JP3145977B2 - ロータリジョイント - Google Patents
ロータリジョイントInfo
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- JP3145977B2 JP3145977B2 JP09209998A JP9209998A JP3145977B2 JP 3145977 B2 JP3145977 B2 JP 3145977B2 JP 09209998 A JP09209998 A JP 09209998A JP 9209998 A JP9209998 A JP 9209998A JP 3145977 B2 JP3145977 B2 JP 3145977B2
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- JP
- Japan
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- joint
- sealing ring
- seal
- joint component
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CMP(Chem
ical Mechanical Polishin
g)法による表面研摩装置であるCMP装置に使用され
るロータリジョイントであって、2種以上の流体を混在
させることなく各別のルートで相対回転部材間において
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。
ical Mechanical Polishin
g)法による表面研摩装置であるCMP装置に使用され
るロータリジョイントであって、2種以上の流体を混在
させることなく各別のルートで相対回転部材間において
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。
【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加圧
空気等の2種以上の流体を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「CMP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、2種以上の流体を別ルートで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。
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加圧
空気等の2種以上の流体を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「CMP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、2種以上の流体を別ルートで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。
【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2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。
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2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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来ジョイン
トにあっては、ジョイント構成部材の回転軸線上におい
て両流体通路部分を両シール面により連結するように構
成されていることから、流体の流動ルートを複数設ける
ことができない。したがって、従来ジョイントは、CM
P装置のように2種以上の流体を扱う装置,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。
トにあっては、ジョイント構成部材の回転軸線上におい
て両流体通路部分を両シール面により連結するように構
成されていることから、流体の流動ルートを複数設ける
ことができない。したがって、従来ジョイントは、CM
P装置のように2種以上の流体を扱う装置,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。
【0005】しかも、従来ジョイントは、流体通路部分
間のシールを両シール面の接触により行なうように構成
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、各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、ジョイント構成
部材が軸振れを生じた場合、両シール面の平行性が損な
われて(いわゆる片当たり現象を生じて)シール機能が
低下する虞れがあり、安定したシール機能を発揮するこ
とができない。勿論、片当たり現象が生じると、両シー
ル面が局部的に強く接触することから、その接触部分で
激しく摩耗し、シール機能が喪失する虞れもある。した
がって、従来ジョイントは、長期に亘って安定したシー
ル機能を発揮することができないものであり、流体漏れ
のない清浄環境が要求されるCMP装置等の装置,機器
には使用することができない。
間のシールを両シール面の接触により行なうように構成
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、各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、ジョイント構成
部材が軸振れを生じた場合、両シール面の平行性が損な
われて(いわゆる片当たり現象を生じて)シール機能が
低下する虞れがあり、安定したシール機能を発揮するこ
とができない。勿論、片当たり現象が生じると、両シー
ル面が局部的に強く接触することから、その接触部分で
激しく摩耗し、シール機能が喪失する虞れもある。した
がって、従来ジョイントは、長期に亘って安定したシー
ル機能を発揮することができないものであり、流体漏れ
のない清浄環境が要求されるCMP装置等の装置,機器
には使用することができない。
【0006】本発明は、このような問題を生じることな
く、2種以上の流体を混在させることなく各別のルート
で流動させることができ、長期に亘って安定したシール
機能を発揮させることができる実用的な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。
く、2種以上の流体を混在させることなく各別のルート
で流動させることができ、長期に亘って安定したシール
機能を発揮させることができる実用的な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。
【0007】
【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
ト構成部材と、第1ジョイント構成部材に回転自在に連
結された第2ジョイント構成部材と、回転軸線方向にお
ける両ジョイント構成部材の対向端部間に配設されたメ
カニカルシールであって、一方の対向端部に回転軸線と
同心状をなして固定された固定密封環及び他方の対向端
部に固定密封環と同心対向状をなして軸線方向に移動可
能に保持され且つ固定密封環へと押圧附勢された可動密
封環を具備する端面側メカニカルシールと、第1ジョイ
ント構成部材の内周部とこれに対向する第2ジョイント
構成部材の外周部との間に回転軸線方向に並列状に配設
された複数のメカニカルシールであって、各々が、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及
び第2ジョイント構成部材の外周部に静止密封環と同心
対向状をなして軸線方向に移動可能に保持され且つ静止
密封環へと押圧附勢された回転密封環を具備する周面側
メカニカルシールと、各ジョイント構成部材を貫通し
て、各々の一端部が端面側メカニカルシールの密封環内
に開口された第1流体通路部分と、各ジョイント構成部
材を貫通して、各々の一端部が隣接する周面側メカニカ
ルシール間に開口された第2流体通路部分と、を具備す
るものである。而して、端面側メカニカルシールの密封
環の外周側領域を、当該端面側メカニカルシールとこれ
に隣接する一の周面側メカニカルシールとでシールされ
た密閉状の冷却水供給領域となして、この冷却水供給領
域に当該端面側メカニカルシールの密封環を冷却する冷
却水を供給するように構成してある。また、当該一の周
面側メカニカルシールの静止密封環の内周部に、第2ジ
ョイント構成部材の外周部を回転自在に嵌合する環状の
軸受部を形成して、第2ジョイント構成部材と軸受部と
の間の微小な環状隙間に前記冷却水供給領域の冷却水に
よる潤滑膜が形成されるように構成してある。かかるロ
ータリジョイントにあって、各周面側メカニカルシール
においては、回転密封環を静止密封環へと押圧附勢する
スプリング部材として、当該密封環の軸線方向に弾性変
形可能な板バネを使用しておくことが好ましい。また、
前記一方の対向端部に、第1流体通路部分が開口する凹
部を設けて、この凹部に固定密封環を嵌合固定させてお
くことが好ましい。
明のCMP装置用ロータリジョイントは、第1ジョイン
ト構成部材と、第1ジョイント構成部材に回転自在に連
結された第2ジョイント構成部材と、回転軸線方向にお
ける両ジョイント構成部材の対向端部間に配設されたメ
カニカルシールであって、一方の対向端部に回転軸線と
同心状をなして固定された固定密封環及び他方の対向端
部に固定密封環と同心対向状をなして軸線方向に移動可
能に保持され且つ固定密封環へと押圧附勢された可動密
封環を具備する端面側メカニカルシールと、第1ジョイ
ント構成部材の内周部とこれに対向する第2ジョイント
構成部材の外周部との間に回転軸線方向に並列状に配設
された複数のメカニカルシールであって、各々が、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及
び第2ジョイント構成部材の外周部に静止密封環と同心
対向状をなして軸線方向に移動可能に保持され且つ静止
密封環へと押圧附勢された回転密封環を具備する周面側
メカニカルシールと、各ジョイント構成部材を貫通し
て、各々の一端部が端面側メカニカルシールの密封環内
に開口された第1流体通路部分と、各ジョイント構成部
材を貫通して、各々の一端部が隣接する周面側メカニカ
ルシール間に開口された第2流体通路部分と、を具備す
るものである。而して、端面側メカニカルシールの密封
環の外周側領域を、当該端面側メカニカルシールとこれ
に隣接する一の周面側メカニカルシールとでシールされ
た密閉状の冷却水供給領域となして、この冷却水供給領
域に当該端面側メカニカルシールの密封環を冷却する冷
却水を供給するように構成してある。また、当該一の周
面側メカニカルシールの静止密封環の内周部に、第2ジ
ョイント構成部材の外周部を回転自在に嵌合する環状の
軸受部を形成して、第2ジョイント構成部材と軸受部と
の間の微小な環状隙間に前記冷却水供給領域の冷却水に
よる潤滑膜が形成されるように構成してある。かかるロ
ータリジョイントにあって、各周面側メカニカルシール
においては、回転密封環を静止密封環へと押圧附勢する
スプリング部材として、当該密封環の軸線方向に弾性変
形可能な板バネを使用しておくことが好ましい。また、
前記一方の対向端部に、第1流体通路部分が開口する凹
部を設けて、この凹部に固定密封環を嵌合固定させてお
くことが好ましい。
【0008】
【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。
〜図3に基づいて具体的に説明する。
【0009】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
(例えば、冒頭で述べたCMP装置本体)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(例え
ば、冒頭で述べたトップリング又はターンテーブル)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間に介装された端面側メカニカルシー
ル3並びに第1及び第2周面側メカニカルシール4,5
と、両ジョイント構成部材1,2に形成された一連の第
1及び第2流体通路6,7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。
タリジョイント101は、図1に示す如く、固定側部材
(例えば、冒頭で述べたCMP装置本体)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(例え
ば、冒頭で述べたトップリング又はターンテーブル)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間に介装された端面側メカニカルシー
ル3並びに第1及び第2周面側メカニカルシール4,5
と、両ジョイント構成部材1,2に形成された一連の第
1及び第2流体通路6,7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。
【0010】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。
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。
【0011】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及びフランジ部2
2)は一体成形されている。第2ジョイント構成部材2
は、第1ジョイント構成部材2の内周部つまり側部壁1
0の内周部10aと第2ジョイント構成部材1の外周部
である蓋部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22を除く第2ジョイント構成部材
部分(主体部20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2
3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。
如く、円柱状の主体部20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及びフランジ部2
2)は一体成形されている。第2ジョイント構成部材2
は、第1ジョイント構成部材2の内周部つまり側部壁1
0の内周部10aと第2ジョイント構成部材1の外周部
である蓋部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22を除く第2ジョイント構成部材
部分(主体部20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2
3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。
【0012】端面側メカニカルシール3は、図1及び図
2に示す如く、回転軸線方向における両ジョイント構成
部材1,2の対向端部間つまり第1ジョイント構成部材
1の端部壁11と第2ジョイント構成部材2の主体部2
0の上端部たる密封環保持部21との間に配設された端
面接触形のメカニカルシールであって、第2ジョイント
構成部材2に設けられた固定密封環30と、第1ジョイ
ント構成部材1に設けられた可動密封環31と、可動密
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。
2に示す如く、回転軸線方向における両ジョイント構成
部材1,2の対向端部間つまり第1ジョイント構成部材
1の端部壁11と第2ジョイント構成部材2の主体部2
0の上端部たる密封環保持部21との間に配設された端
面接触形のメカニカルシールであって、第2ジョイント
構成部材2に設けられた固定密封環30と、第1ジョイ
ント構成部材1に設けられた可動密封環31と、可動密
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。
【0013】固定密封環30は、図2に示す如く、円筒
状に構成されており、第2ジョイント構成部材2の回転
軸線と同心状をなして、密封環保持部21に形成した凹
部24に嵌合固定されている。固定密封環30の上端面
は、軸線に直交する環状平滑面である密封端面30aに
構成されている。固定密封環30は、上端部を僅かに突
出させた状態で凹部24に嵌合されており、その嵌合部
分はOリング25により二次シールされている。
状に構成されており、第2ジョイント構成部材2の回転
軸線と同心状をなして、密封環保持部21に形成した凹
部24に嵌合固定されている。固定密封環30の上端面
は、軸線に直交する環状平滑面である密封端面30aに
構成されている。固定密封環30は、上端部を僅かに突
出させた状態で凹部24に嵌合されており、その嵌合部
分はOリング25により二次シールされている。
【0014】可動密封環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に固定密封環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。本体部31aの下端
面は、軸線に直交する環状平滑面である密封端面31c
に構成されている。
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に固定密封環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。本体部31aの下端
面は、軸線に直交する環状平滑面である密封端面31c
に構成されている。
【0015】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、可動密封環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、可動密封環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。
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、可動密封環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、可動密封環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。
【0016】スプリング部材33は、図2に示す如く、
可動密封環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、可動密封環31を、両密封端面30a,31cが相
互に押圧接触せしめられるべく、固定密封環30へと押
圧附勢するものである。
可動密封環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、可動密封環31を、両密封端面30a,31cが相
互に押圧接触せしめられるべく、固定密封環30へと押
圧附勢するものである。
【0017】端面側メカニカルシール3は、第2ジョイ
ント構成部材2の回転に伴う密封端面30a,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3
b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30a,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、第1流体通路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30a,3
1c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。
ント構成部材2の回転に伴う密封端面30a,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3
b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30a,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、第1流体通路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30a,3
1c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。
【0018】第1及び第2周面側メカニカルシール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1
0a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。
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1
0a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。
【0019】上位の第1周面側メカニカルシール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1周面側メカニカルシール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108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3
bに連通する排水口が設けられている。
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1周面側メカニカルシール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108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3
bに連通する排水口が設けられている。
【0020】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、図1及び図3に示す如く、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1
08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。
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、図1及び図3に示す如く、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1
08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。
【0021】下位の第2周面側メカニカルシール5は、
図1及び図3に示す如く、第1周面側メカニカルシール
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1周
面側メカニカルシール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2周面側メカニカルシール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55の上位に配して、蓋部2
3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46との間に介装されて、回
転密封環55を静止密封環53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53,55の相対回転摺接作用
により、その外周側領域4a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1周面側
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1周面側メカニカルシール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1及び第2
周面側メカニカルシール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。
図1及び図3に示す如く、第1周面側メカニカルシール
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1周
面側メカニカルシール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2周面側メカニカルシール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55の上位に配して、蓋部2
3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46との間に介装されて、回
転密封環55を静止密封環53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53,55の相対回転摺接作用
により、その外周側領域4a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1周面側
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1周面側メカニカルシール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1及び第2
周面側メカニカルシール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。
【0022】第1流体通路6は、図1〜図3に示す如
く、第1ジョイント構成部材1に形成した固定側第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
回転側第1流体通路部分61とを端面側メカニカルシー
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、第1流体(例えば、
CMP装置においてトップリング又はターンテーブルか
ら半導体ウエハに噴出させる純水等)102を流動させ
るものである。固定側第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。固
定側第1流体通路部分60の一端部は密封環内である第
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(第
1流体用通路)103に接続されるようになっている。
回転側第1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。回転側第1流体通路部
分61の一端部は密封環内である第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(第1流体用通路)
104に接続されるようになっている。
く、第1ジョイント構成部材1に形成した固定側第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
回転側第1流体通路部分61とを端面側メカニカルシー
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、第1流体(例えば、
CMP装置においてトップリング又はターンテーブルか
ら半導体ウエハに噴出させる純水等)102を流動させ
るものである。固定側第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。固
定側第1流体通路部分60の一端部は密封環内である第
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(第
1流体用通路)103に接続されるようになっている。
回転側第1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。回転側第1流体通路部
分61の一端部は密封環内である第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(第1流体用通路)
104に接続されるようになっている。
【0023】第2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に形成した固定側第2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
回転側第2流体通路部分71とを第1及び第2周面側メ
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、第
2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)105を第1流体102と別ルートで流動させるも
のである。固定側第2流体通路部分70は第1ジョイン
ト構成部材1の側部壁10に穿設されており、その一端
部は両周面側メカニカルシール3,4間つまり第2接続
領域4aに開口されている。また、固定側第2流体通路
部分70の他端部は固定側部材の固定側流体通路(第2
流体用通路)106に接続されるようになっている。回
転側第2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、回転側第1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。この回
転側第2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(第
2流体用通路)107に接続されるようになっている。
く、第1ジョイント構成部材1に形成した固定側第2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
回転側第2流体通路部分71とを第1及び第2周面側メ
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、第
2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)105を第1流体102と別ルートで流動させるも
のである。固定側第2流体通路部分70は第1ジョイン
ト構成部材1の側部壁10に穿設されており、その一端
部は両周面側メカニカルシール3,4間つまり第2接続
領域4aに開口されている。また、固定側第2流体通路
部分70の他端部は固定側部材の固定側流体通路(第2
流体用通路)106に接続されるようになっている。回
転側第2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、回転側第1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。この回
転側第2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(第
2流体用通路)107に接続されるようになっている。
【0024】ところで、各ジョイント構成部材1,2
は、この例では、SUS304等のステンレス鋼で構成
してあるが、各ジョイント構成部材1,2の構成材料は
流動させる流体102,105の性状やジョイト使用条
件等に応じて適宜に選定することができる。例えば、第
1流体102が、金属汚染を嫌う半導体ウエハ等に直接
触れる液体である場合には、少なくとも第1流体102
の接液部(第1流体通路6の内壁部)を、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
(polyether ether ketone)、
PES(polyethersulfone)又はPC
(polycarbonate)等のエンジニアリング
プラスチックで構成し、また第1流体102が腐食性の
高いものである場合には、上記接液部にPTFE(po
lytetrafluoroethylene pla
stic)、PFA(tetrafluoroethy
lene perfluoroalkoxy viny
l ether copolymer)又はFEP(f
luornated ethylene propyl
ene copolymer plastics)等の
耐食性プラスチックをコーティングしておく。また、こ
の例では、固定密封環30及び静止密封環43,53を
カーボンで構成し、可動密封環31及び回転密封環4
5,55を炭化珪素で構成してあるが、各密封環の構成
材料はシールしようとする流体102,105の性状を
含めたシール条件に応じて適宜に選定することができ
る。例えば、全密封環30,31,43,45,53,
55を、耐熱性,耐食性,硬度性等に優れた炭化珪素で
構成しておくようにしてもよい。特に、固定密封環30
については、上記した如く円筒状に構成しておくことに
よって、炭化珪素で構成する場合にも容易に製作するこ
とができる。
は、この例では、SUS304等のステンレス鋼で構成
してあるが、各ジョイント構成部材1,2の構成材料は
流動させる流体102,105の性状やジョイト使用条
件等に応じて適宜に選定することができる。例えば、第
1流体102が、金属汚染を嫌う半導体ウエハ等に直接
触れる液体である場合には、少なくとも第1流体102
の接液部(第1流体通路6の内壁部)を、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
(polyether ether ketone)、
PES(polyethersulfone)又はPC
(polycarbonate)等のエンジニアリング
プラスチックで構成し、また第1流体102が腐食性の
高いものである場合には、上記接液部にPTFE(po
lytetrafluoroethylene pla
stic)、PFA(tetrafluoroethy
lene perfluoroalkoxy viny
l ether copolymer)又はFEP(f
luornated ethylene propyl
ene copolymer plastics)等の
耐食性プラスチックをコーティングしておく。また、こ
の例では、固定密封環30及び静止密封環43,53を
カーボンで構成し、可動密封環31及び回転密封環4
5,55を炭化珪素で構成してあるが、各密封環の構成
材料はシールしようとする流体102,105の性状を
含めたシール条件に応じて適宜に選定することができ
る。例えば、全密封環30,31,43,45,53,
55を、耐熱性,耐食性,硬度性等に優れた炭化珪素で
構成しておくようにしてもよい。特に、固定密封環30
については、上記した如く円筒状に構成しておくことに
よって、炭化珪素で構成する場合にも容易に製作するこ
とができる。
【0025】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、第1及び第2流体102,105を相対回転部材
間で良好に流動させることができる。
ト101によれば、冒頭で述べた如き問題を生じること
なく、第1及び第2流体102,105を相対回転部材
間で良好に流動させることができる。
【0026】すなわち、第1流体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
の第1流体通路6を経て回転側部材の回転側流体通路1
04へと流動される。そして、第1流体通路6において
は、第1ジョイント構成部材10の固定側第1流体通路
部分60と第2ジョイント構成部材11の回転側第1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が固定密封環30と可動密封環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、第1流体102は両通路部分60,61間から漏洩
することなく第1流体通路6を流動せしめられることに
なる。
の固定側流体通路103からロータリジョイント101
の第1流体通路6を経て回転側部材の回転側流体通路1
04へと流動される。そして、第1流体通路6において
は、第1ジョイント構成部材10の固定側第1流体通路
部分60と第2ジョイント構成部材11の回転側第1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が固定密封環30と可動密封環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、第1流体102は両通路部分60,61間から漏洩
することなく第1流体通路6を流動せしめられることに
なる。
【0027】このとき、可動密封環31がスプリング部
材33により固定密封環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30a,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30a,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
0a,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。また、密封端面30a,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。また、固
定密封環30は、回転密封環45,55と異なって、第
2ジョイント構成部材2に密に嵌合させておく必要があ
るため、加工精度が高くない場合や嵌合手法として焼嵌
めを採用した場合には歪(残留歪,焼嵌歪等)が生じ
て、良好なシール機能を発揮できない虞れがあるが、上
記した如く、固定密封環30を円筒状として、その大部
分を第2ジョイント構成部材2の凹部24に嵌入させる
ようにしておくと、このような問題は生じない。
材33により固定密封環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30a,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30a,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
0a,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。また、密封端面30a,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。また、固
定密封環30は、回転密封環45,55と異なって、第
2ジョイント構成部材2に密に嵌合させておく必要があ
るため、加工精度が高くない場合や嵌合手法として焼嵌
めを採用した場合には歪(残留歪,焼嵌歪等)が生じ
て、良好なシール機能を発揮できない虞れがあるが、上
記した如く、固定密封環30を円筒状として、その大部
分を第2ジョイント構成部材2の凹部24に嵌入させる
ようにしておくと、このような問題は生じない。
【0028】また、第2流体105は、固定側流体通路
106からロータリジョイント101の第2流体通路7
を経て回転側流体通路107に供給される。第2流体通
路7においては、第1ジョイント構成部材1の固定側第
2流体通路部分70と第2ジョイント構成部材2の回転
側第2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周面側メカニカ
ルシール4,5によりシールされていることから、第2
流体105は第2流体通路部分70,71間から漏洩す
ることなく第2流体通路7を流動せしめられることにな
る。
106からロータリジョイント101の第2流体通路7
を経て回転側流体通路107に供給される。第2流体通
路7においては、第1ジョイント構成部材1の固定側第
2流体通路部分70と第2ジョイント構成部材2の回転
側第2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周面側メカニカ
ルシール4,5によりシールされていることから、第2
流体105は第2流体通路部分70,71間から漏洩す
ることなく第2流体通路7を流動せしめられることにな
る。
【0029】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1周面側
メカニカルシール4の静止密封環43に設けた軸受部4
8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1及び第2
周面側メカニカルシール4,5における両密封環43,
45及び53,55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、第2流体105が第2流体通路7
から漏洩する虞れはない。また、このように、第1周面
側メカニカルシール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13の設置数を最小限とし得て、ロータリジョイ
ント106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106の更なる小型化を図ることができる。
構成部材2の上下端部が、ベアリング13と第1周面側
メカニカルシール4の静止密封環43に設けた軸受部4
8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1及び第2
周面側メカニカルシール4,5における両密封環43,
45及び53,55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、第2流体105が第2流体通路7
から漏洩する虞れはない。また、このように、第1周面
側メカニカルシール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13の設置数を最小限とし得て、ロータリジョイ
ント106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106の更なる小型化を図ることができる。
【0030】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。
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。
【0031】例えば、本発明に係るロータリジョイント
101は、3種以上の流体を各別のルートで流動させる
ように構成することもできる。すなわち、構造上、第1
流体通路6は複数となし得ないが、第2流体通路7につ
いては、周面側メカニカルシール4,5の数を増やすこ
とによって、任意に増やすことができる。この場合、上
記した如く、第1周面側メカニカルシール4を冷却水供
給領域3b及び第2接続領域4aを仕切るシール手段と
して兼用している例に習って、ロータリジョイント10
1の大型化を避けるために、2つの第2接続領域4aの
境界部を一つの周面側メカニカルシールでシールするよ
うにしておくことが好ましい。つまり、N個の第2流体
通路7が必要とされる場合(第1流体102を含めた
(N+1)種の流体を流動させる場合)、N個の第2接
続領域4aが必要となるが、かかるN個の第2接続領域
4aは、(N+1)個の周面側メカニカルシールを並設
することによって確保することができる。
101は、3種以上の流体を各別のルートで流動させる
ように構成することもできる。すなわち、構造上、第1
流体通路6は複数となし得ないが、第2流体通路7につ
いては、周面側メカニカルシール4,5の数を増やすこ
とによって、任意に増やすことができる。この場合、上
記した如く、第1周面側メカニカルシール4を冷却水供
給領域3b及び第2接続領域4aを仕切るシール手段と
して兼用している例に習って、ロータリジョイント10
1の大型化を避けるために、2つの第2接続領域4aの
境界部を一つの周面側メカニカルシールでシールするよ
うにしておくことが好ましい。つまり、N個の第2流体
通路7が必要とされる場合(第1流体102を含めた
(N+1)種の流体を流動させる場合)、N個の第2接
続領域4aが必要となるが、かかるN個の第2接続領域
4aは、(N+1)個の周面側メカニカルシールを並設
することによって確保することができる。
【0032】また、軸受部48は、ベアリング13から
最も離れた位置に位置する一の静止密封環(上記の例で
は、第1周面側メカニカルシール4の静止密封環43)
に設けておくことが好ましいが、他の一又は複数の静止
密封環(上記の例では、第2周面側メカニカルシール5
の静止密封環53)にも設けておくことも可能である。
最も離れた位置に位置する一の静止密封環(上記の例で
は、第1周面側メカニカルシール4の静止密封環43)
に設けておくことが好ましいが、他の一又は複数の静止
密封環(上記の例では、第2周面側メカニカルシール5
の静止密封環53)にも設けておくことも可能である。
【0033】また、端面側メカニカルシール3におい
て、上記した例と異なって、固定密封環30を第1ジョ
イント構成部材1側に設けると共に可動密封環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。
て、上記した例と異なって、固定密封環30を第1ジョ
イント構成部材1側に設けると共に可動密封環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。
【0034】
【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は、2種以上の流
体を混在させることなく各別のルートで相対回転部材間
において流動させることができ、しかもジョイント構成
部材間において安定したシール機能を発揮させて、流体
漏れを確実に防止することができるものである。また、
静止密封環に軸受機能をもたせることにより、更にはス
プリング部材として板バネを使用することにより、ジョ
イント構造の可及的な小型化を図ることができるもので
ある。したがって、本発明によれば、従来ジョイントを
使用できないCMP装置にも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の高いCM
P装置用ロータリジョイントを提供することができる。
明のCMP装置用ロータリジョイントは、2種以上の流
体を混在させることなく各別のルートで相対回転部材間
において流動させることができ、しかもジョイント構成
部材間において安定したシール機能を発揮させて、流体
漏れを確実に防止することができるものである。また、
静止密封環に軸受機能をもたせることにより、更にはス
プリング部材として板バネを使用することにより、ジョ
イント構造の可及的な小型化を図ることができるもので
ある。したがって、本発明によれば、従来ジョイントを
使用できないCMP装置にも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の高いCM
P装置用ロータリジョイントを提供することができる。
【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。
縦断側面図である。
【図2】図1の要部の拡大図である。
【図3】図1の他の要部の拡大図である。
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…端面側メカニカルシール、3a…第1接続領
域、3b…冷却水供給領域、4,5…周面側メカニカル
シール、4a…第2接続領域、6…第1流体通路、7…
第2流体通路、10a…内周部(第1ジョイント構成部
材の内周部)、11…端部壁(他方の対向端部)、21
…密封環保持部(一方の対向端部)、23…蓋部(第2
ジョイント構成部材の外周部)、24…凹部(一方の対
向端部に形成された凹部)、30…固定密封環、31…
可動密封環、33…スプリング部材、47,57…板バ
ネ(スプリング部材)、49…環状隙間、60…固定側
第1流体通路部分(第1ジョイント構成部材に形成され
た第1流体通路部分)、61…回転側第1流体通路部分
(第2ジョイント構成部材に形成された第1流体通路部
分)、70…固定側第1流体通路部分(第1ジョイント
構成部材に形成された第2流体通路部分)、71…回転
側第2流体通路部分(第2ジョイント構成部材に形成さ
れた第2流体通路部分)、101…CMP装置用ロータ
リジョイント、102…第1流体、105…第2流体、
108…冷却水。
部材、3…端面側メカニカルシール、3a…第1接続領
域、3b…冷却水供給領域、4,5…周面側メカニカル
シール、4a…第2接続領域、6…第1流体通路、7…
第2流体通路、10a…内周部(第1ジョイント構成部
材の内周部)、11…端部壁(他方の対向端部)、21
…密封環保持部(一方の対向端部)、23…蓋部(第2
ジョイント構成部材の外周部)、24…凹部(一方の対
向端部に形成された凹部)、30…固定密封環、31…
可動密封環、33…スプリング部材、47,57…板バ
ネ(スプリング部材)、49…環状隙間、60…固定側
第1流体通路部分(第1ジョイント構成部材に形成され
た第1流体通路部分)、61…回転側第1流体通路部分
(第2ジョイント構成部材に形成された第1流体通路部
分)、70…固定側第1流体通路部分(第1ジョイント
構成部材に形成された第2流体通路部分)、71…回転
側第2流体通路部分(第2ジョイント構成部材に形成さ
れた第2流体通路部分)、101…CMP装置用ロータ
リジョイント、102…第1流体、105…第2流体、
108…冷却水。
───────────────────────────────────────────────────── 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1−269727(JP,A) 実開 昭52−44417(JP,U) 実開 昭50−82420(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16L 27/00 - 27/12 F16L 37/00 - 39/06
Claims (3)
- 【請求項1】 第1ジョイント構成部材と、 第1ジョイント構成部材に回転自在に連結された第2ジ
ョイント構成部材と、 回転軸線方向における両ジョイント構成部材の対向端部
間に配設されたメカニカルシールであって、一方の対向
端部に回転軸線と同心状をなして固定された固定密封環
及び他方の対向端部に固定密封環と同心対向状をなして
軸線方向に移動可能に保持され且つ固定密封環へと押圧
附勢された可動密封環を具備する端面側メカニカルシー
ルと、 第1ジョイント構成部材の内周部とこれに対向する第2
ジョイント構成部材の外周部との間に回転軸線方向に並
列状に配設された複数のメカニカルシールであって、各
々が、第1ジョイント構成部材の内周部に固定された静
止密封環及び第2ジョイント構成部材の外周部に静止密
封環と同心対向状をなして軸線方向に移動可能に保持さ
れ且つ静止密封環へと押圧附勢された回転密封環を具備
する周面側メカニカルシールと、 各ジョイント構成部材を貫通して、各々の一端部が端面
側メカニカルシールの密封環内に開口された第1流体通
路部分と、 各ジョイント構成部材を貫通して、各々の一端部が隣接
する周面側メカニカルシール間に開口された第2流体通
路部分と、を具備しており、 端面側メカニカルシールの密封環の外周側領域を、当該
端面側メカニカルシールとこれに隣接する一の周面側メ
カニカルシールとでシールされた密閉状の冷却水供給領
域となして、この冷却水供給領域に当該端面側メカニカ
ルシールの密封環を冷却する冷却水を供給するように構
成すると共に、 当該一の周面側メカニカルシールの 静止密封環の内周部
に、第2ジョイント構成部材の外周部を回転自在に嵌合
する環状の軸受部を形成して、第2ジョイント構成部材
と軸受部との間の微小な環状隙間に前記冷却水供給領域
の冷却水による潤滑膜が形成されるように構成したこと
を特徴とするCMP装置用ロータリジョイント。 - 【請求項2】 各周面側メカニカルシールにおいて、回
転密封環を静止密封環へと押圧附勢するスプリング部材
として、当該密封環の軸線方向に弾性変形可能な板バネ
を使用したことを特徴とする、請求項1に記載するCM
P装置用ロータリジョイント。 - 【請求項3】 固定密封環を円筒状となして、前記一方
の対向端部に形成した凹部に嵌合固定させてあることを
特徴とする、請求項1又は請求項2に記載するCMP装
置用ロータリジョイント。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09209998A JP3145977B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | ロータリジョイント |
PCT/JP1998/005394 WO1999042748A1 (fr) | 1998-02-18 | 1998-11-30 | Joint rotatif |
EP98956003A EP0981000B1 (en) | 1998-02-18 | 1998-11-30 | Rotary joint |
DE69825266T DE69825266T2 (de) | 1998-02-18 | 1998-11-30 | Drehkupplung |
US09/403,200 US6412822B1 (en) | 1998-02-18 | 1998-11-30 | Rotary joint |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09209998A JP3145977B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | ロータリジョイント |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11287371A JPH11287371A (ja) | 1999-10-19 |
JP3145977B2 true JP3145977B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=14045011
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09209998A Expired - Fee Related JP3145977B2 (ja) | 1998-02-18 | 1998-04-03 | ロータリジョイント |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3145977B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007278424A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Seiko Epson Corp | ロータリジョイント |
JP4745359B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2011-08-10 | 日本ピラー工業株式会社 | 切削加工機用ロータリジョイント |
CN110005942B (zh) * | 2019-04-30 | 2023-12-22 | 鞍山市昱虎流体设备有限公司 | 防冰冻低温流体装卸臂 |
-
1998
- 1998-04-03 JP JP09209998A patent/JP3145977B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11287371A (ja) | 1999-10-19 |
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