換しやすい構造になっているので、シリンダ装置３の交換やメンテナンス等が容易である。さらにまた、ピストンロッド３４の動く方向とチェーン２が引っ張られる方向が一致しているので、構造的に無理な負荷がかかることもない。 In particular, in this torque actuator A, the chain 2 is wound and the output gear 1 is rotated forward and backward, so that the meshing portion between the chain 2 and the output gear 1 is as large as about 180 degrees, and a large torque can be expressed. . In addition, since the chain 2 is wound around the output gear 1, no local load is applied to the output gear 1 or the chain 2. Moreover, since a pair of cylinder apparatus 3 is arranged in parallel and connected with the casing 4, the full length of an apparatus can be shortened. Furthermore, since the cylinder device 3 is attached to the casing 4 and is structured to be easily replaced, the cylinder device 3 can be easily replaced and maintained. Furthermore, since the direction in which the piston rod 34 moves coincides with the direction in which the chain 2 is pulled, there is no structurally unreasonable load.

このように、本実施の形態によるトルクアクチュエータＡによれば、出力歯車１にチェーン２をＵ字状に巻装してこのチェーン２の両端を一対の並設するシリンダ装置３によって交互に牽引して出力歯車１を正逆回転させるようにするので、小型で大きなトルクが安定して得られる。 As described above, according to the torque actuator A according to the present embodiment, the chain 2 is wound around the output gear 1 in a U-shape, and both ends of the chain 2 are alternately pulled by the pair of cylinder devices 3. Since the output gear 1 is rotated forward and reverse, a small and large torque can be stably obtained.

また、上記一対のシリンダ装置３を出力歯車１のチェーン２を巻装した側に配置し、各ピストンロッド３４を出力歯車１から巻き出るチェーン２と重なるように配置して各ピストンロッド３４の先端にチェーン２の両端を接続する。これにより、一対のシリンダ装置３間の間隔を狭くすることができ、その結果、装置の横幅を小さくコンパクトにすることができる。さらには、一対のシリンダ装置３は、互いが距離的に近い場所に存在するので、油圧源や空圧源からのシリンダ装置３への配管を簡単にすることができる。なお、チェーン２が２本あるので、１本のチェーンが破断しても直ちに本トルクアクチュエータＡが稼動停止されないからチェーン２の破断による被害を最小に止めることができる。 Further, the pair of cylinder devices 3 are arranged on the side where the chain 2 of the output gear 1 is wound, and the piston rods 34 are arranged so as to overlap the chains 2 that are unwound from the output gear 1 so that the tip ends of the piston rods 34 are arranged. Connect both ends of the chain 2 to Thereby, the space | interval between a pair of cylinder apparatuses 3 can be narrowed, As a result, the lateral width of an apparatus can be made small and compact. Furthermore, since the pair of cylinder devices 3 are present at locations close to each other, piping from the hydraulic source or the pneumatic pressure source to the cylinder device 3 can be simplified. Since there are two chains 2, even if one chain breaks, the torque actuator A is not immediately stopped, so that damage caused by the chain 2 breakage can be minimized.

また、上記出力歯車１及び上記チェーン２を２列に設けるので、より大きなトルクを発現することができる。
さらには、上記ケーシング４内には出力歯車１から巻き出るチェーン２を配置するガイド溝４５を設け、このガイド溝４５の幅が略チェーン２幅に沿った大きさに設定されているので、出力歯車１から巻き出るチェーン２は、その屈曲方向においてガイド溝４５に規制されてたるまないようにされている。また、出力歯車１のチェーン２を巻装した側には、このチェーン２の外周に沿って半円状のガイド部４６が設けられているので、出力歯車１に巻装されているチェーン２もこのガイド部材４６によってたるみが生じないように規制されている。従って、出力歯車１に対して正確なタイミングで出力伝達することができる。 Further, since the output gear 1 and the chain 2 are provided in two rows, a larger torque can be expressed.
Furthermore, a guide groove 45 is provided in the casing 4 for disposing the chain 2 to be unwound from the output gear 1, and the width of the guide groove 45 is set to a size substantially along the width of the chain 2. The chain 2 unwound from the gear 1 is restricted by the guide groove 45 in the bending direction so as not to sag. Further, since the semicircular guide 46 is provided along the outer periphery of the chain 2 on the side where the chain 2 of the output gear 1 is wound, the chain 2 wound around the output gear 1 is also The guide member 46 is regulated so as not to sag. Accordingly, the output can be transmitted to the output gear 1 with accurate timing.

なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されず、本発明の要旨の範囲内で適宜に変更することが可能である。
例えば、図４に示すように、各ガイド溝４５にはその対向する側壁のそれぞれに、チェーン２のローラ部分に両側から対向してあてがうように一対の凸部４７を形成してもよい。このガイド溝４５内における一対の凸部４７間の間隔は、チェーン２のローラ部分のローラ径よりも若干大きくなるように形成されている。これにより、この一対の凸部４７によって、チェーン２がその屈曲方向においてたるむことをより確実に防止することができる。従って、出力歯車１に対して正確なタイミングで出力伝達することができる。なお、上記凸部４７は、ケーシング４と一体形成されてもよいし、摩耗等したときには交換できるようにケーシング４と別体に形成されてもよい。 In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, It can change suitably within the range of the summary of this invention.
For example, as shown in FIG. 4, a pair of convex portions 47 may be formed in each guide groove 45 so as to be opposed to the roller portion of the chain 2 from both sides. The distance between the pair of convex portions 47 in the guide groove 45 is formed to be slightly larger than the roller diameter of the roller portion of the chain 2. Thus, the pair of convex portions 47 can more reliably prevent the chain 2 from sagging in the bending direction. Accordingly, the output can be transmitted to the output gear 1 with accurate timing. In addition, the said convex part 47 may be integrally formed with the casing 4, and may be formed separately from the casing 4 so that it can be replaced | exchanged when it wears out.

また、図５に示すように、一対のシリンダ装置３’は、ケーシング４に対してチェーン２の両端が配置される側に取り付けるようにしてもよい。この場合、シリンダ装置３’を加圧押動するに際し、左右のシリンダ装置３’内のピストンロッド３４’が配置される側のシリンダ室３３ｂが連通口３５ｂを通して油圧源又は空圧源によって交互に加圧される。
このものでは、図１のものに比べて、出力歯車１の外径に相当する長さ分程度、ピストンロッド３４’を短くすることができるので、トルクアクチュエータＡ’の駆動時におけるピストンロッド３４’の歪みや変形を起こし難く、長期間にわたって安定した操作が可能となる。 Further, as shown in FIG. 5, the pair of cylinder devices 3 ′ may be attached to the casing 4 on the side where both ends of the chain 2 are disposed. In this case, when the cylinder device 3 ′ is pressurized and pushed, the cylinder chamber 33 b on the side where the piston rod 34 ′ in the left and right cylinder devices 3 ′ is arranged alternately by the hydraulic source or the pneumatic source through the communication port 35 b. Pressurized.
In this case, the piston rod 34 'can be shortened by a length corresponding to the outer diameter of the output gear 1 as compared with that in FIG. 1, so that the piston rod 34' when the torque actuator A 'is driven can be shortened. It is difficult to cause distortion and deformation, and stable operation is possible over a long period of time.

また、上記シリンダ装置内のピストンを加圧押動するに際し、上記ピストンに隔てられた両側の空室をシリンダ室として交互に加圧されることでもよい。例えば、図５では、シリンダ装置３’内のピストンロッド３４’を配置する側の空室をシリンダ室３３ｂとするが、ピストンロッド３４’を配置しない側の空室をも連通口３５ａを通して油圧源又は空圧源が供給されるシリンダ室３３ａとしてもよい。この場合、シリンダ装置３’のピストン３２を加圧押動するに際し、一方のシリンダ装置３’ではピストンロッド３４’を配置する側のシリンダ室３３ｂを高圧にすると共に、他方のシリンダ装置３’ではピストンロッド３４’を配置しない側のシリンダ室３３ａを高圧にし、この動作を一対のシリンダ装置３’間で交互に行うようにする。すると、図５において、例えば、右側のシリンダ装置３’のピストンロッド３４’を配置する側のシリンダ室３３ｂを高圧にすることでチェーン２が出力歯車１から繰り出するように引っ張られ、一方、左側のシリンダ装置３’のピストンロッド３４’を配置しない側のシリンダ室３３ａを高圧にすることでチェーン２が出力歯車１に巻き込むように押し込まれる。なお、左側のシリンダ装置３’でチェーン２を出力歯車１に押し込むに際し、チェーン２は、ガイド機構（ガイド溝４５、ガイド部４６）によって案内されているので、たるんでつかえることなく、出力歯車１に対して回転力を伝達させることができる。
これにより、一対の各シリンダ装置３’のピストン３２を交互に加圧押動するに際し、一方のシリンダ装置３’の加圧力だけでなく双方のシリンダ装置３’の加圧力によりチェーン２を牽引することができ、より一層大きなトルクを発現させることができる。
なお、図１のものでも、上述同様に、シリンダ装置３内のピストン３２に隔てられた両側の空室をシリンダ室として交互に加圧してもよい。 Further, when pressurizing and pushing the piston in the cylinder device, the vacant chambers on both sides separated by the piston may be alternately pressurized. For example, in FIG. 5, the vacant chamber on the side where the piston rod 34 ′ is disposed in the cylinder device 3 ′ is the cylinder chamber 33b, but the vacant chamber on the side where the piston rod 34 ′ is not disposed is also connected to the hydraulic source through the communication port 35a. Or it is good also as the cylinder chamber 33a to which an air pressure source is supplied. In this case, when the piston 32 of the cylinder device 3 ′ is pressed and pushed, the cylinder chamber 33 b on the side where the piston rod 34 ′ is arranged is increased in one cylinder device 3 ′, and the other cylinder device 3 ′. The cylinder chamber 33a on the side where the piston rod 34 'is not disposed is set to a high pressure, and this operation is alternately performed between the pair of cylinder devices 3'. Then, in FIG. 5, for example, the chain 2 is pulled out from the output gear 1 by setting the cylinder chamber 33 b on the side where the piston rod 34 ′ of the right cylinder device 3 ′ is arranged to a high pressure, When the cylinder chamber 33a on the side where the piston rod 34 'of the cylinder device 3' is not disposed is set to a high pressure, the chain 2 is pushed into the output gear 1. Note that when the chain 2 is pushed into the output gear 1 by the left cylinder device 3 ', the chain 2 is guided by the guide mechanism (guide groove 45, guide portion 46). Rotational force can be transmitted to.
Thus, when the pistons 32 of the pair of cylinder devices 3 ′ are alternately pressed and pushed, the chain 2 is pulled not only by the pressure of one cylinder device 3 ′ but also by the pressure of both cylinder devices 3 ′. And a much larger torque can be expressed.
In the case of FIG. 1 as well, as described above, the vacant chambers on both sides separated by the piston 32 in the cylinder device 3 may be alternately pressurized as cylinder chambers.

その他、出力歯車１及びチェーン２を２列に設けるが、１列でもよいし、２列以外の複数列に設けてもよい。
また、シリンダ装置３は、油圧源、空気圧源のいずれのタイプを用いてもよい。
また、動力伝達手段としてチェーンの代わりにタイミングベルトを使用してもよい。この場合、上記出力歯車１は、タイミングベルトに適合するプーリが使用される。 In addition, the output gear 1 and the chain 2 are provided in two rows, but may be provided in one row or may be provided in a plurality of rows other than the two rows.
Further, the cylinder device 3 may use either a hydraulic source or a pneumatic source.
Further, a timing belt may be used as the power transmission means instead of the chain. In this case, the output gear 1 uses a pulley adapted to the timing belt.

本実施の形態によるトルクアクチュエータの構成を正面から見て示した一部断面図である。It is the partial cross section figure which showed the structure of the torque actuator by this Embodiment seeing from the front. 本実施の形態によるトルクアクチュエータの構成を側面から見て示した一部断面図である。It is the partial cross section figure which showed the structure of the torque actuator by this Embodiment seeing from the side surface. 本実施の形態によるトルクアクチュエータの各構成部品を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows each component of the torque actuator by this Embodiment. 実施の形態において、ケーシングのガイド溝にチェーンのたるみを確実に防止するための凸部を設けた変更例を示す分解斜視図である。In embodiment, it is an exploded perspective view which shows the example of a change which provided the convex part for preventing the slack of a chain reliably in the guide groove of a casing. 他の実施の形態によるトルクアクチュエータの構成を正面から見て示した一部断面図である。It is the partial cross section figure which showed the structure of the torque actuator by other embodiment seen from the front. 従来のトルクアクチュエータの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional torque actuator.

Explanation of symbols

１出力歯車
２チェーン
３，３’ シリンダ装置
４ケーシング
５軸受
６接続部材
７従動軸部
１０出力軸
３４，３４’ ピストンロッド
４５ガイド溝
４６ガイド部
４７凸部
６１筒部
６２舌片 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Output gear 2 Chain 3, 3 'Cylinder apparatus 4 Casing 5 Bearing 6 Connection member 7 Drive shaft part 10 Output shaft 34, 34' Piston rod 45 Guide groove 46 Guide part 47 Convex part 61 Tube part 62 Tongue piece

Claims

A torque actuator that converts a linear thrust of a cylinder device into a rotational force,
In the casing, an output gear and a chain wound around the output gear in a U-shape are accommodated, and a pair of cylinder devices arranged in parallel in the casing are arranged,
The piston rod of each cylinder device is connected to both ends of the chain, and the piston of each cylinder device is alternately pressed and pushed to pull the chain to rotate the output gear forward and backward ,
The pair of cylinder devices are arranged on the side where the chain of the output gear is wound around the casing, and the piston rods are arranged so as to overlap the chain that is unwound from the output gear, and both ends of the chain are attached to the ends of the piston rods. connection,
The output gear and the chain are provided in two rows, and the chain that is unwound from the output gear is disposed on both sides of the piston rod,
The tip of each piston rod and the end of each chain in two rows are connected by a connecting member,
The connecting member is a torque actuator having a cylindrical portion that connects the tip ends of the piston rods, and a pair of tongue pieces that are formed at opposite positions on the outer surface of the cylindrical portion and to which the ends of the two rows of chains are respectively attached .

The torque actuator according to claim 1,
The connecting member is arranged in a guide groove in the casing while maintaining a constant posture,
The torque actuator, wherein the tongue piece projects outward from the chain, and the outer diameter width between the pair of opposing tongue pieces is set to be slightly smaller than the width of the guide groove .

The torque actuator according to claim 1 or 2,
A torque actuator provided with a guide mechanism for guiding the chain in the casing;

The torque actuator according to any one of claims 1 to 3,
A torque actuator that alternately pressurizes the cylinder chambers on both sides separated by the piston in the cylinder device when pressurizing and pushing the piston in the cylinder device.

The torque actuator according to any one of claims 1 to 4,
A torque actuator that uses a timing belt instead of a chain as power transmission means.