JP2002364791A - ロータリージョイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリージョイントに於いて、ロータ２０
の径と長さを小さくし、機能を向上されることにある。 【解決手段】 第一シール室（Ａ）の隣の各第二シール
室（Ｂ，Ｃ）に連通する第１通路孔（１２Ａ，１２Ｂ）
をボディ（１０）に有すると共に第１通路孔（１２Ａ，
１２Ｂ）に連通する第２通路孔（４）がボディ（１０）
の外部に設けられた通路部品（３）に有するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体製
造装置等の流体供給機器において、流体供給機器から回
転体に供給される通路の接続部分に用いられるロータリ
ージョイントに関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明の用途の技術に関し、集積回路の
基板に使用される半導体ウエハは、シリコン等の円柱状
の超純度結晶体を、一定の厚さの円盤状にスライスして
から研削加工し、更に表面の平坦仕上加工及び鏡面加工
を行っている。そして、近年は、半導体デバイスの高集
積化により、更に一層の高精度の平坦度や鏡面加工精度
が要求されている。

【０００３】このような半導体ウエハの超平坦化及び鏡
面化のための研磨加工は、例えば、ポリッシング装置
（ＣＭＰ装置）により行われている。この種のポシリッ
シング装置の構成は、上面に半導体ウエハを保持するタ
ーンテーブルと、その上部に対向して設けられた研磨面
を有するトップリングと、トップリングの研磨面をター
ンテーブル上に配置された半導体ウエハに対し接触させ
て水平移動させながらトップリングを回転させる駆動装
置と、トップリングの研磨面と半導体ウエハの被研磨面
との間に研磨液や純水等を供給する装置とを備えてい
る。

【０００４】この様に構成されたＣＭＰ装置による半導
体ウエハの研磨加工は、研磨液等を供給しながら、トッ
プリングを半導体ウエハの被研磨面に接触させて回転さ
せることによって行われる。このため、回転するトップ
リングと、非回転側の研磨液供給装置との間の接続通路
は、ロータリージョイントを介して接続されている。

【０００５】図４は、この様な流体供給装置からの流体
を回転する処理装置へ供給する接続通路を接続可能する
従来のロータリージョイントの断面図である。図４に於
いて、ロータリージョイント１００は、内周面を設けた
ボディ１０１配置されており、そのボディ１０１の内周
面内に回転可能に挿通されたロータ１０２が設けられて
いる。又、ボディ１０１には、多数の流体供給用通路１
０３が設けられている。更に、ロータ１０２にも多数の
流体用通路１０４が設けられている。そして、ボディ１
０１とロータ１０２の間に軸方向へ複数のメカニカルシ
ール１０５が配置され、その間に形成される各シール室
１０６を介して流体供給用通路１０３と流体用通路１０
４とが連通されている。これらのシール室１０６内は、
作動する処理装置のプログラムに従って、液体・気体・
真空状態或いは高温状態となる。このため、メカニカル
シール等を冷却するとか、潤滑するとかしないと摩耗・
損傷することになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のようにロータリ
ージョイント１００は、ロータ１０２に多数の通路１０
４が形成されている。この通路１０３の両側のシール室
１０６、１０６間を冷却又は潤滑させるための通路をロ
ータ１０２に形成すると、ロータ１０２の外径を更に大
きくせざるを得ない。そして、ロータ１０２の外径を大
きくすれば、これに外挿されるシール装置１０５も大径
にする必要がある。また、ロータが大径になれば、重量
も増加するので動力エネルギーを必要以上に費やすこと
になる。更には、大型化するので取付場所が問題とな
る。

【０００７】又、シール装置１０５を大径とすれば、そ
の密封摺動面Ｓの摺動半径も大径になり、その結果、同
一回転数であっても密封摺動面Ｓにおける滑り速度が大
きくなるので、ＰＶ値（面圧Ｐ×すべり速度Ｖの値）が
増大し、動力エネルギー必要以上に消費することになる
といった問題が惹起している。

【０００８】詳しくは、ＰＶ値が大きくなると、摺動ト
ルクの増大によって動力損失が増大する。更に、摺動発
熱量が増大するので、密封摺動面Ｓに介在する液体の潤
滑不足により異常摩耗等が発生する恐れもある。また、
密封摺動面Ｓが大径であるほど、漏洩量も増大する傾向
がある。更には、シール装置１０５を構成する摺動材料
等が大径になることにより、その体積や重量も大きくな
り、材料コストが上昇してしまう。

【０００９】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたものであって、その技術的課題は、ロータの直径
を小径にしてシール装置も小径にし、摺動面積に伴う摺
動抵抗を低減して摩耗を防止すると共に、摺動抵抗に伴
う動力エネルギーの消費を低減することにある。又、ロ
ータの直径を小径にして取付場所に伴う小形のロータリ
ージョイントを得ることにある。更に、ロータの軸方向
に長くなる通路孔の加工を少なくして加工コストを低減
することにある。更に、シール装置を効果的に冷却、及
び潤滑して耐久性を向上させることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題を有
効に解決するため、本発明に係わるロータリージョイン
トは、内周面を有するボディ（１０）と、前記ボディ
（１０）の内周面内に回転自在に配置された外周面を有
するロータ（２０）と、前記ボディ（１０）の内周面と
前記ロータ（２０）の外周面との間に複数の環状をなす
シール装置（３０Ｕ，３０Ｌ，４０Ｕ，４０Ｌ）が並列
に配置されて密封に仕切られた複数のシール室（Ａ，
Ｂ，Ｃ）とを具備し、前記シール室（Ａ，Ｂ，Ｃ）のう
ちの第一シール室（Ａ）に外部と連通して作動流体が流
れる作動流体用第１通路（１３）を前記ボディに有する
と共に、前記第一シール室（Ａ）に連通する作動流体用
第２通路（２３）を前記ロータ（２０）に有し、且つ前
記複数のシール室（Ａ，Ｂ，Ｃ）のうちの前記第一シー
ル室（Ａ）の隣の各第二シール室（Ｂ，Ｃ）に連通する
第１通路孔（１２Ａ，１２Ｂ）を前記ボディ（１０）に
有すると共に前記第１通路孔（１２Ａ，１２Ｂ）に連通
する第２通路孔（４）が前記ボディ（１０）の外部に設
けられた通路部品（３）に有するものである。

【００１１】この通路部品がボディの外部に設けられて
いるので、ロータに設ける通路を少なくすることが可能
になる。このためにロータの直径及び長さを小さく構成
することが可能になる。このため、シール装置の摩耗損
傷を防止して機能を維持し、ロータの動力エネルギーの
減少を図り、小型にして精密装置等へのようと拡大を図
ることが可能になる。又、ロータに設けられる通路はボ
ディに連通するためにその接続通路にシール装置が設け
られる。従って、ロータに複数の通路を設けると、シー
ル装置との配置との関係から通路の軸方向の長さが長く
なる。この通路孔の長さが長くなると、その機械加工が
困難になる。特に、直径が小径の場合には、加工時にキ
リが折れるので、更に、加工が困難になり加工コストが
急上昇する。更に又、ロータに制御用の配線や、センサ
の取付が要求されるので、更にロータが大径になるが、
流体用の通路を外部の通路部品に設けられるようにすれ
ばロータを小径にすることが可能になる。尚、ここでい
う通路部品とは、パイプや、パイプ同士を接続する管継
手からなる配管通路、又は、角状部品に通路孔を形成し
てボディにボルトを介して取り付けたブロック等の通路
を形成する部品全体の総称である。

【００１２】

【発明実施の形態】以下、本発明に係るロータリージョ
イントの好ましい実施の形態を、図１及び図２を参照し
ながら説明する。図１は、本発明に係るロータリージョ
イント１が用いられるポリッシング装置の概略構成を示
す説明図、図２は本発明に係るロータリージョイント１
の好ましい実施の形態を示す図である。

【００１３】まず、図１に示されるポリッシング装置に
おいて、参照符号７１は、鉛直な軸心を中心として水平
回転されるターンテーブルであり、上面に半導体ウエハ
Ｗを保持するものである。ターンテーブル７１の上側に
は、トップリング７２が配置されている。又、トップリ
ング７２の下面に研磨パッド７２Ａが設けられている。
このトップリング７２は、軸心が鉛直なロータリージ
ョイント１を介してトップリングヘッド７４に支持され
ており、このトップリングヘッド７４に設けられた駆動
機構によって、鉛直な軸心を中心として回転駆動される
と共に、鉛直方向及び水平方向へ移動するように構成さ
れている。

【００１４】又、ロータリージョイント１に流体を供給
する流体供給装置として研磨液供給装置７５と、純水供
給装置７６と、真空装置７７とが配置されている。これ
らの研磨液供給装置７５、純水供給装置７６及び真空装
置７７から流体を供給できるように、第１の配管Ｆ１が
ロータリージョイント１を介してトップリング７２へ通
じている。そして、この第１の配管Ｆ１は、トップリン
グ７２に開設された小孔７２Ｂと連通している。また、
純水供給装置７６からは、ロータリージョイント１へ向
けて第二の配管Ｆ２が配置されている。

【００１５】このロータリージョイント１は、内周面１
１を設けたボディ１０と、このボディ１０の内周面１１
内に回転可能且つ軸方向の相対移動が阻止された状態に
配置されて外周面２１を設けたロータ２０とが組み立て
られている。このボディ１０の内周面１１とロータ２０
の外周面２１との間隔に配置された軸方向（鉛直方向）
一対のメカニカルシール３０Ｕ，３０Ｌと、この間隔に
於けるメカニカルシール３０Ｕの上の位置及びメカニカ
ルシール３０Ｌの下の位置に一対のオイルシール４０
Ｕ，４０Ｌが配置されている。更に、オイルシール４０
Ｕの上の位置及びオイルシール４０Ｌの下の位置に配置
されてロータ２０をボディ１０の内周面１１に回転可能
に支持する一対のベアリング５０Ｕ，５０Ｌが設けられ
ている。又、このロータリージョイント１は、図１に示
す、トップリングヘッド７４に取り付けられており、ロ
ータ２０の下端がトップリング７２と結合している。

【００１６】図２に示されるように、ボディ１０は、上
側ハウジング１４Ａと、下側ハウジング１４Ｃと、中間
ハウジング１４Ｂとを軸方向に連結して一体化し、中間
ハウジング１４Ｂの内周部と下側ハウジング１４Ｃの内
周部との間にホルダ１５を固定した構造に構成されてい
る。これら上側ハウジング１４Ａ、下側ハウジング１４
Ｃ、中間ハウジング１４Ｂ及びホルダ１５は、それぞれ
環状に形成されており、その材質は、例えばＳＵＳ等の
ステンレス鋼で製作されている。また、上側ハウジング
１４Ａと中間ハウジング１４Ｂの間、下側ハウジング１
４Ｃと中間ハウジング１４Ｂの間、及び下側ハウジング
１４Ｃとホルダ１５の間は、それぞれＮＢＲ、フッ素ゴ
ム等のゴムからなるパッキン１６Ａ，１６Ｂ及びＯリン
グ１７で密封されている。

【００１７】ロータ２０は、回転軸に構成されて下端部
にボルトにより結合されたフランジ２２を設けている。
この材質は、例えばステンレス鋼で製作されている。ロ
ータ２０の上部外周面２１は、ボールベアリング５０Ｕ
を介してボディ１０における上側ハウジング１４Ａの上
部内周面に回転可能に支持されており、ロータ２０の下
部外周面２１は、ボールベアリング５０Ｌを介してボデ
ィ１０における下側ハウジング１４Ｃの下部内周面１１
に回転可能に支持されている。また、フランジ２２には
トップリング７２が取り付けられる。

【００１８】上側のメカニカルシール３０Ｕは、ボディ
１０の中間ハウジング１４Ｂから上側ハウジング１４Ａ
にかけての部分の内周に配置されており、下側のメカニ
カルシール３０Ｌは、ボディ１０の中間ハウジング１４
Ｂからホルダ１５にかけての部分の内周に配置されてい
る。

【００１９】メカニカルシール３０Ｕ，３０Ｌは、ロー
タ２０に液密的に外挿されてロータ２０と共に回転する
回転環３１と、ボディ１０の上側ハウジング１４Ａ又は
ホルダ１５の内周に固定された固定環３２が適当な面圧
で互いに密封摺動される。そして、両メカニカルシール
３０Ｕ，３０Ｌの間には、ボディ１０の中間ハウジング
１４Ｂの内周部分に位置して、環状の第一シール室Ａが
画成されている。

【００２０】メカニカルシール３０Ｕ，３０Ｌの間に
は、ボディ１０の中間ハウジング１４Ｂの内周に位置し
て断面凸状のカラー３３が配置されている。このカラー
３３は、径方向に貫通してねじ込まれたセットスクリュ
３３Ｂによってロータ２０の外周に固定されている。

【００２１】オイルシール４０Ｕ，４０Ｌは、ＮＢＲ等
のゴム材料で形成されたものであって、金属環によって
補強された外周部がボディ１０の上側ハウジング１４Ａ
又は下側ハウジング１４Ｃの内周面１１に嵌着されると
共に、内周のシールリップがロータ２０の外周面２１に
密接されることによって、軸封機能を発揮するものであ
る。

【００２２】このため、ロータ２０と上側ハウジング１
４Ａの軸方向中間部との間には、オイルシール４０Ｕ
と、その下側に位置するメカニカルシール３０Ｕとで上
下が密封されると共に、円周方向へ環状に連続した第二
シール室Ｂが画成されている。又、ロータ２０と下側ハ
ウジング１４Ｃの軸方向中間の間には、オイルシール４
０Ｌとその上部に位置するメカニカルシール３０Ｌとに
より上下が密封されると共に、円周方向へ環状に連続し
た第二シール室Ｃが画成されている。このうち、上側の
第二シール室Ｂは、メカニカルシール３０Ｕにおける固
定環３２の内周隙間を介して密封摺動部の内周に達して
おり、下側の第二シール室Ｃは、メカニカルシール３０
Ｌにおける固定環３２の内周隙間を介して密封摺動部の
内周に達している。

【００２３】ボディ１０の中間ハウジング１４Ｃには、
第一シール室Ａにおけるカラー３３の通路孔３３Ａと対
応する位置に貫通した作動流体用第１通路１３が開設さ
れており、この第１通路１３の外端部には、管用ねじ１
３Ａが形成されており、図１に示される研磨液供給装置
７５、純水供給装置７６及び真空装置７７から延びる第
１の配管Ｆ１が接続されている。一方、ロータ２０には
作動流体用第２通路２３が開設されており、その軸方向
に形成された通路第２部分２３Ｂの下端部が、フランジ
２２に開設された通路孔２３Ｃを介して、図１に示され
るトップリング７２の小孔７２Ｂに連通している。軸方
向に形成された通路第２部分２３Ｂの上端から径方向に
形成された通路第１部分２３Ａが、ロータ２０の外周面
におけるカラー３３の通路孔３３Ａの対応位置に開口し
ている。

【００２４】カラー３３には、径方向に貫通した通路孔
３３Ａが開設されており、その内端はロータ２０におけ
る作動流体用第２通路２３の径方向に延びる通路第１部
分２３Ａと連通しており、外端は第一シール室Ａに連通
されている。

【００２５】ボディ１０の中間ハウジング１４Ｂの作動
流体用第１通路１３、第一シール室Ａ、カラー３３の通
路孔３３Ａ、ロータ２０における作動流体用第２通路２
３及びフランジ２２の通路孔２３Ｃは、図１に示される
研磨液供給装置７５、純水供給装置７６及び真空装置７
７からトップリング７２の小孔７２Ｂへ延びる第１の配
管Ｆ１の１部を構成している。

【００２６】図２に示されるように、ボディ１０の上側
ハウジング１４Ａには、上側の第二シール室Ｂへ向けて
貫通した冷却液用通路孔１２Ａ，１２Ｃが開設されてお
り、同様に、ボディ１０の下側ハウジング１４Ｃには、
下側の第二シール室Ｃへ向けて貫通した冷却液用通路孔
１２Ｂ，１２Ｄが開設されている。

【００２７】上側ハウジング１４Ａにおける冷却液用通
路孔１２Ａの外端に形成された管用ねじ１２Ａ１及び下
側ハウジング１４Ｃにおける冷却液用通路孔１２Ｂの外
端に形成された管用ねじ１２Ｂ１には、黄銅等の金属か
らなる管継ぎ手６を介してそれぞれ市販のエルボ７Ｕ，
７Ｌが螺合されている。このエルボ７Ｕ，７Ｌは、ＰＢ
Ｔ樹脂等で形成された曲り管状である。この２つのエル
ボ７Ｕ，７Ｌの間には、例えばポリウレタン樹脂等で形
成されて内部に第２通路孔４を形成したパイプ５が接続
されている。また、他の冷却液用通路１２Ｃ，１２Ｄの
うちの一方は図１に示される純水供給装置７６からの給
水用第２の配管Ｆ２に接続され、他方は排水用パイプの
通路に接続される。

【００２８】又、第二シール室Ｂと第二シール室Ｃの間
は、冷却液用通路孔１２Ａ、エルボ７Ｕ，パイプ５，エ
ルボ７Ｌ及び冷却液用通路孔１２Ｂを介して互いに連通
しており、純水供給装置７６から連続した第２の配管Ｆ
２の一部を構成されている。

【００２９】以上のように構成されたロータリージョイ
ント１を設けたポリッシング装置７０は、ターンテーブ
ル７１上の半導体ウエハＷの上面（被研磨面）にトップ
リング７２の研磨パッド７２Ａを押し当て、研磨液供給
装置７５又は純水供給装置７６から、研磨液又は純水
を、第１の配管Ｆ１を介してを研磨パッド７２Ａと半導
体ウエハＷとの間に供給しながら、ターンテーブル７１
とトップリング７２を相対回転させ、且つトップリング
７２を水平移動させることによって、半導体ウエハＷの
表面を高精度に研磨するものである。

【００３０】ここで、ロータリージョイント１における
ボディ１０は、トップリングヘッド７４に固定されてい
て非回転であるのに対し、ロータ２０はトップリング７
２と共に回転する。このため、第１の配管Ｆ１は、ボデ
ィ１０側の作動流体用第１通路１３と、ロータ２０側の
カラー３３の通路孔３３Ａとの間で相対回転することに
なるが、この第１通路１３と通路孔３３Ａとの間は、第
一シール室Ａを介して常に連通している。従って、研磨
液供給装置７５又は純水供給装置７６からの研磨液又は
純水を、連続して供給することができる。

【００３１】メカニカルシール３０Ｕ，３０Ｌは、第一
シール室Ａ内を経由する研磨液が第一シール室Ａからそ
の上側の第二シール室Ｂ及び下側の第二シール室Ｃ側へ
漏洩するのを防止している。各メカニカルシール３０
Ｕ，３０Ｌの回転環３１及び固定環３２は、ＳｉＣ等の
セラミックスを用いることによって、密封摺動面の摩耗
を有効に抑制することができる。

【００３２】なお、ボディ１０、ロータ２０、及びカラ
ー３３等における研磨液との接触面は、好ましくはＰＴ
ＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等でコーティング
することによって、研磨液との接触による金属表面から
のパーティクルや金属イオンの発生を防止することがで
きる。

【００３３】一方、第二シール室Ｂ，Ｃ内には、第２の
配管Ｆ２を通じて純水が流通されている。更に詳しく
は、この純水は、純水供給装置７６から、例えば冷却液
用通路孔１２Ｄを介して下側の第二シール室Ｃ内に供給
され、更に、冷却液用通路孔１２Ｂ，エルボ７Ｌ、パイ
プ５、エルボ７Ｕ及び冷却液用通路孔１２Ａを介して上
側の第二シール室Ｂへ送られ、冷却液用通路孔１２Ｃか
ら排出される。そして、純水が第二シール室Ｂ，Ｃ内を
通ることによって、メカニカルシール３０Ｌの密封摺動
面及びメカニカルシール３０Ｕの密封摺動面が有効に冷
却される。また、この密封摺動面には、純水による液体
潤滑膜が介入するので、第一シール室Ａの研磨液に含ま
れる砥粒が侵入しにくくなる。このため、研磨液を密封
対象とするものであるにも拘わらず、密封摺動面の摩耗
が有効に抑えられる。

【００３４】また、従来は、第二シール室Ｂ，Ｃ間を連
通させる通路がロータ２０側に形成されていたのに対
し、第二シール室Ｂ，Ｃは、エルボ７Ｌ，７Ｕ及びパイ
プ５から構成されたボディ１０外部の通路部品３Ａを通
じて連通している。このために、その分だけロータ２０
の直径を従来よりも小径に形成することができる。従っ
て、ロータ２０外周に配置されるメカニカルシール３０
Ｕ，３０Ｌ及びオイルシール４０Ｕ，４０Ｌや、ボディ
１０も小径に形成することができ、その結果、当該ロー
タリージョイント１の軽量化を図ることができる。しか
も、ロータ２０に通路を形成するための穴あけ加工の工
数が減少するため、製作コストの低減を図ることがで
き、更には、回転環３１や固定環３２を構成するＳｉＣ
等のセラミックス摺動材料の体積が減少するため、材料
コストの低減も図ることができる。

【００３５】特に、メカニカルシール３０Ｕ，３０Ｌが
小径化される結果、その回転環３１と固定環３２との密
封摺動面の摺動半径が小さくなるため、同一回転数にお
けるすべり速度が小さくなる、したがってＰＶ値が小さ
くなる。そして、摺動発熱量はＰＶ値と摩擦係数との積
に比例するため、ＰＶ値が小さくなることによって摺動
発熱も抑えられ、密封摺動面の温度上昇による回転環３
１及び固定環３２の熱応力割れ等も防止することができ
る。しかも、密封摺動面の温度上昇が抑えられる結果、
この密封摺動面に介在する液体潤滑膜の粘性低下も抑え
られるので、良好な潤滑状態が保持され、摩耗や摺動ト
ルクの低減が図られる。

【００３６】また、一般に、密封摺動面の内径をＲ１、
外径をＲ２とすると、この密封摺動面の幅Ｒ２−Ｒ１が
同一であれば、外径Ｒ２及び内径Ｒ１が小さいほどＲ２
／Ｒ１の値が大きくなって、漏洩量が小さくなることは
よく知られている。したがって、メカニカルシール３０
Ｕ，３０Ｌの密封摺動面の摺動半径が小さくなることに
よって、流体の漏洩量も低減することができる。

【００３７】次に、半導体ウエハＷの研磨が終了し、半
導体ウエハＷ上の残留液を、第１の配管Ｆ１を介して真
空装置７７により吸引回収する際には、第一シール室Ａ
には液体が存在しない状態となる。しかし、この時も、
第二シール室Ｂ及び第二シール室Ｃ内には、第２の配管
Ｆ２を通じて純水が流通されているため、メカニカルシ
ール３０Ｕ，３０Ｌの密封摺動面が、良好な冷却状態及
び液体潤滑状態に保持され、乾燥摺動による異常な摺動
発熱を防止することができる。

【００３８】上述した作用は、オイルシール４０Ｕ，４
０Ｌにおいても同様に奏される。すなわち、ロータ２０
を小径に形成することができることによって、オイルシ
ール４０Ｕ，４０Ｌが小径化される結果、そのシールリ
ップとロータ２０の摺動半径が小さくなるため、そのＰ
Ｖ値も小さくなる。したがって、シールリップの温度上
昇による早期摩耗や面荒れ等を防止することができる。
また、シールリップとロータ２０の摺動面は、第二シー
ル室Ｂ及び第二シール室Ｃに供給される純水によって、
常に良好な液体潤滑状態が保持されるので、摩耗や摺動
トルクの低減が図られる。

【００３９】また、上位の第二シール室Ｂから延びる冷
却液用通路孔１２Ａと、下側の第二シール室Ｃから延び
る冷却液用通路孔１２Ｂとの間の通路は、市販のエルボ
７Ｕ、パイプ５及びエルボ７Ｌから構成されているた
め、安価に構成することができる。

【００４０】なお、上述した実施の形態においては、本
発明に係るロータリージョイント１を研磨するためのポ
リッシング装置に組み込まれるものとして説明したが、
他の装置に組み込まれるものについても、同様に実施す
ることができる。

【００４１】また、上述した第１実施の形態において
は、第二シール室Ｂ，Ｃの二室をボディ１０の外側で連
通させているが、更に多数のシール室間で複数の通路を
形成する場合も、各通路を同様に構成することができ
る。図１の通路部品３Ｂは第２の実施の形態を示すもの
である。この通路部品３Ｂは、断面矩形状の四角体にコ
の字形の第２通路孔４を形成してボディ１０の冷却液用
通路孔１２Ａ及び冷却液用通路１２Ｂと連通するように
ボルトにより組み立てられている。この様にボディ１０
の外部に通路部品３を組み立てることにより、ロータ２
０に第２通路２３を多数設けなければならない困難な加
工を低減することが可能になる。そして、ロータ２０を
小径にすることにより、上述したような多数の効果も奏
する。又、ロータ２０には、フランジ２２に取り付ける
処理装置の制御部２６として配線を導入する通孔２５が
設けられるが、ボディ１０の外部に通路部品３を設ける
ことにより、ロータ２０の外径を大径にすることなく、
通孔２５を設けることが可能になる。

【００４２】図３は、本発明に係わる第３の実施の形態
に係わるロータリージョイントの通路部品３側の断面図
である。図３に於いて、ボディ１０の外部面には第２通
路孔４を構成する溝を設けたブロック８がボルト９を介
して取り付けられる。この溝はブロック８に設けられて
いるが、ボディ１０に形成しても良い。この溝は平面が
矩形状を成すＯリング１９により囲まれて密封されてい
る。Ｏリング１９はＯリング用溝に取り付けられてい
る。この溝は第１通路１３とは連通しない位置に取り付
けられている。この様に、板状のブロックにより通路部
品３Ｃを形成することにより第２通路孔４を容易に形成
できると共に、場所を取らないように小型に形成するこ
とが可能になる。尚、第１実施例のパイプ等から構成さ
れた通路部品３Ａ、第２、第３実施例からなる通路部品
３Ｂ、３Ｃは、すべて通路部品３である。

【００４３】

【発明の効果】請求項１の発明に係るロータリージョイ
ントによれば、冷却液用通路孔をボディの外部で接続し
た通路部品を介して複数のシール室に液体を流通させる
ものであるため、複数のシール室間を連通させる通路を
ロータ側に形成するものに比べロータを従来よりも小形
に形成することができ、シール装置やボディを小形に形
成することができる。その結果、精密装置等の小型装置
への取り付けを可能にする。又、ロータリージョイント
の軽量化を図ることができ、慣性力が小さくなるから高
速作動部に取付けることを可能にする。しかも、ロータ
に設ける通路の複雑な加工の工数を減少でき、製作コス
トの低減を図ることができる。

【００４４】又、複数のシール室間を、ボディの外部の
通路部品を通じて連通させることによって、ロータを従
来よりも小径に形成することができる。その結果、ボデ
ィとロータの間に装着される各シール装置も小径にする
ことができるので、その密封摺動面の摺動半径も小さく
なる。したがって、各シール装置の密封摺動面のＰＶ値
が小さくなり、密封摺動面の摺動発熱量が低下して、密
封摺動面の摩耗を抑制することができる。また、摺動発
熱量の低下によって良好な潤滑状態が保持されるので、
摩耗や摺動トルクの低減を図ることができる。しかも、
密封摺動面の摺動半径が小さくなることによって、漏洩
量も低減することができる。その結果、長期間にわたっ
て優れた密封性能を維持することができる。

【００４５】また、ロータに通路を形成するための穴あ
け加工の工程が減少するため、加工コストが低減される
と共に、シール室間の通路を、ボディ外部に安価な通路
部品を接続することによって構成するものであるため、
ロータリージョイントを低コスト生産できる効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロータリージョイントが用いられ
るポリッシング装置の概略構成を示す説明図である。

【図２】本発明に係るロータリージョイントの好ましい
実施の形態を軸心を通る平面で切断して示す断面図であ
る。

【図３】本発明に係る第３の実施の形態を示すロータリ
ージョイントに取り付けた通路部品の断面図である。

【図４】従来の技術によるロータリージョイントを、軸
心を通る平面で切断して示す断面図である。

【符号の説明】

１ ロータリージョイント ３ 通路部品 ４ 第２通路孔 ５ パイプ ６ 管継ぎ手 ７Ｕ エルボ ７Ｌ エルボ １０ ボディ １２Ａ 冷却液用通路孔 １２Ｂ 冷却液用通路孔 １２Ｃ 冷却液用通路孔 １２Ｄ 冷却液用通路孔 １３ 第１通路 １４Ａ 上側ハウジング １４Ｂ 上側ハウジング １４Ｃ 上側ハウジング １５ ホルダ １６Ａ，１６Ｂ パッキン １７ Ｏリング ２０ ロータ ２１ 外周面 ２２ フランジ ２３ 第２通路 ２３Ａ 通路第１部分 ２３Ｂ 通路第２部分 ２３Ｃ 通路孔 ２５ 通孔 ３０Ｕ，３０Ｌ メカニカルシール（シール装置） ３１ 回転環 ３２ 固定環 ３３ カラー ３３Ａ 通路孔 ３３Ｂ セットスクリュ ４０Ｕ，４０Ｌ オイルシール（シール装置） ５０Ｕ，５０Ｌ ボールベアリング Ａ 第一シール室 Ｂ，Ｃ 第二シール室 Ｆ１ 第１の配管 Ｆ２ 第２の配管 Ｗ 半導体ウエハ ７５ 研磨液供給装置 ７６ 純水供給装置 ７７ 真空装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面を有するボディと、前記ボディの
   内周面内に回転自在に配置された外周面を有するロータ
   と、前記ボディの内周面と前記ロータの外周面との間に
   複数の環状をなすシール装置が並列に配置されて密封に
   仕切られた複数のシール室とを具備し、前記シール室の
   うちの第一シール室に外部と連通して作動流体が流れる
   作動流体用第１通路を前記ボディに有すると共に、前記
   第一シール室に連通する作動流体用第２通路を前記ロー
   タに有し、且つ前記複数のシール室のうちの前記第一シ
   ール室の隣の各第二シール室に連通する第１通路孔を前
   記ボディに有すると共に前記第１通路孔に連通する第２
   通路孔が前記ボディの外部に設けられた通路部品に有す
   ることを特徴とするロータリージョイント。
2. 【請求項２】 前記通路部品が連通する通路孔を有する
   継ぎ手パイプ又は連通する通路孔を有するブロックによ
   り構成されていることを特徴とする請求項１に記載のロ
   ータリージョイント。
3. 【請求項３】 前記通路部品が前記ボディの外面との間
   に第２通路孔を形成するブロックにより構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のロータリージョイン
   ト。