JP6059008B2

JP6059008B2 - 回転継手

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Publication number: JP6059008B2
Application number: JP2012285574A
Authority: JP
Inventors: 邦宏山部
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: JP2014126191A

Description

本発明は、例えばマシニングセンタ等の工作機械等に使用される回転継手に関する。

従来、例えばマシニングセンタ等の工作機械等には、内部に流体が流れる回転継手が用いられている。

この回転継手としては、特許文献１に、シャフトと、シャフトに取り付けたシールキャップ（第１シールキャップ）と、このシールキャップの端部に設けられたセラミックスからなるシールリング（第１シール部材）と、シールリングに摺接するセラミックスからなるメタルシール材（第２シール部材）と、メタルシール材が端部に設けられたシールキャップ（第２シールキャップ）と、このシールキャップが取り付けられたボディとを備えた高速回転継手（回転継手）が記載されている。

近年、この回転継手には小型化が要求されている。しかし、回転継手を小型化すると、第１シールキャップ、第１シール部材、第２シール部材および第２シールキャップも小型化する必要があるため、回転継手の使用時や作製時に第１シール部材および第２シール部材に応力が加わった際に、第１シール部材および第２シール部材が割れやすくなる。第１シール部材および第２シール部材が割れると、回転継手の内部を流れる流体が漏れてしまい、回転継手の信頼性が低下しやすい。

したがって、信頼性に優れた回転継手が要求されている。

特開平７−３５１４９号公報

本発明は、信頼性を高める要求に応える回転継手を提供するものである。

本発明の一実施形態に係る回転継手は、回転可能であり、回転軸に沿った第１貫通孔を有するシャフトと、該シャフトの一端部に固定されており、前記第１貫通孔につながった第２貫通孔を有する第１シールキャップと、該第１シールキャップの前記シャフトと反対側の一端部に固定されており、前記第２貫通孔につながった第３貫通孔を有し、かつ該第３貫通孔の開口部が形成されているとともに前記第１シールキャップと反対側に配された第１端面を有する第１シール部材と、前記第３貫通孔に接続可能である第４貫通孔を有し、かつ該第４貫通孔の開口部が形成されているとともに前記第１端面に対向しつつ接触可能な第２端面を有する第２シール部材と、該第２シール部材の前記第１シール部材と反対側の一端部が固定されており、前記第４貫通孔につながった第５貫通孔を有する第２シールキャップと、該第２シールキャップの前記第２シール部材と反対側の一端部が固定されており、前記第５貫通孔につながった第６貫通孔を有するボディと、前記シャフト、前記第１シールキャップ、前記第１シール部材、前記第２シール部材、前記第２シールキャップおよび前記ボディを収容した外筒とを備え、前記第１シール部材および前記第２シール部材は、セラミック焼結体からなり、少なくとも前記第１シール部材は窒化珪素質焼結体からなり、前記第１シールキャップは金属からなり、前記第１シール部材は、前記第１シールキャップに焼嵌めで固定されており、前記第１シール部材と前記第１シールキャップとの間に樹脂部材が配されている。

本発明の回転継手によれば、第１シール部材および第２シール部材の少なくとも一方は、窒化珪素質焼結体からなることから割れにくいため、信頼性を高める要求に応える回転継手を得ることができる。

本発明の一実施形態による回転継手において、第１シール部材の第１端面と第２シール部材の第２端面とが接触した状態を示す、長手方向に沿った断面図である。図１に示した回転継手において、第１シール部材の第１端面と第２シール部材の第２端面とが離れた状態を示す、長手方向に沿った断面図である。図１に示した回転継手の第１シール部材において、第１端面が複数の窪みを有する構成を示す、長手方向に沿った断面図である。

以下に、本発明の一実施形態による回転継手について、図面を参照して詳細に説明する。

図１に示した本実施形態の回転継手１は、例えば、マシニングセンタ等の工作機械等において、流体供給部材（図示せず）から切削工具または研削工具等の工具（図示せず）へ回転運動を伝達しつつ水、潤滑液または研削液等の流体を流すものである。その結果、工具へ流体を流すことで被加工物を冷却しつつ被加工物表面や工具表面の加工屑を除去するとともに、工具を回転させて被加工物を加工することができる。この回転継手１は、シャフト２、第１シールキャップ３、第１シール部材４、第２シール部材５および第２シールキャップ６、ボディ７、外筒８およびベアリング９を備えている。

シャフト２は、回転可能であり、回転軸Ａに沿った第１貫通孔Ｐ１を有する。シャフト２は、例えばステンレス等の金属からなる。シャフト２は、例えば円筒状であり、シャフト２の回転軸Ａは、円筒状であるシャフト２の長手方向に沿っている。また、第１貫通孔Ｐ１は、例えば円柱状であり、第１貫通孔Ｐ１の直径は例えば１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。後述する第２貫通孔Ｐ２ないし第６貫通孔Ｐ６は、例えば円柱状であり、後述する第２貫通孔Ｐ２ないし第６貫通孔Ｐ６の直径は、例えば第１貫通孔Ｐ１の直径と同じである。

このシャフト２の一端部２ａには、第１シールキャップ３が固定されている。具体的には、シャフト２の一端部２ａおよび後述する第１シールキャップ３の他端部３ｂのそれぞれにねじ部が形成されており、シャフト２の一端部２ａをめねじとし、第１シールキャップ３の他端部３ｂをおねじとして互いに締め付けられている。一方、シャフト２の他端部２ｂは流体供給部材に接続される。具体的には、他端部２ｂおよび流体供給部材のそれぞれにねじ部が形成されており、互いに締め付けることによって他端部２ｂが流体供給部材に接続される。このシャフト２は、他端部２ｂに接続した流体供給部材が回転することによって回転する。また、第１貫通孔Ｐ１は、流体供給部材の配管につながり、この配管から供給された流体が流れる。

第１シールキャップ３は、シャフト２の一端部２ａに固定されており、第１貫通孔Ｐ１につながった第２貫通孔Ｐ２を有する。この第１シールキャップ３は、例えばステンレス等の金属からなる。第１シールキャップ３は、シャフト２と反対側の一端部３ａ側に配された第１フランジ部１０と、シャフト２側の他端部３ｂ側に配されて、第１フランジ部１０に接続した第１軸部１１とを有する。第１フランジ部１０は、例えば円筒状であり、第１フランジ部１０の直径は例えば５ｍｍ〜４０ｍｍであり、第１フランジ部１０の長さは例えば５ｍｍ〜４０ｍｍである。第１軸部１１は、例えば円筒状であり、第１軸部１１の直径は例えば３ｍｍ〜２０ｍｍであり、第１軸部１１の長さは例えば５ｍｍ〜４０ｍｍである。

第１シールキャップ３の一端部３ａには、第１シール部材４が固定されている。具体的には、第１シールキャップ３の一端部３ａに、第１シール部材４に対応した形状の第１凹部Ｃ１が形成されており、この第１凹部Ｃ１に第１シール部材４が焼嵌めで固定されている。この第１シールキャップ３は、他端部３ｂに固定されたシャフト２が回転することによって回転する。また、第２貫通孔Ｐ２は、第１貫通孔Ｐ１につながっており、第１貫通孔Ｐ１から供給された流体が流れる。

第１シール部材４は、第１シールキャップ３の一端部３ａに固定されており、第２貫通孔Ｐ２につながった第３貫通孔Ｐ３を有し、かつ第３貫通孔Ｐ３の開口部が形成されているとともに第１シールキャップ３と反対側に配された第１端面１２を有する。この第１シール部材４は、セラミック焼結体からなる。第１シール部材４は、例えば円筒状であり、第１シール部材４の直径は例えば５ｍｍ〜３０ｍｍであり、第１シール部材４の長さは例えば３ｍｍ〜２０ｍｍである。

第１シール部材４は、第１シール部材４が固定された第１シールキャップ３が回転することによって回転する。また、第３貫通孔Ｐ２は、第２貫通孔Ｐ２につながっており、第２貫通孔Ｐ２から供給された流体が流れる。

第２シール部材５は、第３貫通孔Ｐ３に接続可能である第４貫通孔Ｐ４を有し、かつ第４貫通孔Ｐ４の開口部が形成されているとともに第１端面１２に対向しつつ接触可能な第２端面５ｂを有する。この第２シール部材５は、セラミック焼結体からなる。第２シール部材５は、例えば円筒状であり、第２シール部材５の直径は、例えば５ｍｍ〜３０ｍｍであり、第２シール部材５の長さは例えば３ｍｍ〜２０ｍｍである。第２シール部材５の直径は、第１シール部材４の直径と同じであることが望ましい。

第２シール部材５の第２端面１３は、第１端面１２に対向しており、第１端面１２に接触可能である。具体的には、例えばエアーシリンダーや油圧シリンダー等の駆動部材によって第２シール部材５を第２端面１３に直交する方向に移動させることで、第１端面１２に接触させ、また、第１端面１２から離すことができる。第２端面１３が第１端面１２に接触した状態で第１端面１２が回転することによって、第２端面１３を回転させることができる。また、第２端面１３を第１端面１２から離すことによって、第２端面１３の回転を止めることができる。また、第４貫通孔Ｐ４は、第２端面１３が第１端面１２に接触した際に、第３貫通孔Ｐ３に接続してつながり、第３貫通孔Ｐ３から供給された流体が流れる。

第２シールキャップ６は、第２シール部材５の第１シール部材４と反対側の一端部５ａが固定されており、第４貫通孔Ｐ４につながった第５貫通孔Ｐ５を有する。この第２シールキャップ６は、例えばステンレス等の金属からなる。第２シールキャップ６は、第２シール部材５側の他端部６ｂ側に配された第２フランジ部１４と、第２シール部材５と反対側の一端部６ａに配され、第２フランジ部１４に接続した第２軸部１５とを有する。第２フランジ部１４は、例えば円筒状であり、第２フランジ部１４の直径は例えば１０ｍｍ〜６０ｍｍであり、第２フランジ部１４の長さは例えば５ｍｍ〜４０ｍｍである。第２軸部１５は、例えば円筒状であり、第２軸部１５の直径は例えば３ｍｍ〜３０ｍｍであり、第２軸部１５の長さは例えば５ｍｍ〜４０ｍｍである。第２フランジ部１４は、第２フランジ部１４のボディ７側の端面に円形状の開口部を具備した第１ねじ穴１６を有する。この第１ねじ穴１６の呼び径は、例えばＭ２〜Ｍ６である。

第２シールキャップ６の他端部６ｂには、第２シール部材５が固定されている。具体的には、第２シールキャップ６の他端部６ｂに、第２シール部材５に対応した形状の第２凹部Ｃ２が形成されており、この第２凹部Ｃ２に第２シール部材５が焼嵌めで固定されている。この第２シールキャップ６は、他端部６ｂに固定された第２シール部材５が回転することによって回転する。また、第５貫通孔Ｐ５は、第４貫通孔Ｐ４につながっており、第４貫通孔Ｐ４から供給された流体が流れる。

ボディ７は、第２シールキャップ６の第２シール部材５と反対側の一端部６ａが固定されており、第５貫通孔Ｐ５につながった第６貫通孔Ｐ６を有する。このボディ７は、例えばステンレス等の金属からなる。ボディ７は、例えば円筒状である。ボディ７の第１ねじ穴１６に対応した箇所には、長手方向に貫通した第２ねじ穴１７が形成されている。第２ねじ穴１７の呼び径は、第１ねじ穴１６の呼び径と同様である。

ボディ７の第２シールキャップ６側の他端部７ｂには、第２シールキャップ６が固定されている。具体的には、第２ねじ穴１７にねじ部材１８を挿入し、ねじ部材１８の一部と第１ねじ穴１６とを互いに締め付けられている。ネジ部材１８は、第１ねじ穴１６および第２ねじ穴１７に対応した形状である。一方、ボディ７の第２シールキャップ６と反対側の一端部７ａには工具が接続され、ボディ７は工具の支持部材として機能する。このボディ７は、他端部７ｂに固定された第２シールキャップ６が回転することによって回転する。そして、ボディ７が回転することによって、一端部７ａに接続した工具が回転し、ひいては被加工物の加工を行なうことができる。また、第６貫通孔Ｐ６は、第５貫通孔Ｐ５につながっており、第５貫通孔Ｐ５から供給された流体が流れる。また、第６貫通孔Ｐ６は、工具の配管につながっており、第６貫通孔Ｐ６を流れる流体は、工具の配管に供給される。

外筒８は、シャフト２、第１シールキャップ３、第１シール部材４、第２シール部材５、第２シールキャップ６およびボディ７（以下、シャフト２ないしボディ７という）を収容している。この外筒８は、例えばステンレス等の金属からなる。外筒８は、例えば円筒状である。外筒８は、後述するベアリング９によって、シャフト２ないしボディ７を回転可能としつつ収容している。また、第１シール部材４および第２シール部材５を収容する空間Ｓを有している。

ベアリング９は、外筒８とシャフト２および第１シールキャップ３との間に介在しており、外筒８に対して、シャフト２および第１シールキャップ３を回転可能とし、ひいては、第１シール部材４、第２シール部材５、第２シールキャップ６およびボディ７を回転可能とするものである。このベアリング９は、従来周知のベアリングを用いることができる。なお、ベアリング９は、外筒８とシャフト２との間のみに介在していてもよい。

前述した回転継手１において、第１シール部材４の第１端面１２と第２シール部材５の第２端面１３とは、互いに対向しているとともに、第１端面１２および第２端面１３に直交する方向に相対的に移動可能である。

図１に示すように、第１端面１２と第２端面１３とを接触することによって、シャフト２ないしボディ７が互いに接続するため、流路供給部材からシャフト２ないしボディ７を介して工具に回転力を伝達することができ、ひいては工具を回転させて被加工物を加工することができる。さらに、この際、第１シール部材４の第３貫通孔Ｐ３と第２シール部材５の第４貫通孔Ｐ４とがつながることで第１貫通孔Ｐ１ないし第６貫通孔Ｐ６が１つの流路を構成するため、流路供給部材から第１貫通孔Ｐ１ないし第６貫通孔Ｐ６を介して工具に流体を流すことができ、ひいては工具に流体を供給して被加工物の冷却等を行なうこと
ができる。

一方、図２に示すように、第１端面１２と第２端面１３とを離すことによって、第１シール部材４と第２シール部材５との間で回転力が伝わらないため、工具の回転を止めて加工を停止することができる。さらに、この際、第１シール部材４の第３貫通孔Ｐ３と第２シール部材５の第４貫通孔Ｐ４とが離れることによって、第３貫通孔Ｐ３から第４貫通孔Ｐ４へ流体が供給されないため、工具への流体の供給を止めて被加工物の冷却等を停止することができる。また、第１端面１２と第２端面１３とを離す際に、流体供給部材による流体の供給を停止させることが望ましい。第１端面１２と第２端面１３とを離す距離は、例えば０．５ｍｍ〜２ｍｍである。

このように第１端面１２と第２端面１３とが接触することによって、第１シール部材４と第２シール部材５とは、互いに接続することで回転力の伝達部材として機能する。さらに、第１端面１２と第２端面１３とが接触することによって、第１シール部材４と第２シール部材５とは、第３貫通孔Ｐ３と第４貫通孔Ｐ４とをつなげて流路の一部をなすとともに、第３貫通孔Ｐ３と第４貫通孔Ｐ４との間を流れる流路のシールとして機能する。

この第１シール部材４と第２シール部材５とは、第１端面１２と第２端面１３とが接触することで回転力の伝達部材として機能することから、第１端面１２および第２端面１３には摩耗が生じやすい。第１端面１２および第２端面１３に摩耗が生じると、第１シール部材４および第２シール部材５のシールとしての機能が低下し、第３貫通孔Ｐ３と第４貫通孔Ｐ４との間で流体が漏れやすくなる。

一方、本実施形態において、第１シール部材４および第２シール部材５は、セラミック焼結体からなる。その結果、セラミック焼結体は樹脂などと比較して耐摩耗性に優れることから、第１端面１２および第２端面１３の摩耗を抑制し、第１シール部材４および第２シール部材５のシールとしての機能を高めることができる。

ところで、回転継手１を小型化すると、第１シールキャップ３、第１シール部材４、第２シール部材５および第２シールキャップ６も小型化する必要がある。第１シール部材４および第２シール部材５が小型化すると、第１シール部材４および第２シール部材５の強度が低下しやすくなる。また、第１シールキャップ３および第２シールキャップ６が小型化すると、第１シールキャップ３および第２シールキャップ６を介して第１シール部材４および第２シール部材５に伝わる応力が大きくなりやすい。したがって、回転継手１の使用時や作製時に第１シール部材４および第２シール部材５に応力が加わった際に、セラミック焼結体からなる第１シール部材４および第２シール部材５が割れやすくなる。第１シール部材４または第２シール部材５が割れると、第３貫通孔Ｐ３または第４貫通孔Ｐ４から流体が外部へ漏れてしまい、回転継手１の信頼性が低下することがある。

一方、本実施形態において、第１シール部材４および第２シール部材５の少なくとも一方は、窒化珪素質焼結体からなる。その結果、窒化珪素質焼結体は各種セラミック焼結体の中で強度が高いため、第１シール部材４または第２シール部材５の割れを抑制することができる。その結果、第３貫通孔Ｐ３または第４貫通孔Ｐ４からの流体の漏れを抑制し、回転継手１の信頼性を高めることができる。したがって、信頼性を高める要求に応える回転継手１を提供することができる。また、これによって回転継手１の小型化を可能とすることができる。

また、窒化珪素質焼結体は各種セラミック焼結体の中で摩擦係数が高いことから、第１シール部材４と第２シール部材５が接触した際に効率良く回転力を伝達することができる。また、窒化珪素質焼結体は各種セラミック焼結体の中で耐熱衝撃性が高いことから、摩擦熱による加熱および流体による冷却に起因した第１シール部材４または第２シール部材５の破壊を抑制することができる。また、窒化珪素質焼結体は各種セラミック焼結体の中で熱膨張率が低いことから、摩擦熱による加熱および流体による冷却の際に、第１シール部材４または第２シール部材５の体積の変化を抑制することができるため、第１シール部材４および第２シール部材において、効率良く回転力を伝達するとともに流体の漏れを抑制することができる。

この窒化珪素質焼結体は、窒化珪素を主成分として９０質量％以上含んでいればよく、イットリア、鉄、クロム、マンガンおよび銅の少なくとも１種を副成分として含んでいてもよい。

第１シール部材４および第２シール部材５の双方は、窒化珪素質焼結体であることが望ましい。その結果、第１シール部材４および第２シール部材５の双方において漏れを抑制することができる。

また、第１シール部材４および第２シール部材５の一方は、窒化珪素質焼結体でなくても構わない。この場合は、第１シール部材４および第２シール部材５の一方は、各種セラミック焼結体からなり、中でも炭化珪素質焼結体からなることが望ましい。その結果、第１シール部材４および第２シール部材５の双方に窒化珪素質焼結体を用いた場合と比較して、第１シール部材４と第２シール部材５との摩擦係数を低減して滑りやすくすることができる。その結果、第１端面１２および第２端面１３を離れた状態から接触した状態へ移行する途中であって、第１端面１２と第２端面１３との接触がまだ不十分である段階では、第１端面１２と第２端面１３とが滑ることがあるが、第１シール部材４と第２シール部材５とを滑りやすくすることで摩耗量を低減し、流体の漏れを抑制することができる。特に、第１端面１２と第２端面１３とを接触させてから流体を流す場合には、第１端面１２と第２端面１３との接触がまだ不十分である段階では流体が流れておらず、第１端面１２と第２端面１３とが乾燥状態となっている。この乾燥した状態では窒化珪素質焼結体は濡れた状態と比較して摩耗しやすいが、上述した如く、第１端面１２と第２端面１３とを滑りやすくすることで、窒化珪素質焼結体の摩耗量を低減し、流体の漏れを抑制することができる。

この炭化珪素質焼結体は、炭化珪素を主成分として９０質量％以上含んでいればよく、ボロン、イットリア、アルミニウム、鉄、クロム、マンガンおよび銅の少なくとも１種を副成分として含んでいてもよい。

また、本実施形態において、第１シールキャップ３は、シャフト２側の他端部３ｂにシャフト２が締め付けられるねじ部を有する。この場合には、第１シール部材４は、窒化珪素質焼結体からなることが望ましい。その結果、第１シールキャップ３の他端部２ｂとシャフト２とを締め付ける際に大きな応力が加わりやすい第１シール部材４を高強度として、第１シール部材４の割れを良好に抑制することができる。また、締め付ける力を第１フランジ部１０に加える場合には、第１フランジ部１０から第１シール部材４に大きな応力が加わりやすい。特に、第１フランジ部１０の形状として六角柱状や側面にＤカットを有する柱状を用いた場合に、第１シール部材４に大きな応力が加わりやすい。一方、上述した如く、第１シール部材４が窒化珪素質焼結体からなると、第１シール部材４を高強度として、第１シール部材４の割れを良好に抑制することができる。

また、本実施形態において、第１シールキャップ３の第１フランジ部１０の直径は、第２シールキャップ６の第２フランジ部１４の直径よりも小さい。これは、例えば外筒８とシャフト２および第１シールキャップ３との間にベアリング９を介在させたことに起因する。このような場合にも、第１シール部材４は、窒化珪素質焼結体からなることが望まし
い。その結果、第１フランジ部１０の直径が小さいことから第１シールキャップ３を介して大きな応力が伝わりやすい第１シール部材４を高強度として、第１シール部材４の割れを良好に抑制することができる。なお、第１シールキャップ３の第１フランジ部１０の直径と、第２シールキャップ６の第２フランジ部１４の直径とは同じであっても構わない。

また、第１シール部材４および第２シール部材５の少なくとも一方は、多孔質体であることが望ましい。その結果、第３貫通孔Ｐ３または第４貫通孔Ｐ４から多孔質体を介して第１端面１２と第２端面１３との間に流体が供給され、第１端面１２および第２端面１３が濡れた状態を維持することができるため、第１端面１２と第２端面１３との滑りを良くして第１端面１２および第２端面１３の摩耗を抑制することができる。特に、窒化珪素質焼結体は一般的に乾燥した状態では摩耗しやすいことから、第１シール部材４および第２シール部材５の少なくとも一方が窒化珪素質焼結体である場合に、第１シール部材４および第２シール部材５の少なくとも一方を多孔質体とすることによって、第１端面１２および第２端面１３が濡れた状態を維持することができるため、第１端面１２および第２端面１３の摩耗を良好に抑制することができる。

また、第１シールキャップ３がシャフト２側の他端部３ｂにシャフト２が締め付けられるねじ部を有する場合には、第１シール部材４が緻密質体であり、第２シール部材５が多孔質体であることが望ましい。その結果、前述したように応力が加わりやすい第１シール部材４の強度を高めて割れにくくすることができる。

また、第１シールキャップ３の第１フランジ部１０の直径が第２シールキャップ６の第２フランジ部１４の直径よりも小さい場合には、第１シール部材４が緻密質体であり、第２シール部材５が多孔質体であることが望ましい。その結果、前述したように応力が加わりやすい第１シール部材４の強度を高めて割れにくくすることができる。

また、第１端面１２および第２端面１３の少なくとも一方は、複数の窪みＤを有することが望ましい。図３に第１端面１２が窪みＤを有する場合の構成を示す。その結果、第３貫通孔Ｐ３または第４貫通孔Ｐ４からこの窪みＤに流体が供給されるため、第１端面１２と第２端面１３との滑りを良くして第１端面１２および第２端面１３の摩耗を抑制することができる。特に、第１シール部材４および第２シール部材５の少なくとも一方が窒化珪素質焼結体である場合に、第１端面１２および第２端面１３の摩耗を良好に抑制することができる。この複数の窪みＤは、例えば半球状であり、窪みＤの直径は例えば０．３ｍｍ〜２ｍｍであり、窪みＤの深さは例えば０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍである。この窪みＤは、ブラスト加工等を用いて形成することができる。

また、第１シール部材４は、第１シールキャップ３に焼嵌めで固定されている。その結果、経年劣化する接着剤によって固定していないため、第１シールキャップ３から第１シール部材４が取り外れることを抑制することができる。この場合には、第１シール部材４は、窒化珪素質焼結体からなることが望ましい。その結果、焼嵌めで固定する際に大きな応力が加わりやすい第１シール部材４を高強度として、第１シール部材４の割れを良好に抑制することができる。

さらに、第１シール部材４は、第１シールキャップ３に焼嵌めで固定されているとともに、第１シール部材４と第１シールキャップ３との間には、エポキシ樹脂等の樹脂部材が配されていてもよい。その結果、樹脂部材によって第１シール部材４と第１シールキャップ３との隙間を埋めて、この隙間から流体が漏れることを抑制することができる。このような固定は、例えば以下のように行なわれる。まず、第１シール部材４に樹脂部材を塗布した後、この樹脂部材の熱分解温度よりも低い温度で加熱して第１シール部材４を第１シールキャップ３に嵌め合せることによって、第１シール部材４を第１シールキャップ３に焼嵌めで固定することができる。

また、第２シール部材５は、第１シール部材４と同様に、第２シールキャップ６に焼嵌めで固定されていることが望ましい。さらに、第２シール部材５は、第１シール部材４と同様に、第２シールキャップ６に焼嵌めで固定されているとともに、第２シール部材５と第２シールキャップ６との間には、エポキシ樹脂等の樹脂部材が配されていることが望ましい。

前述した回転継手１は、以下のようにして作製することができる。

まず、例えば旋盤加工等の金属加工方法を用いて、シャフト２、第１シールキャップ３、第２シールキャップ６、ボディ７および外筒８を準備する。

次に、第１シール部材４および第２シール部材５を準備する。具体的には、例えば以下のように行なう。まず、セラミック粉末を種々の成形方法を用いて成形して成形体を得る。次に、この成形体を所望の形状に切削加工した後、焼成して焼結体を得る。この焼結体を所望の形状に研削加工することによって、セラミック焼結体からなる第１シール部材４および第２シール部材５を準備することができる。

ここで、セラミック粉末にカーボンなどの粒度の揃った有機物を混合した上で成形体を形成し、焼結することによって、多孔質体の第１シール部材４および第２シール部材５を形成することができる。また、第１端面１２および第２端面１３にブラスト加工を行なうことによって、複数の窪みＤを形成することができる。

次に、シャフト２ないしボディ７を順次接続した後、外筒８とシャフト２および第１シール部材４との間にベアリング９を介在させつつ、シャフト２ないしボディ７を外筒８内に収容する。

以上のようにして、図１に示した回転継手１を作製することができる。

本発明は前述した実施形態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において種々の変更、改良、組合せ等が可能である。

例えば、前述した実施形態において、第１シール部材４が第１シールキャップ３に焼嵌めで固定された構成を例に説明したが、他の固定方法を用いてもよく、例えば第１シール部材４を第１シールキャップ３に接着剤で固定しても構わない。

また、前述した実施形態において、第２シール部材５が第２シールキャップ６に焼嵌めで固定された構成を例に説明したが、他の固定方法を用いてもよく、例えば第２シール部材５を第２シールキャップ６に接着剤で固定しても構わない。

１回転継手
２シャフト
３第１シールキャップ
４第１シール部材
５第２シール部材
６第２シールキャップ
７ボディ
８外筒
９ベアリング
１０第１フランジ部
１１第１軸部
１２第１端面
１３第２端面
１４第２フランジ部
１５第２軸部
１６第１ねじ穴
１７第２ねじ穴
１８ねじ部材

Claims

回転可能であり、回転軸に沿った第１貫通孔を有するシャフトと、
該シャフトの一端部に固定されており、前記第１貫通孔につながった第２貫通孔を有する第１シールキャップと、
該第１シールキャップの前記シャフトと反対側の一端部に固定されており、前記第２貫通孔につながった第３貫通孔を有し、かつ該第３貫通孔の開口部が形成されているとともに前記第１シールキャップと反対側に配された第１端面を有する第１シール部材と、
前記第３貫通孔に接続可能である第４貫通孔を有し、かつ該第４貫通孔の開口部が形成されているとともに前記第１端面に対向しつつ接触可能な第２端面を有する第２シール部材と、
該第２シール部材の前記第１シール部材と反対側の一端部が固定されており、前記第４貫通孔につながった第５貫通孔を有する第２シールキャップと、
該第２シールキャップの前記第２シール部材と反対側の一端部が固定されており、前記第５貫通孔につながった第６貫通孔を有するボディと、
前記シャフト、前記第１シールキャップ、前記第１シール部材、前記第２シール部材、前記第２シールキャップおよび前記ボディを収容した外筒とを備え、
前記第１シール部材および前記第２シール部材は、セラミック焼結体からなり、
少なくとも前記第１シール部材は窒化珪素質焼結体からなり、前記第１シールキャップは金属からなり、前記第１シール部材は前記第１シールキャップに焼嵌めで固定されており、前記第１シール部材と前記第１シールキャップとの間に樹脂部材が配されていることを特徴とする回転継手。
前記第１シール部材および前記第２シール部材の双方が窒化珪素質焼結体からなることを特徴とする請求項１に記載の回転継手。
前記第１シール部材および前記第２シール部材の一方が炭化珪素質焼結体からなることを特徴とする請求項１に記載の回転継手。
前記第１シールキャップは、前記シャフト側の他端部に前記シャフトが締め付けられるねじ部を有し、
前記第１シール部材は、窒化珪素質焼結体からなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の回転継手。
前記第１シール部材および前記第２シール部材の少なくとも一方は、多孔質体であるこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の回転継手。
前記第１端面または前記第２端面の少なくとも一方は、複数の窪みを有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の回転継手。
前記第２シールキャップは、金属からなり、
前記第２シール部材は、前記第２シールキャップに焼嵌めで固定されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の回転継手。