JP2013076422A - Rotary joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転部に流体を送給するために用いられるロータリジョイントに関するものである。 The present invention relates to a rotary joint used for feeding fluid to a rotating part.
工作機械の主軸など作動時に回転状態にある回転部に冷却用のクーラントなどの流体を送給する流体送給機構において、固定された流体送給配管を回転部の流路と接続する流体継手としてロータリジョイントが用いられる。ロータリジョイントは、回転部に結合されて回転する回転軸と流体送給配管に接続される固定軸とを同軸に配置して軸方向に対向させ、それぞれの対向端面に装着された回転シールのシール面を相互に密着させることにより流体の漏洩を防止する構成となっている。この構成により、流体送給配管から回転状態にある回転部へロータリジョイントを介して連続的に流体供給することができる。このような構成のロータリジョイントでは、シール面を密着させるために固定軸側を軸方向に移動させる必要があることから、固定軸はケーシング部などに設けられた嵌合孔に摺動自在に嵌合しており、嵌合孔の内周と固定軸との間に介設されたOリングなどの隙間シール部材によって、この摺動隙間からの流体の漏れが防止される。 As a fluid coupling that connects a fixed fluid feed pipe to the flow path of a rotating part in a fluid feeding mechanism that feeds a coolant or other fluid to a rotating part that is rotating during operation, such as a spindle of a machine tool A rotary joint is used. The rotary joint is a seal of a rotary seal mounted on each facing end face, with a rotating shaft coupled to the rotating part and a fixed shaft connected to the fluid supply pipe arranged coaxially and facing each other in the axial direction. It is the structure which prevents the leakage of a fluid by sticking a surface mutually. With this configuration, the fluid can be continuously supplied from the fluid supply pipe to the rotating part in the rotating state via the rotary joint. In the rotary joint having such a configuration, the fixed shaft side needs to be moved in the axial direction in order to bring the sealing surface into close contact, so that the fixed shaft is slidably fitted into a fitting hole provided in the casing portion or the like. A gap seal member such as an O-ring interposed between the inner periphery of the fitting hole and the fixed shaft prevents fluid leakage from the sliding gap.
ところでロータリジョイントによる供給対象となる流体には、工作機械に循環使用されるクーラントなど、微少な切削屑などの異物を含んだものが多く、連続して流体を供給する過程において、固定軸と嵌合孔との間の摺動隙間にこれらの異物が侵入することが避けられない。そしてこれらの異物が反復して侵入すると摺動隙間内において堆積固着し、固定軸の円滑な摺動が阻害される結果、ロータリジョイントは正常に作動せずに流体の大量の漏洩などの不具合が生じる。そこでこのような不具合を防止することを目的として、固定軸と嵌合孔との間の摺動隙間への異物侵入を防止する構造のロータリジョイントが提案されている(特許文献1、2参照)。
By the way, the fluid to be supplied by the rotary joint often contains foreign matter such as minute cutting waste such as coolant that is circulated and used in machine tools. It is inevitable that these foreign substances enter the sliding gap between the joint holes. If these foreign objects repeatedly enter, they will accumulate and adhere in the sliding gap, and the smooth sliding of the fixed shaft will be hindered. As a result, the rotary joint will not operate normally and a large amount of fluid leakage will occur. Arise. Therefore, for the purpose of preventing such a problem, a rotary joint having a structure for preventing foreign matter from entering the sliding gap between the fixed shaft and the fitting hole has been proposed (see
特許文献1に示す先行技術例では、嵌合孔の内周面に設けられた環状溝内にグリースを常時押し込む構成とすることにより摺動隙間をグリースで充填状態とし、摺動隙間への異物の侵入を防止するようにしている。また特許文献2に示す先行技術例では、固定軸の上流側の端部に屈曲自在なダイヤフラムを装着して、固定軸の流路孔以外に流体が流れないように密封し、これにより摺動隙間への異物の侵入を防止するようにしている。
In the prior art example shown in
しかしながら上述の先行技術においては、異物侵入を防止する機構の構成に起因して、以下のような難点があった。まず特許文献1に示す先行技術例では、摺動隙間を充填するグリースが流体に徐々に溶解して充填効果が低下するため、異物侵入の防止効果を安定して確保することが困難であった。また特許文献2に示す先行技術例では、ダイヤフラムは固定軸部の上流側の端部に装着されていることから、摺動隙間の上流側からの流体の侵入は阻害されるものの、流体供給開始時にまだ密着状態となっていない回転シール部から漏洩した流体が、摺動隙間の下流側から侵入することについては防止できない。このため、いずれの先行技術例においても、固定軸部と嵌合孔との摺動隙間内に異物が侵入して堆積固化することに起因する不具合を有効に防止することが困難であった。
However, the above-described prior art has the following problems due to the structure of the mechanism that prevents foreign matter from entering. First, in the prior art example shown in
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、固定軸部と嵌合孔との摺動隙間内に異物が侵入して堆積固化することに起因する不具合を簡便な構成で有効に防止することができるロータリジョイントを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and effectively prevents a problem caused by foreign matter entering into the sliding gap between the fixed shaft portion and the fitting hole to be accumulated and solidified with a simple configuration. An object of the present invention is to provide a rotary joint that can be used.
本発明のロータリジョイントは、軸方向の回転流路が設けられ回転軸に装着される回転部および軸方向の固定流路が設けられ保持部材に固定装着される固定部を同軸配置して成り、流体供給源から供給される流体を軸心廻りに回転する前記回転部の回転流路へ前記固定流路を介して送給するロータリジョイントであって、前記回転部に設けられ側端面に前記回転流路が開口した第1のシール面を有する回転シール部と、前記固定流路が前記軸方向に形成され前記保持部材に設けられた嵌合孔に所定の摺動隙間を保って前記軸方向の移動が許容された状態で嵌合する固定軸部を有し、一方側の側端面に前記固定流路が開口した第2のシール面を有する固定シール部と、前記摺動隙間を前記軸方向の移動を許容しながらシールする隙間シール部と、前記流体供給源から前記嵌合孔内へ前記流体を供給して前記固定軸部の他方側を押圧することにより、前記第1のシール面と第2のシール面とを相互に密着させて形成された面シール部と、前記隙間シール部の前記摺動隙間における上流側に設けられ、前記摺動隙間と前記固定流路とを連通させて前記摺動隙間から前記固定流路への流体の移動を許容する連通部とを備えた。 The rotary joint of the present invention is formed by coaxially arranging a rotating part provided with an axial rotation flow path and attached to the rotary shaft and a fixed part provided with an axial fixed flow path and fixedly attached to the holding member, A rotary joint that feeds fluid supplied from a fluid supply source to a rotating flow path of the rotating unit that rotates about an axis through the fixed channel, and is provided on the rotating unit and rotates on a side end surface. A rotary seal portion having a first seal surface with an open channel, and the axial direction with the fixed channel formed in the axial direction with a predetermined sliding gap in a fitting hole provided in the holding member A fixed shaft portion that fits in a state in which movement of the fixed shaft portion is allowed, and has a second seal surface with the fixed flow path opened on one side end surface thereof, and the sliding gap is connected to the shaft. Gap seal part that seals while allowing movement in the direction Forming the first seal surface and the second seal surface in close contact with each other by supplying the fluid from the fluid supply source into the fitting hole and pressing the other side of the fixed shaft portion. Provided on the upstream side in the sliding gap of the gap seal portion, and the fluid is transferred from the sliding gap to the fixed flow path by communicating the sliding gap and the fixed flow path. And a communication portion that allows movement.
本発明によれば、軸方向の回転流路が設けられた回転シール部および軸方向の固定流路が設けられた固定シール部を同軸配置し、回転シール部の第1のシール面と固定シール部の第2のシール面とを密着させて面シール部を形成する構成のロータリジョイントにおいて、保持部材に設けられた嵌合孔に固定シール部の固定軸部が嵌合する摺動隙間を隙間シール部によってシールし、隙間シール部の摺動隙間における上流側に固定軸部の内部に軸方向に設けられた固定流路と摺動隙間とを連通させて摺動隙間から固定流路への流体の移動を許容する連通部を設けることにより、固定流路内を通過する流体の流速によって生じるエジェクタ効果によって摺動隙間から固定流路への流動を誘起することができ、固定軸部と嵌合孔との摺動隙間内に異物が侵入して堆積固化することに起因する不具合を簡便な構成で有効に防止することができる。 According to the present invention, the rotary seal portion provided with the axial rotational flow path and the fixed seal portion provided with the axial fixed flow path are arranged coaxially, and the first seal surface of the rotary seal portion and the fixed seal are arranged. In a rotary joint configured to form a face seal portion by closely contacting the second seal surface of the portion, a sliding gap in which the fixed shaft portion of the fixed seal portion is fitted into the fitting hole provided in the holding member is a gap. Sealing is performed by the seal part, and the fixed flow path provided in the axial direction inside the fixed shaft part and the sliding gap are communicated with each other on the upstream side of the sliding gap of the gap seal part so that the sliding gap is connected to the fixed flow path. By providing a communication part that allows fluid movement, the flow from the sliding gap to the fixed flow path can be induced by the ejector effect caused by the flow velocity of the fluid passing through the fixed flow path, and the fixed shaft part is fitted. In the sliding clearance with the hole There it is possible to effectively prevent the problems caused by depositing solidifying invade a simple configuration.
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図1を参照して、ロータリジョイント1(第1実施例)の全体構成を説明する。流体送給機構の全体構成を説明する。図1において、ロータリジョイント1は、工作機械のスピンドル軸などの回転軸へ冷却用の流体を送給する流体供給機構に用いられるものであり、軸方向の回転流路が設けられた回転部1aおよび軸方向の固定流路が設けられた固定部1bを同軸配置して構成される。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the overall configuration of the rotary joint 1 (first embodiment) will be described with reference to FIG. The overall configuration of the fluid feeding mechanism will be described. In FIG. 1, a
回転部1aは回転軸であるスピンドル軸2の流路孔2aに締結されており、スピンドル軸2は、スピンドルに内蔵されたモータによって回転駆動されて軸心A廻りに回転するとともに、クランプ/アンクランプシリンダによって軸方向の進退動作を行う。また固定部1bはケーシング3に流路孔3bと連通して設けられた装着孔3aに、保持部材であるハウジング部材7を介して固定装着されており、スピンドル軸2が挿通するフレーム(図示省略)にボルトなどの締結手段によってケーシング3を着脱自在に締結することにより、固定部1bは回転部1aと同軸に配置される。流路孔3bには、流体供給源(図示省略)より液体クーラントや冷却用のエアなどの流体が送給される。
The rotating portion 1a is fastened to a
次に各部の詳細構造を説明する。回転部1aはスピンドル軸2に装着されたロータ4を主体としており、ロータ4は回転軸部4aの一方側の端部に回転軸部4aよりも外径が大きいフランジ部4bを設け、さらに軸心部に回転流路4eを軸方向に設けた形状となっている。回転軸部4aの外面には雄ねじ部4dが設けられており、流路孔2aの内面には雌ねじ部2bが設けられている。雄ねじ部4dを雌ねじ部2bに螺合させることにより、ロータ4はスピンドル軸2にねじ締結され、Oリング6によってねじ締結部が密封される。これにより、回転流路4eはスピンドル軸2の流路孔2aと連通する。
Next, the detailed structure of each part will be described. The rotating part 1a is mainly composed of a rotor 4 mounted on the spindle shaft 2. The rotor 4 is provided with a
ロータ4の右側(固定部1bと対向する側)の側端面には、回転流路4eの開孔面を囲む配置で円形状の凹部4cが形成されており、凹部4cには第1のシールリング5が固定されている。第1のシールリング5はセラミックなどの耐摩耗性に富む硬質材料を、中央部に開口部5aを有する円環形状に成形したものであり、平滑面に仕上げられた第1のシール面5bを外面側にした状態で凹部4cに固定される。そしてこの状態では、回転流路4eは開口部5aと連通して第1のシール面5bに開口する。上記構成において、第1のシールリング5が固定されたロータ4は、回転部1aに設けられ側端面に回転流路4eが開口した第1のシール面5bを有する回転シール部となっている。
A
次に、ケーシング3に装着される固定部1bの構造を説明する。固定部1bは、フローティングシート8をハウジング部材7に装着した構成となっている。ケーシング3の装着面3cには流路孔3bと連通して設けられた装着孔3aが開口しており、装着孔3aには固定部1bの本体を構成する円筒形状のハウジング部材7が嵌合する。そしてハウジング部材7は、装着面3cに設けられたねじ孔(図示省略)にボルト締結され、Oリング11によって装着孔3aへの嵌合部が密封される。
Next, the structure of the
フローティングシート8は、一方側(図において回転部1aと対向する側)に円板形状のフランジ部8bが設けられ、他方側に固定流路8fが軸方向に貫通して形成された固定軸部8aを有する形状となっている。フランジ部8bの左側(回転部1aと対向する端面)に円堤状に設けられた凸部8c内には、第2のシールリング9が固定されている。第2のシールリング9は第1のシールリング5と同様の硬質材料を中央部に開口部9aを有する円環形状に成形したものであり、平滑面に仕上げられた第2のシール面9bを外面側にした状態でフランジ部8bに固定される。そしてこの状態では、固定流路8fは開口部9aと連通して第2のシール面9bに開口する。
The floating
固定軸部8aは、ハウジング部材7の中心部に軸方向に貫通して設けられた嵌合孔7aに、軸方向の移動が許容された状態で嵌合する。すなわち、嵌合孔7a、固定軸部8aの形状・寸法設定により、嵌合孔7aの内周面7bと固定軸部8aの外周面8dとの間に所定の隙間寸法の摺動隙間g(図2参照)が確保されるようになっている。嵌合孔7aの内周面7bにはシール溝7cが形成されており、シール溝7cには円環状のシール部材であるOリング12a、バックアップリング12bが嵌合している。嵌合孔7aに固定軸部8aが嵌合した状態において、Oリング12aが外周面8dに押し付けられることにより摺動隙間gはシールされる。シール溝7c内に嵌合して装着されたOリング12a、バックアップリング12bは、摺動隙間gを固定軸部8aの軸方向の移動を許容しながらシールする隙間シール部12を形成する。
The fixed
すなわち第2のシールリング9が固定されたフローティングシート8は、固定流路が軸方向に形成され保持部材であるハウジング部材7に設けられた嵌合孔7aに軸方向の移動が許容された状態で嵌合する固定軸部8aを有し、側端面に固定流路8fが開口した第2のシール面9bを有する固定シール部となっている。なお本実施の形態においては、フローティングシート8を保持部材としてのハウジング部材7を介してケーシング3に装着する例を示しているが、ケーシング3にフローティングシート8を直接装着するようにしてもよい。この場合には保持部材としてのケーシング3に設けられた嵌合孔に固定軸部8aを軸方向の移動が許容された状態で嵌合させる。
That is, the floating
次に、ロータリジョイント1の動作を説明する。流路孔3bを介して嵌合孔7a内に供給対象の流体が送給されることにより、この流体圧は固定軸部8aの他方側(第2のシールリング9の反対側)の側端面8eに作用する。これにより、固定軸部8aは嵌合孔7a内で回転部1a側へスライドし、第2のシールリング9は第1のシールリング5に対して、側端面8eの投影面積に流体圧を乗じた大きさの流体力Fで押圧される。この流体力Fは第2のシール面9bと第1のシール面5bとを相互に密着させ、これにより固定流路8fから軸廻りに回転状態の回転流路4eへ送給される流体の漏洩を防止する面シール部10が形成される。
Next, the operation of the rotary joint 1 will be described. By supplying the fluid to be supplied into the
このフローティングシート8の軸方向のスライドにおいて、フランジ部8bに螺設されたボルト16およびボルト16を外包する円筒カラー17が、ハウジング部材7に軸方向に設けられたガイド孔7d内を摺動することにより、フローティングシート8の軸方向の移動がガイドされるとともに、軸廻りの廻り止めが行われる。
When the floating
ロータリジョイント1の作動状態においては、送給される流体の圧力によるフローティングシート8の進出と、スピンドル軸2の進退動作によって、面シール部10のシール面の接離が行われる。すなわちフローティングシート8が後退して第1のシール面5bと第2のシール面9bとが相互に離隔した状態において、流体が流路孔3bに送給されることにより、嵌合孔7aにおいて流体力Fが固定軸部8aの側端面8eに作用して軸方向に押圧する。これにより、フローティングシート8が前進(矢印a方向)し、第1のシール面5bと第2のシール面9bとが当接して相互に密着した面シール部10が形成される。これにより、固定流路8fから回転状態の回転流路4eへの流体の送給が行われる。
In the operating state of the rotary joint 1, the sealing surface of the
そしてスピンドル軸2が固定部1bに対して相対的に前進(矢印d方向)することにより、フローティングシート8は後退(矢印b方向)し、フランジ部8bがハウジング部材7に近接した位置に復帰する。そしてこの状態からスピンドル軸2を相対的に後退(矢印c方向)させることにより、第1のシール面5bと第2のシール面9bとが相互に離隔した状態に戻る。
When the spindle shaft 2 moves forward (arrow d direction) relative to the fixed
次に、図2を参照して、固定軸部8aに設けられて摺動隙間gと固定流路8fとを連通させる連通部15について説明する。図2(a)は、図1におけるB−B断面、すなわち固定軸部8aの隙間シール部12の上流側における断面を示している。固定軸部8aにおいて外周面8dの全周には円周溝13が設けられており、さらに固定軸部8aにおいて固定流路8fと円周溝13とを連結して、複数(ここでは4)の貫通孔14が放射状に設けられている。
Next, with reference to FIG. 2, the
図2(b)に示すように、円周溝13は嵌合孔7aの内周面7bと固定軸部8aの外周面8dとの間の摺動隙間gと連通しており、さらに摺動隙間gは貫通孔14を介して固定流路8fと連通している。これにより、嵌合孔7aに送給された後に摺動隙間g内に進入した流体が、円周溝13、貫通孔14を介して固定流路8fへ移動することが許容される。したがって、円周溝13、貫通孔14は、、隙間シール部12の摺動隙間gにおける上流側に設けられ、摺動隙間gと固定流路8fとを連通させて摺動隙間gから固定流路8fへの流体の移動を許容する連通部15を構成する。そして図1、図2に示す例においては、連通部15は、固定軸部8aの外周面8dに設けられた円周溝13と、この円周溝13と固定流路8fとを連結して設けられた貫通孔14より成る。
As shown in FIG. 2B, the
次に図3を参照して、上記構成のロータリジョイント1における連通部15の機能を説明する。図3(a)は、流路孔3b(図1)を介して送給され嵌合孔7aに流入(矢印e)した流体が、固定軸部8aの固定流路8fを流下して回転部1a側へ向かって(矢印h)流れるときの状態を示している。このとき供給対象となる流体には、工作機械に循環使用されるクーラントなど、微少な切削屑などの異物18を含んでいる場合が多く、これらの異物18の一部は、摺動隙間g内に流れ込む流体(矢印f)とともに摺動隙間g内に進入する。そしてこれらの異物18の進入が反復して摺動隙間g内において堆積固着すると、固定軸部8aの円滑な摺動が阻害される結果となる。
Next, the function of the
このような場合にあっても、本実施の形態に示すロータリジョイント1においては、隙間シール部12の上流側に設けられた連通部15の機能により、摺動隙間g内における異物18の堆積固着を防止することができる。すなわちロータリジョイント1においては、流体は使用条件によって規定される流量・圧力に応じた流速で固定流路8f内を下流へ流れる(矢印h)。これに対し、摺動隙間g内における流体の流れは隙間流れであって抵抗が大きく、さらに下流側において隙間シール部12によって遮断されていることから、固定流路8f内における流速とは大きな流速差がある。
Even in such a case, in the rotary joint 1 shown in the present embodiment, due to the function of the
このため、固定流路8f内における流体の静圧は摺動隙間g内よりも低くなって圧力差が生じ、この圧力差により連通部15を介して摺動隙間gから固定流路8fへ、エジェクタ効果によって流動が発生する(矢印i)。そしてこの流動に伴って摺動隙間g内の異物18もともに固定流路8fへ移動し、固定流路8f内の流体とともに下流側へ排出される(矢印j)。したがって、異物18が摺動隙間g内で堆積固着することに起因して生じる不具合、例えば固定軸部8aの円滑な摺動が阻害されて面シール部10が正常に形成されずに流体が大量に漏洩する不具合を防止することができる。
For this reason, the static pressure of the fluid in the fixed
なお、隙間シール部12としてOリング12aと組み合わせてバックアップリング12bを用いる場合には、以下に説明するようにシール溝7c内や摺動隙間gにおいて隙間シール部12の下流側の範囲に存在する異物を排出する効果を得ることができる。すなわちロータリジョイント1の作動開始時において、嵌合孔7aに流体が送給され始める過程では、摺動隙間g内には流体が存在せず、固定流路8f内のみを流動する。そしてこの流動によるエジェクタ効果が連通部15を介して摺動隙間g内に及ぶ。このとき、摺動隙間g内には未だ流体圧が作用していおらずバックアップリング12bはまだOリング12aを押圧していないため、このエジェクタ効果はシール溝7c内や摺動隙間gにおいて隙間シール部12の下流側の範囲にも及ぶ。これにより、ロータリジョイント1の作動・停止を反復する度に、これらの範囲に存在する異物18を排除するクリーニング効果を得ることができる。
When the
なお本実施の形態のロータリジョイント1は、図1に示す構成に限定されるものではなく、種々のバリエーションが可能である。以下、これらのバリエーションの幾例かを図4〜図8を参照して説明する。まず、図4は第2実施例のロータリジョイント1を示している。この第2実施例は第1実施例においては嵌合孔7aの内周面7bに設けられていた隙間シール部12に替えて、固定軸部8aの外周面8dに隙間シール部12Aを設けた例を示している。すなわち第2実施例においては、隙間シール部12Aは、円環状のシール部材であるOリング12a、バックアップリング12bを固定軸部8aの外周面8dに設けられたシール溝8gに嵌合させて成る。
In addition, the
次に図5は、第3実施例のロータリジョイント1を示している。この第3実施例は第1実施例においては固定軸部8aの外周面8dに設けられていた円周溝13に替えて、嵌合孔7aの内周面7bに円周溝13Aを設け、ロータリジョイント1の作動時において円周溝13Aと固定流路8fとを連結する貫通孔14Aを固定軸部8aに設けた例を示している。すなわち第3実施例においては、隙間シール部12は、円環状のシール部材であるOリング12a、バックアップリング12bを嵌合孔7aの内周面7bに設けられたシール溝7cに嵌合させて成り、連通部15Aは、シール溝7cとは別に嵌合孔7aの内周面7bに設けられた円周溝13Aと、固定軸部8aに設けられ固定シール部であるフローティングシート8が移動して面シール部10が形成された状態において、円周溝13Aと固定流路8fとを連結する貫通孔14Aより成る。
Next, FIG. 5 shows the
次に図6は第4実施例のロータリジョイント1を示している。この第4実施例においては、隙間シール部12Bは円環状のシール部材であるOリング12a、バックアップリング12bを嵌合孔7aの内周面7bに設けられたシール溝7fに嵌合させて成る。ここでは、シール溝7fの形成範囲を通常よりも広く設定し、Oリング12a、バックアップリング12bを嵌合装着した状態において、上流側に空隙部7f*が確保されるように寸法設定される。そして固定軸部8aには、空隙部7f*と固定流路8fとを連結する貫通孔14Bが設けられている。すなわち第4実施例においては、連通部15Bは、固定軸部8aに設けられ固定シール部であるフローティングシート8が移動して面シール部10が形成された状態において、シール溝7fの空隙部7f*とこの空隙部7f*と固定流路8fとを連結して設けられた貫通孔14Bより成る。
Next, FIG. 6 shows the
次に図7は第5実施例のロータリジョイント1を示している。この第5実施例においては、隙間シール部12Cは円環状のシール部材であるOリング12a、バックアップリング12bを固定軸部8aの外周面8dに設けられたシール溝8hに嵌合させて成る。ここでも第4実施例と同様に、シール溝8hの形成範囲を通常よりも広く設定し、Oリング12a、バックアップリング12bを嵌合装着した状態において、上流側に空隙部8h*が確保されるように寸法設定される。そして固定軸部8aには、空隙部8h*と固定流路8fとを連結する貫通孔14Cが設けられている。すなわち第5実施例においては、連通部15Cは、固定軸部8aに設けられたシール溝8hの空隙部8h*とこの空隙部8h*と固定流路8fとを連結して設けられた貫通孔14Cより成る。
Next, FIG. 7 shows the
なお図1〜図7に示す第1実施例〜第5実施例においては、固定軸部8aにおいて固定流路8fを、軸方向に貫通して嵌合孔7aに開口した形態で設けた例を示しているが、図8に示す第6実施例のように、固定軸部8aにおいて固定流路8fの側端部を閉じる閉塞部8iを設けた構成としてもよい。この場合には、嵌合孔7aにおいて固定軸部8aの上流側の側端部に対応する範囲の内径を拡大した拡径部7eを設け、固定軸部8aにおいてこの拡径部7eの範囲に対応する部分に、拡径部7eと外周面8dとの間の流路隙間sと固定流路8fとを連結する貫通孔19を設ける。
In the first to fifth embodiments shown in FIGS. 1 to 7, an example in which the fixed
この構成において嵌合孔7aに送給された流体は、流体圧による流体力Fを閉塞部8iに作用させるとともに、流路隙間sおよび貫通孔19を介して固定流路8f内に流入し(矢印k)、これにより回転流路4eへの流体の送給が行われる。そしてこの構成においても、第1実施例〜第5実施例に示す例と同様に、摺動隙間g内に固着堆積する異物18を排除する効果を得ることができる。なお図8においては、図1に示す第1実施例を対象としてこの構成を適用した例を示しているが、第2実施例〜第5実施例についても同様にこの構成を適用することができる。
In this configuration, the fluid fed to the
上記説明したように本実施の形態においては、軸方向の回転流路4eが設けられたロータ4および軸方向の固定流路8fが設けられたフローティングシート8を同軸配置し、ロータ4の第1のシール面5bとフローティングシート8の第2のシール面9bとを密着させて面シール部10を形成する構成のロータリジョイント1において、ハウジング部材7に設けられた嵌合孔7aにフローティングシート8の固定軸部8aが嵌合する摺動隙間gを隙間シール部12によってシールし、隙間シール部12の摺動隙間gにおける上流側に固定軸部8aの内部に軸方向に設けられた固定流路8fと摺動隙間gとを連通させて、摺動隙間gから固定流路8fへの流体の移動を許容する連通部15を設けたものである。
As described above, in the present embodiment, the rotor 4 provided with the axial
これにより、固定流路8f内を通過する流体の流速によって生じるエジェクタ効果によって摺動隙間gから固定流路8fへの流動を誘起することができ、固定軸部8aと嵌合孔7aとの摺動隙間g内に異物が侵入して堆積固化することに起因する不具合を簡便な構成で有効に防止することができる。
Thereby, the flow from the sliding gap g to the fixed
本発明のロータリジョイントは、固定軸部と嵌合孔との摺動隙間内に異物が侵入して堆積固化することに起因する不具合を簡便な構成で有効に防止することができるという特徴を有し、工作機械の主軸などの回転部に液体クーラントやエアなどの流体を送給する用途に有用である。 The rotary joint of the present invention has a feature that it is possible to effectively prevent problems caused by foreign matter entering into the sliding gap between the fixed shaft portion and the fitting hole and accumulating and solidifying with a simple configuration. In addition, it is useful for applications in which fluid such as liquid coolant or air is fed to a rotating part such as a spindle of a machine tool.
1 ロータリジョイント
1a 回転部
1b 固定部
2 スピンドル軸
3 ケーシング部材
4 ロータ
4e 回転流路
5 第1のシールリング
5b 第1のシール面
8 フローティングシート
8a 固定軸部
8f 固定流路
9 第2のシールリング
9b 第2のシール面
10 面シール部
12.12A,12B,12C 隙間シール部
13、13A、13B、13C 円周溝
14、14A、14B、14C 貫通孔
15、15A、15B、15C 連通部
18 異物
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記回転部に設けられ側端面に前記回転流路が開口した第1のシール面を有する回転シール部と、
前記固定流路が前記軸方向に形成され前記保持部材に設けられた嵌合孔に所定の摺動隙間を保って前記軸方向の移動が許容された状態で嵌合する固定軸部を有し、一方側の側端面に前記固定流路が開口した第2のシール面を有する固定シール部と、
前記摺動隙間を前記軸方向の移動を許容しながらシールする隙間シール部と、
前記流体供給源から前記嵌合孔内へ前記流体を供給して前記固定軸部の他方側を押圧することにより、前記第1のシール面と第2のシール面とを相互に密着させて形成された面シール部と、
前記隙間シール部の前記摺動隙間における上流側に設けられ、前記摺動隙間と前記固定流路とを連通させて前記摺動隙間から前記固定流路への流体の移動を許容する連通部とを備えたことを特徴とするロータリジョイント。 A rotating portion provided with an axial rotation channel and mounted on the rotating shaft and a fixed portion provided with an axial fixed channel and fixedly mounted on the holding member are coaxially arranged and supplied from a fluid supply source. A rotary joint that feeds fluid through a fixed flow path to a rotary flow path of the rotating unit that rotates around an axis;
A rotary seal portion having a first seal surface provided in the rotary portion and having the rotary flow channel open on a side end surface;
The fixed flow path has a fixed shaft portion that is formed in the axial direction and fits in a state in which a predetermined sliding clearance is maintained in a fitting hole provided in the holding member and movement in the axial direction is allowed. A fixed seal portion having a second seal surface in which the fixed flow path is open on one side end surface;
A gap seal portion that seals the sliding gap while allowing movement in the axial direction;
Forming the first seal surface and the second seal surface in close contact with each other by supplying the fluid from the fluid supply source into the fitting hole and pressing the other side of the fixed shaft portion. A sealed surface seal,
A communicating portion that is provided on the upstream side of the sliding gap of the gap seal portion, and that allows the fluid to move from the sliding gap to the fixed flow path by communicating the sliding gap and the fixed flow path; A rotary joint characterized by comprising
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5980891B2 (en) * | 2014-12-16 | 2016-08-31 | ファナック株式会社 | Rotary joint support structure, machine tool spindle and electric motor |
CN105965039A (en) * | 2016-06-29 | 2016-09-28 | 科德数控股份有限公司 | High-speed rotary joint and using method thereof |
CN112317778B (en) * | 2020-10-23 | 2022-09-06 | 广州市昊志机电股份有限公司 | Electric spindle and machine tool |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07109270B2 (en) * | 1991-03-28 | 1995-11-22 | 東海ゴム工業株式会社 | Swivel fittings |
JP3072349B1 (en) * | 1999-07-13 | 2000-07-31 | リックス株式会社 | Bearing protection structure for rotary joint |
JP3074166B1 (en) * | 1999-02-08 | 2000-08-07 | リックス株式会社 | Seal structure of floating shaft support |
JP2007218293A (en) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Rix Corp | Rotary joint |
JP2008261405A (en) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Rix Corp | Rotary sealing mechanism in fluid feeding mechanism, and rotary joint |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4976282A (en) | 1989-04-12 | 1990-12-11 | Deublin Company | Coolant union with fluid actuated seal assembly |
DE19820362A1 (en) * | 1998-05-07 | 1999-11-18 | Gat Gmbh | Device for transferring a fluid |
JP3058632B1 (en) * | 1999-03-26 | 2000-07-04 | リックス株式会社 | Ultra-low resistance sliding seal structure with O-ring |
CN2769655Y (en) * | 2005-03-09 | 2006-04-05 | 吴小肖 | High-speed rotary joint |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07109270B2 (en) * | 1991-03-28 | 1995-11-22 | 東海ゴム工業株式会社 | Swivel fittings |
JP3074166B1 (en) * | 1999-02-08 | 2000-08-07 | リックス株式会社 | Seal structure of floating shaft support |
JP3072349B1 (en) * | 1999-07-13 | 2000-07-31 | リックス株式会社 | Bearing protection structure for rotary joint |
JP2007218293A (en) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Rix Corp | Rotary joint |
JP2008261405A (en) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Rix Corp | Rotary sealing mechanism in fluid feeding mechanism, and rotary joint |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014016010A (en) * | 2012-07-11 | 2014-01-30 | Rix Corp | Rotary joint |
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