(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、媒質チャンネル開口部と流体的に連絡している内腔を有し、かつ、該ハウジングは、該内腔の周囲に配置されかつ前記媒質チャンネル開口部から流体的に隔離された制御チャンバーを有し、
当該回転継手は、回転しないシール部材を有し、該回転しないシール部材は、該ハウジング内の該内腔の内部に摺動可能に配置され、かつ、該回転しないシール部材は、該内腔を通過して前記媒質チャンネル開口部へと流体的に開口している媒質チャンネルを有し、
当該回転継手は、第一の摺動シールを有し、該第一の摺動シールは、前記回転しないシール部材の周囲に配置されかつ前記制御チャンバーを外気に対して密封するように配置されており、かつ、
当該回転継手は、２つのさらに追加された摺動シールを有し、該２つの摺動シールのそれぞれは、リップシールまたはＵ形シールであって、該２つのさらに追加された摺動シールは、前記回転しないシール部材の周囲を取り巻くハウジング内に形成されたそれぞれのための溝内に、相対する関係となっている１対として、互いに隣り合って配置されており、該２つのさらに追加された摺動シールは、それぞれ、互いに反対側を向いた２つの軸方向面を有し、該２つのさらに追加された摺動シールは、前記制御チャンバーを前記媒質チャンネルから密封するように、かつ、前記媒質チャンネルを前記制御チャンバーから密封するように、前記制御チャンバーと前記媒質チャンネル開口部との間に対になって配置されており、前記制御チャンバー内および前記媒質チャンネル内に互いに異なる圧力が存在する場合に、前記各摺動シールの互いに反対側を向いた２つの軸方向面のうちの一方の面だけに流体圧力が加えられることによって、前記の追加された摺動シールの各々が密封作用を提供して前記の密封を行うようになっており、
圧力下にある流体が前記制御チャンバー内に存在する場合に、前記回転しないシール部材が前記ハウジングに対して伸びるように、該回転しないシール部材が配置されかつ構成されており、それによって、回転するシール部材が回転している間に、該回転しないシール部材が該回転するシール部材に係合して機械的な端面シールを形成するようになっている、
前記回転継手。
【請求項２】
前記回転しないシール部材が、第一のバランス比を有しており、圧力下にある流体が前記媒質チャンネル開口部に存在するときに、該回転しないシール部材が前記ハウジングから伸びるのを促すように、前記第一のバランス比が決められている、請求項１記載の回転継手。
【請求項３】
前記回転しないシール部材が、第二のバランス比を有しており、流体の圧力が前記制御チャンバーに存在し、かつ、周囲の圧力または真空のうちの少なくとも一つが前記媒質チャンネルに存在するときに、該回転しないシール部材が該ハウジングから伸びるのを促すように、前記第二のバランス比が決められている、請求項１記載の回転継手。
【請求項４】
制御チャンバー入口と制御チャンバー環状部とをさらに有し、
該制御チャンバー環状部は、回転しない機械部品に前記ハウジングが連結されているときに、前記制御チャンバー入口と制御チャンネルとを流体的に相互に連結する、請求項１記載の回転継手。
【請求項５】
開放バネをさらに有し、該開放バネは、前記回転しないシール部材が前記ハウジング内に引き込まれるのを促す開く力を提供するように配置されている、請求項１記載の回転継手。
【請求項６】
回転しない機械部品をさらに有し、該回転しない機械部品には受入れ座ぐり状穴が形成されており、その穴の中へと前記ハウジングが配置されている、請求項１記載の回転継手。
【請求項７】
第一の流体バルブ装置をさらに有し、
該第一の流体バルブ装置は、前記制御チャンバーを、加圧された非圧縮性の媒質の供給源、真空シンク、および、排出口のうちの、少なくとも一つに選択的に流体的に連結させるように作動可能である、請求項１記載の回転継手。
【請求項８】
第二の流体バルブをさらに有し、
該第二の流体バルブは、前記媒質チャンネルを、加圧された圧縮性の媒質の供給源、加圧された非圧縮性の媒質の供給源、前記制御チャンバー、前記真空シンク、および、前記排出口のうちの、少なくとも一つに選択的に流体的に連結させるように作動可能である、請求項７記載の回転継手。
【請求項９】
回転するシール部材をさらに有し、該回転するシール部材は、前記回転しないシール部材が前記ハウジングから伸びているときに、該回転しないシール部材に係合するように、回転する機械部品上に配置されている、請求項１記載の回転継手。
【請求項１０】
回転しないシールリングをさらに有し、該回転しないシールリングは、前記回転しないシール部材の端部に配置されており、かつ、
回転するシールリングをさらに有し、該回転するシールリングは、前記回転しないシールリングと向かい合う関係にて、該回転するシール部材上に配置されており、
前記回転するシールリングと前記回転しないシールリングとの係合が、前記媒質チャンネルに沿った機械的な端面シールを提供し、該媒質チャンネルが、前記媒質チャンネル開口部と流体的に連絡しかつ前記ハウジングと前記回転する機械部品の各部分を通過して伸びるようになっている、請求項９記載の回転継手。
【請求項１１】
回転する機械部品および回転しない機械部品の各部分を通過して定められた媒質チャンネルを、選択的に流体的に相互連結するためのシステムであって、
当該システムは、受入れ座ぐり状穴を有し、該受入れ座ぐり状穴は、前記回転しない機械部品内に定められており、当該システムは、該受入れ座ぐり状穴と流体的に連絡した媒質チャンネル開口部を有しかつ制御チャンネルを有し、
当該システムは、前記受入れ座ぐり状穴内に配置されたハウジングを有し、該ハウジングは、前記受入れ座ぐり状穴と流体的に連絡した内腔を有し、かつ、該制御チャンネルと流体的に連絡した制御チャンバーを有し、
当該システムは、回転しないシール部材を有し、該回転しないシール部材は、前記ハウジング内にある前記内腔の内部に摺動可能にかつ密封するように配置され、かつ、該回転しないシール部材は、該受入れ座ぐり状穴を通過して前記媒質チャンネル開口部へと流体的に開口している媒質チャンネルを有しており、
当該システムは、前記回転しないシール部材の周囲に配置された第一の摺動シールを有し、該第一の摺動シールは、前記制御チャンバーを外気に対し封止するように配置されており、
当該システムは、２つのさらに追加された摺動シールを有し、該２つの摺動シールのそれぞれは、リップシールまたはＵ形シールであって、該２つのさらに追加された摺動シールは、前記制御チャンバーと前記媒質チャンネル開口部との間において、前記回転しないシール部材の周囲を取り巻くハウジング内に形成されたそれぞれのための溝内に、互いに相対する関係となっている１対として、互いに隣り合って配置されており、該２つのさらに追加された摺動シールは、それぞれ、互いに反対側を向いた２つの軸方向面を有し、前記制御チャンバーを前記媒質チャンネルから密封するように、かつ、前記媒質チャンネルを前記制御チャンバーから密封するように、対になって配置されており、前記制御チャンバー内および前記媒質チャンネル内に互いに異なる圧力が存在する場合に、前記各摺動シールの互いに反対側を向いた２つの軸方向面のうちの一方の面だけに流体圧力が加えられることによって、前記の追加された摺動シールの各々が密封作用を提供して前記の密封を行うようになっており、かつ、
当該システムは、第一の流体バルブ装置を有し、該第一の流体バルブ装置は、前記制御チャンバーを、加圧された非圧縮性の媒質の供給源、真空シンク、および、排出口のうちの、少なくとも一つと選択的に流体的に連結させるように作動可能であり、それによって、圧力下にある流体が該制御チャンバー内に存在するときに、前記回転しないシール部材が該ハウジングに対して伸びる配置および構成となっており、それによって、回転するシール部材が回転している間に、該回転しないシール部材が該回転するシール部材に係合して機械的な端面シールを形成するようになっている、
前記システム。
【請求項１２】
第二の流体バルブをさらに有し、
該第二の流体バルブは、前記媒質チャンネルを、加圧された圧縮性の媒質の供給源、加圧された非圧縮性の媒質の供給源、前記制御チャンバー、前記真空シンク、および、前記排出口のうちの、少なくとも一つと選択的に流体的に連結させるように作動可能である、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
開放バネをさらに有し、該開放バネは、前記回転しないシール部材を該ハウジングに対して引き込む方向に促す開く力を提供するように配置されている、請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
回転するシール部材をさらに有し、該回転するシール部材は、前記回転しないシール部材が前記ハウジングに対して伸びているときに、該回転しないシール部材に係合するように、該回転する機械部品上に配置されている、請求項１１記載のシステム。
【請求項１５】
回転しないシールリングをさらに有し、該回転しないシールリングは、前記回転しないシール部材の端部に配置されており、かつ、
回転するシールリングをさらに有し、該回転するシールリングは、前記回転しないシールリングと向かい合う関係にて、該回転するシール部材上に配置されており、
前記回転するシールリングと前記回転しないシールリングとの係合が、前記媒質チャンネルに沿った機械的な端面シールを提供する、請求項１４記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転継手(rotary union)などの流体連結デバイス(fluid coupling device)に関するものであり、より詳細には、改良されたシール制御機構に関するものであって、該シール制御機構は、潤滑性の媒質(media)および非潤滑性の媒質と共に作動し、ならびに、媒質無しで作動するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転継手などの流体連結装置は、産業上の用途において使用されており、それら用途は、例えば、金属またはプラスチックのマシニング、ワークホールディング、印刷、プラスチックフィルムの製造、製紙、半導体ウエハーの製造、および、固定された供給源（ポンプやリザーバーといったもの）から回転する要素（工作機械のスピンドル、ワーク片をクランプするシステム、または、回転するドラム、もしくは、シリンダーといったもの）へと流体媒質を移送することを必要とする他の産業上の処理である。これらの用途は、しばしば、比較的高い媒質圧力、流速、または、機械工具の高い回転速度を必要とする。
【０００３】
そのような用途において使用される回転継手は、冷却のために、加熱のために、または、１つ以上の回転する要素を作動させるために、該機器が使用する流体媒質を送る。典型的な流体媒質は、水を主成分とする(water-based)液体、液圧(hydraulic)オイルまたは冷却オイル、空気、およびその他のものを含む。場合によっては、例えば、流体通路から媒質を排出するときに、回転継手は真空下で機能し得る。
回転継手を使用する機械は、典型的には、ベアリング、ギア、電気部品、およびその他のものなどの精密部品を有するが、これらは、高価であり、および／または、点検の間の修理または交換が難しい。これらの部品はしばしば、作動の間に回転継手からの流体の漏れまたは排出に晒された場合に、腐食性の環境下に置かれるかまたは損傷を被る。
【０００４】
回転継手は、典型的には、固定部材(stationary member)を有し、該固定部材は、ハウジングと呼ばれることもあり、流体媒質を受け入れるための入り口を有する。回転しないシール部材が、ハウジング内に取り付けられる。回転する部材は、ローターと呼ばれることもあり、回転するシール部材を有し、かつ、回転する部品に流体を送るための出口とを有する。回転しないシール部材のシール面は、通常、バネ、媒質の圧力、またはその他の方法によって、回転するシール部材のシール面に対して、液密(fluid-tight)な係合をするように付勢(biased、バイアス)されており、それにより、継手の回転する部品と回転しない部品との間の密封（シール）が形成されることが可能になっている。
該シールは、回転しない部分と回転する部分との間での重大な漏れを伴うことなく、流体媒質を継手を通じて移送することを可能とする。回転継手を通過する流体媒質は、係合されたそれらシール面を滑らかにして、それらシール部材の磨耗を最小にし得る。回転継手が非潤滑性の媒質（乾燥空気など）を伴って、または、いかなる媒質も伴わずに使用された場合、係合されたそれらシール面は「ドライ・ラン(dry running)」状態を経験し、これが、十分な潤滑が欠如していることに起因した、シールの早い磨耗を引き起こす。長期間のドライランは、それらシール部材に対して深刻な損傷を引き起こすことがあり、それにより、一方または両方のシール部材の高価かつ時間のかかる交換が必要となる。
【０００５】
コンピューター数値制御（computer-numerical-control；ＣＮＣ）のミーリングマシン、ドリリングマシン、ターニングマシン、および、伝達ラインなどのような高速のマシニング機器は、回転継手を使用して、装置内の冷却および潤滑のために、工具(tool)の切れ刃（カッティングエッジ）に媒質を直接的に供給しており、該媒質は、通常「スルー・スピンドル・クーラント(through-spindle coolant)」と呼ばれている。スルー・スピンドル・クーラント装置は、高価な切断工具の耐用年数を延ばし、切断速度をより高くすることを可能とすることで生産性を向上させ、かつ、切断工具の切断表面から離れているワークピースまたは該工具を損傷し得る材料チップを流し取る。
異なるワークピースの材料は、通常、最適な生産性および性能のために、異なる媒質を必要とする。例えば、空気またはエアロゾル媒質は、非常に硬い材料をマシニングするときに、より良い熱制御を提供でき、一方、液体クーラントは、アルミニウムなどのより軟らかい材料をマシニングするときに、より良いパフォーマンスを提供し得る。加えて、ある種の作業は、スルー・スピンドルの媒質なしでより効率的かつより安価に行うことができる。
【０００６】
非潤滑性媒質を用いたまたは媒質を用いないドライランを回避することを目的とする様々な設計が知られている。
例えば、反対の流体圧力が存在するときに脱係合するシール面(seal surfaces)を有する回転継手（米国特許第５，５３８，２９２号に開示されている装置など）は、製造するには複雑かつ高価であり得る。
媒質が存在しないと自動的に脱係合するシール面を有する回転継手（米国特許第４，９７６，２８２号に開示されている装置など）は、それを製造し機械中に組み込むためには、複雑性がより低いが、非潤滑性の媒質が使用されたときには、該シール面同士の係合が起きやすい。
気体との非接触的な作動のための特殊な幾何学的形状を有するシール面（米国特許第６，３２５，３８０号および第６，７２６，９１３号に開示されているシール面など）は、液体媒質を用いては効果的なシーリングを提供しない。
同様に、媒質を均一に配給する特殊な幾何学的形状を有するシール面（米国特許第６，１４９，１６０号に開示されているシール装置など）は、非潤滑性の媒質を使用したときには、何らの利点も提供しない。
たとえ低減された付勢(bias)であっても、シール面同士を常に係合させる回転継手（米国特許第６，９２９，０９９号に開示されている継手など）は、高い回転速度でのドライランからダメージを受けやすい。
【０００７】
公知の回転継手のさらなる例は、米国特許第５，６６９，６３６号に開示されている。この継手は、２つの媒質の入り口を有しており、それらは、媒質を提供するためにパイプおよびバルブで連結されている。提供された媒質は、潤滑性の媒質が使用されたときには、密封する関係にてシール面同士を係合させ、かつ、非潤滑性の媒質が存在しているとき、または、媒質が存在していないときには、脱係合させる。この装置は、ドライランを防ぐことができるが、しかしまた、シール面同士が脱係合するときに、継手に残っている媒質の漏れを引き起こす。そのような漏れは、特に多軸の機械において、必ずしも周囲の部品から遠ざけることができず、機械の傷みやすい部品を損傷し得る。
【発明の概要】
【０００８】
一つの態様では、本開示は回転継手を記載しており、当該回転継手は、ハウジングを有し、該ハウジングは、媒質チャンネル開口部と流体的に連絡している内腔を有し、かつ、該ハウジングは、該内腔の周囲に配置されかつ前記媒質チャンネル開口部から流体的に分離されている制御チャンバーを有する。回転しないシール部材が、前記ハウジングにある前記内腔内に摺動可能に配置されかつ該内腔と流体的に連絡している媒質チャンネルを有している。第一の摺動シールが、前記回転しないシール部材の周囲に配置されかつ前記制御チャンバーを外気に対してシールする。２つのさらに追加された摺動シールが、前記回転しないシール部材の周囲にペアとして互いに隣り合って配置されており、該制御チャンバーを該媒質チャンネルからシールする。作動の間には、圧力下にある流体が該制御チャンバーに存在するときに、該媒質チャンネルの加圧状態に関わらず、該回転しないシール部材が該ハウジングから伸びるように、該回転しないシール部材が構成されている。
【０００９】
別の態様では、本開示は、システムを記載しており、当該システムは、回転する機械部品および回転しない機械部品の各部分を通過して定められた媒質チャンネルを、選択的に流体的に相互連結するためのものである。当該システムは、受入れ座ぐり状穴を有し、該受入れ座ぐり状穴は、前記回転しない機械部品内に定められており、当該システムは、該受入れ座ぐり状穴と流体的に連絡した該媒質チャンネル開口部を有し、かつ、制御チャンネルを有している。該受入れ座ぐり状穴内に配置されているハウジングは、内腔を有しており、該内腔は、該受入れ座ぐり状穴と流体的に連絡しており、かつ、該ハウジングは、制御チャンバーを有しており、該制御チャンバーは、該制御チャンネルと流体的に連絡している。回転しないシール部材は、該ハウジングの該内腔内に、摺動可能にかつ密封するように配置され、かつ、該受入れ座ぐり状穴と流体的に連絡している媒質チャンネルを有している。第一の流体バルブ装置が、該制御チャンバーを、加圧された非圧縮性の媒質の供給源、真空シンク、および／または、排出口と、選択的に流体的に連結させるように作動し、それにより、圧力下にある流体が該制御チャンバー内に存在するときに、前記回転しないシール部材が該ハウジングに対して伸びることができるようになっている。
【００１０】
また別の態様では、本開示は、回転継手を操作するための方法を記載している。該回転継手は、回転する機械部品と回転しない機械部品との間に伸びている媒質チャンネルに沿って、機械的な端面シールを提供するように構成されている。当該方法は、制御チャンバーに対して流体圧力を加えることによって該機械的な端面シールを選択的に係合させることを有し、該制御チャンバーは、該媒質チャンネルから流体的に隔離され、かつ、回転しないシール部材と該回転しない機械部品との間に定められている。
【００１１】
全般的に、回転継手の様々な実施形態が開示されており、それらは、シールの係合を制御するために著しい追加の費用を伴うことなしに、ドライランやシール寿命の低減に繋がり得る状況においてシール面同士が脱係合することを可能としつつ、シール面同士の間の係合を維持して媒質の望ましくない漏れを防止できるものである。これらの回転継手は、媒質を流体チャンネルから除去するために内部の真空が適用されている間、シール面同士の間の係合を維持することができ、かつ、ツールの交換の間のマシニングセンターのドロウバー(drawbar、引張り棒)のように、作動の間に回転する部材と回転しない部材との間の距離が変動する場合であってさえも、シールの接触が維持されるのを可能とし得る。
【００１２】
さらには、開示した当該回転継手は、一般に利用可能な配管部品を用いて、機械の設計者または機械の制御プログラムによって、手動的にまたは選択的に、かつ、移送される媒質の性質に応じて自動的に、シールの係合を制御することを可能とする。このような能力は、潤滑性の媒質（水を主成分とするクーラント、または、「ミニマム・クオンティティー・ルブリケーション（minimum quantity lubrication）」などの油を主成分とするエアロゾルなど）、非潤滑性の媒質（乾燥した空気および不活性ガスなど）を用いて、および、いかなる媒質の存在も伴わずに、４００００ｒｐｍまたはそれを超える高速回転を可能とすることにより、機械の機能的な柔軟性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、本開示に従う当該回転継手の分解図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示された当該回転継手の断面図である。
【図２】図２は、図１Ａに示された当該回転継手の断面図であって、媒質が存在しない場合に作動しているときの図である。
【図３】図３は、本開示に従う当該回転継手の断面図であって、シールを脱係合するために媒質圧力が解除されている場合に作動しているときの図である。
【図４】図４は、本開示に従う当該回転継手の断面図であって、空気または類似の非潤滑性の媒質を伴って作動しているときの図である。
【図５】図５は、本開示に従う当該回転継手の断面図であって、潤滑性の媒質を伴って作動しているときの図である。
【図６】図６は、本開示に従い、排出状態下で作動しているときの断面図である。
【図７】図７は、本開示に従い、真空下で作動しているときの断面図である。
【図８】図８および図９は、回転継手の代替的な実施形態の断面図であって、本開示に従う当該回転継手の回転部品と固定部品との相対的な軸方向の移動を行っているときの図である。
【図９】図８および図９は、回転継手の代替的な実施形態の断面図であって、本開示に従う当該回転継手の回転部品と固定部品との相対的な軸方向の移動を行っているときの図である。
【図１０】図１０は、本開示に従う回転継手のまた別の代替的な実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書の一部分を形成する図面において、図１Ａは、回転継手１００の一つの実施形態の分解した等角投影図である。当該回転継手１００は、回転するシール部材１０２と、回転しないシール部材１０４とを有し、該回転しないシール部材１０４は、ハウジング１０６に対して軸方向に移動することができる。回転するシール部材１０２は、回転する機械部品(machine component)１０８に連結されており、また、ハウジング１０６には、回転しない機械部品１１０が連結されている。回転継手１００の断面図である図１Ｂに最も良く示されているように、区間分割された(segmented)導管、即ち、媒質チャンネル１１２が、回転しない機械部品１１０、回転するおよび回転しないシール部材（それぞれ１０２と１０４）、および、回転する機械部品１０８を通過して伸びている。
【００１５】
図１Ｂに示されるように、当該回転継手１００の異なる部品中には、媒質チャンネル１１２の部分が定められており、回転するシール部材１０２と回転しないシール部材１０４とが係合したときに、回転する機械部品１０８と回転しない機械部品１１０とを通過する流体の通路が提供されるようになっている。回転継手１００の作動、および、図３〜６に対応する下記説明に関連してより詳細に説明するように、媒質チャンネル１１２は、回転するシール部材１０２と回転しないシール部材１０４とが互いに係合したときには、流体を密封して(sealingly、シールして)閉じ込めるように、および、回転するシール部材１０２と回転しないシール部材１０４とが係合していないときには、外気への排出のために開くように、選択的に構成されていてもよい。
【００１６】
図１Ａおよび１Ｂに示される回転する機械部品１０８は、ＣＮＣミーリングマシンのスピンドルなどの任意の種類の機械部品であってもよく、回転するシール部材１０２を支持する。回転するシール部材１０２が回転しないシール部材１０４に係合したときに作り出される機械的な端面シール(face seal)は、当該技術分野において知られるような回転しない機械部品１１０から回転する機械部品１０８へと流体媒質を移送するための媒質チャンネル１１２をシールする。回転する機械部品１０８は、内腔(bore、ボア）を有し、該内腔は、媒質チャンネル１１２の一部分を定め、かつ、回転するシール部材１０２を密封的に受け入れるための特徴部分(features)をさらに定めている。
【００１７】
回転しないシール部材１０４は、ハウジング１０６の内腔１２８内に、摺動可能(slidably、スライド可能)にかつ密封するよう配置されている。
回転しない機械部品１１０に対して回転しないシール部材１０４の摺動(sliding、スライド)を可能にしている構造的な配置構成が、回転しないシール部材１０４と、回転するシール部材１０８との選択的な係合および脱係合を可能とし、かつ、回転する機械部品１０８と回転しない機械部品１１０との間に存在し得る軸方向の変位を補償する。
【００１８】
回転しない機械部品１１０は、通路と開口部とを有しており、これらは、ハウジング１０６を据え付けるため、および、シールの選択的な係合のためにそこに流体を送るためのものである。図１Ｂの断面図に関連して、回転しない機械部品１１０は、受入れ座ぐり状穴(receiving counterbore)１１４を有し、該受入れ座ぐり状穴は、ハウジング１０６の円柱状の本体部分１１６を、はまり合うように受け入れる。制御チャンネル１１８は、回転しない機械部品１１０中に形成され、かつ、該制御チャンネル１１８と受入れ座ぐり状穴１１４との間にある部品１１０に配置された制御開口部１２０を通して、前記受入れ座ぐり状穴１１４と流体的に連絡している。制御チャンネル１１８は、さらには、第一の媒質開口部１２２と流体的に連絡しており、第一の媒質開口部１１２は、作動の間には、流体の供給源に対して、または、シンク(sink)に対して選択的に連結可能である。
【００１９】
作動の間に、制御チャンネル１１８内の流体圧力の選択的な変動が、液圧力(hydraulic force)をもたらし、図１Ｂに示されるように、その液圧力は、シール部材１０４とハウジング１０６との間に形成されている制御チャンバー（コントロール室）１３６を通じて、移動可能の回転しないシール部材１０４に印加される。
ハウジング１０６に対するシール部材１０４の延長(extension)、および、回転するシール部材１０２と回転しないシール部材１０４との上に配置された対応するシールリングとシールリングとの係合が、流体の通路または媒質チャンネル１１２を作り出し、該媒質チャンネルが、該回転する機械部品１０８と該回転しない機械部品１１０とを通過して延びている。
【００２０】
ハウジング１０６は、回転しないシール部材１０４と密封するよう(sealingly)係合しており、かつ、回転するシール部材１０２と回転しないシール部材１０４との間の選択的な係合のために、様々な液圧チャンバーを定めている。より詳細には、該ハウジング１０６は、円柱状の本体部分１１６に隣接したフランジ部分１２４を有する。図示した実施形態では、該フランジ部分１２４は、４本のソケットヘッドキャップスクリュー１２６（図１Ａ；図１Ｂでは一つのみ示している）によって、回転しない機械部品１１０に連結されており、それによって、ハウジング１０６を部品１１０に固定して取り付けている。任意の他の個数の締結器具や、任意の他の締結装置が用いられ得ることが考慮される。
【００２１】
ハウジング１０６は、中央内腔(central bore)１２８をさらに有し、該中央内腔は、中心線１３０に沿ってハウジング１０６を通って延びている。図示した実施形態では、内腔１２８は、概して円柱状であり、かつ、円柱状の本体部分１１６の内部に小さな(minor)内径１３２を定めており、フランジ部分１２４の内部に大きな(major)内径１３４を定めている。大きな内径１３４は、小さな内径１３２よりも大きいので、図１Ｂに示されるように、小さな内径１３２と大きな内径１３４との間に閉鎖液圧面(closing hydraulic surface)１３３が半径方向に定められ、制御チャンバー１３６とオーバラップしている。代替的な実施形態では、小さな内径１３２と大きな内径１３４は、両方共に、ハウジング１０６の一つの部分内に定められていてもよい。
【００２２】
制御チャンバー１３６は、小さな内径１３２と大きな内径１３４との間の閉鎖液圧面１３３とオーバラップする軸方向の位置において、内腔１２８の周りを周方向に延びている。ハウジング１０６が、回転しない機械部品１１０に連結されているときには、制御チャンバーの入り口１３８と制御チャンバーの環状部１４０は、制御チャンバー１３６と制御チャンネル１１８との間の流体的な連結を提供する。
図示した実施形態では、制御チャンバー環状部(annulus)１４０が、受入れ座ぐり状穴１１４の中へ形成され、かつ、円柱状の本体部分１１６の周りを周方向に延びており、座ぐり状穴１１４と本体部分１１６との間にチャンバー１１５を形成するようになっている。該制御チャンバー環状部１４０は、複数の制御チャンバーの入り口１３８を通じて、該制御チャンバー１３６に流体的に連結され、その複数の制御チャンバーの入り口１３８は、座ぐり状穴１１４の周囲をめぐって対称的に配置されており、制御チャンネル１１８に流体的な接続を提供している。
【００２３】
回転しないシール部材１０４が内腔１２８の内部に配置されているときに、制御チャンネル１１８と制御チャンバー１３６とを、受入れ座ぐり状穴１１４と外気(atmosphere)とから流体的に隔離するために、様々なシールが配置される。
一つの実施形態では、受入れ座ぐり状穴１１４が、２つの固定シール(static seal)１４２のうちの１番目のものによって制御チャンバーの環状部１４０から流体的に隔離され、該２つの固定シール１４２は、円柱状の本体部分１１６の各端部に隣接して形成されている円周方向の溝１４４内に配置されている。２つの固定シール１４２のうちの２番目のものは、制御チャンバーの環状部１４０を外気から隔離する。さらには、制御チャンバー１３６は、２つのシール１５２と１５６とによって、内腔１２８に沿って、受入れ座ぐり状穴１１４から流体的に隔離され、２つのシール１５２と１５６のそれぞれは、内腔１２８を巡って配置され、かつ、中心線１３０に沿って軸方向に位置している。
【００２４】
制御チャンバーの大きな摺動シール(sliding seal)１４６が、ハウジング１０６のフランジ部分１２４に定められた円周方向の溝１４８内に配置され、かつ、該円周方向の溝１４８の外周面１５０に、静的な様式(static fashion)にて密封するように係合している。該大きな摺動シール１４６は、回転しないシール部材１０４の外側部分に、摺動するようかつ密封するよう係合し、外気から制御チャンネル１３６を密封（シール）する。類似の配置にて、制御チャンバーの小さな摺動シール１５２が、回転しないシール部材１０４の外側部分とハウジング１０６との密封的な係合で、円周方向の溝１５４内に配置され、受入れ座ぐり状穴１１４から制御チャンバー１３６をシールする。付加的な、媒質チャンネルの摺動シール１５６が、受入れ座ぐり状穴１１４と回転しないシール部材１０４との間に、密封するようににかつ摺動するように配置され、制御チャンバーの小さな摺動シール１５２が、制御チャンバー１３６と媒質チャンネル摺動シール１５６との間に位置する。
媒質チャンネル摺動シール１５６は、受入れ座ぐり状穴１１４から、および、従って、媒質チャンネル１１２から、制御チャンバー１３６を流体的に隔離するための付加的な、および／または、不静定的なシール性能(redundant sealing capability)を提供する。制御チャンバー１３６内と媒質チャンネル１１２内に異なる圧力が存在するとき、２つのシール１５２と１５６とによって提供される不静定的なシール性能は、それらの軸方向の面のうちの一つの面だけに流体圧力が掛かることによって、各シールがシール機能を提供することを確実にする。
【００２５】
図中、制御チャンバーの大きな摺動シール１４６と小さな摺動シール１５２、および、媒質チャンネルの摺動シール１５６は、それぞれ、斜線を付された矩形の断面によって表されている。ハウジング１０６と回転しないシール部材１０４との間に、摺動し密封する係合機能を提供するためには、あらゆるタイプの半径方向(radial)のシール部材が好適であると思料する。従って、摺動シール１４６、１５２および１５６のそれぞれのために、図面のいくつかの図に示された斜線を付された矩形の断面は、概して円柱状または管状形の部材の外側部分と内腔の内側部分との間のシール機能を提供することができる、あらゆる種類の放射状シールを概して表現している。図の概要的な表現に包含される適切なシールの例としては、Ｏリングシール、リップシール、Ｕ形シール、矩形の断面を有するシール、弾性部材を有するシール、あるいは、あらゆる他の公知の種類の半径方向のシールが挙げられる。
【００２６】
回転しないシール部材１０４は、概しては円柱形状を有し、その形状は２つの部分を定めており、それぞれが持っている外径は、内腔１２８の小さな内径１３２と、大きな内径１３４とに対応している。より具体的には、回転しないシール部材１０４は、小さな直径部分１５８（内腔１２８の小さな内径１３２内に配置される）と、大きな直径部分１６０（内腔１２８の大きな内径１３４内に配置される）とを有する。媒質チャンネル１１２の区間(segment)は、回転しないシール部材１０４内に形成された円柱状の内腔１６２と一致し、該円柱状の内腔１６２は、全長にわたって伸び、かつ、受入れ座ぐり状穴１１４へと流体的に開口している。
【００２７】
回転しないシール部材１０４は、回転しないシールリング１６４を有し、該リングは、該回転しないシール部材１０４の端部に接続され、それによって回転しないシール面１６６を形成している。図示した実施形態では、内側と外側の面取り部が、前記シール面を取り囲むシールリングの内周と外周に沿って延びている結果として、回転しないシールリング１６４は、台形の断面を有する。それらの面取り部は、オプション的であって、公知のように、回転しないシール部材１０４の所望のバランス比に応じて、一方または両方を省略してもよい。
【００２８】
反対側の端部には、回転しないシール部材１０４は、媒質チャンネル１１２を通じた流体媒質の流れを助けるように構成された構造的造作部(structural features)を有する。より詳細には、図示した実施形態の回転しないシール部材１０４は、入り口のフランジ１６７を有し、該フランジは、内腔１６２の拡大した部分内に配置されたパイロット(pilot、先導）部分１６８と、小さな直径部分１５８から外側に半径方向に伸びているフランジ部分１７０とを持っている。該パイロット部分１６８とフランジ部分１７０との間に形成されている円錐形の面１７４は、媒質チャンネル１１２を通る媒質の流れを、うまくいくように助ける。
【００２９】
回転しないシール部材１０４がハウジング１０６に対して回転するのを防ぐために、フランジ部分１７０が、半径方向に延びる突出部、即ち、キー１７２を形成し、該キーは、ハウジング１０６に形成された開口部またはスロット１７３に係合する。キー１７２とスロット１７３との間の摺動する係合は、回転しないシール部材１０４が回転しない機械部品１１０に対して回転することを、これら２つの部品間の軸方向の摺動運動を妨げることなく防止する。
【００３０】
回転しないシール部材１０４の軸方向の運動は、開放バネ(opening spring、開くバネ)１７６によって、開ポジションの方（それは、図１Ｂの右側に向かう方向である）に向かって付勢される。示されているように、フランジ部分１７０は、スリーブ１７８と共に働いて、バネ保持構造体(spring retainer structure)を提供し、該バネ保持構造体は、該バネ１７６を保持し、かつ、ハウジング１０６（これは、回転しない機械部品１１０に堅固に連結されている）と回転しないシール部材１０４（これは、以前に説明したように、ハウジング１０６の内腔１２８内に摺動可能に配置されている）との間で、開放バネの力を伝達する。
【００３１】
図示した実施形態では、回転する機械部品１０８は、パイロット１８０とねじ部１８２とを持ったレセプタクル(receptacle、差し込み口）部１７９を有する。パイロット１８０とそれに関連する特徴部分は、ある種の高速の用途における適当な位置合わせのために使用され得るが、他の機構が使用されてもよく、あるいは、代替的には、そのような位置合わせの特徴部は、低速度で作動する用途のためには省略されてもよい。回転するシール部材１０２は、ねじ山１８４を有し、該ねじ山は、ねじ部１８２と係合して２つの部品を互いに保持するが、他の取り付け装置が使用されてもよい。回転するシール部材１０２と回転しないシール部材１０４との間の偏心度(eccentricity)は、回転する機械部品１０８のパイロット１８０内に、回転するシール部材１０２に定められたパイロット部分１８６をはめ合わせることによって低減される。半径方向シール１８８は、パイロット部１８６に形成されている円周方向の溝１９０内に配置され、該パイロット１８０に密封するように係合して、媒質チャンネル１１２内の媒質を、外気から流体的に隔離することを提供する。
【００３２】
回転するシール部材１０２は、回転するシールリング１９２を有し、該回転するシールリングは、その端部において、回転するシール面１９４を定め、当該回転継手１００が閉じたポジション（即ち、係合したポジション）にあるときに、回転するシール面１９４が回転しないシール面１６６に係合して、機械的な端面シール(face seal)を形成する。図示した実施形態では、回転するシールリング１９２は、回転する機械部品１０８と同じ回転速度で回転するように配置される。回転しないシール部材１０４が、回転するシール部材１０２の方に向かって選択的に軸方向に移動させられ、回転するシール部材１０２との接触を達成したとき、回転するシールリング１９２は、回転するシール面１９４によって、回転しないシールリング１６４と係合する。
【００３３】
図２は、本開示に従うシール制御機構を示すブロック図である。図２ならびに以後の図においては、以前に記載されたものと同じまたは類似の要素および／または構造体は、単純化のために、以前に使用されたのと同じ参照数字によって示されている。そのようにして、当該回転継手１００の区間が示されており、該回転継手は、媒質の供給、循環、および排出の回路２００を持った機能的な流体接続を有している。該回路２００は、当該回転継手１００に関連したその機能を説明するための例示的な実施形態として、ブロック図の形式で示されている。それらの機能が当該回転継手１００の作動において同じまたは類似の効果をもたらす限り、示したものとは異なる部品を使用する類似の機構が考慮されることを理解すべきである。
【００３４】
図２に示された例示的な実施形態では、回路２００は、第一のバルブ２０２および第二のバルブ２０４を有している。示されているように、第一のバルブ２０２および第二のバルブ２０４は、両方共に、電子的アクチュエータおよびバネ付勢デバイスを有する流体バルブであり、該バネ付勢デバイスは、以下にさらに詳細に説明されるように、様々なバルブポートを流体的に相互連結するための複数のポジションへと、それぞれのバルブ要素２０３および２０５を選択的に移動させることができる。また、回路２００は、流体リザーバ（流体溜め槽）を有し、該流体リザーバは、そこに貯蔵された流体媒質の供給源またはシンクとして働き、かつ、回路２００はインラインポンプを有し、該インラインポンプは、該リザーバへおよび該リザーバからの流体の移送を行う。最後に、排出溜め（即ち、一般には、示されているように、排出されたリザーバ）が外気圧への出口を提供する。
【００３５】
より詳細には、回路２００は、第一の流体バルブ２０２を有し、該第一の流体バルブは、図示した実施形態では、５つのポートを有する２ポジションバルブである。第一の流体バルブ２０２は、第一の流体リザーバ２０６、第二の流体リザーバ２０８、および、排出用リザーバ２１０に、流体的に連絡しており、第二の流体バルブ２０４に対して、および、回転継手１００の第一の媒質開口部１２２に対して流体的に連結されている。排出用リザーバ２１０は、代替的には、図７の実施形態に示されているように、真空シンク７１０であってもよい。第一のリニアポンプ２１２が、第一の流体バルブ２０２と第一の流体リザーバ２０６との間に流体的な関係にて配置されており、かつ、第二のリニアポンプ２１４が、第一の流体バルブ２０２と第二の流体リザーバ２０８との間に流体的な関係にて配置されている。第一のリニアポンプ２１２および第二のリニアポンプ２１４のそれぞれは、選択的に決定できる供給または循環の圧力において、流体をポンプして、そのそれぞれのリザーバ２０８および２０８内へ、または、そのそれぞれのリザーバ２０８および２０８から流すことができる。
【００３６】
第二のバルブ２０４は、当該回転継手１００の第一の流体バルブ２０２、第一の媒質開口部１２２、および媒質チャンネル１１２の間で流体的に連結されている。回路２００の部品、ならびに、付加的な部品を有し得る、図２の例示的な実施形態に示されている様々なバルブ、ポンプ、およびリザーバの間での流体的な相互連結は、機械の部分である単一のモジュールに統合されていてもよいし、あるいは、代替的には、機械において、または、例えばマシニング設備などの、機械を作動させる設備において、一つよりも多くの場所に分けられていてもよい。
【００３７】
当該回転継手１００の作動中での、回転するシール面１９４と回転しないシール面１６６との係合（該係合がそれらの間に端面シールを生成する）は、第一の流体バルブ２０２および第二の流体バルブ２０４の適当な作動によって選択的に制御され得る。作動の様式、および、媒質チャンネル１１２を通じて提供される媒質の潤滑特性に応じて、ならびに、さらには、チャンネル１１２内の媒質の存在の有無に応じて、回転するシール面１９４および回転しないシール面１６６は、係合または脱係合され得る。図３〜７には、回転するシール面１９４と回転しないシール面１６６との間の係合をもたらす５つの異なる作動状態が示されている。第一のバルブ２０２と第二のバルブ２０４とを適当に位置決め（ポジショニング）することによって、各作動状態は、第一のリザーバ２０６、第二のリザーバ２０８、および／または、排出用リザーバ２１０、あるいは真空シンク７１０（図７）との、回転継手１００の制御チャンネル１１８および媒質チャンネル１１２の選択的な流体連結に関与する。後に続く図３〜７では、示した作動状態に応じた連結における媒質の流れの大まかな方向を示すために、実線の矢印が使用されている。
【００３８】
より詳細には、媒質チャンネル１１２内に媒質が存在しないときの作動状態が図３に示されている。公知のように、シーリルリング（複数）が回転継手の作動中に係合している場合、潤滑媒質の不在により、回転するシールリング１９２と回転しないシールリング１６４との間のシールしている接触面への損傷が引き起こされ得る。従って、媒質なしで作動している場合、回転しないシール部材１０４は、回転しない機械部品１１０内に引き込まれ、それによって、回転するシールリング１９２から回転しないシールリング１６４を脱係合する。図示した実施形態では、図３に示されているような第一のポジションに、第二の流体バルブ２０４を適当に位置決め（ポジショニング）することによって、媒質チャンネル１１２は、制御チャンバー１３６と同じか、または類似の圧力に維持される。第一のポジションにおいて第一の流体バルブ２０２を適当に位置決めして、媒質チャンネル１１２と制御チャンバー１３６とを排出用リザーバ即ちサンプ２１０に流体的に連結することによって、媒質チャンネル１１２における流体圧力および制御チャンバー１３６における流体圧力は、外気圧または周囲圧に同じか、またはおおよそ同等にされる。図示した実施形態では、開放バネ１７６は、回転しないシール部材１０４を回転しない機械部品１１０内に引き込むように働く。この状況では、媒質チャンネル１１２内に存在する媒質は、排出用リザーバ２１０、脱係合されたリング１６４および１９２の間の空間を通じて、ならびに、潜在的には、回転する機械部品１０８に配置された作動ポート（図示せず）を通じて、外気に排出される。
【００３９】
図４には異なる作動状態が示されており、この作動の間には、空気または別の圧縮性の媒質が、媒質チャンネル１１２を通して、回転しない機械部品１１０から回転する機械部品１０８へと移送される。公知のように、空気またはある種の他の圧縮性の媒質は、回転継手において使用される端面シールのためには、十分な潤滑特性を欠いている。公知のように、エアロゾル溶液である圧縮性の媒質は、潤滑特性を有することがあり得、また、本明細書で論じている状況下での回転継手の作動は、乾燥空気または別の非潤滑性の圧縮性の媒質を伴う作動と物質的には異ならないため、エアロゾル溶液である圧縮性の媒質は、この開示において考慮されている。
【００４０】
圧縮性の媒質を伴って作動する場合、当該回転継手１００は、微小間隙(small gap)を伴って作動し、該微小間隙は、回転するシールリング１９２と回転しないシールリング１６４との間に存在する。該微小間隙は、１インチの１０００分の１または２のオーダー（０．０３〜０．０６ｍｍ）であってよく、あるいは、かなりそれより小さくてもよく（例えば、数ミクロン）、該微小間隙は、媒質の漏れる速度を低減しつつ、回転するシールリング１９２および回転しないシールリング１６４において、ドライ・ランからの損傷を回避することを確実にする。
【００４１】
図示した実施形態では、回転するシールリング１９２および回転しないシールリング１６４における微小間隙は、第二の流体バルブ２０４を第二のポジションに位置させることによって達成され、該第二のポジションは、媒質チャンネル１１２を第二の流体リザーバ２０８と流体的に連結し、第二の流体リザーバ２０８は、この場合、圧力下にあって圧縮性の媒質を含んでいる。第一の流体バルブ２０２は、図４に示されているような第一のポジションにあり、該第一のポジションは、制御チャンバー１３６を排出用リザーバ２１０と流体的に連結するように構成されている。理解され得るように、回転しないシール部材１０４に閉じる力を付与するように、当該回転継手１００の適当なバランス比を設定することができ、前記の閉じる力は、開放バネ１７６の開く力に逆らって作用し、回転しないシール部材１０４を回転するシール部材１０２に向かって移動させる。圧縮性の媒質が潤滑性の成分を含有する（例えば、エアロゾル溶液）場合、作動中の前記間隙内に潤滑剤の薄膜を堆積して保持し、それによって媒質の漏れの漏れ速度を低減してもよい。
【００４２】
図５には別の作動状態が示されており、この作動の間には、潤滑特性を有する、水を主成分とするクーラントまたは別の非圧縮性の媒質が、媒質チャンネル１１２を通過する。この作動の状況では、回転するシールリング１９２と回転しないシールリング１６４との係合によって端面シールが作られ、それが、非圧縮性の媒質の漏れを回避させる。この状況で作動しているときには、第一の流体リザーバ２０６からの加圧された非圧縮性の媒質が、平行な配置にて、媒質チャンネル１１２と制御チャンバー１３６とに供給される。図５に示されているように、第一の流体バルブ２０２は、第一の流体リザーバ２０６と制御チャンネル１１８とを流体的に相互連結する第二のポジションに配置され、制御チャンネル１１８は、制御チャンバー１３６に対して流体的に開いている。第二の流体バルブ２０４は、制御チャンネル１１８と媒質チャンネル１１２とを流体的に相互連結する第一のポジションに配置される。第一の流体バルブ２０２および第二の流体バルブ２０４のこのような位置調整は、非圧縮性の媒質の圧力が、制御チャンバー１３６および媒質チャンネル１１２の両方において存在することを確実にする。
【００４３】
理解され得るように、当該回転継手１００は、制御チャンバーが流体圧力に晒されているときに第二のバランス比を有するように構成され得る。図５に示した作動状態では、回転しないシール部材１０４にかかる生じた液圧力は、バネ１７６の開く力を克服することによって、回転するシールリング１９２および回転しないシールリング１６４を、互いとの係合に押し込む。大抵の用途のために、媒質チャンネル１１２内の流体圧力の存在の有無に関わらず、加圧された流体が制御チャンバー１３６に存在する限り、回転するシールリング１９２と回転しないシールリング１６４との間の係合が都合よく維持され得るように、第二のバランス比が適切に選択され得る。
【００４４】
当該回転継手１００が、ＣＮＣミーリングマシンなどの材料仕上機械において使用される場合、図５に示した作動状態がマシニングの作動中に存在し得る。
しかしながら、流体が媒質チャンネルから排出されている時点、さもなければ、媒質チャンネルに流体が空である時点、例えば、機械が工具を交換している時点においては、ならびに、特に、周囲の機械部品を保護するために流体の漏出が回避されるべき場合には、継手の付加的な作動性能が望まれる。そのような付加的な作動性能は、図６に示されており、図６では、回転するシールリング１９２と回転しないシールリング１６４との間の係合が維持されて、媒質が媒質チャンネル１１２から排出されつつ、媒質チャンネル１１２の周囲のシールを保護している。
【００４５】
図６に示されているように、第二の流体バルブ２０４が第二のポジションに配置され、第一の流体バルブ２０２が第二のポジションに配置されている。これらのバルブのポジションでは、媒質チャンネル１１２は、排出用リザーバ２１０に流体的に連結されており、かつ、制御チャンバー１３６は、第一の流体リザーバ２０６と流体的に連結して配置され、第一の流体リザーバ２０６は、図５に示した作動状態で論じたように、加圧された非圧縮性の媒質を含んでいる。この作動状態では、媒質チャンネル１１２の排出は、回転するシールリング１９２と回転しないシールリング１６４との間のシール可能な係合が維持されつつ、媒質チャンネル１１２内に見られるあらゆる媒質を減圧するように機能する。この作動の状況では、媒質チャンネル１１２内に見られる媒質は、排出用リザーバ２１０に向かって自由に通じており、かつ、潜在的にはまた、回転する機械部品１０８の作動ポート（図示せず）から自由に排出し、回転する機械部品１０８の作動ポートは、図６の絵では、公知のように、概しては、回転する機械部品１０８の左端から離れたいずれかの場所に配置される。
【００４６】
ある種の用途では、回転する機械部品１０８内に定められている媒質チャンネル１１２の部分の開いた端部または作用端部(working end)を通じた媒質の排出は望ましくないものであり得る。図６に示される作動の状態の変形が図７に示されており、図７では、排出用リザーバ２１０は、真空シンク７１０に置き換えられている。真空シンク７１０は、シールされたタンクであってもよく、あるいは、真空を維持することができる他のリザーバであってもよい。
本明細書で使用される場合、真空という用語は、大気圧よりも低い任意の圧力を意味する。
図７に示されるように、真空シンク７１０は、回転する機械部品１０８の作用ポート(working port)（図示せず）、あるいは、リング１６４と１９２との間の係合された接触面のいずれかから、流体が排出するのを許容することなく、媒質チャンネル１１２から流体を取り出し、かつ、排出する。
【００４７】
要約すると、他の作動上の機構が考慮されてはいるが、使用される媒質の種類と所望される媒質の排出の種類とに応じて、当該回転継手１００は、５つの異なる作動状態のいずれか一つのもとで機能し得る。例えば、開く力よりもむしろ閉じる力を付与するように配置されたバネを有する回転継手が使用され得る。また、流体圧力の供給源に対して連結されているように制御チャンバーは図示されているが、代替的な作動状態では、制御チャンバーは、大気圧よりも低い圧力を有する流体シンクに連結されていてもよい。
【００４８】
本開示の一つの概略的な態様では、回転するシールリング１９２と回転しないシールリング１６４との間のシールする係合は、複数の条件下において選択的に制御され得、その条件は、そうでなければ、回転しないシール部材１０４の引き込みまたは伸長を引き起こしたであろう条件である。例えば、図３に示されている作動状態を図６または図７に示されている作動状態と比較したとき、媒質チャンネル１１２の減圧は、図６に示されるように、制御チャンバー１３６が加圧されていなければ、バネ１７６の開く力に起因する回転しないシール部材１０４の引き込みを引き起こす。図６に示されている作動状態では、制御チャンバー１３６の加圧は、回転しないシール部材１０４に閉じる力を付与し、それが、バネ１７６の開く力を克服して、回転するシールリング１９２と回転しないシールリング１６４との間の係合を維持させ得る。
【００４９】
当該回転継手８００の代替的な実施形態が、図８および９に示されている。当該回転継手８００は、多くの側面において図１〜７に示されている当該回転継手１００に構造的に類似しているが、キャビティー８０２に開放バネ１７６（図１Ｂ）を有していない。回転継手１００に関連して以前に説明した対応する部品と同じまたは類似する回転継手８００の他の部品については、図８および９において、以前に使用したものと同じ参照数字によって示されている。
【００５０】
図８および９に示されているように、回転継手８００は、センターライン１３０に沿った回転するシールリング１９２と回転しないシールリング１６４との間の軸方向の広範囲の変位Ｘにわたって、回転するシールリング１９２と回転しないシールリング１６４との間のシール可能な係合を達成することができる。当該回転継手１００および８００が、距離Ｘにわたって回転するシールリング１９２と回転しないシールリング１６４との間のシール可能な係合を達成する能力は、摺動シール１４６、１５２、および１５６によって提供される、回転しないシール部材１０４と回転しない機械部品１１０との間の摺動するシール可能な連関によって可能となる。
【００５１】
当該回転継手９００の代替的な実施形態が図１０に示されている。当該回転継手９００は、当該回転継手１００に構造的におよび機能的に類似しているが、よりコンパクトな構造的な機構を有している。図８および９に示される回転継手８００に関連する議論と類似して、以前に説明した当該回転継手１００および８００の対応する要素と同じまたは類似する回転継手９００の構造的な要素は、図１０において、そのような部品のサイズまたはスケールは異なり得るが、以前に使用されたものと同じ参照数字で示されている。
【００５２】
図１０に示されているように、回転しないシール部材１０４は、回転しないシールリング１６４を有し、回転しないシールリング１６４は、回転しないシール部材１０４の端部において、回転するシール部材１０２の回転するシールリング１９２に隣接して配置されている。当該回転継手９００は、回転しない機械部品１１０を有し、該回転しない機械部品は、制御チャンネル９１８を形成し、該制御チャンネルは、回転継手１００（図１Ｂ）に関連して説明されたのと類似の様式で、回転しないシール部材１０４とハウジング９０６との間に定められている制御チャンバー１３６と流体的に連絡している。ハウジング９０６は、ハウジング９０６の円柱状の本体部分９１６に対して外側に形成されているねじ部９０２によって、回転しない機械部品９１０にねじ込み可能に係合されている。ねじ部９０２は、受入れ座ぐり状穴９１４の内側部分に沿って定められたねじ山とはまり合い、回転しない機械部品９１０内にハウジング９０６を保持する。回転継手１００と類似して、回転継手９００は、２つの半径方向シール９４２を有し、図示されている実施形態では、２つの半径方向シール９４２は、Ｏリングシールであって、制御チャンバー１３６のいずれかの側においてシールする関係にて配置され、それを、受入れ座ぐり状穴９１４から、および、外気から、流体的に隔離している。
【００５３】
出版物、特許出願、および、特許を含む、本明細書で引用した全ての参考文献は、各参考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示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。
【００５４】
本発明を説明する文脈（特に添付の特許請求の範囲の文脈）における用語「a」および「an」および「the」並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含むと解釈されるべきである。用語「有する」、「持つ」、「含む」および「含有する」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、各個別の値は、それが個別に本明細書に引用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全ての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、または明らかに文脈に矛盾しない限り、任意の好適な順序で実行され得る。本明細書で与えた、任意および全ての例、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、本発明をより良く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てはならない。
【００５５】
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変形は、以上の説明を読んだ当業者に明らかとなり得る。本発明者らは、当業者がそのような変形を適宜採用することを考慮しており、また、本発明者らは、本発明が、本明細書に具体的に説明し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。
従って、本発明は、本明細書に添付の特許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、上述した要素の全ての可能な変形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１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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