(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側本体部材と、この固定側本体部材に形成した一次側流路内に軸部を摺動可能に嵌合させたフローティングシートと、このフローティングシートに対向配置されたロータを備え、フローティングシート内には一次側流路に連通する中間流路が形成されると共に先端に第１シール面が設けられ、ロータ内には二次側流路が形成されると共に先端に第２シール面が設けられ、フローティングシートが流体圧により進出して第１シール面を第２シール面に突き合わせた状態で中間流路を介して一次側流路と二次側流路とが連通し、フローティングシートが後退して第１シール面が第２シール面から離反した状態で一次側流路と二次側流路が分断するように形成されている開閉型ロータリジョイントにおいて、
フローティングシートを後退させる方向に空気圧を作用させるエア供給装置が設けられ、このエア供給装置による空気圧で、フローティングシートを、第１シール面を第２シール面に突き合せた状態から第１シール面を第２シール面から離反させた初期状態に後退させることができるように形成されていることを特徴とした開閉型ロータリジョイント。
【請求項２】
固定側本体部材と、この固定側本体部材に形成した一次側流路内に軸部を摺動可能に嵌合させたフローティングシートと、このフローティングシートに対向配置されたロータを備え、フローティングシート内には一次側流路に連通する中間流路が形成されると共に先端に第１シール面が設けられ、ロータ内には二次側流路が形成されると共に先端に第２シール面が設けられ、フローティングシートが流体圧により進出して第１シール面を第２シール面に突き合わせた状態で中間流路を介して一次側流路と二次側流路とが連通し、フローティングシートが後退して第１シール面が第２シール面から離反した状態で一次側流路と二次側流路が分断するように形成されている開閉型ロータリジョイントにおいて、
前記フローティングシートの軸部が磁性体で形成され、この軸部を囲むようにコイルが取り付けられ、このコイルに通電することにより生じる電磁力によって前記フローティングシートを後退させる方向に力を作用させる電磁力装置が設けられ、この電磁力装置による電磁力で、フローティングシートを、第１シール面を第２シール面に突き合せた状態から第１シール面を第２シール面から離反させた初期状態に後退させることができるように形成されていることを特徴とした開閉型ロータリジョイント。
【請求項３】
請求項1記載の開閉型ロータリジョイントにおいて、
エア供給装置による空気圧を調整することで、第１シール面を第２シール面に突き合せたときのシール面圧を調整できるように形成されている開閉型ロータリジョイント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械等のスピンドル内を通してクーラント液等の流体を供給する際に、流体供給系とスピンドルとの接続部に配設される流体継手としての開閉型ロータリジョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の開閉型ロータリジョイントは、固定側本体部材と、この固定側本体部材に軸部を摺動可能に嵌合させたフローティングシートと、このフローティングシートに対向配置されたロータを備え、フローティングシートが流体圧により進出してロータに突き合された状態で、フローティングシートに形成した中間流路を介して固定側本体部材の一次側流路とロータの二次側流路が連通し、フローティングシートが後退してロータから離反した状態で一次側流路とロータの二次側流路が分断するように形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような開閉型ロータリジョイントにおいて、最も多いトラブルの事例として、この開閉型ロータリジョイントを備えた工作機械等が長期休暇等で停止期間が長く続いた後の最初の稼動時であって、特に、フローティングシートのシール部にセラミックシールを用いたような場合、このセラミックシールが破損することがある。
工作機等を休止させる場合、開閉型ロータリジョイントは、フローティングシートを進出させてロータに突き合せた状態にしておくもので、このとき、流体としてのクーラント液が乾燥すると同時にフローティングシートとロータのシール面が固着してしまう。
このような状態で、工作機械等の稼動により開閉型ロータリジョイントが作動すると、シール面の乾燥に伴なう潤滑不良によってセラミックシールが焼き付きやヒートクラック等により破損すると考えられる。
そこで、工作機等を始動させる前に、フローティングシートを後退させて、シール面を離反させた初期状態（デフォルト状態）に戻す必要がある。
【０００４】
従来では、スプリングによりフローティングシートを後退させて初期状態に戻す構造にはなっているが、工作機械等の停止期間が長く続いた場合には、問題とされるクーラント液の乾燥がスプリングにも影響し、固着や錆付きが生じるなどの理由でスプリングに作動不良が生じ、スプリングの役割を果たせず、フローティングシートを初期状態に戻すことができない事態が生じてしまうといった問題があった。
【０００５】
本発明は、上述のような従来の問題点を解決するためになされたもので、確実にフローティングシートを初期状態に戻すことができるようにした開閉型ロータリジョイントを提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の開閉型ロータリジョイント（請求項１）は、
固定側本体部材と、この固定側本体部材に形成した一次側流路内に軸部を摺動可能に嵌合させたフローティングシートと、このフローティングシートに対向配置されたロータを備え、フローティングシート内には一次側流路に連通する中間流路が形成されると共に先端に第１シール面が設けられ、ロータ内には二次側流路が形成されると共に先端に第２シール面が設けられ、フローティングシートが流体圧により進出して第１シール面を第２シール面に突き合わせた状態で中間流路を介して一次側流路と二次側流路とが連通し、フローティングシートが後退して第１シール面が第２シール面から離反した状態で一次側流路と二次側流路が分断するように形成されている開閉型ロータリジョイントにおいて、
フローティングシートを後退させる方向に空気圧を作用させるエア供給装置が設けられ、このエア供給装置による空気圧で、フローティングシートを、第１シール面を第２シール面に突き合せた状態から第１シール面を第２シール面から離反させた初期状態に後退させることができるように形成されている構成とした。
【０００７】
尚、この開閉型ロータリジョイント（請求項１）において、エア供給装置による空気圧を調整することで、第１シール面を第２シール面に突き合せたときのシール面圧を調整できるように形成されている態様（請求項３）がある。
【０００８】
又、本発明の開閉型ロータリジョイント（請求項２）は、
固定側本体部材と、この固定側本体部材に形成した一次側流路内に軸部を摺動可能に嵌合させたフローティングシートと、このフローティングシートに対向配置されたロータを備え、フローティングシート内には一次側流路に連通する中間流路が形成されると共に先端に第１シール面が設けられ、ロータ内には二次側流路が形成されると共に先端に第２シール面が設けられ、フローティングシートが流体圧により進出して第１シール面を第２シール面に突き合わせた状態で中間流路を介して一次側流路と二次側流路とが連通し、フローティングシートが後退して第１シール面が第２シール面から離反した状態で一次側流路と二次側流路が分断するように形成されている開閉型ロータリジョイントにおいて、  前記フローティングシートの軸部が磁性体で形成され、この軸部を囲むようにコイルが取り付けられ、このコイルに通電することにより生じる電磁力によって前記フローティングシートを後退させる方向に力を作用させる電磁力装置が設けられ、この電磁力装置による電磁力で、フローティングシートを、第１シール面を第２シール面に突き合せた状態から第１シール面を第２シール面から離反させた初期状態に後退させることができるように形成されている構成とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。尚、本発明の具体的な構成は以下の実施の形態に限定されることはない。
図１は本発明の実施の第１形態であって、開閉型ロータリジョイントを示す断面図である。
【００１０】
この開閉型ロータリジョイントの基本的構造は、固定側本体部材１と、フローティングシート２と、工作機械等のスピンドル（図示省略）の端部にフローティングシート２に対向するように配置されたロータ３を備えている。
前記固定側本体部材１内には、図示省略した流体供給装置（例えば、クーラント液供給装置）に連通する一次側流路１０が形成され、この一次側流路１０の端部にフローティングシート２の軸部２１が軸方向に摺動可能に嵌合されて、フローティングシート２内に形成した中間流路２０が一次側流路１０に連通している。
そして、流体の供給に伴なう流体圧力Ｐを受けてフローティングシート２が力Ｆ＝Ｐ×Ｓ［ここでＳ＝（Ｄ２−Ｄ１２）π／４］により図中右方向に進出して、先端に形成した第１シール面２２がロータ３の先端に形成した第２シール面３１に突き合された状態で、フローティングシート２の中間流路２０とロータ３内に形成した二次側流路３０が連通する。
又、流体の供給停止に伴なう流体圧の解除によりフローティングシート２が図中左方向に後退して、第１シール面２２が第２シール面３１から離反した状態で中間流路２０と二次側流路３０が分断するように形成されている。
【００１１】
即ち、一次側流路１０から二次側流路３０に流体（例えば、クーラント液）を供給するに際し、流体が一次側流路１０から中間流路２０に流入してくると、その流体圧Ｐを受けてフローティングシート２が力Ｆによって図中右方向に進出して、第１シール面２２と第２シール面３１とが突き合され、この状態で中間流路２０を介して一次側流路１０と二次側流路３０が連通する。
又、流体の供給を停止すると、フローティングシート２への流体圧Ｐが解除されるため、フローティングシート２が図中左方向に後退して、第１シール面２２が第２シール面３１から離反し、この状態で一次側流路１０と二次側流路３０が分断する。
【００１２】
尚、フローティングシート２の先端には、セラミックにより形成されたセラミックシール２３が取り付けられ、このセラミックシール２３の先端面が第１シール面２２に形成されているが、フローティングシート２の先端面及びロータ３の先端面にメカニカルシールを取り付けて、このメカニカルシールによってフローティングシート２とロータ３との付き合わせ面をシールさせるようにしてもよい。
【００１３】
又、この開閉型ロータリジョイントには、フローティングシート２を後退させる方向に空気圧Ｐ１を作用させるエア供給装置４が設けられている。
この場合、固定側本体部材１の端面に取り付けたベース部材４１に空気流路４２を形成し、一方、フローティングシート２の軸部２１に、前記空気流路４２からの空気圧Ｐ１を受けるための受圧面４３を段部によって形成することで、エアシリンダ構造のようなエア供給装置４に形成されている。
【００１４】
従って、エア供給装置４による空気圧Ｐ１が空気流路４２を経てフローティングシート２の受圧面４３に作用することを受けてフローティングシート２に力Ｆ１＝Ｐ１×Ｓ１［ここでＳ１＝（Ｄ２−Ｄ２２）π／４］が加わることから、第１シール面２２を第２シール面３１から強制的に離反させた初期状態（デフォルト状態）に後退させることが可能になる。
【００１５】
又、このエア供給装置４には、空気圧調整装置（図示せず）が設けられている。従って、フローティングシート２をクーラント液の供給がなされていない初期状態（デフォルト状態）に後退させる場合は、フローティングシート２に加わる力Ｆ１がＯリング２４の摺動抵抗＋シール面２２，３１の固着力よりも大きくなるように空気圧Ｐ１を設定することになる。
【００１６】
又、工作機械の通常運転時においても、使用する流体の流体圧が高圧の場合には、第１シール面２２と第２シール面３１とのシール面圧が非常に高くなり、焼き付きの原因になることがある。
このような場合には、空気圧Ｐ１によりフローティングシート２に加わる力Ｆ１を、流体圧Ｐによってフローティングシート２に加わっている力Ｆよりも大きく設定（Ｆ＜Ｆ１）した状態でエア供給装置４を作動させることができるようになっている。
このように、Ｆ＜Ｆ１の状態でエア供給装置４を作動させれば、第１シール面２２と第２シール面３１との間に僅少のクリアランスが保持されるため、若干の液漏れが生じるものの、このクリアランスにより第１シール面２２と第２シール面３１との間の潤滑が確保され、焼き付きを防止することができる。
【００１７】
次に、図２は本発明の実施の第２形態であって、開閉型ロータリジョイントを示す断面図である。
この開閉型ロータリジョイントは、フローティングシート２を、第１シール面２２を第２シール面３１から強制的に離反させた初期状態（デフォルト状態）に後退させる手段として、電磁力装置５が設けられている。
この場合、フローティングシート２の軸部２１を磁性体で形成し、この軸部２１を囲むように、固定側本体部材１の一次側流路１０の内周面にカラー５１を介してコイル５０を取り付け、このコイル５０に通電することにより生じる電磁力によってフローティングシート２を後退（図中左方向）させ、初期状態（デフォルト状態）に戻すことができるようになっている。
尚、この開閉型ロータリジョイントの基本的構造は、前記実施の第１形態と同様である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の開閉型ロータリジョイント（請求項１、請求項２）にあっては、この開閉型ロータリジョイントを備えた工作機械等が長期休暇等で停止期間が長く続いた後の最初の稼動時等において、空気圧又は電磁力によって確実にフローティングシートを初期状態に戻すことができる。
従って、シール部、特にセラミックシールを用いたときの潤滑不良による破損といったトラブルを防止することができる。
【００１９】
又、本発明の開閉型ロータリジョイント（請求項３）にあっては、エア供給装置による空気圧を調整して、第１シール面と第２シール面とのシール面圧を調整できるように形成されているため、第１シール面と第２シール面との間に僅少のクリアランスを保持させることが可能なる。
従って、このクリアランスにより第１シール面と第２シール面との間の潤滑を確保でき、焼き付きを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態であって、開閉型ロータリジョイントを示す断面図である。
【図２】本発明の実施の第２形態であって、開閉型ロータリジョイントを示す断面図である。
【符号の説明】
１  固定側本体部材
１０  一次側流路
２  フローティングシート
２０  中間流路
２１  軸部
２２  第１シール面
２３  セラミックシール
３  ロータ
３０  二次側流路
３１  第２シール面
４  エア供給装置
４１  ベース部材
４２  空気流路
４３  受圧面
５  電磁力装置
５０  コイル
５１  カラー
【図１】
0004327378.tif 000002
【図２】
0004327378.tif 000003