JP2016038011A - シール構造、シール構造の起動方法、回転駆動装置、搬送装置、工作機械および半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】密封性を向上させ、且つシール部材の寿命を向上させることができるシール構造、シール構造の起動方法、回転駆動装置、搬送装置、工作機械および半導体製造装置を提供すること。
【解決手段】シール構造は、ハウジングと、シャフトと、ハウジングとシャフトとの間の隙間に配置され第１方向Ｄ１の流体の流れを阻む第１シール部材と、第１シール部材よりも非密封空間側に配置され第２方向Ｄ２の流体の流れを阻む第２シール部材と、第２シール部材よりも非密封空間側に配置され第１方向Ｄ１の流体の流れを阻む第３シール部材と、第３シール部材よりも非密封空間側に配置され第２方向Ｄ２の流体の流れを阻む第４シール部材と、第１シール部材と第２シール部材との間の第１空間を排気する第１排気流路と、第２シール部材と第３シール部材との間の第２空間を排気する第２排気流路と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力の異なる２つの空間を隔てるシール構造、シール構造の起動方法、回転駆動装置、搬送装置、工作機械および半導体製造装置に関する。

真空チャンバなどのプロセス室内と外部環境とを隔離させつつ、真空チャンバ内に配置された回転ステージ、半導体基板、工作物または工具を回転させることができるシール構造が知られている。このようなシール構造として、例えば特許文献１には、軸部材の周面に潤滑剤を供給すると共に、周面に形成された空孔に対して真空排気を行う装置が記載されている。

特開２０１２−１９５０８３号公報

ところで、このようなシール構造に対しては、より高い密封性およびシール部材の長寿命化が求められている。本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、密封性を向上させ、且つシール部材の寿命を向上させることができるシール構造、シール構造の起動方法、回転駆動装置、搬送装置、工作機械および半導体製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るシール構造は、空間を密封空間と非密封空間とに隔てるシール構造であって、ハウジングと、前記ハウジングに挿入されるシャフトと、前記ハウジングと前記シャフトとの間の隙間に配置され、前記隙間における前記非密封空間から前記密封空間に向かう第１方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第１シール部材と、前記第１シール部材よりも前記非密封空間側の位置で前記隙間に配置され、前記隙間における前記密封空間から前記非密封空間に向かう第２方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第２シール部材と、前記第２シール部材よりも前記非密封空間側の位置で前記隙間に配置され、前記隙間における前記第１方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第３シール部材と、前記第３シール部材よりも前記非密封空間側の位置で前記隙間に配置され、前記隙間における前記第２方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第４シール部材と、前記隙間のうち前記第１シール部材と前記第２シール部材との間に位置する第１空間に接続され、前記第１空間を排気する第１排気流路と、前記隙間のうち前記第２シール部材と前記第３シール部材との間に位置する第２空間に接続され、前記第２空間を排気する第２排気流路と、を備える。

これにより、第４シール部材および第３シール部材によって、第２空間が非密封空間から隔てられる。第２空間が排気されているので、非密封空間から第４シール部材および第３シール部材を通過して第２空間に至った気体が、第２排気流路を介してハウジングの外部に排出される。また、第２シール部材が第２方向の流体の流れを阻むように配置されているものの、非密封空間から第２空間に流入してきた気体の一部は、第２シール部材を第１方向に通過して第１空間に流入する。さらに、第１空間が排気されているので、非密封空間から第４シール部材、第３シール部材および第２シール部材を通過して第１空間に至った気体が、第１排気流路を介してハウジングの外部に排出される。一方、第１シール部材が第１方向の流体の流れを阻むように配置されているので、第１空間から密封空間への気体の流入が抑制される。このため、シール構造は、密封性を向上させることができる。また、シャフトと各シール部材との間に進入した潤滑剤がポンプ力により押し戻されるため、潤滑剤が所定の空間から流出する可能性が低減する。これにより、シャフトと各シール部材との間に潤滑剤が保持される状態が維持される。よって、シール構造は、密封性を向上させ、且つシール部材の寿命を向上させることができる。

上記目的を達成するため、本発明に係るシール構造は、空間を密封空間と非密封空間とに隔てるシール構造であって、ハウジングと、前記ハウジングに挿入されるシャフトと、前記ハウジングと前記シャフトとの間の隙間に配置され、前記隙間における前記密封空間から前記非密封空間に向かう第２方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第１シール部材と、前記第１シール部材よりも前記非密封空間側の位置で前記隙間に配置され、前記隙間における前記第２方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第２シール部材と、前記第２シール部材よりも前記非密封空間側の位置で前記隙間に配置され、前記隙間における前記非密封空間から前記密封空間に向かう第１方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第３シール部材と、前記第３シール部材よりも前記非密封空間側の位置で前記隙間に配置され、前記隙間における前記第２方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第４シール部材と、前記隙間のうち前記第１シール部材と前記第２シール部材との間に位置する第１空間に接続され、前記第１空間を排気する第１排気流路と、前記隙間のうち前記第２シール部材と前記第３シール部材との間に位置する第２空間に接続され、前記第２空間を排気する第２排気流路と、を備える。

これにより、第４シール部材および第３シール部材によって、第２空間が非密封空間から隔てられる。第２空間が排気されているので、非密封空間から第４シール部材および第３シール部材を通過して第２空間に至った気体が、第２排気流路を介してハウジングの外部に排出される。また、第２シール部材が第２方向の流体の流れを阻むように配置されているものの、非密封空間から第２空間に流入してきた気体の一部は、第２シール部材を第１方向に通過して第１空間に流入する。さらに、第１空間が排気されているので、非密封空間から第４シール部材、第３シール部材および第２シール部材を通過して第１空間に至った気体が、第１排気流路を介してハウジングの外部に排出される。一方、第１シール部材が第２方向の流体の流れを阻むように配置されているので、密封空間から第１空間への気体の漏洩が抑制される。このため、シール構造は、密封性を向上させることができる。また、シャフトと各シール部材との間に進入した潤滑剤がポンプ力により押し戻されるため、潤滑剤が所定の空間から流出する可能性が低減する。これにより、シャフトと各シール部材との間に潤滑剤が保持される状態が維持される。よって、シール構造は、密封性を向上させ、且つシール部材の寿命を向上させることができる。

本発明の望ましい態様として、前記第１空間に接続され、前記第１空間に潤滑剤を供給する第１潤滑剤流路と、前記隙間のうち前記第３シール部材と前記第４シール部材との間に位置する第３空間に接続され、前記第３空間に潤滑剤を供給する第２潤滑剤流路と、を備えることが好ましい。

これにより、第１空間に設けられた潤滑剤が低減した場合は、第１潤滑剤流路によって第１空間への潤滑剤の供給が可能となる。第３空間に設けられた潤滑剤が低減した場合は、第２潤滑剤流路によって第３空間への潤滑剤の供給が可能となる。このため、シャフトと各シール部材との間に潤滑剤がある状態がより維持されやすくなる。よって、シール構造は、シール部材の寿命をより向上させることができる。

本発明の望ましい態様として、シール構造の起動方法は、前記密封空間の排気および前記第２空間の排気を行う第１ステップと、前記第１ステップの後に、前記第１空間の排気を行う第２ステップと、を備えることが好ましい。

これにより、密封空間よりも第１空間の方が高圧である状態で第１空間が排気される。このため、密封空間から第１空間への、流体の急激な流入が抑制される。また、第２空間の排気が第１空間の排気よりも先に行われるので、第２シール部材がシャフトに密着した状態で、第１空間の排気が開始される。これにより、第１空間から第２空間への、流体の急激な流入が抑制される。このため、シール構造の起動方法は、シール構造による密封開始時における潤滑剤の漏洩を抑制することができる。

本発明の望ましい態様として、シール構造の起動方法は、前記第２空間の排気を行う第１ステップと、前記第１ステップの後に、前記第１空間の排気を行う第２ステップと、前記第２ステップの後に、前記密封空間の排気を行う第３ステップと、を備えることが好ましい。

これにより、第２空間の排気が第１空間の排気よりも先に行われるので、第２シール部材がシャフトに密着した状態で、第１空間の排気が開始される。これにより、第１空間から第２空間への、流体の急激な流入が抑制される。また、第１空間の排気が密封空間の排気よりも先に行われるので、第１シール部材がシャフトに密着した状態で、第１空間の排気が開始される。これにより、密封空間から第１空間への、流体の急激な流入が抑制される。このため、シール構造の起動方法は、シール構造による密封開始時における潤滑剤の漏洩または密封空間内の気体の漏洩を抑制することができる。

本発明の望ましい態様として、上述したシール構造と、前記シャフトを回転させる電動機とを備える、回転駆動装置であることが好ましい。この構造により、回転駆動装置は、密封性を向上させ、且つシール部材の寿命を向上させることができる。

本発明の望ましい態様として、上述したシール構造と、被搬送物を移動させる可動部材を備え、前記シャフトの回転と、前記可動部材とが連動する、搬送装置であることが好ましい。この構造により、搬送装置は、密封性を向上させ、且つシール部材の寿命を向上させることができる。

本発明の望ましい態様として、上述したシール構造を備える、工作機械であることが好ましい。この構造により、工作機械は、密封性を向上させ、且つシール部材の寿命を向上させることができる。その結果、工作機械は、工作の品質を高めることができる。

本発明の望ましい態様として、上述したシール構造を備える、半導体製造装置であることが好ましい。この構造により、半導体製造装置は、密封性を向上させ、且つシール部材の寿命を向上させることができる。その結果、半導体製造装置は、製造物である半導体の品質を高めることができる。

本発明によれば、密封性を向上させ、且つシール部材の寿命を向上させることができるシール構造、シール構造の起動方法、回転駆動装置、搬送装置、工作機械および半導体製造装置を提供することができる。

図１は、実施形態１に係るシール構造を備えた半導体製造装置を模式的に示す断面図である。 図２は、実施形態１に係るシール構造を模式的に示す断面図である。 図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。 図４は、実施形態１に係る第１シール部材の拡大図である。 図５は、シール部材のリップ部材周辺を拡大して示す図である。 図６は、実施形態１に係るシール構造の起動方法を示すフローチャートである。 図７は、実施形態２に係るシール構造を模式的に示す断面図である。 図８は、実施形態３に係るシール構造を模式的に示す断面図である。 図９は、実施形態４に係るシール構造を模式的に示す断面図である。 図１０は、実施形態４に係るシール構造の起動方法を示すフローチャートである。 図１１は、実施形態５に係るシール構造を模式的に示す断面図である。 図１２は、実施形態６に係るシール構造を模式的に示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき、図面を参照しつつ説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るシール構造を備えた半導体製造装置を模式的に示す断面図である。図２は、実施形態１に係るシール構造を模式的に示す断面図である。図１および図２は、シャフト３１の回転中心軸Ｚｒを含み、かつ回転中心軸Ｚｒと平行な平面でシール構造１を切った断面を示している。なお、実施形態１において、軸方向とは、回転中心軸Ｚｒと平行な方向であり、径方向とは、回転中心軸Ｚｒに対して直交する方向である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、実施形態１に係るシール部材の周辺部分の拡大図である。図５は、シール部材のリップ部材周辺を拡大して示す図である。図５は、説明のために各部の縮尺関係が調整されているため、実際の縮尺関係と異なる場合がある。シール構造１は、例えば、真空環境、減圧環境、プロセスガス充填環境等の特殊環境下におかれる密封空間Ｖの密封を保ちながら回転を伝達する機械要素である。密封空間Ｖと隔てられた非密封空間Ｅは、密封空間Ｖに対して高圧である空間または大気雰囲気の空間である。シール構造１は、半導体製造または工作機械製造等の製造装置、搬送装置、回転駆動装置に適用される。ここでは、一例として、半導体製造のための製造装置において、スピンドルを回転軸として備える回転駆動装置（スピンドルユニット）にシール構造１を適用する場合を説明するが、シール構造１の適用対象はこれに限定されるものではない。

図１に示すように、例えば半導体製造に用いられる半導体製造装置１００は、シール構造１と、筐体１０と、電動機８と、電動機８を制御する制御装置９１を含む。シール構造１と、電動機８とは、回転駆動装置６として、電動機８の回転を伝達して、搬送テーブルとしての可動部材３２を回転させる。半導体製造装置１００は、筐体１０の密封空間Ｖを真空環境、減圧環境、プロセスガス充填環境にした上で、密封空間Ｖにある被搬送物（例えば、半導体基板、工作物または工具）を可動部材３２に搭載して移動させる。被搬送物を移動させる場合、電動機８を密封空間Ｖに設置すると、電動機８の動作により異物が発生する可能性がある。そこで、半導体製造装置１００は、密封空間Ｖに可動部材３２を残したまま、電動機８を非密封空間Ｅに設置する。そして、シール構造１は、密封空間Ｖと非密封空間Ｅを隔てて密封性を高めながら、非密封空間Ｅに設置された電動機８の動力を密封空間Ｖに伝える。電動機８は、例えば、ダイレクトドライブモータ、ベルトドライブを用いた駆動装置、リニアモータ、サーボモータなどである。制御装置９１は、入力回路と、中央演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶装置であるメモリと、出力回路とを含む。メモリに記憶させるプログラムに応じて、電動機８を制御し、密封空間Ｖにある被搬送物（例えば、半導体基板、工作物または工具）を搬送テーブル（可動部材）３２に搭載して移動させ、半導体製造装置１００は、所望の製品を製造することができる。

実施形態１に係るシール構造１は、筐体１０に対して鉛直方向で下側に配置されている。実施形態１に係るシール構造１において、回転中心軸Ｚｒは鉛直方向に平行である。図１および図２中の上方は鉛直方向の上方に等しく、図１および図２中の下方は鉛直方向の下方に等しい。

図２に示すように、シール構造１は、ハウジング２と、シャフト３１と、第１シール部材５１と、第２シール部材５２と、第３シール部材５３と、第４シール部材５４と、を備える。実施形態１において、ハウジング２は、例えばアルミニウム合金、鉄またはステンレス鋼等の金属で形成されている。ハウジング２は、第１本体部２１と、第２本体部２２と、シール押え部材２３と、を備える。第１本体部２１は、円筒状の部材であって、一端部に板状の鍔部材であるフランジ２１１を有している。第２本体部２２は、円筒状の部材であって、一端部に板状の鍔部材であるフランジ２２１を有している。第２本体部２２は、フランジ２２１を貫通するボルト２５によって第１本体部２１に固定されている。実施形態１において、フランジ２１１およびフランジ２２１の形状は、平面視で円形であるが、これらの形状は円形に限定されない。シール押え部材２３は、円環状の板状部材であって、ボルト２６によって第２本体部２２の他端に固定されている。ハウジング２は、第１本体部２１のフランジ２１１を筐体１０の外部から筐体１０の開口部１０ｅを覆うようにあてがい、フランジ２１１と筐体１０の壁面とをボルト２４で締結することで筐体１０に固定されている。これにより、ハウジング２は、筐体１０の開口部１０ｅを筐体１０の外部から塞ぐことができる。

フランジ２１１は、平面視で筐体１０と重なり合う部分に環状溝を有し、この環状溝にＯリング１１がはめ込まれている。Ｏリング１１は、フランジ２１１と筐体１０との間の隙間を密封し、シール構造１の密封性を向上させている。また、フランジ２２１は、平面視で第１本体部２１と重なり合う部分に環状溝を有し、この環状溝にＯリング１２がはめ込まれている。Ｏリング１２は、フランジ２２１と第１本体部２１との間の隙間を密封し、シール構造１の密封性を向上させている。

図２に示すように、ハウジング２は、第１排気流路４１と、第２排気流路４２と、第１潤滑剤流路４３と、第２潤滑剤流路４４と、空気抜き孔４５と、を備える。第１排気流路４１は、例えば第１本体部２１を径方向に貫通する流路であり、図１に示すようにハウジング２の外部でポンプＰ１に接続されている。第２排気流路４２は、例えば第２本体部２２を径方向に貫通する流路であり、図１に示すようにハウジング２の外部でポンプＰ２に接続されている。第１潤滑剤流路４３は、例えば第１排気流路４１とは異なる位置で第１本体部２１を径方向に貫通する流路である。第１潤滑剤流路４３は、半導体製造装置１００の稼働時には塞がれており、メンテナンス時にハウジング２の内部に潤滑剤を供給するために用いられる。第２潤滑剤流路４４は、例えば第２排気流路４２とは異なる位置で第２本体部２２を径方向に貫通する流路である。第２潤滑剤流路４４は、半導体製造装置１００の稼働時には塞がれており、メンテナンス時にハウジング２の内部に潤滑剤を供給するために用いられる。空気抜き孔４５は、例えばシール構造１の組み立て時において第２本体部２２に設けられる貫通孔であって、第２潤滑剤流路４４に対向する位置で第２本体部２２を径方向に貫通する。空気抜き孔４５は、シール構造１の組み立てが完了したのち塞がれる。

シャフト３１は、例えばアルミニウム合金、鉄またはステンレス鋼等の金属で形成されている。シャフト３１は、ハウジング２を貫通している。より具体的には、シャフト３１は、第１本体部２１、第２本体部２２およびシール押え部材２３を貫通している。密封空間Ｖに位置するシャフト３１の一端部には、可動部材３２が設けられている。シャフト３１の他端部は非密封空間Ｅに位置し、電動機８に接続されている。シャフト３１の他端部は、例えば電動機８と一体に設けられた軸受によって回転可能に支持されている。電動機８が駆動すると、シャフト３１が回転中心軸Ｚｒを中心に回転する。

なお、実施形態１における可動部材３２は電動機８によって回転運動させられるが、可動部材３２の動作は必ずしも回転運動でなくてもよい。例えば、電動機８がリニアモータであって、可動部材３２の動作がストロークを限定された軸方向の直線運動であってもよい。

第１シール部材５１、第２シール部材５２、第３シール部材５３および第４シール部材５４は、例えばオイルシールであって、図３に示すように環状に形成されている。図２に示すように、第１シール部材５１、第２シール部材５２、第３シール部材５３および第４シール部材５４は、ハウジング２の内壁とシャフト３１との間の隙間７に配置されている。より具体的には、第１シール部材５１および第２シール部材５２は、第１本体部２１の内側に圧入され、第１本体部２１の内壁とシャフト３１とに挟まれる位置に配置されている。第１シール部材５１は、第１本体部２１の内側に設けられた突出部２１２で位置決めされている。第２シール部材５２は、第１シール部材５１に対して非密封空間Ｅ側に配置されている。第２シール部材５２は、第２本体部２２の内側に設けられた突出部２２２で位置決めされている。また、第３シール部材５３および第４シール部材５４は、第２本体部２２の内側に圧入され、第２本体部２２の内壁とシャフト３１とに挟まれる位置に配置されている。第３シール部材５３は、突出部２２２で位置決めされている。第４シール部材５４は、第３シール部材５３に対して非密封空間Ｅ側に配置されている。第４シール部材５４は、シール押え部材２３で位置決めされている。

図４に示すように、第１シール部材５１は、外周部材５ａと、補強部材５ｂと、リップ部材５ｃと、バネ部材５ｄと、を備える。外周部材５ａは、例えば合成ゴムで形成されている。回転中心軸Ｚｒを含む平面で外周部材５ａを切った断面形状は、略Ｌ字状である。補強部材５ｂは、例えばアルミニウム合金、鉄またはステンレス鋼等の金属で形成されている。回転中心軸Ｚｒを含む平面で補強部材５ｂを切った断面形状は、略Ｌ字状である。補強部材５ｂは、外周部材５ａの内側の表面に沿って配置されている。リップ部材５ｃは、例えば合成ゴムで形成されている。リップ部材５ｃは、例えば外周部材５ａと一体に形成されており、外周部材５ａの一端部から回転中心軸Ｚｒに平行な方向に突出している。リップ部材５ｃは、シャフト３１に対向する第１表面５ｅおよび第２表面５ｆを備える。バネ部材５ｄは、例えば環状のコイルバネである。バネ部材５ｄは、リップ部材５ｃのうち第１表面５ｅおよび第２表面５ｆとは反対側の表面に接している。バネ部材５ｄは、弾性力により、リップ部材５ｃをシャフト３１に向かって押し付けている。これにより、リップ部材５ｃがシャフト３１に接した状態が保持されやすくなっている。

リップ部材５ｃの第１表面５ｅは、第２表面５ｆに対して外周部材５ａ側に配置されている。すなわち、第１表面５ｅは、リップ部材５ｃのうち第２表面５ｆよりも根元側に配置されている。回転中心軸Ｚｒを含む平面でリップ部材５ｃを切った断面において、第１表面５ｅおよびシャフト３１がなす角度θ１と、第２表面５ｆおよびシャフト３１がなす角度θ２と、は互いに異なっている。具体的には、角度θ１が角度θ２よりも小さくなっている。これにより、リップ部材５ｃとシャフト３１との間に進入した流体には、図５に示す圧力分布ｐｄで圧力がかかる。このため、リップ部材５ｃとシャフト３１との間に進入した流体には、第１表面５ｅ側から第２表面５ｆ側に向かう力Ｆが作用する。このような力Ｆは、ポンプ力とも呼ばれる。このため、第１シール部材５１は、非密封空間Ｅから密封空間Ｖに向かう方向である第１方向Ｄ１の流体の流れを阻むことができる。

第２シール部材５２、第３シール部材５３および第４シール部材５４は、例えば第１シール部材５１と同様に、外周部材５ａと、補強部材５ｂと、リップ部材５ｃと、バネ部材５ｄと、を備える。第２シール部材５２は、第１シール部材５１に対して、回転中心軸Ｚｒ方向に逆向き（鉛直方向で逆さま）で配置されている。このため、第２シール部材５２は、密封空間Ｖから非密封空間Ｅに向かう第２方向Ｄ２の流体の流れを阻むことができる。第３シール部材５３は、第１シール部材５１と同じ向きで配置されている。このため、第３シール部材５３は、第１方向Ｄ１の流体の流れを阻むことができる。第４シール部材５４は、第２シール部材５２と同じ向きで配置されている。このため、第４シール部材５４は、第２方向Ｄ２の流体の流れを阻むことができる。

図２に示すように、第１排気流路４１は、第１シール部材５１および第２シール部材５２に挟まれた空間７２に接続されている。第２排気流路４２は、第２シール部材５２および第３シール部材５３に挟まれた空間７３に接続されている。図１で示したポンプＰ１が稼働すると、空間７２にある気体が第１排気流路４１を介してハウジング２の外部へ排気される。図１で示したポンプＰ２が稼働すると、空間７３にある気体が第２排気流路４２を介してハウジング２の外部へ排気される。空間７２および空間７３が排気されている状態において、空間７２および空間７３は、密封空間Ｖに比較すると高圧になっている。

図２に示すように、第１潤滑剤流路４３は空間７２に接続されている。ただし、第１潤滑剤流路４３は、上述したように半導体製造装置１００の稼働時には塞がれており、メンテナンス時に開かれる。メンテナンス時には、第１潤滑剤流路４３を介して空間７２に潤滑剤が供給される。また、第２潤滑剤流路４４は空間７４に接続されている。ただし、第２潤滑剤流路４４は、上述したように半導体製造装置１００の稼働時には塞がれており、メンテナンス時に開かれる。メンテナンス時には、第２潤滑剤流路４４を介して空間７４に潤滑剤が供給される。

図１〜図４におけるドットパターンのハッチングは、潤滑剤を示している。図２に示すように、ハウジング２の内壁とシャフト３１との間の隙間７のうち、第１シール部材５１に対して鉛直方向上側に隣接する空間７１に潤滑剤が配置されている。これにより、第１シール部材５１とシャフト３１との間に潤滑剤がある状態が保持される。例えば、空間７１に貯留されている潤滑剤の液面は、フランジ２１１の端面よりも鉛直方向上側に位置している。また、空間７１に貯留されている潤滑剤は、例えばフッ素系合成油または合成炭化水素油であることが好ましい。これにより、フッ素系合成油または合成炭化水素油の蒸気圧が極めて低いので、空間７１に貯留されている潤滑剤の密封空間Ｖに与える影響が小さくなる。

図２に示すように、ハウジング２の内壁とシャフト３１との間の隙間７のうち、第２シール部材５２に対して鉛直方向上側に隣接する空間７２に潤滑剤が配置されている。これにより、第２シール部材５２とシャフト３１との間に潤滑剤がある状態が保持される。例えば、空間７２に貯留されている潤滑剤の液面は、第１排気流路４１よりも鉛直方向下側に位置している。

図２に示すように、ハウジング２の内壁とシャフト３１との間の隙間７のうち、第３シール部材５３に対して鉛直方向下側に隣接する空間７４に潤滑剤が配置されている。例えば、空間７４に貯留されている潤滑剤の液面は、第３シール部材５３の第１表面５ｅよりも鉛直方向上側に位置している。これにより、第３シール部材５３とシャフト３１との間、および第４シール部材５４とシャフト３１との間に潤滑剤がある状態が保持される。

実施形態１に係るシール構造１の組み立て時において、空間７４に潤滑剤を十分に充填するために、空気抜き孔４５が用いられる。具体的には、回転中心軸Ｚｒが水平になるよう配置されたシール構造１に対して、第２潤滑剤流路４４を介して空間７４に潤滑剤が供給される。このように潤滑剤が供給されるとき、空気抜き孔４５が設けられていることにより、空間７４内の空気が空気抜き孔４５を介して抜ける。このため、シール構造１の組み立て時において、潤滑剤が空間７４に円滑に充填される。

図６は、実施形態１に係るシール構造の起動方法を示すフローチャートである。シール構造１を起動する際は、まず密封空間Ｖの排気および第２排気流路４２を介した空間７３（第２空間）の排気が行われる（ステップＳ１１）。これにより、密封空間Ｖおよび空間７３が低圧な状態となる。その後、第１排気流路４１を介した空間７２（第１空間）の排気が行われる（ステップＳ１２）。これにより、密封空間Ｖよりも空間７２の方が高圧である状態で空間７２が排気される。このため、密封空間Ｖから空間７２への、流体の急激な流入が抑制される。具体的には、空間７１に配置された潤滑剤の空間７２への急激な流入が抑制される。また、空間７３の排気が空間７２の排気よりも先に行われるので、第２シール部材５２がシャフト３１に密着した状態で、空間７２の排気が開始される。これにより、空間７２から空間７３への、流体の急激な流入が抑制される。具体的には、空間７２の潤滑剤の空間７４への流入が抑制される。

空間７３が排気されているので、非密封空間Ｅから第４シール部材５４および第３シール部材５３を通過して空間７３に至った気体が、第２排気流路４２を介してハウジング２の外部に排出される。また、第２シール部材５２が第２方向Ｄ２の流体の流れを阻むように配置されているものの、非密封空間Ｅから空間７３に流入してきた気体の一部は、第２シール部材５２を第１方向Ｄ１に通過して空間７２に流入する。

空間７２が排気されているので、非密封空間Ｅから第４シール部材５４、第３シール部材５３および第２シール部材５２を通過して空間７２に至った気体が、第１排気流路４１を介してハウジング２の外部に排出される。一方、第１シール部材５１が第１方向Ｄ１の流体の流れを阻むように配置されているので、空間７２から密封空間Ｖへの気体の漏洩が抑制される。

以上説明したように、実施形態１に係るシール構造１は、空間を密封空間Ｖと非密封空間Ｅとに隔て、ハウジング２と、ハウジング２に挿入されるシャフト３１と、第１シール部材５１と、第２シール部材５２と、第３シール部材５３と、第４シール部材５４と、第１排気流路４１と、第２排気流路４２と、を備える。第１シール部材５１は、ハウジング２とシャフト３１との間の隙間７に配置され、隙間７における非密封空間Ｅから密封空間Ｖに向かう第１方向Ｄ１の流体の流れを阻み、空間７１に設けられた潤滑剤に接する環状部材である。第２シール部材５２は、第１シール部材５１よりも非密封空間Ｅ側の位置で隙間７に配置され、隙間７における密封空間Ｖから非密封空間Ｅに向かう第２方向Ｄ２の流体の流れを阻み、空間７２に設けられた潤滑剤に接する環状部材である。第３シール部材５３は、第２シール部材５２よりも非密封空間Ｅ側の位置で隙間７に配置され、隙間７における第１方向Ｄ１の流体の流れを阻み、空間７４に設けられた潤滑剤に接する環状部材である。第４シール部材５４は、第３シール部材５３よりも非密封空間Ｅ側の位置で隙間７に配置され、隙間７における第２方向Ｄ２の流体の流れを阻み、空間７４に設けられた潤滑剤に接する環状部材である。第１排気流路４１は、隙間７のうち第１シール部材５１と第２シール部材５２との間に位置する空間７２（第１空間）に接続され、空間７２（第１空間）を排気する。第２排気流路４２は、隙間７のうち第２シール部材５２と第３シール部材５３との間に位置する空間７３（第２空間）に接続され、空間７３（第２空間）を排気する。

これにより、第４シール部材５４および第３シール部材５３によって、空間７３が非密封空間Ｅから隔てられる。空間７３が排気されているので、非密封空間Ｅから第４シール部材５４および第３シール部材５３を通過して空間７３に至った気体が、第２排気流路４２を介してハウジング２の外部に排出される。また、第２シール部材５２が第２方向Ｄ２の流体の流れを阻むように配置されているものの、非密封空間Ｅから空間７３に流入してきた気体の一部は、第２シール部材５２を第１方向Ｄ１に通過して空間７２に流入する。さらに、空間７２が排気されているので、非密封空間Ｅから第４シール部材５４、第３シール部材５３および第２シール部材５２を通過して空間７２に至った気体が、第１排気流路４１を介してハウジング２の外部に排出される。一方、第１シール部材５１が第１方向Ｄ１の流体の流れを阻むように配置されているので、空間７２から密封空間Ｖへの気体の流入が抑制される。このため、シール構造１は、密封性を向上させることができる。また、シャフト３１と各シール部材との間に進入した潤滑剤がポンプ力により押し戻されるため、潤滑剤が所定の空間から流出する可能性が低減する。これにより、シャフト３１と各シール部材との間に潤滑剤が保持される状態が維持される。よって、シール構造１は、密封性を向上させ、且つシール部材の寿命を向上させることができる。

また、実施形態１に係るシール構造１は、空間７２（第１空間）に接続され空間７２（第１空間）に潤滑剤を供給する第１潤滑剤流路４３と、隙間７のうち第３シール部材５３と第４シール部材５４との間の空間７４（第３空間）に接続され、空間７４（第３空間）に潤滑剤を供給する第２潤滑剤流路４４と、を備える。

これにより、空間７２に設けられた潤滑剤が低減した場合は、第１潤滑剤流路４３によって空間７２への潤滑剤の供給が可能となる。空間７４に設けられた潤滑剤が低減した場合は、第２潤滑剤流路４４によって空間７４への潤滑剤の供給が可能となる。このため、シャフト３１と各シール部材との間に潤滑剤がある状態がより維持されやすくなる。よって、シール構造１は、シール部材の寿命をより向上させることができる。

また、実施形態１に係るシール構造１の起動方法は、密封空間Ｖの排気および空間７３（第２空間）の排気を行う第１ステップＳ１１と、第１ステップＳ１１の後に、空間７２（第１空間）の排気を行う第２ステップＳ１２と、を備える。

これにより、密封空間Ｖよりも空間７２の方が高圧である状態で空間７２が排気される。このため、密封空間Ｖから空間７２への、流体の急激な流入が抑制される。また、空間７３の排気が空間７２の排気よりも先に行われるので、第２シール部材５２がシャフト３１に密着した状態で、空間７２の排気が開始される。これにより、空間７２から空間７３への、流体の急激な流入が抑制される。このため、実施形態１に係るシール構造１の起動方法は、シール構造１による密封開始時における潤滑剤の漏洩を抑制することができる。

なお、密封空間Ｖが減圧環境である場合、密封空間Ｖの排気設備は、図１に示したポンプＰ２と兼用されていてもよい。密封空間Ｖが真空環境であって、密封空間Ｖの排気設備として粗引きポンプとターボ分子ポンプ等の主ポンプとが設けられている場合、当該粗引きポンプは、図１に示したポンプＰ２と兼用されていてもよい。

なお、停電等によって電源が失われた場合、空間７２に窒素またはアルゴン等の不活性ガスが導入されることが好ましい。これにより、空間７２内の圧力が非密封空間Ｅの圧力よりも高くなるので、第１シール部材５１における漏洩を抑制することができる。また、空間７２に窒素等の不活性ガスを導入した後に、密封空間Ｖおよび空間７４に窒素等の不活性ガスが導入されてもよい。また、停電等によって電源が失われた場合、密封空間Ｖ、空間７２および空間７４の内部の圧力が等しくなるように、それぞれの排気系統が連結されていてもよい。

なお、単一のシール部材で空間７４を密封できるのであれば、第３シール部材５３および第４シール部材５４は、単一のシール部材に代えてもよい。なお、隙間７に設けられる潤滑剤は、シャフト３１を冷却するための液体に代えてもよい。シャフト３１を冷却するための液体は、例えば純水である。

（実施形態２）
図７は、実施形態２に係るシール構造を模式的に示す断面図である。上述した実施形態１と同じ構成要素には、同じ符号を付して、説明を省略する。実施形態２に係るシール構造１Ａは、筐体１０に対して鉛直方向で上側に配置されている。実施形態２に係るシール構造１Ａにおいて、回転中心軸Ｚｒは鉛直方向に平行である。図７中の上方は鉛直方向の上方に等しく、図７中の下方は鉛直方向の下方に等しい。

図７におけるドットパターンのハッチングは、潤滑剤を示している。図７に示すように、ハウジング２の内壁とシャフト３１との間の隙間７のうち、第１シール部材５１に対して鉛直方向上側に隣接する空間７２に潤滑剤が配置されている。これにより、第１シール部材５１とシャフト３１との間に潤滑剤がある状態が保持される。例えば、空間７２に貯留されている潤滑剤の液面は、第１排気流路４１よりも鉛直方向下側に位置している。

図７に示すように、ハウジング２の内壁とシャフト３１との間の隙間７のうち、第２シール部材５２に対して鉛直方向上側に隣接する空間７３に潤滑剤が配置されている。これにより、第２シール部材５２とシャフト３１との間に潤滑剤がある状態が保持される。例えば、空間７３に貯留されている潤滑剤の液面は、第２排気流路４２よりも鉛直方向下側に位置している。

図７に示すように、ハウジング２の内壁とシャフト３１との間の隙間７のうち、第３シール部材５３に対して鉛直方向上側に隣接する空間７４に潤滑剤が配置されている。例えば、空間７４に貯留されている潤滑剤の液面は、第４シール部材５４の第１表面５ｅよりも鉛直方向上側に位置している。これにより、第３シール部材５３とシャフト３１との間、および第４シール部材５４とシャフト３１との間に潤滑剤がある状態が保持される。

図７に示すように、ハウジング２は、第３潤滑剤流路４６を備える。第３潤滑剤流路４６は空間７３に接続されている。ただし、第３潤滑剤流路４６は、半導体製造装置１００の稼働時には塞がれており、メンテナンス時に開かれる。メンテナンス時には、第３潤滑剤流路４６を介して空間７３に潤滑剤が供給される。

なお、実施形態２に係るシール構造１Ａの起動方法は、実施形態１に係るシール構造１の起動方法と同じである。すなわち、実施形態２に係るシール構造１Ａの起動方法は、図６に示したように、密封空間Ｖの排気および第２排気流路４２による排気を行う第１ステップＳ１１と、第１ステップＳ１１の後に、第１排気流路４１による排気を行う第２ステップＳ１２と、を備える。

（実施形態３）
図８は、実施形態３に係るシール構造を模式的に示す断面図である。上述した実施形態１と同じ構成要素には、同じ符号を付して、説明を省略する。実施形態３に係るシール構造１Ｂは、筐体１０に対して水平方向に隣接して配置されている。実施形態３に係るシール構造１Ｂにおいて、回転中心軸Ｚｒは水平方向に平行である。図８中の上方は鉛直方向の上方に等しく、図８中の下方は鉛直方向の下方に等しい。

図８におけるドットパターンのハッチングは、潤滑剤を示している。図８に示すように、空間７２、空間７３および空間７４のそれぞれにおいて、少なくとも鉛直方向下寄りの一部に潤滑剤が配置されている。例えば、空間７２、空間７３および空間７４に貯留されている潤滑剤の液面は、リップ部材５ｃのシャフト３１との接触部分のうちの、鉛直方向で最も下側に位置する部分よりも、鉛直方向上側に位置している。すなわち、水平面に対して直交し且つ回転中心軸Ｚｒを含む平面でシール部材１Ｂを切った断面（図８に示す断面）を見た時、潤滑剤の液面は、リップ部材５ｃの上端部よりも鉛直方向上側に位置している。これにより、シャフト３１が回転すると、シャフト３１の表面に付着した潤滑剤が鉛直方向上側に移動する。このため、潤滑剤がシャフト３１の全周に行き渡る。このようにして、第１シール部材５１、第２シール部材５２、第３シール部材５３および第４シール部材５４のそれぞれとシャフト３１との間に潤滑剤がある状態が保持される。

図８に示すように、実施形態３に係るシール構造１Ｂにおいて、第１潤滑剤流路４３、第２潤滑剤流路４４および第３潤滑剤流路４６は、ハウジング２のうち鉛直方向下側に配置されている。メンテナンス時には、例えば、第１潤滑剤流路４３、第２潤滑剤流路４４および第３潤滑剤流路４６を介して鉛直方向下側から空間７３に潤滑剤が供給される。

なお、シール構造１Ｂにおいて、空間７３には潤滑剤が貯留されていなくてもよい。すなわち、シール構造１Ｂにおいては、空間７２および空間７４のそれぞれにおいて、少なくとも鉛直方向下寄りの一部に潤滑剤が配置されていてもよい。

なお、実施形態３に係るシール構造１Ｂの起動方法は、実施形態１に係るシール構造１の起動方法と同じである。すなわち、実施形態３に係るシール構造１Ｂの起動方法は、図６に示したように、密封空間Ｖの排気および第２排気流路４２による排気を行う第１ステップＳ１１と、第１ステップＳ１１の後に、第１排気流路４１による排気を行う第２ステップＳ１２と、を備える。

（実施形態４）
図９は、実施形態４に係るシール構造を模式的に示す断面図である。上述した実施形態１と同じ構成要素には、同じ符号を付して、説明を省略する。実施形態４に係るシール構造１Ｃは、筐体１０に対して鉛直方向で下側に配置されている。実施形態４に係るシール構造１Ｃにおいて、回転中心軸Ｚｒは鉛直方向に平行である。図９中の上方は鉛直方向の上方に等しく、図９中の下方は鉛直方向の下方に等しい。

シール構造１Ｃは、実施形態１に係るシール構造１の第１シール部材５１に代えて、第１シール部材５５を備える。第１シール部材５５は、例えばオイルシールであって、環状に形成されている。第１シール部材５５は、第１本体部２１の内壁とシャフト３１とに挟まれる位置に配置されている。第１シール部材５５は、第１本体部２１の内側に設けられた突出部２１３および筐体１０で位置決めされている。第１シール部材５５は、例えば実施形態１に係るシール構造１の第１シール部材５１と同様に、図４に示した外周部材５ａと、補強部材５ｂと、リップ部材５ｃと、バネ部材５ｄと、を備える。第１シール部材５５は、第２シール部材５２と同じ向きで配置されている。このため、第１シール部材５５は、密封空間Ｖから非密封空間Ｅに向かう第２方向Ｄ２の流体の流れを阻むことができる。

図９におけるドットパターンのハッチングは、潤滑剤を示している。図９に示すように、ハウジング２の内壁とシャフト３１との間の隙間７のうち、第１シール部材５５に対して鉛直方向上側に隣接する空間７５に潤滑剤が配置されている。これにより、第１シール部材５５とシャフト３１との間に潤滑剤がある状態が保持される。例えば、空間７５に貯留されている潤滑剤の液面は、フランジ２１１の端面よりも鉛直方向上側に位置している。また、空間７５に貯留されている潤滑剤は、例えばフッ素系合成油または合成炭化水素油であることが好ましい。これにより、フッ素系合成油または合成炭化水素油の蒸気圧が極めて低いので、空間７５に貯留されている潤滑剤の密封空間Ｖに与える影響が小さくなる。

図１０は、実施形態４に係るシール構造の起動方法を示すフローチャートである。シール構造１Ｃを起動する際は、まず第２排気流路４２を介した空間７３（第２空間）の排気が行われる（ステップＳ２１）。これにより、空間７３が低圧な状態となる。その後、第１排気流路４１を介した空間７２（第１空間）の排気が行われる（ステップＳ２２）。これにより、空間７２が低圧な状態となる。その後、密封空間Ｖの排気が行われる（ステップＳ２３）。空間７３の排気が空間７２の排気よりも先に行われるので、第２シール部材５２がシャフト３１に密着した状態で、空間７２の排気が開始される。これにより、空間７２から空間７３への、流体の急激な流入が抑制される。具体的には、空間７２の潤滑剤の空間７４への流入が抑制される。また、空間７２の排気が密封空間Ｖの排気よりも先に行われるので、第１シール部材５５がシャフト３１に密着した状態で、空間７２の排気が開始される。これにより、空間７５から空間７２への、流体の急激な流入が抑制される。具体的には、空間７５の潤滑剤の空間７２への流入が抑制される。このため、実施形態４に係るシール構造１Ｃの起動方法は、シール構造１Ｃによる密封開始時における潤滑剤の漏洩または密封空間Ｖ内の気体の漏洩を抑制することができる。

空間７３が排気されているので、非密封空間Ｅから第４シール部材５４および第３シール部材５３を通過して空間７３に至った気体が、第２排気流路４２を介してハウジング２の外部に排出される。また、第２シール部材５２が第２方向Ｄ２の流体の流れを阻むように配置されているものの、非密封空間Ｅから空間７３に流入してきた気体の一部は、第２シール部材５２を第１方向Ｄ１に通過して空間７２に流入する。

空間７２が排気されているので、非密封空間Ｅから第４シール部材５４、第３シール部材５３および第２シール部材５２を通過して空間７２に至った気体が、第１排気流路４１を介してハウジング２の外部に排出される。一方、第１シール部材５５が第２方向Ｄ２の流体の流れを阻むように配置されているので、密封空間Ｖから空間７２への気体の漏洩が抑制される。

なお、実施形態４に係るシール構造１Ｃと比較すると、実施形態１に係るシール構造１の方が、密封空間Ｖをより高真空にすることができる。一方、実施形態４に係るシール構造１Ｃは、密封空間Ｖが減圧環境であって且つガス雰囲気である場合に対して好適である。実施形態４に係るシール構造１Ｃにおいては、第１シール部材５５が密封空間Ｖから空間７２への流体の流れを阻むことができるので、密封空間Ｖ中のガスの空間７２への流出が抑制される。これにより、密封空間Ｖが減圧環境であって且つガス雰囲気である場合にシール構造１Ｃを用いた場合、ガス雰囲気の形成に使用するガスの量を低減することができる。

以上説明したように、実施形態４に係るシール構造１Ｃは、空間を密封空間Ｖと非密封空間Ｅとに隔て、ハウジング２と、ハウジング２に挿入されるシャフト３１と、第１シール部材５５と、第２シール部材５２と、第３シール部材５３と、第４シール部材５４と、第１排気流路４１と、第２排気流路４２と、を備える。第１シール部材５５は、ハウジング２とシャフト３１との間の隙間７に配置され、隙間７における第２方向Ｄ２の流体の流れを阻み、空間７５に設けられた潤滑剤に接する環状部材である。第２シール部材５２は、第１シール部材５５よりも非密封空間Ｅ側の位置で隙間７に配置され、隙間７における第２方向Ｄ２の流体の流れを阻み、空間７２に設けられた潤滑剤に接する環状部材である。第３シール部材５３は、第２シール部材５２よりも非密封空間Ｅ側の位置で隙間７に配置され、隙間７における第１方向Ｄ１の流体の流れを阻み、空間７４に設けられた潤滑剤に接する環状部材である。第４シール部材５４は、第３シール部材５３よりも非密封空間Ｅ側の位置で隙間７に配置され、隙間７における第２方向Ｄ２の流体の流れを阻み、空間７４に設けられた潤滑剤に接する環状部材である。第１排気流路４１は、隙間７のうち第１シール部材５５と第２シール部材５２との間に位置する空間７２（第１空間）に接続され、空間７２（第１空間）を排気する。第２排気流路４２は、隙間７のうち第２シール部材５２と第３シール部材５３との間に位置する空間７３（第２空間）に接続され、空間７３（第２空間）を排気する。

これにより、第４シール部材５４および第３シール部材５３によって、空間７３が非密封空間Ｅから隔てられる。空間７３が排気されているので、非密封空間Ｅから第４シール部材５４および第３シール部材５３を通過して空間７３に至った気体が、第２排気流路４２を介してハウジング２の外部に排出される。また、第２シール部材５２が第２方向Ｄ２の流体の流れを阻むように配置されているものの、非密封空間Ｅから空間７３に流入してきた気体の一部は、第２シール部材５２を第１方向Ｄ１に通過して空間７２に流入する。さらに、空間７２が排気されているので、非密封空間Ｅから第４シール部材５４、第３シール部材５３および第２シール部材５２を通過して空間７２に至った気体が、第１排気流路４１を介してハウジング２の外部に排出される。一方、第１シール部材５５が第２方向Ｄ２の流体の流れを阻むように配置されているので、密封空間Ｖから空間７２への気体の漏洩が抑制される。このため、シール構造１は、密封性を向上させることができる。また、シャフト３１と各シール部材との間に進入した潤滑剤がポンプ力により押し戻されるため、潤滑剤が所定の空間から流出する可能性が低減する。これにより、シャフト３１と各シール部材との間に潤滑剤が保持される状態が維持される。よって、シール構造１Ｃは、密封性を向上させ、且つシール部材の寿命を向上させることができる。

また、実施形態４に係るシール構造１Ｃの起動方法は、空間７３（第２空間）の排気を行う第１ステップＳ２１と、第１ステップＳ２１の後に、空間７２（第１空間）の排気を行う第２ステップＳ２２と、第２ステップＳ２２の後に、密封空間Ｖの排気を行う第３ステップＳ２３と、を備える。

これにより、空間７３の排気が空間７２の排気よりも先に行われるので、第２シール部材５２がシャフト３１に密着した状態で、空間７２の排気が開始される。これにより、空間７２から空間７３への、流体の急激な流入が抑制される。また、空間７２の排気が密封空間Ｖの排気よりも先に行われるので、第１シール部材５５がシャフト３１に密着した状態で、空間７２の排気が開始される。これにより、空間７５から空間７２への、流体の急激な流入が抑制される。このため、実施形態４に係るシール構造１Ｃの起動方法は、シール構造１Ｃによる密封開始時における潤滑剤の漏洩または密封空間Ｖ内の気体の漏洩を抑制することができる。

（実施形態５）
図１１は、実施形態５に係るシール構造を模式的に示す断面図である。上述した実施形態４と同じ構成要素には、同じ符号を付して、説明を省略する。実施形態５に係るシール構造１Ｄは、筐体１０に対して鉛直方向で上側に配置されている。実施形態５に係るシール構造１Ｄにおいて、回転中心軸Ｚｒは鉛直方向に平行である。図１１中の上方は鉛直方向の上方に等しく、図１１中の下方は鉛直方向の下方に等しい。

図１１におけるドットパターンのハッチングは、潤滑剤を示している。図１１に示すように、ハウジング２の内壁とシャフト３１との間の隙間７のうち、第１シール部材５５に対して鉛直方向上側に隣接する空間７２に潤滑剤が配置されている。これにより、第１シール部材５５とシャフト３１との間に潤滑剤がある状態が保持される。例えば、空間７２に貯留されている潤滑剤の液面は、第１排気流路４１よりも鉛直方向下側に位置している。

図１１に示すように、ハウジング２の内壁とシャフト３１との間の隙間７のうち、第２シール部材５２に対して鉛直方向上側に隣接する空間７３に潤滑剤が配置されている。これにより、第２シール部材５２とシャフト３１との間に潤滑剤がある状態が保持される。例えば、空間７３に貯留されている潤滑剤の液面は、第２排気流路４２よりも鉛直方向下側に位置している。

図１１に示すように、ハウジング２の内壁とシャフト３１との間の隙間７のうち、第３シール部材５３に対して鉛直方向上側に隣接する空間７４に潤滑剤が配置されている。例えば、空間７４に貯留されている潤滑剤の液面は、第４シール部材５４の第１表面５ｅよりも鉛直方向上側に位置している。これにより、第３シール部材５３とシャフト３１との間、および第４シール部材５４とシャフト３１との間に潤滑剤がある状態が保持される。

図１１に示すように、ハウジング２は、第３潤滑剤流路４６を備える。第３潤滑剤流路４６は空間７３に接続されている。ただし、第３潤滑剤流路４６は、半導体製造装置１００の稼働時には塞がれており、メンテナンス時に開かれる。メンテナンス時には、第３潤滑剤流路４６を介して空間７３に潤滑剤が供給される。

なお、実施形態５に係るシール構造１Ｄの起動方法は、実施形態４に係るシール構造１Ｃの起動方法と同じである。すなわち、実施形態５に係るシール構造１Ｄの起動方法は、図１０に示したように、第２排気流路４２による排気を行う第１ステップＳ２１と、第１ステップＳ２１の後に第１排気流路４１による排気を行う第２ステップＳ２２と、第２ステップＳ２２の後に密封空間Ｖの排気を行う第３ステップＳ２３と、を備える。

（実施形態６）
図１２は、実施形態６に係るシール構造を模式的に示す断面図である。上述した実施形態４と同じ構成要素には、同じ符号を付して、説明を省略する。実施形態６に係るシール構造１Ｅは、筐体１０に対して水平方向に隣接して配置されている。実施形態６に係るシール構造１Ｅにおいて、回転中心軸Ｚｒは水平方向に平行である。図１２中の上方は鉛直方向の上方に等しく、図１２中の下方は鉛直方向の下方に等しい。

図１２におけるドットパターンのハッチングは、潤滑剤を示している。図１２に示すように、空間７２、空間７３および空間７４のそれぞれにおいて、少なくとも鉛直方向下寄りの一部に潤滑剤が配置されている。例えば、空間７２、空間７３および空間７４に貯留されている潤滑剤の液面は、リップ部材５ｃのシャフト３１との接触部分のうちの、鉛直方向で最も下側に位置する部分よりも、鉛直方向上側に位置している。すなわち、水平面に対して直交し且つ回転中心軸Ｚｒを含む平面でシール部材１Ｅを切った断面（図１２に示す断面）を見た時、潤滑剤の液面は、リップ部材５ｃの上端部よりも鉛直方向上側に位置している。これにより、シャフト３１が回転すると、シャフト３１の表面に付着した潤滑剤が鉛直方向上側に移動する。このため、潤滑剤がシャフト３１の全周に行き渡る。このようにして、第１シール部材５５、第２シール部材５２、第３シール部材５３および第４シール部材５４のそれぞれとシャフト３１との間に潤滑剤がある状態が保持される。

図１２に示すように、実施形態６に係るシール構造１Ｅにおいて、第１潤滑剤流路４３、第２潤滑剤流路４４および第３潤滑剤流路４６は、ハウジング２のうち鉛直方向下側に配置されている。メンテナンス時には、例えば、第１潤滑剤流路４３、第２潤滑剤流路４４および第３潤滑剤流路４６を介して鉛直方向下側から空間７３に潤滑剤が供給される。

なお、実施形態６に係るシール構造１Ｅの起動方法は、実施形態４に係るシール構造１Ｃの起動方法と同じである。すなわち、実施形態６に係るシール構造１Ｅの起動方法は、図１０に示したように、第２排気流路４２による排気を行う第１ステップＳ２１と、第１ステップＳ２１の後に第１排気流路４１による排気を行う第２ステップＳ２２と、第２ステップＳ２２の後に密封空間Ｖの排気を行う第３ステップＳ２３と、を備える。

以上、実施形態１〜６を説明したが、実施形態は前述した内容により限定されるものではない。また、実施形態１〜６の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換および変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ シール構造
１０ 筐体
１１、１２ Ｏリング
２ ハウジング
３１ シャフト
３２ 可動部材（搬送テーブル）
４１ 第１排気流路
４２ 第２排気流路
４３ 第１潤滑剤流路
４４ 第２潤滑剤流路
４５ 空気抜き孔
４６ 第３潤滑剤流路
５１、５５ 第１シール部材
５２ 第２シール部材
５３ 第３シール部材
５４ 第４シール部材
５ａ 外周部材
５ｂ 補強部材
５ｃ リップ部材
５ｄ バネ部材
６ 回転駆動装置
７ 隙間
７２ 空間（第１空間）
７３ 空間（第２空間）
７４ 空間（第３空間）
８ 電動機
９１ 制御装置
１００ 半導体製造装置
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｅ 非密封空間
Ｖ 密封空間

Claims (9)

1. 空間を密封空間と非密封空間とに隔てるシール構造であって、
   ハウジングと、
   前記ハウジングに挿入されるシャフトと、
   前記ハウジングと前記シャフトとの間の隙間に配置され、前記隙間における前記非密封空間から前記密封空間に向かう第１方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第１シール部材と、
   前記第１シール部材よりも前記非密封空間側の位置で前記隙間に配置され、前記隙間における前記密封空間から前記非密封空間に向かう第２方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第２シール部材と、
   前記第２シール部材よりも前記非密封空間側の位置で前記隙間に配置され、前記隙間における前記第１方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第３シール部材と、
   前記第３シール部材よりも前記非密封空間側の位置で前記隙間に配置され、前記隙間における前記第２方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第４シール部材と、
   前記隙間のうち前記第１シール部材と前記第２シール部材との間に位置する第１空間に接続され、前記第１空間を排気する第１排気流路と、
   前記隙間のうち前記第２シール部材と前記第３シール部材との間に位置する第２空間に接続され、前記第２空間を排気する第２排気流路と、
   を備えるシール構造。
2. 空間を密封空間と非密封空間とに隔てるシール構造であって、
   ハウジングと、
   前記ハウジングに挿入されるシャフトと、
   前記ハウジングと前記シャフトとの間の隙間に配置され、前記隙間における前記密封空間から前記非密封空間に向かう第２方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第１シール部材と、
   前記第１シール部材よりも前記非密封空間側の位置で前記隙間に配置され、前記隙間における前記第２方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第２シール部材と、
   前記第２シール部材よりも前記非密封空間側の位置で前記隙間に配置され、前記隙間における前記非密封空間から前記密封空間に向かう第１方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第３シール部材と、
   前記第３シール部材よりも前記非密封空間側の位置で前記隙間に配置され、前記隙間における前記第２方向の流体の流れを阻み、前記隙間に設けられた潤滑剤に接する環状の第４シール部材と、
   前記隙間のうち前記第１シール部材と前記第２シール部材との間に位置する第１空間に接続され、前記第１空間を排気する第１排気流路と、
   前記隙間のうち前記第２シール部材と前記第３シール部材との間に位置する第２空間に接続され、前記第２空間を排気する第２排気流路と、
   を備えるシール構造。
3. 前記第１空間に接続され、前記第１空間に潤滑剤を供給する第１潤滑剤流路と、
   前記隙間のうち前記第３シール部材と前記第４シール部材との間に位置する第３空間に接続され、前記第３空間に潤滑剤を供給する第２潤滑剤流路と、
   を備える請求項１または２に記載のシール構造。
4. 請求項１に記載のシール構造の起動方法であって、
   前記密封空間の排気および前記第２空間の排気を行う第１ステップと、
   前記第１ステップの後に、前記第１空間の排気を行う第２ステップと、
   を備えるシール構造の起動方法。
5. 請求項２に記載のシール構造の起動方法であって、
   前記第２空間の排気を行う第１ステップと、
   前記第１ステップの後に、前記第１空間の排気を行う第２ステップと、
   前記第２ステップの後に、前記密封空間の排気を行う第３ステップと、
   を備えるシール構造の起動方法。
6. 請求項１から３のいずれか１項に記載のシール構造と、前記シャフトを回転させる電動機とを備える、回転駆動装置。
7. 請求項１から３のいずれか１項に記載のシール構造と、被搬送物を移動させる可動部材を備え、前記シャフトの回転と、前記可動部材とが連動する、搬送装置。
8. 請求項１から３のいずれか１項に記載のシール構造を備える、工作機械。
9. 請求項１から３のいずれか１項に記載のシール構造を備える、半導体製造装置。

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