JP2005193357A - 工作機械用モータの多段オイルシール - Google Patents

Abstract

【課題】 様々な切削液に対してシール機能を確保できる工作機械用モータの多段オイルシールを得る。
【解決手段】 多段オイルシール４は、工作機械のモータ軸１の周囲に設けられ、切削液から内部部材を保護するためのリップ７ａ，７ｂ，７ｃを軸方向に複数段備える。複数段のリップ７ａ〜７ｃは、全ての段もしくは少なくとも２つの段が、リップ毎に異なる材質で形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、工作機械に用いられるモータの多段オイルシール及び該オイルシールを用いた工作機械用モータに関するものである。

密封流体の漏れを防止することを目的とし、又は、外部から液体が侵入することを防止することを目的として、一般的にゴム等で形成されたオイルシールが用いられる。
また、各種装置の軸封部に用いられる回転体オイルシールにあって、耐圧性を確保させるために、回転軸の周面に沿って形成したリップ部に、前記軸の周面に密接させるリップを軸方向に複数段備え、シール効果を向上させたものも公知である（例えば、特許文献１）。

工作機械においては、ワークを刃物で加工する際に切削液を加工領域に噴射し、加工部を冷却しながら加工する。そのため、この切削液が飛び散り機械の内部まで侵入するおそれがあることから、回転軸等の周りにオイルシールを用いて機械機構内部への切削液の侵入を防止している。
一方、近年、工作機械の加工能率を向上させるために様々な切削液が開発されており、工作機械のユーザは最適な切削液を使用して加工を行っている。オイルシールのリップにとっては、使用される切削液の成分によって、化学的変化を起こしたり膨潤し、シール機能の低下、又はシール不能になる場合がある。

特開２００２−１３９１５６号公報（段落０００６、図３）

工作機械においては、切削液は工作機械のユーザが任意に選択して使用するものであるから、工作機械を製造するメーカにとって予想できないものである。そのため、切削液の侵入を防止するためのオイルシールとして使用されるリップの材質を使用される切削液に合わせて化学変化や膨潤等のシール機能の低下が生じないようなもので構成することは難しいという問題があった。
そこで、本発明は、この問題を改善することを目的とするものであり、様々な切削液に対してシール機能を確保できる工作機械用モータの多段オイルシールを提供することにある。

請求項１に係わる工作機械用モータの多段オイルシールは、工作機械のモータ軸の周囲に設けられ、切削液から内部部材を保護するためのリップを前記軸方向に複数段備えたものであって、前記複数段のリップは、少なくとも２以上の異なる材質で形成されていることを特徴とする。
請求項２に係わる工作機械用モータの多段オイルシールは、請求項１に記載のものにおいて、リップベースに対して前記複数段のリップを着脱自在に設けたものとした。また、請求項３に係る工作機械用モータの多段オイルシールは、請求項１に記載のものにおいて、少なくとも１以上のリップをリップベースと一体に形成し、残りのリップを前記リップベースに着脱自在に設けたものとした。

請求項１に記載の構成によれば、様々な成分の切削液に対して材質の異なる各リップがシール性を発揮することで、様々な切削液に対してシール機能を確保できる。
請求項２に記載の構成によれば、リップベースとは別に、材質が異なる毎にリップを製造でき、製造が容易となる。請求項３の構成によれば、少なくとも１以上のリップをリップベースと一体成形で得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、工作機械における本発明の多段オイルシールを装着した工作機械用モータのモータ軸部分を示す断面図である。図１において、符号１は工作機械の主軸や送り軸を駆動するモータ軸であり、該モータ軸１はハウジング２に対してベアリング３を介して回転自在とされ、モータ軸１の先端部分はハウジング２から外部の切削液が飛散する領域Ｏに突出されている。多段オイルシール４は、ハウジング２の端部において、ハウジング２の内周面とモータ軸１の外周面との間の環状の隙間部分を塞ぐように設けられ、切削領域Ｏから飛沫する切削液や削りくずから内部部材をシールして保護する。

図１に示す多段オイルシール４は、鉄製環状の嵌合部材５、ゴム状弾性体からなるリップベース６、モータ軸１の軸方向に複数段設けられたゴム状弾性体よりなるリップ７ａ，７ｂ，７ｃにより構成される。なお、実施形態では、リップ７はモータ軸１の軸方向に３段設けられており、この明細書では、切削液が飛散する領域Ｏに近い方からハウジング内部Ｍに向けて順に第１段、第２段、第３段ということにする。嵌合部材５は、管状をなす内周部５ａ、内周部５ａの一端から径方向の外側に延出するつば部５ｂ、つば部５ｂの外周を軸方向のハウジング内部Ｍに向けて折り返して形成した周壁状の外周部５ｃとが一体に形成されている。なお、嵌合部材５の外周部５ｃはハウジング２の内周面に密接される。

嵌合部材５の内周部５ａの他端（ハウジング内部Ｍに向く端部）には、モータ軸１の外周面に沿って形成された管状のリップベース６が設けられる。なお、リップベース６の内外面は、嵌合部材５の内周部５ａの内外面に面一とされている。リープベース６の内側には、モータ軸１の外周面に密接されるゴム状弾性体からなるリップ７ａ，７ｂ，７ｃが軸方向に複数段設けられている。なお、各リップ７ａ，７ｂ，７ｃは、リープベース６からモータ軸１に向けて延び出るフィン８、フィン８の先端においてモータ軸１の外周面に密接するように断面山形に形成された主リップ部（密接部）９、主リップ部９の外周に嵌め込まれて主リップ部９に緊迫力を与えるスプリング１０を備える。

本発明は、様々な切削液に対してシール機能を確保することを目的とする。このために、複数段あるリップのうちの少なくとも２つの段のリップが、リップ毎で異なる材質で形成される。図１の例では、第１段のリップ７ａ〜第３段のリップ７ｃの３段の全てがリップ毎に異なる材質で形成されている。リップ７を形成する素材の一例としては、第１段のリップ７ａがアクリルゴム、第２段のリップ７ｂがシリコンゴム、第３段のリップ７ｃがフッ素ゴムで形成してある。また、リープベース６は、Ｈ−ＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）で形成されている。このように、複数段のリップをリップ毎に異なる材質で形成しているので、様々な成分の切削液に対して、いずれかのリップがシール性を発揮し、シール対象物の侵入を防ぐ。従って、様々な切削液に対してシール機能を確保できる。

本発明の多段オイルシールを製造するあたっては、リップベース６に対して複数段のリップを着脱自在に設けたものとする。図２（ａ）は、複数段のリップの全てをリップベース６に対して着脱自在とした例である。着脱自在とする手段は、リップベース６の内周面に凹溝（凹部）１１を設ける一方、リップの基部に突条（凸部）１２を設け、凹凸嵌合により着脱自在とする。リップベース６とは別に、材質が異なる毎にリップ７ａ，７ｂ，７ｃを別部品として製造でき、製造が容易となる。なお、図２において、リップの構成素材の相違をＡ材、Ｂ材、Ｃ材、Ｄ材として表している。

また、図２（ｂ）は、少なくとも１以上のリップをリップベース６と一体に形成し、残りのリップをリップベース６に着脱自在とした例である。図２（ｂ）では、第１段のリップ７ａをリップベース６と一体に形成し、第２段のリップ７ｂ及び第３段のリップ７ｃをリップベース６に着脱自在としている。なお、着脱自在とする手段は、図２（ａ）と同じく凹凸嵌合による。これによれば、少なくとも１以上のリップをリップベースと一体成形で得ることができる。さらに、リップベース６と、リップ毎で材質が異なる複数のリップとを一体成形で製造してもよい。

以上に述べた実施形態では、モータ軸１の軸方向に複数段リップを設けた構成において、全ての段のリップをリップ毎に異なる材質で形成しているが、本発明は、１つの段のリップと他の段のリップとが異種材料で構成されていればよく、複数段のうち少なくとも２つの段が、リップ毎で異なる材質で形成されているものも含まれる。

本発明の多段オイルシールを装着した工作機械用のモータ軸部分を示す断面図である。 リップベースに対してリップを着脱自在とした多段オイルシールの断面図である。

符号の説明

１ モータ軸
２ ハウジング
３ ベアリング
４ 多段オイルシール
５ 嵌合部材
５ａ 内周部
５ｂ つば部
５ｃ 外周部
６ リップベース
７ リップ
８ フィン
９ 主リップ部（密接部）
１０ スプリング
１１ 凹溝
１２ 突条

Claims (4)

1. 工作機械用モータの軸の周囲に設けられ、切削液から内部部材を保護するためのリップを前記軸方向に複数段備えた多段オイルシールであって、前記複数段のリップは、全ての段もしくは少なくとも２つの段が、リップ毎に異なる材質で形成されていることを特徴とする工作機械用モータの多段オイルシール。
2. リップベースに対して前記複数段のリップが着脱自在に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械用モータの多段オイルシール。
3. 少なくとも１以上のリップがリップベースと一体に形成され、残りのリップが前記リップベースに着脱自在に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械用モータの多段オイルシール。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の多段オイルシールを用いた工作機械用モータ。
   

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