(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転主軸（７）から突設されたべーン（６）に形成した門型凹溝（８）に門型べーンシ
ール（９）を装着したロータリ本体（２）を、ケーシング（１）に揺動可能に装入したロ
ータリアクチュエータ（Ｒ）に用いられるスラストシールに於て、
上記門型べーンシール（９）の両端の各脚部（９Ｂ）が、上記揺動に伴って上記ケーシ
ング（１）の側壁部（１Ｂ）の内面（１１）に対向しつつ描く扇型軌跡面（Ｍ）の内周円
弧線（ｍ）に沿って、上記側壁部（１Ｂ）の内面（１１）に凹設した円環状シール溝（２
２）に装着されると共に、上記扇型軌跡面（Ｍ）と同一平面の円環状スラスト端面（３０
）を具備し、該円環状スラスト端面（３０）の外周端縁部（３０Ｙ）のみが上記べーンシ
ール（９）の上記脚部（９Ｂ）のラジアル内端（２６）に密接するように構成し、
上記円環状シール溝（２２）を、横断面略三角形状として、円環状スラスト端面（３０）の外周端縁部（３０Ｙ）が、上記べーンシール（９）の脚部（９Ｂ）のラジアル内端（２６）、及び、上記べーン（６）の端面（６Ａ）の基部に、圧接するよう構成したことを特徴とするスラストシール。
【請求項２】
回転主軸（７）から突設されたべーン（６）に形成した門型凹溝（８）に門型べーンシール（９）を装着したロータリ本体（２）を、ケーシング（１）に揺動可能に装入したロータリアクチュエータ（Ｒ）に用いられるスラストシールに於て、
上記門型べーンシール（９）の両端の各脚部（９Ｂ）が、上記揺動に伴って上記ケーシ
ング（１）の側壁部（１Ｂ）の内面（１１）に対向しつつ描く扇型軌跡面（Ｍ）の内周円
弧線（ｍ）に沿って、上記側壁部（１Ｂ）の内面（１１）に凹設した円環状シール溝（２
２）に装着されると共に、上記扇型軌跡面（Ｍ）と同一平面の円環状スラスト端面（３０
）を具備し、該円環状スラスト端面（３０）の外周端縁部（３０Ｙ）のみが上記べーンシ
ール（９）の上記脚部（９Ｂ）のラジアル内端（２６）に密接するように構成し、
上記円環状スラスト端面（３０）を有する樹脂製摺接部材（３２）と、上記スラスト端面（３０）が上記脚部（９Ｂ）のラジアル内端（２６）側へ弾発付勢するゴム製Ｏリング（２４）と、を有し、
上記円環状シール溝（２２）を、横断面矩形状として、該シール溝（２２）内に勾配面
（２１Ａ）を有するスぺーサ（２８）を装着して、横断面略三角形状収容残部（２２Ａ）
を形成し、該収容残部（２２Ａ）に、上記樹脂製摺接部材（３２）とＯリング（２４）と
を、収容したことを特徴とするスラストシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスラストシールに係り、特に、ロータリアクチュエータ用のスラストシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１３〜図１５に例示するようなロータリアクチュエータが知られている。即ち、回転主軸４１には、ベーン４２が突設され、このベーン４２に門型凹溝４３が凹設され、（可動側の門型）ベーンシール４６が装入されて、ロータリ本体４４が構成され、このロータリアクチュエータ４４はケーシング４５Ａ，４５Ｂに内装されていた。図１３，図１５では、内ケーシング４５Ａと外ケーシング４５Ｂの二重構造の場合を示し、内ケーシング４５Ａには門型凹溝４７を有するシュー４８が内方へ突設され、この凹溝４７には固定側ベーンシール４９が装入されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平２−８１９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のこの種のべーンシールにあっては、内部漏洩（内部リーク）等のシール性は困難であるとして十分な対策がなされてこなかった。
シール性が困難である理由は、他のアクチュエータとして、ピストンを有するシリンダ等にあっては円環状Ｕパッキン等を用いることが可能であり、内部リークは微小であるのに対し、ロータリアクチュエータでは、角部の存在する門型のべーンシール４６，４９を使用しているために、内部リークを減少させることは極めて難しいと（長年月間にわたって）諦められていたためである。
【０００５】
特に、図１３〜図１５に示すように、門型べーンシール４６の左右の脚部５０，５０の下端部に於ては、符号Ｚをもって示す部位は、接触面圧が不安定となったり、間隙を生じ易く、図１５に矢印Ｆをもって示す方向に、高圧側から低圧側へ内部漏洩（内部リーク）を発生する。
最近、ロータリアクチュエータの高圧化が要望され、従来のような内部漏洩の多いものでは、作動油の異常な昇温の問題、エネルギ損失の問題、作動の不正確性や信頼性の問題がクローズアップされつつある。
【０００６】
そこで、本発明は、このような従来の問題点を解決して、ロータリアクチュエータの内部漏洩を著しく減少させることを目的とする。さらに、これによって、作動油の昇温を防止し、エネルギ損失を低減し、作動の正確性・信頼性を向上して、高圧化にも耐えるシール性を発揮できるスラストシールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明は、回転主軸から突設されたべーンに形成した門型凹溝に門型べーンシ
ールを装着したロータリ本体を、ケーシングに揺動可能に装入したロータリアクチュエー
タに用いられるスラストシールに於て、上記門型べーンシールの両端の各脚部が、上記揺
動に伴って上記ケーシングの側壁部の内面に対向しつつ描く扇型軌跡面の内周円弧線に沿って、上記側壁部の内面に凹設した円環状シール溝に装着されると共に、上記扇型軌跡面と同一平面の円環状スラスト端面を具備し、該円環状スラスト端面の外周端縁部のみが上記べーンシールの上記脚部のラジアル内端に密接するように構成し、上記円環状シール溝を、横断面略三角形状として、円環状スラスト端面の外周端縁部が、上記べーンシールの脚部のラジアル内端、及び、上記べーンの端面の基部に、圧接するよう構成したものである。
【０００８】
また、回転主軸から突設されたべーンに形成した門型凹溝に門型べーンシールを装着したロータリ本体を、ケーシングに揺動可能に装入したロータリアクチュエータに用いられるスラストシールに於て、上記門型べーンシールの両端の各脚部が、上記揺動に伴って上記ケーシングの側壁部の内面に対向しつつ描く扇型軌跡面の内周円弧線に沿って、上記側壁部の内面に凹設した円環状シール溝に装着されると共に、上記扇型軌跡面と同一平面の円環状スラスト端面を具備し、該円環状スラスト端面の外周端縁部のみが上記べーンシールの上記脚部のラジアル内端に密接するように構成し、上記円環状スラスト端面を有する樹脂製摺接部材と、上記スラスト端面が上記脚部のラジアル内端側へ弾発付勢するゴム製Ｏリングと、を有し、上記円環状シール溝を、横断面矩形状として、該シール溝内に勾配面を有するスぺーサを装着して、横断面略三角形状収容残部を形成し、該収容残部に、上記樹脂製摺接部材とＯリングとを、収容した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上述した従来の問題点を解決して、ロータリアクチュエータの内部漏洩を著しく減少でき、従来では予測できなかった良好なシール性能を発揮する。
これに伴って、作動油の昇温を防止し、省エネルギーに貢献し、ロータリアクチュエータの作動の正確性・信頼性を向上できる。また、高圧化にも対応できて、耐久性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の一形態を示す説明図であって、（Ａ）は横断面説明図、（Ｂ）は扇型軌跡面の説明図である。
【図２】図１の（II−II）断面図である。
【図３】要部拡大断面図である。
【図４】部品説明のための断面図である。
【図５】要部の寸法及び形状を示した簡略斜視図である。
【図６】他の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【図７】部品説明のための断面図である。
【図８】別の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【図９】部品説明のための断面図である。
【図１０】さらに他の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１１】さらに別の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１２】さらなる他の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１３】従来例を示す断面正面図である。
【図１４】要部拡大図である。
【図１５】断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１〜図５に示す本発明の実施の一形態に於て、１は円筒部１Ａと（左右の）側壁部１Ｂ，１Ｂを有する円筒状ケーシングであり、２はロータリ本体であって、ケーシング１（の円筒部１Ａ）には、１８０°対称位置に門型凹溝３を有するシュー４，４がラジアル内方向へ突設されており、固定側（ケーシング側）門型べーンシール５がこの凹溝３に装着されている。また、ロータリ本体２は、１８０°対称位置にベーン６，６が突設した回転主軸７と、このベーン６に形成された門型凹溝８には門型べーンシール９が装着されている。
【００１２】
ケーシング１に上記ロータリ本体２が、（１８０°未満の揺動角度を）揺動可能に装入されたロータリアクチュエータＲを、簡略化して図１，図２に示している。
門型べーンシール９は、横断面矩形であって、ケーシング１の円筒部１Ａの内周面１０に摺接するアキシャル部９Ａと、その両端各部からラジアル方向の内方へ延伸した脚部９Ｂ，９Ｂと、から成る。ベーンシール９の脚部９Ｂの側方外面は、ケーシング１の側壁部１Ｂの内面１１に対向（摺接）する。図１（Ｂ）はロータリ本体２を図示省略して、ケーシング１を断面図としてアキシャル方向から見た図であり、その図１（Ｂ）に於て、多数の点々をもって示しているのは、ベーンシール９の脚部９Ｂが、ケーシング１の側壁部１Ｂの内面１１に対向（摺接）しつつ描く扇型軌跡面Ｍである。
【００１３】
ここで、回転主軸７について説明すると、側壁部１Ｂに形成された孔部１２，１２に挿入されるシャフト部１３，１３は、小寸法Ｈ０の（ラジアル方向の）段差をもって、段付面２０が円環状に形成され、この段付面２０のアキシャル方向位置は、（図２，図３から明らかなように、）側壁部１Ｂの内面１１と一致する。言い換えれば、この段付面２０のアキシャル方向位置は、門型凹溝８に装入されたべーンシール９の脚部９Ｂの側外面（摺接面）１４に一致し、かつ、ベーン６のアキシャル方向の端面６Ａに一致する。
【００１４】
図５に示す一部破断要部斜視図でも明らかなように、脚部９Ｂの側外面（摺接面）１４と、ベーン６の端面６Ａと、回転主軸段付面２０は、同一平面上に在り、回転主軸７の軸心Ｌ７に直交する同一平面上に在る。
さらに言えば、ベーン６の門型凹溝８は、ベーン端面６Ａに於て、（シャフト部１３に達することなく）小寸法Ｈ０の段差寸法分だけ、ラジアル外方向位置で、終わっている。
【００１５】
また、シャフト部１３の外径寸法をＤ１３とすれば、外径寸法Ｄ１５＝Ｄ１３＋２×Ｈ０なる中間大径軸部１５の外周面からベーン６が突設している。また、固定側ベーンシール５は、従って、この中間大径軸部１５に摺動自在に接触し、高圧と低圧に、ベーンシール９（ベーン６）によって区画された横断面扇型の作動油収容空間１７，１８は、円筒部１Ａの内周面１０と上記中間大径軸部１５、及び、側壁部１Ｂの内面１１，１１によって、形成されている。
【００１６】
本発明に係るスラストシールＳは、（前述した）図１（Ｂ）に示す扇型軌跡面Ｍの内周円弧線ｍに沿って、かつ、該内周円弧線ｍを全て含んだ（３６０°の）円環形状として、配設される。
【００１７】
さらに、詳細に説明すれば、上記内周円弧線ｍに沿って、ケーシング１の側壁部１Ｂの内面１１に３５°〜５５°の勾配面２１を（切欠）形成し、この内面１１に（図２，図３に示すように）横断面略三角形状の円環状シール溝２２を形成する。即ち、段付面２０と、シャフト部１３の外周面と、勾配面２１によって、横断面略三角形状の円環状シール溝２２を、上記内周円弧線ｍに沿って、かつ、該内周円弧線ｍを全て含んだ（３６０°の）円環形状に、シール溝２２を形成し、このシール溝２２にスラストシールＳを装着する。
【００１８】
図２に於ては、スラストシールＳの図示を省略し、シール溝２２のみを示したが、図３にはスラストシールＳの一例を具体的に示す。図３と図４と図２に於て、ＰＴＦＥ等の耐摩耗性・低摩擦の合成樹脂材質から成るくさび部材２３と受け部材２５、及び、両者間に介設（挾圧）されるゴム等の弾性材質のＯリング２４と、から成る。
【００１９】
受け部材２５は、シャフト部１３（の円形外周面）に当接する横断面一文字の基部２５Ａと、直角三角形のヤジリ部２５Ｂとから成り、ヤジリ部２５Ｂは、直角三角形状シール溝２２のラジアル内方かつアキシャル外方寄りの鋭角部位に、嵌合する。また、くさび部材２３は、スラスト端面３０を、軸心Ｌ７と直交平面状に有し、直角三角形状のくさび頭部２３Ａと、一文字形の延伸片部２３Ｂと、から成る。即ち、くさび頭部２３Ａと延伸片部２３Ｂとは、軸心Ｌ７と直交する平面を連続的に形成して、主として段付面２０に当接する上記スラスト端面３０を、構成している。Ｏリング２４は自由状態では図３（Ｂ）に示す円形断面であるが、装着状態では、図３（Ａ）に示すように、くざび部材２３と受け部材２５の間に挾圧されて弾性圧縮し、三角形状のシール溝の２つの鋭角隅部に向かって、ヤジリ部２５Ｂとくさび頭部２３Ａを弾発的に強く押付けて、シャフト部１３の外周面、段付面２０、勾配面２１と、大きい接触面圧をもって、圧接させ、その部位を介しての油の洩れを防止して、シール性を維持する。
【００２０】
ところで、図２〜図５からも判るように、円環状シール溝２２の径方向寸法Ｈ１は、段付面２０の径方向（段差）寸法Ｈ０よりも、微小寸法Ｈｙだけ大きく設定している。従って、図１（Ａ）に示すように、ロータリアクチュエータＲの横断面に於て、軸心Ｌ７と平行な方向から見れば、微小寸法Ｈｙの幅を有する略円環状に、スラストシールＳの円環状スラスト端面３０の外周端縁部３０Ｙが見える（露出する）。
具体的には、くさび部材２３の外周端縁部が、作動油収容空間１７，１８に露出する。
【００２１】
そして、（別の表現をすれば、）円環状スラスト端面３０は、扇型軌跡面Ｍ（内面１１）と同一平面に在り、円環状スラスト端面３０の外周端縁部３０Ｙのみが、ベーンシール９の脚部９Ｂのラジアル内端（径方向内端）２６に密接する。図５に於て、網目２７をもって示す部位（径方向幅寸法Ｈｘのゾーン）が、従来例の図１５に矢印Ｆをもって示したように、内部漏洩を生じ易く、シール性を悪化させる部位（ゾーン）であったが、このような網目２７の部位が、本発明に係るスラストシールＳのスラスト端面３０の外周端縁部３０Ｙによって、密封され、内部漏洩（内部リーク）を著しく低減可能となる。
【００２２】
なお、図３（Ａ）に矢印Ｅをもって示す方向に、くさび部材２３はＯリング２４の弾発付勢力によって、押圧され、外周端縁部３０Ｙが、確実に安定して、網目２７の部位に圧接する。本発明に於て、径方向に微小寸法Ｈｙをもって、ベーンシール９の脚部９Ｂのラジアル内端２６に接触するので、このような径方向に微小寸法Ｈｙの接触を「線接触」と呼ぶ。このような「線接触」によって、接触面圧が十分に高まって、確実かつ安定した密封性能（シール性）が発揮されることとなる。
【００２３】
図１〜図５について述べた本発明の実施の一形態において、その特徴を追加説明すれば、以下のようになる。即ち、円環状スラスト端面３０を有する樹脂製摺接部材３２としてのくさび部材２３と、このスラスト端面３０が脚部９Ｂのラジアル内端２６側へ弾発付勢するゴム製Ｏリング２４とを、有している。さらに、その特徴点について言えば、円環状シール溝２２を、横断面略三角形状として、円環状スラスト端面３０の外周端縁部３０Ｙが、（図５に網目２７をもって示した如く、）ベーンシール９の脚部９Ｂのラジアル内端２６、及び、ベーン６の側端面６Ａの基部に、圧接（線接触）するように構成されている。
【００２４】
次に、図６と図７に示す他の実施形態について説明すると、図６は前述の実施の形態の図３（Ａ）に対応し、図７は図４に対応し、同一符号は、同様の構成であるので、一部その説明を省略するが、この図６と図７では、円環状シール溝２２を、横断面矩形状として、該シール溝２２内に勾配面２１Ａを有するスぺーサ２８を、装着して、横断面略三角形状（本発明では図６のような勾配面２１Ａを有する５角形や４角形をも含む）の収容残部２２Ａを形成し、この収容残部２２Ａに、樹脂製摺接部材３２とＯリング２４とを収容している。
【００２５】
スぺーサ２８は、シール溝２２のアキシャル方向外方位置に装着され、金属製又は硬質合成樹脂製とする。また、図４に示したくさび部材２３と受け部材２５とを、一体化して、くさび頭部２３Ａを有すると共に、Ｏリング２４を収納可能な横断面矩形状凹溝２９を有し、シャフト部１３の外周面に接触する一文字状受け片部３３を有する。
【００２６】
自由状態下で円形の横断面のＯリング２４が、シール溝２２内で圧縮されて、矢印Ｅにて示した弾発付勢力をくさび頭部２３Ａへ与えることにより、図１〜図５で既述したと同様の作用・機能及び効果を奏する。
【００２７】
次に、図８に示した別の実施の形態に於て、図８は既述の実施の形態の図３（Ａ）に対応し、図９は図４に対応し、同一符号は同様の構成であるので、重複説明を省略する。
図８と図９に於て、円環状シール溝２２を横断面矩形状とし、かつ、樹脂製摺接部材３２は、底壁部３４が肉厚である略Ｕ字型とし、その凹溝３５内にＯリング２４を装入して、略Ｕ字型の摺接部材３２の（アキシャル外方向に開口した）内外リップ３６，３７が、各々、シャフト部１３の外周面と、シール溝２２の内周面３８に常時圧接させている。例えば、小矢印にて示すように、流体圧力を外部から導入することにより、略Ｕ字型の摺接部材３２の底壁部３４のスラスト端面３０を、段付面２０に強く圧接し、これによって、（図５にて説明した如く）網目２７の部位（ゾーン）にスラスト端面３０の外周端縁部３０Ｙを圧接して、優れたシール性を発揮させることができる。
【００２８】
次に、図１０又は図１１に示す、さらに異なる他の実施形態では、図６に示した横断面矩形状のシール溝２２を具備し、このシール溝２２内に勾配面２１Ａを有するスぺーサ２８を装着して、横断面略三角形状（本発明では図１１に示すような勾配面２１Ａを有する５角形や４角形を含む）の収容残部２２Ａを形成し、この収容残部２２Ａ内に、樹脂製摺接部材３２とＯリング２４を収容している。
スぺーサ２８は、図６と図７で述べた通りであって重複説明を省略する。また、図１０における摺接部材３２とＯリング２４に関しては、図３と図４と同様であり、同一符号は同一構成である。また、図１１に於ては、図１０（図３）の受け部材２５の形状が相違し、ヤジリ部２５Ｂを省略して、横断面一文字状の基部２５Ａのみから成っている。それ以外の構成は、図３、図４と同様である。
【００２９】
次に、図１２に示した、さらなる別の実施の形態では、既述の図６に於けるスぺーサ２８を省略して、勾配面２１を有する略三角形状のシール溝２２を一体形成している。このように構成するも好ましい。
【００３０】
本発明は上述した図示の実施の形態に限定されることなく設計変更自由であって、例えば、ベーン６の数は２個に限られず、単数としても良い場合もあり、逆に、３個以上とすることも自由である。
【００３１】
さらに、各実施の形態に於て、上述の構造によって、固定側ベーンシール５に関しても、門型の角部が、線接触状に接触して、可動側ベーンシール９と同様に、内部漏洩（内部リーク）の減少が達成されて、全体としてのシール性能が向上できる。
【符号の説明】
【００３２】
１  ケーシング
１Ｂ  側壁部
２  ロータリ本体
６  ベーン
７  回転主軸
８  門型凹溝
９  ベーンシール
９Ｂ  脚部
１１  内面
２１，２１Ａ  勾配面
２２  円環状シール溝
２２Ａ  収容残部
２４  Ｏリング
２６  ラジアル内端
２８  スぺーサ
３０  スラスト端面
３０Ｙ  外周端縁部
３２  樹脂製摺接部材
Ｓ  スラストシール
ｍ  内周円弧線
Ｍ  扇型軌跡面
【図１】
0005823315.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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