JPH0615176Y2 - 気体シール装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は主として軸受のシール技術の分野において利用
され、特に気体を用いてシールがなされる装置に関す
る。

（従来の技術及び問題点） ころがり軸受を介して非回転体で支承される回転体にあ
っては、非回転体との間に形成される環状空間を、塵埃
あるいは切削時の切粉等の異物の内部への進入防止を図
る理由で、外部空間に対してシールする必要がある。特
に、精密かつ高速な回転体にあっては非回転体との間に
接触形式のシールを用いることができず、ラビリンスシ
ールや、回転体と非回転体との間の環状空間を狭くして
周囲の複数箇所から外部に向け空気等の気体を吹出す形
態をとっていた。

しかしながら、前者すなわちラビリンスシールは、形状
が複雑で加工が面倒である上に差程その効果は得られ
ず、後者すなわち複数箇所からの空気の吹出しにあって
は、周囲全範囲にわたって均一条件とならずあまり良結
果を得られないし、均一にするためにはきわめて多くの
箇所に吹出口を設けねばならず加工上の問題点を生ず
る。また、後者の場合、上記環状空間を極力狭くすれば
効果があるが、取付精度の問題もありあまり狭くできな
い。

（問題点を解決するための手段及び作用） 本考案は、上述の従来の問題点を解決し、構造が簡単で
かつ全周囲にわたり均一にシールが可能な気体シール装
置を提供することを目的としている。

本考案は、上記目的の達成のために、 非回転体と、ころがり軸受を介して非回転体で支承され
る回転体との間の環状空間を外部空間に対してシールす
るものにおいて、 外部からシール用気体を受ける気体受入口と内部にてこ
れに連通し半径方向内方に開口せる環状室が形成せられ
た環状部材が非回転体側に設けられ、 上記環状部材には、内径が該環状部材の内径よりも小さ
く設定されて回転体の対向外周面との間にきわめて狭い
狭間隙を全周にわたり形成する多孔質リングが、上記環
状部材の環状室の上記開口を閉鎖しかつ上記狭間隙内の
気体圧を受けて半径方向に可動に上記環状部材により支
持されている、 ことによって構成される。

かかる構成の本考案によるならば、周方向の一箇所もし
くは複数箇所に設けられた気体受入口から流出する空気
等の気体は、環状室内にあって多孔質リングの抵抗によ
って全周囲に行きわたり、該多孔質リングの小孔を経て
狭間隙に到る際には周方向に均一な圧力分布状態とな
る。したがって、狭間隙から外部に吹出され上記シール
用の気体は、周方向にわたり完全に均一状態となり、完
璧なシールがなされる。その際、環状部材が半径方向に
誤差を伴って非回転体に取付けられていたとしても、多
孔質リングは環状部材により半径方向に可動に支持され
ているので、狭間隙内の気体の圧力が周方向にて均一分
布となるように、すなわち回転体との間隙が周方向にて
均一となるような釣合い位置へ半径方向に移動しその半
径方向位置が自動調整されることとなる。したがって多
孔質リングは上記取付精度に係りなく上記狭間隙をきわ
めて狭くするように内径を加工することができる。

なお、上記狭間隙から吹出す気体は、外部空間に向けて
吹出すのみならず、その一部を軸方向内部にある軸受に
向けて潤滑剤の流出防止を図ることもできる。

（実施例） 以下、添付図面にもとづいて本考案の実施例を説明す
る。

第１図は本考案の第一実施例を示す縦断面図で、同図に
おいて、１は非回転体たるハウジングで、該ハウジング
１内にはころがり軸受２を介して回転体、例えば図示の
場合工作機械の高速主軸３が支承されている。

上記軸受２は、外輪側では間座４とハウジング１に取付
けられるアタッチメント部材５によって、そして内輪側
では間座６と主軸の段部3Aとによって、軸方向にて予圧
を受けた状態でその位置が定められている。

上記アタッチメント部材５には環状部材９が取付けられ
ている。

上記環状部材９は、外周の適宜箇所に一つもしくは複数
の気体受入口10が上記環状部材９の内径面にまで貫通し
て設けられており、例えば図示しない給気管をねじ部10
Aに接続できるようになっている。上記環状部材９の内
径面の両縁からは、半径内方に向けベローズ15が延出し
ており、その内周縁に多孔質リング12が取付けられてい
る。かくして、上記環状部材９、ベロース15そして多孔
質リング12によって、上記気体受入口10に連通する環状
室11が形成されることとなる。また、上記多孔質リング
12の内径面は主軸３の対向外周面ときわめて狭い狭間隙
８を形成する寸法に仕上げられている。

次に以上のごとくの本実施例装置の作動について説明す
る。装置の運転、すなわち主軸３の回転に際しては、気
体受入口10にシール用の気体、例えば空気を送り込む。
この際、上記気体は常温でよいが、冷却効果をも期する
のであれば常温以下の温度であることが好ましい。

上記気体は環状室11に入ると、多孔質リング12の抵抗を
受けて、該環状室11内にて周方向に拡がり、しかる後に
多孔質リング12の小孔を経て狭間隙８に到る。その際、
多孔質リング12を透過した気体は、完全に周方向のどの
位置においても均一な圧力状態となり、周方向に均一に
上記狭空間８から外部空間及び軸受の両方向に向け吹出
される。かくして、周方向に均一状態なシール効果を得
られ、塵埃等の異物の内部への進入を完全に防止できる
と共に、例えば、潤滑方式がいわゆるエアーオイル、オ
イルミスト、オイルジェット等の外部に流出し易いもの
であってもこれらの潤滑剤の外部への流出をも防止でき
る。

本実施例にあって、狭間隙８は周方向において均一でな
ければ本考案の目的は十分に達し得ない。しかし、本実
施例では、多孔質リング12と環状部材９とはベローズ15
で連結されているために、多孔質リング12は半径方向に
可動であり、仮りに何らかの要因で上記狭間隙８が偏心
した場合であっても、該狭間隙８での圧力分布が周方向
で均一になる釣合い位置へ多孔質リング12が移動し上記
狭間隙８が均一となるように半径方向に自動的に位置調
整されて、その結果シールが周方向に完全に均一になさ
れる。上記偏心の要因としては、環状部材９の取付誤差
が一例として挙げられる。換言すれば、この取付誤差が
存在してもこれに係りなく上記狭間隙８は周方向で均一
化されることを意味する。

次に、本考案の第二実施例を第２図にもとづき説明す
る。本実施例では、環状部材９及びベローズ15は前実施
例と同じであるが、多孔質リング28は、軸方向で離間し
た二位置にて主軸３との間に狭間隙を形成している点に
特徴がある。この場合、多孔質リング28は軸方向長さ
（幅）が前実施例の場合よりも大きく設定され、中間に
環状の溝部28Aが形成され、その内面には多孔質リング
表面を目つぶし用の塗料29等が塗布されている。その結
果、上記二位置での狭間隙で有効的に気体圧が作用し、
軸方向での多孔質リングの倒れの傾向が解消される。こ
の倒れの傾向は、前実施例において幅の狭い環状リング
を使用した場合に見られるものである。

次に、本考案の第三実施例を第３図にもとづき説明す
る。本実施例では環状室31は環状部材39の内部に形成さ
れていて、該環状室31の内側壁に、主軸をとりまくよう
に二つのＯリング35が設けられており、ここで多孔質リ
ング32が上記環状室31のシールしながら半径方向に可動
に案内されている。その際、多孔質リング32の内径は、
環状部材39の内径よりも小さくなっていることは勿論の
ことである。かかる本実施例によれば、前出の二つの実
施例におけるベローズの取付に比して、ベローズへの取
付けという面倒な作業を要しないことそして単純な断面
形状のために旋削加工が簡単となることの理由で製造が
きわめて簡単となるという利点がある。さらには、本実
施例において、第二実施例のごとく二位置での狭間隙形
成の形態をとることも可能である。

（考案の効果） 本考案は、非回転体側に多孔質リングを設け該多孔質リ
ングと回転体との間に形成される狭間隙に上記多孔質リ
ングを経て気体を吹出すようにし、かつ上記多孔質リン
グが半径方向に移動可能としたので、全周にわたり均一
で完全なシールを行なうことができるという効果に加
え、仮りに多孔質リングを支持する環状部材の取付に半
径方向の誤差等により偏心する要因があっても多孔質リ
ングは自動調心されて周方向で均一な狭間隙を維持し、
上記のごとくの完全なシールができ、その構造が簡単に
なるばかりか取付精度に特別な配慮をする必要がなくな
るという効果も得る。しかも、本考案はきわめて簡単な
構造で安価に製造でき、かつ特殊な工作をすることなく
既存の装置に容易付加できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第一実施例装置を示す縦断面図、第２
図は本考案の第二実施例装置を示す縦断面図、第３図は
本考案の第三実施例装置を示す縦断面図である。 １……非回転体（ハウジング） ２……ころがり軸受 ３……回転体（主軸） ８……狭間隙 ９；39……環状部材 10……気体受入口 11;31……環状室 12……多孔質リング 15……ベローズ 35……Ｏリング

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】非回転体と、ころがり軸受を介して非回転
   体で支承される回転体との間の環状空間を外部空間に対
   してシールするものにおいて、 外部からシール用気体を受ける気体受入口と内部にてこ
   れに連通し半径方向内方に開口せる環状室が形成せられ
   た環状部材が非回転体側に設けられ、 上記環状部材には、内径が該環状部材の内径よりも小さ
   く設定されて回転体の対向外周面との間にきわめて狭い
   狭間隙を全周にわたり形成する多孔質リングが、上記環
   状部材の環状室の上記開口を閉鎖しかつ上記狭間隙内の
   気体圧を受けて半径方向に可動に上記環状部材により支
   持されている、 ことを特徴とする気体シール装置。
2. 【請求項２】多孔質リングは、ベローズ等半径方向に弾
   性を有する部材によって環状部材に取付けられているこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の
   気体シール装置。
3. 【請求項３】多孔質リングは、軸方向で離間した少なく
   とも二位置にて回転体との間で狭間隙を形成しているこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第(2)項記載の
   気体シール装置。
4. 【請求項４】多孔質リングは、環状室の内側壁に設けら
   れたＯリングによって半径方向に可動に案内されている
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)項記載
   の気体シール装置。