JPH0893716A - ベーン式揺動アクチュエーターのシール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 万一作動流体の内部漏れが発生した場合にお
いて、ベーンを可動させるに充分な作動面積を確保する
と共に、特にベーンのストロークエンドの状態での漏れ
を防止し、その状態を完全に維持できる。 【構成】 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15、15a と成し、該受圧部15、15
a 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して、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、ストロークエンドの状態
では、受圧部15、15a にて流出入口を気密状に被冠する
ため、背圧側への漏れがなく、ベーンはその状態を維持
でき、又ベーンの起動時において、ストロークエンドで
固定壁に当接した受圧部15、15a が流出入口を気密状に
被冠するため、ベーンの起動時に作動流体を供給しても
作動面積が不足することはなく、ベーンを正常に起動さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は作動流体の内部漏れが発
生した場合でも、ベーンを起動させるに充分な作動面積
を確保し、ベーンのストロークエンドの状態では作動流
体の漏れを防止出来る様にしたベーン式揺動アクチュエ
ーターのシール構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ベーン式揺動アクチュエーターは、密閉
されたケーシング内で半径方向に設けた一対の固定壁間
を圧縮空気、圧油等の作動流体にて回転角往復運動する
ベーンを設け、ベーンによって気密状に区画されるケー
シング内の２つの圧力室の一方に作動流体を流入させ、
これによりベーンを押動してベーンに設けた出力軸に回
転力を付与することにより、出力軸に連結した被駆動機
を揺動運動させており、この様に構造が簡単で小型軽量
にして取り付けスペースが小さいため、従来のリンク装
置に代わって、工作機械、車両の自動ドアの自動開閉装
置、その他オートメーション装置等に利用されている。

【０００３】しかしながら、ベーンはケーシングとの摺
動部にパッキンを設けてシール機能を具有させている
も、かかるパッキンはベーンの矩形形状に対応した特殊
形状のためケーシングとの接触部が長く、摺動抵抗を考
慮せねば、ベーンの作動に支障を起こして充分な出力が
得られず、このため摺動抵抗を少なくする様にパッキン
を薄肉にせざるを得ず、その結果シールに必要な面圧が
不足したり、パッキンが焼き切れ等で破損し易く、作動
流体がベーンを通過して作動圧側から背圧側へ漏れると
いったケーシングの内部漏れが発生する恐れがあり、か
かる内部漏れが発生すると、ケーシング内の差圧が少な
くなり、ベーンはかかる差圧と作動圧側の作動（受圧）
面に受ける圧力で可動することとなるが、ベーンの作動
面は平坦状のため、内部漏れによって充分な圧力を受け
ることが出来ず、速度が遅れたり、ベーンがストローク
エンドの状態を維持出来ない等の作動不良を起こし、例
えば車両の自動ドア等ではドアを完全に開いた状態を維
持出来なかったり、又はドアを完全に閉め切ることがで
きない等の欠点を有し、又ドアを開放又は閉鎖始動させ
るベーンの起動時においては、ベーンを作動流体が通過
して内圧が発生するが規定圧に達しなかったり、又は内
圧が完全に発生しないため、ベーンの起動が遅れたり、
全く起動しなかったりし、この様なベーンの作動不良に
より、車両の自動ドア開閉装置が正常作動しない等の欠
点を有していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は万一作動流体
の内部漏れが発生した場合において、ベーンを起動させ
るに充分な作動面積を確保すると共に、特にベーンのス
トロークエンドの状態では作動流体の漏れを防止し、そ
の状態を完全に維持できる様にしたベーン式揺動アクチ
ュエーターのシール構造を提供せんとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術に
基づく、ベーンの摺動部におけるシール機能の不良によ
って作動流体の内部漏れが発生した場合、ベーンが作動
不良を起こす課題に鑑み、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すことにより、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、ストロークエン
ドの状態では、受圧部が流出入口を気密状態にて被冠し
ているため、背圧側への作動流体の漏れがなく、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
している受圧部が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
不足することはなく、ベーンを正常に起動させる様にし
て、上記欠点を解消し、又ベーンの両面の側辺にケーシ
ング内を気密状に摺動する摺接突片を突設して、ベーン
のシールと成すことにより、ベーンに適度な摺動抵抗を
以てシール効果を発揮させると共に、摺接突片の一方が
破損しても内部漏れは他方の摺接突片で防止出来る様に
した。

【０００６】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
すると、１はベーン式揺動アクチュエーターの本体であ
り、該本体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
にてケーシング２内部を２つの圧力室５、5aに気密状に
区画している。

【０００７】ケーシング２は上下に分割形成され、その
上方部2aと下方部2bの接合部６を気密状にシールして一
体形成し、又ケーシング２の内部はその半径方向に一対
の固定壁７、7aを設けて略断面略扇状に形成して成り、
その中心にベーン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装着して、出力軸
３を回転軸としてベーン４を一定角度揺動自在と成し、
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。

【０００８】８はケーシング２内部において、固定壁
７、7a間で回転角往復運動するベーン４が気密状に摺動
する断面円弧状の摺接壁であり、該摺接壁８の両端には
ベーン４のストロークエンドとなる前記固定壁７、7aが
設けられ、該固定壁７、7aには圧縮空気、圧油等の作動
流体の流出入口９、9aを設け、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。

【０００９】ベーン４の揺動角度はベーンのストローク
エンドとなる固定壁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。

【００１０】11はベーン４の矩形板状に設けたベーンベ
ースであり、該ベーンベース11には出力軸３を固定して
一体的形成して成り、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。）とベーンベース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12
にて一体的に被覆形成してベーン４と成し、ベーン４の
両面には、作動流体によるベーン４の可動可能な所定面
積、即ち作動面積を有する作動面13、13a を四角状に囲
繞する囲繞壁14、14a を突設して受圧部と成し、該受圧
部15、15a はベーン４がストロークエンドに達した時
に、固定壁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。

【００１１】又、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16、16a …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16、16a …がベ
ーン４の回転軸３側を適度な摺動抵抗を以て回転可能に
してシールしている。

【００１２】又、ベーン４の両面において、各側辺17、
17a 、即ちベーン４の回転軸３に平行な長手辺18、18a
、上下に平行な短手辺19、19a …、及び短手辺19、19a
…間のベーン４の回転軸３の上下端縁20、20a には、
ケーシング２内の摺接壁８を気密状に摺動する摺接突片
21、21a を外方へ斜行する様に突設して成り、該摺接突
片21、21a 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。

【００１３】尚、22はベーン４の長手辺18、18a に突設
した摺接突片21、21a 間中央に設けた突条であり、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18、18a 側の摺接突片21、21a と回転軸３側の縦突条
16、16a …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16、16a …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22を設けること
によってベーン４の長手辺18、18a 側の摺接突片21、21
a 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。

【００１４】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と、先ず、
始動前状態では一方の固定壁７に対向するベーン４の囲
繞壁14の端面が固定壁７に気密状に当接して、受圧部15
は固定壁７に設けた流出入口９を気密状に被冠すると共
に、圧力室５の空間を形成しており、又摺接突片21、21
a はケーシング４内の摺接壁８に気密状に当接してい
る。

【００１５】そして、上記圧力室５に作動流体を流入さ
せることにより、受圧部15における作動面12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
なる他方の固定壁5aに受圧部15a における囲繞壁14a の
端面を当接させ、受圧部15aが固定壁7aに設けた流出入
口9aを気密状に被冠する。

【００１６】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。

【００１７】又、万一摺接突片21、21a が破損して、作
動流体が作動圧側から背圧側へ通過したとしても、ベー
ン４が固定壁７、7aに当接したストロークエンドの状態
では、受圧部15、15a が流出入口19、19a を気密状態に
て被冠して圧力室５、5aを密閉するため、背圧側への作
動流体の漏れがない。

【００１８】又、ベーン４の起動時においては、受圧部
15、15a が固定壁７、7aに設けた流出入口９、9aを気密
状に被冠し、流出入口９、9aを閉塞することなく、ベー
ン４の作動面積を保持しているため、ベーン４の作動面
13、13a 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。

【００１９】

【発明の効果】要するに本発明は、ケーシング２内で半
径方向に設けた一対の固定壁７、7a間を作動流体にて回
転角往復運動するベーン４において、該ベーン４の両面
に所定面積を有する作動面13、13a の囲繞壁14、14a を
突設して受圧部15、15a と成すと共に、該受圧部15、15
a はベーン４のストロークエンドで作動流体の流出入口
９、9aを気密状に被冠する様に成したので、万一ベーン
４の摺動部のシールが破損して内部漏れが発生した場
合、ケーシング２内の差圧が少なくなるが、作動圧側の
囲繞壁14、14a にてベーン４の作動面積を有する作動面
13、13a を確保しているため、該作動面13、13a にベー
ン４を可動させるのに充分な圧力を受けさせることが出
来、ベーン４を背圧側の圧力室５、5aにおけるストロー
クエンドへ可動させることが出来、ベーン４が固定壁
７、7aに当接したストロークエンドの状態では、受圧部
15、15a が流出入口19、19a を気密状態にて被冠してい
るため、作動流体の背圧側への漏れがなく、ベーン４は
ストロークエンドの状態を維持でき、例えば本体１を車
両の自動ドア開閉装置に連結した場合では、特にドアの
開閉及び閉鎖状態の維持が重要であるため、従来の様に
ドアを完全に開いた状態を維持出来なかったり、ドアを
完全に閉め切ることができない等の支障はなく、ドアの
開放状態、閉鎖状態を規定通りに維持させることが出来
る。

【００２０】又、ストロークエンドでは、ベーン４で流
出入口９、9aを密閉することなく、受圧部15、15a によ
って作動流体によるベーン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13、13a を確保すると
共に、流出入口９、9aを気密状に被冠して圧力室５、5a
の空間を保持しているため、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することはなく、万一ベ
ーン４の摺動部のシールが破損したとしても、従来の様
にベーンを作動流体が通過して内圧が発生するが、規定
圧に達しなかったり、又は内圧が完全に発生しないため
ベーンの起動が遅れたり、全く起動しないといったベー
ンの作動不良を解消出来、ベーン４の作動面13、13a に
迅速に作動流体を行き渡らせて正常な起動を行え、よっ
て例えば本体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
ったりすることはなく、正常な起動を行うことが出来
る。

【００２１】又、ベーン４の両面の側辺17、17a にケー
シング２内を気密状に摺動する摺接突片21、21a を突設
したので、ベーン４に適度な摺動抵抗を以てシール効果
を発揮でき、しかも摺接突片21、21a の一方が破損して
も内部漏れは他方の摺接突片21、21a で防止出来る等そ
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６のＤーＤ断面図である。

【符号の説明】

２ ケーシング ４ ベーン ７、7a 固定壁 ９、9a 流出入口 13、13a 作動面 14、14a 囲繞壁 15、15a 受圧部 17、17a 側辺 21、21a 摺接突片

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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。
2. 【請求項２】 ベーンの両面の側辺にケーシング内を気
   密状に摺動する摺接突片を突設したことを特徴とする請
   求項１のベーン式揺動アクチュエーターのシール構造。