(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側部材１と回転側部材２との相対回転面Ｆに、二本の回転シール３ａ，３ｂを配置させてこれら相互間域に流体密性部４を形成し、前記固定側部材１から相対回転面Ｆの流体密性部４を通って回転側部材２に至る第１通路５を設けると共に回転側部材２から相対回転面Ｆの流体密性部４を通って固定側部材１に至る第２通路６を前記第１通路と１８０°間隔で設けてあり、前記第１通路５及び第２通路６には流体密性部４に沿って１８０°より少し小さい範囲であって相互で干渉しない溝５１，６１が固定側部材１側又は回転側部材２側に具備させてあり、前記回転側部材２は固定部材１に対して回転可能であって、回転側部材２は回転して第１通路５及び第２通路６が塞がれる位置にも回転可能としてあることを特徴とするロータリージョイント。
【請求項２】
固定側部材１と回転側部材２とが相対回転して溝５１，６１相互間の溝が形成されていない部分が第１通路５及び第２通路６を塞ぐ位置にきたときには、それを検知して出力する少なくとも１個の近接スイッチを、固定側部材１又は回転側部材２に設けてあることを特徴とする請求項１記載のロータリージョイント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固定側部材に対して回転側部材が正逆回転する形式のロータリージョイントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のロータリージョイントは、図11〜13や図14〜16に示すように、固定側部材８と回転側部材９とから構成されているが、回転シール81ａ，81ｂに挟まれた一本の周溝で１方向（固定側→回転側若しくは回転側→固定側）にしか流体を流せないため、回転側に冷却水を供給する場合には、供給用周溝80とこれから長さ方向又は径方向に位置ズレした排出用周溝90が必要となり、３本目の回転シール81ｃが必要であった。
【０００３】
このため、従来のロータリージョイントは、▲１▼回転軸方向の長さ又は回転軸直角方向の直径が大きく、▲２▼固定側部材と回転側部材相互の摺動抵抗が大きいという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明では、回転軸方向の長さ又は回転軸直角方向の直径が小さく且つ固定側部材と回転側部材相互の摺動抵抗が小さいロータリージョイントを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（請求項１記載の発明）
この発明のロータリージョイントは、固定側部材１と回転側部材２との相対回転面Ｆに、二本の回転シール３ａ，３ｂを配置させてこれら相互間域に流体密性部４を形成し、前記固定側部材１から相対回転面Ｆの流体密性部４を通って回転側部材２に至る第１通路５を設けると共に回転側部材２から相対回転面Ｆの流体密性部４を通って固定側部材１に至る第２通路６を前記第１通路と１８０°間隔で設けてあり、前記第１通路５及び第２通路６には流体密性部４に沿って１８０°より少し小さい範囲であって相互で干渉しない溝５１，６１が固定側部材１側又は回転側部材２側に具備させてあり、前記回転側部材２は固定部材１に対して回転可能であって、回転側部材２は回転して第１通路５及び第２通路６が塞がれる位置にも回転可能としてある。
（請求項２記載の発明）
この発明のロータリージョイントは、上記請求項１記載の発明に関し、固定側部材１と回転側部材２とが相対回転して溝51，61相互間の溝が形成されていない部分が第１通路５及び第２通路６を塞ぐ位置にきたときには、それを検知して出力する少なくとも１個の近接スイッチを、固定側部材１又は回転側部材２に設けてある。
【０００６】
なお、上記発明のロータリージョイントの作用・効果については以下の発明の実施の形態の欄で説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を実施形態として示した図面に従って説明する。
〔実施形態１〕
図１はこの発明の実施形態１のロータリージョイントＲＪの断面図、図２は図１のＸ−Ｘ断面図、図３は第１流路５側から見たロータリージョイントＲＪの正面図、図４は図３のロータリージョイントＲＪの側面図を示している。
（このロータリージョイントＲＪの構成について）
このロータリージョイントＲＪは、図１や図２に示すように、軸受けＢ，Ｂにより相対回転自在となった固定側部材１と回転側部材２との回転面Ｆに、二本の回転シール3a，3bを配置させてこれら相互間域に流体密性部４を形成し、前記固定側部材１から相対回転面Ｆの流体密性部４を通って回転側部材２に至る第１通路５を設けると共に回転側部材２から相対回転面Ｆの流体密性部４を通って固定側部材１に至る第２通路６を前記第１通路と１８０°間隔で設けてある。そしてこの実施形態では前記第１通路５及び第２通路６に流体密性部４に沿って１８０°より少し小さい範囲であって相互に干渉しない溝51, 61が固定側部材１側又は回転側部材２側に具備させてある。
【０００８】
固定側部材１は、図１に示すように円環状の厚肉板により形成されており、その内周面に軸受けＢ，Ｂを装着するための溝11, 11を、前記溝11, 11相互間域には回転シール3a，3bを装着するための溝12, 12を、形成してある。また、固定側部材１には、図１や図２に示すように、第１通路５の一部を構成する入口53と通路50と溝51が、第２通路６の一部を構成する出口64と通路62と溝61が、それぞれ形成されている。さらに、図２に示すように、溝51は通路50から左右に８０°（８０°に限られず９０°より小さい範囲であればよい。以下同じ）づつ分かれて形成されると共に、溝61も通路62から左右に８０°づつ分かれて形成されており、通路50と通路62との間には内方突起10，10が形成されている。なお、固定側部材１の外周面には図３に示すように、入口53と対応する部分に固定側目印19を形成してある。
【０００９】
回転側部材２は、図１に示すように、張出部20を有した本体2aにフランジ2bをボルト止めして成るもので、前記本体2aには第１通路５の一部を構成する通路52と出口54が、第２通路６の一部を構成する入口63と通路60が、それぞれ形成されている。他方、上記固定側部材１は図１に示すように、軸受けＢ，Ｂのインナーレースを介して張出部20とフランジ2b相互間に挟み込まれている。なお、張出部20の外周面には図４に示すように、出口54と対応する部分から９０°振ったところに回転側目印29を形成してある。
【００１０】
軸受けＢ，Ｂは、図１に示すように所謂ボールベアリングで構成されており、上記溝11, 11に装着されている。
【００１１】
回転シール3a，3bは、図１に示すように、上記溝12, 12に装着されている。
【００１２】
ここで、上記した部材を図１に示すように組み立てた状態では、入口53、通路50、溝51、通路52及び出口54により第１通路５が形成され、また入口63、通路60、溝61、通路62及び出口64により第２通路６が形成されている。
【００１３】
また、このロータリージョイントＲＪにおいて、図３に示した如く入口53と出口54とが並んだ状態（固定側目印19と回転側目印29が９０°方向に位置ずれした状態）では内方突起10に対して通路52は９０°方向に位置ずれして通路50と溝51と通路52及び、通路60と溝61と通路62とはそれぞれ連通しており、また、図３の状態から回転側部材２が９０°相対回転した状態（固定側目印19と回転側目印29が一致した状態）では通路52及び通路62はそれぞれ内方突起10により塞がれた状態となる。
（このロータリージョイントＲＪの作用・効果について）
▲１▼．このロータリージョイントＲＪでは、二本の回転シール3a，3bの構成となるから、回転側部材２の回転軸方向の長さが小さくなる。したがって、全体重量が小さくでき、以下に示した如くマニピュレータＭの先端リスト部Ｌに取り付けた場合、回転モーメントが小さくなる。
▲２▼．このロータリージョイントＲＪでは、二本の回転シール3a，3bの構成となるから、固定側部材１と回転側部材２相互の摺動抵抗が小さいものとなる。
【００１４】
なお、ロータリージョイントＲＪのこれらの作用・効果は、以下の実施形態３、４のものも有している。
（このロータリージョイントＲＪを使用する態様について）
このロータリジョイントＲＪは図１に示すように、マニピュレータＭの先端リスト部Ｌに例えば溶接機Ｙを取り付ける場合に使用されるもので、具体的には前記先端リスト部Ｌと溶接機Ｙとの間に取り付けられる。なお、このロータリジョイントＲＪは、溶接機Ｙによるスポット溶接時に発生する熱によって溶接機Ｙが温度上昇するのを抑えるとき等に使用される。
【００１５】
この場合において、マニピュレータＭの先端リスト部Ｌには回転側部材２の一端部が取り付けられ、マニピュレータＭに沿って設けられている冷却水用の、供給用配管P1が第１流路５の入口53に、排出用配管P2が第２流路６の出口64に、それぞれ取り付けられる。そして、前記回転側部材２の他端部に取り付けられた溶接機Ｙの、冷却水用供給口Y1と第１流路５の出口54とが配管P3で、冷却水用排出口Y2と第２流路６の入口63とが配管P4で、それぞれ接続される。これにより、冷却水は、供給用配管P1→第１流路５→配管P3→溶接機Ｙ→配管P4→第２流路６→排出用配管P2の経路で流れることになる。
【００１６】
ここで、この種の溶接機Ｙの使用においては、溶接機ＹはロータリージョイントＲＪを介して正逆方向に回転されるが、ロータリージョイントＲＪの正逆回転の角度によっては次のような対策を行っておく必要がある。
▲１▼．スポット溶接位置が図２の状態から回転側部材２を９０°回転させた所にある場合には、冷却水は上記経路の途中で遮断（溝51, 61相互間に設けられた内方突起10が第１流路５及び第２流路６を塞ぐことにより遮断）されて流れなくなるからこの位置ではスポット溶接されないようにプログラム入力しておく。
▲２▼．スポット溶接時に溝51を介して通路50と通路52とが繋がっていて、次のスポット溶接時のために回転側部材２が回転して溝51を介して通路60を通路62とが繋がった場合、冷却のために溶接機Ｙに入り昇温した冷却水は再び元の通路５に戻ってしまうという事態が発生する。しかしながら、スポット溶接時から次のスポット溶接時までに比較的時間が長く、そのまま使用することが可能である場合が多い。
〔実施形態２〕
図５はこの発明の実施形態２のロータリージョイントＲＪの断面図、図６は図１のＹ−Ｙ断面図を示している。
（このロータリージョイントＲＪの構成について）
この実施形態２のロータリージョイントＲＪは、図５や図６に示すように実施形態１と基本的には同じといえるが、固定側部材１の張出部20との対向面に直径が相違する大小の回転シール3a, 3bを配置させてこれら相互間域に流体密性部４を形成し、前記流体密性部４に１８０°よりも少し小さい範囲であって相互に干渉しない溝51, 61が固定側部材１側に具備させてある。
【００１７】
なお、このロータリージョイントＲＪにおいて、図５や図６に示した如く入口53と出口54とが並んだ状態（固定側目印19と回転側目印29が９０°方向に位置ずれした状態）では溝51, 61相互間の溝が形成されていない部分13に対して通路52は９０°方向に位置ずれして通路50と溝51と通路52及び、通路60と溝61と通路62とはそれぞれ連通しており、また、図５や図６の状態から回転側部材２が９０°回転した状態（固定側目印19と回転側目印29が一致した状態）では通路52及び通路62はそれぞれ部分13により塞がれた状態となる。
（このロータリージョイントＲＪの作用・効果について）
▲１▼．このロータリージョイントＲＪでは、二本の回転シール3a，3bの構成となるから、回転側部材２の回転軸直角方向の直径が小さくなる。したがって、全体重量が小さくでき、上記に示した如くマニピュレータＭの先端リスト部Ｌに取り付けた場合、回転モーメントが小さくなる。
▲２▼．このロータリージョイントＲＪでは、二本の回転シール3a，3bの構成となるから、固定側部材１と回転側部材２相互の摺動抵抗が小さいものとなる。
（このロータリージョイントＲＪを使用する態様について）
実施形態１と同様にしてマニピュレータＭの先端部に取り付けられる。
〔実施形態３〕
図７はこの発明の実施形態３のロータリージョイントＲＪの断面図、図８は図７のＺ−Ｚ断面図を示している。
【００１８】
この実施形態３のロータリージョイントＲＪは、図７や図８に示すように実施形態１と基本的には同じであるが、固定側部材１側に近接スイッチＳを設けると共に回転側部材２の張出部20に孔21（非検知部）を設け、固定側目印19と回転側目印29が一致した状態（通路52及び通路62はそれぞれ内方突起10により塞がれた状態）において近接スイッチＳが孔21と対向して非検知状態となるようにしてある。
【００１９】
この実施形態のロータリージョイントＲＪでは、近接スイッチＳの非検知状態を利用して上記状態においてスポット溶接が実行されないようにできる。
〔実施形態４〕
図９はこの発明の実施形態４のロータリージョイントＲＪの断面図、図10は図９のＬ−Ｌ断面図を示している。
【００２０】
この実施形態４のロータリージョイントＲＪは、図９や図10に示すように実施形態１と基本的には同じであるが、固定側部材１側に二個の近接スイッチS1, S2を半径方向（半径r1, r2）に配列させると共に、張出部20の固定側部材１との対向面に大小の半径r1, r2の円弧状溝22, 23を形成してある。なお、近接スイッチS1, S2は円弧状溝22, 23と対向しているときには非検知状態（ＯＦＦ）となるようになり、円弧状溝22, 23と対向していないときには検知状態（ＯＮ）となるようにしてある。
【００２１】
そして、この実施形態のロータリージョイントＲＪでは、固定側目印19と回転側目印29が一致した状態（通路52及び通路62はそれぞれ内方突起10により塞がれた状態）において近接スイッチS1, S2が共にＯＦＦとなるようにしてある。
【００２２】
このロータリージョイントＲＪでは以下に示すように制御されるようになっている。
▲１▼．近接スイッチS1がＯＦＦで近接スイッチS2がＯＮの状態から近接スイッチS1がＯＮで近接スイッチS2がＯＦＦの状態に切り替わったとき、又はその逆に切り替わったときには、冷却水の供給口が入口53側から出口64側に、又はその逆に切り替わるようにしてある。
【００２３】
したがって、このロータリージョイントＲＪでは、スポット溶接時に溝51を介して通路50と通路52とが繋がっていて、次のスポット溶接時のために回転側部材２が回転して溝51を介して通路60を通路62とが繋がった場合、冷却のために溶接機Ｙに入り昇温した冷却水が再び元の通路５に戻ってしまうという事態は阻止できる。
【００２４】
なお、これを実行させるには冷却水の回路に、近接スイッチS1，S2の出力により切り替わる切り替え弁を挿入すればよい。
▲２▼．近接スイッチS1，S2が共にＯＦＦである場合にはスポット溶接が実行されないようにしてある。
〔その他の実施形態〕
上記した全ての実施形態において、溝51, 61を固定側部材１ではなく回転側部材２側に設けるようにしてもよい。
【００２５】
上記した全ての実施形態において、現固定側部材１を回転側部材とし、現回転側部材２を固定用部材としてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
この発明は上記のような構成であるから次の効果を有する。
【００２７】
発明の実施の形態の欄の内容から明らかなように、回転軸方向の長さ又は回転軸直角方向の直径が小さく且つ固定側部材と回転側部材相互の摺動抵抗が小さいロータリージョイントを提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１のロータリージョイントの断面図。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図。
【図３】第１流路側から見たロータリージョイントの正面図。
【図４】図３のロータリージョイントの側面図。
【図５】この発明の実施形態２のロータリージョイントの断面図。
【図６】図５のＹ−Ｙ断面図。
【図７】この発明の実施形態３のロータリージョイントの断面図。
【図８】図７のＺ−Ｚ断面図。
【図９】この発明の実施形態４のロータリージョイントの断面図。
【図１０】図９のＬ−Ｌ断面図。
【図１１】従来例１のロータリージョイントの断面図。
【図１２】図11のＭ−Ｍ断面図。
【図１３】図11のＮ−Ｎ断面図。
【図１４】従来例２のロータリージョイントの断面図。
【図１５】図14のＯ−Ｏ断面図。
【図１６】図14のＰ−Ｐ断面図。
【符号の説明】
ＲＪ      ロータリージョイント
Ｆ        相対回転面
１        固定側部材
２        回転側部材
3a        回転シール
3b        回転シール
４        流体密性部
５        第１通路
６        第２通路
51        溝
61        溝
【図１】
0003951167.tif 000002
【図２】
0003951167.tif 000003
【図３】
0003951167.tif 000004
【図４】
0003951167.tif 000005
【図５】
0003951167.tif 000006
【図６】
0003951167.tif 000007
【図７】
0003951167.tif 000008
【図８】
0003951167.tif 000009
【図９】
0003951167.tif 000010
【図１０】
0003951167.tif 000011
【図１１】
0003951167.tif 000012
【図１２】
0003951167.tif 000013
【図１３】
0003951167.tif 000014
【図１４】
0003951167.tif 000015
【図１５】
0003951167.tif 000016
【図１６】
0003951167.tif 000017