JP2009085337A - Seal device for rotary shaft - Google Patents

Seal device for rotary shaft Download PDF

Info

Publication number
JP2009085337A
JP2009085337A JP2007255686A JP2007255686A JP2009085337A JP 2009085337 A JP2009085337 A JP 2009085337A JP 2007255686 A JP2007255686 A JP 2007255686A JP 2007255686 A JP2007255686 A JP 2007255686A JP 2009085337 A JP2009085337 A JP 2009085337A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
absorber
housing
clearance
disposed
rotating shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007255686A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Matsunaga
茂 松永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2007255686A priority Critical patent/JP2009085337A/en
Publication of JP2009085337A publication Critical patent/JP2009085337A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/08Protective coverings for parts of machine tools; Splash guards
    • B23Q11/0883Protective coverings for parts of machine tools; Splash guards for spindles, e.g. for their bearings or casings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Turning (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seal device for a rotary shaft capable of preventing invasion of foreign matter such as coolant from a clearance between the rotary shaft and a housing. <P>SOLUTION: This seal device includes a substantially cylindrical housing having a storage space, a main shaft spindle 2 rotatably stored in the storage space and disposed with keeping cylindrical clearance from an inner circumference surface of the housing 1. An absorbent 5 formed in a ring shape out of porous material is disposed on at least one of the housing 1 and the main shaft spindle 2 with facing to the clearance 30. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、工作機械の主軸装置などの回転軸とハウジングとの間のクリアランスをシールする、回転軸のシール装置に関する。   The present invention relates to a rotary shaft sealing device that seals a clearance between a rotary shaft such as a spindle device of a machine tool and a housing.

マシニングセンタのスピンドルの先端には、工具ホルダが固定されて、スピンドルの回転により、ワークの切削などの加工処理が行われる。スピンドルは、ハウジングに回転自在に収容されている。スピンドルとハウジングとの間にはクリアランスが形成されている。そして、クリアランスにクーラントなどが侵入することによる軸受等の破損を防止するために、シール機構が設けられている。シール機構には、接触式シール、ねじラビリンス、機械的ラビリンス、エアシールなどがある。   A tool holder is fixed to the tip of the spindle of the machining center, and processing such as workpiece cutting is performed by rotating the spindle. The spindle is rotatably accommodated in the housing. A clearance is formed between the spindle and the housing. A seal mechanism is provided to prevent damage to the bearing and the like due to coolant entering the clearance. Examples of the seal mechanism include a contact seal, a screw labyrinth, a mechanical labyrinth, and an air seal.

接触式シールは、ばね等によりVリングをスピンドルに押し付けてシールする。しかし、接触シールは、Vリングに対するスピンドルの接触摩擦が生じるため、スピンドルの周速に限界があり、高速回転するスピンドルをシールするのには適していない。   The contact seal seals the V ring against the spindle by a spring or the like. However, the contact seal causes a contact friction of the spindle with respect to the V ring, so that the peripheral speed of the spindle is limited, and is not suitable for sealing a spindle that rotates at a high speed.

ねじラビリンスは、スピンドルの回転により、ねじ部に付着したクーラントがスピンドルとつれまわり、ねじの効果によりクーラントをねじのスラスト方向に押出すことによりシール効果を発揮する。しかし、スピンドルに付着したクーラントを全て押出す効果は期待できない。   The screw labyrinth exerts a sealing effect by rotating the spindle so that the coolant adhering to the threaded portion rotates with the spindle and extruding the coolant in the thrust direction of the screw by the effect of the screw. However, the effect of pushing out all the coolant adhering to the spindle cannot be expected.

機械的ラビリンスは、クリアランスの構造を複雑にすることによりクーラントの侵入を抑制している。しかし、クーラントの侵入を完全に阻止する効果は期待できない。
エアシールは、ハウジング内に配設した環状通路からクリアランスにエアを吹き付ける(特許文献1)。しかし、エアシールについても、ねじラビリンスと同様に、クーラントの全てをエアで押出すことは期待できない。
The mechanical labyrinth suppresses the intrusion of the coolant by complicating the structure of the clearance. However, it cannot be expected to completely prevent the coolant from entering.
The air seal blows air to the clearance from an annular passage disposed in the housing (Patent Document 1). However, as with the air labyrinth, the air seal cannot be expected to extrude all of the coolant with air.

また、特許文献2には、吸水性ポリマーによりクリアランス内のクーラントをシールすることが提案されている。この吸水性ポリマーは、温度により状態が変化する感熱ゲルで、低温域で吸水・膨潤してクリアランスを塞ぎ、高温域で放水・収縮してクリアランスを開放し回転摩擦を下げる。しかし、温度変化がない環境下では、吸水性ポリマーは、状態が変化しない。このため、低温時にはクリアランスは塞がれるが、高温時にはクリアランスが開放されクーラント等の侵入を許してしまうという問題がある。
特開2000−18395公報 実開平6−35661号公報
Patent Document 2 proposes sealing the coolant in the clearance with a water-absorbing polymer. This water-absorbing polymer is a heat-sensitive gel whose state changes depending on temperature, and absorbs and swells in a low temperature region to close the clearance, and discharges and shrinks in a high temperature region to release the clearance and reduce rotational friction. However, in an environment where there is no temperature change, the state of the water-absorbing polymer does not change. For this reason, although the clearance is blocked at a low temperature, there is a problem that the clearance is opened at a high temperature to allow entry of coolant or the like.
JP 2000-18395 A Japanese Utility Model Publication No. 6-35661

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、回転軸とハウジングとの間のクリアランスからクーラントなどの異物の侵入を防止することができる回転軸のシール装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a rotary shaft sealing device capable of preventing entry of foreign matters such as coolant from the clearance between the rotary shaft and the housing.

本発明の回転軸のシール装置は、収容空間をもつ筒形状のハウジングと、該収容空間に回転自在に収容されるとともに前記ハウジングの内周面との間に円筒形状のクリアランスを隔てて配置された回転軸と、をもつ回転軸のシール装置において、前記ハウジング及び前記回転軸の少なくとも一方には、リング形状に形成された多孔質材料からなる吸収体が前記クリアランスに面して配設されていることを特徴とする(請求項1)。   The rotary shaft sealing device of the present invention is disposed between a cylindrical housing having a housing space and a cylindrical clearance between the housing space and the inner peripheral surface of the housing. A rotating shaft sealing device having a rotating shaft, wherein at least one of the housing and the rotating shaft is provided with an absorbent body made of a porous material formed in a ring shape so as to face the clearance. (Claim 1).

上記構成によれば、ハウジング及び前記回転軸の少なくとも一方に、リング形状に形成された多孔質材料からなる吸収体がクリアランスに面して配設されている。このため、クリアランスに侵入してきたクーラント等の異物が吸収体に吸収されて、吸収体を配設した位置よりも軸方向内側に異物が侵入することを防止することができる。したがって、優れたシール効果を発揮することができる。また、吸収体は、温度、荷重などの環境が変化しても、その形状を保持することができるため、吸収体に面するクリアランスを確保することができる。ゆえに、高速回転する回転軸のシールにも適している。   According to the said structure, the absorber which consists of a porous material formed in the ring shape is arrange | positioned at least one of a housing and the said rotating shaft facing a clearance. For this reason, it is possible to prevent the foreign matter such as the coolant that has entered the clearance from being absorbed by the absorber and entering the inner side in the axial direction from the position where the absorber is disposed. Therefore, an excellent sealing effect can be exhibited. Moreover, since the absorber can maintain its shape even if the environment such as temperature and load changes, the clearance facing the absorber can be secured. Therefore, it is also suitable for sealing a rotating shaft that rotates at a high speed.

前記吸収体は、親水性多孔質材料からなることが好ましい(請求項2)。クーラント等の異物は親水性であることが多いため、異物を更に効果的に吸収体へ吸収させることができる。   The absorber is preferably made of a hydrophilic porous material (claim 2). Since foreign substances such as coolant are often hydrophilic, the foreign substances can be more effectively absorbed by the absorber.

前記吸収体が配設されている前記ハウジング及び前記回転軸の少なくとも一方には、前記吸収体により吸収された異物を排出するドレン連通穴が設けられていることが好ましい(請求項3)。これにより、吸収体に吸収された異物は、ドレン連通穴から除去される。ゆえに、吸収体の目詰まりを抑制でき、長期間吸収体を使用することができる。また、ドレン連通穴は、吸収体が配設されているハウジング及び回転軸の少なくとも一方に設けられているため、簡素な構造で吸収体に吸収された異物をドレン連通穴に排出させることができる。   It is preferable that a drain communication hole for discharging foreign matter absorbed by the absorber is provided in at least one of the housing in which the absorber is disposed and the rotating shaft (Claim 3). Thereby, the foreign material absorbed by the absorber is removed from the drain communication hole. Therefore, clogging of the absorber can be suppressed, and the absorber can be used for a long time. Moreover, since the drain communication hole is provided in at least one of the housing in which the absorber is disposed and the rotating shaft, the foreign matter absorbed by the absorber can be discharged into the drain communication hole with a simple structure. .

前記回転軸の軸方向は水平方向であり、前記ドレン連通穴は、前記吸収体の下端に配置されていることが好ましい(請求項4)。回転軸の軸方向が水平方向の場合、リング形状の吸収体の軸方向も水平となる。吸収体に吸収された異物は、自重によって吸収体の下端に移動する傾向がある。このため、吸収体の下端にドレン連通穴を配置することにより、吸収体により吸収された異物のほぼすべてをドレン連通穴で回収することができる。なお、軸方向とは、吸収体が配設されているハウジング及び回転軸の少なくとも一方の軸方向をいう。   It is preferable that the axial direction of the rotating shaft is a horizontal direction, and the drain communication hole is disposed at a lower end of the absorber. When the axial direction of the rotating shaft is horizontal, the axial direction of the ring-shaped absorber is also horizontal. The foreign matter absorbed by the absorber tends to move to the lower end of the absorber due to its own weight. For this reason, by disposing the drain communication hole at the lower end of the absorber, almost all of the foreign matter absorbed by the absorber can be collected by the drain communication hole. In addition, an axial direction means the axial direction of at least one of the housing in which the absorber is arrange | positioned, and a rotating shaft.

前記ドレン連通穴は、前記異物を吸引する吸引装置に接続されていることが好ましい(請求項5)。これにより、吸収体に吸収されたクーラント等の異物は、吸引装置の吸引力によって強制的に除去される。ゆえに、吸収体の目詰まりを効果的に抑制することができる。   It is preferable that the drain communication hole is connected to a suction device that sucks the foreign matter. Thereby, foreign substances such as coolant absorbed by the absorber are forcibly removed by the suction force of the suction device. Therefore, clogging of the absorber can be effectively suppressed.

前記吸収体は、前記ハウジングに配設されていることが好ましい(請求項6)。この場合、ハウジングは回転軸の外周側に配設されているため、ハウジングに配設された吸収体は、回転軸の外周側に配置されることになる。回転軸の回転による遠心方向のエア圧によって、クーラント等の異物は、回転軸の外周側に配置された吸収体に押し付けられる。このため、吸収体は、ハウジングに配設した方が、回転軸に配設した場合に比べて、異物を効果的に吸収することができる。   The absorber is preferably disposed in the housing (claim 6). In this case, since the housing is disposed on the outer peripheral side of the rotating shaft, the absorber disposed in the housing is disposed on the outer peripheral side of the rotating shaft. Due to the centrifugal air pressure caused by the rotation of the rotating shaft, foreign matter such as coolant is pressed against the absorber disposed on the outer peripheral side of the rotating shaft. For this reason, the absorber can absorb a foreign material more effectively than the case where it arrange | positions to a housing compared with the case where it arrange | positions to a rotating shaft.

前記吸収体は、前記ハウジングに着脱可能に固定されていることが好ましい(請求項7)。これにより、吸収体を取り外して洗浄したり、新品に取り替えることができる。   It is preferable that the absorber is detachably fixed to the housing. Thereby, an absorber can be removed and wash | cleaned, or it can replace | exchange for a new article.

以上のように、本発明の回転軸のシール装置は、ハウジング及び回転軸の少なくとも一方にリング形状に形成された多孔質材料からなる吸収体がクリアランスに面して配設されたことによって、クリアランスに侵入してきたクーラント等の異物を吸収するので、吸収体を配設した位置よりも軸方向内側に異物が侵入することを防ぐことができる。   As described above, the rotary shaft sealing device of the present invention has a clearance formed by disposing an absorbent body made of a porous material formed in a ring shape on at least one of the housing and the rotary shaft so as to face the clearance. Since the foreign matter such as the coolant that has intruded into the body is absorbed, it is possible to prevent the foreign matter from entering inward in the axial direction from the position where the absorber is disposed.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態の回転軸のシール装置の軸方向断面図である。図2は、回転軸の軸方向端面付近の拡大断面図である。図1、図2に示すように、回転軸のシール装置は、横型マシニングセンタの主軸のシール装置であり、収容空間3をもつ略円筒形状のハウジング1と、収容空間3に回転自在に収容された回転軸としての主軸スピンドル2とをもつ。主軸スピンドル2は、ハウジング1の内周面との間に、軸方向端面30aに開口する円筒形状のクリアランス30を隔てて配置されている。ハウジング30には、リング形状に形成された親水性多孔質材料からなる吸収体5がクリアランス30に面して配設されている。以下、本実施形態の回転軸のシール装置について更に詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an axial sectional view of a rotary shaft sealing device of the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the axial end surface of the rotating shaft. As shown in FIGS. 1 and 2, the rotary shaft sealing device is a main shaft sealing device of a horizontal machining center, and is accommodated in a substantially cylindrical housing 1 having a storage space 3 and rotatably in the storage space 3. It has a main spindle 2 as a rotation axis. The main spindle 2 is disposed between the inner peripheral surface of the housing 1 and a cylindrical clearance 30 that opens to the axial end surface 30a. In the housing 30, the absorbent body 5 made of a hydrophilic porous material formed in a ring shape is disposed facing the clearance 30. Hereinafter, the rotary shaft sealing device of the present embodiment will be described in more detail.

図1に示すように、ハウジング1は、内部に断面円形の収容空間3をもつ略円筒形状であり、主軸ハウジング11と、主軸ハウジング11の径内側に嵌挿された軸受ハウジング12と、フロントキャップ14と、押圧部材としてのシールキャップ15とをもつ。主軸ハウジング11は、軸受ハウジング12及びモータを固定するための略円筒形状の部材である。軸受ハウジング12は、軸受13を介して主軸スピンドル2を回転可能に支持する略円筒形状の部材である。軸受ハウジング12の径内側には複数の軸受13が所定間隔を隔てて保持されている。軸受13の径内側には、回転軸としての主軸スピンドル2が配置されて、軸受13によって回転自在に支持されている。   As shown in FIG. 1, the housing 1 has a substantially cylindrical shape having an accommodating space 3 having a circular cross section inside, a main shaft housing 11, a bearing housing 12 that is fitted inside the main shaft housing 11, and a front cap. 14 and a seal cap 15 as a pressing member. The main shaft housing 11 is a substantially cylindrical member for fixing the bearing housing 12 and the motor. The bearing housing 12 is a substantially cylindrical member that rotatably supports the main spindle 2 via the bearing 13. A plurality of bearings 13 are held at predetermined intervals on the inner diameter side of the bearing housing 12. A main spindle 2 as a rotating shaft is disposed inside the bearing 13 and is rotatably supported by the bearing 13.

主軸スピンドル2は、モータの回転を、工具ホルダ23を介して、刃具などの工具に伝達するための円筒形状の部材である。主軸スピンドル2の軸方向は、水平方向である。主軸スピンドル2は軸受13よりも軸方向内側で主軸スピンドル2の外周に嵌着されたビルトインモータ(図示略)により回転駆動されるようになっている。主軸スピンドル2の内部には、図略のドローバー、皿ばねなどから構成される公知のクランプ機構21が保持されており、主軸スピンドル2の軸方向外側の先端のテーパ孔に装着される工具ホルダ23をクランプするようになっている。クランプ機構21はプッシュロッド22に収容されている。更に、主軸スピンドル2の後方端部には、図示しないロータスリーブを介してモータのロータが固定されている。工具ホルダ23の先端には、図略の刃具などの工具が保持されて、この工具によりワークの加工が行われる。   The main spindle 2 is a cylindrical member for transmitting the rotation of the motor to a tool such as a cutting tool via the tool holder 23. The axial direction of the main spindle 2 is a horizontal direction. The main spindle 2 is rotationally driven by a built-in motor (not shown) fitted to the outer periphery of the main spindle 2 on the inner side in the axial direction of the bearing 13. A known clamping mechanism 21 composed of a draw bar, a disc spring, etc. (not shown) is held inside the spindle spindle 2, and a tool holder 23 that is mounted in a tapered hole at the outer end in the axial direction of the spindle spindle 2. Is to be clamped. The clamp mechanism 21 is accommodated in the push rod 22. Furthermore, the rotor of the motor is fixed to the rear end portion of the main spindle 2 via a rotor sleeve (not shown). A tool such as an unillustrated cutting tool is held at the tip of the tool holder 23, and a workpiece is processed by this tool.

図2に示すように、主軸ハウジング11及び軸受ハウジング12の軸方向外側の端部には、フロントキャップ14が取り付けられている。フロントキャップ14の内周面における軸受13よりも軸方向外側には、環状溝からなる嵌合部14aが形成されている。嵌合部14aよりも軸方向内側には、嵌合部14aに隣接して、環状溝からなる固定部14bが形成されている。嵌合部14aと主軸スピンドル2の外周面20との間には、リング状のシールキャップ15が着脱可能に固定されている。固定部14bは、吸収体5を隙間なく収容している。シールキャップ15は、吸収体5の軸方向外側の端面5aと対向しており、シールキャップ15を軸方向内側に吸収体5に押し付けた状態で、ボルトなどの締結手段によりフロントキャップ14に固定されている。   As shown in FIG. 2, a front cap 14 is attached to the axially outer ends of the spindle housing 11 and the bearing housing 12. A fitting portion 14 a formed of an annular groove is formed on the inner peripheral surface of the front cap 14 on the outer side in the axial direction than the bearing 13. A fixing portion 14b formed of an annular groove is formed adjacent to the fitting portion 14a on the inner side in the axial direction than the fitting portion 14a. A ring-shaped seal cap 15 is detachably fixed between the fitting portion 14a and the outer peripheral surface 20 of the main spindle 2. The fixing portion 14b accommodates the absorber 5 without a gap. The seal cap 15 faces the end surface 5a on the outer side in the axial direction of the absorber 5, and is fixed to the front cap 14 by fastening means such as a bolt in a state where the seal cap 15 is pressed against the absorber 5 in the inner side in the axial direction. ing.

また、シールキャップ15には、クリアランス30と同心でクリアランス30に開口する環状溝6が形成されている。この環状溝6には、シールキャップ15及びフロントキャップ14に穿設されたエア通路61を介して、主軸ハウジング11に形成されたエア供給源(図示略)と連通している。エア供給源から圧送されたエアは、エア通路61を通じて環状溝6に供給される。環状溝6に供給されたエアは、主軸スピンドル2とハウジング1との間の微少なクリアランス30を通り、クリアランス30の軸方向端面30aからシール装置の外部へ流出する。   The seal cap 15 is formed with an annular groove 6 that is concentric with the clearance 30 and opens into the clearance 30. The annular groove 6 communicates with an air supply source (not shown) formed in the spindle housing 11 via an air passage 61 formed in the seal cap 15 and the front cap 14. The air pumped from the air supply source is supplied to the annular groove 6 through the air passage 61. The air supplied to the annular groove 6 passes through a minute clearance 30 between the main spindle 2 and the housing 1 and flows out from the axial end face 30a of the clearance 30 to the outside of the sealing device.

クリアランス30の環状溝6形成位置よりも軸方向内側には、クリアランス30と同心のリング形状をなす吸収体5が配設されている。吸収体5は、ハウジング1に配設されている。吸収体5は、主軸スピンドル2に対してクリアランス30を隔てて非接触で配置されている。主軸スピンドル2の振れ幅が10μmであり、クリアランス30の吸収体5が配置されている部分の径方向の幅H1は50〜100μmである。この幅H1は、クーラント等の侵入を抑制でき、かつ主軸スピンドル2の振れによっても主軸スピンドル2との間を非接触状態で保持できる幅である。   An absorber 5 having a ring shape concentric with the clearance 30 is disposed on the inner side in the axial direction from the position where the annular groove 6 is formed in the clearance 30. The absorber 5 is disposed in the housing 1. The absorber 5 is arranged in a non-contact manner with a clearance 30 with respect to the main spindle 2. The deflection width of the main spindle 2 is 10 μm, and the radial width H1 of the portion of the clearance 30 where the absorber 5 is disposed is 50 to 100 μm. The width H <b> 1 is a width that can suppress the intrusion of coolant or the like and can hold the spindle spindle 2 in a non-contact state even when the spindle spindle 2 is shaken.

吸収体5は、親水性ポリオレフィン系材料からなる多孔質体である。親水性ポリオレフィン系材料からなる吸収体を製造するにあたっては、公知の技術を用いることができる。たとえば、ポリオレフィン系材料に親水化処理を施し、加熱によりガスを発生し得る発泡剤を加えて混練し、金型内で加熱により発泡させる。また、親水化処理を施したポリオレフィン系材料を繊維状又は粒子状に成形した後に金型内に充填して圧縮加熱成形して繊維又は粒子の表面を溶着させて一体してもよい。   The absorber 5 is a porous body made of a hydrophilic polyolefin-based material. A known technique can be used for manufacturing an absorbent body made of a hydrophilic polyolefin-based material. For example, a polyolefin material is subjected to a hydrophilic treatment, a foaming agent capable of generating a gas by heating is added and kneaded, and foamed by heating in a mold. Alternatively, the polyolefin-based material subjected to the hydrophilization treatment may be molded into a fiber shape or a particle shape, and then filled into a mold and compression-heat molded to weld the surfaces of the fibers or particles to be integrated.

ポリオレフィン系材料に親水性を付与するための技術としては、公知の技術を用いることができる。たとえば、(1)親水性高分子樹脂のブレンド、(2)イオン系、非イオン系の界面活性剤などの親水化剤の塗布、(3)コロナ放電処理、プラズマ放電処理等による表面改質等がある。ポリオレフィン系材料は、たとえば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、および、エチレン、プロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体などの、公知のポリオレフィン系材料が挙げられる。   A known technique can be used as a technique for imparting hydrophilicity to the polyolefin-based material. For example, (1) blend of hydrophilic polymer resin, (2) application of hydrophilic agent such as ionic or nonionic surfactant, (3) surface modification by corona discharge treatment, plasma discharge treatment, etc. There is. Examples of the polyolefin-based material include known polyolefin-based materials such as polyethylene-based resins, polypropylene-based resins, and copolymers of ethylene, propylene and other α-olefins.

吸収体5は、親水性多孔質材料からなる。親水性多孔質材料としては、親水性ポリオレフィン系多孔質材料のほか、セラミックス多孔質材料、多孔質金属、多孔質カーボン、多孔質ガラス、発泡剤、コンクリート、石材などの無機多孔質材などを用いることもできる。尚、クリアランスを微小な精度で管理することから機械加工が容易な材質であることが望ましい。   The absorber 5 is made of a hydrophilic porous material. As the hydrophilic porous material, in addition to the hydrophilic polyolefin-based porous material, ceramic porous material, porous metal, porous carbon, porous glass, foaming agent, concrete, stone, and other inorganic porous materials are used. You can also In addition, since the clearance is managed with minute accuracy, it is desirable that the material be easy to machine.

吸収体5は、各孔50が連通している連続気泡であることが好ましい。これにより、吸着されたクーラント等の異物8を吸収体5の中の孔50を通過させて、吸収体5の下端5cに開口するドレン連通穴7に排出することができる。   The absorber 5 is preferably an open cell in which the holes 50 communicate with each other. Thereby, the adsorbed foreign matter 8 such as coolant can pass through the hole 50 in the absorber 5 and can be discharged into the drain communication hole 7 opened at the lower end 5 c of the absorber 5.

図1に示すように、吸収体5の軸方向は、回転軸2の軸方向と同じであり、吸収体5の下端5cには、吸収体5で吸収された異物を回収するドレン連通穴7が配設されている。フロントキャップ14の内周面の下部には、フロントキャップ14の周方向に円弧形状に広がる溝14cが形成されている。この溝14cは、吸収体5の外周面の下端5cとの間にドレン連通穴7を形成している。ドレン連通穴7の軸方向外側には、シールキャップ14が配設されている。ドレン連通穴7は、フロントキャップ14及び主軸ハウジング11に形成された排出通路71を経て、真空ポンプなどの吸引装置と連通している。   As shown in FIG. 1, the axial direction of the absorbent body 5 is the same as the axial direction of the rotary shaft 2, and a drain communication hole 7 for collecting foreign matter absorbed by the absorbent body 5 is disposed at the lower end 5 c of the absorbent body 5. Is arranged. A groove 14 c that extends in an arc shape in the circumferential direction of the front cap 14 is formed in the lower portion of the inner peripheral surface of the front cap 14. The groove 14 c forms a drain communication hole 7 between the lower end 5 c of the outer peripheral surface of the absorber 5. A seal cap 14 is disposed outside the drain communication hole 7 in the axial direction. The drain communication hole 7 communicates with a suction device such as a vacuum pump through a discharge passage 71 formed in the front cap 14 and the spindle housing 11.

本実施形態の回転軸のシール装置の作用を説明する。図2に示すように、エア供給源からエア通路61を通じて環状溝6に高圧のエアが供給される。すると、エアは、環状溝6からクリアランス30に導出される。このエア圧力によりクリアランス30の軸方向外側からクーラントなどの異物8の侵入を防止している。   The operation of the rotary shaft sealing device of this embodiment will be described. As shown in FIG. 2, high-pressure air is supplied from the air supply source to the annular groove 6 through the air passage 61. Then, air is led out from the annular groove 6 to the clearance 30. This air pressure prevents entry of foreign matter 8 such as coolant from the outside of the clearance 30 in the axial direction.

ハウジング1には、エアシール用の環状溝6よりも軸方向内側に、吸収体5が配設されている。このため、クーラントなどの異物8が、環状溝6のエアシールを通り抜けてクリアランス30の軸方向内側に侵入してきたとき、親水性多孔質材料からなる吸収体5に引き寄せられて吸収体5に吸収される。吸収体5は、連続気泡をもつ多孔質体であるため、吸収された異物8が、自重によって、吸収体5の中の孔50を通って、下側に移動する。そして、吸収体5の下端5cには、吸引装置に接続されているドレン連通穴7が配置されている。このため、吸収体5に吸収された異物8は、吸収体5の中の孔50を通り、下端5cのドレン連通穴7に吸引され、ドレン排出路71を経てシール装置の外部に強制的に排出される。   An absorber 5 is disposed in the housing 1 on the inner side in the axial direction of the annular groove 6 for air seal. For this reason, when the foreign matter 8 such as coolant passes through the air seal of the annular groove 6 and enters the axially inner side of the clearance 30, it is attracted to the absorber 5 made of a hydrophilic porous material and absorbed by the absorber 5. The Since the absorber 5 is a porous body having open cells, the absorbed foreign matter 8 moves downward through the holes 50 in the absorber 5 by its own weight. A drain communication hole 7 connected to the suction device is disposed at the lower end 5c of the absorber 5. For this reason, the foreign matter 8 absorbed by the absorber 5 passes through the hole 50 in the absorber 5 and is sucked into the drain communication hole 7 at the lower end 5c, and is forced to the outside of the sealing device through the drain discharge passage 71. Discharged.

本実施形態においては、ハウジング1に、クリアランス30を周方向に囲むようにリング形状に形成された多孔質材料からなる吸収体5が配設されている。このため、クリアランス30に侵入してきたクーラント等の異物8が吸収体5に吸収されて、吸収体5を配設した位置よりも軸方向内側に異物8が侵入することを防止することができる。したがって、優れたシール効果を発揮することができる。クーラント等の異物8は、液体であることが多い。このため、親水性多孔質材料からなる吸収体5は、異物8との親和性が高く、異物8を吸収して、吸収体5よりも軸方向内側に侵入することを抑制する。   In the present embodiment, an absorber 5 made of a porous material formed in a ring shape so as to surround the clearance 30 in the circumferential direction is disposed in the housing 1. For this reason, it is possible to prevent the foreign matter 8 such as the coolant that has entered the clearance 30 from being absorbed by the absorber 5 and entering the inner side in the axial direction from the position where the absorber 5 is disposed. Therefore, an excellent sealing effect can be exhibited. The foreign matter 8 such as coolant is often a liquid. For this reason, the absorbent body 5 made of a hydrophilic porous material has a high affinity with the foreign matter 8, absorbs the foreign matter 8, and suppresses intrusion in the axial direction from the absorbent body 5.

吸収体5の下端5cには、ドレン連通穴7が形成されている。このため、吸収体5に吸収された異物8は、ドレン連通穴7からシール装置の外部に除去される。ゆえに、吸収体5の目詰まりを抑制でき、吸収体5を長期間使用することができる。   A drain communication hole 7 is formed at the lower end 5 c of the absorber 5. For this reason, the foreign material 8 absorbed by the absorber 5 is removed from the drain communication hole 7 to the outside of the sealing device. Therefore, clogging of the absorber 5 can be suppressed, and the absorber 5 can be used for a long time.

また、シールキャップ15は、ハウジング1のフロントキャップ14から着脱可能に固定されているため、吸収体5にクーラント等の異物8で目詰まりが生じたとき、吸収体5を取り外して洗浄し又は新品と交換することができる。また、ドレン連通穴7の軸方向外側は、シールキャップ15が配設されている。このため、シールキャップ15を取り外すと、ドレン連通穴7が外部に露出する。このため、ドレン連通穴7に堆積した異物を除去でき、洗浄も容易である。したがって、メンテナンス性に優れている。   Further, since the seal cap 15 is detachably fixed from the front cap 14 of the housing 1, when the absorber 5 is clogged with foreign matter 8 such as coolant, the absorber 5 is removed and cleaned or new. Can be exchanged for. Further, a seal cap 15 is disposed outside the drain communication hole 7 in the axial direction. For this reason, when the seal cap 15 is removed, the drain communication hole 7 is exposed to the outside. For this reason, the foreign matter accumulated in the drain communication hole 7 can be removed, and cleaning is easy. Therefore, it is excellent in maintainability.

本実施形態においては、吸収体5を、主軸スピンドル2の外周側に位置するハウジング1に配設している。このため、主軸スピンドル2の回転による遠心方向のエア圧によって、クーラント等の異物8が吸収体5に押し付けられる。このため、吸収体5は、ハウジング1に配設した方が、主軸スピンドル2に配設した場合に比べて、異物8を効果的に吸収することができる。もっとも、吸収体5は主軸スピンドル2の外周面に配設してもよい。また、吸収体5は、ハウジング1だけでなく、主軸スピンドル2の双方に配設してもよい。   In the present embodiment, the absorber 5 is disposed in the housing 1 located on the outer peripheral side of the main spindle 2. For this reason, the foreign substance 8 such as coolant is pressed against the absorber 5 by the air pressure in the centrifugal direction caused by the rotation of the spindle 2. For this reason, the absorber 5 can absorb the foreign material 8 more effectively when disposed in the housing 1 than when disposed in the main spindle 2. However, the absorber 5 may be disposed on the outer peripheral surface of the main spindle 2. Further, the absorbent body 5 may be disposed not only on the housing 1 but also on the main spindle 2.

また、本実施形態の回転軸のシール装置は、図1に示すように、主軸スピンドル2が水平方向の軸を中心に回転する横型マシニングセンタであるが、図3に示すように、主軸スピンドル2が鉛直方向の軸を中心に回転する縦型マシニングセンタであってもよい。この場合、吸収体5に吸収された異物は自重によって吸収体5の下側の軸方向端面5dに移動する。この場合、吸収体5の下側の軸方向端面5dに、吸収体5と径方向断面が略同一の開口をもつドレン連通穴7を配置する。これにより、吸収体5に吸収された異物のほぼ全てをドレン連通穴7で回収することができる。   The rotary shaft sealing device of the present embodiment is a horizontal machining center in which the main spindle 2 rotates about a horizontal axis as shown in FIG. 1. However, as shown in FIG. A vertical machining center that rotates about a vertical axis may also be used. In this case, the foreign matter absorbed by the absorber 5 moves to the axial end surface 5d below the absorber 5 by its own weight. In this case, a drain communication hole 7 having an opening having substantially the same radial cross section as that of the absorber 5 is disposed on the lower axial end surface 5 d of the absorber 5. Thereby, almost all of the foreign matter absorbed by the absorber 5 can be collected by the drain communication hole 7.

また、前記実施形態においては、環状溝6からクリアランス30にエアを吹き出すエアシール機構と、吸収体5とを併設しているが、吸収体単独でシール装置として用いることもできる。また、エアシール機構の代わりに、ねじラビリンス機構、機械的ラビリンス機構などの、他のシール機構と吸収体とを併設することもできる。その場合にも、他のシール機構よりも軸方向内側に吸収体を配設するとよい。吸収体の目詰まりを抑制し、長期使用が可能となるからである。   Moreover, in the said embodiment, although the air seal mechanism which blows off air to the clearance 30 from the annular groove 6 and the absorber 5 are provided side by side, it can also be used as a sealing device by an absorber alone. Further, instead of the air seal mechanism, another seal mechanism such as a screw labyrinth mechanism or a mechanical labyrinth mechanism and an absorber can be provided side by side. Even in such a case, the absorber may be disposed on the inner side in the axial direction than the other sealing mechanisms. This is because clogging of the absorber is suppressed and long-term use is possible.

また、前記実施形態においては、吸収体5をシールキャップ15というシール装置の構成部材により軸方向に押圧して固定しているが、シール装置とは別個の吸収体固定用の部材で固定してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the absorber 5 is pressed and fixed to the axial direction with the structural member of the sealing device called the seal cap 15, it fixes with the member for absorber fixing separate from a sealing device. Also good.

また、前記実施形態においては、本発明の回転軸のシール装置を、マシニングセンタの主軸のシール装置に適用した例を挙げているが、これに限定されるものではなく、研削盤の砥石軸やワークが固定されるワーク軸のシール装置に適用してもよい。同様の構成であれば、工作機械に限らず他の用途にも適用することができる。   Moreover, in the said embodiment, although the example which applied the sealing apparatus of the rotating shaft of this invention to the sealing apparatus of the spindle of a machining center is given, it is not limited to this, The grindstone axis | shaft and workpiece | work of a grinder The present invention may be applied to a work shaft sealing device to which is fixed. If it is the same structure, it can apply not only to a machine tool but to other uses.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. Of course there is.

本発明の実施形態の回転軸のシール装置の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a seal device of a rotating shaft of an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の回転軸の軸方向端面付近の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the axial direction end surface vicinity of the rotating shaft of embodiment of this invention. 主軸スピンドルの軸方向が鉛直方向である場合の、吸収体とドレン連通穴との位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of an absorber and a drain communicating hole when the axial direction of a main spindle is a vertical direction.

符号の説明Explanation of symbols

1:ハウジング、2:スピンドル、3:収容空間、5:吸収体、5a:吸収体の軸方向外側の端面、5c:吸収体の下端、5d;吸収体の下側の軸方向端面、6:環状溝、7:ドレン連通穴、8:異物、11:主軸ハウジング、12:軸受ハウジング、13:軸受、14:フロントキャップ、15:シールキャップ、30:クリアランス、30a:軸方向端面、61:エア通路、71排出通路。 1: housing, 2: spindle, 3: accommodating space, 5: absorber, 5a: axially outer end surface of the absorber, 5c: lower end of the absorber, 5d; axial end surface on the lower side of the absorber, 6: Annular groove, 7: drain communication hole, 8: foreign matter, 11: spindle housing, 12: bearing housing, 13: bearing, 14: front cap, 15: seal cap, 30: clearance, 30a: axial end face, 61: air Passage, 71 discharge passage.

Claims (7)

収容空間をもつ筒形状のハウジングと、該収容空間に回転自在に収容されるとともに前記ハウジングの内周面との間に円筒形状のクリアランスを隔てて配置された回転軸と、をもつ回転軸のシール装置において、
前記ハウジング及び前記回転軸の少なくとも一方には、リング形状に形成された多孔質材料からなる吸収体が前記クリアランスに面して配設されていることを特徴とする回転軸のシール装置。
A rotating shaft having a cylindrical housing having a receiving space, and a rotating shaft that is rotatably accommodated in the receiving space and disposed with a cylindrical clearance between the inner peripheral surface of the housing and the rotating shaft. In the sealing device,
At least one of the housing and the rotating shaft is provided with an absorbent body made of a porous material formed in a ring shape so as to face the clearance.
前記吸収体は、親水性多孔質材料からなることを特徴とする請求項1記載の回転軸のシール装置。   2. The rotary shaft sealing device according to claim 1, wherein the absorber is made of a hydrophilic porous material. 前記吸収体が配設されている前記ハウジング及び前記回転軸の少なくとも一方には、前記吸収体により吸収された異物を排出するドレン連通穴が設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転軸のシール装置。   2. A drain communication hole for discharging foreign matter absorbed by the absorber is provided in at least one of the housing in which the absorber is disposed and the rotating shaft. Item 3. The rotary shaft sealing device according to Item 2. 前記回転軸の軸方向は水平方向であり、前記ドレン連通穴は、前記吸収体の下端に配置されていることを特徴とする請求項3記載の回転軸のシール装置。   The axial direction of the said rotating shaft is a horizontal direction, The said drain communicating hole is arrange | positioned at the lower end of the said absorber, The sealing device of the rotating shaft of Claim 3 characterized by the above-mentioned. 前記ドレン連通穴は、前記異物を吸引する吸引装置に接続されていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の回転軸のシール装置。   5. The rotary shaft sealing device according to claim 3, wherein the drain communication hole is connected to a suction device that sucks the foreign matter. 前記吸収体は、前記ハウジングに配設されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の回転軸のシール装置。   The rotary shaft sealing device according to claim 1, wherein the absorber is disposed in the housing. 前記吸収体は、前記ハウジングに着脱可能に固定されていることを特徴とする請求項6記載の回転軸のシール装置。   The rotary shaft sealing device according to claim 6, wherein the absorber is detachably fixed to the housing.
JP2007255686A 2007-09-28 2007-09-28 Seal device for rotary shaft Pending JP2009085337A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007255686A JP2009085337A (en) 2007-09-28 2007-09-28 Seal device for rotary shaft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007255686A JP2009085337A (en) 2007-09-28 2007-09-28 Seal device for rotary shaft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009085337A true JP2009085337A (en) 2009-04-23

Family

ID=40659006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007255686A Pending JP2009085337A (en) 2007-09-28 2007-09-28 Seal device for rotary shaft

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009085337A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009279660A (en) * 2008-05-19 2009-12-03 Olympus Corp Liquid preventive mechanism of spindle and grinder
WO2014084257A1 (en) * 2012-11-28 2014-06-05 国立大学法人熊本大学 Shaft seal device, sealing member and hydroelectric power generator
JP2020118244A (en) * 2019-01-25 2020-08-06 国立大学法人 熊本大学 Seal material and rotation center using the same
EP4035828A1 (en) * 2021-01-28 2022-08-03 DGSHAPE Corporation Spindle and cutting apparatus including the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009279660A (en) * 2008-05-19 2009-12-03 Olympus Corp Liquid preventive mechanism of spindle and grinder
WO2014084257A1 (en) * 2012-11-28 2014-06-05 国立大学法人熊本大学 Shaft seal device, sealing member and hydroelectric power generator
EP2927542A4 (en) * 2012-11-28 2016-07-27 Univ Kumamoto Nat Univ Corp Shaft seal device, sealing member and hydroelectric power generator
JPWO2014084257A1 (en) * 2012-11-28 2017-01-05 国立大学法人 熊本大学 Shaft seal device, seal member, and hydroelectric power generator
US9664287B2 (en) 2012-11-28 2017-05-30 National University Corporation Kumamoto University Shaft seal device, seal member and hydroelectric power generation device
JP2020118244A (en) * 2019-01-25 2020-08-06 国立大学法人 熊本大学 Seal material and rotation center using the same
EP4035828A1 (en) * 2021-01-28 2022-08-03 DGSHAPE Corporation Spindle and cutting apparatus including the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9527181B2 (en) Attachment for dust collection for cutting machining, dust collecting duct for machine tools, tool holder for machine tools, and machine tool
JP2009085337A (en) Seal device for rotary shaft
US20080277886A1 (en) Clamping Device
EP2168712B1 (en) Milling spindle of machine tool
JP2012161879A (en) Vertical lathe
JP2011104725A (en) Rotary table with air seal structure
KR102353654B1 (en) Cleaning apparatus
JPH10217065A (en) Sucking device used for hand machine tool
JP5721092B1 (en) Cover mechanism and spindle unit
CN110509103A (en) A kind of numerical control machining center rotary water jet cleaning device and its application method
JP6298724B2 (en) Cutting equipment
TWI706826B (en) Rotating table device for working machinery
JP2010164155A (en) Rotating shaft device
US20210138599A1 (en) Machine tool
JP5365343B2 (en) Grinding equipment
KR101795853B1 (en) Sealing device and machine tool equipped with the same
JP2001150295A (en) Main spindle device for machine tool
TWM539415U (en) Spindle device with dust cover
JP2018176403A (en) Machine tool
KR102439442B1 (en) Preservation container of scrub member and package thereof
KR20130084184A (en) Coolant saturatate preventing device of spindlebearing of a machine tool
JPH0742594Y2 (en) Seal structure
JP2013233616A (en) Machine and method of grinding inner surface
JP2013226616A (en) Machine tool
KR101116460B1 (en) Twin chuck coolant splash preventing device of turning center machine