JPH0776562B2 - ３位置ロータリアクチュエータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流体圧利用の産業機械に使用する３位置ロー
タリアクチュエータに関するものであり、更に詳しく
は、コンベアで搬送されるワークを左右に振り分けるの
に好適な３位置ロータリアクチュエータに関するもので
ある。

［従来の技術］ 第６図に示すように、コンベヤ１で搬送されるワーク２
を左右のコンベヤ3,4に振り分ける場合に、ワークを振
り分けるための担持体５を３位置ロータリアクチュエー
タ６により駆動し、揺動中立位置で受けたワーク２をそ
の種類等に応じて左右のコンベヤ3,4に振り分けると、
装置を簡略化することができる。

このような目的のために、３位置に停止できるロータリ
ユニットが、特開昭63−043008号公報によって提案され
ている。

しかしながら、上記既提案のロータリユニットは、揺動
軸が揺動させる主ピストンと該主ピストンを中間位置に
停止させるための中間ピストンがそれぞれ２位置をとる
ために、実質的に４位置に等しく、したがって、これら
のピストンを駆動する２個の電磁弁が必要で信号が複雑
になり、また、構造的にも複雑であるために強度が劣る
という問題もある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の技術的課題は、ロータリアクチュエータ部の揺
動体を一対のセンタリングピストンによって揺動中立位
置に挟持するようにし、しかもそれらを駆動するための
圧力流体の流路を簡略化することにより、簡単な方向切
換弁によって簡単に制御可能とした構造的にも簡単な３
位置ロータリアクチュエータを提供することにある。

本発明の他の技術的課題は、揺動中立位置を介して揺動
体をいずれか一方の側に駆動する際、その揺動中立位置
において、揺動体の加圧側の圧力室に常に圧力流体が供
給された状態とし、反対側の圧力室の圧力流体を排出す
るだけで揺動体を応答よく動作させることができる３位
置ロータリアクチュエータを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明の３位置ロータリアク
チュエータは、揺動体の両側の一対の圧力室に給排する
圧力流体により回転揺動するロータリアクチュエータ部
と、該ロータリアクチュエータ部を揺動中立位置に停止
させるための一対のセンタリング部と、上記ロータリア
クチュテータ部及び一対のセンタリング部に圧力流体を
給排する方向切換弁とを備えた３位置ロータリアクチュ
エータにおいて、上記一対のセンタリング部に、上記ロ
ータリアクチュエータ部の揺動体を挟持してそれを揺動
中立位置に保持するためのプッシュロッドを有するセン
タリングピストンと、該ピストンにより区画されて上記
プッシュロッドによる揺動体挟持位置に該センタリング
ピストンを移動させるセンタリング圧力室とを備え、上
記方向切換弁を、揺動体の両側における圧力室のポート
とセンタリング圧力室のポートをそれぞれまとめて接続
する出力口を有し、それぞれの出力口に圧力流体を供給
する切換位置及び両出力口に圧力流体を供給する中立切
換位置を備えるものとしたしたことを特徴とするもので
ある。

［作 用］ 方向切換弁が中立切換位置にあるときは、ロータリアク
チュエータ部の揺動体が一対のセンタリングピストンで
挟持されて、揺動中立位置に停止している。

方向切換弁を中立切換位置から他の位置に切換えると、
一方の圧力室及びセンタリング圧力室の圧力流体が給排
されてロータリアクチュエータ部が揺動中立位置から左
右いずれかの方向に回転揺動し、方向切換弁を中立切換
位置に切換えると、再び揺動中立位置に停止する。

したがって、方向切換弁によってロータリアクチュエー
タを３位置に停止させることができる。

その場合に、ロータリアクチュエータ部の揺動体を一対
のセンタリングピストンによって揺動中立位置に挟持す
るようにし、しかもそれらを駆動するための圧力流体の
流路をポートの数に比して簡略化しているので、簡単な
方向切換弁によって簡単に制御可能とした構造的にも簡
単な３位置ロータリアクチュエータを得ることができ
る。

また、揺動中立位置を介して揺動体をいずれか一方の側
に駆動する際、その揺動中立位置において、揺動体の加
圧側の圧力室に常に圧力流体が供給された状態とし、反
対側の圧力室の圧力流体を排出するだけで揺動体を駆動
できるため、簡単な構成でありながら揺動体を応答よく
動作させることができる。

［実施例］ 第１図は本発明の第１実施例を示し、この３位置ロータ
リアクチュエータは、ロータリアクチュエータ部11、そ
の両端の一対のセンタリング部12A,12B、及びこれらに
圧力流体を給排する方向切換弁13を備えている。

概略的に示す上記ロータリアクチュエータ部11のシリン
ダ15は、中心部分に回転自在に支持された揺動軸17を備
えると共に、該揺動軸17のピニオン16と噛合するラック
18の両端にピストン19a,19bを設けることによって形成
した揺動体を該シリンダ15に嵌挿し、ピストン19a,19b
の両側に圧力室20a,20bを区画形成している。

センタリング部12A,12Bのシリンダ23a,23bは、上記圧力
室20a,20bの隔壁を介して上記シリンダ15の両側に設置
され、シリンダ23a,23b内を摺動するセンタリングピス
トン24a,24bによって該ピストンの外端面側にセンタリ
ング圧力室25a,25bを区画形成し、センタリングピスト
ン24a,24bに螺着したプッシュロッド26a,26bは、上記隔
壁を気密に貫通して前記圧力室20a,20bに延出させ、そ
の先端を、センタリングピストン24a,24bに付勢力を作
用させるセンタリングスプリング27a,27bによって、ピ
ストン19a,19bに当接する方向に付勢されている。この
場合に、圧力室20a,20b側に突出させた両プッシュロッ
ド26a,26bは、ラック18の両端にピストン19a,19bを設け
た上記揺動体が揺動中立位置にある状態において、それ
らの先端が両ピストン19a,19bに当接するように形成し
たものである。なお、図においては左右のプッシュロッ
ド26a,26bの圧力室20a,20bへの突出長さl,Lが等しい
が、いずれか一方を他方より長くしてもよい。

また、上記シリンダ15,23a,23bには、圧力室20a,20bと
センタリング圧力室25a,25bに圧力流体を給排するポー
ト28a,28bと28c,28dを開設し、それらに圧力流体を給排
する方向切換弁の構成を簡単化するため、一方の圧力室
20aとそれに連設したセンタリング圧力室25aにおけるポ
ート28a,28cに接続する配管をまとめて一本化し、さら
に他方の圧力室20bとセンタリング圧力室25bにおけるポ
ート28b,28dに接続する配管をまとめて１本化し、それ
らを前記方向切換弁13の一対の出力口に接続している。
したがって、上記上記シリンダ15,23a,23bが四つのポー
ト28a〜28dを持ちながら、上記方向切換弁13は３位置方
向切換弁として構成することが可能になる。

プレッシャセンタ形３位置方向切換弁として構成された
上記方向切換弁13は、中立切換位置において全てのポー
ト28a〜28dに圧力流体を供給し、一方のソレノイド13a
の励磁により、配管が一つにまとめられたポート28aと2
8cを圧力供給状態のままとしながら、同じく配管が一つ
にまとめられたポート28bと28dを外部に連通させ、他方
のソレノイド13bの励磁により、同様にポート28bと28d
を圧力供給状態としながら他のポート28aと28cを外部に
連通させるようにしている。

次に上記第１実施例の動作を述べる。

第１図は、方向切換弁13が中立切換位置にあって、圧力
室20a,20b及び25a,25bに圧力流体が供給された状態を示
し、圧力室20a,20bにおける流体圧の作用力が等しいの
で、ラック18は、プッシュロッド26a,26bによって、セ
ンタリング部12Aにおけるセンタリング圧力室25aの流体
圧の作用力とセンタリングスプリング27aの付勢力の和
と、センタリング部12Bにおける同様の力の和とが等し
い揺動中立位置に挟持されている。

この状態において、ソレノイド13aを励磁すると、圧力
室20b,25bの流体が外部に排出されるので、ラック18は
圧力室20aの流体圧により図においてストロークＬだけ
左動して揺動軸17が回動し、ソレノイド13bを励磁する
と、圧力室20bの流体圧により図においてストロークｌ
だけ右動して揺動軸17が反対方向に回動し、いずれの場
合もソレノイドの励磁を解除すると、全圧力室20a,20b
及び25a,25bに圧力流体が供給された状態に戻り、プッ
シュロッド26a,26bに挟持されて揺動中立位置に停止す
る。

したがって、３位置方向切換弁13におけるソレノイド13
a,13bの励磁及び励磁解除により揺動体を駆動し、揺動
軸17を揺動中立位置を中心として左右に回転揺動させる
ことができ、この場合に、ポート28aと28c及びポート28
bと28dの配管をそれぞれまとめて方向切換弁に接続して
いるため、ポートの数に比して方向切換弁の構成を簡単
化できるばかりでなく、その制御のための機構が簡単に
なり、しかも、揺動中立位置を介して揺動体をいずれか
一方の側に揺動する際、その揺動中立位置において、加
圧側の圧力室20aまたは20bには常に圧力流体が供給され
た状態にあり、ソレノイド13a,13bの励磁により一方の
側のポート28aと28cあるいはポート28bと28dから排気さ
せるだけであるため、揺動体を応答よく動作させること
ができる。

第２図は本発明の第２実施例を示し、この３位置ロータ
リアクチュエータは、第１実施例のロータリアクチュエ
ータ部と同一の構成を備えたロータリアクチュエータ部
（図示省略）と、一対のセンタリング部30,30（一方の
み図示）とを備え、ロータリアクチュエータ部のシリン
ダチューブ31に対し、センタリング部30のシリンダ32、
両シリンダ間の隔壁33及びエンドカバー34が一体に組付
けられている。

シリンダ32内を摺動するセンタリングピストン35は、エ
ンドカバー34側のセンタリング圧力室36に縮設したセン
タリングスプリング37によって、隔壁33側に向けて付勢
され、センタリングピストン35に固定したプッシュロッ
ド38は、隔壁33を気密に貫通してロータリアクチュエー
タ部の圧力室39に延出している。そして、上記圧力室36
と圧力室39は、プッシュロッド38の軸方向に形設した通
路38aによって連通させている。そのため、エンドカバ
ー34に開設したポート40から圧力室36と圧力室39に圧力
流体を給排することができる。

第２実施例における他のセンタリング部は、上記センタ
リング部30と鏡像の関係を備えている。また、第２実施
例のその他の構成及び作用は第１実施例と同じであるか
ら、詳細な説明は省略する。

第３図及び第４図は、本発明の第３実施例を示し、この
３位置ロータリアクチュエータは、ベーン形のロータリ
アクチュエータ部43とセンタリング部44A,44Bを備えて
いる。

上記センタリング部44A,44Bのボディ45は、センタリン
グピストン47a,47bが摺動するセンタリング圧力室46a,4
6bと、ベーン形ロータリアクチュエータの揺動軸43aの
周囲の凹部45aを備え、これらはカバー48a,48b,48cによ
って閉鎖されている。

上記センタリングピストン47a,47bは、凹部45a内に延出
する摺動可能なプッシュロッド49a,49bを備え、センタ
リングスプリング50a,50bの付勢力によってカバー48a,4
8b側に付勢され、センタリング圧力室46a,46bとロータ
リアクチュエータ部43の圧力室（図示省略）は、ボディ
45に形設した通路52a,52bにより連通させている。ま
た、ロータリアクチュエータと共に揺動体を形成させる
ために揺動軸43aにねじ止めされたストップブロック54
は、接着剤、ろう付け等によって固着された径方向のス
トッパ55を備えている。

上記第３実施例では、プレッシャセンタ形３位置方向切
換弁により、カバー48a,48bに開設したポート56a,56bを
通してセンタリング圧力室46a,46b及びベーン形アクチ
ュエータの圧力室に圧力流体を供給すると、プッシュロ
ッド49a,49bがストッパ55を挟持して揺動軸43aを揺動中
立位置に停止させ、方向切換弁の動作によりセンタリン
グ圧力室46a,46b及び圧力室のいずれか一方の圧力流体
を排出すると、排出側のセンタリングピストンがセンタ
リングスプリングの付勢力により摺動してストッパ55の
挟持を解放し、揺動軸43aがその方向に回動する。

第５図は本発明の第４実施例を示し、この３位置ロータ
リアクチュエータは、ロータリアクチュエータ部61とセ
ンタリング部62A,62Bを備えている。

上記ロータリアクチュエータ部61は、ボディ64に互いに
平行に設置した一対のシリンダと、そのシリンダ内を摺
動するラックを形設したピストン65a,65bとによって構
成される揺動体を備え、また上記ラックに噛合するピニ
オンを有する揺動軸66を備えている。そして、ピストン
65a,65bによって区画された圧力室67aと68b及び圧力室6
8aと67bは、図示を省略している通路によって連通させ
ている。

センタリング部62A,62Bは、ロータリアクチュエータ部6
1のシリンダの軸線上に形設したシリンダ内を摺動する
センタリングピストン70a,70bと、センタリング圧力室7
1a,71bに縮設したセンタリングスプリング72a,72bとを
備え、センタリングピストン70a,70bと一体のプッシュ
ロッド73a,73bを圧力室67a,68aに延出させ、圧力室71a,
71bと圧力室67a,68aは、ピストンとプッシュロッドに形
設した軸方向の通路74a,74bによって連通させている。

第５図中の符号76a,76bはセンタリング圧力室71a,71bに
圧力流体を給排するポート、77a,77bはピストン65a,65b
のストッパである。

第４実施例の他の構成及び作用は、圧力流体の給排によ
り一対のピストン65a,65bが摺動する以外は第１実施例
と同じであるから、詳細な説明は省略する。

［発明の効果］ 本発明の３位置ロータリアクチュエータによれば、ロー
タリアクチュエータ部の揺動体を一対のセンタリングピ
ストンによって摺動中立位置に挟持するようにし、しか
もそれらを駆動するための圧力流体の流路を簡略化する
ことにより、簡単な方向切換弁によって簡単に制御可能
とした構造的にも簡単な３位置ロータリアクチュエータ
を提供することができる。また、揺動中立位置を介して
揺動体をいずれか一方の側に駆動する際、その揺動中立
位置において、揺動体の加圧側の圧力室に常に圧力流体
が供給された状態とし、反対側の圧力室の圧力流体を排
出するだけであるため、揺動体を応答よく動作させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の縦断面図、第２図は第２
実施例の要部を示す縦断面図、第３図は第３実施例の要
部を示す縦断面図、第４図は第３図のＡ−Ａ断面図、第
５図は第４実施例の横断面図、第６図は本発明の使用態
様の一例を示す平面図である。 11,43,61……ロータリアクチュエータ部、 12A,12B,30,44A,44B,62A,62B……センタリング部、 13……方向切換弁、 20a,20b,39,67a,67b,68a,68b……圧力室、 24a,24b,35,47a,47b,70a,70b……センタリングピスト
ン、 25a,25b,36,46a,46b,71a,71b……センタリング圧力室、 38a,52a,52b,74a,74b……通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】揺動体の両側の一対の圧力室に給排する圧
   力流体により回転揺動するロータリアクチュエータ部
   と、該ロータリアクチュエータ部を揺動中立位置に停止
   させるための一対のセンタリング部と、上記ロータリア
   クチュエータ部及び一対のセンタリング部に圧力流体を
   給排する方向切換弁とを備えた３位置ロータリアクチュ
   エータにおいて、 上記一対のセンタリング部に、上記ロータリアクチュエ
   ータ部の揺動体を挟持してそれを揺動中立位置に保持す
   るためのプッシュロッドを有するセンタリングピストン
   と、該ピストンにより区画されて上記プッシュロッドに
   よる揺動体挟持位置に該センタリングピストンを移動さ
   せるセンタリング圧力室とを備え、 上記方向切換弁を、揺動体の両側における圧力室のポー
   トとセンタリング圧力室のポートをそれぞれまとめて接
   続する出力口を有し、それぞれの出力口に圧力流体を供
   給する切換位置及び両出力口に圧力流体を供給する中立
   切換位置を備えるものとした、 ことを特徴とする３位置ロータリアクチュエータ。