JP2004239377A

JP2004239377A - 回転体及び減速機

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Publication number: JP2004239377A
Application number: JP2003030290A
Authority: JP
Inventors: Minoru Tanaka; 実田中
Original assignee: TS Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: JP4466903B2

Abstract

【課題】潤滑剤や圧力水等に対するシール性を向上させかつ小型化可能な回転体及び減速機を提供する。
【解決手段】この回転体は、固定部材１と、固定部に対して回転する回転部材２と、固定部材と回転部材との間に設けられた軸受３と、固定部材と回転部材との間を密封するように軸受の近傍に配置され主リップ３２ｂと補助リップ３５とを有するシール部材５と、を具備する。シール部材５は、主リップが回転部材の回転面２０に摺接しかつ補助リップが軸受の回転軸線に直交する軸受端面３ｄに摺接する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シール部材を有する回転体及び減速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、減速機等の動力伝達装置において、潤滑剤を密封するために１つのオイルシールが用いられる。しかし、１つのオイルシールのみでは、シール性が維持できないため、従来の密封装置として複数個のオイルシールを軸方向に並設して、圧力水・潤滑剤などを密封するようにしたものがある（例えば、下記特許文献１参照）。また、動力伝達装置において潤滑剤を密封するようにすると、例えば図５に示すような密封装置がある。図５の密封装置は、固定部５４に対し回転する回転部５３と固定部５４との間に配置された軸受５０側から潤滑剤が流出しないように軸方向に２つのオイルシール５１，５２を配列することで２重に潤滑剤の流出を防いでいる。しかしながら、このような従来の密封装置では、２つのオイルシールを用いているため、軸方向の長さが長くなり減速機等に適用される回転体が大型化する問題があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−３３８５３５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、圧力水や潤滑剤等に対するシール性を向上させかつ小型化可能な回転体及び減速機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による回転体は、固定部と、前記固定部に対して回転する回転部と、前記固定部と前記回転部との間に設けられた軸受と、前記固定部と前記回転部との間を密封するように前記軸受の近傍に配置され主リップと補助リップとを有するシール部材と、を具備し、前記シール部材は、前記主リップが前記回転部に摺接しかつ前記補助リップが前記軸受の回転軸線に直交する軸受端面に摺接するように構成されていることを特徴とする。
【０００６】
この回転体によれば、シール部材が主リップで回転部に摺接しかつ補助リップで軸受の回転軸線に直交する軸受端面に摺接するので、圧力水や潤滑剤等に対するシール性を向上させることができる。かかるシール性の向上を１つのシール部材で実現できるので、シール部材の個数を減らすことができ、回転体を小型化できる。
【０００７】
上記回転体では、前記補助リップが前記軸受の内輪の前記軸受端面に摺接することが好ましい。また、前記補助リップが摺接する部位として、通常硬化処理及び高精度加工されている軸受端面を利用することで、補助リップにより潤滑剤漏れを効果的に防止できるとともに、補助リップの摺接部の加工が特に必要なく、部品コスト的に有利となり、コスト減に寄与できる。
【０００８】
なお、上記シール部材は、前記主リップを構成する第１弾性部が固定された第１補強リング部材と、前記補助リップを構成する第２弾性部が固定されかつ第１補強リング部材の内周部に設けられた第２補強リング部材と、を備えることが好ましい。
【０００９】
また、上記シール部材は、前記主リップ及び前記補助リップを構成する弾性部が固定された補強リング部材を備えることが好ましく、前記補助リップは前記主リップと一体的に形成されることが好ましい。
【００１０】
また、上記補助リップは前記回転部の半径方向外側を向くように構成されることで、回転部内からの圧力によって開き難くなる。また。外部からの塵挨を除去するために主リップよりも外側に設けられ回転部に摺接するダストリップを備えることが好ましい。
【００１１】
本発明による減速機は、上述の回転体を備え、前記回転部が減速機に入力する回転力により減速しながら回転することを特徴とする。この減速機によれば、内部の潤滑剤や圧力水に対するシール性を向上できかつ小型化を実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
〈第１の実施の形態〉
【００１４】
図１は本実施の形態による減速機の偏心揺動型減速機構を示す断面図であり、図２は図１のシール部に配置したシール部材を示す部分拡大断面図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態の減速機は、固定部材１と、固定部材１に対し回転する回転部材２と、固定部材１と回転部材２との間に配置された転がり軸受３，４と、固定部材１と回転部材２との間を密封するように軸受３の近傍のシール部６に配置されたシール部材５と、を備える。これらの固定部材１と回転部材２等から回転体が構成される。
【００１６】
図１の減速機は、公知の偏心揺動型減速機構を有し、入力平歯車１２によって入力側の回転力が伝達される複数の偏心軸１１と、固定ケース１の内周部に設けられた複数のピン（内歯）からなる内歯歯車１５と、内歯歯車１５に対応する所定ピッチで内歯歯車１５と例えば１つ異なる歯数の外歯を有し内歯歯車１５に噛合する外歯歯車１３，１４と、中心部にモータ等から回転が伝達され入力平歯車１２に噛み合うピニオンを有する駆動軸や電気配線等を収容する空洞部１６と、を備える。
【００１７】
偏心軸１１は、外歯歯車１３，１４を軸受ピン１３ａ，１４ａを介して内歯歯車１５の中心軸線に対し偏心して公転運動可能に支持する。回転部材２は、固定部材１に対し転がり軸受３，４を介して回転自在に結合され、偏心軸１１の両端部を軸受１１ａ、１１ｂを介して回転自在に支持する。回転部材２内の外歯歯車１３，１４と内歯歯車１５との噛み合い部分の円滑な駆動のために潤滑剤が充填されている。
【００１８】
複数の偏心軸１１のうちの少なくとも一つが、その軸端部に装着された入力平歯車１２を介して入力側のモータ等の回転力が伝達されて回転することにより、外歯歯車１３，１４は公転運動しながら、外歯歯車１３，１４の歯数より例えば１つ歯数が多い内歯歯車１５に噛合う。その公転１回につき歯数差（１）に対応して外歯歯車１３，１４が自転し、これによって回転部材２が内歯歯車１５とともに外歯歯車１３，１４の自転に対応して減速回転する。このようにして、入力平歯車１２を介して入力側の回転力が伝達されて減速出力を取り出すことができ、例えば、回転部材２の出力側のシャフト１７に連結された外部の回転軸を減速回転させることができる。
【００１９】
図１，図２のように、固定部材１と回転部材２との間であって入力平歯車１２側に設けられた転がり軸受３は、内輪３ａと外輪３ｂと転動体３ｃとからなる。転がり軸受３の内輪３ａ及び外輪３ｂは軸受鋼等の金属材料からなり市販品においても、通常、焼入れ硬化処理が施されている。また、内輪３ａの内周面、軸受３の回転軸線に直交する内輪３ａの端面３ｄ、外輪３ｂの外周面及び回転軸線に直交する外輪３ｂの端面は、軸受の精度を高精度化するために、市販品においても、通常、高精度に研摩加工が施されている。
【００２０】
なお、図１，図２の軸受３は、１組のアンギュラ玉軸受を背面組合せにした例であるが、正面組合せにしてもよい。また、軸受は円すいころ軸受でも、深溝玉軸受等であってもよい。
【００２１】
図２のように、シール部材５は、金属材料からなる断面Ｌ字状の第１補強金属環３１と、第１補強金属環３１に一体的に焼き付け固定されたゴム材料等からなる第１弾性体３２と、第１補強金属環３１の内周部に嵌着される金属材料からなる断面Ｌ字状の第２補強金属環３３と、を備える。
【００２２】
第１弾性体３２は、固定部材１に嵌合される嵌合部３２ｃと、回転部材２の回転面２０に摺接する主リップ３２ｂと、図１の減速機の外部からの塵挨を除去するために主リップ３２ｂよりも外側に設けられ回転面２０に摺接するダストリップ３２ａと、を備える。主リップ３２ｂは、その外周側に設けられた線状のばね部材３４により回転面２０に対し押し付けられている。
【００２３】
シール部材５は、更に、ゴム材料等の弾性体からなり第２補強金属環３３の内周端に固着される補助リップ３５を第２弾性体として備える。従って、減速機の内部から発生する歯車の摩耗粉が主リップ３２ｂへ到達しないためシール寿命を向上できる。第２弾性体の補助リップ３５は、軸受３の回転軸線に直交する内輪３ａの端面３ｄに対し回転部材２の半径方向外方を向くようにして摺接している。従って、外歯歯車１３、１４の揺動運動等により発生する減速機内の作動圧を受けることができる。
【００２４】
図１，図２のように固定部材１と回転部材２との間のシール部６に配置されたシール部材５によれば、主リップ３２ｂが回転部材２の回転面２０に摺接するとともに、補助リップ３５が軸受３の内輪３ａの回転軸線に直交する端面３ｄに摺接することで２段階に密封することにより、シール部材５のシール性を向上でき、回転部材２内に充填された潤滑剤の漏れを防止できる。
【００２５】
また、本実施の形態では、図５の従来例と比べてシール部材５は単数であり少ないので、固定部材１と回転部材２等からなる回転体の軸方向長さを短く構成できるので、回転体を小型化でき、かかる回転体から構成される減速機を小型化できる。
【００２６】
また、シール部材５の補助リップ３５は、予め硬化処理および高精度加工された軸受３の内輪３ａの端面３ｄに摺接することで潤滑剤漏れを効果的に防止できるとともに、補助リップ３５が摺接する摺接部を特に加工する必要がなく、部品コスト的に有利となり、シール部材５のコスト減に寄与できる。
【００２７】
また、補助リップ３５は、回転部材２の半径方向外方を向くように形成されているため、回転部材２内（潤滑剤充填側）からの圧力によって開き難いようになっている。
【００２８】
なお、シール部材５の第１補強金属環３１と第２補強金属環３３との間には別のシール部材を介在させてもよい。これにより、潤滑剤が補助リップ３５を通過せず、第１補強金属環３１と第２補強金属環３３との間を通過して主リップへ到達するのを防ぐことができる。また、軸受４側は、蓋部材（図示省略）が結合されて密閉されるので、図２のようなシール部材を配置する必要がない。なお、蓋部材を結合しない場合は、軸受４側にもシール部材６を設けてもよい。
【００２９】
以上のような図１，図２の減速機は、例えば、出力側のシャフト１７が半導体製造装置等の真空チャンバの真空部分にさらされる場合、真空チャンバにおける高真空度の維持のために高いシール性が要求されるが、上述のように、単数のシール部材５により減速機内部の充填剤を効果的にシールし充填剤の漏れを防止でき、また大気側からの空気流を防止できるので、真空チャンバにおける高真空度の維持に寄与することができる。
【００３０】
〈第２の実施の形態〉
【００３１】
図３は図１のシール部に配置された第２の実施の形態のシール部材を示す図２と同様の部分拡大断面図である。
【００３２】
第２の実施の形態では、シール部材４０が図２と比べて第１弾性体の主リップの先端に補助リップを形成した点だけが異なるので、同様の構成部分には同じ符号を付けてその説明を省略する。第２の実施の形態のシール部材４０は図１の減速機の固定部材１と回転部材２との間のシール部６に配置される。
【００３３】
図３に示すように、シール部材４０は第１弾性体３２の主リップ３２ｂの先端側に一体的に形成された補助リップ４１を有する。補助リップ４１は、図２と同様に、予め硬化処理および高精度加工された軸受３の内輪３ａの回転軸線に直交する端面３ｄに摺接するようになっている。
【００３４】
図３のシール部材４０によれば、固定部材１と回転部材２との間のシール部６を、主リップ３２ｂが回転面２０に摺接しかつ補助リップ４１が軸受３の端面３ｄに摺接することで２段階に密封することにより、シール部材４０のシール性を向上でき、回転部材２内に充填された潤滑剤の漏れを防止でき、図１，図２と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
また、図３の補助リップ４１は、図２と同様に回転部材２の半径方向外側を向くように形成され、回転部材２内からの圧力によって開き難いようになっている。また、補助リップ４１は、軸受３の内輪３ａの回転軸線に直交する端面３ｄに摺接できれば、どこに形成してもよく、例えば、第１弾性体３２における主リップ３２ｂの基部から形成してもよい。
【００３６】
〈第３の実施の形態〉
【００３７】
図４は図１のシール部に配置された第３の実施の形態のシール部材を示す図２と同様の部分拡大断面図である。
【００３８】
第３の実施の形態では、シール部材４５が図３と比べて第１弾性体の主リップの先端に形成した補助リップが半径方向内方を向くようになっている点だけが異なるので、同様の構成部分には同じ符号を付けてその説明を省略する。第３の実施の形態のシール部材４５は図１の減速機の固定部材１と回転部材２との間のシール部６に配置される。また、内輪３ａに対向する回転部材２の外周に形成したＯリング溝２ａには、Ｏリング１０がはめ込まれている。従って、回転部材２と内輪３ａとの間に隙間がある場合でも、減速機内の油や空気圧がオイルシール部材４５の方に流出するのを防止している。
【００３９】
図４に示すように、シール部材４５は第１弾性体３２の主リップ３２ｂの先端側に一体的に形成された補助リップ４６を有する。補助リップ４６は、図２と同様に、予め硬化処理および高精度加工された軸受３の内輪３ａの回転軸線に直交する端面３ｄに摺接するようになっている。補助リップ４６は、回転部材２の半径方向内側を向くように形成されている。
【００４０】
図４のシール部材４５によれば、固定部材１と回転部材２との間のシール部６を、主リップ３２ｂが回転面２０に摺接しかつ補助リップ４６が軸受３の端面３ｄに摺接することで２段階に密封することにより、シール部材４０のシール性を向上でき、回転部材２内に充填された潤滑剤の漏れを防止でき、図１，図２と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また、図４のように、シール部材４５の補助リップ４６を回転部材２の半径方向内側を向くように構成することは、回転部材２内の圧力が小さい場合に適用できる。なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態においても、第３の実施の形態のように、軸受の内輪３ａと回転部材２との間にＯリングを設けてもよい。
【００４２】
以上のように本発明を実施の形態により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本発明による固定部材、回転部材及びシール部材等から構成される回転体は、減速機のみならず、歯車式や摩擦式等の他の動力伝達装置に適用できることは勿論である。
【００４３】
また、本実施の形態では図１の回転体の外側の部材を固定部とし内側の部材を回転部としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１において回転体の内側の部材を固定部とし外側の部材を回転部としてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、圧力水や潤滑剤等に対するシール性を向上させかつ小型化可能な回転体及び減速機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態による減速機の偏心揺動型減速機構を示す断面図である。
【図２】図１のシール部に配置したシール部材を示す部分拡大断面図である。
【図３】図３は図１のシール部に配置された第２の実施の形態のシール部材を示す図２と同様の部分拡大断面図である。
【図４】図１のシール部に配置された第３の実施の形態のシール部材を示す図２と同様の部分拡大断面図である。
【図５】従来のシール部材からなる密封装置の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・固定部材（固定部）
２・・・回転部材（回転部）
３・・・転がり軸受
３ａ・・・内輪
３ｂ・・・外輪
３ｄ・・・端面
５・・・シール部材
６・・・シール部
２０・・・回転部材の回転面
３１・・・第１補強金属環
３２・・・第１弾性体
３３・・・第２補強金属環
３２ａ・・・ダストリップ
３２ｂ・・・主リップ
３５・・・補助リップ
４０，４５・・・シール部材
４１，４６・・・補助リップ

Claims

固定部と、
前記固定部に対して回転する回転部と、
前記固定部と前記回転部との間に設けられた軸受と、
前記固定部と前記回転部との間を密封するように前記軸受の近傍に配置され主リップと補助リップとを有するシール部材と、を具備し、
前記シール部材は、前記主リップが前記回転部に摺接しかつ前記補助リップが前記軸受の回転軸線に直交する軸受端面に摺接するように構成されていることを特徴とする回転体。
前記補助リップが前記軸受の内輪の前記軸受端面に摺接していることを特徴とする請求項１に記載の回転体。
請求項１または２に記載の記載の回転体を備え、前記回転部が入力する回転力により減速しながら回転することを特徴とする減速機。