JP2004167682A - Rotary joint - Google Patents

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Mikio Tsutsumi
幹夫 堤
Hitoshi Momota
均 百田
Yoshitaka Nakamura
吉隆 中村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the abnormal wear or the like of a sliding part by preventing the infiltration of dust, waterdrops, or the like into the sliding part in a rotary joint A provided with a power slip ring 21 and an electric signal slip ring 31 for transferring electricity between a fixed body 1 and a rotation body 6. <P>SOLUTION: Parts to be the boundary surfaces of the fixed body 1 and rotation body 6 on the respective outer peripheral surfaces are provided as boundary groove parts 90, 93, and the side face of one of the boundary groove parts 90, 93 is formed as an inclined face. Ring-like sealing members 91, 94 are fitted into the boundary groove parts 90, 93 so as to abut on the inclined face. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

本発明は、ロボットのアーム先端部等に設けられるロータリジョイントに関し、特に、固定体と回転体との間で電気や流体を安定して授受するためにシールする構造に関する技術分野に属する。   The present invention relates to a rotary joint provided at a distal end portion of an arm of a robot or the like, and particularly to a technical field related to a structure for sealing in order to stably transfer and receive electricity and fluid between a fixed body and a rotating body.

従来より、この種のロータリジョイントにおいては、例えばロボットのアーム先端部に取付固定される固定体と、ロボットのハンド側に取付固定され、固定体に回転可能に連結支持された回転体とを備え、これら固定体及び回転体の間で空気、冷却水、溶接用ガス等の流体や動力電気、電気信号等の電気を授受可能として、ハンド側が固定側に対し回転しても常に流体や電気が授受できるようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, this type of rotary joint includes, for example, a fixed body attached to and fixed to a distal end portion of a robot arm, and a rotating body attached and fixed to a hand side of the robot and rotatably connected to and supported by the fixed body. Fluids such as air, cooling water, welding gas, and motive power, and electric signals such as electric signals can be exchanged between the fixed body and the rotating body. It can be exchanged.

そして、上記流体を授受するために、複数種類の流体通路を固定体及び回転体の摺接面間に並べて配置したスイベルジョイントが用いられ、動力電気を授受するためには、固定体又は回転体の一方に設けられた集電リングと、他方に設けられ、上記集電リングに摺接して電気を供給する摺動接点とからなる電力スリップリングが使用される。   In order to transfer the fluid, a swivel joint in which a plurality of types of fluid passages are arranged side by side between the sliding surfaces of the fixed body and the rotating body is used. A power slip ring is used, which includes a current collecting ring provided on one of the two sides and a sliding contact provided on the other side for supplying electricity by slidingly contacting the current collecting ring.

さらに、電気信号を固定体及び回転体間で授受するために電気信号スリップリングが知られている。この電気信号スリップリングの一例として、従来、例えば特許文献1に示されるように、固定体側に設けられたリング板状の固定側電極と、回転体側に設けられたリング板状の回転側電極と、これら両電極間に配設された転動体とを備え、回転体の固定体に対する相対回転により両電極上で転動体を転動させて両電極間で電気信号を授受するようにしたものが提案されている。
特開平10―223346号公報
Further, an electric signal slip ring is known for transmitting and receiving an electric signal between a fixed body and a rotating body. As an example of the electric signal slip ring, conventionally, as shown in Patent Document 1, for example, a ring plate-shaped fixed side electrode provided on a fixed body side and a ring plate-shaped rotating side electrode provided on a rotating body side And a rolling element disposed between the two electrodes, wherein the rolling element rolls on the two electrodes by relative rotation of the rotating body with respect to the fixed body so that an electric signal is transmitted and received between the two electrodes. Proposed.
JP-A-10-223346

ところで、上記のようにロータリジョイントには固定体及び回転体の間で電力や電気信号を両者の回転状態で伝達するためのスリップリングが設けられているが、このスリップリングにロータリジョイント外部からの粉塵や水等が付着すると、摺動部の異常摩耗等が発生する虞れがあり、何らかの対策をしておくことが望ましい。   By the way, as described above, the rotary joint is provided with a slip ring for transmitting electric power and an electric signal between the fixed body and the rotating body in a state of rotation of both, and this slip ring is provided from outside the rotary joint. If dust, water, or the like adheres, abnormal wear of the sliding portion may occur, and it is desirable to take some measures.

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その主たる目的とするところは、上記したロータリジョイントの摺動部への粉塵や水滴等の侵入を防ぐことにより、その摺動部の異常摩耗等を未然に防止しようとすることにある。   The present invention has been made in view of such a point, and a main object of the present invention is to prevent dust or water droplets from entering the sliding portion of the rotary joint to prevent the sliding portion from malfunctioning. An object of the present invention is to prevent wear and the like.

上記の目的を達成するために、請求項1の発明では、固定体と、該固定体に回転可能に連結支持された回転体とを備えるロータリジョイントが対象である。そして、上記固定体及び回転体の各外周面で両者の境界面となる部分が境界溝部に設けられ、この境界溝部のいずれか一方の側面は傾斜面となっており、上記境界溝部にリング状のシール部材が上記傾斜面と当接するように嵌合されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to a rotary joint including a fixed body and a rotating body rotatably connected to and supported by the fixed body. A portion serving as a boundary surface between the fixed body and the rotating body is provided in a boundary groove portion, and either side surface of the boundary groove portion is an inclined surface, and a ring shape is formed in the boundary groove portion. Is fitted so as to abut the inclined surface.

上記の構成により、境界溝部のいずれか一方の側面が傾斜しており、この傾斜側面に常に当接するようにリング状のシール部材が境界溝部に嵌合されることになる。従って、ロータリジョイントの使用環境が清浄な環境ではなく、粉塵や水しぶき等が存在するような環境であっても、簡単な構成によって固定体及び回転体の境界となる部分からその粉塵や水しぶき等のロータリジョイント内部への侵入を防いで、故障や事故等を防止することができる。   According to the above configuration, one of the side surfaces of the boundary groove is inclined, and the ring-shaped seal member is fitted into the boundary groove so as to always contact the inclined side surface. Therefore, even if the use environment of the rotary joint is not a clean environment but an environment where dust and splashes are present, the dust and splashes and the like from the boundary between the fixed body and the rotating body by a simple configuration. By preventing intrusion into the inside of the rotary joint, it is possible to prevent breakdowns and accidents.

以上説明したように、請求項1の発明によると、固定体と、固定体に回転可能に連結支持された回転体とを備えるロータリジョイントに対して、固定体及び回転体の各外周面で両者の境界面となる部分が境界溝部に設けられ、この境界溝部のいずれか一方の側面を傾斜面とし、境界溝部にリング状のシール部材を上記傾斜面と当接するように嵌合することにより、簡単な構成によって固定体及び回転体の境界となる部分からその粉塵や水しぶき等のロータリジョイント内部への侵入を防いで、故障や事故等を防止することができる。   As described above, according to the first aspect of the present invention, a rotary joint including a fixed body and a rotating body rotatably connected to and supported by the fixed body is provided on both outer circumferential surfaces of the fixed body and the rotating body. The boundary groove portion is provided in the boundary groove portion, and any one side surface of the boundary groove portion is an inclined surface, and a ring-shaped seal member is fitted in the boundary groove portion so as to be in contact with the inclined surface, With a simple configuration, it is possible to prevent dust and splashes from entering the inside of the rotary joint from the boundary between the fixed body and the rotating body, thereby preventing failures and accidents.

図10〜図12は本発明の実施形態に係るロータリジョイントAを示し、このロータリジョイントAはスポット溶接を行う図外の溶接ロボットのアーム先端部に装着されるものである。   FIGS. 10 to 12 show a rotary joint A according to an embodiment of the present invention. The rotary joint A is attached to an arm tip of a welding robot (not shown) that performs spot welding.

ロータリジョイントAは、溶接ロボットのアーム側に取り付けられる略円筒状の固定体1と、溶接ガン側(ハンド側)に取り付けられる略円筒状の回転体6とを備え、この回転体6は固定体1に360°以上の角度に回転可能に連結支持されている。   The rotary joint A includes a substantially cylindrical fixed body 1 attached to the arm side of the welding robot, and a substantially cylindrical rotating body 6 attached to the welding gun side (hand side). 1 is connected and supported so as to be rotatable at an angle of 360 ° or more.

図1に拡大して示すように、上記固定体1は、上端(図1で上端)に外向きフランジ2が一体に形成された円筒状のボス部3と、このボス部3にその外周を取り囲むように同心状に配置されて一体的に固定され、下方に開放された有底円筒状のカバー部4とを有する。   As shown in FIG. 1 in an enlarged manner, the fixed body 1 has a cylindrical boss portion 3 integrally formed with an outward flange 2 at an upper end (the upper end in FIG. 1), and an outer periphery thereof is attached to the boss portion 3. A bottomed cylindrical cover portion 4 which is concentrically arranged so as to surround and is integrally fixed, and is opened downward.

一方、回転体6は上記固定体1のボス部3内に相対回転可能に嵌合された円筒状の軸部7と、この軸部7の上端にその開口を塞ぐように一体的に固定され、上記回転体6における外向きフランジ2の上側に位置する上側フランジ8と、軸部7の下端部外周に一体的に固定され、回転体6におけるボス部3下端を越えてカバー部4の下端開口を塞ぐように半径方向外側に延びる下側フランジ9とを備えている。   On the other hand, the rotating body 6 is integrally fixed to a cylindrical shaft portion 7 fitted into the boss portion 3 of the fixed body 1 so as to be relatively rotatable, and to an upper end of the shaft portion 7 so as to close the opening. An upper flange 8 located above the outward flange 2 of the rotating body 6 and an outer periphery of a lower end of the shaft 7 are integrally fixed to each other. A lower flange 9 extending radially outward to close the opening.

そして、上記固定体1のボス部3と回転体6の軸部7との間には固定体1及び回転体6の間で流体としての水及びエアを授受するためのスイベルジョイント11が設けられている。また、固定体1におけるボス部3及びカバー部4と、回転体6における下側フランジ9とで囲まれる円筒状の空間には、固定体1から回転体6に溶接電力を供給するための電力スリップリング21と、この電力スリップリング21の内側に位置し、固定体1及び回転体6の間で複数(図示例では6種類)の異なる電気信号を授受するための電気信号スリップリング31とが同心状に装着されている。   A swivel joint 11 for exchanging water and air as a fluid between the fixed body 1 and the rotating body 6 is provided between the boss 3 of the fixed body 1 and the shaft 7 of the rotating body 6. ing. The cylindrical space surrounded by the boss portion 3 and the cover portion 4 of the fixed body 1 and the lower flange 9 of the rotating body 6 has electric power for supplying welding power from the fixed body 1 to the rotating body 6. A slip ring 21 and an electric signal slip ring 31 located inside the electric power slip ring 21 for transmitting and receiving a plurality of (six types in the illustrated example) different electric signals between the fixed body 1 and the rotating body 6 are provided. Mounted concentrically.

上記スイベルジョイント11は2つの水通路12,13及び1つのエア通路14を有し、これらの3つの通路12〜14はいずれも同様の構造である。すなわち、図5にも示すように、固定体1のボス部3内周面には3本の環状溝15,15,…が上下方向(軸方向)に間隔をあけて形成されている。この3本の環状溝15,15,…が回転体の軸部外周面により閉塞されることにより、固定体1と回転体6との間に、この固定体1及び回転体6間で流体を授受する周方向に延びる複数の環状通路30,30,…が軸方向に並列して形成されている。また、ボス部3の壁内部には上下方向に延びる3つの縦孔16,16,…(一部のみ図示する)が円周方向に互いに近接して貫通形成され、この各縦孔16の下端はそれぞれ対応する上記各環状溝15の溝底面に開口している一方、上端は外向きフランジ2の外周面に開口している。   The swivel joint 11 has two water passages 12, 13 and one air passage 14, and these three passages 12 to 14 have the same structure. That is, as shown in FIG. 5, three annular grooves 15, 15,... Are formed on the inner peripheral surface of the boss portion 3 of the fixed body 1 at intervals in the vertical direction (axial direction). The three annular grooves 15, 15,... Are closed by the outer peripheral surface of the shaft portion of the rotating body, so that fluid can flow between the fixed body 1 and the rotating body 6 between the fixed body 1 and the rotating body 6. A plurality of annular passages 30, 30, ... extending in the circumferential direction for transmission and reception are formed in parallel in the axial direction. Also, three vertical holes 16, 16,... (Only some are shown) extending vertically are formed in the wall of the boss 3 so as to penetrate close to each other in the circumferential direction. Are open on the groove bottom surface of the corresponding annular groove 15 respectively, while the upper end is open on the outer peripheral surface of the outward flange 2.

これに対し、回転体6における軸部7の壁内部には円周方向の3等分位置に上下方向に延びる3つの縦孔17,17,…(一部のみ図示する)が貫通形成され、この各縦孔17の上端は軸部7の外周面にそれぞれ上記固定体1のボス部3における各環状溝15内とそれぞれ連通するように開口している一方、各縦孔17の下端は下側フランジ9下側の軸部7外周面に開口している。   On the other hand, three vertical holes 17, 17,... (Only some of which are shown) extending vertically are formed at three equally spaced positions in the circumferential direction in the wall of the shaft portion 7 of the rotating body 6, The upper end of each of the vertical holes 17 is opened on the outer peripheral surface of the shaft portion 7 so as to communicate with the inside of each of the annular grooves 15 in the boss portion 3 of the fixed body 1, while the lower end of each of the vertical holes 17 is lower. The shaft portion 7 has an opening on the outer peripheral surface below the side flange 9.

そして、環状通路と電気スリップリングとの間に空気を充填した環状空間が配設されており、その環状空間がスイベルジョイント11の空気流路をなす環状通路を構成している。   An annular space filled with air is provided between the annular passage and the electric slip ring, and the annular space forms an annular passage forming an air flow path of the swivel joint 11.

すなわち、このように形成された3本の環状通路30,30,…のうち上側の2つの環状通路30,30が水通路12,13に、また下側の1つの環状通路30がエア通路14にそれぞれ構成されており、これら水通路12,13及びエア通路14により固定体1及び回転体6間で両者の回転状態でも水及びエアを授受できるようにしている。   That is, of the three annular passages 30, 30,... Formed in this manner, the upper two annular passages 30, 30 correspond to the water passages 12, 13, and the lower one annular passage 30 corresponds to the air passage 14. The water passages 12 and 13 and the air passage 14 allow water and air to be exchanged between the stationary body 1 and the rotating body 6 even in the both rotating states.

また、図8及び図9に示すように、固定体1のボス部3内周面には3本の環状溝15,15,…の上下方向(軸方向)両側に4本のシール溝18,18,…が形成され、この各シール溝18には環状通路30,30,…をシールするリング状のシール部材としてのゴム製のシールリング19がその内周面を回転体6の軸部7外周面に摺接させてシールするように嵌挿されている。このシールリング19は、図9にも示すように、その底面及び両側面に凹溝19b,19b,…が形成される一方、そのシールリング19のシール面である上面には固定体1の周方向に蛇行する凹溝状のシール溝部19aが形成されていて、このシール溝部19a内に潤滑剤としてのグリスが充填されている。このシール溝部19aにはその周方向(固定体1の周方向)に等間隔に溝幅が大きくなされた潤滑剤貯留部19cが形成されている。また、図8にも示すように、各潤滑剤貯留部19c,19c,…の間に凸条として形成された摺動部19d,19d,…を設けるようにしている。   As shown in FIGS. 8 and 9, four seal grooves 18 are provided on the inner peripheral surface of the boss portion 3 of the fixed body 1 on both sides in the vertical direction (axial direction) of the three annular grooves 15. Are formed in each of the seal grooves 18. A rubber seal ring 19 as a ring-shaped seal member for sealing the annular passages 30, 30,. It is fitted so as to be in sliding contact with the outer peripheral surface to seal. As shown in FIG. 9, the seal ring 19 has concave grooves 19 b, 19 b,. A groove-shaped seal groove 19a meandering in the direction is formed, and the seal groove 19a is filled with grease as a lubricant. The seal groove portion 19a is formed with a lubricant storage portion 19c whose groove width is increased at regular intervals in the circumferential direction (the circumferential direction of the fixed body 1). As shown in FIG. 8, sliding portions 19d, 19d,... Formed as ridges are provided between the lubricant storage portions 19c, 19c,.

上記電力スリップリング21は、固定体1のボス部3及びカバー部4と回転体6の下側フランジ9との間の円筒状空間に同心状に配置された3本の集電リング22,22,…を備え、これらの集電リング22,22,…は絶縁リング23,23,…を介して上下方向に積層されている。各集電リング22には他の集電リング22をそれと電気絶縁された状態で貫通する集電ボルト24の先端部(上端部)が螺合締結され、この各集電ボルト24は回転体6の下側フランジ9を絶縁状態で貫通し、その下端のヘッド部24aは下側フランジ9の下方に突出していて、このヘッド部24aには溶接ガン(図示せず)に導通する電力ケーブル25の端部が接続されている。   The power slip ring 21 includes three current collecting rings 22, 22 concentrically arranged in a cylindrical space between the boss portion 3 and the cover portion 4 of the fixed body 1 and the lower flange 9 of the rotating body 6. ,.., And these current collecting rings 22, 22,... Are vertically stacked via insulating rings 23, 23,. A tip (upper end) of a current collecting bolt 24 that penetrates the other current collecting ring 22 while being electrically insulated from the other current collecting ring 22 is screwed into the current collecting ring 22. Penetrates the lower flange 9 in an insulated state, and a head portion 24a at a lower end thereof protrudes below the lower flange 9, and the head portion 24a is provided with a power cable 25 for conducting to a welding gun (not shown). The ends are connected.

一方、上記固定体1のカバー部4の側壁には円周方向に等間隔をあけて互いに近接した位置に3つの摺動接点26,26,…が絶縁状態で貫通しかつカバー26aによりカバーされた状態で取付固定され、各摺動接点26の内端部はそれぞれ対応する上記各集電リング22の外周面に所定の押圧力で摺接可能に押し付けられており、この各摺動接点26と集電リング22との摺接により固定体1及び回転体6間で両者の回転状態でも大電流の溶接電力を供給するようにしている。   On the other hand, on the side wall of the cover portion 4 of the fixed body 1, three sliding contacts 26, 26,... Penetrate in an insulated state at positions close to each other at equal intervals in the circumferential direction and are covered by the cover 26a. The inner end of each of the sliding contacts 26 is pressed against the corresponding outer peripheral surface of each of the current collecting rings 22 in a slidable manner with a predetermined pressing force. A large current welding power is supplied between the fixed body 1 and the rotating body 6 by sliding contact between the power collector ring 22 and the stationary body 1 and the rotating body 6.

さらに、上記電気信号スリップリング31は、固定体1のボス部3外周に外嵌合されて設けられた円筒状の内側ハウジング32と、この内側ハウジング32の周りに、後述の如く環状空間34をあけて同心状に外嵌合されて設けられた円筒状の外側ハウジング33とを備え、これら両ハウジング32,33は樹脂等からなる。内側ハウジング32の外周面の上下端部には外向きのフランジ部32a,32bが一体に形成されており、この両フランジ部32a,32bと、内側ハウジング32外周面の上下中間部と、外側ハウジング33とで囲まれて円筒状の環状空間34が区画形成されている。   Further, the electric signal slip ring 31 has a cylindrical inner housing 32 externally fitted to the outer periphery of the boss 3 of the fixed body 1 and an annular space 34 around the inner housing 32 as described later. And a cylindrical outer housing 33 provided concentrically and externally fitted, and both housings 32, 33 are made of resin or the like. Outward flange portions 32a, 32b are integrally formed at upper and lower ends of the outer peripheral surface of the inner housing 32, and both flange portions 32a, 32b, an upper and lower intermediate portion of the outer peripheral surface of the inner housing 32, and an outer housing An annular space 34 having a cylindrical shape is defined by being surrounded by 33.

そして、上記内外のハウジング32,33間の環状空間34にリング板状の6枚の固定側電極36a〜36f及び回転側電極40a〜40fが収容されている。これら各電極36a〜36f,40a〜40fは例えばリン青銅からなり、その表面は銀メッキ処理されている。図2及び図3に拡大して詳示するように、上記6枚の固定側電極36a〜36fは、固定体1の軸心と同心状にかつ軸方向たる上下方向に並んで配置されている一方、6枚の回転側電極40a〜40fも、回転体6の軸心と同心状にかつ軸方向たる上下方向に並んで配置されている。   In the annular space 34 between the inner and outer housings 32 and 33, six ring-shaped fixed electrodes 36a to 36f and rotating electrodes 40a to 40f are accommodated. These electrodes 36a to 36f and 40a to 40f are made of, for example, phosphor bronze, and the surfaces thereof are silver-plated. 2 and 3, the six fixed electrodes 36a to 36f are arranged concentrically with the axis of the fixed body 1 and arranged vertically in the axial direction. On the other hand, the six rotating electrodes 40 a to 40 f are also arranged concentrically with the axis of the rotating body 6 and arranged in the vertical direction, which is the axial direction.

上記6枚の固定側電極36a〜36fのうちの上下端(軸方向端部)に位置するもの36a,36fは端部電極とされ、この端部電極としての固定側電極36a,36fを除いた4枚の固定側電極36b〜36eについては、図6にも示すように、その軸方向に隣り合う1対の固定側電極36b,36c及び36d,36eが該両電極36b,36c及び36d,36e間にリング状の固定側絶縁シート37a,37bを介して積層配置されていて、これら両電極36b,36c及び36d,36eと固定側絶縁シート37a,37bとにより2つの固定側電極積層体38a,38bが形成されている。   Of the six fixed electrodes 36a to 36f, those 36a and 36f located at the upper and lower ends (axial ends) are end electrodes, and the fixed electrodes 36a and 36f as the end electrodes are excluded. As for the four fixed electrodes 36b to 36e, as shown in FIG. 6, a pair of fixed electrodes 36b, 36c and 36d, 36e adjacent in the axial direction are both electrodes 36b, 36c and 36d, 36e. The two fixed-side electrode laminates 38a, 37a, 37b are arranged between the electrodes 36b, 36c, 36d, 36e and the fixed-side insulating sheets 37a, 37b. 38b are formed.

一方、上記6枚の回転側電極40a〜40fにあっては、図7にも示すように、その軸方向に隣り合う1対の回転側電極40a,40b、40c,40d及び40e,40fが該両電極40a,40b、40c,40d及び40e,40f間にリング状の回転側絶縁シート41a〜41cを介して積層配置されていて、これら両電極40a,40b、40c,40d及び40e,40fと、回転側絶縁シート41a〜41cとにより3つの回転側電極積層体42a〜42cが形成されている。   On the other hand, in the six rotating electrodes 40a to 40f, as shown in FIG. 7, a pair of rotating electrodes 40a, 40b, 40c, 40d and 40e, 40f adjacent in the axial direction are provided. The two electrodes 40a, 40b, 40c, 40d and 40e, 40f are laminated and disposed between the rotating electrodes 40a, 40b, 40c, 40d, and 40e, 40f. Three rotating-side electrode laminates 42a to 42c are formed by the rotating-side insulating sheets 41a to 41c.

そして、上記2つの固定側電極積層体38a,38b及び3つの回転側電極積層体42a〜42cは、電気信号スリップリング31の軸方向端部に位置する上記1対の端部電極たる固定側電極36a,36f間に軸方向たる上下方向に交互に並んで配置されている。   The two fixed-side electrode laminates 38 a and 38 b and the three rotating-side electrode laminates 42 a to 42 c are fixed-side electrodes serving as the pair of end electrodes located at the axial ends of the electric signal slip ring 31. 36a and 36f are alternately arranged in the vertical direction as the axial direction.

さらに、上記端部電極たる固定側電極36a,36fと、この端部の固定側電極36a,36fに軸方向に対向する、回転側電極積層体42a,42cの回転側電極40a,40fとの間、並びに軸方向に隣り合う固定側電極積層体38a,38b及び回転側電極積層体42a〜42cにおいてその対向する固定側電極36b〜36e及び回転側電極40b〜40eの間に、それぞれ回転体6の固定体1に対する相対回転により両電極36a〜36f,40a〜40f上を転動して両電極36a〜36f,40a〜40f間で電気信号を授受する鋼球からなる転動体44が配設されている。この鋼球44は、図4に示すように、電極36a〜36f,40a〜40f間において円周方向に所定間隔をあけて複数設けられでおり、これらの複数の転動体44,44,…の各々は両電極36a〜36f,40a〜40f間に位置するリング板状のリテーナ45の保持孔45aに嵌挿されて保持されている。この各転動体44は例えば炭素鋼を焼入処理した鋼球からなり、その表面は銀メッキ処理されている。   Further, between the fixed-side electrodes 36a, 36f, which are the end electrodes, and the rotating-side electrodes 40a, 40f of the rotating-side electrode laminates 42a, 42c axially facing the fixed-side electrodes 36a, 36f at the ends. And between the opposed fixed-side electrodes 36b to 36e and the rotating-side electrodes 40b to 40e in the fixed-side electrode laminates 38a and 38b and the rotation-side electrode laminates 42a to 42c adjacent in the axial direction, respectively. A rolling element 44 composed of a steel ball that rolls on both electrodes 36a to 36f and 40a to 40f by a relative rotation with respect to the fixed body 1 and transmits and receives an electric signal between the two electrodes 36a to 36f and 40a to 40f is provided. I have. As shown in FIG. 4, a plurality of steel balls 44 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction between the electrodes 36a to 36f and 40a to 40f, and the plurality of rolling elements 44, 44,. Each is fitted and held in a holding hole 45a of a ring plate-shaped retainer 45 located between both electrodes 36a to 36f and 40a to 40f. Each rolling element 44 is, for example, a steel ball obtained by quenching carbon steel, and the surface thereof is silver-plated.

上記内側ハウジング32における下側のフランジ部32bの上面には環状のばね溝47が形成され、このばね溝47には下側の端部電極たる固定側電極36fを上側の端部電極たる固定側電極36aに向かって押圧する押圧手段としてのばね48が収容されている。下側の端部電極たる固定側電極36fとばね48との間にはリング板状の絶縁体49が介在されていて、ばね48は絶縁体49を介して押圧するようになっている。   An annular spring groove 47 is formed on the upper surface of the lower flange portion 32b of the inner housing 32. In the spring groove 47, a fixed side electrode 36f serving as a lower end electrode is fixed to an upper side fixed electrode serving as an end electrode. A spring 48 is housed as a pressing means for pressing the electrode 36a. A ring-plate-shaped insulator 49 is interposed between the fixed-side electrode 36f, which is the lower end electrode, and the spring 48, and the spring 48 is pressed through the insulator 49.

また、内側ハウジング32における上側のフランジ部32aの外周面には環状のパッキン溝50が形成され、このパッキン溝50にはリップ部51aを有する断面略V字状のゴム製等のパッキン51がそのリップ部51aで外側ハウジング33の上面を押圧した状態で収容されており、このパッキン51により両ハウジング32,33の上端部間の隙間をシールしている。   An annular packing groove 50 is formed on the outer peripheral surface of the upper flange portion 32a of the inner housing 32. The packing groove 50 is provided with a packing 51 made of rubber or the like having a substantially V-shaped cross section and having a lip portion 51a. The outer housing 33 is accommodated in a state where the upper surface of the outer housing 33 is pressed by the lip portion 51a, and the packing 51 seals the gap between the upper ends of the housings 32 and 33.

また、上記固定体1側の内側ハウジング32にはその上面に開口する矩形状の有底孔53が形成されている。また、固定体1のカバー部4外周面にはねじ孔54を有するコネクタ取付部55が一体的に取り付けられ、そのねじ孔54に固定側コネクタ56が螺合により取付固定されている。上記コネクタ取付部55のねじ孔54はカバー部4に形成した貫通孔57を介して上記内側ハウジング32の有底孔53内に連通されている。そして、図6にも示すように、各固定側電極36a〜36fの内周縁部には上記内側ハウジング32の有底孔53内に位置する接続端子36gが突設され、この接続端子36gには固定側電線58の一端部が接続固定されている。これら6本の固定側電線58,58,…は有底孔53、カバー部4の貫通孔57及びコネクタ取付部55のねじ孔54の各内部を通って延び、各々の他端は上記固定側コネクタ56に接続されている。   The inner housing 32 on the fixed body 1 side is formed with a rectangular bottomed hole 53 that opens on the upper surface thereof. A connector mounting portion 55 having a screw hole 54 is integrally attached to the outer peripheral surface of the cover portion 4 of the fixed body 1, and a fixed connector 56 is mounted and fixed to the screw hole 54 by screwing. The screw hole 54 of the connector mounting portion 55 communicates with the bottomed hole 53 of the inner housing 32 via a through hole 57 formed in the cover portion 4. As shown in FIG. 6, a connection terminal 36g located in the bottomed hole 53 of the inner housing 32 protrudes from the inner peripheral edge of each of the fixed-side electrodes 36a to 36f. One end of the fixed electric wire 58 is connected and fixed. The six fixed-side electric wires 58 extend through each of the bottomed hole 53, the through-hole 57 of the cover part 4, and the screw hole 54 of the connector mounting part 55, and the other ends thereof are connected to the fixed side. It is connected to a connector 56.

一方、回転体6側の外側ハウジング33外周面にはその一部分を部分的に下面から矩形状に切り欠いてなる切欠部63が形成されている。また、回転体6の下側フランジ9外周面にはねじ孔64を有するコネクタ取付部65が一体的に取り付けられ、そのねじ孔64には回転側コネクタ66が螺合により取付固定され、ねじ孔64は下側フランジ9に形成した貫通孔67を介して上記外側ハウジング33の切欠部63内に連通されている。そして、図7にも示す如く、各回転側電極40a〜40fの外周縁部には上記外側ハウジング33の切欠部63内に位置する接続端子40gが突設され、この接続端子40gには回転側電線68の一端部が接続固定されている。これら6本の回転側電線68,68,…は切欠部63、下側フランジ9の貫通孔67及びコネクタ取付部65のねじ孔64を通って延び、各々の他端は上記回転側コネクタ66に接続されている。   On the other hand, a cutout portion 63 is formed on the outer peripheral surface of the outer housing 33 on the rotating body 6 side by partially cutting a part of the outer housing 33 into a rectangular shape from the lower surface. A connector mounting portion 65 having a screw hole 64 is integrally attached to the outer peripheral surface of the lower flange 9 of the rotating body 6, and a rotating connector 66 is attached and fixed to the screw hole 64 by screwing. Reference numeral 64 communicates with the inside of the cutout 63 of the outer housing 33 through a through hole 67 formed in the lower flange 9. As shown in FIG. 7, a connection terminal 40g located in the cutout 63 of the outer housing 33 is protruded from the outer peripheral edge of each of the rotation-side electrodes 40a to 40f. One end of the electric wire 68 is connected and fixed. The six rotating electric wires 68 extend through the notch 63, the through hole 67 of the lower flange 9, and the screw hole 64 of the connector attaching portion 65, and the other ends of the electric wires are connected to the rotating connector 66. It is connected.

そして、上記固定側電極36a〜36fとそれに対向する回転側電極40a〜40fとを球体44を介して導通させることにより、表1に示すように、固定体1及び回転体6間で両者の回転状態でも6種類の電気信号を授受するようにしている。   By conducting the fixed electrodes 36a to 36f and the rotating electrodes 40a to 40f facing the fixed electrodes 36a to 40f via the sphere 44, as shown in Table 1, the rotation between the fixed body 1 and the rotating body 6 is performed. Even in the state, six kinds of electric signals are transmitted and received.

Figure 2004167682
Figure 2004167682

さらに、図2、図3及び図6に示すように、上記各固定側電極36a〜36fの外周縁部は円形状とされている一方、内周縁部には円周方向に等間隔をあけた位置に複数(図示例では5つ)の当接部36h,36h,…が突設され、この固定側電極36a〜36fは内側ハウジング32外周面に当接部36h,36h,…を当接させて位置決めされた状態で嵌合支持され、この固定側電極36a〜36fの外周縁部と外側ハウジング33内周面との間に所定の間隙があけられている。   Further, as shown in FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 6, the outer peripheral edge of each of the fixed electrodes 36a to 36f is circular, while the inner peripheral edge is equally spaced in the circumferential direction. A plurality (five in the illustrated example) of abutting portions 36h, 36h,... Protrude at positions, and the fixed-side electrodes 36a to 36f abut the abutting portions 36h, 36h,. The fixed side electrodes 36a to 36f are fitted and supported in a state where they are positioned, and a predetermined gap is provided between the outer peripheral edge of the fixed side electrodes 36a to 36f and the inner peripheral surface of the outer housing 33.

一方、図2、図3及び図7に示す如く、各回転側電極40a〜40fの内周縁部は円形状とされている一方、外周縁部には円周方向に等間隔をあけた位置に複数(図示例では5つ)の当接部40h,40h,…が突設され、この回転側電極40a〜40fは外側ハウジング33内周面に当接部40h,40h,…を当接させて位置決めされた状態で嵌合支持され、この回転側電極40a〜40fの内周縁部と内側ハウジング32外周面との間に所定の間隙があけられている。   On the other hand, as shown in FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 7, the inner peripheral edge of each of the rotating electrodes 40a to 40f is formed in a circular shape, while the outer peripheral edge is positioned at equal intervals in the circumferential direction. A plurality of (five in the illustrated example) contact portions 40h, 40h,... Are protruded, and the rotating electrodes 40a to 40f are brought into contact with the contact portions 40h, 40h,. It is fitted and supported in a positioned state, and a predetermined gap is provided between the inner peripheral edge of the rotating electrodes 40a to 40f and the outer peripheral surface of the inner housing 32.

そして、本発明の特徴として、固定体1及び回転体6の各外周面で両者の境界面となる部分が断面V字状又はレ字状である境界溝部が形成され、この境界溝部にOリングが嵌合されている。   As a feature of the present invention, a boundary groove is formed on each of the outer peripheral surfaces of the fixed body 1 and the rotating body 6 so that a portion serving as a boundary between them has a V-shaped or R-shaped cross section. Are fitted.

すなわち、図1に示すように、回転体6の上側フランジ8の側面である外周面下部を面取り加工することにより、その上側フランジ8の外周面下部と、固定体1のボス部3上面との境界溝部90が断面レ字状となるようになされおり、この境界溝部90にゴム製のOリング91が嵌合されている。   That is, as shown in FIG. 1, the lower part of the outer peripheral surface, which is the side surface of the upper flange 8 of the rotating body 6, is chamfered so that the lower part of the outer peripheral surface of the upper flange 8 and the upper surface of the boss part 3 of the fixed body 1 are fixed. The boundary groove 90 is formed to have a U-shaped cross section, and a rubber O-ring 91 is fitted into the boundary groove 90.

一方、回転体6の下側フランジ9の側面である外周面上部と、固定体1のカバー部4の側面である外周面下部とをそれぞれ面取り加工することによって、その下側フランジ9の外周面上部と、カバー部4の外周面下部との境界溝部93が断面V字状となるようになされおり、この境界溝部93にゴム製のOリング94が嵌合されている。   On the other hand, the upper peripheral surface, which is the side surface of the lower flange 9 of the rotating body 6, and the lower peripheral surface, which is the side surface of the cover portion 4 of the fixed body 1, are chamfered to form the outer peripheral surface of the lower flange 9. A boundary groove 93 between the upper part and the lower part of the outer peripheral surface of the cover part 4 has a V-shaped cross section, and a rubber O-ring 94 is fitted in the boundary groove 93.

したがって、この実施形態においては、溶接ガンがワークを溶接する溶接ロボットの作動時に固定体1に対し回転体6が回転しているとき、固定体1及び回転体6間で2つの水通路及びエア通路14により水及びエアが授受される。また、固定体1側の摺動接点26と回転体6側の集電リング22とが摺接して大電流の溶接電力が固定体1側から回転体6側に供給される。さらに、固定体1及び回転体6間で両者の回転状態で6種類の電気信号が授受される。   Therefore, in this embodiment, when the rotating body 6 is rotating with respect to the fixed body 1 when the welding gun operates the welding robot that welds the work, two water passages and air between the fixed body 1 and the rotating body 6 are provided. Water and air are exchanged through the passage 14. Further, the sliding contact 26 on the fixed body 1 and the current collecting ring 22 on the rotating body 6 are in sliding contact with each other, and a large amount of welding power is supplied from the fixed body 1 to the rotating body 6 side. Further, six kinds of electric signals are transmitted and received between the fixed body 1 and the rotating body 6 in a rotating state of both.

そのとき、スイベルジョイントの水通路12,13と、電力スリップリング21及び電気信号スリップリング31との間に空気通路14が設けられているので、万一、水通路12,13を流れる水がその電力スリップリング21及び電気信号スリップリング31側へ漏洩したとしても、その漏洩した水が電力スリップリング21及び電気信号スリップリング31へ達する前に空気通路14近傍に到達して、この空気通路14内の空気圧により空気通路14内への水体の侵入を抑制することができる(尚、仮に、空気通路14内に所定量の水が侵入したとしても、その空気通路14内に貯留することができる)。このことによって、上記漏洩した水の電力スリップリング21及び電気信号スリップリング31への侵入を防止することができる。   At this time, since the air passage 14 is provided between the water passages 12 and 13 of the swivel joint and the power slip ring 21 and the electric signal slip ring 31, the water flowing through the water passages 12 and 13 is Even if the water leaks to the power slip ring 21 and the electric signal slip ring 31, the leaked water reaches the vicinity of the air passage 14 before reaching the power slip ring 21 and the electric signal slip ring 31. The intrusion of a body of water into the air passage 14 can be suppressed by the air pressure (even if a predetermined amount of water enters the air passage 14, the water can be stored in the air passage 14). . As a result, it is possible to prevent the leaked water from entering the power slip ring 21 and the electric signal slip ring 31.

また、シール部材としては、従来、シール面に凹溝が形成された断面略X字状のXリングが用いられ、このXリングを流体通路に沿って例えば固定体側に配設し、さらにそのXリングシール面の凹溝にグリス等の潤滑剤を充填することによりその流体通路をシールすることが行われているが、このものでは、Xリングのシール面の凹溝両端部において連続的に固定体又は回転体と摺接して、この凹溝両端部に潤滑剤がまわないため、その凹溝両端部の摩耗が促進してしまう虞れがある。   Conventionally, as the sealing member, an X-ring having a substantially X-shaped cross section in which a concave groove is formed on the sealing surface is used. The fluid passage is sealed by filling the groove on the ring seal surface with a lubricant such as grease, but in this case, it is continuously fixed at both ends of the groove on the seal surface of the X ring. Since the lubricant does not flow to both ends of the concave groove due to sliding contact with the body or the rotating body, there is a possibility that abrasion of both ends of the concave groove may be accelerated.

これに対して、本発明の構成によれば、シール溝部19aがリング周方向に蛇行しているので、図8にも示すように、潤滑剤貯留部19cから流出する潤滑剤が、シール面上における隣り合う潤滑剤貯留部19c,19cの間の平面部分(摺動部19dが形成される平面部分)へまわすことができる。従って、シール溝部19aにおける蛇行した凹溝両端部の全ての部分に潤滑剤をまわすことができるため、その凹溝両端部の摩耗を抑制することができる。従って、より確実なシールを可能とし、水通路12,13からの水の漏洩による故障等を未然に防止することができる。   On the other hand, according to the configuration of the present invention, since the seal groove 19a meanders in the ring circumferential direction, as shown in FIG. Can be turned to the flat portion between the adjacent lubricant storing portions 19c, 19c (the flat portion on which the sliding portion 19d is formed). Therefore, since the lubricant can be applied to all the ends of the meandering groove in the seal groove 19a, the wear of both ends of the groove can be suppressed. Accordingly, a more reliable seal can be achieved, and a failure or the like due to leakage of water from the water passages 12 and 13 can be prevented.

また、摺動部19dを設けることにより、上記隣り合う潤滑剤貯留部19c,19cの間の平面部分を支持して、シールリングが軸部7の軸方向にねじれないようにすることができる。   Further, by providing the sliding portion 19d, the flat portion between the adjacent lubricant storing portions 19c can be supported, so that the seal ring is not twisted in the axial direction of the shaft portion 7.

そして、仮に、ロータリジョイントの使用環境が清浄な環境ではなく、粉塵や水しぶき等が存在するような環境であっても、本発明のように、固定体1及び回転体6の外周面の境界部分にOリング91,94を嵌合するようにすることにより、簡単な構成によって固定体1及び回転体6の境界となる部分からその粉塵や水しぶき等のロータリジョイントA内部への侵入を防いで、故障や事故等を未然に防止することができる。   And, even if the use environment of the rotary joint is not a clean environment but an environment in which dust, splashes and the like are present, as in the present invention, the boundary portion between the outer peripheral surfaces of the fixed body 1 and the rotating body 6 is used. The O-rings 91 and 94 are fitted into the rotary joint A with a simple configuration to prevent the dust and splashes of the fixed body 1 and the rotating body 6 from entering the inside of the rotary joint A from the boundary. Failures and accidents can be prevented before they occur.

尚、上記実施形態では、スイベルジョイント11の下側の環状通路を空気通路14とし、さらにその上側2つの環状通路を水通路12,13としたが、その下側の空気通路14の代わりに、閉塞されかつ空気が充填されている環状空間を設けるようにしてもよい。また、その空気通路14の代わりに水通路12,13から漏洩した水を排出するためのドレイン通路としてもよい。このようにすることによっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the above embodiment, the lower annular passage is the air passage 14 and the upper two annular passages are the water passages 12 and 13 in place of the swivel joint 11, but instead of the lower air passage 14, An annular space that is closed and filled with air may be provided. Further, instead of the air passage 14, a drain passage for discharging water leaked from the water passages 12, 13 may be used. By doing so, the same effect as in the above embodiment can be obtained.

そして、スイベルジョイント11における上側の水通路12の代わりに、閉塞されかつ空気が充填されている環状空間を設けるようにしてもよい。また、固定体1側及び回転体6側で空気を授受する空気通路としてもよい。このようにすることにより、上記実施形態の効果に加えて、水通路13を流れる水がロータリジョイントAの外部への流出を防止できるという効果を奏することができる。   Then, instead of the upper water passage 12 in the swivel joint 11, an annular space that is closed and filled with air may be provided. Alternatively, an air passage may be provided for exchanging air between the fixed body 1 and the rotating body 6. By doing so, in addition to the effect of the above-described embodiment, an effect that water flowing through the water passage 13 can be prevented from flowing out of the rotary joint A can be obtained.

また、本実施形態では、スイベルジョイント11に3つの環状通路30が設けられる場合を示したが、その他複数の環状通路30が設けられる場合にも適用することができる。このとき、軸方向両側に位置する環状通路又は環状空間の間の環状通路30は、全て同じ水通路である必要はなく、その他の流体が流れる環状通路としてもよい。   Further, in the present embodiment, the case where the three annular passages 30 are provided in the swivel joint 11 has been described, but the present invention can be applied to a case where a plurality of other annular passages 30 are provided. In this case, the annular passages or the annular passages 30 between the annular spaces located on both sides in the axial direction do not need to be all the same water passages, and may be annular passages through which other fluids flow.

また、上記実施形態では、水通路13を流れる水に対して、その流出を防止するようにしたが、本発明は、水に限らず、例えば塩素ガス等の気体や、オイル等のその他の流体が流れる環状通路30に対しても適用することができる。   Further, in the above-described embodiment, the outflow of the water flowing through the water passage 13 is prevented. However, the present invention is not limited to the water, and may be a gas such as a chlorine gas or another fluid such as an oil. Can also be applied to the annular passage 30 through which the air flows.

そして、本発明のロータリジョイントは、スリップリング21,31を備えるものに限定されるものではない。すなわち、固定体1と、固定体1に回転可能に連結支持された回転体6と、その固定体1及び回転体6間で流体を授受するスイベルジョイント11とを備えるロータリジョイントに対して、スイベルジョイント11は、固定体1と回転体6との間に軸方向に並んで形成されかつ周方向に延びる1つ以上の環状通路30を有しており、環状通路30の軸方向両側に空気を充填した環状空間を配設するようにしてもよい。   And the rotary joint of the present invention is not limited to the one provided with the slip rings 21 and 31. That is, a swivel is applied to a rotary joint including the fixed body 1, a rotating body 6 rotatably connected to and supported by the fixed body 1, and a swivel joint 11 for exchanging fluid between the fixed body 1 and the rotating body 6. The joint 11 has one or more annular passages 30 formed in the axial direction between the fixed body 1 and the rotating body 6 and extending in the circumferential direction. A filled annular space may be provided.

さらに、このとき、両方の環状空間の少なくとも一方がスイベルジョイントの空気通路をなす環状通路30を構成するようにしてもよい。   Further, at this time, at least one of the two annular spaces may constitute an annular passage 30 forming an air passage of the swivel joint.

このようにすることで、スイベルジョイント11の環状通路30と、ロータリジョイントの外部との間に環状空間が設けられているので、万一、環状通路30を流れる流体がスイベルジョイントの外側へ漏洩したとしても、その漏洩した流体はロータリジョイントの外部へ達する前に環状空間に到達して、この環状空間内の空気圧により環状空間内へのその流体の侵入を抑制することができる。従って、環状通路30内を流れる流体が外部へ流出するのを防止することができる。   In this way, since the annular space is provided between the annular passage 30 of the swivel joint 11 and the outside of the rotary joint, the fluid flowing through the annular passage 30 leaks to the outside of the swivel joint. However, the leaked fluid reaches the annular space before reaching the outside of the rotary joint, and the fluid can be prevented from entering the annular space by the air pressure in the annular space. Therefore, it is possible to prevent the fluid flowing in the annular passage 30 from flowing out.

本発明の実施形態に係るロータリジョイントの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a rotary joint concerning an embodiment of the present invention. 電気信号スリップリングの一側部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows one side part of an electric signal slip ring. 電気信号スリップリングの他側部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the other side part of an electric signal slip ring. 電気信号スリップリングをその一部を破断して示す拡大斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view showing an electric signal slip ring with a part thereof cut away. 固定体のボス部における水通路及びエア通路の構成部分を示す一部破断斜視図である。FIG. 4 is a partially cutaway perspective view showing components of a water passage and an air passage in a boss portion of a fixed body. 固定電極積層体の構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of a fixed electrode laminate. 回転電極積層体の構成を示す斜視図である。It is a perspective view showing composition of a rotating electrode lamination. シールリングの摺接面を展開して示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a sliding contact surface of a seal ring in a developed manner. シールリングを示す一部断面斜視図である。FIG. 3 is a partially sectional perspective view showing a seal ring. ロータリジョイントの上面図である。It is a top view of a rotary joint. ロータリジョイントの正面図である。It is a front view of a rotary joint. ロータリジョイントの底面図である。It is a bottom view of a rotary joint.

符号の説明Explanation of reference numerals

A ロータリジョイント
1 固定体
3 ボス部
6 回転体
7 軸部
11 スイベルジョイント
12,13 水通路
19 シールリング(シール部材)
19a シール溝部
21 電力スリップリング
30 環状通路
31 電気信号スリップリング
36a〜36f 固定側電極
40a〜40f 回転側電極
70 流体通路
90,93 境界溝部
91,94 Oリング
Reference Signs List A Rotary joint 1 Fixed body 3 Boss part 6 Rotating body 7 Shaft part 11 Swivel joint 12, 13 Water passage 19 Seal ring (seal member)
19a Seal groove portion 21 Power slip ring 30 Annular passage 31 Electric signal slip ring 36a to 36f Fixed side electrode 40a to 40f Rotation side electrode 70 Fluid passage 90, 93 Boundary groove portion 91, 94 O-ring

Claims (1)

固定体と、該固定体に回転可能に連結支持された回転体とを備えるロータリジョイントであって、
上記固定体及び回転体の各外周面で両者の境界面となる部分が境界溝部に設けられ、
上記境界溝部のいずれか一方の側面は傾斜面となっており、
上記境界溝部にリング状のシール部材が上記傾斜面と当接するように嵌合されていることを特徴とするロータリジョイント。
A rotary joint comprising a fixed body and a rotating body rotatably connected to and supported by the fixed body,
A portion serving as a boundary surface between the outer peripheral surfaces of the fixed body and the rotating body is provided in a boundary groove portion,
Either side surface of the boundary groove is an inclined surface,
A rotary joint, wherein a ring-shaped seal member is fitted into the boundary groove so as to abut on the inclined surface.
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