JPH07269510A - Double acting type two step opening and closing actuator - Google Patents

Double acting type two step opening and closing actuator

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JPH07269510A
JPH07269510A JP8104694A JP8104694A JPH07269510A JP H07269510 A JPH07269510 A JP H07269510A JP 8104694 A JP8104694 A JP 8104694A JP 8104694 A JP8104694 A JP 8104694A JP H07269510 A JPH07269510 A JP H07269510A
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piston
piston rod
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diameter piston
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Yasuyuki Nomura
泰之 野村
Koji Sato
好治 佐藤
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Kitz Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/02Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F15B15/06Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
    • F15B15/066Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the scotch yoke type

Abstract

PURPOSE:To provided the double acting type two step opening and closing actuator which can surely open and close a valve at the three positions of a fully closed, an intermediate and a fully opened position, is in a balanced shape, and is less in the amount of pressure fluid consumption. CONSTITUTION:A cylinder means 5 allowing a piston rod 2 to be reciprocated by a small diameter piston 6, is connected to one side of a motion converting mechanism 4, and a cylinder mechanism 7 the inner cross sectional area of which is roughly five times as large as that of the cylinder means, is connected to the other side of the mechanism, the piston rod 2 is penetrated through the center hole 8a of the aforesaid large diameter piston 8, and a locking section 9 is provided at the head of the rod. The movement of the large diameter piston 8 until it is brought into contact with a stopper means 19 permits a valve to be opened up to an intermediate position, under which condition, the valve is opened up to a fully opened position, and is also closed to the intermediate position while a small diameter piston 6 is being reciprocated over a remaining stroke, and after that, the valve is fully closed only with the small diameter piston 6 operated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バルブを全閉、中間及
び全開の3つの位置に開閉するために用いられる複作動
型二段開閉式アクチュエータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a double-acting two-stage open / close actuator used for opening / closing a valve in three positions, ie, a fully closed position, an intermediate position and a fully opened position.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の通常の複作動型ロータリアクチュ
エータは、ボールバルブやバタフライバルブを全閉から
全開へ、及び全開から全閉へ操作するためのものであっ
て、バルブを中間開度にして流量を調節することができ
なかった。このため、バルブを中間開度にすることもで
きる複作動型二段開閉式ロータリアクチュエータが開発
されるようになった。図4、図5及び図6は、これらの
複作動型二段開閉式ロータリアクチュエータの一例とし
て、実公昭61−19206号公報に開示されたものを
示した断面図である。
2. Description of the Related Art Conventional conventional double-acting rotary actuators are for operating a ball valve or a butterfly valve from fully closed to fully open, and from fully open to fully closed. The flow rate could not be adjusted. For this reason, a double-acting two-stage open / close rotary actuator that can open the valve at an intermediate opening has been developed. 4, 5, and 6 are cross-sectional views showing an example of these double-acting two-stage open / close rotary actuators disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 61-19206.

【0003】図4乃至図6において、複作動用のシリン
ダ装置31のピストン32と33がコネクチングロッド
34に連結されており、運動変換装置35の作用によっ
て、ピストン32、33及びコネクチングロッド34の
往復運動が出力軸36の回転運動に変換され、この出力
軸36がボールバルブやバタフライバルブのステムを回
転して、これらのバルブを開閉する。中間開度用のシリ
ンダ装置37のピストン38に固定されたピストンロッ
ド39は、複作動用のシリンダ装置31の一方のシリン
ダ室40の中に突き出ている。
4 to 6, pistons 32 and 33 of a double-acting cylinder device 31 are connected to a connecting rod 34, and the motion converting device 35 acts to reciprocate the pistons 32 and 33 and the connecting rod 34. The movement is converted into rotational movement of the output shaft 36, and the output shaft 36 rotates the stems of the ball valve and the butterfly valve to open and close these valves. The piston rod 39 fixed to the piston 38 of the cylinder device 37 for intermediate opening projects into one cylinder chamber 40 of the double-acting cylinder device 31.

【0004】図4は、バルブが全閉になった時の状態を
示しており、圧力流体供給源41からの圧力流体が電磁
切替えバルブ42を通ってシリンダ室43に送られ、ピ
ストン32は圧力流体に押されて、これに連結されてい
るピストン33がピストンロッド39を押し、それに固
定されているピストン38が調節用ブッシュ44に当接
するまで右方へ移動し、運動変換装置35の作用によっ
て出力軸36がバルブを全閉にしている。従って、調節
用ブッシュ44は、この複作動用のシリンダ装置31の
右方への運動のストッパになっている。このストッパの
位置の調節は、袋ナット46とナット45を緩め、調節
用ブッシュ44をエンドキャップ47にねじ込んだり、
それからねじ出したりして行う。複作動用のシリンダ装
置31の左方への運動のストッパはボルト48であっ
て、このボルト48をヘッドキャップ49にねじ込んだ
り、それからねじ出したりして、ストッパ位置の調節を
行う。なお、シリンダ室43に交差ハッチングを施して
あるのは、この部分が加圧状態になっていることを示す
ためである。図5及び図6においても、交差ハッチング
を施してある部分は、同様に加圧状態になっている部分
である。
FIG. 4 shows the state when the valve is fully closed. The pressure fluid from the pressure fluid supply source 41 is sent to the cylinder chamber 43 through the electromagnetic switching valve 42, and the piston 32 is pressurized. When pushed by the fluid, the piston 33 connected thereto pushes the piston rod 39, and the piston 38 fixed thereto moves to the right until it comes into contact with the adjusting bush 44, and by the action of the motion conversion device 35. The output shaft 36 fully closes the valve. Therefore, the adjusting bush 44 serves as a stopper for the rightward movement of the double-acting cylinder device 31. To adjust the position of the stopper, loosen the cap nut 46 and the nut 45, screw the adjusting bush 44 into the end cap 47,
Then screw it out. The stopper for the leftward movement of the double-acting cylinder device 31 is the bolt 48, and the stopper position is adjusted by screwing the bolt 48 into or out of the head cap 49. The reason why the cylinder chamber 43 is cross-hatched is to show that this portion is in a pressurized state. In FIG. 5 and FIG. 6 as well, the cross-hatched portions are similarly pressurized portions.

【0005】図5は、バルブが全開になった状態を示し
ており、図4の状態から電磁切替えバルブ42及び50
が切り替わって、圧力流体供給源41からの圧力流体が
シリンダ室40と51に送られて、ピストン33と38
が共に左方へ押されて移動している。ピストン33の移
動は、ピストン32がボルト48に当接するまでであ
り、運動変換装置35の作用によってバルブを全開にし
ている。ピストン38の移動は、ピストンロッド39に
ねじ込まれて固定されているナット52が調節用ブッシ
ュ44の右端に当接するまでであり、ナット52はナッ
ト53と共にピストン38の左方への移動を調節するよ
うに設けられている。
FIG. 5 shows a state in which the valves are fully opened. From the state shown in FIG. 4, electromagnetic switching valves 42 and 50 are shown.
The pressure fluid from the pressure fluid supply source 41 is sent to the cylinder chambers 40 and 51, and the pistons 33 and 38 are switched.
Are both pushed to the left and moving. The piston 33 is moved until the piston 32 comes into contact with the bolt 48, and the valve is fully opened by the action of the motion conversion device 35. The movement of the piston 38 is until the nut 52 screwed into and fixed to the piston rod 39 comes into contact with the right end of the adjustment bush 44, and the nut 52 adjusts the movement of the piston 38 to the left together with the nut 53. Is provided.

【0006】図6は、バルブが中間開度になった状態を
示しており、図5の状態から電磁切替えバルブ42が切
り替わって、圧力流体供給源41からの圧力流体がシリ
ンダ室43に送られ、ピストン32が右方へ押され、ピ
ストン33がシリンダ室40内の流体を外部に排出しな
がらピストンロッド39に当接するまで右方に移動した
状態である。なお、シリンダ室51には、引き続き圧力
流体が作用している。この状態において、シリンダ室4
3と51とは同じ圧力であるので、ピストン32が圧力
流体によって右方へ押される力は、ピストン38が流体
圧力によって左方へ押される力よりも、ピストンロッド
39のピストン38から右方に出ている部分39aの断
面積に圧力流体の圧力を乗じた力だけ大きい。従って、
これらの移動部分に抵抗がなければ、これらの移動部分
は右方へ移動することになる。実際には、複作動用のシ
リンダ装置31は、ピストン32及び33、運動変換装
置35及びバルブを運動させるために出力の多くを消費
し、ピストンロッド39を右方へ押そうとする力は、ピ
ストン32の受圧面積に圧力流体の圧力を乗じた力の多
い場合でも75%に過ぎない。他方、中間開度用のシリ
ンダ装置37も移動部分の摩擦抵抗によって、ピストン
38の受圧面積に圧力流体の圧力を乗じた力よりも減少
するが、少ない場合でも90%はあって、この微妙な力
関係によって、ピストン32は、図の状態からピストン
ロッド39を右方へ押して、更に移動することができな
い。このため、バルブが中間開度に保たれることにな
る。
FIG. 6 shows a state in which the valve has reached an intermediate opening. The electromagnetic switching valve 42 is switched from the state of FIG. 5, and the pressure fluid from the pressure fluid supply source 41 is sent to the cylinder chamber 43. The piston 32 is pushed to the right, and the piston 33 moves to the right until it abuts the piston rod 39 while discharging the fluid in the cylinder chamber 40 to the outside. The pressure fluid continues to act on the cylinder chamber 51. In this state, the cylinder chamber 4
Since 3 and 51 have the same pressure, the force that pushes the piston 32 to the right by the pressure fluid is more to the right from the piston 38 of the piston rod 39 than the force that pushes the piston 38 to the left due to fluid pressure. It is large by the force obtained by multiplying the cross-sectional area of the protruding portion 39a by the pressure of the pressure fluid. Therefore,
If there is no resistance to these moving parts, these moving parts will move to the right. In reality, the double-acting cylinder device 31 consumes much of the output to move the pistons 32 and 33, the motion conversion device 35, and the valve, and the force that pushes the piston rod 39 to the right is Even if the force obtained by multiplying the pressure receiving area of the piston 32 by the pressure of the pressure fluid is large, it is only 75%. On the other hand, the cylinder device 37 for the intermediate opening degree is also smaller than the force obtained by multiplying the pressure receiving area of the piston 38 by the pressure of the pressure fluid due to the frictional resistance of the moving portion, but even if it is small, it is 90%. Due to the force relationship, the piston 32 cannot push the piston rod 39 to the right and move further from the state shown in the figure. Therefore, the valve is maintained at the intermediate opening degree.

【0007】図4乃至図6に示したアクチュエータは、
以上説明したような複作動型二段開閉式ロータリアクチ
ュエータであるが、上記したように中間での停止が微妙
な作用によるもので不安定であること、及び中間開度用
のシリンダ装置37が複作動用のシリンダ装置31の外
方に設けられていて、アクチュエータ全体が極めて長く
なっており、しかも、出力軸36に対して左右が均衡し
ていない問題点を有しており、更に、このアクチュエー
タでは作動ごとに中間開度用のシリンダ装置37でも圧
力流体を消費するので、圧力流体の消費量が大きく、こ
れのための設備費用及び運転費用が高くなる欠点を有し
ている。
The actuator shown in FIGS. 4 to 6 is
The double-acting two-stage opening / closing rotary actuator as described above is unstable due to the delicate action of the intermediate stop as described above, and the cylinder device 37 for the intermediate opening has a double action. Since the actuator is provided outside the operating cylinder device 31, the entire actuator is extremely long, and there is a problem that the left and right are not balanced with respect to the output shaft 36. However, since the cylinder unit 37 for intermediate opening consumes the pressure fluid for each operation, the consumption amount of the pressure fluid is large, and there is a drawback that the equipment cost and the operating cost therefor are increased.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
に従来の複作動型ロータリアクチュエータが中間開度に
することができないこと、及び中間開度にすることがで
きる複作動型二段開閉式ロータリアクチュエータが極め
て長い形状で左右の均衡がとれておらず、中間開度での
停止が不安定であり、圧力流体の消費量が大きいことな
どの課題を解決した優れた複作動型二段開閉式アクチュ
エータを提供するためものものである。
SUMMARY OF THE INVENTION As described above, the present invention is directed to the fact that the conventional double-acting rotary actuator cannot have an intermediate opening, and the double-acting two-stage opening / closing capable of having an intermediate opening. Type double-acting two-stage rotary actuator that solves problems such as extremely long shape, unbalanced left and right, unstable stop at intermediate opening, large consumption of pressure fluid, etc. The purpose of the present invention is to provide an opening / closing actuator.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、複作動型二段開閉式アクチュエータを
次のように構成した。ピストンロッドの往復運動を出力
軸の回転運動に変換させる運動変換機構の一方の側に、
ピストンロッドに固定した小径ピストンの両側に交互に
圧力流体を作用させて、ピストンロッドを往復運動させ
る複作動型のシリンダ装置を接続し、この運動変換機構
の他方の側に内断面積が上記シリンダ装置の内断面積の
ほぼ2倍であるシリンダ機構を接続し、この大径ピスト
ンの中心穴にピストンロッドを貫通し、かつ、大径ピス
トンに圧力流体を作用させて、ピストンロッドをそのス
トロークの一定距離だけ移動させ、この状態でシリンダ
装置によって、ピストンロッドを残余のストロークを往
復運動させることができ、大径ピストンに圧力流体が作
用していない状態で、シリンダ装置によって、ピストン
ロッドをその全ストロークを往復運動させることができ
るように二段開閉式に構成した。
In order to solve the above problems, the present invention has a double-acting two-stage open / close type actuator configured as follows. On one side of the motion conversion mechanism that converts the reciprocating motion of the piston rod into the rotary motion of the output shaft,
A small-diameter piston fixed to the piston rod is connected to a double-acting cylinder device that alternately applies a pressure fluid to the piston rod to reciprocate the piston rod. A cylinder mechanism that is approximately twice the inner cross-sectional area of the device is connected, the piston rod penetrates the center hole of this large-diameter piston, and the pressurized fluid acts on the large-diameter piston to move the piston rod After moving a fixed distance, the cylinder device can reciprocate the rest of the stroke in this state, and the cylinder device moves the piston rod to its full stroke with no pressure fluid acting on the large diameter piston. It has a two-stage open / close type so that the stroke can be reciprocated.

【0010】この場合、シリンダ装置及びシリンダ機構
にピストンロッドの往復運動のストロークの両端の位置
を調節するストッパ装置を設け、シリンダ機構に大径ピ
ストンが移動する距離を調節するストッパ装置を設ける
のが好ましい。
In this case, the cylinder device and the cylinder mechanism are provided with stopper devices for adjusting the positions of both ends of the stroke of the reciprocating motion of the piston rod, and the cylinder mechanism is provided with stopper devices for adjusting the moving distance of the large diameter piston. preferable.

【0011】[0011]

【作用】本発明は上述のように構成したから、シリンダ
装置の小径ピストンより運動変換機構に近い側のシリン
ダ室に圧力流体が送入されている閉弁状態において、シ
リンダ機構の大径ピストンより運動変換機構に近い側の
シリンダ室に圧力流体を送入すると、シリンダ機構の内
断面積がシリンダ装置の内断面積のほぼ2倍であって、
シリンダ機構の方が出力が大きいので、大径ピストンが
移動し、ピストンロッドの抜止め係止部を押して、ピス
トンロッドをシリンダ機構の方へ移動可能な一定距離だ
け移動し、バルブを中間の開度にする。この間、シリン
ダの小径ピストンより運動変換機構に近い側のシリンダ
室内の圧力流体は、外部に放出されないで圧力流体の配
管系に戻されるようにすることができる。
Since the present invention is configured as described above, in the closed state in which the pressure fluid is fed into the cylinder chamber on the side closer to the motion conversion mechanism than the small diameter piston of the cylinder device, the large diameter piston of the cylinder mechanism is operated. When the pressure fluid is fed into the cylinder chamber on the side closer to the motion conversion mechanism, the inner cross-sectional area of the cylinder mechanism is almost twice the inner cross-sectional area of the cylinder device,
Since the cylinder mechanism has a larger output, the large-diameter piston moves, pushes the retaining lock of the piston rod, moves the piston rod toward the cylinder mechanism by a certain distance, and opens the valve in the middle. Every time. During this time, the pressure fluid in the cylinder chamber on the side closer to the motion converting mechanism than the small diameter piston of the cylinder can be returned to the piping system of the pressure fluid without being discharged to the outside.

【0012】次いで、シリンダ装置への圧力流体の接続
を小径ピストンの反対側へ切替ると、小径ピストンがピ
ストンロッドを大径ピストンの中心穴を滑らせ、残余の
ストロークを移動し、バルブを全開状態にする。この
間、シリンダの小径ピストンより運動変換機構に近い側
のシリンダ室内の圧力流体は、外部に放出される。
Next, when the connection of the pressure fluid to the cylinder device is switched to the opposite side of the small diameter piston, the small diameter piston slides the piston rod through the center hole of the large diameter piston, moves the remaining stroke, and fully opens the valve. Put in a state. During this time, the pressure fluid in the cylinder chamber on the side closer to the motion conversion mechanism than the small diameter piston of the cylinder is discharged to the outside.

【0013】次に、シリンダ装置への圧力流体の接続を
小径ピストンの反対側(運動変換機構に近い側)へ切替
ると、小径ピストンがピストンロッドの抜止め係止部が
先に一定距離だけ移動した大径ピストンに係止するまで
移動して、バルブを中間開度にする。更に、シリンダ機
構の圧力流体を外部に放出するようにすると、小径ピス
トンがピストンロッドを抜止め係止部が大径ピストンを
押しながら、バルブが全閉状態になるまで移動させる。
なお、小径ピストンの閉弁ストロークの間、シリンダ装
置の小径ピストンより運動変換機構に遠い側のシリンダ
室内の圧力流体は、外部に放出される。
Next, when the connection of the pressure fluid to the cylinder device is switched to the opposite side of the small diameter piston (the side close to the motion conversion mechanism), the small diameter piston has the piston rod retaining locking portion first for a certain distance. The valve moves to an intermediate opening by moving until it moves to the large-diameter piston that has moved. Further, when the pressure fluid of the cylinder mechanism is discharged to the outside, the small-diameter piston holds the piston rod and the locking portion pushes the large-diameter piston to move the valve until the valve is fully closed.
During the valve closing stroke of the small diameter piston, the pressure fluid in the cylinder chamber on the side farther from the motion converting mechanism than the small diameter piston of the cylinder device is discharged to the outside.

【0014】以上に、この複作動型二段開閉式アクチュ
エータが二段で開弁し、二段で閉弁する場合の作用を説
明したが、中間開度の前と後を連続させて、一段開二段
閉や二段開一段閉にすることもでき、また、シリンダ機
構に圧力流体を送入しないでシリンダ装置だけで、一段
開一段閉にすることもできる。
The operation of the double-acting two-stage open / close type actuator that opens in two stages and closes in two stages has been described above. It is also possible to open and close in two stages or open in two stages and close in one stage, and it is also possible to perform one-stage opening and one-stage closing only by the cylinder device without feeding pressure fluid to the cylinder mechanism.

【0015】このアクチュエータは、運動変換機構の一
方の側に複作動型のシリンダ装置を設け、他方の側に中
間開度のためのシリンダ機構を設けることによって均衡
のとれた形状になり、シリンダ機構の内断面積をシリン
ダの内断面積のほぼ2倍にすることによって、ストロー
ク全体を通して出力にほとんど変化がなく、また、中間
開度では両側のシリンダ装置及びシリンダ機構が反対方
向にピストンロッドを引き合っていて、しかもピストン
ロッドは、シリンダ機構によって一定距離だけ移動させ
られた状態で止められていて、極めて安定した状態にな
っている。
This actuator has a balanced shape by providing a double-acting cylinder device on one side of the motion converting mechanism and a cylinder mechanism for intermediate opening on the other side. By making the inner cross-sectional area of the cylinder almost twice as large as the inner cross-sectional area of the cylinder, there is almost no change in the output throughout the stroke, and at the intermediate opening, the cylinder device and cylinder mechanism on both sides pull the piston rods in opposite directions. In addition, the piston rod is stopped in a state of being moved by a certain distance by the cylinder mechanism, and is in an extremely stable state.

【0016】更に、このアクチュエータは、前に述べた
ように閉弁状態から中間開度まで回転する時に、シリン
ダ装置から排出された圧力流体が外部に放出されないで
圧力流体の配管系に戻すことができるので、全体を通し
て圧力流体の消費量が少ない。このため、この分、圧力
流体のための設備費用と運転費用を軽減することができ
る。
Further, as described above, this actuator can return the pressure fluid discharged from the cylinder device to the piping system of the pressure fluid without being discharged to the outside when rotating from the closed state to the intermediate opening degree. Therefore, consumption of the pressure fluid is small throughout. Therefore, the facility cost and the operating cost for the pressure fluid can be reduced accordingly.

【0017】[0017]

【実施例】図1は、図2及び図3は、本発明の複作動型
二段開閉式アクチュエータの一実施例を示す断面図であ
って、これらの3つの図面は、説明のために同じものの
異なった状態を示したものである。なお、これらの図の
交差ハッチングを施した部分は、加圧状態になっている
部分である。図1乃至図3において、1は複作動型二段
開閉式アクチュエータ、2はピストンロッド、3は出力
軸で、4はピストンロッド2の往復運動を出力軸3の回
転運動に変換する運動変換機構である。5は運動変換機
構の一方の側に接続されたシリンダ装置、6は小径ピス
トンで、小径ピストンはピストンロッド2の一方の側に
固定されていて、この小径ピストンの両側に交互に圧力
流体を作用させて移動させ、ピストンロッド2を往復運
動させる。
1 and 2 are sectional views showing an embodiment of a double-acting two-stage open / close type actuator of the present invention, and these three drawings are the same for explanation. It shows different states. The cross-hatched portions in these figures are the portions in the pressurized state. 1 to 3, 1 is a double-acting two-stage opening / closing actuator, 2 is a piston rod, 3 is an output shaft, and 4 is a motion conversion mechanism for converting reciprocating motion of the piston rod 2 into rotational motion of the output shaft 3. Is. Reference numeral 5 is a cylinder device connected to one side of the motion converting mechanism, 6 is a small diameter piston, and the small diameter piston is fixed to one side of the piston rod 2, and the pressure fluid is alternately applied to both sides of the small diameter piston. Then, the piston rod 2 is reciprocated.

【0018】7は運動変換機構4の他方の側に接続され
たシリンダ機構、8はその大径ピストンで、シリンダ機
構7の内断面積は、シリンダ装置5の内断面積のほぼ2
倍であり、大径ピストン8の中心穴8aをピストンロッ
ド2が貫通し、その先に抜止め係止部9が形成されてい
て、大径ピストン8の運動変換機構4に近い側のシリン
ダ室10に圧力流体を作用させて大径ピストン8を左方
へ移動させ、大径ピストン8が抜止め係止部9を押し
て、大径ピストン8がストッパ11に当接するまでピス
トンロッド2を左方へ移動させることができる。
Reference numeral 7 is a cylinder mechanism connected to the other side of the motion converting mechanism 4, 8 is a large-diameter piston thereof, and the inner cross-sectional area of the cylinder mechanism 7 is almost 2 times the inner cross-sectional area of the cylinder device 5.
The cylinder chamber on the side close to the motion conversion mechanism 4 of the large-diameter piston 8 has the piston rod 2 penetrating the center hole 8a of the large-diameter piston 8 and the retaining locking portion 9 formed at the tip thereof. The large-diameter piston 8 is moved to the left by applying pressure fluid to the large-diameter piston 10, the large-diameter piston 8 pushes the retaining locking portion 9, and the piston rod 2 is moved to the left until the large-diameter piston 8 contacts the stopper 11. Can be moved to.

【0019】この状態でピストンロッド2は、シリンダ
装置5の作用によって左方へ、また右方へ残余のストロ
ークを往復運動することができる。また、シリンダ機構
7に圧力流体が送入されないで、大径ピストン8に圧力
流体が作用していない状態で、ピストンロッド2は、シ
リンダ装置の作用によって全ストロークを往復運動する
ことができる。
In this state, the piston rod 2 can reciprocate the remaining stroke to the left and to the right by the action of the cylinder device 5. Further, the piston rod 2 can reciprocate the entire stroke by the action of the cylinder device in the state where the pressure fluid is not fed into the cylinder mechanism 7 and the pressure fluid is not acting on the large diameter piston 8.

【0020】シリンダ装置5に取付けられたボルト12
とナット13は、ピストンロッド2の往復運動のストロ
ークの右端の位置を調節するストッパ装置14であっ
て、シリンダ機構7に図に示したように、ストッパ11
とキャップ15を介して取付けられたボルト16とナッ
ト17は、ピストンロッド2の往復運動のストロークの
左端の位置を調節するストッパ装置18である。また、
ストッパ11は、シリンダ機構7に取付けられた大径ピ
ストン8の移動する距離を調節するストッパ装置19で
ある。
Bolts 12 attached to the cylinder device 5
The nut 13 and the nut 13 are a stopper device 14 that adjusts the position of the right end of the stroke of the reciprocating motion of the piston rod 2, and as shown in the figure, the stopper 11
The bolt 16 and the nut 17 attached via the cap 15 and the cap 15 are a stopper device 18 for adjusting the position of the left end of the stroke of the reciprocating motion of the piston rod 2. Also,
The stopper 11 is a stopper device 19 that adjusts the moving distance of the large-diameter piston 8 attached to the cylinder mechanism 7.

【0021】次に、図1乃至図3に基づいて、複作動型
二段開閉式アクチュエータ1の作用を説明する。図1は
バルブが全閉になった時の状態を示しており、シリンダ
装置5の小径ピストン6より左側のシリンダ室20に圧
力流体供給源21から電磁切替えバルブ22を通って送
られた圧力流体が流入して、小径ピストン6を右方へ移
動させ、ピストンロッド2、運動変換機構4及び出力軸
3を介して、バルブを全閉にしている。
Next, the operation of the double-acting two-stage open / close type actuator 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a state in which the valve is fully closed. The pressure fluid sent from the pressure fluid supply source 21 to the cylinder chamber 20 on the left side of the small diameter piston 6 of the cylinder device 5 through the electromagnetic switching valve 22. Flows in to move the small-diameter piston 6 to the right, and the valve is fully closed via the piston rod 2, the motion conversion mechanism 4, and the output shaft 3.

【0022】この状態で電磁切替えバルブ23を図2に
示したようにして、圧力流体をシリンダ室10に送入す
ると、シリンダ機構7の内断面積がシリンダ装置の内断
面積のほぼ2倍であって、シリンダ機構7の方の出力が
大きいので、大径ピストン8が左方へ移動し、ピストン
ロッド2の抜止め係止部9を押してピストンロッド2を
大径ピストン8がストッパ11に当接するまで移動さ
せ、ピストンロッド2、運動変換機構4及び出力軸3を
介して、バルブを中間開度にする。図2は、このように
してバルブが中間開度になった時の状態を示したもので
ある。図1の状態から図2の状態になる間、シリンダ室
20内の圧力流体は外部に放出されないで、電磁切替え
バルブ22、次いで、電磁切替えバルブ23を経てシリ
ンダ室10に流れる。
In this state, when the electromagnetic switching valve 23 is moved to the cylinder chamber 10 as shown in FIG. 2, the inner cross-sectional area of the cylinder mechanism 7 becomes almost twice the inner cross-sectional area of the cylinder device. Since the output of the cylinder mechanism 7 is larger, the large-diameter piston 8 moves to the left and pushes the retaining lock 9 of the piston rod 2 to push the piston rod 2 into contact with the stopper 11. The valve is set to an intermediate opening degree via the piston rod 2, the motion conversion mechanism 4, and the output shaft 3 until the valve is brought into contact with the valve. FIG. 2 shows a state when the valve has an intermediate opening degree in this way. While the state of FIG. 1 is changed to the state of FIG. 2, the pressure fluid in the cylinder chamber 20 is not discharged to the outside, but flows into the cylinder chamber 10 via the electromagnetic switching valve 22 and then the electromagnetic switching valve 23.

【0023】次いで、電磁切替えバルブ22を図3に示
したようにして、圧力流体をシリンダ装置5のピストン
小径6より右側のシリンダ室24に送入すると、小径ピ
ストン6がピストンロッド2を大径ピストン8の中心穴
8aを滑らせて残余のストロークをピストンロッド2が
ボルト16に当接するまで移動し、バルブを全開にす
る。図3は、このようにしてバルブが全開になった状態
を示したものである。なお、図2の状態から図3の状態
になる間、シリンダ室20内の圧力流体が電磁切替えバ
ルブ22を経て外部に放出される。
Next, when the pressure fluid is fed into the cylinder chamber 24 on the right side of the piston small diameter 6 of the cylinder device 5 as shown in FIG. 3 by the electromagnetic switching valve 22, the small diameter piston 6 causes the piston rod 2 to have a large diameter. The center hole 8a of the piston 8 is slid to move the remaining stroke until the piston rod 2 contacts the bolt 16 to fully open the valve. FIG. 3 shows a state in which the valve is fully opened in this way. Note that the pressure fluid in the cylinder chamber 20 is discharged to the outside through the electromagnetic switching valve 22 while the state of FIG. 2 is changed to the state of FIG.

【0024】次に、電磁切替えバルブ22を図2に示し
たようにして、圧力流体をシリンダ室20に送入する
と、小径ピストン6が図2に示したように、抜止め係止
部9で大径ピストン8に当接するまで右方へ移動し、ピ
ストンロッド2、運動変換機構4及び出力軸3を介し
て、バルブを再び中間開度にする。この時の状態は、図
2と同じである。なお、図3の状態から図2の状態にな
る間、シリンダ室24内の圧力流体が電磁切替えバルブ
22を経て外部へ放出される。
Next, when the pressure switching fluid is fed into the cylinder chamber 20 by setting the electromagnetic switching valve 22 as shown in FIG. 2, the small diameter piston 6 is moved by the retaining locking portion 9 as shown in FIG. It moves to the right until it comes into contact with the large-diameter piston 8, and the valve is returned to the intermediate opening degree via the piston rod 2, the motion conversion mechanism 4, and the output shaft 3. The state at this time is the same as that in FIG. During the transition from the state of FIG. 3 to the state of FIG. 2, the pressure fluid in the cylinder chamber 24 is discharged to the outside through the electromagnetic switching valve 22.

【0025】次に、電磁切替えバルブ23を図1に示し
たようすると、シリンダ機構のシリンダ室10内の圧力
流体が電磁切替えバルブ23を経て外部に放出され、小
径ピストン6がシリンダ室20内の圧力流体に押され
て、右方へピストンロッド2がボルト12に当接するま
で抜止め係止部9で大径ピストン8を右方へ押しながら
移動して、バルブを全閉にする。この時の状態は、大径
ピストン8の位置が僅か異なるが、図1に示したような
状態になる。図2の状態から図1の状態になる間、シリ
ンダ室24内の流体は、引き続き電磁切替えバルブ22
を経て外部へ放出される。
Next, when the electromagnetic switching valve 23 is as shown in FIG. 1, the pressure fluid in the cylinder chamber 10 of the cylinder mechanism is discharged to the outside through the electromagnetic switching valve 23, and the small diameter piston 6 is stored in the cylinder chamber 20. The valve is fully closed by being pushed by the pressurized fluid and moving to the right while pushing the large-diameter piston 8 to the right with the retaining locking portion 9 until the piston rod 2 contacts the bolt 12. At this time, the position of the large-diameter piston 8 is slightly different, but the state is as shown in FIG. While the state in FIG. 2 is changed to the state in FIG.
Is released to the outside via

【0026】以上に、この複作動型二段開閉式アクチュ
エータがバルブを中間開度と全開へ二段で開弁し、中間
開度と全閉へ二段で閉弁する作用を説明したが、図2に
示した中間開度の状態の前後を連続させて、一段で開弁
し二段で閉弁したり、二段で開弁し一段で閉弁したりす
ることができ、また、電磁切替えバルブ23を図1に示
した状態にしたままで、シリンダ装置5への圧力流体の
送入を電磁切替えバルブ22によって切替えて、一段で
開弁し一段で閉弁することもできる。
The operation of the double-acting two-stage open / close type actuator for opening the valve in two stages, the intermediate opening and the full opening, and the two-stage closing to the intermediate opening and the full closing, has been described above. The valve can be opened in one stage and closed in two stages, or can be opened in two stages and closed in one stage by continuously connecting before and after the state of the intermediate opening shown in FIG. It is also possible to open the valve in one stage and close the valve in one stage by switching the feeding of the pressure fluid to the cylinder device 5 by the electromagnetic switching valve 22 while keeping the switching valve 23 in the state shown in FIG.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上に既に述べたように、本発明の複作
動型二段開閉式アクチュエータは、運動変換機構を中心
にして、一側にシリンダ装置を他側にシリンダ機構を設
けたので、均衡のとれた形状であり、シリンダ機構の内
断面積をシリンダ装置の内断装置の2倍にしたので、ス
トローク全体を通して出力がほとんど変化せず、中間開
度では両方のシリンダ装置及びシリンダ機構がピストン
ロッドを引き合っており、シリンダ機構によって一定距
離だけ移動させられた状態で止められていて、極めて安
定した状態になっている。更に大きな効果は、閉弁状態
から中間開度になる間に、シリンダ装置から排出される
圧力流体が外部に放出されないで、圧力流体の配管系に
戻すことができるので圧力流体の消費量が少なく、この
分、圧力流体のための設備費用と運転費用を軽減するこ
とができることである。
As described above, the double-acting two-stage open / close type actuator of the present invention is provided with the cylinder device on one side and the cylinder mechanism on the other side around the motion conversion mechanism. Since it has a balanced shape, and the inner cross-sectional area of the cylinder mechanism is twice as large as that of the internal cutting device of the cylinder device, the output hardly changes throughout the stroke, and both cylinder devices and the cylinder mechanism do not change at the intermediate opening. The piston rods are attracted to each other, and are stopped in a state where they are moved by a certain distance by the cylinder mechanism, and are in an extremely stable state. An even greater effect is that the pressure fluid discharged from the cylinder device is not discharged to the outside during the period from the valve closed state to the intermediate opening degree, and can be returned to the piping system of the pressure fluid, so the consumption amount of the pressure fluid is small. That is, the facility cost and operating cost for the pressure fluid can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の複作動型二段開閉式アクチュエータの
一実施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a double-acting two-stage open / close type actuator of the present invention.

【図2】図1のバルブを中間開度にした時の状態を示し
た断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state when the valve of FIG. 1 is set to an intermediate opening degree.

【図3】図1のバルブを全開にした時の状態を示した断
面図である。
3 is a cross-sectional view showing a state in which the valve of FIG. 1 is fully opened.

【図4】従来の複作動型二段開閉式ロータリアクチュエ
ータの一例を示す縦断面図である。
FIG. 4 is a vertical sectional view showing an example of a conventional double-acting two-stage open / close rotary actuator.

【図5】図4のバルブを中間開度にした時の状態を示し
た断面図である。
5 is a sectional view showing a state when the valve of FIG. 4 is set to an intermediate opening degree.

【図6】図4のバルブを全開にした時の状態を示した断
面図である。
6 is a cross-sectional view showing a state where the valve of FIG. 4 is fully opened.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 複作動型二段開閉式アクチュエータ 2 ピストンロッド 3 出力軸 4 運動変換機構 5 シリンダ装置 6 小径ピストン 7 シリンダ機構 8 大径ピストン 8a 中心穴 9 抜止め係止部 14、18、19 ストッパ装置 1 Double-acting two-stage open / close actuator 2 Piston rod 3 Output shaft 4 Motion conversion mechanism 5 Cylinder device 6 Small diameter piston 7 Cylinder mechanism 8 Large diameter piston 8a Center hole 9 Detent locking part 14, 18, 19 Stopper device

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ピストンロッドの往復運動を出力軸の回
転運動に変換させる運動変換機構の一方の側に、ピスト
ンロッドに固定した小径ピストンの両側に交互に圧力流
体を作用させて、ピストンロッドを往復運動させる複作
動型のシリンダ装置を接続し、この運動変換機構の他方
の側に内断面積が上記シリンダ装置の内断面積のほぼ2
倍であるシリンダ機構を接続し、この大径ピストンの中
心穴にピストンロッドを貫通し、かつ、大径ピストンに
圧力流体を作用させて、ピストンロッドをそのストロー
クの一定距離だけ移動させ、この状態でシリンダ装置に
よって、ピストンロッドを残余のストロークを往復運動
させることができ、大径ピストンに圧力流体が作用して
いない状態で、シリンダ装置によってピストンロッドを
その全ストロークを往復運動させることができるように
二段開閉式に構成したことを特徴とする複作動型二段開
閉式アクチュエータ。
1. A piston rod is operated by alternately applying a pressure fluid to both sides of a small-diameter piston fixed to the piston rod, on one side of a motion converting mechanism that converts the reciprocating motion of the piston rod into the rotary motion of the output shaft. A double-acting cylinder device for reciprocating motion is connected, and the inner cross-sectional area of the other side of this motion conversion mechanism is approximately 2 times the inner cross-sectional area of the cylinder device.
Double the cylinder mechanism, connect the piston rod through the center hole of this large-diameter piston, and apply pressure fluid to the large-diameter piston to move the piston rod a certain distance of its stroke. With the cylinder device, the piston rod can reciprocate the rest of the stroke, and the cylinder device can reciprocate the entire stroke of the piston rod with no pressure fluid acting on the large diameter piston. A double-acting two-stage open / close type actuator characterized by being configured as a two-stage open / close type.
【請求項2】 シリンダ装置及びシリンダ機構にピスト
ンロッドの往復運動のストロークの両端の位置を調節す
るストッパ装置を設け、シリンダ機構に大径ピストンが
移動する距離を調節するストッパ装置を設けたことを特
徴とする請求項1記載の複作動型二段開閉式アクチュエ
ータ。
2. The cylinder device and the cylinder mechanism are provided with stopper devices for adjusting the positions of both ends of the stroke of the reciprocating motion of the piston rod, and the cylinder mechanism is provided with stopper devices for adjusting the moving distance of the large diameter piston. The double-acting two-stage open / close type actuator according to claim 1.
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