JPH0443608Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、特に出力軸を360°以上揺動回転可能
にしたベーン形揺動モータの改良に関する。

［従来の技術］ 従来、この種のベーン形揺動モータとしては、
今のところ２つの構造が知られている。その１つ
は、先に出願人が実開昭62−124303号で提案した
『２つのベーン形揺動モータを軸線上へ並べて配
置し、両者間を相対的に回転できるように連結し
た』ものであり、他の構造は、特公昭54−25592
号に示されているように、『ステータ中に同心的
なロータを複数段配設し、ロータ間およびロータ
とステータ間に形成した油作動室を各系列に分け
て連通すると共に、各系列の油作動室に対応して
給・排油ポートを設け、最も内側のロータを出力
軸に連結した』ものである。

［考案が解決しようとする課題］ 前者の揺動モータは、構造的には非常に簡単で
従来の揺動モータを用いて実施できるため、安価
でメンテナンスも容易である。しかし、この構造
は長手方向に大型化して設置空間が大きくなつて
しまう嫌いがある。また、使用する際には出力軸
と反対側に位置する揺動モータのハウジングを使
用装置側へ取付ける構造のために、安定性が悪く
かつ剛性上も劣る。また、出力軸側の揺動モータ
のケーシングを取付部とするフランジマウント方
式の機器への採用が出来ない等の欠点が有つた。

後者の揺動モータは、複数のロータを同心円的
に設けているので長手方向に小型化できるメリツ
トは有るものの、前述したように、油圧作動室が
各系列毎に連通させてあるので、出力軸は必ず各
ロータの揺動角度をプラスした合計角度揺動して
しまう欠点がある。すなわち、この揺動モータで
は一方のロータが作動端まで揺動した際に各系列
の油作動室が連通して引き続き他方のロータが揺
動するので、作動出力軸が必ず作動端まで揺動し
て停止する構造であり、その途中での停止いわゆ
る中間停止させることが不可能であつた。

そこで本考案では、後者の揺動モータを改良し
て中間停止を可能にした揺動モータの提供を目的
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本考案のベーン形揺動モータは、円筒状のケー
シング４，５内に、同心状態で少なくとも１つ以
上の円筒状をした軸部６を回転自在に設けて当該
軸部６で内外に区分された少なくとも２つの独立
した作動室１４，３８がそれぞれ形成され、この
軸部６が形成する内側の作動室３８には、出力軸
３２に取り付けられて当該軸部６の内周面を摺動
しながら揺動回転する内側ベーン３９と、当該軸
部６に固定されて内側ベーン３９の最大揺動域を
制限する固定シユー４２を設けて内側ベーン部を
構成し、前記軸部６と前記ケーシング４，５の間
に形成された外側の作動室１４には、軸部６の外
面に取り付けられて当該軸部６の回転でケーシン
グ４，５の内周面を摺動しながら揺動回転する外
側ベーン１と、当該ケーシング４，５に固定され
て外側ベーン１の最大揺動域を制限する固定シユ
ー１６を設けて外側ベーン部を構成し、前記各作
動室１４，３８に対して個別に圧縮空気の給排気
をさせて前記内側ベーン部と外側ベーン部をそれ
ぞれ揺動させる制御装置を設け、この制御装置の
駆動で前記した内外各ベーン３９，１を順次揺動
させると共に、この内外各ベーン３９，１の最大
揺動域の総和で前記ケーシング４，５に対して出
力軸３２を360°以上揺動回転可能にし、前記出力
軸３２と軸部６およびケーシング４，５のそれぞ
れの一端には、前記した内外各ベーン３９，１が
それぞれ揺動回転した際にその途中で当該出力軸
３２と軸部６間および軸部６とケーシング４，５
間を相互に係止させて内外各ベーン３９，１をそ
れぞれの最大揺動域の範囲内の所定角度で中間停
止させる強制停止手段を設けた構成である。

尚、前記強制停止手段は出力軸６の出力取出し
側とは反対側の端部に設けることが望ましい。

［実施例］ 以下、図面を参照して本考案の一実施例につい
て説明する。

第１図は本考案の一実施例によるベーン形揺動
モータの正面断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線
に沿う断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ方向から
見た右側面図、第４図はベーン形揺動モータの揺
動動作を示す模式図、第５図〜第８図は同じくベ
ーン形揺動モータの揺動状態を示す模式図、第９
図は同じく出力軸360°以上揺動する場合の揺動ベ
ーンの動きを示す模式図である。

この実施例によるベーン形揺動モータは、第１
図〜第３図のように２つの揺動ベーン（第１の揺
動ベーン１と第２の揺動ベーン２）を２段に同心
円状に配設した構造となつていいる。

第１の揺動ベーン１は、第１図のようにネジ３
で一体化される２つ割りされたケーシング４，５
の中心部を貫通して延在する軸部６の一部外周に
設けられている。また、軸部６は内部に後述する
第２の揺動ベーン２等を配設することから、前記
ケーシング４，５と同様に２つ割りの一対の軸体
７，８からなり、ネジ９で一体化して前記ケーシ
ング４，５に軸受１０を介して回転自在に取り付
けられている。また、前記軸体７，８の合わせ面
縁部分には、それぞれ外周に向かつて一定幅に突
出する第１のべーン部１１，１２が設けられてい
る。これら第１のベーンフランジ１１，１２の一
方には、ネジ１３によつて前記第１の揺動ベーン
１が固定されている。従つて、前記第１の揺動ベ
ーン１の回転域が第１の揺動ベーン１の作動室１
４となる。

また、前記第１の揺動ベーン１にはシール１５
ａが、前記第１のベーンフランジ１１，１２には
シール１５ｂがそれぞれ取り付けられ、この第１
の揺動ベーン１によつて区画された作動室１４
ａ，１４ｂ間を空気が洩れないようになつてい
る。また、前記作動室１４には、第１の固定シユ
ー（ストツパ）１６が配設されている。この第１
の固定シユー１６は、ピン１７によつてケーシン
グに固定されている。この第１の固定シユー１６
にもシール１８が取り付けられ、この第１の固定
シユー１６によつて区画された作動室１４ａ，１
４ｂ間の空気の洩れを防止するようになつてい
る。尚、前記軸部６における軸受１０の内側に
は、シール１９が取り付けられ、前記作動室１４
の気密が維持されるようになつている。

前記作動室１４ａ，１４ｂには、第２図のよう
にケーシング５に設けられたポートP₁またはポ
ートP₂から圧縮空気が供給され、前記第１の揺
動ベーン１が、例えば270°の揺動域で往復回転動
するようになつている。前記ポートP₁，P₂への
圧縮空気の供給は、空気圧源Ｓから供給される圧
縮空気をパイプ２０を介して切換弁２１に送ると
共に、この切換弁２１から延在するパイプ２２，
２３を介してポートP₁，P₂に送ることによつて
行われる。前記切換弁２１のソレノイド部の電気
信号入力を図示しない制御装置で切換制御するこ
とによつて、一方の作動室１４ａあるいは他方の
作動室１４ｂに圧縮空気が供給される。

前記第１の揺動ベーン１による出力は、第１図
のようにケーシング５から突出する軸部６の軸体
８によつて外部に取り出され、この出力の揺動域
は強制停止手段によつて規定される。すなわち、
この強制停止手段は第３図のように、前記軸体８
の外周にネジ２４によつて固定された第１の爪２
５が、前記ケーシング５にネジ２６を介して取り
付けられた一対のストツパ２７，２８に当接する
ことによつて規定される。尚、少なくとも、一方
のストツパ２８はネジ構造となり、ロツクナツト
２８ａを緩めた状態では回転調整できる。これに
より、揺動域の微調整が可能となる。また、この
一対のストツパ２７，２８のそれぞれの固定位置
を変更すれば軸部６の揺動域を自在に変更でき
る。但し、この場合の軸部６の揺動域は前記第１
の揺動ベーン１の揺動域以内に限定される。この
実施例では、前記軸部６の揺動域α₁は例えば90°
に設定されている。尚、前記ケーシング４，５の
両端には、前記軸受１０を被うリング状の蓋体２
９，３０がネジ３１によつて固定されている。

他方、前記軸部６の中心部分には、出力軸３２
が貫通状態で挿入されている。この出力軸３２
は、前記軸部６と同心円的に配設されていると共
に、軸受３３によつて軸部６に回転自在に取り付
けられている。また、前記軸受３３は、前記軸部
６の両端にネジ３４，３５で固定された蓋体３
６，３７によつて脱落しないように固定されてい
る。

また、前記軸部６内には、前記ケーシング４，
５の場合と同様に、前記出力軸３２を部分的に全
周に亘つて取り囲むような作動室３８が設けられ
ている。この作動室３８に対応する出力軸３２部
分には、第１図および第２図のように第２の揺動
ベーン２が設けられ、この第２の揺動ベーン２の
摺動部分にはシール部材４０が取り付けられてい
る。また、前記第２の揺動ベーン２の両側軸部に
はシール４１が取り付けられ、前記作動室３８の
気密が維持されるようになつている。また、前記
作動室３８内には、第２の固定シユー（ストツ
パ）４２が配設され、この第２の固定シユー４２
はピン４３によつて前記軸部６に固定されてい
る。従つて、前記第２の揺動ベーン２によつて区
画された作動室３８ａ，３８ｂが構成される。ま
た、前記第２の固定シユー４２は、シール４４が
取り付けられ、前記作動室３８ａ，３８ｂ間に空
気が洩れることを防止するようになつている。

前記作動室３８ａ，３８ｂには、第２図のよう
に軸体８に設けられたポートP₃またはポートP₄
から圧縮空気が供給され、前記第２の揺動ベーン
２が例えば、180°の揺動域で往復回転動するよう
になつている。前記ポートP₃，P₄への圧縮空気
の供給は、空気圧源Ｓから供給される圧縮空気を
パイプ４５を介して切換弁４６に送ると共に、こ
の切換弁４６から延在するパイプ４７，４８を介
して前記ポートP₃，P₄に送ることによつて行わ
れる構造となつている。前記切換弁４６のソレノ
イド部の電気信号入力を図示しない制御装置で切
換制御することによつて、一方の作動室３８ａあ
るいは他方の作動室３８ｂに圧縮空気が供給され
る。

前記第２の揺動ベーン２による出力は、第１図
のように蓋体２９から突出する出力軸３２の出力
端３２ａによつて外部に取り出され、この出力の
揺動域は強制停止手段によつて規定される。すな
わち、この強制停止手段は第１図および第３図の
ように前記出力軸３２の出力端３２ａとは反対側
の端部となる制御端３２ｂに設けられている。こ
の制御端３２ｂは矩形断面に形成され、当該制御
端３２ｂには第２の爪４９が固定されている。ま
た、前記軸体８の端面には一対の支持体５０がネ
ジ５１によつて固定され、この支持体５０には調
整ネジ５２が螺合されている。この調整ネジ５２
にはロツクナツト５３が取り付けられ、当該調整
ネジ５２はその先端で当接して前記第２の爪４９
の動きを停止させるストツパ５４，５５となる。

従つて、このロツクナツト５３を緩め、調整ネ
ジ５２を所望方向に回転調整すれば、前記第２の
爪４９の停止位置が変化し、前記第２の爪４９の
揺動域の微調整ができる。このように、前記第２
の爪４９および調整ネジ５２等によつて強制停止
手段が構成される。この実施例の強制停止手段で
は、出力軸３２の揺動域β₁は例えば180°に設定さ
れている。

次に、実際の角度制御について説明する。この
実施例では、第１の揺動ベーン１の揺動角をα、
第２の揺動ベーン２の揺動角βとして説明してい
く。まず、第３図に示すような中間停止機能を有
する場合について、第４図〜第８図を参照しなが
ら説明する。

第１図〜第３図に示す実施例は、説明上略図と
して第４図に示すような簡略して説明する。

第１の揺動ベーン１は、揺動角の中程に位置し
てα₁揺動可能に設定されている。この角度は第４
図のように、ストツパ２７とストツパ２８間を揺
動ベーンの軸部８へ取付けた第１の爪２５がベー
ンと同時に回動することにより規定されている。

一方、第２の揺動ベーン２は第４図のように、
揺動端に配置したストツパ５４とストツパ５５間
を制御端３２ｂへ固着した第２の爪４９が回動す
ることにより規定され、この揺動角はβ₁としてあ
る。これらの個々の揺動ベーンは、それぞれ中間
停止機能を構成している。

次に、第４図のように設定した揺動装置につい
て、その制御例を説明していく。但し、説明上ベ
ーンの動きのみを示し、揺動ベーンの両側室への
流体（空気圧）の給排については省略する。

まず、第１の揺動ベーン１はストツパ２７へ当
接している第１の爪２５が作動端から回動し、第
５図のようにストツパ２８に当接するまで矢印の
ようにα₁回動する。この際、前記ストツパ５４お
よびストツパ５５は軸部６に固定されていること
から、第１の揺動ベーン１の回動に伴つて回動す
る。次に、第２の揺動ベーン２が回動し、ストツ
パ５４へ当接している第２の爪４９が作動端から
回動し、第６図のように、ストツパ５５へ当接す
るまで矢印のようにβ₁回動する。

この例ではα₁を90°、β₁を180°とすると、全揺動
は270°正確に揺動させることができ、また、90°
で中間で停止が可能となる。

一方、第４図に設定した状態から、第２の揺動
ベーン２を揺動させ、第７図のように、ストツパ
５４へ当接していた第２の爪４９が、ストツパ５
５へ当接するまでβ₁回動させる。その後、第１の
揺動ベーン１を揺動させ、第８図のように第１の
爪２５がストツパ２７当接位置からストツパ２８
へ当接するまで、矢印のようにα₁回動させるよう
にも制御できる。

この例では、出力軸の中間停止は180°となり、
全体では270°揺動する。

また、前述の例に限らず角度は全揺動角内で任
意に設定できるものであり、また、動作制御方法
も前述の例に限定されず種々実施できる。例え
ば、第９図のように第１の揺動ベーン１の揺動α
を270°、第２の揺動ベーン２の揺動βを180°とす
れば、第１の揺動ベーン１および第２の揺動ベー
ン２の制御手順を変更することによつて、180°あ
るいは270°の中間停止が可能となると共に、全角
で360°を越えた450°の揺動も達成できる。

尚、中間停止機能については、前述した中間の
任意位置に揺動ベーンを停止させる場合、各スト
ツパ２７，２８およびストツパ５４，５５の位置
を変更することにより行われるが、このような中
間停止のみでなく、例えば停止位置を微少に調整
して所定位置へ正確に停止させる手段をも含めて
考える事が好ましい。この実施例では、前記両者
を含めて強制停止手段という事と言える。

以上の実施例のように、本考案のベーン形揺動
モータは、同心状に配設されてそれぞれ個別の制
御装置で駆動制御される少なくとも２つの揺動系
を有し、この揺動系を順次揺動させると一方の揺
動系の終端位置で一旦中間停止させることができ
ると共に、その後に他方の揺動系の揺動によつて
個々の揺動系の総和で360°以上の揺動が達成でき
る。

また、前記した中間停止手段によつて任意な所
定角度での中間停止が可能であると共に、この中
間停止手段を出力軸の出力取出し側とは反対側の
端部に集中して配設することにつて、揺動域調整
作業やメンテナンスも容易となる。

その他に、内外の各揺動ベーンを同心に配設し
たことで、長手方向すなわち出力軸の軸方向の長
さが短くなつて小型となることや、各種機器に取
り付ける場合に出力軸側のケーシング面や円柱状
のケーシング周面を利用して機器に取り付けるこ
とができるので取付作業が容易で強固な取り付け
が可能になると共に、この場合に出力軸側のケー
シング部分にフランジを設けることも可能で強固
な取付が達成できるフランジマウント方式の採用
ができることは、前記した後者の従来例の場合と
同様である。

尚、本考案は前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
である。例えば、第１図に示す、第１の揺動ベー
ン１の軸部６には、第２の揺動ベーン２への通口
P₃，P₄が設けられているが、この通口P₃，P₄は
第１の揺動ベーン１と一体のため、配管部が揺動
時に一緒に揺動し、配管上好ましくない。その場
合、第１０図のように、ロータリジヨイント構造
（Ｒ）とすれば、配管のつれ回りを防いでコンパ
クト化できる。

また、前記した実施例では揺動ベーンを２段と
したが、更に増加させる事も可能である。

さらに、前記実施例では出力軸は最も内側のベ
ーンとのみ連結したが、外側のベーン部からも同
心的に出力軸を取り出してそれを別の仕事への出
力として用いることも可能である。

［考案の効果］ 本考案のベーン形揺動モータでは、同心状に配
設されて個別に駆動制御される少なくとも２つの
揺動ベーンを備えでいるので、内外の各揺動ベー
ンを順次揺動回転させることにより、その総和で
360°以上の揺動が達成できるが、この場合に個々
の揺動ベーンは揺動終端位置で一旦停止されるの
で出力軸の中間停止が可能であり、この中間停止
位置は強制停止手段によつて任意な所定角度に設
定することができる。従つて、中間停止できない
前記した後者の従来例のものに比べて各種の用途
に対応させることができ、使い勝手の良好な小型
のベーン形揺動モータである。

また、前記した中間停止手段を出力軸の出力取
出し側とは反対側の端部に集中して配設すること
によつて、揺動域調整作業やメンテナンスも容易
となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例によるベーン形揺動
モータの正面断面図、第２図は同じく第１図のＡ
−Ａ線に沿う断面図、第３図は同じく第１図のＢ
−Ｂ方向から見た右側面図、第４図はベーン形揺
動モータの揺動動作を示す模式図、第５図〜第８
図は同じくベーン形揺動モータの揺動状態を示す
模式図、第９図は同じく出力軸が360°以上揺動す
る場合の揺動ベーンの動きを示す模式図、第１０
図は本考案の他の実施例による断面図である。 符号の説明、１……第１の揺動ベーン、２……
第２の揺動ベーン、４，５……ケーシング、６…
…軸部、１４……作動室、１６……第１の固定シ
ユー、２１……切換弁、２５……第１の爪、２
７，２８……ストツパ、３２……出力軸、３８…
…作動室、３９……第２のベーン部、４２……第
２の固定シユー、４６……切換弁、４９……第２
の爪、５４，５５……ストツパ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 円筒状のケーシング４，５内に、同心状態で
   少なくとも１つ以上の円筒状をした軸部６を回
   転自在に設けて当該軸部６で内外に区分された
   少なくとも２つの独立した作動室１４，３８が
   それぞれ形成され、この軸部６が形成する内側
   の作動室３８には、出力軸３２に取り付けられ
   て当該軸部６の内周面を摺動しながら揺動回転
   する内側ベーン３９と、当該軸部６に固定され
   て内側ベーン３９の最大揺動域を制限する固定
   シユー４２を設けて内側ベーン部を構成し、前
   記軸部６と前記ケーシング４，５の間に形成さ
   れた外側の作動室１４には、軸部６の外面に取
   り付けられて当該軸部６の回転でケーシング
   ４，５の内周面を摺動しながら揺動回転する外
   側ベーン１と、当該ケーシング４，５に固定さ
   れて外側ベーン１の最大揺動域を制限する固定
   シユー１６を設けて外側ベーン部を構成し、前
   記各作動室１４，３８に対して個別に圧縮空気
   の給排気をさせて前記内側ベーン部と外側ベー
   ン部をそれぞれ揺動させる制御装置を設け、こ
   の制御装置の駆動で前記した内外各ベーン３
   ９，１を順次揺動させると共に、この内外各ベ
   ーン３９，１の最大揺動域の総和で前記ケーシ
   ング４，５に対して出力軸３２を360°以上揺動
   回転可能にし、前記出力軸３２と軸部６および
   ケーシング４，５のそれぞれの一端には、前記
   した内外各ベーン３９，１がそれぞれ揺動回転
   した際にその途中で当該出力軸３２と軸部６間
   および軸部６とケーシング４，５間を相互に係
   止させて内外各ベーン３９，１をそれぞれの最
   大揺動域の範囲内の所定角度で中間停止させる
   強制停止手段を設けたことを特徴とするベーン
   形揺動モータ。 (2) 前記強制停止手段を、出力軸６の出力取出し
   側とは反対側の端部に設けた請求の範囲第(1)項
   に記載したベーン形揺動モータ。