(57)【要約】【課題】軸線方向及び径方向の何れにおいても可及的な小型化を実現することができる経済的且つ実用的な多流路形ロータリジョイントを提供する。【解決手段】多流路形ロータリジョイントは、回転機器の回転軸１又はこれを含む回転側部材に当該回転軸１に嵌合又は挿通された状態で取り付けられる回転側ケース２と当該回転機器の静止側部材に取り付けられる静止側ケース３とをベアリング４を介して回転軸回りで相対回転自在に連結し、両ケース２，３間に、回転軸１と同心をなして並列配置された第１〜第３メカニカルシール５，６，７により区画シールされた第１及び第２接続空間８，９を介して連通される第１及び第２流路１４，１５を形成してなる。ベアリング４は上側ベアリング４ａと下側ベアリング４ｂとからなり、最小径の第１メカニカルシール５の内側に配置されている。【選択図】図１
2010265915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機器の回転軸又はこれを含む回転側部材に当該回転軸に嵌合又は挿通された状態で取り付けられる回転側ケースと当該回転機器の静止側部材に取り付けられる静止側ケースとをベアリングを介して回転軸回りで相対回転自在に連結し、両ケース間に、回転軸と同心をなして並列配置された３個以上のメカニカルシールにより区画シールされた複数の接続空間を介して連通される複数の流路を形成した多流路形ロータリジョイントにおいて、ベアリングを最小径のメカニカルシールの内側に配置してあることを特徴とする多流路形ロータリジョイント。
【請求項２】
回転側ケースが回転軸に嵌合又は挿通される円筒状の回転側軸受部とこれから外周方向に張り出す円盤状の回転側メカニカルシール保持部とを具備するものであり、静止側ケースが回転側軸受部を囲繞する円筒状の静止側軸受部とこれから外周方向に張り出す円盤状の静止側メカニカルシール保持部とを具備するものであり、ベアリングが両軸受部の対向周面間に装填されており、各メカニカルシールが、一方のメカニカルシール保持部に固定された固定密封環と他方のメカニカルシール保持部に軸線方向に移動可能に保持された可動密封環とこれを固定密封環へと押圧接触させるべく附勢するスプリング部材とを具備するものであることを特徴とする、請求項１に記載する多流路形ロータリジョイント。
【請求項３】
回転軸が鉛直である回転機器に使用されるものであることを特徴とする、請求項２に記載する多流路形ロータリジョイント。
【請求項４】
前記ベアリングが上下に所定間隔を隔てて配置された上側ベアリングと下側ベアリングとからなり、両軸受部の対向周面間に形成されるベアリング装填空間にベアリング潤滑剤を充填すると共に、当該装填空間の下端部をシールしてあることを特徴とする、請求項３に記載する多流路形ロータリジョイント。
【請求項５】
下側ベアリングが並列組み合わせ型アンギュラ玉軸受であることを特徴とする、請求項４に記載する多流路形ロータリジョイント。
【請求項６】
回転側メカニカルシール保持部と静止側メカニカルシール保持部とが上下に対向しており、各固定密封環が上位に位置するメカニカルシール保持部にこれとの間に介装したＯリングによる摩擦係合力によって垂下状に固定保持されており、上位に位置する当該メカニカルシール保持部には、各固定保持密封環をメカニカルシール組み立て時において吊支状に仮止めしておくための仮止め手段が着脱自在に設けられていることを特徴とする、請求項３〜５の何れかに記載する多流路形ロータリジョイント。
【請求項７】
回転側メカニカルシール保持部と静止側メカニカルシール保持部とが上下に対向しており、下位に位置する静止側メカニカルシール保持部に、静止側軸受部と最小径のメカニカルシールとの間に形成されるドレン空間に開口するドレン路を形成してあることを特徴とする、請求項３〜６の何れかに記載する多流路形ロータリジョイント。
【請求項８】
回転側メカニカルシール保持部と静止側メカニカルシール保持部とが上下に対向しており、下位に位置する静止側メカニカルシール保持部に、これに保持された最大径のメカニカルシールの密封環を囲繞する円筒状のドレン壁を設けると共に、当該最大径のメカニカルシールとドレン壁との間に形成されるドレン空間に開口するドレン路を形成してあることを特徴とする、請求項３〜６の何れかに記載する多流路形ロータリジョイント。
【請求項９】
静止側軸受部及び／又はドレン壁の上端が、固定密封環と可動密封環との相対回転摺接面より上位に位置していることを特徴とする、請求項７又は請求項８に記載する多流路形ロータリジョイント。
【請求項１０】
上位のメカニカルシール保持部に、固定密封環と可動密封環との相対回転摺接面より下方へと垂下して最大径のメカニカルシールを囲繞する円筒状の防塵壁を有する防塵カバーが設けられていることを特徴とする、請求項３〜９の何れかに記載する多流路形ロータリジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置，攪拌機，医療機器，食品用機器等の回転機器にその回転軸に嵌合又は挿通された状態で装着され、当該回転機器の相対回転部材間（回転側部材と静止側部材との間）で複数の流体（同種又は異種の液体，気体）を混在させることなく各別のルートで流動させるための多流路形ロータリジョイントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の多流路形ロータリジョイントとしては、回転機器の回転軸を含む回転側部材に当該回転軸に嵌合又は挿通された状態で取り付けられる回転側ケースと当該回転機器の静止側部材に取り付けられる静止側ケースとを、ベアリングにより、回転軸回りで相対回転自在に連結し、両ケース間に、３個以上のメカニカルシールにより区画シールされた複数の接続空間を介して連通される複数の流路を形成したものにおいて、３個以上のメカニカルシールを回転軸の軸線方向に縦列配置したもの（以下「第１従来ジョイント」という。例えば、特許文献１を参照。）と３個以上のメカニカルシールを回転軸の径方向にこれと同心をなして並列配置したもの（以下「第２従来ジョイント」という。例えば、特許文献２又は特許文献３を参照。）とが周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４１１５０号公報
【特許文献２】特開２００３−０４２３７３号公報
【特許文献３】特開２００４−１８３９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、メカニカルシールは、両ケースの一方に固定された固定密封環と他方に軸線方向移動可能に保持された可動密封環とがスプリング部材により押圧接触された状態で相対回転するように構成されたものであるから、複数のメカニカルシールを軸線方向に縦列配置した第１従来ジョイントでは、両密封環の設置スペースに加えて可動密封環の移動スペース及びスプリング部材の設置スペースが必要となるため、軸線方向寸法が長大となる。この軸線方向寸法は流路数が増加する程、つまりメカニカルシール数が増加する程大きくなる。したがって、軸線方向に大きな設置スペースが必要となり、適用できる回転機器が大幅に制限される。また、メカニカルシールによるシール機能が良好に発揮されるためには、密封環同士が適正に接触する必要があり、両ケース間における振動や軸振れの発生を確実に防止しておく必要があるが、軸線方向寸法が長大であるため軸触れ等を確実に防止することが困難である。
【０００５】
一方、複数のメカニカルシールを径方向に並列配置した第２従来ジョイントでは、上記した問題はないが、両ケースを連結するベアリングが最大径のメカニカルシールの外側に配置されているため、回転軸径に比して極めて大径のベアリングが必要となる。しかも、第１従来ジョイントでは流路数つまりメカニカルシール数が増加してもベアリング径を大きくする必要はないが、第２従来ジョイントでは、メカニカルシール数が増加するに伴ってベアリングが大径化することになる。したがって、径方向寸法が長大化し、径方向に大きな設置スペースが必要となることから、大径のベアリングが高価であることとも相俟って、適用できる回転機器が大幅に制限され、特に回転軸径が大きい回転機器にはコスト及び設置スペースの両面から適用が大幅に制限される。さらに、一般に使用されるシールドタイブやシールタイプ（ベアリング内部にグリース等の潤滑剤を充填したもの）の大径ベアリングでは、長期に亘って良好な潤滑を確保することが困難であり、ロータリジョイントの耐久性，寿命が低くなる。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、第１及び第２従来ジョイントにおける上記した問題を解決して、軸線方向及び径方向の何れにおいても可及的な小型化を実現することができる経済的且つ実用的な多流路形ロータリジョイントを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、回転機器の回転軸又はこれを含む回転側部材に当該回転軸に嵌合又は挿通された状態で取り付けられる回転側ケースと当該回転機器の静止側部材に取り付けられる静止側ケースとをベアリングを介して回転軸回りで相対回転自在に連結し、両ケース間に、回転軸と同心をなして並列配置された３個以上のメカニカルシールにより区画シールされた複数の接続空間を介して連通される複数の流路を形成した多流路形ロータリジョイントにおいて、上記の目的を達成すべく、特に、ベアリングを最小径のメカニカルシールの内側に配置しておくことを提案するものである。
【０００８】
かかる多流路形ロータリジョイントの好ましい実施の形態にあっては、回転側ケースが回転軸に嵌合又は挿通される円筒状の回転側軸受部とこれから外周方向に張り出す円盤状の回転側メカニカルシール保持部とを具備するものであり、静止側ケースが回転側軸受部を囲繞する円筒状の静止側軸受部とこれから外周方向に張り出す円盤状の静止側メカニカルシール保持部とを具備するものであり、ベアリングが両軸受部の対向周面間に装填されており、各メカニカルシールが、一方のメカニカルシール保持部に固定された固定密封環と他方のメカニカルシール保持部に軸線方向に移動可能に保持された可動密封環とこれを固定密封環へと押圧接触させるべく附勢するスプリング部材とを具備するものである。
【０００９】
また、本発明の多流路形ロータリジョイントは、回転軸が鉛直である回転機器に好適に使用されるものであり、かかる使用形態において、更に、次のように構成しておくことが好ましい。
【００１０】
すなわち、前記ベアリングが上下に所定間隔を隔てて配置された上側ベアリングと下側ベアリングとからなり、両軸受部の対向周面間に形成されるベアリング装填空間にベアリング潤滑剤を充填すると共に、当該装填空間の下端部をシールしておくことが好ましい。かかる場合において、下側ベアリングが並列組み合わせ型アンギュラ玉軸受であることが好ましい。
【００１１】
さらに、回転側メカニカルシール保持部と静止側メカニカルシール保持部とが上下に対向しており、各固定密封環が上位に位置するメカニカルシール保持部(回転側メカニカルシール保持部又は静止側メカニカルシール保持部)にこれとの間に介装したＯリングによる摩擦係合力によって垂下状に固定保持されており、上位に位置する当該メカニカルシール保持部には、各固定保持密封環をメカニカルシール組み立て時において吊支状に仮止めしておくための仮止め手段が着脱自在に設けられていることが好ましい。また、回転側メカニカルシール保持部と静止側メカニカルシール保持部とが上下に対向しており、下位に位置する静止側メカニカルシール保持部に、静止側軸受部と最小径のメカニカルシールとの間に形成されるドレン空間に開口するドレン路を形成してあることが好ましい。また、回転側メカニカルシール保持部と静止側メカニカルシール保持部とが上下に対向しており、下位に位置する静止側メカニカルシール保持部に、これに保持された最大径のメカニカルシールの密封環を囲繞する円筒状のドレン壁を設けると共に、当該最大径のメカニカルシールとドレン壁との間に形成されるドレン空間に開口するドレン路を形成してあることが好ましい。また、静止側軸受部及び／又はドレン壁の上端は、固定密封環と可動密封環との相対回転摺接面より上位に位置していることが好ましい。さらに、上位のメカニカルシール保持部(回転側メカニカルシール保持部又は静止側メカニカルシール保持部)には、固定密封環と可動密封環との相対回転摺接面より下方へと垂下して最大径のメカニカルシールを囲繞する円筒状の防塵壁を有する防塵カバーが設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の多流路形ロータリジョイントは、複数のメカニカルシールを径方向に並列配置したものであって、ベアリングを最小径のメカニカルシールの内側に配置したものであるから、第２従来ジョイントの利点をそのまま担保しつつ、第２従来ジョイントにあって宿命的な欠点を排除しうるものであり、軸線方向及び径方向の何れにおいても可及的な小型化を実現することができる経済性，実用性に優れるものである。
【００１３】
すなわち、ベアリングを最小径のメカニカルシールの内側に配置したことによって、流路数つまりメカニカルシール数の増減に拘わらず、回転軸径に応じた最小径のベアリングを使用することができ、第２従来ジョイントに比して、径方向寸法の大幅な短縮を実現することができ、軸線方向の設置スペースは勿論、径方向の設置スペースが小さな回転機器にも適用することができ、用途の大幅な拡大を図ることができる。しかも、必要以上に大径のベアリングを必要としないことから、ベアリングに要するコスト、ひいてはロータリジョイントの製作コストを可及的に低減することでき、ロータリジョイント寿命，耐久性，信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明に係る多流路形ロータリジョイントの一例を示す縦断面図である。
【図２】図２は図１と異なる位置で切断した当該ロータリジョイントの縦断面図である。
【図３】図３は図１及び図２と異なる位置で切断した当該ロータリジョイントの縦断面図である。
【図４】図４は図３に相当する縦断面図であって、当該ロータリジョイントの組み立て途中の状態を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る多流路形ロータリジョイントの一例を示す縦断面図であり、図２は図１と異なる位置で切断した当該ロータリジョイントの縦断面図であり、図３は図１及び図２と異なる位置で切断した当該ロータリジョイントの縦断面図であり、図４は図３に相当する縦断面図であって、当該ロータリジョイントの組み立て途中の状態を示すものである。
【００１６】
この実施の形態は、軸線が鉛直である回転軸を有する回転機器（例えば、回転テーブルを使用する研磨装置）の回転側部材（例えば、回転軸により水平回転駆動される回転テーブル）と静止側部材（例えば、回転軸を支持，駆動する装置本体）との間で第１及び第２流体（同種又は異種の液体，気体）を各別のルートで混在することなく流動させるための多流路形ロータリジョイントに本発明を適用した例に係るものである。
【００１７】
すなわち、この実施の形態における多流路ロータリジョイントは、図１及び図２に示す如く、回転側部材に上下方向に延びる回転軸１に挿通された状態で取り付けられる回転側ケース２と、静止側部材に取り付けられる静止側ケース３と、両ケース２，３を回転軸１回りで相対回転自在に連結するベアリング４と、両ケース２，３間に回転軸１と同心をなして並列配置された第１〜第３メカニカルシール５，６，７と、両ケース２，３間に形成された、隣接するメカニカルシール５，６及び６，７でシールされた第１及び第２接続空間８，９と、回転側ケース２に形成されて第１及び第２接続空間８，９に開口する第１及び第２回転側通路１０，１１と、静止側ケース３に形成されて第１及び第２接続空間８，９に開口する第１静止側通路１２，１３とを具備して、両ケース２，３間に回転側通路１０，１１と静止側通路１２，１３とを接続空間８，９で連通接続してなる一連の第１及び第２流路１４，１５が形成されるように構成されたものである。
【００１８】
回転側ケース２は、図１〜図３に示す如く、回転軸１に挿通される鉛直円筒状の回転側軸受部１６とその上端部位から外周方向に水平に張り出す円盤状の回転側メカニカルシール保持部１７とからなる。回転側軸受部１６は、上下方向に３個の部分（第１〜第３部分）１６ａ，１６ｂ，１６ｃに分割されており、図３に示す如く、適当数のボルト１８ａ，１８ｂによって連結されている。回転側メカニカルシール保持部１７は、回転側軸受部１６の上端部分である第１部分１６ａに一体形成されている。回転側メカニカルシール保持部１７の下面部には、ケース軸線を中心とする同心円環状の第１及び第２凸部１７ａ，１７ｂが形成されている。回転側ケース２は回転機器の回転側部材に取り付けられるが、この例では、軸受部１６を回転軸１に嵌合又は挿通させた状態で、その上端部つまり第１部分１６ａの上端部を回転テーブルに取り付けてある。
【００１９】
静止側ケース３は、図１〜図３に示す如く、回転側軸受部１６を同心状に囲繞する鉛直円筒状の静止側軸受部１９とその下端部から外周方向に水平に張り出す円盤状の静止側メカニカルシール保持部２０とその外周端縁から上方に立ち上がる鉛直円筒状のドレン壁２１とからなる一体構造物である。静止側軸受部１９の軸線方向長さは、その上端が回転側メカニカルシール保持部１７の下面に近接する位置であって回転側軸受部１６の中間部分である第２部分１６ｂの上端より若干上方に位置するように設定されている。静止側メカニカルシール保持部２０の上面部には、ケース軸線を中心とする同心円環状の第１及び第２凸部２０ａ，２０ｂが上下方向において前記回転側メカニカルシール保持部１７の第１及び第２凸部１７ａ，１７ｂに対向する位置に形成されている。静止側ケース２は回転機器の静止側部材に取り付けられているが、この例では、静止側メカニカルシール保持部２０を回転軸１を支持，駆動する装置本体に取り付けてある。
【００２０】
ベアリング４は、図１〜図３に示す如く、両軸受部１６，１９の対向周面間に形成される円筒状のベアリング装填空間２２に装填されていて、両ケース２，３を回転軸１の軸線を中心として相対回転自在に連結している。ベアリング４は、上下に所定間隔を隔てて配置された上側ベアリング４ａと下側ベアリング４ｂとからなる。上側ベアリング４ａは回転側軸受部１６の第２部分１６ｂと静止側軸受部１９との上端部間に装填されたラジアル玉軸受であり、下側ベアリング４ｂは回転側軸受部１６の第２部分１６ｂと静止側軸受部１９の上端部間に装填された並列組み合わせ型アンギュラ玉軸受である。下側ベアリング４ｂの内径輪の下端面は、回転側軸受部１６の下端部分である第３部分１６ｃの外周上端面に形成した環状凹部１６ｄに支持されており、その外径輪の下端面は、静止側軸受部１９の内周下端部に形成した凹部に嵌合され且つ適当数のボルト２３により固着された環状リング２４により支持されている（図３参照）。
【００２１】
回転側軸受部１６の下端部（第３部分１６ｃの下端部）には、図１〜図３に示す如く、環状リング２３に圧接してベアリング装填空間２２の下端部（下側ベアリング４ｂの下方部）をシールする環状シール部材（この例では、リップシール）２５が設けられている。そして、リップシール２５でシールされたベアリング装填空間２２には、ベアリング４を潤滑させるための適宜のベアリング潤滑剤２６が充填されていて、ベアリング４（特に、下側ベアリング４ｂ）の潤滑を良好に行いうるように工夫されている。なお、ベアリング４ａ，４ｂとしては超薄肉型のものが使用されている。
【００２２】
各メカニカルシール５，６，７は、図１に示す如く、上位の回転側メカニカルシール保持部１７に固定された固定密封環５ａ，６ａ，７ａと下位の静止側メカニカルシール保持部２０に軸線方向（上下方向）に移動可能に保持された可動密封環５ｂ，６ｂ，７ｂとこれを固定密封環５ａ，６ａ，７ａへと押圧接触させるべく上方に附勢するスプリング部材５ｃ，６ｃ，７ｃとを具備して、固定密封環５ａ，６ａ，７ａと可動密封環５ｂ，６ｂ，７ｂとの相対回転摺接作用によりシール機能を発揮する端面接触形メカニカルシールに構成されている。
【００２３】
固定密封環５ａ，６ａ，７ａ及び可動密封環５ｂ，６ｂ，７ｂは、図１〜図３に示す如く、同心状に配置されているものであり、内側の第１メカニカルシール（最小径のメカニカルシール）５の密封環５ａ，５ｂは中間の第２メカニカルシールの密封環６ａ，６ｂより小径であり、この密封環６ａ，６ｂは外側の第３メカニカルシール（最大径のメカニカルシール）７の密封環７ａ，７ｂより小径である。
【００２４】
各固定密封環５ａ，６ａ，７ａは、図１〜図３に示す如く、その内周部又は外周部を回転側メカニカルシール保持部１７の第１又は第２凸部１７ａ，１７ｂにＯリング５ｄ，６ｄ，７ｄを介して下方から嵌合させることにより、当該Ｏリング５ｄ，６ｄ，７ｄによる摩擦係合力により回転側ケース２に吊支状に固定保持されている。すなわち、最小径の固定密封環５ａはＯリング５ｄを介して第１凸部１７ａに内嵌保持されており、中間径の固定密封環６ａはＯリング６ｄを介して第１凸部１７ｂに外嵌保持されており、また最大径の固定密封環７ａはＯリング７ｄを介して第２凸部１７ｂに外嵌保持されている。さらに、各固定密封環５ａ，６ａ，７ａの回転側ケース２に対する相対回転を、図２に示す如く、その内周部又は外周部に形成した凹部に回転側メカニカルシール保持部１７の下面部に垂下状に植設したドライブピン５ｅ，６ｅ，７ｅを係合させることにより、阻止するように工夫してある。
【００２５】
各可動密封環５ｂ，６ｂ，７ｂは、図１〜図３に示す如く、その内周部又は外周部を静止側メカニカルシール保持部２０の第１又は第２凸部２０ａ，２０ｂにＯリング５ｆ，６ｆ，７ｆを介して軸線方向（上下方向）に移動可能に嵌合保持されている。すなわち、小径の可動密封環５ｂはＯリング５ｆを介して第１凸部２０ａに軸線方向移動可能に内嵌保持されており、中間径の可動密封環６ｂはＯリング６ｆを介して第１凸部２０ｂに軸線方向移動可能に外嵌保持されており、また最大径の可動密封環７ｂはＯリング７ｆを介して第２凸部２０ｂに軸線方向移動可能に外嵌保持されている。
【００２６】
また、各可動密封環５ｂ，６ｂ，７ｂは、図２に示す如く、その内周部又は外周部に形成した凹部に静止側メカニカルシール保持部３０の上面部に立設状に植設したドライブピン５ｇ，６ｇ，７ｇを係合させることにより、軸線方向移動を許容されつつ静止側ケース３に対する相対回転が阻止されるようになっている。
【００２７】
さらに、各可動密封環５ｂ，６ｂ，７ｂは、図１に示す如く、その下端部と静止側メカニカルシール保持部２０との間に介装したスプリング部材５ｃ，６ｃ，７ｃによって上方へと押圧附勢されており、その附勢力によって各固定密封環５ａ，６ａ，７ａに押圧接触されている。なお、各スプリング部材５ｃ，６ｃ，７ｃは、ケース軸線を中心とする円環状領域に適当間隔を隔てて並列配置された複数のコイルスプリングである。
【００２８】
而して、両メカニカルシール保持部１７，２０の上下対向端面間には、隣接するメカニカルシールによってシールされた環状の接続空間８，９が区画形成されている。すなわち、図１〜図３に示す如く、第１及び第２メカニカルシール５，６間に第１接続空間８が形成され、第２及び第３メカニカルシール６，７間に第２接続空間９が形成される。なお、メカニカルシール５，６，７におけるシール面（固定密封環５ａ，６ａ，７ａと可動密封環５ｂ，６ｂ，７ｃとの相対回転摺接面）は同一の水平面上に位置している。
【００２９】
また、回転側ケース２には、図１に示す如く、一端部を回転側軸受部１６の上端面に開口し且つ他端部を第１接続空間８に開口する第１回転側通路１０が形成されると共に、第２図に示す如く、一端部を回転側軸受部１６の上端面に開口し且つ他端部を第１接続空間８に開口する第２回転側通路１１が形成されている。両回転側通路１０，１１は相互に交差することなく形成されており、それらの一端部は夫々回転機器の回転側部材（回転テーブル）に設けられた回転側流体通路
２７，２８に接続される。
【００３０】
さらに、静止側ケース３には、図１に示す如く、一端部を静止側メカニカルシール保持部２０の外周面に開口し且つ他端部を第１接続空間８に開口する第１静止側通路１２が形成されると共に、図２に示す如く、一端部を静止側メカニカルシール保持部２０の外周面に開口し且つ他端部を第２接続空間９開口する第２静止側通路１３が形成されている。両静止側通路１２，１３は相互に交差することなく形成されており、それらの一端部は夫々回転機器の静止側部材（装置本体）に設けられた静止側流体通路２９，３０に接続される。
【００３１】
したがって、両ケース２，３間には、回転側通路１０，１１と静止側通路１２，１３とを接続空間８，９で連通接続してなる一連の第１及び第２流路１４，１５が形成され、これらの流路１４，１５を介して、液体等の第１及び第２流体３１，３２を各別のルートで静止側流体通路２９，３０から回転側流体通路２７，２８へと（又は回転側流体通路２７，２８から静止側流体通路２９，３０へと）流動させることができる。
【００３２】
また、静止側ケース３には、図３に示す如く、第１メカニカルシール５の内周領域である第１ドレン空間３３及び第３メカニカルシール７の外周側領域である第２ドレン空間３４に連通するドレン路３５が形成されていて、メカニカルシール群から接続空間外へと漏洩する流体つまり第１メカニカルシール５のシール面から第１ドレン空間３３へ漏洩する第１流体３１及び第３メカニカルシール７のシール面から第２ドレン空間３４へ漏洩する第２流体３２をドレン路３５から排出するように工夫されている。そして、第１メカニカルシール５の内側に位置する静止側軸受部１９及び第３メカニカルシール７の外側に位置するドレン壁２１は、図３に示す如く、それらの上端がメカニカルシール５，６，７のシール面より上方に位置するような高さのものとしてある。したがって、第１メカニカルール５のシール面から漏洩した第１流体３１のベアリング装填空間２２への侵入が静止側軸受部１９によって阻止され、当該漏洩流体３１によってベアリング４の機能，耐久性が阻害されるようなことがない。また、ドレン壁２１により、第３メカニカルール７のシール面から漏洩した第２流体３２が当該ロータリジョイント外へ直接漏れるようなこともない。
【００３３】
また、上位の回転側メカニカルシール保持部１７には、図１〜図３に示す如く、最大径の第３メカニカルシール７を囲繞し且つそのシール面（両密封環７ａ，７ｂの相対回転摺接面）より下方へと垂下する円筒状の防塵壁３６ａを有する防塵カバー３６が取り付けられていて、メカニカルシールのシール面への塵埃等の付着，侵入を防止している。この例では、防塵壁３６ａがドレン壁２１の上端部を囲繞するものとされている。
【００３４】
ところで、当該ロータリジョイントの組み立ては、図４に示す如く、回転側軸受部１６の第２及び第３部分１６ｂ，１６ｃと可動密封環５ｂ，６ｂ，７ｂを組み込んだ静止側ケース３とをベアリング４で連結した下側ロータリジョイント部材Ａと、回転側軸受部１６の第１部分１６ａ及びこれに一体形成された回転側メカニカルシール保持部１７に固定密封環５ａ，６ａ，７ａを組み込んだ上側ロータリジョイント部材Ｂとを各別に組み立てた上、上側ロータリジョイント部材Ｂをクレーン等により吊り上げて、下側ロータリジョイント部材Ａ上にもたらし、両部材Ａ，Ｂを連結することによって行われる。この場合、上側ロータリジョイントＢにおいては、前記した如く、各固定密封環５ａ，６ａ，７ａが回転側メカニカルシール保持部１７にドライブピン５ｅ，６ｅ，７ｅにより相対回転を阻止された状態でＯリング５ｄ，６ｄ，７ｄを介して垂下状に固定保持されており、その自重をＯリング５ｄ，６ｄ，７ｄとの摩擦係合力のみで支えているにすぎないことから、図４に示す如く吊り上げたときにおいて固定密封環５ａ，６ａ，７ａが下方に離脱，落下する虞れがあり、組み立て作業上甚だ危険であって固定密封環５ａ，６ａ，７ａが落下破損する虞れがある。かかるトラブルの発生は、回転側軸受部１６が嵌合する回転軸１の径が大きくなるに従って、つまり固定密封環５ａ，６ａ，７ａの径が大きくなって重量増となるに従って、より顕著となる。
【００３５】
そこで、この例では、このようなトラブルの発生を防止すべく、上側ロータリジョイント部材Ｂの組み立て時において各固定密封環５ａ，６ａ，７ａを回転側メカニカルシール保持部１７にボルト等の固定具３７ａ，３７ｂ，３７ｃにより仮止めしておくように工夫してある。例えば、図４に示す如く、各固定密封環５ａ，６ａ，７ａの上端部に形成したネジ孔５ｈ，６ｈ，７ｈに回転側メカニカルシール保持部１７に形成した貫通孔１７ｃ，１７ｄ，１７ｅから挿通させたボルト３７ａ，３７ｂ，３７ｃを螺合させて、各固定密封環５ａ，６ａ，７ａを回転側メカニカルシール保持部１７に吊支状態で固定（仮止め）しておくのである。そして、かかる仮止め状態で、上側ロータリジョイント部材Ｂを下側ロータリジョイント部材Ａ上に吊り降ろして、回転側軸受部１６の第１部分１６ａを第２部分１６ｂに衝合させる。両部分１６ａ，１６ｂの衝合位置は、図３に示す如く、第１部分１６ａの下面中心部に形成した環状凹部１６ｅを第２部分１６ｂの上面中心部に形成した環状凸部１６ｆに嵌合させることによって、正確に位置決めされる。そして、両ロータリジョイント部材Ａ，Ｂを連結した上、つまり回転側軸受部１６をボルト１８ａにより一体化した上で、ボルト３７ａ，３７ｂ，３７ｃを外して固定密封環５ａ，６ａ，７ａの仮止めを解除する。両ロータリジョイント部材Ａ，Ｂが連結された状態では、固定密封環５ａ，６ａ，７ａはスプリング部材５ｃ，６ｃ，７ｃにより上方へ附勢された可動密封環５ｂ，６ｂ，７ｂに衝合支持されることから、仮止めを解除しても何らの問題も生じない。なお、各固定密封環５ａ，６ａ，７ａを仮止めするための各固定具（ボルト）３７ａ，３７ｂ，３７ｃは複数個とされるが、その数は各固定密封環５ａ，６ａ，７ａの重量等に応じて適宜に設定される。なお、固定密封環５ａ，６ａ，７ａの仮止めが解除された後においては（防塵カバー３６の取り付け前においては）、図３に示す如く、貫通孔１７ｃ，１７ｄ，１７ｅを盲栓等で閉塞しておく。この場合、接続空間９に連通する貫通孔１７ｄについては閉塞手段としてシール性が要求されるが、接続空間に連通しない貫通孔１７ｃ，１７ｅについては盲栓等を使用せず防塵カバー３６により被覆しておくのみでもよい。なお、メンテナンス作業においてジョイントを分解する場合にも、固定密封環を図４に示す如く仮止めしておくことにより、当該分解，メンテナンス作業を安全且つ効率よく行うことができる。
【００３６】
以上のように構成された多流路形ロータリジョイントは、複数の流体（上記の例では第１及び第２流体）３１，３２を独立した流路１４，１５により回転機器の回転側部材に形成された流体通路２７，２８と当該回転機器の静止側部材に形成された流体通路２９，３０との間で良好に流動させることができる。そして、流路１４，１５の相対回転接続部である接続空間８，９を回転軸１に直交する方向（径方向）に同心状に並列配置したメカニカルシール５，６，７でシールするようにしていることから、第１従来ジョイントに比して、当該ロータリジョイントの軸線方向寸法を極めて小さくすることができる。すなわち、軸線方向寸法を、第２従来ジョイントと同様に、第１従来ジョイントにおいて１つのメカニカルシールを設けた場合と同等に設定することができ、これはメカニカルシール５，６，７の設置数に拘わらず一定である。さらに、両ケース２，３を相対回転自在に連結するベアリング４を最小径のメカニカルシール（最内側の第１メカニカルシール）５の内側に配置していることから、第２従来ジョイントに比して、当該ロータリジョイントの径方向寸法を小さくすることができる。すなわち、第１従来ジョイントと同様に、流路数つまりメカニカルシール数の増減に拘わらず、常に、ベアリング４を回転軸１の径に応じた最小径のものとすることができる。
【００３７】
また、ベアリング４として回転軸径に応じた最小径のものを使用することができるから、下側ベアリング４ｂとして高負荷能力の並列組み合わせ型アンギュラ玉軸受を使用していることとも相俟って、ベアリング４ａ，４ｂを超薄肉型のものとしても両ケース２，３の連結強度，耐久性に問題を生じることがない。しかも、下端部をリップシール２５で閉塞されたベアリング装填空間２２にベアリング潤滑剤２６を充填させているから、ベアリング内部にグリース等の潤滑剤を充填したシールドタイブやシールタイプのものを使用した場合に比して、ベアリング４の潤滑、特に高負荷を受け持つ下側ベアリング４ｂの潤滑が長期に亘って良好に発揮されることになる。さらに、ベアリング装填空間２２とドレン空間３３との間が密封環５ａ，５ｂによるシール面の位置より高い静止側軸受部１９で仕切られていることから、当該シール面からドレン空間３３に流体漏れが生じた場合にも、この漏洩流体は静止側軸受部１９を溢流してベアリング装填空間２２に侵入することがなくドレン路３５へと排出されるため、当該漏洩流体によってベアリング４ａ，４ｂが汚損されることがない。これらのことから、両ケース２，３のベアリング４による相対回転が良好且つ確実に行われ、ロータリジョイント寿命，信頼性が向上する。
【００３８】
また、最外側の第３メカニカルシール７のシール面から流体漏れが生じる場合にも、当該漏洩流体は、当該シール面より高いドレン壁２１によってロータリジョイント外に漏れることなくドレン路３５へと排出されるため、ロータリジョイント周辺を漏洩流体で汚染することがない。
【００３９】
また、メカニカルシール５，６，７は、防塵カバー３６の防塵壁３６ａとその下端位置より高いドレン壁２１とによって外界から遮蔽されていることから、塵埃等がロータリジョイント外からメカニカルシールのシール面へと侵入してメカニカルシール機能が低下するといった問題は、これが確実に防止され、メカニカルシールの信頼性ひいてはロータリジョイントの信頼性が担保される。
【００４０】
また、固定密封環５ａ，６ａ，７ａは回転側メカニカルシール保持部１７の凸部１７ａ，１７ｂにＯリング５ｄ，６ｄ，７ｄを介在させた状態で嵌入させることにより当該メカニカルシール保持部１７に組み込むことができるから、ロータリジョイントの組み立て作業を容易に行うことができる。一方、このような固定密封環５ａ，６ａ，７ａの容易な組み込みは、Ｏリング５ｄ，６ｄ，７ｄとの摩擦係合力のみによって保持されている固定密封環５ａ，６ａ，７ａがその自重により落下する危険を招来するものであるが、かかる危険は、図４に示す如く、固定密封環５ａ，６ａ，７ａを回転側メカニカルシール保持部１７に仮止めできるように工夫しておくことによって防止することができる。したがって、ロータリジョイントの組み立て作業を、効率良く且つ安全に行うことができる。
【００４１】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において、適宜に改良，変更することができる。例えば、流路数つまりメカニカルシール数は、当該ロータリジョイントが装着される回転機器や使用条件に応じて任意に設定することができる。また、４個以上のメカニカルシールを並列配置する場合において、１つのメカニカルシールとその両側に隣接するメカニカルシールとの間に形成される２つのシール空間は、その何れをも流路を形成するための接続空間とする場合の他、一方を接続空間とし、他方は当該接続空間から漏洩する流体のドレン空間（ドレン路が連通される）としてもよい。また、本発明のロータリジョイントは、軸線が鉛直ではない回転軸を有する回転機器に適用することも可能である。さらに、軸線が鉛直である回転軸を有する回転機器に適用する場合において、その使用形態によっては、当該ロータリジョイントの各構成部材を、上記実施の形態とは上下逆に配置しておくことも可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１      回転軸
２      回転側ケース
３      静止側ケース
４      ベアリング
４ａ    上側ベアリング
４ｂ    下側ベアリング
５      第１メカニカルシール（最小径のメカニカルシール）
５ａ    固定密封環
５ｂ    可動密封環
５ｃ    スプリング部材
５ｄ    Ｏリング
５ｅ    ドライブピン
６      第２メカニカルシール
６ａ    固定密封環
６ｂ    可動密封環
６ｃ    スプリング部材
６ｄ    Ｏリング
６ｅ    ドライブピン
７      第３メカニカルシール
７ａ    固定密封環
７ｂ    可動密封環
７ｃ    スプリング部材
７ｄ    Ｏリング
７ｅ    ドライブピン
８      第１接続空間
９      第２接続空間
１０    第１回転側通路
１１    第２回転側通路
１２    第１静止側通路
１３    第２静止側通路
１４    第１流路
１５    第２流路
１６    回転側軸受部
１７    回転側メカニカルシール保持部
１９    静止側軸受部
２０    静止側メカニカルシール保持部
２１    ドレン壁
２２    ベアリング装填空間
２３    ボルト
２４    環状リング
２６    ベアリング潤滑剤
３１    第１流体
３２    第２流体
３３    第１ドレン空間
３４    第２ドレン空間
３５    ドレン路
３６    防塵カバー
３６ａ  防塵壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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