JP3105195B2 - Rotary joint - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎ
ｇ）法による表面研磨装置であるＣＭＰ装置に使用され
るロータリジョイントであって、金属成分との接触を回
避する必要のある半導体ウエハ等の処理に使用される液
体を相対回転部材間で流動させるためのＣＭＰ装置用ロ
ータリジョイントに関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a CMP (Chem)
Ical Mechanical Polish
g) Used for CMP equipment which is a surface polishing equipment by the method
A rotary joint for a CMP apparatus for flowing a liquid used for processing a semiconductor wafer or the like that needs to avoid contact with a metal component between relative rotating members. is there.

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍ
ｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法による半
導体ウエハの表面研摩処理は、ターンテーブルとトップ
リングとを、その間に半導体ウエハを挟圧させた状態
で、別個独立して回転させることにより行われるが、か
かる場合に、ターンテーブル又はトップリングから純水
等の処理液を半導体ウエハに向けて噴出させることがあ
る。このため、ＣＭＰ法による表面研摩装置（以下「Ｃ
ＭＰ装置」という）にあっては、ＣＭＰ装置本体とこれ
に回転自在に支持されたターンテーブル又はトップリン
グとの間に、処理液を漏れを生じることなく流動させる
ロータリジョイントを設けておく必要がある。2. Description of the Related Art For example, CMP (Chemical M)
The surface polishing treatment of the semiconductor wafer by the mechanical polishing method is performed by separately and independently rotating the turntable and the top ring while the semiconductor wafer is sandwiched between the turntable and the top ring. A processing liquid such as pure water may be ejected from a table or a top ring toward a semiconductor wafer. For this reason, a surface polishing apparatus (hereinafter referred to as “C
MP device ”), it is necessary to provide a rotary joint between the main body of the CMP device and a turntable or a top ring rotatably supported by the CMP device so as to flow the processing liquid without causing leakage. is there.

【０００３】而して、ＣＭＰ装置本体のような固定側部
材に形成した固定側流体通路とターンテーブル又はトッ
プリングのような回転側部材に形成した回転側流体通路
とを連結するロータリジョイントとしては、一般に、固
定側部材に取付けた第１ジョイント構成部材と回転側部
材に取付けた第２ジョイント構成部材とを相対回転自在
に連結し、両ジョイント構成部材に、回転軸線方向に対
向して相対回転自在に密接する第１及び第２シール面を
一体形成又は固設し、第１シール面が設けられている第
１ジョイント構成部材に、固定側流体通路に連通し且つ
第１シール面の相対回転中心部に開口する流体通路部分
を形成すると共に、第１シール面が設けられている第２
ジョイント構成部材に、回転側流体通路に連通し且つ第
２シール面の相対回転中心部に開口する流体通路部分を
形成して、両流体通路部分をシールされた状態で相対回
転自在に連結するように構成された金属製のもの（以下
「従来ジョイント」という）が周知である。A rotary joint for connecting a fixed fluid passage formed in a fixed member such as a main body of a CMP apparatus to a rotating fluid passage formed in a rotating member such as a turntable or a top ring is known as a rotary joint. Generally, a first joint component attached to a fixed-side member and a second joint component attached to a rotary-side member are relatively rotatably connected to each other, and the two joint components are rotated relative to each other in the direction of the rotation axis. First and second sealing surfaces that are freely in close contact with each other are integrally formed or fixed, and the first joint component provided with the first sealing surface communicates with the fixed-side fluid passage and the relative rotation of the first sealing surface. A second passage having a first sealing surface and a fluid passage portion that opens at the center.
A fluid passage portion communicating with the rotation-side fluid passage and opening at the center of relative rotation of the second sealing surface is formed in the joint component, and the two fluid passage portions are rotatably connected in a sealed state. (Hereinafter referred to as "conventional joint") is well known.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来ジョイン
トは、次のような問題があるため、ＣＭＰ装置のように
厳格な清浄条件下での処理が求められる装置，機器には
使用することができず、その用途が大幅に限定されるも
のであった。However, since the conventional joint has the following problems, it can be used for an apparatus or equipment which requires processing under strict clean conditions such as a CMP apparatus. However, its use was greatly limited.

【０００５】例えば、半導体製造分野においては、半導
体ウエハが金属成分との接触により品質低下するもので
あることから、半導体デバイスが高集積化される傾向に
あることとも相俟って、表面研磨等の処理液としては金
属イオン等の金属成分を含有しない純水等を使用するよ
うに、最善の注意が払われている。一方、従来ジョイン
トによれば、各ジョイント構成部材及びシール面がステ
ンレス鋼等の金属製のものとされていることから、流動
液体との接触により接液部（流体通路部分の内壁面やシ
ール面）から金属イオンが溶出したり、また流動液体が
砥粒等の固形分を含むスラリ液である場合には、含有固
形分との接触により接液部から金属粉が発生して、これ
らの金属成分が流動液体に混入する虞れがある。したが
って、従来ジョイントは、金属成分との接触を回避する
必要のある半導体ウエハ等の処理に使用される液体を扱
うＣＭＰ装置等の装置，機器には到底使用することがで
きない。[0005] For example, in the field of semiconductor manufacturing, the quality of a semiconductor wafer is degraded by contact with a metal component. Best care is taken to use pure water or the like that does not contain metal components such as metal ions as the treatment liquid. On the other hand, according to the conventional joint, since each joint component and the sealing surface are made of metal such as stainless steel, the liquid contact portion (the inner wall surface of the fluid passage portion or the sealing surface) is brought into contact with the flowing liquid. If metal ions are eluted from) or if the flowing liquid is a slurry liquid containing solids such as abrasive grains, metal powder is generated from the liquid contact portion by contact with the solids contained, and these metals There is a risk that components may be mixed into the flowing liquid. Therefore, the conventional joint cannot be used at all in an apparatus or an apparatus such as a CMP apparatus that handles a liquid used for processing a semiconductor wafer or the like that needs to avoid contact with a metal component.

【０００６】また、従来ジョイントは、流体通路部分間
をシール面の接触によりシールさせるように構成された
ものであるから、良好なシール機能を維持するために
は、両シール面の接触圧及び接触状態を適正に保持して
おく必要がある。しかし、シール面はジョイント構成部
材と一体をなすものであるから、両ジョイント構成部材
の連結状態がその相対回転運動に伴う振動等によって変
動すると、これに伴って、両シール面の接触圧及び接触
状態が変化して、シール機能が低下する。また、両シー
ル面は、その接触状態が変化すると、不均一に接触（片
当たり等）して、局部的に摩耗し、シール機能が損なわ
れる虞れがある。Further, since the conventional joint is configured to seal between the fluid passage portions by contact of the sealing surfaces, in order to maintain a good sealing function, the contact pressure and contact between the two sealing surfaces are required. It is necessary to keep the state properly. However, since the sealing surface is integral with the joint component, if the connection state of the two joint components fluctuates due to vibration or the like caused by the relative rotational movement, the contact pressure and contact of the two sealing surfaces will change accordingly. The state changes and the sealing function deteriorates. In addition, when the contact state changes, the two sealing surfaces may contact unevenly (eg, contact with one another), wear locally, and impair the sealing function.

【０００７】したがって、従来ジョイントによっては、
長期に亘って良好なシール機能を発揮することが困難で
あり、流体通路部分間からの液漏れを確実に阻止するこ
とができない。このため、従来ジョイントは、液漏れを
環境衛生等の点から許容し難い装置，機器（例えば、腐
食性液体や有毒性液体等を扱う装置，機器）について
も、使用することができない。なお、シール面の接触に
より発生する磨耗粉は金属成分であり、これが流体通路
部分を流動する液体に混入する虞れがあるが、この点か
らも、従来ジョイントは、金属成分との接触を回避する
必要のある半導体ウエハ等の処理に使用される液体を扱
う装置，機器に使用することができないものである。Therefore, depending on the conventional joint,
It is difficult to exhibit a good sealing function over a long period of time, and it is impossible to reliably prevent liquid leakage from between the fluid passage portions. For this reason, the conventional joint cannot be used for devices and devices that hardly allow liquid leakage from the viewpoint of environmental hygiene and the like (for example, devices and devices that handle corrosive liquids and toxic liquids). In addition, the abrasion powder generated by the contact of the seal surface is a metal component, which may be mixed into the liquid flowing in the fluid passage portion. From this point, the conventional joint avoids the contact with the metal component. It cannot be used for devices and equipment that handle liquids used for processing semiconductor wafers and the like that need to be processed.

【０００８】本発明は、このような問題を生じることな
く、相対回転部材間での液体流動を良好に行うことがで
き、広範な用途に供しうる実用的なＣＭＰ装置用ロータ
リジョイントを提供することを目的とするものである。According to the present invention, there is provided a practical rotor for a CMP apparatus , which is capable of satisfactorily flowing a liquid between relative rotating members without causing such a problem, and which can be used for a wide range of applications. It is intended to provide a joint.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明のＣＭＰ装置用ロータリジョイントは、第１ジョイン
ト構成部材に、円柱状の主体部とこれに外嵌された円筒
状の蓋部とを具備する第２ジョイント構成部材を回転自
在に連結し、両ジョイント構成部材間に第１〜第３メカ
ニカルシールを介装すると共に処理液通路及び非処理流
体通路を形成したものである。而して、第１メカニカル
シールは、一方のジョイント構成部材に第２ジョイント
構成部材の回転軸線と同心状をなして固定した第１密封
環と、他方のジョイント構成部材に第１密封環と同心対
向状をなして軸線方向に移動可能に且つ第１密封環へと
押圧附勢させた状態に保持した第２密封環とを具備し
て、両密封環の相対回転摺接作用によりその相対回転部
分の内周側領域たる第１接続領域と外周側領域とをシー
ルするものである。第２及び第３メカニカルシールは、
前記蓋部とこれを同心状に囲繞する第１ジョイント構成
部材の内周部との間に、第２ジョイント構成部材の軸線
方向に並列して配置されており、各々、当該第１ジョイ
ント構成部材の内周部に固定された静止密封環と、前記
蓋部に軸線方向移動可能に且つ静止密封環へと押圧附勢
させた状態に嵌挿保持された回転密封環とを具備するも
のである。処理液通路は、第１ジョイント構成部材に形
成された第１流体通路部分と第２ジョイント構成部材の
主体部に形成された第２流体通路部分とを前記第１接続
領域を介して連通させてなる、液体を流動させ得る一連
の流体通路である。非処理流体通路は、前記蓋部と第１
ジョイント構成部材の内周部との間の環状領域であって
第２及び第３メカニカルシールにより密閉シールされた
第２接続領域と、第１ジョイント構成部材に形成されて
第２接続領域に開口する第１非処理流体通路部分と、第
２ジョイント構成部材に形成されて第２接続領域に開口
する第２非処理流体通路部分とからなる一連のものであ
り、第２非処理流体通路部分は、前記主体部の外周部に
形成した環状溝を蓋部で閉塞してなる環状通路を具備す
るものである。処理液通路の接液部は、液体との接触に
より金属成分を発生することのない材料で構成してあ
り、少なくとも各流体通路部分の内壁部が、これを流動
する液体に対して不活性なプラスチックで構成されてお
り、且つ第２ジョイント構成部材の蓋部は金属材で構成
されている。A rotary joint for a CMP apparatus according to the present invention, which has solved the above-mentioned problems, comprises a first joint component having a cylindrical main body and a cylindrical lid fitted externally thereto. A second joint member provided is rotatably connected, and first to third mechanisms are provided between the two joint members.
Process liquid passage and non-processing flow
A body passage is formed. Thus, the first mechanical
The seal is a first seal fixed to one of the joint components concentrically with the rotation axis of the second joint component.
A ring, and a second sealing ring, which is concentrically opposed to the first sealing ring and is movable in the axial direction and held in a state of being pressed and urged toward the first sealing ring on the other joint constituent member . I
And the relative rotation of the two sealing rings
The first connection region, which is the inner peripheral region of the
It is what you do. The second and third mechanical seals are
First joint configuration for surrounding the lid and the lid concentrically
Between the inner peripheral part of the member and the axis of the second joint component
And the first joy
A stationary sealing ring fixed to the inner peripheral portion of the
The lid can be moved axially and biased to a stationary sealing ring.
And a rotary seal ring fitted and held in the
It is. Treatment liquid passage, form the first joint component
The first connection between the formed first fluid passage portion and the second fluid passage portion formed in the main portion of the second joint component.
It is a series of fluid passages that can communicate liquid through the area . The non-processing fluid passage is connected to the lid and the first
An annular region between the inner periphery of the joint component and
Hermetically sealed by the second and third mechanical seals
Formed on the second connection area and the first joint component
A first non-processing fluid passage portion opening to the second connection region;
Formed on a two-joint component and open to the second connection area
And a second non-processing fluid passage portion
The second non-processing fluid passage portion is provided on an outer peripheral portion of the main body portion.
Equipped with an annular passage formed by closing the formed annular groove with a lid
Things. The liquid contact portion of the processing liquid passage is made of a material that does not generate a metal component by contact with the liquid, and at least the inner wall of each fluid passage portion is inactive with respect to the liquid flowing therethrough. It is made of plastic, and the lid of the second joint component is made of metal.
That has been.

【００１０】ここに、液体との接触により金属成分を発
生することのない材料とは、流体通路を流動する液体と
の接触により金属イオンが溶出するようなことがなく、
或いは当該液体が砥粒等の固形分を含むスラリ液である
場合において含有固形分との接触により金属粉を発生す
るようなことがない材料をいい、一般には、後述するプ
ラスチックや炭化珪素が該当する。また、流体通路の接
液部をかかる材料で構成しておく態様としては、接液部
のみをコーティング等の手段によりかかる材料で構成し
ておく場合の他、流体通路部分が形成されている両ジョ
イント構成部材の構成部分や両ジョイント構成部材及び
密封環全体をかかる材料で構成しておく場合が含まれ
る。例えば、少なくとも各流体通路部分の内壁部（上記
両ジョイント構成部材の構成部分や両ジョイント構成部
材全体を含む）を、これを流動する液体に対して不活性
なプラスチックで構成しておくことが好ましい。ここ
に、液体に対して不活性なプラスチックとは、当該液体
の性状において決定されるものであり、例えば、当該液
体が砥粒等の固形分を含有するものである場合には固形
分との接触により発塵しないプラスチックであり、当該
液体が高温である場合には耐熱性を有するプラスチック
であり、また当該液体が腐食性を有するものである場合
には耐腐性を有するプラスチックをいう。具体的には、
砥粒等の固形分との接触によりパーティクルを発生させ
ることがなく且つ加工による寸法安定性，耐熱性に優れ
たＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｅｔｈｅｒ ｋｅｔ
ｏｎｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎ
ｅ）又はＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）等のエン
ジニアリングプラスチック又はＰＴＦＥ（ｐｏｌｙｔｅ
ｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｌａｓｔｉ
ｃ）、ＰＦＡ（ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎ
ｅ ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ ｖｉｎｙｌ ｅ
ｔｈｅｒ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）又はＦＥＰ（ｆｌｕｏ
ｒｎａｔｅｄ ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ
ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ ｐｌａｓｔｉｃｓ）等の耐食性
プラスチックを使用することが好ましい。また、第１メ
カニカルシールの各密封環は、炭化珪素で構成しておく
ことが好ましい。Here, the material that does not generate a metal component by contact with a liquid means that metal ions are not eluted by contact with a liquid flowing through a fluid passage.
Alternatively, when the liquid is a slurry liquid containing a solid content such as abrasive grains, it refers to a material that does not generate metal powder by contact with the contained solid content, and generally includes a plastic or silicon carbide described later. I do. In addition, as a mode in which the liquid contact portion of the fluid passage is formed of such a material, in addition to a case where only the liquid contact portion is formed of such a material by means such as coating, both forms in which the fluid passage portion is formed are provided. The case where the constituent parts of the joint constituent members, the two joint constituent members, and the entire sealing ring are formed of such a material is included. For example, it is preferable that at least the inner wall portion of each fluid passage portion (including the components of the two joint components and the whole of the two joint components) is made of a plastic inert to the flowing liquid. . Here, the plastic inert to the liquid is determined by the properties of the liquid, for example, when the liquid contains solids such as abrasive grains, the It is a plastic that does not generate dust upon contact. It is a plastic that has heat resistance when the liquid is at a high temperature, and a plastic that has corrosion resistance when the liquid is corrosive. In particular,
PEEK (polyether ether kit) which does not generate particles due to contact with solids such as abrasive grains and has excellent dimensional stability and heat resistance by processing
one), PES (polyethersulfon)
e) or engineering plastic such as PC (polycarbonate) or PTFE (polycarbonate).
trafluoroethylene plasti
c), PFA (tetrafluoroethylen)
e perfluoroalkoxy vinyl e
the copolymer or FEP (fluo)
rnated ethylene propylene
It is preferred to use corrosion resistant plastics such as copolymer plastics. Also, the first menu
It is preferable that each sealing ring of the canal seal is made of silicon carbide.

【００１１】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図３に基づいて具体的に説明する。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
This will be specifically described with reference to FIGS.

【００１２】この実施の形態は、金属成分の混入を避け
る必要のある液体（例えば、半導体ウエハの処理に使用
される純水等であり、以下「処理液」という）及びこの
ような配慮を必要としない流体（例えば、ＣＭＰ装置の
トップリングに設けられた半導体ウエハ保持機能部を作
動させるための加圧空気等であり、以下「非処理流体」
という）を、固定側部材（例えば、ＣＭＰ装置本体）と
回転側部材（例えば、ＣＭＰ装置のトップリング又はタ
ーンテーブル）との間で流動させるためのロータリジョ
イントに本発明を適用した例に係る。In this embodiment, a liquid (for example, pure water used for processing a semiconductor wafer, which is hereinafter referred to as a “processing liquid”) in which it is necessary to avoid mixing of metal components, and such considerations are required. Fluid (for example, pressurized air for operating a semiconductor wafer holding function unit provided on a top ring of a CMP apparatus, etc.
The present invention relates to an example in which the present invention is applied to a rotary joint for causing fluid to flow between a fixed-side member (for example, a CMP device main body) and a rotating-side member (for example, a top ring or a turntable of a CMP device).

【００１３】すなわち、この実施の形態における本発明
に係るロータリジョイント１０１は、図１に示す如く、
固定側部材に取り付けられる第１ジョイント構成部材１
と、回転側部材に取付けられる第２ジョイント構成部材
２と、両ジョイント構成部材１，２間に介装された第１
〜第３メカニカルシール３，４，５と、両ジョイント構
成部材１，２に形成された一連の流体通路たる処理液通
路６及び非処理流体通路７とを具備する。なお、以下に
おいて、上下とは図１における上下を意味するものとす
る。That is, the rotary joint 101 according to the present invention in this embodiment is, as shown in FIG.
First joint component 1 attached to fixed side member
A second joint component 2 attached to the rotation-side member, and a first joint component interposed between the two joint components 1 and 2.
To the third mechanical seals 3, 4, 5, and a series of fluid passages formed in both the joint constituent members 1, 2, ie, the treatment liquid passage 6 and the non-treatment fluid passage 7. In addition, below, the up and down shall mean the up and down in FIG.

【００１４】第１ジョイント構成部材１は、図１に示す
如く、円形の内周部１０ａを有する筒状の側部壁１０
と、その上端部にこれを閉塞すべく嵌合取着された端部
壁１１とからなる。なお、両壁１０，１１の嵌合部分
は、Ｏリング１２によりシールされている。As shown in FIG. 1, the first joint component 1 has a cylindrical side wall 10 having a circular inner peripheral portion 10a.
And an end wall 11 fitted and attached to its upper end to close it. The fitting portion between the two walls 10 and 11 is sealed by an O-ring 12.

【００１５】第２ジョイント構成部材２は、図１に示す
如く、円柱状の主体部２０と主体部２０の上端部に形成
された密封環保持部２１と主体部２０の下端部に形成さ
れた円盤状のフランジ部２２と主体部２０に外嵌された
円筒状の蓋部２３とからなる。蓋部２３を除く第２ジョ
イント構成部材部分（主体部２０、密封環保持部２１及
びフランジ部２２）は一体成形されている。密封環保持
部２１は主体部２０と同心状をなすもので、その横断面
形状は主体部２０より小径の円形状とされている。第２
ジョイント構成部材２は、側部壁１０と蓋部２３との下
端部間に介装したベアリング１３により、フランジ部２
２を除く第２ジョイント構成部材部分（主体部２０、密
封環保持部２１及び蓋部２３）を第１ジョイント構成部
材１内に挿入させた状態で、第１ジョイント構成部材１
に回転自在に支持されている。なお、第２ジョイント構
成部材２は、トップリング等の回転側部材の回転に伴っ
て強制回転せしめられる。また、主体部２０と蓋部２３
との嵌合部分は、その上下端部位に配したＯリング２
６，２６によりシールされている。As shown in FIG. 1, the second joint component 2 is formed at a cylindrical main body 20, a sealing ring holding section 21 formed at an upper end of the main body 20, and a lower end of the main body 20. It is composed of a disk-shaped flange portion 22 and a cylindrical lid portion 23 fitted to the main body portion 20. Except for the lid portion 23, the second joint component members (the main body portion 20, the sealing ring holding portion 21, and the flange portion 22) are integrally formed. The sealing ring holding portion 21 is concentric with the main body portion 20 and has a circular cross section smaller in diameter than the main body portion 20. Second
The joint component 2 is fixed to the flange portion 2 by a bearing 13 interposed between the lower end portions of the side wall 10 and the lid portion 23.
In a state where the second joint constituent members (main body part 20, sealing ring holding part 21 and lid part 23) except for the second joint constituent member 2 are inserted into the first joint constituent member 1, the first joint constituent member 1
It is supported rotatably. The second joint component 2 is forcibly rotated with the rotation of a rotation-side member such as a top ring. In addition, the main body 20 and the lid 23
The O-ring 2 arranged at the upper and lower ends thereof
Sealed by 6,26.

【００１６】第１メカニカルシール３は、図１及び図２
に示す如く、第２ジョイント構成部材２に設けられた第
１密封環３０と、第１ジョイント構成部材１に設けられ
た第２密封環３１と、第２密封環３１と第１ジョイント
構成部材１との間に介装された回転阻止機構３２及びス
プリング部材３３とを具備するものである。The first mechanical seal 3 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 1, a first seal ring 30 provided on the second joint component 2, a second seal ring 31 provided on the first joint component 1, a second seal ring 31, and the first joint component 1 And a rotation preventing mechanism 32 and a spring member 33 interposed therebetween.

【００１７】第１密封環３０は、図２に示す如く、円環
状の本体部３０ａとその下端部に一体形成された円筒状
の固定部３０ｂとからなるものであり、固定部３０ｂを
密封環保持部２１に外嵌させることにより、第２ジョイ
ント構成部材２にその回転軸線と同心状に固定されてい
る。本体部３０ａの上端部は、軸線に直交する環状平滑
面である密封端面３０ｃに構成されている。固定部３０
ｂと密封環保持部２１との嵌合部分は、密封環保持部２
１の外周部に保持させたＯリング２４により二次シール
されている。As shown in FIG. 2, the first sealing ring 30 comprises an annular main body 30a and a cylindrical fixing part 30b integrally formed at the lower end thereof. By being externally fitted to the holding portion 21, it is fixed to the second joint component 2 concentrically with its rotation axis. The upper end of the main body 30a is formed as a sealed end surface 30c which is an annular smooth surface orthogonal to the axis. Fixed part 30
b and the sealing ring holding portion 21
1 is secondary sealed by an O-ring 24 held on the outer peripheral portion.

【００１８】第２密封環３１は、図２に示す如く、円環
状の本体部３１ａとその上端部に一体形成された円筒状
の保持部３１ｂとからなるものであり、保持部３１ｂを
端部壁１１に設けた保持孔１１ａに嵌合させることによ
り、第１ジョイント構成部材１に第１密封環３０と同心
対向状をなして軸線方向移動可能に保持されている。保
持部３１ｂと保持孔１１ａとの嵌合部分は、保持孔１１
ａの内周部に保持させたＯリング１４により二次シール
されている。本体部３１ａの外径は保持部３１ｂの外径
より所定量大きく設定されている。第２密封環３１の下
端部は、その外周面を下窄まりのテーパ面に形成すると
共にその内周面を下拡がりのテーパ面に形成することに
よって尖端形状に形成されていて、その先端面（下端
面）を極小幅の円環状面をなす密封端面３１ｃに構成し
てある。すなわち、第２密封環３１の密封端面３１ｃ
は、第１密封環３０の密封端面３０ｃに同心状をなして
線接触しうる尖端形状に構成されている。As shown in FIG. 2, the second sealing ring 31 comprises an annular main body 31a and a cylindrical holding part 31b integrally formed at the upper end thereof. By being fitted into a holding hole 11 a provided in the wall 11, the first joint component 1 is concentrically opposed to the first sealing ring 30 and held movably in the axial direction. The fitting portion between the holding portion 31b and the holding hole 11a is
The secondary sealing is performed by the O-ring 14 held on the inner peripheral portion of the portion a. The outer diameter of the main body portion 31a is set to be larger than the outer diameter of the holding portion 31b by a predetermined amount. The lower end of the second sealing ring 31 is formed in a pointed shape by forming the outer peripheral surface thereof into a tapered surface of a downward constriction and forming the inner peripheral surface thereof into a tapered surface of a downward expansion. The (lower end surface) is formed as a sealed end surface 31c that forms an annular surface with an extremely small width. That is, the sealing end face 31c of the second sealing ring 31
Is formed in a pointed shape which can make a line contact concentrically with the sealing end face 30c of the first sealing ring 30.

【００１９】回転阻止機構３２は、図２に示す如く、第
１ジョイント構成部材１の端部壁１１の下端部に、保持
孔１１ａの外周領域に配して、一又は複数の係止ピン３
２ａを下方に向けて突設すると共に、第２密封環３１の
本体部３１ａの外周部に一又は複数の係合凹部３２ｂを
形成して、係止ピン３２ａを係合凹部３２ｂに係合させ
ることにより、第２密封環３１を第１ジョイント構成部
材１に対して軸線方向移動を許容しつつ相対回転不能に
係止保持するものである。As shown in FIG. 2, the rotation preventing mechanism 32 is disposed at the lower end of the end wall 11 of the first joint component 1 in the outer peripheral region of the holding hole 11 a and has one or a plurality of locking pins 3.
2a is projected downward, and one or more engaging recesses 32b are formed in the outer peripheral portion of the main body 31a of the second sealing ring 31, and the locking pins 32a are engaged with the engaging recesses 32b. Thus, the second sealing ring 31 is locked and held so as to be relatively non-rotatable while allowing the second sealing ring 31 to move in the axial direction with respect to the first joint component 1.

【００２０】スプリング部材３３は、図２に示す如く、
第２密封環３１の本体部３１ａの上端部とこれに対向す
る第１ジョイント構成部材１の端部壁１１の下端部との
間に介装された複数のコイルスプリングで構成されてお
り、第２密封環３１を、両密封端面３０ｃ，３１ｃが相
互に押圧接触せしめられるべく、第１密封環３０へと押
圧附勢するものである。The spring member 33 is, as shown in FIG.
The second sealing ring 31 includes a plurality of coil springs interposed between the upper end of the main body 31a and the lower end of the end wall 11 of the first joint component 1 opposed thereto. The second sealing ring 31 is biased toward the first sealing ring 30 so that the two sealing end faces 30c, 31c are pressed against each other.

【００２１】第１メカニカルシール３は、第２ジョイン
ト構成部材２の回転に伴う密封端面３０ｃ，３１ｃの相
対回転摺接作用により、その相対回転部分の内周側領域
（以下「第１接続領域」という）３ａと外周側領域３ｂ
との間をシールするものであり、周知の端面接触形メカ
ニカルシールと同様のシール機能を発揮するものであ
る。なお、密封端面３０ｃ，３１ｃの径を含めた各構成
要素の寸法等は、両領域３ａ，３ｂの圧力関係が逆転す
る場合（例えば、処理液通路６内が負圧ないしドライモ
ードに切り換えられた場合）にも密封端面３０ｃ，３１
ｃによる良好なシール機能が維持されるように（例えば
バランス比を零とする等）設定されている。The first mechanical seal 3 has an inner peripheral side area (hereinafter, referred to as a "first connection area") of the relative rotation portion due to the relative rotational sliding action of the sealing end faces 30c, 31c accompanying the rotation of the second joint component 2. 3a) and the outer peripheral side region 3b
And a sealing function similar to that of a well-known end face contact type mechanical seal. The dimensions and the like of the respective components including the diameters of the sealing end faces 30c and 31c are determined when the pressure relationship between the two regions 3a and 3b is reversed (for example, the processing liquid passage 6 is switched to a negative pressure or a dry mode). Case) also the sealed end faces 30c, 31
It is set so that the good sealing function by c is maintained (for example, the balance ratio is set to zero).

【００２２】第２及び第３メカニカルシール４，５は、
図１に示す如く、第２ジョイント構成部材２の外周部で
ある蓋部２３とこれを同心状に囲繞する第１ジョイント
構成部材１の内周部つまり側部壁１０の内周部１０ａと
の間に第２ジョイント構成部材２の軸線方向に並列して
上下に配設されている。The second and third mechanical seals 4, 5 are
As shown in FIG. 1, a lid 23 which is an outer peripheral portion of the second joint component 2 and an inner peripheral portion of the first joint component 1 which concentrically surrounds the lid portion 23, that is, an inner peripheral portion 10 a of the side wall 10. The second joint component 2 is disposed vertically above and below in parallel in the axial direction.

【００２３】上位の第２メカニカルシール４は、図１及
び図３に示す如く、側部壁１０と蓋部２３との間に介装
された端面接触形のメカニカルシールであり、前記外周
側領域３ｂの下端部をシールして、この領域を密閉され
た冷却水供給領域３ｂとなすものである。すなわち、第
２メカニカルシール４は、図３に示す如く、側壁部１０
の内周部１０ａにＯリング４２を介して内嵌状に固定さ
れた静止密封環４３と、静止密封環４３の下位に配し
て、蓋部２３にＯリング４４を介して軸線方向移動可能
に挿通保持された回転密封環４５と、回転密封環４５の
下位に配して、蓋部２３に固定されたスプリングリテー
ナ４６と、回転密封環４５とスプリングリテーナ４６と
の間に介装されて、回転密封環４５を静止密封環４３へ
と押圧附勢するスプリング部材４７とを具備して、両密
封環４３，４５の相対回転摺接作用により、その相対回
転部分の外周側領域４ａと内周側領域たる冷却水供給領
域３ｂとの間をシールするように構成されている。回転
密封環４５は、図１に示す如く、その外周部に形成した
係合溝４５ａにスプリングリテーナ４６に形成した係合
突部４６ａを係合させることにより、第２ジョイント構
成部材２に軸線方向移動を許容しつつ相対回転不能に保
持されている。スプリング部材４７は、軸線方向に密接
状に並列する複数の皿状の板バネで構成されている。而
して、冷却水供給領域３ｂには、図１及び図２に示す如
く、第１ジョイント構成部材１の側部壁１０に設けた給
水口１０ｂから冷却水（通常、常温清水が使用される）
１０８が供給されるようになっており、この冷却水１０
８により第１メカニカルシール３の密封環３０，３１を
冷却するように工夫されている。なお、側部壁１０に
は、図示していないが、冷却水供給領域３ｂに連通する
排水口が設けられている。As shown in FIGS. 1 and 3, the upper second mechanical seal 4 is a mechanical seal of an end face contact type interposed between the side wall 10 and the lid 23, and has the outer peripheral area. The lower end of 3b is sealed, and this area is used as a sealed cooling water supply area 3b. That is, the second mechanical seal 4 is, as shown in FIG.
A stationary sealing ring 43 fixed to the inner peripheral portion 10a through an O-ring 42 via an O-ring 42, and disposed below the stationary sealing ring 43 so that the lid 23 can be axially moved via an O-ring 44. And a spring retainer 46 disposed below the rotary seal ring 45 and fixed to the lid 23, and interposed between the rotary seal ring 45 and the spring retainer 46. A spring member 47 for urging the rotary seal ring 45 against the stationary seal ring 43, and the outer peripheral area 4a of the relative rotary portion is formed by the relative rotational sliding action of the two seal rings 43, 45. It is configured to seal between the cooling water supply area 3b which is a peripheral area. As shown in FIG. 1, the rotary seal ring 45 is engaged with the engagement protrusion 46a formed on the spring retainer 46 in the engagement groove 45a formed on the outer peripheral portion thereof, thereby allowing the rotation joint ring 45 to be axially attached to the second joint component 2. It is held so as to be relatively unrotatable while allowing movement. The spring member 47 is composed of a plurality of plate-shaped leaf springs that are closely arranged in the axial direction. As shown in FIGS. 1 and 2, the cooling water supply area 3b is supplied with cooling water (usually room temperature clean water) from a water supply port 10b provided in the side wall 10 of the first joint component 1. )
108, and the cooling water 10
8, the sealing rings 30, 31 of the first mechanical seal 3 are cooled. Although not shown, the side wall 10 is provided with a drain port communicating with the cooling water supply region 3b.

【００２４】また、静止密封環４３の内周部には、これ
を第２ジョイント構成部材２の軸受部材としても機能さ
せるべく、蓋部２３の上端部を相対回転自在に嵌合保持
する環状の軸受部４８が形成されている。したがって、
第２ジョイント構成部材２は、その上下端部をベアリン
グ１３及び軸受部４８を介して第１ジョイント構成部材
１に回転自在に支持されることになり、ベアリング１３
のみで支持させた場合に比して、軸振れを生じることな
く円滑に回転されることになる。なお、軸受部４８と蓋
部２３との間には、極く微小な環状間隙４９が存在し
て、これに侵入した冷却水１０８により潤滑膜が形成さ
れることになり、この潤滑膜の形成により軸受部４８に
よる軸受機能がより効果的に発揮されることになる。軸
受部４８の内径は、蓋部２３を径方向変位不能（軸振れ
しない）に且つ相対回転自在に嵌合保持しうることを条
件として、蓋部２３の外径に略一致する寸法に設定され
る。具体的には、蓋部２３との間に０．１ｍｍ程度の環
状隙間４９が生じるように設定しておくことが好まし
い。In order to make this function also as a bearing member of the second joint component 2, an inner peripheral portion of the stationary sealing ring 43 is provided with an annular upper portion for fittingly holding the upper end of the lid portion 23 so as to be relatively rotatable. A bearing 48 is formed. Therefore,
The upper and lower ends of the second joint component 2 are rotatably supported by the first joint component 1 via the bearing 13 and the bearing portion 48, and the bearing 13
As compared with the case where the support is performed only by the shaft, the shaft is smoothly rotated without causing the shaft runout. A very small annular gap 49 exists between the bearing 48 and the lid 23, and a lubricating film is formed by the cooling water 108 that has entered the annular gap 49. Thereby, the bearing function of the bearing portion 48 is more effectively exhibited. The inner diameter of the bearing portion 48 is set to a dimension that substantially matches the outer diameter of the lid portion 23, provided that the lid portion 23 can be fitted and held so as not to be displaced in the radial direction (no shaft runout) and relatively rotatable. You. Specifically, it is preferable to set so that an annular gap 49 of about 0.1 mm is formed between the lid 23 and the cover 23.

【００２５】下位の第３メカニカルシール５は、図１及
び図３に示す如く、第２メカニカルシール４の下方位に
おいて側部壁１０と蓋部２３との間に介装された端面接
触形のメカニカルシールであって、第２メカニカルシー
ル４とは上下対称構造をなす点及び軸受部４８を有しな
い点を除いて同一構造に構成されたものである。すなわ
ち、第３メカニカルシール５は、図３に示す如く、側壁
部１０の内周部１０ａにＯリング５２を介して内嵌状に
固定された静止密封環５３と、静止密封環５３の上位に
配して、蓋部２３にＯリング５４を介して軸線方向移動
可能に挿通保持された回転密封環５５と、回転密封環５
５の上位に配して、蓋部２３に固定されたスプリングリ
テーナ４６と、回転密封環５５とスプリングリテーナ４
６との間に介装されて、回転密封環５５を静止密封環５
３へと押圧附勢するスプリング部材（複数の皿状の板バ
ネで構成されている）５７とを具備して、両密封環５
３，５５の相対回転摺接作用により、その外周側領域４
ａと内周側領域であるベアリング１３側の大気領域４ｂ
との間をシールするように構成されている。スプリング
リテーナ４６は、第２メカニカルシール４と兼用されて
いる。回転密封環５５は、第２メカニカルシール４にお
ける回転密封環４５と同様に、その外周部に形成した係
合溝５５ａにスプリングリテーナ４６に形成した係合突
部５６ａを係合させることにより、第２ジョイント構成
部材２に軸線方向移動を許容しつつ相対回転不能に保持
されている。外周側領域４ａは、両ジョイント構成部材
１，２の内外周部１０ａ，２３間の環状領域の上下端部
を第２及び第３メカニカルシール４，５により密閉シー
ルされた接続領域（以下「第２接続領域」という）４ａ
となされている。As shown in FIGS. 1 and 3, the lower third mechanical seal 5 is of an end face contact type interposed between the side wall 10 and the lid 23 in the lower direction of the second mechanical seal 4. The mechanical seal has the same structure as that of the second mechanical seal 4 except that the second mechanical seal 4 has a vertically symmetric structure and does not have the bearing portion 48. That is, as shown in FIG. 3, the third mechanical seal 5 includes a stationary sealing ring 53 fixed to the inner peripheral portion 10 a of the side wall portion 10 via the O-ring 52 so as to be fitted therein, and an upper portion of the stationary sealing ring 53. A rotary seal ring 55 inserted and held in the lid 23 through an O-ring 54 so as to be movable in the axial direction, and a rotary seal ring 5.
5, a spring retainer 46 fixed to the lid 23, a rotary seal ring 55, and a spring retainer 4.
6, the rotary sealing ring 55 is interposed between the stationary sealing ring 5 and the rotating sealing ring 55.
3 and a spring member (consisting of a plurality of dish-shaped leaf springs) 57
3 and 55, the outer peripheral area 4
a and the atmosphere region 4b on the bearing 13 side which is the inner peripheral region.
It is configured so as to seal between the two. The spring retainer 46 is also used as the second mechanical seal 4. Similarly to the rotary seal ring 45 of the second mechanical seal 4, the rotary seal ring 55 is formed by engaging an engagement protrusion 56a formed on the spring retainer 46 with an engagement groove 55a formed on the outer peripheral portion thereof. The two joint component 2 is held so as to be relatively unrotatable while allowing movement in the axial direction. The outer peripheral side region 4a is Ryoji ® Lee cement constituting the upper and lower ends of the annular region between the inner and outer peripheral portions 10a, 23 of the members 1 and 2 closed by the second and third mechanical seals 4 and 5 sealed connection region ( Hereinafter, referred to as “second connection region”) 4a
It has been done.

【００２６】処理液通路６は、図１〜図３に示す如く、
第１ジョイント構成部材１に形成した第１流体通路部分
６０と第２ジョイント構成部材２に形成した第２流体通
路部分６１とを第１メカニカルシール３により密閉シー
ルされた第１接続領域３ａを介して連通させてなる一連
のものであり、純水等の処理液１０２を流動させるもの
である。第１流体通路部分６０は第１ジョイント構成部
材１の端部壁１１に形成されている。第１流体通路部分
６０の一端部は第１接続領域３ａに開口されており、そ
の他端部は、端部壁１１の外周部に開口されていて、第
１ジョイント構成部材１が取付けられる固定側部材の固
定側流体通路１０３に接続されるようになっている。第
２流体通路部分６１は第２ジョイント構成部材２の主体
部２０、密封環保持部２１及びフランジ部２２にその回
転軸線（第２ジョイント構成部材２の回転軸線）を貫通
して形成されている。第２流体通路部分６１の一端部は
第１接続領域３ａに開口されており、その他端部は、フ
ランジ部２２の下端部に開口されていて、第２ジョイン
ト構成部材２が取付けられる回転側部材の回転側流体通
路１０４に接続されるようになっている。As shown in FIGS. 1 to 3, the processing liquid passage 6
A first fluid passage portion 60 formed in the first joint component 1 and a second fluid passage portion 61 formed in the second joint component 2 are connected via a first connection region 3 a hermetically sealed by the first mechanical seal 3. And a processing liquid 102 such as pure water. The first fluid passage portion 60 is formed on the end wall 11 of the first joint component 1. One end of the first fluid passage portion 60 is open to the first connection region 3a, and the other end is open to the outer peripheral portion of the end wall 11, and the fixed side on which the first joint component 1 is mounted. The fluid passage 103 is connected to the fixed fluid passage 103 of the member. The second fluid passage portion 61 is formed in the main body portion 20, the sealing ring holding portion 21, and the flange portion 22 of the second joint component 2 so as to penetrate the rotation axis thereof (the rotation axis of the second joint component 2). . One end of the second fluid passage portion 61 is open to the first connection region 3a, and the other end is open to the lower end of the flange portion 22. The rotary member to which the second joint component 2 is attached. Is connected to the rotation side fluid passage 104.

【００２７】非処理流体通路７は、図１及び図３に示す
如く、第１ジョイント構成部材１に形成した第１非処理
流体通路部分７０と第２ジョイント構成部材２に形成し
た第２非処理流体通路部分７１とを、第２及び第３メカ
ニカルシール４，５により密閉シールされた第２接続領
域４ａを介して、連通させてなる一連のものであり、加
圧空気等の非処理流体１０５を処理液１０２と別ルート
で流動させるものである。第１非処理流体通路部分７０
は、第２接続領域４ａに開口させた状態で、第１ジョイ
ント構成部材１の側部壁１０に穿設されている。この第
１非処理流体通路部分７０には、固定側部材に形成され
た固定側流体通路１０６が接続されていて、非処理流体
１０５が供給されるようになっている。第２非処理流体
通路部分７１は、主体部２０の外周部に形成した環状溝
を蓋部２３で閉塞してなる環状通路７１ａと、第２流体
通路部分６１を囲繞する環状をなしてフランジ部２２の
下端部に開口された環状通路７１ｂと、主体部２０に形
成されて両環状通路７１ａ，７１ｂ間を連通する連通路
７１ｃと、蓋部２３及びスプリングリテーナ４６を貫通
して、環状通路７１ａを第２接続領域４ａに開口させる
開口通路７１ｄとからなる。この第２非処理流体通路部
分７１の下端開口部である環状通路７１ｂは、回転側部
材に形成された回転側流体通路１０７に接続されてい
る。As shown in FIGS. 1 and 3, the non-processing fluid passage 7 includes a first non-processing fluid passage portion 70 formed in the first joint component 1 and a second non-processing fluid portion formed in the second joint component 2. A series of fluid passage portions 71 are communicated with each other via a second connection region 4a hermetically sealed by second and third mechanical seals 4, 5, and a non-processing fluid 105 such as pressurized air. Is flowed through a different route from the processing liquid 102. First non-processing fluid passage portion 70
Is bored in the side wall 10 of the first joint component 1 in a state where it is opened in the second connection region 4a. The first non-processing fluid passage portion 70 is connected to a fixed-side fluid passage 106 formed in the fixed-side member, so that the non-processing fluid 105 is supplied. The second non-processing fluid passage portion 71 includes an annular passage 71 a formed by closing an annular groove formed in the outer peripheral portion of the main body portion 20 with the lid portion 23, and an annular flange portion surrounding the second fluid passage portion 61. 22, an annular passage 71 c formed in the main body 20, communicating with the annular passages 71 a, 71 b, a lid 23 and the spring retainer 46, and passing through the annular passage 71 a. To the second connection region 4a. An annular passage 71b, which is an opening at the lower end of the second non-processing fluid passage portion 71, is connected to a rotating fluid passage 107 formed in the rotating member.

【００２８】而して、処理液通路６の接液部は、これを
流動する処理液１０２との接触により金属成分を発生す
ることのない材料で構成してある。すなわち、この例で
は、第１ジョイント構成部材１及び第２ジョイント構成
部材２の構成部分のうち、第１流体通路部分６０が形成
されている第１ジョイント構成部材１の端部壁１１及び
第２流体通路部分６１が形成されている第２ジョイント
構成部材２の主体部２０（これに一体形成された密封環
保持部２１及びフランジ部２２を含む）を、処理液１０
２との接触により金属イオンを溶出したり金属パーティ
クルを発生したりすることがなく且つ加工による寸法安
定性，耐熱性に優れたＰＥＥＫ，ＰＥＳ，ＰＣ等のエン
ジニアリングプラスチックで構成すると共に、各密封環
３０，３１全体を炭化珪素で構成してある。なお、処理
液１０２が接触しない上記部材１１，２０，３０，３１
以外のジョイント構成部材１０，１３，１４，２３，２
４，３２ａ，３３ａ，４２，４４，４５，４６，４７，
５２，５３，５４，５７等については、金属成分の発生
を考慮する必要がなく、ジョイント使用条件等に応じ
て、その構成材を任意に選定することができる。例え
ば、ジョンイト本体１の側部壁１０及び第２ジョイント
構成部材２の蓋部２３はＳＵＳ３０４等の金属材で、静
止密封環４３，５３はカーボンで、回転密封環４５，５
５は炭化珪素で、各Ｏリング１４等はバイトンで、係止
ピン３２ａ及び各スプリング部材３３，４７，５７はＳ
ＵＳ３１６等の金属材で、夫々構成される。The liquid contacting portion of the processing liquid passage 6 is made of a material that does not generate a metal component when it comes into contact with the processing liquid 102 flowing therethrough. That is, in this example, among the constituent parts of the first joint constituent member 1 and the second joint constituent member 2, the end wall 11 and the second end wall 11 of the first joint constituent member 1 in which the first fluid passage portion 60 is formed. The main body portion 20 (including the seal ring holding portion 21 and the flange portion 22 integrally formed therewith) of the second joint component 2 in which the fluid passage portion 61 is formed is moved to the processing liquid 10.
It is made of engineering plastics such as PEEK, PES, PC, etc., which do not elute metal ions or generate metal particles by contact with 2 and have excellent dimensional stability and heat resistance by processing, and each sealing ring 30 and 31 are entirely made of silicon carbide. The above members 11, 20, 30, 31 that the processing liquid 102 does not contact.
Joint components 10, 13, 14, 23, 2 other than
4, 32a, 33a, 42, 44, 45, 46, 47,
Regarding 52, 53, 54, 57, etc., there is no need to consider the generation of metal components, and the constituent materials can be arbitrarily selected according to the joint use conditions and the like. For example, the side wall 10 of the johnite body 1 and the lid 23 of the second joint component 2 are made of a metal material such as SUS304, the stationary sealing rings 43 and 53 are made of carbon, and the rotating sealing rings 45 and 5 are made of carbon.
5 is silicon carbide, each O-ring 14 and the like is Viton, and the locking pin 32a and each of the spring members 33, 47 and 57 are S
Each is made of a metal material such as US316.

【００２９】以上のように構成されたロータリジョイン
ト１０１によれば、冒頭で述べた如き問題を生じること
なく、処理液１０２及び非処理流体１０５を相対回転部
材間で良好に流動させることができる。According to the rotary joint 101 configured as described above, the processing liquid 102 and the non-processing fluid 105 can be satisfactorily flowed between the relative rotating members without causing the above-mentioned problem.

【００３０】すなわち、処理液１０２は、固定側部材の
固定側流体通路１０３からロータリジョイント１０１の
処理液通路６を経て回転側部材の回転側流体通路１０４
へと流動される。そして、処理液通路６においては、第
１ジョイント構成部材１０の第１流体通路部分６０と第
２ジョイント構成部材１１の第２流体通路部分６１とが
回転側部材の回転に伴って相対回転せしめられるが、両
流体通路部分６０，６１間を接続する第１接続領域３ａ
が第１密封環３０と第２密封環３１との相対回転摺接作
用によってシールされていることから、処理液１０２は
両通路部分６０，６１間から漏洩することなく処理液通
路６を流動せしめられることになる。That is, the processing liquid 102 passes through the processing liquid passage 6 of the rotary joint 101 from the fixed-side fluid passage 103 of the fixed-side member, and the rotation-side fluid passage 104 of the rotating member.
Flowed to. In the processing liquid passage 6, the first fluid passage portion 60 of the first joint component 10 and the second fluid passage portion 61 of the second joint component 11 are relatively rotated with the rotation of the rotation-side member. Is a first connection region 3a connecting between the two fluid passage portions 60 and 61.
Is sealed by the relative rotational sliding action between the first sealing ring 30 and the second sealing ring 31, so that the processing liquid 102 flows through the processing liquid passage 6 without leaking from between the two passage portions 60 and 61. Will be done.

【００３１】このとき、第２密封環３１がスプリング部
材３３により第１密封環３０へと押圧附勢されているか
ら、両ジョイント構成部材１，２の相対位置関係が振動
等により変動した場合にも、両密封端面３０ｃ，３１ｃ
が適正に接触されることになる。しかも、第２ジョイン
ト構成部材３の上下端部が静止密封環４３の軸受部４８
とベアリング１３とによって軸受支持されているから、
第２ジョイント構成部材３の軸振れが効果的に防止され
る。したがって、両密封端面３０ｃ，３１ｃの径方向位
置関係が変動するようなことなく、常に、両密封端面３
０ｃ，３１ｃの接触状態が適正に保持されて、良好なシ
ール機能が発揮される。At this time, since the second sealing ring 31 is pressed and urged toward the first sealing ring 30 by the spring member 33, when the relative positional relationship between the two joint components 1 and 2 fluctuates due to vibration or the like. Also, both sealed end faces 30c, 31c
Will be properly contacted. In addition, the upper and lower ends of the second joint component 3 are mounted on the bearings 48 of the stationary sealing ring 43.
And the bearing 13 supports the bearing.
Shaft runout of the second joint component 3 is effectively prevented. Therefore, the two sealed end faces 30c, 31c are always kept in the radial position without being changed.
The contact state of 0c and 31c is properly maintained, and a good sealing function is exhibited.

【００３２】また、処理液１０２の性状によっては、処
理液１０２中の含有物質が両密封環３０，３１の接触部
分に付着，堆積する虞れがあるが、第２密封環３１の密
封端面３１ｃが尖端形状とされていることから、このよ
うな付着物は密封端面３１ｃにより削り取られて、両密
封端面３０ｃ，３１ｃ間に処理液１０２中の固形分つま
り砥粒が侵入，堆積するようなことがない。したがっ
て、両密封端面３０ｃ，３１ｃは常に適正な接触状態を
保つことができ、密封端面３０ｃ，３１ｃの接触不足に
よりシール機能が低下するようなことがない。また、密
封端面３０ｃ，３１ｃは、冷却水供給領域３ｂに供給さ
れた冷却水１０８により冷却されて、焼き付きを生じる
虞れはない。Depending on the properties of the processing liquid 102, the substances contained in the processing liquid 102 may adhere to and accumulate on the contact portions of the sealing rings 30, 31, but the sealing end face 31c of the second sealing ring 31 Is formed into a pointed shape, such deposits are scraped off by the sealing end face 31c, and solid matter, that is, abrasive grains in the processing liquid 102, that is, abrasive grains enter and accumulate between the sealing end faces 30c, 31c. There is no. Therefore, the two sealing end faces 30c, 31c can always maintain an appropriate contact state, and the sealing function does not deteriorate due to insufficient contact between the sealing end faces 30c, 31c. In addition, the sealed end faces 30c and 31c are cooled by the cooling water 108 supplied to the cooling water supply area 3b, and there is no possibility that seizure may occur.

【００３３】また、両密封環３０，３１は超硬質材であ
る炭化珪素で構成されているから、、それらを金属若し
くはカーボンで構成した場合や一般的な端面接触形のメ
カニカルシールにおける如く炭化珪素等の硬質材からな
る密封環とカーボン等の軟質材からなる密封環との組み
合わせとした場合と異なって、密封端面３０ｃ，３１ｃ
の接触により摩耗粉が発生したりすることがなく、摩耗
粉が処理液１０２に混入することがない。Since both sealing rings 30 and 31 are made of silicon carbide which is a super-hard material, when they are made of metal or carbon, or they are made of silicon carbide as in a general end face contact type mechanical seal. Unlike the case where a sealing ring made of a hard material such as carbon and a sealing ring made of a soft material such as carbon are combined, the sealing end faces 30c and 31c
No abrasion powder is generated by the contact with the processing liquid 102, and the abrasion powder does not mix into the processing liquid 102.

【００３４】また、処理液通路６が形成される第１ジョ
イント構成部材１の端部壁１１及び第２ジョイント構成
部材２の主体部２０並びに密封環３０，３１がＰＥＥＫ
等のエンジニアリングプラスチック並びに炭化珪素で構
成されているから、つまり処理液通路６の接液部が処理
液１０２との接触により金属イオンの溶出等を生じない
材料で構成されていることから、処理液１０２が処理液
通路６を流動する間において、処理液１０２に金属成分
が混入することがない。The end wall 11 of the first joint component 1 in which the processing liquid passage 6 is formed, the main body 20 of the second joint component 2 and the sealing rings 30, 31 are made of PEEK.
Since the liquid contact portion of the processing liquid passage 6 is made of a material that does not elute metal ions or the like due to contact with the processing liquid 102, the processing liquid While the 102 flows through the processing liquid passage 6, no metal component is mixed into the processing liquid 102.

【００３５】ところで、第２ジョイント構成部材２の主
体部２０をＰＥＥＫ等のプラスチックで構成した場合、
主体部２０が密封環３０，３１の接触熱等により膨張し
て、密封端面３０ｃ，３１ｃの適正な接触が妨げられ
（接触圧が異常に高くなる等）良好なシール機能を発揮
し得なくなる虞れがある。かかる虞れは、密封端面３０
ｃ，３１ｃが上記した如く線接触するようなシール構造
にあっては、特に、顕著である。しかし、上記した如
く、主体部２０に金属製スリーブである蓋部２３を外嵌
させておくと、主体部２０が熱伝導率の低いプラスチッ
ク部材であっても、熱伝導率の高い金属部材たる蓋部２
３からの放熱作用により、主体部２０の熱膨張が可及的
に防止されることになる。しかも、上記した例では、蓋
部２３に冷却水１０８及び非処理流体１０５が接触する
構造となしていることから、これらの流体１０５，１０
８による冷却効果も期待される。したがって、主体部２
０は、かかる放熱効果及び冷却効果により、その熱膨張
が防止されることになり、上記した虞れはない。なお、
金属製スリーブ２３を設けておくことにより、第２ジョ
イント構成部材２の主要部たる主体部２０を機械的強度
の低いプラスチック材で構成する場合にも、第２ジョイ
ント構成部材２全体の機械的強度を充分に確保できる効
果も奏せられる。When the main body 20 of the second joint component 2 is made of plastic such as PEEK,
There is a possibility that the main body portion 20 expands due to the contact heat of the sealing rings 30 and 31 or the like, preventing proper contact between the sealing end surfaces 30c and 31c (for example, an abnormally high contact pressure) and failing to exert a good sealing function. There is. Such a risk is caused by the sealing end face 30.
This is particularly noticeable in the seal structure in which c and 31c are in line contact as described above. However, as described above, if the cover 23 which is a metal sleeve is fitted over the main body 20, even if the main body 20 is a plastic member having low heat conductivity, the main body 20 becomes a metal member having high heat conductivity. Lid 2
Due to the heat radiating action from 3, thermal expansion of the main body 20 is prevented as much as possible. Moreover, in the above-described example, since the cooling water 108 and the non-processing fluid 105 come into contact with the lid 23, these fluids 105 and 10
8 is also expected to have a cooling effect. Therefore, the main part 2
0 means that the thermal expansion is prevented by the heat radiation effect and the cooling effect, and there is no fear of the above. In addition,
By providing the metal sleeve 23, the mechanical strength of the entire second joint component 2 can be improved even when the main body 20 as the main portion of the second joint component 2 is made of a plastic material having low mechanical strength. Can also be obtained.

【００３６】また、回転阻止機構３２やスプリング部材
３３は、密封端面３０ｃ，３１ｃを適正な接触圧で相対
回転させて良好なシール機能を発揮させるために必要不
可欠なものであるが、その構成材である係止ピン３２
ａ，スプリング部材３３は金属製のものであることか
ら、これらが処理液通路６内に存在するときには、処理
液１０２との接触により金属イオンの溶出等を生じて、
それが処理液１０２に混入する虞れがある。しかし、両
機構３２，３３は第２密封環３１の外周側に配置されて
いて、処理液通路６を流動する処理液１０２とは接触し
ないことから、処理液１０２に金属成分が混入するとい
った問題は生じない。The rotation preventing mechanism 32 and the spring member 33 are indispensable for exerting a good sealing function by relatively rotating the sealing end faces 30c, 31c with an appropriate contact pressure. Lock pin 32
a. Since the spring member 33 is made of metal, when these are present in the processing liquid passage 6, contact with the processing liquid 102 causes elution of metal ions and the like.
It may be mixed into the processing liquid 102. However, since the two mechanisms 32 and 33 are arranged on the outer peripheral side of the second sealing ring 31 and do not come into contact with the processing liquid 102 flowing in the processing liquid passage 6, there is a problem that a metal component is mixed into the processing liquid 102. Does not occur.

【００３７】したがって、当該ロータリジョイント１０
１によれば、処理液１０２を、金属イオンの溶出等によ
り金属成分が混入するといった問題を生じることなく且
つ液漏れを生じることなく、相対回転部材間で良好に流
動させることができる。また、処理液通路７内を、必要
に応じて、正圧モードから負圧ないしドライモードに切
り換えることができ、その場合にも、第１メカニカルシ
ール３の密封環３０，３１は冷却水１０８により冷却さ
れるから、金属スリーブたる蓋部２３による放熱効果並
びにこれと冷却水１０８（及び非処理流体１０５）との
接触による冷却効果と相俟って、密封端面３０ｃ，３１
ｃが焼き付くような虞れはない。Therefore, the rotary joint 10
According to 1, the treatment liquid 102 can be satisfactorily flowed between the relative rotating members without causing a problem such as mixing of metal components due to elution of metal ions or the like, and without causing liquid leakage. Further, the inside of the processing liquid passage 7 can be switched from the positive pressure mode to the negative pressure or the dry mode as required. In this case, the sealing rings 30 and 31 of the first mechanical seal 3 are also cooled by the cooling water 108. Because of the cooling, the heat dissipation effect of the lid 23 as the metal sleeve and the cooling effect due to the contact with the cooling water 108 (and the non-processing fluid 105) are combined with the sealing end faces 30c and 31.
There is no danger that c will burn.

【００３８】また、加圧空気等の非処理流体１０５は、
固定側流体通路１０６からロータリジョイント１０５の
非処理流体通路７を経て回転側流体通路１０７に供給さ
れる。非処理流体通路７においては、第１ジョイント構
成部材１の第１非処理流体通路部分７０と第２ジョイン
ト構成部材２の第２非処理流体通路部分７１とが回転側
部材の回転に伴って相対回転せしめられるが、両通路部
分７０，７１間を接続する第２接続領域４ａが第１及び
第２メカニカルシール４，５によりシールされているこ
とから、非処理流体１０５は非処理流体通路部分７０，
７１間から漏洩することなく非処理流体通路７を流動せ
しめられることになる。The non-processing fluid 105 such as pressurized air is
The fluid is supplied from the fixed fluid passage 106 to the rotation fluid passage 107 via the non-processing fluid passage 7 of the rotary joint 105. In the non-treatment fluid passage 7, the first non-treatment fluid passage portion 70 of the first joint component 1 and the second non-treatment fluid passage portion 71 of the second joint component 2 relatively move with the rotation of the rotation-side member. The non-processing fluid 105 is rotated, but the non-processing fluid 105 is converted to the non-processing fluid passage portion 70 because the second connection region 4a connecting the two passage portions 70 and 71 is sealed by the first and second mechanical seals 4 and 5. ,
The non-processing fluid passage 7 can be caused to flow without leaking from the space 71.

【００３９】このとき、前述した如く、第２ジョイント
構成部材２の上下端部が、ベアリング１３と第２メカニ
カルシール４の静止密封環４３に設けた軸受部４８とに
よって軸受支持されていて、第２ジョイント構成部材２
に軸振れが生じることがないから、第２及び第３メカニ
カルシール４，５における両密封環４３，４５及び５
３，５５の径方向位置関係が変動するようなことがな
く、各メカニカルシール４，５によるシール機能が良好
に発揮され、非処理流体１０５が非処理流体通路７から
漏洩する虞れはない。また、このように、第２メカニカ
ルシール４の静止密封環４３に軸受機能をもたせたか
ら、第２ジョイント構成部材２の軸振れを防止するため
にベアリング数を多く設ける必要がなく、ベアリング１
３の設置数を最小限とし得て、ロータリジョイント１０
１の小型化（回転軸線方向長さの短縮化）を図ることが
できる。また、スプリング部材４７，５７として、コイ
ルスプリングに比して占有スペースが小さくて足りる皿
状の板バネを使用することによって、ロータリジョイン
ト１０１の更なる小型化を図ることができる。At this time, as described above, the upper and lower ends of the second joint component 2 are bearing-supported by the bearing 13 and the bearing 48 provided on the stationary sealing ring 43 of the second mechanical seal 4. 2 joint component 2
No axial run-out occurs in the seal rings 43, 45 and 5 of the second and third mechanical seals 4 and 5.
The positional relationship between the radial directions 3 and 55 does not fluctuate, the sealing function of each of the mechanical seals 4 and 5 is exhibited well, and there is no possibility that the non-processing fluid 105 leaks from the non-processing fluid passage 7. In addition, since the stationary sealing ring 43 of the second mechanical seal 4 has a bearing function as described above, it is not necessary to provide a large number of bearings in order to prevent the shaft run-out of the second joint component 2.
3 can be minimized and the rotary joint 10
1 (shorter length in the rotation axis direction). Further, by using a dish-shaped leaf spring that occupies less space than the coil spring as the spring members 47 and 57, the rotary joint 101 can be further reduced in size.

【００４０】なお、本発明は上記した実施の形態に限定
されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範
囲において、適宜に改良，変更することができる。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately improved and changed without departing from the basic principle of the present invention.

【００４１】例えば、流体通路６の接液部は、金属成分
を発生（金属イオンの溶出等）しない材料（エンジニア
リングプラスチック，耐食性プラスチック，炭化珪素
等）で構成されるが、その場合、上記した如く流体通路
６が形成される部分のみを当該材料で構成しておく他、
接液部のみをコーティング等の手法により当該材料で構
成しておくこと、更には各ジョイント構成部材１，２や
ロータリジョイント１０１全体を当該材料で構成してお
くことができる。但し、ジョイント構成部材全体又はそ
の大部分をプラスチック材で構成しておく場合、当該プ
ラスチック材としては機械的強度、特に曲げ強度が一定
以上のものを選定することが好ましい。一般には、曲げ
強度が１０００ｋｇ／ｃｍ² 以上のＰＥＥＫ，ＰＥＳ等
を選定しておくことが好ましい。For example, the liquid contact portion of the fluid passage 6 is made of a material (engineering plastic, corrosion-resistant plastic, silicon carbide, etc.) that does not generate metal components (elution of metal ions, etc.), in which case, as described above. In addition to forming only the portion where the fluid passage 6 is formed from the material,
Only the liquid contact portion can be made of the material by a method such as coating, and further, each of the joint constituent members 1 and 2 and the entire rotary joint 101 can be made of the material. However, when the whole or most of the joint constituent members are made of a plastic material, it is preferable to select a plastic material having a mechanical strength, in particular, a bending strength of not less than a certain value. Generally, it is preferable to select PEEK, PES, or the like having a bending strength of 1000 kg / cm ² or more.

【００４２】また、本発明は、処理液１０２として砥粒
のような硬質の固形分を含むスラリ液や腐食性を有する
液体を扱う装置，機器にも適用することができるが、特
に、処理液１０２が激しい腐食性を有するものである場
合には、処理液通路６における通路部分６０，６１の内
壁面等の接液部にＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ等の耐食性
プラスチックをコーティングしておくことができる。ま
た、密封環３１，３２は炭化珪素で構成しておくことが
好ましいが、必要に応じて、上記したエンジニアリング
プラスチックで構成しておくことも可能である。The present invention can also be applied to apparatuses and equipment that handle a slurry liquid containing hard solids such as abrasive grains or a corrosive liquid as the processing liquid 102. In the case where 102 has severe corrosiveness, the wetted parts such as the inner wall surfaces of the passage portions 60 and 61 in the processing liquid passage 6 can be coated with a corrosion-resistant plastic such as PTFE, PFA, or FEP. . The sealing rings 31 and 32 are preferably made of silicon carbide, but may be made of the above-mentioned engineering plastic if necessary.

【００４３】また、上記した例では、処理液１０２の
他、加圧空気等の非処理流体１０５をも同時に流動させ
るため、非処理流体通路７及びその相対回転部分７０，
７１間をシールするための第２及び第３メカニカルシー
ル４，５を設けたが、このような構成は、処理液１０２
のみを対象とする場合や処理液流路６を処理液１０２以
外の流体についても選択的に流動させるべく兼用使用す
るような場合には、当然に不要である。In the above-described example, since the non-processing fluid 105 such as pressurized air as well as the processing liquid 102 is caused to flow simultaneously, the non-processing fluid passage 7 and the relative rotation portions 70,
Although the second and third mechanical seals 4 and 5 for sealing between the first and second seals 71 are provided, such a configuration
When only the processing liquid channel 6 is used as an object or when the processing liquid flow path 6 is also used to selectively flow a fluid other than the processing liquid 102, the processing liquid flow path 6 is naturally unnecessary.

【００４４】また、逆に、複数の非処理流体通路７を設
けて、複数種の流体を流動させるようにすることも可能
である。例えば、第２ジョイント構成部材２の外周部２
３とこれを同心状に囲繞する第１ジョイント構成部材１
の内周部１０ａとの間に、第２及び第３メカニカルシー
ル４，５と同様構造の一又は複数のメカニカルシールと
を第２ジョイント構成部材２の軸線方向に並列状に配設
して、流動させようとする流体の種類数に相当する数の
接続領域（第２接続領域）４ａを確保するようにすれば
よい。この場合、ロータリジョイント１０１の各構成部
分の材質は、流体の性状や使用条件等に応じて、適宜に
選定しておく。Conversely, it is also possible to provide a plurality of non-processing fluid passages 7 to allow a plurality of types of fluids to flow. For example, the outer peripheral portion 2 of the second joint component 2
3 and first joint component 1 surrounding it concentrically
One or more mechanical seals having the same structure as the second and third mechanical seals 4 and 5 are disposed in parallel with the inner peripheral portion 10a in the axial direction of the second joint component 2, The number of connection regions (second connection regions) 4a corresponding to the number of types of fluid to be flowed may be secured. In this case, the material of each component of the rotary joint 101 is appropriately selected according to the properties of the fluid, the use conditions, and the like.

【００４５】また、上記した例では、冷却水供給領域３
ｂをシールさせるための第２メカニカルシール４が第２
接続領域４ａをシールさせるためのものとして兼用され
るようにしたが、両領域３ｂ，４ａを異なるメカニカル
シールでシールするように構成してもよい。但し、両領
域３ｂ，４ａのシール手段４を兼用することによってロ
ータリジョイン１０１の構成を簡素化できるといったメ
リットがあり、特に、上記した如く複数種の流体を対象
とする場合には、そのメリットは大きい。また、一又は
複数の第２接続領域４ａをシールさせるためのメカニカ
ルシールとしては、当該流体のシール条件に応じて、非
接触形のメカルシール（ガスシール）を使用することが
できる。In the above example, the cooling water supply area 3
The second mechanical seal 4 for sealing b
Although the connection region 4a is also used for sealing, the two regions 3b and 4a may be configured to be sealed with different mechanical seals. However, there is an advantage that the configuration of the rotary join 101 can be simplified by also using the sealing means 4 for the two regions 3b and 4a. Particularly, when a plurality of types of fluids are targeted as described above, the advantage is obtained. large. Further, as a mechanical seal for sealing one or a plurality of second connection regions 4a, a non-contact type mechanical seal (gas seal) can be used according to the sealing condition of the fluid.

【００４６】また、第１メカニカルシール３において、
上記した例と異なって、第１密封環３０を第１ジョイン
ト構成部材１側に設けると共に第２密封環３１（及びそ
の付属部材３２，３３）を第２ジョイント構成部材２側
に設けるようにすることも当然に可能である。In the first mechanical seal 3,
Unlike the above-described example, the first sealing ring 30 is provided on the first joint component 1 side, and the second sealing ring 31 (and its attached members 32, 33) is provided on the second joint component 2 side. Of course, it is possible.

【００４７】[0047]

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明のＣＭＰ装置用ロータリジョイントによれば、金属成
分との接触を回避する必要のある半導体ウエハ等の処理
に使用される純水等の液体を、金属イオンの溶出等を生
じさせることなく且つ漏れを生じることなく、相対回転
部材間で良好に流動させることができる。したがって、
本発明のロータリジョイントは、極めて厳格な清浄条件
下で運転されるＣＭＰ装置に好適に使用することがで
き、広範な用途に供しうる極めて実用的価値大なるもの
である。As can be understood from the above description, according to the rotary joint for a CMP apparatus of the present invention, pure water or the like used for processing a semiconductor wafer or the like that needs to avoid contact with metal components. Can be satisfactorily flowed between the relative rotating members without causing elution of metal ions or the like and without causing leakage. Therefore,
Rotary joint of the present invention is extremely CMP apparatus operated under stringent clean conditions can be suitably used, becomes very practical value Univ be subjected to a wide range of applications.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係るロータリジョイントの一例を示す
縦断側面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional side view showing an example of a rotary joint according to the present invention.

【図２】図１の要部の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図３】図１の他の要部の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of another main part of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…第１ジョイント構成部材、２…第２ジョイント構成
部材、３…第１メカニカルシール、３ａ…第１接続領
域、４…第２メカニカルシール、４ａ…第２接続領
域、、５…第３メカニカルシール、６…処理液通路、７
…非処理流体通路、２０…第２ジョイント構成部材の主
体部、２３…第２ジョイント構成部材の蓋部、３０…第
１密封環、３１…第２密封環、３３…スプリング部材、
６０…第１流体通路部分（第１ジョイント構成部材に形
成された流体通路部分）、６１…第２流体通路部分（第
２ジョイント構成部材に形成された流体通路部分）、７
０…第１非処理流体通路部分、７１…第２非処理流体通
路部分、７１ａ…環状通路、１０１…ＣＭＰ装置用ロー
タリジョイント、１０２…処理液（流体通路を流動する
液体）、１０５…非処理流体。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st joint structural member, 2 ... 2nd joint structural member, 3 ... 1st mechanical seal, 3a ... 1st connection area , 4 ... 2nd mechanical seal, 4a ... 2nd connection area
Area, 5: third mechanical seal , 6: processing liquid passage , 7
... non-processing fluid passage , 20 ... main part of the second joint constituent member, 23 ... lid part of the second joint constituent member, 30 ... first sealing ring, 31 ... second sealing ring, 33 ... spring member,
60 ... first fluid passage portion (fluid passage portion formed in the first joint component), 61 ... second fluid passage portion (fluid passage portion formed in the second joint component), 7
0: first non-processing fluid passage portion, 71: second non-processing fluid passage
Road part, 71a: annular passage, 101: row for CMP equipment
Tali-joint, 102: treatment liquid (liquid flowing in the fluid passage) , 105: non-treatment fluid

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−44877（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−4959（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−11987（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−79185（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16L 27/00 - 27/12 F16L 39/04 Continuation of the front page (56) References JP-A-5-44877 (JP, A) JP-A-8-4959 (JP, A) Japanese Utility Model 59-11987 (JP, U) Japanese Utility Model 58-79185 (JP) , U) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) F16L 27/00-27/12 F16L 39/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 第１ジョイント構成部材に、円柱状の主
体部とこれに外嵌された円筒状の蓋部とを具備する第２
ジョイント構成部材を回転自在に連結し、両ジョイント構成部材間に第１〜第３メカニカルシール
を介装すると共に処理液通路及び非処理流体通路を形成
してあり、 第１メカニカルシールは、 一方のジョイント構成部材に
第２ジョイント構成部材の回転軸線と同心状をなして固
定した第１密封環と、他方のジョイント構成部材に第１
密封環と同心対向状をなして軸線方向に移動可能に且つ
第１密封環へと押圧附勢させた状態に保持した第２密封
環とを具備して、両密封環の相対回転摺接作用によりそ
の相対回転部分の内周側領域たる第１接続領域と外周側
領域とをシールするものであり、 第２及び第３メカニカルシールは、前記蓋部とこれを同
心状に囲繞する第１ジョイント構成部材の内周部との間
に、第２ジョイント構成部材の軸線方向に並列して配置
されており、各々、当該第１ジョイント構成部材の内周
部に固定した静止密封環と、前記蓋部に軸線方向移動可
能に且つ静止密封環へと押圧附勢させた状態に嵌挿保持
した回転密封環とを具備するものであり、 処理液通路は、 第１ジョイント構成部材に形成された第
１流体通路部分と第２ジョイント構成部材の主体部に形
成された第２流体通路部分とを前記第１接続領域を介し
て連通させてなる、液体を流動させ得る一連の流体通路
であり、 非処理流体通路は、前記蓋部と第１ジョイント構成部材
の内周部との間の環状領域であって第２及び第３メカニ
カルシールにより密閉シールされた第２接続領域と、第
１ジョイント構成部材に形成されて第２接続領域に開口
する第１非処理流体通路部分と、第２ジョイント構成部
材に形成されて第２接続領域に開口する第２非処理流体
通路部分とからなる一連のものであり、 第２非処理流体通路部分は、前記主体部の外周部に形成
した環状溝を蓋部で閉塞してなる環状通路を具備するも
のであり、 処理液 通路の接液部は、液体との接触により金属成分を
発生することのない材料で構成してあり、少なくとも各
流体通路部分の内壁部が、これを流動する液体に対して
不活性なプラスチックで構成されており、且つ第２ジョ
イント構成部材の蓋部は金属材で構成されていることを
特徴とするＣＭＰ装置用ロータリジョイント。1. A second joint comprising: a first joint component having a cylindrical main body and a cylindrical lid externally fitted to the main body;
The first to third mechanical seals are connected between the two joint components by rotatably connecting the joint components.
And a treatment liquid passage and a non-treatment fluid passage are formed.
Yes and the first mechanical seal, on one of the joint components
Solid forms an axis of rotation concentric second joint component
A first seal ring was boss, first the other joint component
Movably and second seal held in a state of being pressed biased to the first seal ring forms a seal ring concentrically opposite shape in the axial direction
A ring, and the relative rotation sliding contact between the two sealing rings
The first connection region, which is the inner peripheral region of the relative rotation portion, and the outer peripheral side
It is intended to seal the region, the second and third mechanical seal, this same and the lid
Between the inner peripheral portion of the first joint constituent member surrounding in a heart shape
Are arranged in parallel in the axial direction of the second joint component.
And the inner periphery of the first joint component, respectively.
Stationary sealing ring fixed to the part, movable axially to the lid
Inserted and held in a state where it is pressed and urged to the stationary sealing ring
And a processing liquid passage formed in the first joint component .
Form the main portion of the first fluid passage portion and the second joint component
The formed second fluid passage portion is connected through the first connection region.
Series of fluid passages through which fluid can flow
Wherein the non-processing fluid passage is provided between the lid and the first joint component.
An annular area between the second and third mechanical
A second connection area hermetically sealed by a cull seal;
Formed on one joint component and open to second connection area
A first non-processing fluid passage portion and a second joint constituting portion
Second non-processing fluid formed in the material and opening to the second connection region
A second non-processing fluid passage portion formed on an outer peripheral portion of the main body portion.
Provided with an annular passage formed by closing the closed annular groove with a lid.
The liquid contact portion of the processing liquid passage is made of a material that does not generate a metal component by contact with the liquid, and at least the inner wall portion of each fluid passage portion is in contact with the liquid flowing therethrough. is composed of an inert plastic, and rotary joint for CMP apparatus lid of the second joint component is characterized that you have made of a metal material. 【請求項２】 第１メカニカルシールの各密封環が炭化
珪素で構成されていることを特徴とする、請求項１に記
載するＣＭＰ装置用ロータリジョイント。2. The rotary joint for a CMP apparatus according to claim 1, wherein each sealing ring of the first mechanical seal is made of silicon carbide.