JPH11193772A - 油圧揺動モータ - Google Patents

油圧揺動モータ

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JPH11193772A
JPH11193772A JP36124097A JP36124097A JPH11193772A JP H11193772 A JPH11193772 A JP H11193772A JP 36124097 A JP36124097 A JP 36124097A JP 36124097 A JP36124097 A JP 36124097A JP H11193772 A JPH11193772 A JP H11193772A
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JP
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arc
output shaft
piston
hydraulic
shaped
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JP36124097A
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Junji Horikawa
純二 堀川
Susumu Kawamoto
晋 川本
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Yasunaga Corp
Original Assignee
Yasunaga Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 作動油の漏れをなくし、出力軸を任意の回転
角度で停止させることができ、且つ小型化・軽量化を図
った油圧揺動モータを提供する。 【解決手段】 ハウジング21内部に、少なくとも一端
が閉塞された円弧状の空間部21fが形成され、該空間
部と同心となるように出力軸25が回動可能に設けら
れ、空間部に液密に取り付けられ、上記空間部に導入さ
れる流体の流体圧によって上記空間部を移動する円弧状
ピストン26と出力軸を変換手段(29、28a、28
b)によって連結し、ピストンの移動を出力軸の回転に
変換する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のパワース
テアリング装置、コンベアラインの方向切換装置やバル
ブ開閉装置等に使用する油圧揺動モータに関する。
【0002】
【関連する背景技術】油圧揺動モータは、回転角が制限
された揺動回転運動を行う油圧アクチュエータであり、
リンク機構や減速機構を必要とせずに比較的小さなスペ
ースで大きな回転力を得ることができるため広く利用さ
れている。従来の油圧揺動モータ10は、図4に示すよ
うに、円筒形のハウジング11と、ハウジング11の内
壁に形成された固定壁11aと、ハウジング11と同心
に且つハウジング11に対して回動自在に取り付けら
れ、外周の一部が固定壁11aに常に当接している出力
軸12と、出力軸12から半径方向に延在し、延出端が
ハウジング内壁に摺動自在に常に当接しているベーン1
2aと、上記ハウジング11の内壁面、出力軸12及び
ベーン12aとで画成された2つの油圧室にベーン駆動
用の流体を導入・排出するポート11b、11c等で構
成されている。
【0003】図4の油圧揺動モータ10は、ベーン12
aが1枚の構成であるため、シングルベーン形油圧揺動
モータと呼ばれる。他に固定壁とベーンを夫々2つづつ
所定間隔で配設したダブルベーン形油圧揺動モータ、又
は固定壁とベーンを夫々3つづつ所定間隔で配設したト
リプルベーン形油圧揺動モータ等があり、これらはシン
グルベーン形モータより大きな回転力を得ることができ
る。
【0004】図4に示すシングルベーン形油圧揺動モー
タ10は、一方のポート11bより作動油が作動室に流
入すると油圧がベーン12aの一方の側面に作用し、こ
の圧力によって油圧室の容積が増加する方向にベーン1
2aが移動する(図中、2点鎖線参照)。これと同時に
他方の油圧室の作動油は他方のポート11cから排出さ
れる。ベーン12aがこのように移動するため、ベーン
12aと一体となった出力軸12もこれに応じて回転す
る。以上の動作により、作動油を油圧室に流入させるこ
とによって出力軸12を回転させることができる。続い
て、作動油を他方のポート11cに流入させるとベーン
12aは上述の移動方向と反対方向に移動し、その結
果、出力軸12も上述の回転方向と反対方向に回転す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のベーン形油圧揺
動モータ10は、出力軸12と固定壁11aとが線接触
しているに過ぎず、又、ベーン12aは板状のため、ハ
ウジング内壁とベーン12aとの当接面積は小さい。そ
の為、出力軸12と固定壁間、ベーン12aとハウジン
グ内壁間にシールパッキンやシールリングを介装するこ
とが難しく、油圧室間の液密が不十分となる。従って、
一般的に高圧である作動油を一方の油圧室内に導入する
と、作動油の一部は他方の油圧室に漏出してしまう。
【0006】従って、このような作動油の漏れによって
従来のベーン形油圧揺動モータ10は、油圧を回転力に
変換する効率が悪く且つベーン12aをその作動範囲の
中間位置で止めることができなかった。その為、例え
ば、自動車のパワーステアリングのような、出力軸が任
意の中間位置で精度良く停止することを必要とするアク
チュエータの駆動には従来型の揺動モータ10を使用す
ることができなかった。
【0007】一方、直動型の油圧シリンダとリンク機構
を組み合わせてリンク機構に連結された出力軸を回動さ
せる構造の油圧モータも知られている。かかる油圧モー
タは出力軸をその作動範囲の任意の中間位置で精度良く
停止させることができる。しかし、シリンダの直線動作
をリンクの回動動作に変換するのに多数の部品を必要と
し、構造が複雑になるばかりか油圧モータ自体の大きさ
も大型化してしまう。その為、かかる油圧揺動モータ
を、自動車のパワーステアリング駆動用モータのような
小型化、軽量化が要求される油圧モータに使用すること
はできなかった。
【0008】本発明の目的は、構造が簡単で且つ油圧室
間の作動油の漏れがない油圧揺動モータを提供すること
にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる油圧揺動
モータは、少なくとも一端が閉塞された円弧状の空間部
が内部に形成されたハウジングと、空間部の円弧と同心
となるようにハウジングに設けられた回動可能な出力軸
と、空間部に液密に、且つ摺動自在に嵌合され、空間部
に導入される流体の流体圧によって空間部を移動する円
弧状ピストンと、ピストンと出力軸とを連結し、ピスト
ンの移動を出力軸の回転に変換する変換手段とからなる
ことを特徴としている。
【0010】上記油圧揺動モータは、円弧状ピストンが
円弧の空間に嵌合しているので、ピストンの、空間部に
おけるハウジングとの接触面積が大になり、流体の漏出
防止が容易になる。そして、ピストンが油圧によってハ
ウジング内部の円弧状空間部を円弧状に移動し、このピ
ストンの移動がハウジング内の変換手段によって出力軸
の回転に変換されるので、従来の揺動モータと同程度に
構造が簡単でありながら、直動型油圧シリンダと同程度
に作動油が漏れない。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る油圧揺動モータ20について説明する。
本発明の油圧揺動モータ20は、図1及び図2に示すよ
うに、円弧状の空間部21fが内部に形成されたハウジ
ング21と、当該ハウジング21に設けられた出力軸2
5と、円弧状の空間部21fに導入される流体によって
移動する円弧状ピストン26と、ピストン26の移動を
出力軸25の回転運動に変換する変換手段等とから構成
される。
【0012】ハウジング21は、上方に開口した円形の
凹部22cが形成されたケーシング本体22と、下方に
開口した円形の凹部24cが形成され、ケーシング本体
22に最中合わせ状に取り付けられた蓋体24等から構
成され、ケーシング本体22の側部には、これと一体に
形成され、後述する油圧回路が組み込まれた角形の基部
23を備えている。
【0013】ケーシング本体22の外周側壁面には、図
1に示すように、全周に亘って蓋体固定用のボルト取付
部22aが所定の間隔で形成され、当該ボルト取付部2
2aには蓋体固定用のボルト挿通孔が穿設されている。
ケーシング本体22の円形凹部22cには円弧状の凸条
22dが凹部22cの中心と同心状に形成されている。
凸条22dの高さはケーシング本体22の周壁の高さと
略同等である。凸条22dには蓋体取付用のボルト挿通
孔22eが所定間隔で穿設されている。そして、この円
弧状の凸条22dとケーシング本体22の周壁及び底面
とで円弧状の溝22fを形成している。又、溝22fの
表面には後述する円弧状ピストン26が摺動し易いよう
にテフロン加工が施されている。更に、溝22fの底面
には円弧状ピストン26の移動を一定範囲に規制するた
めのストッパ22g、22sが取り付けられている。ス
トッパ22g、22sの取付位置は、後述する作動油連
通孔22p、22qが円弧状ピストン26の移動によっ
て閉塞されず、且つ円弧状ピストン26の必要な移動ス
トロークを考慮して設定される。
【0014】ケーシング本体22の周壁上面内周縁に沿
って及び凸条22dの上面外周縁に沿って夫々シールパ
ッキン嵌合用の溝22x、22yが形成されている(図
3参照)。これらの溝22x、22yの底面の略中央に
は、当該溝の深さよりやや低い高さの、パッキン保持用
の凸条が同心的に溝に沿って設けられている。ケーシン
グ本体22の側部に一体に形成された基部23の内部に
は、油圧揺動モータ20の作動油の給排を制御する、バ
ルブや流路等の油圧制御回路(図示せず)が夫々形成さ
れている。当該流路は、ケーシング本体22の底部に形
成され、ストッパ部近傍に開口された連通孔22p、2
2qに通じている。尚、連通孔22p、22qの各開口
は前述したように円弧状ピストン26がストッパ22
g、22sに当接してもピストン26によって閉塞され
ない位置に形成されている。
【0015】ケーシング本体22の上面には、図2に示
すように、蓋体24が取り付けられている。蓋体24
は、基部23を除き、ケーシング本体22と略対称形状
に構成されており、本体22と同じ大きさを有する凹部
24cが形成されている。又、当該凹部24cにはケー
シング本体の円弧状の凸条22dと略同形状の凸条24
dが形成されている。尚、この凸条24dは、蓋体24
をケーシング本体22に被せたときに夫々の凸条22
d、24dの上端面が合致して当接する位置に形成され
ている。そして、この円弧状の凸条24dと蓋体24の
周壁及び内側上面とで円弧状の溝24fを形成してい
る。溝24fの表面にはケーシング本体22と同様にテ
フロン加工が施されている。
【0016】蓋体24の下端面内周縁及び凸条24dの
下端面外周縁に沿って夫々、ケーシング本体22の溝2
2x、22yと略同形状のシールパッキン嵌合用溝24
x、24yが形成されている(図3参照)。尚、蓋体2
4の外周側壁には、図2に示すように、ケーシング本体
22のボルト取付部22aと合致する位置に蓋体取付用
のボルト取付部24aが形成されている。そして、当該
ボルト取付部24aには蓋体固定用のボルト挿通孔が穿
設されている。又、凸条24dには蓋体24をケーシン
グ本体22に取り付けるためのボルト挿通孔24dが穿
設されている。
【0017】ケーシング本体22の溝22xと蓋体24
の溝24xとの間には、図2に示すように、断面H形の
リング状シールパッキン30が嵌装されている。尚、こ
のシールパッキン30は、ケーシング本体22の周壁上
面と蓋体24の周壁下面との当接面の液密を保つための
ものである。又、ケーシング本体22の凸条22dの溝
22yと蓋体24の溝24yとの間にも同様に断面H形
の円弧状シールパッキン31が嵌合されている。シール
パッキン31の全長は、図1に示すように、溝22y、
24yの全長と一致し、シールパッキン31の両端部に
は凸条22d、24dの両端面と係合してパッキン31
のずれを防止するリップ31aが形成されている。尚、
このシールパッキン31は、凸条間の隙間の液密を保つ
ためのものである。
【0018】ケーシング本体22及び蓋体24は、図2
に示すように、夫々のボルト取付部22a、24aにお
いてボルト及びナットで組み付けられる。同様に、ケー
シング本体22及び蓋体24の夫々の凸条22d、24
dのボルト挿通孔22e、24eにもボルトが挿通さ
れ、当該ボルトとナットとで締付け固定されている。こ
れにより、ケーシング本体22と蓋体24との凸条の当
接面においても密着すると共に、上述のシールパッキン
30、31を圧縮して液密性を更に高めている。
【0019】尚、ケーシング本体22の円弧状溝22f
と蓋体24の円弧状溝24fとが互いに対向して後述す
る円弧状ピストン26が移動するための円弧状の空間部
21fを形成している。ケーシング本体22の底面中央
には、図2に示すように、凹部22mが形成され、当該
凹部22mには軸受34が嵌合されている。蓋体24の
中央部には出力軸挿通用孔24hが貫通し、孔24hの
蓋体上面の開口部周縁には段部が形成され、当該段部に
は出力軸25を回動可能に支持する軸受35が嵌合され
ている。蓋体24の上面にはボルトを介して円形の取付
プレート36が固着されている。取付プレート36の中
央部には後述する出力軸25と同等の内径を有する出力
軸挿通孔36aが穿設されており、孔36aの内面に周
方向に沿ってO−リング嵌合用の環状溝が形成されてい
る。当該溝にはO−リングが嵌合されている。又、プレ
ート下面には挿通孔36aと同心的に溝が形成され、当
該溝にもシール用のO−リングが嵌合されている。
【0020】出力軸25は、下端に小径部25aを有す
ると共に段部上方の所定部分に後述するトルクアーム2
9との嵌合用セレーションが形成されている。出力軸2
5は、蓋体24の軸挿通用孔24hに挿通され、軸25
の下端小径部25aは軸受34に嵌合されている。蓋体
24の軸受35とケーシング本体22の軸受34とで出
力軸25を支持することにより、出力軸25はハウジン
グ21に対して自在に回動することができる。
【0021】ハウジング内に形成された円弧状空間部2
1fの一端には、図1に示すように、この空間部を閉塞
するブロック40が嵌合されている。ブロック40は、
図3に示すように、円弧状空間部21fの内壁に合致す
る四角形状の断面を有し、且つ周方向には円弧状空間部
21fと同じ曲率を有する円弧状のブロック体である。
ブロック40の両端面近傍の外周面には、図1に示すよ
うに、環状溝が形成され、当該溝にはO−リング41、
42が嵌合されている。これにより円弧状空間部21f
の閉塞端の液密が保たれている。ブロック40には更に
その周方向の中心線に沿って後述する円弧ピストン軸挿
通用の貫通孔40cが貫通している。貫通孔40cの曲
率は円弧ピストン軸28aの曲率と一致し、貫通孔40
cは断面四角形のピストン軸28aが当該貫通孔内を液
密に摺動できる形状に形成されている。又、貫通孔内の
両端開口部近傍には、図3に示すように、溝40d、4
0eがその内周に亘って形成されており、各溝には、図
3に示すように、O−リング43が嵌合され、貫通孔4
0cと円弧ピストン軸28aとの液密を保っている。
尚、ブロック40の上面には、図1に示すように、ノッ
クピン45が植設され、このノックピン45は蓋体24
に穿設された孔(図示せず)に係合してブロック40を
円弧状空間部21fの端部に固定している。
【0022】ハウジング内部には、図1に示すように、
円弧状空間部21fに沿って移動可能な円弧状ピストン
26が備わっている。円弧状ピストン26は、円弧状空
間部21fの内壁に合致する四角断面を有し、且つ周方
向に円弧状空間部21fと同一の曲率を有するブロック
体である。円弧状ピストン26は、ブロック40と同様
にその両端面近傍の外周面に溝が形成され、当該溝には
O−リング46、47が嵌合されている。これにより円
弧状空間部21fと円弧状ピストン26との間の摺動面
の液密性を保っている。円弧状ピストン26の両端面に
は後述する円弧ピストン軸取付用の孔26c、26dが
穿設されている。この孔26c、26dには、断面四角
形のピストン軸28a、28bが圧入固定されて、ピス
トンと軸とが連結されている。
【0023】円弧状ピストン26の両端面に夫々固定さ
れた円弧ピストン軸28a、28bは円弧状空間部21
fと同一の曲率を有する断面四角形の円弧軸である。一
方の円弧ピストン軸(図1中、左側のピストン軸)28
aは、一端が前述の通り円弧状ピストン26に連結さ
れ、他端がブロック40の孔40cを貫通し、後述する
トルクアーム29の周縁部(図1を視て左側端部)にネ
ジで固定されている。又、他方の円弧ピストン軸(図1
中、右側のピストン軸)28bは、一端が前述の通り円
弧状ピストン26に連結され、他端が後述するトルクア
ーム29の周縁部(図1を視て右側端部)にネジで固定
されている。又、円弧ピストン軸28a、28bは夫
々、ケーシング本体22の底部に回動自在に設けられた
ガイドローラ51a、51bに当接している。
【0024】各円弧ピストン軸28a、28bの他端が
固定されたトルクアーム29は、出力軸25を連結する
ためのボス部29aと、このボス部と一体に形成された
扇形のプレート部29bとからなる。ボス部29aには
出力軸25と嵌合するセレーション孔が形成されてい
る。これによって、円弧ピストン26が移動すると、円
弧ピストン軸28a、28bとトルクアーム29とが出
力軸25の中心軸周りに回動するように配置されてい
る。尚、各円弧ピストン軸28a、28bとこれらに固
定されたトルクアーム29とで変換手段を構成してい
る。
【0025】次に、以上の構成に基づく作用について説
明する。円弧状空間部21f、円弧状ピストン26及び
ブロック40によって画成される第1の油圧室21a
は、連通孔22pを経由して供給された作動油で満たさ
れている。一方、第1の油圧室21a以外のハウジング
内部空間、即ち、第2の油圧室21bは、連通孔22q
を経由して供給された作動油で満たされている。
【0026】ここで、基部23の油圧制御回路を作動し
て作動油を第1の油圧室21a内に圧送すると第1の油
圧室内の圧力が上昇し、油圧が円弧状ピストン26の一
方の端面(図1中、左側の端面)に作用する。この油圧
により円弧状ピストン26は円弧状空間部21fに沿っ
て第1の油圧室21aの容積を拡大する方向(図1中時
計廻り方向)に円弧状に移動する。
【0027】これに伴って、円弧ピストン軸28a、2
8bはガイドローラ51a、51bでガイドされながら
円周方向に沿って円弧状ピストン26の移動方向(図1
中時計廻り方向)に移動する。これに伴って、トルクア
ーム29は、ボス部29aを中心として同様に(図1中
時計廻り方向に)回転する。その結果、ボス部29aに
嵌合された出力軸25も同様に(図1中時計廻り方向
に)回転する。そして、供給された作動油量とバランス
する位置で停止し、その位置で保持される。
【0028】尚、円弧状ピストン26の移動に伴って第
2の油圧室21bの容積が減少するが、この減少分に相
当する作動油は連通路22q、基部内の流路を経由して
第1の油圧室21b側に環流される。次に、作動油を第
2の油圧室21bに圧送すると第2の油圧室内の圧力が
上昇し、油圧が円弧状ピストン26の他方の端面に作用
する。この油圧により円弧状ピストン26は円弧状空間
部21fに沿って第1の油圧室21aの容積が減少する
方向(図1中反時計方向)に移動する。
【0029】これに伴って、円弧ピストン軸28a、2
8bはガイドローラ51a、51bでガイドされながら
円周方向に沿って同様に(図1中反時計廻り方向に)移
動する。これに伴って、トルクアーム29は、ボス部2
9aを中心として同様に(図1中反時計廻り方向に)回
転する。その結果、ボス部29aに嵌合された出力軸2
5も同様に(図1中反時計廻り方向に)回転する。
【0030】以上のように連通孔22p、22qから油
圧室内に交互に作動油を圧送することで、円弧状ピスト
ン26が所望の位置間で往復運動を行い、これに応じて
出力軸25が一定角度の範囲で回動する。尚、ケーシン
グ本体22の周壁上面と蓋体24の周壁下面との間に介
装されたシールパッキン30及びプレート36に嵌合さ
れたO-リングによりハウジング内外の液密が保たれ、
円弧状ピストン26やブロック40に嵌合されたO−リ
ング41、42、46、47、ケーシング本体22の凸
条上面と蓋体の凸条下面との間に嵌装されたシールパッ
キン31により第1の油圧室21aと第2の油圧室21
b間の液密が保たれている。
【0031】従って、連通孔22p、22qから圧送さ
れた作動油量に正確に対応して円弧状ピストン26が移
動すると共に、圧送する作動油量を調整することで円弧
状ピストン26をその動作範囲の任意の中間位置で停止
させることができる。その結果、出力軸25もこの作動
油量に正確に対応して回転すると共に、その動作範囲の
任意の中間位置で停止させ、その位置を保持させること
ができる。
【0032】尚、本発明の実施形態と異なり、ブロック
40をケーシング本体22の溝22fに圧入して固定し
ても良く、又はブロック40をケーシング本体22と一
体に形成しても良い。又、トルクアーム29のボス部2
9aと扇形のプレート部29bとを別体で設けて、これ
らを互いに固定しても良い。
【0033】更には、円弧状の凸条22d、24dを別
体で作り、これをケーシング本体22及び蓋体24に固
定しても良い。更に又、リップシール30、31は特に
H形断面である必要はないが、断面H形であると液密性
をより確実に保つことができるという効果がある。又、
円弧状空間部21fの一端部だけでなく他端部もブロッ
ク40と同様なブロックで閉塞し、円弧状ピストン26
で当該空間部に2つの空間を画成し、これを第1の油圧
室と第2の油圧室としても良い。更に又、第2の油圧室
内に作動油を導入せずに出力軸にばね戻り機構を設ける
ことによって、第1の油圧室の油圧を下げるとばね戻り
力が作用して第1の油圧室の容積を減少させるようにし
ても良い。
【0034】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、少
なくとも一端が閉塞された円弧状の空間部が内部に形成
されたハウジングと、空間部の円弧と同心となるように
ハウジングに設けられた回動可能な出力軸と、空間部に
液密に、且つ摺動自在に嵌合され、空間部に導入される
流体の流体圧によって空間部を移動する円弧状ピストン
と、ピストンと出力軸とを連結し、ピストンの移動を出
力軸の回転に変換する変換手段とから構成されているの
で、円弧状ピストンが作動油の油圧によってハウジング
内部の円弧状空間部に沿って液密に移動することができ
る。その為、作動油の油圧室間の漏れを防止することが
でき、その結果、円弧状ピストンを任意の位置で停止さ
せることができ、出力軸も任意の回転角で停止させるこ
とができる。
【0035】又、円弧状ピストンの移動を簡単な構造の
変換手段によって出力軸の回転に変換することができ
る。その為、部品点数が少なくなり、油圧揺動モータ全
体を小型軽量化することができる。その結果、本発明に
係る油圧揺動モータを、コンベアラインの方向切換装置
やバルブ開閉装置等だけでなく、例えば、自動車のパワ
ーステアリング装置などの、作動範囲の任意の中間位置
で出力軸を停止させる必要がある装置にも適用すること
が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る油圧揺動モータの、
蓋体を取り外した状態を示す上面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る油圧揺動モータの、
図1におけるII-II線に沿う断面図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る油圧揺動モータの、
図1におけるIII-III線に沿う断面図である。
【図4】従来の油圧揺動モータの構造を示す概略断面図
である。
【符号の説明】
21 ハウジング 22 ケーシング本体 24 蓋体 25 出力軸 26 円弧状ピストン 27 変換手段 28a、28b 円弧状ピストン軸 29 トルクアーム 41、42、43、46、47 O−リング 30、31 シールパッキン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一端が閉塞された円弧状の空
    間部が内部に形成されたハウジングと、 上記空間部の円弧と同心となるように上記ハウジングに
    設けられた回動可能な出力軸と、 上記空間部に液密に、且つ摺動自在に嵌合され、上記空
    間部に導入される流体の流体圧によって上記空間部を移
    動する円弧状ピストンと、 上記ピストンと上記出力軸とを連結し、上記ピストンの
    移動を上記出力軸の回転に変換する変換手段とからなる
    ことを特徴とする油圧揺動モータ。
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