JP2001280512A

JP2001280512A - スピンドルのシール装置

Info

Publication number: JP2001280512A
Application number: JP2000092123A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nakajima; 均中島; Osamu Iwasaki; 修岩崎
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】オイルシールのゴムリップ先端への潤滑剤供給
が、極めて簡単な構造で長期にわたり自動的に行えるス
ピンドルのシール装置を提供する。【解決手段】ハウジングＨに軸受Ｂを介して支持された
軸Ｓに、オイルシール１を介装してなるスピンドルのシ
ール装置において、オイルシール１のリップＬ側に潤滑
剤含有部材１０を配設した。その潤滑剤含有部材１０か
ら潤滑剤が経時的に徐々にしみ出してオイルシール１の
リップ先端４に自動的に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スピンドルのシー
ル装置に係り、特に、例えば工作機械の主軸等に装着さ
れているオイルシールに対して長期にわたり潤滑剤を自
動的に供給することを可能とした潤滑剤含有部材による
潤滑方式のスピンドルのシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスピンドルのシール装置として
は、例えば図４に示すようなオイルシール１がある。オ
イルシールは周知のとおり、主に回転軸用密封装置とし
て軸ＳとハウジングＨとの間に組み込まれ、半径方向か
らの締めつけ力により機器内の油の流出を防ぐ一方、外
部からの異物の侵入を防ぐために使用される。

【０００３】図示のオイルシール１は、バネ２を有する
と共に外周がゴムとされたバネ入り外周ゴム（ＪＩＳ
２４０２のＳタイプ）オイルシールで、金属製の補強環
３とゴムとを一体に加硫接着して形成されており、内周
のゴムリップ先端４が軸Ｓの外周面に弾性接触して密封
機能を発揮し、外部の大気側からの異物が軸受Ｂの方へ
侵入するのを防止している。その密封機能を十分に発揮
させるには、オイルシール装着部をなすハウジング部材
６のシール取付け凹部７に取り付けた状態における寸法
許容差（例えばリップ内径と軸径との差であるシール締
め代など）を順守することは勿論であるが、シールのリ
ップ先端４が接触する軸表面の粗さや潤滑状態も重要で
ある。潤滑を行わないと、ゴムリップ先端４と接触する
部分の軸表面に摩耗が生じてシール寿命が低下したり、
発熱が大きくなるという不具合が発生する。これを防止
するため、従来はオイルシールのゴムリップ先端４にグ
リースや潤滑油などの潤滑剤を供給している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに潤滑剤をそのまま直接に供給する潤滑方式では、軸
の高速回転で温度が上昇するような場合にこれらの潤滑
剤が流動して外部に流出して消耗し易く、短期間に度々
補給を繰り返さねばならないから、メインテナンスが容
易でない。一方、潤滑剤の補給を自動化しようとすると
シール装置の全体構造が複雑にならざるを得ないという
問題点がある。

【０００５】そこで本発明は、このような従来技術の問
題点に着目してなされたものであり、オイルシールのゴ
ムリップ先端への潤滑剤供給が、極めて簡単な構造で長
期にわたり自動的に行えるスピンドルのシール装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、ハウジングに軸受を介して支持された
軸にオイルシールを介装してなるスピンドルのシール装
置に係り、当該オイルシールのリップ側に潤滑剤含有部
材を配設したことを特徴とする。ここに、前記潤滑剤含
有部材は、ポリオレフィン系ポリマ及び潤滑剤からなる
潤滑剤含有ポリマとすることができ、さらにはこの潤滑
剤含有ポリマとポリオレフィン系合成樹脂とからなる補
強材とを一体に成形して接合したものとすることもでき
る。

【０００７】そして、前記潤滑剤含有部材を、オイルシ
ールの内径部、すなわちリップの頭部とヒールとの間に
あるリップの腰の外周部、に接触させて配設したものと
することができる。また、前記潤滑剤含有部材を、オイ
ルシールのゴムリップ先端と軸外径面との間に、それぞ
れに接触させて配設したものとすることもできる。

【０００８】本発明のスピンドルのシール装置によれ
ば、軸の回転に伴う温度上昇により潤滑剤含有部材から
潤滑油が徐々にしみ出して、オイルシールのリップ先端
と軸外径面との間に自動的に供給される。これにより、
簡単な構造でリップ先端への長期にわたる潤滑剤の自動
供給が可能となり、メインテナンスフリーが実現する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。なお、従来と同一ないし相当部
分には同一の符号を付してある。図１は、本発明のスピ
ンドルのシール装置における第１の実施形態の全体断面
図、図２はその要部拡大断面図である。

【００１０】この第１の実施形態は、軸Ｓの一端側の、
オイルシール１が装着されるシール部外径面Ｓａが、転
がり軸受Ｂが装着される軸受部外径面Ｓｂより幾分大径
にされている。シール部外径面Ｓａにはハウジング蓋部
材６が挿入されて、ハウジングＨの端面にボルト止めし
て取り付けてある。そのハウジング蓋部材６に設けられ
ているシール取付け凹部７にオイルシール１が嵌入され
ることは従来と同様であるが、本実施の形態では、オイ
ルシール１と共に潤滑剤含有部材１０を装着した点が従
来と異なる。

【００１１】その潤滑剤含有部材１０は、オイルシール
１の内径部、すなわちリップ頭部１１とヒール１２との
間にあるリップの腰１３の外周部（以下、リップ頭部１
１，ヒール１２，リップの腰１３等を有する側をリップ
側Ｌとする）と軸Ｓのシール部外径面Ｓａとの間の、従
来は環状の空間部８となっていた個所に配設されてお
り、リップの腰１３の外周部と軸Ｓのシール部外径面Ｓ
ａとの双方の面に接触している。

【００１２】ここで、潤滑剤含有部材１０について説明
すると、基本的にはポリオレフィン系ポリマ及び潤滑剤
からなる潤滑剤含有ポリマであり、さらにはこの潤滑剤
含有ポリマをポリオレフィン系合成樹脂からなる補強材
と一体成形して接合したものでも良い。より詳しくは、
ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリブチレン，ポリメ
チルペンテン等の基本的に同じ化学構造を有するポリα
−オレフィン系ポリマーの群から選定したポリマに、潤
滑剤としてポリα−オレフィン油のようなパラフィン系
炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジアルキル
ジフェニルエーテル油のようなエーテル油、フタル酸エ
ステル・トリメリット酸エステルのようなエステル油等
の何れかを混合して加熱溶融した後、所定の型に注入し
て加圧しながら冷却固化させて成形したものであり、予
め酸化防止剤，錆止め剤，摩耗防止剤，あわ消し剤，極
圧剤等の各種の添加剤を加えたものでもよい。

【００１３】上記ポリマの群は、基本構造は同じでその
平均分子量が異なっており、１×１０³〜５×１０⁶の
範囲におよんでいる。その中で、平均分子量１×１０³
〜１×１０⁶という比較的低分子量のものと、１×１０
⁶〜５×１０⁶という超高分子量のものとを、単独もし
くは必要に応じて混合して用いる。本発明の潤滑剤含有
ポリマ部材の機械的強度を向上させるため、上述のポリ
α−オレフィン系ポリマーに、以下のような熱可塑性樹
脂および熱硬化性樹脂を添加したものでもよい。

【００１４】熱可塑性樹脂としては、ポリアミド，ポリ
カーボネート，ポリブチレンテレフタレート，ポリフェ
ニレンサルファイド，ポリエーテルスルホン，ポリエー
テルエーテルケトン，ポリアミドイミド，ポリスチレ
ン，ＡＢＳ樹脂等の各樹脂を使用することができる。熱
硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂，尿素樹
脂，メラミン樹脂，フェノール樹脂，ポリイミド樹脂，
エポキシ樹脂等の各樹脂を使用することができる。

【００１５】これらの樹脂は、単独または混合して用い
ても良い。更に、ポリオレフィン系ポリマーとそれ以外
の樹脂とを、より均一な状態で分散させるために、必要
に応じて適当な相溶化剤を加えてあっても良い。また、
本発明のスピンドルのシール装置における潤滑剤含有ポ
リマ部材の補強材としては、鋼，アルミニウム等の芯部
にポリオレフィン系プラスチックを被覆したもの、又は
同様の芯部にポリオレフィン系プラスチック製部材を接
着材等で接着したもの、又はポリオレフィン系プラスチ
ックからなる板のみからなるものを用いる。それらのポ
リオレフィン系プラスチックとしては、ポリエチレン，
ポリプロピレン，ポリメチルペンテン等が用いられる。

【００１６】本実施形態の潤滑剤含有部材１０を構成す
る潤滑剤含有ポリマの組成の具体例として、例えばパラ
フィン系鉱油（日本石油(株)製ＦＢＫＲＯ１００）７０
ｗｔ％、低分子量ポリエチレン（三菱油化(株)製ＰＺ５
０Ｕ）２１ｗｔ％、超高分子量ポリエチレン（三井石油
化学(株)ミペロンＸＭ２２０）９ｗｔ％としたものを例
示できる。

【００１７】次に、上記第１の実施形態の動作を説明す
る。背面組合わせされた２個１組の玉軸受Ｂを２組用い
て支承されている軸Ｓが回転すると、当該玉軸受Ｂや軸
Ｓの温度が次第に上昇するにつれて、オイルシール１の
リップ側Ｌに配設されている潤滑剤含有部材１０から経
時的に徐々に潤滑剤がしみ出して、オイルシール１のリ
ップ先端４に供給され、軸Ｓのシール外径面Ｓａとの間
に油膜が形成される。これにより、長期間にわたり安定
した潤滑が自動的に行われる。したがって、外部から潤
滑剤をリップ先端４に供給する必要がなくなり、メイン
テナンスフリーで良好なシール機能を維持することがで
きる。

【００１８】続いて、本発明のスピンドルのシール装置
における第２の実施形態を説明する。図３はその要部の
拡大断面図である。この第２の実施形態は、軸Ｓの一端
側のシール部外径面Ｓａが、ハウジング部材６のシール
取付け凹部７に対応する部分のみ上記第１の実施形態の
ものより小径となるように削り取られて段差が形成され
ている。その段差面が、潤滑剤含有部材取付け面２０に
なっている。そして、この潤滑剤含有部材取付け面２０
に、円環状の潤滑剤含有部材２１が嵌合されて軸Ｓと一
体に固定されている。この潤滑剤含有部材２１の外径面
２１ｇは、軸Ｓの残されたシール部外径面Ｓａと同径に
なっている。この状態の軸Ｓにハウジング蓋部材６が挿
入されて、ハウジングＨの端面にボルト止めして取り付
けられる。ハウジング蓋部材６のシール取付け凹部７内
に、オイルシール１が挿入嵌着される（すなわち、潤滑
剤含有部材２１はオイルシール１のリップ側Ｌに配設さ
れている）。

【００１９】かくして、上記第１の実施形態では、オイ
ルシール１の内径側にあるリップ先端４が直接に軸Ｓの
シール部外径面Ｓａに接触しているのに対して、この第
２の実施形態の場合は、リップ先端４が潤滑剤含有部材
２１の外径面２１ｇに接触する点で、両者は相違してい
る。潤滑剤含有部材２１の構成は上記第１の実施形態の
場合と同様である。

【００２０】軸Ｓが回転すると、玉軸受Ｂや軸Ｓの温度
が次第に上昇するにつれて、潤滑剤含有部材２１の外径
面２１ｇから経時的に徐々に潤滑剤がしみ出して、オイ
ルシール１のリップ先端４に供給されて油膜が形成され
る。これにより、長期間にわたり安定した潤滑が自動的
に行われる。したがって、外部から潤滑剤をリップ先端
４に供給する必要がなくなり、メインテナンスフリーで
良好なシール機能を維持することができる。

【００２１】なお、上記各実施の形態では、潤滑剤含有
部材１０，２１を個別に適用した場合を説明したが、こ
れらを組み合わせて用いてもよく、その場合にはより長
期間にわたり安定した潤滑を行うことができる。また、
本発明を適用しうるスピンドルのシール装置は、上記実
施の形態のタイプに限定されるものではない。例えばオ
イルシールはバネ入り外周ゴムのＳタイプオイルシール
以外のものでも一向差し支えない。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スピンドルのシール装置におけるオイルシールのリップ
側に潤滑剤含有部材を配設したため、その潤滑剤含有部
材から潤滑剤が経時的に徐々にしみ出してオイルシール
のリップ先端に自動的に供給され、その結果、長期間に
わたり良好な潤滑が可能となりメインテナンスフリーで
長寿命のスピンドルのシール装置が提供できるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスピンドルのシール装置における第１
の実施形態の全体断面図である。

【図２】図１の要部拡大断面図である。

【図３】本発明における第２の実施形態の要部拡大断面
図である。

【図４】従来のスピンドルのシール装置における要部拡
大断面図である。

【符号の説明】

ＨハウジングＳ軸Ｂ軸受１オイルシール４リップ先端１０潤滑剤含有部材２１潤滑剤含有部材Ｌリップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングに軸受を介して支持された軸
にオイルシールを介装してなるスピンドルのシール装置
であって、当該オイルシールのリップ側に潤滑剤含有部
材を配設したことを特徴とするスピンドルのシール装
置。