JP2000153426A - 工作機械における工具主軸のシ―ル装置 - Google Patents
工作機械における工具主軸のシ―ル装置Info
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Abstract
ーラント浸入防止用シールの改良 【解決手段】 主軸ハウジング1に軸受3で回転可能に
支承された工具主軸2の先端に取り付けられ、加工時に
は外部からクーラントが供給される回転工具5の内側面
が主軸ハウジングの前端面に隣接対向している工作機械
における工具主軸のシール装置は、軸受より先端側で工
具主軸の外周面に対向する主軸ハウジング前側部の内周
面に設けられた軸ラビリンス部10及び回転工具の内側
面と主軸ハウジング前側部の前端面との間に設けられた
端面ラビリンス部30とから構成されており、軸ラビリ
ンス部は、主軸ハウジング前側部の内周面が、先端側か
ら工具主軸の外周面に微小間隙で対向した前ラビリンス
13、ラビリンス溝12、前ねじラビリンス14、環状
溝11及び後ねじラビリンス15となり、ラビリンス溝
及び環状溝に空気を圧送する通気路16,19並びにラ
ビリンス溝から外部に下向きに連通し、浸入クーラント
及び空気を排出する排出路18が形成されている。
Description
主軸に用いられるシール装置に関する。
付端部側から主軸頭内部に切削・研削油液(以後クーラ
ントという)が浸入するのを防止するためにシール装置
が設けられている。
石軸101を支承する流体軸受102が形成された砥石
頭100の先端面には、砥石軸101との間に間隙をも
って貫通した砥石頭キャップ103が取り付けられ、砥
石頭キャップ103から突出した砥石軸101の先端に
は、例えば砥石コア104aとその外周面の砥石層10
4bとからなる砥石車104が取り付けられ、砥石コア
104aの内側面は、砥石頭キャップ103の前端面に
隣接対向している。
砥石軸101の外周面に対向する砥石頭キャップ103
の内周面に設けられた軸ラビリンス105及び砥石コア
104aの内側面と砥石頭キャップ103の前端面との
間に設けられた端面ラビリンス110とから構成されて
いる。
03の内周面に軸方向中間部に環状溝106が形成さ
れ、環状溝106により軸方向前後に二分された内周面
に螺条が形成され、左ねじの前ねじラビリンス107b
と右ねじの後ねじラビリンス107aとして構成されて
いる。そして、環状溝106の上方域溝底には、砥石頭
100及び砥石頭キャップ103を貫通して外部に開放
された通気孔108が開口している。
ねじラビリンス107bは、環状溝106から砥石コア
104a側へ空気の流れを生じさせてクーラントの浸入
を防止し、後ねじラビリンス107aは環状溝114側
への空気の流れを生じさせて軸受油の流出を防止してい
る。通気孔108は、環状溝106に空気を圧送する空
気供給源(図示しない)に接続されており、適宜、空気
の供給と供給停止・大気開放とが選択的に行われるよう
になっている。
aの内側面に環状段部111a及びL字断面の環状突部
111bで形成された環状溝111に砥石頭キャップ1
03の前端面外周に形成されたL字断面の環状突部11
2が微小間隙をもって係合して構成されている。砥石頭
100の軸受面前端部に形成された環状溝113及び砥
石頭100の前端面と砥石頭キャップ103の内周面後
部とにより形成された環状溝114の各下方域溝底に開
口した排出孔115は、砥石頭100に貫通して軸受油
槽(図示しない)に連通している。
の回転時、停止時に拘らず砥石車104の上方から研削
箇所に向ってクーラントが噴出される。その際、環状溝
106は、空気供給源(図示しない)から通気孔108
を介して空気が供給される場合と、空気供給が停止さ
れ、大気開放が行われる場合とがある。軸ラビリンス1
05及び端面ラビリンス110により主軸頭100内、
即ち流体軸受102側へのクーラントの浸入が防止され
る。
速化においてクーラントの供給量が増大され、主軸頭内
へのクーラントの浸入の可能性が増大した。そこで、回
転部と非回転部との間にラビリンスを形成し、主軸頭内
へのクーラントの浸入を抑止するのであるが、クーラン
トの供給量の増大に対しラビリンスの形状の複雑化によ
りシール性能を高めることが考えられる。
アと非回転部との間に設ける端面ラビリンスは、加工の
高速化、即ち砥石車の高速回転化に伴い、砥石コアの遠
心膨張、熱膨張のため形状の複雑化は問題がある。特に
高速回転する砥石コア側に複雑形状のラビリンス部分を
形成することは困難である。そこで、従来の技術におい
ては、砥石コアと非回転部との間に設ける端面ラビリン
スは簡単形状にし、砥石軸と砥石頭との間に軸ラビリン
スが設けられている。
な従来の技術の工作機械の工具主軸のシール装置におい
ては、研削箇所に向って噴出されるクーラントの流体軸
受102側への浸入は、先ず端面ラビリンス110によ
り抑止され、更に端面ラビリンス110を通過したクー
ラントの流体軸受102側への浸入は軸ラビリンス10
5で抑止される。
01の回転中でなければ、有効に機能しない。そこで、
通気孔108を介して環状溝106に空気を十分な圧力
で供給すると、環状溝106において、流体軸受102
側へのクーラントの浸入は砥石軸101の停止中でも抑
止され、砥石軸101の回転中の浸入抑止は助長され
る。ところが、環状溝106へ圧送される空気は、排出
孔115を介して流体軸受102からの潤滑油に混入し
て軸受油槽に排出され、軸受油槽における潤滑油は泡立
ち、それに対する対策が必要となる。
低減するか、空気の供給を停止すると、軸受油槽におけ
る潤滑油の泡立ち問題は生じないが、砥石車104に大
量のクーラントが供給されるため、流体軸受側へのクー
ラントの浸入の防止は、砥石軸101の回転中でも不十
分であり、砥石軸101の停止中は、端面ラビリンス1
10が機能しないので流体軸受側へのクーラントの浸入
の防止は望めない。この発明は、工作機械における工具
主軸のシール装置において、主軸頭内、即ち流体軸受側
へのクーラントの浸入を問題少なく十分に防止すること
を目的としている。
回転可能に支承された工具主軸の先端に取り付けられ、
加工時には外部からクーラントが供給される回転工具の
内側面が主軸ハウジングの前端面に隣接対向している工
作機械におけるこの発明の工具主軸のシール装置は、流
体軸受より先端側で工具主軸の外周面に対向する主軸ハ
ウジング前側部の内周面に設けられた軸ラビリンス部及
び回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面と
の間に設けられた端面ラビリンス部とから構成されてい
る。
の内周面が、環状溝により軸方向に第1内周面と第2内
周面とに二分割され、前端側の第1内周面及び後端側の
第2内周面には螺条が形成され、互にねじ方向が逆の前
ねじラビリンスと後ねじラビリンスとなって構成されて
いる形式や、主軸ハウジング前側部の内周面が、ラビリ
ンス溝及び環状溝により軸方向に第1内周面と第2内周
面と第3内周面とに三分割され、前端側の第1内周面が
工具主軸の外周面に微小間隙で対向した前ラビリンスを
形成し、それに続く、第2内周面及び第3内周面には螺
条が形成され、互にねじ方向が逆の前ねじラビリンスと
後ねじラビリンスとなって構成されている形式がある。
ング前側部の内周面が1つ以上の副ラビリンス溝により
軸方向に複数に分割され、前ラビリンスが複数段となっ
ていてもよい。空気供給源に接続されるか又は単に外部
に開放されるかした通気路が、ねじラビリンスの環状溝
に連通され、更には同様の通気路が、前ラビリンス溝に
も連通していてもよい。
じラビリンスの環状溝、若しくは前ラビリンス溝に連通
している。同排出路は、前ラビリンス溝と副ラビリンス
溝との夫々に連通していてもよい。更には、副ラビリン
ス溝は、独立した排出路でなく、前ラビリンス溝の排出
路に絞り通路を介して連通してもよい。端面ラビリンス
部は、回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端
面との間で互に微小間隙をもって係合した軸心中心の円
環状凹凸部で構成され、その下方域部には外方に開放さ
れた排出開口部が形成されている。
なく、円環状凹凸部より内径側で主軸ハウジング前側部
の前端面に二重環状溝が形成され、二重環状溝の少なく
とも一方の環状溝には、空気供給源に接続されるか又は
単に外部に開放されるかした通気路が連通しており、二
重環状溝の外側の環状溝も下向きの排出開口部で外部に
連通している形式もある。
通した通気路や端面ラビリンス部における二重環状溝に
連通した通気路を、端面ラビリンス部の円環状凹凸部に
向って開口した主軸ハウジング前側部の円筒状隙間にも
連通させてもよい。端面ラビリンス部において、円環状
凹凸部をその外周側から覆い、下方域で外方に連通する
排出開口部が形成されているカバーを設けてもよい。
作機械の工具主軸のシール装置について図面に従って説
明する。この発明の実施の形態における工作機械の工具
主軸のシール装置は、例えば図1に示すように研削盤の
砥石軸に用いられる。
受3が形成された砥石頭1の先端面には、砥石頭1より
小径であり、且つ砥石軸2が間隙をもって貫通した砥石
頭キャップ4が取り付けられており、その砥石頭キャッ
プ4から突出した砥石軸2の先端には、例えば砥石コア
5aとその外周面の砥石層5bとからなる砥石車5が取
り付けられ、砥石コア5aの内側面は、砥石頭キャップ
4の前端面に隣接対向している。砥石頭キャップ4の外
周面には、図示しない砥石覆いの筒状取付け部が嵌着さ
れる。
る砥石頭キャップ4の内周面に設けられた軸ラビリンス
10及び砥石コア5aの内側面と砥石頭キャップ4の前
端面との間に設けられた端面ラビリンス30とから構成
されている。砥石頭1の軸受面前側部には環状溝6が形
成されていると共に、砥石頭1の前端面とそれに当接す
る砥石頭キャップ4の後端面の段部とにより環状溝7が
形成されており、環状溝6,7の各下方域溝底に開口し
た排出孔8は、砥石頭1に貫通して軸受油槽(図示しな
い)に連通している。
械の工具主軸のシール装置について説明すると、軸ラビ
リンス10は、砥石頭キャップ4の内周面が、砥石頭キ
ャップ4の内周面の軸方向中央域に形成された環状溝1
1により軸方向に第1内周面と第2内周面とに二分割さ
れ、前端側の第1内周面及び後端側の第2内周面には螺
条が形成され、左ねじの前ねじラビリンス14と右ねじ
の後ねじラビリンス15として構成されている。
2の回転に伴い環状溝11から砥石コア5a側への空気
の流れを生じさせることにより軸受側へのクーラントの
浸入を防止し、後ねじラビリンス15は、環状溝11か
ら環状溝7への空気の流れを生じさせることにより軸受
油の流出を防止する。従って、この前ねじラビリンス1
4・後ねじラビリンス15は、砥石軸2の回転方向が逆
ならば、ねじの向きも逆向きとなる。
石頭キャップ4及び砥石頭1を貫通して外部に開放され
た通気孔16が開口している。通気孔16は、単に外部
開放の場合と、環状溝11に空気を圧送する空気供給源
に接続されている場合とがある。更に環状溝11の下方
域溝底には、砥石頭キャップ4を貫通して外部に単に開
放された排出孔17が開口している。
側面に環状段部31a及びL字断面の環状突部31bで
形成された環状溝31に砥石頭キャップ4の前端面外周
に形成されたL字断面の環状突部32が微小間隙をもっ
て係合して構成されている(図10a参照)。
転時、停止時に拘らず砥石車5の上方から研削箇所に向
ってクーラントが噴出される。その際、空気供給源(図
示しない)から通気孔16を介しての環状溝11への空
気の圧送が行われる。
により主軸頭1内、即ち流体軸受3側へのクーラントの
浸入が抑止される。クーラントは、一部が端面ラビリン
ス30を通過したとしても、前ねじラビリンス14によ
り流体軸受3側へのクーラントの浸入が抑止される。更
に、クーラントは、前ねじラビリンス14を通過したと
しても、環状溝11において、回転停止中でも空気流と
共に排出孔17から下方に排出される。
少の浸入及び排出孔8を介しての軸受油槽への空気流入
による流体軸受の潤滑油への空気の多少の混入があった
としても、クーラントの浸入及び流体軸受の潤滑油への
空気の混入は、従来の技術の場合に比し、十分に抑止さ
れる。なお、後ねじラビリンス15は、流体軸受3側よ
り環状溝11側への潤滑油の流出を抑止し、クーラント
への潤滑油の混入が防止される。
械の工具主軸のシール装置について説明すると、軸ラビ
リンス10は、砥石頭キャップ4の内周面が、ラビリン
ス溝12及び環状溝11により軸方向に第1内周面、第
2内周面及び第3内周面とに三分割され、前端側の第1
内周面が、砥石軸2の外周面に微小間隙で対向した前ラ
ビリンス13を形成し、中間の第2内周面及び後側の第
3内周面には螺条が形成され、左ねじの前ねじラビリン
ス14と右ねじの後ねじラビリンス15として構成され
ている。
石頭キャップ4及び砥石頭1を貫通して外部に開放され
た通気孔16が開口し、通気孔16は、単に外部開放の
場合と、環状溝11に空気を圧送する空気供給源に接続
されている場合とがある。更に環状溝11の下方域溝底
には、砥石頭キャップ4を貫通して外部に単に開放され
た排出孔17が開口している。端面ラビリンス30は、
第1形態と同じである。
1に対する空気の圧送・排出及び端面ラビリンス30に
よる浸入抑止は、第1実施の形態の場合と同様である
が、端面ラビリンス30を通過したクーラントの流体軸
受3側への浸入は、先ず前ラビリンス13により抑止さ
れる。前ねじラビリンス14と後ねじラビリンス15と
の作用は、実施の第1形態の場合と同じである。端面ラ
ビリンス30を通過したクーラントが前ねじラビリンス
14に到る前に、前ラビリンス13により抑止されるの
で、実施の第1形態の場合に比し、クーラントは、主軸
頭1内、即ち流体軸受3側へ浸入し難い。
械の工具主軸のシール装置について説明すると、実施の
第2形態においては、軸ラビリンス10の環状溝11の
下方域溝底に排出孔17が開口しているのに対し、第3
形態においては、軸ラビリンス10のラビリンス溝12
の下方域溝底に排出孔18が開口している点及び第3形
態においては、更に端面ラビリンス30の環状突部32
の下方域部に外方に開放された排出切欠部33(図10
a参照)が形成されている点を除いては、実施の第3形
態は、第2形態と同じである。
を通過したとしても、前ラビリンス13に到る前に、排
出切欠部33から流出するので、軸ラビリンス10の作
用が実施の第2形態の場合と同じであっても、第3形態
においては、クーラントは、第2形態の場合より更に主
軸頭1内、即ち流体軸受3側へ浸入し難い。
2形態における排出孔17より流体軸受3より離れた部
位、即ち環状溝11から流体軸受3側とは反対側に形成
されているので、浸入したクーラントは、ねじラビリン
ス14,15に至る直前で排出孔18から排出されるこ
とになる。従って、実施の第2形態に比し、流体軸受3
側及び排出孔8から軸受油槽へのクーラントの浸入が一
層減少する。
のシール装置について説明すると、軸ラビリンス10
は、砥石頭キャップ4の内周面には軸方向に適宜の間隔
をあけて列設されたラビリンス溝12及び環状溝11が
形成され、砥石頭キャップ4の内周面は、ラビリンス溝
12及び環状溝11により軸方向に第1内周面、第2内
周面及び第3内周面に三分割され、前端側の第1内周面
は、砥石軸2の外周面に微小間隙で対向した前ラビリン
ス13を形成し、中間の第2内周面及び後側の第3内周
面には螺条が形成され、左ねじの前ねじラビリンス14
と右ねじの後ねじラビリンス15として構成されてい
る。
域溝底には、砥石頭キャップ4及び砥石頭1を貫通して
外部に開放された通気孔16,19が開口し、通気孔1
6,19は、環状溝11及びラビリンス溝12に空気を
圧送する空気供給源に接続されている。更にラビリンス
溝12の下方域溝底には、砥石頭キャップ4を貫通して
外部に単に開放された排出孔18が開口している。
側面に環状段部31a及びL字断面の環状突部31bで
形成された環状溝31に砥石頭キャップ4の前端面外周
に形成されたL字断面の環状突部32が微小間隙をもっ
て係合すると共に、砥石頭キャップ4の外周面前端の逆
L字断面の環状突部34が微小間隙をもって外周環状突
部31bを更に外周側から覆ってカバーとして構成され
ている。環状突部32,34の下方域部には外方に開放
された排出切欠部33,35が形成されている。(図1
0b参照)
形態の場合に加えて、更にラビリンス溝12にも通気孔
19を介して空気が圧送されるので、端面ラビリンス3
0及び前ラビリンス13を通過したクーラントは、ラビ
リンス溝12において排出孔18から空気流と共に下方
に排出される。従って、クーラントは、実施の第3形態
の場合より更に環状溝11側、即ち流体軸受3側へ浸入
し難い。
力は、空気が後ねじラビリンス15を通過して流出し、
排出孔8を介して軸受油槽へ流入し、流体軸受の潤滑油
に混入する恐れを考慮して、上限の調節が難かしいが、
ラビリンス溝12は、排出孔18と直通し、且つ排出孔
8との間が隔てられているので、ラビリンス溝12への
空気圧送は、流体軸受の潤滑油への混入に関する考慮の
必要が環状溝11に関する場合より少ないので、クーラ
ント浸入抑止に対して一層有効に機能させることができ
る。
気孔19と共に空気供給源に接続されているが、通気孔
16は、単に外部開放にする形式がとられてもよい。そ
うすることにより、クーラント浸入抑止は、潤滑油への
空気の混入の恐れが少なく、クーラント浸入抑止が十分
行われるラビリンス溝12への空気の圧送にクーラント
浸入抑止を託し、排出孔8に近い環状溝11からの空気
の流出による流体軸受の潤滑油への空気の混入を防止す
る。
部31bを外周側から覆う環状突部34は、環状溝31
に環状突部32が係合したラビリンスに上方から噴出さ
れるクーラントが直接当ることを防止し、ラビリンスの
効果を高める。そして、端面ラビリンス30を通過した
クーラントは、排出切欠部33,35から外部へ流出す
る。
械の工具主軸のシール装置について説明すると、軸ラビ
リンス10は、砥石頭キャップ4の内周面には軸方向に
適宜の間隔をあけて列設されたラビリンス溝12及び環
状溝11が形成され、砥石頭キャップ4の内周面は、ラ
ビリンス溝12及び環状溝11により軸方向に第1内周
面、第2内周面及び第3内周面に三分割され、前端側の
第1内周面は、砥石軸2の外周面に微小間隙で対向した
前ラビリンス13を形成し、中間の第2内周面及び後側
の第3内周面には螺条が形成され、左ねじの前ねじラビ
リンス14と右ねじの後ねじラビリンス15として構成
され、更に、前ラビリンス13は複数段に形成されてい
る。
周面には、適宜の数の副ラビリンス溝20が軸方向に間
隔をあけて列設されている。図示の例では第1内周面の
軸方向中央には1つの副ラビリンス溝20が形成され
て、前ラビリンス13は二段になっている。
の各上方域溝底には、砥石頭キャップ4及び砥石頭1を
貫通して外部に開放された通気孔16,19が開口し、
通気孔16,19は、環状溝11及びラビリンス溝12
に空気を圧送する空気供給源に接続されている。通気孔
16は、実施の第4形態の場合と同様の趣旨で空気供給
源に接続されないで単に外部開放の形式であってもよ
い。更にラビリンス溝12及び副ラビリンス溝20の下
方域溝底には、夫々砥石頭キャップ4を貫通して外部に
単に開放された排出孔18,21が開口している。端面
ラビリンス30は、実施の第1形態と同じ構成であり同
じ機能を奏する。
形態の場合に加えて、前ラビリンス13が複数段に形成
されるので、前ラビリンス13の軸方向寸法が長くなり
剛性的には多少の問題が生じるが、クーラント浸入抑止
性能が向上する。即ち、クーラントが前段の前ラビリン
ス13を通過したとしても、副ラビリンス溝20におい
て、空気流と共に排出孔21から下方に排出されるの
で、クーラントが後段の前ラビリンス13乃至前ねじラ
ビリンス14の方に浸入する可能性が低減する。
ス溝12と環状溝11とに接続されているが、更に副ラ
ビリンス溝20に開通する通気孔を設けても良い。(図
示しない)そうすることにより、更にクーラントの浸入
抑止効果を高めることができる。
械の工具主軸のシール装置について説明すると、軸ラビ
リンス10は、第5形態においては、副ラビリンス溝2
0の下方域溝底に開口した排出孔21が排出孔18とは
独立し直接外部に開放されているのに対し、第6形態に
おいては副ラビリンス溝20の下方域は、ラビリンス溝
12の下方域溝底から外部に単に開放された排出孔18
に絞り22を介して連通している点を除いては、第5形
態と同じであり、端面ラビリンス30は、第1形態と同
じである。
態と同様であるが、特に、クーラント浸入抑止機能に関
しては、副ラビリンス溝20にまで浸入したクーラント
は、ラビリンス溝12から排出孔18を流れる空気流に
より絞り22を介して強制的に排出孔18へ排出され
る。
械の工具主軸のシール装置について説明すると、軸ラビ
リンス10は、第3形態と同じ構造を備えている。端面
ラビリンス30は、砥石コア5aの内側面に環状段部3
1a及びL字断面の環状突部31bで形成された環状溝
31に砥石頭キャップ4の前端面外周に形成された環状
突部32が微小間隙をもって係合していると共に、環状
突部32より内径側で砥石頭キャップ4の前端面に二重
環状溝36a,36bが形成されて構成されている。
は、砥石頭キャップ4及び砥石頭1を貫通して外部に開
放された通気孔37が連通している。通気孔16,37
は、環状溝11,36aに空気を圧送する空気供給源に
接続されている場合と、単に外部開放の場合とがある。
更に、環状溝36bの下方域は、砥石頭キャップ4の端
面に下方に向って形成された排出切欠部38により外方
に連通している。
されたクーラントの主軸頭1内、即ち流体軸受3側への
浸入に対して、端面ラビリンス30による抑止は、実施
の第1乃至6形態の端面ラビリンス30よりも十分に行
われる。即ち、環状溝31に環状突部32が係合した実
施の第1乃至6形態の端面ラビリンス30によるクーラ
ントの浸入の抑止に加えて、二重環状溝36a,36b
は、更にクーラントの浸入を抑止する。
浸入したとしても、通気孔37を介して環状溝36bに
圧送された空気と共に排出孔38から下方に排出され、
軸ラビリンス10に向ってクーラントの浸入の可能性
は、かなり低減される。即ち、実施の第5形態における
前ラビリンス13と同様の機能が端面ラビリン30にお
いて備えられるのである。しかも、実施の第5形態にお
ける前ラビリンス13における軸方向寸法の長さによる
剛性の問題は解消される。そして、軸ラビリンス10の
機能は、実施の第3形態と同様である。
通気孔16と通気孔19とは、砥石頭1を貫通して外部
に開口した単一の通気孔が砥石頭キャップ4内において
分岐した構造であってもよい。ラビリンス溝12と環状
溝11とに対する空気圧送・空気圧送停止が一緒になる
欠点があるが、図24に示すように従来の技術のものに
対し砥石頭キャップ4の変更のみで対応し得る利点があ
る。
械の工具主軸のシール装置について説明すると、軸ラビ
リンス10は、砥石頭キャップ4の内周面には軸方向に
適宜の間隔をあけて列設されたラビリンス溝12及び環
状溝11が形成され、砥石頭キャップ4の内周面は、ラ
ビリンス溝12及び環状溝11により軸方向に第1内周
面、第2内周面及び第3内周面に三分割され、前端側の
第1内周面は、砥石軸2の外周面に微小間隙で対向した
前ラビリンス13を形成し、中間の第2内周面及び後側
の第3内周面には螺条が形成され、左ねじの前ねじラビ
リンス14と右ねじの後ねじラビリンス15として構成
されている。
部50aが砥石頭キャップ4の外周面に間隙51をもっ
て遊嵌され、砥石頭1の先端面に当接結合されることに
より、砥石頭1に装着されている。砥石頭キャップ4の
外周面の軸方向後側域は前側域より小径となり砥石頭1
の先端面と共に、環状溝を形成し、環状溝は、更に砥石
覆い50の筒状取付け部50aの内周面と共に後述の環
状の空気中間室52を形成する。
ス溝12の上方域と空気中間室52とを連通する通気孔
39が形成され、更に砥石覆い50の筒状取付け部50
aには、空気供給源に接続されて空気中間室52に空気
を圧送する通気孔53が形成されている。環状溝11の
上方域溝底には、砥石頭キャップ4及び砥石頭1を貫通
して外部に開放された通気孔16が開口している。
砥石頭キャップ4を下方に貫通して間隙51に連通した
排出孔40が開口し、更に砥石覆い50の筒状取付け部
50aの内周面には、排出孔40に続き、砥石覆い50
の内面に開口した排出溝54が形成されている。
側面に環状段部31a及びL字断面の環状突部31bで
形成された環状溝31に砥石頭キャップ4の前端面外周
に形成された環状突部41が微小間隙をもって係合して
構成されている。従って、空気中間室52と連通した間
隙51は環状溝31に向って開口している。環状突部4
1の下方域部には外方に開放された排出切欠部42が形
成されている。
及び通気孔39が実施の第4形態の通気孔19に該当
し、実施の第4形態と同じ機能である。そして、通気孔
53を介して空気中間室52に圧送される空気は、更
に、通気孔39を介してラビリンス溝12に圧送される
と共に、間隙51を介して端面ラビリンス30の環状溝
31に流出して、端面ラビリンス30より内径側へのク
ーラントの浸入を抑止する。
浸入抑止の性能は、環状溝31に環状突部32が係合し
ただけの実施の第1乃至第7形態の端面ラビリンス30
より向上する。クーラントは、一部が端面ラビリンス3
0を通過したとしても、前ラビリンス13に到る前に、
排出切欠部42から外部に流出し、又、ラビリンス溝1
2に浸入したクーラントは、排出孔40及び排出溝54
から外部に流出する。
械の工具主軸のシール装置について説明すると、図8に
示す実施の第8形態の工作機械の工具主軸のシール装置
の端面ラビリンス30において、環状溝31に環状突部
41が微小間隙をもって係合している上に、更に環状突
部41より内径側で砥石頭キャップ4の前端面に二重の
環状溝36a,36bが形成されて構成されている。
とラビリンス溝12の上方域とが通気孔39で連通され
ているのに対し、実施の第9形態においては、空気中間
室32と二重環状溝の内側の環状溝36aの上方域が砥
石頭キャップ4を貫通して形成された通気孔39により
連通している。即ち、実施の第7形態において、通気孔
37に実施の第8形態と同様に中間空気室32を形成
し、中間空気室32からの間隙51が環状溝31に向っ
て開口している構造である。
状溝36b側に開口していてもよく、又、実施の第8形
態と同様にラビリンス溝12に開口していても良く、そ
の開口先及び開口本数は適宜選択し得るものである。軸
ラビリンス10に関しては、通気孔53及び通気孔39
が実施の第7形態の通気孔37に該当し、実施の第7形
態と同じ機能であり、端面ラビリンス30に関しては、
実施の第7形態と同じ機能である。
ップ4の内周面には、軸線方向で狭い範囲に幅狭で深い
円周方向の溝、特に複数の溝を形成し、しかも夫々の溝
には適宜選択的に開口する通気孔及び排出孔を形成する
必要がある。しかも、所定の溝には十分な空気供給をす
るような通気通路を開口する必要が生じる。
気孔が狭いと空気供給停止時にねじラビリンスの機能に
より環状溝11内の圧力が低下して、ねじラビリンスの
機能が低下する。クーラント浸入防止用の前ねじラビリ
ンス14は、環状溝12があるから多少の機能低下は許
せるが、流体軸受潤滑油流出防止用の後ねじラビリンス
15の機能低下は、潤滑油の流出を容易にするので許せ
ない。
供給量が多過ぎると、軸受油槽への空気の導入量が増大
し、軸受油槽での泡立ちや油漏れの原因となるため、ね
じラビリンスの環状溝11への空気の導入は、適正な値
に限定されると共に、環状溝14へ空気の導入は十分に
する必要がある。上記のように砥石頭キャップ4の狭い
区域に適正な寸法の環状溝や通気孔を複数設けるよう加
工することは非常に難しい。そこで、砥石頭キャップ4
を単体でなく、2つの部品を一体に結合して構成するこ
とにより砥石頭キャップ4の加工が容易になる。
す実施の第4形態における砥石頭キャップ相当物が2個
の部材(第1キャップ部材61・第2キャップ部材6
2)で組立てた複合砥石頭キャップの実施の形態につい
て説明する。実施の第10形態における複合砥石頭キャ
ップ4aは、図11及び図13に示すように、第1キャ
ップ部材61と第2キャップ部材62との2部材から構
成されている。
環板部61aと外周部となる円筒部61bとから形成さ
れた第1キャップ部材61の円筒部61bに厚肉円筒体
である第2キャップ部材62が打ち込み、冷し嵌めによ
り嵌着され両者が一体となって図4の砥石頭キャップ4
と同じような複合砥石頭キャップ4aが形成されてい
る。
ップ部材61の円環板部61aの内側面との間には適宜
の間隙、即ち通気間隙70が保たれ、通気間隙70は、
図4の砥石頭キャップ4の通気孔19に連通したラビリ
ンス溝12に相当し、孔加工を要しないで、深いラビリ
ンス溝が形成され得る。
ては、空気供給の個別制御の便のため通気孔16と通気
孔19とが設けられているが、実施の第10形態におい
ては、加工を優先して通気孔16,19の一方が省略さ
れ、両者を共通にする単一の通気孔16(19)が形成
されている。図11に示す第1形式では通気孔19が、
図13に示す第2形式では通気孔16が形成されてい
る。
プ4aにおいては、第1キャップ部材61の円筒部61
bの上部を半径方向に貫通する通気孔16aが穿設され
ると共に、砥石頭1における外部からの通気孔19に続
くように後端面から通気孔16aに達するように軸線方
向に通気孔16bが穿設されている。
外周面から通気孔16bに達するまでは塞栓されてお
り、通気孔16aと通気孔16bとは連通した鉤形の通
気孔となっている。又、円筒部61bの下部を半径方向
に貫通する排出孔18が穿設されている。
62との後端面は同一平面になることが好ましいが、第
1キャップ部材61と第2キャップ部材62との嵌着組
立てで、後端面が誤差で同一平面でなくても、主軸頭1
の先端面に複合砥石頭キャップ4aの後端面が当接され
て組み立てられるとき、外側からのクーラントの浸入を
防止するため、少なくとも第1キャップ部材61の後端
面が主軸頭1の先端面に当接する必要がある。そのと
き、第2キャップ部材62の後端面と主軸頭1の先端面
との間に隙間が生じることになり、空気供給に問題が生
じる。従って、通気孔19に連通する通気孔は、第1キ
ャップ部材61に形成されているのである。
範囲には、通気孔16aに一致する軸線方向位置で外周
面に沿って適宜の深さ・幅の円弧溝63が形成されてい
る。そして、円弧溝63と通気間隙(ラビリンス溝)7
0とを連通する軸線方向の切欠溝が形成されると共に、
円弧溝63と環状溝11とを連通する半径方向の通気孔
16cが穿設されている。前記切欠溝と第1キャップ部
材61とにより通気孔16dが形成される。(図12参
照)
円弧範囲には、外周面及び前端面に開放された適宜幅・
深さの円弧状凹部が形成され、円弧状凹部は第1キャッ
プ部材61の内周面と共に排出通路18aを形成し、排
出通路18aは排出孔18に連通する。
プ4aにおいては、第1キャップ部材61の円筒部61
bの下部を半径方向に貫通する排出孔18が穿設されて
いる。第2キャップ部材62の上部域適宜の円弧範囲に
は、環状溝11に一致する軸線方向の位置で外周面に沿
って適宜の深さ・幅の円弧溝63が形成されている。
石頭1における外部からの通気孔16に続くように後端
面から円弧溝63に達するように軸線方向に通気孔16
bが穿設されていると共に、円弧溝63通気間隙(ラビ
リンス溝)70とを連通する軸線方向の通気孔16dが
穿設されている。更に、円弧溝63と環状溝11とを連
通する半径方向の通気孔16cが穿設されている。(図
14参照)
62との後端面は同一平面にするべく、嵌着組立て後の
平面加工が施されるか、Oリング等による主軸頭1の先
端面との間の密封が施されるかして、既述のクーラント
浸入や空気供給の問題を解消すると、第1形式と異な
り、通気孔16に連通する通気孔16bを第2キャップ
部材61に形成することができるのである。従って、第
2形式の複合砥石頭キャップ4aにおいては、通気路は
全て第2キャップ部材62に対する加工だけでよく、通
気孔に塞栓する必要もない。
材62の下部域適宜の円弧範囲には、外周面及び前端面
に開放された適宜幅・深さの円弧状凹部が形成され、円
弧状凹部は第1キャップ部材61の内周面と共に排出通
路18aを形成し、排出通路18aは排出孔18に連通
する。
2形式)において、円弧溝63に対する通気孔16a・
通気孔16b、通気孔16d及び通気孔16cの開口位
置は、円弧溝63の円弧範囲内のいずれでもよいが、通
気孔16d及び通気孔16cの開口位置を円弧溝63の
両端域にし、通気孔16a・通気孔16bの開口位置を
両者の中間にして、その距離を適宜振り分けて、通気孔
16dと通気孔16cとから流出する空気流量を適宜配
分する。なお、通気孔16cの出口にノズルを設けても
よい。
溝11への空気供給量は適正に調節され得る。円筒部6
1bの下部には、排出通路8aの円弧範囲内で開口する
複数の排出孔18,18・・・が穿設されていてもよ
い。
リンス溝12が第1キャップ部材61と第2キャップ部
材62との間の間隙で形成されているが、ねじラビリン
スにおける環状溝11を別々のキャップ部材間の間隙で
形成されている形態も考えられる。
15及び図16に示すように、第10形態の場合と同様
に第1キャップ部材61と第2キャップ部材62との2
部材から構成されている複合砥石頭キャップ4aであ
り、複合砥石頭キャップ4aの一例として、図4に示す
実施の第4形態における砥石頭キャップ4に相当するも
のの実施の形態について説明する。そして、砥石頭1に
は、実施の第4形態の場合と同様の個別の通気孔16及
び通気孔19が穿設されその前端面に開口している。
ップ4aにおいては、第1キャップ部材61は、砥石頭
キャップ4の前端部となる円環板部61aと外周部とな
る円筒部61bとから形成され、第2キャップ部材62
は、前端側の小径円筒部62aと後端側の大径円筒部6
2bとから形成されて外周面に段部が生じ、第2キャッ
プ部材62の小径円筒部62aと大径円筒部62bの段
差は第1キャップ部材61の円筒部61bの肉厚とな
る。
が第1キャップ部材61の円筒部61bに嵌着されて、
第1キャップ部材61の円筒部61bの後端面に第2キ
ャップ部材62の外周面段部が当接して、第1キャップ
部材61と第2キャップ部材62とは一体となり、図4
の砥石頭キャップ4と同じものになる。砥石頭1での通
気孔が個別の通気孔16及び通気孔19に対応する形態
においては、第1キャップ部材61と第2キャップ部材
62との嵌着において、冷し嵌め等の必要がない。
の前端面と第1キャップ部材61の円環板部61aの内
側面との間には適宜の間隙、即ち通気間隙(ラビリンス
溝)70が保たれ、通気間隙70は、図4の砥石頭キャ
ップ4の通気孔19に連通したラビリンス溝12に相当
し、孔加工を要しないで、深いラビリンス溝が形成され
得る。
プ4aにおいては、第1キャップ部材61の円筒部61
bの上部を半径方向に貫通する通気孔19aが穿設され
ると共に、砥石頭1における外部からの通気孔19に続
くように後端面から通気孔19aに達するように軸線方
向に通気孔19bが穿設されている。通気孔19aは、
第1キャップ部材61の外周面から通気孔19bに達す
るまでは塞栓されており、通気孔19aと通気孔19b
とは連通した鉤形の通気孔となっている。
の上部域適宜の円弧範囲には、外周面及び前端面に開放
された適宜幅・深さの円弧状凹部が形成され、円弧状凹
部は第1キャップ部材61の内周面と共に通気路19d
を形成し、通気路19dは通気孔19aに連通する。
62aを半径方向に貫通して環状溝11の溝底に至るよ
うに通気孔16cが穿設されており、又、第2キャップ
部材62には、砥石頭1における外部からの通気孔16
に連通するように、後端面から通気孔16cに達するよ
うに軸線方向に通気孔16bが穿設されており、小径円
筒部62aの外周面における通気孔16cの開口は塞栓
されており、通気孔16cと通気孔16bとは連通した
鉤形の通気孔となっている。
ップ部材62とが一体結合された状態になったとき、砥
石頭1における外部からの通気孔19と第1キャップ部
材61の通気孔19bとを連通するように、第2キャッ
プ部材62の後端面から第1キャップ部材61の通気孔
19bに達するまで軸線方向に通気孔19cが穿設され
ている。
プにおける第2キャップ部材62には、小径円筒部62
aの外周面から半径方向に貫通して環状溝11の溝底に
至るように、通気孔16cが穿設されている。又、第2
キャップ部材62には、砥石頭1における外部からの通
気孔16及び通気孔19に連通するように、後端面から
通気孔16cに達するように軸線方向に通気孔16b及
び通気孔19cが穿設されている。
の上部域適宜の円弧範囲には、外周面及び前端面に開放
された適宜幅・深さの円弧状凹部が形成され、円弧状凹
部は第1キャップ部材61の内周面と共に通気路19d
を形成し、通気路19dは通気孔19cに連通する。そ
して、第2キャップ部材62の通気孔16cは、第2キ
ャップ部材62の小径円筒部62aの外周面の開口部が
塞栓されている。
ては、通気路は全て第2キャップ部材62に対する加工
だけでよく、通気孔に対する塞栓箇所も1箇所になる。
上記の第1形式及び第2形式のいずれにおいても、第1
キャップ部材61の円筒部61bの下部を半径方向に貫
通する排出孔18が穿設されており、第2キャップ部材
62の下部域適宜の円弧範囲には、外周面及び前端面に
開放された適宜幅・深さの円弧状凹部が形成され、円弧
状凹部は第1キャップ部材61の内周面と共に排出通路
18aを形成し、排出通路18aは排出孔18に連通す
る。
る工具主軸のシール装置においては、環状溝11の空気
圧が大きいと排出孔8へ空気が導入され、軸受油槽での
泡立ちや油漏れの原因となり、逆に空気圧が小さいと充
分なシール効果を得ることができないため、空気圧を適
切に調整する必要があるということに鑑みて圧力調整手
段が講じられている。即ち、流入側の通気孔にオリフィ
スが設けられると共に、排出側に圧力調整弁が設けられ
る。
の第1形態におけるシール装置及び図4に示す実施の第
4形態の変形(通気孔16と通気孔19は、単一の共通
の通気孔となり、環状溝11にも排出孔17が形成され
ている)におけるシール装置に対してその手段が適用さ
れた実施の形態を説明する。従って、空気圧調整手段の
適用は実施の第1形態及び第4形態の変形におけるシー
ル装置に限らない。
プ4の後端面における通気孔16の開口部に環状のオリ
フィス71が嵌着されている。そして、前後ねじラビリ
ンス14,15間の環状溝11の排出孔17には、圧力
調整弁72(例えばばねボール弁形式圧力調整弁)が嵌
着されている。圧力調整弁72は、排出孔17に嵌着さ
れないで、排出孔17に接続された適宜の排気管路に設
けられていてもよい。
供給量が少量でも、十分な圧力が維持され、工具主軸の
シール装置のシール効果が維持される。即ち、空気供給
源からの供給量を削減できるので、省エネルギ・省資源
となる。又、空気供給系において、減圧弁や流量調整弁
の設置が省略され得るので、装置も簡素化され、保守管
理も容易となり、低コストにつながる。更に、空気供給
源からの供給空気圧の変動や、装置の違いによる流路抵
抗のばらつきがあっても、ねじラビリンスにおける空気
圧が適正に保持される。
ル装置には、図19及び図20に示すように、空気供給
源からの管路を通気孔の流入開口に接続するのに際し、
通気孔の流入開口部Aが大径に拡径されて大気に開放さ
れていると共に、空気供給源からの管路Pの流出端がノ
ズル81に形成され、拡径された通気孔の流入開口部A
に対し周囲に間隙Dをもたせて前記ノズル81が挿入さ
れている。
装置は、図4に示す実施の第4形態の形式に適用した例
であり、図20に示す第2形式の工具主軸のシール装置
は、その変形で通気孔16が通気孔19に接続され通気
孔19が共通の通気孔となっている形式に適用した例で
ある。
う構成の代りに、図21に示すような略管状体の接続部
材80を用いてもよい。空気供給源からの管路Pは、接
続部材80を介して通気孔19の流入開口に接続されて
いる。接続部材80は、管路Pの開口先端に対する結合
部83と通気孔19に対する結合部84との中間部にノ
ズル81が形成され、ノズル81の先端位置において半
形方向に外周面に開口し、外部の大気に連通する一対の
開放孔82,82が形成されている。
単に開放されている通気孔16にもノズル81と開放孔
82とが形成された接続部材80を介して空気供給源か
らの管路Pが接続されていてもよい。管路P中に減圧弁
や流量調整弁の設置は必要としないが、それらの設置が
あってもよい。
隙d又は開放孔82,82から大気の空気を巻き込ん
で、空気供給源からの供給量以上の空気が砥石頭キャッ
プの内面に供給され、工具主軸のシール装置のシール効
果が向上する。即ち、空気供給源からの供給量を削減で
きるので、省エネルギ・省資源となる。又、空気供給系
において、各種弁を必要としないので、装置も簡素化さ
れ、保守管理も容易となり、低コストをもたらす。万
一、空気供給系の故障が生じても、解放大気からの空気
が流入して一応のシール効果が維持され得る。
ル装置は、図22及び図23に示すように、砥石軸2に
後端側から先端近傍まで中心孔20が形成され、中心孔
20の後端側には冷却空気供給源からの管路が接続され
ており、中心孔20の先端部においては、工具主軸のシ
ール装置の砥石頭キャップ4の内周面に開口した通気孔
が形成されている。
に適宜され得るが、図22に示す第1形式においては、
図1の実施の第1形態の工具主軸のシール装置に適用し
た例を示しており、一対の通気孔91,91が、中心孔
20の先端部において半径方向に砥石軸2の外周面に開
口し、図1の実施の第1形態の工具主軸のシール装置の
通気孔16の代りに、環状溝11に向っている。
2の実施の第2形態の工具主軸のシール装置に適用した
例を示しており、通気孔91,91は、図2の実施の第
2形態の工具主軸のシール装置のラビリンス溝12に向
って開口している。又、必要に応じて、ラビリンス溝1
2に向う通気孔91,91だけでなく、環状溝11に向
う通気孔91も併設してよい。
は、砥石頭キャップ4を貫通して外部に単に開放された
排出孔18が開口しており、環状溝11の排出孔17
は、図示のように、圧力調整弁72が設けられていても
よく、又は外部に貫通していなくでもよい。冷却空気供
給源から中心孔20に供給された冷却空気は、砥石軸2
の冷却を行う。
軸のシール装置の環状溝11やラビリンス溝12に向っ
て噴出し、溝内の圧力を高め、外部からのクーラントの
流体軸受3への浸入を防止すると共に、浸入したをクー
ラントを空気により排出する。それと同時に、環状溝1
1に流入した空気により後ねじラビリンス15のポンプ
作用を向上させ、排出孔8側の圧力を高めて軸受油槽へ
軸受油を向わせ、外部への軸受油の漏出を防止する機能
を向上させる。
戻り流路を設ける必要はない。即ち、砥石軸2の冷却、
クーラントの浸入防止及び軸受油の漏出防止を簡単な構
造手段により同時に行うことができる。
リンス30において、外周環状突部31bを外周側から
覆う環状突部34が存在する場合と存在しない場合とが
図示されているが、それは、各実施の形態において、い
ずれの形式も適宜選択し得るものである。又、上記実施
の第1乃至第14形態における前ラビリンスの複数段
化、通気孔の複数化、通気孔の開口先、砥石頭キャップ
の中間空気室・間隙等は、適宜に選択組合せの構成を採
り得る。
装置においては、クーラントは、前ねじラビリンスを通
過したとしても、環状溝において、回転停止中でも空気
流と共に排出路から下方に排出される。従って、クーラ
ントの浸入及び流体軸受の潤滑油への空気の混入は、従
来の技術の場合に比し、十分に抑止される。(請求項
1)
て、クーラントの浸入抑止は、前ラビリンスによる抑止
が加わるので、一層向上する。(請求項2) 流体軸受から隔てられたラビリンス溝に排出路が形成さ
れているので、クーラントは、一部が端面ラビリンスを
通過したとしても、前ラビリンスに到る前に、排出路か
ら流出し、主軸頭内へ浸入し難い。(請求項3)
送される形式では、端面ラビリンス及び前ラビリンスを
通過したクーラントは、ラビリンス溝において排出路か
ら空気流と共に下方に排出されるので、更に環状溝側へ
浸入し難い。しかも、環状溝へ圧送される空気の圧力
は、空気が後ねじラビリンスを通過して流出し、軸受油
槽へ流入し、流体軸受の潤滑油に混入する恐れを考慮し
て、上限の調節が難かしいが、ラビリンス溝は、排出路
と直通し、且つ主軸ハウジングの軸受部より隔てられて
いるので、ラビリンス溝への空気圧送は、軸受の潤滑油
への混入に関する考慮の必要が環状溝に関する場合より
少ないので、有効に機能する。
単に外部開放にする形式であれば、潤滑油への空気の混
入の恐れが少なく、クーラント浸入抑止が十分行われる
ラビリンス溝への空気の圧送にクーラント浸入抑止を託
し、軸受に近い環状溝からの空気の流出による軸受の潤
滑油への空気の混入を防止する。(請求項4)
性能を発揮するには、ラビリンス溝及び前後ねじラビリ
ンス間の環状溝への供給空気が十分で且適正な量でなけ
ればならず、しかもそのためには、砥石頭キャップの内
周面の軸線方向で狭い範囲に幅狭で深い円周方向の溝、
特に複数の溝を適正な寸法で形成し、その夫々に通気孔
を連通するように加工しなければならない。この発明の
工具主軸のシール装置の複数に分割された砥石頭キャツ
プを用いた場合、上記の加工が非常に容易になる。(請
求項5)
数段に形成されることにより、クーラント浸入抑止性能
を向上させることができる。即ち、クーラントが前段の
前ラビリンスを通過したとしても、副ラビリンス溝にお
いて、空気流と共に排出路から下方に排出されるので、
クーラントが後段の前ラビリンス乃至前ねじラビリンス
の方に浸入する可能性が低減する。
出路に絞り通路を介して連通させることにより、副ラビ
リンスに浸入したクーラントは、この絞り通路を介して
強制的に排出路から排出されるため、環状溝側へのクー
ラントの浸入を更に抑止することができる。(請求項
6,7)
ラントの主軸ハウジング内への浸入に対して、端面ラビ
リンスによる抑止は、一層十分に行われる。即ち、円環
状凹凸部の端面ラビリンスによるクーラントの浸入の抑
止に加えて、二重環状溝は、更にクーラントの浸入を抑
止する。
入したとしても、通気路を介して環状溝に圧送された空
気と共に排出路から下方に排出され、軸ラビリンスに向
ってのクーラントの浸入の可能性は、かなり低減され
る。空気が圧送される前ラビリンスと同様の機能が端面
ラビリンにおいて備えられるのであり、しかも、前ラビ
リンスへの空気圧送の形式における軸方向寸法の長さに
よる剛性の問題は解消される。(請求項8)
の空気圧が大きいと排出孔へ空気が導入され、軸受油槽
での泡立ちや油漏れの原因となり、逆に空気圧が小さい
と充分なシール効果を得ることができないため、空気圧
を適切に調整する必要があるが、この発明の工具主軸の
シール装置においては、適正な空気圧を保持することが
できる。(請求項9)
面ラビリンス部における二重環状溝の少なくとも一方の
環状溝に連通した通気路から更に主軸ハウジング前側部
の円筒状隙間を介して端面ラビリンス部の円環状凹凸部
に向って空気が圧送される形式では、端面ラビリンス部
の性能が向上する。(請求項10,11)
をその外周側から覆い、下方域で外方に連通する排出開
口部が形成されているカバーが設けられると、円環状凹
凸部に上方から噴出されるクーラントが直接当ることを
防止し、ラビリンスの効果を高める。(請求項12)
は開放孔から大気の空気を巻き込んで、空気供給源から
の供給量以上の空気が砥石頭キャップの内面に供給さ
れ、工具主軸のシール装置のシール効果が向上する。即
ち、空気供給源からの供給量を削減できるので、省エネ
ルギ・省資源となる。又、空気供給系において、各種弁
を必要としないので、装置も簡素化され、保守管理も容
易となり、低コストをもたらす。万一、空気供給系の故
障が生じても、解放大気からの空気が流入して一応のシ
ール効果が維持され得る。(請求項13)
支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図であ
る。
支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図であ
る。
支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図であ
る。
支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図であ
る。
支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図であ
る。
支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図であ
る。
支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図であ
る。
支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図であ
る。
支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図であ
る。
ル装置の端面ラビリンスの断面図である。
ける流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置
の断面図である。
ける流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置
の断面図である。
ける流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置
の断面図である。
ける流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置
の断面図である。
ける流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置
の断面図である。
ける流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置
の断面図である。
ける流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置
の断面図である。
ける流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置
の断面図である。
受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の空気供給
路の接続部材の断面図である。
ける流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置
の断面図である。
ける流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置
の断面図である。
削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 主軸ハウジングに軸受で回転可能に支承
された工具主軸の先端に取り付けられ、加工時には外部
からクーラントが供給される回転工具の内側面が主軸ハ
ウジングの前端面に隣接対向している工作機械におい
て、 軸受より先端側で工具主軸の外周面に対向する主軸ハウ
ジング前側部の内周面に設けられた軸ラビリンス部及び
回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との
間に設けられた端面ラビリンス部とから構成され、 軸ラビリンス部は、主軸ハウジング前側部の内周面が、
環状溝により軸方向に第1内周面と第2内周面とに二分
割され、前端側の第1内周面及び後端側の第2内周面に
は螺条が形成され、互にねじ方向が逆の前ねじラビリン
スと後ねじラビリンスとなり、環状溝には、空気供給源
に接続されるか又は単に外部に開放されるかした通気路
及び外部に開放した下向きの排出路が連通して構成さ
れ、 端面ラビリンス部は、回転工具の内側面と主軸ハウジン
グ前側部の前端面との間で互に微小間隙をもって係合し
た軸心中心の円環状凹凸部で構成されていることを特徴
とするシール装置。 - 【請求項2】 主軸ハウジングに軸受で回転可能に支承
された工具主軸の先端に取り付けられ、加工時には外部
からクーラントが供給される回転工具の内側面が主軸ハ
ウジングの前端面に隣接対向している工作機械におい
て、 軸受より先端側で工具主軸の外周面に対向する主軸ハウ
ジング前側部の内周面に設けられた軸ラビリンス部及び
回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との
間に設けられた端面ラビリンス部とから構成され、 軸ラビリンス部は、主軸ハウジング前側部の内周面が、
ラビリンス溝及び環状溝により軸方向に第1内周面と第
2内周面と第3内周面とに三分割され、前端側の第1内
周面が工具主軸の外周面に微小間隙で対向した前ラビリ
ンスを形成し、それに続く、第2内周面及び第3内周面
には螺条が形成され、互にねじ方向が逆の前ねじラビリ
ンスと後ねじラビリンスとなり、環状溝には、空気供給
源に接続されるか又は単に外部に開放されるかした通気
路及び外部に開放した下向きの排出路が連通して構成さ
れ、 端面ラビリンス部は、回転工具の内側面と主軸ハウジン
グ前側部の前端面との間で互に微小間隙をもって係合し
た軸心中心の円環状凹凸部で構成されていることを特徴
とするシール装置。 - 【請求項3】 主軸ハウジングに軸受で回転可能に支承
された工具主軸の先端に取り付けられ、加工時には外部
からクーラントが供給される回転工具の内側面が主軸ハ
ウジングの前端面に隣接対向している工作機械におい
て、 軸受より先端側で工具主軸の外周面に対向する主軸ハウ
ジング前側部の内周面に設けられた軸ラビリンス部及び
回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との
間に設けられた端面ラビリンス部とから構成され、 軸ラビリンス部は、主軸ハウジング前側部の内周面が、
ラビリンス溝及び環状溝により軸方向に第1内周面と第
2内周面と第3内周面とに三分割され、前端側の第1内
周面が工具主軸の外周面に微小間隙で対向した前ラビリ
ンスを形成し、それに続く、第2内周面及び第3内周面
には螺条が形成され、互にねじ方向が逆の前ねじラビリ
ンスと後ねじラビリンスとなり、環状溝には、空気供給
源に接続されるか又は単に外部に開放されるかした通気
路が連通し、ラビリンス溝には、外部に開放した下向き
の排出路が連通して構成され、 端面ラビリンス部は、回転工具の内側面と主軸ハウジン
グ前側部の前端面との間で互に微小間隙をもって係合し
た軸心中心の円環状凹凸部で形成され、且つ下方域部に
外方に開放された排出開口部が形成されて構成されてい
ることを特徴とするシール装置。 - 【請求項4】 主軸ハウジングに軸受で回転可能に支承
された工具主軸の先端に取り付けられ、加工時には外部
からクーラントが供給される回転工具の内側面が主軸ハ
ウジングの前端面に隣接対向している工作機械におい
て、 軸受より先端側で工具主軸の外周面に対向する主軸ハウ
ジング前側部の内周面に設けられた軸ラビリンス部及び
回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との
間に設けられた端面ラビリンス部とから構成され、 軸ラビリンス部は、主軸ハウジング前側部の内周面が、
ラビリンス溝及び環状溝により軸方向に第1内周面と第
2内周面と第3内周面とに三分割され、前端側の第1内
周面が工具主軸の外周面に微小間隙で対向した前ラビリ
ンスを形成し、それに続く、第2内周面及び第3内周面
には螺条が形成され、互にねじ方向が逆の前ねじラビリ
ンスと後ねじラビリンスとなり、ラビリンス溝及び環状
溝には、空気供給源に接続されるか又は単に外部に開放
されるかした各通気路が連通し、ラビリンス溝には、外
部に開放した下向きの排出路が連通して構成され、 端面ラビリンス部は、回転工具の内側面と主軸ハウジン
グ前側部の前端面との間で互に微小間隙をもって係合し
た軸心中心の円環状凹凸部で形成され、且つ下方域部に
外方に開放された排出開口部が形成されて構成されてい
ることを特徴とするシール装置。 - 【請求項5】 軸ラビリンス部及び端面ラビリンス部
は、主軸ハウジンクの前側部に装着され、砥石軸が回転
自在に貫挿された砥石頭キャップに形成され、砥石頭キ
ャップは、軸線方向において複数の部材に分割され、そ
れらの部材を通して通気孔が貫通されていると共に、隣
接する2部材の一方の内側端面と他方の外側端面間の間
隙によりラビリンス溝又はねじラビリンス間の環状溝が
形成された請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のシ
ール装置。 - 【請求項6】 第1内周面が1つ以上の副ラビリンス溝
により軸方向に複数に分割され、複数段の前ラビリンス
となり、少なくとも1つの副ラビリンス溝には外部に開
放した下向きの排出路が連通している請求項4に記載の
シール装置。 - 【請求項7】 第1内周面が1つ以上の副ラビリンス溝
により軸方向に複数に分割され、複数段の前ラビリンス
となり、少なくとも1つの副ラビリンス溝は環状溝に連
通した排出路に絞り通路を介して連通している請求項4
に記載のシール装置。 - 【請求項8】 主軸ハウジングに軸受で回転可能に支承
された工具主軸の先端に取り付けられ、加工時には外部
からクーラントが供給される回転工具の内側面が主軸ハ
ウジングの前端面に隣接対向している工作機械におい
て、 軸受より先端側で工具主軸の外周面に対向する主軸ハウ
ジング前側部の内周面に設けられた軸ラビリンス部及び
回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との
間に設けられた端面ラビリンス部とから構成され、 軸ラビリンス部は、主軸ハウジング前側部の内周面が、
ラビリンス溝及び環状溝により軸方向に第1内周面と第
2内周面と第3内周面とに三分割され、前端側の第1内
周面が工具主軸の外周面に微小間隙で対向した前ラビリ
ンスを形成し、それに続く、第2内周面及び第3内周面
には螺条が形成され、互にねじ方向が逆の前ねじラビリ
ンスと後ねじラビリンスとなり、環状溝には、空気供給
源に接続されるか又は単に外部に開放されるかした通気
路が連通し、ラビリンス溝には、外部に開放した下向き
の排出路が連通して構成され、 端面ラビリンス部は、回転工具の内側面と主軸ハウジン
グ前側部の前端面との間で互に微小間隙をもって係合し
た軸心中心の円環状凹凸部が形成され、円環状凹凸部よ
り内径側で主軸ハウジング前側部の前端面に二重環状溝
が形成され、二重環状溝の少なくとも一方の環状溝に
は、空気供給源に接続されるか又は単に外部に開放され
るかした通気路が連通しており、且つ端面ラビリンス部
の下方域部に外方に開放された排出開口部が形成されて
構成されているシール装置。 - 【請求項9】 下向きの排出路又はそれに接続する管路
に所定圧以上で開放する圧力調整手段が設けられている
請求項1乃至請求項8のいずれかに記載のシール装置。 - 【請求項10】 軸ラビリンス部におけるラビリンス溝
に連通した通気路は、端面ラビリンス部の円環状凹凸部
に向って開口した主軸ハウジング前側部の円筒状隙間に
も連通している請求項4、請求項6又は請求項7のいず
れかに記載のシール装置。 - 【請求項11】 端面ラビリンス部における二重環状溝
の少なくとも一方の環状溝に連通した通気路は、端面ラ
ビリンス部の円環状凹凸部に向って開口した主軸ハウジ
ング前側部の円筒状隙間にも連通している請求項8に記
載のシール装置。 - 【請求項12】 端面ラビリンス部において、円環状凹
凸部をその外周側から覆い、下方域で外方に連通する排
出開口部が形成されているカバーが設けられた請求項1
乃至請求項11のいずれかに記載のシール装置。 - 【請求項13】 空気供給源が接続される通気路の供給
口において、空気供給源からの空気流出口と外気開放口
とが併設されている請求項1乃至請求項12のいずれか
に記載のシール装置。
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-
1999
- 1999-04-14 JP JP10633299A patent/JP3664217B2/ja not_active Expired - Fee Related
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