JP3801676B2

JP3801676B2 - Rotary joint

Info

Publication number: JP3801676B2
Application number: JP2615196A
Authority: JP
Inventors: 勉柴山; 健二曽根崎
Original assignee: Rix Corp
Current assignee: Rix Corp
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2016-01-19
Also published as: JPH09196264A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械におけるスピンドル等の回転軸の途中に装着してその回転軸外周面に設けられた穴から軸心方向へ高圧液体を供給するようにしたロータリジョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドリル先端からクーラントを供給しながらワークを切削加工するような場合、そのドリル先端へは工作機械のスピンドルを介してクーラントを供給する様にしたものがあり、この場合従来ではスピンドル後端側、つまり主電動機の後端にロータリジョイントを装着して回転側と配管側（固定側）を連結し、先端側へのクーラントの供給は、スピンドルの軸心全長に通して設けられた穴を介して行うように設けられていた。
図４はその従来のロータリジョイントを示しており、図中５０はスピンドル、５１は前記スピンドル５０の後端に固着された回転管軸、５２は固定側となるジョイントボディ、５３は前記ジョイントボディ５２の固定側クーラント流路５４に摺動自在に装着されたフローティングシート、５５は前記回転管軸５１の端面に固着されたリング状の回転側シール、５６は前記フローティングシート５３の先端に固着されると共に前記回転側シール５５との密着面を有した固定側シール、５７は前記固定側シール５６が回転側シール５５に密着する方向に前記フローティングシート５３を付勢するスプリングである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来この種の工作機械に装着されている主電動機は、ロータシャフトが工作機械におけるスピンドルと一体に設けられた特殊構造となっており、このような電動機を含む駆動系が故障すると電動機ごと交換せざるを得ず、その費用は高価なものとなるし納期もかかってしまうことになる。そのようなことから、電動機は普通一般に購入できるタイプのものを採用する気運が高まっている。そして、この場合、ロータリジョイントを旧来のまま電動機後端に配置させると、そのロータシャフトの軸心に貫通穴を設けなければならないから一般購入品で対処することにはならず、この電動機への特殊加工を避けるためにはロータリジョイントをスピンドルの途中に設けなければならないことになる。
【０００４】
しかしながら、従来のロータリジョイントは、スピンドル５０に挿通させた状態で、そのスピンドル５０途中の外周面に設けられたクーラントを軸内へ導入するための穴に対し、その穴を覆い穴両側外周面を密封するようなシール構造を有さないから、スピンドル５０への取付け使用等はできないという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、スピンドル等回転軸の途中に装着してクーラントを供給できるようにしたロータリジョイントを提供することにある。
【０００６】
また、本発明はスピンドルの途中に装着しクーラントの不要な場合は固定側シールと回転側シール同士を切り離してクーラント不在のシール面を保護するロータリジョイントを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための手段として本発明請求項１記載のロータリジョイントでは、軸外周面に開口したクーラントの導入口から軸端まで流路を軸心に有した回転軸に装着されるロータリジョイントであって；筒状ボディが前記回転軸に挿入され、該筒状ボディは前記導入口を覆って回転軸との間に環状空間部を形成すると共に外部と該環状空間部と連通する供給路を有して機枠側に固定され；シールリング同士を接触するように対向して配置されたロータシートとフローティングシートからなるシール部が前記導入口の両側であってそれぞれフローティングシート同士を内側にして配置され；前記フローティングシート同士は先端部を前記環状空間部内に両側から臨ませたボス状ピストン部を有し、該ボス状ピストン部は前記筒状ボディに摺動自在にシールされ；前記ロータシートは回転軸嵌合部が軸外周面に対し封止状態で固着され；前記筒状ボディは前記フローティングシートの軸心方向摺動の保持と回り止めを行う保持部と該フローティングシートを前記ロータシート側へ押圧させるスプリングを有した構成とした。
【０００８】
請求項２記載のロータリジョイントでは、請求項１記載のロータリジョイントにおいて、前記フローティングシートが前記ボス状ピストン部とシールリングとの間にフランジ状ピストン部を有し、前記筒状ボディが該フランジ状ピストン部を内設するシリンダ部を有し、該シリンダ部には前記フローティングシートから切り離す方向に作動させる切り離し用圧力供給路が設けられた構成とした。
【０００９】
請求項３記載のロータリジョイントでは、請求項２記載のロータリジョイントにおいて、前記スプリングに代えてフローティングシートをロータシートに押圧させる方向に作動させる押圧用圧力供給路が前記シリンダ部に設けられた構成とした。
【００１０】
請求項１記載のロータリジョイントでは、回転軸の外周面に開口したクーラントの導入口を挟んでその両側にシール部が設けられている。
前記シール部は、導入口を覆う筒状ボディによってフローティングシートが軸心方向に摺動自在に保持され、その両外側にロータシートが回転軸に固着されている。前記両フローティングシートはスプリングによってそれぞれ外向きに付勢され、シールリング同士を密着状態にさせている。この場合、シールリング同士は常時密着した状態となり、回転時にはロータシート側が回転側となる。
【００１１】
前記の状態で筒状ボディの供給路にクーラントが圧力を持って供給されると、このクーラントは、まず環状空間部を満たした後、導入口に流入すると共に該環状空間部に臨んだボス状ピストン部の先端部を押圧することになる。
このクーラントの圧力によって、フローティングシートは更にロータシート側へ押圧され自分のシールリングをスプリングの付勢力に加えてロータシートのシールリングへ押圧することになり、シール効果を高めることになる。
【００１２】
請求項２記載のロータリジョイントでは、前記請求項１記載のロータリジョイント構造が、シールリング同士は常時接触状態にあるのに対し、圧力供給路から空気圧または液圧を供給することにより、フランジ状ピストン部がスプリングの押圧力と対向する側に摺動するから、シールリング同士を切り離すことになる。従って、クーラントを未供給で回転させる場合は、この切り離し状態で行うことにより、シールリング同士の焼付き等のトラブルを防止することになる。
【００１３】
請求項３記載のロータリジョイントでは、請求項２記載のロータリジョイントがフローティングシートをスプリングでロータシート側に押圧するように常時付勢しているのに対し、前記スプリングの代わりに設けた押圧用供給路から空気圧または液圧を供給することにより、フランジ状ピストン部がフローティングシートをロータシート側に摺動させシールリング同士を密着させることになる。従って、クーラントを供給時のみシールリング同士を密着せさるようにしてシールリング同士の焼付き等のトラブルを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る第１の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は請求項１記載のロータリジョイントＡを示している。
図１において、１はマシニングセンター等工作機械の機枠、２はこの機枠１に軸支された回転軸としてのスピンドルであり、３はスピンドルの外周面２ａに開設したクーラントの導入口、４は該導入口３から端部まで軸心に穿孔された供給路である。
【００１５】
また、図中５は筒状ボディ、６は筒状ボディ５を前記スピンドル２上に挿入状態にして機枠１に取付けたとき、スピンドル２の導入口３の回転位置を中心として左右に同一被りを設ける幅を有した環状段付部、７は環状段付部６の中心に外周面５ａから内周面６ａまで貫通させたクーラントの供給路、７ａはその外周面５ａに開口した供給口、８は前記環状段付部の内周面６ａとスピンドル外周面２ａとの間に形成された環状空間部、９は前記環状段付部６の両側面であってそれぞれ同一円周上に適宜数だけ等配して突設したピンである。
また、１０は前記筒状ボディ５の機枠取り付け用フランジ部、１１はその取り付けボルト、１２は位置決めピンである。
【００１６】
次に、１３はフローティングシート、１４はフローティングシート本体から前記筒状ボディ５の内周面６ａに摺動可能に延設したボス状ピストン部、１４ａはその先端部、１５は先端部１４ａと前記内周面６ａとの間をシールするシール部、１６ａは前記ボス状ピストン部１４と逆方向端部に配置したシールリングである。このシールリングとしては、例えばセラミックス、金属、サーメット、炭化けい素などにより形成することができる。
１７は前記シールリング１６ａと前記ボス状ピストン部１４との間に周設したフランジ部、１８は前記筒状ボディの環状段付部６の側面に固定し前記フランジ部１７をシールリング１６ａ側に押圧するスプリング、１９は前記環状段付部６の側面に突設したピン９に摺動自在に挿入する穴であってフランジ部１７の側面にピン９と同一円周上に等配している。
前記フローティングシート１３は、前記構造として環状段付部６の両側に対称的に配置している。
【００１７】
２０はロータシートであり前記フローティングシート１３，１３にそれぞれ対向して設けている。１６ｂは前記シールリング１６ａと対向してロータシート本体に固定したシールリング、２１は嵌合部２２とスピンドル２との間をシールするシール部、２３は回り止め用のキー部である。尚、本実施の形態ではスピンドル２の終端側（図１において右端側）はねじ軸となっているため、ロータシート２０の嵌合部２２はねじを設けて螺合させ止めねじ２４にて固定させている。
【００１８】
次に、前記ロータリジョイントＡの作用を説明する。
本ロータリジョイントＡはスプリング１８の付勢力によってシールリング１６ａはシールリング１６ｂを押圧し、常時密着した状態となっている。加工にクーラントが不要な場合は、この状態でスピンドル２を回転させることになる。この場合、フローティングシート１３はピン９により筒状ボディ５側に回り止めされロータシート２０はスピンドル２と共に回転するから、シールリング１６ａ，１６ｂ同士は密着したまま摺動することになる。
クーラントが供給口７ａから供給されると、クーラントは、まず環状空間部８を満たしながらスピンドル２の導入口３に流入し供給路４を経由して工具側へ供給される。そして液圧が上ってボス状ピストン部の先端部を押圧するからシールリング同士は密着度を増大させる。それと同時に、クーラントはフローティングシート１３とスピンドル２との間にも流入しシールリング１６ａ，１６ｂ同士の密着部にも達する。スピンドルの回転中であれば、クーラントがシールリング同士を冷却すると共に密着面の間に極く僅かずつ巻込まれ密着面を潤滑させる。
【００１９】
また、この場合、環状空間部８を満たしたクーラントは筒状ボディ５とフローティングシート１３との間がシール部１５で、フローティングシート１３とロータシート２０との間がシールリング１６ａ，１６ｂで、ロータシート２０とスピンドル２との間がシール部２１で外部への漏洩が阻止される。
【００２０】
次に、第２の実施の形態として図２に基づいて請求項２記載のロータリジョイントＢを説明する。尚、この説明において、前記第１の実施の形態と同一構成部分は同一の符号を付してその説明は省略する。
本ロータリジョイントＢは、常時密着状態にあるシールリング同士を必要時に切り離すことができるようにしたもので、前記筒状ボディ５の環状段付部６の両側に所定距離離して端部環状段付部２５，２５を設けてそれぞれ環状溝状のシリンダ部２６を形成し、かつ前記各フローティングシート１３のフランジ部１７を（フランジ状）ピストン部２７とすると共にシールリング１６ａ取付部分を該ピストン部２７より小径に延長してボス部２８とし、前記ピストン部２７の外周部にはシリンダ部２６の内周面との間をシールするシール部２９を設け、前記シリンダ部２６における端部環状段付部２５の内周面と前記ボス部２８の外周面との間をシールするシール部３０を設けている。
【００２１】
更に前記端部環状段付部２５には、シリンダ内部に連通した切離し用ポート３１を設けている。図中３２は前記端部環状段付部の側面２５ａとピストン部の端面２７ａとの間に設けた端部側ギャップであり、同様に環状段付部６側にも中央側ギャップ３３を設けている。
【００２２】
本ロータリジョイントＢでは、フローティングシート１３がピストン部２７を有し筒状ボディ５に設けたシリンダ部２６に装着した構造となっており、常時はスプリング１８の付勢力でシールリング１６ａ，１６ｂ同士は密着状態となって回転部と固定部の接点をシールしクーラントの漏洩を防止しているが、加工にクーラントを必要としない場合、ポート３１から圧縮空気または油圧を供給することにより、ピストン部２７を押圧しフローティングシート１３を前記スプリング１８の押圧力に抗して環状段付部６側に摺動させることとなり、この結果前記シールリング１６ａ，１６ｂ同士を切離し状態とすることができる。
【００２３】
次に、第３の実施の形態として図３に基づいて請求項３記載のロータリジョイントＣを説明する。尚、本実施の形態において、前記第１、第２の実施の形態と同一構成部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
本ロータリジョイントＣは、シールリング１６ａ，１６ｂ同士の密着，切り離し共ピストン部２７で任意に行おうとするもので、前記スプリング１８に代え、環状段付部６の側面に開口した圧縮空気供給路３４を有している。図中３５はそれと連通した密着用ポートである。
【００２４】
本ロータリジョイントＣでは、前記ロータリジョイントＢと同様にフローティングシート１３がピストン部２７を有し筒状ボディ５に設けたシリンダ部２６に装着した構造となっている。そして、このシリンダ部２６は、端部環状段付部２５側に加え、環状段付部６の側面側にも圧縮空気供給路３４を備えている。
従って、クーラントを必要とする加工の場合、まずクーラントを供給した後、環状段付部６側の圧縮空気供給路３４にポート３５から圧縮空気を供給すると、ピストン部２６によってフローティングシート１３がロータシール２０方向へ押圧されるから、シールリング１６ａ，１６ｂ同士を密着させクーラントの漏洩を防止する。
【００２５】
次に、クーラントを必要としない加工の場合、前記と逆に端部環状段付部２５にポート３１から圧縮空気を供給することにより、ピストン部２６を環状段付部６方向へ押圧しシールリング１６ａ，１６ｂ同士を切り離すから、この後スピンドルを回転させワークの加工を行うことになる。
【００２６】
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く、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００２７】
例えば、回転軸として工作機械のスピンドルで説明してきたが、これに限らず適用できる回転軸としては、風車発電機の回転軸等も含まれる。
【００２８】
【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にあっては、前記構成としたため、回転軸の途中に装着して固定された外部からクーラントを漏洩させること無く回転軸内に供給することができる。
また、シール部がメカニカルシール構造となっているから、高速度の回転軸にも使用可能となる。また、シールリング同士は常時密着した状態であるから、特に、クーラントを必要とする加工の連続運転用に適しており、構造も簡単であるから経済的である等の効果が得られる。
【００２９】
請求項２記載のロータリジョイントにあっては、前記構成としたため、クーラントを不要とする加工のとき、シリンダ部へ空気圧または油圧を共給することにより、シールリング同士を任意に切り離して無給油状態での摺動を避け、シールリングの寿命を延ばすことができるという効果が得られる。
【００３０】
請求項３記載のロータリジョイントにあっては、前記構成としたため、スプリングの押圧力を無くしシールリング同士の密着および切り離しをすべて外部で制御可能な空気圧または油圧で行うから、いずれの動作も俊敏に確実に行なう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】本発明の実施の形態におけるロータリジョイントＡを示す断面図である。
【図２】第２の実施の形態のロータリジョイントＢを示す断面図である。
【図３】第３の実施の形態のロータリジョイントＣを示す断面図である。
【図４】従来のロータリジョイントを示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ，Ｃロータリジョイント
１機枠
２スピンドル
２ａスピンドル外周面
３スピンドルにおけるクーラントの導入口
４スピンドルにおけるクーラントの供給路
５筒状ボディ
５ａ筒状ボディの外周面
６筒状ボディの環状段付部
７筒状ボディの供給路
７ａ筒状ボディの供給口
８筒状ボディの環状空間部
９筒状ボディの回り止め兼スライド用のピン
１３フローティングシート
１４ボス状ピストン部
１４ａボス状ピストン部の先端部
１５シール部
１６ａフローテイングシート側のシールリング
１６ｂロータシール側のシールリング
１８スプリング
１９ピン９の挿入穴
２０ロータシート
２１ロータシートのシール部
２２ロータシートの嵌合部
２３ロータシートのキー部（固着）
２４ロータシートの止めねじ（固着）
２５筒状ボディの端部環状段付部
２６筒状ボディのシリンダ部
２７フローティングシートの（フランジ状）ピストン部
２８ボス部
２９，３０シール部
３１切り離し用ポート
３４環状段付部に設けた圧縮空気供給路
３５密着用のポート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary joint that is mounted in the middle of a rotary shaft such as a spindle in a machine tool and supplies high-pressure liquid in the axial direction from a hole provided on the outer peripheral surface of the rotary shaft.
[0002]
[Prior art]
When cutting workpieces while supplying coolant from the tip of the drill, coolant is supplied to the tip of the drill via the spindle of the machine tool. A rotary joint is attached to the rear end of the main motor to connect the rotation side and the piping side (fixed side), and coolant is supplied to the front end side through a hole provided through the entire shaft center of the spindle. Was provided.
FIG. 4 shows a conventional rotary joint, in which 50 is a spindle, 51 is a rotary tube shaft fixed to the rear end of the spindle 50, 52 is a joint body on the fixed side, and 53 is the joint body 52. Floating sheet 55 is slidably mounted on the stationary coolant channel 54, 55 is a ring-shaped rotation-side seal fixed to the end surface of the rotary tube shaft 51, and 56 is fixed to the tip of the floating sheet 53. A fixed-side seal 57 having a contact surface with the rotation-side seal 55 and a spring 57 that urges the floating sheet 53 in a direction in which the fixed-side seal 56 contacts the rotation-side seal 55.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the main motor conventionally mounted on this type of machine tool has a special structure in which the rotor shaft is provided integrally with the spindle in the machine tool, and if the drive system including such a motor fails, It must be replaced, and the cost will be expensive and delivery time will be increased. For this reason, there is an increasing tendency to adopt a motor that can be generally purchased. In this case, if the rotary joint is placed at the rear end of the motor as it is, the through hole must be provided in the shaft center of the rotor shaft. In order to avoid special processing, a rotary joint must be provided in the middle of the spindle.
[0004]
However, the conventional rotary joint is inserted into the spindle 50, covers the hole for introducing the coolant provided on the outer peripheral surface of the spindle 50 into the shaft, and covers the outer peripheral surfaces on both sides of the hole. Since there is no sealing structure that seals, there is a problem that it cannot be mounted on the spindle 50 or the like.
[0005]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a rotary joint that is mounted in the middle of a rotating shaft such as a spindle so that coolant can be supplied. There is.
[0006]
It is another object of the present invention to provide a rotary joint that is mounted in the middle of a spindle and separates a fixed side seal and a rotary side seal to protect a seal surface in the absence of coolant when coolant is unnecessary.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a means for achieving the above object, in the rotary joint according to claim 1 of the present invention, the rotary joint is attached to a rotary shaft having a flow path from the coolant inlet opening to the shaft end to the shaft end. A cylindrical body is inserted into the rotary shaft, the cylindrical body covers the introduction port, forms an annular space portion with the rotary shaft, and communicates with the outside and the annular space portion A seal portion composed of a rotor sheet and a floating sheet arranged to face each other so that the seal rings are in contact with each other on both sides of the introduction port, with the floating sheets facing each other. The floating sheets have a boss-like piston portion whose front end faces the both sides in the annular space portion, and the boss-like piston portion is the cylindrical body. Sealed slidably; the rotor sheet is fixed in a sealed state with the rotary shaft fitting portion on the outer peripheral surface of the shaft; the cylindrical body holds the floating sheet in the axial direction and prevents rotation The holding portion and a spring that presses the floating sheet toward the rotor sheet are provided.
[0008]
In the rotary joint according to claim 2, in the rotary joint according to claim 1, the floating seat has a flange-like piston portion between the boss-like piston portion and a seal ring, and the cylindrical body is the flange-like shape. A cylinder part having a piston part is provided, and the cylinder part is provided with a separation pressure supply path that is operated in a direction of separation from the floating seat.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the rotary joint according to the second aspect, in the rotary joint according to the second aspect, a configuration is provided in which the cylinder portion is provided with a pressure supply passage for pressing that operates in a direction to press the floating seat against the rotor seat instead of the spring. did.
[0010]
In the rotary joint according to the first aspect, the seal portions are provided on both sides of the coolant introduction port opened on the outer peripheral surface of the rotating shaft.
In the seal portion, a floating sheet is slidably held in the axial direction by a cylindrical body covering the introduction port, and a rotor sheet is fixed to the rotating shaft on both outer sides thereof. The floating sheets are urged outward by springs to bring the seal rings into close contact with each other. In this case, the seal rings are always in close contact with each other, and the rotor sheet side is the rotation side during rotation.
[0011]
When the coolant is supplied with pressure to the supply path of the cylindrical body in the above state, the coolant first fills the annular space, and then flows into the introduction port and faces the annular space. The tip of the piston part is pressed.
Due to the pressure of the coolant, the floating sheet is further pressed toward the rotor sheet, and its own seal ring is pressed against the seal ring of the rotor sheet in addition to the urging force of the spring, thereby enhancing the sealing effect.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, the rotary joint structure according to the first aspect of the present invention is configured such that the seal ring is always in contact with the seal ring, but by supplying air pressure or hydraulic pressure from the pressure supply path, Since the portion slides on the side facing the pressing force of the spring, the seal rings are separated from each other. Accordingly, when the coolant is rotated without being supplied, troubles such as seizure between the seal rings can be prevented by performing the separation in the separated state.
[0013]
In the rotary joint according to claim 3, the rotary joint according to claim 2 constantly urges the floating sheet to press the rotor sheet toward the rotor sheet by a spring, whereas a supply for pressing provided in place of the spring. By supplying air pressure or hydraulic pressure from the path, the flange-like piston part slides the floating sheet toward the rotor sheet, and the seal rings are brought into close contact with each other. Therefore, troubles such as seizure of the seal rings can be prevented by bringing the seal rings into close contact with each other only when the coolant is supplied.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a first embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a rotary joint A according to claim 1.
In FIG. 1, 1 is a machine frame of a machine tool such as a machining center, 2 is a spindle as a rotating shaft supported by the machine frame 1, 3 is an inlet for coolant provided on the outer peripheral surface 2a of the spindle, This is a supply path that is drilled in the axial center from the inlet 3 to the end.
[0015]
In the figure, reference numeral 5 denotes a cylindrical body, and reference numeral 6 denotes a cylindrical body 5 that is inserted into the spindle 2 and mounted on the machine frame 1 so that the same cover is provided on the left and right with the rotational position of the inlet 3 of the spindle 2 as the center. An annular stepped portion having a width for providing the coolant, 7 is a coolant supply passage penetrating from the outer peripheral surface 5a to the inner peripheral surface 6a in the center of the annular stepped portion 6, 7a is a supply port opened to the outer peripheral surface 5a, Reference numeral 8 denotes an annular space formed between the inner peripheral surface 6a of the annular stepped portion and the spindle outer peripheral surface 2a. Reference numeral 9 denotes both side surfaces of the annular stepped portion 6, each of which is appropriately arranged on the same circumference. These are pins that are evenly arranged and projecting.
Reference numeral 10 denotes a machine frame mounting flange portion of the cylindrical body 5, 11 denotes its mounting bolt, and 12 denotes a positioning pin.
[0016]
Next, 13 is a floating seat, 14 is a boss-like piston portion slidably extending from the floating seat body to the inner peripheral surface 6a of the cylindrical body 5, 14a is a tip portion thereof, 15 is a tip portion 14a and the above-mentioned A seal portion 16a for sealing between the inner peripheral surface 6a and a seal ring disposed at the end opposite to the boss-like piston portion 14 is provided. The seal ring can be formed of, for example, ceramics, metal, cermet, silicon carbide or the like.
Reference numeral 17 denotes a flange portion provided between the seal ring 16a and the boss-like piston portion 14. Reference numeral 18 denotes a side surface of the annular stepped portion 6 of the cylindrical body, and the flange portion 17 faces the seal ring 16a. A spring 19 for pressing is a hole that is slidably inserted into a pin 9 protruding from the side surface of the annular stepped portion 6, and is equally distributed on the side surface of the flange portion 17 on the same circumference as the pin 9. .
The floating sheet 13 is disposed symmetrically on both sides of the annular stepped portion 6 as the structure.
[0017]
A rotor sheet 20 is provided so as to face the floating sheets 13 and 13 respectively. A seal ring 16b is fixed to the rotor seat body so as to face the seal ring 16a, 21 is a seal portion for sealing between the fitting portion 22 and the spindle 2, and 23 is a key portion for preventing rotation. In this embodiment, since the terminal end side (right end side in FIG. 1) of the spindle 2 is a screw shaft, the fitting portion 22 of the rotor sheet 20 is screwed and fixed with a set screw 24. I am letting.
[0018]
Next, the operation of the rotary joint A will be described.
In the rotary joint A, the seal ring 16a presses the seal ring 16b by the urging force of the spring 18, and is always in close contact. If no coolant is required for processing, the spindle 2 is rotated in this state. In this case, the floating sheet 13 is prevented from rotating to the cylindrical body 5 side by the pin 9 and the rotor sheet 20 rotates together with the spindle 2, so that the seal rings 16a and 16b slide while closely contacting each other.
When the coolant is supplied from the supply port 7 a, the coolant first flows into the introduction port 3 of the spindle 2 while filling the annular space portion 8 and is supplied to the tool side via the supply path 4. And since a hydraulic pressure rises and the front-end | tip part of a boss-like piston part is pressed, seal rings increase the adhesion degree. At the same time, the coolant also flows between the floating sheet 13 and the spindle 2 and reaches the contact portion between the seal rings 16a and 16b. While the spindle is rotating, the coolant cools the seal rings and is slightly wound between the contact surfaces to lubricate the contact surfaces.
[0019]
Further, in this case, the coolant filling the annular space 8 is the seal portion 15 between the cylindrical body 5 and the floating seat 13, and the seal rings 16 a and 16 b between the floating seat 13 and the rotor seat 20. A leakage between the sheet 20 and the spindle 2 is prevented by a seal portion 21.
[0020]
Next, a rotary joint B according to claim 2 will be described as a second embodiment with reference to FIG. In this description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
This rotary joint B is designed so that the seal rings that are always in close contact with each other can be separated when necessary. The rotary joint B is separated by a predetermined distance on both sides of the annular stepped portion 6 of the cylindrical body 5 and has an end annular stepped portion. The cylinders 26 each having an annular groove are formed by providing the portions 25 and 25, and the flange portion 17 of each floating seat 13 is a (flange) piston portion 27 and the seal ring 16a mounting portion is the piston portion 27. The boss portion 28 is extended to a smaller diameter, and a seal portion 29 is provided on the outer peripheral portion of the piston portion 27 so as to seal between the inner peripheral surface of the cylinder portion 26 and an end annular stepped portion in the cylinder portion 26 is provided. A seal portion 30 is provided for sealing between the inner peripheral surface of 25 and the outer peripheral surface of the boss portion 28.
[0021]
Further, the end annular stepped portion 25 is provided with a separation port 31 communicating with the inside of the cylinder. In the figure, 32 is an end side gap provided between the side face 25a of the end annular stepped portion and the end face 27a of the piston portion. Similarly, a central side gap 33 is provided also on the annular stepped portion 6 side. Yes.
[0022]
In this rotary joint B, the floating seat 13 has a piston part 27 and is attached to a cylinder part 26 provided on the cylindrical body 5. The seal rings 16 a and 16 b are normally connected to each other by the urging force of the spring 18. The contact between the rotating part and the fixed part is sealed to prevent leakage of the coolant, but when no coolant is required for processing, the piston part 27 is supplied by supplying compressed air or hydraulic pressure from the port 31. And the floating sheet 13 is slid toward the annular stepped portion 6 against the pressing force of the spring 18, and as a result, the seal rings 16a and 16b can be separated from each other.
[0023]
Next, a rotary joint C according to claim 3 will be described as a third embodiment with reference to FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The rotary joint C is intended to be arbitrarily connected by the piston portion 27 for close contact and separation between the seal rings 16a and 16b. Instead of the spring 18, the compressed air supply path 34 opened on the side surface of the annular stepped portion 6 is used. have. In the figure, reference numeral 35 denotes a contact port in communication therewith.
[0024]
As in the rotary joint B, the rotary joint C has a structure in which the floating seat 13 is mounted on a cylinder portion 26 having a piston portion 27 and provided on the cylindrical body 5. The cylinder portion 26 includes a compressed air supply path 34 on the side surface side of the annular stepped portion 6 in addition to the end annular stepped portion 25 side.
Therefore, in the case of processing that requires coolant, first, after supplying the coolant, when compressed air is supplied from the port 35 to the compressed air supply path 34 on the annular stepped portion 6 side, the floating seat 13 is rotor-sealed by the piston portion 26. Since it is pressed in 20 directions, the seal rings 16a and 16b are brought into close contact with each other to prevent leakage of the coolant.
[0025]
Next, in the case of machining that does not require coolant, by supplying compressed air from the port 31 to the end annular stepped portion 25, the piston portion 26 is pressed in the direction of the annular stepped portion 6 in the reverse direction. Since 16a and 16b are separated from each other, the workpiece is processed by rotating the spindle thereafter.
[0026]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the invention, Included in the invention.
[0027]
For example, the spindle of the machine tool has been described as the rotating shaft, but the rotating shaft that can be applied is not limited to this, and includes a rotating shaft of a wind turbine generator.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, the rotary joint according to claim 1 of the present invention has the above-described configuration, so that the coolant is supplied into the rotary shaft without leaking from the outside which is mounted and fixed in the middle of the rotary shaft. can do.
Further, since the seal portion has a mechanical seal structure, it can be used for a high-speed rotating shaft. In addition, since the seal rings are always in close contact with each other, it is particularly suitable for continuous operation of processing that requires coolant, and the structure is simple, so that it is economical.
[0029]
In the rotary joint according to claim 2, since it is the above-mentioned configuration, when processing that does not require the coolant, by supplying air pressure or hydraulic pressure to the cylinder part, the seal rings can be arbitrarily separated from each other to be in an oil-free state. The effect that the sliding ring can be avoided and the life of the seal ring can be extended is obtained.
[0030]
Since the rotary joint according to claim 3 has the above-described configuration, the pressing force of the spring is eliminated, and the close contact and separation between the seal rings are all performed by air pressure or hydraulic pressure that can be controlled externally. The effect that it can carry out reliably is acquired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rotary joint A in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a rotary joint B of a second embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a rotary joint C of a third embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional rotary joint.
[Explanation of symbols]
A, B, C Rotary joint 1 Machine frame 2 Spindle 2a Spindle outer peripheral surface 3 Coolant inlet 4 in the spindle Coolant supply passage 5 Spindle body 5a Cylindrical body outer peripheral surface 6 Cylindrical stepped portion of the cylindrical body 7 Cylindrical body supply path 7a Cylindrical body supply port 8 Cylindrical body annular space 9 Non-rotating and sliding pin 13 for cylindrical body Floating seat 14 Boss-like piston part 14a Tip of boss-like piston part 15 Sealing part 16a Sealing ring 16b on the floating sheet side Sealing ring 18 on the rotor seal side 18 Spring 19 Pin 9 insertion hole 20 Rotor sheet 21 Rotor sheet sealing part 22 Rotor sheet fitting part 23 Rotor sheet key part (adhesion) )
24 Rotor seat set screw (adhesion)
25 Cylindrical body end annular stepped portion 26 Cylindrical body cylinder portion 27 Floating seat (flange-like) piston portion 28 Boss portions 29, 30 Sealing portion 31 Detaching port 34 Compressed air provided in the annular stepped portion Supply channel 35 Port for close contact

Claims

A rotary joint attached to a rotating shaft having a flow path at the shaft center from an inlet of coolant opening to an outer peripheral surface of the shaft to a shaft end;
A cylindrical body is inserted into the rotating shaft, the cylindrical body covers the introduction port, forms an annular space portion with the rotating shaft, and has a supply path communicating with the outside and the annular space portion. Fixed to the machine frame side;
Seal portions composed of a rotor sheet and a floating sheet arranged to face each other so that the seal rings are in contact with each other are arranged on both sides of the introduction port with the floating sheets facing each other;
The floating sheets have a boss-like piston portion with front ends facing the annular space portion from both sides, and the boss-like piston portion is slidably sealed to the cylindrical body;
The rotor sheet is fixed in a sealed state with a rotating shaft fitting portion on a shaft outer peripheral surface;
A rotary joint according to claim 1, wherein the cylindrical body has a holding portion for holding and preventing rotation of the floating seat in the axial direction and a spring for pressing the floating seat toward the rotor seat.

2. The rotary joint according to claim 1, wherein the floating seat has a flange-like piston portion between the boss-like piston portion and a seal ring, and the cylindrical body includes a cylinder portion in which the flange-like piston portion is provided. A rotary joint having a separation pressure supply path for operating the cylinder in a direction to separate the floating sheet from the rotor sheet.

3. The rotary joint according to claim 2, wherein a pressure supply passage for pressing is provided in the cylinder portion to operate in a direction to press the floating seat against the rotor seat instead of the spring.