JPS60256610A - アクチユエ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はたとえば各種弁装置の駆動源として用いて好適
なピストン型アクチュエータに関し、特に遠隔操作によ
る自動操作と故障時等における手動操作とを行なうこと
ができるアクチュエータに関する。

〔従来技術〕

たとえば弁装置などといった各種の被制御体を自動的に
遠隔操作讐るための作動機構として、シリンダ内でピス
トンを摺動自在に支持させ、これをその一方のシリンダ
室に選択的に供給した流体圧、特に空気圧とこれに対向
して配設されたスプリングの復旧力とによって往復駆動
させることにより、空気圧量を直動運動に変えて各種の
駆動力を得られるようにしたピストン型のアクチュエー
タが従来から知られている。そして、このようなピスト
ン型のアクチユエータは、この種の弁装置の駆動源とし
て一般に用いられているダイヤフラム型のものに比べ小
型でしかも大きな出力およびストローク量が得られるこ
とから、たとえばバタフライ弁、アジャスタブルボート
弁、送風気のべ−ン、可変抵抗器、その他比例位置動作
を必要とする操作端の操作器として用いてその効果を発
揮ぎせ、得るものである。

このようなピストン型アクチュエータとして、従来は、
概略第１図に示すような構成のものが知られていた。こ
れを簡単に説明すると１図中符号１はその下部が上部に
比べて小径な略有底筒状に形成されたシリンダ本体、２
はこのシリンダ本体１の上部開口颯を閉塞する蓋体で、
これにより略円板状に形成されてなるピストン３を摺動
自在に保持するシリンダが構成されている。４は前記シ
リンダ下方室側でその上端がピストン３の中央部分に連
結されかつその中実軸線に沿って垂下された操作力伝達
用のロッドで、このロッド４の下端４ａは前記シリンダ
本体１の下端部を貫通してその下方に延設され、その先
端がたとえば弁装置などの被制御体側に連結されてピス
トン３の動きを伝達する操作端となるものである。そし
て、このようなロッド４を配設してなるシリンダ下方室
内には、上述したピストン３を常時上方に付勢するコイ
ルスプリング５がこのロッド４の周囲に巻回された状態
で配設されている。なお、このシリンダ下方室は大気中
に開放された大気室１ａとされている。また、図中６は
シリンダ本体１の下端部に螺合されコイルスプリング５
の付勢力を調整するねじ軸、７はこのねじ軸６により可
動されるスプリング受けである。

一方、前記シリンダ本体１の上方で蓋体２とピストン３
との間に形成される上方室は、蓋体２に穿設された操作
用空気圧流入口８からピストン３を前記コイルスプリン
グ５の付勢力と協働して上、下動させるための空気圧が
導かれる空圧室９とされている。そして、この空圧室９
内で前記ピストン３中夫に形成された孔部内にはその上
方から蓋体２を貫通して延設された手動操作軸１０の内
方端が係入され、かつこの手動操作軸１０の外周にはね
じ部１２が形成され、このねじ部１２はている。また、
この手動操作軸１０の中間胴部外周にはねじ部１２が形
成され、このねじ部１２は前記蓋体２の上方に固設され
たキャップ体１３内で所定ストロークにわたって摺動自
在に配設された筒状ナット１４に螺合されている。なお
、１５はこのキャップ体１３の上端部外部で前記手動操
作軸１０のねじ部１２に螺合されたロック用ナツトであ
る。

そして、このような構成による従来のアクチュエータに
おいて、ピストン３を図示するように上方室側に位置さ
せた状態とし、この状態で前記流入口８から操作用の空
気圧を導入することにより、このピストン３をこのシリ
ンダ内での可動範囲内で全ストロークにわたって遠隔操
作にて上、下動させ得るものである。

また、たとえば供給空気圧側の故障やその他手動操作が
必要とされる場合にあっては、前記手動操作軸１０外方
端のハンドル１１をナツト１５を緩めて回転操作するこ
とにより、ピストン３をスプリング５の付勢力に抗して
所望の位置まで押下げるとよいものである。そして、上
述した構成では、そのシリンダ内室内での空気圧力の有
無にかかわらず、ねじによるジヤツキ機構にて強い力で
ピストン３を優先させて可動させ得るため、緊急時に迅
速かつ適切な手動操作が行なえるといった利点がある。

しかしながら、上述した従来構造では、その構成上の理
由からとうしてもその全長が長くなり、ある程度の大型
化は避けられないもので、その配設スペースが制限され
る等といった問題を生じるものであった。すなわち、こ
のような従来構造では、上述したような手動操作時にお
けるハンドル１１の押下げスペースを確保するために、
前記キャップ体１３の上端部から手動操作軸１０を前記
ピストン３の可動範囲に対応する長さだけ突出させて間
隔Ａをおいた先端部に前記ハンドル１１を固定すること
が必要であり、また手動操作を行なう際にある程度のス
トロークを確保するための筒状ナツト１４の移動ストロ
ークＢ、さらにピストン３に適切な付勢力を与えるため
のコイルスプリング５の配設ストロークＣも必要なもの
である。そして、上述した各ストロークＡ、Ｂ、Ｃは、
このアクチュエータの軸線方向に直列して設けることが
必要であるため、その全長が長くなってしまうものであ
った。

〔発明の概要〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
シリンダ内でピストンにて仕切られた伝達用ロッド側の
一方室を自動操作時における空圧室とし、かつその他方
室側にピストンに付勢力を与えるコイルスプリングを圧
縮状態にて装填するとともに、このシリンダ他方室側で
、シリンダ壁を貫通して外方に突出された外方端に手動
ハンドルを有する手動操作軸の内方端を、ピストンに対
し回転自在に連設し、さらにこの手動操作軸の中間胴部
外周に形成されたねじ部を、上述したシリンダ壁に穿設
されている貫通孔に摺動自在に嵌着された筒状体の内周
ねじ部に螺着させるという簡単な構成によって、全体の
小型化、特にその全長を縮少し、従来の問題点を一掃す
るとともに、自動操作時、さらに手動操作時において所
要の作動特性を発揮させることが可能で、その動作上で
何ら支障を生じることがない等といった種々優れた効果
を奏することができる安価なアクチュエータを提供する
ものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第２図は本発明に係るピストン型のアクチユエータの一
実施例を示すものであり、同図において、第１図と同一
または相当する部分には同一番号を付してその詳細な説
明は省略する。

さて、本発明によれば、ピストン３を摺動自在に支持し
かつこのピストン３にて仕切られた操作力伝達用のロッ
ド４側の一方室を自動操作時における空圧室９とするシ
リンダ２０と、このシリンダ２０の他方室２０ａ側に圧
縮状態にて装填され前記ヒストン３に付勢力を与えるコ
イルスプリング５と、こりシリンダ２０の他方室２０ａ
側でその内方端１０ａが前記ピストン３に対し回転自在
に連設されるとともにその中間胴部外周にねじ部１２が
形成されかつその外方端１０ｂが前記シリンダ２０上端
部の壁を貫通して外部に突出しその先端に手動ハンドル
１１が固定されてなる手動操作軸１０とを備え、この手
動操作軸１０を、前記シリンダ壁に穿設された貫通孔２
１に摺動自在に嵌着された筒体２２の内周ねじ部２２ａ
に螺着させるように構成した２ところに特徴を有してい
る。

すなわち、本発明によれば、従来問題とされていたハン
ドル１１、ナット（１４）、およびコイルスプリング５
に必要とされる移動ストロークを、上述した構成を採用
することにより、互いに重ね合せて配設し、これにより
アクチュエータの全長を縮少化し得るようにしたもので
ある。なお、図中２３は前記筒体２２の外周の一部に固
設されたキーで、このキー２３が前記貫通孔２１のキー
溝２１ａに係合することによりこの筒体２２は軸線方向
にのみ摺動自在でかつ回転方向には係止されているもの
である。また、前記シリンダ２０は、図示されるように
、ピストン３が摺動動作するシリンダ部を構成する円筒
体２０Ａと、その両端に固設されてその開口端を閉塞す
るし、下一対の蓋体２０Ｂ、２０Ｃとから構成され、こ
の場合上部蓋体２０Ｂは略キャップ状を呈するようにそ
の上部が小径となるように形成され、この部分がスプリ
ング受けとして機能するとともに、前記筒体２２が配設
される空間部を形成するように構成されている。そして
、この上部蓋体２０Ｂ側でピストン３の上方に形成され
る前記他方室２０ａは、孔部２４にて大気中に開口され
、大気室とされている。勿論、このシリンダ他方室２０
ａは、実施例に示されるような密閉構造に限定されず、
たとえば上部蓋体２０Ｂを単なる骨組み構造のものを用
い、スプリング受けとしての役割と、前記筒体２２を摺
動自在に保持する機能とを備えるように構成してもよい
ことは明らかであろう、さらに、上述した構成において
、操作力伝達用のロッド４と、手動操作軸１０とは別体
としてピストン３にそれぞれ連設されているものであり
、この場合手動操作軸１０はベアリング２５にてピスト
ン３に対し回転自在で、またロッド４側はピストン３に
固設されているものである。

そして、このような構成において、ナツト１５を外し、
ハンドル１１にて手動操作軸１０を回転操作することに
より、この軸１０は手動操作にて外部に引き出されてピ
ストン３をスプリング５の付勢力に抗して上昇させるこ
とが簡単に行なえるものである。また、図示の状態にお
いて、流入孔８から遠隔操作にて所要の空気圧を導入す
れば。

その空圧室９内の圧力とスプリング５の付勢力とのバラ
ンスによりピストン３は、シリンダ２０内で往復駆動さ
れ、その操作力を被制御体に伝達するものである。この
自動操作時においては、前記手動操作軸１０およびその
ねじ部１２が螺合されている筒体２２は、シリンダ２０
の貫通孔２１部分を進退自在に動作するもので、適切か
つ円滑な作動状態を行なわせることができるものである
。

特に、上述した構成による本発明に係るアクチュエータ
においては、ピストン３を付勢するスプリング５の自由
長さ内でハンドル１１、および筒体２２（ナツト）が摺
動動作するものであり、従来のようなアクチュエータ全
長の長さが長くなるといった問題を生じることはなく、
全体の小型化を図るうえで、その効果を発揮させ得るも
のである。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、各部
の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由であ
る。たとえば上述した実施例において、シリンダ２０を
構成するハウジング構造としては種々の変形例が考えら
れるものであり、またピストン３に対するロッド４の連
結構造や手動操作軸１０の連設構造としても種々の変形
例が考えられるものである。さらに、上述した実施例に
よるアクチュエータ構造によれば、従来例として示した
構造のものと、その供給空気圧を逆にすれば、同じ作動
状態が得られることも容易に理解されよう。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係るアクチュエー夕によ
れば、シリンダ内でピストンにて仕切られた伝達用ロッ
ド側の一方室を自動操作時における空圧室とし、かつそ
の他方室側にピストンに付ｉ力を与えるコイルスプリン
グを圧縮状態にて装填するとともに、このシリンダ他方
室側で、シリンダ壁を貫通して外方に突出された外方端
に手動ハンドルを有する手動操作軸の内方端を、ピスト
ンに対し回転自在に連設し、さらにこの手動操作軸の中
間胴部外周に形成されたねじ部を、上述したシリンダ壁
に穿設されている貫通孔に摺動自在に嵌着された筒状体
の内周ねじ部に螺着させるようにしたので、簡単かつ安
価な構成にもかかわらず、全体の小型化、特にその全長
を縮少し、従来の問題点を〒掃するとともに、自動操作
時、さらに手動操作時において所要の作動特性を発揮さ
せることが可能で、その動作上で何ら支障を生じること
がない等といった種々優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のピストン型アクチュエータを例示する概
略断面図、第２図は本発明に係るアクチュエータの一実
施例を示す概略断面図である。 ３・・・・ピストン、４・・・・操作力伝達用ロッド、
５・・・・コイルスプリング、８・・・・空気圧流入孔
、９・・・拳空圧室、１０・・・・手動操作軸、１１・
・・・手動ハンドル、１２・・・・外周ねじ部、１５・
・・・ロック用ナツト、２０・・・・シリンダ、２１・
・・・貫通孔、２１ａ・・・キー溝、２２・・・・筒体
。 ２２ａ・・・・内周ねじ部、２３・・・・・キー、２４
・・・・大気孔、２５・・・・ベアリング。 特許出願人　山武ハネウェル株式会社 代　理　人　山川数構（ほか２名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. その内部にピストンを摺動自在に支持しかつこのピスト
   ンにて仕切られた一方室を自動操作時における空圧室と
   するシリンダと、このシリンダの他方室側に圧縮状態に
   て装填され前記ピストンに付勢力を与えるコイルスプリ
   ングと、このシリンダの他方室側でその内方端が前記ピ
   ストンに対し回転自在に連設されるとともにその中間胴
   部外周にねじ部が形成されかつその外方端が前記シリン
   ダの壁を貫通して外部に突出しその先端に手動ハンドル
   が固定されてなる手動操作軸とを備え、この手動操作軸
   は、前記シリンダ壁に穿設された貫通孔に摺動自在に嵌
   着された筒体の内周ねじ部に螺着されていることを特徴
   とするアクチュエータ。