TW201938323A - 旋轉接頭 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種旋轉接頭，其即使僅有1條液體所流通之流體通路，仍可用該液體潤滑形成氣體所流通之流體通路的機械軸封的密封面。本發明之旋轉接頭1，為了形成將液體所流通之第一流體通路11的第一外側流路31與第一內側流路61連接的第一中間流路41，且為了形成將氣體所流通之第二流體通路12的第二外側流路32與第二內側流路62連接的第二中間流路42，而在殼體2與軸體5之間的環狀空間A具備設置在軸向上的複數個機械軸封7。第一外側流路31以及第一內側流路61，夾著第二中間流路42彼此在軸向的相異位置開口，且將第一外側流路31的開口與第一內側流路61的開口以第一中間流路41連接。第一中間流路41，以流通於該第一中間流路41的液體潤滑形成第二中間流路42的機械軸封7的第一以及第二密封面71a、72a的方式形成。

Description

旋轉接頭
本發明係關於一種旋轉接頭。
旋轉接頭，係用來將固定側構件的流路與旋轉側構件的流路連接。例如，在用來實行半導體晶圓的表面研磨處理的CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學機械研磨)裝置中，研磨液、洗淨水、純水、冷卻水、研磨殘渣液等的液體，或加壓用空氣、送風用空氣等的氣體，作為被密封流體流過旋轉側構件(轉台或頂環)與支持該構件的固定側構件(CMP裝置本體)之間。為了令該等被密封流體不會混合在一起並流過該旋轉側構件與該固定側構件之間，必須於將該等構件之間連接在一起的接頭部，設置複數條獨立的流體通路。於是，關於該等接頭部，例如於專利文獻1所揭示之多埠式的旋轉接頭便為吾人所採用。
圖5，係表示習知的旋轉接頭的剖面圖。該旋轉接頭80，具備：筒狀的殼體81、設置成可在該殼體81內旋轉的軸體82，以及設置於該等殼體81與軸體82之間的環狀空間85的複數個機械軸封86。
機械軸封86，具有：安裝於殼體81的第一密封環87、與軸體82一體旋轉的第二密封環88，以及複數個螺旋彈簧89。然後，於旋轉接頭80，設置了複數條(在圖例中為3條)獨立的流體通路90。軸體82，具有：軸本體83，以及嵌合在該軸本體83的外周側的軸套84。軸套84，以及機械軸封86的第二密封環88，沿著軸向交替地配置，可與軸本體83一體旋轉。
於殼體81，形成了在其外周側以及內周側開口的外側流路91。然後，於軸體82，形成了在其外周側開口的內側流路92。內側流路92，係由形成於軸本體83的流路孔92a與形成於軸套84的貫通孔92b所構成。貫通孔92b，與流路孔92a連接，成為內側流路92的外周側的開口孔。
一條外側流路91與一條內側流路92，在軸向的相同高度位置開口，由該等外側流路91與內側流路92構成一條獨立的流體通路90。因此，在環狀空間85中於軸向上設置了形成複數條流體通路90的機械軸封86。亦即，於夾著軸套84相鄰的第二密封環88、88之間以及夾著軸套84相鄰的第一密封環87、87之間，形成了分別將內側流路92(貫通孔92b)與外側流路91連接的環狀的中間流路93。
機械軸封86的螺旋彈簧89，相對於第二密封環88將第一密封環87往軸向推壓，第一密封環87，與在其軸向上相鄰的第二密封環88接觸，防止被密封流體從該接觸面之間洩漏。亦即，第一密封環87的環狀側面的一部分成為第一密封面87a，第二密封環88的環狀側面的一部分，成為與該第一密封面87a滑接的第二密封面88a。
根據以上的構造，軸本體83、軸套84以及第二密封環88可相對於殼體81一體旋轉，位於旋轉側的第二密封環88，與位於靜止側的第一密封環87滑接，而發揮作為機械軸封86的功能，藉此，便可形成獨立的流體通路90。
複數條流體通路90，係由將冷卻水等的液體供給到轉台等的第一流體通路90A、將加壓用空氣等的氣體供給到轉台等的第二流體通路90B以及將供給到轉台等的液體回收並排出到外部的第三流體通路90C所構成。
液體所流通之第一流體通路90A，在殼體81的外周圍的軸向一側(圖中的上側)開口。藉此，該液體，從第一流體通路90A的外側流路91，通過形成於配置在圖中上側的2個機械軸封86A、86B之間的中間流路93A、該機械軸封86A、86B各自的第一以及第二密封環87、88的外周側的環狀空間，供給到軸體82的圖中左側實線所示的內側流路92。
液體所流通之第三流體通路90C，在殼體81的外周圍的軸向另一側(圖中的下側)開口。藉此，該液體，從軸體82的圖中右側所示之內側流路92，通過形成於配置在圖中下側的另2個機械軸封86C、86D之間的中間流路93C、該機械軸封86C、86D各自的第一以及第二密封環87、88的外周側的環狀空間，以及第三流體通路90C的外側流路91，排出到殼體81的外部。
氣體所流通之第二流體通路90B，在殼體81的外周圍於第一流體通路90A與第三流體通路90C之間開口。藉此，該氣體，從第二流體通路90B的外側流路91，通過形成在2個機械軸封86B、86C之間的中間流路93B，供給到軸體82的圖中左側虛線所示的內側流路92。
根據以上所述，形成氣體所流通之第二流體通路90B的中間流路93B的2個機械軸封86B、86C各自的第一以及第二密封面87a、88a，被流通於第一以及第三流體通路90A、90C的液體所潤滑。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2002-174379號公報
[發明所欲解決的問題]
在習知的上述旋轉接頭80中，為了潤滑形成氣體所流通之第二流體通路90B的各機械軸封86B、86C的第一以及第二密封面87a、88a，必須在殼體81中於第二流體通路90B的外側流路91的軸向兩側，設置液體所流通之第一以及第三流體通路90A、90C的各外側流路91。因此，以往的旋轉接頭，存在「若不至少具備2條液體所流通之流體通路，便無法潤滑形成氣體所流通之流體通路的機械軸封的密封面」此等問題。
有鑑於該等問題，本發明之目的在於提供一種旋轉接頭，其可僅以液體所流通之一條流體通路，便用該液體潤滑形成氣體所流通之流體通路的機械軸封的密封面。
[解決問題的手段]
本發明之旋轉接頭，具備液體所流通之第一流體通路與氣體所流通之第二流體通路，其特徵為包含：筒狀的殼體，液體所流通之第一外側流路以及氣體所流通之第二外側流路各自以在其內周側開口的方式形成；軸體，其設置成可在該殼體內相對旋轉，液體所流通之第一內側流路以及氣體所流通之第二內側流路各自以在其外周側開口的方式形成；以及機械軸封，其為了形成將該第一外側流路與該第一內側流路連接的第一中間流路，且為了形成將該第二外側流路與該第二內側流路連接的第二中間流路並構成該第二流體通路，而在該殼體與該軸體之間的環狀空間中沿著軸向設置了複數個；該機械軸封，具有：第一密封環，其安裝於該殼體同時形成第一密封面；以及第二密封環，其安裝於該軸體同時形成與該第一密封面滑接的第二密封面；該第一流體通路，具有：該第一外側流路以及該第一內側流路，其夾著該第二中間流路彼此在軸向的相異位置開口；以及該第一中間流路，其將該第一外側流路的開口與該第一內側流路的開口連接；該第一中間流路，以流通於該第一中間流路的液體潤滑形成該第二中間流路的機械軸封的第一以及第二密封面的方式形成。
若根據以上述方式構成的旋轉接頭，在液體所流通之第一流體通路中，殼體側的第一外側流路的開口以及軸體側的第一內側流路的開口，夾著氣體所流通之第二流體通路的第二中間流路，彼此在軸向的相異位置開口。然後，將第一外側流路的開口與第一內側流路的開口連接的第一中間流路，以「流通於該第一中間流路的液體潤滑形成該第二中間流路的機械軸封的第一以及第二密封面」的方式形成。藉此，便可利用流通於一條第一流體通路(第一中間流路)的液體，潤滑形成氣體所流通之第二流體通路(第二中間流路)的機械軸封的第一以及第二密封面。
該第一中間流路，宜具有：第一環狀流路，其在該環狀空間中，利用該複數個機械軸封之中的一部分的機械軸封形成，並與該第一外側流路的開口連通；第二環狀流路，其在該環狀空間中，利用該複數個機械軸封之中的另一部分的機械軸封形成，並與該第一內側流路的開口連通；以及連接流路，其將該第一環狀流路與該第二環狀流路連接。此時，便可利用「將與第一外側流路的開口連通的第一環狀流路還有與第一內側流路的開口連通的第二環狀流路以連接流路連接」此等簡單的構造，形成第一中間流路。
於該殼體，該第二外側流路在軸向上形成複數條；於該軸體，形成了與該第二外側流路相同數目的該第二內側流路；該複數個機械軸封，包含在該環狀空間中形成將該第二外側流路與該第二內側流路逐一地連接的該第二中間流路以構成複數條該第二流體通路的機械軸封；該第一外側流路以及該第一內側流路，夾著該複數條第二中間流路彼此在軸向的相異位置開口；該第一中間流路，以流通於該第一中間流路的液體潤滑形成該複數條第二中間流路的機械軸封的第一以及第二密封面的方式形成，為較佳的態樣。
此時，在液體所流通之第一流體通路中，殼體側的第一外側流路的開口以及軸體側的第一內側流路的開口，夾著氣體所流通之複數條第二流體通路的第二中間流路，彼此在軸向的相異位置開口。然後，將第一外側流路的開口與第一內側流路的開口連接的第一中間流路，以「流通於該第一中間流路的液體潤滑形成該複數條第二中間流路的機械軸封的第一以及第二密封面」的方式形成。藉此，便可利用流通於一條第一流體通路(第一中間流路)的液體，潤滑形成氣體所流通之複數條第二流體通路(第二中間流路)的機械軸封的第一以及第二密封面。
該第一中間流路，具有：第一環狀流路，其在該環狀空間中，利用該複數個機械軸封之中的一部分的機械軸封形成，並與該第一外側流路的開口連通；第二環狀流路，其在該環狀空間中，利用該複數個機械軸封之中的另一部分的機械軸封形成，並與該第一內側流路的開口連通；以及連接流路，其將該第一環狀流路與該第二環狀流路連接；該連接流路，宜具有：第三環狀流路，其在該環狀空間的該第一環狀流路與該第二環狀流路之間，利用形成該複數條第二內側流路的機械軸封形成；以及複數個流路孔，其形成於該殼體，並透過該第三環狀流路將該第一環狀流路與該第二環狀流路連接。此時，流通於連接流路的液體，分別通過利用形成複數條第二內側流路的機械軸封所形成的第三環狀流路，故可確實地潤滑配置在連接流路的途中的該機械軸封的第一以及第二密封面。
該第一外側流路，係從外部將液體供給到該殼體內的供給流路；該第一內側流路，係從該軸體內將液體排出到外部的排出流路；該殼體以及該軸體，以該第一外側流路的開口比該第一內側流路的開口位於更下側的方式，配置成軸向為上下方向，係較佳的態樣。此時，流通於第一流體通路的液體，從位於軸向下側的第一外側流路供給，並從位於軸向上側的第一內側流路排出到外部。此時，從第一外側流路的開口流入第一中間流路的液體，依序通過分別形成複數條第二中間流路的機械軸封的第一以及第二密封面之間的附近，並被引導至第一內側流路的開口。藉此，便可抑制在該各機械軸封的第一以及第二密封面之間的附近發生空氣累積的情況，故可抑制該第一以及第二密封面之間發生潤滑不足的情況。
於該軸體，作為從外部將液體供給到該軸體內的供給流路的第三內側流路，以在外周側開口的方式形成；於該殼體，作為從該殼體內將液體排出到外部的排出流路的第三外側流路，以在內周側開口的方式形成；該複數個機械軸封，包含在該環狀空間中形成將該第三外側流路與該第三內側流路連接的第三中間流路以構成第三流體通路的機械軸封；該第三內側流路，宜在該軸體中於比該第一內側流路的開口更靠軸向上側的位置開口。此時，第三內側流路的開口，位於比第一內側流路的開口更靠軸向上側之處，故例如在從軸體的軸向上端往軸向下側加工鑿出第三內側流路時，便無須深鑿至比第一內側流路的開口位置更下側之處。因此，可輕易地加工形成第三內側流路。
於該軸體，宜形成從該第三內側流路的途中分支並與該第三中間流路的軸向上端部連通的分支流路。此時，流通於第三內側流路的液體，從第三內側流路的途中經由分支流路供給到第三中間流路的軸向上端部，通過形成該軸向上端部的機械軸封的第一以及第二密封面間的附近，並被引導至第三外側流路。藉此，便可抑制在形成第三中間流路的軸向上端部的機械軸封的第一以及第二密封面之間的附近發生空氣累積的情況，故可抑制該第一以及第二密封面之間發生潤滑不足的情況。
[發明的功效]
若根據本發明之旋轉接頭，即使僅有1條液體所流通之流體通路，仍可用該液體潤滑形成氣體所流通之流體通路的機械軸封的密封面。
接著，針對本發明之較佳實施態樣一邊參照所附圖式一邊進行說明。
[第1實施態樣]
＜整體構造＞
圖1，係表示本發明之第1實施態樣的旋轉接頭的剖面圖。該旋轉接頭1(以下亦稱為接頭1)，包含：安裝於旋轉裝置的固定側構件(例如CMP裝置本體)的筒狀的殼體2，以及安裝於該旋轉裝置的旋轉側構件(例如CMP裝置的轉台)的軸體5。本實施態樣之殼體2以及軸體5，配置成以軸向為上下方向。
另外，在本發明中，所謂「軸向」，係指沿著接頭1的中心線的方向(亦包含與該中心線平行的方向)，殼體2、軸體5以及後述的機械軸封7各自的中心線，以與接頭1的中心線對齊一致的方式構成。另外，在本發明中所謂「徑向」，係指與接頭1的中心線正交的方向。另外，接頭1的態勢，亦可為圖1所示之態勢以外的態勢，惟為了方便說明，在本實施態樣中，以圖1所示之上側為接頭1的「上」，以下側為接頭1的「下」。
＜殼體＞
殼體2，係將複數個凸緣20沿著上下方向堆疊所構成。在本實施態樣中，該等複數個凸緣20，由下往上依序由第一凸緣21、第二凸緣22、第三凸緣23、第四凸緣24、第五凸緣25以及第六凸緣26所構成。各凸緣21～26，均形成圓環狀，並由螺栓27連結固定。藉此，殼體2，整體形成為筒狀的構造體。
以下，在說明第一～第六凸緣21～26中的2個以上的凸緣的共通事項時，統稱為凸緣20。在第一～第五凸緣21～25中，於相鄰的各凸緣20之間，分別設置了O型環28。
第一～第六凸緣21～26，各自具有往徑向內側突出的環狀的突出部21a、22a、23a、24a、25a、26a。被密封流體所流通之第一外側流路31，以被密封流體通過突出部21a以外的部分的方式往徑向貫通而形成於第一凸緣21。作為被密封流體，可列舉出研磨液、洗淨水、純水、冷卻水、油、冷媒、研磨殘渣液等的液體，以及流體加壓用空氣、送風用空氣等的氣體。在本實施態樣中，液體(亦即冷卻水)作為被密封流體流通於第一外側流路31。
被密封流體所流通之第二外側流路32，各自以被密封流體通過突出部22a、23a、24a內部的方式往徑向貫通而形成於第二～第四凸緣22～24。在本實施態樣中，氣體(亦即空氣)作為被密封流體流通於各第二外側流路32。被密封流體所流通之第三外側流路33，以被密封流體通過除了突出部25a以外的部分的方式往徑向貫通而形成於第五凸緣25。在本實施態樣中，液體(亦即冷卻水)作為被密封流體流通於第三外側流路33。另外，於第五凸緣25，與第一凸緣21同樣，可流通研磨液、洗淨水、純水、冷卻水、油、冷媒、研磨殘渣液等的液體。
各外側流路31～33的兩端部，在凸緣20的內周側與外周側開口，在本實施態樣中，凸緣20的外周側的開口部，成為該固定側構件的複數條配管各自所連接的連接埠。根據以上所述，於殼體2，冷卻水作為被密封流體所流通之第一外側流路31以及第三外側流路33，還有空氣作為被密封流體所流通之複數條第二外側流路32，以沿著軸向且隔著既定間隔的方式形成。
＜軸體＞
軸體5，配置在殼體2的內周側，具有沿上下方向呈長直線狀的軸本體51，以及嵌合於該軸本體51的複數個軸套52。於軸本體51，除了軸套52以外，亦嵌合了後述的複數個機械軸封7的第二密封環72，且軸套52與第二密封環72沿著軸向交替地配置。在本實施態樣中，軸套52以及第二密封環72各設置了6個。
在軸本體51的下方，推壓構件53被螺栓54固定。另外，於軸本體51的上端部形成了直徑逐漸變大的粗徑部51a。該粗徑部51a，限制嵌合於軸本體51的軸套52以及第二密封環72往上側移動。在軸本體51、軸套52以及第二密封環72之間，設置了O型環55。O型環55，防止流通於後述各內側流路61～63的被密封流體滲入其他流路或洩漏到外部。
在推壓構件53與第一凸緣21的突出部21a之間設置了轉動軸承8，在軸本體51的粗徑部51a與第六凸緣26的突出部26a之間設置了轉動軸承9。藉此，包含軸本體51以及軸套52在內的軸體5，與第二密封環72一起，以可相對於殼體2旋轉的方式受到支持。
在軸本體51內，流路孔61a、63a各形成了1個，同時流路孔62a形成了複數個(在圖例中為3個)。該等流路孔61a～63a各自的一側，在軸本體51的外周面於軸向(上下方向)的相異位置開口。流路孔61a～63a的另一側，在軸本體51的端面(上端面)開口，對該端面的開口，分別連接了該旋轉側構件的複數條配管。
對應各流路孔61a、63a的該一側的開口的軸套52、52，在其內周側具有形成在其與軸本體51的外周面之間的環狀的間隙61b、63b，以及與各間隙61b、63b連通的貫通孔61c、63c。同樣地，對應各流路孔62a的該一側的開口的軸套52，在其徑向內側具有形成在其與軸本體51的外周面之間的環狀的間隙62b，以及與該間隙62b連通的貫通孔62c。
各間隙61b～63b，與對應的流路孔61a～63a連通。各貫通孔61c～63c，在周圍方向上隔著既定間隔形成了複數個(在圖中僅揭示出1個)。軸本體51內的流路孔61a、對應之軸套52的間隙61b以及複數個貫通孔61c，構成液體(亦即冷卻水)作為被密封流體所流通的第一內側流路61。藉此，第一內側流路61，具有作為軸體5的外周側的開口孔的貫通孔61c。
軸本體51內的各流路孔62a、對應之軸套52的間隙62b以及複數個貫通孔62c，構成氣體(亦即空氣)作為被密封流體所流通的第二內側流路62。藉此，各第二內側流路62，具有作為軸體5的外周側的開口孔的貫通孔62c。
軸本體51內的流路孔63a、對應之軸套52的間隙63b以及複數個貫通孔63c，構成液體(亦即冷卻水)作為被密封流體所流通的第三內側流路63。藉此，第三內側流路63，具有作為軸體5的外周側的開口孔的貫通孔63c。
根據以上所述，各內側流路61～63，具有作為軸體5的外周側的開口孔的貫通孔61c～63c。因此，於軸體5，1條第一內側流路61、與第二外側流路32同數目(3條)的第二內側流路62，以及1條第三內側流路63，以在軸向的相異位置開口的方式形成。
在本實施態樣中，第三內側流路63，在比第一內側流路61的開口以及各第二內側流路62的開口更靠軸向上側的位置開口。另外，在軸體5中，第三內側流路63，並非僅限於在圖式之位置開口的態樣，可在軸向的任意位置開口。
＜複數個機械軸封的整體構造＞
在殼體2與軸體5之間形成了環狀空間A，於該環狀空間A在軸向上設置了複數個(在圖例中為9個)機械軸封7。本實施態樣之接頭1，係在環狀空間A的軸向上配置了複數個機械軸封7的多流路旋轉接頭。
複數個機械軸封7，包含：用來形成將第一外側流路31與第一內側流路61連接的第一中間流路41的機械軸封7、形成將第二外側流路32與第二內側流路62逐一地連接的第二中間流路42的機械軸封7，以及形成將第三外側流路33與第三內側流路63連接的第三中間流路43的機械軸封7。
＜形成第三中間流路的機械軸封＞
圖2，係表示接頭1的上側的放大剖面圖。在圖2中，1個軸套52E以對向第五凸緣25的內周側的方式配置，在該軸套52E開口的第三內側流路63(貫通孔63c)，與在第五凸緣25的內周側開口的第三外側流路33，在軸向的相同位置開口。然後，在軸套52E與第五凸緣25之間，設置了形成第三中間流路43的2個機械軸封7H、7I。
各機械軸封7H、7I，具有：安裝在殼體2側的第一密封環(靜止密封環)71、安裝在軸體5側的第二密封環(旋轉密封環)72，以及作為推壓構件的螺旋彈簧73。第二密封環72，係由環狀構件所構成，如前所述的，設置成可與軸體5一體旋轉。第二密封環72的軸向的端面，與軸套52E的軸向的端面接觸；軸套52E，發揮作為在軸向上相鄰的機械軸封7H、7I的第二密封環72、72之間的間隔件的功能。於第二密封環72的軸向一端，形成了環狀的第二密封面72a。
第一密封環71，係由環狀構件所構成，配置在軸套52E的徑向外側。在該狀態下，第一密封環71，為殼體2所止轉。於第一密封環71的第二密封環72側的端面，形成了與第一密封面71a接觸的第二密封面72a。
螺旋彈簧73，以被壓縮的狀態隔設在第五凸緣25的突出部25a與第一密封環71之間。螺旋彈簧73沿著周圍方向設置了複數個(圖中僅揭示出1個)。因此，藉由複數個螺旋彈簧73的彈性復原力，第一密封環71在軸向上被推向第二密封環72側，軸向的推壓力作用在兩密封面71a、72a之間。藉此，便可令兩密封面71a、72a以在軸向上受到推壓的狀態接觸。另外，亦可使用螺旋彈簧73以外的其他推壓構件。
因此，第一密封環71的第一密封面71a與第二密封環72的第二密封面72a滑接，藉此，發揮防止被密封流體從該兩密封面71a、72a之間洩漏的密封功能。亦即，利用伴隨著第一密封環71的第一密封面71a與第二密封環72的第二密封面72a的相對旋轉的滑接作用發揮機械軸封7H、7I的密封功能。
各機械軸封7H、7I的第一密封環71，設置成在其與軸套52E的外周面之間具有間隙，在第一密封環71與軸套52之間，形成了環狀的間隙流路43a。該間隙流路43a，與軸套52E的貫通孔63c連通。然後，利用機械軸封7H的第一以及第二密封面71a、72a的密封功能，與機械軸封7I的第一以及第二密封面71a、72a的密封功能，防止被密封流體從間隙流路43a洩漏到外部。
再者，於兩機械軸封7H、7I的第一密封環71、71之間，形成了環狀流路43b，該環狀流路43b，將間隙流路43a與第三外側流路33連接。然後，在各第一密封環71的外周面與第五凸緣25的突出部25a的內周面之間，設置了O型環74。該O型環74，防止被密封流體從環狀流路43b洩漏到外部。另外，各第一密封環71，以可隔著O型環74相對於第五凸緣25的突出部25a在軸向上移動的狀態嵌合。
根據以上所述，在第三外側流路33與第三內側流路63之間，隔著密封的間隙流路43a以及環狀流路43b，該等流路43a、43b，構成將第三外側流路33與第三內側流路63連接的第三中間流路43。像這樣，利用由在軸向上相鄰的機械軸封7H、7I所形成的第三中間流路43，將第三外側流路33與第三內側流路63連結。然後，利用第三外側流路33、第三中間流路43以及第三內側流路63，構成1條獨立的第三流體通路13。
＜形成複數條第二中間流路的機械軸封＞
圖3，係表示接頭1的下側的放大剖面圖。在圖3中，1個軸套52A以對向第二凸緣22的內周側的方式配置，在該軸套52A開口的第二內側流路62(貫通孔62c)，相較於在第二凸緣22的內周側開口的第二外側流路32，在軸向的更上側一些的位置開口。然後，在該軸套52與第二凸緣22之間，設置了形成將第二外側流路32與第二內側流路62連接的第二中間流路42的2個機械軸封7B、7C。各機械軸封7B、7C，與前述的機械軸封7H、7I為同樣的構造，故省略詳細的說明。
各機械軸封7B、7C的第一密封環71，設置成在其與軸套52A的外周面之間具有間隙，在第一密封環71與軸套52A之間，形成了環狀的間隙流路42a。該間隙流路42a，與軸套52A的貫通孔62c連通。然後，利用機械軸封7B的第一以及第二密封面71a、72a的密封功能，與機械軸封7C的第一以及第二密封面71a、72a的密封功能，防止被密封流體從間隙流路42a洩漏到外部。
再者，於兩機械軸封7B、7C的第一密封環71、71之間，形成了環狀流路42b，該環狀流路42b，將間隙流路42a與第二外側流路32連接。然後，在各第一密封環71的外周面與第二凸緣22的突出部22a的內周面之間，設置了O型環74。該O型環74，防止被密封流體從環狀流路42b洩漏到外部。另外，各第一密封環71，以可隔著O型環74相對於第二凸緣22的突出部22a在軸向上移動的狀態嵌合。
根據以上所述，在第二外側流路32與第二內側流路62之間，隔著密封的間隙流路42a以及環狀流路42b，該等流路42a、42b，構成將第1條的第二外側流路32與第1條的第二內側流路62連接的第1條的第二中間流路42。像這樣，利用由在軸向上相鄰的機械軸封7所形成的第二中間流路42，將該第1條的第二外側流路32與該第1條的第二內側流路62連結。然後，利用該等第二外側流路32、第二中間流路42以及第二內側流路62，構成第1條的獨立的第二流體通路12。
在圖1中，與上述同樣，在第三凸緣23與對向其內周側的軸套52B之間，設置了形成將第2條的第二外側流路32與第2條的第二內側流路62連接的第2條的第二中間流路42的2個機械軸封7D、7E。在第三凸緣23的內周側開口的第二外側流路32與在軸套52B的內周側開口的第二內側流路62(貫通孔62c)之間隔著密封的間隙流路42a以及環狀流路42b，該等流路42a、42b構成該第2條的第二中間流路42。然後，利用該等第二外側流路32、第二中間流路42以及第二內側流路62，構成第2條的獨立的第二流體通路12。
再者，在第四凸緣24與對向其內周側的軸套52C之間，設置了形成將第3條的第二外側流路32與第3條的第二內側流路62連接的第3條的第二中間流路42的2個機械軸封7F、7G。在第四凸緣24的內周側開口的第二外側流路32與在軸套52C的內周側開口的第二內側流路62(貫通孔62c)之間隔著密封的間隙流路42a以及環狀流路42b，該等流路42a、42b構成該第3條的第二中間流路42。然後，利用該等第二外側流路32、第二中間流路42以及第二內側流路62，構成第3條的獨立的第二流體通路12。
根據以上所述，機械軸封7B～7G，形成將複數條第二外側流路32與複數條第二內側流路62逐一地連接的複數條第二中間流路42以構成複數條獨立的第二流體通路12。另外，在本實施態樣中，機械軸封7C的第二密封環72，亦兼作在其上側鄰接的機械軸封7D的第二密封環72，惟亦可於該等機械軸封7C、7D均設置第二密封環72。同樣地，機械軸封7E的第二密封環72，亦兼作在其上側鄰接的機械軸封7F的第二密封環72，惟亦可於該等機械軸封7E、7F均設置第二密封環72。
＜用來形成第一中間流路的機械軸封＞
如圖1所示的，第一外側流路31以及第一內側流路61，在軸體5的外周側，夾著複數條第二流體通路12的第二中間流路42，彼此在軸向(上下方向)的相異位置開口。在本實施態樣中，第一外側流路31的開口，位於比第一內側流路61的開口更靠軸向下側的位置。亦即，第一外側流路31，在比複數個第二中間流路42更靠軸向下側的位置開口；第一內側流路61，在比複數個第二中間流路42更靠軸向上側的位置開口。然後，該等開口由第一中間流路41連接。因此，利用第一外側流路31、第一中間流路41以及第一內側流路61，構成了1條獨立的第一流體通路11。
在本實施態樣中，第一流體通路11的第一中間流路41，係由形成於環狀空間A並與第一外側流路31的該開口連通的第一環狀流路41a、形成於環狀空間A並與第一內側流路61的該開口連通的第二環狀流路41b，以及將第一環狀流路41a與第二環狀流路41b連接的連接流路41c所構成。
於環狀空間A，設置了形成第一環狀流路41a的2個機械軸封7A、7B，且設置了形成第二環狀流路41b的2個機械軸封7G、7H。另外，機械軸封7B，如上所述的，係形成第二中間流路42的機械軸封，惟亦兼作形成第一環狀流路41a的機械軸封。同樣地，機械軸封7G、7H，如上所述的，各自係形成第二中間流路42以及第三中間流路43的機械軸封，惟亦兼作形成第二環狀流路41b的機械軸封。機械軸封7A，與其他機械軸封7為同樣的構造。因此，針對機械軸封7A、7B、7G、7H，省略詳細說明。
在圖3中，第一環狀流路41a，形成在機械軸封7A、7B與對向該等機械軸封的第一凸緣21之間，並與在第一凸緣21的內周側開口的第一外側流路31連通。機械軸封7A、7B，具有共用的第二密封環72。
利用機械軸封7A的第一以及第二密封面71a、72a以及設置在機械軸封7A的第一密封環71的外周側的O型環74的密封功能，防止被密封流體從第一環狀流路41a的軸向下側洩漏到外部。另外，利用機械軸封7B的第一以及第二密封面71a、72a以及設置在機械軸封7B的第一密封環71的外周側的O型環74的密封功能，防止被密封流體從第一環狀流路41a的軸向上側洩漏到形成於其內周側的第二中間流路42(間隙流路42a)。
在圖2中，第二環狀流路41b，形成在機械軸封7G、7H以及配置於其之間的軸套52D，與對向該軸套52D的第四凸緣24之間。藉此，第二環狀流路41b，與在軸體5的外周側開口的第一內側流路61(貫通孔61c)連通。
利用機械軸封7G的第一以及第二密封面71a、72a以及設置在機械軸封7G的第一密封環71的外周側的O型環74的密封功能，防止被密封流體從第二環狀流路41b的軸向下側洩漏到形成於其內周側的第二中間流路42(間隙流路42a)。同樣地，利用機械軸封7H的第一以及第二密封面71a、72a以及設置在機械軸封7H的第一密封環71的外周側的O型環74的密封功能，防止被密封流體從第二環狀流路41b的軸向上側洩漏到形成於其內周側的第三中間流路43(間隙流路43a)。
在圖1中，將第一環狀流路41a與第二環狀流路41b連接的連接流路41c，在環狀空間A中具有：在軸向上形成了複數條(在圖例中為2條)的第三環狀流路41d、41e，以及形成於殼體2的複數個(在圖例中為3個)的流路孔41f、41g、41h。
第三環狀流路41d，形成在「分別形成沿軸向相鄰的第二內側流路62的機械軸封7C、7D」與「對向該等機械軸封的第二以及第三凸緣22、23」之間。利用機械軸封7C的第一以及第二密封面71a、72a的密封功能，與機械軸封7D的第一以及第二密封面71a、72a的密封功能，防止被密封流體從第三環狀流路41d洩漏到形成在其內周側的上下2條第二中間流路42(間隙流路42a)(參照圖3)。
第三環狀流路41e，形成在「分別形成沿軸向相鄰的第二內側流路62的機械軸封7E、7F」與「對向該等機械軸封的第三以及第四凸緣23、24」之間。利用機械軸封7E的第一以及第二密封面71a、72a的密封功能與機械軸封7F的第一以及第二密封面71a、72a的密封功能，防止被密封流體從第三環狀流路41e洩漏到形成在其內周側的上下2條第二中間流路42(間隙流路42a)。
殼體2側的流路孔41f，以在第二凸緣22的突出部22a往軸向貫通的方式形成，而將第一環狀流路41a的上端部與第三環狀流路41d的下端部連接。流路孔41g，以在第三凸緣23的突出部23a往軸向貫通的方式形成，而將第三環狀流路41d的上端部與第三環狀流路41e的下端部連接。流路孔41h，以在第四凸緣24的突出部24a往軸向貫通的方式形成，而將第三環狀流路41e的上端部與第二環狀流路41b的下端部連接。
根據以上所述，複數個流路孔41f～41h，透過複數條第三環狀流路41d、41e，將第一環狀流路41a與第二環狀流路41b連接。亦即，第一外側流路31與第一內側流路61，從下側開始，依序透過第一環狀流路41a、流路孔41f、第三環狀流路41d、流路孔41g、第三環狀流路41e、流路孔41h以及第二環狀流路41b連接。
藉此，流通於第一中間流路41的冷卻水(被密封流體)，便潤滑並冷卻形成複數條第二中間流路42的各機械軸封7B～7G的第一以及第二密封面71a、72a。具體而言，流通於第一環狀流路41a的冷卻水，潤滑並冷卻形成第二中間流路42的機械軸封7B的第一以及第二密封面71a、72a。流通於第三環狀流路41d的冷卻水，潤滑並冷卻機械軸封7C、7D的第一以及第二密封面71a、72a。
流通於第三環狀流路41e的冷卻水，潤滑並冷卻機械軸封7F、7E的第一以及第二密封面71a、72a。流通於第二環狀流路41b的冷卻水，潤滑並冷卻形成第二中間流路42的機械軸封7G的第一以及第二密封面71a、72a。
另外，流通於第一環狀流路41a的冷卻水，亦潤滑並冷卻機械軸封7A的第一以及第二密封面71a、72a。另外，流通於第二環狀流路41b的冷卻水，亦潤滑並冷卻機械軸封7H的第一以及第二密封面71a、72a。
＜第一以及第三流體通路的冷卻水的流通＞
在圖1中，第一外側流路31，為從冷卻水(被密封流體)的供給源將冷卻水供給到殼體2內的供給流路。藉此，第一外側流路31在殼體2的外周側的開口，為從該供給源供給冷卻水的供給口。第一內側流路61，為從軸體5內將冷卻水送出(排出)到該旋轉側構件的送出流路(排出流路)。藉此，第一內側流路61在軸本體51的上端側的開口，為將冷卻水送出到該旋轉側構件的送出口(排出口)。
因此，第一流體通路11，將從冷卻水的供給源供給到第一外側流路31的冷卻水，透過第一中間流路41從第一內側流路61送出到該旋轉側構件。
第三內側流路63，為從該旋轉側構件將冷卻水回收(供給)到軸體5內的回收流路(供給流路)。藉此，第三內側流路63在軸本體51的上端側的開口，為從該旋轉側構件回收冷卻水的回收口(供給口)。第三外側流路33，為從殼體2內將冷卻水排出到外部的排出流路。藉此，第三外側流路33在殼體2的外周側的開口，為將冷卻水排出到殼體2的外部的排出口。
因此，第三流體通路13，將從該旋轉側構件回收到第三內側流路63的冷卻水，透過第三中間流路43從第三外側流路33排出到外部。
在圖2中，於軸體5，形成了從第三內側流路63的途中分支並與第三中間流路43的軸向上端部連通的分支流路15。分支流路15，具有：形成於軸本體51的流路孔15a，還有形成於與第三中間流路43的間隙流路43a對向的軸套52E的環狀的間隙15b以及貫通溝15c。
流路孔15a，以從第三內側流路63的朝上下方向(軸向)延伸的部分的途中往徑向外側延伸的方式分支，並在軸本體51的外周側於比第三內側流路63的開口更往上側一些的位置開口。環狀的間隙15b，在軸套52E的內周側形成於其與軸本體51的外周面之間，並與流路孔15a的開口連通。
貫通溝15c，形成在軸套52E的軸向上端部，將間隙流路43a的軸向上端部(形成在第一以及第二密封面71a、72a的接觸部與軸套52E的外周面之間的環狀空間)與間隙15b連接。
根據以上所述，流通於第三內側流路63的冷卻水的一部分，經由分支流路15的流路孔15a、間隙15b、貫通溝15c，通過間隙流路43a的軸向上端部，經由環狀流路43b被引導至第三外側流路33。藉此，便可抑制在間隙流路43a的軸向上端部，亦即在配置於環狀空間A的最上部的機械軸封7I的第一以及第二密封面71a、72a之間的附近，發生空氣累積的情況。
＜功效＞
以上，若根據本實施態樣之旋轉接頭1，在液體(冷卻水)所流通之第一流體通路11中，殼體2側的第一外側流路31的開口以及軸體5側的第一內側流路61的開口，夾著氣體(空氣)所流通之複數條第二流體通路12的第二中間流路42，彼此在軸向上的相異位置開口。然後，將第一外側流路31的開口與第一內側流路61的開口連接的第一中間流路41，以「流通於該第一中間流路41的液體，潤滑形成該複數條第二中間流路42的機械軸封7B～7G的第一以及第二密封面71a、72a」的方式形成。藉此，便可利用流通於一條第一流體通路11(第一中間流路41)的液體，潤滑形成氣體所流通之複數條第二流體通路12(第二中間流路42)的機械軸封7B～7G的第一以及第二密封面71a、72a。
另外，第一流體通路11的第一中間流路41，係由與第一外側流路31的開口連通的第一環狀流路41a、與第一內側流路61的開口連通的第二環狀流路41b，以及將第一環狀流路41a與第二環狀流路41b連接的連接流路41c所構成。因此，利用「將第一環狀流路41a與第二環狀流路41b以連接流路41c連接」此等簡單的構造，便可形成第一中間流路41。
另外，第一中間流路41的連接流路41c，具有：用形成各第二內側流路62的機械軸封7C～7F所形成的複數條第三環狀流路41d、41e，以及透過複數條第三環狀流路41d、41e將第一環狀流路41a與第二環狀流路41b連接的複數個流路孔41f～41h。藉此，流通於連接流路41c的液體，分別通過用形成各第二內側流路62的機械軸封7C～7F所形成的複數條第三環狀流路41d、41e，故可確實地潤滑配置在連接流路41c的途中的機械軸封7C～7F的第一以及第二密封面71a、72a。
另外，流通於第一流體通路11的液體，從位於軸向下側的第一外側流路31供給，並從位於軸向上側的第一內側流路61排出到外部。此時，從第一外側流路31的開口流入第一中間流路41的液體，依序通過分別形成複數條第二中間流路42的機械軸封7B～7G的第一以及第二密封面71a，72a之間的附近，並被引導至第一內側流路61的開口。藉此，便可抑制在該各機械軸封7B～7G的第一以及第二密封面71a、72a之間的附近發生空氣累積的情況，故可抑制該第一以及第二密封面71a、72a之間發生潤滑不足的情況。
另外，第三流體通路13的第三內側流路63的開口，位於比第一流體通路11的第一內側流路61的開口更靠軸向上側的位置。因此，例如，當從軸本體51的軸向上端往軸向下側加工鑿出第三內側流路63時，便無須挖鑿到比第一內側流路61的開口位置更下側之處，故可輕易地加工形成第三內側流路63。
另外，於軸體5，形成了從第三內側流路63的途中分支並與第三中間流路43的軸向上端部連通的分支流路15。因此，流通於第三內側流路63的液體，從第三內側流路63的途中經由分支流路15供給到第三中間流路43的軸向上端部，並通過形成該軸向上端部的機械軸封7I的第一以及第二密封面71a、72a之間的附近，而被引導至第三外側流路33。藉此，便可抑制在配置於環狀空間A的最上部的機械軸封7I的第一以及第二密封面71a、72a之間的附近發生空氣累積的情況，故可抑制該第一以及第二密封面71a、72a之間發生潤滑不足的情況。
[第2實施態樣]
圖4，係表示本發明之第2實施態樣的旋轉接頭的剖面圖。本實施態樣之旋轉接頭1與第1實施態樣之旋轉接頭1主要的相異點在於：「第一外側流路31與第三外側流路33的軸向的位置關係不同」此點、「形成在第一外側流路31的開口與第一內側流路61的開口之間的第二中間流路42的數目不同」此點，以及「形成了氣體流通的第四流體通路14」此點。
在圖4中，在本實施態樣之旋轉接頭1中，殼體2的複數個凸緣20，由下往上依序由第一凸緣21、第二凸緣22、第三凸緣23以及第四凸緣24所構成。在第一凸緣21與推壓構件53之間設置了轉動軸承8，在第四凸緣24與軸本體51的粗徑部51a之間設置了轉動軸承9。藉此，軸體5以可相對於殼體2旋轉的方式受到支持。
在第三凸緣23的軸向下側，液體(亦即冷卻水)作為被密封流體所流通之第一外側流路31以往徑向貫通的方式形成。另外，在比第三凸緣23的第一外側流路31更靠軸向上側之處，氣體(亦即空氣)作為被密封流體所流通之1條第二外側流路32以往徑向貫通的方式形成。
在第二凸緣22的軸向下側，液體(亦即冷卻水)作為被密封流體所流通之第三外側流路33以往徑向貫通的方式形成。另外，在第二凸緣22的軸向上側，氣體(亦即空氣)作為被密封流體所流通之1條第四外側流路34以往徑向貫通的方式形成。根據以上所述，於殼體2，冷卻水作為被密封流體所流通之第一外側流路31以及第三外側流路33，還有空氣作為被密封流體所流通之第二外側流路32以及第四外側流路34，各自沿著軸向形成1條。
在軸本體51內，流路孔61a、62a、63a、64a形成了各1個。該等流路孔61a～64a各自的一側，在軸本體51的外周面於軸向(上下方向)的相異位置開口。流路孔61a～64a的另一側，在軸本體51的端面(上端面)開口，該端面的開口，分別與該旋轉側構件的複數條配管連接。
與各流路孔61a～64a的該一側的開口對應的軸套52，具有：在其內周側形成在其與軸本體51的外周面之間的環狀的間隙61b、62b、63b、64b，以及以往徑向貫通的方式形成的貫通孔61c、62c、63c、64c。
各間隙61b～64b，與對應之軸套52的流路孔61a～64a連通。各貫通孔61c～64c，在周圍方向上隔著既定間隔形成了複數個(圖中僅揭示1個)。軸本體51內的流路孔61a，與對應之軸套52的間隙61b以及複數個貫通孔61c，構成液體(亦即冷卻水)作為被密封流體所流通的第一內側流路61。藉此，第一內側流路61，具有作為軸體5的外周側的開口孔的貫通孔61c。
軸本體51內的流路孔62a，與對應之軸套52的間隙62b以及複數個貫通孔62c，構成氣體(亦即空氣)作為被密封流體所流通的第二內側流路62。藉此，第二內側流路62，具有作為軸體5的外周側的開口孔的貫通孔62c。
軸本體51內的流路孔63a，與對應之軸套52的間隙63b以及複數個貫通孔63c，構成液體(亦即冷卻水)作為被密封流體所流通的第三內側流路63。藉此，第三內側流路63，具有作為軸體5的外周側的開口孔的貫通孔63c。
軸本體51內的流路孔64a，與對應之軸套52的間隙64b以及複數個貫通孔64c，構成氣體(亦即空氣)作為被密封流體所流通的第四內側流路64。藉此，第四內側流路64，具有作為軸體5的外周側的開口孔的貫通孔64c。
根據以上所述，各內側流路61～64，具有作為軸體5的外周側的開口孔的貫通孔61c～64c。因此，於軸體5，第一內側流路61、第二內側流路62、第三內側流路63以及第四內側流路64，以各自在軸向的相異位置開口的方式形成。在本實施態樣中，第三內側流路63，在比第一內側流路61的開口、第二內側流路62的開口以及第四內側流路64的開口更靠軸向下側的位置開口。
於形成在殼體2與軸體5之間的環狀空間A，在軸向上設置了複數個(在圖例中為6個)機械軸封7。該等複數個機械軸封7，包含：用來形成將第一外側流路31與第一內側流路61連接的第一中間流路41的機械軸封、形成將第二外側流路32與第二內側流路62連接的第二中間流路42的機械軸封、形成將第三外側流路33與第三內側流路63連接的第三中間流路43的機械軸封，以及形成將第四外側流路34與第四內側流路64連接的第四中間流路44的機械軸封。
1個軸套52A對向配置在第二凸緣22的軸向下部的內周側，在該軸套52A開口的第三內側流路63(貫通孔63c)，與在第二凸緣22的內周側開口的第三外側流路33，在軸向的相同位置開口。然後，在軸套52A與第二凸緣22之間，設置了形成第三中間流路43的2個機械軸封7A、7B。
第三中間流路43，在各機械軸封7A、7B以及配置於其之間的軸套52A與對向該軸套52A的第二凸緣22之間形成環狀。然後，利用各機械軸封7A、7B的第一密封面71a以及第二密封面72a還有設置於各機械軸封7A、7B的第一密封環71的外周側的O型環74的密封功能，防止被密封流體從第三中間流路43洩漏到外部。
根據以上所述，利用由在軸向上相鄰的機械軸封7A、7B所形成的第三中間流路43，將第三外側流路33與第三內側流路63連結。然後，利用第三外側流路33、第三中間流路43以及第三內側流路63，構成1條獨立的第三流體通路13。另外，於本實施態樣之軸體5，並未形成從第三內側流路63的途中分支並與第三中間流路43連通的分支流路。
1個軸套52B對向配置在第二凸緣22的軸向上部的內周側，在該軸套52B開口的第四內側流路64(貫通孔64c)，與在第二凸緣22的內周側開口的第四外側流路34，在軸向的相同位置開口。然後，在該軸套52B與第二凸緣22之間，設置了形成第四中間流路44的2個機械軸封7B、7C。另外，機械軸封7B，如上所述的，係形成第三中間流路43的機械軸封，惟亦兼作形成第四中間流路44的機械軸封。
各機械軸封7B、7C的第一密封環71，設置成在其與對應的軸套52B的外周面之間具有間隙，在各第一密封環71與軸套52B之間，形成了環狀的間隙流路44a。該間隙流路44a，與軸套52B的貫通孔64c連通。然後，利用機械軸封7B的第一以及第二密封面71a、72a的密封功能，與機械軸封7C的第一以及第二密封面71a、72a的密封功能，防止被密封流體從間隙流路44a洩漏到外部。
再者，在兩機械軸封7B、7C的第一密封環71、71之間，形成了環狀流路44b，該環狀流路44b，將間隙流路44a與第四外側流路34連接。然後，利用設置在各第一密封環71的外周面與第二凸緣22的突出部22a的內周面之間的O型環74的密封功能，防止被密封流體從環狀流路44b洩漏到外部。
根據以上所述，在第四外側流路34與第四內側流路64之間，隔著密封的間隙流路44a以及環狀流路44b，該等流路44a、44b，構成將第四外側流路34與第四內側流路64連接的第四中間流路44。像這樣，利用由在軸向上相鄰之機械軸封7B、7C所形成的第四中間流路44，將第四外側流路34與第四內側流路64連結。然後，利用第四外側流路34、第四中間流路44以及第四內側流路64，構成1條獨立的第四流體通路14。
1個軸套52C對向配置在第三凸緣23的軸向下部的內周側，在該軸套52C開口的第二內側流路62(貫通孔62c)，與在第三凸緣23的內周側開口的第二外側流路32，在軸向的相同位置開口。然後，在該軸套52C與第三凸緣23之間，設置了形成第二中間流路42的2個機械軸封7D、7E。
各機械軸封7D、7E的第一密封環71，設置成在其與軸套52C的外周面之間具有間隙，在各第一密封環71與軸套52C之間，形成了環狀的間隙流路42a。該間隙流路42a，與軸套52C的貫通孔62c連通。然後，利用機械軸封7D的第一以及第二密封面71a、72a的密封功能，與機械軸封7E的第一以及第二密封面71a、72a的密封功能，防止被密封流體從間隙流路42a洩漏到外部。
再者，在兩機械軸封7D、7E的第一密封環71、71之間，形成了環狀流路42b，該環狀流路42b，將間隙流路42a與第二外側流路32連接。然後，在各第一密封環71的外周面與第三凸緣23的突出部23a的內周面之間，設置了O型環74。該O型環74，防止被密封流體從環狀流路42b洩漏到外部。另外，各第一密封環71，以可隔著O型環74相對於第三凸緣23的突出部23a在軸向上移動的狀態嵌合。
根據以上所述，在第二外側流路32與第二內側流路62之間，隔著密封的間隙流路42a以及環狀流路42b，該等流路42a、42b，構成將第二外側流路32與第二內側流路62連接的第二中間流路42。像這樣，利用由在軸向上相鄰之機械軸封7D、7E所形成的第二中間流路42，將第二外側流路32與第二內側流路62連結。然後，利用第二外側流路32、第二中間流路42以及第二內側流路62，構成1條獨立的第二流體通路12。
第一外側流路31以及第一內側流路61，在軸體5的外周側，夾著1條第二流體通路12的第二中間流路42，彼此在軸向(上下方向)上的相異位置開口。在本實施態樣中，第一外側流路31，在比第二中間流路42更靠軸向下側的位置開口，第一內側流路61，在比第二中間流路42更靠軸向上側的位置開口。然後，該等開口由第一中間流路41連接。因此，利用第一外側流路31、第一中間流路41以及第一內側流路61，構成1條獨立的第一流體通路11。
在本實施態樣中，第一流體通路11的第一中間流路41，係由形成於環狀空間A並與第一外側流路31的該開口連通的第一環狀流路41a、形成於環狀空間A並與第一內側流路61的該開口連通的第二環狀流路41b，以及形成於殼體2並將第一環狀流路41a與第二環狀流路41b連接的連接流路41c所構成。
於環狀空間A，設置了形成第一環狀流路41a的2個機械軸封7C、7D，且設置了形成第二環狀流路41b的2個機械軸封7E、7F。另外，機械軸封7C，如上所述的，係形成第四中間流路44的機械軸封，惟亦兼作形成第一環狀流路41a的機械軸封。同樣地，機械軸封7D、7E，如上所述的，係形成第二中間流路42的機械軸封，惟亦兼作形成第二環狀流路41b的機械軸封。
第一環狀流路41a，形成在機械軸封7C、7D與對向該等機械軸封的第三凸緣23之間，並與在第三凸緣23的內周側開口的第一外側流路31連通。機械軸封7C、7D，具有共用的第二密封環72。
利用機械軸封7C的第一以及第二密封面71a、72a，以及設置在機械軸封7C的第一密封環71的外周側的O型環74的密封功能，防止被密封流體從第一環狀流路41a的軸向下側洩漏到形成在其內周側的第四中間流路44(間隙流路44a)。
另外，利用機械軸封7D的第一以及第二密封面71a、72a，以及設置在機械軸封7D的第一密封環71的外周側的O型環74的密封功能，防止被密封流體從第一環狀流路41a的軸向上側洩漏到形成在其內周側的第二中間流路42(間隙流路42a)。
第二環狀流路41b，形成在機械軸封7E、7F以及配置於其之間的軸套52D與對向該軸套52D的第三凸緣23之間。藉此，第二環狀流路41b，與在軸體5的外周側開口的第一內側流路61(貫通孔61c)連通。
利用機械軸封7E的第一以及第二密封面71a、72a還有設置在機械軸封7E的第一密封環71的外周側的O型環74的密封功能，防止被密封流體從第二環狀流路41b的軸向下側洩漏到形成在其內周側的第二中間流路42(間隙流路42a)。另外，利用機械軸封7F的第一以及第二密封面71a、72a還有設置在機械軸封7F的第一密封環71的外周側的O型環74的密封功能，防止被密封流體從第二環狀流路41b的軸向上側洩漏到外部。
殼體2側的連接流路41c，係由在第三凸緣23的突出部23a以往軸向貫通的方式形成的流路孔所構成，並將第一環狀流路41a的上端部與第二環狀流路41b的下端部連接。亦即，第一外側流路31以及第一內側流路61，從下側開始依序透過第一環狀流路41a、連接流路41c以及第二環狀流路41b連接。
藉此，流通於第一流體通路11的第一中間流路41的冷卻水(被密封流體)，潤滑並冷卻形成第二中間流路42的各機械軸封7D、7E的第一以及第二密封面71a、72a。具體而言，流通於第一中間流路41的第一環狀流路41a的冷卻水，潤滑並冷卻形成第二中間流路42的機械軸封7D的第一以及第二密封面71a、72a。另外，流通於第一中間流路41的第二環狀流路41b的冷卻水，潤滑並冷卻形成第二中間流路42的機械軸封7E的第一以及第二密封面71a、72a。
另外，流通於第一環狀流路41a的冷卻水，亦潤滑並冷卻形成第四中間流路44的其中一方的機械軸封7C的第一以及第二密封面71a、72a。另外，流通於第三流體通路13的第三中間流路43的冷卻水(被密封流體)，潤滑並冷卻形成第四中間流路44的另一方的機械軸封7B的第一以及第二密封面71a、72a。在第2實施態樣中省略說明之點，與第1實施態樣相同。
以上，若根據本實施態樣之旋轉接頭1，在液體(冷卻水)所流通的第一流體通路11中，殼體2側的第一外側流路31的開口以及軸體5側的第一內側流路61的開口，夾著氣體(空氣)所流通之第二流體通路12的第二中間流路42，彼此在軸向的相異位置開口。然後，將第一外側流路31的開口與第一內側流路61的開口連接的第一中間流路41，以流通於該第一中間流路41的液體潤滑形成第二中間流路42的機械軸封7D、7E的第一以及第二密封面71a、72a的方式形成。藉此，便可利用流通於一條第一流體通路11(第一中間流路41)的液體，潤滑形成氣體所流通之第二流體通路12(第二中間流路42)的機械軸封7D、7E的第一以及第二密封面71a、72a。
另外，第一流體通路11的第一中間流路41，可由「將與第一外側流路31的開口連通的第一環狀流路41a，還有與第一內側流路61的開口連通的第二環狀流路41b，以連接流路41c連接」此等簡單的構造所形成。
[其他]
上述各實施態樣之旋轉接頭1，亦可在軸向上為上下相反的配置，亦可配置成軸向為水平方向。另外，上述各實施態樣之旋轉接頭1，係第一流體通路11為將液體送出到CMP裝置的旋轉側構件的流體通路，且第三流體通路13為從該旋轉側構件回收液體的流體通路，惟亦可第一流體通路11為從該旋轉側構件回收液體的流體通路，且第三流體通路13為將液體送出到旋轉側構件的流體通路。此時，第一外側流路31為從殼體2內將液體排出到外部的排出流路，第一內側流路61為從外部將液體供給到軸體5內的供給流路。另外，第三外側流路33為從外部將液體供給到殼體2內的供給流路，第三內側流路63為從軸體5內將液體排出到外部的排出流路。
上述各實施態樣之旋轉接頭1，除了CMP裝置以外，亦可適用於濺鍍裝置或蝕刻裝置等其他裝置。此時，旋轉接頭1，亦可不具備第三流體通路13。另外，旋轉接頭1，並非僅限於在半導體技術領域使用。在上述第1實施態樣中，第一外側流路31以及第一內側流路61，係夾著3條第二中間流路42在軸向的相異位置開口，惟只要至少夾著1條第二中間流路42在軸向的相異位置開口即可。另外，當第一外側流路31以及第一內側流路61，夾著2條第二中間流路42在軸向的相異位置開口時，將第一中間流路41的第一環狀流路41a與第二環狀流路41b連接的連接流路41c，可由1條第三環狀流路與2個流路孔所構成。
在上述第2實施態樣中，第一外側流路31以及第一內側流路61，係在環狀空間A中夾著1條第二中間流路42在軸向的相異位置開口，惟亦可夾著複數條第二中間流路42在軸向的相異位置開口。另外，上述第2實施態樣之旋轉接頭1，亦可不具備第四流體通路14。
吾人認為在本次所揭示之實施態樣中所有的特徵點均為例示條件而並非限制條件。本發明之範圍，非由上述技術內容而係由請求範圍所表示，且意欲包含與請求範圍均等之技術內容以及範圍內的所有變更在內。
1‧‧‧旋轉接頭
2‧‧‧殼體
5‧‧‧軸體
7、7A～7I‧‧‧機械軸封
8、9‧‧‧轉動軸承
11～14‧‧‧第一～第四流體通路
15a‧‧‧流路孔
15b‧‧‧間隙
15c‧‧‧貫通溝
15‧‧‧分支流路
20‧‧‧凸緣
21～26‧‧‧第一～第六凸緣
21a～26a‧‧‧突出部
27‧‧‧螺栓
28‧‧‧O型環
31～34‧‧‧第一～第四外側流路
41a‧‧‧第一環狀流路
41b‧‧‧第二環狀流路
41c‧‧‧連接流路
41d、41e‧‧‧第三環狀流路
41f、41g、41h‧‧‧流路孔
41～44‧‧‧第一～第四中間流路
42a～44a‧‧‧間隙流路
42b～44b‧‧‧環狀流路
51‧‧‧軸本體
51a‧‧‧粗徑部
52、52A～52E‧‧‧軸套
53‧‧‧推壓構件
54‧‧‧螺栓
55‧‧‧O型環
61a～64a‧‧‧流路孔
61b～64b‧‧‧間隙
61c～64c‧‧‧貫通孔
61～64‧‧‧第一～第四內側流路
71a‧‧‧第一密封面
71‧‧‧第一密封環
72a‧‧‧第二密封面
72‧‧‧第二密封環
73‧‧‧螺旋彈簧
74‧‧‧O型環
80‧‧‧旋轉接頭
81‧‧‧殼體
82‧‧‧軸體
83‧‧‧軸本體
84‧‧‧軸套
85‧‧‧環狀空間
86、86A～86D‧‧‧機械軸封
87‧‧‧第一密封環
87a‧‧‧第二密封面
88‧‧‧第二密封環
88a‧‧‧第二密封面
89‧‧‧螺旋彈簧
90‧‧‧流體通路
90A～90C‧‧‧第一～第三流體通路
91‧‧‧外側流路
92‧‧‧內側流路
92a‧‧‧流路孔
92b‧‧‧貫通孔
93、93A～93C‧‧‧中間流路
A‧‧‧環狀空間
[圖1] 係表示本發明之第1實施態樣的旋轉接頭的剖面圖。
[圖2] 係表示該旋轉接頭的上側的放大剖面圖。
[圖3] 係表示該旋轉接頭的下側的放大剖面圖。
[圖4] 係表示本發明之第2實施態樣的旋轉接頭的剖面圖。
[圖5] 係表示習知的旋轉接頭的剖面圖。

Claims (7)

  1. 一種旋轉接頭，具有液體所流通之第一流體通路與氣體所流通之第二流體通路，其包含： 筒狀的殼體，液體所流通之第一外側流路以及氣體所流通之第二外側流路各自以在其內周側開口的方式形成； 軸體，設成可在該殼體內相對旋轉，且液體所流通之第一內側流路以及氣體所流通之第二內側流路各自以在其外周側開口的方式形成；以及 機械軸封，其為了形成將該第一外側流路與該第一內側流路連接的第一中間流路，且為了形成將該第二外側流路與該第二內側流路連接的第二中間流路以構成該第二流體通路，而在該殼體與該軸體之間的環狀空間中沿著軸向設置了複數個； 該機械軸封，包含： 第一密封環，其安裝於該殼體同時形成第一密封面；以及 第二密封環，其安裝於該軸體同時形成與該第一密封面滑接的第二密封面； 該第一流體通路，包含： 該第一外側流路與該第一內側流路，其夾著該第二中間流路彼此在軸向的相異位置開口；以及 該第一中間流路，其將該第一外側流路的開口與該第一內側流路的開口連接； 該第一中間流路，以流通於該第一中間流路的液體潤滑形成該第二中間流路的機械軸封之第一以及第二密封面的方式形成。
  2. 如申請專利範圍第1項之旋轉接頭，其中， 該第一中間流路，包含： 第一環狀流路，其在該環狀空間中，利用該複數個機械軸封之中的一部分的機械軸封形成，並與該第一外側流路的開口連通； 第二環狀流路，其在該環狀空間中，利用該複數個機械軸封之中的另一部分的機械軸封形成，並與該第一內側流路的開口連通；以及 連接流路，其將該第一環狀流路與該第二環狀流路連接。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之旋轉接頭，其中， 於該殼體，該第二外側流路在軸向上形成了複數條； 於該軸體，形成了與該第二外側流路相同數目的該第二內側流路； 該複數個機械軸封，包含在該環狀空間中形成將該第二外側流路與該第二內側流路逐一地連接的該第二中間流路以構成複數條該第二流體通路的機械軸封； 該第一外側流路以及該第一內側流路，夾著該複數條第二中間流路彼此在軸向的相異位置開口； 該第一中間流路，以流通於該第一中間流路的液體潤滑形成該複數條第二中間流路的機械軸封的第一以及第二密封面的方式形成。
  4. 如申請專利範圍第3項之旋轉接頭，其中， 該第一中間流路，包含： 第一環狀流路，其在該環狀空間中，利用該複數個機械軸封之中的一部分的機械軸封形成，並與該第一外側流路的開口連通； 第二環狀流路，其在該環狀空間中，利用該複數個機械軸封之中的另一部分的機械軸封形成，並與該第一內側流路的開口連通；以及 連接流路，其將該第一環狀流路與該第二環狀流路連接； 該連接流路，包含： 第三環狀流路，其在該環狀空間的該第一環狀流路與該第二環狀流路之間，利用形成該複數條第二內側流路的機械軸封形成；以及 複數個流路孔，其形成於該殼體，並透過該第三環狀流路將該第一環狀流路與該第二環狀流路連接。
  5. 如申請專利範圍第3項之旋轉接頭，其中， 該第一外側流路，係從外部將液體供給到該殼體內的供給流路； 該第一內側流路，係從該軸體內將液體排出到外部的排出流路； 該殼體以及該軸體，以該第一外側流路的開口比該第一內側流路的開口位於更下側的方式，將其軸向配置成上下方向。
  6. 如申請專利範圍第5項之旋轉接頭，其中， 於該軸體，作為從外部將液體供給到該軸體內的供給流路的第三內側流路，以在外周側開口的方式形成； 於該殼體，作為從該殼體內將液體排出到外部的排出流路的第三外側流路，以在內周側開口的方式形成； 該複數個機械軸封，包含在該環狀空間中形成將該第三外側流路與該第三內側流路連接的第三中間流路以構成第三流體通路的機械軸封； 該第三內側流路，在該軸體中係在比該第一內側流路的開口更靠軸向上側的位置開口。
  7. 如申請專利範圍第6項之旋轉接頭，其中， 於該軸體，形成了從該第三內側流路的途中分支並與該第三中間流路的軸向上端部連通的分支流路。
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