(57)【要約】【課題】メカニカルシール３０、及び、このメカニカルシール３０用の冷却水５０の漏れを防ぐためのシール部分６０を備えているロータリージョイント１において、シール部分６０の摩耗を低減し、冷却水５０の漏れを長期にわたって防ぐことを可能とする。【解決手段】メカニカルシール３０は、ジョイント本体２０のブロック部２２に回転不能として取り付けられた第一密封環３１と、回転軸１０に一体回転可能として取り付けられた第二密封環３２と、第一密封環３１を第二密封環３２へ向かって軸方向に押すばね２８とを有している。ジョイント本体２０の円筒部２３の内周側に、炭化珪素からなる第二密封環３２の外周面に摺接するシールリップを有したシール部材６０が取り付けられ、円筒部２３の内周側に、メカニカルシール３０を冷却する冷却水５０を流す環状の流路５１が形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一流路が内部に形成されているブロック部及びこのブロック部から軸方向に延びる円筒部を有するジョイント本体と、
前記円筒部の内周側に回転可能として保持されかつ内部に第二流路が形成されている回転軸と、
前記ブロック部と前記回転軸との間に設けられた第一密封環と第二密封環とを有し前記第一流路と前記第二流路との間を流す流体が外部へ漏れるのを防ぐメカニカルシールと、
を備え、
前記メカニカルシールは、
前記ブロック部との間でシールされた状態でかつ当該ブロック部に回転不能として取り付けられた前記第一密封環と、
前記回転軸との間でシールされた状態でかつ当該回転軸に一体回転可能として取り付けられた炭化珪素からなる前記第二密封環と、
前記第一密封環と前記第二密封環とのうちの一方を他方へ向かって軸方向に押すことでこれら密封環の軸方向端面同士を密着させる弾性部材と、を有し、
前記円筒部の内周側に、炭化珪素からなる前記第二密封環の外周面に摺接するシールリップを有したシール部材が取り付けられ、当該内周側に、前記メカニカルシールを冷却する冷却媒体を流す環状の流路が形成されていることを特徴とするロータリージョイント。
【請求項２】
前記第二密封環は、前記第一密封環の軸方向端面と密着する円環部と、前記回転軸に外嵌する筒部と、を有し、
前記筒部の内周面と前記回転軸の外周面との間に軸方向に間隔をあけて設けられた複数のＯリングによって、前記第二密封環は前記回転軸との間でシールされた状態にある請求項１に記載のロータリージョイント。
【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に関するものであり、例えば、一方側の機器の配管と他方側の機器の回転部分との間に設けられ、前記配管から前記回転部分へと流体を供給する接続部分に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
一方側の機器の配管と他方側の機器の回転部分との間に設けられ、前記配管から前記回転部分へと流体を供給する接続部分に用いられる継手として、ロータリージョイントが知られている。
図５に示すロータリージョイントは、ジョイント本体９０と、このジョイント本体９０に回転可能として保持された回転軸９１と、ジョイント本体９０と回転軸９１との間に設けられ前記流体の漏れを防止するメカニカルシール９２とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ジョイント本体９０は、内部に第一流路９３が形成されたブロック部９０ａと、円筒部９０ｂとを有しており、第一流路９３に一方側の機器の配管（図示せず）が接続される。回転軸９１は、内部に第二流路９４が形成されており、端部９１ａに他方側の機器の回転部分（図示せず）が接続される。回転軸９１は、ステンレス鋼や樹脂製の筒体からなり、円筒部９０ｂに転がり軸受９５を介して連結され、ジョイント本体９０に対して回転可能となる。
【０００４】
メカニカルシール９２は、ジョイント本体９０（ブロック部９０ａ）と回転軸９１との間に設けられている第一密封環９６と第二密封環９７とを有している。第一密封環９６は、ブロック部９０ａとの間でシールされた状態にあり、また、このブロック部９０ａに回転不能でかつ軸方向移動可能として取り付けられている。第二密封環９７は、回転軸９１との間でシールされた状態にあり、また、この回転軸９１に一体回転可能として取り付けられている。そして、ブロック部９０ａと第一密封環９６との間に設けられたばね部材９９が、第一密封環９６を第二密封環９７へ向かって軸方向に押すことにより、密封環９６，９７の軸方向端面９６ａ，９７ａ同士を密着させている。このメカニカルシール９２により、第一流路９３から第二流路９４へと流れる流体が、外部へ漏れるのを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５５９７号公報（図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また、ジョイント本体９０が有する円筒部９０ｂの内周面と、回転軸９１の外周面との間にシール部材１０２が設けられており、円筒部９０ｂの内周側に、メカニカルシール９２を冷却する冷却水（冷却媒体）１００を流す環状の流路１０１が形成されている。このシール部材１０２は、円筒部９０ｂの内周面に固定されており、回転軸９１の外周面に摺接するゴム製のシールリップ１０３を有している。つまり、回転軸９１の外周面の一部を、シールリップ１０３が摺接するシール面１０４としている。
【０００７】
ジョイント本体９０に対して回転軸９１が回転し続けると、やがて、シールリップ１０３及びシール面１０４の双方に摩耗が発生し、特に、前記のとおり、回転軸９１はステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）や樹脂製（ポリエーテルエーテルケトンやポリフェニレンサルファイド）からなるため、シール面１０４の摩耗が発生しやすい。また、この回転によりシールリップ１０３がシール面１０４に摺接することで、双方が高温となり、シールリップ１０３の摩耗が進むこともある。
このように、ジョイント本体９０に対して回転軸９１が回転し続けると、シール部材１０２とシール面１０４との間（シール部分）の密封性能が低下し、この結果、メカニカルシール９２用の冷却水１００が漏れ出し、メカニカルシール９２の密封性能を低下させてしまうおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、メカニカルシール用の冷却媒体の漏れを防ぐためのシール部分の摩耗を低減し、冷却媒体の漏れを長期にわたって防ぐことが可能となるロータリージョイントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第一流路が内部に形成されているブロック部及びこのブロック部から軸方向に延びる円筒部を有するジョイント本体と、前記円筒部の内周側に回転可能として保持されかつ内部に第二流路が形成されている回転軸と、前記ブロック部と前記回転軸との間に設けられた第一密封環と第二密封環とを有し前記第一流路と前記第二流路との間を流す流体が外部へ漏れるのを防ぐメカニカルシールとを備え、前記メカニカルシールは、前記ブロック部との間でシールされた状態でかつ当該ブロック部に回転不能として取り付けられた前記第一密封環と、前記回転軸との間でシールされた状態でかつ当該回転軸に一体回転可能として取り付けられた炭化珪素からなる前記第二密封環と、前記第一密封環と前記第二密封環とのうちの一方を他方へ向かって軸方向に押すことでこれら密封環の軸方向端面同士を密着させる弾性部材とを有し、前記円筒部の内周側に、炭化珪素からなる前記第二密封環の外周面に摺接するシールリップを有したシール部材が取り付けられ、当該内周側に、前記メカニカルシールを冷却する冷却媒体を流す環状の流路が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、第一密封環及び第二密封環を有するメカニカルシールが冷却媒体により冷却される。そして、第二密封環の外周面にシールリップが摺接することで熱が発生しても、第二密封環は熱伝導率の高い炭化珪素からなるため、発生した熱を第二密封環の全体へと逃がしやすい。このため、シールリップ（シール部材）は昇温しにくく、シールリップの摩耗の発生を遅らせることが可能となる。また、第二密封環は炭化珪素からなるため、ステンレス鋼や樹脂等からなる場合に比べて表面硬さが高く、第二密封環の摩耗を低減することができる。この結果、メカニカルシール用の冷却媒体の漏れを長期にわたって防ぐことが可能となり、ロータリージョイントの寿命を延ばすことができる。
【００１１】
また、前記第二密封環は、前記第一密封環の軸方向端面と密着する円環部と、前記回転軸に外嵌する筒部とを有し、前記筒部の内周面と前記回転軸の外周面との間に軸方向に間隔をあけて設けられた複数のＯリングによって、前記第二密封環は前記回転軸との間でシールされた状態にあるのが好ましい。
第二密封環の外周面は、シール部材のシールリップが摺接するシール面となることから、中心線に対して精度の高い平行度が要求される。つまり、第二密封環の外周面は、中心線に対して傾くのは好ましくない。第二密封環と回転軸との間に一つのＯリングが介在した場合、このＯリングが支点となって第二密封環が傾くおそれがある。しかし、前記のように、第二密封環と回転軸との間に、軸方向に間隔をあけて設けられた複数のＯリングを介在させることで、Ｏリングによる第二密封環の傾きを抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シール部材のシールリップが摺接する第二密封環は、炭化珪素からなるため、シールリップは昇温しにくく、シールリップの摩耗の発生を遅らせることが可能となる。また、第二密封環は炭化珪素からなるため、ステンレス鋼や樹脂等からなる場合に比べて表面硬さが高く、第二密封環の摩耗を低減することができる。この結果、メカニカルシール用の冷却媒体の漏れを長期にわたって防ぐことが可能となり、ロータリージョイントの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のロータリージョイントの一例を示す縦断面図である。
【図２】メカニカルシール及びその周囲を拡大した縦断面図である。
【図３】シール部材及びその周囲を示す縦断面図である。
【図４】（Ａ）は、実施例の摩耗量についての試験結果を示すグラフであり、（Ｂ）は比較例の摩耗量についての試験結果を示すグラフである。
【図５】従来のロータリージョイントの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明のロータリージョイントの一例を示す縦断面図である。このロータリージョイント１は、メカニカルシール３０を用いた１ポートの継手であり、例えば、半導体製造システムに含まれるＣＭＰ（：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）装置における回転部分に用いられる。具体的には、一方側の機器（固定側機器）の配管２と、他方側の機器の回転側部材３との間に設けられ、この配管２から回転側部材３へと流体４を供給する接続部分に用いられる。回転側部材３は、前記固定側機器に対して回転する。なお、流体４の例として、例えば、超純水がある。
【００１５】
ロータリージョイント１は、前記固定側機器の配管２と接続されるジョイント本体２０と、前記回転側部材３と接続される回転軸１０と、ジョイント本体２０と回転軸１０との間に設けられ前記流体４の漏れを防止するメカニカルシール３０とを備えている。そして、回転軸１０は、ジョイント本体２０に回転可能として連結されている。
【００１６】
ジョイント本体２０は、分割構造を有しており、一方の分割体としてブロック部２２を有し、他方の分割体として円筒部２３を有している。ブロック部２２の内部に、前記流体４を流す第一流路２１が形成されており、この第一流路２１に、前記固定側機器の配管２が接続される。円筒部２３は、このブロック部２２から軸方向に延びる部材である。
【００１７】
また、ブロック部２２の内部には、第一流路２１と連続する第一孔２４と、この第一孔２４と連続する第二孔２５とが形成されている。第二孔２５は、第一孔２４よりも直径が大きく、これら孔２４，２５は、ジョイント本体２０の中心線Ｃを中心とする孔として形成されている。なお、ジョイント本体２０の中心線Ｃが、ロータリージョイント１の中心線となり、回転軸１０はこの中心線Ｃを中心に回転する。
【００１８】
ブロック部２２は、大径部２２ａと小径部２２ｂとを有しており、ブロック部２２の径方向外側縁部に段付き部２２ｃが形成されている。そして、円筒部２３が、小径部２２ｂに外嵌しており、かつ、大径部２２ａに対して軸方向に当接した状態にある。そして、円筒部２３の中心線は、ジョイント本体２０の中心線Ｃと一致する。小径部２２ｂと、円筒部２３の端部との間には、Ｏリング５が介在しており、メカニカルシール３０用の冷却媒体（後述する冷却水５０）がジョイント本体２０の外部へ漏れるのを防ぐ。
【００１９】
回転軸１０は、ステンレス鋼や樹脂製等からなり、その内部に前記流体４を流す第二流路１２が形成されている。そして、回転軸１０の端部（一端部）１１に前記回転側部材３が接続される。また、回転軸１０のほぼ半分は、ジョイント本体２０の円筒部２３に挿入された状態にあり、この挿入されている部分の一部１３と円筒部２３との間に二列の転がり軸受９，９が取り付けられている。これにより、回転軸１０は、円筒部２３に転がり軸受９を介して保持され、ジョイント本体２０に対して回転可能となる。また、回転軸１０は、転がり軸受９及びスナップリング９ａ，９ｂを介して、円筒部２３に対する軸方向の移動が規制されている。
【００２０】
メカニカルシール３０は、第一密封環３１と第二密封環３２とを有しており、これら密封環３１，３２は、ブロック部２２と回転軸１０の端部（他端部）１４との間に設けられている。このメカニカルシール３０は、ブロック部２２内の第一流路２１と回転軸１０内の第二流路１２との間を流す流体４が外部へ漏れるのを防ぐ。つまり、メカニカルシール３０は、第一流路２１と第二流路１２との間を流す流体４が、これら流路２１，１２間から漏れるのを防ぐ。
【００２１】
図２は、メカニカルシール３０及びその周囲を拡大した縦断面図である。
第一密封環３１は、第一の内部流路３３を有する環状の部材であり、その全体が炭化珪素（ＳｉＣ）からなる。第一密封環３１の少なくとも軸方向端面（シール面４１）には、表面仕上げ（例えばラップ仕上げ）が施されている。
第一密封環３１は、直径が小さい小径部３５と、この小径部３５よりも直径が大きい中径部３６と、この中径部３６よりも直径が大きい大径部３７とからなる。小径部３５が、第一孔２４に挿入され、中径部３６が第二孔２５に挿入された状態にあり、第一密封環３１は、これら孔２４，２５にガイドされて軸方向に移動可能である。なお、小径部３５と第二孔２５との間には、Ｏリング６が設けられており、このＯリング６によって、第一密封環３１はブロック部２２との間でシールされた状態にあり、第一流路２１及びこれに連続する内部流路３３側と、後に説明する環状の流路５１との間が遮断されている。
【００２２】
ブロック部２２には、軸方向に突出するピン２６が固定されており、大径部３７の一部に、このピン２６と周方向から接触する切り欠き部３８が形成されている。ピン２６と切り欠き部３８とが接触することにより、第一密封環３１は、ブロック部２２に対して相対回転不能となる。つまり、第一密封環３１は静止環となる。
以上より、第一密封環３１は、ブロック部２２に回転不能でかつ軸方向移動可能となって取り付けられた状態となる。
【００２３】
第一密封環３１の大径部３７の軸方向端面は、第二密封環３２の軸方向端面と接触するシール面（第一シール面）４１となる。なお、第二密封環３２の円環部３９の軸方向端面が、この第一シール面４１と接触する第二シール面４２となる。
大径部３７の内周側及び外周側は共にテーパ形状とされており、第一シール面４１は、第二シール面４２よりも面積が小さい環状の面からなる。
【００２４】
第二密封環３２は、第二の内部流路３４を有する環状の部材であり、その全体が炭化珪素（ＳｉＣ）からなる。第二密封環３２の少なくとも外周面及び内周面には、表面仕上げ（例えば研削仕上げ）が施されている。また、第二密封環３２の軸方向端面（シール面４２）には、表面仕上げ（例えばラップ仕上げ）が施されている。
第二密封環３２は、第二の内部流路３４が形成されている円環部３９と、この円環部３９の径方向外側の縁部から軸方向に延びている筒部４０とを有している。円環部３９の軸方向端面が、第一密封環３１の軸方向端面（第一シール面４１）と密着する円環状の第二シール面４２となる。そして、筒部４０は、回転軸１０の端部１４に外嵌している。
【００２５】
この端部１４と筒部４０との間には、Ｏリング７ａ，７ｂが設けられており、第二密封環３２は、回転軸１０（端部１４）との間でシールされた状態にあり、第二流路１２及びこれに連続する内部流路３４側と、転がり軸受９が設けられている環状空間との間が遮断されている。
また、円環部３９のうち、第二シール面４２と反対側の面は回転軸１０の先端面と接触しており、第二密封環３２は軸方向に位置決めされる。第二密封環３２は、後にも説明するが、第一密封環３１に軸方向に押され、軸方向に移動不可能となる。
【００２６】
また、端部１４には、径方向外側へ突出しているピン１５が固定されており、筒部４０の一部に、このピン１５と周方向から接触する切り欠き部４３が形成されている。ピン１５と切り欠き部４３とが接触することにより、第二密封環３２は、回転軸１０に対して相対回転不能となる。つまり、第二密封環３２は、回転軸１０に一体回転可能として取り付けられた状態となる。回転軸１０は、ジョイント本体２０の中心線Ｃ回りに回転することから、第二密封環３２はこの回転軸１０と一体回転する。つまり、第一密封環３１は回転しない静止環であるのに対して、第二密封環３２は回転環となる。
【００２７】
ジョイント本体２０のブロック部２２には、軸方向の凹孔２７が周方向に複数カ所形成されており、この凹孔２７に、メカニカルシール３０の圧縮コイルばね（弾性部材）２８が取り付けられている。このばね２８は、ブロック部２２と第一密封環３１（大径部３７）との間に設けられており、第一密封環３１を第二密封環３２へ向かって軸方向に押す機能を有している。これにより、第一と第二との密封環３１，３２の軸方向端面同士（シール面４１，４２同士）を密着させることができ、流体４の漏れを防ぐ。
【００２８】
図１において、ジョイント本体２０の円筒部２３と、回転軸１０のうち円筒部２３に挿入されている部分との間には、環状空間が形成されており、この空間に転がり軸受９，９が設けられている。
そして、図２において、円筒部２３の内周面２３ａと、第二密封環３２（筒部４０）の外周面４４との間に、シール部材６０が設けられている。このシール部材６０により、前記環状空間の一部を密封し、メカニカルシール３０を冷却する冷却水（冷却媒体）５０を流す環状の流路５１を形成している。つまり、シール部材６０は、冷却水５０が、転がり軸受９，９の設けられている領域へ漏れるのを防止している。
なお、仮に、流路５１の冷却水５０がシール部材６０を通過して漏れたとしても、円筒部２３の内周面２３ａ側に、漏れた冷却水を円筒部２３の外へ排出するための環状のドレン流路６９が設けられており、円筒部２３を貫通して形成されている排出ポート６９ａに接続した配管（図示せず）から、ドレン流路６９の冷却水５０を排出することができる。
【００２９】
図３は、シール部材６０及びその周囲を示す縦断面図である。
シール部材６０は、弾性部材からなるシールリング６３と、このシールリング６３に埋設されている断面Ｌ字型の芯金６４とを有している。シールリング６３は、ゴム製であり本実施形態では、ニトリルゴムからなる。なお、シールリング６３は、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム等であってもよい。芯金６４は、環状であり、シールリング６３の補強部材として機能する。本実施形態では、芯金６４はステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなるが、その他の鋼板、硬鋼線等からなる金属環であってもよい。
【００３０】
シールリング６３は、芯金６４を覆っている本体部６５と、この本体部６５から径方向内側へ延びている第一のシールリップ６１と第二のシールリップ６７とを有している。また、このシール部材６０は、第一のシールリップ６１のシール面６２への接触力を確保するためのガータスプリング６８を有している。ガータスプリング６８はステンレス鋼からなる。そして、第一のシールリップ６１が接触するシール面６２は、第二密封環３２の外周面４４の一部である。
【００３１】
ジョイント本体２０の円筒部２３の内周面２３ａには、直径が異なる段付き形状部２３ｂが形成されており、シール部材６０は、この段付き形状部２３に嵌合しかつ軸方向に位置決めされた状態で、円筒部２３に固定されている。そして、第一のシールリップ６１が、炭化珪素からなる第二密封環３２の外周面４４の一部に摺接する。
この円筒部２３の内周側に取り付けられているシール部材６０により、円筒部２３の内周側に、メカニカルシール３０を冷却する冷却水（冷却媒体）５０を流す環状の流路５１が形成される。つまり、図２において、この流路５１は、ジョイント本体２０、第一密封環３１、第二密封環３２及びシール部材６０によって囲まれた領域から構成される。
【００３２】
また、図２に示すように、円筒部２３の一部には、冷却水５０を環状の流路５１へ導入する導入口５２と、この流路５１から冷却水５０を排出する排出口５３とが形成されており、冷却水５０は、環状の流路５１を通過して流れることができる。導入口５２及び排出口５３それぞれには、冷却水５０を導入及び排出する配管（図示せず）が取り付けられている。
【００３３】
以上の構成を備えたロータリージョイント１によれば、冷却水５０によりメカニカルシール３０が冷却される。つまり、第一密封環３１及び第二密封環３２を冷却することができる。しかも、第二密封環３２の外周面４４に、シール部材６０のシールリップ６１が摺接することで熱（摩擦熱）が発生しても、第二密封環３２は熱伝導率の高い炭化珪素からなるため、発生した熱を第二密封環３２の全体へと逃がしやすい。なお、本実施形態の炭化珪素からなる第二密封環３２の熱伝導率は、５０〜３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるが、好ましくは、１００〜２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）のものを採用することができる。
【００３４】
このため、シールリップ６１が第二密封環３２の外周面４４の一部（シール面６２）に摺接することで摩擦熱が発生しても、シールリップ６１（シール部材６０）は昇温しにくく、シールリップ６１の劣化を防ぎ摩耗の発生を遅らせることが可能となる。
さらに、第二密封環３２は炭化珪素からなり、表面硬さの値は大きい。本実施形態の第二密封環３２の場合、ビッカース硬さが２２ＧＰａ（ＪＩＳ  Ｒ  １６０７−１９９０）である。相対的に摺動する二つの部材間の硬度差が大きいほど両者の摩耗量は小さくなるため、ゴム製であるシールリップ６１が、炭化珪素からなる第二密封環３２に摺接することで、第二密封環がステンレス鋼や樹脂等からなる場合に比べて、摩耗を低減することができる。以上より、シール部材６０による冷却水５０の漏れを、長期にわたって防ぐことが可能となる。
【００３５】
また、第二密封環３２の外周面４４は、シールリップ６１が摺接するシール面６２となることから、ジョイント本体２０の中心線Ｃに対して精度の高い平行度が要求される。つまり、第二密封環３２の外周面４４は、中心線Ｃに対して傾くのは好ましくない。
ここで、仮に、図示しないが、第二密封環３２の筒部４０と回転軸１０との間に一つのＯリングが介在した場合、このＯリングが支点となって第二密封環３２が傾くおそれがある。
【００３６】
しかし、本実施形態（図２参照）では、回転軸１０の端部１４の外周面１４ａと、第二密封環３２の筒部４０の内周面４０ａとを共に精度良く製造しこれらの隙間を小さくしている。さらに、前記のとおり、筒部４０の内周面４０ａと、端部１４の外周面１４ａとの間には、軸方向に間隔をあけて設けられた二つＯリング７ａ，７ｂが設けられており、これらＯリング７ａ，７ｂによって、第二密封環３２は回転軸１０との間でシールされた状態にある。
このように、回転軸１０の端部１４と第二密封環３２の筒部４０との嵌め合い精度を高め、第二密封環３２と回転軸１０との間に、軸方向に間隔をあけて設けられた二つのＯリング７ａ，７ｂを介在させることで、前記のようなＯリングによる第二密封環３２の傾きを抑えることが可能となる。この結果、シール部材６０のシールリップ６１と、シール面６２との接触状態が安定し、優れた密封性能が発揮される。
【００３７】
図４（Ａ）は、前記実施形態（図１）のロータリージョイント１（実施例）が有しているシール部材６０、及び、このシール部材６０のシールリップ６１が摺接する相手部材（第二密封環３２）の摩耗量についての試験結果を示すグラフである。なお、実施例の第二密封環３２は炭化珪素からなる。
試験条件は、第二密封環３２の周速度が０．４〔ｍ／秒〕、シール部材６０がシールする試験流体（冷却水）は純水、試験流体の流量は５０ミリリットル／分、周囲は大気圧の環境である。時間毎にシールリップ６１の摩耗量を顕微鏡により測定し、第二密封環３２については表面粗さ測定器により摺動痕の深さを摩耗量として測定した。なお、シールリップ６１の摩耗量はシールリップ６１の径方向寸法である。
図４（Ａ）中の●印がシール部材６０（シールリップ６１）の摩耗量であり、■印が第二密封環３２の摩耗量である。
【００３８】
これに対して、図４（Ｂ）は、従来のロータリージョイントが有しているシール部材（比較例）の摩耗量についての試験結果を示すグラフである。この比較例では、シールリップが摺接する相手部材は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）からなる。
試験条件は、シールリップ６１が摺接する相手部材の材質のみが異なり、他は同じである。
【００３９】
図４（Ａ）（Ｂ）から明らかなように、実施例のシール部材６０及び第二密封環３２の摩耗量は、比較例の摩耗量よりも小さい。そして、実施例では、試験開始から１００００時間を経過しても、試験流体の漏れ量はゼロであったのに対して、比較例では、試験開始から２０００時間経過後に０．１〔ｃｃ／時間〕の漏れが発生し、１００００時間を経過すると５〔ｃｃ／時間〕の漏れが発生した。
また、実施例では、５０００〜１００００時間においてシールリップ６１近傍の温度が３５℃程度であったのに対して、比較例では３９〜４０℃程度であった。これは、実施例では、第二密封環３２が熱伝導率の高い炭化珪素からなるため、発生した熱を第二密封環３２の全体へと逃がすことができたためであると考えられる。
【００４０】
以上より、本実施形態のロータリージョイント１によれば、第二密封環３２の周速度が０．４ｍ／秒以上となるような高速回転の環境で用いられる場合であっても、シール部材６０の密封性能を長期にわたって保つことが可能となり、メカニカルシール３０の冷却効果の低下を防止することができる。この結果、ロータリージョイント１の寿命を延ばすことができる。
【００４１】
また、本実施形態のロータリージョイント１によれば、全体の軸方向寸法を小さくすることができる。
すなわち、図５に示す従来のロータリージョイントでは、シール部材１０２は、回転軸９１の径方向外側に設けられており、円筒部９０ｂ内には、軸方向に沿って、第一密封環９６、第二密封環９７、シール部材１０２及び転がり軸受９５が設けられている。
これに対して、図１に示す本実施形態のロータリージョイント１では、円筒部２３内には、軸方向に沿って、第一密封環３１、第二密封環３２及び転がり軸受９が設けられており、この第二密封環３２の径方向外側にシール部材６０が設けられている。
このため、本実施形態では、従来（図５）のように、回転軸の外周面にシール部材用の摺接面を設ける必要がないことから、回転軸を長くする必要がなくなり、ロータリージョイントの軸方向寸法を小さくすることが可能となる。
さらに、本実施形態では、環状の流路５１の容積を小さくすることができる。
【００４２】
また、本発明の軸封装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、図１において、ジョイント本体２０に形成されている第一流路２１は、他の形状であってもよく、縦断面においてＬ字形に屈曲した流路であってもよい。
また、前記実施形態では、ばね２８によって、第一密封環３１が第二密封環３２を軸方向に押す場合について説明したが、これとは反対であってもよい。つまり、ばね２８は、第一密封環３１と第二密封環３２とのうちの一方を他方へ向かって軸方向に押すことで、これら密封環３１，３２の軸方向端面（シール面４１，４２）同士を密着させればよい。
【符号の説明】
【００４３】
１：ロータリージョイント    ４：流体    ７ａ，７ｂ：Ｏリング
１０：回転軸    １２：第二流路    １４ａ：外周面
２０：ジョイント本体    ２１：第一流路    ２２：ブロック部
２３：円筒部    ２８：圧縮コイルばね（弾性部材）    ３０：メカニカルシール
３１：第一密封環    ３２：第二密封環    ３９：円環部
４０：筒部    ４０ａ：内周面    ４４：外周面
５０：冷却水（冷却媒体）    ５１：環状の流路    ６０：シール部材
６１：シールリップ
【図１】
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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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