JPH1163335A - Rotary joint - Google Patents

Rotary joint

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Publication number
JPH1163335A
JPH1163335A JP9217582A JP21758297A JPH1163335A JP H1163335 A JPH1163335 A JP H1163335A JP 9217582 A JP9217582 A JP 9217582A JP 21758297 A JP21758297 A JP 21758297A JP H1163335 A JPH1163335 A JP H1163335A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
floating sheet
rotary joint
fluid
seal members
flow path
Prior art date
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Pending
Application number
JP9217582A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Hatori
均 羽鳥
Tadashi Kitajima
正 北島
Kazuhiro Arita
和広 有田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON JOHN KUREEN KK
Original Assignee
NIPPON JOHN KUREEN KK
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Filing date
Publication date
Application filed by NIPPON JOHN KUREEN KK filed Critical NIPPON JOHN KUREEN KK
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Publication of JPH1163335A publication Critical patent/JPH1163335A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/08Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe
    • F16L27/0804Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another
    • F16L27/0808Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation
    • F16L27/0812Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation with slide bearings
    • F16L27/082Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation with slide bearings having axial sealing

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary joint that can be compactly designed even in case of the inner pipe diameter of a fluid passage being large while minimizing leakage of a fluid. SOLUTION: A rotary joint 1 is provided with a rear housing 4, an intermediate housing 3, and a front housing 2 provided with an air inflow port 5. A floating seat 10 disposed in an axially movable state in these housings and provided with a sealing member 11 at the end face, and a rotary shaft body 20 provided with a fixed member 21 and a support member 22 axially movable but not rotatable in relation to the fixed member 21 are coaxially arranged so that a sealing member 23 provided at the end face of the rotary shaft body 20 and a sealing member 11 provided at the end face of the floating seat 10 are opposed to each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の主軸な
どに流体を供給するロータリージョイントに関し、特
に、高速回転に適したロータリージョイントに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary joint for supplying a fluid to a main shaft of a machine tool, and more particularly to a rotary joint suitable for high-speed rotation.

【0002】[0002]

【従来の技術】ロータリージョイントとは、工作機械な
どにおいて、回転部へ固定部から流体を供給するために
回転部と固定部とを流体的に接続するものである。工作
機械などの中には、主軸などの回転部品が回転するとき
に接触部に生ずる摩擦や摩耗を低減させるために、回転
部品の先端に、潤滑液、冷却液、空気などを送り込む構
造をもつものがあり、このような場合にロータリージョ
イントが一般的に使われている。
2. Description of the Related Art A rotary joint fluidly connects a rotating part and a fixed part in a machine tool or the like in order to supply a fluid to the rotating part from a fixed part. Some machine tools have a structure that sends lubricating fluid, cooling fluid, air, etc. to the tip of the rotating part to reduce friction and wear generated at the contact part when the rotating part such as the main shaft rotates. In such cases, rotary joints are commonly used.

【0003】従来の工作機械用ロータリージョイントと
しては、特開平9−100976号公報に開示されてい
るものがある。このロータリージョイントには、ハウジ
ング内に、回転部材と、常時後方へ付勢されたチェック
弁機能を有するピストン部材とが備えられている。この
ピストン部材内に、常時ピストン部材に対して前方に付
勢された押圧部材が設けられ、押圧部材と回転部材との
対向面に一対のシール部材が固着されている。また、ピ
ストン部材、押圧部材、および回転部材には軸心に流体
通路が設けられている。流体供給口から液体が供給され
る場合には、供給された液体の圧力により、ピストン部
材が前方へ移動し、一対のシール部材が接触状態とな
り、液体はピストン内を流通して、主軸先端部へ供給さ
れる。また、液体の供給を止め、加圧空気供給口から加
圧空気を供給する場合は、一対のシール部材の間隙を通
して、主軸内の流体通路へ加圧空気を供給する仕組みに
なっている。
A conventional rotary joint for machine tools is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-100976. The rotary joint includes a rotating member and a piston member having a check valve function constantly urged rearward in a housing. A pressing member constantly urged forward with respect to the piston member is provided in the piston member, and a pair of seal members are fixed to the opposing surfaces of the pressing member and the rotating member. Further, the piston member, the pressing member, and the rotating member are provided with a fluid passage at the axis. When liquid is supplied from the fluid supply port, the pressure of the supplied liquid causes the piston member to move forward, bringing the pair of seal members into contact with each other. Supplied to When the supply of the liquid is stopped and the pressurized air is supplied from the pressurized air supply port, the pressurized air is supplied to the fluid passage in the main shaft through the gap between the pair of seal members.

【0004】このロータリージョイントは、ピストン部
材内に押圧部材を挿入するという二段構造を有するの
で、供給液体の圧力の大きさにかかわりなく一対のシー
ル部材の接触圧力が、押圧部材を前方へ付勢する付勢力
と等しい一定値になるというものである。
Since this rotary joint has a two-stage structure in which a pressing member is inserted into a piston member, the contact pressure of the pair of seal members applies the pressing member forward regardless of the magnitude of the pressure of the supply liquid. It becomes a constant value equal to the urging force.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な従来のロータリージョイントでは、ピストン部材内に
押圧部材を挿入するという二段構造を採用しているた
め、ピストン部材内に、押圧部材や、押圧部材を前方へ
付勢するバネなどを格納するスペースや構造を必要とす
る。よって、ピストン部材の構造が大きく複雑になり、
ピストン部材を格納するハウジングにも大きな構造が必
要となる。この二段構造により、コンパクトなロータリ
ージョイントを製作する際に、流体供給路の内管径に制
限を与えるので、流通する液体の流量が制限を受けると
いう問題を有する。
However, since the conventional rotary joint as described above employs a two-stage structure in which a pressing member is inserted into the piston member, the pressing member or the like is inserted into the piston member. A space or structure for storing a spring or the like for urging the pressing member forward is required. Therefore, the structure of the piston member becomes large and complicated,
A large structure is also required for the housing that stores the piston member. With this two-stage structure, when manufacturing a compact rotary joint, the inner pipe diameter of the fluid supply path is limited, so that there is a problem that the flow rate of the flowing liquid is limited.

【0006】本発明は、主軸を高速回転させてロータリ
ージョイントに流体を流通させる際に、流体の圧力変化
に柔軟に対応して、シール部材同士の摺動圧力・摺動面
積の変動を抑えることにより、流体の漏れを最小限にす
ることを可能にしつつ、流体流通路の内管径を大きくし
てもコンパクト設計が可能なロータリージョイントを提
供することを目的とする。
According to the present invention, when a main shaft is rotated at a high speed to flow a fluid through a rotary joint, fluctuations in the sliding pressure and the sliding area between the seal members are suppressed flexibly in response to changes in the pressure of the fluid. Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotary joint that can be compactly designed even when the inner pipe diameter of the fluid flow passage is increased while minimizing fluid leakage.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のロータリージョイントは、内部に中空路を
有し、主軸に該主軸と共に回転状態に取付けた回転軸体
と、内部に中空路を有し、固定されたハウジング内に非
回転状態で且つ軸方向に移動可能に配設したフローティ
ングシートとが、それぞれの端部に取付けられたシール
部材同士を間隙を設けて対向して、同軸配設され、前記
フローティングシートが、前記シール部材同士の対向方
向と逆方向へ弾性付勢されて流入口側流路を閉じてい
て、流体圧力により前記弾性付勢力に抗して軸移動し、
流入口側流路を開くとともに、シール部材同士の接触に
よって回転軸体の中空路とフローティングシートの中空
路とが連通し、フローティングシート側から回転軸体側
へ流体が流通するロータリージョイントにおいて、前記
ハウジング内に前記フローティングシートの対向方向へ
の移動に制限を与える第1ストッパーを備えるととも
に、主軸と連動して回転する固定部材と、該固定部材に
対して、軸方向へ移動可能且つ対向方向へ弾性付勢さ
れ、かつ前記固定部材に設けた第2ストッパーで当止さ
れた支持部材と、該支持部材の端部に固定されたシール
部材とからなるという構成を有するものである。なお、
上記した「対向方向」とは、シール部材同士が対向する
方向という意味であって、フローティングシート側から
見るときは、フローティングシートから回転軸体への方
向を意味し、回転軸体側から見るときは、その逆方向を
意味する。以下に記述する「対向方向」は、この意味で
用いる。
In order to achieve the above object, a rotary joint according to the present invention has a hollow passage inside, a rotary shaft body attached to a main shaft in rotation with the main shaft, and a hollow passage inside. A floating seat, which is disposed in a fixed housing in a non-rotating state and is movable in the axial direction, and opposes seal members attached to respective ends thereof with a gap provided therebetween, and Disposed, the floating sheet is elastically urged in a direction opposite to the opposing direction of the seal members to close the inlet-side flow path, and axially moves against the elastic urging force by fluid pressure,
The rotary joint, in which the inlet-side flow path is opened and the hollow path of the rotary shaft and the hollow path of the floating sheet communicate with each other due to contact between the seal members, and a fluid flows from the floating sheet side to the rotary shaft side, A first stopper that restricts the movement of the floating sheet in the opposing direction, and a fixed member that rotates in conjunction with the main shaft, and is movable in the axial direction with respect to the fixed member and is elastic in the opposing direction. The support member is configured to be urged and stopped by a second stopper provided on the fixing member, and a seal member fixed to an end of the support member. In addition,
The above-mentioned `` facing direction '' means a direction in which the seal members face each other, and when viewed from the floating sheet side, means a direction from the floating sheet to the rotating shaft body, and when viewed from the rotating shaft body side. , Means the opposite direction. The “opposing direction” described below is used in this sense.

【0008】このように、回転軸体側にある固定部材
に、弾性付勢された支持部材を設けることにより、フロ
ーティングシートの構造として従来の二段構造を採用し
ないので、ロータリージョイントのコンパクト設計を可
能にし、フローティングシートや固定部材、支持部材に
設けられた中空路の内管径を大きく設計できる。
[0008] As described above, since the conventional two-stage structure is not adopted as the structure of the floating seat by providing the elastically biased support member on the fixed member on the rotating shaft side, a compact rotary joint can be designed. Thus, the inner pipe diameter of the hollow passage provided in the floating sheet, the fixing member, and the support member can be designed to be large.

【0009】また、上記構成に加えて、前記フローティ
ングシートが弾性付勢力によって流入口側流路を閉じ、
且つ前記支持部材が固定部材の第2ストッパーで当止さ
れた状態の両シール部材間の間隔が、前記流路を開閉す
るのに要するフローティングシートの移動距離よりも小
さくなるように構成されると、流入口側流路を開閉する
際に生じやすい液漏れを防止することが可能となる。
[0009] In addition to the above configuration, the floating sheet closes the inflow-side channel by an elastic urging force,
Further, the distance between the two seal members in a state where the support member is stopped by the second stopper of the fixed member is configured to be smaller than the moving distance of the floating sheet required to open and close the flow path. In addition, it is possible to prevent liquid leakage that is likely to occur when opening and closing the inlet-side flow path.

【0010】上述した本発明のフローティングシート
は、流体圧力がある値を超えると、弾性付勢力に抗して
前記対向方向へ移動し、フローティングシート端部のシ
ール部材と回転軸体端部のシール部材とが接触し、フロ
ーティングシートの中空路と回転軸体の中空路とが連通
して、流体を主軸先端へ供給するための流体流通路がつ
くられる。この後に、さらにフローティングシートが移
動することで、流路が開き、流体を流体流通路へ導く。
また、ハウジング内にフローティングシートの対向方向
への移動に制限を与える第1ストッパーを備え、かつ、
回転軸体が、固定部材に対して軸方向へ移動可能且つ対
向方向へ弾性付勢された支持部材と、この支持部材の端
部に取付けたシール部材とを備えることで、本発明は、
流体圧力が低圧から高圧までの広い圧力範囲に柔軟に対
応することが可能となる。
When the fluid pressure exceeds a certain value, the floating sheet of the present invention moves in the opposite direction against the elastic urging force, and the sealing member at the end of the floating sheet and the sealing member at the end of the rotating shaft body. The member comes into contact with the hollow passage of the floating sheet and the hollow passage of the rotary shaft body to communicate with each other to form a fluid flow passage for supplying fluid to the tip of the main shaft. Thereafter, when the floating sheet further moves, the flow path is opened and the fluid is guided to the fluid flow passage.
In addition, a first stopper is provided in the housing to limit the movement of the floating sheet in the facing direction, and
The present invention provides a rotating shaft body including a support member movable in the axial direction with respect to the fixed member and elastically biased in the opposite direction, and a seal member attached to an end of the support member.
Fluid pressure can flexibly correspond to a wide pressure range from low pressure to high pressure.

【0011】すなわち、流体圧力が流路を開くのに必要
な流体の最小圧力(以下、流路開閉圧と呼ぶ。)以上で
比較的弱い場合には、フローティングシートは、主に、
フローティングシートおよび支持部材の弾性付勢力と流
体圧力との平衡位置で停止するが、流体圧力が流路開閉
圧以上で比較的大きい場合には、フローティングシート
は、平衡位置に達する前に第1ストッパーにより停止さ
せられるので、シール部材同士の接触圧力が必要以上に
大きくならない。
That is, when the fluid pressure is higher than the minimum pressure of the fluid required to open the flow path (hereinafter referred to as flow path opening / closing pressure) and relatively weak, the floating sheet mainly
The floating sheet stops at an equilibrium position between the elastic urging force of the floating member and the support member and the fluid pressure, but when the fluid pressure is relatively higher than the flow path opening / closing pressure, the floating sheet is moved to the first stopper before reaching the equilibrium position. Therefore, the contact pressure between the seal members does not increase more than necessary.

【0012】また、シール部材間の間隔が、流路を開閉
するのに要するフローティングシートの移動距離よりも
小さく構成されているので、流路が開くよりも前に、確
実にシール部材同士が接触するので、流体の漏洩を防止
できる。
Further, since the distance between the seal members is configured to be smaller than the moving distance of the floating sheet required to open and close the flow path, the seal members surely come into contact with each other before the flow path is opened. Therefore, leakage of the fluid can be prevented.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明に係る代表的な実施例を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, typical embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0014】図1および図2は、本発明に係るロータリ
ージョイントの中心軸を通る断面図である。図1は、ロ
ータリージョイント1のシール部材同士の非接触状態を
示すものであり、図2は、加工液などの比較的高圧の流
体を流通させているときの、シール部材同士の接触状態
を示す図である。また、両図のロータリージョイントの
回転軸体20には主軸40が取付けられている。
FIGS. 1 and 2 are cross-sectional views of the rotary joint according to the present invention passing through the central axis. FIG. 1 shows a non-contact state between the seal members of the rotary joint 1, and FIG. 2 shows a contact state between the seal members when a relatively high-pressure fluid such as a working fluid is flowing. FIG. In addition, a main shaft 40 is attached to the rotary shaft body 20 of the rotary joint in both figures.

【0015】ハウジングは、流体流入口7と空気流入口
6とが設けられた後部ハウジング4と、当止部8が設け
られた中部ハウジング3と、空気流入口5が設けられた
前部ハウジング2とにより構成され、主軸40以外の固
定部に固定されている。また、前部ハウジング2と中部
ハウジング3、および中部ハウジング3と後部ハウジン
グ4とは、ねじ9,9…によって連結されている。この
ハウジング内に、シール部材11を端面に設けられたフ
ローティングシート10が、軸方向へ移動可能に配設さ
れている。また、シール部材23を端面に設けられた回
転軸体20が、主軸20の端部に該主軸40と共に回転
するように取付けられ、かつ回転軸体端面に設けられた
シール部材23とフローティングシート10の端面に設
けられたシール部材11とが対向するように、フローテ
ィングシート10と同軸に配設される。シール部材1
1,23の材質として、一方は、SiC、WCなどの高
硬度のものが用いられ、他方は、用途により、特殊な高
硬度部材、またはカーボンなどの比較的低硬度のものが
用いられる。
The housing includes a rear housing 4 provided with a fluid inlet 7 and an air inlet 6, a middle housing 3 provided with a stop 8, and a front housing 2 provided with an air inlet 5. And is fixed to a fixed portion other than the main shaft 40. The front housing 2 and the middle housing 3, and the middle housing 3 and the rear housing 4 are connected by screws 9, 9,. In this housing, a floating sheet 10 provided with a seal member 11 on an end face is disposed so as to be movable in the axial direction. In addition, the rotating shaft body 20 provided with the sealing member 23 on the end face is mounted on the end of the main shaft 20 so as to rotate together with the main shaft 40, and the sealing member 23 provided on the rotating shaft body end face and the floating sheet 10 are provided. Are arranged coaxially with the floating sheet 10 so that the seal member 11 provided on the end face of the floating sheet 10 faces the same. Seal member 1
As the materials 1 and 23, one is made of a material having a high hardness such as SiC or WC, and the other is made of a special high-hardness member or a material having a relatively low hardness such as carbon depending on the application.

【0016】フローティングシート10は、軸線に沿っ
た中空路16を備えている。この中空路16は、フロー
ティングシート端面にあるシール部材11を貫通して開
口しており、この開口部と軸方向反対側では、端面は閉
止し、フローティングシート10を半径方向に貫く貫通
孔17と連通している。流体は、この貫通孔17から流
入し、中空路16を経て、シール部材11の開口部へと
流通する。また、フローティングシート全外周に環状ス
トッパー12が接合されており、このストッパー外周
が、後部ハウジング4の内面と接している。フローティ
ングシート10と第1ストッパー12との接合部、およ
び第1ストッパー12と後部ハウジング4との接触部
に、Oリング等の封止部材13,13を設けて、この接
合部および接触部から流体が漏洩しない工夫がなされて
いる。また、第1ストッパー12をシール部材同士の対
向方向と逆方向へ弾性付勢するスプリング14が第1ス
トッパー12と中部ハウジング3との間に設けられてい
る。さらに、ガイドピン15,15が、中部ハウジング
3に固定されて、フローティングシート10のフランジ
部18に設けられた係合孔19と係合し、フローティン
グシート10の軸方向の移動を容易にするとともに、フ
ローティングシート10の軸回転運動を止める役目を果
たしている。
The floating sheet 10 has a hollow path 16 along the axis. The hollow passage 16 is opened through the seal member 11 on the end surface of the floating sheet. On the side opposite to the opening in the axial direction, the end surface is closed, and a through hole 17 penetrating the floating sheet 10 in the radial direction is formed. Communicating. The fluid flows from the through hole 17 and flows through the hollow passage 16 to the opening of the seal member 11. An annular stopper 12 is joined to the entire outer periphery of the floating seat, and the outer periphery of the stopper is in contact with the inner surface of the rear housing 4. Sealing members 13, 13 such as O-rings are provided at the joint between the floating sheet 10 and the first stopper 12 and at the contact between the first stopper 12 and the rear housing 4. Is designed not to leak. Further, a spring 14 that elastically urges the first stopper 12 in a direction opposite to a direction in which the seal members face each other is provided between the first stopper 12 and the middle housing 3. Further, the guide pins 15, 15 are fixed to the middle housing 3, and engage with the engagement holes 19 provided in the flange portion 18 of the floating seat 10, thereby facilitating the axial movement of the floating seat 10. , And serves to stop the axis rotation movement of the floating sheet 10.

【0017】回転軸体20は、前記主軸40の端部に取
付ける固定部材21と、この固定部材21に対して、軸
回転不可能かつ軸方向への移動が可能な支持部材22
と、この支持部材22の端面に設けられたシール部材2
3と、支持部材22を固定部材21に対して対向方向へ
弾性付勢するスプリング25とからなる。回転軸体側ス
プリング25は、固定部材21と支持部材22との間に
設けられている。また、流体を流通させる中空路28,
29が、軸線に沿って、固定部材21、支持部材22、
および支持部材端面に設けられたシール部材23を貫通
して設けられている。また、ガイドピン24,24が、
固定部材21に軸方向と平行して固定されていて、支持
部材22のフランジ部31に設けられた切欠孔32と係
合し、支持部材22の軸方向の移動を容易にして、支持
部材22の固定部材21に対する軸回転運動を止める役
目を果たす。さらに、第2ストッパー30となるストッ
プリングが、固定部材21の内周に固定され、支持部材
22の対向方向への移動を制限している。なお、主軸4
0と固定部材21との接合部、および固定部材21と支
持部材22との接触部に、Oリング等の封止部材26,
27を設けて、接合部や接触部から中空路の外へ液体等
が漏洩しないような工夫がなされている。また、実際の
使用時には、主軸40に固定部材21が係合している。
このとき、主軸40の回転運動と連動して固定部材21
および支持部材22が回転する。なお、図1に示すよう
に、フローティングシート10がスプリング25の弾性
力によって流入口流路を閉じ、かつ支持部材22がスプ
リング25で対向方向へ押されつつ第2ストッパー30
で当止されている状態の両シール部材間の間隔は、流入
口側流路を開閉するのに要するフローティングシートの
移動距離よりも小さくなるように構成されている。これ
は、流路開閉圧よりも高圧の流体を流入するときに、両
シール部材が接触しないうちに、流入口側流路が開くの
を防ぐためである。
The rotating shaft 20 includes a fixing member 21 attached to the end of the main shaft 40, and a supporting member 22 that cannot rotate and can move in the axial direction with respect to the fixing member 21.
And a seal member 2 provided on an end face of the support member 22.
3 and a spring 25 that elastically urges the support member 22 in a direction opposite to the fixing member 21. The rotation shaft side spring 25 is provided between the fixed member 21 and the support member 22. Further, the hollow passage 28 through which the fluid flows,
29, along the axis, the fixing member 21, the support member 22,
And a seal member 23 provided on the end surface of the support member. Also, the guide pins 24, 24
The support member 22 is fixed to the fixing member 21 in parallel with the axial direction and engages with a notch hole 32 provided in the flange portion 31 of the support member 22 to facilitate movement of the support member 22 in the axial direction. And stops the rotation of the shaft with respect to the fixing member 21. Further, a stop ring serving as the second stopper 30 is fixed to the inner periphery of the fixing member 21 to limit the movement of the support member 22 in the facing direction. The main shaft 4
A sealing member 26, such as an O-ring, is provided at the joint between the fixing member 21 and the fixing member 21 and the contact between the fixing member 21 and the supporting member 22.
27 is provided to prevent liquid and the like from leaking out of the hollow path from the joint or contact portion. In actual use, the fixed member 21 is engaged with the main shaft 40.
At this time, the fixing member 21 is interlocked with the rotational movement of the main shaft 40.
And the support member 22 rotates. As shown in FIG. 1, the floating sheet 10 closes the inflow channel by the elastic force of the spring 25, and the second stopper 30 is pressed while the support member 22 is pressed by the spring 25 in the facing direction.
The distance between the two seal members in the state of being stopped is configured to be smaller than the moving distance of the floating sheet required to open and close the inlet-side flow path. This is to prevent the inlet-side flow path from opening before the two seal members contact each other when a fluid having a pressure higher than the flow path opening / closing pressure flows.

【0018】上述した構造を有するロータリージョイン
ト1において、比較的低圧の流体を流体流入口7に送り
込む場合、図1に示すように、フローティングシート1
0はスプリング14の弾性力によって流入口側流路を閉
じており、回転軸体20の支持部材22は、スプリング
25の弾性力によって対向方向へ押されつつ第2ストッ
パー30に当止していて、シール部材11,23同士は
接触していない状態にある。このときの圧力では、スプ
リング14の弾性力に抗してフローティングシート10
を移動させ、流路を開くことができない。加圧空気など
を主軸先端へ送り込むには、空気流入口5または6を利
用する。この空気流入口5または6から流入した空気
が、フローティングシート10の中空路16および回転
軸体20の中空路28,29を経て、主軸先端へ送り込
まれる。このとき、シール部材同士は接触・摺動しない
ため、シール部材の摩耗・摩擦は生じない。なお、加圧
空気を供給する場合には、シール部材11,23が接触
しないようにする必要があるので、シール部材11,2
3の間隙に向けて設けた空気流入口5を用いることが望
ましい。
In the rotary joint 1 having the above-described structure, when a relatively low-pressure fluid is fed into the fluid inlet 7, as shown in FIG.
Numeral 0 closes the flow path on the inlet side by the elastic force of the spring 14, and the support member 22 of the rotating shaft 20 is pressed against the second stopper 30 while being pushed in the opposite direction by the elastic force of the spring 25. The seal members 11 and 23 are not in contact with each other. At this time, the floating seat 10 is pressed against the elastic force of the spring 14.
To open the channel. In order to feed compressed air or the like to the tip of the spindle, the air inlet 5 or 6 is used. The air flowing from the air inlet 5 or 6 is sent to the tip of the main shaft through the hollow passage 16 of the floating sheet 10 and the hollow passages 28 and 29 of the rotary shaft 20. At this time, since the seal members do not come into contact with each other or slide, wear and friction of the seal members do not occur. When supplying pressurized air, it is necessary to prevent the seal members 11 and 23 from coming into contact with each other.
It is desirable to use the air inlet 5 provided toward the gap 3.

【0019】次に、流路開閉圧よりもやや高圧の流体、
例えば加工液などを流体流入口7へ流入する場合には、
その加工液などの圧力により、フローティングシート1
0は移動し、フローティングシート側シール部材11が
回転軸体側シール部材23と接触して、フローティング
シート10の中空路16と回転軸体20の中空路28と
が連通する。この後に、フローティングシート10はさ
らに前記対向方向へ移動して、流入口側流路が開き、流
体流入口7から流入した加工液などが、連通した中空路
16,28,29を流通して主軸先端へ供給される。フ
ローティングシート10の移動は、主に、フローティン
グシートにかかる弾性力および流体圧力と、支持部材2
2にかかる弾性力とが平衡した時点で止まる。より厳密
には、これら力の他に、圧力バランスによって、対向方
向へ押す力も支持部材22に作用する。
Next, a fluid having a pressure slightly higher than the flow path opening / closing pressure,
For example, when a working fluid or the like flows into the fluid inlet 7,
Floating sheet 1
0 moves, and the floating sheet side seal member 11 comes into contact with the rotary shaft side seal member 23, so that the hollow path 16 of the floating sheet 10 and the hollow path 28 of the rotary shaft body 20 communicate with each other. Thereafter, the floating sheet 10 further moves in the opposite direction to open the flow path on the inlet side, and the machining fluid and the like flowing from the fluid inlet 7 flow through the communicating hollow passages 16, 28, 29, and the main shaft. Supplied to the tip. The movement of the floating sheet 10 mainly depends on the elastic force and the fluid pressure applied to the floating sheet and the support member 2.
It stops when the elastic force applied to 2 equilibrates. More precisely, in addition to these forces, a force pressing in the opposite direction also acts on the support member 22 due to the pressure balance.

【0020】このとき、支持部材22がスプリング25
で付勢されているため、シール部材11,23同士を接
触させつつフローティングシート10を移動させ、流路
を開くことが可能となる。また、主軸40と連動して回
転軸体20が回転しつつ加工液などを流通させる場合、
シール部材同士の摺動圧力、主軸40の振れに追随する
回転軸体20の振れ、および摩擦熱などによって生ずる
回転軸体20やシール部材の熱膨張が、そのスプリング
25で緩和される。よって、シール性能を損なうことな
く、シール部材の摩擦・摩耗が低減される。
At this time, the support member 22 is
Therefore, the floating sheet 10 can be moved while the seal members 11 and 23 are in contact with each other to open the flow path. Further, when the machining fluid or the like is circulated while the rotating shaft body 20 rotates in conjunction with the main shaft 40,
The spring 25 reduces the sliding pressure between the seal members, the runout of the rotary shaft 20 following the runout of the main shaft 40, and the thermal expansion of the rotary shaft 20 and the seal member caused by frictional heat and the like. Therefore, the friction and wear of the sealing member are reduced without impairing the sealing performance.

【0021】次に、流路開閉圧よりもかなり高圧の加工
液などを流体流入口7へ流入する場合には、その加工液
などの圧力により、フローティングシート10は移動
し、図2に示す状態となる。すなわち、シール部材1
1,23同士が接触しつつ、フローティングシート10
に設けられたストッパー12が、中部ハウジング3の当
止部8に当止する状態にある。このとき、フローティン
グシート10と回転軸体20とに設けられたシール部材
11,23同士の接触圧力は、主に、支持部材22への
スプリング25の弾性力によって決まる。ここで、スプ
リング25の弾性力は、圧力バランスによって、支持部
材22をシール部材同士の対向方向へ押す力も考慮して
調整される。このように、たとえ高圧な流体をロータリ
ージョイントに流通させても、シール部材11,23は
その流体圧力を全面的に受ける必要がなくなる。よっ
て、シール部材11,23同士に過度な接触圧力がかか
らないので、シール部材11,23同士の摩擦・摩耗が
低減される。
Next, when a working fluid or the like considerably higher than the flow path opening / closing pressure flows into the fluid inlet 7, the floating sheet 10 moves due to the pressure of the working fluid or the like, and the state shown in FIG. Becomes That is, the sealing member 1
While the floating sheets 10 and 23 are in contact with each other,
The stopper 12 provided on the middle housing 3 is in a state of abutting against the abutting portion 8 of the middle housing 3. At this time, the contact pressure between the sealing members 11 and 23 provided on the floating sheet 10 and the rotating shaft body 20 is mainly determined by the elastic force of the spring 25 applied to the support member 22. Here, the elastic force of the spring 25 is adjusted by pressure balance in consideration of the force pressing the support member 22 in the direction in which the seal members face each other. Thus, even if a high-pressure fluid flows through the rotary joint, the seal members 11 and 23 do not need to receive the fluid pressure entirely. Therefore, since excessive contact pressure is not applied between the seal members 11 and 23, friction and wear between the seal members 11 and 23 are reduced.

【0022】以上の如く、本発明に係るロータリージョ
イント1は、フローティングシート10への弾性付勢力
と支持部材22への弾性付勢力とを調整することで、流
体圧力が低圧から高圧までの広い圧力範囲に柔軟に対応
できる。
As described above, the rotary joint 1 according to the present invention adjusts the elastic urging force on the floating sheet 10 and the elastic urging force on the support member 22 so that the fluid pressure can be changed from a low pressure to a high pressure. Can respond flexibly to the range.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明のロータリージョイントは、ハウ
ジング内にフローティングシートの対向方向への移動に
制限を与える第1ストッパーを備え、かつ、回転軸体
が、固定部材に対して軸方向へ移動可能且つ対向方向へ
弾性付勢された支持部材と、この支持部材の端部に固定
されたシール部材とを備えるという構成を有するので、
流体圧力が低圧から高圧までの広い圧力範囲に柔軟に対
応し、シール部材の摩擦・摩耗を低減することができ
る。また、この構成により、フローティングシートの構
造として従来の二段構造を採用しないので、コンパクト
設計が可能であり、流体が流通する中空路の内管径を大
きく設計できるので、大きな流量を確保出来る。
The rotary joint according to the present invention has a first stopper in the housing for restricting the movement of the floating seat in the facing direction, and the rotary shaft body can move in the axial direction with respect to the fixed member. And a support member elastically biased in the opposite direction, and a seal member fixed to an end of the support member.
The fluid pressure can flexibly correspond to a wide pressure range from low pressure to high pressure, and the friction and wear of the seal member can be reduced. Further, according to this configuration, since a conventional two-stage structure is not adopted as the structure of the floating seat, a compact design is possible, and a large inner pipe diameter of the hollow passage through which the fluid flows can be secured, so that a large flow rate can be secured.

【0024】さらに、前記フローティングシートが弾性
付勢力によって流入口側流路を閉じ、且つ前記支持部材
が固定部材の第2ストッパーで当止された状態の両シー
ル部材間の間隔が、前記流路を開閉するのに要するフロ
ーティングシートの移動距離よりも小さくなるように構
成されると、加工液などの高圧な流体を流入する時に、
流路を開く前にシール部材同士を接触させることができ
るので、加工液などの漏洩を防ぐことが可能となる。
Further, the distance between the two seal members in a state where the floating sheet closes the flow path on the inlet side by the elastic urging force and the support member is stopped by the second stopper of the fixed member is the flow path. When it is configured to be smaller than the moving distance of the floating sheet required to open and close, when high-pressure fluid such as machining fluid flows in,
Since the seal members can be brought into contact with each other before the flow path is opened, it is possible to prevent the leakage of the working fluid or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るロータリージョイントで、シール
部材同士の非接触状態を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotary joint according to the present invention, showing a non-contact state between seal members.

【図2】本発明に係るロータリージョイントで、シール
部材同士の接触状態を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a contact state between seal members in the rotary joint according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロータリージョイント 2 前部ハウジング 3 中部ハウジング 4 後部ハウジング 5,6 空気流入口 7 流体流入口 8 当止部 10 フローティングシート 11 シール部材 12 第1ストッパー 13 封止部材 14 スプリング 15 ガイドピン 16 中空路 17 貫通孔 18 フローティングシートのフランジ部 19 係合孔 20 回転軸体 21 固定部材 22 支持部材 23 シール部材 24 ガイドピン 25 スプリング 26,27 封止部材 28,29 中空路 30 第2ストッパー 31 支持部材のフランジ部 32 切欠孔 40 主軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotary joint 2 Front housing 3 Middle housing 4 Rear housing 5, 6 Air inlet 7 Fluid inlet 8 Stop part 10 Floating seat 11 Seal member 12 First stopper 13 Sealing member 14 Spring 15 Guide pin 16 Hollow path 17 Through-hole 18 Flange part of floating sheet 19 Engagement hole 20 Rotating shaft 21 Fixed member 22 Support member 23 Seal member 24 Guide pin 25 Spring 26, 27 Seal member 28, 29 Hollow path 30 Second stopper 31 Flange of support member Part 32 Notch hole 40 Main shaft

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部に中空路を有し、主軸に該主軸と共
に回転状態に取付けた回転軸体と、内部に中空路を有
し、固定されたハウジング内に非回転状態で且つ軸方向
に移動可能に配設したフローティングシートとが、それ
ぞれの端部に取付けたシール部材同士を間隙を設けて対
向して、同軸配設され、 前記フローティングシートが、前記シール部材同士の対
向方向と逆方向へ弾性付勢されて流入口側流路を閉じて
いる状態から、流体圧力により前記弾性付勢力に抗して
軸移動し、流入口側流路を開くとともに、シール部材同
士の接触によって回転軸体の中空路とフローティングシ
ートの中空路とが連通し、フローティングシート側から
回転軸体側へ流体が流通するロータリージョイントにお
いて、 前記ハウジング内に前記フローティングシートの対向方
向への移動を制限する第1ストッパーを備えるととも
に、前記回転軸体が、主軸と連動して回転する固定部材
と、該固定部材に対して、軸方向へ移動可能且つシール
部材同士の対向方向へ弾性付勢され、且つ前記固定部材
に設けた第2ストッパーで当止された支持部材と、該支
持部材の端部に固定されたシール部材とからなることを
特徴とするロータリージョイント。
1. A rotary shaft body having a hollow passage therein and attached to a main shaft in a rotating state together with the main shaft, and a non-rotating state and axially inside a fixed housing having a hollow passage therein. A floating sheet movably disposed opposes the seal members attached to respective ends thereof with a gap provided therebetween, and is coaxially disposed, and the floating sheet is in a direction opposite to a direction in which the seal members oppose each other. From the state in which the inlet-side flow path is closed by being elastically urged, the shaft moves against the elastic urging force by the fluid pressure, the inlet-side flow path is opened, and the rotating shaft is brought into contact by the seal members. A rotary joint in which the hollow passage of the body and the hollow passage of the floating sheet communicate with each other and a fluid flows from the floating sheet side to the rotary shaft side; A first stopper for restricting movement of the seal member in the opposite direction, wherein the rotating shaft body rotates in conjunction with the main shaft, and the seal member is movable with respect to the fixed member in the axial direction. A rotary joint, comprising: a support member elastically biased in a facing direction and stopped by a second stopper provided on the fixed member; and a seal member fixed to an end of the support member.
【請求項2】 前記フローティングシートが弾性付勢力
によって流入口側流路を閉じ、且つ前記支持部材が固定
部材の第2ストッパーで当止された状態の両シール部材
間の間隔が、前記流路を開閉するのに要するフローティ
ングシートの移動距離よりも小さくなるように構成され
る請求項1記載のロータリージョイント。
2. The space between the two seal members in a state where the floating sheet closes the flow path on the inlet side by an elastic urging force and the support member is stopped by the second stopper of the fixed member is the flow path. The rotary joint according to claim 1, wherein the rotary joint is configured to be smaller than a moving distance of a floating sheet required to open and close the rotary seat.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110153447A (en) * 2019-04-29 2019-08-23 宁波海天精工股份有限公司 A kind of direct-connected main-shaft core water flowing out structure of vertical machining centre

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