JPH06280828A - 流体圧シリンダによる回転駆動装置におけるストローク制限装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体圧シリンダのロッドにより駆動される被
動回転体の回転軸やロッドに曲げ応力がかからないよう
にする。 【構成】 被動回転体１の回転軸２に固着したリンクア
ーム３と、エアシリンダ７のロッド８とを、中間リンク
５を介して連結し、被動回転体１の回転角度範囲を限定
する当り部材１２及び１０を、ロッド８の軸線上に設置
する。これにより移動ストロークの終端において、各当
り部材１２、１０に当接したときの衝撃力が、ロッド８
の軸線方向に加わり、回転軸２やロッド８に曲げ応力の
作用するのが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば自動車の排気
ブレーキ用のバタフライバルブなどの、ある角度範囲に
回転する部材の回転軸に固設したリンクアームを、中間
リンクを介して、エア(流体圧)シリンダのロッドの先端
に連結して、ロッドを伸縮させることにより、被動回転
体を回転させる装置に係り、特に、被動回転体の回転角
度範囲を限定するためのストローク制限装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５及び図６は、従来のエアシリンダを
駆動源として、自動車の排気ブレーキ用のバタフライバ
ルブを開閉駆動する装置の構成を示す概略図である。

【０００３】排気ガスの管路(101)に設置したバタフラ
イバルブの本体(102)の中には、被動回転体である弁体
(103)が回転軸(104)により回転可能に枢支されている。

【０００４】回転軸(104)の一端は、本体(102)の外面に
突出して、リンクアーム(105)の基端部に固着してあ
り、リンクアーム(105)の先端部には、中間リンク(106)
が枢軸ピン(107)により枢着されている。

【０００５】中間リンク(106)の他端は、エアシリンダ
(108)のロッド(109)の先端に、枢軸ピン(110)により枢
着されている。

【０００６】エアシリンダ(108)は、ロッド(109)に連結
したピストンと、ピストンをエアシリンダ(108)の基端
側に向けて付勢するスプリング(いずれも図示略)を内蔵
し、基端に付設した送気管(111)から圧縮空気を供給す
ることにより、ロッド(109)が延伸し、空気圧を解除す
ると、スプリングの付勢力により、ロッド(109)が縮む
ように構成されている。

【０００７】ロッド(109)が縮んだ図５の状態では、バ
タフライバルブの弁体(103)は、本体(102)の軸線にほぼ
平行な開放位置になっており、送気管(111)から圧縮空
気を送りこんでロッド(109)を延伸させると、中間リン
ク(106)を介して、リンクアーム(105)及び弁体(103)
が、図における反時計回り方向に回転して、図６に示す
閉止位置となる。

【０００８】弁体(103)を開放位置と閉止位置とに確実
に設定するために、リンクアーム(105)の回動ストロー
クの両側に、左右１対の当り部材(ストッパ)(112)及び
(113)が設置されている。

【０００９】図５のロッド(109)が縮んだ開放位置で
は、リンクアーム(105)が右方の当り部材(112)に当接し
て、弁体(103)を本体(102)の軸線にほぼ平行に設定し、
一方、図６のロッド(109)が延伸した閉止位置では、リ
ンクアーム(105)が左方の当り部材(113)に当接して、弁
体(103)を本体(102)の内壁に当接する位置に設定する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来装置は、回
転角度ストロークの両端において、リンクアーム(105)
が左右の当り部材(112)又は(113)に当接して、回転駆動
を制止するように構成されているため、回転軸(104)や
エアシリンダ(108)のロッド(109)及び各枢軸等に、好ま
しくない曲げ応力がはたらく問題がある。

【００１１】すなわち、ロッド(109)が伸縮する速度が
大きいと、リンクアーム(105)が回転する速度も大き
く、当り部材(112)又は(113)に当接して停止したとき、
大きい衝撃力が加わることになる。

【００１２】すなわち、図から理解できるように、リン
クアーム(105)が当り部材(112)に当接したときの衝撃力
は、回転軸(104)を左上方に押圧する反力となって作用
し、またリンクアーム(105)が当り部材(113)に当接した
ときには、回転軸(104)を右上方に押圧する反力となっ
て作用する。その結果、回転軸(104)には大きな曲げ荷
重(応力)が作用し、回転軸(104)が偏摩耗するようにな
る。

【００１３】しかも、この衝撃力による垂直方向上向き
の分力は、中間リンク(106)を、ロッド(109)との枢着点
(110)を軸として上向きに回転させるが、衝撃力が急激
に加わった場合には、中間リンク(106)のみにとどまら
ず、ロッド(109)にも上向きの曲げ応力がはたらくこと
になる。

【００１４】この結果、長期間にわたって、頻繁に弁体
(103)を開閉した場合に、ロッド(109)に曲がり変形を生
じたり、あるいはエアシリンダ(108)を取付けているボ
ルトが破断する等の不都合が生じる。

【００１５】本発明は、当り部材の位置を変更すること
により、上述の不都合を解消した、流体圧シリンダによ
る回転駆動装置におけるストローク制限装置を提供する
ことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、被動回転体の回転軸に固着したリンクア
ームと流体圧シリンダのロッドとを、中間リンクを介し
て連結し、流体圧シリンダのロッドを伸縮させることに
より、被動回転体を回転させる回転駆動装置において、
前記被動回転体の回転角度範囲を限定する当り部材を、
流体圧シリンダのロッドの移動ストロークの終端におい
て該ロッドの軸線上に設けたことを特徴としている。

【００１７】ロッドが流体圧シリンダから延伸したとき
の位置を限定する側の当り部材を、ロッドがその位置ま
で延伸したときに、ロッドの先端又は中間リンクのリン
クアーム側の端部が当接する位置に設置することが望ま
しい。

【００１８】ロッドが流体圧シリンダ内に引き込まれた
ときの位置を限定する側の当り部材を、ロッドが引き込
まれたときに流体圧シリンダの端面に当接する位置で、
ロッドに嵌着固定された環状部材とすることが望まし
い。

【００１９】

【作用】被動回転体の回転角度範囲を限定する当り部材
を、流体圧シリンダのロッドの軸線上に設置してあるた
め、ストロークの両端で当り部材に当接したときの衝撃
力は、ロッドの軸線方向にはたらき、被動回転体の回転
軸やロッドに曲げ応力が作用するのを防止しうる。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例の正面図で、エ
アシリンダのロッドが延伸したときの状態を示す。

【００２１】図５及び図６の従来装置に準じて、被動回
転体(１)の回転軸(２)にリンクアーム(３)の基端部を固
着し、リンクアーム(３)の先端部に、枢軸ピン(４)によ
り中間リンク(５)の左端を枢着してある。

【００２２】中間リンク(５)の右端は、枢軸ピン(６)を
介して、エアシリンダ(７)のロッド(８)の先端に枢着さ
れ、ロッド(８)の伸縮により、リンクアーム(３)を介し
て被動回転体(１)が回転されるようにしてある。

【００２３】この第１実施例では、ロッド(８)が延伸し
たときの停止位置を限定するための当り部材、すなわち
延伸側ストッパボルト(10)を、中間リンク(５)の左端部
と対向する位置に設置してある。

【００２４】延伸側ストッパボルト(10)は、ネジ孔を設
けた不動のブラケット(９)に螺合してある。

【００２５】延伸側ストッパボルト(10)は、ロッド(８)
の軸線の延長線上に配置され、被動回転体(１)が所定の
回転角度範囲の一端に回転した位置で、中間リンク(５)
の端部がボルト(10)の頭部に当接して制止されるよう
に、ボルト(10)のブラケット(９)の突出量を調節してあ
る。(11)はロックナットである。

【００２６】一方、ロッド(８)がエアシリンダ(７)に引
き込まれたときの停止位置を限定する当り部材(以下、
縮み側当り部材という)は、ロッド(８)の適所に装着さ
れるストッパ(12)と環ナット(13)により構成されてい
る。

【００２７】図２は、ストッパ(12)及び環ナット(13)を
示す斜視図である。

【００２８】ストッパ(12)は、ロッド(８)に挿通される
軸孔を備えるフランジ(14)、ネジ部(15)及びチャック(1
6)を同軸に形成し、チャック(16)の外周に先細のテーパ
ー面を形成して、３個のスリット(17)を軸線方向に設け
てある。

【００２９】環ナット(13)は、ストッパ(12)のネジ部(1
5)に係合する雌ネジ(18)と、チャック(16)のテーパー面
に外嵌するテーパー孔(19)とを設け、外周面には、すべ
り止めのローレットを施してある。

【００３０】ストッパ(12)及び環ナット(13)をロッド
(８)に挿通して、環ナット(13)の雌ネジ(18)をストッパ
(12)のネジ部(15)に螺着して締めつけると、環ナット(1
3)のテーパー孔(19)がチャック(16)のテーパー面を圧縮
して、ストッパ(12)がロッド(８)に緊締して固着され
る。

【００３１】環ナット(13)を弛めて、チャック(16)の緊
締力を解除すると、ストッパ(12)及び環ナット(13)をロ
ッド(８)に沿って移動させることができ、ロッド(８)の
任意の箇所にストッパ(12)を固定することができる。

【００３２】図１に示すように、ロッド(８)が延伸し、
中間リンク(５)が延伸側ストッパボルト(10)に当接して
停止した位置で、ストッパ(12)とエアシリンダ(７)との
距離が、所望の移動ストロークに相当する距離(Ｓ)とな
るように、ストッパ(12)をロッド(８)に固定すれば、被
動回転体(１)を所望の回転角度範囲の両端で、確実に停
止させることができる。

【００３３】第１実施例では、延伸側ストッパボルト(1
0)を、ロッド(８)の軸線の延長線上に配置し、また、縮
み側当り部材のストッパ(12)を、ロッド(８)自体に嵌着
してあるため、ロッド(８)が移動ストロークの終端で、
各当り部材により制止されるときの衝撃力は、ロッド
(８)の軸線方向に加わるので、リンクアーム(３)や回転
軸(２)に何ら曲げ応力が作用しないのみならず、ロッド
(８)に曲げモーメントがはたらく不都合を解消すること
ができる。

【００３４】図３は、本発明の第２実施例を示す正面
図、図４は、同じく平面図で、第１実施例と同様に、エ
アシリンダのロッド(８)が延伸したときの状態を示し、
第１実施例と共通する部材には同一の符号で示してあ
る。

【００３５】第２実施例は、延伸側ストッパボルト(21)
に当接する部材を中間リンク(５)ではなく、ロッド(８)
自身とした点が、第１実施例と異なるものである。

【００３６】すなわち、図１の第１実施例では、ロッド
(８)を中間リンク(５)に対して、リンクアーム(３)と同
じ側に配置してあるが、第２実施例では、ロッド(８)を
中間リンク(５)に対して、リンクアーム(３)の逆側に配
置し、かつ、ロッド(８)の先端を、枢軸ピン(６)の前方
にやや延長してある。

【００３７】延伸側ストッパボルト(21)は、第１実施例
と同様に、ブラケット(20)にロックナット(22)をもって
固定することにより、ロッド(８)の軸線上に配置されて
いる。

【００３８】縮み側当り部材のストッパ(12)及び環ナッ
ト(13)は、第１実施例のものと同じである。

【００３９】第２実施例は、延伸側ストッパボルト(21)
に、ロッド(８)が直接当接して制止されるために、第１
実施例に比して、移動ストロークの延伸側終端における
停止位置を、より確実に設定することができる。

【００４０】すなわち、移動ストロークの設定条件によ
っては、ストロークの終端における中間リンク(５)が、
必ずしもロッド(８)に対して同一軸線上に位置するとは
限らないので、第１実施例の場合は、移動ストロークの
延伸側終端でボルト(10)に当接して制止された中間リン
ク(５)が、ロッド(８)に対してやや傾斜した位置となる
ことがあり得る。

【００４１】このような場合、中間リンク(５)がボルト
(10)に衝突して受ける衝撃力は、ロッド(８)の先端に対
して、軸線から傾斜した方向に加わるため、ロッド(８)
に曲げの力がはたらくことになる。

【００４２】しかし、第２実施例は、延伸側ストッパボ
ルト(21)に対して、ロッド(８)の先端を直接に当接させ
て制止するようにしてあるので、衝突による衝撃力は、
ロッド(８)の軸線方向となり、曲げの力が加わる不都合
を解消することができる。

【００４３】また、第１実施例の場合、延伸側終端にお
ける制止力は、中間リンク(５)から枢軸ピン(６)を介し
てロッド(８)に伝えられるため、長期間にわたって、繰
り返し衝撃力が加わったときに、枢軸ピン(６)が破断す
るおそれがあるが、第２実施例では、そのようなおそれ
がなく、耐久性を向上させることができる。

【００４４】なお、上述した説明では、自動車の排気ブ
レーキ用バタフライバルブを開閉する装置に、本発明を
適用した実施例について記述したが、本発明は、これに
限定されるものではなく、エアシリンダあるいは液圧シ
リンダ等により、リンク機構を介して、被動回転体を回
動させる装置におけるストローク制限装置として、広く
適用できるものである。縮み側の当り部材を、ロッド
(８)の外周面の一部に雄ねじを刻設し、これにダブルナ
ットを螺合させたものとしてもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。 (ａ) 流体圧シリンダを用いて、リンク機構を介して被
動回転体を回動させる回転駆動装置において、移動スト
ロークの終端で当り部材に当接して制止されたときの衝
撃力が、シリンダのロッドの軸線方向に加わるようにな
るため、被動回転体の回転軸やロッドの先端に曲げ応力
が作用するのを防止しうる。

【００４６】(ｂ) したがって、回転軸が偏摩耗してガ
タが発生したり、ロッドが変形したりするなどの不具合
が解消され、耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の正面図である。

【図２】縮み側当り部材のストッパ及び環ナットの斜視
図である。

【図３】本発明の第２実施例の正面図である。

【図４】同じく第２実施例の平面図である。

【図５】ロッドが縮んだ位置における従来の当り部材の
作動を示す正面図である。

【図６】ロッドが延伸した位置における従来の当り部材
の作動を示す正面図である。

【符号の説明】

(１)被動回転体 (２)回転軸 (３)リンクアーム (４)枢軸ピ
ン (５)中間リンク (６)枢軸ピ
ン (７)エアシリンダ (８)ロッド (９)ブラケット (10)延伸側
ストッパボルト (11)ロックナット (12)ストッ
パ (13)環ナット (14)フラン
ジ (15)ネジ部 (16)チャッ
ク (17)スリット (18)雌ネジ (19)テーパー孔 (20)ブラケ
ット (21)延伸側ストッパボルト (22)ロック
ナット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被動回転体の回転軸に固着したリンクア
   ームと流体圧シリンダのロッドとを、中間リンクを介し
   て連結し、流体圧シリンダのロッドを伸縮させることに
   より、被動回転体を回転させる回転駆動装置において、 前記被動回転体の回転角度範囲を限定する当り部材を、
   流体圧シリンダのロッドの移動ストロークの終端におい
   て該ロッドの軸線上に設けたことを特徴とする流体圧シ
   リンダによる回転駆動装置におけるストローク制限装
   置。
2. 【請求項２】 ロッドが流体圧シリンダから延伸したと
   きの位置を限定する側の当り部材を、ロッドがその位置
   まで延伸したときに、ロッドの先端又は中間リンクのリ
   ンクアーム側の端部が当接する位置に設けたことを特徴
   とする請求項１記載の流体圧シリンダによる回転駆動装
   置のストローク制限装置。
3. 【請求項３】 ロッドが流体圧シリンダ内に引き込まれ
   たときの位置を限定する側の当り部材を、ロッドが引き
   込まれたときに流体圧シリンダの端面に当接する位置に
   おいて、ロッドに嵌着固定された環状部材としたことを
   特徴とする請求項１又は２記載の流体圧シリンダによる
   回転駆動装置におけるストローク制限装置。