JP4669154B2 - Diaphragm actuator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気圧等の流体圧力の導入によって駆動するダイアフラムアクチュエータに関する。
【0002】
【従来の技術】
図7は、従来の技術によるダイアフラムアクチュエータの形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図で、左半分が負圧導入状態、右半分が負圧解除状態である。この図7に示されるダイアフラムアクチュエータ100は、例えば自動車のデファレンシャルのクラッチを動作させる手段として用いられるものであって、上端が閉じ下端が開いた断面形状を有する環状のケース101と、外周縁及び内周縁がケース101に封着されてこのケース101との間に導圧室102を形成する環状のダイアフラム103と、このダイアフラム103の上面に固定された環状のリテーナ104及び下面に固定された環状の出力プレート105と、ケース101とリテーナ104の間に円周方向複数配置されたコイルスプリング106と、導圧室102に外部から大気圧より低圧の空気圧(以下、負圧という)を導入するための通気管とを備える。
【0003】
このダイアフラムアクチュエータ100は、通気管を通じて導圧室102に負圧が導入されると、ダイアフラム103が、図7における左半分に示されるように、コイルスプリング106を圧縮しながら上方へ変位し、クラッチ等を動作させる出力プレート105も上方へ変位する。また、導圧室102内が大気開放されると、図7における右半分に示されるように、コイルスプリング106によってダイアフラム103が下方へリターン動作し、これによって出力プレート105も下方へ変位する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術によるダイアフラムアクチュエータ100においては、リターン用のコイルスプリング106が円周方向に複数配置された構造であるため、組立工数が多くなり、また、各コイルスプリング106の配置間隔が円周方向に均等でないと、出力プレート105のストロークがばらつくおそれがある。しかも、このコイルスプリング106は、断面が円形の金属線を巻いたものであるため、圧縮した時の密着長が長くなり、したがってダイアフラムアクチュエータ100の上下方向厚さ寸法が大きくなってしまう問題も指摘される。
【0005】
ダイアフラムアクチュエータ100を、その出力プレート105を相手側回転部材に押し付けてその回転を止める手段として用いられる場合は、出力プレート105が相手側回転部材と共に回転してしまうことのないように、回り止め手段を設ける必要がある。また、このダイアフラムアクチュエータ100は、機器への未装着状態では、コイルスプリング106の伸長力によりダイアフラム103が下方へ最大に引き伸ばされた状態となってしまうため、これを防止するには、コイルスプリング106の伸長力による出力プレート105のストロークを制限するストロークストッパを設ける必要がある。しかし、このような回り止め手段やストロークストッパを別設すると、部品数が増え、構造が複雑になるといった問題がある。
【0006】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、ダイアフラムアクチュエータの小型化及び組立工数の低減を図ることにある。
【0007】
また、他の技術的課題は、出力プレートの回り止め手段と、ダイアフラムの変形を制限するストロークストッパを別設することを不要にして、構造を簡素化することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。
すなわち請求項1の発明に係るダイアフラムアクチュエータは、環状のケースと、このケース内に変位可能に封着されてケース内に環状の導圧室を画成する環状のダイアフラムと、該ダイアフラムの導圧室側の面に配置された環状のリテーナと、前記ダイアフラムの前記導圧室と反対側の面に配置され、前記リテーナと共に前記ダイアフラムに連結された環状の出力プレートと、前記導圧室内であって前記ケースと前記リテーナの間に配置され、前記ダイアフラムを前記導圧室への流体圧力の導入による変位方向と反対側へ付勢する帯板状ばね材とを備え、
前記ケースは、前記導圧室に空気圧を供給する通気管を有する環状のアッパーケースと、前記アッパーケースの内周縁部に前記ダイアフラムの内周縁部と共に固定された環状の内周側ロアケースと、前記アッパーケースの外周縁部に前記ダイアフラムの外周縁部と共に固定された環状の外周側ロアケースとからなる、ダイアフラムアクチュエータであって、
前記出力プレートの内周筒状部には、その下端フランジ部からその可動方向である上方へ延びる係合切欠が円周方向所定間隔で形成され、
前記内周側ロアケースには、前記各係合切欠内へ遊嵌されるように外周側へ延びる係合突起が円周方向所定間隔で形成され、
該各係合切欠が該各係合突起とそれぞれ上下方向移動自在に係合することによって、前記出力プレートの可動方向を上下方向のみに規定し、
前記各係合切欠の上下方向の長さは、前記出力プレートが下方変位したときに、該係合切欠の上端が前記係合突起と当接した時点で、前記帯板状ばね材の付勢力による前記出力プレートの下方変位の終端とする長さに設定されているものである。
【0009】
また、請求項2の発明に係るダイアフラムアクチュエータは、環状のケースと、このケース内に変位可能に封着されてケース内に環状の導圧室を画成する環状のダイアフラムと、該ダイアフラムの導圧室側の面に配置された環状のリテーナと、前記ダイアフラムの前記導圧室と反対側の面に配置され、前記リテーナと共に前記ダイアフラムに連結された環状の出力プレートと、前記導圧室内であって前記ケースと前記リテーナの間に配置され、前記ダイアフラムを前記導圧室への流体圧力の導入による変位方向と反対側へ付勢する帯板状ばね材とを備え、
前記ケースは、前記導圧室に空気圧を供給する通気管を有する環状のアッパーケースと、前記アッパーケースの内周縁部に前記ダイアフラムの内周縁部と共に固定された環状の内周側ロアケースと、前記アッパーケースの外周縁部に前記ダイアフラムの外周縁部と共に固定された環状の外周側ロアケースとからなる、ダイアフラムアクチュエータであって、
前記ケースにおける内周側ロアケースは、その外周部に、下方へ延びる円筒部を有し、この円筒部には、該円筒部の下端に開放された部分と、その上端から円周方向へ延びる部分と、更にその延長端部から下方へ所要長さだけ延びる係合部分とからなる係合切欠が鉤状に形成され、
前記出力プレートにおける内周筒状部には、その下端フランジ部から前記係合切欠における係合部分内へ遊嵌されるように内周側へ延びる係合突起が形成され、
前記出力プレートが上下に変位したときに前記係合突起が前記係合部分内を上下に変位し、前記出力プレートの回転を規制すると共に、前記出力プレートが所定ストロークだけ下方変位したときに前記係合部分の下端が前記係合突起と当接する高さに設定されていることによって、該出力プレートの下方変位を所要の長さに制限するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、図1乃至図4を参照して、本発明に係るダイアフラムアクチュエータの第一の実施の形態を説明する。図1は、本形態のダイアフラムアクチュエータを軸心を通る平面で切断して示す断面図であって、左半分が負圧導入状態、右半分が負圧解除状態を示している。また、図2はこのダイアフラムアクチュエータの平面図、図3は同じく底面図である。
【0012】
なお、以下の説明において、「上側」「上方」又は「下側」「下方」とは、図1での上側、上方あるいは下側、下方をいい、絶対的な上側、上方あるいは下側、下方をさすものではない。
【0013】
本形態によるダイアフラムアクチュエータは、図1〜3に示されるように、環状のケース1と、このケース1内に変位可能に封着されて導圧室Sを画成する環状のダイアフラム2と、ダイアフラム2の導圧室S側の面に配置された環状のリテーナ3と、ダイアフラム2の導圧室Sと反対側の面に配置されリテーナ3と共にダイアフラム2に連結された出力プレート4と、導圧室S内であってケース1とリテーナ3の間に配置された帯板状ばね材5とを備える。
【0014】
ケース1は、環状であって上側が閉じ下側が開いた断面形状を呈するアッパーケース11と、このアッパーケース11の内周縁部11aにダイアフラム2の内周縁部22と共にカシメ固定された環状の内周側ロアケース12と、アッパーケース11の外周縁部11bにダイアフラム2の外周縁部23と共にカシメ固定された環状の外周側ロアケース13とからなる。これらアッパーケース11、内周側ロアケース12及び外周側ロアケース13は、共に金属板をプレス加工して製作されたものである。
【0015】
ダイアフラム2は、ゴム状弾性材料からなるものであって、上側へ凸形状に湾曲した断面形状を呈する内周山部及び外周山部が円周方向に連続して形成された膜状本体21と、この膜状本体21の内周側及び外周側に円周方向に連続して形成され膜状本体21よりも厚肉の内周縁部22及び外周縁部23とを有する。ダイアフラム2の内周縁部22は、アッパーケース11の内周縁部11aと内周側ロアケース12との間に気密的に挟着され、外周縁部23は、アッパーケース11の外周縁部11bと外周側ロアケース13との間に気密的に挟着されている。
【0016】
リテーナ3及び出力プレート4は、共に金属板をプレス加工して製作されたものである。このうちリテーナ3は、アッパーケース11の天板部11c側すなわち上側へ開いた近似U字形の断面形状を呈し、下端が軸心と直角な平面をなすと共にその内周及び外周から上方へ延びる筒状部3a,3bが同心的に形成されている。また、出力プレート4は、リテーナ3と反対側すなわち下側へ開いた近似Ω字形の断面形状を呈し、上端が軸心と直角な平面をなし、その内周及び外周から下方へ延びる筒状部4a,4bが同心的に形成されている。そしてリテーナ3の下端と出力プレート4の上端が、ダイアフラム2の膜状本体21における内周山部と外周山部の間の部分を上下から挟み込んだ状態で、円周方向複数のリベット6を介して互いに結合されている。
【0017】
アッパーケース11には、導圧室Sに大気圧よりも低圧の空気圧(以下、負圧という)を供給するための通気管14と、デファレンシャル等に取り付けるためのブラケット15が一体的に設けられている。
【0018】
図4は、帯板状ばね材5を示す斜視図である。この帯板状ばね材5は、その平面と垂直な軸心を中心とする円周方向へコイル状に巻き、更に円周方向一定のピッチで厚さ方向へ波状に反復屈曲することによって山状屈曲部5aと谷状屈曲部5bを交互に形成したもので、各層の山状屈曲部5aと谷状屈曲部5bが互いに厚さ方向に重なった部分と、互いに厚さ方向に離れた部分が、交互に形成されている。
【0019】
また、この帯板状ばね材5は、導圧室S内をその円周方向に延びるものであって、リテーナ3の内周筒状部4aより大径かつ外周筒状部4bより小径に形成されており、すなわちこの内周筒状部4aと外周筒状部4bの間に配置されている。そして、ケース1におけるアッパーケース11の天板部11cとリテーナ3との間で上下方向(軸方向)への圧縮荷重が負荷されると、波状の傾斜部分が水平に変位する方向に撓むことによって、反発力を生じるようになっている。
【0020】
また、この帯板状ばね材5は、その平面と垂直な軸心を中心とする円周方向へ一周のみ巻き、更に円周方向一定のピッチで厚さ方向へ波状に反復屈曲して山状屈曲部5aと谷状屈曲部5bを交互に形成したものであっても良く、山状屈曲部5aと谷状屈曲部5bが交互に形成された有効ばね部分の両端に、帯板状ばね材51が円周方向へ平坦に延びる部分(図示省略)を有するものであっても良い。
【0021】
出力プレート4の内周筒状部4aには、その下端フランジ部4cから上方、言い換えれば出力プレート4の可動方向へ延びる係合切欠41が、円周方向120°間隔で形成されている。一方、ケース1における内周側ロアケース12には、前記各係合切欠41内へ遊嵌されるように外周側へ延びる係合突起121が、円周方向120°間隔で形成されている。
【0022】
係合切欠41の上下方向の長さは、図1における左半分に示されるように、リテーナ3の筒状部3a,3bがケース1におけるアッパーケース11の天板部11cと当接するまで出力プレート4が上方変位した場合に、係合突起121が係合切欠41の下方へ外れることがなく、また図1における右半分に示されるように、出力プレート4が所定ストロークだけ下方変位した時に、係合切欠41の上端が係合突起121と当接する長さに設定されている。
【0023】
以上のように構成された本形態によるダイアフラムアクチュエータは、図示されていない負圧源から通気管14を介してケース1内の導圧室Sに負圧が導入されると、ケース1内のダイアフラム2がケース1におけるアッパーケース11の天板部11cとリテーナ3との間で帯板状ばね材5を圧縮しながら、図1における左半分に示されるように上方へ変位し、これと共に、ダイアフラム2に接続された出力プレート4も、図1における上方へ変位し、クラッチ等を作動させる。
【0024】
また、このときの上方変位動作は、リテーナ3の筒状部3a,3bがアッパーケース11の天板部11cと当接した時点で停止する。すなわち、リテーナ3は、帯板状ばね材5の保持手段と、ダイアフラム2及び出力プレート4の上方変位量を規制するストッパ手段としての機能を兼備するものである。
【0025】
次に、導圧室S内を大気開放して、負圧を解除すると、帯板状ばね材5の山状屈曲部5aと谷状屈曲部5b(図4参照)の復元力によって、図1における右半分に示されるようにダイアフラム2及び出力プレート4が下方へ変位し、クラッチ等をリターン動作させる。
【0026】
帯板状ばね材5は、円周方向複数個配置されているのではなく、単一のものであるため、部品数が減少して組立工数が減少するばかりでなく、従来のように、円周方向配置間隔のずれなどによって荷重が円周方向で不均一になるようなこともないので、ストロークを周方向で均一にし、動作を安定させることができる。また、帯板状ばね材5は、帯板状ばね材51からなるため、断面が円形のコイルスプリングに比較すると、同一荷重であれば、圧縮した時の軸方向密着長が短くなる。したがって、リテーナ3の筒状部3a,3bの突出高さを短くし、ひいては当該ダイアフラムアクチュエータの軸方向(上下方向)の厚さを薄くすることができる。
【0027】
上述の動作においては、出力プレート4に形成された各係合切欠41が、ケース1における内周側ロアケース12に形成された各係合突起121とそれぞれ上下方向移動自在に係合していることによって、出力プレート4の可動方向を上下方向にのみ規定し、ケース1に対する出力プレート4の相対回転を防止する。また、各係合切欠41は、その上端が係合突起121と当接した時点で、帯板状ばね材5の付勢力による出力プレート4の下方変位の終端となる。したがって、当該ダイアフラムアクチュエータが機器へ未装着の状態であっても、係合切欠41の上端と係合突起121との当接によって出力プレート4の下方変位が制限されるため、帯板状ばね材5の伸長力によりダイアフラム2が下方へ大きく引き伸ばされた状態となってしまうようなことがない。
【0028】
また、本形態の構成によれば、上述のように、出力プレート4と、ケース1における内周側ロアケース12が、出力プレート4に対する回り止め機能と、出力プレート4の下方変位量を制限するストロークストッパ機能を兼備するため、回転ストッパ及びストロークストッパを別設する必要がなく、したがって部品数及び組立工数が増大せず、構造が簡素である。
【0029】
出力プレート4と、ケース1における内周側ロアケース12とによる出力プレート4の回り止め機能及びストロークストッパ機能は、係合切欠と係合突起との関係を上述した第一の実施の形態と逆にしても、同様に達成することができる。図5及び図6は、その一例として、本発明に係るダイアフラムアクチュエータの第二の実施の形態を示すもので、このうち図5は、本形態のダイアフラムアクチュエータを、その軸心を通る平面で切断して示す断面図であって、左半分が負圧導入状態、右半分が負圧解除状態を示しており、図6はこのダイアフラムアクチュエータの底面図である。
【0030】
本形態によるダイアフラムアクチュエータは、図5及び図6に示されるように、ケース1における内周側ロアケース12は、その外周部に、下方へ延びる円筒部12aを有し、この円筒部12aには、その下端から鉤状に延びる係合切欠122が形成されている。すなわち、この係合切欠122は、円筒部12aの下端に開放された部分122aと、その上端から円周方向へ延びる部分122bと、更にその延長端部から下方へ所要長さだけ延びる係合部分122cとからなる。一方、出力プレート4における内周筒状部4aには、その下端フランジ部4cから前記各係合切欠122における係合部分122c内へ遊嵌されるように内周側へ延びる係合突起42が、円周方向120°間隔で形成されている。
【0031】
したがって、このダイアフラムアクチュエータの組立に際しては、出力プレート4の係合突起42を、内周側ロアケース12における係合切欠122の開放された部分122aから挿入してから、出力プレート4と内周側ロアケース12とを円周方向へ相対回転させることによって、前記係合突起42を円周方向へ延びる部分122bを介して係合部分122cへ移動させ、この状態でアッパーケース11、ダイアフラム2、内周側ロアケース12及び外周側ロアケース13の内外周のカシメを行う。
【0032】
係合切欠122における係合部分122cの上端は、出力プレート4の上方変位に際して、図5における左半分に示されるように、リテーナ3の筒状部3a,3bがケース1におけるアッパーケース11の天板部11cと当接する前に、係合突起42が当接することのない高さにあり、また、係合切欠122における係合部分122cの下端は、図5における右半分に示されるように、出力プレート4が所定ストロークだけ下方変位した時に係合突起42が当接する高さに設定されている。
【0033】
その他の部分の構成は、基本的には先に説明した第一の実施の形態と同様の構造となっている。
【0034】
以上の構成によれば、第一の実施の形態と同様、出力プレート4と、ケース1における内周側ロアケース12が、係合突起42と係合切欠122における係合部分122cとの係合によって、出力プレート4に対する回り止め機能と、出力プレート4の下方変位量を制限するストロークストッパ機能を奏するものである。すなわち、導圧室Sへの負圧の導入又は解除によって、出力プレート4が上下に変位すると、これに伴って、係合突起42が係合部分122c内を上下に変位し、出力プレート4の回転を規制すると共に、係合部分122cの下端と係合突起42との当接によって出力プレート4の下方変位を制限して、帯板状ばね材5の伸長力によるダイアフラム2の過大変形を防止する。
【0035】
【発明の効果】
本願の請求項1および2に係る発明は、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るダイアフラムアクチュエータによれば、ダイアフラムを導圧室への流体圧力の導入による変位方向と反対側へ付勢する手段として帯板状ばね材を用いたため、円周方向複数個のコイルスプリングを配置する場合に比較して部品数が減少し、その組立工数も減少させることができる。しかも、荷重を円周方向で均一にして、ストロークを安定させることができる。また、断面が円形のコイルスプリングを用いた場合に比較して、圧縮した時の軸方向密着長を短くすることができるので、ダイアフラムアクチュエータの厚さを薄くすることができる。
【0036】
また、本発明に係るダイアフラムアクチュエータによれば、出力プレートとケースに、出力プレートに対する回り止め機能と、出力プレートの下方変位量を制限するストロークストッパ機能を兼備させたため、回転ストッパ及びストロークストッパを別設する必要がなく、したがって部品数が増大せず、構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態に係るダイアフラムアクチュエータを、その軸心を通る平面で切断して示す断面図で、左半分が負圧導入状態、右半分が負圧解除状態を示すものである。
【図2】上記第一の実施の形態に係るダイアフラムアクチュエータの平面図である。
【図3】上記第一の実施の形態に係るダイアフラムアクチュエータの底面図である。
【図4】上記第一の実施の形態において用いられるスプリングの斜視図である。
【図5】本発明の第二の実施の形態に係るダイアフラムアクチュエータを、その軸心を通る平面で切断して示す断面図で、左半分が負圧導入状態、右半分が負圧解除状態を示すものである。
【図6】上記第二の実施の形態に係るダイアフラムアクチュエータの底面図である。
【図7】従来の技術に係るダイアフラムアクチュエータを、その軸心を通る平面で切断して示す断面図で、左半分が負圧導入状態、右半分が負圧解除状態を示すものである。
【符号の説明】
1 ケース
11 アッパーケース
12 内周側ロアケース
121,42 係合突起
122,41 係合切欠
122a 係合部分
13 外周側ロアケース
14 通気管
15 ブラケット
2 ダイアフラム
3 リテーナ
3a,3b,4a,4b 筒状部
4 出力プレート
5 帯板状ばね材
5a 山状屈曲部
5b 谷状屈曲部
6 リベット
S 導圧室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a diaphragm actuator that is driven by introduction of fluid pressure such as air pressure.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a form of a diaphragm actuator according to the prior art by cutting along a plane passing through its axis, in which the left half is in a negative pressure introduction state and the right half is in a negative pressure release state. The
[0003]
When a negative pressure is introduced into the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The
[0005]
When the
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and its technical problem is to reduce the size of the diaphragm actuator and reduce the number of assembly steps.
[0007]
Another technical problem is to simplify the structure by eliminating the need to separately provide a rotation stopper for the output plate and a stroke stopper for restricting the deformation of the diaphragm.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The technical problem described above can be effectively solved by the present invention.
That diaphragm actuator according to a first aspect of the invention, an annular casing, an annular diaphragm defining an annular guide chamber to be displaceable in sealed has been the case in this case, Shirube圧of the diaphragm An annular retainer disposed on the chamber side surface, an annular output plate disposed on the surface of the diaphragm opposite to the pressure guiding chamber and connected to the diaphragm together with the retainer, and the pressure guiding chamber. A belt-like spring material disposed between the case and the retainer and biasing the diaphragm to the opposite side of the displacement direction by introduction of fluid pressure into the pressure guiding chamber,
The case includes an annular upper case having a vent pipe for supplying air pressure to the pressure guiding chamber, an annular inner peripheral lower case fixed to an inner peripheral edge of the upper case together with an inner peripheral edge of the diaphragm, A diaphragm actuator comprising an annular outer peripheral lower case fixed together with the outer peripheral edge of the diaphragm to the outer peripheral edge of the upper case,
On the inner peripheral cylindrical portion of the output plate, engagement notches extending upward from the lower end flange portion, which is the movable direction, are formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
Engagement protrusions extending outwardly so as to be loosely fitted into the respective engagement notches are formed in the inner peripheral side lower case at predetermined intervals in the circumferential direction.
Each of the engagement notches engages with each of the engagement protrusions so as to be movable in the vertical direction, thereby defining the movable direction of the output plate only in the vertical direction,
The vertical length of each engagement notch is determined by the biasing force of the strip plate spring material when the upper end of the engagement notch comes into contact with the engagement protrusion when the output plate is displaced downward. Is set to the length that is the end of the downward displacement of the output plate .
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a diaphragm actuator, an annular case , a ring-shaped diaphragm that is displaceably sealed in the case and defines an annular pressure guiding chamber in the case, and a guide for the diaphragm. An annular retainer disposed on the pressure chamber side surface, an annular output plate disposed on the surface of the diaphragm opposite to the pressure guiding chamber and connected to the diaphragm together with the retainer, and the pressure guiding chamber. A belt-shaped spring material disposed between the case and the retainer and biasing the diaphragm to a side opposite to a displacement direction due to introduction of fluid pressure into the pressure guiding chamber;
The case includes an annular upper case having a vent pipe for supplying air pressure to the pressure guiding chamber, an annular inner peripheral lower case fixed to an inner peripheral edge of the upper case together with an inner peripheral edge of the diaphragm, A diaphragm actuator comprising an annular outer peripheral lower case fixed together with the outer peripheral edge of the diaphragm to the outer peripheral edge of the upper case,
The inner peripheral lower case in the case has a cylindrical portion extending downward on the outer peripheral portion thereof. The cylindrical portion includes a portion opened to the lower end of the cylindrical portion and a portion extending in the circumferential direction from the upper end. And an engagement notch comprising an engagement portion extending downward from the extended end portion by a required length is formed in a bowl shape,
The inner peripheral cylindrical portion of the output plate is formed with an engagement protrusion extending from the lower end flange portion to the inner peripheral side so as to be loosely fitted into the engagement portion of the engagement notch,
When the output plate is displaced up and down, the engagement protrusions are displaced up and down in the engagement portion to restrict the rotation of the output plate, and when the output plate is displaced downward by a predetermined stroke, the engagement protrusion is displaced. The lower displacement of the output plate is limited to a required length by setting the lower end of the joint portion to a height at which the lower end of the joint portion comes into contact with the engagement protrusion .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a first embodiment of a diaphragm actuator according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of the diaphragm actuator of the present embodiment cut along a plane passing through the axis, with the left half showing a negative pressure introduction state and the right half showing a negative pressure release state. 2 is a plan view of the diaphragm actuator, and FIG. 3 is a bottom view of the same.
[0012]
In the following description, “upper side”, “upper side” or “lower side” and “lower side” refer to the upper side, upper side or lower side, and lower side in FIG. It does not point to.
[0013]
As shown in FIGS. 1 to 3, the diaphragm actuator according to the present embodiment includes an
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
FIG. 4 is a perspective view showing the belt-
[0019]
The strip-shaped
[0020]
Further, the strip-shaped
[0021]
[0022]
As shown in the left half of FIG. 1, the length of the
[0023]
The diaphragm actuator according to the present embodiment configured as described above has a diaphragm in the
[0024]
Further, the upward displacement operation at this time stops when the
[0025]
Next, when the inside of the pressure guiding chamber S is opened to the atmosphere and the negative pressure is released, the restoring force of the mountain-shaped
[0026]
Since the plurality of strip
[0027]
In the above-described operation, each
[0028]
Further, according to the configuration of the present embodiment, as described above, the output plate 4 and the inner peripheral
[0029]
The rotation prevention function and the stroke stopper function of the output plate 4 by the output plate 4 and the inner peripheral
[0030]
As shown in FIGS. 5 and 6, the diaphragm actuator according to the present embodiment has an inner peripheral side
[0031]
Therefore, when assembling the diaphragm actuator, the engaging
[0032]
When the output plate 4 is displaced upward, the upper end of the
[0033]
The configuration of the other parts is basically the same as that of the first embodiment described above.
[0034]
According to the above configuration, as in the first embodiment, the output plate 4 and the inner peripheral
[0035]
【The invention's effect】
The invention according to
That is, according to the diaphragm actuator of the present invention, Itatame use the displacement direction by introduction of fluid pressure into the guide chamber the strip-shaped spring member and the means for urging the opposite side diaphragm plurality of circumferential Compared with the case of arranging a single coil spring, the number of parts is reduced, and the number of assembling steps can be reduced. In addition, the stroke can be stabilized by making the load uniform in the circumferential direction. Further, since the axial contact length when compressed is shorter than when a coil spring having a circular cross section is used, the thickness of the diaphragm actuator can be reduced.
[0036]
Further, according to the diaphragm actuator according to the present invention, the output plate and to case, and detent function for the output plate, since obtained by having both the stroke stopper function to restrict the downward displacement of the output plate, the rotational stopper and the stroke stopper Therefore, the number of parts does not increase and the structure can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a diaphragm actuator according to a first embodiment of the present invention, cut along a plane passing through its axis, with the left half in a negative pressure introduction state and the right half in a negative pressure release state. It is shown.
FIG. 2 is a plan view of the diaphragm actuator according to the first embodiment.
FIG. 3 is a bottom view of the diaphragm actuator according to the first embodiment.
FIG. 4 is a perspective view of a spring used in the first embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a diaphragm actuator according to a second embodiment of the present invention cut along a plane passing through its axis, with the left half in a negative pressure introduction state and the right half in a negative pressure release state. It is shown.
FIG. 6 is a bottom view of the diaphragm actuator according to the second embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a diaphragm actuator according to the prior art, cut along a plane passing through its axis, with the left half showing a negative pressure introduction state and the right half showing a negative pressure release state.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
このケース(1)内に変位可能に封着されてケース(1)内に環状の導圧室(S)を画成する環状のダイアフラム(2)と、
該ダイアフラム(2)の導圧室(S)側の面に配置された環状のリテーナ(3)と、
前記ダイアフラム(2)の前記導圧室(S)と反対側の面に配置され、前記リテーナ(3)と共に前記ダイアフラム(2)に連結された環状の出力プレート(4)と、
前記導圧室(S)内であって前記ケース(1)と前記リテーナ(3)の間に配置され、前記ダイアフラム(2)を前記導圧室(S)への流体圧力の導入による変位方向と反対側へ付勢する帯板状ばね材(5)とを備え、
前記ケース(1)は、前記導圧室(S)に空気圧を供給する通気管(14)を有する環状のアッパーケース(11)と、前記アッパーケース(11)の内周縁部(11a)に前記ダイアフラム(2)の内周縁部(22)と共に固定された環状の内周側ロアケース(12)と、前記アッパーケース(11)の外周縁部(11b)に前記ダイアフラム(2)の外周縁部(23)と共に固定された環状の外周側ロアケース(13)とからなる、ダイアフラムアクチュエータであって、
前記出力プレート(4)の内周筒状部(4a)には、その下端フランジ部(4c)からその可動方向である上方へ延びる係合切欠(41)が円周方向所定間隔で形成され、
前記内周側ロアケース(12)には、前記各係合切欠(41)内へ遊嵌されるように外周側へ延びる係合突起(121)が円周方向所定間隔で形成され、
該各係合切欠(41)が該各係合突起(121)とそれぞれ上下方向移動自在に係合することによって、前記出力プレート(4)の可動方向を上下方向のみに規定し、
前記各係合切欠(41)の上下方向の長さは、前記出力プレート(4)が下方変位したときに、該係合切欠(41)の上端が前記係合突起(121)と当接した時点で、前記帯板状ばね材(5)の付勢力による前記出力プレート(4)の下方変位の終端とする長さに設定されていることを特徴とするダイアフラムアクチュエータ。An annular case (1);
An annular diaphragm defining an annular guide chamber (S) to the casing (1) displaceably is sealed in the casing (1) in (2),
An annular retainer (3) disposed on the surface of the diaphragm (2) on the side of the pressure guiding chamber (S);
An annular output plate (4) disposed on a surface of the diaphragm (2) opposite to the pressure guiding chamber (S) and connected to the diaphragm (2) together with the retainer (3) ;
Displacement direction by introduction of fluid pressure into the pressure guiding chamber (S), which is disposed in the pressure guiding chamber (S) and between the case (1) and the retainer (3). And a belt-like spring material (5) for urging to the opposite side,
The case (1) includes an annular upper case (11) having a vent pipe (14) for supplying air pressure to the pressure guiding chamber (S), and an inner peripheral edge (11a) of the upper case (11). An annular inner peripheral lower case (12) fixed together with an inner peripheral edge (22) of the diaphragm (2), and an outer peripheral edge (11b) of the diaphragm (2) on the outer peripheral edge (11b) of the upper case (11). 23) a diaphragm actuator composed of an annular outer circumferential lower case (13) fixed together with
On the inner peripheral cylindrical portion (4a) of the output plate (4), engagement notches (41) extending upward from the lower end flange portion (4c), which is the movable direction, are formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
Engagement protrusions (121) extending outwardly so as to be loosely fitted into the respective engagement notches (41) are formed at predetermined intervals in the circumferential direction on the inner peripheral lower case (12).
Each engagement notch (41) engages with each engagement protrusion (121) so as to be movable in the vertical direction, so that the movable direction of the output plate (4) is defined only in the vertical direction,
The length of each engagement notch (41) in the vertical direction is such that when the output plate (4) is displaced downward, the upper end of the engagement notch (41) contacts the engagement protrusion (121). The diaphragm actuator is characterized in that it is set to a length at the end of the downward displacement of the output plate (4) due to the urging force of the strip plate spring material (5) .
このケース(1)内に変位可能に封着されてケース(1)内に環状の導圧室(S)を画成する環状のダイアフラム(2)と、
該ダイアフラム(2)の導圧室(S)側の面に配置された環状のリテーナ(3)と、
前記ダイアフラム(2)の前記導圧室(S)と反対側の面に配置され、前記リテーナ(3)と共に前記ダイアフラム(2)に連結された環状の出力プレート(4)と、
前記導圧室(S)内であって前記ケース(1)と前記リテーナ(3)の間に配置され、前記ダイアフラム(2)を前記導圧室(S)への流体圧力の導入による変位方向と反対側へ付勢する帯板状ばね材(5)とを備え、
前記ケース(1)は、前記導圧室(S)に空気圧を供給する通気管(14)を有する環状のアッパーケース(11)と、前記アッパーケース(11)の内周縁部(11a)に前記ダイアフラム(2)の内周縁部(22)と共に固定された環状の内周側ロアケース(12)と、前記アッパーケース(11)の外周縁部(11b)に前記ダイアフラム(2)の外周縁部(23)と共に固定された環状の外周側ロアケース(13)とからなる、ダイアフラムアクチュエータであって、
前記ケース(1)における内周側ロアケース(12)は、その外周部に、下方へ延びる円筒部(12a)を有し、この円筒部(12a)には、該円筒部(12a)の下端に開放された部分(122a)と、その上端から円周方向へ延びる部分(122b)と、更にその延長端部から下方へ所要長さだけ延びる係合部分(122c)とからなる係合切欠(122)が鉤状に形成され、
前記出力プレート(4)における内周筒状部(4a)には、その下端フランジ部(4c)から前記係合切欠(122)における係合部分(122c)内へ遊嵌されるように内周側へ延びる係合突起(42)が形成され、
前記出力プレート(4)が上下に変位したときに前記係合突起(42)が前記係合部分(122c)内を上下に変位し、前記出力プレート(4)の回転を規制すると共に、前記出力プレート(4)が所定ストロークだけ下方変位したときに前記係合部分(122c)の下端が前記係合突起(42)と当接する高さに設定されていることによって、該出力プレート(4)の下方変位を所要の長さに制限することを特徴とするダイアフラムアクチュエータ。 An annular case (1);
An annular diaphragm (2) that is displaceably sealed in the case (1) and defines an annular pressure guiding chamber (S) in the case (1);
An annular retainer (3) disposed on the surface of the diaphragm (2) on the side of the pressure guiding chamber (S);
An annular output plate (4) disposed on a surface of the diaphragm (2) opposite to the pressure guiding chamber (S) and connected to the diaphragm (2) together with the retainer (3);
Displacement direction by introduction of fluid pressure into the pressure guiding chamber (S), which is disposed in the pressure guiding chamber (S) and between the case (1) and the retainer (3). And a belt-like spring material (5) for urging to the opposite side,
The case (1) includes an annular upper case (11) having a vent pipe (14) for supplying air pressure to the pressure guiding chamber (S), and an inner peripheral edge (11a) of the upper case (11). An annular inner peripheral lower case (12) fixed together with an inner peripheral edge (22) of the diaphragm (2), and an outer peripheral edge (11b) of the diaphragm (2) on the outer peripheral edge (11b) of the upper case (11). 23) a diaphragm actuator composed of an annular outer circumferential lower case (13) fixed together with
The inner peripheral lower case (12) in the case (1) has a cylindrical portion (12a) extending downward on the outer peripheral portion thereof, and the cylindrical portion (12a) has a lower end of the cylindrical portion (12a). An engagement notch (122c) comprising an open portion (122a), a portion (122b) extending in the circumferential direction from the upper end thereof, and an engagement portion (122c) extending further downward from the extended end portion by a required length. ) Is formed into a bowl shape,
The inner peripheral cylindrical portion (4a) of the output plate (4) is loosely fitted into the engagement portion (122c) of the engagement notch (122) from its lower end flange portion (4c). An engaging protrusion (42) extending to the side is formed,
When the output plate (4) is displaced up and down, the engagement protrusion (42) is displaced up and down in the engagement portion (122c) to restrict the rotation of the output plate (4) and the output. Since the lower end of the engaging portion (122c) is set to a height at which the lower end of the engaging portion (122c) comes into contact with the engaging protrusion (42) when the plate (4) is displaced downward by a predetermined stroke, the output plate (4) diaphragms actuator, characterized in that to limit the downward displacement to the desired length.
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