JP4426539B2 - ロータリジョイント - Google Patents

Description

本発明は、各種機械に装着してクーラント等の液体を回転軸側に供給するのに適したロータリジョイントに関する。

従来のロータリジョイントは、軸心にそれぞれ流路が備えられたフローティングシート（固定軸）とロータ軸（回転軸）との対向端面にはそれぞれシールリングが装着され、前記フローティングシートは回転が阻止された状態に固定されると共にケーシングに形成された摺動支持孔に沿って摺動自在に設けられ、ケーシングからロータ軸方向へ向けて軸方向に突出形成された回り止めピンに対しフローティングシートのロータ軸側端部外周に備えたフランジ部に形成された貫通孔を摺動自在に装着係止させることによりロータ軸の回り止めが行われ、フローティングシート側流路に供給される流体圧力によってフローティングをロータ軸方向に摺動させて両シールリングの環状シール面を互いに密着させることによりシール部が形成されるように構成された構造となっている（例えば、特許文献１参照。）

そして、工作機械の主軸先端に取付けた回転工具等へ切削用のクーラント液を供給するような場合、主軸後端部、あるいは直結主軸モータのロータ軸後端部にロータリジョイントを直結し、夫々の軸心に設けた流路を介してこのロータリジョイントからクーラント液を圧送している。
特開平９−１５２０７７号

特に、工作機械の主軸先端に取付けた回転工具等へ切削用のクーラント液を供給するために用いられるロータリジョイントにおいては、フローティングシートのスムーズな作動はクーラント液の漏れ低減のために維持されなければならない。

ところが、実際の市場で使用された結果、漏れ不具合を生じさせる原因として、シール部から漏れたクーラント液等により、摺動部である回り止めピンの外周面やフローティングシートのフランジ部に形成された貫通孔の内周面にスラッジ等異物が付着堆積することで、フローティングシートの作動が阻害され、これにより漏れに至るケースが多く見られる。

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、摺動部分へのクーラント液等の侵入を阻止することにより、フローティングシートの作動不良による漏れ不具合の発生を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にある。

上記課題を解決するために、請求項１記載のロータリジョイントは、軸心にそれぞれ流路が備えられた固定軸と回転軸との対向端面にはそれぞれシールリングが装着され、前記固定軸は回転が阻止された状態に固定されると共にケーシングに形成された摺動支持孔に沿って摺動自在に設けられ、前記ケーシングから前記回転軸方向へ向けて軸方向に突出形成された回り止めピンに対し前記固定軸の回転軸側端部外周に備えたフランジ部に形成された貫通孔を摺動自在に装着係止させることにより前記固定軸の回り止めが行われ、前記固定軸側流路に供給される流体圧力によって前記固定軸を回転軸方向に摺動させて前記両シールリングの環状シール面を互いに密着させることによりシール部が形成されるように構成されたロータリジョイントであって、前記ケーシングには前記フランジ部を含めて前記回り止めピンの外周を覆うカバーが設けられ、前記カバーはその一方の開口部が前記ケーシングに当接固定された状態で閉塞される一方、もう一方の開口部が前記固定軸における前記回転軸側端部外周面との間に微少隙間を残して閉塞され、前記カバー内にエアが供給されることにより前記微少隙間から前記カバー外にエアを放出させるように構成されていることを特徴とする手段とした。

請求項２記載のロータリジョイントは、軸心にそれぞれ流路が備えられた固定軸と回転軸との対向端面にはそれぞれシールリングが装着され、前記固定軸は回転が阻止された状態に固定されると共にケーシングに形成された摺動支持孔に沿って摺動自在に設けられ、前記ケーシングから前記回転軸方向へ向けて軸方向に突出形成された回り止めピンに対し前記固定軸の回転軸側端部外周に備えたフランジ部に形成された貫通孔を摺動自在に装着係止させることにより前記固定軸の回り止めが行われ、前記固定軸側流路に供給される流体圧力によって前記固定軸を回転軸方向に摺動させて前記両シールリングの環状シール面を互いに密着させることによりシール部が形成されるように構成されたロータリジョイントであって、前記ケーシングには前記フランジ部を含めて前記回り止めピンの外周を覆うカバーが設けられ、該カバーはその一方の開口部が前記ケーシングに当接固定された状態で閉塞される一方、もう一方の開口部が前記固定軸における前記回転軸側端部外周面との間に微少隙間を残して閉塞され、前記カバー内に充填物が充填され、前記ケーシングには前記カバー内に充填物を供給する供給孔が形成され、
該供給孔が蓋体により開閉自在に閉塞され、
前記供給孔の途中には圧縮コイルスプリングで充填物をカバー内に押し込む方向に常時付勢するピストンが備えられていることを特徴とする手段とした。

請求項３記載のロータリジョイントは、請求項２に記載のロータリジョイントにおいて、前記充填物として耐水及び耐薬品性に優れたグリスが用いられていることを特徴とする手段とした。

請求項４記載のロータリジョイントは、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロータリジョイントにおいて、前記回転軸が工作機械の回転軸に接続されていることを特徴とする手段とした。

請求項１記載のロータリジョイントでは、上述のように、ケーシングにはフランジ部を含めて前記回り止めピンの外周を覆うカバーが設けられている構成としたことで、回り止めピンの外周面に対する切粉やスラッジ等の異物の付着が阻止される。
従って、固定軸の作動不良による漏れ不具合の発生を防止することができるようになるという効果が得られる。

また、上述のように、ケーシングにはフランジ部を含めて回り止めピンの外周を覆うカバーが設けられ、該カバーはその一方の開口部がケーシングに当接固定された状態で閉塞される一方、もう一方の開口部が固定軸における回転軸側端部外周面との間に微少隙間を残して閉塞され、カバー内にエアが供給されることにより微少隙間からカバー外にエアを放出させるようにしたことで、カバー内への切粉やスラッジ等の異物の進入が阻止される。
従って、固定軸の作動不良による漏れ不具合の発生を防止することができるようになるという効果が得られる。

請求項２記載のロータリジョイントでは、上述のように、ケーシングにはフランジ部を含めて回り止めピンの外周を覆うカバーが設けられ、該カバーはその一方の開口部がケーシングに当接固定された状態で閉塞される一方、もう一方の開口部が固定軸における回転軸側端部外周面との間に微少隙間を残して閉塞され、カバー内に充填物が充填されている構成とすることにより、カバー内への切粉やスラッジ等の異物の進入が阻止される。
従って、固定軸の作動不良による漏れ不具合の発生を防止することができるようになるという効果が得られる。

また、上述のように、前記ケーシングには前記カバー内に充填物を供給する供給孔が形成され、該供給孔が蓋体により開閉自在に閉塞されている構成とすることにより、定期的に蓋体を開けて充填物を補給することができるようになる。

さらに、上述のように、前記ケーシングには前記カバー内にグリスを供給する供給孔が形成され、供給孔の途中には圧縮コイルスプリングで充填物をカバー内に押し込む方向に常時付勢するピストンが備えられている構成とすることにより、圧縮コイルスプリングの付勢力で減少した分の充填物がカバー内に補給されるため、定期的な充填物の補給回数を減らすことができるようになる。
請求項３に記載のロータリジョイントでは、前記充填物として耐水及び耐薬品性に優れたグリスが用いられることにより、グリスの持ちをよくし、これにより、定期的なグリスの補給回数を減らすことができるようになる。

請求項４記載のロータリジョイントでは、上述のように、前記回転軸が工作機械の回転軸に接続されることにより、固定軸の作動不良による漏れ不具合の発生によって加工部分に悪影響を及ぼすことを防止することができるようになるという効果が得られる。

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

この実施例１のロータリジョイントは、請求項１、４に記載の発明に対応する。
なお、この実施例１では、ロータリジョイントの回転軸が工作機械の回転軸に接続されていて、加工部分に流体圧力としてクーラント（液体）を供給する場合を例にとって説明する。

図１はこの実施例１のロータリジョイントを示す図２のＩ−Ｉ線における断面図、図２は図１のII−II線における断面図である。
この実施例１のロータリジョイントは、ケーシング１と、フローティングシート（固定軸）２と、主軸モータのロータ軸（回転軸）３と、シール部４と、異物侵入阻止手段５と、を主な構成として備えている。

さらに詳述すると、上記フローティングシート２とロータ軸３は同軸上において対向配置されていて、その軸心部には、供給部から供給されるクーラント液等を工作機械等に供給するための流路を形成する供給穴（固定軸側流路）２ａと供給穴（回転軸側流路）３ａがそれぞれ形成されている

上記ケーシング１の軸心部には上記フローティングシート２の軸部２１を軸方向摺動可能に支持する摺動支持孔１１が形成され、この摺動支持孔１１はクーラント液等の供給部と連通された状態となっている。

上記摺動支持孔１１には環状溝２ｂが形成され、この環状溝２ｂにはフローティングシート２における軸部２１の外周面と摺動支持孔１１の内周面との間を摺動シールするＯリング１２が装着されている。

そして、供給部から供給されるクーラント液等の流体圧力を軸部２１の端面で受圧することにより、フローティングシート２をロータ軸３方向に押圧摺動させて供給穴２ａと供給穴３ａとを連通させるようになっている。

上記シール部４は、フローティングシート２の端面に固定されたシールリング４１とロータ軸３の端面に固定されたシールリング４２とで構成され、両シールリング４１、４２が互いに対面する状態で配置されている。

また、フローティングシート２における軸部２１のシールリング４１側端部外周には、フランジ部２２が形成されていて、このフランジ２２には、図２に示すように、上下２カ所に貫通孔２２ａが形成されると共に、外周４カ所に大きな切欠部２２ｂが形成されている。なお、この切欠部２２ｂは、貫通孔２２ａ形成部分以外の全ての部分に形成させてもよい。即ち、フランジ部２２は、貫通孔２２ａ形成部分のみに形成されていればよい。

上記貫通孔２２ａは、フローティングシート２の回り止めの役目をなすもので、この貫通孔２２ａに貫通させた回り止めピン２３をケーシング１に形成されたねじ穴１４に螺合させることにより、フローティングシート２の回り止めが行われるようになっている。

上記ケーシング１には、フランジ部２２を含めて回り止めピン２３の外周を覆うカバー５１が設けられ、該カバー５１はその一方の開口部５１ａがケーシング１に当接固定された状態で閉塞される一方、もう一方の開口部５１ｂがフローティングシート２におけるロータ軸３側端部外周面との間に微少隙間ｈを残して閉塞されている。

そして、上記ケーシング１には、カバー５１内にエアを供給する供給孔２ｃが形成されていて、エアポンプ５２から圧力・流量調整手段５３を介して圧力及び流量調整されたエアが供給孔２ｃを経由してカバー５１内に供給されることにより、微少隙間ｈからカバー５１外にエアが放出されるようになっている。
即ち、上記カバー５１と、供給孔２ｃと、エアポンプ５２と、圧力・流量調整手段５３とで、異物侵入阻止手段５が構成されている。

次に本発明実施例１の作用・効果を説明する。

この実施例１のロータリジョイントでは、上述のように、ケーシング１には、フランジ部２２を含めて回り止めピン２３の外周を覆うカバー５１が設けられ、該カバー５１はその一方の開口部５１ａがケーシング１に当接固定された状態で閉塞される一方、もう一方の開口部５１ｂがフローティングシート２におけるロータ軸３側端部外周面との間に微少隙間ｈを残して閉塞されていて、カバー５１内にエアが供給されることにより、微少隙間ｈからカバー５１外にエアを放出させるようにしたことで、カバー５１内への切粉やスラッジ等の異物の進入を阻止することができるため、摺動部である回り止めピン２３の外周面やフローティングシート２のフランジ部２２に形成された貫通孔２２ａの内周面にスラッジ等異物が付着堆積することが防止され、これにより、フローティングシート２の作動不良による漏れ不具合の発生を防止することができるようになるという効果が得られる。

また、カバー５１内に供給するエアの圧力及び流量を調整する圧力・流量調整手段５３を備えたことで、運転状況等に応じて微少隙間ｈから放出されるエアの量を最適に調整することができるようになる。

また、ロータ軸３が工作機械の回転軸に接続されることにより、フローティングシート２の作動不良による漏れ不具合の発生によって加工部分に悪影響を及ぼすことを防止することができるようになるという効果が得られる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、この他の実施例については、前記実施例１と同様の構成部分の図示および説明は省略し、もしくは同一の符号を付してその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

この実施例２のロータリジョイントは、図３の断面図に示すように、上記ケーシング１には、カバー５１内にグリスＧを供給する供給孔２ｃが形成されていて、この供給孔２ｃからカバー５１内にグリスＧを供給した状態で、供給孔２ｃの開口部がねじ込み式の蓋体１３で開閉自在に閉塞されている点が、上記実施例１とは相違したものである。

即ち、この実施例２では、上記カバー５１と、供給孔２ｃと、蓋体１３と、グリスＧとで、異物侵入阻止手段５が構成されている。なお、この実施例２では、グリスＧとして、例えばフッ素系グリス等の耐水及び耐薬品性に優れたグリスが用いられている。

従って、この実施例２では、カバー５１内に充填されたグリスＧにより、カバー５１内へのクーラント液等の進入が阻止されるため、摺動部である回り止めピン２３の外周面やフローティングシート２のフランジ部２２に形成された貫通孔２２ａの内周面にスラッジ等異物が付着堆積することが防止され、これにより、フローティングシート２の作動不良による漏れ不具合の発生を防止することができるようになるという効果が得られる。

また、供給孔２ｃの開口部がねじ込み式の蓋体１３により開閉自在に閉塞されている構成とすることにより、定期的に蓋体１３を開けてグリスＧを補給することができるようになる。

また、グリスＧとして耐水及び耐薬品性に優れたフッ素系グリスが用いられることにより、グリスＧの持ちをよくし、これにより、定期的なグリスＧの補給回数を減らすことができるようになる。

この実施例３のロータリジョイントは、請求項２〜４に記載の発明に対応する。
この実施例３のロータリジョイントは、図４の断面図に示すように、カバー５１内にグリスを自動的に補給する補給手段として、供給孔２ｃの途中には圧縮コイルスプリング（供給手段）６でグリスＧをカバー５１内に押し込む方向に常時付勢するピストン７が備えられている構成とした点が、上記実施例２とは相違したものである。

従って、この実施例３では、上記実施例２と同様の効果が得られる他に、圧縮コイルスプリング６の付勢力で減少した分のグリスＧがカバー５１内に補給されるため、定期的なグリスＧの補給回数を減らすことができるようになるという追加の効果が得られる。

以上、本発明の実施例を説明してきたが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限定されるものではなく、本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。

例えば、実施例では、本発明を工作機械におけるクーラントを供給するロータリジョイント部分に適用する例を示したが、その他の全てのロータリジョイント部分に適用することができる。

また、実施例２では、供給孔２ｃの開口部を蓋体１３で閉塞したが、閉塞構造は任意である。

また、上記実施例以外に、前記フローティングシート２を主軸モータのロータ軸３方向に摺動させることを阻害する要因となる異物の付着を防ぐために回り止めピン２３の外周面、貫通孔２２ａの内面、及びフランジ部２２の表面に撥水表面処理や親水性表面処理等の表面処理を施すことにより、固定軸の作動不良による漏れ不具合の発生を防止することができるようになる。

また、実施例３では、カバー５１内にグリスを自動的に補給する補給手段として、圧縮コイルスプリング６を用いる場合を例示したが、その他に、ガス圧や、ポンプ圧を用い、制御手段で供給を制御するようにしてもよい。

また、補給手段とカバー５１との間に開閉自在なバルブを設けるようにしてもよい。このバルブとしては、手動開閉バルブの他に、自動開閉可能な電磁バルブ等を用いることができる。

また、前記フランジ部２２を含めて回り止めピン２３の外周を覆うカバー５１
のもう一方の開口部５１ａとフローティングシート２におけるロータ軸３側端部外周面との間に形成された微少隙間ｈ部分に、外部からの異物の侵入を防ぐ為のシールを設けることにより、カバー５１内への切粉やスラッジ等の異物の進入を阻止することができるようになる。

実施例１のロータリジョイントを示す図２のＩ−Ｉ線における断面図である。 図１のII−II線における断面図である。 実施例２のロータリジョイントを示す断面図である。 実施例３のロータリジョイントを示す断面図である。

符号の説明

Ｇ グリス（充填物）
ｈ 微少隙間
１ ケーシング
１１ 摺動支持孔
１２ Ｏリング
１３ 蓋体
１４ ねじ穴
２ フローティングシート（固定軸）
２ａ 供給穴（固定軸側流路）
２ｂ 環状溝
２ｃ 供給孔
２１ 軸部
２２ フランジ部
２２ａ 貫通孔
２２ｂ 切欠部
２３ 回り止めピン
３ 主軸モータのロータ軸（回転軸）
３ａ 供給穴（回転軸側流路）
４ シール部
４１ シールリング
４２ シールリング
５ 異物侵入阻止手段
５１ カバー
５１ａ 開口部
５１ｂ 開口部
５２ エアポンプ
５３ 圧力・流量調整手段
６ 圧縮コイルスプリング（供給手段）
７ ピストン

Claims (4)

1. 軸心にそれぞれ流路が備えられた固定軸と回転軸との対向端面にはそれぞれシールリングが装着され、前記固定軸は回転が阻止された状態に固定されると共にケーシングに形成された摺動支持孔に沿って摺動自在に設けられ、前記ケーシングから前記回転軸方向へ向けて軸方向に突出形成された回り止めピンに対し前記固定軸の回転軸側端部外周に備えたフランジ部に形成された貫通孔を摺動自在に装着係止させることにより前記固定軸の回り止めが行われ、前記固定軸側流路に供給される流体圧力によって前記固定軸を回転軸方向に摺動させて前記両シールリングの環状シール面を互いに密着させることによりシール部が形成されるように構成されたロータリジョイントであって、
   前記ケーシングには前記フランジ部を含めて前記回り止めピンの外周を覆うカバーが設けられ、
   前記カバーはその一方の開口部が前記ケーシングに当接固定された状態で閉塞される一方、もう一方の開口部が前記固定軸における前記回転軸側端部外周面との間に微少隙間を残して閉塞され、
   前記カバー内にエアが供給されることにより前記微少隙間から前記カバー外にエアを放出させるように構成されていることを特徴とするロータリジョイント。
2. 軸心にそれぞれ流路が備えられた固定軸と回転軸との対向端面にはそれぞれシールリングが装着され、前記固定軸は回転が阻止された状態に固定されると共にケーシングに形成された摺動支持孔に沿って摺動自在に設けられ、前記ケーシングから前記回転軸方向へ向けて軸方向に突出形成された回り止めピンに対し前記固定軸の回転軸側端部外周に備えたフランジ部に形成された貫通孔を摺動自在に装着係止させることにより前記固定軸の回り止めが行われ、前記固定軸側流路に供給される流体圧力によって前記固定軸を回転軸方向に摺動させて前記両シールリングの環状シール面を互いに密着させることによりシール部が形成されるように構成されたロータリジョイントであって、
   前記ケーシングには前記フランジ部を含めて前記回り止めピンの外周を覆うカバーが設けられ、
   該カバーはその一方の開口部が前記ケーシングに当接固定された状態で閉塞される一方、もう一方の開口部が前記固定軸における前記回転軸側端部外周面との間に微少隙間を残して閉塞され、
   前記カバー内に充填物が充填され、
   前記ケーシングには前記カバー内に充填物を供給する供給孔が形成され、
   該供給孔が蓋体により開閉自在に閉塞され、
   前記供給孔の途中には圧縮コイルスプリングで充填物をカバー内に押し込む方向に常時付勢するピストンが備えられていることを特徴とするロータリジョイント。
3. 請求項２に記載のロータリジョイントにおいて、前記充填物として耐水及び耐薬品性に優れたグリスが用いられていることを特徴とするロータリジョイント。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のロータリジョイントにおいて、前記回転軸が工作機械の回転軸に接続されていることを特徴とするロータリジョイント。

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