JP6665065B2 - ロータリージョイント - Google Patents

Description

本発明は、第１部材の円筒部の内側に第２部材の円柱部が配置されるように、第１部材と第２部材とを互いに組み合わせて成るロータリージョイントに関する。

ロータリージョイントは、各種の機械設備の回転可動部分に流体を漏洩させることなく供給し、又は、排出させるための装置であって、相対的に回転する２つの部材（配管）を互いに組み合わせて構成される。

従来のロータリージョイントは、特許文献１の第５図に開示されているように、固定部材である第１部材の円筒部と、回転部材である第２部材の円柱部（軸）とを互いに組み合わせて構成される。この場合、軸の外周面はシーリング部材で区画され、シーリング部材の間に円周溝が形成される。軸内には、軸方向に延在する流路が円周溝に連通し、一方で、軸に嵌合する円筒部内には、円周溝に連通する流路及びポートが形成されている。このように、従来のロータリージョイントは、回転部材の外周面に沿って円周溝が形成された１段構成が一般的である。

ところで、近年、ロータリージョイントの必要性が増大し、空気、冷却水、圧油等の多種多様な流体の供給又は排出が要求されている。上述の１段構成の場合、この要求に対応して、多数の円周溝を軸に形成すると共に、円筒部に多数の流路及びポートを設けると、ロータリージョイントの軸方向の全長が長くなる。この結果、機械設備の設置必要面積を大きく取る必要があり、不都合である。

このような問題を解決するため、特許文献１の第１図には、第１部材の円筒部（第１円筒部）の外周面に嵌合する第２円筒部を第２部材に設けると共に、第２円筒部の外周面に嵌合する軸受を第１部材に設け、第２円筒部の外周面に他の円周溝をさらに形成し、第２円筒部内を軸方向に延在する流路を当該他の円周溝に接続した２段構成のロータリージョイントが開示されている。特許文献２の図１にも、２段構成のロータリージョイントが開示されている。

特公平１−２４９５７号公報 特開２０１４−２５２６８号公報

しかしながら、特許文献１及び２に開示されている２段構成のロータリージョイントでは、機械設備に供給する流体の圧力差により、ロータリージョイントのハウジング等が変形し、摺動抵抗が増大することが懸念される。すなわち、ロータリージョイントの径方向から見たとき、第２部材の円柱部の円周溝及び流路を流れる流体と、第２部材の第２円筒部の円周溝及び流路を流れる流体との圧力差に起因して、ロータリージョイント内に歪みが発生する。

このような歪みの発生を抑制し、十分な剛性を確保するためには、ロータリージョイントの径方向のサイズを大きくする必要がある。この結果、ロータリージョイントが径方向に大型化するという問題がある。

本発明は、このような問題を考慮してなされたものであり、剛性を確保しつつ、径方向の長さを短くすることができるロータリージョイントを提供することを目的とする。

本発明に係るロータリージョイントは、第１円筒部の端部に第１フランジ部が形成された第１部材と、前記第１円筒部の外側に第２円筒部が設けられると共に、前記第１円筒部の内側に円柱部が設けられ、前記第２円筒部及び前記円柱部の端部が第２フランジ部で接続された第２部材とを備え、前記第１フランジ部が一端部になると共に、前記第２フランジ部が他端部となるように、前記第１部材と前記第２部材とを互いに組み合わせ、流体の種別及び使用用途が異なる複数の流体を流通させる。

そして、上記の目的を達成するため、前記ロータリージョイントは、下記の特徴を有する。

すなわち、前記ロータリージョイントにおいて、前記第１円筒部の外周面と前記第２円筒部の内周面とによって、前記第１円筒部と前記第２円筒部とが摺接する第１の摺接面が形成され、前記第１円筒部の内周面と前記円柱部の外周面とによって、前記第１円筒部と前記円柱部とが摺接する第２の摺接面が形成される。この場合、前記第１の摺接面には、前記ロータリージョイントの円周方向に形成された第１円周溝が該ロータリージョイントの軸方向に沿って複数設けられ、前記第２の摺接面には、前記円周方向に形成された第２円周溝が前記軸方向に沿って複数設けられる。そして、前記各第１円周溝及び前記各第２円周溝は、前記ロータリージョイントの径方向から見て、対向するようにそれぞれ形成され、対向する前記第１円周溝及び前記第２円周溝は、該各円周溝の中を流れる流体の種別及び使用用途が同じである。ここで、前記流体の種別が同じである場合とは、対向する前記第１円周溝及び前記第２円周溝に同じ圧力且つ同じ種類の流体を流すことをいう。また、前記流体の使用用途が同じである場合とは、対向する前記第１円周溝及び前記第２円周溝から機械設備の回転可動部分に流体を流す際、前記回転可動部分の同じ作業用途に対して同じ流体を流すことをいう。そして、前記第１円筒部内には、前記軸方向に延在して前記第１円周溝又は前記第２円周溝に連通する第１流体供給流路が形成されている。また、前記第２円筒部内には、前記軸方向に延在して前記第１円周溝に連通する第２流体供給流路が形成されている。さらに、前記円柱部内には、前記軸方向に延在して前記第２円周溝に連通する第３流体供給流路が形成されている。

この構成によれば、機械設備の回転可動部分への流体の供給に使用される円周溝を前記軸方向から見て２段構成（前記第１円周溝、前記第２円周溝）にすることで、前記軸方向の長さを短くすることができる。

しかも、対向する前記第１円周溝及び前記第２円周溝について、該各円周溝の中を流れる流体の種別及び使用用途を同じにすることで、前記第１の摺接面及び前記第２の摺接面における流体の圧力が略同じになる。すなわち、前記径方向から見ると、同じ圧力の系統にまとめられ、供給される流体の圧力の均等化が図られている。これにより、前記第１円筒部が流体圧の高い方から低い方に引っ張られることに起因する変位（歪み）の発生が抑制され、前記第１の摺接面及び前記第２の摺接面での摺動抵抗を低減させることが可能となる。この結果、前記ロータリージョイントの剛性を確保しつつ、前記第１円筒部及び前記第２円筒部の厚みを薄肉化することができ、前記径方向の長さを短くすることができる。

また、対向する前記第１円周溝及び前記第２円周溝に連通する流路を流れる流体の種別及び使用用途が同じであるため、流体の圧力差が略０となる。これにより、前記ロータリージョイント内での歪みが抑えられ、前記第１の摺接面及び前記第２の摺接面での摺動抵抗が低減される。この結果、前記第１円筒部及び前記第２円筒部の厚みをさらに薄肉化することが可能となる。

また、前記各第１円周溝及び前記各第２円周溝は、前記流体の種別毎に区画分けされて前記第１の摺接面及び前記第２の摺接面にそれぞれ設けられた、圧縮空気を流通可能な圧縮空気供給溝、圧油を流通可能な圧油供給溝、及び、クーラントを流通可能なクーラント供給溝である。この場合、前記各第１円周溝及び前記各第２円周溝を流れる流体の種別のうち、圧力の高い流体の種別は、前記圧縮空気、前記圧油及び前記クーラントの順であり、前記第２フランジ部から前記第１フランジ部に向かって、前記圧縮空気供給溝、前記圧油供給溝、及び、前記クーラント供給溝が順に設けられている。

前記第２フランジ部側の第１円周溝及び第２円周溝に流れる流体の種別が、他の円周溝に流れる流体よりも高圧力の流体の種別であるため、前記第２フランジ部と前記円柱部及び前記第２円筒部との連結部分の流路（前記第２流体供給流路、前記第３流体供給流路）の形状が維持され、窄まることを抑制することができる。これにより、前記第２フランジ部側での摺動抵抗を低減させることが可能となる。この結果、前記第１円筒部及び前記第２円筒部の厚みを一層薄肉化することができ、前記径方向の長さも短くすることができる。

また、前記第１の摺接面及び前記第２の摺接面に、一方の第１円周溝及び第２円周溝の組と、他方の第１円周溝及び第２円周溝の組とが設けられ、前記流体の種別及び使用用途が互いに異なる前記一方の組と前記他方の組との間には、前記径方向から見て対向するドレン溝がそれぞれ形成され、前記第１円筒部には、対向する前記各ドレン溝に連通するドレン流路と、前記軸方向に延在して前記ドレン流路に連通する排出流路とが形成されていればよい。

前記流体の種別及び使用用途が互いに異なる第１円周溝及び第２円周溝の組の間にドレン溝が対向して形成されているので、円周溝間のシール部分の劣化や破れ等に起因して、該円周溝から流体が漏洩しても、該流体は、前記各ドレン溝、前記ドレン流路及び前記排出流路を介して外部に排出される。この結果、近接する別の円周溝及び流路への前記流体の流入を阻止することができる。また、前記各ドレン溝及び前記ドレン流路が１本の前記排出流路に集約されるので、前記第１円筒部の厚みを薄肉化することができ、前記径方向の大きさを一層小さくすることができる。

本発明によれば、剛性を確保しつつ、ロータリージョイントの径方向の大きさを小さくすることができる。

本発明の一実施形態に係るロータリージョイントの断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。

以下、本発明に係るロータリージョイントについて好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら説明する。

［本実施形態の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るロータリージョイント１０の断面図である。

ロータリージョイント１０は、各種の機械設備の回転可動部分（例えば、工作機械を構成する加工治具）に流体を漏洩させることなく供給し、又は、排出させるための配管装置であって、相対的に回転する金属製の第１部材１２及び第２部材１４を互いに組み合わせて構成される。

第１部材１２は、ロータリージョイント１０の中心軸１６と略同軸の第１円筒部１８と、該第１円筒部１８の端部（ロータリージョイント１０の一端部）でロータリージョイント１０の径方向に突出する第１フランジ部２０とから構成される。

第２部材１４は、第１円筒部１８の内側に設けられ且つ中心軸１６と略同軸に延在する円柱部２２と、第１円筒部１８の外側に設けられ且つ中心軸１６と略同軸に延在する第２円筒部２４と、円柱部２２及び第２円筒部２４の端部（ロータリージョイント１０の他端部）を接続し且つロータリージョイント１０の径方向に突出する第２フランジ部２６とから構成される。

この場合、第１円筒部１８の外周面１８ｏと第２円筒部２４の内周面２４ｉとは、第１円筒部１８と第２円筒部２４とを摺接する第１摺接面２８（第１の摺接面）を構成する。一方、第１円筒部１８の内周面１８ｉと円柱部２２の外周面２２ｏとは、第１円筒部１８と円柱部２２とを摺接する第２摺接面３０（第２の摺接面）を構成する。なお、ロータリージョイント１０の一端部において、第１フランジ部２０及び円柱部２２は、略面一に形成され、第１フランジ部２０に第２円筒部２４の先端部が当接している。

ここで、第１摺接面２８において、第２円筒部２４の内周面２４ｉには、中心軸１６に対してロータリージョイント１０の円周方向に形成された第１シール部材３２が、中心軸１６の方向に沿って複数配設されている。また、第１摺接面２８において、第１円筒部１８の外周面１８ｏには、第１シール部材３２間に、円周方向に形成された第１円周溝がそれぞれ設けられている。

具体的に、第１摺接面２８に配設される複数の第１円周溝は、第２フランジ部２６側に形成され且つ圧縮空気を流通可能な５本の第１圧縮空気供給溝３４と、第１摺接面２８の中央部分に形成され且つ圧油を流通可能な５本の第１圧油供給溝３６と、第１フランジ部２０側に形成され且つクーラントを流通可能な１本の第１クーラント供給溝３８とである。

５本の第１圧縮空気供給溝３４と５本の第１圧油供給溝３６との間には、円周方向に形成された１本の第１ドレン溝４０が２つの第１シール部材３２間に設けられている。また、５本の第１圧油供給溝３６と第１クーラント供給溝３８との間には、円周方向に形成された１本の第１ドレン溝４２が２つの第１シール部材３２間に設けられている。さらに、第１クーラント供給溝３８に隣接する第１フランジ部２０側の第１シール部材３２と、第１フランジ部２０との間には、円周方向に形成された１本の第１ドレン溝４４が設けられている。

一方、第２摺接面３０において、第１円筒部１８の内周面１８ｉには、円周方向に形成された第２シール部材４６が、中心軸１６の方向に沿って複数設けられている。この場合、複数の第２シール部材４６は、ロータリージョイント１０の径方向から見て、第１摺接面２８に設けられた第１シール部材３２と対向するようにそれぞれ配設されている。

また、第２摺接面３０において、円柱部２２の外周面２２ｏには、第２シール部材４６間に、円周方向に形成された第２円周溝がそれぞれ設けられている。複数の第２円周溝は、径方向から見て、上記の複数の第１円周溝と対向して設けられている。

すなわち、第２摺接面３０に配設される複数の第２円周溝は、５本の第１圧縮空気供給溝３４に対向して第２フランジ部２６側に形成され且つ圧縮空気を流通可能な５本の第２圧縮空気供給溝４８と、５本の第１圧油供給溝３６に対向して第２摺接面３０の中央部分に形成され且つ圧油を流通可能な５本の第２圧油供給溝５０と、１本の第１クーラント供給溝３８に対向して第１フランジ部２０側に形成され且つクーラントを流通可能な１本の第２クーラント供給溝５２とである。

５本の第２圧縮空気供給溝４８と５本の第２圧油供給溝５０との間には、径方向から見て、第１ドレン溝４０と対向して円周方向に形成された１本の第２ドレン溝５４が２つの第２シール部材４６間に設けられている。また、５本の第２圧油供給溝５０と第２クーラント供給溝５２との間には、径方向から見て、第１ドレン溝４２と対向して円周方向に形成された１本の第２ドレン溝５６が２つの第２シール部材４６間に設けられている。さらに、第２クーラント供給溝５２に隣接する第１フランジ部２０側の第２シール部材４６と、第１フランジ部２０との間には、径方向から見て、第１ドレン溝４４と対向して円周方向に形成された１本の第２ドレン溝５８が設けられている。

そして、第１円筒部１８内には、図１〜図３に示すように、中心軸１６の方向に延在して、第１円周溝（第１圧縮空気供給溝３４、第１圧油供給溝３６、第１クーラント供給溝３８）又は第２円周溝（第２圧縮空気供給溝４８、第２圧油供給溝５０、第２クーラント供給溝５２）に連通する複数の第１流体供給流路が形成されている。

複数の第１流体供給流路は、第１圧縮空気供給溝３４又は第２圧縮空気供給溝４８に圧縮空気を供給する第１圧縮空気供給路６０と、第１圧油供給溝３６又は第２圧油供給溝５０に圧油を供給する第１圧油供給路６２と、第１クーラント供給溝３８又は第２クーラント供給溝５２にクーラントを供給する第１クーラント供給路６４とである。

この場合、第１圧縮空気供給路６０は、第１圧縮空気供給溝３４及び第２圧縮空気供給溝４８の本数分（１０本）設けられている。１０本の第１圧縮空気供給路６０は、それぞれ、第１円筒部１８内を中心軸１６に沿って延在し、一端部が第１フランジ部２０内を径方向に延在して外部に連通するポート６０ｐを形成すると共に、他端部が第１円筒部１８内を径方向に延在して、いずれか１本の第１圧縮空気供給溝３４又は第２圧縮空気供給溝４８に連通する。

また、第１圧油供給路６２は、第１圧油供給溝３６及び第２圧油供給溝５０の本数分（１０本）設けられている。１０本の第１圧油供給路６２は、それぞれ、第１円筒部１８内を中心軸１６に沿って延在し、一端部が第１フランジ部２０内を径方向に延在して外部に連通するポート６２ｐを形成すると共に、他端部が第１円筒部１８内を径方向に延在して、いずれか１本の第１圧油供給溝３６又は第２圧油供給溝５０に連通する。

さらに、第１クーラント供給路６４は、第１クーラント供給溝３８及び第２クーラント供給溝５２の本数分（２本）設けられている。２本の第１クーラント供給路６４は、それぞれ、第１円筒部１８内を中心軸１６に沿って延在し、一端部が第１フランジ部２０内を径方向に延在して外部に連通するポート６４ｐを形成すると共に、他端部が第１円筒部１８内を径方向に延在して、いずれか１本の第１クーラント供給溝３８又は第２クーラント供給溝５２に連通する。

また、第２円筒部２４内には、図１、図３及び図４に示すように、中心軸１６の方向に延在して、第１摺接面２８に設けられた第１円周溝（第１圧縮空気供給溝３４、第１圧油供給溝３６、第１クーラント供給溝３８）に連通する複数の第２流体供給流路が形成されている。

複数の第２流体供給流路は、第１圧縮空気供給溝３４に連通する第２圧縮空気供給路６６と、第１圧油供給溝３６に連通する第２圧油供給路６８と、第１クーラント供給溝３８に連通する第２クーラント供給路７０とである。

この場合、第２圧縮空気供給路６６は、第１圧縮空気供給溝３４の本数分（５本）設けられている。５本の第２圧縮空気供給路６６は、それぞれ、第２円筒部２４内を中心軸１６に沿って延在し、一端部が第２円筒部２４内を径方向に延在して、いずれか１本の第１圧縮空気供給溝３４に連通すると共に、他端部が外部と連通する。

また、第２圧油供給路６８は、第１圧油供給溝３６の本数分（５本）設けられている。５本の第２圧油供給路６８は、それぞれ、第２円筒部２４内を中心軸１６に沿って延在し、一端部が第２円筒部２４内を径方向に延在して、いずれか１本の第１圧油供給溝３６に連通すると共に、他端部が外部に連通する。

さらに、第２クーラント供給路７０は、第２円筒部２４内を中心軸１６に沿って延在し、一端部が第２円筒部２４内を径方向に延在して第１クーラント供給溝３８に連通すると共に、他端部が外部と連通する。

さらに、円柱部２２内には、図１、図３及び図４に示すように、中心軸１６の方向に延在して、第２摺接面３０に設けられた第２円周溝（第２圧縮空気供給溝４８、第２圧油供給溝５０、第２クーラント供給溝５２）に連通する複数の第３流体供給流路が形成されている。

複数の第３流体供給流路は、第２圧縮空気供給溝４８に連通する第３圧縮空気供給路７２と、第２圧油供給溝５０に連通する第３圧油供給路７４と、第２クーラント供給溝５２に連通する第３クーラント供給路７６とである。

この場合、第３圧縮空気供給路７２は、第２圧縮空気供給溝４８の本数分（５本）設けられている。５本の第３圧縮空気供給路７２は、それぞれ、円柱部２２内を中心軸１６に沿って延在し、一端部が円柱部２２内を径方向に延在して、いずれか１本の第２圧縮空気供給溝４８に連通すると共に、他端部が外部と連通する。

また、第３圧油供給路７４は、第２圧油供給溝５０の本数分（５本）設けられている。複数の第３圧油供給路７４は、それぞれ、円柱部２２内を中心軸１６に沿って延在し、一端部が円柱部２２内を径方向に延在して、いずれか１本の第２圧油供給溝５０に連通すると共に、他端部が外部に連通する。

さらに、第３クーラント供給路７６は、第２クーラント供給溝５２に対応して設けられ、円柱部２２内を中心軸１６に沿って延在し、一端部が円柱部２２内を径方向に延在して第２クーラント供給溝５２に連通すると共に、他端部が外部と連通する。

一方、第１円筒部１８内には、図１〜図３に示すように、対向する各第１ドレン溝４０〜４４と各第２ドレン溝５４〜５８とを連通する複数のドレン流路７８〜８２と、中心軸１６の方向に延在して各ドレン流路７８〜８２に連通する排出流路８４とが形成されている。すなわち、ドレン流路７８は、第１円筒部１８内を径方向に延在して、第１ドレン溝４０と第２ドレン溝５４とを連通する。ドレン流路８０は、第１円筒部１８内を径方向に延在して、第１ドレン溝４２と第２ドレン溝５６とを連通する。ドレン流路８２は、第１円筒部１８内を径方向に延在して、第１ドレン溝４４と第２ドレン溝５８とを連通する。排出流路８４は、第１円筒部１８内を中心軸１６の方向に延在して、各ドレン流路７８〜８２と連通し、一端部が第１フランジ部２０を径方向に延在して外部に連通するポート８４ｐを形成すると共に、他端部がドレン流路７８に連通する。

この結果、ロータリージョイント１０において、第１フランジ部２０では、図２に示すように、中心軸１６を中心として、５本の第１圧縮空気供給路６０、５本の第１圧油供給路６２、１本の第１クーラント供給路６４、及び、１本の排出流路８４が所定角度間隔で放射状に延びるように配設されている。

なお、第１円周溝（５本の第１圧縮空気供給溝３４、５本の第１圧油供給溝３６、１本の第１クーラント供給溝３８）は合計で１１本である。また、第２円周溝（５本の第２圧縮空気供給溝４８、５本の第２圧油供給溝５０、１本の第２クーラント供給溝５２）は合計で１１本である。さらに、排出流路８４は１本である。従って、第１フランジ部２０において、図２の断面視の位置では、１１本の流体供給路（５本の第１圧縮空気供給路６０、５本の第１圧油供給路６２、１本の第１クーラント供給路６４）と１本の排出流路８４とが径方向に延在し、一方で、図示はしないが、他の断面視の位置では、残り１１本の流体供給路が径方向に延在する。

また、図３及び図４に示すように、１１本の第２流体供給流路（５本の第２圧縮空気供給路６６、５本の第２圧油供給路６８、１本の第２クーラント供給路７０）が所定角度間隔で配設されると共に、１１本の第３流体供給流路（５本の第３圧縮空気供給路７２、５本の第３圧油供給路７４、１本の第３クーラント供給路７６）が所定角度間隔で配設されている。

［本実施形態の作用］
次に、本実施形態に係るロータリージョイント１０の作用について、図１〜図４を参照しながら説明する。

ロータリージョイント１０は、図示しない工作機械等の機械設備に組み込まれ、加工治具等の回転可動部分に対して各種の流体を供給し、又は、流体の排出を行う。

すなわち、ロータリージョイント１０において、回転可動部分に圧縮空気を供給する場合、第１圧縮空気供給路６０から第１圧縮空気供給溝３４及び第２圧縮空気供給路６６を介して機械設備に圧縮空気を供給するか、又は、図１に示すように、第１圧縮空気供給路６０から第２圧縮空気供給溝４８及び第３圧縮空気供給路７２を介して機械設備に圧縮空気を供給する。

また、回転可動部分に圧油を供給する場合、図１に示すように、第１圧油供給路６２から第１圧油供給溝３６及び第２圧油供給路６８を介して機械設備に圧油を供給するか、又は、第１圧油供給路６２から第２圧油供給溝５０及び第３圧油供給路７４を介して機械設備に圧油を供給する。

さらに、回転可動部分にクーラントを供給する場合、第１クーラント供給路６４から第１クーラント供給溝３８及び第２クーラント供給路７０を介して機械設備にクーラントを供給するか、又は、第１クーラント供給路６４から第２クーラント供給溝５２及び第３クーラント供給路７６を介して機械設備にクーラントを供給する。

そして、ロータリージョイント１０では、径方向から見て、第１円周溝（第１圧縮空気供給溝３４、第１圧油供給溝３６、第１クーラント供給溝３８）と、第２円周溝（第２圧縮空気供給溝４８、第２圧油供給溝５０、第２クーラント供給溝５２）とを対向させ、対向する２本の第１円周溝及び第２円周溝を１組として、該１組の第１円周溝及び第２円周溝を流れる流体の種別及び使用用途を同じにしている。

図１中、対向する１組（２本）の第１圧縮空気供給溝３４と第２圧縮空気供給溝４８とについては、例えば、加工治具におけるワークの密着、ワークの在荷、ワークのクランプ確認、ワークのアンクランプ、又は、ワークの着座面に対するエアブローを行わせるため、略同じ圧力の圧縮空気を回転可動部分に供給する。また、対向する１組（２本）の第１圧油供給溝３６と第２圧油供給溝５０とについては、例えば、加工治具におけるワークのクランプ、ワークのアンクランプ、エジェクタの上昇、又は、エジェクタの下降を行わせるため、略同じ圧力の圧油を回転可動部分に供給する。さらに、対向する１組（２本）の第１クーラント供給溝３８と第２クーラント供給溝５２とについては、加工治具の冷却を行わせるため、略同じ圧力のクーラントを回転可動部分に供給する。

また、ロータリージョイント１０では、各第１円周溝及び各第２円周溝を流れる流体の種別のうち、最も圧力の高い流体の種別は、第２フランジ部２６側の対向する１組の第１円周溝及び第２円周溝（第１圧縮空気供給溝３４及び第２圧縮空気供給溝４８）を流れる流体の種別である。すなわち、圧力の高い流体の種別は、高い方から順に、圧縮空気、圧油及びクーラントとなる。

このように構成されたロータリージョイント１０では、機械設備を構成する２つの回転可動部分のうち、一方の回転可動部分に対して第１円周溝を介して流体を供給し、他方の回転可動部分に対して第２円周溝を介して流体を供給することができる。

なお、第１シール部材３２及び第２シール部材４６の劣化又は破れに起因して、第１円周溝又は第２円周溝を流れる流体が漏洩した場合、該漏洩した流体は、図１に示すように、第１ドレン溝４０〜４４及び第２ドレン溝５４〜５８からドレン流路７８〜８２及び排出流路８４を介して外部に排出される。

［本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係るロータリージョイント１０によれば、機械設備の回転可動部分への流体の供給に使用される円周溝を、中心軸１６の方向から見て、２段構成（第１円周溝、第２円周溝）にすることにより、ロータリージョイント１０の中心軸１６に沿った方向の長さを短くすることができる。

しかも、対向する第１円周溝（第１圧縮空気供給溝３４、第１圧油供給溝３６、第１クーラント供給溝３８）及び第２円周溝（第２圧縮空気供給溝４８、第２圧油供給溝５０、第２クーラント供給溝５２）について、該各円周溝の中を流れる流体の種別及び使用用途を同じにすることで、第１摺接面２８及び第２摺接面３０における流体の圧力が略同じになる。すなわち、ロータリージョイント１０の径方向から見ると、同じ圧力の系統にまとめられ、供給される流体の圧力の均等化が図られている。

これにより、第１円筒部１８が流体圧の高い方から低い方に引っ張られることに起因する変位（歪み）の発生が抑制され、第１摺接面２８及び第２摺接面３０での摺動抵抗を低減させることが可能となる。この結果、ロータリージョイント１０の剛性を確保しつつ、第１円筒部１８及び第２円筒部２４の厚みを薄肉化することができ、ロータリージョイント１０の径方向の長さを短くすることができる。

また、本実施形態では、対向する１組の第１円周溝及び第２円周溝について、連通する第１流体供給流路（第１圧縮空気供給路６０、第１圧油供給路６２、第１クーラント供給路６４）、第２流体供給流路（第２圧縮空気供給路６６、第２圧油供給路６８、第２クーラント供給路７０）、及び、第３流体供給流路（第３圧縮空気供給路７２、第３圧油供給路７４、第３クーラント供給路７６）を流れる流体の種別及び使用用途を同じにしている。これにより、対向する１組の第１円周溝及び第２円周溝における流体の圧力差が略０となる。この結果、ロータリージョイント１０内での歪みが抑えられ、第１摺接面２８及び第２摺接面３０での摺動抵抗が低減されることで、第１円筒部１８及び第２円筒部２４の厚みをさらに薄肉化することが可能となる。

さらに、本実施形態では、第２フランジ部２６側の第１円周溝（第１圧縮空気供給溝３４）及び第２円周溝（第２圧縮空気供給溝４８）に流れる流体（圧縮空気）の種別が、他の円周溝（第１圧油供給溝３６、第１クーラント供給溝３８、第２圧油供給溝５０、第２クーラント供給溝５２）に流れる流体（圧油、クーラント）よりも高圧力の流体の種別である。そのため、第２フランジ部２６と円柱部２２及び第２円筒部２４との連結部分の流路（第２流体供給流路、第３流体供給流路）の形状が維持され、窄まることを抑制することができる。これにより、第２フランジ部２６側での摺動抵抗を低減させることが可能となる。この結果、第１円筒部１８及び第２円筒部２４の厚みを一層薄肉化することができ、ロータリージョイント１０の径方向の長さも短くすることができる。

また、本実施形態では、流体の種別及び使用用途が互いに異なる第１円周溝及び第２円周溝の組の間、すなわち、第１圧縮空気供給溝３４及び第２圧縮空気供給溝４８の組と第１圧油供給溝３６及び第２圧油供給溝５０の組との間、並びに、第１圧油供給溝３６及び第２圧油供給溝５０の組と第１クーラント供給溝３８及び第２クーラント供給溝５２の組との間に、第１ドレン溝４０〜４４及び第２ドレン溝５４〜５８が対向して形成されている。そのため、第１シール部材３２又は第２シール部材４６の劣化や破れ等に起因して、第１円周溝又は第２円周溝から流体が漏洩しても、該流体は、第１ドレン溝４０〜４４、第２ドレン溝５４〜５８、ドレン流路７８〜８２及び排出流路８４を介して外部に排出される。この結果、近接する別の第１円周溝及び第２円周溝や、他の第１〜第３流体供給流路への該流体の流入を阻止することができる。また、第１ドレン溝４０〜４４、第２ドレン溝５４〜５８及びドレン流路７８〜８２が１本の排出流路８４に集約されるので、第１円筒部１８の厚みを薄肉化することができ、ロータリージョイント１０の径方向の大きさを一層小さくすることができる。

［本実施形態の変形例］
なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。本実施形態に係るロータリージョイント１０は、例えば、下記（１）〜（５）の変形例を採用することが可能である。

（１）ロータリージョイント１０内部の各円周溝、各流路、各ドレン溝及び各ドレン流路の本数は、上記の説明及び図１〜図４に示す本数に限定されることはない。流体の供給先の機械設備に供給する流体の種別及び使用目的に応じて、適宜変更してもよいことは勿論である。

（２）上記の説明では、ロータリージョイント１０から機械設備に供給する流体として、圧縮空気、圧油及びクーラントについて説明した。本実施形態では、機械設備の仕様等に応じて、他の流体を供給することも可能である。この場合でも、上述のように、第２フランジ部２６側の円周溝及び流路を流れる流体の種別が、他の円周溝及び流路に流れる流体よりも高圧力の流体の種別であることは勿論である。

（３）上記の説明では、第１摺接面２８のうち、第２円筒部２４の内周面２４ｉに第１シール部材３２を設けると共に、第１円筒部１８の外周面１８ｏに第１円周溝を形成する場合について説明した。本実施形態では、第１円筒部１８の外周面１８ｏに第１シール部材３２を設けると共に、第２円筒部２４の内周面２４ｉに第１円周溝を形成することも可能である。あるいは、第１円筒部１８の外周面１８ｏ又は第２円筒部２４の内周面２４ｉに、第１円周溝と第１シール部材３２との双方を設けることも可能である。

（４）上記の説明では、第２摺接面３０のうち、第１円筒部１８の内周面１８ｉに第２シール部材４６を設けると共に、円柱部２２の外周面２２ｏに第２円周溝を形成する場合について説明した。本実施形態では、円柱部２２の外周面２２ｏに第２シール部材４６を設けると共に、第１円筒部１８の内周面１８ｉに第２円周溝を形成することも可能である。あるいは、円柱部２２の外周面２２ｏ又は第１円筒部１８の内周面１８ｉに、第２円周溝と第２シール部材４６との双方を設けることも可能である。

（５）上記の説明では、第１フランジ部２０において、図２の断面視と、他の断面視とで、各流路及び各ポートが径方向に形成される場合について説明した。本実施形態では、図２の断面視において、全ての流路及び各ポートが径方向に形成されるように構成することも可能である。

１０…ロータリージョイント １２…第１部材
１４…第２部材 １６…中心軸
１８…第１円筒部 １８ｉ、２４ｉ…内周面
１８ｏ、２２ｏ…外周面 ２０…第１フランジ部
２２…円柱部 ２４…第２円筒部
２６…第２フランジ部 ２８…第１摺接面（第１の摺接面）
３０…第２摺接面（第２の摺接面） ３２…第１シール部材
３４…第１圧縮空気供給溝（第１円周溝）
３６…第１圧油供給溝（第１円周溝）
３８…第１クーラント供給溝（第１円周溝）
４０〜４４…第１ドレン溝 ４６…第２シール部材
４８…第２圧縮空気供給溝（第２円周溝）
５０…第２圧油供給溝（第２円周溝）
５２…第２クーラント供給溝（第２円周溝）
５４〜５８…第２ドレン溝
６０…第１圧縮空気供給路（第１流体供給流路）
６０ｐ、６２ｐ、６４ｐ、８４ｐ…ポート
６２…第１圧油供給路（第１流体供給流路）
６４…第１クーラント供給路（第１流体供給流路）
６６…第２圧縮空気供給路（第２流体供給流路）
６８…第２圧油供給路（第２流体供給流路）
７０…第２クーラント供給路（第２流体供給流路）
７２…第３圧縮空気供給路（第３流体供給流路）
７４…第３圧油供給路（第３流体供給流路）
７６…第３クーラント供給路（第３流体供給流路）
７８〜８２…ドレン流路 ８４…排出流路

Claims (3)

1. 第１円筒部の端部に第１フランジ部が形成された第１部材と、
   前記第１円筒部の外側に第２円筒部が設けられると共に、前記第１円筒部の内側に円柱部が設けられ、前記第２円筒部及び前記円柱部の端部が第２フランジ部で接続された第２部材と、
   を備え、
   前記第１フランジ部が一端部になると共に、前記第２フランジ部が他端部となるように、前記第１部材と前記第２部材とを互いに組み合わせ、流体の種別及び使用用途が異なる複数の流体を流通させるロータリージョイントであって、
   前記第１円筒部の外周面と前記第２円筒部の内周面とによって、前記第１円筒部と前記第２円筒部とが摺接する第１の摺接面が形成され、
   前記第１円筒部の内周面と前記円柱部の外周面とによって、前記第１円筒部と前記円柱部とが摺接する第２の摺接面が形成され、
   前記第１の摺接面には、前記ロータリージョイントの円周方向に形成された第１円周溝が該ロータリージョイントの軸方向に沿って複数設けられ、
   前記第２の摺接面には、前記円周方向に形成された第２円周溝が前記軸方向に沿って複数設けられ、
   前記各第１円周溝及び前記各第２円周溝は、前記ロータリージョイントの径方向から見て、対向するようにそれぞれ形成され、
   対向する前記第１円周溝及び前記第２円周溝は、該各円周溝の中を流れる流体の種別及び使用用途が同じであり、
   前記流体の種別が同じである場合とは、対向する前記第１円周溝及び前記第２円周溝に同じ圧力且つ同じ種類の流体を流すことをいい、
   前記流体の使用用途が同じである場合とは、対向する前記第１円周溝及び前記第２円周溝から機械設備の回転可動部分に流体を流す際、前記回転可動部分の同じ作業用途に対して同じ流体を流すことをいい、
   前記第１円筒部内には、前記軸方向に延在して前記第１円周溝又は前記第２円周溝に連通する第１流体供給流路が形成され、
   前記第２円筒部内には、前記軸方向に延在して前記第１円周溝に連通する第２流体供給流路が形成され、
   前記円柱部内には、前記軸方向に延在して前記第２円周溝に連通する第３流体供給流路が形成されることを特徴とするロータリージョイント。
2. 請求項１記載のロータリージョイントにおいて、
   前記各第１円周溝及び前記各第２円周溝は、前記流体の種別毎に区画分けされて前記第１の摺接面及び前記第２の摺接面にそれぞれ設けられた、圧縮空気を流通可能な圧縮空気供給溝、圧油を流通可能な圧油供給溝、及び、クーラントを流通可能なクーラント供給溝であり、
   前記各第１円周溝及び前記各第２円周溝を流れる流体の種別のうち、圧力の高い流体の種別は、前記圧縮空気、前記圧油及び前記クーラントの順であり、前記第２フランジ部から前記第１フランジ部に向かって、前記圧縮空気供給溝、前記圧油供給溝、及び、前記クーラント供給溝が順に設けられていることを特徴とするロータリージョイント。
3. 請求項１又は２記載のロータリージョイントにおいて、
   前記第１の摺接面及び前記第２の摺接面に、一方の第１円周溝及び第２円周溝の組と、他方の第１円周溝及び第２円周溝の組とが設けられ、前記流体の種別及び使用用途が互いに異なる前記一方の組と前記他方の組との間には、前記径方向から見て対向するドレン溝がそれぞれ形成され、
   前記第１円筒部には、対向する前記各ドレン溝に連通するドレン流路と、前記軸方向に延在して前記ドレン流路に連通する排出流路とが形成されていることを特徴とするロータリージョイント。
   

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