JP4042679B2 - Combined linear / rotary actuator - Google Patents
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Description
本発明は、直進駆動と回転駆動とを行うことができる複合アクチュエータに関するものであり、更に詳しくは、出力軸を連続的に高速回転させることが可能な複合アクチュエータに関するものである。 The present invention relates to a composite actuator that can perform linear drive and rotational drive, and more particularly to a composite actuator that can continuously rotate an output shaft at high speed.
直進駆動と回転駆動とを行うことができるこの種の複合アクチュエータは、従来より各種構成のものが提案されている。例えば、特許文献1に記載されたアクチュエータは、ハウジングチューブの内部に軸線方向に直進移動自在かつ回転自在なるように収容されたピストンと、このピストンに連結されて一緒に直進移動と回転とを行う出力軸と、上記ピストン及び出力軸に対してスプライン結合された回転駆動軸と、この回転駆動軸を回転させる回転駆動装置とを有している。そして、上記ピストンに流体圧を作用させると、該ピストンと出力軸とが直進移動し、回転駆動装置で上記回転駆動軸を回転させると、上記ピストン及び出力軸がこの回転駆動軸と一体となって回転するようになっている。
Conventionally, various types of composite actuators capable of performing linear drive and rotational drive have been proposed. For example, the actuator described in
ところが、従来のこの種の複合アクチュエータは、出力軸を一定の回転角の範囲内で揺動回転させるといったような使い方には適しているが、該出力軸を高速で連続回転させるような使い方には適していない。その理由は、ピストンが直進移動と回転の両方を行うため、このピストンの外周面とハウジングチューブの内周面との間をシールするシール部材に、直進方向と回転方向の両方向の負荷がかかり、摩耗が促進されて耐久性が極端に低下するためのである。この問題は、上記出力軸の外周面とこの出力軸が貫通するチューブ端のカバーの内周面との間をシールするシール部材においても同じである。
本発明の課題は、ピストン及び出力軸をシールするシール部材に直進方向と回転方向の両方向の負荷が作用するという問題をなくし、直進方向の負荷を負担するシール部材と回転方向の負荷を負担するシール部材とを分けて設けることにより、上記出力軸を連続的に高速回転させることを可能にした複合アクチュエータを提供することにある。 An object of the present invention is to eliminate the problem that a load in both the linear direction and the rotational direction acts on the seal member that seals the piston and the output shaft, and bears the load in the rotational direction and the seal member that bears the load in the linear direction. It is an object of the present invention to provide a composite actuator that can rotate the output shaft continuously at a high speed by separately providing a seal member.
上記課題を解決するため、本発明によれば、内部にシリンダ孔を備えたシリンダハウジングと、該シリンダハウジングの軸方向の一端側に取り付けられたヘッドカバー及び他端側に取り付けられたロッドカバーと、上記シリンダ孔の内部を流体圧の作用により移動するピストンと、該ピストンから延出して上記ロッドカバーを貫通し、軸線方向の直進移動と軸線回りの回転とを行う出力軸と、上記ヘッドカバーを貫通して先端部が上記シリンダ孔内に進入し、上記出力軸に回転力を与える回転駆動軸とを有する複合アクチュエータが提供される。上記ピストンは、上記シリンダ孔内を軸線方向に直進移動する外側ピストン部分と、該外側ピストン部分の内部に軸線方向の相対的な移動は規制された状態で相互に回転自在なるように嵌合する内側ピストン部分とに分かれていて、この内側ピストン部分に上記出力軸が結合され、上記外側ピストン部分の外周面とシリンダハウジングの内周面との間に第1シール部材が設けられ、上記外側ピストン部分の内周面と内側ピストン部分の外周面との間に第2シール部材が設けられている。また、上記ロッドカバーは、上記シリンダハウジングに固定された外側カバー部分と、該外側カバー部分の内部に軸線方向の移動は規制された状態で相互に回転自在なるように嵌合する内側カバー部分とに分かれていて、この内側カバー部分の内部を上記出力軸が軸線方向に移動自在なるように貫通し、上記外側カバー部分の内周面と内側カバー部分の外周面との間に第3シール部材が設けられ、上記内側カバー部分の内周面と出力軸の外周面との間に第4シール部材が設けられている。更に、上記回転駆動軸は、上記ヘッドカバーを軸線方向の移動は規制された状態で回転自在なるように貫通していて、上記出力軸に、軸線方向には相対的に変位自在であるが回転方向には相互に固定された状態に結合されており、上記内側ピストン部分の軸方向両端部にそれぞれ当接部が形成されると共に、上記内側カバー部分と回転駆動軸とにそれぞれ受け部が形成され、上記ピストンが往復両ストローク端に達したとき上記内側ピストン部分の当接部がこれらの受け部に当接するように構成されている。 In order to solve the above problems, according to the present invention, a cylinder housing having a cylinder hole therein, a head cover attached to one end side in the axial direction of the cylinder housing, and a rod cover attached to the other end side, A piston that moves inside the cylinder hole by the action of fluid pressure, an output shaft that extends from the piston and passes through the rod cover, performs linear movement in the axial direction and rotates about the axis, and passes through the head cover Thus, a composite actuator is provided that has a rotational drive shaft that provides a rotational force to the output shaft, with the tip portion entering the cylinder hole. The piston is fitted into an outer piston portion that moves linearly in the axial direction in the cylinder hole, and the outer piston portion is fitted inside the outer piston portion so as to be rotatable in a state where relative movement in the axial direction is restricted. The output shaft is coupled to the inner piston portion, and a first seal member is provided between the outer peripheral surface of the outer piston portion and the inner peripheral surface of the cylinder housing. A second seal member is provided between the inner peripheral surface of the portion and the outer peripheral surface of the inner piston portion. The rod cover includes an outer cover portion fixed to the cylinder housing, and an inner cover portion that fits inside the outer cover portion so as to be rotatable with respect to each other in a state where movement in the axial direction is restricted. A third seal member that passes through the inside of the inner cover portion so that the output shaft can move in the axial direction, and between the inner peripheral surface of the outer cover portion and the outer peripheral surface of the inner cover portion. And a fourth seal member is provided between the inner peripheral surface of the inner cover portion and the outer peripheral surface of the output shaft. Further, the rotational drive shaft passes through the head cover so as to be rotatable in a state in which movement in the axial direction is restricted, and is relatively displaceable in the axial direction relative to the output shaft, but in the rotational direction. Are connected to each other in a fixed state, and contact portions are formed at both axial ends of the inner piston portion, and receiving portions are formed at the inner cover portion and the rotation drive shaft, respectively. The contact portion of the inner piston portion contacts the receiving portions when the piston reaches the reciprocating stroke end.
本発明において好ましくは、上記第1〜第4シール部材のうち少なくとも第2シール部材と第3シール部材とが、断面円形のOリングで形成されていることである。
より好ましくは、上記第2シール部材と第3シール部材とがOリングで形成され、上記第1シール部材と第4シール部材とが断面非円形のリング状シール部材で形成されていることである。
In the present invention, preferably, at least the second seal member and the third seal member among the first to fourth seal members are formed of an O-ring having a circular cross section.
More preferably, the second seal member and the third seal member are formed of an O-ring, and the first seal member and the fourth seal member are formed of a ring-shaped seal member having a non-circular cross section. .
また、本発明によれば、上記出力軸の中空部内に回転駆動軸が嵌合していて、これらの出力軸と回転駆動軸とが相互にスプライン結合されている。 According to the present invention, the rotary drive shaft is fitted in the hollow portion of the output shaft, and the output shaft and the rotary drive shaft are spline-coupled to each other.
本発明の他の具体的な構成態様によれば、上記ピストンにおける外側ピストン部分と内側ピストン部分との間、上記ロッドカバーにおける外側カバー部分と内側カバー部分との間、及び上記ヘッドカバーと回転駆動軸との間にそれぞれ、転がり接触式のベアリングが介在している。 According to another specific configuration aspect of the present invention, between the outer piston portion and the inner piston portion of the piston, between the outer cover portion and the inner cover portion of the rod cover, and the head cover and the rotary drive shaft. Rolling contact type bearings are interposed between the two.
本発明において好ましくは、上記ロッドカバーの外側カバー部分が、シリンダハウジングに固定するための第1外カバー部片と、この第1外カバー部片に結合された第2外カバー部片とに分かれていて、該第1外カバー部片と上記内側カバー部分との間に上記第3シール部材が介設され、第2外カバー部片と上記内側カバー部分との間に上記ベアリングが介設されていることである。 Preferably, in the present invention, the outer cover portion of the rod cover is divided into a first outer cover piece for fixing to the cylinder housing and a second outer cover piece joined to the first outer cover piece. The third seal member is interposed between the first outer cover piece and the inner cover portion, and the bearing is interposed between the second outer cover piece and the inner cover portion. It is that.
また、上記ヘッドカバーが、シリンダハウジングに固定するための第1ヘッドカバー部片と、この第1ヘッドカバー部片に結合された第2ヘッドカバー部片とに分かれていて、上記第1ヘッドカバー部片の内周面と上記回転駆動軸の外周面との間に第5シール部材が介設され、第2ヘッドカバー部片と上記回転駆動軸との間に上記ベアリングが介設されていることが望ましい。 The head cover is divided into a first head cover piece for fixing to the cylinder housing and a second head cover piece joined to the first head cover piece, and the inner periphery of the first head cover piece. Preferably, a fifth seal member is interposed between the surface and the outer peripheral surface of the rotational drive shaft, and the bearing is interposed between the second head cover piece and the rotational drive shaft.
更に、上記ピストンが、上記外側ピストン部分の軸方向両端部の位置に上記ベアリングを2つ有していて、これら2つのベアリングの間の位置に上記第2シール部材が配設されていることが望ましい。 Furthermore, the piston has two bearings at positions of both end portions in the axial direction of the outer piston portion, and the second seal member is disposed at a position between the two bearings. desirable.
本発明によれば、直進移動と回転とを行うピストンと、直進移動及び回転を行う出力軸を支持するロッドカバーとを、それぞれ内外二重構造とし、第1シール部材と第4シール部材には主として直進方向の負荷を負担させ、第2シール部材と第3シール部材には主として回転方向の負荷を負担させるといったように、各シール部材に直進方向の負荷と回転方向の負荷とを分担して負担させるように構成したことにより、各シール部材に直進方向と回転方向の両方向の負荷が作用するといった従来の問題点が解消され、この結果、上記各シール部材の耐久性が高められるため、出力軸を連続的に高速回転させることが可能になる。 According to the present invention, the piston that performs rectilinear movement and rotation and the rod cover that supports the output shaft that performs rectilinear movement and rotation have inner and outer double structures, respectively, and the first seal member and the fourth seal member include A load in the straight direction and a load in the rotational direction are shared by each seal member, such as mainly bearing a load in the straight direction and mainly burdening the load in the rotational direction on the second seal member and the third seal member. By configuring so that the load is applied, it is possible to eliminate the conventional problem that the load in both the straight direction and the rotational direction acts on each seal member. As a result, the durability of each seal member is improved, so that the output is increased. The shaft can be continuously rotated at a high speed.
図1及び図2は本発明に係る複合アクチュエータの好ましい代表的な一実施形態を示すもので、その概略的な構成は次の通りである。即ち、この複合アクチュエータは、内部にシリンダ孔1aを有する円筒形のシリンダハウジング1と、該シリンダハウジング1の軸線方向の一端側に取り付けられたヘッドカバー2と、他端側に取り付けられたロッドカバー3とを有している。上記シリンダ孔1aの内部に収容されたピストン4は、内外2重構造をしていて、大径の外側ピストン部分4Aが上記シリンダ孔1aの内部を流体圧の作用で軸線方向に直進的に往復移動し、小径の内側ピストン部分4Bが軸線の回りに回転自在となっている。
FIG. 1 and FIG. 2 show a preferred representative embodiment of a composite actuator according to the present invention, and its schematic configuration is as follows. That is, the composite actuator includes a
また、上記ピストン4の内側ピストン部分4Bには、出力軸5の基端部が連結されており、この出力軸5は、先端部が上記ロッドカバー3を貫通してシリンダ孔1aの外部に延出し、上記外側ピストン部分4Aの直進運動と内側ピストン部分4Bの回転運動とに追随して直進運動と回転運動とを行う。更に、この複合アクチュエータは、上記ヘッドカバー2を貫通して先端部が上記シリンダ孔1aの内部に進入する回転駆動軸6を有し、この回転駆動軸6は、上記内側ピストン部分4Bに結合されてこの内側ピストン部分4B及び出力軸5を回転させる。
Further, the base end portion of the
上記ピストン4の外側ピストン部分4Aと内側ピストン部分4Bとは、何れも円筒形をしていて、大径の外側ピストン部分4Aの内部に小径の内側ピストン部分4Bが相対的に回転自在なるように嵌合している。上記内側ピストン部分4Bは、外側ピストン部分4Aよりも長い軸方向長さを有していて、その一端側には、外側ピストン部分4Aの外側において円周方向に広がるフランジ部10が形成され、他端側には雄ねじが切られ、この雄ねじに、上記フランジ部10と同じ外径を有する環状の止め部材11が、外側ピストン部分4Aの外側に位置するように取り付けられている。そして、上記外側ピストン部分4Aと内側ピストン部分4Bとの間には、この外側ピストン部分4Aの軸方向両端部の位置に、2つのベアリング13が介設されている。
The
上記ベアリング13は、外輪13aの軸方向内端面が外側ピストン部分4Aの凹段部14の側面に当接し、内輪13bの軸方向外端面が内側ピストン部分4Bの上記フランジ部10及び止め部材11に当接することにより、これらの外側ピストン部分4Aと内側ピストン部分4Bとの間に挟持され、それによってこれらの両ピストン部分4A,4Bが、軸線方向の相対的な移動は規制された状態で相互に回転自在なるように結合されている。
上記ベアリング13は、ボールベアリングやローラーベアリングといった転がり接触式のベアリングであることが望ましい。
In the
The bearing 13 is preferably a rolling contact type bearing such as a ball bearing or a roller bearing.
また、上記外側ピストン部分4Aには、上記2つのベアリング13の間の位置に、該外側ピストン部分4Aの外周面と上記シリンダハウジング1の内周面との間をシールする第1シール部材16と、該外側ピストン部分4Aの内周面と上記内側ピストン部分4Bの外周面との間をシールする第2シール部材17とが設けられている。このうち第1シール部材16は、上記外側ピストン部分4Aの直進移動によってシリンダハウジング1の内周面に軸線方向に摺接し、主として直進方向の負荷を受けるものであり、これに対して上記第2シール部材17は、回転する内側ピストン部分4Bの外周面に円周方向に摺接することにより、主として回転方向の負荷を受けるものである。
The
かくして、第1シール部材16に直進方向の負荷を負担させ、第2シール部材17に回転方向の負荷を負担させるといったように、各シール部材16,17に何れか一方向の負荷のみを負担させることにより、シール部材に直進方向と回転方向の両方向の負荷が作用する場合に比べ、シール部材の耐久性が著しく高められることになる。
Thus, the
なお、図中18は、上記内側ピストン部分4Bと出力軸5との間をシールするシール部材であって、このシール部材18を介して出力軸5が、上記内側ピストン部分4Bに、ねじ結合により固定されている。図中19は外側ピストン部分4Aの摺動をガイドするウエアリングであり、また、20は外側ピストン部分4Aに取り付けられた位置検出用のマグネットであって、図示しない磁気センサーを使用してこのマグネット20の磁気を検出することにより、ピストン4の動作位置を検出することができるようになっている。
In the figure,
上記第1シール部材16と第2シール部材17とは、何れも断面が円形状をしたOリングで形成することができるが、好ましくは、回転方向の負荷を受ける第2シール部材17をOリングで形成し、直進方向の負荷を受ける第1シール部材16は、断面非円形のスクイズタイプあるいはリップタイプのリング状シール部材で形成することである。これは、Oリングの接触面積や摺動抵抗等がスクイズタイプやリップタイプのシール部材に比べて小さいため、上記内側ピストン部分4Bが例えば2000〜3000回転/分といったような高速回転をすることを想定した場合、第2シール部材17にOリングを使用する方がシール性や耐摩耗性の観点から有利だからである。一方、第1シール部材16の場合は、上記外側ピストン部分4Aの直進移動がそれほど高速ではないため、断面非円形のスクイズタイプあるいはリップタイプのリング状シール部材を使用する方が、使用条件に最適な断面形状を有するものを選択して使用できるという利点がある。
Both the
上記ピストン4の両側には、ヘッドカバー2との間に第1圧力室21が形成されると共に、ロッドカバー3との間に第2圧力室22が形成され、上記第1圧力室21は、上記ヘッドカバー2に形成された第1ポート23に連通し、上記第2圧力室22は、上記ロッドカバー3に形成された第2ポート24に連通している。そして、上記第2ポート24を通じて第2圧力室22を外部に開放すると共に、上記第1ポート23から第1圧力室21に圧縮空気等の圧力流体を供給すると、上記ピストン4は、図示の位置から左方向に向けて移動し、これと一緒に上記出力軸5も同方向に前進する。逆に、上記第1ポート23を通じて第1圧力室21を外部に開放すると共に、上記第2ポート24から第2圧力室22に圧縮空気等の圧力流体を供給すると、上記ピストン4は、図示の位置に向けて後退すると共に、上記出力軸5も同方向に後退する。
A
上記ロッドカバー3は、上記シリンダハウジング1に固定するための外側カバー部分3Aと、この外側カバー部分3Aの内部に軸線方向の移動は規制された状態で相互に回転自在なるように嵌合する円筒形の内側カバー部分3Bとで構成され、この内側カバー部分3Bの内部を上記出力軸5が軸線方向に移動自在なるように貫通している。
The
上記外側カバー部分3Aは、上記シリンダハウジング1に固定するための第1外カバー部片3Aaと、この第1外カバー部片3Aaの外端面に同軸状に結合された第2外カバー部片3Abとからなっている。これらのカバー部片3Aa及び3Abは、円形又は矩形といったような互いに同じ断面形状を有するもので、図示しないねじによって相互に固定され、これらのカバー部片3Aa,3Abに形成された円形の内孔内に、上記内側カバー部分3Bが、両カバー部片3Aa,3Abに跨るように嵌合している。そして、上記第2外カバー部片3Abの内周面と上記内側カバー部分3Bの外周面との間にベアリング26が介設されると共に、第1外カバー部片3Aaの内孔内周面と上記内側カバー部分3Bの外周面との間に第3シール部材27が介設され、更に、上記内側カバー部分3Bの内周面と上記出力軸5の外周面との間に、第4シール部材28とブッシュ29が介設されている。また、上記第1外カバー部片3Aaに上記第2ポート24が設けられている。
The
上記ベアリング26は、上記第2外カバー部片3Abの内孔内に嵌合していて、外輪26aが該第2外カバー部片3Abと上記第1外カバー部片3Aaとの間に挟持されることにより上記内孔から脱落しないように保持され、内輪26bに上記内側カバー部分3B材が固定的に嵌着されている。このベアリング26は、ボールベアリングやローラーベアリングといった転がり接触式のベアリングであることが望ましい。
The
また、上記第3及び第4の2つのシール部材27及び28のうち、一方の第3シール部材27は、回転する内側カバー部分3Bに接触してその回転方向の負荷を受けるものであり、他方の第4シール部材28は、直進する上記出力軸5に接触して直進方向の負荷を主として受けるものである。従って、これらの第3シール部材27及び第4シール部材28は、上記第1シール部材16及び第2シール部材17の場合と同様に、何れも断面が円形状をしたOリングで形成することができるが、好ましくは、回転方向の負荷を受ける第3シール部材27をOリングで形成し、直進方向の負荷を受ける第4シール部材28は、断面非円形のスクイズタイプあるいはリップタイプのリング状シール部材で形成することである。
Of the third and
更に、上記ヘッドカバー2は、上記シリンダ孔1aの一端を塞ぐ役目と、上記回転駆動軸6を回転自在に支持する役目とを有するもので、以下のように構成されている。即ち、このヘッドカバー2は、上記シリンダハウジング1に固定するための第1ヘッドカバー部片2aと、この第1ヘッドカバー部片2aの外端面に同軸状に結合された第2ヘッドカバー部片2bとからなっている。これらのヘッドカバー部片2a,2bは、円形又は矩形といったような互いに同じ断面形状を有するもので、図示しないねじによって相互に固定されている。そして、上記第1ヘッドカバー部片2aには、該ヘッドカバー部片2aの内孔の内周面と上記回転駆動軸6の外周面との間をシールする第5シール部材30が設けられると共に、上記第1ポート23が設けられ、また、上記第2ヘッドカバー部片2bの内孔と上記回転駆動軸6との間には、2組のベアリング31が介設されている。
Further, the
上記ベアリング31は、ボールベアリングやローラーベアリングといった転がり接触式のベアリングであることが望ましく、中でも、図示したように、外輪31aにおける溝31cの一側の肩の高さを部分的に除去することによって一定の呼び接触角を持つように形成されたアンギュラタイプのボールベアリングであることが望ましい。これらのベアリング31は、上記第2ヘッドカバー部片2bの内孔内に嵌合していて、外輪31aが該第2ヘッドカバー部片2bと上記第1ヘッドカバー部片2aとの間に挟持されることにより、上記内孔から脱落しないように保持されている。
The
上記ベアリング31の内輪31b内には、上記回転駆動軸6の基端部6aが嵌合し、該基端部6aの雄ねじに螺着した固定用ナット33を締め込んで固定リング34と回転駆動軸6上の段部6bとの間に上記内輪31bを挟持することにより、上記回転駆動軸6が、上記ヘッドカバー2に、軸線方向の移動は規制された状態で軸線の回りに回転自在なるように支持されている。
The base end portion 6a of the
なお、上記第5シール部材30は、回転のみを行う上記回転駆動軸6の外面に接触することによって回転方向の負荷のみを受けるものであり、従って、断面が円形状のOリングによって形成されている。
The
上記回転駆動軸6の先端部分は伝達軸部6cとなっていて、図示した例では、外周面に軸線方向に延びる複数の溝付きキーを等間隔で備えたスプライン軸の構造をしており、この伝達軸部6cが、上記内側ピストン部分4Bの中空部を通じて出力軸5の中空部5a内に延びている。一方、上記内側ピストン部分4Bの中空部内には、上記伝達軸部6cと噛み合う形状の中心孔を備えたボス35が固定され、このボス35の中心孔内に上記伝達軸部6cが嵌合し、これらの伝達軸部6cとボス35とによって、上記回転駆動軸6と出力軸5とが、軸線方向には相対的に変位自在であるが回転方向には相互に固定された状態に結合されている。
The distal end portion of the
従って、上述したようにピストン4が圧力流体の作用によって軸線方向に往復移動するときは、上記ボス35が伝達軸部6cに沿って自由に移動できるため、上記ピストン4及び出力軸5も自由に往復移動することができる。また、上記回転駆動軸6が、その基端部6aに連結されたサーボモーターやその他のモーターによって所定の回転速度で所定の回転方向に所定の回転数だけ駆動されると、この回転駆動軸6の回転力が上記伝達軸部6cとボス35とを介して内側ピストン部分4B及び出力軸5に伝達され、これらの内側ピストン部分4B及び出力軸5が一体となって回転する。
Accordingly, as described above, when the
この場合、上記ピストン4において、外側ピストン部分4Aに対する内側ピストン部分4Bの回転抵抗は、上記ベアリング13の介在によって非常に小さく設定されており、これに対し、上記外側ピストン部分4Aのシリンダハウジング1に対する回転抵抗は、第1シール部材16やウエアリング19等の介在によってかなり大きいため、基本的には上記外側ピストン部分4Aが内側ピストン部分4Bに引っ張られて回転することはない。しかし、内側ピストン部分4Bの回転速度や、各シール部材16,17及びウエアリング19の摺動抵抗等によっては、外側ピストン部分4Aが内側ピストン部分4Bに追随して回転することも考えられるが、その回転速度は非常に小さいものであって、ほぼ無視できる程度である。従って、外側ピストン部分4Aに特に回り止めを施す必要はない。
In this case, in the
また、上記ロッドカバー3においても、上記外側カバー部分3Aに対する内側カバー部分3Bの回転抵抗は、ベアリング26の介在によって非常に小さく設定されており、これに対し、上記内側カバー部分3Bと出力軸5との間の摺動抵抗は、接触面積の大きい第4シール部材28やウエアリング29等の介在によって大きくなっているため、この内側カバー部分3Bは出力軸5と一緒に回転することになる。しかし、該出力軸5の回転速度や第4シール部材28の摺動抵抗等によっては、これらの出力軸5と内側カバー部分3Bとが相対的に回転することも考えられるが、それらの回転速度は非常に小さく、ほぼ無視できる程度である。
In the
上記ピストン4による出力軸5の直進駆動と、上記回転駆動軸6による出力軸5の回転駆動とは、異なるタイミングで別々に行うことも、同時に行うこともできる。あるいは、直進駆動又は回転駆動のストローク途中やストローク終端に、回転駆動又は直進駆動を組み込むこともできる。
The linear drive of the
上記ピストン4を圧力流体で軸線方向に直進駆動する際に、該ピストン4の両ストローク端の位置を規定すると同時に、該ストローク端の位置でピストン4を緩衝的に停止させるため、該ピストン4には、上記内側ピストン部分4Bの軸方向両端部にそれぞれ当接部37が形成されている。これらの当接部37は、上記フランジ部10と止め部材11とに形成されていて、これらの当接部37に、合成ゴム等の弾性部材からなる環状のダンパ37aがそれぞれ設けられている。
When the
これに対し、上記ロッドカバー3と回転駆動軸6には、上記当接部37が当接する受け部38a,38bが形成されている。このうちロッドカバー3側の受け部38aは、回転自在の内側カバー部分3Bの端面に形成され、回転駆動軸6側の受け部38bは、上記伝達軸部6cの基端寄りの位置に形成されたフランジ部39に設けられている。このフランジ部39は、上記シリンダ孔1a内において、上記ヘッドカバー2の第1ヘッドカバー部片2aに形成された凹部2c内に嵌合した状態に形成されている。
On the other hand, the
かくして、上記当接部37と受け部38a,38bとを、一緒に回転する部材にそれぞれ形成したことにより、出力軸5の回転駆動時にピストン4がストローク端に到達して上記当接部37と受け部38a,38bとが相互に当接しても、それらの間に摩擦が発生しないから、摩耗や発塵等を生じるといった不都合がない。
Thus, by forming the abutting
なお、上記実施例では、上記回転駆動軸6と内側ピストン部分4Bとが、スプライン軸状に形成された伝達軸部6cとボス35とによってスプライン結合されているが、このような結合構造に限らず、上記伝達軸部6cの断面形状を方形又はその他の多角形とし、上記ボス35の中心孔をこの伝達軸部6cに適合する形状に形成しても良い。
In the above embodiment, the
1 シリンダハウジング
1a シリンダ孔
2 ヘッドカバー
2a 第1ヘッドカバー部片
2b 第2ヘッドカバー部片
3 ロッドカバー
3A 外側カバー部分
3B 内側カバー部分
3Aa 第1外カバー部片
3Bb 第2外カバー部片
4 ピストン
4A 外側ピストン部分
4B 内側ピストン部分
5 出力軸
6 回転駆動軸
13,26,31 ベアリング
16 第1シール部材
17 第2シール部材
27 第3シール部材
28 第4シール部材
30 第5シール部材
37 当接部
38a,38b 受け部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
上記ピストンは、上記シリンダ孔内を軸線方向に直進移動する外側ピストン部分と、該外側ピストン部分の内部に軸線方向の相対的な移動は規制された状態で相互に回転自在なるように嵌合する内側ピストン部分とに分かれていて、この内側ピストン部分に上記出力軸が結合され、また、上記外側ピストン部分の外周面とシリンダハウジングの内周面との間に第1シール部材が設けられ、上記外側ピストン部分の内周面と内側ピストン部分の外周面との間に第2シール部材が設けられており、
上記ロッドカバーは、上記シリンダハウジングに固定された外側カバー部分と、該外側カバー部分の内部に軸線方向の移動は規制された状態で相互に回転自在なるように嵌合する内側カバー部分とに分かれていて、この内側カバー部分の内部を上記出力軸が軸線方向に移動自在なるように貫通し、また、上記外側カバー部分の内周面と内側カバー部分の外周面との間に第3シール部材が設けられ、上記内側カバー部分の内周面と出力軸の外周面との間に第4シール部材が設けられており、
上記回転駆動軸は、上記ヘッドカバーを軸線方向の移動は規制された状態で回転自在なるように貫通していて、上記出力軸に、軸線方向には相対的に変位自在であるが回転方向には相互に固定された状態に結合されており、
上記内側ピストン部分の軸方向両端部にそれぞれ当接部が形成されると共に、上記内側カバー部分と回転駆動軸とにそれぞれ受け部が形成され、上記ピストンが往復両ストローク端に達したとき上記内側ピストン部分の当接部がこれらの受け部に当接するように構成されている、
ことを特徴とする直進/回転駆動可能な複合アクチュエータ。 A cylinder housing having a cylinder hole therein, a head cover attached to one end side in the axial direction of the cylinder housing, a rod cover attached to the other end side, and the inside of the cylinder hole are moved by the action of fluid pressure. A piston, an output shaft that extends from the piston and penetrates the rod cover, performs linear movement in the axial direction and rotates around the axis, and a tip portion that penetrates the head cover and enters the cylinder hole; A rotational drive shaft for applying a rotational force to the output shaft,
The piston is fitted into an outer piston portion that moves linearly in the axial direction in the cylinder hole, and the outer piston portion is fitted inside the outer piston portion so as to be rotatable in a state where relative movement in the axial direction is restricted. The output shaft is coupled to the inner piston portion, and a first seal member is provided between the outer peripheral surface of the outer piston portion and the inner peripheral surface of the cylinder housing. A second seal member is provided between the inner peripheral surface of the outer piston portion and the outer peripheral surface of the inner piston portion;
The rod cover is divided into an outer cover portion fixed to the cylinder housing and an inner cover portion that fits inside the outer cover portion so as to be rotatable with respect to each other in a state where movement in the axial direction is restricted. A third seal member passing through the inner cover portion so that the output shaft can move in the axial direction, and between the inner peripheral surface of the outer cover portion and the outer peripheral surface of the inner cover portion. And a fourth seal member is provided between the inner peripheral surface of the inner cover portion and the outer peripheral surface of the output shaft,
The rotational drive shaft passes through the head cover so as to be rotatable in a state where movement in the axial direction is restricted, and is relatively displaceable in the axial direction with respect to the output shaft, but in the rotational direction. Bound to each other,
Abutting portions are formed at both axial end portions of the inner piston portion, and receiving portions are formed at the inner cover portion and the rotary drive shaft, respectively, so that the inner side when the piston reaches both reciprocating stroke ends. The contact portion of the piston portion is configured to contact these receiving portions,
A composite actuator capable of linear / rotary drive.
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