JPH0587253A - ラビリンスシール付き回転機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸受けの両側のラビリンスシール部への外部
からの異物の侵入が確実に防止されるラビリンスシール
付き回転機構を提供する。 【構成】 ラビリンスシール付き回転機構１の軸受け６
ａ，６ｂの両側に設けられたラビリンスシール８ａ，８
ｂによって、外部の異物から軸受け６ａ，６ｂが保護さ
れる。そしてラビリンスシール８ａ，８ｂで隔てられた
固定部４の内部と外部とを連通させる連通路１６，２０
が設けられているために、内部と外部が常にほぼ同じ圧
力に保たれ、回転軸２の回転に伴ってラビリンスシール
部で回転ファン作用が生じても、連通路１６，２０から
各ラビリンス部分８ａ，８ｂへの空気の流れが生ずる。
このとき外部の空気が連通路１６，２０を通じて回転機
構内部に流入するが、連通路に異物の侵入のみを防止す
る異物遮断機構２０が設けられているために、異物を含
まない空気のみが固定部４の内部に流入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工作機械の主軸装置
等の回転機構に関し、特に軸受け部分への異物侵入を防
止するためのラビリンスシールを備えた回転機構に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の主軸装置等の回転機構におい
ては、ボールベアリング等の軸受け部への異物侵入を防
止するために、ラビリンスシールが用いられることがあ
る。このようなラビリンスシールを用いた回転機構の例
を図３に示す。参照符号３１は、回転軸３２とそれを支
持する固定部３４を主体とする回転機構である。回転軸
３２は、固定部３４に取付けられた軸受けとしてのボー
ルベアリング３６ａ，３６ｂによって、回転自在に支持
されている。このボールベアリング３６ａ，３６ｂの両
側に、ラビリンスシール３８ａ，３８ｂが設けられてい
る。このラビリンスシール３８ａ，３８ｂは、回転軸３
２とこれに対向する固定部３４の部分とに、微小間隔を
隔てて互い違いに組み合わされた何段もの凹凸３２ａ，
３２ｂ，３４ａ，３４ｂからなり、これらの凹凸によっ
て異物侵入が防止されるものである。このようなラビリ
ンスシール３８ａ，３８ｂが、前記ボールベアリング３
６ａ，３６ｂの両側に配置されることによって、ボール
ベアリング３６ａ，３６ｂが外部の異物から保護され
て、ベアリングへの異物の噛み込み事故が防止されるの
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかるラビリンスシー
ル構造においては、回転軸３２が回転することによって
両側のラビリンス部分３８ａ，３８ｂで、それぞれ近傍
の流体に粘性流れを生じさせるいわゆる回転ファン作用
が生じる。ここで２つのラビリンス部分３８ａと３８ｂ
の径が違う場合には、前記回転ファン作用の大きさの違
いによって、回転機構の内部では図に示されるように、
相対的にラビリンス径の大きい方（ここでは３８ｂ）に
向かう空気の流れが生じる。この結果、ラビリンス径の
小さい３８ａ側からは外部の空気が吸い込まれることに
なり、外部の異物を吸い込みやすくなって、充分なシー
ル効果が得られないという問題点があった。また両側の
ラビリンス部分の径が同じで、各ラビリンス部分での回
転ファン作用の大きさが同じ場合でも、両側のラビリン
ス部分から少しずつ外部の空気が吸い込まれることが知
られている。そこで本発明においては、軸受けの両側の
ラビリンスシール部への外部からの異物の侵入が確実に
防止されるラビリンスシール付き回転機構を提供するこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、回転軸と、該回転軸を回転自在
に支持するころがり軸受けと、該軸受けの両側に設けら
れたラビリンスシールと、該両側のラビリンスシールに
挟まれた回転機構内部と外部とを連通させる連通路と、
該連通路に設けられた、気体の侵入を許容し異物の侵入
を禁止する異物遮断機構とを有するラビリンスシール付
き回転機構を創出した。

【０００５】

【作用】さて、上記の構成を備えた本発明のラビリンス
シール付き回転機構においては、軸受けの両側に設けら
れたラビリンスシールによって、外部の異物から軸受け
が保護される。そしてラビリンスシールで遮断された回
転機構内部と外部とを連通させる連通路が設けられてい
るために、内部と外部が常にほぼ同じ圧力に保たれる。
これによって、回転軸の回転に伴って両側のラビリンス
部分で回転ファン作用が生じても、前記連通路から各ラ
ビリンス部分への空気の流れが生ずる。このとき外部の
空気が連通路を通じて回転機構内部に流入するが、連通
路に異物の侵入を防止する異物遮断機構が設けられてい
るために、異物を含まない空気のみが回転機構内部に流
入する。これによって、軸受けの両側のラビリンスシー
ル部への外部からの異物の侵入が確実に防止される。

【０００６】

【実施例】

実施例１ 次に本発明を具現化した実施例１について、図１を参照
して説明する。図１は、本発明のラビリンスシール付き
回転機構の実施例１を示す部分断面図である。参照符号
１はラビリンスシール付き回転機構であり、このラビリ
ンスシール付き回転機構１は、回転軸２と、これを支持
する固定部４を中心として構成されている。回転軸２
は、固定部４に設けられた左右二箇所のボールベアリン
グ６ａおよび６ｂによって、回転自在に支持されてお
り、二箇所のボールベアリング６ａ，６ｂの外側にはラ
ビリンスシール８ａおよび８ｂが設けられている。

【０００７】このラビリンスシール８ａ，８ｂは、前記
回転軸２に設けられた回転軸ラビリンス（凹凸）部２ａ
および２ｂと、前記固定部４の回転軸ラビリンス部２
ａ，２ｂに対向する部分に設けられた固定部ラビリンス
部４ａおよび４ｂが、微小間隔を隔てて互い違いに組み
合わされてなるものである。これらの凹凸部２ａ，２
ｂ，４ａおよび４ｂによって、異物侵入が防止される。
さらに、回転軸２の図示右端部分には、シール材２ｃが
取り付けられている。このシール材２ｃは、前記ラビリ
ンスシール８ｂの延長として同様の働きをするものであ
る。

【０００８】一方、前記回転軸２の図示左端部分にはプ
ーリー１２が固定されている。また、回転軸２の図示左
端先端には、プーリー１２を止めるプーリー止め１４が
設けられている。このプーリー１２のベルト溝１２ａに
は図示しないベルトが掛けられて、図示しない電動モー
タの回転力がプーリー１２を介して回転軸２に伝達され
る。さらに、プーリー１２の図示右側には、左側ラビリ
ンスシール８ａおよびボールベアリング６ａに右向きに
力を加えて固定するための、締め付けナット１０が螺合
されている。さらに、回転軸２の右端部分には、加工ヘ
ッド２６を取り付けるための加工ヘッド取り付け部２ｄ
が設けられている。この加工ヘッド取り付け部２ｄは、
回転軸２の端面に切られた雌ネジ２ｄであり、この雌ネ
ジ２ｄに加工ヘッド２６が螺合されて、ラビリンスシー
ル付き回転機構１に取り付けられる。このようにして取
付けられた加工ヘッド２６が、前記プーリー１２を介し
て回転軸２に伝達される回転力により回転して、各種加
工が実施される。

【０００９】ここで、前記固定部４の中央部付近には、
貫通穴１６が設けられている。この貫通穴１６は、固定
部４の外周面と内部とを連通させている。この貫通穴１
６には、フィルター付きエアブリーザー２０が取り付け
られている。これによって、固定部４の外部の空気はフ
ィルター付きエアブリーザー２０内を通り、貫通穴１６
を通過して固定部４の内部へ流れることになる。この
際、エアブリーザー２０内に設けられたフィルターの作
用によって、空気中に含まれるゴミ、埃等の異物が除去
される。

【００１０】従って、貫通穴１６およびフィルター付き
エアブリーザー２０は、両側のラビリンスシール８ａ，
８ｂに挟まれた回転機構内部と外部とを連通させる連通
路として機能する。また、フィルター付きエアブリーザ
ー２０は、連通路１６，２０に設けられた、気体の侵入
を許容し異物の侵入を禁止する異物遮断機構を構成して
いる。このように、ラビリンスシール付き回転機構１
は、回転軸２と、回転軸２を回転自在に支持する軸受け
６ａ，６ｂと、軸受け６ａ，６ｂの両側に設けられたラ
ビリンスシール８ａ，８ｂと、両側のラビリンスシール
８ａ，８ｂに挟まれた回転機構内部と外部とを連通させ
る連通路１６，２０と、連通路１６，２０に設けられ
た、気体の侵入を許容し異物の侵入を禁止する異物遮断
機構２０とを有するラビリンスシール付き回転機構を構
成している。

【００１１】さて、上記の構成を備えたラビリンスシー
ル付き回転機構１においては、ボールベアリング６ａ，
６ｂの両側に設けられたラビリンスシール８ａおよび８
ｂによって、外部の異物から軸受けが保護される。そし
てラビリンスシール８ａ，８ｂで遮断された固定部４の
内部と外部とを連通させる連通路１６，２０が設けられ
ているために、内部と外部が常にほぼ同じ圧力に保たれ
る。ここで、ラビリンスシール８ａよりもラビリンスシ
ール８ｂの外径の方が大きいため、回転軸２の回転に伴
って、ラビリンスシール８ｂでより大きい回転ファン作
用が生じる。しかし、連通路１６，２０から各ラビリン
ス部分８ａ，８ｂへの空気の流れが生じ、外径の小さい
ラビリンスシール８ａから外部の空気が吸い込まれるこ
とはない。このとき固定部４の外部の空気が、連通路１
６，２０を通じて固定部４の内部に流入するが、気体を
通過させて異物の侵入のみを防止するフィルター付きエ
アブリーザー２０が設けられているために、異物を含ま
ない空気のみが固定部４の内部に流入する。これによっ
て、外径の異なるラビリンスシール８ａ，８ｂを用いた
場合でも、外部からの異物の侵入が確実に防止される。

【００１２】実施例２ 次に本発明を具現化した実施例２について、図２を参照
して説明する。なお、実施例１と同等の部材には、同一
番号を付して説明を省略する。図２は、本発明のラビリ
ンスシール付き回転機構の実施例２を示す部分断面図で
ある。本実施例は、ラビリンスシール付き回転機構１０
１を含む加工装置が、比較的汚れた空気の室内に設置さ
れている場合である。このような場合には、連通路の入
口を比較的清浄な空気の室内まで延長する必要がある。
そこで本実施例においては、連通路の一部および異物遮
断機構として、実施例１のフィルター付きエアブリーザ
ー２０に代えて、先端にエアフィルター２４を取付けた
空気配管２２を使用している。この空気配管２２は、ブ
ッシュ１８を介して貫通穴１６に取付けられている。そ
して、空気配管２２の先端のエアフィルター２４を比較
的清浄な空気の室内まで伸ばして設置している。その他
の部分の構造は、実施例１と同様である。

【００１３】本実施例のラビリンスシール付き回転機構
１０１は、このような構成を有するため、比較的清浄な
室内の空気がエアフィルター２４を通してさらに濾過さ
れて空気配管２２に取り込まれる。これによって、ラビ
リンスシール付き回転機構１０１が比較的汚れた空気の
室内に設置されている場合でも、外部からの異物の侵入
が確実に防止される。さらに本実施例においては、空気
配管２２の先端を比較的清浄な空気の室内まで伸ばして
設置しているので、エアフィルター２４を省略して空気
配管２２の先端を下方に向けて設置するだけでも、充分
に清浄な空気が空気配管２２を通じて固定部４の内部に
取り込まれる。さらには、空気配管２２の先端をクリー
ンルーム等の高度に清浄化された室内に設置すれば、空
気配管２２をどのような向きに設置しても、エアフィル
ター２４なしで、充分に清浄な空気が固定部４の内部に
取り込まれるようにすることができる。

【００１４】上記の各実施例では両側のラビリンスシー
ル部の径が異なる場合について説明したが、両側のラビ
リンスシール部の径が同じ場合にも、連通路から各ラビ
リンス部分への空気の流れが生ずることによって、両側
のラビリンスシール部から少しずつ外部の空気が吸い込
まれることが防止される。また、上記の各実施例では、
ラビリンスシール付き回転機構のころがり軸受けとして
ボールベアリングを用いた例について示したが、どのよ
うな形式のころがり軸受けを有する回転機構でも良いこ
とは言うまでもない。回転機構の他の部分の材質，大き
さ，形状，数等についても、本実施例に限定されるもの
ではない。

【００１５】

【発明の効果】本発明においては、異物遮断機構を備え
た回転機構内部と外部との連通路を有するラビリンスシ
ール付き回転機構を創出したために、ラビリンスシール
部への外部からの異物の侵入が確実に防止される。これ
によって、簡単な構造で故障が少なく信頼性の高い実用
的な回転機構となるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のラビリンスシール付き回転機構の実施
例１を示す断面図である。

【図２】本発明のラビリンスシール付き回転機構の実施
例２を示す断面図である。

【図３】ラビリンスシール付き回転機構の従来例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ ラビリンスシール付き回転機構 ２ 回転軸 ６ 軸受け ８ ラビリンスシール １６，２０ 連通路 ２０ 異物遮断機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と、 該回転軸を回転自在に支持するころがり軸受けと、 該軸受けの両側に設けられたラビリンスシールと、 該両側のラビリンスシールに挟まれた回転機構内部と外
   部とを連通させる連通路と、 該連通路に設けられた、気体の侵入を許容し異物の侵入
   を禁止する異物遮断機構、とを有するラビリンスシール
   付き回転機構。