(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-27
(45)【発行日】2023-02-06
(54)【発明の名称】密封構造
(51)【国際特許分類】
F16J 15/3256 20160101AFI20230130BHJP
F16J 15/3204 20160101ALI20230130BHJP
【ＦＩ】
F16J15/3256
F16J15/3204 201
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2018221956
(22)【出願日】2018-11-28
(65)【公開番号】P2020085156
(43)【公開日】2020-06-04
【審査請求日】2021-10-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000004385
【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109380
【弁理士】
【氏名又は名称】小西 恵
(74)【代理人】
【識別番号】100109036
【弁理士】
【氏名又は名称】永岡 重幸
(74)【代理人】
【識別番号】100125335
【弁理士】
【氏名又は名称】矢代 仁
(72)【発明者】
【氏名】松井 宏樹
(72)【発明者】
【氏名】菊地 健一
(72)【発明者】
【氏名】間中 勇登
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 幸貴
【審査官】大山 広人
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－０４８９２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０４３２００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０４６５５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１５３０９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－０４８１４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２０７１５３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｊ １５／３２０４－１５／３２３６
Ｆ１６Ｊ １５／３２５２
Ｆ１６Ｊ １５／３２５６
Ｆ１６Ｊ １５／４４７
Ｆ１６Ｃ ３３／７２－３３／８２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
孔を有するハウジングと、前記ハウジングと前記孔内に配置された回転体との間の隙間を封止し、前記ハウジングの内部空間と大気側とを隔てる密封装置とを有し、
前記密封装置は、前記ハウジングに取り付けられる固定シール部材と、前記回転体に取り付けられる回転シール部材とを有し、
前記回転シール部材は、前記回転体の円柱部分が締まり嵌めされるスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がるフランジとを有し、
前記固定シール部材は、前記ハウジングに取り付けられる取付け円筒部と、前記取付け円筒部より径方向内側に配置され、前記回転シール部材の前記フランジに摺動可能に接触させられるシールリップとを有し、
前記固定シール部材の前記取付け円筒部と、前記回転シール部材の前記フランジの径方向の外端の間に、第１の環状の間隙が配置されており、
前記孔は、円形の大径空洞部と、前記大径空洞部よりも直径が小さく前記大径空洞部よりも前記内部空間側に配置された円形の小径空洞部と、前記大径空洞部よりも直径が小さく前記小径空洞部よりも直径が大きく前記大径空洞部と前記小径空洞部の間に配置された円形の中径空洞部と、前記大径空洞部と前記中径空洞部の間に配置された第１の段差面と、前記中径空洞部と前記小径空洞部の間に配置された第２の段差面とを有し、
前記大径空洞部には、前記固定シール部材が配置され、
前記第１の段差面と、前記回転シール部材の前記フランジの前記径方向の外端の間に、第２の環状の間隙が配置されており、前記第２の環状の間隙の向きは前記第１の環状の間隙の向きと異なる
ことを特徴とする密封構造。
【請求項2】
孔を有するハウジングと、
前記ハウジングと前記孔内に配置された回転体との間の隙間を封止し、前記ハウジングの内部空間と大気側とを隔てる密封装置とを有し、
前記密封装置は、前記ハウジングに取り付けられる固定シール部材と、前記回転体に取り付けられる回転シール部材とを有し、
前記回転シール部材は、前記回転体の円柱部分が締まり嵌めされるスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がるフランジとを有し、
前記固定シール部材は、前記ハウジングに取り付けられる取付け円筒部と、前記取付け円筒部より径方向内側に配置され、前記回転シール部材の前記フランジに摺動可能に接触させられるシールリップとを有し、
前記固定シール部材の前記取付け円筒部と、前記回転シール部材の前記フランジの径方向の外端の間に、第１の環状の間隙が配置されており、
前記孔は、円形の大径空洞部と、前記大径空洞部よりも直径が小さく前記大径空洞部よりも前記内部空間側に配置された円形の小径空洞部と、前記大径空洞部と前記小径空洞部の間に配置された少なくとも１つの段差面とを有し、
前記大径空洞部には、前記固定シール部材が配置され、
前記段差面と、前記回転シール部材の前記フランジの前記径方向の外端の間に、第２の環状の間隙が配置されており、前記第２の環状の間隙の向きは前記第１の環状の間隙の向きと異なり、
前記回転シール部材の前記フランジの前記径方向の外端は、前記段差面に向けて突出する円環状の突出部を有し、
前記大径空洞部と前記小径空洞部の間に、前記大径空洞部よりも直径が小さく前記小径空洞部よりも直径が大きい円形の中径空洞部が配置されており、
前記中径空洞部は、前記突出部の内側に設けられ、
前記第２の環状の間隙は、前記段差面と前記突出部の間に配置されている
ことを特徴とする密封構造。
【請求項3】
孔を有するハウジングと、
前記ハウジングと前記孔内に配置された回転体との間の隙間を封止し、前記ハウジングの内部空間と大気側とを隔てる密封装置とを有し、
前記密封装置は、前記ハウジングに取り付けられる固定シール部材と、前記回転体に取り付けられる回転シール部材とを有し、
前記回転シール部材は、前記回転体の円柱部分が締まり嵌めされるスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がるフランジとを有し、
前記固定シール部材は、前記ハウジングに取り付けられる取付け円筒部と、前記取付け円筒部より径方向内側に配置され、前記回転シール部材の前記フランジに摺動可能に接触させられるシールリップとを有し、
前記固定シール部材の前記取付け円筒部と、前記回転シール部材の前記フランジの径方向の外端の間に、第１の環状の間隙が配置されており、
前記孔は、円形の大径空洞部と、前記大径空洞部よりも直径が小さく前記大径空洞部よりも前記内部空間側に配置された円形の小径空洞部と、前記大径空洞部と前記小径空洞部の間に配置された少なくとも１つの段差面とを有し、
前記大径空洞部には、前記固定シール部材が配置され、
前記段差面と、前記回転シール部材の前記フランジの前記径方向の外端の間に、第２の環状の間隙が配置されており、前記第２の環状の間隙の向きは前記第１の環状の間隙の向きと異なり、
前記回転シール部材の前記フランジは、前記スリーブから径方向外側かつ前記段差面に向けて斜めに傾斜している
ことを特徴とする密封構造。
【請求項4】
孔を有するハウジングと、
前記ハウジングと前記孔内に配置された回転体との間の隙間を封止し、前記ハウジングの内部空間と大気側とを隔てる密封装置とを有し、
前記密封装置は、前記ハウジングに取り付けられる固定シール部材と、前記回転体に取り付けられる回転シール部材とを有し、
前記回転シール部材は、前記回転体の円柱部分が締まり嵌めされるスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がるフランジとを有し、
前記固定シール部材は、前記ハウジングに取り付けられる取付け円筒部と、前記取付け円筒部より径方向内側に配置され、前記回転シール部材の前記フランジに摺動可能に接触させられるシールリップとを有し、
前記固定シール部材の前記取付け円筒部と、前記回転シール部材の前記フランジの径方向の外端の間に、第１の環状の間隙が配置されており、
前記孔は、円形の大径空洞部と、前記大径空洞部よりも直径が小さく前記大径空洞部よりも前記内部空間側に配置された円形の小径空洞部と、前記大径空洞部と前記小径空洞部の間に配置された少なくとも１つの段差面とを有し、
前記大径空洞部には、前記固定シール部材が配置され、
前記段差面と、前記回転シール部材の前記フランジの前記径方向の外端の間に、第２の環状の間隙が配置されており、前記第２の環状の間隙の向きは前記第１の環状の間隙の向きと異なり、
前記回転シール部材の前記スリーブは、前記小径空洞部の内部に配置されている
ことを特徴とする密封構造。
【請求項5】
前記固定シール部材は、剛性環と弾性環とを有し、前記剛性環は、前記取付け円筒部と、前記取付け円筒部から径方向内側に広がる端壁部を有し、前記端壁部の径方向内側の端部は、前記取付け円筒部に径方向において重なるよう曲折され、前記端壁部の径方向内側の端部に前記弾性環が固着され、
前記弾性環に前記シールリップが形成されている、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の密封構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、密封構造に関する。
【背景技術】
【0002】
関節型ロボットのリンク（例えばアーム）は、直接モーターで回転させることもできるが、モーターから歯車減速機を介して回転させることもできる。関節型ロボットのリンクを駆動するための歯車減速機に使用されるオイルシールが知られている（特許文献１）。このオイルシールは、ケースに配置された回転するシャフトとケースの間の隙間を封止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１１－８９６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
歯車減速機では、部品の回転に伴い、ハウジングの内部空間に封入されたグリースの流動圧が部分的に上昇する。この場合、グリースが内部空間から密封装置のシールリップを乗り越えて漏出するおそれがある。相対回転する部品間に配置されるシールリップには、所定の空間から漏出した液体を所定の空間に戻す効果（ポンピング効果）があることが知られている。しかし、一般に歯車減速機の最終出力軸など出力側の回転体の回転速度は非常に低いため、シールリップのポンピング効果が得られにくい。
【0005】
そこで、本発明は、低速回転する回転体に適用され、グリースの大気側への漏出を低減させる密封構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のある態様に係る密封構造は、孔を有するハウジングと、前記ハウジングと前記孔内に配置された回転体との間の隙間を封止し、前記ハウジングの内部空間と大気側とを隔てる密封装置とを有する。前記密封装置は、前記ハウジングに取り付けられる固定シール部材と、前記回転体に取り付けられる回転シール部材とを有する。前記回転シール部材は、前記回転体の円柱部分が締まり嵌めされるスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がるフランジとを有する。前記固定シール部材は、前記ハウジングに取り付けられる取付け円筒部と、前記取付け円筒部より径方向内側に配置され、前記回転シール部材の前記フランジに摺動可能に接触させられるシールリップとを有する。前記固定シール部材の前記取付け円筒部と、前記回転シール部材の前記フランジの外端の間に、第１の環状の間隙が配置されている。前記孔は、円形の大径空洞部と、前記大径空洞部よりも直径が小さく前記大径空洞部よりも前記内部空間側に配置された円形の小径空洞部と、前記大径空洞部と前記小径空洞部の間に配置された少なくとも１つの段差面とを有する。前記大径空洞部には、前記固定シール部材が配置されている。前記段差面と、前記回転シール部材の前記フランジの前記外端の間に、第２の環状の間隙が配置されており、前記第２の環状の間隙の向きは前記第１の環状の間隙の向きと異なる。
【0007】
この態様においては、回転シール部材と固定シール部材の組み合わせを密封装置が有し、回転シール部材のシールリップが固定シール部材のフランジに接触する。回転シール部材のスリーブは回転体に密接し、スリーブからはフランジが広がっており、フランジの外端付近には、互いに向きが異なる第１の環状の間隙と第２の環状の間隙が配置されているため、内部空間に封入されたグリースの流動圧が高まったとしても、グリースは固定シール部材のシールリップに到達しにくく、シールリップにグリースの流動圧が直接加わりにくい。したがって、グリースが大気側に漏出するおそれが少ない。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の第１実施形態に係る密封構造の部分断面図である。
【図2】本発明の第２実施形態に係る密封構造の部分断面図である。
【図3】本発明の第３実施形態に係る密封構造の部分断面図である。
【図4】本発明の第４実施形態に係る密封構造の部分断面図である。
【図5】本発明の第５実施形態に係る密封構造の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る複数の実施形態を説明する。実施形態に係る密封構造は、関節型ロボットのリンクを駆動するための歯車減速機のハウジングの内部空間内にグリースを密封するために使用される。
【0010】
第１実施形態
図１に示すように、第１実施形態に係る密封構造は、密封装置１と、歯車減速機のハウジング２を有する。ハウジング２には孔２Ａが設けられている。密封装置１は、ハウジング２と孔２Ａ内に配置された回転体４との間の隙間を封止し、ハウジング２の内部空間と大気側とを隔てる。回転体４は、ロボットのリンク（例えばアーム）を駆動するための回転体である。回転体４は、図示しない軸受により回転可能に支持され、孔２Ａに同軸に配置されている。回転体４は、歯車減速機の最終最終出力軸であってよいが、他の回転体であってもよい。
図１に示すように、第１実施形態に係る密封構造は、密封装置１と、歯車減速機のハウジング２を有する。ハウジング２には孔２Ａが設けられている。密封装置１は、ハウジング２と孔２Ａ内に配置された回転体４との間の隙間を封止し、ハウジング２の内部空間と大気側とを隔てる。回転体４は、ロボットのリンク（例えばアーム）を駆動するための回転体である。回転体４は、図示しない軸受により回転可能に支持され、孔２Ａに同軸に配置されている。回転体４は、歯車減速機の最終最終出力軸であってよいが、他の回転体であってもよい。
【0011】
回転体４は円柱状であり、孔２Ａは断面円形であり、密封装置１は環状であるが、図１においては、それらの左半分のみが示されている。
【0012】
密封装置１は、ハウジング２に取り付けられる固定シール部材１０と、回転体４に取り付けられる回転シール部材２０とを有する。
【0013】
回転シール部材２０の全体は、剛性材料、例えば金属から形成されている。回転シール部材２０は、スリーブ２１およびフランジ２３を有する。スリーブ２１には、回転体４の円柱部分が締まり嵌めされる。したがって、回転シール部材２０は、回転体４と共に回転させられる。フランジ２３は、スリーブ２１の内部空間側の端部から径方向外側に広がる。フランジ２３は、回転体４の軸線方向に垂直に広がっている。フランジ２３の外端２４は、スリーブ２１と同心円である。
【0014】
固定シール部材１０は、弾性環１１と剛性環１２を有する複合構造を有する。弾性環１１は、弾性材料、例えばエラストマーから形成されている。剛性環１２は、剛性材料、例えば金属から形成されている。
【0015】
剛性環１２は、取付け円筒部１４と端壁部１５を有する。取付け円筒部１４は、ハウジング２に取り付けられる。取付け方式は限定されないが、例えば、取付け円筒部１４は孔２Ａに締まり嵌めされてもよい。端壁部１５は、取付け円筒部１４の大気側の端部から径方向内側に向けて、回転体４の軸線方向に垂直に広がっている。
【0016】
端壁部１５の径方向内側の端部１５ａは、取付け円筒部１４に径方向において重なるよう曲折されている。端壁部１５の径方向内側の端部１５ａには、弾性環１１が固着されている。
【0017】
弾性環１１は、ブロック部１６とシールリップ１７を有する。ブロック部１６は、断面矩形の円環であって、剛性環１２の端壁部１５の端部１５ａに取り付けられている。シールリップ１７は、ブロック部１６から径方向外側かつ内部空間に向けて斜めに延びる環である。シールリップ１７は、回転シール部材２０のフランジ２３の大気側の面に摺動可能に接触させられる。
【0018】
回転シール部材２０が回転体４と共に回転させられるのに対して、固定シール部材１０はハウジング２に固定されている。図１から明らかなように、固定シール部材１０の取付け円筒部１４は、剛性環１２のみから構成され、シールリップ１７は、弾性環１１のみから構成されている。
【0019】
取付け円筒部１４は、回転シール部材２０と同軸、かつ回転シール部材２０のフランジ２３よりも径方向外側に配置されている。したがって、取付け円筒部１４とフランジ２３の外端２４の間に第１の環状の間隙２５が設けられている。ここで「間隙」とは、他の空間部分よりも狭い空間を意味する。
【0020】
密封装置１は、ほぼＬ字形断面を有する回転シール部材２０の内部空間に、ほぼＵ字形断面を有する固定シール部材１０の一辺（弾性環１１）が嵌め込まれた概略形状を有する。固定シール部材１０のシールリップ１７は、回転シール部材２０のスリーブ２１および固定シール部材１０の取付け円筒部１４に径方向に重なる位置で、回転シール部材２０のフランジ２３に接触させられる。
【0021】
ハウジング２の孔２Ａは、円形の大径空洞部３０、円形の中径空洞部３２、円形の小径空洞部３４、第１の段差面３６および第２の段差面３８を有する。大径空洞部３０は、孔２Ａの大気側の端部付近に配置されている。中径空洞部３２は、大径空洞部３０よりも直径が小さく大径空洞部３０よりも内部空間側に配置されている。小径空洞部３４は、中径空洞部３２よりも直径が小さく中径空洞部３２よりも内部空間側に配置されている。
【0022】
小径空洞部３４の内周面と回転体４の外周面の間の空間は、内部空間からグリースが通過可能な通路となりうる。中径空洞部３２の内周面と回転体４の外周面の間の空間には、小径空洞部３４からグリースが流入しうる。内部空間の圧力が高まっても、内部空間から小径空洞部３４を経て中径空洞部３２に流入したグリースが中径空洞部３２に溜まる。大径空洞部３０の内周面と回転体４の外周面の間の空間には、密封装置１の全体（固定シール部材１０と回転シール部材２０の両方を含む）が配置されている。
【0023】
大径空洞部３０と中径空洞部３２の間には、第１の段差面３６が配置されている。中径空洞部３２と小径空洞部３４の間には、第２の段差面３８が配置されている。段差面３６，３８は、回転体４の軸線方向に垂直な平面であるが、傾斜または湾曲していてもよい。
【0024】
第１の段差面３６と回転シール部材２０のフランジ２３の外端２４の間に、第２の環状の間隙４０が配置されている。すなわち、中径空洞部３２の端に第２の環状の間隙４０が配置されている。
【0025】
この実施形態においては、回転シール部材２０と固定シール部材１０の組み合わせを密封装置１が有し、回転シール部材２０のシールリップ１７が固定シール部材１０のフランジ２３に接触する。歯車減速機の部品の回転に伴い、ハウジング２の内部空間に封入されたグリースの流動圧が部分的に上昇することがある。したがって、図１に矢印Ｆで示すように、グリースは内部空間から小径空洞部３４を経て中径空洞部３２に流入しうる。
【0026】
しかし、回転シール部材２０のスリーブ２１は回転体４に密接し、スリーブ２１からはフランジ２３が広がっているため、内部空間に封入されたグリースの流動圧が高まったとしても、シールリップ１７にグリースの流動圧が直接加わりにくい。例えば、密封装置１で囲まれた小空間４２に空気が存在し、グリースと空気の境界面４４が、中径空洞部３２に存在すると想定する。グリースの流動圧の上昇に伴い、境界面４４は内部空間側から大気側に移動するが、小空間４２の空気が緩衝し、シールリップ１７の変形を抑制する。
【0027】
内部空間内のグリースの流動圧は、回転シール部材２０のフランジ２３に加わりうるが、フランジ２３の外端２４付近には、第１の環状の間隙２５と第２の環状の間隙４０が、グリースの流れの障害として配置されている。このため、グリースは固定シール部材１０のシールリップ１７に到達しにくい。しかも、第１の環状の間隙２５の向きと第２の環状の間隙４０の向きは異なっており、たとえ第１の環状の間隙２５をグリースが通過しても、さらに向きが異なる第２の環状の間隙４０を通過しにくい。したがって、グリースが大気側に漏出するおそれが少ない。
【0028】
この実施形態では、固定シール部材１０と回転シール部材２０を含む密封装置１が配置された大径空洞部３０と、内部空間側の小径空洞部３４の間に、中径空洞部３２が配置されているため、内部空間の圧力が高まっても、内部空間から小径空洞部３４を経て中径空洞部３２に流入したグリースが中径空洞部３２に溜まる。中径空洞部３２の端に第２の環状の間隙４０が配置されており、さらにその付近には第１の環状の間隙２５が配置されているため、グリースは固定シール部材１０のシールリップ１７に到達しにくい。
【0029】
剛性環１２の端壁部１５の径方向内側の端部１５ａは、取付け円筒部１４に径方向において重なるよう曲折され、端壁部１５の径方向内側の端部１５ａに弾性環１１が固着されており、弾性環１１は端壁部１５よりも大気側に突出しない。したがって、固定シール部材１０の軸線方向の長さが抑制される。特に、この実施形態では、回転シール部材２０は、固定シール部材１０の剛性環１２の端壁部１５よりも大気側に突出しない。したがって、密封装置１の軸線方向の長さを小さくすることができる。
【0030】
回転シール部材２０の全体は剛性材料から形成されており、回転シール部材２０の剛性が高いため、内部空間に封入されたグリースの流動圧が高まったとしても、固定シール部材１０のシールリップ１７を確実に保護することができる。
【0031】
また、固定シール部材１０の取付け円筒部１４が剛性環１２のみから構成されるため、密封装置１の寸法を小さくすることができる。
【0032】
さらに、この実施形態では、密封装置１は、ほぼＬ字形断面を有する回転シール部材２０の内部空間に、ほぼＵ字形断面を有する固定シール部材１０の一辺が嵌め込まれた概略形状を有する。したがって、大気側から内部空間への異物（水または塵埃を含む）の侵入を低減させることができる。
【0033】
【0034】
この実施形態に係る密封装置５１は、第１実施形態の固定シール部材１０および回転シール部材２０と同じ固定シール部材１０および回転シール部材２０を有するが、回転シール部材２０の配置が第１実施形態のそれと異なる。具体的には、回転シール部材２０のスリーブ２１は、孔２Ａの小径空洞部３４の内部に配置されている。したがって、ほぼＬ字形断面を有する回転シール部材２０の内部空間には、固定シール部材１０が配置されていない。孔２Ａの大径空洞部３０には、固定シール部材１０の全体と、回転シール部材２０のフランジ２３が配置されているが、スリーブ２１の大部分は配置されていない。
【0035】
但し、第１実施形態と同様に、固定シール部材１０の取付け円筒部１４と回転シール部材２０のフランジ２３の外端２４の間に第１の環状の間隙２５が設けられており、第１の段差面３６と回転シール部材２０のフランジ２３の外端２４の間に、第２の環状の間隙４０が配置されている。フランジ２３の外端２４付近には、第１の環状の間隙２５と第２の環状の間隙４０が、グリースの流れの障害として配置されている。このため、グリースは固定シール部材１０のシールリップ１７に到達しにくい。しかも、第１の環状の間隙２５の向きと第２の環状の間隙４０の向きは異なっており、たとえ第１の環状の間隙２５をグリースが通過しても、さらに向きが異なる第２の環状の間隙４０を通過しにくい。したがって、グリースが大気側に漏出するおそれが少ない。
【0036】
この実施形態では、第１実施形態と同様に、固定シール部材１０と回転シール部材２０を含む密封装置１が配置された大径空洞部３０と、内部空間側の小径空洞部３４の間に、中径空洞部３２が配置されているため、内部空間の圧力が高まっても、内部空間から小径空洞部３４を経て中径空洞部３２に流入したグリースが中径空洞部３２に溜まる。中径空洞部３２の端に第２の環状の間隙４０が配置されており、さらにその付近には第１の環状の間隙２５が配置されているため、グリースは固定シール部材１０のシールリップ１７に到達しにくい。
【0037】
しかも、回転シール部材２０のスリーブ２１は、孔２Ａの小径空洞部３４の内部に配置されている。したがって、小径空洞部３４の内周面とスリーブ２１の外周面との間の空間は、グリースの流れの障害として機能する環状の間隙５２である。このように、小径空洞部３４には、グリースが通過可能な断面積が小さい環状の間隙５２が設けられるため、グリースは小径空洞部３４を通過しにくく、第２の環状の間隙４０に到達しにくい。
【0038】
第３実施形態
図３は、本発明の第３実施形態に係る密封構造を示す。
図３は、本発明の第３実施形態に係る密封構造を示す。
【0039】
この実施形態に係る密封装置６１は、第１および第２実施形態の固定シール部材１０と同じ固定シール部材１０を有するが、第１および第２実施形態の回転シール部材２０と形状が異なる回転シール部材２０を有する。
【0040】
また、孔２Ａは中径空洞部３２を有しない。したがって、大径空洞部３０と小径空洞部３４の間には、単一の段差面６２が配置されている。段差面６２は、回転体４の軸線方向に垂直な平面であるが、傾斜または湾曲していてもよい。
【0041】
回転シール部材２０のスリーブ２１は、孔２Ａの小径空洞部３４の内部に配置されており、小径空洞部３４には、グリースが通過可能な断面積が小さい環状の間隙５２が設けられている。
【0042】
回転シール部材２０のフランジ２３は、大径空洞部３０に配置されており、フランジ２３の外端２４は、段差面６２に向けて突出する突出部６３を有する。突出部６３は、円環状であり、大径空洞部３０の内部の空間を区画する。したがって、孔２Ａは中径空洞部３２を有しないが、突出部６３の内部に中径空洞部６４が設けられている。この実施形態では、段差面６２と突出部６３の間に、第２の環状の間隙４０が配置されている
【0043】
固定シール部材１０の取付け円筒部１４と回転シール部材２０のフランジ２３の外端２４の間に第１の環状の間隙２５が設けられており、単一の段差面６２と回転シール部材２０のフランジ２３の外端２４の突出部６３の間に、第２の環状の間隙４０が配置されている。フランジ２３の外端２４付近には、第１の環状の間隙２５と第２の環状の間隙４０が、グリースの流れの障害として配置されている。このため、グリースは固定シール部材１０のシールリップ１７に到達しにくい。しかも、第１の環状の間隙２５の向きと第２の環状の間隙４０の向きは異なっており、たとえ第１の環状の間隙２５をグリースが通過しても、さらに向きが異なる第２の環状の間隙４０を通過しにくい。したがって、グリースが大気側に漏出するおそれが少ない。
【0044】
この実施形態では、固定シール部材１０と回転シール部材２０を含む密封装置１が配置された大径空洞部３０と、内部空間側の小径空洞部３４の間に、中径空洞部６４が配置されているため、内部空間の圧力が高まっても、内部空間から小径空洞部３４を経て中径空洞部６４に流入したグリースが中径空洞部６４に溜まる。中径空洞部６４の端に第２の環状の間隙４０が配置されており、さらにその付近には第１の環状の間隙２５が配置されているため、グリースは固定シール部材１０のシールリップ１７に到達しにくい。
【0045】
第４実施形態
図４は、本発明の第４実施形態に係る密封構造を示す。
図４は、本発明の第４実施形態に係る密封構造を示す。
【0046】
この実施形態に係る密封装置７１は、第１～第３実施形態の固定シール部材１０と同じ固定シール部材１０を有するが、第１～第３実施形態の回転シール部材２０と形状が異なる回転シール部材２０を有する。ハウジング２の孔２Ａは、第１および第２実施形態の孔２Ａと同じである。
【0047】
回転シール部材２０のスリーブ２１は、孔２Ａの小径空洞部３４の内部に配置されており、小径空洞部３４には、グリースが通過可能な断面積が小さい環状の間隙５２が設けられている。
【0048】
回転シール部材２０のフランジ２３は、スリーブ２１から径方向外側かつ段差面に向けて斜めに傾斜している。すなわち、フランジ２３とスリーブ２１の間の角度は鋭角である。したがって、内部空間から小径空洞部３４の環状の間隙５２を通過したグリースの流れＦがフランジ２３によって反転させられ、このためグリースの勢いがそがれ、グリースは第２の環状の間隙４０に到達しにくい。
【0049】
固定シール部材１０の取付け円筒部１４と回転シール部材２０のフランジ２３の外端２４の間に第１の環状の間隙２５が設けられており、第１の段差面３６と回転シール部材２０のフランジ２３の外端２４の突出部６３の間に、第２の環状の間隙４０が配置されている。フランジ２３の外端２４付近には、第１の環状の間隙２５と第２の環状の間隙４０が、グリースの流れの障害として配置されている。このため、グリースは固定シール部材１０のシールリップ１７に到達しにくい。しかも、第１の環状の間隙２５の向きと第２の環状の間隙４０の向きは異なっており、たとえ第１の環状の間隙２５をグリースが通過しても、さらに向きが異なる第２の環状の間隙４０を通過しにくい。したがって、グリースが大気側に漏出するおそれが少ない。
【0050】
この実施形態では、固定シール部材１０と回転シール部材２０を含む密封装置１が配置された大径空洞部３０と、内部空間側の小径空洞部３４の間に、中径空洞部３２が配置されているため、内部空間の圧力が高まっても、内部空間から小径空洞部３４を経て中径空洞部３２に流入したグリースが中径空洞部３２に溜まる。中径空洞部３２の端に第２の環状の間隙４０が配置されており、さらにその付近には第１の環状の間隙２５が配置されているため、グリースは固定シール部材１０のシールリップ１７に到達しにくい。
【0051】
第５実施形態
図５は、本発明の第５実施形態に係る密封構造を示す。
図５は、本発明の第５実施形態に係る密封構造を示す。
【0052】
この実施形態に係る密封装置８１は、第１～第４実施形態の固定シール部材１０と同じ固定シール部材１０を有するが、第１～第４実施形態の回転シール部材２０と形状が異なる回転シール部材２０を有する。ハウジング２の孔２Ａは、第１、第２および第４実施形態の孔２Ａと同じである。
【0053】
第１実施形態と類似して、孔２Ａの大径空洞部３０の内周面と回転体４の外周面の間の空間には、密封装置１の全体（固定シール部材１０と回転シール部材２０の両方を含む）が配置されている。
【0054】
回転シール部材２０のフランジ２３は、スリーブ２１から径方向外側かつ段差面に向けて斜めに傾斜している。すなわち、フランジ２３とスリーブ２１の間の角度は鈍角である。したがって、内部空間から小径空洞部３４の環状の間隙５２を通過したグリースの流れＦがフランジ２３によって反転させられ、このためグリースの勢いがそがれ、グリースは第２の環状の間隙４０に到達しにくい。
【0055】
固定シール部材１０の取付け円筒部１４と回転シール部材２０のフランジ２３の外端２４の間に第１の環状の間隙２５が設けられており、第１の段差面３６と回転シール部材２０のフランジ２３の外端２４の突出部６３の間に、第２の環状の間隙４０が配置されている。フランジ２３の外端２４付近には、第１の環状の間隙２５と第２の環状の間隙４０が、グリースの流れの障害として配置されている。このため、グリースは固定シール部材１０のシールリップ１７に到達しにくい。しかも、第１の環状の間隙２５の向きと第２の環状の間隙４０の向きは異なっており、たとえ第１の環状の間隙２５をグリースが通過しても、さらに向きが異なる第２の環状の間隙４０を通過しにくい。したがって、グリースが大気側に漏出するおそれが少ない。
【0056】
この実施形態では、固定シール部材１０と回転シール部材２０を含む密封装置１が配置された大径空洞部３０と、内部空間側の小径空洞部３４の間に、中径空洞部３２が配置されているため、内部空間の圧力が高まっても、内部空間から小径空洞部３４を経て中径空洞部３２に流入したグリースが中径空洞部３２に溜まる。中径空洞部３２の端に第２の環状の間隙４０が配置されており、さらにその付近には第１の環状の間隙２５が配置されているため、グリースは固定シール部材１０のシールリップ１７に到達しにくい。
【0057】
他の変形例
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。
【0058】
例えば、図１に示すフランジ２３の外端２４に、図３と同様の突出部６３を設けてもよい。この場合、第２の環状の間隙４０は、外端２４と第１の段差面３６の間の間隙であってもよいし、外端２４と第２の段差面３８の間の間隙であってもよい。あるいは、図３と同様に、孔２Ａの中径空洞部３２を排除してもよく、この場合、第２の環状の間隙４０は、外端２４と単一の段差面６２の間の間隙であってもよい。いずれにせよ、第２の環状の間隙４０はグリースの流れを阻害するであろう。
【0059】
図４および図５に示すフランジ２３の外端２４に、図３と同様の突出部６３を設けてもよい。この場合、第２の環状の間隙４０は、外端２４と第１の段差面３６の間の間隙であってもよいし、外端２４と第２の段差面３８の間の間隙であってもよい。いずれにせよ、第２の環状の間隙４０はグリースの流れを阻害するであろう。
【0060】
上記の実施形態において、密封装置は、関節型ロボットのリンクを駆動するための歯車減速機のハウジングの内部空間内にグリースを密封するために、歯車減速機のハウジング２と、ハウジング２に設けられた孔２Ａ内に配置された回転体４との間の隙間を封止する。しかし、密封装置は、他の歯車減速機のハウジングの内部空間内にグリースを密封するために使用されてもよい。
【0061】
また、密封装置は、歯車減速機以外の装置のハウジングの内部空間内にグリースを密封するために、ハウジングと、ハウジングに設けられた孔内で低速回転する回転体との間の隙間を封止する使用されてもよい。例えば、精密機械のターンテーブルの回転軸と、回転軸のハウジングとの間の隙間を封止するために、密封装置が使用されてもよい。あるいは、旋回型カメラまたは旋回型送風機の回転軸と、回転軸のハウジングとの間の隙間を封止するために、密封装置が使用されてもよい。
【0062】
本発明の態様は、下記の番号付けされた条項にも記載される。
【0063】
条項１． 孔を有するハウジングと、
前記ハウジングと前記孔内に配置された回転体との間の隙間を封止し、前記ハウジングの内部空間と大気側とを隔てる密封装置とを有し、
前記密封装置は、前記ハウジングに取り付けられる固定シール部材と、前記回転体に取り付けられる回転シール部材とを有し、
前記回転シール部材は、前記回転体の円柱部分が締まり嵌めされるスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がるフランジとを有し、
前記固定シール部材は、前記ハウジングに取り付けられる取付け円筒部と、前記取付け円筒部より径方向内側に配置され、前記回転シール部材の前記フランジに摺動可能に接触させられるシールリップとを有し、
前記固定シール部材の前記取付け円筒部と、前記回転シール部材の前記フランジの外端の間に、第１の環状の間隙が配置されており、
前記孔は、円形の大径空洞部と、前記大径空洞部よりも直径が小さく前記大径空洞部よりも前記内部空間側に配置された円形の小径空洞部と、前記大径空洞部と前記小径空洞部の間に配置された少なくとも１つの段差面とを有し、
前記大径空洞部には、前記固定シール部材が配置され、
前記段差面と、前記回転シール部材の前記フランジの前記外端の間に、第２の環状の間隙が配置されており、前記第２の環状の間隙の向きは前記第１の環状の間隙の向きと異なる
ことを特徴とする密封構造。
前記ハウジングと前記孔内に配置された回転体との間の隙間を封止し、前記ハウジングの内部空間と大気側とを隔てる密封装置とを有し、
前記密封装置は、前記ハウジングに取り付けられる固定シール部材と、前記回転体に取り付けられる回転シール部材とを有し、
前記回転シール部材は、前記回転体の円柱部分が締まり嵌めされるスリーブと、前記スリーブから径方向外側に広がるフランジとを有し、
前記固定シール部材は、前記ハウジングに取り付けられる取付け円筒部と、前記取付け円筒部より径方向内側に配置され、前記回転シール部材の前記フランジに摺動可能に接触させられるシールリップとを有し、
前記固定シール部材の前記取付け円筒部と、前記回転シール部材の前記フランジの外端の間に、第１の環状の間隙が配置されており、
前記孔は、円形の大径空洞部と、前記大径空洞部よりも直径が小さく前記大径空洞部よりも前記内部空間側に配置された円形の小径空洞部と、前記大径空洞部と前記小径空洞部の間に配置された少なくとも１つの段差面とを有し、
前記大径空洞部には、前記固定シール部材が配置され、
前記段差面と、前記回転シール部材の前記フランジの前記外端の間に、第２の環状の間隙が配置されており、前記第２の環状の間隙の向きは前記第１の環状の間隙の向きと異なる
ことを特徴とする密封構造。
【0064】
この態様においては、回転シール部材と固定シール部材の組み合わせを密封装置が有し、回転シール部材のシールリップが固定シール部材のフランジに接触する。回転シール部材のスリーブは回転体に密接し、スリーブからはフランジが広がっており、フランジの外端付近には、互いに向きが異なる第１の環状の間隙と第２の環状の間隙が配置されているため、内部空間に封入されたグリースの流動圧が高まったとしても、グリースは固定シール部材のシールリップに到達しにくく、シールリップにグリースの流動圧が直接加わりにくい。したがって、グリースが大気側に漏出するおそれが少ない。
【0065】
条項２． 前記大径空洞部と前記小径空洞部の間に、前記大径空洞部よりも直径が小さく前記小径空洞部よりも直径が大きい円形の中径空洞部が配置されており、
前記中径空洞部の端に前記第２の環状の間隙が配置されている
ことを特徴とする条項１に記載の密封構造。
前記中径空洞部の端に前記第２の環状の間隙が配置されている
ことを特徴とする条項１に記載の密封構造。
【0066】
この場合には、固定シール部材が配置された大径空洞部と、内部空間側の小径空洞部の間に、中径空洞部が配置されているため、内部空間の圧力が高まっても、内部空間から小径空洞部を経て中径空洞部に流入したグリースが中径空洞部に溜まる。中径空洞部の端に第２の環状の間隙が配置されており、さらにその付近には第１の環状の間隙が配置されているため、グリースは固定シール部材のシールリップに到達しにくい。
【0067】
条項３． 前記中径空洞部は、前記孔に設けられ、
前記少なくとも１つの段差面は、前記大径空洞部と前記中径空洞部の間に配置された第１の段差面と、前記中径空洞部と前記小径空洞部の間に配置された第２の段差面を有し、
前記第２の環状の間隙は、前記第１の段差面と、前記回転シール部材の前記フランジの前記外端の間に配置されている
ことを特徴とする条項２に記載の密封構造。
前記少なくとも１つの段差面は、前記大径空洞部と前記中径空洞部の間に配置された第１の段差面と、前記中径空洞部と前記小径空洞部の間に配置された第２の段差面を有し、
前記第２の環状の間隙は、前記第１の段差面と、前記回転シール部材の前記フランジの前記外端の間に配置されている
ことを特徴とする条項２に記載の密封構造。
【0068】
条項４． 前記回転シール部材の前記フランジの前記外端は、前記段差面に向けて突出する円環状の突出部を有し、
前記中径空洞部は、前記突出部の内側に設けられ、
前記第２の環状の間隙は、前記段差面と前記突出部の間に配置されている
ことを特徴とする条項２に記載の密封構造。
前記中径空洞部は、前記突出部の内側に設けられ、
前記第２の環状の間隙は、前記段差面と前記突出部の間に配置されている
ことを特徴とする条項２に記載の密封構造。
【0069】
条項５． 前記回転シール部材の前記フランジは、前記スリーブから径方向外側かつ前記段差面に向けて斜めに傾斜している
ことを特徴とする条項１から４のいずれか１項に記載の密封構造。
ことを特徴とする条項１から４のいずれか１項に記載の密封構造。
【0070】
この場合には、内部空間から小径空洞部を通過したグリースの流れがフランジによって反転させられる。したがってグリースの勢いがそがれ、グリースは第２の環状の間隙に到達しにくい。
【0071】
条項６． 前記回転シール部材の前記スリーブは、前記小径空洞部の内部に配置されている
ことを特徴とする条項１から５のいずれか１項に記載の密封構造。
ことを特徴とする条項１から５のいずれか１項に記載の密封構造。
【0072】
この場合には、小径空洞部のうちグリースが通過可能な断面積が小さいため、グリースは小径空洞部を通過しにくく、第２の環状の間隙に到達しにくい。
【0073】
条項７． 前記固定シール部材は、剛性環と弾性環とを有し、
前記剛性環は、前記取付け円筒部と、前記取付け円筒部から径方向内側に広がる端壁部を有し、前記端壁部の径方向内側の端部は、前記取付け円筒部に径方向において重なるよう曲折され、前記端壁部の径方向内側の端部に前記弾性環が固着され、
前記弾性環に前記シールリップが形成されている、
ことを特徴とする条項１から６のいずれか１項に記載の密封構造。
前記剛性環は、前記取付け円筒部と、前記取付け円筒部から径方向内側に広がる端壁部を有し、前記端壁部の径方向内側の端部は、前記取付け円筒部に径方向において重なるよう曲折され、前記端壁部の径方向内側の端部に前記弾性環が固着され、
前記弾性環に前記シールリップが形成されている、
ことを特徴とする条項１から６のいずれか１項に記載の密封構造。
【0074】
この場合には、端壁部の径方向内側の端部は、取付け円筒部に径方向において重なるよう曲折され、ここに弾性環が固着されているので、固定シール部材の軸線方向の長さが抑制される。
【符号の説明】
【0075】
１，５１，６１，７１，８１ 密封装置
２ ハウジング
２Ａ 孔
４ 回転体
１０ 固定シール部材
１１ 弾性環
１２ 剛性環
１４ 取付け円筒部
１５ 端壁部
１５ａ 端部
１６ ブロック部
１７ シールリップ
２０ 回転シール部材
２１ スリーブ
２３ フランジ
２４ 外端
２５ 第１の環状の間隙
３０ 大径空洞部
３２ 中径空洞部
３４ 小径空洞部
３６ 第１の段差面
３８ 第２の段差面
４０ 第２の環状の間隙
６２ 段差面
６３ 突出部
６４ 中径空洞部
２ ハウジング
２Ａ 孔
４ 回転体
１０ 固定シール部材
１１ 弾性環
１２ 剛性環
１４ 取付け円筒部
１５ 端壁部
１５ａ 端部
１６ ブロック部
１７ シールリップ
２０ 回転シール部材
２１ スリーブ
２３ フランジ
２４ 外端
２５ 第１の環状の間隙
３０ 大径空洞部
３２ 中径空洞部
３４ 小径空洞部
３６ 第１の段差面
３８ 第２の段差面
４０ 第２の環状の間隙
６２ 段差面
６３ 突出部
６４ 中径空洞部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】