JPH07239040A - 回転軸の密封装置 - Google Patents
回転軸の密封装置Info
- Publication number
- JPH07239040A JPH07239040A JP6055236A JP5523694A JPH07239040A JP H07239040 A JPH07239040 A JP H07239040A JP 6055236 A JP6055236 A JP 6055236A JP 5523694 A JP5523694 A JP 5523694A JP H07239040 A JPH07239040 A JP H07239040A
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- JP
- Japan
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- sealing device
- rotating shaft
- rotary shaft
- contact
- elastic seal
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- Pending
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- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置をコンパクト化し、部品点数を減らし、
低コストで停止時のシール性能の向上が図れ、かつ高速
回転の障害とならない密封装置とする。油潤滑の軸受を
用いた立型回転軸の工作機械その他の機械に使用され
る。 【構成】 回転軸１は、直軸部１ａから次第に窄まるテ
ーパ部１ｂを有するものとする。この直軸部１ａに接触
しかつテーパ部１ｂに対して非接触となる内径のＯリン
グ等の弾性シールリング６を設ける。この弾性シールリ
ング６をスライド部材７に保持させて、直軸部１ａとテ
ーパ部１ｂとの間に流体圧アクチュエータ９で移動させ
るようにする。流体圧アクチュエータ９は、スライド部
材７を軸方向移動自在に支持した密封装置本体８に内蔵
する。また、密封装置本体８と回転軸１との間の隙間に
圧縮気体を供給するエアシール装置１０を設ける。
低コストで停止時のシール性能の向上が図れ、かつ高速
回転の障害とならない密封装置とする。油潤滑の軸受を
用いた立型回転軸の工作機械その他の機械に使用され
る。 【構成】 回転軸１は、直軸部１ａから次第に窄まるテ
ーパ部１ｂを有するものとする。この直軸部１ａに接触
しかつテーパ部１ｂに対して非接触となる内径のＯリン
グ等の弾性シールリング６を設ける。この弾性シールリ
ング６をスライド部材７に保持させて、直軸部１ａとテ
ーパ部１ｂとの間に流体圧アクチュエータ９で移動させ
るようにする。流体圧アクチュエータ９は、スライド部
材７を軸方向移動自在に支持した密封装置本体８に内蔵
する。また、密封装置本体８と回転軸１との間の隙間に
圧縮気体を供給するエアシール装置１０を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、工作機械や、その他
種々の産業機械における回転軸のシール一般に適用さ
れ、特に立型で用いられる回転軸に好適に使用可能な回
転軸の密封装置に関する。
種々の産業機械における回転軸のシール一般に適用さ
れ、特に立型で用いられる回転軸に好適に使用可能な回
転軸の密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の工作機械の主軸では、生産性向上
のために高速化の傾向にあり、主軸軸受の潤滑もエアオ
イル、ジェット潤滑等の油を使用するものが多くなって
来ている。その場合、軸受のオイル漏れ防止や塵埃の侵
入阻止のために、ハウジングの主軸突出部にシールが施
される。このシールとして、接触型のものを使用すれば
確実な油漏れが防げるが、高速回転する回転軸のシール
では、接触シールは発熱が大きくて好ましくない。その
ため、従来はラビリンスシールを使用しているが、高速
回転時はシール性が良好であっても、低速時や停止時は
効果が少ない。これを補うために、圧縮空気を用いたエ
アシールが併用されている。
のために高速化の傾向にあり、主軸軸受の潤滑もエアオ
イル、ジェット潤滑等の油を使用するものが多くなって
来ている。その場合、軸受のオイル漏れ防止や塵埃の侵
入阻止のために、ハウジングの主軸突出部にシールが施
される。このシールとして、接触型のものを使用すれば
確実な油漏れが防げるが、高速回転する回転軸のシール
では、接触シールは発熱が大きくて好ましくない。その
ため、従来はラビリンスシールを使用しているが、高速
回転時はシール性が良好であっても、低速時や停止時は
効果が少ない。これを補うために、圧縮空気を用いたエ
アシールが併用されている。
【０００３】図３は、従来のラビリンス構造の一例で、
エアシールを併用したものである。回転軸５１は、工具
が下端に装着される立型の主軸であり、ハウジング５２
に軸受５３を介して支持されている。軸受５３の下方に
ラビリンスシール５４が設けられ、その下方において、
ハウジング５２の内周面に圧縮空気の供給路５５と、環
状吹出し溝５６とが設けてある。この構成によると、供
給路５５から吐出された圧縮空気が環状吹出し溝５６か
ら回転軸５１の全周に流れて軸方向に吹き出すことによ
り、回転軸５１の低速時や停止時のシールが得られる。
エアシールを併用したものである。回転軸５１は、工具
が下端に装着される立型の主軸であり、ハウジング５２
に軸受５３を介して支持されている。軸受５３の下方に
ラビリンスシール５４が設けられ、その下方において、
ハウジング５２の内周面に圧縮空気の供給路５５と、環
状吹出し溝５６とが設けてある。この構成によると、供
給路５５から吐出された圧縮空気が環状吹出し溝５６か
ら回転軸５１の全周に流れて軸方向に吹き出すことによ
り、回転軸５１の低速時や停止時のシールが得られる。
【０００４】図４は従来の他の密封装置の提案例であ
り、オイルシール５８とエアシール５９とを併用したも
のである。停止時には上部に取り付けられたオイルシー
ル５８により密封し、回転中にはスライド部材６０によ
りオイルシール５８のリップ部５８ａを開放し、エアシ
ール５９により密封する。このように回転中にリップ部
５８ａを非接触状態とするため、接触摩擦による発熱も
なく、駆動動力も小さくて済む。
り、オイルシール５８とエアシール５９とを併用したも
のである。停止時には上部に取り付けられたオイルシー
ル５８により密封し、回転中にはスライド部材６０によ
りオイルシール５８のリップ部５８ａを開放し、エアシ
ール５９により密封する。このように回転中にリップ部
５８ａを非接触状態とするため、接触摩擦による発熱も
なく、駆動動力も小さくて済む。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図３の立型の回転軸５
１において、軸受５３にジェット潤滑やアンダーレース
潤滑を行った場合には、軸受５３におけるオイル量が多
く、オイルの流下も生じ易いため、オイル漏れの問題が
考えられる。しかも、エアシールでは停止中も圧縮空気
の供給を続ける必要があり、空気使用量が多くなるとい
う問題点がある。停止中に圧縮空気の供給を止めると、
ラビリンスシール５４よりも下の部分にあった油が主軸
を伝って流出することになる。
１において、軸受５３にジェット潤滑やアンダーレース
潤滑を行った場合には、軸受５３におけるオイル量が多
く、オイルの流下も生じ易いため、オイル漏れの問題が
考えられる。しかも、エアシールでは停止中も圧縮空気
の供給を続ける必要があり、空気使用量が多くなるとい
う問題点がある。停止中に圧縮空気の供給を止めると、
ラビリンスシール５４よりも下の部分にあった油が主軸
を伝って流出することになる。
【０００６】図４の例では、停止中はオイルシール５８
で密封する構造であるため、上記の問題点は解消される
が、装置が大きくなり、部品点数も多くなる。すなわ
ち、運転中にシールリップ５８ａをピストン６０で押し
て非接触にするには、ピストン６０のストロークを大き
くすることが必要で、シールのための構成スペースが大
きくなってしまう。また、高価な部品であるオイルシー
ル５８の使用により、コスト高になる。
で密封する構造であるため、上記の問題点は解消される
が、装置が大きくなり、部品点数も多くなる。すなわ
ち、運転中にシールリップ５８ａをピストン６０で押し
て非接触にするには、ピストン６０のストロークを大き
くすることが必要で、シールのための構成スペースが大
きくなってしまう。また、高価な部品であるオイルシー
ル５８の使用により、コスト高になる。
【０００７】この発明の目的は、装置をコンパクト化
し、部品点数を減らし、低コストで停止時のシール性能
の向上が図れ、かつ高速回転の障害とならない回転軸の
密封装置を提供することである。
し、部品点数を減らし、低コストで停止時のシール性能
の向上が図れ、かつ高速回転の障害とならない回転軸の
密封装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の密封装置は、
直軸部から次第に窄まるテーパ部を有する回転軸に適用
される。この回転軸の直軸部に接触しかつテーパ部に対
して非接触となる内径の弾性シールリングを設け、この
弾性シールリングをスライド部材に保持させて前記直軸
部とテーパ部との間に流体圧アクチュエータで移動させ
るようにする。流体圧アクチュエータは、スライド部材
を軸方向移動自在に支持した密封装置本体に内蔵する。
また、密封装置本体と回転軸との間の隙間に圧縮気体を
供給するエアシール装置を設ける。
直軸部から次第に窄まるテーパ部を有する回転軸に適用
される。この回転軸の直軸部に接触しかつテーパ部に対
して非接触となる内径の弾性シールリングを設け、この
弾性シールリングをスライド部材に保持させて前記直軸
部とテーパ部との間に流体圧アクチュエータで移動させ
るようにする。流体圧アクチュエータは、スライド部材
を軸方向移動自在に支持した密封装置本体に内蔵する。
また、密封装置本体と回転軸との間の隙間に圧縮気体を
供給するエアシール装置を設ける。
【０００９】
【作用】回転軸が停止している間は、弾性シールリング
を直軸部に位置させて接触状態とし、油漏れを防ぐ。回
転中は、流体圧アクチュエータでスライド部材と共に弾
性シール部材を回転軸のテーパ部に移動させることよ
り、回転軸に対して非接触とし、かつエアシール装置か
らの噴出気体によるエアシールで油漏れを防ぐ。
を直軸部に位置させて接触状態とし、油漏れを防ぐ。回
転中は、流体圧アクチュエータでスライド部材と共に弾
性シール部材を回転軸のテーパ部に移動させることよ
り、回転軸に対して非接触とし、かつエアシール装置か
らの噴出気体によるエアシールで油漏れを防ぐ。
【００１０】
【実施例】この発明の一実施例を図１および図２に基づ
いて説明する。図１はマシニングセンタ等の工作機械に
おける主軸頭の先端部の断面を示す。回転軸１は、下端
に工具が装着される立型の主軸であり、軸受２を介して
ハウジング３に支持されている。回転軸１の下端の外径
面は、直軸部１ａと、この直軸部１ａから続いて先窄ま
りとなるテーパ部１ｂとに形成されている。前記ハウジ
ング３の下端にこの密封装置５が設けられている。
いて説明する。図１はマシニングセンタ等の工作機械に
おける主軸頭の先端部の断面を示す。回転軸１は、下端
に工具が装着される立型の主軸であり、軸受２を介して
ハウジング３に支持されている。回転軸１の下端の外径
面は、直軸部１ａと、この直軸部１ａから続いて先窄ま
りとなるテーパ部１ｂとに形成されている。前記ハウジ
ング３の下端にこの密封装置５が設けられている。
【００１１】この密封装置５は、弾性シールリング６、
スライド部材７、密封装置本体８、流体圧アクチュエー
タ９、およびエアシール装置１０等で構成される。弾性
シールリング６はＯリング等からなり、回転軸１の直軸
部１ａに接触してテーパ部１ｂに対して非接触となる内
径に形成されている。スライド部材７は、流体圧アクチ
ュエータ９のピストン部７ａを外径部に有するリング状
のものであり、内径面に形成した環状溝に前記弾性シー
ルリング６を嵌合させてある。
スライド部材７、密封装置本体８、流体圧アクチュエー
タ９、およびエアシール装置１０等で構成される。弾性
シールリング６はＯリング等からなり、回転軸１の直軸
部１ａに接触してテーパ部１ｂに対して非接触となる内
径に形成されている。スライド部材７は、流体圧アクチ
ュエータ９のピストン部７ａを外径部に有するリング状
のものであり、内径面に形成した環状溝に前記弾性シー
ルリング６を嵌合させてある。
【００１２】密封装置本体８は、３個のリング部材１１
〜１３を組み立てたものであり、内部に流体圧アクチュ
エータ９の前記ピストン部７ａを軸方向移動自在に嵌合
させるリング状の流体圧室９ａが形成される。流体圧室
９ａにはリング部材１１の外径面に開口した流体供給路
１７が開通させてある。スライド部材７は、上下のリン
グ状部材１１，１３の間で軸方向移動が可能であり、ピ
ストン部７ａの周方向複数箇所に形成した各ばね収容孔
１８内に、圧縮コイルばねからなる復帰ばね１４が収容
してある。
〜１３を組み立てたものであり、内部に流体圧アクチュ
エータ９の前記ピストン部７ａを軸方向移動自在に嵌合
させるリング状の流体圧室９ａが形成される。流体圧室
９ａにはリング部材１１の外径面に開口した流体供給路
１７が開通させてある。スライド部材７は、上下のリン
グ状部材１１，１３の間で軸方向移動が可能であり、ピ
ストン部７ａの周方向複数箇所に形成した各ばね収容孔
１８内に、圧縮コイルばねからなる復帰ばね１４が収容
してある。
【００１３】密封装置本体８の上側のリング部材１１の
内径、およびスライド部材７の内径は、回転軸１の直軸
部１ａの外周に若干の隙間を介して遊嵌する径に形成さ
れている。下側のリング部材１３は、回転軸１のテーパ
部１ｂの軸方向位置にあり、その内径面はテーパ部１ｂ
と平行なテーパ面で、かつテーパ部１ｂに若干の隙間を
介して遊嵌する内径に形成されている。この下側リング
部材１３の内径面には、環状吹出し溝１５が形成され、
中間リング部材１２の外径面に開通した流体供給路１６
が溝底面に開口している。これら流体供給路１６と環状
吹出し溝１５等でエアシール装置１０が構成される。
内径、およびスライド部材７の内径は、回転軸１の直軸
部１ａの外周に若干の隙間を介して遊嵌する径に形成さ
れている。下側のリング部材１３は、回転軸１のテーパ
部１ｂの軸方向位置にあり、その内径面はテーパ部１ｂ
と平行なテーパ面で、かつテーパ部１ｂに若干の隙間を
介して遊嵌する内径に形成されている。この下側リング
部材１３の内径面には、環状吹出し溝１５が形成され、
中間リング部材１２の外径面に開通した流体供給路１６
が溝底面に開口している。これら流体供給路１６と環状
吹出し溝１５等でエアシール装置１０が構成される。
【００１４】上記構成の動作を説明する。休止中（機械
の運転をしないとき）など、回転軸１を停止させている
間は、各流体供給経路１６，１７には作動流体を供給せ
ず、復帰ばね１４の付勢でスライド部材７を上昇位置に
位置させておく。これにより、図１のように弾性シール
リング６は回転軸１の直軸部１ａに接触して密封装置本
体８との間の隙間を密封する。このように接触シールと
することにより、オイル漏れや塵埃の侵入が確実に阻止
される。回転時は、図２のようにリング部材１１の流体
供給路１７から作動流体として例えば圧縮空気を供給
し、スライド部材７を下方に移動させる。これにより、
弾性シールリング６は回転軸１のテーパ部１ｂに移動
し、非接触となる。同時に、別の流体供給路１６から圧
縮空気を供給し、内径面の環状吹出し溝１５から吹き出
させる。吹き出し空気は、回転軸１の全周で軸方向に吹
き出し、これにより密封装置本体８と回転軸１との間の
隙間がシールされ、油漏れが防止される。
の運転をしないとき）など、回転軸１を停止させている
間は、各流体供給経路１６，１７には作動流体を供給せ
ず、復帰ばね１４の付勢でスライド部材７を上昇位置に
位置させておく。これにより、図１のように弾性シール
リング６は回転軸１の直軸部１ａに接触して密封装置本
体８との間の隙間を密封する。このように接触シールと
することにより、オイル漏れや塵埃の侵入が確実に阻止
される。回転時は、図２のようにリング部材１１の流体
供給路１７から作動流体として例えば圧縮空気を供給
し、スライド部材７を下方に移動させる。これにより、
弾性シールリング６は回転軸１のテーパ部１ｂに移動
し、非接触となる。同時に、別の流体供給路１６から圧
縮空気を供給し、内径面の環状吹出し溝１５から吹き出
させる。吹き出し空気は、回転軸１の全周で軸方向に吹
き出し、これにより密封装置本体８と回転軸１との間の
隙間がシールされ、油漏れが防止される。
【００１５】この密封装置５によると、このように流体
圧の供給により、自在に弾性シールリング６を回転軸１
に接触させたり、離したりすることができ、停止中のシ
ール性確保と、回転時のトルク損失および発熱が防止で
きる。また、弾性シールリング６は回転軸１の直軸部１
ａとテーパ部１ｂとの間に移動させて接触状態と非接触
状態とに切り換えるため、移動距離が短くて済み、しか
も構成が簡単で部品点数も少なく、コンパクトにするこ
とができる。流体圧アクチュエータ９が密封装置本体８
内に構成されていることからも、装置がコンパクト化さ
れ、構成がより簡単なものとなる。さらに、この密封装
置５によると、全ての部品を一つにまとめたユニットに
構成でき、各種機器への設置や取扱に便利である。
圧の供給により、自在に弾性シールリング６を回転軸１
に接触させたり、離したりすることができ、停止中のシ
ール性確保と、回転時のトルク損失および発熱が防止で
きる。また、弾性シールリング６は回転軸１の直軸部１
ａとテーパ部１ｂとの間に移動させて接触状態と非接触
状態とに切り換えるため、移動距離が短くて済み、しか
も構成が簡単で部品点数も少なく、コンパクトにするこ
とができる。流体圧アクチュエータ９が密封装置本体８
内に構成されていることからも、装置がコンパクト化さ
れ、構成がより簡単なものとなる。さらに、この密封装
置５によると、全ての部品を一つにまとめたユニットに
構成でき、各種機器への設置や取扱に便利である。
【００１６】なお、前記実施例ではスライド部材７の駆
動用の流体供給路１７と、エアシール用の流体供給路１
６とを別々に設けたが、両者１４，１６を連通させて１
か所で圧縮空気の供給を行うようにしても良い。また、
駆動用およびシール用の流体は、使用条件によっては、
空気に限らず、各種の気体を使用することもできる。密
封装置本体８は、ハウジング３の一部からなるものとし
ても良い。
動用の流体供給路１７と、エアシール用の流体供給路１
６とを別々に設けたが、両者１４，１６を連通させて１
か所で圧縮空気の供給を行うようにしても良い。また、
駆動用およびシール用の流体は、使用条件によっては、
空気に限らず、各種の気体を使用することもできる。密
封装置本体８は、ハウジング３の一部からなるものとし
ても良い。
【００１７】
【発明の効果】この発明の回転軸の密封装置は、弾性シ
ールリングを回転軸の直軸部とテーパ部との間に移動さ
せて接触状態と非接触状態とに切り換えるようにしたの
で、弾性シールリングと共に移動するスライド部材の移
動距離が短くて済み、また構成が簡単で部品点数も少な
く、コンパクトにすることができる。また、停止時は弾
性シールリングによる接触シール、回転時はエアシール
となるため、トルク損失や発熱を防止し、停止中から高
速回転までシール性を確保できる。
ールリングを回転軸の直軸部とテーパ部との間に移動さ
せて接触状態と非接触状態とに切り換えるようにしたの
で、弾性シールリングと共に移動するスライド部材の移
動距離が短くて済み、また構成が簡単で部品点数も少な
く、コンパクトにすることができる。また、停止時は弾
性シールリングによる接触シール、回転時はエアシール
となるため、トルク損失や発熱を防止し、停止中から高
速回転までシール性を確保できる。
【図１】この発明の一実施例にかかる回転軸の密封装置
を応用した工作機械の部分断面図である。
を応用した工作機械の部分断面図である。
【図２】その異なる動作状態を示す部分拡大図である。
【図３】従来例の断面図である。
【図４】他の従来例の断面図である。
１…回転軸、１ａ…直軸部、１ｂ…テーパ部、２…軸
受、３…ハウジング、５…密封装置、６…弾性シールリ
ング、７…スライド部材、７ａ…ピストン部、８…密封
装置本体、９…流体圧アクチュエータ、９ａ…流体圧
室、１０…エアシール装置、１４…復帰ばね、１６，１
７…流体供給路
受、３…ハウジング、５…密封装置、６…弾性シールリ
ング、７…スライド部材、７ａ…ピストン部、８…密封
装置本体、９…流体圧アクチュエータ、９ａ…流体圧
室、１０…エアシール装置、１４…復帰ばね、１６，１
７…流体供給路
Claims (1)
- 【請求項１】 回転軸を貫通させた密封装置本体と、前
記回転軸の直軸部に接触し、かつ前記回転軸の前記直軸
部から次第に窄まるテーパ部に対して非接触となる内径
の弾性シールリングと、前記密封装置本体に軸方向移動
自在に支持されて前記弾性シールリングを保持し、この
弾性シールリングを前記直軸部とテーパ部との間に移動
させるリング状のスライド部材と、前記密封装置本体内
に設けられて前記スライド部材を軸方向に移動させる流
体圧アクチュエータと、前記密封装置本体と前記回転軸
との間の隙間に圧縮気体を供給するエアシール装置とを
備えた回転軸の密封装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6055236A JPH07239040A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 回転軸の密封装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6055236A JPH07239040A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 回転軸の密封装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07239040A true JPH07239040A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12992979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6055236A Pending JPH07239040A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 回転軸の密封装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07239040A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104279339A (zh) * | 2013-07-11 | 2015-01-14 | 发那科株式会社 | 机床 |
| CN104565368A (zh) * | 2015-01-12 | 2015-04-29 | 大连华阳密封股份有限公司 | 用于顶部搅拌器的停车密封装置及其密封方法 |
| CN104712765A (zh) * | 2015-03-12 | 2015-06-17 | 湖南中天龙舟农机有限公司 | 农业机械回转轮预压缩弹性旋转密封装置 |
| CN108644386A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-10-12 | 哈尔滨联科包装机械有限公司 | 旋转轴气封环式密封装置及密封方法 |
| CN110914002A (zh) * | 2018-06-13 | 2020-03-24 | 诺维尔里斯公司 | 用于在金属加工中冷却辊的***和方法 |
| CN112343924A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-09 | 广州市昊志机电股份有限公司 | 一种主轴接触式密封结构、主轴和机床 |
| US10953447B2 (en) | 2018-06-13 | 2021-03-23 | Novelis Inc. | Systems and methods for containing viscous materials in roll processing |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP6055236A patent/JPH07239040A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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