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発明の名称 揺動アクチュエータ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−263310(P2001−263310A)
公開日 平成13年9月26日(2001.9.26)
出願番号 特願2000−77451(P2000−77451)
出願日 平成12年3月21日(2000.3.21)
代理人 【識別番号】100071205
【弁理士】
【氏名又は名称】野本 陽一
【テーマコード(参考)】
3H081
【Fターム(参考)】
3H081 AA28 BB03 CC23 GG06 GG15 GG22 HH10 
発明者 山本 太
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ボディ(2)の内部で揺動する揺動部材(3)の揺動位置を前記ボディ(2)の外部に取り付けた位置検出センサ(22)により検出する機能を備えた揺動アクチュエータ(1)において、前記ボディ(2)の外部にセンサ取付溝(21)が前記揺動部材(3)の揺動中心軸線(0)と平行に設けられており、前記位置検出センサ(22)が前記センサ取付溝(21)内でその溝幅方向に固定位置調整可能に取り付けられることを特徴とする揺動アクチュエータ。
【請求項2】 外周面の長手方向に沿って延在するセンサ取付溝(21)を有するボディ(2)と、前記ボディ(2)内で往復揺動自在に支持された揺動部材(3)と、前記揺動部材(3)に設けられた被検出体(18)と、前記センサ取付溝(21)に移動可能に挿入される位置検出センサ(22)と、前記位置検出センサ(22)を所要の位置に固定する固定具(25)とを備えた揺動アクチュエータ(1)において、前記センサ取付溝(21)が、対向する一対の切欠部(21c)を除いて開口部(21a)の両縁に沿って対向して張り出す一対の張出部(21b)を備えるとともに、前記固定具(25)が、前記位置検出センサ(22)の両側面に対向する一対の対向面(25c)を備えた保持部(25b)と、ねじ部材(26)の回動によって前記一対の張出部(21b)に係止する係止部(25d)と、前記センサ取付溝(21)と直交する方向に移動可能に前記切欠部(21c)に係合するスライド部(25a)とを備えたことを特徴とする揺動アクチュエータ。
【請求項3】 固定具(25)に螺合するとともに位置検出センサ(22)を貫通して下端部がセンサ取付溝(21)の底面(21d)に当接するねじ部材(26)に、前記センサ取付溝(21)の底面(21d)との間で僅かな隙間をもって前記位置検出センサ(22)を挟持する保持部(26a)を設けたことを特徴とする請求項2記載の揺動アクチュエータ。
【請求項4】 外周面の長手方向に沿って延在するセンサ取付溝(21)を有するボディ(2)と、前記ボディ(2)内で往復揺動自在に支持された揺動部材(3)と、前記揺動部材(3)に設けられた被検出体(18)と、前記センサ取付溝(21)に移動可能に挿入される位置検出センサ(22)と、前記位置検出センサ(22)を所要の位置に固定する固定具(25)とを備えた揺動アクチュエータ(1)において、前記被検出体(18)を前記揺動部材(3)の外周面に開口する穴部(3f)に配設したことを特徴とする揺動アクチュエータ。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、揺動アクチュエータに係り、更に詳しくは、ボディの内部で揺動する揺動部材の揺動位置をボディの外部から検出する機能を備えた揺動アクチュエータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図16に示すように、従来、ボディ52の内部で揺動する揺動部材(図示せず)の揺動位置を検出する位置検出機構53を備えたベーン形の揺動アクチュエータ51においては、被検出体55である磁石を有するアーム54をアクチュエータ51のシャフト56の一端に一体揺動可能に取り付けるとともに、ボディ52の軸方向一端にアーム54を取り囲むアダプタ57を取り付け、このアダプタ57に位置検出センサ58である磁気近接センサを円周方向に移動可能にかつ任意の位置に固定可能に取り付けている(実開平1−165803号公報参照)。
【0003】しかしながら、この従来の揺動アクチュエータ51には、シャフト56に取り付けたアーム54やこれを取り囲むアダプタ57によってアクチュエータ51が軸方向に大きくなると云う問題があり、また、アクチュエータ51のボディ52後端面(軸方向端面)52aが位置検出機構53によって塞がれるために、この後端面52aを取付面とすることができないと云う問題がある。また、位置検出機構53を構成する部品点数が多く、製作コストが高いと云う問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑みて、位置検出機構を備えていてもアクチュエータが軸方向に大きくなることがなく、アクチュエータの軸方向端面(軸方向両端面)を取付面とすることができ、製作コストが低い位置検出機構付の揺動アクチュエータを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の請求項1による揺動アクチュエータは、ボディの内部で揺動する揺動部材の揺動位置を前記ボディの外部に取り付けた位置検出センサにより検出する機能を備えた揺動アクチュエータにおいて、前記ボディの外部にセンサ取付溝が前記揺動部材の揺動中心軸線と平行に設けられており、前記位置検出センサが前記センサ取付溝内でその溝幅方向に固定位置調整可能に取り付けられることを特徴とするものである。
【0006】また、本発明の請求項2による揺動アクチュエータは、外周面の長手方向に沿って延在するセンサ取付溝を有するボディと、前記ボディ内で往復揺動自在に支持された揺動部材と、前記揺動部材に設けられた被検出体と、前記センサ取付溝に移動可能に挿入される位置検出センサと、前記位置検出センサを所要の位置に固定する固定具とを備えた揺動アクチュエータにおいて、前記センサ取付溝が、対向する一対の切欠部を除いて開口部の両縁に沿って対向して張り出す一対の張出部を備えるとともに、前記固定具が、前記位置検出センサの両側面に対向する一対の対向面を備えた保持部と、ねじ部材の回動によって前記一対の張出部に係止する係止部と、前記センサ取付溝と直交する方向に移動可能に前記切欠部に係合するスライド部とを備えたことを特徴とするものである。
【0007】また、本発明の請求項3による揺動アクチュエータは、上記した請求項2の揺動アクチュエータにおいて、固定具に螺合するとともに位置検出センサを貫通して下端部がセンサ取付溝の底面に当接するねじ部材に、前記センサ取付溝の底面との間で僅かな隙間をもって前記位置検出センサを挟持する保持部を設けたことを特徴とするものである。
【0008】また、本発明の請求項4による揺動アクチュエータは、外周面の長手方向に沿って延在するセンサ取付溝を有するボディと、前記ボディ内で往復揺動自在に支持された揺動部材と、前記揺動部材に設けられた被検出体と、前記センサ取付溝に移動可能に挿入される位置検出センサと、前記位置検出センサを所要の位置に固定する固定具とを備えた揺動アクチュエータにおいて、前記被検出体を前記揺動部材の外周面に開口する孔部に配設したことを特徴とするものである。
【0009】上記構成を備えた本発明の請求項1による揺動アクチュエータにおいては、位置検出センサを取り付けるセンサ取付溝がボディの外面において揺動部材の揺動中心軸線と平行に設けられるために、このセンサ取付溝がボディの端面(軸方向端面、後記実施例における下面または上面)ではなく周面(後記実施例における側面、正面または背面)に設けられ、このボディの周面に設けられたセンサ取付溝内に位置検出センサが取り付けられることになる。したがって、上記従来技術のようにボディの後端面にアームやこのアームを取り囲むアダプタを設ける必要がないために、位置検出機構を備えていてもアクチュエータが軸方向に大きくなることがなく、またアクチュエータの端面を取付面とすることが可能となる。また、位置検出機構を構成する部品点数が少ないために、製作コストを削減することが可能となる。また、このボディの周面に設けられたセンサ取付溝内に位置検出センサが溝幅方向に固定位置調整可能に取り付けられるために、この調整可能範囲内で検出位置を任意に変更することが可能となる。
【0010】また、上記構成を備えた本発明の請求項2による揺動アクチュエータにおいては、切欠部に沿ってセンサ取付溝に交差する方向に移動可能な固定具によって所望の位置に配設される位置検出センサが揺動部材の揺動端等で被検出体を検出するために、上記従来技術のようにボディの後端面にアームやこのアームを取り囲むアダプタを設ける必要がない。したがって、アクチュエータの後端面を取付面として使用することができるために、取付自由度が広がるだけでなく、位置検出機構を備えていないアクチュエータと軸方向の長さを同じにすることが可能となる。また、位置検出機構を構成する部品点数が少ないために、製作コストを大幅に削減することが可能となる。また、固定具のスライド部がセンサ取付溝の切欠部に対してスライドすることにより位置検出センサがセンサ取付溝内でセンサ取付溝と直交する方向に固定位置調整可能に取り付けられるために、この調整可能範囲内で検出位置を任意に変更することが可能となる。
【0011】またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項3による揺動アクチュエータにおいては、位置検出センサがねじ部材によって押圧されることがないために、ねじ部材を必要以上に強くねじ込んでも位置検出センサが破損したり、誤作動を起こしたりするのを防止することが可能となる。
【0012】また、上記構成を備えた本発明の請求項4による揺動アクチュエータにおいては、被検出体を揺動部材の外周面に開口する穴部に配設したために、被検出体が圧縮空気によって脱落したり、揺動端で他の部材と衝突して破損したりするのを防止することが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【0014】図1は、本発明の実施例に係る揺動アクチュエータ1の正面図、図2は右側面図、図3は左側面図、図4は背面図、図5は平面図、図6は底面図をそれぞれ示している。また、図7は図1におけるA−A線断面図、図8は図2におけるB−B線断面図、図9は図1におけるC−C線断面図である。また、図10は位置検出センサ22および固定具25の分解斜視図、図11は位置検出センサ22の取付方法説明図である。
【0015】当該実施例に係る揺動アクチュエータ1はベーン形揺動アクチュエータであって、先ず、軽量でかつ耐食性および加工性に優れたアルミ合金によって成形された角筒状のボディ2を有しており、この非磁性体製のボディ2の軸方向(図1における上下方向)に沿って略中央に穿設された円筒状の貫通孔2aに同じく円筒状の揺動部材(揺動体とも称する)3が内挿されている。揺動部材3の軸方向両端部に形成された一対の縮径部3aと貫通孔2aの内面との間にそれぞれ深溝玉軸受4が配設されており、この一対の軸受4を介して揺動部材3がボディ2に対して回転自在に支持されている。貫通孔2aの上端部に孔用止め輪5が配設されるとともに、ボディ2の下端面2bに貫通孔2aを塞ぐ蓋板6が皿小ネジ7によって取り付けられており、蓋板6が一対の軸受4を孔用止め輪5に押圧することにより軸方向の隙間が取り除かれている。貫通孔2aの内径寸法に略等しい外径寸法を有する比較的大きな一対の軸受4がボディ2の軸方向両端に配設されているために、当該アクチュエータ1は比較的大きなモーメントを支えることが可能とされている。
【0016】揺動部材3は、ボディ2と同様、軽量でかつ耐食性および加工性に優れたアルミ合金により一体的に成形されており、一対の縮径部3aの軸方向内側に一対のフランジ部3bを介して軸部(中心軸部とも称する)3cが設けられており、この軸部3cから可動翼3dが一対のフランジ部3bの外周面まで半径方向に延設されている。一対のフランジ部3bおよび可動翼3dには貫通孔2aの内面との間で気密を保持するシール手段8が設けられており、一対のフランジ部3bにはそれぞれ外部漏れを防ぐOリング等のシール手段9が設けられている。尚、当該実施例では、シール手段8としてゴム状弾性部材を揺動部材3に焼き付けているが、揺動部材3に装着溝を形成してこの装着溝にゴム状弾性部材で製作したトラックシール等を装着するようにしても良い。
【0017】ボディ2の貫通孔2a内に、固定翼10が揺動部材3の一対のフランジ部3bに挟まれた状態で配設されており、この固定翼10に貫通孔2aの内面ならびに揺動部材3の軸部3cおよび一対のフランジ部3bとの間で気密を保持するシール手段11が設けられている。尚、当該実施例では、シール手段11としてゴム状弾性部材で製作したトラックシールを装着溝に装着しているが、固定翼10にゴム状弾性部材を焼き付けるようにしても良い。
【0018】揺動部材3の軸部3cと一対のフランジ部3bとが交わる角部には滑らかな曲面3eが設けられており、固定翼10のこれに対応する部分にも前記曲面3eに合う滑らかな曲面10aが設けられている。したがってシール手段のシール性が高められている。
【0019】以上の構成により、ボディ2の貫通孔2a内に、揺動部材3の可動翼3dおよび固定翼10により仕切られた一対の圧力室12が形成されている。
【0020】ボディ2の正面2cに一対の配管ポート13が設けられており、この一対の配管ポート13が流路14を介して一対の圧力室12に連通している。また同じくボディ2の正面2cに、一対の圧力室12に開口する一対の貫通孔(差込み孔とも称する)2dが設けられており、この一対の貫通孔2dに一対の調整部材(揺動部材停止位置調整部材とも称する)15が差し込まれている。この一対の調整部材15はそれぞれ圧力室12内で固定翼10に対して進退自在に螺合されており、ボディ2の外部で固定用ナット16に螺合している。また、このナット16とボディ2との間には、調整部材15と貫通孔2dの内面との間の気密を保持するシールワッシャ17が装着されている。
【0021】この調整部材15は固定翼10から圧力室12内に突出しており、この調整部材15の先端部に揺動部材3の可動翼3dが揺動時に当接することにより揺動部材3の揺動が停止せしめられるとともに、この調整部材15の進退具合に応じて揺動部材3の揺動角度が調整される。また、この調整部材15は固定翼10をボディ2に固定する機能を兼ね備えており、これにより固定翼10をボディ2に固定する手段を別途必要としないために、製作コストを低く抑えることができるだけでなく、当該アクチュエータ1をコンパクトに構成することが可能とされている。また、この調整部材15が、配管ポート13が設けられたボディ2の正面2cに配設されているために、揺動角度の調整と揺動速度の調整とをボディ2の同一面で行なうことができ、作業性が頗る良い。また、揺動角度の調整機構を備えていてもアクチュエータ1が大きくなったり、アクチュエータ1の取付けに制約が生じたりすることもなく、更には調整部材15が可動翼3dにその軸方向中央ないし略中央で当接するために、当接の際に捩りモーメントが発生することもない。したがって、軸受4に捩りモーメントによる力が作用することがない。
【0022】揺動部材3に、その外周面に開口する穴部3fが設けられており、この穴部3f内に被検出体18であるマグネットが配設されて接着剤で固定されている。したがって、この被検出体18は当該アクチュエータ1の作動流体である圧縮空気によって脱落したり、揺動部材3の揺動端で他の部材と衝突して破損したりすることがない。
【0023】ボディの両側面2e,2e’にそれぞれ、その長手方向に沿って揺動部材3の揺動中心軸線0と平行にセンサ取付溝21が延設されており、このセンサ取付溝21にそれぞれ、開口部21aの両縁に沿って対向して張り出す一対の張出部21bが、対向する一対の切欠部21cを除いて設けられている。このセンサ取付溝21にはそれぞれ位置検出センサ22およびこの位置検出センサ22を所望の位置に保持する固定具25が移動可能に挿入されている。
【0024】図10に示すように、位置検出センサ22は、先端に凹段部23aを設けた棒状のセンサケース23にセンサ素子として磁気近接スイッチ(図示せず)を内蔵したものであって、磁気近接スイッチに接続されたリード線24がセンサケース23の後端から外部に延びている。磁気近接スイッチはマグネットの接近により信号を出力し、この信号をリード線24を介して所望の箇所に伝達する。尚、この位置検出機構を構成する被検出体18はマグネットに、またセンサ素子は磁気近接スイッチに限定されるものではなく、被検出体18を金属としてセンサ素子を前記金属の誘導電流を検出して信号を出力する高周波発信形近接センサとしても良く、この場合には、ボディ2を合成樹脂等の非金属材料によって成形することにして、センサ素子が成形材料の影響を受けないようにする。
【0025】固定具25は、センサ取付溝21と直交する方向(センサ取付溝21の溝幅方向)に移動可能にセンサ取付溝21の切欠部21cに係合するスライド部25aと、このスライド部25aの下面から突出してセンサケース23の両側部にそれぞれ対向する一対の対向面25cを備えた一対の保持部25bと、この一対の保持部25bの後端面からそれぞれセンサ取付溝21の張出部21bに対向して突出する一対の係止部25dとを備えており、スライド部25aがセンサケース23の凹段部23aと重ねられるようにして位置検出センサ22と組み合わされている。
【0026】また、固定具25のスライド部25aには、その平面中央にねじ孔状のねじ手段25eが設けられており、このねじ手段25eに雄ねじ状のねじ部材26が螺合している。このねじ部材26は、ねじ手段25eと同心に凹段部23aに設けられた貫通孔(透孔とも称する)23bを貫通してその下端部がセンサ取付溝21の底面21dに当接するもので、このため、このねじ部材26にはセンサ取付溝21の底面21dとの間で僅かな隙間をもって位置検出センサ22を挟持する保持部26aが設けられている。すなわち、図11(A)に示すように、この保持部の高さhが位置検出センサ22の凹段部23aにおける高さhよりも僅かに大きく設定されているために、ねじ部材26によって位置検出センサ22が押圧されることがない。したがって、ねじ部材26を必要以上に強くねじ込んでも位置検出センサ22が破損したり、誤作動を起こしたりすることがない。また位置検出センサ22がセンサ取付溝21内に収容されているために、位置検出センサ22がボディ2から突出して邪魔になることがなく、他の装置と接触して破損することもない。また、見た目にもすっきりと印象を与えることができる。
【0027】位置検出センサ22および固定具25のセンサ取付溝21に対する寸法の大小関係は、以下のように構成されている。
【0028】すなわち先ず、位置検出センサ22は、その幅(全幅)wがセンサ取付溝21の幅wよりも小さく設定されており、また一対の張出部21bの間の間隔wよりも小さく設定されている。位置検出センサ22の高さ(全高)h(図10参照)はセンサ取付溝21の張出部21b下部における高さhよりも小さく設定されている。したがって、位置検出センサ22はセンサ取付溝21内でその長手方向のみならず溝幅方向にも移動可能とされている。但し、センサケース23の上面にその長手方向に沿って設けられた凸部23c(図10参照)を当該位置検出センサ22の取付固定時にセンサ取付溝21の張出し部21bの内縁に溝幅方向に係合させることにより位置検出センサ22の取付固定可能範囲を制限する場合には、位置検出センサ22の高さ(全高)hはこれをセンサ取付溝21の張出部21b下部における高さhよりも大きく設定し、位置検出センサ22の凸部23cを除く高さhをセンサ取付溝21の張出部21b下部における高さhよりも小さく設定する。また併せて、凸部23cの幅wを一対の張出部21b間の間隔wよりも小さく設定し、この寸法差の範囲内で位置検出センサ22をセンサ取付溝21溝幅方向に移動可能とする。
【0029】また、固定具25は、その幅(全幅)wがセンサ取付溝21の幅wよりも小さく設定されており、かつ一対の張出部21bの間の間隔wよりも大きく設定されている。固定具25の高さ(全高)hはセンサ取付溝21の張出部21b下部における高さhよりも小さく設定されている。したがって、この固定具25もセンサ取付溝21内でその長手方向のみならず溝幅方向にも移動可能とされている。
【0030】また、固定具25のスライド部25aの幅は固定具25の幅wと同じであって、かつセンサ取付溝21の幅wと同じかまたはこれよりも大きい切欠部21cの幅より小さく設定されている。スライド部25aの長さL(図2参照)は切欠部21cの長さL(図2参照)より小さく設定されている。但し、この長さの差が余り大きいと、スライド部25aが切欠部21cに対して斜めに傾いてその結果として、位置検出センサ22がセンサ取付溝21に対して傾くことになるために、これを防止すべく、この長さの差は僅少値に設定されている。したがって固定具25は、そのスライド部25aが切欠部21cに係合した状態においても、センサ取付溝21に対してその溝幅方向に移動可能とされている。
【0031】つぎに、上記構成による位置検出センサ22の取付方法を説明する。
【0032】すなわち先ず、固定具25のスライド部25aと位置検出センサ22のセンサケース23の凹段部23aとを重ね合わせ、固定具25のねじ手段25eに螺合したねじ部材26の保持部26aをセンサケース23の貫通孔23bにある程度差し込んでおく。次いで、この固定具25およびねじ部材26を組み付けた位置検出センサ22を、図11(A)に示したように、ボディ2の上面2fまたは下面2bから任意のセンサ取付溝21に差し込み、センサ取付溝21の切欠部21cから固定具25のスライド部25aが見える位置まで位置検出センサ22をボディ1の軸方向ないしセンサ取付溝21の長手方向に沿って移動させる。
【0033】次いで、センサケース23またはリード線24を軽く手で支えた状態でドライバー等の治具を使ってねじ部材26をねじ込んでゆくと、ねじ込みが進むに連れて、ねじ部材26の保持部26aがセンサケース23の貫通孔23bに深く差し込まれてセンサ取付溝21の底面21dに当接し、更に図11(B)に示すように、固定具25が相対的に浮き上がり、固定具25のスライド部25aがセンサ取付溝21の切欠部21cに係合する。この状態で位置検出センサ22はボディ2に対して軸方向の相対位置が規制され、固定具25は切欠部21cとの係合により回り止めされているために、センサケース23やリード線24を手で支える必要がなくなる。
【0034】次いで、図11(C)に示すように、切欠部21cに沿って固定具25をセンサ取付溝21に直交する方向ないし溝幅方向にスライドさせて位置検出センサ22を所望の位置に移動させた後、更にねじ込むと、固定具25の係止部25dがセンサ取付溝21の張出部21bをその裏面側から押圧し、これにより位置検出センサ22がボディ2に固定される。
【0035】尚、当該実施例では、ねじ部材26の一端を縮径することによりピン状の保持部26aを形成しているが、図12に示すように、ねじ部材26の外周面であって軸方向中央ないし略中央にリング状ないし環状の保持部26aを突出形成するようにしても良い。この保持部26aはネジ部材26の全周に亙って設ける必要はなく、ねじ部材26の外周面の一部に突起(図示せず)を設けてこの突起を保持部26aとしても良い。
【0036】また、当該実施例および図12においては、ねじ部材26に保持部26aを設けた例を示したが、図13、図14または図15に示すように、ねじ部材26によりセンサケース23を押圧することも可能である。
【0037】すなわち先ず、図13においては、ねじ部材26が市販の六角穴付止めネジ棒先27とされ、その縮径部27aを貫通孔23bに差し込むことにより相対位置が決められている。六角穴付止めネジ棒先27の回動によりその段部27bがセンサケース23をセンサ取付溝21の底面21dに押圧する。この場合、貫通孔23bに代えてセンサケース23に、縮径部27aに対応する有底穴を形成するようにしても良い。
【0038】図14においては、ねじ部材26が市販の六角穴付止めネジ剣先28とされ、これに対応してセンサケース23に有底穴の一種である円錐状の窪み23dが形成されている。
【0039】また、図15においては、センサケースにねじ孔状のねじ手段23eが設けられるとともに固定具25に貫通孔25fが設けられており、下端がセンサ取付溝の底面に当接するねじ部材26を回動することにより位置検出センサ22が相対的に浮き上がり、固定具25を介してセンサ取付溝21の張出部21bを押圧するように構成されている。この場合のねじ部材26には、市販の六角穴付止めネジくぼみ先や平先を使用することが可能である。
【0040】また、ボディ2には、その正面2cから背面2gに貫通する複数の貫通孔2hが設けられており、背面2gには貫通孔2hと同軸に複数の雌ねじ状のねじ手段2iが設けられている。また、ボディ2の背面2gには、位置決めピンを嵌入する丸孔2jおよび長孔2kがそれぞれ高精度に仕上げられており、これらによりボディ2の取付再現性ないし取付位置の正確性が確保されている。
【0041】また、ボディ2には、その右側面2eから左側面2e’に貫通する複数の貫通孔2mが設けられており、右側面2eおよび左側面2e’にはそれぞれ貫通孔2mと同軸に複数の雌ねじ状のねじ手段2nが設けられている。また、右側面2eおよび左側面2e’にはそれぞれ、位置決めピンを嵌入する丸孔2pおよび長孔2qが高精度に仕上げられており、これらによりボディ2の取付再現性ないし取付位置の正確性が確保されている。
【0042】また、ボディ2には、その上面2fから下面2bに貫通する複数の貫通孔2rが設けられており、上面2fおよび下面2bにはそれぞれ貫通孔2rと同軸に複数の雌ねじ状のねじ手段2sが設けられている。また、下面2bにはそれぞれ位置決めピンを嵌入する丸孔2tおよび長孔2uが、上面2fには貫通孔2aの端部および、位置決めピンを嵌入する長孔2vがそれぞれ高精度に仕上げられており、これらによりボディ2の取付再現性ないし取付位置の正確性が確保されている。
【0043】尚、上記貫通孔2h,2m,2rおよびねじ手段2i,2n,2sは、ボディ2をロボットのヘッドや設備の架台等へ取り付ける取付手段として選択的に利用される。
【0044】また、このように当該アクチュエータ1は、ボディ2の取付面として正面2cを除く5面を選択することができるために、取付自由度が非常に大きいものであり、特に上面2fを取付面として使用すると、フランジ等の連結部材(図示せず)を1枚介在させるだけでボディ2をロボットのヘッドに対して同軸に固定することが容易にでき、設備の製造コストを低く抑えることができる。尚、この場合には、ボディ2の上面2fから位置検出センサ22のリード線24が延出しているために、連結部材には必要な逃げ加工を施すことになる。また、センサケース23が僅かに飛び出る場合にも同様に逃げ加工を施すことになる。
【0045】また、ボディ2内部の揺動部材3には、ボディ2の下面2bより外部に突出するテーブル31が一体的に設けられており、このテーブルの端面31aに、ワークやツールを取り付けるための複数の雌ねじ状のねじ手段31bが設けられている。また、位置決めピンを嵌入する長孔31cや、ワークやツール等を取り付ける連結板(図示せず)に形成された孔部と嵌合することになるテーブル31の外周面31dが高精度に仕上げられており、これらにより取付再現性ないし取付位置の正確性が確保されている。
【0046】この揺動部材3において、軸受4を嵌合する一対の縮径部3aとテーブル31とはこれらを容易に同軸加工することが可能である。また、ボディ2の貫通孔2aが圧力室12、軸受4の外輪のハウジングおよび位置決め孔を兼ね備えているために、上面2f側の貫通孔2aの端部開口を基準としたテーブル31の円周振れ量を著しく小さくすることができる。また、上記したように一対の軸受4の外径寸法が貫通孔2aの内径寸法に略等しく設定されているために、比較的大きなモーメントを支えることができる。更に、テーブル31と可動翼3dとが一体に成形されているために、テーブル31と可動翼3dとの間で緩み等が生じることがない。したがって、これらにより高精度でかつ高剛性の揺動アクチュエータ1を提供することができる。
【0047】つぎに上記構成の揺動アクチュエータ1の作動について説明する。
【0048】すなわち先ず、図示しない圧縮空気供給源および切換弁から一方の配管ポート13および流路14を介して一方の圧力室12に作動流体である圧縮空気を供給するとともに、他方の流路14、配管ポート13および図示しない切換弁を介して他方の圧力室12を大気に開放すると、揺動部材3の可動翼3dが圧縮空気により押圧されて揺動部材3が一方向に回転し、可動翼3dが、固定翼10から他方の圧力室12内に突出している一方の調整部材15の端部に当接すると、揺動部材3の回転が停止する。揺動部材3の停止位置ないし揺動角度の大きさは、調整部材15の突出量を変更することにより容易に調整することが可能である。調整部材15の端部が固定翼10から突出していない場合には、可動翼3dが固定翼10の端面に直接当接することにより揺動部材3が停止する。一対の調整部材15はそれぞれ可動翼3dの軸方向中央ないし略中央に配設されているために、当接の際に捩りモーメントが発生することはなく、軸受4に捩りモーメントによる力が作用することがない。ボディ2内部の揺動部材3の可動翼3dが揺動範囲の一方の端限に達したことは、ボディ2外面の一方のセンサ取付溝21に取付固定された一方の位置検出センサ22に内蔵された磁気近接スイッチが被検出体18であるマグネットの磁界を検出することにより検知され、磁気近接スイッチからリード線24を介してシーケンサ等に信号が送られる。
【0049】すなわち、当該アクチュエータ1においては、ボディ2外面の両側面2e,2e’に設けられたセンサ取付溝21にそれぞれ位置検出センサ22が一つずつ取り付けられ、揺動部材3がその揺動の両端限で停止したときにそれぞれ位置検出センサ22が被検出体18のマグネットの磁界を検出して外部に信号を送る。上記したように揺動部材3は調整部材15により揺動角度を調整され、調整の際には揺動部材3の穴部3fに配設された被検出体18の停止位置も同時に変更される。したがって、このように被検出体18の停止位置が変更されても位置検出センサ21が正確に作動するように、位置検出センサ22の取付固定位置をセンサ取付溝21内で溝幅方向に変更するものである。
【0050】つぎに、図示しない切換弁を切り換えて、他方の配管ポート13および流路14を介して他方の圧力室12に作動流体である圧縮空気を供給するとともに、一方の流路14、配管ポート13および図示しない切換弁を介して一方の圧力室12を大気に開放すると、揺動部材3の可動翼3dが圧縮空気により反対方向に押圧されて揺動部材3が反対方向に回転し、可動翼3dが、固定翼10から一方の圧力室12内に突出している他方の調整部材15の端部に当接すると、揺動部材3の回転が停止する。揺動部材3の停止位置ないし揺動角度の大きさは、調整部材15の突出量を変更することにより容易に調整することが可能である。調整部材15の端部が固定翼10から突出していない場合には、可動翼3dが固定翼10の端面に直接当接することにより揺動部材3が停止する。ボディ2内部の揺動部材3の可動翼3dが揺動範囲の他方の端限に達したことは、ボディ2外面の他方のセンサ取付溝21に取付固定された他方の位置検出センサ22に内蔵された磁気近接スイッチが被検出体18であるマグネットの磁界を検出することにより検知され、磁気近接スイッチからリード線24を介してシーケンサ等に信号が送られる。
【0051】
【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。
【0052】すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の請求項1による揺動アクチュエータにおいては、位置検出センサを取り付けるセンサ取付溝がボディの外面において揺動部材の揺動中心軸線と平行に設けられているために、このセンサ取付溝がボディの軸方向端面ではなく周面に設けられ、このボディの周面に設けられたセンサ取付溝内に位置検出センサが取り付けられる。したがって、上記従来技術のようにボディの後端面にアームおよびアダプタ等の位置検出機構を設ける必要がないために、当該アクチュエータは位置検出機構を備えていても軸方向長さが大きくなることがなく、またアクチュエータの端面を新たに取付面とすることができる。また、位置検出機構を構成する部品点数が少ないために、製作コストを削減することができる。また、位置検出センサがセンサ取付溝内でその溝幅方向に固定位置調整可能に取り付けられるために、この調整可能範囲内で検出位置を任意に変更することができ、これにより位置検出センサをボディの周面に取り付けることにしても正確な位置検出器能を確保することができる。また、位置検出センサがセンサ取付溝内に収容されるために、この位置検出センサがボディから突出して邪魔になることがなく、他の装置と接触して破損することもない。また、見た目にもすっきりとした印象を与えることができる。
【0053】また、上記構成を備えた本発明の請求項2による揺動アクチュエータにおいては、切欠部に沿ってセンサ取付溝に交差する方向に移動可能な固定具によって所望の位置に配設される位置検出センサが揺動部材の揺動端等で被検出体を検出するために、上記従来技術のようにボディの後端面にアームおよびアダプタ等の位置検出機構を設ける必要がない。したがって、アクチュエータの後端面を取付面として使用することができるために、取付自由度が広がるだけでなく、位置検出機構を備えていないアクチュエータと軸方向の長さを同じにすることができる。また、位置検出機構を構成する部品点数が少ないために、製作コストを大幅に削減することができる。また、固定具のスライド部がセンサ取付溝の切欠部に対してスライドすることにより位置検出センサがセンサ取付溝内でセンサ取付溝と直交する方向に固定位置調整可能に取り付けられるために、この調整可能範囲内で検出位置を任意に変更することができ、これにより位置検出センサをボディの周面に取り付けることにしても正確な位置検出器能を確保することができる。また位置検出センサがセンサ取付溝内に収容されるために、この位置検出センサがボディから突出して邪魔になることがなく、他の装置と接触して破損することもない。また、見た目にもすっきりとした印象を与えることができる。
【0054】また、これに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項3による揺動アクチュエータにおいては、位置検出センサがねじ部材によって押圧されることがないように構成されているために、ねじ部材を必要以上に強くねじ込んでも位置検出センサが破損したり、誤作動を起こしたりするのを防止することができる。
【0055】また、上記構成を備えた本発明の請求項4による揺動アクチュエータにおいては、マグネット等の被検出体が揺動部材の外周面に開口する穴部に配設されているために、この被検出体が当該アクチュエータの作動流体である圧縮空気によって脱落したり、揺動端で他の部材と衝突して破損したりするのを防止することができる。




 

 


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