JP2008223959A - Fluid pressure actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体の圧力を受けて所定の回動範囲を往復動するベーン状のロータを含む流体圧アクチュエータに関し、特に、回動範囲の両端以外においてもロータを停止させることができる流体圧アクチュエータに関する。 The present invention relates to a fluid pressure actuator including a vane-shaped rotor that reciprocates in a predetermined rotation range in response to fluid pressure, and in particular, a fluid pressure actuator that can stop the rotor at other than both ends of the rotation range. About.
従来の流体圧アクチュエータとしては、扇状（ベーン状）のロータ、ロータを所定の角度範囲で回動自在に収容する収容室を画定するハウジング、ハウジングにおいてロータの回動範囲を規制する２つの当接壁の近傍に形成された２つの主通路、ハウジングにおいて各々の主通路と当接壁の間の角度範囲において形成された複数の絞り通路、各々の主通路及び複数の絞り通路に接続された方向切換弁等を備えた油圧アクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この油圧アクチュエータにおいては、ロータの一方側の回転端又は他方側の回転端に停止させる際に、複数の絞り通路を流れる流体を制御して、ロータが当接壁に衝突する衝撃力等を緩和できるようにしたものである。
As a conventional fluid pressure actuator, there are a fan-shaped (vane-shaped) rotor, a housing that demarcates a housing chamber that rotatably accommodates the rotor in a predetermined angular range, and two abutments that regulate the rotational range of the rotor in the housing. Two main passages formed in the vicinity of the wall, a plurality of throttle passages formed in an angular range between each main passage and the abutting wall in the housing, a direction connected to each main passage and the plurality of throttle passages A hydraulic actuator provided with a switching valve or the like is known (see, for example, Patent Document 1).
In this hydraulic actuator, when stopping at the rotary end on one side of the rotor or the rotary end on the other side, the fluid flowing through the plurality of throttle passages is controlled to reduce the impact force etc. that the rotor collides with the contact wall It is something that can be done.
しかしながら、この油圧アクチュエータにおいて、ロータは、回動範囲の両端（二箇所の角度位置）において停止（位置決め）できるのみであり、回動範囲の途中位置（その他の角度位置）において停止（位置決め）できるものではない。
したがって、ロータに連結される被回転体を、回動範囲の両端以外の角度位置に停止（位置決め）させる必要がある場合、この被回転体を回転駆動するアクチュエータとして、上記の油圧アクチュエータを適用することはできない。
However, in this hydraulic actuator, the rotor can only be stopped (positioned) at both ends (two angular positions) of the rotation range, and can be stopped (positioned) at an intermediate position (other angular positions) in the rotation range. It is not a thing.
Therefore, when it is necessary to stop (position) the rotated body connected to the rotor at an angular position other than both ends of the rotation range, the hydraulic actuator described above is applied as an actuator for rotationally driving the rotated body. It is not possible.
本発明は、上記従来の装置の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、小型化、低コスト化等を図りつつ、回動範囲の両端以外の角度位置においても、ロータを高精度に停止させる（位置決めする）ことができる流体圧アクチュエータを提供することにある。 The present invention has been made in view of the circumstances of the above-described conventional apparatus, and its object is to simplify the structure, reduce the size, reduce the cost, etc. An object of the present invention is to provide a fluid pressure actuator capable of stopping (positioning) a rotor with high accuracy even in an angular position.
本発明の流体圧アクチュエータは、ベーン状のロータと、ロータを所定角度範囲で回動自在に密接して収容すると共にロータにより可変的に二分される第１流体室及び第２流体室を画定する収容室，ロータを所定角度範囲の一方側及び他方側の回転端にそれぞれ停止させるべく第１流体室及び第２流体室に対してそれぞれ流体の流入及び流出を許容する第１ポート及び第２ポートを有するハウジングと、第１ポート及び第２ポートに接続されて第１流体室及び第２流体室に対する流体の流入及び流出を制御する方向切換弁を備えた流体圧アクチュエータであって、上記ハウジングは、所定角度範囲の途中においてロータを停止させるべく、方向切換弁に接続されて収容室に連通すると共にロータにより開閉され得る中間ポートを有する、構成となっている。
この構成によれば、中間ポートを遮断した状態で方向切換弁を駆動して、第２ポートから流体を流入させかつ第１ポートから流体を流出させると、第２流体室の圧力が第１流体室の圧力よりも大きくなり、ロータは一方側の回転端に停止して位置決めされ、一方、第１ポートから流体を流入させかつ第２ポートから流体を流出させると、第１流体室の圧力が第２流体室の圧力よりも大きくなり、ロータは他方側の回転端に停止して位置決めされる。また、中間ポートをドレーンに接続した状態で方向切換弁を駆動して、第１ポート及び第２ポートから流体を流入させると、中間ポートと連通した状態にある第１流体室及び第２流体室の一方から中間ポートを通して流体が流出し、第１流体室と第２流体室の圧力がバランスした時点でロータが中間ポートを閉塞する。これにより、ロータはこの中間ポートに対応する所定角度範囲の途中位置に停止して位置決めされる。
このように、第１ポート及び第２ポートの他に中間ポートを設けるだけで、構造の簡素化、小型化、低コスト化を達成しつつ、ロータを回動範囲の両端以外の途中位置において、高精度に位置決めして停止させることができる。
The fluid pressure actuator of the present invention defines a vane-shaped rotor, a first fluid chamber and a second fluid chamber that variably bisects the rotor while accommodating the rotor so as to be rotatable within a predetermined angular range. A first port and a second port permitting the inflow and outflow of fluid to and from the first fluid chamber and the second fluid chamber, respectively, in order to stop the storage chamber and the rotor at the rotation ends on one side and the other side of a predetermined angle range, respectively. And a fluid pressure actuator comprising a direction switching valve connected to the first port and the second port to control inflow and outflow of fluid to and from the first fluid chamber and the second fluid chamber, The intermediate port is connected to the direction switching valve and communicates with the storage chamber and can be opened and closed by the rotor in order to stop the rotor in the middle of the predetermined angle range. Going on.
According to this configuration, when the direction switching valve is driven with the intermediate port shut off, the fluid flows in from the second port and flows out from the first port, the pressure in the second fluid chamber is changed to the first fluid. The rotor is positioned at the rotation end on one side, and when the fluid flows in from the first port and flows out from the second port, the pressure in the first fluid chamber is increased. The pressure becomes larger than the pressure in the second fluid chamber, and the rotor is stopped and positioned at the rotation end on the other side. In addition, when the direction switching valve is driven with the intermediate port connected to the drain and fluid flows in from the first port and the second port, the first fluid chamber and the second fluid chamber that are in communication with the intermediate port. When one of the fluid flows out through the intermediate port and the pressures in the first fluid chamber and the second fluid chamber are balanced, the rotor closes the intermediate port. As a result, the rotor is stopped and positioned at an intermediate position within a predetermined angle range corresponding to the intermediate port.
In this way, by simply providing an intermediate port in addition to the first port and the second port, while achieving simplification of the structure, downsizing, and cost reduction, the rotor is positioned at an intermediate position other than both ends of the rotation range. It can be positioned and stopped with high accuracy.
上記構成において、中間ポートは、ハウジングに対して複数設けられている、構成を採用することができる。
この構成によれば、複数の中間ポートに対応する複数の途中位置において、ロータを高精度に位置決めして停止させることができる。
In the above configuration, a configuration in which a plurality of intermediate ports are provided with respect to the housing can be adopted.
According to this configuration, the rotor can be positioned and stopped with high accuracy at a plurality of intermediate positions corresponding to the plurality of intermediate ports.
上記構成において、ロータは、回動自在に支持される円筒部と、円筒部から径方向の一方に延出する１つのベーン部を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータを円筒部及びベーン部により形成することで、ロータの形状及び輪郭を簡素化して小型化でき、アクチュエータ全体を小型化することができる。
In the above configuration, the rotor may employ a configuration including a cylindrical portion that is rotatably supported and one vane portion that extends from the cylindrical portion in one of the radial directions.
According to this configuration, by forming the rotor by the cylindrical portion and the vane portion, the shape and contour of the rotor can be simplified and downsized, and the entire actuator can be downsized.
上記構成において、ロータは、回動自在に支持される円筒部と、円筒部から径方向の両方に延出する２つのベーン部を含み、ハウジングは、ロータを所定角度範囲で点対称的に回動自在に密接して収容すると共に第１流体室及び第２流体室をそれぞれ画定する２つの収容室を有し、第１ポート、第２ポート、及び中間ポートは、２つの収容室の一方に対して連通するように形成され、ロータは、２つの収容室の第１流体室同士を連通させる第１連通路と、２つの収容室の第２流体室同士を連通させる第２連通路を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１ポートから一方の収容室の第１流体室に流入した流体は、一方の収容室にあるベーン部の一側面に圧力を及ぼしてロータを一方向に回転付勢すると共に、第１連通路を通して他方の収容室の第１流体室に流入して、他方の収容室にあるベーン部の一側部に圧力を及ぼしてロータを同一方向（一方向）に回転付勢する。また、第２ポートから一方の収容室の第２流体室に流入した流体は、一方の収容室にあるベーン部の他側部に圧力を及ぼしてロータを他方向に回転付勢すると共に、第２連通路を通して他方の収容室にある第２流体室に流入して、他方の収容室にあるベーン部の他側部に圧力を及ぼしてロータを同一方向（他方向）に回転付勢する。したがって、ベーン部に加わる圧力が増加し、より大きな回転付勢力（回転トルク）を得ることができる。
In the above configuration, the rotor includes a cylindrical portion that is rotatably supported and two vane portions that extend radially from the cylindrical portion, and the housing rotates the rotor point-symmetrically within a predetermined angle range. The first fluid chamber and the second fluid chamber each having a first fluid chamber and a second fluid chamber, wherein the first port, the second port, and the intermediate port are provided in one of the two chambers; The rotor is formed so as to communicate with each other, and the rotor has a first communication path for communicating the first fluid chambers of the two storage chambers and a second communication path for communicating the second fluid chambers of the two storage chambers. The configuration can be adopted.
According to this configuration, the fluid that has flowed into the first fluid chamber of the one storage chamber from the first port exerts pressure on one side surface of the vane portion in the one storage chamber to urge the rotor to rotate in one direction. At the same time, it flows into the first fluid chamber of the other storage chamber through the first communication passage and applies pressure to one side of the vane portion in the other storage chamber to urge the rotor to rotate in the same direction (one direction). To do. In addition, the fluid that has flowed into the second fluid chamber of the one storage chamber from the second port exerts pressure on the other side of the vane portion in the one storage chamber to rotate and urge the rotor in the other direction. The fluid flows into the second fluid chamber in the other storage chamber through the two communication passages, applies pressure to the other side of the vane portion in the other storage chamber, and urges the rotor to rotate in the same direction (other direction). Therefore, the pressure applied to the vane portion increases, and a larger rotational biasing force (rotational torque) can be obtained.
上記構成において、ハウジングは、ロータが摺動する内周面及びスラスト面を有し、中間ポートは、内周面又はスラスト面に開口部をもつように形成され、ロータは、そのベーン部が中間ポートの開口部を開閉し得るように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータの一部をなすベーン部が、ハウジングの内周面又はスラスト面を摺動して、中間ポートの開口部に臨む（重なる）位置に達すると中間ポートを閉塞し、中間ポートの開口部から外れる（離れる）と中間ポートを開放する。これにより、ロータの小型化を達成しつつ、ロータにより中間ポートを開閉させることができる。
In the above configuration, the housing has an inner peripheral surface and a thrust surface on which the rotor slides, the intermediate port is formed to have an opening on the inner peripheral surface or the thrust surface, and the rotor has an intermediate vane portion. A configuration that is configured to open and close the opening of the port can be employed.
According to this configuration, when the vane portion that forms a part of the rotor slides on the inner peripheral surface or the thrust surface of the housing and reaches (overlaps) the opening portion of the intermediate port, the intermediate port is closed, The intermediate port is opened when it is removed (away from) the opening of the intermediate port. As a result, the intermediate port can be opened and closed by the rotor while achieving miniaturization of the rotor.
上記構成において、第１連通路及び第２連通路は、ロータの回転軸方向において離隔したねじれの位置に設けられている、構成を採用することができる。
この構成によれば、２つの連通路を設けつつも、ロータの小型化を達成することができる。
The said structure WHEREIN: The structure provided in the position of the twist which the 1st communicating path and the 2nd communicating path separated in the rotating shaft direction of the rotor is employable.
According to this configuration, it is possible to reduce the size of the rotor while providing two communication paths.
上記構成において、第１ポート及び第２ポートには、通路を所定の口径に絞るオリフィスが設けられている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１ポート及び第２ポートにオリフィスを設けることで、相対的に中間ポートの流路抵抗を減らすことができ、中間ポートから流体を効率よく排出することができる。これにより、第１流体室と第２流体室の圧力差により生じるロータの回転力を大きくすることができる。
The said structure WHEREIN: The structure by which the orifice which restrict | squeezes a channel | path to a predetermined aperture is provided in the 1st port and the 2nd port is employable.
According to this configuration, by providing the orifices in the first port and the second port, the flow path resistance of the intermediate port can be relatively reduced, and the fluid can be efficiently discharged from the intermediate port. Thereby, the rotational force of the rotor generated by the pressure difference between the first fluid chamber and the second fluid chamber can be increased.
上記構成において、ロータには、ハウジングから突出する出力軸が直結されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータに直結された出力軸に対して、例えばカム部材等の被回転体を連結することでカム作用を発生させることができ、又、回動範囲の途中の角度位置で被回転体を位置決めして停止させることができる。
In the above configuration, a configuration in which an output shaft protruding from the housing is directly connected to the rotor can be adopted.
According to this configuration, a cam action can be generated by connecting a rotating body such as a cam member to the output shaft directly connected to the rotor, and at an angular position in the middle of the rotation range. The rotated body can be positioned and stopped.
また、本発明の流体圧アクチュエータは、ベーン状のロータと、ロータを所定角度範囲で回動自在に密接して収容すると共にロータにより可変的に二分される第１流体室及び第２流体室を画定する収容室，ロータを所定角度範囲の一方側及び他方側の回転端にそれぞれ停止させるべく第１流体室及び第２流体室に対してそれぞれ流体の流入及び流出を許容する第１ポート及び第２ポートを有するハウジングと、第１ポート及び第２ポートに接続されて第１流体室及び第２流体室に対する流体の流入及び流出を制御する方向切換弁を備えた流体圧アクチュエータであって、上記ハウジングは、所定角度範囲の途中においてロータを停止させるべく、方向切換弁に接続されて収容室に連通すると共にロータにより開閉され得る中間ポートを有し、ハウジング及びロータは、方向切換弁に接続され、ロータが中間ポートを閉塞した状態で遮断されかつロータが中間ポートを開放した状態で第１流体室及び第２流体室の一方に連通し得る流体導入通路を有する、構成となっている。
この構成によれば、中間ポート及び流体導入通路を遮断した状態で方向切換弁を駆動して、第２ポートから流体を流入させかつ第１ポートから流体を流出させると、第２流体室の圧力が第１流体室の圧力よりも大きくなり、ロータは一方側の回転端に停止して位置決めされ、一方、第１ポートから流体を流入させかつ第２ポートから流体を流出させると、第１流体室の圧力が第２流体室の圧力よりも大きくなり、ロータは他方側の回転端に停止して位置決めされる。また、第１ポート及び第２ポートを遮断すると共に中間ポートをドレーンに接続した状態で方向切換弁を駆動して、流体導入通路から流体を流入させると、流体導入通路と連通した状態にある第１流体室及び第２流体室の一方の流体室に流体が流入すると共に他方の流体室から中間ポートを通して流体が流出し、ロータが中間ポートを閉塞した時点で、流体導入通路が遮断されると共にロータはこの中間ポートに対応する所定角度範囲の途中位置に停止して位置決めされる。
この途中位置への位置決め過程において、流体導入通路と連通していない流体室（第１流体室又は第２流体室）においては、流体が流れ込まず中間ポートから排出されるだけであるため、ロータの位置決めが素早くかつ高精度に行われる。
このように、第１ポート及び第２ポートの他に中間ポート及び流体導入通路を設けるだけで、構造の簡素化、小型化、低コスト化を達成しつつ、ロータを回動範囲の両端以外の途中位置において、高精度にかつ素早く位置決めして停止させることができる。
Further, the fluid pressure actuator of the present invention includes a vane-shaped rotor, a first fluid chamber and a second fluid chamber that variably bisects the rotor while accommodating the rotor in a rotatable manner within a predetermined angular range. A first port that allows fluid inflow and outflow to the first fluid chamber and the second fluid chamber, respectively, in order to stop the defining chamber, the rotor at the rotational ends on one side and the other side of the predetermined angle range, respectively; A fluid pressure actuator comprising a housing having two ports, and a direction switching valve connected to the first port and the second port to control inflow and outflow of fluid to and from the first fluid chamber and the second fluid chamber, The housing has an intermediate port that is connected to the direction switching valve and communicates with the storage chamber and can be opened and closed by the rotor in order to stop the rotor in the middle of the predetermined angle range. The winging and the rotor are connected to the direction switching valve, and the fluid introduction that can be communicated with one of the first fluid chamber and the second fluid chamber when the rotor is shut off with the intermediate port closed and the rotor opens the intermediate port. It has a configuration having a passage.
According to this configuration, when the direction switching valve is driven in a state where the intermediate port and the fluid introduction passage are shut off, the fluid flows in from the second port and flows out from the first port, the pressure in the second fluid chamber Becomes larger than the pressure in the first fluid chamber, the rotor is stopped and positioned at one rotation end, and when the fluid flows in from the first port and flows out from the second port, the first fluid The pressure in the chamber becomes larger than the pressure in the second fluid chamber, and the rotor is stopped and positioned at the rotation end on the other side. Further, when the direction switching valve is driven in a state where the first port and the second port are shut off and the intermediate port is connected to the drain and the fluid is introduced from the fluid introduction passage, the first and second ports are in communication with the fluid introduction passage. When the fluid flows into one fluid chamber of the first fluid chamber and the second fluid chamber and the fluid flows out from the other fluid chamber through the intermediate port and the rotor closes the intermediate port, the fluid introduction passage is shut off and The rotor is stopped and positioned at an intermediate position within a predetermined angle range corresponding to the intermediate port.
In the positioning process to the midway position, in the fluid chamber (the first fluid chamber or the second fluid chamber) that is not in communication with the fluid introduction passage, the fluid does not flow but is discharged from the intermediate port. Positioning is performed quickly and with high accuracy.
In this way, by simply providing the intermediate port and the fluid introduction passage in addition to the first port and the second port, the rotor can be moved to a position other than both ends of the rotation range while achieving simplification of the structure, size reduction, and cost reduction. It can be positioned and stopped with high accuracy and quickness at an intermediate position.
上記構成において、ハウジングは、ロータの回転軸方向の一方向において開口する円形の開口部を有し、ロータは、回動自在に支持される円筒部と、円筒部から径方向の一方に延出する１つのベーン部と、開口部を閉塞して回動自在に嵌合された円板状の蓋部を有し、流体導入通路は、ハウジングの内周面に円弧状に形成されて方向切換弁に接続される溝通路と、蓋部の外周面に開口して溝通路に連通し得ると共に蓋部の内壁面においてベーン部を挟む両側にそれぞれ開口して第１流体室及び第２流体室にそれぞれ連通し得る第１蓋通路及び第２蓋通路を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、流体導入通路をハウジング及びロータの蓋部に形成することで、構造の簡素化を達成しつつ、流体導入通路を容易に形成することができる。
In the above configuration, the housing has a circular opening that opens in one direction in the rotation axis direction of the rotor, and the rotor extends in one direction in the radial direction from the cylindrical portion that is rotatably supported. One vane portion and a disc-shaped lid portion that is rotatably fitted with the opening portion closed, and the fluid introduction passage is formed in an arc shape on the inner peripheral surface of the housing, and the direction is switched. A first fluid chamber and a second fluid chamber that are connected to the valve and open to the outer peripheral surface of the lid portion so as to communicate with the groove passage, and to be opened on both sides of the vane portion on the inner wall surface of the lid portion. A configuration including a first lid passage and a second lid passage that can communicate with each other can be adopted.
According to this configuration, by forming the fluid introduction passage in the lid portion of the housing and the rotor, the fluid introduction passage can be easily formed while achieving simplification of the structure.
上記構成において、ハウジングは、ロータが摺動する内周面及びスラスト面を有し、中間ポートは、内周面に開口部をもつように形成され、ロータは、中間ポートの開口部を開閉し得るように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータの一部をなすベーン部が、ハウジングの内周面又はスラスト面を摺動して、中間ポートの開口部に臨む（重なる）位置に達すると中間ポートを閉塞し、中間ポートの開口部から外れる（離れる）と中間ポートを開放する。これにより、ロータの小型化を達成しつつ、ロータにより中間ポートを開閉させることができる。
In the above configuration, the housing has an inner peripheral surface and a thrust surface on which the rotor slides, the intermediate port is formed to have an opening on the inner peripheral surface, and the rotor opens and closes the opening of the intermediate port. A configuration that is configured to obtain can be employed.
According to this configuration, when the vane portion that forms a part of the rotor slides on the inner peripheral surface or the thrust surface of the housing and reaches (overlaps) the opening portion of the intermediate port, the intermediate port is closed, The intermediate port is opened when it is removed (away from) the opening of the intermediate port. As a result, the intermediate port can be opened and closed by the rotor while achieving miniaturization of the rotor.
上記構成において、第１蓋通路及び第２蓋通路は、ロータが中間ポートを閉塞した状態で、溝通路との連通が遮断されるように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータ（蓋部）がハウジングに対して所定の角度位置に位置するだけで、流体導入通路を遮断できるため、専用の遮断機構を用いる必要がなく、構造をより簡素化することができる。
In the above configuration, the first lid passage and the second lid passage may adopt a configuration in which communication with the groove passage is blocked while the rotor closes the intermediate port.
According to this configuration, since the fluid introduction passage can be blocked only by positioning the rotor (lid portion) at a predetermined angular position with respect to the housing, there is no need to use a dedicated blocking mechanism, and the structure is further simplified. be able to.
上記構成において、ロータには、ハウジングから突出する出力軸が直結されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータに直結された出力軸に対して、例えばカム部材等の被回転体を連結することでカム作用を発生させることができ、又、回動範囲の途中の角度位置で被回転体を位置決めして停止させることができる。
In the above configuration, a configuration in which an output shaft protruding from the housing is directly connected to the rotor can be adopted.
According to this configuration, a cam action can be generated by connecting a rotating body such as a cam member to the output shaft directly connected to the rotor, and at an angular position in the middle of the rotation range. The rotated body can be positioned and stopped.
上記構成をなす流体圧アクチュエータによれば、構造の簡素化、小型化、低コスト化等を達成しつつ、回動範囲の両端以外の角度位置、すなわち３箇所以上の角度位置においても、ロータを高精度に停止させる（位置決めする）ことができる。 According to the fluid pressure actuator having the above-described configuration, the rotor can be mounted at angular positions other than both ends of the rotation range, that is, at three or more angular positions while achieving simplification, downsizing, cost reduction, and the like of the structure. It can be stopped (positioned) with high accuracy.
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図５は、本発明に係る流体圧アクチュエータの一実施形態を示すものであり、図１はその分解斜視図、図２はその断面を含む概略構成図、図３ないし図５は動作を説明する動作図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 5 show one embodiment of a fluid pressure actuator according to the present invention, FIG. 1 is an exploded perspective view thereof, FIG. 2 is a schematic configuration diagram including a cross section thereof, and FIGS. FIG.
この流体圧アクチュエータは、図１及び図２に示すように、ハウジング１０、ハウジング１０内に回動自在に収容されるロータ２０、ハウジング１０に接続される方向切換弁３０等を備えている。
ハウジング１０は、ロータ２０を所定角度範囲において回動自在に収容すると共にロータ２０により可変的に二分される第１流体室Ｃ１及び第２流体室Ｃ２を画定する収容室Ｃ、ロータ２０を回動自在に支持する支軸１１、ロータ２０を密接させて摺動させる内周面１２及びスラスト面１３、ロータ２０の一方側の回転端を規定する当接壁１４、ロータ２０の他方側の回転端を規定する当接壁１５、当接壁１４の近傍において内周面１２に開口部１６ａをもつように形成された第１ポート１６、当接壁１５の近傍において内周面１２に開口部１７ａをもつように形成された第２ポート１７、ロータ２０の回動範囲（所定角度範囲）の略中間位置において内周面１２に開口部１８ａをもつように形成された中間ポート１８、収容室Ｃを覆うように形成されると共にロータ２０に直結される出力軸１９ａを突出させるカバー１９等を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the fluid pressure actuator includes a
The
第１ポート１６は、図２に示すように、方向切換弁３０に接続されて、第１流体室Ｃ１に対する流体の流入及び流出を許容するようになっている。
第２ポート１７は、図２に示すように、方向切換弁３０に接続されて、第２流体室Ｃ２に対する流体の流入及び流出を許容するようになっている。
中間ポート１８は、図２に示すように、方向切換弁３０に接続されて、第１流体室Ｃ１又は第２流体室Ｃ２からの流体の流出を許容すると共に、両側の回転端にロータ２０を回転させる際には閉塞され、又、ロータ２０が中間位置に停止する際には、ベーン部２２の端部２２ａにより開口部１８ａが閉塞され、それ以外の角度位置でベーン部２２の端部２２ａにより開口部１８ａが開放されるようになっている。
カバー１９は、ハウジング１０の一部をなすものであり、スラスト面１３と平行に対向するスラスト面１９ｂを画定し、収容室Ｃ内にロータ２０を密接して回動自在に収容するように形成されている。
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 2, the
The
ロータ２０は、図１及び図２に示すように、回動角度に応じて収容室Ｃを可変的に二分して第１流体室Ｃ１及び第２流体室Ｃ２を画定するように形成され、支軸１１に回動自在に支持される円筒部２１、円筒部２１から径方向の一方に延出する１つのベーン部２２等を備えている。
円筒部２１は、支軸１１を摺動自在に嵌合させる貫通孔２１ａを画定している。
ベーン部２２は、回転軸方向Ｓに延在する略矩形平板状に形成され、ハウジング１０の内周面１２に密接して摺動すると共に中間ポート１８の開口部１８ａを開閉し得る端部２２ａ、第１流体室Ｃ１側に面する一側部２２ｂ、第２流体室Ｃ２側に面する他側部２２ｃ等を画定している。尚、端部２２ａには、シール部材（不図示）を設けてもよい。
すなわち、ロータ２０が回動して、ベーン部２２が、ハウジング１０の内周面１２を摺動し、中間ポート１８の開口部１８ａに臨む（重なる）位置に達すると中間ポート１８を閉塞し、中間ポート１８の開口部１８ａから外れる（離れる）と中間ポート１８を開放するようになっている。
したがって、ロータ２０の小型化を達成しつつ、ロータ２０により中間ポート１８を開閉させることができ、又、ロータ２０を円筒部２１及びベーン部２２により形成することで、ロータ２０の形状及び輪郭を簡素化して小型化でき、アクチュエータ全体を小型化することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
The
That is, when the
Therefore, the
方向切換弁３０は、流体圧として例えば空気圧を用いる場合は空気圧回路を備えたものであり、流体圧として例えば油圧を用いる場合は油圧回路を備えたものである。
そして、方向切換弁３０は、第１ポート１６、第２ポート１７、中間ポート１８にそれぞれ接続されて、第１ポート１６を通して第１流体室Ｃ１内への流体の流入（ポンプへ接続）又は第１流体室Ｃ１からの流体の流出（ドレーンへ接続）、第２ポート１７を通して第２流体室Ｃ２内への流体の流入（ポンプへ接続）又は第２流体室Ｃ２からの流体の流出（ドレーンへ接続）、さらに、中間ポート１８からの流体の流出（ドレーンへ接続）又は流体の流れ遮断（クローズ）をそれぞれ制御するようになっている。
The
The
次に、上記流体圧アクチュエータの動作について、図３ないし図５を参照しつつ説明する。
先ず、ロータ２０を一方側（反時計回り）の回転端に回転させて位置決めするには、図３に示すように、中間ポート１８を閉塞（クローズ）した状態で、第１ポート１６をドレーンに接続して第１流体室Ｃ１内の流体を排出すると同時に、第２ポート１７をポンプに接続して第２流体室Ｃ２内に流体を流入させる。
これにより、第２流体室Ｃ２内の流体圧力が第１流体室Ｃ１内の流体圧力よりも大きくなり、ロータ２０は反時計回りに回転付勢力を受けて回転し、当接壁１４に当接して一方側（反時計回り）の回転端に位置決めされる。
Next, the operation of the fluid pressure actuator will be described with reference to FIGS.
First, in order to position the
As a result, the fluid pressure in the second fluid chamber C2 becomes larger than the fluid pressure in the first fluid chamber C1, and the
続いて、ロータ２０を他方側（時計回り）の回転端に回転させて位置決めするには、図４に示すように、中間ポート１８を閉塞（クローズ）した状態で、第２ポート１７をドレーンに接続して第２流体室Ｃ２内の流体を排出すると同時に、第１ポート１６をポンプに接続して第１流体室Ｃ１内に流体を流入させる。
これにより、第１流体室Ｃ１内の流体圧力が第２流体室Ｃ２内の流体圧力よりも大きくなり、ロータ２０は時計回りに回転付勢力を受けて回転し、当接壁１５に当接して他方側（時計回り）の回転端に位置決めされる。
Subsequently, in order to rotate the
As a result, the fluid pressure in the first fluid chamber C1 becomes larger than the fluid pressure in the second fluid chamber C2, and the
続いて、ロータ２０を回動範囲の途中位置（中間位置）に回転させて位置決めするには、図５（ａ）に示すように、中間ポート１８をドレーンに接続した状態で、第１ポート１６をポンプに接続して第１流体室Ｃ１内に流体を流入させると同時に、第２ポート１７をポンプに接続して第２流体室Ｃ２内に流体を流入させる。
ロータ２０が、例えば図５（ａ）に示すように、一方側の回転端寄りの角度位置にある場合、第２流体室Ｃ２内の流体は中間ポート１８を通して排出され、第１流体室Ｃ１は流入する流体で圧力が上昇する。そして、第１流体室Ｃ１と第２流体室Ｃ２の差圧により、ロータ２０は時計回りに回転付勢力を受けて回転し始め、図５（ｂ）に示すように、その端部２２ａが中間ポート１８の開口部１８ａに臨む位置に至った（重なった）時点で中間ポート１８を閉塞する。
Subsequently, in order to rotate and position the
When the
これにより、中間ポート１８からの流体の流出は止まり、第２流体室Ｃ２内の圧力は上昇して、第１流体室Ｃ１の圧力と釣り合ったところで、第２ポート１７及び第１ポート１６からの流体の流入が止まる。この中間位置（途中位置）に停止した状態において、第１流体室Ｃ１には、第１ポート１６を介して方向切換弁３０からの流体圧が作用しており、又、第２流体室Ｃ２には、第２ポート１７を介して方向切換弁３０からの流体圧が作用している。
ここで、仮にロータ２０を中間位置から移動させるような外乱が加わっても、第１流体室Ｃ１及び第２流体室Ｃ２の圧力が自動的にバランスするように作動して、ロータ２０は素早く中間位置に戻されて位置決めされる。
As a result, the outflow of fluid from the
Here, even if a disturbance such as moving the
上記のように、第１ポート１６及び第２ポート１７の他に中間ポート１８を設けるだけで、構造の簡素化、小型化、低コスト化を達成しつつ、ロータ２０を回動範囲の両端以外の途中位置（中間位置）において、高精度に位置決めして停止させることができる。
尚、上記実施形態において、第１ポート１６及び第２ポート１７に対して、通路を所定の口径に絞るオリフィスを設けてもよい。この場合、相対的に中間ポート１８の流路抵抗を減らすことができ、中間ポート１８から流体を効率よく排出することができる。これにより、第１流体室Ｃ１と第２流体室Ｃ２の圧力差により生じるロータ２０の回転力を大きくすることができる。
As described above, by simply providing the
In the above embodiment, an orifice that restricts the passage to a predetermined diameter may be provided for the
図６は、本発明に係る流体圧アクチュエータの他の実施形態を示すものであり、ここでは、３つの中間ポート１８，１８´，１８´´を設けている。尚、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、この実施形態において、ハウジング１０には、内周面１２に開口部１８ａ，１８ａ´，１８ａ´´をもつように３つの中間ポート１８，１８´，１８´´が形成されている。
そして、３つの中間ポート１８，１８´，１８´´のうち２つの中間ポート（例えば、中間ポート１８，１８´´）を閉塞（クローズ）しかつ１つの中間ポート（例えば、中間ポート１８´）をドレーンに接続した状態で、第１ポート１６及び第２ポート１７をポンプに接続すると、ドレーンに接続された中間ポート（例えば、中間ポート１８´）に対応する途中位置（中間位置）にロータ２０を停止させて位置決めすることができる。
このように、３つの中間ポート１８，１８´，１８´´に対応する３つの途中位置において、ロータ２０を高精度に位置決めして停止させることができる。尚、中間ポートの個数は、３つに限らず、４つ以上であってもよい。
FIG. 6 shows another embodiment of the fluid pressure actuator according to the present invention, in which three
That is, in this embodiment, the
Then, two intermediate ports (for example,
In this way, the
図７ないし図１２は、本発明に係る流体圧アクチュエータのさらに他の実施形態を示すものであり、ここではロータ２０´に２つのベーン部２２を設け、ハウジング１０´に２つの収容室Ｃを設けている。尚、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、この実施形態において、ハウジング１０´は、図７及び図９に示すように、ロータ２０´を所定角度範囲で点対称的に回動自在に密接して収容すると共に第１流体室Ｃ１及び第２流体室Ｃ２をそれぞれ画定する２つの収容室Ｃ，Ｃ、支軸１１、内周面１２、スラスト面１３、２つの当接壁１４，１４、２つの当接壁１５，１５、一方の収容室Ｃに連通する第１ポート１６，第２ポート１７，及び中間ポート１８等を備えている。
7 to 12 show still another embodiment of the fluid pressure actuator according to the present invention. Here, the rotor 20 'is provided with two
That is, in this embodiment, as shown in FIGS. 7 and 9, the
ロータ２０´は、図７ないし図９に示すように、回動角度に応じて２つの収容室Ｃ，Ｃを可変的に二分して第１流体室Ｃ１及び第２流体室Ｃ２を画定するように形成され、支軸１１に回動自在に支持される円筒部２１、円筒部２１から径方向の両方に延出する２つのベーン部２２、円筒部２１の領域に形成された第１連通路２３及び第２連通路２４等を備えている。
２つのベーン部２２，２２は、回転軸Ｓを中心として点対称的な形状をなすように形成されている。
As shown in FIGS. 7 to 9, the
The two
第１連通路２３は、図７及び図８（ａ）に示すように、一方の収容室Ｃにあるベーン部２２の一側部２２ｂと他方の収容室Ｃにあるベーン部２２の一側部２２ｂに開口するように形成された直通路２３ａと、支軸１１の周りにおいて貫通孔２１ａに環状に形成された環状溝２３ｂにより形成されている。
そして、第１連通路２３は、一方の収容室Ｃの第１流体室Ｃ１と他方の収容室Ｃの第１流体室Ｃ１とを連通させるようになっている。
第２連通路２４は、図７及び図８（ｂ）に示すように、一方の収容室Ｃにあるベーン部２２の他側部２２ｃと他方の収容室Ｃにあるベーン部２２の他側部２２ｃに開口するように形成された直通路２４ａと、支軸１１の周りにおいて貫通孔２１ａに環状に形成された環状溝２４ｂにより形成されている。
そして、第２連通路２４は、一方の収容室Ｃの第２流体室Ｃ２と他方の収容室Ｃの第２流体室Ｃ２とを連通させるようになっている。
ここで、第１連通路２３と第２連通路２４は、図７及び図８に示すように、ロータ２０´の回転軸方向Ｓにおいて離隔した位置でかつねじれの位置に設けられている。これにより、２つの連通路２３，２４を設けつつも、ロータ２０´の小型化を達成することができる。
As shown in FIGS. 7 and 8A, the
The
As shown in FIGS. 7 and 8B, the
The
Here, as shown in FIGS. 7 and 8, the
上記構成によれば、第１ポート１６から一方の収容室Ｃの第１流体室Ｃ１に流入した流体は、一方の収容室Ｃにあるベーン部２２の一側面２２ｂに圧力を及ぼしてロータ２０´を時計回りに回転付勢すると共に、第１連通路２３を通して他方の収容室Ｃの第１流体室Ｃ１に流入して、他方の収容室Ｃにあるベーン部２２の一側部２２ｂに圧力を及ぼしてロータ２０´を同一方向（時計回りに）に回転付勢する。
また、第２ポート１７から一方の収容室Ｃの第２流体室Ｃ２に流入した流体は、一方の収容室Ｃにあるベーン部２２の他側面２２ｃに圧力を及ぼしてロータ２０´を反時計回りに回転付勢すると共に、第２連通路２４を通して他方の収容室Ｃにある第２流体室Ｃ２に流入して、他方の収容室Ｃにあるベーン部２２の他側部２２ｃに圧力を及ぼしてロータ２０´を同一方向（反時計回りに）に回転付勢する。
したがって、ベーン部２２に加わる圧力が増加し、より大きな回転付勢力（回転トルク）を得ることができる。
According to the above configuration, the fluid that has flowed into the first fluid chamber C1 of the one storage chamber C from the
Further, the fluid flowing from the
Therefore, the pressure applied to the
次に、上記流体圧アクチュエータの動作について、図１０ないし図１２を参照しつつ説明する。
先ず、ロータ２０´を一方側（反時計回り）の回転端に回転させて位置決めするには、図１０に示すように、中間ポート１８を閉塞（クローズ）した状態で、第１ポート１６をドレーンに接続して第１流体室Ｃ１内の流体を排出すると同時に、第２ポート１７をポンプに接続して第２流体室Ｃ２内に流体を流入させる。
これにより、２つの第２流体室Ｃ２内の流体圧力が２つの第１流体室Ｃ１内の流体圧力よりも大きくなり、ロータ２０´は反時計回りに回転付勢力を受けて回転し、当接壁１４に当接して一方側（反時計回り）の回転端に位置決めされる。ここで、ロータ２０´は、２つのベーン部２２の他側部２２ｃで圧力を受けるため、より大きな回転付勢力（回転トルク）により付勢されて素早く回転し、一方側（反時計回り）の回転端に位置決めされる。
Next, the operation of the fluid pressure actuator will be described with reference to FIGS.
First, in order to position the
As a result, the fluid pressure in the two second fluid chambers C2 becomes larger than the fluid pressure in the two first fluid chambers C1, and the
続いて、ロータ２０´を他方側（時計回り）の回転端に回転させて位置決めするには、図１１に示すように、中間ポート１８を閉塞（クローズ）した状態で、第２ポート１７をドレーンに接続して第２流体室Ｃ２内の流体を排出すると同時に、第１ポート１６をポンプに接続して第１流体室Ｃ１内に流体を流入させる。
これにより、２つの第１流体室Ｃ１内の流体圧力が２つの第２流体室Ｃ２内の流体圧力よりも大きくなり、ロータ２０´は時計回りに回転付勢力を受けて回転し、当接壁１５に当接して他方側（時計回り）の回転端に位置決めされる。ここで、ロータ２０´は、２つのベーン部２２の他側部２２ｂで圧力を受けるため、より大きな回転付勢力（回転トルク）により付勢されて素早く回転し、他方側（時計回り）の回転端に位置決めされる。
Subsequently, in order to position the rotor 20 'by rotating it to the rotation end on the other side (clockwise), as shown in FIG. 11, the
As a result, the fluid pressure in the two first fluid chambers C1 becomes larger than the fluid pressure in the two second fluid chambers C2, and the rotor 20 'rotates in response to the rotational urging force in the clockwise direction, and the
続いて、ロータ２０´を回動範囲の途中位置（中間位置）に回転させて位置決めするには、図１２（ａ）に示すように、中間ポート１８をドレーンした状態で、第１ポート１６をポンプに接続して第１流体室Ｃ１内に流体を流入させると同時に、第２ポート１７をポンプに接続して第２流体室Ｃ２内に流体を流入させる。
ロータ２０´が、例えば図１２（ａ）に示すように、一方側の回転端寄りの角度位置にある場合、２つの第２流体室Ｃ２内の流体は中間ポート１８を通して排出され、２つの第１流体室Ｃ１は流入する流体で圧力が上昇する。そして、２つの第１流体室Ｃ１と２つの第２流体室Ｃ２の差圧により、ロータ２０´は時計回りに回転付勢力を受けて回転し始め、図１２（ｂ）に示すように、一方の収容室Ｃにあるベーン部２２の端部２２ａが中間ポート１８の開口部１８ａに臨む位置に至った（重なった）時点で中間ポート１８を閉塞する。
Subsequently, in order to rotate and position the
For example, as shown in FIG. 12A, when the
これにより、中間ポート１８からの流体の流出は止まり、２つの第２流体室Ｃ２内の圧力は上昇して、２つの第１流体室Ｃ１の圧力と釣り合ったところで、第２ポート１７及び第１ポート１６からの流体の流入が止まる。この中間位置（途中位置）に停止した状態において、２つの第１流体室Ｃ１には、第１ポート１６を介して方向切換弁３０からの流体圧が作用しており、又、２つの第２流体室Ｃ２には、第２ポート１７を介して方向切換弁３０からの流体圧が作用している。
ここで、仮にロータ２０´を中間位置から移動させるような外乱が加わっても、第１流体室Ｃ１及び第２流体室Ｃ２の圧力が自動的にバランスするように作動して、ロータ２０´は素早く中間位置に戻されて位置決めされる。
Thereby, the outflow of the fluid from the
Here, even if a disturbance such as moving the
上記のように、第１ポート１６及び第２ポート１７の他に中間ポート１８を設けるだけで、構造の簡素化、小型化、低コスト化を達成しつつ、ロータ２０´を回動範囲の両端以外の途中位置（中間位置）において、高精度に位置決めして停止させることができる。
また、２つの収容室Ｃにそれぞれ配置される２つのベーン部２２，２２を設けたことにより、ベーン部２２に加わる圧力が増加し、より大きな回転付勢力（回転トルク）を得ることができる。
尚、上記実施形態において、第１ポート１６及び第２ポート１７に対して、通路を所定の口径に絞るオリフィスを設けてもよい。この場合、相対的に中間ポート１８の流路抵抗を減らすことができ、中間ポート１８から流体を効率よくは排出することができる。これにより、第１流体室Ｃ１と第２流体室Ｃ２の圧力差により生じるロータ２０´の回転力を大きくすることができる。
上記実施形態に係る流体圧アクチュエータは、例えば、図１３に示すように、出力軸１９ａ´の先端側に被回転体としての円板状のカム部材１００を直結することで、ロータ２０´を回転させることによりカム作用を発生させることができ、又、回動範囲の途中の角度位置でカム部材１００を位置決めして停止させることができる。
As described above, by simply providing the
Further, by providing the two
In the above embodiment, an orifice that restricts the passage to a predetermined diameter may be provided for the
For example, as shown in FIG. 13, the fluid pressure actuator according to the above embodiment rotates the
図１４及び図１５は、前述の図７ないし図１２に示す実施形態の一部を変更したさらに他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、この実施形態において、ハウジング１０´は、図１４に示すように、第１流体室Ｃ１及び第２流体室Ｃ２をそれぞれ画定する２つの収容室Ｃ，Ｃ、軸受穴１１´、内周面１２、スラスト面１３、２つの当接壁１４，１４、２つの当接壁１５，１５、一方の収容室Ｃに連通する第１ポート１６，第２ポート１７，及び中間ポート１８等を備えている。
14 and 15 show still another embodiment in which a part of the embodiment shown in FIGS. 7 to 12 is changed, and the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. Therefore, the description is omitted.
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 14, the
ロータ２０´は、図１４及び図１５に示すように、軸受穴１１´に挿入されて回動自在に支持される回転軸２１ｂを中心に画定する円柱部２１´、円柱部２１´から径方向の両方に延出する２つのベーン部２２、円柱部２１´の領域に形成された第１連通路２３´及び第２連通路２４´等を備えている。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
第１連通路２３´は、図１４及び図１５（ａ）に示すように、一方の収容室Ｃにあるベーン部２２の一側部２２ｂと他方の収容室Ｃにあるベーン部２２の一側部２２ｂに開口するように直通路として形成されている。
そして、第１連通路２３´は、一方の収容室Ｃの第１流体室Ｃ１と他方の収容室Ｃの第１流体室Ｃ１とを連通させるようになっている。
第２連通路２４´は、図１４及び図１５（ｂ）に示すように、一方の収容室Ｃにあるベーン部２２の他側部２２ｃと他方の収容室Ｃにあるベーン部２２の他側部２２ｃに開口するように直通路として形成されている。
そして、第２連通路２４´は、一方の収容室Ｃの第２流体室Ｃ２と他方の収容室Ｃの第２流体室Ｃ２とを連通させるようになっている。
As shown in FIGS. 14 and 15A, the
The
As shown in FIGS. 14 and 15B, the
The
ここで、第１連通路２３´と第２連通路２４´は、図１４及び図１５に示すように、ロータ２０´の回転軸方向Ｓにおいて離隔した位置でかつねじれの位置に設けられている。これにより、２つの連通路２３´，２４´を設けつつも、ロータ２０´の小型化を達成することができる。また、第１連通路２３´と第２連通路２４´は、円柱部２１´に対して直通路として形成されているため、流体の流れ抵抗を低減でき、一方の収容室Ｃから他方の収容室Ｃへ流体を円滑に流すことができ、ロータ２０´の回転応答性を高めることができる。
Here, as shown in FIGS. 14 and 15, the
図１６ないし図２１は、本発明に係る流体圧アクチュエータのさらに他の実施形態を示すものである。
この実施形態においては、前述のハウジング１０，１０´の一部をなすカバー１９（不図示）の内側に隣接して配置されるようにロータ２０´´と一体的に回動する蓋部２５を設け、ハウジング１０´´及び蓋部２５に流体導入通路（溝通路１２ａ，１２ｂ，第１蓋通路２５ｃ，第２蓋通路２５ｄ）を設けた以外は、前述の図１ないし図５に示す実施形態と同一である。したがって、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。また、図１６ないし図２１においては、ハウジング１０´´の一部をなすカバー１９を省略している。
16 to 21 show still another embodiment of the fluid pressure actuator according to the present invention.
In this embodiment, a
すなわち、ハウジング１０´´は、図１６及び図１７に示すように、ロータ２０´´を所定角度範囲において回動自在に収容すると共にロータ２０´´により可変的に二分される第１流体室Ｃ１及び第２流体室Ｃ２を画定する収容室Ｃ、ロータ２０´´を回動自在に支持する支軸１１、ロータ２０´´を密接させて摺動させる内周面１２及びスラスト面１３、ロータ２０´´の一方側の回転端を規定する当接壁１４、ロータ２０´´の他方側の回転端を規定する当接壁１５、当接壁１４の近傍において内周面１２に開口部１６ａをもつように形成された第１ポート１６、当接壁１５の近傍において内周面１２に開口部１７ａをもつように形成された第２ポート１７、ロータ２０´´の回動範囲（所定角度範囲）の略中間位置において内周面１２に開口部１８ａをもつように形成された中間ポート１８、ロータ２０´´の回転軸方向Ｓの一方向において開口する円形の開口部１２´、開口部１２´の近傍において内周面１２を径方向に貫通するように形成されて方向切換弁３０に接続される溝通路１２ａ、溝通路１２ａに連通すると共に内周面１２に対して円弧状に形成された溝通路１２ｂ、ロータ２０´´を収容した状態で収容室Ｃを覆うように形成されると共にロータ２０´´に直結される出力軸１９ａを突出させるカバー１９（不図示）等を備えている。
That is, as shown in FIGS. 16 and 17, the
ロータ２０´´は、図１６及び図１７に示すように、回動角度に応じて収容室Ｃを可変的に二分して第１流体室Ｃ１及び第２流体室Ｃ２を画定するように形成され、支軸１１に回動自在に支持される円筒部２１、円筒部２１から径方向の一方に延出する１つのベーン部２２、ハウジング１０´´の開口部１２´を閉塞して回動自在に嵌合される円板状の蓋部２５等を備えている。
As shown in FIGS. 16 and 17, the
円筒部２１は、支軸１１が嵌合される嵌合穴２１ａ´を画定している。
蓋部２５は、図１６及び図１７（ｂ）に示すように、ハウジング１０´´の内周面１２に密接して摺動する外周面２５ａ、スラスト面１３に対向する内壁面２５ｂ、第１蓋通路２５ｃ、第２蓋通路２５ｄ等を画定している。
第１蓋通路２５ｃは、図１６及び図１７（ｂ）に示すように、一端２５ｃ´が外周面２５ａに開口し、他端２５ｃ´´がベーン部２２の一側部２２ｂの近傍において内壁面２５ｂに開口して第１流体室Ｃ１に連通するように形成されている。
第２蓋通路２５ｄは、図１６及び図１７（ｂ）に示すように、一端２５ｄ´が外周面２５ａに開口し、他端２５ｄ´´がベーン部２２の他側部２２ｃの近傍において内壁面２５ｂに開口して第２流体室Ｃ２に連通するように形成されている。
すなわち、第１蓋通路２５ｃ及び第２蓋通路２５ｄは、蓋部２５の外周面２５ａに開口して溝通路１２ｂに連通し得ると共に、蓋部２５の内壁面２５ｂにおいてベーン部２２を挟む両側にそれぞれ開口して、第１流体室Ｃ１及び第２流体室Ｃ２にそれぞれ連通し得るように形成されている。
また、第１蓋通路２５ｃ及び第２蓋通路２５ｄは、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、ロータ２０´´のベーン部２２が中間ポート１８（の開口部１８ａ）を閉塞した状態で、ハウジング１０´´の溝通路１２ｂとの連通が遮断される（すなわち一端２５ｃ´，２５ｄ´が内周面１２と対向して閉塞される）ように形成されている。
The
As shown in FIGS. 16 and 17B, the
As shown in FIGS. 16 and 17B, the
As shown in FIG. 16 and FIG. 17B, the
That is, the
Further, in the
上記溝通路１２ａ，１２ｂ及び第１蓋通路２５ｃにより、ロータ２０´´のベーン部２２が中間ポート１８を閉塞した状態で遮断され、かつ、ロータ２０´´のベーン部２２が反時計回りに回転して中間ポート１８を開放した状態で、第１流体室Ｃ１に連通して流体を導入する流体導入通路が形成されている。
また、上記溝通路１２ａ，１２ｂ及び第２蓋通路２５ｄにより、ロータ２０´´のベーン部２２が中間ポート１８を閉塞した状態で遮断され、かつ、ロータ２０´´のベーン部２２が時計回りに回転して中間ポート１８を開放した状態で、第２流体室Ｃ２に連通して流体を導入する流体導入通路が形成されている。
By the
Further, the
このように、流体導入通路（溝通路１２ａ，溝通路１２ｂ，第１蓋通路２５ｃ，第２蓋通路２５ｄ）をハウジング１０´´及びロータ２０´´の蓋部２５に形成することで、構造の簡素化を達成しつつ、流体導入通路を容易に形成することができる。
また、第１蓋通路２５ｃ及び第２蓋通路２５ｄは、ロータ２０´´のベーン部２２が中間ポート１８を閉塞した状態で、溝通路１２ｂとの連通が遮断されるように形成されているため、ロータ２０´´（蓋部２５）がハウジング１０´´に対して所定の角度位置に位置するだけで流体導入通路を遮断できるため、専用の遮断機構を用いる必要がなく、構造をより簡素化することができる。
As described above, the fluid introduction passage (the
Further, the
上記構成の流体アクチュエータによれば、中間ポート１８及び流体導入通路（１２ａ，１２ｂ，２５ｃ，２５ｄ）を遮断した状態で方向切換弁３０を駆動して、第２ポート１７から流体を流入させかつ第１ポート１６から流体を流出させると、第２流体室Ｃ２の圧力が第１流体室Ｃ１の圧力よりも大きくなり、ロータ２０´´は一方側（反時計回り）の回転端に停止して位置決めされ、一方、第１ポート１６から流体を流入させかつ第２ポート１７から流体を流出させると、第１流体室Ｃ１の圧力が第２流体室Ｃ２の圧力よりも大きくなり、ロータ２０´´は他方側（時計回り）の回転端に停止して位置決めされる。
また、第１ポート１６及び第２ポート１７を遮断すると共に中間ポート１８をドレーンに接続した状態で方向切換弁３０を駆動して、流体導入通路（溝通路１２ａ，１２ｂ）から流体を流入させると、流体導入通路と連通した状態にある（第１蓋通路２５ｃ又は第２蓋通路２５ｄを通して、溝通路１２ａ，１２ｂと連通した状態にある）第１流体室Ｃ１及び第２流体室Ｃ２の一方の流体室に流体が流入すると共に他方の流体室から中間ポート１８を通して流体が流出し、ロータ２０´´が中間ポート１８を閉塞した時点で、流体導入通路が遮断されると共にロータ２０´´はこの中間ポート１８に対応する所定角度範囲の途中位置に停止して位置決めされるようになっている。
According to the fluid actuator configured as described above, the
Further, when the
次に、上記流体圧アクチュエータの動作について、図１８ないし図２１を参照しつつ説明する。
先ず、ロータ２０´´を一方側（反時計回り）の回転端に回転させて位置決めするには、図１８（ａ），（ｂ）に示すように、中間ポート１８及び流体導入通路（１２ａ，１２ｂ，２５ｃ，２５ｄ）を閉塞（クローズ）した状態で、第１ポート１６をドレーンに接続して第１流体室Ｃ１内の流体を排出すると同時に、第２ポート１７をポンプに接続して第２流体室Ｃ２内に流体を流入させる。
これにより、第２流体室Ｃ２内の流体圧力が第１流体室Ｃ１内の流体圧力よりも大きくなり、ロータ２０´´は反時計回りに回転付勢力を受けて回転し、当接壁１４に当接して一方側（反時計回り）の回転端に位置決めされる。
Next, the operation of the fluid pressure actuator will be described with reference to FIGS.
First, in order to position the
As a result, the fluid pressure in the second fluid chamber C2 becomes larger than the fluid pressure in the first fluid chamber C1, and the
続いて、ロータ２０´´を他方側（時計回り）の回転端に回転させて位置決めするには、図１９（ａ），（ｂ）に示すように、中間ポート１８及び流体導入通路（１２ａ，１２ｂ，２５ｃ，２５ｄ）を閉塞（クローズ）した状態で、第２ポート１７をドレーンに接続して第２流体室Ｃ２内の流体を排出すると同時に、第１ポート１６をポンプに接続して第１流体室Ｃ１内に流体を流入させる。
これにより、第１流体室Ｃ１内の流体圧力が第２流体室Ｃ２内の流体圧力よりも大きくなり、ロータ２０´´は時計回りに回転付勢力を受けて回転し、当接壁１５に当接して他方側（時計回り）の回転端に位置決めされる。
Subsequently, in order to rotate and position the
As a result, the fluid pressure in the first fluid chamber C1 becomes larger than the fluid pressure in the second fluid chamber C2, and the
続いて、ロータ２０´´を回動範囲の途中位置（中間位置）に回転させて位置決めするには、図２０（ａ），（ｂ）に示すように、第１ポート１６及び第２ポート１７を閉塞した状態で、中間ポート１８をドレーンに接続し、流体導入通路（１２ａ，１２ｂ）をポンプに接続して流体を流入させる。
ロータ２０´´が、例えば図２０（ａ）に示すように、一方側の回転端寄りの角度位置にある場合、第２流体室Ｃ２内の流体は中間ポート１８を通して排出され、流体導入通路（１２ａ，１２ｂ，２５ｃ）を通して第１流体室Ｃ１に流体が流入し、第１流体室Ｃ１の圧力が上昇する。そして、第１流体室Ｃ１と第２流体室Ｃ２の差圧により、ロータ２０´´は時計回りに回転付勢力を受けて回転し始め、図２１（ａ）に示すように、ベーン部２２の端部２２ａが中間ポート１８の開口部１８ａに臨む位置に至った（重なった）時点で中間ポート１８を閉塞する。と同時に、中間ポート１８からの流体の流出は止まり、第２流体室Ｃ２内の圧力と第１流体室Ｃ１の圧力は釣り合った状態となり、図２１（ｂ）に示すように、流体導入通路（１２ａ，１２ｂ，２５ｃ）は遮断され、ロータ２０´´はこの中間ポート１８に対応する所定角度範囲の中間位置（途中位置）に停止して位置決めされる。
Subsequently, in order to position the
When the
この中間位置（途中位置）への位置決め過程において、流体導入通路と連通していない第２流体室Ｃ２には、流体が流れ込まず中間ポート１８から排出されるだけであるため、ロータ２０´´の位置決めが素早くかつ高精度に行われる。
このように、第１ポート１６及び第２ポート１７の他に中間ポート１８及び流体導入通路（１２ａ，１２ｂ，２５ｃ，２５ｄ）を設けるだけで、構造の簡素化、小型化、低コスト化を達成しつつ、ロータ２０´´を回動範囲の両端以外の途中位置において、高精度にかつ素早く位置決めして停止させることができる。
In the positioning process to the intermediate position (intermediate position), the fluid does not flow into the second fluid chamber C2 that is not in communication with the fluid introduction passage, and is only discharged from the
In this way, by providing the
上記実施形態においては、第１ポート１６、第２ポート１７、及び中間ポート１８，１８´，１８´´を、ハウジング１０，１０´，１０´´の内周面１２に開口部１８ａ，１８ａ´，１８ａ´´をもつように形成した場合を示したが、これに限定されるものではなく、スラスト面１３に開口部をもつように形成し、スラスト面１３と対向するベーン部２２の側面でこの開口部を開閉させるように形成してもよい。
上記図７ないし図２１に示す実施形態においては、１つの中間ポート１８を設けた場合を示したが、これに限定されるものではなく、２つ以上の複数の中間ポートを設けてもよい。
In the above embodiment, the
In the embodiment shown in FIGS. 7 to 21, the case where one
以上述べたように、本発明の流体圧アクチュエータは、構造の簡素化、小型化、低コスト化等を達成しつつ、回動範囲の両端以外の角度位置、すなわち３箇所以上の角度位置においてロータを高精度に停止させる（位置決めする）ことができるため、被回転体を多段的な角度位置において停止及び位置決めする必要のある分野であれば、機械用の駆動源として適用できるのは勿論のこと、電子機器等その他の駆動源としても有用である。 As described above, the fluid pressure actuator according to the present invention achieves simplification, downsizing, cost reduction, etc. of the structure, and at the angular positions other than both ends of the rotation range, that is, at three or more angular positions. Can be stopped (positioned) with high accuracy, so that it can be applied as a drive source for machines in fields where it is necessary to stop and position the rotated body at multi-step angular positions. It is also useful as other driving sources such as electronic devices.
１０，１０´，１０´´ ハウジング
Ｃ 収容室
Ｃ１ 第１流体室
Ｃ２ 第２流体室
１１ 支軸
１１´ 軸受穴
Ｓ 回転軸（回転軸方向）
１２ 内周面
１２ａ，１２ｂ 溝通路（流体導入通路）
１３ スラスト面
１４，１５ 内壁面
１６ 第１ポート
１６ａ 開口部
１７ 第２ポート
１７ａ 開口部
１８，１８´，１８´´ 中間ポート
１８ａ，１８ａ´，１８ａ´´ 開口部
１９ カバー
１９ａ 出力軸
１９ｂ スラスト面
２０，２０´，２０´´ ロータ
２１ 円筒部
２１´ 円柱部
２１ａ 貫通孔
２１ａ´ 嵌合穴
２１ｂ 回転軸
２２ ベーン部
２２ａ 端部
２２ｂ 一側部
２２ｃ 他側部
２３，２３´ 第１連通路
２３ａ 直通路
２３ｂ 環状溝
２４，２４´ 第２連通路
２４ａ 直通路
２４ｂ 環状溝
２５ 蓋部
２５ａ 外周面
２５ｂ 内壁面
２５ｃ 第１蓋通路（流体導入通路）
２５ｄ 第２蓋通路（流体導入通路）
３０ 方向切換弁
１００ カム部材
10, 10 ′, 10 ″ Housing C Storage chamber C1 First fluid chamber C2
12 Inner
13 Thrust surfaces 14, 15
25d Second lid passage (fluid introduction passage)
30
Claims (13)
前記ハウジングは、前記所定角度範囲の途中において前記ロータを停止させるべく、前記方向切換弁に接続されて前記収容室に連通すると共に前記ロータにより開閉され得る中間ポートを有する、
ことを特徴とする流体圧アクチュエータ。 A vane-shaped rotor, a storage chamber that rotatably accommodates the rotor in a predetermined angular range, and a first fluid chamber and a second fluid chamber that are variably divided by the rotor, and the rotor A housing having a first port and a second port that allow inflow and outflow of fluid to and from the first fluid chamber and the second fluid chamber, respectively, so as to be stopped at rotation ends on one side and the other side of a predetermined angle range, respectively. A directional control valve connected to the first port and the second port to control inflow and outflow of fluid to and from the first fluid chamber and the second fluid chamber,
The housing has an intermediate port that is connected to the direction switching valve and communicates with the storage chamber and can be opened and closed by the rotor in order to stop the rotor in the middle of the predetermined angle range.
A fluid pressure actuator.
ことを特徴とする請求項１記載の流体圧アクチュエータ。 A plurality of intermediate ports are provided for the housing;
The fluid pressure actuator according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の流体圧アクチュエータ。 The rotor includes a cylindrical portion that is rotatably supported, and one vane portion that extends from the cylindrical portion in one of the radial directions.
The fluid pressure actuator according to claim 1 or 2.
前記ハウジングは、前記ロータを所定角度範囲で点対称的に回動自在に密接して収容すると共に前記第１流体室及び第２流体室をそれぞれ画定する２つの収容室を有し、
前記第１ポート、前記第２ポート、及び前記中間ポートは、前記２つの収容室の一方に対して連通するように形成され、
前記ロータは、前記２つの収容室の第１流体室同士を連通させる第１連通路と、前記２つの収容室の第２流体室同士を連通させる第２連通路を有する、
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載の流体圧アクチュエータ。 The rotor includes a cylindrical portion that is rotatably supported, and two vane portions that extend both in the radial direction from the cylindrical portion,
The housing includes two storage chambers that closely store the rotor in a point-symmetric manner so as to be pivotable in a predetermined angle range and define the first fluid chamber and the second fluid chamber, respectively.
The first port, the second port, and the intermediate port are formed to communicate with one of the two storage chambers,
The rotor has a first communication path that allows the first fluid chambers of the two storage chambers to communicate with each other, and a second communication path that allows the second fluid chambers of the two storage chambers to communicate with each other.
The fluid pressure actuator according to claim 1, wherein the fluid pressure actuator is provided.
前記中間ポートは、前記内周面又はスラスト面に開口部をもつように形成され、
前記ロータは、前記ベーン部が前記中間ポートの開口部を開閉し得るように形成されている、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の流体圧アクチュエータ。 The housing has an inner peripheral surface and a thrust surface on which the rotor slides,
The intermediate port is formed to have an opening in the inner peripheral surface or the thrust surface,
The rotor is formed such that the vane portion can open and close the opening of the intermediate port.
The fluid pressure actuator according to claim 3 or 4, characterized by the above.
ことを特徴とする請求項４記載の流体圧アクチュエータ。 The first communication path and the second communication path are provided at twisted positions spaced apart in the rotation axis direction of the rotor.
The fluid pressure actuator according to claim 4.
ことを特徴とする請求項１ないし６いずれかに記載の流体圧アクチュエータ。 The first port and the second port are provided with an orifice for narrowing the passage to a predetermined diameter.
The fluid pressure actuator according to any one of claims 1 to 6.
ことを特徴とする請求項１ない７いずれかに記載の流体圧アクチュエータ。 An output shaft protruding from the housing is directly connected to the rotor.
The fluid pressure actuator according to any one of claims 1 to 7, wherein the fluid pressure actuator is provided.
前記ハウジングは、前記所定角度範囲の途中において前記ロータを停止させるべく、前記方向切換弁に接続されて前記収容室に連通すると共に前記ロータにより開閉され得る中間ポートを有し、
前記ハウジング及びロータは、前記方向切換弁に接続され、前記ロータが前記中間ポートを閉塞した状態で遮断されかつ前記ロータが前記中間ポートを開放した状態で前記第１流体室及び第２流体室の一方に連通し得る流体導入通路を有する、
ことを特徴とする流体圧アクチュエータ。 A vane-shaped rotor, a storage chamber that rotatably accommodates the rotor in a predetermined angular range, and a first fluid chamber and a second fluid chamber that are variably divided by the rotor, and the rotor A housing having a first port and a second port that allow inflow and outflow of fluid to and from the first fluid chamber and the second fluid chamber, respectively, so as to be stopped at rotation ends on one side and the other side of a predetermined angle range, respectively. A directional control valve connected to the first port and the second port to control inflow and outflow of fluid to and from the first fluid chamber and the second fluid chamber,
The housing has an intermediate port that is connected to the direction switching valve and communicates with the storage chamber and can be opened and closed by the rotor in order to stop the rotor in the middle of the predetermined angle range.
The housing and the rotor are connected to the direction switching valve, and the rotor is shut off in a state where the intermediate port is closed, and the rotor and the rotor are opened in the state where the rotor opens the intermediate port. Having a fluid introduction passage which can communicate with one side;
A fluid pressure actuator.
前記ロータは、回動自在に支持される円筒部と、前記円筒部から径方向の一方に延出する１つのベーン部と、前記開口部を閉塞して回動自在に嵌合された円板状の蓋部を有し、
前記流体導入通路は、前記ハウジングの内周面に円弧状に形成されて前記方向切換弁に接続される溝通路と、前記蓋部の外周面に開口して前記溝通路に連通し得ると共に前記蓋部の内壁面において前記ベーン部を挟む両側にそれぞれ開口して前記第１流体室及び第２流体室にそれぞれ連通し得る第１蓋通路及び第２蓋通路を含む、
ことを特徴とする請求項９記載の流体圧アクチュエータ。 The housing has a circular opening that opens in one direction of the rotation axis of the rotor,
The rotor includes a cylindrical portion that is rotatably supported, one vane portion that extends from the cylindrical portion in one of the radial directions, and a disc that is rotatably fitted with the opening closed. A lid shaped like
The fluid introduction passage is formed in an arc shape on the inner peripheral surface of the housing and connected to the direction switching valve, and can open to the outer peripheral surface of the lid portion and communicate with the groove passage. Including a first lid passage and a second lid passage that are open on both sides of the vane portion on the inner wall surface of the lid portion and can communicate with the first fluid chamber and the second fluid chamber, respectively.
The fluid pressure actuator according to claim 9.
前記中間ポートは、前記内周面又はスラスト面に開口部をもつように形成され、
前記ロータは、前記ベーン部が前記中間ポートの開口部を開閉し得るように形成されている、
ことを特徴とする請求項１０記載の流体圧アクチュエータ。 The housing has an inner peripheral surface and a thrust surface on which the rotor slides,
The intermediate port is formed to have an opening in the inner peripheral surface or the thrust surface,
The rotor is formed such that the vane portion can open and close the opening of the intermediate port.
The fluid pressure actuator according to claim 10.
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の流体圧アクチュエータ。 The first lid passage and the second lid passage are formed so that communication with the groove passage is blocked while the rotor closes the intermediate port.
The fluid pressure actuator according to claim 10 or 11, wherein
ことを特徴とする請求項９ない１２いずれかに記載の流体圧アクチュエータ。
An output shaft protruding from the housing is directly connected to the rotor.
The fluid pressure actuator according to any one of claims 9 to 12, wherein the fluid pressure actuator is provided.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007066151A JP2008223959A (en) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | Fluid pressure actuator |
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| JP2007066151A Pending JP2008223959A (en) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | Fluid pressure actuator |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015523485A (en) * | 2012-04-27 | 2015-08-13 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Air valve driven by vane type rotary actuator |
| CN113847299A (en) * | 2021-09-18 | 2021-12-28 | 北京中金泰达电液科技有限公司 | Rotary vane type steering engine motor |
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- 2007-03-15 JP JP2007066151A patent/JP2008223959A/en active Pending
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