JP4903954B2 - 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、ロータリージョイントに関する。特に、流体通路が形成されたロータと、このロータを回転自在に保持すると共に流体通路に回動状態でも接続できる通路を設けた本体との両通路を各メカニカルシールの間に形成される第３の通路により連通するロータリージョイントの技術分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に関する先行技術として，図５及び図６に示す流路付きロータリジョイントが存在する。図５は、この流路付きロータリージョイント１００の断面図である。又、図６は、図５の軸方向正面図である。
【０００３】
図５及び図６において、流路付きロータリージョイント１００を構成する一方のロータ１０１は、大径の１本の軸に形成されている。そして、図６に示すように、大径の第１通路１０２Ａが、ドリル加工により、中心側の三角点の位置に３個の通路に形成されている。この各第１通路１０２Ａを形成した残りの部分に小径の第２通路１０２Ｂが６個の通路に形成されている。
これらの第１通路１０２Ａと第２通路１０２Ｂは、軸方向の長さを相違させて径方向に貫通するように形成されている。この軸方向の通路１０２Ａ、１０２Ｂの長さが相違するのは、シール装置１３０の大きさとの関係から径方向の通路の間隔をとらなければならないためである。
【０００４】
このロータ１０１は、図示下端部１０４に取付ねじ１０３が形成されており、この取付ねじ１０３にボルト１０９を螺合して取付用フランジ１０５が下端部１０４に取り付けられている。このフランジ１０５の外周側にはボルト用穴１０８が形成されていおり、ボルト用穴１０８を介して図示省略の流体を介して処理する回転装置に取り付けられる。この回転装置としては、例えば、シリコンウェハの表面研磨を行うロータリージョイント付きＣＭＰ装置、或いは撹拌機内に液体や空気を供給すると共に、撹拌するロータリージョイント付き撹拌装置などが存在する。
【０００５】
このロータ１０１の外周には、間隙を形成して嵌挿すると共に、相対回動する本体１１０が設けられている。この本体１１０は、ロータ１０１に対し、両端に設けられている軸受１０６を介して回動自在に配置されている。又、本体１１０には、ロータ１０１に設けられている各通路１０２Ａ、１０２Ｂと連通する連通路１１２がそれぞれ設けられている。この各連通路１１２は、各流体給排装置２００、２１０、２２０、２３０，２４０、２５０、・・・と配管を介して連結できるように管用ねじ１１３が設けられている。
【０００６】
更に、本体１１０とロータ１０２との間には、各通路１０２Ａ、１０２Ｂと各連通路１１２とを連通に接続するため、連通接続室１２０に特殊なパッキンやメカニカルシール等のシール装置１３０を設けて連通接続室１２０から外部へ流体が漏れるのを防止している。このシール装置１３０は、各連通接続室１２０ごとに設けなければならないので、このシール装置１３０の個数が増加する。このためにシール装置１３０の全体の摺動抵抗も大きくなるので、駆動するモータも大きくされている。
【０００７】
更に、本体１１０は、連通接続室１２０内にシール装置１３０等を装着しなければならないために、シール装置１３０を装着するごとに分割体に形成されている。このために本体１１０は、各本体部分１１０Ａの集合体に形成されている。各本体部分１１０Ａは、各Ｏリングを介して各々のソケットねじ１１４により軸方向へ１個づつ結合し、本体部分１１０Ａが集合した組立型の本体１１０に形成されている。
【０００８】
又、通路１０２Ａ、１０２Ｂと連通路１１２との接続間には、回転リングがロータ１０１にシールを介して固着されている箇所と、固定環１３３がシールを介して固着されている箇所とがあるが、この固定環１３３及び回転リングには接続通路１３２が設けられている。この接続通路１３２を介して両通路１０２Ａ、１０２Ｂ、１１２は連通に接続されている。
各連通接続室１２０は各シール装置１３０によりシールされて密封室に構成されている。このために、ロータ１０１が回転しても各通路１０２Ａ、１０２Ｂと連通路１１２とを連通する接続通路１３２は、連通接続室１２０により流体が漏れないように密封されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように構成されたロータリージョイント１００に於いては、図５に示すように、多数の供給する第１通路１０２Ａと排出する第２通路１０２Ｂとを各通路の設定流量に応じてロータ１０１の軸方向に形成する必要が生じた場合に、又は、設定された流量に第２通路１０２Ａを形成する場合に、ロータ１０１が大径になるおそれが生じてくる。
更に、ロータ１０１に形成されている各通路１０２Ａ、１０２Ｂと各連通路１１２との接続通路１３２をシールするために、シール装置１３０の取付面積の関係から、ロータ１０１の周面に形成された各通路１０２Ａ、１０２Ｂの軸方向に配置された間隔を離して配置しなければならない。このために、ロータ１０１の軸方向の長さが各通路１０２Ａ、１０２Ｂの個数に応じて長くなる。
この様にロータ１０１の径と軸とが通路の個数に応じて増加すことになるので、それに応じて重量が級数的に増加する。このために、ロータ１０１を回動させるための動力エネルギーが増大することになるので、エネルギーを常に消費することになるから、無駄なコストを上昇させることになる。
【００１０】
更に、第１通路１０２Ａ及び第２通路１０２Ｂに各シール装置１３０を取り付けなければならないが、シール装置１３０の数が増加すればするほど、摺動抵抗も増大することになる。このために、メカニカルシールのような高性能で高価なシール装置を用いなければならなくなる。このためにシール装置１３０のコストを増大させることになる。
【００１１】
更に又、前述したようにシール装置１３０を取り付ける関係から、本体１１０をシール１３０の数に応じて分割しなければならなくなる。そのために、本体１１０の加工工数が増大すると共に、組み立て作業が増加する。更に、この組立に応じてＯリング等の部品点数が増加する。更には、ロータの大径になるにつれて本体１１０自身も大型化し、技術の進歩に応じて小型化する処理装置等に取り付けられない問題が生じてくる。
【００１２】
本発明は、上述のような問題点に鑑み成されたものであって、その技術的課題は、ロータリージョイントの軸方向全体を小型にして小さなスペースに取り付けられるようにすると共に、回動するロータの軽量化を図ることにある。又、ロータと本体との接合面の摺動抵抗を小さくしてロータを回動するエネルギーを低減させることにある。又、ロータの摺動抵抗を低減することにある。
更に、ロータリージョイントに於けるメカニカルシールが配置される取付構造を単純にして加工を容易にすることにある。
【００１３】
更に、半導体製造装置に用いて有用なロータリージョイントを得ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述のような技術的課題を解決するために成されたものであって、その課題を解決するための手段は以下のように構成されている。
【００１５】
本発明のロータリージョイントは、有底筒状を成して内部に空間（３）を有すると共に前記空間（３）に連通する第１通路（４）を有する本体（２）と、前記本体（２）の空間（３）の開口に嵌挿して相対回転可能に配置されると共に第２通路（２４）を有するロータ（２０）と、前記空間（３）の前記本体（２）と前記ロータ（２０）とに係合して径方向へ第３通路（１４）となる間隙を設けた径の異なる各メカニカルシール（１０）とを具備し、前記第３通路（１４）を介して前記第１通路（４）と第２通路（２４）とが連通されているものである。
【００１６】
本発明のロータリージョイントでは、本体の凹部状空間の底部と、空間内に摺動自在に嵌合するロータの端面とに、直径が順次大きくなるメカニカルシールを、第３通路の間隙が各々形成されるように配置することにより、第３通路を介して両側の第１通路と第２通路を連通しているので、第３通路のシール能力に優れ、且つロータリージョイントの軸方向の長さを短形に形成することが可能になる。
【００１７】
更に、全てのメカニカルシールは本体とロータの端面との間の空間内に各メカニカルシールを配置できるので、従来技術のように各メカニカルシールの取付ごとに本体の各ブロックを組み立てる必要がなく、一方の密封環をロータに取り付けると共に、他方の密封環を本体に取り付けて本体にロータを嵌合すれば全体が組み立てられるから、組み立て構造が容易になる。
更に、ロータリージョイントは軸方向に短形にできると共に、径方向に大きいから本体の端面又は外周面の周方向に多数通路を設けることが可能になり、多通路のロータリージョイントを得ることが可能になる。
【００１８】
本発明のロータリージョイントは、前記メカニカルシール（１０）の回転用密封環（１１）が軸方向に移動自在に保持されているものであることが好ましい。
【００１９】
本発明のロータリージョイントでは、回転用密封環が軸方向に移動自在に保持されることで、摺動面の平面度が変形して不具合になるのを防止する。これに対して従来技術の固定用密封環は、各ブロックにより締め付けて固定されるので、締め付けたときに摺動面が変形し、偏摩耗や被密封流体の漏洩に繋がることになるが、上記のように構成するとこの平坦度の変形が防止される。
【００２０】
本発明のロータリージョイントは、メカニカルシール（１０）の回転用密封環（１１）の回転用背面（１１Ｂ）に被密封流体の圧力が作用するように構成されている。
【００２１】
本発明のロータリージョイントでは、回転用密封環の回転用背面に被密封流体の圧力が作用するように構成されているものであるから、回転用背面に作用する被密封流体の圧力により回転用密封環と固定用密封環との密封摺動面の互いの密接力を確実に密接させることが可能になる。
【００２２】
本発明のロータリージョイントは、一方のばねで押圧されている前記密封環（１２）の背面（１２Ｂ）の被密封流体が作用する面積が他方の前記密封環（１１）の背面（１１Ｂ）の被密封流体が作用する面積よりも大きく構成されている。
【００２３】
本発明のロータリージョイントでは、一方のばねで押圧されている前記密封環の背面の被密封流体が作用する面積が他方の前記密封環の背面の被密封流体が作用する面積よりも大きく構成されているので、両密封摺動面を密接に接合させることが可能になる。特に、ばねで押圧しない方の密封環をばねで押圧する密封環より小さな圧力で押圧すれば、必要以上の圧力には成らずに両密封環が弾発に密接させることが可能になる。
【００２４】
好ましくは、本発明のロータリージョイントは、半導体製造装置の流路用のロータリージョイントに用いられる。
【００２５】
本発明のロータリージョイントでは、好ましくは、半導体製造装置の多流路用として用いられるものであって、油、水、空気、真空と交互に流体を切り替えられて流されるものであるから、多流路と共に確実な密封を可能にするものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる実施の形態についてのロータリージョイントを図面に基づいて詳述する。尚、以下に説明する図面は、発明を説明するための設計図であって、特許図面として、説明のための補助的な概念図ではない。
【００２７】
図１は、本発明に係わる第１の実施の形態を説明するために示す第１ロータリージョイント１Ａの半断面図である。
【００２８】
図１に於いて、符号２０は、ロータである。ロータ２０は、外形が軸状に形成されており、フランジ側正面から見て中心円に沿って４等配に第２通路が形成されている。この第２通路２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、図示状態では軸方向を成す４個の第２通路２４、２４Ｂ、２４Ｃと径方向を成す第２通路２４、２４Ｂ、２４Ｃ及び傾斜した２４Ａを介して連通されている。そして、メカニカルシール１０間に形成された第３通路１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃに連通している。
このロータ２０の一端部には、メカニカルシール１０の各回転用密封環１１を取り付けるための環状を成す第２取付溝２５が各々径方向に沿って１定の間隔ごとに４カ所が設けられている。
【００２９】
この各第２取付溝２５には、Ｏリング取付溝と第２止めピン２９がそれぞれ設けられている。このＯリング取付溝は第３通路１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃから離れた位置に設けられており、回転用密封環１１の回転用背面１１Ｂに被密封流体の圧力が作用できるようにそれぞれのＯリング取付溝に第２Ｏリング３６が嵌合されている。
【００３０】
この第２取付溝２５には炭化珪素を主体として種々の材料を配合した材料又はカーボン材料から造られた回転用密封環１１が軸方向移動自在に取り付けられている。この回転用密封環１１の回転用背面１１Ｂ側に第２止めピン２９と係止する溝が設けられている。そして、回転用密封環１１が第２止めピン２９により固定用密封環１２と摺動状態でも回動しないように止められている。更に、回転用密封環１１には、先端面に密封摺動面１１Ａが形成されている。
【００３１】
また、ロータ２０には、外周面に２個の軸受３３を取り付ける嵌着面が設けられており、この嵌着面に軸受３３が嵌着されていると共に、軸受３３はスナップリングにより軸方向へ移動しないように止められている。そして、ロータ２０は本体２に対して相対回動自在に構成されている。更に、ロータ２０の他端にはフランジ３０が設けられており、被密封流体を供給する処理装置等に取付孔３０Ａを介してボルトにより取付けられる。そして第２通路２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃが処理装置の作動通路に連通される。
【００３２】
本体２はほぼ筒状を成して内部に空間部３が形成されている。この空間部３を形成する底部６には、第２取付溝２５に対応する位置に固定用密封環１２を取り付ける第１取付溝５がそれぞれ４カ所に形成されている。そして、この第１取付溝５は固定用密封環１２を軸方向へ移動自在に装着できるように形成されている。又、本体２の外周面には周面に沿って等配の第１通路４，４Ａ、４Ｂ、４Ｃが径方向に形成されている。そして、途中から軸方向に曲げられて各第１取付溝５の間に貫通する第１通路４，４Ａ、４Ｂ、４Ｃが設けられている。
【００３３】
この各第１取付溝５には、第１止めピン９とＯリング取付部１３が設けられている。更に、第１取付溝５には固定用密封環１２を回転用密封環方向へ弾性力で押圧するばね７が周方向に沿って等配に設けられている。又、Ｏリング取付部１３には第１Ｏリング３５が設けられており、このＯリング取付部１３と第１Ｏリング３５とは、固定用密封環１２の固定用背面１２Ｂに被密封流体の圧力が作用するような位置に配置されている。この固定用密封環１２の固定用背面１２Ｂの被密封流体が作用する面積は、回転用密封環１１の回転用背面１１Ｂに被密封流体が作用する様に構成された面積よりも例えば３から２０％大きく形成されている。
【００３４】
固定用密封環１２は、第１取付溝５に軸方向へ移動可能に取付られていると共に、ばね７により弾発に密封摺動面１２Ａ側へ押圧されている。この固定用密封環１２は、気孔を有する炭化珪素又はカーボンを配合した炭化珪素等の材料により製造されたものを利用すると良い。
又、固定用密封環１２には、固定用背面１２Ｂの反対側には密封摺動面１２Ａが形成されている。そして、対向する回転用密封環１１の密封摺動面１１Ａと密接するように配置されている。この回転用密封環１１と固定用密封環１２とを装着して１対のメカニカルシール１０が構成されているが、この各メカニカルシール１０は径方向に間隔を設けて配置され、その間隔に各第３通路１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃが形成されて両側のメカニカルシール１０により被密封流体がシールされて、各第１通路４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃと第２通路２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃとを連通している。この第３通路１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは本体２とロータ２０が相対回転しても対向するメカニカルシール１０により被密封流体を漏れることなく通過させるものである。
【００３５】
この様に構成された第１ロータリージョイント１Ａは、第１通路４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃの大気開口部に形成された管用ねじ８に配管３４のねじ部を螺合して流体供給装置から作動流体が第１通路４へ供給されると共に、処理された被密封流体は第１通路４Ａ，４Ｂ、４Ｃへ戻されて排出される。
【００３６】
図２は、本発明に係わる第２ロータリージョイント１Ｂの第２の実施の形態である。図２は、図１とほぼ同一構成であるが、ロータ２０のフランジ３０側が、図１の第１ロータリージョイント１Ａに比較して大径に形成されているものである。そして、第２通路２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃが第３通路１４Ａ，１４Ｂ、１４Ｃから軸方向に直線状に形成されて、フランジ３０に取り付けられる図示されていない処理装置の作動通路と直線に、又は、処理装置側で曲げられた作動通路と連通するように構成されている。
この様に、本発明の第２ロータリージョイント１Ｂは径方向に平板状に形成されているから、各通路が多数設けられていても、周面積とその大きさの径方向面積とにより、通路を自由に設計することが可能になる。そして、第２ロータリージョイント１Ｂの軸方向を小さくできるので、装置全体を軸方向へ小型にすることが可能になり、どのような狭い取付場所でも取付が可能になる。
【００３７】
上述の実施の形態では、通路４が４本の場合について説明したが、図３は、通路４を８本にした場合であって、通路を多数設けることが可能であることを示す第３の実施の形態である。その他の構成は図１に示す第１ロータリージョイント１Ａとほぼ同一構成である。
【００３８】
図４は、本発明に係わる一実施例の第１及び第２ロータリージョイント１Ａ、１Ｂを半導体装置に取り付けた構成図である。図４に於いて、図１に示す第１のロータリージョイント１Ａをウェハポリッシングを行うＣＭＰ装置に於けるテーブル４０へ冷却水を供給するために回転部に取り付けた状態を示す構成の側面図である。このＣＭＰ装置に取り付けた第１ロータリージョイント１Ａを以下に説明する。
【００３９】
回転テーブル４０の下部には、図示省略のモータにより駆動される第１回転軸４１が設けられている。この第１回転軸４１には、冷却水用の供給通路４２と冷却水用の回収通路４３が設けられている。更に、第１回転軸４１の下部には図１に示す構造の第１ロータリージョイント１Ａが設けられている。
又、第１回転軸４１の供給通路４２と第１ロータリジョイント１Ａの第１通路４（図１参照）が連通すると共に、回収通路４３と第１通路４Ａ、４Ｂ、４Ｃ（図１参照）が連通する。そして、第１ロータリージョイント１Ａの本体２の第１通路４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃと回転するロータ２０の第２通路２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃとは、各メカニカルシール１０間に形成される第３通路１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを介して回転状態でも連通する。
【００４０】
更に、この供給通路４２に接続された流体供給用ポンプ６０から回転テーブル４０に設けられた冷却回路４４に、回転又は非回転状態に係わらず、冷却水を供給することが可能になる。そして、回転テーブル４０に冷却水が送られてシリコンウェハＳや回転テーブル４０が冷却される。
【００４１】
これらの冷却水は回転テーブル４０の冷却回路４４に対して十分に供給しなければならないが、本発明のように取付上小型にしなければならないロータリージョイント１では、従来の様に冷却水の供給通路を大きくするとロータ２が軸方向にも径方向にも大形になる。更に、回収通路４３も供給通路４２の流量断面積と同等以上にしなければならないから、更に大径になる。しかし、本発明のようにすると円盤状に径方向へ大きくするのみで多数の通路を配置することが可能になり、冷却通路として優れた効果を発揮する。
【００４２】
次に、図４に示すＣＭＰ装置の上部に取り付けられた第２ロータリージョイント１Ｂについて説明する。図４に於いて、４０はシリコンウェハＳを載置して加工する回転テーブルである。この回転テーブル４０は、第１回転軸４１に連結されてＰ１方向に回転する。同時に、第２ロータリージョイント１Ｂを装備したパッド支持体５３は、図示するＸ方向に進退移動する。更に、パッド支持体５３に支持されている図示省略の駆動モータにより回転する研磨パッド５４が、パッド支持体５３の下部に取り付けられている。この研磨パッド５４は、パッド支持体５３と研磨パッド５４に連結している第２回転軸５５によりＰ２方向へ回動する。そして、研磨パッド５４は、回動しながらシリコンウェハ上をＸ方向に移動して研磨加工を行う。
【００４３】
パッド支持体５３に設けられている第１給排通路５８は、配管により研磨液を圧送する給排装置７０と連通されている。更に、この第１給排通路５８は、第２ロータリージョイント１Ｂの第１通路４に連通すると共に、隣り合わせのメカニカルシール１０の間に形成される第３通路１４を介して第２通路２４に回動状態で連通可能になる。
又、第２ロータリージョイント１Ｂの第１通路４は、第２回転軸５５に設けられている第２給排通路５６に連通すると共に、研磨パッド５４の噴射通路５１に連通する。
【００４４】
そして、給排装置７０から圧送される研磨液を第１給排通路５８を通して第２ロータリージョイント１Ｂの第１通路４へ送り、第２ロータリージョイント１Ｂでメカニカルシール１０間に形成される第３通路１４を介して回転するロータ２０の第２通路２４へ供給され、第２回転軸５５の第２給排通路５６を介して研磨パッド５４の噴射通路５１に圧送する。そして、噴射通路５１からシリコンウェハＳの上面に研磨液を噴射してシリコンウェハＳの表面研磨加工を行う。
【００４５】
同時に、パッド支持体５３に設けられている第１流体通路５９は、配管により空圧の流体供給装置７５に連通されている。更に、第１流体通路５９は第２ロータリージョイント１Ｂの第１通路４Ａ、４Ｂ、４Ｃに連通している。この第１通路４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、ロータ２０の第２通路２４Ａ、２４Ｂ、４Ｃにメカニカルシール１０間の第３通路１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを介して回転状態でも連通する。そして、第２通路２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃから回転する第２回転軸５５の第２流体通路５７に連通すると共に、第２流体通路５７から研磨パッド５４の第２噴射通路５２に連通して空気圧を噴射し、第１噴射通路５１から噴射される研磨液を均一に分散させる作用をする。同時に、研磨した研磨液をシリコンウェハＳ、回転テーブル４０の上面等から素早く排除させる。
【００４６】
これらの空気圧の噴射は、研磨液を素早く均一に分散させる必要から、多数の第１及び第２噴射通路５１、５２を介して行うか否かにその加工精度及び品質がかかっている。
又、給排装置７０により、研磨液等が第１給排通路５８を介して第１通路４、・・、第３通路１４，・・、第２通路２４、・・へ圧送され、第２ロータリージョイント１Ｂにより回転状態でも研磨パット５４の第１噴射通路５１及び第２噴射通路５２に研磨液と空気圧とを供給するが、これらの作動は、供排装置７０の正圧作動により研磨パット部５４とシリコンウェハＳとの間に流体供給装置７５からの圧搾空気と共に、研磨液を噴射させて、研磨パット部５４を回転させながらパット支持体５３によりシリコンウェハＳの上面を往復移動してシリコンウェハＳを研磨するものである。尚、研磨パッド部５４は、加工前後の作業のために、Ｙ方向に上下移動する。
【００４７】
更に、研磨終了後は、給排装置７０の研磨ポンプを吸引作動に切り替えて第１噴射通路５１に残留する研磨液を吸引排出し、シリコンウェハＳの表面に滴下しないように素早く処理する。これらは多数の通路を必要とする。本発明の第１及び第２ロータリージョイント１Ａ、１Ｂは、多数の通路を形成できるから、この様な用途に優れた効果を発揮する。
又、多数の集合体の第１通路４、・・、第２通路２４、・・及び第３通路１４、・・による加圧空気の噴射は、研磨液を素早く均一に分散させる効果があり、多数の通路を介して行うか否かにその加工精度及び品質がかかっているロータリージョイント１では、回転の慣性力を小さくするロータの小型化は優れた効果を発揮する。
【００４８】
更に、研磨終了後は、給排装置７０の研磨ポンプを吸引作動に切り替えて各通路に残留する研磨液を多数の通路を介して吸引排出し、シリコンウェハＳの表面に滴下しないように素早く処理することが可能になる。これらの作動は多数の通路を必要とする。本発明のロータリージョイント１は、多数の通路を形成できるから、この様な用途に優れた効果を発揮する。
【００４９】
【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、以下のような効果を奏する。
【００５０】
本発明の実施形態のロータリージョイントによれば、本体の凹部状空間の底部と、空間内で摺動自在に嵌合するロータの端面とに直径が順次大きくなるメカニカルシールを第３通路の間隙が各々形成されるように配置することにより、この第３通路が摺動状態でも両側に配置された第１通路と第２通路とを密封に連通させるので、連結通路の密封接続と、その摺動抵抗を小さく保持することが可能になる効果を奏する。その上、ロータリージョイントの軸方向の長さを短形に形成することが可能になり、軽量化と共に、多数の通路を自由に設計可能にして配置することができる効果を奏する。
【００５１】
更に、全てのメカニカルシールは本体とロータの端面との間の空間内に各メカニカルシールを配置できるので、従来技術のように各メカニカルシールの取付ごとに本体の各ブロックを組み立てる必要がなく、一方の密封環をロータに取り付けると共に、他方の密封環を本体に取り付けて本体にロータを嵌合すれば全体が接合して組み立てられるから、組み立て精度が向上すると共に、構造が容易になる。
【００５２】
また、本発明の実施形態のロータリージョイントによれば、回転用密封環が軸方向に移動自在に保持する構成に成されているために、本体とロータの両端にメカニカルシールを配置して、しかも径方向に密封通路となる第３通路を多数形成できるようになる効果を奏する。
しかも、回転用密封環の背面に被密封流体の圧力が作用できるので、互いの密封摺動面が確実にシールする効果を奏する。
更に、固定用密封環の背面に作用する被密封流体の圧力が回転用密封環のそれよりも大きいから、被密封流体の圧力の大きさに関係なく確実にシールする効果を奏する。
【００５３】
本発明の実施形態のロータリージョイントによれば、半導体製造装置では、油、水、空気、真空及びその混合物を作動流体として回転部を介して使用するために、ロータリージョイントとして多数の通路を必要とする。しかも、これらの作動流体が交互に使用される。更に、過酷に回動させるためにロータを軽量化することが必要である。本発明のロータリージョイントはこの様な用途に極めて優れた効果を発揮する。更に、装置として取り付け場所の問題が設計上問題となっているが、ロータリージョイントの軸方向の長さが短形にできるので、設計が極めて容易になる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるロータリージョイントの半断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係わるロータリージョイントの半断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係わるロータリージョイントのロータ側の正面図である。
【図４】本発明のロータリージョイントを装着したＣＭＰ装置の側面図である。
【図５】従来技術のロータリージョイントの断面図である。
【図６】図５のロータの軸方向の正面図である。
【符号の説明】
１ ロータリージョイント
１Ａ 第１ローターリジョイント
１Ｂ 第２ロータリージョイント
２ 本体
３ 空間部
４ 第１通路
４Ａ 第１通路
４Ｂ 第１通路
４Ｃ 第１通路
５ 第１取付溝
６ 底部
７ ばね
８ 管用ねじ
９第１止めピン
１０ メカニカルシール
１１ 回転用密封環
１１Ａ 密封摺動面
１１Ｂ 回転用背面
１２ 固定用密封環
１２Ａ 密封摺動面
１２Ｂ 固定用背面
１３ Ｏリング取付溝
１４ 第３通路
１４Ａ 第３通路
１４Ｂ 第３通路
１４Ｃ 第３通路
１５ 冷却水用通路
２０ ロータ
２４ 第２通路
２４Ａ 第２通路
２４Ｂ 第２通路
２４Ｃ 第２通路
２５ 第２取付溝
２９ 第２止めピン
３０ フランジ
３３ 軸受
３４ 配管
３５ 第１Ｏリング
３６ 第２Ｏリング
６０ 流体供給ポンプ
６５ 流体回収ポンプ
７０ 給排装置
７５ 流体供給装置

Claims (2)

1. 有底筒状を成して内部に空間を有すると共に前記空間に連通する第１通路を有する本体と、前記本体の空間の開口に嵌挿して相対回転可能に配置されると共に第２通路を有するロータと、前記空間に前記本体と前記ロータとに係合して径方向へ第３通路となる間隙を設けた径の異なる複数のメカニカルシールとを具備し、前記第３通路を介して前記第１通路と第２通路とが連通され、
   前記メカニカルシールが、前記ロータに取り付けられて回転する回転用密封環と、前記本体に取り付けられて前記回転用密封環に対して摺動する固定用密封環とをそれぞれ有し、
   前記固定用密封環が前記本体に対して軸方向に移動自在に保持され、
   前記メカニカルシールの固定用密封環の固定用背面に被密封流体の圧力が作用するように構成され、
   前記メカニカルシールの回転用密封環の回転用背面に被密封流体の圧力が作用するように構成され、
   ばねで押圧される前記固定用密封環の背面の被密封流体が作用する面積が、ばねで押圧されない前記回転用密封環の背面の被密封流体が作用する面積よりも大きく構成されていることを特徴とするロータリージョイント。
2. 半導体製造装置用のロータリージョイントとして用いられ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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