WO2023209858A1 - 密封装置及び産業用ロボット - Google Patents

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WO2023209858A1
WO2023209858A1 PCT/JP2022/019049 JP2022019049W WO2023209858A1 WO 2023209858 A1 WO2023209858 A1 WO 2023209858A1 JP 2022019049 W JP2022019049 W JP 2022019049W WO 2023209858 A1 WO2023209858 A1 WO 2023209858A1
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WO
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region
gap
rotating member
sealing device
lubricant
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/019049
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大 勝賀瀬
茂之 山本
隆之 犬塚
毅 山口
圭輔 佐田尾
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to PCT/JP2022/019049 priority patent/WO2023209858A1/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/447—Labyrinth packings
    • F16J15/453—Labyrinth packings characterised by the use of particular materials

Definitions

  • the present disclosure relates to a sealing device and an industrial robot.
  • a fixed member and a rotating member face each other with a gap interposed therebetween.
  • a concave portion and a convex portion are formed on the surface of the fixed member facing the rotating member and the surface of the rotating member facing the fixed member, and the convex portion is arranged complementary to the concave portion with a gap between them, thereby forming a labyrinth portion. is forming.
  • the entire gap including the labyrinth portion is filled with a filler such as lubricating oil or grease (see, for example, Patent Document 1).
  • the entire gap including the labyrinth portion is filled with a filler.
  • the viscosity of this filler may decrease due to the influence of the surrounding environment and the like.
  • a thixotropic filler such as grease
  • shear stress is applied to the filler due to the rotation of the rotating member, which may reduce its viscosity.
  • the viscosity may decrease due to the heat of the surrounding environment in which the sealing device is provided.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to prevent the filler filled in the gap between the fixed member and the rotating member from leaking to the outside from the gap.
  • the purpose is to obtain a sealing device and an industrial robot that can be used.
  • the sealing device includes an annular rotating member fixed around a rotating shaft, and a circular ring facing the rotating member through a gap communicating from an inner circumferential side where the rotating shaft is provided to an outer circumferential side opposite thereto.
  • a region other than the outer circumference side region that is the included region is provided with a filler filled so as to fill the gap between the fixed member and the rotating member, and one of the fixed member and the rotating member has an opposing surface facing the other.
  • a labyrinth part which is a meandering gap, on the opposing surface facing the one side. It has a convex part.
  • An industrial robot includes a housing, a rotating shaft protruding from the housing, an annular rotating member fixed around the rotating shaft, and a rotary member fixed to the housing from an inner peripheral side where the rotating shaft is provided.
  • an annular fixed member that faces the rotating member through a gap that communicates with the opposite outer circumferential side, and a region of the gap excluding the inner circumferential side region that includes the inner circumferential end of the fixed member; , a filler filled in a region excluding an outer peripheral region that includes an outer peripheral end of at least one of the rotating member and the fixed member so as to fill the gap between the fixed member and the rotating member;
  • One of the fixed member and the rotating member has a recess formed along the circumferential direction on an opposing surface facing the other, and the other has a labyrinth portion, which is a meandering gap, on an opposing surface facing the one. It has a convex portion formed along the circumferential direction at a position facing the concave portion so as to form
  • a sealing device and an industrial robot that can suppress leakage of a filler filled between a fixed member and a rotating member to the outside from the gap.
  • FIG. 3 is a plan view of the sealing device according to the first embodiment installed on a rotating shaft and a housing.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA′ when the sealing device according to the first embodiment is installed on a rotating shaft and a housing.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA' of the sealing device in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA' of the sealing device in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA′ showing a modification of the sealing device in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA′ showing a modification of the sealing device in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA′ showing a modification of the sealing device in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA′ when installed on a rotating shaft and a housing, showing a modification of the sealing device in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA′ when installed on a rotating shaft and a housing, showing a modification of the sealing device in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line AA' of the sealing device in Embodiment 2.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA' showing a modification of the sealing device in Embodiment 2;
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA' showing a modification of the sealing device in Embodiment 2;
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line AA' of the sealing device in Embodiment 3;
  • 1 is a perspective view of an industrial robot equipped with a sealing device according to Embodiments 1 to 3.
  • Embodiment 1 The sealing device 1 in Embodiment 1 will be explained.
  • the sealing device 1 is provided around the rotating shaft 2 that protrudes from the housing 3, and prevents foreign matter from entering the housing 3. Note that the same reference numerals in each drawing represent the same or corresponding configurations.
  • FIG. 1 shows a plan view when the sealing device 1 is installed on the rotating shaft 2 and the housing 3, and
  • FIG. 2 shows a sectional view taken along the line AA'.
  • the sealing device 1 includes a fixed member 4, a rotating member 5, and a lubricant 8.
  • the fixed member 4 and the rotating member 5 are annular members made of metal such as aluminum alloy or synthetic resin such as polyethylene terephthalate.
  • the fixing member 4 is fixed to the housing 3.
  • the rotating member 5 is fixed around the rotating shaft 2.
  • the fixed member 4 and the rotating member 5 face each other via a gap 10 that communicates from the inner circumferential side where the rotating shaft 2 is provided to the opposite outer circumferential side.
  • the gap 10 refers to the space between the fixed member 4 and the inner circumferential end of the fixed member 4 to the outer circumferential ends of the fixed member 4 and the rotating member 5, regardless of whether or not the lubricant 8 described later is filled. This is the portion where the rotating member 5 faces and is separated from the rotary member 5.
  • a direction parallel to the direction from the inner circumferential side to the outer circumferential side is referred to as a horizontal direction
  • a direction orthogonal to the horizontal direction is referred to as a vertical direction
  • the direction along the ring of the fixed member 4 and rotating member 5 is referred to as the circumferential direction.
  • FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional view of the sealing device 1.
  • the labyrinth portion 11 formed in the gap 10 will be explained using FIG. 3.
  • the fixed member 4 has a recess 6 formed along the circumferential direction on a facing surface 4 a facing the rotating member 5 .
  • the recess 6 is continuous in an annular shape.
  • the recess 6 has an inner circumferential surface 6a and an outer circumferential surface 6b parallel to the vertical direction.
  • the rotating member 5 has a convex portion 7 formed along the circumferential direction on a facing surface 5 a facing the fixed member 4 .
  • the convex portion 7 is continuous in an annular shape.
  • the convex portion 7 has an inner peripheral surface 7a and an outer peripheral surface 7b that are parallel to the vertical direction.
  • the convex portion 7 is formed at a position facing the concave portion 6. Since the concave portion 6 and the convex portion 7 are formed in this manner, when the fixed member 4 and the rotating member 5 face each other with the gap 10 interposed therebetween, a labyrinth portion 11 which is a meandering gap is formed in the gap 10. Specifically, the labyrinth portion 11 is a gap 10 from a portion where the surfaces 6a and 7a face each other in the horizontal direction to a portion where the surfaces 6b and 7a face each other in the horizontal direction.
  • the labyrinth section 11 is composed of a first region 11a, a second region 11b, and a third region 11c. These regions 11a, 11b, and 11c can be divided into a region where the distance between the fixed member 4 and the rotating member 5 is narrow and a region where the distance is wide. Specifically, the distance between the fixed member 4 and the rotating member 5 is the distance from the facing surface 4a of the fixed member 4 to the facing surface 5a of the rotating member 5. In the following description, the distance between the fixed member 4 and the rotating member 5 will be referred to as a gap width.
  • the labyrinth portion 11 is composed of a region with a narrow gap width and a region with a wide gap width, and these are formed so as to be arranged alternately from the inner circumferential side to the outer circumferential side.
  • the second region 11b of the labyrinth portion 11 is filled with a lubricant 8, which is a filler, so as to fill the gap between the fixed member 4 and the rotating member 5.
  • the lubricant 8 lubricates the rotation of the rotating member 5.
  • the lubricant 8 is a lubricating oil such as silicone oil or polyglycol oil, or a semi-solid grease in which a thickener such as lithium soap or silica gel is dispersed in the lubricating oil.
  • the lubricant 8 may be a liquid containing a polymer compound such as silicone, polyurethane, starch, or polyester, or a mixture of a liquid containing a polymer compound and silica, calcium carbide, earth, or the like.
  • the viscosity of the lubricant 8 is preferably 100 Pa ⁇ s (Pascal seconds) or more at a temperature of 25 degrees.
  • the filler is preferably a substance other than solid, such as wax, and has fluidity. Note that the filler may be one that fills the space between the fixed member 4 and the rotating member 5, and may not have a lubricating effect.
  • an inner region 12 includes the inner end of the fixed member 4, and an outer region 13 includes the outer ends of the fixed member 4 and the rotating member 5.
  • the inner peripheral region 12 is the region from the inner peripheral end of the region filled with the lubricant 8 to the inner peripheral end of the fixing member 4.
  • the inner peripheral side region 12 is a region including the first region 11a of the labyrinth portion.
  • the outer peripheral region 13 is a region from the outer peripheral end of the region filled with the lubricant 8 to the outer peripheral ends of the fixed member 4 and the rotating member 5. That is, the outer circumferential region 13 is a region including the third region 11c of the labyrinth portion.
  • the lubricant 8 When the second region 11b of the labyrinth portion 11 is filled with the lubricant 8, the lubricant 8 is in contact with the outside air.
  • the outside air includes outside air, which will be described later, air in the inner region 12 that is continuous with the outside, and air in the outer region 13 that is continuous with the outside.
  • continuous refers to a state in which space is not separated by a contact seal such as packing. Therefore, in the inner region 12 and outer region 13 where the lubricant 8 is not filled, the space between the fixed member 4 and the rotating member 5 is not closed by a contact seal or the like, and the lubricant 8 is in contact with the outside air. .
  • the outside of the sealing device 1 here refers to a space on the inner circumferential side of the inner circumferential side region 12 and a space on the outer circumferential side of the outer circumferential side region 13. More specifically, the outside of the sealing device 1 of this embodiment refers to the space on the inner circumferential side from the inner circumferential end of the fixed member 4 and the outer circumferential ends of the fixed member 4 and the rotating member 5. Refers to the space on the outer periphery side.
  • the lubricant 8 As the rotating member 5 rotates, shear stress acts on the lubricant 8, and the thixotropic property of the lubricant 8 may reduce its viscosity. Furthermore, the viscosity of the lubricant 8 may decrease due to the heat of the surrounding environment in which the sealing device 1 is provided. Even if the lubricant 8 becomes easier to move due to such a decrease in viscosity, the lubricant 8 is not filled in the inner region 12 and outer region 13 of the gap 10 of the sealing device 1. After the viscosity of lubricant 8 decreases, the lubricant 8 does not leak out of the sealing device 1 through the gap 10 immediately. Therefore, leakage of the lubricant 8 to the outside of the sealing device 1 from the gap 10 can be suppressed.
  • the rotating member 5 the fixed member 4 facing the rotating member 5 through the gap 10
  • the sealing device 1 having the convex part 7 formed at a position facing the concave part 6 along the circumferential direction so as to form the labyrinth part 11, it is assumed that the lubricant 8 becomes easier to move due to the decrease in viscosity.
  • the lubricant 8 since the lubricant 8 is not filled in the inner region 12 and outer region 13 of the gap 10 of the sealing device 1, the lubricant 8 immediately flows from the gap 10 into the sealing device after the viscosity of the lubricant 8 decreases. There is no leakage to the outside of 1. Moreover, even if the lubricant 8 moves toward the outer circumferential side due to centrifugal force, it first moves to the outer circumferential region 13 and therefore can remain in the gap 10. Therefore, leakage of the lubricant 8 to the outside of the sealing device 1 from the gap 10 can be suppressed.
  • the inner region 12 and the outer region 13, which are not filled with the lubricant 8 are closed between the stationary member 4 and the rotating member 5 by a contact seal or the like.
  • the lubricant 8 is in contact with the outside air. If a contact seal or the like is provided to close the space between the stationary member 4 and the rotating member 5, the contact seal or the like may be worn out as the rotating member 5 rotates, and abrasion powder may be generated. If abrasion powder, which is a foreign substance, enters the inside of the housing 3, there is a risk that equipment inside the housing 3 will malfunction.
  • a contact seal or the like that closes the space between the stationary member 4 and the rotating member 5 is not provided in the inner circumferential region 12, and the lubricant 8 is not exposed to the outside air. are in contact with each other. Therefore, wear particles such as contact seals are not generated, and equipment inside the housing 3 does not malfunction due to wear particles.
  • a contact seal or the like that closes the space between the fixed member 4 and the rotating member 5 is not provided in the outer peripheral region 13, and the lubricant 8 is not in contact with the outside air. There is. Therefore, abrasion powder of the contact seal and the like is not generated, and other equipment outside the sealing device 1 can be prevented from being contaminated by the abrasion powder.
  • the second region 11b of the labyrinth portion 11 is filled with the lubricant 8.
  • a part of the gap 10 that is in contact with the recess 6 of the opposing surface 4a of the fixing member 4 is filled with the lubricant 8
  • the area of the gap 10 other than the area that is in contact with the recess 6 is filled with the lubricant 8. Not filled.
  • the sealing device 1 in the first embodiment has been described above. Below, a modification of the sealing device 1 in Embodiment 1 will be shown.
  • the second region 11b of the labyrinth portion 11 is filled with the lubricant 8, but any region of the gap 10 excluding the inner region 12 and the outer region 13
  • the lubricant 8 may be filled as shown in FIG.
  • all regions of the gap 10 except for the inner region 12 and the outer region 13 may be filled with the lubricant 8.
  • the inner peripheral region 12 is a region from the inner peripheral end of the region filled with the lubricant 8 to the inner peripheral end of the fixing member 4.
  • the outer peripheral region 13 is a region from the outer peripheral end of the region filled with the lubricant 8 to the outer peripheral ends of the fixed member 4 and the rotating member 5. That is, the first region 11a of the labyrinth portion 11 is not included in the inner region 12, and the third region 11c of the labyrinth portion 11 is not included in the outer region 13.
  • the lubricant 8 is not filled in the inner circumference side region 12 and the outer circumference side region 13 . If not, the other area may be filled with lubricant 8. By not filling the inner peripheral region 12 with the lubricant 8, it is possible to suppress the lubricant 8 from leaking to the outside of the sealing device 1 from the inner peripheral side gap 10. Further, since the outer circumferential region 13 is not filled with the lubricant 8, it is possible to suppress the lubricant 8 from leaking to the outside of the sealing device 1 through the outer circumferential gap 10.
  • the recess 6 is formed on the opposing surface 4a of the fixed member 4, and the protrusion 7 is formed on the opposing surface 5a of the rotating member 5. 7 may be formed, and a recess 6 may be formed on the opposing surface 5a of the rotating member 5. Even if the concave portion 6 and the convex portion 7 are formed in this manner, when the fixed member 4 and the rotating member 5 face each other with the gap 10 interposed therebetween, a labyrinth portion 11 which is a meandering gap is formed in the gap 10.
  • the labyrinth portion 11 has been described as an example composed of three regions, the first region 11a, the second region 11b, and the third region 11c, but may be composed of four or more regions.
  • the gap may be composed of seven areas in which areas with narrow gap widths and areas with wide gap widths are arranged alternately.
  • the gap widths of all the regions forming the labyrinth portion 11 may be uniform.
  • the gap 10 is located at the inner circumference side end of the fixed member 4.
  • the fixed member 4 and the rotating member 5 are separated from each other from the outer circumferential end of the rotating member 5, and the outer circumferential region 13 includes the outer circumferential end of the rotating member 5. This is an area that does not include the edge on the outer circumferential side.
  • the gap 10 is formed at the inner peripheral end of the fixed member 4.
  • the space between the fixed member 4 and the rotating member 5 is not closed by a contact seal or the like, and the lubricant 8 is exposed to the outside air.
  • the inner circumference side area 12 or the outer circumference side area 13 is closed between the fixed member 4 and the rotating member 5 by a contact seal or the like, and the other is a contact seal or the like. Therefore, the space between the fixed member 4 and the rotating member 5 does not need to be closed.
  • the lubricant 8 even if the lubricant 8 becomes easier to move due to the decrease in viscosity, the lubricant 8 moves more easily on the inner peripheral side of the gap 10 of the sealing device 1. Since the region 12 or the outer peripheral region 13 is not filled with the lubricant 8, the lubricant 8 does not leak out of the sealing device 1 through the gap 10 immediately after the viscosity of the lubricant 8 decreases. Moreover, even if the lubricant 8 moves toward the outer circumferential side due to centrifugal force, it first moves to the outer circumferential region 13 and therefore can remain in the gap 10. Therefore, leakage of the lubricant 8 to the outside of the sealing device 1 from the gap 10 can be suppressed.
  • Embodiment 2 In the second embodiment, an example in which a porous material 20 is further provided in the gap 10 will be described. Specifically, this embodiment differs from Embodiment 1 in that a porous material 20 is further provided in the second region 11b of the labyrinth portion 11, so the differences will be described below.
  • the porous material 20 is impregnated with the lubricant 8 and retains the lubricant 8.
  • the porous material 20 is, for example, a natural sponge made of marine fiber, or a synthetic sponge made of a synthetic resin such as melamine resin or polyurethane.
  • the porous material 20 is provided in the second region 11b of the labyrinth portion 11 within the gap 10 along the circumferential direction. That is, the porous material 20 is continuously provided in an annular shape in a region of the opposing surface 4a of the fixing member 4 that is in contact with the recess 6. Further, the porous material 20 is bonded and fixed to the fixing member 4 with an adhesive made of epoxy resin, acrylic resin, or the like. At this time, the porous material 20 is in contact with the recess 6 of the opposing surface 4a, but is not in contact with the opposing surface 5a of the rotating member 5.
  • the lubricant 8 filled in the second region 11b of the labyrinth part 11 the lubricant 8 that is not impregnated and retained in the porous material 20 is placed in the porous material 20 closer to the rotating member 5 than the porous material 20 in the vertical direction. It is filled so as to fill the space between the green material 20 and the rotating member 5. At this time, the lubricant 8 is in contact with the outside air.
  • the lubricant 8 is held by the porous material 20, so that evaporation of the lubricant 8 is suppressed. be able to.
  • the lubricant 8 that is not impregnated into the porous material 20 and not retained is in the second region 11b of the labyrinth part 11 between the porous material 20 and the rotating member 5. Filled to fill in the gaps.
  • the porous material 20 is in contact with the recess 6 of the opposing surface 4a, but is not in contact with the opposing surface 5a of the rotating member 5. Therefore, no friction occurs between the porous material 20 and the rotating member 5 when the rotating member 5 rotates. Therefore, the lubricant 8 can be prevented from leaking out of the sealing device 1 from the gap 10 without inhibiting the rotation of the rotating member 5.
  • porous material 20 does not need to be bonded to the fixing member 4 with an adhesive.
  • porous material 20 is fixed to the fixed member 4
  • it may be fixed to the rotating member 5. Further, when fixed to the rotating member 5, the porous material 20 does not contact the fixed member 4.
  • porous material 20 may be provided intermittently.
  • the porous material 20 is provided in the second region 11b of the labyrinth part 11 in the gap 10, as shown in FIG. may be provided.
  • the distance between the porous material 21 and the rotating member 5 in the inner peripheral region 12 and the outer peripheral region 13 is the same as that on the inner peripheral side when the porous material 21 is not provided.
  • the distance is narrower than the distance between the fixed member 4 and the rotating member 5 in the region 12 and the outer peripheral region 13. Therefore, it becomes difficult for foreign matter such as dust to enter the gap 10 from the outer circumferential side. Further, even if foreign matter enters from the outer circumferential side, since the distance between the porous material 21 in the inner circumferential region 12 and the rotating member 5 is narrow, the foreign matter can be suppressed from entering further into the inner circumferential side.
  • the porous material 22a is provided in the inner region 12 and A porous material 22b may be provided in the region 13. In this case, it is preferable not to impregnate the porous materials 22a, 22b with the lubricant 8 in advance.
  • the porous materials 22a and 22b are provided in this way, even if the viscosity of the lubricant 8 decreases and moves to the inner region 12 or the outer region 13, the porous materials 22a and 22b prevent the lubricant 8 from moving to the inner region 12 or the outer region 13. is retained.
  • the sealing device 1 in the third embodiment has an opposing surface 4a of the fixed member and an opposing surface 5a of the rotating member 5 in the inner region 12, and an opposing surface 4a of the fixed member and the opposing surface 5a of the rotating member 5 in the outer region 13.
  • the surface 5a is coated with oil-repellent films 9a, 9b, 9c, and 9d.
  • this embodiment differs from the first embodiment in that it includes the films 9a, 9b, 9c, and 9d, so the differences will be explained below.
  • the films 9a, 9b, 9c, and 9d have the property of repelling the lubricant 8.
  • a fluororesin such as polytetrafluoroethylene or ethylenetetrafluoroethylene copolymer having oil repellency can be used as the membranes 9a, 9b, 9c, and 9d.
  • a water-repellent fluororesin can be used as the films 9a, 9b, 9c, and 9d. .
  • the opposing surface 4a of the fixing member 4 in the inner peripheral region 12 is coated with a film 9a.
  • the opposing surface 4a of the fixing member 4 in the outer peripheral region 13 is coated with a film 9b.
  • the opposing surface 5a of the rotating member 5 in the inner peripheral region 12 is coated with a film 9c.
  • the facing surface 5a of the rotating member 5 in the outer circumferential region 13 is coated with a film 9d.
  • the films 9a, 9b, 9c, and 9d will be referred to as the film 9 unless they are separately described.
  • the facing surface 4a of the fixed member 4 and the facing surface 5a of the rotating member 5 are coated with a film 9 along the circumferential direction. That is, the film 9 is coated continuously in an annular manner. By coating the film 9 in this manner, it is possible to provide more oil repellency than the recesses 6 on the opposing surface 4a that are in contact with the lubricant 8.
  • the film 9 is coated to cover a portion of the opposing surface 4a and the opposing surface 5a in the inner peripheral region 12 and the opposing surface 4a and the opposing surface 5a in the outer peripheral region 13. It is preferable to coat the film 9b so as to include the outer peripheral end of the fixing member 4. Further, it is preferable to coat the film 9d so as to include the outer peripheral end of the rotating member 5.
  • the sealing device 1 shown in the third embodiment configured in this way, even if the viscosity of the lubricant 8 decreases and moves to the inner circumference side area 12 or the outer circumference side area 13, the film 9 Since the lubricant 8 is repelled by the lubricant 8, it is possible to suppress the lubricant 8 from moving further toward the inner circumference or the outer circumference. Therefore, leakage of the lubricant 8 to the outside of the sealing device 1 from the gap 10 can be suppressed.
  • oil-repellent films 9b and 9d By coating the outer peripheral end of the fixed member 4 and the outer peripheral end of the rotating member 5 with oil-repellent films 9b and 9d, oil such as cutting oil can enter the gap 10 from the outer peripheral side. Even if an attempt is made to do so, it will be repelled by the membranes 9b and 9d. Therefore, it becomes difficult for oil to enter the gap 10 from the outer circumferential side.
  • the water-repellent film 9 so as to include the outer peripheral end of the fixed member 4 and the outer peripheral end of the rotating member 5, it is possible to prevent water from entering the gap 10 from the outer peripheral side. is also repelled by the membranes 9b and 9d. Therefore, it becomes difficult for water to enter the gap 10 from the outer circumferential side.
  • an antistatic fluororesin made of a fluororesin and an antistatic agent such as glycerin fatty acid ester can also be used as the film 9.
  • antistatic fluororesin By using antistatic fluororesin as the film 9, dust is less likely to adhere to the film 9. Therefore, even if dust enters the gap 10 from the outer circumferential side, the film 9 will repel the dust without adhering to it, making it difficult for the dust to enter the gap 10.
  • the film 9 may be coated in an annular manner intermittently. Further, the film 9 is applied so as to cover all of the opposing surfaces 4a and 5a in the inner region 12 where the lubricant 8 is not filled, and the opposing surfaces 4a and 5a in the outer region 13 where the lubricant 8 is not filled. May be coated.
  • either one of the facing surface 4a of the fixed member 4 and the facing surface 5a of the rotating member 5 may be coated with the film 9, and any one of the films 9a, 9b, 9c, and 9d may be coated. Good too.
  • the sealing device 1 described in Embodiments 1 to 3 can be applied to a motor such as a three-phase motor or a main shaft motor.
  • a motor such as a three-phase motor or a main shaft motor.
  • the rotating shaft of the motor corresponds to the rotating shaft 2
  • the housing of the motor corresponds to the housing 3.
  • the sealing device 1 described in Embodiments 1 to 3 can be applied to industrial robots such as vertically articulated robots or horizontally articulated robots.
  • An example in which the sealing device 1 is applied to a horizontal articulated robot 30, which is an industrial robot, will be described below.
  • a rotating shaft 35 of a horizontal articulated robot 30, which will be described later, corresponds to the rotating shaft 2
  • a base shaft portion 31, which will be described later, corresponds to the housing 3.
  • FIG. 13 shows a perspective view of the horizontal articulated robot 30.
  • the horizontal articulated robot 30 includes a base portion 31 .
  • the rotating shaft 35 is provided so as to protrude from the base shaft portion 31.
  • the base shaft portion 31 rotates a first arm 32, which will be described later, about a rotation shaft 35.
  • One end of the first arm 32 is fixed to a rotating shaft 35. As the rotating shaft 35 rotates, the first arm 32 rotates.
  • One end of the second arm 33 is supported by the other end of the first arm 32.
  • the second arm rotates about axis P.
  • the shaft 34 is provided at the other end of the second arm 33 and protrudes in a direction parallel to the axis P. The shaft 34 moves up and down in a direction parallel to the axis P.
  • the sealing device 1 is provided between the base shaft portion 31 and the first arm 32.
  • the fixed member 4 is fixed to the base shaft portion 31, and the rotating member 5 is fixed to the rotating shaft 35.
  • the fixed member 4 and the rotating member 5 face each other via a gap that communicates from the inner circumferential side where the rotating shaft 35 is provided to the opposite outer circumferential side.
  • sealing device 1 By applying the sealing device 1 to the horizontal articulated robot 30 in this manner, intrusion of foreign matter into the base shaft portion 31 or the first arm 32 is suppressed. In addition, leakage of the lubricant 8 to the outside through the gap 10 between the fixed member 4 and the rotating member 5 can be suppressed.
  • the sealing device 1 when the sealing device 1 is applied to a motor or an industrial robot, the fixed member 4 and the housing 3 may be formed integrally, and the rotating member 5 and the rotating shaft 35 may be formed integrally.

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

密封装置及び産業用ロボット
　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外周側のうち少なくとも一方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、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周方向に沿って凹部と対向する位置に形成される凸部を有する。
　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、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。
　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 (8)

  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、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周方向に沿って形成される凸部を有する密封装置。
  2. 　前記充填材は、外気と接している
    　請求項１に記載の密封装置。
  3. 　前記隙間のうち前記凹部と接する領域を除く領域に前記充填材が充填されていない
    　請求項１又は２に記載の密封装置。
  4. 　前記隙間に設けられ、前記充填材を保持する多孔質材
    　を備える請求項１又は２に記載の密封装置。
  5. 　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４に記載の密封装置。
  6. 　前記固定部材及び前記回転部材のうちの少なくとも一方は、前記内周側領域又は前記外周側領域における他方と対向する対向面が、前記凹部より前記充填材を弾く膜によりコーティングされる
    　請求項１から５のいずれか一項に記載の密封装置。
  7. 　前記膜が前記固定部材の前記外周側の端部又は前記回転部材の前記外周側の端部を含むようにコーティングされる
    　請求項６に記載の密封装置。
  8. 　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、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周方向に沿って形成される凸部を有する産業用ロボット。
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