JP2875949B2 - Double-acting two-stage open / close actuator - Google Patents
Double-acting two-stage open / close actuatorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、バルブを全閉、中間及
び全開の３つの位置に開閉するために用いられる複作動
型二段開閉式アクチュエータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a double-acting, two-stage opening / closing actuator used to open and close a valve in three positions: fully closed, intermediate, and fully open.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の通常の複作動型ロータリアクチュ
エータは、ボールバルブやバタフライバルブを全閉から
全開へ、及び全開から全閉へ操作するためのものであっ
て、バルブを中間開度にして流量を調節することができ
なかった。このため、バルブを中間開度にすることもで
きる複作動型二段開閉式ロータリアクチュエータが開発
されるようになった。図４、図５及び図６は、これらの
複作動型二段開閉式ロータリアクチュエータの一例とし
て、実公昭６１−１９２０６号公報に開示されたものを
示した断面図である。2. Description of the Related Art A conventional ordinary double-acting rotary actuator is used to operate a ball valve or a butterfly valve from a fully closed state to a fully opened state and from a fully opened state to a fully closed state. The flow rate could not be adjusted. For this reason, a double-acting two-stage opening / closing rotary actuator capable of setting a valve to an intermediate opening degree has been developed. FIGS. 4, 5 and 6 are cross-sectional views showing an example of the double-acting two-stage opening / closing rotary actuator disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 61-19206.
【０００３】図４乃至図６において、複作動用のシリン
ダ装置３１のピストン３２と３３がコネクチングロッド
３４に連結されており、運動変換装置３５の作用によっ
て、ピストン３２、３３及びコネクチングロッド３４の
往復運動が出力軸３６の回転運動に変換され、この出力
軸３６がボールバルブやバタフライバルブのステムを回
転して、これらのバルブを開閉する。中間開度用のシリ
ンダ装置３７のピストン３８に固定されたピストンロッ
ド３９は、複作動用のシリンダ装置３１の一方のシリン
ダ室４０の中に突き出ている。In FIGS. 4 to 6, pistons 32 and 33 of a double-acting cylinder device 31 are connected to a connecting rod 34, and reciprocation of the pistons 32, 33 and the connecting rod 34 by the action of a motion converting device 35. The movement is converted into a rotational movement of the output shaft 36, which rotates the stems of ball valves and butterfly valves to open and close these valves. The piston rod 39 fixed to the piston 38 of the cylinder device 37 for intermediate opening protrudes into one cylinder chamber 40 of the cylinder device 31 for double operation.
【０００４】図４は、バルブが全閉になった時の状態を
示しており、圧力流体供給源４１からの圧力流体が電磁
切替えバルブ４２を通ってシリンダ室４３に送られ、ピ
ストン３２は圧力流体に押されて、これに連結されてい
るピストン３３がピストンロッド３９を押し、それに固
定されているピストン３８が調節用ブッシュ４４に当接
するまで右方へ移動し、運動変換装置３５の作用によっ
て出力軸３６がバルブを全閉にしている。従って、調節
用ブッシュ４４は、この複作動用のシリンダ装置３１の
右方への運動のストッパになっている。このストッパの
位置の調節は、袋ナット４６とナット４５を緩め、調節
用ブッシュ４４をエンドキャップ４７にねじ込んだり、
それからねじ出したりして行う。複作動用のシリンダ装
置３１の左方への運動のストッパはボルト４８であっ
て、このボルト４８をヘッドキャップ４９にねじ込んだ
り、それからねじ出したりして、ストッパ位置の調節を
行う。なお、シリンダ室４３に交差ハッチングを施して
あるのは、この部分が加圧状態になっていることを示す
ためである。図５及び図６においても、交差ハッチング
を施してある部分は、同様に加圧状態になっている部分
である。FIG. 4 shows a state in which the valve is fully closed. A pressure fluid from a pressure fluid supply source 41 is sent to a cylinder chamber 43 through an electromagnetic switching valve 42, and the piston 32 receives a pressure Pushed by the fluid, the piston 33 connected thereto pushes the piston rod 39, and moves to the right until the piston 38 fixed thereto comes into contact with the adjusting bush 44. The output shaft 36 fully closes the valve. Therefore, the adjusting bush 44 serves as a stopper for the rightward movement of the cylinder device 31 for double operation. To adjust the position of the stopper, loosen the cap nut 46 and the nut 45 and screw the adjusting bush 44 into the end cap 47,
And then screw it out. A stopper for the leftward movement of the double-acting cylinder device 31 is a bolt 48. The bolt 48 is screwed into or out of the head cap 49 to adjust the stopper position. The cross hatching is applied to the cylinder chamber 43 to indicate that this portion is in a pressurized state. Also in FIGS. 5 and 6, the cross-hatched portions are portions in a pressurized state.
【０００５】図５は、バルブが全開になった状態を示し
ており、図４の状態から電磁切替えバルブ４２及び５０
が切り替わって、圧力流体供給源４１からの圧力流体が
シリンダ室４０と５１に送られて、ピストン３３と３８
が共に左方へ押されて移動している。ピストン３３の移
動は、ピストン３２がボルト４８に当接するまでであ
り、運動変換装置３５の作用によってバルブを全開にし
ている。ピストン３８の移動は、ピストンロッド３９に
ねじ込まれて固定されているナット５２が調節用ブッシ
ュ４４の右端に当接するまでであり、ナット５２はナッ
ト５３と共にピストン３８の左方への移動を調節するよ
うに設けられている。FIG. 5 shows a state in which the valves are fully opened. The electromagnetic switching valves 42 and 50 are changed from the state shown in FIG.
Is switched, the pressure fluid from the pressure fluid supply source 41 is sent to the cylinder chambers 40 and 51 and the pistons 33 and 38
Are both being pushed to the left and moving. The movement of the piston 33 is until the piston 32 comes into contact with the bolt 48, and the valve is fully opened by the action of the motion conversion device 35. The movement of the piston 38 is until the nut 52 screwed and fixed to the piston rod 39 comes into contact with the right end of the adjusting bush 44, and the nut 52 together with the nut 53 adjusts the movement of the piston 38 to the left. It is provided as follows.
【０００６】図６は、バルブが中間開度になった状態を
示しており、図５の状態から電磁切替えバルブ４２が切
り替わって、圧力流体供給源４１からの圧力流体がシリ
ンダ室４３に送られ、ピストン３２が右方へ押され、ピ
ストン３３がシリンダ室４０内の流体を外部に排出しな
がらピストンロッド３９に当接するまで右方に移動した
状態である。なお、シリンダ室５１には、引き続き圧力
流体が作用している。この状態において、シリンダ室４
３と５１とは同じ圧力であるので、ピストン３２が圧力
流体によって右方へ押される力は、ピストン３８が流体
圧力によって左方へ押される力よりも、ピストンロッド
３９のピストン３８から右方に出ている部分３９ａの断
面積に圧力流体の圧力を乗じた力だけ大きい。従って、
これらの移動部分に抵抗がなければ、これらの移動部分
は右方へ移動することになる。実際には、複作動用のシ
リンダ装置３１は、ピストン３２及び３３、運動変換装
置３５及びバルブを運動させるために出力の多くを消費
し、ピストンロッド３９を右方へ押そうとする力は、ピ
ストン３２の受圧面積に圧力流体の圧力を乗じた力の多
い場合でも７５％に過ぎない。他方、中間開度用のシリ
ンダ装置３７も移動部分の摩擦抵抗によって、ピストン
３８の受圧面積に圧力流体の圧力を乗じた力よりも減少
するが、少ない場合でも９０％はあって、この微妙な力
関係によって、ピストン３２は、図の状態からピストン
ロッド３９を右方へ押して、更に移動することができな
い。このため、バルブが中間開度に保たれることにな
る。FIG. 6 shows a state in which the valve is at an intermediate opening. The electromagnetic switching valve 42 is switched from the state shown in FIG. 5, and the pressure fluid from the pressure fluid supply source 41 is sent to the cylinder chamber 43. In this state, the piston 32 is pushed to the right, and the piston 33 moves to the right until the piston 33 contacts the piston rod 39 while discharging the fluid in the cylinder chamber 40 to the outside. The pressure fluid continues to act on the cylinder chamber 51. In this state, the cylinder chamber 4
Since 3 and 51 have the same pressure, the force by which the piston 32 is pushed rightward by the pressure fluid is more rightward from the piston 38 of the piston rod 39 than the force by which the piston 38 is pushed leftward by the fluid pressure. It is larger by the force obtained by multiplying the cross-sectional area of the projecting portion 39a by the pressure of the pressure fluid. Therefore,
If there is no resistance in these moving parts, they will move to the right. In practice, the double-acting cylinder device 31 consumes much of the power to move the pistons 32 and 33, the motion converter 35 and the valve, and the force pushing the piston rod 39 to the right is: Even when the force obtained by multiplying the pressure receiving area of the piston 32 by the pressure of the pressurized fluid is large, it is only 75%. On the other hand, the cylinder device 37 for the intermediate opening is also reduced by the frictional resistance of the moving portion from the force obtained by multiplying the pressure receiving area of the piston 38 by the pressure of the pressurized fluid. Due to the force relationship, the piston 32 cannot move further by pushing the piston rod 39 rightward from the state shown in the figure. For this reason, the valve is maintained at the intermediate opening.
【０００７】図４乃至図６に示したアクチュエータは、
以上説明したような複作動型二段開閉式ロータリアクチ
ュエータであるが、上記したように中間での停止が微妙
な作用によるもので不安定であること、及び中間開度用
のシリンダ装置３７が複作動用のシリンダ装置３１の外
方に設けられていて、アクチュエータ全体が極めて長く
なっており、しかも、出力軸３６に対して左右が均衡し
ていない問題点を有しており、更に、このアクチュエー
タでは作動ごとに中間開度用のシリンダ装置３７でも圧
力流体を消費するので、圧力流体の消費量が大きく、こ
れのための設備費用及び運転費用が高くなる欠点を有し
ている。[0007] The actuator shown in FIGS.
Although it is a double-acting two-stage opening / closing rotary actuator as described above, the intermediate stop is unstable due to a delicate action as described above, and the intermediate opening cylinder device 37 is not The actuator is provided outside the operating cylinder device 31, and the entire actuator is extremely long. Further, the actuator has a problem that the left and right sides are not balanced with respect to the output shaft 36. In this case, since the pressurized fluid is consumed even by the cylinder device 37 for the intermediate opening every operation, the consumption of the pressurized fluid is large, and there is a disadvantage that the equipment cost and the operation cost for this are increased.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
に従来の複作動型ロータリアクチュエータが中間開度に
することができないこと、及び中間開度にすることがで
きる複作動型二段開閉式ロータリアクチュエータが極め
て長い形状で左右の均衡がとれておらず、中間開度での
停止が不安定であり、圧力流体の消費量が大きいことな
どの課題を解決した優れた複作動型二段開閉式アクチュ
エータを提供するためものものである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a conventional double-acting rotary actuator which cannot be set to an intermediate opening as described above, and a double-acting two-stage opening and closing which can be set to an intermediate opening. Excellent double-acting two-stage type that solves problems such as the extremely long shape of the rotary actuator, the left and right balance is not balanced, the stop at the intermediate opening is unstable, and the consumption of pressurized fluid is large. This is to provide an open / close actuator.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、ピストンロッドの往復運動を出力軸の
回転運動に変換させる運動変換機構の一方の側に、ピス
トンロッドに固定した小径ピストンの両側に交互に圧力
流体を作用させて、ピストンロッドを往復運動させる複
作動型のシリンダ装置を接続し、この運動変換機構の他
方の側に内断面大径ピストンの中心穴にピストンロッド
を貫通し、かつ、大径ピストンに圧力流体を作用させる
と共に、この作用時にシリンダ装置内の圧力流体を配管
系よりシリンダ機構に戻して大径ピストンに作用させ
て、ピストンロッドを大径ピストンが前記シリンダ機構
のストッパ装置に当接する位置まで移動させ、この状態
でシリンダ装置によって、ピストンロッドを残余のスト
ロークを往復運動させることができ、大径ピストンに圧
力流体が作用していない状態で、シリンダ装置によっ
て、ピストンロッドをその全ストロークを往復運動させ
ることができるように二段開閉式に構成した。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a piston rod is fixed to one side of a movement conversion mechanism for converting a reciprocating movement of a piston rod into a rotation movement of an output shaft. A double-acting cylinder device that reciprocates the piston rod by alternately applying pressure fluid to both sides of the small-diameter piston is connected, and the piston rod is inserted into the center hole of the internal-diameter large-diameter piston on the other side of this motion conversion mechanism. And pressurized fluid acts on the large-diameter piston.At the same time, the pressure fluid in the cylinder device returns to the cylinder mechanism from the piping system to act on the large-diameter piston, and the large-diameter piston moves the piston rod. The cylinder mechanism
The piston rod can be reciprocated for the remaining stroke by the cylinder device in this state, and in the state where the pressure fluid is not acting on the large diameter piston, by the cylinder device, The piston rod was constructed in a two-stage opening and closing manner so that the entire stroke of the piston rod could be reciprocated.
【００１０】この場合、シリンダ装置及びシリンダ機構
にピストンロッドの往復運動のストロークの両端の位置
を調節するストッパ装置を設け、シリンダ機構に大径ピ
ストンが移動する距離を調節するストッパ装置を設ける
のが好ましい。In this case, the cylinder device and the cylinder mechanism are provided with stopper devices for adjusting the positions of both ends of the stroke of the reciprocating movement of the piston rod, and the cylinder mechanism is provided with stopper devices for adjusting the moving distance of the large-diameter piston. preferable.
【００１１】[0011]
【作用】本発明は上述のように構成したから、シリンダ
装置の小径ピストンより運動変換機構に近い側のシリン
ダ室に圧力流体が送入されている閉弁状態において、シ
リンダ機構の大径ピストンより運動変換機構に近い側の
シリンダ室に圧力流体を送入すると、シリンダ機構の内
断面積がシリンダ装置の内断面積のほぼ２倍であって、
シリンダ機構の方が出力が大きいので、大径ピストンが
移動し、ピストンロッドの抜止め係止部を押して、ピス
トンロッドをシリンダ機構の方へ移動可能な一定距離だ
け移動し、バルブを中間の開度にする。この間、シリン
ダの小径ピストンより運動変換機構に近い側のシリンダ
室内の圧力流体は、外部に放出されないで圧力流体の配
管系に戻されるようにすることができる。Since the present invention is constructed as described above, in the valve closed state in which the pressure fluid is fed into the cylinder chamber closer to the motion conversion mechanism than the small-diameter piston of the cylinder device, the large-diameter piston of the cylinder mechanism returns When the pressure fluid is fed into the cylinder chamber on the side closer to the motion conversion mechanism, the inner cross-sectional area of the cylinder mechanism is almost twice the inner cross-sectional area of the cylinder device,
Since the output of the cylinder mechanism is higher, the large-diameter piston moves, pushes the retaining part of the piston rod, moves the piston rod a certain distance that can move toward the cylinder mechanism, and opens the valve in the middle. To the degree. During this time, the pressure fluid in the cylinder chamber closer to the motion conversion mechanism than the small-diameter piston of the cylinder can be returned to the pressure fluid piping system without being discharged to the outside.
【００１２】次いで、シリンダ装置への圧力流体の接続
を小径ピストンの反対側へ切替ると、小径ピストンがピ
ストンロッドを大径ピストンの中心穴を滑らせ、残余の
ストロークを移動し、バルブを全開状態にする。この
間、シリンダの小径ピストンより運動変換機構に近い側
のシリンダ室内の圧力流体は、外部に放出される。Next, when the connection of the pressure fluid to the cylinder device is switched to the opposite side of the small-diameter piston, the small-diameter piston slides the piston rod through the center hole of the large-diameter piston, moves the remaining stroke, and opens the valve fully. State. During this time, the pressure fluid in the cylinder chamber closer to the motion conversion mechanism than the small-diameter piston of the cylinder is discharged to the outside.
【００１３】次に、シリンダ装置への圧力流体の接続を
小径ピストンの反対側（運動変換機構に近い側）へ切替
ると、小径ピストンがピストンロッドの抜止め係止部が
先に一定距離だけ移動した大径ピストンに係止するまで
移動して、バルブを中間開度にする。更に、シリンダ機
構の圧力流体を外部に放出するようにすると、小径ピス
トンがピストンロッドを抜止め係止部が大径ピストンを
押しながら、バルブが全閉状態になるまで移動させる。
なお、小径ピストンの閉弁ストロークの間、シリンダ装
置の小径ピストンより運動変換機構に遠い側のシリンダ
室内の圧力流体は、外部に放出される。Next, when the connection of the pressure fluid to the cylinder device is switched to the opposite side of the small-diameter piston (the side closer to the motion conversion mechanism), the small-diameter piston is moved by a predetermined distance before the stopper locking portion of the piston rod. Move the valve until it locks on the moved large-diameter piston, and set the valve to an intermediate opening. Further, when the pressure fluid of the cylinder mechanism is discharged to the outside, the small-diameter piston stops the piston rod and moves while the locking portion pushes the large-diameter piston until the valve is fully closed.
During the closing stroke of the small-diameter piston, the pressure fluid in the cylinder chamber farther from the small-diameter piston of the cylinder device than the motion conversion mechanism is discharged to the outside.
【００１４】以上に、この複作動型二段開閉式アクチュ
エータが二段で開弁し、二段で閉弁する場合の作用を説
明したが、中間開度の前と後を連続させて、一段開二段
閉や二段開一段閉にすることもでき、また、シリンダ機
構に圧力流体を送入しないでシリンダ装置だけで、一段
開一段閉にすることもできる。The operation of the double-acting two-stage opening / closing actuator in which the valve is opened in two stages and the valve is closed in two stages has been described above. It can be opened two-stage closed or two-stage opened one-stage closed, and it can also be made one-stage opened and one-stage closed only by the cylinder device without feeding the pressure fluid to the cylinder mechanism.
【００１５】このアクチュエータは、運動変換機構の一
方の側に複作動型のシリンダ装置を設け、他方の側に中
間開度のためのシリンダ機構を設けることによって均衡
のとれた形状になり、シリンダ機構の内断面積をシリン
ダの内断面積のほぼ２倍にすることによって、ストロー
ク全体を通して出力にほとんど変化がなく、また、中間
開度では両側のシリンダ装置及びシリンダ機構が反対方
向にピストンロッドを引き合っていて、しかもピストン
ロッドは、シリンダ機構によって一定距離だけ移動させ
られた状態で止められていて、極めて安定した状態にな
っている。This actuator has a balanced shape by providing a double-acting cylinder device on one side of the motion conversion mechanism and providing a cylinder mechanism for intermediate opening on the other side. The internal cross-sectional area of the cylinder is almost twice the internal cross-sectional area of the cylinder, so that there is almost no change in the output throughout the entire stroke. At an intermediate opening, the cylinder devices and cylinder mechanisms on both sides pull the piston rod in opposite directions. In addition, the piston rod is stopped while being moved by a certain distance by the cylinder mechanism, and is in an extremely stable state.
【００１６】更に、このアクチュエータは、前に述べた
ように閉弁状態から中間開度まで回転する時に、シリン
ダ装置から排出された圧力流体が外部に放出されないで
圧力流体の配管系に戻すことができるので、全体を通し
て圧力流体の消費量が少ない。このため、この分、圧力
流体のための設備費用と運転費用を軽減することができ
る。Further, as described above, when the actuator rotates from the valve-closed state to the intermediate opening, the pressure fluid discharged from the cylinder device can be returned to the pressure fluid piping system without being discharged to the outside. As a result, the consumption of the pressure fluid is low throughout. For this reason, the equipment cost and operation cost for the pressure fluid can be reduced accordingly.
【００１７】[0017]
【実施例】図１は、図２及び図３は、本発明の複作動型
二段開閉式アクチュエータの一実施例を示す断面図であ
って、これらの３つの図面は、説明のために同じものの
異なった状態を示したものである。なお、これらの図の
交差ハッチングを施した部分は、加圧状態になっている
部分である。図１乃至図３において、１は複作動型二段
開閉式アクチュエータ、２はピストンロッド、３は出力
軸で、４はピストンロッド２の往復運動を出力軸３の回
転運動に変換する運動変換機構である。５は運動変換機
構の一方の側に接続されたシリンダ装置、６は小径ピス
トンで、小径ピストンはピストンロッド２の一方の側に
固定されていて、この小径ピストンの両側に交互に圧力
流体を作用させて移動させ、ピストンロッド２を往復運
動させる。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a double-acting two-stage opening / closing actuator according to the present invention, and these three drawings are the same for explanation. It shows different states of things. The cross-hatched portions in these figures are portions in a pressurized state. 1 to 3, reference numeral 1 denotes a double-acting two-stage opening / closing actuator, 2 denotes a piston rod, 3 denotes an output shaft, and 4 denotes a motion conversion mechanism for converting the reciprocating motion of the piston rod 2 into a rotational motion of the output shaft 3. It is. 5 is a cylinder device connected to one side of the motion conversion mechanism, 6 is a small-diameter piston, and the small-diameter piston is fixed to one side of the piston rod 2, and pressurized fluid acts on both sides of the small-diameter piston alternately. The piston rod 2 is reciprocated.
【００１８】７は運動変換機構４の他方の側に接続され
たシリンダ機構、８はその大径ピストンで、シリンダ機
構７の内断面積は、シリンダ装置５の内断面積のほぼ２
倍であり、大径ピストン８の中心穴８ａをピストンロッ
ド２が貫通し、その先に抜止め係止部９が形成されてい
て、大径ピストン８の運動変換機構４に近い側のシリン
ダ室１０に圧力流体を作用させて大径ピストン８を左方
へ移動させ、大径ピストン８が抜止め係止部９を押し
て、大径ピストン８がストッパ１１に当接するまでピス
トンロッド２を左方へ移動させることができる。Reference numeral 7 denotes a cylinder mechanism connected to the other side of the motion conversion mechanism 4, and reference numeral 8 denotes a large-diameter piston. The internal cross-sectional area of the cylinder mechanism 7 is approximately two times the internal cross-sectional area of the cylinder device 5.
The piston rod 2 penetrates through the center hole 8a of the large-diameter piston 8 and has a retaining locking portion 9 formed in front thereof. The cylinder chamber on the side close to the motion conversion mechanism 4 of the large-diameter piston 8 The large-diameter piston 8 is moved to the left by applying a pressure fluid to the piston 10. The large-diameter piston 8 pushes the retaining portion 9, and the piston rod 2 is moved to the left until the large-diameter piston 8 contacts the stopper 11. Can be moved to
【００１９】この状態でピストンロッド２は、シリンダ
装置５の作用によって左方へ、また右方へ残余のストロ
ークを往復運動することができる。また、シリンダ機構
７に圧力流体が送入されないで、大径ピストン８に圧力
流体が作用していない状態で、ピストンロッド２は、シ
リンダ装置の作用によって全ストロークを往復運動する
ことができる。In this state, the piston rod 2 can reciprocate the remaining stroke leftward and rightward by the action of the cylinder device 5. Further, the piston rod 2 can reciprocate the entire stroke by the operation of the cylinder device in a state where the pressure fluid is not supplied to the cylinder mechanism 7 and the large-diameter piston 8 is not acting on the pressure fluid.
【００２０】シリンダ装置５に取付けられたボルト１２
とナット１３は、ピストンロッド２の往復運動のストロ
ークの右端の位置を調節するストッパ装置１４であっ
て、シリンダ機構７に図に示したように、ストッパ１１
とキャップ１５を介して取付けられたボルト１６とナッ
ト１７は、ピストンロッド２の往復運動のストロークの
左端の位置を調節するストッパ装置１８である。また、
ストッパ１１は、シリンダ機構７に取付けられた大径ピ
ストン８の移動する距離を調節するストッパ装置１９で
ある。The bolt 12 attached to the cylinder device 5
And a nut 13 are a stopper device 14 for adjusting the position of the right end of the stroke of the reciprocating motion of the piston rod 2, and as shown in FIG.
A bolt 16 and a nut 17 attached via the cap 15 and the cap 15 are a stopper device 18 for adjusting the position of the left end of the reciprocating stroke of the piston rod 2. Also,
The stopper 11 is a stopper device 19 for adjusting a moving distance of the large-diameter piston 8 attached to the cylinder mechanism 7.
【００２１】次に、図１乃至図３に基づいて、複作動型
二段開閉式アクチュエータ１の作用を説明する。図１は
バルブが全閉になった時の状態を示しており、シリンダ
装置５の小径ピストン６より左側のシリンダ室２０に圧
力流体供給源２１から電磁切替えバルブ２２を通って送
られた圧力流体が流入して、小径ピストン６を右方へ移
動させ、ピストンロッド２、運動変換機構４及び出力軸
３を介して、バルブを全閉にしている。Next, the operation of the double-acting two-stage opening / closing actuator 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a state in which the valve is fully closed. The pressure fluid sent from the pressure fluid supply source 21 through the electromagnetic switching valve 22 to the cylinder chamber 20 on the left side of the small diameter piston 6 of the cylinder device 5 is shown in FIG. Flows to move the small-diameter piston 6 rightward, and the valve is fully closed via the piston rod 2, the motion conversion mechanism 4 and the output shaft 3.
【００２２】この状態で電磁切替えバルブ２３を図２に
示したようにして、圧力流体をシリンダ室１０に送入す
ると、シリンダ機構７の内断面積がシリンダ装置の内断
面積のほぼ２倍であって、シリンダ機構７の方の出力が
大きいので、大径ピストン８が左方へ移動し、ピストン
ロッド２の抜止め係止部９を押してピストンロッド２を
大径ピストン８がストッパ１１に当接するまで移動さ
せ、ピストンロッド２、運動変換機構４及び出力軸３を
介して、バルブを中間開度にする。図２は、このように
してバルブが中間開度になった時の状態を示したもので
ある。図１の状態から図２の状態になる間、シリンダ室
２０内の圧力流体は外部に放出されないで、電磁切替え
バルブ２２、次いで、電磁切替えバルブ２３を経てシリ
ンダ室１０に流れる。In this state, when the pressurized fluid is fed into the cylinder chamber 10 by operating the electromagnetic switching valve 23 as shown in FIG. 2, the inner cross-sectional area of the cylinder mechanism 7 is almost twice the inner cross-sectional area of the cylinder device. Since the output of the cylinder mechanism 7 is large, the large-diameter piston 8 moves to the left and pushes the retaining portion 9 of the piston rod 2 to push the piston rod 2 against the stopper 11. The valve is set to an intermediate opening degree through the piston rod 2, the motion conversion mechanism 4 and the output shaft 3 until the valve comes into contact with the valve. FIG. 2 shows the state when the valve is at the intermediate opening in this way. During the transition from the state of FIG. 1 to the state of FIG. 2, the pressure fluid in the cylinder chamber 20 is not discharged to the outside, but flows to the cylinder chamber 10 via the electromagnetic switching valve 22 and then the electromagnetic switching valve 23.
【００２３】次いで、電磁切替えバルブ２２を図３に示
したようにして、圧力流体をシリンダ装置５のピストン
小径６より右側のシリンダ室２４に送入すると、小径ピ
ストン６がピストンロッド２を大径ピストン８の中心穴
８ａを滑らせて残余のストロークをピストンロッド２が
ボルト１６に当接するまで移動し、バルブを全開にす
る。図３は、このようにしてバルブが全開になった状態
を示したものである。なお、図２の状態から図３の状態
になる間、シリンダ室２０内の圧力流体が電磁切替えバ
ルブ２２を経て外部に放出される。Next, as shown in FIG. 3, the electromagnetic switching valve 22 causes the pressure fluid to flow into the cylinder chamber 24 on the right side of the piston small diameter 6 of the cylinder device 5, and the small diameter piston 6 moves the piston rod 2 to the large diameter. The remaining stroke is moved until the piston rod 2 abuts the bolt 16 by sliding the center hole 8a of the piston 8, and the valve is fully opened. FIG. 3 shows a state in which the valve is fully opened in this way. During the transition from the state of FIG. 2 to the state of FIG. 3, the pressure fluid in the cylinder chamber 20 is discharged to the outside via the electromagnetic switching valve 22.
【００２４】次に、電磁切替えバルブ２２を図２に示し
たようにして、圧力流体をシリンダ室２０に送入する
と、小径ピストン６が図２に示したように、抜止め係止
部９で大径ピストン８に当接するまで右方へ移動し、ピ
ストンロッド２、運動変換機構４及び出力軸３を介し
て、バルブを再び中間開度にする。この時の状態は、図
２と同じである。なお、図３の状態から図２の状態にな
る間、シリンダ室２４内の圧力流体が電磁切替えバルブ
２２を経て外部へ放出される。Next, as shown in FIG. 2, when the pressurized fluid is fed into the cylinder chamber 20 with the electromagnetic switching valve 22 as shown in FIG. The valve moves to the right until it comes into contact with the large-diameter piston 8, and the valve is again set to the intermediate opening degree via the piston rod 2, the motion conversion mechanism 4, and the output shaft 3. The state at this time is the same as FIG. During the transition from the state of FIG. 3 to the state of FIG. 2, the pressurized fluid in the cylinder chamber 24 is discharged to the outside via the electromagnetic switching valve 22.
【００２５】次に、電磁切替えバルブ２３を図１に示し
たようすると、シリンダ機構のシリンダ室１０内の圧力
流体が電磁切替えバルブ２３を経て外部に放出され、小
径ピストン６がシリンダ室２０内の圧力流体に押され
て、右方へピストンロッド２がボルト１２に当接するま
で抜止め係止部９で大径ピストン８を右方へ押しながら
移動して、バルブを全閉にする。この時の状態は、大径
ピストン８の位置が僅か異なるが、図１に示したような
状態になる。図２の状態から図１の状態になる間、シリ
ンダ室２４内の流体は、引き続き電磁切替えバルブ２２
を経て外部へ放出される。Next, when the electromagnetic switching valve 23 is as shown in FIG. 1, the pressure fluid in the cylinder chamber 10 of the cylinder mechanism is discharged outside through the electromagnetic switching valve 23, and the small-diameter piston 6 is moved into the cylinder chamber 20. The large-diameter piston 8 is moved to the right by the retaining portion 9 until the piston rod 2 is pressed by the pressure fluid and the piston rod 2 contacts the bolt 12 to the right, and the valve is fully closed. In this state, the position of the large-diameter piston 8 is slightly different, but the state is as shown in FIG. During the transition from the state of FIG. 2 to the state of FIG. 1, the fluid in the cylinder chamber 24 continues to flow through the electromagnetic switching valve 22.
It is released to the outside through.
【００２６】以上に、この複作動型二段開閉式アクチュ
エータがバルブを中間開度と全開へ二段で開弁し、中間
開度と全閉へ二段で閉弁する作用を説明したが、図２に
示した中間開度の状態の前後を連続させて、一段で開弁
し二段で閉弁したり、二段で開弁し一段で閉弁したりす
ることができ、また、電磁切替えバルブ２３を図１に示
した状態にしたままで、シリンダ装置５への圧力流体の
送入を電磁切替えバルブ２２によって切替えて、一段で
開弁し一段で閉弁することもできる。The operation of this double-acting two-stage opening / closing actuator that opens the valve in two stages to the intermediate opening and full opening and closes the valve in two stages to the intermediate opening and full closing has been described above. It is possible to open the valve in one stage and close it in two stages or to open the valve in two stages and close it in one stage by continuously connecting before and after the state of the intermediate opening degree shown in FIG. While the switching valve 23 is kept in the state shown in FIG. 1, the supply of the pressurized fluid to the cylinder device 5 can be switched by the electromagnetic switching valve 22 so as to be opened in one stage and closed in one stage.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上に既に述べたように、本発明の複作
動型二段開閉式アクチュエータは、運動変換機構を中心
にして、一側にシリンダ装置を他側にシリンダ機構を設
けたので、均衡のとれた形状であり、シリンダ機構の内
断面積をシリンダ装置の内断装置の２倍にしたので、ス
トローク全体を通して出力がほとんど変化せず、中間開
度では両方のシリンダ装置及びシリンダ機構がピストン
ロッドを引き合っており、シリンダ機構によって一定距
離だけ移動させられた状態で止められていて、極めて安
定した状態になっている。更に大きな効果は、閉弁状態
から中間開度になる間に、シリンダ装置から排出される
圧力流体が外部に放出されないで、圧力流体の配管系に
戻すことができるので圧力流体の消費量が少なく、この
分、圧力流体のための設備費用と運転費用を軽減するこ
とができることである。As described above, the double-acting two-stage opening / closing actuator of the present invention has a cylinder device on one side and a cylinder mechanism on the other side, with the movement conversion mechanism as the center. With a balanced shape, the internal cross-sectional area of the cylinder mechanism is twice that of the internal cutting device of the cylinder device, so that the output hardly changes throughout the entire stroke. The piston rod is attracted and stopped while being moved by a certain distance by the cylinder mechanism, and is in an extremely stable state. A further great effect is that the pressure fluid discharged from the cylinder device is not discharged to the outside during the transition from the valve-closed state to the intermediate opening, and can be returned to the piping system of the pressure fluid. The facility and operating costs for the pressurized fluid can be reduced accordingly.
【図１】本発明の複作動型二段開閉式アクチュエータの
一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a double-acting two-stage opening / closing actuator of the present invention.
【図２】図１のバルブを中間開度にした時の状態を示し
た断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a state when the valve of FIG. 1 is set to an intermediate opening degree.
【図３】図１のバルブを全開にした時の状態を示した断
面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a state when the valve of FIG. 1 is fully opened.
【図４】従来の複作動型二段開閉式ロータリアクチュエ
ータの一例を示す縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional double-acting two-stage opening / closing rotary actuator.
【図５】図４のバルブを中間開度にした時の状態を示し
た断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a state when the valve of FIG. 4 is set at an intermediate opening degree.
【図６】図４のバルブを全開にした時の状態を示した断
面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a state when the valve of FIG. 4 is fully opened.
１ 複作動型二段開閉式アクチュエータ ２ ピストンロッド ３ 出力軸 ４ 運動変換機構 ５ シリンダ装置 ６ 小径ピストン ７ シリンダ機構 ８ 大径ピストン ８ａ 中心穴 ９ 抜止め係止部 １４、１８、１９ ストッパ装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Double-acting two-stage opening / closing actuator 2 Piston rod 3 Output shaft 4 Motion conversion mechanism 5 Cylinder device 6 Small diameter piston 7 Cylinder mechanism 8 Large diameter piston 8a Center hole 9 Retaining locking part 14, 18, 19 Stopper device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−43381（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−128901（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−158871（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−53607（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭61−19206（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭60−3370（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭61−31202（ＪＰ，Ｙ２) 特公 昭50−23094（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭46−21766（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F15B 15/06 F15B 11/12 F15B 15/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-50-43381 (JP, A) JP-A-59-128901 (JP, U) JP-A-58-158871 (JP, U) JP-A 64-64 53607 (JP, U) Jiko 61-19206 (JP, Y2) Jiko 60-3370 (JP, Y2) Jiko 61-31202 (JP, Y2) Joko 50-23094 (JP, B1) J. 46-21766 (JP, Y1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F15B 15/06 F15B 11/12 F15B 15/24
Claims (2)
転運動に変換させる運動変換機構の一方の側に、ピスト
ンロッドに固定した小径ピストンの両側に交互に圧力流
体を作用させて、ピストンロッドを往復運動させる複作
動型のシリンダ装置を接続し、この運動変換機構の他方
の側に内断面積が上記シリンダ装置の内断面積のほぼ２
倍であるシリンダ機構を接続し、この大径ピストンの中
心穴にピストンロッドを貫通し、かつ、大径ピストンに
圧力流体を作用させると共に、この作用時にシリンダ装
置内の圧力流体を配管系よりシリンダ機構に戻して大径
ピストンに作用させて、ピストンロッドを大径ピストン
が前記シリンダ機構のストッパ装置に当接する位置まで
移動させ、この状態でシリンダ装置によって、ピストン
ロッドを残余のストロークを往復運動させることがで
き、大径ピストンに圧力流体が作用していない状態で、
シリンダ装置によってピストンロッドをその全ストロー
クを往復運動させることができるように二段開閉式に構
成したことを特徴とする複作動型二段開閉式アクチュエ
ータ。1. A pressure conversion fluid is alternately applied to both sides of a small-diameter piston fixed to a piston rod on one side of a movement conversion mechanism for converting reciprocating movement of a piston rod into rotation movement of an output shaft. A double-acting cylinder device for reciprocating motion is connected, and the other side of the motion conversion mechanism has an inner cross-sectional area of approximately 2 times the inner cross-sectional area of the cylinder device.
Connect the cylinder mechanism which is twice as large, penetrate the piston rod into the center hole of this large-diameter piston, and apply the pressure fluid to the large-diameter piston. Return to the mechanism and act on the large-diameter piston, and move the piston rod to the large-diameter piston.
Is moved to a position where it comes into contact with the stopper device of the cylinder mechanism . In this state, the cylinder device can reciprocate the remaining stroke of the piston rod, and the pressurized fluid acts on the large-diameter piston. Without
A double-acting two-stage opening / closing actuator characterized in that the piston rod is reciprocally moved through its full stroke by a cylinder device.
ンロッドの往復運動のストロークの両端の位置を調節す
るストッパ装置を設け、シリンダ機構に大径ピストンが
移動する距離を調節するストッパ装置を設けたことを特
徴とする請求項１記載の複作動型二段開閉式アクチュエ
ータ。2. A method according to claim 1, wherein the cylinder device and the cylinder mechanism are provided with stopper devices for adjusting the positions of both ends of the stroke of the reciprocating motion of the piston rod, and the cylinder mechanism is provided with a stopper device for adjusting the moving distance of the large-diameter piston. The double-acting two-stage opening / closing actuator according to claim 1.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP6081046A JP2875949B2 (en) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Double-acting two-stage open / close actuator |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP6081046A JP2875949B2 (en) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Double-acting two-stage open / close actuator |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07269510A JPH07269510A (en) | 1995-10-17 |
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Family Applications (1)
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1994
- 1994-03-29 JP JP6081046A patent/JP2875949B2/en not_active Expired - Lifetime
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