CN105690179A - 旋转接头支承构造部、机床的主轴以及电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供旋转接头支承构造部、机床的主轴以及电动机。该旋转接头支承构造部能够容易地清扫旋转接头的气室、排出孔和缺口部。旋转接头支承构造部包括：旋转接头容纳部，其用于包围旋转侧构件与固定侧构件之间的接触部分；至少一个排出孔，自外部延伸至旋转接头容纳部；第一清扫通路，其与旋转接头容纳部连通；中空轴容纳部，其用于包围中空轴和中空轴包围部；至少一个缺口部，形成为使外部与中空轴容纳部连通；以及第二清扫通路，其以与至少一个缺口部相对应的方式形成在壳体内。

Description

旋转接头支承构造部、机床的主轴以及电动机

技术领域

本发明涉及用于进行中心贯穿冷却(センタースルークーラント)的旋转接头支承构造部以及包括这样的旋转接头支承构造部的机床的主轴以及电动机。

背景技术

对于机床，为了提高工件的加工精度并且延长工具的寿命，将冷却介质经由形成于主轴等的孔供给至加工点，来进行冷却加工点的中心贯穿冷却。对于搭载于进行中心贯穿冷却的机床的主轴等，为了实现主轴的高速化、提高可靠性，通常使用分离式外部支承式旋转接头供给高压冷却介质。

分离式外部支承型旋转接头包括与主轴等一起旋转的旋转部以及安装于壳体的固定部。冷却介质在流经这样的旋转接头时通过旋转部的密封部分与固定部的密封部分之间。所述密封部分能够彼此分开，因此存在冷却介质自旋转部与固定部之间泄漏的情况。

因此，在日本特许第2966799号公报中，用于排出自旋转接头泄漏的冷却介质的排出孔(ドレイン穴)、缺口部形成于支承壳体。由此，防止泄漏的冷却介质进入主轴、电动机的内部。此外，在日本特许第3806312号公报中公开了这样的技术：为了避免泄漏的冷却介质积存于排出孔而向排出孔供给气体。

发明内容

然而，在频繁地进行中心贯穿冷却的情况、所使用的冷却介质的品质较低的情况下，自旋转接头泄漏的冷却介质浓缩而成为污染物。这样的污染物有时会阻碍旋转接头的动作而使冷却介质向气室内大量地泄漏。

另外，若污染物将排出孔、缺口部堵塞，则难以排出新泄漏的冷却介质。因此，若污染物将排出孔、缺口部堵塞，则还存在这样的情况：冷却介质进入主轴、电动机的内部，引起主轴的轴承的润滑不良，使电动机产生绝缘不良。

因而，需要定期清扫支承壳体的排出孔、缺口部以及旋转接头的气室。然而，在清扫时，需要分解旋转接头、周围的部件，因此清扫操作繁杂。

本发明是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供能够容易地清扫旋转接头的气室、排出孔和缺口部的旋转接头支承构造部以及包括这样的旋转接头支承构造部的机床的主轴以及电动机。

为了达到所述目的，根据第1技术方案，提供一种旋转接头支承构造部，该旋转接头支承构造部包括：旋转接头，其包括旋转侧构件和固定侧构件，该旋转侧构件和固定侧构件具有彼此连通的贯通孔；壳体，其用于支承所述固定侧构件；中空轴，其连结于所述旋转侧构件；中空轴包围部，其用于包围该中空轴；旋转接头容纳部，其形成在所述壳体内，用于包围所述旋转侧构件与固定侧构件之间的接触部分；至少一个排出孔，自所述壳体的外部延伸至所述旋转接头容纳部；第一清扫通路，其形成在所述壳体内，与所述旋转接头容纳部连通；中空轴容纳部，其形成在所述壳体内，用于包围所述中空轴和所述中空轴包围部；至少一个缺口部，形成为使所述壳体的外部与所述中空轴容纳部连通；以及第二清扫通路，其以与所述至少一个缺口部相对应的方式形成在所述壳体内。

根据第2技术方案，在第1技术方案的基础上，还包括甩油环，该甩油环一体地安装于所述中空轴。

根据第3技术方案，在第1技术方案或第2技术方案的基础上，所述第一清扫通路与所述第二清扫通路彼此连通。

根据第4技术方案，在第1技术方案～第3技术方案中的任意一者的基础上，在所述第一清扫通路和所述第二清扫通路中的至少一者设有仅在清扫时打开的塞部。

根据第5技术方案，在第1技术方案～第4技术方案中的任意一者的基础上，所述第一清扫通路和所述第二清扫通路中的至少一者与清扫用流体源连接。

根据第6技术方案，第5技术方案的基础上，包括控制装置，该控制装置用于控制自所述清扫用流体源供给至所述第一清扫通路和所述第二清扫通路中的至少一者的、流体的流量、压力、供给时刻、供给时间中的至少一者。

根据第7技术方案，提供一种包括第1技术方案～第6技术方案中的任意一者的旋转接头支承构造部的机床的主轴。

根据第8技术方案，提供一种包括第1技术方案～第6技术方案中的任意一者的旋转接头支承构造部的电动机。

在第1技术方案、第7技术方案和第8技术方案中，向第一清扫通路和第二清扫通路供给流体，从而流体使泄漏到旋转接头容纳部和中空轴容纳部内的冷却介质流出至排出孔和缺口部。换言之，能够利用第一清扫通路和第二清扫通路容易地清扫容纳部、排出孔和缺口部，因此能够避免容纳部、排出孔和缺口部被冷却介质或污染物堵塞。并且，不需要分解旋转接头支承构造部，因此能够容易地清扫容纳部、排出孔和缺口部。而且，在第7技术方案和第8技术方案中，能够提高主轴和电动机的可靠性。

在第2技术方案中，通过使甩油环旋转而使冷却介质、污染物飞散，因此能够进一步高效地清扫容纳部、排出孔和缺口部。

在第3技术方案中，在仅向第一清扫通路和第二清扫通路中的一者供给清扫用流体的情况下，也能够将清扫用流体供给至第一清扫通路和第二清扫通路中的另一者。

在第4技术方案中，在向第一清扫通路和第二清扫通路中的至少一者供给清扫用流体时，能够排除取下塞部的必要性。

在第5技术方案中，能够将清扫用流体以期望的压力供给至第一清扫通路和第二清扫通路中的至少一者，因此能够可靠地将冷却介质或污染物自旋转接头排出。

在第6技术方案中，能够定期且自动地清扫容纳部、排出孔和缺口部。

根据附图所示的本发明的典型的实施方式的详细的说明，本发明的所述目的、特征和优点以及其他的目的、特征和优点更加明确。

附图说明

图1是具有本发明的旋转接头支承构造部的马达的侧剖视图。

图2是本发明的旋转接头支承构造部的俯视图。

图3是沿着图2中的线A－A观察到的剖视图。

图4是沿着图2中的线B－B观察到的剖视图。

图5是沿着图2中的线A－C观察到的剖视图。

图6是本发明的旋转接头支承构造部的后视图。

图7是塞部的放大端面图。

图8A是包括图1所示的马达的机床的侧视图。

图8B是另一机床的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图中，对同样的构件标注同样的附图标记。为了容易理解，这些附图适当地变更了比例尺。

图1是具有本发明的旋转接头支承构造部的马达的侧剖视图。如图1所示，旋转接头支承构造部1以与输出轴8a同轴的方式配置在马达8的与中空的输出轴8a相反的一侧的端部。旋转接头支承构造部1包括旋转接头3，在该旋转接头3的壳体12的周面连接有气体吹扫配管26。另外，如后述那样，马达8用于驱动机床的主轴。

如图1所示，气体吹扫配管26与清扫用流体源、例如压缩气体生成装置41连接。压缩气体生成装置41用于以期望的压力生成压缩气体，并将生成的压缩气体供给至气体吹扫配管26。其中，也可以使用用于供给除压缩气体以外的清扫用流体的流体源。另外，压缩气体生成装置41与用于控制压缩气体生成装置41的控制装置42连接。

图2是本发明的旋转接头支承构造部的俯视图。如图2所示，旋转接头3的壳体12为圆筒形状。并且，旋转接头3的固定侧构件23配置在壳体12的中心轴线O上。并且，排出配管6设在壳体12的周面的与气体吹扫配管26相反的一侧。

图3是沿着图2中的线A－A观察到的剖视图。在马达8的端部设置有具有贯通孔10的中空轴9和包围该中空轴9的中空轴包围部17。所述中空轴9和中空轴包围部17包含于旋转接头支承构造部1。

图4是沿着图2中的线B－B观察到的剖视图。如图3和图4所示，壳体12的基端利用盖部15堵塞。并且，由图4可知，盖部15利用螺栓25与壳体12结合在一起。

再次参照图3，壳体12的内部利用分隔壁18、19沿中心轴线O的方向分割为三个气室12a、12b、12c。并且，形成有自壳体12的周面延伸至气室12a的排出孔5，在排出孔5连接有排出配管6。同样地，形成有自壳体12的周面延伸至气室12b的备用排出孔24，在备用排出孔24连接有备用排出配管27。

在此，旋转接头3包括管接头状的旋转侧构件22以及一体地安装于壳体12的固定侧构件23。在所述旋转侧构件22和固定侧构件23均形成有沿轴线方向延伸的贯通孔。并且，旋转侧构件22和固定侧构件23以彼此的贯通孔相互连通的方式配置。

如图示那样，在气室12a配置有固定侧构件23的插口部23a和旋转侧构件22的与插口部23a接触的基端部分。插口部23a自壳体12的外侧进入气室12a内，固定于壳体12。并且，在气室12b配置有旋转侧构件22的一部分。因此，也可以将气室12a、12b合起来称作旋转接头容纳部。另外，在未图示的实施方式中，也可以消除分隔壁18而省略气室12b。

此外，在气室12c配置有中空轴9和中空轴包围部17。因此，也可以将气室12c称作中空轴容纳部。并且，旋转接头3的旋转侧构件22的顶端部分螺纹结合于被刻设于中空轴9的贯通孔10的端部的锥形螺纹而与该中空轴9结合在一起。而且，甩油环28一体地安装于中空轴9。在旋转侧构件22进行旋转时，中空轴9和甩油环28也一体地旋转。并且，在旋转的离心力的作用下，冷却介质、污染物在气室12c内向径向外侧飞散。因此，甩油环28有助于清扫气室12c和后述的缺口部29。

在动作时，冷却介质以高压状态从连接于固定侧构件23的配管4供给，冷却介质经由固定侧构件23的贯通孔、插口部23a、旋转侧构件22的贯通孔流入中空轴9的贯通孔10。接着，通过马达8的中空的输出轴8a(参照图1)。

在此，图8A是具有图1所示的马达的机床的侧视图。在图8A中，机床50的中空的主轴51利用联轴器52直接连接于马达8的输出轴8a。因而，主轴51与马达8的输出轴8a彼此同轴。如图8A中箭头所示，经过马达8的输出轴8a的冷却介质经过主轴51内的贯通孔，之后自主轴51的顶端排出。由此，冷却介质到达加工点，能够进行中心贯穿冷却。

另外，再次参照图3，插口部23a与旋转侧构件22彼此滑动接触。因此，在利用旋转接头3频繁地进行中心贯穿冷却的情况、使用的冷却介质的品质较低的情况下，有时自固定侧构件23的插口部23a与旋转侧构件22之间泄漏冷却介质。并且，泄漏的冷却介质自气室12a经由排出配管6向外部排出。另外，进入气室12b内的冷却介质自备用排出配管27排出。泄漏的冷却介质在气室12a和气室12b内浓缩而成为污染物。

此外，进入气室12c的冷却介质因一体地安装于中空轴9的甩油环28而与异物等一起向径向外侧飞散。并且，飞散的冷却介质等自设于壳体12的下端部外周面的多个缺口部29向外部排出。

如图3所示，气体吹扫配管26与形成在壳体12内的第一清扫通路31连接。由图3可知，第一清扫通路31自壳体12的周面延伸至气室12a。而且，第一清扫通路31在其中途分支，还与气室12b的内部连接。

在本发明中，在自压缩气体生成装置41向气体吹扫配管26供给清扫用流体、例如压缩气体时，压缩气体经由第一清扫通路31和气室12a自排出配管6排出。同样地，压缩气体经由第一清扫通路31和气室12b自备用排出配管27排出。因此，能够使气室12a和气室12b内的冷却介质经由排出孔5、24自排出配管6和备用排出配管27排出。并且，能够通过调整压缩气体生成装置41而以期望的压力供给压缩气体，因此可知，能够可靠地排出冷却介质。

像这样，在本发明中，使用压缩气体，从而能够防止泄漏的冷却介质或污染物将气室12a、12b和排出孔5、24堵塞。并且，在像这样使用压缩气体进行清扫时，不需要分解旋转接头3。因而可知，能够更容易地进行气室12a、12b和排出孔5、24的清扫。而且，在本发明中，还能够最终提高具有旋转接头支承构造部1的马达8的可靠性。

另外，图5是沿着图2中的线A－C观察到的剖视图。如图5所示，自盖部15朝向缺口部29延伸的第二清扫通路32形成于壳体12。另外，图6是本发明的旋转接头支承构造部的后视图。比较图2、图5和图6可知，多条第二清扫通路32沿壳体12的周向等间隔地形成。该多条第二清扫通路32形成在与壳体12的多个缺口部29相对应的位置。

另外，参照图2可知，在盖部15的内部形成有环状通路30，环状通路30与多条第二清扫通路32中的各第二清扫通路32连通。另外，如图3和图5所示，壳体12的第一清扫通路31与盖部15的环状通路30连通。

由于是这样的结构，因此，在自压缩气体生成装置41向气体吹扫配管26供给清扫用流体、例如压缩气体时，压缩气体自第一清扫通路31经由盖部15的环状通路30到达多条第二清扫通路32。接着，压缩气体自与各第二清扫通路32相对应的缺口部29排出。因此，能够使气室12c内的冷却介质自多个缺口部29排出。因而可知，与所述同样地，能够防止泄漏的冷却介质或污染物将气室12c和缺口部29堵塞，能够更容易地进行气室12c、缺口部29的清扫。

另外，在本发明中，第一清扫通路31与第二清扫通路32经由环状通路30而彼此连通。因而，在仅向第一清扫通路31供给清扫用流体的情况下，也能够将清扫用流体供给至第二清扫通路32。因此，不需要准备第二清扫通路32专用的气体吹扫配管。

另外，参照图3等，在壳体12的周面的第一清扫通路31的入口嵌入有塞部31a。塞部31a由弹性体、例如橡胶等形成。如作为塞部的放大端面图的图7所示，在塞部31a的一端形成有狭缝31b、例如X字形状的狭缝31b。该狭缝31b沿着清扫用流体的流动方向延伸至塞部31a的另一端。

在图3等中，气体吹扫配管26的顶端插入于这样的塞部31a的狭缝31b。并且，在取下气体吹扫配管26时，塞部31a的狭缝31b自动闭合。换言之，仅在插入气体吹扫配管26的顶端时，塞部31a打开，在取下气体吹扫配管26时，塞部31a闭合。

使用这样的塞部31a，因此，在本发明中，在将气体吹扫配管26连接于第一清扫通路31时，没有必要取下塞部31a。因而，能够在短时间内将气体吹扫配管26连接于第一清扫通路31。

并且，在需要清扫气室12a～12c、排出孔5、24和缺口部29的情况下，手动地将气体吹扫配管26安装于塞部31a。之后，将期望的压力的压缩气体供给至气体吹扫配管26，从而能够进行所述那样的清扫操作。

另外，图1所示的控制装置42能够控制由压缩气体生成装置41生成的压缩气体的流量、压力、供给时刻、供给时间中的至少一者。在该情况下，优选为气体吹扫配管26连接于第一清扫通路31的状态。因而，通过控制控制装置42，能够定期且自动地清扫气室12a～12c、排出孔5、24和缺口部29。

或者，也可以是，控制装置42还兼作机床的控制装置。在该情况下，预先将在主轴进行加工之前进行清扫操作这一事项记载于机床的程序。由此，能够使需要的压缩气体的量为最小限度的量，并且能够良好地清扫气室12a～12c等。

另外，图8B是另一机床的侧视图。在另一机床50’中，马达8的输出轴8a与主轴51彼此不同轴。在图8B中，马达8的输出轴8a与主轴51利用包括多个齿轮的减速器53连结。并且，本发明的旋转接头支承构造部1配置于主轴51的基端。在该情况下，中空轴9、中空轴包围部17等设于主轴51的基端。

在图8B所示的机床中，在冷却介质以高压状态从连接于旋转接头支承构造部1的固定侧构件23的配管4供给时，冷却介质经由固定侧构件23的贯通孔、插口部23a、旋转侧构件22的贯通孔流入中空轴9的贯通孔10。之后，如图8B中的箭头所示，冷却介质自主轴51的基端经由主轴51的贯通孔自主轴51的顶端排出，从而进行中心贯穿冷却。可知，这样的结构也能够取得与前述同样的效果。

另外，在未图示的实施方式中，第二清扫通路32自壳体12的周面延伸，在第二清扫通路32设有专用的气体吹扫配管。并且，也可以将与塞部31a同样的塞部设于第二清扫通路32。可知，这样的情况也包含在本发明的范围内。

发明的效果

在第1技术方案、第7技术方案和第8技术方案中，向第一清扫通路和第二清扫通路供给流体，从而流体使泄漏到旋转接头容纳部和中空轴容纳部内的冷却介质流出至排出孔和缺口部。换言之，能够利用第一清扫通路和第二清扫通路容易地清扫容纳部、排出孔和缺口部，因此能够避免容纳部、排出孔和缺口部被冷却介质或污染物堵塞。并且，不需要分解旋转接头支承构造部，因此能够容易地清扫容纳部、排出孔和缺口部。而且，在第7技术方案和第8技术方案中，能够提高主轴和电动机的可靠性。

在第2技术方案中，通过使甩油环旋转而使冷却介质、污染物飞散，因此能够进一步高效地清扫容纳部、排出孔和缺口部。

在第3技术方案中，在仅向第一清扫通路和第二清扫通路中的一者供给清扫用流体的情况下，也能够将清扫用流体供给至第一清扫通路和第二清扫通路中的另一者。

在第4技术方案中，在向第一清扫通路和第二清扫通路中的至少一者供给清扫用流体时，能够排除取下塞部的必要性。

在第5技术方案中，能够将清扫用流体以期望的压力供给至第一清扫通路和第二清扫通路中的至少一者，因此能够可靠地将冷却介质或污染物自旋转接头排出。

在第6技术方案中，能够定期且自动地清扫容纳部、排出孔和缺口部。

利用典型的实施方式说明了本发明，但若是本领域技术人员，则应该能够理解为，能够在不脱离本发明的范围的前提下进行所述的变更以及各种其他的变更、省略、追加。

Claims (8)

1.一种旋转接头支承构造部，其中，

该旋转接头支承构造部包括：

旋转接头，其包括旋转侧构件和固定侧构件，该旋转侧构件和固定侧构件具有彼此连通的贯通孔；

壳体，其用于支承所述固定侧构件；

中空轴，其连结于所述旋转侧构件；

中空轴包围部，其用于包围该中空轴；

旋转接头容纳部，其形成在所述壳体内，用于包围所述旋转侧构件与固定侧构件之间的接触部分；

至少一个排出孔，自所述壳体的外部延伸至所述旋转接头容纳部；

第一清扫通路，其形成在所述壳体内，与所述旋转接头容纳部连通；

中空轴容纳部，其形成在所述壳体内，用于包围所述中空轴和所述中空轴包围部；

至少一个缺口部，形成为使所述壳体的外部与所述中空轴容纳部连通；以及

第二清扫通路，其以与所述至少一个缺口部相对应的方式形成在所述壳体内。

2.根据权利要求1所述的旋转接头支承构造部，其中，

该旋转接头支承构造部还包括甩油环，该甩油环一体地安装于所述中空轴。

3.根据权利要求1或2所述的旋转接头支承构造部，其中，

所述第一清扫通路与所述第二清扫通路彼此连通。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的旋转接头支承构造部，其中，

在所述第一清扫通路和所述第二清扫通路中的至少一者设有仅在清扫时打开的塞部。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的旋转接头支承构造部，其中，

所述第一清扫通路和所述第二清扫通路中的至少一者与清扫用流体源连接。

6.根据权利要求5所述的旋转接头支承构造部，其中，

该旋转接头支承构造部包括控制装置，该控制装置用于控制自所述清扫用流体源供给至所述第一清扫通路和所述第二清扫通路中的至少一者的、流体的流量、压力、供给时刻、供给时间中的至少一者。

7.一种机床的主轴，其中，

包括权利要求1～6中任意一项所述的旋转接头支承构造部。

8.一种电动机，其中，

包括权利要求1～6中任意一项所述的旋转接头支承构造部。