TW475036B - Three-position stop type swing actuator - Google Patents

Description

475036 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（1 ) 〔產業上之利用領域〕 本發明係關於可將活塞之前後進運動，轉換成與該活 塞處于同軸位置之輸出軸的旋轉擺動運動用擺動致動器， 更詳細地說，乃與可使前述輸出軸停止在旋轉擺動之中間 位置的3位置停止型之擺動致動器有關。 〔先行技術〕 在使輸出軸旋轉擺動之此種擺動致動器，往往需要將 輸出軸停止於旋轉擺動中間位置之情形產生。 另一方面，可使輸出軸停止於旋轉擺動中間位置之擺 動致動器，則如於第7及8圖中所示，譬如說在齒條•齒 輪形擺動致動器1之機體設置供齒條停止在移動中間位置 用之大推力中間停止用缸筒3而得以實現。 前述齒條•齒輪形擺動致動器1 ，其本身之構造係已 眾所周知者，故不予特別地圖示，惟其機體2內部具有藉 流體壓做前後動之齒條，和齧合於該齒條之齒輪，而由該 齒輪使其旋轉擺動之輸出軸4，乃朝與齒條之移動方向直 交之方向配設者。 , 另，前述中間停止用缸筒3 ，具有推力較前述齒條爲 大之活塞，當該活塞往後退之際，由於前述齒條不受該活 塞之限制，該齒條可做全行程之移動，於是乎前/述輸出軸 亦可做全角度範圍之擺動。而且，當前述活塞前進之際， 前述齒條擋接於該活塞而其行程受限制故，前述輸出軸之 擺動角度亦隨之受限制者。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 4 - 475036 A7 ____B7_ 五、發明説明（2 ) 於第7及8圖中之圖號6a ，6b表示在齒條往軸方 向兩端輸排壓縮空氣用之輸排通口，7 a ，7 b表示對中 間停止用缸筒3之活塞兩端輸排壓縮空氣用之輸排通口， 8表示檢測齒條及活塞之移動位置用位置檢測感測器。 如前所述，可讓輸出軸停止於旋轉擺動之中間位置的 擺動致動器，雖然能在齒條·齒輪形之擺動致動器上設置 中間停止用缸筒而得以實現，惟齒條•齒輪形之致動器， 其前述輸出軸之軸線與齒條之軸線係直排者，故與輸出軸 之軸線直排的方向上尺寸加大。 〔發明所欲解決之課題〕 本發明之目的，在於獲得與輸出軸之軸線直排方向上 的尺寸小，且構造也比較簡單之3位置停止型的擺動致動 器者。 〔用以解決課題之手段〕 爲達成前述目的，本發明所提供之3位置停止型擺動 致動器，係備置：在機殻內依照可藉流體壓朝軸線方向自 由做前後進的方式配設之主活塞；與前述主活塞具有同軸 之位置關係，雖朝軸線方向係被固定，惟可圍繞軸線四周 自由旋轉之方式設置之輸出軸；可將前述主活塞/之前後進 運動轉換爲前述輸出軸之旋轉擺動運動並傳達至該輸出軸 之轉換·傳達機構；和在前述機殼內依照可藉流體壓自由 地做前後進且可與前述主活塞擋接之方式配設之副活塞， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） -5 - 475036 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 一_ _ _B7_五、發明説明（3 ) 所組成。 又，按照本發明所提供之3位置停止型擺動致動器， 其特徵爲：具有 在機殻內呈互相連通狀設置之小徑但軸向長度長之第 1缸筒孔和大徑但軸向長度短之第2缸筒孔；和 在前述第1缸筒孔內以軸線方向之前後進自如的方式 裝入之主活塞；和 具備可在前述第2缸筒孔內緊密滑動之大徑部，與可 在前述第1缸筒孔內緊密滑動之小徑部，復藉該小徑部與 前述主活塞擋接之舉能決定該主活塞之中間停止位置的副 活塞；和 形成於前述主活塞一端面側之第1壓力室；和 形成於前述主活塞他端面與前述副活塞小徑部間之第 2壓力室；和 形成於前述副活塞大徑部側的第3壓力室；和 處在與前述機殼中之前述主活塞同軸之位置，並依照 其朝軸線之方向係被固定但可圍繞軸線四周自由旋轉之方 式設置之輸出軸；和 / 將前述主活塞之前後進運動轉換爲前述輸出軸之旋轉 擺動運動並傳達與該輸出軸之轉換•傳達機構而成。 於具有前述構成之擺動致動器中，當在使前/述副活塞 前進之狀態下驅動主活塞時，由於該主活塞擋接於該副活 塞而停止於中間位置之故，輸出軸亦做受制的旋轉擺動相 對應之角度。而當使前述副活塞後退時，主活塞亦一起移 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 6 - 475036 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _______B7五、發明説明（4 ) 動到達規定的行程端，而輸出軸亦相對應地旋轉擺動至規 定之角度範圍。 就此按照本發明時，可將主活塞之前後進運動，轉換 爲處於與該主活塞同軸位置之輸出軸的旋轉擺動運動而輸 出’與齒條•齒輪形之致動器相比，得將與輸出軸之軸線 直排方向之尺寸做成較小者。 按照本發明所屬之一實施形態，前述擺動致動器具有 藉調節前述副活塞之行程而變更前述主活塞之中間停止位 置所用的調節器，該調節器，係由螺栓做成，備置從前述 機殼朝外部突出之調節操作用外端部，和在前述副活塞內 部依照可相對地自由滑動的方式嵌配之內端部，並在該內 端部具有與前述副活塞卡止之卡止部。 按照本發明所屬具體的實施形態時，前述轉換•傳達 機構，尙包括：將前述主活塞之前後進運動轉換爲該主活 塞之旋轉擺動運動的第1轉換手段，和將前述主活塞之前 後進運動轉換爲前述輸出軸之旋轉擺動運動的第2轉換手 段中之至少一方者。 前述第1轉換手段，係由形成於前述主活塞外周之螺 旋槽溝，和被固定於前述機殼且嵌配於該螺旋槽溝之銷所 構成，而前述第2轉換手段，則由形成於前述輸出軸外周 之螺旋槽溝，和被固定在前述主活塞並嵌配於該/螺旋槽溝 之銷所構成者。 前述第2轉換手段，又可以由形成在前述輸出軸外周 而其導角大於4 5度之螺紋，和形成在主活塞上並與該螺 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ ' 一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 475036 A7 B7 五、發明説明（5 )紋螺合之螺帽構成 &替代前述之螺旋槽溝和銷者 之 明 說 細 詳 例 施 實 之 明 發 本 將 圖 附 J 照 例參 1 施茲第 實 圖 4 至 施復之 實，裝 1 ο 配 第 1 密 之殼緊 器機端 動該兩 致。向 動 ο 方 擺 1 軸 屬殼其 所機在 明有和 發具.， 本 ，1 示 A 1 表器部 係動體 致主 動之 擺央 該中 。 於 者位 例由

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、1T 475036 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_五、發明説明（8 ) 爲能藉由調整前述副活塞2 5之行程，變更前述主活 塞1 5之中間停止位置起見，在前述活塞頭蓋1 2上設有 前述調節器2 6。該調節器2 6由螺栓做成，具有從前述 活塞頭蓋1 2朝外部突出之調節操作用的外端部2 6 a ， 和在前述副活塞2 5所屬小徑部2 5 b之內孔內依可相對 地滑動自如方式嵌配之內端部2 6 b，復於該內端部 2 6 b具有與前述副活塞2 5卡止之卡止部2 6 c。在前 述外端部2 6 a切有螺紋，並以固定用之鎖緊螺帽2 7螺 合，而藉著旋鬆該鎖緊螺帽2 7之舉，調整該螺栓2 6之 位置，就是指前述卡止部2 6 c之位置，得能變更前述副 活塞2 5之行程者。又，前述調節器2 6之內端部2 6 b 的端面，係面向前述第2壓力室3 1 b內。 又，第1圖中之圖號3 3 ，係爲支撐輸出軸1 6之滾 珠軸承，圖號3 4爲減震件。 再就前述擺動致動器之動作說明如次。 第1圖係表示主活塞1 5與副活塞2 5雙方皆位於後 退端之狀態者。 於該狀態中’從調節器2 6內部之流路2 9往第2壓 力室3 1 b輸供壓縮空氣，將第1壓力室3 1 a之空氣排 出於外部時，主活塞1 5即藉前述螺旋槽溝1 8與銷2 0 之作用圍繞軸線四周一面旋轉，並往前進全行程/至如第3 圖所示前進端位置。而且，該主活塞1 5之旋轉通過銷 2 3傳達與輸出軸1 6，使該輸出軸1 6在其位置上按照 所規定之角度圍繞軸線四周旋轉。 本紙張尺度適用中關家鮮（CNS ) A4規格（210X297公釐)Γη _ ~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 475036 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____B7_五、發明説明（9 ) 又，從前述第3圖中之狀態將壓縮空氣輸供與第1壓 力室3 1 a ，並使第2壓力室3 1 B之空氣往外部排出時 ’前述主活塞1 5即朝與前述之情形相反的方向旋轉往圖 之左方向後退，藉此輸出軸1 6 ’即朝與前述方向相反之 方向旋轉。 另，於第1圖之狀態中，對第3壓力室3 1 c及第1 壓力室3 1 a輸供壓縮空氣時，由於副活塞2 5所具大徑 部2 5 a之受壓面積大於主活塞1 5之受壓面積，故該等 副活塞2 5和主活塞1 5即成一體往圖之右方向前進，並 於副活塞2 5與調節器2 6之卡止部2 6 c卡止之位置停 止，如於第4圖所示。此時輸出軸1 6，亦在中間旋轉位 置停止。 保持此狀態，將壓縮空氣輸供與第2壓力室3 1 b之 同時，排放第1壓力室3 1 a之壓縮空氣，則主活塞1 5 移動至前進端，而輸出軸1 6即因應該移動做更進一步之 旋轉。 又，於按照前述情形使主活塞1 5移動至右端之前進 端的狀態，將前述第2壓力室3 1 b之壓縮空氣排放之同 時對第1壓力室3 1 a輸供壓縮空氣，則前述主活塞1 5 即後退至與副活塞2 5擋接之位置並暫時停止於該位置處 。爾後，將第3壓力室3 1 c之壓縮空氣排放於外部時， 藉由輸供第1壓力室3 1 a之壓縮空氣的作用力，前述主 活塞1 5和副活塞2 5即成爲一體復原至如第1圖所示之 後退端位置，而輸出軸1 6即因應主活塞1 5之移動旋轉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -*|2 - 475036 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（10 ) 規定之角度。 . 如此，前述輸出軸1 6可在旋轉中間停止位置使其停 止，惟其旋轉中間停止位置，則可將調節器2 6對活塞g貝 蓋1 2做進退，調整副活塞2 5之停止位置而予以調整之 〇 在具有前述構成之擺動致動器A，由於將輸出軸1 6 配置在與主活塞1 5同軸之位置處，故較如齒條齒輪形擺 動致動器其輸出軸和齒條之軸線成直角而延伸者相比，得 將致動器之造形予以細長而小型化。 又’由於不用齒條•齒輪等齒輪機構，故可製成構造 簡單且價廉者。 第5及6圖表示本發明之第2實施例，該第2實施例 之擺動致動器B與前述第1實施例者相異之點爲，與在第 1實施例中將主活塞1 5之前後進運動藉第1轉換手段 1 7暫時轉換爲該主活塞1 5之旋轉擺動運動，再將該旋 轉擺動運動通過連結手段2 1傳達給輸出軸1 6者比對， 於該第2實施例裡，則藉由設置止轉機構4 0於主活塞 1 5 A和機殼1 〇之間使該主活塞1 5 A僅進行直線式前 後進運動，並將該主活塞1 5 A之直進運動藉第2轉換手 段4 1轉換成輸出軸1 6 A之旋轉擺動運動者。 前述止轉機構4 0，係由前述主活塞1 5 A外側面上 沿軸線方向所形成之多數條槽溝4 3，和被固定於機殼 1 0，其前端又移動自如地嵌配在各槽溝4 3內之多數支 銷4 4所構成，並且藉由該槽溝4 3和銷4 4間之卡合 本I張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 7*13- " ~~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 475036 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（11 ) 得能防止前述主活塞15A之旋轉也。 另一方的前述第2轉換手段4 1 ，係由形成於前述輸 出軸1 6 A外周面上之多數條螺旋槽溝4 5，和被固定於 前述主活塞1 5 A上並與各該螺旋槽溝4 5嵌配之多數支 銷4 6所構成，俾使前述主活塞1 5 A之前後進運動通過 前述銷4 6及螺旋槽溝4 5轉換成前述輸出軸1 6 A之旋 轉運動，並使該輸出軸1 6 A圍繞其軸線四周之擺動旋轉 者。 至於就前述第2實施例之前述者以外的構造及作用而 言，因實質上係與第1實施例相同，故對主要之同一構造 部分僅附以相同之圖號而省略其說明。 又，雖未特別做爲實施例予以圖示，當欲將主活塞之 前後進運動轉換爲輸出軸之旋轉擺動運動的時候，將前述 第1實施例中之第1轉換手段1 7和於第2實施例中之第 2轉換手段4 1雙方向時設置者亦屬可行。就是說，如於 第1實施例中之第1轉換手段，除在主活塞外周面上形成 多數條螺旋槽溝1 8之外，尙在機殼上設置嵌配在各該螺 旋槽溝1 8中之多數支銷2 0，進而如於第2實施例中之 第2轉換手段4 1 ，在輸出軸外周面形成多數條螺旋槽溝 4 5之同時，尙於主活塞上設置嵌配於各該螺旋槽溝4 5 中之多數支銷4 6亦屬可行也。在此情形下，< 藉由將第 1轉換手段1 7和第2轉換手段4 1中之螺旋槽溝1 8和 4 5之走向做成互相逆向者，則可藉與前述第1及第2實 施例之情形相同之主活塞的行程，增大輸出軸旋轉擺動之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 475036 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（12 ) 角度範圍。 又’於前述之各實施例裡，雖然採用螺旋槽溝和銷做 爲將直進運動轉換爲旋轉擺動運動之轉換手段予以說明， 惟亦可由導角大于4 5度之螺紋和螺合於該螺紋之螺帽等 所構成之。若舉具體例而言，例如將前述第2轉換手段 4 1 ，以形成在前述輸出軸外周之螺紋，和形成於主活塞 內孔並與該螺紋螺合之螺帽構成，以替代前述螺旋槽溝 4 5及銷4 6亦可者。此情形下之螺紋，當然尙包括滾珠 螺紋在內者勿待贅述。 又’於前述各實施例裡，雖將欲使主活塞對機殼或輸 出軸做直線性移動之引導機構，於第i實施例中係由形成 於前述輸出軸1 6之長孔2 2和設于主活塞1 5上之銷 2 3所構成，而在第2實施例中係以形成在主活塞1 5 A 上之槽溝4 3和設于機殼上之銷4 4所構成，惟使用栓槽 配合替代亦可。 〔圖面之簡單說明〕 第1圖係本發明之第1實施例正面縱截剖視圖。. 第2圖表示第1圖中沿I I 一 I I截面線之剖視圖。 第3圖係表示第1實施例中不同動作狀態之剖視圖。 第4圖係表示第1實施例中之中間停止狀賴的剖視圖 〇 第5圖係本發明之第2實施例正面縱截剖視圖。 第6圖表示第5圖中沿V I - V I截面線之剖視圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、!· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15 - 475036 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（13 ) 第7圖爲已往例之正面視圖。 第8圖同爲已往例之平面俯視圖。 〔圖號說明〕 1 0 機殼 11 主體部 12 活塞頭蓋 13 活塞桿蓋 15 主活垂 16 輸出軸 18 螺旋槽溝 19 螺栓 2〇 銷 2 5 副活塞 2 6 調節器 33 滾珠軸承 3 4 減震件 40 止轉機構 4 3 槽溝 4 4 銷 4 5 螺旋槽溝 4 6 銷 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 16 -

Claims (1)

1. 475036 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 1 · 一種3位置停止型擺動致動器，其特徵爲該擺動 致動器係具備： 在機殻內依照可藉流體壓朝軸線方向自由做前後進的 方式配設之主活塞； 與則述主活塞具有同軸之位置關係，雖朝軸線方向係 被固定，惟可圍繞軸線四周自由旋轉之方式設置之輸出軸 可將目I[述主活塞之後進運動轉換爲前述輸出軸之旋 轉擺動運動並傳達至該輸出軸之轉換•傳達機構； 係屬決定前述主活塞之中間停止位置用之副活塞，前 述副活塞復具有較前述主活塞爲小之行程和大的流體壓作 用力，並在前述機殼內依照可藉流體壓自由地做前後進且 可與前述主活塞擋接之方式配設者。 2 .如申請專利範圍第1項之3位置停止型擺動致動 器，其中前述擺動致動器具有藉調節前述副活塞之行程而 變更前述主活塞之中間停止位置所用的調節器；該調節器 係由螺栓構成，並具有從前述機殼朝外部突出之調節操作 用外端部；和在前述副活塞內部依照可相對地自由滑動的 方式嵌配之內端部；並在該內端部具有與前述副活塞卡止 之卡止部者。 3 ·如申請專利範圍第1項之3位置停止型/擺動致動 器，其中前述轉換•傳達機構係包含：將前述主活塞之前 後進運動轉換爲該主活塞之旋轉擺動運動的第1轉換手段 ，和將前述主活塞之前後進運動轉換爲前述輸出軸之旋轉 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 475036 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 擺動運動的第2轉換手段中之至少一方者。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 ·如申請專利範圍第3項之3位置停止型擺動致動 器，其中前述第1轉換手段係由形成於前述主活塞外周之 螺旋槽溝’和被固定於前述機殼且嵌配於該螺旋槽溝之銷 所構成，而前述第2轉換手段，則由形成於前述輸出軸外 周之螺旋槽溝，和被固定在前述主活塞並嵌配於該螺旋槽 溝之銷所構成者。 5 .如申請專利範圍第4項之3位置停止型擺動致動 器，其中前述第2轉換手段，係由形成於前述輸出軸外周 而其導角大於4 5度之螺紋，和形成在主活塞上並與該螺 紋螺合之螺帽所構成俾替代前述螺旋槽溝和銷者。 6 . —種3位置停止型擺動致動器，其特徵爲：該擺 動致動器係具有 在機殼內呈互相連通狀設置之小徑但其軸向長度長之 第1缸筒孔和大徑但軸向長度爲短之第2缸筒孔； 在前述第1缸筒孔內以軸線方向之前後進自如的方式 裝入之主活塞； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 具可在前述第2缸筒孔內緊密滑動之大徑部和可在前 述第1缸筒孔內緊密滑動之小徑部，復藉該小徑部和前述 主活塞之擋接，能決定該主活塞之中間停止位置的副活塞 形成於前述主活塞一端面側之第1壓力室； 形成於前述主活塞他端面和前述副活塞小徑部間之第 2壓力室； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18 _ 4/5〇36 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 Β8 C8 D8六、申請專利範圍 形成於前述副活塞大徑部側的第3壓力室； 處在和前述機殼中之前述主活塞同軸之位置，並依照 其朝軸線之方向係被固定但可圍繞軸線四周自由旋轉之方 式設置之輸出軸； 將前述主活塞之前後進運動轉換爲前述輸出軸之旋轉 擺動運動並傳達與該輸出軸之轉換•傳達機構者。 7 .如申請專利範圍第6項之3位置停止型擺動致動 器，其中該擺動致動器具有藉調節前述副活塞之行程而變 更前述主活塞之中間停止位置所用的調節器，該調節器係 由螺栓做成，備置從前述機殼朝外部突出之調節操作用外 端部，和在前述副活塞內部依照可相對地自由滑動的方式 嵌配之內端部，並在該內端部具有與前述副活塞卡止之卡 止部。 8 ·如申請專利範圍第7項之3位置停止型擺動致動 器，其中前述調節器之前述外端部具有通口之同時’前述 內端部尙以面對前述第2壓力室內之方式設置’復於該調 節器之內部設有連接前述通口和前述第2壓力室之連通路 者。 / 9 ·如申請專利範圍第6項之3位置停止型擺動致動 器，其中前述轉換•傳達機構，至少包含將前述主活塞之 前後進運動轉換成該主活塞之旋轉擺動運動之第/ 1轉換手 段，和將前述主活塞之前後進運動轉換成前述輸出軸之旋 轉擺動運動之第2轉換手段兩者中之一者° 1 0 ·如申請專利範圍第9項之3 ίιι置停止型擺動致 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 475036 A8 B8 C8 ________ D8 々、申請專利範圍 動器’其中前述第1轉換手段，係由形成於前述主活塞外 周之螺旋槽溝’和被固定於前述機殼且嵌配於該螺旋槽溝 之銷所構成’又’前述第2轉換手段，則由形成於前述輸 出軸外周之螺旋槽溝，和被固定在前述主活塞上並且嵌配 於該螺旋槽溝之銷所構成者。 1 1 ·如申請專利範圍第1 〇項之3位置停止型擺動 致動器，其中前述第2轉換手段，可由形成於前述輸出軸 外周，其導角大於4 5度之螺紋，和形成於主活塞上並與 該螺紋螺合之螺帽構成，以替代前述之螺旋槽溝和銷者。. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 本 釐 一公 7 9 2 20