JPH03219105A - ロータリアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はロータリアクチュエータに関し、特に圧縮空気
などによって作動されるベーン形揺動機構を備えたロー
タリアクチュエータなどに適用して有効な技術に関する
。

〔従来の技術〕

ベーン形揺動機構を備えたロータリアクチュエータは、
アクチュエータ本体内がベーンを介して第１作動用流体
室と第２作動用流体室とに夫々仕切られている。

そして、このようなロータリアクチュエータにおいては
、各作動用流体室相互間における作動用流体圧の漏れが
ベーンの外周部に設けられたシール部材によって防止さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記したロータリアクチュエータにおい
ては、ベーンの外周部に設けられるシール部材が作動時
に作動用流体室の内壁面を摺動するため、そのシール部
材の摺動抵抗や摺動磨耗などによる弊害が生じる。

また、その弊害を緩和する手段としての潤滑剤の１史用
は、ＩＮＮ待時１ベーン軸を介して汚れが発生する。さ
ろに、ベーン軸のスラスト方向に荷重を受けた場合、上
記シール部材を圧縮するため、シール人命を著しく短く
する。

ずなわぢ、たとえば作動効率の向上、最低作動圧の低減
化、無給油化、発塵の防止化、長寿命化などの妨げとさ
れる。

本発明の目的は、小形化、作動効率の向上、最低作動圧
の低減化、無給油化、発塵の防止化、長寿命化、耐スラ
スト荷重対策などを図ることができるロータリアクチュ
エータを提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説胡すれば、次のとおりである。

すなわち、本発明のロータリアクチュエータは、アクチ
ュエータ本体内に揺動自在に設けられたベーンを介して
該アクチュエータ本体内が第１作動用流体室と第２作動
用流体室とに夫々仕切られるロータリアクチュエータで
あって、前記作動用流体室間がベーンの揺動に伴って伸
縮される伸縮膜によってプールされている構造としたも
のである。

この場合に、前記作動用流体室が少な（とも前記伸縮膜
の一部によって形成されている構造とすることができる
。

また、前記伸縮膜が蛇腹状に形成されて伸縮自在とされ
ている構造とすることができる。

更に、前屈伸縮膜が筒状に形成され、この筒状の伸縮膜
が前記ベーンの揺動方向に沿って伸縮される構造とする
ことができる。

また、前記伸縮膜の一端側が前記ベーンに結合されてい
るとともに、前記伸縮膜の他端側か前記アクチュエータ
本体の作動用流体ポート側に結合されて前記作動用流体
室が形成されている構造とすることができるっ ３作用り 前言己したロータリアクチュエータの構造によれば、第
１作動用流体室と第２作動用流体室との間がベーンの揺
動に伴って伸縮される伸縮膜によって／−ルされている
ことにより、作動用流体室の内壁面を摺動するシール部
材が不要とされるので、シール部材の摺動抵抗や摺動磨
耗などによる弊害を防止することができ、潤滑剤を必要
としない。

また、ベーン：ごシール部材を設ける必要性がないので
、ベーン軸のスラスト方向に荷重を受けた場合の７一ル
寿合を考、杢する必要がな−１゜このため、小形化、作
動効率の向上、最低作動圧の低減化、無給油化、発塵の
防止化、長寿命化、耐スラスト荷重対策などを図ること
ができる。

この場合に、前記作動用流体室が少なくとも前記伸縮膜
の一部によって形成されている構造とすると、伸縮膜が
シール機能と作動用流体室の構成部材としての機能とを
兼用することとなるので、アクチュエータ本体の構造の
簡素化やコストの低減化を図ることができる。

また、前記伸縮膜が蛇腹状に形成されて伸縮自在とされ
ている構造とすると、その規則化された伸縮性により伸
縮膜の耐久性の向上や所定の結合部位への容易化を図る
ことができる。

更に、前記伸縮膜が筒状に形成され、この筒状の伸縮膜
が前記ベーンの揺動方向に沿って伸縮される構造、また
は前記筒状の伸縮膜の一端側が前記ベーンに結合されて
いるとともに、他端側か前記アクチュエータ本体の作動
用流体ボート側に結合されて前記作動用流体室が形成さ
れている構造とすると、前記した作動用流体室の構成部
材としての機能を更に確実に果たすことができ、また前
配した伸縮膜の耐久性の向上や所定の結合部位への容易
化を更に確実に図ることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるロータリアクチュエー
タを第２図のＩ−Ｉ線において示す断面図、第２図は第
１図のロータリアクチュエータを示す断面図、第３図は
第１図のロータリアクチュエータを示す底面図、第４図
（ａ）、Ｑ））は第１図のロータリアクチュエータの伸
縮膜ないしその変形例を夫々示す断面図である。

本実施例におけるロータリアクチュエータは、圧縮空気
などの流体圧によってベーンが揺動運動するベーン形の
ロータリアクチュエータとされている。

第１図に示すように、ロータリアクチュエータ本体１内
の空間部２には、ベーン軸３と一体化されているベーン
４と、空間部２を仕切っている仕切部材５とが配設され
ている。

ロータリアクチュエータ本体１および仕切部材５には、
給排ポート６Ａ、６Ｂ（作動用流体ポート）が開設され
ている。

ベーン４の両受圧面側の空間部２には、たとえ了ゴム、
ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂などの
材質からなる蛇腹筒状の伸縮膜７Ａ　　７Ｂが夫々配設
されている。

伸縮膜７Ａ、７Ｂは、両端開口部側の結合面８がベーン
４の受圧面と仕切部材５の端面とに夫々接着されて各内
部が密封され、この密封状態の伸縮膜７Ａ、７Ｂ内が夫
々第１作動用流体室９Ａ。

第２作動用流体室９Ｂとされている。

したがって、ベーン４を介して互いに仕切られている各
作動用流体室９Ａ、９Ｂ間は、伸縮膜７Ａ　　７Ｂによ
って互いにシールされ、その各作動用流体室９Ａ、９Ｂ
間における圧縮空気の漏れが防止される構造とされてい
る。

また、各作動用流体室９Ａ、９Ｂには、給排ポー）６Ａ
、６Ｂが夫々連通されている。

伸縮膜７Ａ、７Ｂは、給排ポート６Ａ、６Ｂから各内部
に供給された圧縮空気によってベーン４の揺動力向に沿
って伸縮される。しかし、伸縮膜？Ａ、７Ｂはその径方
向および軸方向に夫々拡張しないように形成されている
。

第３図に示すように、ロータリアクチュエータ本体１外
には、ベーン軸３の一方の揺動端を規制するストッパ部
材１０とその揺動位置を検出するフォトマイクロセンサ
などの位置検出器１１とが配設されている（なお、図示
例においては、他方の揺動端を規制するストッパ部材１
０と位置検出器１１とが省力されている。）。

ロータリアクチュエータ本体１外のベーン軸３の一端に
は揺動アーム１２が設けられ、この揺動アーム１２のス
トッパ部材１０への当接によりベーン軸３の揺動端が規
制されるようになっている。

この場合に、ストッパ部材１０は、最伸線した際の伸縮
膜７Ａないし７Ｂがベーン４によって過度に押圧される
ことがないように配設される。すなわち、ストッパ部材
１０は、たとえばベーン４の受圧面が仕切部材５の端面
に当接することがないように配設される。

次に、本実施例の作用について説明する。

たとえば、第１図に示す状態において、伸縮膜７Ａによ
って形成された作動用流体室９Ａに給排ポート６Ａを通
じて圧縮空気を供給すると、ベーン４の揺動方向に沿っ
て伸縮膜７Ａが伸長するとともに、伸縮膜７Ｂが縮小し
てベーン４が同図の時計方向に揺動する。

このベーン４の揺動運動は、ベーン４の揺動に同伴した
揺動アーム１２が第３図において省略している一方のス
トッパ部材１０に当接することにより停止される。

次いて、伸縮膜７Ｂによって形成された作動用流体室９
Ｂに給排ポー）６Ｂを通じて圧縮空気を供給すると、ベ
ーン４の揺動方向に沿って伸縮膜７Ｂが伸長するととも
に、伸縮膜７Ａが縮小してベーン４が同図の反時計方向
に揺動する。

ベーン４の揺動は、この揺動に同伴した揺動アーム１２
が他方のストッパ部材１０に当接することにより停止さ
れる。

本実施例のロータリアクチュエータは、このようにして
作動されるが、この場合に、本実施例のロータリアクチ
ュエータは、作動用流体室９Δ。

９Ｂ間がベーン４の揺動力向に沿って伸縮される伸縮膜
？Ａ、７Ｂによってシールされて作動用流体室９Ａ、９
Ｂ間の圧縮空気の漏れが防止されることにより、空間部
２の内壁面を摺動するシール部材が不要とされるので、
／−ル部材の摺動抵抗や（Ｈ動磨耗などによる弊害を防
止することができ、潤滑剤を必要としない。また、ベー
ン４の外周部にシール部材を設ける必要性がないので、
べ〜ン軸のスラスト方向に荷重を受けた場合のシール寿
命を考慮する必要がない。

このた狛、小形化、作動効率の向上、最低作動圧の低減
化、無給油化、塵埃の発生防止化、長寿命化、耐スラス
ト荷重対策などを図ることができる。

また、作動用流体室９Ａ、９Ｂの一部が伸縮膜７Ａ、７
Ｂによって形成されていることにより、伸縮膜７Ａ、７
Ｂがシール機能と作動用流体室９Ａ、９Ｂの構成部材と
しての機能とを兼用しているので、ロータリアクチュエ
ータ本体ｌの構造の簡素化やコストの低減化を図ること
ができる。

更に、その伸縮膜７Ａ、７Ｂが蛇腹筒状に形成されてい
ることにより、その規則化された伸縮性により伸縮膜７
Δ、７Ｂの耐久性の向上やベーン４ないし仕切部材５へ
の結合の容易化を図ることができ、また作動用流体室９
Ａ、９Ｂの構成部材としての機能をより確実に果たすこ
とができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

たとえば、前記実施例における伸縮膜７Ａ、７Ｂは、そ
の筒形状が円筒形状に形成されているが、たとえば四角
筒形状に形成してベーン４の受圧面の形状に対応させる
ことも可能である。

〔発明の効果〕

本願によって開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりで
ある。

（１）、第１作動用流体室と第２作動用流体室との間が
ベーンの揺動に伴って伸縮される伸縮膜によってシール
されていることにより、作動用流体室の内壁面を慴動す
るシール部材が不要とされるので、シール部材の摺動抵
抗や摺動磨耗などによる弊害を防止することができ、潤
滑剤を必要としない。

また、ベーンにシール部材を設ける必要性がないので、
ベーン軸のスラスト方向に荷重を受けた場合のシール寿
命を考慮する必要がない。

（２）、前記した（１）の効果により、小形化、作動効
率の向上、最低作動圧の低減化、無給油化、発塵の防止
化、長寿命化、耐スラスト荷重対策などを図ることがで
きる。

（３）、前記した（１）の発塵の防止化の効果により、
クリーンルーム内での使用が可能となる。

（４）、前記した場合に、前記作動用流体室が少なくと
も前記伸縮膜の一部によって形成されている構造とする
と、伸縮膜がシール機能と作動用流体室の構成部材とし
ての機能とを兼用することとなるので、アクチュエータ
本体の構造の簡素化やコストの低減化を図ることができ
る。

（５）、前記した場合に、前記伸縮膜が蛇ｌ！夏状に形
成されて伸縮自在とされている構造とすると、その規則
化された伸縮性により伸縮膜の耐久性の向上や所定の結
合部位への容易化を図ることができる。

（６）、前記した場合に、前記伸縮膜が筒状に形成され
、この筒状の伸縮膜が前記ベーンの揺動方向に沿って伸
縮される構造とすると、前記した作動用流体室の構成部
材としての機能を更に確実に果たすことができ、また前
記した伸縮膜の耐久性の向上や所定の結合部位への容易
化を更に確実に図ることができる。

（７）前記した場合に、前記筒状の伸縮膜の一端側が前
記ベーンに結合されているとともに、他端側か前記アク
チュエータ本体の作動用流体ボート側に結合されて前記
作動用流体室が形成されている構造とすると、前記した
作動用流体室の構成部材としての機能を更に確実に果た
すことができ、また前記した伸縮膜の耐久性の向上や所
定の結合部位への容易化を更に確実に図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるロータリアクチュエー
タを第２図のＩ−Ｉ線において示す断面図、第２図は第
１図のロータリアクチュエータを示す断面図、第３図は
第１図のロータリアクチュエータを示す底面図、第４図
（ａ）、　（ｂ）は第１図のロータリアクチュエータの
伸縮膜ないしその変形例を夫々示す断面図である。 １・・・・・・ロータリアクチュエータ本体、２・・・
・・・空間部、 ３・・・・・・ベーン軸、 ４・・・・・・ベーン、 ５・・・・・・仕切部材、 ６Δ、６Ｂ・・給排ポート　（作動用流体ボート）、７
Δ、７Ｂ・・伸縮膜、 ８・・・・・・結合面、 ９Δ・・・・・第１作動用流体室、 ９Ｂ・・・・・第２作動用流体室、 １０・・・・・・ストッパ部材、 １１・・・・・・位置検出器、 １２・・・・・・揺動アーム。 特許

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アクチュエータ本体内に揺動自在に設けられたベー
   ンを介して該アクチュエータ本体内が第１作動用流体室
   と第２作動用流体室とに夫々仕切られるロータリアクチ
   ュエータであって、前記作動用流体室間がベーンの揺動
   に伴って伸縮される伸縮膜によってシールされているこ
   とを特徴とするロータリアクチュエータ。 ２、前記作動用流体室が少なくとも前記伸縮膜の一部に
   よって形成されていることを特徴とする請求項１記載の
   ロータリアクチュエータ。 ３、前記伸縮膜が蛇腹状に形成されて伸縮自在とされて
   いることを特徴とする請求項１記載のロータリアクチュ
   エータ。 ４、前記伸縮膜が筒状に形成され、この筒状の伸縮膜が
   前記ベーンの揺動方向に沿って伸縮されることを特徴と
   する請求項１、２、または３記載のロータリアクチュエ
   ータ。 ５、前記伸縮膜の一端側が前記ベーンに結合されている
   とともに、前記伸縮膜の他端側が前記アクチュエータ本
   体の作動用流体ポート側に結合されて前記作動用流体室
   が形成されていることを特徴とする請求項２、３、また
   は４記載のロータリアクチュエータ。