CN102216658A - 密封装置 - Google Patents

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CN102216658A
CN102216658A CN201080001858XA CN201080001858A CN102216658A CN 102216658 A CN102216658 A CN 102216658A CN 201080001858X A CN201080001858X A CN 201080001858XA CN 201080001858 A CN201080001858 A CN 201080001858A CN 102216658 A CN102216658 A CN 102216658A
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大下功太郎
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    • F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

本发明提供一种密封装置，其结构简单、具有良好的滑动寿命、且轴向长度短。所述密封装置的特征在于，该密封装置具有：磁力产生构件，其用于在轴的周围产生磁力；第一导磁部件和第二导磁部件，第一导磁部件与磁力产生构件的一侧相邻配置，以传递由该磁力产生构件产生的磁力，第二导磁部件与磁力产生构件的另一侧相邻配置，以传递由该磁力产生构件产生的磁力；滑动衬套，其配置且固定在轴与第二导磁部件的内侧突缘之间；密封部件，其收纳于密封槽，且相对于轴的外周面滑动；以及磁性流体，其借助由磁力产生构件产生的磁力而被保持在轴与导磁部件之间。

Description

密封装置
技术领域
本发明涉及一种密封装置，该密封装置适合应用于将运动从外部传递到腔室内或洁净室(clean room)等密闭空间的旋转轴等。
背景技术
例如在半导体器件的制造工序中，对半导体晶片实施的氧化、扩散或者CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)等处理在将晶片维持于真空中或者特定的气体氛围中的状态下进行。很多情况下，将晶片收纳在保持为预定环境的腔室或容器(以下总称为处理室)中，并且使晶片一边例如旋转等一边暴露于处理室内部的氛围中来进行处理。因此，对于在这种处理中所使用的处理室，要求气密性高、且能够将机械运动从处理室外部传递到处理室内部以使晶片旋转等。
作为在使处理室密封的状态下将机械运动传递到处理室内部的现有技术，例如公知有使用涂布了真空润滑脂的弹性密封件(O型圈等)的密封装置。但是，在这种现有技术中，为了使润滑脂保持于轴与密封件的滑动部，需要提高所使用的真空润滑脂的粘度。因此，即便在润滑脂劣化的情况下也不会与存在于周围的润滑脂进行置换，具有使密封件的滑动寿命缩短的问题。
作为用于解决这种问题的现有技术，例如公知有使用了弹性密封件和磁性流体的密封装置，该磁性流体利用磁力保持在极靴(pole piece)与轴之间(参照专利文献1等)。但是，在这种现有技术中，即便将磁性流体保持在极靴的末端，也具有磁性流体的大部分无法到达弹性密封件的问题。因此，在现有技术所涉及的密封装置中使用的磁性流体无法作为润滑剂充分地发挥作用，因此，现有技术所涉及的密封装置在滑动寿命的方面仍然残留有课题。
此外，作为与密封装置有关的其他的现有技术，公知有如下的密封装置(旋转轴突起型磁性流体密封旋转轴承)：该密封装置包括具有圆环状突起的轴、以及与永磁铁接触的磁轭，该密封装置将磁性流体保持在磁轭的内周面与圆环状突起之间(参照专利文献2等)。但是，将磁性流体保持在磁轭的内周面与圆环状突起之间的密封装置的结构复杂，为了制造这种密封装置，需要极高精度的加工工序和组装工序，在生产率和成本方面存在课题。
为了解决上述课题，本申请人提出了如图6所示的密封装置(PCT/JP2009/062198)。关于该在先申请的发明所涉及的密封装置，在将预定的机械运动从处理室50的外部传递到该处理室50的内部的旋转轴51的密封装置中，使用弹性密封件作为密封部件53，使用磁性流体54作为润滑剂，为了抑制密封部的中心振摆并使密封性稳定、并且为了承受来自外部的载荷，还内置有由金属制的球轴承或滚子轴承等构成的轴承55。另外，除了密封部的轴承55之外，在处理室50侧还设置有装置轴承52。这样，在使轴承55内置于密封部的密封装置中，存在密封装置的全长变长、以及密封设计受到轴承的尺寸制约的问题。此外，在设置有轴承的密封装置的情况下，还存在不得不将轴也纳入密封装置的问题。
专利文献1：日本特开平7-317916
专利文献2：日本特开2003-294156
发明内容
本发明就是为了解决这样的问题而做出的，本发明的第一目的在于提供结构简单、具有良好的滑动寿命、且适合应用于将运动从外部传递到处理室的旋转轴等的密封装置。
此外，本发明的第二目的在于提供轴向长度短的密封装置。
此外，本发明的第三目的在于提供卡盒式(cartridge type)的密封装置。
为了达成上述目的，本发明的密封装置的第一特征在于，该密封装置是轴的密封装置，处理室保持为预定的环境，所述轴在维持该处理室的环境的同时将预定的机械运动从该处理室的外部传递至该处理室的内部，其中，所述密封装置具有：壳体，所述轴贯通该壳体；磁力产生构件，该磁力产生构件配置在所述壳体与所述轴之间，用于在所述轴的周围产生磁力；第一导磁部件和第二导磁部件，所述第一导磁部件具有一对内侧突缘，这一对内侧突缘从所述壳体朝所述轴突出，从而形成围绕所述轴的密封槽，并且所述第一导磁部件与所述磁力产生构件的一侧相邻配置，以传递由该磁力产生构件产生的磁力，所述第二导磁部件具有从所述壳体朝所述轴突出的内侧突缘，并且所述第二导磁部件与所述磁力产生构件的另一侧相邻配置，以传递由该磁力产生构件产生的磁力；滑动衬套，该滑动衬套配置在轴与所述第二导磁部件的内侧突缘之间，并且以相对于所述轴的外周面隔开极其细微的间隙的方式固定于所述内侧突缘；密封部件，该密封部件以至少一部分朝所述轴探出的状态收纳于所述密封槽，该密封部件相对于所述轴的外周面进行滑动；以及磁性流体，该磁性流体借助由所述磁力产生构件产生的磁力而被保持在所述轴与所述导磁部件之间，所述密封槽的通过所述轴的中心轴的截面的形状为大致矩形形状，所述密封部件具有分别朝所述密封槽的所述大致矩形形状的各个顶点突出的四个突起部，在所述突起部中的朝所述轴侧突出的两个突起部之间形成有流体保持槽，该流体保持槽用于保持所述磁性流体。
根据第一特征，在截面形状呈大致矩形形状的密封槽中收纳有密封部件，该密封部件具有分别朝矩形形状的各个顶点突出的突起部。因此，在密封部件的突起部中，朝轴侧突出而构成相对于轴滑动的滑动面的两个突起部被配置成与固定有较多的磁性流体的导磁部件的末端部接近的状态。因此，密封部件的滑动面与由导磁部件保持的磁性流体之间的距离变短，磁性流体能够容易地到达密封部件的滑动面。即，在本发明所涉及的密封装置中，磁性流体在轴与密封部件之间的滑动面附近作为润滑剂适当地发挥作用，能够延长密封部件的滑动寿命。
并且，通过设置滑动衬套，能够从密封装置中删除轴承，能够缩短密封装置的轴向长度，并且能够不受轴承尺寸限制地自由地设计径向尺寸。
而且，通过使固定滑动衬套的部件和形成磁回路的导磁部件共用化，能够有效地活用空间，能够有助于轴向长度的紧凑化。
本发明的密封装置的第二特征在于，处理室保持为预定的环境，所述轴在维持该处理室的环境的同时将预定的机械运动从该处理室的外部传递至该处理室的内部，其中，所述密封装置具有：壳体，所述轴贯通该壳体；磁力产生构件，该磁力产生构件配置在所述壳体与所述轴之间，用于在所述轴的周围产生磁力；第一导磁部件和第二导磁部件，所述第一导磁部件具有一对内侧突缘，这一对内侧突缘从所述壳体朝所述轴突出，从而形成围绕所述轴的密封槽，并且所述第一导磁部件与所述磁力产生构件的一侧相邻配置，以传递由该磁力产生构件产生的磁力，所述第二导磁部件具有从所述壳体朝所述轴突出的内侧突缘，并且所述第二导磁部件与所述磁力产生构件的另一侧相邻配置，以传递由该磁力产生构件产生的磁力；滑动衬套，该滑动衬套配置在轴与所述第二导磁部件的内侧突缘之间，并且以相对于所述轴的外周面隔开极其细微的间隙的方式固定于所述内侧突缘；密封部件，该密封部件以至少一部分朝所述轴探出的状态收纳于所述密封槽，该密封部件相对于所述轴的外周面进行滑动；以及磁性流体，该磁性流体借助由所述磁力产生构件产生的磁力而被保持在所述轴与所述导磁部件之间，在第一内侧突缘的与所述轴接近的端部，形成有朝所述轴和所述密封部件突出的流体保持突部，所述第一内侧突缘是所述第一导磁部件的一对内侧突缘中的与所述磁力产生构件接近的内侧突缘。
根据第二特征，在导磁部件的第一内侧突缘形成有朝轴和密封部件突出的流体保持突部。因此，密封部件中的相对于轴滑动的滑动面被配置成与保持磁性流体最多的流体保持突部接近的状态。因此，密封部件与由导磁部件保持的磁性流体之间的距离变短，磁性流体能够容易地到达密封部件的滑动面。即，在本发明所涉及的密封装置中，磁性流体在轴与密封部件之间的滑动面附近作为润滑剂适当地发挥作用，能够延长密封部件的滑动寿命。
并且，通过设置滑动衬套，能够从密封装置中删除轴承，能够缩短密封装置的轴向长度，并且能够不受轴承尺寸限制地自由地设计径向尺寸。
而且，通过使固定滑动衬套的部件和形成磁回路的导磁部件共用化，能够有效地活用空间，能够有助于轴向长度的紧凑化。
此外，本发明的密封装置的第三特征在于，该密封装置是轴的密封装置，处理室保持为预定的环境，所述轴在维持该处理室的环境的同时将预定的机械运动从该处理室的外部传递至该处理室的内部，其中，所述密封装置具有：壳体，所述轴贯通该壳体；磁力产生构件，该磁力产生构件配置在所述壳体与所述轴之间，用于在所述轴的周围产生磁力；第一导磁部件和第二导磁部件，所述第一导磁部件具有一对内侧突缘，这一对内侧突缘从所述壳体朝所述轴突出，从而形成围绕所述轴的密封槽，并且所述第一导磁部件与所述磁力产生构件的一侧相邻配置，以传递由该磁力产生构件产生的磁力，所述第二导磁部件具有从所述壳体朝所述轴突出的内侧突缘，并且所述第二导磁部件与所述磁力产生构件的另一侧相邻配置，以传递由该磁力产生构件产生的磁力；滑动衬套，该滑动衬套配置在轴与所述第二导磁部件的内侧突缘之间，并且以相对于所述轴的外周面隔开极其细微的间隙的方式固定于所述内侧突缘；密封部件，该密封部件以至少一部分朝所述轴探出的状态收纳于所述密封槽，该密封部件相对于所述轴的外周面进行滑动；以及磁性流体，该磁性流体借助由所述磁力产生构件产生的磁力而被保持在所述轴与所述导磁部件之间，所述密封槽形成为燕尾槽形状。
根据第三特征，在形成为燕尾槽形状的密封槽中收纳有密封部件。因此，密封部件中的相对于轴滑动的滑动面被配置成与保持磁性流体较多的导磁部件的末端部接近的状态。因此，密封部件的滑动面与由导磁部件保持的磁性流体之间的距离变短，磁性流体能够容易地到达密封部件的滑动面。即，在本发明所涉及的密封装置中，磁性流体在轴与密封部件之间的滑动面附近作为润滑剂适当地发挥作用，能够延长密封部件的滑动寿命。
并且，通过设置滑动衬套，能够从密封装置中删除轴承，能够缩短密封装置的轴向长度，并且能够不受轴承尺寸限制地自由地设计径向尺寸。
而且，通过使固定滑动衬套的部件和形成磁回路的导磁部件共用化，能够有效地活用空间，能够有助于轴向长度的紧凑化。
此外，本发明的密封装置的第四特征在于，在第一特征至第三特征中的任一特征中，使套筒配合于轴的外周面的与第一磁极部件和第二磁极部件对置的部分。
根据第四特征，无需像在先申请的发明那样将轴一起纳入密封装置，只要将不包含轴在内的密封装置纳入即可，在更换密封装置的情况下也无需更换轴，仅更换密封装置即可。并且，密封装置还能够使用于现有的轴，可以说是完全的卡盒式的密封装置。
本发明能够起到以下的优异的效果。
(1)在截面形状呈大致矩形形状的密封槽中收纳有密封部件，该密封部件具有分别朝矩形形状的各个顶点突出的突起部，因此，在密封部件的突起部中，朝轴侧突出而构成相对于轴滑动的滑动面的两个突起部被配置成与固定有较多的磁性流体的导磁部件的末端部接近的状态，密封部件的滑动面与由导磁部件保持的磁性流体之间的距离变短，磁性流体能够容易地到达密封部件的滑动面，因此，磁性流体在轴与密封部件之间的滑动面附近作为润滑剂适当地发挥作用，能够延长密封部件的滑动寿命。
并且，通过设置滑动衬套，能够从密封装置中删除轴承，能够缩短密封装置的轴向长度，并且能够不受轴承尺寸限制地自由地设计径向尺寸。
而且，通过使固定滑动衬套的部件和形成磁回路的导磁部件共用化，能够有效地活用空间，能够有助于轴向长度的紧凑化。
(2)在导磁部件的第一内侧突缘形成有朝轴和密封部件突出的流体保持突部，因此，密封部件中的相对于轴滑动的滑动面被配置成与保持磁性流体最多的流体保持突部接近的状态，密封部件与由导磁部件保持的磁性流体之间的距离变短，磁性流体能够容易地到达密封部件的滑动面，因此，磁性流体在轴与密封部件之间的滑动面附近作为润滑剂适当地发挥作用，能够延长密封部件的滑动寿命。
并且，通过设置滑动衬套，能够从密封装置中删除轴承，能够缩短密封装置的轴向长度，并且能够不受轴承尺寸限制地自由地设计径向尺寸。
而且，通过使固定滑动衬套的部件和形成磁回路的导磁部件共用化，能够有效地活用空间，能够有助于轴向长度的紧凑化。
(3)在形成为燕尾槽形状的密封槽中收纳有密封部件，因此，密封部件中的相对于轴滑动的滑动面被配置成与保持磁性流体较多的导磁部件的末端部接近的状态，因此，密封部件的滑动面与由导磁部件保持的磁性流体之间的距离变短，磁性流体能够容易地到达密封部件的滑动面，磁性流体在轴与密封部件之间的滑动面附近作为润滑剂适当地发挥作用，能够延长密封部件的滑动寿命。
并且，通过设置滑动衬套，能够从密封装置中删除轴承，能够缩短密封装置的轴向长度，并且能够不受轴承尺寸限制地自由地设计径向尺寸。
而且，通过使固定滑动衬套的部件和形成磁回路的导磁部件共用化，能够有效地活用空间，能够有助于轴向长度的紧凑化。
(4)通过使套筒配合于轴的外周面的与第一磁极部件和第二磁极部件对置的部分，无需像在先申请的发明那样将轴一起纳入密封装置，只要将不包含轴在内的密封装置纳入即可，在更换密封装置的情况下也无需更换轴，仅更换密封装置即可。并且，密封装置还能够使用于现有的轴，能够提供完全的卡盒式的密封装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的密封装置的主剖视图。
图2是表示本发明的实施方式2所涉及的密封装置的主剖视图。
图3是表示本发明的实施方式3所涉及的密封装置的主剖视图。
图4是表示本发明的实施方式4所涉及的密封装置的主剖视图。
图5是表示本发明的一个实施方式所涉及的密封装置所具备的第一磁极部件及其变形例的放大剖视图。
图6是用于说明本发明的在先申请的发明的主剖视图。
具体实施方式
参照附图对用于实施本发明所涉及的密封装置的实施方式进行详细说明，但是，本发明不应当被解释为限定于此，只要不脱离本发明的范围，就能够根据本领域技术人员的知识加以各种变更、修正、改良。
[实施方式1]
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的密封装置1的剖视图。
密封装置1以堵塞设于处理室20的凸缘21的开口22的方式配置，能够将处理室20内部相对于处理室外部保持在气密状态。在开口22设置有用于支承轴25的轴承23。
作为配置本实施方式所涉及的密封装置1的处理室20，并无特殊限定，例如能够举出用于进行硅晶片的处理的晶片处理室或者能够反复形成真空状态和大气压状态的真空进样室(Load-Lock chamber)等。并且，处理室内部可以相对于处理室外部保持为负压环境，也可以相对于处理室外部保持为等压或者加压环境。
密封装置1具有：由非磁性材料形成的壳体2；作为磁力产生构件的磁铁3；作为导磁部件的第一磁极部件4和第二磁极部件5；作为密封部件的X型圈6；作为润滑剂的磁性流体7；以及作为定心部件的滑动衬套12。轴25以贯通圆筒状的壳体2的方式配置。另外，磁铁3和第一磁极部件4也可以形成为一体。或者，磁铁3也可以兼作第一磁极部件4的一部分，例如以第一磁极部件4中的用于固定磁性流体7的部分(第一内侧突缘8a)作为磁力产生构件。
轴25的位于处理室外部侧的端部与未图示的驱动部连接。本实施方式所涉及的轴25能够借助来自驱动部的驱动力以旋转中心A作为中心进行旋转运动。轴25的位于处理室内部侧的端部与配置于处理室20内部的未图示的被驱动部连接。由此，本实施方式所涉及的轴25能够将由配置于处理室20外部的驱动部产生的旋转运动传递到处理室20内部。另外，轴25虽然使用磁性材料来形成，但是并不限定于整个轴都由实心的磁性材料制作。例如，可以是在表面装配有由磁性材料制作的套筒的、由奥氏体钢或者非铁材料、石英等非磁性材料制作的轴，也可以是套筒单体。此外，为了滑动特性或防锈等，也可以在使用磁性材料形成的轴的表面实施树脂涂层等。涂层的厚度能够形成为不会大幅削弱来自磁性材料的磁力线的程度的厚度。
壳体2是以被轴25贯穿的方式设置的筒状部件，且该壳体2被螺栓9等固定构件固定于处理室20的凸缘21。在壳体2的内周面2a与轴25的外周面25a之间设有预定的间隔，以能够配置磁铁3、第一磁极部件4、第二磁极部件5以及X型圈6等。
在壳体2的内周面2a与轴25的外周面25a之间，沿着轴25的旋转中心A方向配置有第二磁极部件5、磁铁3、以及第一磁极部件4。如后所述，圆环状的磁铁3是产生用于保持磁性流体7的磁力的磁力产生构件，且该磁铁3配置成旋转中心A方向的两侧被第一磁极部件4和第二磁极部件5所夹持的状态。另外，磁铁3的形状并不限定于本实施方式这样的圆环状，例如也可以是使圆筒形状的磁铁以包围轴25的方式在轴向对齐并呈环状地并排配置而形成的形状。
环状的第二磁极部件5与磁铁3的位于处理室外部侧的端部连接。第二磁极部件5是以与磁铁3接触的方式设置的磁性材料。第二磁极部件5的作为内周端部的内周突缘5a相对于轴25的外周面25a隔开细微的间隙配置。此外，第二磁极部件5的外周端部5b也可以固定于壳体2的内周面2a。
在第二磁极部件5的内周突缘5a的宽度方向的一部分的范围内设置有用于压入滑动衬套12的环状凹部5c。滑动衬套12是为了进行密封装置的定心或防止中心振摆而设置的部件，其由PTFE(聚四氟乙烯)等树脂材料或者金属材料制作成环状，且通过压入等而固定于第二磁极部件5的内周突缘5a的环状凹部5c。滑动衬套12的内周面12a被制作成使其与轴25的外周面25a之间形成极其细微的间隙。
滑动衬套12的宽度和厚度形成为能够实现密封装置的定心或防止中心振摆的程度即可，由于该滑动衬套12的宽度只需是在先申请的发明中使用的轴承55的宽度的几分之一即可，因此能够大幅地缩短密封装置1的轴向长度。
环状的第一磁极部件4与磁铁3的位于处理室内部侧的端部连接。与第二磁极部件5相同，第一磁极部件4是以与磁铁3接触的方式设置的磁性材料。第一磁极部件4的外周端部4b固定于壳体2的内周面2a。也可以在第一磁极部件4与壳体2之间设置静态密封部件10，该静态密封部件10用于对第一磁极部件4的外周端部4b和壳体2的内周面2a之间进行密封。
第一磁极部件4具有从壳体2的内周面2a侧朝轴25的外周面25a侧突出的第一内侧突缘8a和第二内侧突缘8b。
第一内侧突缘8a和第二内侧突缘8b形成为相互大致对称的形状，在第一内侧突缘8a与第二内侧突缘8b之间形成有密封槽11，该密封槽11向轴25侧具有开口。从通过轴25的旋转中心A的截面观察，密封槽11的截面形成为大致矩形形状。
X型圈6具有分别朝密封槽11的截面所形成的矩形形状的各个突出的第一突起6a、第二突起6b、第三突起6c以及第四突起6d。
第一突起6a和第二突起6b朝矩形形状的顶点中的位于密封槽11的开口侧的顶点突出。第一突起6a朝密封槽11的开口侧的顶点中的位于第一内侧突缘8a侧的顶点突出，第二突起朝位于第二内侧突缘8b侧的顶点突出。
并且，第三突起6c和第四突起6d朝矩形形状的顶点中的位于密封槽11的底部11a侧的顶点突出。而且，X型圈6的第一～第四突起沿着X型圈6的周向连续。
第三突起6c和第四突起6d与密封槽11的底部11a接触，X型圈6和密封槽11在周向连续地紧密接触。并且，X型圈6的内径设计成与轴25的直径大致一致的直径、或者是比轴25的直径稍小的直径。因此，当轴25以旋转中心A作为中心旋转时，X型圈6的第一突起6a和第二突起6b相对于轴25的外周面25a滑动。由此，实施方式1所涉及的X型圈6能够对第一磁极部件4与轴25之间进行密封。
在第一突起6a与第二突起6b之间形成有用于使磁性流体7蔓延至第二突起6b的流体保持槽6e。即，流体保持槽6e设计成能够利用流体保持槽6e和与流体保持槽6e对置的轴25的外周面25a之间的表面张力将磁性流体7从第一突起6a引导至第二突起6b。并且，流体保持槽6e能够将磁性流体7保持在流体保持槽6e和与流体保持槽6e对置的轴25的外周面25a之间。本实施方式中使用的磁性流体7通过使用表面活性剂使粒径大约为5～50nm的磁性超微粒子分散于溶剂或油(基础油)中而形成，该磁性流体7具有沿着磁力线移动而被磁场捕获(trap)的特性。在本实施方式的密封装置1中，磁性流体7用作在轴25与X型圈6之间的滑动面发挥作用的润滑剂，能够延长X型圈6的滑动寿命。并且，磁性流体7能够确保X型圈6与轴25之间的滑动面处的密封性，并且能够抑制在滑动面附近产生灰尘。
当轴25以旋转中心A为中心旋转时，被保持在第一内侧突缘8a的末端部附近的磁性流体7最多。由于X型圈6的第一突起6a以接近第一内侧突缘8a的末端部的方式配置，因此，磁性流体7容易到达轴25与X型圈6的第一突起6a之间的滑动面，能够作为润滑剂适当地发挥作用。
此外，由于在X型圈6形成有流体保持槽6e，因此，磁性流体7能够经由第一突起6a和流体保持槽6e容易地到达第二突起6b。即，在实施方式1所涉及的密封装置1中，磁性流体7能够容易地到达形成于第一突起6a及第二突起6b与轴25的外周面25a之间的双方的滑动面。因此，磁性流体7能够作为X型圈6与轴25之间的滑动面处的润滑剂适当地发挥作用。
另外，在第二内侧突缘8b的末端部也存在保持有磁性流体7的情况。保持在第二内侧突缘8b的末端部附近的磁性流体7能够容易地到达X型圈6的第二突起6b。但是，由于第二内侧突缘8b距离磁铁3的距离比第一内侧突缘8a距离磁铁3的距离长，因此该第二内侧突缘8b处不会有像第一内侧突缘8a处那么多的磁通通过。因此，保持在第二内侧突缘8b的末端部的磁性流体7的量少，存在仅利用保持于第二内侧突缘8b的末端部的磁性流体7不能充分地对第二突起6b与轴25的外周面25a之间的滑动面进行润滑的情况。
但是，在实施方式1所涉及的密封装置1中，如上所述，保持在第一内侧突缘8a的末端部附近的磁性流体7能够经由第一突起6a和流体保持槽6e容易地到达第二突起6b。因此，磁性流体7能够作为X型圈6与轴25之间的滑动面处的润滑剂适当地发挥作用。
[实施方式2]
图2是表示本发明的实施方式2所涉及的密封装置15的主剖视图。
实施方式2所涉及的密封装置15的第一磁极部件16的形状和作为密封部件使用的O型圈17的形状与实施方式1所涉及的密封装置1所具备的第一磁极部件4和X型圈6的形状不同。但是，其他的部分都与实施方式1所涉及的密封装置1相同，对与实施方式1相同的部件标以与实施方式1相同的部件标号。
第一磁极部件16具有从壳体2的内周面2a侧朝轴25的外周面25a侧突出的第一内侧突缘18a和第二内侧突缘18b。第一内侧突缘18a形成在比第二内侧突缘18b靠近处理室20外部侧的位置。因此，第一内侧突缘18a被配置成比第二内侧突缘18b更接近磁铁3。
在第一内侧突缘18a的朝向与轴25接近的一侧的末端部形成有流体保持突部19，该流体保持突部19朝轴25和O型圈17突出。流体保持突部19以使其与轴25的外周面25a之间形成细微的间隔的方式配置。磁性流体7借助由磁铁3产生的磁力而保持在流体保持突部19的末端部19a附近。
在第一内侧突缘18a与第二内侧突缘18b之间形成有密封槽14。密封槽14以围绕轴25的方式形成，且密封槽14在轴25的外周面25a侧具有开口。
在密封槽14中收纳有环状的O型圈17。在从通过轴25的旋转中心A的截面观察的情况下，本实施方式所涉及的O型圈17形成为大致圆形或者大致椭圆形的截面形状。并且，O型圈17以一部分从密封槽14的开口探出的状态收纳于密封槽14。
O型圈17的圈外周端部17b与密封槽14的底部14a接触，O型圈17的外周端部17b与密封槽14的底部14a在周向连续地紧密接触。
并且，O型圈17与轴25稍稍接触，O型圈17设计成既不会使接触扭矩过大，又能够满足密封性。在本实施方式所涉及的密封装置15中，O型圈17在被密封槽14的底部14a和轴25的外周面25a沿旋转中心A的径向稍稍压扁的状态下收纳于密封槽14。另外，O型圈17优选由例如合成橡胶(elastomer)等那样的具有适度弹性的材料制作。
当轴25以旋转中心A为中心旋转时，O型圈17的圈内周端部17a相对于轴25的外周面25a滑动。因此，本实施方式所涉及的O型圈17能够对第一磁极部件16与轴25之间进行密封。
磁性流体7被保持在流体保持突部19的末端部19a附近。本实施方式中使用的磁性流体7通过使用表面活性剂使粒径大约为5～50nm的磁性超微粒子分散于溶剂或油(基础油)中而形成，该磁性流体7具有沿着磁力线移动而被磁场捕获的特性。在本实施方式的密封装置15中，磁性流体7用作在轴25与O型圈17之间的滑动面发挥作用的润滑剂，能够延长O型圈17的滑动寿命。并且，磁性流体7能够确保O型圈17与轴25之间的滑动面处的密封性，并且能够抑制在滑动面附近产生灰尘。
当轴25以旋转中心A为中心旋转时，被保持在流体保持突部19的末端部19a附近的磁性流体7到达轴25与O型圈17之间的滑动面，并作为润滑剂发挥作用。特别是在本实施方式所涉及的密封装置15中，流体保持突部朝O型圈17和轴25突出，因此，保持的磁性流体7最多的流体保持突部19的末端部19a被配置成接近O型圈17。因此，磁性流体7能够容易地经由O型圈17到达轴25与O型圈17之间的滑动面。
此外，如图2所示，由于O型圈17形成为大致圆形或者大致椭圆形的截面形状，因此，O型圈17中的作为滑动面的圈内周端部17a被配置成接近流体保持突部19的末端部19a。因此，从这一点来看，保持在磁性保持突部19的末端部19a的周围的磁性流体17也能够容易地到达轴25与O型圈17之间的滑动面，能够作为润滑剂适当地发挥作用。
另外，流体保持突部19优选形成于2个内侧突缘18a、18b中的与磁铁3接近的第一内侧突缘18a。通过与磁铁3接近的第一内侧突缘18a的磁通比通过第二内侧突缘18b的磁通多。因此，通过在第一内侧突缘18a形成流体保持突部19，能够将更多的磁性流体7保持于流体保持突部19。
[实施方式3]
图3是表示本发明的实施方式3所涉及的密封装置30的主剖视图。
实施方式3所涉及的密封装置30在以下方面与实施方式1所涉及的密封装置1不同：在轴25的外周面的与第一磁极部件4和第二磁极部件5对置的部分配合有套筒31。但是，其他的部分都与实施方式1所涉及的密封装置1大致相同，对与实施方式1相同的部件标以与实施方式1相同的部件标号。
套筒31配合于轴25的外周面的与第一磁极部件4和第二磁极部件5对置的部分，该套筒31呈环状，且由磁性材料形成。
在套筒31的内周面侧设有朝轴的外周面25a开口的环状的O型圈槽32，在该O型圈槽32中装配有环状的O型圈33，该O型圈33对套筒31的内周面与轴的外周面25a之间进行密封。
如图3所示，套筒31的截面形状形成为大致矩形，且形成为与第一磁极部件4对置的部分31a的直径比与第二磁极部件5对置的部分31b的直径要大，并且该套筒31形成有阶梯部31c。套筒31设置成在阶梯部31c与滑动衬套12的外侧面12c之间具有极其细微的间隙，该滑动衬套12设置于第二磁极部件5的内周突缘5a。这样，形成为滑动衬套12由第一磁极部件4和套筒31夹持的结构，因此套筒31的轴向的定位容易。另一方面，滑动衬套12形成为其内周面12a与套筒31的小径部分31b隔着极其细微的间隙而对置。因此，第二磁极部件5的内周面5a形成为比实施方式1的情况朝内侧突出的形状，该突出的量与阶梯部31的阶梯差相当。
在本实施方式的密封装置30中，通过设置套筒31，无需像在先申请的发明那样将轴25一起纳入密封装置，只要将不包含轴在内的密封装置30纳入密封装置即可，在更换密封装置的情况下也无需更换轴，仅更换密封装置30即可。并且，密封装置30还能够使用于现有的轴，能够构成完全的卡盒式的密封装置。
[实施方式4]
图4是表示本发明的实施方式4所涉及的密封装置40的主剖视图。
实施方式4所涉及的密封装置40在以下方面与实施方式2所涉及的密封装置15不同：在轴25的外周面的与第一磁极部件16和第二磁极部件5对置的部分配合有套筒31。但是，其他部分都与实施方式2所涉及的密封装置15大致相同，对与实施方式2相同的部件标以与实施方式15相同的部件标号。此外，套筒31和O型圈33与实施方式3相同，因而省略说明。
作为将实施方式3和4所使用的套筒31固定于轴25的方法，例如可以通过使用螺栓等紧固构件将半圆形的对开式固定环(未图示)紧固于套筒31的轴向的一端，来将套筒31固定于轴25。此外，当然也可以利用其他的公知的方法进行安装。
如图5的(a)所示，形成于在实施方式2和实施方式4中使用的第一磁极部件16的密封槽14形成为燕尾槽形状。第一内侧突缘18a构成密封槽14的壁的一部分，形成于第一内侧突缘18a的末端部的磁性体保持突部19朝密封槽14倾斜。并且，在实施方式2和4的密封装置15和40中，在形成为燕尾槽形状的密封槽14中收纳有O型圈17，在从通过轴25的旋转中心A的截面观察的情况下，O型圈17形成为大致圆形或者大致椭圆形的截面形状。因此，保持磁性流体7的流体保持突部19的末端部19a接近O型圈17，磁性流体7容易到达轴25与O型圈17之间的滑动面，能够作为润滑剂适当地发挥作用。
由第一内侧突缘18a和第二内侧突缘18b形成的密封槽14的形状并不限定于图5的(a)所示的形状，例如也可以形成为如图5的(b)和图5的(c)所示的形状。图5的(b)和图5的(c)表示图5的(a)所示的第一磁极部件16的变形例。
图5的(b)所示的第一磁极部件16的第一内侧突缘18a形成为与第二内侧突缘18b大致对称的形状。在图5的(b)所示的变形例中，也在第一内侧突缘18a的末端部形成有流体保持突部19，流体保持突部19的末端部19a以接近O型圈17的方式配置。并且，由于磁性流体7被该流体保持突部19保持，因此磁性流体7被配置成接近O型圈17。因此，即便在将图5的(b)所示的第一磁极部件16应用于实施方式2和4所涉及的密封装置15和40的情况下，磁性流体7也容易到达轴25与O型圈17之间的滑动面，能够作为润滑剂适当地发挥作用。
图5的(c)所示的第一磁极部件16的第一内侧突缘18a形成为与第二内侧突缘18b大致对称的形状，且朝密封槽14突出。在图5的(c)所示的变形例中，磁性流体7被第一内侧突缘18a的末端部18a’保持。在图5的(c)所示的变形例中，形成密封槽14的第一内侧突缘18a朝密封槽14突出，密封槽14形成为燕尾槽形状。因此，第一内侧突缘18a的末端部18a’被配置成接近O型圈17。并且，由于磁性流体7被第一内侧突缘18a的末端部18a’保持，因此磁性流体7与O型圈17也接近配置。因此，即便在将图5的(c)所示的第一磁极部件16应用于实施方式2和4所涉及的密封装置15和40的情况下，磁性流体7也容易到达轴25与O型圈17之间的滑动面，能够作为润滑剂适当地发挥作用。
标号说明
1：密封装置(实施方式1)；2：壳体；3：磁铁；4：第一磁极部件(实施方式1和3)；5：第二磁极部件；6：X型圈；7：磁性流体；8a：第一磁极部件4的第一内侧突缘；8b：第一磁极部件4的第二内侧突缘；9：螺栓；10：静态密封部件；11：密封槽(实施方式1和3)；12：滑动衬套；14：密封槽(实施方式2和4)；15：密封装置(实施方式2)；16：第一磁极部件(实施方式2和4)；17：O型圈；18a：第一磁极部件16的第一内侧突缘；18b：第一磁极部件16的第二内侧突缘；19：流体保持突部；20：处理室；21：凸缘；22：开口；23：轴承；25：轴；30：密封装置(实施方式3)；31：套筒；32：O型圈槽；33：O型圈；40：密封装置(实施方式4)。

Claims (4)

1.一种密封装置，该密封装置是轴的密封装置，处理室保持为预定的环境，所述轴在维持该处理室的环境的同时将预定的机械运动从该处理室的外部传递至该处理室的内部，所述密封装置的特征在于，
所述密封装置具有：
壳体，所述轴贯通该壳体；
磁力产生构件，该磁力产生构件配置在所述壳体与所述轴之间，用于在所述轴的周围产生磁力；
第一导磁部件和第二导磁部件，所述第一导磁部件具有一对内侧突缘，这一对内侧突缘从所述壳体朝所述轴突出，从而形成围绕所述轴的密封槽，并且所述第一导磁部件与所述磁力产生构件的一侧相邻配置，以传递由该磁力产生构件产生的磁力，所述第二导磁部件具有从所述壳体朝所述轴突出的内侧突缘，并且所述第二导磁部件与所述磁力产生构件的另一侧相邻配置，以传递由该磁力产生构件产生的磁力；
滑动衬套，该滑动衬套配置在轴与所述第二导磁部件的内侧突缘之间，并且以相对于所述轴的外周面隔开极其细微的间隙的方式固定于所述内侧突缘；
密封部件，该密封部件以至少一部分朝所述轴探出的状态收纳于所述密封槽，该密封部件相对于所述轴的外周面进行滑动；以及
磁性流体，该磁性流体借助由所述磁力产生构件产生的磁力而被保持在所述轴与所述导磁部件之间，
所述密封槽的通过所述轴的中心轴的截面的形状为大致矩形形状，
所述密封部件具有分别朝所述密封槽的所述大致矩形形状的各个顶点突出的四个突起部，在所述突起部中的朝所述轴侧突出的两个突起部之间形成有流体保持槽，该流体保持槽用于保持所述磁性流体。
2.一种密封装置，该密封装置是轴的密封装置，处理室保持为预定的环境，所述轴在维持该处理室的环境的同时将预定的机械运动从该处理室的外部传递至该处理室的内部，所述密封装置的特征在于，
所述密封装置具有：
壳体，所述轴贯通该壳体；
磁力产生构件，该磁力产生构件配置在所述壳体与所述轴之间，用于在所述轴的周围产生磁力；
第一导磁部件和第二导磁部件，所述第一导磁部件具有一对内侧突缘，这一对内侧突缘从所述壳体朝所述轴突出，从而形成围绕所述轴的密封槽，并且所述第一导磁部件与所述磁力产生构件的一侧相邻配置，以传递由该磁力产生构件产生的磁力，所述第二导磁部件具有从所述壳体朝所述轴突出的内侧突缘，并且所述第二导磁部件与所述磁力产生构件的另一侧相邻配置，以传递由该磁力产生构件产生的磁力；
滑动衬套，该滑动衬套配置在轴与所述第二导磁部件的内侧突缘之间，并且以相对于所述轴的外周面隔开极其细微的间隙的方式固定于所述内侧突缘；
密封部件，该密封部件以至少一部分朝所述轴探出的状态收纳于所述密封槽，该密封部件相对于所述轴的外周面进行滑动；以及
磁性流体，该磁性流体借助由所述磁力产生构件产生的磁力而被保持在所述轴与所述导磁部件之间，
在第一内侧突缘的与所述轴接近的端部，形成有朝所述轴和所述密封部件突出的流体保持突部，所述第一内侧突缘是所述第一导磁部件的一对内侧突缘中的与所述磁力产生构件接近的内侧突缘。
3.一种密封装置，该密封装置是轴的密封装置，处理室保持为预定的环境，所述轴在维持该处理室的环境的状态下将预定的机械运动从该处理室的外部传递至该处理室的内部，所述密封装置的特征在于，
所述密封装置具有：
壳体，所述轴贯通该壳体；
磁力产生构件，该磁力产生构件配置在所述壳体与所述轴之间，用于在所述轴的周围产生磁力；
第一导磁部件和第二导磁部件，所述第一导磁部件具有一对内侧突缘，这一对内侧突缘从所述壳体朝所述轴突出，从而形成围绕所述轴的密封槽，并且所述第一导磁部件与所述磁力产生构件的一侧相邻配置，以传递由该磁力产生构件产生的磁力，所述第二导磁部件具有从所述壳体朝所述轴突出的内侧突缘，并且所述第二导磁部件与所述磁力产生构件的另一侧相邻配置，以传递由该磁力产生构件产生的磁力；
滑动衬套，该滑动衬套配置在轴与所述第二导磁部件的内侧突缘之间，并且以相对于所述轴的外周面隔开极其细微的间隙的方式固定于所述内侧突缘；
密封部件，该密封部件以至少一部分朝所述轴探出的状态收纳于所述密封槽，该密封部件相对于所述轴的外周面进行滑动；以及
磁性流体，该磁性流体借助由所述磁力产生构件产生的磁力而被保持在所述轴与所述导磁部件之间，
所述密封槽形成为燕尾槽形状。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的密封装置，其特征在于，
使套筒配合于轴的外周面的与所述第一磁极部件和第二磁极部件对置的部分。
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