特許 5976187 ロータリーユニオンのクーラント防漏装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5976187

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】ロータリーユニオンのクーラント防漏装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/10 20060101AFI20160809BHJP

   F16J 15/18 20060101ALI20160809BHJP

【ＦＩ】

   B23Q11/10 E

   F16J15/18 D

   F16J15/18 B

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-209704(P2015-209704)

(22)【出願日】2015年10月26日

【審査請求日】2015年10月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】315011854

【氏名又は名称】澤井 千秋

(74)【代理人】

【識別番号】100098224

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 勘次

(74)【代理人】

【識別番号】100140671

【弁理士】

【氏名又は名称】大矢 正代

(72)【発明者】

【氏名】澤井 千秋

【審査官】 長清 吉範

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２５４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平６−１２８７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平２−５６５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平７−１５１２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３０６４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １１／１０

Ｆ１６Ｊ １５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に貫通したクーラント流通孔を有する回転体の内周面に周方向に形成された環状の第一溝部と、
前記第一溝部に配設されたＯリングと、
前記クーラント流通孔に遊挿され、前記クーラント流通孔と連通した流入口を有する筒状の挿入部の先端面から前記流入口と連通した状態で前記軸方向に延び、前記挿入部よりも外径が小さい筒状の基部の外周面、前記基部の先端の前記外周面に配設され、前記外周面よりも外径が大きい環状の固定部、及び前記挿入部の先端面、に囲まれて形成された第二溝部と、
前記第二溝部の前記挿入部側の側面であり、前記挿入部の先端面に形成された第一シール面と、
前記Ｏリングの内周面に外周面が当接し、前記軸方向に移動可能な状態で前記第二溝部に遊挿された円筒状のフロート部と、
前記第一シール面と密接可能な形状を有し、前記第一シール面と対向した前記フロート部の端面に形成された第二シール面と
を具備することを特徴とするロータリーユニオンのクーラント防漏装置。

【請求項2】

前記基部と、前記固定部とが前記挿入部と別体で形成され、
前記基部の外周面と、前記外周面の前記固定部と反対側の端部に形成され、前記外周面よりも外径が大きい環状部と、前記環状部に連設され、前記流入口に嵌入される筒状の嵌入部とが一体で形成されて、
前記第二溝部が前記固定部、前記基部の外周面、及び前記環状部に囲まれて形成されており、
前記第一シール面が前記環状部の前記外周面側の端面に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のロータリーユニオンのクーラント防漏装置。

【請求項3】

回転体の軸方向に貫通したクーラント流通孔の先端側を開放する大径孔部、前記大径孔部に連設された小径孔部と前記大径孔部との境界に形成され、前記軸方向に直交する後端面、前記大径孔部の前記先端側に嵌入された筒状の固定部、に囲まれて形成された第一溝部と、
前記第一溝部の前記先端側の側面であり、前記固定部の端面に形成された第一シール面と、
前記軸方向に移動可能な状態で前記第一溝部に遊挿された円筒状のフロート部と、
前記第一シール面と密接可能な形状を有し、前記第一シール面と対向した前記フロート部の端面に形成された第二シール面と、
前記クーラント流通孔に遊挿され、前記クーラント流通孔と連通した流入口を有する筒状の挿入部から前記流入口と連通した状態で前記軸方向に延びた筒状の基部の外周面に周方向に形成された環状の第二溝部と、
前記第二溝部に配設され、外周面が前記フロート部の内周面に当接したＯリングと
を具備することを特徴とするロータリーユニオンのクーラント防漏装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータリーユニオンのクーラント防漏装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ロータリーユニオン１０は、切削加工機等の工作機に取付けられ、被加工物を保持する回転チャック等の回転部分にクーラント、エアー等の流体を送給するものである。図１０，１１に示すように、ロータリーユニオン１０は、工作機の回転部分に接続される回転体２０と、回転体２０を回転可能に支持するハウジング３０から主に構成されている。そして、ロータリーユニオン１０は、回転体２０とハウジング３０のそれぞれに穿設されて連通したクーラント流通孔２１と、複数の流通孔３１を有している。これにより、クーラントやエアー等の複数の流体をクーラント流通孔２１や複数の流通孔３１に流通させて、工作機械の回転部分に送給することができる。

【0003】

ハウジング３０は、筒状のハウジング本体４０と、ハウジング本体４０の端部に覆設された蓋体５０から構成されている。蓋体５０のハウジング本体４０側には、環状の収容溝部５１が設けられており、収容溝部５１の中央部分である挿入部５２には、蓋体５０を貫通した流入口５３が穿設されている。

【0004】

クーラント流通孔２１は、回転体２０を軸方向に貫通して穿設されている。そして、回転体２０は、先端部２２が蓋体５０の収容溝部５１に収容されている。このとき、挿入部５２は、クーラント流通孔２１に挿入され、流入口５３とクーラント流通孔２１が連通した状態になる。これにより、流入口５３から流入したクーラントをクーラント流通孔２１に流通させることができる。

【0005】

また、挿入部５２の外径は、クーラント流通孔２１の直径よりも小さく、挿入部５２と回転体２０の内周面との間には隙間が設けられている。これにより、回転体２０の回転を阻害せずに、クーラントをクーラント流通孔２１に流通させることができる。

【0006】

その一方で、上記構成により、クーラントを高圧で流入口５３に流入させるとクーラントの一部が挿入部５２と回転体２０の内周面との隙間から漏出して収容溝部５１内に流入する。このため、蓋体５０には、収容溝部５１内に流入したクーラントを排出する排出孔５４が、側面から収容溝部５１に貫通して設けられている。

【0007】

しかしながら、クーラント流通孔２１内に気泡がある状態でクーラントを高圧で流入させた場合や、高圧で流通しているクーラントの流れを急激に止めた場合などに、所謂ウォータハンマ現象によりクーラント流通孔２１内で大きな圧力上昇が起きることがある。これにより、クーラントが逆流し、挿入部５２と回転体２０の内周面との隙間から多量のクーラントが漏出する。そして、排出孔５４の排出能力以上にクーラントが漏出した場合に、クーラントがハウジング本体４０側に流入することがあった。これにより、流通孔３１を流通する他の流体が汚染され、または流通が阻害されるという問題があった。

【0008】

そのため、従来のロータリーユニオン１０では、挿入部５２と回転体２０との隙間の幅を調整することで、クーラントの漏出量を低減することを試みた。しかしながら、幅が小さくても隙間がある場合は上述のようにクーラントが漏出し、挿入部５２を回転体２０の内周面に当接させて隙間を無くした場合は回転体２０の回転が阻害され、摩擦による発熱が問題になった。

【0009】

更に、クーラント流通孔２１内にＯリングを配設することにより、挿入部５２と回転体２０の内周面との隙間を無くすことこも試みられた。この場合は、回転体２０が非常に高速で回転するためＯリングが破損し、クーラントの漏出を防ぐことができなかった。従って、クーラントの漏出を十分に防ぐことができるロータリーユニオン１０は従来なかった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、回転体の回転を阻害せず、且つクーラントの漏出を低減できるロータリーユニオンのクーラント防漏装置の提供を、課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

請求項１の発明にかかるロータリーユニオンのクーラント防漏装置は、
「軸方向に貫通したクーラント流通孔を有する回転体の内周面に周方向に形成された環状の第一溝部と、
前記第一溝部に配設されたＯリングと、
前記クーラント流通孔に遊挿され、前記クーラント流通孔と連通した流入口を有する筒状の挿入部の先端面から前記流入口と連通した状態で前記軸方向に延び、前記挿入部よりも外径が小さい筒状の基部の外周面、前記基部の先端の前記外周面に配設され、前記外周面よりも外径が大きい環状の固定部、及び前記挿入部の先端面、に囲まれて形成された第二溝部と、
前記第二溝部の前記挿入部側の側面であり、前記挿入部の先端面に形成された第一シール面と、
前記Ｏリングの内周面に外周面が当接し、前記軸方向に移動可能な状態で前記第二溝部に遊挿された円筒状のフロート部と、
前記第一シール面と密接可能な形状を有し、前記第一シール面と対向した前記フロート部の端面に形成された第二シール面とを具備する」ものである。

【0012】

本構成のロータリーユニオンのクーラント防漏装置（以下、単にクーラント防漏装置と称する場合がある）は、クーラント流通孔に遊挿された挿入部から筒状の基部がクーラント流通孔の軸方向に延びている。そして、挿入部の先端面と、基部の外周面と、基部の先端の外周面に配設された固定部に囲まれて第二溝部が形成されている。この第二溝部には、円筒状のフロート部が軸方向に移動可能な状態で遊挿されている。また、回転体の内周面に形成された第一溝部にＯリングが配設されており、Ｏリングの内周面は、フロート部の外周面に当接している。つまり、フロート部は、Ｏリングに支持されて、第二溝部内で基部の外周面との間に隙間を有した状態になっている。

【0013】

本構成のクーラント防漏装置の流入口にクーラントを流入させた場合に、フロート部はクーラントにより第二溝部の第一シール面に押圧される。つまり、フロート部の第二シール面が第二溝部の第一シール面に密接して、フロート部と基部との隙間が閉塞される。そして、Ｏリングの内周面はフロート部の外周面に当接した状態であるため、回転体の内周面と基部の外周面との隙間がフロート部とＯリングにより閉塞された状態になる。この状態で回転体を回転させると、フロート部はＯリングに接触しているため、回転体と共に回転する。フロート部は円筒状であり、円環状の第二シール面が第一シール面に接触している面積が小さいため、摩擦抵抗も小さい。つまり、回転体の回転が阻害されず、摩擦による発熱も小さくなる。そして、回転体の回転時においてもフロート部は第一シール面に押圧された状態であるため、第一シール面と第二シール面の接触部分からクーラントが漏出しにくい。

【0014】

請求項２の発明にかかるロータリーユニオンのクーラント防漏装置は、上記構成において、
「前記基部と、前記固定部とが前記挿入部と別体で形成され、
前記基部の外周面と、前記外周面の前記固定部と反対側の端部に形成され、前記外周面よりも外径が大きい環状部と、前記環状部に連設され、前記流入口に嵌入される筒状の嵌入部とが一体で形成されて、
前記第二溝部が前記固定部、前記基部の外周面、及び前記環状部に囲まれて形成されており、
前記第一シール面が前記環状部の前記外周面側の端面に形成されている」ものである。

【0015】

本構成のクーラント防漏装置は、基部が挿入部と別体で形成されており、第一シール面が形成された環状部と、嵌入部を備えている。そして、基部は、嵌入部を流入口に嵌入させることにより、挿入部に取付けられている。基部が挿入部と別体であることにより、挿入部と異なる材料で基部を形成することができる。例えば、基部を挿入部より硬度の高い材料で形成した場合は、回転する第二シール面と密接する第一シール面が摩耗しにくくなる。

【0016】

請求項３の発明にかかるロータリーユニオンのクーラント防漏装置は、
「回転体の軸方向に貫通したクーラント流通孔の先端側を開放する大径孔部、前記大径孔部に連設された小径孔部と前記大径孔部との境界に形成され、前記軸方向に直交する後端面、前記大径孔部の前記先端側に嵌入された筒状の固定部、に囲まれて形成された第一溝部と、
前記第一溝部の前記先端側の側面であり、前記固定部の端面に形成された第一シール面と、
前記軸方向に移動可能な状態で前記第一溝部に遊挿された円筒状のフロート部と、
前記第一シール面と密接可能な形状を有し、前記第一シール面と対向した前記フロート部の端面に形成された第二シール面と、
前記クーラント流通孔に遊挿され、前記クーラント流通孔と連通した流入口を有する筒状の挿入部から前記流入口と連通した状態で前記軸方向に延びた筒状の基部の外周面に周方向に形成された環状の第二溝部と、
前記第二溝部に配設され、外周面が前記フロート部の内周面に当接したＯリングとを具備する」ものである。

【0017】

本構成のクーラント防漏装置は、回転体の内周面に形成された第一溝部に円筒状のフロート部が遊挿されている。また、挿入部から延びた基部の外周面に第二溝部が形成されており、この第二溝部にＯリングが配設されている。そして、フロート部の内周面は、Ｏリングの外周面と当接している。つまり、フロート部は、Ｏリングに支持されて、第一溝部内で回転体の内周面との間に隙間を有した状態になっている。

【0018】

本構成のクーラント防漏装置の流入口にクーラントを流入させた場合、フロート部はクーラントにより第一溝部の第一シール面に押圧される。つまり、フロート部の第二シール面と第一溝部の第一シール面が密接して、フロート部と回転体の内周面との隙間が閉塞される。そして、Ｏリングの外周面はフロート部の内周面に当接した状態であるため、基部の外周面と回転体の内周面との隙間が、フロート部とＯリングにより閉塞された状態になる。この状態で回転体を回転させると、フロート部は第一溝部に遊挿された状態であり、Ｏリングに当接しているため回転しない。つまり、回転体のみが第一シール面と第二シール面とが当接した状態で回転する。この際、第一シール面と第二シール面との接触面積が小さく摩擦抵抗が小さいため回転体の回転が阻害されない。また、フロート部はクーラントにより第一シール面に押圧された状態であるため、第一シール面と第二シール面の接触部分からクーラントが漏出しにくい。

【発明の効果】

【0019】

以上のように、本発明の効果として、回転体の回転を阻害せず、且つクーラントの漏出を低減できるロータリーユニオンのクーラント防漏装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第一実施形態であるクーラント防漏装置を備えたロータリーユニオンの断面図である。

【図2】図１のロータリーユニオンのクーラント防漏装置部分の拡大断面図である。

【図3】図１のロータリーユニオンの蓋体の斜視図である。

【図4】図３の蓋体の要部の（ａ）は拡大斜視図、（ｂ）はその分解斜視図である。

【図5】図１のクーラント防漏装置の要部の拡大断面図であり、（ａ）はクーラント流通孔にクーラントが流通していない状態を示す図（ｂ）はクーラント流通孔にクーラントが流通している状態を示す図である。

【図6】本発明の第二実施形態であるクーラント防漏装置を構成する蓋体の断面図である。

【図7】本発明の第二実施形態であるクーラント防漏装置を備えたロータリーユニオンの要部の拡大断面図であり、クーラント流通孔にクーラントが流通していない状態を示す図である。

【図8】本発明の第三実施形態であるクーラント防漏装置を備えたロータリーユニオンのクーラント防漏装置部分の拡大断面図である。

【図9】図８のクーラント防漏装置の要部の拡大断面図であり、（ａ）はクーラント流通孔にクーラントが流通していない状態を示す図（ｂ）はクーラント流通孔にクーラントが流通している状態を示す図である。

【図10】従来のロータリーユニオンの断面図である。

【図11】従来のロータリーユニオンの蓋体のハウジング本体側から見た斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の第一実施形態乃至第三実施形態であるロータリーユニオンのクーラント防漏装置１〜３について図１〜９を用いて説明する。

【0022】

第一実施形態のクーラント防漏装置１を備えたロータリーユニオン１０は、図１〜５に示すように、クーラント防漏装置１以外の構成は、従来のロータリーユニオンと同様の構成である。ロータリーユニオン１０は、軸方向に貫通したクーラント流通孔２１を有する略円筒状の回転体２０と、回転体２０を回転可能に支持したハウジング３０とで主に構成されている。ハウジング３０は、筒状のハウジング本体４０と、ハウジング本体４０の端部に覆設された蓋体５０から構成される。蓋体５０のハウジング本体４０側には、環状の収容溝部５１と、収容溝部５１の中央部分である挿入部５２が設けられている。挿入部５２には、蓋体５０を貫通した流入口５３が開口している。そして、収容溝部５１には、回転体２０の先端部２２が収容されており、挿入部５２がクーラント流通孔２１に遊挿された状態になっている。つまり、クーラント流通孔２１と流入口５３が連通している。なお、回転体２０とハウジング本体４０は、ステンレスで形成されており、蓋体５０はアルミニウムで形成されている。

【0023】

そして、本実施形態のクーラント防漏装置１は、蓋体５０に基部６１を備えている。基部６１は、挿入部５２と別体でステンレスで形成されており、略円筒状を呈している。基部６１に形成された第二溝部６９には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製で円筒状のフロート部６６が遊挿されている。また、クーラント防漏装置１は、回転体２０の内周面に周方向に形成された環状の第一溝部２３に配設されたＯリング２４を備えている。Ｏリング２４の内周面は、フロート部６６の外周面に当接した状態になっている。

【0024】

基部６１は、図４に示すように、端部の外周面に形成された基部６１よりも外径が大きい環状部６３、及び環状部６３に連設された円筒状の嵌入部６５と一体で形成されている。そして、基部６１の先端には固定部としてワッシャ６４が取付けられている。つまり、環状部６３と基部６１の外周面とワッシャ６４とで第二溝部６９が構成されており、この第二溝部６９にフロート部６６が遊挿されている。フロート部６６は、基部６１の外径よりも内径が大きく、第二溝部６９の軸方向の長さよりも短くなっている。これにより、フロート部６６は軸方向に移動可能であると共に、回転可能に支持されている。そして、環状部６３の基部６１外周面側の端面が第一シール面６７であり、第一シール面６７と対向しているフロート部６６の端面が第二シール面６８である。第一シール面６７と第二シール面６８は基部６１の軸方向に直交する平面になっており、互いに密接可能な形状になっている。

【0025】

なお、ワッシャ６４は、基部６１にフロート部６６を遊挿したのち、基部６１の先端に挿入して基部６１先端の内径を広げることにより、加締止めされている。また、ワッシャ６４の外径は、フロート部６６の外径よりも小さく、フロート部６６の内径よりも大きくなっている。嵌入部６５の外径は、流入口５３の内径と略同一になっており、環状部６３の外径は挿入部５２の外径と略同一になっている。

【0026】

基部６１は、挿入部５２の先端に環状部６３が当接するまで嵌入部６５を流入口５３に嵌入させた状態で接着剤により固定されている。基部６１は、流入口５３と連通した状態になっている。なお、接着剤としては、エポキシ樹脂系の接着剤を使用することができる。

【0027】

ここで、ロータリーユニオン１０の構成について説明する。ハウジング本体４０は、軸方向に貫通した収容孔部４１を有しており、筒状になっている。そして、収容孔部４１の両端には、軸受４２，４３がそれぞれ取付けられている。

【0028】

回転体２０は、筒状の大径部２０ｂの両端に円筒状の第一小径部２０ａと第二小径部２０ｃが形成された形状を呈している。そして、第一小径部２０ａの先端部２２の外周面には雌ネジが形成されている。回転体２０は、第一小径部２０ａをハウジング本体４０の収容孔部４１に取付けられた二個の軸受４２，４３に挿通させると共に、ハウジング本体４０から突出した先端部２２の雌ネジにナット４４を螺合させることにより、ハウジング本体４０に回転可能に支持されている。そして、先端部２２の内周面には、周方向に亘って第一溝部２３が設けられており、第一溝部２３にはゴム製のＯリング２４が配設されている。

【0029】

蓋体５０の収容溝部５１は、第一小径部２０ａの先端部２２に螺合されたナット４４よりも大きく形成されている。また、収容溝部５１の周囲には、蓋体５０の軸方向に貫通した複数の貫通孔５５が穿設されている。ここでは、収容溝部５１に沿って等角度間隔に四個の貫通孔５５が設けられている。更に、蓋体５０には、側面から収容溝部５１に貫通した排出孔５４が穿設されている。

【0030】

蓋体５０は、収容溝部５１をハウジング本体４０側に向けた状態で貫通孔５５に挿通したボルト５６をハウジング本体４０の孔部に形成されたの雌ネジ（図示しない）と螺合して、ハウジング本体４０に取付けられている。このとき、収容溝部５１にナット４４が螺合された第一小径部２０ａの先端部２２が収容され、フロート部６６が遊挿された基部６１が挿入部５２と共にクーラント流通孔２１に遊挿された状態になる。

【0031】

ここで、基部６１の長さは、第二溝部６９に遊挿されたフロート部６６がＯリング２４に当接する位置になるように調整されている。また、フロート部６６は、Ｏリング２４の幅よりも長い。従って、Ｏリング２４の内周面がフロート部６６の外周面に当接した状態になっており、フロート部６６が軸方向に移動した場合にもＯリング２４がフロート部６６に当接した状態が保たれる。

【0032】

本実施形態のクーラント防漏装置１は、蓋体５０の挿入部５２に取付けられた基部６１に形成された第二溝部６９、第二溝部６９に遊挿されたフロート部６６、回転体２０の第一溝部２３に配設されたＯリング２４とで構成されている。つまり、本実施形態のクーラント防漏装置１では、図５（ａ）に示すように、フロート部６６がＯリング２４に支持されて、第二溝部６９内に基部６１の外周面との間に隙間を有した状態で配置されており、回転体２０の内周面とフロート部６６の外周面との隙間がＯリング２４により閉塞されている。

【0033】

なお、ロータリーユニオン１０は、ハウジング本体４０と回転体２０に穿設されて連通した複数の流通孔３１を有している。詳細には、ハウジング本体４０に、外周面から収容孔部４１に貫通した複数のハウジング流通孔３１ａがハウジング本体４０の軸方向に離れて設けられている。図１では、二個のハウジング流通孔３１ａが設けられた場合を示している。そして、回転体２０には、第二小径部２０ｃの先端側から回転体２０の軸方向に穿設され、第一小径部２０ａの外周面においてハウジング流通孔３１ａと対向した位置に開口した複数の回転体流通孔３１ｂが穿設されている。ハウジング本体４０の内周面、あるいは回転体２０の第一小径部２０ａの外周面には、複数のハウジング流通孔３１ａのそれぞれと対向する回転体流通孔３１ｂを連通させる環状溝３１ｃが設けられている。図１では、ハウジング本体４０の内周面に環状溝３１ｃが設けられている場合を示している。そして、ハウジング流通孔３１ａ、回転体流通孔３１ｂ、及び環状溝３１ｃが連通して流通孔３１が形成される。上記構成により、ロータリーユニオン１０は、ハウジング流通孔３１ａから流入した複数の流体を加工機の回転部分に送給することができる。

【0034】

更に、ハウジング本体４０の外周面には潤滑油流入孔４５が穿設されている。潤滑油流入孔４５は、ハウジング本体４０の壁内に軸方向に穿設されて二個の軸受４２，４３と繋がった潤滑油流通路４６と連通している。これにより、潤滑油流入孔４５から潤滑油を流入することで軸受４２，４３に潤滑油を送給し、軸受４２，４３を円滑に回転させることができる。

【0035】

クーラント防漏装置１を装着したロータリーユニオン１０は、従来と同様に使用することができる。具体的には、回転体２０の第二小径部２０ｃ側を加工機の回転チャック等の回転部分に連結し、ハウジング３０を加工機の非回転部分に固定する。そして、流入口５３に、クーラントを貯留させるクーラントタンクと高圧ポンプで主に構成されるクーラント流入手段９１を接続する。これにより、加工機の回転部分にクーラントを送給することができる。

【0036】

本実施形態のクーラント防漏装置１を備えたロータリーユニオン１０のクーラント流通孔２１に、クーラントを流通させると、図５（ｂ）に示すように、クーラントによりフロート部６６が環状部６３に押圧される。つまり、フロート部６６の第二シール面６８が環状部６３の第一シール面６７に密接してフロート部６６と基部６１との隙間が閉塞される。そして、回転体２０の内周面とフロート部６６との隙間は、Ｏリング２４により閉塞されている。従って、クーラントの漏出を低減することができる。なお、ワッシャ６４の外径がフロート部６６よりも小さいことにより、回転体２０の内周面とワッシャ６４との隙間にクーラントが流入し易く、フロート部６６がクーラントに押圧され易い。

【0037】

この状態で回転体２０を回転させると、フロート部６６は、基部６１の第二溝部６９に遊挿されており、Ｏリング２４に当接していることにより、回転体２０及びＯリング２４と共に回転する。このとき、フロート部６６は、第二シール面６８のみが第一シール面６７に当接しているため、接触面積が小さく、フロート部６６の回転する摩擦抵抗が小さい。つまり、回転体２０の回転が阻害されず、発熱も小さい。そして、フロート部６６はクーラントにより環状部６３側に押圧され、第一シール面６７と第二シール面６８とが密接した状態が保たれるため、クーラントが漏出しにくい。

【0038】

更に、本実施形態のクーラント防漏装置１では、クーラントの液圧でフロート部６６が第一シール面６７押圧され、クーラントが漏出するフロート部６６と基部６１との隙間が閉塞される構成になっている。つまり、クーラントの液圧が高いほど、フロート部６６がより強く第一シール面６７に押圧される。このため、ウォータハンマが生じてクーラント流通孔２１内が高圧になった場合であってもクーラントの漏出を防ぐことができる。

【0039】

従って、本実施形態のクーラント防漏装置１を備えたロータリーユニオン１０では、漏出するクーラントを低減することができる。また、フロート部６６が回転する摩擦抵抗が小さいため、回転体２０の回転を阻害しない。

【0040】

また、本実施形態のクーラント防漏装置１では、基部６１が挿入部５２と別体になっていることにより、蓋体５０と異なる材料で基部６１を形成することができる。クーラント防漏装置１では、基部６１が硬度の高いステンレスで形成されている。一方、通常のロータリーユニオンでは、蓋体５０がアルミニウムで形成されている。このため、挿入部５２が回転するフロート部６６との接触により摩耗して隙間が閉塞できなくなり、クーラントが漏出する場合がある。これに対して、クーラント防漏装置１では、基部６１が摩耗しにくいため、長期に亘ってクーラントの漏出を低減することができる。

【0041】

なお、フロート部６６は、ＰＴＦＥ以外の、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂により形成することができる。これらのフッ素樹脂は摩擦係数が小さく、回転する際の摩擦抵抗をより低減できるため好適である。なお、フロート部６６は、金属やセラミックス製にしてもよい。この場合は、フロート部６６が摩耗しにくい。

【0042】

次に、第二実施形態のクーラント防漏装置２について、図６，７を用いて説明する。本実施形態のクーラント防漏装置２は、基部６１ａが挿入部５２ａと一体で形成されている点で第一実施形態のクーラント防漏装置１と相違している。このため、本実施形態のクーラント防漏装置２では、基部６１ａを含めた蓋体５０がステンレスにより形成されている。なお、蓋体５０は硬度の高い金属であればよく、例えばチタン製にしてもよい。また、第一実施形態のクーラント防漏装置１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0043】

本実施形態のクーラント防漏装置２では、蓋体５０の挿入部５２ａの先端面から挿入部５２ａよりも外径が小さい円筒状の基部６１ａがクーラント流通孔２１の軸方向に延出している。基部６１ａの先端の外周面には、固定部としてワッシャ６４ａが取付けられている。つまり、挿入部５２ａの先端面と、基部６１ａの外周面と、ワッシャ６４ａにより第二溝部６９ａが構成されている。そして、第二溝部６９ａにＰＴＦＥ製で円筒状のフロート部６６ａが軸方向に移動可能な状態で遊挿されている。また、挿入部５２ａの先端面には第一シール面６７ａが形成されており、第一シール面６７ａと対向したフロート部６６ａの端面に第二シール面６８ａが形成されている。第一シール面６７ａと第二シール面６８ａは、基部６１ａの軸方向に直交する平面になっており、互いに密接可能な形状になっている。

【0044】

基部６１ａとフロート部６６ａは、第一実施形態のクーラント防漏装置１と同様にクーラント流通孔２１に遊挿されている。そして、回転体２０の内周面に形成された第一溝部２３ａに配設されたＯリング２４ａの内周面とフロート部６６ａの外周面が当接した状態になっている。なお、挿入部５２ａと一体に形成された支持部６２ａは、従来と同様の形状の挿入部の先端部分を切削加工することにより製作することができる。

【0045】

本実施形態のクーラント防漏装置２も第一実施形態のクーラント防漏装置１と同様に、フロート部６６ａがＯリング２４ａに支持されて、第二溝部６９ａ内に基部６１ａの外周面との間に隙間を有した状態で配置されている。そして、フロート部６６ａの外周面と回転体２０の内周面との隙間がＯリング２４ａにより閉塞されている。

【0046】

クーラント流通孔２１にクーラントを流通させた場合は、クーラントによりフロート部６６ａが第一シール面６７ａに押圧される。そして、第二シール面６８ａと第一シール面６７ａが密接してフロート部６６ａと基部６１ａとの隙間が閉塞される。従って、本実施形態のクーラント防漏装置２を備えたロータリーユニオンでは、第一実施形態と同様にクーラントの漏出を低減することができる。

【0047】

また、クーラント防漏装置２は、クーラントの液圧によりフロート部６６ａが第一シール面６７ａに押圧される構成である。このため、クーラントの液圧が高いほどフロート部６６ａが強く押圧されて隙間が閉塞される。これにより、ウォータハンマが生じるなどしてクーラント流通孔２１内が高圧になった場合でも、クーラントの漏出を低減することができる。

【0048】

更に、本実施形態のクーラント防漏装置２では、フロート部６６ａが回転体２０とＯリング２４ａと共に回転する。この際、フロート部６６ａは第二シール面６８ａのみが第一シール面６７ａと当接するため接触面積が小さく、摩擦抵抗が小さい。従って、回転体２０の回転を阻害しない。

【0049】

加えて、本実施形態のクーラント防漏装置２では、基部６１ａが蓋体５０の挿入部５２ａと一体で形成されているため、部品点数が少ない。

【0050】

次に、第三実施形態のクーラント防漏装置３について、図８，９を用いて説明する。本実施形態のクーラント防漏装置３は、フロート部６６ｂとＯリング２４ｂの配置が第一実施形態及び第二実施形態のクーラント防漏装置１，２と相違している。なお、クーラント防漏装置３の回転体２０とハウジング本体４０は、ステンレスで形成されており、蓋体５０はアルミニウムで形成されている。また、第一実施形態及び第二実施形態のクーラント防漏装置１，２と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0051】

本実施形態のクーラント防漏装置３では、挿入部５２ｂと基部６１ｂが一体になっており、基部６１ｂの外周面には、環状の第二溝部６９ｂが周方向に形成されている。そして、第二溝部６９ｂにＯリング２４ｂが配設されている。また、回転体２０の内周面に環状の第一溝部２３ｂが周方向に設けられている。そして、第一溝部２３ｂにＰＴＦＥ製で円筒状のフロート部６６ｂが遊挿されており、クーラント流通孔２１の軸方向に移動可能に支持されている。

【0052】

ここで、クーラント流通孔２１の先端側には、大径孔部２５が先端側を開放して形成されている。そして、大径孔部２５よりも径が小さい小径孔部２６がクーラント流通孔２１内に連設されている。大径孔部２５と小径孔部２６の境界部分には、回転体２０の軸方向に直交する後端面２７が形成されている。そして、大径孔部２５の先端側にはステンレス製で円筒状の固定部２８が嵌入されている。固定部２８の軸方向の長さは、大径孔部２５よりも短くなっている。これにより、固定部２８の端面と大径孔部２５の内周面と後端面２７とに囲まれて第一溝部２３ｂが形成されている。なお、固定部２８は、大径孔部２５にフロート部６６ｂを遊挿したのち、接着剤で大径孔部２５の先端側に固定されている。

【0053】

フロート部６６ｂの内周面は、Ｏリング２４ｂの外周面に当接した状態になっている。つまり、フロート部６６ｂは、図９（ａ）に示すように、Ｏリング２４に支持されて、第一溝部２３ａ内に回転体２０の内周面との間に隙間を有した状態で位置している。そして、フロート部材６６ｂの内周面と基部６１ｂとの隙間がＯリング２４ｂにより閉塞されている。また、フロート部６６ｂの回転体２０先端側の端面が第二シール面６８ｂであり、第二シール面６８ｂと対向した固定部２８の端面が第一シール面６７ｂである。第一シール面６７ｂと第二シール面６８ｂは、回転体２０の軸方向に直交する平面になっており、互いに密接可能な形状になっている。

【0054】

本実施形態のクーラント防漏装置３を備えたロータリーユニオンに、クーラントを流通させると、図９（ｂ）に示すように、クーラントによりフロート部６６ｂが第一シール面６７ｂに押圧される。つまり、フロート部６６ｂの第二シール面６８ｂが第一溝部２３ｂの第一シール面６７ｂに密接して、フロート部６６ｂと回転体２０との隙間が閉塞される。そして、Ｏリング２４ｂの外周面はフロート部６６ｂの内周面に当接しており、フロート部６６ｂの内周面と基部６１ｂの外周面との隙間はＯリング２４ｂにより閉塞された状態になっている。

【0055】

この状態で回転体２０を回転させると、フロート部６６ｂは、第一溝部２３ｂに遊挿されており、Ｏリング２４ｂを介して基部６１ｂに支持されているため回転せず、回転体２０のみが回転する。このとき、回転体２０は、第一シール面６７ｂのみが第二シール面６８ｂに当接しているため、接触面積が小さく、回転する摩擦抵抗が小さい。つまり、回転体２０の回転が阻害されず、発熱も小さい。そして、フロート部６６ｂはクーラントにより第一シール面６７ｂに押圧され、第一シール面６７ｂと第二シール面６８ｂとが密接した状態であるため、クーラントが漏出しにくい。

【0056】

第三実施形態のクーラント防漏装置３では、クーラント流通孔２１の軸方向に移動可能な状態でフロート部６６ｂが第一溝部２３ｂに遊挿されており、フロート部６６ｂの内周面と基部６１ｂの外周面との隙間がＯリング２４ｂにより閉塞されている。これにより、クーラント流通時にフロート部６６ｂがクーラントに押圧され、第一溝部２３ｂの第一シール面６７ｂとフロート部６６ｂの第二シール面６８ｂが密接する。つまり、回転体２０の内周面と基部６１ｂの外周面との隙間がフロート部６６ｂとＯリング２４ｂにより閉塞されるため、第一実施形態及び第二実施形態のクーラント防漏装置１，２と同様に、クーラントの漏出を低減することができる。

【0057】

また、第三実施形態のクーラント防漏装置３は、クーラントの液圧によりフロート部６６ｂが第一シール面６７ｂに押圧される構成である。このため、クーラントの液圧が高いほどフロート部６６ｂが強く押圧されて隙間が閉塞される。これにより、ウォータハンマが生じるなどしてクーラント流通孔２１内が高圧になった場合でも、クーラントの漏出を低減することができる。

【0058】

更に、第三実施形態のクーラント防漏装置３では、回転体２０のみが回転する。このとき、回転体２０とフロート部６６ｂは、第一シール面６７ｂと第二シール面６８ｂのみで接触しているため、接触面積が小さい。従って、摩擦抵抗が小さく、回転体２０の回転を阻害しない。また、回転体２０が回転している場合であってもフロート部６６ｂはクーラントに押圧された状態を保つため、クーラントの漏出を低減することができる。

【0059】

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

【符号の説明】

【0060】

１，２，３ クーラント防漏装置
１０ ロータリーユニオン
２０ 回転体
２１ クーラント流通孔
２３，２３ａ，２３ｂ 第一溝部
２４，２４ａ，２４ｂ Ｏリング
２５ 大径孔部
２６ 小径孔部
２７ 後端面
２８ 固定部
５２ 挿入部
５３ 流入口
６１，６１ａ，６１ｂ 基部
６３，６３ａ 環状部
６４，６４ａ ワッシャ（固定部）
６５ 嵌入部
６６，６６ａ，６６ｂ フロート部
６７，６７ａ，６７ｂ 第一シール面
６８，６８ａ，６８ｂ 第二シール面
６９，６９ａ，６９ｂ 第二溝部

【要約】

【課題】回転体の回転を阻害せず、且つクーラントの漏出が少ないロータリーユニオンのクーラント防漏構造及びクーラント防漏装置の提供する。
【解決手段】ロータリーユニオンのクーラント防漏装置１を、クーラント流通孔２１を有する回転体２０の内周面に形成された環状の第一溝部２３と、第一溝部２３に配設されたＯリング２４と、流入口５３を有する筒状の挿入部５２の先端面から軸方向に延びた挿入部５２よりも外径が小さい筒状の基部６１の外周面、基部６１よりも大径の固定部６４、挿入部５２の先端面、に囲まれて形成された第二溝部６９と、挿入部５２の先端面に形成された第一シール面６７と、Ｏリング２４の内周面に外周面が当接し、軸方向に移動可能な状態で第二溝部６９に遊挿された円筒状のフロート部６６と、第一シール面６７と密接可能な形状を有するフロート部６６の端面に形成された第二シール面６８とを具備する構成とする。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】