JP3469525B2 - クッション機構付空気圧ロータリアクチュエータ - Google Patents
クッション機構付空気圧ロータリアクチュエータInfo
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
- F15B15/065—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the rack-and-pinion type
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- F01C9/002—Oscillating-piston machines or engines the piston oscillating around a fixed axis
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- F15B15/12—Characterised by the construction of the motor unit of the oscillating-vane or curved-cylinder type
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気圧を加えるこ
とによって回転力を発生するアクチュエータを緩衝的に
停止させるクッション機構付ラックピニオン型ロータリ
アクチュエータに関する。
とによって回転力を発生するアクチュエータを緩衝的に
停止させるクッション機構付ラックピニオン型ロータリ
アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、空気圧によって回転力を発生する
ラックピニオン型空気圧ロータリアクチュエータは、シ
リンダチューブ内のピストンがストローク端で停止する
ときの慣性エネルギーによる衝撃を吸収するために、ダ
ンパー等を備えたクッション機構付空気圧シリンダが用
いられ、シリンダチューブ内にはラックを設けたピスト
ンが摺動自在に挿入され、このラックにピニオンが噛み
合わされ、ピストンによって区画形成される圧力室に選
択的に空気圧を加えることによってラックを往復駆動
し、ピニオンおよびこれに固定された主軸を往復回転さ
せるものである。
ラックピニオン型空気圧ロータリアクチュエータは、シ
リンダチューブ内のピストンがストローク端で停止する
ときの慣性エネルギーによる衝撃を吸収するために、ダ
ンパー等を備えたクッション機構付空気圧シリンダが用
いられ、シリンダチューブ内にはラックを設けたピスト
ンが摺動自在に挿入され、このラックにピニオンが噛み
合わされ、ピストンによって区画形成される圧力室に選
択的に空気圧を加えることによってラックを往復駆動
し、ピニオンおよびこれに固定された主軸を往復回転さ
せるものである。
【０００３】一方、空気圧シリンダにおけるクッション
機構としては、シリンダチューブ内を摺動するピストン
の動作時に、排気側の圧力室内にクッション用エアーを
一時的に封じ込めて昇圧させ、この排気圧でピストンを
減速させてストローク端に緩衝的に停止させるものが知
られている。その構成は、ピストン側に設けたクッショ
ンリングを、ストローク端の手前でシリンダチューブ内
のクッションパッキンに嵌入させることよってエアの排
出通路を塞ぎ、この封じ込めたエアを絞り弁に導き、そ
の絞り調節量に応じて、ピストン背圧がピストンの持つ
運動エネルギーを空気の圧縮エネルギーに変換して減速
力を発揮するものである。
機構としては、シリンダチューブ内を摺動するピストン
の動作時に、排気側の圧力室内にクッション用エアーを
一時的に封じ込めて昇圧させ、この排気圧でピストンを
減速させてストローク端に緩衝的に停止させるものが知
られている。その構成は、ピストン側に設けたクッショ
ンリングを、ストローク端の手前でシリンダチューブ内
のクッションパッキンに嵌入させることよってエアの排
出通路を塞ぎ、この封じ込めたエアを絞り弁に導き、そ
の絞り調節量に応じて、ピストン背圧がピストンの持つ
運動エネルギーを空気の圧縮エネルギーに変換して減速
力を発揮するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如き
ピストン背圧を利用したクッション機構では、その構造
上、ピストンの少なくとも一側に所要の長さのクッショ
ンリングを設けると共に、シリンダチューブにクッショ
ンリングが嵌入する長い空室を設ける必要があるため、
必然的にシリンダの軸線方向の長さが長くなるという問
題点が指摘されている。そのため、このクッション機構
を、ラックピニオン型の空気圧ロータリアクチュエータ
におけるストローク端での緩衝的な停止に用いると、構
造上回転主軸と直交する方向に長くなりがちな空気圧ロ
ータリアクチュエータを、上記ピストンの軸線方向に一
層長くすることになる。
ピストン背圧を利用したクッション機構では、その構造
上、ピストンの少なくとも一側に所要の長さのクッショ
ンリングを設けると共に、シリンダチューブにクッショ
ンリングが嵌入する長い空室を設ける必要があるため、
必然的にシリンダの軸線方向の長さが長くなるという問
題点が指摘されている。そのため、このクッション機構
を、ラックピニオン型の空気圧ロータリアクチュエータ
におけるストローク端での緩衝的な停止に用いると、構
造上回転主軸と直交する方向に長くなりがちな空気圧ロ
ータリアクチュエータを、上記ピストンの軸線方向に一
層長くすることになる。
【０００５】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的とするところは、ピスト
ンおよびクッション機構の存在により、その構造上回転
主軸と直交する方向に長くなりがちなラックピニオン型
のクッション機構付空気圧ロータリアクチュエータを、
上記ピストンの方向にできるだけ短く形成可能なものと
して提供することにある。 本発明の他の目的は、長いク
ッションリング及びそれが嵌入する長い空室をなくし、
実質的にピストンパッキンがクッションパッキンを兼ね
る構造とすることにより、小型で、しかも構造が簡単で
安価なクッション機構付空気圧ロータリアクチュエータ
を提供することにある。本発明の他の目的は、シリンダ
チューブ側に排気流量を制限するための手段を設けると
共に、ピストン側にピストンパッキンとクッションパッ
キンとを兼ねる複数のパッキンを設けただけの、簡単か
つ合理的な設計構造を備えたクッション機構付空気圧ロ
ータリアクチュエータを提供することにある。本発明の
上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の
記述および添付図面から明らかになるであろう。
されたものであって、その目的とするところは、ピスト
ンおよびクッション機構の存在により、その構造上回転
主軸と直交する方向に長くなりがちなラックピニオン型
のクッション機構付空気圧ロータリアクチュエータを、
上記ピストンの方向にできるだけ短く形成可能なものと
して提供することにある。 本発明の他の目的は、長いク
ッションリング及びそれが嵌入する長い空室をなくし、
実質的にピストンパッキンがクッションパッキンを兼ね
る構造とすることにより、小型で、しかも構造が簡単で
安価なクッション機構付空気圧ロータリアクチュエータ
を提供することにある。本発明の他の目的は、シリンダ
チューブ側に排気流量を制限するための手段を設けると
共に、ピストン側にピストンパッキンとクッションパッ
キンとを兼ねる複数のパッキンを設けただけの、簡単か
つ合理的な設計構造を備えたクッション機構付空気圧ロ
ータリアクチュエータを提供することにある。本発明の
上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の
記述および添付図面から明らかになるであろう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、シリンダチューブと、上記シリンダチューブ
内を摺動するピストンと、上記ピストンで隔てられた２
つの圧力室に圧縮空気を給排するための２つのポート
と、上記ピストンに結合され往復駆動するラックと、上
記ラックに噛合され上記ラックの往復駆動によって往復
回転するピニオンと、上記シリンダチューブにおける少
なくとも一端でピストン背圧によりピストンを緩衝的に
停止させるクッション機構とを具備し、上記ピニオンの
回転出力を主軸を通じて取り出すようにしたクッション
機構付空気圧ロータリアクチュエータにおいて、上記シ
リンダチューブのチューブ壁に、上記圧力室に開口を通
じて連通する上記２つのポートを設けるとともに、少な
くとも一方の上記ポートと対応する位置に、上記ポート
よりも上記シリンダチューブ端寄りに位置させて、上記
チューブ壁外面に設けた凹部によって形成される弁室を
設けて、該弁室に上記圧力室に通じる排気口を設けると
ともに、該弁室と上記ポートとを流路を介して連通さ
せ、上記弁室内に、上記排気口とポートとの間の流量を
制限する絞り機構と、上記排気口から上記ポート側に向
かう排気の流れは規制して逆向きの圧縮空気の流れは許
容する逆止弁とから構成される速度調整手段を組み込
み、上記ピストンの外周面には上記シリンダチューブの
内周面に摺接して２つの上記圧力室を区画する複数のピ
ストンパッキンを設け、少なくとも一部の上記ピストン
パッキンに、上記ピストンがストローク端に到達する直
前に排気側の上記ポートを乗り越えて上記圧力室内の圧
縮空気を上記排気口のみから排出させるように動作する
クッションパッキンとしての機能を兼備させたことを特
徴とするものである。
本発明は、シリンダチューブと、上記シリンダチューブ
内を摺動するピストンと、上記ピストンで隔てられた２
つの圧力室に圧縮空気を給排するための２つのポート
と、上記ピストンに結合され往復駆動するラックと、上
記ラックに噛合され上記ラックの往復駆動によって往復
回転するピニオンと、上記シリンダチューブにおける少
なくとも一端でピストン背圧によりピストンを緩衝的に
停止させるクッション機構とを具備し、上記ピニオンの
回転出力を主軸を通じて取り出すようにしたクッション
機構付空気圧ロータリアクチュエータにおいて、上記シ
リンダチューブのチューブ壁に、上記圧力室に開口を通
じて連通する上記２つのポートを設けるとともに、少な
くとも一方の上記ポートと対応する位置に、上記ポート
よりも上記シリンダチューブ端寄りに位置させて、上記
チューブ壁外面に設けた凹部によって形成される弁室を
設けて、該弁室に上記圧力室に通じる排気口を設けると
ともに、該弁室と上記ポートとを流路を介して連通さ
せ、上記弁室内に、上記排気口とポートとの間の流量を
制限する絞り機構と、上記排気口から上記ポート側に向
かう排気の流れは規制して逆向きの圧縮空気の流れは許
容する逆止弁とから構成される速度調整手段を組み込
み、上記ピストンの外周面には上記シリンダチューブの
内周面に摺接して２つの上記圧力室を区画する複数のピ
ストンパッキンを設け、少なくとも一部の上記ピストン
パッキンに、上記ピストンがストローク端に到達する直
前に排気側の上記ポートを乗り越えて上記圧力室内の圧
縮空気を上記排気口のみから排出させるように動作する
クッションパッキンとしての機能を兼備させたことを特
徴とするものである。
【０００７】上記構成を有するクッション機構付空気圧
ロータリアクチュエータにおいて、２つのポートを通じ
て圧縮空気を交互に供給及び排出することにより、ピス
トンは正逆に駆動され、ストローク端でのクッション機
構による減速停止は次のようにして行われる。即ち、ピ
ストンの摺動時に、排気側の圧力室内の圧縮空気は初め
はポートを通じて排出されているが、ピストンがストロ
ーク端に近づいて、クッションパッキンを兼ねるピスト
ンパッキンが排気側のポートを乗り越えると、ポートと
圧力室とが遮断され、圧力室内の圧縮空気は排気口のみ
から速度調整手段を通じて制限的に排出されるようにな
る。このため、速度調整手段による流量制御によって圧
力室内の圧力が上昇し、それがピストン背圧となってピ
ストンを減速させながら、ストローク終端に到達させ
る。
ロータリアクチュエータにおいて、２つのポートを通じ
て圧縮空気を交互に供給及び排出することにより、ピス
トンは正逆に駆動され、ストローク端でのクッション機
構による減速停止は次のようにして行われる。即ち、ピ
ストンの摺動時に、排気側の圧力室内の圧縮空気は初め
はポートを通じて排出されているが、ピストンがストロ
ーク端に近づいて、クッションパッキンを兼ねるピスト
ンパッキンが排気側のポートを乗り越えると、ポートと
圧力室とが遮断され、圧力室内の圧縮空気は排気口のみ
から速度調整手段を通じて制限的に排出されるようにな
る。このため、速度調整手段による流量制御によって圧
力室内の圧力が上昇し、それがピストン背圧となってピ
ストンを減速させながら、ストローク終端に到達させ
る。
【０００８】上記クッション機構付空気圧ロータリアク
チュエータは、長いクッションリング及びそれが嵌入す
る長い空室を設ける必要がないので、シリンダの軸線方
向の長さをそれだけ短くすることができ、延いては空気
圧シリンダを小型化することができるものである。しか
も、シリンダチューブ側に排気流量を制限するための速
度調整手段を設けると共に、ピストン側に実質的にピス
トンパッキンとクッションパッキンとを兼ねる複数のパ
ッキンを設けた構造としたことにより、クッション機構
付空気圧ロータリアクチュエータを部品数が少ない簡単
かつ合理的な設計構造とすることができ、それによりこ
のアクチュエータを安価に製造することができる。
チュエータは、長いクッションリング及びそれが嵌入す
る長い空室を設ける必要がないので、シリンダの軸線方
向の長さをそれだけ短くすることができ、延いては空気
圧シリンダを小型化することができるものである。しか
も、シリンダチューブ側に排気流量を制限するための速
度調整手段を設けると共に、ピストン側に実質的にピス
トンパッキンとクッションパッキンとを兼ねる複数のパ
ッキンを設けた構造としたことにより、クッション機構
付空気圧ロータリアクチュエータを部品数が少ない簡単
かつ合理的な設計構造とすることができ、それによりこ
のアクチュエータを安価に製造することができる。
【０００９】 本発明の具体的な実施形態によれば、上記
ピストンを正逆両ストローク端で減速的に停止させるた
めに、上記弁室と、上記排気口と、上記速度調整手段
と、クッションパッキンの機能を兼備する上記ピストン
パッキンとが、２つの上記ポートに対応してシリンダチ
ューブの両端に設けられる。
ピストンを正逆両ストローク端で減速的に停止させるた
めに、上記弁室と、上記排気口と、上記速度調整手段
と、クッションパッキンの機能を兼備する上記ピストン
パッキンとが、２つの上記ポートに対応してシリンダチ
ューブの両端に設けられる。
【００１０】また、本発明は、２つのシリンダ孔を有す
るシリンダチューブと、上記両シリンダ孔内を摺動する
ピストンと、上記両ピストンで隔てられた圧力室に圧縮
空気を給排するための２つのポートと、上記両ピストン
に結合され往復駆動する一対のラックと、上記両ラック
に噛合され上記両ラックの往復駆動によって往復回転す
るピニオンと、上記シリンダチューブにおける両シリン
ダ孔の一端でピストン背圧により両ピストンを緩衝的に
停止させるクッション機構とを具備し、上記ピニオンの
回転出力を主軸を通じて取り出すようにしたクッション
機構付空気圧ロータリアクチュエータにおいて、上記２
つのポートを上記両シリンダ孔の一端側の孔壁における
開口を通じて上記圧力室へ連通させるとともに、上記シ
リンダチューブの一端側のサイドブロックに、該サイド
ブロック外面に設けた凹部によって形成される弁室を設
けて、該弁室に上記圧力室に通じる排気口を設けるとと
もに、該弁室と上記ポートとを流路を介して連通させ、
上記弁室内に、上記排気口とポートとの間の流量を制限
する絞り機構と、上記排気口から上記ポート側に向かう
排気の流れは規制して逆向きの圧縮空気の流れは許容す
る逆止弁とから構成される速度調整手段を組み込み、上
記両ピストンの外周面には上記シリンダチュ ーブの各シ
リンダ孔内周面に摺接して上記圧力室を区画するピスト
ンパッキンを設け、該ピストンパッキンに、上記ピスト
ンがストローク端に到達する直前に上記ポートを乗り越
えて上記圧力室内の圧縮空気を上記排気口のみから排出
させるように動作するクッションパッキンとしての機能
を兼備させたことを特徴とするものである。
るシリンダチューブと、上記両シリンダ孔内を摺動する
ピストンと、上記両ピストンで隔てられた圧力室に圧縮
空気を給排するための２つのポートと、上記両ピストン
に結合され往復駆動する一対のラックと、上記両ラック
に噛合され上記両ラックの往復駆動によって往復回転す
るピニオンと、上記シリンダチューブにおける両シリン
ダ孔の一端でピストン背圧により両ピストンを緩衝的に
停止させるクッション機構とを具備し、上記ピニオンの
回転出力を主軸を通じて取り出すようにしたクッション
機構付空気圧ロータリアクチュエータにおいて、上記２
つのポートを上記両シリンダ孔の一端側の孔壁における
開口を通じて上記圧力室へ連通させるとともに、上記シ
リンダチューブの一端側のサイドブロックに、該サイド
ブロック外面に設けた凹部によって形成される弁室を設
けて、該弁室に上記圧力室に通じる排気口を設けるとと
もに、該弁室と上記ポートとを流路を介して連通させ、
上記弁室内に、上記排気口とポートとの間の流量を制限
する絞り機構と、上記排気口から上記ポート側に向かう
排気の流れは規制して逆向きの圧縮空気の流れは許容す
る逆止弁とから構成される速度調整手段を組み込み、上
記両ピストンの外周面には上記シリンダチュ ーブの各シ
リンダ孔内周面に摺接して上記圧力室を区画するピスト
ンパッキンを設け、該ピストンパッキンに、上記ピスト
ンがストローク端に到達する直前に上記ポートを乗り越
えて上記圧力室内の圧縮空気を上記排気口のみから排出
させるように動作するクッションパッキンとしての機能
を兼備させたことを特徴とするものである。
【００１１】上記構成を有するクッション機構付空気圧
ロータリアクチュエータは、前記ロータリアクチュエー
タをダブルラックピニオン型として構成したもので、こ
のアクチュエータにおいては、シリンダチューブにおけ
る２つのシリンダ孔内を摺動するピストンにより一対の
ラックが往復駆動され、それにより両ラックに噛合され
たピニオンが往復回転し、その際、両シリンダ孔の一端
でピストン背圧により両ピストンが緩衝的に停止する。
ロータリアクチュエータは、前記ロータリアクチュエー
タをダブルラックピニオン型として構成したもので、こ
のアクチュエータにおいては、シリンダチューブにおけ
る２つのシリンダ孔内を摺動するピストンにより一対の
ラックが往復駆動され、それにより両ラックに噛合され
たピニオンが往復回転し、その際、両シリンダ孔の一端
でピストン背圧により両ピストンが緩衝的に停止する。
【００１２】本発明の好ましい一つの実施形態によれ
ば、上記速度調整手段が、絞り機構を有する弁部材を、
上記逆止弁を形成するリップシールを周囲に介在させて
上記弁室内に収容することにより、該弁室内に組み込ま
れる。
ば、上記速度調整手段が、絞り機構を有する弁部材を、
上記逆止弁を形成するリップシールを周囲に介在させて
上記弁室内に収容することにより、該弁室内に組み込ま
れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。実施の形態を説明するに当
たって、同一機能を奏するものは同じ符号を付して説明
する。図１、２は、シングルラックピニオン型クッショ
ン機構付空気圧ロータリアクチュエータの部分横断面図
および縦断面図、図３は、ダブルラックピニオン型クッ
ション機構付空気圧ロータリアクチュエータの部分横断
面図、図４、５は、クッション機構におけるピストンの
駆動開始前およびクッション行程の詳細を示す半断面
図、図６，７は、他のクッション機構におけるピストン
の駆動開始前の状態を示す半断面図である。
に基づいて詳細に説明する。実施の形態を説明するに当
たって、同一機能を奏するものは同じ符号を付して説明
する。図１、２は、シングルラックピニオン型クッショ
ン機構付空気圧ロータリアクチュエータの部分横断面図
および縦断面図、図３は、ダブルラックピニオン型クッ
ション機構付空気圧ロータリアクチュエータの部分横断
面図、図４、５は、クッション機構におけるピストンの
駆動開始前およびクッション行程の詳細を示す半断面
図、図６，７は、他のクッション機構におけるピストン
の駆動開始前の状態を示す半断面図である。
【００１４】図１、２に示すシングルラックピニオン型
クッション機構付空気圧ロータリアクチュエータは、ク
ッション機構付空気圧シリンダを有するものであり、両
端がサイドブロック７１，７２でそれぞれ閉塞されたシ
リンダチューブ６０と、このシリンダチューブ６０内を
往復摺動するピストン６１ａを両側に結合したラック６
１と、ピストン６１ａによって区画形成された２つの圧
力室７３，７４に圧縮空気を給排するための２つのポー
ト６３，６４と、ラック６１に噛合されラック６１の往
復駆動によって往復回転するピニオン８４と、ピニオン
８４に固定され軸受８５によって回転可能に支持された
主軸８３とを備え、圧力室７３，７４に選択的に空気圧
を加えることによってピストン６１ａと共にラック６１
を往復駆動し、ピニオン８４およびこれに固定された主
軸８３を往復回転させるものである。
クッション機構付空気圧ロータリアクチュエータは、ク
ッション機構付空気圧シリンダを有するものであり、両
端がサイドブロック７１，７２でそれぞれ閉塞されたシ
リンダチューブ６０と、このシリンダチューブ６０内を
往復摺動するピストン６１ａを両側に結合したラック６
１と、ピストン６１ａによって区画形成された２つの圧
力室７３，７４に圧縮空気を給排するための２つのポー
ト６３，６４と、ラック６１に噛合されラック６１の往
復駆動によって往復回転するピニオン８４と、ピニオン
８４に固定され軸受８５によって回転可能に支持された
主軸８３とを備え、圧力室７３，７４に選択的に空気圧
を加えることによってピストン６１ａと共にラック６１
を往復駆動し、ピニオン８４およびこれに固定された主
軸８３を往復回転させるものである。
【００１５】ポート６３（６４）はシリンダチューブ６
０のチューブ壁におけるサイドブロック７２（７１）に
近い位置に設けられ、ポート６３（６４）は圧力室７３
（７４）に開口６７（６８）を通じて連通しており、ポ
ート６３（６４）から開口６７（６８）を通して圧力室
７３（７４）に圧縮空気を給排することにより、シリン
ダチューブ６０内においてピストン６１ａおよびラック
６１が往復駆動される。
０のチューブ壁におけるサイドブロック７２（７１）に
近い位置に設けられ、ポート６３（６４）は圧力室７３
（７４）に開口６７（６８）を通じて連通しており、ポ
ート６３（６４）から開口６７（６８）を通して圧力室
７３（７４）に圧縮空気を給排することにより、シリン
ダチューブ６０内においてピストン６１ａおよびラック
６１が往復駆動される。
【００１６】また、上記開口６７（６８）よりもピスト
ン６１ａのストローク終端側に寄った実質的にシリンダ
チューブ６０の両端部の位置には、圧力室７３（７４）
からクッション用エアを排出するための排気口８０（７
９）が開設され、これらの排気口８０（７９）とポート
６３（６４）との間に排気の流量を制限することによっ
てピストン６１ａを減速的に停止させるための速度調整
手段６５（６６）が接続されている。この速度調整手段
は、後述するように、ニードル弁からなる絞り機構によ
って構成されたものである。
ン６１ａのストローク終端側に寄った実質的にシリンダ
チューブ６０の両端部の位置には、圧力室７３（７４）
からクッション用エアを排出するための排気口８０（７
９）が開設され、これらの排気口８０（７９）とポート
６３（６４）との間に排気の流量を制限することによっ
てピストン６１ａを減速的に停止させるための速度調整
手段６５（６６）が接続されている。この速度調整手段
は、後述するように、ニードル弁からなる絞り機構によ
って構成されたものである。
【００１７】シリンダチューブ６０における排気口８０
（７９）と対応する位置には、排気口８０（７９）に通
じると共に、ポート６３（６４）に流路６９（７０）を
介して通じる弁室８２がチューブ壁外面に設けた凹部に
よって形成され、この弁室８２と排気口８０（７９）と
の間にはピストン６１ａのストローク終端側のクッショ
ン行程において圧力室７３（７４）からポート６３（６
４）側への圧縮空気の流出を抑止し、ピストン６１ａの
駆動開始時においてポート６３（６４）から圧力室７３
（７４）への圧縮空気の流入のみを許容する逆止弁８１
（８５）が介在されている。
（７９）と対応する位置には、排気口８０（７９）に通
じると共に、ポート６３（６４）に流路６９（７０）を
介して通じる弁室８２がチューブ壁外面に設けた凹部に
よって形成され、この弁室８２と排気口８０（７９）と
の間にはピストン６１ａのストローク終端側のクッショ
ン行程において圧力室７３（７４）からポート６３（６
４）側への圧縮空気の流出を抑止し、ピストン６１ａの
駆動開始時においてポート６３（６４）から圧力室７３
（７４）への圧縮空気の流入のみを許容する逆止弁８１
（８５）が介在されている。
【００１８】上記ピストン６１ａの外周面には、シリン
ダチューブ６０の内周面に摺接して圧力室７３（７４）
を区画すると共に、排気流路の切換機能、すなわち、ピ
ストン６１ａがストローク端に到達する直前に排気側の
ポート６３（６４）を乗り越えることによって圧力室７
３（７４）内の圧縮空気を排気口８０（７９）のみから
排出させるように動作するクッションパッキンとしての
機能を有するピストンパッキン７５（７６）が装着され
ている。
ダチューブ６０の内周面に摺接して圧力室７３（７４）
を区画すると共に、排気流路の切換機能、すなわち、ピ
ストン６１ａがストローク端に到達する直前に排気側の
ポート６３（６４）を乗り越えることによって圧力室７
３（７４）内の圧縮空気を排気口８０（７９）のみから
排出させるように動作するクッションパッキンとしての
機能を有するピストンパッキン７５（７６）が装着され
ている。
【００１９】また、ピストンパッキン７５（７６）は、
ポート６３（６４）及び排気口８０（７９）に対して次
のような位置関係を有している。すなわち、ピストン６
１ａがサイドブロック７２（７１）側に摺動してそれぞ
れのストローク終端に達したとき、移動方向前方側のピ
ストンパッキン７５（７６）が、排気側のポート６３
（６４）の開口６７（６８）は乗り越えるが排気口８０
（７９）は越えない位置に停止し、移動方向後方側のピ
ストンパッキン７６（７５）が、給気側のポート６４
（６３）の開口６８（６７）を越えた位置で停止するよ
うな位置関係に設けられている。図中、７７、７８はピ
ストンパッキン７５，７６が開口６７，６８を越えた後
にシール機能を発揮する第２のピストンパッキンであ
る。
ポート６３（６４）及び排気口８０（７９）に対して次
のような位置関係を有している。すなわち、ピストン６
１ａがサイドブロック７２（７１）側に摺動してそれぞ
れのストローク終端に達したとき、移動方向前方側のピ
ストンパッキン７５（７６）が、排気側のポート６３
（６４）の開口６７（６８）は乗り越えるが排気口８０
（７９）は越えない位置に停止し、移動方向後方側のピ
ストンパッキン７６（７５）が、給気側のポート６４
（６３）の開口６８（６７）を越えた位置で停止するよ
うな位置関係に設けられている。図中、７７、７８はピ
ストンパッキン７５，７６が開口６７，６８を越えた後
にシール機能を発揮する第２のピストンパッキンであ
る。
【００２０】上記構成を有するクッション機構付空気圧
ロータリアクチュエータの空気圧シリンダの動作につい
て詳細に説明する。ピストン６１ａが一方のストローク
端にある図示の状態でポート６３に圧縮空気を供給する
と、この圧縮空気が流路６９から弁室８２内に流入し、
逆止弁８１を押し開いて排気口８０から圧力室７３に流
入するため、ピストン６１ａが図１の右側へ向けて移動
を開始する。
ロータリアクチュエータの空気圧シリンダの動作につい
て詳細に説明する。ピストン６１ａが一方のストローク
端にある図示の状態でポート６３に圧縮空気を供給する
と、この圧縮空気が流路６９から弁室８２内に流入し、
逆止弁８１を押し開いて排気口８０から圧力室７３に流
入するため、ピストン６１ａが図１の右側へ向けて移動
を開始する。
【００２１】そして、ピストン６１ａの移動方向後方側
のピストンパッキン７５がポート６３の開口６７を越え
ると、圧縮空気は主として開口６７を通じて圧力室７３
に直接的に供給されるようになり、ピストン６１ａの移
動はそのまま継続される。その移動に伴って、圧力室７
４内の圧縮空気は、主として開口６８からポート６４を
通じて直接的に排出される。
のピストンパッキン７５がポート６３の開口６７を越え
ると、圧縮空気は主として開口６７を通じて圧力室７３
に直接的に供給されるようになり、ピストン６１ａの移
動はそのまま継続される。その移動に伴って、圧力室７
４内の圧縮空気は、主として開口６８からポート６４を
通じて直接的に排出される。
【００２２】そして、ピストン６１ａが他方のストロー
ク端に近づいて、移動方向前方側のピストンパッキン７
６が開口６８（従ってポート６４）を通り越すと、排気
側の圧力室７４とポート６４とが遮断され、圧力室７４
内の圧縮空気は、排気口７９から速度調整手段６６を経
由して排出されることになる。換言すれば、このピスト
ンパッキン７６がクッションパッキンとして機能し、排
気の経路を、開口６８及びポート６４を通じて直接排出
する状態から、排気口７９及び速度調整手段６６を経由
して制限的に排出する状態に切換える。このため、速度
調整手段６６による流量制御によって圧力室７４内の圧
力が上昇し、それがピストン背圧となってピストン６１
ａを減速させながらストローク終端に到達させる。この
とき、移動方向前方側のピストンパッキン７６は排気口
７９の手前で停止し、後方側のピストンパッキン７５は
ポート６３の開口６７を越えて停止する。
ク端に近づいて、移動方向前方側のピストンパッキン７
６が開口６８（従ってポート６４）を通り越すと、排気
側の圧力室７４とポート６４とが遮断され、圧力室７４
内の圧縮空気は、排気口７９から速度調整手段６６を経
由して排出されることになる。換言すれば、このピスト
ンパッキン７６がクッションパッキンとして機能し、排
気の経路を、開口６８及びポート６４を通じて直接排出
する状態から、排気口７９及び速度調整手段６６を経由
して制限的に排出する状態に切換える。このため、速度
調整手段６６による流量制御によって圧力室７４内の圧
力が上昇し、それがピストン背圧となってピストン６１
ａを減速させながらストローク終端に到達させる。この
とき、移動方向前方側のピストンパッキン７６は排気口
７９の手前で停止し、後方側のピストンパッキン７５は
ポート６３の開口６７を越えて停止する。
【００２３】ピストン６１ａを上記とは逆に、一方のス
トローク端に向けてストロークさせる場合は、ポート６
４に圧縮空気を供給する。そして、この場合は、ピスト
ン６１ａがストローク端に近づいた時、ピストン６１ａ
の移動方向前方側にあるピストンパッキン７５がクッシ
ョンパッキンとして機能し、圧力室７３からの圧縮空気
の排出経路を、ポート６３を通じて直接排出される状態
から、排気口８０及び速度調整手段６５を経由して制限
的に排出される状態に切換えるため、ピストン６１ａは
ストローク端に減速しながら緩衝的に停止することにな
る。
トローク端に向けてストロークさせる場合は、ポート６
４に圧縮空気を供給する。そして、この場合は、ピスト
ン６１ａがストローク端に近づいた時、ピストン６１ａ
の移動方向前方側にあるピストンパッキン７５がクッシ
ョンパッキンとして機能し、圧力室７３からの圧縮空気
の排出経路を、ポート６３を通じて直接排出される状態
から、排気口８０及び速度調整手段６５を経由して制限
的に排出される状態に切換えるため、ピストン６１ａは
ストローク端に減速しながら緩衝的に停止することにな
る。
【００２４】上記構成を有する空気圧ロータリアクチュ
エータは、従来品のようにピストンに長いクッションリ
ングを設けたり、シリンダ内にそれが嵌入する長い空室
を設ける必要がないので、シリンダチューブ６１ａの軸
線方向の長さをそれだけ短くすることができ、延いては
空気圧ロータリアクチュエータを小型化することができ
るものである。しかも、実質的にピストンパッキン７
５，７６がクッションパッキンを兼ねる構造としている
ので、部品数を少なくして構造を簡単化することがで
き、それにより安価に製造することができる。
エータは、従来品のようにピストンに長いクッションリ
ングを設けたり、シリンダ内にそれが嵌入する長い空室
を設ける必要がないので、シリンダチューブ６１ａの軸
線方向の長さをそれだけ短くすることができ、延いては
空気圧ロータリアクチュエータを小型化することができ
るものである。しかも、実質的にピストンパッキン７
５，７６がクッションパッキンを兼ねる構造としている
ので、部品数を少なくして構造を簡単化することがで
き、それにより安価に製造することができる。
【００２５】図３は、他のクッション機構付空気圧ロー
タリアクチュエータの例を示すもので、両側にピストン
６１ａが結合された１対のラック６１間にピニオン８４
が噛合された、いわゆるダブルラックピニオン型クッシ
ョン機構付空気圧ロータリアクチュエータであり、開口
６７，６８、排気口７９，８０、速度調整手段６５，６
６及びピストンパッキン７５，７６がシリンダチューブ
６０およびピストン６１ａの一端側のサイドブロックに
それぞれ設けられている点で図１に示すシングルラック
ピニオン型クッション機構付空気圧ロータリアクチュエ
ータと相違している。上記以外の構成及び作用は実質的
に図１に示すものと同じであるから、同一または相当部
分に同一の符号を付してその説明を省略する。
タリアクチュエータの例を示すもので、両側にピストン
６１ａが結合された１対のラック６１間にピニオン８４
が噛合された、いわゆるダブルラックピニオン型クッシ
ョン機構付空気圧ロータリアクチュエータであり、開口
６７，６８、排気口７９，８０、速度調整手段６５，６
６及びピストンパッキン７５，７６がシリンダチューブ
６０およびピストン６１ａの一端側のサイドブロックに
それぞれ設けられている点で図１に示すシングルラック
ピニオン型クッション機構付空気圧ロータリアクチュエ
ータと相違している。上記以外の構成及び作用は実質的
に図１に示すものと同じであるから、同一または相当部
分に同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２６】図４〜７は、上述した図１〜３のクッショ
ン機構付空気圧ロータリアクチュエータに適用可能なク
ッション機構の例を具体的に示すものであり、これにつ
いて以下に説明する。すなわち、図４、５に示す空気圧
シリンダ１Ａは、両端がそれぞれエンドカバー６，８で
閉塞されたシリンダチューブ４と、シリンダチューブ４
内を気密に往復摺動するピストン１０とを有している。
このピストン１０には、図示していないが前記ラックが
設けられる。
ン機構付空気圧ロータリアクチュエータに適用可能なク
ッション機構の例を具体的に示すものであり、これにつ
いて以下に説明する。すなわち、図４、５に示す空気圧
シリンダ１Ａは、両端がそれぞれエンドカバー６，８で
閉塞されたシリンダチューブ４と、シリンダチューブ４
内を気密に往復摺動するピストン１０とを有している。
このピストン１０には、図示していないが前記ラックが
設けられる。
【００２７】シリンダチューブ４における両端側端部に
近い位置には、圧縮空気を給排するための２つのポート
１２，１４が設けられている。これらのポート１２，１
４は、ピストン１０の両側に区画された一対の圧力室２
０，２２にそれぞれ開口１６，１８を通じて連通してお
り、これらのポート１２，１４から開口を通して上記圧
力室２０，２２に圧縮空気を給排することにより、シリ
ンダチューブ４内においてピストン１０が往復駆動され
る。
近い位置には、圧縮空気を給排するための２つのポート
１２，１４が設けられている。これらのポート１２，１
４は、ピストン１０の両側に区画された一対の圧力室２
０，２２にそれぞれ開口１６，１８を通じて連通してお
り、これらのポート１２，１４から開口を通して上記圧
力室２０，２２に圧縮空気を給排することにより、シリ
ンダチューブ４内においてピストン１０が往復駆動され
る。
【００２８】また、開口１６，１８よりもピストン１０
のストローク終端側に寄った実質的にシリンダチューブ
４の両端部の位置には、各圧力室２０，２２からクッシ
ョン用エアを排出するための排気口２４，２６が開設さ
れ、これらの排気口２４，２６とポート１２，１４との
間にそれぞれ、排気の流量を制限することによってピス
トンを減速的に停止させるための速度調整手段２８，３
０が接続されている。
のストローク終端側に寄った実質的にシリンダチューブ
４の両端部の位置には、各圧力室２０，２２からクッシ
ョン用エアを排出するための排気口２４，２６が開設さ
れ、これらの排気口２４，２６とポート１２，１４との
間にそれぞれ、排気の流量を制限することによってピス
トンを減速的に停止させるための速度調整手段２８，３
０が接続されている。
【００２９】この速度調整手段２８（３０）は、逆止弁
３２（３４）と流量制限用の絞り機構３６（３８）とを
並列配置することにより構成したもので、シリンダチュ
ーブ４に形成した弁室３１内に収容されている。すなわ
ち、シリンダチューブ４における排気口２４（２６）と
対応する位置には、排気口２４（２６）とポート１２
（１４）の両方に通じる弁室３１が形成され、弁室３１
内に円柱状の弁部材３３が収容されていて、弁部材３３
に絞り機構３６（３８）が設けられると共に、弁部材３
３の外周面と弁室３１の内周面との間に、逆止弁３２
（３４）を形成するリップシールが介在されている。図
中、３５（３７）は、弁室３１とポート１２（１４）と
を結ぶバイパス流路である。
３２（３４）と流量制限用の絞り機構３６（３８）とを
並列配置することにより構成したもので、シリンダチュ
ーブ４に形成した弁室３１内に収容されている。すなわ
ち、シリンダチューブ４における排気口２４（２６）と
対応する位置には、排気口２４（２６）とポート１２
（１４）の両方に通じる弁室３１が形成され、弁室３１
内に円柱状の弁部材３３が収容されていて、弁部材３３
に絞り機構３６（３８）が設けられると共に、弁部材３
３の外周面と弁室３１の内周面との間に、逆止弁３２
（３４）を形成するリップシールが介在されている。図
中、３５（３７）は、弁室３１とポート１２（１４）と
を結ぶバイパス流路である。
【００３０】絞り機構３６（３８）は、排気口２４（２
６）とポート１２（１４）とをバイパス流路３５（３
７）を通じて結ぶ通孔４５と、この通孔４５の開口面積
を調整するニードル４７とからなるもので、可変絞り弁
として構成されたものである。一方、逆止弁３２（３
４）は、ピストン１０のストローク終端側のクッション
行程において、圧力室２０（２２）からポート１２（１
４）側への圧縮空気の流出を抑止し、ピストン１０の駆
動開始時にポート１２（１４）から圧力室２０（２２）
への圧縮空気の流入のみを許容するように設けられてい
る。
６）とポート１２（１４）とをバイパス流路３５（３
７）を通じて結ぶ通孔４５と、この通孔４５の開口面積
を調整するニードル４７とからなるもので、可変絞り弁
として構成されたものである。一方、逆止弁３２（３
４）は、ピストン１０のストローク終端側のクッション
行程において、圧力室２０（２２）からポート１２（１
４）側への圧縮空気の流出を抑止し、ピストン１０の駆
動開始時にポート１２（１４）から圧力室２０（２２）
への圧縮空気の流入のみを許容するように設けられてい
る。
【００３１】ピストン１０の外周面には、シリンダチュ
ーブ４の内周面に摺接して２つの圧力室２０，２２を区
画する２つのピストンパッキン４０，４２が設けられて
いる。これらのピストンパッキン４０，４２は、圧力室
２０，２２を区画する機能だけでなく、排気流路の切換
機能、すなわち、ピストン１０がストローク端に到達す
る直前に排気側のポートを乗り越えることによって圧力
室２０，２２内の圧縮空気を排気口２４，２６のみから
排出させるように動作するクッションパッキンとしての
機能も兼備するもので、各ポート１２，１４及び排気口
２４，２６に対して次のような位置関係を有している。
ーブ４の内周面に摺接して２つの圧力室２０，２２を区
画する２つのピストンパッキン４０，４２が設けられて
いる。これらのピストンパッキン４０，４２は、圧力室
２０，２２を区画する機能だけでなく、排気流路の切換
機能、すなわち、ピストン１０がストローク端に到達す
る直前に排気側のポートを乗り越えることによって圧力
室２０，２２内の圧縮空気を排気口２４，２６のみから
排出させるように動作するクッションパッキンとしての
機能も兼備するもので、各ポート１２，１４及び排気口
２４，２６に対して次のような位置関係を有している。
【００３２】すなわち、ピストン１０が摺動してストロ
ーク終端に達したとき、移動方向前方側のピストンパッ
キン４０が、排気側のポート１２又は１４の開口１６又
は１８は乗り越えるが排気口２４又は２６は越えない位
置に停止し、移動方向後方側のピストンパッキン４２
が、排気側のポート１２又は１４の開口１６又は１８を
越えないでその手前に停止するような位置関係に設けら
れている。なお、図中、４１はウエアリングを示してい
る。
ーク終端に達したとき、移動方向前方側のピストンパッ
キン４０が、排気側のポート１２又は１４の開口１６又
は１８は乗り越えるが排気口２４又は２６は越えない位
置に停止し、移動方向後方側のピストンパッキン４２
が、排気側のポート１２又は１４の開口１６又は１８を
越えないでその手前に停止するような位置関係に設けら
れている。なお、図中、４１はウエアリングを示してい
る。
【００３３】上記構成を有する空気圧シリンダ１Ａの動
作について詳細に説明する。図４において、ピストン１
０がストローク端にある図示の状態で一方のポート１２
に圧縮空気を供給すると、この圧縮空気がバイパス流路
３５から弁室３１内に流入し、逆止弁３２を押し開いて
排気口２４から圧力室２０に流入するため、ピストン１
０が移動を開始する。そして、ピストン１０の移動方向
後方側のピストンパッキン４０がポート１２の開口１６
を越えると、圧縮空気は主として開口１６を通じて圧力
室２０に直接的に供給されるようになり、ピストン１０
の移動はそのまま継続される。その移動に伴って、圧力
室２２内の圧縮空気は、主として開口１８からポート１
４を通じて直接的に排出される。
作について詳細に説明する。図４において、ピストン１
０がストローク端にある図示の状態で一方のポート１２
に圧縮空気を供給すると、この圧縮空気がバイパス流路
３５から弁室３１内に流入し、逆止弁３２を押し開いて
排気口２４から圧力室２０に流入するため、ピストン１
０が移動を開始する。そして、ピストン１０の移動方向
後方側のピストンパッキン４０がポート１２の開口１６
を越えると、圧縮空気は主として開口１６を通じて圧力
室２０に直接的に供給されるようになり、ピストン１０
の移動はそのまま継続される。その移動に伴って、圧力
室２２内の圧縮空気は、主として開口１８からポート１
４を通じて直接的に排出される。
【００３４】そして、図５に示すように、ピストン１０
がストローク端に近づいて、移動方向前方側のピストン
パッキン４２が開口１８を通り越すと、排気側の圧力室
２２とポート１４とが遮断され、圧力室２２内の圧縮空
気は、排気口２６から速度調整手段３０における絞り機
構３８を経由して排出されることになる。換言すれば、
このピストンパッキン４２がクッションパッキンとして
機能し、排気の経路を、開口１８及びポート１４を通じ
て直接排出する状態から、排気口２６及び絞り機構３８
を経由して制限的に排出する状態に切換える。このた
め、絞り機構３８による流量制御によって圧力室２２内
の圧力が上昇し、それがピストン背圧となってピストン
１０を減速させながらストローク終端に到達させる。こ
のとき、移動方向前方側のピストンパッキン４２は排気
口２６の手前で停止し、後方側のピストンパッキン４０
はポート１４の開口１８の手前で停止する。
がストローク端に近づいて、移動方向前方側のピストン
パッキン４２が開口１８を通り越すと、排気側の圧力室
２２とポート１４とが遮断され、圧力室２２内の圧縮空
気は、排気口２６から速度調整手段３０における絞り機
構３８を経由して排出されることになる。換言すれば、
このピストンパッキン４２がクッションパッキンとして
機能し、排気の経路を、開口１８及びポート１４を通じ
て直接排出する状態から、排気口２６及び絞り機構３８
を経由して制限的に排出する状態に切換える。このた
め、絞り機構３８による流量制御によって圧力室２２内
の圧力が上昇し、それがピストン背圧となってピストン
１０を減速させながらストローク終端に到達させる。こ
のとき、移動方向前方側のピストンパッキン４２は排気
口２６の手前で停止し、後方側のピストンパッキン４０
はポート１４の開口１８の手前で停止する。
【００３５】ピストン１０を上記とは逆にストロークさ
せる場合は、ポート１４に圧縮空気を供給する。この場
合は、ピストン１０がストローク端に近づいた時、ピス
トン１０の移動方向前方側にあるピストンパッキン４０
がクッションパッキンとして機能し、圧力室２０からの
圧縮空気の排出経路を、ポート１２を通じて直接排出さ
れる状態から、排気口２４及び速度調整手段２８の絞り
機構３６を経由して制限的に排出される状態に切換える
ため、ピストン１０はストローク端に減速しながら緩衝
的に停止することになる。
せる場合は、ポート１４に圧縮空気を供給する。この場
合は、ピストン１０がストローク端に近づいた時、ピス
トン１０の移動方向前方側にあるピストンパッキン４０
がクッションパッキンとして機能し、圧力室２０からの
圧縮空気の排出経路を、ポート１２を通じて直接排出さ
れる状態から、排気口２４及び速度調整手段２８の絞り
機構３６を経由して制限的に排出される状態に切換える
ため、ピストン１０はストローク端に減速しながら緩衝
的に停止することになる。
【００３６】図６に示す空気圧シリンダ１Ｂは、速度調
整手段２８，３０における絞り機構３６ａ，３８ａを、
通孔４５ａの開口面積を調整できない固定絞りとして形
成している点が上記空気圧シリンダ１Ａと相違してい
る。上記以外の構成及び作用は実質的に空気圧シリンダ
１Ａと同じであるから、主要な同一構成部分に空気圧シ
リンダ１Ａと同じ符号を付してその説明は省略する。
整手段２８，３０における絞り機構３６ａ，３８ａを、
通孔４５ａの開口面積を調整できない固定絞りとして形
成している点が上記空気圧シリンダ１Ａと相違してい
る。上記以外の構成及び作用は実質的に空気圧シリンダ
１Ａと同じであるから、主要な同一構成部分に空気圧シ
リンダ１Ａと同じ符号を付してその説明は省略する。
【００３７】図７に示す空気圧シリンダ１Ｅは、シリン
ダチューブ４の何れか一端側だけに速度調整手段２８を
設けることにより、ピストン１０を一方のストローク端
だけに緩衝的に停止させるようにしたもので、この点
で、正逆両方のストローク端に速度調整手段２８，３０
を設けた空気圧シリンダ１Ａ，１Ｂと相違している。な
お、図７には、ヘッド側のストローク端に速度調整手段
２８を設けた場合について代表的に示されている。
ダチューブ４の何れか一端側だけに速度調整手段２８を
設けることにより、ピストン１０を一方のストローク端
だけに緩衝的に停止させるようにしたもので、この点
で、正逆両方のストローク端に速度調整手段２８，３０
を設けた空気圧シリンダ１Ａ，１Ｂと相違している。な
お、図７には、ヘッド側のストローク端に速度調整手段
２８を設けた場合について代表的に示されている。
【００３８】この空気圧シリンダ１Ｅにおいては、ピス
トン１０に設けられた２つのパッキン４０，４２のう
ち、速度調整手段２８が設けられている側にあるパッキ
ン４０がピストンパッキンとクッションパッキンの両方
の機能を兼備し、反対側のパッキン４２はピストンパッ
キンとしての機能だけを有することになる。
トン１０に設けられた２つのパッキン４０，４２のう
ち、速度調整手段２８が設けられている側にあるパッキ
ン４０がピストンパッキンとクッションパッキンの両方
の機能を兼備し、反対側のパッキン４２はピストンパッ
キンとしての機能だけを有することになる。
【００３９】なお、図７には、速度調整手段２８として
空気圧シリンダ１Ａに対応する構成を備えたものが示さ
れているが、空気圧シリンダ１Ｂに対応する構成とする
こともできる。
空気圧シリンダ１Ａに対応する構成を備えたものが示さ
れているが、空気圧シリンダ１Ｂに対応する構成とする
こともできる。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明のクッション機構付空気圧ロータリアクチュエータ
は、長いクッションリング及びそれが嵌入する空室を設
ける必要がないので、シリンダの軸線方向の長さをそれ
だけ短くすることができ、小型化することができると共
に、許容運動エネルギーの拡大および省エネを行なうこ
とができ、駆動系の衝突音を低減することができる。 ま
た、実質的にピストンパッキンがクッションパッキンを
兼ねる構造としているので、部品数を少なくして構造を
簡単化することができ、それにより製造コストを低減す
ることができる。
明のクッション機構付空気圧ロータリアクチュエータ
は、長いクッションリング及びそれが嵌入する空室を設
ける必要がないので、シリンダの軸線方向の長さをそれ
だけ短くすることができ、小型化することができると共
に、許容運動エネルギーの拡大および省エネを行なうこ
とができ、駆動系の衝突音を低減することができる。 ま
た、実質的にピストンパッキンがクッションパッキンを
兼ねる構造としているので、部品数を少なくして構造を
簡単化することができ、それにより製造コストを低減す
ることができる。
【図１】本発明のシングルラックピニオン型クッション
機構付空気圧ロータリアクチュエータの部分横断面図。
機構付空気圧ロータリアクチュエータの部分横断面図。
【図２】本発明のシングルラックピニオン型クッション
機構付空気圧ロータリアクチュエータの縦断面図。
機構付空気圧ロータリアクチュエータの縦断面図。
【図３】本発明のダブルラックピニオン型クッション機
構付空気圧ロータリアクチュエータの部分横断面図。
構付空気圧ロータリアクチュエータの部分横断面図。
【図４】本発明のクッション機構付空気圧シリンダのピ
ストンの駆動開始前の状態を示す半断面図。
ストンの駆動開始前の状態を示す半断面図。
【図５】本発明のクッション機構付空気圧シリンダのピ
ストンのクッション行程の状態を示す半断面図。
ストンのクッション行程の状態を示す半断面図。
【図６】本発明の他のクッション機構付空気圧シリンダ
のピストンの駆動開始前の状態を示す半断面図。
のピストンの駆動開始前の状態を示す半断面図。
【図７】本発明の他のクッション機構付空気圧シリンダ
のピストンの駆動開始前の状態を示す半断面図。
のピストンの駆動開始前の状態を示す半断面図。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｅ 空気圧シリンダ
４，６０ シリンダチューブ
１０，６１ａ ピストン
１２，１４，６３，６４ ポート
２０，２２，７３，７４ 圧力室
２４，２６，７９，８０ 排気口
２８，３０，６５，６６ 速度調整手段
３１，８２ 弁室
３２，３４，８１，８５ 逆止弁
３３ 弁部材
３６，３６ａ，３８，３８ａ 絞り機構
４０，４２，７５，７６ ピストンパッキン
６１ ラック
６７，６８ 開口
６９，７０ 流路
７１，７２ サイドブロック
８３ 主軸
８４ ピニオン
８５ 軸受
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 竹 内 清
茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２
エスエムシー株式会社筑波技術センタ
ー内
(56)参考文献 特開 平６−249214（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−295008（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−169608（ＪＰ，Ａ)
特開2000−199503（ＪＰ，Ａ)
実開 昭57−68906（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭50−96872（ＪＰ，Ｕ)
実開 平６−87705（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F15B 15/06
F15B 15/22
Claims (4)
- 【請求項１】シリンダチューブと、上記シリンダチュー
ブ内を摺動するピストンと、上記ピストンで隔てられた
２つの圧力室に圧縮空気を給排するための２つのポート
と、上記ピストンに結合され往復駆動するラックと、上
記ラックに噛合され上記ラックの往復駆動によって往復
回転するピニオンと、上記シリンダチューブにおける少
なくとも一端でピストン背圧によりピストンを緩衝的に
停止させるクッション機構とを具備し、上記ピニオンの
回転出力を主軸を通じて取り出すようにしたクッション
機構付空気圧ロータリアクチュエータにおいて、上記シリンダチューブのチューブ壁に、上記圧力室に開
口を通じて連通する上記２つのポートを設けるととも
に、 少なくとも一方の上記ポートと対応する位置に、上
記ポートよりも上記シリンダチューブ端寄りに位置させ
て、上記チューブ壁外面に設けた凹部によって形成され
る弁室を設けて、該弁室に上記圧力室に通じる排気口を
設けるとともに、該弁室と上記ポートとを流路を介して
連通させ、 上記弁室内に、上記排気口とポートとの間の流量を制限
する絞り機構と、上記排気口から上記ポート側に向かう
排気の流れは規制して逆向きの圧縮空気の流れは許容す
る逆止弁とから構成される速度調整手段を組み込み、 上記ピストンの外周面には上記シリンダチューブの内周
面に摺接して２つの上記圧力室を区画する複数のピスト
ンパッキンを設け、少なくとも一部の上記ピストンパッ
キンに、上記ピストンがストローク端に到達する直前に
排気側の上記ポートを乗り越えて上記圧力室内の圧縮空
気を上記排気口のみから排出させるように動作するクッ
ションパッキンとしての機能を兼備させた、 ことを特徴とするクッション機構付空気圧ロータリアク
チュエータ。 - 【請求項２】上記ピストンを正逆両ストローク端で減速
的に停止させるために、上記弁室と、上記排気口と、上
記速度調整手段と、クッションパッキンの機能を兼備す
る上記ピストンパッキンとが、２つの上記ポートに対応
してシリンダチューブの両端 に設けられていることを特
徴とする請求項１に記載のクッション機構付空気圧ロー
タリアクチュエータ。 - 【請求項３】２つのシリンダ孔を有するシリンダチュー
ブと、上記両シリンダ孔内を摺動するピストンと、上記
両ピストンで隔てられた圧力室に圧縮空気を給排するた
めの２つのポートと、上記両ピストンに結合され往復駆
動する一対のラックと、上記両ラックに噛合され上記両
ラックの往復駆動によって往復回転するピニオンと、上
記シリンダチューブにおける両シリンダ孔の一端でピス
トン背圧により両ピストンを緩衝的に停止させるクッシ
ョン機構とを具備し、上記ピニオンの回転出力を主軸を
通じて取り出すようにしたクッション機構付空気圧ロー
タリアクチュエータにおいて、 上記２つのポートを上記両シリンダ孔の一端側の孔壁に
おける開口を通じて上記圧力室へ連通させるとともに、
上記シリンダチューブの一端側のサイドブロックに、該
サイドブロック外面に設けた凹部によって形成される弁
室を設けて、該弁室に上記圧力室に通じる排気口を設け
るとともに、該弁室と上記ポートとを流路を介して連通
させ、 上記弁室内に、上記排気口とポートとの間の流量を制限
する絞り機構と、上記排気口から上記ポート側に向かう
排気の流れは規制して逆向きの圧縮空気の流れは許容す
る逆止弁とから構成される速度調整手段を組み込み、 上記両ピストンの外周面には上記シリンダチューブの各
シリンダ孔内周面に摺接して上記圧力室を区画するピス
トンパッキンを設け、該ピストンパッキンに、上記ピス
トンがストローク端に到達する直前に上記ポートを乗り
越えて上記圧力室内の圧縮空気を上記排気口のみから排
出させるように動作するクッションパッキンとしての機
能を兼備させた、 ことを特徴とするクッション機構付空気圧ロータリアク
チュエータ。 - 【請求項４】上記速度調整手段が、絞り機構を有する弁
部材を、上記逆止弁を形成するリップシールを周囲に介
在させて上記弁室内に収容することにより、該弁室内に
組み込まれている、 ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクッ
ション機構付空気圧ロータリアクチュエータ。
Priority Applications (11)
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| TW090103951A TW468006B (en) | 2000-03-03 | 2001-02-21 | Rotary actuator with cushion mechanism |
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| DE10109432A DE10109432B4 (de) | 2000-03-03 | 2001-02-27 | Drehstellglied mit Dämpfungsmechanismus |
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| CNB011048751A CN1198062C (zh) | 2000-03-03 | 2001-02-28 | 带缓冲机构的旋转作动装置 |
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| KR10-2001-0011033A KR100393686B1 (ko) | 2000-03-03 | 2001-03-03 | 쿠션기구부착 로터리 액츄에이터 |
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|---|---|---|---|
| JP2000058631A JP3469525B2 (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | クッション機構付空気圧ロータリアクチュエータ |
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|---|---|
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