JP4531346B2 - ロータリージョイント - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、攪拌機、半導体製造装置等のロータリージョイントに関する。特に、シール部から漏洩する流体が回転軸を回転可能に支持する軸受に浸入するのを防止するように成された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３に示す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、各流体供給用通路１０３から図示下方へ被密封流体（作動流体）を供給する縦型ロータリージョイントである。そして、表面研磨装置等に取り付けられてスラリ流体を研磨面へ供給するロータリージョイントである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許３０６６３６７号公報（図１）。
【０００４】
このロータリージョイント１００は、内周面を設けたボディ１０１が設けられている。このボディ１０１の内周面内には、両端側を軸受１１６Ａ、１１６Ｂに回転可能に保持されたロータ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１０３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１０１とロータ１０２の間に軸方向へ複数のメカニカルシール１０５が配置されており、その各メカニカルシール１０５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１０４とが連通している。この各シール室１０６は、各メカニカルシール１０５により被密封流体が外方へ流出しないように密封している。
【０００５】
このメカニカルシール１０５は、回転用密封環１１０と固定用密封環１１１との摺動シール面Ｓが密接してシールする。回転用密封環１１０は、回転軸１０２に図示省略の止めねじを用いて固定された保持部１１２に保持されると共に、保持部１１２に支持されたスプリング１１３を介して弾発に支持されている。
又、ボディ１０１の流体供給用通路１０３とロータ１０２の流体用通路１０４とをメカニカルシールにより密封して連通させ、被密封流体を流体供給用通路１０３から流体用通路１０４へ供給する。
しかし、固定用密封環１１１は各分割ボディ１０１Ａによりボルトを介して圧着されているので、固定用密封環１１１の摺動シール面Ｓの平面度に狂いが生じ、被密封流体が漏洩することがある。更に、この平面度の狂いは回転用密封環１１０と固定用密封環１１１との摺動時の発熱により摩擦と摩耗とを惹起し、被密封流体が摺動シール面Ｓから漏洩することになる。
【０００６】
又、ロータリージョイント１００は攪拌機や研磨機に用いられる。このときは、流体用通路１０４内は処理装置のプログラムにしたがって作動する被密封流体が流れるが、この被密封流体は、液体・気体・真空状態或いは高温流体のような各種の流体が交互に流れることになる。このため、回転用密封環１１０と固定用密封環１１１との摺動シール面Ｓが被密封流体の介在により摩耗して被密封流体を漏洩させることになる。
このような条件により、被密封流体はメカニカルシール１０５の摺動シール面Ｓから外部へ漏洩する。この漏洩した被密封流体は下方へ滴下して下部に設けられた軸受等に浸入する。そして、軸受を腐食させ、ついには、ロータ１０２を回転不能にさせることになる。或いは、軸受１１６Ａを急速に摩耗させることになる。その結果、ロータ１０２の回転が偏芯してメカニカルシール１０５の摺動シール面Ｓも急速に損傷させることになる。
【０００７】
又、摺動シール面Ｓから漏洩する流体をシールするために摺動シール面Ｓの下方に２重、３重のシール装置を設けることは、ロータリージョイント１００が大型になると共に、シール装置を取り付けるための構造が複雑になる。特に、ロータ１０２には、被密封流体を流すための流体用通路１０４が多数設けられているから、ロータ１０２が大径となると共に、軸受１１６Ａも大型にして漏洩した流体を浸入しやすくする。
【０００８】
更に、他の関連技術として図４に断面にして示すロータリージョイント２００が存在する。
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てスラリ流体を下部に取り付け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）。
【０００９】
【特許文献２】
特開平１１−２３０３６６号公報（図３）
【００１０】
ロータリージョイント２００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と連通している。叉、回転密封環２０５の貫通通路は回転軸２２０の第２スラリ流体通路部分２２０Ａと連通している。そして、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、固定密封環２０１のシール面２０１Ａと回転密封環２０５のシール面２０５Ａとが密接してスラリを含む被密封流体が密封に通過できるように連通している。
【００１１】
叉、ケーシング２１０において、内部には回転密封環２０５の外周側に冷却水用流通路２１１が設けられており、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、固定密封環２０１のシール面２０１Ａと回転密封環２０５のシール面２０５Ａとが密接してシールすると共に、下部側がゴムシール２４０によりシールされている。
更に、ゴムシール２４０の下部には平板２３１が回転軸２２０に固定されている。更に叉、平板２３１の下部には、仕切板２３０が回転軸２２０に固定されている。そして、仕切板２３０の下部には、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、下側の回転装置のテ−ブルに取り付けられたシリコンウエハを研磨パッドから噴射するスラリ液体を介して研磨する。
【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の中間部が軸受２５１Ａ、２５０Ｂに保持されているために、下端部の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のシール面２０５Ａが回転と共に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、２０５Ａの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、２５０Ｂを大径にしなければならない。
叉、ゴムシール２４０は、固定密封環２０１及び回転密封環２０５に比べてスラリ流体が入り込むと早急に摩耗するから、ゴムシール２４０のシール面から下部へ被密封流体を漏洩させることになる。この漏洩した被密封流体は平板２３１を伝わって軸受２５０Ａ、２５０Ｂへ流入れることになる。更に、漏洩した一部の被密封流体は仕切板２３０に蓄えられても逃げ場がないから仕切板を越えて軸受２５０Ａ、２５０Ｂへ流入する。そして、軸受２５０Ａ、２５０Ｂに浸入して軸受を腐食させると共に、回転軸５０の回転を不能にさせることになる。
叉、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と径方向を大型にするので、固定密封環２０１及び回転密封環２０５を複数取り付ける構成では、固定密封環２０１及び回転密封環２０５の取付場所が規制されることになり、設計上問題となっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、メカニカルシール１０５は、耐久性を発揮するが、漏れなく被密封流体をシールする機能に構成することは困難である。また、スラリ流体のような被密封流体を流すとき叉はメカニカルシールが不安定な取付構造のとき等が原因である場合、摺動シール面Ｓが摩耗して被密封流体を漏洩させることになる。
このため、長期間のうちには、メカニカルシール１０５の下方に配置されている軸受へメカニカルシールから漏洩した被密封流体が浸入して軸受の内部を腐食させることになる。
【００１４】
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、回転軸を回動自在に支持する軸受がシール部から漏洩した液体により腐食されないようにすることにある。更に、軸受けが被密封流体により腐食されないようにする防止手段を小型にして、しかも、軸受も小径にすることにある。更に、回転軸の両端を軸受で保持することを可能にしてメカニカルシールのシールする摺動面の偏摩耗を防止することにある。
【００１５】
更に、被密封流体が漏洩して軸受の内部へ浸入しないようにする浸入防止手段を設けても、回転軸、軸受、メカニカルシール、ケーシング等を小型にし、産業上求められているロータリージョイントの小型化を図ることにある。しかも、軸受を小径にしても回転軸に多数の流通路が設けられるようにすることにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した技術的課題を解決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。
請求項１に係わる本発明のロータリージョイントは、竪型に配置される回転軸を通る通路と、前記回転軸が挿通される孔を有するシールハウジングの内側の前記回転軸の周囲に形成される環状の通路と、前記回転軸の周面を介して前記環状の通路と前記回転軸を通る通路を接続する通路とを有する流体通路を有するロータリージョイントであって、前記回転軸と前記シールハウジングとの間の前記流体通路の下方に設けられて前記回転軸を回転可能に保持する軸受と、前記軸受より上部に配置されて前記流体通路内の被密封流体が外部へ流出するのをシールするシール装置と前記、流体通路の外部の前記シール装置と前記軸受との間の前記回転軸に設けられると共に前記軸受に対向する凹部状の第１遮断部であって、前記凹部状の第１遮断部の外周は下方に向かって突出した突出部に形成されており、外径が前記シール装置と嵌合する回転軸の周面の外径より小径の寸法に形成されている前記第１遮断部と、前記シールハウジングに設けられると共に前記第１遮断部の凹部状と協働して前記シール装置から漏洩した被密封流体の前記軸受への浸入を防止する堰状の第２遮断部であって、前記第１遮断部の凹部に間隙を設けて嵌り込む凸部が形成されている第２遮断部とを有し、前記第２遮断部の前記凸部が前記第１遮断部の前記突出部と内外周に重なり合うように設けられ、前記第１遮断部の凹部と前記第２遮断部の凸部とが対向する前記第１遮断部及び前記第２遮断部を有する被密封流体の浸入防止手段と、前記第２遮断部の前記凸部の上端より下方に設けられた排出通路を介して前記浸入防止手段の外周に連通し、前記シール装置から漏洩し前記回転軸の軸方向に沿って流れ落ちる被密封流体を排出するドレン通路とを具備するものである。
【００１７】
この請求項１に係わる本発明のロータリージョイントでは、上部にターンテーブルを設けた駆動装置の配管部に設けられて、ターンテーブルへ冷却水、その他の流体を供給するものである。そして、ロータリージョイント内を流れる被密封流体がシール装置の摺動するシール面から微小ずつ漏洩する（シール装置はシール面が摺動してシールするために許容範囲内で被密封流体が漏洩する）。
しかし、回転軸に下方へ向かって凹部形状に形成された第１遮断部が設けられていると共に、シールハウジングにおける第１遮断部の凹部形状に入り込む堰状の第２遮断部が設けられて被密封流体の浸入を防止する浸入防止手段に構成されているから、浸入防止手段の摺動抵抗を小さくすると共に、浸入防止手段を小型に形成することが可能になる。
例え、シール装置から被密封流体が漏洩しても、この浸入防止手段により被密封流体が軸受に浸入するのを効果的に防止できる。そして、ドレン通路から漏洩した被密封流体を排出することができる。
叉、この浸入防止手段の構成は、浸入防止手段の下部に設ける軸受を小径にできる効果がある。更に、シール装置から漏洩した被密封流体をシールするために、シール装置（オイルシール）などを設ける必要もないから、各シール装置を互いに軸方向へ近接して配置することが可能になる。この為に、産業上要求されているロータリージョイント全体も小型にすることが可能になる。
更に、浸入防止手段を設けた構成は、回転軸の両端に軸受を設けることが可能になるので、回転軸の偏芯を防止して、シール装置の互いのシール面の平行な密接を可能にする。
【００１８】
また、請求項１に係わる本発明のロータリージョイントは、第１遮断部の外径がシール装置と嵌合する回転軸の周面の外径より小径の寸法に形成されていると共に、第２遮断部が凸部に形成されて凸部が第１遮断部の凹部に凹凸に対向するものである。
【００１９】
このような本発明のロータリージョイントでは、第１遮断部がシール装置を取り付けた回転軸の外径より小径に形成されているから、例え、シール装置から漏洩した被密封流体が回転軸の外周面を伝わって流れても浸入防止手段から軸受へ浸入するのを効果的に防止できる。しかも、第１遮断部と第２遮断部とは凹凸に係合しているから被密封流体の浸入が防止される。更に、浸入防止手段を小径に形成できることは、浸入防止手段に覆われる下部の軸受も小径にできることになるから、被密封流体が軸受へ浸入するのを効果的に防止できることになる。
【００２０】
なお、本発明のロータリージョイントにおいては、第２遮断部がゴム状弾性材でリップに形成されていると共に第１遮断部の凹部に接合しているものであってもよい。
【００２１】
このようなロータリージョイントでは、第２遮断部がゴム状弾性材で形成されているから、第１遮断部の凹部に接合させることが可能になる。このために、浸入防止手段は、シール能力に優れる。又、浸入防止手段は、第２遮断部がゴム材叉は樹脂材製に形成されているから、取り付けが容易になると共に、小型にすることが可能である。
【００２２】
請求項２に係わる本発明のロータリージョイントは、浸入防止手段の直上部のシール装置がメカニカルシールに構成されているとともにメカニカルシールのシール面の外周側に流体通路を有するものである。
【００２３】
この請求項２に係わる本発明のロータリージョイントでは、メカニカルシールのシール面が摺動しながらシールするために、シール面から被密封流体の微小な漏れは防止することが不可能である。しかし、シール面の外周に流体通路が設けられているから、摺動するシール面の遠心力により被密封流体がシール面から浸入しようとするのを防止できる効果がある。このメカニカルシールのシール面の外周側に流体通路を設けることにより、シール面の内方の回転軸に第１遮断部を有する浸入防止手段を設けることが可能になる。
【００２４】
【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は縦型の回転継手装置に用いられる。例えば、CMP法を用いたシリコンウエハの表面処理装置などに於いて、シリコンウエハが取り付けられる回転テーブルを冷却するために、回転軸を通る冷却水用通路の回転継手として取り付けられるものである。
【００２５】
図１に於いて、ロータリージョイント１は、図示省略の回転テーブル等を上部に取り付けるために、取付板４０を上部にして竪型に配置される。この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。この流体供給装置と配管を介して連通する流体供給通路２０がハウジング６０の側部に設けられている。この流体供給通路２０から流入した冷却流体（被密封流体）Ｎは、環状に形成された流入通路２０Ａを流れて通路用リング１６Ａを貫通する接続通路２０Ｃから流体通路２０Ｂへ流入する。そして、回転軸５０に設けられた流体通路２０Ｂを上方へ流れて取付板４０に取り付けられた図示省略の回転テーブルの冷却回路へ供給される。
【００２６】
回転テーブルの冷却回路を流れて回転テーブルを冷却した冷却流体Ｎは、流体排出通路２１へ流れる。このとき、回転テーブルには薄肉のシリコンウエハ等の加工物が取り付けられていても、冷却回路に冷却流体を流して加工物を冷却し、加工物が加工中の発熱により熱変形しないように冷却することができる。
冷却排出通路２１を下方へ流れた冷却流体は、第３ハウジング６０Ｃと回転軸５０との間に設けられた連通路２１Ａを流れて第３ハウジング６０Ｃに設けられた流出通路２１Ｂへ流出する。
【００２７】
この冷却流体Ｎが流通する流入通路２０Ａには、ハウジング６０に設けられた流入通路２０Ａと回転軸５０に設けられた流体通路２０Ｂとを接続する接続通路２０Ｃが設けられており、この接続通路２０Ｃを外部と密閉するために接続通路２０Ｃの両側には第１メカニカルシール１１と第２メカニカルシール１２が配置されている。この接続通路２０Ｃは、回転軸５０が高速回転するとか、被密封流体が低温であるとかの悪条件の流通路となるために、被密封流体をメカニカルシールでシールしなければならない。この被密封流体の低温とは、−３０°Ｃから−６０°Ｃの場合もあるので、ゴム材製のシールリングでは低温の被密封流体をシールすることが困難である。
【００２８】
第１メカニカルシール１１は、第１ハウジング６０Ａに保持された第１固定密封環１１Ａのシール面１１Ａ１と、通路用リング１６Ａに保持される第１回転密封環１１Ｂの対向シール面１１Ｂ１とが密接して被密封流体が外部へ流出するのをシールする。叉、通路用リング１６Ａは回転軸５０と共に回転するように図示省略の止めねじにより固着されている。更に、第１固定密封環１１Ａと第１ハウジング６０Ａとの嵌合間には第１Ｏリング３１Ａが配置されており、この第１Ｏリング３１Ａが第１固定密封環１１Ａの嵌合間をシールする。
叉、第１回転密封環１１Ｂと回転軸５０との嵌合間にも第２Ｏリング３１Ｂが配置されて被密封流体をシールしている。
【００２９】
叉、通路用リング１６Ａに於ける第１メカニカルシール１１と対称の反対側に配置されている第２メカニカルシール１２も第１メカニカルシール１１と同様に設けられている。
この第２メカニカルシール１２は、第３ハウジング６０Ｃに保持された第２固定密封環１２Ａのシール面１２Ａ１と、通路用リング１６Ａに保持される第２回転密封環１２Ｂの対向シール面１２Ｂ１とが密接して被密封流体が外部へ流出するのをシールする。叉、通路用リング１６Ａは回転軸５０と共に回転するように図示省略の止めねじにより固着されている。更に、第２固定密封環１２Ａと第３ハウジング６０Ｃとの嵌合間には第４Ｏリング３１Ｄが配置されており、この第２固定密封環１２Ａの嵌合間をシールする。
叉、第２回転密封環１２Ｂと回転軸５０との嵌合間にも第３Ｏリング３１Ｃが配置されて被密封流体をシールしている。
【００３０】
第３ハウジング６０Ｃの内周部には、内方へ突出した通路用保持部６０Ｃ１が設けられている。この通路用保持部６０Ｃ１を貫通して第３ハウジング６０Ｃの外部と内部とへ貫通状態に流出通路２１Ｂが設けられている。そして、流出通路２１Ｂの両側は、第２メカニカルシール１２と第３メカニカルシール１３によりシールされる。この第３メカニカルシール１３は、第２メカニカルシール１２と対称に配置されている。そして、第３回転密封環１３Ｂと第３固定密封環１３Ａと第５Ｏリング３１Ｅと第６Ｏリング３１Ｆとは、第２回転密封環１２Ｂと第２固定密封環１２Ａと第３Ｏリング３１Ｃと第４Ｏリング３１Ｄと同形状に形成されていると共に、同様に配置されている。尚、第３回転密封環１３Ｂは、回転軸５０に嵌着すると共に、ねじにより固定された保持リング１６Ｂに密封状態に保持されている。
なお、固定密封環１１Ａ、１２Ａ、１３Ａと回転用密封環１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂの材質は、カーボン、炭化珪素、超鋼合金、セラミック、樹脂などが用いられる。
【００３１】
第３メカニカルシール１３の外周には、環状の第１流体通路２６と、この第１流体通路２６に貫通する管用ねじを設けた第２流体通路２６Ａが周面に沿って複数に設けられている。そして、第３メカニカルシール１３から被密封流体が微少量を漏洩させたときには、この第２流体通路２６Ａからドレンとして流出させる。この第２流体通路２６Ａから流出する被密封流体は、水等の液体である。
【００３２】
第１メカニカルシール１１の下部にはハウジング６０と回転軸５０との嵌合間に第１軸受３０Ａが配置されている。叉、第３メカニカルシール１３の上部には第２軸受３０Ｂが設けられている。そして、回転軸５０を両端で強固に回転可能に保持している。この為に、回転軸５０が偏芯することなく回動するので、各メカニカルシールのシール面１１Ａ１、１１Ｂ１、１２Ａ１、１２Ｂ１、１３Ａ１、１３Ｂ１を正確に密接させることが可能になる。この為に、各メカニカルシールのシール面１１Ａ１、１１Ｂ１、１２Ａ１、１２Ｂ１、１３Ａ１、１３Ｂ１の偏摩耗を防止できる。
【００３３】
第１軸受３０Ａと第１メカニカルシール１１との間には、被密封流体が第１軸受３０Ａに浸入するのを防止する浸入防止手段４が設けられている。この浸入防止手段４は、回転軸５０の下部に第１メカニカルシール１１が嵌合した回転軸５０の外径より小径にされた外周部に第１軸受３０Ａに向かって凹部に形成された第１遮断部２が設けられている。この第１遮断部２には、凹部の外周の突出部２Ａと内周のシール面２Ｂとを設けている。
叉、第１ハウジング６０Ａには、第１遮断部２の凹部に間隙を設けて嵌り込む凸部状の第２遮断部３が設けられている。そして、この第１遮断部２と第２遮断部３とが一対を成して被密封流体の浸入を防止する浸入防止手段４に構成されている。
【００３４】
更に、浸入防止手段４の外周には外周方向へ向かって被密封流体の排出通路６と、この排出通路６に連通するドレン通路７が設けられている。ドレン通路７には管用ねじが設けられて配管が接続できるように成されている。
この浸入防止手段４は第１遮断部２と第２遮断部３とをＷ型に間隙を設けて噛み合わせることも可能である。更に、第１遮断部２と第２遮断部３とを軸方向にではなく、傾斜方向に噛み合わせることもできる。この浸入防止手段４は、回転軸５０に第１遮断部２を略軸方向へ凹部状に形成して上部から流れ落ちる被密封流体が浸入するのを効果的に防止するものである。この為に、浸入防止手段４は小径に形成することが可能になると共に、軸受３０Ａを小径に形成することが可能になる。軸受３０Ａが小径であれば、全体のロータリージョイント１も小形になると共に、軸受３０Ａの摺動抵抗も小さくすることが可能になる。
【００３５】
尚、ロータリージョイント１に設けられた流体通路２０Ｂと流体排出通路２１とに於ける取付板４０と回転軸５０との接合面間は第７Ｏリング３１Ｇと第８Ｏリング３１Ｊによりシールされる。叉、流体通路２０Ｂと流体排出通路２１とに於ける回転テーブルと取付板４０との接合面間は第９Ｏリング３１Ｈ及び第１０Ｏリング３１Ｉによりシールされる。
叉、回転軸５０の中心には貫通孔５１が設けられている。この貫通孔５１には配線７０が配置される。
【００３６】
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の一部断面図である。
図２の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、浸入防止手段４の変形例である。このロータリージョイント１は、第１遮断部2が凹部に形成されている。更に、この凹部の外周に突出部2Ａが形成されていると共に、凹部の内周面がシール面２Ｂに形成されている。
又、第2遮断部３は、樹脂材又は硬質ゴム材でリップ形状に形成されている。更に、第２遮断部３のリップ形状は先端周面がシール部３Ａに形成されていると共に、内周側が第１ハウジング６０Ａの段部に嵌着する嵌着部３Ｂに形成されている。そして、第２遮断部３は、シール部３Ａが第１遮断部２のシール面２Ｂに接触状態に配置されていると共に、外周面が突出部２Ａと接触又は近接状態に配置されている。尚、このゴム材又は樹脂材製の第２遮断部３は、ニトリルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、樹脂等が使用される。
【００３７】
この第２実施の形態の浸入防止手段４は、第２遮断部３がゴム又は樹脂材製であるから、第１遮断部２と近接又は接触させることが可能であり、浸入防止手段４のシール能力を向上させることが可能になる。又、第２遮断部３を取り外しすることが可能であり、組み立てが容易になる。更に、第２遮断部３は第１遮断部２と接触させても弾性変形して摩耗や故障が発生しないから、近接することが可能になり、結果的に小型化が可能になる。
【００３８】
尚、図２に示すロータリージョイント１も、図１に示すロータリージョイント１と同様にドレン通路７には管用ねじが形成されており、この管用ねじに配管が接続できるように成されている。そして、この配管を介してメカニカルシール１１から漏洩した被密封流体であるドレンを回収することができる。
以上述べたように、第1遮断部２の形状は、回転軸５０に形成できる凹部形状であればどのような形状でも良い。又、第２遮断部３は凹部形状に入り込む堰状の形状であればよい。つまり、凹部形状の第1遮断部と堰形状の第２遮断部が被密封流体の侵入を防止するように協働する浸入防止手段に構成されているものである。
【００３９】
【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、以下のような優れた効果を奏する。
【００４０】
本発明に係るロータリージョイントによれば、シール装置から被密封流体が漏洩したとしても、浸入防止手段により、被密封流体を軸受へ滴下させることなくドレン通路へ排出させることができる。このために、軸受を腐食させることなく、回転軸の回転に対して軸受の耐久性を発揮させ、ロータリージョイントの作動を良好にさせる。そして、浸入防止手段は、回転軸に設けられているから、小型に構成することが可能になる。更に、回転軸に対して両端に軸受を設けることを可能にして、シール装置のシール面の偏心や摩耗を効果的に防止できる。
【００４１】
更に、本発明に係るロータリージョイントによれば、シール装置が嵌合する回転軸の外形より小径の浸入防止手段に構成されているから、シール装置のシール面より漏洩した被密封流体はドレン通路へ流出しやすくなるので、被密封流体が軸受へ浸入するのを確実に防止できる。
【００４２】
叉、本発明に係るロータリージョイントによれば、第２遮断部がゴム又は樹脂材製で形成されているから、第１遮断部と接触状態に接合しても破損したり、摩耗したりするのを効果的に防止できる。その結果、シール能力を向上させることが可能になる。更に、第１遮断部と第２遮断部とを近接配置できるから、浸入防止手段を小型に構成できることになる。そして、ロータリージョイントを小型にすることが可能になる。
【００４３】
更に、本発明のロータリージョイントよれば、浸入防止手段を回転軸側に設ける構成により、メカニカルシールの外周側に流体通路を設けることが可能になる。このために、メカニカルシールのシール面に浸入する被密封流体を遠心力の作用により排出できるから、メカニカルシールから浸入防止手段側へ漏洩する流量を少なくすることができ、浸入防止手段への被密封流体の浸入を少なく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一部断面図である。
【図３】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４】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 第１遮断部
２Ａ 突出部
３ 第２遮断部
３Ａ シール部
３Ｂ シール面
４ 浸入防止手段
６ 排出通路
７ ドレン通路
１１ 第１メカニカルシール
１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ 固定密封環
１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂ 回転密封環
１１Ａ１、１２Ａ１、１３Ａ１ シール面
１１Ｂ１、１２Ｂ１、１３Ｂ１ 対向シール面
１２ 第２メカニカルシール
１３ 第３メカニカルシール
１６Ａ 通路用リング
１６Ｂ 保持リング
２０ 流体供給通路
２０Ａ 流入通路
２０Ｂ 流体通路
２０Ｃ 接続通路
２１ 流体排出通路
２１Ａ 連通路
２１Ｂ 流出通路
２６ 第１流体通路
２６Ａ 第２流体通路
３０Ａ 第１軸受
３０Ｂ 第２軸受
３１Ａ 第１Ｏリング
３１Ｂ 第２Ｏリング
３１Ｃ 第３Ｏリング
３１Ｄ 第４Ｏリング
３１Ｅ 第５Ｏリング
３１Ｆ 第６Ｏリング
４０ 取付板
５０ 回転軸
５１ 貫通孔
６０ ハウジング
６０Ａ 第１ハウジング
６０B 第２ハウジング
６０C 第３ハウジング
６０Ｃ１ 通路用保持部
６０D 第４ハウジング
６０Ｅ 第５ハウジング

Claims (2)

1. 竪型に配置される回転軸を通る通路と、前記回転軸が挿通される孔を有するシールハウジングの内側の前記回転軸の周囲に形成される環状の通路と、前記回転軸の周面を介して前記環状の通路と前記回転軸を通る通路を接続する通路とを有する流体通路を有するロータリージョイントであって、
   前記回転軸と前記シールハウジングとの間の前記流体通路の下方に設けられて前記回転軸を回転可能に保持する軸受と、
   前記軸受より上部に配置されて前記流体通路内の被密封流体が外部へ流出するのをシールするシール装置と、
   前記流体通路の外部の前記シール装置と前記軸受との間の前記回転軸に設けられると共に前記軸受に対向する凹部状の第１遮断部であって、前記凹部状の第１遮断部の外周は下方に向かって突出した突出部に形成されており、外径が前記シール装置と嵌合する回転軸の周面の外径より小径の寸法に形成されている前記第１遮断部と、前記シールハウジングに設けられると共に前記第１遮断部の凹部状と協働して前記シール装置から漏洩した被密封流体の前記軸受への浸入を防止する堰状の第２遮断部であって、前記第１遮断部の凹部に間隙を設けて嵌り込む凸部が形成されている第２遮断部とを有し、前記第２遮断部の前記凸部が前記第１遮断部の前記突出部と内外周に重なり合うように設けられ、前記第１遮断部の凹部と前記第２遮断部の凸部とが対向する前記第１遮断部及び前記第２遮断部を有する被密封流体の浸入防止手段と、
   前記第２遮断部の前記凸部の上端より下方に設けられた排出通路を介して前記浸入防止手段の外周に連通し、前記シール装置から漏洩し前記回転軸の軸方向に沿って流れ落ちる被密封流体を排出するドレン通路と、
   前記第２遮断部の前記凸部の先端
   を具備することが特徴であるロータリージョイント。
2. 前記浸入防止手段の直上部のシール装置がメカニカルシールに構成されているとともにメカニカルシールのシール面の外周側に流体通路を有す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。

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