JP4542114B2

JP4542114B2 - Rotary seal mechanism and rotary joint in fluid feed mechanism

Info

Publication number: JP4542114B2
Application number: JP2007103936A
Authority: JP
Inventors: 諭石橋; 友喜板橋
Original assignee: Rix Corp
Current assignee: Rix Corp
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2027-04-11
Also published as: JP2008261405A

Description

本発明は、回転部に流体を送給するための流体送給機構における回転シール機構およびこの回転シール機構に用いられるロータリジョイントに関するものである。 The present invention relates to a rotary seal mechanism in a fluid feeding mechanism for feeding fluid to a rotating portion, and a rotary joint used in the rotary seal mechanism.

工作機械の主軸など作動時に回転状態にある回転部に冷却用のクーラントなどの流体を送給する流体送給機構において、固定された流体送給配管を回転部の流路と接続する流体継手としてロータリジョイントが用いられる。ロータリジョイントは、回転部と結合されて回転する回転軸と流体送給配管と接続される固定軸とを同軸に配置して軸方向に対向させ、それぞれの対向端面に装着された回転シールのシール面を相互に密着させることにより流体の漏洩を防止する構成となっている。 As a fluid coupling that connects a fixed fluid feed pipe to the flow path of a rotating part in a fluid feeding mechanism that feeds a coolant or other fluid to a rotating part that is rotating during operation, such as a spindle of a machine tool A rotary joint is used. The rotary joint is a seal of a rotary seal mounted on each opposing end face, with a rotating shaft coupled to the rotating portion rotating and a fixed shaft connected to the fluid supply piping arranged coaxially and facing each other in the axial direction. It is the structure which prevents the leakage of a fluid by sticking a surface mutually.

ところで近年、従来一般に用いられていた水系の液体クーラントのほかに、エアを冷却媒体として用いる場合がある。エアを用いることにより、冷却対象に応じた適正な冷却特性が得られること、また使用後の廃液処理などの環境対策が不要で環境負荷を低減することができることなどの利点がある。そして同一装置によって液体クーラントとエアとを使い分ける必要がある場合には、流体継手として用いられるロータリジョイントは、流体としての特性の異なる液体と気体の双方に対して使用可能となるよう考慮がなされたものであることが必要とされる。従来より、このような用途を想定したタイプのロータリジョイントが提案されている（例えば特許文献１参照）。 Incidentally, in recent years, air may be used as a cooling medium in addition to the water-based liquid coolant that has been conventionally used. By using air, there are advantages such that an appropriate cooling characteristic corresponding to the object to be cooled can be obtained, and that environmental measures such as waste liquid treatment after use are unnecessary and the environmental load can be reduced. When it is necessary to use liquid coolant and air separately with the same device, the rotary joint used as a fluid coupling is considered to be usable for both liquid and gas with different characteristics as fluid. It is required to be a thing. Conventionally, a rotary joint of a type assuming such an application has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特許文献１に示す例は、回転軸側に設けられた回転シールを固定シールに摺接させて流体の漏洩を防止する面シール部を形成し、固定シールを保持するフローティングシートを流体圧によって回転軸側に押し付けてシール面圧を発生させる構成において、フローティングシートの外周面に段差部を設け、この段差部に流体圧を作用させるようにしている。そして使用される流体が液体クーラントである場合には、この段差部には液体クーラントの圧力に応じた液圧が作用する。これにより、対象とする流体の種類に応じてシール面圧を変更することができ、同一装置によって液体クーラントとエアの使い分けを可能としている。
特許第３０３７９００号公報 In the example shown in Patent Document 1, a rotary seal provided on the rotary shaft side is slidably contacted with a fixed seal to form a face seal portion that prevents fluid leakage, and a floating sheet that holds the fixed seal is rotated by fluid pressure. In the configuration in which the seal surface pressure is generated by pressing against the shaft side, a step portion is provided on the outer peripheral surface of the floating sheet, and fluid pressure is applied to the step portion. And when the fluid used is a liquid coolant, the liquid pressure according to the pressure of a liquid coolant acts on this level | step-difference part. Thereby, the seal surface pressure can be changed according to the type of the target fluid, and the liquid coolant and the air can be selectively used by the same device.
Japanese Patent No. 3037900

しかしながら、上述の特許文献例に示す先行技術においては、上述の構成に起因して、シール面圧の変更のための構成において以下に述べるような難点があった。すなわちこの先行技術例では、より高いシール面圧値を必要とする液体クーラントを対象とする場合に、シール面圧を調整するためにフローティングシートの外周面に液体クーラントを導入する構成となっていた。このため、液体クーラント中のスラッジなどの異物がハウジングとフローティングシートとの摺動隙間内に噛込み、動作不良を生じやすいものであった。また、液体クーラントを面圧調整用に別途導く必要があることから、ロータリジョイントの装着時の配管作業が複雑で簡便・容易な取付が難しいという難点があった。このように、従来のシール面圧値の異なる複数種類の流体について使用可能なロータリジョイントを用いた回転シール機構においては、面圧調整機構を必要とすることに起因して動作不良の発生や取付時の作業性などに難点があった。 However, in the prior art shown in the above-mentioned patent document examples, due to the above-described configuration, there are the following problems in the configuration for changing the seal surface pressure. That is, in this prior art example, when a liquid coolant requiring a higher seal surface pressure value is targeted, the liquid coolant is introduced to the outer peripheral surface of the floating sheet in order to adjust the seal surface pressure. . For this reason, foreign matters such as sludge in the liquid coolant are likely to be caught in the sliding gap between the housing and the floating sheet, causing malfunction. In addition, since it is necessary to separately guide the liquid coolant for adjusting the surface pressure, there is a problem that piping work when the rotary joint is mounted is complicated and it is difficult to install simply and easily. As described above, in the rotary seal mechanism using the rotary joint that can be used for a plurality of types of fluids having different seal surface pressure values, the occurrence of malfunction or installation due to the need for the surface pressure adjustment mechanism. There were difficulties in workability at times.

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、面圧調整機構を必要とせずにシール面圧値の異なる複数種類の流体を送給対象とすることが可能な流体送給機構における回転シール機構およびこの回転シール機構に用いられるロータリジョイントを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and rotation in a fluid feeding mechanism capable of feeding a plurality of types of fluids having different seal surface pressure values without requiring a surface pressure adjusting mechanism. It is an object of the present invention to provide a seal mechanism and a rotary joint used in the rotary seal mechanism.

本発明の流体送給機構における回転シール機構は、軸方向の回転流路が設けられた回転部および軸方向の固定流路が設けられた固定部を同軸配置して成り、複数の流体供給源から供給される複数種類の流体を軸心廻りに回転する前記回転部の回転流路へ前記固定流路を介して選択的に送給する流体送給機構における回転シール機構であって、前記回転部に設けられ側端面に前記回転流路が開口した第１のシール面を有する回転シール部と、前記固定流路が前記軸方向に貫通して形成された固定軸部を有し、一方側の側端面に前記固定流路が開口した第２のシール面を有する固定シール部と、前記固定部の本体を構成するハウジング部材に設けられ前記固定軸部が前記軸方向の移動が許容された状態で嵌合し、第１の流体供給ポートが開孔する嵌合孔と、前記嵌合孔を、前記固定軸部が嵌合する孔径で設けられた小径部およびこの小径部よりも大きい孔径で設けられた大径部に区分する段差部と、前記固定流路と同軸の内部流路が軸方向に貫通して設けられ、前記大径部に軸方向に移動自在に嵌合して前記固定軸部の側端面に接離する移動部材と、前記移動部材の前記接離動作における離隔方向の移動端の位置を規制する位置規制部と、前記嵌合孔に前記固定軸部および前記移動部材が嵌合した状態において、前記小径部の内周面と前記固定軸部の外周面との間の隙間および前記大径部の内周面と前記移動部材の外周面との間の隙間をそれぞれシールする第１の軸シール部および第２の軸シール部と、前記第１の軸シール部および第２の軸シール部の間において前記大径部の内周面に開孔し、前記大径部内において前記固定軸部と前記移動部材との間に形成される空間内に流体を送給する第２の流体供給ポートと、前記第１の流体供給ポートに前記複数種類の流体のうちの第１の流体を選択的に供給するとともに、前記第２の流体供給ポートに前記複数種類の流体のうちの第２の流体を選択的に供給する流体供給手段とを備え、前記第１の流体供給ポートに前記第１の流体を供給して前記移動部材の一方側の側端面に第１の流体の流体圧を作用させて、この移動部材を介して前記固定シール部を前記回転シール部に対して押圧することにより、前記第１のシール面と第２のシール面とを第１の面圧値で相互に密着させて面シール部を形成し、前記第２の流体供給ポートに前記第２の流体を供給して前記固定軸部の側端面に第２の流体の流体圧を作用させて前記固定シール部を前記回転シール部に対して押圧することにより、前記第１のシール面と第２のシール面とを第２の面圧値で相互に密着させて面シール部を形成する。 The rotary seal mechanism in the fluid feeding mechanism of the present invention comprises a rotating part provided with an axial rotational flow path and a fixed part provided with an axial fixed flow path arranged coaxially, and a plurality of fluid supply sources A rotary seal mechanism in a fluid feed mechanism that selectively feeds a plurality of types of fluids supplied from a rotary flow channel of the rotating unit that rotates about an axis via the fixed flow channel, A rotary seal portion having a first seal surface provided on the side end surface of the rotary flow channel and a fixed shaft portion formed by penetrating the fixed flow channel in the axial direction. A fixed seal portion having a second seal surface with the fixed flow path opened on a side end surface thereof, and a housing member constituting the main body of the fixed portion, and the fixed shaft portion is allowed to move in the axial direction. And the first fluid supply port is opened. A step portion that divides the fitting hole, the fitting hole into a small-diameter portion provided with a hole diameter into which the fixed shaft portion is fitted, and a large-diameter portion provided with a larger hole diameter than the small-diameter portion; An internal flow path coaxial with the path is provided penetrating in the axial direction, the moving member is fitted in the large diameter portion so as to be movable in the axial direction, and contacts and separates from a side end surface of the fixed shaft portion; and the moving member A position restricting portion for restricting the position of the moving end in the separation direction in the contact / separation operation, and in a state where the fixed shaft portion and the moving member are fitted in the fitting hole, the inner peripheral surface of the small diameter portion and the A first shaft seal portion and a second shaft seal portion for sealing a gap between the outer peripheral surface of the fixed shaft portion and a gap between the inner peripheral surface of the large-diameter portion and the outer peripheral surface of the moving member; And between the first shaft seal portion and the second shaft seal portion on the inner peripheral surface of the large diameter portion. A second fluid supply port that feeds fluid into a space formed between the fixed shaft portion and the moving member in the large-diameter portion; and the plurality of types of the first fluid supply port. Fluid supply means for selectively supplying a first fluid of the plurality of fluids and selectively supplying a second fluid of the plurality of types of fluids to the second fluid supply port; The first fluid is supplied to the first fluid supply port, the fluid pressure of the first fluid is applied to the side end surface on one side of the moving member, and the fixed seal portion is moved through the moving member. By pressing against the rotary seal portion, the first seal surface and the second seal surface are brought into close contact with each other at a first surface pressure value to form a surface seal portion, and the second fluid The second fluid is supplied to the supply port, and the second fluid is supplied to the side end surface of the fixed shaft portion. The first seal surface and the second seal surface are brought into close contact with each other at a second surface pressure value by pressing the fixed seal portion against the rotary seal portion by applying the fluid pressure of the fluid. To form a face seal portion.

本発明のロータリジョントは、軸方向の回転流路が設けられた回転部および軸方向の固定流路が設けられた固定部を同軸配置して成り、流体供給源から供給される流体を軸心廻りに回転する前記回転部の回転流路へ前記固定流路を介して送給する流体送給機構に用いられるロータリジョイントであって、前記回転部に設けられ側端面に前記回転流路が開口した第１のシール面を有する回転シール部と、前記固定流路が前記軸方向に貫通して形成された固定軸部を有し、一方側の側端面に前記固定流路が開口した第２のシール面を有する固定シール部と、前記固定部の本体を構成するハウジング部材に設けられ前記固定軸部が前記軸方向の移動が許容された状態で嵌合し、第１の流体供給ポートが開孔する嵌合孔と、前記嵌合孔を、前記固定軸部が嵌合する孔径で設けられた小径部およびこの小径部よりも大きい孔径で設けられた大径部に区分する段差部と、前記固定流路と同軸の内部流路が軸方向に貫通して設けられ、前記大径部に軸方向に移動自在に嵌合して前記固定軸部の側端面に接離する移動部材と、前記移動部材の前記接離動作における離隔方向の移動端の位置を規制する位置規制部と、前記嵌合孔に前記固定軸部および前記移動部材が嵌合した状態において前記小径部の内周面と前記固定軸部の外周面との間の隙間および前記大径部の内周面と前記移動部材の外周面との間の隙間をそれぞれシールする第１の軸シール部および第２の軸シール部と、前記第１の軸シール部および第２の軸シール部の間において前記大径部の内周面に開孔し、前記大径部内において前記固定軸部と前記移動部材との間に形成される空間内に流体を送給する第２の流体供給ポートとを備え、前記第１の流体供給ポートへ第１の流体を供給して前記移動部材の一方側の側端面に流体圧を作用させて、この移動部材を介して前記固定シール部を前記回転シール部に対して押圧することにより、前記第１のシール面と第２のシール面とを第１の面圧値で相互に密着させて面シール部を形成し、前記第２の流体供給ポートへ第２の流体を供給して前記固定軸部の側端面に流体圧を作用させて前記固定シール部を前記回転シール部に対して押圧することにより、前記第１のシール面と第２のシール面とを第２の面圧値で相互に密着させて面シール部を形成する。 The rotary according to the present invention is formed by coaxially arranging a rotating portion provided with an axial rotation flow path and a fixed portion provided with an axial fixed flow path, and a fluid supplied from a fluid supply source is axially centered. A rotary joint used in a fluid feed mechanism that feeds through a fixed flow path to a rotary flow path of the rotary section that rotates around, wherein the rotary flow path is provided at a side end surface of the rotary section. A rotary seal portion having a first seal surface, a fixed shaft portion formed so that the fixed flow path penetrates in the axial direction, and the fixed flow path is opened on a side end surface on one side. A fixed seal portion having a sealing surface and a housing member constituting the main body of the fixed portion, the fixed shaft portion being fitted in a state in which movement in the axial direction is allowed, and the first fluid supply port is A fitting hole that opens, and the fitting hole is connected to the fixed shaft. A small-diameter portion provided with a fitting hole diameter, a step portion divided into a large-diameter portion provided with a larger diameter than the small-diameter portion, and an internal flow path coaxial with the fixed flow path penetrates in the axial direction. A moving member that is movably fitted in the large-diameter portion in the axial direction and contacts and separates from a side end surface of the fixed shaft portion, and a position of the moving end in the separation direction in the contact and separation operation of the moving member. The position restricting portion to be restricted, the gap between the inner peripheral surface of the small diameter portion and the outer peripheral surface of the fixed shaft portion and the large diameter in a state where the fixed shaft portion and the moving member are fitted in the fitting hole. A first shaft seal portion and a second shaft seal portion for sealing a gap between an inner peripheral surface of the portion and an outer peripheral surface of the moving member, respectively, and the first shaft seal portion and the second shaft seal portion. In the inner diameter surface of the large-diameter portion, and the fixed in the large-diameter portion And a second fluid supply port for feeding fluid into a space formed between the moving member and the moving member, and supplying the first fluid to the first fluid supplying port to By applying fluid pressure to the side end surface on one side and pressing the fixed seal portion against the rotary seal portion via the moving member, the first seal surface and the second seal surface are brought together. The surface seal portion is formed in close contact with each other at the first surface pressure value, the second fluid is supplied to the second fluid supply port, and fluid pressure is applied to the side end surface of the fixed shaft portion to By pressing the fixed seal portion against the rotary seal portion, the first seal surface and the second seal surface are brought into close contact with each other at the second surface pressure value to form a surface seal portion.

本発明によれば、ハウジング部材の嵌合孔を大径部および小径部を有する段差形状とし、固定シール部の固定軸部を小径部に嵌合させ、大径部に嵌合する移動部材を固定軸部に対して接離自在にするとともに、第１の流体および第２の流体の流体力がそれぞれ移動部材および固定軸部に個別に作用する構成とすることにより、移動部材の受圧面積と固定軸部の受圧面積とを個別に設定して、対象とする流体に応じた所望のシール面圧値を個別に設定することができ、したがって面圧調整機構を必要とせずにシール面圧値の異なる複数種類の流体を送給対象とすることが可能となる。 According to the present invention, the moving member for fitting the fitting hole of the housing member into a stepped shape having a large diameter portion and a small diameter portion, fitting the fixed shaft portion of the fixed seal portion to the small diameter portion, and fitting the large diameter portion. The pressure receiving area of the moving member can be reduced by making the first and second fluids act separately on the moving member and the fixed shaft portion, respectively, while making the contact and separation with respect to the fixed shaft portion possible. The pressure receiving area of the fixed shaft part can be set individually, and the desired seal surface pressure value according to the target fluid can be set individually, so that the seal surface pressure value is not required without the need for a surface pressure adjustment mechanism. It is possible to target a plurality of types of fluids having different values.

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態における流体送給機構の構成説明図、図２は本発明の一実施の形態における流体送給機構の回転シール機構に用いられるロータリジョイントの断面図、図３は本発明の一実施の形態におけるロータリジョイントのハウジング部材の構造説明図、図４は本発明の一実施の形態におけるロータリジョイントのフローティングシートおよび移動シリンダの構造説明図、図５，図６は本発明の一実施の形態におけるロータリジョイントの動作説明図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration explanatory view of a fluid feeding mechanism in one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a rotary joint used in a rotary seal mechanism of the fluid feeding mechanism in one embodiment of the present invention, FIG. Fig. 4 is a structural explanatory view of a housing member of a rotary joint in an embodiment of the present invention, Fig. 4 is a structural explanatory view of a floating seat and a moving cylinder of the rotary joint in an embodiment of the present invention, and Figs. It is operation | movement explanatory drawing of the rotary joint in one embodiment of invention.

まず図１を参照して、流体送給機構１の全体構成を説明する。図１において、流体送給機構１は、工作機械のスピンドルなどの回転軸へ流体供給部７から供給される冷却用の流体を送給する機能を有するものであり、軸方向の回転流路が設けられた回転部２ａおよび軸方向の固定流路が設けられた固定部２ｂを同軸配置して成るロータリジョイント２を主体としている。 First, the overall configuration of the fluid feed mechanism 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a fluid feeding mechanism 1 has a function of feeding a cooling fluid supplied from a fluid supply unit 7 to a rotating shaft such as a spindle of a machine tool. A rotary joint 2 formed by coaxially arranging a rotating portion 2a provided and a fixed portion 2b provided with an axial fixed flow path is mainly used.

回転部２ａはスピンドル軸４の締結孔４ａに締結されており、スピンドル軸４は、スピンドルに内蔵されたモータによって回転駆動されてフレーム５に設けられた挿通孔５ａ内で軸心Ａ廻りに回転するとともに、クランプ／アンクランプシリンダによって軸方向の進退動作を行う。また固定部２ｂは、円筒ブロック形状のケーシング３に設けられた装着孔３ａに嵌合して装着されており、ケーシング３をボルトなどの締結手段（図示省略）によってフレーム５に着脱自在に締結することにより、固定部２ｂは回転部２ａと同軸に配置される。 The rotating portion 2a is fastened to a fastening hole 4a of the spindle shaft 4, and the spindle shaft 4 is rotated around an axis A in an insertion hole 5a provided in the frame 5 by being driven to rotate by a motor built in the spindle. At the same time, the axial movement is performed by the clamp / unclamp cylinder. The fixing portion 2b is fitted and mounted in a mounting hole 3a provided in the cylindrical block-shaped casing 3, and the casing 3 is detachably fastened to the frame 5 by fastening means (not shown) such as bolts. Accordingly, the fixed portion 2b is arranged coaxially with the rotating portion 2a.

流体供給部７は第１の流体供給源７ａ、第２の流体供給源７ｂを備えており、第１の流体供給源７ａは第１の流体である液体クーラントを、第２の流体供給源７ｂは第２の流体であるエアをそれぞれ供給する。ここで、第２の流体供給源７ｂから供給されるエアは、一般の工場用エア、工場用エアをドライヤによって処理したドライエア、または所定量のオイルミストが混入されたオイルミスト含有エアなど、供給対象に応じて各種の形態のものを選択できるようになっている。 The fluid supply unit 7 includes a first fluid supply source 7a and a second fluid supply source 7b. The first fluid supply source 7a supplies liquid coolant, which is a first fluid, to the second fluid supply source 7b. Supplies air as a second fluid. Here, the air supplied from the second fluid supply source 7b is supplied as general factory air, dry air obtained by treating factory air with a dryer, or oil mist-containing air mixed with a predetermined amount of oil mist. Various forms can be selected according to the object.

流体供給部７から供給される流体は、第１の開閉バルブ６ａ、第２の開閉バルブ６ｂを備えた流体供給回路６によって選択的に送給される。すなわち、第１の流体供給源７ａは、耐圧配管よりなるクーラント配管８ａによって第１の開閉バルブ６ａを介してケーシング３の流路孔３ｂに接続されており、第１の開閉バルブ６ａを開閉することにより、第１の流体供給源７ａから固定部２ｂの第１の流体供給ポート（図２に示す流路孔２３ａ参照）へ供給される液体クーラントの送給をオンオフすることができる。また第２の流体供給源７ｂは、樹脂チューブなどよりなるエア配管８ｂによって第２の開閉バルブ６ｂを介して固定部２ｂに設けられた第２の流体供給ポート９につなぎ込まれており、同様に第２の開閉バルブ６ｂを開閉することにより、第２の流体供給源７ｂから固定部２ｂの第２の流体供給ポート９に供給されるエアの送給をオンオフすることができる。 The fluid supplied from the fluid supply unit 7 is selectively supplied by the fluid supply circuit 6 including the first opening / closing valve 6a and the second opening / closing valve 6b. That is, the first fluid supply source 7a is connected to the flow passage hole 3b of the casing 3 through the first on-off valve 6a by the coolant pipe 8a made of a pressure-resistant pipe, and opens and closes the first on-off valve 6a. Thus, the supply of the liquid coolant supplied from the first fluid supply source 7a to the first fluid supply port (see the channel hole 23a shown in FIG. 2) of the fixed portion 2b can be turned on and off. The second fluid supply source 7b is connected to the second fluid supply port 9 provided in the fixed portion 2b via the second opening / closing valve 6b by an air pipe 8b made of a resin tube or the like. In addition, by opening and closing the second opening / closing valve 6b, the supply of air supplied from the second fluid supply source 7b to the second fluid supply port 9 of the fixed portion 2b can be turned on and off.

したがって、図１に示す流体供給回路６は、第１の流体供給ポートに複数種類の流体のうちの第１の流体を選択的に供給するとともに、第２の流体供給ポートに複数種類の流体のうちの第２の流体を選択的に供給する流体供給手段となっている。そしてロータリジョイント２および流体供給回路６は、複数の流体供給源から供給される複数種類の流体を、軸心廻りに回転する回転部２ａの回転流路へ固定部２ｂの固定流路を介して選択的に送給する機能を有する回転シール機構を構成する。 Therefore, the fluid supply circuit 6 shown in FIG. 1 selectively supplies the first fluid among the plurality of types of fluids to the first fluid supply port and supplies the plurality of types of fluids to the second fluid supply port. The fluid supply means selectively supplies the second fluid. The rotary joint 2 and the fluid supply circuit 6 pass a plurality of types of fluids supplied from a plurality of fluid supply sources to the rotation channel of the rotation unit 2a that rotates about the axis through the fixed channel of the fixing unit 2b. A rotary seal mechanism having a function of selectively feeding is configured.

次に、図２，図３，図４を参照して、ロータリジョイント２の詳細構造を説明する。図２において回転部２ａは、軸心部に軸方向に貫通して回転流路１０ａが設けられ、外面に締結ねじ部１０ｂが設けられたロータ１０を主体としている。締結ねじ部１０ｂを締結孔４ａに螺合させることによりロータ１０はスピンドル軸４にねじ締結され、Ｏリング１２によってねじ締結部が密封される。これにより、回転流路１０ａはスピンドル軸４の流路孔４ｂと連通する。 Next, the detailed structure of the rotary joint 2 will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, the rotating part 2a is mainly composed of a rotor 10 having a rotating flow path 10a penetrating in an axial direction in an axial center part and a fastening screw part 10b provided on an outer surface. By screwing the fastening screw portion 10b into the fastening hole 4a, the rotor 10 is screwed to the spindle shaft 4, and the screw fastening portion is sealed by the O-ring 12. As a result, the rotating flow path 10 a communicates with the flow path hole 4 b of the spindle shaft 4.

ロータ１０の右側（固定部２ｂと対向する側）の側端面には、回転流路１０ａの開孔面を囲む配置で、円環状の環状凸部１０ｃが形成されている。環状凸部１０ｃの内側に形成された凹部には、第１のシールリング１１が固定されている。第１のシールリング１１はセラミックなどの耐摩耗性に富む硬質材料を、中央部に開口部１１ａを有する円環形状に成形したものであり、平滑面に仕上げられた第１のシール面１１ｂを外面側にした状態で環状凸部１０ｃに固定される。そしてこの状態では、回転流路１０ａは開口部１１ａと連通して第１のシール面１１ｂに開口する。すなわち第１のシールリング１１が固定されたロータ１０は、回転部２ａに設けられ側端面に回転流路１０ａが開口した第１のシール面１１ａを有する回転シール部となっている。 An annular ring-shaped convex portion 10c is formed on the side end surface on the right side (the side facing the fixed portion 2b) of the rotor 10 so as to surround the aperture surface of the rotating flow path 10a. A first seal ring 11 is fixed to a recess formed inside the annular protrusion 10c. The first seal ring 11 is formed by molding a hard material rich in wear resistance such as ceramic into an annular shape having an opening 11a in the center, and the first seal surface 11b finished to be a smooth surface. It fixes to the cyclic | annular convex part 10c in the state made into the outer surface side. In this state, the rotating flow path 10a communicates with the opening 11a and opens to the first seal surface 11b. That is, the rotor 10 to which the first seal ring 11 is fixed is a rotary seal portion having a first seal surface 11a provided in the rotary portion 2a and having a rotary flow path 10a opened on a side end surface.

次に、ケーシング３に装着される固定部２ｂの構造を説明する。図２において固定部２ｂは、フローティングシート１５および移動シリンダ１４を、ハウジング部材１３に装着した構成となっている。ケーシング３の装着面３ｃには流路孔３ｂと連通して設けられた装着孔３ａが開口しており、装着孔３ａには固定部２ｂの本体を構成する円筒形状のハウジング部材１３に設けられた装着凸部１３ａが嵌合する。そして図３に示すように、等配された複数のボルト２０を装着面３ｃに設けられたねじ孔３ｄに螺合させることにより、ハウジング部材１３はケーシング３にボルト締結され、Ｏリング１６によって装着凸部１３ａの嵌合部が密封される。 Next, the structure of the fixing portion 2b attached to the casing 3 will be described. In FIG. 2, the fixed portion 2 b has a configuration in which the floating sheet 15 and the moving cylinder 14 are mounted on the housing member 13. A mounting hole 3a provided in communication with the flow path hole 3b is opened in the mounting surface 3c of the casing 3, and the mounting hole 3a is provided in a cylindrical housing member 13 constituting the main body of the fixed portion 2b. The mounting convex portion 13a is fitted. As shown in FIG. 3, the housing member 13 is bolted to the casing 3 by being screwed into a screw hole 3 d provided on the mounting surface 3 c by a plurality of equally arranged bolts 20, and is mounted by an O-ring 16. The fitting part of the convex part 13a is sealed.

ハウジング部材１３の中心部には軸方向に貫通する嵌合孔１３ｂが設けられている。嵌合孔１３ｂは、以下に説明する固定軸部１５ｂが嵌合する内径ｄ１で設けられた小径部１３ｂ１およびこの小径部１３ｂよりも大きい内径ｄ２で設けられた大径部１３ｂ２に、段差部１３ｃによって区分されている。そして小径部１３ｂ１、大径部１３ｂ２の内周面には、Ｏリング溝１３ｅ、１３ｆが設けられている、Ｏリング溝１３ｅ、１３ｆにはそれぞれＯリング２１ａ、２２ａがセットされて、第１の軸シール部２１、第２の軸シール部２２を構成する。 A fitting hole 13b penetrating in the axial direction is provided at the center of the housing member 13. The fitting hole 13b has a stepped portion 13c in a small diameter portion 13b1 provided with an inner diameter d1 into which a fixed shaft portion 15b described below is fitted and a large diameter portion 13b2 provided with an inner diameter d2 larger than the small diameter portion 13b. It is classified by. Then, O-ring grooves 13e and 13f are provided on the inner peripheral surfaces of the small-diameter portion 13b1 and the large-diameter portion 13b2, and O-rings 21a and 22a are set in the O-ring grooves 13e and 13f, respectively. The shaft seal portion 21 and the second shaft seal portion 22 are configured.

フローティングシート１５は、一方側（図において回転部２ａと対向する側）に円板形状のフランジ部１５ａが設けられ、他方側に固定流路１５ｄが軸方向に貫通して形成された固定軸部１５ｂを有する形状となっている。そして固定軸部１５ｂは、前述のようにハウジング部材１３の小径部１３ｂ１に軸方向の移動が許容された状態で嵌合する。フランジ部１５ａの左側（回転部２ａと対向する側）の側端面には、固定流路１５ｄ（図４参照）の開孔面を囲む配置で、円環状の環状凸部１５ｃが形成されており、環状凸部１５ｃの内側に形成された凹部には第２のシールリング１７が固定されている。 The floating sheet 15 is provided with a disk-shaped flange portion 15a on one side (the side facing the rotating portion 2a in the figure), and a fixed shaft portion formed with a fixed passage 15d penetrating in the axial direction on the other side. The shape has 15b. The fixed shaft portion 15b is fitted to the small diameter portion 13b1 of the housing member 13 in a state where movement in the axial direction is allowed as described above. An annular annular convex portion 15c is formed on the side end surface of the left side of the flange portion 15a (the side facing the rotating portion 2a) so as to surround the aperture surface of the fixed flow path 15d (see FIG. 4). The second seal ring 17 is fixed to the concave portion formed inside the annular convex portion 15c.

第２のシールリング１７は第１のシールリング１１と同様の硬質材料を中央部に開口部１７ａを有する円環形状に成形したものであり、平滑面に仕上げられた第２のシール面１７ｂを外面側にした状態で環状凸部１５ｃに固定される。そしてこの状態では、固定流路１５ｄは開口部１７ａと連通して第２のシール面１７ｂに開口する。すなわち第２のシールリング１７が固定されたフローティングシート１５は、固定流路１５ｄが軸方向に貫通して形成された固定軸部１５ｂを有し、側端面に回転流路１５ｄが開口した第２のシール面１７ｂを有する固定シール部となっている。 The second seal ring 17 is formed by molding a hard material similar to that of the first seal ring 11 into an annular shape having an opening 17a at the center, and the second seal surface 17b finished to be a smooth surface. It fixes to the annular convex part 15c in the state made into the outer surface side. In this state, the fixed flow path 15d communicates with the opening 17a and opens to the second seal surface 17b. That is, the floating sheet 15 to which the second seal ring 17 is fixed has a fixed shaft portion 15b formed with a fixed flow path 15d penetrating in the axial direction, and the second end of the rotary flow path 15d is opened on the side end surface. This is a fixed seal portion having a sealing surface 17b.

移動シリンダ１４には、固定流路１５ｄと同軸の内部流路１４ａが軸方向に貫通して設けられており、さらに内部流路１４ａと同軸で設けられた延長管部１４ｂを有する形態となっている。移動シリンダ１４をハウジング部材１３に装着して、大径部１３ｂ２に軸方向に移動自在に嵌合させた状態では、延長管部１４ｂは固定軸部１５ｂの固定流路１５ｄを挿通して回転流路１０ａの内部まで到達する。流路孔３ｂから回転流路１０ａへ流体を供給する際には、流体は延長管部１４ｂを介して送給される。延長管部１４ｂの機能については後述する。 The moving cylinder 14 is provided with an internal flow path 14a coaxial with the fixed flow path 15d and extending in the axial direction, and further has an extension pipe portion 14b provided coaxially with the internal flow path 14a. Yes. In a state where the moving cylinder 14 is mounted on the housing member 13 and is fitted to the large-diameter portion 13b2 so as to be movable in the axial direction, the extension pipe portion 14b is inserted into the fixed flow path 15d of the fixed shaft portion 15b to rotate. It reaches the inside of the road 10a. When supplying the fluid from the channel hole 3b to the rotary channel 10a, the fluid is fed through the extension pipe portion 14b. The function of the extension pipe part 14b will be described later.

大径部１３ｂ２の右端部には、中央部に第１の流体供給ポートである流路孔２３ａが設けられたストッパーリング２３が固着されている。移動シリンダ１４が大径部１３ｂ２内で軸方向に移動して固定軸部１５ｂの側端面１５ｆと当接・離隔する接離動作において、移動シリンダ１４が固定軸部１５ｂから離隔する方向に移動してストッパーリング２３に当接することにより、移動シリンダ１４の位置が規制される。すなわち、移動シリンダ１４は大径部１３ｂ２に軸方向に移動自在に嵌合して、固定軸部１５ｂの側端面１５ｆに接離する移動部材となっている。そしてストッパーリング２３は、移動シリンダ１４の接離動作における離隔方向の移動端の位置を規制する位置規制部として機能する。 A stopper ring 23 provided with a flow path hole 23a, which is a first fluid supply port, is fixed to the right end of the large diameter portion 13b2. In the contact / separation operation in which the moving cylinder 14 moves in the axial direction within the large-diameter portion 13b2 and contacts / separates from the side end surface 15f of the fixed shaft portion 15b, the moving cylinder 14 moves in a direction away from the fixed shaft portion 15b. Thus, the position of the moving cylinder 14 is regulated by contacting the stopper ring 23. That is, the moving cylinder 14 is a moving member that is fitted to the large-diameter portion 13b2 so as to be movable in the axial direction, and that is in contact with and separated from the side end surface 15f of the fixed shaft portion 15b. The stopper ring 23 functions as a position restricting portion that restricts the position of the moving end in the separation direction in the contact / separation operation of the moving cylinder 14.

移動シリンダ１４およびフローティングシート１５をハウジング部材１３に装着して、嵌合孔１３ｂに固定軸部１５ｂおよび移動シリンダ１４が嵌合した状態において、第１の軸シール部２１は小径部１３ｂ１の内周面と固定軸部１５ｂの外周面との間の隙間をシールし、第２の軸シール部２２は大径部１３ｂ２と移動シリンダ１４の外周面との間の隙間をシールする。 In a state where the moving cylinder 14 and the floating sheet 15 are mounted on the housing member 13 and the fixed shaft portion 15b and the moving cylinder 14 are fitted in the fitting hole 13b, the first shaft seal portion 21 is the inner circumference of the small diameter portion 13b1. The gap between the surface and the outer peripheral surface of the fixed shaft portion 15 b is sealed, and the second shaft seal portion 22 seals the gap between the large diameter portion 13 b 2 and the outer peripheral surface of the moving cylinder 14.

図４を参照して、フローティングシート１５および移動シリンダ１４の詳細形状を説明する。フランジ部１５ａは図３に示すボルト２０の位置に対応して等配位置で切欠き部１５ｊが設けられており、フローティングシート１５をハウジング部材１３に装着した状態で、ハウジング部材１３のケーシング３へのボルト締結が可能となっている。また第２のシールリング１７の第２のシール面１７ｂには、複数のシール面潤滑用の凹部１７ｃが形成されている。凹部１７ｃは、第２のシール面１７ｂが第１のシール面１１ｂと密着して面シール部を形成した状態において、開口部１７ａ内の流体を第１のシール面１１ｂと第２のシール面１７ｂ相互の摺動面に導いて潤滑性を向上させる機能を有している。なお凹部１７ｃは必須ではなく、対象とする流体の特性やシール面圧値、使用回転数などの摺動条件によっては設ける必要がない場合がある。 With reference to FIG. 4, the detailed shape of the floating seat 15 and the moving cylinder 14 is demonstrated. The flange portion 15a is provided with a notch portion 15j at an equidistant position corresponding to the position of the bolt 20 shown in FIG. 3, and the flange portion 15a is attached to the casing 3 of the housing member 13 in a state where the floating sheet 15 is mounted on the housing member 13. Bolts can be fastened. The second seal surface 17b of the second seal ring 17 has a plurality of seal surface lubrication recesses 17c. In the state where the second seal surface 17b is in close contact with the first seal surface 11b to form a surface seal portion, the recess 17c allows the fluid in the opening 17a to flow through the first seal surface 11b and the second seal surface 17b. It has the function of improving the lubricity by guiding to the mutual sliding surfaces. The concave portion 17c is not essential and may not be provided depending on sliding characteristics such as the characteristics of the target fluid, the seal surface pressure value, and the number of rotations used.

フローティングシート１５の固定軸部１５ｂは、小径部１３ｂ１（図３参照）の内径ｄ１に対応した外径Ｄ１で設けられており、内部には固定流路１５ｄが内径ｄ３で軸方向に貫通して設けられている。固定軸部１５ｂの側端面１５ｆには、移動シリンダ１４に装着されるＯリング１９が当接するシール面となる内テーパ状の面取部１５ｅが形成されている。Ｏリング１９は延長管部１４ｂが側端面１４ｃから延出する基部に装着されており、移動シリンダ１４の側端面１４ｃが固定軸部１５ｂの側端面１５ｆと当接した状態において、Ｏリング１９は面取部１５ｅに押し当てられて、固定流路１５ｄを外部に対してシールする。 The fixed shaft portion 15b of the floating sheet 15 is provided with an outer diameter D1 corresponding to the inner diameter d1 of the small diameter portion 13b1 (see FIG. 3), and a fixed flow path 15d penetrates in the axial direction with an inner diameter d3 inside. Is provided. An inner tapered chamfered portion 15e is formed on the side end surface 15f of the fixed shaft portion 15b as a seal surface with which the O-ring 19 attached to the moving cylinder 14 comes into contact. The O-ring 19 is attached to a base portion where the extension pipe portion 14b extends from the side end surface 14c, and the O-ring 19 is in a state where the side end surface 14c of the moving cylinder 14 is in contact with the side end surface 15f of the fixed shaft portion 15b. Pressed against the chamfered portion 15e to seal the fixed flow path 15d to the outside.

移動シリンダ１４は、大径部１３ｂ２の内径ｄ２に対応した外径Ｄ２で設けられた円筒状部分から、外径Ｄ３の延長管部１４ｂを同軸で延出させた構成となっており、内径ｄ４の内部流路１４ａが円筒状部分および延長管部１４ｂを貫通して設けられている。ここで、延長管部１４ｂの外径Ｄ３は、内径ｄ３の固定流路１５ｄ内を挿通した状態において、第２の流体であるエアを所定の供給流量で流すのに必要とされるクリアランスＣ（図６参照）が確保されるような寸法設定となっている。また移動シリンダ１４の側端面１４ｄにおいて、外径Ｄ２から内径ｄ４の内部流路１４ａの部分を除いた側面積はＡ１となっている。そして固定軸部１５ｂの側端面１５ｆにおける側面積、すなわち外径Ｄ１の円から内径ｄ３の固定流路１５ｄの部分を除いた側面積はＡ２となっている。 The moving cylinder 14 has a configuration in which an extension pipe portion 14b having an outer diameter D3 is coaxially extended from a cylindrical portion provided with an outer diameter D2 corresponding to the inner diameter d2 of the large diameter portion 13b2. The internal flow path 14a is provided through the cylindrical portion and the extension pipe portion 14b. Here, the outer diameter D3 of the extension pipe portion 14b is the clearance C (required for flowing air as the second fluid at a predetermined supply flow rate in a state of being inserted through the fixed flow path 15d having the inner diameter d3. (See FIG. 6). In the side end face 14d of the moving cylinder 14, the side area excluding the portion of the inner flow path 14a having the inner diameter d4 from the outer diameter D2 is A1. The side area of the side end face 15f of the fixed shaft portion 15b, that is, the side area excluding the portion of the fixed flow path 15d having the inner diameter d3 from the circle having the outer diameter D1, is A2.

図２に示すハウジング部材１３には、図１に示すエア配管８ｂと接続される第２の流体供給ポート９が設けられており、第２の流体供給ポート９は、第１の軸シール部２１および第２の軸シール部２２の間において、大径部１３ｂ２の内周面に開孔する。そしてこの状態で、第２の流体供給源７ｂからエア配管８ｂを介してエアを送給することにより、大径部１３ｂ２内において固定軸部１５ｂと移動部材１４の側端面１４ｃとの間に形成される空間Ｓ（図６参照）には、第２の流体としてのエアが送給される。そして空間Ｓ内に供給されたエアの圧力は、受圧面積がＡ２の側端面１５ｆに作用するとともに、移動シリンダ１４の側端面１４ｃに作用して移動シリンダ１４をストッパーリング２３に対して押し付けて位置を固定する。 The housing member 13 shown in FIG. 2 is provided with a second fluid supply port 9 connected to the air pipe 8b shown in FIG. 1, and the second fluid supply port 9 is connected to the first shaft seal portion 21. Between the second shaft seal portion 22 and the second shaft seal portion 22, a hole is formed in the inner peripheral surface of the large diameter portion 13b2. In this state, air is supplied from the second fluid supply source 7b through the air pipe 8b to form the fixed shaft portion 15b and the side end surface 14c of the moving member 14 in the large diameter portion 13b2. Air as the second fluid is supplied to the space S (see FIG. 6). The pressure of the air supplied into the space S acts on the side end surface 15f having a pressure receiving area A2, and also acts on the side end surface 14c of the moving cylinder 14 to press the moving cylinder 14 against the stopper ring 23. To fix.

流路孔３ｂ内に供給対象の流体が送給され、流路孔２３ａを介して大径部１３ｂ２内に流入することにより、この流体圧は移動シリンダ１４の右端側の側端面１４ｄに作用する。これにより、移動シリンダ１４は大径部１３ｂ２内で回転部２ａ側へスライドし、反対側の側端面１４ｃが固定軸部１５ｂの側端面１５ｆに当接して回転部２ａ側へ押圧する。これにより、第２のシールリング１７は第１のシールリング１１に対して押圧される。この押圧力は第２のシール面１７ｂと第１のシール面１１ｂとを相互に密着させ、これにより内部流路１４ａから軸廻りに回転状態の回転流路１０ａへ送給される流体の漏洩を防止する面シール部１８が形成される。 The fluid to be supplied is fed into the flow path hole 3b and flows into the large diameter portion 13b2 through the flow path hole 23a, so that this fluid pressure acts on the side end face 14d on the right end side of the moving cylinder 14. . Thereby, the moving cylinder 14 slides toward the rotating portion 2a in the large diameter portion 13b2, and the opposite side end surface 14c abuts on the side end surface 15f of the fixed shaft portion 15b and presses it toward the rotating portion 2a. As a result, the second seal ring 17 is pressed against the first seal ring 11. This pressing force causes the second seal surface 17b and the first seal surface 11b to be in close contact with each other, thereby preventing leakage of fluid supplied from the internal channel 14a to the rotating channel 10a that is rotating around the axis. A face seal portion 18 to prevent is formed.

このときＯリング１９が面取部１５ｅに押し当てられてシールすることにより、固定流路１５ｄ内部から流体が第２の流体供給ポート側へ漏出するのを防止する。このフローティングシート１５の軸方向のスライドにおいて、フランジ部１５ａのねじ孔１５ｉ（図４）に螺設されたボルト２４およびボルト２４を外包する円筒カラー２５が、ハウジング部材１３に軸方向に設けられたガイド孔１３ｇ内を摺動することにより、フローティングシート１５の軸方向の移動がガイドされるとともに、軸廻りの廻り止めが行われる。 At this time, the O-ring 19 is pressed against the chamfered portion 15e and sealed to prevent the fluid from leaking from the inside of the fixed flow path 15d to the second fluid supply port side. When the floating sheet 15 is slid in the axial direction, a bolt 24 screwed into a screw hole 15i (FIG. 4) of the flange portion 15a and a cylindrical collar 25 that encloses the bolt 24 are provided in the housing member 13 in the axial direction. By sliding in the guide hole 13g, the movement of the floating sheet 15 in the axial direction is guided and the rotation around the shaft is prevented.

ロータリジョイント２の作動状態においては、送給される流体の圧力によるフローティングシート１５の進出と、スピンドル軸４の進退動作によって、面シール部１８のシール面の接離が行われる。すなわちフローティングシート１５が後退して第１のシール面１１ｂと第２のシール面１７ｂとが相互に離隔した状態において、液体クーラントもしくはエアがそれぞれ第１の流体供給ポート、第２の流体供給ポートにそれぞれ送給されることにより、フローティングシート１５が前進（矢印ａ方向）し、第１のシール面１１ｂが第２のシール面１７ｂに当接して面シール部１８が形成される（図５，図６における動作説明参照）。 In the operating state of the rotary joint 2, the sealing surface of the face seal portion 18 is contacted and separated by the advancement of the floating sheet 15 due to the pressure of the supplied fluid and the advancement and retraction operation of the spindle shaft 4. That is, in the state where the floating sheet 15 is retracted and the first seal surface 11b and the second seal surface 17b are separated from each other, liquid coolant or air is supplied to the first fluid supply port and the second fluid supply port, respectively. By feeding each, the floating sheet 15 moves forward (in the direction of arrow a), and the first seal surface 11b abuts on the second seal surface 17b to form the surface seal portion 18 (FIGS. 5 and 5). 6).

そしてスピンドル軸４が固定部２ｂに対して相対的に前進（矢印ｄ方向）することにより、フローティングシート１５は後退（矢印ｂ方向）し、フランジ部１５ａがハウジング部材１３に近接した位置に復帰する。そしてこの状態からスピンドル軸４を相対的に後退（矢印ｃ方向）させることにより、第１のシール面１１ｂと第２のシール面１７ｂとが相互に離隔した状態に戻る。 When the spindle shaft 4 moves forward (arrow d direction) relative to the fixed portion 2b, the floating sheet 15 moves backward (arrow b direction), and the flange portion 15a returns to a position close to the housing member 13. . Then, by relatively retreating the spindle shaft 4 (in the direction of the arrow c) from this state, the first seal surface 11b and the second seal surface 17b are returned to a separated state.

このロータリジョイント２の作動状態における延長管部１４ｂの機能について説明する。本実施の形態に示す回転シール機構においては、上述のように２つのシール面１１ｂ、１７ｂを接離させて面シール部１８を形成することにより、固定部２ｂから回転部２ａへ流体を送給する際の流体の漏洩を防止するようにしている。このとき、２つのシール面１１ｂ、１７ｂが相互に離隔して面シール部１８が形成されていない状態においては、固定流路１５ｄに存在する流体は開放状態の第２のシール面１７ｂからそのまま漏出する。そして漏出する流体が液体である場合には、作業機器の汚損や不具合の原因となるため、このような流体の漏出は極力抑制することが望まれる。 The function of the extension pipe portion 14b in the operating state of the rotary joint 2 will be described. In the rotary seal mechanism shown in the present embodiment, fluid is supplied from the fixed portion 2b to the rotary portion 2a by forming the face seal portion 18 by bringing the two seal surfaces 11b and 17b into contact with each other as described above. The fluid is prevented from leaking during the operation. At this time, in a state in which the two seal surfaces 11b and 17b are separated from each other and the surface seal portion 18 is not formed, the fluid existing in the fixed flow path 15d leaks as it is from the open second seal surface 17b. To do. If the fluid to be leaked is a liquid, it causes contamination and trouble of the work equipment. Therefore, it is desirable to suppress such fluid leakage as much as possible.

延長管部１４ｂはこのように２つのシール面が相互に離隔した状態における流体の漏出を極力抑制するために設けられたものである。すなわち、固定流路１５ｄ内に内部流路１４ａを有する延長管部１４ｂを挿通させることにより、流体供給源から大径部１３ｂ２内へ送給された流体は、シール面が相互に離隔した状態にあっても、大部分が延長管部１４ｂを介して直接回転流路１０ａまで導かれる。これにより、２つのシール面が離隔した状態における流体の漏出を大幅に低減することが可能となる。 The extension pipe portion 14b is provided in order to suppress the leakage of the fluid in the state where the two sealing surfaces are separated from each other as much as possible. That is, by inserting the extension pipe part 14b having the internal flow path 14a into the fixed flow path 15d, the fluid fed from the fluid supply source into the large diameter part 13b2 is in a state where the seal surfaces are separated from each other. Even if it exists, most is led directly to the rotation flow path 10a via the extension pipe part 14b. As a result, it is possible to greatly reduce fluid leakage when the two sealing surfaces are separated from each other.

次に、図５，図６を参照して、複数種類の流体を送給する場合におけるロータリジョイント２の動作を説明する。図５、図６は送給される流体がそれぞれ液体クーラント、エアーである場合を示している。まず、供給される流体が第１の流体としての液体クーラントである場合について説明する。 Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, the operation of the rotary joint 2 when a plurality of types of fluids are supplied will be described. 5 and 6 show cases where fluids to be fed are liquid coolant and air, respectively. First, the case where the supplied fluid is a liquid coolant as the first fluid will be described.

図５において、第１の開閉バルブ６ａを開にすることにより、大径部１３ｂ２内には第１の流体供給源７ａから液体クーラント（圧力Ｐ１）が、第１の流体供給ポートとしての流路孔２３ａを介して右端部側から送給される。これにより、移動シリンダ１４は右端の側端面１４ｄに作用する流体圧によって回転部２ａ側へ移動し、反対側の側端面１４ｃが側端面１５ｆに当接することにより、フローティングシート１５が回転部２ａ側へ移動する。 In FIG. 5, by opening the first on-off valve 6a, the liquid coolant (pressure P1) from the first fluid supply source 7a flows into the large-diameter portion 13b2 as a first fluid supply port. It is fed from the right end side through the hole 23a. As a result, the moving cylinder 14 is moved to the rotating portion 2a side by the fluid pressure acting on the right end side end surface 14d, and the opposite side end surface 14c contacts the side end surface 15f, whereby the floating sheet 15 is moved to the rotating portion 2a side. Move to.

そして大径部１３ｂ２内へ送給された液体クーラントは内部流路１４ａを介して回転流路１０ａへ流通するが、このとき大径部１３ｂ２内において圧力Ｐ１が常に側端面１４ｄに作用し、側端面１４ｄの受圧面積Ａ１（図４参照）に見合った流体力Ｆ（Ｌ）が移動シリンダ１４を介して固定軸部１５ｂに作用する。そして面シール部１８には、流体力Ｆ（Ｌ）から第１の軸シール部２１、第２の軸シール部２２による摺動抵抗ｆ１，ｆ２を減じた押圧力Ｆ１が作用し、この押圧力Ｆ１を第１のシール面１１ｂと第２のシール面１７ｂが接触するシール面積で除した値が、面シール部１８のシール面圧値（第１の面圧値）となる。 The liquid coolant fed into the large diameter portion 13b2 flows through the internal flow passage 14a to the rotary flow passage 10a. At this time, the pressure P1 always acts on the side end face 14d in the large diameter portion 13b2. A fluid force F (L) commensurate with the pressure receiving area A1 (see FIG. 4) of the end face 14d acts on the fixed shaft portion 15b via the moving cylinder 14. A pressing force F1 obtained by subtracting the sliding resistances f1 and f2 by the first shaft seal portion 21 and the second shaft seal portion 22 from the fluid force F (L) acts on the face seal portion 18, and this pressing force is applied. A value obtained by dividing F1 by the seal area where the first seal surface 11b and the second seal surface 17b come into contact is the seal surface pressure value (first surface pressure value) of the surface seal portion 18.

すなわち第１の流体供給ポートとしての流路孔２３ａに第１の流体である液体クーラントを供給して、移動シリンダ１４の一方側の側端面１４ｄに流体圧を作用させて、移動シリンダ１４を介して固定シール部であるフローティングシート１５を、回転シール部であるロータ１０に対して押圧することにより、第１のシール面１１ｂと第２のシール面１７ｂとを第１の面圧値で相互に密着させて、面シール部１８を形成する。 That is, the liquid coolant as the first fluid is supplied to the flow path hole 23a serving as the first fluid supply port, and the fluid pressure is applied to the side end surface 14d on the one side of the moving cylinder 14 so as to pass through the moving cylinder 14. By pressing the floating sheet 15 that is the fixed seal portion against the rotor 10 that is the rotation seal portion, the first seal surface 11b and the second seal surface 17b are mutually brought into contact with each other at the first surface pressure value. The face seal portion 18 is formed in close contact.

次に供給される流体が第２の流体としてのエアである場合について説明する。図６において、第２の開閉バルブ６ｂを開にすることにより、第２の流体供給ポート９には第２の流体供給源７ｂからエア（圧力Ｐ２）が送給される。このとき、予め第１の開閉バルブ６ａを閉状態にして、エアが第１の流体供給源７ａ側へ逆流しないようにしておく。大径部１３ｂ２において、固定軸部１５ｂと移動シリンダ１４との間の空間Ｓ内に、第２の流体供給ポート９を介してエアが送給されることにより、このエア圧が移動シリンダ１４の空間Ｓ側の側端面１４ｃに作用する。これにより移動シリンダ１４は右方向（回転部２ａから離れる方向）へ移動し、ストッパーリング２３に当接して移動シリンダ１４の軸方向の位置が固定される。 Next, the case where the fluid supplied is air as the second fluid will be described. In FIG. 6, air (pressure P2) is supplied to the second fluid supply port 9 from the second fluid supply source 7b by opening the second opening / closing valve 6b. At this time, the first on-off valve 6a is closed in advance so that air does not flow backward to the first fluid supply source 7a side. In the large-diameter portion 13 b 2, air is supplied into the space S between the fixed shaft portion 15 b and the moving cylinder 14 via the second fluid supply port 9. It acts on the side end face 14c on the space S side. As a result, the moving cylinder 14 moves to the right (in the direction away from the rotating portion 2a), contacts the stopper ring 23, and the position of the moving cylinder 14 in the axial direction is fixed.

空間Ｓ内に送給されたエアは、延長管部１４ｂの外周面と固定流路１５ｄの内周面との間のクリアランスＣを介して回転流路１０ａへ流通するが、このとき空間Ｓ内において圧力Ｐ２が側端面１５ｆに作用し、受圧面積Ａ２（図４参照）に見合った流体力Ｆ（Ｇ）が固定軸部１５ｂに作用する。これにより面シール部１８には、流体力Ｆ（Ｇ）から前述の摺動抵抗ｆ１を減じた押圧力Ｆ２が作用する。この場合には押圧力Ｆ２を前述のシール面積で除した値がシール面圧値（第２の面圧値）となる。 The air fed into the space S flows into the rotary flow path 10a via the clearance C between the outer peripheral surface of the extension pipe portion 14b and the inner peripheral surface of the fixed flow path 15d. The pressure P2 acts on the side end face 15f, and the fluid force F (G) corresponding to the pressure receiving area A2 (see FIG. 4) acts on the fixed shaft portion 15b. As a result, a pressing force F2 obtained by subtracting the above-mentioned sliding resistance f1 from the fluid force F (G) acts on the face seal portion 18. In this case, a value obtained by dividing the pressing force F2 by the above-described seal area is a seal surface pressure value (second surface pressure value).

すなわち第２の流体供給ポート９に第２の流体であるエアを供給して固定軸部１５ｂの側端面１５ｆに流体圧を作用させ、固定シール部であるフローティングシート１５を、回転シール部であるロータ１０に対して押圧することにより、第１のシール面１１ｂと第２のシール面１７ｂとを第２の面圧値で相互に密着させて、面シール部１８を形成する。 That is, air as the second fluid is supplied to the second fluid supply port 9 to apply fluid pressure to the side end surface 15f of the fixed shaft portion 15b, and the floating sheet 15 as the fixed seal portion is the rotary seal portion. By pressing against the rotor 10, the first seal surface 11 b and the second seal surface 17 b are brought into close contact with each other at the second surface pressure value to form the surface seal portion 18.

ここでロータリジョイントにおけるシール面圧について説明する。回転摺動面を密着させて流体のシールを行う回転シール機構においては、対象となる流体の特性や供給圧に応じた適正なシール面圧値を設定する必要がある。例えば本実施の形態に示すように比較的高い供給圧（例えば１Ｍｐａ〜２０Ｍｐａ）で供給される液体クーラントが対象である場合には、シール面からのリークを極力防止するため、供給圧とほぼ同レベルの圧力のシール面圧値が設定される。 Here, the seal surface pressure in the rotary joint will be described. In a rotary seal mechanism that seals a fluid by bringing the rotary sliding surface into close contact, it is necessary to set an appropriate seal surface pressure value according to the characteristics of the target fluid and the supply pressure. For example, as shown in the present embodiment, when a liquid coolant supplied at a relatively high supply pressure (for example, 1 Mpa to 20 Mpa) is a target, in order to prevent leakage from the seal surface as much as possible, it is almost the same as the supply pressure. The seal pressure value of the level pressure is set.

これに対し、低い供給圧（例えば０．１Ｍｐａ〜１Ｍｐａ）で用いられるエアを対象とする場合には、シール面の摺動による損耗を極力防ぐため、シール面圧を供給圧の半分以下とすることが求められる。これは液体を供給対象とする場合には、シール面に侵入した液体の薄膜が摺動面を潤滑する潤滑膜として作用するのに対し、エアの場合には、オイルミストを混入するなどの潤滑対策が施されている場合を除き、一般にはこのような潤滑作用がないことによる。 On the other hand, when air used at a low supply pressure (for example, 0.1 Mpa to 1 Mpa) is used as a target, the seal surface pressure is made half or less of the supply pressure in order to prevent wear due to sliding of the seal surface as much as possible. Is required. This is because when a liquid is to be supplied, a thin film of liquid that has entered the seal surface acts as a lubricating film that lubricates the sliding surface, whereas in the case of air, lubrication such as oil mist is mixed. This is generally due to the absence of such a lubrication action, unless measures are taken.

このように、供給圧や所望のシール面圧値が異なる流体を供給対象とする場合には、供給圧に対するシール面圧値の比を流体に応じて変更する必要がある。ここで、面シール部のシール面積はいずれの流体についても共通であることから、供給圧に対するシール面圧値の比を変更するには、流体圧が作用する受圧面積を流体の種類に応じて異ならせる必要がある。 As described above, when fluids having different supply pressures or desired seal surface pressure values are to be supplied, it is necessary to change the ratio of the seal surface pressure value to the supply pressure in accordance with the fluid. Here, since the seal area of the face seal portion is common to all fluids, the pressure receiving area where the fluid pressure acts depends on the type of fluid in order to change the ratio of the seal face pressure value to the supply pressure. Need to be different.

本実施の形態においては、ロータリジョイント２の設計に際して、図５に示す押圧力Ｆ１による面シール部１８のシール面圧値（第１の面圧値）が、圧力Ｐ１の液体クーラントについての適正値となるように、また図６に示す押圧力Ｆ２による面シール部１８のシール面圧値（第２の面圧値）が、圧力Ｐ２のエアについての適正値となるように、各部寸法を設定する。すなわち、所与の設計数値データとしての前述の圧力Ｐ１，Ｐ２，各流体についての適正なシール面圧値、前述の摺動抵抗ｆ１，ｆ２などに基づき、固定軸部１５ｂの外形寸法Ｄ１，移動シリンダ１４の外形寸法Ｄ２、固定流路の内径寸法ｄ３，内部流路の内径寸法ｄ４などが決定される。 In the present embodiment, when the rotary joint 2 is designed, the seal surface pressure value (first surface pressure value) of the face seal portion 18 by the pressing force F1 shown in FIG. 5 is an appropriate value for the liquid coolant at the pressure P1. The dimensions of each part are set so that the seal surface pressure value (second surface pressure value) of the face seal portion 18 due to the pressing force F2 shown in FIG. To do. That is, based on the above-mentioned pressures P1, P2, appropriate seal surface pressure values for the respective fluids as given design numerical data, the above-described sliding resistances f1, f2, etc., the external dimension D1, movement of the fixed shaft portion 15b The outer dimension D2 of the cylinder 14, the inner diameter d3 of the fixed channel, the inner diameter d4 of the inner channel, and the like are determined.

換言すれば、本実施の形態に示すロータリジョイント２においては、対象となる複数種類の流体の所望とするシール面圧値に応じて、固定軸部１５ｂ、移動シリンダ１４の寸法を設定することにより、面圧調整を行うことなくシール面圧値の異なる複数種類の流体を送給対象とすることが可能となっている。このような構成を採用することにより、以下に述べる効果を有する。すなわち、特許文献１に示す先行技術例のように、シール面圧を調整するためにフローティングシートの外周面に液体クーラントを導入する構成においては、液体クーラント中のスラッジなどの異物が摺動隙間内に噛込みやすいという難点がある。これに対し、本実施の形態に示す例では面圧調整を必要としない構成となっていることから、本質的に単一流体を対象とした従来の専用のロータリジョイントと異なるところがない。したがって安定したシール性能が確保され、液体のリークによる工作機械本体へのダメージを防止することができる。 In other words, in the rotary joint 2 shown in the present embodiment, the dimensions of the fixed shaft portion 15b and the moving cylinder 14 are set according to desired seal surface pressure values of a plurality of types of fluids to be processed. It is possible to supply a plurality of types of fluids having different seal surface pressure values without adjusting the surface pressure. By adopting such a configuration, the following effects are obtained. That is, in the configuration in which the liquid coolant is introduced to the outer peripheral surface of the floating sheet in order to adjust the seal surface pressure as in the prior art example shown in Patent Document 1, foreign matters such as sludge in the liquid coolant are placed in the sliding gap. It is difficult to bite. On the other hand, the example shown in the present embodiment has a configuration that does not require the adjustment of the surface pressure, and thus there is essentially no difference from a conventional dedicated rotary joint for a single fluid. Therefore, stable sealing performance is ensured, and damage to the machine tool body due to liquid leakage can be prevented.

なお、本実施の形態においては、流体供給部７から供給される流体が液体クーラントまたはエアのいずれかである場合を示しており、供給される流体としてエアを用いる場合のみ、面圧調整流体としてエアを第２の流体供給ポート９に送給する例を示している。もちろん流体の種類としては液体クーラントまたはエアのみに限定されるものではなく、供給圧と面シール部１８に求められる適正なシール面圧値との比が異なる流体を複数種類組み合わせて用いる場合であれば、本発明の適用対象となる。このような流体の種類および組み合わせとしては、例えばエア／純水、エア／真空、エア／スラリ、スラリ／純水などがある。 In the present embodiment, the case where the fluid supplied from the fluid supply unit 7 is either liquid coolant or air is shown. Only when air is used as the supplied fluid, the surface pressure adjusting fluid is used. An example in which air is supplied to the second fluid supply port 9 is shown. Of course, the type of fluid is not limited to only liquid coolant or air, but may be a combination of a plurality of fluids having different ratios between the supply pressure and the appropriate seal surface pressure value required for the face seal portion 18. Thus, the present invention is applicable. Examples of such fluid types and combinations include air / pure water, air / vacuum, air / slurry, and slurry / pure water.

なお上記実施の形態においては、移動シリンダ１４に固定流路１５ｄを挿通して回転流路１０ａまで到達する延長管部１４ｂを設け、液体クーラントを対象とする場合には延長管部１４ｂの内部流路１４ａを介して回転流路１０ａ側へ送給する構成例を示しているが、延長管部１４ｂは本発明における必須要件ではなく、省略してもよい。但し当然のことながら、離隔した状態のシール面からの流体の漏洩を抑制する効果は得られない。そしてこの場合には、第１の流体供給ポートとしての流路孔２３ａから送給された液体クーラントは、移動シリンダ１４の内部流路１４ａおよびフローティングシート１５の固定流路１５ｄを介して回転流路１０ａに流入する。また第２の流体供給ポート９から空間Ｓ内に送給されたエアは、直接フローティングシート１５の固定流路１５ｄに流入して回転流路１０ａに到達する。 In the above-described embodiment, the extension pipe part 14b is provided in the movable cylinder 14 so as to pass through the fixed flow path 15d and reach the rotary flow path 10a. When the liquid coolant is intended, the internal flow of the extension pipe part 14b is provided. Although the structural example which feeds to the rotation flow path 10a side via the path 14a is shown, the extension pipe part 14b is not an essential requirement in the present invention and may be omitted. However, as a matter of course, the effect of suppressing the leakage of fluid from the separated seal surface cannot be obtained. In this case, the liquid coolant fed from the flow path hole 23a as the first fluid supply port is rotated through the internal flow path 14a of the moving cylinder 14 and the fixed flow path 15d of the floating sheet 15. Flows into 10a. Further, the air fed into the space S from the second fluid supply port 9 directly flows into the fixed flow path 15d of the floating sheet 15 and reaches the rotary flow path 10a.

本発明の流体送給機構における回転シール機構およびロータリジョイントは、面圧調整機構を必要とせずにシール面圧値の異なる複数種類の流体を送給対象とすることができるという特徴を有し、工作機械の主軸などの回転部に液体クーラントやエアなど複数種類の流体を送給する用途に有用である。 The rotary seal mechanism and the rotary joint in the fluid supply mechanism of the present invention have a feature that a plurality of types of fluids having different seal surface pressure values can be supplied without requiring a surface pressure adjustment mechanism, This is useful in applications where a plurality of types of fluids such as liquid coolant and air are fed to a rotating part such as a spindle of a machine tool.

本発明の一実施の形態における流体送給機構の構成説明図Structure explanatory drawing of the fluid feeding mechanism in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態における流体送給機構の回転シール機構に用いられるロータリジョイントの断面図Sectional drawing of the rotary joint used for the rotation sealing mechanism of the fluid supply mechanism in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態におけるロータリジョイントのハウジング部材の構造説明図Structure explanatory drawing of the housing member of the rotary joint in one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態におけるロータリジョイントのフローティングシートおよび移動シリンダの構造説明図Structure explanatory drawing of a floating seat of a rotary joint and a moving cylinder in an embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態におけるロータリジョイントの動作説明図Operational explanatory diagram of a rotary joint in an embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態におけるロータリジョイントの動作説明図Operational explanatory diagram of a rotary joint in an embodiment of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

１流体送給機構
２ロータリジョイント
２ａ回転部
２ｂ固定部
３ｂ第１の流体供給ポート
４スピンドル軸
６流体供給手段
７流体供給部
７ａ第１の流体供給源
７ｂ第２の流体供給源
９第２の流体供給ポート
１０ロータ
１０ａ回転流路
１１第１のシールリング
１１ｂ第１のシール面
１３ハウジング部材
１３ｂ嵌合孔
１３ｂ１小径部
１３ｂ２大径部
１３ｃ段差部
１４移動シリンダ
１４ａ内部流路
１４ｂ延長管部
１５フローティングシート
１５ａフランジ部
１５ｂ固定軸部
１５ｄ固定流路
１７第２のシールリング
１７ｂ第２のシール面
１８面シール部
２１第１の軸シール部
２２第２の軸シール部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluid supply mechanism 2 Rotary joint 2a Rotating part 2b Fixed part 3b 1st fluid supply port 4 Spindle shaft 6 Fluid supply means 7 Fluid supply part 7a 1st fluid supply source 7b 2nd fluid supply source 9 2nd Fluid supply port 10 Rotor 10a Rotating flow path 11 First seal ring 11b First seal surface 13 Housing member 13b Fitting hole 13b1 Small diameter part 13b2 Large diameter part 13c Stepped part 14 Moving cylinder 14a Internal flow path 14b Extension pipe part 15 Floating sheet 15a Flange portion 15b Fixed shaft portion 15d Fixed flow path 17 Second seal ring 17b Second seal surface 18 Surface seal portion 21 First shaft seal portion 22 Second shaft seal portion

Claims

軸方向の回転流路が設けられた回転部および軸方向の固定流路が設けられた固定部を同軸配置して成り、複数の流体供給源から供給される複数種類の流体を軸心廻りに回転する前記回転部の回転流路へ前記固定流路を介して選択的に送給する流体送給機構における回転シール機構であって、
前記回転部に設けられ側端面に前記回転流路が開口した第１のシール面を有する回転シール部と、
前記固定流路が前記軸方向に貫通して形成された固定軸部を有し、一方側の側端面に前記固定流路が開口した第２のシール面を有する固定シール部と、
前記固定部の本体を構成するハウジング部材に設けられ前記固定軸部が前記軸方向の移動が許容された状態で嵌合し、第１の流体供給ポートが開孔する嵌合孔と、
前記嵌合孔を、前記固定軸部が嵌合する孔径で設けられた小径部およびこの小径部よりも大きい孔径で設けられた大径部に区分する段差部と、
前記固定流路と同軸の内部流路が軸方向に貫通して設けられ、前記大径部に軸方向に移動自在に嵌合して前記固定軸部の側端面に接離する移動部材と、
前記移動部材の前記接離動作における離隔方向の移動端の位置を規制する位置規制部と、
前記嵌合孔に前記固定軸部および前記移動部材が嵌合した状態において、前記小径部の内周面と前記固定軸部の外周面との間の隙間および前記大径部の内周面と前記移動部材の外周面との間の隙間をそれぞれシールする第１の軸シール部および第２の軸シール部と、
前記第１の軸シール部および第２の軸シール部の間において前記大径部の内周面に開孔し、前記大径部内において前記固定軸部と前記移動部材との間に形成される空間内に流体を送給する第２の流体供給ポートと、
前記第１の流体供給ポートに前記複数種類の流体のうちの第１の流体を選択的に供給するとともに、前記第２の流体供給ポートに前記複数種類の流体のうちの第２の流体を選択的に供給する流体供給手段とを備え、
前記第１の流体供給ポートに前記第１の流体を供給して前記移動部材の一方側の側端面に第１の流体の流体圧を作用させて、この移動部材を介して前記固定シール部を前記回転シール部に対して押圧することにより、前記第１のシール面と第２のシール面とを第１の面圧値で相互に密着させて面シール部を形成し、
前記第２の流体供給ポートに前記第２の流体を供給して前記固定軸部の側端面に第２の流体の流体圧を作用させて前記固定シール部を前記回転シール部に対して押圧することにより、前記第１のシール面と第２のシール面とを第２の面圧値で相互に密着させて面シール部を形成することを特徴とする流体送給機構における回転シール機構。 The rotating part provided with the axial rotation flow path and the fixed part provided with the axial fixed flow path are coaxially arranged, and a plurality of types of fluids supplied from a plurality of fluid supply sources are arranged around the axis. A rotary seal mechanism in a fluid feed mechanism that selectively feeds through a fixed flow path to a rotary flow path of the rotating portion that rotates;
A rotary seal portion having a first seal surface provided in the rotary portion and having the rotary flow channel open on a side end surface;
A fixed seal portion having a fixed shaft portion formed by penetrating the fixed flow channel in the axial direction, and having a second seal surface in which the fixed flow channel is opened on one side end surface;
A fitting hole provided in a housing member constituting the main body of the fixed portion, the fixed shaft portion being fitted in a state in which movement in the axial direction is allowed, and a first fluid supply port opening;
A step portion that divides the fitting hole into a small diameter portion provided with a hole diameter into which the fixed shaft portion is fitted and a large diameter portion provided with a larger hole diameter than the small diameter portion;
An internal flow path coaxial with the fixed flow path is provided penetrating in the axial direction, and a moving member that is movably fitted in the large diameter portion in the axial direction and contacts and separates from a side end surface of the fixed shaft portion
A position restricting portion for restricting the position of the moving end in the separation direction in the contact / separation operation of the moving member;
In a state where the fixed shaft portion and the moving member are fitted in the fitting hole, a gap between an inner peripheral surface of the small diameter portion and an outer peripheral surface of the fixed shaft portion, and an inner peripheral surface of the large diameter portion A first shaft seal portion and a second shaft seal portion that respectively seal a gap between the moving member and the outer peripheral surface;
A hole is formed in the inner peripheral surface of the large-diameter portion between the first shaft seal portion and the second shaft seal portion, and is formed between the fixed shaft portion and the moving member in the large-diameter portion. A second fluid supply port for delivering fluid into the space;
The first fluid is selectively supplied to the first fluid supply port, and the second fluid is selected from the plurality of types of fluid to the second fluid supply port. Fluid supply means for supplying automatically,
The first fluid is supplied to the first fluid supply port, the fluid pressure of the first fluid is applied to the side end surface on one side of the moving member, and the fixed seal portion is moved through the moving member. By pressing against the rotary seal portion, the first seal surface and the second seal surface are brought into close contact with each other at a first surface pressure value to form a surface seal portion,
The second fluid is supplied to the second fluid supply port, the fluid pressure of the second fluid is applied to the side end surface of the fixed shaft portion, and the fixed seal portion is pressed against the rotary seal portion. Thus, the rotary seal mechanism in the fluid feeding mechanism is characterized in that the first seal surface and the second seal surface are brought into close contact with each other at a second surface pressure value to form a surface seal portion.

前記移動部材には、前記固定流路を挿通して前記回転流路の内部まで到達する延長管部が前記内部流路と連通して同軸で設けられており、前記第１の流体は前記延長管部を介して送給され、前記第２の流体は前記固定流路の内周面と前記延長管部の外周面との間を介して送給されることを特徴とする請求項１記載の流体送給機構における回転シール機構。 The moving member is provided with an extension pipe portion that passes through the fixed flow path and reaches the inside of the rotary flow path, and is coaxially provided in communication with the internal flow path. 2. The pump according to claim 1, wherein the second fluid is fed through a pipe portion, and the second fluid is fed between an inner peripheral surface of the fixed flow path and an outer peripheral surface of the extension pipe portion. The rotary seal mechanism in the fluid feeding mechanism.

前記第１の流体は液体クーラントであり、前記第２の流体はエアであることを特徴とする請求項１記載の流体送給機構における回転シール機構。 The rotary seal mechanism in the fluid feeding mechanism according to claim 1, wherein the first fluid is a liquid coolant and the second fluid is air.

軸方向の回転流路が設けられた回転部および軸方向の固定流路が設けられた固定部を同軸配置して成り、流体供給源から供給される流体を軸心廻りに回転する前記回転部の回転流路へ前記固定流路を介して送給する流体送給機構に用いられるロータリジョイントであって、
前記回転部に設けられ側端面に前記回転流路が開口した第１のシール面を有する回転シール部と、
前記固定流路が前記軸方向に貫通して形成された固定軸部を有し、一方側の側端面に前記固定流路が開口した第２のシール面を有する固定シール部と、
前記固定部の本体を構成するハウジング部材に設けられ前記固定軸部が前記軸方向の移動が許容された状態で嵌合し、第１の流体供給ポートが開孔する嵌合孔と、
前記嵌合孔を、前記固定軸部が嵌合する孔径で設けられた小径部およびこの小径部よりも大きい孔径で設けられた大径部に区分する段差部と、
前記固定流路と同軸の内部流路が軸方向に貫通して設けられ、前記大径部に軸方向に移動自在に嵌合して前記固定軸部の側端面に接離する移動部材と、
前記移動部材の前記接離動作における離隔方向の移動端の位置を規制する位置規制部と、
前記嵌合孔に前記固定軸部および前記移動部材が嵌合した状態において前記小径部の内周面と前記固定軸部の外周面との間の隙間および前記大径部の内周面と前記移動部材の外周面との間の隙間をそれぞれシールする第１の軸シール部および第２の軸シール部と、
前記第１の軸シール部および第２の軸シール部の間において前記大径部の内周面に開孔し、前記大径部内において前記固定軸部と前記移動部材との間に形成される空間内に流体を送給する第２の流体供給ポートとを備え、
前記第１の流体供給ポートへ第１の流体を供給して前記移動部材の一方側の側端面に流体圧を作用させて、この移動部材を介して前記固定シール部を前記回転シール部に対して押圧することにより、前記第１のシール面と第２のシール面とを第１の面圧値で相互に密着させて面シール部を形成し、
前記第２の流体供給ポートへ第２の流体を供給して前記固定軸部の側端面に流体圧を作用させて前記固定シール部を前記回転シール部に対して押圧することにより、前記第１のシール面と第２のシール面とを第２の面圧値で相互に密着させて面シール部を形成することを特徴とする流体供給機構に用いられるロータリジョイント。 The rotating part provided with an axial rotation flow path and the fixed part provided with an axial fixed flow path are arranged coaxially, and rotates the fluid supplied from a fluid supply source around the axis. A rotary joint used in a fluid feeding mechanism that feeds the rotating flow path through the fixed flow path,
A rotary seal portion having a first seal surface provided in the rotary portion and having the rotary flow channel open on a side end surface;
A fixed seal portion having a fixed shaft portion formed by penetrating the fixed flow channel in the axial direction, and having a second seal surface in which the fixed flow channel is opened on one side end surface;
A fitting hole provided in a housing member constituting the main body of the fixed portion, the fixed shaft portion being fitted in a state in which movement in the axial direction is allowed, and a first fluid supply port opening;
A step portion that divides the fitting hole into a small diameter portion provided with a hole diameter into which the fixed shaft portion is fitted and a large diameter portion provided with a larger hole diameter than the small diameter portion;
An internal flow path coaxial with the fixed flow path is provided penetrating in the axial direction, and a moving member that is movably fitted in the large diameter portion in the axial direction and contacts and separates from a side end surface of the fixed shaft portion;
A position restricting portion for restricting the position of the moving end in the separation direction in the contact / separation operation of the moving member;
The gap between the inner peripheral surface of the small diameter portion and the outer peripheral surface of the fixed shaft portion and the inner peripheral surface of the large diameter portion and the A first shaft seal portion and a second shaft seal portion that respectively seal a gap between the outer peripheral surface of the moving member;
A hole is formed in the inner peripheral surface of the large-diameter portion between the first shaft seal portion and the second shaft seal portion, and is formed between the fixed shaft portion and the moving member in the large-diameter portion. A second fluid supply port for feeding fluid into the space;
A first fluid is supplied to the first fluid supply port to apply a fluid pressure to one side end surface of the moving member, and the fixed seal portion is connected to the rotary seal portion via the moving member. The first seal surface and the second seal surface are brought into close contact with each other at the first surface pressure value to form a surface seal portion,
By supplying a second fluid to the second fluid supply port and applying fluid pressure to the side end surface of the fixed shaft portion to press the fixed seal portion against the rotary seal portion, A rotary joint used in a fluid supply mechanism, wherein the seal surface and the second seal surface are brought into close contact with each other at a second surface pressure value to form a surface seal portion.

前記移動部材には、前記固定流路を挿通して前記回転流路の内部まで到達する延長管部が前記内部流路と連通して同軸で設けられており、前記第１の流体は前記延長管部を介して送給され、前記第２の流体は前記固定流路の内周面と前記延長管部の外周面との間を介して送給されることを特徴とする請求項１記載の流体供給機構における回転シール機構。 The moving member is provided with an extension pipe portion that passes through the fixed flow path and reaches the inside of the rotary flow path, and is coaxially provided in communication with the internal flow path. 2. The pump according to claim 1, wherein the second fluid is fed through a pipe portion, and the second fluid is fed between an inner peripheral surface of the fixed flow path and an outer peripheral surface of the extension pipe portion. The rotary seal mechanism in the fluid supply mechanism.