JPS6131591Y2

JPS6131591Y2 -

Info

Publication number: JPS6131591Y2
Application number: JP1980189482U
Authority: JP
Priority date: 1980-12-29
Filing date: 1980-12-29
Publication date: 1986-09-13
Also published as: JPS57112167U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は無接触形オイルシール装置に関する。
小形回転機の軸受部に含油軸受を使用した場合、
その潤滑剤の漏れが問題となる。特に高速、低ト
ルクで長時間運転を行ない、かつ特殊な条件で使
用される含油軸受の潤滑剤の漏れを防ぐのは困難
であるが、本考案はかかる問題点を解決すること
を目的とする。

電動機では、回転子を固定子の内側に収納する
タイプと、回転子が固定子の外周に配置される外
転形（アウターロータ形）と呼ばれるタイプがあ
る。

後者の外転形の構造を第１図に基づいて説明す
ると、１は回転子、２は固定子鉄心、３は含油軸
受であつて、円筒ハウジング４内に圧入固定され
ており、フエルト等からなる含油材５により給油
を受けている。

かかる構成において、この電動機を作動させ、
軸６を回転させると、軸受３内の油が軸６および
円筒ハウジング４を伝わつて徐々に回転子１側へ
流出し、ついには軸受３がオイル枯渇をおこし、
発熱、摩耗、焼き付きという破損コースをたどる
結果となる。よつて油漏れをおこさない軸受設計
が必要である。

ところで含油軸受３として用いられる多孔質金
属組織には、それに含浸されるオイルに働きかけ
る作用として２つの相反する作用、すなわち流出
作用と吸引作用とがある。すなわち（）軸６が
回転すると、必ず軸受３の軸６との接触面に発熱
をおこし軸受温度が上昇する。（）軸受温度が
上昇すると、含浸オイルは膨張して軸面にオイル
が滲み出す。（）その滲み出しが生ずると、当
初100％含油されていた空洞部分の飽和状態は次
第に崩れていく。（）軸面に滲み出したオイル
はやがて軸受３の端面にあるチヤンフア面へと押
し出されてチヤンフア面を潤い始める。（）チ
ヤンフア面を湿らせたオイルはその面の空洞部分
の毛管作用によつてオイルの飽和状態が崩れた部
分へ再吸収されていく。

要するに、流出作用とは、軸受空洞から含浸オ
イルを送り出す機能であり、吸引作用とは、軸受
空洞にそのオイルを再吸収する機能である。よつ
てその２つの相反する機能がうまくバランスする
ように設計すれば油漏れを防ぐことができるわけ
であるが、第１図に示す外転形電動機ではそれは
非常に困難である。その理由は、回転子１が回転
することによつて一種の渦巻ポンプ作用が生じ、
回転子１と固定子鉄心２との間の空間の空気圧
が低下し、軸受３の左右両端面に圧力差を生じる
ことに起因するところが大きい。故にオイルシー
ルを必要とするわけであるが、市販されている接
触形のオイルシールでは、摺動による機械ロスが
あり、高速、低トルクで回転する箇所には不向き
である。またスリンガとフエルトを用いて漏れ出
たオイルを振り切つて回収する方法も考えられる
が、小形回転機の軸受においては、それらの装着
スペースの点で使用できないことがしばしばあ
る。

本考案はかかる問題点を解消した無接触形オイ
ルシール装置を提供するものである。

ここで本考案の基本原理を第２図に基づいて説
明する。７は截頭円錐形のシールリングであつ
て、軸６に外嵌固定されている。そして回転中の
シールリング７ａのテーパ面Ｙに付着した油滴Ｚ
は遠心力によつて径の大きい方向に向かつて斜面
を伝わつていくものである。

本考案はこの原理を有効的に活用したものであ
つて、以下、本考案の第１の実施例を第３図およ
び第４図に基づいて説明する。なお第１図に示す
ものと同一のものは同一品番を付けて説明を省略
する。すなわち截頭円錐形シールリング７は軸受
３の端面に若干の空間Ｄをおいて対向して軸６に
外嵌固定されており、また、このシールリング７
の最大径部分の外周縁と円筒ハウジング４との間
には微小の隙間Ｇが形成されてある。

かかる構成において、この電動機を作動させて
軸６を回転せる。これにより軸受３の軸受面より
流出したオイルは第４図に示すごとく軸６および
ハウジング４の内面を伝わつてシールリング７と
ハウジング４との間の微小の隙間Ｇに集まり、そ
の隙間Ｇにオイルのリングができるから、空間Ｄ
が外気より遮断される。軸受面からオイルの流出
が続くと、隙間Ｇのオイルのリングがシールリン
グ７のテーパ面Ｙまで広がつてくる。ここで前記
の基本原理における遠心力によりその広がつたオ
イルが径の大きい方向へ押し戻され、この作用が
連続的に働くことになる。この作用は、いわゆる
ポンプ作用であり、結果的に空間Ｄを加圧するこ
とになる。この加圧によつてオイルの流出作用と
吸引作用とのアンバランスを改善し、根本的にオ
イルの流出を止める働きをして平衡状態を保持す
る。なおシールリング７のテーパ角度、空間Ｄの
大きさおよび隙間Ｇの大きさなどの最適値は、オ
イルや運転条件等に合わせてもつとも適切なもの
を選ぶ必要がある。

本考案の第２の実施例を第５図に基づいて説明
する。すなわちこの実施例のシールリング１０は
截頭円錐部１０ａと円柱部１０ｂとからなり、そ
の材質を含油性を有する多孔質金属組織、例えば
焼結合金としてある。

かかる構成によれば、軸６の回転中、前記第１
の実施例と同様、テーパ面Ｙまで広がつたオイル
を遠心力により押し戻すものである。次に軸６の
回転が停止すれば、空間Ｄ内のオイルは、その一
部が軸受３に吸収され、その残りはシールリング
１０自体に毛管作用によつて吸収されることにな
る。したがつて空間Ｄ内のオイルが隙間Ｇを通つ
て外部へ流出するおそれはない。次に再び軸６が
回転を始めると、遠心力によりシールリング１０
内から空間Ｄ内に絞り出されたオイルが隙間Ｇに
いちはやく入り込んでリングをつくり、ポンプ作
用を開始して平衡状態にはいるものである。

本考案の第３の実施例を第６図に基づいて説明
すると、この実施例では、２つのテーパ角度の異
なるシールリング１１，１２を重ねたものであ
る。これによりオイルのシールがより確実にな
る。なお一般にシールリング１１，１２のテーパ
角度の最適値は使用回転数が高いほど大きくな
る。

本考案の第４の実施例を第７図に基づいて説明
する。この実施例ではハウジング４の内周面に焼
結合金からなるパイプ８を装着したものである。

この構成によればオイルは矢印で示すごとく流
れ、第１〜第３の実施例と同じ効果を上げること
ができる。

本考案の第５の実施例を第８図に基づいて説明
する。この実施例の軸受１３は第７図に示す第４
の実施例のパイプ８と軸受３とを一体化したもの
である。この構成は球心含油軸受にも応用でき
る。

この構成によれば第４の実施例と同じ効果を上
げることができる。

本考案の第６の実施例を第９図に基づいて説明
する。この実施例ではシールリングと軸とを一体
化したものであつて、軸６に截頭円錐形の突出部
６ａを形成したものである。

この構成によれば、軸６にシールリング７，１
０，１１，１２を外嵌固定したものと全く同じ効
果を上げることができる。

本考案の第７の実施例を第１０図に基づいて説
明する。この実施例ではシールリング１４のテー
パ面Ｙに代えて円弧面Ｈを形成したものであり、
テーパ面Ｙを有するシールリング７，１０，１
１，１２と同じ効果を上げることができるもので
ある。

以上述べたごとく本考案の無接触形オイルシー
ル装置によれば、軸上に設けたシールリングが軸
受やハウジングなどに一切接触していないから、
機械的ロスが極めて小さく、寿命が半永久的で、
高速長時間連続運転にもつとも適するものであ
る。またシールリングは狭いスペース内にも取付
け可能であり、その実用的価値は大である。更に
詳しくは次のような効果を奏する。

(1) シールリング最大径部と軸受装着部材内径と
の微少隙間に油膜を形成してシールするので、
外部からのゴミ等の侵入を防止できる。

(2) 油膜によりシールするので、軸受室内が密閉
状態となり、油圧バランスにより軸受よりの余
分の油の流出を防止できる。

(3) 軸受室の構成が単純な形状でよく、シールリ
ングも単純な形状なので、加工、組立が簡単に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す縦断面図である。第２図
ａ，ｂは本考案の基本原理を示す正面図と側面図
である。第３図および第４図は本考案の第１の実
施例を示し、第３図は縦断面図、第４図は要部の
縦断面図である。第５図は本考案の第２の実施例
を示す要部の一部切欠き正面図、第６図は本考案
の第３の実施例を示す要部の一部切欠き正面図、
第７図は本考案の第４の実施例を示す要部の縦断
面図、第８図は本考案の第５の実施例を示す要部
の縦断面図、第９図は本考案の第６の実施例を示
す要部の一部切欠き正面図、第１０図は本考案の
第７の実施例を示す要部の一部切欠き正面図であ
る。３……含油軸受、４……ハウジング、６……
軸、６ａ……突出部（シールリング）、７，１
０，１１，１２，１４……シールリング、１３…
…軸受、Ｄ……空間、Ｇ……隙間、Ｙ……テーパ
面、Ｈ……円弧面。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１ハウジングに含油軸受を介して回転自在に支
持された軸上の上記軸受端面に一定空間をおい
て対向する位置にシールリングを設け、該シー
ルリングの軸受端面対向面を最大径部に構成
し、シールリングの外周面に、該シールリング
の軸受端面対向面とは反対側の面から軸受端面
対向面に向かうにしたがつて外方へ徐々に広が
る面を設け、上記最大径部の外周縁とこの外周
縁に対向する部材との間に微小な隙間を形成し
たことを特徴とする無接触形オイルシール装
置。２シールリングの材質を多孔質組織としたこと
を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
載の無接触形オイルシール装置。３ハウジングの内周面に多孔質組織を有する材
料からなるパイプを装着し、該パイプの内周面
とシールリングの最大径部の外周縁との間に微
小な隙間を形成したことを特徴とする実用新案
登録請求の範囲第１項記載の無接触形オイルシ
ール装置。４パイプと含油軸受とを一体成形したことを特
徴とする実用新案登録請求の範囲第３項記載の
無接触形オイルシール装置。５シールリングと軸とを一体成形したことを特
徴とする実用新案登録請求の範囲第１項〜第４
項のいずれかに記載の無接形オイルシール装
置。６軸上にシールリングを複数個設けたことを特
徴とする実用新案登録請求の範囲第１項〜第５
項のいずれかに記載の無接触形オイルシール装
置。