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(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】
(24)【登録日】2022-02-09
(45)【発行日】2022-02-18
(54)【発明の名称】ロータリジョイント
(51)【国際特許分類】
F16J 15/34 20060101AFI20220210BHJP
F16L 27/08 20060101ALI20220210BHJP
【ＦＩ】
F16J15/34 H
F16L27/08 Z
F16J15/34 B
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2018039583
(22)【出願日】2018-03-06
(65)【公開番号】P2019152306
(43)【公開日】2019-09-12
【審査請求日】2020-10-26
(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】110000280
【氏名又は名称】特許業務法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】木久山 貴規
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 理
(72)【発明者】
【氏名】西 崇伺
【審査官】保田 亨介
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－０１９９１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００６／０６１９９７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／１４３４８０（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｊ １５／３４
Ｆ１６Ｌ ２７／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体が流れる第一流体通路と、気体が流れる第二流体通路とを備えるロータリジョイントであって、液体が流れる第一外側流路、及び気体が流れる第二外側流路が、それぞれ内周側で開口して形成された筒形のケース体と、
前記ケース体内に相対回転可能として設けられ、液体が流れる第一内側流路、及び気体が流れる第二内側流路が、それぞれ外周側で開口して形成されている軸体と、
前記第一外側流路と前記第一内側流路とを繋ぐ第一中間流路を形成するために、且つ前記第二外側流路と前記第二内側流路とを繋ぐ第二中間流路を形成して前記第二流体通路を構成するために、前記ケース体と前記軸体との間の環状空間において軸方向に複数設けられたメカニカルシールと、を備え、
前記メカニカルシールは、前記ケース体に取り付けられているとともに第一シール面が形成された第一密封環と、前記軸体に取り付けられているとともに前記第一シール面に摺接する第二シール面が形成された第二密封環と、を有し、
前記第一流体通路は、前記第二中間流路を挟んで互いに軸方向の異なる位置で開口する前記第一外側流路及び前記第一内側流路と、前記第一外側流路の開口と前記第一内側流路の開口とを繋ぐ前記第一中間流路と、を有し、
前記第一中間流路は、当該第一中間流路を流れる液体が、前記第二中間流路を形成しているメカニカルシールの第一及び第二シール面を潤滑するように形成されている、ロータリジョイント。
【請求項2】
前記第一中間流路は、前記環状空間において、前記複数のメカニカルシールのうちの一部のメカニカルシールを用いて形成され、前記第一外側流路の開口と連通する第一環状流路と、
前記環状空間において、前記複数のメカニカルシールのうちの他の一部のメカニカルシールを用いて形成され、前記第一内側流路の開口と連通する第二環状流路と、
前記第一環状流路と前記第二環状流路とを繋ぐ繋ぎ流路と、を有する、請求項１に記載のロータリジョイント。
【請求項3】
前記ケース体には、前記第二外側流路が軸方向に複数形成され、前記軸体には、前記第二外側流路と同数の前記第二内側流路が形成されており、
前記複数のメカニカルシールは、前記環状空間において前記第二外側流路と前記第二内側流路とを１つずつ繋ぐ前記第二中間流路を形成して複数の前記第二流体通路を構成するメカニカルシールを含み、
前記第一外側流路及び前記第一内側流路は、前記複数の第二中間流路を挟んで互いに軸方向の異なる位置で開口し、
前記第一中間流路は、当該第一中間流路を流れる液体が、前記複数の第二中間流路を形成しているメカニカルシールの第一及び第二シール面を潤滑するように形成されている、請求項１又は２に記載のロータリジョイント。
【請求項4】
前記第一中間流路は、
前記環状空間において、前記複数のメカニカルシールのうちの一部のメカニカルシールを用いて形成され、前記第一外側流路の開口と連通する第一環状流路と、
前記環状空間において、前記複数のメカニカルシールのうちの他の一部のメカニカルシールを用いて形成され、前記第一内側流路の開口と連通する第二環状流路と、
前記第一環状流路と前記第二環状流路とを繋ぐ繋ぎ流路と、を有し、
前記繋ぎ流路は、
前記環状空間の前記第一環状流路と前記第二環状流路との間において、前記複数の第二内側流路を形成しているメカニカルシールを用いて形成された第三環状流路と、
前記ケース体に形成され、前記第一環状流路と前記第二環状流路とを前記第三環状流路を介して繋ぐ複数の流路孔と、を有する、請求項３に記載のロータリジョイント。
【請求項5】
前記第一外側流路は、外部から前記ケース体内に液体を供給する供給流路であり、前記第一内側流路は、前記軸体内から外部へ液体を排出する排出流路であり、
前記ケース体及び前記軸体は、前記第一外側流路の開口が前記第一内側流路の開口よりも下側に位置するように、軸方向を上下方向として配置されている、請求項３又は４に記載のロータリジョイント。
【請求項6】
前記軸体には、外部から当該軸体内に液体を供給する供給流路となる第三内側流路が、外周側で開口して形成され、前記ケース体には、当該ケース体内から外部へ液体を排出する排出流路となる第三外側流路が、内周側で開口して形成されており、
前記複数のメカニカルシールは、前記環状空間において前記第三外側流路と前記第三内側流路とを繋ぐ第三中間流路を形成して第三流体通路を構成するメカニカルシールを含み、
前記第三内側流路は、前記軸体において前記第一内側流路の開口よりも軸方向上側の位置で開口している、請求項５に記載のロータリジョイント。
【請求項7】
前記軸体には、前記第三内側流路の途中部から分岐して前記第三中間流路の軸方向上端部と連通する分岐流路が形成されている、請求項６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、ロータリジョイントに関する。
【背景技術】
【0002】
ロータリジョイントは、固定側部材の流路と回転側部材の流路とを接続するために用いられている。例えば、半導体ウエハの表面研磨処理を行うために用いられるＣＭＰ装置（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ装置）では、回転側部材（ターンテーブル又はトップリング）と、これを支持する固定側部材（ＣＭＰ装置本体）との間を、研磨液、洗浄水、純水、冷却水、研磨残渣液等の液体や、加圧用空気、エアーブロー用空気等の気体が被密封流体として流れる。このような被密封流体が混ざることなく前記回転側部材と前記固定側部材との間を流れるために、これらの部材間を接続するジョイント部には、独立した流体通路を複数設けることが必要である。そこで、このようなジョイント部として、例えば特許文献１に開示されている多ポート式のロータリジョイントが用いられる。
【0003】
図５は、従来のロータリジョイントを示す断面図である。このロータリジョイント８０は、筒形のケース体８１と、このケース体８１内に回転可能として設けられている軸体８２と、これらケース体８１と軸体８２との間の環状空間８５に設けられている複数のメカニカルシール８６とを備えている。
【0004】
メカニカルシール８６は、ケース体８１に取り付けられている第一密封環８７と、軸体８２と一体回転する第二密封環８８と、複数のコイルスプリング８９とを有している。そして、ロータリジョイント８０には、複数（図例では３つ）の独立した流体通路９０が設けられている。
軸体８２は、軸本体８３と、この軸本体８３の外周側に嵌合されているスリーブ８４とを有している。スリーブ８４、及びメカニカルシール８６の第二密封環８８は、軸方向に沿って交互に配置されており、軸本体８３と一体回転可能である。
軸体８２は、軸本体８３と、この軸本体８３の外周側に嵌合されているスリーブ８４とを有している。スリーブ８４、及びメカニカルシール８６の第二密封環８８は、軸方向に沿って交互に配置されており、軸本体８３と一体回転可能である。
【0005】
ケース体８１には、その外周側及び内周側で開口する外側流路９１が形成されている。そして、軸体８２には、その外周側で開口する内側流路９２が形成されている。内側流路９２は、軸本体８３に形成された流路孔９２ａと、スリーブ８４に形成された貫通孔９２ｂとからなる。貫通孔９２ｂは、流路孔９２ａと繋がっており、内側流路９２の外周側の開口孔となる。
【0006】
一つの外側流路９１と一つの内側流路９２とは、軸方向の同じ高さ位置で開口しており、これら外側流路９１と内側流路９２とにより一つの独立した流体通路９０が構成される。このため、環状空間８５において軸方向に複数の流体通路９０を形成するメカニカルシール８６が設けられている。すなわち、スリーブ８４を挟んで隣り合う第二密封環８８，８８同士の間、及びスリーブ８４を挟んで隣り合う第一密封環８７，８７同士の間には、それぞれ内側流路９２（貫通孔９２ｂ）と外側流路９１とを繋ぐ環状の中間流路９３が形成されている。
【0007】
メカニカルシール８６のコイルスプリング８９は、第二密封環８８に対して第一密封環８７を軸方向に向かって押し付けており、第一密封環８７が、その軸方向に隣接する第二密封環８８に接触し、この接触している面の間から被密封流体が漏れるのを防止する。つまり、第一密封環８７の環状側面の一部が第一シール面８７ａとなり、第二密封環８８の環状側面の一部が、この第一シール面８７ａと摺接する第二シール面８８ａとなる。
【0008】
以上の構成により、ケース体８１に対して、軸本体８３、スリーブ８４及び第二密封環８８は一体となって回転可能となり、回転側となる第二密封環８８が、静止側となる第一密封環８７に摺接してメカニカルシール８６としての機能が発揮され、これにより、独立した流体通路９０を形成することができる。
【0009】
複数の流体通路９０は、ターンテーブル等に冷却水などの液体を供給する第一流体通路９０Ａと、ターンテーブル等に加圧用空気などの気体を供給する第二流体通路９０Ｂと、ターンテーブル等に供給された液体を回収して外部に排出する第三流体通路９０Ｃとからなる。
【0010】
液体が流れる第一流体通路９０Ａは、ケース体８１の外周の軸方向一方側（図中の上側）で開口している。これにより、前記液体は、第一流体通路９０Ａの外側流路９１から、図中の上側に配置された２つのメカニカルシール８６Ａ，８６Ｂの間に形成された中間流路９３Ａ、前記メカニカルシール８６Ａ，８６Ｂそれぞれにおける第一及び第二密封環８７，８８の外周側の環状空間を通過し、軸体８２における図中の左側の実線で示す内側流路９２に供給される。
【0011】
液体が流れる第三流体通路９０Ｃは、ケース体８１の外周の軸方向他方側（図中の下側）で開口している。これにより、前記液体は、軸体８２の図中の右側に示す内側流路９２から、図中の下側に配置された他の２つのメカニカルシール８６Ｃ，８６Ｄの間に形成された中間流路９３Ｃ、前記メカニカルシール８６Ｃ，８６Ｄそれぞれにおける第一及び第二密封環８７，８８の外周側の環状空間、及び第三流体通路９０Ｃの外側流路９１を通過し、ケース体８１の外部に排出される。
【0012】
気体が流れる第二流体通路９０Ｂは、ケース体８１の外周において第一流体通路９０Ａと第三流体通路９０Ｃとの間で開口している。これにより、前記気体は、第二流体通路９０Ｂの外側流路９１から、２つのメカニカルシール８６Ｂ，８６Ｃの間に形成された中間流路９３Ｂを通過し、軸体８２の図中の左側の破線で示す内側流路９２に供給される。
【0013】
以上により、気体が流れる第二流体通路９０Ｂの中間流路９３Ｂを形成する２つのメカニカルシール８６Ｂ，８６Ｃそれぞれの第一及び第二シール面８７ａ，８８ａは、第一及び第三流体通路９０Ａ，９０Ｃを流れる液体によって潤滑されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【文献】特開２００２－１７４３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
従来の上記ロータリジョイント８０にあっては、気体が流れる第二流体通路９０Ｂを形成する各メカニカルシール８６Ｂ，８６Ｃの第一及び第二シール面８７ａ，８８ａを潤滑するためには、ケース体８１において第二流体通路９０Ｂの外側流路９１の軸方向両側に、液体が流れる第一及び第三流体通路９０Ａ，９０Ｃの各外側流路９１を設ける必要がある。このため、従来のロータリジョイントは、液体が流れる流体通路を少なくとも２つ備えていないと、気体が流れる流体通路を形成しているメカニカルシールのシール面を潤滑することができないという問題があった。
【0016】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、液体が流れる一つの流体通路だけで、気体が流れる流体通路を形成しているメカニカルシールのシール面を前記液体で潤滑することができるロータリジョイントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明のロータリジョイントは、液体が流れる第一流体通路と、気体が流れる第二流体通路とを備えるロータリジョイントであって、液体が流れる第一外側流路、及び気体が流れる第二外側流路が、それぞれ内周側で開口して形成された筒形のケース体と、前記ケース体内に相対回転可能として設けられ、液体が流れる第一内側流路、及び気体が流れる第二内側流路が、それぞれ外周側で開口して形成されている軸体と、前記第一外側流路と前記第一内側流路とを繋ぐ第一中間流路を形成するために、且つ前記第二外側流路と前記第二内側流路とを繋ぐ第二中間流路を形成して前記第二流体通路を構成するために、前記ケース体と前記軸体との間の環状空間において軸方向に複数設けられたメカニカルシールと、を備え、前記メカニカルシールは、前記ケース体に取り付けられているとともに第一シール面が形成された第一密封環と、前記軸体に取り付けられているとともに前記第一シール面に摺接する第二シール面が形成された第二密封環と、を有し、前記第一流体通路は、前記第二中間流路を挟んで互いに軸方向の異なる位置で開口する前記第一外側流路及び前記第一内側流路と、前記第一外側流路の開口と前記第一内側流路の開口とを繋ぐ前記第一中間流路と、を有し、前記第一中間流路は、当該第一中間流路を流れる液体が、前記第二中間流路を形成しているメカニカルシールの第一及び第二シール面を潤滑するように形成されている。
【0018】
上記のように構成されたロータリジョイントによれば、液体が流れる第一流体通路において、ケース体側の第一外側流路の開口および軸体側の第一内側流路の開口は、気体が流れる第二流体通路の第二中間流路を挟んで、互いに軸方向の異なる位置で開口している。そして、第一外側流路の開口と第一内側流路の開口とを繋ぐ第一中間流路は、当該第一中間流路を流れる液体が、前記第二中間流路を形成しているメカニカルシールの第一及び第二シール面を潤滑するように形成されている。これにより、一つの第一流体通路（第一中間流路）を流れる液体によって、気体が流れる第二流体通路（第二中間流路）を形成しているメカニカルシールの第一及び第二シール面を潤滑することができる。
【0019】
前記第一中間流路は、前記環状空間において、前記複数のメカニカルシールのうちの一部のメカニカルシールを用いて形成され、前記第一外側流路の開口と連通する第一環状流路と、前記環状空間において、前記複数のメカニカルシールのうちの他の一部のメカニカルシールを用いて形成され、前記第一内側流路の開口と連通する第二環状流路と、前記第一環状流路と前記第二環状流路とを繋ぐ繋ぎ流路と、を有するのが好ましい。
この場合、第一外側流路の開口と連通する第一環状流路と、第一内側流路の開口と連通する第二環状流路とを繋ぎ流路で繋ぐという簡単な構成により、第一中間流路を形成することができる。
この場合、第一外側流路の開口と連通する第一環状流路と、第一内側流路の開口と連通する第二環状流路とを繋ぎ流路で繋ぐという簡単な構成により、第一中間流路を形成することができる。
【0020】
前記ケース体には、前記第二外側流路が軸方向に複数形成され、前記軸体には、前記第二外側流路と同数の前記第二内側流路が形成されており、前記複数のメカニカルシールは、前記環状空間において前記第二外側流路と前記第二内側流路とを１つずつ繋ぐ前記第二中間流路を形成して複数の前記第二流体通路を構成するメカニカルシールを含み、前記第一外側流路及び前記第一内側流路は、前記複数の第二中間流路を挟んで互いに軸方向の異なる位置で開口し、前記第一中間流路は、当該第一中間流路を流れる液体が、前記複数の第二中間流路を形成しているメカニカルシールの第一及び第二シール面を潤滑するように形成されているのが好ましい。
【0021】
この場合、液体が流れる第一流体通路において、ケース体側の第一外側流路の開口および軸体側の第一内側流路の開口は、気体が流れる複数の第二流体通路の第二中間流路を挟んで、互いに軸方向の異なる位置で開口している。そして、第一外側流路の開口と第一内側流路の開口とを繋ぐ第一中間流路は、当該第一中間流路を流れる液体が、前記複数の第二中間流路を形成しているメカニカルシールの第一及び第二シール面を潤滑するように形成されている。これにより、一つの第一流体通路（第一中間流路）を流れる液体によって、気体が流れる複数の第二流体通路（第二中間流路）を形成しているメカニカルシールの第一及び第二シール面を潤滑することができる。
【0022】
前記繋ぎ流路は、前記環状空間の前記第一環状流路と前記第二環状流路との間において、前記複数の第二内側流路を形成しているメカニカルシールを用いて形成された第三環状流路と、前記ケース体に形成され、前記第一環状流路と前記第二環状流路とを前記第三環状流路を介して繋ぐ複数の流路孔と、を有するのが好ましい。
この場合、繋ぎ流路を流れる液体は、複数の第二内側流路を形成しているメカニカルシールを用いて形成された第三環状流路をそれぞれ通過するため、繋ぎ流路の途中に配置された前記メカニカルシールの第一及び第二シール面を確実に潤滑することができる。
この場合、繋ぎ流路を流れる液体は、複数の第二内側流路を形成しているメカニカルシールを用いて形成された第三環状流路をそれぞれ通過するため、繋ぎ流路の途中に配置された前記メカニカルシールの第一及び第二シール面を確実に潤滑することができる。
【0023】
前記第一外側流路は、外部から前記ケース体内に液体を供給する供給流路であり、前記第一内側流路は、前記軸体内から外部へ液体を排出する排出流路であり、前記ケース体及び前記軸体は、前記第一外側流路の開口が前記第一内側流路の開口よりも下側に位置するように、軸方向を上下方向として配置されているのが好ましい。
この場合、第一流体通路を流れる液体は、軸方向下側に位置する第一外側流路から供給され、軸方向上側に位置する第一内側流路から外部へ排出される。その際、第一外側流路の開口から第一中間流路に流入した液体は、複数の第二中間流路をそれぞれ形成しているメカニカルシールの第一及び第二シール面間の付近を順次通過して、第一内側流路の開口へ導かれる。これにより、前記各メカニカルシールの第一及び第二シール面間の付近においてエア溜まりが生じるのを抑制することができるので、当該第一及び第二シール面間が潤滑不足になるのを抑制することができる。
この場合、第一流体通路を流れる液体は、軸方向下側に位置する第一外側流路から供給され、軸方向上側に位置する第一内側流路から外部へ排出される。その際、第一外側流路の開口から第一中間流路に流入した液体は、複数の第二中間流路をそれぞれ形成しているメカニカルシールの第一及び第二シール面間の付近を順次通過して、第一内側流路の開口へ導かれる。これにより、前記各メカニカルシールの第一及び第二シール面間の付近においてエア溜まりが生じるのを抑制することができるので、当該第一及び第二シール面間が潤滑不足になるのを抑制することができる。
【0024】
前記軸体には、外部から当該軸体内に液体を供給する供給流路となる第三内側流路が、外周側で開口して形成され、前記ケース体には、当該ケース体内から外部へ液体を排出する排出流路となる第三外側流路が、内周側で開口して形成されており、前記複数のメカニカルシールは、前記環状空間において前記第三外側流路と前記第三内側流路とを繋ぐ第三中間流路を形成して第三流体通路を構成するメカニカルシールを含み、前記第三内側流路は、前記軸体において前記第一内側流路の開口よりも軸方向上側の位置で開口しているのが好ましい。
この場合、第三内側流路の開口は、第一内側流路の開口よりも軸方向上側に位置するため、例えば、第三内側流路を軸体の軸方向上端から軸方向下側に向かって掘り込み加工する際に、第一内側流路の開口位置よりも下側へ深く掘り込む必要がない。このため、第三内側流路を容易に加工することができる。
この場合、第三内側流路の開口は、第一内側流路の開口よりも軸方向上側に位置するため、例えば、第三内側流路を軸体の軸方向上端から軸方向下側に向かって掘り込み加工する際に、第一内側流路の開口位置よりも下側へ深く掘り込む必要がない。このため、第三内側流路を容易に加工することができる。
【0025】
前記軸体には、前記第三内側流路の途中部から分岐して前記第三中間流路の軸方向上端部と連通する分岐流路が形成されているのが好ましい。
この場合、第三内側流路を流れる液体は、第三内側流路の途中部から分岐流路を介して第三中間流路の軸方向上端部に供給され、当該軸方向上端部を形成しているメカニカルシールの第一及び第二シール面間の付近を通過して第三外側流路へ導かれる。これにより、第三中間流路の軸方向上端部を形成しているメカニカルシールの第一及び第二シール面間の付近においてエア溜まりが生じるのを抑制することができるので、当該第一及び第二シール面間が潤滑不足になるのを抑制することができる。
この場合、第三内側流路を流れる液体は、第三内側流路の途中部から分岐流路を介して第三中間流路の軸方向上端部に供給され、当該軸方向上端部を形成しているメカニカルシールの第一及び第二シール面間の付近を通過して第三外側流路へ導かれる。これにより、第三中間流路の軸方向上端部を形成しているメカニカルシールの第一及び第二シール面間の付近においてエア溜まりが生じるのを抑制することができるので、当該第一及び第二シール面間が潤滑不足になるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【0026】
本発明のロータリジョイントによれば、液体が流れる流体通路が１つだけであっても、気体が流れる流体通路を形成しているメカニカルシールのシール面を前記液体で潤滑することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の第１実施形態に係るロータリジョイントを示す断面図である。
【図2】前記ロータリジョイントの上側を示す拡大断面図である。
【図3】前記ロータリジョイントの下側を示す拡大断面図である。
【図4】本発明の第２実施形態に係るロータリジョイントを示す断面図である。
【図5】従来のロータリジョイントを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
＜全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るロータリジョイントを示す断面図である。このロータリジョイント１（以下、ジョイント１ともいう。）は、回転機器の固定側部材（例えば、ＣＭＰ装置本体）に取り付けられる筒形のケース体２と、この回転機器の回転側部材（例えば、ＣＭＰ装置のターンテーブル）に取り付けられる軸体５とを備えている。本実施形態のケース体２及び軸体５は、軸方向を上下方向として配置されている。
［第１実施形態］
＜全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るロータリジョイントを示す断面図である。このロータリジョイント１（以下、ジョイント１ともいう。）は、回転機器の固定側部材（例えば、ＣＭＰ装置本体）に取り付けられる筒形のケース体２と、この回転機器の回転側部材（例えば、ＣＭＰ装置のターンテーブル）に取り付けられる軸体５とを備えている。本実施形態のケース体２及び軸体５は、軸方向を上下方向として配置されている。
【0029】
なお、本発明において、「軸方向」とは、ジョイント１の中心線に沿った方向（この中心線に平行な方向も含む）であり、ケース体２、軸体５、及び後述するメカニカルシール７それぞれの中心線は、ジョイント１の中心線と一致するようにして構成されている。また、本発明において「径方向」とは、ジョイント１の中心線に対して直交する方向である。また、ジョイント１の姿勢は、図１に示す姿勢以外であってもよいが、説明の便宜上、本実施形態では、図１に示す上側をジョイント１の「上」とし、下側をジョイント１の「下」とする。
【0030】
＜ケース体＞
ケース体２は、複数のフランジ２０を上下方向に積み重ねて構成されている。本実施形態では、これら複数のフランジ２０は、下から順に、第一フランジ２１、第二フランジ２２、第三フランジ２３、第四フランジ２４、第五フランジ２５、及び第六フランジ２６によって構成されている。各フランジ２１～２６は、いずれも円環状に形成されており、ボルト２７によって連結固定されている。これにより、ケース体２は、全体として筒形の構造体となっている。
ケース体２は、複数のフランジ２０を上下方向に積み重ねて構成されている。本実施形態では、これら複数のフランジ２０は、下から順に、第一フランジ２１、第二フランジ２２、第三フランジ２３、第四フランジ２４、第五フランジ２５、及び第六フランジ２６によって構成されている。各フランジ２１～２６は、いずれも円環状に形成されており、ボルト２７によって連結固定されている。これにより、ケース体２は、全体として筒形の構造体となっている。
【0031】
以下、第一～第六フランジ２１～２６における２つ以上のフランジの共通事項を説明する場合は、フランジ２０と総称する。
第一～第五フランジ２１～２５において、隣り合うフランジ２０同士の間には、それぞれＯリング２８が設けられている。
第一～第五フランジ２１～２５において、隣り合うフランジ２０同士の間には、それぞれＯリング２８が設けられている。
【0032】
第一～第六フランジ２１～２６それぞれは、径方向内側へ突出している環状の突出部２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａを有している。
第一フランジ２１には、被密封流体が流れる第一外側流路３１が、突出部２１ａ以外の部分を被密封流体が通過するように径方向に貫通して形成されている。被密封流体としては、研磨液、洗浄水、純水、冷却水、オイル、クーラント、研磨残渣液等の液体、及び流体加圧用空気、エアーブロー用空気等の気体が挙げられる。本実施形態において第一外側流路３１には、液体である冷却水が被密封流体として流れる。
第一フランジ２１には、被密封流体が流れる第一外側流路３１が、突出部２１ａ以外の部分を被密封流体が通過するように径方向に貫通して形成されている。被密封流体としては、研磨液、洗浄水、純水、冷却水、オイル、クーラント、研磨残渣液等の液体、及び流体加圧用空気、エアーブロー用空気等の気体が挙げられる。本実施形態において第一外側流路３１には、液体である冷却水が被密封流体として流れる。
【0033】
第二～第四フランジ２２～２４には、被密封流体が流れる第二外側流路３２が、それぞれ突出部２２ａ，２３ａ，２４ａ内を被密封流体が通過するように径方向に貫通して形成されている。本実施形態において各第二外側流路３２には、気体である空気が被密封流体として流れる。
第五フランジ２５には、被密封流体が流れる第三外側流路３３が、突出部２５ａを除く部分を被密封流体が通過するように径方向に貫通して形成されている。本実施形態において第三外側流路３３には、液体である冷却水が被密封流体として流れる。なお、第五フランジ２５には、第一フランジ２１と同様に、研磨液、洗浄水、純水、冷却水、オイル、クーラント、研磨残渣液等の液体が流れることがあり得る。
第五フランジ２５には、被密封流体が流れる第三外側流路３３が、突出部２５ａを除く部分を被密封流体が通過するように径方向に貫通して形成されている。本実施形態において第三外側流路３３には、液体である冷却水が被密封流体として流れる。なお、第五フランジ２５には、第一フランジ２１と同様に、研磨液、洗浄水、純水、冷却水、オイル、クーラント、研磨残渣液等の液体が流れることがあり得る。
【0034】
各外側流路３１～３３の両端部は、フランジ２０の内周側と外周側とで開口しており、本実施形態では、フランジ２０の外周側の開口部が、前記固定側部材の複数の配管それぞれが接続される接続ポートとなる。以上より、ケース体２には、冷却水が被密封流体として流れる第一外側流路３１及び第三外側流路３３、及び空気が被密封流体として流れる複数の第二外側流路３２が、軸方向に沿って所定の間隔をあけて形成されている。
【0035】
＜軸体＞
軸体５は、ケース体２の内周側に配置されており、上下方向に長い直線状の軸本体５１と、この軸本体５１に嵌合された複数のスリーブ５２とを有している。軸本体５１には、スリーブ５２の他に、後述する複数のメカニカルシール７の第二密封環７２が嵌合されており、スリーブ５２と第二密封環７２とは、軸方向に沿って交互に配置されている。本実施形態では、スリーブ５２及び第二密封環７２は６つずつ設けられている。
軸体５は、ケース体２の内周側に配置されており、上下方向に長い直線状の軸本体５１と、この軸本体５１に嵌合された複数のスリーブ５２とを有している。軸本体５１には、スリーブ５２の他に、後述する複数のメカニカルシール７の第二密封環７２が嵌合されており、スリーブ５２と第二密封環７２とは、軸方向に沿って交互に配置されている。本実施形態では、スリーブ５２及び第二密封環７２は６つずつ設けられている。
【0036】
軸本体５１の下方には、押し付け部材５３がボルト５４によって固定されている。また、軸本体５１の上端部には直径が大きくなっている大径部５１ａが形成されている。この大径部５１ａは、軸本体５１に嵌合されたスリーブ５２及び第二密封環７２が上側へ移動するのを規制している。
軸本体５１とスリーブ５２と第二密封環７２との間には、Ｏリング５５が設けられている。Ｏリング５５は、後述する各内側流路６１～６３を流れる被密封流体が他の流路へ浸入したり外部へ漏れたりするのを防いでいる。
軸本体５１とスリーブ５２と第二密封環７２との間には、Ｏリング５５が設けられている。Ｏリング５５は、後述する各内側流路６１～６３を流れる被密封流体が他の流路へ浸入したり外部へ漏れたりするのを防いでいる。
【0037】
押し付け部材５３と第一フランジ２１の突出部２１ａとの間には転がり軸受８が設けられ、軸本体５１の大径部５１ａと第六フランジ２６の突出部２６ａとの間には転がり軸受９が設けられている。これにより、軸本体５１及びスリーブ５２を含む軸体５は、第二密封環７２と共に、ケース体２に対して回転可能に支持されている。
【0038】
軸本体５１内には、流路孔６１ａ，６３ａが１つずつ形成されるとともに、流路孔６２ａが複数（図例では３つ）形成されている。これらの流路孔６１ａ～６３ａそれぞれの一方側は、軸本体５１の外周面において軸方向（上下方向）の異なる位置で開口している。流路孔６１ａ～６３ａの他方側は、軸本体５１の端面（上端面）で開口しており、この端面の開口に対して、前記回転側部材の複数の配管それぞれが接続される。
【0039】
各流路孔６１ａ，６３ａの前記一方側の開口に対応するスリーブ５２，５２は、その内周側において軸本体５１の外周面との間に形成された環状の隙間６１ｂ，６３ｂと、各隙間６１ｂ，６３ｂと連通する貫通孔６１ｃ，６３ｃとを有している。
同様に、各流路孔６２ａの前記一方側の開口に対応するスリーブ５２は、その径方向内側において軸本体５１の外周面との間に形成された環状の隙間６２ｂと、この隙間６２ｂと連通する貫通孔６２ｃとを有している。
同様に、各流路孔６２ａの前記一方側の開口に対応するスリーブ５２は、その径方向内側において軸本体５１の外周面との間に形成された環状の隙間６２ｂと、この隙間６２ｂと連通する貫通孔６２ｃとを有している。
【0040】
各隙間６１ｂ～６３ｂは、対応する流路孔６１ａ～６３ａと連通している。各貫通孔６１ｃ～６３ｃは、周方向に所定間隔をあけて複数（図中には１つのみ図示）形成されている。
軸本体５１内の流路孔６１ａと、対応するスリーブ５２の隙間６１ｂおよび複数の貫通孔６１ｃとは、液体である冷却水が被密封流体として流れる第一内側流路６１を構成している。これにより、第一内側流路６１は、軸体５の外周側の開口孔とされる貫通孔６１ｃを有している。
軸本体５１内の流路孔６１ａと、対応するスリーブ５２の隙間６１ｂおよび複数の貫通孔６１ｃとは、液体である冷却水が被密封流体として流れる第一内側流路６１を構成している。これにより、第一内側流路６１は、軸体５の外周側の開口孔とされる貫通孔６１ｃを有している。
【0041】
軸本体５１内の各流路孔６２ａと、対応するスリーブ５２の隙間６２ｂおよび複数の貫通孔６２ｃとは、気体である空気が被密封流体として流れる第二内側流路６２を構成している。これにより、各第二内側流路６２は、軸体５の外周側の開口孔とされる貫通孔６２ｃを有している。
【0042】
軸本体５１内の流路孔６３ａと、対応するスリーブ５２の隙間６３ｂおよび複数の貫通孔６３ｃとは、液体である冷却水が被密封流体として流れる第三内側流路６３を構成している。これにより、第三内側流路６３は、軸体５の外周側の開口孔とされる貫通孔６３ｃを有している。
【0043】
以上より、各内側流路６１～６３は、軸体５の外周側の開口孔とされる貫通孔６１ｃ～６３ｃを有している。従って、軸体５には、１つの第一内側流路６１、第二外側流路３２と同数（３つ）の第二内側流路６２、及び１つの第三内側流路６３が、軸方向の異なる位置で開口して形成されている。
【0044】
本実施形態では、第三内側流路６３は、第一内側流路６１の開口、及び各第二内側流路６２の開口よりも軸方向上側の位置で開口している。なお、軸体５において、第三内側流路６３は、図示の位置で開口する場合に限定されるものではなく、軸方向の任意の位置で開口させることができる。
【0045】
＜複数のメカニカルシールの全体構成＞
ケース体２と軸体５との間には環状空間Ａが形成されており、この環状空間Ａには軸方向に複数（図例では９つ）のメカニカルシール７が設けられている。本実施形態のジョイント１は、環状空間Ａの軸方向に複数のメカニカルシール７を配置してなる多流路ロータリジョイントとされている。
ケース体２と軸体５との間には環状空間Ａが形成されており、この環状空間Ａには軸方向に複数（図例では９つ）のメカニカルシール７が設けられている。本実施形態のジョイント１は、環状空間Ａの軸方向に複数のメカニカルシール７を配置してなる多流路ロータリジョイントとされている。
【0046】
複数のメカニカルシール７は、第一外側流路３１と第一内側流路６１とを繋ぐ第一中間流路４１を形成するためのメカニカルシール７、第二外側流路３２と第二内側流路６２とを１つずつ繋ぐ第二中間流路４２を形成するメカニカルシール７、及び第三外側流路３３と第三内側流路６３とを繋ぐ第三中間流路４３を形成するメカニカルシール７を含む。
【0047】
＜第三中間流路を形成するメカニカルシール＞
図２は、ジョイント１の上側を示す拡大断面図である。図２において、第五フランジ２５の内周側には１つのスリーブ５２Ｅが対向して配置されており、このスリーブ５２Ｅで開口する第三内側流路６３（貫通孔６３ｃ）と、第五フランジ２５の内周側で開口する第三外側流路３３とは、軸方向の同じ位置で開口している。そして、スリーブ５２Ｅと第五フランジ２５との間には、第三中間流路４３を形成する２つのメカニカルシール７Ｈ，７Ｉが設けられている。
図２は、ジョイント１の上側を示す拡大断面図である。図２において、第五フランジ２５の内周側には１つのスリーブ５２Ｅが対向して配置されており、このスリーブ５２Ｅで開口する第三内側流路６３（貫通孔６３ｃ）と、第五フランジ２５の内周側で開口する第三外側流路３３とは、軸方向の同じ位置で開口している。そして、スリーブ５２Ｅと第五フランジ２５との間には、第三中間流路４３を形成する２つのメカニカルシール７Ｈ，７Ｉが設けられている。
【0048】
各メカニカルシール７Ｈ，７Ｉは、ケース体２側に取り付けられた第一密封環（静止密封環）７１と、軸体５側に取り付けられた第二密封環（回転密封環）７２と、押圧部材としてのコイルスプリング７３とを有している。
第二密封環７２は、環状の部材からなり、前記のとおり、軸体５に一体回転可能に設けられている。第二密封環７２の軸方向の端面には、スリーブ５２Ｅの軸方向の端面が接触し、スリーブ５２Ｅは、軸方向に隣り合うメカニカルシール７Ｈ，７Ｉの第二密封環７２，７２間のスペーサとして機能する。第二密封環７２の軸方向一端には、環状の第二シール面７２ａが形成されている。
第二密封環７２は、環状の部材からなり、前記のとおり、軸体５に一体回転可能に設けられている。第二密封環７２の軸方向の端面には、スリーブ５２Ｅの軸方向の端面が接触し、スリーブ５２Ｅは、軸方向に隣り合うメカニカルシール７Ｈ，７Ｉの第二密封環７２，７２間のスペーサとして機能する。第二密封環７２の軸方向一端には、環状の第二シール面７２ａが形成されている。
【0049】
第一密封環７１は、環状の部材からなり、スリーブ５２Ｅの径方向外側に配置されている。この状態で、第一密封環７１は、ケース体２に回り止めされている。第一密封環７１の第二密封環７２側の端面には、第一シール面７１ａに接触する第二シール面７２ａが形成されている。
【0050】
コイルスプリング７３は、第五フランジ２５の突出部２５ａと第一密封環７１との間に、圧縮された状態で介在している。コイルスプリング７３は周方向に沿って複数（図中には１つのみ図示）設けられている。このため、複数のコイルスプリング７３の弾性復元力によって、第一密封環７１は第二密封環７２側へ向かって軸方向に押圧され、両シール面７１ａ，７２ａ間に軸方向の押し付け力が作用する。これにより、両シール面７１ａ，７２ａ同士を、軸方向に押し付けあった状態で接触させることができる。なお、コイルスプリング７３以外の他の押圧部材を用いてもよい。
【0051】
従って、第一密封環７１の第一シール面７１ａが、第二密封環７２の第二シール面７２ａに摺接することで、これら両シール面７１ａ，７２ａの間から被密封流体が漏れるのを防止するシール機能が発揮される。つまり、第一密封環７１の第一シール面７１ａと第二密封環７２の第二シール面７２ａとの相対回転に伴う摺接作用によりメカニカルシール７Ｈ，７Ｉのシール機能が発揮される。
【0052】
各メカニカルシール７Ｈ，７Ｉの第一密封環７１は、スリーブ５２Ｅの外周面との間に隙間を有して設けられており、第一密封環７１とスリーブ５２との間には、環状の隙間流路４３ａが形成されている。この隙間流路４３ａは、スリーブ５２Ｅの貫通孔６３ｃと連通している。そして、メカニカルシール７Ｈの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａによるシール機能と、メカニカルシール７Ｉの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａによるシール機能とによって、被密封流体が隙間流路４３ａから外部へ漏れるのを防止している。
【0053】
さらに、両メカニカルシール７Ｈ，７Ｉの第一密封環７１，７１同士の間には、環状流路４３ｂが形成されており、この環状流路４３ｂは、隙間流路４３ａと第三外側流路３３とを繋いでいる。そして、各第一密封環７１の外周面と、第五フランジ２５の突出部２５ａの内周面との間には、Ｏリング７４が設けられている。このＯリング７４は、被密封流体が環状流路４３ｂから外部へ漏れるのを防止している。なお、各第一密封環７１は、Ｏリング７４を介して第五フランジ２５の突出部２５ａに対して軸方向に移動可能な状態で嵌合されている。
【0054】
以上より、第三外側流路３３と第三内側流路６３との間には、密封された隙間流路４３ａ及び環状流路４３ｂが介在しており、これらの流路４３ａ，４３ｂは、第三外側流路３３と第三内側流路６３とを繋ぐ第三中間流路４３を構成している。このように、軸方向に隣り合うメカニカルシール７Ｈ，７Ｉを用いて形成された第三中間流路４３によって、第三外側流路３３と第三内側流路６３とが連結されている。そして、第三外側流路３３、第三中間流路４３、及び第三内側流路６３により、１つの独立した第三流体通路１３が構成されている。
【0055】
＜複数の第二中間流路を形成するメカニカルシール＞
図３は、ジョイント１の下側を示す拡大断面図である。図３において、第二フランジ２２の内周側には１つのスリーブ５２Ａが対向して配置されており、このスリーブ５２Ａで開口する第二内側流路６２（貫通孔６２ｃ）は、第二フランジ２２の内周側で開口する第二外側流路３２よりも、軸方向の少し上側の位置で開口している。そして、前記スリーブ５２と第二フランジ２２との間には、第二外側流路３２と第二内側流路６２とを繋ぐ第二中間流路４２を形成する２つのメカニカルシール７Ｂ，７Ｃが設けられている。各メカニカルシール７Ｂ，７Ｃは、前記のメカニカルシール７Ｈ，７Ｉと同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。
図３は、ジョイント１の下側を示す拡大断面図である。図３において、第二フランジ２２の内周側には１つのスリーブ５２Ａが対向して配置されており、このスリーブ５２Ａで開口する第二内側流路６２（貫通孔６２ｃ）は、第二フランジ２２の内周側で開口する第二外側流路３２よりも、軸方向の少し上側の位置で開口している。そして、前記スリーブ５２と第二フランジ２２との間には、第二外側流路３２と第二内側流路６２とを繋ぐ第二中間流路４２を形成する２つのメカニカルシール７Ｂ，７Ｃが設けられている。各メカニカルシール７Ｂ，７Ｃは、前記のメカニカルシール７Ｈ，７Ｉと同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。
【0056】
各メカニカルシール７Ｂ，７Ｃの第一密封環７１は、スリーブ５２Ａの外周面との間に隙間を有して設けられており、第一密封環７１とスリーブ５２Ａとの間には、環状の隙間流路４２ａが形成されている。この隙間流路４２ａは、スリーブ５２Ａの貫通孔６２ｃと連通している。そして、メカニカルシール７Ｂの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａによるシール機能と、メカニカルシール７Ｃの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａによるシール機能とによって、被密封流体が隙間流路４２ａから外部へ漏れるのを防止している。
【0057】
さらに、両メカニカルシール７Ｂ，７Ｃの第一密封環７１，７１同士の間には、環状流路４２ｂが形成されており、この環状流路４２ｂは、隙間流路４２ａと第二外側流路３２とを繋いでいる。そして、各第一密封環７１の外周面と、第二フランジ２２の突出部２２ａの内周面との間には、Ｏリング７４が設けられている。このＯリング７４は、被密封流体が環状流路４２ｂから外部へ漏れるのを防止している。なお、各第一密封環７１は、Ｏリング７４を介して第二フランジ２２の突出部２２ａに対して軸方向に移動可能な状態で嵌合されている。
【0058】
以上より、第二外側流路３２と第二内側流路６２との間には、密封された隙間流路４２ａ及び環状流路４２ｂが介在しており、これらの流路４２ａ，４２ｂは、１つ目の第二外側流路３２と１つ目の第二内側流路６２とを繋ぐ１つ目の第二中間流路４２を構成している。このように、軸方向に隣り合うメカニカルシール７を用いて形成された第二中間流路４２によって、前記１つ目の第二外側流路３２と前記１つ目の第二内側流路６２とが連結されている。そして、これらの第二外側流路３２、第二中間流路４２、及び第二内側流路６２により、１つ目の独立した第二流体通路１２が構成されている。
【0059】
図１において、上記と同様に、第三フランジ２３とその内周側に対向するスリーブ５２Ｂとの間には、２つ目の第二外側流路３２と、２つ目の第二内側流路６２とを繋ぐ２つ目の第二中間流路４２を形成する２つのメカニカルシール７Ｄ，７Ｅが設けられている。
第三フランジ２３の内周側で開口する第二外側流路３２と、スリーブ５２Ｂの内周側で開口する第二内側流路６２（貫通孔６２ｃ）との間には、密封された隙間流路４２ａ及び環状流路４２ｂが介在しており、これらの流路４２ａ，４２ｂは前記２つ目の第二中間流路４２を構成している。そして、これらの第二外側流路３２、第二中間流路４２、及び第二内側流路６２により、２つ目の独立した第二流体通路１２が構成されている。
第三フランジ２３の内周側で開口する第二外側流路３２と、スリーブ５２Ｂの内周側で開口する第二内側流路６２（貫通孔６２ｃ）との間には、密封された隙間流路４２ａ及び環状流路４２ｂが介在しており、これらの流路４２ａ，４２ｂは前記２つ目の第二中間流路４２を構成している。そして、これらの第二外側流路３２、第二中間流路４２、及び第二内側流路６２により、２つ目の独立した第二流体通路１２が構成されている。
【0060】
さらに、第四フランジ２４とその内周側に対向するスリーブ５２Ｃとの間には、３つ目の第二外側流路３２と３つ目の第二内側流路６２とを繋ぐ３つ目の第二中間流路４２を形成する２つのメカニカルシール７Ｆ，７Ｇが設けられている。
第四フランジ２４の内周側で開口する第二外側流路３２と、スリーブ５２Ｃの内周側で開口する第二内側流路６２（貫通孔６２ｃ）との間には、密封された隙間流路４２ａ及び環状流路４２ｂが介在しており、これらの流路４２ａ，４２ｂは前記３つ目の第二中間流路４２を構成している。そして、これらの第二外側流路３２、第二中間流路４２、及び第二内側流路６２により、３つ目の独立した第二流体通路１２が構成されている。
第四フランジ２４の内周側で開口する第二外側流路３２と、スリーブ５２Ｃの内周側で開口する第二内側流路６２（貫通孔６２ｃ）との間には、密封された隙間流路４２ａ及び環状流路４２ｂが介在しており、これらの流路４２ａ，４２ｂは前記３つ目の第二中間流路４２を構成している。そして、これらの第二外側流路３２、第二中間流路４２、及び第二内側流路６２により、３つ目の独立した第二流体通路１２が構成されている。
【0061】
以上より、メカニカルシール７Ｂ～７Ｇは、複数の第二外側流路３２と複数の第二内側流路６２とを１つずつ繋ぐ複数の第二中間流路４２を形成して複数の独立した第二流体通路１２を構成している。
なお、本実施形態では、メカニカルシール７Ｃの第二密封環７２は、その上側に隣接するメカニカルシール７Ｄの第二密封環７２も兼ねているが、これらのメカニカルシール７Ｃ，７Ｄ毎に第二密封環７２を設けてもよい。同様に、メカニカルシール７Ｅの第二密封環７２は、その上側に隣接するメカニカルシール７Ｆの第二密封環７２も兼ねているが、これらのメカニカルシール７Ｅ，７Ｆ毎に第二密封環７２を設けてもよい。
なお、本実施形態では、メカニカルシール７Ｃの第二密封環７２は、その上側に隣接するメカニカルシール７Ｄの第二密封環７２も兼ねているが、これらのメカニカルシール７Ｃ，７Ｄ毎に第二密封環７２を設けてもよい。同様に、メカニカルシール７Ｅの第二密封環７２は、その上側に隣接するメカニカルシール７Ｆの第二密封環７２も兼ねているが、これらのメカニカルシール７Ｅ，７Ｆ毎に第二密封環７２を設けてもよい。
【0062】
＜第一中間流路を形成するためのメカニカルシール＞
図１に示すように、第一外側流路３１及び第一内側流路６１は、軸体５の外周側において、複数の第二流体通路１２の第二中間流路４２を挟んで、互いに軸方向（上下方向）の異なる位置で開口している。本実施形態では、第一外側流路３１の開口は、第一内側流路６１の開口よりも軸方向下側に位置している。つまり、第一外側流路３１は、複数の第二中間流路４２よりも軸方向下側の位置で開口し、第一内側流路６１は、複数の第二中間流路４２よりも軸方向上側の位置で開口している。そして、これらの開口は第一中間流路４１によって繋がっている。従って、第一外側流路３１、第一中間流路４１、及び第一内側流路６１により、１つの独立した第一流体通路１１が構成されている。
図１に示すように、第一外側流路３１及び第一内側流路６１は、軸体５の外周側において、複数の第二流体通路１２の第二中間流路４２を挟んで、互いに軸方向（上下方向）の異なる位置で開口している。本実施形態では、第一外側流路３１の開口は、第一内側流路６１の開口よりも軸方向下側に位置している。つまり、第一外側流路３１は、複数の第二中間流路４２よりも軸方向下側の位置で開口し、第一内側流路６１は、複数の第二中間流路４２よりも軸方向上側の位置で開口している。そして、これらの開口は第一中間流路４１によって繋がっている。従って、第一外側流路３１、第一中間流路４１、及び第一内側流路６１により、１つの独立した第一流体通路１１が構成されている。
【0063】
本実施形態では、第一流体通路１１の第一中間流路４１は、環状空間Ａに形成されて第一外側流路３１の前記開口と連通する第一環状流路４１ａと、環状空間Ａに形成されて第一内側流路６１の前記開口と連通する第二環状流路４１ｂと、第一環状流路４１ａと第二環状流路４１ｂとを繋ぐ繋ぎ流路４１ｃとによって構成されている。
【0064】
環状空間Ａには、第一環状流路４１ａを形成する２つのメカニカルシール７Ａ，７Ｂが設けられ、かつ、第二環状流路４１ｂを形成する２つのメカニカルシール７Ｇ，７Ｈが設けられている。
なお、メカニカルシール７Ｂは、上記のように、第二中間流路４２を形成するメカニカルシールであるが、第一環状流路４１ａを形成するメカニカルシールも兼ねている。同様に、メカニカルシール７Ｇ，７Ｈは、上記のように、それぞれ第二中間流路４２及び第三中間流路４３を形成するメカニカルシールであるが、第二環状流路４１ｂを形成するメカニカルシールも兼ねている。メカニカルシール７Ａは、他のメカニカルシール７と同様の構成である。従って、メカニカルシール７Ａ，７Ｂ，７Ｇ，７Ｈについては、詳細な説明を省略する。
なお、メカニカルシール７Ｂは、上記のように、第二中間流路４２を形成するメカニカルシールであるが、第一環状流路４１ａを形成するメカニカルシールも兼ねている。同様に、メカニカルシール７Ｇ，７Ｈは、上記のように、それぞれ第二中間流路４２及び第三中間流路４３を形成するメカニカルシールであるが、第二環状流路４１ｂを形成するメカニカルシールも兼ねている。メカニカルシール７Ａは、他のメカニカルシール７と同様の構成である。従って、メカニカルシール７Ａ，７Ｂ，７Ｇ，７Ｈについては、詳細な説明を省略する。
【0065】
図３において、第一環状流路４１ａは、メカニカルシール７Ａ，７Ｂと、これらに対向する第一フランジ２１との間に形成されており、第一フランジ２１の内周側で開口する第一外側流路３１と連通している。メカニカルシール７Ａ，７Ｂは、共用の第二密封環７２を有している。
【0066】
メカニカルシール７Ａの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ、及びメカニカルシール７Ａの第一密封環７１の外周側に設けられたＯリング７４によるシール機能よって、被密封流体が、第一環状流路４１ａの軸方向下側から外部へ漏れるのを防止している。
また、メカニカルシール７Ｂの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ、及びメカニカルシール７Ｂの第一密封環７１の外周側に設けられたＯリング７４によるシール機能によって、被密封流体が、第一環状流路４１ａの軸方向上側から、その内周側に形成された第二中間流路４２（隙間流路４２ａ）へ漏れるのを防止している。
また、メカニカルシール７Ｂの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ、及びメカニカルシール７Ｂの第一密封環７１の外周側に設けられたＯリング７４によるシール機能によって、被密封流体が、第一環状流路４１ａの軸方向上側から、その内周側に形成された第二中間流路４２（隙間流路４２ａ）へ漏れるのを防止している。
【0067】
図２において、第二環状流路４１ｂは、メカニカルシール７Ｇ，７Ｈ及びその間に配置されたスリーブ５２Ｄと、当該スリーブ５２Ｄに対向する第四フランジ２４との間に形成されている。これにより、第二環状流路４１ｂは、軸体５の外周側で開口する第一内側流路６１（貫通孔６１ｃ）と連通している。
【0068】
メカニカルシール７Ｇの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ、及びメカニカルシール７Ｇの第一密封環７１の外周側に設けられたＯリング７４によるシール機能によって、被密封流体が、第二環状流路４１ｂの軸方向下側から、その内周側に形成された第二中間流路４２（隙間流路４２ａ）へ漏れるのを防止している。
同様に、メカニカルシール７Ｈの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ、及びメカニカルシール７Ｈの第一密封環７１の外周側に設けられたＯリング７４によるシール機能によって、被密封流体が、第二環状流路４１ｂの軸方向上側から、その内周側に形成された第三中間流路４３（隙間流路４３ａ）へ漏れるのを防止している。
同様に、メカニカルシール７Ｈの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ、及びメカニカルシール７Ｈの第一密封環７１の外周側に設けられたＯリング７４によるシール機能によって、被密封流体が、第二環状流路４１ｂの軸方向上側から、その内周側に形成された第三中間流路４３（隙間流路４３ａ）へ漏れるのを防止している。
【0069】
図１において、第一環状流路４１ａと第二環状流路４１ｂとを繋ぐ繋ぎ流路４１ｃは、環状空間Ａにおいて軸方向に複数（図例では２つ）形成された第三環状流路４１ｄ，４１ｅと、ケース体２に形成された複数（図例では３つ）の流路孔４１ｆ，４１ｇ，４１ｈとを有している。
【0070】
第三環状流路４１ｄは、軸方向に隣り合う第二内側流路６２をそれぞれ形成しているメカニカルシール７Ｃ，７Ｄと、これらに対向する第二及び第三フランジ２２，２３との間に形成されている。メカニカルシール７Ｃの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａによるシール機能と、メカニカルシール７Ｄの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａによるシール機能とによって、被密封流体が、第三環状流路４１ｄから、その内周側に形成された上下２つの第二中間流路４２（隙間流路４２ａ）へ漏れるのを防止している（図３参照）。
【0071】
第三環状流路４１ｅは、軸方向に隣り合う第二内側流路６２をそれぞれ形成しているメカニカルシール７Ｅ，７Ｆと、これらに対向する第三及び第四フランジ２３，２４との間に形成されている。メカニカルシール７Ｅの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａによるシール機能と、メカニカルシール７Ｆの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａによるシール機能とによって、被密封流体が、第三環状流路４１ｅから、その内周側に形成された上下２つの第二中間流路４２（隙間流路４２ａ）へ漏れるのを防止している。
【0072】
ケース体２側の流路孔４１ｆは、第二フランジ２２の突出部２２ａにおいて軸方向に貫通して形成されており、第一環状流路４１ａの上端部と第三環状流路４１ｄの下端部とを繋いでいる。流路孔４１ｇは、第三フランジ２３の突出部２３ａにおいて軸方向に貫通して形成されており、第三環状流路４１ｄの上端部と第三環状流路４１ｅの下端部とを繋いでいる。流路孔４１ｈは、第四フランジ２４の突出部２４ａにおいて軸方向に貫通して形成されており、第三環状流路４１ｅの上端部と第二環状流路４１ｂの下端部とを繋いでいる。
【0073】
以上より、複数の流路孔４１ｆ～４１ｈは、第一環状流路４１ａと第二環状流路４１ｂとを、複数の第三環状流路４１ｄ，４１ｅを介して繋いでいる。つまり、第一外側流路３１及び第一内側流路６１は、下側から順に、第一環状流路４１ａ、流路孔４１ｆ、第三環状流路４１ｄ、流路孔４１ｇ、第三環状流路４１ｅ、流路孔４１ｈ、及び第二環状流路４１ｂを介して繋がっている。
【0074】
これにより、第一中間流路４１を流れる冷却水（被密封流体）は、複数の第二中間流路４２を形成している各メカニカルシール７Ｂ～７Ｇの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑及び冷却するようになっている。
具体的には、第一環状流路４１ａを流れる冷却水は、第二中間流路４２を形成しているメカニカルシール７Ｂの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑及び冷却する。第三環状流路４１ｄを流れる冷却水は、メカニカルシール７Ｃ，７Ｄの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑及び冷却する。
具体的には、第一環状流路４１ａを流れる冷却水は、第二中間流路４２を形成しているメカニカルシール７Ｂの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑及び冷却する。第三環状流路４１ｄを流れる冷却水は、メカニカルシール７Ｃ，７Ｄの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑及び冷却する。
【0075】
第三環状流路４１ｅを流れる冷却水は、メカニカルシール７Ｆ，７Ｅの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑及び冷却する。第二環状流路４１ｂを流れる冷却水は、第二中間流路４２を形成しているメカニカルシール７Ｇの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑及び冷却する。
【0076】
なお、第一環状流路４１ａを流れる冷却水は、メカニカルシール７Ａの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａも潤滑及び冷却する。また、第二環状流路４１ｂを流れる冷却水は、メカニカルシール７Ｈの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａも潤滑及び冷却する。
【0077】
＜第一及び第三流体通路の冷却水の流れ＞
図１において、第一外側流路３１は、冷却水（被密封流体）の供給源からケース体２内に冷却水を供給する供給流路とされている。これにより、第一外側流路３１におけるケース体２の外周側の開口は、前記供給源から冷却水が供給される供給口とされている。
第一内側流路６１は、軸体５内から前記回転側部材へ冷却水を送出（排出）する送出流路（排出流路）とされている。これにより、第一内側流路６１における軸本体５１の上端側の開口は、前記回転側部材に冷却水を送出する送出口（排出口）とされている。
図１において、第一外側流路３１は、冷却水（被密封流体）の供給源からケース体２内に冷却水を供給する供給流路とされている。これにより、第一外側流路３１におけるケース体２の外周側の開口は、前記供給源から冷却水が供給される供給口とされている。
第一内側流路６１は、軸体５内から前記回転側部材へ冷却水を送出（排出）する送出流路（排出流路）とされている。これにより、第一内側流路６１における軸本体５１の上端側の開口は、前記回転側部材に冷却水を送出する送出口（排出口）とされている。
【0078】
従って、第一流体通路１１は、冷却水の供給源から第一外側流路３１に供給された冷却水を、第一中間流路４１を介して第一内側流路３１から前記回転側部材へ送出するようになっている。
【0079】
第三内側流路６３は、前記回転側部材から軸体５内に冷却水を回収（供給）する回収流路（供給流路）とされている。これにより、第三内側流路６３における軸本体５１の上端側の開口は、前記回転側部材から冷却水が回収される回収口（供給口）とされている。
第三外側流路３３は、ケース体２内から外部へ冷却水を排出する排出流路とされている。これにより、第三外側流路３３におけるケース体２の外周側の開口は、ケース体２の外部に冷却水を排出する排出口とされている。
第三外側流路３３は、ケース体２内から外部へ冷却水を排出する排出流路とされている。これにより、第三外側流路３３におけるケース体２の外周側の開口は、ケース体２の外部に冷却水を排出する排出口とされている。
【0080】
従って、第三流体通路１３は、前記回転側部材から第三内側流路６３に回収された冷却水を、第三中間流路４３を介して第三外側流路３３から外部へ排出するようになっている。
【0081】
図２において、軸体５には、第三内側流路６３の途中部から分岐して第三中間流路４３の軸方向上端部と連通する分岐流路１５が形成されている。分岐流路１５は、軸本体５１に形成された流路孔１５ａと、第三中間流路４３の隙間流路４３ａに対向するスリーブ５２Ｅに形成された環状の隙間１５ｂ及び貫通溝１５ｃとを有している。
【0082】
流路孔１５ａは、第三内側流路６３の上下方向（軸方向）に延びる部分の途中部から径方向外側に向かって延びるように分岐し、軸本体５１の外周側において第三内側流路６３の開口よりも少し上側の位置で開口している。
環状の隙間１５ｂは、スリーブ５２Ｅの内周側において軸本体５１の外周面との間に形成されており、流路孔１５ａの開口と連通している。
環状の隙間１５ｂは、スリーブ５２Ｅの内周側において軸本体５１の外周面との間に形成されており、流路孔１５ａの開口と連通している。
【0083】
貫通溝１５ｃは、スリーブ５２Ｅの軸方向上端部に形成されており、隙間流路４３ａの軸方向上端部（第一及び第二シール面７１ａ，７２ａの接触部とスリーブ５２Ｅの外周面との間に形成された環状の空間）と隙間１５ｂとを繋いでいる。
【0084】
以上より、第三内側流路６３を流れる冷却水の一部は、分岐流路１５の流路孔１５ａ、隙間１５ｂ、貫通溝１５ｃを介して、隙間流路４３ａの軸方向上端部を通過し、環状流路４３ｂを介して第三外側流路３３へ導かれる。これにより、隙間流路４３ａの軸方向上端部、つまり環状空間Ａの最上部に配置されたメカニカルシール７Ｉの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ間の付近においてエア溜まりが生じるのを抑制することができる。
【0085】
＜効果＞
以上、本実施形態のロータリジョイント１によれば、液体（冷却水）が流れる第一流体通路１１において、ケース体２側の第一外側流路３１の開口および軸体５側の第一内側流路６１の開口は、気体（空気）が流れる複数の第二流体通路１２の第二中間流路４２を挟んで、互いに軸方向の異なる位置で開口している。そして、第一外側流路３１の開口と第一内側流路６１の開口とを繋ぐ第一中間流路４１は、当該第一中間流路４１を流れる液体が、前記複数の第二中間流路４２を形成しているメカニカルシール７Ｂ～７Ｇの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑するように形成されている。これにより、一つの第一流体通路１１（第一中間流路４１）を流れる液体によって、気体が流れる複数の第二流体通路１２（第二中間流路４２）を形成しているメカニカルシール７Ｂ～７Ｇの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑することができる。
以上、本実施形態のロータリジョイント１によれば、液体（冷却水）が流れる第一流体通路１１において、ケース体２側の第一外側流路３１の開口および軸体５側の第一内側流路６１の開口は、気体（空気）が流れる複数の第二流体通路１２の第二中間流路４２を挟んで、互いに軸方向の異なる位置で開口している。そして、第一外側流路３１の開口と第一内側流路６１の開口とを繋ぐ第一中間流路４１は、当該第一中間流路４１を流れる液体が、前記複数の第二中間流路４２を形成しているメカニカルシール７Ｂ～７Ｇの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑するように形成されている。これにより、一つの第一流体通路１１（第一中間流路４１）を流れる液体によって、気体が流れる複数の第二流体通路１２（第二中間流路４２）を形成しているメカニカルシール７Ｂ～７Ｇの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑することができる。
【0086】
また、第一流体通路１１の第一中間流路４１は、第一外側流路３１の開口と連通する第一環状流路４１ａと、第一内側流路６１の開口と連通する第二環状流路４１ｂと、第一環状流路４１ａと第二環状流路４１ｂとを繋ぐ繋ぎ流路４１ｃとによって構成されている。このため、第一環状流路４１ａと第二環状流路４１ｂとを繋ぎ流路４１ｃで繋ぐという簡単な構成により、第一中間流路４１を形成することができる。
【0087】
また、第一中間流路４１の繋ぎ流路４１ｃは、各第二内側流路６２を形成しているメカニカルシール７Ｃ～７Ｆを用いて形成された複数の第三環状流路４１ｄ，４１ｅと、第一環状流路４１ａと第二環状流路４１ｂとを複数の第三環状流路４１ｄ，４１ｅを介して繋ぐ複数の流路孔４１ｆ～４１ｈとを有する。これにより、繋ぎ流路４１ｃを流れる液体は、各第二内側流路６２を形成しているメカニカルシール７Ｃ～７Ｆを用いて形成された複数の第三環状流路４１ｄ，４１ｅをそれぞれ通過するため、繋ぎ流路４１ｃの途中に配置されたメカニカルシール７Ｃ～７Ｆの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを確実に潤滑することができる。
【0088】
また、第一流体通路１１を流れる液体は、軸方向下側に位置する第一外側流路３１から供給され、軸方向上側に位置する第一内側流路６１から外部へ排出される。その際、第一外側流路３１の開口から第一中間流路４１に流入した液体は、複数の第二中間流路４２をそれぞれ形成しているメカニカルシール７Ｂ～７Ｇの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ間の付近を順次通過して、第一内側流路６１の開口へ導かれる。これにより、前記各メカニカルシール７Ｂ～７Ｇの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ間の付近においてエア溜まりが生じるのを抑制することができるので、当該第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ間が潤滑不足になるのを抑制することができる。
【0089】
また、第三流体通路１３の第三内側流路６３の開口は、第一流体通路１１の第一内側流路６１の開口よりも軸方向上側に位置する。このため、例えば、第三内側流路６３を軸本体５１の軸方向上端から軸方向下側に向かって掘り込み加工する際に、第一内側流路６１の開口位置よりも下側へ深く掘り込む必要がないので、第三内側流路６３を容易に加工することができる。
【0090】
また、軸体５には、第三内側流路６３の途中部から分岐して第三中間流路４３の軸方向上端部と連通する分岐流路１５が形成されている。このため、第三内側流路６３を流れる液体は、第三内側流路６３の途中部から分岐流路１５を介して第三中間流路４３の軸方向上端部に供給され、当該軸方向上端部を形成しているメカニカルシール７Ｉの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ間の付近を通過して第三外側流路３３へ導かれる。これにより、環状空間Ａの最上部に配置されたメカニカルシール７Ｉの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ間の付近においてエア溜まりが生じるのを抑制することができるので、当該第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ間が潤滑不足になるのを抑制することができる。
【0091】
［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態に係るロータリジョイントを示す断面図である。本実施形態のロータリジョイント１と第１実施形態のロータリジョイント１とが主に相違する点は、第一外側流路３１と第三外側流路３３との軸方向の位置関係が異なる点、第一外側流路３１の開口と第一内側流路６１の開口との間に形成される第二中間流路４２の個数が異なる点、及び気体が流れる第四流体通路１４が形成されている点である。
図４は、本発明の第２実施形態に係るロータリジョイントを示す断面図である。本実施形態のロータリジョイント１と第１実施形態のロータリジョイント１とが主に相違する点は、第一外側流路３１と第三外側流路３３との軸方向の位置関係が異なる点、第一外側流路３１の開口と第一内側流路６１の開口との間に形成される第二中間流路４２の個数が異なる点、及び気体が流れる第四流体通路１４が形成されている点である。
【0092】
図４において、本実施形態のロータリジョイント１では、ケース体２の複数のフランジ２０は、下から順に、第一フランジ２１、第二フランジ２２、第三フランジ２３、及び第四フランジ２４によって構成されている。第一フランジ２１と押し付け部材５３との間には転がり軸受８が設けられ、第四フランジ２４と軸本体５１の大径部５１ａとの間には転がり軸受９が設けられている。これにより、軸体５はケース体２に対して回転可能に支持されている。
【0093】
第三フランジ２３の軸方向下側には、液体である冷却水が被密封流体として流れる第一外側流路３１が径方向に貫通して形成されている。また、第三フランジ２３の第一外側流路３１よりも軸方向上側には、気体である空気が被密封流体として流れる１つの第二外側流路３２が径方向に貫通して形成されている。
【0094】
第二フランジ２２の軸方向下側には、液体である冷却水が被密封流体として流れる第三外側流路３３が径方向に貫通して形成されている。また、第二フランジ２２の軸方向上側には、気体である空気が被密封流体として流れる１つの第四外側流路３４が径方向に貫通して形成されている。
以上より、ケース体２には、冷却水が被密封流体として流れる第一外側流路３１及び第三外側流路３３、及び空気が被密封流体として流れる第二外側流路３２及び第四外側流路３４が、それぞれ１つずつ軸方向に沿って形成されている。
以上より、ケース体２には、冷却水が被密封流体として流れる第一外側流路３１及び第三外側流路３３、及び空気が被密封流体として流れる第二外側流路３２及び第四外側流路３４が、それぞれ１つずつ軸方向に沿って形成されている。
【0095】
軸本体５１内には、流路孔６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａが１つずつ形成されている。これらの流路孔６１ａ～６４ａそれぞれの一方側は、軸本体５１の外周面において軸方向（上下方向）の異なる位置で開口している。流路孔６１ａ～６４ａの他方側は、軸本体５１の端面（上端面）で開口しており、この端面の開口に、前記回転側部材の複数の配管それぞれが接続される。
【0096】
各流路孔６１ａ～６４ａの前記他方側の開口に対応するスリーブ５２は、その内周側において軸本体５１の外周面との間に形成された環状の隙間６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ，６４ｂと、径方向に貫通して形成された貫通孔６１ｃ，６２ｃ，６３ｃ，６４ｃとを有している。
【0097】
各隙間６１ｂ～６４ｂは、対応するスリーブ５２の流路孔６１ａ～６４ａと連通している。各貫通孔６１ｃ～６４ｃは、周方向に所定間隔をあけて複数（図中には１つのみ図示）形成されている。
軸本体５１内の流路孔６１ａと、対応するスリーブ５２の隙間６１ｂおよび複数の貫通孔６１ｃとは、液体である冷却水が被密封流体として流れる第一内側流路６１を構成している。これにより、第一内側流路６１は、軸体５の外周側の開口孔とされる貫通孔６１ｃを有している。
軸本体５１内の流路孔６１ａと、対応するスリーブ５２の隙間６１ｂおよび複数の貫通孔６１ｃとは、液体である冷却水が被密封流体として流れる第一内側流路６１を構成している。これにより、第一内側流路６１は、軸体５の外周側の開口孔とされる貫通孔６１ｃを有している。
【0098】
軸本体５１内の流路孔６２ａと、対応するスリーブ５２の隙間６２ｂおよび複数の貫通孔６２ｃとは、気体である空気が被密封流体として流れる第二内側流路６２を構成している。これにより、第二内側流路６２は、軸体５の外周側の開口孔とされる貫通孔６２ｃを有している。
【0099】
軸本体５１内の流路孔６３ａと、対応するスリーブ５２の隙間６３ｂおよび複数の貫通孔６３ｃとは、液体である冷却水が被密封流体として流れる第三内側流路６３を構成している。これにより、第三内側流路６３は、軸体５の外周側の開口孔とされる貫通孔６３ｃを有している。
【0100】
軸本体５１内の流路孔６４ａと、対応するスリーブ５２の隙間６４ｂおよび複数の貫通孔６４ｃとは、気体である空気が被密封流体として流れる第四内側流路６４を構成している。これにより、第四内側流路６４は、軸体５の外周側の開口孔とされる貫通孔６４ｃを有している。
【0101】
以上より、各内側流路６１～６４は、軸体５の外周側の開口孔とされる貫通孔６１ｃ～６４ｃを有している。従って、軸体５には、第一内側流路６１、第二内側流路６２、第三内側流路６３、及び第四内側流路６４が、それぞれ１つずつ、軸方向の異なる位置で開口して形成されている。本実施形態では、第三内側流路６３は、第一内側流路６１の開口、第二内側流路６２の開口、及び第四内側流路６４の開口よりも軸方向下側の位置で開口している。
【0102】
ケース体２と軸体５との間に形成された環状空間Ａには、軸方向に複数（図例では６つ）のメカニカルシール７が設けられている。これら複数のメカニカルシール７は、第一外側流路３１と第一内側流路６１とを繋ぐ第一中間流路４１を形成するためのメカニカルシール、第二外側流路３２と第二内側流路６２とを繋ぐ第二中間流路４２を形成するメカニカルシール、第三外側流路３３と第三内側流路６３とを繋ぐ第三中間流路４３を形成するメカニカルシール、及び第四外側流路３４と第四内側流路６４とを繋ぐ第四中間流路４４を形成するメカニカルシールを含む。
【0103】
第二フランジ２２の軸方向下部の内周側には１つのスリーブ５２Ａが対向して配置されており、このスリーブ５２Ａで開口する第三内側流路６３（貫通孔６３ｃ）と、第二フランジ２２の内周側で開口する第三外側流路３３とは、軸方向の同じ位置で開口している。そして、スリーブ５２Ａと第二フランジ２２との間には、第三中間流路４３を形成する２つのメカニカルシール７Ａ，７Ｂが設けられている。
【0104】
第三中間流路４３は、各メカニカルシール７Ａ，７Ｂ及びその間に配置されたスリーブ５２Ａと、当該スリーブ５２Ａに対向する第二フランジ２２との間において環状に形成されている。そして、各メカニカルシール７Ａ，７Ｂの第一シール面７１ａ及び第二シール面７２ａ、及び各メカニカルシール７Ａ，７Ｂの第一密封環７１の外周側に設けられたＯリング７４によるシール機能によって、被密封流体が第三中間流路４３から外部へ漏れるのを防止している。
【0105】
以上より、軸方向に隣り合うメカニカルシール７Ａ，７Ｂを用いて形成された第三中間流路４３によって、第三外側流路３３と第三内側流路６３とが連結されている。そして、第三外側流路３３、第三中間流路４３、及び第三内側流路６３により、１つの独立した第三流体通路１３が構成されている。なお、本実施形態の軸体５には、第三内側流路６３の途中部から分岐して第三中間流路４３と連通する分岐流路は形成されていない。
【0106】
第二フランジ２２の軸方向上部の内周側には１つのスリーブ５２Ｂが対向して配置されており、このスリーブ５２Ｂで開口する第四内側流路６４（貫通孔６４ｃ）と、第二フランジ２２の内周側で開口する第四外側流路３４とは、軸方向の同じ位置で開口している。そして、前記スリーブ５２Ｂと第二フランジ２２との間には、第四中間流路４４を形成する２つのメカニカルシール７Ｂ，７Ｃが設けられている。なお、メカニカルシール７Ｂは、上記のように、第三中間流路４３を形成するメカニカルシールであるが、第四中間流路４４を形成するメカニカルシールも兼ねている。
【0107】
各メカニカルシール７Ｂ，７Ｃの第一密封環７１は、対応するスリーブ５２Ｂの外周面との間に隙間を有して設けられており、各第一密封環７１とスリーブ５２Ｂとの間には、環状の隙間流路４４ａが形成されている。この隙間流路４４ａは、スリーブ５２Ｂの貫通孔６４ｃと連通している。そして、メカニカルシール７Ｂの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａによるシール機能と、メカニカルシール７Ｃの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａによるシール機能とによって、被密封流体が隙間流路４４ａから外部へ漏れるのを防止している。
【0108】
さらに、両メカニカルシール７Ｂ，７Ｃの第一密封環７１，７１同士の間には、環状流路４４ｂが形成されており、この環状流路４４ｂは、隙間流路４４ａと第四外側流路３４とを繋いでいる。そして、各第一密封環７１の外周面と、第二フランジ２２の突出部２２ａの内周面との間に設けられたＯリング７４によるシール機能によって、被密封流体が環状流路４４ｂから外部へ漏れるのを防止している。
【0109】
以上より、第四外側流路３４と第四内側流路６４との間には、密封された隙間流路４４ａ及び環状流路４４ｂが介在しており、これらの流路４４ａ，４４ｂは、第四外側流路３４と第四内側流路６４とを繋ぐ第四中間流路４４を構成している。このように、軸方向に隣り合うメカニカルシール７Ｂ，７Ｃを用いて形成された第四中間流路４４によって、第四外側流路３４と第四内側流路６４とが連結されている。そして、第四外側流路３４、第四中間流路４４、及び第四内側流路６４により、１つの独立した第四流体通路１４が構成されている。
【0110】
第三フランジ２３の軸方向下部の内周側には１つのスリーブ５２Ｃが対向して配置されており、このスリーブ５２Ｃで開口する第二内側流路６２（貫通孔６２ｃ）と、第三フランジ２３の内周側で開口する第二外側流路３２とは、軸方向の同じ位置で開口している。そして、前記スリーブ５２Ｃと第三フランジ２３との間には、第二中間流路４２を形成する２つのメカニカルシール７Ｄ，７Ｅが設けられている。
【0111】
各メカニカルシール７Ｄ，７Ｅの第一密封環７１は、スリーブ５２Ｃの外周面との間に隙間を有して設けられており、各第一密封環７１とスリーブ５２Ｃとの間には、環状の隙間流路４２ａが形成されている。この隙間流路４２ａは、スリーブ５２Ｃの貫通孔６２ｃと連通している。そして、メカニカルシール７Ｄの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａによるシール機能と、メカニカルシール７Ｅの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａによるシール機能とによって、被密封流体が隙間流路４２ａから外部へ漏れるのを防止している。
【0112】
さらに、両メカニカルシール７Ｄ，７Ｅの第一密封環７１，７１同士の間には、環状流路４２ｂが形成されており、この環状流路４２ｂは、隙間流路４２ａと第二外側流路３２とを繋いでいる。そして、各第一密封環７１の外周面と、第三フランジ２３の突出部２３ａの内周面との間には、Ｏリング７４が設けられている。このＯリング７４は、被密封流体が環状流路４２ｂから外部へ漏れるのを防止している。なお、各第一密封環７１は、Ｏリング７４を介して第三フランジ２３の突出部２３ａに対して軸方向に移動可能な状態で嵌合されている。
【0113】
以上より、第二外側流路３２と第二内側流路６２との間には、密封された隙間流路４２ａ及び環状流路４２ｂが介在しており、これらの流路４２ａ，４２ｂは、第二外側流路３２と第二内側流路６２とを繋ぐ第二中間流路４２を構成している。このように、軸方向に隣り合うメカニカルシール７Ｄ，７Ｅを用いて形成された第二中間流路４２によって、第二外側流路３２と第二内側流路６２とが連結されている。そして、第二外側流路３２、第二中間流路４２、及び第二内側流路６２により、１つの独立した第二流体通路１２が構成されている。
【0114】
第一外側流路３１及び第一内側流路６１は、軸体５の外周側において、１つの第二流体通路１２の第二中間流路４２を挟んで、互いに軸方向（上下方向）の異なる位置で開口している。本実施形態では、第一外側流路３１は、第二中間流路４２よりも軸方向下側の位置で開口し、第一内側流路６１は、第二中間流路４２よりも軸方向上側の位置で開口している。そして、これらの開口は第一中間流路４１によって繋がっている。従って、第一外側流路３１、第一中間流路４１、及び第一内側流路６１により、１つの独立した第一流体通路１１が構成されている。
【0115】
本実施形態では、第一流体通路１１の第一中間流路４１は、環状空間Ａに形成されて第一外側流路３１の前記開口と連通する第一環状流路４１ａと、環状空間Ａに形成されて第一内側流路６１の前記開口と連通する第二環状流路４１ｂと、ケース体２に形成されて第一環状流路４１ａと第二環状流路４１ｂとを繋ぐ繋ぎ流路４１ｃとによって構成されている。
【0116】
環状空間Ａには、第一環状流路４１ａを形成する２つのメカニカルシール７Ｃ，７Ｄが設けられ、かつ、第二環状流路４１ｂを形成する２つのメカニカルシール７Ｅ，７Ｆが設けられている。
なお、メカニカルシール７Ｃは、上記のように、第四中間流路４４を形成するメカニカルシールであるが、第一環状流路４１ａを形成するメカニカルシールも兼ねている。同様に、メカニカルシール７Ｄ，７Ｅは、上記のように、第二中間流路４２を形成するメカニカルシールであるが、第二環状流路４１ｂを形成するメカニカルシールも兼ねている。
なお、メカニカルシール７Ｃは、上記のように、第四中間流路４４を形成するメカニカルシールであるが、第一環状流路４１ａを形成するメカニカルシールも兼ねている。同様に、メカニカルシール７Ｄ，７Ｅは、上記のように、第二中間流路４２を形成するメカニカルシールであるが、第二環状流路４１ｂを形成するメカニカルシールも兼ねている。
【0117】
第一環状流路４１ａは、メカニカルシール７Ｃ，７Ｄと、これらに対向する第三フランジ２３との間に形成されており、第三フランジ２３の内周側で開口する第一外側流路３１と連通している。メカニカルシール７Ｃ，７Ｄは、共用の第二密封環７２を有している。
【0118】
メカニカルシール７Ｃの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ、及びメカニカルシール７Ｃの第一密封環７１の外周側に設けられたＯリング７４によるシール機能によって、被密封流体が、第一環状流路４１ａの軸方向下側から、その内周側に形成された第四中間流路４４（隙間流路４４ａ）へ漏れるのを防止している。
【0119】
また、メカニカルシール７Ｄの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ、及びメカニカルシール７Ｄの第一密封環７１の外周側に設けられたＯリング７４によるシール機能によって、被密封流体が、第一環状流路４１ａの軸方向上側から、その内周側に形成された第二中間流路４２（隙間流路４２ａ）へ漏れるのを防止している。
【0120】
第二環状流路４１ｂは、メカニカルシール７Ｅ，７Ｆ及びその間に配置されたスリーブ５２Ｄと、当該スリーブ５２Ｄに対向する第三フランジ２３との間に形成されている。これにより、第二環状流路４１ｂは、軸体５の外周側で開口する第一内側流路６１（貫通孔６１ｃ）と連通している。
【0121】
メカニカルシール７Ｅの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ、及びメカニカルシール７Ｅの第一密封環７１の外周側に設けられたＯリング７４によるシール機能によって、被密封流体が、第二環状流路４１ｂの軸方向下側から、その内周側に形成された第二中間流路４２（隙間流路４２ａ）へ漏れるのを防止している。
また、メカニカルシール７Ｆの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ、及びメカニカルシール７Ｆの第一密封環７１の外周側に設けられたＯリング７４によるシール機能によって、被密封流体が、第二環状流路４１ｂの軸方向上側から外部へ漏れるのを防止している。
また、メカニカルシール７Ｆの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａ、及びメカニカルシール７Ｆの第一密封環７１の外周側に設けられたＯリング７４によるシール機能によって、被密封流体が、第二環状流路４１ｂの軸方向上側から外部へ漏れるのを防止している。
【0122】
ケース体２側の繋ぎ流路４１ｃは、第三フランジ２３の突出部２３ａにおいて軸方向に貫通して形成された流路孔からなり、第一環状流路４１ａの上端部と第二環状流路４１ｂの下端部とを繋いでいる。つまり、第一外側流路３１及び第一内側流路６１は、下側から順に、第一環状流路４１ａ、繋ぎ流路４１ｃ、及び第二環状流路４１ｂを介して繋がっている。
【0123】
これにより、第一流体通路１１の第一中間流路４１を流れる冷却水（被密封流体）は、第二中間流路４２を形成している各メカニカルシール７Ｄ，７Ｅの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑及び冷却するようになっている。
具体的には、第一中間流路４１の第一環状流路４１ａを流れる冷却水は、第二中間流路４２を形成しているメカニカルシール７Ｄの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑及び冷却する。また、第一中間流路４１の第二環状流路４１ｂを流れる冷却水は、第二中間流路４２を形成しているメカニカルシール７Ｅの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑及び冷却する。
具体的には、第一中間流路４１の第一環状流路４１ａを流れる冷却水は、第二中間流路４２を形成しているメカニカルシール７Ｄの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑及び冷却する。また、第一中間流路４１の第二環状流路４１ｂを流れる冷却水は、第二中間流路４２を形成しているメカニカルシール７Ｅの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑及び冷却する。
【0124】
なお、第一環状流路４１ａを流れる冷却水は、第四中間流路４４を形成している一方のメカニカルシール７Ｃの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａも潤滑及び冷却する。また、第三流体通路１３の第三中間流路４３を流れる冷却水（被密封流体）は、第四中間流路４４を形成している他方のメカニカルシール７Ｂの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑及び冷却するようになっている。
第２実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。
第２実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。
【0125】
以上、本実施形態のロータリジョイント１によれば、液体（冷却水）が流れる第一流体通路１１において、ケース体２側の第一外側流路３１の開口および軸体５側の第一内側流路６１の開口は、気体（空気）が流れる第二流体通路１２の第二中間流路４２を挟んで、互いに軸方向の異なる位置で開口している。そして、第一外側流路３１の開口と第一内側流路６１の開口とを繋ぐ第一中間流路４１は、当該第一中間流路４１を流れる液体が、第二中間流路４２を形成しているメカニカルシール７Ｄ，７Ｅの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑するように形成されている。これにより、一つの第一流体通路１１（第一中間流路４１）を流れる液体によって、気体が流れる第二流体通路１２（第二中間流路４２）を形成しているメカニカルシール７Ｄ，７Ｅの第一及び第二シール面７１ａ，７２ａを潤滑することができる。
【0126】
また、第一流体通路１１の第一中間流路４１は、第一外側流路３１の開口と連通する第一環状流路４１ａと、第一内側流路６１の開口と連通する第二環状流路４１ｂとを繋ぎ流路４１ｃで繋ぐという簡単な構成により形成することができる。
【0127】
［その他］
上記各実施形態におけるロータリジョイント１は、軸方向において上下逆に配置されていてもよいし、軸方向が水平方向となるように配置されていてもよい。
また、上記各実施形態におけるロータリジョイント１は、第一流体通路１１をＣＭＰ装置の回転側部材へ液体を送出する流体通路とし、第三流体通路１３を前記回転側部材から液体を回収する流体通路としているが、第一流体通路１１を前記回転側部材から液体を回収する流体通路とし、第三流体通路１３を回転側部材へ液体を送出する流体通路としてもよい。その場合、第一外側流路３１はケース体２内から外部へ液体を排出する排出流路となり、第一内側流路６１は外部から軸体５内に液体を供給する供給流路となる。また、第三外側流路３３は外部からケース体２内に液体を供給する供給流路となり、第三内側流路６３は軸体５内から外部へ液体を排出する排出流路となる。
上記各実施形態におけるロータリジョイント１は、軸方向において上下逆に配置されていてもよいし、軸方向が水平方向となるように配置されていてもよい。
また、上記各実施形態におけるロータリジョイント１は、第一流体通路１１をＣＭＰ装置の回転側部材へ液体を送出する流体通路とし、第三流体通路１３を前記回転側部材から液体を回収する流体通路としているが、第一流体通路１１を前記回転側部材から液体を回収する流体通路とし、第三流体通路１３を回転側部材へ液体を送出する流体通路としてもよい。その場合、第一外側流路３１はケース体２内から外部へ液体を排出する排出流路となり、第一内側流路６１は外部から軸体５内に液体を供給する供給流路となる。また、第三外側流路３３は外部からケース体２内に液体を供給する供給流路となり、第三内側流路６３は軸体５内から外部へ液体を排出する排出流路となる。
【0128】
上記各実施形態におけるロータリジョイント１は、ＣＭＰ装置以外に、スパッタリング装置やエッチング装置等の他の装置にも適用することができる。その場合、ロータリジョイント１は、第三流体通路１３を備えていなくてもよい。また、ロータリジョイント１は、半導体分野での使用に限定されるものではない。
上記第１実施形態において、第一外側流路３１及び第一内側流路６１は、３つの第二中間流路４２を挟んで軸方向の異なる位置で開口しているが、少なくとも１つの第二中間流路４２を挟んで軸方向の異なる位置で開口していればよい。なお、第一外側流路３１及び第一内側流路６１が、２つの第二中間流路４２を挟んで軸方向の異なる位置で開口する場合、第一中間流路４１における第一環状流路４１ａと第二環状流路４１ｂとを繋ぐ繋ぎ流路４１ｃは、１つの第三環状流路と、２つの流路孔とで構成することができる。
上記第１実施形態において、第一外側流路３１及び第一内側流路６１は、３つの第二中間流路４２を挟んで軸方向の異なる位置で開口しているが、少なくとも１つの第二中間流路４２を挟んで軸方向の異なる位置で開口していればよい。なお、第一外側流路３１及び第一内側流路６１が、２つの第二中間流路４２を挟んで軸方向の異なる位置で開口する場合、第一中間流路４１における第一環状流路４１ａと第二環状流路４１ｂとを繋ぐ繋ぎ流路４１ｃは、１つの第三環状流路と、２つの流路孔とで構成することができる。
【0129】
上記第２実施形態において、第一外側流路３１及び第一内側流路６１は、環状空間Ａにおいて１つの第二中間流路４２を挟んで軸方向の異なる位置で開口しているが、複数の第二中間流路４２を挟んで軸方向の異なる位置で開口していてもよい。
また、上記第２実施形態のロータリジョイント１は、第四流体通路１４を備えていなくもよい。
また、上記第２実施形態のロータリジョイント１は、第四流体通路１４を備えていなくもよい。
【0130】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0131】
１ ロータリジョイント
２ ケース体
５ 軸体
７ メカニカルシール
１１ 第一流体通路
１２ 第二流体通路
１３ 第三流体通路
１５ 分岐流路
３１ 第一外側流路（供給流路）
３２ 第二外側流路
３３ 第三外側流路（排出流路）
４１ 第一中間流路
４１ａ 第一環状流路
４１ｂ 第二環状流路
４１ｃ 繋ぎ流路
４１ｄ，４１ｅ 第三環状流路
４１ｆ，４１ｇ，４１ｈ 流路孔
４２ 第二中間流路
４３ 第三中間流路
６１ 第一内側流路（排出流路）
６２ 第二内側流路
６３ 第三内側流路（供給流路）
７１ 第一密封環
７１ａ 第一シール面
７２ 第二密封環
７２ａ 第二シール面
Ａ 環状空間
２ ケース体
５ 軸体
７ メカニカルシール
１１ 第一流体通路
１２ 第二流体通路
１３ 第三流体通路
１５ 分岐流路
３１ 第一外側流路（供給流路）
３２ 第二外側流路
３３ 第三外側流路（排出流路）
４１ 第一中間流路
４１ａ 第一環状流路
４１ｂ 第二環状流路
４１ｃ 繋ぎ流路
４１ｄ，４１ｅ 第三環状流路
４１ｆ，４１ｇ，４１ｈ 流路孔
４２ 第二中間流路
４３ 第三中間流路
６１ 第一内側流路（排出流路）
６２ 第二内側流路
６３ 第三内側流路（供給流路）
７１ 第一密封環
７１ａ 第一シール面
７２ 第二密封環
７２ａ 第二シール面
Ａ 環状空間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】