JPH0628309U - ロータリアクチュエータ用シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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の提供にあ
る。 【構成】 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。キャップ
10の内面12に、弾性シール体11が嵌合する嵌合用凹溝13
を形成する。キャップ10の側面16に、嵌合用凹溝13に連
通連結される貫通孔17を形成する。貫通孔17は、キャッ
プ10の外面であるシール面14に開口しない。

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14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14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ｇ ₂ ，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 ，ｇ₃ 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15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15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 ができず流体洩れが多かった。

【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、全体形状がコの字形のキャップと、全体形状がコの字形の弾性シー ル体と、を備えたロータリアクチュエータ用シール装置であって、上記キャップ の内面に、上記弾性シール体がその一部と該内面より突出させた状態にて嵌合す る嵌合用凹溝を形成すると共に、上記キャップの幅寸法を装着用の溝の溝幅寸法 の80〜95％としたものである。

【００１０】 また、本考案に係る他のロータリアクチュエータ用シール装置は、全体形状が コの字形のキャップと、全体形状がコの字形の弾性シール体と、を備えたロータ リアクチュエータ用シール装置であって、上記キャップの内面に、上記弾性シー ル体がその一部を該内面より突出させた状態にて嵌合する嵌合用凹溝を形成する と共に、上記キャップの外面であるシール面に開口しないように該キャップの側 面に開口する貫通孔にて、該キャップの側面と上記嵌合用凹溝とを連通連結した ものである。

【００１１】

【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。

【００１２】 特に、キャップの幅寸法を、溝幅寸法の80〜95％に限定したことにより、上述 の一のシール装置では、この装置が装着した際には、より優れたシール性能を示 す。

【００１３】 また、貫通孔を設けたことにより、上述の他のロータリアクチュエータ用シー ル装置では、貫通孔を介して、流体を、嵌合用凹溝内に導入することができ、嵌 合用凹溝内の弾性シール体が横方向へ押圧され（圧縮され）、それによって弾性 シール体がキャップを外方へ押圧する。これによって、キャップの外面であるシ ール面と相手面（摺接面）との間に流体が流れ込むブローバイが生じない。

【００１４】

【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。

【００１５】 図７と図８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。

【００１６】 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。

【００１７】 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に同一圧とされる。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７ａ，７ｂ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。

【００１８】 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，７ｃ， ７ｄを密封状としている。この場合の溝８は、図８に示すようにコの字形とされ る。

【００１９】 しかして、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。

【００２０】 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、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５に示すように、アール状とされる。

【００２１】 また、キャップ10の内面12には、図１と図２に示すように、弾性シール体11が 嵌合する嵌合用凹溝13が設けられる。

【００２２】 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13 ａとされ、脚部10ｂ，10ｂにおいては、図２に示すように、半円形状部13ｂとさ れる。

【００２３】 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 。

【００２４】 そして、キャップ10の平面状の外面（本体部10ａと脚部10ｂ，10ｂの外面であ ってシール面14となる。）には、図４と図５に示すように複数の長手方向潤滑用 小溝15…が不連続に設けられる。

【００２５】 各小溝15…は、キャップ幅方向中央部に設けられ、断面形状としては図１と図 ２に示すように矩形乃至正方形状とされる。

【００２６】 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が所定ピッチに設けられる。

【００２７】 この貫通孔17はシール面14に開口しないように設けられる。つまり、貫通孔17 は、一方の開口部がシール面14より僅かに後退した部位に開口し、他方の開口部 が凹溝13のコーナ部に開口する。

【００２８】 また、両側面16，16の各貫通孔17は、図４に示すように、千鳥状に配置してい る。

【００２９】 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11 ｂ，11ｂと、からなる。なお、脚部11ｂ，11ｂの先端は図６に示すように、アー ル状とされる。

【００３０】 また、弾性シール体11は、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のつぶし率は21〜31％が好ま しく、特に23〜28％が最適である。

【００３１】 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。

【００３２】 また、基盤部20の幅寸法Ｗ₂ をキャップ10の幅寸法Ｗ₁ より僅かに小としてい る。

【００３３】 しかして、上述の如く構成されたシール装置Ｓは、図７〜図９に示すように、 装着用の溝８に嵌合される。

【００３４】 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 。

【００３５】 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。

【００３６】 従って、溝８にこのシール装置Ｓが嵌合された際には、弾性シール体11が圧縮 され、キャップ10の外面、つまりシール面14は、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、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18，18（図８参照）においても、確実 に流体洩れを防止することができ、各シリンダ室７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは相互 に良好な密封状態が保持される。

【００３７】 また、図９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 シール面14と、ケーシング２の内周面５との間に流れ込もうとした場合、流体が 矢印Ｃの如く貫通孔17を介して嵌合用凹溝13内に入り、弾性シール体11の突部21 を矢印Ｄの如く押圧する。

【００３８】 突部21が矢印Ｄの如く押圧されれば、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Ｅの如く押圧し、キャップ10のシール面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。

【００３９】 従って、流体がシール面14側に流れ込むこと（ブローバイ）を防止することが でき、流体洩れを確実に防止することができる。

【００４０】 これに対して、図11に示すように、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、シール面14側 に流体が流れ込む、流体洩れを確実に防止することができなかった。

【００４１】 また、図12に示すように、側面16に、シール面14から内面12に達するノッチ23 を形成して、このノッチ23により嵌合用凹溝13への圧力伝達（導入）を行なわせ るように構成した場合、図13に示すように、圧力導入の際に、流体がノッチ23を 介して、矢印の如く、シール面14側に流れ込む、流体洩れが生じる。

【００４２】 次に、図10の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は夫々キャップ10の他の実施例を示し、この 場合、側面16に、ノッチ24及び貫通孔17が形成される。

【００４３】 即ち、図10の（Ａ）のキャップ10では、形成されるノッチ24がシール面14に達 しないように設定される。また、図10の（Ｂ）（Ｃ）のキャップ10では、夫々の 側面16，16のシール面14側に切欠き部25，25を形成し、かつ、貫通孔17をシール 面14に対して傾斜させることなく、平行状としている。なお、図10の（Ｂ）のキ ャップ10の切欠き部25は断面形状を略矩形状とし、図10の（Ｃ）のキャップ10の 切欠き部25は断面形状を略三角形状としているが、勿論、切欠き部25の形状とし てもこれらに限られない。

【００４４】 従って、この図10の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すキャップ10を使用すれば、圧力 導入をいち早く行なうことができ、しかも、ノッチ24を介して流体がシール面14 側に流れ込むことがない。

【００４５】 しかして、上述の実施例によれば、シール面14に長手方向潤滑用小溝15を有す るもので、シール面14の接触面積を減少して、面圧をアップし、もって、シール 力を向上する効果を奏し、かつ、この小溝15は、いわゆるオイルポケットとなり 、潤滑効果が良くなり、シール面14の摩耗が減少し、キャップ10の耐用寿命を高 める。

【００４６】 しかも、各小溝15を不連続としているので、万一、一の小溝15において流体洩 れが生じても、他の小溝15に波及することがなく、全体として長期にわたって優 れたシール機能を発揮する。

【００４７】 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、キャップ10のノッチ及び貫通孔17の数、配設ピッ チ、断面形状の変更も自由であり、ノッチ及び貫通孔17を脚部10ｂ，10ｂに設け るも自由である。

【００４８】 また、弾性シール体11としても、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。

【００４９】 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。

【００５０】

【考案の効果】

本考案は上述の如く構成されているので、次に記載する効果を奏する。

【００５１】 キャップ10と弾性シール体11とが全体形状がコの字形であるので、キャッ プ10の両端部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18，18においても極めて優れたシール機能を発揮する。

【００５２】 特に、キャップ10の幅寸法Ｗ₁ を、溝８の溝幅寸法Ｗ₃ の80〜95％とすれ ば、より優れたシール機能を発揮する。

【００５３】 貫通孔17を有するものでは、該貫通孔17を介して、嵌合用凹溝13内への圧 力伝達が素早く行なわれ、シール面14が摺接面側へ押圧され、常に安定した状態 でシール機能を発揮する。

【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】キャップの平面図である。

【図５】キャップの正面図である。

【図６】弾性シール体の正面図である。

【図７】ロータリアクチュエータの断面図である。

【図８】ロータリアクチュエータの要部断面図である。

【図９】作用説明図である。

【図10】他の実施例のキャップの拡大断面図である。

【図11】比較例を示す断面図である。

【図12】他の比較例を示す断面図である。

【図13】他の比較例の要部拡大断面図である。

【図14】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15】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】

８ 溝 10 キャップ 11 弾性シール体 12 内面 13 嵌合用凹溝 14 シール面 16 側面 17 貫通孔 Ｗ₁ 幅寸法 Ｗ₃ 溝幅寸法

フロントページの続き (72)考案者 岩本 文雄 兵庫県尼崎市扶桑町１番10号 住友精密工 業株式会社内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 全体形状がコの字形のキャップと、全体
   形状がコの字形の弾性シール体と、を備えたロータリア
   クチュエータ用シール装置であって、上記キャップの内
   面に、上記弾性シール体がその一部と該内面より突出さ
   せた状態にて嵌合する嵌合用凹溝を形成すると共に、上
   記キャップの幅寸法を装着用の溝の溝幅寸法の80〜95％
   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。
2. 【請求項２】 全体形状がコの字形のキャップと、全体
   形状がコの字形の弾性シール体と、を備えたロータリア
   クチュエータ用シール装置であって、上記キャップの内
   面に、上記弾性シール体がその一部を該内面より突出さ
   せた状態にて嵌合する嵌合用凹溝を形成すると共に、上
   記キャップの外面であるシール面に開口しないように該
   キャップの側面に開口する貫通孔にて、該キャップの側
   面と上記嵌合用凹溝とを連通連結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。