JP6495648B2 - ロータリーアクチュエータ - Google Patents
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Description
前記ストッパは、前記外側圧力室と、前記圧力室と前記外側圧力室とを連通する媒体路とを備える。
図1〜図5を参照して、実施の形態1のロータリーアクチュエータ1の構成について説明する。
駆動装置90は、ロータリーアクチュエータ1に作動油を供給する油圧源91、および、ロータリーアクチュエータ1内の作動油が排出されるリザーバー92を備えている。油圧源91およびリザーバー92とロータリーアクチュエータ1との間には、ロータリーアクチュエータ1の作動油の給排態様を切り替える制御バルブ93が設けられている。制御バルブ93および油圧源91の動作は、例えばマイクロコンピュータを備える制御部94により制御される。油圧源91、リザーバー92、制御バルブ93、および、ロータリーアクチュエータ1は、油路により接続されている。
制御部94は、出力軸40を正転させるとき、制御バルブ93が第1連通位置93Xとなるようにバルブを制御する。これにより、油圧源91の作動油が第1油圧室37A,37Bに供給され、第2油圧室38の作動油が排出されるため、ピストン60A,60Bが正転方向(図6では時計回り)に公転する。これにより、出力軸40が正転する。
(1)例えば第1油圧室37A,37Bに作動油が供給されたとき、ピストン60A,60Bのシール部分62の端面62Aに加えられる油圧によりボルト70を中心としてシール部分62が径方向の外側に回転しようとする。その結果、シール部分62の外周面62Bがシリンダブロック30の外周壁31の内周面31Cに押し付けられた状態で正転方向に公転する。
図7および図8を参照して、実施の形態2のロータリーアクチュエータ1の構成について説明する。なお、実施の形態2のロータリーアクチュエータ1において実施の形態1のロータリーアクチュエータ1の構成と共通する構成要素には、共通の符号を用い、その説明の一部または全部を省略する。
図8に示されるように、アーム101A,101Bおよびピストン110A,110Bが第1ボルト121および第2ボルト122により互いに固定されている。このため、ピストン110A,110Bのシール部分115の端面が第1油圧室37A,37Bの油圧により径方向の外側に移動しようとしてもピストン110A,110Bのシール部分115の径方向の外側への移動が制限される。したがって、ピストン110A,110Bのシール部分115の外周面115Aが外周壁31の内周面31Cに押し付けられる力が小さくなるため、ピストン110A,110Bと外周壁31との間の摩擦力が小さくなる。したがって、ピストン110A,110Bが円滑に移動するため、ロータリーアクチュエータ1の出力効率の低下を抑制することができる。
図9および図10を参照して、実施の形態3のロータリーアクチュエータ1の構成について説明する。なお、実施の形態3のロータリーアクチュエータ1において実施の形態1のロータリーアクチュエータ1の構成と共通する構成要素には、共通の符号を用い、その説明の一部または全部を省略する。
(1)ピストン60A,60Bとシリンダブロック30の外周壁31の内周面31Cとの間には、導入油路66により第1油圧室37A,37Bと連通した外側油圧室39が形成されている。これにより、第1油圧室37A,37Bの油圧が外側油圧室39に供給されるため、図10に示されるように、外側油圧室39の油圧がピストン60A,60Bのピストン本体61を径方向の内側に押す。このため、第1油圧室37A,37Bがピストン60A,60Bのシール部分62の端面62Aを押すことによりシール部分62の外周面62Bが外周壁31の内周面31Cに押される力が小さくなる。したがって、ピストン60A,60Bが円滑に移動するため、ロータリーアクチュエータ1の出力効率の低下が抑制される。
図11を参照して、実施の形態4のロータリーアクチュエータ1の構成について説明する。なお、実施の形態4のロータリーアクチュエータ1において実施の形態1のロータリーアクチュエータ1の構成と共通する構成要素には、共通の符号を用い、その説明の一部または全部を省略する。
(1)ピストン60A,60Bが互いに径方向の外側に移動しようとするため、ピストン60A,60Bの径方向の間の距離が大きくなるような移動となる。一方、連結棒130によりピストン60A,60Bが径方向に連結されるため、ピストン60A,60Bの径方向の間の距離が大きくなることが制限される。また、ピストン60A,60Bが径方向において互いに反対方向に移動しようとする一方、連結棒130の長さが変化しないため、ピストン60Aが径方向の外側に移動しようとする力と、ピストン60Bが径方向の外側に移動しようとする力とが打ち消し合う。このため、ピストン60A,60Bのシール部分62の外周面62Bが外周壁31の内周面31Cに押し付けられる力が小さくなることにより、シール部分62と外周壁31との間の摩擦力が小さくなる。したがって、ピストン60A,60Bが円滑に移動するため、ロータリーアクチュエータ1の出力効率の低下を抑制することができる。
図12を参照して、実施の形態5のロータリーアクチュエータ1の構成について説明する。なお、実施の形態5のロータリーアクチュエータ1において実施の形態1のロータリーアクチュエータ1の構成と共通する構成要素には、共通の符号を用い、その説明の一部または全部を省略する。
ロータリーアクチュエータ1は、ピストン60A,60Bと接触する転がり軸受140を備えている。このため、ピストン60A,60Bが公転するとき、シール部分62と接触した転がり軸受140の内輪142がピストン60A,60Bと一体に回転する。したがって、ピストン60A,60Bが円滑に公転するため、ロータリーアクチュエータ1の出力効率の低下を抑制することができる。
実施の形態1〜5に関する説明は、本発明に従うロータリーアクチュエータが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従うロータリーアクチュエータは、実施の形態1〜5以外に例えば以下に示される実施の形態1〜5の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。また実施の形態1〜5は、相互に矛盾しない少なくとも2つの実施の形態が組み合わせられた形態を取り得る。
ピストン60A,60B,110A,110Bのシール部分62,115の外周面62B,115Aがシリンダブロック30の外周壁31の内周面31Cに押し付けられる力を抑制するストッパとして、上記実施の形態2〜4の構成以外に図13または図14に示されるような構成としてもよい。
摩擦力低減手段は、上記実施の形態1のローラー81に代えて、図15または図16に示されるようなボール170をピストン60A,60Bと外周壁31との間に配置した構成であってもよい。
上記実施の形態1のローラー81によるピストン60A,60Bの支持構造を図17または図18に示されるような構成に変更してもよい。
上記実施の形態1のローラー81は、ピストン60A,60Bの径方向の外側に限られず、ピストン60A,60Bの径方向の中央部分に配置されてもよい。具体的には、ピストン60A,60Bの径方向の中央部分には、円弧状であり、ピストン60A,60Bを軸方向に貫通する貫通孔が形成される。この貫通孔には、ローラー81が挿入される。そして、ピストン60A,60Bが公転するとき、貫通孔の内周面がローラー81と接触してローラー81がピストン60A,60Bに対して転がる。これにより、上記実施の形態1の(1)の効果と同様の効果を奏することができる。
上記実施の形態1のピストン60A,60Bのピストン本体61から平坦面61Aを省略してもよい。この場合、ピストン本体61は、シール部分62と同様の形状に形成される。またローラー81は、ピストン本体61と点接触する。またピストン本体61から平坦面61Aを省略した場合、ピストン本体61の外周面と外周壁31の内周面31Cとが接触するようにピストン本体61を形成してもよい。
上記実施の形態2のピストン110A,110Bとアーム101A,101Bとの連結構造は、第1ボルト121および第2ボルト122が第1固定孔113および第2固定孔114へのねじ込みによる固定に限られない。
上記実施の形態1,3〜5のロータリーアクチュエータ1は、アーム対51A,51Bの2つのアーム52の間にピストン60A,60Bが配置された状態でボルト70およびナット71により連結する構造であるが、アーム対51A,51Bとピストン60A,60Bとの連結構造はこれに限られない。例えば、ボルト70およびナット71に代えて、図19に示されるように、ピストン60Aのピストン本体61の軸方向の両側には、アーム対51Aの各アーム52と嵌合する嵌合凹部67が形成される。この構成によれば、アーム対51Aに対するピストン60Aの径方向の外側への回転が規制される。なお、ピストン60Bについても嵌合凹部67が形成されてもよい。この場合、ピストン60Bとアーム対51Bとの連結構造は、ピストン60Aとアーム対51Aとの連結構造と同様である。また上記実施の形態2のピストン110A,110Bについても同様に変更してもよい。
上記実施の形態3および4のロータリーアクチュエータ1は、第1油圧室37A,37Bの油圧によりピストン60A,60Bが押されたとき、ピストン60A,60B,110A,110Bのピストン本体61,111が外周壁31の内周面31Cと接触するが、これに限られない。上記実施の形態3および4のロータリーアクチュエータ1は、上記実施の形態1のように、ピストン本体61,111と外周壁31の内周面31Cとの間に隙間Gを形成することにより、ピストン60A,60B,110A,110Bのピストン本体61,111が外周壁31の内周面31Cと接触しないようにしてもよい。
20 :シリンダ(ハウジング)
22 :円弧領域
31 :外周壁
31C :内周面
37A :第1油圧室(圧力室)
37B :第1油圧室(圧力室)
39 :外側油圧室(摩擦低減手段、ストッパ、外側圧力室)
40 :出力軸
51A :アーム対
51B :アーム対
52 :アーム
60A :ピストン(第1のピストン)
60B :ピストン(第2のピストン)
61 :ピストン本体
61A :平坦面
62A :端面
62B :外周面
66 :導入油路(摩擦低減手段、ストッパ、媒体路)
80 :摩擦低減手段
81 :ローラー
82 :転がり軸受(軸受)
100 :アームユニット
101A:アーム
101B:アーム
104 :第1挿入孔(第1連結部)
105 :第2挿入孔(第2連結部)
110A:ピストン
110B:ピストン
111 :ストン本体
113 :1固定孔(第1連結部)
114 :2固定孔(第2連結部)
115 :シール部分
115A:外周面
121 :第1ボルト(第1連結部)
122 :第2ボルト(第2連結部)
130 :連結棒(摩擦低減手段、ストッパ)
140 :転がり軸受
143 :転動体
150 :リング(摩擦低減手段、ストッパ)
160A:連結棒
160B:連結棒
180 :ローラー
190 :ローラー
G :隙間
Claims (9)
- 出力軸に連結され、前記出力軸を中心にハウジング内に円弧状に形成された円弧領域内を圧力媒体の作用により移動するピストンを備えたロータリーアクチュエータであって、
前記ピストンの外周面と前記円弧領域を構成する前記ハウジングの内周面との間の摩擦力を低減する摩擦低減手段を備え、前記摩擦低減手段は、前記ピストンの外周面と接触して前記ピストンの移動にともない転がるローラーであり、
前記ピストンは、前記ピストンの先端部分に設けられるシール部分と、前記ピストンの先端部分と反対側に設けられる基端部分とを有し、
前記ローラーは、前記円弧領域において前記ピストンの基端部分に近い側の端部に配置され、
前記シール部分と前記ローラーとによって、前記ピストンの外側面の一部と、前記ピストンの外側面と対向する前記ハウジングの内周面との間には、隙間が形成されている
ロータリーアクチュエータ。 - 前記ローラーは、軸受により支持される
請求項1に記載のロータリーアクチュエータ。 - 前記ピストンの外周面は、平坦面を有し、
前記ローラーは、前記平坦面に線接触する
請求項1または2に記載のロータリーアクチュエータ。 - 出力軸に連結され、前記出力軸を中心にハウジング内に円弧状に形成された円弧領域内を圧力媒体の作用により移動するピストンを備えたロータリーアクチュエータであって、
前記ピストンの外周面と前記円弧領域を構成する前記ハウジングの内周面との間の摩擦力を低減する摩擦低減手段であって前記ピストンが前記ハウジングの内周面に押される力を抑えるストッパを備え、
前記ピストンと、前記出力軸および前記ピストンを連結するアームとは、前記出力軸を中心とする周方向に互いに離れた第1の連結部と第2の連結部とにより、前記出力軸の軸方向に連結され、
前記第1の連結部および前記第2の連結部の少なくとも一方が前記ストッパを構成する
ロータリーアクチュエータ。 - 出力軸に連結され、前記出力軸を中心にハウジング内に円弧状に形成された円弧領域内を圧力媒体の作用により移動するピストンを備えたロータリーアクチュエータであって、
前記ピストンの外周面と前記円弧領域を構成する前記ハウジングの内周面との間の摩擦力を低減する摩擦低減手段であって前記ピストンが前記ハウジングの内周面に押される力を抑えるストッパを備え、
前記ピストンの外周面と前記ハウジングの内周面との間には、前記ピストンと前記円弧領域とにより形成された圧力室と連通しており前記ハウジングの内周面および封止部材によって囲まれた外側圧力室が形成され、
前記ストッパは、前記外側圧力室と、前記圧力室と前記外側圧力室とを連通する媒体路とを備える
ロータリーアクチュエータ。 - 出力軸に連結され、前記出力軸を中心にハウジング内に円弧状に形成された円弧領域内を圧力媒体の作用により移動するピストンを備えたロータリーアクチュエータであって、
前記ピストンとして前記出力軸と直交する方向である直交方向に互いに対向する第1のピストンおよび第2のピストンを備え、前記第1のピストンおよび前記第2のピストンそれぞれは、アームを介して前記出力軸に連結され、
前記ピストンの外周面と前記円弧領域を構成する前記ハウジングの内周面との間の摩擦力を低減する摩擦低減手段であって前記ピストンが前記ハウジングの内周面に押される力を抑えるストッパを備え、前記ストッパは、前記直交方向において前記第1のピストンおよび前記第2のピストンを連結する連結棒である
ロータリーアクチュエータ。 - 出力軸に連結され、前記出力軸を中心にハウジング内に円弧状に形成された円弧領域内を圧力媒体の作用により移動するピストンを備えたロータリーアクチュエータであって、
前記ピストンとして前記出力軸と直交する方向である直交方向に互いに対向する第1のピストンおよび第2のピストンを備え、前記第1のピストンおよび前記第2のピストンそれぞれは、アームを介して前記出力軸に連結され、
前記ピストンの外周面と前記円弧領域を構成する前記ハウジングの内周面との間の摩擦力を低減する摩擦低減手段であって前記ピストンが前記ハウジングの内周面に押される力を抑えるストッパを備え、前記ストッパは、前記第1のピストンと前記第2のピストンとを連結するリングである
ロータリーアクチュエータ。 - 出力軸に連結され、前記出力軸を中心にハウジング内に円弧状に形成された円弧領域内を圧力媒体の作用により移動するピストンを備えたロータリーアクチュエータであって、
前記円弧領域を構成するものであって前記出力軸と同軸で回転可能であり前記ピストンの外周面と接触する回転輪、および、前記ハウジングの内周面と前記回転輪との間に配置された転動体を備える、転がり軸受を備える
ロータリーアクチュエータ。 - 前記ピストンの外側面の一部と、前記ピストンの外側面と対向する前記ハウジングの内周面との間には、隙間が形成されている
請求項4〜8のいずれか一項に記載のロータリーアクチュエータ。
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