(57)【要約】【課題】            従来、シリンダーを兼用するケーシング内に一対のラックギアを形成したピストン部材を入れ、そのピストン部材を高圧流体によって相互に逆方向へ摺動させて、回転軸を嵌着したピニオンギアを回転させるロータリーアクチュエータはそのシリンダーを兼用するケーシングが鋳造品であるため、内径面を高精度に切削加工する必要性があり、その加工のためのコストが非常に高くなってしまうという点である。【解決手段】        ロータリーアクチュエータはシリンダー内を相互に対向する直線方向に往復動するラックギアを形成したピストン部材と、その各ピストン部材のラックギアが一つのピニオンギアを共有し、そのピニオンギアに嵌着されたシャフトを回転させるロータリーアクチュエータにおいて、前記ピストン部材は両端を各々ピストンヘッドとするとともに、前記したシリンダーは既存のサニタリーパイプを用いて構成してあることとする。【選択図】          図１
2008180238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダー内を相互に対向する直線方向に往復動するラックギアを形成したピストン部材と、その各ピストン部材のラックギアが一つのピニオンギアを共有し、そのピニオンギアに嵌着されたシャフトを回転させるロータリーアクチュエータにおいて、前記ピストン部材は両端を各々ピストンヘッドとするとともに、前記したシリンダーは既存のサニタリーパイプを用いて構成してあることを特徴とするロータリーアクチュエータ。
【請求項２】
前記したサニタリーパイプによるシリンダーはケーシングとエンドプレートにより挟持されていることを特徴とする請求項１に記載のロータリーアクチュエータ。
【請求項３】
前記したケーシングとエンドプレートには各々シリンダーとされるサニタリーパイプの周縁が嵌装される受溝が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリーアクチュエータ。
【請求項４】
前記した受溝の角にはガイド用のテーパが形成されていることを特徴とする請求項３に記載のロータリーアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロータリーアクチュエータに関し、バタフライ弁やボール弁等回転軸を回転させて弁体を回動開閉する弁類や弁蓋を回転軸により回転させ開閉するダンパー類等、回転軸を回転させることで作動される機器類の回転軸に回転力を与えるためのロータリーアクチュエータの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の回転軸に回転力を与える動力源として、モータや人力によるもののほか、流体圧を利用し、回転軸を中心部分に嵌着したピニオンギアを駆動させるタイプのものが知られており、この種のアクチュエータはピニオンギアと噛合するラックギアを形成したピストン部材をシリンダー内で流体圧により往復動させることが基本的な構造となっている。
【０００３】
上記したようなロータリーアクチュエータとして従来は図４及び図５として示す如き構造のものが知られている。図４は第一の従来例、図５は第二の従来例である。この図４にあって１０は回転軸１２を中心部分に挿通嵌着したピニオンギアを示している。
【０００４】
また、図中１３はピストン部材を示し、このピストン部材１３は両端に同一径としたピストンヘッド１４、１４を備えている。ピストン部材１３は内部が中空あるいは左右壁が貫通されたものとされ、内面に前記したピニオンギア１０と噛合するラックギア１５が形成されている。
【０００５】
さらに、図中１６はシリンダーを兼ねたケーシングで円筒状をしており、その両端開口は閉塞部材１７、１７で閉塞されている。そして、前記したピストンヘッド１４、１４はリング状のシール部材１８、１８を介してピストン部材１３と同期してケーシング１６内を往復摺動する。この往復摺動は閉塞部材１７、１７に形成される導入口から圧力流体の流入により、ピストンヘッド１４、１４を押圧することでなされ、この摺動によってラックギア１５がピニオンギア１０を回転させ、そこに嵌着されている回転軸１２を回転させることとなる。
【０００６】
この形態のロータリーアクチュエータにあっては作動中に高圧の流体を受けるピストンヘッド１４は一つであり、そのため、ピストンヘッド１４は大きな面積を有する必要がある。
【０００７】
また、図５として示す第二の従来例の場合は、シリンダーを兼ねたケーシング１６内でその軸芯方向に沿った半分位置に仕切り板１９を配し、ケーシング１６内を二分している。ピストン部材１３ａ、１３ｂはその二分された各々の室内に平行に配備され、そのピストン部材１３ａ、１３ｂの各々がピニオンギア１０と噛合するラックギア１５、１５を形成している。各々のピストン部材１３ａ、１３ｂは閉塞部材１７、１７の導入口から供給される高圧流体によって相互に逆方向へ往復摺動し、この往復摺動によってピニオンギア１０を回転させ、回転軸１２を回転させる構成となっている。
【０００８】
この第二の従来例としてのロータリーアクチュエータはピストン部材１３ａ、１３ｂが二つあるため、同じ回転出力仕様にあってはピストン部材の受圧面の面積は第一の従来例に比べ半分で済み、装置としての全体サイズや重量は大幅に小さくすることができる。しかし、シリンダーを兼用するケーシング１６は部品として大きく重くなり、鋳造品のためその内径面を精度高く切削する機械加工のコストが高くなってしまう。
【特許文献１】本願発明に関して、出願人は先行する技術文献を調査したが、格別に本願発明と類似し、関連すると思われる文献は発見できなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする問題点は、従来、シリンダーを兼用するケーシング内に一対のラックギアを形成したピストン部材を入れ、そのピストン部材を高圧流体によって相互に逆方向へ摺動させて、回転軸を嵌着したピニオンギアを回転させるロータリーアクチュエータはそのシリンダーを兼用するケーシングが鋳造品であるため、内径面を高精度に切削加工する必要性があり、その加工のためのコストが非常に高くなってしまうという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した問題点を解決するために、本発明に係るロータリーアクチュエータはシリンダー内を相互に対向する直線方向に往復動するラックギアを形成したピストン部材と、その各ピストン部材のラックギアが一つのピニオンギアを共有し、そのピニオンギアに嵌着されたシャフトを回転させるロータリーアクチュエータにおいて、前記ピストン部材は両端を各々ピストンヘッドとするとともに、前記したシリンダーは既存のサニタリーパイプを用いて構成してあることを特徴とし、前記したサニタリーパイプによるシリンダーはケーシングとエンドプレートにより挟持されていることを特徴とし、前記したケーシングとエンドプレートには各々シリンダーとされるサニタリーパイプの周縁が嵌装される受溝が設けられていることを特徴とし、前記した受溝の角にはガイド用のテーパが形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るロータリーアクチュエータは上記のように構成されている。そのため、既存のサニタリーパイプは格別に内面を加工処理する必要性もなく、そのサニタリーパイプをシリンダーとしてケーシングとエンドプレートに形成された溝に嵌装挟持されるが、溝の中心間距離は機械加工によって正確なものとなっており、各々のパイプは精度よく平行となり、正確な一直線として角度が狂うことなくセットされる。
【００１２】
また、サニタリーパイプのカットも軸に対してより正確に直角とする必要もなくなり、製作がし易く、コストが安くなる。さらに、サニタリーパイプは内径公差があり、その断面はやや楕円状となっているのが通常であるが、溝部に嵌め付けることでこれが矯正させ、正確な真円状とすることができる。そして、溝部にはテーパが形成してあるので、嵌着、挿し込みの作業も非常に容易なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図面として示し、実施例として説明したような構成とすることで実現した。
【実施例１】
【００１４】
次に、本発明の好ましい実施の一例を図１乃至図３を参照して説明する。図１は本発明を実施したロータリーアクチュエータを示す正面断面図、図２は同じく側面断面図、図３は同じく溝部を示す拡大図である。
【００１５】
これらの図にあって１、１はケーシングを示しており、６はその中心部分に回転軸７を嵌着したピニオンギアを示している。前記したケーシング１は比較的短尺とした円筒状のものとされており、それを一対平行に配し、その対向部分には前記したピニオンギア６及び回転軸７がケーシング１、１の中央部に位置される切り欠き部分が形成されている。
【００１６】
このケーシング１、１の開口両端には後述するサニタリーパイプを挿入し、嵌め付けるための環状の溝部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが形成されているもので、この溝部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの角部はサニタリーパイプの嵌め付け作業を容易とするため、ガイド用のテーパ面１ｔ、１ｔが形成されたものとなっている。
【００１７】
また、図中３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは本実施例におけるシリンダー部を示しており、このシリンダー部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは各々既存の市販されている肉厚略３ｍｍ程度のサニタリーパイプを同寸法で切断したものが使用され、そのシリンダー部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの一方の開口縁は前記したケーシング１、１の溝部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに挿入され嵌め込まれる。
【００１８】
一方、図中２ａ、２ｂは各々円板状をしたエンドプレートを示しており、このエンドプレート２ａ、２ｂの周端近くから内面側の中央近傍に至る各々環状をし、前記したと同様形態の溝部２ｃ、２ｄが形成されており、前記したシリンダー部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの他方側となる開口縁が挿入され、嵌め込まれる。即ち、シリンダー部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを構成する切断されたサニタリーパイプはケーシング１、１とエンドプレート２ａ、２ｂによって挟持された構造となる。
【００１９】
また、図中４ａ、４ｂはピストン部材を示し、このピストン部材４ａ、４ｂは各々内面側に前記したピニオンギア６を共通して噛合するラックギア４ｃ、４ｄを一体に形成したものとなっている。このピストン部材４ａ、４ｂは各々その両端部にピストンヘッド５ｃ、５ｄ及び５ａ、５ｂを一体に備えたものとなっており、そのピストンヘッド５ｃ、５ｄ、５ａ、５ｂの周面にはリング状のシール部材５ｅ、５ｅ‥が嵌め付けられている。
【００２０】
前記したピストン部材４ａはそのピストンヘッド５ｃが圧力導入口Ｂからの圧力を受け、ピストンヘッド５ｄは圧力導入口Ａからの圧力を受け、図１において左右方向へ往復摺動するものとなっている。その際にピストンヘッド５ｃはシリンダー部３ｂ内を摺動し、ピストンヘッド５ｄはシリンダー部３ａ内を摺動することとなる。
【００２１】
さらに、ピストン部材４ｂの場合は、そのピストンヘッド５ａは圧力導入口Ｃからの圧力を受け、ピストンヘッド５ｂは圧力導入口Ｄからの圧力を受け、図１において左右方向へ往復摺動するものとなっているが、この摺動方向は常に前記したピストン部材４ａと逆方向となり、そのため、ピニオンギア６には同一方向での回転力が付与される。この際、ピストンヘッド５ａはシリンダー部３ｃ内を、ピストンヘッド５ｂはシリンダー部３ｄ内を摺動することとなる。尚、図中８ａ、８ｂはベアリングを示している。
【００２２】
そして、シリンダー部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに使用されるサニタリーパイプは内径公差があるもので、例えば１５０Ａでは＋０．４、−１．２ｍｍである。この寸法は通常ロットごとに異なり、前記したように、通常は断面が楕円状に変形している。本発明の実施に際しては、このサニタリーパイプの円周実寸法を購入の都度計測し、溝部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ及び２ｃの内径及び外形寸法を計測値に合わせ設定する。
【００２３】
前記したように、溝部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ及び２ｃにはその角部にもテーパ１ｔ、１ｔを形成してあるため、サニタリーパイプを容易に挿し込むことができ、その肉厚は３ｍｍ程度の薄いものとなっているため、容易に溝部により、その形状が矯正され真円形となる。サニタリーパイプの内面は格別に機械加工処理を施さなくとも表面粗さは０．１μｍ程度で十分滑らかであり、そのままシリンダー部として使用でき、大幅なコストダウンを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を実施したロータリーアクチュエータを示す正面断面図である。
【図２】側面断面図である。
【図３】溝部を示す拡大図である。
【図４】第一の従来例を示す図である。
【図５】第二の従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    ケーシング
１ａ  溝部
１ｂ  溝部
１ｃ  溝部
１ｄ  溝部
２ａ  エンドプレート
２ｂ  エンドプレート
２ｃ  溝部
２ｄ  溝部
３ａ  シリンダー部
３ｂ  シリンダー部
３ｃ  シリンダー部
３ｄ  シリンダー部
４ａ  ピストン部材
４ｂ  ピストン部材
４ｃ  ラックギア
４ｄ  ラックギア
５ａ  ピストンヘッド
５ｂ  ピストンヘッド
５ｃ  ピストンヘッド
５ｄ  ピストンヘッド
５ｅ  シール部材
６    ピニオンギア
７    回転軸
８ａ  ベアリング
８ｂ  ベアリング
Ａ    圧力導入口
Ｂ    圧力導入口
Ｃ    圧力導入口
Ｄ    圧力導入口
【図１】
2008180238.tif 000003
【図２】
2008180238.tif 000004
【図３】
2008180238.tif 000005
【図４】
2008180238.tif 000006
【図５】
2008180238.tif 000007