JP2010180944A - ユニット化された封止部材 - Google Patents

Abstract

【課題】減速機ケースを新たに製作することなく、フェルトとオイルシールを具えたオイル漏れ防止構造を実現することができ、かつ、配設容易なユニット化された封止部材を提供すること。
【解決手段】シールユニット１０は、フェルトを押さえる端壁２０ｃ、円筒部２０ｂ及びフランジ２０ａからなる枠体２０、オイルシール２２、シム２８、及びフェルト２４からなり、減速機の入出力軸と減速機ケースの間のオイルシール配設箇所に圧入される。オイルシール配設箇所にシールユニット１０を圧入するようにしたことにより、減速機の既存のケースに孔加工を施すだけで、フェルトとオイルシールを具えたオイル漏れ防止構造を実現することができ、配設も容易である。また、オイルシール２４の材質を変更しても枠体２０の形状を変更するだけでよく、新たに減速機ケース６２を製作する必要はないため、コストの削減につながり、部品の共通化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、枠体にオイルシールとフェルトが収納されてユニット化された封止部材、特に、減速機の入出力軸のためのユニット化された封止部材（以下、「シールユニット」と略称することがある。）に関する。

歯車式減速機では、摩擦の低減と冷却のため、ギアボックスには一定量の潤滑油が封入される。従って、その潤滑油が、外部に漏れ出ないことが要請される。
そのための従来技術として、特許文献１から４に示すオイル漏れ防止のための密封構造がある。
特許文献１の発明は、オイルシール圧入部分にフェルトを支えるための専用の鍔を設けることで、オイル漏れ防止を実現している。
特許文献２の発明は、オイルシール圧入部分のフェルトを支える部材としてベアリングを使用するため、ベアリングを有する構造に限定してオイル漏れ防止機能を提供したものである。
特許文献３の発明は、オイルシールとフェルトとの間にグリースを封入することにより、そのグリースを放熱部材として使用することで、オイルシール部分の温度上昇を低減し、かくしてオイルシールの劣化を防止することで、オイル漏れを防止している。
特許文献４の発明は、オイルシール圧入部分のハウジングに専用の構造を設け、エンジンからのオイル漏れ防止効果を高めるものである。

特開平１０−１１２９５２号公報 特開２００５−２６５０７８号公報 特開２００６−２８０１２２号公報 特開２００７−１００９１６号公報

特許文献１、２、４の発明はいずれも使用箇所が限定されるなどの制限事項がある。また特許文献３の発明は、グリースによってオイルシールの劣化を防止する発明であり、オイルシールやフェルトの周辺部材の構造を改良することで、オイル漏れを防止するものではない。

特に、半導体工場や食品工場では、減速機のオイルやグリース漏れが発生すると、漏れたオイルやグリースが製品に付着する可能性があるため、減速機内部からのオイルやグリース漏れを起さない減速機が要求される。

そこで、オイルシール圧入部分に、フェルトを配設した減速機がある。図５は、入力軸のオイルシール圧入部分にフェルトを配設した減速機の要部拡大図である。

図５に示すように、入力軸の外周部にはオイルシール５０とフェルト５２が配設されている。オイルシール５０は、攪拌されて飛散したオイルが減速機外部へ漏洩することを防止する。フェルト５２は、飛散したオイルを濾過してオイルに含まれる金属摩耗粉等の減速機内部の異物がオイルシール５０に付着することを防止する。これにより、オイルシール５０の劣化を防ぐことができる。
しかし、フェルト５２を配設するにあたり、減速機のケースにフェルト５２を押さえるための専用構造である鍔Ｔを設けなければならないため、減速機の既存のケースを使用することができない。また、フェルト５２を押さえる構造を具えたケースを新規に製作したとしても、回転軸と減速機ケースの隙間に組込み可能な大きさのオイルシールしか使用できないため、使用できるオイルシールが限定される。従って、材質の異なるオイルシールに変更する場合、減速機のケースもそのオイルシールに合わせて新しく製作しなければならず、汎用性及び流用性に欠けるという問題があった。

また、オイルシール圧入部分にオイルシール５０とフェルト５２を配設する場合、オイルシール５０とフェルト５２を別々に組込まなければならず、組込みに高い精度が要求されるため、配設に手間がかかるという問題もあった。

このような従来技術の問題点に鑑み、本発明は、枠体にフェルトとオイルシールが収納され、減速機ケースに設けた孔に圧入するだけで使用できるユニット化された封止部材の提供をその目的とする。

本発明は、第一に、中央に孔を有する端壁、該端壁から直角に軸方向に延びる円筒部、及び該円筒部の端部から直角に径方向外側に延びるフランジからなる枠体に、
フェルトとオイルシールが収納されていることを特徴とするユニット化された封止部材により、
第二に、軸方向に延びる円筒部、及び該円筒部の端部から径方向外側に延びるフランジからなる枠体に、
フェルトとオイルシールが収納され、
前記円筒部に形成された溝に、前記フェルトを軸方向に押さえる止め輪が嵌入されていることを特徴とするユニット化された封止部により、
第三に、軸方向に延びる円筒部、及び該円筒部の端部から径方向外側に延びるフランジからなる枠体に、
オイルシールが二つ収納され、前記オイルシールの間にフェルトが挟まれていることを特徴とするユニット化された封止部材により、前記課題を解決した。
なお、請求項４のように、枠体の円筒部のフランジ側端部が径方向内側に延びる延長壁を有するようにすることやさらにその延長壁とオイルシールの間にＶリングを当接させることで、オイルシールと外部の接触を少なくし、オイルシールの損傷を招く外部からの異物の混入を低減して、オイルシールの劣化を防止することができる。

本発明によると、減速機の入出力軸と減速機ケースの間のオイルシール配設箇所に、フェルトとオイルシールが枠体に収納されてユニット化された封止部材を圧入するようにしたため、減速機の既存のケースに孔加工を施すだけで、フェルトとオイルシールを具えたオイル漏れ防止構造を実現することができる。
また、ユニット化された封止部材は、オイルシール配設箇所に合わせて形状を変更できるため、使用箇所が限定されない利点がある。

さらに、オイルシールの材質を変更しても枠体の形状を変更するだけでよく、新たに減速機のケースを製作する必要はないため、コストの削減につながり部品の共通化を図ることができる。ユニット化された封止部材は、枠体にフェルトとオイルシールが既に収納されているため、ケースへ装着する際は枠体を圧入するだけでよく、メンテナンスも容易である。

減速機の入力軸に本発明のシールユニットを配設した第１実施形態の減速機の縦断面図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ部の拡大図。 本発明のシールユニットを減速機の入力軸部分に配設した第２実施形態の減速機の要部縦断面図。 本発明のシールユニットを減速機の入力軸部分に配設した第３実施形態の減速機の要部縦断面図。 本発明のシールユニットを減速機の出力軸に配設した第４実施形態の減速機の縦断面図。 減速機の入力軸のオイルシール圧入部分にフェルトを配設した従来の減速機の要部拡大図。

以下、添付図面１〜４を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図１の（ａ）は、減速機の入力軸に本発明のシールユニッットを配設した第１実施形態の減速機の縦断面図、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のＡ部の拡大図、図２は、本発明の第２の実施形態を適用した減速機の入力軸部分の縦断面図、図３は、本発明の第３の実施形態を適用した減速機の入力軸部分の縦断面図、図４は、減速機の出力軸に本発明のシールユニットを配設した実施形態の減速機の縦断面図である。

まず、図１に示す、シールユニット１０の基本構造について説明する。
入力軸６０と減速機ケース６２の間にシールユニット１０が減速機ケース６２に向かって圧入されている。
シールユニット１０は、フランジ２０ａ、円筒部２０ｂ及びフェルト２４を押さえる端壁２０ｃからなる枠体２０、オイルシール２２、シム２８、及びフェルト２４からなる。フランジ２０ａは円筒部２０ｂの左端部から直角に径方向外側に延び、円筒部２０ｂは端壁２０ｃから直角に軸方向に延びている。端壁２０ｃの中央には、軸を通すための孔２０ｅが開けられている。枠体２０の材質としては、鉄や鋳鉄、軽合金等が好適であり、樹脂も使用可能であるが、減速機ケース６２等、シールユニット１０が圧入される箇所の部材と同じ材質が望ましい。シールユニット１０の配設は、フランジ２０ａが減速機ケース６２に当接するまで、減速機ケース６２に対して水平にシールユニット１０を圧入することで行う。円筒部２０ｂは、シールユニット１０の挿入部とシールユニット１０の外径の差より求められる締め代を有し、減速機ケース６２に圧入される。オイルシール２２のオイル漏れ防止機能にフェルト２４の減速機内部のオイルを濾過する機能が加わり、オイルシール２２への異物付着が阻止されるため、オイルシール２２の劣化が防止され、オイル漏れ防止機能を高めることができる。オイルシール２２と入力軸６０の間には、グリース３２が充填される。グリース３２は、減速機の初期稼働時等、減速機内部のオイルがオイルシール２２を潤滑できない場合に、軸の回転によるオイルシール２２の摩耗を防止する機能を果たす。
また、フェルト２４はオイルシール２２と接触する側面にシム２８を有している。シム２８は、フェルト２４とほぼ同一の外径を有し、オイルの圧力によるフェルト２４の変形を防止する。

上記構造のシールユニット１０において、例えば、周辺温度の高い環境下で減速機を稼働させる場合に、オイルシールの材質をニトリル材からフッ素材に変更しなければならないときでも、シールユニット１０の形状を変更するだけで対応可能であり、減速機ケース６２を新たに製作する必要はない。従って、メンテナンスが容易となり、コストも削減できる。
また、シールユニット１０は枠体２０にオイルシール２２とフェルト２４が収納されているため、その枠体２０を回転軸と減速機ケースの隙間のオイルシール配設箇所に圧入するだけでよく、減速機への組込みが容易である。
この点が、従来技術のオイルシールとフェルトを別々に配設した構造とは大きく異なる。

次に、図２に示す、円筒部２０ｂに止め輪２６を嵌入する溝２７を設け、フェルトを押さえる部材として止め輪２６を使用する第２実施形態のシールユニット１０’について説明する。
本実施形態では、枠体２０’を端壁２０ｃを有さない形状とし、円筒部２０ｂに溝２７を設け、その溝２７にフェルト２４を押さえるための止め輪２６を嵌入する。また、止め輪２６とフェルト２４の間にシム２８ｂを介在させることで、オイルの圧力によるフェルト２４の変形を抑えることができ、フェルト２４の異物除去機能を保持できる。

また、枠体２０’の軸方向断面がＴ字型となるよう、枠体２０のフランジ２０ａ側の端部に、径方向内側に延びる延長壁２０ｄを設けることで、オイルシール２２と外部の接触を低減し、外部からの異物の侵入を防止して、オイルシール２２の劣化を防止することができる。オイルシールが劣化してオイル漏れが発生した場合は、オイルシールの交換が必要になるが、オイルシールの劣化自体を防ぐことで交換頻度も少なくなり、コストの削減につながる。

さらに、延長壁２０ｄと入力軸６０にＶリング３０を当接させてもよい。
Ｖリング３０を当接させることで、オイルシール２２を外部の異物から保護することができ、外部からの異物による損傷が原因でオイルシール２２が劣化することを防止できる。

次に、図３に示す、枠体２０’’にオイルシールを二つ収納したシールユニット１０’’の第３実施形態について説明する。
この実施形態では、二つのオイルシール２２ａ、２２ｂの間にフェルト２４が配設され、それぞれのオイルシールとフェルト２４の間にシム２８ａ、２８ｂが配設される。ここで、オイルシール２２ｂは、主としてフェルト２４を押さえる部材として採用されている。オイルシール２２ｂは、オイルシール２２ｂと枠体２０の間の締め代により固定されるから、オイルシール２２ｂはフェルト２４を軸方向に押さえる機能を果たす。オイルシール２２ｂと回転軸の間にグリース３２ａが充填されることで、減速機の初期稼動時等、減速機内部のオイルがオイルシール２２ｂ及びフェルト２４と軸との接触部分を潤滑できない場合に、グリース３２ａにより、軸の回転によるオイルシール２２ｂ及びフェルト２４の摩耗を防止する。

本実施形態では、フェルト２４による、減速機ケース６２内部で発生する摩耗粉の濾過の効果がオイルシール２２ｂに及ばないが、オイルシール２２ｂの主たる役割はフェルト２４を押さえることであり、オイルシールとしての役割は付加的なものであるため、問題はない。

また、本実施形態では、オイルシール２２ｂによりフェルト２４を押さえることができるため、枠体２０’’を、端壁２０ｃを有さない、フランジ２０ａと円筒部２０ｂからなる形状とすることができる。オイルシール２２ａの劣化を防ぐために、オイルシール２２ａと外部の接触を低減すべく、枠体２０’’の軸方向断面がＴ字型となるよう、フランジ２０ａ側の端部に、径方向内側に延びる延長壁２０ｄを有する形状としてある。

さらに、延長壁２０ｄと入力軸６０にＶリング３０を当接させてもよい。
Ｖリング３０を当接させれば、フェルト２４とＶリング３０の両方でオイルシ２ａに異物が付着することを阻止できるため、異物による損傷からオイルシール２２ａを、さらに保護することができる。

なお、本発明のシールユニットは、減速機の入力軸のオイルシール配設箇所に限定されず、図４のＢ部に示すとおり、出力軸のオイルシール配設箇所に使用することも可能であることは、言うまでもない。
本発明では、出力軸のオイルシール配設箇所や使用するオイルシールに合わせてシールユニットの形状を決定すればよいため、オイルシールやフェルトに合わせて減速機ケースを製作する必要はなく、取付けも容易である。

１０，１０’，１０’’： ユニット化された封止部材（シールユニット）
２０，２０’，２０’’： 枠体
２０ａ： フランジ
２０ｂ： 円筒部
２０ｃ： 端壁
２０ｄ： 延長壁
２０ｅ： 孔
２２，２２ａ，２２ｂ： オイルシール
２４： フェルト
２６： 止め輪
２７： 溝

Claims (4)

1. 中央に孔を有する端壁、該端壁から直角に軸方向に延びる円筒部、及び該円筒部の端部から直角に径方向外側に延びるフランジからなる枠体に、
   フェルトとオイルシールが収納されていることを特徴とする、
   ユニット化された封止部材。
2. 軸方向に延びる円筒部、及び該円筒部の端部から径方向外側に延びるフランジからなる枠体に、
   フェルトとオイルシールが収納され、
   前記円筒部に形成された溝に、前記フェルトを軸方向に押さえる止め輪が嵌入されていることを特徴とする、
   ユニット化された封止部材。
3. 軸方向に延びる円筒部、及び該円筒部の端部から径方向外側に延びるフランジからなる枠体に、
   オイルシールが二つ収納され、前記オイルシールの間にフェルトが挟まれていることを特徴とする、
   ユニット化された封止部材。
4. 前記円筒部のフランジ側端部が径方向内側に延びる延長壁を有する、請求項１から３のいずれかのユニットされた封止部材。

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