JPH08152003A - 回転アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ピストンの往復運動を間欠的回転運動に変換
させる回転形ステッピングアクチュエータにおいて、機
構の耐久性を向上させ、簡単な操作でピストンを移動さ
せるようにする。 【構成】 回転アクチュエータにおいて、シリンダチュ
ーブ１内に出力シャフト２が配設され、その外周にピス
トン25が配設され、出力シャフト２とピストン25とがス
プライン3,32により連結され、ピストン25の外周面にリ
ード溝54,55 がジグザク状態に形成され、シリンダチュ
ーブ１内側に支持されたボール66,67 がリード溝54,55
と係合され、ピストン25の往復運動が出力シャフト２の
間欠的回転運動に変換される。カバー11に形成された筒
状突出部14がシリンダチューブ１内の端部に嵌合され、
筒状突出部14内にラジアルベアリング17が圧入され、略
環状のプレート27が出力シャフト２と回転・摺動自在に
嵌合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ピストンの往復運動を
出力シャフトの間欠的な回転運動に変換する機構を有す
る回転アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ピストンの往復運動を出力シャフ
トの揺動運動に変換するアクチュエータとして、ラック
ピニオン形揺動アクチュエータ、クランク形揺動アクチ
ュエータ、ねじ形揺動アクチュエータが知られている。
（例えば、１９８９年２月２５日、オーム社発行「新版
・油空圧便覧」５００〜５０１頁参照）

【０００３】従来のアクチュエータは、ピストンのスト
ロークに応じて出力シャフトが揺動する機構を備えてお
り、その機構では出力シャフトの回転角度が制限され、
また間欠的回転運動をさせることもできなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ピストンの
往復運動を出力シャフトの間欠的で回転角度に制限のな
い回転運動に変換させる回転アクチュエータ（回転形ス
テッピングアクチュエータ）において、ピストンとカバ
ーとの接触を防ぎ、往復運動を回転運動に変換する機構
の耐久性を向上させ、かつ簡単な操作でピストンを移動
させるようになすことを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を達
成するために、シリンダチューブ(1) 内に出力シャフト
(2) が配設され、出力シャフト(2) の外周に略筒状のピ
ストン(25)が配設され、出力シャフト(2) とピストン(2
5)とがスプライン(3),(32)により連結され、ピストン(2
5)の外周面に２種類のリード溝(54),(55) が交互にジグ
ザク状態に連続して形成され、シリンダチューブ(1) 内
側に支持されたボール(66),(67) がリード溝(54),(55)
と係合され、ピストン(25)の往復運動が出力シャフト
(2) の間欠的回転運動に変換される回転アクチュエータ
において、カバー(11)に一体に形成された筒状突出部(1
4)がシリンダチューブ(1) 内の端部に嵌合され、筒状突
出部(14)内にラジアルベアリング(17)が圧入され、ラジ
アルベアリング(17)によって出力シャフト(2) が回転自
在に軸支され、ピストン(25)とラジアルベアリング(17)
との間の位置で略環状のプレート(27)が出力シャフト
(2) と回転・摺動自在に嵌合され、プレート(27)のラジ
アルベアリング(17)側に形成された小径突起がラジアル
ベアリング(17)の内輪とのみ接触することを技術的手段
とする。また、シリンダチューブ(1) の側部に段付の大
径挿通孔(74)・小径挿通孔(71)が形成され、小径挿通孔
(71)にフランジ付のプランジャガイド(72)の筒状部(73)
が固定され、プランジャガイド(72)の筒状部(73)内にプ
ランジャ(78)が摺動自在に嵌合され、プランジャ(78)の
底部(79)の外面中央に半球状の支持部(80)が形成され、
支持部(80)によってボール(66),(67) が当接、支持さ
れ、プランジャガイド(72)の底部分とプランジャ(78)の
底部(79)との間のスプリング室(90)にスプリング(81)が
介装され、スプリング(81)の弾発力によってボール(6
6),(67) がピストン(25)のリード溝(54),(55) に向けて
付勢されるようになすことができる。そして、プランジ
ャ(78)の底部(79)にはスプリング室(90)と支持部(80)と
を連通させるグリース孔(91)が形成され、スプリング室
(90)内にグリースが貯蔵され、グリースがクリース孔(9
1)を通って徐々に支持部に排出されるようにすると好適
である。そして、シリンダチューブ(1) 内に出力シャフ
ト(2) が配設され、出力シャフト(2) の外周に略筒状の
ピストン(25)が配設され、出力シャフト(2) とピストン
(25)とがスプライン(3),(32)により連結され、ピストン
(25)の外周面に２種類のリード溝(54),(55) が交互にジ
グザク状態に連続して形成され、シリンダチューブ(1)
内側に支持されたボール(66),(67) がリード溝(54),(5
5) と係合され、ピストン(25)の往復運動が出力シャフ
ト(2) の間欠的回転運動に変換される回転アクチュエー
タにおいて、シリンダチューブ(1) の一端側及び他端側
に第１室(49)及び第２室(51)がそれぞれ配設され、２個
のピストンの間に中央室(50)が配設され、２位置４ポー
トの第１電磁弁(83)及び第２電磁弁(84)にはそれぞれポ
ートＡ、ポートＢ、ポートＰ及びポートＲがあり、第１
電磁弁(83)のポートＡ及びポートＢは第１室(49)及び中
央室(50)にそれぞれ連通され、第２電磁弁(84)のポート
Ａは第２室(51)に連通され、第２電磁弁(84)のポートＢ
と第１電磁弁(83)のポートＰとが連通され、第２電磁弁
(84)のポートＰに空気圧源(82)が連通され、第１電磁弁
(83)の操作により一方のピストン(25)が移動され、第２
電磁弁(84)の操作により他方のピストン(26)が移動され
るようにするとよい。

【０００６】

【作用】ピストンを移動させると、その半往復又は１往
復によりピストンを所定の位相角だけ回転させることが
でき、その回転運動をスプラインを介して出力シャフト
に伝動することができる。そして、ピストンの往復運動
を継続させることにより、出力シャフトを間欠的に回転
させることができる。そして、第１電磁弁の操作により
一方のピストンが移動して出力シャフトを一方向に回転
させ、第２電磁弁の操作により他方のピストンが移動し
て出力シャフトを他方向に回転させることができる。

【０００７】

【実施例】図１〜図７は本発明の実施例を示す。シリン
ダチューブ１の一端（図１では左端）に第１カバー11が
装着され、シリンダチューブ１の他端（図１では右端）
に第２カバー12が装着され、第１カバー11及び第２カバ
ー12とシリンダチューブ１とは複数個のボルト13によっ
て固定される。第１カバー11及び第２カバー12にはそれ
ぞれ第１筒状突出部14及び第２筒状突出部15が一体に形
成され、第１筒状突出部14及び第２筒状突出部15の外周
面はシリンダチューブ１の一端側及び他端側の内周面に
それぞれ嵌合される。第１筒状突出部14及び第２筒状突
出部15の外周には環状溝が形成され、この環状溝にシー
ル16が装着され、シール16によって第１筒状突出部14及
び第２筒状突出部15の外周とシリンダチューブ１内周と
の間が密封される。第１筒状突出部14及び第２筒状突出
部15の内周面には第１ベアリング（第１ラジアルベアリ
ング）17及び第２ベアリング（第２ラジアルベアリン
グ）18がそれぞれ圧入され、第１ベアリング17及び第２
ベアリング18によって出力シャフト２の両側の第１小径
部19及び第２小径部20がそれぞれ回転自在に軸支され
る。第１小径部19及び第２小径部20の外周にはそれぞれ
環状溝21及び22が形成され、環状溝21及び22にはパッキ
ンが装着され、これらのパッキンによって第１小径部19
と第１カバー11の中央孔との間、及び第２小径部20と第
２カバー12の中央孔との間がそれぞれ密封される。

【０００８】出力シャフト２の中央部には大径のスプラ
イン軸部３が形成され、スプライン軸部３と第１小径部
19及び第２小径部20との間にはそれぞれ第１中径部30及
び第２中径部31が形成される。シリンダチューブ１内に
は略筒状の第１ピストン25及び第２ピストン26が挿通さ
れ、第１ピストン25及び第２ピストン26の内面には、第
１スプラインナット部32及び第２スプラインナット部33
が形成される。第１スプラインナット部32及び第２スプ
ラインナット部33は第１ピストン25及び第２ピストン26
の軸方向長さの約半分の長さを有し、それぞれシリンダ
チューブ１の中央部寄りに位置し（図１では、第１スプ
ラインナット部32は第１ピストン25の右半分の位置に、
第２スプラインナット部33は第２ピストン26の左半分の
位置にあり）、第１スプラインナット部32及び第２スプ
ラインナット部33はスプライン軸部３と常に係合してい
る。第１ピストン25と第１ベアリング17との間に略環状
の第１プレート27が介装され、第２ピストン26と第２ベ
アリング18との間にも略環状の第２プレート28が介装さ
れる。第１プレート27及び第２プレート28の中央孔は、
それぞれ出力シャフト２の第１小径部19及び第２小径部
20と回転・摺動自在に嵌合され、第１プレート27の第１
ベアリング17側及び第２プレート28の第２ベアリング18
側には、それぞれ筒状の小径突起が形成され、各小径突
起は第１ベアリング17及び第２ベアリング18の内輪と接
触し、外輪とは接触しない。従って、第１ピストン25及
び第２ピストン26の端部がそれぞれ第１プレート27及び
第２プレート28と接触するとき、第１プレート27及び第
２プレート28は第１ピストン25・第２ピストン26、出力
シャフト２等と同時に回転する。第１プレート27の他端
方向（図１では右方向）への移動は第１中径部30の段部
によって制限され、同様に第２プレート28の一端方向
（図１では左方向）への移動は第２中径部31の段部によ
って制限される。

【０００９】第１ピストン25の内面の一端（図１で左
端）及び第２ピストン26の内面の他端（図１で右端）
に、大径部が形成され、各大径部に断面コ字状で環状の
第１カラー34及び第２カラー35が開放部を内側にして圧
入される。第１カラー34及び第２カラー35の内部にはそ
れぞれ第１パッキン36及び第２パッキン37が装着され、
第１パッキン36及び第２パッキン37によって第１中径部
30・第１ピストン25間及び第２中径部31・第２ピストン
26間がそれぞれ密封される。第１ピストン25の外周の一
端近傍には、３個の環状溝が所定の間隔をおいて形成さ
れ（図３参照）、それらの環状溝には端部側から順に第
１ウエアリング38、第１マグネット40、第１ピストンパ
ッキン42が装着される。同様に、第２ピストン26の外周
の他端近傍にも、３個の環状溝（図１、図２には２個の
み示す。）が所定の間隔をおいて形成され、それらの環
状溝には端部側から順に第２ウエアリング39、第２マグ
ネット（不図示）、第２ピストンパッキン43が装着され
る。第１マグネット40及び第２マグネットが装着されて
いるので、シリンダチューブ１の外周の所定箇所に磁気
センサを配設して、この磁気センサにより第１ピストン
25及び第２ピストン26の位置を検出することができる。
第１ピストンパッキン42及び第２ピストンパッキン43に
よって、第１ピストン25・第２ピストン26とシリンダチ
ューブ１内周面との間がそれぞれ密封される。シリンダ
チューブ１の一端近傍、中央、他端近傍の位置にそれぞ
れ第１ポート45、中央ポート46、第２ポート47が形成さ
れ、第１ポート45は第１ベアリング17・第１ピストン25
間の第１室49に連通され、中央ポート46は第１ピストン
25・第２ピストン26間の中央室50に連通され、第２ポー
ト47は第２ベアリング18・第２ピストン26間の第２室51
に連通される。

【００１０】第１ピストン25及び第２ピストン26の外周
面には、第１ピストンパッキン42・第２ピストンパッキ
ン43等の配設された大径部を除く部分に小径部52及び小
径部53がそれぞれ形成され、小径部52・53にはそれぞれ
リード溝・空回り溝が形成され、それらの溝の展開図が
図６に示される。図６(a) は第１ピストン25の外周の溝
を示し、９０°の位相差で４本の第１リード溝54と４本
の第２リード溝55と１本の第１空回り溝58が形成されて
いる。第１リード溝54と第２リード溝55とは、交互にジ
グザク状に配設され、その両端が相互に連続している。
第１空回り溝58は第１ピストン25の中心軸に垂直な円周
上であって、第１ピストン25の他端（図６(a) で右端）
近傍に位置する。第２リード溝55は、直線溝が中央部分
で折れ曲がった形状をなし、他端側の半分の溝は軸線方
向に略並行で、他端近傍で第１空回り溝58に連通され、
一端側の半分の溝は反時計方向（図６(a) で左手前方
向）に約３０°傾斜している。第１リード溝54も直線溝
が略中央部分で折れ曲がった形状をなし、一端側の半分
の溝は軸線方向に略並行で、他端側の半分の溝は時計方
向（図６(a) で右手前方向）に約３０°傾斜している。
第１リード溝54は、一端側の直線部分は溝が深く、折れ
曲がった部分から他端側に向けて徐々に溝が浅くなり、
他端側で第２リード溝55の他端側の深い溝に段差部を介
して連通する。第２リード溝55は、他端側の直線部分は
溝が深く、折れ曲がった部分から一端側に向けて徐々に
溝が浅くなり、一端側で第１リード溝54の一端側の深い
溝に段差部を介して連通する。

【００１１】図６(b) は第２ピストン26の外周の溝を示
し、９０°の位相差で４本の第３リード溝56と４本の第
４リード溝57と１本の第２空回り溝59が形成されてい
る。第２空回り溝59は第２ピストン26の中心軸に垂直な
円周上であって、第２ピストン26の一端（図６(b) で左
端）近傍に位置する。第３リード溝56と第４リード溝57
とは、交互にジグザク状に配設され、その両端が相互に
連続している。第３リード溝56は、直線溝が中央部分で
折れ曲がった形状をなし、一端側の半分の溝は軸線方向
に略並行で、一端近傍で第２空回り溝59に連通され、他
端側の半分の溝は反時計方向（図６(a) で右後ろ方向）
に約３０°傾斜している。第４リード溝57も直線溝が略
中央部分で折れ曲がった形状をなし、他端側の半分の溝
は軸線方向に略並行で、一端側の半分の溝は時計方向
（図６(b) で右後ろ方向）に約３０°傾斜している。第
３リード溝56は、一端側の直線部分は溝が深く、折れ曲
がった部分から他端側に向けて徐々に溝が浅くなり、他
端側で第４リード溝57の他端側の深い溝に段差部を介し
て連通する。第４リード溝57は、他端側の直線部分は溝
が深く、折れ曲がった部分から一端側に向けて徐々に溝
が浅くなり、一端側で第３リード溝56の一端側の深い溝
に段差部を介して連通する。

【００１２】シリンダチューブ１に第１ボール支持装置
及び第２ボール支持装置が配設され、リード溝の位相が
９０°の場合には、第１ボール支持装置及び第２ボール
支持装置をそれぞれ１〜４個を配設可能であるが、図１
〜図４には２個の第1a・1cボール支持装置61・62及び３
個の第2a〜2cボール支持装置63〜65が示されている。図
に示されたように、第１ピストン25が一端側に位置し、
第２ピストン26が他端側に位置しているとき、第1a・第
1cボール支持装置61・62の第1a・第1cボール66・67は、
第１ピストン25の第１空回り溝58と係合し、第2a〜第2c
ボール支持装置63〜65の第2a〜第2cボール68〜70は、第
２ピストン26の第２空回り溝59と係合する。第1a・第1c
ボール支持装置61・62及び第2a〜第2cボール支持装置63
〜65はいずれも同一の構成であるので、その代表例とし
て、図３の第1aボール支持装置61についてその構成を説
明する。シリンダチューブ１に中心軸に対して略垂直方
向に向いた段付の大径挿通孔74・小径挿通孔71が形成さ
れ、小径挿通孔71にフランジ付のプランジャガイド72の
筒状部73が嵌合され、筒状部73の外周の環状溝にシール
が装着され、このシールによって筒状部73の外周と小径
挿通孔71との間が密封される。このときプランジャガイ
ド72のフランジ76は段部75に当接され、フランジ76は２
個のボルト77によって段部75に固定される。筒状部73に
は縦断面コ字状のプランジャ78が摺動自在に嵌合され、
プランジャ78の底部79の外面中央に半球状の支持部80が
形成され、支持部80によって第1aボール66が支持され
る。プランジャガイド72の底部分とプランジャ78の底部
79との間のスプリング室90にスプリング81が介装され、
スプリング81によって第1aボール66が第１ピストン25の
溝に向けて付勢される。プランジャ78の底部79には、ス
プリング室90と支持部80とを連通させるグリース孔91が
形成され、スプリング室90内にグリースが貯蔵される。
このグリースがグリース孔91を通って徐々に支持部80に
排出され、支持部80と第1aボール66と第１リード溝54・
第２リード溝55・第１空回り溝58とを潤滑する。なお、
変形例として、グリース孔91を閉鎖しスプリング81を除
去して、スプリング室90に空気圧を作用させ、空気圧に
よって第1aボール66等が摩耗しても常に一定の力をプラ
ンジャ78・第1aボール66に加えることができる。

【００１３】図１〜図６及び図７（一部が簡略に示され
ている。）に示す状態のとき、第１電磁弁83及び第２電
磁弁84はともにオフで位置Ｉにあり、空気圧源82からの
圧縮空気は第２電磁弁84のポートＰ・ポートＢ、配管8
7、第１電磁弁83のポートＰ・ポートＢ、配管86、中央
ポート46を通って中央室50に流入し、第１室49の空気は
第１ポート45、配管88、第１電磁弁83のポートＡ・ポー
トＲを通って大気に排出され、第２室51の空気は第２ポ
ート47、配管89、第２電磁弁84のポートＡ・ポートＲを
通って大気に排出される。従って、第１ピストン25は一
端（図７で左端）に移動され、第２ピストン26は他端
（図７で右端）に移動された状態を維持する。第１ボー
ル支持装置のすべてのボール1a・1cは、第２リード溝55
と係合し、第２ボール支持装置のすべてのボール2a〜2c
は、第３リード溝56と係合している。

【００１４】第１電磁弁83をオンにして位置IIに切り換
える（第２電磁弁84はオフで位置Ｉにある）と、空気圧
源82からの圧縮空気は第２電磁弁84のポートＰ・ポート
Ｂ、配管87、第１電磁弁83のポートＰ・ポートＡ、配管
88、第１ポート45を通って第１室49に流入し、中央室50
の空気は中央ポート46、配管86、第１電磁弁83のポート
Ｂ・ポートＲを通って大気に排出され、第２室51は第２
ポート47、配管89、第２電磁弁84のポートＡ・ポートＲ
を通って大気に連通される。従って、第２ピストン26は
停止を続け、第１ピストン25は他方（図７で右方）へ移
動する。第1aボール66は第２リード溝55に係合している
ので、他方へのストロークの後半で第１ピストン25は約
４５°だけ一端（図７でシリンダチューブ１の左端）か
らみて反時計方向に回転する。ここでは、この回転方向
を正回転方向といい、正回転方向へ回転することを正回
転するということとする。図５に示されているように、
第２ピストン26の第３リード溝56と第２空回り溝59との
関係は、第３リード溝56の右側が深く、左側が浅く形成
されている（図６(b) では第３リード溝56から下側の第
２空回り溝59に接続される部分が深く、上側の第２空回
り溝59に接続される部分が浅い。）ので、第２ピストン
26は正回転方向には回転するが（第2aボール68が深い溝
の方に移動するのは容易である。）、第2aボール68は急
に浅い溝を乗り越えることが困難であるので、逆回転方
向には回転しない。同様に、第１ピストン25の他方への
ストロークのとき、第２リード溝55の直線部分は溝が深
く、第１リード溝54の他端部分は溝が浅く、第1aボール
66は浅い第１リード溝54へ急に乗り上がることは困難で
あるので、第1aボール66が第１リード溝54と係合するこ
とはない。第１ピストン25の他方へのストロークの終端
において、第1aボール66は第２リード溝55の浅い部分と
の係合から、第１リード溝54の深い部分との係合へと段
差部を通って移行する。

【００１５】第１ピストン25が他方のストローク端に到
達した後に、第１電磁弁83を図示の位置に戻すと、第１
ピストン25は一方（図で左方）へ移動し、第1aボール66
は第１リード溝54に係合しているので、一方へのストロ
ークの後半で第１ピストン25を約４５°だけ正回転す
る。第１ピストン25の一方へのストロークの終端におい
て、第1aボール66は段差部を通って第２リード溝55と係
合し、第１ピストン25の１往復により、第１ピストン25
が９０°正回転する。第１ピストン25の回転は、第１ピ
ストン25の第１スプラインナット部32、スプライン軸部
３を介して出力シャフト２に伝動され、出力シャフト２
が９０°正回転する。

【００１６】次に、第２電磁弁84をオンにして位置IIに
切り換えると、空気圧源82からの圧縮空気は第２電磁弁
84のポートＰ・ポートＡ、配管89を通って第２室51に流
入し、中央室50の空気は中央ポート46、配管86、第１電
磁弁83のポートＢ・ポートＰ、配管87、第２電磁弁84の
ポートＢ・ポートＲを通って大気に排出され、第１室49
は第１ポート45、配管88、第１電磁弁83のポートＡ・ポ
ートＲを通って大気に連通される。従って、第１ピスト
ン25は停止を続け、第２ピストン26は一方（図７で左
方）へ移動する。第2aボール68は第３リード溝56に係合
しているので、一方へのストロークの後半で第２ピスト
ン26は約４５°だけ一端（図７でシリンダチューブ１の
左端）からみて時計方向に逆回転する。第１ピストン25
の第２リード溝55と第１空回り溝58との関係は、図６
(a) では第２リード溝55から上側の第１空回り溝58に至
る部分が深く、下側の第１空回り溝58に至る部分が浅い
ので、第１ピストン25が図７に示す位置にある時、第１
ピストン25は逆回転方向には回転するが、正回転方向に
は回転しない。そして、第２ピストン26の一方へのスト
ロークのとき、第３リード溝56の直線部分は溝が深く、
第４リード溝57の他端部分は溝が浅いので、第2aボール
68が第４リード溝57と係合することはない。第２ピスト
ン26の１方へのストロークの終端において、第2aボール
68は段差部を通って第４リード溝57と係合する。

【００１７】第２ピストン26が一方のストローク端に到
達した後に、第２電磁弁84を図示の位置に戻すと、第２
ピストン26は他方（図で右方）へ移動し、第2aボール68
は第４リード溝57に係合しているので、他方へのストロ
ークの後半で第２ピストン26を約４５°だけ正回転す
る。第２ピストン26の他方へのストロークの終端におい
て、第2aボール68は段差部を通って第３リード溝56と係
合し、第２ピストン26の１往復により、第２ピストン26
が９０°逆回転する。第２ピストン26の回転は、第２ピ
ストン26の第２スプラインナット部33、スプライン軸部
３を介して出力シャフト２に伝動され、出力シャフト２
が９０°逆回転する。

【００１８】この実施例では、第１ピストン25の１往復
により、出力シャフト２が９０°正回転し、第２ピスト
ン26の１往復により、出力シャフト２が９０°逆回転す
る。第１ピストン25のＸ回の往復により、出力シャフト
２が９０°×Ｘ回だけ正回転し、第２ピストン26のＹ回
の往復により、出力シャフト２が９０°×Ｙ回だけ逆回
転する。第１ピストン25の往復運動を継続すると、出力
シャフト２は間欠的な正回転を継続し、第２ピストン26
の往復運動を継続すると、出力シャフト２は間欠的な逆
回転を継続する。この実施例では、リード溝の位相を９
０°としたが、リード溝の位相を６０°（ボール支持装
置は１〜６個）、３０°（ボール支持装置は１〜１２
個）等の所望の角度とすることができる。また、同一の
出力軸に位相の異なった複数の回転アクチュエータを連
結し、複数の回転アクチュエータを適宜選択して作動さ
せることにより、多種の位相の回転をさせることができ
る。また、この実施例では、図４〜図５に示されるよう
に、外面が略四角柱のシリンダチューブ１を用い、その
コーナーの部分に第１・第２ボール支持装置を配設した
ので、コンパクトで剛性の高い第１・第２ボール支持装
置が得られる。

【００１９】

【発明の効果】本発明では、ピストンの往復運動を出力
シャフトの間欠的で回転角度に制限のない回転運動に変
換させることができ、そしてピストンとラジアルベアリ
ングとの間の位置で略環状のプレートが出力シャフトと
回転・摺動自在に嵌合され、プレートのラジアルベアリ
ング側に形成された小径突起がラジアルベアリングの内
輪とのみ接触するので、ピストンがカバー、ラジアルベ
アリングの外輪等の静止物体と接触することがなく、ピ
ストンの運動が摩擦によって妨げられることがない。ま
た、本発明では、シリンダチューブの側部に段付の大径
挿通孔・小径挿通孔が形成され、小径挿通孔にフランジ
付のプランジャガイドの筒状部が固定され、プランジャ
ガイドの筒状部内にプランジャが摺動自在に嵌合され、
プランジャの底部の外面中央に半球状の支持部が形成さ
れ、支持部によってボールが当接、支持され、プランジ
ャガイドの底部分とプランジャの底部との間のスプリン
グ室にスプリングが介装され、スプリングの弾発力によ
ってボールがピストンのリード溝に向けて付勢される。
このようにボールの支持機構が強固で高精度であるの
で、ピストンの直線運動を出力シャフトの回転運動に変
換する機構の耐久性が高く、しかも変換精度が高い。そ
して、プランジャの底部にはスプリング室と支持部とを
連通させるグリース孔が形成され、スプリング室内にグ
リースが貯蔵され、グリースがクリース孔を通って徐々
に支持部に排出されるようになすことにより、変換機構
の潤滑が十分に行われ、変換機構の耐久性を一層向上さ
せることができる。さらに、本発明では、シリンダチュ
ーブの一端側及び他端側に第１室及び第２室がそれぞれ
配設され、２個のピストンの間に中央室が配設され、２
位置４ポートの第１電磁弁及び第２電磁弁にはそれぞれ
ポートＡ、ポートＢ、ポートＰ及びポートＲが設けら
れ、第１電磁弁のポートＡ及びポートＢは第１室及び中
央室にそれぞれ連通され、第２電磁弁のポートＡは第２
室に連通され、第２電磁弁のポートＢと第１電磁弁のポ
ートＰとが連通され、第２電磁弁のポートＰに空気圧源
が連通され、第１電磁弁の操作により一方のピストンが
移動され、第２電磁弁の操作により他方のピストンが移
動されるようになしている。従って、第１電磁弁の操作
により一方のピストンが移動して出力シャフトを一方向
に回転させ、第２電磁弁の操作により他方のピストンが
移動して出力シャフトを他方向に回転させることがで
き、回転アクチュエータの操作性能が極めて高く、操作
し易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の回転アクチュエータの縦断側
面図であり、図４のＦ−Ｆ断面図に相当する。

【図２】本発明の実施例の回転アクチュエータの縦断面
図であり、図４のＥ−Ｅ断面図に相当する。

【図３】図１ののＧ部の拡大図である。

【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図４のＢ部の拡大図である。

【図６】ピストン表面の溝部展開図である。

【図７】本発明の実施例の回転アクチュエータに電磁弁
を連結した回路図である。

【符号の説明】 １ シリンダチューブ ２ 出力シャフト ３ スプライン部 11 第１カバー 14 第１筒状突出部 17 第１ラジアルベアリング 25 第１ピストン 26 第２ピストン 27 第１プレート 32 第１スプラインナット部 33 第２スプラインナット部 49 第１室 50 中央室 51 第２室 54 第１リード溝 55 第２リード溝 61 第1aボール支持装置 71 小径挿通孔 72 プランジャガイド 73 筒状部 74 大径挿通孔 78 プランジャ 79 底部 80 支持部 81 スプリング 82 空気圧源 83 第１電磁弁 84 第２電磁弁 90 スプリング室 91 グリース孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曲渕 通昇 茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２ エスエムシー株式会社筑波技術センター内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダチューブ内に出力シャフトが配
   設され、出力シャフトの外周に略筒状のピストンが配設
   され、出力シャフトとピストンとがスプラインにより連
   結され、ピストンの外周面に２種類のリード溝が交互に
   ジグザク状態に連続して形成され、シリンダチューブ内
   側に支持されたボールがリード溝と係合され、ピストン
   の往復運動が出力シャフトの間欠的回転運動に変換され
   る回転アクチュエータにおいて、カバーに一体に形成さ
   れた筒状突出部がシリンダチューブ内の端部に嵌合さ
   れ、筒状突出部内にラジアルベアリングが圧入され、ラ
   ジアルベアリングによって出力シャフトが回転自在に軸
   支され、ピストンとラジアルベアリングとの間の位置で
   略環状のプレートが出力シャフトと回転・摺動自在に嵌
   合され、プレートのラジアルベアリング側に形成された
   小径突起がラジアルベアリングの内輪とのみ接触するこ
   とを特徴とする回転アクチュエータ。
2. 【請求項２】 シリンダチューブ内に出力シャフトが配
   設され、出力シャフトの外周に略筒状のピストンが配設
   され、出力シャフトとピストンとがスプラインにより連
   結され、ピストンの外周面に２種類のリード溝が交互に
   ジグザク状態に連続して形成され、シリンダチューブ内
   側に支持されたボールがリード溝と係合され、ピストン
   の往復運動が出力シャフトの間欠的回転運動に変換され
   る回転アクチュエータにおいて、シリンダチューブの側
   部に段付の大径挿通孔・小径挿通孔が形成され、小径挿
   通孔にフランジ付のプランジャガイドの筒状部が固定さ
   れ、プランジャガイドの筒状部内にプランジャが摺動自
   在に嵌合され、プランジャの底部の外面中央に半球状の
   支持部が形成され、支持部によってボールが当接、支持
   され、プランジャガイドの底部分とプランジャの底部と
   の間のスプリング室にスプリングが介装され、スプリン
   グの弾発力によってボールがピストンのリード溝に向け
   て付勢されることを特徴とする回転アクチュエータ。
3. 【請求項３】 プランジャの底部にはスプリング室と支
   持部とを連通させるグリース孔が形成され、スプリング
   室内にグリースが貯蔵され、グリースがクリース孔を通
   って徐々に支持部に排出される請求項２記載の回転アク
   チュエータ。
4. 【請求項４】 シリンダチューブ内に出力シャフトが配
   設され、出力シャフトの外周に略筒状の２個のピストン
   が配設され、出力シャフトと各ピストンとがスプライン
   により連結され、各ピストンの外周面に２種類のリード
   溝が交互にジグザク状態に連続して形成され、シリンダ
   チューブ内側に支持されたボールがリード溝と係合さ
   れ、各ピストンの往復運動が出力シャフトの間欠的回転
   運動に変換される回転アクチュエータにおいて、シリン
   ダチューブの一端側及び他端側に第１室及び第２室がそ
   れぞれ配設され、２個のピストンの間に中央室が配設さ
   れ、２位置４ポートの第１電磁弁及び第２電磁弁にはそ
   れぞれポートＡ、ポートＢ、ポートＰ及びポートＲが設
   けられ、第１電磁弁のポートＡ及びポートＢは第１室及
   び中央室にそれぞれ連通され、第２電磁弁のポートＡは
   第２室に連通され、第２電磁弁のポートＢと第１電磁弁
   のポートＰとが連通され、第２電磁弁のポートＰに空気
   圧源が連通され、第１電磁弁の操作により一方のピスト
   ンが移動され、第２電磁弁の操作により他方のピストン
   が移動されることを特徴とする回転アクチュエータ。