JP3754539B2 - Vane type swing actuator seal structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の自動ドアの自動開閉装置、工作機械、その他オートメーション装置等の駆動部に利用されるベーン式揺動アクチュエーターのシール構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
本件出願人は、本件出願前に頒布された特開平8ー93716号公報に記載の、ケーシング内で半径方向に設けた一対の固定壁間を作動流体にて回転角往復運動するベーンにおいて、該ベーンの両面に所定面積を有する作動面の囲繞壁を突設して受圧部と成すと共に、該受圧部はベーンのストロークエンドで作動流体の流出入口を気密状に被冠する様に成したベーン式揺動アクチュエーターのシール構造を開発した。
上記シール構造にあっては、万一ベーンのシールが破損して内部漏れが発生した場合であっても、ストロークエンドのベーンにおける受圧部が流出入口を気密状態にて被冠され、背圧側へ作動流体が漏れず、ベーンがストロークエンドの状態を維持できる様にし、又ベーンの起動時において、ストロークエンドで固定壁に当接している受圧部で流出入口を気密状に被冠しているため、ベーンの起動時に作動流体を供給しても作動面積が不足せず、ベーンを正常起動させる様にしたものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ケーシングは一対の上下方部をシールして接合一体化したものであり、ストロークエンドでケーシング内面に密着した囲繞壁と、ケーシング内面における上下方部の接合部との間に微小な隙間が発生するため、該隙間から受圧部内に作動流体が流入し、ベーンが逆方向に揺動し、その結果ベーンの出力軸に連結されている装置が逆動する等解決せねばならない課題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベーンの両側面の夫々において、ケーシングの接合部との対応部位を除く上下部の両方に、所定面積を有する作動面の囲繞壁を突設して受圧部を形成すると共に、一方の受圧部がベーンのストロークエンドで上記流出入口を気密状に被冠する様に成すことによって、囲繞壁の端面がケーシングの接合部にかからず、ケーシング内面に完全密着する様にし、而も各作動面に開設した開口部の夫々を前記対応部位を潜通する様にベーンに穿設した連通路を介して連通することによって、隔離された両方の受圧部における作動面に同時に作動流体の圧力を作用させる様にして、上記課題を解決する。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図1乃至図4に示す様に、ベーン式揺動アクチュエーター1は略半円筒状のケーシング2内に出力軸3と一体形成したベーン4を揺動自在に設け、該ベーン4でケーシング2内部を2つの圧力室5、5aに気密状に区画している。
【0006】
ケーシング2は上下一対の上方部2aと下方部2bを接合部6を気密状にシールして一体形成したもので、ケーシング2の内部空間を、ベーン4の両ストロークエンド側に設けた一対の当接壁面7、7a及びベーン4の外周部が気密状に摺接する摺接壁面8により断面略扇状に形成している。
又、ケーシング2内部にして、当接壁面7、7aの境界部にベーン4と一体形成した出力軸3を設置すると共に、該出力軸3の上下端部3a、3bをケーシング2の上下に設けたベアリングに回転自在に嵌入して、出力軸3を回転軸としてベーン4を一定角度往復揺動自在と成し、ケーシング2上部より突出する出力軸3の上端部3aを被駆動機の駆動軸に連結する様に成している。
又、当接壁面7、7aで開口する圧縮空気、圧油等の作動流体の流出入口9、 9aをケーシング2に設け、該流出入口9、 9aをケーシング2下部に設けた一対の電磁弁10、10aに夫々連結している。
ベーン4の揺動角度はベーンのストロークエンドとなる当接壁面7、7a間の角度に相当し、本実施例にあっては約150°に設定しているも、かかる方式に限定されず、ベーン式揺動アクチュエーターにおいて一般に300°以下で制限されている角度であれば良く、180°を越える場合にはケーシング2は円筒形とする。
【0007】
又、ベーン4にあっては、矩形板状のベーンベース11の一側部に出力軸3を固定して一体的形成され、ベーンベース11の両側面の夫々の中央に縦長レーストラック型の凹部12を形成すると共に、該凹部12の外周部に突条13を形成している。
凹部 12 の中央には、ベーン4の両側面においてケーシング2の接合部6に対応する部位を交差する様に、縦長な溝14を形成し、凹部12と同形同大のプレート15を凹部12内に嵌め込むと共に、該プレート15の上下端側に溝14に連通する開口部16、16aを形成している。 上記の様に、プレート 15 で被覆された溝 14 は、上記接合部6との対応部位を潜通する様にベーン4に穿設された連通路 17 と成り、該連通路 17 を介して開口部 16 、 16 aは連通し、各開口部 16 、 16 aは、後述する受圧部 22 、 22 aにおいて、囲繞壁 21 、 21 aで囲繞される作動面 20 、 20 aに開設配置される様に設定している。
そして、出力軸3の上下端部3a、3bを除いた部位(以下回転軸3と称する。)及び開口部16、16aの周囲を除くベーンベース11全体をニトリルゴム、シリコン等の合成ゴム製のラバー18にて一体的に被覆形成してベーン4と成している。
又、ベーン4の両側面の夫々において、ケーシング2の接合部6との対応部位を除く上下部の両方には、作動流体によりベーン4を可動させる所定面積、即ち作動面積を有する作動面20、20aを四角状に囲繞する囲繞壁21、21aを突設して受圧部22、22aを形成し、ベーン4がストロークエンドに達した時に、受圧部22、22aの一方で当接壁面7、7aに設けた作動流体の流出入口9、 9aを気密状に被冠する様に成している。
【0008】
ベーン4における回転軸3の対応部位には、多数の縦突条23、23a…を所定間隔置きに突出形成し、ベーン4の回動時において各縦突条23、23a…をケーシング2に摺接させることで、適度な摺動抵抗を以て回転可能にしてシールしている。
又、ベーン4の両側面において、各側辺24、24a、即ちベーン4の回転軸3に平行な長手辺25、25a、上下に平行な短手辺26、26a…、及び短手辺26、26a…間のベーン4の回転軸3の上下端縁27、27aに、ケーシング2内の摺接壁面8を気密状に摺動する摺接突片28、28aを外方へ斜行する様に突設し、該摺接突片28、28aは薄肉で断面三角状にして、その先端は図8及び図9に示す様に鋭角に形成している。
又、ベーン4の長手辺25、25aに突設した摺接突片28、28a間中央に設けた突条29は、ベーン4をケーシング2に組み付ける時に、ベーン4の長手辺25、25a側の摺接突片28、28aと回転軸3側の縦突条23、23a…をケーシング2の内壁に摺接させながら組み込むが、縦突条23、23a…を設けた回転軸3側の方が縦方向の摩擦抵抗が大きいため、前記突条29を設けることによってベーン4の長手辺25、25a側の摺接突片28、28aが回転軸3側と平行にしてバランス良く、均等に組み入れられる様にしている。
【0009】
次に本発明に係るベーン式揺動アクチュエーターのシール構造の作用について説明する。
先ず、始動前状態では一方の当接壁面7に対向するベーン4の囲繞壁21、21aの端面が、接合部6を除く当接壁面7の上下の夫々に気密状に当接して、受圧部 22 aが流出入口9を気密状に被冠すると共に、連通路 17 を介して連通している両方の受圧部22、22aで圧力室5の空間を形成しており、又摺接突片28、28aはケーシング4内の摺接壁面8に気密状に当接している。
そして、上記圧力室5側の流出入口9から受圧部 22 a内に作動流体を流入させると、連通路17を介して受圧部 22 内にも作動流体が流入し、この作動流体が両方の受圧部22、22aにおける作動面20、20aを押圧してベーン4を押動し、この回転方向でストロークエンドとなる他方の当接壁面7aに、反対側の受圧部22、22aにおける囲繞壁21、21aの端面が当接し、受圧部 22 aが当接壁面7aに設けた流出入口 9aを気密状に被冠する。
電磁弁10、10aの切り換えにより作動圧側を前記と逆の圧力室5aに変換することにより、ベーン4を往復角回転運動させ、これにより出力軸3は正逆回転の回転力を得ることが出来、出力軸3に連結される被駆動機を揺動運動させる。
【0010】
又、ベーン4の起動時においては、ベーン4で流出入口9、9aを直接密閉せず、受圧部22、22aの一方が当接壁面7、7aに設けた流出入口9、 9aを気密状に被冠することで、作動流体によるベーン4を可動させるのに必要な許容面圧以上を得られる様に作動面20、20aを確保し、而も両方の受圧部22、22aは連通路17で連通していることから、一方の受圧部22に流入した作動流体は他方の受圧部22aに流入するため、ベーン4の起動時に作動流体を供給しても作動面積が不足せず、よってベーン4の起動が遅れたり、全く起動しないといったベーン4の作動不良を解消出来、ベーン4の作動面20、20aに迅速に作動流体を行き渡らせてベーン4を正常起動させる。
よって、例えば本発明に係るベーン式揺動アクチュエーター1を車両の自動ドア開閉装置に連結した場合にあっても、ドアの開放又は閉鎖始動時において、スタートまでに時間がかかったり、ドアが全く作動しなかったりすることを完全に防止出来る。
又、ベーン4の両面の側辺24、24aにケーシング2内を気密状に摺動する摺接突片28、28aを突設したことによって、ベーン4に適度な摺動抵抗を以てシール効果を発揮させることが出来、而も一方の摺接突片28が破損しても他方の摺接突片28aで作動流体の内部漏れを防止する。
【0011】
【発明の効果】
要するに本発明は、ベーン4の両側面の夫々において、ケーシング2の接合部6との対応部位を除く上下部の両方に、所定面積を有する作動面20、20aの囲繞壁21、21aを突設して受圧部22、22aを形成すると共に、一方の受圧部 22 、 22 aがベーン4のストロークエンドで流出入口9、 9a を気密状に被冠する様に成したので、ベーン4がストロークエンドに位置する場合、ケーシング2内面の接合部6間に形成される隙間部分を除く当接壁面7、 7a の上下部の夫々に囲繞壁21、21a端面が密着するため、受圧部22、22a内を完全な隔絶空間にすることが出来る。
従って、ベーン4はストロークエンドの位置で完全に停止し、而もその状態を維持することが出来るため、かかるベーン式揺動アクチュエーター1を駆動部にした装置の逆動を防止出来、特に車両の自動ドアの駆動部に使用すれば、完全閉鎖状態を維持出来るため、防犯対策や、車内への雨水等の吹込み防止対策等に効力を発揮する。
又、各作動面 20 、 20 aに開設した開口部 16 、 16 aの夫々を接合部6との対応部位を潜通する様にベーン4に穿設した連通路 17 を介して連通したので、完全密着状態のベーン4の側面の大部分を閉める、隔離された作動面20、20aに同時に作動流体の圧力を作用させることが出来、よってベーン4をスムーズに起動させることが出来る等その実用的効果甚だ大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るベーン式揺動アクチュエーターの一部破断正面図である。
【図2】 図1のAーA断面図である。
【図3】 ベーン式揺動アクチュエーターの一部を破断した簡略斜視図である。
【図4】 ベーン式揺動アクチュエーターの内部構造を示す図である。
【図5】 ベーンの正面図である。
【図6】 図5の右側面図である。
【図7】 図5の平面図である。
【図8】 図5のBーB断面図である。
【図9】 図5のCーC断面図である。
【図10】 図5のDーD断面図である。
【図11】 図6のEーE断面図である。
【符号の説明】
2 ケーシング
2a 、 2b 上下方部
4 ベーン
7、7a 当接壁面
9、9a 流出入口
16 、 16 a 開口部
17 連通路
20、20a 作動面
21、21a 囲繞壁
22、22a 受圧部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a seal structure of a vane type swing actuator used in a drive unit of an automatic door opening / closing device of a vehicle, a machine tool, and other automation devices.
[0002]
[Prior art]
The present applicant described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-93716 distributed before the filing of the present application, in a vane that reciprocates at a rotational angle with a working fluid between a pair of fixed walls provided radially in a casing. A vane formed by projecting surrounding walls of a working surface having a predetermined area on both surfaces of the vane to form a pressure receiving portion, and the pressure receiving portion covering the outlet of the working fluid in an airtight manner at the stroke end of the vane Developed a seal structure for a rocking actuator.
In the above seal structure, even if the vane seal is broken and internal leakage occurs, the pressure receiving part in the vane at the stroke end is covered with the air inlet in an airtight state, to the back pressure side. Because the working fluid does not leak and the vane can maintain the stroke end state, and at the time of starting the vane, the outflow inlet is covered in an airtight manner with the pressure receiving part that is in contact with the fixed wall at the stroke end. Even if the working fluid was supplied at the time of starting the vane, the working area was not insufficient, and the vane was normally started.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the casing has a pair of upper and lower portions sealed and joined and integrated, and a minute gap is formed between the surrounding wall that is in close contact with the inner surface of the casing at the stroke end and the upper and lower portions of the inner surface of the casing. Therefore, there is a problem that must be solved, for example, the working fluid flows into the pressure receiving portion from the gap , the vane swings in the reverse direction, and as a result, the device connected to the output shaft of the vane moves backward. It was.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, in each of both side surfaces of the vane, to both upper and lower portions except the corresponding sites of the joints of the casing, to form a pressure receiving portion provided to protrude the surrounding wall of the working surface having a predetermined area, whereas The pressure receiving part of the vane covers the outlet at the end of the vane in an airtight manner so that the end face of the surrounding wall does not cover the joint part of the casing, and is in close contact with the inner face of the casing. By connecting each of the openings provided in each working surface through a communication passage formed in the vane so as to penetrate the corresponding part, the working fluid is simultaneously applied to the working surfaces in both of the isolated pressure receiving parts. The above problem is solved by applying pressure.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 4, the vane type swing actuator 1 is provided with a
[0006]
The
In addition, an
The
The swing angle of the
[0007]
The
In the center of the
The portion of the
Further, on each of both side surfaces of the
[0008]
A number of
Further, on both sides of the
Further, the
[0009]
Next, the operation of the seal structure of the vane type swing actuator according to the present invention will be described.
First, in the pre-start state the end faces of the surrounding
When flowing the working fluid to the
By switching the
[0010]
Further, when the
Therefore, for example, even when the vane type swing actuator 1 according to the present invention is connected to an automatic door opening / closing device of a vehicle, it takes time to start or the door is not operated when the door is opened or closed. It can be completely prevented from not doing.
In addition, the sliding
[0011]
【The invention's effect】
In short, the present invention projects the surrounding
Accordingly, since the
Moreover, since communicating via the respective working
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway front view of a vane type swing actuator according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 3 is a simplified perspective view in which a part of the vane-type swing actuator is broken.
FIG. 4 is a diagram showing an internal structure of a vane type swing actuator.
FIG. 5 is a front view of a vane.
6 is a right side view of FIG. 5. FIG.
7 is a plan view of FIG. 5. FIG.
8 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
10 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
11 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 6;
[Explanation of symbols]
2 Casing
2a , 2b Upper and
16, 16 a opening
17 passages
20, 20a Working surface
21, 21a Go wall
22, 22a Pressure receiving part
Claims (1)
上記ベーンの両側面の夫々において、ケーシングの接合部との対応部位を除く上下部の両方に、所定面積を有する作動面の囲繞壁を突設して受圧部を形成すると共に、各作動面に開設した開口部の夫々を前記対応部位を潜通する様にベーンに穿設した連通路を介して連通し、一方の受圧部がベーンのストロークエンドで上記流出入口を気密状に被冠する様に成したことを特徴とするベーン式揺動アクチュエーターのシール構造。An operation in which a vane capable of reciprocating and swinging is provided in a casing in which a pair of upper and lower parts are joined and integrated through a seal, and a vane abutting wall surface is formed at both stroke ends of the vane, and the corresponding wall surface is opened. An actuator having a fluid inlet / outlet formed in a casing;
In each of both side surfaces of the vanes, both in upper and lower portions except the corresponding sites of the joints of the casing, to form a pressure receiving portion provided to protrude the surrounding wall of the working surface having a predetermined area, each actuating surface Each of the opened openings is communicated through a communication passage formed in the vane so as to pass through the corresponding portion, and one of the pressure receiving parts is covered with the above-mentioned outflow inlet in an airtight manner at the stroke end of the vane. seal structure of a vane type oscillating actuator, characterized in that form to.
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JPH1193907A JPH1193907A (en) | 1999-04-06 |
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