(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトを回転可能に支持するハウジングと、
前記シャフトと前記ハウジングとの隙間を密封する内側シール部材と、
前記内側シール部材よりも前記シャフトの出力側に配置され、前記シャフトと前記ハウジングとの隙間を密封する外側シール部材と
を備え、
前記外側シール部材は、主リップ部と、前記主リップ部よりも前記内側シール部材側に配置されたダストリップとを含み、かつ前記内側シール部材よりもシール性が高く、
前記ダストリップは、前記内側シール部材側へ向けて斜めに突出して前記シャフトと当接する先端部を有すること
を特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記ハウジングは、
前記内側シール部材が取り付けられる第１ハウジング部と、
前記外側シール部材が取り付けられる第２ハウジング部と
を含み、
前記第２ハウジング部は、前記第１ハウジング部に対して着脱自在であること
を特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記第１ハウジング部と前記第２ハウジング部とによって、前記外側シール部材と前記内側シール部材との間に形成される略環状の空間と前記ハウジング外の空間とを連通する通路が形成されること
を特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記略環状の空間は、
前記外側シール部材および前記内側シール部材よりも外径が大きく形成されること
を特徴とする請求項３に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シャフトに対して減速機が接続された回転電機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。減速機のギアボックス内には、摩擦の低減あるいは冷却のための潤滑油が封入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２８１４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術には、減速機から潤滑油が漏れ出た場合に、漏れ出た潤滑油がシャフトを伝って回転電機内へ浸入することを防止するという点でさらなる改善の余地があった。なお、かかる課題は、潤滑油以外の液体においても同様に生じ得る課題である。
【０００５】
実施形態の一態様は、液体の浸入を防止することのできる回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の一態様に係る回転電機は、シャフトと、ハウジングと、内側シール部材と、外側シール部材とを備える。ハウジングは、シャフトを回転可能に支持する。内側シール部材は、シャフトとハウジングとの隙間を密封する。外側シール部材は、内側シール部材よりもシャフトの出力側に配置され、シャフトとハウジングとの隙間を密封する。また、外側シール部材は、主リップ部と、主リップ部よりも内側シール部材側に配置されたダストリップとを含み、かつ内側シール部材よりもシール性が高い。そして、ダストリップは、内側シール部材側へ向けて斜めに突出してシャフトと当接する先端部を有する。
【発明の効果】
【０００７】
実施形態の一態様によれば、液体の浸入を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係るモータと減速機との接続関係を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るモータの構成を示す模式側断面図である。
【図３】図３は、図２に示すＡ−Ａ線矢視断面の模式図である。
【図４】図４は、図２に示すＨ部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する回転電機の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、本願の開示する回転電機がモータである場合の例について説明するが、本願の開示する回転電機は、発電機であってもよい。その他、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るモータと減速機との接続関係を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るモータ１は、ロボット用のサーボモータであり、ロボットの関節部等に設けられる。
【００１１】
かかるモータ１のシャフト１１には、減速機２が接続される。減速機２は、シャフト１１の回転を減速して出力する装置であり、かかる減速機２の出力によってロボットの姿勢が変更される。
【００１２】
減速機２は、たとえば歯車型の減速機であり、複数の歯車が収容されるギアボックスの内部には、歯車間の摩擦を低減するための潤滑油が封入される。かかるギアボックス内に封入された潤滑油が減速機２の外部に漏れ出た場合、漏れ出た潤滑油がシャフト１１を伝ってモータ１内部に浸入する可能性がある。
【００１３】
本実施形態に係るモータ１では、モータ１内部への潤滑油の浸入を防止すべく、シャフト１１とハウジングとの隙間を密封するシール部材を二重に備える。具体的には、モータ１は、内側シール部材１５と、内側シール部材１５よりもシャフト１１の出力側（減速機２が配置される側）に配置される外側シール部材１６とを備える。
【００１４】
これにより、本実施形態に係るモータ１は、減速機２から漏れ出た潤滑油の浸入を外側シール部材１６によって防止しつつ、万一、潤滑油が外側シール部材１６よりも内側へ浸入したとしても、潤滑油の更なる浸入を内側シール部材１５によって防止することができる。したがって、内側シール部材１５よりも内側の空間が潤滑油によって汚染されることを防止することができる。なお、モータ１が有する回転子や固定子等は、内側シール部材１５よりも内側の空間に配置される。
【００１５】
しかも、本実施形態に係るモータ１では、外側シール部材１６のシール性を内側シール部材１５よりも高くしている。
【００１６】
このため、内側シール部材および外側シール部材の両方にシール性の高いシール部材を使用する場合と比較してコストを抑えることができる。また、一般的に、シール性の低いシール部材ほど小型に形成されるため、内側シール部材および外側シール部材の両方にシール性の高い部材を使用する場合と比較して、モータ１をシャフト方向に小型化することができる。
【００１７】
また、本実施形態に係るモータ１では、外側シール部材１６の高いシール性によって外側シール部材１６よりも内側への潤滑油の浸入が強力に防止されるため、潤滑油は外側シール部材１６よりも内側に浸入し難い。したがって、内側シール部材１５の劣化も生じ難く、また、内側シール部材１５と外側シール部材１６との間の空間の清掃も比較的少ない頻度で済む。
【００１８】
また、上記のように潤滑油は外側シール部材１６よりも内側に浸入し難く、また、浸入したとしても、その量は、シャフト１１を伝って外側シール部材１６へ到達する潤滑油の量と比較するとわずかである。したがって、内側シール部材１５のシール性を外側シール部材１６よりも低くしたとしても、かかる内側シール部材１５よりも内側への潤滑油の浸入を十分に防ぐことができる。
【００１９】
以下では、本実施形態に係るモータ１の構成についてより具体的に説明する。図２は、本実施形態に係るモータ１の構成を示す模式側断面図である。
【００２０】
図２に示すように、本実施形態に係るモータ１は、シャフト１１と、ハウジング１２と、固定子１３と、回転子１４と、内側シール部材１５と、外側シール部材１６と、ブレーキ部１７とを備える。
【００２１】
シャフト１１は、ハウジング１２によって回転可能に支持されており、負荷側に減速機２（図１参照）が、反負荷側にブレーキ部１７がそれぞれ接続される。
【００２２】
ハウジング１２は、第１ハウジング部２１と第２ハウジング部２２とを備える。第１ハウジング部２１は、内部に固定子１３、回転子１４およびブレーキ部１７が収納される筒状の部材であり、軸受け１０１を介してシャフト１１を回転可能に支持する。また、第２ハウジング部２２は、第１ハウジング部２１の負荷側の側壁部２１ａに対して着脱自在に取り付けられる部材である。
【００２３】
固定子１３は第１ハウジング部２１の内周に固着される。かかる固定子１３は、固定子コア３１と、固定子巻線３２とを備える。また、固定子１３の内周側には、空隙を介して回転子１４が対向配置される。回転子１４は、シャフト１１の外周面に設けられる円筒状の回転子コア４１と、回転子コア４１の外周側に配置された複数の永久磁石４２とを備え、シャフト１１と同軸に回転する。
【００２４】
固定子１３の固定子巻線３２に電流が流れることにより、固定子１３の内側には、回転磁界が発生する。この回転磁界と回転子１４の永久磁石４２が発生する磁界との相互作用によって回転子１４が回転し、この回転子１４の回転に伴ってシャフト１１が回転する。
【００２５】
ブレーキ部１７は、シャフト１１の反負荷側に設けられ、シャフト１１の回転を規制する部材である。かかるブレーキ部１７は、たとえば無励磁作動式の電磁ブレーキであり、ブレーキ部１７は、ブレーキシュー７１と、アーマチュア７２と、コイル７３と、バネ７４とを備える。
【００２６】
かかるブレーキ部１７では、コイル７３に電圧が印加されると、バネ７４に反してアーマチュア７２が磁気吸引され、アーマチュア７２およびブレーキシュー７１間の間隔が開く。これにより、シャフト１１は、制動力が解除されて回転自在となる。一方、電源が遮断されて無励磁状態となると、アーマチュア７２がバネ７４の力によりブレーキシュー７１に押しつけられて制動力が発生する。これにより、シャフト１１は、回転が規制された状態となる。
【００２７】
第１ハウジング部２１の負荷側の側壁部２１ａには、シャフト１１挿通用の開口が形成されており、かかる開口の内周に軸受け１０１が固定される。
【００２８】
かかる開口の内周には、軸受け１０１よりも出力側に内側シール部材１５が取り付けられており、かかる内側シール部材１５によって、シャフト１１と第１ハウジング部２１との隙間が密封される。
【００２９】
また、第１ハウジング部２１の側壁部２１ａに取り付けられる第２ハウジング部２２にもシャフト１１挿通用の開口が形成されており、かかる開口の内周に対して外側シール部材１６が取り付けられる。かかる外側シール部材１６によって、シャフト１１と第２ハウジング部２２との隙間が密封される。
【００３０】
このように、本実施形態に係るモータ１では、シャフト１１とハウジング１２との隙間を密封するシール部材として内側シール部材１５および外側シール部材１６の２つのシール部材を備える。これにより、モータ１は、減速機２から漏れ出た潤滑油がシャフト１１を伝って第１ハウジング部２１の内部へ浸入することを防止することができる。
【００３１】
また、本実施形態に係るモータ１では、外側シール部材１６が、第１ハウジング部２１に対して着脱自在な第２ハウジング部２２に対して取り付けられる。このため、作業者等は、内側シール部材１５と比べて潤滑油に晒される機会が多く、内側シール部材１５よりも劣化し易い外側シール部材１６の交換作業を容易に行うことができる。
【００３２】
また、第１ハウジング部２１に対して第２ハウジング部２２が着脱可能であるため、外側シール部材１６よりも内側に潤滑油が浸入した場合であっても、第２ハウジング部２２を取外すことによって、汚染された部分を容易に清掃することができる。
【００３３】
なお、第１ハウジング部２１の側壁部２１ａは、中央部分が第１ハウジング部２１の内部空間側に突出した凹部形状を有し、第２ハウジング部２２は、かかる側壁部２１ａの凹んだ部分に対して取り付けられる。このとき、第１ハウジング部２１と第２ハウジング部２２とは、出力側において面一となる。
【００３４】
このように、第１ハウジング部２１の負荷側の側壁部２１ａを凹ませ、この凹みにより形成される空間に対して第２ハウジング部２２が収められることとしたため、シール部材を二重に設けつつも、モータ１のシャフト方向の幅の増大を抑えることができる。
【００３５】
なお、第２ハウジング部２２は、取付ネジ１０２によって第１ハウジング部２１に固定されており、かかる取付ネジ１０２を外すことによって第１ハウジング部２１から容易に取外すことができる。また、第２ハウジング部２２は、Ｏリング１０３を介して第１ハウジング部２１に取り付けられる。これにより、第１ハウジング部２１と第２ハウジング部２２との隙間から粉塵等の異物が内部へ侵入したり、外側シール部材１６よりも内側に浸入した潤滑油が、第１ハウジング部２１と第２ハウジング部２２との隙間から漏れ出たりすることを防止することができる。
【００３６】
内側シール部材１５と外側シール部材１６とは所定の間隔を隔てて配置される。そして、外側シール部材１６よりも内側に浸入した潤滑油は、内側シール部材１５と外側シール部材１６との間に形成される空間５０ａに到達する。
【００３７】
そして、モータ１は、上記の空間５０ａとハウジング１２外の空間とを連通する通路５０ｂを備える。通路５０ｂは、第１ハウジング部２１に形成される連通孔５０ｃを介してハウジング１２外の空間と連通しており、空間５０ａに溜まった潤滑油は、かかる通路５０ｂおよび連通孔５０ｃを通ってハウジング１２外の空間へ排出される。
【００３８】
ここで、本実施形態に係るモータ１では、かかる通路５０ｂが、第１ハウジング部２１と第２ハウジング部２２とによって形成される。具体的には、通路５０ｂの側壁部２１ａ側の面およびかかる面に隣接する両側面が第１ハウジング部２１によって形成され、通路５０ｂの第２ハウジング部２２側の面が第２ハウジング部２２によって形成される。このため、空間５０ａに潤滑油が浸入した場合であっても、第２ハウジング部２２を取外すことで、空間５０ａおよび通路５０ｂの内部を容易に清掃することができる。
【００３９】
なお、図２には、連通孔５０ｃがネジ１０４によって塞がれた状態を示している。作業者等は、空間５０ａへの潤滑油の浸入の有無を確認する際にはネジ１０４を外し、連通孔５０ｃから潤滑油が漏れ出てくるか否かを確認する。そして、連通孔５０ｃから潤滑油が漏れ出てきた場合には、作業者は、空間５０ａへ潤滑油が浸入していると判断する。
【００４０】
ここで、図３を参照して、空間５０ａおよび通路５０ｂの構成についてより具体的に説明する。図３は、図２に示すＡ−Ａ線矢視断面の模式図である。
【００４１】
図３に示すように、空間５０ａは、シャフト１１の外周面を内周面としてシャフト１１から同心円状に広がる略環状の空間であり、その外径は、内側シール部材１５および外側シール部材１６の外径よりも大きく形成される。
【００４２】
このように、本実施形態に係るモータ１では、空間５０ａが広く形成される。このため、たとえば、空間５０ａの外径が外側シール部材１６の外径と同一に形成される場合と比較して、潤滑油の浸入に伴う空間５０ａ内の圧力増加を抑えることができる。これにより、仮に、外側シール部材１６から大量の潤滑油が浸入してきたとしても、内側シール部材１５には圧力がかかり難くなるため、内側シール部材１５の損傷や劣化を抑えることができる。
【００４３】
また、シャフト１１は通常、回転しているため、空間５０ａ内に浸入した潤滑油は、シャフト１１の径方向に飛散し、空間５０ａの外周付近に付着することとなる。本実施形態に係るモータ１では、空間５０ａが径方向に広がっており、空間５０ａの外周部が、内側シール部材１５から離れた場所に位置する。これにより、内側シール部材１５に潤滑油がかかり難くなるため、内側シール部材１５の汚損および汚損による劣化を防止することができる。
【００４４】
次に、図４を参照し、内側シール部材１５および外側シール部材１６の構成等について具体的に説明する。図４は、図２に示すＨ部の拡大図である。
【００４５】
図４に示すように、外側シール部材１６は、第２ハウジング部２２とシャフト１１との間に設けられる環状のシール部材である。かかる外側シール部材１６は、合成ゴム等の弾性部材で形成される第１本体部１６ａおよび第２本体部１６ｂと、コイルばね１６ｃとを備える。
【００４６】
第１本体部１６ａには、主リップ部１６１およびダストリップ１６２が形成される。主リップ部１６１は、くさび状の段面形状を有し、コイルばね１６ｃによってシャフト１１の外周面に押し当てられることによって、潤滑油等の液体の浸入を防止する。
【００４７】
ダストリップ１６２は、空間５０ａ側へ向けて斜めに突出する形状を有し、先端部においてシャフト１１と当接する。かかるダストリップ１６２は、主リップ部１６１よりも空間５０ａ側に配置されており、主リップ部１６１を越えて浸入してきた潤滑油に含まれる塵などの異物を捕集することによって、空間５０ａ内への異物の侵入を防止する。
【００４８】
第２本体部１６ｂは、第１本体部１６ａの主リップ部１６１よりも出力側に配置される。かかる第２本体部１６ｂには、補助リップ部１６３が形成される。補助リップ部１６３は、出力側（減速機２側）へ向けて斜めに突出する形状を有し、先端部においてシャフト１１と当接する。かかる補助リップ部１６３は、潤滑油の浸入を防止するほか、外部からの塵等の侵入を防止する。
【００４９】
このように、外側シール部材１６は、主リップ部１６１、ダストリップ１６２および補助リップ部１６３の３つのリップ部を備え、これらのリップ部によって潤滑油の浸入および異物の侵入を強力に防止する。
【００５０】
このため、仮に、潤滑油が外側シール部材１６よりも内側に浸入する可能性があるとしても、その頻度は少なく、浸入する潤滑油の量もわずかである。したがって、内側シール部材１５には、外側シール部材１６ほどのシール性が要求されない。このため、内側シール部材１５として、外側シール部材１６よりもシール性が低いシール部材が使用される。
【００５１】
たとえば、図４に示すように、内側シール部材１５は、合成ゴム等の弾性部材で形成される本体部１５ａと、コイルばね１５ｂとを備える。かかる内側シール部材１５の本体部１５ａには、主リップ部１５１が形成される。主リップ部１５１は、外側シール部材１６における主リップ部１６１と同様、くさび状の段面形状を有し、コイルばね１５ｂによってシャフト１１の外周面に押し当てられることによって、潤滑油の浸入を防止する。
【００５２】
このように、内側シール部材１５としては、たとえば外側シール部材１６よりもリップ部の数が少ないシール部材を使用することができる。これに対し、外側シール部材１６は、リップ部の数が内側シール部材１５よりも多いため、内側シール部材１５と比較して、潤滑油の浸入および異物の侵入をより確実に防止することが可能である。なお、内側シール部材１５は、主リップ部およびダストリップを備えたシール部材であってもよい。
【００５３】
また、図４に示すように、内側シール部材１５は、外側シール部材１６よりも小型である。具体的には、内側シール部材１５のシャフト１１方向における幅Ｌ１は、外側シール部材１６のシャフト１１方向における幅Ｌ２よりも小さく、また、内側シール部材１５のシャフト１１の径方向における幅ｈ１も、外側シール部材１６のシャフト１１の径方向における幅ｈ２よりも小さい。
【００５４】
このように、外側シール部材１６よりもシール性の低い内側シール部材１５として、外側シール部材１６よりも小型のシール部材を用いてもよい。
【００５５】
また、外側シール部材１６のコイルばね１６ｃよりも押し付け力が弱いコイルばねを備えたシール部材を内側シール部材１５として使用してもよい。コイルばねの押し付け力が弱いほど主リップ部のシール性は低くなるためである。
【００５６】
なお、第２ハウジング部２２のシャフト方向における幅Ｌ３は、外側シール部材１６のシャフト方向における幅Ｌ２と略同一であり、外側シール部材１６を取り付けるためのはめ合い部２２ａが、外側シール部材１６のシャフト方向における幅Ｌ２よりも突出して空間５０ａ側に設けられる。また、第１ハウジング部２１の側壁部２１ａは、はめ合い部２２ａと対向する部分が第１ハウジング部２１内の空間側に凹んだ形状となっている。
【００５７】
このように、外側シール部材１６を取り付けるためのはめ合い部２２ａを空間５０ａ側に突出させつつ、はめ合い部２２ａと対向する側壁部２１ａをはめ合い部２２ａが突出する分だけ凹ませることにより、モータ１のシャフト方向の幅をさらに小さくすることができる。
【００５８】
上述してきたように、本実施形態に係るモータ１は、シャフト１１と、ハウジング１２と、内側シール部材１５と、外側シール部材１６とを備える。ハウジング１２は、シャフト１１を回転可能に支持する。内側シール部材１５は、シャフト１１とハウジング１２との隙間を密封する。外側シール部材１６は、内側シール部材１５よりもシャフト１１の出力側に配置され、シャフト１１とハウジング１２との隙間を密封する。また、外側シール部材１６は、内側シール部材１５よりもシール性が高い。
【００５９】
したがって、本実施形態に係るモータ１によれば、潤滑油等の液体の浸入を防止することができる。
【００６０】
なお、上述してきた実施形態では、モータ１に減速機２が接続される場合の例について説明したが、モータ１には必ずしも減速機２が接続されなくてもよい。また、上述してきた実施形態では、内側シール部材１５および外側シール部材１６によって潤滑油の浸入が防止される場合の例について説明したが、内側シール部材１５および外側シール部材１６は、たとえば切削油などの工作油剤あるいは水といった潤滑油以外の液体の浸入も防止することが可能である。
【００６１】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１  モータ
１１  シャフト
１２  ハウジング
２１  第１ハウジング部
２２  第２ハウジング部
１３  固定子
１４  回転子
１５  内側シール部材
１６  外側シール部材
５０ａ  空間
５０ｂ  通路
２  減速機
【図１】
0005545318.tif 000002
【図２】
0005545318.tif 000003
【図３】
0005545318.tif 000004
【図４】
0005545318.tif 000005