JPH0565801A - 流体圧を利用した回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ピストンを使用するものの、ピストンの数を複
数にして、移動方向を変更する際のエネルギーのロスを
減少させ、供給する空気に対しての変換効率の向上を図
ると共に、設定した回転角で正確に停止し、かつピスト
ンの押し込みにも復帰にも流体圧を用いることによっ
て、回転トルクの向上をも図る。 【構成】単一の回転穴１１とこの回転穴１１を囲むよう
に複数設けられた進退穴１２とを設けた基体１０と、こ
の基体１０の回転穴１１に各々独立して回転自在に支持
される回転軸４０及びバルブ筒６０と、基体の複数の進
退穴１２に各々進退自在に支持される進退軸８０とから
形成し、バルブ筒６０の回転に同期させて回転軸４０を
回転するように形成すると共に、回転軸４０の回転トル
クを高圧流体の圧力によって生じさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体圧を利用した回転装
置、更に詳しくは高圧の空気あるいは油等の高圧流体を
圧入すると同時に外部から回転を入力すると、外部から
入力された回転と同一の回転を高トルクで出力できる流
体圧を利用した回転装置に関し、特に電気が使用できな
い、あるいは使用しにくい状態で回転出力を得たりする
ことが容易に行える回転装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から電気を使用することができな
い、あるいは使用しにくい場所等で回転装置を使用する
に際しては、モータが使用できないために、流体圧を利
用した回転装置が用いられていた。このような回転装置
としては、一般にシリンダー内部のピストンを流体圧に
よって左右に移動させ、このピストンの左右移動をリン
ク機構あるいはギヤ機構等を用いて回転運動として取り
出すものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の流体圧を利用した回転装置では、流体圧によっ
てピストンを左右に移動させるために、移動方向を変更
する度にエネルギーのロスが生じ、供給する空気に対し
ての変換効率が悪いものとなっていた。そこで、ピスト
ンを使用するものの、ピストンの数を複数にして、移動
方向を変更する際のエネルギーのロスを減少させ、供給
する空気に対しての変換効率の向上を図った流体圧を利
用した回転装置が同一出願人によって、すでに出願され
ている。

【０００４】ただこの流体圧を利用した回転装置では、
回転出力に伴う慣性によって、停止させたい回転角より
も回転し過ぎてしまうことがあつただけでなく、複数の
ピストンを順次押すものの、押されたピストンを復帰さ
せるために、他のピストンの押し込みの力を使用するよ
うになっていたので、回転力が弱いものとなっていた。

【０００５】そこで本発明は、ピストンを使用するもの
の、ピストンの数を複数にして、移動方向を変更する際
のエネルギーのロスを減少させ、供給する空気に対して
の変換効率の向上を図ると共に、設定した回転角で正確
に停止し、かつピストンの押し込みにも復帰にも流体圧
を用いることによって、回転トルクの向上をも図ったも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために、本発明のうち、請求項１に記載の発明は、単一
の回転穴とこの回転穴を囲むように複数設けられた進退
穴とを設けた基体と、この基体の回転穴に各々独立して
回転自在に支持される回転軸及びバルブ筒と、基体の複
数の進退穴に各々進退自在に支持される進退軸とから形
成し、回転軸を、規則性を有するカム曲線を有する波形
溝カムを外表面に有するカム軸と、カム軸と同一回転を
行ない、かつ内部に圧力流体の流路を設けたバルブ軸と
から形成すると共に、バルブ筒を、圧力流体の流れを制
御するためにバルブ軸に緩装させると共に、外部の回転
手段によって回転可能に設け、回転穴を、回転軸のカム
軸が位置するカム穴と、回転軸のバルブ筒が位置するバ
ルブ穴とから形成し、進退軸を、ピストンと、回転軸の
波形溝カムに倣って進退軸の移動に伴って回転軸を回転
させるためのカムローラーとから形成すると共に、進退
穴を、進退軸のピストンが気密的に移動するシリンダー
穴と、カムローラーが位置するローラー穴とから形成
し、基体には、第１ポートと第２ポートとを設け、更に
はバルブ軸には、一方のポートに連通させた第１連通穴
と他方のポートに連通させた第２連通穴とをバルブ軸の
軸心に平行で、かつ互いに逆方向から貫通しないように
穿設すると共に、カム軸側と反カム軸側との周面に周面
の半周以下で、かつ同一周面上に２つのカム側軸連通凹
部と２つの反カム側軸連通凹部とを設け、第１連通穴と
一方のカム側軸連通凹部及び他方の反カム側軸連通凹部
とを連通させ、第２連通穴と他方のカム側軸連通凹部及
び一方の反カム側軸連通凹部とを連通させて形成し、バ
ルブ筒には、バルブ筒をバルブ軸に緩装させた際に、バ
ルブ軸のカム側軸連通凹部と反カム側軸連通凹部とに重
なるように、カム軸側と反カム軸側との周面に周面の半
周以下で、かつ同一周面上に２つのカム側筒連通凹部と
２つの反カム側筒連通凹部とを設けると共に、２つのカ
ム側筒連通凹部と２つの反カム側筒連通凹部との各々
に、２つのカム側軸連通凹部の間の閉止部の距離あるい
は２つの反カム側軸連通凹部の間の閉止部の距離よりも
小径の貫通穴をバルブ筒を貫通するように設け、基体の
シリンダー穴には、バルブ筒のカム側筒連通凹部とシリ
ンダー穴とを連通させる第１連通口及び反カム側筒連通
凹部とシリンダー穴とを連通させる第２連通口を設け、
更には第１ポートあるいは第２ポートの一方に高圧流体
を圧入し、他方から排出するように形成したことを特徴
とする。

【０００７】更に請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載の発明の構成を有すと共に、バルブ筒を、ステッピ
ングモータで回転可能に形成したものである。

【０００８】

【作用】請求項１に記載の発明は、第１ポートあるいは
第２ポートの一方をインポートとし他方をアウトポート
として使用するものである。そこでここでは第１ボート
がインポートであ、この第１ポートと連通しているのが
バルブ軸の第１連通穴であるとして説明する。

【０００９】この第１ポートに高圧流体を圧入すること
によって、この圧入された高圧流体がバルブ軸の第１連
通穴から一方のカム側軸連通凹部及び他方の反カム側軸
連通凹部に達することとなる。この時この高圧流体は、
一方のカム側軸連通凹部及び他方の反カム側軸連通凹部
に貫通穴が連通しているならば、バルブ筒の一方のカム
側筒連通凹部と他方の反カム側筒連通凹部に至ることと
なる。

【００１０】ただここで、貫通穴が２つのカム側軸連通
凹部の間の閉止部あるいは２つの反カム側軸連通凹部の
間の閉止部に位置しているとするならば、高圧流体が、
バルブ筒のカム側筒連通凹部あるいは反カム側筒連通凹
部に達しないこととなる。このような状態から、バルブ
筒を一定角度だけ回転させると、バルブ筒の貫通穴が、
バルブ軸に対して相対回転することとなり、やがてバル
ブ軸のカム側軸連通凹部あるいは反カム側軸連通凹部に
貫通穴が位置することとなり、バルブ筒の一方のカム側
筒連通凹部に連通する第１連通口あるいは他方の反カム
側筒連通凹部に連通する第２連通口を介して連通してい
る高圧流体がシリンダー穴に入り、そのシリンダー穴の
進退軸をいずれかの方向に押すこととなる。

【００１１】このようにしてシリンダー穴に高圧流体が
圧入されて進退軸が押されると、押された進退軸に設け
たカムローラーが回転軸のカム軸に設けた波形溝カムに
入りながら移動することとなるので、このカムローラー
の移動に伴って波形溝カムを設けたカム軸、すなわち回
転軸が若干回転することとなる。このように回転軸が回
転すると、回転軸の一部としてのバルブ軸も回転する。
ただバルブ軸の回転は、シリンダー穴に高圧流体が圧入
されることによって行なわれるために、逆にシリンダー
穴への高圧流体の圧入が停止されると、バルブ軸、即ち
回転軸の回転が停止することとなる。

【００１２】ここで前述したバルブ筒の回転を停止させ
ると、バルブ軸は回転するものの、やがて回転を停止し
ているバルブ筒の貫通穴に、回転してきたバルブ軸の２
つのカム側軸連通凹部の間の閉止部あるいは２つの反カ
ム側軸連通凹部の間の閉止部が位置することとなる。こ
のような状態になると、バルブ軸の第１連通穴から一方
のカム側軸連通凹部及び他方の反カム側軸連通凹部にま
では達するものの、バルブ筒のカム側筒連通凹部あるい
は反カム側筒連通凹部に達しないこととなり、バルブ軸
が回転しないこととなる。

【００１３】即ち、本発明にあっては、バルブ筒を所定
角度まで回転すると、その回転に従ってバルブ軸、即ち
回転軸が回転するものである。またバルブ筒の回転を停
止させると、その回転停止に従って、バルブ軸、即ち回
転軸も回転を停止するものである。更に場合によって
は、バルブ筒が停止した後も、バルブ軸が慣性によって
回転してしまうようなことがある。ただこのような場合
には、停止しているバルブ筒に対してバルブ軸が、所定
位置よりも回転し過ぎてしまうので、その結果、回転を
停止しているバルブ筒の貫通穴位置を、回転してきたバ
ルブ軸の一方のカム側軸連通凹部及び他方の反カム側軸
連通凹部位置が通り過ぎ、次いで２つのカム側軸連通凹
部の間の閉止部あるいは２つの反カム側軸連通凹部の間
の閉止部が通過し、更に他方のカム側軸連通凹部及び一
方の反カム側軸連通凹部位置に達することとなる。

【００１４】するとバルブ筒の貫通穴に他方のカム側軸
連通凹部及び一方の反カム側軸連通凹部が位置すること
となるので、バルブ筒の他方のカム側筒連通凹部に連通
する第２連通口あるいは一方の反カム側筒連通凹部に連
通する第１連通口を介して連通している高圧流体がシリ
ンダー穴に入り、そのシリンダー穴の進退軸を前述した
と逆方向に押し、回転軸を逆回転させることとなる。

【００１５】その結果、慣性等によって回転し過ぎた場
合には、逆回転を行い、結果として回転を停止している
バルブ筒の貫通穴に、回転してきたバルブ軸の２つのカ
ム側軸連通凹部の間の閉止部あるいは２つの反カム側軸
連通凹部の間の閉止部が位置する場所で回転を停止する
こととなる。したがって本発明に関わる流体圧を利用し
た回転装置においては、バルブ筒の回転に従ってバルブ
軸、即ち回転軸が回転し、バルブ筒の回転停止によっ
て、バルブ筒との関係において定められた位置で回転軸
が正確に回転を停止することとなる。

【００１６】また更に、バルブ筒をステッピングモータ
で回転可能に形成すると、正確に回転数あるいは回転角
を確保できるステッピングモータを用いているので、出
力を正確な回転数あるいは回転角とすることができるだ
けでなく、高圧流体により高トルクの回転出力を得るこ
とができる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例を、図示例と共に説明す
る。図１は本発明の全体的な構造を示す断面図であり、
図２は基体の一部を示すものであって（イ）は一方側の
半側面図、（ロ）は断面図、（ハ）は他方側の半側面図
であり、図３は基体のうち図４に示したものとは異なる
一部を示したものであり、（イ）は半側面図、（ロ）は
断面図であり、図４は回転軸のうちカム軸の断面図、図
５は溝形波カムの展開図、図６は回転軸のうちのバルブ
軸の断面図、図７はバルブ軸の形状を示すものであっ
て、（イ）は側面図、（ロ）は図６のＢ−Ｂ線断面図、
（ハ）は図６のＡ−Ａ線断面図であり、図８はバルブ軸
のカム側軸連通凹部あるいは反カム側軸連通凹部の展開
図、図９はバルブ軸の一部切欠き正面図、図１０はバル
ブ筒のＡ−Ａ線あるいはＢ−Ｂ線断面図、図１１は入力
軸を示すものであって、（イ）は左側面図、（ロ）は断
面図、（ハ）は右側面図、図１２は第１連通口付近の断
面図、図１３は第２連通口付近の断面図である。

【００１８】各図に示すように、本発明にかかわる流体
圧を利用した回転装置は、単一の回転穴１１とこの回転
穴１１を囲むように複数設けられた進退穴１２とを設け
た基体１０と、この基体１０の回転穴１１に各々独立し
て回転自在に支持される回転軸４０及びバルブ筒６０
と、基体１０の複数の進退穴１２に各々進退自在に支持
される進退軸８０とから形成されている。

【００１９】ここで、この実施例において基体１０は、
図２に示したバルブ側基体２０と、図３に示したカム側
基体３０と、バルブ側基体２０にかぶせるバルブ側蓋１
３及びカム側基体３０にかぶせるカム側蓋１４とから形
成されている。ここでバルブ側基体２０は、円柱状に形
成され、その軸心に一致するように回転穴１１としての
バルブ穴２１が穿設してある。またこのバルブ穴２１を
囲むように、３つの進退穴１２としてのシリンダー穴２
２が穿設されている。またバルブ側基体２０のバルブ穴
２１のカム側基体３０側には、回転軸４０のバルブ軸５
０とカム軸４５との連結部が位置する連結穴２３が、バ
ルブ穴２１と軸心を一致させ、かつバルブ穴２１よりも
大径な状態で設けられている。

【００２０】またこのバルブ側基体２０は、その周面の
一部が切り欠かれ、第１ポート２４と第２ポート２５と
が設けてあり、この第１ポート２４及び第２ポート２５
からは、各々バルブ穴２１のうち近接する端部に至る連
路２６が設けてある。またこのバルブ側基体２０の側面
両側には、バルブ側蓋１３あるいはカム側基体３０を固
定するためのねじ穴２７が設けてある。更にこのバルブ
側基体２０のバルブ穴２１と、各シリンダー穴２２と
は、各々反連結穴２３側の第１連通口２８と連結穴２３
側の第２連通口２９とによって連通させてある。

【００２１】またカム側基体３０は、その軸心に一致す
るように回転穴１１としてのカム穴３１が穿設してあ
る。またこのカム穴３１を囲むように、３つの進退穴１
２としてのローラー穴３２が穿設されている。またここ
でカム穴３１と各ローラー穴３２との間は、連結部３３
によって連通させてある。なおこのバルブ側基体２０と
カム側基体３０とは、バルブ穴２１とカム穴３１、及び
シリンダー穴２２とローラー穴３２とを一致させた状態
で連結可能に形成されているものである。

【００２２】またこのバルブ側基体２０とカム側基体３
０とには、各々バルブ側蓋１３とカム側蓋１４とが固定
されている。ここでバルブ側蓋１３は、図１に示したよ
うに、バルブ側基体２０の反カム側基体３０側に固定す
るためのものである。またこのバルブ側蓋１３には、こ
のバルブ側蓋１３をバルブ側基体２０に固定した際にバ
ルブ穴２１に軸心が一致するバルブ側蓋穴１６が設けて
ある。またこのバルブ側蓋穴１６には、入力軸７０が位
置させてある。なおバルブ側蓋１３のバルブ側基体２０
への固定は、バルブ側蓋１３に設けた固定穴からボルト
１５をバルブ側基体２０のねじ穴２７にねじ込むことに
よって行なうものである。

【００２３】なお、図１中、バルブ側基体２０のシリン
ダー穴２２とバルブ側蓋１３との間に設けてあるもの
は、進退軸８０の衝突による衝撃を緩和するためのクッ
ション１８である。またカム側蓋１４は、図１に示すよ
うに、カム側基体３０の反バルブ側基体２０側に固定す
るためのものである。またこのカム側蓋１４には、この
カム側蓋１４をカム側基体３０に固定した際にカム穴３
１に軸心が一致するカム側蓋穴１７が設けてあり、この
カム側蓋穴１７から回転軸４０の先端が突出するもので
ある。また図１に示すように、バルブ側基体２０とカム
側基体３０とは、カム側蓋１４側から止めボルト１５で
バルブ側基体２０のねじ穴２７にねじ止めすることによ
って一体に固定されるものである。

【００２４】またこの実施例において、回転軸４０は、
図４に示すような、規則性を有するカム曲線を有する波
形溝カム４６を外表面に有するカム軸４５と、図６に示
すような、内部に圧力流体の流路を設けたバルブ軸５０
とから形成してある。ここでまず図４及び図５に従っ
て、カム軸４５から説明する。カム軸４５は、一方側に
バルブ軸５０に固定するための角突片４７が設けてある
と共に、他方側が出力軸４８として形成されたものであ
る。またその中央部分はカム側基体３０のカム穴３１に
一致した外径に形成され、かつ図５に示すように、１回
蛇行している波形溝カム４６が設けてある。

【００２５】またバルブ軸５０は、図６乃至図８に示し
たように、第１ポート２４に連通させた第１連通穴５１
と第２ポート２５に連通させた第２連通穴５２とをバル
ブ軸５０の軸心に平行で、かつ互いに逆方向から貫通し
ないように穿設すると共に、カム軸４５側と反カム軸４
５側との周面に周面の半周以下で、かつ同一周面上に２
つのカム側軸連通凹部５３と２つの反カム側軸連通凹部
５４とが設けてある。更にこの２つのカム側軸連通凹部
５３の間及び２つの反カム側軸連通凹部５４の間には、
各々凹設していない閉止部５８が形成されている。また
ここで、第１連通穴５１は一方のカム側軸連通凹部５３
及び他方の反カム側軸連通凹部５４とに第１連通路５５
を介して連通させ、第２連通穴５２は他方のカム側軸連
通凹部５３及び一方の反カム側軸連通凹部５４とに第２
連通路５６を介して連通させて形成してある。したがっ
て、第１ポート２４に圧力流体を圧入すると、この圧力
流体が、第１連通穴５１から第１連通路５５を介して一
方のカム側軸連通凹部５３及び他方の反カム側軸連通凹
部５４とに連通することとなる。

【００２６】なおこのバルブ軸５０のカム軸４５側に
は、カム軸４５の角突片４７が嵌合するための嵌合切欠
き５７が設けてある。バルブ筒６０は、基体１０の回転
穴１１の内径に一致した外径に形成され、かつ図９、図
１０に示したように、バルブ筒６０をバルブ軸５０に緩
装させた際に、バルブ軸５０のカム側軸連通凹部５３と
反カム側軸連通凹部５４とに重なるように、カム軸４５
側と反カム軸４５側との周面に周面の半周以下で、かつ
同一周面上に２つのカム側筒連通凹部６１と２つの反カ
ム側筒連通凹部６２とを設けると共に、２つのカム側筒
連通凹部６１と２つの反カム側筒連通凹部６２との各々
に、バルブ筒６０を貫通し、かつ２つのカム側軸連通凹
部５３の間の閉止部５８の距離あるいは２つの反カム側
軸連通凹部５４の間の閉止部５８の距離よりも小径の貫
通穴６３を設けてある。したがって、第１ポート２４に
圧力流体を圧入すると、この圧力流体が、第１連通穴５
１から第１連通路５５を介して一方のカム側軸連通凹部
５３及び他方の反カム側軸連通凹部５４とに連通し、同
時にこの一方のカム側軸連通凹部５３及び他方の反カム
側軸連通凹部５４とにかかっている貫通穴６３を介し
て、カム側筒連通凹部６１と反カム側筒連通凹部６２と
の各々にも連通することとなる。

【００２７】なおこのバルブ筒６０のカム軸４５側に
は、バルブ軸５０の第２連通穴５２を第２ポート２５に
連通させるための連通切欠き６４が設けてあると共に、
バルブ筒６０の反カム軸４５側には、入力軸７０を固定
すると共に、バルブ軸５０の第２連通穴５２を第２ポー
ト２５に連通させるための固定穴６５がバルブ筒６０を
貫通するように直交状に４つ設けられている。

【００２８】図１１は入力軸７０を示すものであって、
図１に示すように、回転穴１１の反カム軸４５側に回転
可能なように緩装して使用するものであって、回転穴１
１への挿入側にバルブ筒６０の固定穴６５に対応する固
定貫通穴７１が穿設してあり、４つの固定穴６５の内、
いずれか対応する２つの固定穴６５と固定貫通穴７１と
をピン７２で止めることによって、バルブ筒６０と入力
軸７０とが一体に回転するようになるものである。なお
図１においては、この入力軸７０に、ステッピングモー
タ７５の出力軸４８を固定し、ステッピングモータ７５
によって出力軸４８、即ちバルブ筒６０を回転するよう
にしてある。

【００２９】一方進退軸８０は、図１に示すように、進
退本体８１と、この進退本体８１に止めネジ８２を介し
て固定するピストン８３と、進退本体８１に支持するカ
ムロ−ラ−８４とから形成されている。ここで、進退本
体８１に固定するピストン８３は、バルブ側基体２０に
設けたシリンダー穴２２に位置するものであり、このピ
ストン８３の外径はほぼシリンダー穴２２内径に一致す
るようにして形成してある。

【００３０】したがって、シリンダー穴２２に位置する
ピストン８３に対して、基体１０の第１連通口２８ある
いは第２連通口２９から高圧流体がシリンダー穴２２に
圧入されると、その高圧流体の圧力により、ピストン８
３が押され、進退軸８０全体が進退穴１２内部で移動す
ることとなるものである。また、進退本体８１には、カ
ムロ−ラ−８４を固定するためのロ−ラ−固定凹部８５
が設けてあり、このロ−ラ−固定凹部８５に固定された
カムロ−ラ−８４は、回転軸４０の波形溝カム４６にか
み合うように形成されている。

【００３１】なお、この実施例における流体圧を利用し
た回転装置において、回転部分には適宜ベアリング９０
が、また流体の遮断部分には適宜パッキン９１が固定さ
れているものである。次に本発明に係る流体圧を利用し
た回転装置の実際の作動を説明する前に、再び図１を参
照しながら、高圧流体の連通関係について説明する。

【００３２】バルブ側蓋１３の第１ポート２４に高圧流
体を圧入した場合には、この高圧流体はバルブ筒６０に
設けた固定穴６５からバルブ軸５０の第１連通穴５１に
達するものである。この第１連通穴５１に達した高圧流
体は、第１連通路５５を介してやがて一方のカム側軸連
通凹部５３及び他方の反カム側軸連通凹部５４とに達す
るものである。

【００３３】このように一方のカム側軸連通凹部５３及
び他方の反カム側軸連通凹部５４とに達した高圧流体
は、次いで一方のカム側軸連通凹部５３及び他方の反カ
ム側軸連通凹部５４とにかかっている貫通穴６３を介し
て、カム側筒連通凹部６１と反カム側筒連通凹部６２と
の各々に達することとなる。このように高圧流体が、カ
ム側筒連通凹部６１と反カム側筒連通凹部６２との各々
に達すると、このカム側筒連通凹部６１と反カム側筒連
通凹部６２との各々に位置している第１連通口２８ある
いは第２連通口２９からシリンダー穴２２に至るもので
ある。

【００３４】またこのように高圧流体がシリンダー穴２
２に入り、シリンダー穴２２中の進退軸８０のピストン
８３を押すと、この押された側の流体は第２連通口２９
あるいは第１連通口２８からカム側筒連通凹部６１と反
カム側筒連通凹部６２とに至り、更に貫通穴６３、他方
のカム側軸連通凹部５３及び一方の反カム側軸連通凹部
５４、第２連通路５６を介して第２連通穴５２に達し、
その後第２ポート２５から外部に排出されるものであ
る。

【００３５】次に図１及び図１２、図１３にしたがっ
て、本発明に係る流体圧を利用した回転装置の作動を説
明する。ここではこの第１ポート２４に高圧流体を圧入
することによって、この圧入された高圧流体がバルブ軸
５０の第１連通穴５１から一方のカム側軸連通凹部５３
及び他方の反カム側軸連通凹部５４に達することとな
る。

【００３６】この時この高圧流体は、一方のカム側軸連
通凹部５３及び他方の反カム側軸連通凹部５４に貫通穴
６３が連通しているならば、バルブ筒６０の一方のカム
側筒連通凹部６１と他方の反カム側筒連通凹部６２に至
ることとなる。ただここで、貫通穴６３が２つのカム側
軸連通凹部５３の間の閉止部あるいは２つの反カム側軸
連通凹部５４の間の閉止部に位置しているとするなら
ば、高圧流体が、バルブ筒６０のカム側筒連通凹部６１
あるいは反カム側筒連通凹部６２に達しないこととな
る。

【００３７】そこでまず、貫通穴６３が２つのカム側軸
連通凹部５３の間の閉止部あるいは２つの反カム側軸連
通凹部５４の間の閉止部に位置している場合から説明を
開始する。このような状態から、バルブ筒６０を一定角
度だけ回転させると、バルブ筒６０の貫通穴６３が、バ
ルブ軸５０に対して相対回転することとなり、やがてバ
ルブ軸５０のカム側軸連通凹部５３あるいは反カム側軸
連通凹部５４に貫通穴６３が位置することとなり、バル
ブ筒６０の一方のカム側筒連通凹部６１に連通する第１
連通口２８あるいは他方の反カム側筒連通凹部６２に連
通する第２連通口２９を介して連通している高圧流体が
シリンダー穴２２に入り、そのシリンダー穴２２の進退
軸８０をいずれかの方向に押すこととなる。

【００３８】このようにしてシリンダー穴２２に高圧流
体が圧入されて進退軸８０が押されると、押された進退
軸８０に設けたカムローラーが回転軸４０のカム軸４５
に設けた波形溝カム４６に入りながら移動することとな
るので、このカムローラーの移動に伴って波形溝カム４
６を設けたカム軸４５、すなわち回転軸４０が若干回転
することとなる。

【００３９】このように回転軸４０が回転すると、回転
軸４０の一部としてのバルブ軸５０も回転する。ただバ
ルブ軸５０の回転は、シリンダー穴２２に高圧流体が圧
入されることによって行なわれるために、逆にシリンダ
ー穴２２への高圧流体の圧入が停止されると、バルブ軸
５０、即ち回転軸４０の回転が停止することとなる。こ
こで前述したバルブ筒６０の回転を停止させると、バル
ブ軸５０は回転するものの、やがて回転を停止している
バルブ筒６０の貫通穴６３に、回転してきたバルブ軸５
０の２つのカム側軸連通凹部５３の間の閉止部あるいは
２つの反カム側軸連通凹部５４の間の閉止部が位置する
こととなる。このような状態になると、バルブ軸５０の
第１連通穴５１から一方のカム側軸連通凹部５３及び他
方の反カム側軸連通凹部５４にまでは達するものの、バ
ルブ筒６０のカム側筒連通凹部６１あるいは反カム側筒
連通凹部６２に達しないこととなり、バルブ軸５０が回
転しないこととなる。

【００４０】即ち、本発明にあっては、バルブ筒６０を
所定角度まで回転すると、その回転に従ってバルブ軸５
０、即ち回転軸４０が回転するものである。またバルブ
筒６０の回転を停止させると、その回転停止に従って、
バルブ軸５０、即ち回転軸４０も回転を停止するもので
ある。更に場合によっては、バルブ筒６０が停止した後
も、バルブ軸５０が慣性によって回転してしまうような
ことがある。ただこのような場合には、停止しているバ
ルブ筒６０に対してバルブ軸５０が、所定位置よりも回
転し過ぎてしまうので、その結果、回転を停止している
バルブ筒６０の貫通穴６３位置を、回転してきたバルブ
軸５０の一方のカム側軸連通凹部５３及び他方の反カム
側軸連通凹部５４位置が通り過ぎ、次いで２つのカム側
軸連通凹部５３の間の閉止部あるいは２つの反カム側軸
連通凹部５４の間の閉止部が通過し、更に他方のカム側
軸連通凹部５３及び一方の反カム側軸連通凹部５４位置
に達することとなる。

【００４１】するとバルブ筒６０の貫通穴６３に他方の
カム側軸連通凹部５３及び一方の反カム側軸連通凹部５
４が位置することとなるので、バルブ筒６０の他方のカ
ム側筒連通凹部６１に連通する第２連通口２９あるいは
一方の反カム側筒連通凹部６２に連通する第１連通口２
８を介して連通している高圧流体がシリンダー穴２２に
入り、そのシリンダー穴２２の進退軸８０を前述したと
逆方向に押し、回転軸４０を逆回転させることとなる。

【００４２】その結果、慣性等によって回転し過ぎた場
合には、逆回転を行い、結果として回転を停止している
バルブ筒６０の貫通穴６３に、回転してきたバルブ軸５
０の２つのカム側軸連通凹部５３の間の閉止部あるいは
２つの反カム側軸連通凹部５４の間の閉止部が位置する
場所で回転を停止することとなる。したがって本発明に
関わる流体圧を利用した回転装置においては、バルブ筒
６０の回転に従ってバルブ軸５０、即ち回転軸４０が回
転し、バルブ筒６０の回転停止によって、バルブ筒６０
との関係において定められた位置で回転軸４０が正確に
回転を停止することとなる。

【００４３】本発明に係る流体圧を利用した回転装置で
は、このようにして、バルブ筒６０が回転しているかぎ
りにおいては回転を継続するものである。またこのよう
な回転において、第１ポート２４に圧入する高圧流体
は、回転軸４０を回転させるための原動力であることか
ら、この圧入流体の圧力等を変化させることによって、
出力する回転トルクを自在に変更することができるもの
である。また回転数あるいは回転角に関してはバルブ筒
６０の回転数あるいは回転角バルブ筒６０の回転数等を
制御することによって、出力回転も制御できるものであ
る。

【００４４】したがって、実施例の様に、バルブ筒６０
をステッピングモータ７５で回転させると、回転数ある
いは回転角の制御が容易に行えるものである。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の内請求項
１に記載の発明は、ピストンを使用するものの、ピスト
ンの数を複数にして、移動方向を変更する際のエネルギ
ーのロスを減少させ、供給する空気に対しての変換効率
の向上を図ると共に、設定した回転角で正確に停止し、
かつピストンの押し込みにも復帰にも流体圧を用いるこ
とによって、回転トルクの向上をも図ったものである。

【００４６】更に本発明のうち、請求項２に記載の発明
は、バルブ筒の回転にステッピングモータを使用したの
で、回転数の制御が容易に行えるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体的な構造を示す断面図である。

【図２】基体の一部を示すものであって（イ）は一方側
の半側面図、（ロ）は断面図、（ハ）は他方側の半側面
図である。

【図３】基体の一部を示したものであり、（イ）は半側
面図、（ロ）は断面図である。

【図４】回転軸のうちカム軸の断面図である。

【図５】溝形波カムの展開図である。

【図６】回転軸のうちのバルブ軸の断面図である。

【図７】バルブ軸の形状を示すものであって、（イ）は
側面図、（ロ）は図６のＢ−Ｂ線断面図、（ハ）は図６
のＡ−Ａ線断面図である。

【図８】バルブ軸のカム側軸連通凹部あるいは反カム側
軸連通凹部の展開図である。

【図９】バルブ軸の一部切欠き正面図である。

【図１０】バルブ筒のＡ−Ａ線あるいはＢ−Ｂ線断面図
である。

【図１１】入力軸を示すものであって、（イ）は左側面
図、（ロ）は断面図、（ハ）は右側面図である。

【図１２】第１連通口付近の断面図である。

【図１３】第２連通口付近の断面図である。

【符号の説明】

１０ 基体 １１ 回転穴 １２ 進退穴 １３ バルブ
側蓋 １４ カム側蓋 １５ ボルト １６ バルブ側蓋穴 １７ カム側
蓋穴 １８ クッション ２０ バルブ
側基体 ２１ バルブ穴 ２２ シリン
ダー穴 ２３ 連結穴 ２４ 第１ポ
ート ２５ 第２ポート ２６ 連路 ２７ ねじ穴 ２８ 第１連
通口 ２９ 第２連通口 ３０ カム側
基体 ３１ カム穴 ３２ ローラ
ー穴 ３３ 連結部 ４０ 回転軸 ４５ カム軸 ４６ 波形溝
カム ４７ 角突片 ４８ 出力軸 ５０ バルブ軸 ５１ 第１連
通穴 ５２ 第２連通穴 ５３ カム側
軸連通凹部 ５４ 反カム側軸連通凹部 ５５ 第１連
通路 ５６ 第２連通路 ５７ 嵌合切
欠き ５８ 閉止部 ６０ バルブ
筒 ６１ カム側筒連通凹部 ６２ 反カム
側筒連通凹部 ６３ 貫通穴 ６４ 連通切
欠き ６５ 固定穴 ７０ 入力軸 ７１ 固定貫通穴 ７２ ピン ７５ ステッピングモータ ８０ 進退軸 ８１ 進退本体 ８２ 止めね
じ ８３ ピストン ８４ カムロ
ーラー ８５ ローラー固定凹部 ９０ ベアリ
ング ９１ パッキン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単一の回転穴とこの回転穴を囲むように複
   数設けられた進退穴とを設けた基体と、この基体の回転
   穴に各々独立して回転自在に支持される回転軸及びバル
   ブ筒と、基体の複数の進退穴に各々進退自在に支持され
   る進退軸とから形成し、回転軸を、規則性を有するカム
   曲線を有する波形溝カムを外表面に有するカム軸と、カ
   ム軸と同一回転を行ない、かつ内部に圧力流体の流路を
   設けたバルブ軸とから形成すると共に、バルブ筒を、圧
   力流体の流れを制御するためにバルブ軸に緩装させると
   共に、外部の回転手段によって回転可能に設け、回転穴
   を、回転軸のカム軸が位置するカム穴と、回転軸のバル
   ブ筒が位置するバルブ穴とから形成し、進退軸を、ピス
   トンと、回転軸の波形溝カムに倣って進退軸の移動に伴
   って回転軸を回転させるためのカムローラーとから形成
   すると共に、進退穴を、進退軸のピストンが気密的に移
   動するシリンダー穴と、カムローラーが位置するローラ
   ー穴とから形成し、基体には、第１ポートと第２ポート
   とを設け、更にはバルブ軸には、一方のポートに連通さ
   せた第１連通穴と他方のポートに連通させた第２連通穴
   とをバルブ軸の軸心に平行で、かつ互いに逆方向から貫
   通しないように穿設すると共に、カム軸側と反カム軸側
   との周面に周面の半周以下で、かつ同一周面上に２つの
   カム側軸連通凹部と２つの反カム側軸連通凹部とを設
   け、第１連通穴と一方のカム側軸連通凹部及び他方の反
   カム側軸連通凹部とを連通させ、第２連通穴と他方のカ
   ム側軸連通凹部及び一方の反カム側軸連通凹部とを連通
   させて形成し、バルブ筒には、バルブ筒をバルブ軸に緩
   装させた際に、バルブ軸のカム側軸連通凹部と反カム側
   軸連通凹部とに重なるように、カム軸側と反カム軸側と
   の周面に周面の半周以下で、かつ同一周面上に２つのカ
   ム側筒連通凹部と２つの反カム側筒連通凹部とを設ける
   と共に、２つのカム側筒連通凹部と２つの反カム側筒連
   通凹部との各々に、２つのカム側軸連通凹部の間の閉止
   部の距離あるいは２つの反カム側軸連通凹部の間の閉止
   部の距離よりも小径の貫通穴をバルブ筒を貫通するよう
   に設け、基体のシリンダー穴には、バルブ筒のカム側筒
   連通凹部とシリンダー穴とを連通させる第１連通口及び
   反カム側筒連通凹部とシリンダー穴とを連通させる第２
   連通口を設け、更には第１ポートあるいは第２ポートの
   一方に高圧流体を圧入し、他方から排出するように形成
   したことを特徴とする流体圧を利用した回転装置。
2. 【請求項２】バルブ筒を、ステッピングモータで回転可
   能に形成した請求項１記載の空気圧を利用した回転装
   置。