JP2007085402A

JP2007085402A - スイベルジョイント

Info

Publication number: JP2007085402A
Application number: JP2005272582A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Ueno; 佳祐上野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-09-20
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2025-09-20
Also published as: JP4696807B2

Abstract

【課題】流体の漏洩を防止可能なスイベルジョイントを提供する。
【解決手段】塗布ガン２０１に、溶融状態のポリウレタンを搬送するための流体搬送経路が形成された内筒部材１０および外筒部材１２０と、これらの当接部に配置されて内筒部材１０を外筒部材１２０に回転可能に軸支するボールベアリング３０・３０と、弾性材料からなり内筒部材１０および外筒部材１２０に形成された流体搬送経路の連通部とボールベアリング３０・３０との間に配置されるとともに収容溝４１が形成されたシール部材４０・４０と、シール部材４０・４０と内筒部材１０に形成された流体搬送経路または外筒部材１２０に形成された流体搬送経路との間に配置され、収容溝４１に嵌合してシール部材４０・４０を前記当接部にて内筒部材１０および外筒部材１２０の両方に当接する方向に弾性変形させる拡開部材４２・４２と、を具備した。
【選択図】図５

Description

本発明は、一方が他方に対して回転可能に軸支される一対の部材の間で流体を搬送するスイベルジョイントの技術に関する。

従来、一方が他方に対して回転可能に軸支される一対の部材の間で流体を搬送するスイベルジョイントの技術は公知となっている。
このようなスイベルジョイントは、上記一対の部材の内部にそれぞれ流体を搬送するための流体搬送経路が形成されるとともに、一対の部材が互いに回転可能に当接する当接面である一方の部材の内周面および他方の部材の外周面にそれぞれ流体搬送経路の一端が配置され、さらに一対の部材のいずれか一方の部材の当接面上に当該部材の流体搬送経路の一端と連通するリング状の溝が形成されることにより、上記一対の部材が相対的に回転しても常に両者の間で流体を搬送可能としている。

上記従来のスイベルジョイントは、一対の部材が互いに回転可能に当接する当接面に流体搬送経路の端部を形成するため、特に流体に作用する圧力が大きい場合には、当該当接面の隙間から外部に向かって流体が漏洩する場合がある。

また、スイベルジョイントを構成する一対の部材の当接面には通常、一対の部材を回転可能に軸支する軸受が設けられているため、当該軸受の内部、すなわち本来は潤滑油を供給すべき部分を上記流体が通過することとなる。その結果、軸受のスムーズな動作を阻害する要因となる。
特に、スイベルジョイントにより搬送される流体が溶融状態の樹脂等、冷却されると強固に凝固するものである場合には、スイベルジョイントが回転不能となる不具合が発生する虞もある。

このような問題を解消する方法として、特許文献１に記載のスイベルジョイントが提案されている。
特許文献１に記載のスイベルジョイントは、スイベルジョイントの一対の部材の当接面に設けられた流体搬送経路の端部と軸受の間となる位置に、一対の部材の両方の当接面に弾性的に当接するリング状のシール部材を設けることにより、流体が軸受の内部を通過すること、ひいては流体が外部に漏洩することを防止している。

また、このようなスイベルジョイントをロボットの先端部に設けられた塗布ガンに利用する技術も知られている。塗布ガンの例としては、特許文献２に記載の塗布ガンが挙げられる。
特開２００２−２１３６７０号公報特開平５−３３０３３３号公報

しかし、特許文献１に記載のスイベルジョイントの場合、シール部材は自身の弾性変形力によりスイベルジョイントの一対の部材の当接面に当接するものであるため、経年劣化によりシール部材の弾性変形力が低下すると流体の漏洩を起こす場合があった。
特に、流体が溶融状態の樹脂である場合等、シール部材の周囲の温度が高い場合にはシール部材の経年劣化が促進される傾向がある。

本発明は以上の如き状況に鑑み、流体の漏洩を防止可能なスイベルジョイント、特に搬送時の圧力や温度が高い流体の漏洩を防止可能なスイベルジョイントを提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、
流体を搬送するための流体搬送経路がそれぞれ形成された第一部材および第二部材と、
前記第一部材と第二部材との当接部に配置され、前記第一部材および第二部材の一方を他方に回転可能に軸支する軸受と、
を具備し、
前記第一部材に形成された流体搬送経路の一端および第二部材に形成された流体搬送経路の一端を前記当接部に配置し、これらの流体搬送経路を連通して前記第一部材と第二部材との間で流体を搬送するスイベルジョイントにおいて、
弾性材料からなり、前記第一部材に形成された流体搬送経路と前記第二部材に形成された流体搬送経路との連通部と、前記軸受と、の間に配置されるとともに収容溝が形成されたシール部材と、
前記シール部材と前記連通部との間に配置され、前記収容溝に嵌合して前記シール部材を前記当接部にて前記第一部材および第二部材の両方に当接する方向に弾性変形させる拡開部材と、
を具備するものである。

請求項２においては、
前記拡開部材を、前記第一部材または第二部材と一体成型したものである。

請求項３においては、
前記第一部材または前記第二部材の流体搬送経路と前記収容溝とを連通するための連通経路を形成したものである。

請求項４においては、
前記弾性材料が、
グラファイト、二硫化モリブデン、エンジニアリングプラスチックのうち少なくとも一つを充填材としてフッ素樹脂に混入したものである。

請求項５においては、
前記流体を溶融状態の熱可塑性樹脂としたものである。

請求項６においては、
前記第一部材または第二部材の流体搬送経路の端部のうち、前記当接部に配置される端部と反対側の端部を開口し、当該流体搬送経路を連通または遮断する切替弁を設けて流体を塗布する塗布ガンとしたものである。

請求項７においては、
ロボットの先端部に設けられるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、シール部材を確実に当接部に当接することが可能であり、当接部から流体が漏洩するのを効果的に防止することが可能である。

請求項２においては、部品点数および工数を削減することが可能である。

請求項３においては、流体の搬送時の圧力を利用して当接部から流体が漏洩するのを更に効果的に防止することが可能である。

請求項４においては、高温の流体を搬送していても熱によるシール部材の劣化を抑えることが可能であり、長期間にわたって当接部から流体が漏洩するのを防止することが可能である。

請求項５においては、当接部から漏洩した溶融状態の熱可塑性樹脂が軸受に侵入して凝固し、第一部材および第二部材の一方が他方に対して回転不能となる事態を防止することが可能である。

請求項６においては、塗装ガンの姿勢が種々に変化する場合でも、第一部材に対して第二部材を任意の方向に回転させることが可能であり、第二部材に接続されて塗布ガンに流体を供給する配管等の取り回しが容易である。

請求項７においては、ロボットの先端部に設けられた塗装ガンの姿勢が種々に変化する場合でも、第一部材に対して第二部材を任意の方向に回転させることが可能であり、第二部材に接続されて塗布ガンに流体を供給する配管等の取り回しが容易である。

以下では、図１乃至図４を用いて本発明に係るスイベルジョイントの第一実施例である塗布ガン１０１について説明する。なお、以下の説明では便宜上、図１中の矢印Ａの方向を「前方」と定義する。

塗布ガン１０１は主として内筒部材１０、外筒部材２０、ボールベアリング３０・３０、シール部材４０・４０等を具備する。
塗布ガン１０１は外筒部材２０から内筒部材１０に溶融状態のポリウレタンを搬送し、内筒部材１０の先端部（先端部１１ｂに設けられた開口部１５）から溶融状態のポリウレタンを吐出することにより溶融状態のポリウレタンを自動車のフロントガラスの周縁部に塗布するものである。

ここで、塗布ガン１０１が自動車のフロントガラスの周縁部に塗布する溶融状態のポリウレタンは、本発明に係る「流体」の実施の一形態である。
本出願における「流体」には、主として液体状のものが含まれる。すなわち、ある程度の流動性を有し、圧力を作用させることにより搬送することが可能（圧送可能）なものであれば良く、粘度が低いものや粘度が高いもの、あるいはペースト状のものも流体に含まれる。
本出願における流体には、水、油、有機溶剤の他、樹脂材料等が含まれる。
本出願における「樹脂材料」には、熱可塑性樹脂（温度が上昇すると軟化してある程度の流動性を有し、温度が下降すると固化する性質を有する樹脂）を昇温して溶融状態としたもの、および、熱硬化する前の熱硬化樹脂等が含まれる。
また、上記樹脂材料にガラス繊維や炭素繊維を添加したもの（例えばＦＲＰ）や、上記樹脂材料に種々のゴムを添加して熱可塑性エラストマーとしたもの、あるいは固化する前のゴム等も本出願における「樹脂材料」に含まれる。

本出願における「樹脂材料」のうち、熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、フッ素樹脂類（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＴＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルオライド（ＰＶＦ）等）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、スチレン系樹脂類（アタクチックポリスチレン（ＡＰＳ）、アイソタクチックポリスチレン（ＩＰＳ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、ＡＳ樹脂等）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド類（ＰＡ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）等が挙げられる。
また、本出願における「樹脂材料」のうち、熱可塑性樹脂の具体例としてはポリイミド類（ＰＩ）が挙げられる。
さらに本実施例の「流体」には、上記樹脂材料が溶剤に溶解した状態のもの、上記樹脂材料が水に分散した状態のもの等（具体例は塗料）も含まれる。

塗布ガン１０１は図示せぬロボットの先端部に設けられ、当該ロボットは予め設定されたプログラムに従って塗布ガン１０１を操作し、溶融状態のポリウレタンを自動車のフロントガラスの周縁部に塗布する。
本実施例の場合、溶融状態のポリウレタンは自動車のフロントガラスの周縁部に種々の部材（ウェザーストリップ、その他取付のための金属部材等）を接着する、あるいは当該フロントガラスを自動車のボデーに接着するための接着剤として用いられる。

本出願における「ロボット」には、ＪＩＳＢ０１３４に定義される産業用ロボット（シーケンスロボット、プレイバックロボット、数値制御ロボット、知能ロボット等）が含まれる。

以下では、図１および図２を用いて内筒部材１０について説明する。
内筒部材１０は本発明に係る第一部材の実施の一形態であり、主として内筒本体１１、切替弁１６等を具備する。

内筒本体１１は内筒部材１０の主たる構造体を成すものであり、その形状は前後方向に延びた略円筒形状である。内筒本体１１の前後略中央部には外周面１１ａが形成される。
内筒本体１１の内部には導入経路１２、充填室１３および吐出経路１４が形成される。導入経路１２、充填室１３および吐出経路１４を合わせたものは、本発明に係る第一部材の流体搬送経路の実施の一形態であり、これらを通って溶融状態のポリウレタンが搬送（圧送）される。

導入経路１２はその一端が外周面１１ａに開口し、内筒本体１１の中心に向かって延びた経路である。導入経路１２の他端は内筒本体１１の内部の略中央部に形成された空間である充填室１３に連通する。吐出経路１４はその一端が充填室１３に連通し、他端が内筒本体１１の先端部１１ｂに設けられた開口部１５にて開口する経路である。

外筒部材２０から搬送（圧送）されてきた溶融状態のポリウレタンは、導入経路１２、充填室１３、吐出経路１４を経て開口部１５から外部に吐出される。すなわち、先端部１１ｂは、溶融状態のポリウレタンを塗布するためのノズルとして機能する。

切替弁１６は本発明に係る切替弁の実施の一形態であり、胴体部１６ａ、テーパー部１６ｂ、ピストン１６ｃを具備する。

胴体部１６ａは切替弁１６の主たる構造体を成す部分であり、胴体部１６ａの前半部は充填室１３の内部に配置されるとともに、胴体部１６ａの後半部は充填室１３と内筒本体１１の内部後方に形成された空間であるピストン室１７とを区画する隔壁部材１８に気密的かつ液密的に摺接する。このとき、充填室１３の内周面と胴体部１６ａの外周面とは所定の隙間が形成され、当該隙間には導入経路１２から搬送（圧送）されてきた溶融状態のポリウレタンが充填される。

テーパー部１６ｂは切替弁１６の前端部を成す略円錐形状の部分であり、充填室１３と吐出経路１４とが連通する部分に設けられたシート面１９に着座（当接）可能である。

ピストン１６ｃは切替弁１６の後端部を成す略円柱形状の部材であり、その外周面はピストン室１７に気密的に摺接するピストン１６ｃが設けられる。

ピストン室１７に圧縮空気を供給することにより、切替弁１６は前後方向（図１中の矢印Ａの方向）に摺動し、（１）充填室１３と吐出経路１４とが連通する部分に設けられたシート面１９からテーパー部１６ｂが離間し、充填室１３と吐出経路１４が連通されて開口部１５から溶融状態のポリウレタンを吐出可能な状態（開いた状態）と、（２）シート面１９にテーパー部１６ｂが着座（当接）し、充填室１３と吐出経路１４が遮断されて開口部１５から溶融状態のポリウレタンを吐出不能な状態（閉じた状態）と、を切り替えることが可能である。

なお、本実施例の切替弁１６は開閉の切り替えを行う弁であるが、開度を調整して溶融状態のポリウレタンの流量（吐出量）を調整することが可能な流量調整弁としても良い。

以下では、図１および図３を用いて外筒部材２０について説明する。
外筒部材２０は本発明に係る第二部材の実施の一形態であり、主として外筒本体２１、押さえ部材２２・２２、キャップ２３・２３等を具備する。

外筒本体２１は外筒部材２０の主たる構造体を成すものであり、その形状は前後方向に貫通する貫通孔が形成された略円筒形状である。外筒本体２１には前後方向（図１中の矢印Ａの方向）に貫通する貫通孔が形成される。当該貫通孔の周面である内周面２１ａの中途部には段差面２１ｂ・２１ｃが形成される。

段差面２１ｃには断面視略三角形でその頂部（頂点）が段差面２１ｂ側を向くリング状の拡開部２１ｅが一体的に突設される。

外筒本体２１には連通溝２４および導入経路２５が形成される。連通溝２４および導入経路２５を合わせたものは、本発明に係る第二部材の流体搬送経路の実施の一形態であり、これらを通って溶融状態のポリウレタンが搬送（圧送）される。
連通溝２４は外筒本体２１の内周面２１ａの前後略中央部に形成されるリング状の溝である。
導入経路２５はその一端が外筒本体２１の外周面に形成された突起部２１ｄの開口部２５ａにて開口し、他端が連通溝２４に連通する経路である。

外筒本体２１には連通経路２６が形成される。連通経路２６は本発明に係る連通経路の実施の一形態であり、連通溝２４と拡開部２１ｅの頂部とを連通する経路である。拡開部２１ｅおよび連通経路２６の機能の詳細については後述する。

押さえ部材２２・２２は中央に貫通孔が形成された略円盤形状の部材であり、外筒本体２１の貫通孔に収容され、段差面２１ｂに係合する。

キャップ２３・２３は中央に貫通孔が形成された略円盤形状の部材であり、外筒本体２１の貫通孔の端部にボルト等で固定される。

以下では、図１を用いてボールベアリング３０・３０について説明する。
ボールベアリング３０は本発明に係る軸受の実施の一形態であり、内筒部材１０と外筒部材２０との当接部、すなわち内筒部材１０の外周面１１ａと外筒部材２０の内周面２１ａとが対向する部分に配置され、内筒部材１０を外筒部材２０に回転可能に軸支するものである。
本実施例の場合、ボールベアリング３０は内筒部材１０の外周面１１ａ、外筒部材２０の内周面２１ａ、押さえ部材２２およびキャップ２３で囲まれる位置に配置される。

なお、本実施例のボールベアリング３０は球状の玉を用いた玉軸受であるが、本発明に係る軸受はこれに限定されず、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受および針状ころ軸受も本発明に係る軸受に含まれる。
また、荷重を受ける方向で分類した場合においても、本実施例のボールベアリング３０は軸受の回転軸に垂直な方向（ラジアル方向）の荷重を受けるラジアル軸受であるが、本発明に係る軸受はこれに限定されず、軸受の回転軸に平行な方向（スラスト方向）の荷重を受けるスラスト軸受や、ラジアル方向およびスラスト方向の両方の荷重を受ける軸受も、本発明に係る軸受に含まれる。
さらに、メタル軸受の如く、玉や円筒等の転動体を有さず、軸と軸受との隙間で滑ることにより回転可能に軸支する滑り軸受も本発明に係る軸受に含まれる。

以下では、図１および図４を用いてシール部材４０・４０について説明する。
シール部材４０は本発明に係るシール部材の実施の一形態である。

図１に示す如く、シール部材４０は、内筒部材１０と外筒部材２０との当接部（内筒部材１０の外周面１１ａと外筒部材２０の内周面２１ａとが対向する部分）において、内筒部材１０に形成された流体搬送経路と外筒部材２０に形成された流体搬送経路との連通部（連通溝２４と導入経路１２とが連通している部分）とボールベアリング３０との間となる位置に配置される。
より具体的には、シール部材４０は、内筒部材１０の外周面１１ａ、外筒部材２０の内周面２１ａ、外筒部材２０の段差面２１ｃおよび押さえ部材２２で囲まれる位置に配置される。

図４に示す如く、シール部材４０はリング状の部材であり、内筒部材１０の外周面１１ａと外筒部材２０の内周面２１ａとの間に嵌合される。シール部材４０の内周面が内筒部材１０の外周面１１ａに当接し、シール部材４０の外周面が外筒部材２０の内周面２１ａに当接する。また、シール部材４０の二つの端面（前後方向に垂直な面）のうち、押さえ部材２２に対向する端面は押さえ部材２２に当接し、段差面２１ｃに対向する端面にはリング状の収容溝４１が形成される。

シール部材４０を構成する材料は、弾性材料、すなわち弾性変形して塗布ガン１０１の当接部、すなわち内筒部材１０の外周面１１ａと外筒部材２０の内周面２１ａに当接し、当該当接部をシールして溶融状態のポリウレタンの漏洩を防止し得るものであれば良く、市販のＯリングやパッキン等に用いられる樹脂材料（エラストマーやゴムを含む）であれば良い。
なお、本実施例の場合は流体として溶融状態のポリウレタンを取り扱うことから、シール部材４０を構成する材料は耐熱性に優れた材料であることが好ましいため、シール部材４０はフッ素樹脂にグラファイト、二硫化モリブデン、エンジニアリングプラスチック等の充填材を混入したものからなる。

また、図１に示す如く、シール部材４０の収容溝４１には拡開部２１ｅが嵌合される。
拡開部２１ｅはシール部材４０を拡開するもの、すなわちシール部材４０を内筒部材１０および第二部材２０の両方に当接する方向に弾性変形させるものであり、断面形状がテーパー面１４２ａ・１４２ｂを含む略三角形のリング状の突起である。
拡開部２１ｅは、シール部材４０と、内筒部材１０に形成された流体搬送経路と外筒部材２０に形成された流体搬送経路との連通部（連通溝２４と導入経路１２とが連通している部分）と、の間に配置され、テーパー面１４２ａ・１４２ｂが収容溝４１に当接する。

内筒部材１０の先端部１１ｂと外周面１１ａとの間となる内筒部材１０の外周部には雄ネジ１１ｃが形成される。また、内筒部材１０には先端部１１ｂから中央に貫通孔が形成された略円盤形状の支持板４５が貫装され、ロックナット４６が雄ネジ１１ｃに螺合することにより、内筒部材１０が外筒部材２０から抜けて脱落することを防止している。

以下では、図１を用いて塗布ガン１０１の内部の溶融状態のポリウレタンの搬送（圧送）経路について説明する。
突起部２１ｄに接続されたホース（図示せず）から搬送（圧送）されてきた溶融状態のポリウレタンは開口部２５ａから外筒部材２０の内部に導入され、導入経路２５を経て連通溝２４に到達する。
このとき、内筒部材１０の導入経路１２が外周面１１ａに開口している位置と、外筒部材２０の連通溝２４が内周面２１ａに開口している位置と、は前後方向（図１中の矢印Ａの方向）において略同じである。従って、内筒部材１０が外筒部材２０に対して相対的に回転しても、連通溝２４と導入経路１２とは常に連通していることとなる。
よって、連通溝２４に到達した溶融状態のポリウレタンは内筒部材１０の内部に導入され、導入経路１２、充填室１３、吐出経路１４を経て開口部１５から外部に吐出される。
このように、塗布ガン１０１は、内筒部材１０に形成された流体搬送経路の一端（導入経路１２の一端）および外筒部材２０に形成された流体搬送経路の一端（連通溝２４の開口部）をそれぞれ当接部（内筒部材１０の外周面１１ａと外筒部材２０の内周面２１ａとが対向する部分）に配置して、内筒部材１０に形成された流体搬送経路と外筒部材２０に形成された流体搬送経路とを連通することにより、内筒部材１０と外筒部材２０との間で（より厳密には、外筒部材２０から内筒部材１０に）流体を搬送（圧送）することが可能である。
なお、本実施例では導入経路１２を一箇所のみ設けたが、内筒部材１０の外周面１１ａの周方向に並べて複数箇所設けても良い。

また、外筒部材２０に形成された流体搬送経路を通って搬送（圧送）される溶融状態のポリウレタンの一部は、連通溝２４、連通経路２６を経て拡開部２１ｅの頂部よりシール部材４０の収容溝４１に到達する。そして、当該溶融状態のポリウレタンの圧力がシール部材４０に作用することにより、シール部材４０は内筒部材１０の外周面１１ａ、外筒部材２０の内周面２１ａ、押さえ部材２２にそれぞれ当接する方向に弾性変形する。
その結果、塗布ガン１０１の当接部（内筒部材１０の外周面１１ａと外筒部材２０の内周面２１ａとが対向する部分）はシール部材４０により強固にシールされ、溶融状態のポリウレタンの漏洩を防止し、ひいてはボールベアリング３０に溶融状態のポリウレタンが侵入して凝固することにより塗布ガン１０１が回転不能となる事態を防止することが可能である。

以下では、図５、図６および図７を用いて本発明に係るスイベルジョイントの第二実施例である塗布ガン２０１について説明する。
なお、塗布ガン２０１を構成する部材のうち、図１に示す塗布ガン１０１を構成する部材と略同一のものについては同じ符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

塗布ガン２０１が図１に示す塗布ガン１０１と異なる点は、塗布ガン１０１における拡開部２１ｅに相当する機能を果たす拡開部材４２が、外筒部材１２０と別体となっていることである。
拡開部材４２はシール部材４０を拡開するもの、すなわちシール部材４０を内筒部材１０および第二部材１２０の両方に当接する方向に弾性変形させるものであり、断面形状がテーパー面４２ａ・４２ｂ、端面４２ｃを含む略五角形のリング状の部材である。
拡開部材４２はシール部材４０と連通経路１２６との間に配置され、テーパー面４２ａ・４２ｂが収容溝４１に当接し、端面４２ｃが外筒部材１２０の段差面２１ｃに対向する向きに配置される。
拡開部材４２の端面４２ｃにはリング状の溝４３が形成される。また、溝４３とテーパー面４２ａ・４２ｂのエッジ（境界）部分とを連通する連通孔４４・４４・・・が形成される。

外筒部材１２０に形成された流体搬送経路を通って搬送（圧送）される溶融状態のポリウレタンの一部は、連通溝２４、連通経路１２６、拡開部材４２の溝４３、連通孔４４を経てシール部材４０の収容溝４１に到達する。そして、当該溶融状態のポリウレタンの圧力がシール部材４０に作用することにより、シール部材４０は内筒部材１０の外周面１１ａ、外筒部材１２０の内周面２１ａ、押さえ部材２２にそれぞれ当接する方向に弾性変形する。
その結果、塗布ガン２０１の当接部（内筒部材１０の外周面１１ａと外筒部材１２０の内周面２１ａとが対向する部分）はシール部材４０により強固にシールされ、溶融状態のポリウレタンの漏洩を防止し、ひいてはボールベアリング３０に溶融状態のポリウレタンが侵入して凝固することにより塗布ガン２０１が回転不能となる事態を防止することが可能である。

以下では、図８および図９を用いて本発明に係るスイベルジョイントの第三実施例である塗布ガン３０１について説明する。
なお、塗布ガン３０１を構成する部材のうち、図１に示す塗布ガン１０１を構成する部材および図５に示す塗布ガン２０１を構成する部材と略同一のものについては同じ符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

塗布ガン３０１は、拡開部材５０が外筒部材１２０と別体である点は塗装ガン２０１と同じであるが、拡開部材５０の詳細構成が塗装ガン２０１における拡開部材４２と異なる。
拡開部材５０はシール部材４０を拡開するもの、すなわちシール部材４０を内筒部材１０および第二部材１２０の両方に当接する方向に弾性変形させるものであり、断面形状がテーパー面５０ａ・５０ｂ、端面５０ｃ、内周面５０ｄおよび外周面５０ｅを含む略五角形のリング状の部材である。
拡開部材５０はシール部材４０と連通経路１２６との間に配置され、テーパー面５０ａ・５０ｂが収容溝４１に当接するようにシール部材４０に嵌合され、端面５０ｃが外筒部材１２０の段差面２１ｃに対向する向きに配置される。
拡開部材５０の端面５０ｃにはリング状の溝５１が形成される。また、拡開部材５０の端面５０ｃには溝５１と交差して拡開部材５０の内周面５０ｄから外周面５０ｅまで延びた溝５２・５２・・・が形成される。
拡開部材５０は、図１に示す塗装ガン１０１の拡開部２１ｅや図５に示す塗装ガン２０１の拡開部材４２と異なり、収容溝４１に当接する面であるテーパー面５０ａ・５０ｂと端面５０ｃとを連通する溝や貫通孔を有さない。
そのため、拡開部材５０のテーパー面５０ａ・５０ｂがシール部材４０の収容溝４１に当接すると、収容溝４１は外部から液密的に遮断（閉塞）される。

塗布ガン３０１の外筒部材１２０に形成された流体搬送経路を通って搬送（圧送）される溶融状態のポリウレタンの一部は、連通溝２４、連通経路１２６、拡開部材５０の溝５１、溝５２を経て拡開部材５０の端面５０ｃ側に到達するが、収容溝４１は組み立て時に既に拡開部材５０により外部から液密的に遮断（閉塞）されており、溶融状態のポリウレタンは収容溝４１の内部には到達しない。
そのため、当該溶融状態のポリウレタンの圧力が拡開部材５０に作用して、拡開部材５０を挟んで収容溝４１に封入されている空気と溶融状態のポリウレタンとの間に圧力差が生じ、拡開部材５０はシール部材４０の収容溝４１に没入する方向に移動する。そして、シール部材４０のうちテーパー面５０ａ・５０ｂと当接する部分はテーパー面５０ａ・５０ｂに沿って更に弾性変形して内筒部材１０の外周面１１ａおよび外筒部材１２０の内周面２１ａに強く当接する。
その結果、塗布ガン３０１の当接部（内筒部材１０の外周面１１ａと外筒部材１２０の内周面２１ａとが対向する部分）は、シール部材４０により強固にシールされ、溶融状態のポリウレタンの漏洩を防止し、ひいてはボールベアリング３０に溶融状態のポリウレタンが侵入して凝固することにより塗布ガン３０１が回転不能となる事態を防止することが可能である。

以上の如く、塗布ガン２０１は、
溶融状態のポリウレタンを搬送するための流体搬送経路である導入経路１２、充填室１３および吐出経路１４が形成された内筒部材１０と、
溶融状態のポリウレタンを搬送するための流体搬送経路である連通溝２４および導入経路２５が形成された外筒部材１２０と、
内筒部材１０と外筒部材１２０との当接部である内筒部材１０の外周面１１ａと外筒部材１２０の内周面２１ａとが対向する部分に配置され、内筒部材１０を外筒部材１２０に回転可能に軸支するボールベアリング３０・３０と、
を具備し、
内筒部材１０に形成された流体搬送経路の一端（導入経路１２の開口部）および外筒部材１２０に形成された流体搬送経路の一端（連通溝２４の開口部）をそれぞれ内筒部材１０の外周面１１ａおよび外筒部材１２０の内周面２１ａに配置してこれらの流体搬送経路を連通して内筒部材１０と外筒部材１２０との間で溶融状態のポリウレタンを搬送するものであって、
弾性材料からなり、内筒部材１０に形成された流体搬送経路と外筒部材１２０に形成された流体搬送経路との連通部と、ボールベアリング３０・３０と、の間に配置されるとともに収容溝４１が形成されたシール部材４０・４０と、
シール部材４０・４０と前記連通部の間に配置され、収容溝４１に嵌合してシール部材４０・４０を前記当接部にて内筒部材１０および外筒部材１２０の両方に当接する方向に弾性変形させる拡開部材４２と、
を具備するものである。
このように構成することにより、シール部材４０・４０を確実に当接部（内筒部材１０の外周面１１ａと外筒部材１２０の内周面２１ａとが対向する部分）に当接することが可能であり、当接部から溶融状態のポリウレタンが漏洩するのを効果的に防止することが可能である。

また、塗布ガン１０１は、
拡開部２１ｅを、塗布ガン１０１における拡開部材４２の如く外筒部材１２０と別体とせず、外筒部材１２０と一体成型したものである。
このように構成することにより、部品点数および工数を削減することが可能である。

また、塗布ガン１０１は、外筒部材１２０の流体搬送経路と収容溝４１とを連通するための連通経路１２６を形成したものである。
このように形成することにより、シール部材４０・４０は拡開部２１ｅ・２１ｅにより予め機械的に弾性変形させられて当接部（内筒部材１０の外周面１１ａと外筒部材１２０の内周面２１ａとが対向する部分）に当接するだけでなく、その後収容溝４１に到達した溶融状態のポリウレタンの圧力をシール部材４０・４０に作用させて、シール部材４０・４０を当接部（内筒部材１０の外周面１１ａと外筒部材１２０の内周面２１ａとが対向する部分）に当接する方向に弾性変形させることが可能であり、溶融状態のポリウレタンの搬送時の圧力を利用して当接部から溶融状態のポリウレタンが漏洩するのを更に効果的に防止することが可能である。

また、塗布ガン１０１のシール部材４０・４０は、
グラファイト、二硫化モリブデン、エンジニアリングプラスチックのうち少なくとも一つを充填材としてフッ素樹脂に混入したものである。
このように構成することにより、高温の流体である溶融状態のポリウレタンを搬送していても熱によるシール部材４０・４０の劣化を抑えることが可能であり、長期間にわたって当接部から溶融状態のポリウレタンが漏洩するのを防止することが可能である。

また、塗布ガン１０１は、
取り扱う流体を溶融状態の熱可塑性樹脂（溶融状態のポリウレタン）としたものである。
このように構成することにより、当接部から漏洩した溶融状態のポリウレタンがボールベアリング３０に侵入して凝固し、内筒部材１０が外筒部材１２０に対して回転不能となる事態を防止することが可能である。

また、塗布ガン１０１は、
内筒部材１０の流体搬送経路の端部のうち、当接部（内筒部材１０の外周面１１ａと外筒部材１２０の内周面２１ａとが対向する部分）に配置される端部と反対側の端部を開口部１５にて開口し、内筒部材１０の流体搬送経路を連通または遮断する切替弁１６を設けて溶融状態のポリウレタンを自動車のフロントガラスの周縁部等に塗布する塗布ガンとしたものである。
このように構成することにより、塗装ガン１０１の姿勢が種々に変化する場合でも、内筒部材１０に対して外筒部材１２０を任意の方向に回転させることが可能であり、外筒部材１２０に接続されて塗布ガン１０１に溶融状態のポリウレタンを供給する配管等の取り回しが容易である。

また、塗布ガン１０１は、
ロボットの先端部に設けられるものである。
このように構成することにより、ロボットの先端部に設けられた塗装ガン１の姿勢が種々に変化する場合でも、内筒部材１０に対して外筒部材１２０を任意の方向に回転させることが可能であり、外筒部材１２０に接続されて塗布ガン１０１に溶融状態のポリウレタンを供給する配管等の取り回しが容易である。

本発明に係るスイベルジョイントの第一実施例の側面断面図。本発明に係るスイベルジョイントの第一実施例の第一部材の側面断面図。本発明に係るスイベルジョイントの第一実施例の第二部材の側面断面図。本発明に係るスイベルジョイントの第一実施例のシール部材を示す図。本発明に係るスイベルジョイントの第二実施例の側面断面図。本発明に係るスイベルジョイントの第二実施例の第二部材の側面断面図。本発明に係るスイベルジョイントの第二実施例の拡開部材を示す図。本発明に係るスイベルジョイントの第三実施例の側面断面図。本発明に係るスイベルジョイントの第三実施例の拡開部材を示す図。

符号の説明

１塗布ガン（スイベルジョイント）
１０内筒部材（第一部材）
２０外筒部材（第二部材）
３０ボールベアリング（軸受）
４０シール部材
４２拡開部材

Claims

流体を搬送するための流体搬送経路がそれぞれ形成された第一部材および第二部材と、
前記第一部材と第二部材との当接部に配置され、前記第一部材および第二部材の一方を他方に回転可能に軸支する軸受と、
を具備し、
前記第一部材に形成された流体搬送経路の一端および第二部材に形成された流体搬送経路の一端を前記当接部に配置し、これらの流体搬送経路を連通して前記第一部材と第二部材との間で流体を搬送するスイベルジョイントにおいて、
弾性材料からなり、前記第一部材に形成された流体搬送経路と前記第二部材に形成された流体搬送経路との連通部と、前記軸受と、の間に配置されるとともに収容溝が形成されたシール部材と、
前記シール部材と前記連通部との間に配置され、前記収容溝に嵌合して前記シール部材を前記当接部にて前記第一部材および第二部材の両方に当接する方向に弾性変形させる拡開部材と、
を具備することを特徴とするスイベルジョイント。
前記拡開部材を、前記第一部材または第二部材と一体成型したことを特徴とする請求項１に記載のスイベルジョイント。
前記第一部材または前記第二部材の流体搬送経路と前記収容溝とを連通するための連通経路を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスイベルジョイント。
前記弾性材料が、
グラファイト、二硫化モリブデン、エンジニアリングプラスチックのうち少なくとも一つを充填材としてフッ素樹脂に混入したものであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のスイベルジョイント。
前記流体を溶融状態の熱可塑性樹脂としたことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のスイベルジョイント。
前記第一部材または第二部材の流体搬送経路の端部のうち、前記当接部に配置される端部と反対側の端部を開口し、当該流体搬送経路を連通または遮断する切替弁を設けて流体を塗布する塗布ガンとしたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のスイベルジョイント。
ロボットの先端部に設けられることを特徴とする請求項６に記載のスイベルジョイント。