JP4093403B2 - Rotary joint - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種機械に装着してクーラントなどの液体を回転側に供給するのに適したロータリジョイントに関し、特に、シールの異常を検知して直結した主軸モータ等を保護するロータリジョイントに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、工作機械の主軸先端に取付けた回転工具などへ切削用のクーラント液を供給するような場合、主軸後端部、あるいは直結主軸モータのロータ軸後端部にロータリジョイントを直結し、夫々の軸心に設けた流路を介してこのロータリジョイントからクーラント液を圧送している。
この種のロータリジョイントは高速回転が要求されるため、固定部と回転軸間にはそれぞれシールリングが装着され、工作機械駆動時には供給するクーラントの液圧によって固定部側のシールリングを回転軸側のシールリング方向に摺動させ、両者を密着させることによりシールするようになっている。
このようなシール構造では通常の使用状態においてもクーラント液圧を負荷あるいは除荷することにより、わずかな量のクーラントが流れ出ることがある。このクーラントを排出するためにドレン口が設けられている。このドレン口は運転時にシールが破損してクーラントが大量に流出した場合でも確実に排出できるよう十分大径に設けられており、作業員はこのドレン口からの排出状態からシール部の異常を知って設備の電源遮断などを行ない、装置を保護するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述のようにシール部が破損した場合クーラントが大量漏洩しドレン口から排出されるが、作業員が直ちに気付いて設備の電源遮断などを行なってポンプ停止などの処置をしないと大量のクーラントをドレン口から排出しきれず、下流側に配置された主軸モータの軸外周面からクーラントがモータ内部に浸入し、主軸モータの漏電によるコイル焼損やベアリング破損などを引き起こして大きな損害を発生させるという問題があった。
また、今まで作業員の目視によって行なっていた異常検知を自動的に行ない、ひいては生産加工ラインの機械群の異常を1カ所で集中的に一括管理したいとの要望が高まっている。
【0004】
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、その目的とするところは、例えば液体圧でシールリング同士を着脱させて回転側流路と固定側流路を連通させるなどして設備要部へクーラントなどの液体を供給するようにしたシール部の異常を自動的に検知して主軸モータなどを保護し、ひいてはこの検知する機能を用いて生産加工ラインの機械群の異常を集中的に一括管理できる機能を有するロータリジョイントを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明請求項1記載のロータリジョイントにあっては、回転軸の回転軸流路と固定側流路を連通させるシール部を有し、そのシール部の異常を検知する検知手段を備え、該検知手段がシール部からの漏れを監視するものであり、該シール部からの漏れ量が正常の範囲内である時に漏れ液を受ける第1室と、該第1室とは隔壁で仕切られていて正常の範囲を大きく越えて漏れた時に第1室からの漏れ液を受ける第2室を備え、前記隔壁の貫通穴には2連の環状溝が周設されていてそれぞれエア流路によりエア供給口に連通され、前記貫通穴における2連の環状溝の間に漏洩クーラントの検知溝が周設され、該検知溝から延設された検知用流路を介して連通された液受け部に第1室から第2室に流出した時に漏れ液を検知する検知手段が配置されていることを特徴とする手段とした。
【0006】
請求項2記載のロータリジョイントにあっては、請求項1記載のロータリジョイントにおいて、前記第1室と第2室を隔てる隔壁と前記回転軸表面との間に隙間を有し、該隙間のうち前記第1室側である上流側隙間を第2室側である下流側隙間より大きくして第1室側である上流側に向けたエアパージ量を多くするように形成されていることを特徴とする手段とした。
【0007】
請求項3記載のロータリジョイントにあっては、請求項1または請求項2に記載のロータリジョイントにおいて、回転軸を備えたものが工作機械であることを特徴とする手段とした。
【0008】
請求項4記載のロータリジョイントにあっては、請求項1〜3のいずれか1項に記載のロータリジョイントにおいて、前記液受け部からパージエアを逃がすエア抜き口が開設されることによりパージエアの力により漏れ液を検知手段に導入するように構成されていることを特徴とする手段とした。
【0012】
【発明の作用および効果】
請求項1記載のロータリジョイントでは、シール部の異常を検知手段で検知する。このシール部の異常はそのまま継続させると、機械本体側へ悪影響を及ぼすようになるが、検知手段を使用することにより、人手によらず異常発生の初期に検知できるから、それを利用して流体ポンプや機械本体の電源遮断を自動的に行なって機械の作動停止を行なうことができる。
従って、請求項1に記載のロータリジョイントにあっては、ロータリジョイントシール部の異常を検知し、このシール部異常による悪影響を機械本体に波及させるのを防止することができるという効果が得られる。
【0013】
また、回転軸流路と固定側流路を連通させるシール部に異常があるとクーラントの漏れが大量となり、このクーラントが電動モータや軸受け部などに浸入すると漏電事故や焼き付き事故などを発生させるから、シール部からのクーラント漏れを検知手段で常時監視する。
従って、シール部からの大量のクーラント漏れを人手によらず異常発生の初期に自動的に検知して流体ポンプや機械本体の電源遮断などをおこなってロータリジョイントの作動停止を行ない、下流側の機器に損害を与えるのを防止するという効果が得られる。
【0014】
また、シール部を囲って隔離した第1室では、シール部からの漏れ量が正常の範囲内である時に漏れ液を受ける。シール部が破損などにより異常となった場合、つまりクーラントの排出量が正常の範囲を大きく越えると下流側へ漏れ出し、第2室がその漏れクーラントを受け止め漏れクーラントが主軸側に浸入するのを防止する。
従って、シール部に異常があって漏れクーラントを第1室で排水処理できない場合でも第2室が受け止めこれを排水し、下流側の機器に損害を与えるのを確実に防止するという効果が得られる。
【0015】
請求項2記載のロータリジョイントにあっては、各室を隔てる隔壁では回転軸表面との間の隙間に上流側に向けエアパージを行なう。シール部の破損でクーラントの排出量が正常の範囲を大きく越え第1室と第2室を隔てる隔壁と回転軸表面との間の隙間を介し第1室から第2室側へ漏れ出そうとするが、その隙間で行なっているエアパージにより第2室側への浸入が阻止される。
従って、請求項2記載のロータリジョイントにあっては、ロータリジョイントのシール部からクーラントの漏れが生じるような異常事態が発生しても、下流側機器に漏れクーラントを浸入させず厳重に保護することができるなどの効果が得られる。
【0016】
また、検知手段は第1室から第2室への漏れ、つまり第1室と第2室を隔てている隔壁を介して下流側に浸入しようとする漏れクーラントを直ちに検知する。
従って、第2室内に浸入する前の漏れクーラントを自動的に検知し、ロータリジョイントシール部に異常が発生しても主軸モータなどが被害を被るのを阻止することができるという効果が得られる。
【0017】
請求項3記載のロータリジョイントにあっては、回転軸が工作機械における回転軸であり、ロータリジョイントのシール部に異常があっても漏れクーラントを主軸または主軸モータのロータ軸回りから浸入させず、異常を自動的に検出して重要部品である軸受けや主軸モータなどが被害を被るのを防ぐことができる。この機能は工作機械を単独で使用する場合のみならず、生産加工ラインで工作機械群を1カ所で集中管理する場合に有効である。
【0018】
請求項4記載のロータリジョイントにあっては、各室を隔てる隔壁では回転軸表面との間の隙間に上流側に向けエアパージを行なうことにより、このパージエアの流れの力により漏れクーラントを検知手段に押し込むように導入させる検知方法であるから、検知を速やかに確実に行なえると共に、導入口は狭い場所にも設定できるから、狭くても最良の場所を選定し、感度の良い検知を行なうことができるなどの効果が得られる。
【0019】
【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。図1は本実施の形態1のロータリジョイントを示す断面図、図2は検知センサ取付けとドレンの位置関係を示す説明図、図3(イ)は上流側隔壁エアパージ部の拡大説明図、同図(ロ)は下流側隔壁エアパージ部の拡大説明図である。
本実施の形態ではロータリジョイントAが横型の主軸に装着された場合で説明する。勿論、この形態は横型のみに限定するわけではなく、縦型の主軸に装着することも可能である。
図中1は主軸モータのフレーム、2は前記フレーム1から端部を突出させた主軸としてのロータ軸であり、軸心上に流路3が穿孔されている。
【0020】
まず、このロータリジョイントAのハウジング4は、一端側がフローティングシート5の支持プレート6で閉じられ、他端側は前記ロータ軸2と同心にしてフランジ7で主軸モータのフレーム1に固定されている。
前記支持プレート6には、フローティングシート5を配置させる開口部8が設けられると共に、この開口部8を密閉するようにフローティングシート装着部9が外部から嵌合されている。このフローティングシート装着部9には図示しないがクーラントの供給路10に連通したシール穴が設けられており、前記フローティングシート5はガイドピン11に回転を拘束された状態で、先端部をこのシール穴に摺動自在に装着されている。
【0021】
12は前記ロータ軸2にねじ込まれた回転管軸であり、先端部に固着されたシールリング14が前記フローティングシート5の後端部に固着されたシールリング13に対向するように配置されている。従って、供給路10から圧送されたクーラントは、フローティングシート5を押圧して摺動させシールリング13をシールリング14に密着させることにより、連通した各流路を介してロータ軸2の流路3に供給される。
【0022】
また、このハウジング4の内部は、2つの隔壁15、16により上流側から下流側に向け、3つの室に分割されている。即ち、上流側の隔壁15は前記回転管軸12のみを貫通させた状態で配置されることにより、前記フローティングシートの支持プレート6との間に、シールリング13、14からなるシール部17を囲って隔離する第1室18が形成されている。この第1室下部には大径のドレン口19が開設されている。
下流側の隔壁16は前記上流側の隔壁15と主軸モータのフレーム1との中間部にあってロータ軸2を貫通させた状態で配置されることにより、前記上流側の隔壁15との間に第2室20が形成され、かつフレーム1との間に第3室21が形成されている。また、前記第2室20下部には大径のドレン口22が開設されている。本実施の形態において、第3室21には配管するようなドレン口は設けないが、小径のドレン口またはスリット等の開口を設けて排出するようにしている。
【0023】
更に、図3(イ)、(ロ)に詳しく示すように、前記隔壁15、16は、貫通した回転管軸12またはロータ軸2との間の隙間においてそれぞれの外周面にエアパージを行なうように設けられている。この内、隔壁15の貫通穴には2連の環状溝23、23が周設されており、それぞれエア流路24、24によりハウジングに開口したエア供給口25に連通されている。同様に、隔壁16の貫通穴には1つの環状溝26が周設されており、エア流路27により前記エア供給口25に連通されている。
そして、前記環状溝26は環状溝23、23より強くエアパージされるように流路も含め大きく形成されており、更に各環状溝においては上流側隙間Saを下流側隙間Sbより大きくして上流側に向けたエアパージ量を多くするように形成されている。
【0024】
漏洩クーラントの検知手段が前記上流側隔壁15を利用して設けられている。
前記環状溝23、23の間に漏洩クーラントの検知溝28が周設され、ハウジングの検知口29まで検知用流路30が延設されている。31は検知センサであり、コネクタ32を介し前記検知口29に装着されている。このコネクタ32は前記検知用流路30に、比較的大径の検知路を介し直通して一対の電極からなる検知部33を配置させる液受け室34と、この液受け室34からパージエアを逃がすエア抜き口35が開設されている。
【0025】
次に本実施の形態の作用および効果を説明する。
上述のように構成されたロータリジョイントAは、まず、第1室内において、主軸モータの始動前に外部から供給されたクーラントの液圧によりフローティングシート5を下流側に摺動させ、先端部のシールリング13を回転管軸12先端部のシールリング14に密着させる。この状態において、クーラントの流路は供給口10から第1室18のシール部17を介しロータ軸の流路3と連通され、クーラントが圧力をもって工具先端部まで供給されることになる。このクーラントの供給、停止時にはシールリング同士が着脱するためわずかずつクーラントの漏洩があるが、第1室18内においてその都度ドレン口19から排出される。
【0026】
前記クーラントの供給と共にエア供給口25からパージ用エアが供給される。このパージ用エアはエア供給口25で上流側隔壁15方向と下流側隔壁16方向とに分岐され、隔壁15側は一対のエア流路24、24によってそれぞれ環状溝23、23に供給され、このうち上流側の環状溝では、上流側隙間Saから第1室18に向け回転管軸12の外周面をエアパージし、下流側隙間Sbでは検知溝28内にエアパージする。また、下流側の環状溝では、上流側隙間Saから検知溝28内にエアパージし下流側隙間Sbからは第2室20に向けわずかに漏れる程度となる。この場合、上流側隙間Sa>下流側隙間Sbとしたことにより、環状溝23、23、検知溝28内のエア圧は下流側配置の溝の方が上流側配置の溝より高くなり、エアの流れは下流側から上流側および検知用流路30側に流れるようになる。
また、下流側隔壁16においても上流側隙間Saから第2室20に向けロータ軸2の外周面をエアパージする。下流側にはわずかに漏れるだけとなる。
前記エアパージ状態において、パージエアが第1室、第2室ではドレン口19、22を介して外部に排出され、検知溝28では検知用流路30と検知路36を介し液受け室34でエア抜き口35から外部に排出される。
【0027】
前記状態で主軸モータが始動され工作機械の稼働状態となる。この稼働中にシール部の異常な状態、例えばシールリング13または14の破損などによるクーラントの大量漏洩状態となった場合、シール部17は第1室18にあるから漏れクーラントはドレン口19から排出される。この漏洩量がドレン口19からの排水量を上回ると漏れクーラントが第1室18に充満し、上流側隔壁15の回転管軸12による貫通部に達する。
前記回転管軸12の貫通部分、つまり上流側隙間Saからはエアパージされクーラントの浸入が阻止されているが、クーラントの圧力が勝って隙間Saに浸入すると、この隙間Saから下流側の検知溝28まで達したクーラントは、その下流側の環状溝23からエアパージされたエアに乗って直ちに検知用流路30から液受け室34に送られる。液受け室34においてこの漏れクーラントが一対の電極からなる検知部33をショートさせると制御部からの回路を閉じた状態となって漏洩があったことを出力する。
制御部は、この信号を受け直ちにクーラントポンプの電源を遮断しクーラントの供給を停止させる。また、主軸モータの電源も遮断させエアパージのみを行なう。
隔壁15の隙間に浸入した漏れクーラントは、環状溝23、23、検知溝28内のエア圧において下流側配置の溝の方が上流側配置の溝より高くなっていることから、上流側に吹き返され、更に下流側に浸入することは少なくなる。非常に大量の漏洩があり、隔壁16の隙間にまで漏れクーラントが浸入した場合でも、環状溝26内のエア圧は上流側隙間Sa>下流側隙間Sbとしたことにより、同様に上流側に吹き返され、更に下流側の第3室21に漏れクーラントが浸入する可能性は少ない。
【0028】
以上説明してきたように、本実施の形態のロータリジョイントAにあっては、まず、ハウジング内部を上流側から下流側に向け3つの室18、20、21に分離しシール部17を第1室に隔離したので、シール部17から漏れたクーラントの主軸側浸入を2段階に亙って阻止することができる。
前記3つの室を形成する隔壁15、16において、各軸が貫通する隙間からはエアパージを行なうから、漏れクーラントの浸入を更に厳重に阻止することができる。
下流側のエアパージを上流側のエアパージより高い圧力としたため、上流側のエアパージによって漏れクーラントを下流側に押し込むのを阻止することができる。
上流側隔壁15において、万一隙間Saから浸入した漏れクーラントは検知溝28から検知用流路30に流入するパージ用エアに乗って液受け室34側に到達し直ちにセンサがこれを検知できると共に下流側への漏洩を阻止し、大きな損害を発生させることを防止することができる。
検知センサ31はロータリジョイントハウジング内においてクーラントの下流側漏洩が発生した部分で検知するから、シール部異常によるクーラントの漏洩発生直後に被害発生防止の処理を行なうことができる。
構造は極めて簡単で合理的であり、全体構成をコンパクトにできるし、工作機械など対象機械の限られた範囲に取付け容易となるなどの効果が得られる。
【0029】
次に、図4に基づいて実施の形態2を説明する。本実施の形態のロータリジョイントBは縦軸型に取付けた状態を示すが、勿論横軸型として使用することもできる。尚、本説明において、前記実施の形態1と同一構成部分に付いては同一の符号を付してその具体的説明は省略する。
本実施の形態2のロータリジョイントBは、下流側隔壁構造とエアパージ方法に実施の形態1と異なる特徴がある。
【0030】
図において40は回転管軸12に固着した回転フランジ、41はハウジング内壁側に固着した固定側隔壁であり、この一組で下流側隔壁を構成する。
前記回転フランジ40は、円盤状でハウジング4の内周面に極く接近して設けられた外周面に環状溝42が周設され、上流側隔壁15にエアパージするエア供給口25とは別に設けられたエア供給口43によりエアパージされる。このエア供給口43は、エア供給口25よりもエアパージ圧が大きくなるように設定されている。
前記固定側隔壁41は、主軸モータのフレーム1との間に第3室21を形成して上方に立ち上がり、この垂直外周面上端部44を前記回転フランジ40の外周部に設けた垂直内周面部に接近して配置され、この垂直面同士の間にラビリンスシール45が装着されている。前記上流側隔壁15からこのラビリンスシール45までが第2室20となり、この第2室20であって前記回転フランジ40の上面位置(つまり第2室をエアパージ部で分けた上部)に検知口29が穿孔され、回転フランジ40と固定側隔壁41との間(つまり第2室をエアパージ部で分けた下部)に第2室のドレン口22が穿孔されている。
【0031】
次に、本実施の形態2の作用効果を説明する。
本実施の形態2のロータリジョイントBは、先ず、シール部17に異常が発生し第1室18からの排出が第1室18のドレン口19からの排出では不十分で第2室20に漏れクーラントの浸入があった場合、第2室20内に配置した回転フランジ40に到達した漏れクーラントは遠心力によりその外周に寄せられる。この外周では上方に向けエアパージされているから、漏れクーラントはそのエアパージ圧により下方に漏れることなく検知口29に流入するパージ用エアに乗って導入され検知センサにより直ちに検知される。
従って、本実施の形態のロータリジョイントBでは、特に縦型使用で主軸モータが下流側にあっても漏れクーラントが同主軸モータに達する前にクーラントの漏れを良好に検知することができる。
下流側エアパージを上流側エアパージより大きい圧力とする為外部から夫々圧力調整されたものを導入するから、圧力差を確実に得、上流側エアパージによる漏れクーラントの主軸モータへの押し込みを厳重に阻止することができるなどの効果が得られる。
また、この実施の形態におけるロータリジョイントBでは、もし第2室20に漏れクーラントの浸入が発生した場合でも、その時点で漏れを検出してポンプは停止しているので、更なる浸入はない。また、ドレン口22が第2室20の底部にるため迅速に排出できるし、仮に底部に漏れクーラントが溜りだしても、水面から第2室20と第3室21を仕切るラビリンスシール45までは十分な高さが確保されているので、第3室21への浸水の危険性は極めて低いものとなっている。
【0032】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限定されるものではない。
例えば、隔壁数は任意であり、機能上最適な配置数を選定できる。
シール部はクーラントの圧力により一対のシールリング同士を密着させて流路を連通させるもので説明したが、シール部の構造に限定されるものではない。
電極に漏れクーラントが接触することで検知するセンサの場合、結露防止用のヒータを設けたり熱風あるいは乾燥空気を別経路で事前に電極部に吹き付け乾燥させるようにしてもよい。
下流側隔壁16のエアパージ用環状溝26、エア流路27は、第2室20のドレン口22からの排出で十分の場合は省略することもできる。
上流側隔壁15に設けたエアパージ用環状溝23の数には限定されず、3カ所以上でも1カ所でもよい。
漏液(漏れクーラント)の検出は電極式で説明したが検知センサの形式は任意であり、例えば液滴を光学的に検出する方法など様々に採用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施の形態1のロータリジョイントAを示す断面図である。
【図2】実施の形態1の検知センサ取付けとドレンの位置関係を示す説明図である。
【図3】実施の形態1のエアパージ部を示しており、(イ)は上流側隔壁エアパージ部を示す拡大説明図、(ロ)は下流側隔壁エアパージ部を示す拡大説明図である。
【図4】実施の形態2のロータリジョイントBを示す断面図である。
【符号の説明】
A、B ロータリジョイント
Sa エアパージ部の上流側隙間
Sb エアパージ部の下流側隙間
1 主軸モータのフレーム
2 主軸モータのロータ軸
3 ロータ軸の流路
4 ハウジング
15 上流側の隔壁
16 下流側の隔壁
17 シール部
18 第1室
19 第1室のドレン口
20 第2室
21 第3室
22 第2室のドレン口
23 上流側隔壁の環状溝(エアパージ)
24 エア流路(エアパージ)
26 下流側隔壁の環状溝(エアパージ)
27 エア流路(エアパージ)
28 漏洩クーラントの検知溝
29 ハウジングの検知口
31 検知センサ
40 回転フランジ(上流側隔壁)
41 固定側隔壁(上流側隔壁)
42 回転フランジの環状溝(エアパージ)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary joint that is mounted on various machines and is suitable for supplying a liquid such as coolant to a rotating side, and more particularly, to a rotary joint that detects a seal abnormality and protects a directly connected main shaft motor or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when supplying coolant for cutting to a rotary tool attached to the spindle end of a machine tool, a rotary joint is directly connected to the rear end of the main spindle or the rotor shaft rear end of the direct-coupled spindle motor. The coolant liquid is pumped from the rotary joint through a flow path provided at the shaft center.
Since this type of rotary joint is required to rotate at high speed, a seal ring is installed between the fixed part and the rotating shaft, and the seal ring on the fixed part side is moved to the rotating shaft side by the hydraulic pressure of the coolant supplied when driving the machine tool. It seals by making it slide to the seal ring direction of this, and adhering both.
In such a seal structure, a small amount of coolant may flow out by loading or unloading the coolant pressure even under normal use conditions. A drain port is provided to discharge the coolant. This drain port is provided with a sufficiently large diameter so that even if the seal breaks during operation and a large amount of coolant flows out, the operator knows the abnormality of the seal from the drain state from this drain port. The equipment is shut down to protect the equipment.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, if the seal is damaged, a large amount of coolant leaks and is discharged from the drain port.However, if the worker immediately notices and shuts down the power supply of the equipment and does not take measures such as stopping the pump, a large amount of coolant is drained. There is a problem in that the coolant cannot be discharged from the opening and coolant enters the motor from the outer peripheral surface of the main shaft motor arranged on the downstream side, causing coil burnout or bearing breakage due to electric leakage of the main shaft motor. It was.
In addition, there is an increasing demand for automatic detection of abnormalities that have been performed by visual inspection of workers until now, and for centrally managing abnormalities in a machine group on a production processing line in one centralized location.
[0004]
The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems. The object of the present invention is to detach the seal rings with liquid pressure, for example, so that the rotation-side flow path and the fixed-side flow path are separated. Machine parts in the production processing line are automatically detected by detecting abnormalities in the seals that supply coolant and other liquids to the main parts of the equipment by communicating with them and automatically protecting the spindle motor. An object of the present invention is to provide a rotary joint having a function capable of centrally managing group abnormalities.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the rotary joint according to claim 1 of the present invention has a seal portion that communicates the rotation shaft flow path of the rotation shaft and the fixed-side flow path, and detects an abnormality of the seal section. A first chamber that receives leakage when the leakage from the seal portion is within a normal range; and a first chamber that receives the leaked liquid when the leak amount from the seal portion is within a normal range. Is provided with a second chamber that is partitioned by a partition and receives leaked liquid from the first chamber when leaking greatly beyond the normal range, and two annular grooves are provided around the through hole of the partition. Each of which is communicated with an air supply port by an air flow path, and a detection groove for leakage coolant is provided between two annular grooves in the through-hole, and through a detection flow path extending from the detection groove. When leaked from the first chamber to the second chamber, the leaked liquid And a means, characterized in that knowledge detecting means is disposed.
[0006]
In the rotary joint according to
[0007]
According to a third aspect of the present invention, in the rotary joint according to the first or second aspect of the present invention, the rotary joint having a rotating shaft is a machine tool.
[0008]
In the rotary joint according to
[0012]
Operation and effect of the invention
In the rotary joint according to the first aspect, the abnormality of the seal portion is detected by the detecting means. If this abnormality of the seal part is continued as it is, it will adversely affect the machine body side, but by using the detection means, it can be detected at the initial stage of occurrence of the abnormality regardless of manual operation. The power supply to the pump and the machine body can be automatically turned off to stop the operation of the machine.
Therefore, in the rotary joint according to the first aspect, it is possible to detect the abnormality of the rotary joint seal portion and to prevent the adverse effect due to the seal portion abnormality from spreading to the machine body.
[0013]
Also, if there is an abnormality in the seal that connects the rotary shaft flow path and the fixed-side flow path, a large amount of coolant leaks, and if this coolant enters the electric motor or bearing section, it will cause an electric leakage accident or seizure accident. The coolant leakage from the seal part is constantly monitored by the detecting means.
Therefore, it performs an operation stop of the rotary joint by performing a power failure of the fluid pump and the machine body automatically detects a large amount of coolant leakage into the initial abnormality occurrence without hands from the sealing portion, on the downstream side The effect of preventing damage to the device can be obtained.
[0014]
Moreover, in the first chamber which is isolated by enclosing the sheet Lumpur unit, Keru receiving leakage fluid when the amount of leakage from the seal portion is in the range of normal. If the seal becomes abnormal due to breakage, etc., that is, if the discharge amount of the coolant greatly exceeds the normal range, it will leak to the downstream side, the second chamber will receive the leaked coolant and the leaked coolant will enter the spindle side. To prevent.
Therefore, the effect of draining this received second chamber even when unable to wastewater treatment leakage coolant in the first chamber when there is abnormality in sheet Lumpur portion, to reliably prevent the damage on the downstream side of the device Is obtained.
[0015]
In the rotary joint according to the second aspect, air purging is performed upstream in the gap between the partition walls separating the chambers and the surface of the rotary shaft. The amount of coolant discharged greatly exceeds the normal range due to breakage of the seal portion, and the leakage from the first chamber to the second chamber side is attempted through a gap between the partition wall separating the first chamber and the second chamber and the surface of the rotary shaft. However, the air purge performed in the gap prevents entry into the second chamber side.
Therefore, in the rotary joint according to
[0016]
Also, detection known means immediately detects the leakage coolant to be entering the downstream leaks, i.e. through the partition wall separating the first chamber and the second chamber into the second chamber from the first chamber.
Therefore, automatically detect leakage coolant before entering the second chamber, the effect is obtained that such spindle motor even if an abnormality occurs in the rotary joint seal portion can be prevented from incurring damage .
[0017]
In the rotary joint according to
[0018]
In the rotary joint according to
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the rotary joint of the first embodiment, FIG. 2 is an explanatory view showing the positional relationship between the detection sensor mounting and the drain, and FIG. 3 (a) is an enlarged explanatory view of the upstream partition wall air purge section. (B) is an enlarged explanatory view of the downstream partition wall air purge section.
In the present embodiment, the case where the rotary joint A is mounted on a horizontal main shaft will be described. Of course, this configuration is not limited to the horizontal type, but can be mounted on a vertical main shaft.
In the figure, reference numeral 1 denotes a frame of the main shaft motor, and
[0020]
First, the
The
[0021]
A
[0022]
The interior of the
The
[0023]
Further, as shown in detail in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the
The
[0024]
Leakage coolant detection means is provided using the
A
[0025]
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described.
In the rotary joint A configured as described above, the floating
[0026]
The purge air is supplied from the
Further, also in the
In the air purge state, purge air is discharged to the outside through the
[0027]
In this state, the spindle motor is started and the machine tool is in operation. If an abnormal state of the seal portion occurs during this operation, for example, a large amount of coolant leaks due to damage to the
Air is purged from the through portion of the
Upon receiving this signal, the control unit immediately shuts off the coolant pump and stops the coolant supply. Also, the power supply of the spindle motor is shut off and only air purge is performed.
The leaked coolant that has entered the gap between the
[0028]
As described above, in the rotary joint A of the present embodiment, first, the interior of the housing is divided into the three
In the
Since the downstream air purge has a higher pressure than the upstream air purge, it is possible to prevent the leakage coolant from being pushed downstream by the upstream air purge.
In the
Since the
The structure is extremely simple and reasonable, and the overall configuration can be made compact, and effects such as easy installation in a limited range of a target machine such as a machine tool can be obtained.
[0029]
Next,
The rotary joint B of the second embodiment is different from the first embodiment in the downstream side partition wall structure and the air purge method.
[0030]
In the figure,
The
The fixed
[0031]
Next, the function and effect of the second embodiment will be described.
In the rotary joint B of the second embodiment, first, an abnormality occurs in the
Therefore, in the rotary joint B of the present embodiment, it is possible to detect the leakage of the coolant well before the leakage coolant reaches the spindle motor even when the spindle motor is on the downstream side particularly in the vertical type.
In order to make the downstream air purge larger than the upstream air purge, pressure-controlled ones are introduced from the outside, so that the pressure difference is reliably obtained and the upstream air purge is strictly prevented from pushing the leakage coolant into the spindle motor. The effect that it can be obtained.
Further, in the rotary joint B in this embodiment, even if leakage coolant enters the
[0032]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment.
For example, the number of partition walls is arbitrary, and the optimal number of arrangement can be selected in terms of function.
Although the seal portion has been described as bringing a pair of seal rings into close contact with each other by the pressure of the coolant to communicate the flow path, it is not limited to the structure of the seal portion.
In the case of a sensor that detects the leakage coolant coming into contact with the electrode, a heater for preventing condensation may be provided, or hot air or dry air may be blown onto the electrode portion in advance by another path and dried.
The air purging
The number of air purging
Although detection of leakage (leakage coolant) has been described with an electrode type, the type of detection sensor is arbitrary, and various methods such as a method of optically detecting droplets can be employed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a rotary joint A according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a positional relationship between the detection sensor mounting and the drain according to the first embodiment.
FIGS. 3A and 3B show an air purge unit according to the first embodiment, where FIG. 3A is an enlarged explanatory view showing an upstream partition air purge unit, and FIG. 3B is an enlarged explanatory view showing a downstream partition air purge unit.
4 is a sectional view showing a rotary joint B according to
[Explanation of symbols]
A, B Rotary joint Sa Upstream clearance Sb of air purge section Downstream clearance of air purge section 1
24 Air flow path (Air purge)
26 Downstream partition annular groove (air purge)
27 Air flow path (Air purge)
28
41 Fixed bulkhead (upstream bulkhead)
42 Annular groove of rotating flange (air purge)
Claims (4)
該検知手段がシール部からの漏れを監視するものであり、該シール部からの漏れ量が正常の範囲内である時に漏れ液を受ける第1室と、該第1室とは隔壁で仕切られていて正常の範囲を大きく越えて漏れた時に第1室からの漏れ液を受ける第2室を備え、
前記隔壁の貫通穴には2連の環状溝が周設されていてそれぞれエア流路によりエア供給口に連通され、
前記貫通穴における2連の環状溝の間に漏洩クーラントの検知溝が周設され、該検知溝から延設された検知用流路を介して連通された液受け部に第1室から第2室に流出した時に漏れ液を検知する検知手段が配置されていることを特徴とするロータリジョイント。 It has a seal part that communicates the rotary shaft flow path of the rotary shaft and the fixed side flow path, and includes a detecting means for detecting an abnormality of the seal part ,
The detection means monitors leakage from the seal portion, and the first chamber that receives the leaked liquid when the amount of leakage from the seal portion is within a normal range and the first chamber are partitioned by a partition wall. And has a second chamber that receives the leaked liquid from the first chamber when leaking greatly beyond the normal range,
Two annular grooves are provided around the through hole of the partition wall and communicated with the air supply port through the air flow path,
A detection groove for leaking coolant is provided between two annular grooves in the through hole, and the second chamber extends from the first chamber to a liquid receiving portion communicated through a detection flow path extending from the detection groove. A rotary joint characterized in that a detecting means for detecting leaked liquid when it flows into the chamber is arranged .
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