(57)【要約】      （修正有）【課題】ロータリアクチュエータの内部漏洩を減少し、かつ、これに伴って、作動油の昇温を抑制し、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するベーンシールを提供する。【解決手段】全体が門型の弾性ゴムのシール本体１１と、ロータリアクチュエータのケーシングの内周面及び両内端面に摺接するようにシール本体１１の反溝底側の外面１３に被覆される低摩擦性樹脂の被覆材１４と、から構成されたロータリアクチュエータ用ベーンシール。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体が門型の弾性ゴムのシール本体（１１）と、ロータリアクチュエータ（Ｒ）のケーシング（１）の内周面（１０）及び両内端面（１２）（１２）に摺接するように上記シール本体（１１）の反溝底側の外面（１３）に被覆される低摩擦性樹脂の被覆材（１４）と、から構成されたことを特徴とするロータリアクチュエータ用ベーンシール。
【請求項２】
ロータリアクチュエータ（Ｒ）のケーシング（１）側のシュー（４）の門型凹溝（３）に装着されるベーンシールに於て、
全体が門型の弾性ゴムのシール本体（１１）と、
ロータリ本体（２）の回転主軸（７）の外周面（７Ａ）、及び、上記ケーシング（１）の両内端面（１２）（１２）に接触するように、上記シール本体（１１）の反溝底側の外面（１３）に被覆される低摩擦性樹脂の被覆材（１４）と、
から構成されたことを特徴とするロータリアクチュエータ用ベーンシール。
【請求項３】
全体が門型の上記シール本体（１１）の溝底側の内面（１６）の両隅部（Ｇ）(Ｇ)の形状が、仮想直角隅部（Ｈ）に肉盛り（２０）した形状である請求項１又は２記載のロータリアクチュエータ用ベーンシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリアクチュエータ用のベーンシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からロータリアクチュエータに於て、流体圧力を受けて所定角度を揺動するロータリのべーンには、門型のベーンシールが装着され、また、ケーシング側ソールには（固定側の）ベーンシールが装着されている（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、従来の上記べーンシールは、一般に材質はＰＴＦＥ等の樹脂をもって、横断面矩形、かつ、全体門型に形成されていた。
そして、このような全体門型の形状のベーンシールでは、特に２個の角部が存在するために、内部漏洩（内部リーク）を減少させることが極めて難しいと、従来から考えられていた。
【０００５】
しかしながら、最近になってロータリアクチュエータの高圧化の要望が強まり、また、内部漏洩が多いままでは、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、最近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減少し、かつ、これに伴って、作動油の昇温を抑制し、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するベーンシールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明は、全体が門型の弾性ゴムのシール本体と、ロータリアクチュエータのケーシングの内周面及び両内端面に摺接するように上記シール本体の反溝底側の外面に被覆される低摩擦性樹脂の被覆材と、から構成されている。
【０００８】
また、ロータリアクチュエータのケーシング側のシューの門型凹溝に装着されるベーンシールに於て；全体が門型の弾性ゴムのシール本体と；ロータリ本体の回転主軸の外周面、及び、上記ケーシングの両内端面に接触するように、上記シール本体の反溝底側の外面に被覆される低摩擦性樹脂の被覆材と；から構成されたものである。
【０００９】
また、全体が門型の上記シール本体の溝底側の内面の両隅部の形状が、仮想直角隅部に肉盛りした形状である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、弾性ゴムのシール本体から生ずる弾発付勢力を低摩擦性樹脂が受けつつ、ケーシング内周面や両内端面等の摺接相手面に対し、均等かつ十分な面圧にて接触し、内部漏洩を低減できる。しかも、溝底面及び溝側面に対しては弾性ゴムのシール本体自体が密に弾発的に圧接して、一層、内部漏洩を低減可能である。
【００１１】
さらに、門型のシール本体の両隅部に肉盛りすることによって、従来から至難と考えられていたところの、門型の角部と相手部材の直角隅部との相対的摺接部には、十分な接触面圧が発生して、内部漏洩の著しい低減が達成可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の一形態を示す簡略断面図である。
【図２】ベーンシールの一例を示す正面図である。
【図３】図２の（III−III）拡大断面図である。
【図４】斜視図である。
【図５】一部破断にて示した分解状態の要部説明図である。
【図６】本発明の作用を説明するための要部拡大断面説明図である。
【図７】他の実施の形態を示す要部説明図である。
【図８】図７の要部拡大斜視説明図である。
【図９】本発明の作用を説明するための要部拡大断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１の簡略図に示すように、ロータリアクチュエータＲは、ケーシング１とロータリ本体２とを備え、ケーシング１は、円筒壁部１Ａと（両端を閉塞する）左右の側壁部１Ｂ，１Ｂとを有し、さらに、円筒壁部１Ａの内周面１０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、かつ、ロータリ本体２は、１８０°対称位置にベーン６，６が突設された回転主軸７を備え、このベーン６には門型凹溝８が形成されている。
【００１４】
可動側の全体門型のべーンシール９は、回転主軸７のべーン６の門型凹溝８に装着されている。固定側の全体門型のべーンシール５は、ケーシング１側のシュー４の門型凹溝３に装着されている。
【００１５】
図２〜図６に示した実施の一形態に於て、可動側ベーンシール９は、全体が門型で、かつ、横断面形状が矩形の弾性ゴムから成るシール本体１１と、ケーシング１の内周面１０と（側壁部１Ｂの）両内端面１２，１２に摺接するように上記シール本体１１の反溝底側の外面１３に被覆される（門型の）低摩擦性樹脂の被覆材１４と、から構成される。
【００１６】
上記シール本体１１は、ＥＰＤＭやその他のゴム材質のものが用いられ、他方、被覆材１４は、ＰＴＦＥ等の合成樹脂であって、上述した低摩擦性を備え、さらに、（好ましくは）耐摩耗性を備えた材質のものとする。また、この被覆材１４の横断面形状は、一文字型とすると共に、横断面矩形のシール本体１１の外面１３に、接着し、又は、単に重ね合わせている。
【００１７】
そして、全体が門型とされているシール本体１１が、図５の矢印Ｃの方向からベーン６の門型凹溝８に装着されるのであるが、この凹溝８の溝底８Ａに対応するシール本体内面１６の両隅部Ｇ，Ｇの形状が、（仮想直角隅部Ｈを基本形状と想定した場合、）仮想直角隅部Ｈに直角三角形の肉盛り２０を行った形状とする。つまり、小さな勾配面を形成する。
【００１８】
図５の矢印Ｃ方向から（上述の）ベーンシール９を凹溝８に装着して、ロータリ本体２をケーシング１の内部に組付けた状態の要部を、図６に示す。この図６から明らかとなるように、ベーン６の凹溝８の溝底（面）８Ａは、直角状角部１５を有し、この角部１５がベーンシール９の肉盛り２０を弾性圧縮させて、直角隅部の形状まで変形させる。
【００１９】
このように、角張った角部１５によって、ベーンシール９の肉盛り２０が弾性圧縮変形し、図６に於てベクトルＦにて示す如く、門型べーンシール９の被覆材１４の直角状角部１７へ向かって弾発的付勢力が作用し、これによって、ベーンシール９の被覆材１４と、ケーシング１の円筒壁部１Ａ・側壁部１Ｂの内面との接触面圧力Ｐは、（図６のように）直角状角部１７及びその近傍域で、十分に大となる。即ち、角部１７，１７とその近傍を除いた部位の接触面圧よりも、角部１７とその近傍の接触面圧が高目になることにより、従来、内部漏洩を発生して、シール性の確保が困難と考えられてきた、角部１７とその近傍から、内部漏洩を著しく減少できる。なお、図６に於て、ケーシング１については、断面を示す斜線を省略して図示した。
【００２０】
なお、従来は、角部１７とその近傍では、極端に接触面圧が小さく、シール性も不安定であったことに比較すれば、図６に示したように、角部１７とその近傍の面圧を高くせずとも良い場合もあり（図示省略）、例えば、角部１７とその近傍を除いた部位の接触圧力と同等としたり、僅かに低い程度の接触面圧に設定するも、（従来よりも）シール性能は十分改善される。
なお、図６に於て、直角状角部１５に微小なアール面取りや勾配面取りを設けても良い（図示省略）。
【００２１】
次に、図１に示したシュー４に用いられるベーンシール５に関しても、図２，図３，図４，図６によって説明可能であり、図５におけるロータリ本体２の代りに、門型凹溝３を有するシュー４を置き換えれば良い（図示省略）。即ち、図２，図３，図４，図６に於て、ロータリアクチュエータＲのケーシング１の内周面１０からラジアル内方向へ突設されたシュー４の門型凹溝３に装着されるベーンシール５は、全体が門型の弾性ゴムのシール本体１１と、ロータリ本体２の回転主軸７の外周面７Ａ、及び、ケーシング内端面１２に接触（圧接）するように、シール本体１１の反溝底側の外面１３に被覆される（接着又は重ね合わさった）低摩擦性樹脂の被覆材１４と、から構成される。
シール本体１１と被覆材１４の材質及び形状は、既述の可動側のべーン６用のベーンシール９と同様の構成とする。
【００２２】
そして、図２，図３，図４に示したように、可動側ベーンシール９と同じ構成のベーンシール５を、シュー４の門型凹溝３に装着すると、この凹溝３の溝底３Ａに対応するシール本体内面１６の両隅部Ｇ，Ｇの形状が、仮想直角隅部Ｈに直角三角形の肉盛り２０を行っている。ロータリ本体２をケーシング１の内部へ組付けると、図６に示すように、肉盛り２０が弾性圧縮変形して、ベクトルＦのような弾発的付勢力がゴム内部に発生して、ベーンシール５の被覆材１４は、ケーシング１の側壁部１Ｂの内端面１２、及び、回転主軸７の外周面７Ａに対して、直角状角部１７及びその近傍域では、それを除いた部位に比較して、図６のように大きな接触面圧をもって、あるいは、同等か、僅かに小さいが十分な面圧力をもって、接触する。これによって、門型ベーンシール５のシール性能は十分に改善され、特に、角部１７とその近傍の内部漏洩は、著しく低減できる。
【００２３】
次に、図７〜図９に示した別の実施の形態では、ロータリ本体２のべーン６の個数を、中心角度（１２０°）として、３個とした場合を例示し、かつ、各ベーン６に２個の門型凹溝８，８を形成し、２本のベーンシール９，９を各ベーン６に装着している（図７参照）。  
なお、図７では、上方の１個のべーン６にのみベーンシール９，９を装着した状態を示し、残りの２個のべーン６ではベーンシール９を図示省略している。そして、図９に示すように、既述の図２〜図６と同様に、肉盛り２０を仮想直角隅部Ｈに（付加）形成した構成であるが、さらに、加圧油導入孔２２を、各ベーン６の軸心方向両端部に貫設している。
【００２４】
図９に於て、溝底３Ａ，８Ａの形状は、角部１５Ａが小面取り１５Ｃを有し、この小面取り１５Ｃの傾斜方向寸法は、好ましくは、図２〜図４に示した自由状態下の肉盛り２０の傾斜方向寸法Ｋよりも僅かに小さく設定する。図６で述べたゴム圧縮に伴う弾発力（ベクトル）Ｆよりも小さ目の弾発力を発生させると共に、小面取り１５Ｃに開口した上記導入孔２２から流入する（圧力室側の）作動油圧力Ｐ０をプラスさせて、十分に大きいベクトルＦ（図６参照）を作用させ、図６で述べたように、ベーンシール９の被覆材１４は、ケーシング１の内端面１２と内周面１０に、適切な大きい接触面圧力Ｐをもって、接触して、シール性能を発揮する。なお、図９に於て、ケーシング１については、断面を示す斜線を省略して図示した。また、（図示省略するが）シュー側の固定側ベーンシール５については、２本凹溝８，８を有する図９と同様の構成とし、あるいは、図２〜図６にて述べたような１本凹溝８の構成とする。
【００２５】
なお、図７と図８から判るように、導入孔２２は、２個の隣設するベーンシール９，９が近い側の油収容室へ開口しており、近い側の油収容室が高圧となった状態下で、対応するベーンシール９が図９にて述べたように圧力Ｐ０を受けて十分な密封作用をなすと共に、他のべーンシール９は小さな接触面圧のままであり、このようにして交互に揺動方向が切換わる往復動ロータリアクチュエータＲに於て、隣設する２個のべーンシール９，９は交互に密封作用をなすものである。
【００２６】
本発明は上述の実施の形態以外にも設計変更自由であって、例えば、ベーン６の数を単数としたり、４個以上とすることも自由である。
【００２７】
本発明は、上述したように、全体が門型の弾性ゴムのシール本体１１と、ロータリアクチュエータＲのケーシング１の内周面１０及び両内端面１２，１２に摺接するようにシール本体１１の反溝底側の外面１３に被覆される低摩擦性樹脂の被覆材１４と、から構成されているので、門型の角部に於ける面圧が安定し、ロータリアクチュエータの内部漏洩が極めて少なくなって、著しくシール性能が向上できる。また、被覆材１４によって、内方のゴム（シール本体１１）のはみ出しが防止され、耐久性も優れている。さらに、門型凹溝８の溝底８Ａ及び溝側面に対しては、（従来の樹脂のみから成るベーンシールに比べて）弾性ゴムのシール本体１１によって、密封性能が改善され、一層優れたシール性が発揮される。
【００２８】
また、ロータリアクチュエータＲのケーシング１側のシュー４の門型凹溝３に装着されるベーンシールに於て；全体が門型の弾性ゴムのシール本体１１と；ロータリ本体２の回転主軸７の外周面７Ａ、及び、ケーシング１の両内端面１２，１２に接触するように、シール本体１１の反溝底側の外面１３に被覆される低摩擦性樹脂の被覆材１４と；から構成されたことによって、門型の角部に於ける面圧が安定し、ロータリアクチュエータの内部漏洩が極めて少なくなって、著しくシール性能が向上できる。また、被覆材１４によって、内方のゴム（シール本体１１）のはみ出しが防止され、耐久性も優れている。さらに、門型凹溝３の溝底３Ａ及び溝側面に対しては、（従来の樹脂のみから成るベーンシールに比べて）弾性ゴムのシール本体１１によって、密封性能が改善され、一層優れたシール性が発揮される。
【００２９】
また、全体が門型のシール本体１１の溝底側の内面１６の両隅部Ｇ，Ｇの形状が、仮想直角隅部Ｈに肉盛り２０した形状であるので、従来は少々の内部リークはやむを得ないと考えられていたところのロータリアクチュエータ用ベーンシールのシール性能が飛躍的に向上できる。
【符号の説明】
【００３０】
１  ケーシング
２  ロータリ本体
３  門型凹溝
３Ａ  溝底
４  シュー
５  ベーンシール
７  回転主軸
７Ａ  外周面
８  門型凹溝
９  ベーンシール
１０  内周面
１１  シール本体
１２  内端面
１３  外面
１４  被覆材
１６  内面
２０  肉盛り
Ｇ  両隅部
Ｒ  ロータリアクチュエータ
Ｈ  仮想直角隅部
【図１】
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【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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