JPH0771624A - Seal for rotary unit - Google Patents

Seal for rotary unit

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JPH0771624A
JPH0771624A JP5240326A JP24032693A JPH0771624A JP H0771624 A JPH0771624 A JP H0771624A JP 5240326 A JP5240326 A JP 5240326A JP 24032693 A JP24032693 A JP 24032693A JP H0771624 A JPH0771624 A JP H0771624A
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Japan
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seal
contact
rotating shaft
rotating body
collar
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JP5240326A
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Seiichi Iwasaka
誠一 岩坂
Yuichi Itani
祐一 伊谷
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Okuma Corp
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Okuma Machinery Works Ltd
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Abstract

PURPOSE:To achieve extension of a life while obtaining a sufficient seal effect at a rotational speed in a wide range, in a seal for a rotary unit. CONSTITUTION:At the time of low speed rotation, a contact type seal 7 of a seal member 8 is brought into contact with a disk 6 by springs 13. At the time of high speed rotation, since a movable weight 10 is moved in a radial direction by centrifugal force, a movable collar 11 is moved, and the seal member 8, supported through a bearing 12 to the movable collar 11, is also moved to detach the contact type seal 7 from the disk 6 brought into noncontact.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、回転体を構成する回転
軸と固定子との間を密封するシールに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seal for hermetically sealing between a rotating shaft and a stator which constitute a rotating body.

【0002】[0002]

【従来の技術】水、油等が飛散する悪環境下でモータ等
の回転機を使用する際には、回転機内部に水、油等が浸
入しないように防水構造にする必要がある。この際、回
転機の固定子と回転軸との間のシーリングには、一般
に、オイルシールが用いられている。図6はオイルシー
ルを用いた回転体のシールの一例を示す断面平面図であ
る。回転軸3は回転機1の固定子2に軸受け4を介して
回転自在に支持されている。オイルシール5は一般にゴ
ム材から成るリング状の形状をしており、固定子2の回
転軸3が貫装する穴に嵌入されている。オイルシール5
の外周は固定子2に圧接し、その内周は回転軸3に接触
しているので、回転軸3が回転するとオイルシール5は
固定子2側に保持され、オイルシール5と回転軸3との
間に相対速度差が発生する。この構造によれば、回転軸
3と固定子2とがオイルシール5によって密に接触して
いるため、十分なシーリングがなされる。
2. Description of the Related Art When a rotating machine such as a motor is used in a bad environment in which water, oil, etc. are scattered, it is necessary to have a waterproof structure so that water, oil, etc. will not enter the rotating machine. At this time, an oil seal is generally used for sealing between the stator of the rotating machine and the rotating shaft. FIG. 6 is a cross-sectional plan view showing an example of a seal of a rotating body using an oil seal. The rotating shaft 3 is rotatably supported by the stator 2 of the rotating machine 1 via a bearing 4. The oil seal 5 is generally in the shape of a ring made of a rubber material and is fitted in a hole through which the rotary shaft 3 of the stator 2 penetrates. Oil seal 5
Since the outer circumference of the is in pressure contact with the stator 2 and the inner circumference is in contact with the rotating shaft 3, the oil seal 5 is held on the side of the stator 2 when the rotating shaft 3 rotates, and the oil seal 5 and the rotating shaft 3 There is a relative speed difference between. According to this structure, since the rotating shaft 3 and the stator 2 are in close contact with each other by the oil seal 5, sufficient sealing is achieved.

【0003】図7はラビリンスシールを用いた回転体の
シールの一例を図6に対応させて示す断面平面図であ
り、同一構成箇所は同符号を付して説明を省略する。固
定子2はケース2aとカバー2bとに分離されており、
ケース2aには回転軸3と同心円のリング状の凹凸部6
aが形成されている。回転軸3には回転軸3と同心円の
リング状の凹凸部6bを有する円盤6が嵌入されてお
り、ケース2aの凹凸部6aと円盤6の凹凸部6bとは
互いに凹凸が非接触で交互に噛み合い、ラビリンス構造
を形成している。そして、ラビリンスシール部はカバー
2bにより覆われている。ラビリンスシールは非接触構
造であり、高速回転時にはその回転によって、隙間から
わずかに侵入した水、油等をはじき飛ばし、十分なシー
ル効果がある。
FIG. 7 is a cross-sectional plan view showing an example of a seal of a rotary body using a labyrinth seal, corresponding to FIG. 6, and the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The stator 2 is separated into a case 2a and a cover 2b,
The case 2a has a ring-shaped concavo-convex portion 6 concentric with the rotating shaft 3.
a is formed. A disc 6 having a ring-shaped concavo-convex portion 6b concentric with the rotary shaft 3 is fitted into the rotary shaft 3, and the concavo-convex portion 6a of the case 2a and the concavo-convex portion 6b of the disc 6 are alternately in contact with each other. Engages to form a labyrinth structure. The labyrinth seal portion is covered with the cover 2b. The labyrinth seal has a non-contact structure, and at the time of high-speed rotation, the rotation repels water, oil, etc. slightly entering through the gap and has a sufficient sealing effect.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したオイルシール
を用いた回転体のシールでは、回転体が高速で回転する
場合、オイルシールの回転軸接触部が回転摩擦により、
摩耗、発熱し、オイルシールの寿命を著しく低下させ
る。このため、オイルシールは比較的低速回転で用いら
れる回転体のシーリングとして用いられている。また、
ラビリンスを用いた回転体のシールでは、回転体の停止
時あるいは低速回転時にはその効果は減少し、十分な効
果を発揮できない。このため、ラビリンスシールは常時
高速回転で用いられる回転体のシーリングとして用いら
れている。しかし、工作機械等に用いられるモータ等は
低速回転から高速回転まで幅広い回転速度で使用される
ことが要求され、停止中、回転中にかかわらず、切削液
等が飛散している環境下にある。このため、オイルシー
ル構造では高速回転時のオイルシールの劣化が問題とな
り、ラビリンスシール構造では低速回転時、停止時のシ
ール効果が不十分であるという問題があった。
In the seal of the rotating body using the above-mentioned oil seal, when the rotating body rotates at a high speed, the rotating shaft contact portion of the oil seal is rotated by friction,
It wears and heats up, significantly shortening the life of the oil seal. Therefore, the oil seal is used as a seal for a rotating body used at a relatively low speed. Also,
In the case of using a labyrinth to seal a rotating body, the effect is reduced when the rotating body is stopped or at a low speed, and a sufficient effect cannot be exhibited. For this reason, the labyrinth seal is used as a seal for a rotating body that is constantly used at high speed. However, motors used in machine tools, etc. are required to be used in a wide range of rotation speeds from low speed rotation to high speed rotation, and are in an environment where cutting fluid and the like are scattered regardless of whether the motor is stopped or rotating. . Therefore, the oil seal structure has a problem of deterioration of the oil seal at high speed rotation, and the labyrinth seal structure has a problem of insufficient sealing effect at low speed rotation and at stop.

【0005】本発明は、上述のような事情から成された
ものであり、本発明の目的は、回転体の停止時、およ
び、低速回転から高速回転までの広範な使用条件におい
ても十分なシール効果を発揮し、高速回転においてもシ
ール材の摩耗が起きない回転体のシールを提供すること
にある。
The present invention has been made under the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a sufficient seal even when the rotating body is stopped and under a wide range of use conditions from low speed rotation to high speed rotation. Another object of the present invention is to provide a seal for a rotating body that exerts an effect and does not cause wear of the sealing material even at high speed rotation.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、回転体を構成
する回転軸と固定子との間を密封するシールに関するも
のであり、本発明の上記目的は、前記回転軸の回転に従
って径方向に移動する可動手段を有し、前記回転軸に嵌
入されている第1のカラーと、前記回転軸と同心円のリ
ング状の凹凸部および接触型シールを有し、前記可動手
段の移動に従って軸方向に移動するシール手段と、前記
凹凸部と非接触で交互に噛み合うリング状の凹凸部を有
し、前記回転軸に嵌入されている第2のカラーと、前記
接触型シールを前記第2のカラーに接触させるように前
記シール手段を軸方向に押圧する押圧手段とを具備する
ことにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a seal for sealing between a rotating shaft and a stator which constitute a rotating body, and the above object of the present invention is to provide a radial direction according to the rotation of the rotating shaft. Has a first collar fitted to the rotary shaft, a ring-shaped concavo-convex portion concentric with the rotary shaft, and a contact-type seal, and moves in the axial direction according to the movement of the movable means. And a second collar fitted to the rotary shaft and having a ring-shaped concavo-convex portion that meshes with the concavo-convex portion in a non-contact manner alternately with the concavo-convex portion and the second collar. And a pressing means for axially pressing the sealing means so that the sealing means is brought into contact with.

【0007】[0007]

【作用】本発明にあっては、停止時および低速回転時に
は接触型シールが回転体のシーリングとして作用し、高
速回転時には接触型シールが非接触となり、ラビリンス
シールが回転体のシーリングとして作用するので、広範
な回転速度で使用可能であって長寿命とすることができ
る。
In the present invention, the contact type seal acts as the sealing of the rotating body at the time of stop and low speed rotation, the contact type seal becomes non-contact at the time of high speed rotation, and the labyrinth seal acts as the sealing of the rotating body. It can be used in a wide range of rotation speeds and can have a long life.

【0008】[0008]

【実施例】図1は本発明の回転体のシールの一例を図6
及び図7に対応させて示す断面平面図、図2は図1の一
部断面部分斜視図であり、同一構成箇所は同符号を付し
て説明を省略する。回転軸3には図3に示すような放射
状の案内溝を有したカラー9が嵌入されており、カラー
9の各案内溝にはそれに挿入可能な案内突起を有した可
動おもり10がそれぞれ配置されている。可動おもり1
0の外周面はテーパ状になっており、その外周面に平行
な図4に示すようなテーパ状内周を有するリング状の可
動カラー11が可動おもり10の外周上に配置されてい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of a seal for a rotating body according to the present invention.
7 and FIG. 2 is a partial cross-sectional partial perspective view of FIG. 1, and the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. A collar 9 having a radial guide groove as shown in FIG. 3 is fitted on the rotary shaft 3, and a movable weight 10 having a guide protrusion that can be inserted therein is arranged in each guide groove of the collar 9. ing. Movable weight 1
The outer peripheral surface of 0 is tapered, and a ring-shaped movable collar 11 having a tapered inner circumference parallel to the outer peripheral surface as shown in FIG. 4 is arranged on the outer circumference of the movable weight 10.

【0009】円盤状のシール部材8は軸受け12を介し
て可動カラー11に支持されており、また、案内15で
カバー2cにガイドされているため、可動カラー11が
回転してもシール部材8は回転しない。シール部材8に
は回転軸3と同心円のリング状の凹凸部6bとリング状
のゴム等からなる接触型シール7とが備えられている。
回転軸3が停止中あるいは低速で回転している時に
は、図1に示すようにシール部材8はカラー16を介し
てバネ13で円盤6の方向に押されている。このとき、
接触型シール7は円盤6に接触し、回転体は密閉され
る。
The disk-shaped seal member 8 is supported by the movable collar 11 via the bearing 12, and is guided by the guide 2 by the cover 2c. Therefore, the seal member 8 is rotated even if the movable collar 11 rotates. Does not rotate. The seal member 8 is provided with a ring-shaped concavo-convex portion 6b which is concentric with the rotating shaft 3 and a contact-type seal 7 made of a ring-shaped rubber or the like.
When the rotary shaft 3 is stopped or rotating at a low speed, the seal member 8 is pushed by the spring 13 via the collar 16 toward the disc 6 as shown in FIG. At this time,
The contact-type seal 7 comes into contact with the disk 6, and the rotating body is sealed.

【0010】回転軸3が高速で回転しているときには、
図5に示すように、可動おもり10は遠心力でラジアル
方向に動き、可動カラー11を矢印Aの方向に動かす。
このとき、可動カラー11に軸受け12を介して支持さ
れているシール部材8も矢印Aの方向に移動し、接触型
シール7は円盤6と非接触となる。なお、カバー2dに
はドレン穴17があり、凹凸部6a、6bあるいは接触
型シール7で遮断された水、油等は円周上を流れ、ドレ
ン穴17から排水される。カバー2dとシール部材8と
の間には隙間18があり、ここからの回転体内部への
水、油等の侵入はダイヤフラム14によって遮断され
る。
When the rotary shaft 3 is rotating at high speed,
As shown in FIG. 5, the movable weight 10 is moved in the radial direction by centrifugal force, and the movable collar 11 is moved in the direction of arrow A.
At this time, the seal member 8 supported by the movable collar 11 via the bearing 12 also moves in the direction of arrow A, and the contact-type seal 7 is not in contact with the disk 6. It should be noted that the cover 2d has a drain hole 17, and water, oil and the like blocked by the uneven portions 6a and 6b or the contact type seal 7 flow on the circumference and are drained from the drain hole 17. There is a gap 18 between the cover 2d and the seal member 8, and the diaphragm 14 blocks the entry of water, oil, etc. into the inside of the rotating body from here.

【0011】[0011]

【発明の効果】以上のように本発明の回転体のシールに
よれば、停止時および低速回転時には接触型シールが回
転体のシーリングとして作用し、高速回転時には接触型
シールが非接触となり、ラビリンスシールが回転体のシ
ーリングとして作用するので、広範な回転速度で使用可
能な長寿命の回転体のシールが得られ、工作機械等への
適用が容易となる。
As described above, according to the seal for a rotating body of the present invention, the contact type seal acts as a sealing of the rotating body at the time of stop and low speed rotation, and the contact type seal becomes non-contact at the time of high speed rotation. Since the seal acts as a sealing of the rotating body, a long-life rotating body seal that can be used in a wide range of rotation speeds can be obtained, and application to machine tools and the like becomes easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の回転体のシールの一例を示す断面平面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional plan view showing an example of a seal for a rotating body of the present invention.

【図2】図1の一部断面部分斜視図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional partial perspective view of FIG.

【図3】図1の主要部の一例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an example of a main part of FIG.

【図4】図1の別の主要部の一例を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing an example of another main part of FIG.

【図5】図1に示すシールの動作時の一例を示す断面平
面図である。
5 is a cross-sectional plan view showing an example of the operation of the seal shown in FIG. 1. FIG.

【図6】従来の回転体のシールの一例を示す断面平面図
である。
FIG. 6 is a cross-sectional plan view showing an example of a conventional seal for a rotating body.

【図7】従来の回転体のシールの別の一例を示す断面平
面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional plan view showing another example of a conventional seal for a rotating body.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転機 2 固定子 3 回転軸 4 軸受け 5 オイルシール 6 円盤 7 接触型シール 8 シール部材 9 カラー 10 可動おもり 11 可動カラー 12 軸受け 13 バネ 14 ダイヤフラム 15 案内 16 カラー 17 ドレン穴 18 隙間 2a ケース 2b カバー 2c ケース 2d カバー 6a 凹凸部 6b 凹凸部 1 Rotating Machine 2 Stator 3 Rotating Shaft 4 Bearing 5 Oil Seal 6 Disc 7 Contact Seal 8 Sealing Member 9 Color 10 Movable Weight 11 Movable Collar 12 Bearing 13 Spring 14 Diaphragm 15 Guide 16 Color 17 Drain Hole 18 Clearance 2a Case 2b Cover 2c case 2d cover 6a uneven part 6b uneven part

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転体を構成する回転軸と固定子との間
を密封するシールにおいて、前記回転軸の回転に従って
径方向に移動する可動手段を有し、前記回転軸に嵌入さ
れている第1のカラーと、前記回転軸と同心円のリング
状の凹凸部および接触型シールを有し、前記可動手段の
移動に従って軸方向に移動するシール手段と、前記凹凸
部と非接触で交互に噛み合うリング状の凹凸部を有し、
前記回転軸に嵌入されている第2のカラーと、前記接触
型シールを前記第2のカラーに接触させるように前記シ
ール手段を軸方向に押圧する押圧手段とを備えたことを
特徴とする回転体のシール。
1. A seal for sealing between a rotating shaft and a stator, which constitutes a rotating body, has movable means that moves in a radial direction in accordance with the rotation of the rotating shaft, and is fitted into the rotating shaft. No. 1, a ring-shaped concavo-convex portion concentric with the rotating shaft, and a contact-type seal, and a seal means that moves in the axial direction according to the movement of the movable means, and a ring that meshes with the concavo-convex portion without contact. Has a concave and convex portion,
Rotation comprising: a second collar fitted to the rotating shaft; and pressing means for axially pressing the sealing means so as to bring the contact-type seal into contact with the second collar. Body seal.
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