JPH0742594Y2

JPH0742594Y2 - シール構造

Info

Publication number: JPH0742594Y2
Application number: JP636490U
Authority: JP
Inventors: 秀明亀井
Original assignee: エヌティエヌ株式会社
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1990-01-26
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2005-01-26
Also published as: JPH03100046U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、研削盤、旋盤等の工作機械に使用される回転
スピンドルのシール構造に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、研削盤、旋盤等の工作機械に使用されている工作
主軸、砥石軸等の回転スピンドルは、軸を支持する軸受
と、この軸受を潤滑する潤滑装置と、軸受に切削液や切
屑の侵入を防止するシール機構とで構成されている。

軸受には、圧油を供給して軸を支持する静圧軸受、油溜
まりを設けて軸が回転することにより軸を支える動圧軸
受、市販の転がりベアリングを組込んだ転がり軸受の３
例があり、一般的には、保守の容易な転がり軸受が普及
している。

この転がり軸受の潤滑方式には、空気圧力調整器、噴霧
装置、脱水器などから構成される装置を用いて油を噴霧
状態にして軸受に供給するオイルミスト潤滑、油を噴射
して供給するジェット潤滑、転がりベアリングの転走面
に直接グリースを塗布するグリース潤滑があり、用途に
より使い分けされている。一般に、オイルミスト、ジェ
ット潤滑に比べ、保守の容易なグリース潤滑を使用する
傾向が多くなっている。

シール機構には、一般に、オイルシール、Ｖリング、ニ
ロスリング、メカニカルシール、アキシャルシール、ラ
ビリンスシール等、種々な方法があるが、特に、外部よ
りの切削液や切屑等の侵入を完全に防止する必要がある
ため、オイルシールやＶリング等を使った接触式のシー
ルが主流である。

〔考案が解決しようとする課題〕

接触式のシールは、その特性から必ず回転軸に接触して
いるため、摩擦による発熱は避けられない。この発熱に
より、シールが劣化し、長期使用でシール効果が不十分
となりやすい。

又、オイルシール、Ｖリング等の破損、取付不良等によ
りシール効果が更に不十分となりやすい。

オイルミスト潤滑の場合、グリース潤滑に比べ同程度の
条件下では軸受の温度上昇が高く、上述した発熱の影響
を受ける。即ち、グリース潤滑では、少量のグリースを
軸受転走面及びリテナー案内面に有効に塗布することが
でき、しかも、なじみ運転を十分行えば不要なグリース
は飛ばされて、必要最小限のグリースによって潤滑され
る。これに対して、オイルミスト潤滑では、グリース潤
滑のように必要最小限の給油量だけを転走面に送り込む
ことは困難で、少し余分に給油しないと必要な給油量は
得られない。従って、この余分な油での攪拌熱によりグ
リース潤滑より温度上昇が高くなると考えられる。

一方、ラビリンスシール等の非接触式シールの場合で
は、発熱の影響を回避できるが、シールが不完全となる
ことは否み難い。

本考案は、従来技術の上記問題点に鑑みて提案されたも
ので、その目的とするところは、非接触で、より完全な
シールを可能としたシール構造を提供しようとするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本考案は、回転軸側の部材と
軸受ハウジング側の部材との間に、小径端側を軸受部の
内方側に、大径端側を軸受部の外方側に向けた円錐状の
ラビリンス隙間を形成し、このラビリンス隙間の小径端
側から大径端側に向けて圧縮空気を供給せしめたもので
ある。

〔作用〕

本考案のシール構造は、圧縮空気を円錐状のラビリンス
隙間の小径端側から大径端側に向けて吹き出させるもの
であるから、軸受部へ侵入しようとする切削液や切屑等
を上記圧縮空気の吹き出し作用で防止させることができ
る。仮りに、切削液や切屑等がラビリンス隙間に侵入し
ても、遠心力により軸受部の外方側へ飛ばし出させるこ
とが可能である。

さらに、非接触式シール構造であるから、発熱は最低限
に抑えられ、しかも、圧縮空気の供給により冷却作用が
加味される。

〔実施例〕

第１図は本考案のシール構造を研削盤の回転スピンドル
に適用した一実施例を示す縦断側面図、第２図は要部拡
大断面図であって、（１）は回転軸、（２）は軸受ハウ
ジング、（３）（４）（５）は転がり軸受、（６）は前
蓋部材、（７）は前部軸受押えナット部材、（８）は砥
石取付フランジ、（９）は後蓋部材、（10）は後部軸受
押えナット部材、（11）はプーリを示している。

回転軸（１）は、軸受ハウジング（２）内に貫通状態で
前２個所、後１個所を転がり軸受（３）（４）（５）を
介して回転可能に軸承されている。軸受ハウジング
（２）は研削ヘッド（図示省略）に支持されている。

前蓋部材（６）は、軸受ハウジング（２）の前端に固着
され、転がり軸受（３）の外輪の軸方向位置を規制して
いる。

前部軸受押えナット部材（７）は、回転軸（１）の前端
側に螺合固着され、転がり軸受（３）の内輪の軸方向位
置を規制している。

砥石取付フランジ（８）は、回転軸（１）の前端に固着
され、このフランジ（８）に砥石（図示省略）が取付け
られる。

後蓋部材（９）は、軸受ハウジング（２）の後端に固着
され、転がり軸受（５）の外輪の軸方向位置を規制して
いる。

後部軸受押えナット部材（10）は、回転軸（１）の後端
側に螺合固着され、転がり軸受（５）の内輪の軸方向位
置を規制している。

プーリ（11）は回転軸（１）の後端に固着され、減速機
付きモータ等の駆動手段（図示省略）にＶベルトを介し
て連結され、回転軸（１）を駆動する。

前蓋部材（６）と前部軸受押えナット部材（７）とは、
径方向に僅かな隙間（例えば、0.5mm）を形成して対向
する円錐状面（6a）（7a）を有し、これら両円錐状面
（6a）（7a）間に円錐状のラビリンス隙間（12）を形成
させている。この円錐状のラビリンス隙間（12）は、小
径端側を転がり軸受（３）の内方側に、大径端側を転が
り軸受（３）の外方側に向けて形成してある。そして、
円錐状のラビリンス隙間（12）の小径端側から大径端側
に向けて圧縮空気を供給するための空気通路（13）が前
蓋部材（６）に形成してある。

また、円錐状のラビリンス隙間（12）の出口側（大径端
側）には、環状の空気溜まり（14）を形成し、この空気
溜まり（14）にも圧縮空気を分岐供給して、切削液や切
屑等が円錐状のラビリンス隙間（12）を通って転がり軸
受（３）内に侵入することを二重に防止させている。こ
の空気溜まり（14）は、前部軸受押えナット部材（７）
の外周に形成してもよいが、図示例では、前部軸受押え
ナット部材（７）と砥石取付フランジ（８）との間に形
成させた場合を例示しており、この空気溜まり（14）に
は、前蓋部材（６）内の空気通路（13a）から径方向内
方に向けて圧縮空気を供給し、その反発流が軸方向前方
へ環状に吹き出すことによって、切削液や切屑等の侵入
を防止させている。

さらに、前蓋部材（６）と前部軸受押えナット部材
（７）との両円錐状面（6a）（7a）には１個乃至複数個
の異物侵入防止用の環状溝（6b）（7b）を、相互に食い
違い状に形成している。この環状溝（6b）（7b）は、回
転軸（１）の停止時又は低回転時に切削液の供給を停止
しても、一部残存した液が円錐状面（6a）（7a）を伝っ
て内部に侵入しようとすることを途中で捕捉して阻止す
るためのものであって、その溝形状は、適宜選択するこ
とができるが、図示例は、略鋸歯形状の溝とした場合を
例示している。

同様なシール構造は、後蓋部材（９）と後部軸受押えナ
ット部材（10）との間にも採用されており、第１図にお
いて、（15）は円錐状のラビリンス隙間、（16）は空気
通路、（17）は空気溜まりを示している。

前部及び後部の空気通路（13）（16）は、別々の或いは
共通の空気配管を介して圧縮空気供給源（図示省略）に
接続されている。

本考案の実施例は、以上の構成からなり、次に動作を説
明する。

前蓋部材（６）と後蓋部材（９）との空気通路（13）
（16）に圧縮空気を供給すると、円錐状のラビリンス隙
間（12）（15）の小径端側から大径端側に向けて圧縮空
気が環状に吹き出す。これと同時に、空気通路（13a）
（16a）から空気溜まり（14）（17）に向けて圧縮空気
が分岐供給され、その反発流が軸方向前方へ環状に吹き
出す。これらの空気流によって、切削液や切屑等の侵入
を確実に防止する。回転軸（１）の回転中は、前後の軸
受押えナット部材（７）（10）の円錐状面（7a）（10
a）に切削液や切屑等が付着しても、遠心力作用で外方
に飛散させることによって、軸受内への侵入が防止され
る。また、回転軸（１）の停止中、又は、低回転時、切
削液等が、前蓋部材（６）及び後蓋部材（９）の円錐状
面（6a）（9a）及び前後の軸受押えナット部材（７）
（10）の円錐状面（7a）（10a）を伝って軸受内へ侵入
しようとしても、環状溝（6b）（7b）（9b）（10b）に
よって捕捉され、次に回転軸（１）が回転することによ
り、遠心力作用或いは吹き出し空気流によって外方へ排
出される。

上記実施例は、本考案のシール構造を、回転軸（１）の
両側に配置した場合を例示しているが、片側だけ設置す
ることも可能である。

また、回転軸（１）の軸受は、転がり軸受の場合を例示
しているが、他の軸受方式にも適用し得る。

さらに、軸受の潤滑は、グリース潤滑の場合を例示して
いるが、他の潤滑方式にも適用可能である。

〔考案の効果〕

本考案によれば、非接触式シール構造であるため、発熱
は最低限に抑えられ、しかも、圧縮空気を供給すること
により冷却効果が加味されて従来に比べ可成温度上昇を
下げることができ、ベアリングの寿命向上、加工精度向
上が期待できる。勿論、十分なシール効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のシール構造を研削盤の回転スピンドル
に適用した一実施例を示す縦断側面図、第２図は要部拡
大断面図である。（１）……回転軸、（２）……軸受ハウジング、（３）
（４）（５）……転がり軸受、（６）……前蓋部材、
（７）……前部軸受押えナット部材、（９）……後蓋部
材、（10）……後部軸受押えナット部材、（12）（15）
……円錐状のラビリンス隙間、（13）（13a）（16）（1
6a）……空気通路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】回転軸側の部材と軸受ハウジング側の部材
との間に、小径端側を軸受部の内方側に、大径端側を軸
受部の外方側に向けた円錐状のラビリンス隙間を形成
し、このラビリンス隙間の小径端側から大径端側に向け
て圧縮空気を供給せしめたことを特徴とするシール構
造。