JP3083287B2 - ロータリジョイントのシール部潤滑構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定側と回転側と
の接続部にメカニカルシール構造を備えたロータリジョ
イントに属し、特に回転速度がメカニカルシールの発熱
を簡単に高めてしまうように速い上、経由する流体がメ
カニカルシールの潤滑に寄与しにくい気体でも取扱うこ
とが可能なロータリジョイントのシール部潤滑構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工作機械などの高速回転部分に使
用されるロータリジョイントでは、液体の流通穴を設け
た平坦な端面をシール面となす２個のシール材が用いら
れ、両シール材は一方がロータリジョイントの固定側に
配置され他方がロータリジョイントの回転側に配置され
た状態でシール面同士を面合して固定側と回転側とを接
続する流路を形成している。このようなシール材は、シ
ール面の摺動性や耐摩耗性を高めるためにセラミックや
超硬合金等の硬質材料が用いられ、両シール面とも全面
平滑にしたリング状に形成されてそれぞれ固定側部材と
回転側部材に焼き嵌めや接着などにより固定されてい
る。そして、この場合、シール面は摩擦抵抗により摩耗
や発熱をするが、流通する液状クーラントなどがシール
面同士の間に浸透して油膜を作り潤滑作用を行なうこと
により、シール面の摩耗や発熱を低く押え長期間の使用
に耐えるようになっている。

【０００３】また、このようなロータリジョイントをそ
の取り付け構造から見た場合、小型化を目指す工作機械
などでは限られたスペースに装着するために、回転側シ
ールを被取り付け機械の回転管軸側に直接セットし、ロ
ータリジョイントのケーシングを被取り付け機械の機枠
に直付けする場合がある。このような工作機械といえど
も機枠からの回転管軸突出量には各機異なる組み立て上
の寸法誤差があるから、この誤差を吸収しながらシール
材同士が流体の漏洩を良好に防止するように、フローテ
ィングシートを軸心方向に進退可能となるようにロータ
リジョイントケーシングに装着すると共に、コイルばね
で回転側シール面方向に押圧させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】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
への接点には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液状クーラントの代わりにオ
イルミストやドライエアなどを供給する必要がある。
尚、本発明でオイルミストという場合、例えば潤滑油剤
が含まれた圧縮空気という形態のものをいう。しかしな
がら、前述したような従来のロータリジョイントにおけ
るメカニカルシール構造では、ドライエア使用の場合、
このドライエアが流路からシール面同士の面合部にわず
かづつ侵入したとしてもシール面の潤滑作用を行なわせ
るには不適当であり、特に高速回転を要するような工作
機械では発熱や摩耗が急速に発生して全く使用できない
という問題があった。この場合、非接触で発熱・摩耗な
どを防止する方法（例えばラビリンス構造）はあるが、
ドライエアやオイルミストなどの気体では外部への漏洩
を完全には防止できないことから、この相矛盾する両作
用を同時に発揮できる新規なロータリジョイントジョイ
ントの出現が望まれていた。また、構造的に見た場合、
前記のようにシール材同士の密着構造を得るためにコイ
ルばねを使用しているが、回転管軸の機枠からの突出量
の大小によってフローティングシートの停止位置が前後
することからコイルばねの圧縮量が異なって最適な面圧
が得られない場合が発生するし、圧縮量が大きい場合、
長期的にはコイルばねのヘタリによる性能劣化が考えら
れる。また、コイルばねの使用においては均一な特性を
有するコイルばねのみ得られるように余分な管理が必要
となっている。

【０００５】本発明は、上述のような従来の問題点を解
決するためになされたもので、その目的とするところ
は、シール面の油膜形成においてはオイルミストやドラ
イエアのような潤滑機能が不足するようなものしか供給
されない非常に厳しい雰囲気中にあっても、工作機械で
要求されるような高速回転での使用を可能としたロータ
リジョイントのシール部潤滑構造を提供することにあ
る。また、本発明では、機枠からの回転管軸突出量に組
み立て上の寸法誤差があるような機器でもシール面同士
の面圧を変化させないようにその誤差を良好に吸収し、
かつそのシール面の面合部に的確に潤滑用流体を供給し
て長期間一定した性能で使用できるようにしたロータリ
ジョイントのシール部潤滑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記載のロータリジョイントのシール
部潤滑構造にあっては、流体の流通穴を設けた一対の流
路部材の端面同士が平滑なシール面を有し、前記流路部
材の一方がロータリジョイントの固定側に配置され他方
がロータリジョイントの回転側に配置された状態でシー
ル面同士を対向させ流通穴同士を連通することにより固
定側と回転側の接続部流路が形成され、前記固定側配置
の流路部材は前記流体の圧力を受けて回転側配置の流路
部材方向に進退自在に付勢されると共にシール面を回転
側シール面に面合可能に形成され、かつ前記固定側流路
部材の流通穴が該流路部材を保持したケーシングを介し
てロータリジョイント外部の圧力源と連通されるロータ
リジョイントのシール部潤滑構造において、前記固定側
配置の流路部材が、該流路部材のシール面形成側端面か
ら前記回転側シール面との面合部に向けて潤滑用流体を
吐出する吐出口と、前記潤滑用流体をロータリジョイン
トのケーシング側から流路部材内に受け取って前記吐出
口に流通させる副流路とを有していることを特徴とす
る。

【０００７】請求項２記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、請求項１記載のロータリジョ
イントのシール部潤滑構造において、前記面合した両シ
ール面のうち少なくとも一面側には前記シール面が周状
に連続して残る状態にして潤滑剤溜め用の凹部が設けら
れていることを特徴とする。

【０００８】請求項３記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、請求項１または請求項２記載
のロータリジョイントのシール部潤滑構造において、前
記固定側シール面の形状が回転側部材回転中心に対して
非対称に形成されることにより両シール面同士には回転
周期内に面合不可能な非面合領域が形成され、かつ前記
潤滑用流体の吐出口が前記非面合領域内で回転側シール
面に向けて開口されていることを特徴とする。

【０００９】請求項４記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、請求項３記載のロータリジョ
イントのシール部潤滑構造において、前記両シール面が
円形状に形成され固定側シール面の中心を回転側シール
面の中心に対して偏心して配置させることで前記非面合
領域が形成されていることを特徴とする。

【００１０】請求項５記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、請求項１ないし請求項４のう
ちいずれかの項に記載のロータリジョイントのシール部
潤滑構造において、前記固定側流路部材を保持したケー
シングが非取り付け機械における回転管軸回りの機枠に
固定されていることを特徴とする。

【００１１】請求項６記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、請求項１ないし請求項５のう
ちいずれかの項に記載のロータリジョイントのシール部
潤滑構造において、前記ロータリジョイントのケーシン
グが環状凹部を開設された固定側流路部材の装着ベース
を内部に有し、該固定側流路部材の装着ベースには前記
固定側流路部材の円筒状後端部を前記環状凹部に進退自
在に装着することにより該円筒状後端部の後方に密閉状
に形成される環状室と、前記環状凹部による囲繞部分で
あって環状室の軸心方向に貫通して設けられ前記固定側
流路部材の流路と連通される流体供給穴と、前記環状室
に外部から潤滑用流体を導入する潤滑用流体導入路とが
設けられ、かつ、前記流路部材の副流路が前記円筒状後
端部の端面に開口していることを特徴とする。

【００１２】請求項７載のロータリジョイントのシール
部潤滑構造にあっては、請求項１ないし請求項６のうち
いずれかの項に記載のロータリジョイントのシール部潤
滑構造において、前記潤滑用流体の流路に前記環状室内
の流体圧力の調整手段が配置されていることを特徴とす
る。

【００１３】

【作用】請求項１記載のロータリジョイントのシール部
潤滑構造にあっては、副流路に潤滑用流体を供給し、吐
出口からシール材同士の面合部外周に吐出した潤滑用流
体をシール面同士の間に浸入させ潤滑作用を行なわせる
ことができるから、流路から回転先にドライエアを供給
して公害を発生させないようにして切削作業などを行な
わせることができる。前記吐出口は固定側配置の流路部
材前端に一体に配置されていることから、シール面の移
動に追随しいかなる場合でもシール面にピンポイントで
潤滑用流体を供給することができる。従って、ロータリ
ジョイントの装着に際し、非取り付け機械の方に組み立
て上の寸法誤差があるような場合でもシール面同士の面
圧を変化させないようにその誤差を良好に吸収させた上
で、そのシール面の面合部に的確に潤滑用流体を供給で
き、長期間一定した性能で使用することができる。

【００１４】請求項２記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、潤滑剤溜め用の凹部のあるシ
ール材は、そのシール面が流通穴回りに周状に連続して
いることになるから、両シール面の密着作用により密封
性を維持し、ドライエアや希薄なオイルミストなどを外
部に漏らすことなく高速回転まで安定的にシールするこ
とが可能となる。特に潤滑剤溜め用の凹部には潤滑用流
体が保留され、この凹部の縁からも両シール面の界面に
浸透し、さらに良好な油膜を形成することができる。

【００１５】請求項３記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、非面合領域内で回転側シール
面が露出することになり、この領域内で露出した回転側
シール面に的確に潤滑用流体が供給されるから、確実な
潤滑作用を行なわせることができる。また、回転側シー
ル面は、その回転中に固定側シール面から一部露出した
シール面に潤滑用流体を塗布された後、その塗布面を含
めて順次固定側シール面に面合状態とさせることによ
り、面合部全面に確実に浸透させ、さらに良好な潤滑を
行なわせることができる。

【００１６】請求項４記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、シール材の形状を円形とする
ことで製造を簡単にする。特に、セラミックなどの脆性
材料を使用場合、円形状のものが一番作り易くコストの
低減が図れる。

【００１７】請求項５記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、ロータリジョイントの非取り
付け機械への装着に際し、機枠からの回転管軸突出量に
組み立て上の寸法誤差があるような機器であっても、シ
ール面同士の面圧を変化させないようにその誤差を良好
に吸収させ、かつロータリジョイントのシール面を潤滑
させる吐出口がフローティングシート前端に一体に配置
されてシール面の移動に追随するため、そのシール面の
面合部に的確に潤滑用流体を供給でき、長期間一定した
性能で使用することができる。

【００１８】請求項６記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、潤滑用流体はその導入路によ
り一旦外部から環状室に導入され、その圧力で固定側流
路部材の円筒状後端部を押圧する。この押圧によって固
定側流路部材は前端方向に移動して固定側シール面を回
転管軸にセットされた回転側シール面に密着させる。こ
の場合、固定側流路部材は回転側シール面に固定側シー
ル面が密着するまで移動し、その状態にて環状室の圧力
で押圧力を保持する。従って環状室と固定側流路部材の
円筒状後端部、供給される潤滑用流体の圧力の作用によ
り、機枠からの回転管軸突出量に組み立て上の寸法誤差
があるような機器でもシール面同士の面圧を変化させな
いようにその誤差を良好に吸収し、シール面同士の適正
な密着力を形成し保持することができる。また、前記環
状室の液圧により潤滑用流体が円筒状後端部から導出さ
れ前端の吐出口から回転側シール面に向け吐出される。
従って、回転管軸の組み立て寸法に合わせて機器ごとに
位置が決定されるシール材同士の面合部に、的確に潤滑
用流体を供給して長期間一定した性能で使用できるよう
になる。

【００１９】請求項７記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、調整手段で環状室内流体圧力
を調整することにより、シール材の面合圧力を最適に調
整し、それに応じて潤滑用流体の吐出量が調整され、シ
ール材の面合圧力に比例して潤滑用流体を吐出させるこ
とができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図１は実施の形態１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の装着例を示
す断面図、図２は要部の拡大図、図３（イ）はシール材
同士の面合状態を示す説明図、（ロ）は潤滑用流体のシ
ール面導入状態を示す説明図である。

【００２１】まず、このロータリジョイントＲは、工作
機械のスピンドル終端側に直付けされて工具側に流体と
してドライエア１０を供給するように設けられたもので
あり、図に示すように、ケーシング１と、フローティン
グシート２と、固定側シール材３と、回転側シール材４
と、ロータ５とを主要な構成としている。

【００２２】前記ケーシング１は、先端部にフランジ１
１を有し、このフランジ１１を工作機械の機枠１２に直
付けしてボルト１３にて固定されており、後端部にはド
ライエア（流体）１０の供給穴１４が開設され、また、
後端部内部には後述するフローティングシート２の取り
付けベース１５が固定されている。図中１６は軸心に流
路１７を穿孔された工作機械のスピンドルである。尚、
このスピンドル１６の終端は、図１に示すように機枠１
２の端面からＣだけ突出した状態となっている。前記フ
ローティングシートの取り付けベース１５は、前記スピ
ンドル１６の軸心１８に対し約１ｍｍ偏心した軸心１９
上に円形の環状凹部２０が開設され、さらにこの環状凹
部２０の囲繞部分（軸心１９上）に前記供給穴１４に連
通する流体供給穴２１が開設されている。また、前記環
状凹部２０の後端には外部と連通しオイルミスト（潤滑
用流体）２２を導入する副流路２３が開設されている。
図中２４はオリフィス、２５は外部のオイルミスト供給
源と連通させるパイプ配管である。

【００２３】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シール材３，４と共に連通させるも
のであって、円筒状に形成され、その円筒状後端部２６
が前記環状凹部２０に進退自在に装着されている。図中
２７はこの装着により環状凹部後端部に形成された環状
室、２８は密封および摺動用シール材である。前記フロ
ーティングシート２には、その前端であって後述する固
定側シール材３を避けた位置に吐出口２９が開設される
と共に、その流路（副流路）３０が円筒状後端部２６の
後端面で環状室２７に連通されている。図中３１はフロ
ーティングシート２を軸心方向に貫通する流路、３２は
フローティングシート２の外周面であって軸心方向に設
けた溝、３３はその溝３２に挿入されてフローティング
シート２の回り止めを行なうストッパである。

【００２４】前記固定側シール材３と回転側シール材４
は、共に超硬合金やセラミックによりリング状に形成さ
れ、このうち固定側シール材３は回転側シール材４より
小径に形成されており、流通穴３４を流路３１に一致さ
せてフローティングシート２の前端に固着されている。
前記回転側シール材４は前記スピンドル１６の終端に固
定したロータ５の流路３５に流通穴３６を一致させて固
着されている。３７は軸心１８，１９の偏心により固定
側シール材３からずれ出た回転側シール材の露出部であ
る。尚、前記吐出口２９はこの露出部３７に吐出方向を
向けるように開設されている。

【００２５】次に作用を説明する。上述のように構成さ
れたロータリジョイントＲは、まず、副流路２３および
オリフィス２４を介して外部からオイルミスト２２が環
状室２７に供給される。環状室２７ではオイルミスト２
２の圧力により円筒状後端部２６を押圧することから、
フローティングシート２がスピンドル１６方向に摺動し
固定側シール材３のシール面を回転側シール材４のシー
ル面に密着させる。この場合、図２のように、スピンド
ル１６の機枠１２からの突出量Ｃ’が図１の突出量Ｃに
比して大きい場合でも、環状室２７における円筒状後端
部２６の摺動量が小さくなることにより自動的に調整さ
れる。また、円筒状後端部２６がどのように変位して
も、その押圧面の面積が変化する訳ではないから、その
押圧力に変化はない。

【００２６】そして前記環状室２７で押圧力を発生した
オイルミスト２２は副流路３０を介し吐出口２９から吐
出され、その後の供給量だけ回転側シール材４の露出部
３７に付着することになる。この場合、吐出口２９は、
フローティングシート２の前端にあってフローティング
シート２がどのような位置まで摺動しようとも固定側シ
ール材３に対する位置は不変であるから、装着した工作
機械のスピンドル突出量が様々に違っていても、吐出口
の調整作業を行なうことなく常にシール材同士の面合部
にピンポイントでオイルミスト２２を供給することがで
きる。また、前記オイルミスト２２の押圧作用により、
固定側の流路３１と回転側の流路３５が両シール材の流
通穴３４，３６を介して連通されることになる。この時
の最適圧力は、例えば予め外部供給圧力に対しオリフィ
ス２４を選定することによって設定しておくことができ
る。前記流路３１，３５の連通後、供給穴１４を介しド
ライエア１０を外部から供給することにより、スピンド
ル１６の回転中、ドライエア１０を漏洩させることな
く、その流路１７に供給することができる。

【００２７】次に、シール部の作用を説明する。前記吐
出穴２９から吐出され回転側シール材４の露出部３７に
付着したオイルミスト２２は、図３（ロ）に示すよう
に、回転に伴い露出部３７が順次固定側シール材３と面
合し、付着していたオイルミスト２２が面合部に導入さ
れる。ドライエアの圧力が高い場合、シール面同士の密
着力が強くなるので、管状室２７の圧力を高める必要が
ある。この場合、環状室の圧力が高いとシール面同士の
密着力も強くなるが、それに比例してオイルミストの吐
出圧，吐出量も増大するから、潤滑不足を回避しシール
面を保護することができる。また、装置の停止中、ドラ
イエアとオイルミストの未供給時に段取り代えなどによ
りスピンドルが回転しても、環状室の圧力が大気圧とな
っていてシール面同士は加圧されていないから、オイル
ミストが未供給でもシール面が損傷することはない。

【００２８】次に、図４に基づいて実施の形態２を説明
する。尚、本実施の形態では、前記実施の形態１と同様
の構成部分には同一の符号を付してその具体的な説明は
省略する。本実施の形態のシール部潤滑構造では、実施
の形態１で環状室２７に臨むように設けたオリフィス２
４をフローティングシートの取り付けベース１５の外周
側に配置したことに特徴がある。この場合、オリフィス
２４の着脱が外周側から行なえ、仕様変更などを容易に
行なうことができるという利点がある。

【００２９】次に、図５に基づいて実施の形態３を説明
する。尚、本実施の形態では、前記実施の形態１と同様
の構成部分には同一の符号を付してその具体的な説明は
省略する。本実施の形態のシール部潤滑構造では、実施
の形態１においてフローティングシートの取り付けベー
ス１５の外周側に開口させパイプ配管２５を介して外部
のオイルミスト供給源に連通させるようにした副流路２
３を、流体供給穴２１と平行に延設しオリフィス２４を
介して供給穴１４内に連通させていることに特徴があ
る。この場合は流体が液状クーラントやオイルミストな
ど潤滑作用のある流体であれば使用可能であり、装置を
簡略化できる利点がある。

【００３０】次に、図６に基づいて実施の形態４を説明
する。本実施の形態のシール部潤滑構造では、固定側の
シール材３のシール面において、そのシール面が周状に
連続して残る状態にして潤滑剤溜め用の凹部４０を適宜
配置したことに特徴がある。この場合は潤滑用流体をシ
ール材同士の面合部にさらに導入するのを促進させるこ
とができるという利点がある。

【００３１】次に、図７に基づいて実施の形態５を説明
する。尚、本実施の形態では、前記実施の形態１と同様
の構成部分には同一の符号を付してその具体的な説明は
省略する。また、本図はフローティングシートが進退し
た二位置を示している。本実施の形態のシール部潤滑構
造では、実施の形態１において円筒状に形成するように
説明したフローティングシート前端にフランジ４１を周
設し、さらに円筒状後端部２６を直接ケーシング１の供
給穴１４に進退自在に装着させ、フランジ４１とケーシ
ング１との間にコイルばね４２を回り止め兼用の支持ボ
ルト４３に装着し、このコイルばね４２の付勢力と流体
による円筒状後端部の押圧力を相乗させてシール面同士
の密着に作用させたことに特徴がある。この場合は停止
時、つまり副流体を供給しなくなった時点でもシール面
同士を密着させ、流体の漏洩を防止することができると
いう利点がある。

【００３２】次に、図８に基づいて実施の形態６を説明
する。尚、本実施の形態では、前記実施の形態と同様の
構成部分には同一の符号を付してその具体的な説明は省
略する。本実施の形態のシール部潤滑構造では、前記フ
ローティングシートのフランジ４１に小円柱体４５を突
設させ、その小円柱体４５内に副流路４６を穿設しその
先端部をフランジ面に開口させて吐出口２９とする。ま
た、ケーシング１にこのフローティングシート２を装着
させたとき前記小円柱体４５に対応する位置に設けた連
結穴４７に該小円柱体４５を進退自在に挿入した構造と
したものである。前記連結穴４７はケーシング１側の潤
滑用流体の副流路３０に連通させている。

【００３３】次に、図９に基づいてシール材の他の形態
を説明する。 （イ）は固定側シール材３と回転側シール材４を同一大
きさに形成し、さらに固定側シール材３において流通穴
３４上部位置に山形の切欠部４８を設けた構造を示して
いる。この場合は両シール材を同一軸線上に配置しても
回転側シール材４に露出部が形成でき、ロータリジョイ
ントの構造が簡単になる効果がある。 （ロ）は前記固定側シール材３において流通穴３４上に
一直線状の切欠部（Ｄカット）４９を設けたことに特徴
がある。この場合はシール材の製作が比較的簡単に行な
える効果がある。 （ハ）は前記固定側シール材３において流通穴３４上に
段付部５０を設け、その段付部５０に吐出口２９を設け
たことに特徴がある。この場合は吐出口２９のシール面
ねらい撃ち方向を精密に加工でき、さらに固定側シール
材３が円形状を確保できるから、フローティングシート
２への埋め込み加工が比較的簡単にできるという効果が
ある。

【００３４】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。例えば、吐出口２９の配置，配置数な
どは任意に設定することができる。ケーシング１やフロ
ーティングシート２などの形状も任意である。シール材
３、４などの形状や取り付け状態は任意に設定すること
ができる。また、シール材同士を同一直径とし軸心も一
致させ、シール材の角落し面位置に潤滑用流体を供給す
るようにしてもよい。潤滑用流体の流路には、オリフィ
スに限らず流量調整弁、調圧弁などを使用することがで
きる。流体、潤滑用流体の種類や組み合わせは任意に設
定することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明請求項１
記載のロータリジョイントのシール部潤滑構造にあって
は、前記構成としたため、流体が液状クーラントのよう
に潤滑性のあるものは勿論良好に使用でき、また、副流
路に潤滑用流体を供給し、吐出口からシール材同士の面
合部外周に吐出した潤滑用流体をシール面同士の間に浸
透させ潤滑作用を行なわせることができるから、流路か
らドライエアを供給して公害を発生させないようにして
切削作業などを行なう場合でも長期間良好に行なわせる
ことができる。前記吐出口は固定側流路部材前端に一体
に配置されていることから、シール面の移動に追随して
シール面にピンポイントで潤滑用流体を供給することが
できる。従って、ロータリジョイントの装着に際し、特
に機枠に直付けする構造の場合には、機枠からの回転管
軸突出量に組み立て上の寸法誤差があるような機器でも
シール面同士の面圧を変化させないようにその誤差を良
好に吸収させた上で、そのシール面の面合部に的確に潤
滑用流体を供給でき、長期間一定した性能で使用できる
などの効果が得られる。

【００３６】請求項２記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、前記構成としたため、潤滑剤
溜め用の凹部のあるシール材は、そのシール面が流通穴
回りに周状に連続していることになるから、両シール面
の密着作用により密封性を維持し、液体は勿論、ドライ
エアや希薄なオイルミストなどでも外部に漏らすことな
く高速回転まで安定的にシールすることが可能となる。
特に潤滑剤溜め用の凹部には潤滑用流体が保留され、こ
の凹部からも両シール面の界面に潤滑用流体が浸透し、
さらに良好な油膜を形成することができるという効果が
得られる。

【００３７】請求項３記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、前記構成としたため、回転側
シール面に直接かつ的確に潤滑用流体が供給されるか
ら、簡単な構造で確実な潤滑作用を行なわせることがで
きるという効果が得られる。また、回転側シール面は、
その回転中に固定側シール面から一部露出したシール面
に潤滑用流体を塗布された後、その塗布面を含めて順次
固定側シール面に面合状態とさせることにより、面合部
全面に確実に浸透させ、さらに良好な潤滑を行なわせる
ことができるという効果が得られる。

【００３８】請求項４記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、前記構成としたため、シール
材の形状を円形とすることで製造を簡単にすることがで
きる。特に、セラミックなどの脆性材料は円形に製作す
るのが一番適しているから、コストの低減を図ることが
できるなどの効果が得られる。

【００３９】請求項５記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、前記構成としたため、ロータ
リジョイントの非取り付け機械への装着に際し、機枠か
らの回転管軸突出量に組み立て上の寸法誤差があるよう
な機器であっても、シール面同士の面圧を変化させない
ようにその誤差を良好に吸収させ、かつロータリジョイ
ントのシール面を潤滑させる吐出口がフローティングシ
ート前端に一体に配置されてシール面の移動に追随する
ため、そのシール面の面合部に的確に潤滑用流体を供給
でき、長期間一定した性能で使用することができるなど
の効果が得られる。

【００４０】請求項６記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、前記構成としたため、フロー
ティングシートは回転側シール面に固定側シール面が密
着するまで移動し、その状態にて環状室の圧力で押圧力
を保持する。従って環状室とフローティングシートの円
筒状後端部、供給される潤滑用流体の圧力の作用によ
り、機枠からの回転管軸突出量に組み立て上の寸法誤差
があるような機器でもシール面同士の面圧を変化させな
いようにその誤差を良好に吸収し、どのような位置でも
シール面同士の適正な密着力を形成し保持することがで
きる。また、前記環状室の流体圧により潤滑用流体が円
筒状後端部から導出され前端の吐出口から回転側シール
面に向け吐出するから、回転管軸の組み立て寸法に合わ
せて機器ごとに位置が決定されるシール材同士の面合部
に、的確に潤滑用流体を供給して長期間一定した性能で
使用できるなどの効果が得られる。

【００４１】請求項７記載のロータリジョイントのシー
ル部潤滑構造にあっては、前記構成としたため、調整手
段で環状室内流体圧力を調整することにより、シール材
の面合圧力を最適に調整し、それに応じて潤滑用流体の
吐出量が調整され、シール材の面合圧力に比例して潤滑
用流体を吐出させることができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施の形態１のシール部潤滑構造が組み
込まれたロータリジョイントを示す断面図である。

【図２】実施の形態１のシール部潤滑構造を拡大して示
す断面図である。

【図３】（イ）実施の形態１のシール材同士の面合状態
を示す説明図である。 （ロ）実施の形態１の潤滑用流体のシール面導入状態を
示す説明図である。

【図４】実施の形態２のシール部潤滑構造を示す断面図
である。

【図５】実施の形態３のシール部潤滑構造を示す断面図
である。

【図６】実施の形態４のシール材を示す説明図である。

【図７】実施の形態５ロータリジョイントを示す断面図
である。

【図８】実施の形態６の固定側流路部材を示す断面図で
ある。

【図９】実施の形態７のシール材の各種を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

Ｒ ロータリジョイント １ ケーシング（ロータリジョイントのケーシング） ２ フローティングシート ３ 固定側シール材 ４ 回転側シール材 １０ ドライエア（流体） １２ 工作機械の機枠 １４ ドライエアの供給穴 １６ スピンドル（被取り付け機械の回転管軸） １８ スピンドルの軸心 １９ フローティングシート側の軸心 ２０ 環状凹部 ２２ オイルミスト ２３ ケーシング側の副流路 ２４ オリフィス ２７ 環状室 ２９ 吐出口 ３０ フローティングシートの副流路 ３１ フローティングシートの流路 ３５ 回転側の流路 ３７ 回転側シール材の露出部

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の流通穴を設けた一対の流路部材の
   端面同士が平滑なシール面を有し、前記流路部材の一方
   がロータリジョイントの固定側に配置され他方がロータ
   リジョイントの回転側に配置された状態でシール面同士
   を対向させ流通穴同士を連通することにより固定側と回
   転側の接続部流路が形成され、前記固定側配置の流路部
   材は前記流体の圧力を受けて回転側配置の流路部材方向
   に進退自在に付勢されると共にシール面を回転側シール
   面に面合可能に形成され、かつ前記固定側流路部材の流
   通穴が該流路部材を保持したケーシングを介してロータ
   リジョイント外部の圧力源と連通されるロータリジョイ
   ントのシール部潤滑構造において、 前記固定側配置の流路部材が、該流路部材のシール面形
   成側端面から前記回転側シール面との面合部に向けて潤
   滑用流体を吐出する吐出口と、前記潤滑用流体をロータ
   リジョイントのケーシング側から流路部材内に受け取っ
   て前記吐出口に流通させる副流路とを有していることを
   特徴とするロータリジョイントのシール部潤滑構造。
2. 【請求項２】 前記面合した両シール面のうち少なくと
   も一面側には前記シール面が周状に連続して残る状態に
   して潤滑剤溜め用の凹部が設けられていることを特徴と
   する請求項１記載のロータリジョイントのシール部潤滑
   構造。
3. 【請求項３】 前記固定側シール面の形状が回転側部材
   回転中心に対して非対称に形成されることにより両シー
   ル面同士には回転周期内に面合不可能な非面合領域が形
   成され、かつ前記潤滑用流体の吐出口が前記非面合領域
   内で回転側シール面に向けて開口されていることを特徴
   とする請求項１または請求項２記載のロータリジョイン
   トのシール部潤滑構造。
4. 【請求項４】 前記両シール面が円形状に形成され固定
   側シール面の中心を回転側シール面の中心に対して偏心
   して配置させることで前記非面合領域が形成されている
   ことを特徴とする請求項３記載のロータリジョイントの
   シール部潤滑構造。
5. 【請求項５】 前記固定側流路部材を保持したケーシン
   グが非取り付け機械における回転管軸回りの機枠に固定
   されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の
   うちいずれかの項に記載のロータリジョイントのシール
   部潤滑構造。
6. 【請求項６】 前記ロータリジョイントのケーシングが
   環状凹部を開設された固定側流路部材の装着ベースを内
   部に有し、該固定側流路部材の装着ベースには前記固定
   側流路部材の円筒状後端部を前記環状凹部に進退自在に
   装着することにより該円筒状後端部の後方に密閉状に形
   成される環状室と、前記環状凹部による囲繞部分であっ
   て環状室の軸心方向に貫通して設けられ前記固定側流路
   部材の流路と連通される流体供給穴と、前記環状室に外
   部から潤滑用流体を導入する潤滑用流体導入路とが設け
   られ、かつ、前記流路部材の副流路が前記円筒状後端部
   の端面に開口していることを特徴とする請求項１ないし
   請求項５のうちいずれかの項に記載のロータリジョイン
   トのシール部潤滑構造。
7. 【請求項７】 前記潤滑用流体の流路に前記環状室内の
   流体圧力の調整手段が配置されていることを特徴とする
   請求項１ないし請求項６のうちいずれかの項に記載のロ
   ータリジョイントのシール部潤滑構造。