JPH061354Y2 - 揺動アクチユエータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、作動流体の圧力の作用によって駆動軸を一定
角度回転させることにより、その駆動軸に一体的に固着
したカッタ等の被駆動部材を揺動させるようにした揺動
アクチュエータに関する。

従来の技術及び考案が解決しようとする問題点例えば糸
やシートの切断を自動的に行う場合には、鋏形のカッタ
ーの一方の切刃を駆動軸に固着してこの駆動軸を一定角
度回転させることによりその切刃を揺動させて糸やシー
トを切断する装置が用いられるが、このように駆動軸の
回転によってカッタ等の被駆動部材を一定角度揺動させ
る装置において、流体の圧力を利用して駆動軸を回転駆
動する揺動アクチュエータの一つとして、従来、特開昭
５５−７８８０６号公報に開示されているものがある。

この揺動アクチュエータは、駆動軸に固着されたベーン
をケーシング内に収容してその中空内をベーンにより２
部屋に仕切り、一方の部屋への空気の供給と他方の部屋
からの空気の排出とを行うことによってベーンをケーシ
ングの内周面に摺接させつつ揺動させ、このベーンの揺
動により駆動軸を一定角度回転駆動するようになってい
るが、このように空気圧を作用させる空間をベーンで仕
切る構造をなすことにより、ベーンの外周縁にケーシン
グの内周との間の気密性を保つためのシール部材を装着
する必要が生じて、このシール部材とケーシングの内周
面との間に摺動摩擦が生じるのは避けられず、このた
め、摩擦抵抗によって応答性の低下と駆動速度の低下を
来すばかりでなく、シール部材は摩耗を生じ易いことか
ら耐久性が低いという欠点があった。

問題点を解決するための手段 本考案の揺動アクチュエータは、上記問題点を解決する
ための手段として、基体に、作動流体供給源に接続され
る噴出口を先端面に形成してなるノズルヘッドを突出さ
せて固定するとともに、カッタ等の被駆動部材が一体的
に固着される駆動軸を回転自由に支持し、その駆動軸
に、ノズルヘッドの噴出口と対応して開口する受圧凹部
を突出端に形成してなる揺動体を一体的に固着し、常に
は、復帰用ばねの付勢により受圧凹部内にノズルヘッド
の先端部が僅かな隙間を保ちつつ擦れ合わずに挿入して
噴出口が閉塞される待機姿勢に揺動体を保持し、噴出口
から受圧凹部内に作用する作動流体の噴出圧力により、
待機姿勢の揺動体に復帰用ばねの付勢に抗して揺動する
方向の回転力を付与する構成とした。

なお、上記構成において、基体に形成した収容空間内
に、ノズルヘッドの突出端を臨ませるとともに揺動体を
収容し、基体に、揺動体の受圧凹部と反対側の面が当接
することによりその揺動体の復帰用ばねの付勢に抗する
方向の揺動を阻止するストッパを設け、そのストッパの
揺動体が当接する面に、収容空間を基体の外部と連通さ
せる連通孔を形成するようにしてもよい。

考案の作用及び効果 本考案は上記構成になり、揺動体が待機姿勢にある状態
において高圧の作動流体を供給すると、噴出口において
受圧凹部側に作用する流体の圧力が上昇することにより
揺動体が揺動を開始して、受圧凹部による噴出口の閉塞
が解除されることにより噴出口から受圧凹部内に高圧の
作動流体が噴出し、このとき、ノズルヘッドの外周面と
受圧凹部の内周面との間の隙間が僅かであって作動流体
の漏れをほとんど生じないことから、受圧凹部内の圧力
が急激に上昇して揺動体に回転力が付与され、この揺動
体とともに駆動軸が復帰用ばねの付勢に抗して回転する
ことによって被駆動部材が所定の角度揺動し、この後、
作動流体の噴出が停止すると、復帰用ばねの付勢によっ
て揺動体が待機姿勢に復帰するとともに駆動軸が逆方向
に回転して被駆動部材が元姿勢に復帰するのであって、
流体圧が作用する空間を構成して相対移動する受圧凹部
とノズルヘッドとの間にはシール部材が装着されず、作
動時に両者の間で擦れ合いが生じることがないから、従
来のようにシール部材の摩耗による作動不良を生じる恐
れがなくなって耐久性に優れるとともに、摩擦抵抗の発
生が回避されて高い応答性と高速駆動を実現できる効果
がある。

なお、実用新案登録請求の範囲第２項記載の構成とした
場合には、噴出する作動流体の圧力によって揺動した揺
動体は、ストッパに当接することによって揺動を停止
し、その後、復帰用ばねの付勢により元姿勢に復帰す
る。揺動体の揺動に察しては、揺動体がストッパに接近
するほど、揺動体の受圧凹部に作用する作動流体の噴出
圧力が弱くなるとともに復帰用ばねの揺動体を復帰させ
る付勢力が大きくなる。しかしながら、ノズルヘッドか
ら収容空間内に噴出した高圧の作動流体は、ストッパの
連通孔を通ることによって基体の外部に流出することか
ら、収容空間内のストッパの近接においては連通孔内に
流れ込む流速の大きい低圧の流れが生じており、この流
れにより、揺動体はストッパ側に寄せられることとなっ
て回転力を付与されるため、揺動体の回転速度の低下を
防止し、高速駆動を維持することができる。

実施例 本考案の第１実施例の揺動アクチュエータＡを第１図及
び第２図に基づいて説明する。

図において、１は、内部に形成した収容空間２が開口す
る一側面を閉塞側板３によって閉塞した方形の基体であ
って、基体１の上面から収容空間２内に達する取付孔４
には、一端が開閉弁機構付きの加圧空気供給源に接続さ
れた図示しないホースの他端が接続されるポート６を上
端面に形成してなるノズルヘッド５が、その円形の下端
部５aを収容空間２内に下向きに突出させた状態で固定
されており、このノズルヘッド５の下端面には、供給孔
７を介してポート６と連通する噴出口８が下向きに形成
されている。

基体１には、その収容空間２内を水平方向に貫く駆動軸
１０が図示しない軸受により回転のみを自由に支持され
ていて、この駆動軸１０の基体１の外部に突出した一端
部に、鋏形をなすカッタ等の図示しない被駆動部材が一
体的に回転するように取り付けられるようになってい
る。

駆動軸１０の収容空間２内に臨む位置には、略水平方向
に突出してノズルヘッド５の下方へ延びる腕部１２を形
成した揺動体１１が外嵌されて、ボルト１３の締付けに
より駆動軸１０と一体的に回転するように固定されてお
り、その腕部１２の先端の上面には、内径寸法がノズル
ヘッド５の下端部５aの外形寸法よりも僅かに大きい円
筒状壁１４を突成することにより、ノズルヘッド５と対
応して上向きに開口する受圧凹部１５が形成されてい
る。受圧凹部１５の内底面にはゴム製のクッション兼用
のシール板１６が嵌着されて固定ピン１８により固定さ
れているとともに、腕部１２の下面にはゴム製のクッシ
ョン板１７が同じく固定ピン１８によって固着されてい
る。

ノズルヘッド５の下方の少し駆動軸１０寄りの位置に
は、揺動体１１のクッション板１７の下面と対応する上
端面の突当部２１を斜めに向けた円形のストッパ２０
が、その外周の雄ねじ２２を基体１の下面から収容空間
２内に達する取付孔２３の雌ねじ２４に螺合することに
より、軸方向における収容空間２内への突出長さの調節
を可能に装着されている。

また、揺動体１１のクッション板１７の下面周縁に形成
した係止段部とストッパ２０の外周に形成した係止段部
との間には復帰用圧縮コイルばね２５が装着されてい
て、この復帰用圧縮コイルばね２５の弾拡力により、揺
動体１１にはその受圧凹部１５が上方へ移動する方向へ
の回転力が付与されている。

本第１実施例の揺動アクチュエータＡは上記構成にな
り、常には、第１図に示すように、復帰用圧縮コイルば
ね２５の弾拡力によって、揺動体１１が、その受圧凹部
１５内にノズルヘッド５の下端部５aを挿入させてシー
ル板１６の上面にノズルヘッド５の下端面を密着させて
噴出口８を閉塞する待機状態に保持され、かかる待機状
態においては、ノズルヘッド５の外周面と受圧凹部１５
の内周面との間には僅かな隙間Ｓが空いている。

この待機状態において、ノズルヘッド５に高圧の加圧空
気を極く短い時間だけ供給すると、その噴出口８を閉塞
するシール板１６に作用する圧力により受圧凹部１５が
下動して、加圧空気が受圧凹部１５とノズルヘッド５と
の間に形成された受圧空間内に噴出し、このとき、この
受圧空間内と外部とを連通する隙間Ｓが極く狭くて加圧
空気がほとんど外部に漏れることがないため、受圧空間
内の圧力が急激に上昇し、これにより、揺動体１１がそ
の腕部１２を下動させる反時計方向の大きな回転力を付
与されて揺動するとともに、駆動軸１０が揺動体１１と
一体になって回転するのであって、このときに、ノズル
ヘッド５の外周面と受圧凹部１５の内周面とは隙間Ｓが
保たれていて接触せず、両面の間に摺動摩擦抵抗が生じ
ることがないため、駆動軸１０は加圧空気の供給後に速
やかに回転を開始し、また、その回転速度は極めて高
い。

この後、揺動体１１の揺動が進んで受圧凹部１５がノズ
ルヘッド５の下端部５aから外れると、受圧凹部１５内
に作用していた高圧の加圧空気がその上面の開口から収
容空間２に放出されて、基体１の閉塞側板３に形成した
排気口２６から外部に放出され、これと同時に、加圧空
気の供給が停止する。加圧空気の供給停止のために回転
力の作用が解除された揺動体１１は、その貫性力によっ
て反時計方向への揺動を続けて、第２図に示すように、
腕部１２の下面のクッション板１７がストッパ２０の突
当部２１に当接したところで揺動を阻止され、この後
は、復帰用圧縮コイルばね２５の弾拡力によって第１図
に示す待機状態に速やかに復帰する。

上記のように、揺動体１１の揺動運動はその往復両方向
において揺動速度が速いから、駆動軸１０に固着される
被駆動部材を高速度で揺動運動させることができる。

また、加圧空気は、揺動体１１が作動する間供給され続
けるのではなくて作動初期の極く短い時間に瞬間的に噴
出するだけであり、しかも、復帰時には供給する必要が
ないから、消費量が少なくて済む。

さらに、加圧空気供給源とノズルヘッド５との間の加圧
空気の流路においては、加圧空気がノズルヘッド５側へ
向かう方向に供給されるだけであって、ノズルヘッド５
側から排出される空気を通すことはないから、供給と排
気を切り換えるための切換弁機構が不要となっている。

なお、本実施例においては、受圧凹部１５の内周の揺動
中心に近い側の部分１５aを切除することによって、ノ
ズルヘッド５の下端部５aと干渉するのを回避するよう
になっている。

また、受圧凹部１５内にクッション兼用のシール板１６
を設けたことによって、揺動体１１の復帰時にノズルヘ
ッド５との衝突によって異音が発生するのが防止されて
いる。

次に、本考案の第２実施例を第３図に基づいて説明す
る。

本第２実施例の揺動アクチュエータＢは、基体３１の収
容空間３２内に設けた駆動軸１０、揺動体１１、その受
圧凹部１５、ストッパ２０及び復帰用圧縮コイルばね２
５については前述の第１実施例の揺動アクチュエータＡ
と同じ構造をなしており、基体３１の上面に開口する取
付空間３３には、上端面に弁口３５の形成されたノズル
ヘッド３６が、その噴出口３４を形成した下端部３６a
を収容空間３２内に下向きに突出させて固定されている
とともに、プランジャ３８の下端部に固着した弁体３９
をノズルヘッド３６の弁口３５に対応させたソレノイド
４０が、取付空間３３の上面の開口を気密に閉塞するこ
とによって弁室４１を構成した状態で固定されており、
常には、圧縮コイルばね３７の付勢により下動した弁体
３９によって弁口３５が閉塞されて噴出口３４と弁室４
１が遮断された閉弁状態に保持されているとともに、ソ
レノイド４０の励磁によりプランジャ３８が上動して弁
口３５を開放する開弁状態になると噴出口３４が弁室４
１に連通するようになっている。また、基体３１には、
その側面上部に開口するポート４５から弁室４１に達す
る供給孔４６が形成されていて、ポート４５には図示し
ない加圧空気基体源がホースを介して接続されるように
なっている。

本第２実施例の揺動アクチュエータＢは、ソレノイド４
０の極く短い時間の励磁により弁口３５が開放して噴出
口３４から加圧空気が瞬間的に噴出すると、第１実施例
と同様の作用により揺動体１１が揺動して駆動軸１０が
一定角度回転するのであって、加圧空気の噴出口３４へ
の供給とその停止を制御するための開閉弁機構が噴出口
３４の近くに設けられているから、噴出口８から離れた
加圧空気供給源において弁を開閉する第１実施例の揺動
アクチュエータＡよりも応答性がさらに優れているとと
もに、加圧空気の消費量がさらに少なくなっている。

次に、本考案の第３実施例を第４図に基づいて説明す
る。

本第３実施例の揺動アクチュエータＣは、基体３１の取
付孔２３に螺着されるストッパ５０と、収容空間３２を
外部から隔絶するための閉塞側板５３とを除いて前述の
第２実施例の揺動アクチュエータＢと同じ構造になるも
のである。

ストッパ５０は、その収容空間３２内に臨む上端面と取
付孔２３内に臨む下端面とに開口する連通孔５１を形成
したものであって、この連通孔５１により、収容空間３
２と基体３１の外部とが互いに連通している。

また、閉塞側板５３は、第２実施例の揺動体アクチュエ
ータＢの閉塞側板３に形成された排気口２６よりも開口
面積の小さい排気口５４を形成したものである。

続いて、本第３実施例の作動を説明する。

ソレノイド４０の極く短時間の励磁によってノズルヘッ
ド３６の噴出口３４から噴出する高圧の加圧空気により
揺動体１１が揺動を始めると、揺動体１１がノズルヘッ
ド３６から離れてストッパ５０の接近するのにともな
い、揺動体１１の受圧凹部１５に作用する加圧空気の噴
出力によって揺動体１１に付与される回転力が低下して
いくとともに、復帰用圧縮コイルばね２５の付勢によっ
て揺動体１１に作用する復帰力が増していく。

一方、噴出した加圧空気は、一旦揺動体１１の受圧凹部
１５内に吹き付けられてから収容空間３２内に充満し、
その加圧空気の極く少量は閉塞側板５３の排気口５４か
ら流出するが、大部分はストッパ５０の連通孔５１及び
基体３１の取付孔２３を通って基体３１の外部に放出さ
れるため、ストッパ５０の上端面の連通孔５１の開口近
傍においては、収容空間３２から連通孔５１内に流れ込
む方向の流速が大きくて圧力の低い加圧空気の流れが生
じる。この流れによって揺動体１１はストッパ５０側へ
吸い寄せられることとなるため、揺動体１１にはストッ
パ５０に接近する方向の回転力が付与される。

したがって、揺動体１１は、ストッパ５０に接近して
も、回転力の低下を来すことがなく、高い回転速度を維
持しながら揺動するのであって、この後、ストッパ５０
に当接することによって揺動を停止する。

また、揺動体１１がストッパ５０に当接したときに、ス
トッパ５０の連通孔５１の開口は揺動体１１の下面のク
ッション１７によって閉塞されるのであるが、ソレノイ
ド４０の極く短時間の励磁が解除されていて加圧空気の
噴出は停止しており、収容空間３２内の高圧の空気は閉
塞側板５３の排気口５４を通って基体３１の外部に放出
されるため、収容空間３２内が高圧のままになることに
よって揺動体１１が連通孔５１を閉塞する姿勢に保持さ
れるということはない。したがって、ストッパ５０に当
接した揺動体１１は、復帰用圧縮コイルばね２５の付勢
により、直ちにノズルヘッド３６に当接する待機姿勢に
復帰する。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本考案の実施例を示し、第１図及び第２図は
第１実施例の作動状態をあらわす断面図であり、第３図
は第２実施例の一部切欠側面図であり、第４図は第３実
施例の一部切欠側面図である。 Ａ、Ｂ、Ｃ：揺動アクチュエータ １、３１：基体
５、３６：ノズルヘッド ８、３４：噴出口 １０：駆
動軸 １１：揺動体 １５：受圧凹部 ２５：復帰用圧
縮コイルばね ３２：収容空間 ５０：ストッパ ５
１：連通孔

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】基体に、作動流体供給源に接続される噴出
   口を先端面に形成してなるノズルヘッドを突出させて固
   定するとともに、カッタ等の被駆動部材が一体的に固着
   される駆動軸を回転自在に支持し、該駆動軸に、前記ノ
   ズルヘッドの前記噴出口と対応して開口する受圧凹部を
   突出端に形成してなる揺動体を一体的に固着し、常に
   は、復帰用ばねの付勢により前記受圧凹部内に前記ノズ
   ルヘッドの先端部が僅かな隙間を保ちつつ擦れ合わずに
   挿入して前記噴出口が閉塞される待機姿勢に前記揺動体
   を保持し、前記噴出口から前記受圧凹部内に作用する作
   動流体の噴出圧力により、待機姿勢の前記揺動体に前記
   復帰用ばねの付勢に抗して揺動する方向の回転力を付与
   する構成としたことを特徴とする揺動アクチュエータ
2. 【請求項２】前記基体に形成した収容空間内に、前記ノ
   ズルヘッドの突出端を臨ませるとともに前記揺動体を収
   容し、前記基体に、前記揺動体の前記受圧凹部と反対側
   の面が当接することにより該揺動体の前記復帰用ばねの
   付勢に抗する方向の揺動を阻止するストッパを設け、該
   ストッパの前記揺動体が当接する面に、前記収容空間を
   前記基体の外部と連通させる連通孔を形成したことを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の揺動アク
   チュエータ