JPS63251608A - ロ−タリ−アクチユエ−タ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、出力軸を油圧により回転させるように構成
したロータリーアクチュエーターに係わり、特に、出力
軸を複数箇所で正確に停止させる技術に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、この種のアクチュエーターとしては、第１２図お
よび第１３図に示すものが提供されている。これらの図
に示すアクチュエーターは、ケーシングｌ内に、出力軸
２を回転自在に配置し、かつケーシングｌ内を、出力軸
２に形成されたローター３と、ケーシングｌに取り付け
られた仕切４とにより第１油圧室５と第２油圧室６とに
区画するとともに、ケーシングｌに、第１油圧室５と第
２油圧室６にそれぞれ連通ずる流路７・７を形成し、こ
れら流路７・７にソレノイドバルブ（方向制御弁）８の
ポートＰ＋、Ｐｔを連結して構成したものである。この
アクチュエーターは、作動油供給機構（図示せず）から
供給される作動油を第１油圧室５または第２油圧室６の
いずれか一方へ選択的に供給し、かつ他方の油圧室から
作動油を吐出することにより、出力軸２を、仕切４の一
側に当接する位置から仕切４の他側に当接する位置まで
揺動させることができるようになっており、ロボットア
ームなどの回転駆動機構として多用されている。

［発明が解決しようとする問題点コ ところで、上記のようなアクチュエーターにおいては、
出力軸を揺動端以外の位置で正確に停止させることがで
きないため、用途が限定されて汎用性がないという欠点
がある。そこで、従来においては、上記ソレノイドバル
ブの代わりにサーボバルブを用い、かつ出力軸の角度変
位を検出するロータリーエンコーダーと、サーボバルブ
を制御するコントローラーとを備え、出力軸を揺動端以
外の位置で停止させることができるように構成したもの
が提供されているが、このようなアクチュエーターでは
構成が複雑化し割高になってしまうという問題があった
。

［発明の目的］ この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
で、出力軸を複数箇所で正確に停止させることができる
のは勿論のこと、構成を簡略化して安価なものとするこ
とができるロータリーアクチュエーターを提供すること
を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明のロータリーアクチュエーターは、ケーシング
と、このケーシング内に回転自在に配置された出力軸と
、これらケーシングおよび出力軸に複数設けられていず
れかに作動油が送給されかつ他のものから作動油を吐出
することにより上記出力軸を回転させる駆動機構と、上
記出力軸に設けられて上記駆動機構のいずれかに連通す
る第１流路および他の駆動機構に連通ずる第２流路と、
上記ケーシングにその円周方向へ向かって互いに離間し
て設けられ、つねにいずれかが第１流路の端部と第２流
路の端部にそれぞれ連通ずる複数の導入路と、これら導
入路の端部にポートが接続されて第１流路または第２流
路のいずれか一方に作動油を選択的に供給しかつ他方か
ら作動油を吐出゛　させる方向制御弁とを備え、上記出
力軸に、出力軸が所定の角度変位に位置するときにいず
れかの導入路を閉塞する弁体を設けて構成したものであ
る。

［作用コ 上記構成のロータリーアクチュエーターにあっては、出
力軸が所定の位置に達すると、作動油を吐出しまたは供
給する導入路が上記弁体により閉塞され、これによって
出力軸が停止する。

［実施例］ 第１図ないし第３図は本発明を揺動型のロータリーアク
チュエーターに適用した例を示す図である。第１図は実
施例のロータリーアクチュエーターを示す側面図である
。第１図において符号ＩＯはケーシングである。ケーシ
ング１０には、一端部をケーシングｌＯの先端面に突出
させた出力軸１１が回転自在に配置されている。また、
ケーシングＩＯの内部は、出力軸１１の軸線方向中間部
に形成されたローター１２と、ケーシングｌＯの内部に
取り付けられた仕切１３とにより、第１油圧室１４と第
２油圧室１５とに区画されている。

また、出力軸１１の内部には、軸線方向へ向かって延び
かつ一端が第１油圧室１４に開口する第１流路！６と、
一端が第２油圧室１５に開口する第２流路１７とがそれ
ぞれ形成されている。

また、出力軸１１の他端部には、上記第１流路１６と第
２流路１７にそれぞれ達する半円状の切欠１８・１８が
形成されている。そして、切欠１８・１８間の壁部が弁
体１９とされている。一方、ケーシングｌＯには、弁体
Ｉ９と同一円周上に位置させかつ軸線をケーシングＩＯ
の半径方向に向けた４つの導入路２０・・・が円周方向
へ等間隔をもって形成されている。導入路２０の内径は
、上記弁体１９の厚さよりも僅かに小さくなされている
。

そして、互いに向かい合った導入路２０・２０は、出力
軸１１が９０゛回転する毎に弁体１９により閉塞され、
かつ残りの導入路２０・２０が第１゜第２流路１６．１
７にそれぞれ連通するようになっている。

また、導入路２０・・・には、２つのソレノイドバルブ
（方向制御弁）２１・２Ｉのポートｐ、、・・・Ｐ４が
連結されている。一方のソレノイドバルブ２１は、ポー
トＰ１とポートＰ、を有しており、次のように作動油の
流路方向を切り替えることができるように構成されてい
る。すなわち、■作動油をポートＰ１から導入路２０に
供給する（以下、この状態をプレッシャーという）と同
時にポートＰ、から吐出（以下、この状態をリターンと
いう）する。■■と逆にポートＰ、をプレッシャーにす
ると同時にポートＰ１をリターンとする。■ポートＰ、
、Ｐ、を閉塞する。また、他方のソレノイドバルブ２１
も同様にポートＰ、、Ｐ、の流路方向を切り替えること
ができるように構成されている。

そして、一方のソレノイドバルブ２１のポートＰ１＋Ｐ
！は、互いに向かい合った導入路２０・２０に連結され
、他方のソレノイドバルブ２１のポートＰ＋、Ｐ、は他
の導入路２０・２０に連結されている。

次に、上記のようなロータリーアクチュエーターにより
、出力軸１１を回転させる場合の作用について第２図お
よび第３図を参照しながら説明する。第２図は全てのポ
ートＰ、・・・が閉塞されている状態を示している。こ
こで、ポートＰ４をブレッンヤー、ポートＰ、をリター
ンの状態にする。すると、作動油が導入路２０に供給さ
れて第２流路１７を流れて第２油圧室１５に流入し、ロ
ーター１２が矢印Ｙ方向へ回転する。一方、第１油圧室
１４の作動油は第１流路１６を流れてボー１−Ｐ。

から吐出される。そして、弁体１９が導入路２０・２０
を閉塞すると出力軸ＩＩはそのローター１２を第３図中
Ａで示す方向へ向けて停止する。　次に、この状態から
出力軸１１を矢印Ｘ方向へ９０°づつ回転させ、他方の
揺動端（ローター１２が第３図中りを向く位置）まで断
続的に揺動させる場合の各ポートＰｌ・・・の状態を第
１表に示す。ここで、第１表中Ｐはポートがプレッシャ
ーの状態、Ｒはリターンの状態、閉は閉塞状態を示す。

第１表 次に、出力軸１１を一方の揺動端から他方の揺動端まで
連続的に回転させる場合の各ポートＰＩ。

・・・の状態を第２表に示す。

第２表 このように、上記ロータリーアクチュエーターにおいて
は、一方の揺動端から他方の揺動端まで９０゛づつある
いは連続的に回転させることが可能であり、さらに、第
１表と第２表に掲げる動作を組み合わせることにより、
出力軸１１を揺動端どうしの間の一箇所のみで停止させ
ることもできる。したがって、多種多様の装置の回転駆
動機構として用いることができ、しかも、導入路２０・
２０を弁体１９により閉塞することによって出力軸１１
を停止させるから、その停止精度を大幅に向上さ仕るこ
とができる。また、このようなロータリーアクチュエー
ターでは、サーボバルブなどのような複雑かつ高価な機
構を一切必要とせず、ソレノイドバルブ２１・２１のポ
ートＰ１・・・の切り替えにより出力軸１１の回転を制
御するから、構成を簡略化かつ安価なものとすることが
できる。

また、第４図および第５図は上記実施例の変更例を示す
図である。これらの図に示すロータリーアクチュエータ
ーは、ケーシング１０に、軸線をケーシングｌＯの半径
方向へ向けた６つの導入路２５・・・を円周方向へ等間
隔をもって形成し、これら各導入路２５・・・にソレノ
イドバルブ２Ｉ・・・のポートＰ３．・・・Ｐ８を連結
したものである。このようなロータリーアクチュエータ
ーにおいては、上記と同様にソレノイドバルブ２１・・
・のポートＰｌ。

・・・Ｐ６を順次切り替えることにより、出力軸！１を
６０°づつ回転させることができる。

また、第６図および第７図は他の変更例を示す図である
。これらの図に示すロータリーアクチュエーターは、出
力軸１１の後端部に弁体３０を形成し、ケーシング１０
の後端部に、軸線方向に延びかつ円周方向へ等間隔をも
って離間する４つの導入路３１・・・を形成したもので
あって、上記実施例と同様の効果を奏するものである。

なお、上記実施例では、ケーシングｌＯに複数の導入路
を円周方向に等間隔をもって形成しているが、不等間隔
に形成してもよい。また、導入路は、３個あるいは上記
実施例よりももっと多数形成してもよい。

次に、第８図ないし第１１図は本発明の他の実施例を示
す図であって、本発明を回転型のロータリーアクチュエ
ーターに適用した例を示すものである。

第８図において符号４１はケーシングであり、このケー
シング４１に゛は出力軸４２が軸受４３゜４４を介して
回転自在に支持されている。出力軸４２のケーシング４
１内に位置する箇所には、２つの円形状偏心部４５ａ、
４５ｂが出力軸４２の軸線方向に並べて設けられている
。なお、これら偏心部４５ａ、４５ｂは出力軸４２の円
周方向に等角度離間して配置されている。また、偏心部
４５ａ、４５ｂの外周には、軸受４６ａ、４６ｂを介し
て多角形状（この実施例の場合七角形状）のカムリング
４７ａ、４７ｂが相対回転自在に嵌合せしめられている
。なお、偏心部４５ａ、４５ｂと軸受４３，４４の各間
および偏心部４５ａ、４５ｂの間には、各々リング状の
ガイドプレート４８ａ、４８ｂ、４９が装着され、これ
によって軸受４６ａ、４６ｂおよびカムリング４７ａ、
４７ｂが偏心部４５ａ、４５ｂから抜けないようになっ
ている。

一方、ケーシング４１の偏心部４５ａ、４５ｂに各々対
応する箇所には、第９図および第１θ図に示すように、
シリンダー５０ａ、５０ｂが複数光放射状に設けられて
いる。これら複数光のシリンダー５０ａ、５０ｂは、出
力軸４２の円周方向へ互いにずらして配置されている。

また、シリンダー５０ａ、５０ｂ内には、シリンダース
リーブ５１ａ、５１ｂを介してプランジャ５２ａ、５２
ｂが各々摺動自在に設けられている。これらプランジャ
５２ａ、５２ｂの外周側端部には、凹部５２ｃが各々設
けられており、これら凹部５２ｃにはスプリング５３が
挿入されている。これらスプリング５３の一端部は、シ
リンダー５０ａ、５０ｂにねじ込まれたスプリングカバ
ー５４により、スプリングガイド５５を介して押圧せし
められている。そして、これらスプリング５３によって
プランジャ５２ａ、５２ｂの内周側端部は、カムリング
４７ａ、４７ｂに各々押圧せしめられている。

また、ケーシング４１には、一端部がシリンダー５０ａ
、５０ｂに各々開口しかつ他端部がケーシング４１の一
側に各々開口する流路５６，５７が設けられている。さ
らに、ケーシング４１の一側には、補助ケーシング（ケ
ーシング）５８がボルト５９によって固定されている。

補助ケーシング５８内には円柱状のディストリビュータ
−（出力軸）６０が回転自在に挿入されている。このデ
ィストリビュータ−６０は、オルダムジヨイント６１を
介して出力軸４２に連結され、出力軸４２と同期して回
転するようになされている。また、ディストリビュータ
−６０には、第１流路６２と第２流路６３とがそれぞれ
設けられている。一方、補助ケーシング５８には、流路
５６．５７に各々対応して副流路６４．６５がそれぞれ
設けられており、そしてこれら副流路６４゜６５はディ
ストリビュータ−６０の回転に伴って各々第１．第２流
路６２．６３と断続的に連通されるようになされている
。また、ディストリビュータ−６０には、第１１図に示
すように、第１゜第２流路６２．６３の端部に達する半
円状の切欠６６・６６が形成されている。そして、切欠
６６・６６間の壁部が弁体６７とされている。一方、補
助ケーシング５８には、弁体６７と同一円周上に位置さ
せかつ軸線を補助ケーシング５８の半径方向に向けた４
つの導入路６８・・・円周方向へ等間隔をもって形成さ
れている。導入路６８の内径は、上記弁体６７の厚さよ
りも僅かに小さくなされている。そして、互いに向かい
合った導入路６８・６８は、ディストリビュートロ０か
９０°回転する毎に弁体６７により閉塞され、かつ残り
の導入路６８・６８が第１．第２流路６２．６３にそれ
ぞれ連通ずるようになっている。また、導入路６８・・
・には、２つのソレノイドバルブ（方向制御弁）６９・
６９のポートＰ３．・・・Ｐ４か連結されている。

ソレノイドバルブ６９は、そのポートＰ＋・・・を閉塞
状態、プレッシャーまたはリターンの状態に切り替える
ことにより、第１１第２流路６２．６３のいずれか一方
に作動油を供給し、かつ他方から作動油を吐出させるも
のである。

次に、上記構成のロータリーアクチュエーターの作用に
ついて説明する。まず、第１１図中ポートＰａ、Ｐ４を
閉塞状態、ポートＰ、をプレッシャー、ポートＰ１をリ
ターンの状態として第１流路６２に作動油を供給すると
、この作動油は第１流路６２、副流路６４、流蕗５６を
流通してシリンダー５０ａ、５０ｂにそれぞれ送られる
。このとき、作動油はディストリビュータ−６０によっ
て一方の複数のシリンダー５０ａのうち第９図に示す左
側の３つのシリンダー５０ａに送られるとともに、他方
の複数のシリンダー５０ｂのうち第１０図に示す右側の
３つのシリンダー５０ｂに送られる。なお、両図中中央
のシリンダー５０ａ、５０ｂのプランジャ５２ａ、５２
ｂは各々上死点に位置している。すると、作動油を供給
されたシリンダー５０ａ、５０ｂ内のプランジ＋５２ａ
、５２ｂが往動してカムリング４７ａ、＝１７ｂを介し
て偏心部４５ａ、４５ｂを第９図、第１Ｏ図中反時計方
向へ回転させ、これによって出力軸４２か同方向に回転
する。出力軸４２の回転に伴ってディストリビュータ−
６０か回転し、作動油が送給されるシリンダー５０ａ、
５０ｂが第９図および第１０図において時計方向に１個
宛変わる。つまり、偏心部４５ａ、４５ｂに対応して７
個宛設けられたシリンダー５０ａ、５０ｂのうち３〜４
個のシリンダー５０ａ、５０ｂに作動油が供給されてプ
ランジャ５２ａ、５２ｂが往動し、他の４〜３個のシリ
ンダー５０ａ、５０ｂのプランジャ５２ａ。

５２ｂが復動して作動油が吐出されるのである。

なお、シリンダー５０ａ、５０ｂから吐出される作動油
は、流路５７、副流路６５および第２流路６３を流通し
てポートＰ、から吐出される。　このようにしてして出
力軸４２か９０°回転すると、弁体６７が相対向する導
入路６８・６８を閉塞し、作動油の供給および吐出が阻
止されて出力軸４２が停止する。なお、引き続き出力軸
４２を回転させるには、ポートＰ＋、Ｐｔを閉塞状態、
ポートＰ、をリターン、ポートＰ４をプレッシャーの状
態とすればよい。また、出力軸４２を連続的に回転させ
るには、前記実施例と同様に、出力軸４２の停止に達す
る藺にポートＰ１・・・を切り替えればよい。

このように、上記のような回転型のロータリーアクチュ
エーターにおいても、出力軸４２を複数箇所で正確に停
止させることができ、前記実施例と同様の効果を得るこ
とができる。

［発明の効果コ 以上説明したようにこの発明のロータリーアクチュエー
ターでは、ケーシングと、このケーシング内に回転自在
に配置された出力軸と、これらケーシングおよび出力軸
に複数設けられていずれかに作動油が送給されかつ他の
ものから作動油を吐出することにより上記出力軸を回転
させる駆動機構と、上記出力軸に設けられて上記駆動機
構のいずれかに連通ずる第１流路および他の駆動機構に
連通ずる第２流路と、上記ケーシングにその円周方向へ
向かって互いに離間して設けられ、常にいずれかが第１
流路の端部と第２流路の端部にそれぞれ連通ずる複数の
導入路と、これら導入路の端部にポートが接続されて第
１流路または第２流路のいずれか一方に作動油を選択的
に供給しかつ他方から作動油を吐出させる方向制御弁と
を備え、上記出力軸に、出力軸が所定の角度変位に位置
するときにいずれかの導入路を閉塞する弁体を設けて構
成しているので、出力軸を複数箇所で正確に停止させる
ことができるのは勿論のこと、構成を簡略化して安価な
ものとすることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図はロータリーアクチュエーターを示す側断面
図、第２図は第１図の■−■線視線面断面図３図は第１
図の■−■線視線面断面図４図および第５図は上記実施
例の変更例を示す図であって、第４図は第１図における
ＩＶ−ＩＶ線線断断面図第５図は第１図における■−■
線視線面断面図６図および第７図は他の変更例を示す図
であって、第６図はロータリーアクチュエーターを示す
側断面図、第７図は第６図の■方向矢視図、第８図ない
し第１１図は本発明の他の実施例を示す図であって、第
８図はロータリーアクチュエーターを示す側断面図、第
９図は第８図のＩＸ　−ＩＸＸ線断断面図第１Ｏ図は第
８図のＸ−Ｘ重視断面図、第１１図は第８図のＭ−Ｍ重
視断面図、第１２図および第１３図は従来のアクチュエ
ーターの一例を示す図であって、第１２図はその側断面
図、第１３図は第１２図のｘｍ−ｘ＝ｍ線視線面断面図
る。 ！・・・・・・ケーシング、２・・・・・・出力軸、８
・・・・・・ソレノイドバルブ（方向制御弁）、ｌＯ・
・・・・・ケーシング、１１・・・・・・出力軸、１６
・・・・・・第１流路、１７・・・・・・第２流路、１
９・・・・・・弁体、２０・・・・・・導入路、２１・
・・・・・ソレノイドバルブ（方向制御弁）、２５・・
・・・・導入路、３０・・・・・・導入路、３１・・・
・・・導入路、４１・・・・・・ケーシング、４２・・
・・・・出力軸、 ５８・・・・・・補助ケーシング（ケーシング）、６２
・・・・・・第１流路、６３・・・・・・第２流路、６
８・・・・・・導入路、 ６９・・・・・・ソレノイドバルブ（方向制御弁）Ｐ、
・・・Ｐ６・・・・・・ポート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケーシングと、このケーシング内に回転自在に配置され
   た出力軸と、これらケーシングおよび出力軸に複数設け
   られていずれかに作動油が送給されかつ他のものから作
   動油を吐出することにより上記出力軸を回転させる駆動
   機構と、上記出力軸に設けられて上記駆動機構のいずれ
   かに連通する第１流路および他の駆動機構に連通する第
   ２流路と、上記ケーシングにその円周方向へ向かって互
   いに離間して設けられ、常にいずれかが第１流路の端部
   と第２流路の端部にそれぞれ連通する複数の導入路と、
   これら導入路の端部にポートが接続されて第１流路また
   は第２流路のいずれか一方に作動油を選択的に供給しか
   つ他方から作動油を吐出させる方向制御弁とを備えてな
   り、上記出力軸に、出力軸が所定の角度変位に位置する
   ときにいずれかの導入路を閉塞する弁体を設けてなるこ
   とを特徴とするロータリーアクチュエーター。