CN101187426A

CN101187426A - 防水、防尘构造

Info

Publication number: CN101187426A
Application number: CNA2007101868346A
Authority: CN
Inventors: 河合知彦; 蛯原建三; 见波弘志
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2008-05-28
Also published as: EP1925861A3; EP1925861A2; JP2008128401A; US20080138190A1

Abstract

本发明涉及防水、防尘构造。在具有静止部件和与该静止部件隔着间隙区域以非接触方式进行运动的运动部件的防水、防尘构造中，在这些静止部件与运动部件之间形成间隙，在相当于该间隙的入口的部分设有液体积存部。在该液体积存部中积存粘度高的液体。由于所积存的液体的粘度高，因此可抑制在使运动部件的运动停止时产生的振动。

Description

防水、防尘构造

技术领域

本发明涉及具有由静止部件和运动部件构成的机构的装置的防水、防尘构造，涉及应用于例如像机床那样具备了具有要求高精度运动的运动部件的机构的装置等的防水、防尘构造。

背景技术

像机床中的可动机构那样，在具有要求高精度运动的运动部件的机构中，为了不阻碍运动部件的运动，最好不要使静止部件和运动部件固体接触。但是，不使静止部件和运动部件固体接触，这意味着两部件之间存在间隙，从而产生防止液体和微粒通过该间隙进入机床等的装置内的必要性。作为这种在防止液体和微粒从静止部件与运动部件的间隙进入到装置内方面有效的防水、防尘构造，以往已知的有将在不会互相固体接触的静止部件与运动部件之间所形成的间隙区域做成微小的空隙的迷宫式构造。

图1表示有关现有技术的迷宫式构造。在图1中，符号1、2分别表示静止部件及运动部件，在两部件之间形成有间隙3。运动部件2相对静止部件1的运动方向通常是(1)与纸面垂直的水平方向或者(2)图中上下方向，但是一般而言是能固定地维持间隙3的方向，根据所应用的机构，也可以是如合成了(1)、(2)那样的运动方向(倾斜向上方向)。

这种迷宫式构造的静止部件1与运动部件2之间的间隙3极小，且不允许部件相互的接触，因此对各部件(或构成该部件的零件)要求较高的形状精度，且还须提高组装精度。另外，存在尘埃等微粒和水雾等从间隙3进入装置的内侧而污染装置内部的可能性。因情况不同，存在微粒和雾中的成分附着在狭窄的间隙3的内壁上，还可能阻碍运动部件2的圆滑运动的问题。

于是，提出了如下方案的防水、防尘构造，即，如图2所示，在静止部件10与运动部件20之间形成间隙30，在相对于该间隙30的入口部分中设有用静止部件10的内侧立壁部11和外侧立壁部12夹住的液体积存部13，在该液体积存部13中保持液体LQ，运动部件20的前端部21在浸渍在液体LQ中的状态下运动。这种防水、防尘构造用液体完全遮蔽装置内外，可防止异物的进入，而且，可以将静止部件与运动部件之间的间隙做得比现有的迷宫式构造较大，所以具有不必要求静止部件、运动部件的加工形状精度、组装精度高的优点(参照日本特开2006-266415号公报，以下将该文献称为“专利文献1”)。

发明内容

本发明涉及上述专利文献1所记载的防水、防尘构造的改进，利用积存在该液体积存部的液体，提高运动部件的运动控制特性。其目的在于抑制运动部件在停止时的振动、提高在使运动部件停止时的制动、容易进行运动部件的运动、以及提高使用了该防水、防尘构造的装置的配置姿势的自由度等。

本发明的防水、防尘构造具有如下构造，即具有静止部件和与该静止部件隔着间隙区域以非接触方式进行运动的运动部件，该间隙区域构成装置的内部和外部的边界，在该间隙区域设有积存液体的液体积存部，利用该液体将上述装置的内部与外部遮蔽开。

在本发明的防水、防尘构造的第一方案中，在上述液体积存部积存例如10万cSt的高粘度液体，用该液体来抑制在使上述运动部件的运动停止时产生的振动。

在该第一方案中，也可以通过在上述液体积存部的底部配置磁铁，并在该液体积存部积存磁性流体，利用上述磁铁吸引该磁性流体，从而防止磁性流体从上述间隙区域向外部溢出，用上述磁性流体来抑制在使上述运动部件的运动停止时产生的振动。

在本发明的防水、防尘构造的第二方案中，具有对积存在上述液体积存部中的液体施加电压的电压施加单元，在上述液体积存部积存粘度因施加电压而发生变化的电粘滞性流体，通过上述电压施加单元向该电粘滞性流体施加电压或者不施加电压，使该电粘滞性流体的粘度降低或升高，在该电粘滞性流体的粘度降低时上述运动部件运动，而在该电粘滞性流体的粘度升高时对运动部件的运动发挥制动作用。。

在本发明的防水、防尘构造的第三方案中，在上述液体积存部上设有用于生成积存在该液体积存部内的液体的流动的液体供给口和将供给上述液体积存部的液体向外部排出的液体排出口，使因液体流入液体供给口而产生的流体的流动力作用于上述旋转部件上。

附图说明

通过参照附图的以下实施例的说明，本发明的上述及其他目的和特征将更加明确。这些图中：

图1是表示现有的作为防水、防尘构造使用的迷宫式构造的剖视图。

图2是表示本发明的防水、防水构造的基本方式的剖视图。

图3A是将本发明的防水、防尘构造应用于旋转轴机构中的第一实施方式的立体剖视图，图3B是沿着第一实施方式的旋转轴的垂直剖视图。

图4A是将本发明的防水、防尘构造应用于运动方向自由度大的可动机构中的第二实施方式的简略立体图，图4B是第二实施方式的垂直剖视图。

图5A是将本发明的防水、防尘构造应用于可动机构中的第三实施方式的简略立体图，图5B是第三实施方式的垂直剖视图。

图6是将本发明的防水、防尘构造应用于旋转轴机构中的第四实施方式的立体图。

图7是将本发明的防水、防尘构造应用于旋转轴机构中的第五实施方式的沿着旋转轴的垂直剖视图。

具体实施方式

参照图3A及图3B说明将本发明的防水、防尘构造应用于旋转轴机构中的第一实施方式。

在该实施方式中，运动部件是绕旋转轴A-A’自如旋转地被支撑的旋转轴部件50。另外，自如旋转地支撑旋转轴部件50的轴承机构设在图3A及图3B所示的部分的下方，但是在这些图中省略了图示。

该实施方式特征在于，图2所示的遮断装置内外的积存在液体积存部中的液体是粘度高的液体。

旋转轴部件50具有在其全周范围内绕圈延伸的外周垂下部51，其大致下半部嵌合在静止部件40的内侧立壁部41与外侧立壁部42之间。从而，在静止部件40的内侧立壁部41与运动部件50的外周垂下部51之间形成有间隙60。而且，在从装置的外侧看在相当于该间隙60的入口的部分设有用内侧立壁部41和外侧立壁部42的各下端周边部包围的液体积存部43，在该液体积存部43中保持液体LQ。旋转轴部件50的外周垂下部51的下端浸渍在液体LQ中。

在该实施方式中，作为该液体LQ，使用例如10万cSt的粘度高的液体。例如，使用粘度高的硅油。

旋转轴部件50在将其外周垂下部51的下端浸渍在液体积存部43的液体LQ中的状态下绕轴线A-A’旋转。从而，该液体积存部43保持的液体LQ起到从装置的外侧看堵塞相当于间隙60的入口的部分的盖子的作用，装置内侧的区域相对于装置外侧的区域被遮蔽，雾、尘埃等异物不能进入装置的内部。

并且，由于液体LQ的粘度高，因此可抑制在旋转轴部件50的旋转运动停止时产生的振动，再有，还具有制动作用，可提高旋转轴部件50的运动控制特性。

另外，可以较宽地取得间隙60，不必提高静止部件40、旋转轴部件50的加工精度，对组装精度的要求也可以缓和。

使用图4A及图4B说明将本发明的防水、防尘构造应用于运动方向自由度大的可动机构上中的第二实施方式。

在该实施方式中，运动部件80是进行允许上下方向、水平方向、旋转的任何一种运动的浮动运动的运动部件。该运动部件80具有向装置的内部延伸的柱状部81、顶部82、以及在其全周范围内绕圈延伸的外周垂下部83，外周垂下部83的大致下半部嵌合在静止部件70的内侧立壁部71与外侧立壁部72之间。从而，在静止部件70的内侧立壁部71与运动部件80的外周垂下部83之间形成有间隙90，在该间隙90的部分设有用内侧立壁部71和外侧立壁部72的各下端周边部包围的液体积存部73，在该液体积存部73中保持硅油等粘度高的液体LQ。运动部件80的外周垂下部83的下端浸渍在液体LQ中，在该浸渍状态下，运动部件80进行上下方向、水平方向及旋转或者组合这些的运动。

在该第二实施方式中，也利用液体积存部73所保持的液体LQ来防止雾、尘埃等异物进入装置内部，且利用液体LQ的粘度来抑制在运动部件80停止运动时产生的振动。另外，还具有制动作用，可提高旋转轴部件50的运动控制特性。

另外，在该实施方式中，可以扩大间隙90，所以要求静止部件70、运动部件80的形状精度也降低，对组装精度的要求也可以缓和。

使用图5A及图5B说明将本发明的防水、防尘构造应用于可动机构中的第三实施方式。

在该实施方式中，作为可动机构与图4A及图4B所示的第二实施方式相同，但是在该第三实施方式中，不同点在于以下方面：液体积存部73所保持的液体LQ使用电粘滞性流体(ER流体)以及设有用于在静止部件70和运动部件80上产生电位差的电压施加单元91。作为电粘滞性流体，例如有株式会社ERテツク社制造的“均匀系ER流体：类型A”等。另外，与第二实施方式相同的要素部件使用相同符号。

电压施加单元91连接在静止部件70与运动部件80之间，包括电源91a和用于将该电源91a的电压施加在静止部件70和运动部件80上的开关91b。在接通开关91b并在静止部件70与运动部件80之间施加了电压时和将它断开不施加电压时，电粘滞性流体LQ的粘度发生改变，因此在使运动部件80运动时，以粘度低的状态进行，在使运动部件80的运动停止时，将电粘滞性流体LQ的粘度转换为高的状态，利用该流体LQ，对运动部件80产生制动作用，而且还抑制停止时振动的产生。

其他作用效果与第二实施方式相同。

使用图6说明将本发明的防水、防尘构造应用于旋转轴机构中的第四实施方式。

在该实施方式中，作为由旋转轴部件50和静止部件40形成的旋转轴机构，与上述第一实施方式大致相同，与第一实施方式的不同点在于，在静止部件40的外侧立壁部42具有向形成于静止部件40的内侧立壁部与外侧立壁部42之间的液体积存部供给液体的液体供给口44a和液体排出口44b，以及，保持在液体积存部43中的液体LQ，如专利文献1所记载的发明那样，使用加工液或流体轴承所使用的液体等的粘度不是特别高的液体LQ。另外，与第一实施方式相同的要素部件使用相同符号。

在使旋转轴部件50旋转时，从液体供给口44a对液体LQ施加压力供给到液体积存部43，从液体排出口44b排出。由此，在液体积存部43中产生流动，该液体LQ的流动力会作用于旋转自如的旋转轴部件50上使其旋转。可以将该液体LQ的供给作为使旋转轴部件50旋转的驱动源，或者也可以另外设置使该旋转轴部件50旋转的驱动源，利用液体LQ使旋转轴部件50旋转的力还可以作为辅助而使用。再有，为了有效传送利用液体流动的力，也可以在旋转轴部件50上形成涡轮状叶片。

另外，在使旋转轴部件50反转时，将液体供给口44a和液体排出口44b颠倒过来，从液体排出口44b施加压力而向液体积存部43供给液体LQ，从液体供给口44a排出即可。

使用图7说明将本发明的防水、防尘构造应用于旋转轴机构中的第五实施方式。

在该实施方式中，作为液体LQ使用磁性流体(例如，株式会社シグマハイケミカル社制的磁性流体A-200等)，在静止部件的液体积存部近旁配置磁铁，用该磁铁来保持磁性流体。在该第五实施方式中，使用与第一实施方式的旋转轴机构相同的机构，相同部件标注与第一实施方式相同的符号。

在液体积存部43中保持有磁性流体LQ，在该液体积存部43的底部配置有磁铁。在该实施方式中，在形成液体积存部43底部的静止部件40的板的相反一侧配设磁铁61。因此，积存在液体积存部43中的磁性流体LQ被该磁铁61吸引，因此如图7所示，即使倾斜液体积存部43的开口(插入旋转轴部件50的外周垂下部51的一侧)不是朝上而朝水平方向那样的具有该旋转轴机构的装置，磁性液体LQ也不会从液体积存部43溢出，所以与第一实施方式同样能够利用流体的粘性来抑制振动。

由此，使用了该第五实施方式的防水、防尘构造的装置可扩大其配置姿势的自由度。

Claims

1.一种防水、防尘构造，具有如下构造：具有静止部件和与该静止部件隔着间隙区域以非接触方式进行运动的运动部件，该间隙区域构成装置的内部和外部的边界，在该间隙区域设有积存液体的液体积存部，利用该液体将上述装置的内部与外部遮蔽开，其特征在于，

在上述液体积存部积存高粘度的液体，用该液体来抑制在使上述运动部件的运动停止时产生的振动。

2.根据权利要求1所述的防水、防尘构造，其特征在于，

通过在上述液体积存部的底部配置磁铁，并在该液体积存部积存磁性流体，利用上述磁铁吸引该磁性流体，从而防止磁性流体从上述间隙区域向外部溢出，用上述磁性流体来抑制在使上述运动部件的运动停止时产生的振动。

3.一种防水、防尘构造，具有如下构造：具有静止部件和与该静止部件隔着间隙区域以非接触方式进行运动的运动部件，该间隙区域构成装置的内部和外部的边界，在该间隙区域设有积存液体的液体积存部，利用该液体将上述装置的内部与外部遮蔽开，其特征在于，

具有对积存在上述液体积存部中的液体施加电压的电压施加单元，

在上述液体积存部中积存粘度因施加电压而发生变化的电粘滞性流体，通过上述电压施加单元向该电粘滞性流体施加电压或者不施加电压，使该电粘滞性流体的粘度降低或升高，在该电粘滞性流体的粘度降低时上述运动部件运动，而在该电粘滞性流体的粘度升高时对运动部件的运动发挥制动作用。

4.一种防水、防尘构造，具有如下构造：具有静止部件和与该静止部件隔着间隙区域以非接触方式进行运动的运动部件，该间隙区域构成装置的内部和外部的边界，在该间隙区域设有积存液体的液体积存部，利用该液体将上述装置的内部与外部遮蔽开，其特征在于，

在上述液体积存部上设有用于生成积存在该液体积存部中的液体的流动的液体供给口和将供给到上述液体积存部的液体向外部排出的液体排出口，使因液体流入液体供给口而产生的流体的流动力作用于上述旋转部件上。