JP2000230642A - 浮動軸支持部のシール構造 - Google Patents

浮動軸支持部のシール構造

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JP2000230642A
JP2000230642A JP11030635A JP3063599A JP2000230642A JP 2000230642 A JP2000230642 A JP 2000230642A JP 11030635 A JP11030635 A JP 11030635A JP 3063599 A JP3063599 A JP 3063599A JP 2000230642 A JP2000230642 A JP 2000230642A
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floating shaft
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直也 橋居
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/08Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で安定したシール作用を行ない押
し力の小さいオイルミスト、ドライエア、低圧クーラン
トなどでもリークさせず、しかも高圧クーラントでもシ
ール可能とした技術の提供。 【解決手段】 ケーシングに穿設された流体供給路にフ
ローティングシートの浮動軸部をOリングを介して摺動
自在に装着したロータリジョイントの浮動軸支持部のシ
ール構造において、Oリング6は装着用溝5に自由状態
で装着されて溝5の低圧側の側面5bおよび溝に対し相
対運動する浮動軸15の外周面の全周にわたって接触可
能に装着されると共に前記装着用溝内に配置されたスプ
リング7によって溝の側面5bに軽押圧され、浮動軸1
5の外周面はOリング6に対し軽接触可能な大きさに形
成されている構成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、Oリングに対する
摺動面の摺動抵抗を極力小さくした状態で良好なシール
作用が得られるようにした浮動軸部のシール構造に関
し、特に流体圧の小さなクーラントやオイルミストなど
を経由させるロータリジョイントなどに適した浮動軸部
のシール構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、一般機械などに使用されるロータ
リジョイントでは、図4に示すように、液体の流通穴を
設けた平坦な端面をシール面となす2個のシールリング
50,51が用いられ、両シールリングは、ケーシング
52に穿設された流体供給路53に軸部55を装着され
たフローティングシート54側に一方側が配置され、他
方側が回転軸56側に配置されており、このうち前記フ
ローティングシートの軸部55をOリング57を介し前
記流体供給路53に浮動状態に支持してスプリング58
で回転軸56方向に押圧することにより、シール面同士
を面合し固定側と回転側とを接続することで流路を形成
している。図5は前記軸部55を浮動状態に支持するO
リング57の装着状態を示しており、Oリング57は装
着用溝59内で溝底60と軸部55外周面(摺動面)と
の間で圧縮状態となり、さらに高圧側隙間61からの流
体62の圧力で低圧側隙間63に密着した状態でシール
作用を果たしている。
【0003】ところで、近年、大量の廃棄物が自然破壊
の一原因とされているが、工業製品の製造過程で排出さ
れる洗浄剤やクーラント、オイルなども例外ではない。
そこで、金属加工の分野でもクーラント使用量を減らす
切削方法あるいはクーラントを使用しないドライ切削が
検討されているが、工作機械では金属加工部分に対し潤
滑や冷却作用を行なう液状クーラントを回転工具から直
接供給するものがあり、この場合、クーラントの供給経
路に必要となる固定部分から回転部分への接点にもロー
タリジョイントを配置させている。従って、前記のよう
なクーラント使用量を削減した切削やドライ切削を行な
うためには、このロータリジョイントを介し低圧クーラ
ントやオイルミスト、ドライエアなどを供給する必要が
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにロータリ
ジョイントで低圧のクーラントやオイルミストなどを回
転先へ供給する場合、フローティングシートが弱い押圧
力でも敏感に摺動可能とするようにフローティングシー
トの軸部55を浮動状態で支持するOリング57を、図
5に示すように装着用溝59内で圧縮状態にセットした
状態から、そのつぶし代をどんどん小さくしていき図6
(イ(a))に示すように最小限にすることが考えられ
る。しかしながらこの状態は各種精度上非常に不安定な
状態であるし摺動抵抗にもばらつきが生じる。そこでO
リングはつぶし代を最小限にしてセットするのでなく、
図6(イ(b))に示すように自由状態でセットさせ、
単に装着用溝の低圧側側壁64と軸部55の摺動面とに
接触させる構造とした。これにより、摺動抵抗を最少に
することが達成できた。しかしながら、前記のような工
作機械ではドローバーの進退作用で回転軸56がフロー
ティングシート54からいったん離反してから元位置に
戻る動作がある。この回転軸56が戻る時、ロータリジ
ョイントにおけるOリングの装着用溝59内では図6
(ロ)、図6(ハ)の順に示すように、回転軸56の移
動によりシール面同士の吸着力によって軸部55が回転
軸56方向に移動することから、軸部55が回転軸56
によって元位置に押し戻される時、Oリング57が溝内
で高圧側隙間61方向に移動し、低圧側隙間63を開口
させてしまうことがある。この場合はOリング57と装
着用溝の溝底60との間に隙間65が生じているとシー
ル作用を維持できないという問題がある。
【0005】本発明は、上述のような問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、簡単
な構成で安定したシール作用を行ない押し力の小さいオ
イルミスト、ドライエア、低圧クーラントなどでも安定
した開閉動作を伴ってリークさせることがなく、しかも
高圧クーラントでもシール可能とした浮動軸部のシール
構造を提供し、特にドローバーの作動によってシール部
の開閉、つまり軸部の移動が必ず伴うようなロータリジ
ョイントなどに適した浮動軸部のシール構造を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明請求項1記載の浮動軸支持部のシール構造に
あっては、ケーシングの穴に軸が遊嵌され該穴または軸
のいずれか一方に周設された溝にOリングを装着するこ
とにより軸支持部をシールした構造において、前記Oリ
ングは該Oリングの装着用溝に自由状態に装着され、か
つ前記装着用溝の低圧側の側面および該装着用溝に対し
相対運動する摺動面の全周にわたって接触可能に配置さ
れると共に前記装着用溝内に設けられた押圧手段によっ
て前記装着用溝の低圧側の側面に軽押圧され、かつ前記
摺動面は前記Oリングに対し軽接触可能な大きさに形成
されていることを特徴とする。
【0007】請求項2記載の浮動軸支持部のシール構造
にあっては、ロータリジョイントのフローティングシー
ト先端に配置させたシール面を回転軸側のシール面に密
着させることで前記フローティングシートの浮動軸部に
貫通させた流路を回転軸側の流路に連通させるため、ケ
ーシングに穿設された流体供給路に前記フローティング
シートの浮動軸部をOリングを介して摺動自在に装着し
た浮動軸支持部のシール構造において、前記Oリングは
該Oリングの装着用溝に自由状態で装着されて前記装着
用溝の低圧側の側面および該装着用溝に対し相対運動す
る摺動面の全周にわたって接触可能に装着されると共に
前記装着用溝内に配置されたスプリング体によって前記
装着用溝の低圧側の側面に軽押圧され、かつ前記摺動面
はOリングに対し軽接触可能な大きさに形成されている
ことを特徴とする。
【0008】請求項3記載の浮動軸支持部のシール構造
にあっては、請求項2記載の浮動軸支持部のシール構造
において、前記装着用溝がケーシング側に配置され摺動
面がフローティングシートの浮動軸部に配置されている
ことを特徴とする。
【0009】請求項4記載の浮動軸支持部のシール構造
にあっては、請求項2または請求項3記載の浮動軸支持
部のシール構造において、前記スプリング体が板状体で
前記Oリングと略同一内外径を有して周面を波打ち状体
に形成して設けられていることを特徴とする。
【0010】
【作用】請求項1、2および請求項3記載の浮動軸支持
部のシール構造にあっては、押圧手段またはスプリング
体によりOリングを溝の一方側、つまり低圧側に軽押圧
させることにより、低圧側に生じる隙間を密閉しシール
作用を行なわせることができる。工作機械などに取り付
けられたロータリジョイントのように、回転軸側がドロ
ーバーの作用などで移動して浮動軸部側をも摺動させて
も、Oリングは押圧手段またはスプリング体の押圧力で
移動が阻止され、シール作用を継続することになる。こ
の場合、Oリングは穴側、軸側のいずれに設定してもよ
く、穴側にセットした場合はOリングが軸摺動面と装着
用溝低圧側側壁にのみ軽接触し、軸側にセットした場合
はOリングが穴内周面と装着用溝低圧側側壁にのみ軽接
触するように設定すればよい。Oリングは押圧手段また
はスプリング体と協同して安定したシール作用を行な
い、部品の仕上がり交差などによっては影響を受けるこ
とがない。また、Oリングの自緊作用(流体の作用でシ
ール自体が変形しシールとして作用する)により高圧ク
ーラントもシール可能となる。
【0011】上記のように、フローティングシートは弱
い押圧力でも敏感に摺動可能となっているから、構造を
簡単にしながらも低圧クーラントやオイルミスト、ドラ
イエアなどを必要とする工作機械などに支障なく供給す
ることができる。
【0012】請求項4記載のロータリジョイントの浮動
軸支持部のシール構造にあっては、Oリングを低圧側に
押圧させるスプリング体がOリング形状となっており、
そのOリングと共に装着用溝に装着させるだけであるか
ら、特別の機械加工などを不要とし、経済的であり、小
型化が可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態をロー
タリジョイントを例に取って図面により説明する。図1
は実施の形態のロータリジョイントの浮動軸支持部のシ
ール構造を示す断面図、図2(イ)はリング状スプリン
グを示す正面図、(ロ)はリング状スプリングの側面を
示す拡大図、図3はシール構造部が組み込まれたロータ
リジョイントを示す断面図である。
【0014】まず、このロータリジョイントRは、工作
機械の工具側にオイルミストMを供給するように設けら
れたものであり、図3に示すように、ケーシング1と、
フローティングシート2と、浮動軸支持部のシール構造
部3と、流路シール部4とを主要な構成としている。
【0015】前記ケーシング1は、略有底円筒状に形成
され、開口部側を工作機械のフレーム8に嵌合させ、ボ
ルト12で密閉状に固定することにより形成されてい
る。前記ケーシング1は流体供給路13を内部に有し、
その底面側に外部と連通する接続口14を貫通させてい
る。
【0016】前記フローティングシート2は、固定側流
路と回転側流路とを連通させるものであって、前記流体
供給路13に浮動軸部15(外周面が摺動面となる)が
摺動自在に嵌着され、フランジ部16に貫通穴または切
欠17が設けられ、軸心には流路18が貫通して設けら
れている。尚、前記浮動軸部15の外径は、後述するO
リング6を装着させた時、Oリング内径側が全周線接触
する程度の大きさに形成されている。
【0017】前記浮動軸支持部のシール構造部3は、供
給された流体が軸外周側から漏洩するのを阻止すると共
にフローティングシート2を敏感に浮動させるようにし
たものであって、流体供給路13の内周面に周設された
装着用溝5と、該装着用溝5に装着されたOリング6
と、該Oリング6の押圧用スプリング7とで構成されて
いる。前記装着用溝5は、Oリング6を装着した時、O
リング外周側が溝底5aに接触しない深さを有すると共
に、Oリング断面太さより適宜幅広い溝幅を有するよう
に形成されている。前記Oリング6の押圧用スプリング
7は、Oリング6を溝の低圧側、つまり回転管軸9側に
軽押圧させることにより、低圧側に生じる隙間を密閉し
シール作用を行なわせるもので、図2(イ)に示すよう
に、スプリング材によりOリング6と略同一の内外径を
有し周面を軸心方向に波打ち状体7aに形成してリング
状に設けられている。その押圧力は軸摺動時に摺動抵抗
による外力より高くなるように設定されている。尚、本
実施の形態のスプリングはテフロンを使用して製作され
ているがこれに限定されるものではない。図1はそのセ
ット状態を示しており、前記スプリング7はOリング6
の側面を高圧側から低圧側に押圧するように、つまり装
着用溝5内でOリング6より高圧側にセットされる。こ
の場合、前記波打ち状体7aは、背面側を溝側壁に接地
してOリング6を押圧し、Oリング6を装着用溝の低圧
側側壁5bに全周均等に密着させる。
【0018】次に、9は回転管軸であって、工作機械の
主軸19にねじ込みすることによって着脱自在に装着さ
れており、軸心に前記フローティングシート2の流路1
8と同一径の流路20が貫通して設けられている。この
回転管軸9と前記フローティングシート2は軸心を一致
させ端面同士を対抗するように配置されている。
【0019】そして、前記流路シール部4は、フローテ
ィングシート2の端面に固定されるシールリング21
と、回転管軸9の端面に固定されるシールリング22の
一組よりなり、超硬合金やセラミックにより形成されて
いる。23は係止ピンであって、ケーシング1内に突設
され前記貫通穴17に挿入されており、フローティング
シート2の回り止めを行なっている。
【0020】上述のように構成されたロータリジョイン
トRは、ヘッド部の接続口14が外部に配置されたオイ
ルミスト発生器に接続される。そして、オイルミスト発
生器からオイルミストMが供給されると、オイルミスト
Mはケーシング1の接続口14からフローティングシー
ト2の流路18とシールリング21とを経由して回転管
軸9側に供給される。そして、回転管軸9側では、端面
に設けたシールリング22から流路20を経由して工作
機械の主軸19側に供給される。
【0021】この場合、フローティングシート2は、浮
動軸部15の端面15aが流体圧で押圧されるため、シ
ールリング21とシールリング22とがシール面同士を
密着させた状態となる。これにより、フローティングシ
ート2の流路18と回転管軸9の流路20は密封状態で
連通されることになる。
【0022】次に、浮動軸支持部のシール作用を説明す
る。スプリング7は、Oリング6の側面を高圧側から低
圧側に押圧するように、つまり装着用溝5内でOリング
6より高圧側にセットされているから、スプリング7の
波打ち状体部7aは、装着用溝5内でOリング6を押圧
し、Oリング6を装着用溝の低圧側側壁5bに常時密着
させた状態となっている。従って、Oリングは流体供給
路13の内周面と浮動軸部15の外周面との間に形成さ
れている低圧側隙間24を密封した状態となり、シール
作用を行なうことができる。次に、工具換えなどで回転
管軸9が機械本体側に移動してから元位置に戻るとき、
回転管軸9側に移動していたフローティングシート2が
回転管軸9に押し戻され浮動軸部15が装着用溝5内の
Oリング内径側を摺動するから、その際、Oリング6は
その摺動抵抗により高圧側に向いた外力を受けるが、ス
プリング7の押圧力によって移動が阻止されシール作用
を継続することができる。
【0023】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限定され
るものではない。浮動軸支持部のシール構造はロータリ
ジョイントを例に取って説明してきたが、回転軸側また
はケーシング側が変位するような様々な装置、例えば感
度を良くしたエアシリンダやダンパ類などにも採用する
ことができる。スプリング体であるスプリング7の形状
は任意に設定できるものであり、例えば小さな突起部を
側面に周設したゴムリングなどであってもよい。ロータ
リジョイント自体の構造や形状も任意に設定することが
できる。シール面同士の密着力を得る為にフローティン
グシートを回転軸側に付勢する補助的なスプリングを付
加してもよい。Oリングの装着用溝5はケーシング1側
に配置した例で説明してきたが、フローティングシート
の浮動軸部15側に配置してもよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明請求項
1、2および請求項3記載の浮動軸支持部のシール構造
にあっては、前記構成としたため、押圧手段またはスプ
リング体によりOリングを流体の漏れ側隙間、つまり低
圧側に軽押圧させることにより、低圧側隙間を密閉し部
品の仕上がり公差などに関係なく安定したシール作用を
行なわせることができる。回転軸側あるいは支持側がド
ローバーあるいはその他の動作原因で相対的に進退して
もOリングは押圧手段またはスプリング体の押圧力で移
動が阻止されシール作用を継続することができる。構造
を簡単としながらも低圧のクーラントやオイルミスト、
ドライエア、あるいは高圧のクーラントなどでも安定し
たシール作用を伴って供給することができる。特に、工
作機械などのように回転軸が進退するような装置に好適
に使用することができるなどの効果が得られる。
【0025】請求項4記載のロータリジョイントの浮動
軸支持部のシール構造にあっては、前記構成としたた
め、Oリングを低圧側に押圧させるスプリング体がOリ
ング形状となっており、そのOリングと共に装着用溝に
装着させるのであるから、特別の機械加工などを不要と
し、経済的であり、小型化が可能となるなどの効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施の形態のロータリジョイントの浮動
軸支持部のシール構造を示す断面図である。
【図2】(イ)はリング状スプリングを示す正面図、
(ロ)はリング状スプリングの接続部を示す拡大図であ
る。
【図3】実施の形態のメカニカルシール構造が組み込ま
れたロータリジョイントを示す断面図である。
【図4】従来のロータリジョイントを示す断面図であ
る。
【図5】従来の浮動軸支持部のシール構造を示す断面図
である。
【図6】Oリングをスプリングで支持していない時の挙
動を示す説明図である。
【符号の説明】
R ロータリジョイント 1 ケーシング 2 フローティングシート 3 浮動軸支持部のシール構造部 5 装着用溝 5a 装着用溝の溝底 5b 装着用溝の低圧側側壁 6 Oリング 7 押さえ用スプリング 13 流体供給路 15 フローティングシートの浮動軸部 18 フローティングシートの流路 21,22 シールリング 24 低圧側隙間
【手続補正書】
【提出日】平成12年3月13日(2000.3.1
3)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 浮動軸支持部のシール構造
【特許請求の範囲】
【請求項】 ロータリジョイントのフローティングシ
ート先端に配置させたシール面を回転軸側のシール面に
密着させることで前記フローティングシートの浮動軸部
に貫通させた流路を回転軸側の流路に連通させるため、
ケーシングに穿設された流体供給路に前記フローティン
グシートの浮動軸部をOリングを介して摺動自在に装着
した浮動軸支持部のシール構造において、 前記Oリングは該Oリングの装着用溝に自由状態で装着
され、かつ前記装着用溝の低圧側の側面および該装着用
溝に対し相対運動する摺動面の全周にわたって接触可能
に配置されると共に前記装着用溝内に設けられたスプリ
ング体によって前記装着用溝の低圧側の側面に軽押圧さ
れ、かつ前記摺動面は低圧流体供給時にフローティング
シートの浮動軸部が流体供給路内で摺動可能となる大き
さであって前記Oリングに対し軽接触する大きさに形成
されていることを特徴とする浮動軸支持部のシール構
造。
【請求項】 前記装着用溝がケーシング側に配置され
摺動面がフローティングシートの浮動軸部に配置されて
いることを特徴とする請求項1記載の浮動軸支持部のシ
ール構造。
【請求項】 前記スプリング体が板状体で前記Oリン
グと略同一内外径を有して周面を波打ち状体に形成して
設けられていることを特徴とする請求項1または請求項
記載の浮動軸支持部のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、Oリングに対する
摺動面の摺動抵抗を極力小さくした状態で良好なシール
作用が得られるようにした浮動軸部のシール構造に関
し、特に流体圧の小さなクーラントやオイルミストなど
を経由させるロータリジョイントなどに適した浮動軸部
のシール構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、一般機械などに使用されるロータ
リジョイントでは、図4に示すように、液体の流通穴を
設けた平坦な端面をシール面となす2個のシールリング
50,51が用いられ、両シールリングは、ケーシング
52に穿設された流体供給路53に軸部55を装着され
たフローティングシート54側に一方側が配置され、他
方側が回転軸56側に配置されており、このうち前記フ
ローティングシートの軸部55をOリング57を介し前
記流体供給路53に浮動状態に支持してスプリング58
で回転軸56方向に押圧することにより、シール面同士
を面合し固定側と回転側とを接続することで流路を形成
している。図5は前記軸部55を浮動状態に支持するO
リング57の装着状態を示しており、Oリング57は装
着用溝59内で溝底60と軸部55外周面(摺動面)と
の間で圧縮状態となり、さらに高圧側隙間61からの流
体62の圧力で低圧側隙間63に密着した状態でシール
作用を果たしている。
【0003】ところで、近年、大量の廃棄物が自然破壊
の一原因とされているが、工業製品の製造過程で排出さ
れる洗浄剤やクーラント、オイルなども例外ではない。
そこで、金属加工の分野でもクーラント使用量を減らす
切削方法あるいはクーラントを使用しないドライ切削が
検討されているが、工作機械では金属加工部分に対し潤
滑や冷却作用を行なう液状クーラントを回転工具から直
接供給するものがあり、この場合、クーラントの供給経
路に必要となる固定部分から回転部分への接点にもロー
タリジョイントを配置させている。従って、前記のよう
なクーラント使用量を削減した切削やドライ切削を行な
うためには、このロータリジョイントを介し低圧クーラ
ントやオイルミスト、ドライエアなどを供給する必要が
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにロータリ
ジョイントで低圧のクーラントやオイルミストなどを回
転先へ供給する場合、フローティングシートが弱い押圧
力でも敏感に摺動可能とするようにフローティングシー
トの軸部55を浮動状態で支持するOリング57を、図
5に示すように装着用溝59内で圧縮状態にセットした
状態から、そのつぶし代をどんどん小さくしていき図6
(イ(a))に示すように最小限にすることが考えられ
る。しかしながらこの状態は各種精度上非常に不安定な
状態であるし摺動抵抗にもばらつきが生じる。そこでO
リングはつぶし代を最小限にしてセットするのでなく、
図6(イ(b))に示すように自由状態でセットさせ、
単に装着用溝の低圧側側壁64と軸部55の摺動面とに
接触させる構造とした。これにより、摺動抵抗を最少に
することが達成できた。しかしながら、前記のような工
作機械ではドローバーの進退作用で回転軸56がフロー
ティングシート54からいったん離反してから元位置に
戻る動作がある。この回転軸56が戻る時、ロータリジ
ョイントにおけるOリングの装着用溝59内では図6
(ロ)、図6(ハ)の順に示すように、回転軸56の移
動によりシール面同士の吸着力によって軸部55が回転
軸56方向に移動することから、軸部55が回転軸56
によって元位置に押し戻される時、Oリング57が溝内
で高圧側隙間61方向に移動し、低圧側隙間63を開口
させてしまうことがある。この場合はOリング57と装
着用溝の溝底60との間に隙間65が生じているとシー
ル作用を維持できないという問題がある。
【0005】本発明は、上述のような問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、簡単
な構成で安定したシール作用を行ない押し力の小さいオ
イルミスト、ドライエア、低圧クーラントなどでも安定
した開閉動作を伴ってリークさせることがなく、しかも
高圧クーラントでもシール可能とした浮動軸部のシール
構造を提供し、特にドローバーの作動によってシール部
の開閉、つまり軸部の移動が必ず伴うようなロータリジ
ョイントなどに適した浮動軸部のシール構造を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明請求項1記載の浮動軸支持部のシール構造に
あっては、ロータリジョイントのフローティングシート
先端に配置させたシール面を回転軸側のシール面に密着
させることで前記フローティングシートの浮動軸部に貫
通させた流路を回転軸側の流路に連通させるため、ケー
シングに穿設された流体供給路に前記フローティングシ
ートの浮動軸部をOリングを介して摺動自在に装着した
浮動軸支持部のシール構造において、前記Oリングは該
Oリングの装着用溝に自由状態で装着され、かつ前記装
着用溝の低圧側の側面および該装着用溝に対し相対運動
する摺動面の全周にわたって接触可能に配置されると共
に前記装着用溝内に設けられたスプリング体によって前
記装着用溝の低圧側の側面に軽押圧され、かつ前記摺動
面は低圧流体供給時にフローティングシートの浮動軸部
が流体供給路内で摺動可能となる大きさであって前記O
リングに対し軽接触する大きさに形成されていることを
特徴とする。
【0007】請求項2記載の浮動軸支持部のシール構造
にあっては、請求項1記載の浮動軸支持部のシール構造
において、前記装着用溝がケーシング側に配置され摺動
面がフローティングシートの浮動軸部に配置されている
ことを特徴とする。
【0008】請求項3記載の浮動軸支持部のシール構造
にあっては、請求項1または請求項2記載の浮動軸支持
部のシール構造において、前記スプリング体が板状体で
前記Oリングと略同一内外径を有して周面を波打ち状体
に形成して設けられていることを特徴とする。
【0009】
【作用】請求項1および請求項2記載の浮動軸支持部の
シール構造にあっては、押圧手段またはスプリング体に
よりOリングを溝の一方側、つまり低圧側に軽押圧させ
ることにより、低圧側に生じる隙間を密閉しシール作用
を行なわせることができる。工作機械などに取り付けら
れたロータリジョイントのように、回転軸側がドローバ
ーの作用などで移動して浮動軸部側をも摺動させても、
Oリングは押圧手段またはスプリング体の押圧力で移動
が阻止され、シール作用を継続することになる。この場
合、Oリングは穴側、軸側のいずれに設定してもよく、
穴側にセットした場合はOリングが軸摺動面と装着用溝
低圧側側壁にのみ軽接触し、軸側にセットした場合はO
リングが穴内周面と装着用溝低圧側側壁にのみ軽接触す
るように設定すればよい。Oリングは押圧手段またはス
プリング体と協同して安定したシール作用を行ない、部
品の仕上がり交差などによっては影響を受けることがな
い。また、Oリングの自緊作用(流体の作用でシール自
体が変形しシールとして作用する)により高圧クーラン
トもシール可能となる。
【0010】上記のように、フローティングシートは弱
い押圧力でも敏感に摺動可能となっているから、構造を
簡単にしながらも低圧クーラントやオイルミスト、ドラ
イエアなどを必要とする工作機械などに支障なく供給す
ることができる。
【0011】請求項3記載のロータリジョイントの浮動
軸支持部のシール構造にあっては、Oリングを低圧側に
押圧させるスプリング体がOリング形状となっており、
そのOリングと共に装着用溝に装着させるだけであるか
ら、特別の機械加工などを不要とし、経済的であり、小
型化が可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態をロー
タリジョイントを例に取って図面により説明する。図1
は実施の形態のロータリジョイントの浮動軸支持部のシ
ール構造を示す断面図、図2(イ)はリング状スプリン
グを示す正面図、(ロ)はリング状スプリングの側面を
示す拡大図、図3はシール構造部が組み込まれたロータ
リジョイントを示す断面図である。
【0013】まず、このロータリジョイントRは、工作
機械の工具側にオイルミストMを供給するように設けら
れたものであり、図3に示すように、ケーシング1と、
フローティングシート2と、浮動軸支持部のシール構造
部3と、流路シール部4とを主要な構成としている。
【0014】前記ケーシング1は、略有底円筒状に形成
され、開口部側を工作機械のフレーム8に嵌合させ、ボ
ルト12で密閉状に固定することにより形成されてい
る。前記ケーシング1は流体供給路13を内部に有し、
その底面側に外部と連通する接続口14を貫通させてい
る。
【0015】前記フローティングシート2は、固定側流
路と回転側流路とを連通させるものであって、前記流体
供給路13に浮動軸部15(外周面が摺動面となる)が
摺動自在に嵌着され、フランジ部16に貫通穴または切
欠17が設けられ、軸心には流路18が貫通して設けら
れている。尚、前記浮動軸部15の外径は、後述するO
リング6を装着させた時、Oリング内径側が全周線接触
する程度の大きさに形成されている。
【0016】前記浮動軸支持部のシール構造部3は、供
給された流体が軸外周側から漏洩するのを阻止すると共
にフローティングシート2を敏感に浮動させるようにし
たものであって、流体供給路13の内周面に周設された
装着用溝5と、該装着用溝5に装着されたOリング6
と、該Oリング6の押圧用スプリング7とで構成されて
いる。前記装着用溝5は、Oリング6を装着した時、O
リング外周側が溝底5aに接触しない深さを有すると共
に、Oリング断面太さより適宜幅広い溝幅を有するよう
に形成されている。前記Oリング6の押圧用スプリング
7は、Oリング6を溝の低圧側、つまり回転管軸9側に
軽押圧させることにより、低圧側に生じる隙間を密閉し
シール作用を行なわせるもので、図2(イ)に示すよう
に、スプリング材によりOリング6と略同一の内外径を
有し周面を軸心方向に波打ち状体7aに形成してリング
状に設けられている。その押圧力は軸摺動時に摺動抵抗
による外力より高くなるように設定されている。尚、本
実施の形態のスプリングはテフロンを使用して製作され
ているがこれに限定されるものではない。図1はそのセ
ット状態を示しており、前記スプリング7はOリング6
の側面を高圧側から低圧側に押圧するように、つまり装
着用溝5内でOリング6より高圧側にセットされる。こ
の場合、前記波打ち状体7aは、背面側を溝側壁に接地
してOリング6を押圧し、Oリング6を装着用溝の低圧
側側壁5bに全周均等に密着させる。
【0017】次に、9は回転管軸であって、工作機械の
主軸19にねじ込みすることによって着脱自在に装着さ
れており、軸心に前記フローティングシート2の流路1
8と同一径の流路20が貫通して設けられている。この
回転管軸9と前記フローティングシート2は軸心を一致
させ端面同士を対抗するように配置されている。
【0018】そして、前記流路シール部4は、フローテ
ィングシート2の端面に固定されるシールリング21
と、回転管軸9の端面に固定されるシールリング22の
一組よりなり、超硬合金やセラミックにより形成されて
いる。23は係止ピンであって、ケーシング1内に突設
され前記貫通穴17に挿入されており、フローティング
シート2の回り止めを行なっている。
【0019】上述のように構成されたロータリジョイン
トRは、ヘッド部の接続口14が外部に配置されたオイ
ルミスト発生器に接続される。そして、オイルミスト発
生器からオイルミストMが供給されると、オイルミスト
Mはケーシング1の接続口14からフローティングシー
ト2の流路18とシールリング21とを経由して回転管
軸9側に供給される。そして、回転管軸9側では、端面
に設けたシールリング22から流路20を経由して工作
機械の主軸19側に供給される。
【0020】この場合、フローティングシート2は、浮
動軸部15の端面15aが流体圧で押圧されるため、シ
ールリング21とシールリング22とがシール面同士を
密着させた状態となる。これにより、フローティングシ
ート2の流路18と回転管軸9の流路20は密封状態で
連通されることになる。
【0021】次に、浮動軸支持部のシール作用を説明す
る。スプリング7は、Oリング6の側面を高圧側から低
圧側に押圧するように、つまり装着用溝5内でOリング
6より高圧側にセットされているから、スプリング7の
波打ち状体部7aは、装着用溝5内でOリング6を押圧
し、Oリング6を装着用溝の低圧側側壁5bに常時密着
させた状態となっている。従って、Oリングは流体供給
路13の内周面と浮動軸部15の外周面との間に形成さ
れている低圧側隙間24を密封した状態となり、シール
作用を行なうことができる。次に、工具換えなどで回転
管軸9が機械本体側に移動してから元位置に戻るとき、
回転管軸9側に移動していたフローティングシート2が
回転管軸9に押し戻され浮動軸部15が装着用溝5内の
Oリング内径側を摺動するから、その際、Oリング6は
その摺動抵抗により高圧側に向いた外力を受けるが、ス
プリング7の押圧力によって移動が阻止されシール作用
を継続することができる。
【0022】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限定され
るものではない。浮動軸支持部のシール構造はロータリ
ジョイントを例に取って説明してきたが、回転軸側また
はケーシング側が変位するような様々な装置、例えば感
度を良くしたエアシリンダやダンパ類などにも採用する
ことができる。スプリング体であるスプリング7の形状
は任意に設定できるものであり、例えば小さな突起部を
側面に周設したゴムリングなどであってもよい。ロータ
リジョイント自体の構造や形状も任意に設定することが
できる。シール面同士の密着力を得る為にフローティン
グシートを回転軸側に付勢する補助的なスプリングを付
加してもよい。Oリングの装着用溝5はケーシング1側
に配置した例で説明してきたが、フローティングシート
の浮動軸部15側に配置してもよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明請求項1
および請求項2記載の浮動軸支持部のシール構造にあっ
ては、前記構成としたため、押圧手段またはスプリング
体によりOリングを流体の漏れ側隙間、つまり低圧側に
軽押圧させることにより、低圧側隙間を密閉し部品の仕
上がり公差などに関係なく安定したシール作用を行なわ
せることができる。回転軸側あるいは支持側がドローバ
ーあるいはその他の動作原因で相対的に進退してもOリ
ングは押圧手段またはスプリング体の押圧力で移動が阻
止されシール作用を継続することができる。構造を簡単
としながらも低圧のクーラントやオイルミスト、ドライ
エア、あるいは高圧のクーラントなどでも安定したシー
ル作用を伴って供給することができる。特に、工作機械
などのように回転軸が進退するような装置に好適に使用
することができるなどの効果が得られる。
【0024】請求項3記載のロータリジョイントの浮動
軸支持部のシール構造にあっては、前記構成としたた
め、Oリングを低圧側に押圧させるスプリング体がOリ
ング形状となっており、そのOリングと共に装着用溝に
装着させるのであるから、特別の機械加工などを不要と
し、経済的であり、小型化が可能となるなどの効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施の形態のロータリジョイントの浮動
軸支持部のシール構造を示す断面図である。
【図2】(イ)はリング状スプリングを示す正面図、
(ロ)はリング状スプリングの接続部を示す拡大図であ
る。
【図3】実施の形態のメカニカルシール構造が組み込ま
れたロータリジョイントを示す断面図である。
【図4】従来のロータリジョイントを示す断面図であ
る。
【図5】従来の浮動軸支持部のシール構造を示す断面図
である。
【図6】Oリングをスプリングで支持していない時の挙
動を示す説明図である。
【符号の説明】 R ロータリジョイント 1 ケーシング 2 フローティングシート 3 浮動軸支持部のシール構造部 5 装着用溝 5a 装着用溝の溝底 5b 装着用溝の低圧側側壁 6 Oリング 7 押さえ用スプリング 13 流体供給路 15 フローティングシートの浮動軸部 18 フローティングシートの流路 21,22 シールリング 24 低圧側隙間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 光明 福岡県糟屋郡須恵町植木1321−10 リック ス株式会社福岡工場内 Fターム(参考) 3H104 JA04 JB02 JC07 JC10 JD09 LF03 LG02 3J043 AA16 BA03 CA01 CA06 DA10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーシングの穴に軸が遊嵌され該穴また
    は軸のいずれか一方に周設された溝にOリングを装着す
    ることにより軸支持部をシールした構造において、 前記Oリングは該Oリングの装着用溝に自由状態に装着
    され、かつ前記装着用溝の低圧側の側面および該装着用
    溝に対し相対運動する摺動面の全周にわたって接触可能
    に配置されると共に前記装着用溝内に設けられた押圧手
    段によって前記装着用溝の低圧側の側面に軽押圧され、
    かつ前記摺動面は前記Oリングに対し軽接触可能な大き
    さに形成されていることを特徴とする浮動軸支持部のシ
    ール構造。
  2. 【請求項2】 ロータリジョイントのフローティングシ
    ート先端に配置させたシール面を回転軸側のシール面に
    密着させることで前記フローティングシートの浮動軸部
    に貫通させた流路を回転軸側の流路に連通させるため、
    ケーシングに穿設された流体供給路に前記フローティン
    グシートの浮動軸部をOリングを介して摺動自在に装着
    した浮動軸支持部のシール構造において、 前記Oリングは該Oリングの装着用溝に自由状態で装着
    され、かつ前記装着用溝の低圧側の側面および該装着用
    溝に対し相対運動する摺動面の全周にわたって接触可能
    に配置されると共に前記装着用溝内に設けられたスプリ
    ング体によって前記装着用溝の低圧側の側面に軽押圧さ
    れ、かつ前記摺動面は前記Oリングに対し軽接触可能な
    大きさに形成されていることを特徴とする浮動軸支持部
    のシール構造。
  3. 【請求項3】 前記装着用溝がケーシング側に配置され
    摺動面がフローティングシートの浮動軸部に配置されて
    いることを特徴とする請求項2記載の浮動軸支持部のシ
    ール構造。
  4. 【請求項4】 前記スプリング体が板状体で前記Oリン
    グと略同一内外径を有して周面を波打ち状体に形成して
    設けられていることを特徴とする請求項2または請求項
    3記載の浮動軸支持部のシール構造。
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