JPH0874809A - Rotary actuator for driving butterfly valve - Google Patents
Rotary actuator for driving butterfly valveInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、バタフライ弁を空油圧
力にて開閉させるアクチュエータに関し、特に、ピスト
ンロッドを省略し高出力トルク、小型、軽量化、耐強度
を計ったロータリアクチュエータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator that opens and closes a butterfly valve by pneumatic pressure, and more particularly to a rotary actuator that omits a piston rod and has high output torque, small size, light weight, and high strength.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、シリンダ内面に摺接して往復運動
するピストンの直線運動を、ヨーク及び該ヨークを取り
付けた駆動軸の回転運動に変換するピストンロッド不要
のロータリアクチュエータとして、図９に示すものが本
出願人らによって考案されている。（実公昭６３−３２
９６１号公報参照） このものは、膨出部のない直筒状のシリンダ１の内面１
ａに摺接して往復動するピストン２を、２個の摺動部２
ａ，２ｂと、これらを一体的に連結する中間リブ２ｃと
によって構成し、中間リブ２ｃの中央部に中心方向に突
出するクレビス３を形成し、これにトラニオンピン４を
取付け、該トラニオンピン４とバタフライ弁に連結した
駆動軸５とを、それぞれシリンダ１の軸芯Ｊの反対側へ
偏心させると共に、該駆動軸５をピストン２の中空部内
を貫通させてシリンダ１に取付け、駆動軸５に固着した
ヨーク６のピン溝（ヨーク溝）６ａにトラニオンピン４
を係合させて、ピストン２の往復運動により駆動軸５を
回転させるようになっている。上記ピン溝６ａはヨーク
６の中心線ｋに対して角度α傾いているが、この傾き
は、バタフライ弁の全閉位置で最大トルクが得られる方
向に傾けられている。2. Description of the Related Art Conventionally, a rotary actuator shown in FIG. 9 is used as a rotary actuator which does not require a piston rod and which converts the linear motion of a piston, which reciprocates in sliding contact with the inner surface of a cylinder, into the rotary motion of a yoke and a drive shaft having the yoke attached. Have been devised by the applicants. (Jitsuko Sho 63-32
This is the inner surface 1 of a cylinder 1 having a straight cylindrical shape with no bulging portion.
The piston 2 which reciprocates in sliding contact with a is attached to the two sliding parts 2
a and 2b and an intermediate rib 2c integrally connecting them, a clevis 3 protruding toward the center is formed at the center of the intermediate rib 2c, and a trunnion pin 4 is attached to the clevis 3. And the drive shaft 5 connected to the butterfly valve are eccentric to the opposite side of the axis J of the cylinder 1, and the drive shaft 5 is attached to the cylinder 1 by penetrating the hollow portion of the piston 2 to the drive shaft 5. The trunnion pin 4 is attached to the pin groove (yoke groove) 6a of the fixed yoke 6.
Are engaged and the reciprocating motion of the piston 2 causes the drive shaft 5 to rotate. The pin groove 6a is tilted at an angle α with respect to the center line k of the yoke 6, but this tilt is tilted in a direction in which maximum torque is obtained at the fully closed position of the butterfly valve.
【０００３】弁体開閉時、ピストン２は、左右の側蓋７
に設けられた流体導入孔８ａ，８ｂより、両側のシリン
ダ室９ａ，９ｂに供給、排出される圧縮空気等の流体圧
力によって往復運動され、この際、ピストン２の受圧面
積に作用する流体圧力による推進力に、偏心量（Ｌ1 ＋
Ｌ2 ）を掛けた理論トルク出力によって駆動軸５が駆動
されるようになっている。When the valve body is opened / closed, the piston 2 has the left and right side lids 7
Is reciprocated by the fluid pressure of compressed air or the like supplied to and discharged from the cylinder chambers 9a, 9b on both sides from the fluid introduction holes 8a, 8b provided in the piston 2 at this time. Eccentricity (L 1 +
The drive shaft 5 is driven by the theoretical torque output multiplied by L 2 ).
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記した本出願人らの
考案に係るものは、トラニオンピン４と駆動軸５とを、
それぞれシリンダの軸芯Ｊの反対側に偏心させて設けて
いるので、両者間の偏心距離Ｌ1 ＋Ｌ2 が長くなり、ト
ラニオンピン４を介して駆動軸５に作用するトルク出力
が大きくなる利点を有し、そのため、この種従来の単シ
リンダ型ロータリアクチュエータのシリンダ壁中央部に
外方向へ突出するように設けられる断面円弧状の膨出部
をなくし、円筒状シリンダとすることができた。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention The above inventions of the present applicants include a trunnion pin 4 and a drive shaft 5,
Since each is provided eccentrically on the opposite side of the axis J of the cylinder, the eccentric distance L 1 + L 2 between the two becomes long, and the torque output acting on the drive shaft 5 via the trunnion pin 4 becomes large. Therefore, the conventional single-cylinder type rotary actuator can be made into a cylindrical cylinder by eliminating the bulging portion having an arcuate cross section provided at the central portion of the cylinder wall so as to project outward.
【０００５】ところが、このものは、左右２個のピスト
ン２ａ，２ｂの片面にしか流体圧力が導入されず、他の
片面は外気に通じているので、出力トルクが小さいとい
う問題点があった。また、出力軸５がシリンダ本体１の
軸芯Ｊから偏心して設けられているので、バタフライ弁
に接続した場合に前後、左右対称でなく、不安定で、現
場で配管設備する際、作業が不便である等の問題点があ
った。However, this one has a problem that the output torque is small because the fluid pressure is introduced only to one side of the two left and right pistons 2a and 2b and the other side communicates with the outside air. In addition, since the output shaft 5 is provided eccentrically from the axis J of the cylinder body 1, it is not symmetrical in the front and rear, left and right when connected to a butterfly valve, and unstable, which makes the work inconvenient when installing piping on site. There were problems such as
【０００６】上記の問題点に対処するために、円筒状の
シリンダ本体の中央部に、該シリンダの軸心に直交する
方向に突出して出力軸を軸受支持して設け、該出力軸を
中心として対称に、該出力軸を挟むようにシリンダ内面
に沿って延長するピストンテールを有する２個のピスト
ンを、これら両ピストンの内側及び外側に形成されたシ
リンダ室に交互に圧力空気を導入することにより、それ
ぞれ外側又は内側へ移動するように設け、これらの両ピ
ストンの移動に連動して、両ピストンの間に位置し且つ
両ピストンのピストンテールの断面Ｕ字形の溝の底面に
接するようにして出力軸に固定されたスコッチヨーク
を、ピストンテールに固定されたピンと該スコッチヨー
クのピン溝との係合を介して回転し、弁体を開閉させる
ようにしたものも、既に公知である。（特開昭６３−２
６６２８７号公報参照） しかしながら、このものは、出力軸に固定され且つピス
トン側のピンとピン溝を介しピストンの移動に伴って回
転するスコッチヨークの外周面が、両ピストンの内側に
上下に対向してそれぞれ一体に設けられたピストンテー
ルの断面Ｕ字形の溝の底面に接するようにして形成され
ているので、該スコッチヨークのピン溝と係合するピス
トンテールに取付けられるピンと、シリンダ軸線上に直
交して位置する出力軸との距離、つまり出力軸を回転す
るアームの長さが制限され、従って小径のシリンダで
は、大きなトルクが得られないという問題点があった。In order to deal with the above-mentioned problems, an output shaft is provided in a central portion of a cylindrical cylinder body so as to project in a direction orthogonal to the axis of the cylinder so as to support a bearing, and the output shaft is used as a center. Symmetrically, two pistons having piston tails extending along the inner surface of the cylinder so as to sandwich the output shaft are alternately introduced into the cylinder chambers formed inside and outside the pistons by introducing pressurized air. , Output so as to move to the outside or inside, respectively, in conjunction with the movement of both pistons, positioned so as to be located between both pistons and contacting the bottom surface of the U-shaped groove of the piston tail of both pistons. The Scotch yoke fixed to the shaft is rotated through the engagement between the pin fixed to the piston tail and the pin groove of the Scotch yoke to open and close the valve body. A is known to. (JP-A-63-2
However, the outer peripheral surface of the scotch yoke fixed to the output shaft and rotating with the movement of the piston through the pin and the pin groove on the piston side faces the inside of both pistons vertically. Since the piston tails are formed so as to be in contact with the bottom surface of the U-shaped groove of the piston tail, the pins attached to the piston tails that engage with the pin grooves of the scotch yoke are orthogonal to the cylinder axis. There is a problem in that the distance from the output shaft located at a certain position, that is, the length of the arm that rotates the output shaft is limited, and therefore a large torque cannot be obtained with a small diameter cylinder.
【０００７】本発明は、上記した従来技術の有する問題
点を解決せんとするもので、同一シリンダ径に対して高
出力で、しかも出力軸がアクチュエータの中央部にあっ
てバタフライ弁に接続した場合に、前後、左右対称で安
定した形状を呈し、且つピストンの作動を円滑にしたバ
タフライ弁駆動用ロータリアクチュエータを提供するこ
とを目的としている。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the prior art. When the output is high for the same cylinder diameter and the output shaft is in the central portion of the actuator and is connected to the butterfly valve. Another object of the present invention is to provide a rotary actuator for driving a butterfly valve, which has a stable shape symmetrical with respect to the front and rear, and the left and right, and has a smooth piston operation.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、円筒状のシリンダ本体と、該
シリンダ本体の軸心中央部に直交するようにして該シリ
ンダに支持された出力軸と、該出力軸を中心にして左右
対称に上記シリンダ本体の内面に摺動する２個のピスト
ンを有し、これら２個のピストンの外側及び内側に、そ
れぞれ流体導入孔に連通された圧力室を形成し、これら
外側及び内側の圧力室の何れかに圧力流体を供給するこ
とによって両ピストンを対称に往復運動させ、両ピスト
ンの往復運動を、ピストンに固着されたピンに係合する
ピン溝を有し且つ出力軸に固定されたヨークを介して、
出力軸の回転運動に変換するようにしたバタフライ弁駆
動用ロータリアクチュエータにおいて、両ピストンの相
対する内側に、出力軸を挟んでそれぞれシリンダ本体の
内面に沿って延びるピストン脚を一体に形成し、該ピス
トン脚に、ヨークの外周部を摺動案内する半径方向に開
放された軸方向のピストン溝と、該ピストン溝部と出力
軸を挿んで反対側に配置されたピストンガイド部とを設
け、出力軸の中央に固着されたヨークの外周面を、上記
両ピストンのそれぞれのピストン脚のピストン溝を貫通
してシリンダ本体内面に接するように構成すると共に、
該ヨークの外周部に、上記両ピストン脚のピストン溝近
傍に出力軸に平行に取付けられた両ピンとそれぞれ係合
する二つのピン溝を、出力軸に対して対称の位置に設け
たことを特徴としている。In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 supports a cylindrical cylinder body and a cylinder body which is orthogonal to the center of the axis of the cylinder body. Has two output pistons, and two pistons that slide symmetrically around the output shaft on the inner surface of the cylinder body. The outer and inner sides of these two pistons communicate with the fluid introduction holes, respectively. Pressure chambers are formed, and pressure fluid is supplied to either the outer pressure chamber or the inner pressure chamber to cause both pistons to reciprocate symmetrically, and the reciprocating motions of both pistons are related to a pin fixed to the piston. Through a yoke that has a matching pin groove and is fixed to the output shaft,
In a rotary actuator for driving a butterfly valve, which is adapted to be converted into a rotary motion of an output shaft, piston legs that extend along the inner surface of the cylinder body are formed integrally on opposite inner sides of both pistons, respectively. The piston leg is provided with an axial piston groove that is opened in the radial direction to slide and guide the outer peripheral portion of the yoke, and a piston guide portion that is disposed on the opposite side of the piston groove portion and the output shaft is inserted. The outer peripheral surface of the yoke fixed to the center of the cylinder is configured to penetrate the piston grooves of the piston legs of both pistons and contact the inner surface of the cylinder body.
Two pin grooves that engage with both pins mounted in parallel with the output shaft near the piston grooves of the piston legs are provided on the outer peripheral portion of the yoke at symmetrical positions with respect to the output shaft. I am trying.
【０００９】また、請求項２の発明は、両ピストンの相
対する内側に出力軸を挟むようにしてそれぞれ一体に形
成された両ピストン脚のピストンガイド部を、それぞれ
２本の断面ほぼ三角形状に形成し且つ相対するピストン
脚のピストン溝部の上下面を案内するように構成したこ
とを特徴としている。According to the second aspect of the present invention, the piston guide portions of both piston legs, which are integrally formed so as to sandwich the output shaft between the two pistons facing each other, are formed into two substantially triangular sections. Further, it is characterized in that it is configured to guide the upper and lower surfaces of the piston groove portions of the opposing piston legs.
【００１０】また、請求項３の発明は、シリンダ本体の
左右の両側蓋に、それぞれ、弁の閉時を外部より調整可
能なストッパボルトを取付け、バタフライ弁の全閉位置
を所定位置に対して±３°調整可能にしたことを特徴と
している。According to the third aspect of the present invention, stopper bolts that can adjust the closing time of the valve from the outside are attached to the left and right lids of the cylinder body, respectively, and the fully closed position of the butterfly valve with respect to a predetermined position. The feature is that it can be adjusted ± 3 °.
【００１１】[0011]
【作用】本発明は、上記のように構成されているので、
請求項１の発明によれば、次の作用を生ずる。即ち、両
ピストンの外側の圧力室に流体導入孔を介して圧力流体
が導入されたとき、両ピストンは内方に移動し、両ピス
トンの内側に一体に形成されたピストン脚の端部が相対
する他方のピストンの内面に当接する位置で停止する。
この間、上記ピストン脚に設けられたピストン溝を貫通
して、出力軸に固着されたヨークの外周面がシリンダ本
体内面に接しながら、上記ピストン溝近傍に取付けられ
たピンと該ヨークの外周部に設けられたピン溝との係合
を介して回転し、出力軸を駆動し、弁体を回動して全開
する。このとき、上記ピストン側のピンは、ピン溝を介
してヨークの最外周部に位置させることができ、且つ該
ヨークの外周面はシリンダ本体の内面に接しているの
で、該ピンの位置を出力軸から遠ざけることができ、該
ピンを介して出力軸に加えられる出力トルクを同一シリ
ンダ径に対して大きくすることができる。Since the present invention is constructed as described above,
According to the invention of claim 1, the following effects are brought about. That is, when pressure fluid is introduced into the pressure chambers on the outer sides of both pistons through the fluid introduction holes, both pistons move inward, and the end portions of the piston legs integrally formed on the inner sides of both pistons face each other. It stops at the position where it abuts the inner surface of the other piston.
During this time, the outer peripheral surface of the yoke fixed to the output shaft penetrates the piston groove provided in the piston leg and is in contact with the inner surface of the cylinder body, and is provided on the pin mounted near the piston groove and the outer peripheral portion of the yoke. It rotates through the engagement with the pin groove thus formed, drives the output shaft, and rotates the valve element to fully open it. At this time, since the pin on the piston side can be positioned on the outermost peripheral portion of the yoke through the pin groove, and the outer peripheral surface of the yoke is in contact with the inner surface of the cylinder body, the position of the pin is output. The output torque applied to the output shaft via the pin can be increased for the same cylinder diameter.
【００１２】次いで、両ピストンの内側の圧力室に流体
導入孔を介して圧力流体が導入されると、外側の圧力室
の流体は他の流体導入孔を経て排出され、両ピストンは
外方へ向って移動する。このときも、前記と逆の作用に
よってヨークの外周面がピストン溝を貫通してシリンダ
本体内面に接しながら、ピストン溝近傍に取付けられた
ピンとピン溝との係合を介して前記と逆方向に回転して
大きな出力トルクで出力軸を逆方向に駆動し、弁体を逆
方向に回動して全閉する。Next, when the pressure fluid is introduced into the pressure chambers inside both pistons through the fluid introduction holes, the fluid in the outside pressure chambers is discharged through the other fluid introduction holes, and both pistons are outward. Move toward. At this time as well, the outer peripheral surface of the yoke penetrates the piston groove and contacts the inner surface of the cylinder body by the action opposite to the above, and in the opposite direction through the engagement between the pin and the pin groove mounted in the vicinity of the piston groove. It rotates and drives the output shaft in the opposite direction with a large output torque, and rotates the valve element in the opposite direction to fully close it.
【００１３】上記のように両ピストンが往復運動する
際、両ピストンは、出力軸を挟むようにしてシリンダ本
体の内側に沿って延びるピストン脚に設けられたピスト
ン溝部と、出力軸を挿んで反対側に配置されたピストン
ガイド部とによって、流体圧の導入により揺動すること
なく、円滑に作動することができる。When both pistons reciprocate as described above, both pistons are provided on the opposite side of the piston groove portion provided on the piston leg extending along the inner side of the cylinder body so as to sandwich the output shaft and the output shaft. With the arranged piston guide portion, smooth operation can be achieved without rocking due to the introduction of fluid pressure.
【００１４】また、請求項２の発明によれば、両ピスト
ンの相対する内側に出力軸を挟んでそれぞれ一体に形成
された両ピストン脚のピストンガイド部を、それぞれ、
２本の断面ほぼ三角形状に形成し且つ相対するピストン
脚のピストン溝部の上下面を案内するように構成したこ
とにより、両ピストンは往復運動時、回転することな
く、円滑に作動する。According to the second aspect of the present invention, the piston guide portions of the two piston legs, which are integrally formed with the output shafts sandwiched between the inner sides of the two pistons, are respectively formed,
Since the two pistons are formed in a substantially triangular shape and are configured to guide the upper and lower surfaces of the piston groove portions of the opposing piston legs, both pistons operate smoothly without rotating during reciprocating motion.
【００１５】また、請求項３の発明によれば、シリンダ
本体の左右の両側蓋に、それぞれ弁の閉時を外方より調
整可能なストッパボルトを取付けたことにより、バタフ
ライ弁の全閉位置を所定位置に対して±３°調整可能と
し、通常のバタフライ弁の全閉位置は長期間の開閉動作
により弁座部の摩滅も含めて、バルブ個々に調整可能に
構成されることが必要であるという要求を満たすことが
できる。According to the third aspect of the present invention, the fully closed position of the butterfly valve can be achieved by attaching stopper bolts to the left and right lids of the cylinder body, the stopper bolts being capable of adjusting the closing time of the valve from the outside. It is necessary to be able to adjust ± 3 ° with respect to a predetermined position, and the fully closed position of a normal butterfly valve must be individually adjustable, including wear of the valve seat portion due to long-term opening / closing operation. Can meet the demand.
【００１６】[0016]
【実施例】次に、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。図１は、本発明の一実施例を示すバタフライ弁駆動
用ロータリアクチュエータのシリンダ軸心方向断面図
で、図示していないが開弁時の状態を示す。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view in the cylinder axis direction of a butterfly valve driving rotary actuator showing an embodiment of the present invention, showing a state when the valve is open, although not shown.
【００１７】図において、膨出部のない円筒状のシリン
ダ本体１１内に、内周面に摺接して往復動する左右対称
の２個のピストン１２Ａ，１２Ｂが収納され、両端を側
蓋１３Ａ，１３Ｂによって閉塞されている。上記２個の
ピストン１２Ａ，１２Ｂの外側に圧力室１４Ａ，１４Ｂ
が、また内側に圧力室１５がそれぞれ形成され、これら
の各圧力室は、シリンダ本体と両側蓋を通して設けられ
た空気（流体）導入孔１６及び１７を経て、それぞれ外
部の圧力源又は外気に、図示しない４方口切換電磁弁又
は手動切換弁等を介して連通されている。また、上記両
側蓋１３Ａ，１３Ｂには、ストッパボルト１８が、シー
ル座金１９を介しロックボルト２０によって調節可能に
取付けられており、弁体の全閉位置を、所定位置に対し
て±３°調整可能に構成されている。In the drawing, two symmetrical pistons 12A and 12B which reciprocate in sliding contact with an inner peripheral surface are housed in a cylindrical cylinder body 11 having no bulging portion, and both ends are provided with side lids 13A and 13A. It is blocked by 13B. Pressure chambers 14A and 14B are provided outside the two pistons 12A and 12B.
However, pressure chambers 15 are formed on the inside, and these pressure chambers pass through air (fluid) introduction holes 16 and 17 provided through the cylinder body and both side lids, respectively, to the outside pressure source or the outside air, They are communicated with each other through a four-way switching solenoid valve (not shown) or a manual switching valve. Further, stopper bolts 18 are attached to the both side lids 13A, 13B so as to be adjustable by lock bolts 20 via seal washers 19, and the fully closed position of the valve body is adjusted ± 3 ° with respect to a predetermined position. It is configured to be possible.
【００１８】上記した両ピストン１２Ａ，１２Ｂの相対
する内側にシリンダ本体１１の軸心の中央位置に直交す
るようにして支持された出力軸２１を挟むようにして、
シリンダ本体１１の内面に沿って延びるピストン脚２２
Ａ，２２Ｂが一体に形成され、該ピストン脚２２Ａ，２
２Ｂには、図６（一方のピストン脚２２Ｂの軸心方向の
外形図）に示すように、半径方向に開放されたピストン
溝２３Ａ，２３Ｂと、該ピストン溝と出力軸２１を挿ん
で反対側に、２本の断面ほぼ三角形状のピストンガイド
部２４Ａ，２４Ｂが設けられており、これらのピストン
ガイド部２４Ａ，２４Ｂは、図５に示すように、相対す
るピストン脚２２Ｂ，２２Ａのピストン溝２３Ｂ，２３
Ａを有する部分の上下面を、それぞれ案内するように構
成されている。The output shaft 21, which is supported so as to be orthogonal to the central position of the axis of the cylinder body 11, is sandwiched between the pistons 12A and 12B facing each other.
A piston leg 22 extending along the inner surface of the cylinder body 11
A and 22B are integrally formed, and the piston legs 22A and 2B
In FIG. 2B, as shown in FIG. 6 (outside view of one piston leg 22B in the axial direction), the piston grooves 23A and 23B opened in the radial direction and the piston groove and the output shaft 21 are inserted on the opposite side. , Two piston guide portions 24A, 24B having a substantially triangular cross section are provided, and these piston guide portions 24A, 24B are, as shown in FIG. 5, formed in the piston grooves 23B of the opposing piston legs 22B, 22A. , 23
The upper and lower surfaces of the portion having A are configured to be guided respectively.
【００１９】上記シリンダ本体１１の軸心中央部に直交
するように支持された出力軸２１の中央に、ヨーク２５
がキー２５ａを介して固着されており、該ヨーク２５の
外周面は、上記したピストン脚２２Ａ，２２Ｂの半径方
向に開放されたピストン溝２３Ａ，２３Ｂを貫通して、
シリンダ本体１１の内面に接するように構成されてお
り、また、該ヨーク２５の外周部には、上記した両ピス
トン脚２２Ａ，２２Ｂのピストン溝２３Ａ，２３Ｂ近傍
に出力軸２１に平行に取付けられたピン２６Ａ，２６Ｂ
に係合する二つのピン溝２７Ａ，２７Ｂが、出力軸２１
の対称位置に設けられている。A yoke 25 is provided at the center of the output shaft 21 supported so as to be orthogonal to the center of the axis of the cylinder body 11.
Is fixed via a key 25a, and the outer peripheral surface of the yoke 25 penetrates the piston grooves 23A, 23B opened in the radial direction of the piston legs 22A, 22B.
It is configured to be in contact with the inner surface of the cylinder body 11, and is mounted on the outer peripheral portion of the yoke 25 in the vicinity of the piston grooves 23A and 23B of the piston legs 22A and 22B described above in parallel to the output shaft 21. Pins 26A, 26B
The two pin grooves 27A and 27B that engage with the output shaft 21.
Are provided at symmetrical positions.
【００２０】なお、図１，２において、１２ａはピスト
ン１２Ａ，１２Ｂの周面に取付けられたＯリングであ
り、また図３において、３０は出力軸２１に取付けられ
た指示針、３１はグランド、３２はグランド３１をシリ
ンダ本体１１に取付ける六角ボルト、３３はシールパッ
キン、３４は出力軸２１の抜け出し防止用止め輪、３５
は軸受、３６は図示しないバタフライ弁本体との接続用
ボルト孔であり、図４において、３７は六角ボルトであ
る。In FIGS. 1 and 2, reference numeral 12a is an O-ring attached to the peripheral surfaces of the pistons 12A and 12B, 30 is an indicator needle attached to the output shaft 21, 31 is a gland, 32 is a hexagonal bolt for attaching the gland 31 to the cylinder body 11, 33 is a seal packing, 34 is a retaining ring for preventing the output shaft 21 from coming off, and 35
Is a bearing, 36 is a bolt hole for connecting to a butterfly valve main body (not shown), and in FIG. 4, 37 is a hexagon bolt.
【００２１】次に、作用について説明する。運転時（弁
開時）、両ピストン１２Ａ，１２Ｂの外側の圧力室１４
Ａ，１４Ｂに圧力流体の一つである圧縮空気を空気導入
孔１６を経て導入すると、図１に示すように、両ピスト
ン１２Ａ，１２Ｂは内方に移動し、両ピストンの内側に
それぞれ一体に形成されたピストン脚２２Ａ，２２Ｂの
端部が相対する他方のピストンの内面に当接して停止す
る。図１はこの状態を示す。Next, the operation will be described. During operation (when the valve is open), the pressure chamber 14 outside the pistons 12A and 12B
When compressed air, which is one of the pressure fluids, is introduced into A and 14B through the air introduction hole 16, both pistons 12A and 12B move inward as shown in FIG. The ends of the formed piston legs 22A and 22B come into contact with the inner surfaces of the other pistons that face each other, and stop. FIG. 1 shows this state.
【００２２】この間、上記ピストン脚２２Ａ，２２Ｂに
設けられたピストン溝２３Ａ，２３Ｂを半径方向に貫通
して、出力軸２１に固着されたヨーク２５の外周面がシ
リンダ本体１１の内周面に接しながら、上記ピストン溝
近傍に取付けられたピン２６Ａ，２６Ｂとピン溝２７
Ａ，２７Ｂとの係合を介して回転して、出力軸２１を駆
動し、図示しない弁体を回転して全開する。このとき、
上記ピン２６Ａ，２６Ｂは、ピン溝２７Ａ，２７Ｂ内で
出力軸２１から遠ざけられて位置され、且つ該ヨーク２
５の外周面はシリンダ本体１１の内周面に接するように
大径に形成されているので、該ピンと出力軸２１との距
離を大きくすることができ、該ピン２６Ａ，２６Ｂとピ
ン溝２７Ａ，２７Ｂを介して出力軸に加えられる出力ト
ルクを、同一シリンダ径に対して大きくすることができ
る。During this time, the outer peripheral surface of the yoke 25 fixed to the output shaft 21 is in contact with the inner peripheral surface of the cylinder body 11 by radially penetrating the piston grooves 23A and 23B provided in the piston legs 22A and 22B. However, the pins 26A, 26B and the pin groove 27 mounted near the piston groove are
By rotating through engagement with A and 27B, the output shaft 21 is driven, and a valve element (not shown) is rotated to be fully opened. At this time,
The pins 26A and 26B are located away from the output shaft 21 in the pin grooves 27A and 27B, and the yoke 2
Since the outer peripheral surface of 5 has a large diameter so as to contact the inner peripheral surface of the cylinder body 11, the distance between the pin and the output shaft 21 can be increased, and the pins 26A, 26B and the pin groove 27A, The output torque applied to the output shaft via 27B can be increased for the same cylinder diameter.
【００２３】次に、弁閉時、両ピストン１２Ａ，１２Ｂ
の内側の圧力室１５に空気（流体）導入孔１７を介して
圧縮空気を導入すると、上記した外側の圧力室１４Ａ，
１４Ｂの空気は空気導入孔１６を経て排出され、両ピス
トン１２Ａ，１２Ｂは外方へ向って移動し、両側蓋１３
Ａ，１３Ｂに取付けられたストッパボルト１８に当接し
て停止する。図２はこの時の状態を示す。このときも、
前記と逆の作用によって、ヨーク２５の外周面がピスト
ン溝２３Ａ，２３Ｂを貫通してシリンダ本体１１の内周
面に接しながら、ピン２６Ａ，２６Ｂとピン溝２７Ａ，
２７Ｂとの係合を介して前記と逆方向に回転し、出力軸
２１を介して図示しない弁体を全閉する。Next, when the valve is closed, both pistons 12A and 12B are
When compressed air is introduced into the pressure chamber 15 on the inside through the air (fluid) introduction hole 17, the above-mentioned pressure chambers on the outside 14A,
The air of 14B is discharged through the air introduction hole 16, both pistons 12A and 12B move outward, and both side lids 13
The stopper bolts 18 attached to A and 13B come into contact with the stopper bolts 18 and stop. FIG. 2 shows the state at this time. Also at this time,
By the action opposite to the above, while the outer peripheral surface of the yoke 25 penetrates the piston grooves 23A, 23B and contacts the inner peripheral surface of the cylinder body 11, the pins 26A, 26B and the pin groove 27A,
The valve body (not shown) is fully closed through the output shaft 21 by rotating in the opposite direction through the engagement with 27B.
【００２４】上記のように、両ピストンが往復運動する
際、両ピストンの相対する内側に出力軸２１を挟んで一
体に形成された両ピストン脚２３Ａ，２３Ｂの断面ほぼ
三角形状のピストンガイド２４Ａ，２４Ｂ部により、相
対するピストン脚２２Ｂ，２２Ａのピストン溝部２３
Ｂ，２３Ａの上下面をそれぞれ案内するように構成され
ているので、両ピストン１２Ａ，１２Ｂは、空気圧の導
入により、往復運動時、回転することなく円滑に作動す
ることができる。また、バタフライ弁の全閉位置は、両
側蓋１３Ａ，１３Ｂに取付けられたストッパボルト１８
を調節することにより、所定位置に対して±３°の調整
が可能になる。As described above, when the two pistons reciprocate, the piston guides 24A, 23A, 23B, which are integrally formed with the output shaft 21 sandwiched between the pistons, have a substantially triangular cross section. The piston groove portion 23 of the piston legs 22B and 22A facing each other by the portion 24B.
Since the upper and lower surfaces of B and 23A are guided respectively, both pistons 12A and 12B can operate smoothly without rotating during reciprocating movement by the introduction of air pressure. Further, the fully closed position of the butterfly valve is determined by the stopper bolts 18 attached to the both side lids 13A and 13B.
By adjusting, it is possible to adjust ± 3 ° with respect to the predetermined position.
【００２５】上記したこの実施例によれば、シリンダ本
体１１内に２個のピストン１２Ａ，１２Ｂを対称位置に
設け、各ピストンの両側にそれぞれ流体圧力を導いて複
動型に形成しているので、単動型の汎用シリンダに比べ
て２倍の出力トルクとなり、しかも、ピストンによる推
力をヨークを介して出力軸に伝えるに当り、ピン溝を有
するヨーク２５の外周面がシリンダ内面に接するように
構成したことにより、トルク発生に必要なアームの長さ
を大きくすることができる。According to this embodiment described above, two pistons 12A and 12B are provided in the cylinder body 11 at symmetrical positions, and fluid pressures are introduced to both sides of each piston to form a double-acting type. The output torque is twice as large as that of a single-acting general-purpose cylinder, and when the thrust force of the piston is transmitted to the output shaft through the yoke, the outer peripheral surface of the yoke 25 having the pin groove is in contact with the inner surface of the cylinder. With this configuration, it is possible to increase the length of the arm necessary for generating torque.
【００２６】また、バタフライ弁の全閉位置を、両側蓋
１３Ａ，１３Ｂに取付けられたストッパボルト１８の調
節により、長期間の開閉動作による弁座部の摩滅を考慮
して所定位置に対して±３°調整が可能であり、長期間
の開閉動作による弁座部の摩滅等に対しても、充分対応
させることができる。Further, the fully closed position of the butterfly valve is adjusted to a predetermined position by adjusting the stopper bolts 18 attached to both side lids 13A and 13B in consideration of wear of the valve seat portion due to long-term opening / closing operation. It is possible to adjust by 3 °, and it is possible to sufficiently deal with abrasion of the valve seat portion due to opening and closing operation for a long time.
【００２７】また、相対する両ピストンの内側に一体に
設けられたピストン脚１２Ａ，１２Ｂのピストンガイド
部２４Ａ，２４Ｂを、それぞれ２本の断面ほぼ三角形状
に形成し、且つ相対するピストン脚のピストン溝部の上
下面を案内するように構成されているので、両ピストン
１２Ａ，１２Ｂは空気圧の導入により往復運動時、揺動
したり回転することなく円滑に作動することができる。Further, the piston guide portions 24A and 24B of the piston legs 12A and 12B, which are integrally provided inside the opposing pistons, are each formed with two triangular cross sections, and the pistons of the opposing piston legs are formed. Since the upper and lower surfaces of the groove portion are guided, both pistons 12A and 12B can smoothly operate without swinging or rotating during reciprocating movement due to introduction of air pressure.
【００２８】図７は、本発明の他の実施例を示す出口軸
部の断面図であって、図中、図５に記載した符号と同一
の符号は同一ないし同類部分を示すものとする。この実
施例では、ヨーク４５（図５の２５）の先端部を二股に
して、それぞれにピン溝４７Ａ，４７Ｂを形成し、ピス
トン脚４２Ａ，４２Ｂ（図５の２２Ａ，２２Ｂ）にピス
トン溝（図５の２５）をなくして一体とした該ピストン
脚の上下面を挟持すると共に、該二股部の上下面を、相
対するピストン脚の２本の断面ほぼ三角形状に形成した
ピストンガイド部２４Ａ，２４Ｂで挟持するようになっ
ている。従って、この実施例では、ヨーク４５の外周部
は、ピストン脚４２Ａ，４２Ｂの上下面と、相対するピ
ストン脚の２本のピストンガイド部２４Ｂ，２４Ａの内
側面との間から半径方向に貫通してシリンダ本体１１の
内面に接するようになっている。そしてピストン脚４２
Ａ，４２Ｂにピン２６Ａ，２６Ｂが固着されている。FIG. 7 is a sectional view of an outlet shaft portion showing another embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those shown in FIG. 5 indicate the same or similar parts. In this embodiment, the tip portion of the yoke 45 (25 in FIG. 5) is bifurcated to form pin grooves 47A and 47B respectively, and the piston legs 42A and 42B (22A and 22B in FIG. 5) are provided with piston grooves (see FIG. 5). No. 25 of 5) is sandwiched between the upper and lower surfaces of the piston leg, and the upper and lower surfaces of the bifurcated portion are formed into two triangular sections of opposing piston legs. It is designed to be sandwiched between. Therefore, in this embodiment, the outer peripheral portion of the yoke 45 radially penetrates between the upper and lower surfaces of the piston legs 42A and 42B and the inner surfaces of the two piston guide portions 24B and 24A of the piston legs that face each other. So that it contacts the inner surface of the cylinder body 11. And the piston leg 42
Pins 26A and 26B are fixed to A and 42B.
【００２９】この実施例によれば、ピストン１２Ａ，１
２Ｂの往復動により、ピストン脚４２Ａ，４２Ｂも同様
に往復動し、これに伴ってヨーク４５の二股のピン溝４
７Ａ，４７Ｂに沿ってピン２６Ａ，２６Ｂが往復動し、
出力軸２１が回動する。According to this embodiment, the pistons 12A, 1
By the reciprocating motion of 2B, the piston legs 42A and 42B also reciprocate, and accordingly, the bifurcated pin groove 4 of the yoke 45.
Pins 26A and 26B reciprocate along 7A and 47B,
The output shaft 21 rotates.
【００３０】また、上記した実施例において、ピストン
１２に一体に形成されたピストン脚は、図８（ａ）に示
すように、ヨークの外周部が半径方向に貫通され軸方向
に開放されたピストン溝２３を有する部分と、出力軸を
挿んで反対側に設けられた２本の断面ほぼ三角形状をし
たピストンガイド２４，２４によって構成された構造に
ついて説明したが、同図（ｂ）に示すように、ピストン
溝２３ａの端部を閉鎖するように構成することも可能で
ある。このように構成することにより、若干シリンダの
軸方向の長さが伸びるが、ピストン溝部を軸方向に閉鎖
することにより、該ピストン脚部の強度を向上すること
ができる。Further, in the above-described embodiment, the piston leg integrally formed with the piston 12 has a piston whose axial outer circumference is radially penetrated by the outer peripheral portion of the yoke as shown in FIG. 8 (a). The structure constituted by the portion having the groove 23 and the two piston guides 24, 24 having a substantially triangular cross section, which are provided on the opposite side with the output shaft inserted, has been described. As shown in FIG. In addition, it is possible to close the end of the piston groove 23a. With this configuration, the length of the cylinder in the axial direction slightly extends, but the strength of the piston leg portion can be improved by closing the piston groove portion in the axial direction.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
請求項１の発明においては、出力軸を中心にして左右対
称にシリンダ本体の内面を摺動する両ピストンの相対す
る内側に、出力軸を挟んでそれぞれシリンダ本体の内面
に沿って延びるピストン脚を一体に形成し、該ピストン
脚に、ヨークの外周部を摺動案内する半径方向に開放さ
れた軸方向のピストン溝と、該ピストン溝部と出力軸を
挿んで反対側に配置されたピストンガイド部とを設け、
出力軸の中央に固着されたヨークの外周面を、上記両ピ
ストンのそれぞれのピストン脚のピストン溝を貫通して
シリンダ本体内面に接するように構成すると共に、該ヨ
ークの外周部に、上記両ピストン脚のピストン溝近傍に
出力軸に平行に取付けられた両ピンとそれぞれ係合する
二つのピン溝を、出力軸に対して対称の位置に設けたこ
とにより、ヨークの外周部が両ピストンのピストン溝に
挟持されつつ半径方向に貫通してシリンダの内周面に接
して回動するので、ピンの位置を出力軸から遠ざけるこ
とができ、理論出力トルクを大きくすることができるば
かりでなく、両ピストンを円滑に作動させることができ
る。As described above, according to the present invention,
According to the first aspect of the present invention, piston legs extending along the inner surface of the cylinder body are sandwiched between the pistons that slide symmetrically around the inner surface of the cylinder body about the output shaft. A radially formed axial piston groove that is integrally formed with the piston leg and slides and guides the outer peripheral portion of the yoke, and a piston guide portion that is disposed on the opposite side with the piston groove portion and the output shaft inserted. And
The outer peripheral surface of the yoke fixed to the center of the output shaft is configured to penetrate the piston grooves of the piston legs of the both pistons and contact the inner surface of the cylinder body. Two pin grooves that engage with both pins mounted parallel to the output shaft near the piston groove of the leg are provided symmetrically with respect to the output shaft, so that the outer peripheral part of the yoke is the piston groove of both pistons. Since it is pinched by the shaft and penetrates in the radial direction and contacts the inner surface of the cylinder to rotate, the pin position can be moved away from the output shaft, and not only the theoretical output torque can be increased, but also both pistons Can be operated smoothly.
【００３２】また、請求項２の発明においては、両ピス
トンの相対する内側に出力軸を挟むようにしてそれぞれ
一体に形成された両ピストン脚のピストンガイド部を、
それぞれ２本の断面ほぼ三角形状に形成し且つ相対する
ピストン脚のピストン溝部の上下面を案内するように構
成したことにより、相対する両ピストンの回転を防止す
ることができる。According to the second aspect of the present invention, the piston guide portions of both piston legs, which are integrally formed so as to sandwich the output shaft, are formed inside the two pistons facing each other.
By forming the two cross-sections each having a substantially triangular shape and guiding the upper and lower surfaces of the piston groove portions of the opposed piston legs, it is possible to prevent rotation of the opposed pistons.
【００３３】また、請求項３の発明においては、シリン
ダ本体の両側蓋に、それぞれ弁の閉時を外部より調整可
能なストッパボルトを取付けたことにより、長期間の開
閉動作による弁座部の摩滅を考慮して所定位置に対して
±３°調整が可能である。According to the third aspect of the present invention, stopper bolts that can adjust the closing time of the valve from the outside are attached to both side lids of the cylinder body, so that the valve seat portion is worn out by the opening and closing operation for a long period of time. In consideration of the above, ± 3 ° can be adjusted with respect to the predetermined position.
【図１】本発明の一実施例を示すロータリアクチュエー
タのシリンダ軸心方向断面図である。FIG. 1 is a sectional view in the cylinder axis direction of a rotary actuator showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１と同様の断面図で、異った作動位置を示
す。2 is a cross-sectional view similar to FIG. 1, showing different operating positions.
【図３】出力軸部の要部を示し、中央のピストン部は側
面図で表わし、上下の出力軸支持部は断面図で表わして
いる。FIG. 3 shows a main part of an output shaft portion, a central piston portion is shown in a side view, and upper and lower output shaft support portions are shown in a sectional view.
【図４】図１のシリンダ端部及び空気導入孔を示す側面
図である。FIG. 4 is a side view showing the cylinder end portion and the air introduction hole of FIG. 1.
【図５】ピストン中間開度における出力軸部の断面図で
ある。FIG. 5 is a sectional view of an output shaft portion at a piston intermediate opening degree.
【図６】ピストン単体の軸心方向の外形図である。FIG. 6 is an external view of the piston alone in the axial direction.
【図７】本発明の他の実施例を示すピストン中間開度に
おける出力軸部の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of an output shaft portion at a piston intermediate opening degree according to another embodiment of the present invention.
【図８】（ａ）（ｂ）は別なる実施例を示すピストンの
正面図である。8A and 8B are front views of a piston showing another embodiment.
【図９】従来例を示すロータリアクチュエータの側断面
図である。FIG. 9 is a side sectional view of a rotary actuator showing a conventional example.
１１ シリンダ本体 １２，１２Ａ，１２Ｂ ピストン １３Ａ，１３Ｂ 側蓋 １４Ａ，１４Ｂ，１５ 圧力室 １６，１７ 空気導入孔 １８ ストッパボルト １９ シール座金 ２０ ロックナット ２１ 出力軸 ２２Ａ，２２Ｂ ピストン脚 ２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３ａ ピストン溝 ２４，２４Ａ，２４Ｂ ピストンガイド ２５ ヨーク ２６Ａ，２６Ｂ ピン ２７Ａ，２７Ｂ ピン溝 ３０ 指示針 ３１ グランド ３４ 止め輪 ３６ 接続用ボルト孔 ４２Ａ，４２Ｂ ピストン脚 ４５ ヨーク ４７Ａ，４７Ｂ ピン溝 11 Cylinder body 12, 12A, 12B Piston 13A, 13B Side cover 14A, 14B, 15 Pressure chamber 16, 17 Air introduction hole 18 Stopper bolt 19 Seal washer 20 Lock nut 21 Output shaft 22A, 22B Piston leg 23, 23A, 23B, 23a Piston groove 24, 24A, 24B Piston guide 25 Yoke 26A, 26B Pin 27A, 27B Pin groove 30 Indicator needle 31 Gland 34 Snap ring 36 Connection bolt hole 42A, 42B Piston leg 45 Yoke 47A, 47B Pin groove
Claims (3)
体の軸心中央部に直交するようにして該シリンダに支持
された出力軸と、該出力軸を中心にして左右対称に上記
シリンダ本体の内面に摺動する２個のピストンを有し、
これら２個のピストンの外側及び内側に、それぞれ流体
導入孔に連通された圧力室を形成し、これら外側及び内
側の圧力室の何れかに圧力流体を供給することによって
両ピストンを対称に往復運動させ、両ピストンの往復運
動を、ピストンに固着されたピンに係合するピン溝を有
し且つ出力軸に固定されたヨークを介して、出力軸の回
転運動に変換するようにしたバタフライ弁駆動用ロータ
リアクチュエータにおいて、両ピストンの相対する内側
に、出力軸を挟んでそれぞれシリンダ本体の内面に沿っ
て延びるピストン脚を一体に形成し、該ピストン脚に、
ヨークの外周部を摺動案内する半径方向に開放された軸
方向のピストン溝と、該ピストン溝部と出力軸を挿んで
反対側に配置されたピストンガイド部とを設け、出力軸
の中央に固着されたヨークの外周面を、上記両ピストン
のそれぞれのピストン脚のピストン溝を貫通してシリン
ダ本体内面に接するように構成すると共に、該ヨークの
外周部に、上記両ピストン脚のピストン溝近傍に出力軸
に平行に取付けられた両ピンとそれぞれ係合する二つの
ピン溝を、出力軸に対して対称の位置に設けたことを特
徴とするバタフライ弁駆動用ロータリアクチュエータ。1. A cylinder body having a cylindrical shape, an output shaft supported by the cylinder so as to be orthogonal to a central portion of an axis of the cylinder body, and a cylinder body of the cylinder body which is symmetrical about the output shaft. It has two pistons that slide on the inner surface,
Pressure chambers that communicate with the fluid introduction holes are formed on the outer and inner sides of these two pistons, and the pressure fluid is supplied to either of the outer and inner pressure chambers to symmetrically reciprocate both pistons. A butterfly valve drive in which the reciprocating motion of both pistons is converted into the rotational motion of the output shaft through a yoke having a pin groove that engages with a pin fixed to the piston and fixed to the output shaft. In the rotary actuator for a vehicle, piston legs that extend along the inner surface of the cylinder body with the output shaft sandwiched therebetween are integrally formed inside the pistons facing each other.
A radial axially open piston groove that slides and guides the outer peripheral portion of the yoke, and a piston guide portion that is arranged on the opposite side of the piston groove portion with the output shaft inserted are provided and fixed at the center of the output shaft. The outer peripheral surface of the formed yoke so as to penetrate the piston grooves of the respective piston legs of the both pistons and contact the inner surface of the cylinder body, and at the outer peripheral portion of the yoke, in the vicinity of the piston grooves of the both piston legs. A rotary actuator for driving a butterfly valve, wherein two pin grooves that engage with both pins mounted parallel to the output shaft are provided at positions symmetrical with respect to the output shaft.
むようにしてそれぞれ一体に形成された両ピストン脚の
ピストンガイド部を、それぞれ２本の断面ほぼ三角形状
に形成し且つ相対するピストン脚のピストン溝部の上下
面を案内するように構成したことを特徴とする請求項１
記載のバタフライ弁駆動用ロータリアクチュエータ。2. A piston of opposing piston legs, wherein piston guide portions of both piston legs, which are integrally formed so as to sandwich the output shaft between the opposite sides of both pistons, are formed into two substantially triangular cross sections, respectively. 2. A structure configured to guide the upper and lower surfaces of the groove portion.
A rotary actuator for driving a butterfly valve as described above.
れ、弁の閉時を外部より調整可能なストッパボルトを取
付け、バタフライ弁の全閉位置を所定位置に対して±３
°調整可能にしたことを特徴とする請求項１記載のバタ
フライ弁駆動用ロータリアクチュエータ。3. A butterfly valve is provided with stopper bolts, which can adjust the closing time of the valve from the outside, on both left and right lids of the cylinder body, and the fully closed position of the butterfly valve is ± 3 with respect to a predetermined position.
The rotary actuator for driving a butterfly valve according to claim 1, wherein the rotary actuator is adjustable.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP20769294A JP3150542B2 (en) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | Rotary actuator for butterfly valve drive |
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| JPH0874809A true JPH0874809A (en) | 1996-03-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |