特許 7319258 多通路回転継手

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-24

(45)【発行日】2023-08-01

(54)【発明の名称】多通路回転継手

(51)【国際特許分類】

   F16L 27/087 20060101AFI20230725BHJP

【ＦＩ】

F16L27/087

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020520012

(86)(22)【出願日】2018-10-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-12-17

(86)【国際出願番号】 US2018054538

(87)【国際公開番号】W WO2019074781

(87)【国際公開日】2019-04-18

【審査請求日】2021-09-10

(31)【優先権主張番号】62/569,913

(32)【優先日】2017-10-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】596016627

【氏名又は名称】デューブリン カンパニー、エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100080791

【弁理士】

【氏名又は名称】高島 一

(74)【代理人】

【識別番号】100136629

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 光宜

(74)【代理人】

【識別番号】100125070

【弁理士】

【氏名又は名称】土井 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100121212

【弁理士】

【氏名又は名称】田村 弥栄子

(74)【代理人】

【識別番号】100174296

【弁理士】

【氏名又は名称】當麻 博文

(74)【代理人】

【識別番号】100137729

【弁理士】

【氏名又は名称】赤井 厚子

(74)【代理人】

【識別番号】100151301

【弁理士】

【氏名又は名称】戸崎 富哉

(74)【代理人】

【識別番号】100170184

【弁理士】

【氏名又は名称】北脇 大

(72)【発明者】

【氏名】ペトロウ、アントン エー．

(72)【発明者】

【氏名】フリード、リサ

【審査官】渡邉 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０９７７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－００７２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６９７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００６／０８０２８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－２１１５９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｌ ２７／０８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転継手であって、当該回転継手は：
ハウジングを有し、該ハウジングは、前記ハウジングの本体を通って延びる円柱状ボアを有し、該円柱状ボアは、実質的に直線状であり；
前記円柱状ボアに回転可能に取り付けられたシャフトを有し、該シャフトは、前記ボアの中心線に沿って延びる長手方向軸線を有し；
前記シャフト上に取り付けられた複数の環状プレートを有し、該複数の環状プレートは、前記長手方向軸線に沿って規則的な間隔で互いに離間しており、前記の複数の環状プレートはそれぞれ、前記ボア内を前記シャフトから半径方向距離だけ延びており、かつ、それを通って延びる半径方向通路を有し、前記の複数の環状プレートは、前記シャフトと回転するように回転可能かつ封止可能に係合されており；
前記の複数の環状プレートの間に交互に配置された複数のスプールを有し、前記の複数のスプールは、前記円柱状ボアに封止可能に係合しており、かつ、前記シャフトとともに回転しないように前記ハウジングと回転可能に係合されており、前記の複数のスプールはそれぞれ、前記の複数の環状プレートのうちの２つの隣接する環状プレートの間に配置されており、前記の複数のスプールはそれぞれ：
半径方向に延びる壁部を有し、該半径方向に延びる壁部は、それを通って半径方向に延びる流体通路を有し；かつ、
２つの封止リングを有し、該２つの封止リングは、前記長手方向軸線に沿ってスライド可能に配置されており、かつ、相対する方向に付勢されており、前記の２つの封止リングが、前記シャフトが回転するときに、前記の２つの隣接する環状プレートの側面に対してスライドするようになっており；
前記シャフト、前記の複数の環状プレートおよび前記の複数のスプールは、積み重ねられた配置構成にて組み立てられるように構成されており、該積み重ねられた配置構成は、前記ハウジングの前記円柱状ボアの中に全体が挿入可能であり、
当該回転継手は、前記シャフトの自由端部上にネジ山で係合したナットをさらに有し、該ナットは、前記の積み重ねられた配置構成上に軸線方向の力を加える、
前記回転継手。

【請求項2】

多通路回転継手であって、当該多通路回転継手は：
一体的な本体を含むハウジングを有し、該一体的な本体は、２つのボア開口部の間をそれを通って延びるボアを有し、前記ハウジングは複数の流体出口開口部を含んでおり、該複数の流体出口開口部は、前記ボアの中心線に沿って異なる軸線方向位置に配置されており、かつ、前記ボアから前記ハウジングを通って延びており；
前記の２つのボア開口部のそれぞれに配置されたベアリングを有し；
前記ボアを通って延びるシャフトを有し、該シャフトは前記ベアリングを介して前記ボアに回転可能に取り付けられており、前記シャフトはそれを通る複数の流体通路を形成しており、該複数の流体通路はそれぞれ、前記ボアの端面上の軸線方向開口部から、前記シャフトの長手方向軸線に沿って軸線方向距離に配置された半径方向開口部へと延びており、前記の複数の通路のそれぞれの前記軸線方向開口部および前記半径方向開口部は、媒体チャンネルを介して流体的に接続されており、該媒体チャンネルは、前記シャフト内を延びており、かつ、前記シャフトの中心線に対してオフセットされた半径方向距離において前記長手方向軸線に対して平行であり、前記シャフトの前記中心線は、前記シャフトが前記ボアに配置されているとき、前記ボアの前記中心線と一致しており；
前記の複数の流体通路は、以下の項目を少なくとも含んでおり、該項目は：
第１の媒体チャンネルによって第１の半径方向開口部に接続された第１の軸線方向開口部を有する第１の通路であり；
第２の媒体チャンネルによって第２の半径方向開口部に接続された第２の軸線方向開口部を有する第２の通路であり；かつ、
第３の媒体チャンネルによって第３の半径方向開口部に接続された第３の軸線方向開口部を有する第３の通路であり、前記の第３の半径方向開口部は、前記シャフトの前記中心線に沿う軸線方向位置に対して前記の第１および第２の半径方向開口部の間に配置されており；
前記の第１の半径方向開口部を含む前記シャフトの軸線方向位置の周りに封止可能に係合された第１の環状プレートを有し、該第１の環状プレートは、それを通って延びる半径方向通路を有し、該半径方向通路は、前記シャフトの前記の第１の半径方向開口部および前記ハウジングの対応する第１の流体出口開口部と軸線方向に位置合わせされており、かつ、前記シャフトの前記の第１の半径方向開口部および前記ハウジングの対応する第１の流体出口開口部と流体連通しており；
前記の第２の半径方向開口部を含む前記シャフトの軸線方向位置の周りに封止可能に係合された第２の環状プレートを有し、該第２の環状プレートは、それを通って延びる半径方向通路を有し、該半径方向通路は、前記シャフトの前記の第２の半径方向開口部および前記ハウジングの対応する第２の流体出口開口部と軸線方向に位置合わせされており、かつ、前記シャフトの前記の第２の半径方向開口部および前記ハウジングの対応する第２の流体出口開口部と流体連通しており；かつ、
前記の第１および第２の環状プレートの間にある前記シャフトの軸線方向位置の周りに封止可能に係合されたスプールを有し、該スプールは、それを通って延びる半径方向通路を含んでおり、該半径方向通路は、前記シャフトの前記の第３の半径方向開口部および前記ハウジングの対応する第３の流体出口開口部と軸線方向に位置合わせされており、かつ、前記シャフトの前記の第３の半径方向開口部および前記ハウジングの対応する第３の流体出口開口部と流体連通しており、前記スプールはさらに：
前記スプール上に軸線方向にスライド可能かつ封止可能に配置された第１の封止リングを有し、該第１の封止リングは、前記の第１の環状プレートの環状面に封止可能に係合して、スライドする機械的な端面シールを形成し；かつ、
前記スプール上に前記軸線方向にスライド可能かつ封止可能に配置された第２の封止リングを有し、該第２の封止リングは、前記の第２の環状プレートの環状面に封止可能に係合して、スライドする機械的な端面シールを形成し、
当該多通路回転継手は、前記シャフトの前記の第１、第２および第３の軸線方向開口部と反対側の前記シャフトの自由端部上にネジ山で係合したナットをさらに有し、該ナットは、軸線方向の力を加えて、前記の第１の環状プレート、前記スプールおよび前記の第２の環状プレートを前記中心線に沿って一緒に押し進める、
前記多通路回転継手。

【請求項3】

多通路回転継手を組み立てるための方法であって、当該方法は：
自由端部およびフランジ端部を有するシャフト、複数の環状プレートならびに複数のスプールを提供することを有し、前記シャフトは、前記の複数の環状プレートおよびスプールを含むセグメントにわたって均一な外径を有し；
前記の複数の環状プレートのうちの１つ、および、前記の複数のスプールのうちの１つを、交互に前記自由端部から前記シャフト上に挿入して積み重ねを作成することを有し；
前記積み重ねを、ファスナーを用いて前記シャフト上に固定することを有し；かつ、
前記積み重ねをハウジングのボアの中に挿入することを有する、
前記方法。

【請求項4】

前記の複数の環状プレートを前記シャフトと封止可能かつ回転可能に係合させることをさらに有する、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記の複数のスプールを前記ハウジングと封止可能かつ回転可能に係合させることをさらに有する、請求項３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
本開示は、２０１７年１０月９日付けで出願され、かつ、この参照によってその全体が本明細書に組み込まれる、仮米国特許出願シリアルＮｏ．６２／５６９，９１３号の利益を主張する。

【0002】

開示の分野
本開示は回転継手（ｒｏｔａｒｙ ｕｎｉｏｎ）に関し、かつ、いっそう具体的には多数の通路を有する回転継手に関する。

【背景技術】

【0003】

開示の背景
本開示は回転継手に関し、かつ、いっそう具体的には多数の通路を有する回転継手に関する。多数の通路を有する回転継手は、回転する機械コンポーネントと回転しない機械コンポーネントとの間に、封止された、または、封止可能な流体通路を作り出すことが知られている。それらの複雑さに起因して、多通路（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｐａｓｓａｇｅ）回転継手はしばしば、磨滅に起因して漏洩する傾向にあるか、または、デバイスの不完全もしくは不正確な組立に起因して漏洩する傾向にある場合もある。さらに、かかる継手を保守点検することと関連付けられる、複雑な組立または解体プロセスは、時間がかかり、かつ、高価な仕事を提起する。

【発明の概要】

【0004】

開示の簡略な概要
本開示は回転継手に関し、当該回転継手は、それと関連付けられた多数の流体通路を有する。本開示による多通路回転継手では、ハウジングが、当該継手のモジュール組立を可能にする略直線状のボア（内腔）を形成し、このことは、既知の回転継手構成に対する改善である。さらに、本開示による回転継手は、先行して提案された設計に対して、改善された封止およびインターフェースポイントを提供する。

【0005】

１つの態様では、本開示には回転継手が記載されている。当該回転継手はハウジングを含んでおり、該ハウジングは、ハウジングの本体を通って延びる円柱状ボアを有し、該円柱状ボアは実質的に直線状である。当該回転継手はさらに、円柱状ボアに回転可能に取り付けられたシャフトを含んでおり、該シャフトは、該ボアの中心線に沿って延びる長手方向軸線を有する。シャフト上には複数の環状プレートが取り付けられており、該複数の環状プレートは、長手方向軸線に沿って規則的な間隔で互いに離間しており、該複数の環状プレートはそれぞれ、ボアの中をシャフトから半径方向距離だけ延びており、かつ、それを通って延びる半径方向通路を有し、該複数の環状プレートは、シャフトとともに回転するように回転可能かつ封止可能に係合されている。複数の環状プレートの間には、複数のスプールが交互に配置されている。複数のスプールは、円柱状ボアに封止可能に係合し、かつ、ハウジングとともに軸線方向に拘束されており、シャフトとともに回転しないようになっている。多数のスプールはそれぞれ、複数の環状プレートのうちの２つの隣接する環状プレートの間に配置されており、かつ、半径方向に延びる壁部を含んでおり、該壁部はそれを通って半径方向に延びる流体通路を有する。２つの封止リングが、長手方向軸線に沿ってスライド可能に配置されており、かつ、相反する方向に付勢されて（ｂｉａｓｅｄ）、シャフトが回転しているときに、２つの封止リングが２つの隣接する環状プレートの側面に対してスライドするようになっている。シャフト、複数の環状プレートおよび複数のスプールは、積み重ねられた（ｓｔａｃｋｅｄ）配置構成にて組み立てられるように構成されており、該積み重ねられた配置構成は、ハウジングの円柱状ボアの中に全体が挿入可能である。

【0006】

別の態様では、本開示には多通路回転継手が記載されている。当該多通路回転継手は、一体化した本体を含むハウジングを含んでおり、該一体化した本体は、それを通って２つのボア開口部の間を延びるボアを有する。ハウジングは複数の流体出口開口部を含んでおり、該複数の流体出口開口部は、ボアの中心線に沿って異なる軸線方向位置に配置されており、かつ、ハウジングを通ってボアから延びており、かつ、ハウジングは、２つのボア開口部のそれぞれに配置されたベアリングを含んでいる。ボアを通ってシャフトが延びており、かつ、ベアリングを介してボアに回転可能に取り付けられている。シャフトはそれを通る複数の流体通路を形成しており、該複数の流体通路はそれぞれ、ボアの端面上の軸線方向開口部から、シャフトの長手方向軸線に沿って軸線方向距離にて配置された半径方向開口部へと延びている。複数の通路のそれぞれの軸線方向開口部および半径方向開口部は、媒体チャンネルを介して流体的に接続されており、該媒体チャンネルは、シャフトの中を延びており、かつ、シャフトの中心線（シャフトがボアの中に配置されているときには、ボアの中心線と一致する）に対してオフセットされた半径方向距離にて、長手方向軸線に対して平行である。複数の流体通路は、第１の通路、第２の通路および第３の通路を少なくとも含んでおり、第１の通路は、第１の媒体チャンネルによって第１の半径方向開口部に接続された第１の軸線方向開口部を有し、第２の通路は、第２の媒体チャンネルによって第２の半径方向開口部に接続された第２の軸線方向開口部を有し、第３の通路は、第３の媒体チャンネルによって第３の半径方向開口部に接続された第３の軸線方向開口部を有し、第３の半径方向開口部は、シャフトの中心線に沿った軸線方向位置に対して第１および第２の半径方向開口部の間に配置されている。

【0007】

１つの実施形態では、第１の環状プレートが、第１の半径方向開口部を含むシャフトの軸線方向位置の周りに封止可能に係合されている。第１の環状プレートは、それを通って延びる半径方向通路を有し、該半径方向通路は、シャフトの第１の半径方向開口部およびハウジングの対応する第１の流体出口開口部と軸線方向に位置合わせされており、かつ、それらと流体連通している。第２の環状プレートが、第２の半径方向開口部を含むシャフトの軸線方向位置の周りに封止可能に係合されている。第２の環状プレートは、それを通って延びる半径方向通路を有し、該半径方向通路は、シャフトの第２の半径方向開口部およびハウジングの対応する第２の流体出口開口部と軸線方向に位置合わせされており、かつ、それらと流体連通している。スプールが、第１および第２の環状プレートの間にあるシャフトの軸線方向位置の周りに封止可能に係合されている。スプールは、それを通って延びる半径方向通路を含んでおり、該半径方向通路は、シャフトの第３の半径方向開口部およびハウジングの対応する第３の流体出口開口部と軸線方向に位置合わせされており、かつ、それらと流体連通している。スプールはさらに、スプール上に軸線方向にスライド可能かつ封止可能に配置された第１の封止リングを含んでいる。第１の封止リングは、第１の環状プレートの環状面に係合して、スライドする機械的な端面シール（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｆａｃｅ ｓｅａｌ）を形成する。スプールはさらに、スプール上に軸線方向にスライド可能かつ封止可能に配置された第２の封止リングを含んでいる。第２の封止リングは、第２の環状プレートの環状面に係合して、スライドする機械的な端面シールを形成する。

【0008】

さらに別の態様では、本開示には多通路回転継手を組み立てるための方法が記載されている。当該方法は、自由端部およびフランジ付き端部を有するシャフト、複数の環状プレートならびに複数のスプールを提供することを含んでいる。複数の環状プレートのうちの１つと複数のスプールのうちの１つが、交互に自由端部からシャフト上に挿入されて積み重ねを作り出す。積み重ねは、ファスナーを用いてシャフト上に固定され、かつ、ハウジングのボアの中へと挿入される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

図面のいくつかの図の簡単な説明

【0010】

【図1】図１は、本開示による多通路回転継手の、斜め前方からの外観図である。

【図2】図２は、本開示による多通路回転継手の、斜め後方からの外観図である。

【図3】図３は、図１および２に示されている多通路回転継手の断面図である。

【図4】図４および図５は、図３の断面図の拡大された詳細である。

【図5】図４および図５は、図３の断面図の拡大された詳細である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図面の詳細な説明
図１および２にはそれぞれ、回転継手１００の、斜め前方および斜め後方からの外観図が示されている。図示されている実施形態における回転継手１００は８つの流体通路を含んでいるが、そのモジュール構成は、８つより少ない、または、８つより多い通路を有する回転継手に適合することが把握されるべきである。図示されているように、回転継手１００はハウジング１０２を含んでおり、該ハウジング１０２はローターシャフト１０４を包囲しているが、このことは図３の断面図において見られ得る。ローターシャフト１０４は、回転継手１００を通って延びる種々の流体通路についての流体界面を提供するフランジ１０６に接続されている。これらの流体通路は、以下でさらに詳細に記載されるように、当該継手を通って延びており、かつ、回転可能なローターシャフト１０４とハウジング１０２との間に取り付けられたコンポーネントのスライドする界面に沿って形成されたスライドする機械的な端面シールの使用によって、互いから、および、環境から流体的に隔離されている。

【0012】

図示されている実施形態では、フランジ１０６は、フランジ１０６の背面１１２上に、回転軸線１１０の周りに配置された１つ以上の回転する流体ポート１０８（８つが示されている）を含んでいる。配置構成は、対称または非対称であり得る。フランジ１０６の形状は、回転する機械コンポーネント（図示せず）への接続のために構成された円形を有する平坦なプレートとして示されている。フランジ１０６は、種々の機械への継手１００の接続を容易にする位置に配置される種々のその他の通路と流体ポートとを含む順応性または機会を提供する。例えば、図３に示されているように、それぞれの回転する流体ポート１０８はまた、回転する流体ポート１０８に対して半径方向外側に配置された、半径方向に延びる通路１１４および追加の軸線方向に延びるポート１１６に、または、接続通路１１８（これもまた、軸線１１０に対して半径方向に延びている）を介してフランジ１０６の外周に沿って配置された半径方向向き流体ポート１２０に接続され得る。これらの配置構成およびその他の配置構成は、継手１００への回転する機械コンポーネントの順応性があり、かつ、便宜な接続を可能にする。例えば半径方向シール（図示せず）または任意のその他のタイプのシールもしくはガスケットを収容する封止溝１２２もまた、フランジ１０６の背面において平面１１２に組み込まれ得、回転する機械コンポーネント（図示せず）にフランジ（したがって、継手１００）を取り付けるための取り付け穴１２４も同様である。

【0013】

ここで図３の断面ならびに図４および図５の拡大された詳細を見ると、回転する流体ポート１０８はそれぞれ、複数の媒体チャンネル１２６のうちの１つに流体的に接続されているか、または、複数の媒体チャンネル１２６のうちの１つに対して開いている。媒体チャンネル１２６は、ローターシャフト１０４の本体に沿って内側に延びている。図３の図では２つの媒体チャンネル１２６が示されているが、複数の媒体チャンネル１２６（この場合、８つ）がローターシャフト１０４を通って延びているが、図３においてとった断面では２つのみが視認可能であることが把握されるべきである。各媒体チャンネル１２６は概して直線状であり、かつ、ガンドリル加工操作またはローターシャフト１０４に適用されるその他の形成操作によって形成されている。所定の媒体メディア１２６が接続される特定の出口ポートに基づいて、チャンネルの長さ（言い換えれば、フランジ１０６の端面１１２に対するローターシャフト１０４の中へのチャンネルの深さ）は異なるであろう。さらに、各媒体チャンネル１２６は軸線１１０に対して平行であるが、そこからオフセットされた半径方向距離にて延びており、多数の媒体チャンネルがローターシャフト１０４の任意の円形断面の周りに形成され、かつ、隣接する媒体チャンネル１２６に対して平行に延び得るようになっている。１つの実施形態では、複数の媒体チャンネル１２６は、軸線１００の周りに配置されている。

【0014】

各媒体チャンネル１２６は交差通路１２８に接続されており、該交差通路１２８は、軸線１１０に対して半径方向外側に延びており、かつ、ローターシャフト１０４の長さに沿った特定の軸線方向位置Ｌにて各々の媒体チャンネル１２６をローターシャフト１０４の外面１３０と流体的に接続している。複数の媒体チャンネル１２６のそれぞれについて異なる長さＬは、対応する分配チャンネル１３２が形成されている、ハウジング１０２に沿った対応する軸線方向位置と位置が合うように構成されている。図示されている実施形態では、各媒体チャンネル１２６および各々の長さＬにおけるその各々の交差通路１２８に対応する、１つの分配チャンネル１３２が存在している。

【0015】

各分配チャンネル１３２は、ハウジング１０２の内側ボア面１３４に沿って形成されている。ハウジング１０２は、外周面１３６と、ハウジング１０２に沿って中心方向に延びる階段状ボア１３８とを含む、略円筒形状を有する。各分配チャンネル１３２は、複数の交差通路１２８のうちの対応する１つと軸線方向に位置合わせされており、かつ、ハウジング１０２に対するローターシャフト１０４の角度配向に関わらず各々の交差通路１２８から流体を受け取り、または、各々の交差通路１２８へと流体を提供するように構成されている。

【0016】

説明のために、図３に示されている特定の分配チャンネル１３２に関して、ハウジング１０２は接続通路１４０を形成しており、該接続通路１４０は、階段状ボア１３８のセグメントの内側ボア面１３４と外周面１３６との間を、ハウジング１０２を通って半径方向に延びている。プラグ１４２が接続通路１４０の半径方向外側端部を流体的に閉じており、かつ、ハウジング１０２に形成され、かつ、軸線１１０に対して平行に延びている軸線方向通路１４４が、各接続通路１４０をハウジング１０２の外面１４８に形成された端部ポート１４６と接続している。図示されているように、端部ポート１４６はプラグ１５０を含んでいる。回転しない流体ポート１５２が半径方向通路１５３の自由端部に形成されており、該半径方向通路１５３は、ハウジング１０２に形成されており、各々の軸線方向通路１４４と回転しない流体ポート１５２との間を半径方向に延びており、かつ、回転しない流体ポート１５２を対応する分配チャンネル１３２と流体的に接続している。図示されている実施形態では、８つのかかる構造および通路のセットがハウジングに形成されており、それぞれが、８つの分配チャンネル１３２のうちの１つを、対応する１つの回転しない流体ポート１５２と接続している。この配置構成では、継手１００の回転しない流体接続部はすべて、ハウジング１０２の周囲の周りの角度方向に離間した位置におけるハウジングの端部の周りの位置にて作られ得る。

【0017】

ハウジング１０２およびローターシャフト１０４を取り付けるために、ハウジング１０２の内側端部には、ハウジング１０２に形成された開口部１５８にネジ山で係合するファスナー１５６によってアダプターリング１５４が接続されている。ファスナー１５６は、フランジ１０６に形成された開口部１６０を通してアクセスされ得る。アダプターリング１５４は、ハウジング１０２に回転的に係合しており、かつ、ローターシャフト１０４とハウジング１０２との間に配置されたベアリング装置（ｂｅａｒｉｎｇ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）１６４の軌道輪に隣接するレッジ（ｌｅｄｇｅ）１６２を含んでいる。位置合わせピン１６５もまた配置されて、組立および作動の最中にアダプターリング１５４をハウジング１０２とともに回転的に配向し、かつ、アダプターリング１５４をハウジング１０２と係合させてもよい。ハウジング１０２の外側端部においては、第２のベアリング装置１６６が、ローターシャフト１０４の自由端部をハウジング１０２の自由または外側端部と回転可能に接続している。

【0018】

作動の最中、液体または気体のような流体が、継手１００を通って定められた流体通路を通って、１つの回転する流体ポート１０８（または、先行して記載されたような、それと関連付けられた回転するポートのうちの１つ）と対応する１つの回転しない流体ポート１５２のそれぞれの対応するペアの間に、封止された様式で提供され得る。かかる流体通路は、その他の同様の流体通路（継手１００を通って定められており、かつ、回転する流体ポート１０８および回転しない流体ポート１５２の残りのペアのうちのいずれか１つに接続している）から流体的に分離している。各流体通路は、継手１００の種々の構造物に形成された流体導管を含んでおり、また、流体通路を隣接する流体通路および環境から隔離する、スライドする機械的な端面シールも含んでいる。

【0019】

図示されている実施形態では、継手１００を通って複数の流体通路が定められていてもよい。複数のかかる流体通路のうちの１つが、図３の断面に見られ得る。流体通路は、回転する流体ポート１０８、媒体チャンネル１２６、交差通路１２８、分配チャンネル１３２、接続通路１４０、軸線方向通路１４４、半径方向通路１５３および回転しない流体ポート１５２を順不同で含むように定められている。この流体通路を通り、かつ、継手１００を通って定められたその他の同様の流体通路を通る流体の流れは、いずれの方向でもあり得る（すなわち、回転する流体ポート１０８から回転しないポート２５２へと向かうか、または、その逆）。

【0020】

各通路に沿ってスライドするシールを提供するために、継手１００は、０～１のバランス比（ｂａｌａｎｃｅ ｒａｔｉｏ）を有する、スライドするリングシールを利用する。本明細書で用いられるとき、バランス比は、機械的な端面シールを結び付け、かつ、作り出すのに用いられる封止リングの正味の閉じている液圧的表面積と正味の開いている液圧的表面積との間の比である。図３に示されているように、継手１００は、ローターシャフト１０４に沿って配置された４つの封止リングアセンブリー１６８を含んでいる。図４の拡大された詳細図には、リングアセンブリー１６８の詳細図が示されている。この図を参照すると、各リングアセンブリー１６８は支持スプール１７０を含んでおり、該支持スプール１７０は、２つの封止リング支持体１７２を取り付け、かつ、支持し、各封止リング支持体１７２は、図示されているように「Ｌ」形の断面を有する。封止リング支持体１７２は、付勢された様式で支持スプール１７０上にスライド可能かつ封止可能に支持されている。図示されているように、各封止リング支持体１７２とスプール１７０との間にはバネ１７４が配置されており、バネ１７４が封止リング支持体１７２を軸線方向に押して、スプール１７０から離すように配向されている。２つの封止リング支持体１７２がスプール１７０の両方の軸線方向側に接続されているときには、したがって、２つのリングは離れるように促される。

【0021】

各封止リング支持体１７２は、それに取り付けられた回転しない封止リング１７６を含んでいる。回転しない封止リング１７６はそれぞれ、回転する封止リング１７８にスライド可能かつ封止可能に接触して、それとともに２つのリングの間の接触界面に沿って機械的な端面シールを形成する。回転する封止リング１７８は環状プレート１８０上に取り付けられており、該環状プレート１８０は、ローターシャフト１０４の周りに配置されており、かつ、それと回転可能に係合されており、環状プレート１８０（したがって、その上に配置された回転する封止リング１７８）が一緒に回転するようになっている。図４に見られ、かつ、図３にも見られ得るように、図示されている実施形態については、ハウジング１０２の内側ボア面１３４に沿って形成された分配チャンネル１３２と軸線方向に一致する規則的な間隔でローターシャフト１０４に接続された５つの環状プレート１８０が存在している。各環状プレート１８０は任意選択的には、ローターシャフトに沿った遠位端部位置に配置されたプレートを除いて、環状プレート１８０の両方の軸線方向端部上に配置された２つの回転する封止リング１７８を含んでいる。最も外側の媒体チャンネル１２６について図３の右側に見られ得るように、プレートに形成された穴、開口部またはチャンネルであり得る半径方向通路１８２が、プレートの半径方向内側部分および外側部分に接続しており、かつ、特定の交差通路１２８とローターシャフト１０４に沿って軸線方向に位置合わせされている。

【0022】

ここで図４に戻ると、図面に示されているもののような特定の交差通路１２８は、スプール１７０の半径方向に延びる壁部１８６内に形成された半径方向通路１８４と、ローターシャフト１０４に沿って軸線方向に位置合わせされていることもまた、見られ得る。環状プレート１８０と同様に、内側スリーブ１７１（図４）が、環状プレート１８０と交互にローターシャフト１０４に沿って積み重ねられており、かつ、開口部を含んでおり、該開口部は、交差通路１２８、対応するスプール１７０の半径方向に延びる壁部１８６およびその中に形成された半径方向通路１８４、ならびに、ハウジング１０２の内側ボア面１３４に沿って形成された分配通路１３２と軸線方向に位置合わせされている。図３に示されているように一緒に見たとき、環状プレート１８０のローターシャフト１０４およびスプール１７０の半径方向に延びる壁部１８６に沿った軸線方向位置は、隣接する分配通路１３２について交互に配置されており、継手１００の端部を除いて、各環状プレート１８０が、２つの隣接する半径方向に延びる壁部１８６の間に配置されるようになっていることが見られ得る。同様に、半径方向に延びる壁部１８６はそれぞれ、２つの隣接する環状プレート１８０の間に配置されており、交互になっている環状プレート１８０および半径方向に延びる壁部１８６がそれぞれ、複数の分配チャンネル１３２のうちの１つと位置合わせされている。

【0023】

上記のように、各スプール１７０は、スプール１７０の両方の軸線方向端部上に配置された２つの封止リング支持体１７２を含んでおり、このことは、各封止リング支持体１７２、および、それによって運搬される回転しない封止リング１７６が、各環状プレート１８０によって軸線方向に対向するペアにて運搬される回転する封止リング１７８とスライド可能かつ封止可能に接続することを可能にする。スプール１７０およびプレート１８０の交互の位置決めは、各プレート１８０（継手の両方の軸線方向端部に配置されたプレートを除く）の両方の軸線方向側であって、各スプール１７０の両方の軸線方向端部上にも、スライドする機械的な端面シール１８８のペアを作り出す。図３を参照すると、継手１００は５つの環状プレート１８０の間に交互に配置された４つのスプール１７０を含んでいることが見られ得る。この配置構成では、継手１００は、ローターシャフト１０４に沿って９つの軸線方向に延びる封止されたセグメントを流体的に分離する、８つのスライドする機械的な端面シール界面１８８を含んでいる。図３に示されている継手１００の配向にて最も左側の封止されたセグメントが環境に開かれていることを考慮すると、８つの封止されたセグメントが後に残り、かつ、それぞれが、当該継手を通って延びるそれぞれの封止された流体通路に対応するように構成されている。図３の右側の遠位方向の封止されたセグメントもまた、ハウジング１０２のボア１３８を封止するキャップ１８９によって封止されていることが注目される。図示されている実施形態では、最も左側の封止されたセグメントは、機械的に取り囲まれて、その中を流れる任意の流体または潤滑剤を収集し、かつ、任意のかかる流体を、ハウジング１０２を通って延びる流出管（図示せず）へとルーティングする。

【0024】

回転する封止リング１７８と回転しない封止リング１７６との間のスライドする界面に沿って形成された機械的なシール１８８に加えて、継手１００はさらに静止シールを含んでおり、該静止シールは、ハウジング１０２の内側ボア面１３４およびローターシャフト１０４の外面１３０に対して流体的に封止して、上記のように、ローターシャフト１０４とボア１３８との間に定められた、封止された軸線方向チャンバーを分離する。図示されている実施形態では、これらの静止シールはそれぞれ、半径方向シールまたはＯリングによって形成されており、該半径方向シールまたはＯリングは、チャンネルに配置されており、かつ、両側に裏当てリングを有し、例えば高い流体圧の存在下での継手１００の作動中に、封止要素の回転または押し出し防止する。これらの静止シールは、各分配チャンネル１３２の両方の軸線方向側に配置されており、かつ、片側で内側ボア面１３４に封止可能に係合しており、かつ、各交差通路１２８の両方の軸線方向側でローターシャフト１０４の外面１３０にも封止可能に係合している。

【0025】

静止シールは、各スプール１７０および内側スリーブ１７１の内側半径方向端部ならびに外側半径方向端部に形成されたチャンネルに配置されている。いっそう具体的には、かつ、図４に示されているように、各スプール１７０は２つの外側チャンネルを含んでおり、該２つの外側チャンネルはそれぞれ、裏当てリング１９２によって両方の軸線方向側で包囲された外側シール１９０を含んでいる。裏当てリング１９２は、図示されている実施形態では略長方形の断面を有する。各内側スリーブ１７１はさらに２つの内側チャンネルを含んでおり、該２つの内側チャンネルはそれぞれ、２つの裏当てリング１９６によって包囲された内側シール１９４を含有している。裏当てリング１９６は略三角形の断面を有し、該略三角形の断面は、各々の封止チャンネルの両側で三角形の造作部に嵌合して係合し、かつ、各々のチャンネルにおける空間を満たして、高い流体圧力が存在するときに内側シール１９４の押し出しを回避する。この封止設計は有利であり、かつ、各内側シール１９４の周りの３つの分離した加圧領域の間の漏洩を回避する。さらに、各スプール１７０は２つの中間チャンネルを含んでおり、該２つの中間チャンネルはそれぞれ、両方の軸線方向側に裏当てリング２００を有する補助的なシール１９８を含んでいる。補助的なシール１９８は、作動中に移動することが可能とされるスプール１７０と封止リング支持体１７２との間に封止機能を封止可能かつスライド可能に提供するように配置されている。

【0026】

継手１００は有利なことに、先行して提案された多通路継手設計に伴う既知の困難および問題を回避する、モジュール組立および構成に適合する。例えば、多数の通路を有する既知の継手の組立は、反転した配向でのコンポーネントの据え付けを必要とし、封止リング、バネなどが継手の中への挿入の最中にずれてしまうようになっている。継手１００では、上記のようにすべての関連するコンポーネントを既にその上に組み立てられた状態で有するスプール１７０および内側スリーブ１７１は、環状プレートと交互にハウジングのボアの中に、または、ローターシャフトの周りに挿入されて、第１の組立ステップとして積み重ねを形成し得る。把握され得るように、半径方向の流体開口部を除いてリッジ、チャンネルまたはその他の造作部を含まないシャフトの滑らかな外面は、シャフトに沿ったコンポーネントのスライドを容易にして、所望の積み重ねが形成される。第２の組立ステップでは、その上で組み立てられた積み重ねを有するローターシャフトは、ハウジングのボアの中へと押されて、据え付けを完成させ得る。この配置構成はまた、保守点検または部品の取り換えのための継手の解体を容易にする。

【0027】

組み立てられた継手における内部コンポーネントの適切な位置決めを確実にするために、スプール１７０および内部スリーブ１７１は、所望の数のスプールが一緒に積み重ねられたときに、ローターシャフトに対するすべての内部コンポーネントの所望の軸線方向位置をもたらす軸線方向の長さを有するように構成されている。積み重ねられたコンポーネントを所定の位置で保持するために、かつ、積み重ねられたスプールアセンブリーおよびローターシャフト１０４に予め張力を加え、または、それらを予め歪ませるために、ナット２０２が、図５の拡大された詳細に示されているように、ローターシャフト１０４の自由端部に形成されたネジ２０４に係合する。ナット２０２の予め決められた、または、所望の締め付けが、記載された種々の積み重ねられた円筒形アセンブリーをローターシャフト１０４上に据え付け得、また、ローターシャフト１０４が引っ張られた状態であり、それに接続された周囲のコンポーネントが圧縮された状態になるような軸線方向の力を加えることによって、ローターシャフト１０４および内側スリーブ１７１に予めストレスを加え、または、それらを予め歪ませ得、封止コンポーネント上への流体圧力の循環的印加から生じるローターシャフト上への動的負荷が、コンポーネントの位置合わせに影響を与えず、かつ、アセンブリー全体の疲労度を減少させるようになっている。

【0028】

スプール１７０、および、それに接続されたコンポーネントを含む残りの積み重ねられたコンポーネントは、「浮揚する」ことが可能とされ、それらが、継手１００の組立が完成した後で、それらの各々の位置に収まり得るようになっている。止めネジ２０６がナット２０２とのネジ式の係合へと挿入されており、かつ、チャンネル２０８に隣接して、ナット２０２をローターシャフト１０４に回転可能に固定し、かつ、作動の最中のスプール１７０または内側スリーブ１７１の積み重ねの弛緩に抵抗する。代替的な実施形態では、止めネジ２０６は、ピン、キーなどを含む任意のその他の適切な反回転デバイスによって置き換えられ得る。ローターシャフト１０４がハウジング１０２の中に挿入されるとき、ベアリング２１０および２１２は、ハウジング１０２のボア１３８内でのローターシャフト１０４の回転を容易にする。ハウジング１０２に対するスプール１７０の回転を防止するために、スペーサー１５５および１６７が、最も外側のスプール１７０とハウジング１０２との間の図３に示されている位置にて、ハウジング１０２の両側に挿入されている。

【0029】

スペーサー１５５および１６７は、ハウジングおよびスプール１７０に嵌合して係合し得る、キー固定された（ｋｅｙｅｄ）配置構成を有し得る。図示されているように、ベアリング２１２の外側軌道輪と階段状ボア１３８の端部における段との間でスプール１７０に加えられる軸線方向の負荷、および、このように作り出された摩擦が、スプール１７０とハウジングとの間のキー固定された配置構成の必要性を伴わずに、ハウジング１０２に対するスプール１７０の回転を防止する。各スプール１７０はまた、スペーサー１５５および１６７ならびに隣接するスプールにも嵌合して係合する、キー固定された配置構成を有し、積み重ねられたスプール１７０ならびにスペーサー１５５および１６７の配置構成全体が、ハウジング１０２と回転可能に係合されるようになっている。特定の応用例では、ハウジング１０２、および、それと回転可能に接続されたコンポーネントは固定的であり得、シャフト１０４、および、それと回転可能に係合されたコンポーネントは回転し得ることが注目される。特定のその他の応用例（例えば、インデックステーブルまたはその他）では、シャフト１０４および関連するコンポーネントが固定的なままであってもよく、ハウジング１０２および関連するコンポーネントがシャフト１０４および関連するコンポーネントに対して、かつ、シャフト１０４および関連するコンポーネントの周りを回転するか、または、少なくともピボット回転する。

【0030】

継手１００が組み立てられたとき、補助的なシールを含む種々の内部コンポーネントの位置または最終的に据え付けられた位置は、視覚的に容易に確認され得ないことが把握され得る。１つの実施形態では、ハウジングが除去された状態で、内部構造は外側から封止されて、種々の内部封止コンポーネントが存在しており、適切に位置しており、かつ、適切に適合しているか否かを確証する急速漏洩試験が実行され得る。継手が完全に組み立てられた状態で、かつ、継手１００の種々の内部コンポーネントの適切な位置決めおよび機能を確認するために、圧力試験が実行されて、継手内の隣接する封止されたチャンバーの間の所望の流体漏洩（例えば、空気の）を確認し得る。かかる圧力試験は、空気圧および／または真空を加えること、ならびに、継手１００の回転するポートおよび／または回転しないポートの間の封止の程度をチェックすることによって自動的に実行され得る。

【0031】

刊行物、特許出願および特許を含む、本明細書で引用されたすべての文献は、各文献が個別かつ具体的に参照したことによって組み込まれることが示され、かつ、その全体が本明細書に記載されているのと同じ程度まで、参照したことによって本明細書に組み込まれる。

【0032】

本発明を説明する文脈（とりわけ、添付の請求の範囲の文脈）における用語「ａ（ある）」および「ａｎ（ある）」および「ｔｈｅ（その）」および「ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ（少なくとも１つの）」ならびに同様の指示対象の使用は、本明細書に別段の指示がないか、または、明らかに文脈に矛盾しない限り、単数および複数の両方を包含すると解釈されるべきである。１つ以上の項目の列挙が後に続く用語「ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ」の使用（例えば、「ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ Ａ ａｎｄ Ｂ（ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ）」は、本明細書に別段の指示がないか、または、明らかに文脈に矛盾しない限り、列挙された項目から選択される１つの項目（ＡもしくはＢ）または列挙された項目のうちの２つ以上の任意の組み合わせ（ＡおよびＢ）を意味すると解釈されるべきである。用語「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「持つ（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」は、別段の記載が無ければ、限定されない（ｏｐｅｎ―ｅｎｄｅｄ）用語（即ち、「含むが、それに限定されない」ということを意味する）として解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書に別段の指示がない限り、その範囲内に入る各個別の値を個別に言及する簡易な方法としての役目を持つことを単に意図しており、かつ、各個別の値は、それが個別に本明細書に記載されたかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載したすべての方法は、本明細書に別段の指示がないか、または、明らかに文脈に矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行され得る。本明細書で提供された、任意およびすべての例または例示的な言葉使い（例、「といったような（ｓｕｃｈ ａｓ）」の使用は、本発明をいっそう良好に明らかにすることを単に意図しており、別段の請求が無ければ、本発明の範囲を制限しない。本明細書中の言葉使いは、あらゆる非請求の要素が本発明の実施に不可欠であることを指示していると解釈されるべきではない。

【0033】

本発明者らが知っている、本発明を実施するための最良の態様を含めて、本発明の好ましい実施形態が本明細書に記載されている。それらの好ましい実施形態のバリエーションは、上記の説明を読んだ当業者に明らかとなるであろう。本発明者らは、当業者がそのようなバリエーションを適宜採用することを予測しており、かつ、本発明者らは、本発明が、本明細書に具体的に記載されたものとは異なるようにして実施されることを意図している。したがって、本発明は、本明細書に添付の請求の範囲に記載されている主題の、適用法によって許容されるあらゆる修正および均等物を含む。また、上記された要素のすべての可能なバリエーションでの任意の組み合わせが、本明細書に別段の指示がないか、または明らかに文脈に矛盾しない限り、本発明に包含される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】