JP4749811B2 - スプリングリターン式ロータリアクチュエータ - Google Patents
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Description
このようなロータリアクチュエータとして、例えば、特許文献1における図8〜図10の従来例のように、ばねを圧縮した状態でケーシング内に収納し、このケーシングの両側の被蓋部位をタイロッドと呼ばれるロッドをケーシングの外側に設けた状態でナット等により締付け固定したものがある。この場合、タイロッドは、ばねの最大伸長の長さよりも短く形成しており、このタイロッドを締付け固定することによりばねの弾性反発力を維持した状態でばね装置内に収納している。
これを防ぐため、特許文献1のシリンダ式アクチュエータは、ロッドを長いねじ込み長さを有するようにおねじとめねじを螺合させてなり、この螺合が外れるまで弛めたときにばねが既に自由長にまで伸長されるように構成している。これにより、ばね装置の分解時などにロッドを弛めたときにばねの弾性反発力が残存するのを防いで、ばねの飛び出し等を防止している。
一方、特許文献2のロータリアクチュエータは、スプリング部をカートリッジ式にすることでスプリング部とシリンダ部との分解が可能になり、メンテナンス等を行いやすくしているが、タイロッドがスプリングカートリッジの外側に取り付けられているという前述の問題が残っていた。
メンテナンス時には、カートリッジ式のスプリングカートリッジをシリンダ装置から自由に取外したり組立てることができ、これらを分離したときには、タイロッドの接続部位を外部に表出させて容易にメンテナンスなどを行うことができる。また、スプリングの圧縮や伸長に伴ってリテーナに回転力が加わろうとしたときの回転力を逃がすことができ、リテーナとタイロッドが干渉することがないため、スプリングの弾発力を偏心させることなくリテーナに働かせることができ、スプリングによる復動力を分散させることなく確実に伝達することができる。
図1ないし図3において、ロータリアクチュエータ本体1は、シリンダ装置10にスプリングカートリッジ部30を設けて構成している。
シリンダ装置10は、ケース本体11とシリンダ部12より成っている。
ケース本体11には取付フランジ11aを設けており、この取付フランジ11aは、スプリングカートリッジ部30に形成した固定フランジ35に取付け可能に設けている。ケース本体11内には、スコッチヨーク14を有する変換機構15が収納され、この変換機構15でピストンロッド13の往復運動を出力軸16の回転運動に変換するようにしている。ピストンロッド13は、シリンダ部12内に形成した図示しない供給口から空気・油などが供給されたときに往運動が開始される。
このシリンダカバー17は、シリンダ筒12aを挟んだ状態で取付ボルト20、取付ナット21によってケース本体11のめねじである固着部11bと固着している。Oリング41は、シリンダ筒12a内を摺動するピストン部材13bの外周縁側に装着され、ピストン部材13bとシリンダ筒11aとの間をシールしている。また、Oリング42、43は、蓋体12bに装着され、この蓋体12bとシリンダ筒12a、及びケース本体11とをシールしている。
また、スプリングカバー33の中心部には、メネジ部33bを設け、このメネジ部33bにストッパボルト46のおねじ部46aを螺着した状態でナット47によって締付け固定している。
上記のように、スプリングカートリッジ部30は、内部に配設したタイロッド36で構成され、タイロッド36のシリンダ装置10側の接続部位である固定用ナット37をシリンダ装置10の内部に配設しているため、この固定用ナット37は、スプリングカートリッジ部30をシリンダ装置10から分離したときのみに緩めたり締付けたりすることが可能になっている。
更に、タイロッド36をスプリングケース31の内部に設けているため、このタイロッド36の破損や汚れを防止することもでき、アクチュエータ本体1の塗装も容易に行うことができる。また、タイロッド36は腐食し難いためSUS等の高価な材料を使用する必要がなく、低コストの材料を用いて設けることができる。
また、アクチュエータ本体1の分解時には、タイロッド36が邪魔になることがないため分解作業を容易化できる。更に、全体を小型化できるため狭いスペースにアクチュエータ本体1を設置できる。
調芯部38、テーパ案内部39のテーパ角度θは、図4に示したように約45°に形成しており、テーパ案内部39に対して調芯部38をスムーズに案内可能に設けている。
スプリングカートリッジ部30が取り外された状態では、リテーナ34がスプリング32の弾発力によって固定フランジ35側に移動するが、このとき図5に示すように調芯部38がテーパ案内部39に案内されながら嵌合し、リテーナ34が調芯可能になるようにこれらを配置している。
このように、リテーナ34は弾発状態において常に調芯された状態に調節され、スプリングカートリッジ部30とシリンダ装置10の組み付け時においては、スプリングカートリッジ部30の固定フランジ35とシリンダ装置10の取付フランジ11aを組立て位置で重ね合わせるだけで、調芯されたリテーナ34に形成したピストンロッド13装入用の装入穴34bに対して確実にピストンロッド13の先端側を装入させながら組み付けることができる。また、スプリング32が有する回転力によってリテーナ34が位置ずれをおこした場合でも、この位置ずれを修正させながら正確な位置に復帰させることができる。
このとき、スプリングケース31と、スプリングカバー33、及び、固定フランジ35は強固にシールされ、Oリング44、Oリング45が切断したりすることはない。
スプリングカートリッジ部30は、カートリッジ式としていることにより、シリンダ装置10からの取外しが簡単であり、また、組立て・分解も容易である。しかも、部品点数が少ないため安価であり、配管工事も容易となり、また、操作もし易いスプリングリターン式ロータリアクチュエータを提供することができる。
調芯部38とテーパ案内部39のテーパ角度θは、45°としているが、リテーナ34がスプリング32の弾発力で固定フランジ35側に移動したときに調芯部38をテーパ案内部39に自然に案内して嵌合できる角度であればこれに限ることはなく、例えば、45°以上の任意の角度に設けることもできる。また、凸状の調芯部をリテーナ34側、凹状のテーパ案内部を固定フランジ35側に設けているが、逆に設けるようにしてもよい。
10 シリンダ装置
11 ケース本体
11a 取付フランジ
12 シリンダ部
13 ピストンロッド
15 変換機構
30 スプリングカートリッジ部
31 スプリングケース
32 スプリング
33 スプリングカバー
34 リテーナ
35 固定フランジ
36 タイロッド
38 調芯部
39 テーパ案内部
Claims (3)
- ピストンロッドを収納したシリンダ装置にスプリングを内蔵したスプリングカートリッジ部を設けて、前記ピストンロッドの運動を前記シリンダ装置内に内装した変換機構で回転運動に変換するようにしたスプリングリターン式ロータリアクチュエータにおいて、前記スプリングカートリッジ部の内部に配設したタイロッドでスプリングカートリッジ部を構成し、前記タイロッドのシリンダ装置側の接続部位を前記シリンダ装置の内部に配設し、前記スプリングの前記シリンダ装置側の一端部を前記スプリングカートリッジ部に収納したリテーナに装着すると共に、前記リテーナに前記ピストンロッドの端部を装入し、このリテーナに前記タイロッドを挿通させるガイド穴を形成し、このガイド穴を前記スプリングの巻き方向に沿って略円弧状に形成して前記リテーナと前記タイロッドが干渉しないようにしたことを特徴とするスプリングリターン式ロータリアクチュエータ。
- 前記スプリングカートリッジ部は、前記スプリングを収納したスプリングケースと両端に設けたスプリングカバーと固定フランジで組付けられ、スプリングケース内に設けたタイロッドの両端を前記スプリングカバーと固定フランジに止着して前記スプリングカートリッジ部を構成した請求項1記載のスプリングリターン式ロータリアクチュエータ。
- 前記シリンダ装置は、前記変換機構を収納したケース本体とシリンダ部より成り、ケース本体には、前記スプリングカートリッジ部の固定フランジに取付ける取付フランジを設けた請求項1又は2に記載のスプリングリターン式ロータリアクチュエータ。
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