JP7237257B1 - 密封装置及び産業用ロボット - Google Patents

Abstract

充填材（８）が固定部材（４）と回転部材（５）と間にある隙間（１０）から外部へ漏れ出すことを抑制することができる密封装置を提供する。密封装置（１）は、回転軸（２）の周囲に固定される円環状の回転部材（５）と、回転軸（２）が設けられる内周側からその反対の外周側まで連通する隙間（１０）を介して回転部材と対向する円環状の固定部材（４）と、隙間（１０）のうち、内周側領域を除く領域、又は、外周側領域を除く領域に、固定部材（４）と回転部材（５）との間を埋めるように充填される充填材（８）とを備える。固定部材（４）及び回転部材（５）のうちの一方は、他方と対向する対向面に、周方向に沿って形成される凹部を有し、他方は、一方と対向する対向面に、蛇行した隙間であるラビリンス部を形成するように凹部と対向する位置に周方向に沿って形成される凸部を有する。

Description

本開示は、密封装置及び産業用ロボットに関する。

ハウジングから突出する回転軸の周囲に設けられ、異物がハウジングの内部に侵入することを抑制する従来の密封装置は、固定部材と回転部材とが隙間を介して対向している。固定部材の回転部材の対向面及び回転部材の固定部材の対向面には、凹部及び凸部が形成されており、凸部が凹部と隙間を介して相補的に配されることでラビリンス部を形成している。当該ラビリンス部を含む隙間全体には、潤滑油又はグリースである充填材が封入される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－０３６８１４号公報

従来のような密封装置は、ラビリンス部を含む隙間全体に充填材が充填される。この充填材は、周囲環境等の影響によりその粘度が低下することがある。例えば、グリース等のチキソトロピー性を有する充填材を隙間全体に充填させた場合、回転部材が回転することにより充填材にせん断応力が作用し、その粘度が低下することがある。また、例えば、潤滑油等の熱により粘度が変化する充填材を隙間全体に充填させた場合、密封装置が設けられる周囲環境の熱によって、その粘度が低下することがある。その結果、隙間から充填材が密封装置の外部へ漏れ出すという課題があった。

本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、固定部材と回転部材との間にある隙間に充填される充填材が当該隙間から外部への漏れ出すことを抑制することができる密封装置及び産業用ロボットを得ることを目的とするものである。

本開示にかかる密封装置は、回転軸の周囲に固定される円環状の回転部材と、回転軸が設けられる内周側からその反対の外周側まで連通する隙間を介して回転部材と対向する円環状の固定部材と、隙間のうち、固定部材の内周側の端部を含む領域である内周側領域を除く領域、又は、回転部材及び固定部材のうち少なくとも一方の外周側の端部を含む領域である外周側領域を除く領域に、固定部材と回転部材との間を埋めるように充填される充填材とを備え、固定部材及び回転部材のうちの一方は、他方と対向する対向面に、固定部材及び回転部材の周方向に沿って形成される凹部を有し、他方は、一方と対向する対向面に、蛇行した隙間であるラビリンス部を形成するように凹部と対向する位置に周方向に沿って形成される凸部を有し、隙間に設けられ、充填材を保持する多孔質材を備える。

本開示にかかる産業用ロボットは、ハウジングと、ハウジングから突出する回転軸と、回転軸の周囲に固定される円環状の回転部材と、ハウジングに固定され、回転軸が設けられる内周側からその反対の外周側まで連通する隙間を介して回転部材と対向する円環状の固定部材と、隙間のうち、固定部材の内周側の端部を含む領域である内周側領域を除く領域、又は、回転部材及び固定部材のうち少なくとも一方の外周側の端部を含む領域である外周側領域を除く領域に、固定部材と回転部材との間を埋めるように充填される充填材とを備え、固定部材及び回転部材のうちの一方は、他方と対向する対向面に、固定部材及び回転部材の周方向に沿って形成される凹部を有し、他方は、一方と対向する対向面に、蛇行した隙間であるラビリンス部を形成するように凹部と対向する位置に周方向に沿って形成される凸部を有し、隙間に設けられ、充填材を保持する多孔質材を備える。

本開示によれば、固定部材と回転部材との間に充填された充填材が当該隙間から外部へ漏れ出すことを抑制することができる密封装置及び産業用ロボットを提供する。

実施の形態１における密封装置を回転軸及びハウジングに設置した際の平面図である。 実施の形態１における密封装置を回転軸及びハウジングに設置した際のＡ－Ａ´断面図である。 実施の形態１における密封装置のＡ－Ａ´断面図である。 実施の形態１における密封装置のＡ－Ａ´断面図である。 実施の形態１における密封装置の変形例を示すＡ－Ａ´断面図である。 実施の形態１における密封装置の変形例を示すＡ－Ａ´断面図である。 実施の形態１における密封装置の変形例を示す回転軸及びハウジングに設置した際のＡ－Ａ´断面図である。 実施の形態１における密封装置の変形例を示す回転軸及びハウジングに設置した際のＡ－Ａ´断面図である。 実施の形態２における密封装置のＡ－Ａ´断面図である。 実施の形態２における密封装置の変形例を示すＡ－Ａ´断面図である。 実施の形態２における密封装置の変形例を示すＡ－Ａ´断面図である。 実施の形態３における密封装置のＡ－Ａ´断面図である。 実施の形態１から３における密封装置を備える産業用ロボットの斜視図である。

実施の形態１．
実施の形態１における密封装置１について説明する。密封装置１は、ハウジング３から突出する回転軸２の周囲に設けられ、異物がハウジング３の内部に侵入することを抑制するものである。なお、各図面における同一の符号は同一又は相当する構成を表している。図１に、回転軸２及びハウジング３に密封装置１を設置した際の平面図を示し、図２にＡ－Ａ´断面図を示す。密封装置１は、固定部材４、回転部材５及び潤滑剤８から構成される。固定部材４及び回転部材５は、円環状の部材であって、アルミニウム合金等の金属又はポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂から構成される。固定部材４は、ハウジング３に固定される。回転部材５は、回転軸２の周囲に固定される。固定部材４と回転部材５とは、回転軸２が設けられる内周側からその反対の外周側まで連通する隙間１０を介して対向している。ここで隙間１０とは、後述する潤滑剤８の充填の有無に関わらず、固定部材４の内周側の端部から固定部材４及び回転部材５の外周側の端部までの固定部材４と回転部材５とが対向し、離れている間の部分である。

以下の説明において、内周側から外周側に向かう方向と平行な方向を水平方向と称し、水平方向と直交する方向を鉛直方向と称する。固定部材４及び回転部材５の円環に沿う方向を周方向と称する。

図３に、密封装置１を拡大した断面図を示す。図３を用いて、隙間１０に形成されるラビリンス部１１について説明する。固定部材４は、回転部材５と対向する対向面４ａに周方向に沿って形成される凹部６を有する。凹部６は、環状に連続している。凹部６は、鉛直方向と平行な内周側の面６ａ及び外周側の面６ｂを有する。回転部材５は、固定部材４と対向する対向面５ａに周方向に沿って形成される凸部７を有する。凸部７は、環状に連続している。凸部７は、鉛直方向と平行な内周側の面７ａ及び外周側の面７ｂを有する。凸部７は、凹部６と対向する位置に形成される。このように凹部６及び凸部７が形成されるため、固定部材４と回転部材５とが隙間１０を介して対向したとき、隙間１０に蛇行した隙間であるラビリンス部１１が形成される。ラビリンス部１１は、具体的には、水平方向において面６ａと面７ａとが向かい合う部分から、水平方向において面６ｂと面７ａとが向かい合う部分までの隙間１０である。

ラビリンス部１１は、第１領域１１ａ、第２領域１１ｂ及び第３領域１１ｃから構成される。これらの領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、固定部材４と回転部材５との間隔が狭い領域と広い領域とに分けることができる。固定部材４と回転部材５との間隔とは、具体的には、固定部材４の対向面４ａから回転部材５の対向面５ａまでの距離である。以下の説明において、固定部材４と回転部材５との間隔を隙間幅と称する。

第１領域１１ａ及び第３領域１１ｃの水平方向における隙間幅が、第２領域１１ｂの鉛直方向における隙間幅より狭いとき、第１領域１１ａ及び第３領域１１ｃが隙間幅の狭い領域となり、第２領域１１ｂが隙間幅の広い領域となる。このようにラビリンス部１１は、隙間幅の狭い領域と広い領域とから構成され、内周側から外周側に向かってこれらが交互に並ぶように形成されている。

図４に示すように、ラビリンス部１１の第２領域１１ｂには、固定部材４と回転部材５との間を埋めるように充填材である潤滑剤８が充填される。潤滑剤８は、回転部材５の回転を潤滑にするものである。例えば、潤滑剤８は、シリコーンオイル若しくはポリグリコールオイル等の潤滑油、又は、潤滑油にリチウム石けん若しくはシリカゲル等の増ちょう剤を分散させた半固体状のグリースである。また、潤滑剤８は、シリコーン、ポリウレタン、デンプン若しくはポリエステル等の高分子化合物を含む液体、又は、高分子化合物を含む液体にシリカ、炭化カルシウム若しくは土等を混合した混合物であってもよい。潤滑剤８の粘度は、温度２５度のとき１００Ｐａ・ｓ（パスカル秒）以上であると好ましい。なお、充填材は、蝋等の固体以外の物質であって、流動性を有する物質であると好ましい。なお、充填材は、固定部材４と回転部材５の間を埋めるものであればよく、潤滑作用を有さないものであってもよい。

隙間１０のうち、固定部材４の内周側の端部を含む領域である内周側領域１２、及び、固定部材４及び回転部材５の外周側の端部を含む領域である外周側領域１３には、潤滑剤８が充填されない。すなわち、本実施の形態において、内周側領域１２は、潤滑剤８が充填された領域の内周側の端部から固定部材４の内周側の端部までの領域となる。つまり、内周側領域１２は、ラビリンス部の第１領域１１ａを含む領域である。また、外周側領域１３は、潤滑剤８が充填された領域の外周側の端部から固定部材４及び回転部材５の外周側の端部までの領域となる。つまり、外周側領域１３は、ラビリンス部の第３領域１１ｃを含む領域である。

潤滑剤８がラビリンス部１１の第２領域１１ｂに充填されているとき、潤滑剤８は外気と接している。外気とは、後述する外部の空気、外部と連続している内周側領域１２の空気、及び外部と連続している外周側領域１３の空気である。また、ここでいう連続とは、パッキンなどの接触シール等により空間が隔たっていない状態を指す。したがって、潤滑剤８が充填されない内周側領域１２及び外周側領域１３は接触シール等により固定部材４と回転部材５との間が塞がれておらず、潤滑剤８は外気と接している。

次に、このように構成された密封装置１において、潤滑剤８が隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことを抑制する機構について説明する。ここでいう密封装置１の外部とは、内周側領域１２よりも内周側の空間及び外周側領域１３よりも外周側の空間を指す。より具体的には、本実施の形態の密封装置１の外部とは、固定部材４の内周側の端部より内周側の空間、並びに、固定部材４及び回転部材５の外周側の端部より外周側の空間を指す。

回転軸２が停止しているとき、固定部材４、回転部材５及び潤滑剤８は静止している。回転軸２が回転すると、回転軸２に固定されている回転部材５が回転する。回転部材５が回転すると、潤滑剤８が回転部材５に引きずられて、周方向に沿って移動する。つまり、潤滑剤８は、回転部材５と共に円運動をするため、外周側に向かう力である遠心力を受ける。そのため、潤滑剤８は外周側に移動しようとする。しかし、固定部材４の対向面４ａに形成された凹部６の面６ｂによって潤滑剤８が外周側への移動が制限される。

また、潤滑剤８が遠心力により外周側に移動したとしても、まずは外周側領域１３に移動するため、隙間１０に留まることができる。

回転部材５が回転することにより潤滑剤８にせん断応力が作用し、潤滑剤８のチキソトロピー性によりその粘度が低下することがある。また、密封装置１が設けられる周囲環境の熱によって、潤滑剤８の粘度が低下することがある。このような粘度の低下により潤滑剤８が移動しやすくなったとしても、密封装置１の隙間１０のうち内周側領域１２及び外周側領域１３に潤滑剤８が充填されていないため、潤滑剤８の粘度低下後、すぐに潤滑剤８が隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことがない。よって、潤滑剤８が隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことを抑制することができる。

このように、回転部材５と、隙間１０を介して回転部材５と対向する固定部材４と、隙間１０のうち、内周側領域１２及び外周側領域１３を除く領域に固定部材４と回転部材５との間を埋めるように充填される潤滑剤８とを備え、固定部材４の対向面４ａに、周方向に沿って形成される凹部６を有し、回転部材５の対向面５ａに、ラビリンス部１１を形成するように周方向に沿って凹部６と対向する位置に形成される凸部７を有する密封装置１にあっては、粘度の低下により潤滑剤８が移動しやすくなったとしても、密封装置１の隙間１０のうち内周側領域１２及び外周側領域１３に潤滑剤８が充填されていないため、潤滑剤８の粘度低下後、すぐに潤滑剤８が隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことがない。また、潤滑剤８が遠心力により外周側に移動したとしても、まずは外周側領域１３に移動するため、隙間１０に留まることができる。よって、潤滑剤８が隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことを抑制することができる。

さらに、実施の形態１における密封装置１にあっては、潤滑剤８が充填されない内周側領域１２及び外周側領域１３は、接触シール等により固定部材４と回転部材５との間が塞がれておらず、潤滑剤８は外気と接している。固定部材４と回転部材５との間を塞ぐ接触シール等が設けられている場合、回転部材５が回転することにより接触シール等が摩耗し、摩耗粉が発生することがある。異物である摩耗粉がハウジング３の内部に侵入すると、ハウジング３の内部の機器を故障させる恐れがある。一方で、実施の形態１における密封装置１にあっては、内周側領域１２に固定部材４と回転部材５との間を塞ぐ接触シール等が設けられておらず、潤滑剤８が外気と接している。そのため、接触シール等の摩耗粉が発生することがなく、摩耗粉によってハウジング３の内部の機器が故障することがない。また、実施の形態１における密封装置１にあっては、外周側領域１３に固定部材４と回転部材５との間を塞ぐ接触シール等が設けられておらず、潤滑剤８が外気と接している。そのため、接触シール等の摩耗粉が発生することがなく、摩耗粉によって密封装置１の外部にある他の機器が汚れることを防ぐことができる。

さらに、実施の形態１における密封装置１にあっては、潤滑剤８がラビリンス部１１の第２領域１１ｂに充填される。つまり、隙間１０のうち固定部材４の対向面４ａの凹部６と接する領域の一部に潤滑剤８が充填されており、隙間１０のうち凹部６と接する領域を除く領域には潤滑剤８が充填されていない。このような構成により、潤滑剤８が回転部材５と共に円運動をすることにより遠心力を受け、外周側に移動しようとしたとしても、凹部６の面６ｂによって潤滑剤８の外周側への移動が制限される。よって、潤滑剤８が隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことを抑制することができる。

以上、実施の形態１における密封装置１について説明した。以下に、実施の形態１における密封装置１の変形例を示す。

実施の形態１において、潤滑剤８がラビリンス部１１の第２領域１１ｂに充填される例について説明したが、隙間１０のうち内周側領域１２及び外周側領域１３を除く領域であれば、どのように潤滑剤８が充填されてもよい。例えば、図５に示すように、隙間１０のうち内周側領域１２及び外周側領域１３を除く全ての領域に潤滑剤８が充填されてもよい。このとき、内周側領域１２は、潤滑剤８が充填された領域の内周側の端部から固定部材４の内周側の端部までの領域となる。また、外周側領域１３は、潤滑剤８が充填された領域の外周側の端部から固定部材４及び回転部材５の外周側の端部までの領域となる。すなわち、内周側領域１２にはラビリンス部１１の第１領域１１ａは含まれず、外周側領域１３にはラビリンス部１１の第３領域１１ｃは含まれない。

実施の形態１において、内周側領域１２及び外周側領域１３に潤滑剤８が充填されない例について説明したが、内周側領域１２及び外周側領域１３のうち一方の領域に潤滑剤８が充填されなければ、他方の領域に潤滑剤８が充填されてもよい。内周側領域１２に潤滑剤８が充填されないことにより、潤滑剤８が内周側の隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことを抑制することができる。また、外周側領域１３に潤滑剤８が充填されないことにより、潤滑剤８が外周側の隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことを抑制することができる。

なお、隙間１０のうち凹部６と接する領域を除く領域に潤滑剤８が充填されていなければ、隙間１０のうち固定部材４の対向面４ａの凹部６と接する領域全体に潤滑剤８が充填されてもよい。このような構成であっても、凹部６の面６ｂによって潤滑剤８の外周側への移動を制限することができる。

実施の形態１において、固定部材４の対向面４ａに凹部６を形成し、回転部材５の対向面５ａに凸部７を形成する例について説明したが、固定部材４の対向面４ａに凸部７を形成し、回転部材５の対向面５ａに凹部６を形成してもよい。このように凹部６及び凸部７を形成しても、固定部材４と回転部材５とが隙間１０を介して対向したとき、隙間１０に蛇行した隙間であるラビリンス部１１が形成される。

実施の形態１において、ラビリンス部１１は、第１領域１１ａ、第２領域１１ｂ及び第３領域１１ｃの３つの領域から構成される例について説明したが、４つ以上の領域から構成されてもよい。例えば、図６に示すように、隙間幅の狭い領域と広い領域とが交互に並ぶ７つの領域から構成されてもよい。粉塵等の異物が外周側から隙間１０に侵入した場合に、隙間幅の広い領域を複数回にわたって通過させることで、異物の速さを漸次減少でき、異物がより内周側へ侵入することを抑制できる。

なお、ラビリンス部１１を構成する全ての領域の隙間幅は、均一であってもよい。

なお、図７に示すように、回転部材５の外周側の端部が固定部材４の外周側の端部より内周側にある場合、隙間１０は、固定部材４の内周側の端部から回転部材５の外周側の端部までの固定部材４と回転部材５とが離れている部分であり、外周側領域１３は、回転部材５の外周側の端部を含み、固定部材４の外周側の端部を含まない領域である。また、図８に示すように、固定部材４の外周側の端部が回転部材５の外周側の端部より内周側にある場合、隙間１０は、固定部材４の内周側の端部から固定部材４の外周側の端部までの固定部材４と回転部材５とが離れている部分であり、外周側領域１３は、固定部材４の外周側の端部を含み、回転部材５の外周側の端部を含まない領域である。

実施の形態１において、潤滑剤８が充填されない内周側領域１２及び外周側領域１３は接触シール等により固定部材４と回転部材５との間が塞がれておらず、潤滑剤８は外気と接している例について説明したが、内周側領域１２又は外周側領域１３のうち一方が接触シール等により固定部材４と回転部材５との間が塞がれており、他方が接触シール等により固定部材４と回転部材５との間が塞がれていなくてもよい。

以上のように構成された実施の形態１における密封装置１の変形例にあっても、粘度の低下により潤滑剤８が移動しやすくなったとしても、密封装置１の隙間１０のうち内周側領域１２又は外周側領域１３に潤滑剤８が充填されていないため、潤滑剤８の粘度低下後、すぐに潤滑剤８が隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことがない。また、潤滑剤８が遠心力により外周側に移動したとしても、まずは外周側領域１３に移動するため、隙間１０に留まることができる。よって、潤滑剤８が隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことを抑制することができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、隙間１０にさらに多孔質材２０が設けられる例について説明する。具体的には、ラビリンス部１１の第２領域１１ｂに多孔質材２０がさらに設けられる点で実施の形態１と異なるため、以下に相違点について説明する。

多孔質材２０は、潤滑剤８が含浸され、潤滑剤８を保持するものである。多孔質材２０は、例えば、海面質繊維からなる天然スポンジ、又は、メラミン樹脂若しくはポリウレタン等の合成樹脂からなる合成スポンジである。

図９に示すように、多孔質材２０は、隙間１０のうちラビリンス部１１の第２領域１１ｂに周方向に沿って設けられている。つまり、多孔質材２０は、固定部材４の対向面４ａの凹部６と接する領域に環状に連続して設けられている。また、多孔質材２０は、エポキシ樹脂又はアクリル樹脂等からなる接着剤により固定部材４に接着され、固定されている。このとき、多孔質材２０は、対向面４ａの凹部６と接触しているが、回転部材５の対向面５ａとは接触していない。

ラビリンス部１１の第２領域１１ｂに充填される潤滑剤８のうち、多孔質材２０に含浸されず保持されなかった潤滑剤８は、鉛直方向において多孔質材２０より回転部材５側に、多孔質材２０と回転部材５との間を埋めるように充填される。このとき、潤滑剤８は外気と接している。

このように構成された実施の形態２に示された多孔質材２０を備える密封装置１にあっては、多孔質材２０によって潤滑剤８が保持されるため、潤滑剤８の蒸発を抑制することができる。

さらに、実施の形態２における密封装置１にあっては、多孔質材２０に含浸されず保持されなかった潤滑剤８がラビリンス部１１の第２領域１１ｂに多孔質材２０と回転部材５との間を埋めるように充填される。このような構成により、潤滑剤８が回転部材５と共に円運動をすることにより遠心力を受け、外周側に移動しようとしたとしても、凹部６の面６ｂによって潤滑剤８の外周側への移動が制限される。よって、潤滑剤８が隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことを抑制することができる。

さらに、実施の形態２における密封装置１にあっては、多孔質材２０が対向面４ａの凹部６と接触しているが、回転部材５の対向面５ａとは接触していない。そのため、回転部材５の回転時に多孔質材２０と回転部材５との間に摩擦が生じることがない。よって、回転部材５の回転を阻害することなく、潤滑剤８が隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことを抑制することができる。

なお、多孔質材２０は、接着剤により固定部材４に接着されなくてもよい。

なお、多孔質材２０が固定部材４に固定される例について説明したが、回転部材５に固定されてもよい。また、回転部材５に固定される場合、多孔質材２０は固定部材４に接触しない。

なお、多孔質材２０は、断続して設けられていてもよい。

なお、多孔質材２０が隙間１０のうちラビリンス部１１の第２領域１１ｂに設けられる例について説明したが、図１０に示すように、固定部材４の対向面４ａを覆うように多孔質材２１を設けてもよい。このように多孔質材２１を設けた場合、内周側領域１２及び外周側領域１３における多孔質材２１と回転部材５との間隔が、多孔質材２１が設けられていないときの内周側領域１２及び外周側領域１３における固定部材４と回転部材５との間隔と比べて狭くなる。そのため、粉塵等の異物が外周側から隙間１０に侵入しにくくなる。また、異物が外周側から浸入したとしても、内周側領域１２の多孔質材２１と回転部材５との間隔が狭いため、異物がより内周側へ侵入することを抑制できる。

なお、多孔質材２０が隙間１０のうちラビリンス部１１の第２領域１１ｂに設けられる例について説明したが、図１１に示すように、内周側領域１２に多孔質材２２ａを設け、外周側領域１３に多孔質材２２ｂを設けてもよい。この場合、予め多孔質材２２ａ、２２ｂに潤滑剤８を含浸させないほうが好ましい。このように多孔質材２２ａ、２２ｂを設けた場合、潤滑剤８の粘度が低下して、内周側領域１２又は外周側領域１３に移動したとしても、多孔質材２２ａ、２２ｂにより潤滑剤８が保持される。そのため、潤滑剤８が隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことを抑制することができる。また、潤滑剤８が遠心力により、外周側に移動したとしても、多孔質材２２ｂにより潤滑剤８が保持されるため、潤滑剤８が隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことを抑制することができる。

実施の形態３．
実施の形態３における密封装置１は、内周側領域１２における固定部材の対向面４ａ及び回転部材５の対向面５ａ、並びに、外周側領域１３における固定部材の対向面４ａ及び回転部材５の対向面５ａを撥油性の膜９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄによりコーティングしたものである。つまり、膜９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを有する点で実施の形態１と異なるため、以下に相違点について説明する。

膜９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは、潤滑剤８を弾く性質を有するものである。例えば、潤滑剤８が潤滑油又はグリースである場合、撥油性を有するポリテトラフルオロエチレン又はエチレンテトラフルオロエチレンコポリマー等のフッ素樹脂を膜９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄとして用いることができる。また、潤滑剤８が高分子化合物を含む親水性の液体、又は当該液体にシリカ等を混合した混合物である場合、撥水性を有するフッ素樹脂を膜９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄとして用いることができる。

図１２に示すように、内周側領域１２における固定部材４の対向面４ａには、膜９ａがコーティングされる。外周側領域１３における固定部材４の対向面４ａには、膜９ｂがコーティングされる。内周側領域１２における回転部材５の対向面５ａには、膜９ｃがコーティングされる。外周側領域１３における回転部材５の対向面５ａには、膜９ｄがコーティングされる。以下、膜９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを区別して説明しない場合は、膜９と称する。

固定部材４の対向面４ａ及び回転部材５の対向面５ａは、周方向に沿って膜９がコーティングされている。すなわち、環状に連続して膜９がコーティングされている。このように膜９をコーティングすることで、潤滑剤８と接する対向面４ａの凹部６よりも撥油性を付与することができる。

膜９は、内周側領域１２における対向面４ａ及び対向面５ａ、並びに、外周側領域１３における対向面４ａ及び対向面５ａの一部を覆うようにコーティングされる。固定部材４の外周側の端部を含むように膜９ｂをコーティングすると好ましい。また、回転部材５の外周側の端部を含むように膜９ｄをコーティングすると好ましい。

このように構成された実施の形態３に示された密封装置１にあっては、潤滑剤８の粘度が低下して、内周側領域１２又は外周側領域１３に移動したとしても、膜９により潤滑剤８が弾かれるため、さらに内周側又は外周側に移動することを抑制することができる。よって、潤滑剤８が隙間１０から密封装置１の外部へ漏れ出すことを抑制することができる。

固定部材４の外周側の端部及び回転部材５の外周側の端部を含むように撥油性を有する膜９ｂ、９ｄをコーティングすることで、切削油等の油が外周側から隙間１０に浸入しようとしたとしても、膜９ｂ、９ｄにより弾かれる。そのため、油が外周側から隙間１０に侵入しにくくなる。

また、固定部材４の外周側の端部及び回転部材５の外周側の端部を含むように撥水性を有する膜９をコーティングすることで、水が外周側から隙間１０に浸入しようとしたとしても、膜９ｂ、９ｄにより弾かれる。そのため、水が外周側から隙間１０に侵入しにくくなる。

また、フッ素樹脂及びグリセリン脂肪酸エステル等の帯電防止剤からなる帯電防止フッ素樹脂を膜９として用いることもできる。帯電防止フッ素樹脂を膜９として用いることで、塵埃が膜９に付着しにくくなる。そのため、塵埃が外周側から隙間１０に侵入したとしても、膜９により塵埃が付着せずに弾かれて、隙間１０に侵入しにくくなる。

なお、膜９を環状に断続的にコーティングしてもよい。また、潤滑剤８が充填されない内周側領域１２における対向面４ａ及び対向面５ａ、並びに、潤滑剤８が充填されない外周側領域１３における対向面４ａ及び対向面５ａを全て覆うように膜９をコーティングしてもよい。

なお、固定部材４の対向面４ａ及び回転部材５の対向面５ａのうちいずれか一方に膜９をコーティングしてもよく、膜９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄのうちいずれか１つをコーティングしてもよい。

実施の形態１から３で説明した密封装置１は、三相モータ又は主軸モータ等のモータに適用することができる。モータに密封装置１を適用する場合、モータの回転軸が回転軸２に相当し、モータのハウジングがハウジング３に相当する。モータに密封装置１を適用することで、ハウジング内への異物の侵入を抑制する。そして、潤滑剤８が固定部材４と回転部材５と間にある隙間１０から外部へ漏れ出すことを抑制することができる。

また、実施の形態１から３で説明した密封装置１は、垂直多関節形ロボット又は水平多関節形ロボット等の産業用ロボットに適用することができる。以下に、密封装置１を産業用ロボットである水平多関節形ロボット３０に適用させる例について説明する。後述する水平多関節形ロボット３０の回転軸３５が回転軸２に相当し、後述する基軸部３１がハウジング３に相当する。

図１３に、水平多関節形ロボット３０の斜視図を示す。水平多関節形ロボット３０は、基軸部３１を備える。回転軸３５は、基軸部３１から突出するように設けられている。基軸部３１は、後述する第１のアーム３２を回転軸３５を中心に回転させる。

第１のアーム３２の一端は、回転軸３５に固定されている。回転軸３５が回転することで、第１のアーム３２が回転する。第２のアーム３３の一端は、第１のアーム３２の他端に支持されている。第２のアームは、軸Ｐを中心に回転する。シャフト３４は、第２のアーム３３の他端に設けられ、軸Ｐと平行方向に突出している。シャフト３４は、軸Ｐと平行方向に上下に移動する。

密封装置１は、基軸部３１と第１のアーム３２との間に設けられる。固定部材４は、基軸部３１に固定され、回転部材５は、回転軸３５に固定される。固定部材４と回転部材５とは、回転軸３５が設けられる内周側からその反対の外周側まで連通する隙間を介して対向している。

このように水平多関節形ロボット３０に密封装置１を適用することで、基軸部３１内又は第１のアーム３２内への異物の侵入を抑制する。そして、潤滑剤８が固定部材４と回転部材５と間にある隙間１０から外部へ漏れ出すことを抑制することができる。

なお、密封装置１をモータ又は産業用ロボット等に適用する場合には、固定部材４とハウジング３とを一体に形成し、回転部材５と回転軸３５とを一体に形成してもよい。

１ 密封装置、２ 回転軸、３ ハウジング、４ 固定部材、５ 回転部材、６ 凹部、７ 凸部、８ 潤滑剤、９ 膜、１０ 隙間、１１ ラビリンス部、１２ 内周側領域、１３ 外周側領域、２０、２１、２２ａ、２２ｂ 多孔質材、３０ 水平多関節形ロボット、３１ 基軸部、３５ 回転軸

Claims (4)

1. 回転軸の周囲に固定される円環状の回転部材と、
   前記回転軸が設けられる内周側からその反対の外周側まで連通する隙間を介して前記回転部材と対向する円環状の固定部材と、
   前記隙間のうち、前記固定部材の前記内周側の端部を含む領域である内周側領域を除く領域、又は、前記回転部材及び前記固定部材のうち少なくとも一方の前記外周側の端部を含む領域である外周側領域を除く領域に、前記固定部材と前記回転部材との間を埋めるように充填される充填材と
   を備え、
   前記固定部材及び前記回転部材のうちの一方は、他方と対向する対向面に、前記固定部材及び前記回転部材の周方向に沿って形成される凹部を有し、
   前記他方は、前記一方と対向する対向面に、蛇行した前記隙間であるラビリンス部を形成するように前記凹部と対向する位置に前記周方向に沿って形成される凸部を有し、
   前記隙間に設けられ、前記充填材を保持する多孔質材
   を備える密封装置。
2. 前記多孔質材は、前記回転部材及び前記固定部材のうちいずれか一方と接触しない
   請求項１に記載の密封装置。
3. ハウジングと、
   前記ハウジングから突出する回転軸と、
   前記回転軸の周囲に固定される円環状の回転部材と、
   前記ハウジングに固定され、前記回転軸が設けられる内周側からその反対の外周側まで連通する隙間を介して前記回転部材と対向する円環状の固定部材と、
   前記隙間のうち、前記固定部材の前記内周側の端部を含む領域である内周側領域を除く領域、又は、前記回転部材及び前記固定部材のうち少なくとも一方の前記外周側の端部を含む領域である外周側領域を除く領域に、前記固定部材と前記回転部材との間を埋めるように充填される充填材と
   を備え、
   前記固定部材及び前記回転部材のうちの一方は、他方と対向する対向面に、前記固定部材及び前記回転部材の周方向に沿って形成される凹部を有し、
   前記他方は、前記一方と対向する対向面に、蛇行した前記隙間であるラビリンス部を形成するように前記凹部と対向する位置に前記周方向に沿って形成される凸部を有し、
   前記隙間に設けられ、前記充填材を保持する多孔質材を備える産業用ロボット。
4. 前記多孔質材は、前記回転部材及び前記固定部材のうちいずれか一方と接触しない
   請求項３に記載の産業用ロボット。

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