JPH0461966B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は流体圧によるピストンの往復動を軸の
回転動に変換して出力するロータリアクチユエー
タ、例えば各種バルブの自動開閉操作用、90゜回
転機構操作用等に用いる揺動アクチユエータ等と
して利用できるアクチユエータに関するものであ
る。

従来技術 上記種類のロータリアクチユエータは公知であ
る。

従来のロータリアクチユエータは両端に流体の
吸排口を有し往復動するピストンを収容するシリ
ンダー部とピストンと連結され回動する出力軸部
とが一つの単一体として形成され、ロータリアク
チユエータのシリンダー部の吸排口には配管を介
して操作用電磁弁、減圧弁等を接続してロータリ
アクチユエータの操作を行うようになつている。

問題点 従来のロータリアクチユエータでは、出力軸の
回転角度を示す指示目盛板が別部品として形成さ
れ、各部品の組立て時にシリンダーケースに取り
付けられる。目盛板は取付け時に位置の誤差を生
じることが避けられず、正確な位置の指示が出来
ない。という問題があつた。又、目盛板の「開」、
「閉」の表示が固定されるため、同じ方向に出力
軸を回転して、「開」から「閉」に切り換える場
合と、「閉」から「開」に切り換える場合では別
の種類の目盛板が必要になり、多数の目盛板を用
意しなければならない、という問題点があつた。

解決手段及び作用 本発明は上記の従来の問題点を、ピストンと、
該ピストンを往復動可能に収容するシリンダー部
と、該シリンダー部に回転可能に支持され前記シ
リンダー部の軸線に対し直交する方向に延在する
出力軸と、前記ピストンと出力軸とを連結しピス
トンの往復直線動を出力軸の往復回転動に変換す
る連結部材とを有するロータリアクチユエータに
おいて、前記出力軸の自由端側を支持するための
前記シリンダー部の支持部に外部に突出形成され
た台座部を設け、該台座部は四角形の輪郭部と該
輪郭部に囲まれた凹部とを有し、該凹部に前記出
力軸の中心を通りシリンダー部の軸線に直交する
面を中心に対称に２組の目盛が所定の角度間隔で
突出部として一体形成されることと、前記出力軸
に取付けた位置変更可能に指針が取り付けられる
こととを特徴とするロータリアクチユエータによ
り解決した。

本発明により、出力軸の回転角度を示す指示目
盛板が、四角形の輪郭部と該輪郭部に囲まれた凹
部とを有する台座部として形成される。台座部の
前記凹部には、前記出力軸の中心を通りシリンダ
ー部の軸線に直行する面を中心に対称に所定の角
度間隔で目盛が突出部として一体形成される。従
つて目盛板の取付け誤差は解消された。又目盛
が、出力軸の中心を通りシリンダー部の軸線に直
交する面を中心に対称に所定の角度間隔で配置さ
れる突出部として形成されるので指針の取付位置
を選択するだけで、出力軸の同じ回転方向におい
て、「開」から「閉」に切り換える場合と、「閉」
から「開」に切り換える場合の変更が簡単に適宜
行うことが可能である。

実施例 第１図〜第４図において、ロータリアクチユエ
ータ１はピストン２と、該ピストン２を往復摺動
可能に収容するシリンダーケース３とを有するシ
リンダー部と、シリンダーケース３と一体に形成
され対向配置された第１支持部４及び第２支持部
５にメタル６，７を介して回動可能に支持された
出力軸８を含む出力軸部９とを有する。

前記ピストン２は２個のピストン部２ａ，２ｂ
と両ピストン部を連結するブリツジ部２ｃとを有
する。ブリツジ部２ｃは出力軸８の位置を避けた
状態で形成されている。

出力軸８にはフオーク状アーム１０が相対回動
不能に取付けられ、該アーム１０のフオークエン
ド部はブリツジ部２ｃに取付けたピン１１に係合
している。ピン１１にはアーム１０との摺動を円
滑にするためリング１２が嵌挿されている。ピン
１１とアーム１０とにより連結部が構成される。

出力軸８はストリツプリング１３，１４により
支持部４，５よりの脱落を防止してある。

シリンダーケース３の両端部はフランジ１５，
１６により密閉され、該フランジ１５，１６には
ピストン部２ａ又は２ｂに当接してピストンの移
動限界位置を定める調節ねじ１７がねじ込まれナ
ツト１８により位置固定可能となつている。

シリンダーケース３と第１支持部４と第２支持
部５とフランジ１５，１６により本体が構成され
る。メタル７を圧入する第２支持部５には出力軸
８に取付けられる指針１９による出力軸８の回転
角度を示す目盛２０が所定角度間隔で一体成形さ
れる。第２支持部５はシリンダーケース３の取付
座２２に台部として形成され、メタル７を圧入す
る部分の回りは余分な材料を少なくするため並び
に鋳造時の鋳巣の発生を少なくするために凹部と
して形成されるため、メタル圧入部分の補強のた
めに突起状リブ部分を設ける。そのリブ部分を目
盛として兼用する。

指針１９の四角穴を出力軸８の四角断面の連結
端部８ａに挿入し、ストツプリツグ２１により固
定する構造としてある。一般に出力軸８は90゜回
動することにより、出力軸８に連結する弁の開閉
やスイツチの開閉等を行う。指針１９はシリンダ
軸線に直交する面を境として右側の目盛を指す場
合と左側の目盛を指す場合とに使い分けることが
できる。例えば右側の目盛を指す状態で閉位置か
ら開位置へ出力軸８が時計方向の回転により切換
わるとすると反時計方向の回転により開から閉に
切換る。この状態で指針１９を左側の目盛を指す
状態に配置変えすると、出力軸は時計方向の回転
で開から閉に反時計方向の回転で閉から開に切換
わるように目盛としては利用することができる。
このために開・閉の記号をシリンダ軸線に直交す
る面内で対向する位置に記入するとよい。第１図
に「開」を記号「Ｏ」で「閉」を記号「Ｓ」で示
してある。出力軸８に取付ける部材の開閉作動方
向に応じて指針１９の取付状態を切換えるだけで
簡単に適合させることができるという利点があ
る。

シリンダケース３の側部には取付座２２が形成
され、該取付座２２には電磁弁等が取付けられ
る。

取付座２２には開口部２３，２３が形成され、
該開口部２３，２３は夫々第５図に示すようにシ
リンダーケース３内に形成された流路２４，２５
によりフランジ１５，１６側の空間を通してピス
トン部２ａ，２ｂの左右の室に夫々連通してい
る。

第１図〜第５図は取付座２２に直接又は間接的
に取付ける電磁弁の切換作動により流路２４，２
５を交互に吸入側排出側に切換えて作動する複動
形ロータリアクチユエータを示すが、変形例とし
て、第６図及び第７図に示すように片方のフラン
ジ、例えばフランジ１５の代わりにバネカートリ
ツジ２６をシリンダケース３に固定することによ
り、単動形ロータリアクチユエータ１′を形成す
ることができる。

バネカートリツジ２６はカートリツジケース２
７と、該カートリツジケース２７の中に支持され
るスリーブ状バネ受け２８と、該バネ受けに摺動
可能に装着されたバネガイド２９と、該バネガイ
ド２９に固定されるバネ受け円板３０と、バネ受
け２８とバネ受け円板３０との間に張設されるバ
ネ３１とを有し、シリンダケース３に固定された
状態ではバネ受け円板３０がピストン２（図では
２ａ）に圧接される。

取付座２２に取付けた電磁弁の作用により流体
が供給されるとピストン２はバネ３１に抗して図
の左方に押される。ピストンの移動量はカートリ
ツジケース２７にねじ込んだ調節ねじ３２のねじ
込み量により調節される。

電磁弁の切換により流体が排出されると、ピス
トン２はバネ３１の力により最初の位置に復帰す
る。

上記の各ロータリアクチユエータについては特
に説明していないが必要部分には公知のシール部
材により流体洩れ防止の処置が施されている。

上記のロータリアクチユエータ１，１′の取付
座２２に電磁弁を直接取付けることにより無配管
操作弁一体型ロータリアクチユエータ１″が第８
図〜第１０図に示すように一例として得られる。

第８図〜第１０図に示す操作弁一体型ロータリ
アクチユエータ１″に用いられる電磁弁の一実施
例を第１１図及び第１２図により説明する。

電磁弁４０は主弁４１とパイロツト弁４２とを
有する。主弁４１はロータリアクチユエータの取
付座２２に直接当接し、ボツトにより固定可能な
弁本体４３を有する。弁本体４３の取付座２２に
当接する面には丁度取付座２２の開口２３，２３
夫々に連通する位置に第１出力ポート４４と第２
出力ポート４５が開口している。

弁本体４３のスプール穴４６にはスプール９０
が往復摺動可能に装着されている。貫通穴４６に
は給気口４７に連通する第３環状溝４８と、第１
排気口４９に連通する第１環状溝５０と第２排気
口５１に連通する第５環状溝５２と、前記第１出
力ポート４４に連通する第２環状溝５３と、前記
第２出力ポート４５に連通する第４環状溝５４と
が夫々適当する位置に形成されている。弁本体４
３の一端の蓋部５５図においては左端の蓋部には
パイロツト作動流路５６がスプール９０の一端
（図の左端）に流体圧を作用できるように形成さ
れている。

スプール９０のパイロツト作動流路５６側とは
反対の側の端部にはスプールピストン５７が摺動
可能に挿入される円筒穴５８が形成され、該円筒
穴５８は第３環状溝４８を間にして位置するスプ
ール９０の２つのランド５９と６０の間において
スプール９０の周面に開口するようにスプール９
０の内部に形成した流路６１に連通している。ス
プールピストン５７は弁本体４３の端部を密閉す
る蓋部６２に当接する。

第１出力ポート４４と第２出力ポート４５との
間をバイパス路６３が結び、該バイパス路６３に
は中間にそのバイパス路６３を開閉するバイパス
弁６４が設けられ、該バイパス弁６４は弁本体４
３の突出するつまみ部６５を有し、該つまみ部６
５をまわすことにより弁体６６がバイパス路６３
に設けた弁座に着座もしくは離脱するように構成
してある。つまみ６５は図の上方ではなく手前他
の方向に突出する構造とすることもできる。

弁本体４３の中を通つて蓋部５５の端部に開口
するパイロツト給気路６７が給気口４７に通じて
いる。

主弁４１の蓋５５にねじ等によりパイロツト弁
４２のケーシング６８が固定される。

パイロツト弁４２は弁部６９とソレノイド部７
０とを有する。ソレノイド部７０はそれ自身公知
の態様で固定鉄心７１と、該固定鉄心７１と同軸
状に配置し軸線方向に移動可能な可動鉄心７２
と、固定鉄心７１と可動鉄心７２とを囲むように
固定配置した励磁コイル７３と、継鉄７４とを有
し、ソレノイドケーシング７５に収容してある。

弁部６９は給気路７６とパイロツト流路７７と
排気路７８とを有するケーシング６８と、該ケー
シング６８内に形成され給気路７６とパイロツト
流路７７との接続部に設けた第１弁座８０に着座
する弁体７９とを有する。弁体７９は排気路７８
とパイロツト流路７７との間の接続部に設けた第
２弁座８１にも着座可能に形成される。弁体７９
に固定された脚８２が弁棒として作用し、ソレノ
イド部７０の可動鉄心７２にばね８３の作用によ
り当接している。

励磁コイル７３が付勢され可動鉄心７２が固定
鉄心７１に吸引されるとばね８３の作用により弁
体７９が移動し、第１弁座７９を開放して第２弁
座８１に着座し、第２弁座８１を閉じる。このと
き吸気口４７に供給されている圧縮空気が吸気路
７６、パイロツト流路７７を通つてスプール穴４
６に供給される。スプール９０には図の左側端面
と円筒穴５８とに圧縮空気が作用しているが面積
差により図の右方、スプールピストンの側へとス
プール９０は押し動される。パイロツト流路５６
が閉じられている通常の状態では円筒穴５８に作
用する圧縮空気圧によりスプール４６は図のよう
に図の左端位置で保持されている。この通常状態
では圧縮空気は給気口４７から第２出力ポート４
５に、更に開口部２３から流路２５を経てシリン
ダー３に供給され、ピストン２を第２図に示す状
態に保持する。

ソレノイド部７０の励磁により弁部４２の弁体
７９が流路を切換え、パイロツト流路５６に圧縮
空気が作用したときはスプール９０が図の右方へ
移動し、給気口４７は第３環状溝４８と第２環状
溝５３とが連通することにより第１出力ポート４
２と連結する。このとき第３環状溝４８と第４環
状溝５４との間が閉塞され、第４環状溝５４と第
５環状溝５２との間が連通するので第２出力ポー
ト４５は第２排気口５１に接続され、ロータリア
クチユエータのピストン２ａの側に作用する圧縮
空気は排出される。したがつて第１出力ポート４
４、開口部２３、流路２４を通じての圧縮空気の
供給にともなつてロータリアクチユエータのピス
トン２は図の左方に移動し軸８が第１図において
反時計方向に回動する。

第１弁座８０用の弁体と第２弁座８１用の弁体
を１つの弁体で共用する例を示したが別々に２個
の弁体を利用することができる。図で弁座と弁体
とを１つの小さな枠８４に収容した本出願人によ
りすでに提案したカートリツジタイプの弁体を示
したがこれに限定されす、枠８４をケーシング６
８に一体に形成したものでもよい。

ソレノイド部７０の励磁コイル７３を除勢する
とばね８５の作用により可動鉄心７２が固定鉄心
７１から離れる方向に移動し、第１弁座８０を閉
じ第２弁座８１を開く。これによりパイロツト流
路５６を通じてスプール４６に作用している圧縮
空気は排気路７８を通して排出される。図の例で
は排気口は蓋部５５に設けられ排気路７８は蓋部
５５に設けた排気口８６より排出される。このと
きスプール９０の円筒穴５８に常時作用している
給気口４７よりの圧縮空気の圧力の作用により図
の位置へと図の左方へ復帰保持される。

この状態では圧縮空気は給気口４７から第２出
力ポート４５、開口部２３、流路２５を通してシ
リンダーケーシング３のピストン部２ａの側に供
給され、同時にシリンダーケーシング３のピスト
ン部２ｂ側に作用する圧縮空気は流路２４、開口
部２３、第１出力ポート４４、及び第１環状溝５
０と第２環状溝５３を結ぶ間隙を介して第１排気
口４９より排出され、ピストン２は第２図に示す
位置へと図の右方へ動かされる。

ロータリアクチユエータにおいては停電時等手
動で出力軸８を動かしたい場合もある。このよう
なときシリンダーケーシング３の中においてピス
トン部２ａと２ｂの片方にのみ空気圧が作用して
いると出力軸８を簡単に回転することができな
い。この際バイパス弁６４のつまみ６５を回して
バイパス流路６３を開放し、第１出力ポート４４
と第２出力ポート４５との間を連通させると、シ
リンダーケーシング３の中ではピストン部２ａと
２ｂに作用する力がバランスするようになる。し
たがつてこの状態では出力軸８は簡単に手で回す
ことができる。

パイロツト弁４２は、図に示す形成に限定され
ず、３ポート２位置切換弁であれば主弁４１に固
定できる限り任意の構造の弁を利用することがで
きる。

電磁弁の主弁４１の第１排気口４９及び第２排
気口５１に第９図に示すようにスピードコントロ
ーラ８６を接続することができる。

第８図の指針の位置ではピストン２が第２図に
示すような通常状態では出力軸８に取付けられた
弁等の機器が開（Ｏ）状態にあり、パイロツト弁
部４２のソレノイドが付勢され出力軸８が反時計
方向（図では左回転と表示してある）に回転して
閉（Ｓ）状態に切換る。

通常状態が閉（Ｓ）であり、パイロツト弁部４
２のソレノイドの付勢により開（Ｏ）に切換る機
器が出力軸８に接続される場合は指針１９を鎖線
で示すように図の位置とは180゜ずれた位置で取付
ける。この状態では出力軸８の反時計方向の回転
で閉から開へと切換る。

従来では目盛板を取付けることによりロータリ
アクチユエータの用途が限定されていたが、指針
１９の取付位置を変えるという簡単な操作で使用
する機器に簡単に適応させることができる。しか
も目盛があらかじめシリンダーケーシングに一体
形成されるので精確な位置に目盛を設けることが
でき、後から目盛板を取付ける方式における目盛
板で問題となる取付誤差の問題が解消できる。

効 果 本発明により、目盛板がロータリアクチユエー
タのシリンダー部に一体形成されるので、取付け
誤差を生じることがなく、正確な位置の指示が可
能になつた。

指針の位置を変えるという簡単な操作で開閉切
換回転方向が逆の機器に対してもロータリアクチ
ユエータは共通品として使用できるという利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るロータリアクチユエータ
の平面図、第２図は平面横断面図、第３図は正面
縦断面図、第４図は一部破断斜視図、第５図は一
部破断正面図、第６図は別の実施例である単動形
ロータリアクチユエータを示す部分破断平面図、
第７図は第６図に示すロータリアクチユエータの
正面縦断面図、第８図は操作機器の一例としてス
ピードコントローラ付電磁弁を固定した操作機器
付きはロータリアクチユエータの平面図、第９図
は第８図の正面図、第１０図は第９図の右側面
図、第１１図は操作機器としての電磁弁の正面縦
断面図、第１２図は第１１図の線XII−XIIにおける
断面図である。 １…ロータリアクチユエータ、２…ピストン、
３…シリンダーケーシング、８…出力軸、１０…
アーム（連結部）、１１…ピン（連結部）、２２…
取付座、２３…開口部、２４，２５…流路、４０
…電磁弁、４１…主弁、４２…パイロツト弁、４
４，４５…出力ポート、４７…給気口、４９，５
１…排気口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ピストンと、該ピストンを往復動可能に収容
   するシリンダー部と、該シリンダー部に回転可能
   に支持され前記シリンダー部の軸線に対し直交す
   る方向に延在する出力軸と、前記ピストンと出力
   軸とを連結しピストンの往復直線動を出力軸の往
   復回転動に変換する連結部材とを有するロータリ
   アクチユエータにおいて、前記出力軸の自由端側
   を支持するための前記シリンダー部の支持部に外
   部に突出形成された台座部を設け、該台座部は四
   角形の輪郭部と該輪郭部に囲まれた凹部とを有
   し、該凹部に前記出力軸の中心を通りシリンダー
   部の軸線に直交する面を中心に対称に２組の目盛
   が所定の角度間隔で突出部として一体形成される
   ことと、前記出力軸に取付け位置変更可能に指針
   が取り付けられることとを特徴とするロータリア
   クチユエータ。