JPH0519733U - ロータリアクチユエータ用シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体洩れが極めて少なくかつ滑らかにロータ
とケーシングとが相対的に軸心廻りに回転することがで
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、を備えている。キャ
ップ10の内面に、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14に、長手方向潤滑用
小溝15を形成する。キャップ10の両側面16，16に、外面
14から内面12に達する複数のノッチ17を所定ピッチに夫
々形成する。

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12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12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13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13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 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、流体洩れが極めて少なく、かつ、滑らかにロータとケー シングとが相対的に軸心廻りに回転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、上記キャップの平面状の外面に長手方向潤滑用小溝 を形成し、かつ、上記キャップの平面状の両側面に、外面から内面に達する複数 のノッチを夫々形成したものである。

【００１０】

【作用】

キャップの外面には、長手方向潤滑用小溝が形成されているので、外面の接触 面積が小さくなって面圧がアップしてシール力が向上すると共に、この小溝がい わゆるオイルポケットとなり、潤滑効果がよくなり、キャップの外面の摩耗が減 少する。

【００１１】 また、キャップの両側面には、外面から内面に達するノッチを夫々形成してい るので、このノッチを介して、流体を、このシールが嵌合されている溝内に導入 することができ、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11がキャップを外方へ押圧する。これによって、キャップの 外面と相手部材（摺接面）との間に流体が流れ込むブローバイが生じない。

【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５と図６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，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、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。なお、この場合の溝８は、図６に示すように、コの字形とさ れる。

【００１７】 しかして、シール装置Ｓは、図１と図２と図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、を備えている。

【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、本体部10ａと、該本体部10ａの端部か ら直角に連設される脚部10ｂ，10ｂとからなる。なお、脚部10ｂ，10ｂの先端は 、図４のように、アール状とされている。

【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 嵌合する断面略矩形状の嵌合用凹溝13が設けられている。

【００２０】 さらに、キャップ10の平面状の外面14（本体部10ａと脚部10ｂ，10ｂの外面） には、図３と図４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、キャップ10の平面状の両側面16，16には複数のノッチ17が所定ピッチに夫々 設けられている。

【００２１】 即ち、各小溝15は、図３に示すように、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に示すように矩形乃至正方形状とされている。

【００２２】 また、ノッチ17は、外面14から内面12に達するものであり、両側面の各ノッチ 17は、図３に示すように、千鳥状に配設する。

【００２３】 しかして、弾性シール体11は、断面形状が円形とされたゴム、軟質プラスチッ ク等の弾性材からなり、直線状の本体部11ａと、該本体部10ａの端部に突設され る脚部11ｂ，11ｂと、からなり、脚部11ｂ，11ｂの軸心と本体部11ｂの軸心と直 交している。

【００２４】 そして、自由状態においては、図１に示すように、弾性シール体11の一部は、 キャップ10の内面12から突出している。また、凹溝13の断面積をＳ₁ とし、かつ 弾性シール体11の断面積をＳ₂ とした場合、（Ｓ₂ ／Ｓ₁ ）×100 ≦100 ％とす る。（凹溝13の断面積Ｓ₁ を弾性シール体11の断面積Ｓ₂ に対して同一乃至大き くしている。）つまり、圧縮永久ひずみが少なくなり、寿命が長くなる。

【００２５】 さらに、この場合、自由状態におけるキャップ10の長さ寸法Ｌ₁ （図３参照） を、溝８の長さ寸法Ｌ₂ （図６参照）より僅かに長く設定している。

【００２６】 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し、かつ 、自由状態におけるキャップ10の長さ寸法Ｌ₁ を、溝８の長さ寸法Ｌ₂ より僅か に長く設定しているので、溝８に嵌着された際には、キャップ10は長手方向に圧 縮され、溝８の各コーナ部18，18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。

【００２７】 また、図７に於て、同図右方から圧力が掛って、流体がキャップ10の外面14と 、ロータ１の摺接面１ａの間を、仮想線の矢印Ｃを示すように流れ込もうとした 場合、流体が矢印Ｄの如くノッチ17を介して凹溝13内に浸入し、弾性シール体11 を矢印の如く押圧し、弾性シール体11の圧縮弾発力によって、キャップ10は外面 14側へ押圧され、流体が外面14側に流れ込むことを防止する。即ち、ブローバイ が生じることがなく、流体洩れを生じない。

【００２８】 そして、外面14の長手方向潤滑用小溝15は、外面14が摺接面１ａに接触する面 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。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、外面の14の摩耗が 減少し、キャップの耐用寿命を高めている。また、この実施例においては、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、 各小溝15に波及することがなく、耐用性に優れている。

【００２９】 次に、図８は変形例を示し、この場合、弾性シール体11のみを、断面形状が矩 形状となるように設定しているものであり、この場合も、弾性シール体11の一部 は、自由状態において、キャップ11の内面12から突出し、かつ、凹溝13の断面積 Ｓ₁ を、弾性シール体11の断面積Ｓ₂ に対して同一乃至大きくしている。

【００３０】 従って、このシール装置Ｓにおいても、上述の実施例と同様の作用効果を奏す ることになる。

【００３１】 次に、図９と図10は他の実施例を示し、この場合、弾性シール体11は、その断 面形状が倒立Ｔの字形とされる。即ち、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正方形状の突部21と、からなり、 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。なお 、突部21の先端の両側端部には面取部22，22が形成されている。また、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。

【００３２】 この場合、キャップ10の嵌合用凹溝13は、本体部10ａにおいては、図９に示す ように、矩形状部13ａとされ、脚部10ｂ，10ｂにおいては、図10に示すように半 円形状部13ｂとされる。これによって、エンドミル等で一度に溝が加工を行なう ことを可能としている。従って、図１〜図４や図８に示すシール装置Ｓにおいて も、脚部10ｂ，10ｂの溝13を半円形状溝13ｂとするも好ましい。

【００３３】 そして、この場合、図11に示すように、溝８に嵌着された際には、弾性シール 体11の基盤部20の端部20ａ，20ａがキャップ10の内面12に圧接するように、突部 21の断面積を設定する。従って、該内面12は、矢印Ｆの如く弾性シール体11の基 盤部20にて押圧され、キャップ10が側面16，16側に倒れることがなく、そのシー ル効果は一層優れたものとなっている。

【００３４】 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、ノッチ17を脚部10ｂに配設してもよい。また、ノ ッチ17の配設ピッチ、深さ寸法、幅寸法等の変更も自由であり、また、ノッチ17 の数も、自由に増減することができる。さらに、長手方向潤滑用小溝15の配設ピ ッチ、長さ寸法、幅寸法、深さ寸法等も自由に変更でき、その断面形状としても 、矩形状に限らず、半円乃至半楕円形や、多角形状とするも自由であるが、実施 例の如く、矩形状とすればオイル溜り容積が大となる利点がある。また、該小溝 15の数の増減も自由であり、小溝15を連続した一本の溝とするも自由である。勿 論、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。

【００３５】

【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。

【００３６】 キャップ10の外面14に設けられた長手方向潤滑用小溝15がいわゆるオイル ポケットとなり、潤滑効果が良くなり、キャップ10の外面14の摩耗が減少し、耐 用寿命が長くなる。かつ、この小溝15によって外面14の相手摺接面への接触面圧 が、増加して、シール力が向上する。

【００３７】 キャップ10の側面16，16に、ノッチ17を設けることにより、いわゆるブロ ーバイの発生がなくなり、流体洩れが極めて少ないものとなる。

【００３８】 キャップ10と弾性シール材11とが全体形状コの字形であるので、キャップ 10の両端部においても弾性シール材11の反発力を受けることができ、溝８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。

【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】全体の側面図である。

【図３】平面図である。

【図４】正面図である。

【図５】ロータリアクチュエータの断面図である。

【図６】ロータリアクチュエータの要部断面図である。

【図７】作用説明である。

【図８】変形例を示す拡大断面図である。

【図９】他の実施例の本体部の拡大断面図である。

【図10】他の実施例の脚部の拡大断面図である。

【図11】作用説明図である。

【図12】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13】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 11 弾性シール体 12 内面 13 嵌合用凹溝 14 外面 15 長手方向潤滑用小溝 16 側面 17 ノッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 橋本 元裕 和歌山県有田市箕島663番地 三菱電線工 業株式会社箕島製作所内 (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】 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
   記キャップの平面状の外面に長手方向潤滑用小溝を形成
   し、かつ、上記キャップの平面状の両側面に、外面から
   内面に達する複数のノッチを夫々形成したことを特徴と
   するロータリアクチュエータ用シール装置。