JP2005264993A - Sealing structure for hydraulic oscillating actuator - Google Patents

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JP2005264993A JP2004075596A JP2004075596A JP2005264993A JP 2005264993 A JP2005264993 A JP 2005264993A JP 2004075596 A JP2004075596 A JP 2004075596A JP 2004075596 A JP2004075596 A JP 2004075596A JP 2005264993 A JP2005264993 A JP 2005264993A
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Shinichi Hagihira
慎一 萩平
Ryosuke Kamakura
亮介 鎌倉
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Kayaba Industry Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seal structure capable of improving the responsibility of an actuator. <P>SOLUTION: Sealing member S1, S2 for sealing pressure chambers Y1, Y2, Z1, Z2 while slide contacting with a housing H inner periphery and a rotor R side surface are pressed toward the pressure chambers Y1, Y2, Z1, Z2, or the inner periphery of the housing H, or both of them, by pressure in the pressure chamber Y1, Y2, Z1, Z2 which becomes a high pressure side among the pressure chambers Y1, Y2, Z1, Z2. Thereby, tension acted on the sealing members S1, S2 is optimized for sealing. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、油圧揺動型アクチュエータのシール構造の改良に関する。   The present invention relates to an improvement in a seal structure of a hydraulic oscillation type actuator.

従来、ハウジングと、当該ハウジング内に形成された作動室を2つの圧力室に区画し、かつ、ハウジング内に回動自在に挿入されるロータとで構成される油圧揺動型アクチュエータの各圧力室をシールするシール構造にあっては、ハウジングにその各圧力室の両端から延設される環状切欠を設けるとともに、ロータ外周に設けた環状段部を設け、シール部材を環状切欠と環状段部とで作られる空間内に収装して、各圧力室の軸方向をシールするとしていた(たとえば、特許文献1,2参照)。
特開平7−186681号公報(第4頁左欄第35行目から同第40行目まで、図1) 特開平10−54405号公報(第4頁右欄第32行目から同第38行目、図1)
Conventionally, each pressure chamber of a hydraulic oscillating actuator that includes a housing and a rotor that is partitioned into two pressure chambers and that is rotatably inserted into the housing is formed in the housing. In the seal structure that seals, the housing is provided with an annular notch extending from both ends of each pressure chamber, an annular step provided on the outer periphery of the rotor is provided, and the seal member is provided with an annular notch and an annular step. In the space formed by the above, the axial direction of each pressure chamber is sealed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
JP-A-7-186681 (page 4, left column, lines 35 to 40, FIG. 1) JP-A-10-54405 (page 4, right column, lines 32 to 38, FIG. 1)

しかしながら、上述従来のシール構造では、以下の不具合を招来する可能性があると指摘される恐れがある。   However, it may be pointed out that the conventional seal structure described above may cause the following problems.

上記従来のシール構造においては、シール部材が収装される空間のシール部材の背面、すなわち、シール部材を境とした圧力室と反対側の空隙には、圧力室側から作動油がシール部材から僅かに漏れて流入していた。   In the above-described conventional seal structure, hydraulic oil is supplied from the pressure chamber side to the back surface of the seal member in the space in which the seal member is accommodated, that is, in the space on the opposite side of the pressure chamber from the seal member. It leaked slightly and flowed in.

そして、この空隙内の圧力上昇は、作動油のシール部材からの漏れにより生じることとなるが、油圧揺動型アクチュエータの圧力室内の圧力上昇に対し、時間的に遅れを伴う。   The pressure increase in the gap is caused by leakage of the hydraulic oil from the seal member, but is delayed with respect to the pressure increase in the pressure chamber of the hydraulic oscillation actuator.

したがって、圧力室の圧力上昇時には、上記空隙内の圧力上昇が時間的に遅れるから、充分に空隙内の圧力が上昇するまでの間は、シール部材には、ハウジングおよびロータへの押付圧力(緊迫力)が充分に作用しないこととなり、シール部材から漏れる作動油の量が多くなる、いわゆる作動油の吹き抜けが生じて、圧力室内の圧力上昇が遅くなってしまう。   Accordingly, when the pressure in the pressure chamber rises, the pressure rise in the gap is delayed in time, and the pressure on the housing and the rotor (the tight pressure) is kept on the seal member until the pressure in the gap rises sufficiently. Force) does not act sufficiently, so that the amount of hydraulic oil leaking from the seal member increases, so-called hydraulic oil blow-through occurs, and the pressure rise in the pressure chamber is delayed.

そして、このことは、特に、瞬時に圧力室内の圧力を上昇させる場合に、顕著に表れてしまい、油圧揺動型アクチュエータにおける応答性悪化の原因となる。   This is particularly noticeable when the pressure in the pressure chamber is increased instantaneously, which causes a deterioration in the response of the hydraulic oscillation actuator.

また、逆に圧力室内の圧力を低下させた場合には、圧力室内の圧力が低下したにも拘わらず、上記空隙には高圧の作動油が残留してしまい、シール部材に必要とされる以上の緊迫力がシール部材に作用した状態となってハウジングとロータに強くシール部材が押し付けられ、ロータのハウジングに対する回動運動を阻害する摩擦抵抗が生じることとなる。   On the other hand, when the pressure in the pressure chamber is lowered, high pressure hydraulic oil remains in the gap even though the pressure in the pressure chamber is lowered, which is more than necessary for the seal member. As a result, the sealing member is strongly pressed against the housing and the rotor, and a frictional resistance that inhibits the rotational movement of the rotor with respect to the housing is generated.

さらに、シール部材が必要以上に摩擦抵抗を生じさせているから、シール部材の摩耗が促進されてしまい、シール部材の耐久性の悪化の原因となる。   Further, since the seal member generates frictional resistance more than necessary, the wear of the seal member is promoted, causing deterioration of the durability of the seal member.

そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、油圧揺動型アクチュエータの応答性を向上することが可能なシール構造を提供することである。   Accordingly, the present invention has been developed to improve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a seal structure capable of improving the response of a hydraulic oscillation type actuator. is there.

上記した目的を達成するために、本発明は、中空なハウジングとハウジング内に回動自在に挿入されハウジング内を2つの圧力室に区画するロータとの間をシールする油圧揺動型アクチュエータのシール構造において、上記ハウジングの内周と上記ロータの側面とに摺接して各圧力室の両端をシールする一対のシール部材を備え、当該シール部材を上記2つの圧力室のうち高圧側となる圧力室内の圧力で上記各圧力室側もしくはハウジングの内周もしくはその両方に向けて押圧するようにしたことを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the present invention provides a seal for a hydraulic oscillating actuator that seals between a hollow housing and a rotor that is rotatably inserted into the housing and divides the housing into two pressure chambers. In the structure, the pressure chamber is provided with a pair of seal members that are in sliding contact with the inner periphery of the housing and the side surfaces of the rotor and seals both ends of each pressure chamber, and the seal member is a high pressure side of the two pressure chambers. The pressure is pressed toward the pressure chambers, the inner periphery of the housing, or both.

本発明によれば、シール部材に作用する緊迫力は圧力室内の圧力上昇により速やかに高まると同時に、圧力室の圧力上昇に比例して高まるので、シール部材に作用する緊迫力は適度となって、作動油の吹き抜けを防止することができる。   According to the present invention, the tightening force acting on the seal member quickly increases as the pressure in the pressure chamber increases, and at the same time increases in proportion to the pressure increase in the pressure chamber, so the tightening force acting on the seal member becomes moderate. It is possible to prevent the hydraulic oil from being blown through.

また、上記作動油の吹き抜けを防止することができるので、圧力室内の速やかな圧力上昇を妨げることもなく、油圧揺動型アクチュエータの応答性が飛躍的に向上するので、その制御も容易となる。   In addition, since the hydraulic oil can be prevented from being blown through, the responsiveness of the hydraulic oscillation actuator is greatly improved without impeding the rapid pressure rise in the pressure chamber, and the control thereof is facilitated. .

逆に、圧力室内の圧力を減圧する場合にも、シール部材に作用する緊迫力が速やかに減少するから、必要以上の緊迫力がシール部材に作用して、シール部材がロータとハウジングとに強く押し付けられ、ロータのハウジングに対する回動運動を阻害する無駄な摩擦抵抗が生じる弊害を防止することができる。つまり、油圧揺動型アクチュエータの滑らかな回動運動を阻害することがなく、この点でも油圧揺動型アクチュエータの応答性に寄与している。   Conversely, even when the pressure in the pressure chamber is reduced, the tightening force acting on the seal member is quickly reduced, so that an unnecessarily large force acts on the seal member and the seal member is strongly applied to the rotor and the housing. It is possible to prevent the adverse effect of causing unnecessary frictional resistance that impedes the rotational movement of the rotor relative to the housing. That is, the smooth swing movement of the hydraulic swing actuator is not hindered, and this also contributes to the response of the hydraulic swing actuator.

また、シール部材には、必要以上の緊迫力が作用しないので、従来のように大きな摩擦抵抗を生じないから、シール部材の摩耗が促進されず、シール部材の耐久性も従来に比較して向上する。   In addition, since the sealing member does not receive excessive tension, it does not generate large frictional resistance as in the past, so the wear of the sealing member is not accelerated and the durability of the sealing member is improved compared to the conventional case. To do.

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1は、シール構造が具現化された油圧揺動型アクチュエータの縦断面図である。図2は、シール構造が具現化された油圧揺動型アクチュエータのA−A断面図である。図3は、シール構造が具現化されたシール部の拡大縦断面図である。   The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a hydraulic oscillation actuator in which a seal structure is embodied. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the hydraulic oscillation type actuator in which the seal structure is embodied. FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view of a seal portion in which the seal structure is embodied.

本発明の油圧揺動型アクチュエータのシール構造は、具体的にたとえば、図1に示すようなハウジングHとロータRとで構成される油圧揺動型アクチュエータのシール部に具現化されており、以下、詳細に説明する。   The seal structure of the hydraulic oscillation actuator of the present invention is specifically embodied in, for example, a seal portion of a hydraulic oscillation actuator constituted by a housing H and a rotor R as shown in FIG. This will be described in detail.

油圧揺動型アクチュエータは、上述のようにハウジングHとロータRとで構成され、ハウジングHは、図1および図2に示すように中空な本体10と、本体10の左右端を閉塞するキャップ体11,12とで構成され、本体10の内周側には、互いに対向する凸部10a,10bが設けられ、さらに、この凸部10a,10bの先端側から基端にかけて一対のプレート61,61が収装され、このプレート61,61間には、ゴムプレート62が挿入されるとともに、さらに、このプレート61,61間には凸部10a,10bの先端側からゴムプレート62を覆い、また、後述するロータRの側面に摺接するシール63が挿入されている。   As described above, the hydraulic oscillation type actuator includes the housing H and the rotor R. The housing H includes a hollow main body 10 and a cap body that closes the left and right ends of the main body 10 as shown in FIGS. 11 and 12, and convex portions 10 a and 10 b facing each other are provided on the inner peripheral side of the main body 10, and a pair of plates 61 and 61 extending from the distal end side to the proximal end of the convex portions 10 a and 10 b. The rubber plate 62 is inserted between the plates 61 and 61, and the rubber plate 62 is covered between the plates 61 and 61 from the front end side of the convex portions 10a and 10b. A seal 63 that is in sliding contact with a side surface of a rotor R, which will be described later, is inserted.

また、キャップ体11は、筒状に形成され、図1中内周左端側には、環状切欠11aが設けられ、さらに、環状切欠11aから延設される環状切欠11aより小径な軸受挿入部11bが設けられ、軸受挿入部11b内周には、軸受B1が嵌挿される。   Further, the cap body 11 is formed in a cylindrical shape, and an annular notch 11a is provided on the inner peripheral left end side in FIG. 1, and a bearing insertion portion 11b having a smaller diameter than the annular notch 11a extending from the annular notch 11a. And the bearing B1 is fitted into the inner periphery of the bearing insertion portion 11b.

そして、このキャップ体11の左端外周には、本体10の図1中右端が嵌合され、キャップ体11の外周に設けたOリング16によりキャップ体11と本体10との間がシールされている。   1 is fitted into the outer periphery of the left end of the cap body 11, and the gap between the cap body 11 and the main body 10 is sealed by an O-ring 16 provided on the outer periphery of the cap body 11. .

他方、キャップ体12は、有底筒状に形成された閉塞部12cと、閉塞部12cの図1中左端から延設されるロッド部12dとで構成され、ロッド部12dの図示しない左端側の外周には螺子溝が施され、たとえば、このロッド部12dの左端は、図示しない車両用のスタビライザに連結可能とされている。   On the other hand, the cap body 12 is composed of a closed portion 12c formed in a bottomed cylindrical shape and a rod portion 12d extending from the left end of the closed portion 12c in FIG. 1, and on the left end side (not shown) of the rod portion 12d. A screw groove is formed on the outer periphery. For example, the left end of the rod portion 12d can be connected to a vehicle stabilizer (not shown).

また、閉塞部12cの図1中内周右端側には、環状切欠12aが設けられ、さらに、環状切欠12aから延設される環状切欠12aより小径な軸受挿入部12bが設けられ、軸受挿入部12b内周には、軸受B2が嵌挿される。   Further, an annular notch 12a is provided on the inner peripheral right end side in FIG. 1 of the closing portion 12c, and a bearing insertion portion 12b having a smaller diameter than the annular notch 12a extending from the annular notch 12a is provided. A bearing B2 is fitted into the inner periphery of 12b.

そして、この閉塞部12cの右端外周には、本体10の図1中左端が嵌合され、閉塞部12cの外周に設けたOリング15によりキャップ体12と本体10との間がシールされている。   The left end of the main body 10 in FIG. 1 is fitted to the outer periphery of the closing portion 12c, and the gap between the cap body 12 and the main body 10 is sealed by an O-ring 15 provided on the outer periphery of the closing portion 12c. .

そして、上記したハウジングH内には、ロータRが挿入されており、このロータRは、図1および図2に示したように、軸20と、軸20の中間部に形成された大径部21と、大径部21から対角線上に延設される一対のベーン25,25とで構成され、これらベーン25,25の先端側から基端にかけて一対のプレート26,26が収装され、このプレート26,26間には、ゴムプレート27が挿入されるとともに、さらに、このプレート26,26間にはベーン25,25の先端側からゴムプレート27を覆い、また、本体10の内周の凸部10a,10bが設けられていない部分に摺接するシール28が挿入されている。   A rotor R is inserted into the housing H described above, and the rotor R has a shaft 20 and a large-diameter portion formed at an intermediate portion of the shaft 20 as shown in FIGS. 21 and a pair of vanes 25, 25 extending diagonally from the large-diameter portion 21, and a pair of plates 26, 26 are accommodated from the tip side to the base end of the vanes 25, 25. A rubber plate 27 is inserted between the plates 26, 26. Further, the rubber plate 27 is covered between the plates 26, 26 from the front end side of the vanes 25, 25, and the inner periphery of the main body 10 is convex. A seal 28 that is in sliding contact with a portion where the portions 10a and 10b are not provided is inserted.

軸20は、上記軸受B1,B2内に回動自在に挿入されており、この軸受B1,B2によりロータRのその両端側で軸支され、ベーン25,25は、本体10の凸部10a,10bの間に挿入されて、ハウジングH内には、ロータRにより、大径部21に設けた連通孔29で連通された一方の圧力室Y1,Y2と、同じく大径部21に設けた連通孔30で連通された他方の圧力室Z1,Z2とが隔成されている。因みに、キャップ体12には図示しない一対の作動油供給孔が穿設されており、この作動油供給孔を介して、それぞれ一方の圧力室Y1,Y2および他方の圧力室Z1,Z2へ作動油を供給することが可能となっている。なお、軸20の図示しない右端側には、キャップ体12の左端同様に螺子溝が設けられており、たとえば、車両のスタビライザに連結可能とされている。   The shaft 20 is rotatably inserted into the bearings B1 and B2, and is supported by the bearings B1 and B2 at both ends of the rotor R. The vanes 25 and 25 are formed by the convex portions 10a and 10b of the main body 10, respectively. 10b, and in the housing H, the rotor R communicates with one of the pressure chambers Y1, Y2 communicated by the communication hole 29 provided in the large diameter portion 21 and the communication provided in the large diameter portion 21. The other pressure chambers Z1 and Z2 communicated with each other through the hole 30 are separated. Incidentally, a pair of hydraulic oil supply holes (not shown) are formed in the cap body 12, and the hydraulic oil is supplied to one of the pressure chambers Y1, Y2 and the other pressure chambers Z1, Z2 through the hydraulic oil supply holes, respectively. It is possible to supply. A screw groove is provided on the right end side (not shown) of the shaft 20 in the same manner as the left end of the cap body 12, and can be connected to, for example, a vehicle stabilizer.

また、大径部21のベーン25,25が設けられていない外周には、本体10の凸部10a,10bに設けられたシール63が摺接し、ベーン25,25に設けられたシール28,28は、本体10の凸部10a,10bが設けられていない内周に摺接しており、これらシール28,28,63,63により各圧力室Y1,Y2,Z1,Z2の円周方向がシールされている。   Further, the seal 63 provided on the convex portions 10a and 10b of the main body 10 is in sliding contact with the outer periphery of the large diameter portion 21 where the vanes 25 and 25 are not provided, and the seals 28 and 28 provided on the vanes 25 and 25 are slidably contacted. Is in sliding contact with the inner periphery of the main body 10 where the convex portions 10a and 10b are not provided, and the circumferential directions of the pressure chambers Y1, Y2, Z1 and Z2 are sealed by these seals 28, 28, 63 and 63. ing.

さらに、ロータRの軸20の中間部に設けられた大径部21により、その図1中左右側に環状段部22,23が形成され、この環状段部22,23の図1中側壁は、それぞれキャップ体11,12の端部と略直線上に位置するように設けられている。なお、大径部21の直径は環状切欠11a,12aの内径と略同径に設定されている。そして、この環状段部22,23と上記環状切欠11a,12aとで背圧室R1,R2が形成される。   Further, annular step portions 22 and 23 are formed on the left and right sides in FIG. 1 by the large diameter portion 21 provided in the intermediate portion of the shaft 20 of the rotor R, and the side walls of the annular step portions 22 and 23 in FIG. The cap bodies 11 and 12 are provided so as to be positioned substantially on a straight line. The diameter of the large diameter portion 21 is set to be approximately the same as the inner diameter of the annular notches 11a and 12a. The annular step portions 22 and 23 and the annular notches 11a and 12a form back pressure chambers R1 and R2.

また、この背圧室R1内には、図3に示すように、環状切欠11aの内径と略同様の外形を持つ環状で略直角三角形状のバックアップリング45と環状で略直角三角形状のシールリング44とを断面略四角形状となるように組み合わされて構成されたシール部材S1と、シール部材S1を各圧力室Y1,Y2,Z1,Z2側に向けて付勢するバネ部材たる板バネ46とが収装されている。なお、シールリング44とバックアップリング45が上記形状とされているので、バックアップリング45が板バネ46により図3中左方に向けて付勢されると、シールリング44は、バックアップリング45の斜辺から緊迫力を受け、シールリング44は上記環状段部22の側壁および環状切欠11aの内径部にそれぞれ押し付けられて当接し、これにより各圧力室Y1,Y2,Z1,Z2の軸方向がシールされている。   Further, in the back pressure chamber R1, as shown in FIG. 3, an annular substantially right-angled triangular backup ring 45 having an outer shape substantially the same as the inner diameter of the annular notch 11a and an annular substantially right-angled triangular sealing ring are provided. 44, and a leaf spring 46 as a spring member for urging the seal member S1 toward the pressure chambers Y1, Y2, Z1, Z2 side. Has been stowed. Since the seal ring 44 and the backup ring 45 have the above shape, when the backup ring 45 is urged toward the left in FIG. The seal ring 44 is pressed against and brought into contact with the side wall of the annular step portion 22 and the inner diameter portion of the annular notch 11a, whereby the axial directions of the pressure chambers Y1, Y2, Z1, and Z2 are sealed. ing.

他方、背圧室R2内には、上記背圧室R1内と同様に、環状切欠12aの内径と略同様の外形を持つ環状で略直角三角形状のバックアップリング42と環状で略直角三角形状のシールリング41とを断面略四角形状となるように組み合わされて構成されたシール部材S2と、シール部材S2を各圧力室Y1,Y2,Z1,Z2側に向けて付勢するバネ部材たる板バネ43とが収装されている。なお、シールリング41とバックアップリング42が上記形状とされているので、バックアップリング42が板バネ43により図1中右方に向けて付勢されると、シールリング41は、バックアップリング42の斜辺から緊迫力を受け、シールリング41は上記環状段部23の側壁および環状切欠12aの内径部にそれぞれ押し付けられて当接し、これにより各圧力室Y1,Y2,Z1,Z2の軸方向がシールされている。   On the other hand, in the back pressure chamber R2, as in the back pressure chamber R1, an annular substantially right triangular backup ring 42 having an outer shape substantially the same as the inner diameter of the annular notch 12a and an annular substantially right triangular shape are provided. A seal member S2 formed by combining the seal ring 41 so as to have a substantially square cross section, and a leaf spring as a spring member that urges the seal member S2 toward the pressure chambers Y1, Y2, Z1, and Z2. 43 is stored. Since the seal ring 41 and the backup ring 42 have the above shapes, when the backup ring 42 is urged to the right in FIG. 1 by the leaf spring 43, the seal ring 41 is inclined to the oblique side of the backup ring 42. The seal ring 41 is pressed against and contacted with the side wall of the annular step portion 23 and the inner diameter portion of the annular notch 12a, thereby sealing the axial directions of the pressure chambers Y1, Y2, Z1, and Z2. ing.

またさらに、軸20の軸心部には、軸20の図1中左端側から開口する通路31が設けられるとともに、軸心部から偏心した位置で上記通路31に連通する通路33と、軸20の軸受B1より図1中右方から開口し通路33に連通する通路34が設けられ、各背圧室R1,R2は互いに上記通路31,33,34を介して連通されている。したがって、この場合、第1通路は、通路31,33,34で構成されている。また、上記した位置に通路31,34が設けられているので、作動油は、背圧室R1,R2へ辿り着く前に必ず軸受B1,B2と軸20との間を通過することとなり、軸20と軸受B1,B2との間の潤滑油が不足する事態が防止され、滑らかな軸20の回動が保障されている。   Furthermore, a passage 31 that opens from the left end side in FIG. 1 of the shaft 20 is provided in the shaft center portion of the shaft 20, and a passage 33 that communicates with the passage 31 at a position eccentric from the shaft center portion, and the shaft 20. 1 is opened from the right side in FIG. 1 and communicates with the passage 33. The back pressure chambers R1 and R2 are communicated with each other via the passages 31, 33, and 34. Therefore, in this case, the first passage is composed of the passages 31, 33, and 34. In addition, since the passages 31 and 34 are provided at the above-described positions, the hydraulic oil always passes between the bearings B1 and B2 and the shaft 20 before reaching the back pressure chambers R1 and R2. The situation where the lubricating oil between the bearing 20 and the bearings B1 and B2 is insufficient is prevented, and smooth rotation of the shaft 20 is ensured.

そして、大径部21には、圧力室Y1と圧力室Z1とを連通する通路32が設けられ、この通路32は、通路33の途中に偏心されて接続されている。したがって、この場合、第2通路は通路32で構成されている。また、この通路32は、圧力室Y1側が拡径されており、この拡径された部位には、球状の弁体51が挿入されるとともに、弁体51が通路32から抜け出ることを防止する筒状のプラグ52が嵌着されている。なお、通路32は、一方のベーン25の側部から他方のベーン25の側部を貫くように設けられているので、ベーン25,25と凸部10a,10bとが当接する状態でも、閉塞されることが無いように配慮されている。   The large-diameter portion 21 is provided with a passage 32 that communicates the pressure chamber Y1 and the pressure chamber Z1. The passage 32 is eccentrically connected in the middle of the passage 33. Therefore, in this case, the second passage is constituted by the passage 32. Further, the diameter of the passage 32 is enlarged on the pressure chamber Y1 side, and a spherical valve body 51 is inserted into the enlarged diameter portion, and the valve body 51 is prevented from coming out of the passage 32. A plug 52 is fitted. The passage 32 is provided so as to penetrate from the side portion of the one vane 25 to the side portion of the other vane 25. Therefore, the passage 32 is blocked even when the vanes 25, 25 and the convex portions 10a, 10b are in contact with each other. It is considered so that there is nothing to do.

また、通路32の拡径された部位の先端たる図2中下端からプラグ52の先端たる下端までの距離は、弁体51の直径より長く設定され、弁体51は、通路32内で図1中上下に移動可能とされている。また、上記した通路32と通路33との接続位置は、弁体51がプラグ52の図1中下端に当接してプラグ52の下端を閉塞した場合には拡径されていない通路32と通路33とを連通し、逆に弁体51が拡径された通路32の下端に移動して拡径されていない通路32を閉塞した場合には拡径された通路32と通路33とを連通するようになっている。   Further, the distance from the lower end in FIG. 2 that is the tip of the enlarged portion of the passage 32 to the lower end that is the tip of the plug 52 is set to be longer than the diameter of the valve body 51. It can be moved up and down. Further, the connection position between the passage 32 and the passage 33 described above is such that the passage 32 and the passage 33 that are not expanded in diameter when the valve body 51 is in contact with the lower end of the plug 52 in FIG. In contrast, when the valve body 51 moves to the lower end of the expanded diameter passage 32 and closes the unexpanded diameter passage 32, the expanded diameter passage 32 and the passage 33 are communicated with each other. It has become.

すなわち、仮に一方の圧力室Y1,Y2内の圧力が他方の圧力室Z1,Z2内の圧力より高くなると、弁体51は、差圧により拡径された通路32と通路33とを連通し、逆に他方の圧力室Z1,Z2内の圧力が一方の圧力室Y1,Y2内の圧力より高くなると、弁体51は、拡径されていない通路32と通路33とを連通することとなり、これにより上記弁体51と通路32は、高圧優先シャトル弁として機能する。なお、上記の構成にすることにより高圧優先シャトル弁を簡単に構成することができ、コストも低減できるが、他の構成の高圧優先シャトル弁を設けるとしてもよい。   That is, if the pressure in one pressure chamber Y1, Y2 becomes higher than the pressure in the other pressure chambers Z1, Z2, the valve body 51 communicates the passage 32 and the passage 33 that are expanded in diameter by the differential pressure, Conversely, when the pressure in the other pressure chambers Z1 and Z2 becomes higher than the pressure in one pressure chamber Y1 and Y2, the valve body 51 communicates the passage 32 and the passage 33 that are not expanded in diameter. Thus, the valve body 51 and the passage 32 function as a high-pressure priority shuttle valve. Although the high-pressure priority shuttle valve can be easily configured by the above configuration and the cost can be reduced, a high-pressure priority shuttle valve having another configuration may be provided.

因みに、軸20の図1中右端側は、キャップ体11の内周側に設けたUパッキンUにより軸20とキャップ体11との間がシールされ、さらに、UパッキンUより図1中右方には、ダストシールDが設けられ、ハウジングH内への埃や水等の侵入が防止されている。   Incidentally, the right end side of the shaft 20 in FIG. 1 is sealed between the shaft 20 and the cap body 11 by the U packing U provided on the inner peripheral side of the cap body 11, and further, the right side in FIG. Is provided with a dust seal D to prevent entry of dust or water into the housing H.

油圧揺動型アクチュエータに具現化されたシール構造は以上のように構成され、以下、その作用について説明する。   The seal structure embodied in the hydraulic oscillation actuator is configured as described above, and the operation thereof will be described below.

たとえば、油圧揺動型アクチュエータを図2中反時計回りに回転させる場合、すなわち、一方の圧力室Y1,Y2内に作動油を送り込み、他方の圧力室Z1,Z2内から作動油を排出する場合には、圧力室Y1,Y2内の圧力上昇により、圧力室Z1,Z2内の圧力とに差圧が発生し、弁体51を図1中下方に押し下げ、通路33と拡径された通路32とが連通するので、この通路33に連通する背圧室R1,R2内の圧力は圧力室Y1,Y2内と同様に上昇する。ここで、背圧室R1,R2内の圧力は、バックアップリング42,45をそれぞれ板バネ44,46が付勢する方向に押圧するので、結果的に、上記シールリング41,44を上記環状段部22,23および環状切欠11a,12aへ押し付けるように、すなわち、シール部材S1,S2に作用する緊迫力を高めるように作用する。そして、この背圧室R1,R2内の圧力は、圧力室Y1,Y2と背圧室R1,R2とが通路31,32,33,34連通されているので、圧力室Y1,Y2の圧力上昇に対し時間的に遅れを生じることなく上昇する。すると、シール部材S1,S2に作用する緊迫力も圧力室Y1,Y2内の圧力上昇により速やかに高まると同時に、圧力室Y1,Y2の圧力上昇に比例して高まるので、シール部材S1,S2に作用する緊迫力は適度となって、作動油の吹き抜けを防止することができる。   For example, when the hydraulic oscillation type actuator is rotated counterclockwise in FIG. 2, that is, hydraulic oil is sent into one of the pressure chambers Y1 and Y2, and hydraulic oil is discharged from the other pressure chambers Z1 and Z2. The pressure in the pressure chambers Y1 and Y2 causes a pressure difference between the pressure in the pressure chambers Z1 and Z2, and the valve body 51 is pushed downward in FIG. Therefore, the pressure in the back pressure chambers R1 and R2 communicating with the passage 33 rises as in the pressure chambers Y1 and Y2. Here, the pressure in the back pressure chambers R1 and R2 presses the backup rings 42 and 45 in the direction in which the leaf springs 44 and 46 are urged, respectively. As a result, the seal rings 41 and 44 are pushed in the annular stage. It acts so as to press against the portions 22, 23 and the annular notches 11a, 12a, that is, to increase the pressing force acting on the seal members S1, S2. The pressure in the back pressure chambers R1 and R2 is such that the pressure chambers Y1 and Y2 and the back pressure chambers R1 and R2 communicate with each other through the passages 31, 32, 33, and 34. Rises without any delay in time. Then, the tightening force acting on the seal members S1 and S2 also increases rapidly due to the pressure increase in the pressure chambers Y1 and Y2, and at the same time increases in proportion to the pressure increase in the pressure chambers Y1 and Y2, and thus acts on the seal members S1 and S2. The tightening force is moderate and can prevent the hydraulic oil from being blown through.

また、上記作動油の吹き抜けを防止することができるので、圧力室Y1,Y2内の速やかな圧力上昇を妨げることもなく、油圧揺動型アクチュエータの応答性が飛躍的に向上するので、その制御も容易となる。   In addition, since the hydraulic fluid can be prevented from being blown through, the responsiveness of the hydraulic oscillation actuator is greatly improved without impeding the rapid pressure rise in the pressure chambers Y1 and Y2. Is also easier.

このことは、他方の圧力室Z1,Z2内の圧力を上昇させる場合にも、弁体51が拡径されていない通路32と通路33とを連通する違いだけで、その作用は同様となる。   This also applies to the case where the pressure in the other pressure chambers Z1 and Z2 is increased, and the operation is the same except that the passage 32 and the passage 33 in which the valve body 51 is not expanded are communicated.

なお、圧力室Y1,Y2内の圧力上昇初期には、板バネ44,46の付勢力によりシール部材S1,S2にその時に必要とされる緊迫力が保障されているので、この圧力上昇初期での作動油の吹き抜けも防止されている。   It should be noted that, at the beginning of the pressure increase in the pressure chambers Y1, Y2, the sealing members S1, S2 are secured with the required pressing force at that time by the urging force of the leaf springs 44, 46. Blow-through of the hydraulic oil is also prevented.

つづいて、逆に、圧力室Y1,Y2内の圧力を減圧する場合には、上記弁体51は、少なくとも必ずどちらか一方の圧力室Y1,Y2,Z1,Z2と背圧室R1l,R2とを連通するから、背圧室R1,R2内の圧力も速やかに減圧されて、シール部材S1,S2に作用する緊迫力が速やかに減少し、背圧室R1,R2内に圧力がこもってしまう事はない。したがって、背圧室R1,R2内に圧力がこもってしまうことによる弊害、すなわち、必要以上の緊迫力がシール部材S1,S2に作用して、シール部材S1,S2がロータRとハウジングHとに強く押し付けられ、ロータRのハウジングHに対する回動運動を阻害する無駄な摩擦抵抗が生じる弊害を防止することができる。つまり、油圧揺動型アクチュエータの滑らかな回動運動を阻害することがなく、この点でも油圧揺動型アクチュエータの応答性に寄与している。   Subsequently, conversely, when the pressure in the pressure chambers Y1, Y2 is reduced, the valve body 51 must always include at least one of the pressure chambers Y1, Y2, Z1, Z2 and the back pressure chambers R1l, R2. Therefore, the pressure in the back pressure chambers R1 and R2 is also quickly reduced, the tightening force acting on the seal members S1 and S2 is quickly reduced, and the pressure is accumulated in the back pressure chambers R1 and R2. There is nothing. Therefore, a negative effect caused by the pressure in the back pressure chambers R1 and R2, that is, an excessive pressing force acts on the seal members S1 and S2, and the seal members S1 and S2 are applied to the rotor R and the housing H. It is possible to prevent an adverse effect of causing a useless frictional resistance that is strongly pressed and hinders the rotational movement of the rotor R with respect to the housing H. That is, the smooth swing movement of the hydraulic swing actuator is not hindered, and this also contributes to the response of the hydraulic swing actuator.

また、シール部材S1,S2には、必要以上の緊迫力が作用しないので、従来のように大きな摩擦抵抗を生じないから、シール部材の摩耗が促進されず、シール部材の耐久性も従来に比較して向上する。   Further, since the unnecessary tension force does not act on the seal members S1 and S2, the frictional resistance is not increased as in the conventional case, so the wear of the seal member is not promoted, and the durability of the seal member is also compared with the conventional one. And improve.

なお、上記したところでは、背圧室R1,R2内の圧力で効率よく緊迫力をシール部材S1,S2に作用させるためにシール部材S1,S2をシールリング41,43とバックアップリング42,44とで構成しているが、これに限らず、シール部材は、上記背圧室R1,R2内の圧力により緊迫力が作用させることができるものであればよい。   In the above, the seal members S1, S2 are connected to the seal rings 41, 43 and the backup rings 42, 44 in order to efficiently apply the compressive force to the seal members S1, S2 with the pressure in the back pressure chambers R1, R2. However, the present invention is not limited to this, and the seal member may be any member that can be acted upon by the pressure in the back pressure chambers R1 and R2.

また、第1通路たる通路31,33,34および第2通路たる通路32は、ロータRに内設されているが、ハウジングHの外方に上記通路を形成するとしてもよいが、ロータRに内設する方が、通路がハウジングH外に剥き出しとなることによる他部材との干渉による油圧揺動型アクチュエータ損傷の危険も無く、シール性の点でも優れている。   The passages 31, 33, 34 as the first passage and the passage 32 as the second passage are provided in the rotor R, but the passage may be formed outside the housing H. The internal arrangement is superior in terms of sealing performance because there is no risk of damage to the hydraulic oscillating actuator due to interference with other members due to the passage being exposed outside the housing H.

なお、上述したところでは、シール部材S1,S2を、高圧側の圧力室内の圧力でハウジングHの内周である環状切欠11a,12aおよびロータRの側面である環状段部22,23に向けて押し付けるとしているが、どちらか一方のみ、すなわち、ハウジングHの内周である環状切欠11a,12aもしくはロータRの側面である環状段部22,23の一方のみに押し付けるとしても、同様の作用効果を得ることができる。   As described above, the seal members S1 and S2 are directed toward the annular notches 11a and 12a that are the inner periphery of the housing H and the annular step portions 22 and 23 that are the side surfaces of the rotor R with the pressure in the pressure chamber on the high pressure side. Even if only one of the annular notches 11a and 12a that are the inner periphery of the housing H or the annular step portions 22 and 23 that are the side surfaces of the rotor R is pressed, the same effect is obtained. Can be obtained.

さらに、本実施の形態においては、通路32により圧力室Y1と圧力室Z1とを連通しているが、圧力室Y1と圧力室Z2とを、もしくは、圧力室Y2と圧力室Z1とを連通するとしてもよいことは勿論である。   Furthermore, in the present embodiment, the pressure chamber Y1 and the pressure chamber Z1 are communicated by the passage 32, but the pressure chamber Y1 and the pressure chamber Z2 are communicated or the pressure chamber Y2 and the pressure chamber Z1 are communicated. Of course, it is also possible.

なお、上記したところでは、油圧揺動型アクチュエータを、いわゆるダブルベーン形のアクチュエータとしているが、シングルベーン形やトリプルベーン形のアクチュエータに本発明のシール構造を適用してもよいことは無論であり、また、二枚のベーン間隔を180度以外の角度とした油圧揺動型アクチュエータに適用することも可能である。   In the above description, the hydraulic oscillation type actuator is a so-called double vane type actuator. However, it goes without saying that the seal structure of the present invention may be applied to a single vane type or triple vane type actuator. It is also possible to apply the present invention to a hydraulic rocking type actuator in which the interval between two vanes is an angle other than 180 degrees.

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。   This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.

シール構造が具現化された油圧揺動型アクチュエータの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the hydraulic oscillation type | mold actuator by which the seal structure was embodied. シール構造が具現化された油圧揺動型アクチュエータのA−A断面図である。It is AA sectional drawing of the hydraulic oscillation type | mold actuator by which the seal structure was embodied. シール構造が具現化された油圧揺動型アクチュエータのシール部の拡大縦断面図である。FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of a seal portion of a hydraulic oscillation actuator in which a seal structure is embodied.

符号の説明Explanation of symbols

10 本体
10a,10b 凸部
11,12 キャップ体
11a,12a 環状切欠
11b,12b 軸受挿入部
12c 閉塞部
12d ロッド
20 軸
21 大径部
22,23 環状段部
25 ベーン
26,61 プレート
27,62 ゴムプレート
28,63 シール
29,30 貫通孔
31,32,33,34 通路
41,44 シールリング
42,45 バックアップリング
43,46 バネ部材たる板バネ
51 弁体
52 プラグ
B1,B2 軸受
D ダストシール
H ハウジング
R ロータ
R1,R2 背圧室
S1,S2 シール部材
U Uパッキン
Y1,Y2,Z1,Z2 圧力室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Main body 10a, 10b Convex part 11, 12 Cap body 11a, 12a Annular notch 11b, 12b Bearing insertion part 12c Closure part 12d Rod 20 Axis 21 Large diameter part 22, 23 Annular step part 25 Vane 26, 61 Plate 27, 62 Rubber Plate 28, 63 Seal 29, 30 Through hole 31, 32, 33, 34 Passage 41, 44 Seal ring 42, 45 Backup ring 43, 46 Leaf spring as a spring member 51 Valve body 52 Plug B1, B2 Bearing D Dust seal H Housing R Rotor R1, R2 Back pressure chamber S1, S2 Seal member U U packing Y1, Y2, Z1, Z2 Pressure chamber

Claims (6)

中空なハウジングとハウジング内に回動自在に挿入されハウジング内を2つの圧力室に区画するロータとの間をシールする油圧揺動型アクチュエータのシール構造において、上記ハウジングの内周と上記ロータの側面とに摺接して各圧力室の両端をシールする一対のシール部材を備え、当該シール部材を上記2つの圧力室のうち高圧側となる圧力室内の圧力で上記各圧力室側もしくはハウジングの内周もしくはその両方に向けて押圧するようにしたことを特徴とする油圧揺動型アクチュエータのシール構造。 In a seal structure of a hydraulic oscillation type actuator that seals between a hollow housing and a rotor that is rotatably inserted into the housing and divides the inside of the housing into two pressure chambers, the inner periphery of the housing and the side surface of the rotor A pair of sealing members that are in sliding contact with each other and seals both ends of each pressure chamber, and the sealing member is pressured by the pressure in the pressure chamber on the high pressure side of the two pressure chambers or the inner periphery of the housing. Alternatively, a seal structure of a hydraulic oscillation type actuator characterized by being pressed toward both of them. 各圧力室の両側にハウジングとロータとで区画した一対の背圧室内にシール部材を収装するとともに、各背圧室と上記2つの圧力室とを連通する通路と、通路の途中に設けた高圧優先シャトル弁とを設けたこと特徴とする請求項1に記載の油圧揺動型アクチュエータのシール構造。 A seal member is accommodated in a pair of back pressure chambers partitioned by a housing and a rotor on both sides of each pressure chamber, and a passage communicating each back pressure chamber and the two pressure chambers is provided in the middle of the passage. The seal structure of the hydraulic oscillation type actuator according to claim 1, further comprising a high-pressure priority shuttle valve. 背圧室がハウジングの内周であって各圧力室の両側から延設される環状切欠と、ロータ外周に設けた環状段部とで区画されるとともに、シール部材が、断面略直角三角形で環状に形成されたリングシールと、断面略直角三角形で環状に形成されたバックアップリングとを備え、リングシールとバックアップリングとが断面が四角形状となるように組み合わされるとともに、当該シール部材を圧力室側に向けて付勢するバネ部材を設けたことを特徴とする請求項2に記載の油圧揺動型アクチュエータのシール構造。 The back pressure chamber is defined by an annular notch extending from both sides of each pressure chamber on the inner periphery of the housing, and an annular step provided on the outer periphery of the rotor. The ring seal and the backup ring formed in an annular shape with a substantially right-angled cross section are combined so that the ring seal and the backup ring have a square cross section, and the seal member is attached to the pressure chamber side. The seal structure of the hydraulic oscillation actuator according to claim 2, further comprising a spring member that urges toward the side. 通路が各背圧室を連通する第1通路と、各圧力室を連通する第2通路とで構成され、第2通路の途中に出口が第1通路に連通された高圧優先シャトル弁を設けたことを特徴とする請求項2または3に記載の油圧揺動型アクチュエータのシール構造。 A high-pressure priority shuttle valve having a first passage communicating with each back pressure chamber and a second passage communicating with each pressure chamber and having an outlet communicating with the first passage is provided in the middle of the second passage. The seal structure of the hydraulic oscillation actuator according to claim 2 or 3, 通路がロータ内に設けられたことを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の油圧揺動型アクチュエータのシール構造。 5. The hydraulic oscillating actuator seal structure according to claim 2, wherein a passage is provided in the rotor. 高圧優先シャトル弁が、第2通路の第1通路が連通される部位に設けた拡径部と、当該拡径部内に移動可能に収納される球状の弁体と、拡径部に嵌着された筒状のプラグとで構成され、弁体が拡径部の先端部とプラグの先端部とに選択的に着座することにより、上記2つの圧力室のうち高圧側となる圧力室と第1通路とを連通することを特徴とする請求項4または5に記載の油圧揺動型アクチュエータのシール構造。 A high-pressure priority shuttle valve is fitted to the enlarged diameter portion provided at a portion where the first passage of the second passage is communicated, a spherical valve body movably accommodated in the enlarged diameter portion, and the enlarged diameter portion. And a valve body selectively seated on the distal end portion of the enlarged diameter portion and the distal end portion of the plug, whereby the pressure chamber on the high pressure side of the two pressure chambers and the first 6. The seal structure for a hydraulic oscillation actuator according to claim 4 or 5, wherein the seal is in communication with a passage.
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