(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のケース体とこれに回転自在に連結された回転軸体との対向周面間に、軸線方向に並列する各一対の第１〜第３メカニカルシールにより、第１シール空間、その両側に位置する一対の第３シール空間及び第１シール空間と各第３シール空間との間に位置する一対の第２シール空間からなる５つのシール空間を区画形成し、
ケース体に形成したケース側通路と回転軸体に形成した軸側通路とを第１シール空間を介して連通接続させることにより、強腐食性液を流動させる一連の流路を形成し、
第２シール空間に強腐食性液よりも低圧の第１封液を供給すると共に、第３シール空間に第１封液よりも高圧の第２封液を供給し、
第１シール空間と第２シール空間との間をシールする第１メカニカルシールを、ケース体に設けた静止密封環と回転軸体に設けた回転密封環との対向端面である密封端面を非接触状態に保持して強腐食性液の第１シール空間から第２シール空間への微少漏洩を許容する非接触形メカニカルシールに構成し、
第２シール空間と第３シール空間との間をシールする第２メカニカルシール及び第３シール空間を第２メカニカルシールと協働してシールする第３メカニカルシールを、各々、ケース体に設けた静止密封環と回転軸体に設けた回転密封環との対向端面である密封端面が相対回転摺接する端面接触形メカニカルシールに構成してあることを特徴とする強腐食性液用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、半導体基板洗浄装置（例えば、ＲＣＡ洗浄装置）等において相対回転部材間でふっ酸等の強腐食性液（強酸，強アルカリ）を流動させる場合に使用される強腐食性液用ロータリジョイントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体基板洗浄装置の相対回転部材間（装置本体等の固定側部材と洗浄テーブル等の回転側部材との間）で液状流体を流動させるためのロータリジョイントとしては、従来から、ケース体に形成したケース側通路とケース体に回転自在に連結した回転軸体に形成した軸側通路とを、ケース体に設けた静止密封環と回転軸体に設けた回転密封環とで構成されるメカニカルシールによってシールされたシール空間により相対回転自在に連通接続するように構成したものが提案されており、シール空間をケース体と回転軸体との対向端面間に配設した一つの端面接触形メカニカルシールでシールするようにしたもの（例えば、特許文献１の図１を参照）やシール空間をケース体と回転軸体との対向周面間に配設した一対の端面接触形メカニカルシールでシールするようにしたもの（例えば、特許文献２の図１を参照）が周知である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４１１４９公報
【特許文献２】特開平１１−１４１７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これら従来のロータリジョイントにあっては、流路の相対回転接続部分であるシール空間をシールするメカニカルシールとして、静止密封環と回転密封環とを相対回転摺接させる端面接触形のものを使用しているために、両密封環の摺接による摩耗粉等のパーティクルが流路を流動する液状流体に混入する虞れがあり、コンタミネーション対策が十分ではなかった。また、メカニカルシールの構造上、液状流体のロータリジョイント外への漏洩を完璧に阻止することができないため、流路を流動させる液状流体がふっ酸等の強腐食性液である場合には、強腐食性液が僅かでもロータリジョイント外に漏洩すると、ロータリジョイント周辺機器が腐食したり作業者が火傷したりする等の問題が生じる。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、ふっ酸等の強腐食性液を流動させる場合において、そのコンタミネーション及び漏洩を確実に防止することができる強腐食性液用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】
【０００６】
本発明は、上記の目的を達成すべく、筒状のケース体とこれに回転自在に連結された回転軸体との対向周面間に、軸線方向に並列する各一対の第１〜第３メカニカルシールにより、第１シール空間、その両側に位置する一対の第３シール空間及び第１シール空間と各第３シール空間との間に位置する一対の第２シール空間からなる５つのシール空間を区画形成し、ケース体に形成したケース側通路と回転軸体に形成した軸側通路とを第１シール空間を介して連続接続させることにより、強腐食性液を流動させる一連の流路を形成し、第２シール空間に強腐食性液よりも低圧の第１封液を供給すると共に第３シール空間に第１封液よりも高圧の第２封液を供給し、第１シール空間と第２シール空間との間をシールする第１メカニカルシールを、ケース体に設けた静止密封環と回転軸体に設けた回転密封環との対向端面である密封端面を非接触状態に保持して強腐食性液の第１シール空間から第２シール空間への微少漏洩を許容する非接触形メカニカルシールに構成し、第２シール空間と第３シール空間との間をシールする第２メカニカルシール及び第３シール空間を第２メカニカルシールと協働してシールする第３メカニカルシールを、各々、ケース体に設けた静止密封環と回転軸体に設けた回転密封環との対向端面である密封端面が相対回転摺接する端面接触形メカニカルシールに構成してあることを特徴とする強腐食性液用ロータリジョイントを提案する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、流路の相対回転部分を構成する第１シール空間が非接触形メカニカルシールである第１メカニカルシールによってシールされていること及び第１メカニカルシールによって第１シール空間と区画された第２シール空間が第１シール空間より低圧に保持されていることから、第１メカニカルシールの密封端面間から強腐食性液が第２シール空間へと常時漏洩することになり、その結果、当該密封端面間において摩耗粉等のパーティクルが発生したとしても、それが上記漏洩液によって第１シール空間へと侵入することがなく、流路を流動する強腐食性液におけるコンタミネーションの発生はこれが確実に防止される。また、第２シール空間に漏洩した強腐食性液が第２封液によって希釈されること及び第２シール空間がこれより高圧の第１シール空間とその両側の第３シール空間との間に形成されていて第１シール空間から漏洩した強腐食性液が第２シール空間外に漏洩することがないことから、強腐食性液が希釈されないままロータリジョイント外に漏洩することがなく、高圧腐食性液の漏洩による前記した問題の発生が確実に防止される。したがって、本発明のロータリジョイントは、強腐食性液をそのコンタミネーションや漏洩を生じることなく安全且つ確実に相対回転部材間で流動させることができるものであり、厳格なコンタミネーション対策や漏洩防止策を講じておく必要のある半導体基板洗浄装置等の回転機器に好適に使用できる極めて実用的価値大なるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明に係るロータリジョイントの一例を示す縦断正面図であり、図２は図１の要部を拡大して示す詳細図である。図３〜図５は、夫々、図２のIII−III線に沿う要部の横断底面図であり、動圧発生溝を例示するものである。なお、以下の説明において、上下とは図１及び図２における上下をいうものとする。
【０００９】
図１に示すロータリジョイントは、ウエハの洗浄液としてフッ酸等の強腐食性液を使用する半導体洗浄装置等における固定側部材と回転側部材との間で当該強腐食性液１を流動させるためのものであり、筒状のケース体２とこれに回転自在に連結された回転軸体３との対向周面間に、軸線方向（上下方向）に並列する各一対の第１メカニカルシール４，４、第２メカニカルシール５，５及び第３メカニカルシール６，６により、第１シール空間７、その両側に位置する一対の第３シール空間９，９及び第１シール空間７と各第３シール空間９との間に位置する一対の第２シール空間８，８からなる５つのシール空間を区画形成して、第１シール空間７を介して連通する一連の流路１０により両体２，３間で強腐食性液１をコンタミネーションを生じることなく良好に流動させるように工夫すると共に、第２及び第３シール空間８，９に異圧の封液１１，１２を供給させることにより流路１０からの液漏れを確実に防止するように工夫したものである。
【００１０】
ケース体２は内周面が断面円形をなす筒構造体であり、軸線が上下方向に延びる状態で半導体洗浄装置等の固定側部材に取り付けられている。ケース体２の内周面には、第１環状支持壁２ａ及びその上下両側に位置する一対の第２環状支持壁２ｂ，２ｂが突出形成されている。なお、ケース体２は、軸線方向に複数部分に分割された構造をなしており、これらの複数個の分割部分をボルト等（図示せず）により相互連結することによって、円筒状の一体構造物に組み立てられている。
【００１１】
回転軸体３は、図１に示す如く、軸線が上下方向に延びる状態で半導体洗浄装置等の回転側部材に取り付けられた円柱状の軸本体３ａと、軸本体３ａに軸線方向に所定間隔を隔てて並列状に嵌合固定された４個の円筒状の保持筒３ｂと、軸本体３ａの一端部（上端部）に固着されたベアリング受体３ｃとからなり、第２環状支持壁２ｂ，２ｂの上下両側に配置した上下一対のベアリング１３，１３によりケース体２の内周部に同心状をなして回転自在に且つ軸線方向相対移動不能に支持，連結されている。なお、最上端に位置する保持筒３ｂは、有底円筒状のベアリング受体３ｃの周壁を構成している。また、上位のベアリング１３はベアリング受体３ｃとケース体２の上端部との対向周面間に装填されており、下位のベアリング１３は軸本体３ａの下端側部分とケース体２の下端部との対向周面間に装填されている。
【００１２】
両体２，３の対向周面間（ケース体２の内周面と回転軸体３の外周面との間）に形成される環状空間は、図１に示す如く、軸線方向に並列する６個のメカニカルシール（一対の第１メカニカルシール４，４、その上下両側に配置した一対の第２メカニカルシール５，５及び更にその上下両側に配置した一対の第３メカニカルシール６，６）によって５つのシール空間（第１シール空間７、その上下両側に位置する一対の第３シール空間９，９及び第１シール空間７と各第３シール空間９との間に位置する一対の第２シール空間８，８）とこれらのシール空間群の上下両側に位置する一対のベアリング収納空間（各ベアリング１３が配置された空間）１４，１４とに区画されている。すなわち、第１シール空間７と各第２シール空間８との間は第１メカニカルシール４によって区画シールされており、各第２シール空間８とこれに隣接する第３シール空間９との間は第２メカニカルシール５によって区画シールされており、各第３シール空間９とこれに隣接するベアリング収納空間１４との間は第３メカニカルシール６によって区画シールされている。
【００１３】
而して、流路１０は、図１に示す如く、一対の第１メカニカルシール４，４によりシールされた第１シール空間７と、ケース体２に形成されて第１シール空間７に連通するケース側通路１５と、回転軸体３に形成されて第１シール空間７に連通する軸側通路１６とからなる。
【００１４】
ケース側通路１５は、図１に示す如く、第１環状支持壁２ａを径方向に貫通しており、その一端部を第１シール空間７に開口すると共にその他端部をケース体２の外周部において前記固定側部材に形成された固定側流路に接続してある。軸側通路１６は、図１に示す如く、軸本体３ａの中心部を貫通しており、その一端部を保持筒３ｂを貫通して第１シール空間７に開口すると共に、その他端部を軸本体３ａの端部（下端部）において前記回転側部材に形成された回転側流路に接続してある。
【００１５】
第１シール空間７をシールする各第１メカニカルシール４は、図１に示す如く、ケース体２に設けた静止密封環１７と回転軸体３に設けた第１回転密封環１８と静止密封環１７を回転密封環１８へと押圧附勢するスプリング１９とを具備して、両密封環１７，１８の対向端面たる密封端面２０，２１の一方に形成した動圧発生溝２２により密封端面２０，２１間に第１シール空間７内の強腐食性液１による動圧を発生させるように構成された動圧形の非接触形メカニカルシールである。すなわち、各第１メカニカルシール４は、図２に示す如く、回転密封環１８の密封端面(回転側密封端面)２１に形成した動圧発生溝２２により当該密封端面２１と第１静止密封環１７の密封端面(静止側密封端面)２０との間に動圧を発生させることにより、密封端面２０，２１間を強腐食性液１による潤滑膜が介在する非接触状態に保持しつつ、第１シール空間７とこれに隣接する第２シール空間８との間をシールするように構成されており、第１シール空間７内の強腐食性液１が密封端面２０，２１間から第２シール空間８へと漏洩することを微少の所定範囲で許容するものである。なお、両第１メカニカルシール４，４は、図１に示す如く、両回転密封環１８，１８間に両静止密封環１７，１７が位置するように、軸線方向に逆向きに配置されたダブルシール形態をなしている。
【００１６】
各静止密封環１７は、図１及び図２に示す如く、第１環状支持壁２ａの内周面にＯリング２３を介して軸線方向に移動可能に嵌合保持されており、その密封端面２０は軸線（両体２，３の回転軸線であり、以下、単に「軸線」という）に直交する同心円状の平滑面に構成されている。両静止密封環１７，１７はその背面（密封端面２０，２０とは反対側の軸線方向端面）が対向する状態で第１環状支持壁２ａに保持されており、各静止密封環１７の外周部に形成した凹部２４を第１環状支持壁２ａに軸線方向に貫通支持させた共通のドライブピン２５に係合させることにより、所定範囲での軸線方向移動を許容する状態でケース体２に対する相対回転を阻止されている。なお、第１環状支持壁２ａにおけるドライブピン２５の挿通箇所はケース側通路１５に干渉しない位置に設定されている。
【００１７】
各回転密封環１８は、図１に示す如く、隣接する保持筒３ｂ，３ｂで挟圧した状態で軸本体３ａに嵌挿させることにより、各静止密封環１７に対向する位置に配して軸本体３ａの外周面に固定されている。なお、各回転密封環１８と軸本体３ａとの間は、軸本体３ａと各保持筒３ｂとの間に装填したＯリング２６によりシールされている。
【００１８】
各回転密封環１８の端面（保持筒３ｂが衝合している内径側部分を除く）は、静止側密封端面２０と同様に、軸線に直交する同心円状の平滑面をなす密封端面２１に構成されている。各回転側密封端面２１の外径は静止側密封端面２０の外径と同一又は若干大きく設定されており、その内径（保持筒３ｂの外径に相当する）は、第１メカニカルシール４の構成上、必然的に静止側密封端面２０の内径より小さくなっている（静止密封環１７の内径は、当該密封環１７の内周部が保持筒３ｂの外周部に干渉しないように、保持筒３ｂの外径より大きく設定されている）。したがって、各第１メカニカルシール４において強腐食性液１による潤滑膜が形成される環状領域（両密封端面２０，２１が重合する環状領域であって、以下「シール領域」という）Ｗの径方向幅（シール面幅）は静止側密封端面２０の径方向幅に一致している。
【００１９】
スプリング１９は、各第１メカニカルシール４において静止密封環１７を回転密封環１８へと押圧附勢するためのものであり、複数のコイルスプリング（１個のみ図示）を周方向に配置してなるが、この例では、図１に示す如く、各コイルスプリングを、第１環状支持壁２ａに形成した貫通孔２７に挿通保持させた状態で当該環状支持壁２ａに保持された両第１静止密封環１７，１７間に装填することによって、両第１メカニカルシール４，４における共通の附勢手段として機能するように工夫してある。なお、各貫通孔２７はケース側通路１５に干渉しない位置に形成されている。
【００２０】
各回転側密封端面２１には、図３に示す如く、複数の円弧状をなす動圧発生溝２２が周方向にヘリカル状に並列するように形成されている。各動圧発生溝２２は、回転側密封端面２１の相対回転方向（Ａ方向）において高圧流体領域側（内径側）から低圧流体領域側（外径側）へと円弧状に延びる浅い溝であり、高圧流体領域側の端部２２ａを除いて密封端面２０，２１間のシール領域Ｗに位置するように形成されている。高圧領域側の端部２２ａはシール領域Ｗから回転側密封端面２１の内径側へと食み出しており、高圧流体領域たる第１シール空間７に開口されている。なお、両回転側密封端面２１，２１の動圧発生溝２２，２２は、軸線に直交する面に対して対称形状となっている。而して、各第１メカニカルシール４においては、動圧発生溝２２が形成された密封端面（回転側密封端面２１）が動圧発生溝２２が形成されていない密封端面（静止側密封端面２０）に対してＡ方向に相対回転することにより、シール領域Ｗ外に開口する端部２２ａから第１シール空間７内の強腐食性液１が導入されて、密封端面２０，２１間のシール領域Ｗにおいて強腐食性液１による動圧が発生される。そして、この動圧と第１静止密封環１７に作用する強腐食性液１による背圧及びスプリング１９による附勢力とがバランスされることにより、密封端面２０，２１間が強腐食性液１による流体膜を介在した非接触状態に保持される。したがって、ケース側通路１５と軸側通路１６とを第１シール空間７を介して相対回転自在に連通接続してなる流路４においては、強腐食性液１が密封端面２０，２１間から第１シール空間７外へと（つまり第２シール空間８へと）所定の微量漏れを生じつつ流動されることになる。
【００２１】
なお、動圧発生溝２２の形状は、周知の動圧形の非接触形メカニカルシール（例えば、特開平７−２６０００９号公報及び特開平６−１７４１０７号公報等を参照）において採用される動圧発生溝と同様であり、シール条件（密封端面２０，２１の相対回転速度（回転軸体３の回転速度）、第１シール空間７内における強腐食性液１の圧力及び密封端面２０，２１間からの許容漏れ量等）に応じて適宜に設定することができる。例えば、動圧発生溝２２は、図３に示す形状とする他、図４又は図５に例示する如き形状とすることもできる。すなわち、図４に示すものでは、回転側密封端面２１の半径方向に直線状に延びる複数の動圧発生溝２２が放射状をなして並列している。各動圧発生溝２２は、図３に示す動圧発生溝２２と同様に、高圧流体領域側（内径側）の端部２２ａを除いて密封端面２０，２１間のシール領域Ｗに位置するように形成されており、高圧領域側の端部２２ａはシール領域Ｗから食み出して第１シール空間７に開口されている。図４に示す動圧発生溝２２を採用する場合、回転側密封端面２１がＡ方向に正転した場合及びＡ反対方向に逆転した場合の何れにおいても動圧を発生させることができ、回転軸体３を正逆転駆動する場合にも適正なロータリジョイントとして使用することができる。このように回転軸体３を正逆転駆動させる用途に使用されるロータリジョイントにあっては、動圧発生溝２２を図５に示す如き形状としておくこともできる。すなわち、図５は特開平７−２６０００９号公報に開示された動圧発生溝と同様のものであり、回転側密封端面２１の直径線に対して対称形状をなす第１及び第２動圧溝群２２Ａ，２２Ｂを周方向に交互に並列配置してなるものであって、図４に示すものと同様に、回転側密封端面２１がＡ方向に正転した場合及びＡ反対方向に逆転した場合の何れにおいても、動圧を発生させることができる。第１動圧溝群２２Ａは、シール領域Ｗ外の高圧側端部２２ａから回転側密封端面２１の半径方向に延びる直線部分とその端部からＡ方向に延びる円弧部分とからなるＬ字形の動圧発生溝２２のグループで構成され、第２動圧溝群２２Ｂは、シール領域Ｗ外のる高圧側端部２２ａから回転側密封端面２１の半径方向に延びる直線部分とその端部からＡ反対方向に延びる円弧部分とからなるＬ字形の動圧発生溝２２のグループで構成されている。
【００２２】
各第２シール空間８をシールする第２メカニカルシール５は、図１に示す如く、ケース体２に設けた静止密封環２８と回転軸体３に設けた回転密封環２９と静止密封環２８を回転密封環２９へと押圧附勢するスプリング（前記スプリング１９と同様に複数のコイルスプリングからなる）３０とを具備して、両密封環２８，２９の対向端面たる密封端面３１，３２の相対回転摺接作用により、第２シール空間８と第３シール空間９とを遮蔽シールするように構成された端面接触形メカニカルシールである。また、各第３シール空間９をシールする第３メカニカルシール６は、図１に示す如く、第２メカニカルシール５と同様に、ケース体２に設けた静止密封環３３と回転軸体３に設けた回転密封環３４と静止密封環３３を回転密封環３４へと押圧附勢するスプリング（前記スプリング１９と同様に複数のコイルスプリングからなる）３５とを具備して、両密封環３３，３４の対向端面たる密封端面３６，３７の相対回転摺接作用により、第３シール空間９とベアリング収納空間１４とを遮蔽シールするように構成された端面接触形メカニカルシールである。
【００２３】
各メカニカルシール５，６の静止密封環２８，３３は、図１に示す如く、第２環状支持壁２ｂの内周面にＯリング３８，３９を介して軸線方向に移動可能に嵌合保持されており、当該静止密封環２８，３３の外周部に形成した凹部４０，４１を第２環状支持壁２ｂに固定したドライブピン４２，４３に係合させることにより、所定範囲での軸線方向移動を許容する状態でケース体２に対する相対回転を阻止されている。なお、この例では、前記第１環状支持壁２ａに貫通支持させたドライブピン２５の各端部を延長して、この延長部分を静止密封環２８の相対回転を阻止するドライブピン４２として兼用している。
【００２４】
各回転密封環２９，３４は、図１に示す如く、隣接する保持筒３ｂ，３ｂ間で挟圧した状態又は保持筒３ｂと軸本体３ａに形成した段部との間で挟圧した状態で軸本体３ａに嵌挿させることにより、各静止密封環２８，３３に対向する位置に配して軸本体３ａの外周面に固定されている。なお、各回転密封環２９，３４と軸本体３ａとの間は、軸本体３ａと各保持筒３ｂとの間に装填したＯリング２６によりシールされている。
【００２５】
各回転密封環２９，３４の端面（保持筒３ｂが衝合している内径側部分を除く）は、静止側密封端面２８，３４と同様に、軸線（両体２，３の回転軸線）に直交する同心円状の平滑面をなす密封端面３２，３７に構成されているが、各第２メカニカルシール５の回転密封環２９は、前記回転密封環１８の両端面を密封端面２１，３２とすることにより、当該回転密封環１８で兼用されている。かかる回転密封環１８，２９の兼用により、部材点数の削減とロータリジョイントの短尺化（軸線方向長さの短縮化）を図っている。
【００２６】
而して、両第２シール室８，８には、ケース体２に形成した給排液路４４，４５により第１封液１１が循環供給される。すなわち、この例では、両第２シール室８，８はスプリング挿通孔２７を介して連通されていることから、図１に示す如く、ケース体２に一方の第２シール室８に連通する給液路４４を形成すると共に他方の第２シール室８に連通する排液路４５を形成して、第１封液１１を給液路４４から両第２シール室８，８に供給するようになっている。両第２シール室８，８に供給された第１封液１１は、排液路４５からロータリジョイント外に排出され、適宜の循環路を経て給液路４４へと循環されるようになっている。第１封液１１としては、流路１０を流動する強腐食性液体１より低圧の常温水又は冷却水が使用され、第２シール室８を第１シール室７より低圧に保持する。第１封液１１の圧力は、例えば、第２シール室８が第１シール室７より０．１ＭＰａ程度低圧となるように設定される。
【００２７】
また、両第３シール室９，９には、ケース体２に形成した給排液路４６，４７により第２封液１２が循環供給される。すなわち、図１に示す如く、ケース体２に各第２シール室８に連通する一対の給液路４６，４６及び排液路４７，４７を形成して、第２封液１２を各給液路４６から各第３シール室９に供給するようになっている。各第３シール室９に供給された第２封液１２は、各排液路４７からロータリジョイント外に排出され、適宜の循環路を経て各給液路４６へと循環されるようになっている。第２封液１２としては、第１封液１１より高圧の常温水又は冷却水が使用され、両第３シール室９，９を第２シール室８，８より高圧に保持する。第２封液１２の圧力は、例えば、第３シール室９が第２シール室８より０．１ＭＰａ程度高圧となるように設定される。なお、一方の給排液路４６，４７間の循環路と他方の給排液路４６，４７間の循環路とは兼用することができるが、兼用しない場合にも両第３シール室９，９が同圧に保持されるようにしておくことが好ましい。なお、ケース体２には、各ベアリング収納空間１４におけるベアリング１３と第３回転密封環３４との間の部分(ドレン空間)に開口するドレン路４８，４８が形成されている。
【００２８】
ところで、流路１０を流動する強腐食性液１が接触する部材（両体２，３及び密封環１７，１８等）又はその強腐食性液１の接触面（各通路１５，１６の内周面及び密封端面２０，２１等）の構成材料としては、耐腐食性（耐薬品性）に富むものが使用され、特に、強腐食性液１が金属汚染を回避すべきに半導体洗浄等の用途に使用されるものである場合には、耐腐食性に優れた非金属材（例えば、ＰＴＦＥ，ＰＦＥ，ＰＥＥＫ等の耐食性プラスチック、フッ素ゴム等の耐食性ゴムやＳｉＣ等のセラミックス等）が使用される。また、必要に応じて、第１メカニカルシール４から漏洩した強腐食性液１が接触する可能性のある部材又はその接触面についても、上記した耐腐食性に富む材料で構成しておくことが好ましい。なお、部材全体を耐腐食性材で構成しておくことが強度等の面で困難である場合等においては、当該部材の表面（強腐食性液１の接触面）に当該耐腐食性材をコーティングしておく。この例では、全ての密封環１７，１８，２８，２９，３６，３７をＳｉＣで構成し、強度等の点で耐腐食性プラスチック，ゴムで構成することが困難である部材については、鋼等の金属材で構成し、その表面（強腐食性液１の接触面）に耐食性プラスチックをコーティングしてある。
【００２９】
以上のように構成されたロータリジョイントにあっては、第１シール空間７をシールする第１メカニカルシール４が非接触形メカニカルシールであるから、密封端面２０，２１の接触による摩耗粉の発生や焼き付きを生じることなく、強腐食性液１を相対回転部材２，３間で良好に流動させることができる。また、第１メカニカルシール４は第１シール空間７を流動する強腐食性液１が密封端面２０，２１間から漏洩することを許容するものであり、第１メカニカルシール４により第１シール空間７と区画された第２シール空間８，８の圧力が第１シール空間７より低圧に保持されているから、第１シール空間７内の強腐食性液１が密封端面２０，２１から第２シール空間８，８へと常時微量漏洩し続けることになる。したがって、仮に密封端面２０，２１間において摩耗粉等のパーティクルが発生した場合にも、これらのパーティクルは漏洩液と共に第２シール空間８へと排出されて、第１シール空間７内に侵入することがなく、流路１０を流動する強腐食性液１へのパーティクル混入は確実に回避される。
【００３０】
また、第１シール空間７から第２シール空間８，８に漏洩した強腐食性液１は、第２シール空間８，８に循環供給される第１封液（水）１１によって希釈される。そして、各第２シール空間８と第３シール空間９とを区画する第２メカニカルシール５が漏れを許容しない端面接触形メカニカルシールであること、各第３シール空間９には第２シール空間８より高圧の第２封液（水）１２が循環供給されていることから、第２シール空間８，８に漏洩した強腐食性液１は、万が一にも、第３シール空間９，９に漏洩することがない。したがって、第２及び第３シール空間８，９の存在により、強腐食性液１が第１シール空間７からそのままロータリジョイント外へと漏洩することがなく、強腐食性液１の漏洩による問題（ロータリジョイント周辺機器の腐食や作業者が火傷する等の問題）はこれが全く生じることがない。なお、第１封液１１の循環路には、必要に応じて、排液路４５から排出される第１封液１１に混入する強腐食性液１を更に希釈処理又は除去処理（中和処理等）する処理装置が配設される。
【００３１】
また、各第２及び第３メカニカルシール５，６は端面接触形メカニカルシールであるが、それらの相対回転摺接部分である密封端面３１，３２及び３６，３７は第２封液１２で潤滑（及び冷却）されることになるから、当該相対回転摺接部分が異常摩耗したり焼き付いたりすることがない。そして、第２封液１２による潤滑に伴い、密封端面３１，３２間からは液漏れが生じる虞れがあるが、かかる場合、第２メカニカルシール５の密封端面３１，３２からは高圧の第３シール室９から低圧の第２シール室８へと液漏れ（第２封液１２の漏洩）が生じることになるから、第２シール室８に漏洩した強腐食性液１が第３シール室９へと漏洩することがなく、強腐食性液１の漏洩による問題は生じない。また、上記第２封液１２による潤滑に伴い第３メカニカルシール６の密封端面３６，３７からも液漏れが生じる虞れがあり、第２封液１２が第３シール室９から大気圧領域であるベアリング収納空間１４へと漏洩することがありうるが、かかる場合にも、第３シール室９には上記した如く第１シール室７から第２シール室８への漏洩液（強腐食性液１）が侵入しないことから、ベアリング収納空間１４には強腐食性液１を含まない第２封液（水）１２が漏洩するにとどまる。したがって、各第２及び第３メカニカルシール５，６が端面接触形メカニカルシールであってそれらの相対回転摺接部分から潤滑に伴う液漏れが生じる場合にも、強腐食性液１の漏洩による問題は全く生じない。なお、各ベアリング収納空間１４に漏洩した第２封液１２はドレン路４８から排出されるが、このドレン液１２には上記した如く強腐食性液１は全く含有されていない。
【００３２】
ところで、回転軸体３の回転が低速となって密封端面２０，２１を非接触状態に保持するに十分な動圧を得ることができないような事態となった場合にも、動圧発生溝２２の存在により密封端面２０，２１が異常摩耗する等のトラブルはこれを回避することができる。例えば、ロータリジョイントの運転開始時又は運転停止時において回転軸体３が低速回転のため密封端面２０，２１を非接触状態に保持するに十分な動圧が発生されない段階では密封端面２０，２１が接触して摩耗する虞れがあるが、このような虞れは、第１シール空間７に強腐食性液１が充満する状態で運転開始又は運転停止することによって回避することができる。すなわち、運転開始前の回転軸体３の完全停止状態において第１シール空間７に強腐食性液１が充満していると、動圧発生溝２２の端部２２ａが第１シール空間７に開口していることから、この端部２２ａから動圧発生溝２２内に強腐食性液１が侵入，滞留する。したがって、この状態から運転が開始されると、回転軸体３が動圧を発生させるに十分な速度で回転していない段階にあっても、シール領域Ｗには動圧発生溝２２に滞留する強腐食性液１による潤滑（液体潤滑）が行われことから、動圧を発生させるに十分な速度に達するまでの間において密封端面２０，２１がドライ接触するようなことがなく、摩耗粉の発生や焼き付きを生じることがない。このことは、運転停止時において、回転軸体３の回転速度が動圧を発生させるに十分な速度以下に低下した場合にも同様である。このように回転軸体３が動圧を発生させるに十分な速度で回転していない場合にも密封端面２０，２１が強腐食性液１による潤滑が行われることになるから、運転開始又は運転停止時における如く回転軸体３が低速回転するような場合にも、コンタミネーションの発生を回避することができる。したがって、運転開始及び運転停止が頻繁に繰り返される条件下で使用される場合や回転軸体３が不測に速度低下，回転停止した場合にも、流路４内にコンタミネーションが発生するようなことがない。勿論、密封端面２０，２１においてパーティクルが発生するようなことがあっても、第１シール室７が第２シール室８より高圧であるため、上記した如く第１シール室７内の強腐食性液１が汚染されるようなことがなく、コンタミネーションの発生は生じない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るロータリジョイントの一例を示す縦断正面図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す詳細図である。
【図３】動圧発生溝の一例を示す要部の横断底面図（断面は図２のIII−III線に沿う）である。
【図４】動圧発生溝の変形例を示す図３相当の横断底面図である。
【図５】動圧発生溝の他の変形例を示す図３相当の横断底面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    強腐食性液
２    ケース体
３    回転軸体
４    第１メカニカルシール
５    第２メカニカルシール
６    第３メカニカルシール
７    第１シール空間
８    第２シール空間
９    第３シール空間
１０  流路
１１  第１封液
１２  第２封液
１４  ベアリング収納空間
１５  ケース側通路
１６  軸側通路
１７  静止密封環
１８  回転密封環
１９  スプリング
２０  静止密封環の密封端面
２１  回転密封環の密封端面
２２  動圧発生溝
２８  静止密封環
２９  回転密封環
３０  スプリング
３１  静止密封環の密封端面
３２  回転密封環の密封端面
３３  静止密封環
３４  回転密封環
３５  スプリング
３６  静止密封環の密封端面
３７  回転密封環の密封端面
【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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