CN110842221A - 分配器和旋转装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供分配器和旋转装置。分配器(21B)具备固定套筒(25)、旋转套筒(24)和旋转密封部(52)。在固定套筒(25)设置有与流体供给侧连通的流体回收流路(51)和在外周与流体回收流路(51)连通的流体回收口(50)，从流体供给侧向固定套筒流路(255～259)供给流体，未向流体回收流路(51)供给从旋转密封部(S、DD)漏出的流体从流体回收口(50)通过流体回收流路(51)回收至流体供给侧。

Description

分配器和旋转装置
技术领域
本发明涉及分配器和旋转装置。
背景技术
例如，在日本特表2015－502862号公报中记载了具备旋转主轴装置(旋转装置)的机床。该旋转主轴装置具备：固定主体部，其将旋转轴以倾斜45度的状态支承为能够旋转；旋转主体部，其能够和旋转轴一起旋转；和主轴装置，其绕旋转轴支承于旋转主体部。旋转主轴装置使主轴装置绕旋转轴旋转在垂直姿势与水平姿势之间进行旋转分度。
通常，在旋转主轴装置中，当向主轴装置等供给流体时，大多使用流体分配器(也称为多口旋转接头，以下简单地称为分配器)。分配器具备分别设置有多个口的固定套筒和旋转套筒，并且通过在固定主体部内和旋转轴的旋转轴线同轴配置且设置于固定套筒与旋转套筒之间的滑动式的旋转密封件封止各口的流体。
若这种旋转密封件劣化或者断裂，则关系到流体漏出。而且，若流体浸入装置内部，则产生由短路引起的内置电气设备的故障、破损等各种不良状况，因此需要尽早更换旋转密封件。例如，在日本特开2003－236732号公报中记载了通过液位传感器检测润滑油罐的漏油的装置，通过应用于分配器来检测流体的漏出，能够尽早更换旋转密封件。
在旋转主轴装置中，虽然通过在分配器设置传感器，能够检测出流体的漏出，但担忧至该检出为止，因漏出的流体产生上述不良状况。
发明内容
本发明的目的之一在于提供能够回收漏出的流体的分配器和旋转装置。
本发明的一个方式的分配器具备：固定套筒，其具有与供给流体的流体供给侧连通的多个固定套筒流路、以及在外周或内周在轴线方向以规定间隔设置且与上述多个固定套筒流路分别连通的固定侧口，并且具有与上述流体供给侧连通的流体回收流路、以及在外周或内周与上述流体回收流路连通的流体回收口；旋转套筒，其能够旋转地被嵌入上述固定套筒，具备设置为与上述多个固定侧口分别连通的多个旋转侧口、以及与上述多个旋转侧口分别连通的多个旋转套筒流路；和旋转密封部，其设置于上述旋转套筒的内周或外周、或者上述固定套筒的外周或内周，封止上述流体的漏出。
而且，从上述流体供给侧向上述固定套筒流路供给上述流体，未向上述流体回收流路供给而从上述旋转密封部漏出的上述流体从上述流体回收口通过上述流体回收流路回收至上述流体供给侧。
据此，从旋转密封部漏出的流体从流体回收口通过流体回收流路回收至流体供给侧。因此，能够抑制从旋转密封部漏出的流体浸入装置内部，从而能够减少产生由短路引起的内置电气设备的故障、破损等各种不良状况。
本发明的其他方式的旋转装置包括：具有固定套筒和旋转套筒的分配器；固定体，其将上述固定套筒安装为能够装卸，并且限制上述固定套筒旋转地支承上述固定套筒；和旋转体，其被支承为相对于上述固定体能够旋转，将上述旋转套筒安装为能够装卸且将上述旋转套筒支承为能够旋转。
而且，上述固定套筒具有与供给流体的流体供给侧连通的多个固定套筒流路、以及在外周或内周在轴线方向以规定间隔设置且与上述多个固定套筒流路分别连通的固定侧口，并且具有与上述流体供给侧连通的流体回收流路、以及在外周或内周与上述流体回收流路连通的流体回收口。
上述旋转套筒能够旋转地被嵌入上述固定套筒，具有设置为与上述多个固定侧口分别连通的多个旋转侧口、以及与上述多个旋转侧口分别连通的多个旋转套筒流路，上述旋转装置具有旋转密封部，上述旋转密封部设置于上述旋转套筒的内周或外周、或者上述固定套筒的外周或内周，封止上述流体的漏出，在上述流体回收流路设置有检测从上述旋转密封部漏出的上述流体的传感器。
而且，如果从上述流体供给侧向上述固定套筒流路供给上述流体，未向上述流体回收流路供给而从上述旋转密封部漏出的上述流体从上述流体回收口通过上述流体回收流路回收至上述流体供给侧，从上述传感器接收到检测信号，则上述旋转装置进行紧急状态的控制。
据此，从旋转密封部漏出的流体从流体回收口通过流体回收流路回收至流体供给侧。而且，若检测出从旋转密封部漏出的流体，则进行紧急状态的控制。因此，能够抑制从旋转密封部漏出的流体浸入装置内部，从而能够减少产生由短路引起的内置电气设备的故障、破损等各种不良状况。而且，工作人员能够尽早进行更换旋转密封部的作业。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的上述和其它特征及优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素，其中，
图1是具备旋转主轴装置作为本发明的实施方式的旋转装置的机床的立体图。
图2A是旋转主轴装置的立体图。
图2B是从旋转轴线方向观察旋转主轴装置中的主轴的旋转范围得到的图。
图3是从X轴线方向观察旋转主轴装置的主要部分得到的剖视图。
图4是从径向观察旋转主轴装置的分配器得到的剖视图。
图5是从径向观察旋转主轴装置的其他例子的分配器得到的剖视图。
图6是从径向观察旋转主轴装置的又一其他例子的分配器得到的剖视图。
具体实施方式
举例说明具备旋转主轴装置作为本实施方式的旋转装置的机床。如图1所示，机床1是五轴加工中心，具备机座11、柱12、滑鞍13、旋转主轴装置20、滑动工作台14和旋转工作台15。机座11大致由矩形构成，配置于地板上。在机座11上立起地设置有柱12。
在柱12的侧面以能够在X轴线方向移动的方式设置有滑鞍13。在滑鞍13的侧面以能够在Y轴线方向移动的方式设置有用于安装主轴装置30的旋转主轴装置20。另外，在机座11上以能够在Z轴线方向移动的方式设置有滑动工作台14。在滑动工作台14上以能够绕Y轴线(B轴)旋转的方式设置有旋转工作台15。在旋转工作台15经由夹具固定有省略图示的工件。
如图2A和图3所示，旋转主轴装置20具备旋转轴21、旋转主体部22(旋转体)和固定主体部23(固定体)。本例的旋转主轴装置20是使旋转轴21和旋转主体部22一起相对于固定主体部23旋转如图2B所示那样使主轴装置30的中心轴线的姿势(旋转轴线R的方向)绕D轴在从0度经180度至规定角度θ(例如210度)为止之间变化进行主轴装置30的旋转分度的装置。当θ＝0度时，主轴装置30朝向水平方向，当θ＝180度时，主轴装置30朝向垂直方向。
如图3所示，旋转轴21具有大致中空圆筒状的旋转轴主体21A(旋转体)和分配器21B，以旋转轴线D相对于Z轴线倾斜45度的方式配置于固定主体部23内。旋转轴主体21A在固定主体部23内通过省略图示的马达和减速机构被支承为能够旋转驱动。
分配器21B具备中空圆筒状的旋转套筒24和中空圆筒状的固定套筒25，从省略图示的泵侧供给润滑油等流体。旋转套筒24被同轴(旋转轴线D)地插入旋转轴主体21A的内周，以能够装卸的方式安装于旋转轴主体21A，并被支承为能够和旋转轴主体21A一起旋转。固定套筒25被同轴(旋转轴线D)地嵌入旋转套筒24的内周，能够装卸地安装于固定主体部23，并被限制旋转地支承。
如图2A所示，在旋转主体部22，主轴装置30以主轴31的旋转轴线R相对于旋转轴21的旋转轴线D倾斜45度的状态支承为能够绕旋转轴线D旋转。在主轴31的前端侧，以能够装卸的方式安装有旋转工具32，在主轴31的后端侧，连结有主轴31的省略图示的旋转用马达的马达轴。
固定主体部23在滑鞍13的侧面设置为能够在Y轴线方向移动。在固定主体部23的内部设置有通有向主轴装置30的电力的省略图示的电气布线路径。并且，在固定主体部23的内部设置有通有油气压力的省略图示的流体配管路径。此外，冷却液使用设置于旋转主轴装置20的外部的省略图示的喷嘴等供给至旋转工具32等。
接下来，参照附图说明分配器21B的详细结构。如图4所示，分配器21B具备中空圆筒状的旋转套筒24和中空圆筒状的固定套筒25。固定套筒25被同轴地嵌入旋转套筒24的内周。存积于在机床1的流体供给侧设置的省略图示的罐的润滑油等流体从省略图示的泵经由分配器21B供给至主轴装置30等。
在旋转套筒24的内周和固定套筒25的外周，在轴线方向以规定间隔分别设置有多个(在本例中为5个)旋转侧口和固定侧口。即，从上侧(固定主体部23侧)至下侧(旋转主体部22侧)依次分别设置有第一旋转侧口240～第五旋转侧口244和第一固定侧口250～第五固定侧口254。第一旋转侧口240～第五旋转侧口244和第一固定侧口250～第五固定侧口254分别连通。
第一固定侧口250～第五固定侧口254和与泵侧连通的第一固定套筒流路255～第五固定套筒流路259分别连通。第一旋转侧口240～第五旋转侧口244和与主轴装置30等连通的第一旋转套筒流路245～第五旋转套筒流路249分别连通。从泵侧供给的流体从第一固定套筒流路255～第五固定套筒流路259通过第一固定侧口250～第五固定侧口254之后，从第一旋转侧口240～第五旋转侧口244通过第一旋转套筒流路245～第五旋转套筒流路249供给至主轴装置30等。
并且，在固定套筒25设置有回收在固定套筒25的外周与旋转套筒24的内周之间漏出的流体的流体回收口50和流体回收流路51。即，在固定套筒25的第五固定侧口254的下方设置有流体回收口50。通过流体回收口50漏出的流体容易流入。该流体回收口50和与泵侧连通的流体回收流路51连通。另一方面，在旋转套筒24的第五旋转侧口244的下方未设置有与流体回收口50连通的口以及流路。即，不从罐向流体回收流路51和流体回收口50供给流体。
在旋转套筒24的外周中的各口240～244、50之间、第一旋转侧口240的上方和流体回收口50的下方分别设置有环状槽DD(旋转密封部)。而且，滑动式的旋转密封件S(旋转密封部)被嵌入各环状槽DD内。由此，即便在旋转套筒24的旋转中从第一固定侧口250～第五固定侧口254通过第一旋转侧口240～第五旋转侧口244的流体漏出，也通过旋转密封件S被可靠地封止。
但是，担忧若旋转密封件S劣化或者断裂而漏出的流体浸入旋转主体部22内，会产生由油压不足、热源的冷却不足引起的装置故障、由短路引起的内置电气设备破损等各种不良状况。在本实施方式的分配器21B中，因旋转密封件S劣化、断裂而漏出的流体通过固定套筒25的外周与旋转套筒24的内周之间被引入流体回收口50内，通过流体回收流路51返回至泵侧。由此，能够抑制产生上述各种不良状况。
另外，在流体回收流路51设置有在将漏出而引入的流体向泵侧返回时进行检测的传感器52。作为该传感器52，例如使用流量传感器、流体接触检测传感器、流体流量传感器(flow sensor)等。而且，若从传感器52接收到检测信号，则机床1进行紧急状态的控制，即进行发出流体漏出的警告使装置动作停止的控制。由此，工作人员能够进行尽早更换旋转密封件S的作业。
在上述分配器21B中，如图4所示，构成为在固定套筒25的外周的下侧(旋转主体部22侧)的端部设置流体回收口50和流体回收流路51。由此，能够防止漏出的流体浸入旋转主体部22内。
但是，如图5所示，也可以构成为在固定套筒25的外周的上侧(固定主体部23侧)的端部设置流体回收口50和流体回收流路51。虽然存在漏出的流体作用的情况，存在漏出的流体向固定套筒25的外周的上侧(固定主体部23侧)传递的情况，但通过设置于固定套筒25的外周的上侧(固定主体部23侧)的端部，能够回收该流体。并且，也可以构成为在固定套筒25的外周的两侧(旋转主体部22侧和固定主体部23侧)的端部设置流体回收口50和流体回收流路51。由此，能够大致回收漏出的流体。
另外，如图6所示，也可以构成为将流体回收口50和流体回收流路51设置为，在轴线方向夹持第一固定侧口250～第五固定侧口254中的特定的重要的口，在本例中为第二旋转侧口242和第二固定侧口251。由此，能够抑制流体在重要的口漏出。并且，由于能够检测出流体在重要的口漏出，所以能够尽早更换劣化或者断裂的旋转密封件S。
在上述实施方式中，构成为在固定套筒25的外周嵌入旋转套筒24。但是，也可以构成为在固定套筒25的内周嵌入旋转套筒24。此时，第一固定侧口250～第五固定侧口254设置于固定套筒25的内周，第一旋转侧口240～第五旋转侧口244设置于旋转套筒24的外周。
另外，当在固定套筒25的外周嵌入旋转套筒24时，虽然构成为在旋转套筒24的内周设置环状槽DD和旋转密封件S，但也可以构成为在固定套筒25的外周设置环状槽DD和旋转密封件S。另外，当在固定套筒25的内周嵌入旋转套筒24时，构成为在旋转套筒24的外周设置环状槽DD和旋转密封件S，或者在固定套筒25的内周设置环状槽DD和旋转密封件S。
另外，在上述实施方式中，说明了将分配器21B应用于具有倾斜的旋转轴21的旋转主轴装置20的情况，但同样也能应用于具有水平的旋转轴的旋转主轴装置、和具有垂直的旋转轴的旋转主轴装置。
另外，虽然说明了旋转轴21的旋转轴线D相对于Z轴线倾斜45度的旋转主轴装置20，但同样也能应用于旋转轴的旋转轴线D相对于Z轴线倾斜任意角度的旋转主轴装置。
另外，只要是旋转装置，例如同样也能应用于旋转工作台装置。

Claims (9)

1.一种分配器，其中，包括：
固定套筒，其具有与供给流体的流体供给侧连通的多个固定套筒流路、以及在外周或内周在轴线方向以规定间隔设置且与所述多个固定套筒流路分别连通的固定侧口，并且具有与所述流体供给侧连通的流体回收流路、以及在外周或内周与所述流体回收流路连通的流体回收口；
旋转套筒，其能够旋转地被嵌入所述固定套筒，具备设置为与所述多个固定侧口分别连通的多个旋转侧口、以及与所述多个旋转侧口分别连通的多个旋转套筒流路；和
旋转密封部，其设置于所述旋转套筒的内周或外周、或者所述固定套筒的外周或内周，封止所述流体的漏出，
其中，
从所述流体供给侧向所述固定套筒流路供给所述流体，未向所述流体回收流路供给而从所述旋转密封部漏出的所述流体从所述流体回收口通过所述流体回收流路回收至所述流体供给侧。
2.根据权利要求1所述的分配器，其中，
在所述流体回收流路设置有检测从所述旋转密封部漏出的所述流体的传感器。
3.根据权利要求1所述的分配器，其中，
所述流体回收口设置于所述固定套筒的至少一方的端部侧。
4.根据权利要求1所述的分配器，其中，
所述流体回收口分别设置于所述固定套筒的两端部侧。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的分配器，其中，
所述流体回收口以在轴线方向隔着特定的所述固定侧口的方式设置。
6.根据权利要求1～4中的任一项所述的分配器，其中，
所述旋转密封部被配置于在所述旋转套筒的外周设置的环状槽。
7.一种旋转装置，其中，包括：
具有固定套筒和旋转套筒的分配器；
固定体，其将所述固定套筒安装为能够装卸，并且限制所述固定套筒旋转地支承所述固定套筒；和
旋转体，其被支承为相对于所述固定体能够旋转，将所述旋转套筒安装为能够装卸且将所述旋转套筒支承为能够旋转，
其中，
所述固定套筒具有与供给流体的流体供给侧连通的多个固定套筒流路、以及在外周或内周在轴线方向以规定间隔设置且与所述多个固定套筒流路分别连通的固定侧口，并且具有与所述流体供给侧连通的流体回收流路、以及在外周或内周与所述流体回收流路连通的流体回收口，
所述旋转套筒能够旋转地被嵌入所述固定套筒，具有设置为与所述多个固定侧口分别连通的多个旋转侧口、以及与所述多个旋转侧口分别连通的多个旋转套筒流路，
所述旋转装置具有旋转密封部，
所述旋转密封部设置于所述旋转套筒的内周或外周、或者所述固定套筒的外周或内周，封止所述流体的漏出，
在所述流体回收流路设置有检测从所述旋转密封部漏出的所述流体的传感器，
如果从所述流体供给侧向所述固定套筒流路供给所述流体，未向所述流体回收流路供给而从所述旋转密封部漏出的所述流体从所述流体回收口通过所述流体回收流路回收至所述流体供给侧，从所述传感器接收到检测信号，则进行紧急状态的控制。
8.根据权利要求7所述的旋转装置，其中，
在所述紧急状态的控制中，所述旋转装置发出所述流体漏出的警告。
9.根据权利要求7或8所述的旋转装置，其中，
在所述紧急状态的控制中，所述旋转装置停止装置动作。
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