JPH0642081Y2 - ロータリアクチュエータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ロータリアクチュエータ、特に、揺動端の位
置を検出するベーン形の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］ ベーン形のロータリアクチュエータにおいて、揺動軸の
揺動端などの位置を検出する構造として、たとえば被検
出体としての磁石を有する揺動部材などが揺動軸の外端
部側に設けられ、また磁気センサスイッチがロータリア
クチュエータ本体の外部に揺動軸の軸方向に沿って配設
されているものがある（たとえば、実開昭62-121405号
公報参照）。

このロータリアクチュエータは、磁石の揺動運動の位置
を磁気センサスイッチが検出することにより、揺動軸の
揺動端などの位置が検出されるようになっている。

［考案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、揺動軸に同伴される磁石の揺動運動によって揺動
軸の揺動位置を検出する構造とされているため、次のよ
うな問題点がある。

すなわち、第１に、磁気センサスイッチが揺動軸ないし
ロータリアクチュエータ本体の軸方向に沿って延出され
るため、ロータリアクチュエータ全体が軸方向に長大化
される。

第２に、前記したように、磁気センサスイッチの配線が
ロータリアクチュエータ本体の軸方向に沿って延出さ
れ、またロータリアクチュエータの作動用流体圧配管の
接続ポートが、通常、ロータリアクチュエータ本体の外
周面に開設されていることにより、磁気センサスイッチ
および接続ポートから延出される配線および配管が互い
に異なる方向に延びるため、スペースの効率化が妨げら
れ、またメンテナンスなどが不便とされている。

本考案の目的は、軸方向の短縮化，スペースの効率化，
メンテナンス時などの作業性の向上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。

［課題を解決するための手段］ 本考案のロータリアクチュエータは、揺動軸が揺動自在
に取り付けられたロータリアクチュエータ本体と、前記
ロータリアクチュエータ本体の外部に位置させて前記揺
動軸に連結されたピニオンと、前記揺動軸の揺動中心軸
に対してほぼ直角の方向に移動自在に前記ロータリアク
チュエータ本体に設けられ前記ピニオンに噛み合うラッ
クと、前記ラックに設けられた被検出体によって作動し
前記揺動軸の揺動位置を検出する検出手段とを有するこ
とを特徴とする。

また、本考案のロータリアクチュエータは、揺動軸が揺
動自在に取り付けられたロータリアクチュエータ本体
と、前記ロータリアクチュエータ本体の外部に位置させ
て前記揺動軸にピニオンガイドを介して連結されピニオ
ンと、前記揺動軸の揺動中心軸に対してほぼ直角の方向
に移動自在に前記ロータリアクチュエータ本体に設けら
れ前記ピニオンと噛み合うラックと、前記ラックに設け
られた被検出体によって作動し前記揺動軸の揺動位置を
検出する検出手段と、前記ラックを基準位置に戻す付勢
手段とを有し、前記ピニオンガイドにこのピニオンガイ
ドが前記揺動軸とともに基準位置から所定の角度揺動だ
け空振り揺動した後に前記ピニオンに掛止する掛止部を
設けたことを特徴とする。

〔作用〕

本考案のロータリアクチュエータにあっては、被検出体
を有するラックが揺動軸の揺動中心に対してほぼ直角の
方向に設けられているので、被検出体によって作動して
揺動軸の揺動位置を検出する検出検出手段をラックと平
行に配置することが可能となり、ロータリアクチュエー
タの軸方向の長さを短縮することができるとともに、配
管方向と検出手段の配線方向とを同一方向に配設するこ
とができる。

また、本考案のロータリアクチュエータにあっては、揺
動軸とピニオンとをビニオンガイドを介して連結するよ
うにし、ピニオンガイドが揺動軸とともに基準位置から
所定の揺動角度だけ空振り揺動した後にピニオンにピニ
オンガイドを掛止するようにしたので、揺動軸の揺動角
度が大きい場合であっても、ラックの移動ストロークを
短縮することができ、ロータリアクチュエータの小形化
図ることができる。

［実施例１］ 第１図は本考案の一実施例であるロータリアクチュエー
タを示す部分的断面図、第２図は第１図に示すロータリ
アクチュエータのカバー取り外し状態における平面図、
第３図は第１図に示すロータリアクチュエータの平面図
である。

ベーン形のロータリアクチュエータ本体１の外周面に
は、一対の給排ポート1a,1bが夫々開設され、またロー
タリアクチュエータ本体１の上下端面からは、ロータリ
アクチュエータ本体１の軸芯を貫通している揺動軸２が
夫々突出されている。

揺動軸２は、ロータリアクチュエータ本体１の下端面側
の突出部位が出力軸側とされている。

ロータリアクチュエータ本体１の上端面には、ベース３
が固定され、このベース３の中央の空間部3aにピニオン
４が収容されている。

ピニオン４は、揺動軸２の上端面側の突出部位に止めね
じなどの締結手段4aによって固定され、揺動軸２の揺動
運動に同伴して揺動運動を行うようになっている。

また、ベース３の空間部3aの上方両側に形成されている
空間部3b,3cには、ピニオン４に噛み合っているラック
5,6が互いに並行に配設され、ピニオン４の揺動によっ
てラック5,6が空間部3b,3cの長手方向に沿って互いに逆
方向に直線状に往復運動されるようになっている。

ラック5,6の端部には、被検出体としての磁石7,8が夫々
内設されている。

前記ベース３の上部には、カバー９がねじなどの締結手
段10によって固定されて空間部3a,3b,3cの開口部を夫々
被覆している。

第１図および第３図に示すように、カバー９の上面に
は、係止段部9a,9bが夫々形成されている。

係止段部9a,9bには、検出手段としての磁気センサスイ
ッチ11,12がラック5,6の運動方向に沿って配置され、こ
の磁気センサスイッチ11,12は、ねじなどの締結手段13,
14によってカバー９に固定される押さえ板15,16により
カバー９に夫々固定されている。

そして、磁気センサスイッチ11,12がラック5,6の磁石7,
8の直線運動位置を夫々検出することにより、揺動軸２
の揺動位置、すなわち、たとえば揺動軸２の揺動端の位
置を検出する構造とされている。

また、このような構造によって、磁気センサスイッチ1
1,12は揺動軸２の揺動中心軸に対してほぼ直角の方向と
なって配置されている。

次に本実施例の作用について説明する。

先ず、たとえば、揺動軸２が第２図の左側の揺動端に位
置されている同図に示す状態において、給排ポート1aに
圧縮空気などの作動用流体圧を供給すると、ロータリア
クチュエータ本体１内のベーン（図示せず）が同図の時
計方向に揺動され、この揺動に揺動軸２およびピニオン
４が同伴して揺動される。

また、このピニオン４の時計方向の揺動によってラック
５および磁石７がそのストロークの第２図の上側の最終
端に、ラック６および磁石８がそのストロークの同図の
下側の最終端に夫々直線運動される。

そして、揺動軸２が第２図の右側の揺動端に近接して停
止されることにより、ラック５および磁石７が第２図の
上側の最終端、ラック６および磁石８が同図の下側の最
終端に近接して停止される。

このラック６および磁石８が第２図の下側の最終端に近
接することにより、ラック６側の磁気センサスイッチ12
が磁石８の磁気を感知して該磁気センサスイッチ12がON
となり、揺動軸２が同図の右側の揺動端に位置されたこ
とを検出する。

次いで、給排ポート1bに作動用流体圧を供給すると、ロ
ータリアクチュエータ本体１内のベーン（図示せず）が
第２図の反時計方向に揺動され、この揺動に揺動軸２お
よびピニオン４が同伴して揺動される。

また、このピニオン４の反時計方向の揺動によって第２
図の上側に移動されていたラック５および磁石７が同図
の下側に、同図の下側に移動されていたラック６および
磁石８が同図の上側に夫々直線運動される。

そして、揺動軸２が第２図の左側の揺動端に近接して停
止されることにより、第２図に示すように、ラック５お
よび磁石７がそのストロークの同図の下側の最終端、ラ
ック６および磁石８がそのストロークの同図の上側の最
終端に近接して停止される。

このラック５および磁石７が第２図の下側の最終端に近
接することにより、ラック５側の磁気センサスイッチ11
が該磁石７の磁気を感知して該磁気センサスイッチ11が
ONとなり、揺動軸２が同図の左側の揺動端に位置された
ことを検出する。

本実施例においては、このようにして、揺動軸２の揺動
端の位置が磁気センサスイッチ11,12により検出され
る。

この場合に、本実施例においては、揺動軸２の揺動運動
がピニオン４とラック5,6とによって直線状の往復運動
に変換され、このラック5,6の直線状の往復運動位置が
磁気センサスイッチ11,12によって検出されて揺動軸２
の揺動位置が検出される構造とされている。

そして、この構造により、揺動軸２と磁気センサスイッ
チ11,12とが相互にほぼ直角の方向となって配置されて
いるので、ロータリアクチュエータ全体の軸方向の短縮
化を図ることができ、また磁気センサスイッチ11,12の
配線方向とロータリアクチュエータ本体１の給排ポート
1a,1bに対する配管方向とを同一方向にすることができ
る。

また、磁石７がピニオン４およびラック５、磁石８がピ
ニオン４およびラック６を夫々介在させて揺動軸２から
離反されて配置されていることにより、たとえば揺動軸
２を炭素鋼などの磁性体によって形成することができる
ので、揺動軸２の低コスト化や強度上の強化を図ること
ができる。

また、たとえばロータリアクチュエータ本体１内に設け
られるベーン用ストッパ部材などの位置の変更などによ
り、揺動軸２の揺動角度が変更され、この揺動角度の変
更によってラック5,6のストロークが変更された場合に
は、押さえ板15,16の締結手段13,14を緩めて磁気センサ
スイッチ11,12の位置を移動調整することにより、新た
な揺動軸２の揺動端を容易に検出することができる。

［実施例２］ 第４図は本考案の他の実施例であるロータリアクチュエ
ータを示す部分的断面図、第５図は第４図に示すロータ
リアクチュエータのカバー取り外し状態における平面図
である。

この実施例２のロータリアクチュエータにおいて、樹脂
製などのカバー９には、掛止爪9cが対向的に夫々形成さ
れ、他方、ベース３には、掛止爪9cが嵌合する嵌合溝3d
が夫々形成されていて、この掛止爪9cが嵌合溝3dに嵌合
され掛止されてカバー９がベース３に固定されている。

また、揺動軸２の上端面側の突出部位には、略円筒状の
ピニオンガイド17が同軸に固定され、このピニオンガイ
ド17の円筒部17aの外周面上部には掛止突起17bが形成さ
れている。

ピニオン４の軸芯部には、真円状の嵌挿孔4aが形成さ
れ、この嵌挿孔4aにピニオンガイド17の円筒部17aが同
軸に回転自在に嵌挿されている。

ピニオン４の嵌挿孔4a内の上側内周部には、その内周部
の円周の略1/4に沿って段部18が形成され、この段部18
に掛止突起17bが該段部18の円周方向に沿って揺動自在
に嵌合されている。

そして、掛止突起17bが段部18の両内端部18a,18b間を該
段部18の円周方向に沿って揺動され、揺動軸２およびピ
ニオンガイド17がピニオン４を同伴させずに揺動するこ
とにより、揺動軸２に設定された揺動角度180度のう
ち、揺動角度90度における揺動軸２の揺動運動がピニオ
ン４およびラック5,6に伝達されない構造とされてい
る。つまり、掛止突起17bは、ピニオンガイド17が基準
位置から所定の揺動角度だけ空振り揺動した後にピニオ
ン４に掛止する掛止部を構成している。

また、このようにして、掛止突起17bが段部18の両内端
部18a,18b間を該段部18の円周方向に沿って、たとえば
反時計方向に90度揺動された後に、掛止時17bが段部18
の内端部18bに当接し掛止して、更に時計方向に揺動し
た際には、この掛止突起17bと段部18の内端部18bとの掛
止により、ピニオン４が揺動軸２およびピニオンガイド
17の揺動に同伴されて揺動される構造とされている。

前記空間部3b,3cには、付勢力が同じ大きさのばね19,20
（付勢手段）が夫々収容されている。

ばね19,20には、ベース３に固定されたばねガイド21,22
が一端側に遊挿されているとともに、他端側がラック5,
6の凹部5a,6aに遊挿され、このばね19,20によってラッ
ク5,6がその直線運動方向に沿って第５図の下側に夫々
付勢されるようになっている。

そして、たとえば、第５図に示す状態において、揺動軸
２およびピニオンガイド17が反時計方向に揺動する際
に、ラック５に対するばね19の付勢力によって段部18の
内端部18aと掛止突起17bとの当接状態が保持されつつ、
ピニオン４が反時計方向に45度揺動、すなわちばね19,2
0のラック5,6に対する付勢力が互いに均衡するまで反時
計方向に揺動される構造とされている。

前記ピニオン４の嵌挿孔4a内の上側内周部には、掛止突
起17bが嵌合する第２の段部23が形成されている。

そして、掛止突起17bが段部18との嵌合状態を解除され
て段部23に嵌合されると、揺動軸２およびピニオンガイ
ド17の揺動運動の全てにピニオン４が同伴されて揺動さ
れ、またこのピニオン４の揺動により、ラック5,6が前
記したストローク（揺動軸２の揺動角度が180度に設定
された場合におけるストローク）と同じストロークで直
線運動される構造とされている。

なお、この場合の揺動軸２に設定される揺動角度は、90
度とされる。

次に、実施例２の作用について説明する。

第５図に示す状態において、揺動軸２の揺動角度は180
度に設定され、また揺動軸２は同図の右側の揺動端に位
置されている。

この状態において、給排ポート1bに流体圧を供給する
と、ロータリアクチュエータ本体１内のベーン（図示せ
ず）の揺動に同伴して揺動軸２およびピニオンガイド17
が反時計方向に180度揺動する。

この際に、先ず、ピニオン４は、ばね19のラック５に対
する付勢力によって掛止突起17bと段部18の内端部18aと
の当接状態を保持されつつ、揺動軸２およびピニオンガ
イド17の揺動に同伴して、ばね19,20のラック5,6に対す
る付勢力が互いに均衡するまで、反時計方向に45度揺動
する。

このピニオン４の揺動により、ラック5,6は、第５図の
下側，上側に夫々のストロークの中間位置まで夫々直線
運動される。

その後に、ピニオンガイド17の掛止突起17bが段部18の
円周方向に沿って内端部18aから内端部18bに向かって揺
動されることにより、揺動軸２およびピニオンガイド17
がピニオン４を同伴させずに反時計方向に90度揺動す
る。

次いで、ピニオンガイド17の掛止突起17bが段部18の内
端部18bに当接して掛止され、この掛止突起17bと内端部
18bとの掛止により、ピニオン４が揺動軸２およびピニ
オンガイド17の揺動に同伴されて反時計方向に45度揺動
される。

そして、このピニオン４の揺動により、ラック5,6は第
５図の下側，上側に夫々のストロークの最終端まで夫々
直線運動される。

次に、このようにして、揺動軸２などが第５図に示す状
態から反時計方向に180度揺動した後に、給排ポート1a
に流体圧を供給すると、揺動軸２およびピニオンガイド
17が前記したとは逆に時計方向に180度揺動する。

この時計方向の180度の揺動の際に、先ず、ピニオン４
は、ばね20のラック６に対する付勢力によって掛止突起
17bと段部18の内端部18bとの当接状態を保持されつつ、
揺動軸２およびピニオンガイド17の揺動に同伴して、ば
ね19,20のラック5,6に対する付勢力が互いに均衡するま
で、時計方向に45度揺動する。

このピニオン４の揺動により、ラック5,6は、第５図の
上側，下側に夫々のストロークの中間位置まで夫々直線
運動される。

その後に、ピニオンガイド17の掛止突起17bが段部18の
円周方向に沿って内端部18bから内端部18aに向かって揺
動されることにより、揺動軸２およびピニオンガイド17
がピニオン４を同伴させずに時計方向に90度揺動する。

次いで、ピニオンガイド17の掛止突起17bが段部18の内
端部18aに当接して掛止され、この掛止突起17bと内端部
18aとの掛止により、ピニオン４が揺動軸２およびピニ
オンガイド17の揺動に同伴されて時計方向に45度揺動さ
れる。

そして、このピニオン４の揺動により、ラック5,6は第
５図の上側，下側に夫々のストロークの最終端まで夫々
直線運動される。

実施例２においては、このようにして作動され、また前
記実施例１と同様に磁気センサスイッチ11,12によって
揺動軸２の揺動端の位置が検出される。

この場合に、実施例２においては、揺動軸２に設定され
た180度の揺動角度のうち、90度の揺動角度における揺
動軸２の揺動運動がピニオン４およびラック5,6に伝達
されない構造とされていることにより、ラック5,6の直
線運動のストロークの短縮化を図ることができるので、
この短縮化を通じてロータリアクチュエータの小形化を
図ることができる。

また、ラック5,6がばね19,20によって夫々の直線運動方
向に付勢されていることにより、前記した結果を確実に
図ることができる。

更に、ピニオン４には、段部18,23が形成されているこ
とにより、揺動軸２に設定される揺動角度が90度ないし
180度に変更された場合においても、ピニオンガイド17
の掛止突起17bの段部18,23への選択的嵌合により、磁気
センサスイッチ11,12のカバー９への配置状態を変更さ
せることなく、揺動軸２の揺動端を容易に、かつ確実に
検出することができる。

以上、本考案を実施例に基づき具体的に説明したが、本
考案は前記実施例1,2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。

たとえば、前記実施例２においては、揺動軸２に設定さ
れる揺動角度は180度および90度とされているが、その
ような揺動角度180度および90度に限定されるものでは
なく、たとえば120度、150度などに設定することも任意
である。

また、前記実施例２においては、揺動軸２に設定された
揺動角度180度のうち、揺動角度90度における揺動軸２
の揺動運動がピニオン４に伝達されない構造とされてい
るが、そのような揺動角度90度に限定されるものではな
い。

更に、前記実施例２においては、ピニオンガイド17側に
掛止突起17bが形成され、ピニオン４側に段部18,23が形
成されているが、これとは逆に、ピニオンガイド17側に
段部18,23が形成され、ピニオン４側に掛止突起17bが形
成されている構造とすることも可能である。

［考案の効果］ 本考案のロータリアクチュエータの構造によれば、以下
の効果を得ることができる。

（１）．揺動軸に連結されたピニオンに噛み合うラック
に被検出体を設けたので、この被検出体により作動する
検出手段を揺動軸の中心軸に対してほぼ直角の方向に配
置することができ、ロータリアクチュエータの軸方向の
長さを短縮することできる。また、配管方向と検出手段
の配線方向とを同一の方向とすることができる。

（２）．配線方向と検出手段の配線方向とを同一の方向
とすることができるので、スペースの効率化とメンテナ
ンスの容易化を図ることができる。

（３）．ピニオンガイドを介して揺動軸とピニオンとを
連結し、所定の角度だけピニオンガイドが空振り揺動し
た後にピニオンに揺動運動を伝達するようにしたので、
ラックのストロークを短縮することができ、ロータリア
クチュエータの小形化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例であるロータリアクチュエー
タを示す部分的断面図、第２図は第１図に示すロータリ
アクチュエータのカバー取り外し状態における平面図、
第３図は第１図に示すロータリアクチュエータの平面
図、第４図は本考案の他の実施例であるロータリアクチ
ュエータを示す部分的断面図、第５図は第４図に示すロ
ータリアクチュエータのカバー取り外し状態における平
面図である。 １……ロータリアクチュエータ本体、 1a,1b……給排ポート、 ２……揺動軸、 ３……ベース、 3a,3b,3c……空間部、 3d……嵌合溝、 ４……ピニオン、 4a……嵌挿孔、 5,6……ラック、 5a,6a……凹部、 7,8……磁石（被検出体）、 ９……カバー、 9a,9b……係止段部、 9c……掛止爪、 10……締結手段、 11,12……磁気センサスイッチ（検出手段）、 13,14……締結手段、 15,16……押さえ板、 17……ピニオンガイド、 17a……円筒部、 17b……掛止突起、 18……段部、 18a,18b……内端部、 19,20……ばね（付勢手段）、 21,22……ばねガイド、 23……段部。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】揺動軸が揺動自在に取り付けられたロータ
   リアクチュエータ本体と、前記ロータリアクチュエータ
   本体の外部に位置させて前記揺動軸に連結されたピニオ
   ンと、前記揺動軸の揺動中心軸に対してほぼ直角の方向
   に移動自在に前記ロータリアクチュエータ本体に設けら
   れ前記ピニオンに噛み合うラックと、前記ラックに設け
   られた被検出体によって作動し前記揺動軸の揺動位置を
   検出する検出手段とを有することを特徴とするロータリ
   アクチュエータ。
2. 【請求項２】揺動軸が揺動自在に取り付けられたロータ
   リアクチュエータ本体と、前記ロータリアクチュエータ
   本体の外部に位置させて前記揺動軸にピニオンガイドを
   介して連結されたピニオンと、前記揺動軸の揺動中心軸
   に対してほぼ直角の方向に移動自在に前記ロータリアク
   チュエータ本体に設けられ前記ピニオンと噛み合うラッ
   クと、前記ラックに設けられた被検出体によって作動し
   前記揺動軸の揺動位置を検出する検出手段と、前記ラッ
   クを基準位置に戻す付勢手段とを有し、前記ピニオンガ
   イドにこのピニオンガイドが前記揺動軸とともに基準位
   置から所定の角度揺動だけ空振り揺動した後に前記ピニ
   オンに掛止する掛止部を設けたことを特徴とするロータ
   リアクチュエータ。