JP2000205417A - 磁性流体シ―ル及びこれを用いた真空用スピンドル装置 - Google Patents
磁性流体シ―ル及びこれを用いた真空用スピンドル装置Info
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Landscapes
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 真空スピンドル装置に用いられる磁性流体シ
ールの温度を外部から管理することにより、磁性流体の
基油の粘度を一定に維持し、回転精度を向上させること
である。 【解決手段】 大気側から真空室内に延びた回転軸８の
周りに磁性流体シール４を設け、上記回転軸８をを大気
側から駆動するようにした真空用スピンドル装置におい
て、シール用ハウジング１２に設けた温度センサー２２
の検知出力に応じて該ハウジング１２に設けたヒーター
２１の電流と循環回路１８の冷却水の水量を制御し、そ
の制御により磁性流体１７の基油粘度を一定に維持する
ようにした。
ールの温度を外部から管理することにより、磁性流体の
基油の粘度を一定に維持し、回転精度を向上させること
である。 【解決手段】 大気側から真空室内に延びた回転軸８の
周りに磁性流体シール４を設け、上記回転軸８をを大気
側から駆動するようにした真空用スピンドル装置におい
て、シール用ハウジング１２に設けた温度センサー２２
の検知出力に応じて該ハウジング１２に設けたヒーター
２１の電流と循環回路１８の冷却水の水量を制御し、そ
の制御により磁性流体１７の基油粘度を一定に維持する
ようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、磁性流体シール
とこれを用いた真空用スピンドル装置に関するものであ
る。
とこれを用いた真空用スピンドル装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】大気側から真空室に延びた回転軸を大気
側から駆動させる場合、回転軸周りの密封装置として磁
性流体シールを用いることが従来から行われている。従
来の磁性流体シールは、図２に示すように回転軸３１の
周りに設けたハウジング３２の内周部に取付け凹所３３
を設け、上下一対のポールピース３４間にマグネット３
５を挟着した組立体３６を上記の取付け凹所３３に固着
し、上記のポールピース３４の内周面と回転軸３１の外
周面との間に磁性流体３７を介在させたものである（特
開平９−８９１２号公報参照）。
側から駆動させる場合、回転軸周りの密封装置として磁
性流体シールを用いることが従来から行われている。従
来の磁性流体シールは、図２に示すように回転軸３１の
周りに設けたハウジング３２の内周部に取付け凹所３３
を設け、上下一対のポールピース３４間にマグネット３
５を挟着した組立体３６を上記の取付け凹所３３に固着
し、上記のポールピース３４の内周面と回転軸３１の外
周面との間に磁性流体３７を介在させたものである（特
開平９−８９１２号公報参照）。
【０００３】上記の磁性流体３７は所定の粘度を有する
基油（例えば、２０°Ｃで５００ｃｐの基油粘度をもつ
エステル油）を含む。
基油（例えば、２０°Ｃで５００ｃｐの基油粘度をもつ
エステル油）を含む。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の磁性流体シール
は、磁性流体に含まれる基油の粘度が温度の影響を受け
るために、回転開始時は摩擦抵抗が大きく、また、起動
・停止に伴う温度変化によって摩擦損失が変化し、回転
軸の回転精度が低下する問題がある。
は、磁性流体に含まれる基油の粘度が温度の影響を受け
るために、回転開始時は摩擦抵抗が大きく、また、起動
・停止に伴う温度変化によって摩擦損失が変化し、回転
軸の回転精度が低下する問題がある。
【０００５】そこで、この発明は磁性流体シールの温度
を外部から管理することにより、基油の粘度を一定に維
持し、これにより回転軸の回転精度を向上させた磁性流
体シール及びこれを用いた真空スピンドル装置を提供す
ることを課題とする。
を外部から管理することにより、基油の粘度を一定に維
持し、これにより回転軸の回転精度を向上させた磁性流
体シール及びこれを用いた真空スピンドル装置を提供す
ることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明に係る磁性流体シールは、シール用のハウ
ジングにより支持され回転軸の周りに設置される磁性流
体シールにおいて、上記ハウジングに該磁性流体シール
を冷却するための冷却水の循環回路、該磁性流体シール
を加熱するためのヒーター、該磁性流体シールの温度を
検知するための温度センサーを設けた構成とした。
め、この発明に係る磁性流体シールは、シール用のハウ
ジングにより支持され回転軸の周りに設置される磁性流
体シールにおいて、上記ハウジングに該磁性流体シール
を冷却するための冷却水の循環回路、該磁性流体シール
を加熱するためのヒーター、該磁性流体シールの温度を
検知するための温度センサーを設けた構成とした。
【０００７】また、前記の課題を解決するため、この発
明に係る真空スピンドル装置は、大気側から真空室内に
延びた回転軸の周りに密封装置を設け、上記回転軸を大
気側から駆動するようにした真空用スピンドル装置にお
いて、上記密封装置として前記の磁性流体シールを用
い、該磁性流体シールの温度センサーの検知出力に応じ
て該ヒーターの電流と冷却水の水量を制御する制御装置
を設け、その制御により上記磁性流体シールを構成する
磁性流体の基油粘度を調整するようにしたものである。
明に係る真空スピンドル装置は、大気側から真空室内に
延びた回転軸の周りに密封装置を設け、上記回転軸を大
気側から駆動するようにした真空用スピンドル装置にお
いて、上記密封装置として前記の磁性流体シールを用
い、該磁性流体シールの温度センサーの検知出力に応じ
て該ヒーターの電流と冷却水の水量を制御する制御装置
を設け、その制御により上記磁性流体シールを構成する
磁性流体の基油粘度を調整するようにしたものである。
【０００８】他の真空スピンドル装置として、大気側か
ら真空室内に延びた回転軸の周りに密封装置を設け、上
記回転軸を大気側から駆動するようにした真空用スピン
ドル装置において、上記密封装置として前記の磁性流体
シールを用い、該磁性流体シールの冷却水の循環回路に
温度調整機能付きポンプを接続し、該ポンプによる上記
冷却水の温度制御により、上記磁性流体シールを構成す
る磁性流体の基油粘度を調整する構成をとることもでき
る。
ら真空室内に延びた回転軸の周りに密封装置を設け、上
記回転軸を大気側から駆動するようにした真空用スピン
ドル装置において、上記密封装置として前記の磁性流体
シールを用い、該磁性流体シールの冷却水の循環回路に
温度調整機能付きポンプを接続し、該ポンプによる上記
冷却水の温度制御により、上記磁性流体シールを構成す
る磁性流体の基油粘度を調整する構成をとることもでき
る。
【０００９】なお、いずれの場合も上記の回転軸を静圧
軸受により支持した構成をとることができる。
軸受により支持した構成をとることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、この
発明の実施形態を説明する。
発明の実施形態を説明する。
【００１１】図１は真空スピンドル装置を示す。この真
空スピンドル装置は、真空チャンバー１の内部に設けた
支持台２にエアスピンドル３を搭載し、そのエアスピン
ドル３の上部に磁性流体シール４を設置している。
空スピンドル装置は、真空チャンバー１の内部に設けた
支持台２にエアスピンドル３を搭載し、そのエアスピン
ドル３の上部に磁性流体シール４を設置している。
【００１２】エアスピンドル３は軸受ハウジング５のつ
ば６を上記の支持台２に固定することにより支持され、
またその軸受ハウジング５の周りを囲む隔壁７の上端が
上記のつば６の下面に固着される。この隔壁７は、真空
となる真空チャンバー１の内部と、大気中に存在するエ
アスピンドル３との間を隔離する壁である。
ば６を上記の支持台２に固定することにより支持され、
またその軸受ハウジング５の周りを囲む隔壁７の上端が
上記のつば６の下面に固着される。この隔壁７は、真空
となる真空チャンバー１の内部と、大気中に存在するエ
アスピンドル３との間を隔離する壁である。
【００１３】上記のエアスピンドル３の回転軸８は、上
記の軸受ハウジング５の内部において静圧軸受９により
支持される。軸受ハウジング５にはエアスピンドル３を
駆動するための加圧エア及び静圧軸受９のための加圧エ
アが真空チャンバー１の外部から導入され、またそれら
の排気が外部に排出される。
記の軸受ハウジング５の内部において静圧軸受９により
支持される。軸受ハウジング５にはエアスピンドル３を
駆動するための加圧エア及び静圧軸受９のための加圧エ
アが真空チャンバー１の外部から導入され、またそれら
の排気が外部に排出される。
【００１４】上記の回転軸８は磁性流体シール４を貫通
して真空チャンバー１内に達し、その上端にターンテー
ブル１１が搭載される。
して真空チャンバー１内に達し、その上端にターンテー
ブル１１が搭載される。
【００１５】磁性流体シール４は、前記の軸受ハウジン
グ５のつば６上に設置されたシール用ハウジング１２の
内周面に取付け凹所１３を設け、その取付け凹所１３
に、回転軸８を囲む上下一対のポールピース１４と、そ
の間に挟着された磁石１５とからなる組立体１６を固着
したものであり、上記のポールピース１４の内周面と回
転軸８の外周面との間に磁性流体１７が介在され、エア
スピンドル３側と真空チャンバー１間の気密を保持す
る。
グ５のつば６上に設置されたシール用ハウジング１２の
内周面に取付け凹所１３を設け、その取付け凹所１３
に、回転軸８を囲む上下一対のポールピース１４と、そ
の間に挟着された磁石１５とからなる組立体１６を固着
したものであり、上記のポールピース１４の内周面と回
転軸８の外周面との間に磁性流体１７が介在され、エア
スピンドル３側と真空チャンバー１間の気密を保持す
る。
【００１６】上記の取付け凹所１３の内周面と組立体１
６の間に全周にわたり冷却水の循環回路１８が設けら
れ、その循環回路１８の供給通路１８ａはポンプ１９に
接続され、流出通路１８ｂは排水口に接続される。上記
の循環回路１８を流れる冷却水により、磁性流体１７が
冷却される。
６の間に全周にわたり冷却水の循環回路１８が設けら
れ、その循環回路１８の供給通路１８ａはポンプ１９に
接続され、流出通路１８ｂは排水口に接続される。上記
の循環回路１８を流れる冷却水により、磁性流体１７が
冷却される。
【００１７】また、ハウジング１２の内部には上記の循
環回路１８に接近してヒーター２１が埋設され、その発
熱により磁性流体１７が加熱される。
環回路１８に接近してヒーター２１が埋設され、その発
熱により磁性流体１７が加熱される。
【００１８】更に、ハウジング１２の内部には前記のポ
ールピース１４に検知端を接触させた熱電対等でなる温
度センサー２２が埋設される。
ールピース１４に検知端を接触させた熱電対等でなる温
度センサー２２が埋設される。
【００１９】実施形態の真空エアスピンドル装置は以上
のようなものであり、真空チャンバー１の内部の真空と
エアースピンドル３側の大気との間は、磁性流体シール
４により遮断され、真空チャンバー１内部の真空が維持
される。
のようなものであり、真空チャンバー１の内部の真空と
エアースピンドル３側の大気との間は、磁性流体シール
４により遮断され、真空チャンバー１内部の真空が維持
される。
【００２０】上記の温度センサー２２は、磁性流体シー
ル４の温度を常に検知し、その検知信号が制御装置２３
に入力される。制御装置２３は、予め設定されたプログ
ラムに従いポンプ１９を駆動して冷却水の水量を制御
し、或いはヒーター２１に電流を供給してその発熱量を
制御する。これにより、起動時・回転時にかかわらず磁
性流体１７中の基油の粘度が一定に維持される。
ル４の温度を常に検知し、その検知信号が制御装置２３
に入力される。制御装置２３は、予め設定されたプログ
ラムに従いポンプ１９を駆動して冷却水の水量を制御
し、或いはヒーター２１に電流を供給してその発熱量を
制御する。これにより、起動時・回転時にかかわらず磁
性流体１７中の基油の粘度が一定に維持される。
【００２１】磁性流体１７中の基油の粘度を一定に維持
するその他の手段として、前述の実施形態から、ヒータ
ー２１、温度センサー２２及び制御装置２３を省略して
循環回路１８と、その供給通路１８ａ，流出通路１８
ｂ、及びポンプ１９を残し、そのポンプ１９として温度
調節機能付きのものを用いる方法がある。この場合の温
度調節機能付きのポンプ１９は、冷却水の温度を予め設
定された一定の温度に調節することができるものであ
り、これにより磁性流体１７の基油の粘度が一定に保持
される。
するその他の手段として、前述の実施形態から、ヒータ
ー２１、温度センサー２２及び制御装置２３を省略して
循環回路１８と、その供給通路１８ａ，流出通路１８
ｂ、及びポンプ１９を残し、そのポンプ１９として温度
調節機能付きのものを用いる方法がある。この場合の温
度調節機能付きのポンプ１９は、冷却水の温度を予め設
定された一定の温度に調節することができるものであ
り、これにより磁性流体１７の基油の粘度が一定に保持
される。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る磁性流体
シールは、冷却水の循環回路やヒーターを備えているの
で、外部からの管理により磁性流体の温度を制御して磁
性流体に含まれる基油の粘度を一定に維持できる効果が
ある。
シールは、冷却水の循環回路やヒーターを備えているの
で、外部からの管理により磁性流体の温度を制御して磁
性流体に含まれる基油の粘度を一定に維持できる効果が
ある。
【００２３】また、上記の磁性流体シールを用いた真空
スピンドル装置は、磁性流体シールでの摩擦損失を低い
値で安定に保ち、回転軸にかかる負荷が安定し、回転軸
の回転数の変動や振れの精度の向上に寄与することがで
きる。
スピンドル装置は、磁性流体シールでの摩擦損失を低い
値で安定に保ち、回転軸にかかる負荷が安定し、回転軸
の回転数の変動や振れの精度の向上に寄与することがで
きる。
【図１】実施形態の真空エアスピンドル装置の断面図
【図２】従来例の磁性流体シールの断面図
１ 真空チャンバー ２ 支持台 ３ エアスピンドル ４ 磁性流体シール ５ 軸受ハウジング ６ つば ７ 隔壁 ８ 回転軸 ９ 静圧軸受 １１ ターンテーブル １２ シール用ハウジング １３ 取付け凹所 １４ ポールピース １５ 磁石 １６ 組立体 １７ 磁性流体 １８ 循環回路 １８ａ 供給回路 １８ｂ 流出回路 １９ ポンプ ２１ ヒーター ２２ 温度センサー ２３ 制御装置
Claims (4)
- 【請求項１】 シール用のハウジングにより支持され回
転軸の周りに設置される磁性流体シールにおいて、上記
ハウジングに該磁性流体シールを冷却するための冷却水
の循環回路、該磁性流体シールを加熱するためのヒータ
ー、該磁性流体シールの温度を検知するための温度セン
サーを設けたことを特徴とする磁性流体シール。 - 【請求項２】 大気側から真空室内に延びた回転軸の周
りに密封装置を設け、上記回転軸を大気側から駆動する
ようにした真空用スピンドル装置において、上記密封装
置として請求項１に記載の磁性流体シールを用い、該磁
性流体シールの温度センサーの検知出力に応じて該ヒー
ターの電流と冷却水の水量を制御する制御装置を設け、
その制御により上記磁性流体シールを構成する磁性流体
の基油粘度を調整することを特徴とする真空用スピンド
ル装置。 - 【請求項３】大気側から真空室内に延びた回転軸の周り
に密封装置を設け、上記回転軸を大気側から駆動するよ
うにした真空用スピンドル装置において、上記密封装置
として請求項１に記載の磁性流体シールを用い、該磁性
流体シールの冷却水の循環回路に温度調整機能付きポン
プを接続し、該ポンプによる上記冷却水の温度制御によ
り、上記磁性流体シールを構成する磁性流体の基油粘度
を調整することを特徴とする真空用スピンドル装置。 - 【請求項４】 上記の回転軸を静圧軸受により支持した
ことを特徴とする請求項２又３に記載の真空用スピンド
ル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11004213A JP2000205417A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 磁性流体シ―ル及びこれを用いた真空用スピンドル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11004213A JP2000205417A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 磁性流体シ―ル及びこれを用いた真空用スピンドル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000205417A true JP2000205417A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11578355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11004213A Pending JP2000205417A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 磁性流体シ―ル及びこれを用いた真空用スピンドル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000205417A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007114051A1 (ja) | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Eagle Industry Co., Ltd. | 磁性流体シール装置 |
| CN103322199A (zh) * | 2013-07-05 | 2013-09-25 | 北京交通大学 | 危险气体磁性液体密封装置 |
| CN104197024A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-12-10 | 北京交通大学 | 蠕动泵送循环冷却式磁性液体密封装置 |
| CN104535312A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-22 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 磁性液体动密封部件环境模拟试验装置 |
| CN106321853A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-01-11 | 北京交通大学 | 智能热敏电阻加热式磁性液体密封装置 |
| WO2023149300A1 (ja) * | 2022-02-01 | 2023-08-10 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
-
1999
- 1999-01-11 JP JP11004213A patent/JP2000205417A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007114051A1 (ja) | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Eagle Industry Co., Ltd. | 磁性流体シール装置 |
| JPWO2007114051A1 (ja) * | 2006-03-31 | 2009-08-13 | イーグル工業株式会社 | 磁性流体シール装置 |
| CN103322199A (zh) * | 2013-07-05 | 2013-09-25 | 北京交通大学 | 危险气体磁性液体密封装置 |
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| CN106321853A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-01-11 | 北京交通大学 | 智能热敏电阻加热式磁性液体密封装置 |
| WO2023149300A1 (ja) * | 2022-02-01 | 2023-08-10 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
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