(57)【要約】【目的】流路をシールするための端面接触形メカニカルシールがドライ運転されるような状況下においても、冷却手段を設けることなく、密封端面の異常発熱，異常摩耗を効果的に防止することができ、信頼性，機能性，耐久性に富む極めて実用的なロータリジョイントを提供する。【構成】  ケース体１と回転軸体２との間に、周面側メカニカルシール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄでシールされた２流路３ａ，３ｂ及び端面側メカニカルシール３３でシールされた流路１０３を形成し、各メカニカルシール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，３３における両密封環の相対回転摺接面の一方に、潤滑材５１，５３を保持させた潤滑材保持用凹部５２，５４を形成し、周面側メカニカルシール４ｂ，４ｃにおける各静止密封環９の係合凹部２３に係合するドライブピン２４ｂを、当該係合凹部２３に係合する箇所の両側において、ケース体１に支持させてある。【選択図】図１
2007278424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース体とこれに回転自在に連結した回転軸体との対向周面部間に、各々が回転軸体の外周部に固定された回転密封環とケース体の内周部に軸線方向に移動可能に保持された静止密封環とを相対回転摺接させるように構成された第１〜第４周面側メカニカルシールを、軸線方向に並列状に配設し、
両体の軸線方向における対向端面部に、回転軸体の端面部に固定された固定密封環とケース体の端面部に軸線方向に移動可能に保持された可動密封環とを相対回転摺接させるように構成された端面側メカニカルシールを配設し、
ケース体と回転軸体との間に、両体に夫々形成した通路を第１及び第２周面側メカニカルシール間に形成された第１シール空間に開口させてなる第１流路と両体に夫々形成した通路を第３及び第４周面側メカニカルシール間に形成された第２シール空間に開口させてなる第２流路と両体に夫々形成した通路を端面側メカニカルシールの密封環内に開口させてなる第３流路とを形成し、
各メカニカルシールにおける両密封環の相対回転摺接面の一方に、潤滑材を保持させた潤滑材保持用凹部を形成すると共に、
第２周面側メカニカルシール及びこれに隣接する第３周面側メカニカルシールにおける各静止密封環の外周部に形成した係合凹部に係合させたドライブピンを、当該係合凹部に係合する箇所の両側において、ケース体に支持させることにより、当該静止密封環のケース体に対する相対回転を阻止するように構成してあることを特徴とするロータリジョイント。
【請求項２】
第２周面側メカニカルシールにおけるドライブピンと第３周面側メカニカルシールにおけるドライブピンとが１本のドライブバーで兼用されていることを特徴とする、請求項１に記載するロータリジョイント。
【請求項３】
第１〜第３流路が、ガス流動路及び／又は真空吸引路として使用されるものであることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載する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、ガス等の流体を相対回転部材間において流動させるために使用される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、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法による半導体ウエハの表面研磨処理は、ターンテーブルとトップリングとを、その間に半導体ウエハを挟圧させた状態で、別個独立して回転させることにより行われるが、かかる場合に、ターンテーブル又はトップリングからウエハ加圧用の圧縮空気を供給したり、ウエハ，定盤を吸着するために真空吸引したりすることがある。このため、ＣＭＰ法による表面研磨装置（以下「ＣＭＰ装置」という）にあっては、ＣＭＰ装置本体とこれに回転自在に支持されたターンテーブル又はトップリングとの間での流体流動を遺漏なく良好に行なうロータリジョイントが必要となる。
【０００３】
而して、かかるロータリジョイントとしては、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部間に、軸線方向に並列配設された複数の端面接触形メカニカルシールで区画シールされた複数のシール空間を形成して、ケース体と回転軸体との間に、両体に夫々形成した通路をシール空間を介して連通接続してなる一連の複数の流路を形成するように構成されたもの（以下「従来ジョイント」という）が周知である（例えば、特許文献１の図１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５３８０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、かかる従来ジョイントにあっては、各メカニカルシールとして、回転軸体に固定保持された回転密封環とケース体に軸線方向に移動可能に且つ相対回転不能に保持された静止密封環とを相対回転摺接するように構成された端面接触形のものが使用されているため、例えば、流路がガス流路として使用される場合（例えば、加圧空気を供給させる場合）や真空吸引路として使用される場合（例えば、ＣＭＰ装置にあって定盤を真空吸着させる場合又は研磨残渣液を吸引排出させる場合）には、メカニカルシールがドライ運転となるため、密封環の相対回転摺接面（密封端面）に異常発熱や異常摩耗を生じて、シール空間のシールを長期に亘って良好にシールすることができず、シール寿命が極めて短いといった問題があった。なお、かかる問題を解決するために、フラッシング等の冷却手段を設けて密封端面の冷却及び潤滑を図るように工夫することも試みられているが、このような冷却手段を設けておくことはロータリジョイント構造及び付属機器の複雑化，大型化を招来するといった新たな問題が生じる。
【０００６】
また、従来ロータリジョイントで使用される各メカニカルシールにあっては、静止密封環の外周部に係合凹部を形成すると共に、ケース体に、これに形成したねじ孔又は圧入孔に基端部をねじ込み又は圧入させることにより、ドライブピンを取り付けて、このドライブピンの先端部分を静止密封環の係合凹部に軸線方向相対移動可能に係合させることによって、静止密封環の追従性を確保しつつ（つまりケース体に対する軸線方向への所定範囲での相対移動を許容しつつ）ケース体に対する相対回転を阻止するように工夫されている（例えば、特許文献１の図１及び段落番号［００１８］の記載を参照）。
【０００７】
しかし、このような静止密封環のドライブピンによる回転阻止機構にあっては、ドライブピンがケース体に片持ち支持されているにすぎないことから、次のような問題が生じ、良好なメカニカルシール機能を長期に亘って安定して発揮させることが困難であった。
【０００８】
すなわち、ドライブピンは、その基端部をケース体に形成したねじ孔又は圧入孔にねじ込み又は圧入させているにすぎないから、静止密封環に係合する先端部に曲げモーメントが作用した場合、基端部とねじ孔又は圧入孔との間に緩みを生じたり、ドライブピンが曲がったりする虞れがあり、ドライブピンによる静止密封環の回転阻止機能（以下「ドライブピン機能」という）が安定して発揮されない。このような状態となると、静止密封環と回転密封環との相対回転によるシール機能が良好に発揮されなくなる。さらに、このような状態で使用を継続すると、ドライブピンがケース体から脱落したり、ねじ孔又は圧入孔にねじ込み又は圧入されているドライブピンの基端部が折損，破損し、その結果、ドライブピン機能が完全に喪失して当該シール機能が発揮されなくなる。
【０００９】
このように、ドライブピンはメカニカルシール全体からすれば極く軽微な構成材であり、その機能（ドライブピンにより静止密封環の相対回転を阻止する機能であり、以下「ドライブピン機能」という）も軽視されがちであるが、メカニカルシールのシール機能に大きな影響を与えるものであり、ドライブピン機能が喪失すれば、メカニカルシール全体の交換，修理が必要となる。このような問題は、特に、従来ジョイントのように複数のメカニカルシールを並列配置する多流路形ロータリジョイントにあっては顕著である。けだし、１つのメカニカルシールにおけるドライブピン機能の低下，喪失がメカニカルシール装置全体の機能低下，機能喪失に直結するからである。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、流路をシールするための端面接触形メカニカルシールがドライ運転されるような状況下においても、冷却手段を設けることなく、密封端面の異常発熱，異常摩耗を効果的に防止することができ、信頼性，機能性，耐久性に富む極めて実用的な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】
【００１１】
本発明は、上記の目的を達成すべく、ケース体とこれに回転自在に連結した回転軸体との対向周面部間に、各々が回転軸体の外周部に固定された回転密封環とケース体の内周部に軸線方向に移動可能に保持された静止密封環とを相対回転摺接させるように構成された第１〜第４周面側メカニカルシールを、軸線方向に並列状に配設し、
両体の軸線方向における対向端面部に、回転軸体の端面部に固定された固定密封環とケース体の端面部に軸線方向に移動可能に保持された可動密封環とを相対回転摺接させるように構成された端面側メカニカルシールを配設し、
ケース体と回転軸体との間に、両体に夫々形成した通路を第１及び第２周面側メカニカルシール間に形成された第１シール空間に開口させてなる第１流路と両体に夫々形成した通路を第３及び第４周面側メカニカルシール間に形成された第２シール空間に開口させてなる第２流路と両体に夫々形成した通路を端面側メカニカルシールの密封環内（密封環の内周部領域）に開口させてなる第３流路とを形成し、
各メカニカルシールにおける両密封環の相対回転摺接面の一方に、潤滑材を保持させた潤滑材保持用凹部を形成すると共に、
第２周面側メカニカルシール及びこれに隣接する第３周面側メカニカルシールにおける各静止密封環の外周部に形成した係合凹部に係合させたドライブピンを、当該係合凹部に係合する箇所の両側において、ケース体に支持させることにより、当該静止密封環のケース体に対する相対回転を阻止するように構成してあることを特徴とするロータリジョイントを提案する。好ましい実施の形態にあっては、第２周面側メカニカルシールにおけるドライブピンと第３周面側メカニカルシールにおけるドライブピンとが１本のドライブバーで兼用される。また、第１〜第３流路は、ガス流動路及び／又は真空吸引路として使用することができる。
【００１２】
ところで、ケース体と回転軸体との対向周面部間及び対向端面部間に配設される各メカニカルシールにあって、密封環の相対回転摺接面たる密封端面の一方に形成しておく潤滑材保持用凹部は、密封端面の相対回転摺接作用によるシール機能を妨げないことを条件として任意形状とされるが、一般には、密封環と同心をなす環状凹溝としておくことが好ましい。潤滑材としては、流路を流動させる流体の性状等の使用条件に応じて適宜に選定することができ、適当粘度の液体潤滑材（例えば、タービンオイル，エンジンオイル，弗素系オイル等）又は固体潤滑材（例えば、自己潤滑性を有する樹脂材料（例えば弗素系樹脂材）や潤滑材を含浸させた多孔質材等からなるもの）を使用することができる。また、必要に応じて、密封端面における潤滑材保持用凹部以外の部分に適宜の潤滑材（例えば、タービンオイルや弗素系オイル等）を塗布しておくことが可能である。液体潤滑材を使用する場合、密封端面の材質に応じたものを使用することが好ましい。例えば、密封端面がカーボン等で形成されている場合にはタービンオイル等を使用し、密封端面が弗素系の樹脂材で形成されている場合には弗素系オイル等を使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のロータリジョイントにあっては、各メカニカルシールの密封端面（相対回転摺接面）の一方に潤滑材を保持させた潤滑材保持用凹部を形成しておくことによって、当該メカニカルシールが端面接触形のものであるにも拘わらず、ガスを流動させたり真空吸引させるといったドライ条件下で使用する場合にも、密封端面の異常発熱，異常摩耗を効果的に防止することができる。また、第１〜第４周面側メカニカルシールのうち、第１及び第４周面側メカニカルシール間に位置してメンテナンスが困難な中央位置の第２及び第３周面側メカニカルシールにおいて、静止密封環に係合するドライブピンが、その係合部分の両側においてケース体に支持されていることから、冒頭で述べた如くすべてのメカニカルシールのドライブピンを片持ち支持構造とした場合のような問題を生じず、ドライブピン機能（ドライブピンによる静止密封環の回転阻止機能）を安定して発揮させることができる。したがって、本発明によれば、信頼性，機能性，耐久性に富む極めて実用的なロータリジョイントを提供することができる。また、第２及び第３周面側メカニカルシールのドライブピンを１本のドライブバーで兼用構成しておくことによって、従来ジョイントのようにメカニカルシール毎にドライブピンを設けておく場合に比して、メカニカルシールないしロータリジョイントの装置構造を大幅に簡略化することができ、製作経済上、極めて有利である。また、並列するメカニカルシール群の中間に位置するために第１及び第４周面側メカニカルシールに比してメンテナンスが困難である第２及び第３周面側メカニカルシールのドラブピンを両端支持構造としたことによって、第１〜第４周面側メカニカルシールすべてのドライブピンを冒頭で述べた如き不安定な片持ち支持構造とした場合に比して、メンテナンスも極めて容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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及び図３は当該ロータリジョイントの要部を示す縦断正面図であり、図４は当該ロータリジョイントの横断底面図（断面は図１のIV−IV線に沿う）である。なお、以下の説明において、上下とは図１〜図３における上下をいうものとする。
【００１５】
図１に示すロータリジョイントは、ＣＭＰ装置における固定側部材である装置本体と回転側部材であるトップリング又はターンテーブルとの間で複数種のガスを各別に流動させる場合（真空吸引を含む）に使用される多流路形のロータリジョイントである。
【００１６】
すなわち、このロータリジョイントは、図１に示す如く、固定側部材（例えば、ＣＭＰ装置本体）に取り付けられる筒状のケース体１と、回転側部材（例えば、ＣＭＰ装置のトップリング又はターンテーブル）に取り付けられる回転軸体２と、両体１，２の対向周面部間に軸線方向（上下方向）に並列状に配設された第１〜第４周面側メカニカルシール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、両体１，２の軸線方向における対向端面部間に配設された端面側メカニカルシール３３と、両部材（固定側部材及び回転側部材）に形成された流体通路間を相対回転自在に接続するための第１〜第３流路３ａ，３ｂ，１０３とを具備するものである。
【００１７】
ケース体１は、図１に示す如く、上端部を閉塞した筒構造体であり、ＣＭＰ装置本体等の固定側部材に取り付けられる。ケース体１の内周部には、後述する如く、軸線方向（上下方向）に一定間隔を隔てて並列する一対の環状支持壁１０，１０が突設されている。
【００１８】
回転軸体２は、図１に示す如く、円柱状の本体１２と、これに軸線方向（上下方向）に所定間隔を隔てて並列状に嵌合固定された複数の保持筒１３…，１４とで構成されており、上下ベアリング１５ａ，１５ｂによりケース体１の内周部に同心状をなして回転自在に支持されている。なお、最上位に位置する保持筒１４は、本体１２の上端部に固着されたベアリング受部に構成されている。また、ベアリング１５ａ，１５ｂは、ベアリング受部１４の外周部とケース体１の上端内周部との間及び本体１２の下端外周部とケース体１の下端内周部との間に介装されている。
【００１９】
第１流路３ａは、図１及び図２に示す如く、両体１，２の対向周面部間に形成された環状空間であって上位の第１周面側メカニカルシール４ａとこれに隣接する下位の第２周面側メカニカルシール４ｂとでシールされた第１シール空間５ａと、回転軸体２に形成されて第１シール空間５ａに開口する通路（以下「第１軸側通路」という）６ａと、ケース体１に形成されて第１シール空間５ａに開口する通路（以下「第１ケース側通路」という）７ａとからなり、ガス等の第１流体２８ａを流動させるガス流動路又は真空吸引路として使用される。
【００２０】
第２流路３ｂは、図１及び図３に示す如く、両体１，２の対向周面部間に形成された環状空間であって上位の第３周面側メカニカルシール４ｃとこれに隣接する下位の第４周面側メカニカルシール４ｄとでシールされた第２シール空間５ｂと、回転軸体２に形成されて第２シール空間５ｂに開口する通路（以下「第２軸側通路」という）６ｂと、ケース体１に形成されて第２シール空間５ｂに開口する通路（以下「第２ケース側通路」という）７ｂとからなり、ガス等の第２流体２８ｂを流動させるガス流動路又は真空吸引路として使用される。
【００２１】
第１シール空間５ａをシールする第１及び第２周面側メカニカルシール４ａ，４ｂ（以下、両メカニカルシール４ａ，４ｂを「第１シールユニット」という）は、第２シール空間５ｂをシールする第３及び第４周面側メカニカルシール４ｃ，４ｄ（以下、両メカニカルシール４ｃ，４ｄを「第２シールユニット」という）より上位に配置されており、第３周面側メカニカルシール４ｃは、第２周面側メカニカルシール４ｂの下位においてこれに隣接している。第１及び第２シールユニットは、図１に示す如く、各々、一対のメカニカルシール４ａ，４ｂ（又は４ｃ，４ｄ）を上下方向に向きを反対とする形態で配置したものである。第１〜第４周面側メカニカルシール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、第１及び第３周面側メカニカルシール４ａ，４ｃと第２及び第４周面側メカニカルシール４ｂ，４ｄとで両密封環の配置形態が上下逆になっている点を除いて同一構造をなすものであり、各々、図１〜図３に示す如く、回転軸体２に固定された回転密封環８とケース体１に軸線方向（上下方向）に移動可能に保持された静止密封環９と静止密封環９を回転密封環８へと押圧附勢するスプリング２５とからなり、両密封環８，９の相対回転摺接によりシール空間５ａ，５ｂをシールするように構成された端面接触形のものである。なお、各回転密封環８は炭化珪素等の硬質材で構成されており、各静止密封環９は回転密封環８の構成材より軟質のカーボン等で構成されている。
【００２２】
各回転密封環８は、図１に示す如く、回転軸体２の本体１２に嵌合させると共に、本体１２の下端段部１９と保持筒１３との間又は隣接する保持筒１３，１４間に軸線方向に挟圧させることにより、回転軸体２に固定されている。各回転密封環８は回転軸体２の軸線と同心をなす円環状板であり、図２又は図３に示す如く、各シールユニットを構成する両回転密封環８，８の対向端面を軸線に直交する平滑な環状平面である密封端面（以下「第１密封端面」という）２１，２１に構成してある。
【００２３】
各環状支持壁１０は、図１〜図３に示す如く、各シールユニットを構成する両回転密封環８，８の対向面間に位置してケース体１の内周部に突設された環状壁である。
【００２４】
各環状支持壁１０には、その上下両側に位置する回転密封環８，８の対向端面たる第１密封端面２１，２１に直対向して、上下一対の静止密封環９，９が軸線方向に移動可能に且つ相対回転不能に保持されている。すなわち、各静止密封環９は、図２又は図３に示す如く、環状支持壁１０の内周部にＯリング２２を介して軸線方向移動可能に嵌合保持されると共に、次のような回転阻止機構により所定範囲での軸線方向移動を許容する状態で回転（ケース体１に対する相対回転）を阻止されている。
【００２５】
この回転阻止機構は、図１〜図４に示す如く、各静止密封環９の外周部に等間隔を隔てて形成した３つの係合凹部２３…に各々軸線方向相対移動可能に係合させた各ドライブピン２４ａ，２４ｂをケース体１に固定支持させることにより、静止密封環９のケース体１に対する相対回転を阻止するように構成されている。最上位の第１周面側メカニカルシール４ａ及び最下位の第４周面側メカニカルシール４ｄについては、各ドライブピン２４ａの基端部を環状支持壁１０に形成したねじ孔又は圧入孔にねじ込み又は圧入させており、従来ジョイントと同様に片持ち支持構造としているが、中間位の第２及び第３周面側メカニカルシール４ｂ，４ｃについては、各ドライブピン２４ｂを係合凹部２３に係合する箇所の上下両側においてケース体１に固定支持させた両端支持構造としてある。この例では、第２周面側メカニカルシール４ｂの各ドライブピン２４ｂと第３周面側メカニカルシール４ｃの各ドライブピン２４ｂとを、各々、１本のドライブバー２４により兼用させている。すなわち、上下方向に長尺な断面円形棒であるドライブバー２４の両端部を、図１に示す如く、両環状支持壁１０，１０の軸線方向における対向端面部に形成した凹部に嵌合支持させると共に、当該ドライブバー２４の中間部を両メカニカルシール４ｂ，４ｃの静止密封環９，９に軸線方向相対移動可能に係合させてある。
【００２６】
このようにドライブピン２４ａ，２４ｂによりケース体１に軸線方向移動可能且つ回転不能に保持された各静止密封環９は、複数のコイルスプリング２５…により、回転密封環８へと押圧附勢されている。すなわち、各スプリング２５は、図１〜図３に示す如く、環状支持壁１０に形成した貫通孔２６に挿通保持された状態で、環状支持壁１０に保持された静止密封環９，９間に介挿されていて、当該両静止密封環９，９に共通の附勢手段として機能するように工夫されている。各静止密封環９の端面は、スプリング２５…により第１密封端面２１にこれと同心をなして押圧接触される円環状の第２密封端面２７に構成されている。
【００２７】
回転軸体２には、図１〜図４に示す如く、相互に交差することなく各シール空間５ａ，５ｂに開口する第１及び第２軸側通路６ａ，６ｂが形成されている。すなわち、図１に示す如く、各軸側通路６ａ，６ｂの一端部は回転軸体２の外周部から保持筒１３を貫通してシール空間５ａ，５ｂに開口されており、その他端部は本体１２の下端部に開口されていて、前記回転側部材（トップリング又はターンテーブル）に形成した回転側流路に接続される。
【００２８】
ケース体１には、図１に示す如く、相互に交差しない第１及び第２ケース側通路７ａ，７ｂが径方向に貫通形成されている。各ケース側通路７ａ，７ｂの一端部は環状支持壁１０を貫通してシール空間５ａ，５ｂに開口されており、その他端部はケース体１の外周部に開口されていて、前記固定側部材（ＣＭＰ装置本体）に形成した固定側流路に接続される。
【００２９】
したがって、両体１，２には、第１軸側通路６ａと第１ケース側通路７ａとを第１シール空間５ａにより相対回転自在に接続してなる第１流路３ａ及び第２軸側通路６ｂと第２ケース側通路７ｂとを第２シール空間５ｂにより相対回転自在に接続してなる第２流路３ｂが相互に独立した形態で形成されることになり、２種（同種又は異種）の第１及び第２流体２８ａ，２８ｂを、図１に矢印で示す如くケース側通路７ａ，７ｂから軸側通路６ａ，６ｂへと、或いは当該矢印と逆方向に軸側通路６ａ，６ｂからケース側通路７ａ，７ｂへと、流動させることができる。
【００３０】
第３流路１０３は、図１に示す如く、第１及び第２流路３ａ，３ｂと同様にガス流動路，真空吸引路等として使用されるものであり、ケース体１に形成された通路（以下「第３ケース側通路」という）３１と回転軸体２に形成された通路（以下「第３軸側通路」という）３２とを一つの端面側メカニカルシール３３により連通接続させてなる。
【００３１】
端面側メカニカルシール３３は、図１及び図２に示す如く、軸線方向における両体１，２の対向端面部間つまりケース体１の上端部と回転軸体２の上端部との間に配設されており、回転軸体２に設けた固定密封環３４とケース体１に設けた可動密封環３５とを相対回転摺接させることにより、両密封環３４，３５の内周部領域３６ａ，３６ｂを外周部領域から遮蔽シールするように構成された端面接触形のものである。なお、固定密封環３４は炭化珪素等の硬質材で構成されており、可動密封環３５は固定密封環３４の構成材より軟質のカーボン等で構成されている。
【００３２】
固定密封環３４は、図２に示す如く、回転軸体２の上端部に同心状に嵌合固定されている。固定密封環３４の上端面は、軸線に直交する環状平滑面である密封端面３７に構成されている。
【００３３】
可動密封環３５は、図２に示す如く、ケース体１の上端部に固定密封環３４と同心対向状をなして軸線方向移動可能に保持されている。可動密封環３５の下端面は、軸線に直交する環状平滑面である密封端面３８に構成されている。可動密封環３５は、これとケース体１との間に介装した複数のコイルスプリング（１個のみ図示）３９により、固定密封環３４に押圧接触されている。また、可動密封環３５は、その外周部に形成した係合凹部４０に、ケース体１に固設したドライブピン４１を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しつつケース体１に対する相対回転を阻止されている。
【００３４】
回転軸体２には、図１及び図２に示す如く、第１及び第２軸側通路６ａ，６ｂと交差することなく、一端部を固定密封環３４の内周部領域３６ａに開口する第３軸側通路３２が形成されている。第３軸側通路３２の他端部は前記回転側部材（トップリング又はターンテーブル）に形成した回転側流路に接続される。
【００３５】
ケース体１には、図１に示す如く、第１及び第２ケース側通路７ａ，７ｂと交差することなく、一端部を可動密封環３５の内周部領域３６ｂに開口する第３ケース側通路３１が形成されている。第３ケース側通路３１の他端部は、前記固定側部材（ＣＭＰ装置本体）に形成した固定側流路に接続される。
【００３６】
したがって、両体１，２には、第３ケース側通路３１と第３軸側通路３２とを両密封環３４，３５の内周部領域３６ａ，３６ｂにより相対回転自在に接続してなる第３流路１０３が形成されることになり、ガス等の第３流体４２を、図１に矢印で示す如く第３ケース側通路３１から第３軸側通路３２へと、或いは当該矢印と逆方向に第３軸側通路３２から第３ケース側通路３１へと、流動させることができる。
【００３７】
而して、各周面側メカニカルシール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおいては、図２及び図３に示す如く、密封環の相対回転摺接面たる密封端面の一方（この例では、静止密封環９の密封端面２７）に、潤滑材５１を保持させた潤滑材保持用凹部５２が形成されていて、流路３がガス流動路又は真空吸引路として使用されるようなドライ運転条件下においても、密封端面２１，２７が潤滑材５１により効果的に潤滑されるように工夫されている。また、端面側メカニカルシール３３においても、図２に示す如く、密封環の相対回転摺接面たる密封端面の一方（この例では、可動密封環３５の密封端面３８）に潤滑材５３を保持させた潤滑材保持用凹部５４が形成されている。潤滑材保持用凹部５２，５４は、密封環９，３５と同心をなす環状凹溝とされており（図４参照）、潤滑材５１，５３としては、流路３ａ，３ｂ，１０３を流動させる流体２８ａ，２８ｂ，４２の性状等の使用条件に応じて適宜に選定することができ、一般に、適当粘度の液体潤滑材（例えば、タービンオイル，エンジンオイル，弗素系オイル等）又は固体潤滑材（例えば、自己潤滑性を有する樹脂材料（例えば弗素系樹脂材）や潤滑材を含浸させた多孔質材等からなるもの）が使用される。なお、各メカニカルシール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，３３の密封端面には、必要に応じて、適宜の潤滑材（例えば、タービンオイルや弗素系オイル等）を塗布しておいてもよい。
【００３８】
以上のように構成されたロータリジョイントによれば、第１、第２及び第３流路３ａ，３ｂ，１０３が各々独立して形成されていることから、３種の流体２８ａ，２８ｂ，４２を回転側流体通路と固定側流体通路との間で混在させることなく良好に流動させることができ、それらの流動状態制御も各別に行うことができる。
【００３９】
そして、各流路３ａ，３ｂ，１０３が液体流動路として使用される場合は勿論、ガス流体路や真空吸引路として使用される場合等にあって各メカニカルシール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，３３がドライ運転されるときにも、各周面側メカニカルシール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの密封端面２１，２７又は端面側メカニカルシール３３の密封端面３７，３８が潤滑材５１，５３により潤滑されることから、密封端面２１，２７又は３７，３８が異常発熱して焼き付いたり、異常摩耗したりするようなことがなく、当該メカニカルシール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，３３による流路３ａ，３ｂ，１０３のシール機能が長期に亘って良好に発揮され、冒頭で述べた従来ジョイントのように格別の冷却手段を設けておく必要がない。このような効果（冷却手段を必要とすることなく密封端面の発熱，摩耗防止を図りうる点）は、すべての流路３ａ，３ｂ，１０３をガス流動路及び／又は真空吸引路として使用する場合には、ロータリジョイント構造の簡略化，小型化を図る上で極めて重要である。けだし、かかる場合には複雑且つ大型の冷却手段が必要となり、ロータリジョイント構造がどうしても複雑化，大型化するからである。したがって、本発明によれば、メカニカルシール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，３３の寿命を大幅に向上させ得て、耐久性，信頼性の高いロータリジョイントを提供することができる。
【００４０】
また、ガス流路３ａ，３ｂの相対回転接続部分（シール空間５ａ，５ｂ）をシールするメカニカルシール群のうち中間に配置される第２及び第３周面側メカニカルシール４ｂ，４ｃにあっては、各ドライブピン２４ｂが静止密封環９との係合個所の両側において環状支持壁１０，１０に支持（両端支持）されていることから、ドライブピン２４ｂを金属材で構成した場合は勿論、金属材に比して強度的に劣るプラスチック材で構成した場合にも、冒頭で述べた如き問題を生じることがなく、ドライブピン機能が安定して発揮されることになる。したがって、ドライブピン機能の低下，喪失によりメカニカルシール機能が低下，喪失するような事態の発生が少なくなり、流体２８ａ，２８ｂの流動を良好に行うことができる。また、一般に、ドライブピン機能の低下，喪失を防止するために、上記した如く静止密封環９に複数（上記の例では３つ）の係合凹部２３…を形成して、各係合凹部２３にドライブピン２４ｂを係合させておくように工夫されるが、上記の如くドライブピン２４ｂを両端支持構造としておくと、このように複数本のドライブピン２４ｂ…を設けておかずともドライブピン機能の低下を防止することができ、静止密封環９の回転阻止を１本のドライブピン２４ｂで十分に行うことも可能となり、メカニカルシール構造ひいてはロータリジョイント構造の更なる簡略化を図ることができる。
【００４１】
また、第２及び第３周面側メカニカルシール４ｂ，４ｃのドライブピン２４ｂ，２４ｂを１本のドライブバー２４で兼用しているから、各メカニカルシール４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ毎に各別のドラブピン２４ａ，２４ｂを設ける場合に比して、メカニカルシール構造の簡略化を図ることができる。
【００４２】
なお、本発明に係るロータリジョイントは、上記した実施の形態に限定されるものでなく、本発明の基本原理を逸脱しない範囲において適宜に変更，改良することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【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縦断正面図である。
【図３】図１における図２と異なる要部を拡大して示す縦断正面図である。
【図４】図１のIV−IV線に沿う横断底面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１      ケース体
２      回転軸体
３ａ    第１流路
３ｂ    第２流路
４ａ    第１週面側メカニカルシール
４ｂ    第２週面側メカニカルシール
４ｃ    第３週面側メカニカルシール
４ｄ    第４週面側メカニカルシール
５ａ    第１シール空間
５ａ    第２シール空間
６ａ      第１軸側通路
６ｂ      第２軸側通路
７ａ      第１ケース側通路
７ｂ      第２ケース側通路
８      回転密封環
９      静止密封環
２１    回転密封環の密封端面（相対回転摺接面）
２７    静止密封環の密封端面（相対回転摺接面）
２８ａ  第１流体
２８ｂ  第２流体
３１    第３ケース側通路
３２    第３軸側通路
３４    固定密封環
３５    可動密封環
３６ａ  固定密封環の内周部領域
３６ｂ  可動密封環の内周部領域
４２    第３流体
５１    潤滑材
５２    潤滑材保持用凹部
５３    潤滑材
５４    潤滑材保持用凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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