JPH0440011Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ピストンロツドに、軸方向の推力と
軸の回りの揺動トルクとを随時出力することが可
能な揺動シリンダに関する。

［従来の技術］ 従来、このような揺動シリンダとしては、特公
昭51−32795号公報に示される構造のものが既に
提案されている。

その概要は、ピニオンよびこのピニオンに噛合
して回転力を発生させるラツクなどが収容された
本体にシリンダの一端を固定し、このシリンダの
内部に設けられ、ピストンに一端が係止され他端
部が外部に突出される内部が中空のピストンロツ
ドの軸方向に、ピニオンに一端が固定されたスプ
ライン軸を挿入させた構造のものである。

そして、シリンダの両端に設けられた流体給排
口を通じて圧縮空気圧などを交互に作用させるこ
とにより得られるピストンロツドの軸方向の推力
と、スプライン軸を介してピニオンから伝達され
る軸の回りの揺動トルクとが随時出力されるよう
にしたものである。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のような従来の揺動シリン
ダでは、強度確保などのためにスプラインが挿入
されるピストンロツドの径を比較的大きくせざる
を得ず、ピストンロツドの外径やシリンダの外径
などの寸法が大形化するという欠点があるととも
に、ピストンロツドのスプラインが挿通される部
分を中空に加工しなければならず、構造が複雑に
なるという問題がある。

さらに、ピストン側からピストンロツドに挿通
されるスプライン軸の断面積だけ、ピストンの受
圧面積が減少し、ピストンロツドに得られる推力
が損なわれるという問題もある。

また、矩形ハウジングに固定されたシリンダの
内部でピストンおよびピストンロツドを回転させ
るため、ピストンとシリンダとの摩擦抵抗によつ
て、ピストンロツドに得られる揺動トルクが損な
われという問題もある。

さらに、本体とシリンダの双方に、それぞれピ
ニオンを駆動するための流体給排口およびピスト
ンロツドを駆動するための流体給排口がばらばら
に開設されているため、外部から接続される配管
が複雑になるという問題もある。

本考案の目的は、シリンダの径方向の寸法が小
形で、かつ簡単な構造で、ピストンロツドの軸方
向における推力および軸の回りの揺動トルクを効
率良く発生させることが可能な揺動シリンダを提
供することにある。

本考案の他の目的は、接続配管を簡素化するこ
とが可能な揺動シリンダを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案の揺動シリンダは、本体内に設けられ、
第１および第２の流体給排口から作用する流体圧
によつて往復運動する駆動ラツクと、この駆動ラ
ツクに噛合するピニオンと、一端が本体に挿入さ
れ、内部軸方向に挿入されるピニオンの一端に係
合することによつて当該ピニオンとともに揺動す
るシリンダと、このシリンダの内部に軸方向に移
動自在に収容され、当該シリンダ内に第１および
第２の流体室を隔成するピストンと、このピスト
ンに一端が接続され他端がシリンダの他端を閉止
する閉止部材を貫通して突出するピストンロツド
と、このピストンロツドとシリンダとの間に介在
し、ピストンロツドの軸方向の変位を拘束するこ
となく、当該シリンダの揺動変位をピストンロツ
ドに伝達する揺動変位伝達手段と、ピニオンの内
部に軸方向に貫通して穿設され、第１の流体室を
本体に開設された第３の流体給排口に連通させる
第１の流体通路と、本体に対するシリンダの挿入
端に周方向に形成され、本体に開設された第４の
流体給排口に連通する環状の第２の流体通路と、
シリンダの壁面内に軸方向に穿設され、第２の流
体通路とシリンダの第２の流体室とを連通させる
第３の流体通路とからなるものである。

［作用］ 上記した手段によれば、ピニオンによつて揺動
するシリンダのトルクを揺動変位伝達部材によつ
てピストンロツドに伝達する構造であるため、た
とえばピストンロツドにピニオンのスプライン構
造を同軸に挿通することによつて結合する従来の
構造に比較して、強度確保などの目的でピストン
ロツド、ひいてはシリンダなどの外径を必要以上
に大きくする必要がなくなり、シリンダの径方向
における寸法が小形化されるとともに、ピストン
ロツドの内部などに複雑な加工を施す必要がなく
構造が簡単化される。

また、ピニオン側のシリンダ内のピストンの端
面は、受圧面積として有効に利用されるため、ピ
ストンロツドには、比較的小さな流体圧で大きな
推力を効率良く発生させることができるととも
に、シリンダ内のピストンロツドはシリンダと同
期して回転するので、ピストンとシリンダとの間
における周方向の摺動抵抗による揺動トルクの損
失がなく、ピニオンで発生した揺動トルクをピス
トンロツドの駆動に有効に利用できる。

さらに、ピニオンが収容された本体の一部に、
当該ピニオンを駆動するための第１および第２の
流体給排口はもとより、ピストンロツドに軸方向
の推力を発生させるための第３および第４の流体
給排口が集中して開設されているので、第１〜第
４の流体給排口に外部から接続される配管経路を
簡素化することができる。

［実施例］ 第１図は本考案の一実施例である揺動シリンダ
の要部を示す断面図であり、第２図は前記第１図
において線−で示される部分の断面図であ
る。

ブロツク状の本体１の内部には、所定の間隔を
おいて平行に形成された複数のラツクシリンダ２
およびラツクシリンダ３が設けられ、このラツク
シリンダ２および３の両端部は、蓋体４および蓋
体５によつて閉止されている。

複数のラツクシリンダ２および３の内部には、
たとえば円柱状の部材の側面に歯部が形成された
駆動ラツク６および被動ラツク７が、それぞれ軸
方向に摺動自在に収容されており、本体１の中央
部においてラツクシリンダ２と３との間に設けら
れ、ピニオン軸８が一体に形成されたピニオン９
に同時に噛合されている。

駆動ラツク６の両端部には、ラツクシリンダ２
の内部を軸方向に摺動自在に移動させるラツクピ
ストン１０およびラツクピストン１１がそれぞれ
固定されており、該ラツクシリンダ２の内部にお
いて、ラツクピストン１０と蓋体４との間に構成
される流体室Ｒ、およびラツクピストン１１と蓋
体５との間に構成される流体室Ｌに、流体給排口
１２または流体給排口１３を通じて外部から交互
に流体圧を作用させることにより、駆動ラツク６
を往復運動させる推力が発生され、該駆動ラツク
６に噛合されるピニオン９を介してピニオン軸８
に揺動トルクが得られる構造とされている。

一方、駆動ラツク６とともにピニオン９に噛合
される被動ラツク７は、駆動ラツク６の往復運動
によつて発生されるピニオン９の揺動運動に追随
して往復運動されるとともに、蓋体４および５に
それぞれ螺着された角度調整ねじ１４および角度
調整ねじ１５に両端がそれぞれ当接されることに
よつて、駆動ラツチ６よりも工程が短くなるよう
に工程端が規制されており、角度調整ねじ１４お
よび１５を適宜回動させ、被動ラツク７に対する
当接位置を変化させることにより、ピニオン９の
揺動角度が調整されるとともに、揺動端における
バツクラツシユなどの発生が防止されている。

ピニオン軸８が一体に形成され、本体１の内部
に収容されたピニオン９の両側には、該本体１と
の間に玉軸受１６および玉軸受１７が設けられ、
ピニオン軸８の揺動運動が円滑に行われるように
構成されている。

この場合、本体１の外部に突出されたピニオン
軸８の端部は、該本体１に一端が回転自在に挿入
されるシリンダ１８の挿入端を閉止するととも
に、止めねじ８ａを介してシリンダ１８に係合さ
れており、シリンダ１８がピニオン軸８とともに
揺動運動される構造とされている。

さらに、シリンダ１８の内部には、該シリンダ
１８の内部に摺動自在に位置されるピストン１９
が一端に接続され、他端部が閉止部材２０を貫通
してシリンダ１８の外部に突出されるピストンロ
ツド２１が収容されており、シリンダ１８の内部
においてピストン１９と閉止部材２０との間、お
よびピストン１９とピニオン軸８との間には、流
体室Ａおよび流体室Ｂがそれぞれ構成されてい
る。

ピストンロツド２１の外端部には、止めねじ２
２ａを介して支持部材２２が係止されるととも
に、この支持部材２２には、ピストンロツド２１
と平行に設けられ、一端がシリンダ１８の壁面内
に軸方向に摺動自在に挿入されたガイドバー２３
の他端部が係合されており、ピストンロツド２１
の軸方向の変位を拘束することなく、シリンダ１
８の揺動運動がピストンロツド２１に伝達される
ように、該ピストンロツド２１とシリンダ１８と
がすべり対偶をなす構造とされている。

ピニオン軸８の内部には、一端が流体室Ｂに連
通されるとともに、他端部は本体１に形成された
流体給排口２４に連通される流体通路８ｂが軸方
向に貫通して形成されており、該流体給排口２４
を通じて外部から作用される流体圧が流体通路８
ｂを介して流出体室Ｂに作用されることによつ
て、ピストンロツド２１には、シリンダ１８から
突出する方向の推力が発生される構造とされてい
る。

シリンダ１８の壁面内には、流体通路１８ａが
形成されており、この流体通路１８ａの一端は流
体室Ａに連通されるとともに、他端部はシリンダ
１８の本体１に対する挿入端の外周部に全周にわ
たつて刻設された断面凹形の環状流体通路１８ｂ
を介して、シリンダ１８の本体１に対する回転位
置に関係なく流体給排口２５に連通されている。
そして、この流体給排口２５および環状流体通路
１８ｂさらには流体通路１８ａを介して外部から
流体室Ａに流体圧を作用させることにより、ピス
トンロツド２１をシリンダ１８の内部に引き込む
方向の推力が発生されるものである。

本体１には、該本体１を貫通して複数の取付孔
２６が設けられており、図示しない取付けボルト
などが挿通されることによつて、図示しない所定
の取付機器に固定されるものである。

以下、本実施例の作用について説明する。

まず、本体１は、取付孔２６に挿通されるボル
トなどによつて図示しない機器に装着されるとと
もに、本体１に形成された流体給排口１２，１３
および流体給排口２４，２５は、所定の図示しな
い流体圧源に接続され、さらに、ピストンロツド
２１には、図示しない負荷が接続される。

そして、流体給排口２４およびピニオン軸８の
内部の流体通路８ｂを介して、シリンダ１８の内
部の流体室Ｂに圧縮空気などの流体圧を作用させ
ると、ピストンロツド２１は、シリンダ１８から
突出する方向に直線的に変位され、ピストンロツ
ド２１に接続された図示しない負荷には軸方向に
所定の推力が作用される。

逆に、流体給排口２５および環状流体通路１８
ｂ，流体通路１８ａを介して流体室Ａに圧縮空気
などの流体圧を作用させると、ピストンロツド２
１は、シリンダ１８の内部に引き込まれる方向に
変位され、図示しない負荷には本体１に接近する
方向の推力が作用される。

一方、本体１に形成された流体給排口１２，１
３を介してラツクシリンダ２の内部の流体室Ｒ，
Ｌに圧縮空気などの流体圧を作用させると、駆動
ラツク６には、蓋体５，４に接近する方向に推力
が発生され、該駆動ラツク６に噛合されるピニオ
ン９を介してピニオン軸８には、第２図において
反時計回り（時計回り）の揺動トルクが発生さ
れ、このピニオン軸８とともに揺動されるシリン
ダ１８およびガイドバー２３、さらには支持部材
２２を介してピストンロツド２１に揺動トルクが
伝達され、該ピストンロツド２１は、軸方向の変
位を拘束されることなくシリンダ１８とともに揺
動され、図示しない負荷には、所定の方向の揺動
トルクが作用される。

また、ピニオン９の揺動に追従して往復運動さ
れる被動ラツク７の工程端部が角度調整ねじ１４
および１５に当接することによつて規制されてい
るため、ピストンロツド２１の揺動端におけるバ
ツクラツシユなどが防止されるとともに、ピスト
ンロツド２１の揺動角度を外部から容易に調整で
きる。

このようにして、ピストンロツド２１には、軸
方向の推力と、軸の回りの揺動トルクとが、それ
ぞれ個別にあるいは同時に得られ、ピストンロツ
ド２１に接続される負荷には、随時、回転運動と
直線運動とを組み合わせた複雑な運動を行わせる
ことができる。

ここで、本実施例においては、本体１の内部に
設けられた駆動ラツク６に噛合されるピニオン９
が一体に形成され、該駆動ラツク６の往復運動に
よつて揺動トルクを得るピニオン軸８の端部が、
本体１に回転自在に挿入されるシリンダ１８の挿
入端に止めねじ８ａを介して係合され、さらに、
ガイドバー２３および支持部材２２を介してピス
トンロツド２１が軸方向の変位を拘束されること
なくシリンダ１８とともに揺動されるようにし
て、ピストンロツド２１がシリンダ１８に対して
すべり対偶をなすように構成することにより、ピ
ストンロツド２１に軸方向の推力と軸の回りの揺
動トルクとが随時出力されるようにされている。

このため、たとえば、ピニオン軸８にスプライ
ンを形成してピストンロツド２１の内部軸方向に
挿入することにより、ピストンロツド２１に揺動
トルクを伝達する場合などのように、ピストンロ
ツド２１やシリンダ１８の径を必要以上に大きく
する必要がなく、ピストンロツド２１やシリンダ
１８の径などを小さくすることができ、揺動シリ
ンダ全体の寸法を小形化することができる。

また、ピストンロツド２１の内部を中空にした
りスプラインと噛合させるための歯部などを中空
部の内周に刻設するなどの加工も不要であり、構
造が簡単化される。

また、シリンダ１８からガイドバー２３を介し
て、ピニオン９の揺動トルクをピストンロツド２
１に伝達するので、ピストンロツド２１の一端に
接続されるピストン１９の流体室Ｂの側の受圧面
積が、たとえば、ピストンロツド２１とピニオン
軸８との接続のために減少することがなく、ピス
トン１９の端面の全体を受圧面として有効に活用
してピストンロツド２１に比較的大きな推力を得
ることができるとともに、シリンダ１８とピスト
ンロツド２１の双方が同期して回転するので、シ
リンダ１８とピストン１９との周方向の摺動抵抗
に起因する揺動トルクの損失がなく、ピニオン９
で発生したトルクをピストンロツド２１の揺動動
作に有効に活用することができる。

さらに、ピストンロツド２１に揺動トルクを発
生させる流体給排口１２，１３および軸方向の推
力を発生させる流体給排口２４，２５が本体１に
集中して形成されていることにより、揺動シリン
ダに接続される配管などを簡素化することができ
る。

なお、本考案は、前記実施例にならら限定され
るものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることは言うまでもない。

［考案の効果］ (1) 本体内に設けられ、第１および第２の流体給
排口から作用する流体圧によつて往復運動され
る駆動ラツクと、該駆動ラツクに噛合されるピ
ニオンと、一端が前記本体に挿入され、内部軸
方向に挿入される前記ピニオンの一端に係合さ
れることによつて該ピニオンとともに揺動され
るシリンダと、該シリンダの内部に軸方向に移
動自在に収容され、当該シリンダ内に第１およ
び第２の流体室を隔成するピストンと、該ピス
トンに一端が接続され他端が前記シリンダの他
端を閉止する閉止部材を貫通して突出されるピ
ストンロツドと、このピストンロツドと前記シ
リンダとの間に介在し、前記ピストンロツドの
軸方向の変位を拘束することなく、当該シリン
ダの揺動変位を前記ピストンロツドに伝達する
揺動変位伝達手段と、前記ピニオンの内部に軸
方向に貫通して穿設され、前記第１の流体室を
前記本体に開設された第３の流体給排口に連通
させる第１の流体通路と、前記本体に対する前
記シリンダの挿入端に周方向に形成され、前記
本体に開設された第４の流体給排口に連通する
環状の第２の流体通路と、前記シリンダの壁面
内に軸方向に穿設され、前記第２の流体通路と
前記シリンダの前記第２の流体室とを連通させ
る第３の流体通路とからなる構造であるため、
たとえばピニオンに一端が接続されるスプライ
ン軸をピストンロツドの内部軸方向に挿通する
ことによりピニオンの揺動トルクをピストンロ
ツドに伝達する場合などに比較して、強度確保
などの目的でピストンロツドやシリンダなどの
外径を必要以上に大形化する必要がなく、寸法
が小形化されるとともに、ピストンロツドの内
部などに複雑な加工を施す必要がなく構造が簡
単化される。

また、ピストンロツドの一端に接続されるピ
ストンの受圧面積が、たとえば、ピニオンとの
接続などのために損なわれることがなく、流体
圧を有効に利用してピストンロツドに大きな推
力を得ることができるとともに、シリンダとピ
ストンおよびピストンロツドとがともに同期し
て回転するので、ピストンとシリンダとの周方
向における摺動抵抗などに起因する揺動トルク
の損失がなく、ピニオンのトルクをピストンロ
ツドの駆動に有効に利用することができる。

さらに、ピストンロツドに揺動トルクを発生
させる第１および第２の流体給排口と、軸方向
の推力を発生させる第３および第４の流体給排
口が本体に集中して形成されていることによ
り、外部から揺動シリンダに接続される配管を
簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である揺動シリンダ
の要部を示す断面図、第２図は第１図において線
−で示される部分の断面図である。 １……本体、２，３……ラツクシリンダ、４，
５……蓋体、６……駆動ラツク、７……被動ラツ
ク、８……ピニオン軸、８ａ……止めねじ、８ｂ
……流体通路（第１の流体通路），９……ピニオ
ン、１０，１１……ラツクピストン、１２……流
体給排口（第１の流体給排口）、１３……流体給
排口（第２の流体給排口）、１４，１５……角度
調整ねじ、１６，１７……玉軸受、１８……シリ
ンダ、１８ａ……流体通路（第３の流体通路）、
１８ｂ……環状流体通路（第２の流体通路）、１
９……ピストン、２０……閉止部材、２１……ピ
ストンロツド、２２……支持部材、２２ａ……止
めねじ、２３……ガイドバー、２４……流体給排
口（第３の流体給排口）、２５……流体給排口
（第４の流体給排口）、２６……取付孔、Ａ……流
体室（第２の流体室）、Ｂ……流体室（第１の流
体室）、Ｒ，Ｌ……流体室。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 本体内に設けられ、第１および第２の流体給
   排口から作用する流体圧によつて往復運動され
   る駆動ラツクと、該駆動ラツクに噛合されるピ
   ニオンと、一端が前記本体に挿入され、内部軸
   方向に挿入される前記ピニオンの一端に係合さ
   れることによつて該ピニオンとともに揺動され
   るシリンダと、該シリンダの内部に軸方向に移
   動自在に収容され、当該シリンダ内に第１およ
   び第２の流体室を隔成するピストンと、該ピス
   トンに一端が接続され他端が前記シリンダの他
   端を閉止する閉止部材を貫通して突出されるピ
   ストンロツドと、このピストンロツドと前記シ
   リンダとの間に介在し、前記ピストンロツドの
   軸方向の変位を拘束することなく、当該シリン
   ダの揺動変位を前記ピストンロツドに伝達する
   揺動変位伝達手段と、前記ピニオンの内部に軸
   方向に貫通して穿設され、前記第１の流体室を
   前記本体に開設された第３の流体給排口に連通
   させる第１の流体通路と、前記本体に対する前
   記シリンダの挿入端に周方向に形成され、前記
   本体に開設された第４の流体給排口に連通する
   環状の第２の流体通路と、前記シリンダの壁面
   内に軸方向に穿設され、前記第２の流体通路と
   前記シリンダの前記第２の流体室とを連通させ
   る第３の流体通路とからなることを特徴とする
   揺動シリンダ。 (2) 前記揺動変位伝達手段が、前記閉止部材に穿
   設された多角形の貫通孔と、この貫通孔に挿通
   され、断面が多角形の前記ピストンロツドとか
   らなることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の揺動シリンダ。 (3) 前記揺動変位伝達手段が、前記ピストンロツ
   ドの外端部に係合される支持部材と、前記ピス
   トンロツドに平行に設けられ、一端が前記シリ
   ンダの壁面に滑動自在に挿入されるとともに、
   他端部が前記支持部材に係合されるガイドバー
   とからなることを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の揺動シリンダ。 (4) 前記ピニオンに、該ピニオンの揺動に追従し
   て往復運動される被動ラツクが噛合され、該被
   動ラツクの工程端を規制することにより、前記
   シリンダを介して前記ピニオンによつて揺動さ
   れる前記ピストンロツドの揺動角度が調整され
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の揺動シリンダ。