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JP7698992B2 - Rotating equipment for machining - Google Patents
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JP7698992B2 - Rotating equipment for machining - Google Patents

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Description

開示する技術は、加工対象物を支持する回転テーブルなどの工作用の回転機器に関し、その中でも特に、シール部位での発熱抑制と異物侵入防止とを両立する技術する。 The technology disclosed relates to rotating equipment for machining, such as a turntable that supports the workpiece, and in particular, to a technology that achieves both heat suppression in the sealed area and prevention of the intrusion of foreign matter.

工作時には、切粉や切削水が周辺に飛散するため、この種の回転機器は過酷な環境下で回転される。回転部位に異物が侵入すると、故障の原因となる。そのため、通常は、シール材で回転部位の周囲を封止し、異物の侵入を防止している。 During machining, cutting chips and cutting water are scattered around, so this type of rotating equipment rotates in a harsh environment. If foreign matter gets into the rotating parts, it can cause malfunctions. For this reason, the rotating parts are usually sealed with a sealant to prevent foreign matter from getting in.

開示する技術に関連して、本発明者が先に提案した回転機器がある(特許文献1)。 Related to the technology being disclosed is a rotating device previously proposed by the present inventor (Patent Document 1).

特許文献1の回転機器では、円形のテーブルを有するスピンドルが備えられていて、そのスピンドルを回転可能に収容する筐体とテーブルとの間の隙間を塞ぐように、一対の環状シール材が所定の環状隙間を隔てて配置されている。 The rotating device of Patent Document 1 is equipped with a spindle having a circular table, and a pair of annular seals are arranged across a predetermined annular gap to seal the gap between the table and a housing that rotatably houses the spindle.

そして、その環状隙間に、圧力差によってシール性が局所的に低下しないよう、周方向に互いに間隔を隔てた複数の位置からエアが供給されるように構成されている。 Air is supplied to the annular gap from multiple positions spaced apart in the circumferential direction to prevent localized loss of sealing performance due to pressure differences.

特開2020-151823号公報JP 2020-151823 A

特許文献1の技術を従来の回転機器に適用することにより、シール部位での発熱抑制と異物侵入防止とが、適切に両立できるようになった。 By applying the technology of Patent Document 1 to conventional rotating equipment, it has become possible to adequately suppress heat generation at the sealed area while preventing the intrusion of foreign matter.

しかし、近年は、従来よりも更に高速で回転できる回転機器が求められている。そこで、本発明者は、回転の高速化について検討を進めているが、その検討過程において、高速化を進めた場合、発熱抑制の点に関して、特許文献1の技術に改善の余地があることが判明した。 However, in recent years, there has been a demand for rotating devices that can rotate at even higher speeds than before. The inventors have therefore been studying ways to increase the speed of rotation, and in the process have found that there is room for improvement in the technology of Patent Document 1 in terms of suppressing heat generation when the speed is increased.

また、この種の回転機器の場合、機能的に優れていたとしても、安価でなければ実用化は難しい。 In addition, even if this type of rotating equipment has excellent functionality, it is difficult to put it to practical use unless it is inexpensive.

そこで、開示する技術の主たる目的は、シール部位での発熱抑制と異物侵入防止とが、よりいっそう適切に両立でき、高速化に対応できる工作用の回転機器を、安価で実現することにある。 Therefore, the main objective of the disclosed technology is to realize an inexpensive rotating machine tool that can more appropriately combine heat suppression at the sealed area with prevention of intrusion of foreign matter, and can handle higher speeds.

開示する技術は、工作用の回転機器に関する。当該回転機器は、テーブルを有するスピンドルと、前記テーブルを露出させた状態で、前記スピンドルを回転可能に収容する筐体と、前記テーブルと前記筐体との間の隙間を塞ぐように、所定の環状隙間を隔てて、径方向または軸方向において内部と外部との間を仕切るように配置された、環状内シール材および環状外シール材からなる一対の環状シール材と、前記環状隙間にエアを供給する第1給気通路と、を備える。 The disclosed technology relates to a rotating device for machining. The rotating device includes a spindle having a table, a housing that rotatably houses the spindle with the table exposed, a pair of annular seals consisting of an annular inner seal and an annular outer seal arranged to separate the inside and outside in the radial or axial direction across a predetermined annular gap so as to close the gap between the table and the housing, and a first air supply passage that supplies air to the annular gap.

そして、前記環状内シール材を隔てて、前記環状隙間の内側に位置する環状内隙間にエアを供給する第2給気通路と、前記環状隙間に対して、前記環状内隙間の方が、所定の微差圧でエア圧が高くなるように調整する微差圧調整機構と、を更に備える。 The system further includes a second air supply passage that supplies air to the annular inner gap located inside the annular gap across the annular inner seal material, and a fine pressure difference adjustment mechanism that adjusts the air pressure in the annular inner gap so that it is higher than the annular gap by a predetermined fine pressure difference.

好ましくは、前記第2給気通路は、前記第1給気通路よりも、流路を流れるエアの圧力損失が小さくなる構造に形成されていて、前記微差圧調整機構が、前記第1給気通路および前記第2給気通路の構造を用いて構成されている。 Preferably, the second air supply passage is formed in a structure that reduces the pressure loss of the air flowing through the passage compared to the first air supply passage, and the fine pressure differential adjustment mechanism is configured using the structure of the first air supply passage and the second air supply passage.

好ましくは、前記微差圧調整機構が、前記筐体の内部に連通するとともに当該筐体の内部のエア圧の調整が可能な調圧排気通路を用いて構成されていて、前記調圧排気通路により、前記筐体の内部を大気圧よりも高く保持可能な工作用の回転機器である。 Preferably, the fine pressure differential adjustment mechanism is configured using a pressure adjustment exhaust passage that is connected to the inside of the housing and is capable of adjusting the air pressure inside the housing, and the pressure adjustment exhaust passage is capable of maintaining the inside of the housing at a pressure higher than atmospheric pressure.

好ましくは、前記微差圧調整機構が、前記筐体の内部に連通するとともに流れるエアの圧力損失によって減圧する減圧排気通路を用いて構成されていて、前記減圧排気通路により、前記筐体の内部を大気圧よりも高く保持可能な工作用の回転機器である。 Preferably, the fine pressure differential adjustment mechanism is configured using a pressure reduction and exhaust passage that communicates with the inside of the housing and reduces the pressure by the pressure loss of the air flowing therein, and the pressure reduction and exhaust passage allows the inside of the housing to be kept higher than atmospheric pressure.

好ましくは、前記筐体の内部に、前記スピンドルを回転させるモータを収容した収容室が設けられ、前記第2給気通路が、前記収容室を通じて前記環状内隙間にエアを供給する。 Preferably, a chamber that houses a motor that rotates the spindle is provided inside the housing, and the second air supply passage supplies air to the annular inner gap through the chamber.

開示する技術によれば、安価で実現できる簡単な構造でありながら、シール部位での発熱抑制と異物侵入防止とが、よりいっそう適切に両立でき、工作用の回転機器の高速化に対応できるようになる。 The technology disclosed here allows for a simple structure that can be implemented at low cost, while more appropriately suppressing heat generation at the sealed area and preventing the intrusion of foreign matter, making it possible to accommodate the increasing speeds of rotating machinery used in machining.

本実施形態のNC円テーブル(回転機器)を示す概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing an NC circular table (rotating device) according to an embodiment of the present invention. 図1における矢印X-X線での概略断面図である。2 is a schematic cross-sectional view taken along the line XX of the arrow in FIG. 1. 環状シール材を径方向に配置したNC円テーブルの概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an NC circular table on which annular seal members are arranged in the radial direction. 環状シール材の動作を説明するための図である。6A to 6C are diagrams for explaining the operation of the annular sealing material. 他の実施形態のNC円テーブルの概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of an NC circular table according to another embodiment. 他の実施形態のNC円テーブルの概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of an NC circular table according to another embodiment.

以下、開示する技術の実施形態について説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎない。 The following describes an embodiment of the disclosed technology. However, the following description is essentially merely an example.

特に言及しない限り、説明で用いる「軸方向」は、回転軸Jが延びる方向を意味する。同様に、「周方向」は、回転軸Jを中心とする円周の方向を意味し、「径方向」は、回転軸Jを中心とする半径または直径の方向を意味する。「前」は工作時における使用側を意味し、「後」は工作時における不使用側を意味する。 Unless otherwise specified, the "axial direction" used in the description means the direction in which the rotation axis J extends. Similarly, the "circumferential direction" means the circumferential direction centered on the rotation axis J, and the "radial direction" means the radial or diametric direction centered on the rotation axis J. "Front" means the side used during machining, and "rear" means the side not used during machining.

<第1の実施形態>
図1、図2に、開示する技術を適用したNC円テーブル1(回転機器の一例)を示す。NC円テーブル1は、大略、筐体2、ボックス3、スピンドル4、モータ5などで構成されている。NC円テーブル1は、工作時に用いられ、その前面のテーブル42が高速回転する。
First Embodiment
1 and 2 show an NC circular table 1 (an example of a rotating device) to which the disclosed technology is applied. The NC circular table 1 is roughly composed of a housing 2, a box 3, a spindle 4, and a motor 5. The NC circular table 1 is used during machining, and a table 42 on the front side thereof rotates at high speed.

すなわち、テーブル42にチャック等を装着してワーク(加工対象物)を支持する。そうした状態で、スピンドル4が高速で回転駆動される。回転するワークに、冷却用のオイルや水を供給しながら、切削具等を押し当てることにより、加工が行われる。 That is, a chuck or the like is attached to the table 42 to support the workpiece (object to be machined). In this state, the spindle 4 is rotated at high speed. The workpiece is machined by pressing a cutting tool or the like against it while supplying cooling oil or water to the rotating workpiece.

特に近年、工作時に、従来よりも高速回転が求められる場合がある。従って、そのような高速回転にも適切に対応できるようになれば、利便性に優れる。今回開示する技術は、そのような事情に基づくものである。 In recent years, particularly, there are cases where higher speed rotations than before are required during machining. Therefore, if it is possible to appropriately handle such high speed rotations, it will be very convenient. The technology disclosed here is based on such circumstances.

筐体2は、本体部21、前蓋部22、後蓋部23などで構成されている。本体部21には、前後方向に貫通する円筒状の収容空間が形成されている。後蓋部23は、本体部21の後側に組み付けられており、その収容空間の後側の開口を塞いでいる。 The housing 2 is composed of a main body 21, a front cover 22, a rear cover 23, etc. A cylindrical storage space that penetrates the main body 21 in the front-to-rear direction is formed. The rear cover 23 is attached to the rear side of the main body 21 and closes the rear opening of the storage space.

前蓋部22は、円筒状の部材からなる。前蓋部22は、本体部21の前側に形成されている円形の凹部に嵌め込まれている。前蓋部22は、本体部21の収容空間の前側を覆うように、本体部21の前側に組み付けられている。それにより、本体部21の収容空間の前後が塞がれて、筐体2の内部に、略密閉された収容室21aが形成されている。 The front cover 22 is made of a cylindrical member. The front cover 22 is fitted into a circular recess formed on the front side of the main body 21. The front cover 22 is attached to the front side of the main body 21 so as to cover the front side of the storage space of the main body 21. This blocks the front and rear of the storage space of the main body 21, forming a substantially sealed storage chamber 21a inside the housing 2.

前蓋部22には、円形の開口部22aが形成されている。開口部22aの中心線と収容室21aの中心線とは、略一致している。収容室21aの前側には、環状のベアリング7が配置されている。ベアリング7は、互いに自在に回転する外輪部7aおよび内輪部7bを有している。ベアリング7は、その外輪部7aが、本体部21と前蓋部22との間に挟み込まれることにより、筐体2に組み付けられている。 A circular opening 22a is formed in the front cover 22. The center line of the opening 22a and the center line of the storage chamber 21a are approximately aligned. An annular bearing 7 is disposed in front of the storage chamber 21a. The bearing 7 has an outer ring portion 7a and an inner ring portion 7b that rotate freely relative to each other. The bearing 7 is assembled to the housing 2 by sandwiching the outer ring portion 7a between the main body 21 and the front cover 22.

ボックス3は、箱形の容器からなり、筐体2の一方の側面に組み付けられている。ボックス3の内部には、NC円テーブル1の駆動および制御に用いられる各種ケーブルや電気機器が配設されている。ボックス3から導出されているケーブル(図示せず)を通じて、NC円テーブル1に電力が供給される。 The box 3 is a box-shaped container that is attached to one side of the housing 2. Inside the box 3, various cables and electrical devices used to drive and control the NC circular table 1 are arranged. Power is supplied to the NC circular table 1 through a cable (not shown) extending from the box 3.

本実施形態のスピンドル4は、シャフト41およびテーブル42を有している。シャフト41は、多段円柱状の部材からなり、収容室21aに収容されている。シャフト41は、小径部41aと、小径部41aよりも外径が大きい大径部41bとを有している。 The spindle 4 of this embodiment has a shaft 41 and a table 42. The shaft 41 is made of a multi-stage cylindrical member and is housed in the housing chamber 21a. The shaft 41 has a small diameter portion 41a and a large diameter portion 41b whose outer diameter is larger than that of the small diameter portion 41a.

テーブル42は、開口部22aの内径よりも僅かに外径が小さい円板状部材からなり、シャフト41(大径部41b)の前面に組み付けられている。シャフト41とテーブル42とが組み付けられることにより、ベアリング7の内輪部7bが、シャフト41とテーブル42との間に挟み込まれている。それにより、スピンドル4は、ベアリング7を介して筐体2に軸支されており、回転軸Jを中心に回転自在となっている。 The table 42 is made of a disk-shaped member with an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the opening 22a, and is attached to the front surface of the shaft 41 (large diameter portion 41b). When the shaft 41 and table 42 are assembled, the inner ring portion 7b of the bearing 7 is sandwiched between the shaft 41 and the table 42. As a result, the spindle 4 is supported by the housing 2 via the bearing 7, and is freely rotatable around the rotation axis J.

上述したように、テーブル42は、スピンドル4のうち、チャック又は冶具等を介してワークが装着される部位であり、テーブル42の円形の前面は、開口部22aを通じて筐体2の前面に露出している。なお、スピンドル4は、本実施形態のように、複数のパーツを組み合わせて構成してもよいし、一体で構成してあってもよい。 As described above, the table 42 is the portion of the spindle 4 on which the workpiece is attached via a chuck or jig, and the circular front surface of the table 42 is exposed to the front surface of the housing 2 through the opening 22a. The spindle 4 may be configured by combining multiple parts, as in this embodiment, or may be configured as a single unit.

モータ5は、ロータ51とステータ52とを有し、収容室21aに収容されている。ロータ51は、環状の部材からなり、小径部41aに固定されている。ステータ52は、ロータ51よりも大きな環状の部材からなり、ロータ51と僅かなギャップを隔てて径方向に対向した状態で、本体部21に固定されている。 The motor 5 has a rotor 51 and a stator 52, and is housed in the housing chamber 21a. The rotor 51 is made of an annular member and is fixed to the small diameter portion 41a. The stator 52 is made of an annular member larger than the rotor 51, and is fixed to the main body portion 21 in a state where it faces the rotor 51 in the radial direction with a small gap between them.

ステータ52に所定の制御電流を供給することで、ロータ51との間に回転磁界が形成される。それによってスピンドル4が、直接駆動され、所定の高速回転(例えば、ロータ51の外周での周速が10m/s以上)で回転する(いわゆるダイレクトドライブ形式)。 By supplying a predetermined control current to the stator 52, a rotating magnetic field is formed between the stator 52 and the rotor 51. This directly drives the spindle 4, which rotates at a predetermined high speed (for example, the peripheral speed of the rotor 51 is 10 m/s or more) (so-called direct drive type).

なお、スピンドルの回転速度が速くなるほど、モータの駆動時にモータで発生する熱量も増加する。従って、回転速度の高速化を進める場合、モータの発熱への対応も重要になる。 In addition, the faster the spindle rotation speed, the more heat the motor generates when it is running. Therefore, when increasing the rotation speed, it is also important to deal with heat generation from the motor.

(隙間のシール)
回転体であるテーブル42と、非回転体である筐体2との間には隙間が有る。NC円テーブル1の場合、その前面は、切粉や切削水に曝されるため、隙間を通じて収容室21aへのこれら異物の侵入を防ぐ必要がある。
(Sealing gaps)
There is a gap between the table 42, which is a rotating body, and the housing 2, which is a non-rotating body. In the case of the NC circular table 1, since the front surface thereof is exposed to cutting chips and cutting water, it is necessary to prevent these foreign objects from entering the accommodation chamber 21a through the gap.

高接触圧のオイルシールやフェイスシールでシールすれば、異物の侵入は効果的に防ぐことができるが、接触圧が高いため、接触部位の摩擦によって発熱し易いという問題がある。高速回転では、発熱量が過剰になり、シール材の変形や劣化を招く。スピンドル4やテーブル42が熱膨張して、加工精度が悪化するおそれもある。回転速度が速くなるほど、その傾向は顕著になる。 Sealing with a high contact pressure oil seal or face seal can effectively prevent the intrusion of foreign matter, but the high contact pressure creates the problem of heat generation due to friction at the contact points. At high speeds, excessive heat is generated, leading to deformation and deterioration of the sealing material. There is also the risk of the spindle 4 and table 42 expanding thermally, resulting in a deterioration in machining accuracy. The higher the rotation speed, the more pronounced this tendency becomes.

一方、低接触圧のシール材(例えば、バネ無しのオイルシールやVリングなど)でシールすれば、接触圧が低いため、接触部位の発熱が低減できる。しかし、その分、シール性が低下するため、異物が侵入し易くなる。すなわち、発熱抑制と異物侵入防止とが両立できない。 On the other hand, if sealing is done with a low contact pressure sealing material (such as a springless oil seal or a V-ring), the contact pressure is low, so heat generation at the contact points can be reduced. However, this reduces the sealing performance, making it easier for foreign matter to enter. In other words, it is not possible to suppress heat generation and prevent the intrusion of foreign matter at the same time.

そこで、本発明者は、先に、低接触圧のシール材とエア圧とを利用して、発熱抑制と異物侵入防止とが両立できるように鋭意工夫した(特許文献1参照)。このNC円テーブル1は、その工夫を前提としている。 The inventors therefore made efforts to use a low-contact pressure sealant and air pressure to simultaneously suppress heat generation and prevent the intrusion of foreign matter (see Patent Document 1). This NC circular table 1 is based on this idea.

(環状シール材)
テーブル42と筐体2との間の隙間を塞ぐように、本実施形態における一対の環状シール材8,8(環状内シール材81、環状外シール材82ともいう)が、軸方向に、所定の環状隙間100を隔てて内部と外部との間を仕切るように配置されている。各環状シール材8は、前蓋部22の開口部22aの内周縁に形成されている段部30に圧入されている。
(Annular seal material)
In this embodiment, a pair of annular seals 8, 8 (also referred to as an annular inner seal 81 and an annular outer seal 82) are arranged in the axial direction to seal the gap between the table 42 and the housing 2, separating the inside from the outside with a predetermined annular gap 100 between them. Each annular seal 8 is press-fitted into a step 30 formed on the inner peripheral edge of the opening 22a of the front cover 22.

これら環状シール材8は、いずれも低接触圧のシール材である(例えば、バネ無しのオイルシール)。各環状シール材8は、弾性変形可能なリップ8aと、段部30に装着される環状の基部8bと、を有している。 All of these annular seals 8 are low-contact pressure seals (e.g., spring-less oil seals). Each annular seal 8 has an elastically deformable lip 8a and an annular base 8b that is attached to the step 30.

各リップ8aは、傾斜している。隙間の外方に向かうほどリップ8aの内径が小さくなるように、各環状シール材8は配置されている。各環状シール材8は、テーブル42と筐体2との間の隙間に配置されている。リップ8aの先端部分が、テーブル42の外周面に接触している。なお、各リップ8aの接触圧を高めるには、例えば、バネ無しをバネ有りとすればよい。 Each lip 8a is inclined. Each annular seal 8 is arranged so that the inner diameter of the lip 8a becomes smaller toward the outside of the gap. Each annular seal 8 is arranged in the gap between the table 42 and the housing 2. The tip portion of the lip 8a is in contact with the outer circumferential surface of the table 42. Note that, to increase the contact pressure of each lip 8a, for example, a spring may be added instead of a springless one.

(第1給気通路)
環状隙間100と連通して、環状隙間100にエアを供給する第1給気通路60が、筐体2に形成されている。
(First air supply passage)
A first air supply passage 60 that communicates with the annular gap 100 and supplies air to the annular gap 100 is formed in the housing 2 .

図2に示すように、本実施形態の第1給気通路60は、1つのメイン通路60a、1つの環状スペース60b、複数の連絡通路60cなどで構成されている。 As shown in FIG. 2, the first air supply passage 60 in this embodiment is composed of one main passage 60a, one annular space 60b, and multiple communication passages 60c.

メイン通路60aは、筐体2に形成された細い孔からなり、本体部21にL状に屈曲する形状に形成されている。メイン通路60aの上流側の端部は、本体部21の外面に開口し、メイン通路60aの下流側の端部は、本体部21の、前蓋部22との接合面に開口している。 The main passage 60a is a thin hole formed in the housing 2, and is formed in an L-shaped bend in the main body 21. The upstream end of the main passage 60a opens to the outer surface of the main body 21, and the downstream end of the main passage 60a opens to the joint surface of the main body 21 with the front cover 22.

メイン通路60aの上流側の端部には、流れるエアの流量調整が可能な第1絞り弁9が取り付けられている。第1絞り弁9には、コンプレッサ等、エアの供給源(図示せず)に接続されたエア供給管11が接続されている。それにより、工作時には、エア供給管11および第1絞り弁9を通じて、エアが所定の流量でメイン通路60aに導入される。メイン通路60aは、環状スペース60bと連通している。 A first throttle valve 9 capable of adjusting the flow rate of air is attached to the upstream end of the main passage 60a. An air supply pipe 11 connected to an air supply source (not shown), such as a compressor, is connected to the first throttle valve 9. During machining, air is introduced into the main passage 60a at a predetermined flow rate through the air supply pipe 11 and the first throttle valve 9. The main passage 60a is connected to the annular space 60b.

環状スペース60bは、周方向に延びる環状の空間からなり、スピンドル4の周囲を巡るように、筐体2に設けられている。具体的には、前蓋部22の後面の外周縁部に凹みが形成されていて、前蓋部22が本体部21に組み付けられることにより、環状スペース60bが形成されている。環状スペース60bの両側には、気密性を確保するパッキン12が装着されている。 The annular space 60b is an annular space extending in the circumferential direction, and is provided in the housing 2 so as to go around the periphery of the spindle 4. Specifically, a recess is formed in the outer peripheral edge of the rear surface of the front cover 22, and the annular space 60b is formed by assembling the front cover 22 to the main body 21. Gaskets 12 are attached to both sides of the annular space 60b to ensure airtightness.

各連絡通路60cは、前蓋部22に形成されている。各連絡通路60cは、細い孔からなり、略L状に屈曲する形状に形成されている。各連絡通路60cは、周方向における互いに間隔を隔てた複数箇所に形成されている。これら複数の連絡通路60cを介して、環状スペース60bと環状隙間100とが連通している。 Each communication passage 60c is formed in the front cover portion 22. Each communication passage 60c is made of a thin hole and is formed in a shape that is bent in a substantially L shape. Each communication passage 60c is formed in multiple locations spaced apart from each other in the circumferential direction. The annular space 60b and the annular gap 100 communicate with each other via these multiple communication passages 60c.

従って、エア供給管11から導入されるエアは、第1絞り弁9によって流量が調整された後、メイン通路60a、環状スペース60b、および複数の連絡通路60cの各々を介して、環状隙間100に供給される。その際、環状隙間100の周方向の特定箇所に、局所的なエアの圧力差が生じるのが抑制されるので、全周にわたってバランスよくシールできる。 Therefore, the air introduced from the air supply pipe 11 is supplied to the annular gap 100 through the main passage 60a, the annular space 60b, and each of the multiple communication passages 60c after the flow rate is adjusted by the first throttle valve 9. At that time, the occurrence of local air pressure differences at specific points in the circumferential direction of the annular gap 100 is suppressed, so that a well-balanced seal can be achieved around the entire circumference.

(第2給気通路)
環状隙間100の内側に位置する隙間(環状内隙間101)に、収容室21aを通じてエアを供給する第2給気通路70が、筐体2に形成されている。環状内隙間101は、環状内シール材81を隔てて環状隙間100の内側に位置している隙間である。換言すれば、環状隙間100と環状内隙間101とは、環状内シール材81によって内外に仕切られている。
(Second air supply passage)
A second air supply passage 70 that supplies air through the accommodation chamber 21a to a gap (annular inner gap 101) located on the inside of the annular gap 100 is formed in the housing 2. The annular inner gap 101 is a gap located on the inside of the annular gap 100, separated by an annular inner seal material 81. In other words, the annular gap 100 and the annular inner gap 101 are partitioned from the inside and the outside by the annular inner seal material 81.

図2に示すように、本実施形態の第2給気通路70は、筐体2に形成された1つの縦孔で構成されている。具体的には、第2給気通路70は、本体部21を切削して収容室21aに貫通するように形成されており、第2給気通路70の上流側の端部は、本体部21の外面に開口し、第2給気通路70の下流側の端部は、本体部21の内面に開口している。 As shown in FIG. 2, the second air supply passage 70 in this embodiment is composed of a single vertical hole formed in the housing 2. Specifically, the second air supply passage 70 is formed by cutting the main body 21 to penetrate into the storage chamber 21a, with the upstream end of the second air supply passage 70 opening to the outer surface of the main body 21 and the downstream end of the second air supply passage 70 opening to the inner surface of the main body 21.

第2給気通路70の上流側の端部には、第1給気通路60と同様の、第2絞り弁10が取り付けられている。第2絞り弁10もまた、エア供給管11に接続されている。それにより、工作時には、エア供給管11、第2絞り弁10、および、第2給気通路70を通じて、エアが所定の流量で収容室21aに導入される。 A second throttle valve 10, similar to that of the first air supply passage 60, is attached to the upstream end of the second air supply passage 70. The second throttle valve 10 is also connected to the air supply pipe 11. During machining, air is introduced into the storage chamber 21a at a predetermined flow rate through the air supply pipe 11, the second throttle valve 10, and the second air supply passage 70.

収容室21aは、ベアリング7の隙間を介して、環状内隙間101と連通している。従って、エア供給管11から収容室21aに導入されるエアは、環状内隙間101にも流入する。 The storage chamber 21a is connected to the annular inner gap 101 through the gap of the bearing 7. Therefore, the air introduced into the storage chamber 21a from the air supply pipe 11 also flows into the annular inner gap 101.

(調圧排気通路、減圧排気通路)
筐体2には、収容室21aを、筐体2の外側の環境と連通させる排気通路90が設けられている。この実施形態では、後蓋部23に、その板面を貫通する排気通路90が形成されている。なお、排気通路90は、本体部21または前蓋部22に形成してもよい。排気通路90としては、筐体2の内部のエアを排気できる通路であればよい。
(Pressure adjustment exhaust passage, pressure reduction exhaust passage)
The housing 2 is provided with an exhaust passage 90 that connects the accommodation chamber 21a to the environment outside the housing 2. In this embodiment, the exhaust passage 90 is formed in the rear lid portion 23, penetrating its plate surface. The exhaust passage 90 may also be formed in the main body portion 21 or the front lid portion 22. The exhaust passage 90 may be any passage that can exhaust air from inside the housing 2.

排気通路90の下流側の端部、つまり後蓋部23の外面側には、圧力調整弁91が設けられている。圧力調整弁91は、収容室21aのエア圧が設定した所定の圧力(大気圧より高い圧力)に達すると、自動的に排気する。それにより、この実施形態の排気通路90は、収容室21aのエア圧の調整が可能に構成されている(調圧排気通路90A)。 A pressure adjustment valve 91 is provided at the downstream end of the exhaust passage 90, i.e., on the outer surface side of the rear cover portion 23. The pressure adjustment valve 91 automatically exhausts air when the air pressure in the storage chamber 21a reaches a set predetermined pressure (pressure higher than atmospheric pressure). As a result, the exhaust passage 90 in this embodiment is configured to be able to adjust the air pressure in the storage chamber 21a (pressure adjustment exhaust passage 90A).

この調圧排気通路90Aにより、収容室21aを含めた筐体2の内部は、大気圧以上に保持可能になっている。従って、第2給気通路70からエアを供給することにより、筐体2の内部を大気圧よりも高いエア圧に保持できる。 This pressure adjustment exhaust passage 90A makes it possible to maintain the inside of the housing 2, including the storage chamber 21a, at a pressure higher than atmospheric pressure. Therefore, by supplying air from the second air supply passage 70, the inside of the housing 2 can be maintained at an air pressure higher than atmospheric pressure.

調圧排気通路90Aに代えて、減圧排気通路90Bを設けてもよい。減圧排気通路90Bは、流路を流れるエアの圧力損失が大きい構造の排気通路90である。例えば、排気通路90の距離を長くしたり、排気通路90の一部または全部の流路断面を小さくして流路を絞ったり、流路を屈曲させたりすることで、減圧排気通路90Bを形成することができる。 Instead of the pressure regulation exhaust passage 90A, a reduced pressure exhaust passage 90B may be provided. The reduced pressure exhaust passage 90B is an exhaust passage 90 with a structure in which the pressure loss of the air flowing through the passage is large. For example, the reduced pressure exhaust passage 90B can be formed by lengthening the length of the exhaust passage 90, narrowing the passage by reducing the cross section of part or all of the passage 90, or bending the passage.

図2に、二点鎖線でそのような減圧排気通路90Bの一例を示す。この減圧排気通路90Bは、本体部21に細長い屈曲した流路として形成されている。このような減圧排気通路90Bを設けることで、第2給気通路70からエアを供給することにより、筐体2の内部を、動的に、大気圧より高いエア圧に保持できる。 In FIG. 2, an example of such a pressure reduction exhaust passage 90B is shown by a two-dot chain line. This pressure reduction exhaust passage 90B is formed as a long, thin, curved flow path in the main body 21. By providing such a pressure reduction exhaust passage 90B and supplying air from the second air supply passage 70, the inside of the housing 2 can be dynamically maintained at an air pressure higher than atmospheric pressure.

そして、調圧排気通路90Aおよび減圧排気通路90Bのいずれの場合も、第2絞り弁10によるエアの流量の調整により、筐体2の内部のエア圧を調整できる。調圧排気通路90Aおよび減圧排気通路90Bのいずれの場合も、既存の構造から極めて簡単な変更で実施できるので、安価である。 In either case of the pressure-adjusting exhaust passage 90A or the reduced-pressure exhaust passage 90B, the air pressure inside the housing 2 can be adjusted by adjusting the air flow rate with the second throttle valve 10. In either case of the pressure-adjusting exhaust passage 90A or the reduced-pressure exhaust passage 90B, it can be implemented with extremely simple modifications to the existing structure, and is therefore inexpensive.

(環状シール材の径方向への配置)
一対の環状シール材8,8は、軸方向でなく、径方向に、環状隙間100を隔てて内部と外部との間を仕切るように配置してもよい。
(Radial arrangement of annular seal material)
The pair of annular seal members 8, 8 may be disposed in a radial direction, not in an axial direction, to separate the inside and the outside with an annular gap 100 therebetween.

図3に、そのように一対の環状シール材8,8を配置したNC円テーブル(NC円テーブル1’)を示す。なお、基本的な構造は、図2に示したNC円テーブル1と同じである。 Figure 3 shows an NC circular table (NC circular table 1') in which a pair of annular seals 8, 8 are arranged in this way. The basic structure is the same as that of the NC circular table 1 shown in Figure 2.

このNC円テーブル1’では、テーブル42が、前蓋部22の前方に張り出すフランジ部42aを有している。それにより、このNC円テーブル1’のテーブル42の前面は、上述したNC円テーブル1よりも大きく、かつ、そのサイズは自在に設計できる。 In this NC circular table 1', the table 42 has a flange portion 42a that protrudes forward of the front cover portion 22. As a result, the front surface of the table 42 of this NC circular table 1' is larger than that of the above-mentioned NC circular table 1, and the size can be freely designed.

フランジ部42aと前蓋部22の前面との間の隙間に、一対の環状シール材8,8が、径方向に環状隙間100を隔てて、内部と外部との間を仕切るように配置されている。これら環状シール材8には、例えば、Vリングが使用できる。 A pair of annular seals 8, 8 are arranged in the gap between the flange portion 42a and the front surface of the front cover portion 22, separating the inside and the outside by an annular gap 100 in the radial direction. For these annular seals 8, for example, V-rings can be used.

Vリングもまた、バネ無しのオイルシールと同様、低接触圧のシール材である。すなわち、各環状シール材8(Vリング)は、弾性変形可能なリップ8aと、環状の基部8bと、を有している。各リップ8aは傾斜していて、各リップ8aの付け根部分の内径よりも先端部分の内径の方が大きくなるように、各環状シール材8は形成されている。 The V-ring is also a low contact pressure sealing material, similar to a springless oil seal. That is, each annular seal 8 (V-ring) has an elastically deformable lip 8a and an annular base 8b. Each lip 8a is inclined, and each annular seal 8 is formed so that the inner diameter of the tip of each lip 8a is larger than the inner diameter of the base of the lip 8a.

基部8bは、フランジ部42aの後面に形成された円筒状の受面に装着されている。それにより、リップ8aの先端部分は、前蓋部22の前面に接触している。 The base 8b is attached to a cylindrical receiving surface formed on the rear surface of the flange portion 42a. As a result, the tip portion of the lip 8a is in contact with the front surface of the front cover portion 22.

各連絡通路60cの下流側の端部は、屈曲して前方に延びている。その屈曲した端部が、環状隙間100の後面に接続されている。 The downstream end of each communication passage 60c is bent and extends forward. The bent end is connected to the rear surface of the annular gap 100.

(微差圧調整機構)
これらNC円テーブル1,1’には、環状隙間100に対して、環状内隙間101の方が、所定の微差圧で、エア圧が高くなるように調整する、微差圧調整機構が設けられている。
(Micro-differential pressure adjustment mechanism)
These NC circular tables 1 and 1' are provided with a minute pressure difference adjustment mechanism that adjusts the air pressure in the annular inner gap 101 to be higher than that in the annular gap 100 by a predetermined minute pressure difference.

本実施形態では、第1給気通路60および第2給気通路70を用いて、微差圧調整機構が構成されている。すなわち、第1給気通路60は、上述したように、長く、そして、空気抵抗の大きい流路で形成されている。それに対し、第2給気通路70は、第1給気通路60に較べて短く、そして、空気抵抗の小さい流路で形成されている。従って、第2給気通路70は、第1給気通路60よりも、流路を流れるエアの圧力損失は、小さい。 In this embodiment, the fine differential pressure adjustment mechanism is configured using the first air supply passage 60 and the second air supply passage 70. That is, as described above, the first air supply passage 60 is long and is formed as a flow path with large air resistance. In contrast, the second air supply passage 70 is shorter than the first air supply passage 60 and is formed as a flow path with small air resistance. Therefore, the second air supply passage 70 has a smaller pressure loss of air flowing through the flow path than the first air supply passage 60.

それにより、第1給気通路60よりも第2給気通路70の方が、動的に、エア圧を高く調整できる。その結果、環状隙間100と環状内隙間101との間に、簡単に、所定の微差圧を生じさせることが可能になる。既設の構造を利用するうえ、新たな構造も簡素であるため、安価で実施できる。従って、微差圧調整機構は、第1給気通路60および第2給気通路70の構造を用いて構成するのが好ましい。 Therefore, the air pressure can be dynamically adjusted to be higher in the second air supply passage 70 than in the first air supply passage 60. As a result, it is possible to easily generate a predetermined minute pressure difference between the annular gap 100 and the annular inner gap 101. Since it utilizes an existing structure and the new structure is simple, it can be implemented at low cost. Therefore, it is preferable to configure the minute pressure difference adjustment mechanism using the structure of the first air supply passage 60 and the second air supply passage 70.

なお、ここでいう微差圧は、環状シール材8の種類や性能にもよるが、例えば、0.05MPa以下が好ましい。0.01MPa以下がより好ましい。一般的な環状シール材8を用いた場合であれば、この範囲において、適切な効果を得ることができる。 The "micro-differential pressure" referred to here depends on the type and performance of the annular seal material 8, but is preferably 0.05 MPa or less, for example. 0.01 MPa or less is more preferable. When a general annular seal material 8 is used, an appropriate effect can be obtained within this range.

微差圧調整機構はまた、上述した調圧排気通路90Aまたは減圧排気通路90Bを用いて構成するのが好ましい。すなわち、これら特定の排気通路90を設けることにより、収容室21a、環状内隙間101を含め、筐体2の内部のエア圧を、大気圧より大きい所定の圧力に調整することが可能になる。構造も簡素であるため、安価で実施できる。従って、微差圧調整機構は、これら特定の排気通路90を用いて構成するのが好ましい。 The fine pressure differential adjustment mechanism is preferably constructed using the pressure adjustment exhaust passage 90A or the reduced pressure exhaust passage 90B described above. That is, by providing these specific exhaust passages 90, it becomes possible to adjust the air pressure inside the housing 2, including the storage chamber 21a and the annular inner gap 101, to a predetermined pressure higher than atmospheric pressure. The structure is simple, so it can be implemented at low cost. Therefore, it is preferable to construct the fine pressure differential adjustment mechanism using these specific exhaust passages 90.

なお、微差圧調整機構は、第1給気通路60および第2給気通路70の特定の構造、および/または、特定の排気通路90を用いなくても、環状隙間100および環状内隙間101の各々に供給するエア圧を個別に制御することによっても構成できる。 The fine pressure difference adjustment mechanism can also be constructed by individually controlling the air pressure supplied to each of the annular gap 100 and the annular inner gap 101, without using a specific structure for the first air supply passage 60 and the second air supply passage 70 and/or a specific exhaust passage 90.

但し、その場合、制御装置やエア流量の制御が可能な電磁弁などを設ける必要がある。従って、部品数や実施コストも多くなる。それに対し、本実施形態の微差圧調整機構によれば、部品数や実施コストも少なく、安価で実現できる。また、いったん適切な状態にエア圧を調整すれば、エアの供給源の圧力が安定している限り、エア圧が大きく変化する可能性は低い。従って、実用的に必要かつ十分な状態で機能させることができる。 In that case, however, it is necessary to provide a control device and a solenoid valve capable of controlling the air flow rate. This increases the number of parts and the implementation costs. In contrast, the micro-differential pressure adjustment mechanism of this embodiment requires fewer parts and fewer implementation costs, and can be implemented inexpensively. Furthermore, once the air pressure is adjusted to an appropriate state, it is unlikely that the air pressure will change significantly as long as the pressure of the air supply source is stable. Therefore, it can function in a state that is necessary and sufficient for practical use.

(環状シール材の動作)
環状シール材8の動作について、一対の環状シール材81,82を径方向へ配置した形態を例に説明する。なお、軸方向に配置した形態でも、その動作は同様である。
(Operation of the annular seal)
The operation of the annular seal 8 will be described taking as an example a configuration in which a pair of annular seals 81, 82 are arranged in the radial direction. Note that the operation is similar even in a configuration in which they are arranged in the axial direction.

最初に、第1給気通路60のみからエアを供給した場合(従来と同じ形態)での、環状シール材の動作について説明する。図4の上図(z)に、その環状シール材81,82の動作を概略的に示す。 First, we will explain the operation of the annular seal when air is supplied only from the first air supply passage 60 (the same as in the conventional configuration). The upper diagram (z) of Figure 4 shows a schematic diagram of the operation of the annular seals 81 and 82.

矢印で示すように、各環状シール材81,82は、所定の押付力Fで筐体2に接触している。そして、破線の矢印で示すように、第1給気通路60を通じて環状隙間100にエアを供給すると、各環状シール材81,82は加圧される。 As shown by the arrows, each of the annular seals 81, 82 is in contact with the housing 2 with a predetermined pressing force F. Then, as shown by the dashed arrow, when air is supplied to the annular gap 100 through the first air supply passage 60, each of the annular seals 81, 82 is pressurized.

それにより、環状外シール材82には、矢印で示すように、押付力Fに抗して、リップ8aを押し上げる方向(環状隙間100を開く方向)にエア圧P1が作用する。環状内シール材81には、矢印で示すように、押付力Fとともに、リップ8aを押し付ける方向(環状隙間100を閉じる方向)にエア圧P1が作用する。 As a result, air pressure P1 acts on the annular outer seal 82 in a direction that pushes up the lip 8a (direction that opens the annular gap 100) against the pressing force F, as shown by the arrows. Air pressure P1 acts on the annular inner seal 81 in a direction that pushes the lip 8a (direction that closes the annular gap 100) together with the pressing force F, as shown by the arrows.

従って、環状シール材81,82の接触圧が低く、多少の隙間が生じ得る状態であっても、環状隙間100へのエアの供給により、密封性を確保できる。更に、エア圧が一定以上になると、環状外シール材82が押し上げられてエアが吹き出すので、より異物の侵入を防止することができる。従って、テーブル42と前蓋部22(筐体2)との間の隙間からの異物の侵入を安定して防止できる。 Therefore, even if the contact pressure of the annular seals 81, 82 is low and some gaps may occur, air can be supplied to the annular gap 100 to ensure sealing. Furthermore, when the air pressure reaches a certain level, the annular outer seal 82 is pushed up and air is blown out, further preventing the intrusion of foreign matter. Therefore, the intrusion of foreign matter from the gap between the table 42 and the front cover 22 (housing 2) can be reliably prevented.

各環状シール材81,82の接触圧は低くてもよいので、接触部位での発熱も効果的に低減できる。従って、発熱も抑制できる。電力消費も低減できるし、シール材の劣化も抑制でき、耐久性も向上する。 The contact pressure of each annular seal material 81, 82 can be low, so heat generation at the contact points can be effectively reduced. This also reduces heat generation. It also reduces power consumption, inhibits deterioration of the seal material, and improves durability.

しかしこの場合、回転速度の高速化を進めると、発熱抑制の点で、改良の余地があることが判明した。すなわち、環状内シール材81には、押付力Fとともに、リップ8aを押し付ける方向に、環状隙間100のエア圧P1が作用するので、環状隙間100のエア圧P1が高くなると、それに伴って、前蓋部22に対するリップ8aの先端部分の接触圧も大きくなる。 However, in this case, it was found that there is room for improvement in terms of heat generation suppression when the rotation speed is increased. That is, the air pressure P1 in the annular gap 100 acts on the annular inner seal material 81 in a direction pressing the lip 8a together with the pressing force F, so when the air pressure P1 in the annular gap 100 increases, the contact pressure of the tip portion of the lip 8a against the front cover portion 22 also increases accordingly.

環状シール材81,82は低接触圧のシール材であるので、通常の回転速度であれば、環状隙間100のエア圧が多少大きくなっても、摩擦によって発生する熱量は少ない。そのため、放熱とのバランスにより、発熱が問題となるおそれは認められなかった。ところが、回転速度を更に速めていくと、そのようなエア圧でも発熱し、その発熱の抑制が必要になることが判明した。 Since the annular seals 81 and 82 are low-contact pressure seals, at normal rotational speeds, even if the air pressure in the annular gap 100 increases somewhat, the amount of heat generated by friction is small. Therefore, due to the balance with heat dissipation, there was no risk of heat generation becoming a problem. However, it was found that when the rotational speed was increased further, heat was generated even at such an air pressure, and that it was necessary to suppress this heat generation.

特に、環状シール材81,82を径方向へ配置した場合に、その必要性が高くなることも判明した。すなわち、環状シール材81,82を径方向へ配置した場合、回転時における各環状シール材8のリップ8aは、遠心力の作用によって開き易くなる。そして、径方向の外側に位置している環状外シール材82は、径方向の内側に位置している環状内シール材81よりも開き易い。 It was also found that this is especially necessary when the annular seals 81, 82 are arranged in the radial direction. That is, when the annular seals 81, 82 are arranged in the radial direction, the lip 8a of each annular seal 8 is more likely to open due to the action of centrifugal force during rotation. The annular outer seal 82, which is located on the radial outside, is more likely to open than the annular inner seal 81, which is located on the radial inside.

回転速度が速くなるほど、その影響は大きくなるので、回転速度を高速化すると、環状外シール材82が開き過ぎるおそれがある。環状外シール材82が開き過ぎないようにするためには、環状シール材81,82の押付力Fを、従来よりも強くする必要性が生じる。そうすると、環状内シール材81の接触圧が高くなる。 The higher the rotation speed, the greater the effect, so increasing the rotation speed may cause the annular outer seal 82 to open too much. In order to prevent the annular outer seal 82 from opening too much, it becomes necessary to make the pressing force F of the annular seals 81, 82 stronger than before. This increases the contact pressure of the annular inner seal 81.

そこで、本実施形態のNC円テーブル1,1’では、第2給気通路70を設けて、環状内隙間101をエア圧で加圧するとともに、微差圧調整機構を設けて、環状隙間100に対して、環状内隙間101の方が、所定の微差圧でエア圧が高くなるように調整している。 Therefore, in the NC circular table 1, 1' of this embodiment, a second air supply passage 70 is provided to pressurize the annular inner gap 101 with air pressure, and a fine pressure difference adjustment mechanism is provided to adjust the air pressure in the annular inner gap 101 to be higher than that in the annular gap 100 by a predetermined fine pressure difference.

具体的には、図4の上図(z)に示した、第1給気通路60を通じた環状隙間100へのエアの供給に加え、図4の下図の(a)に破線で示すように、第2給気通路70を通じて環状内隙間101にエアを供給する。それにより、環状内シール材81は加圧されるが、環状外シール材82は加圧されない。 Specifically, in addition to supplying air to the annular gap 100 through the first air supply passage 60 as shown in the upper diagram (z) of Figure 4, air is supplied to the annular inner gap 101 through the second air supply passage 70 as shown by the dashed line in the lower diagram (a) of Figure 4. As a result, the annular inner seal material 81 is pressurized, but the annular outer seal material 82 is not pressurized.

環状内シール材81には、矢印で示すように、そのリップ8aを押し上げる方向にエア圧P2が作用する。その結果、環状内シール材81のリップ8aは、環状内シール材81の押付力Fおよび環状隙間100のエア圧P1が合わさった力で押し付けられるとともに、環状内隙間101のエア圧P2で押し上げられる状態になる。 Air pressure P2 acts on the annular inner seal material 81 in a direction that pushes up its lip 8a, as shown by the arrow. As a result, the lip 8a of the annular inner seal material 81 is pressed down by the combined force of the pressing force F of the annular inner seal material 81 and the air pressure P1 in the annular gap 100, and is also pushed up by the air pressure P2 in the annular inner gap 101.

すなわち、押し付ける力から押し上げる力を減算した差分の力が、リップ8aの実際の接触圧となる(F+P1-P2)。そして、微差圧調整機構により、環状隙間100のエア圧P1に対して、環状内隙間101のエア圧P2の方が、所定の微差圧で高く調整されるので(P2>P1)、環状内シール材81のリップ8aそれ自体の押付力Fを低減できる。 In other words, the actual contact pressure of the lip 8a is the difference between the pressing force and the upward force (F+P1-P2). The air pressure P2 in the annular inner gap 101 is adjusted to be higher than the air pressure P1 in the annular gap 100 by a predetermined differential pressure (P2>P1) by the differential pressure adjustment mechanism, so that the pressing force F of the lip 8a of the annular inner seal material 81 itself can be reduced.

そして、図4の下図の(b)に示すように、環状隙間100のエア圧が押付力よりも高くなると(P1>F)、環状外シール材82のリップ8aが開く。それにより、環状隙間100のエアが外部に放出される。 Then, as shown in the lower diagram (b) of Figure 4, when the air pressure in the annular gap 100 becomes higher than the pressing force (P1>F), the lip 8a of the annular outer seal material 82 opens. This causes the air in the annular gap 100 to be released to the outside.

このとき、環状内シール材81のリップ8aは開かないように、環状隙間100のエア圧P1および環状内隙間101のエア圧P2を設定するのが好ましい。具体的には、環状内シール材81のリップ8aを押し付ける力(F+P1)よりも環状内隙間101のエア圧P2の方が小さくなるように設定する(F+P1>P2)。 At this time, it is preferable to set the air pressure P1 in the annular gap 100 and the air pressure P2 in the annular gap 101 so that the lip 8a of the annular inner seal material 81 does not open. Specifically, the air pressure P2 in the annular inner gap 101 is set to be smaller than the force (F+P1) pressing the lip 8a of the annular inner seal material 81 (F+P1>P2).

なお、このときも、環状内隙間101のエア圧P2の方が、環状隙間100のエア圧P1よりも所定の微差圧で高く保持されている(P2>P1)。そうすれば、環状外シール材82のリップ8aが開くときに、環状内シール材81のリップ8aは開かないようにできるので、密封性を確実に確保できる。 In this case, the air pressure P2 in the annular inner gap 101 is maintained higher than the air pressure P1 in the annular gap 100 by a predetermined slight pressure difference (P2>P1). This ensures that the lip 8a of the annular inner seal 81 does not open when the lip 8a of the annular outer seal 82 opens, ensuring a tight seal.

エアが放出されることにより、環状隙間100のエア圧P1が低下する場合がある。その場合、環状内シール材81のリップ8aを押し付ける力(F+P1)よりも、環状内隙間101のエア圧P2の方が大きくなることにより、図4の下図の(c)に示すように、環状内シール材81のリップ8aが開く。それにより、環状内隙間101のエアが環状隙間100に補充される。環状隙間100のエア圧P1は適正な状態に復帰する。 The air pressure P1 in the annular gap 100 may decrease due to the release of air. In that case, the air pressure P2 in the annular gap 101 becomes greater than the force (F+P1) pressing against the lip 8a of the annular inner seal material 81, causing the lip 8a of the annular inner seal material 81 to open, as shown in (c) of the lower diagram in Figure 4. This causes the air in the annular inner gap 101 to be replenished to the annular gap 100. The air pressure P1 in the annular gap 100 returns to an appropriate state.

このように、開示する技術を適用したNC円テーブル1,1’によれば、環状内シール材81の接触圧を効果的に低減できる。その結果、回転速度の高速化を進めた場合でも、リップ8aのシール部位の発熱を抑制できる。リップ8aの摩耗を抑制できる。接触抵抗の抑制に伴い、消費電力も低減できる。 In this way, the NC circular table 1, 1' to which the disclosed technology is applied can effectively reduce the contact pressure of the annular inner seal material 81. As a result, even if the rotation speed is increased, heat generation at the sealing portion of the lip 8a can be suppressed. Wear of the lip 8a can be suppressed. Power consumption can also be reduced by suppressing contact resistance.

環状内シール材81の内外の双方からシール部位にエアが流れるので、リップ8aを効果的に冷却できる。エアの放出によって環状隙間100のエア圧が低下しても、速やかに補充できる。 Air flows into the sealing area from both the inside and outside of the annular inner seal material 81, so the lip 8a can be cooled effectively. Even if the air pressure in the annular gap 100 drops due to the release of air, it can be quickly replenished.

環状内隙間101に、収容室21aを通じてエアを供給すれば、ベアリング7やモータ5も冷却できる。モータ5の発熱も抑制できる。筐体2の内部に溜まる高温のエアを排出できる。 By supplying air to the annular inner gap 101 through the housing chamber 21a, the bearings 7 and motor 5 can be cooled. Heat generation by the motor 5 can also be suppressed. High-temperature air that accumulates inside the housing 2 can be expelled.

<他の実施形態>
上述した実施形態のNC円テーブル1,1’では、第2給気通路70が筐体2の本体部21に形成されている場合について説明した。しかし、第2給気通路70は、仕様に応じて適宜変更できる。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment of the NC circular tables 1, 1', the second air supply passage 70 is formed in the main body 21 of the housing 2. However, the second air supply passage 70 can be changed as appropriate depending on the specifications.

そのようなNC円テーブル(NC円テーブル1AおよびNC円テーブル1B)を例示する。なお、これらNC円テーブル1AおよびNC円テーブル1Bも、基本的な構造は、上述したNC円テーブル1,1’と同じである。従って、異なる構成について説明し、同じ構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。 Examples of such NC circular tables (NC circular table 1A and NC circular table 1B) are shown below. The basic structure of these NC circular tables 1A and 1B is the same as that of the NC circular tables 1, 1' described above. Therefore, only the different configurations will be described, and the same components will be designated by the same reference numerals and their description will be omitted.

NC円テーブル1Aを、図5に示す。このNC円テーブル1Aでは、第1給気通路60と同様に、1つの第2メイン通路201、1つの第2環状スペース202、複数の第2連絡通路203などで、第2給気通路70が構成されている。 The NC circular table 1A is shown in Figure 5. In this NC circular table 1A, the second air supply passage 70 is made up of one second main passage 201, one second annular space 202, multiple second communication passages 203, etc., similar to the first air supply passage 60.

これら通路201,202,203は、本体部21および前蓋部22の双方に形成されている。それにより、収容室21aをバイパスして、環状内隙間101の近傍にエアを供給するように構成されている。 These passages 201, 202, and 203 are formed in both the main body 21 and the front cover 22. As a result, air is supplied to the vicinity of the annular inner gap 101, bypassing the storage chamber 21a.

NC円テーブル1Bを、図6に示す。このNC円テーブル1Bでは、第2給気通路70は、第1給気通路60から分岐させることによって構成されている。 The NC circular table 1B is shown in Figure 6. In this NC circular table 1B, the second air supply passage 70 is formed by branching off from the first air supply passage 60.

具体的には、図6に拡大して示すように、第1給気通路60の各連絡通路60cの下流側の端部に、環状隙間100と環状内隙間101の双方に向かう2方向に分岐した分岐流路210が形成されている。そして、環状内隙間101に向かう分岐流路210によって、第2給気通路70が構成されている。 Specifically, as shown in an enlarged view in FIG. 6, a branch flow passage 210 that branches in two directions toward both the annular gap 100 and the annular inner gap 101 is formed at the downstream end of each communication passage 60c of the first air supply passage 60. The second air supply passage 70 is formed by the branch flow passage 210 that branches toward the annular inner gap 101.

この場合、環状隙間100と環状内隙間101の双方に、エアを適切な状態で分配しながら流すために、環状隙間100および環状内隙間101への流入部位の各々に、流路断面を小さくした絞り口211を設けるのが好ましい。 In this case, in order to distribute the air appropriately to both the annular gap 100 and the annular inner gap 101, it is preferable to provide a throttle port 211 with a reduced flow path cross section at each of the inflow points to the annular gap 100 and the annular inner gap 101.

なお、開示する技術は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。 The disclosed technology is not limited to the above-described embodiments, but also includes various other configurations.

例えば、環状シール材には、低接触圧のシール材が好ましいが、通常の接触圧のシール材であってもよい。第1給気通路および第2給気通路のエア圧の調整により、各環状シール材の実際の接触圧を調整できる。 For example, a low contact pressure seal is preferred for the annular seal, but a normal contact pressure seal may also be used. The actual contact pressure of each annular seal can be adjusted by adjusting the air pressure in the first and second air supply passages.

1,1’,1A,1B NC円テーブル(回転機器)
2 筐体
60 第1給気通路
70 第2給気通路
81 環状内シール材
82 環状外シール材
100 環状隙間
101 環状内隙間
1, 1', 1A, 1B NC circular table (rotating equipment)
2 Housing 60 First air supply passage 70 Second air supply passage 81 Annular inner seal material 82 Annular outer seal material 100 Annular gap 101 Annular inner gap

Claims (4)

工作用の回転機器であって、
テーブルを有するスピンドルと、
前記テーブルを露出させた状態で、前記スピンドルを回転可能に収容する筐体と、
前記テーブルと前記筐体との間の隙間を塞ぐように、所定の環状隙間を隔てて、径方向または軸方向において内部と外部との間を仕切るように配置された、環状内シール材および環状外シール材からなる一対の環状シール材と、
前記環状隙間にエアを供給する第1給気通路と、
を備え、
前記環状内シール材を隔てて、前記環状隙間の内側に位置する環状内隙間にエアを供給する第2給気通路と、
前記環状隙間に対して、前記環状内隙間の方が、0.05MPa以下の所定の微差圧でエア圧が高くなるように調整する微差圧調整機構と、
を更に備え、
前記微差圧調整機構が、前記第1給気通路よりも前記第2給気通路の方が流路を流れるエアの圧力損失が小さくなる、前記第1給気通路および前記第2給気通路の特定の構造を用いて構成されている、工作用の回転機器。
A rotating machine for machining,
a spindle having a table;
a housing that rotatably houses the spindle with the table exposed;
a pair of annular seals, each consisting of an annular inner seal and an annular outer seal, arranged to separate an inside from an outside in a radial or axial direction across a predetermined annular gap so as to close a gap between the table and the housing;
a first air supply passage for supplying air to the annular gap;
Equipped with
a second air supply passage that supplies air to an annular inner gap located inside the annular gap, across the annular inner seal;
a minute pressure difference adjustment mechanism that adjusts the air pressure in the annular inner gap to be higher than the air pressure in the annular gap by a predetermined minute pressure difference of 0.05 MPa or less;
Further comprising:
a rotating device for machining, wherein the micro-differential pressure adjustment mechanism is configured using a specific structure of the first air supply passage and the second air supply passage, such that a pressure loss of air flowing through the second air supply passage is smaller than that of the first air supply passage.
請求項1に記載の工作用の回転機器において、
前記微差圧調整機構が、前記筐体の内部に連通するとともに当該筐体の内部のエア圧の調整が可能な調圧排気通路を用いて構成されていて、
前記調圧排気通路により、前記筐体の内部を大気圧よりも高く保持可能な、工作用の回転機器。
2. The rotating device for machining according to claim 1,
the fine differential pressure adjustment mechanism is configured using a pressure adjustment exhaust passage that communicates with the inside of the housing and is capable of adjusting the air pressure inside the housing,
The pressure adjusting exhaust passage enables the inside of the housing to be maintained higher than atmospheric pressure.
請求項1または請求項2に記載の工作用の回転機器において、
前記微差圧調整機構が、前記筐体の内部に連通するとともに流れるエアの圧力損失によって減圧する減圧排気通路を用いて構成されていて、
前記減圧排気通路により、前記筐体の内部を大気圧よりも高く保持可能な、工作用の回転機器。
The rotating device for machining according to claim 1 or 2,
the fine differential pressure adjustment mechanism is configured using a pressure reduction and exhaust passage that communicates with the inside of the housing and reduces pressure by a pressure loss of the air flowing therein,
The rotary machine for machining, wherein the pressure inside the housing can be maintained higher than atmospheric pressure by the pressure reduction exhaust passage.
請求項2または3に記載の工作用の回転機器において、
前記筐体の内部に、前記スピンドルを回転させるモータを収容した収容室が設けられ、
前記第2給気通路が、前記収容室を通じて前記環状内隙間にエアを供給する、工作用の回転機器。
The rotating device for machining according to claim 2 or 3,
a housing that houses a motor that rotates the spindle is provided inside the housing;
The second air supply passage supplies air to the annular inner gap through the accommodation chamber.
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