JPS6184403A - 流体圧揺動モ−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】 「産業上の利用分野」 この発明は油圧空気圧その他の流体圧によって駆動され
る揺動型のモータ（アクチェータ）に関するものである
。

このような流体圧揺動モータは、ボールバルブなどの回
転駆動や産業用ロボットのフィンガーを回転せしめるた
めの駆動装置として広く用いられている。

本発明はこのような流体圧揺動モータのうち。

ねじ型のものの改良に関するものである。

「従来の技術」 図によって説明しよう。

説明には、理解を容易にするために２図面について、上
下、左右１前後を用いて説明する０本発明についての説
明も同様である０本発明の実際実施にあたっては、ｆ？
立、裏返し等になっていても構造構成がこの発明の本質
から逸脱していなければよいことは、言うまでもない、
。

第２図は本発明が解決しようとしている問題を最ともよ
く表している従来のものの側刃ある。

第２図に示されている構造（構成の詳細は米国特許３．
１８３，７９２に詳細に述べられているがここではその
要旨を説明する。

第２図５１は円筒状のチューブであって、その内部に円
筒にそってしゅう動可能に円盤状のピストン５４が設け
られている。

ピストン５４には中心を避けて雌ネジ５５がしゆう動軸
に平行に図示のごとく設けられている。

雌ネジ５５には、Ｒネジ５５にはめ合い可能に雄ネジ６
６が設けられ、雄ネジ５６はほぼチューブ５１の長さだ
けねじ部を有し、その両端は、チューブ５１の上下の端
面に設けられた上蓋５２゜下蓋５３を貫通して駆動軸５
７および５８を形成するようになされている。

５９．６０は雄ネジの推力を受けるためのスラスト軸受
である。

またピストン５４の外周にはピストンパツキン６】がチ
ューブ５１とのしゅう動面に設けられてピストン５４の
上下に作用する流体圧をピストン５４とチューブ５１の
隙間から漏れないように設けられている。

雌ネジ５５には雄ネジパツキン６２が雄ネジ５６とピス
トン５４の隙間を介してピストン５４の上下に作用する
流体圧力が漏れないように設けられている。

上蓋５２には流体口６３が、下蓋５３には流体口６４が
設けられている。

このような構造構成においていまピストン５４が図示の
位置にあるとき、ピストン５４の上側に流体口６３より
流体圧力を供給すれば、ピストン５４は下向きの推力を
生じる。

この推力は雌ネジ５５を介して雄ネジ５６に伝わる。ピ
ストン５４は雄ネジ５６がピストン５４の軸芯より偏芯
して設けられているため軸芯を中心に回転することがで
きない、そこで雄ネジ５６はピストンδ４の降下に従い
ねじの方向に回転する。ピストン６４の下方に流体圧力
が、下蓋５３に設けられた流体口６４を介して供給され
た場合はこの逆の方向の回転となる。

このように流体口６３あるいは流体口６４に流体圧力を
給排することによって駆動軸５７．（５８）は揺動回転
を行うことができる。

このような構造構成はねじ型の流体圧揺動モータと呼ば
れている。一般に流体圧揺動モータには基本的な構造構
成として、ねじ型の外ベーン型。

ピストン−クランク型のものがあり用途によって用いら
れているが、ねじ型のものは、他の構造構成のもに比べ
て同じ使用流体エネルギー量に対して必用スペースが最
小となり、且つ、第２図で理解しろるように駆動軸に対
して筒型となり使用しやすいという利点があり、大変有
用なものであるが以下に述べるような欠点を有している
。

即ち、駆動軸５７．５８に現れる回転トルクの反力はピ
ストン５４に作用し、この反力はピストン５４とチュー
ブ５１の間に大きな摩擦力として現れ、流体圧力による
ピストン５４の上下動を著しく阻害するということであ
る。

第３図は第２図Ａ−Ａ断面における横断面であって、６
５はピストン５４の中心である。雄ネジ５６に回転トル
クが発生ずるとその反力がピストン５４に発生する。い
まこの反力が６８で矢示する方向に現れたとすると、ピ
ストン５４はチューブ５１との隙間だけは時計の方向に
わずかに回転し１点６６のあたりでピストン５４とチュ
ーブ５１は接触しピストン５４が下方又は上方に移動し
ようとすると、この部分に摩擦を生じピストン５４の上
下動をさまたげるという難点があった。

即ち、第２図の構造構成においては、ねじの摩擦とピス
トンの摩擦の二様の摩擦が働いて効率はあまりよいもの
ではないという欠点があった。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明は上述のようなピストン５４とチューブ５１との
間に生じるＩ！Ｊ擦をなくし効率の良い流体圧揺動モー
タを提供しようとするものである。

ｒ問題を解決するための手段」 第１図は９本発明になる上述のような従来のものの欠点
を解消するための構造構成である。

図に基ずいて説明する。第１図１はチューブであって９
通常円筒状をなしている。筒状の横断面は円筒のものが
製作も容易で安価でもあるが、横断面四角や楕円のもの
も収納スペースなどのため要請がある場合には用いるこ
とができる。

チューブｌの両端は上Ｍ２および下蓋３でおおわれてい
て、シリンダ１５を形成するようなされている６ チューブｌの内部にピストン４がチューブｌの軸芯の方
向にしゅう動自在に装着されている。

チューブｌの軸芯とは９例へばチューブ１が円筒の場合
横断面の円の中心を結ぶ線を指しているピストン４には
、上記軸芯に平行且つ、対称に雌ネジ５および２５が設
けられている。

雌ネジ５が右ねじてあれば、雌ネジ２５は左ねじという
ように、ねじの方向は互いに反対になるようになしてお
く。

ピストン４にはまた。ピストン４とチューブｌとの間の
隙間からピストンｌの上あるいは下側から流体圧力が作
用したとき、流体を漏らさないように、ピストンパツキ
ン１１が図示のように設けられている。

ピストン４の前記雌ネジ５および２５にはまり合い且つ
、上蓋２および下蓋３に支持されるようになされた雄ネ
ジが６および２６に図示するように、はぼチューブ１の
長さにわたってねじが設けられて装着されている。

これらの雄ネジ６および２６は、雌ネジ５および２５が
たがいに反対の方向のねじとなっていたことにあわせて
互いに反対方向のねじになされている。

雄ネジ６あるいは２６の何れか又はその両方が上蓋２あ
るいは下蓋３を貫通して外部に凸出するようになされて
いて、凸出部は駆動軸７あるいは８を形成するようにな
されている。

本発明においては、このような一対の雄ネジ６および２
６を回転伝達機構を介して互いに反対の方向に回転力が
伝達されるようになし、ピストン４が外部には回転トル
クを表さないようになし。

ピストン４とチューブ１との間にピストン４の回転力に
基づく摩擦を生じせしめないようになしたものである。

「作用」 上記回転伝達機構としては、従来公知の種々Ｑな機構を
使用することができるが、もつともよく使用される手段
として歯車による例を第１図にしめしている。

第１図３０．３１は夫々雄ネジ６．２６の下端に設けた
歯車であって、歯車３０．３１は互いに雄ネジ６．２６
に装着され且つ、かみあうようになされている。

上蓋２および下蓋３には図示のように流体口１３および
１４が設けられている。

今、流体口１３より流体圧力を供給し流体口１４より排
出するようにすれば、ピストン４は上方から下方への推
力を表し王道する。この時、雄ネジ６および２６は、ｌ
Ｉｌ！ネジ５および２５のために互いに反対の方向に回
転する。もし、雄ネジ６および２６が、歯車３０．３１
によって連結されていないとすれば、駆動軸８が回転抵
抗を示した場合ピストン４はこの反力を表し、第２図に
示すものと同様回転トルクに基づく摩擦作用を行うが。

本発明においては、歯車３０．３１によって雄ネジ６．
２６が連結されているので、駆動軸８に発生した回転抵
抗は雄ネジ６に伝達されると同様歯車３０．３１を介し
て雄ネジ２６にも伝達され雄ネジ２６のピストン４に及
ぼす回転トルクの作用は、雄ネジ６がピストン４に及ぼ
す回転トルクと大きさは同じで方向は反対となる。

雄ネジ６と２６の回転トルクはピストン４にこのように
反対に作用するので、ピストン４は外部には回転トルク
を発生することなく、雄ネジ６と２６の回転トルクはピ
ストン４の内部の応力の変化で吸収されてしまい、チュ
ーブｌとピストン４のしゆう動面には現れない。

流体口１４より流体圧力を供給し、流体口１３よら流体
圧力を排出すれば、ピストン４は上方に推力を表し、上
述とは逆の回転トルクを駆動軸８に発生せしめる。

本発明によるとこのように、流体のピストン４に対する
給排によって駆動軸８を揺動回転をせしめることができ
る。この揺動回転に対して従来のものにおいては、ピス
トンに回転トルクが発生したが９本発明においては、こ
のような回転トルクは発生しない。

「実施例」 本発明に提起される。流体圧揺動モータは既に本発明で
説明したねじ型のほか、ベーン型、ピストン−クランク
型などの基本構成のもとに種々なものが多数使用されて
いる５本発明の応用の態様としては、これら従来のもの
とかわるところはない。

また、構造構成の細部の態様として、従来公知の構造構
成が用いうろことは、いうまでもあるまい。

しかしながら９本発明の骨子である。−刈の左右反対方
向にねじれた雄ネジ６．２６とこれを。

連結する回転伝達機構の態様は種々の、もが考えられる
。

第４図は単に雄ネジ６．２６を歯車３０．３１によって
連結した例を示しているが、第５図はチェーン２７によ
って連結した例である。

チェーン２７は図示のようにたすきに掛けて雄ネジ６．
２６の回転トルクが互いに反対になるようになしておく
、チェーンのかわりにタイミングベルトやベルト、ロー
ブなども使用できる。

また９回転伝達機構は第１図のものにおいてはシリンダ
１６の内部に設けたが、シリンダ１５の外部において連
・結することも当然同一の原理として使用することがで
きる。

「発明の効果」 本発明においては、ピストン４の推力が雌ネジ５．２５
から雄ネジ６．２６０回転力に変換されるこの時雄ネジ
６．２６と雌ネジ５，２５との間には直線推力から回転
トルクに変換されるときに生じる。ねじの基本的なＲ擦
は発生する。しかし、前述したようにピストン４には回
転トルクは発生しないから、ピストン４とチューブｌと
の間の回転トルクに基づく摩擦はない。

これに対し第２図の従来のものにおいては、雌ネジ５５
と雄ネジ５６の間にはねじの基本的な摩擦がある外、ピ
ストン５４に回転トルクが生じ。

ピストン５４とチューブδｌの間にも摩擦が生じこの摩
擦が効率に大変大きなマイナスとなり、従来スペースが
小さいという利点があるもののベーン型やピストン−ク
ランク型に効率の点でおよばなかったねじ型であるが２
本発明では明らかに。

従来のものに比べて効率がよいのでねじ型の流体圧揺動
モータが同じトルクを発生する流体圧揺動モータのなか
で最小になり、しかも筒型に構成されるという、使用上
の利点を十分に、発揮することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は２本発明の１実施例の縦断面図。 第２図は、従来のものの縦断面図。 第３図は、従来のものの横断面図。 第４図は１回転伝達機構として、ｆｒ車を用いた図面。 第５図は９回転伝達機構として、チェーンを用いた例を
示す図面である。 次に。 ｌはチューブ。 ２は上蓋、３は下蓋。 ４はピストン。 ５は雌ネジ、６は雄ネジ。 ７は駆動軸。 ８は駆動軸。 １．１はピストンパツキン。 １３は流体口。 １４は流体口。 １５はシリンダ。 ２５は雌ネジ。 ２６は雄ネジ。 ２７はチェーン。 ３０は歯車。 ３１は歯車。 ５１はチューブ。 ５２は上蓋、５３は下蓋。 ５４はピストン。 ５５は雌ネジ。 ５６は雄ネジ。 ５７．５８は駆動軸。 ５９．６０はスラスト軸受。 ６１はピストンパツキン。 ６２は雄ネジパツキン、 ６３．６４は流体口。 ６５はピストン５４の中心。 ６６はピストン５４とチューブ５１の接点。 ６８は回転の方向を示す矢示である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）筒状のチューブと上蓋、下蓋とより形成されるシ
   リンダの内部に、チューブ内面をチューブ軸芯にそつて
   しゅう動可能になされたピストンを設け、ピストンには
   チューブ軸芯に平行に一対の雌ネジを設け、前記一対の
   雌ネジは各々のねじの方向を互いに反対になしおき、前
   記各々の雌ネジにはまり合い且つ、両端部を前蓋および
   後蓋で支えられた一対の雄ネジと、一対の雄ネジを回転
   可能に連結し且つ、一対の雄ネジを互いに逆の方向に回
   転せしめるように各々の雄ネジに設けられた回転伝達機
   構とからなり、前記シリンダの内部に装着されたピスト
   ンの上および下に流体を給排可能になすように設けられ
   た流体給排口を有する流体圧揺動モータ。