JPH10277806A - ローリングセンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の摩擦抵抗の大きいゴム製等の接触式の
オイルシールを不要化して回転に伴う摩擦抵抗を大幅に
低減させて初期回転に必要なトルクを非常に小さくして
ワークの回転にローリングセンタが軽快に追随して回転
し始めるようにして、ローリングセンタの先端部のワー
クに対する滑りによる摩耗を防止し、またラジアル軸受
及びスラスト軸受への水や切削剤、切粉及びゴミ等の侵
入を確実に防止すると共に、封入されたグリース等の潤
滑剤の漏れを防止して長期間高精度を保持し、安定して
使用することができるようにする。 【解決手段】 固定軸筒９の前端部９ａを覆うように円
錐形頭部６ａに固定された蓋環４の後端の外周部４ｂに
水切り溝４ｃを形成し、また該蓋環４から後方に延びる
環状突起部４ｄを形成すると共に、該環状突起部４ｄの
内側に軸方向に平行な複数のリング状溝４ｅを設け、該
リング状溝４ｅと対称形状の溝１４ａが形成された溝付
環１４の該溝１４ａをリング状溝４ｅにわずかな隙間Ｓ
をもって対向するように配設してラビリンスシール５と
した構成を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ローリングセンタ
に係り、特に回転軸体の円錐形頭部に固定された蓋環の
後端の外周部にくびれ形状の水切り溝を形成すると共
に、該蓋環の後端に非接触式のラビリンスシールを配設
することにより、従来の摩擦抵抗の大きいゴム製等の接
触式のオイルシールを不要化して回転に伴う摩擦抵抗を
大幅に低減させて初期回転に必要なトルクを非常に小さ
くしてワークの回転にローリングセンタが軽快に追随し
て回転し始めるようにして、ローリングセンタの先端部
のワークに対する滑りによる摩耗を防止し、またラジア
ル軸受及びスラスト軸受への水や切削剤、切粉及びゴミ
等の侵入を確実に防止すると共に、封入されたグリース
等の潤滑剤の漏れを防止して長期間高精度を保持し、安
定して使用することができるローリングセンタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】被加工物を旋盤加工するときには、該被
加工物の一端の中心にセンタ穴を形成し、該センタ穴を
ローリングセンタで押さえて加工する方法が一般的に採
用されているが、該ローリングセンタには、加工の際に
使用する液状の切削剤、切粉及びゴミなどが大量に降り
かかる過酷な条件下で使用される。

【０００３】ローリングセンタには、ラジアル軸受及び
スラスト軸受が内蔵されており、被加工物と共に円滑に
回転できるようになっているが、ラジアル軸受及びスラ
スト軸受に切削剤、切粉等が侵入して作動不良となるの
を防止するため、従来のローリングセンタにはゴム等の
接触式のオイルシールが使用されていたが、接触式のオ
イルシールでは、回転軸体の初期の回転摩擦トルクが大
きいため、ＮＣ旋盤のように回転加速度が非常に大きい
機械では、ワークの回転にローリングセンタの回転が追
随できず、ワークとローリングセンタの回転軸体との間
に滑りが発生し、これが原因となって回転軸体の先端が
摩耗し易いという欠点があった。またゴム製のオイルシ
ールでは、耐久性に限界があり、長期間封止性能を維持
するためにはオイルシールを交換する必要があった。

【０００４】また、切削剤、切粉等の侵入を防止して耐
久性を向上させるため、いわゆるラビリンスシールが採
用されたものもあるが、従来のローリングセンタは被加
工物に近い円錐形頭部付近の前端にラビリンスシールを
配設したものであって、加工時に被加工物に降りかかる
切削剤の侵入を十分には防止できなかったので、ゴム製
のオイルシール等を併用する必要があり、このため回転
初期の摩擦トルクが大きく、上記のようなローリングセ
ンタの回転軸体の先端の摩耗が発生するのを避けること
ができなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，上記した従
来技術の欠点を除くためになされたものであって、その
目的とするところは、固定軸筒の前端部を覆うように円
錐形頭部に固定された蓋環の後端に軸方向に平行に複数
のリング状溝を形成してラビリンスシールを配設するこ
とにより、ローリングセンタの先端部に開口部をなくし
被加工物に降りかかる切削剤が各種の軸受が装着された
内部に侵入し難くし、また蓋環の後端に降りかかった切
削剤や切粉をラビリンスシールにより効率よくシール
し、内部へのこれら異物の侵入をほとんど完全に防止す
ることであり、またこれによってゴム製等のオイルシー
ルを不要化して回転軸体の初期摩擦トルクを大幅に低減
させ、ワークの回転に対してローリングセンタが軽快に
追随するようにしてワークに対する回転軸体の滑りをな
くし、該回転軸体先端部の摩耗を防止することである。

【０００６】また他の目的は、固定軸筒の前端部及びス
ラスト軸受を覆うように円錐形頭部に固定された蓋環の
後端の外周部にくびれ形状の水切り溝を形成することに
より、被加工物に降りかかる切削剤を該水切り溝で振り
切り、ラビリンスシールのあるローリングセンタの後部
にかかる切削剤を極力少なくし、ラビリンスシールによ
るシール性能をより一層向上させることである。

【０００７】更に他の目的は、円錐形頭部に固定された
蓋環の後端の外周部にくびれ形状の水切り溝を形成し、
かつ該蓋環から後方に延びる環状突起部を形成し該環状
突起部の内側にラビリンスシールを配設することによ
り、加工時に被加工物に降りかかる切削剤を水切り溝で
振り切り、該水切り溝で分断できず更に後部に流れる切
削剤を環状突起部でカバーすることにより、ラビリンス
シール内に該切削剤が侵入するのを防止することであ
り、またこれによって長期間封止性能を維持して各種の
軸受の性能を長期間良好な状態に維持できるようにする
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】要するに本発明（請求項
１）は、円錐形頭部、頸部及び該頸部に連続する胴部と
が一体的に形成された回転軸体と、該回転軸体を囲繞す
る固定軸筒と、該固定軸筒に対して前記回転軸体を回動
自在に支承するラジアル軸受及びスラスト軸受又はこれ
らが一体となったアンギュラ軸受とからなるローリング
センタにおいて、前記固定軸筒の前端部を覆うように前
記円錐形頭部に固定された蓋環と、該蓋環の後端に軸方
向に平行に形成された複数のリング状溝及び前記固定軸
筒に固定され複数の前記リング状溝にわずかな隙間を以
て嵌合する溝付環とからなるラビリンスシールとを備え
たことを特徴とするものである。

【０００９】また本発明（請求項２）は、円錐形頭部、
頸部及び該頸部に連続する胴部とが一体的に形成された
回転軸体と、該回転軸体を囲繞する固定軸筒と、該固定
軸筒に対して前記回転軸体を回動自在に支承するラジア
ル軸受及びスラスト軸受又はこれらが一体となったアン
ギュラ軸受とからなるローリングセンタにおいて、前記
固定軸筒の前端部を覆うように前記円錐形頭部に固定さ
れ後端の外周部にくびれ形状の水切り溝が形成された蓋
環と、該蓋環の後端に軸方向に平行に形成された複数の
リング状溝と前記固定軸筒に固定され複数の前記リング
状溝にわずかな隙間を以て嵌合する溝付環とからなるラ
ビリンスシールとを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１０】また本発明（請求項３）は、円錐形頭部、
頸部及び該頸部に連続する胴部とが一体的に形成された
回転軸体と、該回転軸体を囲繞する固定軸筒と、該固定
軸筒に対して前記回転軸体を回動自在に支承するラジア
ル軸受及びスラスト軸受又はこれらが一体となったアン
ギュラ軸受とからなるローリングセンタにおいて、前記
固定軸筒の前端部を覆うように前記円錐形頭部に固定さ
れ後端の外周部にくびれ形状の水切り溝及び後方に延び
る環状突起部が形成された蓋環と、該蓋環の後端に軸方
向に平行に形成された複数のリング状溝と前記環状突起
部の内側において前記固定軸筒に固定され複数の前記リ
ング状溝にわずかな隙間を以て嵌合する溝付環とからな
るラビリンスシールとを備えたことを特徴とするもので
ある。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示す実施例に
基いて説明する。図１から図５において、本発明に係る
第１実施例のローリングセンタ１は、ラジアル軸受２
と、スラスト軸受３と、蓋環４と、非接触式のラビリン
スシール５とを備えている。

【００１２】ラジアル軸受２及びスラスト軸受３は、夫
々回転軸体６と固定軸筒９との間に配設されて切削時に
回転軸体６に作用するラジアル方向及びスラスト方向の
荷重を夫々受けるためのものであって、図示の実施例に
おいては、固定軸筒９の外形寸法を小さくするためにラ
ジアル軸受２はニードル軸受で、またスラスト軸受３は
高荷重を受けられるように玉軸受で構成されている。

【００１３】回転軸体６は、被加工物１０の端面中心に
形成されたセンタ穴１０ａにテーパ状の円錐形頭部６ａ
の先端を当接して切削荷重が作用する該被加工物１０を
支持するためのものであって、テーパ形状の円錐形頭部
６ａ、該円錐形頭部６ａより小径の頸部６ｂ及びこれに
連続して成形された胴部６ｃとがベアリング鋼等の特殊
鋼を用いて一体的に形成され、焼入れ処理して表面のロ
ックウェル硬度を６０乃至６３°程度に硬化して製作さ
れている。

【００１４】円錐形頭部６ａの後端外周には雄ねじ６ｄ
が形成され、ラジアル軸受２及びスラスト軸受３の装着
部の外径寸法は、０．０００１ｍｍ単位の高精度に研摩
加工によって仕上げられ、また回転軸体６の後端にはグ
リース等の潤滑剤（図示せず）を封入する溝６ｅが形成
されている。

【００１５】固定軸筒９は、回転軸体６を回動自在に支
承するためのものであって、外径は旋盤（図示せず）の
センタ台（図示せず）に形成されたテーパ穴と同一テー
パに形成されて特殊鋼を焼入れ処理した後、研摩加工に
より精密加工して筒状に製作されており、円錐形頭部６
ａの後端面６ｆと固定軸筒９の前端面９ａとの間にスラ
スト軸受３を配設し、更に固定軸筒９の前後部には回転
軸体６との間にラジアル軸受２を圧入して組み付けられ
ており、固定軸筒９を固定したとき回転軸体６がガタな
く滑らかに回転するように構成され、回転軸体６のラジ
アル方向振れは０．００２５ｍｍ以下となるように精密
に組み付けて製作されている。

【００１６】固定軸筒９の後端は、回転軸体６に圧入環
１０を装着し、溝１３ａにＯリング等のシール部材１２
が装着された蓋１３が、固定軸筒９の後端を塞ぐように
固定軸筒９の内径に圧入されて組み付けられている。

【００１７】蓋環４は、固定軸筒９の前端及びスラスト
軸受３を覆って水や切削剤、切粉等が内部に侵入するの
を防止するためのものであって、ベアリング鋼等の特殊
鋼を環状に加工し、焼入れ処理を施して製作されてお
り、前部内径には雌ねじ４ａが、また後端の外周部４ｂ
には、後方に向けて次第に細くなるテーパが付けられた
くびれ形状の水切り溝４ｃが形成されると共に、後方に
延びる環状突起部４ｄが形成されており、雌ねじ４ａを
回転軸体６の雄ねじ６ｄに螺合させて該回転軸体６に組
み付けられている。

【００１８】ラビリンスシール５は、蓋環４の後端と固
定軸筒９との間から水や切削剤等が侵入するのを防止す
るための非接触式のシールであって、蓋環４の環状突起
部４ｄの内側側面に複数のリング状溝４ｅが形成され、
該リング状溝４ｅに、例えば０．２から０．５ｍｍ程度
のわずかな隙間Ｓを以て嵌合するように該リング状溝４
ｅと対称形状に溝１４ａが形成された溝付環１４が環状
突起部４ｄの内側において固定軸筒９に圧入により固定
されてラビリンスシール５を構成している。そしてこの
ラビリンスシール５の採用により従来の接触式のゴム製
等のオイルシールは不要化され、回転軸体６は非常に軽
く回転できるようになっている。溝付環１４は、鋼材
（例えばＳ４５Ｃ材等）で製作されている。

【００１９】次に、本発明に係る第２実施例のローリン
グセンタ２０は、図８から図１０において、蓋環４の後
端に後方に延びるように形成された環状突起部４ｄがな
く、溝付環１４の外径が蓋環４の外径と同一寸法となる
ように構成したものである。その他の構成は、第１実施
例のローリングセンタ１と同様であるので、同一部分に
は図面に同一の符号を付して説明を省略する。

【００２０】本発明は、上記のように構成されており、
以下その作用について説明する。図６、図７及び図１１
において、被加工物１０の一端を旋盤（図示せず）のチ
ャック（図示せず）により把持した後、ローリングセン
タ１又は２０を旋盤のセンタ台（図示せず）に形成され
たテーパ穴に挿入して装着し、被加工物１０の他の一端
の中心に形成されたセンタ穴１０ａにテーパ状の円錐形
頭部６ａの先端を当接させて被加工物１０を両端で支持
する。

【００２１】チャックを回転させて被加工物１０を矢印
Ａ方向に回転させると、固定軸筒９にラジアル軸受２及
びスラスト軸受３によって回動自在に支持されている回
転軸体６も蓋環４と共に矢印Ｂ方向に回転するが、固定
軸筒９に対する回転軸体６のラジアル方向の振れは０．
００２５ｍｍ以下に抑えられているので、被加工物１０
は振れることなく滑らかに回転しながら両端で支持され
る。この場合、固定軸筒９と回転軸体１０との間には接
触式のゴム製等のオイルシールが用いられていないの
で、回転軸体６の回転初期の摩擦トルクが非常に小さい
ため、ワーク１０の回転に回転軸体６が軽快に追随し、
ワーク１０に対して滑ることがなく、従って回転軸体１
０の先端部の摩耗が防止できる。

【００２２】ノズル２１から切削剤２２を吐出して被加
工物１０に降りかけながらバイト２３を矢印Ｃ方向に移
動させて被加工物１０を切削して希望の形状に加工する
が、切削剤２２及び被加工物１０からバイト２３によっ
て切削された切粉２４はローリングセンタ１又は２０に
も降りかかる。

【００２３】蓋環４に付着する切削剤２２や切粉２４
は、回転している蓋環４の遠心力によって外周部４ｂに
形成された水切り溝４ｃで矢印Ｄ方向に振り切られてラ
ビリンスシール５が配設された後方への進行が阻止さ
れ、ローリングセンタ１又は２０の外部と内部を連通さ
せる唯一の隙間であるラビリンスシール５への飛散する
量は非常に少なくなっており、この非常に少ない量の飛
散物のシールをラビリンスシール５により行えばよいこ
ととなる。

【００２４】図７に示す第１実施例においては、更に水
切り溝４ｃの後方に配設された環状突起部４ｄによって
ラビリンスシール５が覆われているので、該環状突起部
４ｄでラビリンスシール５への切削剤２２及び切粉２４
等の侵入が更に強力に阻止される。

【００２５】水切り溝４ｃ、環状突起部４ｄを乗り越え
てラビリンスシール５に達した切削剤２２等がわずかな
隙間Ｓから内部に侵入しようとしても、ラビリンスシー
ル５の絞り効果によって圧力が低下して侵入が阻止され
るので、ラジアル軸受２及びスラスト軸受３に外部から
水や切削剤、切粉及びゴミ等の異物が入ることがなく、
長期間にわたって高精度が保持される。

【００２６】なお、第２実施例においては、環状突起部
４ｄが形成されていないため、これによるシール作用は
得られないが、それでも十分にシール効果を発揮するこ
とができる。また該環状突起部４ｄが形成されていない
分だけ構造が簡単で、第１実施例のものよりも安価に提
供することができる。

【００２７】なお、ラジアル軸受２及びスラスト軸受３
の装着の仕方は、図示の実施例に限定されるものではな
く、各種の装着方法があるのは明らかである。またラジ
アル軸受及びスラスト軸受を夫々単独で用いるばかりで
なく、これらが一体となったアンギュラ軸受を用いても
よいことは勿論である。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、上記のように固定軸筒の前端
部を覆うように円錐形頭部に固定された蓋環の後端に軸
方向に平行に複数のリング状溝を形成して被接触式のラ
ビリンスシールを配設したので、ローリングセンタの先
端部に開口部をなくし被加工物に降りかかる切削剤が各
種の軸受が装着された内部に侵入し難くし得、また蓋環
の後端に降りかかった切削剤や切粉をラビリンスシール
により効率よくシールでき、内部へのこれら異物の侵入
をほとんど完全に防止することができる効果があり、ま
たこれによってゴム製等のオイルシールを不要化できる
ため、回転軸体の初期摩擦トルクを大幅に低減させ、ワ
ークの回転に対してローリングセンタが軽快に追随する
ようにしてワークに対する回転軸体の滑りをなくすこと
ができ、該回転軸体先端部の摩耗を防止することができ
る効果がある。

【００２９】また固定軸筒の前端部及びスラスト軸受を
覆うように円錐形頭部に固定された蓋環の後端の外周部
にくびれ形状の水切り溝を形成したので、被加工物に降
りかかる切削剤を該水切り溝で振り切り、ラビリンスシ
ールのあるローリングセンタの後部にかかる切削剤を極
力少なくし得、ラビリンスシールによるシール性能をよ
り一層向上させることができる効果がある。

【００３０】更には、円錐形頭部に固定された蓋環の後
端の外周部にくびれ形状の水切り溝を形成し、かつ該蓋
環から後方に延びる環状突起部を形成し該環状突起部の
内側にラビリンスシールを配設し、加工時に被加工物に
降りかかる切削剤を水切り溝で振り切り、該水切り溝で
分断できず更に後部に流れる切削剤を環状突起部でカバ
ーするようにしたので、ラビリンスシール内に該切削剤
が侵入するのを防止することができ、またこの結果長期
間封止性能を維持して各種の軸受の性能を長期間良好な
状態に維持できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１から図７は本発明の第１実施例に係り、図
１はローリングセンタの内部構造を示す部分破断斜視図
である。

【図２】ローリングセンタの内部構造を示す部分縦断面
側面図である。

【図３】ローリングセンタの分解斜視図である。

【図４】ローリングセンタの頭部の部分縦断面図であ
る。

【図５】ローリングセンタの頭部に配設されたラビリン
スシールの構造を示す要部拡大縦断面図である。

【図６】被加工物にかけられた切削剤がローリングセン
タに降りかかる状態を示す部分破断側面図である。

【図７】被加工物にかけられた切削剤がローリングセン
タの水切り溝及びラビリンスシールによって振り切られ
る状態を示す要部縦断面図である。

【図８】図８から図１１は本発明の第２実施例に係り、
図８はローリングセンタの内部構造を示す部分縦断面側
面図である。

【図９】ローリングセンタの頭部の部分縦断面図であ
る。

【図１０】ローリングセンタの頭部に配設されたラビリ
ンスシールの構造を示す要部縦断面図である。

【図１１】被加工物にかけられた切削剤がローリングセ
ンタの水切り溝及びラビリンスシールによって振り切ら
れる状態を示す要部縦断面側面図である。

【符号の説明】

１ ローリングセンタ ２ ラジアル軸受 ３ スラスト軸受 ４ 蓋環 ４ｂ 外周部 ４ｃ 水切り溝 ４ｄ 環状突起部 ４ｅ リング状溝 ５ ラビリンスシール ６ 回転軸体 ６ａ 円錐形頭部 ６ｂ 頸部 ６ｃ 胴部 ６ｆ 円錐形頭部の後端 ９ 固定軸筒 ９ａ 固定軸筒の前端 １４ 溝付環 ２０ ローリングセンタ Ｓ 隙間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円錐形頭部、頸部及び該頸部に連続する
   胴部とが一体的に形成された回転軸体と、該回転軸体を
   囲繞する固定軸筒と、該固定軸筒に対して前記回転軸体
   を回動自在に支承するラジアル軸受及びスラスト軸受又
   はこれらが一体となったアンギュラ軸受とからなるロー
   リングセンタにおいて、前記固定軸筒の前端部を覆うよ
   うに前記円錐形頭部に固定された蓋環と、該蓋環の後端
   に軸方向に平行に形成された複数のリング状溝及び前記
   固定軸筒に固定され複数の前記リング状溝にわずかな隙
   間を以て嵌合する溝付環とからなるラビリンスシールと
   を備えたことを特徴とするローリングセンタ。
2. 【請求項２】 円錐形頭部、頸部及び該頸部に連続する
   胴部とが一体的に形成された回転軸体と、該回転軸体を
   囲繞する固定軸筒と、該固定軸筒に対して前記回転軸体
   を回動自在に支承するラジアル軸受及びスラスト軸受又
   はこれらが一体となったアンギュラ軸受とからなるロー
   リングセンタにおいて、前記固定軸筒の前端部を覆うよ
   うに前記円錐形頭部に固定され後端の外周部にくびれ形
   状の水切り溝が形成された蓋環と、該蓋環の後端に軸方
   向に平行に形成された複数のリング状溝と前記固定軸筒
   に固定され複数の前記リング状溝にわずかな隙間を以て
   嵌合する溝付環とからなるラビリンスシールとを備えた
   ことを特徴とするローリングセンタ。
3. 【請求項３】 円錐形頭部、頸部及び該頸部に連続する
   胴部とが一体的に形成された回転軸体と、該回転軸体を
   囲繞する固定軸筒と、該固定軸筒に対して前記回転軸体
   を回動自在に支承するラジアル軸受及びスラスト軸受又
   はこれらが一体となったアンギュラ軸受とからなるロー
   リングセンタにおいて、前記固定軸筒の前端部を覆うよ
   うに前記円錐形頭部に固定され後端の外周部にくびれ形
   状の水切り溝及び後方に延びる環状突起部が形成された
   蓋環と、該蓋環の後端に軸方向に平行に形成された複数
   のリング状溝と前記環状突起部の内側において前記固定
   軸筒に固定され複数の前記リング状溝にわずかな隙間を
   以て嵌合する溝付環とからなるラビリンスシールとを備
   えたことを特徴とするローリングセンタ。