JP2013072447A - ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構造でシール性能を向上させるとともに、シール性能を向上させた状態を安定して維持するロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体を提供する。
【解決手段】樹脂材料で形成されたシール本体２０には、ケースの内周面又は回転軸部の外周面に摺接するシール面２３ａ、区画壁部又はベーンに保持されるように取り付けられる取付面２３ｂ、２３ｃ、回転軸部の軸方向と平行な方向における端部側の端面２３ｄ、２３ｅ、が設けられる。シール本体２０には、シール面２３ａ及び端面２３ｄ、２３ｅに対して閉鎖され、取付面２３ｂ、２３ｃに対して開口するように凹み形成された凹み領域２４が設けられる。凹み領域２４は、シール面２３ａと端面２３ｄ、２３ｅとが連続する角部からシール面２３ａ及び端面２３ｄ、２３ｅに沿って連続して延びるように設けられる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ケースの内側でベーンが設けられた回転軸部が回転するロータリーベーンアクチュエータにおいて圧力室を封止するためのシール構造体として設置される、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体に関する。

ケースの内側でベーンが設けられた回転軸部が回転するロータリーベーンアクチュエータにおいて圧力室を封止するために設置される、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体として、特許文献１又は特許文献２に開示されたシール構造体が知られている。

特許文献１では、図４において、ケースとしての外筒（２）の周方向において圧力室を区画する区画壁部である固定翼（５）に設置され、回転軸部である主軸（１）の外周面に摺接するシール構造体が開示されている。このシール構造体は、固定翼（５）がボルトによって外筒（２）から押し出されることによって、主軸（１）の外周面に対してシール本体を密着させるように構成されている。これにより、気密性或いは液密性を高くし、シール性能を向上させるように構成されている。

また、特許文献１では、図９において、固定翼（５）、或いはベーンとしての回転翼（４）に設置され、シール本体を構成するバンド（７ｃ）の四隅に斜行する切り込みが設けられたシール構造体が開示されている。このシール構造体は、斜行する切り込みがシール本体の四隅に設けられることで、シール本体が摺接する相手側の摺接面に対するシール本体の密着性を向上させることが意図されている。

また、特許文献２では、ベーンに設置され、シール本体において相手側の摺接面に対して摺接するシール面と反対側の背面に圧油が作用するシール構造体が、開示されている。このシール構造体は、シール面と反対側の背面において圧油が作用することで、シール面の相手側の摺接面に対する密着性を向上させ、シール性能を向上させるように構成されている。

特開２００１−１８２７１２号公報 特開２００８−３７１８７号公報

特許文献１の図４に開示されたシール構造体は、シール性能を向上させるために、区画壁部をボルトによってケースから押し出すことで回転軸部の外周面にシール本体を密着させる複雑な機構が必要となる。このため、簡素な構造でシール性能を向上させることができる構成が求められる。また、ボルトによって区画壁部を押し出すことでシール本体を相手側の摺接面に密着させる方法によると、シール本体に対して荷重を分散させて作用させることが難しい。このため、とくに、シール本体における角部及びその近傍の部分において、相手側の摺接面に対する密着性の確保が難しく、シール性能の向上が難しいという問題がある。

また、特許文献１の図９に開示されたシール構造体は、シール本体の四隅に斜行する切り込みが設けられるという簡素な構造として構成されるが、シール本体において切り込まれた部分が不安定に変形する虞があり、更に、この切り込まれた部分の破損を招いてしまう虞がある。このため、安定して高い気密性或いは液密性を確保することが難しく、シール性能を向上させた状態を安定して維持することが難しい。

また、特許文献２に開示されたシール構造体は、シール性能を向上させるために、シール本体におけるシール面と反対側の背面に圧油を作用させる複雑な機構が必要となる。このため、簡素な構造でシール性能を向上させることができる構成が求められる。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、簡素な構造でシール性能を向上させることができるとともに、シール性能を向上させた状態を安定して維持することができる、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための第１発明に係るロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体は、ケースと、前記ケースの内側の圧力室を周方向において区画する複数の区画壁部と、前記ケースの内側で回転自在に設置される回転軸部と、前記回転軸部から径方向外側に向かって突出して設けられるとともに前記ケースの周方向で隣り合う前記区画壁部の間でそれぞれ揺動する複数のベーンと、を有するロータリーベーンアクチュエータにおいて、前記圧力室を封止するシール構造体として前記区画壁部又は前記ベーンに設置される、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体に関する。そして、第１発明に係るロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体は、前記ケースの内周面又は前記回転軸部の外周面に摺接するシール面、前記区画壁部又は前記ベーンに保持されるように取り付けられる取付面、及び、前記回転軸部の軸方向と平行な方向における端部側の端面、が設けられ、樹脂材料で形成されたシール本体、を備え、前記シール本体には、前記シール面及び前記端面に対しては閉鎖されるとともに、前記取付面に対して開口するように凹み形成された凹み領域が設けられ、前記凹み領域は、前記シール面と前記端面とが連続する角部から前記シール面及び前記端面の少なくともいずれかの一部に沿って、連続して延びるように、或いは分散して配置されるように、設けられていることを特徴とする。

この構成によると、シール本体において、シール面及び端面には閉鎖されて取付面に対して開口する凹み領域が設けられ、この凹み領域が、角部からシール面及び端面の少なくともいずれかに沿って連続して或いは分散して設けられる。このため、シール本体における角部及びその近傍の部分が、作用する荷重を分散して支持するように全体的に変形することになる。そして、シール本体の角部及びその近傍の部分が、シール本体が摺接する相手側の摺接面に対して沿うように密着することになる。これにより、相手側の摺接面に対する密着性を最も確保し難い部分である角部及びその近傍の部分においても、容易に密着性を確保することができる。そして、気密性或いは液密性が向上し、シール性能が向上することになる。また、上記の構成によると、シール本体における角部及びその近傍の部分に凹み領域が設けられた簡素な構造でシール性能を向上させることができる。

更に、上記の構成によると、シール性の向上のためにシール本体に設けられる構造が、シール面及び端面には閉鎖されて取付面に対して開口する凹み領域として構成される。このため、シール本体の角部及びその近傍の部分が、相手側の摺接面に対して密着するように変形する際、作用する荷重を分散して支持するように全体的に変形する。これにより、シール本体は、破損し難く、ロータリーベーンアクチュエータが繰り返し作動した場合であっても、繰り返し同様の形態で安定して変形することになる。よって、上記の構成によると、ロータリーベーンアクチュエータの作動の状況にかかわらず、安定して高い気密性或いは液密性が繰り返し容易に確保され、シール性能が向上した状態が安定して維持されることになる。

従って、本発明によると、簡素な構造でシール性能を向上させることができるとともに、シール性能を向上させた状態を安定して維持することができる、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体を提供することができる。

第２発明に係るロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体は、第１発明のロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体において、前記シール本体は、前記区画壁部又は前記ベーンに設けられた取付溝に嵌め込まれて取り付けられ、前記凹み領域は、前記ケースの周方向において前記取付面が対向する前記取付溝の内壁のうちの少なくとも一方に向かって開口するように設けられていることを特徴とする。

この構成によると、凹み領域が、取付溝の内壁のうちの少なくとも一方に向かって開口する領域として設けられる。このため、シール本体の取付面に凹み領域を形成することにより、容易に、簡素な構造で安定して高いシール性能を発揮可能な構造を実現することができる。

第３発明に係るロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体は、第２発明のロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体において、前記凹み領域として、前記ケースの周方向において前記取付面が対向する前記取付溝の内壁のうちの一方に向かって開口する第１凹み領域と、前記ケースの周方向において前記取付面が対向する前記取付溝の内壁のうちの他方に向かって開口する第２凹み領域と、が設けられていることを特徴とする。

この構成によると、シール本体の取付面で開口する凹み領域が、シール本体を挟むように設けられた取付溝の内壁の両方に対して個別に開口するように設けられる。このため、シール本体の角部及びその近傍の部分が、相手側の摺接面に対して密着するように変形する際、作用する荷重を更に均等に分散して支持することができる。これにより、更に高い密着性が得られ、シール性能を更に向上させることができる。

第４発明に係るロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体は、第１発明乃至第３発明のいずれかのロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体において、金属材料にて板状又はブロック状或いは柱状に形成され、前記シール本体の内側に嵌め込まれた金属構造部材が、更に備えられ、前記凹み領域が、前記金属構造部材の外周の一部に沿って、連続して延びるように、或いは分散して配置されるように、設けられていることを特徴とする。

この構成によると、シール本体の内側に板状又はブロック状或いは柱状の金属構造部材が嵌め込まれるため、シール構造体としての全体的な剛性を向上させることができる。更に、凹み領域が、金属構造部材の外周に沿って設けられるため、作用する荷重を金属構造部材の外周に沿って分散して支持することができる。これにより、更に高い密着性が得られ、シール性能を更に向上させることができる。

第５発明に係るロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体は、第４発明のロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体において、前記金属構造部材の外周と前記シール本体の内周との間に設置され、当該金属構造部材と当該シール本体とに密着する弾性部材が、更に備えられていることを特徴とする。

この構成によると、金属構造部材とシール本体との間に弾性部材が設置されるため、弾性部材が変形することで、作用する荷重を更に分散して支持することができる。これにより、更に高い密着性が得られ、シール性能を更に向上させることができる。

本発明によると、簡素な構造でシール性能を向上させることができるとともに、シール性能を向上させた状態を安定して維持することができる、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るシール構造体が設置されたロータリーベーンアクチュエータにおける軸方向と平行な方向における断面を示す断面図である。 図１に示すロータリーベーンアクチュエータにおける軸方向と垂直な方向における断面を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係るシール構造体を示す正面図であって、部分的な切り欠き状態で示す図である。 図３に示すシール構造体の側面図であって、部分的な切り欠き状態で示す図である。 変形例に係るシール構造体を示す正面図であって、部分的な切り欠き状態で示す図である。 変形例に係るシール構造体を示す側面図であって、部分的な切り欠き状態で示す図である。 変形例に係るシール構造体を示す側面図であって、部分的な切り欠き状態で示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明は、ケースの内側でベーンが設けられた回転軸部が回転するロータリーベーンアクチュエータにおいて圧力室を封止するためのシール構造体として設置される、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体に関して広く適用することができるものである。

図１は、本発明の一実施の形態に係るロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体１（以下、単に「シール構造体１」とも称する）が設置されたロータリーベーンアクチュエータ１０における軸方向と平行な断面を示す断面図である。また、図２は、ロータリーベーンアクチュエータ１０における軸方向と垂直な断面を示す断面図である。尚、図２は、図１のＡ−Ａ線矢視方向から見た断面を図示しており、図１は、図２のＢ−Ｂ線矢視方向から見た断面を図示している。

まず、本実施形態のシール構造体１が適用されるロータリーベーンアクチュエータ１０（以下、単に「アクチュエータ１０」とも称する）について説明する。図１及び図２に示すように、アクチュエータ１０は、ケース１１、複数の区画壁部１２、回転軸部１３、複数のベーン１４、蓋部１５、底部１６、等を備えて構成されている。

ケース１１は、回転軸部１３及びベーン１４を内側に収納する構造部材として設けられている。そして、アクチュエータ１０では、ケース１１は、円筒状の部材として設けられている。また、ケース１１の内周には、複数の区画壁部１２が一体に設けられている。ケース１１における円筒軸方向の一端側の端部は、蓋部１５によって閉鎖されている。また、ケース１１における円筒軸方向における他端側の端部は、底部１６によって閉鎖されている。蓋部１５及び底部１６は、ケース１１に対して固定されている。

区画壁部１２は、アクチュエータ１０では、３つ設けられている。各区画壁部１２は、ケース１１の内周において内側に向かって半径方向に突出するように設けられている。そして、３つの区画壁部１２は、ケース１１の内周の周方向に沿って等角度間隔で、即ち、本実施形態では、１２０°間隔で設けられている。各区画壁部１２は、例えば、アクチュエータ１０の軸方向と垂直な断面が略台形状に形成されている。また、各区画壁部１２においてケース１１の径方向内側に向かって突出する先端側の端部には、後述する回転軸部１３の外周に対して摺接する（即ち、接触した状態で摺動する）摺接面が設けられている。この摺接面におけるケース１１の軸方向に垂直な断面は、円弧状に形成されている。尚、区画壁部１２は、本実施形態では、ケース１１に対して一体に設けられているが、ケース１１とは別体に設けられた区画壁部１２がケース１１に対して固定される構成が実施されてもよい。

また、区画壁部１２は、ケース１１の内側の圧力室（１９ａ、１９ｂ）を周方向において区画するように設けられている。そして、本実施形態では、一対の圧力室（１９ａ、１９ｂ）が、ケース１１の内側で周方向に沿って、３つ（即ち、３対）設けられている。ケース１１の周方向で隣り合う一対の圧力室（１９ａ、１９ｂ）同士は、ケース１１の周方向において、各区画壁部１２によって区画されている。そして、ケース１１の周方向において隣り合う区画壁部１２によって区画された各一対の圧力室（１９ａ、１９ｂ）は、更に、後述するベーン１４によって、ケース１１の周方向において、圧力室１９ａと圧力室１９ｂとに区画されている。

回転軸部１３は、円柱軸状の部分を有し、ケース１１の内側の径方向中央で回転自在に設置されている。そして、回転軸部１３は、円柱軸方向における一方の端部が蓋部１５の中央の貫通孔に対して摺動自在に貫通して設置されている。回転軸部１３における一方の端部は、蓋部１５に対して、或いは、蓋部１５に固定された支持部材に対して、回転自在に支持されている。また、回転軸部１３は、円柱軸方向における他方の端部が底部１６の中央の貫通孔に対して摺動自在に貫通して設置されている。回転軸部１３における他方の端部は、底部１６に対して、或いは、底部１６に固定された支持部材に対して、回転自在に支持されている。

また、回転軸部１３は、後述するように、圧力室（１９ａ、１９ｂ）に圧力流体が給排され、圧力室（１９ａ、１９ｂ）を区画するベーン１４が、ケース１１の周方向に揺動することで、ベーン１４とともに回転方向に揺動する。これにより、回転軸部１３は、回転トルクを出力するように構成されている。尚、回転軸部１３から出力される回転トルクは、回転軸部１３の一方又は他方の端部に連結された駆動対象に対して出力される。駆動対象としては、種々の機器が挙げられる。例えば、航空機の翼において揺動自在に設けられた舵面等の動翼が、アクチュエータ１０によって駆動されてもよい。

ベーン１４は、アクチュエータ１０では、３つ設けられている。各ベーン１４は、回転軸部１３から半径方向の外側に向かって突出して設けられている。そして、３つのベーン１４は、回転軸部１３の周方向に沿って等角度間隔で、即ち、本実施形態では、１２０°間隔で設けられている。各ベーン１４は、例えば、アクチュエータ１０の軸方向と垂直な断面が略台形状に形成されている。また、各ベーン１４において回転軸部１３の径方向外側に向かって突出する先端側の端部には、ケース１１の内周に対して摺接する（即ち、接触した状態で摺動する）摺接面が設けられている。この摺接面における回転軸部１３の軸方向に垂直な断面は、円弧状に形成されている。尚、各ベーン１４は、本実施形態では、回転軸部１３に対して一体に設けられているが、回転軸部１３とは別体に設けられたベーン１４が回転軸部１３に対して固定される構成が実施されてもよい。

また、各ベーン１４は、ケース１１の周方向で隣り合う区画壁部１２の間でそれぞれ揺動するように構成されている。各ベーン１４は、前述のように、ケース１１の周方向において隣り合う区画壁部１２によって区画された一対の圧力室（１９ａ、１９ｂ）における圧力室１９ａと圧力室１９ｂとを、ケース１１の周方向において、区画している。

各圧力室（１９ａ、１９ｂ）は、ケース１１の内周、回転軸部１３の外周、区画壁部１２、ベーン１４、蓋部１５、及び底部１６によって、区画されている。そして、各圧力室（１９ａ、１９ｂ）には、図示が省略されているが、圧力流体の供給通路と排出通路とが連通するように設けられている。そして、各供給通路は、図示が省略されたコントローラからの指令によって、切替弁（図示省略）が切り替えられることによって、圧力流体の供給源に連通し、又は、この供給源に対して遮断される。また、各排出通路は、上記のコントローラからの指令によって、切替弁（図示省略）が切り替えられることによって、低圧側である圧力流体の排出系統に連通し、又は、この排出系統に対して遮断される。

３対設けられた圧力室（１９ａ、１９ｂ）における各圧力室１９ａに圧力流体が供給されるとともに各圧力室１９ｂから圧力流体が排出されることで、各ベーン１４が、図２において時計周り方向に揺動し、同方向に回転軸部１３が回転する。一方、３対設けられた圧力室（１９ａ、１９ｂ）における各圧力室１９ｂに圧力流体が供給されるとともに各圧力室１９ａから圧力流体が排出されることで、各ベーン１４が、図２において反時計周り方向に揺動し、同方向に回転軸部１３が回転する。尚、圧力流体としては、圧縮空気、圧油、等、種々の流体が挙げられる。

次に、上述したアクチュエータ１０に適用される本実施形態のシール構造体１について説明する。シール構造体１は、アクチュエータ１０において圧力室（１９ａ、１９ｂ）を封止するシール構造体として設けられ、本実施形態では、各区画壁部１２及び各ベーン１４にそれぞれ設置されている。また、本実施形態では、各区画壁部１２に設置されるシール構造体１と各ベーン１４に設置されるシール構造体１とは、同様に構成されている。

各区画壁部１２に設置されるシール構造体１は、各区画壁部１２においてアクチュエータ１０の軸方向と平行に延びるように設置される。そして、このシール構造体１は、各区画壁部１２における回転軸部１３に対して摺接する摺接面に沿って設置され、回転軸部１３の外周に対して摺接するように設置される。

一方、各ベーン１４に設置されるシール構造体１は、各ベーン１４においてアクチュエータ１０の軸方向と平行に延びるように設置される。そして、このシール構造体１は、各ベーン１４におけるケース１１に対して摺接する摺接面に沿って設置され、ケース１１の内周に対して摺接するように設置される。

図３は、区画壁部１２又はベーン１４に設置されるシール構造体１を示す正面図である。図４は、シール構造体１の側面図であり、図３のＣ線矢視方向から見た図である。図３及び図４は、シール構造体１について、部分的な切り欠き状態で図示している。尚、図３におけるシール構造体１の正面の方向は、シール構造体１がアクチュエータ１０に設置された状態において、アクチュエータ１０の周方向に対する接線方向に対応している。また、図３及び図４にて両端矢印Ｄで示すシール構造体１の長手方向は、シール構造体１がアクチュエータ１０に設置された状態において、アクチュエータ１０の軸方向と平行な方向に対応している。

シール構造体１は、シール本体２０、金属構造部材２１、エラストマ２２、を備えて構成されている。尚、図１のアクチュエータ１０の断面図では、シール構造体１の内部構造の図示が省略されている。

シール本体２０は、樹脂材料で形成され、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂を素材として形成され、或いは、ゴムを素材として形成されている。そして、区画壁部１２に設置されるシール構造体１におけるシール本体２０は、区画壁部１２の取付溝１２ａに嵌め込まれて取り付けられる。一方、ベーン１４に設置されるシール構造体１におけるシール本体２０は、ベーン１４の取付溝１４ａに嵌め込まれて取り付けられる。

また、シール本体２０は、直線状に延びる胴部２０ａと、胴部２０ａの両端のそれぞれに一体に設けられた屈曲部（２０ｂ、２０ｃ）とを備えて構成されている。胴部２０ａは、内側に長孔状の貫通孔２０ｄが設けられた中空の柱状に形成されている。そして、胴部２０ａは、その長手方向がアクチュエータ１０において軸方向と平行に配置され、前述のように、取付溝１２ａ或いは取付溝１４ａに嵌め込まれる。

屈曲部２０ｂ及び屈曲部２０ｃは、シール本体２０において、胴部２０ａに対して略直角に屈曲して延びる部分として設けられる。また、胴部２０ａの両端部のそれぞれにて突出して延びるように設けられる屈曲部２０ｂ及び屈曲部２０ｃは、同方向に向かって互いに平行に胴部２０ａから突出するように設けられている。屈曲部２０ｂ及び屈曲部２０ｃは、取付溝１２ａ又は取付溝１４ａに嵌め込まれるとともに、アクチュエータ１０において、ケース１１及び回転軸部１３の径方向に沿って延びるように設置される。そして、屈曲部２０ｂは、蓋部１５に対して摺接可能に設置され、屈曲部２０ｃは、底部１６に対して摺接可能に設置される。

尚、回転軸部１３と蓋部１５との間には、両者の間において周方向に環状に延びるように設置され、両者の間を封止する、リングシール１７が設置されている（図１を参照）。そして、区画壁部１２に設置されたシール構造体１のシール本体２０は、胴部２０ａの端部にてリングシール１７の外周の縁部に対して摺接可能に設置されている。一方、ベーン１４に設置されたシール構造体１のシール本体２０は、屈曲部２０ｂの端部にてリングシール１７の外周の縁部に対して摺接可能に設置されている。

また、回転軸部１３と底部１６との間には、両者の間において周方向に環状に延びるように設置され、両者の間を封止する、リングシール１８が設置されている（図１を参照）。そして、区画壁部１２に設置されたシール構造体１のシール本体２０は、胴部２０ａの端部にてリングシール１８の外周の縁部に対して摺接可能に設置されている。一方、ベーン１４に設置されたシール構造体１のシール本体２０は、屈曲部２０ｃの端部にてリングシール１８の外周の縁部に対して摺接可能に設置されている。

また、シール本体２０には、シール面２３ａ、取付面（２３ｂ、２３ｃ）、端面（２３ｄ、２３ｅ）が設けられている。シール面２３ａは、胴部２０ａの側面として設けられている。そして、区画壁部１２に設置されたシール構造体１のシール本体２０におけるシール面２３ａは、回転軸部１３の外周面に摺接する面として構成されている。ベーン１４に設置されたシール構造体１のシール本体２０におけるシール面２３ａは、ケース１１の内周面に摺接する面として構成されている。

取付面（２３ｂ、２３ｃ）は、胴部２０ａ及び屈曲部（２０ｂ、２０ｃ）において、シール面２３ａの両側方で互いに平行に延びる面として設けられている。そして、区画壁部１２に設置されたシール構造体１のシール本体２０における取付面（２３ｂ、２３ｃ）は、区画壁部１２の取付溝１２ａに保持されるように取り付けられる面として構成されている。ベーン１４に設置されたシール構造体１のシール本体２０における取付面（２３ｂ、２３ｃ）は、ベーン１４の取付溝１４ａに保持されるように取り付けられる面として構成されている。

端面（２３ｄ、２３ｅ）は、胴部２０ａ及び屈曲部（２０ｂ、２０ｃ）において、胴部２０ａの両端側で互いに平行に延びる面として設けられている。これにより、端面（２３ｄ、２３ｅ）は、シール本体２０において、回転軸部１３の軸方向と平行な方向における端部側の面として構成されている。そして、端面２３ｄは蓋部１５に対して摺接し、端面２３ｅは底部１６に対して摺接するように設置される。

また、シール本体２０には、シール面２３ａ及び端面（２３ｄ、２３ｅ）に対しては閉鎖されるとともに、取付面（２３ｂ、２３ｃ）に対して開口するように凹み形成された凹み領域２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）が設けられている。各凹み領域２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）は、取付面（２３ｂ、２３ｃ）に対して開口する穴状又は溝状の空間領域を構成している。そして、凹み領域２４は、シール本体２０において複数設けられており、本実施形態では、胴部２０ａの両端部のそれぞれにおいて、両取付面（２３ｂ、２３ｃ）のそれぞれに開口するように、４つ設けられている。

凹み領域２４ａは、取付面２３ｂから開口するとともに、シール面２３ａと端面２３ｄとが連続する角部２５ａからシール面２３ａの一部及び端面２３ｄの一部に沿って連続して延びるように設けられている。凹み領域２４ｂは、取付面２３ｂから開口するとともに、シール面２３ａと端面２３ｅとが連続する角部２５ｂからシール面２３ａの一部及び端面２３ｅの一部に沿って連続して延びるように設けられている。凹み領域２４ｃは、取付面２３ｃから開口するとともに、角部２５ａからシール面２３ａの一部及び端面２３ｄの一部に沿って連続して延びるように設けられている。凹み領域２４ｄは、取付面２３ｃから開口するとともに、角部２５ｂからシール面２３ａの一部及び端面２３ｄの一部に沿って連続して延びるように設けられている。上記により、凹み領域（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）は、いずれも同形状に形成されており、角部（２５ａ、２５ｂ）及びその近傍の部分に沿って屈曲して延びる長穴状又は溝状に形成されている。

尚、本実施形態では、凹み領域（２４ａ、２４ｂ）は、ケース１１の周方向において取付面（２３ｂ、２３ｃ）が対向する取付溝（１２ａ、１４ａ）の内壁のうちの一方に向かって開口する第１凹み領域を構成している。そして、凹み領域（２４ｃ、２４ｄ）は、ケース１１の周方向において取付面（２３ｂ、２３ｃ）が対向する取付溝（１２ａ、１４ａ）の内壁のうちの他方に向かって開口する第２凹み領域を構成している。

金属構造部材２１は、鋼材等の金属材料にて板状又はブロック状或いは柱状に形成され、直線状に延びる部材として設けられている。そして、金属構造部材２１は、シール本体２０の内側の貫通孔２０ｄに対して、エラストマ２２を介して嵌め込まれている。尚、本実施形態では、金属構造部材２１として、両端部に半円弧状断面の端面が設けられ、両端部以外の部分が角柱状に形成された部材が例示されている。尚、凹み領域２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）は、シール本体２０において、金属構造部材２１の外周の一部である端部近傍の部分に沿って連続して延びるように設けられている。

エラストマ２２は、弾性材料であるゴム材料で形成されて、弾性変形し易い環状の部材として設けられている。そして、エラストマ２２は、金属構造部材２１の外周とシール本体２０の貫通孔２０ｄの内周との間に設置され、金属構造部材２１とシール本体２０とに密着する弾性部材として設けられている。よって、シール構造体１においては、エラストマ２２の外周がシール本体２０の貫通孔２０ｃの内周に嵌め込まれ、金属構造部材２１の外周がエラストマ２２の内周に嵌め込まれている。

上述したシール構造体１は、アクチュエータ１０に複数設置される。そして、区画壁部１２に設置されたシール構造体１は、区画壁部１２、回転軸部１３、蓋部１５、底部１６との間で、気密性或いは液密性を確保し、圧力流体を封止する。一方、ベーン１４に設置されたシール構造体１は、ベーン１４、ケース１１、蓋部１５、底部１６との間で、気密性或いは液密性を確保し、圧力流体を封止する。更に、ベーン１４が回転している状態であっても、凹み領域２４（２４ａ、２４、２４ｃ、２４ｄ）の形状が変形し、シール本体２０における角部（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）及びその近傍の部分が全体的に変形する。これにより、シール本体２０が摺接する相手側のケース１１、区画壁部１２、回転軸部１３、ベーン１４、蓋部１５、底部１６の摺接面に対して、シール本体２０が密着した状態が維持されることになる。

以上説明したように、シール構造体１によると、シール本体２０において、シール面２３ａ及び端面（２３ｄ、２３ｅ）には閉鎖されて取付面（２３ｂ、２３ｃ）に対して開口する凹み領域２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）設けられる。そして、この凹み領域２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）が、角部（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）からシール面２３ａ及び端面（２３ｄ、２３ｅ）に沿って連続して設けられる。このため、シール本体２０における角部（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）及びその近傍の部分が、作用する荷重を分散して支持するように全体的に変形することになる。そして、シール本体２０の角部（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）及びその近傍の部分が、シール本体２０が摺接する相手側の摺接面に対して沿うように密着することになる。これにより、相手側の摺接面に対する密着性を最も確保し難い部分である角部（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）及びその近傍の部分においても、容易に密着性を確保することができる。そして、気密性或いは液密性が向上し、シール性能が向上することになる。また、シール構造体１によると、シール本体２０における角部（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）及びその近傍の部分に凹み領域２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）が設けられた簡素な構造でシール性能を向上させることができる。

更に、シール構造体１によると、シール性の向上のためにシール本体２０に設けられる構造が、シール面２３ａ及び端面（２３ｄ、２３ｅ）には閉鎖されて取付面（２３ｂ、２３ｃ）に対して開口する凹み領域として構成される。このため、シール本体２０の角部（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）及びその近傍の部分が、相手側の摺接面に対して密着するように変形する際、作用する荷重を分散して支持するように全体的に変形する。これにより、シール本体２０は、破損し難く、アクチュエータ１０が繰り返し作動した場合であっても、繰り返し同様の形態で安定して変形することになる。よって、シール構造体１によると、アクチュエータ１０の作動の状況にかかわらず、安定して高い気密性或いは液密性が繰り返し容易に確保され、シール性能が向上した状態が安定して維持されることになる。

従って、本実施形態によると、簡素な構造でシール性能を向上させることができるとともに、シール性能を向上させた状態を安定して維持することができる、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体１を提供することができる。

また、シール構造体１によると、シール本体２０の取付面（２３ｂ、２３ｃ）で開口する凹み領域２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）が、シール本体２０を挟むように設けられた取付溝（１２ａ、１４ａ）の内壁の両方に対して個別に開口するように設けられる。このため、シール本体２０の角部（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）及びその近傍の部分が、相手側の摺接面に対して密着するように変形する際、作用する荷重を更に均等に分散して支持することができる。これにより、更に高い密着性が得られ、シール性能を更に向上させることができる。

また、シール構造体１によると、シール本体２０の内側に板状又はブロック状或いは柱状の金属構造部材２１が嵌め込まれるため、シール構造体１としての全体的な剛性を向上させることができる。更に、凹み領域２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）が、金属構造部材２１の外周に沿って設けられるため、作用する荷重を金属構造部材２１の外周に沿って分散して支持することができる。これにより、更に高い密着性が得られ、シール性能を更に向上させることができる。

また、シール構造体１によると、金属構造部材２１とシール本体２０との間にエラストマ２２が設置されるため、エラストマ２２が変形することで、作用する荷重を更に分散して支持することができる。これにより、更に高い密着性が得られ、シール性能を更に向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のように変更して実施してもよい。

（１）前述の実施形態では、シール本体に加え、金属構造部材及び弾性部材が備えられたシール構造体を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。金属構造部材及び弾性部材が備えられていないシール構造体、或いは、弾性部材が備えられていないシール構造体が実施されてもよい。

（２）シール本体、金属構造部材、弾性部材の外形については、前述の実施形態で例示した形状に限らず、種々変更して実施してもよい。例えば、両端部の屈曲部が設けられていない形状のシール本体が実施されてもよい。

（３）凹み領域の形状、数、配置については、前述の実施形態で例示した形態に限らず、種々変更して実施してもよい。前述の実施形態では、シール面と端面とが連続する角部からシール面及び端面の両方に沿って連続して延びるように設けられた凹み領域を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、角部からシール面及び端面のいずれか一方の一部に沿って延びるように設けられた凹み領域が形成されたシール本体が実施されてもよい。

また、図５は、変形例に係るシール構造体２を示す正面図であって、部分的な切り欠き状態で示す図である。尚、シール構造体２の説明では、前述の実施形態と同様に構成される要素については、図５において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、説明を省略する。

図５に示すように、シール構造体２においては、シール面２３ａ及び端面（２３ｄ、２３ｅ）に対しては閉鎖されるとともに取付面（２３ｂ、２３ｃ）に対して開口するように凹み形成された複数の凹み領域２６が設けられている。そして、各凹み領域２６は、角部（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）からシール面２３ａ及び端面（２３ｄ、２３ｅ）の一部に沿って分散して配置されるように設けられている。また、各凹み領域２６は、金属構造部材２１の外周の一部に沿って、分散して配置されるように設けられている。

上記のような凹み領域２６が設けられたシール構造体２においても、前述のシール構造体１と同様の効果を奏することができる。即ち、シール構造体２によると、簡素な構造でシール性能を向上させることができるとともに、シール性能を向上させた状態を安定して維持することができる。

また、図６は、変形例に係るシール構造体３を示す正面図であって、部分的な切り欠き状態で示す図である。図７は、変形例に係るシール構造体４を示す正面図であって、部分的な切り欠き状態で示す図である。尚、シール構造体（３、４）の説明では、前述の実施形態と同様に構成される要素については、図６、図７において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、説明を省略する。

図６に示すシール構造体３は、凹み領域（２４ａ、２４ｂ）が設けられているが、凹み領域（２４ｃ、２４ｄ）が設けられていない点において、前述の実施形態のシール構造体１と異なっている。また、図７に示すシール構造体４は、凹み領域（２４ｃ、２４ｄ）が設けられているが、凹み領域（２４ａ、２４ｂ）が設けられていない点において、シール構造体１とは異なっている。これらの図６、図７に示すように、取付面（２３ｂ、２３ｃ）の一方のみに凹み領域２４が設けられたシール本体２０を備えるシール構造体（３、４）が実施されてもよい。

（４）前述の実施形態では、１つの区画壁部或いは１つのベーンに対して１つのシール構造体が設置される形態を例にとって説明したが、この通りでなくもよい。１つの区画壁部或いは１つのベーンに対して複数のシール構造体が設置される形態が実施されてもよい。この場合、１つの区画壁部と回転軸部の外周との間において、或いは、１つのベーンとケースの内周との間において、シール構造体による封止機構の多重化が図られることになり、更に、シール性能の向上が図られることになる。

本発明は、ケースの内側でベーンが設けられた回転軸部が回転するロータリーベーンアクチュエータにおいて圧力室を封止するためのシール構造体として設置される、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体に関して広く適用することができるものである。

１ ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体
１０ ロータリーベーンアクチュエータ
１１ ケース
１２ 区画壁部
１３ 回転軸部
１４ ベーン
１９ａ、１９ｂ 圧力室
２０ シール本体
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 凹み領域
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ 角部

Claims (5)

1. ケースと、前記ケースの内側の圧力室を周方向において区画する複数の区画壁部と、前記ケースの内側で回転自在に設置される回転軸部と、前記回転軸部から径方向外側に向かって突出して設けられるとともに前記ケースの周方向で隣り合う前記区画壁部の間でそれぞれ揺動する複数のベーンと、を有するロータリーベーンアクチュエータにおいて、前記圧力室を封止するシール構造体として前記区画壁部又は前記ベーンに設置される、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体であって、
   前記ケースの内周面又は前記回転軸部の外周面に摺接するシール面、前記区画壁部又は前記ベーンに保持されるように取り付けられる取付面、及び、前記回転軸部の軸方向と平行な方向における端部側の端面、が設けられ、樹脂材料で形成されたシール本体、を備え、
   前記シール本体には、前記シール面及び前記端面に対しては閉鎖されるとともに、前記取付面に対して開口するように凹み形成された凹み領域が設けられ、
   前記凹み領域は、前記シール面と前記端面とが連続する角部から前記シール面及び前記端面の少なくともいずれかの一部に沿って、連続して延びるように、或いは分散して配置されるように、設けられていることを特徴とする、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体。
2. 請求項１に記載のロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体であって、
   前記シール本体は、前記区画壁部又は前記ベーンに設けられた取付溝に嵌め込まれて取り付けられ、
   前記凹み領域は、前記ケースの周方向において前記取付面が対向する前記取付溝の内壁のうちの少なくとも一方に向かって開口するように設けられていることを特徴とする、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体。
3. 請求項２に記載のロータリーベーンアクチュエーアクチュエータ用シール構造体であって、
   前記凹み領域として、前記ケースの周方向において前記取付面が対向する前記取付溝の内壁のうちの一方に向かって開口する第１凹み領域と、前記ケースの周方向において前記取付面が対向する前記取付溝の内壁のうちの他方に向かって開口する第２凹み領域と、が設けられていることを特徴とする、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のロータリーベーンアクチュエーアクチュエータ用シール構造体であって、
   金属材料にて板状又はブロック状或いは柱状に形成され、前記シール本体の内側に嵌め込まれた金属構造部材が、更に備えられ、
   前記凹み領域が、前記金属構造部材の外周の一部に沿って、連続して延びるように、或いは分散して配置されるように、設けられていることを特徴とする、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体。
5. 請求項４に記載のロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体であって、
   前記金属構造部材の外周と前記シール本体の内周との間に設置され、当該金属構造部材と当該シール本体とに密着する弾性部材が、更に備えられていることを特徴とする、ロータリーベーンアクチュエータ用シール構造体。

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