JPH03149103A - 工作機械の軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、工作機械、殊に、加工雰囲気が劣悪となり
がちな工作機械において、加工軸の軸受室内に加工雰囲
気の空気が侵入しないように工夫した工作機械の軸受装
置に関する。　　−従来技術 研削盤においては、加工の際に水を使用するために、そ
の加工雰囲気（ワーク周辺の雰囲気をいう、以下同じ）
は、湿度１００％以上の劣悪雰囲気となるのが普通であ
り、加工軸を支持するベアリングを、このような劣悪雰
囲気から保護するために、加工雰囲気と、ベアリングを
収納する軸受室との間は、シール機構によって仕切られ
ている。

かかる目的に使用するシール機構としては、ラビリンス
シールが最も一般的である。オーリングのような接触形
のシール部材は、加工軸の所要回転数が高いために、使
用することができないからである。

また、このとき、軸受室に、外部から圧力エアを導入し
、軸受室をいくぶん高圧力にすることによって、積極的
に、軸受室から加工雰囲気側に向かう空気流を作る手法
も知られており、この圧力エアにオイルミストを混入す
れば、ベアリングのミスト潤滑も同時に実現することが
できる。

なお、かかる技術は、研削盤に限らず、運転条杆が過酷
なために、ラビリンスシールを採用せざるを得ず、しか
も、加工の際に水や油を使用するあらゆる工作機械や、
その他の一般機械にも広く用いられている。

発明が解決しようとする課題 而して、かかる従来技術によるときは、機械の運転中は
よいとしても、機械を停止すると、ラビリンスシールの
ギャップを介して加工雰囲気の空気が軸受室にまで流入
し、軸受室の温度が低下するに従って軸受室内に結露を
生じ、ベアリングの寿命を不当に低下せしめる事故が往
々にして発生するものである。機械の運転中は、回転軸
の回転によって生じる遠心力のために、ラビリンスシー
ルの前後の圧力は、軸受室の方が加工雰囲気のそれより
いくぶん低くなっており、機械を停止すると、この圧力
差が失われ、加工雰囲気の高湿空気が軸受室へ流入して
しまうからである。

軸受室に圧力エアを導入する形式のものでは、かかる呼
吸作用による事故の発生のおそれはないが、十分清浄な
圧力エア源が必要となるために、設備費や運転費が過大
となるという欠点がある。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑
み、ラビリンスシールと軸受室との間に、機外空気を導
入する空気導入路を設けることによ？て、圧力エアを使
用することなく、軸受室内の結露に基づ（ベアリングの
早期破損事故を確実に防止することができる工作機械の
軸受装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、加工雰
囲気と軸受室とを仕切るラビリンスシールと、ラビリン
スシールと軸受室との間の空気抵抗を高める抵抗手段と
、ラビリンスシールと抵抗手段との中間部に機外空気を
導入する空気導入路とを備えることをその要旨とする。

なお、ラビリンスシールの回転部材には、加工雰囲気側
に向かう空気流を発生させるための送風手段を形成して
もよく、さらに、空気導入路は、エア配管を接続可能と
してもよい。

作用 而して、この構成によるときは、回転軸を回転すると、
ラビリンスシールの部分には、遠心力により、加工雰囲
気に向かう空気流が発生するが、このとき、ラビリンス
シールと軸受室との間には抵抗手段が存在するから、空
気導入路を介して、機外空気がラビリンスシールと抵抗
手段との中間部に導入され、軸受室の圧力は殆ど低下し
ない。

したがって、機械の運転を停止しても、加工雰囲気の高
湿空気が軸受室に流入するおそれがない。

ラビリンスシールの回転部材側に送風手段を形成すれば
、この送風手段は、前述の遠心力による−　空気流の発
生を助長するように作用するので、ラビリンスシールの
シール性を向上することができるとともに、空気導入路
を介する機外空気の流入量も増大するので、ラビリンス
シール部分における水滴やスラツグの付着・堆積等をよ
く防止することができる。

空気導入路にエア配管を接続できるようにすれば、空気
導入路に、たとえば、一般的な工場エアを導入すること
により、ラビリンスシールのシール性を一層向上するこ
とが可能である。

実施例 以下、図面を以って実施例を説明する。

工作機械の軸受装置は、回転部材１１ａと固定部材１１
ｂとを組み合わせてなるラビリンスシール１１と、抵抗
手段としてのフェルトパツキン１２と、空気導入路１３
とを備えてなる（第１図）　０ただし、ここでは、回転
軸にとして、心無し研削盤の砥石車軸を例示する。

回転軸には、両持ち軸であるものとし、その図示しない
側の他端は、第１図とほぼ同様の軸受装置を介して軸支
されるとともに、駆動源に連結されている。回転軸Ｋに
は、ブラケットに１を介し、砥石に２が装着される。ま
た、砥石に２の周囲空間は、加工雰囲気Ａとなっており
、加工雰囲気Ａは、固定フレームＦと図示しない力バー
部材とによって覆われた閉鎖空間である。

回転軸にの軸端には、ベアリングナツトに３を介し、ベ
アリングに４が嵌着されている。ベアリングに４は、固
定フレームＦに対し、ベアリングケースＦｌを介して取
り付けられており、ベアリングケースＦｌは、キャップ
Ｆ２によって閉じられ、その内部には軸受室Ｂが形成さ
れている。

ラビリンスシール１１は、回転軸にと一体に回転する回
転部材１１ａと、ベアリングケースＦｌに固定された固
定部材１１ｂとからなり、両者に形成した異径の環状突
部を互いに交錯させることにより、シール用の迷路状の
ギャップｌｌｃを形成している。ただし、回転部材１１
ａ１固定部材１１ｂは、図示以外の任意の形状のもので
よいものとし、したがって、ギャップｌｌｃの具体的な
形状も問わないものとする。

フェルトパツキン１２は、回転軸にとラビリンスシール
１１の固定部材１１ｂとの間に介装されている。フェル
トパツキン１２の介装位置は、ラビリンスシール１１の
ギャップｌｌｃの軸受室Ｂ側の端部に相当する位置にな
っている。

空気導入路１３は、ベアリングケースＦｌを貫通する一
次導入路１３ａと、ラビリンスシール１１の固定部材１
１ｂを貫通する二次導入路１３ｂとを、ベアリングケー
スＦｌと固定部材１１ｂとの固着面に形成した環状の連
絡路１３ｃを介して連通してなる。一次導入路１３ａは
機外に開口し、二次導入路１３ｃは、固定部材１１ｂの
内周面に斜めに開口し、後者の開口位置は、フェルトハ
ツキン１２の直近の加工雰囲気Ａ側となっている。すな
わち、空気導入路１３は、実質的に、機外と、ラビリン
スシール１１とフェルトパツキン１２との中間部とを連
通している。なお、一次導入路１３ａ、二次導入路１３
ｂは、それぞれ、図示に拘らず、必要に応じて任意の数
を設けることができるものとする。

いま、回転軸Ｋを高速回転すると、ラビリンスシール１
１のギヤ・ツブｌｌｃ中には、遠心力により、加工雰囲
気Ａに向かう空気流が発生する。このとき、加工雰囲気
Ａと反対側のギャップｌｌｃの端部は、フェルトパツキ
ン１２を介して軸受室Ｂに連通ずる他、空気導入路１３
を介して機外にも連通しているが、フェルトパツキン１
２は、そこを流れる空気流に対して大きな空気抵抗を示
すので、ギャップ１１ｃ内の空気流は、専ら空気導入路
１３を介して流入する機外空気により、回転軸Ｋが回転
する限り持続して存在し、ラビリンスシール１１のシー
ル性を維持することができる。

また、軸受室Ｂ内の空気は、殆ど排出されることがなく
、したがって、回転軸Ｋを停止しても、軸受室Ｂに高湿
空気が吸引されることもない。仮に、ベアリングに４等
の温度が低下し、いくらかの空気が、フェルトパツキン
１２を通して軸受室Ｂに流入するとしても、一般にラビ
リンスシール１１のギャップｌｌｃの空気抵抗は、空気
導入路１３のそれより格段に大きいので、流入空気の大
部分は、空気導入路１３を介する機外空夙となり、軸受
室Ｂ内に有害な結露が生じることはない。

以上の説明において、フェルトパツキン１２は、ラビリ
ンスシール１１と軸受室Ｂとの間の空気抵抗を高めるた
めの抵抗手段として作用する。したがって、このものは
、特に微少なギャップに代えることができ、さらには、
特に微少な迷路状のギャップを有する第２のラビリンス
シールとしてもよいものとする。また、有害な発熱を生
じない限り、フェルト以外の適当な材料からなるパツキ
ンであってもよいことは勿論である。

他の実施例 ラビリンスシール１１の回転部材１１ａには、回転軸Ｋ
が回転するとき、加工雰囲気Ａ側に向かう空気流をギャ
ップｌｌｃ内に機械的に発生させるためのねじ部１１ｄ
を形成することができる（第２図）。遠心力による空気
流に加えて、ねじ部ｉｌｄによる空気流が生じるので、
ラビリンスシール１１のシール性を向上することができ
る。

なお、ねじ部ｌｉｄは、回転部材１１ａの表面に対し、
任意の複数個所に形成してもよく、また、ねじ部ｌｉｄ
に代え、所定方向に空気流を発生させ得る適当な突部ま
たは凹部を設けてもよい。すなわち、これらのねじ部１
１ｄ、突部、凹部は、回転軸にの回転により、ギャップ
ｌｌｃ内に所定方向の空気流を生じさせる送風手段を形
成するから、その機能を実現できる限り、形態は任意で
ある。

空気導入路１３は、エア配管Ｐを接続可能とすることも
できる（同図）。エア配管Ｐは、たとえばニップルｐｔ
を介して接続すればよく、これを介して工場エアを導入
することにより、ギャップ１１ｃ内に積極的に空気流を
作ることができる。

なお、このときも、フェルトパツキン１２があるために
、軸受室Ｂ内には殆ど空気の流入がないから、エア源と
しては、格別清浄なものとする必要はない。

発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、ラビリンスシ
ールと軸受室との中間部に機外空気を導入する空気導入
路を設けるとともに、￥ラビリンネシールと軸受室との
間の空気抵抗を高める抵抗手段を設けることによって、
機械を停止しても、加工雰囲気の高温空気が軸受室に流
入することを有効に排除することができるから、軸受室
内に結露が生じることによるベアリングの早期破損事故
を適確に防止することができる上、圧力エアを使用する
ことなく、ラビリンスシールのシール性の向上も併せ実
現することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例を示す全体構成図である。 第２図は、他の実施例を示す第１図相当の要部構成図で
ある。 Ａ・・・加工雰囲気 Ｂ・・・軸受室 Ｐ・・・エア配管 １１・・・ラビリンスシール １１ａ・・・回転部材 １３・・・空気導入路 特　許　出　願　人　　　　　東振精機株式会社　　代
理人弁理士　　　　松田忠秋 −一］８”検量 し／／Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）加工雰囲気と軸受室とを仕切るラビリンスシールと
   、該ラビリンスシールと軸受室との間の空気抵抗を高め
   る抵抗手段と、前記ラビリンスシールと抵抗手段との中
   間部に機外空気を導入する空気導入路とを備えてなる工
   作機械の軸受装置。 ２）前記ラビリンスシールの回転部材には、加工雰囲気
   側に向かう空気流を発生させるための送風手段を形成す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の工作機
   械の軸受装置。 ３）前記空気導入路は、エア配管を接続可能であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   工作機械の軸受装置。