(57)【要約】【課題】回転揺動するシャフトを中間角度に位置決め可能なロータリアクチュエータにおいて、作動流体の給排制御をより簡素化することにより、上記シャフトの中間角度における位置決めを低コストにて実現する。【解決手段】駆動シャフト１５を回転揺動させる駆動部１０における第１駆動シリンダ１２の第１圧力室１２ａ及び第２駆動シリンダ１３の第２圧力室１３ｂと、シャフト１５を中間角度に位置決めする位置決め部２０の第１中間停止機構２０ａとを、第１の管路４０ａで互いに常時連通させ、第１駆動シリンダ１２の第２圧力室１２ｂ及び第２駆動シリンダ１３の第１圧力室１３ａと、位置決め部２０の第２中間停止機構２０ｂとを、第２の管路４０ｂで互いに常時連通させ、第１の管路４０ａ及び第２の管路４０ｂを１つの３位置切換弁５０に接続した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転揺動するシャフトを有する駆動部と、該駆動部の一端に設けられて上記シャフトをその揺動範囲における中間角度に位置決めするための位置決め部とから成り、
上記駆動部は、その上記一端側と他端側との間に並設された第１駆動シリンダ及び第２駆動シリンダと、これら各駆動シリンダ内の上記一端側に第１圧力室、上記他端側に第２圧力室をそれぞれ形成し、軸方向に沿ってそれぞれ互いに対向するラックギアを備えて成る上記第１駆動シリンダ内の第１駆動ピストン及び上記第２駆動シリンダ内の第２駆動ピストンと、並設された上記一対の駆動シリンダ間に配設されて、上記各駆動ピストンのラックギアに噛合するピニオンギアを外周に備えて成る上記シャフトとを有し、上記各圧力室に対して作動流体を給排して、各駆動シリンダ内で各駆動ピストンを互いに逆方向に往復摺動させることにより、上記シャフトが回転揺動するように構成され、
上記位置決め部は、作動流体の給排により、第１当接部材を第１駆動シリンダの上記一端側から該第１駆動シリンダ内の設定位置に対して進退させる第１中間停止機構と、該第１中間停止機構とは独立して動作し、作動流体の給排により、第２当接部材を第２駆動シリンダの上記一端側から該第２駆動シリンダ内の設定位置に対して進退させる第２中間停止機構とを有し、これら両中間停止機構に対して作動流体を供給して、上記両当接部材を各駆動シリンダ内の上記設定位置において各駆動ピストンに対して同時に当接させることにより、これら駆動ピストンを各駆動シリンダ内の中間位置にそれぞれ停止させて、上記シャフトを中間角度に位置決めするように構成され、
第１駆動シリンダの上記第１圧力室と、第２駆動シリンダの上記第２圧力室と、上記第１中間停止機構とは、第１の管路によって互いに常時連通され、
第１駆動シリンダの上記第２圧力室と、第２駆動シリンダの上記第１圧力室と、上記第２中間停止機構とは、第２の管路によって互いに常時連通されている、ことを特徴とするロータリアクチュエータ。
【請求項２】
上記第１の管路及び上記第２の管路が、これら管路をそれぞれ切り換えにより圧力源又は大気に対して連通させる一つの切換弁に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のロータリアクチュエータ。
【請求項３】
上記切換弁が、第１の管路を圧力源に連通させると共に、第２の管路を大気に連通させる第１の切換位置と、第１の管路及び第２の管路を共に圧力源に連通させる第２の切換位置と、第１の管路を大気に連通させると共に、第２の管路を圧力源に連通させる第３の切換位置とから成る３位置切換弁である、
ことを特徴とする請求項２に記載のロータリアクチュエータ。
【請求項４】
上記各中間停止機構がそれぞれ、上記駆動シリンダの略軸延長線上に設けられた位置決めシリンダと、該位置決めシリンダ内を往復摺動する位置決めピストンとを備えており、該位置決めピストンの上記駆動部側に、該位置決めピストンと協働する上記当接部材を配設することによって構成されている、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のロータリアクチュエータ。
【請求項５】
上記位置決めシリンダが、連設された複数のシリンダ室から成り、上記位置決めピストンが、これら複数のシリンダ室内を往復摺動する複数のピストン部間に、ピストンロッドを介在させることによって構成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載のロータリアクチュエータ。
【請求項６】
上記当接部材が、上記駆動ピストンの端面に当接させるための当接面を一端に備えて成る当接ロッドである、
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のロータリアクチュエータ。
【請求項７】
上記中間停止機構は、シャフトが位置決めされる中間角度を調節する調節機構を備えており、
該調節機構が、上記位置決めピストンを上記当接部材とは反対側からその内部に形成された中空部へと軸方向に摺動自在に貫通して該中空部の内面に係合する係合ロッドと、該係合ロッドを軸方向に変移させて上記位置決めピストンとの係合位置を外部から調節するための調節ネジとを有している、
ことを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載の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、回転揺動するシャフトを、その揺動範囲における中間角度位置に停止させて位置決めすることが可能な３位置停止型のロータリアクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転揺動するシャフトを備え、該シャフトをその揺動範囲における中間角度位置に停止させて位置決めすることが可能なロータリアクチュエータとしては、例えば、特許文献１に開示されているようなものが、従来から知られている。
この特許文献１に開示されているロータリアクチュエータは、並設された一対の駆動シリンダ内を互いに逆方向に往復摺動し、ラックギアをそれぞれ軸方向に備えて成る一対の駆動ピストンと、これら一対の駆動ピストン間に配置されて、上記ラックギアと噛合するピニオンギアを外周に備えて成るシャフトとを有する駆動部、及び、一つの位置決めシリンダと、該位置決めシリンダ内を往復摺動する一つの位置決めピストンと、該位置決めピストンにおける上記一対の駆動ピストンの各延長軸上に互いに隣接して配置された一対の当接部材とを有する位置決め部によって構成されている。
【０００３】
そして、上記一対の駆動シリンダに対する作動流体の給排によって、上記シャフトを回転揺動させると共に、上記位置決めシリンダに対する作動流体の供給によって、上記位置決めピストンと一対の当接部材とを上記一対の駆動ピストンに対して一体に進出させて当接させることにより、これら各駆動ピストンを各駆動シリンダ内の中間位置にそれぞれ停止させて、上記シャフトを中間角度位置に位置決めするように構成されている。
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されているこのようなロータリアクチュエータにおいては、駆動部の駆動ピストンと位置決め部の位置決めピストンとの動作が互いに独立していることから、これら駆動部及び位置決め部に対して作動流体をそれぞれ個別に給排する必要性がある。そのため、作動流体の給排制御が複雑となり、コスト高になるという問題点があった。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３１２２４２３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点を解決するために為されたもので、その課題は、シャフトを回転揺動させる駆動部と、該シャフトを中間角度に位置決めする位置決め部とに対する作動流体の給排を共通化して、作動流体の給排制御をより簡素化することができ、上記シャフトの中間角度における位置決めを低コストにて実現することが可能なロータリアクチュエータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るロータリアクチュエータは、回転揺動するシャフトを有する駆動部と、該駆動部の一端に設けられて上記シャフトをその揺動範囲における中間角度に位置決めするための位置決め部とから成り、上記駆動部は、その上記一端側と他端側との間に並設された第１駆動シリンダ及び第２駆動シリンダと、これら各駆動シリンダ内の上記一端側に第１圧力室、上記他端側に第２圧力室をそれぞれ形成し、軸方向に沿ってそれぞれ互いに対向するラックギアを備えて成る上記第１駆動シリンダ内の第１駆動ピストン及び上記第２駆動シリンダ内の第２駆動ピストンと、並設された上記一対の駆動シリンダ間に配設されて、上記各駆動ピストンのラックギアに噛合するピニオンギアを外周に備えて成る上記シャフトとを有し、上記各圧力室に対して作動流体を給排して、各駆動シリンダ内で各駆動ピストンを互いに逆方向に往復摺動させることにより、上記シャフトが回転揺動するように構成され、上記位置決め部は、作動流体の給排により、第１当接部材を第１駆動シリンダの上記一端側から該第１駆動シリンダ内の設定位置に対して進退させる第１中間停止機構と、該第１中間停止機構とは独立して動作し、作動流体の給排により、第２当接部材を第２駆動シリンダの上記一端側から該第２駆動シリンダ内の設定位置に対して進退させる第２中間停止機構とを有し、これら両中間停止機構に対して作動流体を供給して、上記両当接部材を各駆動シリンダ内の上記設定位置において各駆動ピストンに対して同時に当接させることにより、これら駆動ピストンを各駆動シリンダ内の中間位置にそれぞれ停止させて、上記シャフトを中間角度に位置決めするように構成され、第１駆動シリンダの上記第１圧力室と、第２駆動シリンダの上記第２圧力室と、上記第１中間停止機構とは、第１の管路によって互いに常時連通され、第１駆動シリンダの上記第２圧力室と、第２駆動シリンダの上記第１圧力室と、上記第２中間停止機構とは、第２の管路によって互いに常時連通されていることを特徴とするものである。
【０００８】
このように、本発明に係るロータリアクチュエータによれば、シャフトを回転揺動させる駆動部における第１駆動シリンダの第１圧力室及び第２駆動シリンダの第２圧力室と、上記シャフトを中間角度に位置決めする位置決め部における第１中間停止機構とが、第１の管路によって互いに常時連通され、同時に、上記駆動部における第１駆動シリンダの第２圧力室及び第２駆動シリンダの第１圧力室と、上記位置決め部における第２中間停止機構とが、第２の管路によって互いに常時連通されているため、上記駆動部と上記位置決め部とに対する作動流体の給排を共通化して、作動流体の給排制御をより簡素化することができ、回転揺動するシャフトの中間角度における位置決めを低コストにて実現することが可能となる。
【０００９】
ここで、上記第１の管路及び上記第２の管路は、これら管路をそれぞれ切り換えにより圧力源又は大気に対して連通させる一つの切換弁に接続されていることが望ましく、そのとき、上記切換弁が、第１の管路を圧力源に連通させると共に、第２の管路を大気に連通させる第１の切換位置と、第１の管路及び第２の管路を共に圧力源に連通させる第２の切換位置と、第１の管路を大気に連通させると共に、第２の管路を圧力源に連通させる第３の切換位置とから成る３位置切換弁であるとより好ましい。
【００１０】
また、上記本発明に係るロータリアクチュエータにおいて、上記各中間停止機構はそれぞれ、上記駆動シリンダの略軸延長線上に設けられた位置決めシリンダと、該位置決めシリンダ内を往復摺動する位置決めピストンとを備えており、該位置決めピストンの上記駆動部側に、該位置決めピストンと協働する上記当接部材を配設することによって構成されている。
具体的には、上記位置決めシリンダは、連設された複数のシリンダ室から成り、上記位置決めピストンが、これら複数のシリンダ室内を往復摺動する複数のピストン部間に、ピストンロッドを介在させることによって構成されている。そして、上記当接部材は、上記駆動ピストンの端面に当接させるための当接面を一端に備えて成る当接ロッドである。
【００１１】
さらに、上記中間停止機構は、シャフトが位置決めされる中間角度を調節する調節機構を備えており、該調節機構が、上記位置決めピストンを上記当接部材とは反対側からその内部に形成された中空部へと軸方向に摺動自在に貫通して該中空部の内面に係合する係合ロッドと、該係合ロッドを軸方向に変移させて上記位置決めピストンとの係合位置を外部から調節するための調節ネジとを有している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図１〜図４に基づき、本発明に係るロータリアクチュエータの一実施例にいついて詳細に説明する。
図１に示すように、ロータリアクチュエータ１は、回転揺動する駆動シャフト１５を有する駆動部１０と、該駆動部１０の一端（図中右端）に設けられて上記駆動シャフト１５をその回転揺動範囲における中間角度に位置決めするための位置決め部２０とから構成されている。
【００１３】
上記駆動部１０は、ボディ１１と、該ボディ１１内における上記一端側と他端側との間に略平行に並設されて、該ボディ１１の両端で開口された第１駆動シリンダ１２及び第２駆動シリンダ１３と、ボディ１１を貫通するこれら駆動シリンダ１２，１３における上記他端側の開口を閉鎖するエンドカバー１４と、軸方向に沿ってそれぞれ互いに対向するラックギア１６ａ，１７ａを外周に備えて成り、上記各駆動シリンダ１２，１３内の上記一端側にそれぞれ第１圧力室１２ａ，１３ａを形成し、上記他端側にそれぞれ第２圧力室１２ｂ，１３ｂを形成する上記第１駆動シリンダ１２内の第１駆動ピストン１６及び上記第２駆動シリンダ１３内の第２駆動ピストン１７と、並設された上記一対の駆動シリンダ１２，１３間の略中央部に配設されて、上記各駆動ピストン１６，１７のラックギア１６ａ，１７ａに噛合するピニオンギア１５ａを外周に備えて成る上記駆動シャフト１５とを有している。
そして、上記各駆動シリンダ１２，１３内の各圧力室１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂに対して作動流体を給排して、上記各駆動ピストンを１６，１７を各駆動シリンダ１２，１３内で互いに逆方向に往復摺動させることにより、上記駆動シャフト１５を回転揺動させることができるようになっている。
【００１４】
一方、上記位置決め部２０は、駆動部１０におけるボディ１１の上記一端に、上記各駆動シリンダ１２，１３における上記一端側の開口を閉鎖するようにして設けられており、作動流体の給排により、第１当接ロッド（第１当接部材）２６を、第１駆動シリンダ１２の上記一端側にある初期位置から該第１駆動シリンダ１２内にある設定位置に対して進退させる第１中間停止機構２０ａと、同じく作動流体の給排により、第２当接ロッド（第２当接部材）２７を、第２駆動シリンダ１３の上記一端側にある初期位置から該第２駆動シリンダ１３内にある設定位置に対して進退させる第２中間停止機構２０ｂとを個別に有し、これら各中間停止機構２０ａ，２０ｂすなわち各当接ロッド２６，２７を互いに独立して動作させることができるように構成されている。
そして、上記両中間停止機構２０ａ，２０ｂに対する作動流体の供給によって、上記両当接ロッド２６，２７を、各駆動シリンダ１２，１３内の上記各設定位置に共に進出させて、これら各設定位置で各駆動ピストン１６，１７の端面１６ｂ，１７ｂに対して同時に当接させることにより、各駆動ピストン１６，１７を各駆動シリンダ１２，１３内における中間位置にそれぞれ停止させて、上記駆動シャフト１５を、その回転揺動範囲における中間角度に位置決めすることができるようになっている。
【００１５】
さらに、図２〜図４に示すように、第１駆動シリンダ１２の上記第１圧力室１２ａと、第２駆動シリンダ１３の上記第２圧力室１３ｂと、上記第１中間停止機構２０ａとは、これらに対して作動流体を給排するための駆動部側配管４１ａ，４２ａ，４３ａ及び位置決め部側配管４４ａ，４５ａ，４６ａから成る第１の管路４０ａによって互いに常時連通されている。また、第１駆動シリンダ１２の上記第２圧力室１２ｂと、第２駆動シリンダ１３の上記第１圧力室１３ａと、上記第２中間停止機構２０ｂとは、これらに対して作動流体を給排するための駆動部側配管４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ及び位置決め部側配管４４ｂ，４５ｂ，４６ｂから成る第２の管路４０ｂによって互いに常時連通されている。
【００１６】
ここで、本実施例においては、作動流体として圧力源Ｐから供給される圧縮空気を使用している。また、上記第１の管路４０ａ及び第２の管路４０ｂは、それぞれ第１共通配管４７ａ及び第２共通配管４７ｂを介して、切り換えにより各出力を大気又は圧力源Ｐに対して連通させることができる１つの切換弁５０に接続されいる。なお、上記切換弁５０は、第１の管路４０ａを圧力源Ｐに連通させると共に、第２の管路４０ｂを大気に連通させる第１の切換位置５０ａと、第１の管路４０ａ及び第２の管路４０ｂを共に圧力源Ｐに連通させる第２の切換位置５０ｂと、第１の管路４０ａを大気に連通させると共に、第２の管路４０ｂを圧力源Ｐに連通させる第３の切換位置５０ｃとから成る３位置切換弁である。
【００１７】
このように、上記ロータリアクチュエータ１によれば、上記駆動部１０と上記位置決め部２０とに対する作動流体の給排を第１の管路４０ａ及び第２の管路４０ｂによって共通化することができるため、これら駆動部１０及び位置決め部２０に対する作動流体の給排制御をより簡素化することができ、回転揺動する駆動シャフト１５の中間角度における位置決めを低コストにて実現することが可能となる。
【００１８】
さらに具体的に説明すると、上記各駆動ピストン１６，１７の両端近傍には、樹脂弾性体から成るリップ状のシール部材１６ｃ，１７ｃがそれぞれ周設されており、上記各圧力室１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂが気密にシールされている。そして、上記各ラックギア１６ａ，１７ａが、各駆動ピストン１６，１７における上記一対のシール部材１６ｃ，１７ｃ間に一体に形成されている。また、上記駆動シャフト１５は、中空に成形されており、その外周に上記ピニオンギア１５ａが一体に形成されている。
【００１９】
上記第１中間停止機構２０ａは、ハウジング２１の内部における上記第１駆動シリンダ１２の略軸延長線上に設けられた第１位置決めシリンダ２２と、該位置決めシリンダ２２内を気密に往復摺動する第１位置決めピストン２４と、一端に上記第１駆動ピストン１６の端面１６ｂに対して当接させるための当接面２６ａが形成されて成り、上記第１位置決めピストン２４の駆動部１０側に配設されて、該第１位置決めピストン２４と協働する上記第１当接ロッド２６と、該第１当接ロッド２６の上記初期位置及び第１駆動シリンダ１２内の上記設定位置を調節するための第１調節機構２８とを備えている。
その一方で、上記第２中間停止機構２０ｂは、ハウジング２１の内部における上記第２駆動シリンダ１３の略軸延長線上に設けられた第２位置決めシリンダ２３と、該位置決めシリンダ２３内を気密に往復摺動する第２位置決めピストン２５と、一端に上記第２駆動ピストン１７の端面１７ｂに対して当接させるための当接面２７ａが形成されて成り、上記第２位置決めピストン２５の駆動部１０側に配設されて、該第２位置決めピストン２５と協働する上記第２当接ロッド２７と、該第２当接ロッド２７の上記初期位置及び第２駆動シリンダ１３内の上記設定位置を調節するための第２調節機構２９とを備えている。
【００２０】
ここで、上記各当接ロッド２６，２７は、ハウジング２１の駆動部１０側に位置する第１プレート２１ａを気密かつ摺動自在に貫通して、位置決めピストン２４，２５の駆動部１０側への変移により、各駆動シリンダ１２，１３内の上記設定位置に対して進出するようになっている。そして、上記第１調節機構２８及び第２調節機構２９を調節することにより、駆動シャフト１５の回転揺動範囲及び駆動シャフト１５が位置決めされる中間角度を調節することができるようになっている。また、各位置決めシリンダ２２，２３及び各位置決めピストン２４，２５の中心軸は、各駆動シリンダ１２，１３及び各駆動ピストン１６，１７の中心軸に対して僅かに外側に位置している。
なお、上記各当接ロッド２６，２７の他端は、対応する位置決めピストン２４，２５における駆動部１０側の各端部に対して連結されていても良いし、連結されていなくても良い。ただし、特に、連結されていない場合には、位置決めロッド２６，２７が位置決めシリンダ２２，２３から抜脱するのを防止するため、該当接ロッド２６，２７の上記他端に、図１に示すようなフランジ部をそれぞれ周設することが望ましい。
【００２１】
上記各位置決めシリンダ２２，２３はそれぞれ、隔壁２２ｃ，２３ｃによって互いに仕切られた第１シリンダ室２２ａ，２３ａ及び第２シリンダ室２２ｂ，２３ｂを、該第２シリンダ室２２ｂ，２３ｂを駆動部１０側に配置して軸方向に連設することにより構成されている。また、上記各位置決めピストン２４，２５はそれぞれ、上記第１シリンダ室２２ａ，２３ａ内を気密に往復摺動する第１ピストン部２４ａ，２５ａと、上記第２シリンダ室２２ｂ，２３ｂ内を気密に往復摺動する第２ピストン部２４ｂ，２５ｂと、内部に中空部２４ｄ，２５ｄを有して上記隔壁２２ｃ、２３ｃを気密かつ摺動自在に貫通すると共に、上記第１ピストン部２４ａ，２５ａと第２ピストン部２４ｂ，２５ｂとの間に介在されて、それらを互いに連結するピストンロッド２４ｃ，２５ｃとによって構成されている。
【００２２】
そして、図２〜図４に示すように、上記第１位置決めシリンダ２２の各シリンダ室２２ａ，２２ｂにおける駆動部１０とは反対側に位置する各圧力室に、上記第１の管路４０ａがそれぞれ接続されており、上記第２位置決めシリンダ２３の各シリンダ室２３ａ，２３ｂにおける駆動部１０とは反対側に位置する各圧力室に、上記第２の管路４０ｂがそれぞれ接続されている。また、各位置決めシリンダ２２，２３の各シリンダ室２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂにおける駆動部１０側の圧力室は、上記一対の位置決めシリンダ２２，２３間に配設されて一端が大気に常時開放された配管３０に対してそれぞれ連通されている。なお、上記中空部２４ｄ，２５ｄは、上記第１シリンダ室２２ａ，２３ａ及び／又は第２シリンダ室２２ｂ、２３ｂに連通されており、各位置決めシリンダ２２，２３に圧縮空気が供給された際に、これら中空部２４ｄ，２５ｄへも圧縮空気が流入するようになっている。
【００２３】
したがって、上記切換弁５０を上記第２の切換位置５０ｂに切り換えて、圧力源Ｐから圧縮空気を、上記第１の管路４０ａ及び第２の管路４０ｂを通じて、上記各駆動シリンダ１２，１３及び上記各位置決めシリンダ２２，２３に供給すると、上記各位置決めピストン２４，２５と協働して、第１当接ロッド２６及び第２当接ロッド２７が、各駆動シリンダ１２，１３内の上記各設定位置に進出した状態となると共に、これら各設定位置において、両当接ロッド２６，２７の各当接面２６ａ，２７ａが、各駆動ピストン１６，１７の端面１６ｂ、１７ｂに対して同時に当接した状態となって、上述のように、上記駆動シャフト１５が、その回転揺動範囲における中間角度に位置決めされる。
【００２４】
上記調節機構２８，２９は、位置決めシリンダ２２，２３及び位置決めピストン２４，２５の略軸延長線上において、上記ハウジング２１の上記駆動部１０とは反対側に位置する第２プレート２１ｂを気密に貫通して設けられている。
具体的には、該調節機構２８，２９は、中空で内周面及び外周面にネジが形成されて、上記第２プレート２１ｂを貫通すると共に、該第２プレート２１ｂに進退可能に螺合された筒状調節要素２８ａ，２９ａと、位置決めピストン２４，２５を、その上記第２プレート２１ｂ側に位置する端部から上記中空部２４ｄ、２５ｄへと、軸方向に摺動自在に貫通して、該中空部２４ｄ，２５ｄの内面に係合する係合ロッド２８ｂ、２９ｂと、該係合ロッド２８ｂ、２９ｂに対して同軸に連結されて、上記筒状調節要素２８ａ，２９ａの内周面に進退可能に螺合された調節ネジ２８ｄ，２９ｄとを有している。
【００２５】
そして、上記筒状調節要素２８ａ，２９ａは、位置決めシリンダ２２，２３内部への突出量を調節することができると共に、所望の調節位置でロックナット２８ｅ，２９ｅによりハウジング２１に対して固定することができるようになっている。よって、位置決めピストン２４，２５の上記第２プレート２１ｂ側におけるストローク端を調節することができ、その結果、当接ロッド２６，２７の上記初期位置を調節して、駆動シャフト１５の揺動範囲を調節することができる。
一方、上記調節ネジ２８ｄ，２９ｄは、位置決め部２０の外部から該係合ロッド２８ｂ、２９ｂを軸方向に変移させて、該係合ロッド２８ｂ、２９ｂの上記位置決めピストン２４，２５との係合位置を調節できるようになっている。よって、位置決めピストン２４，２５の上記第１プレート２１ａ側におけるストローク端を調節することができ、その結果、駆動シリンダ１２，１３内の上記設定位置、すなわち当接ロッド２６，２７の上記駆動シリンダ１２，１３内における進出位置を調節して、駆動シャフト１５が位置決めされる中間角度を調節することができる。
【００２６】
ここで、該係合ロッド２８ｂ，２９ｂはその先端に係合部２８ｃ，２９ｃを有しており、該係合部２８ｃ，２９ｃが、係合ロッド２８ｂ，２９ｂの貫通穴における上記中空部２４ｄ，２５ｄの内面側周縁に係合するようになっている。なお、上記中空部２４ｄ，２５ｄは、位置決めピストン２４，２５の最大ストローク幅とほぼ等しい長さを軸方向に有している。
【００２７】
次に、上記第１の管路４０ａ及び第２の管路４０ｂについて具体的に説明する。
上記切換弁５０に接続された上記第１共通配管４７ａは、切換弁５０からの圧縮空気の流入を許容する逆止弁４８ａ及び絞り弁４８ｂが並設されて成る第１速度制御弁４８を途中に介在させた駆動部側外部配管４１ａと、切換弁５０への圧縮空気の流出を許容する逆止弁４９ａ及び絞り弁４９ｂが並設されて成る第２速度制御弁４９を途中に介在させた位置決め部側外部配管４４ａとに分岐され、駆動部側外部配管４１ａは、駆動部１０に対して圧縮空気を給排する給排気ポートＡに接続されており、位置決め部側外部配管４４ａは、位置決め部２０に対して圧縮空気を給排する給排気ポートＣに接続されている。給排気ポートＡに接続された駆動部側配管は、アクチュエータ１の内部で２本の駆動部側内部配管４２ａ，４３ａに分岐されており、その一方の配管４２ａが第１駆動シリンダ１２の上記第１圧力室１２ａに接続され、他方の配管４３ａが第２駆動シリンダ１３の上記第２圧力室１３ｂに接続されている。給排気ポートＣに接続された位置決め部側配管は、アクチュエータ１の内部で２本の位置決め部側内部配管４５ａ，４６ａに分岐されており、上述のように、それらは第１位置決めシリンダ２２の各シリンダ室２２ａ，２２ｂにそれぞれ接続されている。
【００２８】
一方、同じく上記切換弁５０に接続された上記第２共通配管４７ｂは、上記第１速度制御弁４８を途中に介在させた駆動部側外部配管４１ｂと、上記第２速度制御弁４９を途中に介在させた位置決め部側外部配管４４ｂとに分岐され、駆動部側外部配管４１ｂは、駆動部１０に対して圧縮空気を給排する給排気ポートＢに接続されており、位置決め部側外部配管４４ｂは、位置決め部２０に対して圧縮空気を給排する給排気ポートＤに接続されている。給排気ポートＢに接続された駆動部側配管は、アクチュエータ１の内部で２本の駆動部側内部配管４２ｂ，４３ｂに分岐されており、その一方の配管４２ｂが第２駆動シリンダ１３の上記第１圧力室１３ａに接続され、他方の配管４３ｂが第１駆動シリンダ１２の上記第２圧力室１２ｂに接続されている。給排気ポートＤに接続された位置決め部側配管は、アクチュエータ１の内部で２本の位置決め部側内部配管４５ｂ，４６ｂに分岐されており、上述のように、それらは第２位置決めシリンダ２３の各シリンダ室２３ａ，２３ｂにそれぞれ接続されている。
【００２９】
すなわち、駆動部側外部配管４１ａと位置決め部側外部配管４４ａと駆動部側内部配管４２ａ，４３ａと位置決め部側内部配管４５ａ，４６ａとによって形成される上記第１の管路４０ａにより、第１駆動シリンダ１２の上記第１圧力室１２ａと、第２駆動シリンダ１３の上記第２圧力室１３ｂと、上記第１中間停止機構２０ａとが互いに常時連通され、該第１の管路４０ａが、上記第１共通管路４７ａを介して切換弁５０に接続されており、またその一方で、駆動部側外部配管４１ｂと位置決め部側外部配管４４ｂと駆動部側内部配管４２ｂ，４３ｂと位置決め部側内部配管４５ｂ，４６ｂとによって形成される上記第２の管路４０ｂにより、第２駆動シリンダ１３の上記第１圧力室１３ａと、第１駆動シリンダ１２の上記第２圧力室１２ｂと、上記第２中間停止機構２０ｂとが互いに常時連通され、該第２の管路４０ｂが、第２共通管路４７ｂを介して切換弁５０に接続されている。
【００３０】
このように、上記駆動部１０と上記位置決め部２０とに対する圧縮空気の給排を第１の管路４０ａ及び第２の管路４０ｂによって共通化したため、これら管路４０ａ，４０ｂに対する圧縮空気の給排を一つの制御弁５０で制御することができ、その結果、中間角度に位置決め可能なロータリアクチュエータ１に対する圧縮空気の給排制御をより簡素化することができ、該アクチュエータ１の制御を低コストにて実現することができる。
【００３１】
次に、図２〜図４に基づいてロータリアクチュエータ１の具体的な動作を説明する。なお、ここでは、回転揺動範囲を１８０度、中間角度を９０度とした場合を例として挙げるが、これに限定されるものではない。
まず、図２に示すように、駆動シャフト１５が、一方の揺動端である揺動角度が０度の位置にあるとき、切換弁５０は、第１の管路４０ａを圧力源Ｐに連通させると共に、第２の管路４０ｂを大気に連通させる第１の切換位置５０ａにある。
したがって、第１駆動シリンダ１２の第１圧力室１２ａと第２駆動シリンダ１３の第２圧力室１３ｂとに供給された圧縮空気により、第１駆動ピストン１６はエンドカバー１４側のストローク端に位置していると共に、第２駆動ピストン１７は位置決め部２０側のストローク端に位置している。またその時、上記第１当接ロッド２６は、上記第１位置決めシリンダ２２に供給された圧縮空気によって、第１駆動シリンダ１２内の上記設定位置に進出しており、その一方で、上記第２当接ロッド２７は、第２駆動ピストン１７により押圧されて上記初期位置に後退している。
【００３２】
続いて、図３に示すように、切換弁５０を第１の管路４０ａ及び第２の管路４０ｂを共に圧力源Ｐに対して連通させる第２の切換位置５０ｂに切り換えると、第２位置決めシリンダ２３に圧縮空気が供給されて、第２位置決めピストン２５が駆動部１０側に付勢されると共に、第２駆動シリンダ１３の第１圧力室１３ａ及び第１駆動シリンダ１２の第２圧力室１２ｂにも圧縮空気が供給される。
そのため、第２当接ロッド２７が、第２駆動ピストン１７をエンドカバー１４側に押圧しながら、第２駆動シリンダ１３内の上記設定位置に進出し、それと同時に、該第２駆動ピストン１７に駆動シャフト１５を介して連結された第１駆動ピストン１６が、上記位置決め部２０側に変移して、第１駆動シリンダ１２内の上記設定位置に進出している第１当接ロッド２６に当接する。そして、その結果、各駆動ピストン１６，１７が、各駆動シリンダ１２，１３内の中間位置に停止されて、上記駆動シャフト１５が９０度の中間角度に位置決めされる。
【００３３】
さらに、図４に示すように、切換弁５０を第１の管路４０ａを大気に連通させると共に、第２の管路４０ｂを圧力源Ｐに連通させる第３の切換位置５０ｃに切り換えると、第１駆動シリンダの第１圧力室１２ａと、第２駆動シリンダの第２圧力室１３ｂと、第１位置決めシリンダ２２が大気に連通される。
したがって、第１駆動ピストン１６が位置決め部２０側のストローク端へ変移すると共に、第２駆動ピストン１７がエンドカバー１４側のストローク端へ変移し、それと同時に、第１駆動シリンダ１２内の上記設定位置に進出していた第１当接ロッド２６が、第１駆動ピストン１６に押圧されて上記初期位置に後退する。そして、その時、上記駆動シャフト１５は、他方の揺動端である揺動角度が１８０度の位置にある。
その後、切換弁５０を上記第１の切換位置５０ａに切り換えることにより、上記各駆動ピストン１６，１７、並びに、各位置決めピストン２４，２５及び各当接ロッド２６，２７が、図２に示す各位置にそれぞれ変移して、上記駆動シャフト１５が０度の揺動角度に戻される。
【００３４】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明に係るロータリアクチュエータによれば、シャフトを回転揺動させる駆動部における第１駆動シリンダの第１圧力室及び第２駆動シリンダの第２圧力室と、上記シャフトを中間角度に位置決めする位置決め部における第１中間停止機構とが、第１の管路によって互いに常時連通され、同時に、上記駆動部における第１駆動シリンダの第２圧力室及び第２駆動シリンダの第１圧力室と、上記位置決め部における第２中間停止機構とが、第２の管路によって互いに常時連通されているため、上記駆動部と上記位置決め部とに対する作動流体の給排を共通化して、作動流体の給排制御をより簡素化することができ、回転揺動するシャフトの中間角度における位置決めを低コストにて実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロータリアクチュエータの一実施例を示す断面図である。
【図２】ロータリアクチュエータの動作状態を示す第１の概略図である。
【図３】ロータリアクチュエータの動作状態を示す第２の概略図である。
【図４】ロータリアクチュエータの動作状態を示す第３の概略図である。
【符号の説明】
１            ロータリアクチュエータ
１０            駆動部
１２            第１駆動シリンダ
１３            第２駆動シリンダ
１２ａ，１３ａ  第１圧力室
１２ｂ、１３ｂ  第２圧力室
１５            駆動シャフト（シャフト）
１５ａ          ピニオンギア
１６            第１駆動ピストン
１７            第２駆動ピストン
１６ａ，１７ａ  ラックギア
１６ｂ、１７ｂ  端面
２０            位置決め部
２０ａ，        第１中間停止機構
２０ｂ          第２中間停止機構
２２            第１位置決めシリンダ
２３            第２位置決めシリンダ
２２ａ，２３ａ  第１シリンダ室
２２ｂ，２３ｂ  第２シリンダ室
２４            第１位置決めピストン
２５            第２位置決めピストン
２４ａ，２５ａ  第１ピストン部
２４ｂ，２５ｂ  第２ピストン部
２４ｃ、２５ｃ  ピストンロッド
２４ｄ，２５ｄ  中空部
２６            第１当接ロッド
２７            第２当接ロッド
２６ａ，２７ａ  当接面
２８            第１調節機構
２９            第２調節機構
２８ｂ，２９ｂ  係合ロッド
２８ｄ，２９ｄ  調節ネジ
４０ａ          第１の管路
４０ｂ          第２の管路
５０            ３位置切換弁
５０ａ          第１の切換位置
５０ｂ          第２の切換位置
５０ｃ          第３の切換位置
【図１】
2005003020.tif 000003
【図２】
2005003020.tif 000004
【図３】
2005003020.tif 000005
【図４】
2005003020.tif 000006