JPH0671965U - 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】 直線状の本体部と本体部の両端から連設され
る脚部とからなる全体形状コの字形のキャップ10と、直
線状の本体部と本体部の両端から連設される脚部とから
なる全体形状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の外面を、幅方向に沿
って弯曲する凸曲面14とする。

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、本発明に係るロータリアクチュエータ用シール 装置は、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 内面に嵌合用凹溝を有する全体形状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する全体形状コの字形の弾 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７ａ，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，７ｃ， 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、弾性シール体11が 嵌合する嵌合用凹溝13が設けられる。

【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。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11 ｂ，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、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の凸曲面14は相手面15（図例では、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７ａ，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℃〜＋13 5 ℃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

───────────────────────────────────────────────────── 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 (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 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嵌合用凹溝を有す
   る全体形状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する全体形状コの字形の弾性シー
   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。