(57)【要約】【課題】回転軸とハウジングとの間のクリアランスからクーラントなどの異物の侵入を防止することができる、回転軸のシール装置及び、シール装置に用いられるシールキャップを提供する。【解決手段】収容空間をもつ略円筒形状のハウジングと、収容空間に回転自在に収容されるとともにハウジングのフロントキャップ１４の内周面との間に軸方向端面３０ａに開口する円筒形状のクリアランス３０を隔てて配置された主軸スピンドル２と、ハウジング内部に形成されたリング形状をもつ環状路６と、環状路６とクリアランス３０の軸方向端面よりも軸方向内側の軸方向内部３０ｂとの間を連通する連通部７とをもつ。連通部７は、環状路６とクリアランス３０の軸方向内部３０ｂとの間を周方向に１又は複数の仕切部１５ｄで区画することにより形成され周方向に配列された複数の分割通路５からなる。【選択図】図３
2009085340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容空間をもつ筒形状のハウジングと、
前記収容空間に回転自在に収容されるとともに前記ハウジングの内周面との間に軸方向端面に開口する円筒形状のクリアランスを隔てて配置された回転軸と、
前記ハウジング内部に形成されたリング形状をもつ環状路と、
前記環状路と前記クリアランスの軸方向端面よりも軸方向内側の軸方向内部との間を連通する連通部と、をもち、
前記環状路から前記連通部を経て前記クリアランスにエアが導出されることにより前記クリアランスへの前記軸方向端面からの異物の侵入を防止する回転軸のシール装置であって、
前記連通部は、前記環状路と前記クリアランスの前記軸方向内部との間を周方向に仕切部で区画することにより形成されて周方向に配列された複数の分割通路からなることを特徴とする回転軸のシール装置。
【請求項２】
前記分割通路の前記クリアランス側へ開口する導出開口端での流体抵抗は、前記環状路の内周側での流体抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の回転軸のシール装置。
【請求項３】
前記複数の分割通路の前記導出開口端の開口面積の総和は、前記環状路の内周面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転軸のシール装置。
【請求項４】
前記分割通路の前記環状路側へ開口する導入開口端の軸方向幅が、前記環状路の内周面の軸方向幅よりも小さいことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の回転軸のシール装置。
【請求項５】
前記分割通路の前記導出開口端の軸方向幅は、前記分割通路の前記環状路側へ開口する導入開口端の軸方向幅よりも小さいことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の回転軸のシール装置。
【請求項６】
前記分割通路は、前記分割通路の前記環状路側へ開口する導入開口端側から前記分割通路の前記クリアランス側へ開口する導出開口端側に向う方向が、前記軸方向端面側に向って傾斜していることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の回転軸のシール装置。
【請求項７】
前記クリアランスにおける前記分割通路の導出開口端よりも軸方向内側の開口面積は、前記クリアランスにおける前記導出開口端よりも軸方向外側の開口面積よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の回転軸のシール装置。
【請求項８】
前記分割通路の導出開口端の周方向幅は、前記仕切部の前記クリアランスに対向している内周面の周方向幅よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の回転軸指示装置のシール構造。
【請求項９】
前記ハウジングには、前記回転軸との間で前記クリアランスを形成するリング状のシールキャップが着脱可能に固定されており、
前記シールキャップの表面は、前記ハウジングとの間で前記環状路を構成する環状路形成部と、前記回転軸との間で前記クリアランスを構成するクリアランス形成部と、前記ハウジングとの間で前記分割通路を構成する分割通路形成部とをもつことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の回転軸のシール装置。
【請求項１０】
収容空間をもつハウジングと、前記収容空間に回転自在に収容された回転軸との間に円筒形状のクリアランスを形成するとともに前記ハウジングに着脱可能に固定されるシールキャップであって、
前記シールキャップの表面は、リング形状の環状路を前記ハウジングとの間で構成する環状路形成部と、前記回転軸との間で前記クリアランスを構成するクリアランス形成部と、前記環状路と前記クリアランスとの間を連通し周方向に仕切部で区画されることにより形成され周方向に配列された複数の分割通路を構成する分割通路形成部と、をもつことを特徴とするシールキャップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の主軸装置などの回転軸とハウジングとの間のクリアランスをエアシールする、回転軸のシール装置及び、シール装置に用いられるシールキャップに関する。
【背景技術】
【０００２】
マシニングセンタのスピンドルの先端には、工具ホルダが固定されて、スピンドルの回転により、加工物の切削などの加工処理が行われる。スピンドルは、ハウジングに回転自在に収容されている。スピンドルとハウジングとの間にはクリアランスが形成されている。
【０００３】
そして、クリアランスにクーラントなどの異物が侵入するのを防止するために、ハウジング内に配設した環状通路からクリアランスにエアを吹き付けるエアシールを行っている（特許文献１，２）。クリアランスは、スピンドルの振れ回り、幾何学的誤差形状、組付け誤差、加工負荷等によるスピンドルの変形を考慮して設けられているため、クリアランスには、所定量の開口幅が必要となる。このため、外部とクリアランスとの間のエア圧力差が小さく、シール効果は、主にエア供給路からのエアの流速に頼っている。よって、クリアランスの一部に異物が侵入すると、エアが他の部位（異物の周囲）に流れてしまい、異物侵入前後でエア圧力差は殆ど変わらず、シール効果は上がらない。シール効果を大きくしようとすると、エア流量を多くしなければならず、エア消費量が大きくなってしまう。
【特許文献１】特開２０００−１８３９５公報
【特許文献２】特開２００６−１２５５５４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は係る事情に鑑みて成されたものであり、回転軸とハウジングとの間のクリアランスからクーラントなどの異物の侵入を防止することができる、回転軸のシール装置及び、シール装置に用いられるシールキャップを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の回転軸のシール装置は、収容空間をもつ略円筒形状のハウジングと、前記収容空間に回転自在に収容されるとともに前記ハウジングの内周面との間に軸方向端面に開口する円筒形状のクリアランスを隔てて配置された回転軸と、前記ハウジング内部に形成された環状路と、前記環状路と前記クリアランスの軸方向端面よりも軸方向内側の軸方向内部との間を連通する連通部と、をもち、前記環状路から前記連通部を経て前記クリアランスにエアが導出されることにより前記クリアランスへの前記軸方向端面からの異物の侵入を防止する回転軸のシール装置であって、前記連通部は、前記環状路と前記クリアランスの前記軸方向内部との間を周方向に仕切部で区画することにより形成されて周方向に配列された複数の分割通路からなることを特徴とする（請求項１）。
【０００６】
上記構成によれば、環状路とクリアランスとの間が、仕切部で区画された複数の分割通路により連通している。クーラントなどの異物がクリアランスの軸方向端面から軸方向内側に侵入してきたとき、異物は、分割通路の導出開口端から導出されるエアによって軸方向外側へ排出される。
【０００７】
ここで注目すべきことは、環状路とクリアランスとの間を連通する連通部を、環状路とクリアランスとの間を周方向に仕切部で区画することにより形成された複数の分割通路から構成していることである。このため、複数の分割通路の導出開口端の開口面積の総和は、仕切部のない場合に比べて、仕切部の占有面積分だけ小さくなる。よって、分割通路のエアの圧力低下を抑えることができ、分割通路とクリアランスとのエア圧力差を大きくすることができる。このため、優れたシール効果を発揮することができる。
【０００８】
更に、連通部を仕切部で区画して形成された各分割通路の導出開口端は、連通部を仕切部で区画していない場合の連通部の導出開口端に比べて小さい。このため、クリアランスの内部に侵入してきた異物は、クリアランスにおける分割通路の導出開口端付近を局部的に塞ぐことになる。導出開口端を流通するエアは、仕切部により堰き止められ、他の部位（異物の周囲）に逃げることができず、導出開口端と異物との間の微少間隙に集中する。それゆえ、異物で塞がれた分割通路の導出開口端付近のエア圧力が局部的に高くなる。
【０００９】
一方、連通部が仕切部で区画されていない場合には、リング状に導出開口端が開口していることになる。このため、侵入してきた異物は導出開口端の一部を塞ぐにすぎず、エアが導出開口端の他の部分に逃げてしまい、エア圧力は異物侵入前と比べてさほど変化しない。
【００１０】
したがって、連通部を仕切部で複数に区画して分割通路を形成することにより、異物を排出するエア圧力を、仕切部で区画されていない場合に比べて格段に高くすることができる。よって、本発明によれば、優れたエアシール効果を発揮することができる。
【００１１】
また、分割通路は、ハウジングの内部に周方向に複数配列している。このため、分割通路を軸方向に複数配列させた場合に比べて、ハウジングに分割通路を形成するために必要な軸方向の所要スペースを薄くすることができ、省スペース化を図ることができる。
【００１２】
前記分割通路の前記クリアランス側へ開口する導出開口端での流体抵抗は、前記環状路の内周側での流体抵抗よりも大きいことが好ましい（請求項２）。環状路の内周側には、環状路の径内側に周方向に連続して開口するエア導出開口端であり、仕切部と分割通路に対向している内周面をもつ。したがって、環状路の内周面は、仕切部の外周面と、分割通路の導入開口端とから構成されていることになる。分割通路の導出開口端は、分割通路におけるクリアランス側に開口している開口端部である。分割通路の導出開口端の開口面積は、仕切部が配設されている仕切部占有部分だけ、環状路の内周面の面積よりも小さい。したがって、分割通路の導出開口端の流体抵抗は、環状路の内周側の流体抵抗よりも高くなり、クリアランス側へのエア流通量が抑えられ、環状路とクリアランスとのエア圧力差を大きくすることができる。
【００１３】
前記複数の分割通路の前記導出開口端の開口面積の総和は、前記環状路の内周面の面積よりも小さいことが好ましい（請求項３）。これにより、分割通路のエア流量が環状路のエア流量よりも少なくなる。ゆえに、分割通路でエア流量が制限されて、環状路とクリアランスとのエア圧力差を大きくすることができる。
【００１４】
前記分割通路の前記環状路側へ開口する導入開口端の軸方向幅が、前記環状路の前記内周面の軸方向幅よりも小さいことが好ましい（請求項４）。軸方向とは、ハウジングの軸方向を意味する。これにより、分割通路の導入開口端の開口面積の総和が、環状路の内周面の面積よりも小さくなる。したがって、環状路から分割通路へのエア流出量を制限することができ、環状路とクリアランスとのエア圧力差を大きくすることができる。
【００１５】
前記分割通路の前記導出開口端の軸方向幅は、前記分割通路の前記環状路側へ開口する導入開口端の軸方向幅よりも小さいことが好ましい（請求項５）。これにより、分割通路の導出開口端の開口面積が、分割通路の導入開口端の開口面積よりも小さくなる。ゆえに、分割通路の導出開口端の開口面積の総和が、導入開口端が開口する環状路の内周面の面積よりも小さくなり、環状路とクリアランスとのエア圧力差を大きくすることができる。
【００１６】
前記分割通路は、前記分割通路の前記環状路側へ開口する導入開口端側から前記分割通路の前記クリアランス側へ開口する導出開口端側に向う方向が、前記軸方向端面側に向って傾斜していることが好ましい（請求項６）。これにより、エアがクリアランスの軸方向端面側に向かって導出されやすくなり、クーラントを確実に軸方向端面側へ排出することができる。
【００１７】
前記クリアランスにおける前記分割通路の導出開口端よりも軸方向内側の開口面積は、前記クリアランスの前記導出開口端よりも軸方向外側の開口面積よりも小さいことが好ましい（請求項７）。これにより、分割通路から導出されたエアが、クリアランスの軸方向内側よりも軸方向外側へ向かって多く流出される。ゆえに、クリアランスへの異物の侵入を効果的に抑制することができる。
【００１８】
前記分割通路の前記導出開口端の周方向幅は、前記仕切部の前記クリアランスに対向している内周面の周方向幅よりも大きいことが好ましい（請求項８）。周方向とは、ハウジングの周方向を意味する。導出開口端は、分割通路からクリアランスにエアが導出されるエア導出部であるが、仕切部の内周面はエアが導出しないエア非導出部である。導出開口端の周方向幅を、仕切部の内周面の周方向幅よりも大きくすることにより、クリアランスへのエア導出部の周方向幅を、エア非導出部の周方向幅よりも大きくすることができる。したがって、エア非導出部を通過して軸方向内側に異物が侵入することを効果的に抑制することができる。
【００１９】
前記ハウジングには、前記回転軸との間で前記クリアランスを形成するリング状のシールキャップが着脱可能に固定されており、前記シールキャップの表面は、前記ハウジングとの間で前記環状路を構成する環状路形成部と、前記回転軸との間で前記クリアランスを構成するクリアランス形成部と、前記ハウジングとの間で前記分割通路を構成する分割通路形成部とをもつことが好ましい（請求項９）。このシールキャップをハウジングに固定すると、上記の優れた効果をもつ回転軸のシール装置を得ることができる。シールキャップは、ハウジングから着脱可能に固定されているため、クリアランスや分割通路などにクーラント等の異物が付着したときに、取り外して異物を除去することができる。異物が付着する可能性があるクリアランス形成部、分割通路形成部及び環状路は、シールキャップの表面に形成されている。このため、ハウジングから取り外すと、シールキャップの表面が露出して、付着した異物を容易に除去することができる。また、異物を除去した後には、再度ハウジングに取り付けることができる。したがって、メンテナンス性に優れている。なお、シールキャップをハウジングに装着するにあたっては、公知の技術を適用できる。例えば、ハウジングにシールキャップを嵌着し、ボルトで締結し、取り外すときにはボルトを緩めてハウジングからシールキャップを離脱する。
【００２０】
本発明のシールキャップは、収容空間をもつハウジングと、前記収容空間に回転自在に収容された回転軸との間に円筒形状のクリアランスを形成するとともに前記ハウジングに着脱可能に固定されるシールキャップであって、前記シールキャップの表面は、リング形状の環状路を前記ハウジングとの間で構成する環状路形成部と、前記回転軸との間で前記クリアランスを構成するクリアランス形成部と、前記環状路と前記クリアランスとの間を連通し周方向に１又は複数の仕切部で区画されることにより形成され周方向に配列された複数の分割通路を構成する分割通路形成部と、をもつことを特徴とする（請求項１０）。
【００２１】
シールキャップをハウジングに固定することにより、上記の優れた効果をもつ回転軸のシール装置を得ることができる。シールキャップは、ハウジングから着脱可能に固定されるため、クリアランスや分割通路などにクーラント等の異物が付着したときに、取り外して異物を除去することができる。したがって、メンテナンス性に優れている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、環状路とクリアランスとの間の連通部を仕切部によって周方向に区切ったことによりシール効果が向上し、回転軸とハウジングとの間のクリアランスからクーラントなどの異物の侵入を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の回転軸のシール装置の軸方向断面図である。図２は、回転軸の軸方向端面付近の拡大断面図である。図３は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図１、図２に示すように、回転軸のシール装置は、マシニングセンタの主軸のシール装置であり、収容空間３をもつ略円筒形状のハウジング１と、収容空間３に回転自在に収容された回転軸としての主軸スピンドル２とをもつ。主軸スピンドル２は、ハウジング１の内周面との間に、軸方向端面３０ａに開口する円筒形状のクリアランス３０を隔てて配置されている。ハウジング１の内部には、リング形状をもつ環状路６と、環状路６とクリアランス３０の軸方向端面３０ａよりも軸方向内側の軸方向内部３０ｂとの間を連通する連通部７とをもつ。図２，図３に示すように、連通部７は、環状路６とクリアランス３０の軸方向内部３０ｂとの間を周方向に複数の仕切部１５ｄで区画することにより形成されて周方向に配列された複数の分割通路５からなる。環状路６から連通部７を経てクリアランス３０にエアが導出されることによりクリアランス３０への軸方向端面３０ａからの異物の侵入を防止している。以下、本実施形態の回転軸のシール装置について更に詳細に説明する。
【００２４】
図１に示すように、ハウジング１は、内部に断面円形の収容空間３をもつ略円筒形状であり、主軸ハウジング１１と、主軸ハウジング１１の径内側に嵌挿された軸受ハウジング１２と、フロントキャップ１４と、シールキャップ１５とをもつ。主軸ハウジング１１は、軸受ハウジング１２及びモータを固定するための略円筒形状の部材である。軸受ハウジング１２は、軸受１３を介して主軸スピンドル２を回転自在に支持する略円筒形状の部材である。軸受ハウジング１２の径内側には複数の軸受１３が所定間隔を隔てて保持されている。軸受１３の径内側には、回転軸としての主軸スピンドル２が配置されて、軸受１３によって回転自在に支持されている。
【００２５】
主軸スピンドル２は、モータの回転を工具ホルダ２３を介して刃具などの工具に伝達するための円筒形状の部材である。主軸スピンドル２は軸受１３よりも軸方向内側で主軸スピンドル２の外周に嵌着されたビルトインモータ（図示略）により回転駆動されるようになっている。主軸スピンドル２の内部には、図略のドローバー、皿ばねなどから構成される公知のクランプ機構２１が保持されており、主軸スピンドル２の軸方向外側の先端のテーパ孔に装着される工具ホルダ２３をクランプするようになっている。クランプ機構２１はプッシュロッド２２に収容されている。更に、主軸スピンドル２の後方端部には、図示しないロータスリーブを介してモータのロータが固定されている。工具ホルダ２３の先端には、図略の刃具などの工具が保持されて、この工具により工作物の加工が行われる。
【００２６】
図１，図２に示すように、主軸ハウジング１１及び軸受ハウジング１２の軸方向外側の端部には、フロントキャップ１４が取り付けられている。フロントキャップ１４の内周面と主軸スピンドル２の外周面との間には、軸受１３よりも軸方向外側にリング状のシールキャップ１５が着脱可能に固定されている。シールキャップ１５の表面は、内周面１５ａと、外周面に形成したリング溝１５ｂと、軸方向外側端面１５ｇをもち径外側に突出するフランジ部１５ｆと、軸方向内側端面１５ｃとをもつ。図３に示すように、軸方向内側端面１５ｃは、凸状の仕切部１５ｄと凹状のスリット溝１５ｅとを周方向に交互に等間隔に配列させている。
【００２７】
図２に示すように、シールキャップ１５のリング溝１５ｂとフロントキャップ１４との間には、環状路６が形成されている。環状路６は、クリアランス３０よりも径の大きい環状通路である。また、環状路６は、クリアランス３０と同心であるが、機能を損なわない範囲で偏心していてもよい。環状路６の外周面６ｂには、フロントキャップ１４の内部に形成されたエア通路６１の一端６１ａが開口している。エア通路６１の他端は、図示しないエア供給源と接続されている。
【００２８】
図２，図３に示すように、シールキャップ１５の軸方向内側端面１５ｃとフロントキャップ１４との間には、環状路６とクリアランス３０との間を連通する連通部７が形成されている。軸方向内側端面１５ｃに形成されている仕切部１５ｄは、フロントキャップ１４の軸方向端部１４ａと隙間なく当接している。軸方向内側端面１５ｃに形成されているスリット溝１５ｅとフロントキャップ１４の軸方向端部１４ａとの間には、隣設する仕切部１５ｄの突出量分の高さをもつ空間からなる分割通路５が形成されている。このようにして、連通部７は、シールキャップ１５の仕切部１５ｄで周方向に区画して形成された複数の分割通路５をもつ。図８に示すように、分割通路５の導入開口端５ａは、環状路６の内周面６ａに開口しており、導出開口端５ｂはクリアランス３０の軸方向内部３０ｂに開口している。分割通路５は、周方向に等間隔に同一形状で配列している。分割通路５は、導入開口端５ａから導出開口端５ｂに向かう方向が、軸方向端面３０ａ側に向かって傾斜している。
【００２９】
シールキャップ１５の内周面１５ａと主軸スピンドル２との間には円筒形状のクリアランス３０が形成されている。クリアランス３０は、主軸スピンドル２の軸方向端面３０ａに開口している。
【００３０】
シールキャップ１５の径外側に突出するフランジ部１５ｆは、フロントキャップ１４の内周面に形成された嵌合部１４ｂに着脱可能に嵌着されて、図示しないボルトなどの締結手段によりフロントキャップ１４に対して固定されている。フランジ部１５ｆの軸方向外側端面１５ｇは、フロントキャップ１４の軸方向端面１４ｇと同一面を構成している。
【００３１】
図３に示すように、環状路６の内周面６ａは、仕切部１５ｄの外周面１５ｍと、分割通路５の導入開口端５ａとから構成されている。内周面６ａには、内周面６ａの面積よりも小さい分割通路５の導入側開口端５ａが開口している。分割通路５の導出開口端５ｂは、クリアランス３０の軸方向内側の軸方向内部３０ｂに開口している。そして、環状路６の内周面６ａは、周方向に連続しているが、分割通路５は、周方向に所定の幅をもつ仕切部１５ｄにより仕切られている。このため、分割通路５の導出開口端５ｂの周方向幅Ｈ２の総和は、環状路６の内周面６ａの内周長さよりも小さくなる。また、分割通路５の導出開口端５ｂの周方向幅Ｈ２は、仕切部１５ｄのクリアランス３０に対向している内周面１５ｋの周方向幅Ｈ１よりも大きい。また、図４に示すように、分割通路５の導入開口端５ａは、環状路６の内周面６ａの軸方向内側に段状に開口しているため、分割通路５の導入開口端５ａの軸方向幅Ｈ４は、環状路６の内周面６ａの軸方向幅Ｈ５よりも小さい。また、各分割通路５の導入開口端５ａ及び導出開口端５ｂは、同一開口面積である。このため、分割通路５の導出開口端５ｂの軸方向幅Ｈ６は、導入開口端５ａの軸方向幅Ｈ４と同じであり、環状路６の内周面６ａの軸方向幅Ｈ５よりも小さい。従って、複数の分割通路５の導出開口端５ａの開口面積の総和は、環状路６の内周面６ａの面積よりも小さくなる。
【００３２】
本実施形態の回転軸のシール装置の作用を説明する。エア供給源からエア通路６１を通じて環状路６に高圧のエアが供給される。すると、エアは、分割通路５を経てクリアランス３０に導出される。このエア圧力によりクリアランス３０の軸方向外側からクーラントなどの異物の侵入を防止している。
【００３３】
ここで注目すべきことは、分割通路５の導出開口端５ｂは、環状路６とクリアランス３０との間を仕切部１５ｄで周方向に区画することにより形成されていることである。このため、複数の分割通路５の導出開口端５ｂの開口面積の総和は、仕切部１５ｄのない場合に比べて、仕切部１５ｄの占有面積分だけ小さくなる。よって、分割通路５の導出開口端５ｂの流体抵抗は、環状路６の内周側の流体抵抗よりも高くなる。ゆえに、分割通路５のエアの圧力低下を抑えることができ、分割通路５とクリアランス３０とのエア圧力差を大きくすることができる。このため、エアシール性が高くなる。
【００３４】
更に、図５に示すように、仕切部１５ｄで連通部７を区画することにより形成された各分割通路５の導出開口端５ｂは、仕切部１５ｄで区画されていない場合の連通部７の導出開口端７ｂに比べて狭くなっている（図６）。このため、クリアランス３０の内部に侵入してきた異物８は、クリアランス３０における分割通路５の導出開口端５ｂ付近を局部的に塞ぐことになる。導出開口端５ｂに流通するエア９は、仕切部１５ｄにより堰き止められ、異物８の周囲の他の部位に逃げることができず、導出開口端５ｂと異物８との間の微少間隙に集中する。それゆえ、異物８で塞がれた分割通路５の導出開口端５ｂ付近（Ｂ部位）のエア圧力が局部的に高くなる。このため、図７、図４に示すように、導出開口端５ｂ付近（Ｂ部位）のエア圧力は、クリアランス３０の軸方向端面３０ａ付近（Ａ部位）のエア圧力に比べて格段に高くなり、環状路６の内周面６ａ付近（Ｃ部位）の高圧のエア圧力に近づく。
【００３５】
一方、図６に示すように、連通部７が仕切部１５ｄで区画されていない場合には、リング状に導出開口端７ｂが開口することになり、異物８が侵入してきても導出開口端７ｂの一部を塞ぐにすぎず、エア９が導出開口端７ｂの他の部分に逃げてしまう。このため、異物８が侵入してきたときの導出開口端７ｂ付近（Ｂ部位）でのエア圧力は、異物侵入前と比べてさほど変化せず、クリアランス３０の軸方向端面３０ａ付近（Ａ部位）と同程度となる。
【００３６】
したがって、本実施形態のように、環状路６とクリアランス３０との間の連通部７を仕切部１５ｄで区画して複数の分割通路５を形成することにより、異物８を排出するエア圧力を、仕切部１５ｄで区画されていない場合に比べて格段に高くすることができる。よって、優れたエアシール効果を発揮することができる。
【００３７】
また、分割通路５は、ハウジング１の内部に周方向に複数配列している。このため、分割通路５を軸方向に複数配列させた場合に比べて、ハウジング１に分割通路５を形成するために必要な軸方向の所要スペースを薄くすることができ、省スペース化を図ることができる。
【００３８】
また、シールキャップ１５は、ハウジング１のフロントキャップ１５から着脱可能に固定されているため、クリアランス３０、分割通路５又は環状路６などにクーラント等の異物が付着したときに、取り外して異物を除去することができる。したがって、メンテナンス性に優れている。
【００３９】
図８は、本発明の第２の実施形態である回転軸のシール装置の要部の軸方向断面図である。図８に示すように、分割通路５の導入開口端５ａは、分割通路５の導出開口端５ｂよりも大きく、分割通路５の開口径が導出開口端５ｂに向かって漸次狭くなっている。この場合には、導出開口端５ｂの軸方向幅Ｈ６が、導入開口端５ｂの軸方向幅Ｈ４よりも小さくなる。したがって、分割通路５とクリアランス３０とのエア圧力差を大きくすることができる。
【００４０】
図９は、本発明の第３の実施形態である回転軸のシール装置の要部の軸方向断面図である。図９に示すように、分割通路５が、径方向に沿って延び、クリアランス３０に対して垂直方向に開口している。分割通路５の導出開口端５ｂよりも軸方向内側のクリアランス３０の径方向幅Ｈ７が、軸方向外側のクリアランス３０の径方向幅Ｈ８よりも小さい。導出開口端５ｂからクリアランス３０に導出されたエアの多くは、径方向幅の大きい軸方向外側に流れ出て、径方向幅の狭い軸方向内部にはほとんど流れ込まない。したがって、クリアランス３０に侵入してきた異物を効果的に軸方向端面側へ排出することができる。
【００４１】
図１０は、本発明の第４の実施形態である回転軸のシール装置の要部の軸方向断面図である。図１０に示すように、分割通路５の導入開口端５ａの軸方向幅Ｈ４が、環状路６の内周面６ａの軸方向幅Ｈ５と同じである。分割通路５は、導入開口端５ａから導出開口端５ｂに向けて漸次開口径を小さくしており、導出開口端５ｂの軸方向幅Ｈ６は導入開口端５ａの軸方向幅Ｈ４よりも小さい。この場合には、分割通路５内で流体抵抗が漸次増加する。このため、分割通路５とクリアランス３０とのエア圧力差を大きくすることができる。
【００４２】
なお、前記実施形態においては、本発明の回転軸のシール装置を、マシニングセンタの主軸のシール装置に適用した例を挙げているが、これに限定されるものではなく、研削盤の砥石軸やワークが固定されるワーク軸のシール装置に適用してもよい。同様の構成であれば、工作機械に限らず他の用途にも適用することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の実施形態の回転軸のシール装置の軸方向断面図である。
【図２】第１の実施形態の回転軸の軸方向端面付近の拡大断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視線で切断したハウジングの断面図である。
【図４】第１の実施形態の回転軸のシール装置の要部を示す軸方向断面説明図である。
【図５】第１の実施形態の連通部のエアの流れを示すための回転軸のシール装置の径方向断面図である。
【図６】比較のための連通部のエアの流れを示すための回転軸のシール装置の径方向断面図である。
【図７】クリアランスの軸方向端面付近（Ａ部位）、分割通路の内周面端付近（Ｂ部位）、及び環状路の内周面付近（Ｃ部位）でのエア圧力を示す説明図である。
【図８】第２の実施形態の回転軸のシール装置の要部を示す軸方向断面説明図である。
【図９】第３の実施形態の回転軸のシール装置の要部を示す軸方向断面説明図である。
【図１０】第４の実施形態の回転軸のシール装置の要部を示す軸方向断面説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：ハウジング、２：主軸スピンドル、３：収容空間、５：分割通路、５ａ：導入開口端、５ｂ：導出開口端、６：環状路、６ａ：内周面、７：連通部、８：異物、９：エア、１１：主軸ハウジング、１２：軸受ハウジング、１３：軸受、１４：フロントキャップ、１５：シールキャップ、１５a：内周面（ハウジング形成部）、１５ｂ：リング溝（環状路形成部）、１５ｃ：軸方向内側端面（連通部形成部）、１５ｄ：仕切部、１５ｅ：スリット溝（分割通路形成部）、３０：クリアランス、３０ａ：軸方向端面、３０ｂ：軸方向内部、６１：エア通路。
【図１】
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【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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