(57)【要約】【課題】回転の制限機構を簡略化しつつ調整可能とし、容易な回転範囲調整を可能として汎用性向上とコストダウンを図れるロータリアクチュエータを提供する。【解決手段】出力軸歯車２上に突出する被拘束部４を配設すると共に、被拘束部４の移動経路にかかる所定箇所に拘束体５を配設し、出力軸歯車２の被拘束部４を拘束体５と所定角度位置で接触させ、出力軸歯車２の回転可能な角度範囲を規制することから、被拘束部４及び／又は拘束体５の配設位置を適宜設定して出力軸歯車２の回動範囲を所望の範囲に設定でき、被動機器の回転軸１０を所定の回転動作条件の下で確実に回転駆動させられ、被動機器側の条件に柔軟に対応して汎用性を高められる。【選択図】　図１
2004144229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも所定角度範囲内で回動可能な被動機器に対し、駆動力を付与して前記被動機器を回転駆動させるロータリアクチュエータにおいて、
中心部に前記被動機器の回転軸を一体化されてなる略円板状の出力軸歯車と、
当該出力軸歯車の中心から所定径離れた箇所に軸方向と平行に突出した状態で一又は複数配設されてなる被拘束部と、
前記出力軸歯車を回動可能に軸支しつつ内部に収容する略箱状の装置枠と、
前記出力軸歯車の回動に伴って動く前記被拘束部の移動経路上に少なくとも一部が存在して被拘束部と当接可能に配設される一又は複数の拘束体と、
前記装置枠に取付けられ、前記出力軸歯車と噛合する歯車部を介して出力軸歯車に駆動力を入力する駆動手段とを備えることを
特徴とするロータリアクチュエータ。
【請求項２】
前記請求項１に記載のロータリアクチュエータにおいて、
前記被拘束部が、前記出力軸歯車上の複数箇所間で移設可能に取付けられることを
特徴とするロータリアクチュエータ。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載のロータリアクチュエータにおいて、
前記拘束体が、前記被拘束部の移動経路上にあたる複数箇所間で移設可能として前記装置枠に取付けられることを
特徴とするロータリアクチュエータ。
【請求項４】
前記請求項１ないし３のいずれかに記載のロータリアクチュエータにおいて、
前記被拘束部が、前記出力軸歯車の所定径位置で軸方向両側にそれぞれ突出する状態で配設され、
前記拘束体が、前記軸方向両側にそれぞれ突出した被拘束部とそれぞれ接触可能に前記出力軸歯車を挟んで一対配設され、
前記出力軸歯車の軸方向両側における被拘束部と拘束体の各接触状態が出力軸歯車の両側で互いに対称関係となることを
特徴とするロータリアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被動機器を所定の角度範囲内で回転駆動するロータリアクチュエータに関し、特に、回転動作範囲の設定変更を容易にして様々な用途に利用できるロータリアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和設備において室内に調和空気を送込む吸気系統や、室内の換気や排煙等のために空気を室内から排出する排気系統などのダクトでは、経路の途中に流路の断続や風量調節等の目的でダンパ装置を配置することが多かった。こうしたダンパ装置は、主にロータリアクチュエータ等の駆動源により一般に約９０°の範囲で羽根を回転駆動されていた。このような駆動源としての従来のロータリアクチュエータの一例を図４に示す。図４は従来のロータリアクチュエータの平面図及び一部切欠左側面図である。
【０００３】
前記図４において従来のロータリアクチュエータ１００は、ダンパ装置等の被動機器（図示を省略）側における回転駆動力を受け取る回転軸２００に一体に取付けられる出力軸歯車１０１と、出力軸歯車１０１を介して回転軸２００を回転駆動する駆動手段１０２と、出力軸歯車１０１と接触可能に配設されて出力軸歯車１０１の回転範囲を制限する拘束体１０３と、前記各部品を収容する装置枠１０４とを備える構成である。
【０００４】
この従来のロータリアクチュエータ１００は、例えばダンパ装置における羽根の回転軸２００に連結されており、風量調節等の用途で回転軸２００と一体の羽根を所定角度範囲回動させる仕組みである。例えばダンパの場合、通常は全閉から全開まで羽根を約９０°の範囲で回動させれば機能を果せるため、前記出力軸歯車１０１は、９０°の回動に必要十分な周のみ歯を配置されて回転軸２００を中心とした略扇状に形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のロータリアクチュエータは以上のように構成されており、回転範囲は被動機器の動作範囲条件に合わせて制限されていたが、通常その機器専用のアクチュエータであるために回転範囲が変ることはなく、アクチュエータ自体の小型化の要請もあって、前記略扇状など出力軸歯車１０１は回転範囲に合わせた必要最小限の形状となっているなど、回転範囲を調整することは考慮されていなかった。さらに、回動範囲を決定するのは前記拘束体１０３など、回転部分（出力軸歯車）に当接して回転を制限する部品であり、通常は装置枠１０４と一体成形される等の構造であったことから、回転範囲を変更することは構造的に難しく、回転範囲変更の必要がある場合はアクチュエータ全体を交換しなければならず、コスト的に不利であるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、回転の制限機構を簡略化しつつ調整可能とし、容易な回転範囲調整を可能として汎用性向上とコストダウンを図れるロータリアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るロータリアクチュエータは、少なくとも所定角度範囲内で回動可能な被動機器に対し、駆動力を付与して前記被動機器を回転駆動させるロータリアクチュエータにおいて、中心部に前記被動機器の回転軸を一体化されてなる略円板状の出力軸歯車と、当該出力軸歯車の中心から所定径離れた箇所に軸方向と平行に突出した状態で一又は複数配設されてなる被拘束部と、前記出力軸歯車を回動可能に軸支しつつ内部に収容する略箱状の装置枠と、前記出力軸歯車の回動に伴って動く前記被拘束部の移動経路上に少なくとも一部が存在して被拘束部と当接可能に配設される一又は複数の拘束体と、前記装置枠に取付けられ、前記出力軸歯車と噛合する歯車部を介して出力軸歯車に駆動力を入力する駆動手段とを備えるものである。
【０００８】
このように本発明においては、出力軸歯車上に突出する被拘束部を配設すると共に、被拘束部の移動経路にかかる所定箇所に拘束体を配設し、出力軸歯車の被拘束部を拘束体と所定角度位置で接触させ、出力軸歯車の回転可能な角度範囲を規制することにより、被拘束部及び／又は拘束体の配設位置を適宜設定して出力軸歯車の回動範囲を所望の範囲に設定でき、被動機器の回転軸を所定の回転動作条件の下で確実に回転駆動させられ、被動機器側の条件に柔軟に対応して汎用性を高められる。
【０００９】
また、本発明に係るロータリアクチュエータは必要に応じて、前記被拘束部が、前記出力軸歯車上の複数箇所間で移設可能に取付けられるものである。このように本発明においては、被拘束部を出力軸歯車上の複数箇所間で移設可能に配設し、出力軸歯車上の複数位置の中から被拘束部設置箇所を適宜選択して出力軸歯車の回転で被拘束部と拘束体とが接触する角度位置を変更できることにより、出力軸歯車の回動範囲を容易に調整でき、汎用性を向上させられる。
【００１０】
また、本発明に係るロータリアクチュエータは必要に応じて、前記拘束体が、前記被拘束部の移動経路上にあたる複数箇所間で移設可能として前記装置枠に取付けられるものである。このように本発明においては、拘束体を装置枠内複数箇所間で移設可能に配設し、装置枠における拘束体設置箇所を適宜選択して出力軸歯車の回転で被拘束部と拘束体とが接触する角度位置を変更できることにより、出力軸歯車の回動範囲を容易に調整でき、汎用性を向上させられる。
【００１１】
また、本発明に係るロータリアクチュエータは必要に応じて、前記被拘束部が、前記出力軸歯車の所定径位置で軸方向両側にそれぞれ突出する状態で配設され、前記拘束体が、前記軸方向両側にそれぞれ突出した被拘束部とそれぞれ接触可能に前記出力軸歯車を挟んで一対配設され、前記出力軸歯車の軸方向両側における被拘束部と拘束体の各接触状態が出力軸歯車の両側で互いに対称関係となるものである。
【００１２】
このように本発明においては、被拘束部を出力軸歯車の軸方向両側にそれぞれ配設すると共にそれぞれ拘束体と当接可能とし、且つ被拘束部と拘束体との接触状態を出力軸歯車の両側で対称関係とすることにより、被拘束部と拘束体との当接時に被拘束部に加わる制止力が出力軸歯車の両側で均等となり、軸中心に対して出力軸歯車が傾きにくく、装置枠における出力軸歯車の軸支部分に無理な力が加わらず、出力軸歯車軸支部分の耐久性を高められる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係るロータリアクチュエータを図１及び図２に基づいて説明する。図１は本実施の形態に係るロータリアクチュエータの平面図及び要部構成説明図、図２は本実施の形態に係るロータリアクチュエータの一部切欠左側面図、図３は本実施の形態に係るロータリアクチュエータにおける出力軸歯車へのピン配置状態説明図である。
【００１４】
前記各図において本実施の形態に係るロータリアクチュエータ１は、被動機器（図示を省略）の回転軸１０を中心部に一体化されてなる略円板状の出力軸歯車２と、この出力軸歯車２の中心から所定径離れた箇所に軸方向と平行に突出した状態で配設されてなる被拘束部としてのピン３と、前記出力軸歯車２を回動可能に軸支しつつ内部に収容する略箱状の装置枠４と、出力軸歯車２の回動に伴って動く前記ピン３の移動経路上にピン３と当接可能として配設される拘束体５と、装置枠４に取付けられ、出力軸歯車２と噛合する歯車部６ａを介して出力軸歯車２に駆動力を入力する駆動手段６とを備える構成である。
【００１５】
前記出力軸歯車２は、金属製の略円板状体で形成され、中央部分で回転軸１０と一体に固定され、装置枠４内に回動可能に配設される構成である。この出力軸歯車２には、ピン３を着脱可能な孔２ａが複数所定角度間隔で配置される構成である。前記ピン３は、金属製の略円柱状体で形成され、出力軸歯車２の孔２ａに挿入されて出力軸歯車２軸方向両側に突出状態でそれぞれ配設される構成である。例えば、出力軸歯車２の一端面側において二つのピン３と一つの拘束体５とで回転範囲を設定する場合、二つのピン３の配置間隔は、図３に示すように、回転範囲としたい角度に、拘束体５の両側にピン３を当接させた場合のピン中心間の出力軸歯車２中心に対する開き角αを加えたものとなる。
【００１６】
前記装置枠４は、合成樹脂製の略箱状体であり、内方へ突出状態となる拘束体５が出力軸歯車２を軸方向両側から挟む位置関係でそれぞれ成形されると共に、出力軸歯車２の軸支部分を形成され、内部に出力軸歯車２を回動自在に組込まれる構成である。また、装置枠４内部には、出力軸歯車２を駆動する駆動手段６が歯車部６ａを出力軸歯車２に噛合させた状態で固定される。
【００１７】
前記拘束体５は、装置枠４の内側におけるピン３の移動経路上に配置される突出部分であり、ピン３との当接部分として円弧状断面の溝部５ａが形成され、この溝部５ａにピン３を当接させて動きを拘束し、出力軸歯車２の拘束体５側へのさらなる回転を規制する仕組みである。拘束体５とピン３との当接状態では、ピン３外周面が拘束体５の溝内面に広く接する状態となり、接触圧が分散されてピン３及び拘束体５の耐久性を高められる仕組みである。
【００１８】
前記駆動手段６は、電動機及び歯車等を含んでなり、一部を出力軸歯車２に噛合させてこれを駆動する公知の機構であり、出力軸歯車２共々回転軸１０を所定角度範囲で回動させる仕組みである。また、駆動手段６は、ピン３と拘束体５との接触で出力軸歯車２がそれ以上回転しない状態となった際に、出力軸歯車２の停止に伴う負荷の上昇を検知し、自動的に停止する公知の過負荷停止機能を有している。
【００１９】
次に、前記構成に基づくロータリアクチュエータの回転範囲設定及び駆動動作について説明する。あらかじめ、装置枠４内側には拘束体５がピン３の移動経路にあたる箇所に溝部５ａをピン３の近接可能な正しい向きに向けた状態で一体成形されている。
一方、出力軸歯車２においては、回転軸１０の所望の回転範囲（例えば、９０°）に合わせて各ピン３を適切な位置の孔２ａに取付けておく（図３参照）。このピン３の取付位置や取付数を変えることで複数通りの回転範囲が設定できる。ピン３の取付け後、出力軸歯車２及び駆動手段６を装置枠４内に組込むと共に、出力軸歯車２と回転軸１０とを一体化する。
【００２０】
続いて、前記構成のロータリアクチュエータ１の駆動動作について説明する。装置枠４内で駆動手段６により出力軸歯車２が回動し、出力軸歯車２の回動角度変化で回転軸１０に駆動力が伝達されることとなる。出力軸歯車２及び回転軸１０があらかじめ設定された角度位置まで回転すると、装置枠４内に固定された拘束体５と出力軸歯車２上のピン３のいずれかが当接し、ピン３の動きを拘束体５が拘束することで出力軸歯車２及び回転軸１０の回転継続が制止されることとなり、回転軸１０の回動範囲は制限される。
【００２１】
ピン３と拘束体５との当接状態においては、ピン３及びこれに対応する拘束体５を出力軸歯車２の軸方向両側にそれぞれ配置し、ピン３の拘束体５による拘束状態を出力軸歯車２の両側で対称関係としていることから、ピン３に加わる制止力が出力軸歯車２両側で均等となり、出力軸中心に対して出力軸歯車２が傾くことはなく、装置枠４における出力軸歯車２の軸支部分に無理な力が加わらない。
【００２２】
このように、本実施の形態に係るロータリアクチュエータにおいては、出力軸歯車２上に突出する被拘束部としてのピン３を配設すると共に、ピン３の移動経路にかかる所定箇所に拘束体５を配設し、出力軸歯車２のピン３を拘束体５と所定角度位置で接触させ、出力軸歯車２の回転可能な角度範囲を規制することから、ピン３の配設位置を適宜設定して出力軸歯車２の回動範囲を所望の範囲に設定でき、被動機器の回転軸１０を所定の回転動作条件の下で確実に回転駆動させられ、被動機器側の条件に柔軟に対応して汎用性を高められる。
【００２３】
なお、前記実施の形態に係るロータリアクチュエータにおいては、出力軸歯車２の軸方向いずれの側にもピン３を配設し、回転範囲の制限に用いる構成としているが、これに限らず、装置枠４における出力軸歯車２の軸支部分の剛性が十分であれば、出力軸歯車２の軸方向のいずれか一側に配設する構成としてもかまわない。また、ピン３の設置数も、設定したい回動範囲に応じて適宜増減してもかまわない。
【００２４】
また、前記実施の形態に係るロータリアクチュエータにおいては、装置枠４内に拘束体５を一体成形する構成としているが、これに限らず、拘束体５を装置枠４に対し着脱自在とし、拘束体５の位置や数を変更自在とする構成とすることもでき、ピン３位置変更の場合と同様に回転軸１０回転範囲の変更が容易に行える構造とすることができる。さらに、あらかじめ装置枠４に拘束体５を配置する可能性のある箇所全てに配設し、実際の組立時に必要な拘束体５のみ残して残りは除去する構成とすることもできる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、出力軸歯車上に突出する被拘束部を配設すると共に、被拘束部の移動経路にかかる所定箇所に拘束体を配設し、出力軸歯車の被拘束部を拘束体と所定角度位置で接触させ、出力軸歯車の回転可能な角度範囲を規制することにより、被拘束部及び／又は拘束体の配設位置を適宜設定して出力軸歯車の回動範囲を所望の範囲に設定でき、被動機器の回転軸を所定の回転動作条件の下で確実に回転駆動させられ、被動機器側の条件に柔軟に対応して汎用性を高められるという効果を奏する。
【００２６】
また、本発明によれば、被拘束部を出力軸歯車上の複数箇所間で移設可能に配設し、出力軸歯車上の複数位置の中から被拘束部設置箇所を適宜選択して出力軸歯車の回転で被拘束部と拘束体とが接触する角度位置を変更できることにより、出力軸歯車の回動範囲を容易に調整でき、汎用性を向上させられるという効果を有する。
【００２７】
また、本発明によれば、拘束体を装置枠内複数箇所間で移設可能に配設し、装置枠における拘束体設置箇所を適宜選択して出力軸歯車の回転で被拘束部と拘束体とが接触する角度位置を変更できることにより、出力軸歯車の回動範囲を容易に調整でき、汎用性を向上させられるという効果を有する。
【００２８】
また、本発明によれば、被拘束部を出力軸歯車の軸方向両側にそれぞれ配設すると共にそれぞれ拘束体と当接可能とし、且つ被拘束部と拘束体との接触状態を出力軸歯車の両側で対称関係とすることにより、被拘束部と拘束体との当接時に被拘束部に加わる制止力が出力軸歯車の両側で均等となり、出力軸中心に対して出力軸歯車が傾きにくく、装置枠における出力軸歯車の軸支部分に無理な力が加わらず、出力軸歯車軸支部分の耐久性を高められるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るロータリアクチュエータの平面図及び要部構成説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るロータリアクチュエータの一部切欠左側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るロータリアクチュエータにおける出力軸歯車へのピン配置状態説明図である。
【図４】従来のロータリアクチュエータの平面図及び一部切欠左側面図である。
【符号の説明】
１、１００　　ロータリアクチュエータ
２、１０１　　出力軸歯車
２ａ　　　　　孔
３　　　　　　ピン
４、１０４　　装置枠
５、１０３　　拘束体
５ａ　　　　　溝部
６、１０２　　駆動手段
６ａ　　　　　歯車部
１０、２００　出力軸
【図１】
2004144229.tif 000003
【図２】
2004144229.tif 000004
【図３】
2004144229.tif 000005
【図４】
2004144229.tif 000006