JPS5923863Y2 - 軸受のシ−ル装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は軸受のシール装置に関するものである。

たとえば砥石スピンドルなど高速回転用スピンドルにお
いて、ハウジングフロント部の軸穴とスピンドルとの間
隙から塵埃、研削液等の異物が侵入しないようにシール
するシール装置として、軸穴内周面に周溝状のポケット
を形威し、ここに圧縮空気あるいはオイルミスト等の流
体を噴射して上記間隙から外部へ噴出させ、上記異物を
吹き飛ばすようにしたものである。

しかし、この従来のシール装置にあっては、実際に軸穴
の間隙から外部へ噴出される際の流体圧が左程高く得ら
れないため、特に内面研削盤などにおいては高圧な研削
液が上記流体の噴出に打ち勝って軸穴内に流入し易い。

そして、このように上記間隙に流入して一旦上記ポケッ
トを乗り越えてしまった研削液等は、スピンドルハウジ
ング内に生じる負圧によって軸受部に簡単に吸い込まれ
てしまい、軸受の寿命を著しく低下させるおそれがあっ
た。

また、近年内面研削盤におけるワークの芯なし支持に静
圧を使用するようになり、このような場合は静圧用の高
圧流体や高圧な研削液がスピンドル前部に直接吹き付け
られるため、これが上記間隙から軸受部に一層流入しや
すくなり、そのため種々の支障を誘起するかそれがあっ
た。

また、上記の問題を解決すべく、スピンドルと軸穴との
間にメカニカルシールやオイルシールなどのシール手段
を施して研削液などの流入を防止することも考えられる
が、これにあっては、上記のような高圧流体が吹き付け
られている雰囲気においては確実な信頼性のあるシール
を行なうことが難しく、しかもシール部材の老化などメ
ンテナンスも厄介となって好ましくない。

この考案は上記の点に鑑みてなされたもので、圧縮流体
の噴射口を有するポケットと、外部への排気口を有する
ポケットとを、スピンドルと軸穴との間に交互に多段に
配設し、上記噴射口から圧縮流体を積極的に噴出させて
軸穴への侵入異物を上記排気口から外部へ排出するよう
にした極めてシール効果の高いシール装置を提供するも
のである。

以下、この考案にかかるシール装置を高周波モータ内蔵
形の砥石スピンドル装置に実施した場合についてその一
実施例を図面に基づき説明する。

第１図はこの発明にかかるシール装置を備えた砥石スピ
ンドル装置の側断面図であって、第２図は第１図のＡ−
Ａ’線断面図である。

１は筒体のスピンドルハウジング本体、２はスピンドル
ハウジング本体１の前開口部に取付けられたフロントプ
レート、３は上記スピンドルハウジング本体１の円筒部
前部に設けられたステータ、４は上記ステータ３内にこ
れと同志に配置されなロータで、このロータ４はロータ
軸を兼ねた砥石スピンドル５に支実されている。

この砥石スピンドル５の前部は上記フロントプレー１−
２の内面側中央部に固定されたボールベアリング６に回
転自在に支持されているとともに、これの前端部はブツ
シュ部材８に形成された軸穴７を通って前方に突出し、
この突出前端部に砥石（図示省略）が取付けられるよう
になっている。

上記スピンドル５の突出前部には、段部５ａが形成され
ていて、スピンドル５とブツシュ部材８の軸穴７との隙
間はボールベアリング６側よりも外側の方が大きくなっ
ている。

９は上記ブツシュ部材８が内周面９ａに固着されている
とともに、上記ボールベアリング６を固定せしめるベア
リング押え、１０は上記ベアリング押え９に形成したオ
イルミスト供給通路で、この通路１０終端部は上記ブツ
シュ部材８の外周に設けた周溝８１に連通し、かつこの
周溝８１の底面がらは上記軸穴７内周に設けた周溝状の
３つのポケット８２．８３．８４のうちの２つのポケッ
ト８２．８４に開口する各３つの噴射ノズル８５．８６
・・・・・・がその円周上に等間隔をおいて形成しであ
る。

更にこの周溝８１の側面には噴射ノズル８７がオイルミ
ストをボールベアリング６の運動部分に噴射するように
設けられている。

またポケット８３には異物を圧縮流体と共に排出するた
めの排気口１１が設けられている。

以上のように構成したスピンドル装置においては、ステ
ータ３とロータ４によって構成されている高周波モータ
によって砥石スピンドル５が高速回転したとき、オイル
ミスト供給通路１０から供給されたオイルミストは上記
噴射ノズル８７からボールベアリング６に向って噴射さ
れると同時に各２つの噴射ノズル８５．８６・・・・・
・から２つのポケツ１−８２．８４内に噴射されて３つ
のポケット８２．８３゜８４を高圧雰囲気にし、そして
砥石スピンドル５とブツシュ部材８との間隙から前方に
噴出されるとともに、排気口１１から勢い良く噴出され
る。

（このときのオイルミストの流れは、第２図の矢印のよ
うになる。

）ポケット８２は、スピンドル５の段部５ａに対向させ
てあって、ポケット８４の面する隙間よりも幾分大きい
隙間に面していることになるがら、ポケット８２は、ポ
ケット８４よりはやや圧力が低い傾向になり、各ポケツ
） ８２．８３．８４が高圧状態にある中でも、スピン
ドル５と軸穴７との隙間内では軸受側へのオイルミスト
流よりも外側へのそれの方か゛やや大きくなっている。

この傾向は、ボールベアリング６へ向けて噴射ノズル８
７からオイルミストを噴出して潤滑することにより内部
圧力が高まることにより一層助長される。

したがって、切粉なとは勿論のこと、ワークを芯なし支
持する静圧用の高圧流体や高圧の研削液がフロントプレ
ート２などに直接吹き付けられても、先ず上記間隙から
前方に噴出されるオイルミストによって殆どの異物が侵
入を阻止され、かつこの噴出力に打ち勝って間隙内に侵
入した異物も、ポケツ） ８２．８４から勢い良く排気
口１１へ流れ込むオイルミストによって外部へ速かに排
出されるのでポケット８４を乗り越えることができず、
ボールベアリング６部分には全く侵入することができな
いのである。

さらに、スピンドル５の段部５ａは侵入した研削液等の
異物をスピンドル回転の遠心力で飛ばしてベアリング側
に侵入するのを防ぐ。

次にこの考案の効果確認のために行なった実験結果を示
す。

第３図は実験により軸受のシール能力を簡単に表わした
もので、横軸は軸受に向って吹き付けられた研削液の速
度、縦軸はその時の研削液の圧力を表わし、軸受がどの
程度までの研削液の速度と圧力に対してシール可能であ
るかを表わしている。

ここでａの領域は従来使われている１つの噴射用ポケッ
トをつけたシール装置のシール可能な範囲を表わしてお
り、ａ＋ｂの領域は第１図および第２図に示したこの考
案シール装置のシール可能な範囲を表わしている。

これにより、従来のものよりこの考案の方がはるかに吹
きつけられる研削液の高い圧力とはやい速度に対してシ
ール可能となることが分る。

第４図はこの考案シール装置における実験により、オイ
ルミスト通路から一定圧力のオイルミストが噴出したと
き、ポケット内の圧力分布がどのようになるかを示した
もので１の分布は、噴射ノズルを各１つ設けたときのも
のであり、ｍは各３つ設けたものである。

これらの分布曲線から明らかなように、噴射ノズルの数
か゛多くなるとポケット内の圧力か゛高くより均一な分
布になるので進入してきた異物を圧縮流体とともに外部
にいっそう噴出させやすくなる。

（但し０． １． ２． ３．はポケット内の圧力の数
値を示す。

）以上の説明から明らかなように、この考案に係るシー
ル装置は、軸穴とスピンドルとの隙間を異物侵入側を軸
受側よりやや大きく形威し、この隙間に面して圧縮流体
の噴射口を有する環状のポケツ１〜と、外部への排気口
を有する環状のポケットを交互に多段に配設し、かつ、
噴射口を有する環状のポケットのうち少なくとも１つは
やや大きい側の隙間に面するようにし、上記噴射口から
圧縮流体を積極的に噴出させて軸穴への侵入異物を上記
排気口から外部へ排出するようにしたものであるから、
従来の単に流体噴射用のポケットを唯一つ設けたものに
比して遥かにシール性が向上し、軸受の寿命を維持でき
るとともに、メンテナンスも簡便となる等の利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案にかかるシール装置を備えた高周波モ
ータ内蔵形の砥石スピンドル装置の側断面図であり、第
２図は第１図のＡ−Ａ’線断面図である。 第３図は従来のシール装置とこの発明シール装置とのシ
ール可能な範囲を表わしたものであり、第４図は噴射ノ
ズル数によりポケット内の圧力分布がどのように変化す
るかを表わしたものである。 １・・・・・・スピンドルハウジング本体、２・・・・
・・フロントプレート、５・・・・・・砥石スピンドル
、６・・・・・・ボールベアリング、８・・・・・・ブ
ツシュ部材、１０・・・・・・オイルミスト供給通路、
８２．８３．８４・・・・・・ポケット、８５゜８６・
・・・・・噴射ノズル、１１・・・・・・排気口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 砥石スピンドルを回転自在に有するスピンドルハウジン
   グ本体と、前記スピンドルハウジング本体の一端に固定
   され前記スピンドルの一端を保持するためのボールベア
   リングを有するフロントプレートと、前記フロントプレ
   ートの一端に設けられ前記砥石スピンドルの一端を貫通
   するブツシュ部材を有するベアリング押えと、前記ブツ
   シュ部材の中心部に形成された軸穴およびその外周部に
   形威された周溝と、前記ベアリング押えに形威され前記
   周溝に接続されたオイルミスト供給通路と、前記軸穴に
   形成された三個の環状ポケットと、前記ブツシュ部材に
   形成され前記各ポケットのうち両端の各ポケットと前記
   周溝に連通して設けられた噴射ノズルと、前記各ポケッ
   トのうち中央のポケットに連通され前記ブツシュ部材お
   よびベア１ング押えに形成された排気口と、前記スピン
   ドルの端部に形威された段部を有する細径部とを備え、
   前記ブツシュ部材の前記フロントプレートと反対側の最
   外端に位置する前記ポケットは前記段部に対応した位置
   に形成されると共に、他のポケットよりも低圧状態に保
   たれるように構成したことを特徴とする軸受のシール装
   置。