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公開番号2025017233
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-05
出願番号2023120243
出願日2023-07-24
発明の名称回転装置、及び、回転装置の組み立て方法
出願人テクノダイナミックス株式会社
代理人弁理士法人一色国際特許事務所
主分類F16J 15/3284 20160101AFI20250129BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】回転装置において、外力に対する密封性を維持しつつ、回転部材又は支持部材とパッキンとの間に生じる摩擦力を抑えること。
【解決手段】回転部材と支持部材の一方はパッキンを収容する環状溝部を備え、回転部材と支持部材の他方はパッキンを弾性変形させて接触し且つパッキンの周面に沿って環状に延在する突出部を備え、突出部は、潤滑剤の収容空間側に設けられた第1傾斜面と、収容空間側とは反対側に設けられた第2傾斜面と、パッキンに接触した接触端部とを備え、接触端部は、パッキンとの接触圧力が最大となる部位を有し、最大となる部位は、回転部材の回転軸方向において、接触端部の中央よりも前記収容空間側に位置している回転装置。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
回転部材と、
前記回転部材の周面を支持する支持部材と、
潤滑剤を収容する収容空間と、
前記回転部材と前記支持部材の間に設けられ、前記潤滑剤の漏出を防止するためのパッキンと、を備える回転装置であって、
前記回転部材と前記支持部材の一方は、前記パッキンを収容する環状溝部を備え、
前記回転部材と前記支持部材の他方は、前記パッキンが弾性変形するように前記パッキンに接触し、且つ、前記パッキンの周面に沿って環状に延在する突出部を備え、
前記突出部は、
前記収容空間側に設けられた第１傾斜面と、
前記収容空間側とは反対側に設けられた第２傾斜面と、
前記パッキンに接触した接触端部と、を備え、
前記接触端部は、前記パッキンとの接触圧力が最大となる部位を有し、
前記最大となる部位は、前記回転部材の回転軸方向において、前記接触端部の中央よりも前記収容空間側に位置していることを特徴とする回転装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の回転装置であって、
前記突出部の頂点を通り、且つ、前記回転軸方向に沿う仮想面と前記第１傾斜面とで成す傾斜角度は、前記仮想面と前記第２傾斜面とで成す傾斜角度よりも大きいことを特徴とする回転装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転装置であって、
前記パッキンはＯリングであり、
前記突出部の前記接触端部は、前記回転軸方向における前記パッキンの中央部に接触していることを特徴とする回転装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の回転装置であって、
前記環状溝部は、前記回転軸方向に対向する第１面及び第２面と、前記第１面及び前記第２面を繋ぐ第３面とで区画され、
前記パッキンは、前記第１面、前記第２面、及び前記第３面と接触しており、
前記回転部材と前記支持部材の前記一方は、前記第１面及び前記第３面を有する第１部材と、前記第１部材とは別部材であり前記第２面を有する第２部材と、を備えることを特徴とする回転装置。
【請求項５】
回転部材と、
前記回転部材の周面を支持する支持部材と、
潤滑剤を収容する収容空間と、
前記回転部材と前記支持部材の間に設けられ、前記潤滑剤の漏出を防止するためのパッキンと、を備える回転装置の組み立て方法であって、
前記回転部材と前記支持部材の一方が備える環状溝部に、前記パッキンを配置する第１工程と、
前記回転部材と前記支持部材の他方が備える突出部であって、
前記パッキンの周面に沿って環状に延在し、且つ、
前記収容空間側に設けられた第１傾斜面と、前記収容空間側とは反対側に設けられた第２傾斜面とを備えた前記突出部を、前記パッキンが弾性変形するように前記パッキンに接触させる第２工程と、
を備え、
前記第２工程では、
前記突出部が前記パッキンに接触した部位である接触端部を形成し、
前記接触端部において前記パッキンとの接触圧力が最大となる部位が、前記回転部材の回転軸方向における前記接触端部の中央よりも前記収容空間側に位置するように、前記突出部を前記パッキンに接触させることを特徴とする回転装置の組み立て方法。
【請求項６】
請求項５に記載の回転装置の組み立て方法であって、
前記環状溝部は、前記回転軸方向に対向する第１面及び第２面と、前記第１面及び前記第２面を繋ぐ第３面とで区画され、
前記第１面及び前記第３面を有する第１部材に前記パッキンを配置した後に、前記第１部材とは別部材であり前記第２面を有する第２部材で、前記パッキンを覆うことで、前記第１面及び前記第２面に前記パッキンを接触させることを特徴とする回転装置の組み立て方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転装置、及び、回転装置の組み立て方法に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
回転軸の潤滑油の漏れ等を防止するために、オイルシールを活用した密封方法が知られている（例えば特許文献１参照）。図１Ａに示すように、オイルシール１００は、回転軸１１０の支持部材１２０に篏合する環状のシール本体１０１にシールリップ１０１Ａを形成し、バネ１０２によりシールリップ１０１Ａを回転軸１１０に圧接する。
シールリップ１０１Ａのシール面は、潤滑油等の液体側に傾斜する傾斜面１０３と、大気側に傾斜する傾斜面１０４とで形成されている。例えば、回転軸１１０の軸方向に対する傾斜面１０３の角度αを、傾斜面１０４の角度βよりも大きくする（α＞β）。そうすることで、図１Ｂに示すように、シールリップ１０１Ａが回転軸１１０を圧接する圧力分布のピーク（最大値）が液体側に存在することとなる。
また、シールリップ１０１Ａと回転軸１１０との間では、微細な凹凸により潤滑油が保持され易く、油膜１０６が形成される。図１Ｂに示すように、シールリップ１０１Ａの圧力分布のピークが液体側にあると、回転軸１１０が回転したときに、油膜１０６を液体側へ押し戻す力（ポンプ力）が発生する。このポンピング作用によって、大気側への潤滑油（液体）の漏れを抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
実開平４－１２７４６２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、オイルシール１００のシールリップ１０１Ａはゴム材料で形成されており、バネ１０２により回転軸１１０に圧接される。そのため、比較的に低い密封圧力（例えば０．０３ＭＰａ程度）で液体を密封することになる。しかし、近年ではロータリーテーブルを用いて切削加工を行う場合等において、切りくずを排出するクーラント（切削油）を高圧で（例えば１～７ＭＰａで）吐出することが増えてきた。そのため、ロータリーテーブルの密封にオイルシール１００を採用すると、シールリップ１０１Ａにクーラントが吹き付けられた際に、シールリップ１０１Ａがめくれて密封性を維持できなくなるという問題が生じていた。
一方、オイルシールではなく、回転軸と支持部材の間にＯリング等のパッキンを配置する密封方法が知られている。パッキンは５～２０％程度つぶされて装着されるのが一般的であり、回転軸に強く圧接でき、高圧のクーラントにも耐えることができる。しかし、パッキンを用いた場合、オイルシールを用いる場合に比べて、摩擦力（摩擦トルク）が高まってしまう。その結果、回転効率が低下したり、発熱や摩耗が生じたり、位置決め精度が低下したりしてしまう。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、外力に対する密封性を維持しつつ、回転部材又は支持部材とパッキンとの間に生じる摩擦力を抑えた回転装置、及び、回転装置の組み立て方法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】
上記目的を達成するための主たる発明は、
回転部材と、
前記回転部材の周面を支持する支持部材と、
潤滑剤を収容する収容空間と、
前記回転部材と前記支持部材の間に設けられ、前記潤滑剤の漏出を防止するためのパッキンと、を備える回転装置であって、
前記回転部材と前記支持部材の一方は、前記パッキンを収容する環状溝部を備え、
前記回転部材と前記支持部材の他方は、前記パッキンが弾性変形するように前記パッキンに接触し、且つ、前記パッキンの周面に沿って環状に延在する突出部を備え、
前記突出部は、
前記収容空間側に設けられた第１傾斜面と、
前記収容空間側とは反対側に設けられた第２傾斜面と、
前記パッキンに接触した接触端部と、を備え、
前記接触端部は、前記パッキンとの接触圧力が最大となる部位を有し、
前記最大となる部位は、前記回転部材の回転軸方向において、前記接触端部の中央よりも前記収容空間側に位置していることを特徴とする回転装置である。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、外力に対する密封性を維持しつつ、回転部材又は支持部材とパッキンとの間に生じる摩擦力を抑えた回転装置、及び、回転装置の組み立て方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１Ａ及び図１Ｂはオイルシール１００についての説明図である。
図２Ａ及び図２Ｂはバレルカム装置１の説明図である。
回転装置（バレルカム装置１）の密封構造１００についての説明図である。
図４Ａ及び図４Ｂは突出部２１についての説明図である。
図５Ａ及び図５Ｂはパッキン４０に突出部２１が圧接する前後を示す図である。
パッキン４０と突出部２１の接触圧力の変化を示す図である。
突出部２１の頂点が収容空間３０とは反対側にずれた状態を示す図である。
突出部２１の頂点が収容空間３０側にずれた状態を示す図である。
図９Ａ～図９Ｄは環状溝部１３についての説明図である。
図１０Ａ～図１０Ｃは変形例の環状溝部５１についての説明図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂは回転装置１の変形例についての説明図である。
パッキン４０のつぶし代の一例を示す図である。
図１３Ａ～図１３Ｄは回転装置１の別の組み立て方法についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
（態様１）
回転部材と、前記回転部材の周面を支持する支持部材と、潤滑剤を収容する収容空間と、前記回転部材と前記支持部材の間に設けられ、前記潤滑剤の漏出を防止するためのパッキンと、を備える回転装置であって、前記回転部材と前記支持部材の一方は、前記パッキンを収容する環状溝部を備え、前記回転部材と前記支持部材の他方は、前記パッキンが弾性変形するように前記パッキンに接触し、且つ、前記パッキンの周面に沿って環状に延在する突出部を備え、前記突出部は、前記収容空間側に設けられた第１傾斜面と、前記収容空間側とは反対側に設けられた第２傾斜面と、前記パッキンに接触した接触端部と、を備え、前記接触端部は、前記パッキンとの接触圧力が最大となる部位を有し、前記最大となる部位は、前記回転部材の回転軸方向において、前記接触端部の中央よりも前記収容空間側に位置していることを特徴とする回転装置。
【００１０】
態様１によれば、パッキンと突出部の接触圧力の分布を、オイルシールの接触圧力と同様の分布にすることができる。ゆえに、回転部材が回転したときに、パッキンと突出部の間の潤滑剤に対して、ポンピング作用（潤滑剤を収容空間側へ押し戻すポンプ力）が働くと考えられ、回転部材と支持部材の間の密封性を高めることができる。よって、回転装置の外部への潤滑剤の漏れを抑制できる。また、パッキンと突出部の接触面が外部に露出せず、高圧のクーラント等の外力の影響を受け難いので密封性が維持されやすい。また、パッキンが平坦な面に接触する場合に比べて、パッキンの接触幅が小さくなる等するため、パッキンとの間に生じる摩擦力を軽減できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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