JPH0798085A - 複合型回転継手装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、圧縮空気等の流体配管用回転継手
と電気配線用回転継手とを一体的に組込んだ複合型回転
継手装置の小形化を図ったものである。 【構成】 図１に示すように位置固定される装置本体２
の内周側に、軸線方向に中空部２ａを有する回転主軸体
Ｃを嵌装し、回転主軸体Ｃの一端側の装置本体２を筒状
に延在し、該筒状延在部１内に電気配線接続用回転継手
２０を嵌着させ、該継手の一の配線接続端２０ｂを中空
体５を介して前記主軸体Ｃの中空部２ａと対面させ、配
線ケーブル７を前記主軸体の中空部２ａに挿通させる。
一方、流体の供給口１２が設けられた装置本体２の内
周側に回転自在に嵌挿された前記回転主軸体Ｃの内部に
前記装置本体２の流体供給口１２に連通される流体通路
２ｂを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種作動用圧縮空気や作
動油を導通する流体用回転継手と電気配線ケーブル導通
用の電気配線接続用回転継手とを一体化して構成した複
合型回転継手装置に係り、特にロボットの手首のように
駆動用流体とともに制御用信号線を回転継手部に導入す
る必要があるもの、又自動塗装機の様に塗料とともに駆
動若しくは制御用信号線を回転継手部に導入する必要が
あるもの、更には自動加工用工作機械、若しくは自動組
立機の様に研削油、油圧駆動流体その他の作動流体とと
もに制御用信号線や溶接用ケーブル等をコンパクトにま
とめて回転継手部に導入するための複合型回転継手装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より例えば前記した加工専用機、組
立機等においては、自由に回転する回転テーブルの回転
軸を支承する固定側部材から、前記回転テーブル側に設
置した各種装置側に作動用流体や電源若しくは信号を円
滑に供給せしめる為に、流体用回転継手と電気配線接続
用回転継手とを一体化した複合型回転継手を前記回転軸
に取付け、該複合型回転継手を介して、回転テーブルに
設置されている操作用アクチュエータや制御装置へ前記
作動用流体や電気等を容易に供給可能に構成した技術と
して例えば日本国実用新案登録公報実公昭６０−１７２
４９号が開示されている。かかる従来技術を図３に基づ
いて簡単に説明するに、図２は多系統塗料回路を持つ自
動塗装機に使用されるもので、従って電気配線、スプレ
ーガン噴霧用の圧縮空気、及び塗料液の三つの系統が必
要とされる。

【０００３】そこで本従来技術においては、主軸１００
を２重パイプ構造として長手方向に２分し、２分した一
の分割主軸１０１の下側端部よりロータリージョイント
１１２を介して内パイプ１１３にエヤーホース１１６を
接続し、一方二分位置にある一の分割主軸１０１の他端
に必要数のエヤー出口１１５、１１５’…を設ける。そ
して前記分割主軸１０１のロータリージョイント１１２
側の外管１０９に嵌設した集電気１１９を介して制御回
路の配線１２５を、分割主軸１０１の外側中空部１１０
内を通して分割主軸１０１の他端側の側孔１０８より引
出される。

【０００４】該引出された配線１２５は、分割主軸１０
１に固設された回転テーブル１２０に設置された夫々の
エヤー配管回路１２１ａのソレノイドバルブ１１７に接
続し、更に該ソレノイドバルブ１１７の出口管１２１ｂ
を介して回転テーブル１２０上の不図示のスプレーガン
に接続する。一方、前記分割主軸１０１の上側に位置す
る他の分割主軸１０２には、該分割主軸１０２の他端よ
りロータリージョイント１１４を介して中心のパイプ１
１３’に第１液用ホース１２６を接続し、又該分割主軸
の外管１２９にはボールベアリング１２７を設けたケー
ス１２８をパッキング１２９を介して気密に緊締してロ
ータリージョイント１３０を構成し、該ロータリージョ
イント１３０のケース１２８に塗料入口１２５を設け
て、主軸中空通路１０７内へ第２液塗料を供給するロー
タリージョイント１３０として構成する。 又前記２系
統の塗料の出口１２２、及び１２３、を前記ケース下側
の分割主軸の外管１２５に必要数設け、塗料管１２４を
介して回転テーブル１２０上の不図示のスプレーガンに
接続する。尚、符号１０６はスプロケット１０５、１０
５を介して前記主軸１００を回転させる駆動モ−タであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらかかる従
来技術においては、集電器（回転継手部）からなる配線
接続部が主軸の外周側に環設する構造の為に、回転テー
ブルにおける実質的な作業面積が狭くなり、而も主軸を
回転させるためのスプロケット、集電器（回転継手部）
と圧縮空気導入用ロータリジョイントとがいずれも順次
主軸上に軸線方向に沿って配列されているために、言換
えれば前記三つの部材が固定用架台から順次主軸上に離
間する方向に列設する構成を取るために、必然的に装置
背高が大になり且つ大形化し易い。また、主軸を支持す
る固定架台、及び主軸と共に回転する回転テーブルにつ
いても主軸を介して上下に列設する構成を取るために、
配管、配線、整備、取扱等の作業が煩雑化するのみなら
ず、且つ装置構成が大形化する。

【０００６】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、圧
縮空気等の流体配管用回転継手と電気配線用回転継手と
を一体的に組込んだ複合型回転継手装置において、小設
置面積化と小背高化を図り、全体としての装置の小形化
とコンパクト化を図った複合型回転継手装置を提供する
事を目的とする。本発明の他の目的は回転継手装置を装
着した回転テーブル側における実質的な作業面積の拡大
を図りつつ、配管、配線、整備、取扱等の回転テーブル
上における各種作業の容易化を図った複合型回転継手装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１及び図２
に示すように流体の供給口１２が設けられた装置本体２
の内周側に、軸線方向に中空部２ａを有する回転主軸体
Ｃの少なくとも一部を、軸受４ａ，４ｂを介して回転自
在に嵌装し、該嵌装した回転主軸体Ｃの一端側の装置本
体１を筒状に延在し、該筒状延在部１ａ内に電気配線接
続用回転継手２０を嵌着させた点を第一の特徴とし、第
二の特徴は前記継手２０の一の配線接続端２０ｂを中空
体５を介して前記主軸の中空部２ａと対面させ、前記接
続端２０ｂに接続した配線ケーブル７を前記主軸体Ｃの
中空部２ａに挿通させ、該挿通させた配線ケーブル７の
導出出口３ａ，３ｃを回転主軸体Ｃの他端側に設けた
点、尚、前記中空体は好ましくは絶縁体が好ましい。第
三の特徴は、前記回転主軸体Ｃの内部に前記装置本体１
の流体供給口１２に連通される流体通路２ｂを形成し、
該流体通路２ｂの出口３ｂを回転主軸体Ｃの他端側に設
けた点にある。

【０００８】この場合、前記回転主軸体Ｃは、回転基台
Ｂの回転中心線上に固定し、該主軸体Ｃを回転基台Ｂと
共に一体的に回転可能に構成するのが良い。又前記回転
基台Ｂは、流体通路出口３ｂより供給される流体により
作動する作動機器５２，５３と、前記導出口３ａより導
出された配線ケーブル２７が接続される電気機器５４が
設置される回転基台Ｂであればよく、例えば自動加工用
工作機械や自動組立機に用いられる回転テーブルに限定
されることなく、ロボットの手首や自動塗装機の回転テ
ーブル等も含む。又、前記回転主軸体Ｃの中空部２ａ
は、該主軸体Ｃの軸線上に沿って穿孔し、一方前記流体
通路２ｂは前記軸線と平行に主軸体Ｃ内に穿孔するのが
良い。又前記回転主軸体Ｃの内部に設けた流体通路２ｂ
と前記装置本体１の流体供給口１２間の連通手段は、前
記装置本体１の流体供給口１２に対面する内周側にリン
グ体８を嵌着するとともに、該リング体８内に前記回転
主軸体Ｃを回転自在に嵌挿し、該主軸体Ｃとリング体８
との嵌合部に前記流体供給口１２から回転主軸体Ｃ内の
流体通路２ｂへの流体導入通路１１を設けることにより
容易に達成される。

【０００９】

【作用】かかる発明によれば、位置固定される装置本体
の内周側に、軸線方向に中空部を有する回転主軸体を回
転自在に嵌装し、該嵌装した回転主軸体の一端側の装置
本体を筒状に延在し、該筒状延在部内に電気配線接続用
回転継手を嵌着させ、該継手の一の配線接続端を中空体
を介して前記主軸の中空部と対面させ、前記接続端に接
続した配線ケーブルを前記主軸体の中空部に挿通させ、
該挿通させた配線ケーブルの導出出口を回転主軸体の他
端側に設けて、電気配線ケーブルの回転継手機構が構成
され、一方、流体の供給口が設けられた装置本体の内周
側に回転自在に嵌挿された前記回転主軸体の内部に前記
装置本体の流体供給口に連通される流体通路を形成する
とともに、該流体通路の出口を回転主軸体の他端側に設
ける事により、流体の回転継手機構が構成される。

【００１０】

【実施例】以下、図１及び図２に基づいて本発明の実施
例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載さ
れている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置な
どは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲を
それのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎな
い。

【００１１】本実施例は、モータその他の駆動装置によ
り回転する回転テーブルＢの中心軸線上に本発明に係る
複合回転継手装置Ａが設けられた作業装置で、前記継手
装置Ａの装置本体１に、外部より供給される流体供給管
２３及び電気配線ケーブル６が接続され、これらの供給
管２３よりの流体及び電気配線ケーブル２７は、継手装
置Ａの回転主軸本体２及び該本体２とともに回転軸体Ｃ
を形成する回転ヘッド３を介して回転テーブルＢ上に配
設されたソレノイド５４、電磁制御弁５２、アクチュエ
ータ５３に供給される。この実施例においては、電磁制
御弁５２の制御用流体として圧縮空気を用いており、５
１は制御用空気を供給する空気源で固定定盤５０上に設
置されるとともに、流体供給管２３を介して装置本体１
に設けられた流体供給口１２に連通されている。

【００１２】又２４は固定定盤５０上に立設されたコン
トロールボックスで、該ボックス２４より導出された電
気配線ケーブル６は、装置本体１上端のスカート部１ａ
に嵌着したスリップリング式の多極コネクタ２０に接続
されている。一方回転テーブルＢ上には ソレノイド５
４が連設された電磁制御弁５２（以下電磁弁という）、
該電磁弁５２により操作されるアクチュエータ５３が配
設されており、回転ヘッド３より引出された電気配線ケ
ーブル２７によりソレノイド５４を介して電磁弁５２が
開閉操作され、該電磁弁５２の開閉操作により流体導出
管２６ａを介してアクチュエータ５３に流体が導入／停
止され、該アクチュエータ５３のピストン５３ａを進退
操作する。そしてこれらが取り付けられた回転テーブル
Ｂは、固定定盤５０上に設置された駆動装置Ｒの駆動軸
Ｒ１に連結され、所定回転数で回転可能に構成されてい
る。

【００１３】次に継手装置Ａの構成について説明する。
回転することなく位置固定される装置本体１は、環状ベ
アリング４ａ、４ｂを介して回転主軸本体２が収納され
ている円筒収納部１ｂと、該収納部１ｂの上端に同心上
に連設されている円筒スカート部１ａとからなる。円筒
収納部１ｂ内には、該収納部１ｂ内周側に上下に介装さ
れた２個の環状ベアリング４ａ、４ｂからなる軸受を介
して回転主軸本体２が同心状に貫設されており、該回転
主軸本体２は、その下端側に固設された回転ヘッド３を
介して回転テーブルＢの回転中心位置に固定され、回転
テーブルＢの回転により回転ヘッド３及び回転主軸本体
２が一体となって回転する事が出来る。又回転主軸本体
２はこれらベアリング４ａ、４ｂを介して装置本体１に
支承される構造となっている為に、前記装置本体１を位
置固定した状態で回転主軸本体２の回転が可能となる。
前記円筒収納部１ｂ内周のベアリング４ａとベアリング
４ｂの間にはリング状ブッシュ８が圧入されており、該
ブッシュ８の内周と対面する回転主軸本体２の外周には
液密シール機能を有する２つのＯリング１３ａ、１３ｂ
が上下に介装されており、該Ｏリング１３ａ、１３ｂに
よりブッシュ８の内周にかじりが生じることなく、前記
回転主軸本体２の回転が保証される。尚、前記ブッシュ
８の代りにＯリング支持によるリング体を用いても良
い。更に、図右半分に示すようにブッシュ８内周側にメ
タルシール部材１３ｃを、外周側にＯリング１３ｄを用
いたブッシュ構造若しくはリング体構造としても良い。
又Ｏリング１３ａ、１３ｂに挟まれる前記ブッシュ８の
内周及び回転主軸本体２の外周の嵌合部には環状溝９が
刻設され、この環状溝９は内周側が回転主軸本体２の流
体通路２ｂに連通されるとともに、外周側がブッシュ９
に穿設された流体孔１１を介して装置本体１に設けられ
た流体供給口１２に連通されている。

【００１４】円筒スカート部１ａは、円筒収納部１ｂと
同径に形成された大径部とその上面側に多極コネクタ２
０を収納する小径部が同心状に形成されており、そして
前記小径部内に円筒状多極コネクタ２０を嵌着する。該
コネクタ２０は、該コネクタ２０の上端に設けた導入側
接続部２０ａと、コネクタ２０の下端に設けた導出側接
続部２０ｂとを具え、両者間は内部に設けた不図示のス
リップリングを介してをその軸線を中心として相対的に
回転自在に接続されている。そしてこのようなスリップ
リング式の多極コネクタ２０は商品として発売され、公
知であるとともに容易に入手される。（例えば米国メル
コタック社製ロータリーコネクタ） そして導入側接続部２０ａにはボックス２１より導出さ
れた電気配線ケーブル６が接続され、一方導出側接続部
２０ｂには透孔２ａに挿通された配線ケーブル７が接続
され、前記不図示のスリップリングで電気的接触を維持
しながら導入側接続部２０ａが固定した状態で導出側接
続部２０ｂが回転するケーブル接続用多極コネクタが形
成される。そして該多極コネクタ２０は、上面側を回り
止めフランジ１５及びピン１６により前記スカート部１
ａに固定している。

【００１５】一方、前記回転主軸本体２及び回転ヘッド
３の中心軸線上には、多極コネクタ２０に接続された電
気配線の集合ケーブル導通用の透孔２ａが上端より下端
位置まで貫通する如く穿設されており、又回転ヘッド３
の側部には前記透孔２ａに連通するケーブル導通孔３ａ
が穿設され、又前記透孔２ａの回転主軸本体２の上側は
拡径化され、該拡径部に外周面にフランジを有する中空
筒状絶縁体５が嵌入され、導出側接続部２０ｂに接続さ
れた配線ケーブル７の電気的露出部の短絡防止と電気的
保護を図っている。又前記回転主軸本体２及び回転ヘッ
ド３は、透孔２ａの側部に、該透孔２ａと平行に制御用
圧縮空気の通路即ち流体通路２ｂがその軸線方向に穿設
され、その下端を盲蓋２ｄにより気密的に封止するとも
に、回転ヘッド３の側部に前記通路２ｂに連通する流体
導出孔３ｂを穿設し、流体配管１３を経て電磁弁５２の
流体導入口５２ａに接続する。この結果、装置本体１の
流体供給口１２と回転主軸本体２内の流体通路２ｂとは
回転主軸本体２が回転しても常時導通されることとな
り、流体導入用回転継手機構が構成される。

【００１６】以上のように構成することにより、流体導
入用回転継手機構及びケーブル接続用回転継手機構が装
置本体１の内部に収容されることとなるとともに、前記
導出用ケーブル７の出口端３ａ及び流体の出口３ｂは、
ともに回転テーブルＢの周面に配置されることとなる。
したがってかかる実施例によれば、駆動装置Ｒを回転さ
せる事により、装置本体１が位置固定された状態で、回
転テーブルＢとともに、回転ヘッド３及び回転主軸本体
２からなる回転主軸体Ｃが一体的に回転する。一方、空
気源５１からの作動用圧縮空気は供給管２３を通って装
置本体１の流体供給口１２に導かれ、流体孔１１を経て
環状溝９内に流入する。この際、回転主軸本体２の外周
とブッシュ８の内周との間の嵌合部は、Ｏリング１３
ａ、１３ｂにてシールされている為に気密漏れが生じる
ことはない。又回転テーブルＢとともに回転主軸体Ｃが
回転しているが、回転主軸本体２内の流体通路２ｂと装
置本体１側の流体供給口１２とは前記環状溝９を介して
常時連通されるているために、作動用圧縮空気は、環状
溝９から流体通路２ｂを経て電磁弁５２等その他の流体
作動機器に円滑に導かれ、所定の制御動作を行う事が出
来る。一方、電気配線ケーブルにおいても、コントロー
ルボックス２４より導出された電気配線ケーブル６は、
装置本体１に嵌着された多極コネクタ２０の導入接続部
２０ａに接続されているが、該装置本体１は位置固定さ
れている為に、該ケーブル６が捩れることはない。

【００１７】一方導出側接続部２０ｂには透孔２ａに挿
通された導出側ケーブル７が接続されているが、導入接
続部２０ａと導出側接続部２０ｂ間は不図示のスリップ
リングで電気的接触を維持しながら回転し、且つ前記透
孔２ａは回転主軸体Ｃの軸線上に穿孔されているため
に、前記回転主軸本体２と一体的に回転する。従って前
記ケーブル接続用回転継手機構においては、導入側ケー
ブル６と回転主軸本体２の透孔２ａ内に挿通される導出
側ケーブル７とが自由に相対回転することができるの
で、回転主軸体Ｃ側での配線、作業性、取扱性に問題は
ない。さらに、装置本体１内に流体導入用回転継手機構
及びケーブル接続用回転継手機構を収容したので、装置
が小形コンパクトになるのみならず、回転テーブルＢ側
のスペースが拡大され、シリアル、パラレル変換伝送用
制御機器等の多極、多センサーを有する機器が回転側に
て使用可能となるとともに、回転側から接続、整備、取
扱等の作業が容易にできる。尚前記実施例は、流体とし
て制御用圧縮空気を用いた場合を示したが、これに代え
て油、水等の液体又は空気以外の気体を用いる場合も本
発明に含まれる。また、前記実施例においては回転主軸
本体２の流体通路２ｂが１箇所の場合について示してい
るが、流体通路２ｂ及びこれに連通される回転ヘッド３
の流体通路３ｂを円周方向に２個以上設けて、同様に環
状溝９の他に必要数の環状溝を設けて夫々必要な流通路
を構成し、液体を複数箇所に分配する場合も本発明に含
まれる。

【００１８】

【発明の効果】上記記載のごとく本発明によれば、流体
導入用回転継手機構と電気配線ケーブル導入用回転継手
機構とがいずれも位置固定される装置本体内に収納され
た構造となり、構造が簡単かつ小設置面積化と小背高化
を図りつつコンパクト化される。さらに、装置本体内に
流体導入用回転継手機構及び電気配線接続用回転継手機
構を内蔵して一体化したので、回転基台側のスペースを
広くとることができ、例えばシリアル・パラレル変換伝
送用制御機器等の多極、多センサーを有する機器が回転
基台側にて使用可能となり、また回転基台側から接続、
整備、取扱等の各種作業を容易に行うことができる為
に、結果として回転基台側における実質的な作業面積の
拡大を図りつつ、配管、配線、整備、取扱等の回転基台
上における各種作業の容易化を図った複合型回転継手装
置を提供することが出来る。等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる、モータその他の駆動
装置により回転する回転テーブルの中心軸線上に本発明
に係る複合回転継手装置が設けられた作業装置の要部断
面図を示す。

【図２】図１に示す複合回転継手装置の拡大図である。

【図３】多系統塗料回路を持つ自動塗装機に使用され
る、従来技術に係る複合回転継手装置の要部断面図を示
す。

【符号の説明】

２ａ 中空部 ２ｂ 流体通路 ４ａ，４ｂ 軸受 ５ 中空体 ７ 配線ケーブル ８ リング体 １２ 流体供給口

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体供給口が設けられた装置本体の内周
   側に、軸線方向に中空部を有する回転主軸体の少なくと
   も一部を軸受を介して回転自在に嵌装し、該嵌装した回
   転主軸体の一端側の装置本体を筒状に延在し、該筒状延
   在部内に電気配線接続用回転継手を嵌着するとともに、 前記継手の一の配線接続端を中空体を介して前記主軸の
   中空部と対面させ、前記接続端に接続した配線ケーブル
   を前記主軸の中空部に挿通させ、 一方前記回転主軸体の内部に前記装置本体の流体供給口
   に連通される流体通路を形成し、 該回転主軸体の流体通路出口と前記配線ケーブルの導出
   出口を夫々回転主軸体の他端側に設けた事を特徴とする
   複合型回転継手装置。
2. 【請求項２】 前記回転主軸体を回転基台の回転中心線
   上に固定し、該主軸体を回転基台と共に一体的に回転可
   能に構成した事を特徴とする請求項１記載の複合型回転
   継手装置。
3. 【請求項３】 前記回転基台が、流体通路出口より供給
   される流体により作動する作動機器と、前記導出出口よ
   り導出された配線ケーブルが接続される電気機器が設置
   される回転基台である請求項２記載の複合型回転継手装
   置。
4. 【請求項４】 前記回転主軸体の中空部を、該主軸体の
   軸線上に沿って穿孔するとともに、前記流体通路を前記
   軸線と平行に主軸体内に穿孔した事を特徴とする請求項
   １記載の複合型回転継手装置。
5. 【請求項５】 前記装置本体の流体供給口対面する内周
   側にリング体を嵌着するとともに、該リング体内に前記
   回転主軸体を回転自在に嵌挿し、該主軸体とリング体と
   の嵌合部に前記流体供給口から回転主軸体内の流体通路
   への流体導入通路を設けた事を特徴とする請求項１記載
   の複合型回転継手装置。
6. 【請求項６】 前記中空体が中空絶縁体である請求項１
   記載の複合型回転継手装置。