JP2560857Y2 - ロータリアクチュエータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、油圧等の流体圧にて回転力を発生させるロ
ータリアクチュエータに関する。

〔従来の技術〕

ロータリアクチュエータには種々の形式がある。その
一つとして、内筒と外筒とを組合せた円筒形式のものは
外径が小さく、収容スペースが限られた航空機等に比較
的多く用いられている。従来のこの形式のロータリアク
チュエータを第４図および第５図に示す。

内筒61の外面側には、環状空間68を形成すべく、一対
の環状のアダプタ63,63を介して外筒62が回転自在に嵌
合されている。内筒61と外筒62との間に形成された環状
空間68は、内筒61の外周面に突設された一対の内ベーン
64により半円の弧状空間69に２分割されており、この弧
状空間69を更に周方向に分割するべく、外筒62の内周面
には一対の外ベーン65が突設されている。そして、外ベ
ーン65にて２分割された一方の弧状空間に、流体通路71
から圧油が供給されることにより、外筒62が実線矢印の
方向に回転し、他方の弧状空間に流体通路72から圧油が
供給されることにより、外筒62が破線矢印の方向に回転
する。

ここで、外筒62の内周面に突設された外ベーン65は外
筒62と一体化されている。このような一体型の外ベーン
65に関連するシール構造としては、外ベーン65が外筒62
から分離できないために、外ベーン65の正面（内筒61の
外周面に対向する面）に嵌着されたテフロン等からなる
直線状のシール部材66により、外ベーン65の正面と内筒
11の外周面との間がシールされる。また、外ベーン65の
長手方向両端面（アダプタ63,63の相対向端面に対向す
る面）とアダプタ63,63の相対向端面との間のシール
は、アダプタ63,63の相対向端面に形成された環状のメ
タルシート面67,67により行っている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、ロータリアクチュエータの外ベーン65に関
連するシールについては、相対運動がある外ベーン65の
正面と内筒61の外周面との間のシールの重要なことは言
うまでもないが、相対運動のない外ベーン65の長手方向
両端面とアダプタ63,63の相対向端面との間のシールも
重要である。外ベーン65の長手方向両端面とアダプタ6
3,63との相対向対面との間のシールが不十分であると、
外ベーン65の正面と内筒61の外周面との間の摺動部シー
ルがいかに十分であっても、外ベーン65を挟む両端の弧
状空間の間のシールが不十分となり、ロータリアクチュ
エータの動作に著しい悪影響を及ぼすのである。

ところが、第４図および第５図に示したロータリアク
チュエータでは、外ベーン65の長手方向両端面とアダプ
タ63,63の相対向端面との間がメタルシート面67,67によ
ってシールされるため、その間のシールが十分とは言え
ない。ここでメタルシートが採用されているのは、外ベ
ーン65とアダプタ63,63との間に相対的な運動がなく、
この間はメタルシートで充分と考えられていたことによ
る。この間をシール部材により積極的にシールするもの
もあるが、この間のシール性は十分とは言えなかった。

ちなみに、外ベーン65が外筒62から分離できる型式の
ロータリアクチュエータでは、外ベーン65の正面、背面
および長手方向両端面に連続する１本のＯリングを装着
してから、外ベーン65を外筒62に取り付けることによ
り、外ベーン65の正面と内筒11の外周面との間および外
ベーン65の背面と外筒62の内周面との間をゴムシールす
ることが行われている。これによると、外ベーン65の長
手方向両端面とアダプタ63,63の相対向端面との間も結
果的にゴムシールされるが、外ベーン65が一体型の場合
は、このＯリングの縦掛けを採用することができない。
また、外ベーン65が外筒62から分離できるロータリアク
チュエータにおいてこのＯリングの縦掛けを用いても、
Ｏリングの折曲部がＲを持つため、外ベーン65を挟む両
側の弧状空間の間のシールは完全と言えない。

本考案の目的は、外ベーンが一体型の場合にも、外ベ
ーンとアダプタとの間に良好なシール性を付与すること
ができるロータリアクチュエータを提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本考案のロータリアクチュエータは、内筒、外筒およ
び両筒間に介在された一対のアダプタにより環状空間が
形成され、該環状空間が内筒外周面に突設された内ベー
ンにより弧状空間に分割されると共に、該弧状空間を更
に周方向に分割するべく外筒内周面に外ベーンが突設さ
れ、両ベーン間に流体を供給することにより外筒が内筒
に対して相対的に回転するロータリアクチュエータにお
いて、前記外筒の内周面に突設された外ベーンの、内筒
外周面に対向する正面および一対のアダプタの相対向端
面に対向する長手方向両端面に連続する凹溝を設け、該
凹溝内に、両端部が同方向へ直角に延出し両端部間の直
線部が内筒の外周面に接し両端延出部が一対のアダプタ
の相対向端面に接する樹脂製のＣ状シール部材を嵌着す
ると共に、一対のアダプタの相対向端面の外縁部に全周
にわたって設けられた切欠に樹脂製の環状シール部材を
嵌着し、Ｃ状シール部材の両端延出部の先端面と該先端
面が当接する凹溝の終端立ち上げ面との境界を環状シー
ル部材が跨ぐように、環状シール部材の内周部を前記境
界より内側に、また環状シール部材の外周部を前記境界
より外側に配置したものである。

〔作用〕

外ベーンの長手方向両端面とアダプタの相対向端面と
の間における漏れは、外ベーンの長手方向両端面の半径
方向両端部、すなわち内筒外周面に対向する正面側（内
周側）の端部および背面側（外周側）の端部で問題とな
る。正面側（内周側）の端部で漏れが問題になるのは、
第２図にＸで示すＣ状シール部材の折曲角部に生じるＲ
が原因である。背面側（外周側）の端部で漏れが問題に
なるのは、次のような理由による。

外ベーンを挟む両側の空間の一方に液圧が付加される
と、凹溝内でＣ状シール部材が偏り、Ｃ状シール部材の
液圧を受ける側に液路が形成される。一方、Ｃ状シール
部材を全長について見るなら、Ｃ状シール部材の両端延
出部の先端面と該先端面が当接する凹溝の終端立ち上げ
面との境界のシール性が本質的に劣る。このため、凹溝
内の液路を通って、液路の末端である前記境界に液圧が
集中し、第２図にＹで示すＣ状シール部材の両端角部お
よびその先端側のメタル部を液体が乗り越えるのであ
る。

本考案のロータリアクチュエータでは、両端部が同方
向へ直角に延出したＣ状シール部材が使用される。この
Ｃ状シール部材は、外筒と一体になった外ベーンにも装
着することができる上に、樹脂製であるので、第２図に
Ｘで示す折曲角部からＲを排除することができる。従っ
て、正面側（内周側）の端部で問題となる漏れが抑えら
れる。また、環状シール部材は、Ｃ状シール部材の両端
延出部の先端面と該先端面が当接する凹溝の終端立ち上
げ面との境界を跨いで配置されることにより、第２図に
Ｙで示すＣ状シール部材の両端角部およびその先端側の
メタル部を液体が乗り越える現象を抑えるので、背面側
（外周側）の端部で問題となる漏れも抑えられる。かく
して、外ベーンの長手方向両端面とアダプタの相対向端
面との間が効果的にシールされる。

〔実施例〕

以下に本考案の実施例を説明する。第１図は本考案を
実施したロータリアクチュエータの一例を示す縦断面
図、第２図は第１図のＡ部拡大図、第３図は第１図のＢ
−Ｂ線断面矢視図である。

ここに示されたロータリアクチュエータは、ステータ
ハウジングとしての内筒10と、該内筒10の外面に間隔を
あけて外嵌されたロータリハウジングとしての外筒20
と、内筒10と外筒20との間に環状空間40を形成するべ
く、軸心方向に間隔をあけて両筒間に介装された一対の
環状のアダプタ30,30とを備えている。

内筒10の外周面には、軸心方向に延びる内ベーン11
が、周方向に180度の間隔をあけて一体的に突設されて
いる。各内ベーン11は、前記環状空間40を周方向に２等
分して半円の弧状空間41,41を形成しており、外筒20の
内周面との間はシール部材12にてシールされている。

外筒10の内周面には、前記内ベーン11に平行な外ベー
ン21が、周方向に180度の間隔をあけて一体的に突設さ
れている。各外ベーン12は、弧状空間41を更に周方向に
分割するべく、弧状空間41内に突設されている。各外ベ
ーン21には、内筒10の外周面に対向する正面からアダプ
タ30,30の相対向端面に対向する軸心方向両端面にかけ
て凹溝22が設けられている。凹溝22には、ブロンズ入り
テフロン等からなる樹脂製のＣ状シール部材23が嵌合さ
れている。Ｃ状シール部23は両端部が同方向へ直角に延
出しており、凹溝22内に嵌合された状態で直線部23aお
よび両端延出部23b,23bが内筒10の外周面およびアダプ
タ30,30の相対向端面に夫々圧接する。

各アダプタ30は、外筒20の端部内面側にねじ込まれた
グランドナット50,50により、内筒10と外筒20との間に
保持されている。ここに、内筒10の内ベーン11の幅は外
筒20の外ベーン21の幅より若干小さくされている。そし
て、グランドナット50の締め付けに伴って内筒10と外筒
20との間にアダプタ30が保持されるが、このままでは、
外筒20のベーン21が突設された内周面とそれ以外の内周
面との間に形成された段差面25が、アダプタ30の端面に
接触して金属同志のシール面を生じる。そこで、アダプ
タ30,30の相対向端面における外縁部に全周にわたって
切欠31,31を夫々設け、各切欠31にテフロン等からなる
樹脂製の環状シール部材32を、Ｃ状シール部材23の両端
延出部23bに接して嵌合させてある。

より具体的には、Ｃ状シール部材23の両端延出部23b
の先端面23′と、該先端面23′が当接する凹溝22の終端
立ち上げ面22′との境界Ｚを、環状シール部材32が跨ぐ
ように、環状シール部材32の内周部を前記境界Ｚより内
側に配置し、環状シール部材32の外周部を前記境界Ｚよ
り外側に配置した構成となっている。

なお、33は内筒10とアダプタ30との間をシールするた
めに、アダプタ30の内周面に装着されたＯリング、34は
外筒20とアダプタ30との間をシールするために、アダプ
タ30の外周面に装着されたＯリングである。

流体通路としては、内筒10の内ベーン11つけ根部分に
第１通路71および第２通路72が軸心に沿って設けられて
いる（第４図参照）。第１通路71は一端が内筒10の上端
面に開口し、他端が内ベーン11の一側面に開口してい
る。第２通路72が一端が内筒10の下端面に開口し、他端
が内ベーン11の他側面に開口している。

そして、内筒10と外筒20との間に形成された弧状空間
41の一方のベーン11,21間に第１通路71を介して圧油を
供給することにより、外筒20が実線矢印の方向に回転
し、他方のベーン11,21間に第２通路72を介して圧油を
供給することにより、外筒20が破線矢印の方向に回転す
る。

ここで、外筒20の外ベーン21の正面と内筒10の外周面
との間にはＣ状シール部材23の直線部23aが介在してい
る。また、外ベーン21の長手方向両端面とアダプタ30,3
0の相対向端面との間には、上記Ｃ状シール部材23の両
端延出部23b,23bが介在している。更に、アダプタ30,30
の相対向端面における外縁部には、環状シール32,32
が、Ｃ状シール部材23の両端延出部23bの先端面23′と
凹溝22の終端立ち上げ面22′との境界Ｚを跨いで装着さ
れている。

これらのシール部材23,32はいずれも樹脂製とされて
おり，特にＣ状シール部材23が樹脂製であることによ
り、図２にＸで示される折曲角部はＲのない直角とな
る。また、Ｃ状シール部材23の両端延出部23bの先端面2
3′と凹溝22の終端立ち上げ面22′との境界Ｚを環状シ
ール部材32が跨ぐので、図２にＹで示すＣ状シール部材
23の両端角部およびその先端側のメタル部を液体が乗り
越える現象が抑えられる。

従って、外ベーン21の長手方向両端面とアダプタ30,3
0の相対向端面との間が正面側の端から背面側の端まで
効果的にシールされ、この間にＯリングの縦掛けよりも
優れたシール性が付与される。しかも、このシール構造
は、Ｏリングの縦掛けを採用できない一体型の外ベーン
21に対しても適用することができる。

なお、上記実施例は、内筒10をステータ、外筒20をロ
ータとして外筒回転型式となっているが、内筒10をロー
タ、外筒20をステータとして内筒回転型式とすることも
できる。また、内筒10は中実体であってもよい。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案のロータリア
クチュエータは、樹脂製のＣ状シール部材と、該Ｃ状シ
ール部材の両端部と干渉して配置される環状シール部材
との組み合わせにより、相対運動がないため比較的重要
視されることのなかった外ベーンの長手方向両端面とア
ダプタの相対向端面との間に優れたシール性を付与す
る。更に、そのシール構造はＯリングの縦掛けを使用で
きない一体型の外ベーンにも適用できる上に、そのＯリ
ングの縦掛けよりも更にシール性に優れる。従って、本
考案のロータリアクチュエータは、外ベーンが一体型で
あっても従来の分離型よりも高い動作効率を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を実施したロータリアクチュエータの一
例を示す縦断面図、第２図は第１図のＡ部拡大図、第３
図は第１図のＢ−Ｂ線断面矢視図、第４図は従来のロー
タリアクチュエータの縦断面図、第５図は第４図のＣ−
Ｃ線断面矢視図である。 10:内筒、11:内ベーン、20:外筒、21:外ベーン、23:C状
シール部材、30:アダプタ、32:環状シール部材、40:環
状空間、41:弧状空間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−292902（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−166566（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−143805（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭50−22666（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭42−21875（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭48−22314（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭44−4546（ＪＰ，Ｙ１) 米国特許3232185（ＵＳ，Ａ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内筒、外筒および両筒間に介在された一対
   のアダプタにより環状空間が形成され、該環状空間が内
   筒外周面に突設された内ベーンにより弧状空間に分割さ
   れると共に、該弧状空間を更に周方向に分割するべく外
   筒内周面に外ベーンが突設され、両ベーン間に流体を供
   給することにより外筒が内筒に対して相対的に回転する
   ロータリアクチュエータにおいて、前記外筒の内周面に
   突設された外ベーンの、内筒外周面に対向する正面およ
   び一対のアダプタの相対向端面に対向する長手方向両端
   面に連続する凹溝を設け、該凹溝内に、両端部が同方向
   へ直角に延出し両端部間の直線部が内筒の外周面に接し
   両端延出部が一対のアダプタの相対向端面に接する樹脂
   製のＣ状シール部材を嵌着すると共に、一対のアダプタ
   の相対向端面の外縁部に全周にわたって設けられた切欠
   に樹脂製の環状シール部材を嵌着し、Ｃ状シール部材の
   両端延出部の先端面と該先端面が当接する凹溝の終端立
   ち上げ面との境界を環状シール部材が跨ぐように、環状
   シール部材の内周部を前記境界より内側に、また環状シ
   ール部材の外周部を前記境界より外側に配置したことを
   特徴とするロータリアクチュエータ。