JP2008025788A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】密封対象をシールする主シール２と、主シール２の密封対象側に配置されて異物を除去する補助シール１２とを有する密封装置１において、主シール２に充分な嵌合スペースが確保されない場合でも補助シール１２を併設することが可能な密封装置１を提供する。
【解決手段】補助シール１２は、主シール２に対して軸方向端面同士が突き当てられる構造にて軸方向に併設され、補助シール１２および主シール２には、補助シール１２が軸３４に対して共廻りするのを抑制する共廻り防止構造２１が設けられる。共廻り防止構造２１は例えば、補助シール１２および主シール２の何れか一方の軸方向端面に設けた突起２２と、他方の軸方向端面に設けた溝状凹部２３との組み合わせよりなり、突起２２と溝状凹部２３とを係合する構造とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封技術に係る密封装置に関するものである。本発明の密封装置は例えば、ロボットまたは減速機用の密封装置として用いられる。

従来よりロボット・減速機用のオイルシールにおいては、装置内部にギヤがあることから潤滑剤がグリースである場合、密封対象であるグリース中にギヤ摩耗粉等の内部異物が多数発生し、この内部異物によりシールがダメージを受けて短期間にて漏れが発生する場合がある。

このため、異物対策として、図９に示すように、密封対象をシールする主シール５２の密封対象側Ａに異物を除去する補助シール５３を組み合わせてなる組立シール５１が開発されており（下記特許文献１または２参照）、この組立シール５１によれば補助シール５３が内部異物を除去することから、主シール５２が内部異物によりダメージを受けるのを防止することが可能とされている。主シール５２は、ハウジング５４の軸孔５４ａ内周に固定（嵌合）される筒状の取付部５２ａの内周側に軸５５の周面に摺動自在に密接するシールリップ部５２ｂを一体成形したものであり、補助シール５３は、主シール５２の取付部５２ａの内周に固定（嵌合）される筒状の取付部５３ａの内周側に軸５５の周面に摺動自在に密接する異物除去リップ５３ａを一体成形したものである。

しかしながら、上記図９の組立シール５１においては、上記したように主シール５２の取付部５２ａの内周に補助シール５３の取付部５３ａを固定（嵌合）する構造であることから、主シール５２の取付部５２ａの内周に或る程度以上の大きさの嵌合スペース（軸方向スペース）を確保する必要があり、嵌合スペースが確保されない場合には主シール５２に補助シール５３を組み付けることができないと云う不都合がある。

尚、下記特許文献３に掲載されたように、本願出願人は先に、互いに相対可動自在に組み付けられた２部材間の環状の隙間をシールするもので、金属環と一体的に設けられ一の部材に嵌合する固定密封部及び他の部材と摺動するシールリップ部とからなるメインシールと、前記メインシールと密封流体側に位置する軸受とにより挟持されシール先端部が軸受内輪に摺接する異物除去部材と、から構成されることを特徴とする密封装置を提案しているが、この先願発明は本発明における共廻り防止構造ないし突起を有していないことから、本発明とは異なる内容となっている。

特開２００１−９９３３０号公報 特開２０００−１１０９４６号公報 特開２００５−２６５０７８号公報

本発明は以上の点に鑑みて、主シールに充分な嵌合スペースが確保されない場合でも補助シールを併設することができ、もってこの補助シールにより異物を除去して主シールの耐久性を向上させることができる密封装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１による密封装置は、密封対象をシールする主シールと、前記主シールの密封対象側に配置されて異物を除去する補助シールとを有する密封装置において、前記補助シールは、前記主シールに対して軸方向端面同士が突き当てられる構造にて軸方向に併設され、前記補助シールおよび主シールには、前記補助シールが軸に対して共廻りするのを抑制する共廻り防止構造が設けられていることを特徴とする。

また、本発明の請求項２による密封装置は、上記した請求項１記載の密封装置において、共廻り防止構造は、補助シールおよび主シールの何れか一方の軸方向端面に設けた突起と、他方の軸方向端面に設けた溝状凹部との組み合わせよりなり、前記突起と溝状凹部とを係合する構造を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項３による密封装置は、上記した請求項１記載の密封装置において、共廻り防止構造は、補助シールに設けた突起よりなり、前記突起を主シールの取付部の内周側に嵌合する構造を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項４による密封装置は、密封対象をシールする主シールと、前記主シールの密封対象側に配置されて異物を除去する補助シールとを有する密封装置において、嵌合荷重小による共廻りを防ぐために前記補助シールの主シール側に突起を設けて主シールへ組み付ける構造を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項５による密封装置は、上記した請求項１ないし４の何れかに記載の密封装置において、補助シールは、主シールの軸方向端面とハウジングに設けた軸方向端面部との間に挟み込まれる状態にて保持される構造を有することを特徴とする。

更にまた、本発明の請求項６による密封装置は、上記した請求項１ないし５の何れかに記載の密封装置において、当該密封装置は、ロボットまたは減速機用のオイルシールとして用いられ、密封対象であるグリース中に紛れ込むギヤ摩耗粉を異物として補助シールが除去する構造を有することを特徴とする。

補助シールを、主シールの取付部の内周側に嵌合するのではなく、両シールの軸方向端面同士が突き当てられる構造にて軸方向に併設するようにすると、主シールの取付部の内周側に充分な嵌合スペースが確保されない場合でも補助シールを併設することが可能となる。但し、単に補助シールを軸方向に並べるだけでは嵌合荷重の不足等により補助シールが軸に対して共廻りしてしまう可能性があるため、本発明では併せて、補助シールと主シールに補助シールが軸に対して共廻りするのを抑制する共廻り防止構造を設けることにした。

共廻り防止構造の態様としては、補助シールおよび主シールの何れか一方の軸方向端面に設けた突起と、他方の軸方向端面に設けた溝状凹部とを係合させる構造、または補助シールに設けた突起を主シールの取付部の内周側に嵌合させる構造などが好適であり、あるいは嵌合荷重小による共廻りを防ぐために補助シールの主シール側に突起を設けて主シールへ組み付ける構造としても良く、何れの場合も補助シールの共廻りを有効に防止することが可能となる。また、補助シールを主シールの軸方向端面とハウジングに設けた軸方向端面部との間に挟み込む状態にて保持するようにすると、主シールによって補助シールがハウジングの軸方向端面部に押し付けられることから、これによっても補助シールの共廻りが抑制される。

上記内容を有する本発明の密封装置は例えば、ロボットまたは減速機用のオイルシールとして用いられ、この場合、密封対象であるグリース中に紛れ込むギヤ摩耗粉を異物として補助シールが除去することになる。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、本発明の請求項１ないし３による密封装置においてはそれぞれ、補助シールを主シールの取付部の内周側に嵌合するのではなく両シールの軸方向端面同士が突き当てられる構造にて軸方向に併設するようにしたために、主シールの取付部の内周側に充分な大きさの嵌合スペースが確保されない場合でも補助シールを併設することが可能とされている。したがって本発明所期の目的どおり、主シールに充分な嵌合スペースを確保できない場合でも補助シールを併設することができ、もって補助シールにより異物を除去して主シールの耐久性を向上させることができる。また併せて、補助シールと主シールに共廻り防止構造を設けるようにしたために、補助シールが軸に対して共廻りするのを有効に防止することができる。

また、本発明の請求項４による密封装置においては、嵌合荷重小による共廻りを防ぐために補助シールの主シール側に突起を設けて主シールへ組み付ける構造としたために、請求項１ないし３と同様、主シールに対して補助シールが軸方向に併設される構造が実現される。また、突起が主シールに組み付けられることにより補助シールの共廻りが防止される。

また上記に加えて、本発明の請求項５においては、補助シールが主シールの軸方向端面とハウジングに設けた軸方向端面部との間に挟み込まれる状態にて保持されるために、この点からも補助シールの共廻りが抑制される。

更にまた、本発明の請求項６においては、ロボットまたは減速機用のオイルシールの分野において、上記請求項１ないし５による本発明の作用効果を得ることができる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第一実施例・・・
図１は、本発明の第一実施例に係る密封装置１の要部断面を示している。

当該実施例に係る密封装置１は、ロボット用オイルシールまたは減速機用オイルシールとして用いられ、ロボットまたは減速機の装置内部に充填される潤滑用グリースをシールすることを目的として装着される。また、装置内部にギヤ機構があって該機構にギヤ摩耗粉が発生することから、このギヤ摩耗粉が主シール２に達しないようにシールすることを目的とする。

当該密封装置１は、密封対象である上記潤滑用グリースをシールする主シール２と、主シール２の密封対象側Ａに配置されて異物である上記ギヤ摩耗粉をシールする補助シール１２とを有しており、補助シール１２は、主シール２に対して軸方向端面同士が突き当てられる構造にて軸方向に併設されている。補助シール１２と主シール２には、補助シール１２が軸３４に対して共廻りするのを抑制する共廻り防止構造２１が設けられている。共廻り防止構造２１は、補助シール１２の軸方向端面に設けた突起２２と、主シール２の軸方向端面に設けた溝状凹部２３との組み合わせとされ、この突起２２と溝状凹部２３を係合させる構造とされている。また当該密封装置１は、嵌合荷重小による共廻りを防ぐために補助シール１２の主シール２側に突起２２を設けて主シール２へ組み付ける構造とされたものであって、補助シール１２は、主シール２の軸方向端面とハウジング３１に設けた軸方向端面部３３との間に挟み込まれる状態にて保持される構造とされている。

各部ないし各部品の詳細は、以下のように設定されている。

すなわち先ず、主シール２は、当該主シール２をハウジング３１の軸孔３２内周に取り付けるための筒状（環状）の取付部３を有しており、この取付部３の内周側に環状の連結部（リップ保持部）４を介して、軸（回転軸）３４の周面（外周面）に摺動自在に密接する環状のシールリップ部５が設けられている。連結部４から見て、取付部３は軸方向一方（機内側すなわち密封対象側Ａ）へ向けて設けられ、シールリップ部５も同じく軸方向一方へ向けて設けられ、結果、当該主シール２は断面略コ字状に形成されている。また、この主シール２はその構成部品として、金属環６と、この金属環６に被着されたゴム状弾性体７と、このゴム状弾性体７の一部であるシールリップ５ａに嵌着されたガータースプリング８とを有している。

金属環６は、ハウジング３１の軸孔３２内周に嵌合される筒状部６ａと、この筒状部６ａの軸方向他方（機外側すなわち大気側Ｂ）の端部に径方向内方へ向けて一体成形されたフランジ部６ｂとを一体に有している。ゴム状弾性体７は、金属環６の筒状部６ａの外周面に被着されて金属環６およびハウジング３１間をシールする外周面被着部（外周シール部）７ａと、筒状部６ａの先端面に被着された先端面被着部７ｂと、筒状部６ａの内周面に被着された内周面被着部７ｃと、フランジ部６ｂの軸方向一方の端面（内側端面）に被着された内側端面被着部７ｄと、フランジ部６ｂの内周端に被着された内周端被着部７ｅと、フランジ部６ｂの軸方向他方の端面（外側端面）に被着された外側端面被着部７ｆとを一体に有し、更に上記シールリップ部５として、グリースをシールするシールリップ（主リップ）５ａが軸方向一方へ向けて一体に設けられ、外部ダストをシールするダストリップ（副リップ）５ｂが軸方向他方へ向けて一体に設けられている。

補助シール１２は、当該補助シール１２を取り付けるための平板環状の取付部１３を有しており、この取付部１３の内周側に、軸３４の周面に摺動自在に密接する環状の異物除去リップ１５が設けられている。異物除去リップ１５は、取付部１３の内周端から径方向内方へ向けて設けられ、その内周端部をシールリップ５ａと同じく軸方向一方へ向けている。また、この補助シール１２はその構成部品として、金属環１６と、この金属環１６に被着されたゴム状弾性体１７とを有している。

金属環１６は、平板の環状体として形成されている。ゴム状弾性体１７は、金属環１６の外周端に被着された外周端被着部１７ａと、金属環１６の軸方向一方の端面（内側端面）に被着された内側端面被着部１７ｂと、金属環１６の内周端に被着された内周端被着部１７ｃと、金属環１６の軸方向他方の端面（外側端面）に被着された外側端面被着部１７ｄとを一体に有し、更に上記異物除去リップ１５が一体に設けられている。

上記補助シール１２は、図示するように主シール２に対して軸方向端面同士が突き当てられる構造にて主シール２の軸方向一方の側に軸方向横並びで併設されている。互いに突き当てられる軸方向端面は、主シール２側では、取付部３の端面であり、更に詳細には、取付部３におけるゴム状弾性体７の端面であって、ゴム状弾性体７における先端面被着部７ｂの端面である。一方、補助シール１２側では、取付部１３の端面であり、更に詳細には、取付部１３におけるゴム状弾性体１７の端面であって、ゴム状弾性体１７における外側端面被着部１７ｄの端面である。このように補助シール１２は主シール２に対して軸方向に併設されるので、主シール２の取付部３の内周側に充分な嵌合スペースがなくても、補助シール１２を併設することが可能とされている。

また、当該密封装置１には、補助シール１２が軸３４に対して共廻りすることがないように共廻り防止構造２１が補助シール１２および主シール２間に設けられている。

図２に拡大して示すように、この共廻り防止構造２１は、補助シール１２の軸方向端面に設けた突起２２と、主シール２の軸方向端面に設けた溝状凹部２３との組み合わせよりなり、両者２２，２３を係合させる構造とされている。上記したように互いに突き当てられるのは補助シール１２側では、取付部１３の端面、更に詳細には、取付部１３におけるゴム状弾性体１７の端面であってゴム状弾性体１７における外側端面被着部１７ｄの端面であるので、突起２２はこの取付部１３の端面、更に詳細には、取付部１３におけるゴム状弾性体１７の端面であってゴム状弾性体１７における外側端面被着部１７ｄの端面に軸方向他方へ向けて突設されている。また、互いに突き当てられるのは主シール２側では、取付部３の端面、更に詳細には、取付部３におけるゴム状弾性体７の端面であってゴム状弾性体７における先端面被着部７ｂの端面であるので、凹部２３はこの取付部３の端面、更に詳細には、取付部３におけるゴム状弾性体７の端面であってゴム状弾性体７における先端面被着部７ｂの端面に軸方向一方に向けて開口するように設けられている。したがって当該構造２１は、ゴムよりなる突起２２が同じくゴムにて形成された凹部２３と係合するものとされている。

また、突起２２と溝状凹部２３は、両者を互いに圧入する構造とすれば両者がそれぞれ環状であっても共廻り防止効果を発揮するが、両者を円周上に複数設けてそれぞれ係合させると両者が円周方向にも係合するので、共廻り防止効果を一層大きくすることができる。したがって当該実施例では、突起２２を円周上に複数等配形成し、図３に示すように溝状凹部２３も突起２２と同数を円周上に等配形成している。但し、図示する６等配は単なる例示であって、その形成数は特に限定されるものではない。何れにしてもこのように共廻り防止構造２１を設けると、主シール２はハウジング３１の軸孔３２内周にきつく嵌合されて廻り止めされるので、この主シール２を介して補助シール１２もハウジング３１に対して廻り止めされる。したがってその結果として、軸３４に対する補助シール１２の共廻りを有効に防止することが可能とされている。

また、上記したように突起２２と凹部２３を係合して補助シール１２を主シール２に組み付けると、両シール２，１２は一体の組立品とされる。したがって両シール２，１２は軸方向横並びの構造であっても、一体の組立シールとして取り扱うことが可能とされている。

また、補助シール１２は、主シール２に組み付けられて主シール２を介してハウジング３１に装着されるが、主シール２に対して軸方向横並びの構造とされているので、自らハウジング３１に対する嵌合代を設定することが可能であり、この場合、補助シール１２は主シール２のみならずハウジング３１によっても保持される。したがって主シール２およびハウジング３１の双方によって保持されることになるので、一層大きな共廻り防止効果を得ることができる。

更にまた、当該密封装置１は、これを図４に示すように軸方向ストレート形状（円筒面形状）のハウジング３１軸孔内周面に装着することが可能であるが、当該実施例では特に図１に示したように、段差付きのハウジング３１内周面に装着することとしており、この場合、補助シール１２は主シール２の軸方向端面とハウジング３１に設けた軸方向端面部３３との間に挟み込まれる状態にて保持される。したがって、主シール２によってハウジング３１の軸方向端面部３３に押し付けられ、主シール２の軸方向端面とハウジング３１の軸方向端面部３３との間に挟み込まれることになることから、この挟み込み構造によっても一層大きな共廻り防止効果を得ることが可能とされている。

尚、本発明において、共廻り防止構造２１の構成は上記実施例に限定されるものではなく、例えば以下のようなものであっても良い。

第二実施例・・・
すなわち図５に示すように、補助シール１２に比較的ボリュームの大きな突起２２を嵌合部として設け、この突起２２を主シール２の取付部３の内周側に軸方向一方から嵌合する。突起２２は、第一実施例の場合と同様、補助シール１２の取付部１３の端面、更に詳細には、取付部１３におけるゴム状弾性体１７の端面であってゴム状弾性体１７における外側端面被着部１７ｄの端面に軸方向他方へ向けて突設されるが、主シール２の取付部３の内周側に嵌合されることから、突き当て面よりも内周側に配置されている。突起２２はゴム突起であり、主シール２の取付部３の内周側にはゴム状弾性体７（内周面被着部７ｃ）が被着されているので、当該構造２１はゴム材同士の嵌合となる。また突起２２は、その強度や嵌合代を大きく設定する観点からこれを環状（筒状）に成形するが、必ずしも環状である必要はなく、円周上に複数を等配形成する構造であっても良い。何れにしてもこのように突起２２を設けて主シール２の内周側に嵌合すると、主シール２はハウジング３１の軸孔３２内周にきつく嵌合されて廻り止めされるので、この主シール２を介して補助シール１２もハウジング３１に対して廻り止めされることになる。したがってその結果として、軸３４に対する補助シール１２の共廻りを有効に防止することができる。

第三実施例・・・
また、上記突起２２の嵌合に関して、ゴム材同士を嵌合させるのではなく、ゴム材と金属材とを嵌合させる場合には、図６に示すように、主シール２の構成からゴム状弾性体７の内周面被着部７ｃを省略して金属環６を表面露出させ、ここに突起２２を嵌合させる。この場合、突起２２は、金属環６の筒状部６ａの内周面に直接嵌合されることになる。

また、上記第二または第三実施例に係る密封装置１についても、軸方向ストレート形状のハウジング３１軸孔内周面に装着することか可能である（図７および図８参照）。

本発明の第一実施例に係る密封装置の要部断面図 同密封装置における共廻り防止構造の説明図 図２におけるＣ方向矢視図であって同密封装置における溝状凹部の配置例を示す説明図 同密封装置を装着するハウジング構造の他の例を示す断面図 本発明の第二実施例に係る密封装置の要部断面図 本発明の第三実施例に係る密封装置の要部断面図 本発明の第二実施例に係る密封装置を装着するハウジング構造の他の例を示す断面図 本発明の第三実施例に係る密封装置を装着するハウジング構造の他の例を示す断面図 従来例に係る密封装置の要部断面図

符号の説明

１ 密封装置
２ 主シール
３，１３ 取付部
４ 連結部
５ シールリップ部
５ａ シールリップ
５ｂ ダストリップ
６，１６ 金属環
６ａ 筒状部
６ｂ フランジ部
７，１７ ゴム状弾性体
７ａ 外周面被着部
７ｂ 先端面被着部
７ｃ 内周面被着部
７ｄ，１７ｂ 内側端面被着部
７ｅ，１７ｃ 内周端被着部
７ｆ，１７ｄ 外側端面被着部
８ ガータースプリング
１２ 補助シール
１５ 異物除去リップ
１７ａ 外周端被着部
２１ 共廻り防止構造
２２ 突起
２３ 溝状凹部
３１ ハウジング
３２ 軸孔
３３ 軸方向端面部
３４ 軸
Ａ 密封対象側
Ｂ 大気側

Claims (6)

1. 密封対象をシールする主シール（２）と、前記主シール（２）の密封対象側（Ａ）に配置されて異物を除去する補助シール（１２）とを有する密封装置（１）において、
   前記補助シール（１２）は、前記主シール（２）に対して軸方向端面同士が突き当てられる構造にて軸方向に併設され、
   前記補助シール（１２）および主シール（２）には、前記補助シール（１２）が軸（３４）に対して共廻りするのを抑制する共廻り防止構造（２１）が設けられていることを特徴とする密封装置。
2. 請求項１記載の密封装置において、
   共廻り防止構造（２１）は、補助シール（１２）および主シール（２）の何れか一方の軸方向端面に設けた突起（２２）と、他方の軸方向端面に設けた溝状凹部（２３）との組み合わせよりなり、前記突起（２２）と溝状凹部（２３）とを係合する構造を有することを特徴とする密封装置。
3. 請求項１記載の密封装置において、
   共廻り防止構造（２１）は、補助シール（１２）に設けた突起（２２）よりなり、前記突起（２２）を主シール（２）の取付部（３）の内周側に嵌合する構造を有することを特徴とする密封装置。
4. 密封対象をシールする主シール（２）と、前記主シール（２）の密封対象側（Ａ）に配置されて異物を除去する補助シール（１２）とを有する密封装置（１）において、
   嵌合荷重小による共廻りを防ぐために前記補助シール（１２）の主シール（２）側に突起（２２）を設けて主シール（２）へ組み付ける構造を有することを特徴とする密封装置。
5. 請求項１ないし４の何れかに記載の密封装置において、
   補助シール（１２）は、主シール（２）の軸方向端面とハウジング（３１）に設けた軸方向端面部（３３）との間に挟み込まれる状態にて保持される構造を有することを特徴とする密封装置。
6. 請求項１ないし５の何れかに記載の密封装置において、
   当該密封装置（１）は、ロボットまたは減速機用のオイルシールとして用いられ、密封対象であるグリース中に紛れ込むギヤ摩耗粉を異物として補助シール（１２）が除去する構造を有することを特徴とする密封装置。

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