JP2016044761A - スラリ流体用メカニカルシール及びこれを使用するスラリ流体用ロータリジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】Ｏリング装填空間へのスラリ流体の侵入を確実に防止することができ、可動密封環の追従性を担保して良好なメカニカルシールシール機能を発揮させるようにする。【解決手段】固定密封環６を回転軸３に固定し、可動密封環７の基端部分７ｂをケース体２の密封環保持部２ｂにＯリング１６を介して軸線方向移動可能に嵌合保持する。可動密封環７の先端部分７ｃにスラリ流体領域Ａに配して環状シール部材１９を設け、密封環保持部２ｂのスラリ流体領域側端面を軸線に直交する円環状平面であるシール面２ｄに構成する。環状シール部材１９は、可動密封環７の先端部分７ｃに嵌合固定された本体部１９ａと、シール面２ｄに直交する方向に弾性変形可能であり、シール面２ｄに面接触する状態で圧接されたシール部１９ｂと、両部１９ａ，１９ｂを連結する連結部１９ｃとからなる弾性材製の回転体形状をなすものである。【選択図】図１

Description

本発明は、スラリ、粉体、固形微粒子、ビーズ等のスラリ成分を含有するスラリ流体をシールするためのスラリ流体用メカニカルシール及びこれを使用するスラリ流体用ロータリジョイントに関するものである。

従来のスラリ流体用メカニカルシールとしては、特許文献１の図１に開示されたもの（以下「第１従来シール」という）及び特許文献２の図１に一次シールとして開示されたもの（以下「第２従来シール」という）が公知である。

すなわち、第１従来シール及び第２従来シールは、回転機器のハウジングに取り付けられた筒状のケース体とこれを洞貫する当該回転機器の回転軸である回転軸体との間に装填されており、回転軸体に固定された固定密封環と、これに軸線方向に対向してケース体に形成した密封環保持部にＯリングを介して軸線方向移動可能に保持された可動密封環と、可動密封環とケース体との間に装填されて当該可動密封環を固定密封環に押圧接触させるべく附勢するスプリング部材とを具備して、両密封環の対向端面たる密封端面の相対回転摺接作用によりその相対回転摺接部分の外周側領域である被密封流体領域たるスラリ流体領域と当該相対回転摺接部分の内周側領域である非密封流体領域（第１従来シールでは大気領域であり、第２従来シールでは封液領域である）との間をシールするように構成されている。

ところで、第１従来シール及び第２従来シールにあっては、ケース体と可動密封環との間をシール（二次シール）する前記Ｏリングをケース体の密封環保持部の内周部に形成したＯリング溝に係合保持させているが、このＯリング溝によってケース体の密封環保持部と可動密封環との対向周面部間に装填されたＯリングは被密封流体であるスラリ流体に接触していることから、Ｏリングと可動密封環ないしケース体の密封環保持部との接触部分にスラリ成分が堆積、固着して、可動密封環のＯリングを介しての軸線方向移動が円滑に行われず、可動密封環の追従性が低下、阻害される虞れがある。このような事態が発生すると、両密封環の接触圧（密封端面の接触面圧）が不適正となり、メカニカルシール機能が低下する。

そこで、第１従来シールでは、特許文献１の図１及び図２に示す如く、ケース体の密封環保持部と可動密封環との対向周面部間におけるＯリングの装填空間（以下「Ｏリング装填空間」という）にグリース等の粘性材を充填させておくことにより、可動密封環のＯリングを介しての軸線方向移動を許容しつつ、Ｏリング装填空間へのスラリ流体の侵入を阻止するように工夫している。また、第２従来シールでは、特許文献２の図１〜図５に示す如く、ゴム等の弾性材製のリップシールをケース体の密封環保持部に固定して、当該リップシールの先端リップ部を可動密封環の外周面に圧接させておくことにより、Ｏリング装填空間を被密封流体領域から遮断して、Ｏリング装填空間へのスラリ流体侵入を阻止するように工夫している。

特開２００５−０４８８１９公報 特開２００９−１９７９４５公報

しかし、第１従来シールでは、長期使用のうちにはＯリング装填空間に充填した粘性材が流出したりスラリ流体との接触により侵食されて、粘性材によるＯリング溝内へのスラリ流体侵入阻止効果が低下する虞れがある。特に、スラリ流体が硬質固形粒子を含有するものである場合には、粘性材の充填層が硬質固形粒子との接触により短期間のうちに破損、消失する虞れがある。

一方、第２従来シールにあっては、第１従来シールのような問題は生じないが、リップシールの先端リップ部をその弾性力によって可動密封環の外周面に圧接させておくものであるから、長期使用のうちには先端リップ部の弾性力が劣化、低下して、先端リップ部の可動密封環の外周面への圧接力つまりシール力が低下して、スラリ流体のＯリング装填空間への侵入を効果的に防止できなくなる。また、回転軸の振動により可動密封環が径方向に変位すると、先端リップ部と可動密封環の外周面との接触力が周方向において均一とならず、つまり可動密封環の外周面において先端リップ部が強く接触する部分と接触が不十分な部分とが生じて、スラリ流体のＯリング装填空間への侵入防止効果が十分に発揮されない。さらに、可動密封環の外周面において先端リップ部が強く接触する部先においては、先端リップ部と可動密封環との摩擦力が必要以上に大きくなることから、当該摩擦力によって可動密封環の軸線方向移動つまり追従性が妨げられる虞れがある。また、リップシールの周辺温度が変化した場合にも、上記した可動密封環が径方向に変位した場合と同様の問題が生じる。例えば、リップシールの周辺温度が高温変化した場合には、リップシールの膨張により先端リップ部が拡径して先端リップ部によるシール力が低下することにより、スラリ流体がＯリング装填空間に侵入する虞れがある。逆にリップシールの周辺温度が低温変化した場合には、リップシールの収縮により先端リップ部が縮径して先端リップ部の可動密封環の外周面への接触圧（摩擦力）が必要以上に高くなって、可動密封環の追従性が妨げられる虞れがある。

本発明は、上記した点に鑑みてなされたもので、特に第２従来シールにおける問題を解決して、長期に亘ってＯリング装填空間へのスラリ流体侵入を確実に防止することができ、可動密封環の追従性を担保して良好なメカニカルシールシール機能を発揮させることができるスラリ流体用メカニカルシールを提供すると共に、かかるメカニカルシールを使用することによってスラリ流体を良好に流動させることができるスラリ流体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。

本発明は、同心をなして相対回転する回転軸体と筒状のケース体との間に装填されたメカニカルシールであって、回転軸体に固定された固定密封環と、これに軸線方向に対向してケース体にＯリングを介して軸線方向移動可能に保持された可動密封環と、可動密封環とケース体との間に装填されて当該可動密封環を固定密封環に押圧接触させるべく附勢するスプリング部材とを具備して、両密封環の対向端面たる密封端面の相対回転摺接作用によりその相対回転摺接部分の内外周領域の一方である被密封流体領域たるスラリ流体領域とその他方である非密封流体領域との間をシールするように構成されたスラリ流体用メカニカルシールにおいて、上記の目的を達成すべく、特に、可動密封環の基端部分がケース体に形成された密封環保持部に前記Ｏリングを介して軸線方向移動可能に嵌合保持されており、可動密封環の先端部分にスラリ流体領域に配して環状シール部材を設けると共に密封環保持部のスラリ流体領域側端面を軸線に直交する円環状平面であるシール面に構成してあり、当該環状シール部材が、可動密封環の先端部分に嵌合固定された本体部と、前記シール面に直交する方向に弾性変形可能であり、当該シール面に面接触する状態で圧接されたシール部と、本体部とシール部とを連結する連結部とからなる弾性材製の回転体形状をなすものに構成しておくことを提案する。

本発明のスラリ流体用メカニカルシールの好ましい実施の形態にあっては、可動密封環の基端部分とケース体の密封環保持部との対向周面部の一方に前記Ｏリングを係合する円環状のＯリング溝が形成されている。また、環状シール部材の本体部が、可動密封環の先端部分に形成された環状溝に弾性的に密に嵌合固定されている。

また、本発明のスラリ流体用メカニカルシールにあっては、環状シール部材の連結部が、シール部のシール面に直交する方向への変位を可能ならしめるべく弾性変形可能なものであることが好ましい。

また、本発明のスラリ流体用メカニカルシールは、回転機器の軸封手段として使用され、かかる軸封手段にあっては、ケース体が回転機器のハウジングに取り付けられており、回転軸体がケース体を同心状に洞貫する当該回転機器の回転軸であり、当該回転機器の機内領域が前記被密封流体領域に連通するスラリ流体領域である。

また、本発明のスラリ流体用メカニカルシールは、上記した回転機器の軸封手段として使用される他、スラリ流体用ロータリジョイントの流路シール手段としても使用される。すなわち、本発明は、ケース体と回転軸体とが相対回転自在に連結し、ケース体に密封環保持部を貫通して可動密封環の内周部に連通するケース体側通路を形成すると共に回転軸体にこれを貫通して固定密封環の内周部に連通する軸体側通路を形成し、両体に、ケース体側通路と軸体側通路とを上記したスラリ流体用メカニカルシールによってシールされた両密封環の相対回転摺接部分の内周側領域であるスラリ流体領域を介して相対回転自在に連通接続してなる一連のスラリ流体流路を形成してあるスラリ流体用ロータリジョイントを提案する。

本発明のスラリ流体用メカニカルシールによれば、第２従来シールのような問題を生じることなく、環状シール部材により可動密封環の二次シールであるＯリングの装填空間へのスラリ流体の侵入を確実に阻止することができ、可動密封環の追従性が低下して作動不良となるようなことがなく、長期に亘って良好にメカニカルシール機能を発揮させることできる。

本発明のスラリ流体用ロータリジョイントによれば、スラリ流体流路におけるスラリ流体の流動を漏れを生じることなく良好に行うことができる。

図１は本発明に係るスラリ流体用メカニカルシールを使用する軸封装置の一例を示す断面図である。 図２は図１の要部を拡大して示す詳細図である。 図３は当該軸封装置の変形例を示す要部の断面図である。 図４は本発明に係るスラリ流体用メカニカルシールを使用するスラリ流体用ロータリジョイントの一例を示す断面図である。 図５は当該ロータリジョイントの図４と異なる断面を示す断面図である。 図６は図４の要部を拡大して示す詳細図である。 図７は当該ロータリジョイントの変形例を示す要部の断面図である。

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及び図２に示す実施の形態は、本発明に係るスラリ流体用メカニカルシールを軸封装置の一次シールとして使用した例に関するものである。

すなわち、図１は本発明に係るスラリ流体用メカニカルシールを使用する軸封装置の一例を示す断面図であり、図２は図１の要部を拡大して示す詳細図である。なお、以下の説明において、前後とは図１における左右をいうものとする。

図１に示すスラリ流体用メカニカルシールは、固形粒子等のスラリ成分を含有する液状スラリ流体（スラリ液）を扱うポンプ、ビーズミル、攪拌機等の回転機器に装備された軸封装置の一次シールとして使用されたものである。すなわち、当該軸封装置は、図１に示す如く、回転機器のハウジング１に取り付けられた円筒状のケース体２とこれを洞貫する回転軸体である当該回転機器の回転軸３との間に軸線方向に並列状に配置された一次シール４及び二次シール５により、当該回転機器の機内領域であるスラリ流体領域Ａと機外領域たる大気領域Ｂとの間を両シール４，５間に形成された封液領域Ｃを介してシールするように構成されている。

ケース体２は炭素鋼，ステンレス鋼等の鋼材（この例ではＳＵＳ３０４）で構成された円筒構造のもので、図１に示す如く、本体部２ａとその内周側前端部に突設された密封環保持部２ｂとその内周側後端部に連設されたスプリング保持部２ｃとからなり、本体部２ａの先端面（前端面）をハウジング１の基端面（後端面）に衝合させると共に密封環保持部２ｂをハウジング１の内周面に衝合（嵌合）させた状態で、ハウジング１に取り付けられている。なお、回転軸３は、ケース体２の各部２ａ，２ｂ，２ｃを同心状に貫通している。

一次シール４は、図１に示す如く、本発明に係るスラリ流体用のメカニカルシールであって、回転軸３に固定された第１固定密封環６と、ケース体２に軸線方向（前後方向）に移動可能に保持された第１可動密封環７と、第１可動密封環７を第１固定密封環６に押圧接触させるべく附勢するスプリング部材８とを具備し、両密封環６，７の対向端面たる第１密封端面６ａ，７ａの相対回転摺接作用により、その相対回転摺接部分６ａ，７ａの外周領域である被密封流体領域とその内周領域である非密封流体領域との間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。ここに、当該相対回転摺接部分６ａ，７ａの外周領域である被密封流体領域は機内領域に連通されたスラリ流体領域Ａであり、その内周領域である非密封流体は封液領域Ｃである。なお、封液領域Ｃには、後述する如く、スラリ流体領域Ａより高圧の封液２７が循環供給されている。

第１固定密封環６は、図１に示す如く、先端面（後端面）を軸線に直交する円環状の平滑面である密封端面６ａに構成した超硬合金又はセラミックス（この例では、超硬合金）製の円環状体であり、ハウジング１内であって密封環保持部２ｂよりスラリ流体領域Ａ側（前側）の位置に配して、回転軸３に嵌合固定されている。回転軸３には、鋼材（この例ではＳＵＳ３０４）製のスリーブ３ａが、その後端部に嵌合させたストッパリング１０及びこれに螺合させた適当数のセットスクリュー１１，１２により嵌合固定されている。第１固定密封環６は、スリーブ３ａの前端部にＯリング１３、キー１４及びスナップリング１５を介して嵌合固定されている。なお、スリーブ３ａと第１固定密封環６との嵌合構造は、図１に示す如く、両者３ａ，６の前端面が面一となるようにして、スラリ流体領域Ａに露出するスリーブ３ａの前端面が可及的に小面積となるように工夫してある。

第１可動密封環７は、図１に示す如く、先端面（前端面）を軸線に直交する円環状の平滑面である密封端面７ａに構成した超硬合金又はセラミックス（この例ではセラミックス）製の円環状体であり、ケース体２の内周部にゴム等の弾性材（この例ではパーフロロゴム）製のＯリング１６を介して嵌合保持させることにより、密封環保持部２ｂの内周部に軸線方向に移動可能に保持されている。すなわち、第１可動密封環７は、図１に示す如く、先端部分７ｃの外周面及び基端部分７ｂの外周面を第１固定密封環６の外周面と同一径とした円環状体であり、基端部分７ｂとケース体２の密封環保持部２ｂとの間を二次シールするＯリング１６を介在した状態で、密封環保持部２ｂに軸線方向移動可能に内嵌保持されている。Ｏリング１６は、密封環保持部２ｂの内周部に形成された円環状のＯリング溝１７に係合保持されて、第１可動密封環７の基端部分７ｂの外周面に相対運動可能に圧接されている。

スプリング部材８は、図１に示す如く、第１可動密封環７とその後方に位置するケース体２のスプリング保持部２ｃとの間に装填された適当数のコイルバネで構成されており、第１可動密封環７を第１固定密封環６へと押圧接触させるべく前方へと附勢するものである。なお、第１可動密封環７は、その基端内周部に形成した凹部７ｄにケース体２のスプリング保持部２ｃに突設したドライブピン１８を係合させることにより、軸線方向への移動を所定範囲で許容しつつケース体２に対する相対回転が阻止されている。

二次シール５は、図１に示す如く、ケース体２のスプリング保持部２ｃより後方位に配して、スリーブ３ａに嵌合固定された保持環２０及びこれに相対回転不能に係合され且つスリーブ３ａにＯリング２１を介して軸線方向移動可能に嵌合保持された第２可動密封環２２と、第２可動密封環２２の後方位に配して、ケース体２の後端部に嵌合固定された第２固定密封環２３と、保持環２０と第２可動密封環２２との間に装填されて第２可動密封環２２を第２固定密封環２３へと押圧接触させるべく附勢するバネ部材２４とを具備し、両密封環２２，２３の対向端面たる第２密封端面２２ａ，２３ａの相対回転摺接作用により、その相対回転摺接部分２２ａ，２３ａの外周領域である封液領域Ｃとその内周領域である機外領域（大気領域）Ｂ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。なお、一次シール４及び二次シール５からなる軸封装置は、図１に鎖線図示する如く、適当数のセット爪２５をストッパリング１０に形成した環状凹部１０ａに係合させた状態でケース体２に取付けることにより当該軸封装置の回転機器への脱着時に一体化できるカートリッジ形のものに構成されている。当該軸封装置の運転時においては、セット爪２５はストッパリング１０から外して、ケース体２の適所であって運転の支障とならない位置（例えば、図１に実線で示す位置）に取付けておく。

封液領域Ｃには、図１に示す如く、ケース体２に形成した給排液路２６ａ，２６ｂにより機内領域Ａの圧力より高圧の封液２７が循環供給されている。封液２７としては、被密封流体たるスラリ流体に混入して支障のない水，油，溶剤等が使用される。この封液２７により、一次シール４の第１密封端面６ａ，７ａ及び二次シール５の第２密封端面２２ａ，２３ａの潤滑が良好に行われ、機内領域Ａと大気領域Ｂとの間のシールが良好に行われる。

而して、一次シール４にあっては、本発明に従って、図１及び図２に示す如く、
第１可動密封環７の先端部分７ｃに被密封流体領域であるスラリ流体領域Ａに配して環状シール部材１９を設けると共にケース体２の密封環保持部２ｂのスラリ流体領域側端面（前端面）を軸線に直交する円環状平面であるシール面２ｄに構成してあり、当該環状シール部材１９を、第１可動密封環７の先端部分７ｃに密に嵌合固定された本体部１９ａと、前記シール面２ｄに直交する方向に弾性変形可能であり、当該シール面２ｄに面接触する状態で圧接されたシール部１９ｂと、本体部１９ａとシール部１９ｂとを連結する連結部１９ｃとからなる弾性材製の回転体形状をなすものに構成してある。

この例では、環状シール部材１９はパーフロロゴム製のものであり、図２に示す如く、内周部を第１可動密封環７の先端部分７ｃの外周部に形成した環状溝７ｅに弾性的に密に嵌合固定された断面方形をなす円筒状の本体部１９ａと、本体部１９ａの基端外周面（後端外周面）からこれに直交して外周方向に延びる円環状板状の連結部１９ｃと、連結部１９ｃの外周部に連なっており、連結部１９ｃの基端面（後端面）から軸線に平行して第１可動密封環７の基端方向（後方）に突出する円筒状のシール部１９ｂとからなる円環状体形状をなすものである。

シール部１９ｂは、軸線方向厚み及び径方向幅を軸線方向つまりシール面２に直交する方向に弾性変形可能となるように設定した断面方形のものであって、図２に鎖線図示する自由状態（無負荷状態）の形態から軸線方向に若干圧縮させた状態で、端面をシール面２ｄに接触させてある。すなわち、シール部１９ｂは、図２に実線で示す如く、シール面２ｄに面接触する状態で弾性的に圧接させてあり、第１可動密封環７が追従動作（軸線方向変位）した場合にもシール部１９ｂがシール面２ｄに適切に圧接されてシール機能が担保されるように工夫してある。

連結部１９ｃは、軸線方向厚み及び径方向長さをシール部１９ｂより小さくした断面方形をなすもので、シール部１９ｂのシール面２ｄに直交する方向への変位を可能ならしめるべく弾性変形可能なものであって、このような弾性変形を容易ならしめるために、図２に示す如く、シール面２ｄに対向する一端面（後端面）を本体部１９ａのシール面側端面（後端面）と面一状とすると共に他端面（前端面）と本体部１９ａの外周面との接合部を円弧状としてある。

以上のように構成された本発明に係るスラリ流体用メカニカルシール３にあっては、環状シール部材７の内周部である固定部１９ａを第１可動密封環７の先端部分７ｃの外周部に形成した環状溝７ｅに密に嵌合固定すると共に、当該環状シール部材７の外周部であるシール部１９ｂをケース体２の密封環保持部２ｃのスラリ流体領域側端面であるシール面２ｄに面接触状態で圧接させているから、Ｏリング溝１７に係合されたＯリング１６の装填空間（Ｏリング装填空間）１７ａをスラリ流体領域Ａと遮断して、Ｏリング装填空間１７ａへのスラリ流体の侵入を確実に阻止することができる。

而して、シール部１９ｂはシール面２ｄに直交する方向に弾性変形可能なものであり、当該方向（軸線方向）に弾性的に圧縮された状態でシール面２ｄに圧接されているから、シール部１９ｂによるシール面２ｄへの圧接状態つまりシール状態は第１可動密封環７が追従変位（軸線方向への変位）しても担保される。しかも、シール部１９ｂはシール面２ｄに面接触していることから、シール部１９ｂによるシール機能が安定して発揮される。

また、回転軸３の振動により第１可動密封環７が径方向に変位した場合、この変位に伴ってシール部１９ｂはシール面２ｄ上を移動するが、シール部１９ｂとシール面２ｄとの接触状態つまりシール状態はシール部１９ｂの周方向において変化することがない。したがって、回転軸３が振動した場合にも、シール部１９ｂによるシール機能は低下することがなく、当該シール機能が良好に発揮される。また、環状シール部材１９の周辺温度が変化する条件下において、環状シール部材１９が膨張又は収縮した場合にも、第１可動密封環７が径方向に変位した場合と同様に、かかる膨張、収縮によってはシール部１９ｂのシール面２ｄへの圧接位置が径方向に変化するに過ぎないから、シール部１９ｂとシール面２ｄとの圧接状態は変化せず、シール部１９ｂによるシール機能は良好に発揮される。

このように、回転軸３が振動する条件下や環状シール部材１９が膨張ないし収縮するような温度変化のある条件下においても、長期に亘って、Ｏリング装填空間１７ａへのスラリ流体侵入を環状シール部材１９によって確実に防止することができる。しかも、回転軸３の振動による第１可動密封環７の径方向変位や温度変化による環状シール部材１９の膨張ないし収縮変化によっては、シール部１９ｂがシール面２ｄ上を径方向に変位するにすぎないから、第２従来シールのように第１可動密封環７の軸線方向変位を妨げることがなく、第１可動密封環７の追従性を担保して良好なメカニカルシール機能を発揮させることができる。

また、環状シール部材１９が劣化した場合にも、第２従来シールのようにシール機能が径方向の弾性変形によって発揮されるのではなく、シール部１９ｂの軸線方向の弾性変形（シール面２ｄに直交する方向の弾性変形）によって発揮されることからシール部１９ｂによるシール面２ｄへの圧接力（シール力）は十分に担保される。特に、連結部１９ｃを、上記した如くシール部１９ｂのシール面２ｄに直交する方向への変位を可能ならしめるべく弾性変形可能なものとしておくと、シール部１９ｂ自体の軸線方向弾性力が低下した場合にも、シール部１９ｂのシール面２ｄへの圧接力が連結部１９ｃの弾性力によって補完されることから、シール部１９ｂのシール面２ｄへの圧接力が十分に担保される。したがって、シール部１９ｂによるシール機能が長期に亘って良好に発揮されることになる。

以上のように、本発明に係るスラリ流体用メカニカルシール３によれば、Ｏリング装填空間１７ａへのスラリ流体の侵入を確実に防止して、第１可動密封環７の追従性を担保することができ、一次シールとしてのメカニカルシール機能を長期に亘って良好に発揮することができる。

図４〜図６に示す実施の形態は、相対回転部材間でスラリ流体を流動させるスラリ流体用ロータリジョイントに本発明を適用した例に関するものである。

すなわち、図４は本発明に係るスラリ流体用ロータリジョイントを使用するスラリ流体用ロータリジョイントの一例を示す断面図であり、図５は当該ロータリジョイントの図４と異なる断面を示す断面図であり、図６は図４の要部を拡大して示す詳細図である。

図４及び図５に示す本発明に係るスラリ流体用ロータリジョイントは、半導体ウエハ研磨装置，ガラス基板研磨装置やマイクロビーズ等を粉砕・分散させる超微粉砕・分散機等の回転機器において回転テーブル等の回転側部材とこれを支持する機器本体等の固定側部材との間でスラリ成分（例えば、砥粒等の固形微粒子）を含有する液状又はガス状のスラリ流体３１を流動させるためのものであって、前記固定側部材に取付けられるケース体３２と、前記回転側部材に取付けられる回転軸体３３と、両体３２，３３に同心状に並列配置された第１及び第２メカニカルシール３４，３５と、第１メカニカルシール３４内に形成された第１シール空間３６及び両メカニカルシール３４，３５間に形成された第２シール空間３７と、ケース体３２に形成されたケース体側通路３８と回転軸体３３に形成された軸体側通路３９とを第１シール空間３６を介して連通させてなる一連のスラリ流体流路４０と、ケース体３２に形成されて第２シール空間３７に冷却液４１を給排させる給排液通路４２，４３とを具備する。なお、以下の説明において、上下とは図４及び図５における上下を意味するものとする。

ケース体３２は、図４及び図５に示す如く、円筒状の周壁部分４４とその一端部（上端部）を閉塞する円盤状の端壁部分４５とに分離構成された金属（ＳＵＳ３１６等）製のものであり、両壁部分４４，４５を適当数（１本のみ図示）のボルト４６（図５参照）により連結することにより、軸線（中心線）が上下方向に延びる有底筒状体に組み立てられている。

端壁部分４５は、図４及び図５に示す如く、円盤状の本体部４５ａと、その端面（下端面）から軸線と同心をなしてケース体３２の内方（下方）へと突出する円筒状の第１密封環保持部４５ｂ及びこれより大径の第２密封環保持部４５ｃとからなり、中心部には上下方向に貫通するケース体側通路３８が形成されている。なお、ケース体側通路３８は、第１密封環保持部４５ｂの中心部を貫通している。

周壁部分４４は、図５に示す如く、端壁部分４５と外径を同一とするものであって、先端部分（上端部分）４４ａを基端部分（下端部分）４４ｂより薄肉として端壁部分４５の第２密封環保持部４５ｃの外周面に嵌合させると共に、基端部分４４ｂのみを軸線方向（上下方向）に貫通する複数のボルト４６を端壁部分４５の第２密封環保持部４５ｃに螺着させることにより、端壁部分４５に固着されている。なお、各ボルト４６の中間部分は、図５に示す如く、先端部分４４ａの内周面の近傍をこれに平行して通過するものであり、ケース体３２内に露出されている。

回転軸体３３は、図４及び図５に示す如く、先端部をケース体３２の第１密封環保持部４５ｂに直対向させた状態でケース体３２に相対回転自在に連結された金属（ＳＵＳ３１６等）製のものである。すなわち、回転軸体３３は、その先端側部分を一対のベアリング４７，４７を介してケース体３２の周壁部分４４の基端部分４４ｂに支持させることにより、ケース体３２にこれと同心をなして相対回転自在に連結されている。回転軸体３３の中心部には、ケース体側通路３８に直対向して当該回転軸体３３を軸線方向に貫通する軸体側通路３９が形成されている。

第１及び第２メカニカルシール３４，３５は、ケース体３２と回転軸体３３と間に、軸線方向に直交する方向（径方向）に同心をなして並列状に配置されており、次のように構成されている。

すなわち、第１メカニカルシール３４は本発明に係るスラリ流体用メカニカルシールであって、図５に示す如く、回転軸体３３の先端部（上端部）にこれと同心をなして固定された第１固定密封環４８と、ケース体３２の第１密封環保持部４５ｂに、第１固定密封環４８にこれと同心をなして直対向する状態で、第１Ｏリング４９を介して軸線方向（上下方向）に移動可能に外嵌保持された第１可動密封環５０と、第１可動密封環５０とケース体３２の端壁部分４５の本体部４５ａとの間に介装されて、第１可動密封環５０を第１固定密封環４８へと押圧接触させるべく附勢する第１スプリング部材５１とを具備して、両密封環４８，５０の対向端面である第１密封端面４８ａ，５０ａの相対回転摺接作用によりその相対回転摺接部分４８ａ，５０ａの内周領域である被密封流体領域たる第１シール空間３６とその外周領域である非密封流体領域たる第２シール空間３７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。

第１固定密封環４８は、図４及び図５に示す如く、中心孔を軸体側通路３９に合致させた状態で回転軸体３３の先端面（上端面）に衝合された円環状板部５７と回転軸体３３の先端部に嵌合された円筒状部５８とからなるセラミックス（この例では炭化珪素）製の一体構造物である。第１固定密封環４８の回転軸体３３に対する相対回転は、図５に示す如く、円筒状部５８に焼嵌め等により嵌合固着した金属（ＳＵＳ３１６等）製の固定環５９を回転軸体３３にキー止めすることにより行われている。ところで、脆性材料であるセラミックス部材をキー止めしておくことはキー止め部分が欠損する等の問題が生じる虞れがあるが、図５に示す如く、円筒状部５８に嵌合固着した金属製の固定環５９をキー６０により回転軸体３３に連結しておくことにより、このような問題を生じることなくセラミックス製の第１固定密封環４８と回転軸体３３との連結を強固に行うことができる。なお、回転軸体３３と円筒状部５８との間はＯリング６１により二次シールされている。

第１可動密封環５０は、図４及び図５に示す如く、その基端部分（上端部分）５０ｂの内周部をケース体３２の第１密封環保持部４５ｂの外周部に第１Ｏリング４９を介して嵌合させることによって、ケース体３２に軸線方向に移動可能に保持されている。第１Ｏリング４９は、図４及び図５に示す如く、第１密封環保持部４５ｂの外周部に形成した環状のＯリング溝６３に係合保持されている。第１可動密封環５０は、図５に示す如く、ケース体３２の端壁部分４５の本体部４５ａに両密封環保持部４５ｂ，４５ｃ間に配して突設されたドライブピン６２を第１可動密封環５０の外周部に形成した凹部５０ｃに係合させることにより、軸線方向移動を許容しつつケース体３２に対する相対回転が阻止されている。第１可動密封環５０はセラミックス（この例では炭化珪素）製のもので、その先端部分５０ｄの端面つまり先端面（下端面）は軸線に直交する環状平滑面である第１密封端面５０ａに構成されている。

また、第１メカニカルシール３４の外側に配置されてこれを同心状に囲繞する第２メカニカルシール３５は、図５に示す如く、第１固定密封環４８の外周部に一体形成された第２固定密封環５２と、ケース体３２の第２密封環保持部４５ｃに、第２固定密封環５２にこれと同心をなして直対向する状態で、第２Ｏリング５３を介して軸線方向（上下方向）に移動可能に内嵌保持された第２可動密封環５４と、第２可動密封環５４とケース体３２の第２密封環保持部４５ｃとの間に介装されて、第２可動密封環５４を第２固定密封環５２へと押圧接触させるべく附勢するスプリング部材５５とを具備して、両密封環５２，５４の対向端面である第２密封端面５２ａ，５４ａの相対回転摺接作用によりその相対回転摺接部分５２ａ，５４ａの内周側領域である第２シール空間３７を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。すなわち、第２メカニカルシール５は、第２密封端面５２ａ，５４ａの内周側領域である第２シール空間３７と両体３２，３３間に形成される空間であって第２密封端面５２ａ，５４ａの外周側領域であるベアリング４７の配設空間（ベアリング配設空間）５６とを遮蔽シールするものである。

第２固定密封環５２は、図４及び図５に示す如く、第１固定密封環４８の円環状板部５７の外周部分で構成されている。すなわち、第１及び第２固定密封環４８，５２はセラミックス製の一体構造物に構成されている。円環状板部５７の先端面（上端面）には、軸線に直交する環状平滑面である小径の第１密封端面４８ａ及びこれと同心をなす大径の第２密封端面５２ａが形成されている。

第２可動密封環５４は、図５に示す如く、第２密封環保持部４５ｃに第２Ｏリング５３を介して軸線方向に移動可能に内嵌保持されており、前記ボルト４６の露出部分（中間部分）４６ａを第２可動密封環５４の外周部に形成した凹部５４ｂに係合させることにより、軸線方向移動を許容しつつケース体３２に対する相対回転が阻止されている。第２可動密封環５４はカーボン製又はセラミックス製（この例ではカーボン製）のもので、その先端面（下端面）は軸線に直交する平滑環状面たる第２密封端面５４ａに形成されている。

第１及び第２スプリング部材５１，５５は、図５に示す如く、夫々、可動密封環５０，５４とケース体３２の端壁部分４５及び第２密封環保持部４５ｃとの間に周方向に所定間隔を隔てて配置された複数のコイルスプリング（１個のみ図示）で構成されており、可動密封環５０，５４を固定密封環４８，５２へと押圧附勢して、第１密封端面４８ａ，５０ａ及び第２密封端面５２ａ，５４ａを適当圧で接触させるものである。

スラリ流体流路４０は、図４及び図５に示す如く、ケース体３２に形成されたケース体側通路３８と回転軸体３３に形成された軸体側通路３９とを、第１メカニカルシール３４でシールされた第１シール空間３６を介して相対回転自在に連通接続してなる一連のものであり、ケース体側通路３８を当該回転機器の静止側部材（図示せず）に形成された静止側流路６５に接続すると共に軸体側通路３９を当該回転機器の回転側部材（図示せず）に形成された回転側流路６６に接続することによって、スラリ流体３１を、図４及び図５に矢印で示す如く静止側流路６４から回転側流路６６へと、或いは逆に回転側流路６６から静止側流路６５へと流動させるものである。このように、スラリ流体流路４０の相対回転部分（ケース体側通路３８と軸体側通路３９との対向端部を接続する第１シール空間３６）は端面接触形の第１メカニカルシール３４によりシールされているから、スラリ流体３１を漏れを生じることなく良好に流動させることができる。しかも、第１メカニカルシール３４のシール部分である第１密封端面４８ａ，５０ａが硬質のセラミックス材（炭化珪素）で構成されているから、第１密封端面４８ａ，５０ａの接触による摩耗粉が大量に生じることがない。

給液通路４２及び排液通路４３は、図４に示す如く、ケース体３２に形成されており、一端部を可動密封環５０の背面側（上面側）において第２シール空間３７に開口させる共に他端部をケース体３２の外周面に開口して冷却液４１の循環装置（図示）に接続させたものである。すなわち、第２シール空間３７には所定圧の冷却液４１が給排液通路４２，４３により循環供給され、この冷却液４１により、第１密封端面４８ａ，５０ａ及び第２密封端面５２ａ，５４ａが冷却，洗浄，潤滑されるようになっている。この例では、冷却液４１の圧力（第２シール空間３７における冷却液圧力）を第１シール空間３６を流動するスラリ流体３１の圧力より若干高くなるように設定すると共に、冷却液４１として、スラリ流体３１に混入しても支障のない性状のもの（この例では清水）を使用している。

このように、第１密封端面４８ａ，５０ａの外周部分が第２シール空間３７に供給される冷却液４１によって潤滑されることから、第１メカニカルシール３４が端面接触形のものであり且つその密封端面４８ａ，５０ａが自己潤滑性に乏しい炭化珪素等のセラミックス製のものであっても、第１密封端面４８ａ，５０ａの摩耗，発熱が可及的に防止，抑制され、良好なメカニカルシール機能が発揮される。かかるメカニカルシール機能は、スラリ流体３１がガスである場合やスラリ流体３１を真空吸引させる場合等において第１密封端面４８ａ，５０ａがドライ運転されるときにも、冷却液４１による第１密封端面４８ａ，５０ａの潤滑作用により良好に発揮される。特に、冷却液４１を第１シール空間３６の圧力より高く設定しておくことにより、冷却液４１が第１密封端面４８ａ，５０ａを確実に潤滑すると共に当該密封端面４８ａ，５０ａを良好に洗浄することができ（密封端面４８ａ，５０ａ間へのスラリ成分（固形成分，凝固成分）の侵入，堆積を確実に防止することができ）、スラリ流体３１の性状に拘わらず常に良好なメカニカルシール機能が発揮される。したがって、上記したスラリ流体用ロータリジョイントによれば、高度のコンタミネーション防止対策を必要とする回転機器（半導体ウエハ研磨装置等）においてもスラリ流体３１を相対回転部材間において良好に流動させることができる。

また、上記したスラリ流体用ロータリジョイントにあっては、スラリ流体流路４０のシール部分を冷却する冷却室（冷却液４１が供給される第２シール空間）３７を端面接触形メカニカルシール３４，３５でシールしているから、高圧の冷却液４１を使用することができ（例えば、スラリ流体３１より高圧の冷却液４１を使用することができ）、両体３２，３３が高速で相対回転する場合にも第１密封端面４８ａ，５０ａ（及び第２密封端面５２ａ，５４ａ）の冷却，潤滑を良好に行うことができる。したがって、従来ジョイントでは適用できないような高速回転機器においても好適に使用することができる。

さらに、上記冷却室３７をシールする第２メカニカルシール３５を第１メカニカルシール３４の軸線方向ではなく径方向に並列配置するようにしたから、当該ロータリジョイントの軸長（軸線方向長さ）が第１メカニカルシール３４のみを設けた場合と同様になり、軸線方向のスペースが小さな回転機器にも適用することができる。しかも、両メカニカルシール３４，３５の固定密封環４８，５２を共通部材で兼用構成したから、両メカニカルシール３４，３５の全体構造を簡略化，小型化することができ、回転機器への設置スペースを更に減少させると共に、部品点数の削減による当該ロータリジョイントの製作コストを低減することができる。また、上記した構成のスラリ流体用ロータリジョイントは、ケース体３２を周壁部分４４と端壁部分４５とに分離構成して、その組み立て（メカニカルシール３４，３５の組み込み等）を容易に行うことができるものであるが、ケース体３２の組み立て（周壁部分４４と端壁部分４５との連結）に使用するボルト４６の一部４６ａを第２可動密封環５４の相対回転阻止用ドライブピンとして兼用していることによって、更に構造の簡略化，小型化，部品点数の削減を図ることができる。なお、ドライブピンとして使用されるボルト４６の中間部分（ベアリング配設空間５６に露出する部分）４６ａは、その両側が周壁部分４４の厚肉部分４４ｂと端壁部分４５の第２密封環保持部４５ｃとで支持された両端支持構造をなすものであるから、高速回転等により第２可動密封環５４に過度のトルクが作用した場合にも、当該密封環５４の相対回転阻止機能を確実に発揮させることができる。

而して、上記スラリ流体用ロータリジョイントにあっては、Ｏリング溝６３に係合された第１Ｏリング４９の装填空間（Ｏリング装填空間）６３ａへのスラリ流体３１の侵入を防止するために次のように工夫してある。

すなわち、当該スラリ流体用ロータリジョイントにあっては、本発明に従って、図４及び図５に示す如く、第１可動密封環５０の先端部分５０ｄに被密封流体領域（スラリ流体領域）である第１シール空間３６に配して環状シール部材６４を設けると共にケース体３２の密封環保持部４５ｂのスラリ流体領域側端面（下端面）を軸線に直交する円環状平面であるシール面４５ｄに構成してあり、当該環状シール部材６４を、第１可動密封環５０の先端部分５０ｄに密に嵌合固定された本体部６４ａと、前記シール面４５ｄに直交する方向に弾性変形可能であり、当該シール面４５ｄに面接触する状態で圧接されたシール部６４ｂと、本体部６４ａとシール部６４ｂとを連結する連結部６４ｃとからなる弾性材製の回転体形状をなすものに構成してある。

この例では、環状シール部材６４は前記環状シール部材１９と同一の断面形状をなすパーフロロゴム製のものに構成してあり、図６に示す如く、外周部を第１可動密封環５０の先端部分５０ｄの内周部に形成した環状溝５０ｅに弾性的に密に嵌合固定された断面方形をなす円筒状の本体部６４ａと、本体部６４ａの先端内周面（上端内周面）からこれに直交して内周方向に延びる円環状板状の連結部６４ｃと、連結部６４ｃの内周部に連なっており、連結部６４ｃの先端面（上端面）から軸線に平行して第１可動密封環５０の基端方向（上方）に突出する円筒状のシール部６４ｂとからなる円環状体形状をなすものである。

シール部６４ｂは、軸線方向厚み及び径方向幅を軸線方向つまりシール面２に直交する方向に弾性変形可能となるように設定した断面方形のものであって、図６に鎖線図示する自由状態（無負荷状態）の形態から軸線方向に若干圧縮させた状態で、端面をシール面４５ｄに接触させてある。すなわち、シール部６４ｂは、図６に実線で示す如く、シール面４５ｄに面接触する状態で弾性的に圧接させてあり、第１可動密封環５０が追従動作（軸線方向変位）した場合にもシール部６４ｂがシール面４５ｄに適切に圧接されてシール機能が担保されるように工夫してある。

連結部６４ｃは、軸線方向厚み及び径方向長さをシール部６４ｂより小さくした断面方形をなすもので、シール部６４ｂのシール面４５ｄに直交する方向への変位を可能ならしめるべく弾性変形可能なものであって、このような弾性変形を容易ならしめるために、図６に示す如く、シール面４５ｄに対向する一端面（上端面）を本体部６４ａのシール面側端面（上端面）と面一状とすると共に他端面（下端面）と本体部６４ａの内周面との接合部を円弧状としてある。

以上のように構成された本発明に係るスラリ流体用メカニカルシールを使用したスラリ流体用ロータリジョイントにあっては、環状シール部材６４の外周部である固定部６４ａを第１可動密封環５０の先端部分５０ｄの内周部に形成した環状溝５０ｅに密に嵌合固定すると共に、当該環状シール部材６４の内周部であるシール部６４ｂをケース体３２の第１密封環保持部４５ｂのスラリ流体領域側端面であるシール面４５ｄに面接触状態で圧接させているから、Ｏリング溝６３に係合された第１Ｏリング１９の装填空間（Ｏリング装填空間）６３ａをスラリ流体領域３６と遮断して、Ｏリング装填空間６３ａへのスラリ流体の侵入を確実に阻止することができる。

而して、シール部６４ｂはシール面４５ｄに直交する方向に弾性変形可能なものであり、当該方向（軸線方向）に弾性的に圧縮された状態でシール面４５ｄに圧接されているから、シール部６４ｂによるシール面４５ｄへの圧接状態つまりシール状態は第１可動密封環５０が追従変位（軸線方向への変位）しても担保される。しかも、シール部６４ｂはシール面４５ｄに面接触していることから、シール部６４ｂによるシール機能が安定して発揮される。

また、回転軸体３３の振動により第１可動密封環５０が径方向に変位した場合、この変位に伴ってシール部６４ｂはシール面４５ｄ上を移動するが、シール部６４ｂとシール面４５ｄとの接触状態つまりシール状態はシール部６４ｂの周方向において変化することがない。したがって、回転軸体３３が振動した場合にも、シール部６４ｂによるシール機能は低下することがなく、当該シール機能が良好に発揮される。また、環状シール部材６４の周辺温度が変化する条件下において、環状シール部材６４が膨張又は収縮した場合にも、第１可動密封環５０が径方向に変位した場合と同様に、かかる膨張、収縮によってはシール部６４ｂのシール面４５ｄへの圧接位置が径方向に変化するに過ぎないから、シール部６４ｂとシール面４５ｄとの圧接状態は変化せず、シール部４５ｂによるシール機能は良好に発揮される。

このように、回転軸体３３が振動する条件下や環状シール部材６４が膨張ないし収縮するような温度変化のある条件下においても、長期に亘って、Ｏリング装填空間６３ａへのスラリ流体侵入を環状シール部材６４によって確実に防止することができる。しかも、回転軸体３３の振動による第１可動密封環５０の径方向変位や温度変化による環状シール部材６４の膨張ないし収縮変化によっては、シール部６４ｂがシール面４５ｄ上を径方向に変位するにすぎないから、第２従来シールのように第１可動密封環５０の軸線方向変位を妨げることがなく、第１可動密封環５０の追従性を担保してスラリ流体流路４０の相対回転部分を良好にシールすることができる。

また、環状シール部材６４が劣化した場合にも、第２従来シールのようにシール機能が径方向の弾性変形によって発揮されるのではなく、シール部６４ｂの軸線方向の弾性変形（シール面４５ｄに直交する方向の弾性変形）によって発揮されることからシール部６４ｂによるシール面４５ｄへの圧接力（シール力）は十分に担保される。特に、連結部６４ｃを、上記した如くシール部６４ｂのシール面４５ｄに直交する方向への変位を可能ならしめるべく弾性変形可能なものとしておくと、シール部６４ｂ自体の軸線方向弾性力が低下した場合にも、シール部６４ｂのシール面４５ｄへの圧接力が連結部６４ｃの弾性力によって補完されることから、シール部６４ｂのシール面４５ｄへの圧接力が十分に担保される。したがって、シール部６４ｂによるシール機能が長期に亘って良好に発揮されることになる。

以上のように、本発明のスラリ流体用ロータリジョイントによれば、Ｏリング装填空間６３ａへのスラリ流体の侵入を確実に防止して、第１第１可動密封環７の追従性を担保することができ、スラリ流体流路４０の相対回転部分を第１メカニカルシール３４によって良好にシールすることができ、スラリ流体３１をスラリ流体流路４０において長期に亘って良好に流動させることができる。

なお、本発明に係るスラリ流体用メカニカルシール及びスラリ流体用ロータリジョイントの構成は上記した各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、環状シール部材１９，６４は図２又は図６に示す形状のものに限定されず、図３又は図７に示すような形状のものとしておくことができる。また、環状シール部材１９，６４でシールされたＯリング装填空間１７ａ，６３ａには、第１従来シールと同様に、グリース等の潤滑剤を充填するようにしてもよい。このようにすれば、潤滑剤によりＯリング１６，４９と密封環保持部２ｂ，４５ｂないし可動密封環７，５０との相対運動がより円滑に行われて、可動密封環７，５０の追従性がより良好に発揮される。また、本発明のスラリ流体用メカニカルシールは、回転機器の軸封手段として使用する場合、上記したダブルメカニカルシール構造の軸封装置における一次シール３として使用される他、機内領域たるスラリ流体領域Ａと機外領域たる大気領域Ｂとをシールするシングルシールとしても使用することができる。

１ 回転機器のハウジング
２ ケース体
２ａ 本体部
２ｂ 密封環保持部
２ｃ スプリング保持部
２ｄ シール面
３ 回転軸（回転軸体）
３ａ スリーブ
４ 一次シール（スラリ流体用メカニカルシール）
５ 二次シール
６ 第１固定密封環（固定密封環）
６ａ 第１密封端面（密封端面）
７ 第１可動密封環（可動密封環）
７ａ 第１密封端面（密封端面）
７ｂ 基端部分
７ｃ 先端部分
７ｄ 凹部
７ｅ 環状溝
８ スプリング部材
１０ ストッパリング
１０ａ 環状凹部
１１ セットスクリュー
１２ セットスクリュー
１３ Ｏリング
１４ キー
１５ スナップリング
１６ Ｏリング
１７ Ｏリング溝
１７ａ Ｏリング装填空間
１８ ドライブピン
１９ 環状シール部材
１９ａ 環状シール部材の本体部
１９ｂ 環状シール部材のシール部
１９ｃ 環状シール部材の連結部
２０ 保持環
２１ Ｏリング
２２ 第２可動密封環
２２ａ 第２密封端面
２３ 第２固定密封環
２３ａ 第２密封端面
２４ バネ部材
２５ セット爪
２６ａ 給液路
２６ｂ 排液路
２７ 封液
３１ スラリ流体
３２ ケース体
３３ 回転軸体
３４ 第１メカニカルシール（スラリ流体用メカニカルシール）
３５ 第２メカニカルシール
３６ 第１シール空間（被密封流体領域）
３７ 第２シール空間（非密封流体領域）
３８ ケース体側通路
３９ 軸体側通路
４０ スラリ流体流路
４１ 冷却液
４２ 給液通路
４３ 排液通路
４４ 周壁部分
４４ａ 先端部分
４４ｂ 基端部分
４５ 端壁部分
４５ａ 本体部
４５ｂ 第１密封環保持部（密封環保持部）
４５ｃ 第２密封環保持部
４５ｄ シール面
４６ ボルト
４６ａ ボルトの露出部分
４７ ベアリング
４８ 第１固定密封環（固定密封環）
４８ａ 第１密封端面（密封端面）
４９ 第１Ｏリング（Ｏリング）
５０ 第１可動密封環（可動密封環）
５０ａ 第１密封端面（密封端面）
５０ｂ 基端部分
５０ｃ 凹部
５０ｄ 先端部分
５０ｅ 環状溝
５１ 第１スプリング部材（スプリング部材）
５２ 第２固定密封環
５２ａ 第２密封端面
５３ 第２Ｏリング
５４ 第２可動密封環
５４ａ 第２密封端面
５４ｂ 凹部
５５ スプリング部材
５６ ベアリング配設空間
５７ 円環状板部
５８ 円筒状部
５９ 固定環
６０ キー
６２ ドライブピン
６３ Ｏリング溝
６３ａ Ｏリング装填空間
６４ 環状シール部材
６４ａ 本体部
６４ｂ シール部
６４ｃ 連結部
６５ 静止側流路
６６ 回転側流路
６７ ドレン受け
６８ ドレン路
Ａ 機内領域（被密封流体領域）
Ｂ 機外領域（大気領域）
Ｃ 封液領域（非密封流体領域）

Claims (6)

1. 同心をなして相対回転する回転軸体と筒状のケース体との間に装填されたメカニカルシールであって、回転軸体に固定された固定密封環と、これに軸線方向に対向してケース体にＯリングを介して軸線方向移動可能に保持された可動密封環と、可動密封環とケース体との間に装填されて当該可動密封環を固定密封環に押圧接触させるべく附勢するスプリング部材とを具備して、両密封環の対向端面たる密封端面の相対回転摺接作用によりその相対回転摺接部分の内外周領域の一方である被密封流体領域たるスラリ流体領域とその他方である非密封流体領域との間をシールするように構成されたスラリ流体用メカニカルシールにおいて、
   可動密封環の基端部分がケース体に形成された密封環保持部に前記Ｏリングを介して軸線方向移動可能に嵌合保持されており、可動密封環の先端部分にスラリ流体領域に配して環状シール部材を設けると共に密封環保持部のスラリ流体領域側端面を軸線に直交する円環状平面であるシール面に構成してあり、
   当該環状シール部材が、可動密封環の先端部分に嵌合固定された本体部と、前記シール面に直交する方向に弾性変形可能であり、当該シール面に面接触する状態で圧接されたシール部と、本体部とシール部とを連結する連結部とからなる弾性材製の回転体形状をなすものであることを特徴とするスラリ流体用メカニカルシール。
2. 可動密封環の基端部分とケース体の密封環保持部との対向周面部の一方に前記Ｏリングを係合する円環状のＯリング溝が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載するスラリ流体用メカニカルシール。
3. 環状シール部材の本体部が、可動密封環の先端部分に形成された環状溝に弾性的に密に嵌合固定されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載するスラリ流体用メカニカルシール。
4. 環状シール部材の連結部が、シール部のシール面に直交する方向への変位を可能ならしめるべく弾性変形可能なものであることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載するスラリ流体用メカニカルシール。
5. ケース体が回転機器のハウジングに取り付けられており、回転軸体がケース体を同心状に洞貫する当該回転機器の回転軸であり、当該回転機器の機内領域が前記被密封流体領域に連通するスラリ流体領域であることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載するスラリ流体用メカニカルシール。
6. ケース体と回転軸体とが相対回転自在に連結されており、ケース体に密封環保持部を貫通して可動密封環の内周部に連通するケース体側通路を形成すると共に回転軸体にこれを貫通して固定密封環の内周部に連通する軸体側通路を形成し、両体に、ケース体側通路と軸体側通路とを請求項１〜４の何れかに記載するスラリ流体用メカニカルシールによってシールされた両密封環の相対回転摺接部分の内周側領域であるスラリ流体領域を介して相対回転自在に連通接続してなる一連のスラリ流体流路が形成されていることを特徴とするスラリ流体用ロータリジョイント。
   

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