(57)【要約】      （修正有）【課題】構造が簡単で、棒状をした汎用の位置センサを使用することができる、位置検出装置付き揺動形アクチュエータを得る。【解決手段】センサ取付溝と、該センサ取付溝に取り付けられたセンサホルダ４０ａ，４０ｂと、シャフト３と同期して揺動する被検出体３２の動作位置を検出する位置センサ５ａ，５ｂとを有し、前記センサホルダ４０ａ，４０ｂは、前記センサ取付溝の外部に突出するセンサ保持部と、前記センサ取付溝の第１及び第２の溝縁部に係止する係止部４７とを有し、前記位置センサ５ａ，５ｂは棒状をなし、前記センサ保持部にシャフト３の軸線に平行に保持される。【選択図】図９
2017015198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心に一定の角度範囲を揺動するシャフトと、該シャフトの揺動位置を検出する位置検出装置とを有し、
前記位置検出装置は、検出部ボディに形成された被検出体収容室の内部に前記シャフトと同期して該シャフトと同じ角度範囲を揺動するように配設された被検出体と、前記検出部ボディの側面に前記被検出体の揺動域を取り囲むように形成されたセンサ取付溝と、該センサ取付溝に位置調整可能に取り付けられたセンサホルダと、該センサホルダに保持されて前記被検出体を検出する位置センサとを有し、
前記センサ取付溝は、開口部の端縁に、溝幅を狭める方向に相対向して張り出す第１及び第２の溝縁部を有し、
前記センサホルダは、前記センサ取付溝から前記検出部ボディの外部に突出するセンサ保持部と、該センサ保持部の基端部に形成されて前記センサ取付溝内に嵌合し、前記第１及び第２の溝縁部に係止する係止部とを有し、
前記位置センサは、棒状をなしていて、前記センサ保持部に、前記検出部ボディの外部で前記軸線と平行に保持されている、
ことを特徴とする位置検出装置付き揺動形アクチュエータ。
【請求項２】
前記センサ保持部は、枠状をなしていて、前記センサ取付溝から外部に突出する左右の側壁と、該左右の側壁の先端部間を結ぶ先端壁とを有し、前記左右の側壁の基端部にそれぞれ前記係止部が設けられ、該センサ保持部の内部に前記位置センサが嵌合していることを特徴とする請求項１に記載の揺動形アクチュエータ。
【請求項３】
前記センサ保持部の前記先端壁には操作孔が形成され、前記位置センサには固定用螺子が取り付けられていて、前記操作孔から前記固定用螺子を締め込んで該固定用螺子の先端を一方の溝縁部の外面に押し付け、前記位置センサを前記先端壁の内面に押し付けて前記センサ保持部を検出部ボディの外側に向けて押圧することにより、前記係止部が前記第１及び第２の溝縁部に係止して前記センサホルダが前記センサ取付溝に固定されると共に、前記位置センサが該センサホルダに保持されるように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の揺動形アクチュエータ。
【請求項４】
前記検出部ボディは、前記軸線方向一側の第１の検出部ボディ部分及び他側の第２の検出部ボディ部分を有していて、該第１の検出部ボディ部分と第２の検出部ボディ部分とが相互に結合されることにより形成され、
前記センサ取付溝は、前記第１の溝縁部を有する第１の半溝部と、前記第２の溝縁部を有する第２の半溝部とに二分されていて、前記第１の半溝部が前記第１の検出部ボディ部分に形成され、前記第２の半溝部が前記第２の検出部ボディ部分に形成されている、
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の揺動形アクチュエータ。
【請求項５】
本体部ボディの内部に形成されたベーン収容室内に、流体圧の作用で揺動するベーンが配設され、該ベーンによって前記シャフトが揺動されるように構成されたアクチュエータ本体部と、前記位置検出装置を備えた位置検出部とを有し、前記アクチュエータ本体部と該位置検出部とは、前記軸線方向の異なる位置に配設されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の揺動形アクチュエータ。
【請求項６】
本体部ボディの内部に形成されたベーン収容室内に、流体圧の作用で揺動するベーンが配設され、該ベーンによって前記シャフトが揺動されるように構成されたアクチュエータ本体部と、前記位置検出装置を備えた位置検出部とを有していて、前記被検出体が前記ベーンに取り付けられと共に、前記センサ取付溝が前記本体部ボディに形成されることにより、前記ベーン収容室が前記被検出体収容室を兼ねると共に、前記本体部ボディが前記検出部ボディを兼ねるように構成されたことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の揺動形アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸線を中心に一定の角度範囲を揺動するシャフトを備えた揺動形アクチュエータに関するものであり、更に詳しくは、前記シャフトの揺動位置を検出する位置検出装置を備えた揺動形アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ボディの内部を揺動するベーンの揺動運動をシャフトの揺動運動に変換して出力する揺動形アクチュエータにおいて、前記シャフト又はベーンに取り付けた永久磁石等の被検出体を位置センサで感知することにより、前記シャフトの揺動位置を検出するようにした位置検出装置付きの揺動形アクチュエータは、特許文献１−特許文献３に開示されているように公知である。
【０００３】
このうち、前記特許文献１に開示された揺動形アクチュエータは、相互に連結した一対のボディの対向面に、円周方向に延びるセンサ挿入孔を形成すると共に、前記ボディの側面に、前記センサ挿入孔内に位置センサを挿入するためのセンサ挿入部を形成し、このセンサ挿入部から、前記センサ挿入孔内に、円弧状をした前記位置センサを挿入し、該位置センサを必要な位置に移動させてその位置に固定するように構成されている。
【０００４】
また、前記特許文献２及び特許文献３に開示された揺動形アクチュエータは、四角柱状をしたボディの外部の相対する２箇所にセンサ取付部を形成し、各センサ取付部に、位置センサを、固定部材を介して位置調整可能に取り付けたものである。
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に開示された揺動形アクチュエータは、円弧状をした特殊形状の位置センサを使用しなければならないため、該位置センサが高価になるという問題がある。
【０００６】
一方、前記特許文献２及び特許文献３に開示された揺動形アクチュエータは、真っ直ぐな棒状をした位置センサを使用することができるが、前記センサ取付部をボディの複数箇所に個々に形成しなければならないだけでなく、該センサ取付部の構造が入り組んでいて複雑であるため、前記ボディの構造が複雑になり、製造にコストがかかるという難点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１０９９０７号公報
【特許文献２】特開２００１−２６３３１０号公報
【特許文献３】特開２００２−１４７４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の技術的課題は、位置検出装置の構造が簡単で、棒状をした汎用の位置センサを使用することができる、位置検出装置付き揺動形アクチュエータを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため本発明によれば、軸線を中心に一定の角度範囲を揺動するシャフトと、該シャフトの揺動位置を検出する位置検出装置とを有し、前記位置検出装置は、検出部ボディに形成された被検出体収容室の内部に前記シャフトと同期して該シャフトと同じ角度範囲を揺動するように配設された被検出体と、前記検出部ボディの側面に前記被検出体の揺動域を取り囲むように形成されたセンサ取付溝と、該センサ取付溝に位置調整可能に取り付けられたセンサホルダと、該センサホルダに保持されて前記被検出体を検出する位置センサとを有し、前記センサ取付溝は、開口部の端縁に、溝幅を狭める方向に相対向して張り出す第１及び第２の溝縁部を有し、上記センサホルダは、前記センサ取付溝から前記検出部ボディの外部に突出するセンサ保持部と、該センサ保持部の基端部に形成されて前記センサ取付溝内に嵌合し、前記第１及び第２の溝縁部に係止する係止部とを有し、前記位置センサは、棒状をなしていて、前記センサ保持部に、前記検出部ボディの外部で前記軸線と平行に保持されていることを特徴とする位置検出装置付き揺動形アクチュエータが提供される。
【００１０】
本発明において好ましくは、前記センサ保持部が枠状をなしていて、前記センサ取付溝から外部に突出する左右の側壁と、該左右の側壁の先端部間を結ぶ先端壁とを有し、前記左右の側壁の基端部にそれぞれ前記係止部が設けられ、該センサ保持部の内部に前記位置センサが嵌合していることである。
【００１１】
この場合、前記センサ保持部の前記先端壁には操作孔が形成され、前記位置センサには固定用螺子が取り付けられていて、前記操作孔から前記固定用螺子を締め込んで該固定用螺子の先端を一方の溝縁部の外面に押し付け、前記位置センサを前記先端壁の内面に押し付けて前記センサ保持部を検出部ボディの外側に向けて押圧することにより、前記係止部が前記第１及び第２の溝縁部に係止して前記センサホルダが前記センサ取付溝に固定されると共に、前記位置センサが該センサホルダに保持されるように構成されていることが望ましい。
【００１２】
また、本発明において、前記検出部ボディは、前記軸線方向一側の第１の検出部ボディ部分及び他側の第２の検出部ボディ部分を有していて、該第１の検出部ボディ部分と第２の検出部ボディ部分とが相互に結合されることにより形成され、前記センサ取付溝は、前記第１の溝縁部を有する第１の半溝部と、前記第２の溝縁部を有する第２の半溝部とに二分されていて、前記第１の半溝部が前記第１の検出部ボディ部分に形成され、前記第２の半溝部が前記第２の検出部ボディ部分に形成されていても良い。
【００１３】
本発明の一つの具体的な構成態様によれば、本体部ボディの内部に形成されたベーン収容室内に、流体圧の作用で揺動するベーンが配設され、該ベーンによって前記シャフトが揺動されるように構成されたアクチュエータ本体部と、前記位置検出装置を備えた位置検出部とを有し、前記アクチュエータ本体部と該位置検出部とは、前記軸線方向の異なる位置に配設されている。
【００１４】
本発明の他の具体的な構成態様によれば、本体部ボディの内部に形成されたベーン収容室内に、流体圧の作用で揺動するベーンが配設され、該ベーンによって前記シャフトが揺動されるように構成されたアクチュエータ本体部と、前記位置検出装置を備えた位置検出部とを有していて、前記被検出体が前記ベーンに取り付けられと共に、前記センサ取付溝が前記本体部ボディに形成されることにより、前記ベーン収容室が前記被検出体収容室を兼ねると共に、前記本体部ボディが前記検出部ボディを兼ねるように構成されている。
【発明の効果】
【００１５】
検出部ボディの側面に、シャフトと同期して揺動する被検出体の揺動域を取り囲むようにセンサ取付溝を形成し、該センサ取付溝にセンサホルダを位置調整可能なるように取り付け、該センサホルダの、前記センサ取付溝から外部に突出するセンサ保持部に、棒状をした位置センサを保持させるようにしたので、前記ボディ及び位置検出装置の構造が簡単であり、また、棒状をした汎用の位置センサを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る位置検出装置付き揺動形アクチュエータの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図２の左側面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った要部拡大断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図９】図１の分解図である。
【図１０】センサホルダの拡大斜視図である。
【図１１】本発明に係る位置検出装置付き揺動形アクチュエータの第２実施形態を示す斜視図である。
【図１２】図１１の正面図である。
【図１３】図１２の左側面図である。
【図１４】図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。
【図１５】図１３のＸＶ−ＸＶ線に沿った要部拡大断面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図である。
【図１７】図１１の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１−図１０は本発明に係る位置検出装置付き揺動形アクチュエータの第１実施形態を示すものである。この揺動形アクチュエータは、空気圧等の流体圧の作用で揺動するベーン４の揺動運動をシャフト３の揺動運動に変換して出力するアクチュエータ本体部１と、位置センサ５ａ，５ｂで前記シャフト３の揺動位置を検出する位置検出部２とを有し、これらアクチュエータ本体部１と位置検出部２とが、軸線Ｌに沿った異なる位置に隣接して配設されている。
【００１８】
前記アクチュエータ本体部１は、円形のベーン収容室７を内部に有する実質的に円柱状をした本体部ボディ６と、前記ベーン収容室７の中心に回転自在に配設された前記シャフト３と、該シャフト３と一体に形成され、流体圧の作用で前記ベーン収容室７内を軸線Ｌを中心に一定の角度範囲揺動する前記ベーン４と、該ベーン４の揺動角度範囲を調整する角度調整機構８と、前記本体部ボディ６の側面の平坦な台状をなすポート形成部９に形成された第１及び第２のポート１０ａ，１０ｂとを有している。
前記軸線Ｌは、前記ベーン収容室７の中心軸線でもあり、前記シャフト３の中心軸線でもある。
【００１９】
前記本体部ボディ６は、図４及び図９から分かるように、上向きに開放する円形の第１の凹部７ａを備えた第１の本体部ボディ部分６ａと、下向きに開放する円形の第２の凹部７ｂを備えた第２の本体部ボディ部分６ｂとの、開放端同士をシール部材を介して気密に突き合わせ、両本体部ボディ部分６ａ，６ｂを複数の連結ボルト１１で相互に連結することにより形成されたもので、前記第１の凹部７ａと第２の凹部７ｂとが連結されることによって前記ベーン収容室７が形成されている。
前記第１の本体部ボディ部分６ａ及び第２の本体部ボディ部分６ｂと、前記シャフト３及びベーン４は、アルミニウム合金などの非磁性の金属素材により形成されている。
【００２０】
前記シャフト３の、前記軸線Ｌ方向の一端である第１端３ａは、前記第１の本体部ボディ部分６ａの軸受孔１２ａ内に、Ｏリング１３ａとバックアップリング１４ａとによって気密性と耐圧性とを付与された状態で、ベアリング１５ａを介して回転自在に支持され、該シャフト３の他端である第２端３ｂは、前記第２の本体部ボディ部分６ｂの軸受孔１２ｂ内に、Ｏリング１３ｂとバックアップリング１４ｂとによって気密性と耐圧性とを付与された状態で、ベアリング１５ｂを介して回転自在に支持されている。
また、前記シャフト３の前記第１端３ａは、前記軸受孔１２ａから前記ベーン収容室７の外部に突出し、該シャフト３の前記第２端３ｂは、前記位置検出部２の被検出体収容室２９の内部に延出している。
【００２１】
前記シャフト３の前記第１端３ａの側面には、前記ベーン４が形成されている側を向く平坦部３ｃが形成され、この平坦部３ｃの向きで前記ベーン４の位置が外部から分かるようになっていると同時に、前記平坦部３ｃにより、駆動すべき部材に回転方向に係止した状態に連結することができるようになっている。
【００２２】
前記ベーン４は、前記シャフト３の側面から一方向に延出し、該ベーン４の前記ベーン収容室７の内面に接する部分には、ゴム状弾性を有するシール部材が、焼き付けや嵌め込み等の方法で固定されているが、その詳細の図示は省略されている。
【００２３】
図４、図６及び図９から明らかなように、前記ベーン収容室７の内部には、固定壁１７が設けられている。この固定壁１７は、アルミニウム合金などの金属素材により形成されていて、長さ方向両端の軸部１７ａ，１７ｂを、前記ベーン収容室７の下底と上底とに形成された固定孔１８に嵌合させることにより、該ベーン収容室７内に固定されている。また、該固定壁１７の、前記ベーン収容室７の内面に接する部分と、前記シャフト３の側面に接する部分とには、シール部材１９が取り付けられ、それによって前記ベーン収容室７が、該固定壁１７の位置で気密に仕切られている。
【００２４】
前記固定壁１７の一方の側面１７ｂと前記ベーン４との間に、第１の圧力室２１が形成され、前記固定壁１７の他方の側面１７ｃと前記ベーン４との間に、第２の圧力室２２が形成されていて、前記第１の圧力室２１は前記第１のポート１０ａに連通し、前記第２の圧力室２２は前記第２のポート１０ｂに連通している。
【００２５】
前記角度調整機構８は、前記本体部ボディ６の側面の平坦な台状をなすボルト取付部２３に形成された２つのボルト取付孔２４ａ，２４ｂに、前記軸線Ｌと直交し且つ互いに平行する向きで進退調整可能にねじ込まれた２つのアジャストボルト２５ａ，２５ｂと、該アジャストボルト２５ａ，２５ｂを調整位置に固定するための固定用ナット２６ａ，２６ｂと、前記ボルト取付孔２４ａ，２４ｂとアジャストボルト２５ａ，２５ｂとの間の隙間を気密に塞ぐシールワッシャ２７ａ，２７ｂとを有している。前記アジャストボルト２５ａ，２５ｂは、レンチで回転操作するための操作孔（六角孔）２５ｃを基端に備えた六角孔付きボルトである。
前記２つのアジャストボルト２５ａ，２５ｂのうち、一方の第１のアジャストボルト２５ａの先端は、前記第１の圧力室２１内に突出し、他方の第２のアジャストボルト２５ｂの先端は、前記第２の圧力室２２に突出している。
【００２６】
そして、前記第１のポート１０ａから前記第１の圧力室２１に圧縮空気等の圧力流体を供給すると共に、前記第２の圧力室２２を外部に開放すると、前記ベーン４は、図６において時計回りに回転し、同図に鎖線４Ｂで示すように、前記第２のアジャストボルト２５ｂの先端に当接してその位置に停止する。また、前記第２のポート１０ｂから前記第２の圧力室２２に圧力流体を供給すると共に、前記第１の圧力室２１を外部に開放すると、前記ベーン４は、図６において反時計回りに回転し、同図に鎖線４Ａで示すように、前記第１のアジャストボルト２５ａの先端に当接してその位置に停止する。
【００２７】
前記第１及び第２のアジャストボルト２５ａ，２５ｂの一方又は両方を進退動させ、該アジャストボルト２５ａ，２５ｂが前記圧力室２１，２２内に突出する長さを調整することにより、前記ベーン４の揺動角度範囲と揺動端の位置とを調整することができる。
このとき、前記アジャストボルト２５ａ，２５ｂを進退動させる操作は、前記固定用ナット２６ａ，２６ｂを緩めた状態で該アジャストボルト２５ａ，２５ｂを回転させることにより行い、前記圧力室２１，２２内に突出する長さを調整した後に、前記固定用ナット２６ａ，２６ｂを再び締結する。
【００２８】
従って、前記第１及び第２のアジャストボルト２５ａ，２５ｂは、前記ベーン４の一方の揺動端と他方の揺動端とを決めるストッパの機能と、前記ベーン４の揺動角度範囲を調整する角度調整の機能とを兼備するものである。
【００２９】
前記位置検出部２は、図１−図５及び図９において、円形又は部分円形状をした被検出体収容室２９を内部に有する実質的に円柱状をした検出部ボディ３０と、前記被検出体収容室２９の内部に位置する前記シャフト３の第２端３ｂに取り付けられた被検出体ホルダ３１と、該被検出体ホルダ３１に保持された位置検出用の被検出体３２と、該被検出体３２を検出する前記位置センサ５ａ，５ｂとを有していて、前記シャフト３と同期して該シャフト３と同じ角度範囲を揺動する前記被検出体３２を、前記位置センサ５ａ，５ｂで検出することにより、前記シャフト３の揺動位置を検出するものである。
【００３０】
前記検出部ボディ３０は、前記本体部ボディ６の軸線Ｌ方向の一端側に設けられていて、部分円柱状をなし、その円柱状部分３０ｃの外径は、前記本体部ボディ６の円柱状部分６ｃの外径より小径である。
【００３１】
前記検出部ボディ３０は、上向きに開放する第１の凹部２９ａを備えた第１の検出部ボディ部分３０ａと、下向きに開放する第２の凹部２９ｂを備えた第２の検出部ボディ部分３０ｂとの、開放端同士をシール部材を介して気密に突き合わせ、各検出部ボディ部分３０ａ，３０ｂに形成された連結部３４ａ，３４ｂ同士を複数の連結ボルト３５で相互に連結することにより形成されたもので、前記第１の凹部２９ａと第２の凹部２９ｂとが連結されることにより、円の一部を直線状の壁３６で仕切ったような形（弓形）をした前記被検出体収容室２９が形成されている。
【００３２】
また、前記連結部３４ａ，３４ｂは、前記第１及び第２の検出部ボディ部分３０ａ，３０ｂの前記壁３６が形成されている側の側面に、前記本体部ボディ６の側面の前記ポート形成部９と上下隣り合うように形成されていて、第１の検出部ボディ部分３０ａの台状をした連結部３４ａには螺子孔３７が形成され、第２の検出部ボディ部分３０ｂの平板状の連結部３４ｂには螺子挿通孔３８が形成されている。
【００３３】
前記第１の検出部ボディ部分３０ａ及び第２の検出部ボディ部分３０ｂは、アルミニウム合金などの非磁性の金属素材により形成されていて、前記第１の検出部ボディ部分３０ａは、前記本体部ボディ６の第２の本体部ボディ部分６ｂと一体に形成されている。しかし、前記第１の検出部ボディ部分３０ａは、前記第２の本体部ボディ部分６ｂと別体に形成し、該第２の本体部ボディ部分６ｂに気密に連結しても良い。
【００３４】
前記被検出体ホルダ３１は、アルミニウム合金などの非磁性の金属素材で形成されたもので、前記シャフト３に取り付けるための短円柱状をしたシャフト取付部３１ａと、該シャフト取付部３１ａの側面から延出する被検出体取付部３１ｂとを有し、前記シャフト取付部３１ａに形成されたシャフト固定孔３１ｃ内に前記シャフト３の端部を挿入し、固定用螺子３１ｄで該シャフト３に固定され、前記被検出体取付部３１ｂに前記被検出体３２が取り付けられている。
前記シャフト取付部３１ａの上面には、前記ベーン４の位置を示す目印３１ｅが設けられていて、この目印３１ｅが、前記検出部ボディ３０の上面中央に形成された孔３０ｄを通じて外部から視認することができるようになっている。
【００３５】
前記被検出体３２は、長さ方向の両端にＮ極とＳ極とを有する円柱状の永久磁石によって形成され、この被検出体３２が、前記被検出体ホルダ３１に、前記Ｎ極とＳ極とを前記軸線Ｌに沿う方向に向けた姿勢で取り付けられている。
【００３６】
前記位置センサ５ａ，５ｂを取り付けるため、前記検出部ボディ３０の円柱状部の側面には、該側面に沿って円周方向に延びるセンサ取付溝３９が、前記被検出体３２の揺動域全体を取り囲むように形成され、該センサ取付溝３９に、前記位置センサ５ａ，５ｂを保持するセンサホルダ４０ａ，４０ｂが、該センサ取付溝３９に沿って固定位置を調整可能なるように取り付けられている。図示の例で、前記センサ取付溝３９は、前記連結部３４ａ，３４ｂの一側端側から他側端側まで連続する円弧状に形成されていて、その長さは、全円周の半分より大きい優弧形をなし、その曲率中心は前記軸線Ｌと一致している。
【００３７】
前記センサ取付溝３９は、図４−図６から明らかなように、相対する第１の溝側壁４１ａ及び第２の溝側壁４１ｂと、各々の溝側壁４１ａ，４１ｂの先端部（溝の開口部の端縁）から、溝幅を狭める方向に相対向して張り出す第１の溝縁部４２ａ及び第２の溝縁部４２ｂと、溝底部４３とを有するもので、前記第１の溝側壁４１ａと第２の溝側壁４１ｂとの間の溝幅より、前記第１の溝縁部４２ａと第２の溝縁部４２ｂとの間の溝口幅の方が狭くなっている。前記溝側壁４１ａ，４１ｂは、前記軸線Ｌに対して直角に延び、前記溝縁部４２ａ，４２ｂは、前記軸線Ｌと平行に延びている。また、前記溝縁部４２ａ，４２ｂの外周面は、前記検出部ボディ３０の円柱状部分３０ｃの外周面と、同じ円周面上に位置している。
【００３８】
前記センサ取付溝３９は、図４−図６及び図９から明らかなように、前記第１の検出部ボディ部分３０ａと第２の検出部ボディ部分３０ｂとに跨るように形成されている。即ち、前記第１の溝側壁４１ａ及び第１の溝縁部４２ａと、前記溝底部４３の一半部４３ａとは、前記第１の検出部ボディ部分３０ａに形成され、前記第２の溝側壁４１ｂ及び第２の溝縁部４２ｂと、前記溝底部４３の他半部４３ｂとは、前記第２の検出部ボディ部分３０ｂに形成されていて、前記第１の検出部ボディ部分３０ａと第２の検出部ボディ部分３０ｂとを相互に連結して前記検出部ボディ３０を形成することにより、前記センサ取付溝３９が形成されている。
【００３９】
従って、前記センサ取付溝３９は、前記第１の溝側壁４１ａ及び第１の溝縁部４２ａと前記溝底部４３の一半部４３ａとを有する第１の半溝部３９ａと、前記第２の溝側壁４１ｂ及び第２の溝縁部４２ｂと前記溝底部４３の他半部４３ｂとを有する第２の半溝部３９ｂとに分割されていて、前記第１の半溝部３９ａが前記第１の検出部ボディ部分３０ａに形成され、前記第２の半溝部３９ｂが前記第２の検出部ボディ部分３０ｂに形成されているということができる。
【００４０】
前記２つのセンサホルダ４０ａ，４０ｂは、アルミニウム合金やステンレス鋼などの非磁性の金属素材により形成されたもので、実質的に同一構成を有し、図７−図１０から分かるように、前記センサ取付溝３９の外部に突出するセンサ保持部４６と、該センサ保持部４６の基端部に形成されて前記センサ取付溝３９内に移動可能に嵌合する係止部４７とを有し、該係止部４７が前記第１及び第２の溝縁部４２ａ，４２ｂに前記センサ取付溝３９の内側から係止することにより、該センサホルダ４０ａ，４０ｂがその位置に固定されるようになっている。
【００４１】
前記センサ保持部４６は、枠状をなしていて、前記センサ取付溝３９から外部に突出する左右の側壁４８と、該左右の側壁４８の先端部間を結ぶ先端壁４９とを有している。前記左右の側壁４８の基端部には、前記センサ取付溝３９の溝縁部４２ａ，４２ｂ間に嵌合する幅狭のガイド部５０が形成され、該ガイド部５０の基端部に前記係止部４７が、前記第１の溝縁部４２ａと第２の溝縁部４２ｂの両方に係止するように設けられ、前記先端壁４９には、円形の操作孔５１が形成されている。
【００４２】
前記位置センサ５ａ，５ｂは、前記永久磁石の磁気に感応する磁気感応型のリードスイッチからなるもので、真っ直ぐな棒状をしており、先端部に固定用螺子５４が進退操作自在に取り付けられている。図中の符号５５はリード線である。該位置センサ５ａ，５ｂとしては、揺動形アクチュエータ以外の他の機器にも共通に使用可能な汎用のリードスイッチを使用することができる。
なお、以下の説明において、前記２つの位置センサ５ａ，５ｂを区別して呼ぶ必要がない場合には、単に「位置センサ５」と表現するものとする。
【００４３】
前記位置センサ５ａ，５ｂを前記揺動形アクチュエータに取り付けるときは、先ず、前記センサホルダ４０ａ，４０ｂを、前記センサ取付溝３９に沿って、シャフト３の揺動端の位置を検出するための位置に移動させる。図示した実施形態では、２つの位置センサ５ａ，５ｂが設けられているので、２つのセンサホルダ４０ａ，４０ｂを、図６において、前記ベーン４が第１のアジャストボルト２５ａの先端に当接して停止する位置である第１の揺動端に対応する位置と、第２のアジャストボルト２５ｂの先端に当接して停止する位置である第２の揺動端に対応する位置とに、移動させる。
【００４４】
次に、図７及び図８に第１の位置センサ５ａ及びセンサホルダ４０ａについて示すように、前記センサホルダ４０ａのセンサ保持部４６内に、前記位置センサ５ａを、その先端が前記本体部ボディ６の第２の本体部ボディ部分６ｂの上面に当接する位置まで前記軸線Ｌと平行に挿入し、ドライバー等の工具により、前記先端壁４９の操作孔５１を通じて該位置センサ５ａの固定用螺子５４を回転させ、前進させる。そうすると、該固定用螺子５４は、その先端が一方の溝縁部４２ａの外面に当接することによってその位置に停止するが、その状態で更に該固定用螺子５４を回すと、前記位置センサ５ａが該固定用螺子５４に対して相対的に後退し、前記先端壁４９の内面に当接して該先端壁４９（従ってセンサホルダ４０ａ）を、前記センサ取付溝３９から更に突出する方向に押圧して変位させる。その結果、前記センサホルダ４０ａの係止部４７が前記センサ取付溝３９の溝縁部４２ａ，４２ｂの内面に係止するため、該センサホルダ４０ａは、その位置で前記センサ取付溝３９に固定されることになる。
【００４５】
前記第２の位置センサ５ｂ及びセンサホルダ４０ｂについても、前記第１の位置センサ５ａ及びセンサホルダ４０ａの場合と同様にして前記センサ取付溝３９に固定される。
このとき前記位置センサ５ａ，５ｂは、前記検出部ボディ３０の円柱状部分３０ｃの外周面と、前記本体部ボディ６の円柱状部分６ｃの外周面との間の、両円柱状部分６ｃ，３０ｃの径差に基づく空間域５６内に位置し、前記本体部ボディ６の外周面より外側に突出しないため、前記位置センサ５ａ，５ｂをアクチュエータに対してコンパクトに取り付けることができる。
【００４６】
このようにして前記位置センサ５ａ，５ｂを前記検出部ボディ３０に取り付けることにより、一方の第１の位置センサ５ａで、前記ベーン４が前記第１の揺動端に到達した時の前記シャフト３の一方の揺動端の位置が検出され、他方の第２の位置センサ５ｂで、前記ベーン４が前記第２の揺動端に到達した時の前記シャフト３の他方の揺動端の位置が検出される。
従って、前記被検出体３２と、前記センサ取付溝３９と、前記センサホルダ４０ａ，４０ｂと、前記位置センサ５ａ，５ｂとによって、位置検出装置が形成されている。
【００４７】
なお、前記シャフト３が何れか一方の揺動端に到達したことのみを検出する場合には、その一方の揺動端に対応する位置だけに前記位置センサ５を取り付ければ良い。
また、前記シャフト３を揺動の中間点で検出する必要がある場合には、それに対応する位置に前記位置センサ５を取り付ければ良い。この場合、前記センサ取付溝３９は、前記シャフト３の揺動域全体を連続的に取り囲んでいるので、該揺動域の任意の位置に前記位置センサを移動させて固定することができる。
【００４８】
図示した実施形態では、前記センサホルダ４０ａ，４０ｂを前記センサ取付溝３９に取り付ける場合、前記検出部ボディ３０の第１の検出部ボディ部分３０ａと第２の検出部ボディ部分３０ｂとを連結する前に、前記センサホルダ４０ａ，４０ｂの係止部４７を前記センサ取付溝３９内に予め嵌合し、その状態で両ボディ部分３０ａ，３０ｂを連結するようにしているが、前記センサ取付溝３９の一部に前記係止部４７を出し入れするための切欠き部を形成しておくことにより、前記第１の検出部ボディ部分３０ａと第２の検出部ボディ部分３０ｂとを連結した後に、前記センサホルダ４０ａ，４０ｂを前記センサ取付溝３９に取り付けることができる。前記切欠き部を設ける位置は、例えば前記センサ取付溝３９の両端部のような、シャフト３の揺動位置を検出する際の障害にならない位置が選択される。
【００４９】
図１１−図１７は本発明に係る位置検出装置付き揺動形アクチュエータの第２実施形態を示すものである。この第２実施形態の揺動形アクチュエータが前記第１実施形態の揺動形アクチュエータと相違する点は、アクチュエータ本体部１と位置検出部２とを軸線Ｌ方向の異なる位置に別々に形成することなく、位置検出部２をアクチュエータ本体部１中に組み込んで一つにまとめた点である。
【００５０】
即ち、この第２実施形態は、ベーン４に被検出体３２を取り付けることにより、該ベーン４を介して間接的に前記シャフト３の揺動位置を検出するように構成されている。このため、この第２実施形態では、前記ベーン４の揺動位置を検出するために、本体部ボディ６の側面外周にセンサ取付溝３９が形成され、該センサ取付溝３９に、センサホルダ４０ａ，４０ｂを介して位置センサ５ａ，５ｂが取り付けられている。図１７中の符号４ａは、前記被検出体３２を取り付けるための取付孔である。
【００５１】
従って、前記ベーン４は、前記第１実施形態の検出体ホルダ３１を兼ね、前記ベーン収容室７は、前記第１実施形態の被検出体収容室２９を兼ね、前記本体部ボディ６は、前記第１実施形態の検出部ボディ３０を兼ねていて、前記第１の本体部ボディ部分６ａは、前記第１実施形態の第１の検出部ボディ部分３０ａを兼ね、前記第２の本体部ボディ部分６ｂは、前記第１実施形態の第２の検出部ボディ部分３０ｂを兼ねていることになる。
【００５２】
一方、この第２実施形態において、前記位置検出部２が第１実施形態の位置検出部２と相違する点は、前記センサ取付溝３９が、前記本体部ボディ６の側面外周より外側に張り出した状態に形成されている点である。即ち、前記センサ取付溝３９の溝側壁４１ａ，４１ｂは、前記本体部ボディ６の側面から軸線Ｌに対して直角に延出し、溝縁部４２ａ，４２ｂは、前記本体部ボディ６の側面より外側の位置で前記軸線Ｌと平行に延在し、溝底部４３ａ，４３ｂは、前記本体部ボディ６の側面と同一円柱面上に位置している。
また、センサホルダ４０ａ，４０ｂのセンサ保持部４６の左右の側壁４８，４８は、前記先端壁４９側に向けて相互間の間隔が次第に狭くなる方向に傾斜し、先端壁４９の下端縁には、前記センサ保持部４６内に挿入した位置センサ５の先端に当接して該位置センサ５をその位置で停止させるための底壁４８ａが形成されている。しかし、前記左右の側壁４８，４８間の間隔は一定であっても良い。
【００５３】
前記第２実施形態の位置検出部２に関する上述したこと以外の構成は、前記第１実施形態の位置検出部２と実質的に同じである。従って、該第２実施形態の位置検出部２の構成のうち、前記第１実施形態の位置検出部２と同じ主要な構成部分に、第１実施形態で付した符号と同一の符号を付し、その説明は省略することとする。
【００５４】
なお、前記各実施形態の揺動形アクチュエータは、ベーン４の揺動運動をシャフト３に直接伝達して該シャフト３を揺動させるベーン形の揺動形アクチュエータであるが、本発明は、流体圧シリンダのピストンの直線運動を、機械的な歯車や螺子等により回転運動に変換してシャフトを揺動させる、ピストン形の揺動形アクチュエータにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１      アクチュエータ本体部
２      位置検出部
３      シャフト
４      ベーン
５ａ，５ｂ      位置センサ
６      本体部ボディ
７      ベーン収容室
２９      被検出体収容室
３０      検出部ボディ
３０ａ      第１の検出部ボディ部分
３０ｂ      第２の検出部ボディ部分
３２      被検出体
３９      センサ取付溝
３９ａ      第１の半溝部
３９ｂ      第２の半溝部
４０ａ，４０ｂ      センサホルダ
４２ａ      第１の溝縁部
４２ｂ      第２の溝縁部
４６      センサ保持部
４７      係止部
４８      側壁
４９      先端壁
５１      操作孔
５４      固定用螺子
Ｌ      軸線
【図１】
2017015198.tif 000003
【図２】
2017015198.tif 000004
【図３】
2017015198.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2017015198.tif 000014
【図１３】
2017015198.tif 000015
【図１４】
2017015198.tif 000016
【図１５】
2017015198.tif 000017
【図１６】
2017015198.tif 000018
【図１７】
2017015198.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月31日(2016.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心に一定の角度範囲を揺動するシャフトと、該シャフトの揺動位置を検出する位置検出装置とを有し、
前記位置検出装置は、検出部ボディに形成された被検出体収容室の内部に前記シャフトと同期して該シャフトと同じ角度範囲を揺動するように配設された被検出体と、前記検出部ボディの側面に前記被検出体の揺動域を取り囲むように形成されたセンサ取付溝と、該センサ取付溝に位置調整可能に取り付けられたセンサホルダと、該センサホルダに保持されて前記被検出体を検出する位置センサとを有し、
前記センサ取付溝は、開口部の端縁に、溝幅を狭める方向に相対向して張り出す第１及び第２の溝縁部を有し、
前記センサホルダは、前記センサ取付溝から前記検出部ボディの外部に突出するセンサ保持部と、該センサ保持部の基端部に形成されて前記センサ取付溝内に嵌合し、前記第１及び第２の溝縁部に係止する係止部とを有し、
前記センサ保持部は、枠状をなしていて、前記センサ取付溝から外部に突出する左右の側壁と、該左右の側壁の先端部間を結ぶ先端壁とを有し、前記左右の側壁の基端部にそれぞれ前記係止部が設けられ、該センサ保持部の内部に前記位置センサが嵌合しており、
前記位置センサは、棒状をなしていて、前記センサ保持部に、前記検出部ボディの外部で前記軸線と平行に保持されている、
ことを特徴とする位置検出装置付き揺動形アクチュエータ。
【請求項２】
前記センサ保持部の前記先端壁には操作孔が形成され、前記位置センサには固定用螺子が取り付けられていて、前記操作孔から前記固定用螺子を締め込んで該固定用螺子の先端を一方の溝縁部の外面に押し付け、前記位置センサを前記先端壁の内面に押し付けて前記センサ保持部を検出部ボディの外側に向けて押圧することにより、前記係止部が前記第１及び第２の溝縁部に係止して前記センサホルダが前記センサ取付溝に固定されると共に、前記位置センサが該センサホルダに保持されるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の揺動形アクチュエータ。
【請求項３】
前記検出部ボディは、前記軸線方向一側の第１の検出部ボディ部分及び他側の第２の検出部ボディ部分を有していて、該第１の検出部ボディ部分と第２の検出部ボディ部分とが相互に結合されることにより形成され、
前記センサ取付溝は、前記第１の溝縁部を有する第１の半溝部と、前記第２の溝縁部を有する第２の半溝部とに二分されていて、前記第１の半溝部が前記第１の検出部ボディ部分に形成され、前記第２の半溝部が前記第２の検出部ボディ部分に形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の揺動形アクチュエータ。
【請求項４】
本体部ボディの内部に形成されたベーン収容室内に、流体圧の作用で揺動するベーンが配設され、該ベーンによって前記シャフトが揺動されるように構成されたアクチュエータ本体部と、前記位置検出装置を備えた位置検出部とを有し、前記アクチュエータ本体部と該位置検出部とは、前記軸線方向の異なる位置に配設されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の揺動形アクチュエータ。
【請求項５】
本体部ボディの内部に形成されたベーン収容室内に、流体圧の作用で揺動するベーンが配設され、該ベーンによって前記シャフトが揺動されるように構成されたアクチュエータ本体部と、前記位置検出装置を備えた位置検出部とを有していて、前記被検出体が前記ベーンに取り付けられると共に、前記センサ取付溝が前記本体部ボディに形成されることにより、前記ベーン収容室が前記被検出体収容室を兼ねると共に、前記本体部ボディが前記検出部ボディを兼ねるように構成されたことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の揺動形アクチュエータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
前記課題を解決するため本発明によれば、軸線を中心に一定の角度範囲を揺動するシャフトと、該シャフトの揺動位置を検出する位置検出装置とを有し、前記位置検出装置は、検出部ボディに形成された被検出体収容室の内部に前記シャフトと同期して該シャフトと同じ角度範囲を揺動するように配設された被検出体と、前記検出部ボディの側面に前記被検出体の揺動域を取り囲むように形成されたセンサ取付溝と、該センサ取付溝に位置調整可能に取り付けられたセンサホルダと、該センサホルダに保持されて前記被検出体を検出する位置センサとを有し、前記センサ取付溝は、開口部の端縁に、溝幅を狭める方向に相対向して張り出す第１及び第２の溝縁部を有し、前記センサホルダは、前記センサ取付溝から前記検出部ボディの外部に突出するセンサ保持部と、該センサ保持部の基端部に形成されて前記センサ取付溝内に嵌合し、前記第１及び第２の溝縁部に係止する係止部とを有し、前記センサ保持部は、枠状をなしていて、前記センサ取付溝から外部に突出する左右の側壁と、該左右の側壁の先端部間を結ぶ先端壁とを有し、前記左右の側壁の基端部にそれぞれ前記係止部が設けられ、該センサ保持部の内部に前記位置センサが嵌合しており、
前記位置センサは、棒状をなしていて、前記センサ保持部に、前記検出部ボディの外部で前記軸線と平行に保持されていることを特徴とする位置検出装置付き揺動形アクチュエータが提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】