JP4447237B2

JP4447237B2 - ロータリージョイント

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Publication number: JP4447237B2
Application number: JP2003123758A
Authority: JP
Inventors: 真己内山
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2023-04-28
Also published as: JP2004324848A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、デジタルカラー印刷機のインキローラー部、半導体製造装置のＣＭＰ装置等に用いられるロータリージョイントに関する。特に、本発明は、デジタルカラー印刷機のインキローラー部に取り付けられてローラーの温度を管理するために流体を供給するロータリージョイントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の関連技術として、図４に示す流体供給用ロータリージョイント１００が存在する。このロータリージョイント１００は、中空部を設けたシールハウジング１１０と、シールハウジング１１０の中空部に回動自在に配置された中空の回転用密封環１２０と、回転用密封環１２０の対向シール面１２０Ａと密接するシール面１０１Ａを設けた固定用密封環１０１とを有する。このロータリージョイント１００は、たとえば印刷機のインキローラーに温度管理水を供給する配管継手部に用いられる。
この種の流体供給用ロータリージョイントは、半導体製造工程に於けるウェハポリッシングを行うＣＭＰ装置の配管継手部に用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４に於いて、流体供給用ロータリージョイント１００のシールハウジング１１０は、内部が中空に形成されている。このシールハウジング１１０には、流体を供給する流入孔１１０Ａが端部に設けられ、この流入孔１１０Ａが中空内に連通している。この中空の内周面には、第１通路面１１０Ｂと、軸受用の嵌合面１１０Ｃとが形成されている。
【０００４】
ハウジング１１０の外側面から中空内の第１通路面１１０Ｂ内に連通するように、ドレン通路１３０が形成してある。嵌合面１１０Ｃには、第１軸受１５０Ａと第２軸受１５０Ｂとが嵌着している。
【０００５】
シールハウジング１１０の第１通路面１１０Ｂには、固定密封環１０１が軸方向へ摺動自在に嵌合している。この固定密封環１０１は、内部に流通路となる第２通路面１０１Ｂが形成されている。叉、固定密封環１０１の先端面にはシール面１０１Ａが形成されている。更に、この固定密封環１０１の背面には、ばね１０９が取り付けられており、固定密封環１０１を、スプリング力で回転密封環１２０へ押圧している。固定密封環１０１と第１通路面１１０Ｂとの間には、Ｏリング１２５が設けられており、このＯリング１２５により固定密封環１０１の摺動面１０１Ｃをシールしている。
この固定密封環１０１の材料は、炭化硅素叉はセラミック或いはカーボンである。
【０００６】
固定密封環１０１に対向して配置された回転密封環１２０は、中空に形成されている。この回転密封環１２０は端面に対向シール面１２０Ａが設けられている。中空面１２０Ｂにより区画される孔は、流体が通る流通路１０５となっている。流通路１０５における流路下流側の中空面１２０Ｂには、ローラー等に接続可能な取付ねじ１２０Ｄが設けられている。
回転密封環１２０の外周保持面１２０Ｃには、第１軸受１５０Ａと第２軸受１５０Ｂとが嵌着し、回転密封環１２０の対向シール面１２０Ａと固定密封環１０１のシール面１０１Ａとが相対回転可能に保持されている。このように回転密封環１２０は、多種類の部分が形成されているために長尺になる。しかも、回転密封環１２０は、炭化硅素叉はセラミック等から形成されている為に、材料費と加工費とが高価になる。
【０００７】
回転密封環１２０は、軸受１５０Ａ、１５０Ｂにより保持されていると共に、その先端部にローラー（図示せず）が連結されるから、ローラーからの作用力を受けると、対向シール面１２０Ａが固定密封環１０１のシール面１０１Ａに密接できずに、シール能力を低下させる。
回転密封環１２０をハウジング１１０内に挿入する作業に際しては、固定密封環１０１が第１通路面１１０Ｂの内側で不安定に嵌合された状態で、回転密封環１２０により第１及び第２軸受１５０Ａ、１５０Ｂを保持しながら、これらの軸受１５０Ａ、１５０Ｂを嵌合面１１０Ｃへ挿入する。この作業は、回転密封環１２０を固定密封環１０１のシール面１０１Ａに密接させると同時に、第１及び第２軸受１５０Ａ、１５０Ｂをシールハウジング１１０へ嵌合することになるので、その取付作業が困難である。
【０００８】
その他の関連技術として、図５に示すロータリージョイント２００が存在する。
【０００９】
このロータリージョイント２００は、表面研磨装置に取り付けられ、スラリ流体を、ジョイント２００の下部に配置されたシリコンウエハの表面に供給するように構成されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
このロータリージョイント２００では、ケーシング２１０内に固定密封環２０１のシール面２０１Ａと回転密封環２０５の対向シール面２０５Ａとを密接状態に配置している。この固定密封環２０１に設けた貫通通路は、ケーシング２１０に設けた第１スラリ流体通路部分２１０Ａ１と連通して第２スラリ流体通路部分２２０Ａと連通している。叉、回転密封環２０５の第２スラリ流体通路部分２２０Ａは、回転軸２２０の第２スラリ流体通路部分２２０Ａと連通している。そして、固定密封環２０１のシール面２０１Ａと回転密封環２０５の対向シール面２０５Ａとが密接することにより、第１スラリ流体通路部分２１０Ａ１と第２スラリ流体通路部分２２０Ａとは、スラリを含む被密封流体が内部を密封に通過できるように連通している。
【００１１】
ケーシング２１０の内部には、回転密封環２０５の外周側で、冷却水用流通路２１１が設けられている。この冷却水用流通路２１１には、外部から冷却水を流入させる流入通路２１１Ａと、図示省略した冷却水を排出させる排出通路とが設けられている。この冷却水用流通路２１１は、第２スラリ流体通路部分２２０Ａに対して、固定密封環２０１のシール面２０１Ａと回転密封環２０５の対向シール面２０５Ａとが密接することによりシールされている。また、冷却水用流通路２１１の下部は、ゴムシール２４０によりシールされている。
ゴムシール２４０の下部では、平板２３１が回転軸２２０の外周に固着されている。平板２３１の下部では、仕切板２３０がケーシング２１０の内側に形成されている。そして、仕切板２３０の下部では、第１及び第２軸受２５０Ａ、２５０Ｂが回転軸２２０を回転自在に保持している。
尚、回転軸２２０の下部には、図示省略した研磨パッド部が、取付ねじ２２０Ｄを介して取り付けられている。そして、ロータリージョイント２００の下側に位置する図示省略してある回転装置のテ−ブルに取り付けられたシリコンウエハに向けて、研磨パッド部からスラリ液体を、矢印Ｆ方向に吐出する。シリコンウエハは、このスラリ液体を介して研磨パッド部により研磨される。
【００１２】
このように構成されたロータリージョイント２００は、回転軸２２０の中間部が第１及び第２軸受２５０Ａ、２５０Ｂにより保持されているために、ジョイント２００の下端部に取り付けられる研磨パットに作用力を受けると、回転軸２２０の上端部に設けられた回転密封環２０５が、回転に際して偏芯することがある。この為に、第１スラリ流体通路部分２１０Ａ１を流れるスラリ流体が、シール面２０１Ａと対向シール面２０５Ａとの接合隙間から漏洩して冷却水用流通路２１１内に流入する。この回転密封環２０５の偏芯を防止するためには、軸受２５０Ａおよび２５０Ｂを大径にしなければならない。軸受２５０Ａおよび２５０Ｂを大型にすると、ロータリージョイント２００が大径になり、取り付けられる装置の構造に制約を受ける。
ケーシング２１０内にゴムシール２４０を設けるために、ロータリージョイント２００の内部の取付室を、軸方向および径方向に大型にする必要があると共に、回転密封環２０５を回転軸２２０に嵌着するために、回転密封環２０５が大型になるので、固定密封環２０１も大型になる。この為に、メカニカルシール全体が大型になるので問題となっている。
【特許文献１】
特開２０００−９２３７号公報（図６）
【特許文献２】
特開平１１−２３０３６６号公報（図３）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
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、その目的は、回転体がローラ等に連結されてローラーの回動力により偏芯したとしても、固定密封環のシール面と回転密封環の対向シール面とが常に密接できるようにすることにある。叉、メカニカルシールを汎用型にしてメカニカルシール（回転密封環の材料費及び製作費）を安価にすることにある。
【００１４】
本発明のその他の目的は、回転体および本体（シールハウジング）にメカニカルシールを装着するとき、メカニカルシール、回転体および本体の装着を容易にすると共に、この取付の精度を向上できるようにすることにある。
本発明のその他の目的は、流入通路と流出通路とを連通する流体通路の構造を安価にできるようにすると共に、流体通路において相対的に摺動する連結部を、メカニカルシールにより確実にシールすることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した目的を達成するために成されたものであって、その技術的手段は、以下のように構成されている。
すなわち、本発明に係るロータリージョイントは、
内部に穴部が形成され、前記穴部に連通する流入通路および流出通路を有する本体と、
前記本体の前記穴部内に回転自在に保持され、内部に中空が形成されている回転体とを有するロータリージョイントであり、
前記回転体の前記中空内には、前記流入通路に連通する第１流通路と、前記第１流通路の吐出口から吐出された流体を前記流出通路に導くための第２流通路とが、形成してあり、
前記本体と前記回転体との間には、前記第１流通路または前記第２流通路に連通する第３流通路が形成してあり、
前記第３流通路内には、前記回転体と前記本体との間の隙間をシールするメカニカルシールが具備してあり、
前記メカニカルシールは、
前記本体に保持される固定用密封環のシール面と前記回転体に保持される回転用密封環の対向シール面とを密着させるように、前記固定用密封環または前記回転用密封環のうちの一方に対して弾性変形可能に密着すると共に、前記本体または前記回転体に対して密着するベローズを有することを特徴とする。
【００１６】
本本発明のロータリージョイントでは、回転体と本体との相対回動する接続間をシールするメカニカルシールにおいて、固定用密封環または回転用密封環には、弾力性を有するベローズが密着している。このため、回転体が連結するインキローラー等の回動体から受ける力により、回転体が偏芯したとしても、一方の密封環は、他方の密封環のシール面に常に密接して被密封流体をシールすることが可能になる。
また、回転体と本体との接続間にメカニカルシールが配置されているから、回転体と本体とを軸方向へ組立てることにより容易にメカニカルシールを組み立てることが可能になる。
さらに、回転体と本体との接続部に設けたメカニカルシールの構造により、回転体と、本体と、各流通路の構造とをシンプルにすることができ、ロータリージョイントを安価に製作することができる。
【００１７】
本発明において、好ましくは、前記回転体に、前記回転用密封環と前記べローズが嵌着していると共に、前記本体に前記固定用密封環が嵌着している。
【００１８】
この場合には、回転体を本体の穴部に挿入するのみで、簡単にメカニカルシールを精度良く組み立てることが可能になる。しかも、このメカニカルシールにより、第３流通路における回転体と本体との隙間を、良好にシールすることが可能になる。
【００１９】
本発明において、好ましくは、前記第１流通路は、前記本体の穴部内に設けた通路管内に形成されていると共に、前記第２流通路は、前記回転体の中空内周面と前記通路管の外周面との間に形成されている。
あるいは、前記第２流通路は、前記本体の穴部内に設けた通路管内に形成されていると共に、前記第１流通路は、前記回転体の中空内周面と前記通路管の外周面との間に形成されていても良い。
【００２０】
これらの場合には、第１流通路と第２流通路とを、通路管を本体の穴部に取り付けるのみで容易に形成することができる。
また、この通路管と中空の回転体とを組み合わせた状態で本体に挿入することで、第１および第２流通路が形成されると同時に、メカニカルシールも容易に組み立てられる。この為に、ロータリージョイントの製作コストと共に、組立コストを低減することが可能になる。
【００２１】
本発明において、好ましくは、前記回転用密封環と前記ベローズとが前記回転体に嵌合され、
前記回転用密封環の前記対向シール面が、前記回転体における前記第１流通路の吐出口の方向を向いており、
前記固定用密封環が、前記本体に具備された第１本体部の内周に形成してある段差状窪み部に保持されて密着している。
【００２２】
この場合には、本体に設けた第１本体部に固定用密封環を取り付けると共に、固定用密封環のシール面を対向シール面に向けて組み立てながら、回転体を本体に取り付けることで、メカニカルシールを、容易且つ精度良く組み立てることが可能になる。
なお、本発明のさらに具体的なロータリージョイントは、
内部に穴部を有すると共に流入通路と流出通路を有する本体と、前記本体の前記穴部内に配置されて回転自在に保持されると共に内部が中空に形成され且つ挿入部を有する回転体と、前記挿入部の前記中空内に形成されている第１流通路と第２連通路とに連通すると共に前記本体と前記回転体との間を介して前記流入通路叉は前記流出通路と連通する被密封流体用の第３流通路と、前記回転体の前記挿入部と前記本体との間に配置されて前記第３流通路の前記本体と回転体との外部との間をシールするメカニカルシールとを具備し、前記メカニカルシールは前記本体に保持される固定用密封環のシール面と前記回転体に保持される回転用密封環の対向シール面とが弾発に押圧されて密接すると共に前記固定用密封環又は前記回転用密封環のうちの一方の密封環には背面に密接する接合部と前記接合部を弾性変形可能に支持して前記本体叉は前記回転体に密着する筒状シール部とを設けたベローズを有することが特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る好ましい実施の形態のロータリージョイントを、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る第１実施の形態のロータリージョイント１の断面図である。このロータリージョイント１は、たとえば横型の回転継手装置に用いられる。ただし、このロータリージョイント１は縦型にすることも可能である。
このロータリージョイント１は、たとえば図示省略する印刷機に設けられた互いに逆回動する多数のインキローラーの軸方向の端部に取り付けることができる。このロータリージョイント１を用いて、温度管理された水を、横転ローラーおよびフオンテンローラー内を循環させることにより、これらのローラーの表面の温度管理を可能にする。
そして、ロータリージョイント１を介して水を循環させ、インキローラーの温度変化を抑え、安定した印刷品質を維持することが可能になる。この為、インキローラーを温度管理するために、ロータリージョイント１を通して温水、冷水をインキローラーに供給する。
【００２４】
なお、図１に於いて、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は、図示省略する。この流体供給装置は、配管を介して、ジョイント１の本体（シールハウジングとも言う）３０の流入通路３５に接続される。
ロータリージョイント１は、本体３０と、回転体２０と、メカニカルシール２とを有する。
本体３０は、中空体に成形され、穴部３０Ｃを有する。この穴部３０Ｃには、第１軸受４１Ａと第２軸受け４１Ｂとを取り付けるための嵌合面３０Ａと、第３流通路３６Ｂを形成するための通路周面３０Ｂとが形成されている。叉、本体３０の側部には、流入通路３５と流出通路３６（図１では矢印のみを図示）とドレン通路３７とがそれぞれ設けられている。
本体３０には、穴部３０Ｃの軸心を通る通路管２１が螺合部２１Ｂで螺合されており、この螺合部２１Ｂはボルト３４により固定されている。そして、通路管２１の通路面２１Ａにより、第１流通路３５Ａが形成されている。この通路管２１の螺合部２１Ｂの一部は、切り欠かれており、その切り欠かれた通路を通して、第１流通路３５Ａと流入通路３５とが連通している。
【００２５】
本体３０の穴部３０Ｃには、第３本体部３１が２個のＯリング４２を介在して密封に嵌着している。この第３本体部３１には、ドレン通路３７に連通する連通路３７Ａが形成されている。このドレン通路３７は、メカニカルシール２のシール面５Ａ、１５Ａから漏洩した流体を排出する。尚、メカニカルシール２は外周側に被密封流体が存在するように構成されているから、シール面５Ａおよび対向シール面１５Ａの回転遠心力により、両シール面５Ａ、１５Ａ間に浸入する被密封流体は外方へ吹き出される。
第３本体部３１の内周面には、段差状窪み部が設けられており、この段差状窪み部３１Ａにカップガスケット１０が嵌着されている。このカップガスケット１０における内周側の取付面１０Ａには、固定用密封環５が回動不能に嵌着されている。この固定用密封環５における一方の軸方向端面（図の右側端面）には、シール面５Ａが設けられている。固定用密封環５における他方の軸方向端面（図の左側端面）の一部は、カップガスケット１０に密着している。
この固定用密封環５は、耐久性を発揮するように炭化硅素材製である。なお、固定用密封環５の材質は、セラミック、カーボン等であっても良い。
【００２６】
本体３０の穴部３０Ｃには、回転体２０が回動自在に保持されている。この回転体２０は、回転体２０の取付面２０Ｂと本体３０の嵌合面３０Ａとの間に配置された第１軸受４１Ａと第２軸受４１Ｂとにより回動自在に保持されている。第１軸受４１Ａと第２軸受４１Ｂとは、本体３０の穴部３０Ｃの開口側で、第２ストップリング４５により係止されている。回転体２０は被密封流体に接するために、回転体２０の材質は、ＳＵＳ３０４などステンレススチールであることが好ましいが、その他の錆びない材料であってもよい。
【００２７】
回転体２０は、中空体であり、その先端側には挿入部２０Ｎが形成してある。挿入部２０Ｎの外周には、挿入面２０Ａが形成されている。叉、回転体２０の内部の中空面２０Ｃと通路管２１の外周面２１Ｃとの間には、第２流通路３６Ａが形成されている。第２流通路３６Ａから流出通路３６に至る経路の間には、第３流通路３６Ｂが形成されている。
回転体２０における挿入面２０Ａに対して軸方向の反対側には、図示省略の管継手と接合するための取付ねじ２０Ｄが形成されている。この取付ねじ２０Ｄは、たとえば図示省略の印刷機のインキローラーにおける流体供給パイプの管継手に接続される。同様に、通路管２１も、図示省略のインキローラーにおける流通路に接続されて連通する。
通路管２１を流れる流体は、インキローラー内を循環してインキローラーの温度を調整し、インキローラーの温度変化を抑えて印刷の品質管理を行う。その後は、通路管２１の外周に形成される第２流通路３６Ａを通り流出通路３６へ戻される。
【００２８】
回転体２０の挿入面２０Ａには、メカニカルシール２の回転用密封環１５が軸方向移動自在に保持されている。回転用密封環１５は、軸方向に突出する端面を持ち、その端面に、対向シール面１５Ａが形成されている。この回転用密封環１５の外周面には複数の溝が設けられている。
この回転用密封環１５の溝には、板リングからなる連結部６の第１係止部６Ａが係止している。すなわち、連結部６の第１係止部６Ａは、板リング状の連結部６の軸方向端部から回転用密封環１５の方向に板状に突出しており、回転用密封環１５の溝に挿入される。
連結部６における密封環１５と反対側の軸方向端部には、複数の第２係止部６Ｂが設けられている。これらの第２係止部６Ｂは、周方向に沿って等配に形成され、図１に示すように、断面Ｌ形に曲折してある。この第２係止部６Ｂにおける断面Ｌ形の軸方向部分はドライブリング７に設けられた係止溝７Ａに係止している。
【００２９】
係止溝７Ａは、ドライブリング７の周面に、周方向に沿って等配に形成される軸方向溝である。このドライブリング７は、回転体２０の挿入部２０Ｎの外周に対してベローズ４を密封的に嵌着するために、ベローズ４の外周面から回転体２０に対して固着するように締め付けている。このベローズ４は、連結部６を介して回転用密封環１５に対して連結され、回転用密封環１５が、回転体２０と共に回動されるように成されている。ただし、前述したように、回転用密封環１５は、回転体２０に対して軸方向に移動自在である。
【００３０】
ベローズ４は、たとえばゴム材、合成樹脂などで構成され、挿入部２０Ｎに対して嵌着する筒状シール部４Ａと、その筒状シール部４Ａと軸方向に一体に成形されて筒状シール部４Ａよりも大きな外径を持つ接合部４Ｂとを有する。筒状シール部４Ａと接合部４Ｂとの間の部分は、弾性変形可能な可撓部である。
回転体２０に対して係止するストップリング１１に保持された支持部８と連結部６との間に配置される弦巻バネ状のバネ手段９により、回転用密封環１５をスプリング力で軸方向前方（密封環５の方向）へ押圧する。このとき、ベローズ４の可撓部は伸張することが可能である。
このベローズ４とバネ手段９とにより、回転用密封環１５の弾発手段３を構成する。また、べーローズ４で、弾発手段３を構成することもできる。
【００３１】
上述のように構成されたロータリージョイント１では、図示省略の流体供給装置により供給された温度調節流体（温水及び冷水）が流入通路３５から本体３０の内部に流入する。この流入通路３５へ流入した流体は、第１流通路３５Ａを通り、その第１流通路３５Ａの吐出口３５Ｂから図示省略のインキローラー（横転ローラー及びフォンテンローラー）の内部へ流入する。そして、インキローラー内を循環してインキローラーの温度を調節した後の流体は、通路管２１の外周面２１Ｃと中空面２０Ｃとの間の第２流通路３６Ａを通り、第３流通路３６Ｂへ流れて流出通路３６から流体供給装置へ戻される。このとき、回転体２０と本体３０とは相対回転しているから、これらの間には、隙間が生じている。そのために、第３通路３６Ｂへ流出する温度調節後の流体をシールしなければならない。この温度調節後の流体を、メカニカルシール２によりシールする。
なお、吐出口３５Ｂは、実際には、図１に示す通路管２１に沿って、その軸芯方向、さらに左側にまで長く延びている。
【００３２】
このメカニカルシール２は、一対の密封環のうちの一方の固定用密封環５が、本体３０に対してカップガスケット１０を介して弾性的に保持されている。叉、他方の回転用密封環１５はベローズ４とばね手段９とからなる弾発手段３によりスプリング力で密封環５の方向へ押圧されている。この為に、回転体２０がインキローラーに連結されて、挿入部２０Ｎが偏芯するようなことがあっても、回転用密封環１５の対向シール面１５Ａは、可撓性を有するベローズ４に密封的に支持されたままである。そして、回転用密封環１５は、回転体２０の偏芯に左右されることなく、固定用密封環５のシール面５Ａに常に密接することが可能になる。そのため、メカニカルシール２のシール能力は向上する。
回転用密封環１５を挿入部２０Ｎに取り付けて、本体３０の孔部３０Ｃに挿入するのみにより、本体３０に取り付けられた固定用密封環５は、回転用密封環１５に対して自動的に向き合うので、簡単にメカニカルシール２を組み立てることができる。
【００３３】
図２は、本発明に係わる第２実施の形態を示すロータリージョイント１の断面図である。
図２に示すロータリージョイント１は、図１に示すロータリージョイント１に対してほとんどの構成部分が共通するので、共通する部分には共通する部材番号を付し、その説明は、一部省略する。図２に示すロータリージョイント１において、図１に示すロータリージョイント１の構成と相違する点は、以下の通りである。
この実施の形態では、通路管２１の取付面は、本体３０に嵌着して軸芯に固定されている。すなわち、通路管２１の流入通路３５側の端部は、止めボルト３４により、本体３０に対して回動不能に止められている。
固定用密封環５は、弾性力を増大させた厚みのあるゴム材製のカップガスケット１０に嵌着して保持されている。このカップガスケット１０の外周面には凹凸状に形成されたシール部１０Ａが形成されており、このシール部１０Ａが第３本体部３１の内周面に形成してある段差状窪み部３１Ａに嵌着し、この嵌着した面を効果的にシールする。
また、このカップガスケット１０は、固定用密封環５を弾性的に支持してシール面５Ａを回転用密封環１５の対向シール面１５Ａに密接させる。このため、仮に、回転体２０に偏芯が生じても、このカップガスケット１０により固定用密封環５を弾性的に支持してシール面５Ａの密接を可能にする。
【００３４】
第３本体部３１には、連通路３７Ａが設けられており、ドレン通路３７に連通している。第３本体部３１には、本体３０の嵌合面３０Ａに嵌合する円筒部３１Ｃが形成されており、この円筒部３１Ｃの内周面に、第１軸受４１Ａおよび第２軸受４１Ｂが嵌着する。
このように構成することにより、本体３０と回転体２０とを容易に組み立てることができる。具体的には、まず、回転体２０に第１軸受４１Ａおよび第２軸受４１Ｂを介して第３本体部３１を取り付け、第３本体部３１の先端のカップガスケット１０に固定用密封環５を取り付ける。そして、本体３０の嵌合面３０Ａに第３本体部３１を挿入すると、回転用密封環１５の対向シール面１５Ａに固定用密封環５のシール面を容易に密接させることが可能になる。そして、第２ストップリング４５により第３本体部３１を固定すれば本体３０と回転体２０とは容易に組み立てることができる。
【００３５】
この為に、インキローラー等に回転体２０を取り付けて、インキローラーの作用力により回転体２０が偏芯するようなことがあっても、回転用密封環１５の対向シール面１５Ａ対して固定用密封環５のシール面５Ａを常に密接させることが可能になる。
【００３６】
図３は、本発明に係わる第３実施の形態を示すロータリージョイント１の断面図である。
図３のロータリージョイント１は、図１に示すロータリージョイント１に対してほとんどの構成部分が共通するので、共通する部分には共通する部材番号を付し、その説明は、一部省略する。図３に示すロータリージョイント１おいて、図１に示すロータリージョイント１の構成と相違する点は、下記に示す通りである。
この実施の形態では、本体３０に、第３本体部３１を設けることなく、ドレン通路３９を直接に設けてある。
回転体２０には、回転用密封環１５と弾発手段３が取り付けられている。つまり、図１の回転用密封環１５とは方向が逆に取り付けてある。
第２本体部３２には、固定用密封環５が取り付けられている。この固定用密封環５は、カップガスケット１０を介して段差状窪み部取付面３２Ａに取り付けられている。
【００３７】
第２本体部３２の嵌合面３２Ｃは、本体３０の内周面に形成してある段差状窪み部３０Ｄに嵌合され、第２ストップリング４５を介して係止される。このように、第２本体部３２を段差状窪み部３０Ｄに嵌合させるのみで、固定用密封環５のシール面５Ａに回転用密封環１５の対向シール面１５Ａを密接させることが可能になる。尚、本体３０の中心に設けられた通路管２１は、その流入通路３５側の端部が第２本体部３２に嵌着されている。流入通路３５とは軸方向に反対側に位置する通路管２１の端部は、図示省略してあるインキローラーの流入通路に連通している。
この実施の形態では、通路管２１の外側に、第１流通路３５Ａが形成してあり、通路管２１の内側に、第２流通路３６Ａが形成してある。第２流通路３６Ａは、第２本体部３２の軸芯に形成してある流出路３６に対して直接に連通してある。
第３流通路３６Ｂは、第１流通路３５Ａに対して連通してあり、この第３流通路３６Ｂにおいて、回転体２０と本体３０（第２本体部３２含む）との隙間をメカニカルシール２がシールしている。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲内で種々に改変することが可能である。たとえば図１〜図３に示す実施形態では、ベローズ４を、回転体２０の外周に固着してあるが、本発明では、本体３０（または本体３０に取り付けられた固定部材）に対して、ベローズ４取り付けても良い。
また、図１〜図３に示す実施形態では、ベローズ４を、バネ手段９により押圧しているが、本発明では、固定用密封環５を、バネ手段９により回転用密封環１５に対して押圧しても良い。
さらに、図１〜図３に示す実施形態では、ベローズ４を、バネ手段９により押圧しているが、本発明では、固定用密封環５を、ベローズ４およびバネ手段９により回転用密封環１５に対して押圧しても良い。
また、ロータリージョイント２に第３流通路３６Ｂを設けてあれば、第３流通路３６Ｂに連通する第１流通路３５Ａまたは第２流通路３６Ａのみの構成でも良い。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係わるロータリージョイントによれば、以下に述べるような効果を奏する。
【００３９】
本発明に係るロータリージョイントによれば、メカニカルシールの一方の密封環がベローズを含む弾発手段により押圧されているから、固定用密封環５のシール面５Ａと回転用密封環１５の対向シール面１５Ａとを密接させることが可能になる。しかも、回転体がインキローラー等の流通路などに連通状態に連結され、その回転体が偏芯したとしても、固定用密封環のシール面と回転用密封環の対向シール面とを常に密接させることが可能になる。
【００４０】
更に、本発明に係るロータリージョイントによれば、回転用密封環と固定用密封環とを有するメカニカルシールが簡単に組み立てられると共に、回転体と本体とを同時に組み立てることが可能になる。本発明では、例えば、回転用密封環を取り付けた回転体と固定用密封環を取り付けた本体とを互いに対向して挿入するのみで、メカニカルシールが簡単に組み立てられると共に、回転体と本体とを同時に組み立てることが可能になる。
【００４１】
叉、本発明に係るロータリージョイントによれば、被密封流体を供給する通路管を既製のパイプを利用して形成できるので、往復の流通路を容易に構成できる。そして、相対的に回動する回転体と本体との接続部をメカニカルシールにより密封すれば、確実に密封することが可能になる。
叉、本体と回転体とは構造がシンプルであり、また、メカニカルシールとしては汎用のものを用いることができるため、装置全体の製作コストが安価であり、その組み立て作業も容易になる。したがって、ロータリージョイントを安価に製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施の形態のロータリージョイントの断面図である。
【図２】本発明に係る第２実施の形態のロータリージョイントの断面図である。
【図３】本発明に係る第３実施の形態のロータリージョイントの断面図である。
【図４】本発明に係わる第１関連技術を示すロータリージョイントの断面図である。
【図５】本発明に係わる第２関連技術を示すロータリージョイントの断面図である。
【符号の説明】
１ロータリージョイント
２メカニカルシール
３弾発手段
４ベローズ
４Ａ筒状シール部
４Ｂ接合部
５固定用密封環
５Ａシール面
６連結部
６Ａ第１係止部
６Ｂ第２係止部
７ドライブリング
７Ａ係止溝
８支持部
９ばね手段
１０カップガスケット
１０Ａ取付面
１１第１ストップリング
１５回転用密封環
１５Ａ対向シール面
２０回転体
２０Ａ挿入面
２０Ｂ取付面
２０Ｃ中空面
２０Ｄ取付ねじ
２０Ｎ挿入部
２１通路管
２１Ａ通路面
２１Ｂ螺合部
２１Ｃ外周面
３０本体
３０Ａ嵌合面
３０Ｂ通路周面
３０Ｃ穴部
３１第３本体部
３１Ａ段差状窪み部
３１Ｂ固着面
３１Ｃ筒部
３４止めボルト
３５流入通路
３５Ａ第１流通路
３６流出通路
３６Ａ第２流通路
３６Ｂ第３流通路
３７ドレン通路
３７Ａ連通路
３９ドレン通路
４１Ａ第１軸受
４１Ｂ第２軸受
４２Ｏリング
４５第２ストップリング

Claims

内部に穴部が形成され、前記穴部に連通する流入通路および流出通路を側部に有する本体と、
前記本体の前記穴部内に回転自在に保持され、内部に中空が形成されている回転体とを有するロータリージョイントであり、
前記回転体の前記中空内には、前記流入通路に連通する第１流通路と、前記第１流通路の吐出口から吐出された流体を前記流出通路に導くための第２流通路とが、形成してあり、
前記本体と前記回転体との間には、前記第１流通路または前記第２流通路に連通する第３流通路が形成してあり、
前記第３流通路内には、前記本体に保持される固定用密封環と前記回転体に保持される回転用密封環を有し、単一の摺動面により前記回転体と前記本体との間の隙間をシールするメカニカルシールが具備してあり、
前記メカニカルシールは、
前記本体に保持される固定用密封環のシール面と前記回転体に保持される回転用密封環の対向シール面とを密着させるように、前記回転用密封環に対して弾性変形可能に密着すると共に、前記回転体に対して密着するベローズを有し、
前記回転用密封環の前記対向シール面が、前記回転体における前記第１流通路の吐出口の方向を向いており、
前記固定用密封環が、前記本体の前記穴部に密封に嵌着される第３本体部の内周に形成してある段差状窪み部に、当該固定用密封環の前記シール面が前記回転体における前記第１流通路の吐出口の方向とは反対方向を向くように保持されて密着していることを特徴とするロータリージョイント。
前記回転体に、前記回転用密封環と前記べローズが嵌着していると共に、前記本体に前記固定用密封環が嵌着し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。
前記第１流通路は、前記本体の穴部内に設けた通路管内に形成されていると共に、前記第２流通路は、前記回転体の中空内周面と前記通路管の外周面との間に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のロータリージョイント。