JPH0434203A

JPH0434203A - ピストン型揺動アクチュエータ

Info

Publication number: JPH0434203A
Application number: JP14003990A
Authority: JP
Inventors: Tsuneaki Tachibana; 立花　恒昭
Original assignee: T V VALVE KK
Current assignee: T V VALVE KK
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1992-02-05

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、作動流体圧を受けるピストンの直進往復運動
を揺動回転運動に変換して取り出すダブルシリンダタイ
プのピストン型揺動アクチュエータに関する。

（従来の技術）ピストン型揺動アクチュエータは、作動流体の持つエネ
ルギーをシリンダ内のピストンが受けて、出力軸に揺動
回転運動を取り出せるようになっており、この揺動アク
チュエータによって出力軸に連結される開閉弁などの開
閉操作を行なうことができる。

このピストン型揺動アクチュエータには、出力軸を挟む
２つのシリンダ内に各々ピストンを組み込んだダブルシ
リンダタイプのものと、出力軸に対して一方側にシリン
ダを設け、このシリンダ内にピストンを組み込んだシン
グルシリンダタイプのものがある。

第１５図には、従来から知られるダブルシリンダタイプ
のピストン型揺動アクチュエータを示す。

この図で、出力軸４０を挾んで対向して設けられたシリ
ンダチューブ４１．４２内には、各々ピストン４３．４
４が左右方向往復動自在に組み込まれている。−側のピ
ストン４３の内面前部には出力軸４０側に延びるラック
ギア４５が突設され、このラックギア４５が出力軸４０
に固着したピニオンギア４６の前部に噛み合っていると
共に、他側のピストン４４の内面後部にも出力軸側に延
びるラックギア４７が突設され、このラックギア４７が
ピニオンギア４６の後部に噛み合っている。

シリンダチューブ４１．４２には、作動流体を流出入す
る２つの作動流体口４８．４９が設けられており、一方
の作動流体口４８はチューブ内壁面と両ピストン４３．
４４の内面とによって囲まれる第２の作用室５０ｂに連
通しており、他方の作動流体口４９．４９はチューブ内
壁面とピストン４３の外面によって囲まれる第１の作用
室５０ａＪおよびチューブ内壁面とピストン４４の外面
によって囲まれる第３の作用室５０ｃに連通している。

この構成の揺動アクチュエータでは、一方の作動流体口
４８から第２の作用室５０ｂに加圧流体が流入されると
、この加圧流体が両ピストン４３゜４４の内面を押し当
て、−側のピストン４３を矢印方向く外側方向）に直進
運動をさせると共に、他側のピストン４４も外側方向に
直進運動させる。

これに伴い、ラックギア４５．４７がピニオンギア４６
を回転させ、出力軸４０はピストン４３゜４４の往路の
ストローク分時計方向に回転する。

このとき第１および第３の作用室５０ｇ、５０ｃ内の作
動流体は、他方の作動流体口４９．４９から外部に強制
的に排出される。

続いて、他方の作動流体口４９．４９から加圧流体が第
１および第３の作用室５０ｇ、５０ｃに流入されると、
加圧流体が両ピストン４３．４４の外面を押し当て、−
側のピストン４３を内側方向に直進運動をさせると共に
、他側のピストン４４も内側方向に直進運動させる。こ
れに伴い、出力軸４０はピストン４３．４４の復路のス
トローク分反時計方向に回転する。このとき第２の作用
室５０ｂ内の作動流体は、一方の作動流体口４８から外
部に強制的に排出される。

この動作が繰り返されて、出力軸４０は揺動回転運動を
行なう。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述した従来の揺動アクチュエータでは、作
動流体圧を一側のピストン４３および他側のピストン４
４の内面および外面で受けて、出力軸４０に揺動回転運
動を発生させる構成となっているので、出力軸４０の出
力トルクは流体圧が同じであれば、ピストン面の面積に
よって決まってしまい、ピストン面積が同一の揺動アク
チュエータでは、はぼ同一の出力トルクしか得られない
。

従って、従来の揺動アクチュエータでは、小型で高出力
のものは実現が困難であった。

本発明はこのよう課題を解決するために提案されたもの
であり、シリンダ断面積が同じであっても倍の出力トル
クが得られるピストン型揺動アクチュエータを提供する
ことを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために請求項（１）に対応する本発
明によるピストン型揺動アクチュエータは、出力軸を挾
んで第１のシリンダチューブと第２のシリンダチューブ
を対向させて設け、第１のシリンダチューブ内に第１の
外側ピストンと出力軸側に内面が面する第１の内側ピス
トンとを往復動自在に設け、第２のシリンダチューブ内
に第２の外側ピストンと出力軸側に内面が面する第２の
内側ピストンとを往復動自在に設け、上記第１のシリン
ダチューブ内の第１の外側ピストンに第１の筒状ピスト
ン軸の一端を固着し、この筒状ピストン軸の一端側筒口
を第１の外側ピストンの外面が面するの第１の作用室に
開口させ、上記第１の筒状ピストン軸を上記第１の内側
ピストンにスライド自在に気密に貫通させ、第１の筒状
ピストン軸の他端側筒口を、第１の内側ピストンと上記
第２の内側ピストン間の第２の作用室に開口させ、上記
第１の筒状ピストン軸の他端部に第１の駆動バーを固着
し、この駆動バーの他端を上記第２の内側ピストンに固
着すると共に、上記第２のシリンダチューブ内の第２の
外側ピストンに第２の筒状ピストン軸の一端を固着し、
この筒状ピストン軸の一端側筒口を第２の外側ピストン
の外面が面するの第３の作用室に開口させ、上記第２の
筒状ピストン軸を上記第２の内側ピストンにスライド自
在に気密に貫通させ、第２の筒状ピストン軸の他端側筒
口を上記第２の作用室に開口させ、上記第２の筒状ピス
トン軸の他端部に第２の駆動バーを固着し、この駆動バ
ーの他端を上記第１の内側ピストンに固着し、上記第１
および第２の駆動バーには互いに係合して直進往復運動
を揺動回転運動に変換する変換機構の一方を、上記出力
軸には同変換機構の他方を各々装着し、当該第１および
第２の駆動バーと変換機構とを介して上記各ピストンの
直進往復運動を揺動回転運動として出力軸へ伝達し、加
圧作動流体か流出入する第１の作動流体口を第２の作用
室と第１および第２の筒状ピストン軸で結ばれる第１お
よび第３の作用室とに連通して設けると共に、加圧作動
流体が流出入する第２の作動流体口を第１のシリンダチ
ューブ内の外側ピストンと内側ピストン間の第４の作用
室と第２のシリンダチューブ内の外側ピストンと内側ピ
ストン間の第５の作用室とに連通して設けたことを特徴
とする。

また請求項（２）に対応する本発明による揺動アクチュ
エータは、上記第４の作用室または第５の作用室の少な
くとも一方に外側ピストンと内側ピストンとを互いに離
脱する方向に弾発付勢するコイルばねを設け、上記第２
の作動流体口を大気に開放することを特徴とする。

また請求項（３）に対応する本発明による揺動アクチュ
エータは、上記第１の作用室または第３の作用室の少な
くとも一方に外側ピストンを内側方向に弾発付勢するコ
イルばねを設け、上記第２の作動流体口を大気に開放す
ることを特徴とする。

（作用）上述した請求項（１）に対応する構成によれば、第１の
作動流体口から供給される加圧作動流体は、第２の作用
室と第１および第２の筒状ピストン軸で結ばれる第１お
よび第３の作用室とに流入するので、流体圧が第１のピ
ストン軸と第１の駆動バーとで結合される第２の内側ピ
ストンの内面と第１の外側ピストンの外面とに作用し、
これら一体なピストンが一方向側にシリンダ内を直進運
動すると共に、第２のピストン軸と第２の駆動バーとで
結合される第１の内側ピストンの内面と第２の外側ピス
トンの外面とに作用し、これら一体なピストンが他方向
側にシリンダ内を直進運動する。

これにより上記変換機構によって第１および第２の駆動
バーに結合する出力軸が、ピストンの往路のストローク
分一方向側に回転する。

続いて、第１の作動流体口から作動流体を外部に排出し
、第２の作動流体口から加圧作動流体を第４および第５
の作用室に供給すると、流体圧が第１の内側ピストンの
外面と第１の外側ピストンの内面とに作用すると共に、
第２の内側ピストンの外面と第２の外側ピストンの内面
とに作用するので、一体な第１の外側ピストンと第２の
内側ピストンとが他方向側に直進運動し、一体な第２の
外側ピストンと第１の内側ピストンとが一方向側に直進
運動する。これにより上記変換機構によって結合する出
力軸が、ピストンの復路のストローク分他方向側に回転
する。

これらの動作が繰り返されて、出力軸は揺動回転運動を
行なう。

また請求項（２）に対応する構成によれば、各ピストン
の復路の運動を第４または第５の作用室に設けたコイル
ばねの弾発力によって行なうことができる。

また請求項（３）に対応する構成によれば、各ピストン
の往路の直進運動を第１またはｍ３の作用室に設けたコ
イルばねの弾発力によって行なうことができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図の外観斜視図は本発明によるダブルシリンダタイ
プの揺動アクチュエータの一実施例を示し、第２図はそ
の平面図であり、第３図はその正面図である。

これらの図で、対向する左右の第１および第２のシリン
ダチューブ１．２は、出力軸３が組み付けられている中
央ハウジング４の両側部にボルトにより気密に各々固着
されている。出力軸３は、第４図にＡ−Ａ線縦断面図を
示すように中央ハウジング４の上板部４ａおよび下板部
４ｂに上下の軸受を介して回転自在に取り付けられてお
り、上板部４ａから突出する出力軸３の基部にはストッ
パー片５が固着されている。出力軸３が揺動回転する際
に、このストッパー片５が上面部の左右のストッパー６
．７に当接するまで回動し、出力軸３の揺動回転範囲を
これらストッパー６．７によって規制できるようになっ
ている。

またアクチュエータの正面部には、作動流体が流出入す
る第１の作動流体口（開口）８と第２の作動流体口（開
口）９が中央ハウジング４に設けられている。このうち
第２の作動流体口（開口）９は分岐管路ａ、ｂを介して
左右のシリンダチューブ１．２側に各々延長され、これ
らの先端部には開口９ａ、９ｂが各々設けられている。

この開口９ａ、９ｂから直接に左右のシリンダチューブ
１．２内へ作動流体を流出入させるようにしても良いが
、この実施例ではこの開口９ａ、９ｂを栓で閉塞してお
き、第２の作動流体口９から分岐管路ａ、ｂを介して左
右のシリンダチューブ１．２内へ作動流体を流出入させ
るようにしている。

次に、この揺動アクチュエータの内部構造を第５図に示
すＢ−Ｂ線断面図に基づいて説明する。

この揺動アクチュエータは複作動タイプのものであり、
ピストンの直進往復運動を揺動回転運動に変換する変換
機構にピニオンギアとラックギアが用いられている。

左右のシリンダチューブ１，２内には、２組のピストン
１０Ａ、ＩＯＢおよびＩＩＡ、ＩＩＢが左右方向往復動
自在に各々組み付けられており、右側のシリンダＳ２の
内側ピストン１１Ａ（第２の内側ピストンに対応）の内
面の後部には、出力軸３側に延びる第１の駆動バー１２
Ａか突設されており、この駆動バー１２Ａの内側に形成
されたラックギア１３Ａが出力軸３の中央部に固着され
たピニオンギア１４の後部に噛み合っている。この駆動
バー１２ＡのＬ字状に屈曲する突端部には、シリンダＳ
ｌ側に延びる第１の筒状ピストン軸１５Ａが固着されて
おり、このピストン軸１５ＡはシリンダＳｌ側の第１の
内側ピストンＩＯＢの中心孔１６Ｂをスライド自在に気
密に貫通し、第１の外側ピストンＩＯＡを貫通してこの
ピストン１０Ａの外面部に固着されている。筒状ピスト
ン軸１５Ａの一端側筒口１７ａは、シリンダチューブ１
の内壁面と外側ピストン１１Ａの外面によって囲まれる
第１の作用室Ｃ１に開口しており、ピストン軸１５Ａの
他端側筒口１７ｂはチューブ内壁面と内側ピストンＩＯ
Ｂ、ＩＩＡの内面によって囲まれる第２の作用室Ｃ２に
開口している。

また左側シリンダＳ１の第１の内側ピストン１０Ｂの内
面の前部には、出力軸３側に延びる第２の駆動バー１２
Ｂが突設されており、この駆動バー１２Ｂの内側に形成
されたラックギア１３Ｂが出力軸３のピニオンギア１４
の前部に噛み合っている。この駆動バー１２ＢのＬ字状
に屈曲する突端部には、シリンダＳ２側に延びる第２の
筒状ピストン軸１５Ｂが固着されており、このピストン
軸１５ＢはシリンダＳ２側の第２の内側ピストン１１Ａ
の中心孔１６Ａをスライド自在に気密に貫通し、第２の
外側ピストン１１Ｂを貫通してこのピストン１１Ｂの外
面部に固着されている。筒状ピストン軸１５Ｂの一端側
筒口１８ａは、シリンダチューブ２の内壁面と外側ピス
トン１１Ｂの外面によって囲まれる第３の作用室Ｃ３に
開口しており、ピストン軸１５Ｂの他端側筒口１８ｂは
、第２の作用室Ｃ２に開口している。

またシリンダチューブ１の内壁面と両ピストン１０Ａ、
ＩＯＢによって囲まれる空間は第４の作用室Ｃ４を形成
しており、シリンダチューブ２の内壁面と両ピストンＩ
ＩＡ、ＩＩＢによって囲まれる空間は第５の作用室Ｃ５
を形成している。

ここで、符号の１９は各ピストン１０Ａ、１０Ｂ、ＩＩ
Ａ、ＩＩＢの外周部に嵌め込まれた気密保持用のＯリン
グであり、符号の２０はピストン１０Ｂ、　　１１Ａの
中心孔１６Ｂ、１６Ａの内周部に嵌め込まれた気密保持
用の０リングである。

第１の作動流体口８は第２の作用室ｃ２に連通しており
、この第２の作用室Ｃ２は第１の筒状ピストン軸１５Ａ
内の流体通路２１Ａを介して第１の作用室Ｃ１に連通す
るともに、第２の筒状ピストン軸１５Ｂ内の流体通路２
１Ｂを介して第３の作用室Ｃ３に連通している。

また第２の作動流体口９は、前記分岐管路９ａ。

９ｂを介して一方はシリンダＳｌ側の第４の作用室Ｃ４
に連通し、他方はシリンダＳ２側の第５の作用室Ｃ５に
各々連通している。

次に、このように構成されるピストン型揺動アクチュエ
ータの動作を説明する。

まず、中央の作動流体口８がら空気または作動油からな
る加圧作動流体が、実線で示す矢印のように第２の作用
室Ｃ２に流入されると共に、第４および第５の作用室Ｃ
４，Ｃ５内の作動流体が、点線で示す矢印のように作動
流体口９より外部に強制的に排出されると、第２の作用
室Ｃ２内の加圧流体は左右のシリンダチューブ１，２内
の各内側ピストンＩＯＢ、ＩＩＡの内面に作用してこれ
らピストンＩＯＢ、ＩＩＡを外側（矢印Ｐ１方向）に押
し出すと共に、第２の作用室Ｃ２から流体通路２１Ａ、
２１Ｂを通って加圧流体が第１および第３の作用室Ｃ１
，Ｃ３に入り、これら作用室Ｃ１、Ｃ３に面する各外側
ピストンＩＯＡ、ＩＩＢの外面に作用してこれらピスト
ンＩＯＡ、ＩＩＢを中央側（矢印Ｐ２方向）に押し込む
。

これにより駆動バー１２Ａとピストン軸１５Ａによって
結合されるピストンＩＯＡ、ＩＩＡが、シリンダチュー
ブ１，２内を全体に図中右方向に直進運動すると共に、
駆動バー１２Ｂとピストン１１１１１５Ｂによって結合
されるピストン１０Ｂ、１１Ｂが、シリンダチューブ１
．２内を全体に左方向に直進運動する。この動作で、駆
動バー１２Ａ。

１２Ｂに形成された各ラックギア１３Ａ、１３Ｂはピニ
オンギア１４を回転させ、出力軸３はストッパー片５が
ストッパー７に当接するまで各ピストンの往路のストロ
ーク分時計方向に回転する。

このストッパー７は、ピストンＩＯＡ、ＩＯＢおよびピ
ストンＩＩＡ、ＩＩＢが各々衝突しないようにピストン
の運動ストロークも決めている。

続いて、第６図に示すように左右に分岐された作動流体
口９より加圧作動流体が第４および第５の作用室Ｃ４，
Ｃ５内に流入されると共に、第２の作用室Ｃ２内と流体
通路２１Ａ、２１Ｂによって連通する第１および第３の
作用室ＣＩ、Ｃ３内の作動流体が、作動流体口８より外
部に強制的に排出されると同時に、第４の作用室Ｃ４に
面する外側ピストンＩＯＡの内面と内側ピストンＩＯＨ
の外面に加圧流体が作用して、これらピストン１０Ａ、
ＩＯＢ間を左右方向（ＰＩ、Ｐ２方向）に押し拡げ、第
５の作用室Ｃ５に面する外側ピストン１１Ｂの内面と内
側ピストン１１Ａの外面に加圧流体が作用して、これら
ピストンＩＩＡ、１１Ｂ間を左右方向（Ｐ２．Ｐ１方向
）に押し拡げる。

これにより一体なピストンＩＯＡ、ＩＩＡがシリンダチ
ューブ１，２内を全体に左方向に直進運動すると共に、
一体なピストンＩＯＢ、ＩＩＢがシリンダチューブ１．
２内を全体に右方向に直進連動することで、ラックギア
１３Ａ、１３Ｂに噛み合うピニオンギア１４が回転し、
出力軸３はストッパー片５が反対側のストッパー６に当
接する迄各ピストンの復路のストローク分反時計方向に
回転する。

この動作が繰り返されて、出力軸３は揺動回転運動を行
なう。

次に、ピストンの直進往復運動を揺動回転運動に変換す
る変換手段としてレバー機構を用いた他の実施例を第７
図に基づいて説明する。

この実施例では、出力軸３の中央部にレバー２２が固着
されており、このレバー２２の後部端に形成された長孔
２３Ａにピストン軸１５Ａとピストン１１Ａとを連結す
る後部側の駆動バー１２Ａに植設されたピン２４Ａが遊
嵌し、レバー２２の前部端に形成された長孔２３Ｂにピ
ストン軸１５ＢとピストンＩＯＢとを連結する前部側の
駆動バー１２Ｂに植設されたピン２４Ｂが遊嵌している
。

この構成では、作動流体口８から加圧流体が第２の作用
室Ｃ２に流入されると、上述した同様の動作に基づき各
ピストンＩＯＡ、１０Ｂおよび１１Ａ、１１Ｂか流体圧
を受けてシリンダチューブ１．２内を互いに接近するよ
うに各々直進運動し、後部側の駆動バー１２Ａの右方向
への直進運動と前部側の駆動バー１２Ｂの左方向への直
進運動により、ビン２４Ａ、２４Ｂに結合するレバー２
２が時計方向に回動して、出力軸３が各ピストンの往路
のストローク分時計方向に回転する。

また作動流体口９から加圧流体が第４および第５の作用
室Ｃ４，Ｃ５に流入されると、第８図に示すように各ピ
ストンＩＯＡ、ＩＯＢおよび１１Ａ、１１Ｂが互いに遠
ざかる方向へ各々直進運動し、駆動バー１２Ａの左方向
への直進運動と駆動バー１２Ｂの右方向への直進運動に
より、レバー２２が反時計方向に回動して、出力軸３が
各ピストンの復路のストローク分反時計方向に回転する
。

次に、上記変換手段としてスカッチョークを用いた更に
他の実施例を第９図に基づいて説明する。

この図で、出力軸３にはスカッチョーク２５が固着され
ており、このスカッチョーク２５のＩＮ端に形成された
スリッ）２６Ａに後部側の駆動バー１２Ａに植設された
ビン２７Ａが遊嵌し、スカッチョーク２５の前部端に形
成されたスリット２６Ｂに前部側の駆動バー１２’Ｂに
植設されたピン２７Ｂが遊嵌している。

この構成では、作動流体口８より加圧流体が流入する際
の各ピストンＩＯＡ、ＩＯＢおよび１１Ａ、１１’Ｂの
互いに接近する方向への直進運動によって、駆動バー１
２Ａが右方向に直進運動すると共に、駆動バー１２Ｂが
左方向に直進運動し、ビン２７Ａ、２７Ｂに結合するス
カッチョーク２５が時計方向に回動して、出力軸３が各
ピストンの往路のストローク分時計方向に回転する。

また差動流体口９より加圧流体が流入される動作では、
第１０図に示すように各ピストン１０Ａ。

１０Ｂおよび１１”Ａ、　　１１　Ｂの互いに遠ざかる
方向への直進運動によって、駆動バー１２Ａが左方向に
直進運動すると共に、駆動バー１２Ｂが右方向ニ直進運
動し、スカッチョーク２５が反時計方向に回動して、出
力軸３が各ピストンの復路のストローク分反時計方向に
回転する。

次に、第４および第５の作用室Ｃ４，Ｃ５に加圧作動流
体を流入しない単作動タイプの構成からなる揺動アクチ
ュエータを第１１図に基づいて説明する。

この揺動アクチュエータは、左右のシリンダチューブ１
．２内の外側ピストンと内側ピストン間（ＩＯＡ、ＩＯ
Ｂおよび１１Ａ、１１Ｂ間）に、これらピストンＩＯＡ
、ＩＯＢおよび１１Ａ、１１Ｂ間を押し拡げるように弾
発作用するコイルばね２８，２９を各々配設したもので
ある。またコイルばね２８．２９が配される第４、第５
の作用室Ｃ４，Ｃ５に各々連通する開口９は、大気に開
放されている。

この構成では、作動流体口８より第２の作用室Ｃ２に加
圧作動流体が流入されると、上述した同様の動作に基づ
き流体圧を受けるピストン１０Ａ。

１０ＢおよびＩＩＡ、ＩＩＢがコイルばね２８゜２９に
抗して互いに接近するようにシリンダチューブ１，２内
を直進運動するので、出力軸３がピストンの往路のスト
ローク分時計方向に回転する。

このとき第４および第５の作用室Ｃ４，Ｃ５内の空気は
、ピストンＩＯＡ、ＩＯＢおよび１１Ａ。

１１Ｂにより押し出されて開口９より外部に各々放出さ
れる。

続いて、作動流体口８よりの加圧流体の供給を止め、第
２の作用室Ｃ２および流体通路２１Ａ。

２１Ｂで連通する第１および第３の作用室Ｃ１゜Ｃ３内
の作動流体を作動流体口８より外部に強制的に排出する
と、左右のシリンダチューブ１．２内の外側ピストンと
内側ピストン（ＩＯＡ、１０ＢおよびＩＩＡ、　　１１
Ｂ）は、コイルばね２８゜２９の弾発力により互いの距
離が遠ざかるようにシリンダチューブ１．２内を各々直
進運動するので、出力軸３はピストンの復路ストローク
分反時計方向に回転する。

次に、第１１図に示した実施例の変則例として一方の作
用室にのみコイルばねを設けた揺動アクチュエータを第
１２図に基づき説明する。

この実施例では、第４の作用室Ｃ４にのみコイルばね２
８を設け、第５の作用室Ｃ５にはコイルばねを設けてい
ない。第４および第５の作用室Ｃ４、Ｃ５に連通する開
口９は共に大気に開放され、作動流体口８には第１１図
に示した実施例と同様な手順で作動流体の流出入が行な
われる。

この実施例では、各ピストンの復路の直進運動がコイル
ばねの弾発力たけで行われる。

次に、第１と第２および第３の作用室に加圧作動流体を
流入しない単作動タイプの構成による揺動アクチュエー
タを第１３図に基づいて説明する。

この揺動アクチュエータでは、シリンダチューブ１，２
の両側部にばね収容用ハウジング３０゜３１が気密に各
々固着されており、これらハウジング３０．３１の内側
壁と外側ピストンｌ０Ａ１１Ｂ間、すなわち第１および
第３の作用室ＣＩ。

Ｃ３に、外側ピストンＩＱＡ、ＩＩＢを出力軸側（内側
）に弾発付勢するコイルばね３２．３３が各々配設され
ている。また第２の作用室Ｃ２に連通する開口８は大気
に開放されている。

この構成では、作動流体口９より第４および第５の作用
室Ｃ４，Ｃ５に加圧作動流体が流入されると（上述した
復路の直進運動に対応）、上述した同様の動作に基づき
流体圧を受ける左右のシリンダチューブ１．２内の一体
なピストンＩＯＡ。

１１Ａが、コイルばね３２に抗してシリンダチューブ１
．２内を左方向に直進運動すると共に、体なピストンが
１０Ｂ、ＩＩＢかコイルばね３３に抗して右方向に直進
運動するので、出力軸３がピストンのストローク分反時
計方向に回転する。

このとき第２の作用室Ｃ２および流体通路２１Ａ。

２１Ｂによって連通する第１および第３の作用室Ｃ１，
Ｃ３内の空気は、各ピストンによって押し出されて開口
８より外部に放出される。

続いて、作動流体口９よりの加圧流体の供給を止め、第
４および第５の作用室Ｃ４，Ｃ５内の作動流体を作動流
体口９より外部に強制的に排出すると（上述した往路の
直進運動に対応）、左右のシリンダチューブ１，２内の
外側ピストン１０Ａ。

１１Ｂが、コイルばね３２，３３の弾発力により押され
て中央方向（内側方向）に各々直進運動するので、出力
軸３はピストンのストローク分時計方向に回転する。

次に、第１３図に示した実施例の変則例として一方の作
用室にのみコイルばねを設けた揺動アクチュエータを第
１４図に基づき説明する。

この実施例では、第１の作用室Ｃ１にのみコイルばね３
２を設け、第３の作用室Ｃ３にはコイルばねを設けてい
ない。この例では、開口８が大気に開放されると共に、
作動流体口９には第１３図に示した実施例と同様な手順
で作動流体の流出入が行なわれる。この実施例では、出
力軸３に時計方向への回転を与える各ピストンの往路の
直進運動が、第１の作用室Ｃ１に設けたコイルばね３２
だけで行なわれる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、各ピストンの往路
の直進運動においては一方のシリンダ側の第１の外側ピ
ストンの外面および第２の内側ピストンの内面で第１お
よび第２の作用室のエネルギーを各々受けることができ
ると共に、他方のシリンダ側の第２の外側ピストンの外
面および第１の内側ピストンの内面で第３および第２の
作用室のエネルギーを各々を受けることができる。

また各ピストンの復路の直進運動においては第１の外側
ピストンの内面および第１の内側ピストンの外面で第４
の作用室のエネルギーを受けることができると共に、第
２の外側ピストンの内面および第２の内側ピストンの外
面で第５の作用室のエネルギーを受けることができる。

従って、各ピストンの直進往復運動において片側のシリ
ンダ当たり従来の揺動アクチュエータと比べて、２倍の
ピストン面積で作用室のエネルギーを受けることができ
、出力軸に２倍の出力トルクを得ることができるので、
小型で高出力のピストン型揺動アクチュエータの実現が
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるピストン型揺動アクチュエータの
一実施例を示す斜視図、第２図は第１図の平面図、第３
図は第１図の正面図、第４図は第２図のＡ−Ａ線断面図
、第５図は第３図のＢ−Ｂ線断面図、第６図は次の動作
に移行した状態を示す断面図、第７図は直進往復運動を
揺動回転運動に変換する手段にレバー機構を用いた他の
実施例を示す断面図、第８図は次の動作に移行した状態
を示す断面図、第９図は直進往復運動を揺動回転運動に
変換する手段にスカッチョーク機構を用いた更に他の実
施例を示す断面図、第１０図は次の動作に移行した状態
を示す断面図、第１１図はコイルばねを用いる単作動タ
イプを示す更に他の実施例の断面図、第１２図は単作動
タイプの更に他の実施例を示す断面図、第１３図は単作
動タイプの更に他の実施例を示す断面図、第１４図は単
器動タイプの更に他の実施例を示す断面図、第１５図は
従来のピストン型揺動アクチュエータを示す断面図であ
る。〔符号の説明〕１．２・・・シリンダチューブ３・・・出力軸　　　　　４・・・中央ハウジング８．
９・・作動流体口１０Ａ、　　１０Ｂ、ＩＩＡ、１１’Ｂ・・・ピストン
１２Ａ、１２Ｂ・・・駆動バー１３Ａ、１３Ｂ・・・ラックギア１４・・・ビニオンギア１５Ａ、１５Ｂ・・・筒状ピストン軸１７ａ、１７ｂ、１８ａ、　　ＩＢｂ−＝筒ロ２１Ａ、
２１Ｂ・・・流体通路２２・・レバー　　　　２３Ａ　　２３Ｂ・・・長孔２
４Ａ、２４Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ・・・ビン２５・・・ス
カッチョーク２６Ａ、２６Ｂ・・・スリット２８．２９，３２．３３・・・コイルばねＣ１，Ｃ２，
Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５・・・作用室Ｓｌ。Ｓ２・・・シリンダ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）出力軸を挾んで第１のシリンダチューブと第２の
シリンダチューブを対向させて設け、第１のシリンダチ
ューブ内に第１の外側ピストンと出力軸側に内面が面す
る第１の内側ピストンとを往復動自在に設け、第２のシ
リンダチューブ内に第２の外側ピストンと出力軸側に内
面が面する第２の内側ピストンとを往復動自在に設け、
上記第１のシリンダチューブ内の第１の外側ピストンに
第１の筒状ピストン軸の一端を固着し、この筒状ピスト
ン軸の一端側筒口を第１の外側ピストンの外面が面する
第１の作用室に開口させ、上記第１の筒状ピストン軸を
上記第１の内側ピストンにスライド自在に気密に貫通さ
せ、第１の筒状ピストン軸の他端側筒口を、第１の内側
ピストンと上記第２の内側ピストン間の第２の作用室に
開口させ、上記第１の筒状ピストン軸の他端部に第１の
駆動バーを固着し、この駆動バーの他端を上記第２の内
側ピストンに固着すると共に、上記第２のシリンダチュ
ーブ内の第２の外側ピストンに第２の筒状ピストン軸の
一端を固着し、この筒状ピストン軸の一端側筒口を第２
の外側ピストンの外面が面する第３の作用室に開口させ
、上記第２の筒状ピストン軸を上記第２の内側ピストン
にスライド自在に気密に貫通させ、第２の筒状ピストン
軸の他端側筒口を上記第２の作用室に開口させ、上記第
２の筒状ピストン軸の他端部に第２の駆動バーを固着し
、この駆動バーの他端を上記第１の内側ピストンに固着
し、上記第１および第２の駆動バーには互いに係合して
直進往復運動を揺動回転運動に変換する変換機構の一方
を、上記出力軸には同変換機構の他方を各々装着し、当
該第１および第２の駆動バーと変換機構とを介して上記
各ピストンの直進往復運動を揺動回転運動として出力軸
へ伝達し、加圧作動流体が流出入する第１の作動流体口
を第２の作用室と第１および第２の筒状ピストン軸で結
ばれる第１および第３の作用室とに連通して設けると共
に、加圧作動流体が流出入する第２の作動流体口を第１
のシリンダチューブ内の外側ピストンと内側ピストン間
の第４の作用室と第２のシリンダチューブ内の外側ピス
トンと内側ピストン間の第５の作用室とに連通して設け
たことを特徴とするピストン型揺動アクチュエータ。
（２）上記第４の作用室または第５の作用室の少なくと
も一方に外側ピストンと内側ピストンとを互いに離脱す
る方向に弾発付勢するコイルばねを設け、上記第２の作
動流体口を大気に開放することを特徴とする請求項（１
）記載のピストン型揺動アクチュエータ。
（３）上記第１の作用室または第３の作用室の少なくと
も一方に外側ピストンを内側方向に弾発付勢するコイル
ばねを設け、上記第１の作動流体口を大気に開放するこ
とを特徴とする請求項（１）記載のピストン型揺動アク
チュエータ。