JP6291379B2 - 可動子シール構造 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、固定子と可動子の間のガイド部又は可動子と駆動部との間をシールする可動子シール構造に係り、特に、製造・組立の容易化を図ることができるように工夫したものに関する。
固定子と可動子の間のガイド部又は可動子と駆動部との間をシールする可動子シール構造を開示するものとして、例えば、特許文献1や特許文献2がある。
特許文献1に記載された「直線運動機構の密封装置及びその製造方法」では、案内レールに沿ってスライダが移動される構成になっている。上記案内レールの幅方向(上記スライダの進行方向に直交する方向)両側の面には第一転動溝がそれぞれ形成されている。また、上記スライダはコの字型の断面形状を成しており、その内側両面には上記第1転動溝に対応する第二転動溝がそれぞれ形成されている。また、上記スライダを進行方向に貫通して無負荷転動路が形成されている。また、上記スライダの進行方向両端側にはエンドプレートが設置されている。上記第一転動溝と上記第二転動溝の間、上記無負荷転動路、及び、両端のエンドプレート内の空間を多数のボールが転動・循環しており、これにより上記スライダが上記案内レールに沿って円滑に移動されるようになっている。
また、上記スライダには密封装置が設置されている。この密封装置は、板状の部材を屈曲・形成させたプレート本体に、エンドシール(第1シール部材)とインナーシール(第2シール部材)が設置された構成になっている。すなわち、上記プレート本体は上記スライダの進行方向の両側にそれぞれ配置される一対の端部プレートと、これら一対の端部プレート同士を接続し上記スライダと上記案内レールとの間を貫通して配置される接続プレートと、から構成されている。上記一対の端部プレートにエンドシールがそれぞれ設置されていて、上記接続プレートの幅方向(上記スライダの進行方向に直交する方向)両側にインナーシールがそれぞれ設置されている。
上記エンドシールにより、上記スライダの進行方向両端側から上記スライダの内側への異物の侵入を防止している。また、上記インナーシール材により、上記スライダの内側において、上記第1転動溝や上記第2転動溝側への異物の侵入を防止している。
また、特許文献2には「運動案内装置及びねじ装置」が記載されている。この「運動案内装置」では、軌道レールに沿って移動ブロックが移動される構成になっている。上記軌道レールには、ボール転走溝が形成されており、上記移動ブロックにもボール転走溝が形成されている。また、上記移動ブロックを貫通してボール戻し路が形成されている。また、上記移動ブロックの進行方向両端側にはエンドキャップが設置されており、このエンドキャップには方向転換路が形成されている。そして、上記軌道レールのボール転走溝と上記移動ブロックのボール転走溝との間の空間、上記ボール戻し路、及び、上記方向転換路内を、複数のボールが転動・循環している。
また、上記移動ブロックは全体をゴム又はエラストマ製のジャケットによって覆われている。このジャケットによって、上記移動ブロックと上記軌道レールとの間の隙間からの上記移動ブロックの内部側への異物の侵入を防止する構成になっている。
また、「ねじ装置」は、ねじ軸とナットから構成されている。上記ねじ軸の外周面には螺旋状のボール転動溝が形成されており、上記ナットの内周面にはボール転動溝が形成されている。また、上記ナットを貫通してボール戻し路が形成されている。また、上記ナットの進行方向両端側にはエンドキャップが設置されており、これらエンドキャップには方向転換路が形成されている。上記ねじ軸のボール転動溝と上記ナットのボール転動溝との間の空間、上記エンドキャップの方向転換路、及び、上記ボール戻し路には複数のボールが転動・循環している。
また、上記ナットは、ゴム又はエラストマ製のジャケットによって覆われており、このジャケットによって、上記ナットの内周面側への異物の侵入が防止される構成になっている。
特公平6−72609 特開2013−7409
しかし、上記従来の構成では次のような問題があった。
まず、特許文献1に記載された「直線運動機構の密封装置及びその製造方法」の場合には、密封装置を製造する際、金型を使用して板状の金属製部材を屈曲させて所定形状のプレート本体を形成しなければならず、製造が困難であるという問題があった。
また、屈曲部にも金属製のプレート本体が存在しているので、組付け時の融通性にかけ、組立が困難であるという問題もあった。
また、特許文献2に記載された「運動案内装置及びねじ装置」の場合も、金型を使用してゴム又はエラストマ製で複雑な形状のジャケットを成形しなければならず、製造が困難であるという問題があった。
本発明は、このような点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、製造・組立の容易化を図ることが可能な可動子シール構造を提供することにある。
上記課題を解決するべく本発明の請求項1による可動子シール構造は、固定子と可動子の間のガイド部又は可動子と駆動部との間をシールする可動子シール構造において、上記可動子に着脱可能に取り付けられたシール部材があり、上記シール部材は直線部分と屈曲部とから構成されていて、上記直線部分は可撓性部材と非可撓性部材を積層させて構成され、上記屈曲部は可撓性部材のみから構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項2による可動子シール構造は、請求項1記載の可動子シール構造において、上記シール部材には上記可動子に対する係合部が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項3による可動子シール構造は、請求項1又は請求項2記載の可動子シール構造において、上記シール部材は上記固定子と可動子との間のガイド部をシールするものであり、上記シール部材は上記可動子の移動方向両端をシールする一対の端部シール部と、上記一対の端部シール部を連結し上記可動子の両端部間をシールする両端部間シール部と、から構成されていて、上記一対の端部シール部と上記両端部間シール部が直線部分であり、上記一対の端部シール部と上記両端部間シール部との境界部が屈曲部であることを特徴とするものである。
又、請求項4による可動子シール構造は、請求項3記載の可動子シール構造において、上記ガイド部は左右にあり、上記左右のガイド部に対応するように上記シール部材が左右にそれぞれ設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項5による可動子シール構造は、請求項3記載の可動子シール構造において、上記左右のシール部材は一体化されていることを特徴とするものである。
又、請求項6による可動子シール構造は、請求項1〜請求項5の何れかに記載の可動子シール構造において、上記固定子はベースであり、上記可動子は上記ベースの内側に左右のガイド部を介して移動可能に配置されたスライダであることを特徴とするものである。
又、請求項7による可動子シール構造は、請求項1〜請求項5の何れかに記載の可動子シール構造において、上記固定子は軌道であり、上記可動子は上記軌道の外側を跨ぐように左右のガイド部を介して移動可能に配置されたスライダであることを特徴とするものである。
又、請求項8による可動子シール構造は、請求項1又は請求項2記載の可動子シール構造において、上記シール部材は上記可動子と駆動部との間をシールするものであり、上記シール部材は上記可動子の移動方向両端をシールする一対の端部シール部と、上記一対の端部シール部を連結する連結部と、から構成されていることを特徴とするものである。
以上述べたように、本発明の請求項1による可動子シール構造は、固定子と可動子の間のガイド部又は可動子と駆動部との間をシールする可動子シール構造において、上記可動子に着脱可能に取り付けられたシール部材があり、上記シール部材は直線部分と屈曲部とから構成されていて、上記直線部分は可撓性部材と非可撓性部材を積層させて構成され、上記屈曲部は可撓性部材のみから構成されているため、例えば、上記可撓性部材を簡単な形状の金型を用いて成形し、これに上記非可撓性部材を設置し、上記可撓性部材のみからなる上記屈曲部を屈曲させるだけで複雑な形状とすることができ、製造が容易になる。
又、請求項2による可動子シール構造は、請求項1記載の可動子シール構造において、上記シール部材には上記可動子に対する係合部が設けられているため、容易且つ確実に上記可動子に取り付けることができる。
又、請求項3による可動子シール構造は、請求項1又は請求項2記載の可動子シール構造において、上記シール部材は上記固定子と可動子との間のガイド部をシールするものであり、上記シール部材は上記可動子の移動方向両端をシールする一対の端部シール部と、上記一対の端部シール部を連結し上記可動子の両端部間をシールする両端部間シール部と、から構成されていて、上記一対の端部シール部と上記両端部間シール部が直線部分であり、上記一対の端部シール部と上記両端部間シール部との境界部が屈曲部であるため、上記固定子と可動子との間のガイド部を確実にシールすることができる。
又、請求項4による可動子シール構造は、請求項3記載の可動子シール構造において、上記ガイド部は左右にあり、上記左右のガイド部に対応するように上記ガイド部シール部材が左右にそれぞれ設置されているため、左右両方のガイド部を確実にシールすることができる。
又、請求項5による可動子シール構造は、請求項3記載の可動子シール構造において、上記左右のガイド部シール部材は一体化されているので、1つの可撓性部材を形成すればよく、容易に製造することができる。
又、請求項6による可動子シール構造は、請求項1〜請求項5の何れかに記載の可動子シール構造において、上記固定子はベースであり、上記可動子は上記ベースの内側に左右のガイド部を介して移動可能に配置されたスライダであるため、上記ベースの内側に上記スライダが設置されるタイプのガイド機構に適用することができる。
又、請求項7による可動子シール構造は、請求項1〜請求項5の何れかに記載の可動子シール構造において、上記固定子は軌道であり、上記可動子は上記軌道の外側を跨ぐように左右のガイド部を介して移動可能に配置されたスライダであるため、上記軌道に対して上記スライダが設置されるタイプのガイド機構に適用することができる。
又、請求項8による可動子シール構造は、請求項1又は請求項2記載の可動子シール構造において、上記シール部材は上記可動子と駆動部との間をシールするものであり、上記シール部材は上記可動子の移動方向両端をシールする一対の端部シール部と、上記一対の端部シール部を連結する連結部と、から構成されているため、上記可動子と駆動部との間を確実にシールすることができる。
本発明の第1の実施の形態を示す図で、図1(a)は可動子シール構造が用いられたアクチュエータを示す斜視図、図1(b)は図1(a)のIb−Ib断面図である。 本発明の第1の実施の形態を示す図で、可動子シール構造が用いられたアクチュエータのスライダの分解斜視図である。 本発明の第1の実施の形態を示す図で、図3(a)は可動子シール構造に用いられるシール部材の非屈曲時の底面図、図3(b)は図3(a)のIIIb−IIIb矢視図、図3(c)は図3(a)のIIIc−IIIc矢視図である。 本発明の第1の実施の形態を示す図で、図4(a)は可動子シール構造に用いられるシール部材の非屈曲時の状態を底面側から視た斜視図、図4(b)は可動子シール構造に用いられるシール部材の屈曲時の状態を底面側から視た斜視図である。 本発明の第2の実施の形態を示す図で、可動子シール構造が用いられたアクチュエータを示す斜視図である。 本発明の第2の実施の形態を示す図で、可動子シール構造が用いられたアクチュエータのシール部材を取り外した状態を示す分解斜視図である。 本発明の第2の実施の形態を示す図で、図7(a)は可動子シール構造に用いられるシール部材の非屈曲時の状態を示す底面図、図7(b)は図7(a)のVIIb−VIIb矢視図、図7(c)は図7(a)のVIIc−VIIc矢視図である。 本発明の第2の実施の形態を示す図で、図8(a)は可動子シール構造に用いられるシール部材の非屈曲時の状態を底面側から視た斜視図、図8(b)は可動子シール構造に用いられるシール部材の屈曲時の状態を底面側から視た斜視図である。
図1乃至図4を参照しながら本発明の第1の実施の形態について説明する。この第1の実施の形態によるアクチュエータ1は次のような構成になっている。まず、固定子としてのベース2があり、このベース2には、前後方向(図1中左下から右上に向かう方向)に延長された基板3がある。この基板3の幅方向(図1中左上から右下に向かう方向)両端には、それぞれ、前後方向(図1中左下から右上に向かう方向)に延長されたガイドレール5a、5bが図1中上側に向けて立設されている。
上記ガイドレール5aの上記ガイドレール5bと向かい合う側には2本のガイド用凹部7a、7bが前後方向(図1中左下から右上に向かう方向)に平行に延長・形成されている。また、上記ガイドレール5bの上記ガイドレール5aと向かい合う側にも、2本のガイド用凹部7c、7dが前後方向(図1中左下から右上に向かう方向)に平行に延長・形成されている。
上記基板3、ガイドレール5a、5bは、例えば、鉄製である。
また、上記基板3と上記ガイドレール5a、5bの前端(図1中左下端)には、前端プレート9が、複数本(この第1の実施の形態の場合には4本)の固定ねじ12によって取付・固定されており、上記基板3と上記ガイドレール5a、5bの後端(図1中右上端)には、モータブラケット11が、図示しない固定ねじによって取付・固定されている。
また、上記基板3、上記ガイドレール5a、5b、上記前端プレート9、及び、上記モータブラケット11に囲まれた内部には、ボールねじ軸13が回転可能に設置されている。上記ボールねじ軸13の前端側(図1中左下端側)は上記前端プレート9に内装された図示しない軸受によって回転可能に支持されていると共に、上記ボールねじ軸13の後端側(図1中右上端側)は上記モータブラケット11に内装された図示しない軸受によって回転可能に支持されている。
上記ボールねじ軸13には、螺旋溝14が形成されている。
上記モータブラケット11には、図示しない駆動モータが設置され、上記ボールねじ軸13は、この図示しない駆動モータの回転軸にカップリング(図示せず)を介して連結されている。そして、駆動モータを回転させることにより上記ボールねじ軸13を適宜の方向に回転させる。
また、上記ガイドレール5a、5b間には、上記ボールねじ軸13によって貫通された、可動子としてのスライダ15が設置されている。図2に示すように、このスライダ15には、ボールねじナットとして機能するスライダ本体17がある。このスライダ本体17には、貫通孔19が、前後方向(図2中左下から右上に向かう方向)に延長・形成されている。この貫通孔19が上記ボールねじ軸13によって貫通されている。また、上記貫通孔19の内周面には、螺旋溝21が形成されている。
また、上記スライダ本体17の底面側(図2中下側)には、リターンプレート23が設置されている。このリターンプレート23内には、図1(b)に示すように、リターン路24aが形成されている。このリターン路24aの両端は、上記スライダ本体17に形成された図示しない貫通孔を介して、上記螺旋溝21に連通されている。また、上記図示しない貫通孔の螺旋溝21側には、図示しないボールすくい上げ部材が設置されている。また、上記ボールねじ軸13の螺旋溝14と上記スライダ本体17の螺旋溝21との間の空間、上記リターンプレート23内のリターン路24a、貫通孔内には、複数のボール24bが転動・循環している。
また、上記スライダ本体17の幅方向一方側(図2中左上側)には、前後方向(図2中左下から右上に向かう方向)に貫通してガイド側ボール循環路25a、25bが形成されている。また、同様に、上記スライダ本体17の幅方向他方側(図2中右下側)には、前後方向(図2中左下から右上に向かう方向)に貫通してガイド側ボール循環路25c、25dが形成されている。
また、上記スライダ本体17の一方の側面(図2中左側の側面)には、ガイド用凹部27a、27bが、前後方向(図2中左下から右上に向かう方向)に延長・形成されている。同様に、上記スライダ本体17の他方の側面(図2中右側の側面)には、ガイド用凹部27c、27dが、前後方向(図2中左下から右上に向かう方向)に延長・形成されている。
また、上記スライダ本体17の前端面(図2中左側の面)には、エンドキャップ固定用雌ねじ部29、29、29、29が形成されている。また、上記スライダ本体17の後端面(図2中右側の面)には、図示しないエンドキャップ固定用雌ねじ部が形成されている。
また、上記スライダ本体17の上面(図2中上側の面)には、取付用雌ねじ部30、30、30、30が形成されている。この取付用雌ねじ部30、30、30、30に図示しないボルトを螺合させることによって、図示しない取付対象物が上記スライダ本体17に取り付けられる。
また、上記スライダ本体17の後端(図2中右上端)には、エンドキャップ31aが設置されており、上記スライダ本体17の前端(図2中左下端)には、エンドキャップ31bが設置されている。
上記エンドキャップ31aのスライダ本体17側(図2中左下側)の面には、ガイド側リターン路用凹部33a、33b、33c、33dが形成されている。また、上記ガイド側リターン路用凹部33a、33b、33c、33dの側面側の端(図2中右端又は左端)から、リターン用凸部35a、35b、35c、35dがそれぞれ突出・形成されている。
また、上記ガイド側リターン路用凹部33a、33b、及び、上記ガイド側リターン路用凹部33c、33dには、それぞれ、リターンガイド32a、32bが設置されている。上記リターンガイド32aは上記ガイド側リターン用凹部33a、33bの図2中右端と左端以外を閉塞し、且つ、上記ガイド側リターン用凹部33a、33bの図2中右上側の面から離間した状態で設置されている。上記ガイド側リターン路用凹部33a、33bとリターン用凸部35a、35bと上記リターンガイド32aとの間の空間がガイド側リターン路39a、39bとなっている。また、上記リターンガイド32bは上記ガイド側リターン用凹部33c、33dの図2中左端と右端以外を閉塞し、且つ、上記ガイド側リターン用凹部33c、33dの図2中右上側の面から離間した状態で設置されている。上記ガイド側リターン路用凹部33c、33dと上記リターン用凸部35c、35dと上記リターンガイド32bとの間の空間がガイド側リターン路39c、39dとなっている。
また、上記エンドキャップ31aの中央には、前後方向(図2中左下から右上に向かう方向)に貫通孔41が延長・形成されている。この貫通孔41は、ボールねじ軸13によって貫通されている。
また、上記エンドキャップ31aの後側の面(図2中右上側の面)であって、上記貫通孔41の外周側には、図示しない駆動部シール部材取付用凹部があり、この図示しない駆動部シール部材取付用凹部内に上記ボールねじ軸13によって貫通された図示しない駆動部シール部材が設置されている。この図示しない駆動部シール部材によって、上記エンドキャップ31a側において、スライダ15とボールねじ軸13との間の隙間がシールされている。
また、上記駆動部シール部材は、図示しない駆動部シール部材押えによって固定されている。この図示しない駆動部シール部材押えは、図示しない駆動部シール部材固定用ねじを、上記図示しない駆動部シール部材押えに貫通させ、上記エンドキャップ31aに螺合させることで固定される。
また、上記エンドキャップ31aには、固定ねじ用貫通孔43、43、43、43が形成されている。図2に示すように、固定用ねじ45、45、45、45を、この固定ねじ用貫通孔43、43、43、43を貫通させ、上記スライダ本体17の後端面(図2中右上側の面)の図示しないエンドキャップ固定用雌ねじ部に螺合させることにより、上記エンドキャップ31aが上記スライダ本体17に固定される。
上記エンドキャップ31aのスライダ本体17側の幅方向の一方側(図2中右側)には、スライダ本体17側(図2中左下側の面)の面と幅方向の一方側(図2中右側)の面に開口されたシール部材係合用凹部48aが形成されている。また、上記エンドキャップ31aのスライダ本体17側の幅方向の他方側(図2中左側)には、スライダ本体17側(図2中左下側の面)の面と幅方向の他方側(図2中左側)の面に開口されたシール部材係合用凹部48bが形成されている。
また、上記エンドキャップ31aの後端側の面(図2中右上側の面)の幅方向(図2中左右方向)の両側には、図示しないシール部材固定用雌ねじ部が形成されている。
また、上記エンドキャップ31bも、上記エンドキャップ31aと同様の構成となっており、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。
なお、図2では、エンドキャップ31a側のシール部材固定用雌ねじ部は表れていないが、上記エンドキャップ31bの前端側の面(図2中左下側の面)の幅方向の一方側(図2中左側)には、固定ねじ用雌ねじ部49aが表れており、上記エンドキャップ31bの前端側の面(図2中左下側の面)の幅方向の他方側(図2中右側)には、固定ねじ用雌ねじ部49bが表れている。
また、図2では、エンドキャップ31a側の駆動部シール部材取付用凹部、駆動部シール部材、駆動部シール部材押え、駆動部シール部材固定用ねじは現われていないが、上記エンドキャップ31bの前側の面(図2中左下側の面)であって、上記貫通孔41の外周側には、駆動部シール部材取付用凹部50aがあり、この駆動部シール部材取付用凹部50a内に上記ボールねじ軸13によって貫通された駆動部シール部材50bが設置されている。この駆動部シール部材50bによって、上記エンドキャップ31b側において、スライダ15とボールねじ軸13との間の隙間がシールされている。また、上記駆動部シール部材50bは、駆動部シール部材押え50cによって固定されている。この駆動部シール部材押え50cは、駆動部シール部材固定用ねじ50d、50dを、上記駆動部シール部材押え50cに貫通させ、上記エンドキャップ31bに螺合させることで固定されている。
また、固定用ねじ45、45、45、45を、上記エンドキャップ31bの固定ねじ用貫通孔43、43、43、43を貫通させ、上記スライダ本体17のエンドキャップ固定用雌ねじ部29、29、29、29に螺合させることにより、上記エンドキャップ31bが上記スライダ本体17に固定される。
また、上記スライダ本体17のガイド用凹部27aとガイドレール5aのガイド用凹部7aとの間の空間、上記エンドキャップ31aのガイド側リターン路39c、上記スライダ本体17のガイド側ボール循環路25a、上記エンドキャップ31bのガイド側リターン路39aには、複数のボール47aが転動・循環している。
また、上記スライダ本体17のガイド用凹部27bとガイドレール5aのガイド用凹部7bとの間の空間、上記エンドキャップ31aのガイド側リターン路39d、上記スライダ本体17のガイド側ボール循環路25b、上記エンドキャップ31bのガイド側リターン路39bには、複数のボール47bが転動・循環している。
また、上記スライダ本体17のガイド用凹部27cとガイドレール5bのガイド用凹部7cとの間の空間、上記エンドキャップ31aのガイド側リターン路39a、上記スライダ本体17のガイド側ボール循環路25c、上記エンドキャップ31bのガイド側リターン路39cには、複数のボール47cが転動・循環している。
また、上記スライダ本体17のガイド用凹部27dとガイドレール5bのガイド用凹部7dとの間の空間、上記エンドキャップ31aのガイド側リターン路39b、上記スライダ本体17のガイド側ボール循環路25d、上記エンドキャップ31bのガイド側リターン路39dには、複数のボール47dが転動・循環している。
また、図2に示すように、スライダ15には、ガイド部シール部材51a、51bが設置されている。上記ガイド部シール部材51aは、図3に示すように、例えば、可撓性部材としてのゴム製部材53に、例えば、非可撓性部材としての金属製部材55、57a、57bを部分的に積層させた構成となっている。
ちなみに、この第1の実施の形態の場合には、金属製部材55、57a、57bとして、鉄製部材を使用している。
上記金属製部材55は、前後方向(図3(a)中左右方向)に延長されており、前後方向(図3(a)中左右方向)両端側には、図3(a)中下側に向けて、係合用凸部59a、59bが突出・形成されている。また、図3(c)に示すように、上記ゴム製部材53側にも、上記係合用凸部59a、59bと重合するように係合用凸部61a、61bが突出・形成されている。
また、上記ゴム製部材53の前後方向(図3(a)中左右方向)中央部分には、図3(a)中上側に向けて、上面側シール用凸部62が突出・形成されている。
また、上記金属製部材57aは、上記ゴム製部材53の前端側(図3(a)中右側)に設置されており、取付用貫通孔63が形成されている。また、上記ゴム製部材53側にも、上記取付用貫通孔63と重合するように取付用貫通孔65が形成されている。
また、上記ゴム製部材53の前端側(図3(a)中右端側)の図3(a)中上側に向けて、端部側シール用凸部67a、67bが突出・形成されている。
また、上記金属製部材57bは、上記ゴム製部材53の後端側(図3(a)中左側)に設置されており、取付用貫通孔69が形成されている。また、上記ゴム製部材53側にも、上記取付用貫通孔69と重合するように取付用貫通孔71が形成されている。
また、上記ゴム製部材53の後端側(図3(a)中左端側)の図3(a)中上側に向けて、端部側シール用凸部73a、73bが突出・形成されている。
また、上記ガイド部シール部材51aは、上記金属製部材55が設置された部分が第1直線部74となっており、上記金属製部材57aが設置された部分が第2直線部75となっており、上記金属製部材57bが設置された部分が第3直線部77となっている。また、上記ガイド部シール部材51aの上記第1直線部74と上記第2直線部75との間の上記ゴム製部材53のみの部分が第1屈曲部79となっており、上記第1直線部74と上記第3直線部77との間の上記ゴム製部材53のみの部分が第2屈曲部81となっている。図4(b)に示すように、上記ガイド部シール部材51aは、上記第1屈曲部79と上記第2屈曲部81で容易に屈曲されるようになっている。
上記ガイド部シール部材51aは図4(b)に示すような屈曲された状態でスライダ15に組付けられる。上記ガイド部シール部材51aが上記スライダ15に組付けられた際、係合用凸部59a、61aがエンドキャップ31aのシール部材係合用凹部48bに挿入・係合され、係合用凸部59b、61bがエンドキャップ31bのシール部材係合用凹部48aに挿入・係合される。
また、上記ガイド部シール部材51aは、図1、図2に示すように、固定用ねじ83aを取付用貫通孔65、63を貫通させて、エンドキャップ31bの固定用雌ねじ部49aに螺合させることで、上記金属製部材57a側が固定され、固定用ねじ83bを取付用貫通孔71、69を貫通させて、エンドキャップ31aの図2中左側の図示しない雌ねじ部に螺合させることで、上記金属製部材57b側が固定される。
ガイド部シール部材51bも、上記ガイドシール部材51aと同じ構成であり、図4(b)に示すように屈曲された状態で上記スライダ15に組付けられる。上記ガイド部シール部材51bが上記スライダ15に組付けられた際、係合用凸部59a、61aがエンドキャップ31bの係合用凹部48bに挿入・係合され、係合用凸部59b、61bがエンドキャップ31aの係合用凹部48aに挿入・係合される。
また、上記ガイド部シール部材51bは、図1、図2に示すように、固定用ねじ85aを取付用貫通孔65、63を貫通させて、エンドキャップ31aの図2中右側の図示しない雌ねじ部に螺合させることで、上記金属製部材57a側が固定され、固定用ねじ85bを取付用貫通孔71、69を貫通させて、エンドキャップ31bの固定用雌ねじ部49bに螺合させることで、上記金属製部材57b側が固定される。
上記ガイド部シール部材51a、51bが上記スライダ15に組付けられると、図1に示すように、エンドキャップ31bのリターン用凸部35aの前方側(図1中左下側)が上記ガイド部シール部材51aの端部側シール用凸部67aによってシールされ、上記エンドキャップ31bのリターン用凸部35bの前方側(図1中左下側)が上記ガイド部シール部材51aの端部側シール用凸部67bによってシールされる。また、上記エンドキャップ31bのリターン用凸部35cの前方側(図1中左下側)が上記ガイド部シール部材51bの端部側シール用凸部73aによってシールされ、上記エンドキャップ31bのリターン用凸部35dの前方側(図1中左下側)が上記ガイド部シール部材51bの端部側シール用凸部73bによってシールされる。
また、エンドキャップ31aのリターン用凸部35cの後方側(図1中右上側)が上記ガイド部シール部材51aの端部側シール用凸部73aによってシールされ、上記エンドキャップ31aのリターン用凸部35dの後方側(図1中右上側)が上記ガイド部シール部材51aの端部側シール用凸部73bによってシールされる。また、上記エンドキャップ31aのリターン用凸部35aの後方側(図1中右上側)が上記ガイド部シール部材51bの端部側シール用凸部67aによってシールされ、上記エンドキャップ31aのリターン用凸部35bの後方側(図1中右上側)が上記ガイド部シール部材51bの端部側シール用凸部67bによってシールされる。
また、図1に示すように、上記ガイド部シール部材51aの上面側シール用凸部62によって、上記スライダ15の幅方向一方側の端面(図1中左上側の端面)とガイドレール5aとの間の隙間がシールされ、上記ガイド部シール部材51bの上面側シール用凸部62によって、上記スライダ15の幅方向他方側の端面(図1中右下側の端面)とガイドレール5bとの間の隙間がシールされる。
次に、この第1の実施の形態による作用について説明する。
まず、アクチュエータ1としての基本的な作用であるが、図示しない駆動モータによって、ボールねじ軸13が回転・駆動されると、スライダ15が前後方向(図1中左下から右上に向かう方向)に進退される。
そして、上記スライダ15には、上記ガイド部シール部材51a、51bが設置されている。上記ガイド部シール部材51aの端部側シール用凸部67aによって、エンドキャップ31bのリターン用凸部35aの前方側(図1中左下側)がシールされ、上記ガイド部シール部材51aの端部側シール用凸部67bによって上記エンドキャップ31bのリターン用凸部35bの前方側(図1中左下側)がシールされる。また、上記ガイド部シール部材51bの端部側シール用凸部73aによって上記エンドキャップ31bのリターン用凸部35cの前方側(図1中左下側)がシールされ、上記ガイド部シール部材51bの端部側シール用凸部73bによって上記エンドキャップ31bのリターン用凸部35dの前方側(図1中左下側)がシールされる。
また、上記ガイド部シール部材51aの端部側シール用凸部73aによってエンドキャップ31aのリターン用凸部35cの後方側(図1中右上側)がシールされ、上記ガイド部シール部材51aの端部側シール用凸部73bによって上記エンドキャップ31aのリターン用凸部35dの後方側(図1中右上側)がシールされる。また、上記ガイド部シール部材51bの端部側シール用凸部67aによって上記エンドキャップ31aのリターン用凸部35aの後方側(図1中右上側)がシールされ、上記ガイド部シール部材51bの端部側シール用凸部67bによって上記エンドキャップ31aのリターン用凸部35bの後方側(図1中右上側)がシールされる。これにより、上記スライダ15の前後方向(図1中左下から右上に向かう方向)両側からの、上記スライダ15とガイドレール5a、5bとの間の隙間への異物の侵入が防止される。
また、図1に示すように、上記ガイド部シール部材51aの上面側シール用凸部62によって、上記スライダ15の幅方向一方側の端面(図1中左上側の端面)とガイドレール5aとの間の隙間の図1中上側の開口部がシールされる。また、上記ガイド部シール部材51bの上面側シール用凸部62によって、上記スライダ15の幅方向他方側の端面(図1中右下側の端面)とガイドレール5bとの間の隙間の図1中上側の開口部がシールされる。
これにより、図1中上側からの、上記スライダ15とガイドレール5a、5bとの間の隙間への異物の侵入が防止される。
次に、この第1の実施の形態による効果について説明する。
まず、ガイド部シール部材51a、51bは、ゴム製部材53に、金属製の金属製部材55、57a、57bを部分的に積層させた構成となっており、第1屈曲部79と第2屈曲部81はゴム製部材53のみから構成されている。つまり、金属製部材55、57a、57bは屈曲部がない平板状になっているので、金型を使用した煩雑な屈曲作業を施す必要はなく、それによって、ガイド部シール部材51a、51bの製造を容易にすることができる。
また、図4(b)に示すように、上記第1屈曲部79と上記第2屈曲部81を介して容易に屈曲される構成になっているので、スライダ15に対する組付け時の融通性を担保することができ、それによって、組立作業の容易化を図ることができる。
また、上記ガイド部シール部材51a、51bには、上面側シール用凸部62、端部側シール用凸部67a、67b、端部側シール用凸部73a、73bが突出・形成されているので、上記スライダ15の幅方向両側(図1中左上から右下に向かう方向の両側)において、上面側(図1中上側)及び前後方向両側(図1中左下から右上に向かう方向の両側)を確実にシールすることができる。
また、上記ガイド部シール部材51a、51bには、金属製部材55に係合用凸部59a、59bが突出・形成されており、ゴム製部材53側にも、上記係合用凸部59a、59bと重合するように係合用凸部61a、61bが突出・形成されていて、上記ガイド部シール部材51a、51bが上記スライダ15に組付けられる際、係合用凸部59a、61aがエンドキャップ31aのシール部材係合用凹部48bに挿入・係合され、係合用凸部59b、61bがエンドキャップ31bのシール部材係合用凹部48aに係合されるようになっているので、上記ガイド部シール部材51a、51bを上記スライダ15に容易に且つ確実に組付けることができる。
また、上記ガイド部シール部材51a、51bは、図4(a)に示すように、平板上の形態をとることができるので、保管や輸送の際に必要な空間が小さくて済む。
次に、図5乃至図8を参照しながら、本発明の第2の実施の形態について説明する。
この第2の実施の形態によるアクチュエータ91の場合には、左右一体型のガイド部シール部材93を使用している。
なお、その他の構成は前記第1の実施の形態の場合と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。
このガイド部シール部材93も、前記ガイド部シール部材51a、51bと同様、図7に示すように、例えば、可撓性部材としてのゴム製部材95に、例えば、非可撓性部材としての金属製部材97a、97b、99a、99bを部分的に積層させた構成となっている。
上記ゴム製部材95は、図7(a)に示すように、板状部材の中央部分が切り抜かれて切抜き部101が形成されていると共に、前端側(図7(a)中左端側)に開口された切欠き部103aと、後端側(図7(a)中右端側)に開口された切欠き部103bが形成された形状になっている。
上記ゴム製部材95の幅方向の一方側(図7(a)中上側)であって、上記切抜き部101内周縁(図7(a)中下側)には、上記金属製部材97aが設置されている。上記金属製部材97aの前端側(図7(a)中左側)には、上記切抜き部101の内周側(図7(a)中下側)に向けて、係合用凸部105aが突出・形成されており、上記金属製部材97aの後端側(図7(a)中右側)にも、上記切抜き部101の内周側(図7(a)中下側)に向けて、係合用凸部105bが突出・形成されている。また、上記ゴム製部材95側にも、上記係合用凸部105a、105bと重合するように、係合用凸部107a、107bが突出・形成されている。
また、上記ゴム製部材95の幅方向の他方側(図7(a)中下側)であって、上記切抜き部101内周縁(図7(a)中上側)には、上記金属製部材97bが設置されている。上記金属製部材97bの前端側(図7(a)中左側)には、上記切抜き部101の内周側(図7(a)中上側)に向けて、係合用凸部109aが突出・形成されており、上記金属製部材97aの後端側(図7(a)中右側)にも、上記切抜き部101の内周側(図7(a)中上側)に向けて、係合用凸部109bが突出・形成されている。また、上記ゴム製部材95側にも、上記係合用凸部109a、109bと重合するように、係合用凸部111a、111bが突出・形成されている。
また、上記ゴム製部材95の、上記金属製部材97aが設置された箇所には、幅方向外側(図7(a)中上側)に向けて、上面側シール用凸部113aが突出・形成されている。また、上記ゴム製部材95の、上記金属製部材97bが設置された箇所には、幅方向外側(図7(a)中下側)に向けて、上面側シール用凸部113bが突出・形成されている。
また、上記ゴム製部材95の前端側(図7(a)中左側)には、上記金属製部材99aが設置されている。上記金属製部材99aには、上記ゴム製部材95の切欠き部103aと重合するように切欠き部114が形成されている。また、上記金属製部材99aの幅方向両側(図7(a)中上下方向両側)には、貫通孔115a、115bが形成されている。また、上記ゴム製部材95側にも、上記貫通孔115aと重合するように貫通孔117aが形成され、上記貫通孔115bと重合するように貫通孔117bが形成されている。
また、上記ゴム製部材95の後端側(図7(a)中右側)には、上記金属製部材99bが設置されている。上記金属製部材99bにも、上記ゴム製部材95の切欠き部103bと重合するように切欠き部119が形成されている。また、上記金属製部材99bの幅方向両側(図7(a)中上下方向両側)には、貫通孔121a、121bが形成されている。また、上記ゴム製部材95側にも、上記貫通孔121aと重合するように貫通孔123aが形成され、上記貫通孔121bと重合するように貫通孔123bが形成されている。
また、上記ゴム製部材95の上記金属製部材99aが設置された箇所から図7(a)中下側に向けて、端部側シール用凸部125a、125bが突出・形成されており、上記金属製部材99aが設置された箇所から図7(a)中上側に向けて、端部側シール用凸部125c、125dが突出・形成されている。
また、上記ゴム製部材95の上記金属製部材99bが設置された箇所から図7(a)中下側に向けて、端部側シール用凸部127a、127bが突出・形成されており、上記金属製部材99aが設置された箇所から図7(a)中上側に向けて、端部側シール用凸部127c、127dが突出・形成されている。
また、上記ガイド部シール部材93は、上記金属製部材97a、97bが設置された部分が第1直線部131となっており、上記金属製部材99aが設置された部分が第2直線部133となっており、上記金属製部材99bが設置された部分が第3直線部135となっている。また、上記ガイド部シール部材93の上記第1直線部131と上記第2直線部133との間の上記ゴム製部材95のみの部分が第1屈曲部137となっており、上記第1直線部131と上記第3直線部135との間の上記ゴム製部材95のみの部分が第2屈曲部139となっている。図8(b)に示すように、上記ガイド部シール部材93は、上記第1屈曲部137と上記第2屈曲部139で容易に屈曲されるようになっている。
上記ガイド部シール部材93は図8(b)に示すような屈曲された状態でスライダ15に組付けられる。上記ガイド部シール部材93が上記スライダ15に組付けられた際、係合用凸部111a、109aがエンドキャップ31bの係合用凹部48aに挿入・係合され、係合用凸部111b、109bがエンドキャップ31aの係合用凹部48bに挿入・係合され、係合用凸部105a、107aがエンドキャップ31bの係合用凹部48bに挿入・係合され、係合用凸部105b、107bがエンドキャップ31aの係合用凹部48aに挿入・係合される。
また、上記ガイド部シール部材93は、図5に示すように、固定用ねじ141を取付用貫通孔117a、115aを貫通させて、エンドキャップ31bの固定用雌ねじ部49aに螺合させ、図示しない固定用ねじを取付用貫通孔117b、115bを貫通させて、エンドキャップ31bの固定用雌ねじ部49bに螺合させることで、上記金属製部材99a側が固定され、図示しない固定用ねじを取付用貫通孔123a、121aを貫通させて、エンドキャップ31aの図示しない固定用雌ねじ部に螺合させ、図示しない固定用ねじを取付用貫通孔123b、121bを貫通させて、エンドキャップ31aの図示しない固定用雌ねじ部に螺合させることで、上記金属製部材99b側が固定される。
上記ガイド部シール部材93が上記スライダ15に取り付けられると、図5に示すように、エンドキャップ31bのリターン用凸部35aの前方側(図5中左下側)が端部側シール用凸部125aによってシールされ、上記エンドキャップ31bのリターン用凸部35bの前方側(図5中左下側)が端部側シール用凸部125bによってシールされ、上記エンドキャップ31bのリターン用凸部35cの前方側(図5中左下側)が端部側シール用凸部125cによってシールされ、上記エンドキャップ31bのリターン用凸部35dの前方側(図5中左下側)が端部側シール用凸部125dによってシールされる。
また、エンドキャップ31aのリターン用凸部35cの後方側(図5中右上側)が端部側シール用凸部127aによってシールされ、上記エンドキャップ31aのリターン用凸部35dの後方側(図5中右上側)が端部側シール用凸部127bによってシールされ、上記エンドキャップ31aのリターン用凸部35aの後方側(図5中右上側)が端部側シール用凸部127cによってシールされ、上記エンドキャップ31aのリターン用凸部35bの後方側(図5中右上側)が端部側シール用凸部127dによってシールされる。
また、図5に示すように、上記ガイド部シール部材93の上面側シール用凸部113bによって、上記スライダ15の幅方向一方側の端面(図1中左上側の端面)とガイドレール5aとの間の隙間がシールされ、上記ガイド部シール部材93の上面側シール用凸部113aによって、上記スライダ15の幅方向他方側の端面(図1中右下側の端面)とガイドレール5bとの間の隙間がシールされる。
この第2の実施の形態の場合も、前記した第1の実施の形態の場合とほぼ同様の作用・効果を奏することができる。
また、この第2の実施の形態の場合は、前記第1の実施の形態におけるガイド部シール部材51a、51bが一体化された構成となっているので、1つのゴム製部材95を形成すればよく、より容易に製造することができる。
また、部品点数も減少するので部品管理が容易になる。
次に、図2を参照して第3の実施の形態を説明する。
前記第1、第2の実施の形態の場合には、ガイドレール5a、5bとスライダ15との間の左右のガイド部をシールする可動子シール構造に本願発明を適用した例を示したが、この第3の実施の形態の場合には、ボールねじ軸13とスライダ15との間の隙間をシールする可動子シール構造に本願発明を適用した例を示すものである。以下、説明する。
この第3の実施の形態では、エンドキャップ31a側に設けられた図示しない駆動部シール部材とエンドキャップ31b側に設けられた駆動部シール部材50bの代わりに、上記スライダ15に前後方向に跨るように設置された駆動部シール部材によって、ボールねじ軸13によるスライダ15の貫通部の両端部をシールしている。
すなわち、上記駆動部シール部材は、スライダ15の前後方向に延長された可撓性部材としてのゴム製部材と、このゴム製部材の中央に積層された非可撓性部材としての第1金属製部材と、上記ゴム製部材の前後方向両端側に積層された第2金属製部材及び第3金属製部材とから構成される。
上記駆動部シール部材のうち、上記第1金属製部材の積層された部分が第1直線部となっており、上記第2金属製部材の積層された部分が第2直線部となっており、上記第2金属製部材の積層された部分が第3直線部となっている。また、上記第1直線部と上記第2直線部との間の上記ゴム製部材のみの部分が第1屈曲部となっており、上記第1直線部と上記第3直線部との間の上記ゴム製部材のみの部分が第2屈曲部となっている。上記駆動部シール部材は、これら第1屈曲部と第2屈曲部で屈曲させて、上記スライダ15の外形に沿った形状で上記スライダ15に組付けられることになる。
また、上記第2金属製部材と第3金属製部材にはそれぞれボールねじ軸用貫通孔が形成されており、上記ゴム製部材にも、上記第2金属製部材と第3金属製部材のボールねじ軸用貫通孔と重合されるボールねじ軸用貫通孔が形成されている。これらのボールねじ軸用貫通孔は、上記ボールねじ軸13によって貫通され、上記ゴム製部材のボールねじ軸用貫通孔の内周部分によって、上記スライダ15とボールねじ軸13との間の隙間がシールされている。
また、上記第2金属製部材と第3金属製部材にはそれぞれ固定ねじ用貫通孔が形成されている。上記駆動部シール部材は、固定ねじをこれら固定ねじ用貫通孔に貫通させ、上記スライダ15の前後端に設置されたエンドキャップ31a、31bに螺合させることで固定される。
この第3の実施の形態の場合も、前記第1の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
次に、図8を参照しながら第4の実施の形態を説明する。
この第4の実施の形態の場合は、前記した第2の実施の形態におけるガイド部シール部材93と略同様の構成のシール部材がスライダ15に設置される。すなわち、この第4の実施の形態におけるシール部材は、上記ガイド部シール部材93のゴム製部材95にあった切欠き部103a、103bや金属製部材99aにあった切欠き部114、及び、金属製部材99bにあった切欠き部119の代わりに、ボールねじ軸用貫通孔が形成されている。
これらボールねじ軸用貫通孔は、ボールねじ軸13によって貫通されており、ゴム製部材95の上記ボールねじ軸用貫通孔の内周部分によって、上記スライダ15とボールねじ軸13との間の隙間がシールされている。
なお、前記した第2の実施の形態の場合において、エンドキャップ31a側に設けられた図示しない駆動部シール部材とエンドキャップ31b側に設けられた駆動部シール部材50bは、この第4の実施の形態では設けられておらず、その代わりに、ゴム製部材95の上記ボールねじ軸用貫通孔の内周部分によって、上記スライダ15とボールねじ軸13との間の隙間がシールされていることになる。
この第4の実施の形態の場合も、前記第2の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
本発明は、前記第1〜第4実施の形態に限定されない。
例えば、前記第1〜第4の実施の形態の場合には、横断面形状が略U字形状をなす固定子の内側に可動子が配置されている構成のアクチュエータを例に挙げて説明したが、それに限定されるものではない。例えば、固定子が軌道であり、可動子が、この軌道の外側を跨ぐような形状のスライダとなっているようなアクチュエータにも同様に適用できる。この場合には、上記軌道の外周面にガイド用凹部が形成されていると共に、上記スライダの内側に上記軌道のガイド用凹部に対応したガイド用凹部が形成されている。よって、ガイド部シール部材の端部シール用凸部は上記スライダの進行方向両側の端面において、上記スライダの内側に突出して上記軌道のガイド用凹部内に摺動するように形成・配置されることになる。また、上記スライダの底面(上記軌道が配置されている側の面)にも、上記スライダと上記軌道との間の隙間を閉塞するようにシール用凸部が形成される。
また、ガイド用凹部の数、シール用凸部の数は、様々な場合が考えられる。
その他、図示した構成はあくまで一例である。
本発明は、例えば、固定子と可動子の間のガイド部又は可動子と駆動部との間をシールする可動子シール構造に係り、特に、製造・組立の容易化を図ることができるように工夫したものに関し、例えば、産業用ロボットに用いられるアクチュエータのシール構造に好適である。
2 ベース(固定子)
5a ガイドレール
7a ガイド用凹部(ガイド部の一部)
7b ガイド用凹部(ガイド部の一部)
7c ガイド用凹部(ガイド部の一部)
7d ガイド用凹部(ガイド部の一部)
15 スライダ(可動子)
27a ガイド用凹部(ガイド部の一部)
27b ガイド用凹部(ガイド部の一部)
27c ガイド用凹部(ガイド部の一部)
27d ガイド用凹部(ガイド部の一部)
51a ガイド部シール部材
51b ガイド部シール部材
53 ゴム製部材(可撓性部材)
55 金属製部材(非可撓性部材)
57a 金属製部材(非可撓性部材)
57b 金属製部材(非可撓性部材)
59a 係合用凸部
59b 係合用凸部
61a 係合用凸部
61b 係合用凸部
62 上面側シール用凸部(両端部間シール部の一部)
67a 端部側シール用凸部(端部シール部の一部)
67b 端部側シール用凸部(端部シール部の一部)
73a 端部側シール用凸部(端部シール部の一部)
73b 端部側シール用凸部(端部シール部の一部)
74 第1直線部
75 第2直線部
77 第3直線部
79 第1屈曲部
81 第2屈曲部
93 ガイド部シール部材
95 ゴム製部材(可撓性部材)
97a 金属製部材(非可撓性部材)
97b 金属製部材(非可撓性部材)
99a 金属製部材(非可撓性部材)
99b 金属製部材(非可撓性部材)
105a 係合用凸部
105b 係合用凸部
107a 係合用凸部
107b 係合用凸部
109a 係合用凸部
109b 係合用凸部
111a 係合用凸部
111b 係合用凸部
113a 上面側シール用凸部(両端部間シール部の一部)
113b 上面側シール用凸部(両端部間シール部の一部)
125a 端部側シール用凸部(端部シール部の一部)
125b 端部側シール用凸部(端部シール部の一部)
125a 端部側シール用凸部(端部シール部の一部)
125b 端部側シール用凸部(端部シール部の一部)
131 第1直線部
133 第2直線部
135 第3直線部
137 第1屈曲部
139 第2屈曲部

Claims (8)

  1. 固定子と可動子の間のガイド部又は可動子と駆動部との間をシールする可動子シール構造において、
    上記可動子に着脱可能に取り付けられたシール部材があり、
    上記シール部材は直線部分と屈曲部とから構成されていて、
    上記直線部分は可撓性部材と非可撓性部材を積層させて構成され、
    上記屈曲部は可撓性部材のみから構成されていることを特徴とする可動子シール構造。
  2. 請求項1記載の可動子シール構造において、
    上記シール部材には上記可動子に対する係合部が設けられていることを特徴とする可動子シール構造。
  3. 請求項1又は請求項2記載の可動子シール構造において、
    上記シール部材は上記固定子と可動子との間のガイド部をシールするものであり、
    上記シール部材は上記可動子の移動方向両端をシールする一対の端部シール部と、上記一対の端部シール部を連結し上記可動子の両端部間をシールする両端部間シール部と、から構成されていて、
    上記一対の端部シール部と上記両端部間シール部が直線部分であり、上記一対の端部シール部と上記両端部間シール部との境界部が屈曲部であることを特徴とする可動子シール構造。
  4. 請求項3記載の可動子シール構造において、
    上記ガイド部は左右にあり
    上記左右のガイド部に対応するように上記シール部材が左右にそれぞれ設置されていることを特徴とする可動子シール構造。
  5. 請求項3記載の可動子シール構造において、
    上記左右のシール部材は一体化されていることを特徴とする可動子シール構造。
  6. 請求項1〜請求項5の何れかに記載の可動子シール構造において、
    上記固定子はベースであり、上記可動子は上記ベースの内側に左右のガイド部を介して移動可能に配置されたスライダであることを特徴とする可動子シール構造。
  7. 請求項1〜請求項5の何れかに記載の可動子シール構造において、
    上記固定子は軌道であり、上記可動子は上記軌道の外側を跨ぐように左右のガイド部を介して移動可能に配置されたスライダであることを特徴とする可動子シール構造。
  8. 請求項1又は請求項2記載の可動子シール構造において、
    上記シール部材は上記可動子と駆動部との間をシールするものであり、
    上記シール部材は上記可動子の移動方向両端をシールする一対の端部シール部と、上記一対の端部シール部を連結する連結部と、から構成されていることを特徴とする可動子シール構造。
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