CN105765277A - 密封机构、密封机构的驱动装置、输送装置和制造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可提高密封性的密封机构、密封机构的驱动装置、输送装置和制造装置。密封机构是分隔压力或气体不同的2个空间的密封机构,其包括:外壳;轴,其插入到外壳中;以及多个环状密封部件,其与轴的一部分或固定于轴的旋转部的径向外侧表面接触,对间隙进行密封。多个环状密封部件分别含有不同材质的材料,配置于与轴的中心轴平行的轴向上的不同位置。
Description
技术领域
本发明涉及用于分隔压力不同的2个空间的密封机构、密封机构的驱动装置、输送装置和制造装置。
背景技术
在输送装置、半导体制造装置或机床等制造装置中,会使用使旋转台旋转、或者使半导体基板、工件或工具旋转的旋转机构。作为这样的旋转机构,例如在专利文献1中记载了一种定位装置(参照图2)。
专利文献1:日本特开2007-9939号公报
发明内容
记载于专利文献1的技术,通过在密封槽内收纳作为接触式密封件的O形环,来使真空腔室等处理室内与外部环境隔离,同时使轴旋转。然而,O形环虽然可提高密封性,但是由于强制性地使其变形与轴接触,所以O形环或轴可能产生变形或磨损。如果选用适合于处理室内的O形环,则密封性有可能不够,如果选用适合于外部环境的O形环,则又可能受到处理室内的影响使寿命变短等,所以各种材质既有优点又有缺陷。因此,期望一种能够提高密封性并且抑制部件的老化而降低部件更换频率的旋转机构。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种能够提高密封性的密封机构、密封机构的驱动装置、输送装置和制造装置。
为了实现上述目的,本发明涉及的密封机构,其分隔压力或气体不同的2个空间,其包括:外壳;轴,其插入到上述外壳中;以及多个环状密封部件,其与上述轴的一部分或固定于上述轴的旋转部的径向外侧表面接触,对间隙进行密封,上述多个环状密封部件分别含有不同材质的材料,并且配置于与上述轴的中心轴平行的轴向上的不同位置。
该密封机构中,多个环状密封部件能够分别对应于轴的轴向上的不同位置发挥适当的密封性,能够抑制磨损等劣化的加剧。
作为本发明的理想方式,优选在上述压力不同的2个空间中靠近高压侧空间设置的环状密封部件含有密封性能较高的材质的材料,而靠近低压侧空间设置的环状密封部件含有耐腐蚀性较高的材质的材料。采用这种结构,对于靠近高压侧空间设置的环状密封部件而言,真空环境、减压环境、处理气体填充环境的影响被抑制,由气体等引起的劣化被抑制。对于靠近低压侧空间设置的环状密封部件而言,由于高压侧空间的压力被另一个环状密封部件减小,所以只承受很小的压力。而且,多个环状密封部件能够分别对应于轴的轴向上的不同位置发挥适当的密封性,能够抑制磨损等劣化的加剧。
作为本发明的理想方式,优选上述多个环状密封部件含有硬度不同的材料,靠近上述压力不同的2个空间中靠近高压侧空间设置的环状密封部件含有比靠近低压侧空间设置的环状密封部件硬的材料。由此,对于靠近高压侧空间设置的环状密封部件而言,真空环境、减压环境、处理气体填充环境的影响被抑制,由气体等引起的劣化被抑制。对于靠近低压侧空间设置的环状密封部件而言,由于高压侧空间的压力被另一个环状密封部件减小,所以只承受很小的压力。由此,多个环状密封部件能够分别对应于轴的轴向上的不同位置发挥适当的密封性,能够抑制磨损等劣化的加剧。
作为本发明的理想方式,优选上述环状密封部件包括:固定部,其与上述外壳接触;唇部,其与上述旋转部的径向外侧表面接触;以及环状连结部,其连结上述固定部和上述唇部。该密封机构能够提高环状密封部件与旋转部接触的接触压力,所以能够实现较高的密封性。
作为本发明的理想方式,优选还具有施力部件,其将上述唇部的按压力施加于旋转部侧,上述施力部件设置在由上述唇部、上述环状连结部和上述固定部包围的空间中。采用这种结构,密封机构能够提高密封性。
作为本发明的理想方式,优选上述轴以能够旋转的方式被支承。由此,密封机构能够在压力或气体不同的2个空间之间传递旋转运动。
作为本发明的理想方式,优选上述轴以能够进行使所述轴与所述外壳的相对位置在轴向上变化这样的直线运动的方式被支承。由此,密封机构能够在压力或气体不同的2个空间之间传递直线运动。
作为本发明的理想方式,优选上述多个环状密封部件中轴向上相邻的环状密封部件之间的距离大于上述轴能够进行直线运动的轴向上的行程。采用这种结构,能够在多个环状密封部件中对轴向上相邻的环状密封部件使用不同的润滑剂。其结果,能够延长环状密封部件的寿命。
作为本发明的理想方式,优选具有贮存部,其向上述多个环状密封部件中轴向上相邻的环状密封部件的一方供给润滑剂,从上述贮存部至轴向上相邻的环状密封部件的另一方的距离大于上述轴能够进行直线运动的轴向上的行程。采用这种结构,能够在多个环状密封部件中对轴向上相邻的环状密封部件使用不同的润滑剂。其结果,能够延长环状密封部件的寿命。
作为本发明的理想方式,优选具有流路,其与位于上述多个环状密封部件中轴向上相邻的环状密封部件之间的空间连接,用于排气或吸气。采用这种结构,密封机构能够缩短起动时间。
作为本发明的理想方式,优选具有压力变动装置,上述压力变动装置根据上述流路的压力或气体流量,对上述流路进行排气或吸气。采用这种结构,密封机构能够缩短起动时间。
作为本发明的理想方式,优选具有压力变动装置,上述压力变动装置总是对上述流路进行排气。采用这种结构,密封机构能够缩短起动时间。此外,采用这种结构,密封机构能够提高密封性能。
作为本发明的理想方式,优选在上述多个环状密封部件中所有环状密封部件的靠近低压侧空间的位置,都分别设置有用于供给润滑剂的贮存部。采用这种结构,能够延长环状密封部件的寿命。
作为本发明的理想方式,上述密封机构是分隔压力不同的2个空间的旋转机构,其包括:上述外壳;上述轴,其插入到上述外壳中;轴承,其设置于上述外壳,以上述轴能够旋转的方式支承该轴;旋转部,其固定于上述轴的一端部、与上述轴一起旋转,并且径向外侧表面与上述外壳具有规定大小的间隙地对置;以及上述环状密封部件,其与上述旋转部的径向外侧表面接触,对上述间隙进行密封。
这种旋转机构能够通过从旋转机构中的轴上拆下旋转部并将其取出,来提高部件更换的操作性。轴在更换旋转部之后能够放回旋转机构中使用,所以能够延长轴的寿命,降低成本。
作为本发明的理想方式,优选上述旋转部的径向外侧表面比上述轴的径向外侧表面硬。采用这种结构,旋转部为了抑制磨损而使用可提高表面硬度的材料,通过至少对旋转部的径向外侧表面进行硬化处理,能够延长旋转部的寿命。此外,旋转部和轴是分开的部件,所以能够获得轴材料的选择自由度,能够限定硬化处理的范围,所以能够降低制造成本。而且,旋转机构能够减少为了抑制磨损而使用能提高表面硬度的材料的量。
作为本发明的理想方式,优选上述旋转部构成为,上述旋转部的外周的外形比上述轴的外周的外形大,并且具有能够供上述轴的一端插入到上述旋转部内部的凹部内壁。采用这种结构,旋转部的旋转中心轴与轴的旋转中心轴一致,所以不需要进行旋转中心轴的调整作业。因此,旋转机构在维修时也能够容易地进行部件更换。
作为本发明的理想方式,优选上述轴承具有外圈、配置于上述外圈的径向内侧的内圈和配置在上述外圈与上述内圈之间的滚动体,上述旋转部的一端插入到由上述内圈包围的空间中而与上述内圈嵌合。采用这种结构,旋转部的旋转中心轴与轴的旋转中心轴一致,所以不需要进行旋转中心轴的调整作业。因此,旋转机构在维修时也能够容易地进行部件更换。
作为本发明的理想方式,优选上述轴承具有外圈、配置于上述外圈的径向内侧的内圈和配置在上述外圈与上述内圈之间的滚动体,上述旋转部是固定上述内圈的内圈按压部。采用这种结构,通过将旋转部作为内圈按压部暂时固定于轴,能够进行轴承的定位,所以操作性良好,在旋转机构的拆卸作业或组装作业中也容易进行作业。而且,旋转机构的部件数量减少而能够提供廉价的旋转机构。
作为本发明的理想方式,优选上述旋转部的外周的外形比上述轴大,上述旋转部的一端的至少一部分与上述内圈抵接。采用这种结构,旋转机构的部件数量减少而能够提供廉价的旋转机构。
作为本发明的理想方式,优选上述环状密封部件包括:固定部,其与上述外壳接触;唇部,其与上述旋转部的径向外侧表面接触;以及环状连结部,其连结上述固定部和上述唇部。这种旋转机构能够提高环状密封部件与旋转部接触的接触压力,所以能够实现较高的密封性。
作为本发明的理想方式,优选还具有施力部件,其将上述唇部的按压力施加于旋转部侧,上述施力部件设置在由上述唇部、上述环状连结部和上述固定部包围的空间中。采用这种结构,旋转机构能够提高密封性。
作为本发明的理想方式,优选上述环状密封部件设置有多个,上述环状密封部件分别配置于与上述轴的旋转中心轴平行的轴向上的不同位置,并且与上述旋转部的径向外侧表面接触。采用这种结构,旋转机构能够提高密封性。
作为本发明的理想方式,旋转驱动装置优选包括上述旋转机构、以及使上述轴旋转的电动机。采用这种结构,旋转驱动装置能够实现较高的密封性。
作为本发明的理想方式,密封机构的驱动装置优选包括上述密封机构、以及对上述轴施加旋转运动和直线运动中的至少一种运动的驱动装置。采用这种结构,密封机构的驱动装置能够实现较高的密封性。
作为本发明的理想方式,输送装置优选包括上述密封机构、以及使被输送物移动的可动部件,上述可动部件的动作与上述轴的旋转运动和直线运动中的至少一种运动连动。采用这种结构,输送装置能够实现较高的密封性。
作为本发明的理想方式,制造装置优选具有上述密封机构。采用这种结构,制造装置能够实现较高的密封性,提高产品的品质。
作为本发明的理想方式,旋转机构的组装方法是,拆开旋转机构,从上述轴上卸下上述旋转部之后,固定组装新的旋转部。利用这种方法,能够延长轴的寿命,提高部件更换的操作性。
根据本发明,能够提供一种可提高密封性的密封机构、密封机构的驱动装置、输送装置和制造装置。
附图说明
图1是示意性地表示具有实施方式1涉及的旋转机构的制造装置的截面图。
图2是示意性地表示实施方式1涉及的旋转机构的截面图。
图3是图2的A-A向视图。
图4是实施方式1涉及的旋转机构的间隙的放大图。
图5是示意性地表示实施方式2涉及的旋转机构的截面图。
图6是示意性地表示实施方式3涉及的旋转机构的截面图。
图7是示意性地表示实施方式5涉及的密封机构的截面图。
图8是示意性地表示实施方式6涉及的密封机构的截面图。
图9是示意性地表示实施方式7涉及的密封机构的截面图。
图10是示意性地表示实施方式8涉及的密封机构的截面图。
符号说明
1旋转机构(密封机构)
1A密封机构
2外壳
3旋转部件
4、4A、41、42、44、45、46轴承
5A、5B环状密封部件
6密封机构的驱动装置
8电动机
8A旋转驱动装置
8B直线运动驱动装置
21主干部
22外壳凸缘部
23、23A、23B盖部
23f径向内径侧面
24外圈止动部件
25、25A密封件固定用间隔件
25a间隔件定位部
25b密封件固定凹部
25c径向内周部
25d径向外周部
28、28A密封件固定用间隔件
32旋转部
33输送台(可动部件)
41a、42a外圈
41c、42c内圈
51唇部
51a内周侧前端
51d内周侧基部
52固定部
54密封凸缘部
55间隙
56施力部件
56c弯曲部
91控制装置
100制造装置
E外部空间
V内部空间
具体实施方式
下面,参照附图对用于实施本发明的方式(以下,称为实施方式)进行说明。另外,本发明不局限于下述实施方式。此外,下述实施方式中的结构要素中包括本领域技术人员容易想到的结构要素、实质上相同的结构要素、所谓等同范围的结构要素。而且,下述实施方式中公开的结构要素能够适当组合。
实施方式1
图1是示意性地表示具有实施方式1涉及的旋转机构的制造装置的截面图。图2是示意性地表示实施方式1涉及的旋转机构的截面图。图1和图2示出了用包含旋转机构1的旋转中心轴Zr并且与旋转中心轴Zr平行的平面切开旋转机构1而得到的截面。另外,在实施方式1中,轴向是与旋转中心轴Zr平行的方向。图3是图2的A-A向视图。图4是实施方式1涉及的旋转机构的间隙的放大图。旋转机构1是用于传递旋转的机械部件,例如在真空环境、减压环境、处理气体填充环境等特殊环境下使用。旋转机构1应用于半导体制造或机床制造等制造装置、输送装置、驱动装置中。这里,作为一个示例,对旋转机构1是用于半导体制造的制造装置中的具有作为旋转轴的主轴的旋转驱动装置(主轴单元)的情况进行说明,不过旋转机构1的应用对象不局限于此。
如图1所示,例如用于半导体制造的制造装置100包括旋转机构1、壳体10、电动机8、以及用于控制电动机8的控制装置91。旋转机构1和电动机8作为密封机构的驱动装置6,传递电动机8的旋转,使输送台(可动部件)33旋转。制造装置100,在使壳体10的内部空间V成为真空环境、减压环境、处理气体填充环境的基础上,输送装置7将位于内部空间V中的被输送物(例如半导体基板、工件或工具)搭载在输送台(可动部件)33上并使其移动。在使被输送物移动的情况下,如果将电动机8设置在内部空间V中,则可能因电动机8的动作而产生异物。因此,制造装置100将输送台33保留在内部空间V中,而将电动机8设置在外部空间E。这样,旋转机构1是分隔内部空间V与外部空间E从而提高密封性、并同时将设置于外部空间E的电动机8的动力传递至内部空间V的密封机构。电动机8例如是直接驱动马达、使用带传动的驱动装置、线性马达、伺服马达等。控制装置91包括输入电路、作为中央运算处理装置的CPU(CentralProcessingUnit,中央处理单元)、作为存储装置的存储器、以及输出电路。对应于存储在存储器中的程序来控制电动机8,将位于内部空间V的被输送物(例如半导体基板、工件或工具)搭载在输送台(可动部件)33上并使其移动,从而制造装置100能够制造所要求的制品。输送装置7具有使被输送物移动的输送台(可动部件)33,通过输送台(可动部件)33的动作与旋转机构1的轴的旋转运动连动,使被输送物移动。
旋转机构1包括外壳2、旋转部件3和轴承4。外壳2是收纳轴承4的部件。在实施方式1中,外壳2具有作为筒状部件的主干部21和设置于主干部21的一端部的外壳凸缘部22作为外壳主体。而且,外壳2还具有用螺栓27固定于外壳凸缘部22的盖部23、以及配置在外壳主体的主干部21内部的外圈止动部件24和密封件固定用间隔件25。在实施方式1中,主干部21是筒状(例如圆筒)部件,具有从一端部通向另一端部的贯通孔21d、21c、21b。
外壳凸缘部22是均呈板状的凸缘部件。在实施方式1中,外壳凸缘部22的形状在俯视时呈圆形,不过其形状不局限于圆形。外壳凸缘部22具有上述贯通孔21b,该贯通孔21b包含轴31的旋转中心轴Zr并且在厚度方向上贯穿。以从壳体10的外部覆盖壳体10的开口部10e的方式安装外壳凸缘部22,并用螺栓(未图示)紧固外壳凸缘部22与壳体10的壁面,从而将外壳2固定于壳体10。由此,外壳2能够从壳体10的外部封闭壳体10的开口部10e。外壳凸缘部22在俯视时与壳体10重合的部分具有环状槽,在该环状槽中嵌入O形环(环状密封件)11,从而提高外壳凸缘部22与壳体10的密封性。
旋转部件3包括轴31、旋转部(外周部)32和输送台(可动部件)33。轴31是旋转机构1的输出轴(主轴),一端部插入到外壳2中。轴31的另一端部经由联轴器82与电动机8的输出轴81连接。输送台(可动部件)33经由旋转部32固定于轴31的一端部。
输送台33和旋转部32与轴31一起旋转。输送台33,在其与轴31的一端部相反一侧的面上载置物体。在实施方式1中,输送台33是板状部件,俯视时呈圆形。输送台33突出至旋转部32的径向外侧,旋转部32与外壳2的外壳凸缘部22相比在轴向上突出。
在实施方式1中,轴承4设置在外壳2的内部,以使轴31能够旋转的方式支承该轴31。轴承4包括轴承41和轴承42,隔着呈双重筒状的轴承间隔件43,沿着旋转中心轴Zr隔开距离地配置。由此,通过由轴承41和轴承42的多个部位支承轴31,轴承4能够抑制轴31的振摆旋转。在实施方式1中,轴31由2个轴承41、42支承于外壳2,不过轴承的数量不局限于2个。
如图2所示,轴承41、42包括外圈41a、42a、滚动体41b、42b、以及内圈41c、42c。内圈41c、42c配置于外圈41a、42a的径向内侧。这样,在实施方式1中,轴承41、42都是滚动轴承。滚动体41b、42b配置在外圈41a、42a与内圈41c、42c之间。轴承41、42的外圈41a、42a与外壳2的主干部21具有的贯通孔21d的内壁接触。
如图2所示,外圈41a的轴向一端与主干部21所具有的贯通孔21d的内壁被刻入而形成的定位部21a接触。外圈止动部件24的外圈按压部24a将外圈42a的轴向一端定位固定。因此,定位部21a和外圈止动部件24在轴向上将轴承41、轴承间隔件43和轴承42夹紧固定。采用这样的结构,将轴承41、42安装在外壳2中。在实施方式1中,两个轴承41、42都是球轴承,不过作为滚动轴承的轴承41、42的种类不局限于球轴承。此外,在实施方式1中,轴承41、42都是滚动轴承,不过也可以是滑动轴承。
旋转部32呈具有中空凹部的圆筒状,其径向外侧表面与外壳2具有规定大小的间隙55地对置。实施方式1的旋转部32与轴31为同轴,不过旋转部32与轴31相比直径较大而突出。这样,旋转部32的径向外侧表面32p与轴31的外周31b相比外形较大,旋转部32具有能够供轴31的一端31c插入到旋转部32内部的中空部中的凹部内壁32u。这样,旋转部32是覆盖轴31的一端31c的罩结构。通过将轴31的一端31c插入到旋转部32中,旋转部32的旋转中心轴与轴31的旋转中心轴Zr一致,所以不需要进行旋转中心轴的调整作业。因此,实施方式1的旋转机构1在维修时也能够容易地进行部件更换。
如图2所示,旋转部32具有从作为一端部的输送台(可动部件)33侧朝向作为另一端部的轴31侧在轴向上贯穿的贯通孔32h1和贯通孔32h2。贯通孔32h1与旋转部32的旋转中心轴Zr同轴地被开设。贯通孔32h2在旋转部32的相对于旋转中心轴Zr点对称的位置上开设有多个。这里,上述输送台(可动部件)33具有从一端部朝向另一端部在轴向上贯穿的贯通孔33h1。贯通孔33h1在输送台(可动部件)33的相对于旋转中心轴Zr点对称的位置上开设有多个。另一方面,在轴31的一端31c的端面开设有螺纹孔31h1和螺纹孔31h2。螺纹孔31h1与轴31的旋转中心轴Zr同轴地被开设。螺纹孔31h2在轴31的相对于旋转中心轴Zr点对称的位置上开设有多个。
在轴31的一端31c插入到旋转部32内部的中空部中的状态下,螺栓34贯穿贯通孔32h1与螺纹孔31h1结合,由此将旋转部32和轴31固定。并且,在用螺栓34将旋转部32和轴31固定的状态下,多个螺栓35贯穿贯通孔33h1和贯通孔32h2与螺纹孔31h2结合,由此将旋转部32和轴31固定。其中,也可以使贯通孔32h2中的至少1个的内部为阴螺纹,将螺栓34与贯通孔32h2结合。
如上所述,实施方式1的旋转部32与轴31是同轴,不过旋转部32与轴31相比直径较大而突出。因此,旋转部32,使其与输送台33相反一侧的端面32a的至少一部分与内圈42c抵接,能够构成内圈按压部。采用这样的结构,能够削减部件数量,提供廉价的旋转机构1。内圈41c的轴向一端与轴31所具有的作为外周凹部的定位部31a接触。旋转部32将内圈42c的轴向一端定位固定,所以定位部31a和旋转部32在轴向上将轴承41、轴承间隔件43和轴承42夹紧固定。采用这样的结构,将轴承41、42安装于轴31。另外,螺栓34将旋转部32和轴31固定,由此旋转部32能够向内圈42c的轴向施加适当的按压力。
在旋转部32内部的中空部的内壁32u设置有O形环(第二环状密封部件)36,该O形环36嵌入于在与轴向平行的平面呈环状地凹陷的环状槽中。O形环(第二环状密封部件)36能够抑制经由贯通孔32h1泄漏的气体,提高旋转机构1的密封性。
密封件固定用间隔件25规定间隙55的大小,并且将环状密封部件5A固定。如图3所示,密封件固定用间隔件25是环状部件。如图4所示,密封件固定用间隔件25包括:使径向外周侧的一部分在轴向上突出的间隔件定位部25a、密封件固定凹部25b、径向内周部25c、径向外周部25d、与径向内周部25c相比向旋转部32侧突出的环状凸部25e、轴向一端25j、以及轴向另一端25g。径向外周部25d的至少一部分与主干部21的贯通孔21b的内壁接触。密封件固定用间隔件25作为环状密封部件5A的导向件发挥作用,所以能够使环状密封部件5A与旋转部32接触的接触压力为适当的设定值。
此外,在外壳凸缘部22以与旋转中心轴Zr呈同心圆状的方式形成有环状槽22a,径向外周部25d的至少一部分构成环状槽22a的壁面的一部分。盖部23由螺栓27固定于外壳凸缘部22,则嵌入在环状槽22a中的O形环(第三环状密封部件)26可提高密封性,进行密封。此外,盖部23与密封件固定用间隔件25的轴向一端25j抵接。而且,O形环(第三环状密封部件)26配置于直径比环状密封部件5A大的位置。此外,间隔件定位部25a夹在上述外圈止动部件24与主干部21的贯通孔21b的内壁之间被固定。在内部空间V的真空程度较低的情况下就不需要设置环状槽22a和O形环(第三环状密封部件)26。
如图3所示,环状密封部件5A与旋转部32、密封件固定用间隔件25、以及固定于外壳凸缘部22的O形环(第三环状密封部件)26、O形环11一样,按照以旋转中心轴Zr为中心构成同心圆的方式配置。环状密封部件5B与环状密封部件5A是同样的。而且,如图2所示,环状密封部件5A、5B与轴承4相比配置在压力不同的2个空间中靠近低压侧的内部空间V。采用这样的结构,环状密封部件5A、5B使轴承4所用的润滑剂等不会向内部空间V侧飞溅。
密封件固定用间隔件28规定间隙55的大小并且将环状密封部件5B固定。与图3所示的密封件固定用间隔件25一样,密封件固定用间隔件28是环状部件。如图4所示,密封件固定用间隔件28包括密封件固定凹部28b、径向内周部28c、径向外周部28d、与径向内周部28c相比向旋转部32侧突出的环状凸部28e、轴向一端28j、以及轴向另一端28g。径向外周部28d的至少一部分与主干部21的贯通孔21c的内壁接触。密封件固定用间隔件28作为环状密封部件5B的导向件发挥作用,所以能够使环状密封部件5B与旋转部32接触的接触压力为适当的设定值。轴向一端28j是与密封件固定用间隔件25的轴向另一端25g相向的端面,轴向另一端28g是与外圈止动部件24相向的端面。密封件固定用间隔件28由密封件固定用间隔件25和外圈止动部件24夹着固定。
如图4所示,环状密封部件5A、5B包括:与外壳2的密封件固定用间隔件25、28的径向内周部25c、28c接触的固定部52、与旋转部32的径向外侧表面32p接触的唇部51、连结固定部52和唇部51的环状连结部53、以及密封凸缘部54。采用这样的结构,固定部52、环状连结部53和唇部51的截面形状呈大致U形,由固定部52、环状连结部53和唇部51包围的空间朝向压力不同的2个空间中的作为高压侧的外部空间E开口。
环状密封部件5A、5B的材质更优选为聚乙烯或聚四氟乙烯。聚乙烯或聚四氟乙烯作为环状密封部件5A、5B的材质,在耐磨损性、耐化学腐蚀性方面优异,且适合与旋转部32之间的润滑。
所接触的旋转部32的材质优选高碳铬轴承钢钢材、马氏体系不锈钢、析出硬化系不锈钢、含有3.4质量%以上的Si的析出硬化性不锈钢的高硅合金中的任一种。采用这样的结构,能够抑制环状密封部件5A、5B的磨损,在实施方式1中旋转机构1能够提高密封性。
所接触的旋转部32的材质,使用能够提高表面硬度的材料,并进行硬化处理以使得旋转部32的径向外侧表面32p的洛氏硬度为50HRC以上。硬化处理通过对旋转部32的径向外侧表面32p涂覆类钻碳(DLC:DiamondLikeCarbon)来进行。或者,硬化处理通过对旋转部32的径向外侧表面32p镀硬铬来进行。由此,能够延长旋转部32的寿命。例如,在轴31的洛氏硬度为50HRC左右的情况下,能够使旋转部32的径向外侧表面32p的洛氏硬度大于50HRC,所以旋转部32的径向外侧表面32p能够比轴31的径向外侧表面硬。旋转机构1通过轴31采用其他材料,能够减少为了抑制磨损而使用能可提高表面硬度的材料的量。而且,旋转部32的径向外侧表面32p也能够比轴31的径向外侧表面硬。由于旋转部32和轴31是分开的部件,所以能够获得轴31材料的选择自由度,且能够限定硬化处理的范围,因此旋转机构1能够降低制造成本。
环状密封部件5A、5B不局限于2个,也可以是3个以上。多个环状密封部件5A、5B能够提高旋转机构1的密封性。通过使环状密封部件5A、5B各自的材质不相同,所以能够兼顾耐腐蚀性和耐久性。
例如,在内部空间V中,受到真空环境、减压环境、处理气体填充环境的影响,环状密封部件的材质可能更容易劣化。然而,环状密封部件5A、5B分别配置在轴31的轴向上的不同位置,并与旋转部32的径向外侧表面32p接触。因此,旋转机构1中,位于压力不同的2个空间中的高压侧(外部空间E侧)的环状密封部件5B使用密封性能较高的材质例如聚乙烯等,位于低压侧(内部空间V侧)的环状密封部件5A使用耐腐蚀性较高的材料例如聚四氟乙烯等。由此,对于密封性能较高的环状密封部件5B而言,内部空间V的真空环境、减压环境、处理气体填充环境的影响被抑制,由气体等引起的劣化被抑制。对于环状密封部件5A而言,由于高压侧(外部空间E侧)的压力被环状密封部件5B减小,所以只承受很小的压力。而且,环状密封部件5A、5B能够分别对应于轴31的轴向上的不同位置发挥适当的密封性,能够抑制磨损等劣化的加剧。
如图4所示,盖部23由螺栓27固定于外壳凸缘部22,则密封件固定用间隔件25和盖部23将插入到密封件固定凹部25b中的密封凸缘部54夹紧固定。由此,实施方式1的旋转机构1中,由于环状密封部件5A具有密封凸缘部54,所以能够抑制环状密封部件5A因旋转部32的旋转而一起旋转的可能性。盖部23由螺栓27固定于外壳凸缘部22,则密封件固定用间隔件25按压密封件固定用间隔件28。密封件固定用间隔件25和密封件固定用间隔件28将插入到密封件固定凹部28b中的密封凸缘部54夹紧固定。由此,实施方式1的旋转机构1中,由于环状密封部件5B具有密封凸缘部54,所以能够抑制环状密封部件5B因旋转部32的旋转而一起旋转的可能性。
盖部23能够通过适当设定径向内径侧面23f与径向外侧表面32p之间的间隙s1的距离Δd1来调整真空度。距离Δd1例如优选0.001mm以上0.5mm以下。同样,环状凸部25e能够通过适当设定径向内径侧面25f与径向外侧表面32p之间的间隙s2的距离Δd2来调整真空度。距离Δd2例如优选0.001mm以上0.5mm以下。此外,环状凸部28e能够通过适当设定径向内径侧面28f与径向外侧表面32p之间的间隙s3的距离Δd3来调整真空度。距离Δd3例如优选0.001mm以上0.5mm以下。如果减小距离Δd1、距离Δd2和距离Δd3,则能够易于在间隙55中保留润滑油等润滑剂。
如图4所示,在由固定部52、环状连结部53和唇部51包围的空间内部配置有施力部件56,能够将唇部51的按压力向旋转部32侧施加。施力部件56例如是不锈钢等,是将呈平板状的板状部56a和板状部56b在弯曲部56c弯折而成的、截面观察时呈V形的弹性体。施力部件56以使板状部56a和板状部56b的前端彼此扩展张开的方式进行施力。
环状密封部件5A、5B中,除了由于唇部51的弹性变形产生的压力以外,还受到施力部件56所施加的压力而唇部51与旋转部32的径向外侧表面32p接触。因此,旋转机构1能够提高唇部51与旋转部32的径向外侧表面32p接触的接触压力。而且,由固定部52、环状连结部53和唇部51包围的空间朝向压力不同的2个空间中的作为高压侧的外部空间E开口,所以压力不同的2个空间的压力差能够提高唇部51与旋转部32的径向外侧表面32p接触的接触压力。由此,即使提高内部空间V的真空度,旋转机构1也能够维持较高的密封性。此外,不仅唇部51的内周侧前端51a与径向外侧表面32p接触,而且唇部51的靠近环状连结部53的内周侧基部51d的至少一部分也与径向外侧表面32p接触。其结果是,唇部51的内周侧以面与径向外侧表面32p接触,所以能够维持密封性。
即使唇部51或轴31发生磨损或变形,施力部件56也发挥保持接触压力的作用。因此,旋转机构1能够降低作为提高密封性的部件的环状密封部件5A、5B或轴31的更换频率。
如上所述,旋转机构1能够分隔压力不同的2个空间即内部空间V和外部空间E。旋转机构1包括:外壳2;插入到外壳2中的轴31;设置于外壳2并且以轴31能够旋转的方式支承该轴31的轴承4;作为分开设置的部件被固定于轴31的一端部、与轴31一起旋转,并且其径向外侧表面32p与外壳2的密封件固定用间隔件25具有规定大小的间隙55地对置的旋转部32;以及环状密封部件5A、5B。环状密封部件5A、5B将间隙55密封。
采用这样的结构,旋转机构1可以从旋转机构1中的轴31上拆下旋转部32并将其取出,这样能够提高部件更换的操作性。轴31在更换旋转部之后能够放回旋转机构1中使用,所以能够延长轴31的寿命,降低成本。而且,旋转机构1的组装方法是,拆开旋转机构1,从轴31上卸下磨损的旋转部32之后,固定组装新的旋转部32。因此,不需要每次都更换轴31。
此外,环状密封部件5A、5B分别含有不同的材质,配置在与轴31的旋转中心轴Zr平行的轴向上的不同位置。这些环状密封部件5A、5B将间隙55密封。
采用这样的结构,对于靠近高压侧空间设置的环状密封部件5B而言,内部空间V的真空环境、减压环境、处理气体填充环境的影响被抑制,因此由气体等引起的劣化得到抑制。对于靠近低压侧空间设置的环状密封部件5A而言,由于高压侧(外部空间E侧)的压力被环状密封部件5B减小,所以只承受很小的压力。而且,环状密封部件5A、5B能够分别对应于轴31的轴向上的不同位置发挥适当的密封性,能够抑制磨损等劣化的加剧。
实施方式1涉及的环状密封部件5A、5B可以是截面为圆形的所谓O形环,如上述那样优选具有:与外壳2的密封件固定用间隔件25接触的固定部52;与旋转部32的径向外侧表面32p接触的唇部51;以及连结固定部52与唇部51的环状连结部53。施力部件56将唇部51的按压力施加于旋转部32侧。由于能够提高环状密封部件5A、5B与旋转部32接触的接触压力,所以旋转机构1能够实现较高的密封性。由此,旋转机构1还能够降低压力不同的2个空间中的一方的压力,以形成较高的真空。而且,即使唇部51因磨损而产生尺寸变化,也由于施力部件56按压唇部51而能够抑制密封性降低。因此,旋转机构1能够提高密封性。而且,旋转机构1能够降低可提高密封性的部件的更换频率。
由唇部51、环状连结部53和固定部52包围的空间向压力不同的2个空间即内部空间V和外部空间E中的、高压侧的外部空间E开口。采用这样的结构,由环状密封部件5A、5B的唇部51自身的弹性变形产生的压力与由施力部件56施加的压力协同作用,因而能够提高环状密封部件5A、5B与旋转部32接触的接触压力。
施力部件56优选设置于由固定部52、环状连结部53和唇部51包围的空间中。采用这样的结构,能够容易地使唇部51与旋转部32面接触。
实施方式2
图5是示意性地表示实施方式2涉及的旋转机构的截面图。对与上述的实施方式1相同的结构要素标注相同的符号,并省略说明。实施方式2涉及的旋转机构1不具有能够供轴31的一端31c插入到旋转部32内部的中空部中的凹部内壁32u,其是实心结构体。位于旋转部32的一端32t的凸部32T在俯视时呈圆形,直径比旋转部32的径向外侧表面32p小,插入到由内圈42c的内周侧包围的空间中,与内圈42c嵌合。旋转部32的一端32t与轴31的一端31c抵接。凸部32T具有嵌入于在与轴向平行的平面呈环状地凹陷的环状槽中的O形环(第二环状密封部件)37。O形环(第二环状密封部件)37能够抑制经由贯通孔32h1泄漏的气体,从而提高旋转机构1的密封性。另外,也可以在轴31的一端31c设置环状槽,将O形环(第二环状密封部件)37设置于轴31侧。
实施方式2涉及的旋转机构1,使旋转部32的旋转中心轴与轴31的旋转中心轴一致,所以不需要进行旋转中心轴Zr的调整作业。因此,实施方式2的旋转机构1在维修时也能够容易地进行部件更换。
如图5所示,施力部件56例如是不锈钢等,是将呈平板状的板状部56a和板状部56b在弯曲部56c弯折而成的、截面观察时呈U形的弹性体。弯曲部56c以使其具有规定曲率的方式弯折而成。而且,施力部件56以使板状部56a和板状部56b的前端彼此扩展张开的方式进行施力。
实施方式3
图6是示意性地表示实施方式3涉及的旋转机构的截面图。对与上述的实施方式1或实施方式2相同的结构要素标注相同的符号,并省略说明。实施方式3涉及的旋转机构1不具有能够供轴31的一端31c插入到旋转部32内部的中空部中的凹部内壁32u,其与轴31是一体的,是轴31的一端的一部分。
实施方式4
实施方式4涉及的旋转机构1是与实施方式1至实施方式3的旋转机构相同的机构,不过环状密封部件5A、5B的材质不同。对与上述的实施方式1、实施方式2或实施方式3相同的结构要素标注相同的符号,并省略说明。
例如,在内部空间V中,受到真空环境、减压环境、处理气体填充环境的影响,环状密封部件的材质可能更容易劣化。然而,环状密封部件5A、5B分别配置在轴31的轴向上的不同位置,并与旋转部32的径向外侧表面32p接触。因此,旋转机构1中,位于压力不同的2个空间中的高压侧(外部空间E侧)的环状密封部件5B使用密封性能较高的低硬度材质例如聚乙烯等,位于低压侧(内部空间V侧)的环状密封部件5A使用耐久性较高的高硬度材料例如聚四氟乙烯等。
这样,在压力不同的2个空间中靠近高压侧空间(外部空间E)设置的环状密封部件5B使用比靠近低压侧空间(内部空间V)设置的环状密封部件5A硬的材料。由此,对于靠近高压侧空间(外部空间E)设置的环状密封部件5B而言,内部空间V的真空环境、减压环境、处理气体填充环境的影响被抑制,由气体等引起的劣化被抑制。对于靠近低压侧空间(内部空间V)设置的环状密封部件5A而言,由于高压侧(外部空间E侧)的压力被环状密封部件5B减小,所以只承受很小的压力。由此,环状密封部件5A、5B能够分别对应于轴31的轴向上的不同位置发挥适当的密封性,能够抑制磨损等劣化的加剧。
实施方式5
图7是示意性地表示实施方式5涉及的密封机构的截面图。实施方式5涉及的密封机构1A与实施方式1至实施方式4的旋转机构1一样,能够分隔压力不同的2个空间,而不同之处在于,轴31除了旋转以外,还能够在轴31的轴向上进行直线运动。环状密封部件5A、5B的材质不同。对与上述的实施方式1至实施方式4相同的结构要素标注相同的符号,并省略说明。
实施方式5涉及的密封机构1A包括外壳2和旋转部件3。外壳2不同于上述的实施方式1涉及的旋转机构1,不收纳轴承4,而是轴31贯穿其中。这样,实施方式5涉及的密封机构1A不像上述的旋转机构1那样,轴31在轴向上的位置被轴承4等限制。在实施方式5中,外壳2具有密封件固定用间隔件28A、密封件固定用间隔件25A、盖部23A作为外壳主体,密封件固定用间隔件28A、密封件固定用间隔件25A、盖部23A在轴向上层叠。实施方式5涉及的盖部23A由螺栓等固定部件27A固定于密封件固定用间隔件25A。实施方式5涉及的盖部23A与实施方式1涉及的外壳凸缘部22一样,用螺栓等固定部件27B将其俯视时与壳体10重合的部分与壳体10固定。在实施方式5涉及的盖部23A在俯视时与壳体10重合的部分具有环状槽,在该环状槽中嵌入O形环(环状密封)11,从而提高盖部23A与壳体10的密封性。盖部23A由螺栓等固定部件27A固定于密封件固定用间隔件25A,则嵌入在环状槽中的O形环(第三环状密封部件)26A可提高密封性,进行密封。此外,盖部23A与密封件固定用间隔件25A的轴向一端抵接。而且,O形环(第三环状密封部件)26A配置在直径比环状密封部件5A大的位置。
实施方式5涉及的密封件固定用间隔件28A用螺栓等固定部件27C将俯视时其与密封件固定用间隔件25A重合的部分固定。实施方式5涉及的密封件固定用间隔件28A在其俯视时与密封件固定用间隔件25A重合的部分具有环状槽,在该环状槽中嵌入O形环(第三环状密封部件)26B,从而提高密封件固定用间隔件25A与密封件固定用间隔件28A的密封性。用螺栓等固定部件27C将密封件固定用间隔件28A固定于密封件固定用间隔件25A,则嵌入在环状槽中的O形环26B可提高密封性,进行密封。此外,密封件固定用间隔件28A与密封件固定用间隔件25A的轴向另一端抵接。而且,O形环26B配置在直径比环状密封部件5B大的位置。
实施方式5涉及的密封机构的驱动装置6具有旋转驱动装置8A和直线运动驱动装置8B。旋转驱动装置8A和直线运动驱动装置8B由直线运动引导机构89连结。
旋转部件3具有轴31和输送台(可动部件)33。轴31是密封机构1A的输出轴(主轴),一端部插入到外壳2中。轴31的另一端部经由联轴器82与旋转驱动装置8A的马达部83的输出轴81连接。输送台(可动部件)33固定于轴31的一端部。
旋转驱动装置8A在马达外壳80内设置有马达部83、以及用于检测输出轴81的旋转的检测器84。马达部83在马达外壳80内设置有马达定子83a和马达转子83b。
马达部83被由轴承44、45、46组合而成的轴承4A支承,使得马达转子83b相对于马达外壳80以旋转中心轴Zr为中心自由旋转。马达外壳80呈以旋转中心轴Zr为中心的中空圆筒的筒状,在内周侧固定有马达定子83a以及轴承44、45、46的外圈。此外,轴承44、45、46的内圈固定于输出轴81的外周。由于轴31的另一端部经由联轴器82与旋转驱动装置8A的马达部83的输出轴81连接,所以轴承4A也能够以使轴31旋转自由的方式支承该轴31。
马达定子83a隔着具有绝缘性的绝缘体卷绕有励磁线圈。马达定子83a是利用粘合、嵌合突起、铆接等方式将电磁钢板、冷轧钢板等薄板层叠而制造的圆筒状筒体。励磁线圈是线状的电线,基于控制装置91的控制接受电力供给,能够激励马达定子83a使其产生旋转磁场。马达定子83a就是马达部83的通常所说的定子。
马达转子83b在以旋转中心轴Zr为中心的铁芯材的外周侧固定有磁体。马达转子83b中,磁体沿着马达转子83b的径向外侧的外周表面贴附,在圆周方向上设置有多个。磁体是永久磁铁,S极和N极在马达转子83b的圆周方向上交替且等间隔地配置。这样的马达转子83b被称为PM(PermanentMagnet,永磁)式转子。马达转子83b与励磁线圈在马达定子铁芯的齿部激励的旋转磁场对应地旋转。
检测器84例如是旋转变压器装置,位于轴向(与旋转中心平行的方向)上的马达部83的端部。检测器84具有旋转变压器定子84a和旋转变压器转子84b。旋转变压器转子84b固定于马达转子83b的一端。旋转变压器定子84a固定于马达外壳80。检测器84能够根据与马达转子83b的旋转连动的旋转变压器转子84b的旋转,从旋转变压器定子84a输出检测信号。来自旋转变压器定子84a的检测信号输入至控制装置91,控制装置91能够检测出输出轴81的旋转。检测器84例如不局限于旋转变压器装置,也可以是其他的磁传感器或旋转检测传感器。
直线运动驱动装置8B具有驱动马达90、螺纹轴85、连结部86、支承部件87、定位部88、以及直线运动引导机构89。驱动马达90是与电动机8同样的电动机。直线运动驱动装置8B只要是提供与轴31的轴向平行的直线运动的移动自由度的直线运动驱动装置即可,不局限于上述结构。
驱动马达90与壳体10的相对基准位置由支承部件87固定。螺纹轴85和连结部86是滚珠螺杆机构,将由驱动马达90传递来的螺纹轴85的旋转转换成直线运动,使连结部86在与螺纹轴85延伸的方向(螺纹轴85的轴向)平行的MZ方向上移动。连结部86与定位部88连结,定位部88的位置与对应于连结部86的直线运动按照直线运动引导机构89的引导而决定的位置连动。定位部88是能在其上表面设置旋转驱动装置8A的工作台。因此,直线运动驱动装置8B能够沿着轴31的轴向,连同旋转驱动装置8A一起使轴31在直线上移动(直线运动)。
实施方式5涉及的控制装置91对旋转驱动装置8A的马达部83和直线运动驱动装置8B的驱动马达90进行控制,对轴31提供旋转运动和直线运动中的至少一种运动。因此,实施方式5涉及的控制装置91能够以对输送台(可动部件)33提供旋转运动和直线运动中的至少一种运动的方式,来对旋转驱动装置8A的马达部83和直线运动驱动装置8B的驱动马达90进行控制。而且,输送装置7具有使被输送物移动的输送台(可动部件)33,通过输送台(可动部件)33的动作与使输送台(可动部件)33进行旋转运动和直线运动中的至少一种运动连动,由此能够使被输送物移动。
对实施方式5涉及的环状密封部件5A、5B而言,例如在内部空间V中,受到真空环境、减压环境、处理气体填充环境的影响,环状密封部件的材质也可能更容易劣化。然而,环状密封部件5A、5B分别配置在轴31的轴向上的不同位置,并与旋转部32的径向外侧表面32p接触。因此,密封机构1A中,位于压力不同的2个空间中的高压侧(外部空间E侧)的环状密封部件5B使用密封性能较高的材质例如聚乙烯等,位于低压侧(内部空间V侧)的环状密封部件5A使用耐腐蚀性较高的材料例如聚四氟乙烯等。由此,对于密封性能较高的环状密封部件5B而言,内部空间V的真空环境、减压环境、处理气体填充环境的影响被抑制,由气体等引起的劣化被抑制。对于环状密封部件5A而言,由于高压侧(外部空间E侧)的压力被环状密封部件5B减小,所以只承受很小的压力。而且,环状密封部件5A、5B能够分别对应于轴31的轴向上的不同位置发挥适当的密封性,能够抑制磨损等劣化的加剧。环状密封部件5A、5B不局限于2个,也可以是3个以上。多个环状密封部件5A、5B能够提高密封机构1A的密封性。环状密封部件5A、5B各自的材质不同,因此能够兼顾耐腐蚀性和耐久性。
旋转运动和直线运动的应力施加于实施方式5涉及的环状密封部件5A、5B。因此,环状密封部件5A、5B的强度优选具有大于0.1Gpa的弹性模量。
实施方式6
图8是示意性地表示实施方式6涉及的密封机构的截面图。对与上述的实施方式1至实施方式5相同的结构要素标注相同的符号,并省略说明。
实施方式6涉及的环状密封部件5A、5B在轴向上分开距离L1地被配置。实施方式6涉及的密封机构1A中,多个环状密封部件中至少1组相邻的环状密封部件5A、5B分别是不同的材质。不同材质的环状密封部件5A、5B可能适合不同润滑剂。如果轴31如上述那样在轴向上进行直线运动,则在不同材质的环状密封部件5A、5B分别使用不同润滑剂的情况下,附着有彼此的润滑剂的轴31的外周表面可能会与环状密封部件5A、5B双方接触。
实施方式6涉及的密封机构1A优选距离L1是为轴31的直线运动中所允许的最大长度的行程以上。由此,不同材质的环状密封部件5A、5B能够分别使用不同的润滑剂。其结果,能够抑制不同润滑剂的混合,不同的润滑剂能够分别维持较长的润滑效果。
环状密封部件5A与环状密封部件5B之间的空间的压力(以下称为密封间压力)为壳体10的内部空间V与外部空间E的中间的压力。或者,在环状密封部件5A使耐腐蚀性能优先而密封性能低于环状密封部件5B的情况下,密封间压力为接近壳体10的内部空间V的压力例如低真空等。
密封间压力相对于壳体10的内部空间V侧的状态变化进行一阶滞后系统的变化。因此,上述的实施方式5涉及的密封机构1A要求确保密封间压力达到稳定所需的时间作为起动时间。而实施方式6涉及的密封机构1A,在外壳2设置有与环状密封部件5A和环状密封部件5B之间的空间连接的作为排气管路或吸气管路的流路25H。环状密封部件5A与环状密封部件5B之间的空间的气体Air通过流路25H排出或吸入,由此密封间压力成为恒定。其结果,实施方式6涉及的密封机构1A能够缩短起动时间。
实施方式6涉及的密封机构1A还可以设置有:作为压力变动装置92的泵、以及测量流路25H内的压力或气体流量的测量器93。控制装置91可以根据测量出的流路25H内的压力或气体流量,控制压力变动装置92的气体Air的排出量或流入量来进行压力控制,以使密封间压力恒定。由此,实施方式6涉及的密封机构1A能够缩短起动时间。
实施方式6涉及的密封机构1A记录由控制装置91测量出的流路25H内的压力或气体流量的经时变化,在超过规定阈值的情况下,能够警告环状密封部件5A或环状密封部件5B已劣化。其结果,能够在对壳体10的内部空间V产生较大影响之前确认环状密封部件5A或环状密封部件5B的更换时期。
实施方式7
图9是示意性地表示实施方式7涉及的密封机构的截面图。对与上述的实施方式1至实施方式6相同的结构要素标注相同的符号,并省略说明。
实施方式7涉及的密封机构1A具有密封件固定用间隔件28A、密封件固定用间隔件25A、盖部23B作为外壳2主体,密封件固定用间隔件28A、密封件固定用间隔件25A、盖部23B在轴向上层叠。盖部23B在与环状密封部件5A相比靠近内部空间V的位置配置有圆环状槽gr1,并且在槽gr1的空间内积存有用于环状密封部件5A的润滑剂。由此,对于环状密封部件5A,随时都从槽gr1向其供给润滑剂。从盖部23B的内部空间V侧的面至槽gr1的距离L2优选为轴31的直线运动中所允许的最大长度的行程以上。由此,实施方式7涉及的密封机构1A在例如内部空间V为高真空环境的情况下,能够降低由于从槽gr1中附着于轴31表面的润滑剂而产生的真空度下降(劣化)的可能性。这里,为了形成距离L2,实施方式7涉及的密封机构1A具有圆筒部,其中,盖部23B的壳体10内部空间V侧端部的轴31侧呈圆筒状,并且在圆筒部的外周侧具有高低差。用于形成距离L2的结构不局限于该高低差,不过通过使用盖部23B,实施方式7涉及的密封机构1A能够小型化。
实施方式7涉及的密封机构1A中,密封件固定用间隔件25A在与环状密封部件5B相比靠近内部空间V的位置配置有圆环状槽gr2,并且在槽gr2的空间内积存有用于环状密封部件5B的润滑剂。由此,对环状密封部件5B,随时都从槽gr2向其供给润滑剂。从环状密封部件5A至槽gr2的距离L3优选是为轴31的直线运动中所允许的最大长度的行程以上。由此,即使在不同材质的环状密封部件5A、5B分别使用不同润滑剂的情况下,也能够抑制不同润滑剂的混合,不同的润滑剂分别能够维持较长的润滑效果。
实施方式7涉及的密封机构1A具有槽gr1、gr2作为润滑剂的贮存部。槽gr1、gr2也可以不是槽而是孔,只要是能够贮存润滑剂的贮存部即可,形状任意。
实施方式7涉及的密封机构1A中,作为压力变动装置92的泵总是在流路25H内持续排气。实施方式7涉及的密封机构1A通过进行排气,不仅能够缩短起动时间,而且能够获得较高的密封性能。
实施方式8
图10是示意性地表示实施方式8涉及的密封机构的截面图。对与上述的实施方式1至实施方式7相同的结构要素标注相同的符号,并省略说明。
实施方式8涉及的密封机构1A中,旋转部件3具有轴31A和外周部31B。外周部31B与实施方式1的旋转部32一样,呈具有中空凹部的圆筒状,径向外侧表面与外壳2具有规定大小的间隙地对置。实施方式8的外周部31B与轴31A是同轴的,外周部31B与轴31A相比直径较大而突出。环状密封部件5A、5B与外周部31B的外周的一部分接触。通过从旋转部件3中的轴31A上拆下外周部31B并将其取出,能够提高部件更换的操作性。轴31A在更换了外周部31B之后能够放回密封机构1A中使用,所以能够延长轴31A的寿命,降低成本。
以上,对实施方式1至实施方式8进行了说明,不过不局限于上述内容。此外,在不脱离实施方式1至实施方式8的要旨的范围内,能够进行结构要素的各种省略、置换和变更中的至少一种。
Claims (16)
1.一种密封机构,其分隔压力或气体不同的2个空间,其特征在于,包括:
外壳;
轴,其插入到所述外壳中;以及
多个环状密封部件,其与所述轴的一部分或固定于所述轴的旋转部的径向外侧表面接触,对间隙进行密封,
所述多个环状密封部件分别含有不同材质的材料,并且配置于与所述轴的中心轴平行的轴向上的不同位置。
2.根据权利要求1所述的密封机构,其特征在于:
在所述压力不同的2个空间中靠近高压侧空间设置的环状密封部件含有密封性能较高的材质的材料,
靠近低压侧空间设置的环状密封部件含有耐腐蚀性较高的材质的材料。
3.根据权利要求1所述的密封机构,其特征在于:
所述多个环状密封部件含有硬度不同的材料,
在所述压力不同的2个空间中靠近高压侧空间设置的环状密封部件含有比靠近低压侧空间设置的环状密封部件硬的材料。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的密封机构,其特征在于:
所述环状密封部件包括:固定部,其与所述外壳接触;唇部,其与所述旋转部的径向外侧表面接触;以及环状连结部,其连结所述固定部和所述唇部。
5.根据权利要求4所述的密封机构,其特征在于,还具有:
施力部件,其将所述唇部的按压力施加于旋转部侧,
所述施力部件设置在由所述唇部、所述环状连结部和所述固定部包围的空间中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的密封机构,其特征在于:
所述轴以能够旋转的方式被支承。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的密封机构,其特征在于:
所述轴以能够进行使所述轴与所述外壳的相对位置在轴向上变化这样的直线运动的方式被支承。
8.根据权利要求7所述的密封机构,其特征在于:
所述多个环状密封部件中轴向上相邻的环状密封部件之间的距离大于所述轴能够进行直线运动的轴向上的行程。
9.根据权利要求7所述的密封机构,其特征在于,具有:
贮存部,其向所述多个环状密封部件中轴向上相邻的环状密封部件的一方供给润滑剂,
从所述贮存部至轴向上相邻的环状密封部件的另一方的距离大于所述轴能够进行直线运动的轴向上的行程。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的密封机构,其特征在于,具有:
流路,其与位于所述多个环状密封部件中轴向上相邻的环状密封部件之间的空间连接,用于排气或吸气。
11.根据权利要求10所述的密封机构,其特征在于,具有:
压力变动装置,所述压力变动装置根据所述流路的压力或气体流量,对所述流路进行排气或吸气。
12.根据权利要求10所述的密封机构,其特征在于,具有:
压力变动装置,所述压力变动装置总是对所述流路进行排气。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的密封机构,其特征在于:
在所述多个环状密封部件中所有环状密封部件的靠近低压侧空间的位置,都分别设置有用于供给润滑剂的贮存部。
14.一种密封机构的驱动装置,其特征在于,包括:
权利要求1至13中任一项所述的密封机构;以及
驱动装置,其对所述轴施加旋转运动和直线运动中的至少一种运动。
15.一种输送装置,其特征在于,包括:
权利要求1至13中任一项所述的密封机构;以及使被输送物移动的可动部件,所述可动部件的动作与所述轴的旋转运动和直线运动中的至少一种运动连动。
16.一种制造装置,其特征在于,包括:
具有权利要求1至13中任一项所述的密封机构。
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