JP2005219154A - Seal structure of spindle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研削装置や切削装置等の主軸装置のシ−ル構造に関する。特に、主軸装置の軸受の寿命が長いオイルシ−ル構造に関する。 The present invention relates to a seal structure of a spindle device such as a grinding device or a cutting device. In particular, the present invention relates to an oil seal structure having a long bearing life of a spindle device.
研削装置や切削装置等の工作機械の主軸装置100としては、図5に示すように、回転工具(例えば砥石車)2をフランジ3により先端に固着した主軸1をハウジング4の軸受収容部5に配置された複数の玉8を設けた玉軸受9に軸受し、この玉軸受9の回転工具側を締付けナット11で蓋をし、前記主軸1を図示されていないモ−タで駆動する構造が一般的に採られている。図5中、16はシ−リングスリ−ブ、17は工具締付ナット、18は安全カバ−である。
As a
玉軸受には、主軸の回転を円滑にするため、グリ−ス等の潤滑油が供給される。玉軸受内に供給された潤滑油が回転工具側外部に漏れないよう玉軸受を構成する外輪と内輪と玉から形成される空間に外輪端面の軌道面から内輪の軌道面に向けてシ−ル材を設けたラビリンス構造によるオイルシ−ルド機構が採られている。例えば、図4に示すように、オイルシ−ルド機構を有するアンギュラ玉軸受111として、内周の軸方向略中央に軌道面112aを有すると共に前記軌道面の軸方向片側の内径面にカウンタボア112bを備えた外輪112と、外周に軌道面113aを有する内輪113と、前記外輪112の軌道面と内輪113の軌道面との間に転動自在に配置された複数の玉114と、これらの玉を周方向において所定間隔に保持する保持器115とを具備するアンギュラ玉軸受111において、前記外輪112のカウンタボア側の内径面112bに装着され、前記保持器の外周面との間でラビリンスを形成するシ−ル116を設けたアンギュラ玉軸受が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、軸受の外輪端面と主軸装置の締付けナット間にオイルリングを用いてオイルシ−ルする主軸装置も通常、使用されている。
In addition, a spindle device that uses an oil ring between the outer ring end face of the bearing and a tightening nut of the spindle device is usually used.
前記特許文献1に記載されるオイルシ−ル構造を有する主軸装置や従来使用されているアンギュラ軸受を用いている主軸装置を含め、オイルシ−ルの効果は十分である。しかし、主軸に回転工具を取り付け、ワ−クと回転工具間の加工点に研削液や切削液等の加工液を供給してワ−クを機械加工するに用いる主軸装置においては、加工点に供給された加工液がラビリンスの隙間を伝わって軸受内に侵入し、また、加工液が加工屑を含んで侵入することもあり、軸受の寿命を縮小するため、1〜2年で軸受を交換する必要があった。本発明は、軸受のラビリンスへの加工液の侵入が極めて減少する主軸装置のシ−ル構造を提供し、軸受の寿命を3〜5年と長くすることを目的とする。 The effect of the oil seal is sufficient, including the main shaft device having the oil seal structure described in Patent Document 1 and the main shaft device using a conventionally used angular bearing. However, in a spindle device used for machining a workpiece by attaching a rotary tool to the spindle and supplying a machining fluid such as grinding fluid or cutting fluid to the machining point between the workpiece and the rotary tool, Replace the bearing in 1 to 2 years in order to reduce the life of the bearing because the supplied machining fluid may enter the bearing through the gap in the labyrinth, and the machining fluid may also enter the machining waste. There was a need to do. An object of the present invention is to provide a seal structure of a main shaft device in which the penetration of machining fluid into the labyrinth of a bearing is extremely reduced, and an object of the present invention is to extend the life of the bearing to 3 to 5 years.
請求項1の発明は、回転工具2をフランジ3により先端に固着した主軸1、該主軸のハウジング4の軸受収容部5に外輪6の内部軌道面6bと内輪7の内部軌道面7b間に転動自在に配置された複数の玉8を設けた玉軸受9、前記玉軸受9の外輪端面6aを締付ける環状の外輪押さえ間座10、外周に螺旋状ネジ溝11dを設けた外周環状体11aと内側の内周環状体11bとで中央に主軸1を通す円筒状空間11cを有する円環状筒体を成し、この円環状筒体の裏面に前記外周環状体11aと内周環状体11bとで前記外輪押さえ間座10を収納する環状凹部11eを形成し、かつ、この円環状筒体の表側に表部の途中から外周に通じる溝11fが設けられている内輪締付間座11、および、前記玉軸受9の外輪6の内部軌道面と内輪7の内部軌道面と前記外輪押さえ間座10で形成されるラビリンス12とを備えることを特徴とする主軸装置のシ−ル構造を提供するものである。
According to the first aspect of the present invention, the main shaft 1 having the
回転工具2とワ−クが接する加工点に供給された研削液が飛散して軸受9側に付着しても、研削液は軸受9の内輪締付間座11の外周に設けられた螺旋状ネジ溝11dを伝わって回転工具2の裏面側へと主軸1の回転による遠心力により戻され、螺旋状ネジ溝11dの先端に到ると主軸1の回転による遠心力により主軸から遠ざかる外方へ飛散される。また、内輪締付間座11の表側(回転工具側)に付着した研削液は、表面を伝わって外周に通じる溝11fに貯られ、主軸1の回転による遠心力により主軸から遠ざかる外方へ飛散される。よって、ラビリンス12への研削液の侵入がない、または侵入の機会が極めて少なくなるので軸受の寿命を長くすることができる。
Even if the grinding fluid supplied to the machining point where the
(実施例)
以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図1は本発明の主軸装置軸受部のシ−ル構造を示す断面図、図2は内輪締付間座の断面図、および図3は内輪締付間座を回転工具側から見た正面図である。
(Example)
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
1 is a cross-sectional view showing a seal structure of a spindle device bearing portion of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of an inner ring tightening spacer, and FIG. 3 is a front view of the inner ring tightening spacer as viewed from the rotary tool side. It is.
図1に示す主軸装置100において、1は主軸、2は回転工具、3はフランジ、4はハウジング、5は軸受収容部、6は外輪、6aは外輪端面、6bは外輪内部軌道面、7は内輪、7bは内輪内部軌道面、8は玉、9は玉軸受、10は環状の外輪押さえ間座で前記玉軸受9の外輪端面6aを締付ける。11は内輪締付間座、12はラビリンスで前記玉軸受9の外輪6の内部軌道面と内輪7の内部軌道面と前記外輪押さえ間座10で形成される。13は締付けボルト、14は押さえ蓋、17は締付けナットである。
In the
図2および図3に示されるように、内輪締付間座11は、外周に螺旋状ネジ溝11dを設けた外周環状体11aと内側の内周環状体11bとで中央に主軸1を通す円筒状空間11cを有する円環状筒体を成し、この円環状筒体の裏面に前記外周環状体11aと内周環状体11bとで前記外輪押さえ間座10を収納する環状凹部11eを形成し、かつ、この円環状筒体の表側(回転工具側に対向する前側)に表部の途中から外周に通じる複数の溝11fが設けられている。外周環状体11aと内周環状体11bは段部11gで一体化されており、この段部11gは前記環状凹部11eを形成する。前記外周環状体11aの外周には表面から裏面に到る螺旋状ネジ11dが例えばピッチ間隔1〜3mmのネジ山で設けられている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the inner
図3に示すように、内輪締付間座11の表側には表部の途中から外周に通じる3本の直線状溝11fが設けられている。この溝11fは、その出口と内輪締付間座11の軸心Oを結ぶ線と、溝11fの出口と溝の中心線を結ぶ交差角度αが30度となるように設けられている。この溝11fは、線対称または点対称に2〜8本としてもよい。また直線状であっても波状あるいは弧状であってもよい。溝11fの深さは1〜5mm、溝幅は2〜8mmで、溝の方向は、溝11fの出口と溝の中心線を結ぶ交差角度αが30〜60度となるように設ける。図2に示す高さが20mmの内輪締付間座11は、外周環状体11aの外径が90mm、内径が80mm、高さ5mm、内周環状体11bの外径が70mm、内径(円筒状空間の外径でもある)が50mm、高さ10mm、段部11gの外径が80mm、内径が70mmのものである。
As shown in FIG. 3, on the front side of the inner
回転工具2、例えば砥石とワ−クが接する加工点に供給された研削液が飛散して軸受9側に付着しても、研削液は軸受9の内輪締付間座11の外周に設けられた螺旋状ネジ溝11dを伝わって回転工具2の裏面側へと主軸1の回転による遠心力により戻され、螺旋状ネジ溝11dの先端に到ると主軸1の回転による遠心力により主軸から遠ざかる外方へ飛散される。また、内輪締付間座11の表側(回転工具側)に付着した研削液は、表面を伝わって外周に通じる溝11fに貯られ、主軸1の回転による遠心力により主軸から遠ざかる外方へ飛散される。よって、ラビリンス12への研削液の侵入がない、または侵入の機会が極めて少なくなるので軸受の寿命を向上することができる。
Even if the grinding fluid supplied to the processing point where the
1 主軸
100 主軸装置
2 回転工具
3 フランジ
4 ハウジング
5 軸受収容部
6 外輪
7 内輪
8 玉
9 玉軸受
10 外輪押さえ間座
11 内輪締付間座
11d 螺旋状ネジ
11f 溝
12 ラビリンス
14 押さえ蓋
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- 2004-02-05 JP JP2004028801A patent/JP4764605B2/en not_active Expired - Lifetime
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