專利名稱：防水、防塵構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有由靜止部件和運(yùn)動(dòng)部件構(gòu)成的機(jī)構(gòu)的裝置的防水、防塵構(gòu) 造，涉及應(yīng)用于例如像機(jī)床那樣具備了具有要求高精度運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)構(gòu) 的裝置等的防水、防塵構(gòu)造。
背景技術(shù)：
像機(jī)床中的可動(dòng)機(jī)構(gòu)那樣，在具有要求高精度運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)構(gòu)中， 為了不阻礙運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，最好不要使靜止部件和運(yùn)動(dòng)部件固體接觸。但是， 不使靜止部件和運(yùn)動(dòng)部件固體接觸，這意味著兩部件之間存在間隙，從而產(chǎn)生 防止液體和微粒通過該間隙進(jìn)入機(jī)床等的裝置內(nèi)的必要性。作為這種在防止液 體和微粒從靜止部件與運(yùn)動(dòng)部件的間隙進(jìn)入到裝置內(nèi)方面有效的防水、防塵構(gòu) 造，以往已知的有將在不會(huì)互相固體接觸的靜止部件與運(yùn)動(dòng)部件之間所形成的 間隙區(qū)域J故成^(敬小的空隙的迷宮式構(gòu)造。
圖l表示有關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的迷宮式構(gòu)造。在圖1中，符號(hào)1、 2分別表示靜 止部件及運(yùn)動(dòng)部件，在兩部件之間形成有間隙3。運(yùn)動(dòng)部件2相對(duì)靜止部件1 的運(yùn)動(dòng)方向通常是(l)與紙面垂直的水平方向或者(2)圖中上下方向，但是 一般而言是能固定地維持間隙3的方向，根據(jù)所應(yīng)用的機(jī)構(gòu)，也可以是如合成 了 (1)、 (2)那樣的運(yùn)動(dòng)方向(傾斜向上方向)。
這種迷宮式構(gòu)造的靜止部件1與運(yùn)動(dòng)部件2之間的間隙3極小，且不允許 部件相互的接觸，因此對(duì)各部件(或構(gòu)成該部件的零件)要求較高的形狀精度， 且還須提高組裝精度。另外，存在塵埃等微粒和水霧等從間隙3進(jìn)入裝置的內(nèi) 側(cè)而污染裝置內(nèi)部的可能性。因情況不同，存在微粒和霧中的成分附著在狹窄 的間隙3的內(nèi)壁上，還可能阻礙運(yùn)動(dòng)部件2的圓滑運(yùn)動(dòng)的問題。
于是，提出了如下方案的防水、防塵構(gòu)造，即，如圖2所示，在靜止部件 10與運(yùn)動(dòng)部件20之間形成間隙30，在相對(duì)于該間隙30的入口部分中設(shè)有用 靜止部件10的內(nèi)側(cè)立壁部11和外側(cè)立壁部12夾住的液體積存部13,在該液
體積存部13中保持液體LQ,運(yùn)動(dòng)部件20的前端部21在浸漬在液體LQ中的 狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)。這種防水、防塵構(gòu)造用液體完全遮蔽裝置內(nèi)外，可防止異物的進(jìn) 入，而且，可以將靜止部件與運(yùn)動(dòng)部件之間的間隙做得比現(xiàn)有的迷宮式構(gòu)造較 大，所以具有不必要求靜止部件、運(yùn)動(dòng)部件的加工形狀精度、組裝精度高的優(yōu) 點(diǎn)(參照日本特開2006-266415號(hào)公報(bào)，以下將該文獻(xiàn)稱為"專利文獻(xiàn)1")。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及上述專利文獻(xiàn)l所記載的防水、防塵構(gòu)造的改進(jìn)，利用積存在 該液體積存部的液體，提高運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)控制特性。其目的在于抑制運(yùn)動(dòng)部 件在停止時(shí)的振動(dòng)、提高在使運(yùn)動(dòng)部件停止時(shí)的制動(dòng)、容易進(jìn)行運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn) 動(dòng)、以及4是高使用了該防水、防塵構(gòu)造的裝置的配置姿勢的自由度等。
本發(fā)明的防水、防塵構(gòu)造具有如下構(gòu)造，即具有靜止部件和與該靜止部件 隔著間隙區(qū)域以非接觸方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件，該間隙區(qū)域構(gòu)成裝置的內(nèi)部 和外部的邊界，在該間隙區(qū)域設(shè)有積存液體的液體積存部，利用該液體將上述 裝置的內(nèi)部與外部遮蔽開。
在本發(fā)明的防水、防塵構(gòu)造的第一方案中，在上述液體積存部積存例如 10萬cSt的高粘度液體，用該液體來抑制在使上述運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)停止時(shí)產(chǎn)生 的振動(dòng)。
在該第一方案中，也可以通過在上述液體積存部的底部配置^茲鐵，并在該 液體積存部積存》茲性流體，利用上述磁鐵吸引該磁性流體，從而防止磁性流體 從上述間隙區(qū)域向外部溢出，用上述磁性流體來抑制在使上述運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng) 停止時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。
在本發(fā)明的防水、防塵構(gòu)造的第二方案中，具有對(duì)積存在上述液體積存部 中的液體施加電壓的電壓施加單元，在上述液體積存部積存粘度因施加電壓而 發(fā)生變化的電粘滯性流體，通過上述電壓施加單元向該電粘滯性流體施加電壓 或者不施加電壓，使該電粘滯性流體的粘度降低或升高，在該電粘滯性流體的 粘度降低時(shí)上述運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，而在該電粘滯性流體的粘度升高時(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)部件 的運(yùn)動(dòng)發(fā)揮制動(dòng)作用。。
在本發(fā)明的防水、防塵構(gòu)造的第三方案中，在上述液體積存部上設(shè)有用于 生成積存在該液體積存部內(nèi)的液體的流動(dòng)的液體供給口和將供給上述液體積
存部的液體向外部排出的液體排出口 ，使因液體流入液體供給口而產(chǎn)生的流體
的流動(dòng)力作用于上述旋轉(zhuǎn)部件上。


通過參照附圖的以下實(shí)施例的說明，本發(fā)明的上述及其他目的和特征將更
加明確。這些圖中
圖l是表示現(xiàn)有的作為防水、防塵構(gòu)造使用的迷宮式構(gòu)造的剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明的防水、防水構(gòu)造的基本方式的剖視圖。
圖3A是將本發(fā)明的防水、防塵構(gòu)造應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)中的第一實(shí)施方式
的立體剖視圖，圖3B是沿著第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)軸的垂直剖視圖。
圖4A是將本發(fā)明的防水、防塵構(gòu)造應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)方向自由度大的可動(dòng)機(jī)構(gòu)
中的第二實(shí)施方式的簡略立體圖，圖4B是第二實(shí)施方式的垂直剖視圖。
圖5A是將本發(fā)明的防水、防塵構(gòu)造應(yīng)用于可動(dòng)機(jī)構(gòu)中的第三實(shí)施方式的
簡略立體圖，圖5B是第三實(shí)施方式的垂直剖視圖。
圖6是將本發(fā)明的防水、防塵構(gòu)造應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)中的第四實(shí)施方式的
立體圖。
圖7是將本發(fā)明的防水、防塵構(gòu)造應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)中的第五實(shí)施方式的 沿著旋轉(zhuǎn)軸的垂直剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D3A及圖3B說明將本發(fā)明的防水、防塵構(gòu)造應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)中 的第一實(shí)施方式。
在該實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)部件是繞旋轉(zhuǎn)軸A-A，自如旋轉(zhuǎn)地被支撐的旋轉(zhuǎn) 軸部件50。另外，自如旋轉(zhuǎn)地支撐旋轉(zhuǎn)軸部件50的軸承機(jī)構(gòu)設(shè)在圖3A及圖 3B所示的部分的下方，但是在這些圖中省略了圖示。
該實(shí)施方式特征在于，圖2所示的遮斷裝置內(nèi)外的積存在液體積存部中的 液體是粘度高的液體。
旋轉(zhuǎn)軸部件50具有在其全周范圍內(nèi)繞圈延伸的外周垂下部51，其大致下 半部嵌合在靜止部件40的內(nèi)側(cè)立壁部41與外側(cè)立壁部42之間。從而，在靜 止部件40的內(nèi)側(cè)立壁部41與運(yùn)動(dòng)部件50的外周垂下部51之間形成有間隙 60。而且，在從裝置的外側(cè)看在相當(dāng)于該間隙60的入口的部分設(shè)有用內(nèi)側(cè)立
壁部41和外側(cè)立壁部42的各下端周邊部包圍的液體積存部43,在該液體積 存部43中保持液體LQ?！纷咿D(zhuǎn)軸部件50的外周垂下部51的下端浸漬在液體 LQ中。
在該實(shí)施方式中，作為該液體LQ,使用例如10萬cSt的粘度高的液體。 例如，使用粘度高的硅油。
旋轉(zhuǎn)軸部件50在將其外周垂下部51的下端浸漬在液體積存部43的液體 LQ中的狀態(tài)下繞軸線A-A，旋轉(zhuǎn)。從而，該液體積存部43保持的液體LQ 起到從裝置的外側(cè)看堵塞相當(dāng)于間隙60的入口的部分的蓋子的作用，裝置內(nèi) 側(cè)的區(qū)域相對(duì)于裝置外側(cè)的區(qū)域被遮蔽，霧、塵埃等異物不能進(jìn)入裝置的內(nèi)部。
并且，由于液體LQ的粘度高，因此可抑制在旋轉(zhuǎn)軸部件50的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 停止時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，再有，還具有制動(dòng)作用，可提高旋轉(zhuǎn)軸部件50的運(yùn)動(dòng)控 制特性。
另外，可以較寬地取得間隙60，不必提高靜止部件40、旋轉(zhuǎn)軸部件50 的加工精度，對(duì)組裝精度的要求也可以緩和。
使用圖4A及圖4B說明將本發(fā)明的防水、防塵構(gòu)造應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)方向自由 度大的可動(dòng)機(jī)構(gòu)上中的第二實(shí)施方式。
在該實(shí)施方式中，運(yùn)動(dòng)部件80是進(jìn)行允許上下方向、水平方向、旋轉(zhuǎn)的 任何一種運(yùn)動(dòng)的浮動(dòng)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件。該運(yùn)動(dòng)部件80具有向裝置的內(nèi)部延伸 的柱狀部81、頂部82、以及在其全周范圍內(nèi)繞圈延伸的外周垂下部83,外周 垂下部83的大致下半部嵌合在靜止部件70的內(nèi)側(cè)立壁部71與外側(cè)立壁部72 之間。從而，在靜止部件70的內(nèi)側(cè)立壁部71與運(yùn)動(dòng)部件80的外周垂下部83 之間形成有間隙90,在該間隙90的部分設(shè)有用內(nèi)側(cè)立壁部71和外側(cè)立壁部 72的各下端周邊部包圍的液體積存部73,在該液體積存部73中保持硅油等粘 度高的液體LQ。運(yùn)動(dòng)部件80的外周垂下部83的下端浸漬在液體LQ中，在 該浸漬狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)部件80進(jìn)行上下方向、水平方向及旋轉(zhuǎn)或者組合這些的 運(yùn)動(dòng)。
在該第二實(shí)施方式中，也利用液體積存部73所保持的液體LQ來防止霧、 塵埃等異物進(jìn)入裝置內(nèi)部，且利用液體LQ的粘度來抑制在運(yùn)動(dòng)部件80停止 運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。另外，還具有制動(dòng)作用，可提高旋轉(zhuǎn)軸部件50的運(yùn)動(dòng)控
制特性。
另外，在該實(shí)施方式中，可以擴(kuò)大間隙90，所以要求靜止部件70、運(yùn)動(dòng) 部件80的形狀精度也降低，對(duì)組裝精度的要求也可以緩和。
使用圖5A及圖5B說明將本發(fā)明的防水、防塵構(gòu)造應(yīng)用于可動(dòng)機(jī)構(gòu)中的 第三實(shí)施方式。
在該實(shí)施方式中，作為可動(dòng)機(jī)構(gòu)與圖4A及圖4B所示的第二實(shí)施方式相 同，但是在該第三實(shí)施方式中，不同點(diǎn)在于以下方面液體積存部73所保持 的液體LQ使用電粘滯性流體(ER流體)以及設(shè)有用于在靜止部件70和運(yùn)動(dòng) 部件80上產(chǎn)生電位差的電壓施加單元91。作為電粘滯性流體，例如有抹式會(huì) 社ER亍、7夕社制造的"均勻系ER流體類型A"等。另外，與第二實(shí)施方 式相同的要素部件使用相同符號(hào)。
電壓施加單元91連接在靜止部件70與運(yùn)動(dòng)部件80之間，包括電源91a 和用于將該電源91a的電壓施加在靜止部件70和運(yùn)動(dòng)部件80上的開關(guān)91b。 在接通開關(guān)91b并在靜止部件70與運(yùn)動(dòng)部件80之間施加了電壓時(shí)和將它斷開 不施加電壓時(shí)，電粘滯性流體LQ的粘度發(fā)生改變，因此在〗吏運(yùn)動(dòng)部件80運(yùn) 動(dòng)時(shí)，以粘度低的狀態(tài)進(jìn)行，在使運(yùn)動(dòng)部件80的運(yùn)動(dòng)停止時(shí)，將電粘滯性流 體LQ的粘度轉(zhuǎn)換為高的狀態(tài)，利用該流體LQ,對(duì)運(yùn)動(dòng)部件80產(chǎn)生制動(dòng)作用， 而且還抑制停止時(shí)振動(dòng)的產(chǎn)生。
其他作用效果與第二實(shí)施方式相同。
使用圖6說明將本發(fā)明的防水、防塵構(gòu)造應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)中的第四實(shí)施 方式。
在該實(shí)施方式中，作為由旋轉(zhuǎn)軸部件50和靜止部件40形成的旋轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)， 與上述第一實(shí)施方式大致相同，與第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，在靜止部件 40的外側(cè)立壁部42具有向形成于靜止部件40的內(nèi)側(cè)立壁部與外側(cè)立壁部42 之間的液體積存部供給液體的液體供給口 44a和液體排出口 44b,以及，保持 在液體積存部43中的液體LQ,如專利文獻(xiàn)1所記載的發(fā)明那樣，使用加工液 或流體軸承所使用的液體等的粘度不是特別高的液體LQ。另外，與第一實(shí)施 方式相同的要素部件使用相同符號(hào)。
在使旋轉(zhuǎn)軸部件50旋轉(zhuǎn)時(shí)，從液體供給口 44a對(duì)液體LQ施加壓力供給 到液體積存部43,從液體排出口44b排出。由此，在液體積存部43中產(chǎn)生流 動(dòng)，該液體LQ的流動(dòng)力會(huì)作用于旋轉(zhuǎn)自如的旋轉(zhuǎn)軸部件50上使其旋轉(zhuǎn)?？?以將該液體LQ的供給作為使旋轉(zhuǎn)軸部件50旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)源，或者也可以另外 設(shè)置使該旋轉(zhuǎn)軸部件50旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)源，利用液體LQ使旋轉(zhuǎn)軸部件50旋轉(zhuǎn)的 力還可以作為輔助而使用。再有，為了有效傳送利用液體流動(dòng)的力，也可以在 旋轉(zhuǎn)軸部件50上形成渦輪狀葉片。
另外，在使旋轉(zhuǎn)軸部件50反轉(zhuǎn)時(shí)，將液體供給口 44a和液體排出口 44b 顛倒過來，從液體排出口 44b施加壓力而向液體積存部43供給液體LQ，從液 體供給口 44a排出即可。
使用圖7說明將本發(fā)明的防水、防塵構(gòu)造應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)中的第五實(shí)施 方式。
在該實(shí)施方式中，作為液體LQ使用磁性流體(例如，抹式會(huì)社夕夕'T乂、 4少；、力/l4i制的;茲性流體A-200等)，在靜止部件的液體積存部近旁配置 磁鐵，用該磁鐵來保持》茲性流體。在該第五實(shí)施方式中，使用與第一實(shí)施方式 的旋轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)相同的機(jī)構(gòu)，相同部件標(biāo)注與第一實(shí)施方式相同的符號(hào)。
在液體積存部43中保持有磁性流體LQ，在該液體積存部43的底部配置 有磁鐵。在該實(shí)施方式中，在形成液體積存部43底部的靜止部件40的板的相 反一側(cè)配設(shè)磁鐵61。因此，積存在液體積存部43中的磁性流體LQ被該磁鐵 61吸引，因此如圖7所示，即使傾斜液體積存部43的開口 (插入旋轉(zhuǎn)軸部件 50的外周垂下部51的一側(cè))不是朝上而朝水平方向那樣的具有該旋轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu) 的裝置，磁性液體LQ也不會(huì)從液體積存部43溢出，所以與第一實(shí)施方式同 樣能夠利用流體的粘性來抑制振動(dòng)。
由此，使用了該第五實(shí)施方式的防水、防塵構(gòu)造的裝置可擴(kuò)大其配置姿勢 的自由度。
權(quán)利要求
1.一種防水、防塵構(gòu)造，具有如下構(gòu)造具有靜止部件和與該靜止部件隔著間隙區(qū)域以非接觸方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件，該間隙區(qū)域構(gòu)成裝置的內(nèi)部和外部的邊界，在該間隙區(qū)域設(shè)有積存液體的液體積存部，利用該液體將上述裝置的內(nèi)部與外部遮蔽開，其特征在于，在上述液體積存部積存高粘度的液體，用該液體來抑制在使上述運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)停止時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水、防塵構(gòu)造，其特征在于， 通過在上述液體積存部的底部配置磁鐵，并在該液體積存部積存磁性流體，利用上述磁鐵吸引該磁性流體，從而防止磁性流體從上述間隙區(qū)域向外部 溢出，用上述磁性流體來抑制在使上述運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)停止時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。
3. —種防水、防塵構(gòu)造，具有如下構(gòu)造具有靜止部件和與該靜止部件 隔著間隙區(qū)域以非接觸方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件，該間隙區(qū)域構(gòu)成裝置的內(nèi)部 和外部的邊界，在該間隙區(qū)域設(shè)有積存液體的液體積存部，利用該液體將上述 裝置的內(nèi)部與外部遮蔽開，其特征在于，具有對(duì)積存在上述液體積存部中的液體施加電壓的電壓施加單元，在上述液體積存部中積存粘度因施加電壓而發(fā)生變化的電粘滯性流體，通 過上述電壓施加單元向該電粘滯性流體施加電壓或者不施加電壓，使該電粘滯 性流體的粘度降低或升高，在該電粘滯性流體的粘度降低時(shí)上述運(yùn)動(dòng)部件運(yùn) 動(dòng)，而在該電粘滯性流體的粘度升高時(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)發(fā)揮制動(dòng)作用。
4. 一種防水、防塵構(gòu)造，具有如下構(gòu)造具有靜止部件和與該靜止部件 隔著間隙區(qū)域以非接觸方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件，該間隙區(qū)域構(gòu)成裝置的內(nèi)部 和外部的邊界，在該間隙區(qū)域設(shè)有積存液體的液體積存部，利用該液體將上述裝置的內(nèi)部與外部遮蔽開，其特征在于，在上述液體積存部上設(shè)有用于生成積存在該液體積存部中的液體的流動(dòng) 的液體供給口和將供給到上述液體積存部的液體向外部排出的液體排出口 ，使 因液體流入液體供給口而產(chǎn)生的流體的流動(dòng)力作用于上述旋轉(zhuǎn)部件上。
全文摘要
本發(fā)明涉及防水、防塵構(gòu)造。在具有靜止部件和與該靜止部件隔著間隙區(qū)域以非接觸方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件的防水、防塵構(gòu)造中，在這些靜止部件與運(yùn)動(dòng)部件之間形成間隙，在相當(dāng)于該間隙的入口的部分設(shè)有液體積存部。在該液體積存部中積存粘度高的液體。由于所積存的液體的粘度高，因此可抑制在使運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)停止時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。
文檔編號(hào)F16J15/40GK101187426SQ20071018683
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者河合知彥, 蛯原建三, 見波弘志 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社