JPS61197860A

JPS61197860A - 球形ボ−ル駆動機構

Info

Publication number: JPS61197860A
Application number: JP60280234A
Authority: JP
Inventors: ケネス・カルビン・スパーベツク
Original assignee: Pneumo Corp
Current assignee: Pneumo Corp
Priority date: 1985-01-28
Filing date: 1985-12-14
Publication date: 1986-09-02
Also published as: US4573494A; EP0192891A1

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】（産業上の利用分野）本発明は回転駆動モータを線形移動する弁部材に直結す
るための球形ボール駆動機構に関するものである。

（従来の技術）高圧流体比例サーボ制御装置、例えば１０００ｐｓｉ（
７０，３ｋｇ／　ｃｆＩｌ）のオーダーの流体圧力を生
ずる飛行機用制御作動装置においては、比較的短い行程
の直結弁を使用するとよいことが知られている。

（発明が解決しようとする問題点）従って本発明の目的はこの種の直結弁に使用し、動作が
確実でメインテナンスが容易な球形ボール駆動機構を得
るにある。

（問題点を解決するための手段）この目的を達成するため、本発明球形ボール駆動機構は
、前記弁部材に球形軸受装置を取付け、この球形軸受装
置は、凹球面状の内側軸受面を有し、また前記弁部材の
縦方向軸線にほぼ直交する縦方向軸線および前記弁部材
の縦方向軸線から半径方向にずれた横方向中心軸線を有
する外側レース部材と、この外側レース部材に収容する
球形軸受部材とを具え、この球形軸受部材は前記外側レ
ース部材の凹球面状の内側軸受面に補完し合う凸球面状
の外側面を有するものとし、前記弁部材の縦方向軸線に
ほぼ直交し前記球形軸受部材に連結する偏心出力軸を前
記回転駆動モータに設けたことを特徴とする。

本発明の好適な実施例においては、前記外側レース部材
を硬質なものに形成し、前記球形軸受部材のみが摩耗を
受け、新しい球形軸受部材に容易に交換できる構成とす
る。

更に本発明の好適な実施例においては、前記外側レース
部材には、球形軸受部材をこの外側レース部材に出入れ
しやすくする溝孔を形成し、この溝孔の幅を前記球形軸
受部材の軸線方向の厚さより僅かに大きいものとし、ま
たこの溝孔を外側レース部材に全体にわたり貫通形成し
て液圧流体がこの溝孔に自由に流通できる通路を生ずる
構成とする。

（作　用）この構成によれば、偏心出力軸が中心位置または不作用
位置から正逆いずれかの方向に回転するとき、軸線方向
の力の成分と横方向の力の成分とが弁部材に加わり、こ
の弁部材を線形運動並びに回転運動させる。

（実施例）次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。

本発明による球形ボール駆動機構１の好適な実施例を第
１図に示し、回転駆動モータ（以下「モータ」と省略す
る）３の偏心出力軸２を弁装置５の線形移動可能な弁部
材即ちプランジャ４に直接連結する。モータ３は、弁ハ
ウジングの縦方向の孔８に直交する偏心出力軸２により
弁装置５のノ＼ウジング６にクランプするか、または他
の方法で取付ける。孔８内に弁スリーブ１０を収納し、
この弁スリーブ１０を例えば孔の外端に適当に保持した
閉止部材１１により移動不能に保持する。この弁スリー
ブ１０内でプランジャ４を軸線方向に移動可能にする。

第１〜４図に明示するように、球形ボール駆動機構１は
外側レース部材１５を有し、この外側レース部材１５は
プランジャ４の一端に一体に形成するかまたは別体とし
て取付ける。外側レース部材１５はこの外側レース部材
の眼目をなす凹球面状の内側軸受面１６を有する。この
外側レース部材内に、貫通した孔１９を有する球形軸受
部材１８を収容し、この孔１９に回転駆動モータの偏心
出力軸２を収容する。球形軸受部材１８は、平坦端面２
０と凸球面状の外側面２１とを有する截頭ボールの形状
とし、この外側面２１は、外側レース部材１５の凹球面
状の内側軸受面１６に補完し合う形状でこの内側軸受面
の半径よりも僅かに小さい半径を有するものとする。

外側レース部材１５には、直径方向に互いに対向する１
対の挿入用の溝孔２４（第２〜４図参照）を設け、これ
ら溝孔２４は外側レース部材の眼目部に機械加工または
他の方法により形成する。溝孔は図示のように内側軸受
面１６に交差するよう設け、球形軸受部材１８の半径と
ほぼ等しい半径を有し、弦幅Ｗは球形軸受部材の軸線方
向の享さよりも僅かに大きいものとする。この構成によ
り球形軸受部材を溝孔２４に端縁から挿入し、次いで図
面に示す位置に回転することによって容易に組立てるこ
とができる。球形軸受部材を外側レース部材から取外す
ためには組立手順を逆にする。即ち球形軸受部材１８を
回転して溝孔２４に端縁を整列させることによって球形
軸受部材を溝孔から取出すことができる。好適には溝孔
２４は第３および４図に示すように外側レース部材１５
にわたり貫通させて設け、溝孔から外側レース部材に侵
入する液圧流体に内在する不純物が外側レース部材に溜
まる代わりに詰まることなく通過できるようにする。

偏心出力軸２はプランジャ４の縦方向軸線にほぼ直交し
、偏心オフセット量○（第２および３図参照）を有する
中心線の周りに回転し、比較的大きなモータの角度回転
を比較的短い弁の運動に変換する変速作用を生゛する。

同様に外側レース部材１５の縦方向軸線もプランジャ４
の縦方向軸線にほぼ直交し、また外側レース部材の横方
向中心軸線はプランジャの縦方向軸線に平行ではあるが
距離りだけ半径方向にずれるものとし、この距離りは少
なくとも偏心オフセット量Ｏと同一のものとする。従っ
て、偏心出力軸２が中立位置または不作用位置から正逆
いずれかの方向に回転するとき、２個の力の成分がプラ
ンジャ４に加わる。即ちプランジャを線形移動させる軸
線方向の力の成分と、半径方向即ち横方向の力の成分と
が加わり、この横方向の力の成分は外側レース部材１５
およびプランジャが球形軸受部材１８に対して第３およ
び４図に示す位置間で回転することによって補償される
。

第３図の位置から第４図の位置にまたその逆にプランジ
ャが回転する際球形軸受部材１８は図示のように偏心出
力軸２に沿って軸線方向に移動してプランジャの回転を
補償する。

プランジャ４が第１図に示す不作用位置にあるとき、流
体のシリンダポー）　２６．２８に対する流入流出は阻
止される。回転駆動モータ３により制御され選択された
プランジャ４の運動により不作用位置から移動してシリ
ンダポー）　２６．２８のいずれか一方を弁ハウジング
１１の供給圧力溝２９または３０にまたその他方のシリ
ンダポートを帰還圧力溝３２にそれぞれ接続する。

代表的には、偏心オフセット量０を例えばｉ、ｏｉｍｍ
（０，０４インチ）とし、偏心出力軸２の不作用位置か
らの約±２４°の回転での最大弁行程が±１．０１ｍｍ
（０，０４インチ）となるようにする。外側レース部材
１５の横方向中心軸線ｔはプランジャの軸線から約２．
５４ｍｍ（０，１００インチ）　の距離りだけ半径方向
にずらした場合、球形軸受部材１８はプランジャの最大
回転時に約０．２０　ｍｍ　（０，００８インチ）上昇
する。

（発明の効果）このような球形ボール駆動機構１によれば、球形軸受部
材１８は偏心出力軸２を球形軸受部材に挿入する際、外
側レース部材１５により負荷を受けた状態で保持される
。従って組立状態を維持するには偏心出力軸２と球形軸
受部材の貫通孔１９との間に簡単なすべりばめを生ずる
よう構成するだけでよく、このときモータは簡単な押込
みまたは引き抜き動作で弁部材に連結したり分離したり
することができる。

また球形軸受部材１８の公差は、例えば０．００２５ｍ
ｍ（０，０００１インチ）といった厳密な範囲に容易に
抑えることができる。このような球形ボール駆動機構に
よれば、更に比較的大きな力をモータから弁に伝達して
球形ボール駆動機構に好ましくない摩耗を生ずることな
くどんな剪断応力にも打勝つことができる。即ち球形軸
受部材１８と外側レース部材１５との間の球面接触が大
きな領域にわたり負荷を分散させるからである。更に、
球形ボール駆動機構に伝達される摩擦負荷は比較的小さ
く、偏心出力軸２の回転にひっかかりを生ずることがな
い。

即ち、たとえ球形軸受部材１８が偏心出力軸に対してひ
っかかりを生じたととしても、偏心出力軸の回転が球形
軸受部材に伝達され、この球形軸受部材１８が外側レー
ス部材１５内で自由に回転するためである。また外側レ
ース部材は硬質なものに形成するとよく、これにより球
形軸受部材１８のみが摩耗を受けるようにすることがで
き、所要の公差を維持するため新しい球形軸受部材に容
易に交換することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による球形ボール駆動機構の好適な実
施例により直接駆動弁と駆動モータを直結した状態の部
分縦断面図、第２図は、第１図の２−２線上から見た一部断面とする
拡大断面図、第３図は、弁が中立位置または不作用位置にあるときの
第１図の３−３線上から見た拡大部分断面図、第４図は、弁が不作用位置から移動したときの第３図と
同様の拡大部分断面図ある。１・・・球形ボール駆動機構２・・・偏心出力軸３・・
・回転駆動モータ　　４・・・プランジャ（弁部材）５
・・・弁装置　　　　　　６・・・ハウジング訃・・孔
　　　　　　　１０・・・弁スリーブ１１・・・閉止部
材　　　　　１５・・・外側レース部材１６・・・内側
軸受面　　　　１８・・・球形軸受部材１９・・・孔　
　　　　　　　２０・・・平坦端面２１・・・外側面　
　　　　　２４・・・溝孔２６、２８・・・シリンダポ
ー）　２９．３０・・・供給圧力溝３２・・・帰還圧力
溝特許出願人　ニューモ・コーポレーションＩｊ　　　Ｉ
Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】１、回転駆動モータ（３）を線形移動する弁部材（４）
に直結するための球形ボール駆動機構（１）において、
前記弁部材に球形軸受装置（１５、１８）を取付け、こ
の球形軸受装置は、凹球面状の内側軸受面（１６）を有
し、また前記弁部材の縦方向軸線にほぼ直交する縦方向
軸線および前記弁部材の縦方向軸線から半径方向にずれ
た横方向中心軸線（ｔ）を有する外側レース部材（１５
）と、この外側レース部材（１５）に収容する球形軸受
部材（１８）とを具え、この球形軸受部材は前記外側レース部材の凹球面状の内側軸受面（１６）に補完し合う凸球面状の
外側面（２１）を有するものとし、前記弁部材（４）の縦方向軸線にほぼ直交し前記球形軸
受部材（１８）に連結する偏心出力軸（２）を前記回転
駆動モータ（３）に設けたことを特徴とする球形ボール
駆動機構。２、前記外側レース部材（１５）の横方向中心軸線（ｔ
）の前記半径方向オフセット量は偏心出力軸（２）の回
転駆動モータ（３）の中心線に対する偏心オフセット量
より大きいものとしたことを徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の球形ボール駆動機構。３、前記球形軸受部材（１８）は前記弁部材（４）の一
方の端部に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の球形ボール駆動機構。４、前記外側レース部材（１５）は前記弁部材（４）に
一体に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の球形ボール駆動機構。５、前記偏心出力軸（２）は前記球形軸受部材（１８）
に形成した縦方向の孔（１９）にすべりばめしたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の球形ボール駆
動機構。６、前記外側レース部材（１５）には、球形軸受部材（
１８）をこの外側レース部材（１５）に出入れしやすく
する溝孔（２４）を形成し、この溝孔（２４）の幅を前
記球形軸受部材（１８）の軸線方向の厚さより僅かに大
きいものとし、またこの溝孔（２４）を外側レース部材
（１５）に全体にわたり貫通形成して液圧流体がこの溝
孔（２４）に自由に流通できる通路を生ずる構成とした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の球形ボ
ール駆動機構。７、前記外側レース部材（１５）を硬質なものに形成し
、前記球形軸受部材（１８）のみが摩耗を受け、新しい
球形軸受部材に容易に交換できる構成としたことを特徴
とする特許請求の範囲第６項に記載の球形ボール駆動機
構。８、回転駆動モータ（３）を線形移動する弁部材（４）
に直結するための球形ボール駆動機構（１）において、
前記弁部材に球形軸受装置（１５、１８）を取付け、こ
の球形軸受装置は、前記弁部材の縦方向軸線にほぼ直交
する縦方向軸線および前記弁部材の縦方向軸線から半径
方向にずれた横方向中心軸線（ｔ）を有する外側レース
部材（１５）と、この外側レース部材（１５）に収容す
る球形軸受部材（１８）とを具え、前記弁部材（４）の縦方向軸線にほぼ直交し前記球形軸
受部材（１８）に形成した縦方向の孔（１９）に収容す
る偏心出力軸（２）を前記回転駆動モータ（３）に設け
、前記外側レース部材（１５）の横方向中心軸線（ｔ）
の前記弁部材（４）の縦方向軸線に対する半径方向のオ
フセット量を前記偏心出力軸（２）の回転駆動モータ（
３）の中心線に対する偏心オフセット量よりも大きいも
のとしたことを特徴とする球形ボール駆動機構。９、前記偏心出力軸（２）は前記球形軸受部材（１８）
に形成した縦方向の孔（１９）にすべりばめし、前記偏
心出力軸（２）の前記球形軸受部材（１８）に対する挿
入および取外しを容易にしたことを特徴とする特許請求
の範囲第８項に記載の球形ボール駆動機構。１０、前記外側レース部材（１５）には、球形軸受部材
（１８）をこの外側レース部材（１５）に出入れしやす
くする溝孔（２４）を形成し、この溝孔（２４）の幅を
前記球形軸受部材（１８）の軸線方向の厚さより僅かに
大きいものとし、またこの溝孔（２４）を外側レース部
材（１５）に全体にわたり貫通形成して液圧流体がこの
溝孔（２４）に自由に流通できる通路を生ずる構成とし
たことを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の球形
ボール駆動機構。