JPH0460281A - 回転シール構造 - 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〕 本発明は固定管と回転管との間で液体の受け渡しを行な
う部分の回転シール構造に関する。従って、工作機械の
主軸やタービン軸の冷却液の供給部や回収部における非
接触形の回転シール構造として利用可能である。

〔従来の技術〕

従来、固定管と回転管との間の液体の供給、回収部分に
おいて液漏れを防止するには、両管の相対回転速度が低
速の場合においては○リング等を介在させ、また、中速
の場合はタングステンカーバイド部材を接触させること
等によりシールを行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しなから、高速回転の場合には、固定管と回転管とが
直接接触する方式では、その部分の発熱が大きくて焼付
き、使用が不可能である。

依って本発明は、回転管が高速回転する場合においても
、固定管との接続部において液漏れに対するシールを効
果的に行うことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的に鑑みて本発明は、固定円管と回転円管との間
で液体の受け渡しを行う部分の回転シール構造であって
、前記固定円管と回転円管とが半径方向隙間を有してそ
の長手方向に互いに嵌め込まれた挿入部分を有し、該挿
入部分における前記固定円管の前記回転円管との対向面
に環状の溝を設け、抜溝に連通した吸引路を設けて吸引
装置に接続したことを特徴とする回転シール構造を提供
する。

〔作　用〕

固定円管と回転円管との挿入部分の僅かな半径方向隙間
には、供給中の液体、又は回収中の液体が漏洩するが、
該挿入部分における固定円管に設けた環状溝内に一時的
に溜まる。これを該環状溝に開口した吸引路を介して吸
収すると、前記挿入部分における半径方向隙間のうち、
大気に開放された側から該大気を吸引し、その大気の流
れ作用によって液漏のシールを効果的に行うことができ
る。

〔実施例〕

以下本発明を添付図面に示す実施例に基づき更に詳細に
説明する。

まず第１図を参照すると、中心孔１０ａを有する固定円
管１０の先端部は、該固定円管１０と同心状に設けられ
た回転円管１４の後端部に挿入されている。

該回転円管１４の内周面１４ａと前記固定円管１０の挿
入部の外周面１０ｂとの間は、２０廊〜１００Ｊ−程度
の半径方向の隙間寸法δを有した状態に形成されている
。この実施例では固定円管１０から回転円管１４へ、例
えば回転円管１４やその軸受の冷却用の液体を供給する
様矢印Ａの方向に冷却液を流している。

この冷却液は流路抵抗に打ち勝つため所定の圧力を作用
させられており、回転円管１４内へ流入した冷却液の一
部は、上記の微小寸法δを有する環状の隙間部分に浸入
し、何らの工夫もない場合には外部へ漏洩することとな
る。

本発明では、上記固定円管１０の挿入部の長手方向中央
部における１０ｂに環状の溝１６を形成し、更に、抜溝
１６に開口した吸引路１８を固定円管１０に形成してい
る。この構成によれば、回転円管１４と固定円管１０と
の挿入部の環状隙間に浸入した液体は、−時的に前記環
状溝１６に溜まる。この溝１６に流入した液体は上記吸
引路１８に接続された吸引ポンプ２０によって吸引され
る。この時、上記環状隙間のうち、前記環状溝１６の位
置と、大気に開放された端部位置との間には、上記吸引
ポンプ２０の吸引作用の結果として、外部から空気を吸
い込み、吸引中は常に環状溝１６の方向へ向かった空気
流が生ずる。従って、吸引ポンプ２０は液体と空気との
混合流体を吸引することとなるが、上言己空気流の作用
により、液体の漏れを効果的に防止することができる。

然しなから、周囲の環境雰囲気がオイルミストや塵埃を
含んだ空気である場合は、その吸弓は隙間の閉塞、その
他につながり好ましくない。

その場合には、新鮮な空気を供給することのできる圧縮
空気源２２を前記環状隙間と接続し、僅かに圧縮された
新鮮な空気を上記環状隙間に供給するよう構成する。

次に、第２図には液体の回収部におけるシール構造とし
て本発明を適用した場合を示している。

即ち、回転円管１４′から固定円管１０′へ液体を流し
、液体を回収する場合の一例を示す。回転円管１４′は
固定円管１０′の中に挿入され、回転円管１４’の外周
面１４′ｂと固定円管１Ｑ′の内周面１０’　ａとの間
は２０ＪＩＩ１１〜１００ｐ程度の微小な半径方向寸法
δの隙間を形成しており、挿入部の長手方向中央部にお
ける固定円管１０′の内周面１０′ａには環状の溝１６
′が形成されており、抜溝１６′の底部は吸弓路１８′
と連通している。この場合のシール構造の作用は第１図
の場合と同様であるので省略する。

第３図には、工作機械の主軸３２を冷却するために、固
定円管１０の中心孔１０ａから、主軸３２内に設けられ
て、主軸３２と共に回転する中心円管３０の中に冷却液
を供給し、例えば、その先端において中心円管３０の外
側を通して帰し、固定円管１０の中心孔１０ａの外周に
設けた円環状復路３４を通して冷却液を回収するもので
ある。

固定円管１０の中心孔１０ａの中には、２０−〜１００
−程度の半径方向の隙間寸法δ′を有するように形成さ
れた上記中心円管３０が一部分挿入されており、主軸３
２内には固定円管１０が一部分挿入されており、その半
径方向隙間δは２０Ｍ〜１００Ｊａ程度である。この固
定円管１０の挿入部分の長手方向中央位置にはその外周
面１０ｂに環状の溝１６が形成されており、抜溝１６の
底部に開口した吸引路１８が上記固定円管１０に設けら
れている。以上の構成によれば、まず冷却液を固定円管
１０の中心孔１０ａから回転中の中心円管３０へ供給す
る場合、前述の隙間寸法δ′を有する環状隙間からは冷
却液の一部が復路中の冷却液と混合することとなるが、
同一液体であるため特に問題となることはない。中心円
管３０の先端から流出し、該中心円管３０の外側を介し
て復路中の冷却液は固定円管１０の円環状復路３４へ流
入する際に、主軸３２と固定円管１０の外周面１０ｂと
の間の隙間へ復路中の冷却液の一部が浸入する。

この浸入液は第１図に示す実施例において説明した作用
と同様の作用によって外部へ漏洩することを効果的に防
止している。この第３図に示すシール構造は、冷却液の
往路と復路とを合わせても１方にのみ環状の溝１６と吸
引路１８を設ければよく、シール構造としてシンプルで
あることに特徴を有する。

第３図に示す本発明に係るシール構造を必要とするよう
な高速回転をする主軸３２においては、その主軸の軸受
用のベアリングの潤滑も容易ではない。ベアリングは、
通常、ＤｍＮ値が７０万程度ではグリース方式、１５０
万程度ではオイルエア方式、２００万程度ではオイルジ
ェット方式、３００万程度ではアンダレース方式により
潤滑されている。

然しながらアンダレース方式を採用しているＤｍＮ値が
３００万程度の場合には、必ずしも潤滑油が十分に供給
されず、ベアリングの焼付き等を生ずることがある。こ
の場合、回転中の主軸内へ潤滑油を有した冷却液を供給
し、また、効果的に回収することの容易な本発明を利用
すると、上記の様にＤｍＮ値の大きな場合においても容
易に、かつ、確実に液をベアリングに供給することがで
きる。これを第４図に示す。即ち、主軸３２内に供給さ
れた潤滑性を有する冷却液が主軸３２の半径方向に設け
た供給孔３８を通り、主軸の回転による遠心力に基づき
ベアリング３４のインナーレース３６の内周に設けた環
状の溝３５ｂ内に供給される。この溝３６ｂ内に供給さ
れた冷却液はインナーレース３６の半径方向に穿設され
て、円周方向に適数個配設された孔３６ａからベアリン
グ３４の下部に直接供給され、ハウジング内に流れる。

この場合の冷却液の供給量は主軸３２の回転数が上昇す
ればする程遠心力の作用で多くなり、必要量が自動的に
確保される効果をも有する。ここで第４図の主軸装置の
右方は、第３図のように構成されており、供給孔３８は
、第３図の中心円管３０に接続していると考えれば良い
。

更には、第４図に示す構成によるベアリングへの潤滑油
の供給は、第３図に示す様なシール構造を採用しない場
合においても、短時間に限っては可能である。即ち、密
閉された回転軸３２内に潤滑油を蓄溜させ、該回転軸を
回転させればその蓄溜された潤滑油がなくなるまでの間
はベアリング３４の潤滑が可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかな様に本発明によれば、固定円管
と回転円管との間の液体の受け渡しに際し、高速回転時
においても液漏れなく、効果的にシールする回転シール
構造の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転シール構造の一実施例を示す
断面図、 第２図は本発明に係る回転シール構造の他の実施例を示
す断面図、 第３図は工作機械の主軸に適用した本発明に係る回転シ
ール構造の断面図、 第４図はベアリングへの潤滑油の安定的な供給構造を示
す略示断面図である。 １０．１０’・・・固定円管、　１４・１４′・・・回
転円管、１６．１６’・・・環状溝、　　１８．１８’
・・・吸引路、２０・・・吸引ポンプ、　　　３０・・
・中心円管、３２・・・主軸、　　　　　　３４・・・
円環状復路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固定円管と回転円管との間で液体の受け渡しを行う
   部分の回転シール構造であって、前記固定円管と回転円
   管とが半径方向隙間を有してその長手方向に互いに嵌め
   込まれた挿入部分を有し、該挿入部分における前記固定
   円管の前記回転円管との対向面に環状の溝を設け、該溝
   に連通した吸引路を設けて吸引装置に接続したことを特
   徴とする回転シール構造。 ２、液体を供給する内周路と該内周路の外側に液体を回
   収する回収路とを設けた固定円管に対して半径方向隙間
   を有し、かつ前記内周路の長手方向に挿入された部分を
   有して回転する内側円管と、前記固定円管と半径方向隙
   間を有して前記固定円管の外側に嵌め込まれた挿入部分
   を有して回転する外側円管とを設け、該外側円管の挿入
   部分における前記固定円管の外周面に環状の溝を設け、
   該環状溝に連通した吸引路を前記固定円管に設けて吸引
   装置を接続したことを特徴とする回転シール構造。