特許 6063838 ロータリジョイント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6063838

(24)【登録日】2016年12月22日

(45)【発行日】2017年1月18日

(54)【発明の名称】ロータリジョイント

(51)【国際特許分類】

   F16L 27/08 20060101AFI20170106BHJP

   F16J 15/34 20060101ALI20170106BHJP

   F16J 15/447 20060101ALI20170106BHJP

   F16C 17/02 20060101ALI20170106BHJP

   F16C 17/04 20060101ALI20170106BHJP

   F16C 33/20 20060101ALI20170106BHJP

【ＦＩ】

   F16L27/08 Z

   F16J15/34 K

   F16J15/447

   F16J15/34 B

   F16C17/02 Z

   F16C17/04 Z

   F16C33/20 Z

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-158793(P2013-158793)

(22)【出願日】2013年7月31日

(65)【公開番号】特開2015-31297(P2015-31297A)

(43)【公開日】2015年2月16日

【審査請求日】2016年1月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000229737

【氏名又は名称】日本ピラー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087653

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴江 正二

(72)【発明者】

【氏名】西 崇伺

(72)【発明者】

【氏名】山野井 毅

(72)【発明者】

【氏名】福本 崇人

(72)【発明者】

【氏名】木久山 貴規

【審査官】 杉山 豊博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０８４６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０２６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０２６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６８０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２７０９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３２３１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１１８５０８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｌ ２７／０８

Ｆ１６Ｃ １７／０２

Ｆ１６Ｃ １７／０４

Ｆ１６Ｃ ３３／２０

Ｆ１６Ｊ １５／３４

Ｆ１６Ｊ １５／４４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端に回転部材を取付可能で、かつ、軸心方向に沿う貫通流路を有する回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持し、かつ、前記回転軸の他端における前記貫通流路に対向して開口する流体路を備える支承体と、前記貫通流路と前記流体路とを軸封状態で連通接続させるためのシール機構と、を有してなるロータリジョイントであって、
前記支承体は、前記流体路を備える他端側のフランジ部と、軸受を介して前記回転軸が内装される一端側の支承本体部とを有して構成され、
前記回転軸は、前記支承本体部における前記一端側に位置する基端軸部と、前記支承本体部に対して前記他端側から装脱可能な状態で前記基端軸部と相対固定される先端軸部とを有してなり、
前記シール機構は、前記先端軸部の他端側に一体回転状態で装備される回転密封輪と、前記フランジ部に軸封状態にて前記軸心方向に相対移動可能で、かつ、前記回転密封輪に向けて押圧付勢される状態で支持される静止密封輪とでなる環状シール部を有して構成され、
前記軸受は、前記先端軸部と前記支承本体部との前記軸心方向間に装備されるスラスト軸受と、前記先端軸部と前記支承本体部との前記軸心に関する径方向間に装備されるラジアル軸受とを有して構成されるとともに、
前記フランジ部と前記先端軸部とを分離不能にすることが可能に構成されているロータリジョイント。

【請求項2】

前記フランジ部と前記先端軸部とを分離不能にする手段が、前記フランジ部に前記軸心方向に沿う状態で形成されている孔と、前記孔に対応する位置状態で前記先端軸部に形成されているナット部と、前記孔を通して前記ナット部に螺合可能なボルトと、により構成されている請求項１に記載のロータリジョイント。

【請求項3】

前記孔が前記流体路であり、かつ、前記ナット部が前記先端軸部における前記貫通流路に形成されている請求項２に記載のロータリジョイント。

【請求項4】

前記シール機構は、前記基端軸部に一体回転状態で装備される第２回転密封輪と、前記支承本体部に軸封状態にて前記軸心方向に相対移動可能で、かつ、前記第２回転密封輪に向けて押圧付勢される第２静止密封輪とでなる状態で支持される第２環状シール部を有するとともに、
前記軸受は、前記基端軸部と前記支承本体部との前記軸心方向間に装備されるスラスト軸受を有しているとともに、
前記支承本体部と前記基端軸部とを分離不能にすることが可能に構成されている請求項１〜３の何れか一項に記載のロータリジョイント。

【請求項5】

前記支承本体部は、前記第２静止密封輪を前記第２回転密封輪に向けて押圧付勢する状態で支持する基端支承部と、前記基端支承部に相対固定される蓋フランジとを有して構成されるとともに、
前記支承本体部と前記基端軸部とを分離不能にする手段が、前記基端軸部に形成される大径フランジと、この大径フランジを挟むように前記基端支承部と前記蓋フランジとを前記軸心方向に振り分け配置してなるラビリンス部を有して構成されている請求項４に記載のロータリジョイント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体製造装置、粉砕機、攪拌機、医療用機器、食品用機器、その他回転機器全般に使用されるロータリジョイントに関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種のロータリジョイント、即ち、「一端に回転部材を取付可能で、かつ、軸心方向に沿う貫通流路を有する回転軸と、回転軸を回転可能に支持し、かつ、回転軸の他端における貫通流路に対向して開口する流体路を備える支承体と、貫通流路と流体路とを軸封状態で連通接続させるためのシール機構と、を有してなるロータリジョイント」としては、特許文献１や特許文献２などにおいて開示されたものが知られている。

【0003】

回転部分のシールであるロータリジョイントにおいては、経時に伴う磨耗などによって軸受の交換が必要とされる。特許文献１において開示されるロータリジョイントでは、ジョイント下端部に装備されるベアリング（１３）、（１３）や、第２ジョイント構成部材（２）の第１ジョイント構成部材（２）の主体部（２０）に外嵌されて、静止密封環（４３）との間に軸受部（４８）を形成する円筒形状の蓋部（２３）を、経時による磨耗により交換することがある（特許文献１の図１，２を参照）。

【0004】

上記のようにベアリング（軸受）などの部品を交換する場合、ジョイント内部を露出させるべく、まずは外装部品である第１ジョイント構成部材（１）の分解、具体的には、上端の端部壁（１１）を側部壁（１０）から取り外す作業が必要になるのである。しかしながら、そのことにより下記のような不都合（面倒）を伴う場合がある。
即ち、特許文献１のロータリジョイントでは、端部壁（１１）に支持される回転密封輪（可動密封輪：３１）と、主体部（２０）に支持される静止密封環（固定密封環：３０）とによる端面側メカニカルシール（３）が構成されている。

【0005】

従って、部品交換などの軸受のメンテナンスを行う際には、回転密封輪（３１）と静止密封輪（３０）とが押圧接触する摺動部を解いての端面側メカニカルシール（３）の分解、並びに再組付けも余儀なくされてしまう。
しかしながら、ロータリジョイントの運転後に上記摺動部を分解すると、再組付けの際に摺動面の位置（回転密封輪と静止密封輪との押圧接触面）が微妙にずれてしまう不都合である。このずれが生じると、回転密封輪と静止密封輪との接触状態が分解前後で変化してしまい、それに起因して漏れが生じるおそれも出てくる。

【0006】

また、特許文献２に示されるロータリジョイント（図８参照）でも、同様の問題がある。即ち、上下の各端部に配備されるベアリング（１４ａ），（１４ｂ）や、上端部に配備される弾性材製シールリング（２３），（２４）を交換するなどのメンテナンス時には、ケース体（１）を分解する必要がある。
ケース（１）を分解するには、最上部のカバー板（６ｃ）をはずして、第２流路フランジ（６ｂ）、第２シールフランジ（６ａ）、第１流路フランジ（５ｂ）…といった具合に上から順に取り外していくことになる。その際、上下に配列されている複数のメカニカルシール（１６）そのものが分解並びに再組付けされるからである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平１１−２８７３７１号公報

【特許文献2】特開２０１１−２０２６９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上述したように、従来のロータリジョイントにおいては、ベアリング（軸受）の交換などの内部メンテナンスする際の分解時には、最も重要な箇所であるシール機構自体も分解されてしまうものであったため、その分解及び再組付けによる摺動部の微妙なずれによって漏洩のおそれがある、という問題があった。適用温度範囲が広く、ベアリングとして転がり軸受に代えて滑り軸受を用いる仕様では、磨耗による滑り軸受の交換時期が転がり軸受より早くなるので、上記問題がより顕在化し易い。

【0009】

本発明の目的は、構造の見直しや再検討により、軸受などの部品交換やメンテナンスを行うべく分解及び再組付け時にシール機構は分解しなくて済むように工夫し、シール機構の分解組付けに起因する漏洩のおそれが生じないように改善されたロータリジョイントを提供する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

請求項１に係る発明は、一端に回転部材を取付可能で、かつ、軸心Ｐ方向に沿う貫通流路１ｗを有する回転軸１と、前記回転軸１を回転可能に支持し、かつ、前記回転軸１の他端における前記貫通流路１ｗに対向して開口する流体路２ｗを備える支承体２と、前記貫通流路１ｗと前記流体路２ｗとを軸封状態で連通接続させるためのシール機構Ｓと、を有してなるロータリジョイントにおいて、
前記支承体２は、前記流体路２ｗを備える他端側のフランジ部２Ａと、軸受Ｂを介して前記回転軸１が内装される一端側の支承本体部２０とを有して構成され、
前記回転軸１は、前記支承本体部２０における前記一端側に位置する基端軸部１３と、前記支承本体部２０に対して前記他端側から装脱可能な状態で前記基端軸部１３と相対固定される先端軸部１４とを有してなり、
前記シール機構Ｓは、前記先端軸部１４の他端側に一体回転状態で装備される回転密封輪１５と、前記フランジ部２Ａに軸封状態にて前記軸心Ｐ方向に相対移動可能で、かつ、前記回転密封輪１５に向けて押圧付勢される状態で支持される静止密封輪１６とでなる環状シール部ｓ１を有して構成され、
前記軸受Ｂは、前記先端軸部１４と前記支承本体部２０との前記軸心Ｐ方向間に装備されるスラスト軸受ｓｂと、前記先端軸部１４と前記支承本体部２０との前記軸心Ｐに関する径方向間に装備されるラジアル軸受ｒｂとを有して構成されるとともに、
前記フランジ部２Ａと前記先端軸部１４とを分離不能にすることが可能に構成されていることを特徴とするものである。

【0011】

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のロータリジョイントにおいて、
前記フランジ部２Ａと前記先端軸部１４とを分離不能にする手段Ｄが、前記フランジ部２Ａに前記軸心Ｐ方向に沿う状態で形成されている孔２ｗと、前記孔２ｗに対応する位置状態で前記先端軸部１４に形成されているナット部１ｂと、前記孔２ｗを通して前記ナット部１ｂに螺合可能なボルト３５と、により構成されていることを特徴とするものである。

【0012】

請求項３に係る発明は、請求項２に記載のロータリジョイントにおいて、
前記孔２ｗが前記流体路であり、かつ、前記ナット部１ｂが前記先端軸部１４における前記貫通流路１ｗに形成されていることを特徴とするものである。

【0013】

請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のロータリジョイントにおいて、
前記シール機構Ｓは、前記基端軸部１３に一体回転状態で装備される第２回転密封輪２１と、前記支承本体部２０に軸封状態にて前記軸心Ｐ方向に相対移動可能で、かつ、前記第２回転密封輪２１に向けて押圧付勢される状態で支持される第２静止密封輪２２とでなる第２環状シール部ｓ２を有するとともに、
前記軸受Ｂは、前記基端軸部１３と前記支承本体部２０との前記軸心Ｐ方向間に装備されるスラスト軸受ｓｂを有しているとともに、
前記支承本体部２０と前記基端軸部１３とを分離不能にすることが可能に構成されていることを特徴とするものである。

【0014】

請求項５に係る発明は、請求項４に記載のロータリジョイントにおいて、
前記支承本体部２０は、前記第２静止密封輪２２を前記第２回転密封輪２１に向けて押圧付勢する状態で支持する基端支承部２Ｅと、前記基端支承部２Ｅに相対固定される蓋フランジ２Ｆとを有して構成されるとともに、
前記支承本体部２０と前記基端軸部１３とを分離不能にする手段Ｅが、前記基端軸部１３に形成される大径フランジ１ｄと、この大径フランジ１ｄを挟むように前記基端支承部２Ｅと前記蓋フランジ２Ｆとを前記軸心Ｐ方向に振り分け配置してなるラビリンス部３１を有して構成されていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0015】

ロータリジョイントにおいては、回転軸を支承体に回転可能に支持するためのラジアル軸受やスラスト軸受に関して交換などのメンテナンスを行う際には、フラン時部を支承体本体から分離させ、かつ、先端軸部を基端軸部から離脱させて、軸受の装着部位を露出させる必要あがる。
請求項１の発明によれば、回転密封輪を支持する先端軸部と、静止密封輪を支持するフランジ部とを分離不能にすることが可能であるから、軸受の装着部位を露出させるときには、先端軸部とフランジ部とを分離不能な状態、即ち一体の状態として支承本体部及び基端軸部から分離させることが可能になる。
つまり、軸受の装着部位を露出させる際に、環状シール部を分解することなく、即ち、回転密封輪と静止密封輪とを接触したままの状態でフランジ部及び先端軸部を分離して取り出すことが可能になる。従って、軸受のメンテナンスを行う場合であってもシール機構は組付け状態を維持したままで良いものとなる。
その結果、構造の見直しや再検討により、軸受などの部品交換やメンテナンスを行うべく分解及び再組付け時にシール機構は分解しなくて済むように工夫し、シール機構の分解組付けに起因する漏洩のおそれが生じないように改善されたロータリジョイントを提供することができる。

【0016】

請求項２の発明によれば、ボルトを用いた分離不能手段の採用により、ボルトをフランジ部の孔を通して先端軸部のナット部に螺合させれば、フランジ部と先端軸部との分離不能が可能になる。つまり、ボルトを螺合操作するだけの簡単で時間の掛からない作業によりフランジ部と先端軸部との一体化が行える利点が追加される。

【0017】

請求項３の発明によれば、ボルトを通す孔が流体路であり、かつ、ナット部が先端軸部の貫通流路に形成されているから、分離不能手段の大部分が既存の構成を利用した構造になっている。従って、機能の兼用化ができて、構造の簡素化や廉価化を図りながら分離不能手段を構成できる合理的なロータリジョイントを提供できている。

【0018】

請求項４の発明によれば、第２回転密封輪を支持する基端軸部と、第２静止密封輪を支持する支承本体部とを分離不能にすることが可能であるから、基端軸部と支承本体部との間のスラスト軸受の装着部位を露出させるときに、基端軸部と支承本体部とを分離不能な状態、即ち一体の状態としておくことができる。
従って、基端軸部と支承本体部とに跨って構成される第２環状シール部を有するシール機構であっても、軸受のメンテナンスを行う場合に第２環状シール部は組付け状態を維持したままで良いものとなり、第２回転密封輪と第２静止密封輪との接触状態が微妙にずれてしまうことが生じないようになる。
その結果、一対のスラスト軸受とラジアル軸受とによるシール機構を有する場合でも、軸受などの部品交換やメンテナンスを行うべく分解及び再組付け時にシール機構は分解しなくて済み、シール機構の分解組付けに起因する漏洩のおそれが生じないように改善されたロータリジョイントを提供することができる。

【0019】

請求項５の発明によれば、支承本体部と基端軸部との分離不能手段が、基端軸部の大径フランジと、これを挟むように基端支承部と蓋フランジとを軸心方向に振り分け配置してなるラビリンス部を有して構成されている。従って、先端軸部を基端軸部から分離しても基端軸部はらラビリンス部によって支承本体部に一体化され続けるとともに、ラビリンス部はシール対象流体やパージ流体などの機外排出を可能としながら、ごみや異物の支承体内部への浸入を規制することが可能になる、という利点が追加される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】ロータリジョイントの構造を示す断面図（実施例１）

【図2】第１シール構造体を分離して取り出した状態を示す状況説明図

【図3】上側のスラスト軸受の取外し方を示す作用図

【図4】支承本体部の分解初期状態を示す作用図

【図5】ラジアル軸受や下側のスラスト軸受の取外し方を示す作用図

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に、本発明によるロータリジョイントの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。このロータリジョイントＲＪに使用されるシール対象流体としては、液体アルゴン（封液）や、スラリーを含む液体アルゴンなどがあり、パージ流体としては冷却水、その他である。

【0022】

〔実施例１〕
図１に示すように、ロータリジョイントＲＪは、下端（一端の一例）に回転部材（図示省略）を取付可能で、かつ、上下向きの軸心Ｐ方向に沿う貫通流路１ｗを有する回転軸１と、回転軸１を回転可能に支持し、かつ、回転軸１の上端（他端の一例）における貫通流路１ｗに対向して開口する流体路２ｗを備える支承体２と、貫通流路１ｗと流体路２ｗとを軸封状態で連通接続させるためのシール機構Ｓと、を有して構成されている。回転軸１や支承体２は、ステンレス材などの鋼材で形成されている。
ロータリジョイントＲＪは、貫通流路１ｗと流体路２ｗとの何れか一方から他方に流れるシール対象流体を、回転軸１を支承体２で回転可能に支承する構造部位からの漏洩を制限又は回避する。

【0023】

支承体２は、平面視で円形を呈する上端のフランジ部２Ａ、円筒状の第１ケース２Ｂ、円筒状の第２ケース２Ｃ、円筒状の第３ケース２Ｄ、環状の押えケース２Ｅ、及び環状の蓋フランジ２Ｆを上から下に順に連ねてボルト止め一体化することで構成されている。フランジ部２Ａに形成されている流体路２ｗの上端には、他の機器や配管などを接続するための内ネジ(テーパーネジ）２ａが形成されている。

【0024】

フランジ部２Ａは複数の第１ボルト３により第１ケース２Ｂに連結固定されている。第１ケース２Ｂは複数の第２ボルト４により第２ケース２Ｃに連結固定されている。第２ケース２Ｃは複数の第３ボルト５により第３ケース２Ｄに連結固定されている。第３ケース２Ｄは複数の第４ボルト６により押えケース２Ｅに連結固定されている。そして、押えケース２Ｅは複数の第５ボルト７により蓋フランジ２Ｆに連結固定されている。
支承体２からフランジ部２Ａを除いた状態のもの、即ち、第１ケース２Ｂと第２ケース２Ｃと第３ケース２Ｄと押えケース２Ｅと蓋フランジ２Ｆとで支承本体部２０が形成されている。

【0025】

回転軸１は、上ホルダ１Ａ、上シャフト１Ｂ、下ホルダ１Ｃ、下シャフト１Ｄ、及び下端に位置する円形のプレート１Ｅを上から下に順に重ねて一体化することで構成されている。上ホルダ１Ａは複数の皿ビス８により上シャフト１Ｂに連結固定されている。下ホルダ１Ｃは複数の皿ビス９により下シャフト１Ｄに連結固定されている。プレート１Ｅは複数のボルト（六角穴付きボルト）１０により下シャフト１Ｄの下側に連結固定されている。そして、上シャフト１Ｂは、プレート１Ｅに内嵌される中蓋１Ｆから下シャフト１Ｄ及び下ホルダ１Ｃを通される長尺ボルト（六角穴付きボルト）１２により、下ホルダ１Ｃを介して下シャフト１Ｄに連結固定されている。

【0026】

プレート１Ｅの外周部分に形成されている上下貫通の孔１ｅは、前記回転部材（図示省略）をボルトなどにより互いに取付けるためのものである。また、プレート１Ｅの下側における左右片側のみに断面形状として描かれている１１は、前記の回転部材（図示省略）に埋設装備されるリップシールである。
上ホルダ１Ａと上シャフト１Ｂとで先端軸部１４が形成され、下ホルダ１Ｃと下シャフト１Ｄとプレート１Ｅと中蓋１Ｆとで基端軸部１３が形成されている。

【0027】

このロータリジョイントＲＪは、一対の環状シール部ｓ１，ｓ２によるシール機構Ｓと、上下一対のスラスト軸受ｓｂ及びラジアル軸受ｒｂにより、回転軸１を回転自在に支承体２に支承する軸受Ｂとが装備されている。
まず、上側の第１環状シール部（「環状シール部」の一例）ｓ１は、先端軸部１４の上側に一体回転状態で装備される回転密封輪１５と、フランジ部２Ａに軸封状態で軸心Ｐ方向に相対移動可能で、かつ、先端軸部１４に向けてベローズ１７により押圧付勢される静止密封輪１６などを有して構成されている。

【0028】

上側の第１環状シール部ｓ１について説明する。
フランジ部２Ａは、上下厚みの比較的薄くて大径の外周部２ｇと、中心に流体路２ｗを有する上下厚みの比較的厚く小径のボス部２ｎとからなる。外周部２ｇの径中間部分には、ベローズ１７の上端部に密嵌合するリング状でステンレス材などによるアダプタ１８が嵌合配備されている。ベローズ１７は、静止密封輪１６を下方に押圧付勢する弾性手段であって、例えばニッケル-クロム系の合金（インコネル：商標）により形成されている。
蛇腹状のベローズ１７の下端側には、第１ケース２Ｂの内周面２ｂに軸心Ｐに関して芯出し可能に摺接内嵌又は密内嵌されるリング状のリテーナ１９が装備されており、そのリテーナ１９にリング状の静止密封輪１６が内嵌装備されている。

【0029】

一方、上ホルダ１Ａの厚肉外周部１ａの上側に、上ホルダ１Ａと一体回転するリング状の回転密封輪１５が内嵌収容されており、その上側の表面１５ａと、静止密封輪１６の下面である突出表面１６ａとが、ベローズ１７が伸びようとする弾性力で押圧付勢される状態で摺接されている。この相対回転する両表面１５ａ，１６ａどうしが摺接するメカニカルシール構造により、貫通流路１ｗ及び流体路２ｗに通ずる流体側空間部ｒｓと、支承体内部空間ｎｓとをシールする第１環状シール部ｓ１が形成されている。

【0030】

フランジ部２Ａのボス部２ｎをできるだけ下方に伸ばしてあって、フランジ部２Ａと上ホルダ１Ａとが接触せんばかりに近接させる機械的な工夫がされている。従って、流体は貫通流路１ｗからその殆どが流体路２ｗにスムーズに流れて行くようになり、流体が極力第１環状シール部ｓ１には及ばないものとなる効果が得られる。
なお、図示は省略するが、Ｏリングを伴うなどしてボス部２ｎにリテーナ１９を液密で軸心Ｐ方向に相対摺動可能に外嵌し、リテーナ１９を下方に押圧付勢する複数のコイルバネを支承体内部空間ｎｓに配置してなる構造としても良い。

【0031】

次に、下側の第２環状シール部ｓ２は、外部に連通している外部側空間部ｇｓと前述の支承体内部空間ｎｓとをシールするものであって、下ホルダ１Ｃの下側に支持される第２の回転密封輪２１と、押えケース２Ｅに上方への押圧付勢状態で支持される第２の静止密封輪２２とを備えて構成されている。

【0032】

下ホルダ１Ｃの厚肉外周部１ｃの下面には、この下ホルダ１Ｃと一体回転するリング状の第２の回転密封輪２１が内嵌保持されている。
押えケース２Ｅの突出内周部２ｅに載置支持されるリング状の第２のアダプタ２３と、第３ケース２Ｄの内周面２ｄに芯出し可能に摺接内嵌又は密内嵌により装備されるリング状の第２のリテーナ２４とに亘り、蛇腹状の第２のベローズ２５が架設装備されている。リテーナ２４には、リング状の第２の静止密封輪２２が内嵌載置されており、その上方への突出表面２２ａと第２の回転密封輪２１の下側の表面２１ａとが、第２のベローズ２５が伸びようとする弾性力により互いに接近する方向に押圧付勢されている。

【0033】

上述の構成により、相対回転する第２の回転密封輪２１と第２の静止密封輪２２とが摺接されることで、メカニカルシール構造の第２環状シール部ｓ２が形成されている。つまり、第１環状シール部ｓ１が主として流体のシールを行い、第２環状シール部ｓ２は第１環状シール部ｓ１から漏れ出た流体のシールを行う、という一対のメカニカルシールでなる構成のシール機構Ｓとされている。

【0034】

次に、軸受Ｂについて説明する。図１に示すように、上ホルダ１Ａと第２ケース２Ｃとの上下間、及び第２ケース２Ｃと下ホルダ１Ｃとの上下間のそれぞれにスラスト軸受ｓｂが設けられている。そして、上ホルダ１Ａにおける上シャフト１Ｂに外嵌する部分であるボス部１ｖと、第２ケース２Ｃとの径方向間にラジアル軸受ｒｂが設けられている。
一対のスラスト軸受ｓｂは、例えばふっ素樹脂製で扁平リング状の滑り軸受に構成されており、ラジアル軸受ｒｂは、例えばふっ素樹脂製で筒状の滑り軸受に構成されている。

【0035】

上側のスラスト軸受ｓｂの取付構造は次の通りである。上ホルダ１Ａの厚肉外周部１ａの下方側には、上シャフト１Ｂに外嵌する円筒状のボス部２６が形成されており、そのボス部２６の上端側（根元側）の外周には雄ねじ２７が形成されている。その雄ねじ２７に螺合するリング状雌ねじであるナット輪２８を上方へ螺進させての締付けにより、厚肉外周部１ａの下面（符記省略）に当接する状態で上側のスラスト軸受ｓｂが嵌着固定されている。２９は、スラスト軸受ｓｂを軸心Ｐに対する芯出し状態で組付けるための位置決めピンである。

【0036】

下側のスラスト軸受ｓｂの取付構造は、上下反転しているだけで上側のものと基本同じである。即ち、ナット輪２８を下ホルダ１Ｃの外周上部に形成されている雄ねじ３０に螺合させ、そして下方へ螺進させての締付けにより、下ホルダ１Ｃの厚肉外周部１ｃの上面（符記省略）に当接する状態で下側のスラスト軸受ｓｂが嵌着固定されている。
また、ラジアル軸受ｒｂは、これが上ホルダ１Ａのボス部１ｖに密外嵌される状態となるように、第２ケース２Ｃの内周面２ｃに圧入内嵌されている。なお、ラジアル軸受ｒｂは、ボス部１ｖに圧入外嵌され、かつ、内周面２ｃに密内嵌される構成でも良い。

【0037】

次に、種々の構造について説明する。
下シャフト１Ｄの下部には、大径フランジ１ｄが形成されており、この大径フランジ１ｄを僅かな隙間をあけて取り囲むように押えケース２Ｅと蓋フランジ２Ｆとが配置することでラビリンス部３１が形成されている。このラビリンス部３１は、下シャフト１Ｄの支承体２に対する上下への抜け止め機能も兼ねる構成とされている。

【0038】

シール機構Ｓに対する冷却や潤滑の役割を行うパージ流体の取込路３２が第３ケース２Ｄに、そして、パージ流体の排出路３３が第１ケース２Ｂにそれぞれ形成されている。この構造により、取込路３２から供給されるパージ流体が支承体内部空間ｎｓを通って排出路３３に向かう際に、第２環状シール部ｓ２、下側のスラスト軸受ｓｂ、ラジアル軸受ｒｂ、上側のスラスト軸受ｓｂ、第１環状シール部ｓ１をこの順で通過するようになる。なお、第１環状シール部ｓ１から漏れ出たシール対象流体を、第２環状シール部ｓ２に導くための垂下流路３４が第２ケース２Ｃに上下貫通孔として形成されている。

【0039】

取込路３２から下方の支承体内部空間ｎｓに入ったパージ流体は、第２環状シール部ｓ２や下側のスラスト軸受ｓｂに向かうとともに、トンネル状の垂下流路３４を通って上側の支承体内部空間ｎｓに入って第１環状シール部ｓ１に向かい、そして排出路３３から排出される。また、第１環状シール部ｓ１において流体側空間部ｒｓから支承体内部空間ｎｓに漏れ出たシール対象流体は、パージ流体と共に排出路３３から排出されるので、第２環状シール部ｓ２からの漏洩の殆どはパージ流体であり、ラビリンス部３１を通って機外に排出可能である。

【0040】

次に、ロータリジョイントＲＪを、メンテナンスなどによる分解や再組付けについて説明する。滑り軸受であるスラスト軸受ｓｂ、ラジアル軸受ｒｂの交換時には分離不能手段Ｄを用いる。分離不能手段Ｄは、図１に仮想線で示す治具ボルト３５と、流体路（孔の一例）２ｗと、ナット部１ｂとにより構成されている。
つまり、機器や配管などの接続路（図示省略）が外された状態の流体路２ｗに、フランジ部２Ａの他端側外部からの操作により治具ボルト３５を挿入し、そしてボルト先端のネジ部３５ａを上シャフト１Ｂの貫通流路１ｗに形成されている雌ネジでなるナット部１ｂに螺合させることにより、フランジ部２Ａと上シャフト１Ｂとを連結することができる（図２を参照）。

【0041】

それから、又はその前に、複数（例：４個）の第１ボルト３を緩めて外して、フランジ部２Ａと支承本体部２０との連結を解くとともに、複数の長尺ボルト１２を緩めて上シャフト１Ｂとの螺合を解除し、上シャフト１Ｂを上方に抜き出し移動可能とする。これら第１ボルト３や長尺ボルト１２の外し操作の順番は特に問わない。

【0042】

さて、第１ボルト３の全部が外され、かつ、治具ボルト３５が螺着された分離不能手段Ｄの機能状態において、フランジ部２Ａを持ち上げると、図２に示すように、フランジ部２Ａと第１環状シール部ｓ１と先端軸部１４とが一体となった状態のもの、即ち、第１シール構造体Ｂ１を支承本体部２０から取り出すことができる。
すると、図３に示すように、取り出された第１シール構造体Ｃ１における上ホルダ１Ａの雄ねじ２７からナット輪２８を緩めて取り外すことにより、厚肉外周部１ａの下面（符記省略）に当接している上側のスラスト軸受ｓｂを取り出すことができる。
従って、新品などに交換する場合には、その交換されたスラスト軸受ｓｂを位置決めピン２９による厚肉外周部１ａの下面（符記省略）への位置決めセット状態として、ナット輪２８を雄ねじ２７に螺合させて締付けることにより、第１シール構造体Ｃ１を組付け状態にすることができる。

【0043】

上述のように、上側のスラスト軸受ｓｂの交換は、第１シール構造体Ｃ１を支承本体部２０から分離した状態で、即ち、第１環状シール部ｓ１を分解することなく組付け状態のままで行うことができる。故に、軸受の交換時には回転密封輪と静止密封輪との分離及び再組付けを必要とした従来構造のものに比べて、本発明によるロータリジョイントＲＪでは回転密封輪１５と静止密封輪１６との接触状態が微妙にずれてしまうことが起こり得ない。従って、ロータリジョイントＲＪ全体としての分解及び再組付けが余儀なくされる軸受の交換後においても、環状シール部ｓ１の良好なシール状態を維持することができるという効果がある。

【0044】

ラジアル軸受ｒｂの交換については、次のように作業する。第１シール構造体Ｃ１が除去され、図２に示される支承本体部２０において、複数の（例：８本）の第２ボルト４を外すことにより、図４に示すように、第１ケース２Ｂを第２ケース２Ｃから分離することができる。
次いで、図４に示す状態において、複数（例：８個）の第３ボルト５を外すことにより、図５に示すように、第２ケース２Ｃを第３ケース２Ｄから分離することができる。
図５に示すように、単体となった状態の第２ケース２Ｃからは、プーラーなどの外し工具を用いることが可能になり、圧入されているラジアル軸受ｒｂを容易に取り外すことができる。また、交換された新品のラジアル軸受ｒｂは、容易に第２ケース２Ｃの内周面２ｃに圧入内嵌し再組付けすることができる。

【0045】

このラジアル軸受ｒｂの交換作業時においても、第１シール構造体Ｃ１はそのまま（図２の紙面上側に描かれている状態）で良いから、ラジアル軸受ｒｂの交換に伴うメンテナンスを行う前後においても、第１環状シール部ｓ１における回転密封輪１５と静止密封輪１６との良好な接触状態を維持することができている。

【0046】

ところで、図５に示す状態においては、ラビリンス部３１の存在により、下シャフト１Ｄが支承本体部２０から上下いずれかの方向に移動して分離してしまう、ということが生じないようになっている。つまり、支承本体部２０は、第２の静止密封輪２２を第２の回転密封輪２１に向けて第２のベローズ２５で押圧付勢する状態で支持する押えケース（基端支承部の一例）２Ｅと、押えケース２Ｅが装脱可能に固定される第３ケース（本体支承部の一例）２Ｄとを有して構成されるとともに、分離不能手段であるラビリンス部３１により、基端軸部１３と押えケース２Ｅとを分離不能にすることが可能に構成されている。

【0047】

下側のスラスト軸受ｓｂの交換は次のように行う。第２ケース２Ｃが外された状態のもの、即ち、基端軸部１３を含む第２シール構造体Ｃ２においては、図５に示すように、下側のスラスト軸受ｓｂを含む下ホルダ１Ｃが上方露出される。従って、下ホルダ１Ｃの雄ねじ３０からナット輪２８を緩めて外し、厚肉外周部1ｃの上側に装備されているスラスト軸受ｓｂを簡単に取り外すことができる。
また、新品などのスラスト軸受ｓｂを再組付けする場合には、そのスラスト軸受ｓｂを位置決めピン２９による厚肉外周部１ｃ上面への位置決めセット状態として、ナット輪２８を雄ねじ３０に螺合させて締付ければ良い。

【0048】

図５に示す第２シール構造体Ｃ２が上方露出されている状態から、元の組付け状態（ロータリジョイントＲＪ）に再組付けするには、上述した分解作業の逆順序で連結作業を行えば良い。即ち、複数の第３ボルト５を用いて第２ケース２Ｃを第３ケース２Ｄの上側に重ねて連結し、それから、複数の第２ボルト４を用いて第１ケース２Ｂを第２ケース２Ｃの上側に重ねて連結し、図２に示される支承本体部２０とする。そして、その支承本体部２０に第１シール構造体Ｃ１を落とし込み配置してから、複数の第１ボルト３を締付けて一体化し、図１に示すロータリジョイントＲＪが再構成される。

【0049】

下側のスラスト軸受ｓｂの交換作業も、第２環状シール部ｓ２は組付け状態としたままで行うことができる。このとき、当然ながら第１環状シール部ｓ１には無関係である。このように、本発明によるロータリジョイントＲＪにおいては、一対のスラスト軸受ｓｂ，ｓｂとラジアル軸受ｒｂとでなる軸受Ｂの交換時に、いずれの環状シール部ｓ１，ｓ２も分解する必要がないように構造工夫されている。その結果、軸受の交換による分解・再組付けに起因した漏洩おそれのないシール機構Ｓが実現されており、より改良されたロータリジョイントを提供することができている。

【0050】

〔別実施形態〕
上述の実施形態では、一対のスラスト軸受ｓｂ，ｓｂと一つのラジアル軸受ｒｂとにより軸受Ｂが構成されているが、各一つのスラスト軸受ｓｂと一つのラジアル軸受ｒｂとにでなる軸受Ｂでも良い。本発明は、上述の実施形態における第２環状シール部ｓ２を持たないロータリジョイントＲＪにも適用可能である。
また、上述の実施形態では、軸心Ｐが上下向きのものであったが、左右向きなど、上下以外の方向に向く軸心Ｐを有するロータリジョイントＲＪでも良い。

【符号の説明】

【0051】

１ 回転軸
１ｂ ナット部
１ｄ 大径フランジ
１ｗ 貫通流路
２ 支承体
２Ａ フランジ部
２Ｅ 基端支承部
２Ｆ 蓋フランジ
２ｗ 流体路、孔
１３ 基端軸部
１４ 先端軸部
１５ 回転密封輪
１６ 静止密封輪
２０ 支承本体部
２１ 第２回転密封輪
２２ 第２静止密封輪
３１ ラビリンス部
３５ ボルト
Ｂ 軸受
Ｄ，Ｅ 分離不能手段
Ｐ 軸心
Ｓ シール機構
ｓ１ 環状シール部
ｓ２ 第２環状シール部
ｒｂ ラジアル軸受
ｓｂ スラスト軸受
ｌ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】