JPH02267375A - 多通路型回転ユニオン及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は回転ユニオン型の結合装置に関し、より具体
的には、多通路型のラビリンス通路回転ユニオンに関す
るものである。

〈従来技術とその問題点〉 流体源の出口と回転装置とを結合するのに回転ユニオン
が採用されている。たとえば、紙処理の分野において、
高速穴開は操作、高速工作機械のスピンドル、クラッチ
、ブレーキ操作などにおいて広く採用されている。

多通路回転ユニオンは高速回転の機械部分を有しており
、これが、異なる媒体または異なる圧力の同じ媒体を保
持する２個の通路を有している。

一般に、多通路型回転ユニオンは、外側ロータと、これ
に対して伸縮受容されている内側ロータとを備えた二重
ロータ組立体を有している。この二つのロータは、ユニ
オンハウジングに形成された入口部と、ロータ組立体に
形成された出口部までに形成された別の流体通路を形成
しており、流体か回転ユニオンが協働する工作物に送ら
れようになっている。ロータ組立体はハウジング内にて
］０ηまたはそれ以上のベアリングで保持される。ベア
リングとし、では、ボールベアリング、オイリーテ型ベ
アリング、或いは、複合テフロンベアリングなどである
。ハウジング内には適当なシール部材が設けられて、通
路間の漏洩を防止しなければならない。一般に、回転ユ
ニオンの各通路には２個のシール組立体が必要である。

これらのシール部材が摩耗し易いため、通気穴を形成す
るなどの手立てが必要であり、これによりシール部材が
摩耗したときに通路間の洩れが生じるのをを防止しなけ
ればならない。また、流体シール用肩部と、ユニオンハ
ウジング内の流体通路を互いに隔離するシール保持体を
装着するための新たな機械加工が必要になる。これらの
ことはハウジングとロータの製造を複雑にしているもの
である。

この発明は、従来の多通路型回転ユニオンに比較して寿
命が長く、更に、構造も簡単にすることが出来たら産業
界に与える貢献度は太きものがあろうとの結論に達し、
この発明を完成したものである。

〈発明の目的〉 この発明の目的は、改良された多通路型回転ユニオンを
提供することである。

この発明の別の目的は、従来に比べて耐用年数の長い多
通路型ユニオンを提供することである。

この発明の更に別の目的は、従来に比べて構造が簡単な
多通路型ユニオンを提供することである。

更に別の目的は、ベアリングおよびシール機能が複合型
ハウジング構造に一体に組み込まれた多通路型ユニオン
を提供することである。

〈問題点を解決するための手段〉 これらの目的は、軸方向の孔を有するハウジングと上記
軸方向の孔に回転自在に保持されたロータ手段を備えた
この発明によって達成されるものである。上記ハウジン
グは複数の流体入口部を有し、また、ロータ手段は複数
の流体出口部を有している。ロータ手段は、流体出口部
と流体入口部とを連通している複数の流体通路を備えて
いる。

ハウジングの軸方向孔には、ハウジングの内面とロータ
手段の外面との間に、長く筒状のスリーブ部材が介装さ
れている。ロータ手段の外面となっているこ、のスリー
ブ部材は、ハウジングの軸方向孔よりも短く形成されて
おり、全ての入口部を含むハウジングの部分に沿って伸
長している。スリーブ部材は入口部に整合した複数の孔
を有し、これにより、全ての入口部がこのスリーブ部材
を介して流体通路に連通されている。更に、このスリー
ブ部材はハウジングとロータ手段との間を、隣接せる入
口部にたいしてシールする働きをしている。

〈実施例〉 以下、このは発明による好適な実施例について図面を参
照して説明する。

第１図において、符号１０はこの発明による多通路型回
転ユニオンを示している。回転ユニオンは、ハウジング
１３とスリーブベアリング１４を有するハウジング組立
体１２と、外側ロータ１７とハウジング組立体内に回転
自在に保持された内側ロータ１８を有するロータ組立体
とを含んでいる。図示の実施例では、ユニオン１０は２
個のラビリンス流体通路を有しており、これが外側通路
１つと内側通路２０を有している。この通路１９゜２０
は図示のとおりハウジング組立体１２とロータ組立体１
６とによって形成されている。

第１図、第２図および第４図において、ハウジング］３
は、鋼のような加工可能な第一鉄物質より成る筒状体で
あり、それぞれの端部にて環状溝２２を有する軸方向の
孔２１を有している。ハウジング１３はその内部に形成
された２個の流体入口部２４．２６を有し、この流体入
口部はハウジングの外面から中心軸の方向に放射状、半
径方向に延びている。各入口部２４．２６は内面２８に
捩子溝が切られており、流体源との結合をなしている。

　ハウジング１３の下方壁部２９は、長手方向にのびた
通気通路３０を画成し、これが放射状にのびた内側通路
３１と連通し、この内側通路３１はハウジング壁部に形
成されてハウジング１３の一端部にてハウジングの内部
と連通している。また、上記ハウジング１３の下方壁部
２９は、ハウジング壁部を通る放射状に延びた内側通路
３３を画成し、この内側通路３３は他端部にてハウジン
グの内部と連通している。上記通路３１は、捩子溝３４
ａを有する内面を備えて溜め部と結合できるようにした
ドレン部３４を形成している。

スリーブベアリング１４は、第３図のとおり、一対の孔
３８．３９を有する円筒形を有しており、好ましくは耐
摩耗性に富む銅を含浸させたカーボングラファイト若し
くは同様の物質で形成し、好ましいベアリング面を構成
している。この発明の一実施例として、スリーブベアリ
ング１４は、好ましくは熱収縮を利用して、ハウジング
１３に嵌合、即ち圧力嵌めされ、両者でロータ組立体１
６の内側ベアリングを形成し、内側通路１９．２０とハ
ウジング１３の端部との間のシール材として作用する。

スリーブベアリング１４の外径はノ＼ウジングの内側孔
２１の内径より僅かに大としている。スリーブベアリン
グ１４の軸方向の長さはノ１ウジング１３の軸方向長さ
より短く、ノ１ウジング内にその中心が置かれている。

かくて、スリーブベアリングの両端とハウジングの内面
とで環状の空間若しくは通路３６．３７を形成し、これ
がそれぞれ放射状の通路３１．３３と連通している。

スリーブベアリングの孔３８．３９はその径を入口部２
４．２６と同様とするように形成しである。

スリーブベアリング１４はハウジング１３の内面に熱収
縮されて一体構造となる。

第１図と第２図において、内部および外部ロータの構成
、ならびに、回転ユニオンの内側及び外側通路を形成す
る方法については従来において公知である。ロータ組立
体１６の外部ロータ１７は、スリーブベアリング１４内
に保持されるような寸法の筒状体である。外部ロータ１
７は中心孔４１を有し、その中に内部ロータ１８が受容
されている。上記中心孔４１は縮径部４１ａをその内端
部に有し、シール肩部４１ｂを形成している。内部ロー
タ１８の外径は孔４１の内径よりも小さく、外側の通路
１９を形成している。外側の通路１９はその人口端部に
て入口部２４と連通し、その出口部がロータ組立体１６
（第２図）の面にて終端して出口部４４を構成している
。

外側ロータ１７は前記入口部２４の近傍に、■１つそれ
と連通させて環状の溝５０を形成している。

また、外側ロータは入口部２６の近傍に別の環状ｌ霞５
１を形成している。

内側ロータ１８は中心孔４５を有して前記の内側通路２
０を形成している。一端では、孔４５は縮径部４１ａと
連通しており、これが入口部２６に連通している。他端
部では、孔４５はユニオン用の出口部４６を形成してい
る。内側ロータ１８はそれぞれの端部にて溝４８を有し
そこでＯリングシール４９を保持している。好ましい保
持リング５２で内側ロータ１８を外側ロータ１７に保持
している。

外側ロータ１７はフランジ部５６をその外面に有し、こ
れが４個の孔５８を備えて、ロータを回転ユニオンが協
働する装置に取り付けている。ロータ組立体１６は、ス
ラストワッシャ６２、係止リング６４などにより周知の
方法にて、ハウジング組立体のそれぞれの端部で所定の
位置に保持されている。保持リング６８はハウジングの
内部壁の環状溝２２に受容され、保持体組立体を所定の
位置に保持すると共に、スリーブベアリングが軸方向に
移動しないように防止している。

イ図示の通り、スリーブベアリング１４はハウジング１
３の軸方向の長さよりも短く、ハウジングの両端にて環
状空間３６．３７を形成している。

この環状空間は、ロータ組立体の両端にてロータ端部の
シール体の近傍に配置されており、これらのシール体の
近傍のハウジング内部と通気通路３０．３１および３３
とを連通させている。

ハウジング組立体１２の製造にあたっては、先ず溝２２
と通路３１．３３をハウジングに周知の方法にて形成す
る。

次いで、ハウジングを約２６０℃（５００°Ｆ）以上に
て炉内で加熱するが、この温度はハウジングの膨張に充
分な温度であり、かくて、スリーブベアリングが加熱ハ
ウジングの孔に挿入されることになる。加熱されたハウ
ジングは炉から取り出され、スリーブベアリング１４が
ハウジング１３の孔に位置され、孔３８．３９が入口部
２４゜２６を構成している孔と整合するように中心か決
められて設置される。次に、組立体は冷却される。

ハウジングの冷却に伴い、カーボングラファイトのスリ
ーブベアリング１４はハウジングと実質的に一体構成と
なる。

充分にハウジング組立体が冷却された後で、スリーブベ
アリング１４の内側孔の表面を、例えばホーニングなど
により機械加工して、組み立て後において０．００１２
５ｃｍ（０，０００５インチ）といった適切な許容差を
外側ロータとスリーブベアリングとの間に形成する。

ハウジング組立体１２が形成されたら、ロータ組立体１
６がその中に位置され、保持リング６４やスラストワッ
シャ６２などによりハウジング組立体に保持される。

以上のように、この発明は、ロータ組立体１５を支持す
るスリーブベアリング１４がハウジングの内孔に熱収縮
される多通路型回転ユニオンを提供するものである。ス
リーブベアリング１４はカボングラフアイトなどの好適
な物質より成り、ロータ組立体の好ましいベアリング面
を提供すると共に、流体が流れるハウジングの内部の流
体通路１つと２０の間のンーリング作用をしている。

スリーブベアリングは機械加工されて、必要な滑らかな
ベアリング面を形成し、ロータ組立体の外面か回動する
面となっている。

以上この発明の好ましい実施例を説明したが、これらの
実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲図の
記載の範囲内で種々変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による回転ユニオンの側部断面図、 第２図は回転ユニオンの端面図、 第３図は第１図の回転ユニオンのスリーブベアリングの
斜視図、 第４図はハウジングの側部断面図、および第５図は機械
加工して流体入口部を形成した後の、ハウジングとスリ
ーブベアリングを含むハウジング組立体の側部断面図で
ある。 １０・・・多通路型回転ユニオン　　１２・・ハウジン
グ組立体　　１３・・・ハウジング　　１４・・・スリ
ブベアリング　　１６・・・ロータ組立体　　１７・・
・外側ロータ　　１８・・・内側ロータ　　１９・・・
外側通路　　２０・・・内側通路　　２］・・・軸方向
の孔２２・・環状溝　　　２４．２６・・・流体入口部
２８・・・内面　　２９・・・下側の壁部　　３０・通
気通路　　３１．３３・・・半径方向の内側通路３４・
・・ドレン部　　　３６．３７・・・環状空間３８．３
９・孔　　　４１・・・孔　　　４８・・溝５０．５１
・・・環状溝　　　５２・・保持リング５８・・・孔　
　　６８・・・保持リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸方向の孔を有するハウジングと、この孔内に回動
   自在に保持されたロータ手段を備え、上記ハウジングは
   複数の流体入口部を有し、上記ロータ手段は複数の流体
   出口部を有し、更に上記ロータ手段は上記流体出口部と
   流体入口部とを連通する複数の流体通路を備えて成る多
   通路型回転ユニオンにおいて、 上記ハウジングの軸方向孔内に位置し、該ハウジングの
   内面と該ロータ手段の外面との間に介装させた円筒状の
   スリーブ部材を有し、上記スリーブ部材はその軸方向長
   さが上記ハウジングの孔の軸方向長さよりも短く、上記
   スリーブ部材は、上記入口部の全てを含むハウジングの
   部分に沿って延びていると共に、上記入口部と整合する
   複数の孔を有しており、これにより全ての上記入口部が
   上記スリーブ部材を介して上記流体通路に連通しており
   、上記スリーブ部材は該ハイジンクと該ロータ手段との
   間のシール作用をしてなる多通路型回転ユニオン。 ２、上記スリーブ部材はカーボングラファイトより成る
   請求項１に記載の多通路型回転ユニオン。 ３、上記ハウジングは第一鉄物質よりなる請求項２に記
   載の多通路型回転ユニオン。 ４、上記スリーブ部材の外径は該ハウジングの孔の内径
   より大とし、上記スリーブ部材と上記ハウジングとの間
   に締り嵌めを形成してなる請求項１の多通路型回転ユニ
   オン。 ５、上記スリーブ部材は熱収縮法により上記ハウジング
   に一体に組み立てられて成る請求項４の多通路型回転ユ
   ニオン。 ６、ハウジングとロータ手段を有し、該ロータ手段は内
   側ロータと外側ロータとを有するロータ組立体を備え、
   上記ロータ組立体はハウジング内の軸方向孔内に回動自
   在に保持され、上記ハウジングは少なくとも第１と第２
   の流体入口部を有し、上記ロータ組立体は少なくとも第
   １と第２の出口部を備え、上記ロータ組立体は、上記第
   １の出口部と上記入口部とを連通する第１の流体通路と
   、上記第２の出口部と上記第２の入口部とを連通する第
   ２の流体通路を有し、更にスリーブ部材を備え、上記ス
   リーブ部材は第１と第２の入口部を有するハウジングの
   部分に沿って延びており且つ、これらの第１と第２の入
   口部と整合す第１と第２の孔を有し、これにより上記第
   １と第２の入口部は上記第１と第２の通路と上記スリー
   ブ部材を介して連通させ、上記スリーブ部材で上記ハウ
   ジングと上記ロータ組立体とをシールするようにして成
   る多通路型回転ユニオン。 ７、上記スリーブ部材はハウジング内にて内側に間隔を
   置いて設置され、外側ロータを囲む第１と第２の環状空
   間を形成し、上記ハウジングは上記第１と第２の空間と
   該ハウジングの外部とを連通する通気通路を備えている
   請求項６の多通路型回転ユニオン。 ８、多通路型回転ユニオン用ハウジング組立体の製造方
   法であって、該ハウジング組立体はロータ手段を保持し
   且つ複数の流体入口部を形成し、上記ロータ手段は複数
   の流体出口部を有し且つ上記出口部と上記入口部を連通
   する流体通路を備え、所定の径を有する軸方向の孔を有
   する円筒状ハウジング部材を形成し、上記ハウジング部
   材の壁に複数の孔を挿通させ、上記ハウジング部材の上
   記軸方向孔に、上記ハウジング部材の孔の径より大なる
   外径の円筒状スリーブ部材を嵌合せしめ、更に、上記ス
   リーブ部材の内面を機械加工してロータ手段のための滑
   らかなベアリング面を形成してなる多通路型回転ユニオ
   ンの製造方法。 ９、上記スリーブ部材と上記ハウジング部材との嵌合結
   合は熱収縮を利用して成る請求項８の製造方法。 １０、上記スリーブ部材は複数の孔を有し、且つ該孔と
   上記ハウジングの孔とを整合させてなる請求項９の製造
   方法。 １１、それぞれの孔の壁には捩子が形成されている請求
   項９の製造方法。 １２、前記嵌合結合は、上記ハウジング部材を加熱し、
   円筒状スリーブ部材を該ハウジング部材に挿入して組み
   立て、該ハウジング部材を冷却して両者を熱収縮により
   結合させてなる請求項８の製造方法。 １３、上記ハウジング部材は第一鉄物質より形成し、約
   ２６０℃以上で加熱する請求項１２の製造方法。