(57)【要約】      （修正有）【課題】金属粉が混入した密封流体によって、シールリップ摺動部におけるねじシール部の摩耗が促進したとしても、長期間にわたって安定してねじポンプ作用を発揮することができる密封装置を提供することを目的とする。【解決手段】密封装置１０は、密封空間Ｂ側に向けて延びるシールリップ２２と、シールリップ２２の内周面に設けられ、回転軸６０の外周面と摺動自在に接触するシールリップ摺動部２２ａと、シールリップ摺動部２２ａから反密封空間Ａ側へ向けて大径になる反密封空間側傾斜面２２ｂとを備え、反密封空間側傾斜面２２ｂには、回転軸６０が回転することによって密封空間Ｂ側へ向けてねじポンプ作用を発揮させるねじシール部３０が形成され、ねじシール部３０には、複数のねじ状突起層３１が厚み方向に重ねて配置され、ねじ状突起層３１は、厚み方向一面にねじ状突起３１ａが形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2017082831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密封空間側に向けて延びるシールリップと、前記シールリップの内周面に設けられ、回転軸の外周面と摺動自在に接触するシールリップ摺動部と、前記シールリップ摺動部から反密封空間側へ向けて大径になる反密封空間側傾斜面とを備え、
前記反密封空間側傾斜面には、前記回転軸が回転することによって密封空間側へ向けてねじポンプ作用を発揮させるねじシール部が形成され、
前記ねじシール部には、複数のねじ状突起層が厚み方向に重ねて配置され、
前記ねじ状突起層は、厚み方向一面にねじ状突起が形成されていることを特徴とする密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール技術に係る密封装置に関する。本発明の密封装置は、例えば減速機用の密封装置として用いられる。また、本発明の密封装置は、例えば歯車などの作動部品の摩耗による金属粉が機内で発生する環境下で用いられる。
【背景技術】
【０００２】
ロボットの関節構造や、エレベータ等の搬送装置には、駆動モータからの回転運動を所定のトルクや速度に変更するための減速機が取り付けられている。減速機は、複数の歯車を噛み合わせることでトルクや速度を変更する。また、減速機は歯車を使用するため、機内には潤滑油やグリースといった密封流体が封入される。機内の潤滑油やグリースは、出力軸や入力軸の外周に装着される密封装置で密封される。
【０００３】
ここで、前記入力軸と前記出力軸とに装着される密封装置として図４に示すものが知られている。すなわち、密封装置１１０は密封空間Ｂ側に向けて延びる環状のゴム状弾性体からなるシールリップ１２２を備え、シールリップ１２２の内周面には、回転軸１６０の外周面と摺動自在に接触するシールリップ摺動部１２２ａと、シールリップ摺動部１２２ａから反密封空間Ａ側へ向けて漸次大径となる反密封空間側傾斜面１２２ｂとが設けられ、反密封空間側傾斜面１２２ｂには、シールリップ摺動部１２２ａから反密封空間Ａ側にかけてねじシール部１３０が形成されている。
【０００４】
上記構成の密封装置１１０は、シールリップ摺動部１２２ａが回転軸１６０の外周面と摺動自在に接触することで密封空間Ｂに封入された密封流体が反密封空間Ａへ漏洩することを阻止する。また、前記回転軸１６０の回転によってねじシール部１３０がねじポンプ作用を発揮するため、シールリップ摺動部１２２ａと回転軸１６０の外周面との間から反密封空間Ａへ漏洩しようとする前記密封流体は、密封空間Ｂ側へ押し戻される。
【０００５】
ここで、前記減速機における複数の歯車は、歯車同士のかみ合わせによって金属粉（摩耗粉）が発生し、密封流体に混入する可能性がある。したがって、ゴム状弾性体からなるシールリップ摺動部１２２ａに前記金属粉がかみ込むとシールリップ摺動部１２２ａにおけるねじシール部１３０の摩耗が促進され、長期間にわたって安定してねじポンプ作用を発揮することができないおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７―２７０８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、金属粉が混入した密封流体によってシールリップ摺動部におけるねじシール部の摩耗が促進したとしても、長期間にわたって安定してねじポンプ作用を発揮することができる密封装置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】
【０００８】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１に記載の密封装置は、密封空間側に向けて延びるシールリップと、前記シールリップの内周面に設けられ、回転軸の外周面と摺動自在に接触するシールリップ摺動部と、前記シールリップ摺動部から反密封空間側へ向けて大径になる反密封空間側傾斜面とを備え、前記反密封空間側傾斜面には、前記回転軸が回転することによって密封空間側へ向けてねじポンプ作用を発揮させるねじシール部が形成され、前記ねじシール部には、複数のねじ状突起層が厚み方向に重ねて配置され、前記ねじ状突起層は、厚み方向一面にねじ状突起が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の密封装置によれば、金属粉が混入した密封流体によってシールリップ摺動部におけるねじシール部の摩耗が促進したとしても、長期間にわたって安定してねじポンプ作用を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に係る密封装置の断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る密封装置におけるねじ状突起層の説明図である。
【図３】本発明の実施例に係る密封装置の製造工程の一部を示す図である。
【図４】従来技術に係る密封装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下において、本発明の実施例に係る密封装置１０について図面に基づき詳細に説明する。なお、本実施例により本発明が限定されるものではない。図１は、本発明の実施例に係る密封装置１０の断面図である。
【００１２】
ここで、本実施例に係る密封装置１０は、複数の歯車を噛み合わせることでトルクや速度を変更する減速機に装着される。また、減速機は歯車を使用するため機内には潤滑油やグリースが封入される。密封装置１０は、出力軸や入力軸の外周に装着されることで機内の潤滑油やグリースを密封する。
【００１３】
また、本実施例に係る密封装置１０は、図示しないハウジングの内周面と前記ハウジングに挿通される回転軸６０との間における環状空間に配置されるものであり、前記回転軸６０の外周面と摺動自在に接触するシールリップ２２を有するシール本体２０に補強環４０が一体として接合され、前記シールリップ２２の密封空間Ｂ側の先端近傍の外周には、ガータスプリング５０が装着される。
【００１４】
回転軸６０は、前記ハウジングに対して回転可能に挿通され、所定の方向（Ｒ方向）に回転し、前記回転軸６０と前記ハウジングとの間に環状空間が形成される。
【００１５】
前記補強環４０は、環状の金属材から構成され、前記シール本体２０に一体として接合される。また、前記補強環４０は軸方向に延びる円筒部４１と、前記円筒部４１の一端から内径方向へ向けて延びるフランジ部４２とを有し、補強環４０全体として断面略Ｌ字状を呈している。
【００１６】
前記シール本体２０は、環状のゴム状弾性材から構成され、前記補強環４０に一体として接合され、ダストリップ２１及びシールリップ２２を有する。
【００１７】
前記ダストリップ２１は、フランジ部４２の内径方向の端部から内径方向であって、かつ反密封空間Ａ側へ向けて延びる。かかるダストリップ２１を設けることで、反密封空間Ａ側から前記シールリップ摺動部２２ａへの異物の侵入を阻止する。
【００１８】
前記シールリップ２２は、前記フランジ部４２の内径方向の端部から内径方向であって、かつ密封空間Ｂ側へ向けて延びる。また、前記シールリップ２２の内周面には、回転軸６０に対して摺動自在に接触するシールリップ摺動部２２ａが設けられる。かかるシールリップ摺動部２２ａが回転軸６０の外周面と摺動自在に接触することで、密封空間Ｂの密封流体を密封し、密封空間Ｂの密封流体が反密封空間Ａへ漏洩することを阻止する。さらに、前記シールリップ２２には、前記シールリップ摺動部２２ａから反密封空間Ａ側へ向けて漸次大径となる反密封空間側傾斜面２２ｂが設けられ、前記反密封空間側傾斜面２２ｂには、後述するねじシール部３０が設けられる。
【００１９】
前記ガータスプリング５０は、環状の金属状弾性材から構成される。かかるガータスプリング５０がシールリップ２２に対して内径方向へ向けた緊迫力を付与し、密封流体が反密封空間Ａ側へ漏洩することを阻止する。
【００２０】
次に、本実施例に係る密封装置１０におけるねじシール部３０について説明する。
【００２１】
前記ねじシール部３０は、前記反密封空間側傾斜面２２ｂに設けられ、回転軸６０の回転によりねじポンプ作用を発揮する。また、ねじシール部３０は、ねじ状突起層３１を厚み方向に複数（図１では、３層）重ねて配置することで構成されている。
【００２２】
ねじ状突起層３１は、それぞれＰＴＦＥ又はゴム等の材料から構成される環状のシート材であって、前記ねじ状突起層３１の厚み方向一面（内周面）に一本又は複数本のねじ状突起３１ａが形成されている。また、本実施例における前記ねじ状突起層３１のねじ状突起３１ａは、断面略三角形状を呈する。加えて、図１に示すように最も内径側に位置するねじ状突起層３１と反密封空間側傾斜面２２ｂとは、同一面上に形成されている。かかるねじ状突起層３１のうち最も内径側に位置するねじ状突起層３１のねじ状突起３１ａが当初、回転軸６０の外周面と摺動自在に接触する。
【００２３】
ここで、図１で示すように前記回転軸６０がＲ方向へ回転したときに前記回転軸６０の外周面と接触する密封流体は、回転軸６０と共にＲ方向へ回転する。したがって、シールリップ摺動部２２ａより反密封空間Ａ側では、最も内径側に位置するねじ状突起層３１のねじ状突起３１ａがＲ方向へ共回りする密封流体を軸方向一方へ向けて案内するねじポンプ作用を発揮する。よって、シールリップ摺動部２２ａと回転軸６０の外周面との間から反密封空間Ａへ漏洩しようとする前記密封流体は、密封空間Ｂ側へ押し戻される。
【００２４】
ここで、前記減速機における複数の歯車は、歯車同士のかみ合わせによって金属粉が発生し、密封流体に混入する可能性がある。したがって、ゴム状弾性体からなるシールリップ摺動部２２ａに前記金属粉がかみ込むと、シールリップ摺動部２２ａにおけるねじシール部３０の摩耗が促進される。
【００２５】
しかし、本実施例に係るねじシール部３０は、厚み方向に複数枚のねじ状突起層３１が重ねて配置されている。そのため、前記ねじ状突起層３１のうち最も内径側に位置するねじ状突起層３１が前記金属粉によって摩耗したとしても、次に内径側に位置するねじ状突起層３１が現出する。また、最も内径側に位置するねじ状突起層３１が金属粉によって摩耗したとしても、ガータスプリング５０が次に内径側に位置するねじ状突起層３１に対して摩耗に応じた内径方向へ向けた緊迫力を付与する。したがって、前記ねじ状突起層３１におけるねじ状突起３１ａが継続して回転軸６０の外周面と摺動自在に接触することができる。よって、ねじシール部３０は、長期間安定してねじポンプ作用を発揮することができる。
【００２６】
加えて、本実施例に係るねじシール部３０は、図１に示すように最も内径側に位置するねじ状突起層３１の内周面と反密封空間側傾斜面２２ｂとが同一面上に形成されているため、シールリップ２２の大きさが拡大することがない。
【００２７】
次に、本実施例に係るねじ状突起層３１の成形方法及び密封装置１０の製造方法について説明する。図２は、本発明の実施例に係る密封装置１０におけるねじ状突起層３１の説明図であり、図３は、本発明の実施例に係る密封装置１０の製造工程の一部を示す図である。
【００２８】
まず、ねじ状突起層３１の成形方法の一例について説明する。本実施例では、摩擦係数の低いＰＴＦＥを材料として用いた場合について説明する。まず、複数のねじ状突起３１ａを設けたシート状の形状を備えたキャビティを有する成形型を用意し、前記成形型のキャビティにＰＴＦＥを充填する。次いで、充填したＰＴＦＥを圧縮加熱する。その後、圧縮加熱したＰＴＦＥを冷却する。これによりねじ状突起層３１を成形する。さらに、図２に示すように複数枚のねじ状突起層３１を厚み方向に重ね合わせる。
【００２９】
次に、本実施例に係る密封装置１０の製造方法の一例について説明する。密封装置１０は、成形型によって成形され、前記成形型は、例えば、下型、中型、上型から構成される。ここで、補強環４０とねじ状突起層３１は、下型のキャビティに配置される。その後、中型を下型に嵌め込み、シール本体２０の材料であるゴム生地を配置する。そして、上型によって型締めを行い、加圧及び加熱を伴う成形を行う。ゴム生地の流動・架橋硬化が終了したら、上型を分割しつつ、型開きを行い、中型を抜き取り、下型から成形された密封装置１０を取り出す。その後、図３に示すように密封装置１０におけるシールリップ２２及びねじシール部３０の余分なバリをカット線（Ｃ−Ｃ）で切断することでシールリップ摺動部２２ａ及びねじシール部３０を製品形状に形成する。
【００３０】
なお、上記図２では、作図の便宜上、ねじ状突起層３１におけるねじ状突起３１ａの形状、大きさ、数を誇張して示しているが、ねじ状突起３１ａの形状、大きさ、数、位置、傾斜方向については、図２に示されるものに限定されない。
【００３１】
また、本実施例における密封装置１０の製造方法及びねじ状突起層３１の枚数、材料、成形方法については、本実施例に記載されるものに限定されない。
【符号の説明】
【００３２】
１０    密封装置
２０    シール本体
２１    ダストリップ
２２    シールリップ
２２ａ  シールリップ摺動部
２２ｂ  反密封空間側傾斜面
３０    ねじシール部
３１    ねじ状突起層
３１ａ  ねじ状突起
４０    補強環
４１    円筒部
４２    フランジ部
５０    ガータスプリング
６０    回転軸
Ａ      反密封空間
Ｂ      密封空間
Ｃ−Ｃ  カット線
Ｒ      回転方向
【図１】
2017082831.tif 000003
【図２】
2017082831.tif 000004
【図３】
2017082831.tif 000005
【図４】
2017082831.tif 000006