JPH08247361A - 流体結合装置のシール機構 - Google Patents
流体結合装置のシール機構Info
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- JPH08247361A JPH08247361A JP8019649A JP1964996A JPH08247361A JP H08247361 A JPH08247361 A JP H08247361A JP 8019649 A JP8019649 A JP 8019649A JP 1964996 A JP1964996 A JP 1964996A JP H08247361 A JPH08247361 A JP H08247361A
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- seal member
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
- F16L27/08—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe
- F16L27/0804—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another
- F16L27/0808—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation
- F16L27/0824—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation with ball or roller bearings
- F16L27/0828—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid passing axially from one joint element to another the joint elements extending coaxially for some distance from their point of separation with ball or roller bearings having radial bearings
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/164—Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S285/00—Pipe joints or couplings
- Y10S285/918—O-ring
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Joints Allowing Movement (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】従来装置の欠点を払拭し、冷媒ユニオンの改良
されたシール機構を提供することである。 【構成】結合装置のハウジングの通路内での軸方向の摺
動をするようにした結合装置のシール集成体の一部と、
上記シール集成体の上記部分が摺動するハウジングの内
壁との間において、漏れが生ずるのをほぼ完全に防止す
る新規なシール機構を提供するものである。このシール
構造は、環状のシール部材とバックアップリングとを備
えており、環状のシール部材はハウジングの内壁に形成
した環状溝に配置されてシール集成体の可動部の外面と
係合している。この発明の特徴によれば、環状部材は環
状溝よりも小さく形成され、溝内にてシール部材がわず
かな（制限された）移動が可能となっている。この発明
のシール構造は流体作動型のシール集成体を備えた回動
型ユニオンに採用することが特に適している。
されたシール機構を提供することである。 【構成】結合装置のハウジングの通路内での軸方向の摺
動をするようにした結合装置のシール集成体の一部と、
上記シール集成体の上記部分が摺動するハウジングの内
壁との間において、漏れが生ずるのをほぼ完全に防止す
る新規なシール機構を提供するものである。このシール
構造は、環状のシール部材とバックアップリングとを備
えており、環状のシール部材はハウジングの内壁に形成
した環状溝に配置されてシール集成体の可動部の外面と
係合している。この発明の特徴によれば、環状部材は環
状溝よりも小さく形成され、溝内にてシール部材がわず
かな（制限された）移動が可能となっている。この発明
のシール構造は流体作動型のシール集成体を備えた回動
型ユニオンに採用することが特に適している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、冷媒ユニオンなどの
流体のための結合装置に関し、更に具体的には軸方向に
移動可能なシール体を備えたシール集成体（組立体）を
有する形式の冷却材ユニオンの改良されたシール機構に
関するものである。
流体のための結合装置に関し、更に具体的には軸方向に
移動可能なシール体を備えたシール集成体（組立体）を
有する形式の冷却材ユニオンの改良されたシール機構に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】回転型ユニオンのような流体結合装置は
高速ドリルやボーリング用トランスファー（移動）装置
と操作に、高速工作機械のスピンドルに、クラッチとブ
レーキ作動に、その他流体源と回転体との結合が必要な
部分及び動作に広く採用されている。例えば高速ドリル
装置において、回転型ユニオンは水をベースにした冷却
材（冷媒）のような液体を、冷媒源から回動型ドリルビ
ットに移送するのに用いられている。回動型の冷媒ユニ
オンはシール（密封）集成体を備え、このシール集成体
は固定された流体源の出口と、冷媒が供給されている回
動装置との間のインターフェース（境界面、結合面）を
形成している。このシール集成体は回動ユニオンの回転
体に装着された回転型シール部材と、冷媒ユニオンのハ
ウジング内に取り付いた非回動型シール部材とを備えて
いる。非回動型シール部材のシール面は付勢されて回動
型シールのシール面と液密係合されるが、典型的には付
勢バネ装置によって行われる。冷媒ユニオンを通過する
液体冷媒はシール部材への潤滑剤となって摩耗を最小に
している。しかしながら、冷媒流体が提供されないと、
いわゆる乾燥運転（ドライ・ランニング）の状況となっ
てシール部材のインターフェース面が潤滑剤を受けない
状態となる。その結果、とりわけ高速運転ではシール部
材のシール面の摩耗がひどくなる。上記の乾燥運転が続
くと、シール面、特に回動型シール部材のシール面の損
傷を招き、シール面の周辺の液漏れを起こす結果とな
り、シール部材の一方または双方の交換が必要になる。
回動型シール部材がロータとは永久結合状態にあるか或
いはロータと一体に形成されているために、損傷した回
動型シール部材を交換するにはロータ集成体全体を取り
替えなければならない。
高速ドリルやボーリング用トランスファー（移動）装置
と操作に、高速工作機械のスピンドルに、クラッチとブ
レーキ作動に、その他流体源と回転体との結合が必要な
部分及び動作に広く採用されている。例えば高速ドリル
装置において、回転型ユニオンは水をベースにした冷却
材（冷媒）のような液体を、冷媒源から回動型ドリルビ
ットに移送するのに用いられている。回動型の冷媒ユニ
オンはシール（密封）集成体を備え、このシール集成体
は固定された流体源の出口と、冷媒が供給されている回
動装置との間のインターフェース（境界面、結合面）を
形成している。このシール集成体は回動ユニオンの回転
体に装着された回転型シール部材と、冷媒ユニオンのハ
ウジング内に取り付いた非回動型シール部材とを備えて
いる。非回動型シール部材のシール面は付勢されて回動
型シールのシール面と液密係合されるが、典型的には付
勢バネ装置によって行われる。冷媒ユニオンを通過する
液体冷媒はシール部材への潤滑剤となって摩耗を最小に
している。しかしながら、冷媒流体が提供されないと、
いわゆる乾燥運転（ドライ・ランニング）の状況となっ
てシール部材のインターフェース面が潤滑剤を受けない
状態となる。その結果、とりわけ高速運転ではシール部
材のシール面の摩耗がひどくなる。上記の乾燥運転が続
くと、シール面、特に回動型シール部材のシール面の損
傷を招き、シール面の周辺の液漏れを起こす結果とな
り、シール部材の一方または双方の交換が必要になる。
回動型シール部材がロータとは永久結合状態にあるか或
いはロータと一体に形成されているために、損傷した回
動型シール部材を交換するにはロータ集成体全体を取り
替えなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の乾燥運転に関連
する摩耗の問題を解決するために、これまで多くの回動
型冷媒ユニオンが開発されてきており、その中で、液体
冷媒が存在しない場合には回動型シール部材が自動的に
非回動型シール部材から離脱するものがある。このよう
な冷媒ユニオンは一般に離脱型（ポップ・オフ）ユニオ
ンと呼ばれており、その理由は、冷媒の流動圧力が所定
の数値を下回った時に、固定されたシール部材が冷媒ユ
ニオンのハウジングに対して軸方向に移動されて、回動
型のシール部材との係合を解くようにしたものだからで
ある。この非回動型シール部材はキャリヤ上に取り付け
られるが、このキャリヤは、冷媒の流動圧力が所定値ま
で上昇すると移動してシール部材を回動型シール部材と
係合させるようにしている。
する摩耗の問題を解決するために、これまで多くの回動
型冷媒ユニオンが開発されてきており、その中で、液体
冷媒が存在しない場合には回動型シール部材が自動的に
非回動型シール部材から離脱するものがある。このよう
な冷媒ユニオンは一般に離脱型（ポップ・オフ）ユニオ
ンと呼ばれており、その理由は、冷媒の流動圧力が所定
の数値を下回った時に、固定されたシール部材が冷媒ユ
ニオンのハウジングに対して軸方向に移動されて、回動
型のシール部材との係合を解くようにしたものだからで
ある。この非回動型シール部材はキャリヤ上に取り付け
られるが、このキャリヤは、冷媒の流動圧力が所定値ま
で上昇すると移動してシール部材を回動型シール部材と
係合させるようにしている。
【０００４】上記離脱型ユニオンは、ユニオンのハウジ
ングの内面に沿って一方のシール部材を軸方向に移動し
なければならないために、シール部材キャリヤと上記ハ
ウジングの内面との間の空隙から、軸方向に移動するシ
ール部材の前方において液漏れが生じるのを防止するた
めのシールがなされなければならない。回動型冷媒ユニ
オンの一形態としては、このようなシールをＯリングで
達成するものがあり、この構成においては、Ｏリングは
ハウジングの内面の環状溝に設置され、非回動型シール
部材のキャリヤ外面と係合している。しかしながら、Ｏ
リングシールはハウジングの環状溝に固定されているた
め、キャリヤが非回動型シール部材を軸方向に移動して
回動型のシール部材と係合させたり非係合状態とするに
つれ、キャリヤの外面に沿って上記シールがズルズルと
引きずられる。その結果、Ｏリングが摩耗し、Ｏリング
のシール効果が損なわれ、ユニオンの入口からハウジン
グの内部まで液体冷媒が流れ進むことになる。
ングの内面に沿って一方のシール部材を軸方向に移動し
なければならないために、シール部材キャリヤと上記ハ
ウジングの内面との間の空隙から、軸方向に移動するシ
ール部材の前方において液漏れが生じるのを防止するた
めのシールがなされなければならない。回動型冷媒ユニ
オンの一形態としては、このようなシールをＯリングで
達成するものがあり、この構成においては、Ｏリングは
ハウジングの内面の環状溝に設置され、非回動型シール
部材のキャリヤ外面と係合している。しかしながら、Ｏ
リングシールはハウジングの環状溝に固定されているた
め、キャリヤが非回動型シール部材を軸方向に移動して
回動型のシール部材と係合させたり非係合状態とするに
つれ、キャリヤの外面に沿って上記シールがズルズルと
引きずられる。その結果、Ｏリングが摩耗し、Ｏリング
のシール効果が損なわれ、ユニオンの入口からハウジン
グの内部まで液体冷媒が流れ進むことになる。
【０００５】上記離脱型冷媒ユニオンの別の例として
は、流体作動型のシール集成体を備えたものが本発明者
と本願出願人による米国特許第 4,976,282号に開示され
ている。この冷媒ユニオンは流体通路にダイヤフラムを
備えて、液状冷媒が冷媒ユニオンに供給されているとき
に非回動型シール部材を回動型のシール部材と係合させ
る。液状冷媒が無い場合には、付勢機構によりシール部
材群は互いに切り離される。充分な冷媒圧力が与えられ
ると、ダイアフラムにかかる流体圧力によってダイアフ
ラムはシール部材を軸方向に移動させて非回動型のシー
ル部材を回動型のシール部材と係合させる。この冷媒ユ
ニオンにおいて、ダイアフラムはハウジングの前方の冷
媒漏れに対してシール効果を発揮する。しかしながら、
ダイアフラムを使用してシール集成体を作動させること
はコストの上昇につながり、且つ冷媒ユニオンを複雑に
しているものである。
は、流体作動型のシール集成体を備えたものが本発明者
と本願出願人による米国特許第 4,976,282号に開示され
ている。この冷媒ユニオンは流体通路にダイヤフラムを
備えて、液状冷媒が冷媒ユニオンに供給されているとき
に非回動型シール部材を回動型のシール部材と係合させ
る。液状冷媒が無い場合には、付勢機構によりシール部
材群は互いに切り離される。充分な冷媒圧力が与えられ
ると、ダイアフラムにかかる流体圧力によってダイアフ
ラムはシール部材を軸方向に移動させて非回動型のシー
ル部材を回動型のシール部材と係合させる。この冷媒ユ
ニオンにおいて、ダイアフラムはハウジングの前方の冷
媒漏れに対してシール効果を発揮する。しかしながら、
ダイアフラムを使用してシール集成体を作動させること
はコストの上昇につながり、且つ冷媒ユニオンを複雑に
しているものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、従来
装置の欠点を払拭し、冷媒ユニオンの改良されたシール
機構を提供することである。
装置の欠点を払拭し、冷媒ユニオンの改良されたシール
機構を提供することである。
【０００７】この発明によれば、結合装置のハウジング
の通路内での軸方向の摺動をするようにした結合装置の
シール集成体の一部と、上記シール集成体の上記部分が
摺動するハウジングの内壁との間において、漏れが生ず
るのをほぼ完全に防止する新規なシール機構を提供する
ものである。このシール構造は、環状のシール部材とバ
ックアップリングとを備えている。環状のシール部材は
ハウジングの内壁に形成した環状溝に配置されてシール
集成体の可動部の外面と係合している。この発明の特徴
によれば、環状部材は環状溝よりも小さく形成され、溝
内にてシール部材がわずかな（制限された）移動が可能
となっている。バックアップリングは可動のシール集成
体を取り囲み、ハウジングの内壁に形成した環状溝へと
張り出している。上記バックアップリングは溝内に配置
されて溝の隅部に傾斜面を形成してシール部材と対向し
ている。この傾斜面は、シール集成体の可動部が軸方向
に移動中にシール部材によって係合されており、溝内に
おけるシール部材の移動を制限している。その結果シー
ル部材は、移動中のシール集成体若しくは摺動支持部材
の表面に沿って引きずり込まれてハウジングの内壁と可
動シール集成体の外面との間の空隙に移動することがな
いので、シール部材の摩耗は最小限に押さえられ、シー
ル部材の寿命が長くなる。
の通路内での軸方向の摺動をするようにした結合装置の
シール集成体の一部と、上記シール集成体の上記部分が
摺動するハウジングの内壁との間において、漏れが生ず
るのをほぼ完全に防止する新規なシール機構を提供する
ものである。このシール構造は、環状のシール部材とバ
ックアップリングとを備えている。環状のシール部材は
ハウジングの内壁に形成した環状溝に配置されてシール
集成体の可動部の外面と係合している。この発明の特徴
によれば、環状部材は環状溝よりも小さく形成され、溝
内にてシール部材がわずかな（制限された）移動が可能
となっている。バックアップリングは可動のシール集成
体を取り囲み、ハウジングの内壁に形成した環状溝へと
張り出している。上記バックアップリングは溝内に配置
されて溝の隅部に傾斜面を形成してシール部材と対向し
ている。この傾斜面は、シール集成体の可動部が軸方向
に移動中にシール部材によって係合されており、溝内に
おけるシール部材の移動を制限している。その結果シー
ル部材は、移動中のシール集成体若しくは摺動支持部材
の表面に沿って引きずり込まれてハウジングの内壁と可
動シール集成体の外面との間の空隙に移動することがな
いので、シール部材の摩耗は最小限に押さえられ、シー
ル部材の寿命が長くなる。
【０００８】この発明のシール構造は、流体作動型のシ
ール集成体、即ちユニオンのハウジング内に位置された
遊動型シール集成体がユニオンの流体入口とロータの吐
出通路との間に回動型のシールを形成する流体作動型の
シール集成体、を備えた回動型ユニオンに採用すること
が特に適している。遊動シール集成体は回動シールと、
これに対向して入口容室に配置された非回動シールとを
備えている。支持部材は、非回動シール部材を支持して
入口容室内をハウジングの軸方向に移動するが、その移
動範囲は非回動型シール部材が回動型シール部材から離
れる第１の位置から、非回動型のシール部材のシール面
が回動型のシール面と係合する第２の位置との間であ
る。遊動シール集成体は、入口容室に送り込まれた流体
によって作動されて非回動型シール部材を作用し、入口
容室の選択された流体圧力が存在しないときに上記非回
動型シール部材を第１の位置に保持すると共に、非回動
型シール部材を第２の位置に移動して流体の流れ圧力が
提供される限りにおいて上記第２の位置に保持するよう
になっている。このような使用において、上記シール構
造はハウジングの係合面と、非回動型シール部材を回動
型シール部材に係合させ且つその係合を解除する前記保
持体（キャリヤ）との間の漏れをほぼ完全に防止してい
る。
ール集成体、即ちユニオンのハウジング内に位置された
遊動型シール集成体がユニオンの流体入口とロータの吐
出通路との間に回動型のシールを形成する流体作動型の
シール集成体、を備えた回動型ユニオンに採用すること
が特に適している。遊動シール集成体は回動シールと、
これに対向して入口容室に配置された非回動シールとを
備えている。支持部材は、非回動シール部材を支持して
入口容室内をハウジングの軸方向に移動するが、その移
動範囲は非回動型シール部材が回動型シール部材から離
れる第１の位置から、非回動型のシール部材のシール面
が回動型のシール面と係合する第２の位置との間であ
る。遊動シール集成体は、入口容室に送り込まれた流体
によって作動されて非回動型シール部材を作用し、入口
容室の選択された流体圧力が存在しないときに上記非回
動型シール部材を第１の位置に保持すると共に、非回動
型シール部材を第２の位置に移動して流体の流れ圧力が
提供される限りにおいて上記第２の位置に保持するよう
になっている。このような使用において、上記シール構
造はハウジングの係合面と、非回動型シール部材を回動
型シール部材に係合させ且つその係合を解除する前記保
持体（キャリヤ）との間の漏れをほぼ完全に防止してい
る。
【０００９】更に、環状シール部材或いはＯリングがシ
ール集成体の可動部の外側環状面と密閉状態にて係合
し、且つはハウジングの内壁に形成した環状溝内に遊動
するように形成されている。かくて、スピンドル或いは
シャフトの熱膨張が回動型冷媒ユニオンの稼働中に発生
するにつれ、この熱膨張は回動および非回動のシール面
間の開放距離をプリセットする作用を有する。この状態
において、上記Ｏリングはシール集成体の可動部を転動
することはなく、環状溝内を摺動または遊動してスピン
ドルの膨張に対して自動的に調整して前記のプリセット
された開放距離を維持し、乾燥運転状態での接触を避け
るようになっている。
ール集成体の可動部の外側環状面と密閉状態にて係合
し、且つはハウジングの内壁に形成した環状溝内に遊動
するように形成されている。かくて、スピンドル或いは
シャフトの熱膨張が回動型冷媒ユニオンの稼働中に発生
するにつれ、この熱膨張は回動および非回動のシール面
間の開放距離をプリセットする作用を有する。この状態
において、上記Ｏリングはシール集成体の可動部を転動
することはなく、環状溝内を摺動または遊動してスピン
ドルの膨張に対して自動的に調整して前記のプリセット
された開放距離を維持し、乾燥運転状態での接触を避け
るようになっている。
【００１０】本発明の上記以外の構成と特徴については
以下に記載したこの発明の好ましい実施例の説明より明
らかになるであろう。
以下に記載したこの発明の好ましい実施例の説明より明
らかになるであろう。
【００１１】
【実施例】図面の図１において、本発明による改良され
たシール構造を備えた回動型冷媒ユニオン１０が図示さ
れている。回動型冷媒ユニオン１０は、図１では部分的
に分解した状態で図示されており、液状の冷媒を冷媒源
１１から回動型ドリルビット（図示せず）などの液体冷
媒が供給されることになっている装置の駆動軸１２に送
りこむのに使用される。回動型冷媒ユニオン１０は冷媒
源１１の出口、および回動装置が結合している駆動軸１
２とに対接している。駆動軸１２は、支持板１４に固着
されたスピンドルボックス１３にて支持されている。駆
動軸１２の端部１５はスピンドルボックス１３から外側
に延出しており、駆動軸１２は冷媒を回動装置へと送り
込む孔１７を備えている。駆動軸１２の端部１５はプー
リー１９を保持し、このプーリーがモータ駆動のベルト
２１で駆動軸１２を回転させている。
たシール構造を備えた回動型冷媒ユニオン１０が図示さ
れている。回動型冷媒ユニオン１０は、図１では部分的
に分解した状態で図示されており、液状の冷媒を冷媒源
１１から回動型ドリルビット（図示せず）などの液体冷
媒が供給されることになっている装置の駆動軸１２に送
りこむのに使用される。回動型冷媒ユニオン１０は冷媒
源１１の出口、および回動装置が結合している駆動軸１
２とに対接している。駆動軸１２は、支持板１４に固着
されたスピンドルボックス１３にて支持されている。駆
動軸１２の端部１５はスピンドルボックス１３から外側
に延出しており、駆動軸１２は冷媒を回動装置へと送り
込む孔１７を備えている。駆動軸１２の端部１５はプー
リー１９を保持し、このプーリーがモータ駆動のベルト
２１で駆動軸１２を回転させている。
【００１２】回動型冷媒ユニオン１０はカートリッジユ
ニオン１６、スタブ（stub) ロータ１８およびユニオン
アダプタ２０を備えている。上記スタブロータ１８は、
冷媒ユニオンを介して流体冷媒を受けることになってい
る駆動軸１２に結合している。スタブロータ１８は結合
された駆動要素によって駆動され、且つ20,000回転（RP
M)まで回転する。
ニオン１６、スタブ（stub) ロータ１８およびユニオン
アダプタ２０を備えている。上記スタブロータ１８は、
冷媒ユニオンを介して流体冷媒を受けることになってい
る駆動軸１２に結合している。スタブロータ１８は結合
された駆動要素によって駆動され、且つ20,000回転（RP
M)まで回転する。
【００１３】この発明の実施例において、回動型ユニオ
ン１０は外側に支持され、スタブロータ１８は駆動軸１
２の端部に装着され、カートリッジユニオンはユニオン
アダプタ２０によって支持板１４に固定されている。支
持板１４は固定装着面を画成してカートリッジユニオン
１６がスタブロータ１８と軸方向に整列した状態を維持
し、非回動型シール部材と回動型シール部材とのシール
面が正しく係合できるようにしている。把持体２２は取
り付け基部２３と取り付け柱２４とを有していて、ユニ
オンアダプタ２０を支持板に取り付けている。取り付け
基部２３は支持板１４に固定されている。ユニオンアダ
プタ２０はその下面にタップ孔（図示せず）を有して取
り付け柱２４の一端２５を受けている（図２）。取り付
け端部の他端２６は、取り付け基部２３の上面に形成さ
れた複数のタップ孔２７の中の１個に受容される。取り
付け基部２３のネジ穴群２７は基部把持体２２が異なる
サイズと寸法の回動型ユニオンに取り付ける事ができる
ようになっている。
ン１０は外側に支持され、スタブロータ１８は駆動軸１
２の端部に装着され、カートリッジユニオンはユニオン
アダプタ２０によって支持板１４に固定されている。支
持板１４は固定装着面を画成してカートリッジユニオン
１６がスタブロータ１８と軸方向に整列した状態を維持
し、非回動型シール部材と回動型シール部材とのシール
面が正しく係合できるようにしている。把持体２２は取
り付け基部２３と取り付け柱２４とを有していて、ユニ
オンアダプタ２０を支持板に取り付けている。取り付け
基部２３は支持板１４に固定されている。ユニオンアダ
プタ２０はその下面にタップ孔（図示せず）を有して取
り付け柱２４の一端２５を受けている（図２）。取り付
け端部の他端２６は、取り付け基部２３の上面に形成さ
れた複数のタップ孔２７の中の１個に受容される。取り
付け基部２３のネジ穴群２７は基部把持体２２が異なる
サイズと寸法の回動型ユニオンに取り付ける事ができる
ようになっている。
【００１４】図１に示した取り付け構成体は、ユニオン
アダプタ２０が基部取り付け把持体２０によって保持さ
れる標準型の基部取り付け構造である。これとは別に、
回動型冷媒ユニオンは頂部が支持され、或いは従来公知
のように自己支持型の構造とすることも可能である。頂
部支持の取り付け構造では、ユニオンアダプタがスピン
ドルボックスの上面に取り付いた把持機構からぶら下が
っており、ユニオンカートリッジをスタブロータと軸方
向に整合するように保持している。また、自己保持型の
ユニオンでは、１個若しくはそれ以上のローラーベアリ
ングのようなベアリング機構を備えてスタブロータ１８
を冷媒ユニオンのハウジングに対して支持し整合してお
り、回動型シール部材を非回動型のシール部材に対して
軸方向に整合させ、これを維持している。
アダプタ２０が基部取り付け把持体２０によって保持さ
れる標準型の基部取り付け構造である。これとは別に、
回動型冷媒ユニオンは頂部が支持され、或いは従来公知
のように自己支持型の構造とすることも可能である。頂
部支持の取り付け構造では、ユニオンアダプタがスピン
ドルボックスの上面に取り付いた把持機構からぶら下が
っており、ユニオンカートリッジをスタブロータと軸方
向に整合するように保持している。また、自己保持型の
ユニオンでは、１個若しくはそれ以上のローラーベアリ
ングのようなベアリング機構を備えてスタブロータ１８
を冷媒ユニオンのハウジングに対して支持し整合してお
り、回動型シール部材を非回動型のシール部材に対して
軸方向に整合させ、これを維持している。
【００１５】図１と図２において、カートリッジユニオ
ン１６はエンドキャップ３０、遊動シール集成体３２お
よび本発明のシール構造を備えている。エンドキャップ
３０とユニオンアダプタ２０とで回動型ユニオンの円筒
状ハウジング３４を形成している。ハウジング３４の内
部は遊動シール集成体３２を配置するシール容室を画成
している。
ン１６はエンドキャップ３０、遊動シール集成体３２お
よび本発明のシール構造を備えている。エンドキャップ
３０とユニオンアダプタ２０とで回動型ユニオンの円筒
状ハウジング３４を形成している。ハウジング３４の内
部は遊動シール集成体３２を配置するシール容室を画成
している。
【００１６】エンドキャップ３０は環状取り付けフラン
ジ３７ａを備えた側壁３７を有し、このフランジによっ
てエンドキャップが捩子３１などの所望の緊締具により
ユニオンアダプタ２０に保持されている。エンドキャッ
プ３０は円筒状の孔４２を有し、この孔４２がエンドキ
ャップの軸方向に延びた通路を画成し、且つ上記通路と
合致した流体入口４４を画成している。流体入口４４は
供給管体２８（図１）に接続されていると共に、液体冷
媒源１１の出口に接続されている。流体入口４４を画成
するエンドキャップ部の内面４３により図１の通り供給
管体２８への接続がし易くなっている。例示的に示した
冷媒ユニオンは通路４２または透孔の軸と整合させた流
体入口４４を備えた直線状の冷媒ユニオンであるが、流
体入口４４は上記通路に対して直角に配置して従来９０
°ユニオンと称されるような構成とすることも可能であ
る。
ジ３７ａを備えた側壁３７を有し、このフランジによっ
てエンドキャップが捩子３１などの所望の緊締具により
ユニオンアダプタ２０に保持されている。エンドキャッ
プ３０は円筒状の孔４２を有し、この孔４２がエンドキ
ャップの軸方向に延びた通路を画成し、且つ上記通路と
合致した流体入口４４を画成している。流体入口４４は
供給管体２８（図１）に接続されていると共に、液体冷
媒源１１の出口に接続されている。流体入口４４を画成
するエンドキャップ部の内面４３により図１の通り供給
管体２８への接続がし易くなっている。例示的に示した
冷媒ユニオンは通路４２または透孔の軸と整合させた流
体入口４４を備えた直線状の冷媒ユニオンであるが、流
体入口４４は上記通路に対して直角に配置して従来９０
°ユニオンと称されるような構成とすることも可能であ
る。
【００１７】エンドキャップ３０はカップ型のアダプタ
部材３０ａを有し、これが前端部に押圧されている。こ
のカップ型のアダプタ部材３０ａは一端５３に端部壁５
２を有する円筒状の側壁部５０を備えている。ドーナッ
ツ型の前記ユニオンアダプタ２０がアダプタ部材３０ａ
を受容し且つ、図１に図示のとおりネジ穴５６を有し
て、キャップネジ３１によりユニオンアダプタ２０をエ
ンドキャップ３０に結合させている。アダプタ部材３０
ａはその端部壁５２に軸方向の開口５７を有して前記ス
タブロータ１８がそこを通過できるようにしている。ア
ダプタ部材３０ａは３個のガス抜き孔（例えば図示のベ
ント孔５８）を備えており、このベント孔は密閉容室３
５の近傍の側壁に開口状態に形成され、アダプタ部材３
０ａの周辺に等間隔に距離を置いて形成されている。こ
れらのベント孔によって、係合する密閉部材による密閉
状態が摩耗し始めたときに、液体溶媒が密閉容室３５か
らユニオンハウジングの外部に移動できるようになって
いる。このような液状冷媒の漏洩によって、密閉部の摩
耗が早期に表示識別できることとなり、密閉室内に流体
が溜まるのを防止している。この発明の一実施例として
は、上記アダプタ部材３０ａはアルミニウム製としてい
る。
部材３０ａを有し、これが前端部に押圧されている。こ
のカップ型のアダプタ部材３０ａは一端５３に端部壁５
２を有する円筒状の側壁部５０を備えている。ドーナッ
ツ型の前記ユニオンアダプタ２０がアダプタ部材３０ａ
を受容し且つ、図１に図示のとおりネジ穴５６を有し
て、キャップネジ３１によりユニオンアダプタ２０をエ
ンドキャップ３０に結合させている。アダプタ部材３０
ａはその端部壁５２に軸方向の開口５７を有して前記ス
タブロータ１８がそこを通過できるようにしている。ア
ダプタ部材３０ａは３個のガス抜き孔（例えば図示のベ
ント孔５８）を備えており、このベント孔は密閉容室３
５の近傍の側壁に開口状態に形成され、アダプタ部材３
０ａの周辺に等間隔に距離を置いて形成されている。こ
れらのベント孔によって、係合する密閉部材による密閉
状態が摩耗し始めたときに、液体溶媒が密閉容室３５か
らユニオンハウジングの外部に移動できるようになって
いる。このような液状冷媒の漏洩によって、密閉部の摩
耗が早期に表示識別できることとなり、密閉室内に流体
が溜まるのを防止している。この発明の一実施例として
は、上記アダプタ部材３０ａはアルミニウム製としてい
る。
【００１８】前記スタブロータ１８はスチール製のバレ
ル６０を有しており、その一端６２にはキャビティ６４
が形成されている。スタブロータ１８はその反対側の端
部６７周囲に溝６６を有し、この溝６６にビトン（VITO
N)のＯリング６８が設置されてスタブロータ１８と軸１
２の内面との間の密閉作用を果たしている。
ル６０を有しており、その一端６２にはキャビティ６４
が形成されている。スタブロータ１８はその反対側の端
部６７周囲に溝６６を有し、この溝６６にビトン（VITO
N)のＯリング６８が設置されてスタブロータ１８と軸１
２の内面との間の密閉作用を果たしている。
【００１９】遊動型密閉集成体３２についてさらに詳し
く説明すれば、回動型シール部材３６はシリコンカーバ
イドより成る一体型（ワンピース）の部材である。回動
型シール部材３６は、中心に開口７１を備えた平板状で
ディスク型のシール部７０を有し、環状のシール面３６
ａと円筒状の取り付け部７２を形成している。この回動
型シール部材３６はスタブロータ１８に取り付けられ、
その取り付け部７２がバレル６０の端部６２に形成した
前記キャビティ６４に受容されている。シール部材３６
は、従来同様にスタブロータ１８に所定の状態に保持さ
れる。
く説明すれば、回動型シール部材３６はシリコンカーバ
イドより成る一体型（ワンピース）の部材である。回動
型シール部材３６は、中心に開口７１を備えた平板状で
ディスク型のシール部７０を有し、環状のシール面３６
ａと円筒状の取り付け部７２を形成している。この回動
型シール部材３６はスタブロータ１８に取り付けられ、
その取り付け部７２がバレル６０の端部６２に形成した
前記キャビティ６４に受容されている。シール部材３６
は、従来同様にスタブロータ１８に所定の状態に保持さ
れる。
【００２０】同様に、非回動型シール部材３８は、シリ
コンカーバイドより形成した平板状でディスク状の部材
である。この非回動型シール部材３８はその中心に開口
３９を有しており、サイズと形状においてシール面３６
ａに対応する環状シール面３８ａを形成している。シー
ル部材の対接するシール面３６ａおよび３８ａはラップ
研磨されて、両者（双方のシール部材）が対接状態に係
合するときに、密接な結合面を形成するようになってい
る。
コンカーバイドより形成した平板状でディスク状の部材
である。この非回動型シール部材３８はその中心に開口
３９を有しており、サイズと形状においてシール面３６
ａに対応する環状シール面３８ａを形成している。シー
ル部材の対接するシール面３６ａおよび３８ａはラップ
研磨されて、両者（双方のシール部材）が対接状態に係
合するときに、密接な結合面を形成するようになってい
る。
【００２１】非回動型のシール部材３８は保持体４０に
取り付けられている。保持体４０は円筒型のスリーブ状
の部材であり、一端にフランジ７７を有し環状肩部７９
を備えた側壁を有している。保持体４０はその内側端部
７８にて皿座ぐりされて凹所８０を形成し、その凹所に
シール部材３８が配置されている。保持体４０の周辺に
は複数のキー孔８１が形成されている。このキー孔８１
はエンドキャップ３０の対応する孔８２に整列して形成
されている。ロールピン８３がこのキー孔８１から上記
孔８２に挿通されて、エンドキャップ３０に対してシー
ル部材保持体４０を指示するインデックスの働きをし、
シール部材３８が回動型シール部材３６と係合したとき
にエンドキャップ３０に対して保持体４０とそれに保持
されたシール部材３８が回転するのを防止している。
取り付けられている。保持体４０は円筒型のスリーブ状
の部材であり、一端にフランジ７７を有し環状肩部７９
を備えた側壁を有している。保持体４０はその内側端部
７８にて皿座ぐりされて凹所８０を形成し、その凹所に
シール部材３８が配置されている。保持体４０の周辺に
は複数のキー孔８１が形成されている。このキー孔８１
はエンドキャップ３０の対応する孔８２に整列して形成
されている。ロールピン８３がこのキー孔８１から上記
孔８２に挿通されて、エンドキャップ３０に対してシー
ル部材保持体４０を指示するインデックスの働きをし、
シール部材３８が回動型シール部材３６と係合したとき
にエンドキャップ３０に対して保持体４０とそれに保持
されたシール部材３８が回転するのを防止している。
【００２２】保持体４０の反対側の端部８４は半径方向
外側に面取りされて、保持体４０の周辺端部８４とエン
ドキャップの側壁３７の内面３７ｂとの間に環状通路８
５を形成している。非回動型シール部材３８と保持体４
０は通路４２の軸方向に整合するように形成され且つ取
り付けられており、スタブロータ１８の回動型シール部
材に対して接近および遊離するように上記通路内を軸方
向に摺動できるようになっている。
外側に面取りされて、保持体４０の周辺端部８４とエン
ドキャップの側壁３７の内面３７ｂとの間に環状通路８
５を形成している。非回動型シール部材３８と保持体４
０は通路４２の軸方向に整合するように形成され且つ取
り付けられており、スタブロータ１８の回動型シール部
材に対して接近および遊離するように上記通路内を軸方
向に摺動できるようになっている。
【００２３】冷媒が存在しない時には回動シール部材３
６に対して非回動型シール部材３８を非係合状態として
おく目的で、コイルバネのような圧縮バネ８６を密閉容
室３５内に配置している。圧縮バネ８６はスタブロータ
１８と保持体４０を巻回して、保持体４０の肩部７９と
ユニオンアダプタ２０の端部壁５２の内面８７との間に
配置されている。圧縮バネ８６の弾発力は保持体４０の
端部７８に対向して後方、即ち図２の右側、に伝達され
る。一実施例としては、この圧縮バネをステンレス鋼製
としている。
６に対して非回動型シール部材３８を非係合状態として
おく目的で、コイルバネのような圧縮バネ８６を密閉容
室３５内に配置している。圧縮バネ８６はスタブロータ
１８と保持体４０を巻回して、保持体４０の肩部７９と
ユニオンアダプタ２０の端部壁５２の内面８７との間に
配置されている。圧縮バネ８６の弾発力は保持体４０の
端部７８に対向して後方、即ち図２の右側、に伝達され
る。一実施例としては、この圧縮バネをステンレス鋼製
としている。
【００２４】この発明のシール構造により、保持体４０
の前方の液漏れ、即ち保持体側壁７６の外面７６ａとエ
ンドキャップの内面３７ａとの間の空隙を介して密閉室
へと液漏れするのを防止している。このシール構造３３
は環状シール部材８９とバックアップリング９０とを備
えている。環状シール部材８９はこの実施例ではＯリン
グをしており、このＯリングはエンドキャップ側壁３７
の内面に形成した環状の溝９１に配置され、保持体４０
上に位置している。この実施例ではＯリングの外径は５
mmとしている。
の前方の液漏れ、即ち保持体側壁７６の外面７６ａとエ
ンドキャップの内面３７ａとの間の空隙を介して密閉室
へと液漏れするのを防止している。このシール構造３３
は環状シール部材８９とバックアップリング９０とを備
えている。環状シール部材８９はこの実施例ではＯリン
グをしており、このＯリングはエンドキャップ側壁３７
の内面に形成した環状の溝９１に配置され、保持体４０
上に位置している。この実施例ではＯリングの外径は５
mmとしている。
【００２５】図２、図４および図５において、バックア
ップリング９０は例えばナイロンのような剛性体より形
成した環状部材である。このバックアップリング９０は
その断面がほぼ三角形をした形状であり、開口９２を有
しており、その内径は保持体４０の外径に対応するもの
である。バックアップリング９０は環状の後部面９３と
前部面９４とを有し、前部面９４は開口９２の端部９５
から後部面９３の周辺端部９６へと傾斜している。更に
バックアップリングは保持体４０に取り付いており、保
持体の周辺の回りに延出し、且つその傾斜面が環状溝９
１の中に延びている。
ップリング９０は例えばナイロンのような剛性体より形
成した環状部材である。このバックアップリング９０は
その断面がほぼ三角形をした形状であり、開口９２を有
しており、その内径は保持体４０の外径に対応するもの
である。バックアップリング９０は環状の後部面９３と
前部面９４とを有し、前部面９４は開口９２の端部９５
から後部面９３の周辺端部９６へと傾斜している。更に
バックアップリングは保持体４０に取り付いており、保
持体の周辺の回りに延出し、且つその傾斜面が環状溝９
１の中に延びている。
【００２６】図２と図３に示す実施例において、四辺形
の環状溝９２は保持体側壁７６の外面７６ａと環状溝９
１の外壁１００との間の距離、即ち半径方向の長さ
「ａ］が５．５mmであり、対向して平行に突出した、溝
９１の端部壁９８および９９の距離「ｂ］がほぼ６mmで
ある。従って、軸方向の長さと深さがＯリングの径より
も大である。図３に示す通り、Ｏリング８９は環状のシ
ール容室よりも小さくて、保持体が軸方向に前方に移動
するとＯリングは溝９１内を遊動し、非回動型のシール
部材を回動型のシール部材に係合するように移動し、保
持体が後方に移動すると非回動型シール部材が回動型シ
ール部材から離れるように移動する。
の環状溝９２は保持体側壁７６の外面７６ａと環状溝９
１の外壁１００との間の距離、即ち半径方向の長さ
「ａ］が５．５mmであり、対向して平行に突出した、溝
９１の端部壁９８および９９の距離「ｂ］がほぼ６mmで
ある。従って、軸方向の長さと深さがＯリングの径より
も大である。図３に示す通り、Ｏリング８９は環状のシ
ール容室よりも小さくて、保持体が軸方向に前方に移動
するとＯリングは溝９１内を遊動し、非回動型のシール
部材を回動型のシール部材に係合するように移動し、保
持体が後方に移動すると非回動型シール部材が回動型シ
ール部材から離れるように移動する。
【００２７】図１〜図３において、液状冷媒が冷媒ユニ
オン１０を介して、回動型ドリルビットなどの軸１２に
よって回動される装置に供給されると、冷媒ユニオンの
流体入口４２が管体２８によって圧力下の液体冷媒源１
１に結合され、この冷媒は回動するユニオンを介して、
回動ユニオンが協働するところの装置に移送される。最
初は、バネによって非回動型シール部材３８が回動型シ
ール部材３６に対して非係合状態を維持している。この
ような状態において、Ｏリングシール８９とバックアッ
プリング９０は図３に示すように、いずれも互いに接触
した状態で、溝９１の端部壁９９から離れて位置してい
る。液状冷媒が入口に供給され通路４２に流れると、圧
力を受けた冷媒の一部は保持体４０の周辺端部に導入さ
れ、通路８５に入り、保持体４０に力を加える。液体冷
媒の流体圧力が圧縮バネの付勢力に勝るような充分なも
のとなると、保持体４０は冷媒の流動圧力によって作動
あるいは加圧の状態に移動される。即ち、図２の左側に
移動し、図６に示す通り非回動型シール部材３８を回動
型シール部材３６と係合するように移動する。作動中に
おいては、冷媒はエンドキャップ３０の通路４２を介し
て流れ、遊動型シール集成体３２の係合するシール部材
３６，３８を介し、更にスタブロータ１８の孔１７を介
して、冷媒が供給される回動型装置へと流れる。図７に
示す通り、保持体４０が運転中の係合位置に移動する
と、Ｏリング８９はバックアップリング９０の傾斜面９
４と係合するように移動し、図７のように環状溝９１の
端部壁９９と係合される。三角形のバックアップリング
９０は、断面円形のＯリング８９と、直角な関係にある
近傍壁部９９と、溝９１内の保持体側壁７６の外面７６
ａとで囲まれた隅部の空間を占めている。
オン１０を介して、回動型ドリルビットなどの軸１２に
よって回動される装置に供給されると、冷媒ユニオンの
流体入口４２が管体２８によって圧力下の液体冷媒源１
１に結合され、この冷媒は回動するユニオンを介して、
回動ユニオンが協働するところの装置に移送される。最
初は、バネによって非回動型シール部材３８が回動型シ
ール部材３６に対して非係合状態を維持している。この
ような状態において、Ｏリングシール８９とバックアッ
プリング９０は図３に示すように、いずれも互いに接触
した状態で、溝９１の端部壁９９から離れて位置してい
る。液状冷媒が入口に供給され通路４２に流れると、圧
力を受けた冷媒の一部は保持体４０の周辺端部に導入さ
れ、通路８５に入り、保持体４０に力を加える。液体冷
媒の流体圧力が圧縮バネの付勢力に勝るような充分なも
のとなると、保持体４０は冷媒の流動圧力によって作動
あるいは加圧の状態に移動される。即ち、図２の左側に
移動し、図６に示す通り非回動型シール部材３８を回動
型シール部材３６と係合するように移動する。作動中に
おいては、冷媒はエンドキャップ３０の通路４２を介し
て流れ、遊動型シール集成体３２の係合するシール部材
３６，３８を介し、更にスタブロータ１８の孔１７を介
して、冷媒が供給される回動型装置へと流れる。図７に
示す通り、保持体４０が運転中の係合位置に移動する
と、Ｏリング８９はバックアップリング９０の傾斜面９
４と係合するように移動し、図７のように環状溝９１の
端部壁９９と係合される。三角形のバックアップリング
９０は、断面円形のＯリング８９と、直角な関係にある
近傍壁部９９と、溝９１内の保持体側壁７６の外面７６
ａとで囲まれた隅部の空間を占めている。
【００２８】流体の圧力が冷媒ユニオン中において維持
される限り、非回動型シール部材３８は回動型シール部
材３６との係合関係を維持する。圧縮バネの力を克服す
るには不十分なほどの値にまで流体圧力が減衰すると、
保持体４０は圧縮バネの力で移動し、非回動型シール部
材３８が移動して回動型シール部材３６と非係合状態と
なり、冷媒ユニオンを加圧されない非作動状態に戻し、
図２の位置に戻る。Ｏリング８９は保持体４０によって
端部壁９８側へ、図３の位置へ戻される。
される限り、非回動型シール部材３８は回動型シール部
材３６との係合関係を維持する。圧縮バネの力を克服す
るには不十分なほどの値にまで流体圧力が減衰すると、
保持体４０は圧縮バネの力で移動し、非回動型シール部
材３８が移動して回動型シール部材３６と非係合状態と
なり、冷媒ユニオンを加圧されない非作動状態に戻し、
図２の位置に戻る。Ｏリング８９は保持体４０によって
端部壁９８側へ、図３の位置へ戻される。
【００２９】以上のように、本発明により、ハウジング
内の通路を軸方向に摺動するシール集成体の一部と、上
記シール集成体の部分が摺動する冷媒ユニオンのハウジ
ングの内壁との間において前方に漏れ出すのを防止でき
る。この密閉構造はハウジングの内壁に形成した環状溝
に位置したＯリングのシール部材と、保持体で保持され
且つ溝に突出したバックアップリングを備えている。Ｏ
リングは環状溝よりも小さく形成されている。バックア
ップリングは傾斜面を有しており、この傾斜面はＯリン
グと対面し、且つシール集成体の軸方向移動中にはＯリ
ングによって係止され、Ｏリングの移動を制限してい
る。Ｏリングの移動が制限される結果、シール体の摩耗
を最小限にとどめ、寿命を長くしている。
内の通路を軸方向に摺動するシール集成体の一部と、上
記シール集成体の部分が摺動する冷媒ユニオンのハウジ
ングの内壁との間において前方に漏れ出すのを防止でき
る。この密閉構造はハウジングの内壁に形成した環状溝
に位置したＯリングのシール部材と、保持体で保持され
且つ溝に突出したバックアップリングを備えている。Ｏ
リングは環状溝よりも小さく形成されている。バックア
ップリングは傾斜面を有しており、この傾斜面はＯリン
グと対面し、且つシール集成体の軸方向移動中にはＯリ
ングによって係止され、Ｏリングの移動を制限してい
る。Ｏリングの移動が制限される結果、シール体の摩耗
を最小限にとどめ、寿命を長くしている。
【００３０】加えて、環状シール部材若しくはＯリング
は密閉集成体の可動部の環状外面と密閉状態にて係合
し、ハウジングの内壁に設けた環状溝内にて遊動するよ
うに配置され形成されている。従って、スピンドルやシ
ャフトの熱膨張が回動型冷媒ユニオンの運転中に発生す
ると、この熱膨張は回動と非回動のシール面の間の開放
距離をあらかじめ設定する働きをする。このような状態
において、Ｏリングはシール集成体の可動部には決して
乗り上がることはないが、環状溝内にて摺動もしくは遊
動してスピンドル膨張に対して自動調整することがで
き、前記あらかじめ設定した開放距離を維持し、乾燥運
転中には接触を避けるようにしている。
は密閉集成体の可動部の環状外面と密閉状態にて係合
し、ハウジングの内壁に設けた環状溝内にて遊動するよ
うに配置され形成されている。従って、スピンドルやシ
ャフトの熱膨張が回動型冷媒ユニオンの運転中に発生す
ると、この熱膨張は回動と非回動のシール面の間の開放
距離をあらかじめ設定する働きをする。このような状態
において、Ｏリングはシール集成体の可動部には決して
乗り上がることはないが、環状溝内にて摺動もしくは遊
動してスピンドル膨張に対して自動調整することがで
き、前記あらかじめ設定した開放距離を維持し、乾燥運
転中には接触を避けるようにしている。
【００３１】以上、本発明の好ましい実施例について説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
く、種々の変更が可能である。例えば、前記実施例では
シール構造が流体結合装置、特に回動型の冷媒ユニオン
に適用するものとして説明したが、本発明のシール構造
はこれに限定されるものでは無く、相対的に可動関係に
ある２個の部材の間においてシール効果が要求されるそ
の他の装置や構造体にも適用できる。更に、前記実施例
では環状溝はハウジングの壁に形成されているが、この
溝は保持体の周辺面に形成し、ハウジングの内面をバッ
クアップ面としてこのバックアップ面がこの溝に突出し
てシール部材の動きを制御するようにすることも可能で
ある。
明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
く、種々の変更が可能である。例えば、前記実施例では
シール構造が流体結合装置、特に回動型の冷媒ユニオン
に適用するものとして説明したが、本発明のシール構造
はこれに限定されるものでは無く、相対的に可動関係に
ある２個の部材の間においてシール効果が要求されるそ
の他の装置や構造体にも適用できる。更に、前記実施例
では環状溝はハウジングの壁に形成されているが、この
溝は保持体の周辺面に形成し、ハウジングの内面をバッ
クアップ面としてこのバックアップ面がこの溝に突出し
てシール部材の動きを制御するようにすることも可能で
ある。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、この
発明の改良されたシール機構は前記した種々の発明の目
的を全て達成できるものであり、シール部材の摩耗を最
小限に押さえることができ、シール部材の寿命を長く維
持し、漏れをほぼ完全に防止できるシール機構を達成で
きるものである。
発明の改良されたシール機構は前記した種々の発明の目
的を全て達成できるものであり、シール部材の摩耗を最
小限に押さえることができ、シール部材の寿命を長く維
持し、漏れをほぼ完全に防止できるシール機構を達成で
きるものである。
【図１】本発明の一実施例による改良されたシール構造
を組み入れた回動型冷媒ユニオンの一部分解斜視図であ
り、冷媒ユニオンは装置の回動軸と作動結合するように
外部で支持されて冷媒源の出口と回動軸とを結合した状
態が図示されている。
を組み入れた回動型冷媒ユニオンの一部分解斜視図であ
り、冷媒ユニオンは装置の回動軸と作動結合するように
外部で支持されて冷媒源の出口と回動軸とを結合した状
態が図示されている。
【図２】本発明による回動型冷媒ユニオンの断面図であ
り、冷媒ユニオンが非作動であって加圧されていない状
態を示している。
り、冷媒ユニオンが非作動であって加圧されていない状
態を示している。
【図３】回動型冷媒ユニオンの図２の円で囲んだ部分の
拡大図であり、回動型冷媒ユニオンが非作動の加圧され
ない状態にあるときのＯリングシールとバックアップリ
ングとの関係を示す図である。
拡大図であり、回動型冷媒ユニオンが非作動の加圧され
ない状態にあるときのＯリングシールとバックアップリ
ングとの関係を示す図である。
【図４】本発明による回動型冷媒ユニオンのバックアッ
プリングの平面図である。
プリングの平面図である。
【図５】本発明による回動型冷媒ユニオンのバックアッ
プリングの側面図である。
プリングの側面図である。
【図６】図２と同様であるが、作動中で加圧状態の回動
型冷媒ユニオンの断面図である。
型冷媒ユニオンの断面図である。
【図７】図３と同様であるが、回動型冷媒ユニオンが作
動中であり加圧状態にあるときのＯリングシールとバッ
クアップリングとの関係を示す図である。
動中であり加圧状態にあるときのＯリングシールとバッ
クアップリングとの関係を示す図である。
１０ 回動型の冷媒ユニオン １１ 冷媒源 １２ 駆動軸 １３ スピンドルボックス １４ 支持板 １８ スタブロータ ２０ ユニオンアダプタ ２２ 把持体 ２７，５６ ねじ穴 ２８ 供給管体 ３０ エンドキャップ ３２ 遊動シール集成体 ３３ シール構造 ３４ ハウジング ３６ 回動型シール部材 ３８ 非回動型シール部材 ３５ 密閉容室 ４０ 保持体 ４２ 通路 ４４ 流体入口 ６４ キャビティ ６８ Ｏリング ８５ 環状通路 ８６ 圧縮バネ ８９ 環状シール部材 ９０ バックアップリング
Claims (15)
- 【請求項１】流体結合装置において、流体入口、流体出
口および上記流体入口と流体出口とを繋いでいる流体通
路を備えたハウジングと、 上記流体通路は上記ハウジングの内面を形成しており、 上記流体通路内に位置し、上記ハウジングの内面と係合
する外面を備えた円筒状のシール支持部材を有するシー
ル集成体と、 上記シール支持部材は上記流体通路内にて上記ハウジン
グの内面に沿って軸方向に摺動可能となっており、更に
上記支持部材と上記ハウジングの間おいて上記シール集
成体からの漏洩を防止するシール構造体とを有し、 上記シール構造体は、 (1) ハウジングの内面に環状溝を形成し、この環状溝に
配置された環状シール部材と、 上記環状シール部材は上記支持部材と係合しており、 上記流体通路の軸方向における上記環状溝の幅は上記環
状シール部材の外径よりも大として、上記流体通路内の
上記支持部材の軸方向の摺動に対応して上記環状シール
部材が上記環状溝内にて移動できるようになっており、
更に、 (2) 支持部材を囲む環状のバックアップリングとを備え
ており、 上記バックアップリングは上記環状溝に張り出して径方
向に突出した突起部を有し、 上記突起部は溝の隅に傾斜面を有しており、上記傾斜面
は上記シール部材と対向し、且つ上記シール集成体と上
記ハウジングとの間の相対的な軸方向の移動中において
上記シール部材によって係合されて、上記環状溝内での
上記シール部材の移動を制限するようにした流体結合装
置のシール機構。 - 【請求項２】 上記バックアップリングはその断面がほ
ぼ三角形である請求項１のシール機構。 - 【請求項３】 上記環状溝は平行で上記流体通路の軸方
向に互いに離れた第１と第２の側面を有し、上記環状シ
ール部材は、上記支持部材が第１の位置あってシール作
用をし第２の位置にあるときに遊動するとき、上記環状
シール部材が上記環状溝の一つの側面に係合してなる請
求項１のシール機構。 - 【請求項４】 上記バックアップリングは上記支持部材
に取り付ける為の中心開口を有しており、上記開口の内
径は上記支持部材の外径よりも大きく形成されていて上
記バックアップ部材が上記支持部材上に浮動できるよう
にしてなる請求項１のシール機構。 - 【請求項５】 上記環状シール部材はＯリングである請
求項１のシール機構。 - 【請求項６】 上記溝は断面が四辺形であり、上記シー
ル部材は断面が円形であり、この構成により上記溝とシ
ール部材との間の側部に空間を形成し、上記空間は、上
記支持部材が上記第２の位置にあるときに上記バックア
ップリングの上記突起部によってほぼ充填された状態と
なっている、請求項５に記載のシール機構。 - 【請求項７】 上記環状溝の幅と上記Ｏリングの外径と
の差がおよそ１mm程度とした請求項５に記載のシール機
構。 - 【請求項８】回動型ユニオンにおいて、流体入口、流体
出口および上記流体入口と流体出口とを繋いでいる流体
通路を備えたハウジングと、 上記流体通路は上記ハウジングの内面を形成しており、 回動型の装置と結合するようにしたロータと、 上記ロータは軸方向に延びた吐出口を有すると共に上記
ハウジングの上記流体出口と連通した状態にて上記吐出
口で保持されており、回動ユニオンを介して流れる流体
を上記回動型の装置に供給するように構成され、 上記流体通路に配置されて上記ハウジングの流体出口と
上記ロータの吐出口との間において回動状態のシールを
達成する回動型シール集成体と、 上記回動型シール集成体は上記ハウジングの内面と係合
する外面を有する円筒状のシール支持部材を備え、上記
支持部材は上記ハウジングの上記内面に沿って第１と第
２の位置の間を軸方向に摺動可能となっており、 更に、上記支持部材とハウジングの係合面の間の回動型
シール集成体の上記支持部材近傍の漏洩を防止するシー
ル構造体を有しており、 上記シール構造体は、 (1) 上記支持部材に取り付いていて上記ハウジングの内
壁に設けた環状溝に配置されている環状シール部材と、 上記流体通路の軸方向に形成された上記環状溝の深さと
幅は上記環状シール部材の外径よりも大きく形成され
て、上記支持部材が上記第１と第２の位置の間を移動さ
れるときに、上記流体通路内を上記支持部材が軸方向に
摺動するのに応答して、上記シール部材が上記溝内を移
動できるようにしてなり、更に (2) 上記支持部材に設けた環状のバックアップリングと
を有し、 上記バックアップリングは上記環状溝へと突出した半径
方向に張り出した突起部を備え、上記シール部材は、上
記第１の位置から第２の位置への駆動に応答して移動さ
れて上記突起部に係合され、これにより上記支持部材が
上記第２の位置に移動されると、上記環状溝内にて、上
記バックアップリングが上記シール部材の移動を規制す
るようにした回動型ユニオンのシール機構。 - 【請求項９】 上記バックアップリングはその断面がほ
ぼ三角形であり、上記半径方向に突出した突起部は上記
環状シール部材と係合できる傾斜面を形成してなる請求
項８のシール機構。 - 【請求項１０】 上記環状溝は上記流体通路の軸方向に
おいて離れた第１と第２の平行な側部を備え、上記支持
部材が上記第１の位置にあるときには上記シール部材は
上記環状溝の第１の側部と係合して両者の間をシール
し、上記支持部材が上記第２の位置にあるときには上記
溝内を遊動するようにしてなる、請求項８のシール機
構。 - 【請求項１１】 上記バックアップリングは上記支持部
材に取り付ける為の中心開口を有しており、上記開口の
径は上記支持部材の外径よりも大きく形成されて上記バ
ックアップ部材が上記支持部材の上を遊動できるように
してなる、請求項８のシール機構。 - 【請求項１２】 上記シール部材はＯリングである請求
項８のシール機構。 - 【請求項１３】 上記溝は断面が四辺形であり、上記シ
ール部材は断面が円形であり、この構成により上記溝と
シール部材との間の側部近傍に空間を形成し、上記空間
は、上記支持部材が上記第２の位置にあるときに上記バ
ックアップリングの上記突起部によってほぼ充填された
状態となっている、請求項１２に記載のシール機構。 - 【請求項１４】 上記環状溝の幅と上記Ｏリングの外径
との差がおよそ１mm程度とした請求項１２に記載のシー
ル機構。 - 【請求項１５】回動型ユニオンにおいて、流体入口容室
を備えたハウジングと、 回動型の装置と結合して回動するユニオンを介して液体
を上記回動型の装置に供給するロータと、 上記ロータは軸方向に延びた吐出通路を有しており、更
に、 上記流体入口容室と上記吐出通路との間に回動型のシー
ルを形成するシール手段とを有し、 上記シール手段は回動型シール部材と、非回動型シール
部材と支持部材とを備え、上記回動型シール部材は上記
ロータに取り付いてロータと共に回動し、且つ上記回動
型シール部材はシール面を備え、 上記非回動型シール部材は入口容室に位置して上記回動
型シール部材の上記シール面と対向するシール面を備
え、 上記支持部材は、上記ハウジングの入口容室内を軸方向
に第１の位置と第２の位置との間を移動できるように上
記非回動型シール部材を支持し、 上記第１の位置は上記非回動型シール部材のシール面が
上記回動が他シール部材の回動面から離れた位置であ
り、上記第２の位置は上記非回動型シール部材のシール
面が上記回動型シール部材のシール面と係合する位置で
あり、更に、 上記ハウジングの内面と上記支持部材との間の空隙を介
して漏洩が生じるのを防止するシール構造体とを備え、 上記シール構造体は、 (1) 上記ハウジングの上記内壁に設けた溝に位置した環
状シール部材と、 上記流体通路の軸方向に形成された上記溝の幅は上記シ
ール部材の外径よりの大きく形成されていて、上記支持
部材が上記第１と第２の位置の間を駆動されると上記支
持部材が上記流体通路内を移動しその移動に応答して、
上記シール部材が上記溝内を移動できるようにし、 更に、 (2) 上記支持部材を囲むようにした環状のバックアップ
リングとを有しており、上記バックアップリングは上記
溝に突出し且つ上記溝の角部に傾斜面を形成し半径方向
に突出した突起部を備え、 上記シール部材は、上記第１の位置から上記第２の位置
への上記支持部材の移動に応答して、上記傾斜面と係合
するように移動され、これによって、上記支持部材が上
記第２の位置に移動されると上記バックアップリングは
上記溝内の上記シール部材の移動を規制するようにし
た、回動型ユニオンのシール機構。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/390,490 | 1995-02-17 | ||
| US08/390,490 US5617879A (en) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | Sealing arrangement for a coolant union having a floating seal assembly |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08247361A true JPH08247361A (ja) | 1996-09-27 |
| JP3311919B2 JP3311919B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=23542673
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP01964996A Expired - Lifetime JP3311919B2 (ja) | 1995-02-17 | 1996-02-06 | 流体結合装置のシール機構 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5617879A (ja) |
| JP (1) | JP3311919B2 (ja) |
| DE (1) | DE19600664B4 (ja) |
| GB (1) | GB2298009B (ja) |
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| GB9525913D0 (en) | 1996-02-21 |
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