JP2587227B2 - 気体軸受装置 - Google Patents

気体軸受装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、真空チャンバ等の真空中で用いられる気体
軸受装置であって、その可動部分から真空中への気体流
出を非接触で防止する気体シール装置を備えたものに関
する。
［従来技術］ この種の気体シール装置としては、第２図に示すよう
に、軸１と微小隙間を介して対向する複数の隔壁13a,13
b間および隔壁13b,13c間のみぞ部14a,14bから吸引ポン
プ24,25で気体を外部に吸引排気する手段とで構成され
るものがある。
すなわち、隔壁13a〜13cによる流出気体の絞り作用と
吸引手段による減圧作用を繰り返すことにより、気体排
出部12から真空中への気体流出を防止するものである。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上記構成によれば、複数の隔壁13a〜13c
とみぞ部14a,14bによりハウジング11の長さｌが長くな
り軸１が負荷の変動等によりわずかに傾いても軸１と隔
壁、特に外端部の隔壁13cとが接触して軸１と隔壁が損
傷してしまうという欠点があった。
本発明の目的は、上記従来例の欠点に鑑み、気体軸受
装置において、可動部が傾く等により隔壁と可動部とが
接触して可動部や隔壁が損傷することを防止し、さらに
は、潤滑性および気密性をも含めたトータルな性能を維
持・向上させることにある。
［問題点を解決するための手段および作用］ 上記問題点を解決するため本発明では、可動部と、該
可動部に対し微小隙間を介して対向し該微小隙間に気体
を供給する気体供給部と、該気体供給部の外側に設けた
複数の隔壁および該隔壁間に気体吸引排出用のみぞが形
成されたハウジングとを有する気体軸受装置において、
可動部に対し縮小隙間を介して対向するようにハウジン
グの最外部に設けた摺動部材を取り付けることにより、
可動部が傾いたとしても摺動部材が可動部と接触するこ
とにより隔壁と可動部とが接触しないようにしている。
また、さらに、摺動部材を多孔質体あるいはカーボン系
多孔質体とした場合は、潤滑性・気密性を維持・向上さ
せることができる。
［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図である。同
図の装置は、不図示の真空チャンバ内に配置されてお
り、多孔質静圧気体軸受に気体シール装置を取り付けた
ものである。
同図において、１は軸、２は軸受ハウジング、３は軸
受部材、４は給気孔である。軸受ハウジング2,軸受部材
３および給気孔４は静圧気体軸受Ｂを構成している。
11はハウジング、12は気体排出部、13a,13b,13cは軸
１を微小隙間G1を介して取り巻いている隔壁、14a,14b
は軸１を取り巻くように環状に形成されている気体吸引
用のみぞ、15は気体排出孔、16,17は気体吸引孔、18は
テフロンあるいは固体潤滑作用を有するグラファイト等
の摺動部材である。摺動部材18はハウジング11の内方に
接着、焼ばめ等適当な方法で固定されている。これらハ
ウジング11〜摺動部材18は気体シールＡを構成してい
る。
ところで、摺動部材18とハウジング11の間に空気が介
在し真空中に徐々に洩れ出すと、チャンバ内の真空度が
低下するので、この空気を完全に封じ込めるかあるいは
真空チャンバ内を真空ポンプにより真空にする際にすみ
やかに排出される手段を講じる必要がある。この場合、
摺動部材18に多孔質体を用いると、多孔質体内部の互い
に連続した気孔を通して排出がすみやかに行なわれる。
特にカーボン等の多孔質体、例えば多孔質グラファイト
を用いると、この空気排出作用と固体潤滑作用とを合わ
せ持つことができる。
摺動部材18と軸１との隙間G2は、隔壁13a,13b,13cと
軸１との隙間G1とほぼ等しくなっている。19は摺動部材
18の固定用部材で、ハウジング11にねじ止め等により固
定し摺動部材18の抜けを防止する。ただし、摺動部材18
が確実に固定されていれば、固定用部材19はなくてもよ
い。
このように構成される気体シールＡは、静圧気体軸受
Ｂの軸受ハウジング２の両側にボルト等で固定されてお
り、その合せ面11aから気体が洩れないようにシール剤
の塗布、Ｏリングの介在等適当な処理を施してある。な
お、軸受ハウジング２とハウジング11を同一部材からな
る一体構造としてもよい。
以上の構成において、外部の気体供給源から吸気孔４
に加圧気体が供給されると、この加圧気体は、円筒状の
多孔質体からなる軸受部材３を通って軸１と軸受部材３
との間の微小隙間に噴出して軸１を支持した後、気体排
出部12に流出する。これにより、軸１は軸受Ｂに支持さ
れ円滑に回転あるいは軸方向へ移動することができる。
気体排出部12内へ流出した気体は、排気口15から管路21
を通ってチャンバの外部に排出される。
一方、気体排出部12へ流出した気体は、ハウジング11
と軸１との間を通って真空チャンバ内の真空中へも流出
しようとするが、隔壁13aと軸１との間の隙間G1が微小
であるので管路抵抗が大きく、みぞ14aに流入する流量
は極くわずかである。また、チャンバ外の吸引ポンプ24
により管路22と吸引口16を通してみぞ14a内の気体を吸
引排気してこの部分の圧力を減少させている。またさら
に、隔壁13bによる管路抵抗と、チャンバ外の吸引ポン
プ25により管路23と吸引口17を通してみぞ14b内の気体
を吸引排気して行なうみぞ14b内の減圧と、隔壁13cによ
る管路抵抗とによりチャンバへ流出する流量は非常にわ
ずかとなる。ここで、軸１と軸受Ｂが相対的にわずかに
傾いたとしても端部の摺動部材18が軸１と接触して摺動
するため軸１の損傷は防止される。
［実施例の変形例］ なお、上述実施例においては、摺動部材18と軸１との
隙間が微小であるので、隔壁13cを省略しても良い。た
だし、この場合は摺動部材18を多孔質体とした時には側
面に接着剤の塗布等の気体の洩れを防止する処理を施
す。
また、ハウジング11あるいは隔壁13を摺動性部材を用
いて構成しても良い。
また、摺動部材は全周にわたって取り付けなくとも良
く、軸が傾いた時に隔壁と軸が接触しないように他のや
り方で取り付けても良い。
なお、本発明で用いられる気体シール装置は、上述実
施例のような気体軸受への適用に限らず、真空中で使用
される機器の可動部分からの気体の流出を非接触でシー
ルする必要のある部分に適用できるものである。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、可動部に対し微
小隙間を介して対向するようにハウジングの最外部に摺
動部材を取り付けることにより、可動部が相対的に傾い
ても該可動部や隔壁の損傷を防止することができ、例え
ば気体軸受に適用した場合には、その高精度を長時間維
持することができる。
また、摺動部材として多孔質体を用いると、ハウジン
グと摺動部材との取付面から空気を排出する特別な手段
が必要でなくなる。
さらに、多孔質グラファイト等のカーボン系多孔質体
を摺動部材として用いると、ハウジングと摺動部材との
取付面からの気体排出作用および接触時の損傷を防止す
る固体潤滑作用を合わせ持つために、シール装置の性能
を向上させる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例に係る気体軸受装置の構造
を示す縦断面図、 第２図は、従来例の気体軸受装置を示す部分断面図であ
る。 1:軸、G1,G2:微小隙間、 11:ハウジング、13a〜13c:隔壁、 14a,14b:みぞ、18:摺動部材、 24,25:吸引ポンプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−71410（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−14353（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−10114（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−85651（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−56822（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】可動部と、該可動部に対し微小隙間を介し
    て対向し該微小隙間に気体を供給する気体供給部と、該
    気体供給部の外側に設けた複数の隔壁および該隔壁間に
    気体吸引排出用のみぞが形成されたハウジングとを有す
    る気体軸受装置において、上記可動部に対し微小隙間を
    介して対向するように上記ハウジングの最外部に設けた
    摺動部材を具備することを特徴とする気体軸受装置。
  2. 【請求項２】前記摺動部材が多孔質体である特許請求の
    範囲第１項記載の気体軸受装置。
  3. 【請求項３】前記摺動部材がカーボン系多孔質体である
    特許請求の範囲第１項記載の気体軸受装置。
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