(57)【要約】【課題】固定筒体と回転筒体の製作精度の影響を受けにくくでき、且つシール部材の損傷を抑制して流体の漏れを低減し得るロータリージョイント及び該ロータリージョイントを備えた連続アンローダを提供する。【解決手段】回転筒体３００に対する固定筒体２００の固定側摺動面２０６に凹設された固定側シール溝２０７と、固定筒体２００に対する回転筒体３００の回転側摺動面３０６に凹設された回転側シール溝３０７と、弾性体からなる固定側Ｏリング２１１に対し樹脂材料からなる固定側樹脂リング２１２が接着され且つ固定側シール溝２０７に嵌入された固定側シール部材２１０と、弾性体からなる回転側Ｏリング３１１に対し樹脂材料からなる回転側樹脂リング３１２が接着され且つ回転側樹脂リング３１２が固定側樹脂リング２１２と接触するよう回転側シール溝３０７に嵌入された回転側シール部材３１０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定筒体から回転筒体を介して回転機器へ流体を送給するロータリージョイントにおいて、
前記回転筒体に対する固定筒体の固定側摺動面に凹設された固定側シール溝と、
前記固定筒体に対する回転筒体の回転側摺動面に凹設された回転側シール溝と、
弾性体からなる固定側Ｏリングに対し樹脂材料からなる固定側樹脂リングが接着され且つ前記固定側シール溝に嵌入された固定側シール部材と、
弾性体からなる回転側Ｏリングに対し樹脂材料からなる回転側樹脂リングが接着され且つ該回転側樹脂リングが前記固定側樹脂リングと接触するよう前記回転側シール溝に嵌入された回転側シール部材と
を備えたロータリージョイント。
【請求項２】
前記固定側樹脂リングと回転側樹脂リングとの接触面に互いに嵌合する凹凸部を形成した請求項１記載のロータリージョイント。
【請求項３】
前記弾性体はゴムであり、前記樹脂材料はフッ素樹脂である請求項１又は２記載のロータリージョイント。
【請求項４】
前記固定筒体は、軸線を含む面で二分割された半割筒を備え、該半割筒が前記回転筒体の外周に組み付け配置される請求項１〜３の何れか一項に記載のロータリージョイント。
【請求項５】
前記固定筒体の内側に前記回転筒体が挿入配置される請求項１〜３の何れか一項に記載のロータリージョイント。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載のロータリージョイントを備えた連続アンローダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリージョイント及び該ロータリージョイントを備えた連続アンローダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ロータリージョイントは、固定筒体から回転筒体を介して回転機器へ流体を送給するようになっている。
【０００３】
前記ロータリージョイントの固定筒体と回転筒体との間には、Ｏリング等のシール部材が設けられ、外部への流体の漏れを防止している。
【０００４】
尚、前記ロータリージョイントと関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１６７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述のようなロータリージョイントの場合、前記固定筒体に対する回転筒体の摺動面にシール部材が接触することにより、該シール部材が損傷し、流体の漏れが発生することがあった。因みに、流体の圧力が高くなるほどシール部材の押付力も大きくなるため、該シール部材が損傷するリスクも増大する。
【０００７】
又、前記シール部材として樹脂材料を使用するロータリージョイントも存在するが、前記固定筒体と回転筒体の真円度や同軸度等の製作精度が低い場合、前記樹脂材料の弾性変形による追従が不充分となって、前記シール部材と摺動面との間に隙間が生じ、該隙間から流体が漏れる虞があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、固定筒体と回転筒体の製作精度の影響を受けにくくすることができ、且つシール部材の損傷を抑制して流体の漏れを低減し得るロータリージョイント及び該ロータリージョイントを備えた連続アンローダを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、固定筒体から回転筒体を介して回転機器へ流体を送給するロータリージョイントにおいて、
前記回転筒体に対する固定筒体の固定側摺動面に凹設された固定側シール溝と、
前記固定筒体に対する回転筒体の回転側摺動面に凹設された回転側シール溝と、
弾性体からなる固定側Ｏリングに対し樹脂材料からなる固定側樹脂リングが接着され且つ前記固定側シール溝に嵌入された固定側シール部材と、
弾性体からなる回転側Ｏリングに対し樹脂材料からなる回転側樹脂リングが接着され且つ該回転側樹脂リングが前記固定側樹脂リングと接触するよう前記回転側シール溝に嵌入された回転側シール部材と
を備えたロータリージョイントに係るものである。
【００１０】
前記ロータリージョイントにおいては、前記固定側樹脂リングと回転側樹脂リングとの接触面に互いに嵌合する凹凸部を形成することができる。
【００１１】
前記ロータリージョイントにおいて、前記弾性体はゴムとし、前記樹脂材料はフッ素樹脂とすることができる。
【００１２】
前記ロータリージョイントにおいて、前記固定筒体は、軸線を含む面で二分割された半割筒を備え、該半割筒が前記回転筒体の外周に組み付け配置されるようにすることができる。
【００１３】
前記ロータリージョイントにおいては、前記固定筒体の内側に前記回転筒体が挿入配置されるようにすることができる。
【００１４】
一方、本発明は、前記ロータリージョイントを備えた連続アンローダに係るものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のロータリージョイント及び該ロータリージョイントを備えた連続アンローダによれば、固定筒体と回転筒体の製作精度の影響を受けにくくすることができ、且つシール部材の損傷を抑制して流体の漏れを低減し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のロータリージョイントの第一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明のロータリージョイントの第一実施例における固定側シール部材及び回転側シール部材の一例を示す要部拡大断面図であって、図１のＩＩ部相当図である。
【図３】本発明のロータリージョイントの第一実施例における固定筒体を示す斜視図である。
【図４】本発明のロータリージョイントを備えた機器の一例として連続アンローダを示す全体図である。
【図５】本発明のロータリージョイントの第一実施例における固定側シール部材及び回転側シール部材の変形例を示す要部拡大断面図であって、図１のＩＩ部相当図である。
【図６】本発明のロータリージョイントの第二実施例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１８】
図１〜図３は本発明のロータリージョイントの第一実施例である。
【００１９】
第一実施例の場合、図１に示す如く、ロータリージョイント１００は、固定配置される固定筒体２００と、該固定筒体２００に対して回転自在に配設される回転筒体３００とを備えている。
【００２０】
前記固定筒体２００は、図３に示す如く、軸線を含む面で二分割された半割筒２０１を備え、該半割筒２０１が前記回転筒体３００の外周に組み付け配置されている。前記半割筒２０１の周方向両端には、半径方向へ張り出す耳部２０２が形成され、二つの半割筒２０１を対向させて耳部２０２を重ね合わせ、該耳部２０２に穿設された孔２０３に図示していないボルトを挿入してナットで締め付けることにより、前記回転筒体３００の外周に凹設された嵌合溝３０１（図１参照）に対する固定筒体２００の組み付けが行われるようになっている。
【００２１】
前記固定筒体２００の外周面所要箇所には、流体用の半径方向へ延びる流入口２０４が設けられ、前記固定筒体２００の内周面には、前記流入口２０４と連通する環状溝２０５が形成されている。
【００２２】
前記回転筒体３００には、一端が前記環状溝２０５と連通する流通路３０２が設けられ、該流通路３０２の他端は、前記回転筒体３００の下端面に開口している。
【００２３】
前記固定筒体２００の下端には、前記回転筒体３００の軸線方向へ作用するスラスト力を受けるスラスト軸受４００が設けられている。
【００２４】
前記回転筒体３００に対する固定筒体２００の固定側摺動面２０６には、固定側シール溝２０７が凹設されている。
【００２５】
前記固定筒体２００に対する回転筒体３００の回転側摺動面３０６には、回転側シール溝３０７が凹設されている。
【００２６】
前記固定側シール溝２０７には、図２に示す如く、固定側シール部材２１０が嵌入されている。該固定側シール部材２１０は、弾性体からなる固定側Ｏリング２１１に対し、その内周面側に樹脂材料からなる固定側樹脂リング２１２が接着剤２１３で接着されたものである。
【００２７】
前記回転側シール溝３０７には、回転側シール部材３１０が嵌入されている。該回転側シール部材３１０は、弾性体からなる回転側Ｏリング３１１に対し、その外周面側に樹脂材料からなる回転側樹脂リング３１２が接着剤３１３で接着されたものであり、前記回転側樹脂リング３１２が前記固定側樹脂リング２１２と接触するようになっている。
【００２８】
前記固定側樹脂リング２１２と回転側樹脂リング３１２との接触面には、互いに嵌合する凹凸部５００を形成してある。図２に示す例では、前記固定側樹脂リング２１２の内周面に凹部５０１が形成され、前記回転側樹脂リング３１２の外周面に、前記凹部５０１と嵌合する凸部５０２が形成されている。但し、前記固定側樹脂リング２１２の内周面に凸部５０２を形成し、回転側樹脂リング３１２の外周面に、前記凸部５０２と嵌合する凹部５０１を形成しても良い。
【００２９】
前記弾性体は、例えば、ゴムとし、前記樹脂材料は、例えば、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂とすることができる。
【００３０】
前記ロータリージョイント１００は、種々の機器に採用可能であるが、例えば、図４に示すような連続アンローダ６００に採用することができる。
【００３１】
前記連続アンローダ６００は、図４に示す如く、桟橋６０１に敷設されたレール６０２上に走行フレーム６０３が走行自在に設けられ、該走行フレーム６０３上に、傾動自在なブーム６０４を備えた旋回フレーム６０５が設けられ、前記ブーム６０４先端に、船舶Ｓの船倉６０６の内部の石炭や鉄鉱石等のバラ物６０７を掻き取って船倉６０６の外部に搬出するバケットエレベータ６０８が吊り下げられている。前記ブーム６０４の内部には、前記バケットエレベータ６０８で掻き取って引き上げテーブルフィーダ６０８ａ上に落下させたバラ物６０７をブーム６０４基端側へ搬送するブームコンベヤ６０９が配設されている。又、前記走行フレーム６０３には、前記ブームコンベヤ６０９からシュート６１１を介して送給されるバラ物６０７を走行フレーム６０３の外部に搬出する搬出コンベヤ６１０が配設されている。
【００３２】
前記バケットエレベータ６０８は、前記ブーム６０４先端に上下方向へ延びる本体フレーム６１２を旋回自在となるよう配備して構成されている。該本体フレーム６１２の下端部には、端面を開放した外枠フレーム６１３に対し入れ子状となるよう内枠フレーム６１４を伸縮自在に配設してなる掻取部フレーム６１５が略水平に取り付けられている。前記掻取部フレーム６１５の外枠フレーム６１３の基端と内枠フレーム６１４の先端にはスプロケット６１６，６１７が設けられ、該スプロケット６１６，６１７と前記本体フレーム６１２上部に設けられたスプロケット６１８には、バラ物６０７の掻き取り用の多数のバケット６１９を取り付けた無端状のチェーン６２０が掛け回されている。
【００３３】
前記旋回フレーム６０５の頂部には、バランシングレバー６２１が枢着され、該バランシングレバー６２１の先端部には、前記バケットエレベータ６０８の本体フレーム６１２がトップフレーム６２２を介して取り付けられ、前記ブーム６０４とバランシングレバー６２１と旋回フレーム６０５とトップフレーム６２２とによって平行四辺形リンク機構が形成されている。前記バランシングレバー６２１の後端部にはカウンタウェイト６２３が取り付けられている。
【００３４】
尚、前記旋回フレーム６０５は、図示していないインバータによって制御される旋回モータを備えた旋回駆動装置６２４により旋回するようになっている。又、前記平行四辺形リンク機構を形成するブーム６０４及びバランシングレバー６２１は、油圧装置（図示せず）によって駆動される起伏シリンダ等の起伏駆動装置６２５により起伏するようになっている。更に又、図中、６２６は運転室であって、該運転室６２６にオペレータが搭乗して連続アンローダ６００を操作するようになっている。
【００３５】
前記連続アンローダ６００において、船倉６０６の内部のバラ物６０７は、バケットエレベータ６０８のバケット６１９によって掻き取られて船倉６０６の外部に積み出され、ブームコンベヤ６０９によってブーム６０４の先端側から基端側へ搬送され、シュート６１１を介して搬出コンベヤ６１０上に落下し、該搬出コンベヤ６１０により走行フレーム６０３の外部へ搬出されるようになっている。
【００３６】
そして、前記バケットエレベータ６０８の本体フレーム６１２の下端部には、バケット６１９や船倉６０６の内壁に付着した石炭や鉄鉱石等のバラ物６０７を水等の流体で洗浄する噴射ノズル（図示せず）が設けられる。前記本体フレーム６１２は旋回するため、回転側となる前記噴射ノズルに流体を固定側から送給する必要があり、前記本体フレーム６１２の上端に前記ロータリージョイント１００を配設することができる。この場合、前記トップフレーム６２２から張り出す配管サポート６２７に前記固定筒体２００が支持され、該回転筒体３００が回転機器としての前記バケットエレベータ６０８の本体フレーム６１２に接続される形となる。前記配管サポート６２７の内部には、流体の供給管（図示せず）が配設され、該供給管の先端が前記固定筒体２００の流入口２０４に接続される。尚、前記ロータリージョイント１００の中心部には、前記バケットエレベータ６０８の給電用並びに制御用の電線ケーブル６２８（図１参照）が貫通配置されている。
【００３７】
次に、上記第一実施例の作用を説明する。
【００３８】
流体がロータリージョイント１００の固定筒体２００の流入口２０４から環状溝２０５に供給されると、前記固定筒体２００に対し回転筒体３００が回転していても、該回転筒体３００の流通路３０２は前記環状溝２０５と常に連通しているため、前記流体は回転筒体３００に接続された機器へ導出される。
【００３９】
前記回転筒体３００が、例えば、前記機器として図４に示す連続アンローダ６００のバケットエレベータ６０８の本体フレーム６１２に接続されている場合、前記ロータリージョイント１００に供給される水等の流体が前記本体フレーム６１２の下端部に設けられた噴射ノズル（図示せず）から噴射され、バケット６１９や船倉６０６の内壁に付着した石炭や鉄鉱石等のバラ物６０７が洗浄される。
【００４０】
第一実施例のロータリージョイント１００の場合、前記固定筒体２００に対する回転筒体３００の回転側摺動面３０６に固定側シール部材２１０は接触せず、前記回転筒体３００に対する固定筒体２００の固定側摺動面２０６に回転側シール部材３１０は接触しない。これにより、流体の圧力が高くなっても、前記回転側樹脂リング３１２が前記固定側樹脂リング２１２と接触した状態で摺動するため、前記固定側シール部材２１０及び回転側シール部材３１０が損傷しにくくなって、流体の漏れが発生しにくくなる。
【００４１】
又、シール部材として樹脂材料を使用する従来のロータリージョイントと比較した場合、第一実施例のロータリージョイント１００では、前記固定筒体２００と回転筒体３００の真円度や同軸度等の製作精度が低くても、固定側Ｏリング２１１及び回転側Ｏリング３１１という二つの弾性体の変形による追従が見込める。このため、前記固定側シール部材２１０及び回転側シール部材３１０と、回転側摺動面３０６及び固定側摺動面２０６との間に隙間が生じにくくなり、該隙間から流体が漏れる心配もない。
【００４２】
更に又、前記固定側樹脂リング２１２と回転側樹脂リング３１２との接触面には、図２に示す如く、互いに嵌合する凹凸部５００を形成してあるため、該凹凸部５００がラビリンスシール的に機能し、流体が漏れにくくなる。しかも、前記凹凸部５００は、互いに嵌合する凹部５０１と凸部５０２で構成されるため、前記固定側樹脂リング２１２と回転側樹脂リング３１２との組み付け時のずれを防ぐ上でも有効となる。
【００４３】
こうして、固定筒体２００と回転筒体３００の製作精度の影響を受けにくくすることができ、且つ固定側シール部材２１０及び回転側シール部材３１０の損傷を抑制して流体の漏れを低減し得る。
【００４４】
図５は本発明のロータリージョイントの第一実施例における固定側シール部材２１０及び回転側シール部材３１０の変形例を示すものである。
【００４５】
図５に示す変形例では、前記凹凸部５００として、前記固定側樹脂リング２１２の内周面に凹部５０１ａと凸部５０２ｂとが形成され、前記回転側樹脂リング３１２の外周面に、前記凹部５０１ａと嵌合する凸部５０２ａと、前記凸部５０２ｂと嵌合する凹部５０１ｂとが形成されている。
【００４６】
図５に示す変形例のように、前記凹凸部５００を、互いに嵌合する凹部５０１ａ及び凸部５０２ａと、互いに嵌合する凹部５０１ｂ及び凸部５０２ｂとから構成すると、ラビリンスシール的な機能が高まり、流体がより漏れにくくなる。又、前記凹凸部５００が互いに嵌合する凹部５０１と凸部５０２で構成される場合（図２参照）と同様、前記固定側樹脂リング２１２と回転側樹脂リング３１２との組み付け時のずれを防ぐ上で有効となる。
【００４７】
図６は本発明のロータリージョイントの第二実施例であって、図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００４８】
第二実施例のロータリージョイント１００は、図６に示す如く、固定筒体２００が通常の筒体であって、図１及び図３に示されるような半割筒２０１を組み合わせたものではなく、前記固定筒体２００の内側に前記回転筒体３００が挿入配置されるようにしたものである。
【００４９】
図６に示す第二実施例のロータリージョイント１００においても、図２に示す固定側シール部材２１０及び回転側シール部材３１０を用いることができる。
【００５０】
図２に示す固定側シール部材２１０及び回転側シール部材３１０を用いるようにすれば、図６に示す第二実施例のロータリージョイント１００においても、図１に示す第一実施例のロータリージョイント１００と同様に、前記固定筒体２００に対する回転筒体３００の回転側摺動面３０６に固定側シール部材２１０は接触せず、前記回転筒体３００に対する固定筒体２００の固定側摺動面２０６に回転側シール部材３１０は接触しない。これにより、流体の圧力が高くなっても、前記回転側樹脂リング３１２が前記固定側樹脂リング２１２と接触した状態で摺動するため、前記固定側シール部材２１０及び回転側シール部材３１０が損傷しにくくなって、流体の漏れが発生しにくくなる。
【００５１】
又、図６に示す第二実施例のロータリージョイント１００を、シール部材として樹脂材料を使用する従来のロータリージョイントと比較した場合、図１に示す第一実施例のロータリージョイント１００と同様、前記固定筒体２００と回転筒体３００の真円度や同軸度等の製作精度が低くても、固定側Ｏリング２１１及び回転側Ｏリング３１１という二つの弾性体の変形による追従が見込める。このため、前記固定側シール部材２１０及び回転側シール部材３１０と、回転側摺動面３０６及び固定側摺動面２０６との間に隙間が生じにくくなり、該隙間から流体が漏れる心配もない。
【００５２】
更に又、図６に示す第二実施例のロータリージョイント１００において、図２に示す如く、前記固定側樹脂リング２１２と回転側樹脂リング３１２との接触面に互いに嵌合する凹凸部５００を形成すれば、該凹凸部５００がラビリンスシール的に機能し、流体が漏れにくくなる。しかも、前記凹凸部５００は、互いに嵌合する凹部５０１と凸部５０２で構成されるため、前記固定側樹脂リング２１２と回転側樹脂リング３１２との組み付け時のずれを防ぐ上でも有効となる。
【００５３】
又、図５に示す変形例のように、前記凹凸部５００を、互いに嵌合する凹部５０１ａ及び凸部５０２ａと、互いに嵌合する凹部５０１ｂ及び凸部５０２ｂとから構成することは、図６に示す第二実施例のロータリージョイント１００においても可能であり、図５に示す変形例のように構成することで、ラビリンスシール的な機能が高まり、流体がより漏れにくくなる。又、前記凹凸部５００が互いに嵌合する凹部５０１と凸部５０２で構成される場合（図２参照）と同様、前記固定側樹脂リング２１２と回転側樹脂リング３１２との組み付け時のずれを防ぐ上で有効となる。
【００５４】
こうして、図６に示す第二実施例のロータリージョイント１００においても、図１に示す第一実施例のロータリージョイント１００と同様、固定筒体２００と回転筒体３００の製作精度の影響を受けにくくすることができ、且つ固定側シール部材２１０及び回転側シール部材３１０の損傷を抑制して流体の漏れを低減し得る。
【００５５】
尚、本発明のロータリージョイント及び該ロータリージョイントを備えた連続アンローダは、上述の実施例にのみ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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５６】
１００        ロータリージョイント
２００        固定筒体
２０１        半割筒
２０２        耳部
２０３        孔
２０４        流入口
２０５        環状溝
２０６        固定側摺動面
２０７        固定側シール溝
２１０        固定側シール部材
２１１        固定側Ｏリング
２１２        固定側樹脂リング
２１３        接着剤
３００        回転筒体
３０１        嵌合溝
３０２        流通路
３０６        回転側摺動面
３０７        回転側シール溝
３１０        回転側シール部材
３１１        回転側Ｏリング
３１２        回転側樹脂リング
３１３        接着剤
４００        スラスト軸受
５００        凹凸部
５０１        凹部
５０１ａ      凹部
５０１ｂ      凹部
５０２        凸部
５０２ａ      凸部
５０２ｂ      凸部
６００        連続アンローダ
６０１        桟橋
６０２        レール
６０３        走行フレーム
６０４        ブーム
６０５        旋回フレーム
６０６        船倉
６０７        バラ物
６０８        バケットエレベータ
６０８ａ      テーブルフィーダ
６０９        ブームコンベヤ
６１０        搬出コンベヤ
６１１        シュート
６１２        本体フレーム
６１３        外枠フレーム
６１４        内枠フレーム
６１５        掻取部フレーム
６１６        スプロケット
６１７        スプロケット
６１８        スプロケット
６１９        バケット
６２０        チェーン
６２１        バランシングレバー
６２２        トップフレーム
６２３        カウンタウェイト
６２４        旋回駆動装置
６２５        起伏駆動装置
６２６        運転室
６２７        配管サポート
６２８        電線ケーブル
Ｓ        船舶
【図１】
2020016265.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020016265.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020016265.tif 000007
【図６】
2020016265.tif 000008