JPH05133405A - 内部弁を備えたロータリサーボアクチユエータ - Google Patents
内部弁を備えたロータリサーボアクチユエータInfo
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- JPH05133405A JPH05133405A JP3204206A JP20420691A JPH05133405A JP H05133405 A JPH05133405 A JP H05133405A JP 3204206 A JP3204206 A JP 3204206A JP 20420691 A JP20420691 A JP 20420691A JP H05133405 A JPH05133405 A JP H05133405A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B9/00—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
- F15B9/02—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
- F15B9/08—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor
- F15B9/12—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor in which both the controlling element and the servomotor control the same member influencing a fluid passage and are connected to that member by means of a differential gearing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T74/19—Gearing
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- Y10T74/19702—Screw and nut
- Y10T74/19744—Rolling element engaging thread
- Y10T74/19781—Non-recirculating rolling elements
- Y10T74/19791—Cylindrical or quasi-cylindrical roller element [e.g., inclined roller, etc.]
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、設計がより簡単で、製造コ
ストが安く、よりコンパクトな油圧サーボアクチュエー
タを提供することにある。 【構成】 本発明のサーボアクチュエータは、全体とし
て円筒状の本体と、該本体内で同心状に延びている駆動
部材と、環状ピストンと、該ピストンの長手方向運動
を、駆動部材と本体との間の反時計回り方向の相対回転
運動に変換するリニア−ロータリ手段と、弁スプール
と、該弁スプール内で長手方向に延びている流体供給チ
ャンネルと、ドレンチャンネルと、弁スプールを長手方
向に選択的に移動させる制御手段とを有している。
ストが安く、よりコンパクトな油圧サーボアクチュエー
タを提供することにある。 【構成】 本発明のサーボアクチュエータは、全体とし
て円筒状の本体と、該本体内で同心状に延びている駆動
部材と、環状ピストンと、該ピストンの長手方向運動
を、駆動部材と本体との間の反時計回り方向の相対回転
運動に変換するリニア−ロータリ手段と、弁スプール
と、該弁スプール内で長手方向に延びている流体供給チ
ャンネルと、ドレンチャンネルと、弁スプールを長手方
向に選択的に移動させる制御手段とを有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、広くはアクチュエータ
に関し、より詳しくはスプール弁により制御される流体
ロータリアクチュエータに関する。
に関し、より詳しくはスプール弁により制御される流体
ロータリアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧モータの増大する制御を行うため、
油圧サーボと呼ばれる装置が開発されている。油圧サー
ボは、よく電気ステップモータにより駆動される。この
ような油圧サーボは、３つの別々のコンポーネンツ、す
なわち、ステップモータと、該ステップモータにより駆
動されるロータリ弁と、該ロータリ弁からの圧油を受け
る油圧モータとを有している。実際、ステップモータの
作用は油圧モータにより油圧的に増幅されて高レベルの
出力が得られる。通常、油圧サーボは、３つの別々のコ
ンポーネンツ（すなわちステップモータ、ロータリ弁及
び油圧モータ）の端と端とを突き合わせた配置により構
成されているため、装置の長さが比較的長くなる。ま
た、これらの油圧サーボは、ロータリ弁と油圧モータと
の間を連結する多数の長い通路を備えた比較的複雑な設
計になっており、このため製造コストを増大させてい
る。
油圧サーボと呼ばれる装置が開発されている。油圧サー
ボは、よく電気ステップモータにより駆動される。この
ような油圧サーボは、３つの別々のコンポーネンツ、す
なわち、ステップモータと、該ステップモータにより駆
動されるロータリ弁と、該ロータリ弁からの圧油を受け
る油圧モータとを有している。実際、ステップモータの
作用は油圧モータにより油圧的に増幅されて高レベルの
出力が得られる。通常、油圧サーボは、３つの別々のコ
ンポーネンツ（すなわちステップモータ、ロータリ弁及
び油圧モータ）の端と端とを突き合わせた配置により構
成されているため、装置の長さが比較的長くなる。ま
た、これらの油圧サーボは、ロータリ弁と油圧モータと
の間を連結する多数の長い通路を備えた比較的複雑な設
計になっており、このため製造コストを増大させてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、設計がより簡
単で、製造コストが安く、よりコンパクトな油圧サーボ
に対する大きな要望があることは理解されよう。また、
油圧駆動形ヘリカルアクチュエータ（fluid-powered he
lical actuator) を用いた油圧サーボを作ることが望ま
れている。このようなアクチュエータは円筒状本体を用
いており、該円筒状本体には、この本体内で軸線方向に
延びている長い回転出力軸が設けられている。この出力
軸は、回転駆動出力を与える端部を有している。アクチ
ュエータは、この出力軸と本体との間に配置された長い
ピストンを有しており、出力軸は本体に対して同心状に
これを貫通している。ヘリカルスプライン、ヘリカル溝
（螺旋溝）内のボール又はローラを使用して、ピストン
スリーブと本体との間及びピストンスリーブと出力軸と
の間にトルクを伝達し、ピストンスリーブの軸線方向移
動に応答して出力軸の回転を生じさせている。この構成
により、簡単な直線運動入力（リニア入力）から比較的
高トルクの回転運動出力（ロータリ出力）が得られる。
単で、製造コストが安く、よりコンパクトな油圧サーボ
に対する大きな要望があることは理解されよう。また、
油圧駆動形ヘリカルアクチュエータ（fluid-powered he
lical actuator) を用いた油圧サーボを作ることが望ま
れている。このようなアクチュエータは円筒状本体を用
いており、該円筒状本体には、この本体内で軸線方向に
延びている長い回転出力軸が設けられている。この出力
軸は、回転駆動出力を与える端部を有している。アクチ
ュエータは、この出力軸と本体との間に配置された長い
ピストンを有しており、出力軸は本体に対して同心状に
これを貫通している。ヘリカルスプライン、ヘリカル溝
（螺旋溝）内のボール又はローラを使用して、ピストン
スリーブと本体との間及びピストンスリーブと出力軸と
の間にトルクを伝達し、ピストンスリーブの軸線方向移
動に応答して出力軸の回転を生じさせている。この構成
により、簡単な直線運動入力（リニア入力）から比較的
高トルクの回転運動出力（ロータリ出力）が得られる。
【０００４】手動、ステップモータ又は他の手段により
駆動できる制御用ロータリ弁を用いた、上記形式のヘリ
カルアクチュエータを使用する油圧サーボを創出するこ
とが望まれている。この結果得られるサーボアクチュエ
ータは、よりコンパクトかつ簡単で、製造コストの安い
ものになるであろう。本発明はこれらの要望を満たしか
つ他の関連する利点を与えることができる。
駆動できる制御用ロータリ弁を用いた、上記形式のヘリ
カルアクチュエータを使用する油圧サーボを創出するこ
とが望まれている。この結果得られるサーボアクチュエ
ータは、よりコンパクトかつ簡単で、製造コストの安い
ものになるであろう。本発明はこれらの要望を満たしか
つ他の関連する利点を与えることができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、加圧流
体の外部供給源に連結可能な流体駆動形サーボアクチュ
エータが提供される。本発明のサーボアクチュエータ
は、長手方向軸線、第１端部及び第２端部を備えた本体
と、該本体内で長手方向にかつ全体として同心状に延び
ている駆動部材とを有している。本体及び駆動部材は、
これらの間に環状チャンバを形成している。
体の外部供給源に連結可能な流体駆動形サーボアクチュ
エータが提供される。本発明のサーボアクチュエータ
は、長手方向軸線、第１端部及び第２端部を備えた本体
と、該本体内で長手方向にかつ全体として同心状に延び
ている駆動部材とを有している。本体及び駆動部材は、
これらの間に環状チャンバを形成している。
【０００６】駆動部材は第１端部及び第２端部を備えて
おり、該駆動部材の第１端部が本体の第１端部の方に位
置しており、駆動部材の第２端部が本体の第２端部の方
に位置している。駆動部材は本体に対して回転運動でき
るように支持されており、駆動部材の第２端部は外部装
置に連結されて該外部装置に回転駆動力を与えることが
できるようになっている。
おり、該駆動部材の第１端部が本体の第１端部の方に位
置しており、駆動部材の第２端部が本体の第２端部の方
に位置している。駆動部材は本体に対して回転運動でき
るように支持されており、駆動部材の第２端部は外部装
置に連結されて該外部装置に回転駆動力を与えることが
できるようになっている。
【０００７】駆動部材は内部チャンバを備えており、該
内部チャンバは本体の内部でかつ駆動部材内において長
手方向にかつ全体として同心状に延びている。駆動部材
は、駆動部材の内部チャンバと環状チャンバとの間に延
びている第１流体チャンネルを備えており、該第１流体
チャンネルは、環状チャンバと流体連通するように配置
された外側ポートと、駆動部材の内部チャンバと流体連
通するように配置された内側ポートとを備えている。駆
動部材は更に、該駆動部材の内部チャンバと前記環状チ
ャンバとの間に延びている第２流体チャンネルを備えて
いる。該第２流体チャンネルは、環状チャンバと流体連
通するように配置された外側ポートと、駆動部材の内部
チャンバと流体連通するように配置された内側ポートと
を備えている。
内部チャンバは本体の内部でかつ駆動部材内において長
手方向にかつ全体として同心状に延びている。駆動部材
は、駆動部材の内部チャンバと環状チャンバとの間に延
びている第１流体チャンネルを備えており、該第１流体
チャンネルは、環状チャンバと流体連通するように配置
された外側ポートと、駆動部材の内部チャンバと流体連
通するように配置された内側ポートとを備えている。駆
動部材は更に、該駆動部材の内部チャンバと前記環状チ
ャンバとの間に延びている第２流体チャンネルを備えて
いる。該第２流体チャンネルは、環状チャンバと流体連
通するように配置された外側ポートと、駆動部材の内部
チャンバと流体連通するように配置された内側ポートと
を備えている。
【０００８】第１流体チャンネルの外側ポートと第２流
体チャンネルの外側ポートとの間で、環状チャンバ内に
は環状ピストンが取り付けられている。該ピストンは、
加圧流体の選択的供給に応答して、ピストンを本体の第
２端部の方に駆動すべく本体の第１端部の方にあるピス
トンの第１の側、又はピストンを本体の第１端部の方に
駆動すべく本体の第２端部の方にあるピストンの第２の
側へと、本体内で長手方向に往復運動できる。ピストン
は中央孔を備えており、該中央孔を通って駆動部材が突
出している。
体チャンネルの外側ポートとの間で、環状チャンバ内に
は環状ピストンが取り付けられている。該ピストンは、
加圧流体の選択的供給に応答して、ピストンを本体の第
２端部の方に駆動すべく本体の第１端部の方にあるピス
トンの第１の側、又はピストンを本体の第１端部の方に
駆動すべく本体の第２端部の方にあるピストンの第２の
側へと、本体内で長手方向に往復運動できる。ピストン
は中央孔を備えており、該中央孔を通って駆動部材が突
出している。
【０００９】また、本発明のサーボアクチュエータはリ
ニア−ロータリ手段（直線運動−回転運動変換手段）を
有している。このリニア−ロータリ手段は、本体の第１
端部又は第２端部のいずれか一方に向かうピストンの長
手方向運動を、駆動部材と本体との間の時計回り方向の
相対回転運動に変換し、かつ本体の第１端部又は第２端
部の他方に向かうピストンの長手方向運動を、駆動部材
と本体との間の反時計回り方向の相対回転運動に変換す
る。
ニア−ロータリ手段（直線運動−回転運動変換手段）を
有している。このリニア−ロータリ手段は、本体の第１
端部又は第２端部のいずれか一方に向かうピストンの長
手方向運動を、駆動部材と本体との間の時計回り方向の
相対回転運動に変換し、かつ本体の第１端部又は第２端
部の他方に向かうピストンの長手方向運動を、駆動部材
と本体との間の反時計回り方向の相対回転運動に変換す
る。
【００１０】駆動部材の内部チャンバ内には弁スプール
が配置されている。該弁スプールは、駆動部材の内部チ
ャンバ内で回転可能でありかつ内部チャンバ内で中立位
置から駆動部材の第１端部及び第２端部に向かって長手
方向に移動できる。弁スプールは、駆動部材の第１端部
の方の第１弁ランドと、駆動部材の第２端部の方の第２
弁ランドとを備えている。第１弁ランド及び第２弁ラン
ドは、弁スプールが駆動部材の内部チャンバ内で移動す
るときに駆動部材とシール係合している。
が配置されている。該弁スプールは、駆動部材の内部チ
ャンバ内で回転可能でありかつ内部チャンバ内で中立位
置から駆動部材の第１端部及び第２端部に向かって長手
方向に移動できる。弁スプールは、駆動部材の第１端部
の方の第１弁ランドと、駆動部材の第２端部の方の第２
弁ランドとを備えている。第１弁ランド及び第２弁ラン
ドは、弁スプールが駆動部材の内部チャンバ内で移動す
るときに駆動部材とシール係合している。
【００１１】第１弁ランド及び第２弁ランドは、駆動部
材の内部チャンバを、駆動部材の第１端部の方の第１弁
ランドの側にある第１流体チャンバと、駆動部材の第２
端部の方の第２弁ランドの側にある第２流体チャンバ
と、これらの第１弁ランドと第２弁ランドとの間の中間
流体チャンバとに区分している。弁スプールが中立位置
にあるとき、第１弁ランドは第１流体チャンネルの内側
ポートを閉じるように配置され、かつ第２弁ランドは第
２流体チャンネルの内側ポートを閉じるように配置され
る。
材の内部チャンバを、駆動部材の第１端部の方の第１弁
ランドの側にある第１流体チャンバと、駆動部材の第２
端部の方の第２弁ランドの側にある第２流体チャンバ
と、これらの第１弁ランドと第２弁ランドとの間の中間
流体チャンバとに区分している。弁スプールが中立位置
にあるとき、第１弁ランドは第１流体チャンネルの内側
ポートを閉じるように配置され、かつ第２弁ランドは第
２流体チャンネルの内側ポートを閉じるように配置され
る。
【００１２】弁スプールは、中立位置から駆動部材の第
１端部に向かって移動して、第１流体チャンネルの内側
ポートを中間流体チャンバと流体連通させかつ第２流体
チャンネルの内側ポートを第２流体チャンバと流体連通
させる。また、弁スプールは中立位置から駆動部材の第
２端部に向かって移動して、第１流体チャンネルの内側
ポートを第１流体チャンバと流体連通させかつ第２流体
チャンネルの内側ポートを中間流体チャンバと流体連通
させる。
１端部に向かって移動して、第１流体チャンネルの内側
ポートを中間流体チャンバと流体連通させかつ第２流体
チャンネルの内側ポートを第２流体チャンバと流体連通
させる。また、弁スプールは中立位置から駆動部材の第
２端部に向かって移動して、第１流体チャンネルの内側
ポートを第１流体チャンバと流体連通させかつ第２流体
チャンネルの内側ポートを中間流体チャンバと流体連通
させる。
【００１３】本発明のサーボアクチュエータは更に、中
間流体チャンバと、加圧流体の外部供給源に連結可能な
流体供給ポートとに流体連通している流体供給チャンネ
ルを有している。また、本発明のサーボアクチュエータ
は、第１及び第２流体チャンバを備えるとともに、ドレ
ンポートと流体連通しているドレンチャンネルであっ
て、本体の第１端部に向かうピストンの移動に応答して
第１流体チャンバ内の流体を排出させかつ本体の第２端
部に向かうピストンの移動に応答して第２流体チャンバ
内の流体を排出させるドレンチャンネルを有している。
間流体チャンバと、加圧流体の外部供給源に連結可能な
流体供給ポートとに流体連通している流体供給チャンネ
ルを有している。また、本発明のサーボアクチュエータ
は、第１及び第２流体チャンバを備えるとともに、ドレ
ンポートと流体連通しているドレンチャンネルであっ
て、本体の第１端部に向かうピストンの移動に応答して
第１流体チャンバ内の流体を排出させかつ本体の第２端
部に向かうピストンの移動に応答して第２流体チャンバ
内の流体を排出させるドレンチャンネルを有している。
【００１４】また、本発明のサーボアクチュエータに
は、駆動部材の内部チャンバ内で弁スプールを長手方向
に選択的に移動させる制御手段が設けられている。該制
御手段は、中間流体チャンバ内の加圧流体を第１流体チ
ャンネルに供給すべく、弁スプールを中立位置から駆動
部材の第１端部に向けて、又は、駆動部材に対し選択さ
れた方向において選択された量の弁スプールの回転に応
答して中間流体チャンバ内の加圧流体を第２流体チャン
ネルに供給すべく、弁スプールを中立位置から駆動部材
の第２端部に向けて選択的に移動させる。制御手段はま
た、スプール弁の選択された量及び方向の回転に一致す
る量及び方向で駆動部材が回転するときに駆動部材の結
果として生じる回転運動に応答して、弁スプールを長手
方向に移動させて中立位置に戻しかつ該中立位置に配置
する。
は、駆動部材の内部チャンバ内で弁スプールを長手方向
に選択的に移動させる制御手段が設けられている。該制
御手段は、中間流体チャンバ内の加圧流体を第１流体チ
ャンネルに供給すべく、弁スプールを中立位置から駆動
部材の第１端部に向けて、又は、駆動部材に対し選択さ
れた方向において選択された量の弁スプールの回転に応
答して中間流体チャンバ内の加圧流体を第２流体チャン
ネルに供給すべく、弁スプールを中立位置から駆動部材
の第２端部に向けて選択的に移動させる。制御手段はま
た、スプール弁の選択された量及び方向の回転に一致す
る量及び方向で駆動部材が回転するときに駆動部材の結
果として生じる回転運動に応答して、弁スプールを長手
方向に移動させて中立位置に戻しかつ該中立位置に配置
する。
【００１５】本発明のサーボアクチュエータは更に、選
択された量及び方向で本体に対して弁スプールを選択的
に回転させるアクチュエータ手段を有している。該アク
チュエータ手段が選択的に作動されるときに、弁スプー
ルは本体に対して（従って駆動部材に対して）回転さ
れ、制御手段により、弁スプールは、駆動部材に対して
中立位置から長手方向に移動される。本発明の好ましい
実施例においては、アクチュエータ手段は、弁スプール
に取り付けられたギアと、該ギアと係合している対応ギ
アである。駆動ギアは、手動のハンドホイール、ステッ
プモータ又は他の任意の装置により選択的に回転され
る。一実施例においては、弁スプールのギア（スプール
ギア）及び駆動ギアがギアチャンバ内に配置されてお
り、該ギアチャンバはドレンチャンネルと流体連通して
いて、該ドレンチャンネルにより運ばれる排出流体によ
り潤滑される。
択された量及び方向で本体に対して弁スプールを選択的
に回転させるアクチュエータ手段を有している。該アク
チュエータ手段が選択的に作動されるときに、弁スプー
ルは本体に対して（従って駆動部材に対して）回転さ
れ、制御手段により、弁スプールは、駆動部材に対して
中立位置から長手方向に移動される。本発明の好ましい
実施例においては、アクチュエータ手段は、弁スプール
に取り付けられたギアと、該ギアと係合している対応ギ
アである。駆動ギアは、手動のハンドホイール、ステッ
プモータ又は他の任意の装置により選択的に回転され
る。一実施例においては、弁スプールのギア（スプール
ギア）及び駆動ギアがギアチャンバ内に配置されてお
り、該ギアチャンバはドレンチャンネルと流体連通して
いて、該ドレンチャンネルにより運ばれる排出流体によ
り潤滑される。
【００１６】本発明の好ましい実施例においては、流体
供給チャンネルは、中間チャンバと流体供給ポートとの
間で弁スプール内において長手方向に延びている。ドレ
ンチャンネルも弁スプール内で長手方向に延びている。
別の実施例においては、ドレンチャンネルは駆動部材の
側壁に形成されている。駆動部材の内部チャンバは、該
駆動部材の第１端部における開端部と、駆動部材の第２
端部の方の閉端部とを備えている。弁スプールは、駆動
部材の内部チャンバ内から該内部チャンバの開端部を通
って本体の第１端部における本体の外側の位置まで長手
方向に突出している。弁スプールは、本体の外側にある
弁スプールの外側部分を備えており、該外側部分に流体
供給ポートが配置されている。流体供給ポートと流体連
通している弁スプールの外側部分には、旋回継手が配置
されている。一実施例においては、ドレンチャンネルが
弁スプール内で長手方向に延びており、旋回継手もドレ
ンポートと流体連通している。
供給チャンネルは、中間チャンバと流体供給ポートとの
間で弁スプール内において長手方向に延びている。ドレ
ンチャンネルも弁スプール内で長手方向に延びている。
別の実施例においては、ドレンチャンネルは駆動部材の
側壁に形成されている。駆動部材の内部チャンバは、該
駆動部材の第１端部における開端部と、駆動部材の第２
端部の方の閉端部とを備えている。弁スプールは、駆動
部材の内部チャンバ内から該内部チャンバの開端部を通
って本体の第１端部における本体の外側の位置まで長手
方向に突出している。弁スプールは、本体の外側にある
弁スプールの外側部分を備えており、該外側部分に流体
供給ポートが配置されている。流体供給ポートと流体連
通している弁スプールの外側部分には、旋回継手が配置
されている。一実施例においては、ドレンチャンネルが
弁スプール内で長手方向に延びており、旋回継手もドレ
ンポートと流体連通している。
【００１７】
【実施例】本発明の他の特徴及び利点は、添付図面に関
連して述べる以下の詳細な説明により明らかになるであ
ろう。図示のように、本発明は、参照番号１０で全体を
示した流体駆動形サーボアクチュエータに具現化されて
いる。サーボアクチュエータ１０は長いハウジングすな
わち本体１２を有しており、該本体（ハウジング）１２
は、円筒状の側壁１４と、第１端部１６と、第２端部１
８とを備えている。本体１２内には、長い回転出力軸２
０が同心状に配置されておりかつ本体１２に対して回転
できるように支持されている。この出力軸２０は全体と
して円筒状の中央部分２２を有しており、該中央部分２
２は内部チャンバ２４を形成している。この内部チャン
バ２４は、本体１２の第１端部１６の方向にある出力軸
２０の第１端部２６と、本体１２の第２端部１８の方向
にある出力軸２０の第２端部２８との間で、出力軸２０
内で長手方向にかつほぼ同心状に配置されている。内部
チャンバ２４は、出力軸２０の第１端部２６における開
端部３０と、第２端部２８における閉端部３２とを備え
ている。閉端部３２は、流体シールキャップ３４により
閉鎖されている。
連して述べる以下の詳細な説明により明らかになるであ
ろう。図示のように、本発明は、参照番号１０で全体を
示した流体駆動形サーボアクチュエータに具現化されて
いる。サーボアクチュエータ１０は長いハウジングすな
わち本体１２を有しており、該本体（ハウジング）１２
は、円筒状の側壁１４と、第１端部１６と、第２端部１
８とを備えている。本体１２内には、長い回転出力軸２
０が同心状に配置されておりかつ本体１２に対して回転
できるように支持されている。この出力軸２０は全体と
して円筒状の中央部分２２を有しており、該中央部分２
２は内部チャンバ２４を形成している。この内部チャン
バ２４は、本体１２の第１端部１６の方向にある出力軸
２０の第１端部２６と、本体１２の第２端部１８の方向
にある出力軸２０の第２端部２８との間で、出力軸２０
内で長手方向にかつほぼ同心状に配置されている。内部
チャンバ２４は、出力軸２０の第１端部２６における開
端部３０と、第２端部２８における閉端部３２とを備え
ている。閉端部３２は、流体シールキャップ３４により
閉鎖されている。
【００１８】回転出力軸２０は、この第２端部２８にお
いて該出力軸２０と一体に形成されておりかつ半径方向
に延びている端フランジ３６を有しており、該端フラン
ジ３６は本体１２の側壁１４を越えて半径方向外方に延
びている。端フランジ３６には、周方向に互いに間隔を
隔てて配置された複数の取付け孔３８が設けられてい
る。該取付け孔３８は、サーボアクチュエータ１０によ
り回転駆動すべき外部装置（図示せず）に出力軸２０を
取り付けるためのものである。
いて該出力軸２０と一体に形成されておりかつ半径方向
に延びている端フランジ３６を有しており、該端フラン
ジ３６は本体１２の側壁１４を越えて半径方向外方に延
びている。端フランジ３６には、周方向に互いに間隔を
隔てて配置された複数の取付け孔３８が設けられてい
る。該取付け孔３８は、サーボアクチュエータ１０によ
り回転駆動すべき外部装置（図示せず）に出力軸２０を
取り付けるためのものである。
【００１９】端フランジ３６の一体部分として円筒状の
スリーブ４０が形成されている。該スリーブ４０は、本
体１２と同心状に配置されておりかつ本体の側壁１４の
内側で該側壁１４に直接隣接して本体１２内に突出して
いる。スリーブ４０には、２列のラジアルベアリング４
２、４４及び流体シール４６を保持するための周溝が設
けられている。シール４６は、本体１２の第２端部１８
における出力軸２０と側壁１４との間の気密シールを形
成している。側壁１４の第２端部１８と出力軸２０の端
フランジ３６との間には、環状のスラストベアリング４
８が配置されている。
スリーブ４０が形成されている。該スリーブ４０は、本
体１２と同心状に配置されておりかつ本体の側壁１４の
内側で該側壁１４に直接隣接して本体１２内に突出して
いる。スリーブ４０には、２列のラジアルベアリング４
２、４４及び流体シール４６を保持するための周溝が設
けられている。シール４６は、本体１２の第２端部１８
における出力軸２０と側壁１４との間の気密シールを形
成している。側壁１４の第２端部１８と出力軸２０の端
フランジ３６との間には、環状のスラストベアリング４
８が配置されている。
【００２０】出力軸２０の第１端部２６において、該出
力軸２０の中央部分２２には環状のナット５０が螺着さ
れており、該ナット５０は、サーボアクチュエータ１０
の作動中に中央部分２２と共に回転できるようになって
いる。ナット５０は本体１２と同心状に配置されており
かつ本体の側壁１４の内側で該側壁１４に直接隣接して
本体１２内に突出している。ナット５０には、１列のラ
ジアルベアリング５２及び流体シール５４を保持するた
めの周溝が形成されている。シール５４は、本体１２の
第１端部１６において、出力軸２０と側壁１４との間の
気密シールを形成している。環状ナット５０と出力軸２
０の中央部分２２との間にもシール５６が設けられてい
る。側壁１４の第１端部１６とナット５０の半径方向に
延びている一体フランジ部分６０との間には環状のスラ
ストベアリング５８が配置されている。フランジ部分６
０は、本体１２の第１端部１６の長手方向外方に配置さ
れておりかつ側壁１４とほぼ同位置まで半径方向外方に
延びている。出力軸２０の端フランジ３６及びナット５
０のフランジ部分６０は、スラストベアリング４８、５
０と協働し、出力軸２０の中央部分２２を軸線方向のス
ラストに抗して本体１２内の所定位置に保持する。この
構成により、本体１２及び出力軸２０は環状の気密チャ
ンバ６２を形成している。
力軸２０の中央部分２２には環状のナット５０が螺着さ
れており、該ナット５０は、サーボアクチュエータ１０
の作動中に中央部分２２と共に回転できるようになって
いる。ナット５０は本体１２と同心状に配置されており
かつ本体の側壁１４の内側で該側壁１４に直接隣接して
本体１２内に突出している。ナット５０には、１列のラ
ジアルベアリング５２及び流体シール５４を保持するた
めの周溝が形成されている。シール５４は、本体１２の
第１端部１６において、出力軸２０と側壁１４との間の
気密シールを形成している。環状ナット５０と出力軸２
０の中央部分２２との間にもシール５６が設けられてい
る。側壁１４の第１端部１６とナット５０の半径方向に
延びている一体フランジ部分６０との間には環状のスラ
ストベアリング５８が配置されている。フランジ部分６
０は、本体１２の第１端部１６の長手方向外方に配置さ
れておりかつ側壁１４とほぼ同位置まで半径方向外方に
延びている。出力軸２０の端フランジ３６及びナット５
０のフランジ部分６０は、スラストベアリング４８、５
０と協働し、出力軸２０の中央部分２２を軸線方向のス
ラストに抗して本体１２内の所定位置に保持する。この
構成により、本体１２及び出力軸２０は環状の気密チャ
ンバ６２を形成している。
【００２１】本体１２は、これと一体で半径方向に延び
ている端フランジ６４を有しており、該端フランジ６４
は本体１２の側壁１４を越えて半径方向外方に延びてい
る。端フランジ６４は周方向に互いに間隔を隔てて配置
された複数の取付け孔６６を有している。該取付け孔６
６は、本体１２を支持フレーム（図示せず）に取り付け
るためのものである。出力軸２０の外部装置への取付け
手段及び本体１２の支持フレームへの取付け手段はフラ
ンジ３６、６４であることを説明したが、任意の取付け
手段を使用できることを理解すべきである。また、本発
明は、上記のように出力軸２０が外部装置を回転駆動す
る構成で実施してもよいし、或いは出力軸２０を固定保
持し、本体１２の回転により外部装置を回転駆動する構
成で実施できることも理解すべきである。
ている端フランジ６４を有しており、該端フランジ６４
は本体１２の側壁１４を越えて半径方向外方に延びてい
る。端フランジ６４は周方向に互いに間隔を隔てて配置
された複数の取付け孔６６を有している。該取付け孔６
６は、本体１２を支持フレーム（図示せず）に取り付け
るためのものである。出力軸２０の外部装置への取付け
手段及び本体１２の支持フレームへの取付け手段はフラ
ンジ３６、６４であることを説明したが、任意の取付け
手段を使用できることを理解すべきである。また、本発
明は、上記のように出力軸２０が外部装置を回転駆動す
る構成で実施してもよいし、或いは出力軸２０を固定保
持し、本体１２の回転により外部装置を回転駆動する構
成で実施できることも理解すべきである。
【００２２】本発明のサーボアクチュエータ１０は、慣
用的な直線運動−回転運動変換手段（リニア−ロータリ
変換手段）を有している。環状チャンバ６２内には、ピ
ストンスリーブ６８が同心状にかつ往復運動できるよう
に取り付けられている。出力軸２０の中央部分２２は、
ピストンスリーブ６８の中央孔６９を軸線方向に通って
突出している。ピストンスリーブ６８は、本体１２の第
１端部１６の方に位置するヘッド部分７０と、該ヘッド
部分７０に固定されておりかつここから本体１２の第２
端部１８に向かって軸線方向に延びている円筒状のスリ
ーブ部分７２とを備えている。ヘッド部分７０は、該ヘ
ッド部分７０と対応する側壁１４の滑らかな内壁部分７
６との間、及びヘッド部分７０と対応する出力軸２０の
中央部分２２の滑らかな外壁部分７８との間に配置され
た慣用的なシール７４を支持している。これらのシール
７４は、環状チャンバ６２を、本体１２の第１端部１６
の方に位置するヘッド部分７０の第１の側８２にある第
１気密隔室８０と、本体１２の第２端部１８の方に位置
するヘッド部分７０の第２の側８６にある第２気密隔室
８４とに区分している。滑らかな壁部分７６、７８は、
本体１２内にヘッド部分７０の全ストロークを収容でき
る充分な軸線方向長さを有している。もちろん、隔室８
０、８４の容積はピストンスリーブ６８の往復運動と共
に変化する。
用的な直線運動−回転運動変換手段（リニア−ロータリ
変換手段）を有している。環状チャンバ６２内には、ピ
ストンスリーブ６８が同心状にかつ往復運動できるよう
に取り付けられている。出力軸２０の中央部分２２は、
ピストンスリーブ６８の中央孔６９を軸線方向に通って
突出している。ピストンスリーブ６８は、本体１２の第
１端部１６の方に位置するヘッド部分７０と、該ヘッド
部分７０に固定されておりかつここから本体１２の第２
端部１８に向かって軸線方向に延びている円筒状のスリ
ーブ部分７２とを備えている。ヘッド部分７０は、該ヘ
ッド部分７０と対応する側壁１４の滑らかな内壁部分７
６との間、及びヘッド部分７０と対応する出力軸２０の
中央部分２２の滑らかな外壁部分７８との間に配置され
た慣用的なシール７４を支持している。これらのシール
７４は、環状チャンバ６２を、本体１２の第１端部１６
の方に位置するヘッド部分７０の第１の側８２にある第
１気密隔室８０と、本体１２の第２端部１８の方に位置
するヘッド部分７０の第２の側８６にある第２気密隔室
８４とに区分している。滑らかな壁部分７６、７８は、
本体１２内にヘッド部分７０の全ストロークを収容でき
る充分な軸線方向長さを有している。もちろん、隔室８
０、８４の容積はピストンスリーブ６８の往復運動と共
に変化する。
【００２３】ヘッド部分７０は、スリーブ部分７２と一
体に形成された内側部分８８と、該内側部分８８の周囲
でこれに螺着されていてサーボアクチュエータ１０の作
動中に内側部分８８と共に移動するピストンリング９０
とからなる２ピース構造を有している。ピストンスリー
ブ６８は往復運動できるように環状チャンバ６２内に摺
動自在に取り付けられていて、加圧流体が隔室８０、８
４に選択的に供給されるときに本体１２に対して長手方
向及び回転方向の運動を行うことができる。ピストンリ
ング９０にはラジアルベアリング９１が支持されてい
る。
体に形成された内側部分８８と、該内側部分８８の周囲
でこれに螺着されていてサーボアクチュエータ１０の作
動中に内側部分８８と共に移動するピストンリング９０
とからなる２ピース構造を有している。ピストンスリー
ブ６８は往復運動できるように環状チャンバ６２内に摺
動自在に取り付けられていて、加圧流体が隔室８０、８
４に選択的に供給されるときに本体１２に対して長手方
向及び回転方向の運動を行うことができる。ピストンリ
ング９０にはラジアルベアリング９１が支持されてい
る。
【００２４】隔室８０、８４のいずれか一方に圧油又は
圧縮空気が導入されると、ピストンスリーブ６８の往復
運動が生じる。以下、本願明細書で使用する「流体（fl
uid)」なる用語は、サーボアクチュエータの作動に適し
た圧油、空気又は他の流体をいうものとする。第２隔室
８４を加圧すると、ピストンスリーブ６８は本体１２の
第１端部１６に向かって軸線方向に移動する。ピストン
スリーブ６８のこの直線運動が出力軸２０の回転運動に
変換されることにより、サーボアクチュエータ１０は本
体１２と出力軸２０との間に相対回転運動を生じさせ
る。
圧縮空気が導入されると、ピストンスリーブ６８の往復
運動が生じる。以下、本願明細書で使用する「流体（fl
uid)」なる用語は、サーボアクチュエータの作動に適し
た圧油、空気又は他の流体をいうものとする。第２隔室
８４を加圧すると、ピストンスリーブ６８は本体１２の
第１端部１６に向かって軸線方向に移動する。ピストン
スリーブ６８のこの直線運動が出力軸２０の回転運動に
変換されることにより、サーボアクチュエータ１０は本
体１２と出力軸２０との間に相対回転運動を生じさせ
る。
【００２５】図１のサーボアクチュエータ１０はリング
ギア９２を有しており、該リングギア９２は、側壁１４
の周囲で互いに周方向に間隔を隔てて配置されかつ側壁
１４の対応する複数のリングギア固定孔９６に通された
複数のピン９４により側壁１４に結合されている。各ピ
ン９４の頭部９８は側壁１４に溶接されている。リング
ギア９２は内側ヘリカルスプライン１００を有してお
り、ピストンスリーブ６８は外側ヘリカルスプライン１
０２を有している。この外側ヘリカルスプライン１０２
の一部の長さがリングギア９２の内側ヘリカルスプライ
ン１００と噛み合っている。また、ピストンスリーブ６
８には内側ヘリカルスプライン１０４も設けられてお
り、該ヘリカルスプライン１０４は、出力軸２０の第２
端部２８の方の中央部分２２に設けられたヘリカルスプ
ライン１０６と噛み合っている。図１及びこれに関連す
る説明にはヘリカルスプラインが示してあるが、任意の
形態の直線運動−回転運動変換手段も等しく適用できる
ことは理解されよう。後述のように、図２及び図３に示
すサーボアクチュエータ１０の実施例では、ローラ−溝
構造が用いられている。
ギア９２を有しており、該リングギア９２は、側壁１４
の周囲で互いに周方向に間隔を隔てて配置されかつ側壁
１４の対応する複数のリングギア固定孔９６に通された
複数のピン９４により側壁１４に結合されている。各ピ
ン９４の頭部９８は側壁１４に溶接されている。リング
ギア９２は内側ヘリカルスプライン１００を有してお
り、ピストンスリーブ６８は外側ヘリカルスプライン１
０２を有している。この外側ヘリカルスプライン１０２
の一部の長さがリングギア９２の内側ヘリカルスプライ
ン１００と噛み合っている。また、ピストンスリーブ６
８には内側ヘリカルスプライン１０４も設けられてお
り、該ヘリカルスプライン１０４は、出力軸２０の第２
端部２８の方の中央部分２２に設けられたヘリカルスプ
ライン１０６と噛み合っている。図１及びこれに関連す
る説明にはヘリカルスプラインが示してあるが、任意の
形態の直線運動−回転運動変換手段も等しく適用できる
ことは理解されよう。後述のように、図２及び図３に示
すサーボアクチュエータ１０の実施例では、ローラ−溝
構造が用いられている。
【００２６】容易に理解されようが、ピストンスリーブ
６８の往復運動は、加圧流体が隔室８０又は８４のいず
れか一方に流入するときに生じる。本体１２内でピスト
ンスリーブ６８が長手方向に直線的に往復運動すると、
該ピストンスリーブ６８の外側ヘリカルスプライン１０
２とリングギア９２の内側ヘリカルスプライン１００と
の噛合いにより、ピストンスリーブ６８には回転運動が
引き起こされる。ピストンスリーブ６８のこの直線／回
転運動は、ピストンスリーブ６８の内側ヘリカルスプラ
イン１０４を介して出力軸２０の中央部分２２のヘリカ
ルスプライン１０６に伝達され、出力軸２０を回転させ
る。本体１２内での出力軸２０の長手方向移動はフラン
ジ３６、６０により制限されているため、ピストンスリ
ーブ６８の全運動が出力軸２０の回転運動に変換され
る。ヘリカルスプラインに用いられる傾斜及び旋回方向
を選択することにより、出力軸２０に所望の大きさ及び
方向の回転出力を与えることができる。
６８の往復運動は、加圧流体が隔室８０又は８４のいず
れか一方に流入するときに生じる。本体１２内でピスト
ンスリーブ６８が長手方向に直線的に往復運動すると、
該ピストンスリーブ６８の外側ヘリカルスプライン１０
２とリングギア９２の内側ヘリカルスプライン１００と
の噛合いにより、ピストンスリーブ６８には回転運動が
引き起こされる。ピストンスリーブ６８のこの直線／回
転運動は、ピストンスリーブ６８の内側ヘリカルスプラ
イン１０４を介して出力軸２０の中央部分２２のヘリカ
ルスプライン１０６に伝達され、出力軸２０を回転させ
る。本体１２内での出力軸２０の長手方向移動はフラン
ジ３６、６０により制限されているため、ピストンスリ
ーブ６８の全運動が出力軸２０の回転運動に変換され
る。ヘリカルスプラインに用いられる傾斜及び旋回方向
を選択することにより、出力軸２０に所望の大きさ及び
方向の回転出力を与えることができる。
【００２７】隔室８０、８４への加圧流体の選択的導入
は、弁スプール１０８により制御される。弁スプール１
０８は、出力軸２０のチャンバ２４内に配置された弁部
分１１０と、チャンバ２４の開端部３０を通ってチャン
バ２４から本体１２の外部まで長手方向に突出している
外側部分１１２とを有している。弁スプール１０８はチ
ャンバ２４内で回転でき、かつ中立位置から出力軸２０
の第１端部２６及び第２端部２８に向かってチャンバ２
４内で長手方向に移動することもできる。図１には、弁
スプール１０８が中立位置にあるところが示されてい
る。
は、弁スプール１０８により制御される。弁スプール１
０８は、出力軸２０のチャンバ２４内に配置された弁部
分１１０と、チャンバ２４の開端部３０を通ってチャン
バ２４から本体１２の外部まで長手方向に突出している
外側部分１１２とを有している。弁スプール１０８はチ
ャンバ２４内で回転でき、かつ中立位置から出力軸２０
の第１端部２６及び第２端部２８に向かってチャンバ２
４内で長手方向に移動することもできる。図１には、弁
スプール１０８が中立位置にあるところが示されてい
る。
【００２８】弁スプール１０８の弁部分１１０は、出力
軸２０の第１端部２６の方に配置されておりかつ半径方
向外方に突出した第１周方向弁すなわちランド１１４
と、出力軸２０の第２端部２８の方に配置されておりか
つ半径方向外方に突出した第２周方向弁すなわちランド
１１６とを備えている。これらのランド１１４、１１６
は、弁スプール１０８がチャンバ２４内で移動すると
き、チャンバ２４の滑らかな内壁部分１１８とシール関
係をなして滑り係合する。
軸２０の第１端部２６の方に配置されておりかつ半径方
向外方に突出した第１周方向弁すなわちランド１１４
と、出力軸２０の第２端部２８の方に配置されておりか
つ半径方向外方に突出した第２周方向弁すなわちランド
１１６とを備えている。これらのランド１１４、１１６
は、弁スプール１０８がチャンバ２４内で移動すると
き、チャンバ２４の滑らかな内壁部分１１８とシール関
係をなして滑り係合する。
【００２９】出力軸２０の中央部分２２は、出力軸２０
の第１端部２６の方に配置されておりかつ内部チャンバ
２４と環状チャンバ６２との間で直に延びている第１流
体チャンネル１２０を有している。この第１チャンネル
１２０は、出力軸２０の第１端部２６の方で環状チャン
バ６２の第１隔室８０と流体連通するように配置された
外側ポート１２２と、出力軸２０の第１端部２６の方で
出力軸２０の内部チャンバ２４と流体連通するように配
置された内側ポート１２４とを備えている。同様に、出
力軸２０の中央部分２２は、出力軸２０の第２端部２８
の方に配置されておりかつ内部チャンバ２４と環状チャ
ンバ６２との間で直に延びている第２流体チャンネル１
２６を有している。この第２チャンネル１２６は、出力
軸２０の第２端部２６の方で環状チャンバ６２の第２隔
室８４と流体連通するように配置された外側ポート１２
８と、出力軸２０の第２端部２８の方で出力軸２０の内
部チャンバ２４と流体連通するように配置された内側ポ
ート１３０とを備えている。弁スプール１０８が図１に
示す中立位置にあるとき、第１弁ランド（第１周方向
弁、ランド）１１４は第１チャンネル１２０の内側ポー
ト１２４を閉鎖するように配置されており、第２弁ラン
ド１１６は第２チャンネル１２６の内側ポート１３０を
閉鎖するように配置されている。
の第１端部２６の方に配置されておりかつ内部チャンバ
２４と環状チャンバ６２との間で直に延びている第１流
体チャンネル１２０を有している。この第１チャンネル
１２０は、出力軸２０の第１端部２６の方で環状チャン
バ６２の第１隔室８０と流体連通するように配置された
外側ポート１２２と、出力軸２０の第１端部２６の方で
出力軸２０の内部チャンバ２４と流体連通するように配
置された内側ポート１２４とを備えている。同様に、出
力軸２０の中央部分２２は、出力軸２０の第２端部２８
の方に配置されておりかつ内部チャンバ２４と環状チャ
ンバ６２との間で直に延びている第２流体チャンネル１
２６を有している。この第２チャンネル１２６は、出力
軸２０の第２端部２６の方で環状チャンバ６２の第２隔
室８４と流体連通するように配置された外側ポート１２
８と、出力軸２０の第２端部２８の方で出力軸２０の内
部チャンバ２４と流体連通するように配置された内側ポ
ート１３０とを備えている。弁スプール１０８が図１に
示す中立位置にあるとき、第１弁ランド（第１周方向
弁、ランド）１１４は第１チャンネル１２０の内側ポー
ト１２４を閉鎖するように配置されており、第２弁ラン
ド１１６は第２チャンネル１２６の内側ポート１３０を
閉鎖するように配置されている。
【００３０】第１及び第２弁ランド１１４、１１６は、
出力軸２０のチャンバ２４を３つの流体チャンバに区分
する。第１流体チャンバ１３２は出力軸の第１端部２６
の方の第１弁ランド１１４の側に形成され、第２流体チ
ャンバ１３４は出力軸の第２端部２８の方の第２弁ラン
ド１１６の側に形成され、中間流体チャンバ１３６は第
１弁ランド１１４と第２弁ランド１１６との間に形成さ
れる。
出力軸２０のチャンバ２４を３つの流体チャンバに区分
する。第１流体チャンバ１３２は出力軸の第１端部２６
の方の第１弁ランド１１４の側に形成され、第２流体チ
ャンバ１３４は出力軸の第２端部２８の方の第２弁ラン
ド１１６の側に形成され、中間流体チャンバ１３６は第
１弁ランド１１４と第２弁ランド１１６との間に形成さ
れる。
【００３１】弁スプール１０８内では、本体１２の外部
に配置された弁スプールの延長部分（外側部分）１１２
に設けられた流体供給ポート１４２と、中間チャンバ１
３６との間に流体供給チャンネル１４０が延びている。
弁スプール１０８内には、ドレンチャンネル１４４も長
手方向に延びている。ドレンチャンネル１４４は、第１
チャンバ１３２及び第２チャンバ１３４の両方に流体連
通しており、かつ本体１２の外部に配置された弁スプー
ル１０８の外側部分１１２に設けられた戻りポート１４
６まで延びている。本体１２の外部に配置された弁スプ
ール１０８の外側部分１１２には旋回継手１４８が回転
自在に取り付けられていて、サーボアクチュエータ１０
を、外部の加圧流体源（図示せず）の静止供給ライン１
５０及び戻りライン１５２に連結できるようになってい
る。サーボアクチュエータ１０の作動に圧縮空気を使用
する場合には、戻りラインは不要であり、「戻り」空気
は大気中に排出することができる。
に配置された弁スプールの延長部分（外側部分）１１２
に設けられた流体供給ポート１４２と、中間チャンバ１
３６との間に流体供給チャンネル１４０が延びている。
弁スプール１０８内には、ドレンチャンネル１４４も長
手方向に延びている。ドレンチャンネル１４４は、第１
チャンバ１３２及び第２チャンバ１３４の両方に流体連
通しており、かつ本体１２の外部に配置された弁スプー
ル１０８の外側部分１１２に設けられた戻りポート１４
６まで延びている。本体１２の外部に配置された弁スプ
ール１０８の外側部分１１２には旋回継手１４８が回転
自在に取り付けられていて、サーボアクチュエータ１０
を、外部の加圧流体源（図示せず）の静止供給ライン１
５０及び戻りライン１５２に連結できるようになってい
る。サーボアクチュエータ１０の作動に圧縮空気を使用
する場合には、戻りラインは不要であり、「戻り」空気
は大気中に排出することができる。
【００３２】旋回継手１４８は、流体供給チャンネル１
４０の流体供給ポート１４２を外部供給源からの加圧流
体を運ぶ供給ライン１５０に連結し、かつ戻りポート１
４６を外部供給源への排出流体を運ぶ戻りライン１５２
に連結する。旋回継手１４８は、サーボアクチュエータ
１０が外部供給源の静止流体ライン１５０、１５２に連
結されたままの状態で、サーボアクチュエータ１０の作
動中に弁スプール１０８が自由に回転できるようにして
いる。
４０の流体供給ポート１４２を外部供給源からの加圧流
体を運ぶ供給ライン１５０に連結し、かつ戻りポート１
４６を外部供給源への排出流体を運ぶ戻りライン１５２
に連結する。旋回継手１４８は、サーボアクチュエータ
１０が外部供給源の静止流体ライン１５０、１５２に連
結されたままの状態で、サーボアクチュエータ１０の作
動中に弁スプール１０８が自由に回転できるようにして
いる。
【００３３】旋回継手１４８は、弁スプール１０８の外
側部分１１２の肩部１５４と支持リング１５６（該支持
リング１５６はクリップ１５８により所定位置に保持さ
れている）との間で外側部分１１２に取り付けられてい
る。サーボアクチュエータ１０の作動中に、弁スプール
１０８は出力軸２０のチャンバ２４内で比較的僅かな量
だけ長手方向に移動するため、流体ライン１５０、１５
２はこの長手方向移動を許容できるようにある程度の可
撓性を有するものでなくてはならない。
側部分１１２の肩部１５４と支持リング１５６（該支持
リング１５６はクリップ１５８により所定位置に保持さ
れている）との間で外側部分１１２に取り付けられてい
る。サーボアクチュエータ１０の作動中に、弁スプール
１０８は出力軸２０のチャンバ２４内で比較的僅かな量
だけ長手方向に移動するため、流体ライン１５０、１５
２はこの長手方向移動を許容できるようにある程度の可
撓性を有するものでなくてはならない。
【００３４】弁スプール１０８が、出力軸２０の第１端
部２６の方の中立位置から長手方向に移動するとき（す
なわち、図１で見て上方に移動するとき）、第１チャン
ネル１２０の内側ポート１２４は中間チャンバ１３６と
流体連通するように配置され、第２チャンネル１２６の
内側ポート１３０は第２チャンバ１３４と流体連通する
ように配置される。この結果、中間チャンバ１３６内の
加圧流体は、第１チャンネル１２０を通り、その外側ポ
ート１２２から、ピストンヘッド部分７０の第１の側８
２にある環状チャンバ６２の第１隔室８０に供給され
る。この加圧流体は、ピストンスリーブ６８を本体１２
の第２端部１８の方に（すなわち下方に）移動させる。
第２チャンバ１３４は第２チャンネル１２６の内側ポー
ト１３０と連通した状態にあるので、第２隔室８４内の
流体は、本体１２の第２端部１８に向かって移動するピ
ストンスリーブ６８の作用により、第２チャンネル１２
６の外側ポート１２８から第２チャンバ１３４を通って
ドレンチャンネル１４４内に排出される。ピストンスリ
ーブ６８のこの移動により、出力軸２０は、本体１２の
第１端部１６から見たとき、本体１２に対して反時計回
り方向に回転される。後述のように、出力軸２０の回転
により、弁スプール１０８は中立位置に戻される。
部２６の方の中立位置から長手方向に移動するとき（す
なわち、図１で見て上方に移動するとき）、第１チャン
ネル１２０の内側ポート１２４は中間チャンバ１３６と
流体連通するように配置され、第２チャンネル１２６の
内側ポート１３０は第２チャンバ１３４と流体連通する
ように配置される。この結果、中間チャンバ１３６内の
加圧流体は、第１チャンネル１２０を通り、その外側ポ
ート１２２から、ピストンヘッド部分７０の第１の側８
２にある環状チャンバ６２の第１隔室８０に供給され
る。この加圧流体は、ピストンスリーブ６８を本体１２
の第２端部１８の方に（すなわち下方に）移動させる。
第２チャンバ１３４は第２チャンネル１２６の内側ポー
ト１３０と連通した状態にあるので、第２隔室８４内の
流体は、本体１２の第２端部１８に向かって移動するピ
ストンスリーブ６８の作用により、第２チャンネル１２
６の外側ポート１２８から第２チャンバ１３４を通って
ドレンチャンネル１４４内に排出される。ピストンスリ
ーブ６８のこの移動により、出力軸２０は、本体１２の
第１端部１６から見たとき、本体１２に対して反時計回
り方向に回転される。後述のように、出力軸２０の回転
により、弁スプール１０８は中立位置に戻される。
【００３５】弁スプール１０８が中立位置から出力軸２
０の第２端部２８に向かって長手方向に移動されると
（すなわち、図１で見て下方に移動されると）、第１チ
ャンネル１２０の内側ポート１２４が第１チャンバ１３
２と流体連通するようになり、第２チャンネル１２６の
内側ポート１３０が中間チャンバ１３６と流体連通する
ようになる。この場合には、中間チャンバ１３６内の加
圧流体が、第２チャンネル１２６の外側ポート１２８を
通り、ピストンヘッド７０の第２の側８６にある環状チ
ャンバ６２の第２隔室８４へと供給され、これにより、
ピストンスリーブ６８は本体１２の第１端部１６の方に
（すなわち上方に）移動される。第１隔室８０内の流体
は、本体１２の第１端部１６の方に移動するピストンス
リーブ６８の作用により、第１チャンネル１２０の外側
ポート１２２から第１チャンバ１３２を通ってドレンチ
ャンネル１４４内に排出される。ピストンスリーブ６８
のこの移動により、出力軸２０は、本体１２の第１端部
１６から見たとき、本体１２に対して時計回り方向に回
転される。出力軸２０のこの回転により、後述のよう
に、弁スプール１０８は中立位置に戻される。もちろ
ん、ピストンスリーブ６８の長手方向の移動により生じ
る、本体１２に対する出力軸２０の回転の方向及び量
は、ピストンスリーブ６８に使用されるヘリカルスプラ
インのリード及び方向、リングギア９２及び出力軸２０
の中央部分２２に基づいて定まる。
０の第２端部２８に向かって長手方向に移動されると
（すなわち、図１で見て下方に移動されると）、第１チ
ャンネル１２０の内側ポート１２４が第１チャンバ１３
２と流体連通するようになり、第２チャンネル１２６の
内側ポート１３０が中間チャンバ１３６と流体連通する
ようになる。この場合には、中間チャンバ１３６内の加
圧流体が、第２チャンネル１２６の外側ポート１２８を
通り、ピストンヘッド７０の第２の側８６にある環状チ
ャンバ６２の第２隔室８４へと供給され、これにより、
ピストンスリーブ６８は本体１２の第１端部１６の方に
（すなわち上方に）移動される。第１隔室８０内の流体
は、本体１２の第１端部１６の方に移動するピストンス
リーブ６８の作用により、第１チャンネル１２０の外側
ポート１２２から第１チャンバ１３２を通ってドレンチ
ャンネル１４４内に排出される。ピストンスリーブ６８
のこの移動により、出力軸２０は、本体１２の第１端部
１６から見たとき、本体１２に対して時計回り方向に回
転される。出力軸２０のこの回転により、後述のよう
に、弁スプール１０８は中立位置に戻される。もちろ
ん、ピストンスリーブ６８の長手方向の移動により生じ
る、本体１２に対する出力軸２０の回転の方向及び量
は、ピストンスリーブ６８に使用されるヘリカルスプラ
インのリード及び方向、リングギア９２及び出力軸２０
の中央部分２２に基づいて定まる。
【００３６】出力軸の内部チャンバ２４内での弁スプー
ル１０８の長手方向の移動（上記のように、この移動に
より本体１２に対して出力軸２０が回転される）は、選
択された回転方向において選択された回転量だけ弁スプ
ール１０８を調節しながら回転させることにより達成さ
れる。通常、このような調節可能な回転は、弁スプール
１０８の外側部分１１２を手動操作可能なホイール又は
ステップモータ（図示せず）に連結することにより行わ
れる。この連結を容易にするため、弁スプール１０８の
外側部分１１２には長手方向のキー溝１５９が設けられ
ている。この回転は、環状ナット５０のフランジ部分６
０の半径方向ボア１６２内に取り付けられたカムフォロ
ワ１６０（該カムフォロワ１６０は、旋回継手１４８と
本体の第１端部１６との間に配置された、弁スプールの
外側部分１１２の溝部分１６６内に形成されたヘリカル
溝１６４と作動的に係合している）により、弁スプール
１０８の長手方向移動に変換される。カムフォロワ１６
０の回りでボア１６２内には２組のローラベアリング１
６８が配置されていて、カムフォロワ１６０の自由回転
を容易にしている。ヘリカル溝１６４内でのカムフォロ
ワ１６０の座合を軸線方向に調節できるようにするた
め、止めねじ１７０が設けられている。
ル１０８の長手方向の移動（上記のように、この移動に
より本体１２に対して出力軸２０が回転される）は、選
択された回転方向において選択された回転量だけ弁スプ
ール１０８を調節しながら回転させることにより達成さ
れる。通常、このような調節可能な回転は、弁スプール
１０８の外側部分１１２を手動操作可能なホイール又は
ステップモータ（図示せず）に連結することにより行わ
れる。この連結を容易にするため、弁スプール１０８の
外側部分１１２には長手方向のキー溝１５９が設けられ
ている。この回転は、環状ナット５０のフランジ部分６
０の半径方向ボア１６２内に取り付けられたカムフォロ
ワ１６０（該カムフォロワ１６０は、旋回継手１４８と
本体の第１端部１６との間に配置された、弁スプールの
外側部分１１２の溝部分１６６内に形成されたヘリカル
溝１６４と作動的に係合している）により、弁スプール
１０８の長手方向移動に変換される。カムフォロワ１６
０の回りでボア１６２内には２組のローラベアリング１
６８が配置されていて、カムフォロワ１６０の自由回転
を容易にしている。ヘリカル溝１６４内でのカムフォロ
ワ１６０の座合を軸線方向に調節できるようにするた
め、止めねじ１７０が設けられている。
【００３７】図１の実施例に使用されるヘリカル溝１６
４は右旋回であり、このため、サーボアクチュエータ１
０のユーザが弁スプール１０８を時計回り方向（本体の
第１端部１６から見て）に回転させると、弁スプール１
０８は中立位置から出力軸の第２端部２８の方向（すな
わち下方）に向かって長手方向に移動し、これにより、
前述のように出力軸２０は本体１２に対して時計回り方
向に回転される。弁スプール１０８の反時計回り方向の
回転により、弁スプール１０８は中立位置から出力軸２
０の第１端部２６の方向（すなわち上方）に移動され、
これにより、前津のように出力軸２０は本体１２に対し
て反時計回り方向に回転される。本発明の好ましい実施
例においては、ヘリカル溝１６４のリード及び方向は次
のように選択されている。すなわち、ユーザが選択され
た方向に選択された量だけ弁スプール１０８を回転させ
るとき、弁スプール１０８が、出力軸２０の内部チャン
バ２４内で、中立位置から、出力軸の第１端部２６の方
向に向かって長手方向に移動し、ピストンヘッド７０の
第１の側８２にある中間チャンバ１３６内に加圧流体を
供給できるようにするか、或いは出力軸の第２端部２８
の方向に向かって長手方向に移動し、ピストンヘッド７
０の第２の側８６にある中間チャンバ内に加圧流体を供
給できるようにし、弁スプール１０８が回転されたとき
と選択方向で同じ選択量だけ出力軸２０を回転できるよ
うにするかのいずれかに選択される。
４は右旋回であり、このため、サーボアクチュエータ１
０のユーザが弁スプール１０８を時計回り方向（本体の
第１端部１６から見て）に回転させると、弁スプール１
０８は中立位置から出力軸の第２端部２８の方向（すな
わち下方）に向かって長手方向に移動し、これにより、
前述のように出力軸２０は本体１２に対して時計回り方
向に回転される。弁スプール１０８の反時計回り方向の
回転により、弁スプール１０８は中立位置から出力軸２
０の第１端部２６の方向（すなわち上方）に移動され、
これにより、前津のように出力軸２０は本体１２に対し
て反時計回り方向に回転される。本発明の好ましい実施
例においては、ヘリカル溝１６４のリード及び方向は次
のように選択されている。すなわち、ユーザが選択され
た方向に選択された量だけ弁スプール１０８を回転させ
るとき、弁スプール１０８が、出力軸２０の内部チャン
バ２４内で、中立位置から、出力軸の第１端部２６の方
向に向かって長手方向に移動し、ピストンヘッド７０の
第１の側８２にある中間チャンバ１３６内に加圧流体を
供給できるようにするか、或いは出力軸の第２端部２８
の方向に向かって長手方向に移動し、ピストンヘッド７
０の第２の側８６にある中間チャンバ内に加圧流体を供
給できるようにし、弁スプール１０８が回転されたとき
と選択方向で同じ選択量だけ出力軸２０を回転できるよ
うにするかのいずれかに選択される。
【００３８】例えば、ユーザが弁スプール１０８を時計
回り方向に３０°だけ回転させると、ヘリカル溝１６４
により弁スプール１０８が出力軸の第２端部２８に向か
って長手方向に移動され、出力軸２０を時計回り方向に
回転させるようにする。前述のように、この出力軸２０
が３０°だけ回転されるときには弁スプール１０８は中
立位置に戻される。
回り方向に３０°だけ回転させると、ヘリカル溝１６４
により弁スプール１０８が出力軸の第２端部２８に向か
って長手方向に移動され、出力軸２０を時計回り方向に
回転させるようにする。前述のように、この出力軸２０
が３０°だけ回転されるときには弁スプール１０８は中
立位置に戻される。
【００３９】環状ナット５０（従ってカムフォロワ１６
０）は出力軸２０と共に回転するため、及び弁スプール
の外側部分１１２が手動操作可能なホイール又はステッ
プモータ（ホイール又はステップモータはユーザにより
作動されないときには回転を妨げる）に連結されている
ことを考慮すれば、出力軸２０が回転するときに、カム
フォロワ１６０とヘリカル溝１６４との係合により弁ス
プール１０８は長手方向に移動されて中立位置に戻され
る。弁スプール１０８を中立位置に戻すのに充分なだけ
出力軸２０が回転すると、弁スプール１０８の第１及び
第２弁ランド１１４、１１６は、第１及び第２チャンネ
ル１２０、１２６の内側ポート１２４、１３０を閉じる
ように配置される。このことが起きると、もはや加圧流
体がチャンバ１３２又は１３４に供給されなくなり、従
って、ピストンスリーブ６８従って出力軸２０及び弁ス
プール１０８の全ての運動が停止する。
０）は出力軸２０と共に回転するため、及び弁スプール
の外側部分１１２が手動操作可能なホイール又はステッ
プモータ（ホイール又はステップモータはユーザにより
作動されないときには回転を妨げる）に連結されている
ことを考慮すれば、出力軸２０が回転するときに、カム
フォロワ１６０とヘリカル溝１６４との係合により弁ス
プール１０８は長手方向に移動されて中立位置に戻され
る。弁スプール１０８を中立位置に戻すのに充分なだけ
出力軸２０が回転すると、弁スプール１０８の第１及び
第２弁ランド１１４、１１６は、第１及び第２チャンネ
ル１２０、１２６の内側ポート１２４、１３０を閉じる
ように配置される。このことが起きると、もはや加圧流
体がチャンバ１３２又は１３４に供給されなくなり、従
って、ピストンスリーブ６８従って出力軸２０及び弁ス
プール１０８の全ての運動が停止する。
【００４０】上記例では、ユーザが弁スプール１０８を
３０°だけ時計回り方向に回転させると、弁スプール１
０８は出力軸２０のチャンバ２４内で出力軸の第２端部
２８の方に移動し、出力軸２０は時計回り方向に３０°
だけ回転する。ヘリカル溝１６４は右旋回であるので、
弁スプール１０８に対する出力軸２０の３０°の時計回
り方向の回転により、カムフォロワ１６０は、弁スプー
ル１０８を出力軸の第１端部２６に向かって長手方向に
移動させ、中立位置に戻す。この方法においては、比較
的小さなトルクを用いて、選択された方向に選択された
量だけ弁スプール１０８を回転させることができ、かつ
ユーザが弁スプール１０８に加えるトルクの数倍の、ヘ
リカルアクチュエータの高トルク出力で、同じ方向に同
じ量だけサーボアクチュエータ１０の出力軸２０を回転
させることができる。
３０°だけ時計回り方向に回転させると、弁スプール１
０８は出力軸２０のチャンバ２４内で出力軸の第２端部
２８の方に移動し、出力軸２０は時計回り方向に３０°
だけ回転する。ヘリカル溝１６４は右旋回であるので、
弁スプール１０８に対する出力軸２０の３０°の時計回
り方向の回転により、カムフォロワ１６０は、弁スプー
ル１０８を出力軸の第１端部２６に向かって長手方向に
移動させ、中立位置に戻す。この方法においては、比較
的小さなトルクを用いて、選択された方向に選択された
量だけ弁スプール１０８を回転させることができ、かつ
ユーザが弁スプール１０８に加えるトルクの数倍の、ヘ
リカルアクチュエータの高トルク出力で、同じ方向に同
じ量だけサーボアクチュエータ１０の出力軸２０を回転
させることができる。
【００４１】本体１２の外部ではなく出力軸２０の内部
チャンバ２４内で、しかも弁本体内で弁スプール１０８
を位置決めすることにより、流体の出入り（ポーティン
グ）を簡単化することができる。また、弁スプール１０
８用の別体の弁本体の使用を回避することにより、より
簡単かつコンパクトな設計を創出でき、従ってより経済
的に製造できかつ全長を短くできる。この設計は、ピス
トンスリーブ／出力軸構造を用いた高トルクの回転ヘリ
カルアクチュエータを組み込むものである。これらの利
点は、従来技術による油圧サーボに対し大きな改善をも
たらすものである。
チャンバ２４内で、しかも弁本体内で弁スプール１０８
を位置決めすることにより、流体の出入り（ポーティン
グ）を簡単化することができる。また、弁スプール１０
８用の別体の弁本体の使用を回避することにより、より
簡単かつコンパクトな設計を創出でき、従ってより経済
的に製造できかつ全長を短くできる。この設計は、ピス
トンスリーブ／出力軸構造を用いた高トルクの回転ヘリ
カルアクチュエータを組み込むものである。これらの利
点は、従来技術による油圧サーボに対し大きな改善をも
たらすものである。
【００４２】図２及び図３には、サーボアクチュエータ
１０の別の実施例が示されている。理解を容易にするた
め、以下に説明する実施例のコンポーネンツが前述の実
施例のコンポーネンツと同じである場合には同じ番号を
使用する。構造上の相違点のみを以下に詳細に説明す
る。図２には、第１の変形例が示されている。この実施
例では、サーボアクチュエータ１０がローラ１８０を用
いている。これらのローラ１８０は、ピストンスリーブ
６８が本体１２内で往復運動するときに、複数の軸スピ
ンドル１８２により、ピストンスリーブ６８に対する一
定の軸線方向及び周方向位置において回転可能に保持さ
れる。各スピンドル１８２の一部は、ピストンスリーブ
６８のスリーブ部分７２に形成され、周方向に間隔を隔
てて配置された複数のボア孔１８４の１つの中に配置さ
れている。スピンドル１８２はボア孔１８４から環状チ
ャンバ６２内に突出しており、各スピンドル１８２には
対をなすローラ１８０が取り付けられている。本体１２
の第２端部１８の方の側壁１４の内面部分１８６には複
数のヘリカル溝１８８が切削されており、該ヘリカル溝
１８８はローラ１８０と転がり係合する。同様に、出力
軸２０の第２端部２８の方の出力軸２０の外面部分１９
０には複数のヘリカル溝１９２が切削されており、該ヘ
リカル溝１９２もローラ１８０と転がり係合する。本体
１２のヘリカル溝１８８の旋回方向と、出力軸２０のヘ
リカル溝１９２の旋回方向とは逆である。ローラ１８０
はヘリカル溝１８８、１９２内で転動するため、図１の
実施例に用いたヘリカルスプラインが受ける滑り摩擦が
大幅に除去され、従ってより効率の良い直線運動−回転
運動変換手段が提供される。このようなローラ／溝構造
を用いたアクチュエータは米国特許第4,741,250 号にお
いて詳細に説明されており、該米国特許を参考として本
願に導入する。
１０の別の実施例が示されている。理解を容易にするた
め、以下に説明する実施例のコンポーネンツが前述の実
施例のコンポーネンツと同じである場合には同じ番号を
使用する。構造上の相違点のみを以下に詳細に説明す
る。図２には、第１の変形例が示されている。この実施
例では、サーボアクチュエータ１０がローラ１８０を用
いている。これらのローラ１８０は、ピストンスリーブ
６８が本体１２内で往復運動するときに、複数の軸スピ
ンドル１８２により、ピストンスリーブ６８に対する一
定の軸線方向及び周方向位置において回転可能に保持さ
れる。各スピンドル１８２の一部は、ピストンスリーブ
６８のスリーブ部分７２に形成され、周方向に間隔を隔
てて配置された複数のボア孔１８４の１つの中に配置さ
れている。スピンドル１８２はボア孔１８４から環状チ
ャンバ６２内に突出しており、各スピンドル１８２には
対をなすローラ１８０が取り付けられている。本体１２
の第２端部１８の方の側壁１４の内面部分１８６には複
数のヘリカル溝１８８が切削されており、該ヘリカル溝
１８８はローラ１８０と転がり係合する。同様に、出力
軸２０の第２端部２８の方の出力軸２０の外面部分１９
０には複数のヘリカル溝１９２が切削されており、該ヘ
リカル溝１９２もローラ１８０と転がり係合する。本体
１２のヘリカル溝１８８の旋回方向と、出力軸２０のヘ
リカル溝１９２の旋回方向とは逆である。ローラ１８０
はヘリカル溝１８８、１９２内で転動するため、図１の
実施例に用いたヘリカルスプラインが受ける滑り摩擦が
大幅に除去され、従ってより効率の良い直線運動−回転
運動変換手段が提供される。このようなローラ／溝構造
を用いたアクチュエータは米国特許第4,741,250 号にお
いて詳細に説明されており、該米国特許を参考として本
願に導入する。
【００４３】図２の実施例では、本体１２の第１端部１
６に端キャップ１９４が設けられており、該端キャップ
１９４は、互いに周方向に間隔を隔てて配置される複数
の取付けボルト１９６により第１端部１６に取り付けら
れている。本体の端フランジ６４は、本体の端キャップ
１９４と一体部分として形成されている。端キャップ１
９４は、環状ナット５０の長手方向外方に配置されてい
て、端キャップ１９４とナット５０との間にはギアチャ
ンバ１９８が形成されている。端キャップ１９４と本体
の側壁１４との間は、慣用的なシール１９５により気密
シールされている。弁スプール１０８の外側部分１１２
は、端キャップ１９４の中央孔２００を通って本体１２
の外部に突出している。中央孔２００には、ラジアルベ
アリング２０２の列及び流体シール２０４を保持するた
めの周溝が形成されている。流体シール２０４は、弁ス
プール１０８の外側部分１１２と端キャップ１９４との
間を気密シールするためのものである。
６に端キャップ１９４が設けられており、該端キャップ
１９４は、互いに周方向に間隔を隔てて配置される複数
の取付けボルト１９６により第１端部１６に取り付けら
れている。本体の端フランジ６４は、本体の端キャップ
１９４と一体部分として形成されている。端キャップ１
９４は、環状ナット５０の長手方向外方に配置されてい
て、端キャップ１９４とナット５０との間にはギアチャ
ンバ１９８が形成されている。端キャップ１９４と本体
の側壁１４との間は、慣用的なシール１９５により気密
シールされている。弁スプール１０８の外側部分１１２
は、端キャップ１９４の中央孔２００を通って本体１２
の外部に突出している。中央孔２００には、ラジアルベ
アリング２０２の列及び流体シール２０４を保持するた
めの周溝が形成されている。流体シール２０４は、弁ス
プール１０８の外側部分１１２と端キャップ１９４との
間を気密シールするためのものである。
【００４４】弁スプール１０８の外側部分１１２には、
ギアチャンバ１９８内に配置されたギア２０６が取り付
けられている。このギア２０６は、弁スプール１０８を
回転して出力軸のチャンバ２４内での弁スプール１０８
の長手方向移動を生じさせるのに使用される。ギア（ス
プールギア）２０６は、手動ホイール２０８を回転させ
ることにより回転される。手動ホイール２０８は、リン
ク機構２１０を介して、ギアチャンバ１９８内に配置さ
れたピニオンギア２１２に連結されている。ピニオンギ
ア２１２はアイドルギア２１４と噛み合っており、該ア
イドルギア２１４はスプールギア２０６と噛み合ってい
る。このため、手動ホイール２０８の回転により、スプ
ールギア２０６を手動ホイール２０８と同様な方向に回
転させることができる。リンク機構２１０は、端キャッ
プ１９４のボア２１８を通って突出している軸部分２１
６を有している。ボア２１８内には軸２１６の周囲に２
組のローラベアリング２２０が配置されており、軸２１
６を容易に回転できるようにしている。軸２１６とボア
２１８との間にはシール２２２が設けられていて、ギア
チャンバ１９８からの流体の漏洩を防止している。旋回
継手１４８が取り付けられたスプール弁（弁スプール）
１０８を、本体１２及び出力軸２０から離した状態が図
３に示してある。
ギアチャンバ１９８内に配置されたギア２０６が取り付
けられている。このギア２０６は、弁スプール１０８を
回転して出力軸のチャンバ２４内での弁スプール１０８
の長手方向移動を生じさせるのに使用される。ギア（ス
プールギア）２０６は、手動ホイール２０８を回転させ
ることにより回転される。手動ホイール２０８は、リン
ク機構２１０を介して、ギアチャンバ１９８内に配置さ
れたピニオンギア２１２に連結されている。ピニオンギ
ア２１２はアイドルギア２１４と噛み合っており、該ア
イドルギア２１４はスプールギア２０６と噛み合ってい
る。このため、手動ホイール２０８の回転により、スプ
ールギア２０６を手動ホイール２０８と同様な方向に回
転させることができる。リンク機構２１０は、端キャッ
プ１９４のボア２１８を通って突出している軸部分２１
６を有している。ボア２１８内には軸２１６の周囲に２
組のローラベアリング２２０が配置されており、軸２１
６を容易に回転できるようにしている。軸２１６とボア
２１８との間にはシール２２２が設けられていて、ギア
チャンバ１９８からの流体の漏洩を防止している。旋回
継手１４８が取り付けられたスプール弁（弁スプール）
１０８を、本体１２及び出力軸２０から離した状態が図
３に示してある。
【００４５】図２に示す本発明の実施例では、隔室８
０、８４から排出される流体が、ギアチャンバ１９８を
通って、端キャップ１９４に設けられた戻りポート２２
４に送られる。この実施例のドレンチャンネル１４４
は、出力軸２０の中央部分２２の壁内で長手方向に延び
ている。スプールギア２０６、ピニオンギア２１２及び
アイドルギア２１４は、排出される流体により潤滑され
る。
０、８４から排出される流体が、ギアチャンバ１９８を
通って、端キャップ１９４に設けられた戻りポート２２
４に送られる。この実施例のドレンチャンネル１４４
は、出力軸２０の中央部分２２の壁内で長手方向に延び
ている。スプールギア２０６、ピニオンギア２１２及び
アイドルギア２１４は、排出される流体により潤滑され
る。
【００４６】図１の実施例におけるカムフォロワ１６０
及びヘリカル溝１６４（これらは、弁スプール１０８と
出力軸２０との間の相対回転運動を出力軸２０のチャン
バ２４内での弁スプール１０８の長手方向運動に変換す
る機構である）は、図２の実施例においては、チャンバ
２４の内壁に形成された多条雌ねじ２２６に置換されて
おり、該雌ねじ２２６は、弁スプール１０８の弁部分１
１０に形成された雄ねじ２２８に螺合している。これら
のねじ２２６、２２８は、ギアチャンバ１９８と第１チ
ャンバ１３２との間に配置されているため、これらのね
じ２２６、２２８の両側を流れる排出流体により潤滑さ
れる。
及びヘリカル溝１６４（これらは、弁スプール１０８と
出力軸２０との間の相対回転運動を出力軸２０のチャン
バ２４内での弁スプール１０８の長手方向運動に変換す
る機構である）は、図２の実施例においては、チャンバ
２４の内壁に形成された多条雌ねじ２２６に置換されて
おり、該雌ねじ２２６は、弁スプール１０８の弁部分１
１０に形成された雄ねじ２２８に螺合している。これら
のねじ２２６、２２８は、ギアチャンバ１９８と第１チ
ャンバ１３２との間に配置されているため、これらのね
じ２２６、２２８の両側を流れる排出流体により潤滑さ
れる。
【００４７】出力軸２０のチャンバ２４内には、弁スプ
ール１０８とチャンバ２４の閉端部３２との間にばね２
２５が配置されており、該ばね２２５は弁スプール１０
８に長手方向の力を付与してバックラッシを無くしてい
る。図２の実施例では、別の構成として、弁スプール１
０８を電気的入力に応答して明確なステップで回転させ
ることができるようにするため、ユーザにより電気的に
制御されるステップモータによりスプールギア２０６の
回転を与えることができる。ステップモータの回転駆動
力は、ステップモータにより駆動されるピニオンギア２
１２を介してスプールギア２０６に伝達される。
ール１０８とチャンバ２４の閉端部３２との間にばね２
２５が配置されており、該ばね２２５は弁スプール１０
８に長手方向の力を付与してバックラッシを無くしてい
る。図２の実施例では、別の構成として、弁スプール１
０８を電気的入力に応答して明確なステップで回転させ
ることができるようにするため、ユーザにより電気的に
制御されるステップモータによりスプールギア２０６の
回転を与えることができる。ステップモータの回転駆動
力は、ステップモータにより駆動されるピニオンギア２
１２を介してスプールギア２０６に伝達される。
【００４８】図３には、本発明の第２の変形例が示され
ている。この実施例においては、本体１２が２つの半部
１２ａ、１２ｂで構成されており、これらの半部１２
ａ、１２ｂは互いにねじ連結により一体化される。サー
ボアクチュエータ１０の作動中にこれらの両半部１２
ａ、１２ｂが相対回転しないように固定するロックねじ
２２６が設けられている。この実施例では、本体１２の
半部１２ａが端キャップ２２８を有しており、該端キャ
ップ２２８は本体の第１端部１６において半部１２ａに
ねじ固定されている。出力軸２０の第１端部２６は、端
キャップ２２８の中央孔２３０内に突出している。端キ
ャップ２２８と出力軸の第１端部２６との間には流体シ
ール２３２が設けられていて、両者の間の気密シールを
形成している。
ている。この実施例においては、本体１２が２つの半部
１２ａ、１２ｂで構成されており、これらの半部１２
ａ、１２ｂは互いにねじ連結により一体化される。サー
ボアクチュエータ１０の作動中にこれらの両半部１２
ａ、１２ｂが相対回転しないように固定するロックねじ
２２６が設けられている。この実施例では、本体１２の
半部１２ａが端キャップ２２８を有しており、該端キャ
ップ２２８は本体の第１端部１６において半部１２ａに
ねじ固定されている。出力軸２０の第１端部２６は、端
キャップ２２８の中央孔２３０内に突出している。端キ
ャップ２２８と出力軸の第１端部２６との間には流体シ
ール２３２が設けられていて、両者の間の気密シールを
形成している。
【００４９】弁スプール１０８の外側部分１１２が中央
孔２３０を通って本体１２の外部に突出している。端キ
ャップ２２８の環状部分２３４には、流体供給チャンネ
ル１４０と流体連通している流体供給ポート２３６と、
ドレンチャンネル１４４と流体連通している戻りポート
２３８とが設けられている。端キャップ２２８は本体１
２に対して静止しているため、いかなる旋回継手も不要
である。図３の実施例では、圧縮空気により作動される
サーボアクチュエータ１０が示されている。このため、
戻りポート２３８には空気フィルタ２４０が取り付けら
れており、「戻り」空気は該フィルタ２４０を通して大
気中に排出される。
孔２３０を通って本体１２の外部に突出している。端キ
ャップ２２８の環状部分２３４には、流体供給チャンネ
ル１４０と流体連通している流体供給ポート２３６と、
ドレンチャンネル１４４と流体連通している戻りポート
２３８とが設けられている。端キャップ２２８は本体１
２に対して静止しているため、いかなる旋回継手も不要
である。図３の実施例では、圧縮空気により作動される
サーボアクチュエータ１０が示されている。このため、
戻りポート２３８には空気フィルタ２４０が取り付けら
れており、「戻り」空気は該フィルタ２４０を通して大
気中に排出される。
【００５０】以上、サーボアクチュエータ１０に用いる
特定の弁スプールの構成を図示しかつ説明したが、本発
明には別の設計を用いることもできる。また、弁スプー
ルへの流体の供給ポート及び弁スプールからの流体の戻
りポートについては別の構成を用いることができる。本
明細書では、本発明の図示のため特定の実施例について
説明したが、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく
して種々の変更を行うことができる。従って、本発明は
特許請求の範囲の記載以外に制限されるものではない。
特定の弁スプールの構成を図示しかつ説明したが、本発
明には別の設計を用いることもできる。また、弁スプー
ルへの流体の供給ポート及び弁スプールからの流体の戻
りポートについては別の構成を用いることができる。本
明細書では、本発明の図示のため特定の実施例について
説明したが、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく
して種々の変更を行うことができる。従って、本発明は
特許請求の範囲の記載以外に制限されるものではない。
【図１】本発明の第１実施例に係る流体駆動形ロータリ
サーボアクチュエータの側断面図である。
サーボアクチュエータの側断面図である。
【図２】図１の実施例とは異なる別の第１実施例を示す
側断面図である。
側断面図である。
【図３】図１の実施例とは異なる別の第２実施例を示す
側断面図である。
側断面図である。
１０ サーボアクチュエータ １２ 本体（ハウジング） １２ａ 本体の半部 １２ｂ 本体の半部 １４ 本体の側壁 １６ 本体の第１端部 １８ 本体の第２端部 ２０ 出力軸 ２２ 出力軸の中央部分 ２４ 出力軸のチャンバ（内部チャンバ） ２６ 出力軸の第１端部 ２８ 出力軸の第２端部 ３０ 出力軸の開端部 ３２ 出力軸の閉端部 ３６ 出力軸の端フランジ ４０ スリーブ ５０ 環状ナット ６２ 気密チャンバ（環状チャンバ） ６８ ピストンスリーブ ７０ ピストンスリーブのヘッド部分（ピストンヘッ
ド） ８０ 第１気密隔室（第１隔室） ８４ 第２気密隔室（第２隔室） ９２ リングギア １００ 内側ヘリカルスプライン １０２ 外側ヘリカルスプライン １０４ 内側ヘリカルスプライン １０６ ヘリカルスプライン １０８ 弁スプール １１０ 弁スプールの弁部分 １１２ 弁スプールの外側部分（延長部分） １１４ 第１周方向弁（ランド） １１６ 第２周方向弁（ランド） １２０ 第１流体チャンネル（第１チャンネル） １２２ 第１流体チャンネルの外側ポート １２４ 第１流体チャンネルの内側ポート １２６ 第２流体チャンネル（第２チャンネル） １２８ 第２流体チャンネルの外側ポート １３０ 第２流体チャンネルの内側ポート １３２ 第１流体チャンバ １３４ 第２流体チャンバ １３６ 中間流体チャンバ １４０ 流体供給チャンネル １４２ 流体供給ポート １４４ ドレンチャンネル １４６ 戻りポート １４８ 旋回継手 １５０ 供給ライン １５２ 戻りライン １６０ カムフォロワ １６４ ヘリカル溝 １８０ ローラ １８２ スピンドル １８８ ヘリカル溝 １９２ ヘリカル溝 １９８ ギアチャンバ ２０６ ギア（スプールギア） ２０８ 手動ホイール ２１２ ピニオンギア ２１４ アイドルギア ２２４ 戻りポート ２２６ 多条雌ねじ ２２８ 雄ねじ ２３６ 流体供給ポート ２３８ 戻りポート ２４０ 空気フィルタ
ド） ８０ 第１気密隔室（第１隔室） ８４ 第２気密隔室（第２隔室） ９２ リングギア １００ 内側ヘリカルスプライン １０２ 外側ヘリカルスプライン １０４ 内側ヘリカルスプライン １０６ ヘリカルスプライン １０８ 弁スプール １１０ 弁スプールの弁部分 １１２ 弁スプールの外側部分（延長部分） １１４ 第１周方向弁（ランド） １１６ 第２周方向弁（ランド） １２０ 第１流体チャンネル（第１チャンネル） １２２ 第１流体チャンネルの外側ポート １２４ 第１流体チャンネルの内側ポート １２６ 第２流体チャンネル（第２チャンネル） １２８ 第２流体チャンネルの外側ポート １３０ 第２流体チャンネルの内側ポート １３２ 第１流体チャンバ １３４ 第２流体チャンバ １３６ 中間流体チャンバ １４０ 流体供給チャンネル １４２ 流体供給ポート １４４ ドレンチャンネル １４６ 戻りポート １４８ 旋回継手 １５０ 供給ライン １５２ 戻りライン １６０ カムフォロワ １６４ ヘリカル溝 １８０ ローラ １８２ スピンドル １８８ ヘリカル溝 １９２ ヘリカル溝 １９８ ギアチャンバ ２０６ ギア（スプールギア） ２０８ 手動ホイール ２１２ ピニオンギア ２１４ アイドルギア ２２４ 戻りポート ２２６ 多条雌ねじ ２２８ 雄ねじ ２３６ 流体供給ポート ２３８ 戻りポート ２４０ 空気フィルタ
Claims (29)
- 【請求項１】 加圧流体の外部供給源に連結可能な流体
駆動形サーボアクチュエータにおいて、 長手方向軸線と、第１端部及び第２端部とを備えた全体
として円筒状の本体と、 該本体内で長手方向にかつ全体として同心状に延びてい
る駆動部材であって、前記本体と該駆動部材との間に環
状チャンバを形成する駆動部材とを有しており、該駆動
部材が第１端部及び第２端部を備えており、該駆動部材
の第１端部が前記本体の第１端部の方に位置しており、
前記駆動部材の第２端部が前記本体の第２端部の方に位
置しており、前記駆動部材が前記本体に対して回転運動
できるように支持されており、前記駆動部材の第２端部
が外部装置に連結されて該外部装置に回転駆動力を与え
ることができるようになっており、前記駆動部材が内部
チャンバを備えており、該内部チャンバが前記本体の内
部でかつ前記駆動部材内において長手方向にかつ全体と
して同心状に延びており、前記駆動部材がこの第１端部
の方にある第１流体チャンネルを備えており、該第１流
体チャンネルが前記駆動部材の内部チャンバと前記環状
チャンバとの間に延びており、前記第１流体チャンネル
は、前記駆動部材の第１端部の方の前記環状チャンバと
流体連通するように配置された外側ポートと、前記駆動
部材の第１端部の方の前記駆動部材の内部チャンバと流
体連通するように配置された内側ポートとを備えてお
り、前記駆動部材が更に、該駆動部材の内部チャンバと
前記環状チャンバとの間で前記駆動部材の第２端部の方
にある第２流体チャンネルを備えており、該第２流体チ
ャンネルが、前記駆動部材の第２端部の方の前記環状チ
ャンバと流体連通するように配置された外側ポートと、
前記駆動部材の第２端部の方の前記駆動部材の内部チャ
ンバと流体連通するように配置された内側ポートとを備
えており、 前記第１流体チャンネルの外側ポートと第２流体チャン
ネルの外側ポートとの間で前記環状チャンバ内に取り付
けられた環状ピストンであって、該ピストンを前記本体
の第２端部の方に駆動すべく前記第１流体チャンネルの
外側ポートから前記本体の第１端部の方にある前記環状
ピストンの第１の側、又は前記ピストンを前記本体の第
１端部の方に駆動すべく前記第２流体チャンネルの外側
ポートから前記本体の第２端部の方にある前記ピストン
の第２の側に加圧流体を選択的に供給することに応答し
て前記本体内で長手方向に往復運動できるピストンを有
しており、該ピストンが中央孔を備えており、該中央孔
を通って前記駆動部材が突出しており、 前記本体の第１端部又は第２端部のいずれか一方に向か
う前記ピストンの長手方向運動を、前記駆動部材と前記
本体との間の時計回り方向の相対回転運動に変換し、か
つ前記本体の第１端部又は第２端部の他方に向かう前記
ピストンの長手方向運動を、前記駆動部材と前記本体と
の間の反時計回り方向の相対回転運動に変換するリニア
−ロータリ手段と、 前記駆動部材の内部チャンバ内に配置された弁スプール
とを有しており、該弁スプールが、前記駆動部材の内部
チャンバ内で回転可能でありかつ前記内部チャンバ内で
中立位置から前記駆動部材の第１端部及び第２端部に向
かって長手方向に移動でき、前記弁スプールが、前記駆
動部材の第１端部の方の第１弁ランド及び前記駆動部材
の第２端部の方の第２弁ランドを備えており、前記第１
弁ランド及び第２弁ランドが、前記駆動部材の内部チャ
ンバを、前記駆動部材の第１端部の方の前記第１弁ラン
ドの側にある第１流体チャンバと、前記駆動部材の第２
端部の方の前記第２弁ランドの側にある第２流体チャン
バと、これらの第１弁ランドと第２弁ランドとの間の中
間流体チャンバとに区分しており、前記弁スプールが前
記中立位置にあるとき、前記第１弁ランドは前記第１流
体チャンネルの内側ポートを閉じるように配置されかつ
前記第２弁ランドは前記第２流体チャンネルの内側ポー
トを閉じるように配置され、前記弁スプールは前記中立
位置から前記駆動部材の第１端部に向かって移動して、
前記第１流体チャンネルの前記内側ポートを前記中間流
体チャンバと流体連通させかつ前記第２流体チャンネル
の前記内側ポートを前記第２流体チャンバと流体連通さ
せ、前記弁スプールは前記中立位置から前記駆動部材の
第２端部に向かって移動して、前記第１流体チャンネル
の前記内側ポートを前記第１流体チャンバと流体連通さ
せかつ前記第２流体チャンネルの前記内側ポートを前記
中間流体チャンバと流体連通させ、 前記弁スプール内で、前記中間流体チャンバと加圧流体
の外部供給源に連結可能な流体供給ポートとの間を長手
方向に延びている流体供給チャンネルと、 前記第１及び第２流体チャンバ及びドレンポートと流体
連通しているドレンチャンネルであって、前記本体の第
１端部に向かう前記ピストンの移動に応答して前記第１
流体チャンバ内の流体を排出させかつ前記本体の第２端
部に向かう前記ピストンの移動に応答して前記第２流体
チャンバ内の流体を排出させるドレンチャンネルと、 前記駆動部材の内部チャンバ内で前記弁スプールを長手
方向に選択的に移動させる制御手段とを有しており、該
制御手段が、前記中間流体チャンバ内の加圧流体を前記
ピストンの第１の側に供給すべく、前記弁スプールを前
記中立位置から前記駆動部材の第１端部に向けて、又
は、前記駆動部材に対する前記弁スプールの選択された
方向への選択された量の回転に応答して前記中間流体チ
ャンバ内の加圧流体を前記ピストンの第２の側に供給す
べく、前記弁スプールを前記中立位置から前記駆動部材
の第２端部に向けて選択的に移動させ、前記制御手段は
また、前記スプール弁の選択された量及び方向の回転に
一致する量及び方向で前記駆動部材が回転するときの前
記駆動部材の結果として生じる回転運動に応答して、前
記弁スプールを長手方向に移動させて前記中立位置に戻
しかつ該中立位置に配置し、前記制御手段が前記弁スプ
ールを前記中立位置に戻すと、前記第１流体チャンネル
及び第２流体チャンネルの内側ポートが前記第１弁ラン
ド及び第２弁ランドにより閉鎖され、次の選択された量
及び方向での前記弁スプールの回転に応答して該弁スプ
ールが前記駆動部材内で再び長手方向に移動するまで、
前記駆動部材の回転及び前記弁スプールの長手方向移動
が停止されることを特徴とする流体駆動形サーボアクチ
ュエータ。 - 【請求項２】 前記駆動部材の内部チャンバが、該駆動
部材の第１端部における開端部と、前記駆動部材の第２
端部の方の閉端部とを備えており、前記弁スプールが、
前記駆動部材の内部チャンバ内から該内部チャンバの前
記開端部を通って前記本体の第１端部における前記本体
の外側の位置まで長手方向に突出しており、前記弁スプ
ールが、前記本体の外側にある弁スプールの一部を備え
ており、前記流体供給ポートが前記弁スプールの外側部
分に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の
流体駆動形サーボアクチュエータ。 - 【請求項３】 前記弁スプールの外側部分に配置されて
おりかつ前記流体供給ポートと流体連通している旋回流
体継手を更に有しており、該旋回継手が前記弁スプール
の外側部分に対して回転し、作動中に前記弁スプールが
回転するときに前記旋回継手を静止状態に維持すること
ができ、前記旋回継手は加圧流体の外部供給源の流体ラ
インに連結でき、加圧流体の外部供給源は、前記弁スプ
ールの回転による影響を受けることなく静止ラインを介
してサーボアクチュエータに連結されることを特徴とす
る請求項２に記載の流体駆動形サーボアクチュエータ。 - 【請求項４】 前記ドレンチャンネルが前記弁スプール
内で長手方向に延びており、前記ドレンポートが前記弁
スプールの外側部分に配置されていることを特徴とする
請求項２に記載の流体駆動形サーボアクチュエータ。 - 【請求項５】 前記弁スプールの外側部分に配置されて
おりかつ前記流体供給ポート及びドレンポートと流体連
通している旋回流体継手を更に有しており、該旋回継手
が前記弁スプールの外側部分に対して回転し、作動中に
前記弁スプールが回転するときに前記旋回継手を静止状
態に維持することができ、前記旋回継手が、前記流体供
給ポートを流体供給ラインに連結できかつ前記ドレンポ
ートを加圧流体の外部供給源の流体戻りラインに連結で
き、加圧流体の外部供給源は、前記弁スプールの回転に
よる影響を受けることなく静止流体ラインを介してサー
ボアクチュエータに連結されることを特徴とする請求項
４に記載の流体駆動形サーボアクチュエータ。 - 【請求項６】 前記ドレンチャンネルが前記駆動部材の
側壁に形成されていることを特徴とする請求項２に記載
の流体駆動形サーボアクチュエータ。 - 【請求項７】 前記駆動部材が周方向の側壁を備えてお
り、該側壁内に前記駆動部材の内部チャンバが形成され
ており、前記第１流体チャンネル及び第２流体チャンネ
ルが前記側壁を通って延びていて、前記環状チャンバと
前記駆動部材の内部チャンバとを流体連通させているこ
とを特徴とする請求項１に記載の流体駆動形サーボアク
チュエータ。 - 【請求項８】 前記制御手段が、前記駆動部材と共に回
転できるように該駆動部材に連結されたカムフォロワ
と、前記弁スプールに形成されたヘリカル溝とを備えて
おり、前記カムフォロワが前記ヘリカル溝と係合してい
て、前記弁スプールの回転に応答して前記弁スプールを
前記駆動部材の内部チャンバ内で長手方向に移動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の流体駆動形サーボア
クチュエータ。 - 【請求項９】 前記制御手段が、前記弁スプールに設け
られた第１ねじと、前記駆動部材に設けられた対応する
第２ねじとを備えており、前記第１ねじ及び第２ねじが
螺合していて、前記弁スプールの回転に応答して該弁ス
プールを前記駆動部材の内部チャンバ内で長手方向に移
動させることを特徴とする請求項１に記載の流体駆動形
サーボアクチュエータ。 - 【請求項１０】 前記選択された量及び方向で前記本体
に対して前記弁スプールを選択的に回転させるアクチュ
エータ手段を更に有しており、該アクチュエータ手段が
選択的に作動されるときに、前記弁スプールが前記本体
に対し、これ故前記駆動部材に対して回転され、前記制
御手段により、前記弁スプールが、前記駆動部材に対し
て前記中立位置から長手方向に移動されることを特徴と
する請求項１に記載の流体駆動形サーボアクチュエー
タ。 - 【請求項１１】 前記アクチュエータ手段が、前記弁ス
プールに取り付けられたギアと、該ギアと係合している
対応ギアとを備えており、該対応ギアが選択的に回転で
きることを特徴とする請求項１０に記載の流体駆動形サ
ーボアクチュエータ。 - 【請求項１２】 流体として圧油を使用しており、前記
弁スプールのギア及び対応ギアが、前記環状チャンバか
ら分離された前記本体内のギアチャンバ内に配置されて
おり、前記ドレンチャンネルが前記ギアチャンバと流体
連通していて排出流体を前記ギアチャンバに供給し、作
動中に前記弁スプールのギア及び対応ギアの潤滑を行う
ことを特徴とする請求項１１に記載の流体駆動形サーボ
アクチュエータ。 - 【請求項１３】 前記駆動部材が周方向の側壁を備えて
おり、該側壁により前記駆動部材の内部チャンバが形成
されており、前記ドレンチャンネルが前記側壁を通って
前記ギアチャンバまで延びていることを特徴とする請求
項１２に記載の流体駆動形サーボアクチュエータ。 - 【請求項１４】 前記制御手段が前記ギアチャンバと前
記第１流体チャンバとの間に形成されており、前記ギア
チャンバ内に排出された流体が前記制御手段の一方の側
に供給され、前記第１流体チャンバ内に排出された流体
が前記制御手段の他方の側に供給されて該制御手段の潤
滑を行うことを特徴とする請求項１２に記載の流体駆動
形サーボアクチュエータ。 - 【請求項１５】 前記対応ギアが手動回転可能なハンド
ホイールに連結されていることを特徴とする請求項１１
に記載の流体駆動形サーボアクチュエータ。 - 【請求項１６】 前記駆動部材の内部チャンバが、該駆
動部材の第１端部における開端部と、前記駆動部材の第
２端部の方の閉端部とを備えており、前記弁スプール
が、前記駆動部材の内部チャンバ内から該チャンバの前
記開端部を通って、前記本体の第１端部の側の前記本体
の外側の位置まで長手方向に突出しており、前記弁スプ
ールが、前記本体の外側の部分を備えており、この外側
部分には前記アクチュエータ手段が連結されていて前記
弁スプールを選択的に回転できることを特徴とする請求
項１０に記載の流体駆動形サーボアクチュエータ。 - 【請求項１７】 前記本体がその第１端部に端キャップ
を備えており、前記駆動部材の内部チャンバが、該駆動
部材の第１端部における開端部と、前記駆動部材の第２
端部の方の閉端部とを備えており、前記弁スプールが、
前記駆動部材の内部チャンバ内から該チャンバの前記開
端部を通って、前記本体の第１端部の側の前記本体の外
側の位置まで長手方向に突出しており、前記弁スプール
が、前記端キャップの開口内に配置された弁スプール部
分を備えており、前記流体供給ポートが前記弁スプール
部分に配置されており、前記本体の端キャップが、前記
流体供給ポートと流体連通しておりかつ加圧流体の外部
供給源に連結可能な流体通路を備えていることを特徴と
する請求項１に記載の流体駆動形サーボアクチュエー
タ。 - 【請求項１８】 加圧流体の外部供給源に連結可能な流
体駆動形サーボアクチュエータにおいて、 長手方向軸線と、第１端部及び第２端部とを備えた本体
と、 該本体内で長手方向にかつ全体として同心状に延びてい
る駆動部材であって、前記本体と該駆動部材との間に環
状チャンバを形成する駆動部材とを有しており、該駆動
部材が第１端部及び第２端部を備えており、該駆動部材
の第１端部が前記本体の第１端部の方に位置しており、
前記駆動部材の第２端部が前記本体の第２端部の方に位
置しており、前記駆動部材が前記本体に対して回転運動
できるように支持されており、前記駆動部材の第２端部
が外部装置に連結されて該外部装置に回転駆動力を与え
ることができるようになっており、前記駆動部材が中央
部分を備えており、該中央部分の周方向の側壁が内部チ
ャンバを形成しており、該内部チャンバが前記駆動部材
内でかつ前記本体の内部で長手方向に延びており、前記
駆動部材の第１端部の方の側壁には第１流体チャンネル
が形成されており、該第１流体チャンネルが前記駆動部
材の内部チャンバと前記環状チャンバとの間に直に延び
ていてこれらの両チャンバ間を流体連通しており、前記
駆動部材の第２端部の方の側壁には第２流体チャンネル
が形成されており、該第２流体チャンネルが前記駆動部
材の内部チャンバと前記環状チャンバとの間に直に延び
ていてこれらの両チャンバ間を流体連通しており、 前記環状チャンバ内に取り付けられた環状ピストンであ
って、該ピストンを前記本体の第２端部の方に駆動すべ
く前記本体の第１端部の方にある前記環状ピストンの第
１の側、及び前記ピストンを前記本体の第１端部の方に
駆動すべく前記本体の第２端部の方にある前記ピストン
の第２の側に、加圧流体を前記第１流体チャンネル及び
第２流体チャンネルを通して選択的に供給することに応
答して前記本体内で長手方向に往復運動できるピストン
を有しており、該ピストンが中央孔を備えており、該中
央孔を通って前記駆動部材の中央部分が突出しており、 前記本体の第１端部又は第２端部のいずれか一方に向か
う前記ピストンの長手方向運動を、前記駆動部材と前記
本体との間の時計回り方向の相対回転運動に変換し、か
つ前記本体の第１端部又は第２端部の他方に向かう前記
ピストンの長手方向運動を、前記駆動部材と前記本体と
の間の反時計回り方向の相対回転運動に変換するリニア
−ロータリ手段と、 前記駆動部材の内部チャンバ内に配置された弁スプール
とを有しており、該弁スプールが、前記駆動部材の内部
チャンバ内で回転可能でありかつ前記内部チャンバ内で
中立位置から前記駆動部材の第１端部及び第２端部に向
かって長手方向に移動でき、前記弁スプールが第１弁ラ
ンド及び第２弁ランドを備えており、前記第１弁ランド
及び第２弁ランドは、前記弁スプールが前記駆動部材の
内部チャンバ内で移動するとき、前記駆動部材の側壁と
シール係合し、前記弁スプールが前記中立位置にあると
き、前記第１弁ランドは前記第１流体チャンネルを通る
流体の流れを防止できかつ前記第２弁ランドは前記第２
流体チャンネルを通る流体の流れを防止できるように配
置され、前記弁スプールは前記中立位置から前記駆動部
材の第１端部に向かって移動して、前記第１流体チャン
ネルを流体供給チャンネルと流体連通させかつ前記第２
流体チャンネルをドレンチャンネルと流体連通させ、前
記弁スプールは前記中立位置から前記駆動部材の第２端
部に向かって移動して、前記第１流体チャンネルを前記
ドレンチャンネルと流体連通させかつ前記第２流体チャ
ンネルを前記流体供給チャンネルと流体連通させ、 前記弁スプール内で長手方向に延びておりかつ加圧流体
の外部供給源に連結可能な流体供給ポートと流体連通し
ている流体供給チャンネルとを有しており、 前記ドレンチャンネルがドレンポートと流体連通してい
て、前記本体の第１端部に向かう前記ピストンの移動に
応答して前記ピストンの前記第１の側から流体を排出さ
せ、かつ前記本体の第２端部に向かう前記ピストンの移
動に応答して前記ピストンの前記第２の側から流体を排
出させ、 前記駆動部材の内部チャンバ内で前記弁スプールを長手
方向に移動させる制御手段とを有しており、該制御手段
が、前記駆動部材に対する一方向における前記弁スプー
ルの選択された回転に応答して加圧流体を前記ピストン
の第１の側に供給すべく、前記弁スプールを前記中立位
置から前記駆動部材の第１端部に向けて、又は、前記駆
動部材に対する逆方向における前記弁スプールの選択さ
れた回転に応答して加圧流体を前記ピストンの第２の側
に供給すべく、前記弁スプールを前記中立位置から前記
駆動部材の第２端部に向けて移動させ、前記弁スプール
の長手方向の移動量は、前記弁スプールが選択的に回転
される量に比例し、前記制御手段はまた、前記スプール
弁の選択された量及び方向の回転に一致する量及び方向
で前記駆動部材が回転するときの前記駆動部材の結果と
して生じる回転運動に応答して、前記弁スプールを長手
方向に移動させて前記中立位置に戻しかつ該中立位置に
配置し、前記制御手段が前記弁スプールを前記中立位置
に戻すと、前記第１弁ランド及び第２弁ランドが、前記
第１流体チャンネル及び第２流体チャンネルを通る流体
の流れを防止し、次の選択された量及び方向での前記弁
スプールの回転に応答して該弁スプールが前記駆動部材
内で再び長手方向に移動するまで、前記駆動部材の回転
及び前記弁スプールの長手方向移動が停止されることを
特徴とする流体駆動形サーボアクチュエータ。 - 【請求項１９】 前記駆動部材の内部チャンバが、該駆
動部材の第１端部における開端部と、前記駆動部材の第
２端部の方の閉端部とを備えており、前記弁スプール
が、前記駆動部材の内部チャンバから該内部チャンバの
前記開端部を通って前記本体の第１端部における前記本
体の外側の位置まで長手方向に突出しており、前記弁ス
プールが、前記本体の外側にある弁スプールの一部を備
えており、前記流体供給ポートが前記弁スプールの外側
部分に配置されていることを特徴とする請求項１８に記
載の流体駆動形サーボアクチュエータ。 - 【請求項２０】 前記弁スプールの外側部分に配置され
ておりかつ前記流体供給ポートと流体連通している旋回
流体継手を更に有しており、該旋回継手が前記弁スプー
ルの外側部分に対して回転し、作動中に前記弁スプール
が回転するときに前記旋回継手を静止状態に維持するこ
とができ、前記旋回継手は加圧流体の外部供給源の流体
ラインに連結でき、加圧流体の外部供給源は、前記弁ス
プールの回転による影響を受けることなく静止ラインを
介してサーボアクチュエータに連結されることを特徴と
する請求項１９に記載の流体駆動形サーボアクチュエー
タ。 - 【請求項２１】 前記ドレンチャンネルが前記弁スプー
ル内で長手方向に延びており、前記ドレンポートが前記
弁スプールの外側部分に配置されていることを特徴とす
る請求項１９に記載の流体駆動形サーボアクチュエー
タ。 - 【請求項２２】 前記ドレンチャンネルが前記駆動部材
の側壁に形成されていることを特徴とする請求項１９に
記載の流体駆動形サーボアクチュエータ。 - 【請求項２３】 前記制御手段が、前記駆動部材と共に
回転できるように該駆動部材に堅固に連結されたカムフ
ォロワと、前記弁スプールに形成されたヘリカル溝とを
備えており、前記カムフォロワが前記ヘリカル溝と係合
していて、前記弁スプールの回転に応答して前記弁スプ
ールを前記駆動部材の内部チャンバ内で長手方向に移動
させることを特徴とする請求項１８に記載の流体駆動形
サーボアクチュエータ。 - 【請求項２４】 前記制御手段が、前記弁スプールに設
けられた第１ねじと、前記駆動部材に設けられた対応す
る第２ねじとを備えており、前記第１ねじ及び第２ねじ
が螺合していて、前記弁スプールの回転に応答して該弁
スプールを前記駆動部材の内部チャンバ内で長手方向に
移動させることを特徴とする請求項１８に記載の流体駆
動形サーボアクチュエータ。 - 【請求項２５】 前記選択された量及び方向で前記本体
に対して前記弁スプールを選択的に回転させるアクチュ
エータ手段を更に有しており、該アクチュエータ手段が
選択的に作動されるときに、前記弁スプールが前記本体
に対し、これ故前記駆動部材に対して回転され、前記制
御手段により、前記弁スプールが、前記駆動部材に対し
て前記中立位置から長手方向に移動されることを特徴と
する請求項１８に記載の流体駆動形サーボアクチュエー
タ。 - 【請求項２６】 前記アクチュエータ手段が、前記弁ス
プールに取り付けられたギアと、該ギアと係合している
対応ギアとを備えており、該対応ギアが選択的に回転で
きることを特徴とする請求項２５に記載の流体駆動形サ
ーボアクチュエータ。 - 【請求項２７】 流体として圧油を使用しており、前記
弁スプールのギア及び対応ギアが、前記環状チャンバか
ら分離された前記本体内のギアチャンバ内に配置されて
おり、前記ドレンチャンネルが前記ギアチャンバと流体
連通していて排出流体を前記ギアチャンバに供給し、作
動中に前記弁スプールのギア及び対応ギアの潤滑を行う
ことを特徴とする請求項２６に記載の流体駆動形サーボ
アクチュエータ。 - 【請求項２８】 加圧流体の外部供給源に連結可能な流
体駆動形サーボアクチュエータにおいて、 長手方向軸線と、第１端部及び第２端部とを備えた本体
と、 該本体内で長手方向にかつ全体として同心状に延びてい
る駆動部材であって、前記本体と該駆動部材との間に環
状チャンバを形成する駆動部材とを有しており、該駆動
部材が第１端部及び第２端部を備えており、該駆動部材
の第１端部が前記本体の第１端部の方に位置しており、
前記駆動部材の第２端部が前記本体の第２端部の方に位
置しており、前記駆動部材が前記本体に対して回転運動
できるように支持されており、前記駆動部材の第２端部
が外部装置に連結されて該外部装置に回転駆動力を与え
ることができるようになっており、前記駆動部材が内部
チャンバを備えており、該内部チャンバが前記本体の内
部でかつ前記駆動部材内において長手方向にかつ全体と
して同心状に延びており、前記駆動部材が、前記駆動部
材の内部チャンバと前記環状チャンバとの間に延びてい
てこれらの両チャンバ間を流体連通する第１流体チャン
ネルと、前記駆動部材の内部チャンバと前記環状チャン
バとの間に延びていてこれらの両チャンバ間を流体連通
する第２流体チャンネルとを備えており、 前記環状チャンバ内に取り付けられた環状ピストンであ
って、該ピストンを前記本体の第２端部の方に駆動すべ
く前記本体の第１端部の方にある前記環状ピストンの第
１の側、及び前記ピストンを前記本体の第１端部の方に
駆動すべく前記本体の第２端部の方にある前記ピストン
の第２の側に、加圧流体を前記第１流体チャンネル及び
第２流体チャンネルを通して選択的に供給することに応
答して前記本体内で長手方向に往復運動できるピストン
を有しており、該ピストンが中央孔を備えており、該中
央孔を通って前記駆動部材の中央部分が突出しており、 加圧流体の外部供給源に連結可能な流体供給ポートと流
体連通している流体供給チャンネルと、 ドレンポートと流体連通しているドレンチャンネルであ
って、前記本体の第１端部に向かう前記ピストンの移動
に応答して前記ピストンの前記第１の側から流体を排出
させ、かつ前記本体の第２端部に向かう前記ピストンの
移動に応答して前記ピストンの前記第２の側から流体を
排出させるドレンチャンネルと、 前記本体の第１端部又は第２端部のいずれか一方に向か
う前記ピストンの長手方向運動を、前記駆動部材と前記
本体との間の時計回り方向の相対回転運動に変換し、か
つ前記本体の第１端部又は第２端部の他方に向かう前記
ピストンの長手方向運動を、前記駆動部材と前記本体と
の間の反時計回り方向の相対回転運動に変換するリニア
−ロータリ手段と、 前記駆動部材の内部チャンバ内に配置された弁スプール
とを有しており、該弁スプールが、前記駆動部材の内部
チャンバ内で回転可能でありかつ前記内部チャンバ内で
中立位置から前記駆動部材の第１端部及び第２端部に向
かって長手方向に移動でき、前記弁スプールが第１弁ラ
ンド及び第２弁ランドを備えており、前記第１弁ランド
及び第２弁ランドは、前記弁スプールが前記駆動部材の
内部チャンバ内で移動するとき、前記駆動部材の側壁と
シール係合し、前記弁スプールが前記中立位置にあると
き、前記第１弁ランドは前記第１流体チャンネルを通る
流体の流れを防止できかつ前記第２弁ランドは前記第２
流体チャンネルを通る流体の流れを防止できるように配
置され、前記弁スプールは前記中立位置から前記駆動部
材の第１端部又は第２端部の一方に向かって移動して、
前記第１流体チャンネルを前記流体供給チャンネルと流
体連通させかつ前記第２流体チャンネルを前記ドレンチ
ャンネルと流体連通させ、前記弁スプールは前記中立位
置から前記駆動部材の第１端部又は第２端部の他方に向
かって移動して、前記第１流体チャンネルを前記ドレン
チャンネルと流体連通させかつ前記第２流体チャンネル
を前記流体供給チャンネルと流体連通させ、 前記駆動部材の内部チャンバ内で前記弁スプールを長手
方向に移動させる制御手段とを有しており、該制御手段
が、前記弁スプールの回転に応答して前記駆動部材に対
して選択された方向において選択された量だけ、前記弁
スプールを前記中立位置から前記駆動部材の第１端部又
は第２端部に向けて選択的に移動させ、前記制御手段は
また、前記スプール弁の選択された量及び方向の回転に
対応する量及び方向で前記駆動部材が回転するときの前
記駆動部材の結果として生じる回転運動に応答して、前
記弁スプールを長手方向に移動させて前記中立位置に戻
しかつ該中立位置に配置し、前記制御手段が前記弁スプ
ールを前記中立位置に戻すと、前記第１弁ランド及び第
２弁ランドが、前記第１流体チャンネル及び第２流体チ
ャンネルを通る流体の流れを防止し、次の選択された量
及び方向での前記弁スプールの回転に応答して該弁スプ
ールが前記駆動部材内で再び長手方向に移動されるま
で、前記駆動部材の回転及び前記弁スプールの長手方向
移動が停止されることを特徴とする流体駆動形サーボア
クチュエータ。 - 【請求項２９】 加圧流体の外部供給源に連結可能な流
体駆動形サーボアクチュエータにおいて、 長手方向軸線と、第１端部及び第２端部とを備えた本体
と、 該本体内で長手方向にかつ全体として同心状に延びてい
る駆動部材であって、前記本体と該駆動部材との間に環
状チャンバを形成する駆動部材とを有しており、該駆動
部材が第１端部及び第２端部を備えており、該駆動部材
の第１端部が前記本体の第１端部の方に位置しており、
前記駆動部材の第２端部が前記本体の第２端部の方に位
置しており、前記駆動部材が前記本体に対して回転運動
できるように支持されており、前記駆動部材の第２端部
が外部装置に連結されて該外部装置に回転駆動力を与え
ることができるようになっており、前記駆動部材が内部
チャンバを備えており、該内部チャンバが前記本体の内
部でかつ前記駆動部材内において長手方向にかつ全体と
して同心状に延びており、前記駆動部材が、前記駆動部
材の内部チャンバと前記環状チャンバとの間に延びてい
てこれらの両チャンバ間を流体連通する第１流体チャン
ネルと、前記駆動部材の内部チャンバと前記環状チャン
バとの間に延びていてこれらの両チャンバ間を流体連通
する第２流体チャンネルとを備えており、 前記環状チャンバ内に取り付けられた環状ピストンであ
って、該ピストンを前記本体の第２端部の方に駆動すべ
く前記本体の第１端部の方にある前記環状ピストンの第
１の側、及び前記ピストンを前記本体の第１端部の方に
駆動すべく前記本体の第２端部の方にある前記ピストン
の第２の側に、加圧流体を前記第１流体チャンネル及び
第２流体チャンネルを通して選択的に供給することに応
答して前記本体内で長手方向に往復運動できるピストン
を有しており、該ピストンが中央孔を備えており、該中
央孔を通って前記駆動部材の中央部分が突出しており、 加圧流体の外部供給源に連結可能な流体供給ポートと流
体連通している流体供給チャンネルと、 ドレンポートと流体連通しているドレンチャンネルであ
って、前記本体の第１端部に向かう前記ピストンの移動
に応答して前記ピストンの前記第１の側から流体を排出
させ、かつ前記本体の第２端部に向かう前記ピストンの
移動に応答して前記ピストンの前記第２の側から流体を
排出させるドレンチャンネルと、 前記本体の第１端部又は第２端部のいずれか一方に向か
う前記ピストンの長手方向運動を、前記駆動部材と前記
本体との間の時計回り方向の相対回転運動に変換し、か
つ前記本体の第１端部又は第２端部の他方に向かう前記
ピストンの長手方向運動を、前記駆動部材と前記本体と
の間の反時計回り方向の相対回転運動に変換するリニア
−ロータリ手段と、 前記駆動部材の内部チャンバ内に配置された弁スプール
とを有しており、該弁スプールが、前記駆動部材の内部
チャンバ内で回転可能でありかつ前記内部チャンバ内で
中立位置から前記駆動部材の第１端部及び第２端部に向
かって長手方向に移動して、前記第１流体チャンネル及
び第２流体チャンネルを通る流体の流れを制御し、前記
弁スプールは前記中立位置から前記駆動部材の第１端部
又は第２端部の一方に向かって移動して、前記第１流体
チャンネルを前記流体供給チャンネルと流体連通させか
つ前記第２流体チャンネルを前記ドレンチャンネルと流
体連通させ、前記弁スプールは前記中立位置から前記駆
動部材の第１端部又は第２端部の他方に向かって移動し
て、前記第１流体チャンネルを前記ドレンチャンネルと
流体連通させかつ前記第２流体チャンネルを前記流体供
給チャンネルと流体連通させ、 前記駆動部材の内部チャンバ内で前記弁スプールを長手
方向に移動させる制御手段とを有しており、該制御手段
が、前記弁スプールの回転に応答して前記駆動部材に対
して選択された方向において選択された量だけ、前記弁
スプールを前記中立位置から前記駆動部材の第１端部又
は第２端部に向けて選択的に移動させ、前記制御手段は
また、前記スプール弁の選択された量及び方向の回転に
対応する量及び方向で前記駆動部材が回転するときの前
記駆動部材の結果として生じる回転運動に応答して、前
記弁スプールを長手方向に移動させて前記中立位置に戻
しかつ該中立位置に配置し、前記制御手段が前記弁スプ
ールを前記中立位置に戻すと、次の選択された量及び方
向での前記弁スプールの回転に応答して該弁スプールが
前記駆動部材内で再び長手方向に移動されるまで、前記
駆動部材の回転及び前記弁スプールの長手方向移動が停
止されることを特徴とする流体駆動形サーボアクチュエ
ータ。
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| AU8170591A (en) | 1992-02-20 |
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