JPH0756253B2 - 超低速高トルクアクチユエータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は超低速度で高トルクが得られるアクチユエータ
に関するものである。

従来技術： 低速度で高トルクが得られる駆動機として一般に知られ
ているものの１つに油圧モータがある。

この油圧モータは構造的に複雑なものが多く、例えばラ
ジアルプランジヤ型モータ、ロータリーラジアルプラン
ジヤー型モータ等がある。この構造のものは内部に圧油
を在しているため、圧油の漏れを防ぐためのシール構造
が複雑となる。

また、高トルクを得る他のものとしては電動機に減速比
の大きい減速機を連結し、回転数を減速して高トルクを
得ている。又、低速を必要とするものも同じ手段を用い
ていた。

発明が解決しようとする課題： 油圧モータにおいては、構造が複雑であることはもちろ
んのこと、圧油の漏れを防ぐためのシール構造に問題が
あり、確実な密閉状態を保つてあつても時間が経過する
につれ、油の漏洩が度度起つた。そのため漏れを未然に
防ぐための保守管理が必要となり工数がかさむと共に保
守管理を行う時間及び人件費のロスとなつた。又、油圧
モータにて高トルクを得るには大型の油圧ユニツトが必
要である。

また、電動機を用いて超低速あるいは高トルクを得るに
は減速比の大きい減速機を用いて減速しなくてはなら
ず、減速時伝達効率が落ちる難点があると共に減速機の
複雑化がある。そして電動機と減速機とは連結して使用
しなくてはならないので、全体構造として大型化し設置
箇所が狭くて取り付け不可能ということもあり、騒音も
激しいものが多い等多くの問題点があつた。

課題を解決するための手段： 本発明は、上記したような問題点を解決するためになさ
れたもので、主要部を乾式構造にしてあるため油漏れの
難点を一切なくし、さらに構造を簡略化し得る構成とな
つている。

すなわち、トルクアクチユエータにおいて、出力軸には
伝達車を被嵌定着し、その外周部に複数個の保持片を等
間隔に設けた伝達機構と、 伝達車と同心円状に設けた所要内径の駆動外輪に複数の
往復作動機をピン連結した駆動機構と、 上記伝達機構の保持片と駆動機構の駆動外輪との間隙
に、両者に当接する伝達ローラをそれぞれ設け、 さらに、ケーシングの腹板を貫通し両端に歯車を有する
連結軸を設け、その外側の歯車近傍には、この歯車と離
合可能な正逆作動部を取り付け、内側の歯車は伝達車に
支持された内歯車とかみ合い、この内歯車の所定方向へ
の回動により伝達車に取り付けた押え棒を有する保持部
を反転する逆転機構を設け、 これらの機構により構成した複数の動力伝達装置を各背
面が接するように出力軸に串差し状に被嵌定着したもの
で、この動力伝達装置はケーシングにて収納してあり、
各往復作動機、例えばこれを駆動シリンダとした場合は
油圧ユニツトから圧油の配管がされており、油圧制御機
構によつてコントロールされる。

発明の作用： 超低速高トルクアクチユエータの出力軸は、例えば反時
計方向に連続回転するのは、油圧ユニツトから送られた
圧油が１対の駆動シリンダに同時に送られ、一方の駆動
シリンダのピストンロツドが前進し、他方の駆動シリン
ダのピストンロツドは後退する。このピストンロツドの
進退作動は同期する。これにより駆動外輪は一定角度回
動する。このとき駆動外輪と保持片との両者に当接して
いる伝達ローラは、駆動外輪との摩擦力により、保持片
の中央凹所位置から回動方向の狭搾部に向つてわずかに
回動する。このことにより伝達ローラは保持片と駆動外
輪との隙間に食い込んだ状態となつて回動不能となり、
駆動外輪に与えた回動力は出力軸に伝達され出力軸は回
動する。そして各駆動シリンダのピストンロツドの進退
を逆転作動することにより駆動外輪は元の位置に戻り、
伝達ローラは狭搾部から解放され元の位置に戻つてその
位置で空回りする。この伝達ローラは押え棒によつて押
し勝手となつているため伝達ローラが保持片の中央凹所
から戻り方向に移動することはない。

次に、出力軸に、この動力伝達装置と背中合わせに被嵌
した後方の動力伝達装置の作動は、上記動力伝達装置が
戻り状態にあるとき伝達状態となり、この作動を所要角
度においてオーバーラツプした状態で交互に繰り返すこ
とにより出力軸は連続回転するのである。なお、後方の
動力伝達装置に設けてある保持部の倒れ方向は出力軸に
同方向の回転力が発揮できる側に傾倒してあることはい
うまでもない。

出力軸に間欠回転力を与えるには、出力軸に被嵌した動
力伝達装置のうち、何れか１つを回動させるか、あるい
は前後の動力伝達装置を同周期回動させればよい。

出力軸を時計方向に回転するには、ケーシングの腹板に
取り付けた正逆作動部の流体圧シリンダのピストンロツ
ドを後退させることにより、通常時外れていた歯車部は
かみ合い、別の流体圧シリンダのピストンロツドを前進
することによりこの歯車は回転し、これと連結状態とな
つている内歯車は回動して保持部を反転させ、保持部の
押え棒は隣り合つた伝達ローラに当接する。このことに
より駆動シリンダの進退作動を変えることなく出力軸の
回転方向を逆回転することができる。

実施例： 以下、本発明の１実施例を図面に基づいて詳記すれば次
のとおりである。

第１図ないし第４図に示すように、超低速高トルクアク
チユエータは、出力軸（２）に被嵌定着した伝達車（1
1）の外周縁に複数個の保持片（15）を等間隔に設けた
伝達機構（10）と、伝達車（11）と同心円状に設けた所
要内径の駆動外輪（21）に１対の駆動シリンダ（22）
（23）をピン連結した駆動機構（20）と、ケーシング
（４）の腹板（５）を貫通し両端に歯車（33）（34）を
有する連結軸（32）を設け、その外側の歯車（33）近傍
の腹板（５）には、この歯車（33）と離合可能な正逆作
動部（31）を取り付け、内側の歯車（34）は伝達車（1
1）に支持されている内歯車（42）とかみ合い、この内
歯車（42）を所定方向に回動することにより伝達車（1
1）に取り付けた押え棒（46）を有する保持部（43）を
反転する逆転機構（30）とが設けてあり、上記した伝達
機構（10）の保持片（15）と駆動機構（20）の駆動外輪
（21）との間隙には両者に当接する伝達ローラ（３）を
それぞれ配した構成とした動力伝達装置（１）（１）を
出力軸（２）に背中合わせに被嵌定着してある。

伝達機構（10）は、出力軸（２）に伝達車（11）を被嵌
定着してあり、伝達車（11）の外周縁には等間隔にて複
数個所に溝（12）が軸心方向に切欠いてある。この溝
（12）のそれぞれに保持片（15）を嵌め込んであり、こ
の保持片（15）は中央から両端に向つて上り勾配に傾斜
し、溝（12）の深さよりやや背の高い保持片（15）であ
る。（この保持片（15）の上面形状は平坦であつても使
用可能である。） 駆動機構（20）は、伝達車（11）の外周縁から所定間隔
をあけて伝達車（11）と同心円状の駆動外輪（21）を設
け、この駆動外輪（21）の外側左右に取り付けた支持片
（26）と駆動シリンダ（22）（23）のピストンロツド
（24）（25）とはピン連結してあり、この駆動シリンダ
（22）（23）の他端部はケーシング（４）に取り付けた
支持片（27）とピン連結してある。駆動外輪（21）はケ
ーシング（４）の腹板（５）に設けたベアリング（６）
によつて支持してある。そして駆動外輪（21）と伝達車
（11）に設けた保持片（15）との間隙には、両者に当接
する直径の伝達ローラ（３）をそれぞれに配置してあ
る。なお、駆動外輪（21）に設けた駆動シリンダ（22）
（23）は、１対に設けるとは限らず、例えば駆動外輪
（21）に等間隔にて多数化設けてもよく、又駆動シリン
ダ（22）（23）の代りに往復動を発揮できる機構のもの
でもよく、上記実施例にこだわるものではない。

逆転機構（30）は、腹板（５）の適所を貫通した連結軸
（32）の両端に歯車（33）（34）を設け、外側の歯車
（33）は腹板（５）に取り付けた流体圧シリンダ（35）
のピストンロツド（37）に設けたラツク（39）とかみ合
うようにしてあり、内側の歯車（34）は伝達車（11）に
取り付けた内歯車支持体（40）によつて支持されている
内歯車（42）とかみ合うようにしてある。そして上記ラ
ツク（39）と歯車（33）がかみ合い又は離れる作動を行
うため、流体圧シリンダ（35）を固定した保持板（41）
は、腹板（５）に取り付けた別の流体圧シリンダ（36）
のピストンロツド（38）とピン連結してあり、このピス
トンロツド（38）の進退作動により行われる。又、伝達
車（11）のリム（13）に等間隔にて貫挿してある複数個
の軸ピン（44）の両端には、回動自在のアーム（45）を
設け、このアーム（45）間は押え棒（46）を架設してあ
り、この押え棒（46）は伝達ローラ（３）に当接して伝
達ローラ（３）を保持している。そして内歯車（42）に
設けた突起とアーム（45）に設けた突起とには引張りば
ね（47）を係合してあり、内歯車（42）が所定方向に回
動することにより軸ピン（44）を支点としてアーム（4
5）が引張りばね（47）で引つぱられて反転し、押え棒
（46）は隣りの伝達ローラ（３）に当接する。

なお、内歯車（42）は、内歯車（42）の回動角度を制限
する位置決め片（48）を取り付けてあり、この位置決め
片（48）に穿つた窪所（49）に嵌合するピンを有するピ
ンラツチ（50）が伝達車（11）のウエブ（14）に取り付
けてある。

このような各機構で構成した動力伝達装置（１）（１）
を出力軸（２）に背中合わせの状態で被嵌定着し、各シ
リンダは、油圧源から配管（図示省略。）を接続してあ
り、この油圧源からの圧油の送り及び戻り作動は油圧制
御機構により制御されている。

ケーシング（４）は上記動力伝達装置（１）（１）を収
納している。

発明の効果： 上記のように本発明の超低速高トルクアクチユエータ
は、出力軸の回転数を０から任意の回転数まで、駆動シ
リンダの作動を調節するだけでよく、出力軸の間欠回転
及び逆回転も容易に行える。

また、主要部を乾式構造としてあるためシール構造を必
要としないと共に油漏れに対する保守管理を要する部分
が大幅に減少し、駆動シリンダも比較的小型のもので済
み、構造も簡略化してあるので故障も少なく、低コスト
で提供できるのである。さらに、伝達ローラを用いるこ
とにより球体を使用した構造のものと比べて強度がまさ
り高トルクの伝達が可能である。そして油圧ユニツトも
小型のものが使用できるので屋外、屋内を問わず広範囲
の原動機として利用できる等多くの利点を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明超低速高トルクアクチユエータのケーシ
ング前部を取り除いた１部切欠き正面図、第２図は第１
図のII−II断面図、第３図は全体正面図、第４図は出力
軸を逆回転させるときの態様を示す１部切欠き正面図で
ある。 （１）……動力伝達装置、（２）……出力軸 （３）……伝達ローラ、（４）……ケーシング （５）……腹板、（６）……ベアリング （10）……伝達機構、（11）……伝達車 （12）……溝、（13）……リム （14）……ウエブ、（15）……保持片 （20）……駆動機構、（21）……駆動外輪 （22）（23）……駆動シリンダ、（24）（25）（37）
（38）……ピストンロツド （26）（27）……支持片、（30）……逆転機構 （31）……正逆作動部、（32）……連結軸 （33）（34）……歯車、（35）（36）……流体圧シリン
ダ （39）……ラツク、（40）……内歯車支持体 （41）……保持板、（42）……内歯車 （43）……保持部、（44）……軸ピン （45）……アーム、（46）……押え棒 （47）……引張りばね、（48）……位置決め片 （49）……窪所、（50）……ピンラツチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トルクアクチユエータにおいて、出力軸に
   は伝達車を被嵌定着し、その外周部に複数個の保持片を
   等間隔に設けた伝達機構と、 伝達車と同心円状に設けた所要内径の駆動外輪に複数の
   往復作動機をピン連結した駆動機構と、 上記伝達機構の保持片と駆動機構の駆動外輪との間隙
   に、両者に当接する伝達ローラをそれぞれ設け、 さらに、ケーシングの腹板を貫通し両端に歯車を有する
   連結軸を設け、その外側の歯車近傍には、この歯車と離
   合可能な正逆作動部を取り付け、内側の歯車は伝達車に
   支持された内歯車とかみ合い、この内歯車の所定方向へ
   の回動により伝達車に取り付けた押え棒を有する保持部
   を反転する逆転機構を設け、 これらの機構により構成した複数の動力伝達装置を出力
   軸に串差し状に被嵌定着したことを特徴とする超低速高
   トルクアクチユエータ。