WO2016181700A1

WO2016181700A1 - ロータリーアクチュエータ

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Publication number: WO2016181700A1
Application number: PCT/JP2016/057898
Authority: WO
Inventors: 曲渕通昇; 小林崇昭
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Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2016-11-17
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Abstract

ロータリーアクチュエータ（１０）は、ピニオン（８０）を回転動作させるリニア作動機構（４０ａ）と、シリンダ孔（２８ａ）が形成されたシリンダボディ（１２）とを備える。リニア作動機構（４０ａ）は、ピニオン（８０）と噛合する複数の歯（４４）が設けられたラック（４２）とピストン（４８ａ、４８ｂ）とを有する。ピストン（４８ａ、４８ｂ）はそれぞれシリンダ孔（２８ａ）に対応する形状のピストン本体（５０ａ、５０ｂ）を備える。ピストン本体（５０ａ、５０ｂ）はボディ（５２ａ、５２ｂ）と延在部（５４ａ、５４ｂ）とを有する。ラック（４２）の両端部は一組のピストン（４８ａ、４８ｂ）の延在部（５４ａ、５４ｂ）に連結されるとともに、一組のピストン（４８ａ、４８ｂ）のボディ（５２ａ、５２ｂ）の間にシリンダ孔（２８ａ）と遮蔽された空間（７３ａ）が形成される。リニア作動機構（４０ｂ）も同様に構成される。

Description

ロータリーアクチュエータ

　本発明は、ロータリーアクチュエータに関し、一層詳細には、流体を給排してラックに装着されたピストンを往復動作させることにより該ラックに噛合するピニオンの作用下にワークやテーブル等を回動することが可能なロータリーアクチュエータに関する。

　この種のロータリーアクチュエータとして、特開２００８－１５７２８９号公報（以下、特許文献１という）に開示されている技術的思想がある。この特許文献１に記載されている発明は、ロータリーアクチュエータの薄型化を達成することを目的とするものである。しかしながら、その具体的構成では、流体を受けてピストンを作動させるための受圧面が略円形状であるために、さほどに薄型化が達成されるものではない。

　本発明の主たる目的は、前記の従来技術に比して、さらに小型化、薄型化を達成することが可能なロータリーアクチュエータを提供することにある。

　本発明の一実施形態によれば、本発明は、ピニオンを回転動作させるリニア作動機構と、前記リニア作動機構が変位自在に設けられるシリンダ孔が形成されたシリンダボディと、を備えるロータリーアクチュエータであって、
　前記リニア作動機構は、
　前記ピニオンと噛合する複数の歯が設けられたラックと、
　前記ラックに設けられたピストンと、
　を有し、
　前記ピストンは前記シリンダ孔に対応する形状のピストン本体と前記ピストン本体に装着されるシール部材とを備え、前記ピストン本体はボディと前記ボディから前記ピニオン側に伸長する延在部とを有し、
　前記ラックの両端部は、一組の前記ピストンのうち、前記延在部の前記ピニオン側に偏倚した部位に連結されるとともに、一組の前記ピストンの前記ボディ間に前記シリンダ孔と遮蔽された空間が形成されているロータリーアクチュエータが提供される。

　本発明によれば、ボディと延在部とによって十分な受圧面積を確保することにより、ラックの変位動作に必要とされる推力を十分確保でき、しかも、一組のピストン間にシリンダ孔と遮蔽された空間を設けたので、この空間を利用してピストンの位置検出用のマグネットやウェアリング等の部材を配設可能であるため、ロータリーアクチュエータの小型化、薄型化を達成できるという効果が得られる。

図１は、ロータリーアクチュエータの第１実施形態の斜視説明図である。図２は、図１に示すロータリーアクチュエータの横断説明図である。図３は、第１カバーの概略側面図である。図４は、図１のロータリーアクチュエータを構成するラックとピストンの分解斜視図である。図５は、図２のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。図６は、図２のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図である。図７は、ロータリーアクチュエータの第２実施形態の横断説明図である。

　以下、本発明に係るロータリーアクチュエータについて、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

　本発明の第１の実施形態に係るロータリーアクチュエータは、以下に詳細に説明するように、シリンダボディの内部に平行に一対のリニア作動機構を有する。それぞれのリニア作動機構は、一組のピストンと、ピストンの往復動作によって変位するラックと、を備える。さらに、ラックの往復動作によって回動するピニオンを具備し、当該ピニオンの回転動作は、例えば、シリンダボディの外部に設けられたテーブルを回転するように構成されている。

　これらの構成をさらに具体的に説明する。図１において、参照符号１０は、第１実施形態に係るロータリーアクチュエータを示し、このロータリーアクチュエータ１０は、アルミニウム合金からなる扁平な矩形状に構成されたシリンダボディ１２を有する。前記シリンダボディ１２の長手方向に直交する一方の端面に形成された開口部は、第１カバー１４によって閉塞され、他方の端面に形成された開口部は、第２カバー１６によって閉塞されている。

　図２から容易に諒解されるように、第１カバー１４は、比較的厚い金属製板状体、例えば、アルミニウムからなる扁平な板状体であって、所定間隔離間して前記シリンダボディ１２の軸線方向に延在するポート１８ａ及び１８ｂを備える。さらに、前記ポート１８ａ、１８ｂをそれぞれ挟むように段差部を介して、所定間隔離間した貫通孔２０ａ、２０ｂ、及び２０ｃが設けられている。固定ねじ２２ａ、２２ｂ及び２２ｃは、前記貫通孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃにそれぞれ螺入され、固定ねじ２２ａ、２２ｂ及び２２ｃの先端部は、シリンダボディ１２の開口部近傍に設けられたねじ孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃに、その先端部がそれぞれ螺入して当該シリンダボディ１２と前記第１カバー１４とが一体化する。ポート１８ａと貫通孔２０ｂの間及びポート１８ｂと貫通孔２０ｂの間には、後述する調整ねじ１００ａ、１００ｂが螺入する調整ねじ孔２３ａ、２３ｂが設けられる。

　一方、シリンダボディ１２の他方の端部には、ガスケット２４に積層して第２カバー１６が装着される。これによってシリンダボディ１２の他方の端部側の開口部が閉塞される。実際、ガスケット２４と第２カバー１６とは、前記シリンダボディ１２の他端側に形成されたねじ孔２５ａ、２５ｂに螺入されるビス２６ａ、２６ｂによって、例えば、気密に固着される。

　このようにして長手方向両端部が、第１カバー１４と第２カバー１６によって閉塞されたシリンダボディ１２の内部には、第１シリンダ孔２８ａと第２シリンダ孔２８ｂが壁部３０ａ、３０ｂを挟んで略平行に形成される。第１シリンダ孔２８ａ及び第２シリンダ孔２８ｂは、その断面が図５に示されるように略四角形である。このような断面形状とすることで、矩形状に構成されたシリンダボディ１２に対して、第１シリンダ孔２８ａ及び第２シリンダ孔２８ｂを形成する際にデッドスペースが生じることを抑制できるため、ロータリーアクチュエータ１０のさらなる小型化を図ることができる。

　前記第１壁部３０ａと第２壁部３０ｂとは同一直線状に延在し、その略中間部で所定間隔離間している。第１壁部３０ａには、ロータリーアクチュエータ１０を取り付けるための取付孔３１ａが設けられ、第２壁部３０ｂには、同様に取付孔３１ｂが設けられる。第１壁部３０ａと第２壁部３０ｂの互いに対面する端部は円弧状に形成され、この二つの円弧によって、後述するピニオン８０を収納するための空間３２が形成されることになる。

　図５に示すように、シリンダボディ１２のうち、第１シリンダ孔２８ａよりも後述するテーブル本体９０側に偏倚する位置には、該シリンダボディ１２をその軸線方向に沿って貫通する通路１１２ａが形成されている。また、シリンダボディ１２のうち、第２シリンダ孔２８ｂよりもテーブル本体９０側に偏倚する位置には、該シリンダボディ１２をその軸線方向に沿って貫通する通路１１２ｂが形成されている。

　第１シリンダ孔２８ａには、第１リニア作動機構４０ａが変位自在に設けられ、また、第２シリンダ孔２８ｂには、第２リニア作動機構４０ｂが変位自在に設けられる。ここで、第１リニア作動機構４０ａと第２リニア作動機構４０ｂは、互いに対をなす構造であるために、第１リニア作動機構４０ａについて以下に詳細に説明し、第２リニア作動機構４０ｂについての詳細な説明を省略する。

　図４の分解斜視図から容易に諒解されるように、第１リニア作動機構４０ａは、ラック４２を備える。ラック４２は、その断面が図５に示されるように略正方形であって、その一側面には等間隔に離間して歯４４が複数個連設されている。なお、ラック４２の断面形状は正方形に限定されることなく、多角形、円形、半長円形等から選択してもよい。ラック４２は、好ましくは鉄製であるが、これに限定されず剛性に富むものであればよい。ラック４２の両端部に設けられた凹部４６ａ、４６ｂを利用して、それぞれピストン４８ａ、４８ｂが装着される。

　ピストン４８ａは、ピストン本体５０ａを有する。図４から容易に諒解されるように、ピストン本体５０ａは、肉厚な矩形体からなるボディ５２ａと、前記ボディ５２ａより肉薄な延在部５４ａとを備え、ボディ５２ａと延在部５４ａとは、好ましくは一体成形された金属製又は樹脂製からなる。ボディ５２ａと延在部５４ａは全体として第１シリンダ孔２８ａの形状と一致し、該第１シリンダ孔２８ａ内において、延在部５４ａ側が第１壁部３０ａに臨むように配設される。すなわち、延在部５４ａは、ボディ５２ａからピニオン８０（図２参照）側に伸張し、これによって、第１シリンダ孔２８ａの短手方向の中心よりも、ピニオン８０側に偏倚して配置される。ボディ５２ａから延在部５４ａにかけての平滑な一面に第１プレート５６ａが固着され、この第１プレート５６ａの固着によって形成される段差部に中空で長方形状のシール部材５８ａが嵌合する。

　さらに、シール部材５８ａ及び第１プレート５６ａの一面を第２プレート６０ａが被うように積層される。この第２プレート６０ａに設けられた孔部６４ａ、第１プレート５６ａに設けられた孔部６６ａと、延在部５４ａに設けられた図示しない孔部と、リング状のシール部材７０ａを介して、固定ピン６２ａが挿入され、その先端部はラック４２の凹部４６ａに固着され、ピストン４８ａとラック４２と一体化する。同様にして、ラック４２の他端側にピストン４８ｂが固着される。前記他端側のピストン４８ｂは、ピストン４８ａ側と略同一の構成を採用することから、ピストン４８ａの構成要素を示す参照数字に英小文字ｂを付して、その詳細な説明を省略する。これらは固定ピン６２ｂを介して凹部４６ｂに固着される。

　なお、ここで、図４に示すように、ピストン４８ｂを構成する他方のピストン本体５０ｂには、円柱形状の凹部７２ｂが設けられる。この凹部７２ｂには、位置検出用の円柱形状のマグネット７４が挿入される。一方側のピストン本体５０ａに前記凹部７２ｂと同様の凹部７２ａを設け、図示しない円柱形状のマグネットを凹部７２ａに装着してよいことはもちろんである。

　ここで肝要なことは、第１リニア作動機構４０ａを構成するラック４２の両端部にピストン４８ａ、４８ｂの延在部５４ａ、５４ｂがそれぞれ固着されることにより、第１シリンダ孔２８ａ内において、ラック４２がピニオン８０側に偏倚するように配設されていることである。これによって、ピストン４８ａ、４８ｂのボディ５２ａ、５２ｂ間とラック４２の側壁と第１シリンダ孔２８ａとの間に十分な空間７３ａを形成することが可能である。この空間７３ａを利用して、必要に応じて図２に破線で示すような長尺なマグネット７４も使用者が希望する用途に応じて装着できる。同様なことは第２リニア作動機構４０ｂ側にも言える。場合によって、この空間７３ａを利用して、例えば、ウェアリングやアブソーバ（何れも不図示）等の他の部材をラック４２やピストン４８ａ、４８ｂに装着してもよい。

　第１シリンダ孔２８ａは、ピストン４８ａ、４８ｂにより、前記空間７３ａと、第１シリンダ室７５ａ、第２シリンダ室７５ｂに区画される。すなわち、第１カバー１４とピストン４８ａによって第１シリンダ室７５ａが形成される一方、ピストン４８ｂと第２カバー１６（ガスケット２４）によって第２シリンダ室７５ｂが形成される。同様に、図６に示すように、第２シリンダ孔２８ｂは、第１カバー１４とピストン４８ａとの間、ピストン４８ａ、４８ｂ同士の間、ピストン４８ｂと第２カバー１６との間にそれぞれ形成される第３シリンダ室７６ａ、空間７３ｂ、第４シリンダ室７６ｂに区画される。

　次に、第１と第２のリニア作動機構４０ａ、４０ｂの付勢作用下に、回転動作を行なうピニオン８０について説明する。ピニオン８０は、前記第１壁部３０ａと第２壁部３０ｂとの間に形成された円形状の空間３２に配設される。図５に示される通り、ピニオン８０は、その軸線方向に沿う中央部位が空間８１を有する円筒状であり、その下部にはシリンダボディ１２との間で比較的小径な第１ベアリング８２を設けている。第１ベアリング８２を挟持する部位の上方には、その外周面に等間隔に刻設された複数の歯８４を有し、これらの歯８４は前記ラック４２の歯４４と噛合する。

　ピニオン８０の上部には段差部８３が設けられ、この段差部８３を利用して前記ピニオン８０とシリンダボディ１２との間に前記第１ベアリング８２よりも大径な第２ベアリング８６が設けられる。第２ベアリング８６の外周面には、段差を備えたリング体８８が嵌合する。ピニオン８０の上部には、図１に示すように、環状のテーブル本体９０が複数本のボルト９２を介して固着される。テーブル本体９０には、前記ボルト９２の外側に等間隔に複数の装着孔９４が設けられ、図示しないワークがボルトを用いて装着される。以上のように構成されるので、前記ボルト９２によってピニオン８０と一体化されたテーブル本体９０は、該ピニオン８０の回転によってベアリング８２、８６の作用下に回転することが容易に諒解されよう。

　ここで、ラック４２のストローク、すなわち第１シリンダ孔２８ａ、第２シリンダ孔２８ｂの内部で往復動作する第１リニア作動機構４０ａと第２リニア作動機構４０ｂの変位範囲を規制する調整ねじ１００ａ、１００ｂについて説明する。

　比較的長尺で且つその外周部にねじ部を形成した調整ねじ１００ａは、第１カバー１４に設けられた調整ねじ孔２３ａに、その先端部が螺入し、該先端部は、第１リニア作動機構４０ａの固定ピン６２ａの頭部に対面することになる。従って、調整ねじ１００ａの調整ねじ孔２３ａへの螺入程度如何で固定ピン６２ａの頭部が当接する位置が規制され、これによって第１リニア作動機構４０ａ、すなわち、ラック４２のストロークが調整されるに至る。第２リニア作動機構４０ｂ側のラック４２の作動範囲を規制する調整ねじ１００ｂも前記調整ねじ１００ａと同一の構成を採用することから、その詳細な説明を省略する。

　なお、図１に示すように、調整ねじ１００ａ、１００ｂの螺入位置は弾性力に富み且つ横断面がＵ字状に湾曲形成された止め金具１２０によってしっかりと位置決めされる。

　次に、以上のように構成されるロータリーアクチュエータ１０に対する圧力流体の給排に用いられる流路について説明する。図３に示すように、シリンダボディ１２の開口部に臨む第１カバー１４の面には、該面よりも陥没するように、第１凹部１０４、第２凹部１０５、第３凹部１０６、第４凹部１０７がそれぞれ形成されている。

　第１凹部１０４は、ポート１８ａと連通し、且つ通路１１２ａ（図２参照）の開口部に対向する。第２凹部１０５は、第１シリンダ室７５ａ（図２参照）に対向し、且つ第１カバー１４の幅方向の中心側において、第３凹部１０６と連通している。第３凹部１０６は、ポート１８ｂと連通し、且つ通路１１２ｂ（図２及び図６参照）の開口部に対向する。第４凹部１０７は、第３シリンダ室７６ａ（図２及び図６参照）に対向する。

　また、第１カバー１４の内部には、第１凹部１０４と第４凹部１０７とを連通する連通路１０８が形成されている。つまり、第１カバー１４では、第１凹部１０４と第４凹部１０７との間を流体が自由に流通可能であり、第２凹部１０５と第３凹部１０６との間を流体が自由に流通可能である。

　さらに、第１カバー１４とシリンダボディ１２との間には、第１凹部１０４、第２凹部１０５、第３凹部１０６、第４凹部１０７の輪郭（外形形状）に沿って一体的に設けられたガスケット１０９が介設されている。

　図２及び図３に示すように、シリンダボディ１２には、第２シリンダ室７５ｂと連通する給排気ポート１１０ａが設けられ、この給排気ポート１１０ａは通路１１２ａを介して、第１凹部１０４と連通している。また、シリンダボディ１２には、第４シリンダ室７６ｂと連通する給排気ポート１１０ｂが設けられ、この給排気ポート１１０ｂは通路１１２ｂを介して、第３凹部１０６と連通している。

　なお、図中、参照符号１３０ａ、１３０ｂは、シリンダボディ１２の長手方向側面にそれぞれ設けられたセンサー溝を示す。これらのセンサー溝１３０ａ、１３０ｂに図示しない近接スイッチを挿入固着することによって、ラック４２の変位、すなわち、ピストン本体５０ａ、５０ｂの凹部７２ａ、７２ｂに装着されたマグネット７４の磁力線を受けて、ラック４２の位置を検出するためのものである。

　第１の実施形態に係るロータリーアクチュエータ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

　ポート１８ａ、１８ｂに圧力流体、例えば、圧縮空気の給排用のチューブを図示しないコネクタを介して接続する。一方、テーブル本体９０に設けられた装着孔９４を用いて、図示しないワークをボルト等で固定する。そこで、図２に示す初期状態において、ポート１８ｂから圧縮空気を供給すると、該圧縮空気の一部は、第３凹部１０６を介して第２凹部１０５に流通して、第１シリンダ室７５ａ内に導入される。これによって、一端側、すなわち、第１リニア作動機構４０ａのうち、第１カバー１４側のピストン本体５０ａ、具体的には固定ピン６２ａの頭部、第２プレート６０ａ、シール部材５８ａの表面等が受圧部分になり、ラック４２を他端側、すなわち、第２カバー１６側へと押圧する。

　また、ポート１８ｂから供給された前記圧縮空気の残部は、第３凹部１０６から通路１１２ｂ、給排気ポート１１０ｂを介して第４シリンダ室７６ｂ内に導入される。これによって、第２リニア作動機構４０ｂのうち、第２カバー１６側のピストン本体５０ｂが受圧部分になり、ラック４２を他端側、すなわち、第１カバー１４側へと押圧する。

　上記のように第１リニア作動機構４０ａのラック４２が第２カバー１６側へと変位すると、第２シリンダ室７５ｂ内の空気は圧縮されて給排気ポート１１０ａから通路１１２ａを経て第１凹部１０４に流通する。同時に、第２リニア作動機構４０ｂのラック４２が第１カバー１４側へと変位すると、第３シリンダ室７６ａ内の空気は圧縮され、第４凹部１０７から連通路１０８を経て第１凹部１０４に流通する。これらの第１凹部１０４に流通した空気は、ポート１８ａから図示しないチューブに排気される。

　これによってラック４２の歯４４と噛合するピニオン８０を図２において時計方向へと回転させる。なお、ピストン４８ａ、４８ｂの位置は、マグネット７４から発せられる磁力線により付勢される図示しない近接スイッチにより検出される。

　次に、図示しない切換弁を切り換えて、ポート１８ａから圧縮空気を供給すると、該圧縮空気の一部は、第１凹部１０４から連通路１０８を経て第４凹部１０７に流通し、第３シリンダ室７６ａ内に導入される。これによって、第２リニア作動機構４０ｂでは、第１カバー１４側のピストン本体５０ａが受圧部分になり、ラック４２を第２カバー１６側へと押圧する。

　また、ポート１８ａから供給された前記圧縮空気の残部は、第１凹部１０４、通路１１２ａ、給排気ポート１１０ａを介して第２シリンダ室７５ｂ内に導入される。これによって、第１リニア作動機構４０ａのうち、第２カバー１６側のピストン本体５０ｂが受圧部分になり、ラック４２を第１カバー１４側へと押圧する。

　上記のように第２リニア作動機構４０ｂのラック４２が第２カバー１６側へと変位すると、第４シリンダ室７６ｂ内の空気は圧縮されて給排気ポート１１０ｂから通路１１２ｂを経て第３凹部１０６に流通する。同時に、第１リニア作動機構４０ａのラック４２が第１カバー１４側へと変位すると、第１シリンダ室７５ａ内の空気は圧縮され、第２凹部１０５から第３凹部１０６に流通する。これらの第３凹部１０６に流通した空気は、ポート１８ｂから図示しないチューブに排気される。

　これによってラック４２の歯４４と噛合するピニオン８０が図２において反時計方向へと回転する。その結果、図２に示す状態となる。

　このような動作を第１リニア作動機構４０ａと第２リニア作動機構４０ｂとの間で交互に繰り返し行い、ピニオン８０を正逆回転させ、その結果、テーブル本体９０も正逆転するに至る。すなわち、ピニオン８０にボルト９２を介して連結されたテーブル本体９０が回転することにより、該テーブル本体９０に装着されているワークを回転させ、当該ワークを、例えば、機械加工等に供することができる。

　第１の実施形態に係るロータリーアクチュエータ１０によれば、第１リニア作動機構４０ａと第２リニア作動機構４０ｂには、それぞれ対をなすピストン４８ａ、４８ｂがラック４２の両端部に固着されている。ピストン４８ａを構成するボディ５２ａは、比較的肉厚な矩形体からなり、このボディ５２ａから側方（図において水平方向）に肉薄な延在部５４ａが設けられている。そして、ボディ５２ａと延在部５４ａとの間に形成される段差部にラック４２の端部が固着される。ピストン４８ｂ側も同様の構成である。従って、ボディ５２ａ、５２ｂ及び延在部５４ａ、５４ｂに加えられる流体圧力は十分な強度をもって受圧される。しかも、ピストン本体５０ａ、５０ｂ間に空間７３ａが形成される。この空間７３ａを利用して、例えば、長尺なマグネット７４の装着やウェアリングの配設等、種々の用途に利用できる。しかも、厚さも薄く設計できる利点がある。

　すなわち、ロータリーアクチュエータ１０を小型化したとしても、ピストン本体５０ａ、５０ｂ間の空間を有効に活用してマグネット７４の装着の自由度を確保することが可能であるとともに、ボディ５２ａ、５２ｂと延在部５４ａ、５４ｂとによって十分な受圧面積を確保することが可能となる。このために、ラック４２の変位動作に必要とされる推力を十分確保することができるという効果が得られる。特に、第１シリンダ孔２８ａ及び第２シリンダ孔２８ｂを断面四角形状にしているために、シリンダボディ１２をさらに扁平な形状とし、ロータリーアクチュエータ１０の高さを小さく維持することができる。

　次に、本願のロータリーアクチュエータの第２の実施形態について、図７を参照して以下に説明する。なお、第１の実施形態に用いた構成要素に付された参照符号と同一の参照符号については、同一の構成要素を示すものとし、その詳細な説明を省略する。第２の実施形態に係るロータリーアクチュエータ２００は、シリンダボディ２０２の内部に設けられるリニア作動機構２２０が１つである点で、第１の実施形態に係るロータリーアクチュエータ１０と異なる。

　ロータリーアクチュエータ２００では、肉厚なシリンダボディ２０２の長手方向に直交する一方の端面に形成された開口部は、第１カバー２０６によって閉塞され、他方の端面に形成された開口部は、第２カバー２０８によって閉塞されている。

　第１カバー２０６は、比較的肉厚な金属製の板体からなり、肉厚な一方の側面にポート１８ａを備える。第２カバー２０８は、第１カバー２０６と同様の板状体であって、ポート１８ｂを備える。

　第１カバー２０６と第２カバー２０８によって閉塞されたシリンダボディ２０２の内部には、シリンダ孔２１０が形成される。シリンダボディ２０２の肉厚な一方の壁部２１４には、ピニオン８０を収納するための円弧状の凹部２１２が形成される。図７から容易に諒解されるように、ピニオン８０は、シリンダ孔２１０と凹部２１２とで形成される空間に回転自在に軸支される。

　シリンダ孔２１０には、リニア作動機構２２０が変位自在に設けられる。ここで、ピストン本体２２２ａは、シリンダ孔２１０の縦断面空間と略同一の形状である。以上の構成において、シリンダボディ２０２の凹部２１２が形成された肉厚な壁部２１４に対面する肉薄の壁部２１６にはピストン本体２２２ｂの位置を検出するための図示しない近接スイッチを設けておく。

　第２の実施形態に係るロータリーアクチュエータ２００は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

　ポート１８ａ、１８ｂに圧力流体、例えば、圧縮空気の給排用のチューブを図示しないコネクタを介して接続する。そこで、ポート１８ａから圧縮空気を供給すれば、第１カバー２０６側のピストン本体２２２ａが受圧部分になり、ラック４２を第２カバー２０８側へと押圧する。その結果、ラック４２が第２カバー２０８側へと変位するとともに、ピストン本体２２２ｂと第２カバー２０８との間のシリンダ室内の空気が圧縮されてポート１８ｂから図示しないチューブに排気される。

　この間ラック４２の歯４４と噛合するピニオン８０を図７において時計方向へと回転する。この結果、ピストン本体２２２ｂの第２カバー２０８側の終端位置は、マグネット７４の磁力線を受けて作動する図示しない近接スイッチにより検出されるに至る。次いで、図示しない切換弁を切り換えて、ポート１８ｂから圧縮空気を導入すれば、リニア作動機構２２０を構成するピストン本体２２２ｂは、その圧縮空気に押されて第１カバー２０６側へと変位し、排気空気がポート１８ａから外部へと放出されるに至る。このような動作を繰り返し、ピニオン８０に連結される図示しないテーブルを回転させて、該テーブルに装着されたワークを加工に供することができる。

　第２の実施形態に係るロータリーアクチュエータ２００によれば、第１の実施形態に係るロータリーアクチュエータ１０と同様に、ピストン本体２２２ａ、２２２ｂ間に比較的大きな空間を設けることができ、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

　特に、第２の実施形態によれば、第１実施形態が備えていた二つのリニア作動機構の中、一方を省略することができる。すなわち、より一層小型化が達成され、特に、より狭小な空間への設置も可能となる効果が得られる。

　なお、本発明は、上記した実施形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは勿論である。

　例えば、上記の実施形態では、調整ねじ１００ａ、１００ｂの先端部が、第１カバー１４に設けられた調整ねじ孔２３ａ、２３ｂから、第１シリンダ孔２８ａ、第２シリンダ孔２８ｂにそれぞれ螺入されることとした。しかしながら、調整ねじ１００ａは、第１シリンダ孔２８ａ内に全て収容され、空間７３ａから、第１シリンダ室７５ａ又は第２シリンダ室７５ｂの少なくとも何れか一方に向かってその先端部が突出するようにしてもよい。

　例えば、調整ねじ１００ａの先端部を第１シリンダ室７５ａに突出させる場合、ピストン４８ａのボディ５２ａにねじ孔を設け、該ねじ孔に調整ねじ１００ａを螺入すればよい。これによって、ピストン４８ａと調整ねじ１００ａとを一体に固定できるとともに、その螺入程度如何で調整ねじ１００ａの先端部と、第１カバー１４とが当接する位置を規制できる。その結果、第１リニア作動機構４０ａ、すなわち、ラック４２のストロークが調整されるに至る。

　調整ねじ１００ａの先端部を第２シリンダ室７５ｂに突出させる場合、ピストン４８ｂのボディ５２ｂに対して、上記と同様に調整ねじ１００ａを螺入すればよい。これによって、調整ねじ１００ａの先端部と、第２カバー１６とが当接する位置を規制して、ラック４２のストロークが調整されるに至る。調整ねじ１００ｂについても、第２シリンダ孔２８ｂ内に対して、調整ねじ１００ａと同様に配設することが可能である。

　以上のように、このロータリーアクチュエータでは、空間７３ａを利用して、調整ねじ１００ａ、１００ｂを設けることができる分、シリンダボディ１２の長手方向についても一層効果的に小型を達成することが可能となる。

Claims

　ピニオン（８０）を回転動作させるリニア作動機構（４０ａ）と、前記リニア作動機構（４０ａ）が変位自在に設けられるシリンダ孔（２８ａ）が形成されたシリンダボディ（１２）と、を備えるロータリーアクチュエータ（１０）であって、
　前記リニア作動機構（４０ａ）は、
　前記ピニオン（８０）と噛合する複数の歯（４４）が設けられたラック（４２）と、
　前記ラック（４２）に設けられたピストン（４８ａ、４８ｂ）と、
　を有し、
　前記ピストン（４８ａ、４８ｂ）は前記シリンダ孔（２８ａ）に対応する形状のピストン本体（５０ａ、５０ｂ）と前記ピストン本体（５０ａ、５０ｂ）に装着されるシール部材（５８ａ）とを備え、前記ピストン本体（５０ａ、５０ｂ）はボディ（５２ａ、５２ｂ）と前記ボディ（５２ａ、５２ｂ）から前記ピニオン（８０）側に伸長する延在部（５４ａ、５４ｂ）とを有し、
　前記ラック（４２）の両端部は、一組の前記ピストン（４８ａ、４８ｂ）のうち、前記延在部（５４ａ、５４ｂ）の前記ピニオン（８０）側に偏倚した部位に連結されるとともに、一組の前記ピストン（４８ａ、４８ｂ）の前記ボディ（５２ａ、５２ｂ）間に前記シリンダ孔（２８ａ）と遮蔽された空間（７３ａ）が形成されていることを特徴とするロータリーアクチュエータ（１０）。
　請求項１記載のロータリーアクチュエータ（２００）において、
　前記シリンダボディ（２０２）は、１つの前記シリンダ孔（２１０）が形成され、
　１つの前記シリンダ孔（２１０）に１つの前記リニア作動機構（２２０）が配設されることを特徴とするロータリーアクチュエータ（２００）。
　請求項１記載のロータリーアクチュエータ（１０）において、
　前記シリンダボディ（１２）は、平行に一対の前記シリンダ孔（２８ａ、２８ｂ）が形成され、
　一対の前記シリンダ孔（２８ａ、２８ｂ）のそれぞれに一対の前記リニア作動機構（４０ａ、４０ｂ）が配設されることを特徴とするロータリーアクチュエータ（１０）。
　請求項１記載のロータリーアクチュエータ（１０）において、
　前記ピストン本体（５０ａ、５０ｂ）は、前記ボディ（５２ａ、５２ｂ）と前記延在部（５４ａ、５４ｂ）とが一体成形されて構成されることを特徴とするロータリーアクチュエータ（１０）。
　請求項１記載のロータリーアクチュエータ（１０）において、
　前記ボディ（５２ａ、５２ｂ）の少なくとも一方は、前記空間（７３ａ）に対面する端部に、前記ラック（４２）の位置を検出するためのマグネット（７４）が配設されることを特徴とするロータリーアクチュエータ（１０）。
　請求項１記載のロータリーアクチュエータ（１０）において、
　前記シリンダボディ（１２）は、外形が略四角形状であり、
　前記シリンダ孔（２８ａ、２８ｂ）は、横断面略四角形状であることを特徴とするロータリーアクチュエータ（１０）。