2025-11-02
人間が介入することなく、バルブが正確かつ効率的に開閉する、危険または到達困難な産業環境を想像してみてください。これはSFではなく、空気圧ロータリーアクチュエータによって実現された現実です。これらの圧縮空気駆動デバイスは、世界中の産業オートメーションシステムに不可欠なコンポーネントになりつつあります。
空気圧ロータリーアクチュエータは、圧縮空気のエネルギーを回転運動に変換し、遠隔および自動バルブ操作を可能にします。クォーターターン（ボールバルブやバタフライバルブなど）またはマルチターンバルブを制御するように設計されており、その主な利点は、危険またはアクセス不能な場所で安全で信頼性の高いバルブ制御を提供することです。
作動原理は非常にシンプルです。圧縮空気が1つ以上のチャンバーに入り、ピストンまたはダイヤフラムを直線的に移動させます。次に、内部メカニズムがこの動きを回転に変換します。この設計により、コンパクトで強力、かつ耐久性のあるデバイスが実現し、特に爆発性環境に適しています。
空気圧ロータリーアクチュエータは、主に2つの構成で提供されます。
圧縮空気がピストンの両側に入ります。差圧がバルブの位置決めを制御し、正確な制御と高いサイクルレートを提供します。これは、頻繁な操作アプリケーションに最適です。
空気圧がスプリング機構に対して作用します。スプリングクローズまたはスプリングオープン構成で利用可能で、これらはフェイルセーフ操作を提供します。停電時にバルブを事前に決定された位置に自動的に戻し、圧縮空気を節約します。
3つの主要なメカニズムが、リニアピストンの動きを回転に変換します。
リニアピストンの動きが、歯付きラックを駆動し、ギアを回転させます。デュアルピストン設計により、トルク出力を数ニュートンメートルから数千ニュートンメートルに向上させます。90〜95％の機械効率と高速動作を提供しますが、時間の経過に伴うギアの摩耗によりバックラッシュが増加し、位置決め精度に影響を与える可能性があります。
ピンとスロットの配置が、ピストンの動きを回転に変換します。ヘビーデューティーアプリケーションに適しており、数千から数十万ニュートンメートルのトルク出力を生成できます。
圧縮空気が、回転シャフトに取り付けられたベーンに作用します。通常、0.5〜500 Nmのトルクを生成し、これらのコンパクトなユニットは、軽〜中負荷のアプリケーションに使用されます。シングルベーン設計は最大280°の回転を実現し、デュアルベーン構成は90〜100°の範囲内でより高いトルクを提供します。
適切なアクチュエータを選択するには、いくつかの要素を評価する必要があります。
ラックアンドピニオンの利点：
ラックアンドピニオンの制限事項：
ベーン型の利点：
ベーン型の制限事項：
業界のトレンドは、いくつかの進化の道を指し示しています。
産業オートメーションが進むにつれて、空気圧ロータリーアクチュエータは、多くの業界で運用効率を向上させ、コストを削減し、プロセスの安全性を維持する上で重要な役割を果たし続けるでしょう。
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