JPWO2019239891A1 - 密封装置及び密封装置による密封方法 - Google Patents

Abstract

低速で回転する軸に対するシール性能を向上させることができる密封装置を提供する。密封装置（１）のシールリップ（２１）は、密封対象物側に面する軸線ｘ周りに環状の面である密封側面（２２）と、密封側面（２２）に内周側の縁において接続する、外部側に面する軸線ｘ周りに環状の面である外部側面（２３）とを有している。密封側面（２２）は、密封装置（１）の取付対象への取付状態においてシールリップ（２１）が軸に当接して、軸線ｘに直交する面よりも外部側に傾斜して延びるように形成されている。

Description

本発明は、密封装置及び密封装置による密封方法に関し、特に、減速装置に用いられる密封装置及び密封装置による密封方法に関する。

組み立て作業を行う産業用ロボットのような産業機械には、関節部を介してリンクが接続されて駆動アームが形成されているものがある。関節部にはリンクを駆動するための駆動機構が設けられており、例えば、モータ等の出力源からの入力を減速して出力する減速装置が設けられている。減速装置は、多数の歯車や軸受等の駆動部材を有しており、関節部には、減速装置の駆動部材の滑らかな駆動や摩耗防止のためにグリース等の潤滑剤が封入されている。関節部に潤滑剤を封入するために、従来から密封装置が用いられている。

このような減速装置の密封装置には、内周側にシールリップが形成された環状の弾性体部を有しており、関節部のハウジングに形成された貫通孔に挿入された出力軸としてのシャフトとこの貫通孔との間の環状の隙間の密封を図るものがある（例えば、特許文献１参照）。このような密封装置はハウジングの貫通孔に嵌着され、弾性体部が貫通孔に接触して貫通孔と密封装置との間の密封を図り、シールリップがシャフトに接触してシャフトと密封装置との間の密封を図っている。

特開２０１１−８９６０９号公報

上述のような産業機械の関節部におけるシャフトは低速で回転するため、減速装置の密封装置においては、内燃機械のオイルシールのように高速で回転するシャフトに用いられるオイルシール等とは異なり、ポンプ作用によるシール効果が得られない。このため、上述の減速装置の密封装置においては、シールリップの緊迫力を高めてシール性能を高めていたが、グリースを長時間封止することができず、シールリップとシャフトとの間からのグリースの漏れが発生する場合があった。

このように、産業機械の関節部の減速装置等の低速で回転するシャフトに用いられる密封装置に対しては、シール性能を向上させることができる構造が求められていた。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、低速で回転する軸に対するシール性能を向上させることができる密封装置及び密封装置による密封方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、取付対象において貫通孔と該貫通孔に挿通される両方向に回転する軸との間の密封を図るための密封装置であって、軸線周りに環状の補強環と、前記補強環に取り付けられている前記軸線周りに環状の弾性体から形成された弾性体部とを備え、前記弾性体部は、前記軸線に沿って延びる、前記軸に該軸が摺動可能に当接する環状のシールリップを有しており、前記シールリップは、密封対象物側に面する軸線周りに環状の面である密封側面と、該密封側面に内周側の縁において接続する、前記密封対象物側とは反対側の外部側に面する軸線周りに環状の面である外部側面とを有しており、前記密封側面は、取付状態において前記シールリップが前記軸に当接した際、又は使用状態において前記取付対象内の潤滑剤が前記軸に当接した前記シールリップを押圧した際、前記軸線に直交する面に平行に延びるように、又は前記軸線に直交する面よりも外部側に傾斜して延びるように形成されていることを特徴とする。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記密封側面は、前記軸線に直交する面に平行に、又は前記軸線に直交する面よりも外部側に傾斜して、延びている。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記密封側面は、前記軸線に直交する面よりも前記密封対象物側に傾斜して延びている。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記密封側面は、前記軸線に対して、６０°以上９０°未満の角度をなしている。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記密封側面は、平坦な面、又は前記密封対象物側から前記外部側に向かって拡径する面である。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記密封側面は、前記外部側から前記密封対象物側に向かって拡径する面である。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記シールリップを前記軸線に向かう方向に押すガータスプリングを備え、前記シールリップは、前記密封側面及び前記外部側面に背向する位置に環状の内周側に凹む溝である収容溝を有しており、前記ガータスプリングは、前記収容溝に収容されている。

上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置による密封方法は、取付対象における貫通孔と該貫通孔に挿通される両方向に回転する軸との間の密封を図るための密封装置であって、該密封装置は、軸線周りに環状の補強環と、前記補強環に取り付けられている前記軸線周りに環状の弾性体から形成された弾性体部とを備え、前記密封装置において、前記弾性体部は、前記軸線に沿って延びる、前記軸に該軸が摺動可能に当接する環状のシールリップを有しており、前記シールリップは、密封対象物側に面する軸線周りに環状の面である密封側面と、該密封側面に内周側の縁において接続する、前記密封対象物側とは反対側の外部側に面する軸線周りに環状の面である外部側面とを有している、密封装置による密封対象物の密封方法であって、前記密封装置を前記貫通孔に嵌着させて前記シールリップを前記軸に当接させた際に、又は使用状態において前記取付対象内の潤滑剤が前記軸に当接した前記シールリップを押圧した際に、前記密封側面を前記軸線に直交する面に平行に延びるようにする、又は前記密封側面を前記軸線に直交する面よりも外部側に傾斜して延びるようにすることを特徴とする。

本発明に係る密封装置及び密封装置による密封方法によれば、低速で回転する軸に対するシール性能を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示すための、軸線に沿う断面における断面図である。 図１に示す密封装置の部分拡大断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の取付状態を示すための部分拡大断面図である。 図３に示すよう取付状態における密封装置のシールリップの密封側面の近傍を拡大して示す部分拡大断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の密封側面の変形例を示す軸線に沿う断面における密封装置の部分拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示すための、軸線に沿う断面における部分拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る密封装置の第１の取付状態を示すための部分拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る密封装置の第２の取付状態を示すための部分拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る密封装置の第３の取付状態を示すための部分拡大断面図である。 図８に示す第２の取付状態の密封装置の使用状態における作用を説明するための、使用状態における密封装置のシールリップの密封側面の近傍を拡大して示す部分拡大断面図である。 図９に示す第３の取付状態の密封装置の使用状態における作用を説明するための、使用状態における密封装置のシールリップの密封側面の近傍を拡大して示す部分拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１の概略構成を示すための、軸線ｘ沿う断面における断面図であり、図２は、密封装置１の部分拡大断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１は、互いに相対回転する、貫通孔とこの貫通孔に挿通される両方向に回転する軸との間を密封するために用いられる。密封装置１は、例えば、ロボットの関節部において、減速装置に用いられている潤滑剤の封止のために用いられる。密封装置１は、後述するように、ロボットの関節部において、ハウジングの貫通孔とこのハウジングの貫通孔を通る減速装置の出力軸との間の隙間を密閉するために用いられる。密封装置１の適用対象（取付対象）はこの具体例に限られず、種々の機械において回転する部材の密封装置として適用することができる。

以下、説明の便宜上、軸線ｘ方向において矢印ａ（図１参照）方向を外部側（以下、「外側」ともいう。）とし、軸線ｘ方向において矢印ｂ（図１参照）方向を密封対象物側（以下、「内側」ともいう。）とする。外側とは適用対象の外部に面する側であり、内側とは適用対象の内部に面する側である。より具体的には、外側とは、ロボットの関節部においてハウジングの外部に面する側であり、大気側であり、内側とは、ロボットの関節部においてハウジングの内部に面する側である。また、軸線ｘに垂直な方向（以下、「径方向」ともいう。）において、軸線ｘから離れる方向（図１の矢印ｃ方向）を外周側とし、軸線ｘに近づく方向（図１の矢印ｄ方向）を内周側とする。

密封装置１は、軸線ｘ周りに環状の補強環１０と、補強環１０に取り付けられている軸線ｘ周りに環状の弾性体から形成された弾性体部２０とを備えている。弾性体部２０は、軸線ｘに沿って延びる、取付対象の軸にこの軸が摺動可能に当接する環状のシールリップ２１を有している。シールリップ２１は、密封対象物側（内側）に面する軸線ｘ周りに環状の面である密封側面２２と、密封側面２２に内周側の縁において接続する、密封対象物側（内側）とは反対側の外部側（外側）に面する軸線ｘ周りに環状の面である外部側面２３とを有している。密封側面２２は、後述する密封装置１の取付対象への取付状態においてシールリップ２１が軸に当接して、軸線ｘに直交する面よりも外部側に傾斜して延びるように形成されている。以下、密封装置１の構造を具体的に説明する。

補強環１０は、図１に示すように、軸線ｘを中心又は略中心とする環状の金属製の部材であり、軸線ｘに沿う断面（以下、単に「断面」ともいう。）の形状がＬ字状又は略Ｌ字状の形状を呈している。補強環１０は、例えば、軸線ｘ方向に延びる円筒状又は略円筒状の部分である円筒部１１と、円筒部１１の外側の端部から内周側に向かって延びる中空円盤状の部分である円盤部１２とを有している。円筒部１１は、後述するように、ロボットの関節部のハウジングに形成された貫通孔の内周面に密封装置１が嵌合可能となるように形成されており、図示の形態のように弾性体部２０の部分を介して貫通孔の内周面に接触して嵌合可能となっていてもよく、また、直接貫通孔の内周面に接触して嵌合可能となっていてもよい。

弾性体部２０は、図１に示すように、補強環１０に取り付けられており、本実施の形態においては補強環１０全体を覆うように補強環１０と一体的に形成されている。弾性体部２０は、上述のように、シールリップ２１を有している。また、弾性体部２０は、環状のリップ腰部２５と、環状のダストリップ２６とを有している。リップ腰部２５は、弾性体部２０において、補強環１０の円盤部１２の内周側の端部近傍に位置する部分である。ダストリップ２６は、シールリップ２１よりも外側（矢印ａ方向側）に設けられており軸線ｘに向かって延びる環状のリップである。シールリップ２１は、後述するように、取付対象の軸にこの軸が摺動可能に当接するように形成されており、ダストリップ２６は、軸にこの軸が摺動可能に当接するように形成されている。

シールリップ２１は、具体的には、図１に示すように、リップ腰部２５から内側に向かって延びる部分であり、軸線ｘを中心又は略中心とする環状の部分であり、補強環１０の円筒部１１に対向して形成されている。シールリップ２１は、内側の端部に、断面形状が内周側に向かって凸の楔形状の環状のリップ先端部２１ａを有している。リップ先端部２１ａは、取付対象の軸に接触してこの軸と密封装置１との間の密閉を図る部分であり、密封側面２２と外部側面２３とによって画成されている部分である。また、シールリップ２１の外周側には、密封側面２２及び外部側面２３に背向する位置に、つまりリップ先端部２１ａに背向する位置に、密封装置１の備えるガータスプリング３０が嵌着されている。ガータスプリング３０は、シールリップ２１を、具体的にはリップ先端部２１ａを軸線ｘに向かう方向に押して、リップ先端部２１ａに軸に対する所定の大きさの緊迫力を与える。シールリップ２１は、密封側面２２及び外部側面２３に背向する位置に、つまりリップ先端部２１ａに背向する位置に、環状の内周側に凹む溝である収容溝２１ｂを有しており、ガータスプリング３０は、この収容溝２１に収容されている。

シールリップ２１において、密封側面２２及び外部側面２３は、上述のように、リップ先端部２１ａを画成する部分であり、密封側面２２及び外部側面２３は、内周側の縁において互いに接続しており、この接続する部分に、取付対象の軸に接触する部分であるリップ先端２４を形成している。密封側面２２は、図１，２に示すように、密封対象物側（内側）に面する面であり、軸線ｘに直交する面（平面ｐ）上に延びる円環状の平面である。つまり、密封側面２２は平面ｐと平行に延びており、密封側面２２と軸線ｘのなす角度は９０°となっている。外部側面２３は、図１，２に示すように、密封側面２２の内周側の縁（リップ先端２４）から外側に軸線ｘに対して斜めに延びる環状の面であり、軸線ｘに沿って外側に向かうに連れて拡径している。外部側面２３は、例えば円錐面状又は略円錐面状の面である。外部側面２３は、軸線ｘに沿って外側に向かうに連れて拡径している曲面であってもよく、他の上述のように拡径する面であってもよい。

ダストリップ２６は、リップ腰部２５から外側に軸線ｘに向かって延びており、具体的には、図１，２に示すように、リップ腰部２５から外側且つ内周側の方向に延出している。ダストリップ２６により、外側からリップ先端部２１ａ方向への、泥水や砂、ダスト等の異物の侵入の防止が図られている。ダストリップ２６は、軸に当接せずに近接するようになっていてもよい。

また、弾性体部２０は、ガスケット部２７と、後方カバー部２８と、ライニング部２９とを有している。ガスケット部２７は、弾性体部２０において、補強環１０の円筒部１１を外周側から覆っている部分であり、後述するように、取付対象において軸が挿通される貫通孔に密封装置１が圧入された際に、この貫通孔と補強環１０の円筒部１１との間において径方向に圧縮されて、径方向に向かう力である嵌合力が所定の大きさ発生するように、径方向の厚さが設定されている。後方カバー部２８は、補強環１０の円盤部１２を外側から覆っている部分であり、ライニング部２９は、補強環１０を内側及び内周側から覆っている部分である。

なお、弾性体部２０は弾性材から一体に形成されており、シールリップ２１、リップ腰部２５、ダストリップ２６、ガスケット部２７、後方カバー部２８、及びライニング部２９は、弾性材から一体に形成された弾性体部２０の各部分である。

補強環１０の金属材としては、例えば、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）がある。また、弾性体部２０の弾性体としては、例えば、各種ゴム材がある。各種ゴム材としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムである。補強環１０は、例えばプレス加工や鍛造によって製造され、弾性体部２０は成形型を用いて架橋（加硫）成型によって成形される。この架橋成型の際に、補強環１０は成形型の中に配置されており、弾性体部２０が架橋接着により補強環１０に接着され、弾性体部２０が補強環１０と一体的に成形される。

次いで、上述の構成を有する密封装置１の作用について説明する。図３は、取付対象の一例であるロボットの関節部５０に取り付けられた取付状態における密封装置１を示すための図であり、関節部５０の密封装置１近傍を拡大して示す軸線ｘに沿う部分拡大断面図である。取付対象のロボットは、例えば産業用のロボットであり、関節部によってアームを構成するリンクを回動して作業を行う。密封装置１は、関節部５０のハウジング５１に形成された貫通孔５２と、貫通孔５２を貫通する軸としての出力軸５３との間の環状の空間を密封するために貫通孔５２に嵌着されている。出力軸５３は、図示しない関節部５０の減速装置の出力軸であり、貫通孔５２からハウジング５１の外側に突出しており、図示しないリンクに接続している。出力軸５３は、減速装置によって減速された力をリンクに伝達する。減速装置は、多数の歯車や軸受等の駆動部材から構成されており、減速装置の駆動部材の滑らかな駆動や摩耗防止のために駆動部材にはグリース等の潤滑剤が適用されている。密封装置１は、ハウジング５１内にグリースを封止している。関節部５０は公知の構成を有しており、その構成の詳細な説明は省略する。

密封装置１は、図３に示すように、取付状態において関節部５０のハウジング５１に形成された貫通孔５２に嵌着されている。貫通孔５２には減速装置の出力軸５３が回動自在に挿通されている。なお、出力軸５３は、減速装置の制御により、軸線ｘ周りに両方向に回転する。また、出力軸５３は、車両のエンジンやトランスミッション、アクスルのように高速では回転せず、低速で回転する。出力軸５３の周速は、例えば、２ｍ／秒以下である。

ハウジング５１の貫通孔５２において、出力軸５３の外周面５３ａと貫通孔５２の内周面５２ａとの間は、密封装置１によって密封が図られている。具体的には、密封装置１は貫通孔５２に嵌合されて、補強環１０の円筒部１１と貫通孔５２の内周面５２ａとの間で弾性体部２０のガスケット部２７が圧縮されてガスケット部２７が貫通孔５２の内周面５２ａに密着し、外周側において密封装置１と貫通孔５２との間の密封が図られている。また、弾性体部２０のシールリップ２１のリップ先端部２１ａが、出力軸５３の外周面５３ａに出力軸５３が摺動可能に当接している。シールリップ２１は、リップ先端部２１ａにおいて所定の締め代で出力軸５３の外周面５３ａに接触するように形成されている。また、ガータスプリング３０の緊迫力によって、出力軸５３に接触しているリップ先端部２１ａは、外周面５３ａに押し付けられている。

取付状態においては、上述のように、シールリップ２１のリップ先端部２１ａが出力軸５３の外周面５３ａに所定の締め代で接触しており、シールリップ２１は変形又は移動し、図３に示すように、密封側面２２は外側に傾き、密封側面２２は、軸線ｘに直交する平面ｐに対して外側に傾斜して延びた状態となる。つまり、図３に示すように、リップ先端２４に接触する平面ｐに外側から密封側面２２が対向し、リップ先端２４に接触する平面ｐと密封側面２２との間に角度（傾斜角θ）が形成される。傾斜角θは０よりも大きい値となる。例えば、シールリップ２１が、リップ腰部２５に対して傾くことにより、又はリップ腰部２５の近傍の部分において変形することにより、密封側面２２は傾く。

上述のように、密封装置１においては、リップ先端部２１ａが出力軸５３の外周面５３ａに所定の締め代で接触し、また、ガータスプリング３０によってリップ先端部２１ａが外周面５３ａに押し付けられ、これにより、内周側において密封装置１と出力軸５３との間の密封が図られており、ハウジング５１の内部に貯留されたグリースが外部に漏れ出ることの防止が図られている。

また、ダストリップ２６は、その先端縁が出力軸５３の外周面５３ａに出力軸５３が摺動可能に当接しており、ハウジング５１の外部から異物が内部に侵入することを抑制している。ダストリップ２６は、出力軸５３に当接していなくてもよい。

従来の密封装置も、上述のリップ先端部２１ａと同様に、シールリップが出力軸に接触し、また、ガータスプリングによって出力軸に押し付けられて、グリースの外部への漏れの防止が図られているが、出力軸の回転速度が低く、また、関節部の減速装置の駆動部材の運動によってグリースが押されるため、グリースがシールリップを超えて外部に漏れ出すことがあった。これに対して、密封装置１においては、図３に示すように、取付状態において、密封側面２２が平面ｐに対して傾斜角θで外側に傾いている。このため、図４に拡大して示すように、減速装置によって押されたグリースがシールリップ２１の密封側面２２に接触し、密封側面２２を流動圧力Ｆの力で押すが、流動圧力Ｆは密封側面２２に直交する方向に掛かる力であり、径方向において内周側に向かう分力（押付力Ｆｘ）を発生している。この押付力Ｆｘによって密封側面２２は内周側に押され、リップ先端部２１ａは出力軸５３の外周面５３ａに押し付けられる。この押付力Ｆｘがリップ先端部２１ａに加わることにより、リップ先端部２１ａは、従来の密封装置のシールリップよりも強い力で出力軸５３の外周面５３ａに押し付けられ、このため、グリースの漏れがより抑制される。

このように、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１によれば、低速で回転する出力軸５３に対するシール性能を向上させることができる。

また、シールリップ２１（リップ先端部２１ａ）を出力軸５３に当接させた際、密封側面２２を軸線ｘに直交する面（平面ｐ）に対して外部側に傾斜して延びるようにする上述の本発明の実施の形態に係る密封装置１による密封方法によれば、低速で回転する出力軸５３に対するシール性能を向上させることができる。

図５は、上述の本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１の密封側面２２の変形例を示す軸線ｘに沿う断面における密封装置１の部分拡大断面図である。図５に示すように、密封側面２２は、軸線ｘに直交する平面ｐに沿って延びておらず、平面ｐから外側に傾いて延びる面であってもよい。図示の例においては、密封側面２２は、平面ｐから外側に所定の角度（α°）傾いている。αは０より大きい値である。本変形例においては密封側面２２は、軸線ｘ方向において外側に向かうに連れて拡径しており、例えば、円錐面又は略円錐面であり、その他の曲面である。図５に示す断面において、密封側面２２は、軸線ｘに直交する線（平面ｐの描く線）に対して外側に傾斜する直線を描くものでなくてもよく、軸線ｘに直交する線に対して外側に傾斜する曲線を描くものであってもよく、直線と曲線とが組み合わさった線を描くものであってもよい。本変形例に係る密封側面２２を有する密封装置１も、取付状態において上述の密封装置１と同様に作用し、グリースの押付力Ｆｘがリップ先端部２１ａに加わるようにすることができ、同様の効果を奏することができる。

次いで、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２について説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２の概略構成を示すための、軸線ｘに沿う断面における部分拡大断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２は、上述の本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１に対して、密封側面の構造が異なる。以下、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２について、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１と同一又は同様の機能を有する構成については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。

図６に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２は、密封装置１の密封側面２２に変えて密封側面４０を有している。密封側面４０は、軸線ｘに直交する平面ｐに対して密封対象物側（内側）に傾斜して延びている。また、密封側面４０は、取付状態において、又は使用状態においてシールリップ２１が取付対象内のグリースによって押圧されて、平面ｐに対して外側に傾いて延びるようになっている。密封側面４０は、取付状態において、又は使用状態においてシールリップ２１が取付対象内のグリースによって押圧されて、平面ｐに対して平行に延びるようになっていてもよい。

具体的には、図６に示すように、密封側面４０は、リップ先端２４を通る平面ｐに対して、内側（矢印ｂ方向側）に所定の角度（角度β）で傾斜して延びている。例えば、密封側面４０は、リップ先端２４を通る平面ｐに対して角度βで傾斜している部分である傾斜部４１と、傾斜部４１の外周側の縁から延びる外周部４２とを有している。図６に示す断面において、密封側面４０の傾斜部４１は、軸線ｘに直交する線（平面ｐの描く線）に対して内側に傾斜する直線を描くものでなくてもよく、軸線ｘに直交する線に対して内側に傾斜する曲線を描くものであってもよく、直線と曲線とが組み合わさった線を描くものであってもよい。傾斜部４１は、円錐面状又は略円錐面状の軸線ｘ周りに環状の面であり、平面ｐに対して内側に角度β傾いている。外周部４２は、中空円盤状の軸線ｘ周りに環状の面であり、平面ｐに沿って又は平面ｐに対して傾斜して延びている。外周部４２は、平面であってもよく、曲面であってもよい。密封側面４０は、外周部４２を有しておらず、傾斜部４１のみによって形成されていてもよい。

傾斜部４１の角度βは、６０°以上９０°より小さい値（６０°≦β＜９０°）に設定されている。角度βが６０°≦β＜９０°であれば、取付状態において、密封側面４０の傾斜部４１を、上述の密封装置１の密封側面２２と同様に、平面ｐよりも外側に傾斜するようにすることができ、又は平面ｐと平行になるようにすることができる。また、取付状態において、密封側面４０の傾斜部４１が、平面ｐよりも外側に傾斜せず、又は平面ｐと平行にならなくても、角度βが６０°≦β＜９０°であれば、使用状態において内側に傾く密封側面４０の傾斜部４１がグリースに押されて、傾斜部４１が、平面ｐよりも外側に傾斜し、又は平面ｐと平行になるようにできる。上述のようにできる角度βであれば、傾斜部４１の角度βは６０°≦β＜９０°に限られない。

次いで、上述の構成を有する密封装置２の作用について説明する。図７〜９は、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２の夫々の取付状態を示すための部分拡大断面図である。密封装置２が上述の密封装置１と同様にロボットの関節部５０に取り付けられた取付状態において、図７に示すように、シールリップ２１のリップ先端部２１ａは出力軸５３の外周面５３ａに所定の締め代で接触しており、シールリップ２１は変形又は移動し、密封側面４０の傾斜部４１は図６に示す自由状態の位置から外側に傾く。密封側面４０の傾斜部４１は、自由状態における傾斜部４１の角度βの値に応じて、第１の取付状態、第２の取付状態、及び第３の取付状態の３つの取付状態となり得る。

具体的には、図７に示すように、第１の取付状態において密封側面４０の傾斜部４１は、軸線ｘに直交する平面ｐよりも外側に傾斜して延びた状態となる。つまり、図７に示すように、リップ先端２４に接触する平面ｐに外側から傾斜部４１が対向し、リップ先端２４に接触する平面ｐと傾斜部４１との間に角度（傾斜角θ）が形成される。傾斜角θは０よりも大きい値となる。

このように、第１の取付状態となる密封装置２においては、図７に示すように、上述の取付状態における密封装置１と同様に、密封側面４０の傾斜部４１が平面ｐに対して傾斜角θで外側に傾いている。このため、密封装置１と同様に（図４参照）、使用状態において減速装置によって押されたグリースがシールリップ２１の密封側面４０の傾斜部４１に接触し、傾斜部４１を傾斜部４１に直交する方向の流動圧力Ｆの力で押す。この流動圧力Ｆにより、径方向内周側に向かう分力である押付力Ｆｘが発生し、この押付力Ｆｘによってリップ先端部２１ａは出力軸５３の外周面５３ａに押し付けられる。この押付力Ｆｘがリップ先端部２１ａに加わることにより、リップ先端部２１ａは、従来のシールリップよりも強い力で出力軸５３の外周面５３ａに押し付けられ、このため、グリースの漏れがより抑制される。

また、図８に示すように、第２の取付状態において密封側面４０の傾斜部４１は、軸線ｘに直交する平面ｐに平行に延びた状態となる。つまり、図８に示すように、傾斜部４１の軸線ｘに対する傾斜角θは０°となる。

また、図９に示すように、第３の取付状態において密封側面４０の傾斜部４１は、リップ先端２４を通る平面ｐに対して内側に傾斜して延びた状態となる。つまり、図９に示すように、リップ先端２４に接触する平面ｐに内側から傾斜部４１が背向し、平面ｐと傾斜部４１との間に角度（傾斜角θ）が形成される。傾斜角θは０よりも小さいマイナスの値（平面ｐから内側に向かう角度）となる。

図８に示す第２の取付状態となった密封装置２も、また、図９に示す第３の取付状態となった密封装置２も、使用状態においてシールリップ２１がグリースによって流動圧力Ｆの力で押され、グリースの漏れが抑制される。具体的には、取付状態において、密封側面４０の傾斜部４１が平面ｐに対して外側に傾いていない場合であっても、使用状態において、傾斜部４１は流動圧力Ｆによってグリースに押されて、この流動圧力Ｆによって傾斜部４１は外側に倒れ、傾斜部４１の傾斜角θは０以上の値となり、傾斜部４１は、リップ先端２４に接触する平面ｐに対して外側に傾くか、平面ｐに平行となる。

具体的には、図８に示す第２の取付状態における密封装置２は、使用状態においてグリースの流動圧力Ｆを垂直に受け、つまり軸線ｘに平行な方向に働く流動圧力Ｆを受け、図１０に示すように、グリースに押された傾斜部４１は外側に傾き、傾斜部４１は平面ｐより外側に傾き、傾斜部４１の傾斜角θは０より大きくなる。また、図９に示す第３の取付状態における密封装置２は、使用状態においてグリースの流動圧力Ｆを受け、具体的には流動圧力Ｆの軸線ｘに平行な方向の分力である押付力Ｆｙを受け、図１０又は図１１に示すように、グリースに押された傾斜部４１は外側に傾き、傾斜部４１は平面ｐよりも外側に傾き、又は傾斜部４１は平面ｐと平行となり、傾斜部４１の傾斜角θは０以上となる。

図１０に示すように、使用状態においてグリースの流動圧力Ｆにより、傾斜部４１が平面ｐよりも外側に傾斜した状態（傾斜角θ＞０）となると、上述の図７の取付状態の時のように、流動圧力Ｆの径方向内周側に向かう分力である押付力Ｆｘが発生し、この押付力Ｆｘによってリップ先端部２１ａは出力軸５３の外周面５３ａに押し付けられる。この押付力Ｆｘがリップ先端部２１ａに加わることにより、リップ先端部２１ａは、従来のシールリップよりも強い力で出力軸５３の外周面５３ａに押し付けられ、このため、グリースの漏れがより抑制される。

一方、図１１に示すように、使用状態においてグリースの流動圧力Ｆにより、傾斜部４１が平面ｐと平行な状態（傾斜角θ＝０）となると、傾斜部４１には軸線ｘに平行な方向に向かう流動圧力Ｆが掛かる。この状態においては、リップ先端部２１ａを出力軸５３の外周面５３ａに押し付ける力（押付力Ｆｘ）が傾斜部４１に加わらないが、リップ先端部２１ａを出力軸５３の外周面５３ａから引き離す径方向外周側に向かう押付力Ｆｘも傾斜部４１に加わらない。このため、グリースの漏れがより抑制される。

このように、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２の取付状態（第１の取付状態）又は使用状態（第２の取付状態での使用状態）においては、圧力側部４０が径方向の押付力Ｆｘをグリースから受け、リップ先端部２１ａが出力軸５３に押し付けられる。この押付力Ｆｘがリップ先端部２１ａに加わることにより、リップ先端部２１ａは、従来のシールリップよりも強い力で出力軸５３の外周面５３ａに押し付けられ、このためグリースの漏れがより抑制される。

また、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２の第３の取付状態での使用状態において、リップ先端部２１ａは軸線ｘに径方向外周側に向かう押付力Ｆｘをグリースから受けない。このため、リップ先端部２１ａは、従来のシールリップよりも強い力で出力軸５３の外周面５３ａに押し付けられ、グリースの漏れが抑制される。

このように、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２によれば、低速で回転する出力軸５３に対するシール性能を向上させることができる。

また、シールリップ２１（リップ先端部２１ａ）を出力軸５３に当接させた取付状態（第１の取付状態）において、密封側面４０の傾斜部４１をリップ先端２４から平面ｐよりも外部側に傾斜して延びるようにする上述の本発明の実施の形態に係る密封装置２による密封方法によれば、低速で回転する出力軸５３に対するシール性能を向上させることができる。

また、シールリップ２１（リップ先端部２１ａ）を出力軸５３に当接させた取付状態（第２又は第３の取付状態）の密封装置２の使用状態において、グリースの流動圧力Ｆを密封側面４０の傾斜部４１に掛け、密封側面４０の傾斜部４１を平面ｐよりも外側に傾斜して延びるようにする、又は密封側面４０の傾斜部４１を平面ｐと平行に延びるようにする上述の本発明の実施の形態に係る密封装置２による密封方法によれば、低速で回転する出力軸５３に対するシール性能を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に係る密封装置１，２に限定されるものではなく、本発明の概念及び請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

また、本発明の実施の形態に係る密封装置１，２の適用対象として、上述のように具体的な適用対象を例示したが、本発明の適用対象はこれらに限られるものではなく、他のロボット、汎用機械、産業機械等、本発明の奏する効果を利用し得るすべての構成に対して本発明は適用可能である。

１，２…密封装置、１０…補強環、１１…円筒部、１２…円盤部、２０…弾性体部、２１…シールリップ、２１ａ…リップ先端部、２１ｂ…収容溝２１ｂ、２２，４０…密封側面、２３…外部側面、２４…リップ先端、２５…リップ腰部、２６…ダストリップ、２７…ガスケット部、２８…後方カバー部、２９…ライニング部、３０…ガータスプリング、４１…傾斜部、４２…外周部、５０…関節部、５１…ハウジング、５２…貫通孔、５２ａ…内周面、５３…出力軸、５３ａ…外周面、Ｆ…流動圧力、Ｆｘ，Ｆｙ…押付力、ｐ…平面、θ…傾斜角

Claims (8)

1. 取付対象において貫通孔と該貫通孔に挿通される両方向に回転する軸との間の密封を図るための密封装置であって、
   軸線周りに環状の補強環と、
   前記補強環に取り付けられている前記軸線周りに環状の弾性体から形成された弾性体部とを備え、
   前記弾性体部は、前記軸線に沿って延びる、前記軸に該軸が摺動可能に当接する環状のシールリップを有しており、
   前記シールリップは、密封対象物側に面する軸線周りに環状の面である密封側面と、該密封側面に内周側の縁において接続する、前記密封対象物側とは反対側の外部側に面する軸線周りに環状の面である外部側面とを有しており、
   前記密封側面は、取付状態において前記シールリップが前記軸に当接した際、又は使用状態において前記取付対象内の潤滑剤が前記軸に当接した前記シールリップを押圧した際、前記軸線に直交する面に平行に延びるように、又は前記軸線に直交する面よりも外部側に傾斜して延びるように形成されていることを特徴とする密封装置。
2. 前記密封側面は、前記軸線に直交する面に平行に、又は前記軸線に直交する面よりも外部側に傾斜して、延びていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
3. 前記密封側面は、前記軸線に直交する面よりも前記密封対象物側に傾斜して延びていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
4. 前記密封側面は、前記軸線に対して、６０°以上９０°未満の角度をなしていることを特徴とする請求項３記載の密封装置。
5. 前記密封側面は、平坦な面、又は前記密封対象物側から前記外部側に向かって拡径する面であることを特徴とする請求項２記載の密封装置。
6. 前記密封側面は、前記外部側から前記密封対象物側に向かって拡径する面であることを特徴とする請求項３又は４記載の密封装置。
7. 前記シールリップを前記軸線に向かう方向に押すガータスプリングを備え、
   前記シールリップは、前記密封側面及び前記外部側面に背向する位置に環状の内周側に凹む溝である収容溝を有しており、
   前記ガータスプリングは、前記収容溝に収容されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の密封装置。
8. 取付対象における貫通孔と該貫通孔に挿通される両方向に回転する軸との間の密封を図るための密封装置であって、該密封装置は、軸線周りに環状の補強環と、前記補強環に取り付けられている前記軸線周りに環状の弾性体から形成された弾性体部とを備え、前記密封装置において、前記弾性体部は、前記軸線に沿って延びる、前記軸に該軸が摺動可能に当接する環状のシールリップを有しており、前記シールリップは、密封対象物側に面する軸線周りに環状の面である密封側面と、該密封側面に内周側の縁において接続する、前記密封対象物側とは反対側の外部側に面する軸線周りに環状の面である外部側面とを有している、密封装置による密封対象物の密封方法であって、
   前記密封装置を前記貫通孔に嵌着させて前記シールリップを前記軸に当接させた際に、又は使用状態において前記取付対象内の潤滑剤が前記軸に当接した前記シールリップを押圧した際に、前記密封側面を前記軸線に直交する面に平行に延びるようにする、又は前記密封側面を前記軸線に直交する面よりも外部側に傾斜して延びるようにすることを特徴とする密封装置による密封方法。

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