JP2535111Y2

JP2535111Y2 - ロータリアクチュエータ用シール装置

Info

Publication number: JP2535111Y2
Application number: JP1859993U
Authority: JP
Inventors: 元裕橋本; 紀二前田; 文雄岩本
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd; Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd; Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2007-05-07
Also published as: JPH0671965U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はロータリアクチュエータ
用シール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ロータリアクチュエータは、図
17に示すように、ロータａ（軸）と、該ロータａが挿入
されるケーシングｂと、を備え、ロータａとケーシング
ｂとが軸心廻りに相対的に回転するものである。

【０００３】即ち、図17に於て、ロータａの外周面ｃ
に、軸心に関して対称位置に配設される一対の突出部
ｄ，ｄが配設され、また、ケーシングｂの内周面ｅに、
軸心に関して対称位置に一対の突出部ｆ，ｆが配設され
ている。

【０００４】従って、ロータａとケーシングｂとの間に
シリンダ室ｇ₁，ｇ₂，ｇ₃，ｇ₄が形成されることに
なり、シリンダ室ｇ₁，ｇ₃は同一圧とされ、シリンダ
室ｇ₂，ｇ₄は同一圧とされる。つまり、ケーシングｂ
を固定側として、シリンダ室ｇ₁，ｇ₃に流体を供給す
ると共にシリンダ室ｇ₂，ｇ₄内の流体を排出させれ
ば、ロータａは矢印ｈ方向に回転し、逆に、シリンダ室
ｇ₂，ｇ₄に流体を供給すると共にシリンダ室ｇ₁，ｇ
₃内の流体を排出させれば、ロータａは矢印ｉ方向に回
転する。

【０００５】そのために、突出部ｄ，ｄ及び突出部ｆ，
ｆに夫々溝ｋを設け各溝ｋにシール材ｍを嵌合させ、各
シリンダ室ｇ₁，ｇ₂，ｇ₃，ｇ₄間を密封状とする必
要があった。

【０００６】ところで、溝ｋは、図18に示すように、全
体形状がコの字形であり、従来のシール材ｍは、Ｏリン
グを棒状に切断したものを使用し、全体形状がコの字形
の上記溝ｋに沿って嵌込んでいた。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】従って、図18に示すよ
うに、溝ｋのコーナ部ｎ，ｎにおいて、従来のシール材
ｍでは、直角に折曲げて、正確に添わせることが難し
く、完全にシールすることができず流体漏れが多かっ
た。

【０００８】そこで、本考案では、極めて優れたシール
機能を発揮することができるロータリアクチュエータ用
シール装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本考案に係る一のロータリアクチュエータ用シー
ル装置は、ケーシングと該ケーシングに挿入されるロー
タとを備えたロータリアクチュエータの該ロータの外周
面の突出部に設けられた全体形状がコの字形の溝に嵌着
されるロータリアクチュエータ用シール装置であって、
直線状の本体部と該本体部の両端から連設される脚部と
からなると共に内面にその本体部乃至脚部の長手方向に
沿って形成される嵌合用凹溝を有しかつ外面が上記ケー
シングの内周面に圧接する全体形状がコの字形のキャッ
プと、直線状の本体部と該本体部の両端から連設される
脚部とからなると共に該キャップの嵌合用凹溝にその一
部が該キャップの内面より突出した状態にて嵌合して上
記ロータの溝の底面及び該キャップの嵌合用凹溝の内面
に圧接する弾性シール体と、を備え、上記キャップの本
体部の外面を、幅方向に沿って弯曲する凸曲面としたも
のである。また、他のロータリアクチュエータ用シール
装置は、ケーシングと該ケーシングに挿入されるロータ
とを備えたロータリアクチュエータの該ケーシングの内
周面の突出部に設けられた全体形状がコの字形の溝に嵌
着されるロータリアクチュエータ用シール装置であっ
て、直線状の本体部と該本体部の両端から連設される脚
部とからなると共に内面にその本体部乃至脚部の長手方
向に沿って形成される嵌合用凹溝を有しかつ外面が上記
ロータの外周面に圧接する全体形状かコの字形のキャッ
プと、直線状の本体部と該本体部の両端から連設される
脚部とからなると共に該キャップの嵌合用凹溝にその一
部が該キャップの内面より突出した状態にて嵌合して上
記ケーシングの溝の底面及び該キャップの嵌合用凹溝の
内面に圧接する弾性シール体と、を備え、上記キャップ
の本体部の外面を、幅方向に沿って弯曲する凸曲面とし
たものである。

【００１０】

【作用】上述のロータリアクチュエータ用シール装置で
は、キャップと弾性シール体とが共に全体形状がコの字
形であるので、キャップの両端部においても弾性シール
体の反発力を受けることができ、この装置が嵌合される
装着用の溝のコーナ部においても隙間が生じることがな
い。

【００１１】また、キャップの本体部の外面は、幅方向
に沿って弯曲する凸曲面であるので、キャップがその長
手方向に沿ってねじれていても、凸曲面は、その一部が
常に相手面と接触する。

【００１２】

【実施例】以下、実施例を示す図面に基づいて本考案を
詳説する。

【００１３】図６と図７は、本考案に係るシール装置Ｓ
が使用されるロータリアクチュエータを示し、このロー
タリアクチュエータは、ロータ１と、該ロータ１が挿入
されるケーシング２と、を備え、ロータ１とケーシング
２とが軸心廻りに相対的に回転するものである。

【００１４】即ち、ロータ１の外周面３に、軸心に関し
て対称位置に配設される一対の突出部４，４が配設さ
れ、また、ケーシング２の内周面５に、軸心に関して対
称位置に一対の突出部６，６が配設されている。

【００１５】従って、ロータ１とケーシング２との間に
４つのシリンダ室７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが形成される
ことになり、シリンダ室７ａ，７ｃは同一圧とされ、シ
リンダ室７ｂ，７ｄは同一圧とされる。つまり、ケーシ
ング２を固定側として、シリンダ室７ａ，７ｃに流体を
供給すると共にシリンダ室７ｂ，７ｄ内の流体を排出さ
せれば、ロータ１は矢印Ａ方向に回転し、逆に、シリン
ダ室７ｂ，７ｄに流体を供給すると共にシリンダ室７
ａ，７ｃの流体を排出させれば、ロータ１は矢印Ｂ方向
に回転する。

【００１６】また、各突出部４，４，６，６には、装着
用の溝８…が形成され、この溝８…には、本考案に係る
シール装置Ｓが嵌合されて各シリンダ室７ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｄを密封状としている。この場合の溝８は、図７
に示すようにコの字形とされる。

【００１７】そして、シール装置Ｓは、図３に示すよう
に、全体形状がコの字形のキャップ10と、全体形状がコ
の字形の弾性シール体11と、を備える。

【００１８】キャップ10は、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂、
ポリアセタール、ポリイミド、超高分子量ポリエチレン
合成樹脂等からなり、直線状の本体部10ａと、該本体部
10ａの端部から直角方向に突設される脚部10ｂ，10ｂと
からなる。なお、脚部10ｂ，10ｂの先端は図４に示すよ
うに、アール状とされる。

【００１９】また、キャップ１０の内面１２には、図１
と図２に示すように、本体部１０ａ乃至脚部１０ｂの長
手方向に沿って嵌合用凹溝１３が設けられている。そし
て、この嵌合用凹溝１３に弾性シール体１１が嵌合す
る。

【００２０】この嵌合用凹溝13は、本体部10ａにおいて
は、図１に示すように、矩形状部13ａとされ、脚部10
ｂ，10ｂにおいては、図２に示すように、半円形状部13
ｂとされる。なお、この矩形状部13ａの奥部をアール状
（円弧状）とするも好ましい。

【００２１】これによって、エンドミル等で一度に溝の
加工を行なうことを可能としている。

【００２２】しかして、キャップ10の本体部10ａの外面
は、図１に示すように、幅方向に沿って弯曲する凸曲面
14とされる。具体的には、該凸曲面14の曲率半径Ｒを、
該凸曲面14が接触する相手面15の曲率半径Ｒ₁よりも小
さくしている。

【００２３】ところで、凸曲面14の曲率半径Ｒとして
は、相手面15の曲率半径Ｒ₁よりも小さければよいが、
あまり小さすぎると、シール性は良好であるが耐久寿命
が短く、逆に大き（大きいといっても相手面15の曲率半
径Ｒ₁より小さい。）すぎると、耐久寿命が長くなるが
シール性に劣る欠点がある。

【００２４】従って、凸曲面の曲率半径Ｒとしては、相
手面15の曲率半径Ｒ₁の1/10〜3/4に設定するのが好ま
しい。特に、約1/2 程度とするのが最適である。なお、
脚部10ｂ，10ｂの外面９は図２に示すように、凸曲面と
されない。

【００２５】また、キャップ10の平面状の側面16，16に
は、凹溝13に連通連結される貫通孔17…及びノッチ18…
が所定ピッチに設けられる。

【００２６】なお、両側面16，16の各貫通孔17及びノッ
チ18は、図３に示すように、千鳥状に配置している。

【００２７】次に、弾性シール体11は、ゴム、軟質プラ
スチック等の弾性材からなり、図３に示すように、直線
状の本体部11ａと、該本体部11ａの端部に突設される脚
部11ｂ，11ｂと、からなる。なお、脚部11ｂ，11ｂの先
端は図５に示すように、アール状とされる。

【００２８】また、弾性シール体11は、図１と図２に示
すように、その断面形状が倒立Ｔの字形状とされる。即
ち、この弾性シール体11は、断面矩形状の基盤部20と、
該基盤部20の中央部から突設される断面四角形状の突部
21と、からなり、突部21の先端面の側端部に面取部22，
22が形成される。なお、この場合、弾性シール体11は、
図１のＨの範囲では、つぶし率は21〜31％が好ましく、
特に23〜28％が最適であり、図１のＨ₁の範囲では15％
前後とするのが好ましい。なお、弾性シール体11の突部
21の先端を断面アール状とするも好ましい。

【００２９】従って、図１と図２に示すように、弾性シ
ール体11の突部21をキャップ10の嵌合用凹溝13に嵌合さ
せれば、弾性シール体11の一部、つまり、基盤部20が内
面12から突出する。

【００３０】また、基盤部20の幅寸法Ｗ₂をキャップ10
の幅寸法Ｗ₁より僅かに大としている。

【００３１】しかして、上述の如く構成されたシール装
置Ｓは、図６〜図８に示すように、装着用の溝８に嵌合
される。

【００３２】この場合、キャップ10の幅寸法Ｗ₁を、溝
８の溝幅寸法Ｗ₃の80〜95％とする。

【００３３】また、キャップ10の長さ寸法を溝８の長さ
寸法より僅かに長く設定している。

【００３４】従って、ロータ１の突出部４の溝８に嵌着
されるシール装置Ｓでは、弾性シール体１１が圧縮さ
れ、つまり、弾性シール体１１が溝８の底面３０と嵌合
用凹溝１３の内面３１に圧接し、キャップ１０の凸曲面
１４が相手面１５（ケーシング２の内周面５）に圧接
し、また、ケーシング２の突出部６の溝８に嵌着される
シール装置Ｓでは、弾性シール体１１が溝８の底面３０
と嵌合用凹溝１３の内面３１に圧接し、キャップ１０の
凸曲面１４が相手面１５（ロータ１の外周面３）に圧接
する。つまり、図８に示すように、キャップ１０は、そ
の凸曲面１４がロータ１の外周面３又はケーシング２の
内周面５に圧接し、かつ、弾性シール体１１は、その部
位３２（つまり、弾性シール体１１の突部２１の先端
面）が嵌合用凹溝１３の内面３１に圧接し、その部位３
３（つまり、弾性シール体１１の基盤部２０の底面）が
溝８の底面３０に圧接するので、キャップ１０の凸曲面
１４、及び弾性シール体１１の部位３２，３３にて確実
に流体漏れを防止することができる。しかも、キャップ
１０は全体形状がコの字形で角部が直角を呈するので、
溝８の各コーナ部１９，１９（図７参照）においても、
確実に流体漏れを防止することができ、各シリンダ室７
ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは相互に良好な密封状態が保持さ
れる。

【００３５】また、図８に示すように、同図右方向から
圧力が掛って、流体がキャップ10の凸曲面14と、ケーシ
ング２の内周面５（つまり、相手面15）との間に流れ込
もうとした場合、流体が矢印Ｃの如くノッチ18及び貫通
孔17を介していち早く嵌合用凹溝13内に入り、弾性シー
ル体11の突部21を押圧する。

【００３６】突部21が押圧されれば、弾性シール体11の
圧縮弾性力によって、キャップ10を矢印Ｄの如く押圧
し、キャップ10の凸曲面14が内周面５側へ矢印Ｅの如く
押圧され、該内周面５に密着する。

【００３７】従って、流体が凸曲面14側に流れ込むこと
（ブローバイ）を防止することができ、流体漏れを確実
に防止することができる。

【００３８】これに対して、側面16に貫通孔が形成され
ていない場合、嵌合用凹溝13への圧力伝達（導入）をう
まく行なうことができず、凸曲面14側に流体が流れ込
み、流体漏れを防止しにくい。

【００３９】そして、本考案に係るシール装置Ｓでは、
図９に示すように、キャップ10の本体部10ａが長手方向
に沿ってねじれている場合も、流体漏れが生じることが
ない。

【００４０】即ち、ねじれている場合、図11と図12に示
すように、本体部10ａはその長手方向端部において相反
する方向に傾き、凸曲面14の相手面15に対する接触部位
は、端部において相違するが、凸曲面14の相手面15に対
する接触部23は、図10に示すように、長手方向に対して
傾斜する連続線状となる。

【００４１】従って、流体が漏れる隙間が生じないの
で、図10の矢印の如く圧力が作用して流体が侵入して
も、流体が漏れることがない。

【００４２】ところが、図13に示すように、キャップ10
の本体部10ａの外面が平面24であれば、キャップ10の本
体部10ａがねじれた場合、流体漏れが生じる。

【００４３】即ち、ねじれている場合、図15と図16に示
すように、本体部10ａはその長手方向端部において相反
する方向に傾き、図15に示すように、一端25側は、図面
上の右側に、外面と相手面15との間において隙間が生
じ、図16に示すように、他端26側は図面上の左側に、外
面と相手面15との間において隙間が生じる。

【００４４】具体的には、図14に示すように、相手面15
との接触部23は、２本形成されるが、一方の接触部23
は、一端25から始まって他端26に達することなく途中で
とぎれ、他方の接触部23は、他端26から始まって一端25
に達することなく途中でとぎれる。これにより、図15の
矢印の如く一端25側で平面24と相手面15との間に入った
流体は、図14の矢印の如く、接触部23，23間の隙間に入
って、図16の矢印の如く他端26側から出てゆき流体漏れ
が生じる。

【００４５】ところで、本実施例では、キャップ10の脚
部10ｂの外面９は、凸曲面とされないが、これは、脚部
10ｂはその長さ寸法が短くねじれる恐れがないこと、及
び、相手面が平面であることによる。

【００４６】なお、本考案は上述の実施例に限定され
ず、本考案の要旨を逸脱しない範囲で設計変更自由であ
り、例えば、弾性シール体11として、その断面形状を円
形乃至楕円形状や矩形状等とするも自由である。

【００４７】また、キャップ10に形成される貫通孔17及
びノッチ18の数、配設ピッチ等の変更も自由であり、脚
部10ｂ，10ｂに貫通孔17及びノッチ18を設けるも自由で
ある。

【００４８】使用するロータリアクチュエータとして
も、ロータ１側が固定され、ケーシング２側が回転する
ものであってもよい。

【００４９】

【考案の効果】本考案は上述の如く構成されているの
で、次に記載する作用効果を奏する。

【００５０】キャップ10と弾性シール体11とが全体
形状コの字形であるので、キャップ10の両端部（つまり
脚部10ｂ，10ｂ）においても弾性シール体11の反発力を
受けることができ、溝８のコーナ部19，19において極め
て優れたシール機能を発揮する。

【００５１】キャップ10がねじれた場合にも、常に
凸曲面14の一部が相手面15に接触して流体漏れが生じる
ことがない。

【００５２】キャップ10の外面が凸曲面14であるの
で、相手面15との接触部23は外面全体でない。つまり、
接触面積を減少させるため等の小溝を外面に形成する必
要がなく、キャップ10の製造が容易である。

【００５３】キャップ10の外面を凸曲面14としたこ
とにより、低温から高温雰囲気で使用しても、極めて優
れたシール効果を発揮することになる。即ち、−40℃〜
＋135 ℃に於て優れたシール効果を発揮する。

【００５４】キャップ10の外面が凸曲面14であるの
で、ケーシング２に挿入する際にシール面を傷付けるこ
とがなく、組立が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す拡大断面図である。

【図２】拡大断面図である。

【図３】分解状態の側面図である。

【図４】キャップの正面図である。

【図５】弾性シール体の正面図である。

【図６】ロータリアクチュエータの断面図である。

【図７】ロータリアクチュエータの要部断面図である。

【図８】作用説明図である。

【図９】キャップの本体部を示す斜視図である。

【図10】作用説明図である。

【図11】図10のＸ−Ｘ線拡大断面図である。

【図12】図10のＹ−Ｙ線拡大断面図である。

【図13】キャップの比較例を示す斜視図である。

【図14】作用説明図である。

【図15】キャップの断面図である。

【図16】キャップの断面図である。

【図17】従来のシールを使用したロータリアクチュエー
タの断面図である。

【図18】ロータリアクチュエータの要部断面図である。

【符号の説明】

10 キャップ 10ａ本体部 10ｂ脚部 11 弾性シール体 11ａ本体部 11ｂ脚部 12 内面 13 嵌合用凹溝 14 凸曲面

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ケーシングと該ケーシングに挿入される
ロータとを備えたロータリアクチュエータの該ロータの
外周面の突出部に設けられた全体形状がコの字形の溝に
嵌着されるロータリアクチュエータ用シール装置であっ
て、直線状の本体部と該本体部の両端から連設される脚
部とからなると共に内面にその本体部乃至脚部の長手方
向に沿って形成される嵌合用凹溝を有しかつ外面が上記
ケーシングの内周面に圧接する全体形状がコの字形のキ
ャップと、直線状の本体部と該本体部の両端から連設さ
れる脚部とからなると共に該キャップの嵌合用凹溝にそ
の一部が該キャップの内面より突出した状態にて嵌合し
て上記ロータの溝の底面及び該キャップの嵌合用凹溝の
内面に圧接する弾性シール体と、を備え、上記キャップ
の本体部の外面を、幅方向に沿って弯曲する凸曲面とし
たことを特徴とするロータリアクチュエータ用シール装
置。
【請求項２】ケーシングと該ケーシングに挿入される
ロータとを備えたロータリアクチュエータの該ケーシン
グの内周面の突出部に設けられた全体形状がコの字形の
溝に嵌着されるロータリアクチュエータ用シール装置で
あって、直線状の本体部と該本体部の両端から連設され
る脚部とからなると共に内面にその本体部乃至脚部の長
手方向に沿って形成される嵌合用凹溝を有しかつ外面が
上記ロータの外周面に圧接する全体形状がコの字形のキ
ャップと、直線状の本体部と該本体部の両端から連設さ
れる脚部とからなると共に該キャップの嵌合用凹溝にそ
の一部が該キャップの内面より突出した状態にて嵌合し
て上記ケーシングの溝の底面及び該キャップの嵌合用凹
溝の内面に圧接する弾性シール体と、を備え、上記キャ
ップの本体部の外面を、幅方向に沿って弯曲する凸曲面
としたことを特徴とするロータリアクチュエータ用シー
ル装置。