(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸ハウジングに軸受で回転可能に支承された工具主軸の先端に取り付けられ、加工時には外部からクーラントが供給される回転工具の内側面が主軸ハウジングの前端面に隣接対向している工作機械において、
軸受より先端側で工具主軸の外周面に対向する主軸ハウジング前側部の内周面に設けられた軸ラビリンス部及び回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との間に設けられた端面ラビリンス部とから構成され、
軸ラビリンス部は、主軸ハウジング前側部の内周面が、環状溝により軸方向に第１内周面と第２内周面とに二分割され、前端側の第１内周面及び後端側の第２内周面には螺条が形成され、互にねじ方向が逆の前ねじラビリンスと後ねじラビリンスとなり、環状溝には、空気供給源に接続されるか又は単に外部に開放されるかした通気路及び外部に開放した下向きの排出路が連通して構成され、
端面ラビリンス部は、回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との間で互に微小間隙をもって係合した軸心中心の円環状凹凸部で構成されている
ことを特徴とするシール装置。
【請求項２】
主軸ハウジングに軸受で回転可能に支承された工具主軸の先端に取り付けられ、加工時には外部からクーラントが供給される回転工具の内側面が主軸ハウジングの前端面に隣接対向している工作機械において、
軸受より先端側で工具主軸の外周面に対向する主軸ハウジング前側部の内周面に設けられた軸ラビリンス部及び回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との間に設けられた端面ラビリンス部とから構成され、
軸ラビリンス部は、主軸ハウジング前側部の内周面が、ラビリンス溝及び環状溝により軸方向に第１内周面と第２内周面と第３内周面とに三分割され、前端側の第１内周面が工具主軸の外周面に微小間隙で対向した前ラビリンスを形成し、それに続く、第２内周面及び第３内周面には螺条が形成され、互にねじ方向が逆の前ねじラビリンスと後ねじラビリンスとなり、環状溝には、空気供給源に接続されるか又は単に外部に開放されるかした通気路及び外部に開放した下向きの排出路が連通して構成され、
端面ラビリンス部は、回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との間で互に微小間隙をもって係合した軸心中心の円環状凹凸部で構成されている
ことを特徴とするシール装置。
【請求項３】
主軸ハウジングに軸受で回転可能に支承された工具主軸の先端に取り付けられ、加工時には外部からクーラントが供給される回転工具の内側面が主軸ハウジングの前端面に隣接対向している工作機械において、
軸受より先端側で工具主軸の外周面に対向する主軸ハウジング前側部の内周面に設けられた軸ラビリンス部及び回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との間に設けられた端面ラビリンス部とから構成され、
軸ラビリンス部は、主軸ハウジング前側部の内周面が、ラビリンス溝及び環状溝により軸方向に第１内周面と第２内周面と第３内周面とに三分割され、前端側の第１内周面が工具主軸の外周面に微小間隙で対向した前ラビリンスを形成し、それに続く、第２内周面及び第３内周面には螺条が形成され、互にねじ方向が逆の前ねじラビリンスと後ねじラビリンスとなり、環状溝には、空気供給源に接続されるか又は単に外部に開放されるかした通気路が連通し、ラビリンス溝には、外部に開放した下向きの排出路が連通して構成され、
端面ラビリンス部は、回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との間で互に微小間隙をもって係合した軸心中心の円環状凹凸部で形成され、且つ下方域部に外方に開放された排出開口部が形成されて構成されている
ことを特徴とするシール装置。
【請求項４】
主軸ハウジングに軸受で回転可能に支承された工具主軸の先端に取り付けられ、加工時には外部からクーラントが供給される回転工具の内側面が主軸ハウジングの前端面に隣接対向している工作機械において、
軸受より先端側で工具主軸の外周面に対向する主軸ハウジング前側部の内周面に設けられた軸ラビリンス部及び回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との間に設けられた端面ラビリンス部とから構成され、
軸ラビリンス部は、主軸ハウジング前側部の内周面が、ラビリンス溝及び環状溝により軸方向に第１内周面と第２内周面と第３内周面とに三分割され、前端側の第１内周面が工具主軸の外周面に微小間隙で対向した前ラビリンスを形成し、それに続く、第２内周面及び第３内周面には螺条が形成され、互にねじ方向が逆の前ねじラビリンスと後ねじラビリンスとなり、ラビリンス溝及び環状溝には、空気供給源に接続されるか又は単に外部に開放されるかした各通気路が連通し、ラビリンス溝には、外部に開放した下向きの排出路が連通して構成され、
端面ラビリンス部は、回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との間で互に微小間隙をもって係合した軸心中心の円環状凹凸部で形成され、且つ下方域部に外方に開放された排出開口部が形成されて構成されている
ことを特徴とするシール装置。
【請求項５】
軸ラビリンス部及び端面ラビリンス部は、主軸ハウジンクの前側部に装着され、砥石軸が回転自在に貫挿された砥石頭キャップに形成され、砥石頭キャップは、軸線方向において複数の部材に分割され、それらの部材を通して通気孔が貫通されていると共に、隣接する２部材の一方の内側端面と他方の外側端面間の間隙によりラビリンス溝又はねじラビリンス間の環状溝が形成された請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のシール装置。
【請求項６】
第１内周面が１つ以上の副ラビリンス溝により軸方向に複数に分割され、複数段の前ラビリンスとなり、少なくとも１つの副ラビリンス溝には外部に開放した下向きの排出路が連通している請求項４に記載のシール装置。
【請求項７】
第１内周面が１つ以上の副ラビリンス溝により軸方向に複数に分割され、複数段の前ラビリンスとなり、少なくとも１つの副ラビリンス溝は環状溝に連通した排出路に絞り通路を介して連通している請求項４に記載のシール装置。
【請求項８】
主軸ハウジングに軸受で回転可能に支承された工具主軸の先端に取り付けられ、加工時には外部からクーラントが供給される回転工具の内側面が主軸ハウジングの前端面に隣接対向している工作機械において、
軸受より先端側で工具主軸の外周面に対向する主軸ハウジング前側部の内周面に設けられた軸ラビリンス部及び回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との間に設けられた端面ラビリンス部とから構成され、
軸ラビリンス部は、主軸ハウジング前側部の内周面が、ラビリンス溝及び環状溝により軸方向に第１内周面と第２内周面と第３内周面とに三分割され、前端側の第１内周面が工具主軸の外周面に微小間隙で対向した前ラビリンスを形成し、それに続く、第２内周面及び第３内周面には螺条が形成され、互にねじ方向が逆の前ねじラビリンスと後ねじラビリンスとなり、環状溝には、空気供給源に接続されるか又は単に外部に開放されるかした通気路が連通し、ラビリンス溝には、外部に開放した下向きの排出路が連通して構成され、
端面ラビリンス部は、回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との間で互に微小間隙をもって係合した軸心中心の円環状凹凸部が形成され、円環状凹凸部より内径側で主軸ハウジング前側部の前端面に二重環状溝が形成され、二重環状溝の少なくとも一方の環状溝には、空気供給源に接続されるか又は単に外部に開放されるかした通気路が連通しており、且つ端面ラビリンス部の下方域部に外方に開放された排出開口部が形成されて構成されているシール装置。
【請求項９】
下向きの排出路又はそれに接続する管路に所定圧以上で開放する圧力調整手段が設けられている請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のシール装置。
【請求項１０】
軸ラビリンス部におけるラビリンス溝に連通した通気路は、端面ラビリンス部の円環状凹凸部に向って開口した主軸ハウジング前側部の円筒状隙間にも連通している請求項４、請求項６又は請求項７のいずれかに記載のシール装置。
【請求項１１】
端面ラビリンス部における二重環状溝の少なくとも一方の環状溝に連通した通気路は、端面ラビリンス部の円環状凹凸部に向って開口した主軸ハウジング前側部の円筒状隙間にも連通している請求項８に記載のシール装置。
【請求項１２】
端面ラビリンス部において、円環状凹凸部をその外周側から覆い、下方域で外方に連通する排出開口部が形成されているカバーが設けられた請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のシール装置。
【請求項１３】
空気供給源が接続される通気路の供給口において、空気供給源からの空気流出口と外気開放口とが併設されている請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械の工具主軸に用いられるシール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の工具主軸には、主軸の工具取付端部側から主軸頭内部に切削・研削油液（以後クーラントという）が浸入するのを防止するためにシール装置が設けられている。
【０００３】
例えば、図２４に示すように、研削盤の砥石軸１０１を支承する流体軸受１０２が形成された砥石頭１００の先端面には、砥石軸１０１との間に間隙をもって貫通した砥石頭キャップ１０３が取り付けられ、砥石頭キャップ１０３から突出した砥石軸１０１の先端には、例えば砥石コア１０４ａとその外周面の砥石層１０４ｂとからなる砥石車１０４が取り付けられ、砥石コア１０４ａの内側面は、砥石頭キャップ１０３の前端面に隣接対向している。
【０００４】
従来の技術における上記のシール装置は、砥石軸１０１の外周面に対向する砥石頭キャップ１０３の内周面に設けられた軸ラビリンス１０５及び砥石コア１０４ａの内側面と砥石頭キャップ１０３の前端面との間に設けられた端面ラビリンス１１０とから構成されている。
【０００５】
軸ラビリンス１０５は、砥石頭キャップ１０３の内周面に軸方向中間部に環状溝１０６が形成され、環状溝１０６により軸方向前後に二分された内周面に螺条が形成され、左ねじの前ねじラビリンス１０７ｂと右ねじの後ねじラビリンス１０７ａとして構成されている。そして、環状溝１０６の上方域溝底には、砥石頭１００及び砥石頭キャップ１０３を貫通して外部に開放された通気孔１０８が開口している。
【０００６】
これにより、砥石軸１０１の回転に伴い前ねじラビリンス１０７ｂは、環状溝１０６から砥石コア１０４ａ側へ空気の流れを生じさせてクーラントの浸入を防止し、後ねじラビリンス１０７ａは環状溝１１４側への空気の流れを生じさせて軸受油の流出を防止している。
通気孔１０８は、環状溝１０６に空気を圧送する空気供給源（図示しない）に接続されており、適宜、空気の供給と供給停止・大気開放とが選択的に行われるようになっている。
【０００７】
端面ラビリンス１１０は、砥石コア１０４ａの内側面に環状段部１１１ａ及びＬ字断面の環状突部１１１ｂで形成された環状溝１１１に砥石頭キャップ１０３の前端面外周に形成されたＬ字断面の環状突部１１２が微小間隙をもって係合して構成されている。
砥石頭１００の軸受面前端部に形成された環状溝１１３及び砥石頭１００の前端面と砥石頭キャップ１０３の内周面後部とにより形成された環状溝１１４の各下方域溝底に開口した排出孔１１５は、砥石頭１００に貫通して軸受油槽（図示しない）に連通している。
【０００８】
研削盤の研削加工に際して、砥石車１０４の回転時、停止時に拘らず砥石車１０４の上方から研削箇所に向ってクーラントが噴出される。
その際、環状溝１０６は、空気供給源（図示しない）から通気孔１０８を介して空気が供給される場合と、空気供給が停止され、大気開放が行われる場合とがある。
軸ラビリンス１０５及び端面ラビリンス１１０により主軸頭１００内、即ち流体軸受１０２側へのクーラントの浸入が防止される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
工作機械での加工の高速化においてクーラントの供給量が増大され、主軸頭内へのクーラントの浸入の可能性が増大した。
そこで、回転部と非回転部との間にラビリンスを形成し、主軸頭内へのクーラントの浸入を抑止するのであるが、クーラントの供給量の増大に対しラビリンスの形状の複雑化によりシール性能を高めることが考えられる。
【００１０】
しかし、例えば、研削盤において、砥石コアと非回転部との間に設ける端面ラビリンスは、加工の高速化、即ち砥石車の高速回転化に伴い、砥石コアの遠心膨張、熱膨張のため形状の複雑化は問題がある。特に高速回転する砥石コア側に複雑形状のラビリンス部分を形成することは困難である。
そこで、従来の技術においては、砥石コアと非回転部との間に設ける端面ラビリンスは簡単形状にし、砥石軸と砥石頭との間に軸ラビリンスが設けられている。
【００１１】
例えば、図２４に示すように、上記のような従来の技術の工作機械の工具主軸のシール装置においては、研削箇所に向って噴出されるクーラントの流体軸受１０２側への浸入は、先ず端面ラビリンス１１０により抑止され、更に端面ラビリンス１１０を通過したクーラントの流体軸受１０２側への浸入は軸ラビリンス１０５で抑止される。
【００１２】
しかし、軸ラビリンス１０５は、砥石軸１０１の回転中でなければ、有効に機能しない。そこで、通気孔１０８を介して環状溝１０６に空気を十分な圧力で供給すると、環状溝１０６において、流体軸受１０２側へのクーラントの浸入は砥石軸１０１の停止中でも抑止され、砥石軸１０１の回転中の浸入抑止は助長される。
ところが、環状溝１０６へ圧送される空気は、排出孔１１５を介して流体軸受１０２からの潤滑油に混入して軸受油槽に排出され、軸受油槽における潤滑油は泡立ち、それに対する対策が必要となる。
【００１３】
そこで、環状溝１０６への空気の供給圧を低減するか、空気の供給を停止すると、軸受油槽における潤滑油の泡立ち問題は生じないが、砥石車１０４に大量のクーラントが供給されるため、流体軸受側へのクーラントの浸入の防止は、砥石軸１０１の回転中でも不十分であり、砥石軸１０１の停止中は、端面ラビリンス１１０が機能しないので流体軸受側へのクーラントの浸入の防止は望めない。
この発明は、工作機械における工具主軸のシール装置において、主軸頭内、即ち流体軸受側へのクーラントの浸入を問題少なく十分に防止することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
主軸ハウジングに軸受で回転可能に支承された工具主軸の先端に取り付けられ、加工時には外部からクーラントが供給される回転工具の内側面が主軸ハウジングの前端面に隣接対向している工作機械におけるこの発明の工具主軸のシール装置は、流体軸受より先端側で工具主軸の外周面に対向する主軸ハウジング前側部の内周面に設けられた軸ラビリンス部及び回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との間に設けられた端面ラビリンス部とから構成されている。
【００１５】
軸ラビリンス部は、主軸ハウジング前側部の内周面が、環状溝により軸方向に第１内周面と第２内周面とに二分割され、前端側の第１内周面及び後端側の第２内周面には螺条が形成され、互にねじ方向が逆の前ねじラビリンスと後ねじラビリンスとなって構成されている形式や、主軸ハウジング前側部の内周面が、ラビリンス溝及び環状溝により軸方向に第１内周面と第２内周面と第３内周面とに三分割され、前端側の第１内周面が工具主軸の外周面に微小間隙で対向した前ラビリンスを形成し、それに続く、第２内周面及び第３内周面には螺条が形成され、互にねじ方向が逆の前ねじラビリンスと後ねじラビリンスとなって構成されている形式がある。
【００１６】
更に、前ラビリンスを形成する主軸ハウジング前側部の内周面が１つ以上の副ラビリンス溝により軸方向に複数に分割され、前ラビリンスが複数段となっていてもよい。
空気供給源に接続されるか又は単に外部に開放されるかした通気路が、ねじラビリンスの環状溝に連通され、更には同様の通気路が、前ラビリンス溝にも連通していてもよい。
【００１７】
又、外部に開放した下向きの排出路が、ねじラビリンスの環状溝、若しくは前ラビリンス溝に連通している。同排出路は、前ラビリンス溝と副ラビリンス溝との夫々に連通していてもよい。更には、副ラビリンス溝は、独立した排出路でなく、前ラビリンス溝の排出路に絞り通路を介して連通してもよい。
端面ラビリンス部は、回転工具の内側面と主軸ハウジング前側部の前端面との間で互に微小間隙をもって係合した軸心中心の円環状凹凸部で構成され、その下方域部には外方に開放された排出開口部が形成されている。
【００１８】
端面ラビリンス部は、円環状凹凸部だけでなく、円環状凹凸部より内径側で主軸ハウジング前側部の前端面に二重環状溝が形成され、二重環状溝の少なくとも一方の環状溝には、空気供給源に接続されるか又は単に外部に開放されるかした通気路が連通しており、二重環状溝の外側の環状溝も下向きの排出開口部で外部に連通している形式もある。
【００１９】
軸ラビリンス部におけるラビリンス溝に連通した通気路や端面ラビリンス部における二重環状溝に連通した通気路を、端面ラビリンス部の円環状凹凸部に向って開口した主軸ハウジング前側部の円筒状隙間にも連通させてもよい。
端面ラビリンス部において、円環状凹凸部をその外周側から覆い、下方域で外方に連通する排出開口部が形成されているカバーを設けてもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態における工作機械の工具主軸のシール装置について図面に従って説明する。この発明の実施の形態における工作機械の工具主軸のシール装置は、例えば図１に示すように研削盤の砥石軸に用いられる。
【００２１】
即ち、研削盤の砥石軸２を支承する流体軸受３が形成された砥石頭１の先端面には、砥石頭１より小径であり、且つ砥石軸２が間隙をもって貫通した砥石頭キャップ４が取り付けられており、その砥石頭キャップ４から突出した砥石軸２の先端には、例えば砥石コア５ａとその外周面の砥石層５ｂとからなる砥石車５が取り付けられ、砥石コア５ａの内側面は、砥石頭キャップ４の前端面に隣接対向している。
砥石頭キャップ４の外周面には、図示しない砥石覆いの筒状取付け部が嵌着される。
【００２２】
シール装置は、砥石軸２の外周面に対向する砥石頭キャップ４の内周面に設けられた軸ラビリンス１０及び砥石コア５ａの内側面と砥石頭キャップ４の前端面との間に設けられた端面ラビリンス３０とから構成されている。
砥石頭１の軸受面前側部には環状溝６が形成されていると共に、砥石頭１の前端面とそれに当接する砥石頭キャップ４の後端面の段部とにより環状溝７が形成されており、環状溝６，７の各下方域溝底に開口した排出孔８は、砥石頭１に貫通して軸受油槽（図示しない）に連通している。
【００２３】
図１に示す実施の第１形態における工作機械の工具主軸のシール装置について説明すると、軸ラビリンス１０は、砥石頭キャップ４の内周面が、砥石頭キャップ４の内周面の軸方向中央域に形成された環状溝１１により軸方向に第１内周面と第２内周面とに二分割され、前端側の第１内周面及び後端側の第２内周面には螺条が形成され、左ねじの前ねじラビリンス１４と右ねじの後ねじラビリンス１５として構成されている。
【００２４】
そして、前ねじラビリンス１４は、砥石軸２の回転に伴い環状溝１１から砥石コア５ａ側への空気の流れを生じさせることにより軸受側へのクーラントの浸入を防止し、後ねじラビリンス１５は、環状溝１１から環状溝７への空気の流れを生じさせることにより軸受油の流出を防止する。
従って、この前ねじラビリンス１４・後ねじラビリンス１５は、砥石軸２の回転方向が逆ならば、ねじの向きも逆向きとなる。
【００２５】
そして、環状溝１１の上方域溝底には、砥石頭キャップ４及び砥石頭１を貫通して外部に開放された通気孔１６が開口している。通気孔１６は、単に外部開放の場合と、環状溝１１に空気を圧送する空気供給源に接続されている場合とがある。更に環状溝１１の下方域溝底には、砥石頭キャップ４を貫通して外部に単に開放された排出孔１７が開口している。
【００２６】
端面ラビリンス３０は、砥石コア５ａの内側面に環状段部３１ａ及びＬ字断面の環状突部３１ｂで形成された環状溝３１に砥石頭キャップ４の前端面外周に形成されたＬ字断面の環状突部３２が微小間隙をもって係合して構成されている（図１０ａ参照）。
【００２７】
研削盤の研削加工に際して、砥石車５の回転時、停止時に拘らず砥石車５の上方から研削箇所に向ってクーラントが噴出される。
その際、空気供給源（図示しない）から通気孔１６を介しての環状溝１１への空気の圧送が行われる。
【００２８】
端面ラビリンス３０及び軸ラビリンス１０により主軸頭１内、即ち流体軸受３側へのクーラントの浸入が抑止される。
クーラントは、一部が端面ラビリンス３０を通過したとしても、前ねじラビリンス１４により流体軸受３側へのクーラントの浸入が抑止される。
更に、クーラントは、前ねじラビリンス１４を通過したとしても、環状溝１１において、回転停止中でも空気流と共に排出孔１７から下方に排出される。
【００２９】
従って、流体軸受３側へのクーラントの多少の浸入及び排出孔８を介しての軸受油槽への空気流入による流体軸受の潤滑油への空気の多少の混入があったとしても、クーラントの浸入及び流体軸受の潤滑油への空気の混入は、従来の技術の場合に比し、十分に抑止される。
なお、後ねじラビリンス１５は、流体軸受３側より環状溝１１側への潤滑油の流出を抑止し、クーラントへの潤滑油の混入が防止される。
【００３０】
図２に示す実施の第２形態における工作機械の工具主軸のシール装置について説明すると、軸ラビリンス１０は、砥石頭キャップ４の内周面が、ラビリンス溝１２及び環状溝１１により軸方向に第１内周面、第２内周面及び第３内周面とに三分割され、前端側の第１内周面が、砥石軸２の外周面に微小間隙で対向した前ラビリンス１３を形成し、中間の第２内周面及び後側の第３内周面には螺条が形成され、左ねじの前ねじラビリンス１４と右ねじの後ねじラビリンス１５として構成されている。
【００３１】
そして、環状溝１１の上方域溝底には、砥石頭キャップ４及び砥石頭１を貫通して外部に開放された通気孔１６が開口し、通気孔１６は、単に外部開放の場合と、環状溝１１に空気を圧送する空気供給源に接続されている場合とがある。更に環状溝１１の下方域溝底には、砥石頭キャップ４を貫通して外部に単に開放された排出孔１７が開口している。
端面ラビリンス３０は、第１形態と同じである。
【００３２】
クーラントの研削箇所への噴出、環状溝１１に対する空気の圧送・排出及び端面ラビリンス３０による浸入抑止は、第１実施の形態の場合と同様であるが、端面ラビリンス３０を通過したクーラントの流体軸受３側への浸入は、先ず前ラビリンス１３により抑止される。前ねじラビリンス１４と後ねじラビリンス１５との作用は、実施の第１形態の場合と同じである。
端面ラビリンス３０を通過したクーラントが前ねじラビリンス１４に到る前に、前ラビリンス１３により抑止されるので、実施の第１形態の場合に比し、クーラントは、主軸頭１内、即ち流体軸受３側へ浸入し難い。
【００３３】
図３に示す実施の第３形態における工作機械の工具主軸のシール装置について説明すると、実施の第２形態においては、軸ラビリンス１０の環状溝１１の下方域溝底に排出孔１７が開口しているのに対し、第３形態においては、軸ラビリンス１０のラビリンス溝１２の下方域溝底に排出孔１８が開口している点及び第３形態においては、更に端面ラビリンス３０の環状突部３２の下方域部に外方に開放された排出切欠部３３（図１０ａ参照）が形成されている点を除いては、実施の第３形態は、第２形態と同じである。
【００３４】
クーラントは、一部が端面ラビリンス３０を通過したとしても、前ラビリンス１３に到る前に、排出切欠部３３から流出するので、軸ラビリンス１０の作用が実施の第２形態の場合と同じであっても、第３形態においては、クーラントは、第２形態の場合より更に主軸頭１内、即ち流体軸受３側へ浸入し難い。
【００３５】
更に、第３形態における排出孔１８は、第２形態における排出孔１７より流体軸受３より離れた部位、即ち環状溝１１から流体軸受３側とは反対側に形成されているので、浸入したクーラントは、ねじラビリンス１４，１５に至る直前で排出孔１８から排出されることになる。従って、実施の第２形態に比し、流体軸受３側及び排出孔８から軸受油槽へのクーラントの浸入が一層減少する。
【００３６】
図４に示す実施の第４形態における回転軸のシール装置について説明すると、軸ラビリンス１０は、砥石頭キャップ４の内周面には軸方向に適宜の間隔をあけて列設されたラビリンス溝１２及び環状溝１１が形成され、砥石頭キャップ４の内周面は、ラビリンス溝１２及び環状溝１１により軸方向に第１内周面、第２内周面及び第３内周面に三分割され、前端側の第１内周面は、砥石軸２の外周面に微小間隙で対向した前ラビリンス１３を形成し、中間の第２内周面及び後側の第３内周面には螺条が形成され、左ねじの前ねじラビリンス１４と右ねじの後ねじラビリンス１５として構成されている。
【００３７】
環状溝１１及びラビリンス溝１２の各上方域溝底には、砥石頭キャップ４及び砥石頭１を貫通して外部に開放された通気孔１６，１９が開口し、通気孔１６，１９は、環状溝１１及びラビリンス溝１２に空気を圧送する空気供給源に接続されている。更にラビリンス溝１２の下方域溝底には、砥石頭キャップ４を貫通して外部に単に開放された排出孔１８が開口している。
【００３８】
端面ラビリンス３０は、砥石コア５ａの内側面に環状段部３１ａ及びＬ字断面の環状突部３１ｂで形成された環状溝３１に砥石頭キャップ４の前端面外周に形成されたＬ字断面の環状突部３２が微小間隙をもって係合すると共に、砥石頭キャップ４の外周面前端の逆Ｌ字断面の環状突部３４が微小間隙をもって外周環状突部３１ｂを更に外周側から覆ってカバーとして構成されている。
環状突部３２，３４の下方域部には外方に開放された排出切欠部３３，３５が形成されている。（図１０ｂ参照）
【００３９】
軸ラビリンス１０においては、実施の第３形態の場合に加えて、更にラビリンス溝１２にも通気孔１９を介して空気が圧送されるので、端面ラビリンス３０及び前ラビリンス１３を通過したクーラントは、ラビリンス溝１２において排出孔１８から空気流と共に下方に排出される。従って、クーラントは、実施の第３形態の場合より更に環状溝１１側、即ち流体軸受３側へ浸入し難い。
【００４０】
しかも、環状溝１１へ圧送される空気の圧力は、空気が後ねじラビリンス１５を通過して流出し、排出孔８を介して軸受油槽へ流入し、流体軸受の潤滑油に混入する恐れを考慮して、上限の調節が難かしいが、ラビリンス溝１２は、排出孔１８と直通し、且つ排出孔８との間が隔てられているので、ラビリンス溝１２への空気圧送は、流体軸受の潤滑油への混入に関する考慮の必要が環状溝１１に関する場合より少ないので、クーラント浸入抑止に対して一層有効に機能させることができる。
【００４１】
上記の形式においては、通気孔１６は、通気孔１９と共に空気供給源に接続されているが、通気孔１６は、単に外部開放にする形式がとられてもよい。
そうすることにより、クーラント浸入抑止は、潤滑油への空気の混入の恐れが少なく、クーラント浸入抑止が十分行われるラビリンス溝１２への空気の圧送にクーラント浸入抑止を託し、排出孔８に近い環状溝１１からの空気の流出による流体軸受の潤滑油への空気の混入を防止する。
【００４２】
端面ラビリンス３０において、外周環状突部３１ｂを外周側から覆う環状突部３４は、環状溝３１に環状突部３２が係合したラビリンスに上方から噴出されるクーラントが直接当ることを防止し、ラビリンスの効果を高める。
そして、端面ラビリンス３０を通過したクーラントは、排出切欠部３３，３５から外部へ流出する。
【００４３】
図５に示す実施の第５形態における工作機械の工具主軸のシール装置について説明すると、軸ラビリンス１０は、砥石頭キャップ４の内周面には軸方向に適宜の間隔をあけて列設されたラビリンス溝１２及び環状溝１１が形成され、砥石頭キャップ４の内周面は、ラビリンス溝１２及び環状溝１１により軸方向に第１内周面、第２内周面及び第３内周面に三分割され、前端側の第１内周面は、砥石軸２の外周面に微小間隙で対向した前ラビリンス１３を形成し、中間の第２内周面及び後側の第３内周面には螺条が形成され、左ねじの前ねじラビリンス１４と右ねじの後ねじラビリンス１５として構成され、更に、前ラビリンス１３は複数段に形成されている。
【００４４】
即ち、前ラビリンス１３を形成する第１内周面には、適宜の数の副ラビリンス溝２０が軸方向に間隔をあけて列設されている。図示の例では第１内周面の軸方向中央には１つの副ラビリンス溝２０が形成されて、前ラビリンス１３は二段になっている。
【００４５】
そして、環状溝１１及びラビリンス溝１２の各上方域溝底には、砥石頭キャップ４及び砥石頭１を貫通して外部に開放された通気孔１６，１９が開口し、通気孔１６，１９は、環状溝１１及びラビリンス溝１２に空気を圧送する空気供給源に接続されている。通気孔１６は、実施の第４形態の場合と同様の趣旨で空気供給源に接続されないで単に外部開放の形式であってもよい。
更にラビリンス溝１２及び副ラビリンス溝２０の下方域溝底には、夫々砥石頭キャップ４を貫通して外部に単に開放された排出孔１８，２１が開口している。端面ラビリンス３０は、実施の第１形態と同じ構成であり同じ機能を奏する。
【００４６】
軸ラビリンス１０においては、実施の第４形態の場合に加えて、前ラビリンス１３が複数段に形成されるので、前ラビリンス１３の軸方向寸法が長くなり剛性的には多少の問題が生じるが、クーラント浸入抑止性能が向上する。
即ち、クーラントが前段の前ラビリンス１３を通過したとしても、副ラビリンス溝２０において、空気流と共に排出孔２１から下方に排出されるので、クーラントが後段の前ラビリンス１３乃至前ねじラビリンス１４の方に浸入する可能性が低減する。
【００４７】
なお、通気孔１６，１９は、夫々ラビリンス溝１２と環状溝１１とに接続されているが、更に副ラビリンス溝２０に開通する通気孔を設けても良い。（図示しない）そうすることにより、更にクーラントの浸入抑止効果を高めることができる。
【００４８】
図６に示す実施の第６形態における工作機械の工具主軸のシール装置について説明すると、軸ラビリンス１０は、第５形態においては、副ラビリンス溝２０の下方域溝底に開口した排出孔２１が排出孔１８とは独立し直接外部に開放されているのに対し、第６形態においては副ラビリンス溝２０の下方域は、ラビリンス溝１２の下方域溝底から外部に単に開放された排出孔１８に絞り２２を介して連通している点を除いては、第５形態と同じであり、端面ラビリンス３０は、第１形態と同じである。
【００４９】
それらのクーラント浸入抑止機能は第５形態と同様であるが、特に、クーラント浸入抑止機能に関しては、副ラビリンス溝２０にまで浸入したクーラントは、ラビリンス溝１２から排出孔１８を流れる空気流により絞り２２を介して強制的に排出孔１８へ排出される。
【００５０】
図７に示す実施の第７形態における工作機械の工具主軸のシール装置について説明すると、軸ラビリンス１０は、第３形態と同じ構造を備えている。
端面ラビリンス３０は、砥石コア５ａの内側面に環状段部３１ａ及びＬ字断面の環状突部３１ｂで形成された環状溝３１に砥石頭キャップ４の前端面外周に形成された環状突部３２が微小間隙をもって係合していると共に、環状突部３２より内径側で砥石頭キャップ４の前端面に二重環状溝３６ａ，３６ｂが形成されて構成されている。
【００５１】
そして、内側の環状溝３６ａの上方域には、砥石頭キャップ４及び砥石頭１を貫通して外部に開放された通気孔３７が連通している。通気孔１６，３７は、環状溝１１，３６ａに空気を圧送する空気供給源に接続されている場合と、単に外部開放の場合とがある。
更に、環状溝３６ｂの下方域は、砥石頭キャップ４の端面に下方に向って形成された排出切欠部３８により外方に連通している。
【００５２】
砥石車５の上方から研削箇所に向って噴出されたクーラントの主軸頭１内、即ち流体軸受３側への浸入に対して、端面ラビリンス３０による抑止は、実施の第１乃至６形態の端面ラビリンス３０よりも十分に行われる。
即ち、環状溝３１に環状突部３２が係合した実施の第１乃至６形態の端面ラビリンス３０によるクーラントの浸入の抑止に加えて、二重環状溝３６ａ，３６ｂは、更にクーラントの浸入を抑止する。
【００５３】
しかも、クーラントが環状溝３６ｂにまで浸入したとしても、通気孔３７を介して環状溝３６ｂに圧送された空気と共に排出孔３８から下方に排出され、軸ラビリンス１０に向ってクーラントの浸入の可能性は、かなり低減される。
即ち、実施の第５形態における前ラビリンス１３と同様の機能が端面ラビリン３０において備えられるのである。しかも、実施の第５形態における前ラビリンス１３における軸方向寸法の長さによる剛性の問題は解消される。
そして、軸ラビリンス１０の機能は、実施の第３形態と同様である。
【００５４】
上記の実施の第４乃至第７形態において、通気孔１６と通気孔１９とは、砥石頭１を貫通して外部に開口した単一の通気孔が砥石頭キャップ４内において分岐した構造であってもよい。ラビリンス溝１２と環状溝１１とに対する空気圧送・空気圧送停止が一緒になる欠点があるが、図２４に示すように従来の技術のものに対し砥石頭キャップ４の変更のみで対応し得る利点がある。
【００５５】
図８に示す実施の第８形態における工作機械の工具主軸のシール装置について説明すると、軸ラビリンス１０は、砥石頭キャップ４の内周面には軸方向に適宜の間隔をあけて列設されたラビリンス溝１２及び環状溝１１が形成され、砥石頭キャップ４の内周面は、ラビリンス溝１２及び環状溝１１により軸方向に第１内周面、第２内周面及び第３内周面に三分割され、前端側の第１内周面は、砥石軸２の外周面に微小間隙で対向した前ラビリンス１３を形成し、中間の第２内周面及び後側の第３内周面には螺条が形成され、左ねじの前ねじラビリンス１４と右ねじの後ねじラビリンス１５として構成されている。
【００５６】
そして、砥石覆い５０は、その筒状取付け部５０ａが砥石頭キャップ４の外周面に間隙５１をもって遊嵌され、砥石頭１の先端面に当接結合されることにより、砥石頭１に装着されている。
砥石頭キャップ４の外周面の軸方向後側域は前側域より小径となり砥石頭１の先端面と共に、環状溝を形成し、環状溝は、更に砥石覆い５０の筒状取付け部５０ａの内周面と共に後述の環状の空気中間室５２を形成する。
【００５７】
そして、砥石頭キャップ４には、ラビリンス溝１２の上方域と空気中間室５２とを連通する通気孔３９が形成され、更に砥石覆い５０の筒状取付け部５０ａには、空気供給源に接続されて空気中間室５２に空気を圧送する通気孔５３が形成されている。
環状溝１１の上方域溝底には、砥石頭キャップ４及び砥石頭１を貫通して外部に開放された通気孔１６が開口している。
【００５８】
更にラビリンス溝１２の下方域溝底には、砥石頭キャップ４を下方に貫通して間隙５１に連通した排出孔４０が開口し、更に砥石覆い５０の筒状取付け部５０ａの内周面には、排出孔４０に続き、砥石覆い５０の内面に開口した排出溝５４が形成されている。
【００５９】
端面ラビリンス３０は、砥石コア５ａの内側面に環状段部３１ａ及びＬ字断面の環状突部３１ｂで形成された環状溝３１に砥石頭キャップ４の前端面外周に形成された環状突部４１が微小間隙をもって係合して構成されている。従って、空気中間室５２と連通した間隙５１は環状溝３１に向って開口している。環状突部４１の下方域部には外方に開放された排出切欠部４２が形成されている。
【００６０】
軸ラビリンス１０に関しては、通気孔５３及び通気孔３９が実施の第４形態の通気孔１９に該当し、実施の第４形態と同じ機能である。
そして、通気孔５３を介して空気中間室５２に圧送される空気は、更に、通気孔３９を介してラビリンス溝１２に圧送されると共に、間隙５１を介して端面ラビリンス３０の環状溝３１に流出して、端面ラビリンス３０より内径側へのクーラントの浸入を抑止する。
【００６１】
前記の端面ラビリンス３０のクーラントの浸入抑止の性能は、環状溝３１に環状突部３２が係合しただけの実施の第１乃至第７形態の端面ラビリンス３０より向上する。
クーラントは、一部が端面ラビリンス３０を通過したとしても、前ラビリンス１３に到る前に、排出切欠部４２から外部に流出し、又、ラビリンス溝１２に浸入したクーラントは、排出孔４０及び排出溝５４から外部に流出する。
【００６２】
図９に示す実施の第９形態における工作機械の工具主軸のシール装置について説明すると、図８に示す実施の第８形態の工作機械の工具主軸のシール装置の端面ラビリンス３０において、環状溝３１に環状突部４１が微小間隙をもって係合している上に、更に環状突部４１より内径側で砥石頭キャップ４の前端面に二重の環状溝３６ａ，３６ｂが形成されて構成されている。
【００６３】
実施の第８形態において、空気中間室３２とラビリンス溝１２の上方域とが通気孔３９で連通されているのに対し、実施の第９形態においては、空気中間室３２と二重環状溝の内側の環状溝３６ａの上方域が砥石頭キャップ４を貫通して形成された通気孔３９により連通している。即ち、実施の第７形態において、通気孔３７に実施の第８形態と同様に中間空気室３２を形成し、中間空気室３２からの間隙５１が環状溝３１に向って開口している構造である。
【００６４】
なお、当然のことながら、通気孔３９は環状溝３６ｂ側に開口していてもよく、又、実施の第８形態と同様にラビリンス溝１２に開口していても良く、その開口先及び開口本数は適宜選択し得るものである。
軸ラビリンス１０に関しては、通気孔５３及び通気孔３９が実施の第７形態の通気孔３７に該当し、実施の第７形態と同じ機能であり、端面ラビリンス３０に関しては、実施の第７形態と同じ機能である。
【００６５】
上記の実施の各形態において、砥石頭キャップ４の内周面には、軸線方向で狭い範囲に幅狭で深い円周方向の溝、特に複数の溝を形成し、しかも夫々の溝には適宜選択的に開口する通気孔及び排出孔を形成する必要がある。
しかも、所定の溝には十分な空気供給をするような通気通路を開口する必要が生じる。
【００６６】
即ち、ねじラビリンスの環状溝１１への通気孔が狭いと空気供給停止時にねじラビリンスの機能により環状溝１１内の圧力が低下して、ねじラビリンスの機能が低下する。クーラント浸入防止用の前ねじラビリンス１４は、環状溝１２があるから多少の機能低下は許せるが、流体軸受潤滑油流出防止用の後ねじラビリンス１５の機能低下は、潤滑油の流出を容易にするので許せない。
【００６７】
又、ねじラビリンス環状溝１１への空気の供給量が多過ぎると、軸受油槽への空気の導入量が増大し、軸受油槽での泡立ちや油漏れの原因となるため、ねじラビリンスの環状溝１１への空気の導入は、適正な値に限定されると共に、環状溝１４へ空気の導入は十分にする必要がある。
上記のように砥石頭キャップ４の狭い区域に適正な寸法の環状溝や通気孔を複数設けるよう加工することは非常に難しい。
そこで、砥石頭キャップ４を単体でなく、２つの部品を一体に結合して構成することにより砥石頭キャップ４の加工が容易になる。
【００６８】
砥石頭キャップ４の一例として、図４に示す実施の第４形態における砥石頭キャップ相当物が２個の部材（第１キャップ部材６１・第２キャップ部材６２）で組立てた複合砥石頭キャップの実施の形態について説明する。
実施の第１０形態における複合砥石頭キャップ４ａは、図１１及び図１３に示すように、第１キャップ部材６１と第２キャップ部材６２との２部材から構成されている。
【００６９】
複合砥石頭キャップ４ａの前端部となる円環板部６１ａと外周部となる円筒部６１ｂとから形成された第１キャップ部材６１の円筒部６１ｂに厚肉円筒体である第２キャップ部材６２が打ち込み、冷し嵌めにより嵌着され両者が一体となって図４の砥石頭キャップ４と同じような複合砥石頭キャップ４ａが形成されている。
【００７０】
第２キャップ部材６２の前端面と第１キャップ部材６１の円環板部６１ａの内側面との間には適宜の間隙、即ち通気間隙７０が保たれ、通気間隙７０は、図４の砥石頭キャップ４の通気孔１９に連通したラビリンス溝１２に相当し、孔加工を要しないで、深いラビリンス溝が形成され得る。
【００７１】
又、砥石頭１には、実施の第４形態においては、空気供給の個別制御の便のため通気孔１６と通気孔１９とが設けられているが、実施の第１０形態においては、加工を優先して通気孔１６，１９の一方が省略され、両者を共通にする単一の通気孔１６（１９）が形成されている。図１１に示す第１形式では通気孔１９が、図１３に示す第２形式では通気孔１６が形成されている。
【００７２】
図１１に示す第１形式の複合砥石頭キャップ４ａにおいては、第１キャップ部材６１の円筒部６１ｂの上部を半径方向に貫通する通気孔１６ａが穿設されると共に、砥石頭１における外部からの通気孔１９に続くように後端面から通気孔１６ａに達するように軸線方向に通気孔１６ｂが穿設されている。
【００７３】
通気孔１６ａは、第１キャップ部材６１の外周面から通気孔１６ｂに達するまでは塞栓されており、通気孔１６ａと通気孔１６ｂとは連通した鉤形の通気孔となっている。
又、円筒部６１ｂの下部を半径方向に貫通する排出孔１８が穿設されている。
【００７４】
第１キャップ部材６１と第２キャップ部材６２との後端面は同一平面になることが好ましいが、第１キャップ部材６１と第２キャップ部材６２との嵌着組立てで、後端面が誤差で同一平面でなくても、主軸頭１の先端面に複合砥石頭キャップ４ａの後端面が当接されて組み立てられるとき、外側からのクーラントの浸入を防止するため、少なくとも第１キャップ部材６１の後端面が主軸頭１の先端面に当接する必要がある。
そのとき、第２キャップ部材６２の後端面と主軸頭１の先端面との間に隙間が生じることになり、空気供給に問題が生じる。従って、通気孔１９に連通する通気孔は、第１キャップ部材６１に形成されているのである。
【００７５】
第２キャップ部材６２の上部域適宜の円弧範囲には、通気孔１６ａに一致する軸線方向位置で外周面に沿って適宜の深さ・幅の円弧溝６３が形成されている。そして、円弧溝６３と通気間隙（ラビリンス溝）７０とを連通する軸線方向の切欠溝が形成されると共に、円弧溝６３と環状溝１１とを連通する半径方向の通気孔１６ｃが穿設されている。前記切欠溝と第１キャップ部材６１とにより通気孔１６ｄが形成される。（図１２参照）
【００７６】
又、第２キャップ部材６２の下部域適宜の円弧範囲には、外周面及び前端面に開放された適宜幅・深さの円弧状凹部が形成され、円弧状凹部は第１キャップ部材６１の内周面と共に排出通路１８ａを形成し、排出通路１８ａは排出孔１８に連通する。
【００７７】
図１３に示す第２形式の複合砥石頭キャップ４ａにおいては、第１キャップ部材６１の円筒部６１ｂの下部を半径方向に貫通する排出孔１８が穿設されている。第２キャップ部材６２の上部域適宜の円弧範囲には、環状溝１１に一致する軸線方向の位置で外周面に沿って適宜の深さ・幅の円弧溝６３が形成されている。
【００７８】
そして、第２キャップ部材６２において砥石頭１における外部からの通気孔１６に続くように後端面から円弧溝６３に達するように軸線方向に通気孔１６ｂが穿設されていると共に、円弧溝６３通気間隙（ラビリンス溝）７０とを連通する軸線方向の通気孔１６ｄが穿設されている。更に、円弧溝６３と環状溝１１とを連通する半径方向の通気孔１６ｃが穿設されている。（図１４参照）
【００７９】
第１キャップ部材６１と第２キャップ部材６２との後端面は同一平面にするべく、嵌着組立て後の平面加工が施されるか、Ｏリング等による主軸頭１の先端面との間の密封が施されるかして、既述のクーラント浸入や空気供給の問題を解消すると、第１形式と異なり、通気孔１６に連通する通気孔１６ｂを第２キャップ部材６１に形成することができるのである。
従って、第２形式の複合砥石頭キャップ４ａにおいては、通気路は全て第２キャップ部材６２に対する加工だけでよく、通気孔に塞栓する必要もない。
【００８０】
上記の第１形式と同様に、第２キャップ部材６２の下部域適宜の円弧範囲には、外周面及び前端面に開放された適宜幅・深さの円弧状凹部が形成され、円弧状凹部は第１キャップ部材６１の内周面と共に排出通路１８ａを形成し、排出通路１８ａは排出孔１８に連通する。
【００８１】
上記の実施の第１０形態（第１形式及び第２形式）において、円弧溝６３に対する通気孔１６ａ・通気孔１６ｂ、通気孔１６ｄ及び通気孔１６ｃの開口位置は、円弧溝６３の円弧範囲内のいずれでもよいが、通気孔１６ｄ及び通気孔１６ｃの開口位置を円弧溝６３の両端域にし、通気孔１６ａ・通気孔１６ｂの開口位置を両者の中間にして、その距離を適宜振り分けて、通気孔１６ｄと通気孔１６ｃとから流出する空気流量を適宜配分する。なお、通気孔１６ｃの出口にノズルを設けてもよい。
【００８２】
上記のようにして、ねじラビリンスの環状溝１１への空気供給量は適正に調節され得る。
円筒部６１ｂの下部には、排出通路８ａの円弧範囲内で開口する複数の排出孔１８，１８・・・が穿設されていてもよい。
【００８３】
上記の実施の第１０形態においては、ラビリンス溝１２が第１キャップ部材６１と第２キャップ部材６２との間の間隙で形成されているが、ねじラビリンスにおける環状溝１１を別々のキャップ部材間の間隙で形成されている形態も考えられる。
【００８４】
第１１形態における砥石頭キャップは、図１５及び図１６に示すように、第１０形態の場合と同様に第１キャップ部材６１と第２キャップ部材６２との２部材から構成されている複合砥石頭キャップ４ａであり、複合砥石頭キャップ４ａの一例として、図４に示す実施の第４形態における砥石頭キャップ４に相当するものの実施の形態について説明する。
そして、砥石頭１には、実施の第４形態の場合と同様の個別の通気孔１６及び通気孔１９が穿設されその前端面に開口している。
【００８５】
実施の第１１形態における複合砥石頭キャップ４ａにおいては、第１キャップ部材６１は、砥石頭キャップ４の前端部となる円環板部６１ａと外周部となる円筒部６１ｂとから形成され、第２キャップ部材６２は、前端側の小径円筒部６２ａと後端側の大径円筒部６２ｂとから形成されて外周面に段部が生じ、第２キャップ部材６２の小径円筒部６２ａと大径円筒部６２ｂの段差は第１キャップ部材６１の円筒部６１ｂの肉厚となる。
【００８６】
第２キャップ部材６２の小径円筒部６２ａが第１キャップ部材６１の円筒部６１ｂに嵌着されて、第１キャップ部材６１の円筒部６１ｂの後端面に第２キャップ部材６２の外周面段部が当接して、第１キャップ部材６１と第２キャップ部材６２とは一体となり、図４の砥石頭キャップ４と同じものになる。
砥石頭１での通気孔が個別の通気孔１６及び通気孔１９に対応する形態においては、第１キャップ部材６１と第２キャップ部材６２との嵌着において、冷し嵌め等の必要がない。
【００８７】
第２キャップ部材６２の小径円筒部６２ａの前端面と第１キャップ部材６１の円環板部６１ａの内側面との間には適宜の間隙、即ち通気間隙（ラビリンス溝）７０が保たれ、通気間隙７０は、図４の砥石頭キャップ４の通気孔１９に連通したラビリンス溝１２に相当し、孔加工を要しないで、深いラビリンス溝が形成され得る。
【００８８】
図１５に示す第１形式の複合砥石頭キャップ４ａにおいては、第１キャップ部材６１の円筒部６１ｂの上部を半径方向に貫通する通気孔１９ａが穿設されると共に、砥石頭１における外部からの通気孔１９に続くように後端面から通気孔１９ａに達するように軸線方向に通気孔１９ｂが穿設されている。通気孔１９ａは、第１キャップ部材６１の外周面から通気孔１９ｂに達するまでは塞栓されており、通気孔１９ａと通気孔１９ｂとは連通した鉤形の通気孔となっている。
【００８９】
第２キャップ部材６２の小径円筒部６２ａの上部域適宜の円弧範囲には、外周面及び前端面に開放された適宜幅・深さの円弧状凹部が形成され、円弧状凹部は第１キャップ部材６１の内周面と共に通気路１９ｄを形成し、通気路１９ｄは通気孔１９ａに連通する。
【００９０】
更に、第２キャップ部材６２の小径円筒部６２ａを半径方向に貫通して環状溝１１の溝底に至るように通気孔１６ｃが穿設されており、又、第２キャップ部材６２には、砥石頭１における外部からの通気孔１６に連通するように、後端面から通気孔１６ｃに達するように軸線方向に通気孔１６ｂが穿設されており、小径円筒部６２ａの外周面における通気孔１６ｃの開口は塞栓されており、通気孔１６ｃと通気孔１６ｂとは連通した鉤形の通気孔となっている。
【００９１】
そして、第１キャップ部材６１と第２キャップ部材６２とが一体結合された状態になったとき、砥石頭１における外部からの通気孔１９と第１キャップ部材６１の通気孔１９ｂとを連通するように、第２キャップ部材６２の後端面から第１キャップ部材６１の通気孔１９ｂに達するまで軸線方向に通気孔１９ｃが穿設されている。
【００９２】
図１６に示す第２形式の複合砥石頭キャップにおける第２キャップ部材６２には、小径円筒部６２ａの外周面から半径方向に貫通して環状溝１１の溝底に至るように、通気孔１６ｃが穿設されている。
又、第２キャップ部材６２には、砥石頭１における外部からの通気孔１６及び通気孔１９に連通するように、後端面から通気孔１６ｃに達するように軸線方向に通気孔１６ｂ及び通気孔１９ｃが穿設されている。
【００９３】
第２キャップ部材６２の小径円筒部６２ａの上部域適宜の円弧範囲には、外周面及び前端面に開放された適宜幅・深さの円弧状凹部が形成され、円弧状凹部は第１キャップ部材６１の内周面と共に通気路１９ｄを形成し、通気路１９ｄは通気孔１９ｃに連通する。そして、第２キャップ部材６２の通気孔１６ｃは、第２キャップ部材６２の小径円筒部６２ａの外周面の開口部が塞栓されている。
【００９４】
第２形式の複合砥石頭キャップ４ａにおいては、通気路は全て第２キャップ部材６２に対する加工だけでよく、通気孔に対する塞栓箇所も１箇所になる。
上記の第１形式及び第２形式のいずれにおいても、第１キャップ部材６１の円筒部６１ｂの下部を半径方向に貫通する排出孔１８が穿設されており、第２キャップ部材６２の下部域適宜の円弧範囲には、外周面及び前端面に開放された適宜幅・深さの円弧状凹部が形成され、円弧状凹部は第１キャップ部材６１の内周面と共に排出通路１８ａを形成し、排出通路１８ａは排出孔１８に連通する。
【００９５】
図１７及び図１８に示す第１２形態における工具主軸のシール装置においては、環状溝１１の空気圧が大きいと排出孔８へ空気が導入され、軸受油槽での泡立ちや油漏れの原因となり、逆に空気圧が小さいと充分なシール効果を得ることができないため、空気圧を適切に調整する必要があるということに鑑みて圧力調整手段が講じられている。即ち、流入側の通気孔にオリフィスが設けられると共に、排出側に圧力調整弁が設けられる。
【００９６】
シール装置の一例としての図１に示す実施の第１形態におけるシール装置及び図４に示す実施の第４形態の変形（通気孔１６と通気孔１９は、単一の共通の通気孔となり、環状溝１１にも排出孔１７が形成されている）におけるシール装置に対してその手段が適用された実施の形態を説明する。従って、空気圧調整手段の適用は実施の第１形態及び第４形態の変形におけるシール装置に限らない。
【００９７】
砥石頭１に先端面に当接する砥石頭キャップ４の後端面における通気孔１６の開口部に環状のオリフィス７１が嵌着されている。
そして、前後ねじラビリンス１４，１５間の環状溝１１の排出孔１７には、圧力調整弁７２（例えばばねボール弁形式圧力調整弁）が嵌着されている。圧力調整弁７２は、排出孔１７に嵌着されないで、排出孔１７に接続された適宜の排気管路に設けられていてもよい。
【００９８】
通気孔１６に対する空気供給源からの空気供給量が少量でも、十分な圧力が維持され、工具主軸のシール装置のシール効果が維持される。即ち、空気供給源からの供給量を削減できるので、省エネルギ・省資源となる。又、空気供給系において、減圧弁や流量調整弁の設置が省略され得るので、装置も簡素化され、保守管理も容易となり、低コストにつながる。
更に、空気供給源からの供給空気圧の変動や、装置の違いによる流路抵抗のばらつきがあっても、ねじラビリンスにおける空気圧が適正に保持される。
【００９９】
実施の第１３形態における工具主軸のシール装置には、図１９及び図２０に示すように、空気供給源からの管路を通気孔の流入開口に接続するのに際し、通気孔の流入開口部Ａが大径に拡径されて大気に開放されていると共に、空気供給源からの管路Ｐの流出端がノズル８１に形成され、拡径された通気孔の流入開口部Ａに対し周囲に間隙Ｄをもたせて前記ノズル８１が挿入されている。
【０１００】
図１９に示す第１形式の工具主軸のシール装置は、図４に示す実施の第４形態の形式に適用した例であり、図２０に示す第２形式の工具主軸のシール装置は、その変形で通気孔１６が通気孔１９に接続され通気孔１９が共通の通気孔となっている形式に適用した例である。
【０１０１】
拡径開口に空気噴出ノズルを挿入するという構成の代りに、図２１に示すような略管状体の接続部材８０を用いてもよい。空気供給源からの管路Ｐは、接続部材８０を介して通気孔１９の流入開口に接続されている。
接続部材８０は、管路Ｐの開口先端に対する結合部８３と通気孔１９に対する結合部８４との中間部にノズル８１が形成され、ノズル８１の先端位置において半形方向に外周面に開口し、外部の大気に連通する一対の開放孔８２，８２が形成されている。
【０１０２】
通気孔１６が別設されている形式の場合、単に開放されている通気孔１６にもノズル８１と開放孔８２とが形成された接続部材８０を介して空気供給源からの管路Ｐが接続されていてもよい。
管路Ｐ中に減圧弁や流量調整弁の設置は必要としないが、それらの設置があってもよい。
【０１０３】
ノズル８１からの空気の噴流は、周囲の間隙ｄ又は開放孔８２，８２から大気の空気を巻き込んで、空気供給源からの供給量以上の空気が砥石頭キャップの内面に供給され、工具主軸のシール装置のシール効果が向上する。
即ち、空気供給源からの供給量を削減できるので、省エネルギ・省資源となる。又、空気供給系において、各種弁を必要としないので、装置も簡素化され、保守管理も容易となり、低コストをもたらす。
万一、空気供給系の故障が生じても、解放大気からの空気が流入して一応のシール効果が維持され得る。
【０１０４】
実施の第１４形態における工具主軸のシール装置は、図２２及び図２３に示すように、砥石軸２に後端側から先端近傍まで中心孔２０が形成され、中心孔２０の後端側には冷却空気供給源からの管路が接続されており、中心孔２０の先端部においては、工具主軸のシール装置の砥石頭キャップ４の内周面に開口した通気孔が形成されている。
【０１０５】
この構成は、既述の各種砥石頭キャップ４に適宜され得るが、図２２に示す第１形式においては、図１の実施の第１形態の工具主軸のシール装置に適用した例を示しており、一対の通気孔９１，９１が、中心孔２０の先端部において半径方向に砥石軸２の外周面に開口し、図１の実施の第１形態の工具主軸のシール装置の通気孔１６の代りに、環状溝１１に向っている。
【０１０６】
又、図２３に示す第２形式においては、図２の実施の第２形態の工具主軸のシール装置に適用した例を示しており、通気孔９１，９１は、図２の実施の第２形態の工具主軸のシール装置のラビリンス溝１２に向って開口している。又、必要に応じて、ラビリンス溝１２に向う通気孔９１，９１だけでなく、環状溝１１に向う通気孔９１も併設してよい。
【０１０７】
更に、ラビリンス溝１２の下方域溝底には、砥石頭キャップ４を貫通して外部に単に開放された排出孔１８が開口しており、環状溝１１の排出孔１７は、図示のように、圧力調整弁７２が設けられていてもよく、又は外部に貫通していなくでもよい。
冷却空気供給源から中心孔２０に供給された冷却空気は、砥石軸２の冷却を行う。
【０１０８】
それと共に、通気孔９１，９１から工具主軸のシール装置の環状溝１１やラビリンス溝１２に向って噴出し、溝内の圧力を高め、外部からのクーラントの流体軸受３への浸入を防止すると共に、浸入したをクーラントを空気により排出する。それと同時に、環状溝１１に流入した空気により後ねじラビリンス１５のポンプ作用を向上させ、排出孔８側の圧力を高めて軸受油槽へ軸受油を向わせ、外部への軸受油の漏出を防止する機能を向上させる。
【０１０９】
冷却流体は、油液でなく空気であるので、戻り流路を設ける必要はない。
即ち、砥石軸２の冷却、クーラントの浸入防止及び軸受油の漏出防止を簡単な構造手段により同時に行うことができる。
【０１１０】
上記実施の第１乃至第１４形態の端面ラビリンス３０において、外周環状突部３１ｂを外周側から覆う環状突部３４が存在する場合と存在しない場合とが図示されているが、それは、各実施の形態において、いずれの形式も適宜選択し得るものである。
又、上記実施の第１乃至第１４形態における前ラビリンスの複数段化、通気孔の複数化、通気孔の開口先、砥石頭キャップの中間空気室・間隙等は、適宜に選択組合せの構成を採り得る。
【０１１１】
【発明の効果】
この発明の工作機械の工具主軸のシール装置においては、クーラントは、前ねじラビリンスを通過したとしても、環状溝において、回転停止中でも空気流と共に排出路から下方に排出される。従って、クーラントの浸入及び流体軸受の潤滑油への空気の混入は、従来の技術の場合に比し、十分に抑止される。（請求項１）
【０１１２】
環状溝におけるクーラントの排出に加えて、クーラントの浸入抑止は、前ラビリンスによる抑止が加わるので、一層向上する。（請求項２）
流体軸受から隔てられたラビリンス溝に排出路が形成されているので、クーラントは、一部が端面ラビリンスを通過したとしても、前ラビリンスに到る前に、排出路から流出し、主軸頭内へ浸入し難い。（請求項３）
【０１１３】
ラビリンス溝にも通気路を介して空気が圧送される形式では、端面ラビリンス及び前ラビリンスを通過したクーラントは、ラビリンス溝において排出路から空気流と共に下方に排出されるので、更に環状溝側へ浸入し難い。
しかも、環状溝へ圧送される空気の圧力は、空気が後ねじラビリンスを通過して流出し、軸受油槽へ流入し、流体軸受の潤滑油に混入する恐れを考慮して、上限の調節が難かしいが、ラビリンス溝は、排出路と直通し、且つ主軸ハウジングの軸受部より隔てられているので、ラビリンス溝への空気圧送は、軸受の潤滑油への混入に関する考慮の必要が環状溝に関する場合より少ないので、有効に機能する。
【０１１４】
上記の形式においては、環状溝の通気路が単に外部開放にする形式であれば、潤滑油への空気の混入の恐れが少なく、クーラント浸入抑止が十分行われるラビリンス溝への空気の圧送にクーラント浸入抑止を託し、軸受に近い環状溝からの空気の流出による軸受の潤滑油への空気の混入を防止する。（請求項４）
【０１１５】
工具主軸のシール装置においては、十分な性能を発揮するには、ラビリンス溝及び前後ねじラビリンス間の環状溝への供給空気が十分で且適正な量でなければならず、しかもそのためには、砥石頭キャップの内周面の軸線方向で狭い範囲に幅狭で深い円周方向の溝、特に複数の溝を適正な寸法で形成し、その夫々に通気孔を連通するように加工しなければならない。
この発明の工具主軸のシール装置の複数に分割された砥石頭キャツプを用いた場合、上記の加工が非常に容易になる。（請求項５）
【０１１６】
軸ラビリンスにおいて、前ラビリンスが複数段に形成されることにより、クーラント浸入抑止性能を向上させることができる。即ち、クーラントが前段の前ラビリンスを通過したとしても、副ラビリンス溝において、空気流と共に排出路から下方に排出されるので、クーラントが後段の前ラビリンス乃至前ねじラビリンスの方に浸入する可能性が低減する。
【０１１７】
又、副ラビリンス溝を環状溝に連通した排出路に絞り通路を介して連通させることにより、副ラビリンスに浸入したクーラントは、この絞り通路を介して強制的に排出路から排出されるため、環状溝側へのクーラントの浸入を更に抑止することができる。（請求項６，７）
【０１１８】
上方から加工箇所に向って噴出されたクーラントの主軸ハウジング内への浸入に対して、端面ラビリンスによる抑止は、一層十分に行われる。
即ち、円環状凹凸部の端面ラビリンスによるクーラントの浸入の抑止に加えて、二重環状溝は、更にクーラントの浸入を抑止する。
【０１１９】
しかも、クーラントが二重環状溝にまで浸入したとしても、通気路を介して環状溝に圧送された空気と共に排出路から下方に排出され、軸ラビリンスに向ってのクーラントの浸入の可能性は、かなり低減される。
空気が圧送される前ラビリンスと同様の機能が端面ラビリンにおいて備えられるのであり、しかも、前ラビリンスへの空気圧送の形式における軸方向寸法の長さによる剛性の問題は解消される。（請求項８）
【０１２０】
工具主軸のシール装置においては、環状溝の空気圧が大きいと排出孔へ空気が導入され、軸受油槽での泡立ちや油漏れの原因となり、逆に空気圧が小さいと充分なシール効果を得ることができないため、空気圧を適切に調整する必要があるが、この発明の工具主軸のシール装置においては、適正な空気圧を保持することができる。（請求項９）
【０１２１】
軸ラビリンス部におけるラビリンス溝や端面ラビリンス部における二重環状溝の少なくとも一方の環状溝に連通した通気路から更に主軸ハウジング前側部の円筒状隙間を介して端面ラビリンス部の円環状凹凸部に向って空気が圧送される形式では、端面ラビリンス部の性能が向上する。（請求項１０，１１）
【０１２２】
端面ラビリンス部において、円環状凹凸部をその外周側から覆い、下方域で外方に連通する排出開口部が形成されているカバーが設けられると、円環状凹凸部に上方から噴出されるクーラントが直接当ることを防止し、ラビリンスの効果を高める。（請求項１２）
【０１２３】
ノズルからの空気の噴流は、周囲の間隙又は開放孔から大気の空気を巻き込んで、空気供給源からの供給量以上の空気が砥石頭キャップの内面に供給され、工具主軸のシール装置のシール効果が向上する。即ち、空気供給源からの供給量を削減できるので、省エネルギ・省資源となる。又、空気供給系において、各種弁を必要としないので、装置も簡素化され、保守管理も容易となり、低コストをもたらす。万一、空気供給系の故障が生じても、解放大気からの空気が流入して一応のシール効果が維持され得る。（請求項１３）
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の第１形態における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図２】この発明の実施の第２形態における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図３】この発明の実施の第３形態における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図４】この発明の実施の第４形態における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図５】この発明の実施の第５形態における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図６】この発明の実施の第６形態における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図７】この発明の実施の第７形態における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図８】この発明の実施の第８形態における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図９】この発明の実施の第９形態における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態における砥石軸のシール装置の端面ラビリンスの断面図である。
【図１１】この発明の実施の第１０形態の第１形式における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図１２】図１１の線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図１３】この発明の実施の第１０形態の第２形式における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図１４】図１３の線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図１５】この発明の実施の第１１形態の第１形式における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図１６】この発明の実施の第１１形態の第２形式における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図１７】この発明の実施の第１２形態の第１形式における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図１８】この発明の実施の第１２形態の第２形式における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図１９】この発明の実施の第１３形態の第１形式における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図２０】この発明の実施の第１３形態の第２形式における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図２１】この発明の実施の第１３形態における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の空気供給路の接続部材の断面図である。
【図２２】この発明の実施の第１４形態の第１形式における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図２３】この発明の実施の第１４形態の第２形式における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【図２４】従来の技術における流体軸受で支承された研削盤の砥石軸のシール装置の断面図である。
【符号の説明】
１  砥石頭
２  砥石軸
３  流体軸受
４  砥石頭キャップ
５  砥石車
５ａ  砥石コア
５ｂ  砥石層
６，７  環状溝
８  排出孔
１０  軸ラビリンス
１１  環状溝
１２  ラビリンス溝
１３  前ラビリンス
１４  前ねじラビリンス
１５  後ねじラビリンス
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ  通気孔
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ  通気路
３７，３９，５３  通気孔
１７，１８，２１，４０  排出孔
１８ａ  排出通路
２０  副ラビリンス溝
２２  絞り
３０  端面ラビリンス
３１  環状溝
３１ａ  環状段部
３１ｂ，３２，３４，４１  環状突部
３３，３５，３８，４２  排出切欠部
３６ａ，３６ｂ  （二重）環状溝
５０  砥石覆い
５０ａ  筒状取付け部
５１  間隙
５２  空気中間室
５４  排出溝
４ａ  複合砥石頭キャップ
６１  第１キャップ部材
６１ａ  円環板部
６１ｂ  円筒部
６２  第２キャップ部材
６２ａ  小径円筒部
６２ｂ  大径円筒部
６３  円弧溝
７０  通気間隙（ラビリンス溝）
７１  オリフィス
７２  圧力調整弁
８０  接続部材
８１  ノズル
８２  開放孔
８３，８４  結合部
Ａ  流入開口部
Ｄ  間隙
Ｐ  管路
９０  中心孔
９１  通気孔
【図１】
0003664217.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003664217.tif 000013
【図１３】
0003664217.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003664217.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
0003664217.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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