JPH0819936A - 流体供給継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 供給流体の種類を問わず、流体の高圧供給が
可能であり、かつ回転数に制限がなく、振動、熱等が生
じない流体供給継手を提供する事にある。 【構成】 継手軸９の外端面と継手本体１５の凹部底面
との間で画成された流体抵抗路２３に流出した流体は、
前記流体抵抗路２３で減圧された後、前記継手軸９の周
側面に形成された動圧発生溝２５と、継手本体１５の凹
部側面とで画成されるポンプ室２７に流入する。ポンプ
室２７のポンプ作用により漏出流体は大部分が流体抵抗
路２３に戻され、一部が漏出流体圧力降下室３１に漏出
する。継手本体１５の外部と漏出流体圧力降下室３１と
は、圧縮空気を供給される微少隙間４１によってシール
されているので、漏出流体はドレイン孔３３から外部へ
排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の主軸等の高
速回転する回転軸に流体を導くための流体供給継手に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の流体供給継手は、実開平１−８４
９４１号公報に示される非接触式の回転継手が提案され
ている。この回転継手は図５に示すように、継手本体１
１１に嵌合固定された継手後フタ１１２と、軸受１１６
によって支承される回転継手軸１１３との間に微少隙間
１１４を持たせて非接触とし、この微少隙間１１４によ
り油穴１１５を通る切削油等をシールしようとするもの
である。そして、後フタ１１２に穿設された流体供給孔
１１７より外部からの高圧流体を導き、回転継手軸１１
３の中心に穿設された供給通路１１８を経て、図示しな
い軸受によって支承される主軸１１９の中心に穿設され
た流体供給通路１２０へ供給している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、供給流
体の圧力が高圧になると微少隙間１１４からの流体の漏
れ量が過大になり、漏れた流体が軸受１１６等に充満し
て軸受１１６等が故障するという問題点があった。ま
た、隙間から漏れた流体の処理が何等なされていないた
め、供給流体が切削油等の油ではなく、水溶性の加工液
や純水等の場合には使用できないという問題点があっ
た。

【０００４】さらには、軸受によって支承された回転軸
と、軸受によって支承された継手軸とが同軸上に連結さ
れているため、軸受の振動や発熱の問題が生じると共
に、軸受によって回転数が制限されるという問題が生じ
る。

【０００５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、供給流体の種類を問わず、流体
の高圧供給が可能であり、かつ回転数に制限がなく、振
動、熱等が生じない流体供給継手を提供する事にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の流体供給継手は、回転軸と同軸上に取着され
て一体回転され、その外端面から軸心に沿って回転軸に
向けて延びる流体通路が形成された継手軸と、その継手
軸をその周側面及び外端面に対して非接触且つ近接状態
に保持するような凹部が形成されると共に、継手軸の外
端面の流体通路開口部に対向して凹部の底面に流体の噴
出口が形成された継手本体と、継手軸の外端面と継手本
体の凹部の底面との間で画定された流体抵抗路と、継手
軸に形成された動圧発生溝と、継手本体の凹部とで形成
され、継手軸の回転に従って流体を流体抵抗路に戻すた
めのポンプ室とを備えている。

【０００７】尚、ポンプ室が、継手軸の外端面とその外
端面の反対面との一方もしくは両方に形成されていても
よい。

【０００８】また、ポンプ室に連通するように継手本体
の凹部側面に形成された漏出流体圧力降下室と、その漏
出流体圧力降下室に開口し、圧力が降下された漏出流体
を継手本体の外部に排出するドレイン孔とを更に備えて
もよい。

【０００９】更に、継手軸との間に微少隙間を有するよ
うに継手本体に設けられたフランジと、そのフランジに
設けられ、微少隙間から漏出流体圧力降下室に圧縮空気
を供給するための圧縮空気供給通路とを更に備えてもよ
い。

【００１０】

【作用】上記の構成を有する本発明の流体供給継手にお
いては、継手軸は、回転軸と同軸上に取着されて一体回
転され、その外端面から軸心に沿って回転軸に向けて延
びる流体通路が形成され、継手本体は、継手軸をその周
側面及び外端面に対して非接触且つ近接状態に保持する
ような凹部が形成されると共に、継手軸の外端面の流体
通路開口部に対向して凹部の底面に流体の噴出口が形成
され、流体抵抗路は、継手軸の外端面と継手本体の凹部
の底面との間で画定され、動圧発生溝は、継手軸に形成
され、ポンプ室は、動圧発生溝と継手本体の凹部とで形
成され、継手軸の回転に従って流体を流体抵抗路に戻
す。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１２】図１は本発明の流体供給継手の一実施例を
示す断面図である。図１において、工作機械の主軸等の
回転軸１は軸受３を介してハウジング５に回転自在に支
承されている。回転軸１には軸心に流体通路７が設けら
れ、回転軸１の端部には継手軸９がボルト１１によって
締着され、回転軸１と一体に回転する。継手軸９には軸
心に回転側流体通路１３が設けられ、前記流体通路７と
連通している。

【００１３】ハウジング５の図１中における右端には継
手本体１５がボルト１７を介して嵌合固定されている。
継手本体１５の右側端面の中央には流体供給孔１９が形
成され、流体供給孔１９に連通する継手本体側流体通路
２１が継手本体１５の凹部底面に噴出口２１ａを介して
開口している。

【００１４】継手本体１５の凹部１６には継手軸９が挿
入され、その継手本体側流体通路２１の噴出口２１ａに
対向して回転側流体通路１３の流体通路開口部１３ａが
設けられることにより、継手本体側流体通路２１と回転
側流体通路１３とが連通して流体を継手軸９に供給でき
るようにされている。

【００１５】継手本体１５の凹部底面の中心に設けられ
た凸部と、継手軸９の外端面９ａに設けられた凹部との
間は微少隙間を保って流体抵抗路２３を構成している。

【００１６】継手軸９の右端部の外周面には、図２に示
すように、複数の螺旋状の動圧発生溝２５が形成され、
その凸部は継手本体１５と微少隙間を保って動圧効果を
発生するポンプ室２７を形成している。

【００１７】ポンプ室２７に隣接して、継手本体１５に
環状の凹所２９が形成されている。環状の凹所２９は継
手軸９の外周面と共に漏出流体圧力降下室３１を構成す
るものであり、環状の凹所２９の周面に開口するドレイ
ン孔３３が継手本体１５に形成されている。

【００１８】継手本体１５の環状の凹所２９に隣接して
リング状のフランジ３５が配設され、継手本体１５にボ
ルト３７によって固定されている。フランジ３５と継手
本体１５とはＯリング３９によってシールされている。
フランジ３５の内周面と継手軸９の外周面とは微少隙間
４１を保って非接触とされている。

【００１９】フランジ３５の内周面には環状の溝４３が
形成され、その溝４３に連通する圧縮空気供給通路４５
がフランジ３５に形成されている。

【００２０】一方、継手本体１５には前記圧縮空気供給
通路４５に連通する継手本体圧縮空気供給通路４７が形
成され、継手本体１５の右端部には前記継手本体圧縮空
気供給通路４７に連通する圧縮空気供給孔４９が開口し
ている。継手本体１５とフランジ３５との密着部にはＯ
リング５１が挿入されて圧縮空気の漏れを防いでいる。
圧縮空気供給孔４９、継手本体圧縮空気供給通路４７、
圧縮空気供給通路４５、及び環状の溝４３は微少隙間４
１に圧縮空気を供給するエア通路を構成している。

【００２１】また、継手本体１５には排気口５３が開口
されている。

【００２２】以上の構成に基づき作用について説明す
る。

【００２３】高圧クーラント液等の流体は継手本体１５
の端面の流体供給孔１９から供給する。流体を供給する
際は、継手本体１５の端面の圧縮空気供給孔４９から圧
縮空気を同時に供給する。流体は継手本体側流体通路２
１から、高速回転する継手軸９に設けられた回転側流体
通路１３を経由して、回転軸１の流体通路７内に供給さ
れる。流体の一部は継手本体１５の凹部底面と継手軸９
との間で構成される流体抵抗路２３から漏出してポンプ
室２７に流入する。流体には、高速回転する継手軸９の
外周面に設けられた複数の螺旋状の動圧発生溝２５のポ
ンプ作用によって動圧効果が発生し、その大部分が流体
抵抗路２３に戻される。

【００２４】流体のごく一部はポンプ室２７から漏出
し、漏出流体圧力降下室３１に噴出する。流体は、流体
抵抗路２３及びポンプ室２７通過時に圧力が降下し、さ
らに漏出流体圧力降下室３１の断面積は流体抵抗路２３
及びポンプ室２７の微少隙間に比べて十分に大きいので
圧力降下が生じ、漏出流体圧力降下室３１に充満する流
体の圧力は継手本体側通路２１、回転側流体通路１３内
の流体圧力に比べて大幅に低下する。漏出流体圧力降下
室３１に流入した流体はドレイン孔３３から排出され
る。

【００２５】一方、圧縮空気供給孔４９から供給された
圧縮空気はフランジ３５の内周面の環状の溝４３及び微
少隙間４１に充満され、継手本体１５の外部及び漏出流
体圧力降下室３１側の双方に噴出される。漏出流体圧力
降下室３１内の流体の圧力は十分に降下されているた
め、環状の溝４３及び微少隙間４１内の空気圧を漏出流
体圧力降下室３１内の流体圧力より十分高い圧力に維持
する事が出来るので、漏出流体圧力降下室３１内の流体
が継手本体１５の外部に漏れる事がない。

【００２６】以上説明した実施例では、動圧効果を発生
するポンプ室を軸方向に一組設けて流体の漏出を低減し
ている。しかし、流体の圧力叉は流量が大きい場合に
は、ポンプ室を直列に複数設置する事により、流体の外
部への漏れを無くす事が出来る。

【００２７】しかし、流体の圧力叉は流量がさらに大き
い場合には、軸方向のポンプ室に加えて半径方向のポン
プ室を複数設置する事により、流体の外部への漏れを完
全になくす事が出来る。

【００２８】図３はその一例を示す断面図である。図１
と略同一の部材には同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００２９】ここでは、継手本体１５の右端部に継手エ
ンドプレート６１が前記継手本体１５とボルト６３を介
して嵌合固定されている。継手エンドプレート６１の右
側端面の中央には流体供給孔１９が形成され、流体供給
孔１９に連通する継手エンドプレート流体通路６５が継
手エンドプレート６１の凹部底面に開口している。その
継手エンドプレート流体通路６５の端部に対向して、継
手エンドプレート６１の凹部には継手軸９の軸端部が挿
入され、回転側流体通路１３と継手エンドプレート流体
通路６５とが連通して流体を継手軸９に供給できるよう
にされている。継手軸９の右端部には大径フランジ部６
７が設けられ、その両方の平板部には、図４（図３のＡ
−Ａ線断面図）に示すように、複数の螺旋状の動圧発生
溝６９が配置されている。

【００３０】大径フランジ部６７の平板部と継手エンド
プレート６１の凹部底面及び継手本体１５の右端面とで
第１ポンプ室７１、第２ポンプ室７３をそれぞれ形成し
ている。さらに、継手軸９の大径フランジ部６７に接続
して、継手軸９の小径部に周上に複数の螺旋状の動圧発
生溝２５が設置され、継手本体１５と継手軸９の小径部
とで第３ポンプ室７５を形成している。

【００３１】継手エンドプレート６１と継手本体１５と
はＯリング７７によってシールされている。継手エンド
プレート６１には継手本体圧縮空気供給通路４７に連通
する継手エンドプレート圧縮空気供給通路７９が形成さ
れ、継手エンドプレート６１の右端部には前記継手エン
ドプレート圧縮空気供給通路７９に連通する圧縮空気供
給孔４９が開口している。継手本体１５と継手エンドプ
レート６１との密着部には、Ｏリング８１が挿入されて
圧縮空気の漏れを防いでいる。

【００３２】上記のような構成において、継手エンドプ
レート６１の流体供給通路１９より供給された流体の一
部は第１ポンプ室７１に流入する。流体には、高速回転
する継手軸９の外周面に設けられた複数の螺旋状の動圧
発生溝６９のポンプ作用によって動圧効果が発生し、そ
の大部分が流体抵抗路２３に戻される。流体のごく一部
はポンプ室７１から漏出し、第２ポンプ室７３に流入す
る。第２ポンプ室７３に流入した流体は螺旋状の動圧発
生溝６９のポンプ作用と、継手軸９の回転によって生ず
る遠心力とによってその大部分が押し戻され、残りが第
３ポンプ室７５に流入する。流体には、高速回転する継
手軸９の外周面に設けられた複数の螺旋状の動圧発生溝
２５のポンプ作用によって、さらにその大部分が第２ポ
ンプ室７３に戻され、流体のごく一部は第３ポンプ室７
５から漏出し、漏出流体圧力降下室３１に噴出する。

【００３３】漏出流体は、流体抵抗路２３及び第１ポン
プ室７１、第２ポンプ室７３、第３ポンプ室７５通過時
に圧力が降下し、さらに漏出流体圧力降下室３１の断面
積は流体抵抗路２３及び第１ポンプ室７１、第２ポンプ
室７３、第３ポンプ室７５の微少隙間に比べて十分に大
きいので圧力降下が生じ、漏出流体圧力降下室３３に充
満する流体の圧力は継手エンドプレート流体通路６５、
回転側流体通路１３内の流体圧力に比べて大幅に低下す
る。漏出流体圧力降下室３１に流入した流体はドレイン
孔３３から排出される。

【００３４】なお、第１ポンプ室７１のポンプ作用が大
きいときは、第２ポンプ室７３及び第３ポンプ室７５の
いずれか一方叉は両方を省略しても良い。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の流体供給継手は、ポンプ室のポンプ作用によって
外部から供給された流体の漏れを防止することができる
と共に回転体の回転数に制限がなく、かつ、供給流体の
種類を問わず、高圧での供給が可能になるという利点が
ある。

【００３６】また、回転体と継手本体とが非接触である
から空運転が可能であり、断続的な流体供給が可能であ
る。さらには、継手には軸受等を使用していないため振
動、発熱等の心配がない。

【００３７】また、漏出流体圧力降下室に連通する微少
隙間に充満させる空気圧によって継手内の流体が外部に
漏れるのをシールするものであるから、高圧流体を回転
体と非接触状態で回転体に供給可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の流体供給継手の第１の実施例
を示す断面図である。

【図２】図２は、上記第１の実施例の継手軸の外形図で
ある。

【図３】図３は、本発明の流体供給継手の第２の実施例
を示す断面図である。

【図４】図４は、上記第２の実施例の継手軸のＡ−Ａ線
断面図である。

【図５】図５は、従来の流体供給継手の断面図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ９ 継手軸 ９ａ 外端面 １３ 流体通路 １５ 継手本体 １６ 凹部 ２１ａ 噴出口 ２３ 流体抵抗路 ２５ 動圧発生溝 ２７ ポンプ室 ３１ 漏出流体圧力降下室 ３３ ドレイン孔 ４１ 微少隙間 ４５ 圧縮空気供給通路 ５１ フランジ ７１ 第１ポンプ室 ７３ 第２ポンプ室 ７５ 第３ポンプ室

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と同軸上に取着されて一体回転
   され、その外端面から軸心に沿って回転軸に向けて延び
   る流体通路が形成された継手軸と、 その継手軸をその周側面及び外端面に対して非接触且つ
   近接状態に保持するような凹部が形成されると共に、継
   手軸の外端面の流体通路開口部に対向して凹部の底面に
   流体の噴出口が形成された継手本体と、 前記継手軸の外端面と前記継手本体の凹部の底面との間
   で画定された流体抵抗路と、 前記継手軸に形成された動圧発生溝と、前記継手本体の
   凹部とで形成され、継手軸の回転に従って前記流体を前
   記流体抵抗路に戻すためのポンプ室とを備えた事を特徴
   とする流体供給継手。
2. 【請求項２】 前記ポンプ室が、前記継手軸の外端面と
   その外端面の反対面との一方もしくは両方に形成されて
   いる事を特徴とする請求項１記載の流体供給継手。
3. 【請求項３】 前記ポンプ室に連通するように前記継手
   本体の凹部側面に形成された漏出流体圧力降下室と、 その漏出流体圧力降下室に開口し、圧力が降下された漏
   出流体を継手本体の外部に排出するドレイン孔とを更に
   備えたことを特徴とする請求項１記載の流体供給継手。
4. 【請求項４】 前記継手軸との間に微少隙間を有するよ
   うに継手本体に設けられたフランジと、 そのフランジに設けられ、前記微少隙間から前記漏出流
   体圧力降下室に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給
   通路とを更に備えたことを特徴とする請求項３記載の流
   体供給継手。