JPH07109269B2 - ドローバー用ロータリジョイント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、工作機械のスピンドルに嵌挿されたドローバ
ー内にクーラント液を供給するときに用いられるドロー
バー用ロータリジョイントに関する。

（従来の技術） 多数の工具が設けられたマシニングセンタ用の工作機械
では、スピンドルの前端に取り付けられた工具を取り外
す（アンチャッキング）ため、ドローバーがスピンドル
の内部に嵌挿され、このドローバーが前方向に摺動する
ことで工具の取り外しができるようになっている。

又、加工時の切削熱を冷却するため、ドローバーの内部
に回転側クーラント液流路が形成され、この回転側クー
ラント液流路にロータリジョイントを介して固定側クー
ラント液流路が接続されることによってクーラント液の
供給ができるようになっている。

従来、ドローバーを前方向に摺動させるための押圧系
と、クーラント液流路を接続するためのロータリジョイ
ントを備えたものとしては、例えば、ドローバー用の押
圧系とロータリジョイントがそれぞれ独立して構成され
たものが知られており、この場合、ドローバー用の押圧
系はロータリジョイントとの干渉を防止するため、ロー
タリジョイントを外回りに迂回して形成されていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のように、ドローバー用の押圧系が
ロータリジョイントを迂回して形成されていると、それ
だけ外形が大きくなってしまうし、部品点数が多くなっ
て構造が複雑になるという問題があった。

又、構造が複雑になると、スピンドルが10000回転以上
で高速回転するものでは、各部に振動や負担が生じ、破
損等のトラブルが発生し易いという問題もあった。

本発明は、上述のような従来の問題点に着目し、ドロー
バー用の押圧機能をロータリジョイントに持たせること
によって、コンパクトで構造簡単なドローバー用ロータ
リジョイントを提供することを課題としている。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するために、本発明請求項１記載のド
ローバー用ロータリジョイントでは、 内部に回転側流路が形成された回転管軸と、内部に固定
側流路が形成されたフローティングシートとを備えたシ
ールジョイント部がジョイントボディの内部に形成さ
れ、前記回転管軸は、スピンドル内に軸方向に摺動可能
に嵌挿されたドローバーの後端部に固定され、かつ内部
の回転側流路がドローバーの内部に形成された回転側ク
ーラント液流路に連通されると共に、該回転管軸の後端
面が回転側シール面に形成され、前記フローティングシ
ートは、ジョイントボディに軸方向に摺動可能に支持さ
れ、かつ内部の固定側流路がジョイントボディに形成さ
れた固定側クーラント液流路に連通されると共に、該フ
ローティングシートの前端面が固定側シール面に形成さ
れ、前記フローティングシートが前方向に摺動して固定
側シール面が回転側シール面に当接することにより、固
定側流路と回転側流路とが接続され、前記ジョイントボ
ディは、該ジョイントボディを介してドローバーを前方
向に摺動させるための押圧手段と、前記ドローバーとの
間に軸方向に摺動可能に支持されると共に、常時はドロ
ーバーから離反する後方向に付勢されている構成とし
た。

また、請求項２記載のドローバー用ロータリジョイント
では、内部に回転側流路が形成された回転管軸と、内部
に固定側流路が形成されたフローティングシートとを備
えたシールジョイント部がダブルロッド形シリンダのピ
ストン内部に形成され、前記回転管軸は、スピンドル内
に軸方向に摺動可能に嵌挿されたドローバーの後端部に
固定され、かつ内部の回転側流路がドローバーの内部に
形成された回転側クーラント液流路に連通されると共
に、該回転管軸の後端面が回転側シール面に形成され、
前記フローティングシートは、ピストンに軸方向に摺動
可能に支持され、かつ内部の固定側流路がピストンに形
成された固定側クーラント液流路に連通されると共に、
該フローティングシートの前端面が固定側シール面に形
成され、前記フローティングシートが前方向に摺動して
固定側シール面が回転側シール面に当接することによ
り、固定側流路と回転側流路とが接続され、前記ピスト
ンは、前記ドローバー後端部をロッド部先端で軸方向に
押圧可能にシリンダに嵌挿されると共に、常時はドロー
バーから離反する後方向に付勢されている構成とした。

（作用） 本発明のドローバー用ロータリジョイントの作用を、ク
ーラント液の供給作用と、ドローバーの押圧作用に分け
て説明する。

〈クーラント液の供給作用〉 請求項１記載のドローバー用ロータリジョイントでは、
クーラント液は、ジョイントボディに形成された固定側
クーラント液流路からシールジョイント部を経て、ドロ
ーバーの内部に形成された回転側クーラント液流路に流
通し、ドローバーの先端部から切削熱の冷却用として加
工部に供給される。

このクーラント液の供給時には、シールジョイント部を
構成する回転管軸の回転側流路とフローティングシート
の固定側流路とが連通するもので、この場合、フローテ
ィングシートが前方向に摺動して、フローティングシー
トの固定側シール面が回転管軸の回転側シール面に当接
することにより、固定側流路と回転側流路とが接続され
る。

請求項２記載のドローバー用ロータリジョイントでは、
クーラント液は、ピストンに形成された固定側クーラン
ト液流路からシールジョイント部を経て、ドローバーの
内部に形成された回転側クーラント液流路に流通し、ド
ローバーの先端部から切削熱の冷却用として加工部に供
給される。

このクーラント液の供給時には、シールジョイント部を
構成する回転管軸の回転側流路とフローティングシート
の固定側流路とが連通するもので、この場合、フローテ
ィングシートが前方向に摺動して、フローティングシー
トの固定側シール面が回転管軸の回転側シール面に当接
することにより、固定側流路と回転側流路とが接続され
る。

〈ドローバーの押圧作用〉 請求項１記載のドローバー用ロータリジョイントでは、
スピンドルの前端に取り付けられた工具を取り外す際に
は、スピンドルの内部に嵌挿されたドローバーを前方向
に摺動させることになる。

このドローバーを前方向に摺動させるには、押圧手段と
ドローバーとの間に軸方向に摺動可能に支持されている
ジョイントボディを押圧手段により後方向への付勢力に
抗して前方向に摺動させる。このジョイントボディの前
方向への摺動により、ジョイントボディの前端面がドロ
ーバーの後端面に当接し、この後は押圧手段による押圧
力がジョイントボディを介してドローバーに入力し、該
ドローバーが前方向に摺動することになる。

以上のように、ロータリジョイントの構成部材となるジ
ョイントボディがドローバーの押圧機能を持つため、押
圧手段からドローバーへ押圧力を伝達させる押圧系が、
ジョイントボディを介して直線的に構成され、それだけ
コンパクトになるし、構造が簡単になる。

請求項２記載のドローバー用ロータリジョイントでは、
スピンドルの前端に取り付けられた工具を取り外す際に
は、スピンドルの内部に嵌挿されたドローバーを前方向
に摺動させることになる。

このドローバーを前方向に摺動可能させるには、ピスト
ンに油圧または空気圧をかけ後方向への付勢力に抗して
該ピストンを前方向に摺動させる。このピストンの前方
向への摺動により、ピストンの前端面がドローバーの後
端面に当接し、この後は該ピストンの押圧力によってド
ローバーが前方向に付勢され、該ドローバーが前方向に
摺動することになる。

以上のように、ロータリジョイントの構成部材となるピ
ストンがドローバーの押圧機能と押圧力とを併せ持つた
め、それだけコンパクトになるし、構造が簡単になる。

（実施例） 以下、本発明請求項１記載のドローバー用ロータリジョ
イントに対応する第１実施例を図面により詳述する。

第１図は第１実施例のドローバー用ロータリジョイント
を示す断面図で、このロータリジョイントは、回転管軸
１とフローティングシート２を備えたシールジョイント
部３がジョイントボディ４の内部に形成されている。

前記回転管軸１は、内部に回転側流路10が形成されると
共に、外周にフランジ11が形成され、かつ回転側シール
面12を形成するシールリング13が後端面に嵌着されてい
る。

そして、この回転管軸１は、スピンドル５内に軸方向に
摺動可能に嵌挿されたドローバー６の後端部に、前記フ
ランジ11がボルト止めされることによって固定され、内
部の回転側流路10はドローバー６の内部に形成された回
転側クーラント液流路60に連通されている。尚、前記ド
ローバー６は、皿バネ61によって後方向に付勢されてい
る。

前記フローティングシート２は、内部に固定側流路20が
形成されると共に、外周にフランジ21が形成され、かつ
固定側シール面22を形成するシールリング23が前端面に
嵌着されている。

そして、このフローティングシート２は、ジョイントボ
ディ４に形成されたシール穴40内に軸方向に摺動可能に
支持され、かつ内部の固定側流路20がジョイントボディ
４に形成された固定側クーラント液流路41にチェック弁
24を介して連通されている。

前記チェック弁24は、固定側流路20の上流口部で、常時
は固定側流路20を塞ぐようにスプリング25により上流側
に付勢され、クーラント液の液圧によってスプリング25
に抗して下流側に押し下げられることで開放し、これに
より固定側流路20が固定側クーラント液流路41に連通す
る。

又、フローティングシート２は、フランジ21に形成され
たガイド穴26に、ジョイントボディ４に固定されたガイ
ドピン42が挿通されることによって回転方向には回り止
めされ、かつ前記ガイドピン42に装着されたスプリング
43によって常時は後方向に付勢されている。尚、前記ス
プリング43は、上記したチェック弁24のスプリング25よ
りも、その弾発力が弱く設定されている。

前記ジョイントボディ４は、外周にフランジ44が形成さ
れ、内部に前記シールジョイント部３の収納空間45が形
成されると共に、該収納空間45が前端面46に開口され、
その開口端部と前記回転管軸１のフランジ11との間には
ラビリンスシール部14が形成されている。

そして、前記ジョイントボディ４は、ドローバー６を前
方向に摺動させるための押圧手段となる油圧シリンダ７
と、前記ドローバー６との間において、スピンドルケー
シング50の後端面に固定されたエンドケーシング51内に
軸方向に摺動可能に嵌合され、その前端面46はドローバ
ー６の後端面62に対向している。

又、前記ジョイントボディ４は、フランジ44に形成され
たガイド穴47に、エンドケーシング51に固定されたガイ
ドピン52が挿通されることによって回転方向には回り止
めされ、かつエンドケーシング51とフランジ44の間に装
着されたスプリング53によって常時は後方向に付勢され
ている。尚、ジョイントボディ４の後方向への摺動はス
トッパ48により規制される。

前記油圧シリンダ７は、ジョイントボディ４の後方に配
設され、シリンダ70内のプランジャ71に油圧がかかるこ
とで、該プランジャ71が進退し、その進出動作によって
プランジャ71の前端面72がジョイントボディ４の後端面
49に当接し、さらに該ジョイントボディ４を介してドロ
ーバー６が押圧されて前方向に摺動される。

次に本実施例の作用を説明する。

〈クーラント液の供給作用〉 クーラント液が固定側クーラント液流路41に供給される
と、その液圧がフローティングシート２にかかり、該フ
ローティングシート２がスプリング43に抗して前方向に
摺動し、固定側シール面22が回転側シール面12に当接し
て固定側流路20と回転側流路10とが接続される。そし
て、次にクーラント液の液圧によりチェック弁24がスプ
リング25に抗して開放し、クーラント液は固定側クーラ
ント液流路41から固定側流路20に流入し、さらに回転側
流路10を経て回転側クーラント液流路60に流通し、ドロ
ーバー６の先端部から切削熱の冷却用としてワークに供
給される。

このように、本実施例では、クーラント液自身の液圧に
よって、固定側流路20と回転側流路10との接続が行える
し、チェック弁24の開放が行えるものである。

〈ドローバーの押圧作用〉 スピンドル５の前端に取り付けられた工具の交換に際
し、工具を取り外す際には、押圧手段としての油圧シリ
ンダ７によってドローバー６を前方向に摺動させること
になる。

この場合、油圧シリンダ７のプランジャ71が進出する
と、該プランジャ71の前端面72がジョイントボディ４の
後端面49に当接し、該ジョイントボディ４がスプリング
53に抗して前方向に摺動する。そして、このジョイント
ボディ４の摺動によって、該ジョイントボディ４の前端
面46がドローバー６の後端面62に当接し、このジョイン
トボディ４によりドローバー６が押圧されて、該ドロー
バー６は皿バネ61に抗して前方向に摺動される。即ち、
油圧シリンダ７からの押圧力はジョイントボディ４を介
してドローバー６に入力することになる。

以上のように、ロータリジョイントの構成部材となるジ
ョイントボディ４がドローバー６の押圧機能を持つた
め、油圧シリンダ７からドローバー６へ押圧力を伝達さ
せる押圧系が、ジョイントボディ４を介して直線的に構
成され、それだけ全体構造がコンパクトになるし、構造
が簡単になる。

次に第２図は請求項１に対応する他の実施例のドローバ
ー用ロータリジョイントを示している。

この実施例では、フローティングシート２の固定側流路
20において、チェック弁が省略されると共に、フローテ
ィングシート２がスプリング80によって前方向に付勢さ
れたものとなっている。

従って、フローティングシート２が前方向に付勢されて
いるため、固定側シール面22が回転側シール面10に常に
当接し、固定側流路20と回転側流路10とが常に接続され
ている。

以上、本発明請求項１記載のドローバー用ロータリジョ
イントに対応する実施例を図面により説明したが、請求
項１記載発明の具体的な構成は前記実施例に限定される
ことはない。

次に、本発明請求項２記載のドローバー用ロータリジョ
イントに対応する第２実施例を図面により詳述する。
尚、前記第１実施例と同一構成部分は、第１実施例と同
一の符号を付して説明する。

第３図は第２実施例のドローバー用ロータリジョイント
を示す断面図で、このロータリジョイントは、回転管軸
1Aとフローティングシート２を備えたシールジョイント
部３が油圧用ピストン74の内部に形成されている。

前記回転管軸1Aは、内部に回転側流路10が形成されると
共に、前端側に雄ねじ15が形成され、かつ回転側シール
面12を形成するシールリング13が後端面に嵌着されてい
る。

そして、この回転管軸1Aは、スピンドル５内に軸方向に
摺動可能に嵌挿されたドローバー６の後端部に設けた雌
ねじ63に、前記雄ねじ15が螺着されることによって固定
され、内部の回転側流路10はドローバー６の内部に形成
された回転側クーラント液流路60に連通されている。
尚、前記ドローバー６は、皿バネ61によって後方向に付
勢されている。

前記フローティングシート２は、内部に固定側流路20が
形成されると共に、、外周にフランジ21が形成され、か
つ固定側シール面22を形成するシールリング23が前端面
に嵌着されている。

そして、このフローティングシート２は、ピストン74に
形成されたシール穴40内に軸方向に摺動可能に支持さ
れ、かつ内部の固定側流路20がピストン74に形成された
固定側クーラント液流路41にチェック弁24を介して連通
されている。

前記チェック弁24は、固定側流路20の上流口部で、常時
は固定側流路20を塞ぐようにスプリング25により上流側
に付勢され、クーラント液の液圧によってスプリング25
に抗して下流側に押し下げられることで開放し、これに
より固定側流路20が固定側クーラント液流路41に連通す
る。

又、フローティングシート２は、フランジ21に形成され
たガイド穴26に、ピストン74に固定されたガイドピン42
が挿通されることによって回転方向には回り止めされ、
かつ前記ガイドピン42に装着されたスプリング43によっ
て常時は後方向に付勢されている。図中27はガイドピン
42に挿入されたカラーである。尚、前記スプリング43
は、上記したチェック弁24のスプリング25よりも、その
弾発力が弱く設定されている。

前記ピストン74は、ピストン部74aの前端に前側ロッド7
4bを、また、後端に後側ロッド74cを備えてシリンダ73
に嵌挿されてダブルロッド形油圧シリンダ7Aを形成する
ものであって、内部に前記シールジョイント部３の収納
空間45が形成されると共に、該収納空間45が前側ロッド
74bの前端面46に開口され、その開口端部と前記回転管
軸1Aの外周面との間にはシール材75によるシール部14が
形成されている。また後側ロッド74cには、前記シール
穴40と連通する固定側クーラント液流路41が開設されて
いる。

そして、前記ピストン74は、ドローバー６を前方向に摺
動させるため、スピンドルケーシング50の後端面に固定
されたシリンダ73内に軸方向に摺動可能に嵌合され、前
側ロッド74b先端に固定されたトッププレート74eの前端
面46はドローバー６の後端面62に対向している。

又、前記ピストン74はピストン部74aの両側にストッパ7
4dを備え、かつシリンダ73との間に装着されたスプリン
グ53によって常時は後方向に付勢されている。尚、ピス
トン74の後方向への摺動はストッパ74dにより規制され
る。

前記シリンダ73は、前記ピストン74を嵌挿して前側ロッ
ド74bがドローバー６の後端面62を押圧するように配設
するもので、内部に前室73aと後室73bが形成され、ま
た、前室73aには排気口73cが設けられ、後室73bには油
圧供給口73dが設けられている。

次に本実施例の作用を説明する。

〈クーラント液の供給作用〉 クーラント液が後側ロッド74cに設けた固定側クーラン
ト液流路41に供給されると、その液圧がフローティング
シート２にかかり、該フローティングシート２がスプリ
ング43に抗して前方向に摺動し、固定側シール面22が回
転側シール面12に当接して固定側流路20と回転側流路10
とが接続される。そして、次にクーラント液の液圧によ
りチェック弁24がスプリング25に抗して開放し、クーラ
ント液は固定側クーラント液流路41から固定側流路20に
流入し、さらに回転側流路10を経て回転側クーラント液
流路60に流通し、ドローバー６の先端部から切削熱の冷
却用としてワークに供給される。

このようにして、本実施例では、クーラント液自身の液
圧によって、固定側流路20と回転側流路10との接続が行
えるし、チェック弁24の開放が行えるものである。

〈ドローバーの押圧作用〉 スピンドル５の前端に取り付けられた工具の交換に際
し、工具を取り外す際には、押圧手段としてのピストン
74によってドローバー６を前方向に摺動させることにな
る。

この場合、油圧シリンダ73の後室73bに油圧がかかると
ピストン74がスプリング53に抗して前方向に摺動する。
そして、このピストン74の摺動によって、前側ロッド74
bの前端面46がドローバー６の後端面62に当接し、この
ピストン74によりドローバー６が押圧されて、該ドロー
バー６は皿バネ61に抗して前方向に摺動される。

以上のように、ロータリジョイントの構成部材となるピ
ストン74がドローバー６の押圧機能と押圧力とを併せ持
つため、余分な押圧系が不必要となり、それだけ全体構
造がコンパクトになるし、構造が簡単になる。

以上、本発明の実施例を図面により説明したが、本発明
の具体的な構成は前記実施例に限定されることはない。

例えば、実施例では、ピストン74は油圧で作動させると
したが、これに限らず、駆動源は空気圧を使用すること
ができる。

また、実施例では、ピストン74は単動式で説明したが、
これに限らず復動式にして使用してもよい。

また、固定側流路20において、チェック弁24を省略しフ
ローティングシート２を常時回転管軸1A側に押圧してお
くようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明請求項１記載のドロー
バー用ロータリジョイントにあっては、ロータリジョイ
ントの構成部材となるジョイントボディがドローバーの
押圧機能を持つため、押圧手段からドローバーへ押圧力
を伝達させる押圧系が、ジョイントボディを介して直線
的に構成され、従来のようにロータリジョイントを迂回
して押圧系を形成するものとは異なり、全体をコンパク
トに形成できるし、構造が簡単になるという効果が得ら
れる。

また、本発明請求項２記載のドローバー用ロータリジョ
イントにあっては、ロータリジョイントの構成部材とな
るピストンがドローバーの押圧機能と押圧力とを併せ持
つため、油圧シリンダ等を別に設けることを必要とせず
全体をコンパクトに形成できるし、構造が簡単になる。
また、取り付けはロータリジョイントを取り付けるだけ
で済むので作業が簡単になるし、工作機械の後方側の出
張りも少なくて済むという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１記載の発明に対する第１実施例のドロ
ーバー用ロータリジョイントを示す断面図、第２図は同
上の他の実施例のドローバー用ロータリジョイントを示
す要部の断面図、第３図は請求項２記載の発明に対応す
る第２実施例のドローバー用ロータリジョイントを示す
断面図である。 1,1A:回転管軸 10:回転側流路 12:回転側シール面 2:フローティングシート 20:固定側流路 22:固定側シール面 3:シールジョイント部 4:ジョイントボディ 41:固定側クーラント流路 5:スピンドル 6:ドローバー 60:回転側クーラント流路 7:油圧シリンダ（押圧手段） 7A:ダブルロッド形油圧シリンダ 74:ピストン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に回転側流路が形成された回転管軸
   と、内部に固定側流路が形成されたフローティングシー
   トとを備えたシールジョイント部がジョイントボディの
   内部に形成され、 前記回転管軸は、スピンドル内に軸方向に摺動可能に嵌
   挿されたドローバーの後端部に固定され、かつ内部の回
   転側流路がドローバーの内部に形成された回転側クーラ
   ント液流路に連通されると共に、該回転管軸の後端面が
   回転側シール面に形成され、 前記フローティングシートは、ジョイントボディに軸方
   向に摺動可能に支持され、かつ内部の固定側流路がジョ
   イントボディに形成された固定側クーラント液流路に連
   通されると共に、該フローティングシートの前端面が固
   定側シール面に形成され、 前記フローティングシートが前方向に摺動して固定側シ
   ール面が回転側シール面に当接することにより、固定側
   流路と回転側流路とが接続され、 前記ジョイントボディは、該ジョイントボディを介して
   ドローバーを前方向に摺動させるための押圧手段と、前
   記ドローバーとの間に軸方向に摺動可能に支持されると
   共に、常時はドローバーから離反する後方向に付勢され
   ていることを特徴とするドローバー用ロータリジョイン
   ト。
2. 【請求項２】内部に回転側流路が形成された回転管軸
   と、内部に固定側流路が形成されたフローティングシー
   トとを備えたシールジョイント部がダブルロッド形シリ
   ンダのピストン内部に形成され、 前記回転管軸は、スピンドル内に軸方向に摺動可能に嵌
   挿されたドローバーの後端部に固定され、かつ内部の回
   転側流路がドローバーの内部に形成された回転側クーラ
   ント液流路に連通されると共に、該回転管軸の後端面が
   回転側シール面に形成され、 前記フローティングシートは、ピストンに軸方向に摺動
   可能に支持され、かつ内部の固定側流路がピストンに形
   成された固定側クーラント液流路に連通されると共に、
   該フローティングシートの前端面が固定側シール面に形
   成され、 前記フローティングシートが前方向に摺動して固定側シ
   ール面が回転側シール面に当接することにより、固定側
   流路と回転側流路とが接続され、 前記ピストンは、前記ドローバー後端部をロッド部先端
   で軸方向に押圧可能にシリンダに嵌挿されると共に、常
   時はドローバーから離反する後方向に付勢されているこ
   とを特徴とするドローバー用ロータリジョイント。