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Patent Searching and Data


Title:
WATERPROOF BOOT STRUCTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/147773
Kind Code:
A1
Abstract:
A waterproof boot structure in which a bellows-like boot (31) consisting of a rubber-like elastic material and covering a rectilinearly moving shaft (13) is mounted between the front end of the shaft (13) and a boss member (14) located on the actuator (1) side and supporting the shaft (13). The structure seals a space between the boot (31) and the shaft (13), and crests (34) of the boot (31) have a thickness greater than the thickness of the remaining portions of the boot.

Inventors:
ITO YOSHINORI (JP)
HATANO KENTA (JP)
MIYAKE TOSHIHIKO (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/001300
Publication Date:
December 10, 2009
Filing Date:
March 24, 2009
Export Citation:
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Assignee:
MITSUBISHI ELECTRIC CORP (JP)
ITO YOSHINORI (JP)
HATANO KENTA (JP)
MIYAKE TOSHIHIKO (JP)
International Classes:
F16J15/52; F16J3/04
Foreign References:
JPS62170815U1987-10-29
JPH0849745A1996-02-20
JPS61205580A1986-09-11
JPS62159505U1987-10-09
JPH04134514U1992-12-15
JPS5419851U1979-02-08
JPS58151744U1983-10-11
Attorney, Agent or Firm:
TAZAWA, Hideaki et al. (JP)
Hideaki Tazawa (JP)
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Claims:
 直線駆動されるシャフトを覆うゴム状弾性材からなる蛇腹状のブーツを、前記シャフトの先端部と前記シャフトを支持するアクチュエータ側の固定部との間に設けてなる防水ブーツ構造において、前記ブーツと前記シャフトとの間を密閉し、かつ前記ブーツの山部又は谷部の少なくとも一方の先端部の厚さを他の部分より厚くしたことを特徴とする防水ブーツ構造。
 前記ブーツの山部又は谷部の少なくとも一方の厚さは他の部分より1.5~2.0倍の厚さとなっていることを特徴とする請求項1に記載の防水ブーツ構造。
 前記谷部の先端部が前記シャフトにほぼ接触することを特徴とする請求項1記載の防水ブーツ構造。
Description:
防水ブーツ構造

 この発明は、アクチュエータにおける直 駆動するシャフト(駆動軸)を防水するブー 構造に関する。

 シャフトが直線移動する直動式アクチュ ータは、例えばモータ部分における回転軸 回転をシャフトの直線移動に変換する構造 なっている。このような直動式アクチュエ タにおいては、シャフトにほこりが付着し モータ内に侵入するのを防止するため、シ フトの回りにはゴム状弾性材製で蛇腹状の ーツが設けられている。シャフトの直線移 に伴って蛇腹状のブーツは伸縮する。

 図4には、このようなアクチュエータのブ ーツ部分の構造を示す。この図に示すように 、直線駆動するシャフト101の回りにゴム状弾 性材製のブーツ102が設けられる。ブーツ102の 先端部102aは、シャフト101の先端部分に留め れている。図示はされていないが、ブーツ10 2の後端部分は、シャフト101を直線運動可能 支持するアクチュエータ側に留められてい 。

 このようなブーツ構造においては、ブー 102の伸縮時にブーツ102内の体積が変化し、 れに伴ってブーツ102が大きく変形するのを 止するために、ブーツ102内と外気とを連通 せるための呼吸穴103が設けられている。呼 穴103は、例えばシャフト101におけるブーツ 端部分の取付部に溝を設けることにより形 される。呼吸穴103を設けることによりブー 102の大きな変形は抑制され、伸縮により繰 返し変形されるブーツ102の劣化等は抑制さ る。なお、ゴム弾性材製の膜の一例は特許 献1に記載され、ゴム弾性材製のブーツの一 例は特許文献2に記載されている。

特開昭62-292965号公報

特開2004-90821号公報

 このような直動式のアクチュエータは、 えば自動車における排気ガス量の調整バル の駆動手段として使われるように、水中以 の場所で使用される。しかし、直動式のア チュエータは水中で使用することも求めら る。しかし、図4に示すようなブーツ構造の アクチュエータを水中で使用すると、ブーツ 102の伸縮により呼吸穴103から水が浸入し、水 は更にモータに浸入し、モータを動作不能と してしまう。

 このようなブーツ構造を水中で適用でき ようにするためには、ブーツ102を完全密封 る必要がある。しかし、完全密封にすると ーツ102の伸縮によりブーツ102に負圧がかか て図4中Fで示す力が発生し、ブーツ102が内 のシャフト101に張り付く現象が発生する。 圧に耐えられるように膜厚を厚くするとブ ツ102の形状が大きくなり、アクチュエータ 体が大型化してしまう。また、ブーツ102が きくなると、ブーツ102自体がフリクション なりシャフト101のスムーズな動作に影響を えてしまう。

 この発明は、直動式のアクチュエータに けるシャフトのブーツ構造の上述のような 題を解決し、ブーツ構造を密封構造とし、 かも形状の大型化を抑えることができ、シ フトの動作にも支障を来たすことのない構 を提供することを目的とする。

 この発明は、直線駆動するシャフトを覆 、このシャフトの先端部とシャフトを支持 るアクチュエータ側の固定部との間にゴム 弾性材からなる蛇腹状のブーツを設けてな ブーツ構造において、前記ブーツと前記シ フトとの間を密閉し、かつ前記ブーツの山 又は谷部の少なくとも一方の先端部の厚さ 他の部分より厚くしたものである。

 この発明に係る防水ブーツ構造によれば ブーツのアクチュエータ側固定部及びシャ ト側への取付部を密封構造としたので、ブ ツ内ひいてはモータ内に水が浸入すること ない。また、シャフトの伸縮によってもブ ツが大きく変形することはなく、ブーツの 形による劣化等を抑制することができる。 に、ブーツの形状の大型化を抑えることが き、ブーツがシャフトの動作に支障を来た こともない。

本発明の実施の形態1に係る防水ブーツ 構造を備えたアクチュエータの断面図である 。 図1における防水ブーツ構造部分の拡大 断面図である。 図2のIII-III矢視断面図である。 従来のブーツ構造の一例の断面図であ 。

 以下、この発明をより詳細に説明するため 、この発明を実施するための最良の形態に いて、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
 図1は、実施の形態1に係る防水ブーツ構造 備えたアクチュエータの断面図であり、図2 、その部分拡大図である防水ブーツ構造の 面図であり、図3は、そのIII-III矢視断面図 ある。

 アクチュエータ1は、モータ部2と制御部( 路部)3とから構成される。モータ部2は、筒 の枠体4内にステータ(固定子)5とロータ(回 子)6とを組み付けてなる。ステータ5は、枠 4の内面に固定的に設けられており、コア7と コイル8とからなる。枠体4の内側の中央部に 、固定子5と対面するように周面にマグネッ ト9を備えたロータ6が軸受10を介して回転自 に支持されている。ロータ6の内側にはねじ 構(めねじとおねじ)11を介して、ねじ軸12が 持されている。ねじ軸12の先端部には、直 駆動される駆動軸であるシャフト13が後端部 で結合されている。シャフト13は、その横断 が図3に表れているように平坦な平行面13aを 有する形状となっている。

 枠体4の端部には、アクチュエータ1側の 定部としてボス部材14が設けられており、前 記シャフト13はボス部材14を貫通して延びて る。ボス部材14の先端部内側には、軸受15が けられており、シャフト13の直線運動をガ ドするようになっている。シャフト13の先端 にはジョイント16が結合されている。このジ イント16を介して駆動の対象物、例えば弁 作動軸が連結される。なお、ボス部材14の端 部には、外側に凸状となっているフック部14a が形成されている。

 制御部3は、ケース21の内側に回路基板22 保持してなる。ケース21は、モータ部2の枠 4の端部に一体的に結合される。モータ部2の コイル8と回路基板22側とは、ケース21と枠体4 が結合されることによりモータ端子線23によ 接続される。ケース21には、外部接続コネ タ24が形成されており、外部接続コネクタ24 の端子線25は回路基板22に接続されている。 端子線25に外部ケーブルを接続することによ 、回路基板22に電流が供給され、回路基板22 に対し信号の送受信がなされる。電流は、モ ータ端子線23を経てモータ部2のコイル8にも 給される。

 シャフト13の回りにはゴム状弾性材製で 腹状のブーツ31が設けられている。ブーツ31 基端部(図中の上端部)32は、ボス部材14の端 のフック部14aに気密に留められる。ブーツ3 1の円筒状の先端部(図中の下端部)33は、シャ ト13に嵌めこまれて気密に留められる。シ フト13の先端側には段部13bが形成されており 、ここにブーツ31の先端部33が押し当てられ 留められる。

 ブーツ31は蛇腹状、つまり山部及び谷部 繰り返す形状となっているが、その山部34の 厚さt1は、他の部分である谷部35、及び山部34 と谷部35とをつなぐ斜面部36との厚さt2、t3よ 厚くしてある。つまり、ブーツ31は、山部34 の強度が高められている。例えば、山部34の さt1は、例えば谷部35、斜面部36の厚さt2、t3 の1.5~2.0倍の厚さとなっている。山部34の厚さ が他の部分の1.5倍あれば所望の強度が得られ る。山部の厚さが他の部分の2.0倍より大きい と、重量の増加の割りに強度は増大せず、シ ャフト13のスムーズな作動に悪影響を与える それもある。なお、山部34の厚さが、他の 分の1.5~2.0倍あれば、たとえ製造上寸法のば つきがあったとしても確実に山部34の強度 高めることができる。ブーツ31を厚くする場 合には、局所的に厚くする必要はなく、例え ば山部34を厚くする場合には、山部34を厚く 、斜面部36にかけてなだらかに厚さが薄くな るようにしてもよい。

 ブーツ31における内径Dは、図4に示した従来 のブーツの内径dより小さくなっている。つ り、ブーツ31内の体積は、より小さくなるよ うにしてある。内径Dを小さくするのは、ブ ツ31内の体積を小さくするためであるので、 その寸法は、ブーツ31が伸縮したときにシャ ト13の周面にほぼ接触、つまり、近接、更 は接触するほどとしてもよい。この実施の 態1では、谷部35の先端(最内側部分)は、ブー ツ31の伸縮によりシャフト13の周面に接触す 。
 なお、ブーツ31は、シャフト13に取り付けた カップ状のカバー41で覆われる。

 なお、ブーツ31の組み付けは、ブーツ31を シャフト13に通し、先ず基端部32をボス部材14 のフック部14aに引っ掛け、次いで、先端部33 シャフト13の段部13bに押し当てることによ なされる。この後、シャフト13の先端部のね じ部にカバー41、ジョイント16などが取り付 られる。

 このアクチュエータ1においては、モータ 部2のコイル8に電流が供給されることにより テータ5に対しロータ6が回転され、ロータ6 回転によりねじ機構11を介してシャフト13が 直線駆動される。シャフト13が突き出される それに伴って蛇腹状のブーツ31は伸び、シ フト13が戻されることによりブーツ31は縮む ブーツ31の伸縮による体積変化により圧力 が生じ、ブーツ31には、図2に示すように力F 作用する。ブーツ31の山部34の厚さを厚くし て強度を高めてあるので、このような力Fに して耐力を示し、ブーツ31の変形は抑制され る。また、ブーツ31の内径Dをできるだけ小さ くし、ブーツ31の伸縮による体積変化がより さくなるようにしてあるので、力Fも小さく なり、ブーツ31の変形は抑制される。

 この実施の形態1に係る防水ブーツ構造に よれば、ブーツ31の基端部32及び先端部33を気 密にアクチュエータ1側及びシャフト13に留め てあるので、このアクチュエータ1を水中で いたとしても水の浸入は生じない。しかも ブーツ31の山部34の厚さを他の部分より厚く て強度を高めてあるので、ブーツ31の伸縮 よっても変形は抑制され、ブーツ31が繰り返 しの変形により傷んでその寿命が縮まること はない。更に、ブーツ31の内径Dを小さくして ブーツ31内の体積を極力小さくなるようにし あるので、ブーツ31の変形は抑えられ、こ 面でもブーツ31の寿命の短縮を抑えることが できる。

 上記実施の形態1では、ブーツ31の山部34 厚さだけを厚くしているが、谷部35のみを厚 くして強度を高めるようにしてもよい。また 、山部34及び谷部35の双方の厚さを厚くして よい。

 本発明に係る防水ブーツ構造は、シャフ が直線運動する電気制御式アクチュエータ 圧力式アクチュエータなど種々のアクチュ ータに適用できる。

 以上のように、この発明に係る防水ブー 構造は、ブーツを大型化することなくブー 構造を密封構造とするために、直線駆動す シャフトを覆い、このシャフトの先端部と ャフトを支持するアクチュエータ側の固定 との間にゴム状弾性材からなる蛇腹状のブ ツを設けてなるブーツ構造において、前記 ーツと前記シャフトとの間を密閉し、かつ 記ブーツの山部又は谷部の少なくとも一方 先端部の厚さを他の部分より厚くするよう 成したので、シャフトが直線駆動する直動 アクチュエータのシャフトの防水ブーツ構 などに用いるのに適している。