JP6495648B2 - ロータリーアクチュエータ - Google Patents

ロータリーアクチュエータ Download PDF

Info

Publication number
JP6495648B2
JP6495648B2 JP2014258964A JP2014258964A JP6495648B2 JP 6495648 B2 JP6495648 B2 JP 6495648B2 JP 2014258964 A JP2014258964 A JP 2014258964A JP 2014258964 A JP2014258964 A JP 2014258964A JP 6495648 B2 JP6495648 B2 JP 6495648B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
peripheral surface
rotary actuator
output shaft
inner peripheral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014258964A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016118270A (ja
Inventor
伊藤 浩二
浩二 伊藤
淳 福井
淳 福井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nabtesco Corp
Original Assignee
Nabtesco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nabtesco Corp filed Critical Nabtesco Corp
Priority to JP2014258964A priority Critical patent/JP6495648B2/ja
Priority to EP15200387.7A priority patent/EP3037677B1/en
Priority to US14/974,192 priority patent/US10352169B2/en
Publication of JP2016118270A publication Critical patent/JP2016118270A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6495648B2 publication Critical patent/JP6495648B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C9/00Oscillating-piston machines or engines
    • F01C9/002Oscillating-piston machines or engines the piston oscillating around a fixed axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/02Arrangements of bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08Rotary pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0057Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
    • F04C15/0076Fixing rotors on shafts, e.g. by clamping together hub and shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/12Characterised by the construction of the motor unit of the oscillating-vane or curved-cylinder type
    • F15B15/125Characterised by the construction of the motor unit of the oscillating-vane or curved-cylinder type of the curved-cylinder type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Actuator (AREA)

Description

本発明は、例えば航空機の翼の舵面を変更するためのロータリーアクチュエータに関する。
従来から、ベーン型のロータリーアクチュエータと比較して内部漏洩を抑制したロータリーアクチュエータの開発が進められている。この種のロータリーアクチュエータとして例えば特許文献1のロータリーアクチュエータは、出力軸に設けられたアームに対して回転可能に連結された円弧状のピストンと、出力軸およびピストンを収容し、圧力媒体が供給されるシリンダとを備えている。ピストンの先端部分には、シールが取り付けられ、シリンダの内部空間である中空領域を円弧状の第1圧力室および第2圧力室に区画している。ロータリーアクチュエータは、圧力媒体がシリンダの第1圧力室および第2圧力室の一方に供給され、第1圧力室および第2圧力室の他方の圧力室の圧力媒体が排出されることにより、ピストンが押されて出力軸が回動する。
特開2013−113347号公報
特許文献1のロータリーアクチュエータによれば、圧力媒体によりピストンが押されるとき、アームとピストンとの連結部分を中心として、ピストンの先端部分がシリンダの内周面に押し付けられる。このため、ピストンとシリンダとの間の摩擦力が大きくなり、圧力媒体がピストンを押す力に対する出力軸の駆動トルクで示されるロータリーアクチュエータの出力効率が低下してしまう。
本発明の目的は、シリンダに対してピストンが円滑に移動することができるロータリーアクチュエータを提供することである。
(1)本発明に従うロータリーアクチュエータの一形態は、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る。
本ロータリーアクチュエータによれば、摩擦低減手段によりピストンの外周面とハウジングの内周面との間の摩擦力が小さくなるため、圧力室の圧力媒体によりピストンが押されてピストンの外周面がハウジングの内周面に押し付けられたとしてもピストンがハウジングに対して円滑に移動することができる。したがって、ロータリーアクチュエータの出力効率の低下を抑制することができる。
(2)上記ロータリーアクチュエータに従属する一形態によれば、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る。
本ロータリーアクチュエータによれば、ピストンの外周面がローラーにより支持されるため、ピストンの外周面の一部はハウジングの内周面とのすべり摩擦に代えて転がり摩擦となる。このため、ピストンの外周面とハウジングの内周面との摩擦力が小さくなり、ピストンがハウジングに対して円滑に移動することができる。
(3)上記ロータリーアクチュエータに従属する一形態によれば、前記ローラーは、軸受により支持される。
本ロータリーアクチュエータによれば、軸受によりローラーがより転がりやすくなるため、ピストンとローラーとの転がり摩擦が小さくなる。
(4)上記ロータリーアクチュエータに従属する一形態によれば、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。
本ロータリーアクチュエータによれば、ピストンの外周面とローラーとが点接触する構成と比較して、ローラーが変形しにくい。このため、ピストンに対してローラーが転がりやすくなる。
(5)上記ロータリーアクチュエータに従属する一形態によれば、前記摩擦低減手段は、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る。
本ロータリーアクチュエータによれば、ストッパを備えていない構成と比較して、ピストンがハウジングの内周面に押される力が小さくなるため、ピストンの外周面とハウジングの内周面との間の摩擦力が大きくなることが抑制される。
(6)上記ロータリーアクチュエータに従属する一形態によれば、前記出力軸と前記ピストンとを連結するアームを備え、前記ピストンと前記アームとは、互いに離間した第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。
本ロータリーアクチュエータによれば、ストッパがアームとピストンとの連結部により構成されるため、例えばストッパが出力軸とピストンとを連結する連結棒の場合と比較して、ロータリーアクチュエータの構成が簡単になる。
(7)上記ロータリーアクチュエータに従属する一形態によれば、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。
本ロータリーアクチュエータによれば、媒体路を介して外側圧力室の油圧がピストンの外周面を内側に押す力となることによりピストンの外周面がハウジングの内周面に押される力が小さくなる。
また、外側圧力室がピストンの移動とともに移動するため、ピストンの移動範囲にかかわらず外側圧力室を形成することができる。このため、外側圧力室の形成場所の自由度が向上する。
(8)上記ロータリーアクチュエータに従属する一形態によれば、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。
本ロータリーアクチュエータによれば、連結棒が第1のピストンおよび第2のピストンに対して共通のストッパとなるため、複数のピストンを備える場合に各ピストンにストッパを備える構成と比較して、ロータリーアクチュエータの部品点数が少なくなる。
(9)上記ロータリーアクチュエータに従属する一形態によれば、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。
本ロータリーアクチュエータによれば、リングが第1のピストンおよび第2のピストンに対して共通のストッパとなるため、複数のピストンを備える場合に各ピストンにストッパを備える構成と比較して、ロータリーアクチュエータの部品点数が少なくなる。
(10)本発明に従うロータリーアクチュエータの一形態は、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し、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。
本ロータリーアクチュエータによれば、ピストンの移動とともに転がり軸受の回転輪がピストンの移動方向に回転するため、ピストンの外周面が回転輪に押し付けられたとしてもピストンが円滑に移動することができる。
(11)上記ロータリーアクチュエータに従属する一形態によれば、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。
本願発明者は、ハウジングの内周面に接触するピストンの外周面の接触面積を小さくしたところ、ピストンの外周面とハウジングの内周面との間の摩擦力が小さくなることを知見した。そこで、本ロータリーアクチュエータによれば、ピストンの外側面とハウジングの内周面との間に隙間を形成することにより、ハウジングの内周面に対するピストンの外周面の接触面積を小さくしている。これにより、ピストンがハウジングに対して円滑に移動することができる。
上記ロータリーアクチュエータによれば、シリンダに対してピストンが円滑に移動することができる。
実施の形態1のロータリーアクチュエータの縦断面図。 シリンダブロックの平面図。 ロータリーアクチュエータの一部の分解斜視図。 ロータリーアクチュエータの内部構造を示す平面図。 図4の5−5線の断面図。 ロータリーアクチュエータを備える駆動装置の構成図。 実施の形態2のロータリーアクチュエータの一部の分解斜視図。 ロータリーアクチュエータの内部構造を示す平面図。 実施の形態3のロータリーアクチュエータのピストンの分解斜視図。 ロータリーアクチュエータの内部構造を示す断面図。 実施の形態4のロータリーアクチュエータの内部構造を示す断面図。 実施の形態5のロータリーアクチュエータの内部構造を示す断面図。 変形例1のロータリーアクチュエータの内部構造を示す平面図。 変形例1の別のロータリーアクチュエータの内部構造を示す平面図。 変形例2のロータリーアクチュエータの内部構造を示す平面図。 変形例2の別のロータリーアクチュエータの内部構造を示す平面図。 変形例3のピストンとローラーとを示す断面図。 変形例3の別のピストンとローラーとシリンダブロックとを示す断面図。 変形例7のアーム対とピストンとの分解斜視図。
(実施の形態1)
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。
図1に示されるように、ロータリーアクチュエータ1は、圧力媒体の一例である作動油により出力軸40を回動させて駆動トルクを出力する。なお、圧力媒体として、作動油以外に圧縮空気等の圧力流体が用いられてもよいし、金属材料、セラミックス材料、またはこれら複合物等を素材とした粉末粒子状の粉体が用いられてもよい。
ロータリーアクチュエータ1のケース10は、両端部が開口した筒状のケース本体11を備えている。ケース本体11の両端部には、ケース本体11の開口部分を閉塞する円盤状の閉塞体12が固定されている。ケース10において、ケース本体11および2個の閉塞体12により囲まれた内部空間には、ハウジングの一例であるシリンダ20、および、出力軸40が収容されている。出力軸40の両端部は、一点鎖線により示されるロータリーアクチュエータ1の軸方向(以下、「軸方向」)において各閉塞体12からケース10の外側に向けて突出している。各閉塞体12の外周部分には、ケース本体11と閉塞体12との間をシールする2個の外周シール13が取り付けられ、各閉塞体12の内周部分には、出力軸40と閉塞体12との間をシールする2個の内周シール14が取り付けられている。これにより、ケース10の内部空間が密閉されている。
シリンダ20は、円筒状に形成された5個のシリンダブロック30が軸方向に積層されることにより構成され、2個の閉塞体12により軸方向に挟み込まれている。シリンダ20には、作動油が供給される中空領域21が形成されている。中空領域21には、出力軸40を回転させるための第1のピストンの一例であるピストン60Aと第2のピストンの一例であるピストン60Bとを一組とした4組のピストン60A,60Bと、出力軸40とピストン60A,60Bとを連結する4個のアームユニット50とが収容されている。中空領域21は、互いに連通した2つの領域である円弧領域22および開口領域23から構成されている。円弧領域22は、軸方向において隣り合うシリンダブロック30の間に形成され、開口領域23は、軸方向において5個のシリンダブロック30を貫通する空間として形成されている。
なお、アームユニット50および一組のピストン60A,60Bの個数は限定されない。また3個以上のピストンを一組のピストンとしてもよい。一組のピストン60A,60Bに限られず、1個のピストンであってもよい。またシリンダブロック30の個数は、アームユニット50および一組のピストン60A,60Bの個数に応じて変更可能である。
図2に示されるように、シリンダブロック30は、円環状の外周壁31を備えている。ロータリーアクチュエータ1において出力軸40と直交する方向である径方向(以下、「径方向」)において対向した外周壁31の2箇所には、円弧状の底壁32が径方向の内側に向けて延びている。各底壁32の内周部分には、外周壁31と径方向に対向する円弧状の内周壁34が形成されている。ロータリーアクチュエータ1の周方向(以下、「周方向」)において底壁32の一方の端部には、有底円筒状の軸受支持部32Bが形成され、底壁32の他方の端部には、位置決め穴32Aが形成されている。軸受支持部32Bは、軸方向においてシリンダブロック30の底壁32側の端部に形成されている。外周壁31において底壁32の周方向の一方の端部に対応する部分には、凹部31Aが形成されている。各底壁32の周方向の端部には、各底壁32を互いに連結する連結壁33が接続されている。連結壁33の径方向の寸法は、底壁32の径方向の寸法よりも小さい。径方向において連結壁33と外周壁31との間には、シリンダブロック30を軸方向に貫通する開口部35が形成されている。連結壁33の内側には、シリンダブロック30を軸方向に貫通する挿入孔36が形成されている。シリンダブロック30は、外周壁31、底壁32、連結壁33、および、内周壁34が連続した単一部材として構成されている。
円弧領域22は、内周壁34と、外周壁31において内周壁34と対向する部分と、底壁32とにより囲まれ、出力軸40を中心とした円弧状かつ長孔状の空間として形成されている。すなわち、円弧領域22は、シリンダ20(図1参照)において径方向に対向した2箇所に形成されている。開口領域23は、2つの内周壁34の周方向の間の部分、および、2つの開口部35により形成されている。なお、底壁32が開口部35の軸方向の一方を覆うように形成されることにより、開口領域23が円弧領域22と同様に軸方向において隣り合うシリンダブロック30の間に形成されてもよい。
図3に示されるように、シリンダブロック30の挿入孔36には、出力軸40が挿入される。出力軸40には、アームユニット50が出力軸40に対する回転が不能な状態で取り付けられている。アームユニット50は、アームの一例である一対のアーム対51A,51Bと、各アーム対51A,51Bを連結し、出力軸40に固定されるリング状の連結部53とを備えている。一対のアーム対51A,51Bは、径方向において対向した位置に配置されている。各アーム対51A,51Bは、軸方向に離間し、径方向に延びる扇状に形成された2個のアーム52を備えている。なお、各アーム対51A,51Bは、連結部53が省略されて出力軸40に直接固定される構成であってもよい。また出力軸40と各アーム対51A,51Bとが単一部材として形成されてもよい。
アーム対51Aの先端部分には、ピストン60Aが取り付けられ、アーム対51Bの先端部分には、ピストン60Bが取り付けられる。ピストン60Aは、円弧状のピストン本体61と、ピストン本体61の先端部分から周方向に延びるシール部分62とを備えている。
ピストン60Aのシール部分62は、端面62Aが円形となるように形成されている。シール部分62には、円環状のパッキン63が取り付けられている。パッキン63の一例は、Oリングである。
ピストン本体61の基端部分には、軸方向に貫通し、ボルト70が通される連結孔61Bが形成されている。ピストン本体61の基端部分は、アーム対51Aの一対のアーム52の間に挿入された状態において、ボルト70およびナット71によりアーム対51Aに対してピストン本体61が回転可能に連結される。なお、ピストン本体61は、円弧状以外の形状、例えばアーム52に向かう直線状に形成されてもよい。
ピストン60Aのピストン本体61の外周面(外側面)は、軸方向に沿った平坦面61Aを備えている。図4に示されるように、ピストン本体61の平坦面61Aとシリンダブロック30の外周壁31との間には、隙間Gが形成されている。隙間Gは、開口領域23と連通し、作動油が満たされている。なお、ピストン60Bはピストン60Aと同一形状であり、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。
図3に示されるように、ロータリーアクチュエータ1は、摩擦低減手段80を備えている。摩擦低減手段80は、ピストン60A,60Bを径方向の外側から支持する円柱状のローラー81と、ローラー81をシリンダブロック30に対して回転可能に支持する軸受の一例である2個の転がり軸受82とを備えている。なお、軸受は、転がり軸受82に限られず、すべり軸受、磁気軸受、空気軸受等であってもよい。
2個の転がり軸受82は、ローラー81の軸方向の両端部に取り付けられている。転がり軸受82は、シリンダブロック30の軸受支持部32Bに取り付けられる。このため、転がり軸受82は、ピストン本体61の軸方向の両側に配置される。
図4に示されるように、ローラー81は、外周壁31の凹部31Aに通され、底壁32の周方向の一方の端部に位置している。ローラー81は、外周壁31の内周面31Cよりも内側に突出している。図5に示されるように、ローラー81の軸方向の寸法は、ピストン本体61の軸方向の寸法よりも大きい。ローラー81は、ピストン本体61の平坦面61Aに線接触している。またローラー81とピストン60Bとの関係は、ローラー81とピストン60Aとの関係と同様である。なお、摩擦低減手段80として、複数のローラー81がピストン60Aを支持してもよいし、複数のローラー81がピストン60Bを支持してもよい。
図3に示されるように、シリンダブロック30の各底壁32の位置決め穴32Aには、円柱状の区画ピストン24A,24Bが取り付けられる。区画ピストン24A,24Bの先端部分には、円環状のパッキン25が取り付けられている。パッキン25の一例は、Oリングである。区画ピストン24A,24Bの中央部分には、軸方向に延びるピン27が取り付けられている。ピン27は、区画ピストン24A,24Bから軸方向に突出している。ピン27は、位置決め穴32Aに例えば圧入されている。図4に示されるように、区画ピストン24A,24Bの基端部分には、底壁32の周方向の他方の端面に平行となる切欠部26が形成されている。なお、区画ピストン24A,24Bに代えて、シリンダブロック30に区画ピストン24A,24Bに相当する区画壁を形成してもよい。
図4に示されるように、円弧領域22において区画ピストン24Aとピストン60Aのシール部分62との周方向の間の領域により圧力室の一例である第1油圧室37Aが構成されている。円弧領域22において区画ピストン24Bとピストン60Bのシール部分62の周方向の間の領域により圧力室の一例である第1油圧室37Bが構成されている。また開口領域23と、円弧領域22においてピストン60Aのシール部分62により区画された領域、および、円弧領域22においてピストン60Bのシール部分62により区画された領域とにより第2油圧室38が構成されている。第1油圧室37A,37Bの作動油は、シリンダブロック30の外周壁31において第1油圧室37A,37Bに面した部分に形成された給排孔31Bにより給排される。第2油圧室38の作動油は、閉塞体12において第2油圧室38に面した部分に形成された給排孔12Aにより給排される。
次に、図6を参照して、ロータリーアクチュエータ1を備える駆動装置90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。
制御バルブ93は、例えばソレノイドバルブであり、油圧源91、リザーバー92、および、ロータリーアクチュエータ1に接続されている。制御バルブ93は、第1連通位置93X、第2連通位置93Y、および、遮断位置93Zに切り替え可能である。第1連通位置93Xは、油圧源91から第1油圧室37A,37Bに作動油を供給し、第2油圧室38から作動油を排出するバルブ位置である。第2連通位置93Yは、油圧源91から第2油圧室38に作動油を供給し、第1油圧室37A,37Bから作動油を排出するバルブ位置である。遮断位置93Zは、油圧源91からロータリーアクチュエータ1への作動油の供給、および、ロータリーアクチュエータ1からリザーバー92への作動油の排出を遮断するバルブ位置である。
駆動装置90により駆動されるロータリーアクチュエータ1の動作について説明する。
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。
制御部94は、出力軸40を逆転させるとき、制御バルブ93が第2連通位置93Y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2油圧室38に供給され、第1油圧室37A,37Bの作動油が排出されるため、ピストン60A,60Bが逆転方向(図6では反時計回り)に公転する。これにより、出力軸40が逆転する。
また制御部94は、出力軸40の回動を停止させるとき、制御バルブ93が遮断位置93Zとなるようにバルブを制御する。これにより、第1油圧室37A,37Bおよび第2油圧室38の作動油の給排が停止されるため、ピストン60A,60Bが公転しない。これにより、出力軸40の回動が停止する。
本実施形態によれば、以下の作用および効果を奏する。
(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。
一方、ピストン60A,60Bのピストン本体61は、摩擦低減手段80であるローラー81により支持される。これにより、ピストン60A,60Bの正転方向への公転にともないローラー81が回転する。このように、ピストン60A,60Bが正転方向に公転するとき、シール部分62はすべり摩擦である一方、ピストン本体61は転がり摩擦となる。このため、シール部分62およびピストン本体61と外周壁31の内周面31Cとの間の摩擦がすべり摩擦であると仮定した場合と比較して、ピストン本体61と外周壁31の内周面31Cとの間の摩擦力が小さくなる。
また、ローラー81が外周壁31の内周面31Cよりも内側でピストン本体61を支持することにより、シール部分62の外周面62Bが外周壁31の内周面31Cに押し付けられる力が小さくなる。このため、シール部分62の外周面62Bと外周壁31の内周面31Cとの間の摩擦力が小さくなる。このように、ピストン60A,60Bのシール部分62の外周面62Bと外周壁31の内周面31Cとの間の摩擦力が小さくなることにより、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。
(2)摩擦低減手段80は、シリンダブロック30に対するローラー81の回転が可能な状態で支持する転がり軸受82を備えている。このため、ピストン60A,60Bの公転に対してローラー81が転がりやすくなるため、ピストン60A,60Bとローラー81との転がり摩擦力が小さくなる。
(3)ローラー81は、ピストン60A,60Bのピストン本体61の平坦面61Aに線接触している。このため、ローラー81がピストン60A,60Bのピストン本体61の外周面に点接触すると仮定した構成と比較して、ローラー81が変形しにくい。したがって、ピストン60A,60Bに対してローラー81が転がりやすくなる。
(4)本願発明者は、ピストン60A,60Bのピストン本体61をシリンダブロック30の外周壁31の内周面31Cに非接触としたところ、ピストン60A,60Bと外周壁31との間の摩擦力が小さくなることを知見した。その理由として、ピストン60A,60Bが公転するときにピストン本体61が外周壁31の内周面31Cと接触すると仮定した構成の場合、ピストン60A,60Bが第1油圧室37A,37Bの油圧を受けたとき、ピストン本体61が径方向の外側に変形してピストン本体61が外周壁31の内周面31Cを押し付ける。このため、ピストン本体61と外周壁31の内周面31Cとの間の摩擦力が大きくなる場合がある。しかし、ピストン60A,60Bのピストン本体61と外周壁31の内周面31Cとが非接触の場合、ピストン本体61の変形にともない外周壁31の内周面31Cをピストン本体61が押すことが回避される。このため、ピストン60A,60Bと外周壁31の内周面31Cとの間の摩擦力が小さくなると考えられる。
そこで、本実施形態では、ピストン60A,60Bのピストン本体61と外周壁31の内周面31Cとの間にピストン本体61が径方向の外側に変形しても外周壁31の内周面31Cとは接触しない隙間Gを形成することにより、外周壁31の内周面31Cに接触するピストン60A,60Bの接触面積を小さくしている。このため、ピストン60A,60Bが円滑に移動することができる。
(5)シリンダブロック30の軸受支持部32Bがシリンダブロック30における軸方向の端部に形成されている。このため、ローラー81を支持する2個の転がり軸受82の軸方向の間の距離を大きくすることができる。したがって、シリンダブロック30の加工誤差およびシリンダ20の組立誤差に起因する2個の軸受支持部32Bの間の位置ずれに対するローラー81の傾きが小さくなる。これにより、ローラー81がピストン60A,60Bを押す力が大きくなることが抑制されるため、ローラー81とピストン60A,60Bの平坦面61Aとの間の摩擦力が大きくなることが抑制される。
(実施の形態2)
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7に示されるように、出力軸40に対して回転不能な状態で出力軸40に取り付けられたアームユニット100は、出力軸40に対して点対称となるように配置された一対のアーム101A,101Bと、一対のアーム101A,101Bを連結し、出力軸40に固定される連結部106とを備えている。アーム101Aは、径方向に延びる第1アーム102と、第1アーム102の径方向の外側から周方向に延びる第2アーム103とを備えている。第2アーム103には、第2アーム103を軸方向に貫通する第1挿入孔104および第2挿入孔105が周方向に離間するように形成されている。各挿入孔104,105には、ザグリ部104A,105Aが形成されている。なお、アーム101Bは、アーム101Aと同形状である。
ピストン110Aは、円弧状のピストン本体111と、ピストン本体111の先端部分から周方向に延びるシール部分115とを備えている。シール部分115は、その端面が円形となるように形成されている。シール部分115には、円環状のパッキン116が取り付けられている。パッキン116の一例は、Oリングである。ピストン本体111は、軸方向において第2アーム103と重なる。ピストン本体111において第2アーム103と重なる部分は、軸方向に切り欠かれた切欠部112が形成されている。切欠部112において第1挿入孔104および第2挿入孔105と対向する部分には、第1固定孔113および第2固定孔114が形成されている。なお、ピストン110Bは、ピストン110Aと同形状である。
アーム101Aおよびピストン110Aは、第1ボルト121が第1挿入孔104に挿入され、第1固定孔113にねじ込まれ、第2ボルト122が第2挿入孔105に挿入され、第2固定孔114にねじ込まれることにより互いに固定される。第1ボルト121のボルト頭はザグリ部104Aに収容され、第2ボルト122のボルト頭はザグリ部105Aに収容されている(図8参照)。アーム101Bおよびピストン110Bは、アーム101Aおよびピストン110Aの固定構造と同様に固定される。
なお、第1挿入孔104、第1固定孔113、および、第1ボルト121は第1の連結部およびストッパを構成し、第2挿入孔105、第2固定孔114、および、第2ボルト122は第2の連結部およびストッパを構成する。
また、アーム101Aとピストン110Aとの連結部は3箇所以上であってもよいし、アーム101Bとピストン110Bとの連結部は3箇所以上であってもよい。また、アーム101Aとピストン110Aとが単一部材から構成されてもよいし、アーム101Bとピストン110Bとが単一部材から構成されてもよい。アーム101Aとピストン110Aとが単一部材およびアーム101Bとピストン110Bとが単一部材の場合、各挿入孔104,105、各固定孔113,114、および、各ボルト121,122が省略される。
本実施形態によれば、以下の作用および効果を奏する。
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。
また、ピストン110A,110Bのシール部分115の径方向の外側の移動を制限するストッパとして、出力軸40とピストン110A,110Bとを連結する連結棒を追加した構成と比較して、ロータリーアクチュエータ1の構成が簡単になる。
(実施の形態3)
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。
図9に示されるように、ピストン60A,60Bのピストン本体61においてシール部分62と周方向に隣り合う部分の外周部分には、周方向が長手となり、軸方向が短手となる環状溝64が形成されている。この環状溝64には、パッキン65が取り付けられる。パッキン65の一例は、Oリングである。
ピストン60A,60Bには、シール部分62の端面62Aと、ピストン本体61の外周面のうちの環状溝64に囲まれた部分とを連通する媒体路およびストッパの一例である導入油路66が形成されている。導入油路66は、端面62Aに直交する方向に延びる直線状の第1油路66Aと、第1油路66Aから径方向に延びる第2油路66Bとから構成される。第1油路66Aの通路断面積は、第2油路66Bの通路断面積よりも大きい。
図10に示されるように、ピストン本体61においてパッキン65で囲まれた部分と、この部分と対向するシリンダブロック30の外周壁31の内周面31Cとの間には外側圧力室およびストッパの一例である外側油圧室39が形成される。外側油圧室39は、導入油路66を介して第1油圧室37A,37Bと連通する。このため、外側油圧室39には、第1油圧室37A,37Bの油圧が供給される。
なお、外側油圧室39は、上記実施の形態4の外側油圧室39よりもピストン本体61のシール部分62から離れる側の部分に形成されてもよい。また、第1油圧室37A,37Bと外側油圧室39とを連通する導入油路は、ピストン60A,60Bに限られず、シリンダブロック30の外周壁31に形成されてもよい。この場合、外側油圧室39は、ピストン60A,60Bが公転しても導入油路と外側油圧室39とが連通した状態が維持されるように外周壁31に形成される。
本実施形態によれば、以下の作用および効果を奏する。
(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。
(2)ピストン本体61の環状溝64に取り付けられたパッキン65により外側油圧室39が形成されている。これにより、ピストン60A,60Bの移動にともない外側油圧室39がピストン60A,60Bと一体的に移動する。このため、ピストン60A,60Bの移動範囲にかかわらず外側油圧室39を形成することができる。
(3)外側油圧室39がピストン本体61においてシール部分62に隣り合う部分に形成されている。これにより、外側油圧室39によりシール部分62の外周面62Bが外周壁31の内周面31Cに押される力をより直接的に支持することができる。したがって、シール部分62の外周面62Bが外周壁31の内周面31Cに押される力がより小さくなる。
(実施の形態4)
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。
出力軸40には、径方向に貫通する貫通孔41が形成されている。貫通孔41には、摩擦低減手段を構成するストッパの一例である連結棒130が挿入されている。連結棒130は、出力軸40の径方向の外側に突出し、ピストン60A,60Bの内側面のそれぞれに連結されている。すなわち連結棒130は、ピストン60Aおよびピストン60Bを互いに連結している。連結棒130は、出力軸40の中心軸を通り、ピストン60A,60Bにおいてボルト70とは周方向に異なる部分に対してピストン60A,60Bに対する連結棒130の回転が不能な状態で連結されている。実施の形態4では、ピストン60A,60Bのように複数のピストンが必要である。
なお、連結棒130は、ピストン60A,60Bのピストン本体61から軸方向に突出する突起(図示略)に回転可能に連結されることにより、ピストン60A,60Bに対して回転可能に連結されてもよい。
本実施形態によれば、以下の作用および効果を奏する。
(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。
(2)連結棒130は、ピストン60A,60Bを互いに連結している。このため、連結棒130は、ピストン60A,60Bに対して共通のストッパとなる。したがって、ピストン60A,60Bのそれぞれにストッパを備えると仮定した構成と比較して、ロータリーアクチュエータ1の部品点数が少なくなる。
(実施の形態5)
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。
シリンダブロック30の外周壁31の内周面31Cには、転がり軸受140が取り付けられている。転がり軸受140は、外周壁31の内周面31Cに取り付けられた外輪141と、外輪141から径方向の内側に間隔を置いて配置された回転輪の一例である内輪142と、外輪141と内輪142との間に配置された複数の転動体143とを備えている。内輪142の内周面には、ピストン60A,60Bのシール部分62のパッキン63が接触している。転動体143の一例は、ボールである。
円弧領域22は、実施の形態1の内周壁34と、外周壁31において内周壁34と対向する部分と、底壁32とにより囲まれた空間に代えて、内輪142において内周壁34と対向する部分と、内周壁34と、底壁32とにより囲まれた空間として形成されている。
なお、転動体143は、ボール以外に円筒ころ、針状ころ等のころであってもよい。また、転がり軸受140から外輪141を省略し、外周壁31を外輪とした構成であってもよい。
本実施形態によれば、以下の作用および効果を奏する。
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。
(変形例)
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。
(変形例1)
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。
図13に示されるように、ロータリーアクチュエータ1は、ストッパとして、ピストン60A,60Bを周方向に連結するリング150を備える。リング150は、出力軸40の中心軸と同軸に配置され、各ピストン60A,60Bと一体的に回転する。各区画ピストン24A,24Bには、リング150が挿入されるための挿入孔24Cが形成される。リング150には、区画ピストン24A,24Bのピン27が挿入され、ピン27に対してリング150が移動可能とするための円弧状の長孔151が形成されている。リング150は、区画ピストン24A,24Bに対して周方向に移動可能である。この構成によれば、実施の形態4の(1)および(2)の効果に準じた効果を奏することができる。
図14に示されるように、ロータリーアクチュエータ1は、ストッパとして、出力軸40とピストン60Aとを連結する連結棒160Aと、出力軸40とピストン60Bとを連結する連結棒160Bとを備える。連結棒160A,160Bは、ボルト70およびナット71(図3参照)による各アーム対51A,51Bとピストン60A,60Bとの連結部よりもシール部分62側においてピストン60A,60Bに連結される。
(変形例2)
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。
図15に示される摩擦力低減手段によれば、ボール170がシリンダブロック30の外周壁31に回転可能な状態かつ一部が外周壁31の内周面31Cよりも内側に位置した状態で埋められる。ピストン60Aのピストン本体61の平坦面61Aは、ボール170に接触する。なお、図15では図示しないが、ピストン60Bのピストン本体61の平坦面61Aもボール170に接触する。
図16に示される摩擦力低減手段によれば、ボール170がピストン60Aのピストン本体61の外周部分に回転可能な状態かつ一部がピストン本体61の外周面よりも外側に位置した状態で埋められる。外周壁31の内周面31Cは、ボール170に接触する。なお、図16では図示しないが、ピストン60Bのピストン本体61にもボール170が埋められる。
(変形例3)
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。
図17に示されるように、ピストン60A,60Bのピストン本体61の外周面において軸方向に離間した2箇所に平坦面61Aが形成される。各平坦面61Aには、円柱状のローラー180が回転可能に線接触している。なお、各平坦面61Aに対して複数のローラー180が回転可能に線接触していてもよい。
図18に示されるように、ピストン60A,60Bのピストン本体61の外周面に平坦面61Aが形成されず、湾曲面61Cが形成される。湾曲面61Cには、軸方向に延びる鼓状のローラー190が回転可能に線接触している。ローラー190の両端部は、転がり軸受82によりシリンダブロック30に対して回転可能に支持される。
(変形例4)
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。
(変形例5)
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。
(変形例6)
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。
例えば、第1固定孔113および第2固定孔114の少なくとも一方を第1ボルト121および第2ボルト122が挿入可能な挿入孔とし、第1ボルト121および第2ボルト122のうちの挿入孔に挿入されたボルトにナットを取り付ける構成であってもよい。この場合、挿入孔と、第1ボルト121および第2ボルト122のうちの挿入孔に挿入されたボルトとの間の隙間が「0」または微小であり、挿入孔およびボルトは、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に押し付けられる力が小さくなるストッパの構成となる。
また例えば、第1ボルト121および第2ボルト122のうちの一方を省略し、ピストン110A,110Bおよびアーム101A,101Bのうちの一方に凸部を設け、他方に凹部を設ける構成であってもよい。この場合、凸部および凹部は、ピストン110A,110Bとアーム101A,101Bとの連結部およびストッパとなる。
また例えば、アーム101A,101Bが軸方向に延び、かつピストン110A,110Bと周方向に対向する構成であり、ピストン110A,110Bから切欠部112を省略した構成であって、アーム101A,101Bとピストン110A,110Bとが周方向において固定される構成であってもよい。アーム101A,101Bとピストン110A,110Bとの周方向の固定構造として、例えば、アーム101A,101Bおよびピストン110A,110Bの一方の周方向の端部に突起が形成され、アーム101A,101Bおよびピストン110A,110Bの他方の周方向の端部に突起が圧入される圧入孔が形成される。
(変形例7)
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。
(変形例8)
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。
1 :ロータリーアクチュエータ
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
JP2014258964A 2014-12-22 2014-12-22 ロータリーアクチュエータ Active JP6495648B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014258964A JP6495648B2 (ja) 2014-12-22 2014-12-22 ロータリーアクチュエータ
EP15200387.7A EP3037677B1 (en) 2014-12-22 2015-12-16 Rotary actuator
US14/974,192 US10352169B2 (en) 2014-12-22 2015-12-18 Rotary actuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014258964A JP6495648B2 (ja) 2014-12-22 2014-12-22 ロータリーアクチュエータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016118270A JP2016118270A (ja) 2016-06-30
JP6495648B2 true JP6495648B2 (ja) 2019-04-03

Family

ID=55066336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014258964A Active JP6495648B2 (ja) 2014-12-22 2014-12-22 ロータリーアクチュエータ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10352169B2 (ja)
EP (1) EP3037677B1 (ja)
JP (1) JP6495648B2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180094652A1 (en) * 2015-08-21 2018-04-05 Quality Manufacturing Inc. Piston linkage and axle drive assembly
US10718359B2 (en) 2015-08-21 2020-07-21 Quality Manufacturing Inc. Devices and systems for producing rotational actuation
US10655303B2 (en) 2016-08-05 2020-05-19 Woodward, Inc. Multi-axis rotary piston actuator
US20180094651A1 (en) * 2016-10-05 2018-04-05 Woodward, Inc. Torque Output Intensifier
WO2018098106A1 (en) * 2016-11-23 2018-05-31 Quality Manufacturing Inc. Piston linkage and axle drive assembly
US10563677B2 (en) 2016-12-21 2020-02-18 Woodward, Inc. Butterfly rotary piston type actuator
CN106640203A (zh) * 2017-02-17 2017-05-10 郑福建 摆动活塞式工作机
CN111094764B (zh) * 2017-07-14 2022-06-24 伍德沃德有限公司 具有移动密封件承载件的无支承活塞
US20220252089A1 (en) * 2021-01-20 2022-08-11 Quality Manufacturing Inc. Rotary actuator

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1761123A (en) * 1929-04-27 1930-06-03 Perry F Gruver Cylinder and piston
US2074202A (en) * 1932-11-04 1937-03-16 Benedek Elek Bearing
DE871557C (de) * 1945-08-24 1953-03-23 Von Roll Ag Gelenklose, hydraulische Ringkolben-Antriebseinrichtung
US2712483A (en) * 1953-05-15 1955-07-05 Patrick J Ciaccia Friction-reducing piston construction for internal combustion engines
GB749695A (en) * 1953-06-20 1956-05-30 Dunlop Rubber Co Braking devices for pneumatically-operated rams and the like
GB1122723A (en) * 1965-12-13 1968-08-07 Sneen Franz Improvements in and relating to oscillatory piston fluid-driven motors
US3398653A (en) * 1966-08-24 1968-08-27 John D. Foster Piston
US4644851A (en) * 1984-02-03 1987-02-24 Helix Technology Corporation Linear motor compressor with clearance seals and gas bearings
US4932313A (en) * 1988-09-30 1990-06-12 Gutknecht William H Air bearing piston and cylinder assembly
JP2521039Y2 (ja) * 1991-08-20 1996-12-25 エスペロバルブ製造株式会社 揺動シリンダ
JP2000230513A (ja) * 1999-02-10 2000-08-22 Ckd Corp ロッドの支持構造
JP4548182B2 (ja) * 2005-03-31 2010-09-22 カヤバ工業株式会社 抑屈リング、油空圧シリンダ
US7387062B2 (en) * 2006-08-03 2008-06-17 Victor Taichung Machinery Works Co., Ltd. Seal ring free piston structure
JP2009097613A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Panasonic Corp エアシリンダ及びそれを用いた圧着装置
JP2010169176A (ja) * 2009-01-22 2010-08-05 Taiyo Ltd 流体圧シリンダ
JP6022757B2 (ja) * 2011-10-31 2016-11-09 ナブテスコ株式会社 ロータリーアクチュエータ
JP5908262B2 (ja) 2011-11-28 2016-04-26 ナブテスコ株式会社 ロータリーアクチュエータ
US8955425B2 (en) * 2013-02-27 2015-02-17 Woodward, Inc. Rotary piston type actuator with pin retention features

Also Published As

Publication number Publication date
EP3037677B1 (en) 2019-06-19
EP3037677A1 (en) 2016-06-29
US10352169B2 (en) 2019-07-16
JP2016118270A (ja) 2016-06-30
US20160177722A1 (en) 2016-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6495648B2 (ja) ロータリーアクチュエータ
US10400602B2 (en) Rotary actuator
JP6022757B2 (ja) ロータリーアクチュエータ
JP4994020B2 (ja) ロータリアクチュエータ
KR20140125853A (ko) 회전식 액추에이터
JP2006233972A (ja) 液圧式多行程型のアキシャルピストン機械
US9476433B2 (en) Rotary actuator
JP2004508509A5 (ja)
JP2007132467A (ja) 真空用直線搬送装置
JP2007009801A (ja) 油圧モータ
KR20040094397A (ko) 고정너트를 가진 나사액츄에이터
JP7002283B2 (ja) トロイダル無段変速機
JP3881309B2 (ja) 油圧回転アクチュエータ
JP6093227B2 (ja) ロータリーバルブ
JP2012041969A (ja) 等速自在継手用ブーツ及び等速自在継手
US20140260952A1 (en) Rotary vane actuator seal
WO2002048578A1 (fr) Transmission variable en continu du type toroidal
KR102014941B1 (ko) 회전이 가능한 직선이송 실린더
JP2012013207A (ja) トリポード型等速ジョイント
JP7089354B2 (ja) トロイダル無段変速機
JP2002295618A (ja) トロイダル型無段変速機
JP2006077835A (ja) シール装置
JP2001021088A (ja) ロータリジョイント
JPH0535765B2 (ja)
JP6519333B2 (ja) トロイダル型無段変速機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180925

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180928

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181105

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190305

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190307

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6495648

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250