JPH017851Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は非接触シールに関するもので、高速回
転体に油分を含まない高圧気体あるいは真空圧を
供給する場合に有効な高圧気体及び真空圧の漏れ
が少なくしかも小型に構成できる非接触シールを
提供することを目的とする。

従来例として高速回転体に真空圧を供給する場
合について説明する。通常このような用途には非
接触シールの一種であるラビリンスシールが用い
られる。第１図及び第２図に従来例を示し、１は
フランジ２を有する軸であり、図示しないがこの
軸１は軸受により機体に支持されてモータ等によ
り駆動され回転する。３は同心円状に形成された
溝４…と、回転中心から放射状に形成された溝５
…と、これら溝４，５を連通する孔６…を有し、
図示しないボルト等により前記フランジ２に固定
された真空チヤツクである。７はボルト８により
前記真空チヤツク３に固定されたハブである。ボ
ルト８はボルトを締めるための六角孔９と貫通孔
１０を有している。１１はラジアル玉軸受で、外
輪１２はハブ７に圧入固定され、内輪１３にはシ
ールリテナー１４が圧入固定されている。１５は
シール部材で、前記ラジアル玉軸受１１の外輪１
２を押圧してハブ７に圧入された後止めねじ２７
によりシールリテナー１４に固定される。このシ
ール部材１５はその凸部１６とハブ７の凹部１７
によりラビリンスシール部２３を形成する。１８
は空気流通孔１９を有するレバーで、図外の機体
に固定された軸２０に第１図矢印Ａ及びＢ方向に
回動自在に支持されており、その先端にはシール
リテナー１４との密着を良くするためのゴムライ
ニング２８が施こされている。２１はレバー１８
と図外の真空源とを接続するチユーブである。２
２は中央部がハブ７の外周により位置決めされて
真空チヤツク３上に載置された被加工物である。
勿論被加工物２２を真空チヤツク３に着脱すると
きは真空圧を切り、レバー１８を第１図矢印Ａ方
向に回動させてから行なう。

第１図において真空圧を作用させると、空気は
矢印Ｃで示す経路を通つて排気され、被加工物２
２は真空チヤツク３に吸着固定される。又外部の
空気は第２図矢印Ｄで示す経路即ちラビリンスシ
ール部２３、ラジアル玉軸受１１のシールド２４
と内輪１３との隙間２５を通つて内部２６に流入
する。その流入量はラビリンスシール部２３を構
成する凸部１６及び凹部１７の形状や隙間等によ
り決定され、流入量が多い場合は内部２６の真空
圧が弱くなり十分に強い力で被加工物２２を吸着
できなくなる。その場合は排気能力の高い真空源
を必要とする。真空チヤツク３に被加工物２２を
吸着した後、軸１をモータ等により回転させると
シールリテナー１４はラジアル玉軸受１１に支持
され、前記レバー１８は内部２６の真空圧に引か
れてゴムライニング２８はシールリテナー１４に
圧接され、ゴムライニング２８は摩擦係数が大き
いのでゴムライニング２８とシールリテナー１４
はすべりを生じることはない。又場合によつては
レバー１８をばね等により付勢してゴムライニン
グ２８をシールリテナー１４に押圧するようにし
ても良い。以上の従来例においてラビリンスシー
ル部２３はラジアル玉軸受１１と個別に構成され
ているのでラビリンスシール部２３の取付精度を
高くすることができないため、シール隙間は通常
小さくても0.1〜0.05mm程度であり、真空圧の漏
れが大きく低能率であつた。又能率を高めるため
には絞り部と膨張部をいくつか重ねなければなら
ないため小型に構成することはできなかつた。又
圧力の漏れの大きなシールで内部の真空圧を強く
するには排気能力の高い真空ポンプ等の真空源を
必要とし、コストの点でも不利であつた。又漏れ
の大きな状態で使用すると、ラジアル玉軸受１１
のシールド２４内にあるグリスの流出損失が大き
くなると共に外部の塵埃も多量に内輪１３、外輪
１２及びボール２９の間に侵入し、ラジアル玉軸
受１１の寿命が著しく短かくなり、頻繁に交換す
る必要があつた。

本考案は斯かる従来の問題に対処すべく為され
たもので、以下本考案を実施例を示す図面に基づ
いて説明する。尚前記従来例と同一部分は同一符
号を以つて示し、その詳細説明は省略する。先ず
第１実施例を示す第３図及び第４図に基づいて説
明する。ラジアル及びスラスト荷重の負荷能力を
有するラジアル玉軸受１１は従来と同様にハブ７
の孔４０に圧入固定されているが、外輪１２の下
端はハブ７の段部４１に環状のシール部材４２を
介して圧接固定している。シール部材４２には内
輪１３の下端面４３と非接触で対向するシール面
４４が形成されており、下端面４３とシール面４
４により非接触シール部４６を構成する。レバー
１８の空気流通孔１９に真空圧を作用させると、
外部の空気は第３図矢印Ｅで示す経路、即ちラジ
アル玉軸受１１のシールド２４と内輪１３との隙
間２５を通つて内部２６に流入する。その流入量
は第４図に示す下端面４３とシール面４４の隙間
Ｇにより決定される。真空圧を空気流通孔１９に
作用させると、前に述べたように真空圧に引かれ
てゴムライニング２８は内輪１３を下方に押圧
し、第４図に示すようにボール２９と内輪１３及
び外輪１２のボール軌道面４７，４８の隙間によ
り内輪１３は下方に変位する。従つてその変位量
Ｆを予じめ管理しておき、内輪１３の下端面４３
の振れとボール２９及び軌道面４７，４８の摩耗
による変位量Ｆの増大を考慮してシール隙間Ｇを
決定し、シール部材４２の段差Ｈ＝Ｆ＋Ｇを決定
すれば良い。従つて管理すべき寸法はＦとＨのみ
であり、シール隙間Ｇの寸法は許容漏れ量シール
部に作用する圧力差等により決定されるが、５〜
10μm程度まで小さくすることができ、なお且つ
シールの有効径即ち従来例においては第２図のＪ
寸法よりも本考案のＫ寸法を小さくできるので流
路の断面積（π×有効径×シール隙間）が小さく
なり、飛躍的に真空圧の漏れを小さくすることが
できる。シール隙間Ｇの寸法は、シール部に作用
する気体圧力差，許容漏れ量等により決定される
が、実用的には５〜40μmが適切である。又シー
ルの有効径が小さいので内輪１３の振れが拡大さ
れることがなく、従つてシールの接触を避けるた
めにシール隙間を大きくする必要がない。

次に本考案の他の実施例について説明する。先
ず高圧気体をシールする実施例について述べる。
第５図に示す実施例は、ラジアル玉軸受１１の上
端部のみに環状のシール部材４９を設け、このシ
ール部材４９はハブ７に圧入されたラジアル玉軸
受１１の内輪１３の上端面との間で非接触シール
部５０を構成している。５１はハブ７にネジ込ま
れたナツトで、シール部材４９を外輪１２に密着
押圧するためのものである。５１ａはナツト５１
をネジ込むためのレンチとの係合孔である。５２
は内輪１３に圧入固定され、上端にニツプル５３
がネジ込まれた円筒状の固定部材であり、ニツプ
ル５３をネジ込むときにスパナを掛けるための平
面カツト部５４が形成されている。ニツプル５３
を介して内部５５に高圧気体を供給すると、前記
真空圧の場合とは逆に内輪１３は上方へ変位する
ことだけが異なるだけで他の作用は真空圧の場合
と同一である。

第５図においてニツプル５３に強い曲げモーメ
ントが作用し、ラジアル玉軸受１１が１個では不
安定な場合は、ラジアル玉軸受１１を２個用いれ
ば良い。第５図の構成においてラジアル玉軸受１
１を２個用いた構成を第６図に示す。

本考案の非接触シールは以上述べたように実施
し得るもので、ころがり軸受の内輪に、そのスラ
スト方向に作用する気体圧力の低圧側に配設され
て外輪の端面に密着すると共に、内輪の端面と非
接触で対向して気体をシールするシール面を構成
し、前記気体圧力が作用した状態で前記内輪端面
と前記シール部材のシール面との隙間を所定量と
したことによつて、次に述べるような効果が得ら
れる。

従来に比較してシールの加工時に高精度に寸
法管理せねばならない個所が著しく少なくな
り、構造が簡単になると共に小型になり、安価
にしかも従来よりも微小なシール隙間を容易に
得ることができる。微小なシール隙間を得るこ
とにより、高圧気体及び真空圧の漏れが少なく
なり、軸受グリスの流出損失、外部からの塵埃
の侵入が少なくなり、軸受寿命を著しく長くす
ることができる。又そればかりでなく高圧気体
あるいは真空圧の発生源の能力を下げることが
可能となり、設備費、運転費用をも削減するこ
とができる。

軸受を構成す要素即ち内輪の端面を直接シー
ル面として利用しているため、従来のように軸
受から離れた位置にシール面を構成したものに
比較して軸受の振れによるシール面の振れが拡
大されることがないので、微少なシール隙間を
得るには非常に有利であると共に、シール面の
有効径が小さくなり、流路断面積を小さくでき
るのでこの点でも漏れに対して従来よりも非常
に有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す縦断面図、第２図は第１
図の要部拡大図、第３図は本考案の第１実施例を
示す縦断面図、第４図は第３図の要部拡大図、第
５図及び第６図は夫々本考案の他の異なつた実施
例を示す要部縦断面図である。 ７…ハブ、１１…ラジアル玉軸受、１２…外
輪、１３…内輪、４２…シール部材、４６…非接
触シール部、４９…シール部材、５０…非接触シ
ール部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ラジアル及びスラスト荷重の負荷能力を有する
   と共に、その内輪の内側に気体の通路を形成した
   ころがり軸受と、前記ころがり軸受の内輪に、そ
   のスラスト方向に作用する気体圧力の低圧側に配
   設されて前記ころがり軸受の外輪の端面に密着す
   ると共に、前記内輪の端面と非接触で対向して前
   記気体をシールするシール面を有する部材であつ
   て、前記気体圧力が作用した状態で前記内輪端面
   と前記シール面との隙間を所定量としてなるシー
   ル部材とから構成したことを特徴とする非接触シ
   ール。