JPH074324Y2 - トルクアクチュエータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ考案の目的 ［産業上の利用分野］ 本考案は、疲労試験機等に使用されるベーン式のトルク
アクチュエータに関する。

［従来の技術］ 疲労試験機用のトルクアクチュエータとして、第５図に
示すようなベーン式回動アクチュエータが使用されてい
る。このトルクアクチュエータは、周囲にベーン11が設
けられている回動ピストン５をシリンダ２室内で回動さ
せ、該回動ピストンのスラスト面に突出させたロッド６
から回転力を取り出すようになっている。上記回動ピス
トン５とロッド６からなる回動子７は、回動ピストンの
スラスト面とシリンダカバー３の側壁面およびロッドの
外周面とシリンダカバーの内周面との間に形成される微
小な隙間S₁，S₂，S₃，S₄にできた潤滑油膜によって支持
されている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、上記ロッドとシリンダカバーとの隙間が
左右等しくなるよう加工するのはきわめて困難であり、
実際には例えば第５図（ａ）に示すように隙間の大きさ
に差異があった。このため、隙間の狭い側（左側）の潤
滑油圧力が高くなり、同図（ｂ）に示すように回動ピス
トンが圧力の低い側（右側）に押され、さらに圧力差が
増長されるという現象が生じていた。このように、回動
ピストンが一方のシリンダカバーの側壁面に押し付けら
れた状態となると、押し付けられた側のスラスト面の摩
擦が増加するとともに、同じ側のロッドが潤滑不良とな
り、異常摩耗や焼付きを生じるという問題点があった。
そこで本考案は、ピストンとロッドの摺接部が作動油で
潤滑されて油中で作動するトルクアクチュエータにおい
て、ピストンとシリンダの摺接部のスキマを等しくして
上記問題点を解決するものである。

ロ考案の構成 ［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本考案は次のような構成と
した。

すなわち、本考案にかかるトルクアクチュエータは、外
周部にベーンが設けられている回動ピストンの左右両側
のスラスト面にそれぞれロッドを一体に形成した回動子
をシリンダ室内に収納し、このシリンダ内に圧油を導入
してロッドにトルクを発生させるとともに、前記圧油が
前記スラスト面とロッドの外周面を潤滑し排出されるト
ルクアクチュエータにおいて、前記回動ピストンの左右
のスラスト面と前記ロッドの外周面とが交わるコーナ部
に沿って環状溝を設けるとともに、回動ピストンを挟ん
だ両側の環状溝を連通する油路を穿設したことを特徴と
している。

［作用］ 回動ピストンのスラスト面とロッドの外周面とが交わる
コーナ部に沿って環状溝を設けるとともに、左右両側の
環状溝を連通する油路を設けることにより、回動ピスト
ンのスラスト面およびロッドの外周面とシリンダ内面と
の隙間に介在する潤滑油膜の圧力分布が回動ピストンの
両側で共に等しくなる。そのため、回動ピストンの両ス
ラスト面に充分な潤滑油膜が維持されるとともに、ロッ
ド外周面への潤滑が円滑に行なわれる。

［実施例］ 第１図および第２図は本考案の１例をあらわし、このベ
ーン式回動アクチュエータ１は、シリンダ２とその両側
に一体形成したシリンダカバー３（A,B）とで構成され
る密閉容器状のシリンダ室をそなえている。そしてその
内部には、シリンダ２に嵌合する回動ピストン５の両端
面にロッド６（A,B）を突出させた回動子７が、そのロ
ッドの軸回りに回動自在に収納されている。シリンダ２
の内周面には固定翼10,10が、またピストン２の外周面
には回転翼11,11がそれぞれ設けられており、これら翼
によって４室の小室が形成されている。対向する小室
A₁，A₂および小室B₁，B₂は通孔12（A,B）によって互い
に連通している。そして、小室A₁はサーボ弁14のC₁ポー
トに接続され、小室B₁はC₂ポートにそれぞれ接続されて
いる。また、一方のロッド６（Ａ）の端部には角度検出
器15が取り付けられ、他方のロッド６（Ｂ）の端部には
出力軸が連結されるようになっている。

油圧源から供給された油はＰポートからサーボ弁14に入
り、C₁ポートまたはC₂ポートに送り出される。C₁ポート
に送り出された場合は、小室A₁，A₂に流入し、回動ピス
トン６を第２図における左回りに回転させる。このと
き、小室B₁，B₂内の油はC₂ポートを通ってＲポートから
油圧源に戻る。ピストン６が所定の角度だけ回転する
と、角度検出器15からの信号によってサーボ弁14が切り
替わり、回転を停止させる。逆にC₂ポートに油が送り出
されると、前記とは油の流れが逆方向になり、ピストン
６を右回りに回転させる。このように、回動ピストンは
６はシリンダ２内で自在に回転し、それによって生じる
トルクがロッド６（Ｒ）からそれに連結した出力軸に取
り出される。

ピストン５のスラスト面とシリンダカバー３の側壁面お
よびロッド６の外周面とシリンダカバー３の内周面とは
微小な隙間S₁，S₂，S₃，S₄を介して隣接するよう構成さ
れ、その隙間にはシリンダ室内の油の一部が流れ込み、
その流れ込んだ油はドレンポートD₁，D₂からドレンに戻
るようになっている。回動子７はこれら隙間に形成され
た潤滑油膜によって保持されている。

この回動アクチュエータ１は、ピストン５のスラスト面
とロッド６の外周面が交わるコーナ部に環状溝16（A,
B）が設けられるとともに、両側の環状溝を連通する油
路として連通穴17が設けられている。このため、第３図
に示すように隙間S₁，S₂における圧力分布および隙間
S₃，S₄における圧力分布が等しくなり、回動ピストン５
がシリンダ２内で一方に片寄らずに保持されるととも
に、両側のロッド６（A,B）に充分な潤滑が行なわれ
る。

なお、上記実施例のように両側の環状溝を連通する油路
をピストン５内に設ける代りに、第４図に示すように、
シリンダカバー３に環状溝16と外部を結ぶ通孔20を設
け、両側の通孔を配管21で接続してもよい。また、上記
実施例では環状溝を回動子側に設けたが、これをシリン
ダカバー側に設けておいてもよい。

ハ考案の効果 以上の説明から明らかなように、本考案にかかるトルク
アクチュエータは、ピストンとシリンダの摺接部のスキ
マが左右で等しくなり、ピストンのスラスト面およびロ
ッドの外周面への潤滑油の回りが適切に行なわれるの
で、ピストンのスラスト面における摩擦が少なく、好ま
しい状態で動作を行なわせることができるとともに、ロ
ッドに充分な潤滑が行なわれるので、焼付等が発生しに
くくなった。

【図面の簡単な説明】 第１図および第２図は本考案の１例であるベーン式回動
アクチュエータの側部断面図と正面断面図、第３図はそ
の要部の圧力分布を示す説明図である。第４図は異なる
実施例の側部断面図である。また第５図（ａ），（ｂ）
は従来のアクチュエータの要部の圧力分布を示す説明図
である。 １…ベーン式回動アクチュエータ、２…シリンダ、３…
シリンダカバー、５…ピストン、６…ロッド、７…回動
子、16…環状溝、17…油路、20…通孔、21…配管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外周部にベーンが設けられている回動ピス
   トンの左右両側のスラスト面にそれぞれロッドを一体に
   形成した回動子をシリンダ室内に収納し、このシリンダ
   内に圧油を導入してロッドにトルクを発生させるととも
   に、前記圧油が前記スラスト面とロッドの外周面を潤滑
   し排出されるトルクアクチュエータにおいて、前記回動
   ピストンの左右のスラスト面と前記ロッドの外周面とが
   交わるコーナ部に沿って環状溝を設けるとともに、回動
   ピストンを挟んだ両側の環状溝を連通する油路を穿設し
   たことを特徴とするトルクアクチュエータ。