JP4573230B2 - Rotary joint for fluid supply - Google Patents
Rotary joint for fluid supply Download PDFInfo
- Publication number
- JP4573230B2 JP4573230B2 JP2005250648A JP2005250648A JP4573230B2 JP 4573230 B2 JP4573230 B2 JP 4573230B2 JP 2005250648 A JP2005250648 A JP 2005250648A JP 2005250648 A JP2005250648 A JP 2005250648A JP 4573230 B2 JP4573230 B2 JP 4573230B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring spacer
- outer ring
- inner ring
- rotary joint
- gap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、流体供給用回転継手、特に回転軸とともに回転するアクチュエータ等の機器に外部から流体を供給する回転継手に関する。 The present invention relates to a rotary joint for supplying fluid, and more particularly, to a rotary joint that supplies fluid from the outside to a device such as an actuator that rotates with a rotary shaft.
従来、流体(例えば空気)により駆動されるアクチュエータを備えたチャック装置を回転する主軸に配置し、外部から流体を供給することで、チャック装置の爪を開閉駆動させる技術が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique is known in which a chuck device including an actuator driven by a fluid (for example, air) is disposed on a rotating main shaft, and fluid is supplied from outside to open and close the claws of the chuck device.
アクチュエータに流体を供給する流路は、外部に配置された流体供給装置から主軸を支持する筺体と、回転する主軸とを通ってアクチュエータに延びるように設けられている。ここで、回転しない筺体と回転する主軸との間には、接触シールを用いた回転継手、または、ラビリンスシール等の非接触シールを用いた回転継手が設けられ、流体が筺体から主軸に流入する際の漏れを防止している(例えば、特許文献1または2参照。)。 The flow path for supplying fluid to the actuator is provided so as to extend to the actuator through a housing that supports the main shaft and a rotating main shaft from a fluid supply device arranged outside. Here, a rotary joint using a contact seal or a rotary joint using a non-contact seal such as a labyrinth seal is provided between the non-rotating housing and the rotating main shaft, and fluid flows from the housing into the main shaft. The leakage at the time is prevented (for example, refer to Patent Document 1 or 2).
上述の特許文献1においては、継手本体に回転軸を軸受および空気軸受部により回転自在に支持する回転継手であって、空気軸受部に外部からエアを供給することにより、非接触シールを形成する技術が開示されている。
この技術によれば、空気軸受に供給されるエアにより、空気軸受において継手本体から回転軸に供給される流体の漏れを減少させることができた。また、非接触シールであるため、接触シールと比較して、回転軸を高速で回転させたり、回転精度を高めたりすることが容易にできた。
In the above-mentioned patent document 1, a rotary joint that rotatably supports a rotary shaft on a joint body by a bearing and an air bearing portion, and a non-contact seal is formed by supplying air from the outside to the air bearing portion. Technology is disclosed.
According to this technique, the air supplied to the air bearing can reduce the leakage of the fluid supplied from the joint body to the rotating shaft in the air bearing. Further, since it is a non-contact seal, the rotating shaft can be rotated at a higher speed and the rotation accuracy can be easily increased as compared with the contact seal.
しかしながら、上述の特許文献1などに開示された非接触シールを用いた回転継手においては、回転しない継手本体と回転する回転軸との間に、必ず隙間が形成されている。隙間が形成されていると、隙間からの流体の漏れを減少させることはできても、漏れを防止することは困難であった。
また、ラビリンスシール等の非接触シールは、流体の漏れを減少させるために大型化しやすいため、継手の小型化が困難であるという問題があった。
However, in the rotary joint using the non-contact seal disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 or the like, a gap is always formed between the joint body that does not rotate and the rotary shaft that rotates. When the gap is formed, it is difficult to prevent the leakage even though the fluid leakage from the gap can be reduced.
In addition, non-contact seals such as labyrinth seals are likely to increase in size in order to reduce fluid leakage, and thus there is a problem that it is difficult to reduce the size of the joint.
回転継手からの流体漏れを減少させる方法の他に、流体の漏れ分を補うように流体の供給圧力を高める方法も知られている。
しかしながら、工場において供給されている流体の圧力には上限があるため、上述の推力低下を補うには不十分という問題があった。
また、工場における供給流体の圧力の上限を引き上げるのは、工場全体に配置された配管を強度の高いものに交換するなど多大な費用と時間がかかるため、簡単に行うことができないという問題があった。
In addition to the method of reducing fluid leakage from the rotary joint, a method of increasing the fluid supply pressure so as to compensate for the fluid leakage is also known.
However, since there is an upper limit to the pressure of the fluid supplied at the factory, there is a problem that it is insufficient to compensate for the above-described reduction in thrust.
In addition, raising the upper limit of the pressure of the supply fluid in the factory has a problem that it cannot be easily performed because it takes a lot of cost and time, such as replacing the pipes arranged in the whole factory with high-strength pipes. It was.
上述の特許文献2においては、回転する主軸と接触して流体を主軸に供給するシールを有する回転継手であって、近傍に潤滑油のミストを混入したエアをシールに吹き付ける接触シールを用いた回転継手の技術が開示されている。
この技術によれば、主軸とシールとの摺動面に潤滑油を常に供給できる。特に、主軸を回転させ、潤滑油が上記摺動面から遠心力により飛ばされる場合においても、上記摺動面に潤滑油が供給される。そのため、潤滑油切れによるシールの磨耗を防止し、長期にわたってシール性を保持することができた。
In the above-mentioned Patent Document 2, rotation using a contact seal that has a seal that contacts a rotating main shaft and supplies fluid to the main shaft and that blows air mixed with mist of lubricating oil on the seal in the vicinity. Joint technology is disclosed.
According to this technique, lubricating oil can always be supplied to the sliding surface between the main shaft and the seal. In particular, even when the main shaft is rotated and the lubricating oil is blown from the sliding surface by centrifugal force, the lubricating oil is supplied to the sliding surface. Therefore, it was possible to prevent the seal from being worn out due to running out of the lubricating oil and to maintain the sealing performance for a long time.
しかしながら、特許文献2などに開示された接触シールを用いた回転継手においては、主軸とシールとの摺動面で摩擦熱が発生する。特に、主軸を高速回転させる場合には、摩擦熱により摺動面が高温となり、シール性や耐久性が低下するという問題があった。 However, in the rotary joint using the contact seal disclosed in Patent Document 2 and the like, frictional heat is generated on the sliding surface between the main shaft and the seal. In particular, when the main shaft is rotated at a high speed, there is a problem that the sliding surface becomes high temperature due to frictional heat, and the sealing performance and durability are lowered.
また、主軸の支持にアンギュラベアリングを用いる場合には、アンギュラベアリングの予圧用間座に流体流路を設けて、主軸を支持する筐体から主軸に流体を供給する方法も知られている。
かかる場合においては、主軸の高速回転時における摺動摩擦による熱の発生を避けるため、非接触シールタイプのアンギュラベアリングが用いられる。さらに、内外輪の間座からの流体漏れを最小限にするため、隙間を可能な限り狭めたものが用いられる。
しかしながら、上述の方法を用いても、アンギュラベアリング等からの流体漏れが発生し、所定の流体供給量および供給圧力が得られない場合があるという問題があった。
Further, when an angular bearing is used for supporting the main shaft, a method of supplying a fluid from a housing supporting the main shaft to the main shaft by providing a fluid flow path in a preload spacer of the angular bearing is also known.
In such a case, a non-contact seal type angular bearing is used in order to avoid generation of heat due to sliding friction during high-speed rotation of the main shaft. Furthermore, in order to minimize the fluid leakage from the spacer between the inner and outer rings, the one with the gap narrowed as much as possible is used.
However, even when the above-described method is used, there is a problem in that fluid leakage from an angular bearing or the like occurs and a predetermined fluid supply amount and supply pressure may not be obtained.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、密閉性の向上を図るとともに高速回転への対応を可能とし、設置スペースを小さくすることができる流体供給用回転継手を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a rotary joint for fluid supply capable of improving hermeticity and capable of supporting high-speed rotation and reducing the installation space. The purpose is to do.
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、外側部材と内側部材とを相対回転可能に支持する2つのベアリング間に配置され、前記外側部材に固定され、前記ベアリングの外輪間に挟まれる外輪間座部材と、前記内側部材に固定され、前記ベアリングの内輪間に配置され、前記外輪間座部材に対し半径方向に隙間をあけて配置される内輪間座部材と、前記内輪間座部材とベアリングの内輪との間に挟まれ、外周部が前記ベアリングの外輪に対して軸方向に隙間をあけて配置される可撓性を有するリング板状のシール部材と、を有し、前記内輪間座部材および外輪間座部材に、半径方向に貫通して流体を流通させる流路がそれぞれ設けられている流体供給用回転継手を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention is arranged between two bearings that support the outer member and the inner member in a relatively rotatable manner, is fixed to the outer member, and is sandwiched between outer rings of the bearings, and the inner member. An inner ring spacer member that is fixed and disposed between the inner rings of the bearings and is disposed with a gap in the radial direction with respect to the outer ring spacer member, and is sandwiched between the inner ring spacer member and the inner ring of the bearing A ring plate-like seal member having a flexible outer peripheral portion disposed with a gap in the axial direction with respect to the outer ring of the bearing, and the inner ring spacer member and the outer ring spacer member, Provided is a rotary joint for fluid supply provided with a flow path through which a fluid passes through in a radial direction.
本発明によれば、内輪間座が外輪間座に対して半径方向に隙間をあけて配置され、シール部材の外周部と外輪との間に隙間が形成されている。そのため、上記流路に所定圧力の流体が供給されていない場合、外側部材と内側部材との相対回転による内輪間座と外輪間座、および、シール部材と外輪との摺動が防止され、摺動による熱の発生を防止できる。その結果、外側部材と内側部材との高速相対回転への対応を可能とすることができる。 According to the present invention, the inner ring spacer is disposed with a gap in the radial direction with respect to the outer ring spacer, and a gap is formed between the outer peripheral portion of the seal member and the outer ring. Therefore, when a fluid of a predetermined pressure is not supplied to the flow path, sliding between the inner ring spacer and the outer ring spacer and the seal member and the outer ring due to relative rotation between the outer member and the inner member is prevented, and sliding is prevented. Heat generation due to movement can be prevented. As a result, it is possible to cope with high-speed relative rotation between the outer member and the inner member.
例えば、外側部材が固定され、内側部材が回転されている場合、シール部材は、内輪および内輪間座に挟まれているため、内側部材の回転とともに回転する。かかる場合には、シール部材の外周部は遠心力により半径方向外側に延びるため、外輪との間に隙間が形成される。また、シール部材の近傍領域の流体は、その粘性によりシール部材とともに回転するため、回転する流体の圧力によりシール部材の外周部と外輪との間に隙間が形成される。
そのため、シール部材と外輪との摺動、および、外輪間座と内輪間座との摺動が起きず、外側部材と内側部材との高速相対回転への対応を可能とすることができる。
For example, when the outer member is fixed and the inner member is rotated, the seal member is sandwiched between the inner ring and the inner ring spacer, and thus rotates with the rotation of the inner member. In such a case, since the outer peripheral portion of the seal member extends radially outward due to centrifugal force, a gap is formed between the outer ring and the outer ring. Further, since the fluid in the vicinity of the seal member rotates together with the seal member due to its viscosity, a gap is formed between the outer peripheral portion of the seal member and the outer ring by the pressure of the rotating fluid.
Therefore, sliding between the seal member and the outer ring and sliding between the outer ring spacer and the inner ring spacer does not occur, and it is possible to cope with high-speed relative rotation between the outer member and the inner member.
流路に所定圧力の流体が供給されたときには、シール部材の外周部が外輪と接触する、または、外輪との隙間が狭くなるため、流体供給用回転継手の密閉性を向上させることができる。
具体的には、流路に所定圧力の流体が供給されると、流体の大半は上記流路を通って外側部材と内側部材との間を流通し、残りの流体は外輪間座と内輪間座との間の上記隙間に流入する。上記隙間に流入した流体は、ベアリングの外輪と内輪との間から外部に流出しようとする。このとき、流体はシール部材の外周部を外輪方向に押し、上記外周部は外輪と接触、または、外輪との隙間が狭くなる。上記外周部と外輪とが接触した場合には、外輪間座と内輪間座との間は完全に密閉され、流体供給用回転継手は密閉される。また、上記外周部と外輪との隙間が狭くなった場合には、外輪間座と内輪間座との間から流体が流出しにくくなり、流体供給用回転継手の密閉性は向上する。
When a fluid of a predetermined pressure is supplied to the flow path, the outer peripheral portion of the seal member comes into contact with the outer ring or the gap with the outer ring becomes narrow, so that the sealing performance of the fluid supply rotary joint can be improved.
Specifically, when a fluid of a predetermined pressure is supplied to the flow path, most of the fluid flows between the outer member and the inner member through the flow path, and the remaining fluid flows between the outer ring spacer and the inner ring. It flows into the gap between the seat. The fluid flowing into the gap tends to flow out from between the outer ring and the inner ring of the bearing. At this time, the fluid pushes the outer peripheral portion of the seal member toward the outer ring, and the outer peripheral portion contacts the outer ring or the gap between the outer ring and the outer ring becomes narrow. When the outer peripheral portion and the outer ring come into contact with each other, the space between the outer ring spacer and the inner ring spacer is completely sealed, and the fluid supply rotary joint is sealed. Further, when the gap between the outer peripheral portion and the outer ring becomes narrow, it becomes difficult for fluid to flow out between the outer ring spacer and the inner ring spacer, and the sealing performance of the fluid supply rotary joint is improved.
本発明の流体供給用回転継手は、2つのベアリングの間に配置された外輪間座と、内輪間座と、シール部材とにより構成されるため、従来のように回転継手を設ける専用のスペースを設けることなく配置でき、設置スペースを小さくすることができる。 Since the rotary joint for fluid supply of the present invention is composed of an outer ring spacer, an inner ring spacer, and a seal member arranged between two bearings, a dedicated space for providing a rotary joint as in the prior art is provided. It can arrange | position without providing and an installation space can be made small.
上記発明においては、前記外輪間座における前記軸方向の長さが、前記内輪間座における前記軸方向の長さよりも長く形成されるとともに、前記外輪間座の前記外輪と対向する面には、前記内輪間座に向かって前記流路側へ凹む段差部が設けられていることが望ましい。 In the above invention, the axial length of the outer ring spacer is formed to be longer than the axial length of the inner ring spacer, and the outer ring spacer faces the outer ring. It is desirable that a stepped portion that is recessed toward the flow path toward the inner ring spacer is provided.
本発明によれば、外輪間座の上記軸線方向の長さが、内輪間座の上記軸線方向の長さよりも長いため、内輪間座を挟む内輪の間隔より外輪間座を挟む外輪の間隔が広くなる。そのため、内輪と内輪間座とに挟まれたシール部材の外周部と外輪との間に隙間を形成することができる。
外輪間座の上記対向面には段差部が設けられているため、シール部材の外周部と外輪間座との間に隙間を形成することができる。
According to the present invention, since the axial length of the outer ring spacer is longer than the axial length of the inner ring spacer, the distance between the outer rings sandwiching the outer ring spacer is larger than the distance between the inner rings sandwiching the inner ring spacer. Become wider. Therefore, a gap can be formed between the outer peripheral portion of the seal member sandwiched between the inner ring and the inner ring spacer and the outer ring.
Since the stepped portion is provided on the facing surface of the outer ring spacer, a gap can be formed between the outer peripheral portion of the seal member and the outer ring spacer.
上記発明においては、前記内輪間座または前記外輪間座の少なくとも一方における前記流路と前記ベアリングとの間には、前記内輪間座と前記外輪間座との間の前記隙間が広くなる拡大部が設けられていることが望ましい。
本発明によれば、内輪間座または外輪間座の少なくとも一方に上記隙間を広くする拡大部が設けられているため、上記隙間を上記流路からベアリングに向かって流れる流体を拡大部で止めることができる。
In the above invention, the enlarged portion where the gap between the inner ring spacer and the outer ring spacer is widened between the flow path and the bearing in at least one of the inner ring spacer or the outer ring spacer. It is desirable to be provided.
According to the present invention, since at least one of the inner ring spacer and the outer ring spacer is provided with the enlarged portion that widens the gap, the fluid flowing through the gap from the flow path toward the bearing is stopped by the enlarged portion. Can do.
上記発明においては、前記シール部材が樹脂から形成された膜であることが望ましい。
本発明によれば、シール部材が比較的摩擦係数の小さな樹脂から形成されているため、外側部材と内側部材とが相対回転している間にシール部材と外輪とが接触しても、摺動による熱が発生しにくくなる。また、シール部材が樹脂性の膜であるため、可撓性が高く、わずかな圧力でもシール部材と外輪とを接触させることができる。
In the said invention, it is desirable that the said sealing member is a film | membrane formed from resin.
According to the present invention, since the seal member is formed of a resin having a relatively small friction coefficient, even if the seal member and the outer ring come into contact with each other while the outer member and the inner member are rotating relative to each other, the slide member slides. It is difficult to generate heat due to. Further, since the sealing member is a resinous film, the sealing member is highly flexible, and the sealing member can be brought into contact with the outer ring even with a slight pressure.
本発明は、外側部材と内側部材とを相対回転可能に支持する2つのベアリング間に配置され、前記外側部材に固定され、前記ベアリングの外輪間に挟まれる外輪間座部材と、前記内側部材に固定され、前記ベアリングの内輪間に配置され、前記外輪間座部材に対し半径方向に隙間をあけて配置される内輪間座部材と、前記外輪間座部材とベアリングの外輪との間に挟まれ、内周部が前記ベアリングの内輪に対して軸方向に隙間をあけて配置される可撓性を有するリング板状のシール部材と、を有し、前記内輪間座部材および外輪間座部材に、半径方向に貫通して流体を流通させる流路がそれぞれ設けられている流体供給用回転継手を提供する。 The present invention is arranged between two bearings that support the outer member and the inner member in a relatively rotatable manner, is fixed to the outer member, and is sandwiched between outer rings of the bearings, and the inner member. An inner ring spacer member that is fixed and disposed between the inner rings of the bearings and is disposed with a gap in the radial direction with respect to the outer ring spacer member, and is sandwiched between the outer ring spacer member and the outer ring of the bearing A ring plate-like seal member having a flexibility, the inner peripheral portion being arranged with a gap in the axial direction with respect to the inner ring of the bearing, and the inner ring spacer member and the outer ring spacer member Provided are fluid supply rotary joints each provided with a flow path through which a fluid passes through in the radial direction.
本発明によれば、内輪間座が外輪間座に対して半径方向に隙間をあけて配置され、シール部材の外周部と外輪との間に隙間が形成されている。上記流路に所定圧力の流体が供給されていない場合、外側部材と内側部材との相対回転による内輪間座と外輪間座、および、シール部材と内輪との摺動が防止されるため、摺動による熱の発生を防止できる。その結果、外側部材と内側部材との高速相対回転への対応を可能とすることができる。 According to the present invention, the inner ring spacer is disposed with a gap in the radial direction with respect to the outer ring spacer, and a gap is formed between the outer peripheral portion of the seal member and the outer ring. When fluid of a predetermined pressure is not supplied to the flow path, sliding between the inner ring spacer and the outer ring spacer and the seal member and the inner ring due to relative rotation between the outer member and the inner member is prevented. Heat generation due to movement can be prevented. As a result, it is possible to cope with high-speed relative rotation between the outer member and the inner member.
流路に所定圧力の流体が供給されたときには、シール部材の内周部が内輪と接触する、または、内輪との隙間が狭くなるため、流体供給用回転継手の密閉性を向上させることができる。 When a fluid of a predetermined pressure is supplied to the flow path, the inner peripheral portion of the seal member comes into contact with the inner ring or the gap with the inner ring becomes narrow, so that the sealing performance of the fluid supply rotary joint can be improved. .
本発明の流体供給用回転継手は、2つのベアリングの間に配置された外輪間座と、内輪間座と、シール部材とにより構成されるため、従来のように回転継手を設ける専用のスペースを設けることなく配置でき、設置スペースを小さくすることができる。 Since the rotary joint for fluid supply of the present invention is composed of an outer ring spacer, an inner ring spacer, and a seal member arranged between two bearings, a dedicated space for providing a rotary joint as in the prior art is provided. It can arrange | position without providing and an installation space can be made small.
本発明の流体供給用回転継手によれば、内輪間座が外輪間座に対して半径方向に隙間をあけて配置され、シール部材の外周部と外輪との間に隙間が形成されているため、外側部材と内側部材との相対回転による内輪間座と外輪間座、および、シール部材と外輪との摺動が防止される。その結果、摺動による熱の発生を防止でき、外側部材と内側部材との高速相対回転への対応を可能とすることができるという効果を奏する。 According to the fluid supply rotary joint of the present invention, the inner ring spacer is disposed with a gap in the radial direction with respect to the outer ring spacer, and a gap is formed between the outer peripheral portion of the seal member and the outer ring. The sliding between the inner ring spacer and the outer ring spacer and the seal member and the outer ring due to the relative rotation between the outer member and the inner member is prevented. As a result, it is possible to prevent the generation of heat due to sliding, and it is possible to cope with high-speed relative rotation between the outer member and the inner member.
流路に所定圧力の流体が供給されたときには、シール部材の外周部が外輪と接触する、または、外輪との隙間が狭くなるため、流体供給用回転継手の密閉性を向上させることができるという効果を奏する。 When a fluid of a predetermined pressure is supplied to the flow path, the outer peripheral portion of the seal member comes into contact with the outer ring or the gap with the outer ring becomes narrow, so that the sealing performance of the fluid supply rotary joint can be improved. There is an effect.
本発明の流体供給用回転継手は、2つのベアリングの間に配置された外輪間座と、内輪間座と、シール部材とにより構成されるため、従来のように回転継手を設ける専用のスペースを設けることなく配置でき、設置スペースを小さくすることができるという効果を奏する。 Since the rotary joint for fluid supply of the present invention is composed of an outer ring spacer, an inner ring spacer, and a seal member arranged between two bearings, a dedicated space for providing a rotary joint as in the prior art is provided. It can arrange | position without providing and there exists an effect that an installation space can be made small.
この発明の一実施形態に係る回転継手について、図1から図4を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る回転継手を供えたチャック装置の全体構成を説明する図である。
回転継手(流体供給用回転継手)1は、図1に示すように、主軸ユニット3の主軸5の端部に把持機構7が備えられたチャック装置9に用いられている。
主軸ユニット3は、有底円筒状の筐体(外側部材)11と、筐体11内に配置された主軸(内側部材)5と、筐体11と主軸5との間に配置されたモータ13と、主軸5を中心軸線C回りに回転可能に支持する回転継手1および支持ベアリング15と、から概略構成されている。
把持機構7は、外部から供給された供給エアARにより駆動されるシリンダ部17と、シリンダ部17により駆動されるダイヤフラムチャック部19とから概略構成されている。
A rotary joint according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a chuck device provided with a rotary joint according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the rotary joint (rotary joint for fluid supply) 1 is used in a
The
The gripping mechanism 7 is generally configured by a
図2は、図1のチャック装置におけるA−A断面視図である。図3は、図2におけるE−E断面視図である。
筐体11には、図2および図3に示すように、外部と回転継手1との間で所定圧力の供給エア(流体)ARを流通させる供給ジョイント21と、筐体流路23と、が設けられている。
主軸5には、図1に示すように、回転継手1とシリンダ部17との間で供給エアARを流通させる主軸流路25が形成され、後述する継手ベアリングの内輪を主軸5に固定する固定ナット27が設けられている。
2 is a cross-sectional view taken along the line AA in the chuck device of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG.
As shown in FIGS. 2 and 3, the
As shown in FIG. 1, the
回転継手1は、図1から図3に示すように、2つの継手ベアリング(ベアリング)29,29と、継手ベアリング29,29の間に配置された外輪間座31と、内輪間座33と、密閉用シール(シール部材)35とから概略構成されている。
継手ベアリング29は、筐体11に接して配置される外輪37と、主軸5とともに回転するように配置される内輪39と、外輪37と内輪39との間で転動する玉41とから概略構成されている。外輪37および内輪39には玉41が転動する軌道が形成されている。軌道は継手ベアリング29が半径方向の荷重(ラジアル荷重)、および、中心軸線C方向(軸方向)の少なくとも一方向の荷重(アキシャル荷重)を受けることができる形状に形成されている。
なお、継手ベアリング29としては、アンギュラベアリングを例示することができるが、他のベアリングを用いても構わない。
As shown in FIGS. 1 to 3, the rotary joint 1 includes two joint bearings (bearings) 29, 29, an
The
An example of the
2つの継手ベアリング29は、それぞれ受けることができるアキシャル荷重の方向が反対方向になるように配置されている。本実施形態においては、継手ベアリング29の受けることができるアキシャル荷重の方向が、外輪間座31および内輪間座33から外側に向かう方向になるように継手ベアリングを配置している。
The two
図4は、図3の回転継手の要部を説明する部分拡大図である。
外輪間座31は、図3および図4に示すように、筐体11に接するとともに継手ベアリング29の外輪37に挟まれて配置されている。
外輪間座31の外周面には円環状の外溝(流路)43が形成され、外溝43の底面の3から4箇所には半径方向に延びる外側供給孔(流路)45が形成されている。外溝43は、筐体11の筐体流路23と連通するように配置されている。外輪間座31の外輪37に対向する面には、半径方向内側に向かって外側供給孔45側へ凹む外側段差部(段差部)47が形成されている。
FIG. 4 is a partially enlarged view for explaining a main part of the rotary joint of FIG.
As shown in FIGS. 3 and 4, the
An annular outer groove (flow path) 43 is formed on the outer peripheral surface of the
内輪間座33は、主軸5に接するとともに継手ベアリング29の内輪39に挟まれて配置されている。
内輪間座33の外周面および内周面には、それぞれ円環状の中溝(流路)49、内溝(流路)51が形成されている。中溝49および内溝51の底面には、両溝49,51を連通させる内側供給孔(流路)53が3から4箇所に半径方向に延びるように形成されている。中溝49は、外輪間座31の外側供給孔45の開口部と対向するように配置され、内溝51は、主軸5の主軸流路25と連通するように配置されている。
内輪間座33の内輪39に対向する面には、半径方向外側に向かって内側供給孔53側へ凹む内側段差部55が形成されている。
The
An annular middle groove (flow path) 49 and an inner groove (flow path) 51 are formed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the
On the surface of the
なお、上述の外側供給孔45および内側供給孔53は、上述のように3から4箇所に形成されていてもよいし、3から4箇所よりも多くの箇所に形成されていてもよいし、3から4箇所よりも少ない箇所に形成されていてもよく、特に限定するものではない
The
外輪間座31の中心軸線C方向の幅(長さ)Loは、内輪間座33の中心軸線C方向の幅(長さ)Liよりも広く(長く)形成されている。
また、外輪間座31および内輪間座33は、外輪間座31の内周面と内輪間座33の外周面との間に所定間隔(例えば数十μm)のクリアランス(隙間)が形成されるように配置されている。
内輪間座33の内周面には、上記所定間隔を広くする円環状の溝である緩衝溝(拡大部)57が形成されている。緩衝溝57は、中溝49と内輪間座33の継手ベアリングに対する面との間に形成され、いわゆるラビリンスシールを形成している。
The width (length) Lo of the
Further, in the
A buffer groove (enlarged portion) 57 that is an annular groove that widens the predetermined interval is formed on the inner peripheral surface of the
内輪39と内輪間座33との間には、図3および図4に示すように、ポリ4フッ化エチレン(テフロン(登録商標))から形成された密閉用シール35が配置されている。密閉用シール35は、略リング板状に形成された膜部材である。密閉用シール35の外周部は、外輪間座31の外側段差部47の内側近傍まで延び、外周部は撓むことにより外輪37に接触するように形成されている。
なお、密閉用シール35の膜厚としては、約0.3mmを例示することができるが、この膜厚に限定されるものではない。
また、密閉用シール35は、上述のようにポリ4フッ化エチレンから形成されていてもよいし、その他の樹脂であって、摩擦係数が小さいものを用いてもよい。
外輪37と外輪間座31との間には、密閉用シール35と略同じ膜厚を有する調整シール36が配置されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, a sealing
In addition, as a film thickness of the sealing
Further, the sealing
Between the
密閉用シール35の外周部と外輪37との間には、所定の幅の隙間CLが形成される。隙間CLの幅は、外輪間座31の幅Loおよび内輪間座33の幅Liの差により調整されている。
また、内輪39,39および外輪37,37は中心軸線C方向に締め付けられ、継手ベアリング29は、外輪間座31と内輪間座33との幅寸法の差により、定位置与圧方式で予圧されている。
A gap CL having a predetermined width is formed between the outer peripheral portion of the sealing
Further, the
次に、上記の構成からなるチャック装置9における作用について説明する。
チャック装置9は、図1に示すように、主軸5が停止している状態において、外部から回転継手1を介してシリンダ部17に供給エアARが供給される。シリンダ部17にエアが供給されると、ダイヤフラムチャック部19が開き、ワークWを取り付け、取り外すことができる。
その後、シリンダ部17に供給されたエアを、回転継手1を介して外部に流出させると、ダイヤフラムチャック部19が閉じて、ワークWを把持する。この状態で主軸5を回転させ、例えば、ワークWの加工を行う。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 1, the
After that, when the air supplied to the
次に、本発明の特徴部である回転継手1の作用について説明する。
初めに、回転継手1に所定圧力の供給エアが流入した際の作用について説明する。
まず、外部から供給エアARが、図3に示すように、供給ジョイント21および筐体流路23を介して回転継手1に供給される。
供給エアARは、図3および図4に示すように、外輪間座31の外溝43に流入し、外側供給孔45内を内輪間座33方向へ流れる。外側供給孔45から流出した供給エアARの大半は、内輪間座33の中溝49に流入し、内側供給孔53、内溝51に流入する。内溝51に流入した供給エアARは、主軸5の主軸流路25に流入する。
Next, the operation of the rotary joint 1 which is a characteristic part of the present invention will be described.
First, an operation when supply air of a predetermined pressure flows into the rotary joint 1 will be described.
First, the supply air AR is supplied from the outside to the rotary joint 1 through the
As shown in FIGS. 3 and 4, the supply air AR flows into the
一方、外側供給孔45から流出した供給エアARの残りは、外輪間座31と内輪間座33との間のクリアランスに流入する。クリアランスに流入した供給エアARは継手ベアリング29方向に流れ、緩衝溝57に流入し、緩衝溝57で堰き止められる。
緩衝溝57を越えて更に継手ベアリング29方向に流出した供給エアARは、密閉用シール35と外輪37との隙間CLを通って外輪37と内輪39の間の空間に流入しようとする。この時、供給エアARは密閉用シール35を外輪37方向に押圧するため、密閉用シール35は外輪37方向に撓み、密閉用シール35の外周部は外輪37と接触する。
On the other hand, the remainder of the supply air AR that has flowed out of the
The supply air AR that has further flowed out toward the
以後、密閉用シール35には供給エアARの圧力が作用するため、密閉用シール35の外周部と外輪37とは密着する。回転継手1に供給エアARが供給されている際には、上述のように主軸5は回転していないため、密閉用シール35と外輪37との間には摺動は発生せず、摺動熱も発生していない。
Thereafter, since the pressure of the supply air AR acts on the sealing
次に、主軸5が回転している場合の回転継手1の作用について説明する。
主軸5が回転していると、図3および図4に示すように、内輪39、内輪間座33および密閉用シール35は主軸とともに回転する。
密閉用シール35が回転すると、密閉用シール35に遠心力が働くため、その外周部は半径方向外側へ真っ直ぐに延びる。そのため、密閉用シール35の外周部と外輪37および外輪間座31との間に隙間が形成される。
また、密閉用シール35の近傍領域の空気は、その粘性により密閉用シール35とともに回転するため、回転する空気の圧力により密閉用シール35の外周部と外輪37および外輪間座31との間に隙間が形成される。
Next, the operation of the rotary joint 1 when the
When the
When the sealing
Further, the air in the vicinity of the sealing
密閉用シール35と外輪37および外輪間座31とは接触していないため、密閉用シール35が回転しても外輪37および外輪間座31とは摺動せず、摺動熱は発生しない。主軸5が回転されている場合には、回転継手1に供給エアARが供給されていないため、密閉用シール35は外輪37方向に押圧されず、外輪37と接触することがない。
Since the sealing
上記の構成によれば、内輪間座33と外輪間座31との間には所定間隔のクリアランスが設けられ、密閉用シール35の外周部と外輪37および外輪間座31との間に隙間が形成されている。そのため、回転継手1に供給エアARが供給されていない場合には、主軸5の回転による密閉用シール35と外輪37および外輪間座31との摺動が防止され、摺動による熱の発生を防止できる。その結果、主軸5の高速回転への対応を可能とすることができる。
According to the above configuration, a clearance of a predetermined interval is provided between the
回転継手1に供給エアARが供給されたときには、密閉用シール35の外周部が供給エアARに押圧されて隣接する外輪37と接触する、または、隣接する外輪37との隙間が狭くなるため、回転継手1の密閉性を向上させることができる。
When the supply air AR is supplied to the rotary joint 1, the outer peripheral portion of the sealing
回転継手1は、継手ベアリング29の間に配置された外輪間座31と、内輪間座33と、密閉用シール35とにより構成されるため、従来のように回転継手を設ける専用のスペースを設けることなく配置でき、設置スペースを小さくすることができる。
Since the rotary joint 1 is composed of the
外輪間座31の中心軸線C方向の幅Loが、内輪間座33の中心軸線C方向の幅Liよりも広いため、内輪間座33を挟む内輪39の間隔より外輪間座31を挟む外輪37の間隔が広くなる。そのため、内輪39と内輪間座33とに挟まれた密閉用シール35の外周部が半径方向外側に延びた場合に、上記外周部と外輪37との間に隙間を形成することができる。
また、外輪間座31の外輪37に対向する面には外側段差部47が設けられているため、密閉用シール35の外周部が半径方向外側に延びた場合に、上記外周部と外輪間座31との間に隙間を形成することができる。
Since the width Lo of the
Further, since the outer stepped
内輪間座33の内周面に上記クリアランスの所定間隔を広くする緩衝溝57が設けられているため、外輪間座31と内輪間座33との間のクリアランスを外側供給孔45から継手ベアリング29に向かって流れる供給エアARを緩衝溝57で止めることができる。
Since the
密閉用シール35が摩擦係数の小さなポリ4フッ化エチレンから形成されているため、主軸5が回転している間に密閉用シール35と外輪37とが接触しても、摺動による熱が発生しにくくなる。また、密閉用シール35がポリ4フッ化エチレンの膜であるため、可撓性が高く、わずかな圧力でも密閉用シール35と外輪37とを接触させることができる。
また、ポリ4フッ化エチレン性の膜は非常に安価に入手できるため、本発明の回転継手1を安価に製造することができる。
Since the sealing
In addition, since the polytetrafluoroethylene film can be obtained at a very low cost, the rotary joint 1 of the present invention can be manufactured at a low cost.
なお、上述のように、主軸5を停止した状態で回転継手1に供給エアARを供給してもよいし、主軸5を回転した状態で回転継手1に供給エアARを供給しても構わない。このときの主軸5の回転数は、ワークを加工などする場合の回転数よりも低い回転数であることが望ましい。
この場合、密閉用シール35に供給エアARによる押圧力が働くため、密閉用シール35と外輪37との隙間CLは、エアが供給されていない場合と比較して狭くなる。一方、密閉用シール35は、密閉用シール35の回転により働く遠心力と、粘性により密閉用シール35の近傍を密閉用シール35とともに回転する空気とにより、外輪37と接触しない。
As described above, the supply air AR may be supplied to the rotary joint 1 with the
In this case, since the pressing force by the supply air AR acts on the sealing
なお、上述のように、外輪間座31の幅Loを内輪間座33の幅Liよりも広く形成して、密閉用シール35と外輪37との隙間を形成してもよいし、外輪間座31の幅Loと内輪間座33の幅Liとを略同じ、または、幅Loを幅Liよりも狭く形成するとともに、外輪37に段差部を形成して、密閉用シール35と外輪37との隙間を形成しても構わない。
As described above, the width Lo of the
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、本発明の回転継手をチャック装置に適用して説明したが、チャック装置に限られることなく、外部から回転軸内に流体を供給するその他の装置全般に適用することができるものである。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the rotary joint of the present invention has been applied to the chuck device. However, the present invention is not limited to the chuck device, and is applicable to all other devices that supply fluid into the rotary shaft from the outside. Is something that can be done.
また、上記の実施形態においては、外側に固定された筐体が配置され、内側に回転する主軸が配置された場合における回転継手に適用して説明したが、この構成に限られることなく、外側に回転する筐体が配置され、内側に固定された軸が配置された場合における回転継手にも適用することができるものである。 In the above embodiment, the case where the casing fixed on the outside is disposed and the main shaft that rotates on the inside is disposed has been described. However, the present invention is not limited to this configuration. It can also be applied to a rotary joint when a rotating casing is arranged and a shaft fixed inside is arranged.
さらに、上記の実施形態においては、内輪間座と内輪との間にシール部材が挟まれた構成の回転継手に適用して説明したが、この構成に限られることなく、外輪間座と外輪との間にシール部材が挟まれた構成の回転継手にも適用することができるものである。 Furthermore, in the above embodiment, the description has been made by applying the present invention to a rotary joint having a configuration in which a seal member is sandwiched between the inner ring spacer and the inner ring. The present invention can also be applied to a rotary joint having a configuration in which a seal member is sandwiched between them.
1 回転継手(流体供給用回転継手)
5 主軸(内側部材)
11 筐体(外側部材)
29 継手ベアリング(ベアリング)
31 外輪間座
33 内輪間座
35 密閉用シール(シール部材)
43 外溝(流路)
45 外側供給孔(流路)
47 外側段差部(段差部)
49 中溝(流路)
51 内溝(流路)
53 内側供給孔(流路)
57 緩衝溝(拡大部)
AR 供給エア(流体)
CL 隙間
1 Rotary joint (rotary joint for fluid supply)
5 Main shaft (inner member)
11 Housing (outside member)
29 Joint bearing (bearing)
31
43 Outer groove (flow path)
45 Outer supply hole (flow path)
47 Outside step (step)
49 Middle groove (flow path)
51 Inner groove (flow path)
53 Inside supply hole (flow path)
57 Buffer groove (enlarged part)
AR supply air (fluid)
CL gap
Claims (5)
前記外側部材に固定され、前記ベアリングの外輪間に挟まれる外輪間座部材と、
前記内側部材に固定され、前記ベアリングの内輪間に配置され、前記外輪間座部材に対し半径方向に隙間をあけて配置される内輪間座部材と、
前記内輪間座部材とベアリングの内輪との間に挟まれ、外周部が前記ベアリングの外輪に対して軸方向に隙間をあけて配置される可撓性を有するリング板状のシール部材と、を有し、
前記内輪間座部材および外輪間座部材に、半径方向に貫通して流体を流通させる流路がそれぞれ設けられている流体供給用回転継手。 Disposed between two bearings that support the outer member and the inner member in a relatively rotatable manner;
An outer ring spacer member fixed to the outer member and sandwiched between outer rings of the bearings;
An inner ring spacer member fixed to the inner member, disposed between the inner rings of the bearing, and disposed with a gap in the radial direction with respect to the outer ring spacer member;
A ring-plate-shaped sealing member having flexibility, which is sandwiched between the inner ring spacer member and the inner ring of the bearing, and whose outer peripheral portion is disposed with a gap in the axial direction with respect to the outer ring of the bearing. Have
Fluid supply rotary joints, wherein the inner ring spacer member and the outer ring spacer member are each provided with a flow path through which fluid flows in the radial direction.
前記外輪間座の前記外輪と対向する面には、前記内輪間座に向かって前記流路側へ凹む段差部が設けられている請求項1記載の流体供給用回転継手。 The axial length of the outer ring spacer is formed longer than the axial length of the inner ring spacer,
The rotary joint for fluid supply according to claim 1, wherein a stepped portion that is recessed toward the flow path toward the inner ring spacer is provided on a surface of the outer ring spacer facing the outer ring.
前記外側部材に固定され、前記ベアリングの外輪間に挟まれる外輪間座部材と、
前記内側部材に固定され、前記ベアリングの内輪間に配置され、前記外輪間座部材に対し半径方向に隙間をあけて配置される内輪間座部材と、
前記外輪間座部材とベアリングの外輪との間に挟まれ、内周部が前記ベアリングの内輪に対して軸方向に隙間をあけて配置される可撓性を有するリング板状のシール部材と、を有し、
前記内輪間座部材および外輪間座部材に、半径方向に貫通して流体を流通させる流路がそれぞれ設けられている流体供給用回転継手。
Arranged between two bearings for supporting the outer member and the inner member in a relatively rotatable manner,
An outer ring spacer member fixed to the outer member and sandwiched between outer rings of the bearings;
An inner ring spacer member fixed to the inner member, disposed between the inner rings of the bearing, and disposed with a gap in the radial direction with respect to the outer ring spacer member;
A ring-plate-shaped sealing member having flexibility, which is sandwiched between the outer ring spacer member and the outer ring of the bearing, and has an inner peripheral portion disposed with a gap in the axial direction with respect to the inner ring of the bearing; Have
Fluid supply rotary joints, wherein the inner ring spacer member and the outer ring spacer member are each provided with a flow path through which fluid flows in the radial direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005250648A JP4573230B2 (en) | 2005-08-31 | 2005-08-31 | Rotary joint for fluid supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005250648A JP4573230B2 (en) | 2005-08-31 | 2005-08-31 | Rotary joint for fluid supply |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007064340A JP2007064340A (en) | 2007-03-15 |
JP4573230B2 true JP4573230B2 (en) | 2010-11-04 |
Family
ID=37926759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005250648A Expired - Fee Related JP4573230B2 (en) | 2005-08-31 | 2005-08-31 | Rotary joint for fluid supply |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4573230B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07266101A (en) * | 1994-03-30 | 1995-10-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Spindle head |
JP2001087986A (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-03 | Nt Tool Corp | Cooling device for tool holder |
-
2005
- 2005-08-31 JP JP2005250648A patent/JP4573230B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07266101A (en) * | 1994-03-30 | 1995-10-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Spindle head |
JP2001087986A (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-03 | Nt Tool Corp | Cooling device for tool holder |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007064340A (en) | 2007-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200284352A1 (en) | Shaft Seal Assembly | |
US7090403B2 (en) | Articulated seal | |
EP0894990B1 (en) | Double seal bearing | |
JPH1113764A (en) | Hydrostatic air bearing | |
US7407198B2 (en) | Radial rotary transfer assembly | |
US20150014940A1 (en) | Shaft seal assembly | |
JP2007239993A (en) | Pre-loaded bearing device | |
JP5622258B2 (en) | Multi-channel rotary joint | |
WO2018016268A1 (en) | Foil bearing | |
WO2016080137A1 (en) | Manufacturing method for fluid dynamic bearing devices | |
JP4573230B2 (en) | Rotary joint for fluid supply | |
JP2016136033A (en) | Linear motion mechanism, valve device, and steam turbine | |
JP2010133467A (en) | Rolling bearing device | |
US7055826B2 (en) | Seal and bearing assembly | |
JP2011106493A (en) | Rolling bearing device | |
JP2008082410A (en) | Lip reversal detecting method | |
JP2007309351A (en) | Rolling bearing | |
JP2011231862A (en) | Rolling bearing | |
JP2012508359A (en) | Rotary joint | |
JP2008095744A (en) | Ball screw device | |
JP4508585B2 (en) | Air bearing device | |
JP5875033B2 (en) | Hollow type rotary introduction machine | |
JP5182068B2 (en) | Rolling bearing | |
JP2005291455A (en) | Rotary joint | |
JP2024042266A (en) | Bearing devices and spindle devices |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080404 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100729 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100803 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20100809 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100809 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4573230 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130827 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |