JPH0586071U - 回転軸の密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ジェット潤滑やアンダーレース潤滑の軸受を
用いた立型回転軸等に適用される。停止時や低速回転時
のシール性能の向上が図れ、かつ高速回転の障害になら
ないようにする。 【構成】 回転軸１が遊嵌するハウジング３の内径面に
オイルシール１１を設けると共に、このオイルシール１
１のリップ部１４ａを押圧して拡径させるスライド部材
１２を設ける。スライド部材１２は、外径面が先細りの
薄肉リング部１２ａを有するものであり、ハウジング３
内に軸方向移動自在に設ける。スライド部材１２は、流
体圧アクチュエータ１８でオイルシール１１側へ移動さ
せ、かつ復帰用弾性体１９で復帰させるようにする。こ
のオイルシール１１による密封装置５と、ラビリンスシ
ール４およびエアシール６とを併用する。停止時や低速
回転時は、オイルシール１１による接触シールとし、高
速回転時はオイルシール１１を非接触としてラビリンス
シール４とエアシール６とでシールする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、工作機械や、その他種々の産業機械における回転軸のシール一般 に適用され、特に立型で用いられる回転軸に好適に使用可能な回転軸の密封装置 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

工作機械の主軸では、軸受のオイル漏れ防止や、塵埃の侵入阻止のために、ハ ウジングの主軸突出部にシールが施される。このような高速回転する回転軸のシ ールでは、接触シールは発熱が大きくて好ましくない。

【０００３】 そのため、従来はラビリンスシールを使用しているが、高速回転時はシール性 が良好であっても、低速時や停止時は効果が少ない。これを補うために、圧縮空 気を用いたエアシールが併用されている。

【０００４】 図３は、従来のラビリンス構造の一例で、エアシールを併用したものである。 回転軸５１は、工具が下端に装着される立型の主軸であり、ハウジング５２に軸 受５３を介して支持されている。軸受５３の下方にラビリンスシール５４が設け られ、その下方において、ハウジング５２の内周面に圧縮空気の吹出し用エアノ ズル５５と、環状吹出し溝５６とが設けてある。５７はハウジング５２のエア出 口と潤滑油の回収を兼ねた排出口である。

【０００５】 この構成によると、ノズル５５から吐出された圧縮空気が環状吹出し溝５６か ら回転軸５１の全周に流れて軸方向に吹き出すことにより、回転軸５１の低速時 や停止時のシールが得られる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

立型の回転軸５１において、軸受５３にジェット潤滑やアンダーレース潤滑を 行った場合には、軸受５３におけるオイル量が多く、オイルの流下も生じ易いた め、オイル漏れの問題が考えられる。

【０００７】 しかも、エアシールでは停止中も圧縮空気の供給を続ける必要があり、空気使 用量が多くなるという問題点がある。停止中に圧縮空気の供給を止めると、ラビ リンスシール５４よりも下の部分にあった油が主軸を伝って流出することになる 。

【０００８】 この考案の目的は、停止時や低速回転時のシール性能の向上が図れ、かつ高速 回転の障害とならない回転軸の密封装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案の回転軸の密封装置は、回転軸が遊嵌するハウジングの内径面にオイ ルシールを設けると共に、このオイルシールのリップ部を押圧して拡径させるス ライド部材を設けたものである。 オイルシールは、金属環およびゴム状の弾性材を有するものである。スライド 部材は、外径面が先細りの薄肉リング部を有するものであり、前記ハウジング内 に軸方向移動自在に設けられる。スライド部材は、流体圧アクチュエータでオイ ルシール側へ移動させ、かつ復帰用弾性体で復帰させるようにする。

【００１０】

【作用】

この構成によると、流体圧アクチュエータの非作動状態では、オイルシールが 回転軸に接してシールを行い、流体圧アクチュエータによりスライド部材を移動 させると、オイルシールのリップ部がスライド部材の先細りの外径面で押されて 拡径させられ、回転軸から離れる。そのため、停止時や低速回転時はオイルシー ルによる接触シールとし、高速回転時にはオイルシールを回転軸から離してトル クロスや発熱を避けることができる。

【００１１】

【実施例】 この考案の一実施例を図１および図２に基づいて説明する。図１はマシニング センタ等の工作機械における主軸頭の先端部の断面を示す。回転軸１は、下端に 工具が装着される立型の主軸であり、軸受２を介してハウジング３に支持されて いる。回転軸１とハウジング３との間には、軸受２の下方にラビリンスシール４ が設けられ、その下方にこの実施例の回転軸の密封装置５とエアシール６とが設 けられている。 エアシール６は、回転軸１の外径面に僅かな隙間で遊嵌するリング状部材７の 内径面に環状溝８を設け、この環状溝８に開通したエア供給路９を設けたもので ある。

【００１２】 前記密封装置５は、スリーブ１０の内径面に設置されたオイルシール１１と、 このオイルシール１１を拡径させるスライド部材１２とを備える。スリーブ１０ は、ラビリンスシール４の固定翼を上端に有し、ハウジング２の内径面に嵌合し ている。オイルシール１１は、断面Ｌ字形の金属環１３と、その内径部に固定さ れた弾性材１４と、弾性材１４のリップ部１４ａの外周に設けられたリング状ば ね１５とからなる。弾性体１４は、摩擦係数の少ないゴムが望ましく、例えば滑 るゴムと呼ばれているルーロンＬＥ（商品名，ＮＴＮ精密樹脂株式会社製）が用 いられる。

【００１３】 スライド部材１２は、スリーブ１０の内径面に軸方向移動自在に嵌合しており 、薄肉リング部１２ａが突設されている。薄肉リング部１２ａは、外径面が先細 りのテーパ面に形成され、オイルシール１１のリップ部１４ａの内側に臨んでい る。

【００１４】 前記エアシール６を構成したリング状部材７は、前記スリーブ１０との間にス ライド部材１２の下部を嵌合した流体圧室１６を構成しており、この流体圧室１ ６にスライド用エア供給路１７が開通している。前記流体圧室１６と、スライド 部材１２の流体圧室嵌合部分とで流体圧アクチュエータ１８が構成される。スラ イド部材１２の上面の周方向複数箇所には、ばね収容孔が形成され、各ばね収容 孔内にオイルシール１１の下面に接する復帰用弾性体１９が設けられている。復 帰用弾性体１９には圧縮コイルばねまたはゴム部材等が用いられる。

【００１５】 上記構成の動作を説明する。（ａ）休止中（機械を運転しないとき）は、図１ のようにオイルシール１１を回転軸１に接触させて密封する。このように接触シ ールとすることにより、オイル漏れや塵埃の侵入が確実に阻止される。（ｂ）回 転準備のときは、エアシール６を作動させ、エアシール６とオイルシール１１と で密封する。（ｃ）低速回転のときも、オイルシール１１とエアシール６で密封 する。（ｄ）高速回転になり、オイルシール１１の許容リップ滑り速度を超える とき、またはオイルシール１１による発熱が高くなる回転数領域からは、オイル シール１１を非接触とし、ラビリンスシール４とエアシール６とでシール性を確 保する。

【００１６】 オイルシール５は、図２のように流体圧アクチュエータ１８でスライド部材１ ２を上昇させることにより、薄肉リング部１２ａのテーパ状の外径面で押されて リップ部１４ａが広がり、回転軸１から離れる。流体圧アクチュエータ１８を非 作動状態とすると、復帰用弾性体１９の付勢によってスライド部材１２が下方へ 復帰し、接触シール状態に戻る。

【００１７】 この密封装置５によると、このように流体圧の供給により、自由にオイルシー ル１１を回転軸１に接触させたり、離したりすることができ、低速回転時のシー ル性確保と、高速回転時のトルクロスおよび発熱が防止できる。

【００１８】 そのため、この実施例のようにラビリンスシール４およびエアシール６と組み 合わせて設け、３種類のシール４，５，６を使い分けることにより、静止時から 高速回転時までのシール性能の向上を図ることができる。また、オイルシール１ １の弾性材１４を前記のように滑るゴムとすることにより、オイルシール１１に よる発熱が低減し、高い回転数まで接触させて密封性の向上と、低温化を図るこ とができる。

【００１９】

【考案の効果】

この考案の回転軸の密封装置は、回転軸が遊嵌するハウジングの内径面にオイ ルシールを設けると共に、このオイルシールのリップ部を先細りの外径面で押圧 して拡径させるスライド部材、およびその駆動用の流体圧アクチュエータを設け たため、停止時や低速回転時はオイルシールによる接触シールとしてシール性を 確保し、高速回転時にはオイルシールを非接触としてトルクロスや発熱を防止す ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例にかかる回転軸の密封装置
を適用した工作機械の部分断面図である。

【図２】その動作説明図である。

【図３】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１…回転軸、２…軸受、３…ハウジング、４…ラビリン
スシール、５…回転軸の密封装置、６…エアシール、１
１…オイルシール、１２…スライド部材、１２ａ…薄肉
リング部、１３…金属環、１４…弾性材、１４ａ…リッ
プ部、１６…流体圧室、１８…流体圧アクチュエータ、
１９…復帰用弾性体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸が遊嵌するハウジングの内径面に
   設けられて金属環およびゴム状の弾性材を有しこの弾性
   材のリップ部が前記回転軸の外径面に接するオイルシー
   ルと、前記リップ部の内側に臨む先細り外径面の薄肉リ
   ング部を有し前記ハウジング内に軸方向移動自在に設け
   られたスライド部材と、このスライド部材を前記オイル
   シール側へ移動させる流体圧アクチュエータと、前記ス
   ライド部材を復帰させる復帰用弾性体とを備えた回転軸
   の密封装置。