JPH0571406U - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直動しかつ回転または揺動するロッド９を有
するアクチュエータについて、当該アクチュエータの全
長を短くして占有スペースを縮小する。 【構成】 ロッド９を駆動源からの回転トルクの伝達に
より回転または揺動させるとともに、磁石の磁力を利用
して直動させる。すなわちシリンダボディ１の内部をチ
ューブ２により内周側空間３と環状の外周側空間４に仕
切り、内周側空間３にロッド９を挿入し、ロッド９に軸
対称の内周側磁石２０を固定し、外周側空間４を気密的
なピストン室８としてここに環状のピストン２３を収容
し、シリンダボディ１にピストン室８に連通する圧力ポ
ート２６，２７を開設し、ピストン２３に内周側磁石２
０と互いに引き合う軸対称の外周側磁石２８を固定す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、アクチュエータに係り、更に詳しくは、直動しかつ回転または揺動 するロッドを有するアクチュエータの改良に関する。本考案のアクチュエータは 例えば研磨機、バリ取り機またはネジ締め機の駆動源として用いられる。これら の自動機械に共通する要素は一定の圧力を加えながら高速で回転運動することで ある。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、ロッドをその中心軸に沿って直動（直線的な往復動）させ、かつ中 心軸を中心として回転または揺動（所定角度にわたる往復動）させるアクチュエ ータが知られている。 図４はこの種のアクチュエータの従来例を示しており、ロッドａを空気圧シリ ンダｂの作動により直動させるとともに、図示しない駆動源からの回転トルクを プーリｃ、ロータｄおよびボールスプライン軸受ｅを介してロッドａに伝達して ロッドａを回転または揺動させるようになっている。また空気圧シリンダｂの内 部に組み込んだピストン（図示せず）がロッドａの回転時または揺動時に従動し て該ピストンの外周をシールする直動用のシール部材が早期に痛むことがないよ うに、ロッドａと空気圧シリンダｂの作動ロッドｆを回転ベアリングｇを介して 相対回転自在に接続している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来技術には、ロッドａと空気圧シリンダｂを直列に接続しているために アクチュエータの全長が非常に長いものになってしまう、という問題がある。近 年、工場等においては限られたスペースを有効に利用するためにアクチュエータ 等の生産設備を極力小型にすることが要求されているが、上記従来技術はこの要 求にそぐわないものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は以上の点に鑑み、上記従来技術にみられる問題を解消すべく案出され たものであって、この目的を達成するため、駆動源からの回転トルクを伝達され て回転または揺動するロッドを有し、シリンダボディの内部をチューブにより内 周側空間と環状の外周側空間に仕切り、内周側空間にロッドを挿入し、ロッドに 軸対称の内周側磁石を固定し、外周側空間を気密的なピストン室とし、ピストン 室に環状のピストンを収容し、シリンダボディにピストン室に連通する圧力ポー トを開設し、ピストンに内周側磁石と互いに引き合う軸対称の外周側磁石を固定 したアクチュエータを提供する。

【０００５】

【作用】

本考案のアクチュエータは次のように作動する。 ロッドの直動 圧力ポートからピストン室に流体圧を供給してピストンを直動させる。ピスト ンが直動すると該ピストンに固定した外周側磁石と内周側磁石の互いの吸引力に より内周側磁石が従動し、該内周側磁石を固定したロッドが従動する。 ロッドの回転または揺動 ロッドは従来技術と同様に駆動源からの回転トルクを伝達されて回転または揺 動する。ロッドが回転または揺動すると該ロッドに固定した内周側磁石も一緒に 回転または揺動するが、外周側磁石は従動しない。外周側磁石が従動しないのは 内周側磁石および外周側磁石がともに軸対称であるために内周側磁石が回転また は揺動しても磁界および吸引力（牽引力）に変化を生じないからである。 しかしてこのアクチュエータによれば、ロッドを内挿した内周側空間の外周側 にピストン室を形成したために、アクチュエータの全長を従来より短いものとす ることができる。

【０００６】

【実施例】

つぎに本考案の実施例を図面にしたがって説明する。

【０００７】 図１に示すように、アルミの押出し成形および切削加工により成形した筒状の シリンダボディ１の内部にステンレス製の薄肉のチューブ２が配置され、このチ ューブ２によりシリンダボディ１の内部がチューブ２の内周側の内周側空間３と チューブ２の外周側の環状の外周側空間４とに仕切られている。チューブ２はそ の両端に固定した環状のエンドカバー５，５によりシリンダボディ１の内周に固 定され、チューブ２と各エンドカバー５の間および各エンドカバー５とシリンダ ボディ１の間はそれぞれＯリング等のシール部材６，７によりシールされ、これ をもって外周側空間４は気密的なピストン室８とされている。 内周側空間３にロッド９が挿入されている。ロッド９はその両端においてシリ ンダボディ１の外部に突出する長さを有し、焼入れ処理した軸受鋼製のスプライ ン軸１０、非磁性体製の連結軸１１、および焼入れ処理した軸受鋼製の丸棒１２ の三軸を直列に接続してなり、回転ベアリング１３，１４、ロータ１５およびボ ールスプライン軸受１６よりなるスプライン軸１０側の軸受機構と、回転ベアリ ング１７およびボールブッシュ１８よりなる丸棒１２側の軸受機構とにより直動 自在および回転自在に支持されている。スプライン軸１０とボールスプライン軸 受１６は予圧を与えられた状態で組み合わされ，この組合せにより回転トルクを 伝達する。ロータ１５はその一端においてシリンダボディ１の外部に突出してお り、この一端の外周にプーリ１９が固定されている。 ロッド９の三軸のうち連結軸１１が他の二軸より細くなっており、この連結軸 １１の外周に軸対称の内周側磁石２０が他の二軸により挾まれる形で固定されて いる。内周側磁石２０は、図２に拡大して示すように、複数（図では五個）の環 状の磁性体２１と複数（図では四個）の環状の永久磁石２２を交互に積み重ねた ものであって、永久磁石２２はそれぞれ軸方向に着磁され、二個の永久磁石２２ が磁性体２１を挾んでそれぞれ磁界を対向させるように配置されている。この内 周側磁石２０はチューブ２に対して非接触である。 ピストン室８に環状のピストン２３が直動自在に収容されている。ピストン２ ３とチューブ２の間およびピストン２３とシリンダボディ１の間はそれぞれシー ル部材２４，２５によりシールされている。シリンダボディ１に一対の圧力ポー ト２６，２７が開設され、ピストン室８の両端に連通している。ピストン２３の 内周側に軸対称の外周側磁石２８が嵌着されている。外周側磁石２８は、図２に 拡大して示すように、複数（図では五個）の環状の磁性体２９と複数（図では四 個）の環状の永久磁石３０を交互に積み重ねたものであって、永久磁石３０はそ れぞれ軸方向に着磁され、二個の永久磁石３０が磁性体２９を挾んでそれぞれ磁 界を対向させるように配置されている。この外周側磁石２８と内周側磁石２０は それぞれの磁性体２１，２９と永久磁石２２，３０の位置をチューブ２を挾んで 同軸状に対向させ、それぞれの厚さを同じに設定している。また互いに対向する 内周側磁石２０の永久磁石２２と外周側磁石２８の永久磁石３０は磁界の方向が 逆になっている。外周側磁石２８はチューブ２に対して非接触である。

【０００８】 上記構成のアクチュエータにおいて、内周側磁石２０と外周側磁石２８は磁力 により互いに引き合っており、対向する位置に近付こうとする。これにより上記 アクチュエータは次のように作動する。 ロッド９の直動 圧力ポート２６，２７からピストン室８に空気圧を供給してピストン２３を直 動させると、ピストン２３に固定した外周側磁石２８と内周側磁石２０の互いの 吸引力により内周側磁石２０が従動し、内周側磁石２０を固定したロッド９が従 動し、すなわちロッド９が直動する。ロッド９は直動して、やがてワークに当た って停止するが、ピストン２３は慣性により更に僅かに進み、内周側磁石２０と 外周側磁石２８の互いの位置に軸方向のずれが発生する。しかしながら内周側磁 石２０と外周側磁石２８には図３に示すようにずれ量が大きくなるとこれに伴っ て牽引力が大きくなる関係があり、すなわち一種のバネのような特性がある。し たがって、このアクチュエータにはピストン２３の摺動摩擦によるヒステリシス がロッド９の作動に影響しないという特徴がある。 ロッド９の回転または揺動 図示しない駆動源からプーリ１９に回転トルクが伝達されると、この回転トル クがロータ１５およびボールスプライン軸受１６を介してロッド９に伝達されて ロッド９が回転または揺動する。ロッド９が回転または揺動するとロッド９に固 定した内周側磁石２０も一緒に回転または揺動することになるが、外周側磁石２ ８は従動しない。これは内周側磁石２０および外周側磁石２８がともに軸対称で あるために内周側磁石２０が回転または揺動しても磁界および吸引力に変化を生 じないからであって、これによりシール部材２４，２５が回転摺動して早期に痛 むのを防止することができる。 しかして上記アクチュエータはロッド９を内挿した内周側空間４の外周側にピ ストン室８を形成したものであって、このため当該アクチュエータの全長を従来 より短いものとすることができる。

【０００９】

【考案の効果】

本考案は次の効果を奏する。すなわち、ロッドを内挿した内周側空間の外周側 にピストン室を形成したために、当該アクチュエータの全長を従来より短いもの として占有スペースを縮小することができる。またロッドを直動させるときに該 ロッドを磁力により牽引するために、摺動摩擦によるヒステリシスがロッドの作 動に影響を及ぼすことがない。このためガラスを研磨する等、ワークが壊れ易い ものである場合に適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係るアクチュエータの断面図

【図２】同アクチュエータの要部拡大断面図

【図３】牽引力の特性を示すグラフ

【図４】従来例に係るアクチュエータの断面図

【符号の説明】

１ シリンダボディ ２ チューブ ３ 内周側空間 ４ 外周側空間 ５ エンドカバー ６，７，２４，２５ シール部材 ８ ピストン室 ９ ロッド １０ スプライン軸 １１ 連結軸 １２ 丸棒 １３，１４，１７ 回転ベアリング １５ ロータ １６ ボールスプライン軸受 １８ ボールブッシュ １９ プーリ ２０ 内周側磁石 ２１，２９ 磁性体 ２２，３０ 永久磁石 ２３ ピストン ２６，２７ 圧力ポート ２８ 外周側磁石

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源からの回転トルクを伝達されて回
   転または揺動するロッド９を有し、シリンダボディ１の
   内部をチューブ２により内周側空間３と環状の外周側空
   間４に仕切り、前記内周側空間３に前記ロッド９を挿入
   し、前記ロッド９に軸対称の内周側磁石２０を固定し、
   前記外周側空間４を気密的なピストン室８とし、前記ピ
   ストン室８に環状のピストン２３を収容し、前記シリン
   ダボディ１に前記ピストン室８に連通する圧力ポート２
   ６，２７を開設し、前記ピストン２３に前記内周側磁石
   ２０と互いに引き合う軸対称の外周側磁石２８を固定し
   たアクチュエータ。