旋转接头的制作方法
旋转接头的制作方法
【专利摘要】本发明的目的是提供一种旋转接头，该旋转接头具有能有效地防止穿入固定轴和配合孔之间的滑动间隙内的异物的堆积和固化所导致的故障的简单配置。设有旋转流动通道的轴向方向旋转密封件和设有轴向方向固定流动通道的固定密封件同轴地布置，并且旋转接头配置为使旋转密封件的第一密封表面和固定密封件的第二密封表面附着在一起以形成表面密封；容纳浮动座（8）的固定轴（8）的滑动间隙（g）利用安装在外壳元件（7）中的配合孔（7a）的间隙密封件（12）被密封，并且使得连通部分（15）与滑动间隙（g）连通，并且在间隙密封件（12）上游侧上沿轴向方向安装在固定轴（8a）中的固定流动通道（8f）被安装成容纳流体从滑动间隙（g）到固定流动通道（8f）的运动。
【专利说明】旋转接头
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及用于将流体供应给旋转部件的旋转接头。
【背景技术】
[0002]旋转接头被用作将静止流体供应管与流体供应机构的旋转部件的流体通道相连接的流体接头，流体供应机构将流体例如冷却剂供应到工作时处于旋转状态的旋转部件例如机床的心轴。通过同轴地布置在旋转的同时连接到旋转部件的旋转轴和被连接到流体供应管道的固定轴，旋转接头被配置成使这两者沿轴向方向彼此面对。旋转密封件的密封表面(其附连到固定轴和旋转轴的面对的端部)彼此紧密接触，以便防止流体渗漏。由于该配置，能将流体连续地从流体供应管道经过旋转接头供应到处于旋转状态的旋转部件。在旋转接头的这种配置中，为了使密封表面紧密接触，必需使固定轴侧沿轴向方向运动。出于该原因，固定轴滑动地配合到设置在壳体部分等处的孔中。O型环或其他间隙密封元件(其设置在孔的内周和固定轴之间)被用于防止流体从该滑动间隙的渗漏。
[0003]由旋转接头供应的流体通常是冷却剂等，该冷却剂等循环到机床并且含有细切屑或其他异物。在连续供应流体的过程中，该异物进入在固定轴和孔之间的滑动间隙中是不可避免的。如果该异物重复地进入，异物将沉积且粘附在滑动间隙内，并且阻碍固定轴的平滑的滑动。结果，旋转接头将不正常地工作并且将发生流体的大量渗漏或其他问题。因此，为了解决这些问题，具有防止异物进入固定轴和孔之间的滑动间隙的结构的旋转接头已经被提出(见PLTl和PLT2)。
[0004]在PLTl中示出的现有技术的实例中，润滑脂不断地被推入环形槽，环形槽设置在孔的内周表面上，以便用润滑脂填充滑动间隙并防止异物进入滑动间隙。另外，在PLT2中示出的现有技术的实例中，柔性膜片被附连到固定轴的上游侧的端部，以将其密封成流体不流动到除固定轴的通道孔之外的部分。因此，防止异物进入到滑动间隙。
[0005]引用的专利文献列表
[0006]PLT1.日本专利第 4426538B2 号
[0007]PLT2.日本未审查专利申请第3-61786A号
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]但是，在现有技术的上述实例中，由于防止异物进入的机构的配置，存在以下困难。首先，在PLTl中示出的现有技术的实施例中，填充滑动间隙的润滑脂逐渐溶解在流体中并减弱填充作用，所以润滑脂很难稳定地保持防止异物进入的作用。另外，在PLT2中示出的现有技术的实例中，膜片附连到固定轴部分的上游的侧的端部，所以虽然阻止了流体从滑动间隙的上游侧进入，但不能被阻止来自旋转密封部分(其在流体开始供应时仍没有处于紧密接触状态)的流体渗漏从滑动间隙的下游侧进入。出于该原因，在现有技术的每个实例中，很难有效地防止由于异物进入固定轴部分和孔之间的滑动间隙以及异物沉积和固化的问题。
[0010]提出本发明来解决该问题并且本发明的目的是提供一种旋转接头，该旋转接头能通过简单的配置有效地防止由于异物进入固定轴部分和孔之间的滑动间隙以及堆积和固化而产生的问题。
[0011]解决问题的方案
[0012]本发明的旋转接头是一种用于同轴地布置旋转部件和固定部件的旋转接头，沿轴向方向的旋转通道被设置在所述旋转部件中并且所述旋转部件被附连到旋转轴，沿所述轴向方向的固定通道设置在所述固定部件中并且所述固定部件被固定到保持元件，和
[0013]借助所述固定通道将流体从流体供应源供应到围绕其轴心旋转的所述旋转部件的所述旋转通道，
[0014]所述旋转接头包括:
[0015]具有第一密封表面的旋转密封部分，其中所述旋转密封部分设置在所述旋转部件处并且所述旋转通道在所述第一密封表面开口，所述第一密封表面是所述旋转部件的侧端部，
[0016]具有固定轴部分和第二密封表面的固定密封部分，
[0017]其中所述固定通道沿所述轴向方向形成在所述固定轴部分中，
[0018]其中所述固定轴部分配合在设置在所述保持元件中的孔中同时保持预定滑动间隙，以便允许所述固定轴部分沿所述轴向方向的运动，并且
[0019]其中所述固定通道在所述第二密封表面处开口，所述第二密封表面是所述固定部件的侧端部，
[0020]间隙密封部分，其密封所述滑动间隙同时允许沿所述轴向方向的所述运动，
[0021]端面密封部分，其形成为通过将所述流体从所述流体源供应到所述孔的内部并推动所述固定轴部分的另一侧的侧端部，使所述第一密封表面和所述第二密封表面彼此紧密接触，以及
[0022]连通部分，其在所述滑动间隙的上游设置在所述间隙密封部分处，其中所述连通部分使所述滑动间隙和所述固定通道连通，以便允许流体从所述滑动间隙运动到所述固定通道。
[0023]本发明的有利的效果
[0024]根据本发明，提供一种用于同轴地布置旋转密封部分和固定密封部分的旋转接头，轴向方向的旋转通道设置在旋转密封部分中，轴向方向的固定通道设置在固定密封部分中。在旋转接头中，旋转密封部分的第一密封表面和固定密封部分的第二密封表面形成紧密接触以便形成端面密封部分。当固定密封部分的固定轴部分配合在设置在保持元件处的孔中时，滑动间隙被间隙密封部分密封。连通部分设置在间隙密封部分的滑动间隙的上游侧，沿轴向设置的固定通道和滑动间隙彼此连通，以便允许流体从滑动间隙运动到固定通道。由于喷吸作用(其通过经过固定通道内部的流体的流速而产生)，引起从滑动间隙到固定通道的流体运动。通过简单的配置能有效地防止异物进入固定轴部分和孔之间的滑动间隙以及异物在其中堆积和固化的问题。
【专利附图】
【附图说明】[0025]图1是本发明的一个实施例(第一实施例)中的旋转接头的截面图。
[0026]图2是本发明的一个实施例(第一实施例)中的旋转接头的部分截面图。
[0027]图3是本发明的一个实施例(第一实施例)中的旋转接头的功能说明视图。
[0028]图4是本发明的一个实施例(第二实施例)中的旋转接头的截面图。
[0029]图5是本发明的一个实施例(第三实施例)中的旋转接头的截面图。
[0030]图6是本发明的一个实施例(第四实施例)中的旋转接头的截面图。
[0031]图7是本发明的一个实施例(第五实施例)中的旋转接头的截面图。
[0032]图8是本发明的一个实施例(第六实施例)中的旋转接头的截面图。
【具体实施方式】
[0033]下面，将参考【专利附图】
【附图说明】本发明的实施例。参考图1将说明旋转接头1(第一实施例)总体配置。首先将说明流体供应机构的总体配置。在图1中，旋转接头I是这样的部件，其应用于将冷却用的流体供应到机床的心轴或其他旋转轴的流体供应机构。通过同轴地布置旋转部件Ia (轴向方向的旋转通道设置在旋转部件Ia处)和固定部件Ib (轴向方向的固定通道设置在固定部件Ib处)来配置旋转接头I。
[0034]旋转部件Ia被固定到由心轴2构成的旋转轴的通道孔2a。借助内置于心轴中的马达，心轴2被驱动旋转并且围绕其轴心A旋转。同时，旋转部件Ia借助夹紧/松开气缸沿轴向方向操作成前进和收回。另外，固定部件Ib借助由外壳元件7构成的保持元件不动地紧固到孔3a，孔3a设置成与在壳体3的通道孔3b连通。在心轴2插入其中的框架(未示出)处，螺栓或其他紧固装置用于以可拆卸的方式使壳体3紧固，而固定部件Ib与旋转部件Ia同轴地布置。通道孔3b借助流体供应源(未示出)供应有冷却液或冷却用空气或其他流体。
[0035]下面，将说明各部件的详细结构。旋转部件Ia主要由附连到心轴2的旋转件4构成。旋转件4利用凸缘部分4b在旋转轴部分4a —侧设置在端部处，凸缘部分4b的外直径大于旋转轴部分4a。另外，轴心部分的形状形成为旋转通道4e沿轴向方向设置。阳螺纹部分4d设置在旋转轴部分4a的外表面处，而阴螺纹部分2b设置在通道孔2a的内表面处。通过将阳螺纹部分4d螺纹连接到阴螺纹部分2b，旋转件4被螺纹连接到心轴2，并且螺纹部分由O型环6密封。因此，旋转通道4e与心轴2的通道孔2a连通。
[0036]环形凹部4c以围绕旋转通道4e的开孔面的方式形成在旋转件4的右侧(面对固定部件Ib的那一侧)的侧端部处。第一密封环5被固定在凹部4c处。第一密封环5由陶瓷或另一硬质材料构成，该材料富有耐磨性并且形成为环形，该环形在其中心部分处具有开口部分5a。第一密封环5以第一密封表面5b (其被精加工成光滑表面)形成外周表面的状态被固定到凹部4c。在该状态下，旋转通道4e与开口部分5a连通，并且在第一密封表面5b开口。在上述配置中，旋转件4 (第一密封环5被固定到其上)设置在旋转部件Ia处并形成旋转密封部分，该旋转密封部分在旋转通道4e开口的侧端部处具有第一密封表面5b。
[0037]下面，将说明被附连到壳体3的固定部件Ib的结构。固定部件Ib构造为具有被附连到外壳元件7的浮动座8。在壳体3的附连表面3c处，设置为与通道孔3b连通的附连孔3a开口。形成固定部件Ib的主体的圆柱形外壳元件7配合在附连孔3a处。外壳元件7被螺栓连接到螺纹孔(未示出)，该螺纹孔设置在附连表面3c (未示出)处。与附连孔3a配合的外壳元件7借助O型环被11密封。
[0038]浮动座8在一侧(在图1中，面向旋转部件Ia的一侧)设置有盘形凸缘部分8b，并且在另一侧具有固定轴部分8a，在固定轴部分8a中固定通道8f形成为沿轴向方向延伸。在凸缘部分8b的左侧(面对旋转部件Ia的端面)，第二密封环9固定在突出部分8c的内侧，突出部分8c以环形突出的形状被设置。第二密封环9由类似于第一密封环8的硬质材料形成为环形，该环形在中心部分具有开口部分9a，并且以第二密封表面9b (精加工成光滑表面)形成为外表面侧的状态固定到凸缘部分Sb。在该状态下，固定通道8f与开口部分9a连通，以便在第二密封表面9b处开口。
[0039]固定轴部分8a以允许沿轴向方向进行运动的状态配合在孔7a中，孔7a设置成沿轴向方向经过外壳元件7的中心部分。即，孔7a和固定轴部分8a在尺寸和形状上设置成使预定间隙尺寸(见图2)的滑动间隙“g”被紧固在孔7a的内周表面7b和固定轴部分8a的外周表面8d之间。密封槽7c形成在孔7a的内周表面7b。由O型环12a和垫圈12b构成的环形密封元件配合在密封槽7c处。在孔7a处，以固定轴部分8a被配合的状态，O型环12a被推到外周表面8d。因此，滑动间隙“g”被密封。O型环12a和垫圈12b (它们被配合到且附连到密封槽7c内)形成间隙密封部分12，间隙密封部分12密封滑动间隙“g”同时允许固定轴部分8a沿轴向方向运动。
[0040]S卩，浮动座8 (第二密封环9被固定到浮动座8)具有以允许沿轴向方向运动的状态配合到孔7a内的固定轴部分8a。孔7a设置在外壳元件7处，外壳元件7具有沿轴向方向形成的固定通道并且用作保持件。这形成固定密封部分，该固定密封部分具有第二密封表面％，在第二密封表面处固定通道8f在固定轴部分8a的侧端部开口。在本实施例中，示出通过用作保持件的外壳元件将浮动座8附连到壳体3的实例。浮动座8也可直接附连到壳体3。在这种情况下，以允许沿轴向方向运动的状态，固定轴部分8a配合在孔中，该孔设置在作为保持件的壳体3中。
[0041]下面，将说明旋转接头I的操作。被供应到孔7a内部的流体经过通道孔3b被供应。该流体压力在固定轴部分8a的另一侧(与第二密封环9相对的一侧)作用在侧端部8e上。因此，固定轴部分8a在孔7a中滑动到旋转部件Ia的那一侧，而第二密封环9被流体力F (其值为侧端部Se的投影面积乘以流体压力)推动为抵靠第一密封环5。该流体力F使第二密封表面％和第一密封表面5b彼此紧密接触。因此，端面密封部分10形成为防止从固定通道8f被供应到旋转通道4e的处于围绕轴旋转的状态的流体的渗漏。
[0042]沿着该浮动座8的轴向方向，螺纹连接到凸缘部分8b内的螺栓16和从外侧围绕螺栓16的圆柱形环17滑动经过引导孔7d内部，引导孔7d沿轴向方向设置在外壳元件7中。因此，浮动座8沿轴向方向的运动被引导，并被阻止围绕轴旋转。
[0043]在旋转接头I的操作状态中，由于被供应的流体的压力浮动座8的前进以及心轴2的前进/收回操作导致端面密封部分10接近密封表面和与密封表面分离。即，当浮动座8收回且第一密封表面5b和第二密封表面9b彼此分离时，如果该流体被供应到通道孔3b，那么在孔7a中流体力F作用在固定轴部分8a的侧端部Se上并沿轴向方向推动侧端部Se。因此，浮动座8前进(箭头“a”的方向)，第一密封表面5b和第二密封表面9b邻接，并且形成紧密接触的端面密封部分10。因此，流体以旋转状态从固定通道8f供应到旋转通道4e。
[0044]借助心轴2相对于固定部件Ib的前进(箭头“d”方向)，浮动座8收回(箭头“b”方向)，并且凸缘部分8b返回到很接近外壳元件7的位置。通过使心轴2相对于该状态收回(箭头“c”的方向)，其返回到第一密封表面5b和第二密封表面9b彼此分离的状态。
[0045]下面，参考图2，将说明设置在固定轴部分8a处且连通滑动间隙“g”和固定通道Sf的连通部分15。图2 (a)示出图1中沿B-B的截面图，即，在间隙密封部分12的上游侧的固定轴部分8a的截面图。在固定轴部分8a处，周向槽13设置在外周表面8d的整个圆周处。在固定轴部分8a处，多个(这里是四个)通孔14 (其连接固定通道8f和周向槽13)以径向方式设置。
[0046]如在图2 (b)中所示的，周向槽13与孔7a的内周表面7b和固定轴部分8a的外周表面8d之间的滑动间隙“g”连通，同时滑动间隙“g”通过通孔14与固定通道8f连通。因此，被供应到孔7a并且进入滑动间隙“g”的流体被允许运动经过周向槽13和通孔14到达固定通道8f。因此，周向槽13和通孔14设置在间隙密封部分12的滑动间隙“g”中的上游侧处并形成连通部分15，连通部分15连通滑动间隙“g”和固定通道8f并允许流体从滑动间隙“g”运动到固定通道8f。在图1和图2中示出的实例中，连通部分15由设置在固定轴部分8a的外周表面8d处的周向槽13和设置成连接该周向槽13和固定通道8f的通孔14构成。
[0047]下面，将参考图3说明旋转接头I中的连通部分15的功能。图3 (a)示出这样的状态，其中流体通过通道孔3b被供应(见图1)，流入孔7a (箭头“e”)、向下流经固定轴部分8a的固定通道8f并流向旋转部件Ia侧(箭头“h”)。此时被供应的流体是冷却剂，该冷却剂用于循环经过机床等并且在很多情况下含有细切屑和其他异物18。部分异物18与流入滑动间隙“g”的流体(箭头“f”)一起流入滑动间隙“g”。如果这些异物反复进入并沉积且粘附在滑动间隙“g”内，结果就会阻碍固定轴部分8a的平滑的滑动。
[0048]也在这种情况下，在现在的实施例中示出的旋转接头I中，由于设置在间隙密封部分12的上游侧处的连接部分15的功能，能阻止异物18沉积和粘附到滑动间隙“g”内。即，在旋转接头I中，流体以(依据使用条件限定的流量和压力的)一定流速向下游流经固定通道8f的内部(箭头“h”)。另一方面，在滑动间隙“g”内的流体的流量是间隙流量并且阻力很大。另外，在滑动间隙的下游侧，其被间隙密封部分12切断，所以该流体的流量在流速方面大大不同于固定通道8f内的流速。
[0049]出于该原因，固定通道8f内的流体的静压力小于滑动间隙“g”内的静压力，因而产生压差。因为该压差，流动由于喷吸作用(箭头“i”)产生为从滑动间隙“g”经过连通部分15到固定通道8f。与该流动一起，在滑动间隙“g”内的异物18运动到固定通道8f并与固定通道8f内的流体一起被排到下游侧(箭头“j”)。因此，能阻止由于异物18沉积并粘附在滑动间隙“g”内而引起的问题，例如，固定轴部分8a的平滑的滑动被阻碍、没有通常形成的端面密封部分10以及大量流体渗漏的问题。
[0050]当使用与O型环12a相结合的垫圈12b作为间隙密封部分12时，如下面说明的，能实现去除异物的作用，该异物存在于密封槽7c或滑动间隙“g”内间隙密封部分12的下游侧的范围中。即，在旋转接头I的开始工作时，在流体开始被供应到孔7a的过程中，在滑动间隙“g”内没有流体。流体仅流经固定通道8f的内部。由于该流动喷吸作用经过连通部分15到达滑动间隙“g”。此时，在滑动间隙“g”内部，流体压力仍没起作用。垫圈12b仍没有推动O型环12a，所以喷吸作用到达密封槽7c中的间隙密封部分12或滑动间隙“g”的下游侧的范围。由此，每次旋转接头I重复工作并停止，均能去除存在于该范围中的异物18，从而实现清洁作用。
[0051]本实施例的旋转接头I不限于图1中所示的配置。各种变型均是可能的。下面，将参考图4至图8说明这些变型中的一些。首先，图4示出第二实施例的旋转接头I。该第二实施例示出一实例，其中取代间隙密封部分12(其设置在第一实施例的孔7a的内周表面7b处)，间隙密封部分12A设置在固定轴部分8a的外周表面8d。即，在第二实施例中，间隙密封部分12A通过环形密封元件被配置，环形密封元件通过O型环12a和垫圈12b配合在密封槽8g中而构成，密封槽8g设置在固定轴部分8a的外周表面8d。
[0052]下面，图5示出第三实施例的旋转接头I。该第三实施例示出一实例，其中取代第一实施例中周向槽13设置在固定轴部分8a的外周表面8d，当旋转接头I工作时周向槽13A设置在孔7a的内周表面7b处且连接周向槽13A和固定通道8f的通孔14A设置在固定轴部分8a处。即，在第三实施例中，间隙密封部分12通过环形密封元件被配置，环形密封元件通过O型环12a和垫圈12b形成为配合在密封槽7c中而构成,密封槽7c设置在孔7a的内周表面7b。连通部分15A由周向槽13A和通孔14A构成，周向槽13A设置在孔7a的与密封槽7c分开的内周表面处。当由浮动座8构成的固定密封部分运动且端面密封部分10形成时，通孔14A设置在固定轴部分8a处并且连接周向槽13A和固定通道8f。
[0053]下面，图6示出第四实施例的旋转接头I。即，在该第四实施例中，间隙密封部分12B通过环形密封元件被配置，环形密封元件由O型环12a和垫圈12b构成，O型环12a和垫圈12配合在密封槽7f中，密封槽7f设置在孔7a的内周表面7b处。这里，密封槽7f的形成范围设定为比平常宽。尺寸设定为使间隔部分7f* (具有星号的7f)固定处于O型环12a和垫圈12b配合且附连的状态。固定轴部分8a设有通孔14B，通孔14B连接间隔部分7f*和固定通道8f。即，在第四实施例中，当浮动座8(其设有固定轴部分8a并构成固定密封部分)运动且端面密封部分10形成时，连通部分15B由彼此连接的密封槽7f的间隔部分7f*和通孔14B构成。
[0054]下面，图7示出第五实施例的旋转接头I。即，在第五实施例中，间隙密封部分12C通过环形密封元件被配置，环形密封元件通过O型环12a和垫圈12b配合在密封槽8h中构成，密封槽8h设置在固定轴部分8a的外周表面。以与第四实施例相同的方式，形成密封槽8h的范围设定为比平常更宽。当O型环12a和垫圈12b配合且附连时，尺寸设定成使间隔部分8h*固定在上游侧。固定轴部分8a设置有通孔14C，通孔14C连接间隔部分8h*和固定通道8f。即，在第五实施例中，连通部分15C由密封槽8h的间隔部分8h*和通孔C构成，间隔部分8h*设置在固定轴部分8a处，并且通孔C设置成连接该间隔部分8h*和固定通道8f0
[0055]注意到，在图1至图7中示出的第一至第五实施例中，该实例示出为使固定轴部分8a设有固定通道8f，固定通道8f沿轴向方向延伸并在孔7a处开口。如在图8中示出的第六实施例，也能提供密封部分Si，密封部分Si封闭固定轴部分8a中的固定通道8f的侧端部。在这种情况下，在孔7a中，使内直径增大的增大部分7e设置为跨过对应于固定轴部分8a的上游侧的侧端部的范围。在固定轴部分8a处，通孔19设置在对应于该增大部分7e的范围的部分处，并且通孔19连接通道间隙“s”(其在增大部分7e和外周表面8a之间)和固定通道8f。[0056]在这种配置中，由于闭合部分Si上的流体压力，伴随流体力F的作用，被供应到孔7a的流体流经通道间隙“s”并经过孔19到达固定通道8f的内部(箭头“k”)。由此，流体被供应到旋转通道4e。也在该配置中，以与第一实施例至第五实施例中示出的实例相同的方式能实现粘着并沉积在滑动间隙“g”内的异物18的去除作用。在图8中，该实例示出为将该配置应用到图1中示出的第一实施例，但是该配置能类似地应用到第二实施例至第五实施例。
[0057]如上面说明的，在本实施例中，提供了这样配置的旋转结构1，在该配置中设置了旋转件4 (沿轴向方向的旋转通道4e设置在旋转件4中)和浮动座8 (沿轴向方向的固定通道8f设置在浮动座中)。旋转接头I和浮动座8同轴地布置。旋转件4的第一密封表面5b和浮动座8的第二密封表面9b相接触以形成端面密封部分10。当浮动座8的固定轴部分8a配合在外壳元件7的孔7a中时，产生滑动间隙“g”。滑动间隙“g”被间隙密封部分12密封。在该状态中，在滑动间隙“g”的上游侧，连通部分15沿轴向方向设置在固定轴部分8a内部，并且连通固定通道8f和滑动间隙“ g”，以允许流体从滑动间隙“ g”运动到固定通道8f。
[0058]由此，能利用经过固定通道8f内的流体的流速产生喷吸作用，以便引起从滑动间隙“g”到固定通道8f的流体运动。还能借助简单的配置有效地防止由于异物进入固定轴部分8a和孔7a之间的滑动间隙“g”并在那里沉积和固化而引起的问题。
[0059]工业实用性
[0060]本发明的旋转接头具有以下特征，其中通过简单的配置有效地防止由于异物进入在固定轴部分和孔之间的滑动间隙并在那里沉积和固化而产生的问题。因此，本发明对于用冷却液空气或其他流体供应机床的心轴或其他旋转部件的应用是有用的。
[0061]附图标记列表
[0062]I旋转接头
[0063]Ia旋转部件
[0064]Ib固定部件
[0065]2 心轴
[0066]3壳体元件
[0067]4旋转件
[0068]4e旋转通道
[0069]5第一密封环
[0070]5b第一密封表面
[0071]8浮动座
[0072]8a固定轴部分
[0073]8f固定通道
[0074]9第二密封环
[0075]9b第二密封表面
[0076]10端面密封部分
[0077]12，12A, 12B, 12C 间隙密封部分
[0078]13，13A, 13B, 13C 周向槽[0079]14，14A, 14B, 14C 通孔
[0080]15，15A, 15B, 15C 连通部分
[0081]18 异物
【权利要求】
1.一种用于同轴地布置旋转部件和固定部件的旋转接头，沿轴向方向的旋转通道被设置在所述旋转部件中并且所述旋转部件被附连到旋转轴，沿所述轴向方向的固定通道设置在所述固定部件中并且所述固定部件被固定到保持元件，和 借助所述固定通道将流体从流体供应源供应到围绕其轴心旋转的所述旋转部件的所述旋转通道， 所述旋转接头包括: 具有第一密封表面的旋转密封部分，其中所述旋转密封部分设置在所述旋转部件处并且所述旋转通道在所述第一密封表面开口，所述第一密封表面是所述旋转部件的侧端部， 具有固定轴部分和第二密封表面的固定密封部分， 其中所述固定通道沿所述轴向方向形成在所述固定轴部分中， 其中所述固定轴部分配合在设置在所述保持元件中的孔中同时保持预定滑动间隙，以便允许所述固定轴部分沿所述轴向方向的运动，并且 其中所述固定通道在所述第二密封表面处开口，所述第二密封表面是所述固定部件的侧端部， 间隙密封部分，其密封所述滑动间隙同时允许沿所述轴向方向的所述运动， 端面密封部分，其形成为通过将所述流体从所述流体源供应到所述孔的内部并推动所述固定轴部分的另一侧的侧端部，使所述第一密封表面和所述第二密封表面彼此紧密接触，以及 连通部分，其在所述 滑动间隙的上游设置在所述间隙密封部分处，其中所述连通部分使所述滑动间隙和所述固定通道连通，以便允许流体从所述滑动间隙运动到所述固定通道。
2.根据权利要求1所述的旋转接头，其中所述连通部分包括周向槽和通孔，所述周向槽设置在所述固定轴部分的外周表面处，所述通孔设置成连接所述周向槽和所述固定通道。
3.根据权利要求2所述的旋转接头，其中所述间隙密封部分包括环形密封元件，所述环形密封元件配合在密封槽中，所述密封槽设置在所述固定轴部分的外周表面中。
4.根据权利要求1所述的旋转接头，其中所述连通部分包括: 设置在所述孔的内周表面处的周向槽，和 通孔，其设置在所述固定轴部分处并且当所述固定密封部分运动并且所述端面密封部分形成时连接所述周向槽和所述固定通道。
5.根据权利要求4所述的旋转接头，其中所述间隙密封部分包括环形密封元件，所述环形密封元件配合在密封槽中，所述密封槽设置在所述孔的内周表面中，和 所述连通部分包括: 周向槽，其设置在与所述密封槽分开的所述内周表面处，和 通孔，其设置在所述固定轴部分处并且当所述固定密封部分运动并且所述端面密封部分形成时连接所述周向槽和所述固定通道。
6.根据权利要求1所述的旋转接头，其中所述间隙密封部分包括: 环形密封元件，所述环形密封元件配合在密封槽中，所述密封槽设置在所述固定轴部分的外周表面中，和所述连通部分包括所述密封槽和通孔，所述通孔设置成连接该密封槽和所述固定通 道。`
【文档编号】F16L27/08GK103827565SQ201280047505
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年6月22日 优先权日:2011年9月29日
【发明者】三苫芳数 申请人:瑞顾克斯工业有限公司
【专利摘要】本发明的目的是提供一种旋转接头，该旋转接头具有能有效地防止穿入固定轴和配合孔之间的滑动间隙内的异物的堆积和固化所导致的故障的简单配置。设有旋转流动通道的轴向方向旋转密封件和设有轴向方向固定流动通道的固定密封件同轴地布置，并且旋转接头配置为使旋转密封件的第一密封表面和固定密封件的第二密封表面附着在一起以形成表面密封；容纳浮动座（8）的固定轴（8）的滑动间隙（g）利用安装在外壳元件（7）中的配合孔（7a）的间隙密封件（12）被密封，并且使得连通部分（15）与滑动间隙（g）连通，并且在间隙密封件（12）上游侧上沿轴向方向安装在固定轴（8a）中的固定流动通道（8f）被安装成容纳流体从滑动间隙（g）到固定流动通道（8f）的运动。
【专利说明】旋转接头
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及用于将流体供应给旋转部件的旋转接头。
【背景技术】
[0002]旋转接头被用作将静止流体供应管与流体供应机构的旋转部件的流体通道相连接的流体接头，流体供应机构将流体例如冷却剂供应到工作时处于旋转状态的旋转部件例如机床的心轴。通过同轴地布置在旋转的同时连接到旋转部件的旋转轴和被连接到流体供应管道的固定轴，旋转接头被配置成使这两者沿轴向方向彼此面对。旋转密封件的密封表面(其附连到固定轴和旋转轴的面对的端部)彼此紧密接触，以便防止流体渗漏。由于该配置，能将流体连续地从流体供应管道经过旋转接头供应到处于旋转状态的旋转部件。在旋转接头的这种配置中，为了使密封表面紧密接触，必需使固定轴侧沿轴向方向运动。出于该原因，固定轴滑动地配合到设置在壳体部分等处的孔中。O型环或其他间隙密封元件(其设置在孔的内周和固定轴之间)被用于防止流体从该滑动间隙的渗漏。
[0003]由旋转接头供应的流体通常是冷却剂等，该冷却剂等循环到机床并且含有细切屑或其他异物。在连续供应流体的过程中，该异物进入在固定轴和孔之间的滑动间隙中是不可避免的。如果该异物重复地进入，异物将沉积且粘附在滑动间隙内，并且阻碍固定轴的平滑的滑动。结果，旋转接头将不正常地工作并且将发生流体的大量渗漏或其他问题。因此，为了解决这些问题，具有防止异物进入固定轴和孔之间的滑动间隙的结构的旋转接头已经被提出(见PLTl和PLT2)。
[0004]在PLTl中示出的现有技术的实例中，润滑脂不断地被推入环形槽，环形槽设置在孔的内周表面上，以便用润滑脂填充滑动间隙并防止异物进入滑动间隙。另外，在PLT2中示出的现有技术的实例中，柔性膜片被附连到固定轴的上游侧的端部，以将其密封成流体不流动到除固定轴的通道孔之外的部分。因此，防止异物进入到滑动间隙。
[0005]引用的专利文献列表
[0006]PLT1.日本专利第 4426538B2 号
[0007]PLT2.日本未审查专利申请第3-61786A号
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]但是，在现有技术的上述实例中，由于防止异物进入的机构的配置，存在以下困难。首先，在PLTl中示出的现有技术的实施例中，填充滑动间隙的润滑脂逐渐溶解在流体中并减弱填充作用，所以润滑脂很难稳定地保持防止异物进入的作用。另外，在PLT2中示出的现有技术的实例中，膜片附连到固定轴部分的上游的侧的端部，所以虽然阻止了流体从滑动间隙的上游侧进入，但不能被阻止来自旋转密封部分(其在流体开始供应时仍没有处于紧密接触状态)的流体渗漏从滑动间隙的下游侧进入。出于该原因，在现有技术的每个实例中，很难有效地防止由于异物进入固定轴部分和孔之间的滑动间隙以及异物沉积和固化的问题。
[0010]提出本发明来解决该问题并且本发明的目的是提供一种旋转接头，该旋转接头能通过简单的配置有效地防止由于异物进入固定轴部分和孔之间的滑动间隙以及堆积和固化而产生的问题。
[0011]解决问题的方案
[0012]本发明的旋转接头是一种用于同轴地布置旋转部件和固定部件的旋转接头，沿轴向方向的旋转通道被设置在所述旋转部件中并且所述旋转部件被附连到旋转轴，沿所述轴向方向的固定通道设置在所述固定部件中并且所述固定部件被固定到保持元件，和
[0013]借助所述固定通道将流体从流体供应源供应到围绕其轴心旋转的所述旋转部件的所述旋转通道，
[0014]所述旋转接头包括:
[0015]具有第一密封表面的旋转密封部分，其中所述旋转密封部分设置在所述旋转部件处并且所述旋转通道在所述第一密封表面开口，所述第一密封表面是所述旋转部件的侧端部，
[0016]具有固定轴部分和第二密封表面的固定密封部分，
[0017]其中所述固定通道沿所述轴向方向形成在所述固定轴部分中，
[0018]其中所述固定轴部分配合在设置在所述保持元件中的孔中同时保持预定滑动间隙，以便允许所述固定轴部分沿所述轴向方向的运动，并且
[0019]其中所述固定通道在所述第二密封表面处开口，所述第二密封表面是所述固定部件的侧端部，
[0020]间隙密封部分，其密封所述滑动间隙同时允许沿所述轴向方向的所述运动，
[0021]端面密封部分，其形成为通过将所述流体从所述流体源供应到所述孔的内部并推动所述固定轴部分的另一侧的侧端部，使所述第一密封表面和所述第二密封表面彼此紧密接触，以及
[0022]连通部分，其在所述滑动间隙的上游设置在所述间隙密封部分处，其中所述连通部分使所述滑动间隙和所述固定通道连通，以便允许流体从所述滑动间隙运动到所述固定通道。
[0023]本发明的有利的效果
[0024]根据本发明，提供一种用于同轴地布置旋转密封部分和固定密封部分的旋转接头，轴向方向的旋转通道设置在旋转密封部分中，轴向方向的固定通道设置在固定密封部分中。在旋转接头中，旋转密封部分的第一密封表面和固定密封部分的第二密封表面形成紧密接触以便形成端面密封部分。当固定密封部分的固定轴部分配合在设置在保持元件处的孔中时，滑动间隙被间隙密封部分密封。连通部分设置在间隙密封部分的滑动间隙的上游侧，沿轴向设置的固定通道和滑动间隙彼此连通，以便允许流体从滑动间隙运动到固定通道。由于喷吸作用(其通过经过固定通道内部的流体的流速而产生)，引起从滑动间隙到固定通道的流体运动。通过简单的配置能有效地防止异物进入固定轴部分和孔之间的滑动间隙以及异物在其中堆积和固化的问题。
【专利附图】
【附图说明】[0025]图1是本发明的一个实施例(第一实施例)中的旋转接头的截面图。
[0026]图2是本发明的一个实施例(第一实施例)中的旋转接头的部分截面图。
[0027]图3是本发明的一个实施例(第一实施例)中的旋转接头的功能说明视图。
[0028]图4是本发明的一个实施例(第二实施例)中的旋转接头的截面图。
[0029]图5是本发明的一个实施例(第三实施例)中的旋转接头的截面图。
[0030]图6是本发明的一个实施例(第四实施例)中的旋转接头的截面图。
[0031]图7是本发明的一个实施例(第五实施例)中的旋转接头的截面图。
[0032]图8是本发明的一个实施例(第六实施例)中的旋转接头的截面图。
【具体实施方式】
[0033]下面，将参考【专利附图】
【附图说明】本发明的实施例。参考图1将说明旋转接头1(第一实施例)总体配置。首先将说明流体供应机构的总体配置。在图1中，旋转接头I是这样的部件，其应用于将冷却用的流体供应到机床的心轴或其他旋转轴的流体供应机构。通过同轴地布置旋转部件Ia (轴向方向的旋转通道设置在旋转部件Ia处)和固定部件Ib (轴向方向的固定通道设置在固定部件Ib处)来配置旋转接头I。
[0034]旋转部件Ia被固定到由心轴2构成的旋转轴的通道孔2a。借助内置于心轴中的马达，心轴2被驱动旋转并且围绕其轴心A旋转。同时，旋转部件Ia借助夹紧/松开气缸沿轴向方向操作成前进和收回。另外，固定部件Ib借助由外壳元件7构成的保持元件不动地紧固到孔3a，孔3a设置成与在壳体3的通道孔3b连通。在心轴2插入其中的框架(未示出)处，螺栓或其他紧固装置用于以可拆卸的方式使壳体3紧固，而固定部件Ib与旋转部件Ia同轴地布置。通道孔3b借助流体供应源(未示出)供应有冷却液或冷却用空气或其他流体。
[0035]下面，将说明各部件的详细结构。旋转部件Ia主要由附连到心轴2的旋转件4构成。旋转件4利用凸缘部分4b在旋转轴部分4a —侧设置在端部处，凸缘部分4b的外直径大于旋转轴部分4a。另外，轴心部分的形状形成为旋转通道4e沿轴向方向设置。阳螺纹部分4d设置在旋转轴部分4a的外表面处，而阴螺纹部分2b设置在通道孔2a的内表面处。通过将阳螺纹部分4d螺纹连接到阴螺纹部分2b，旋转件4被螺纹连接到心轴2，并且螺纹部分由O型环6密封。因此，旋转通道4e与心轴2的通道孔2a连通。
[0036]环形凹部4c以围绕旋转通道4e的开孔面的方式形成在旋转件4的右侧(面对固定部件Ib的那一侧)的侧端部处。第一密封环5被固定在凹部4c处。第一密封环5由陶瓷或另一硬质材料构成，该材料富有耐磨性并且形成为环形，该环形在其中心部分处具有开口部分5a。第一密封环5以第一密封表面5b (其被精加工成光滑表面)形成外周表面的状态被固定到凹部4c。在该状态下，旋转通道4e与开口部分5a连通，并且在第一密封表面5b开口。在上述配置中，旋转件4 (第一密封环5被固定到其上)设置在旋转部件Ia处并形成旋转密封部分，该旋转密封部分在旋转通道4e开口的侧端部处具有第一密封表面5b。
[0037]下面，将说明被附连到壳体3的固定部件Ib的结构。固定部件Ib构造为具有被附连到外壳元件7的浮动座8。在壳体3的附连表面3c处，设置为与通道孔3b连通的附连孔3a开口。形成固定部件Ib的主体的圆柱形外壳元件7配合在附连孔3a处。外壳元件7被螺栓连接到螺纹孔(未示出)，该螺纹孔设置在附连表面3c (未示出)处。与附连孔3a配合的外壳元件7借助O型环被11密封。
[0038]浮动座8在一侧(在图1中，面向旋转部件Ia的一侧)设置有盘形凸缘部分8b，并且在另一侧具有固定轴部分8a，在固定轴部分8a中固定通道8f形成为沿轴向方向延伸。在凸缘部分8b的左侧(面对旋转部件Ia的端面)，第二密封环9固定在突出部分8c的内侧，突出部分8c以环形突出的形状被设置。第二密封环9由类似于第一密封环8的硬质材料形成为环形，该环形在中心部分具有开口部分9a，并且以第二密封表面9b (精加工成光滑表面)形成为外表面侧的状态固定到凸缘部分Sb。在该状态下，固定通道8f与开口部分9a连通，以便在第二密封表面9b处开口。
[0039]固定轴部分8a以允许沿轴向方向进行运动的状态配合在孔7a中，孔7a设置成沿轴向方向经过外壳元件7的中心部分。即，孔7a和固定轴部分8a在尺寸和形状上设置成使预定间隙尺寸(见图2)的滑动间隙“g”被紧固在孔7a的内周表面7b和固定轴部分8a的外周表面8d之间。密封槽7c形成在孔7a的内周表面7b。由O型环12a和垫圈12b构成的环形密封元件配合在密封槽7c处。在孔7a处，以固定轴部分8a被配合的状态，O型环12a被推到外周表面8d。因此，滑动间隙“g”被密封。O型环12a和垫圈12b (它们被配合到且附连到密封槽7c内)形成间隙密封部分12，间隙密封部分12密封滑动间隙“g”同时允许固定轴部分8a沿轴向方向运动。
[0040]S卩，浮动座8 (第二密封环9被固定到浮动座8)具有以允许沿轴向方向运动的状态配合到孔7a内的固定轴部分8a。孔7a设置在外壳元件7处，外壳元件7具有沿轴向方向形成的固定通道并且用作保持件。这形成固定密封部分，该固定密封部分具有第二密封表面％，在第二密封表面处固定通道8f在固定轴部分8a的侧端部开口。在本实施例中，示出通过用作保持件的外壳元件将浮动座8附连到壳体3的实例。浮动座8也可直接附连到壳体3。在这种情况下，以允许沿轴向方向运动的状态，固定轴部分8a配合在孔中，该孔设置在作为保持件的壳体3中。
[0041]下面，将说明旋转接头I的操作。被供应到孔7a内部的流体经过通道孔3b被供应。该流体压力在固定轴部分8a的另一侧(与第二密封环9相对的一侧)作用在侧端部8e上。因此，固定轴部分8a在孔7a中滑动到旋转部件Ia的那一侧，而第二密封环9被流体力F (其值为侧端部Se的投影面积乘以流体压力)推动为抵靠第一密封环5。该流体力F使第二密封表面％和第一密封表面5b彼此紧密接触。因此，端面密封部分10形成为防止从固定通道8f被供应到旋转通道4e的处于围绕轴旋转的状态的流体的渗漏。
[0042]沿着该浮动座8的轴向方向，螺纹连接到凸缘部分8b内的螺栓16和从外侧围绕螺栓16的圆柱形环17滑动经过引导孔7d内部，引导孔7d沿轴向方向设置在外壳元件7中。因此，浮动座8沿轴向方向的运动被引导，并被阻止围绕轴旋转。
[0043]在旋转接头I的操作状态中，由于被供应的流体的压力浮动座8的前进以及心轴2的前进/收回操作导致端面密封部分10接近密封表面和与密封表面分离。即，当浮动座8收回且第一密封表面5b和第二密封表面9b彼此分离时，如果该流体被供应到通道孔3b，那么在孔7a中流体力F作用在固定轴部分8a的侧端部Se上并沿轴向方向推动侧端部Se。因此，浮动座8前进(箭头“a”的方向)，第一密封表面5b和第二密封表面9b邻接，并且形成紧密接触的端面密封部分10。因此，流体以旋转状态从固定通道8f供应到旋转通道4e。
[0044]借助心轴2相对于固定部件Ib的前进(箭头“d”方向)，浮动座8收回(箭头“b”方向)，并且凸缘部分8b返回到很接近外壳元件7的位置。通过使心轴2相对于该状态收回(箭头“c”的方向)，其返回到第一密封表面5b和第二密封表面9b彼此分离的状态。
[0045]下面，参考图2，将说明设置在固定轴部分8a处且连通滑动间隙“g”和固定通道Sf的连通部分15。图2 (a)示出图1中沿B-B的截面图，即，在间隙密封部分12的上游侧的固定轴部分8a的截面图。在固定轴部分8a处，周向槽13设置在外周表面8d的整个圆周处。在固定轴部分8a处，多个(这里是四个)通孔14 (其连接固定通道8f和周向槽13)以径向方式设置。
[0046]如在图2 (b)中所示的，周向槽13与孔7a的内周表面7b和固定轴部分8a的外周表面8d之间的滑动间隙“g”连通，同时滑动间隙“g”通过通孔14与固定通道8f连通。因此，被供应到孔7a并且进入滑动间隙“g”的流体被允许运动经过周向槽13和通孔14到达固定通道8f。因此，周向槽13和通孔14设置在间隙密封部分12的滑动间隙“g”中的上游侧处并形成连通部分15，连通部分15连通滑动间隙“g”和固定通道8f并允许流体从滑动间隙“g”运动到固定通道8f。在图1和图2中示出的实例中，连通部分15由设置在固定轴部分8a的外周表面8d处的周向槽13和设置成连接该周向槽13和固定通道8f的通孔14构成。
[0047]下面，将参考图3说明旋转接头I中的连通部分15的功能。图3 (a)示出这样的状态，其中流体通过通道孔3b被供应(见图1)，流入孔7a (箭头“e”)、向下流经固定轴部分8a的固定通道8f并流向旋转部件Ia侧(箭头“h”)。此时被供应的流体是冷却剂，该冷却剂用于循环经过机床等并且在很多情况下含有细切屑和其他异物18。部分异物18与流入滑动间隙“g”的流体(箭头“f”)一起流入滑动间隙“g”。如果这些异物反复进入并沉积且粘附在滑动间隙“g”内，结果就会阻碍固定轴部分8a的平滑的滑动。
[0048]也在这种情况下，在现在的实施例中示出的旋转接头I中，由于设置在间隙密封部分12的上游侧处的连接部分15的功能，能阻止异物18沉积和粘附到滑动间隙“g”内。即，在旋转接头I中，流体以(依据使用条件限定的流量和压力的)一定流速向下游流经固定通道8f的内部(箭头“h”)。另一方面，在滑动间隙“g”内的流体的流量是间隙流量并且阻力很大。另外，在滑动间隙的下游侧，其被间隙密封部分12切断，所以该流体的流量在流速方面大大不同于固定通道8f内的流速。
[0049]出于该原因，固定通道8f内的流体的静压力小于滑动间隙“g”内的静压力，因而产生压差。因为该压差，流动由于喷吸作用(箭头“i”)产生为从滑动间隙“g”经过连通部分15到固定通道8f。与该流动一起，在滑动间隙“g”内的异物18运动到固定通道8f并与固定通道8f内的流体一起被排到下游侧(箭头“j”)。因此，能阻止由于异物18沉积并粘附在滑动间隙“g”内而引起的问题，例如，固定轴部分8a的平滑的滑动被阻碍、没有通常形成的端面密封部分10以及大量流体渗漏的问题。
[0050]当使用与O型环12a相结合的垫圈12b作为间隙密封部分12时，如下面说明的，能实现去除异物的作用，该异物存在于密封槽7c或滑动间隙“g”内间隙密封部分12的下游侧的范围中。即，在旋转接头I的开始工作时，在流体开始被供应到孔7a的过程中，在滑动间隙“g”内没有流体。流体仅流经固定通道8f的内部。由于该流动喷吸作用经过连通部分15到达滑动间隙“g”。此时，在滑动间隙“g”内部，流体压力仍没起作用。垫圈12b仍没有推动O型环12a，所以喷吸作用到达密封槽7c中的间隙密封部分12或滑动间隙“g”的下游侧的范围。由此，每次旋转接头I重复工作并停止，均能去除存在于该范围中的异物18，从而实现清洁作用。
[0051]本实施例的旋转接头I不限于图1中所示的配置。各种变型均是可能的。下面，将参考图4至图8说明这些变型中的一些。首先，图4示出第二实施例的旋转接头I。该第二实施例示出一实例，其中取代间隙密封部分12(其设置在第一实施例的孔7a的内周表面7b处)，间隙密封部分12A设置在固定轴部分8a的外周表面8d。即，在第二实施例中，间隙密封部分12A通过环形密封元件被配置，环形密封元件通过O型环12a和垫圈12b配合在密封槽8g中而构成，密封槽8g设置在固定轴部分8a的外周表面8d。
[0052]下面，图5示出第三实施例的旋转接头I。该第三实施例示出一实例，其中取代第一实施例中周向槽13设置在固定轴部分8a的外周表面8d，当旋转接头I工作时周向槽13A设置在孔7a的内周表面7b处且连接周向槽13A和固定通道8f的通孔14A设置在固定轴部分8a处。即，在第三实施例中，间隙密封部分12通过环形密封元件被配置，环形密封元件通过O型环12a和垫圈12b形成为配合在密封槽7c中而构成,密封槽7c设置在孔7a的内周表面7b。连通部分15A由周向槽13A和通孔14A构成，周向槽13A设置在孔7a的与密封槽7c分开的内周表面处。当由浮动座8构成的固定密封部分运动且端面密封部分10形成时，通孔14A设置在固定轴部分8a处并且连接周向槽13A和固定通道8f。
[0053]下面，图6示出第四实施例的旋转接头I。即，在该第四实施例中，间隙密封部分12B通过环形密封元件被配置，环形密封元件由O型环12a和垫圈12b构成，O型环12a和垫圈12配合在密封槽7f中，密封槽7f设置在孔7a的内周表面7b处。这里，密封槽7f的形成范围设定为比平常宽。尺寸设定为使间隔部分7f* (具有星号的7f)固定处于O型环12a和垫圈12b配合且附连的状态。固定轴部分8a设有通孔14B，通孔14B连接间隔部分7f*和固定通道8f。即，在第四实施例中，当浮动座8(其设有固定轴部分8a并构成固定密封部分)运动且端面密封部分10形成时，连通部分15B由彼此连接的密封槽7f的间隔部分7f*和通孔14B构成。
[0054]下面，图7示出第五实施例的旋转接头I。即，在第五实施例中，间隙密封部分12C通过环形密封元件被配置，环形密封元件通过O型环12a和垫圈12b配合在密封槽8h中构成，密封槽8h设置在固定轴部分8a的外周表面。以与第四实施例相同的方式，形成密封槽8h的范围设定为比平常更宽。当O型环12a和垫圈12b配合且附连时，尺寸设定成使间隔部分8h*固定在上游侧。固定轴部分8a设置有通孔14C，通孔14C连接间隔部分8h*和固定通道8f。即，在第五实施例中，连通部分15C由密封槽8h的间隔部分8h*和通孔C构成，间隔部分8h*设置在固定轴部分8a处，并且通孔C设置成连接该间隔部分8h*和固定通道8f0
[0055]注意到，在图1至图7中示出的第一至第五实施例中，该实例示出为使固定轴部分8a设有固定通道8f，固定通道8f沿轴向方向延伸并在孔7a处开口。如在图8中示出的第六实施例，也能提供密封部分Si，密封部分Si封闭固定轴部分8a中的固定通道8f的侧端部。在这种情况下，在孔7a中，使内直径增大的增大部分7e设置为跨过对应于固定轴部分8a的上游侧的侧端部的范围。在固定轴部分8a处，通孔19设置在对应于该增大部分7e的范围的部分处，并且通孔19连接通道间隙“s”(其在增大部分7e和外周表面8a之间)和固定通道8f。[0056]在这种配置中，由于闭合部分Si上的流体压力，伴随流体力F的作用，被供应到孔7a的流体流经通道间隙“s”并经过孔19到达固定通道8f的内部(箭头“k”)。由此，流体被供应到旋转通道4e。也在该配置中，以与第一实施例至第五实施例中示出的实例相同的方式能实现粘着并沉积在滑动间隙“g”内的异物18的去除作用。在图8中，该实例示出为将该配置应用到图1中示出的第一实施例，但是该配置能类似地应用到第二实施例至第五实施例。
[0057]如上面说明的，在本实施例中，提供了这样配置的旋转结构1，在该配置中设置了旋转件4 (沿轴向方向的旋转通道4e设置在旋转件4中)和浮动座8 (沿轴向方向的固定通道8f设置在浮动座中)。旋转接头I和浮动座8同轴地布置。旋转件4的第一密封表面5b和浮动座8的第二密封表面9b相接触以形成端面密封部分10。当浮动座8的固定轴部分8a配合在外壳元件7的孔7a中时，产生滑动间隙“g”。滑动间隙“g”被间隙密封部分12密封。在该状态中，在滑动间隙“g”的上游侧，连通部分15沿轴向方向设置在固定轴部分8a内部，并且连通固定通道8f和滑动间隙“ g”，以允许流体从滑动间隙“ g”运动到固定通道8f。
[0058]由此，能利用经过固定通道8f内的流体的流速产生喷吸作用，以便引起从滑动间隙“g”到固定通道8f的流体运动。还能借助简单的配置有效地防止由于异物进入固定轴部分8a和孔7a之间的滑动间隙“g”并在那里沉积和固化而引起的问题。
[0059]工业实用性
[0060]本发明的旋转接头具有以下特征，其中通过简单的配置有效地防止由于异物进入在固定轴部分和孔之间的滑动间隙并在那里沉积和固化而产生的问题。因此，本发明对于用冷却液空气或其他流体供应机床的心轴或其他旋转部件的应用是有用的。
[0061]附图标记列表
[0062]I旋转接头
[0063]Ia旋转部件
[0064]Ib固定部件
[0065]2 心轴
[0066]3壳体元件
[0067]4旋转件
[0068]4e旋转通道
[0069]5第一密封环
[0070]5b第一密封表面
[0071]8浮动座
[0072]8a固定轴部分
[0073]8f固定通道
[0074]9第二密封环
[0075]9b第二密封表面
[0076]10端面密封部分
[0077]12，12A, 12B, 12C 间隙密封部分
[0078]13，13A, 13B, 13C 周向槽[0079]14，14A, 14B, 14C 通孔
[0080]15，15A, 15B, 15C 连通部分
[0081]18 异物
【权利要求】
1.一种用于同轴地布置旋转部件和固定部件的旋转接头，沿轴向方向的旋转通道被设置在所述旋转部件中并且所述旋转部件被附连到旋转轴，沿所述轴向方向的固定通道设置在所述固定部件中并且所述固定部件被固定到保持元件，和 借助所述固定通道将流体从流体供应源供应到围绕其轴心旋转的所述旋转部件的所述旋转通道， 所述旋转接头包括: 具有第一密封表面的旋转密封部分，其中所述旋转密封部分设置在所述旋转部件处并且所述旋转通道在所述第一密封表面开口，所述第一密封表面是所述旋转部件的侧端部， 具有固定轴部分和第二密封表面的固定密封部分， 其中所述固定通道沿所述轴向方向形成在所述固定轴部分中， 其中所述固定轴部分配合在设置在所述保持元件中的孔中同时保持预定滑动间隙，以便允许所述固定轴部分沿所述轴向方向的运动，并且 其中所述固定通道在所述第二密封表面处开口，所述第二密封表面是所述固定部件的侧端部， 间隙密封部分，其密封所述滑动间隙同时允许沿所述轴向方向的所述运动， 端面密封部分，其形成为通过将所述流体从所述流体源供应到所述孔的内部并推动所述固定轴部分的另一侧的侧端部，使所述第一密封表面和所述第二密封表面彼此紧密接触，以及 连通部分，其在所述 滑动间隙的上游设置在所述间隙密封部分处，其中所述连通部分使所述滑动间隙和所述固定通道连通，以便允许流体从所述滑动间隙运动到所述固定通道。
2.根据权利要求1所述的旋转接头，其中所述连通部分包括周向槽和通孔，所述周向槽设置在所述固定轴部分的外周表面处，所述通孔设置成连接所述周向槽和所述固定通道。
3.根据权利要求2所述的旋转接头，其中所述间隙密封部分包括环形密封元件，所述环形密封元件配合在密封槽中，所述密封槽设置在所述固定轴部分的外周表面中。
4.根据权利要求1所述的旋转接头，其中所述连通部分包括: 设置在所述孔的内周表面处的周向槽，和 通孔，其设置在所述固定轴部分处并且当所述固定密封部分运动并且所述端面密封部分形成时连接所述周向槽和所述固定通道。
5.根据权利要求4所述的旋转接头，其中所述间隙密封部分包括环形密封元件，所述环形密封元件配合在密封槽中，所述密封槽设置在所述孔的内周表面中，和 所述连通部分包括: 周向槽，其设置在与所述密封槽分开的所述内周表面处，和 通孔，其设置在所述固定轴部分处并且当所述固定密封部分运动并且所述端面密封部分形成时连接所述周向槽和所述固定通道。
6.根据权利要求1所述的旋转接头，其中所述间隙密封部分包括: 环形密封元件，所述环形密封元件配合在密封槽中，所述密封槽设置在所述固定轴部分的外周表面中，和所述连通部分包括所述密封槽和通孔，所述通孔设置成连接该密封槽和所述固定通 道。`
【文档编号】F16L27/08GK103827565SQ201280047505
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年6月22日 优先权日:2011年9月29日
【发明者】三苫芳数 申请人:瑞顾克斯工业有限公司
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