JP6337608B2 - SEAL STRUCTURE, ROTARY DRIVE DEVICE, CONVEYING DEVICE, MACHINE TOOL, AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING DEVICE - Google Patents

SEAL STRUCTURE, ROTARY DRIVE DEVICE, CONVEYING DEVICE, MACHINE TOOL, AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING DEVICE Download PDF

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本発明は、圧力の異なる２つの空間を隔てるシール構造、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。   The present invention relates to a seal structure, a rotary drive device, a transfer device, a machine tool, and a semiconductor manufacturing device that separate two spaces having different pressures.

搬送装置、半導体製造装置または工作機械等の製造装置には、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、回転ステージを回転させたり、半導体基板、工作物または工具を回転させたりするシール構造が用いられる。このようなシール構造として、例えば、特許文献１には、位置決め装置（図２参照）が記載されている。   In a manufacturing apparatus such as a transfer apparatus, a semiconductor manufacturing apparatus, or a machine tool, a rotary stage is rotated and a semiconductor substrate, a workpiece, or a tool is rotated while isolating a process chamber such as a vacuum chamber from an external environment. A seal structure is used. As such a seal structure, for example, Patent Document 1 describes a positioning device (see FIG. 2).

特開２００７−９９３９号公報JP 2007-9939 A

特許文献１に記載された技術は、シール溝内に接触式シールであるＯリングが収容されていることで、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、回転軸を回転させるものである。しかし、特許文献１における接触式シールは、密封性を高めるものの、回転軸との接触部分で摩擦を生じるので、摩耗を生じる可能性がある。さらに、摩擦熱により接触式シールの温度が上昇すると、接触式シールが熱膨張し接触式シールの回転軸に対する接触圧が大きくなるので、接触式シールの摩耗が進みやすくなる。このため、接触式シールの寿命が短くなり、部品交換の頻度が高くなる可能性があった。   In the technique described in Patent Document 1, an O-ring that is a contact-type seal is accommodated in a seal groove, so that a rotating shaft is rotated while isolating a process chamber such as a vacuum chamber from an external environment. It is. However, although the contact-type seal in Patent Document 1 enhances the sealing performance, friction occurs at the contact portion with the rotating shaft, which may cause wear. Furthermore, when the temperature of the contact seal rises due to frictional heat, the contact seal expands thermally, and the contact pressure against the rotating shaft of the contact seal increases, so that the wear of the contact seal easily proceeds. For this reason, the life of the contact-type seal may be shortened, and the frequency of parts replacement may be increased.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接触式シールの交換頻度を低減することができるシール構造、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。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a seal structure, a rotation drive device, a transport device, a machine tool, and a semiconductor manufacturing device that can reduce the replacement frequency of contact seals. To do.

上記目的を達成するため、本発明に係るシール構造は、圧力の異なる２つの空間を隔てるシール構造であって、前記圧力の異なる２つの空間のうち高圧側の空間に配置される筒状のハウジングと、前記ハウジングに挿入されるシャフトと、前記ハウジングに備えられ、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、前記シャフトの一端部に固定されて前記シャフトとともに回転し、かつ側面が所定の大きさの隙間である第１隙間を有して前記ハウジングの内壁と対向するシール固定部材と、前記シール固定部材に固定されて前記シール固定部材とともに回転し、前記ハウジングに接して、前記第１隙間を密封する環状の第１シール部材と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a seal structure according to the present invention is a seal structure that separates two spaces having different pressures, and is a cylindrical housing that is disposed in a space on the high-pressure side of the two spaces having different pressures. A shaft inserted into the housing, a bearing provided in the housing and rotatably supporting the shaft, fixed to one end of the shaft and rotated together with the shaft, and a side surface having a predetermined size A seal fixing member facing the inner wall of the housing with a first gap, and rotating with the seal fixing member, contacting the housing, An annular first seal member for sealing.

これにより、シャフトが回転すると、第１シール部材とハウジングとの間で摩擦が生じる。密封部材である第１シール部材の熱伝導率は、他の部材と比較して小さい。したがって、第１シール部材およびハウジングの間で生じた摩擦熱の大部分は、ハウジング側に伝わり、シャフトの温度上昇は抑制される。そして、ハウジングの熱は、異なる２つの空間のうち高圧側の空間に伝熱する。高圧側の空間では、低圧側の空間と比較して空気の対流が大きいため、高圧側の空間の空気とハウジングの外表面との間で熱伝達が生じやすい。これにより、第１シール部材との摩擦によってハウジングに生じた熱の放熱が促進される。このため、第１シール部材の温度上昇が抑制されるので、第１シール部材の熱膨張が抑制される。したがって、第１シール部材のハウジングに対する接触圧の増加が抑制されることで、第１シール部材の摩耗の進行が抑制される。よって、本発明に係るシール構造は、接触式シールである第１シール部材の交換頻度を低減することができる。   Accordingly, when the shaft rotates, friction is generated between the first seal member and the housing. The first seal member, which is a sealing member, has a lower thermal conductivity than other members. Therefore, most of the frictional heat generated between the first seal member and the housing is transmitted to the housing side, and the temperature rise of the shaft is suppressed. The heat of the housing is transferred to the space on the high-pressure side among the two different spaces. In the high-pressure side space, air convection is larger than in the low-pressure side space, so heat transfer is likely to occur between the air in the high-pressure side space and the outer surface of the housing. Thereby, heat dissipation of heat generated in the housing due to friction with the first seal member is promoted. For this reason, since the temperature rise of a 1st seal member is suppressed, the thermal expansion of a 1st seal member is suppressed. Therefore, the progress of the wear of the first seal member is suppressed by suppressing the increase in the contact pressure of the first seal member with respect to the housing. Therefore, the seal structure according to the present invention can reduce the replacement frequency of the first seal member, which is a contact seal.

本発明の望ましい態様として、前記シール固定部材の前記シャフトと固定される一端部とは異なる他端部に固定されて前記シール固定部材とともに回転するシール押え部材を備え、前記第１シール部材は、前記シャフトの径方向内側に向かって突出し前記シール固定部材および前記シール押え部材に挟まれて固定されるシールフランジ部を備えることが好ましい。   As a desirable aspect of the present invention, the seal fixing member includes a seal pressing member that is fixed to the other end portion different from the one end portion fixed to the shaft and rotates together with the seal fixing member, and the first seal member includes: It is preferable to include a seal flange portion that protrudes radially inward of the shaft and is fixed by being sandwiched between the seal fixing member and the seal pressing member.

これにより、第１シール部材のシール固定部材に対する相対的な回転が抑制される。すなわち、第１シール部材は、シール固定部材とともに回転しやすくなる。このため、シール構造は、第１シール部材がハウジングとの摩擦により滑る可能性を低減できる。よって、シール構造は、第１シール部材とシール固定部材との間に摩擦が生じる可能性を抑制することができる。   Thereby, relative rotation with respect to the seal fixing member of the first seal member is suppressed. That is, the first seal member is easily rotated together with the seal fixing member. For this reason, the seal structure can reduce the possibility that the first seal member slides due to friction with the housing. Therefore, the seal structure can suppress the possibility of friction between the first seal member and the seal fixing member.

本発明の望ましい態様として、前記第１シール部材は、前記シール固定部材に接する固定部と、前記ハウジングに接するリップ部と、前記固定部と前記リップ部とを連結する環状連結部と、を備えることが好ましい。   As a preferred aspect of the present invention, the first seal member includes a fixing portion that contacts the seal fixing member, a lip portion that contacts the housing, and an annular connection portion that connects the fixing portion and the lip portion. It is preferable.

これにより、リップ部の弾性変形による弾性力により、第１シール部材はハウジングに押し付けられる。このため、シール構造は、ハウジングに対する第１シール部材の押圧力を高め、第１隙間の密封性を向上させることができる。そして、第１シール部材は、Ｏリング等である場合に比較して、ハウジングとシャフトとの間のヒートブリッジとなる部分が小さいため、ハウジングとの間で生じる摩擦熱をシャフト側へ熱伝導しにくくしている。これにより、シール構造は、摩擦熱の外部空間側への放熱をより促進することができる。このため、シール構造は、第１シール部材の摩耗を抑制することができる。   Accordingly, the first seal member is pressed against the housing by the elastic force generated by the elastic deformation of the lip portion. For this reason, the seal structure can increase the pressing force of the first seal member against the housing and improve the sealing performance of the first gap. Since the first seal member is smaller in the portion serving as a heat bridge between the housing and the shaft than in the case of an O-ring or the like, the first seal member conducts frictional heat generated between the housing and the shaft to the shaft side. It is difficult. Thereby, the seal structure can further promote the radiation of frictional heat to the external space side. For this reason, the seal structure can suppress wear of the first seal member.

本発明の望ましい態様として、前記リップ部と、前記環状連結部と、前記固定部とで囲まれる空間に設けられて、前記リップ部を前記ハウジングに押し付ける付勢部材を備えることが好ましい。   As a desirable aspect of the present invention, it is preferable that a biasing member is provided in a space surrounded by the lip portion, the annular coupling portion, and the fixing portion, and presses the lip portion against the housing.

これにより、第１シール部材は、リップ部の弾性変形による弾性力および付勢部材の弾性変形による弾性力により、ハウジングに押し付けられる。このため、シール構造は、ハウジングに対する第１シール部材の押圧力を高め、第１隙間の密封性を向上させることができる。そして、リップ部に摩耗が生じても、付勢部材は、ハウジングに対する第１シール部材の押圧力を維持するように作用する。このため、シール構造は、接触式シールである第１シール部材の交換頻度を低減することができる。   Accordingly, the first seal member is pressed against the housing by the elastic force due to the elastic deformation of the lip portion and the elastic force due to the elastic deformation of the biasing member. For this reason, the seal structure can increase the pressing force of the first seal member against the housing and improve the sealing performance of the first gap. And even if abrasion arises in a lip | rip part, an urging member acts so that the pressing force of the 1st seal member with respect to a housing may be maintained. For this reason, the seal structure can reduce the replacement frequency of the 1st seal member which is a contact-type seal.

本発明の望ましい態様として、前記リップ部と、前記環状連結部と、前記固定部とで囲まれる空間は、前記圧力の異なる２つの空間のうち、高圧側の空間に向かって開口していることが好ましい。   As a desirable mode of the present invention, a space surrounded by the lip portion, the annular connecting portion, and the fixing portion is open toward a high-pressure side space among the two spaces having different pressures. Is preferred.

これにより、リップ部と、環状連結部と、固定部とで囲まれる空間に、圧力の異なる２つの空間のうち高圧側の空間の空気が流入することで、リップ部と、環状連結部と、固定部とで囲まれる空間が膨張する。このため、圧力の異なる２つの空間の圧力差によって、ハウジングに対する第１シール部材の押圧力が高められる。これにより、シール構造は、圧力の異なる２つの空間のうち低圧側を高真空環境としても、高い密封性を維持できる。   Thereby, the air in the space on the high-pressure side of the two spaces having different pressures flows into the space surrounded by the lip portion, the annular coupling portion, and the fixed portion, so that the lip portion, the annular coupling portion, The space surrounded by the fixed part expands. For this reason, the pressing force of the 1st seal member with respect to a housing is raised with the pressure difference of two spaces from which pressure differs. Thereby, the sealing structure can maintain high sealing performance even when the low pressure side of the two spaces having different pressures is used as a high vacuum environment.

本発明の望ましい態様として、前記ハウジングは、筒状の部材である外側部材と、前記外側部材の内側に配置される筒状の部材である内側部材と、前記外側部材と前記内側部材との間の隙間である第２隙間を密封する環状の第２シール部材と、を備え、前記第１シール部材は、前記内側部材の内壁に接することが好ましい。   As a desirable aspect of the present invention, the housing includes an outer member that is a cylindrical member, an inner member that is a cylindrical member disposed inside the outer member, and a space between the outer member and the inner member. And an annular second seal member that seals the second gap, which is a gap between the first seal member and the inner wall of the inner member.

これにより、第１シール部材が回転しても、外側部材には摩耗が生じず、内側部材に摩耗が生じる。これにより、摩耗の生じていない外側部材をそのまま使用し、摩耗が生じた内側部材を外側部材から取り外して交換することで、部品の交換作業が完了する。このため、シール構造は、ハウジングのメンテナンスの労力を軽減することができる。   Thereby, even if the first seal member rotates, the outer member does not wear and the inner member wears. As a result, the outer member in which wear has not occurred is used as it is, and the inner member in which wear has occurred is removed from the outer member and replaced, thereby completing the component replacement operation. For this reason, the sealing structure can reduce the maintenance labor of the housing.

本発明の望ましい態様として、前記ハウジングは、前記第１シール部材よりも前記シャフトの径方向外側の位置に設けられた空間であって冷媒が循環する冷媒導入部を備えることが好ましい。   As a desirable aspect of the present invention, it is preferable that the housing includes a refrigerant introduction portion that is a space provided at a position radially outside the shaft with respect to the first seal member and in which the refrigerant circulates.

これにより、第１シール部材が回転することにより第１シール部材とハウジングとの接触部分で生じる摩擦熱は、ハウジングを伝熱して冷媒に放熱される。そして、シール構造は、冷媒が強制的に対流させられるため、摩擦熱の放熱を促進することができる。このため、第１シール部材の温度上昇が抑制されるので、第１シール部材の摩耗の進行が抑制される。よって、シール構造は、接触式シールである第１シール部材の交換頻度を低減することができる。   As a result, the frictional heat generated at the contact portion between the first seal member and the housing due to the rotation of the first seal member is transferred to the housing and radiated to the refrigerant. And since the refrigerant is forced to convection, the seal structure can promote the release of frictional heat. For this reason, since the temperature rise of the 1st seal member is controlled, progress of wear of the 1st seal member is controlled. Therefore, the seal structure can reduce the replacement frequency of the first seal member that is a contact seal.

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、高い密封性を実現でき、かつ接触式シールの交換頻度を低減することができる。   As a desirable mode of the present invention, it is preferred that it is a rotation drive device provided with the seal structure mentioned above and the electric motor which rotates the shaft. With this structure, the rotary drive device can achieve high sealing performance and can reduce the frequency of replacement of contact-type seals.

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、高い密封性を実現でき、かつ接触式シールの交換頻度を低減することができる。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable that the transfer device includes the above-described seal structure and a movable member that moves the object to be conveyed, and the rotation of the shaft and the movable member are interlocked. With this structure, the transport device can achieve high sealing performance and can reduce the frequency of replacement of the contact-type seal.

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、高い密封性を実現することができ、かつ接触式シールの交換頻度を低減することができる。その結果、工作機械は、工作の品質を高めることができる。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable that it is a machine tool provided with the seal structure mentioned above. With this structure, the machine tool can achieve high sealing performance and can reduce the frequency of replacement of the contact-type seal. As a result, the machine tool can improve the quality of the work.

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、高い密封性を実現することができ、かつ接触式シールの交換頻度を低減することができる。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。   As a desirable aspect of the present invention, a semiconductor manufacturing apparatus having the above-described seal structure is preferable. With this structure, the semiconductor manufacturing apparatus can achieve high sealing performance and can reduce the frequency of replacement of the contact seal. As a result, the semiconductor manufacturing apparatus can improve the quality of the semiconductor that is the product.

本発明によれば、接触式シールの交換頻度を低減することができるシール構造、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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the seal structure which can reduce the replacement frequency of a contact-type seal, a rotational drive apparatus, a conveying apparatus, a machine tool, and a semiconductor manufacturing apparatus can be provided.

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。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor manufacturing apparatus having a seal structure according to the first embodiment. 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。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the seal structure according to the first embodiment. 図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 図４は、実施形態１に係る第１シール部材の周辺部分の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a peripheral portion of the first seal member according to the first embodiment. 図５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。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a seal structure according to the second embodiment. 図６は、図５のＢ−Ｂ断面図である。6 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.

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。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range. Furthermore, the constituent elements disclosed in the following embodiments can be appropriately combined.

（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、回転部材３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に係る第１シール部材の周辺部分の拡大図である。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内部空間Ｖの密閉を保ちながら回転を伝達する機械要素である。内部空間Ｖと隔てられた外部空間Ｅは、内部空間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。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor manufacturing apparatus having a seal structure according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the seal structure according to the first embodiment. 1 and 2 show a cross section of the seal structure 1 taken along a plane including the rotation center axis Zr of the rotation member 3 and parallel to the rotation center axis Zr. In the first embodiment, the axial direction is a direction parallel to the rotation center axis Zr, and the radial direction is a direction orthogonal to the rotation center axis Zr. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 4 is an enlarged view of a peripheral portion of the first seal member according to the first embodiment. The seal structure 1 is a mechanical element that transmits rotation while keeping the internal space V sealed in a special environment such as a vacuum environment, a reduced pressure environment, or a process gas filling environment. The external space E separated from the internal space V is a space having a high pressure relative to the internal space V or an air atmosphere space. The seal structure 1 is applied to a manufacturing apparatus such as semiconductor manufacturing or machine tool manufacturing, a transport apparatus, and a rotary drive apparatus. Here, as an example, a case where the seal structure 1 is applied to a rotary drive device (spindle unit) having a spindle as a rotation shaft in a manufacturing apparatus for semiconductor manufacturing will be described. It is not limited.

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３３を回転させる。半導体製造装置１００は、筐体１０の内部空間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、内部空間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３３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を内部空間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、内部空間Ｖに可動部材３３を残したまま、電動機８を外部空間Ｅに設置する。そして、シール構造１は、内部空間Ｖと外部空間Ｅを隔てて密封性を高めながら、外部空間Ｅに設置された電動機８の動力を内部空間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、内部空間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）３３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。   As shown in FIG. 1, for example, a semiconductor manufacturing apparatus 100 used for semiconductor manufacturing includes a seal structure 1, a housing 10, an electric motor 8, and a control device 91 that controls the electric motor 8. The seal structure 1 and the electric motor 8 transmit the rotation of the electric motor 8 as the rotation driving device 6 to rotate the movable member 33 as a transfer table. The semiconductor manufacturing apparatus 100 moves an object to be transported (for example, a semiconductor substrate, a workpiece, or a tool) in the internal space V after making the internal space V of the housing 10 into a vacuum environment, a reduced pressure environment, and a process gas filling environment. It is mounted on the member 33 and moved. When the object to be transported is moved, if the electric motor 8 is installed in the internal space V, foreign matter may be generated by the operation of the electric motor 8. Therefore, the semiconductor manufacturing apparatus 100 installs the electric motor 8 in the external space E while leaving the movable member 33 in the internal space V. The seal structure 1 transmits the power of the electric motor 8 installed in the external space E to the internal space V while improving the sealing performance by separating the internal space V and the external space E. The electric motor 8 is, for example, a direct drive motor, a drive device using a belt drive, a linear motor, a servo motor, or the like. The control device 91 includes an input circuit, a central processing unit (CPU) that is a central processing unit, a memory that is a storage device, and an output circuit. In accordance with a program stored in the memory, the electric motor 8 is controlled, and an object to be transported (for example, a semiconductor substrate, a workpiece or a tool) in the internal space V is mounted on the transport table (movable member) 33 and moved. The manufacturing apparatus 100 can manufacture a desired product.

シール構造１は、ハウジング２と、回転部材３と、軸受４とを含む。ハウジング２は、軸受４を収容する部材である。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おり、ハウジング本体としての筒状の部材である外側部材２１と、外側部材２１の内側に配置される筒状の部材である内側部材２２と、を備える。外側部材２１は、胴部２１１と、胴部２１１の一端部に設けられたフランジ部２１２と、を有する。実施形態１において、胴部２１１は筒形状（例えば円筒）の部材であり、軸方向に貫通する貫通孔２１ｂ、２１ｃを有している。貫通孔２１ｃは、貫通孔２１ｂよりも内部空間Ｖ側に位置している。貫通孔２１ｃの内周は、貫通孔２１ｂの内周よりも大きい。内側部材２２は、胴部２２１と、胴部２２１の一端部に設けられたフランジ部２２２とを有する。胴部２２１は筒形状（例えば円筒）の部材であり、軸方向に貫通する貫通孔２２ｂを有している。胴部２２１の側面２２ｃは、外側部材２１の貫通孔２１ｃの内壁に対向している。   The seal structure 1 includes a housing 2, a rotating member 3, and a bearing 4. The housing 2 is a member that accommodates the bearing 4. In the first embodiment, the housing 2 is formed of a metal such as an aluminum alloy, iron, or stainless steel, for example, and is disposed inside the outer member 21 that is a cylindrical member as the housing body, and the outer member 21. An inner member 22 that is a cylindrical member. The outer member 21 includes a body portion 211 and a flange portion 212 provided at one end portion of the body portion 211. In the first embodiment, the body 211 is a cylindrical member (for example, a cylinder) and has through holes 21b and 21c penetrating in the axial direction. The through hole 21c is located closer to the internal space V than the through hole 21b. The inner circumference of the through hole 21c is larger than the inner circumference of the through hole 21b. The inner member 22 includes a body portion 221 and a flange portion 222 provided at one end portion of the body portion 221. The body portion 221 is a cylindrical member (for example, a cylinder) and has a through hole 22b penetrating in the axial direction. A side surface 22 c of the body portion 221 faces the inner wall of the through hole 21 c of the outer member 21.

フランジ部２１２は、板状の鍔部材である。実施形態１において、フランジ部２１２の形状は、平面視が円形であるが、これらの形状は円形に限定されない。外側部材２１は、フランジ部２１２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、フランジ部２１２と筐体１０の壁面とをボルト（不図示）で締結することで筐体１０に固定されている。これにより、外側部材２１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。このため、外側部材２１の外壁は外部空間Ｅに曝されている。フランジ部２１２は、平面視で筐体１０と重なり合う部分に環状溝があり、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、フランジ部２１２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。   The flange portion 212 is a plate-shaped saddle member. In the first embodiment, the shape of the flange portion 212 is circular in plan view, but these shapes are not limited to circular. The outer member 21 is arranged so that the flange portion 212 covers the opening 10e of the housing 10 from the outside of the housing 10, and the flange portion 212 and the wall surface of the housing 10 are fastened with bolts (not shown). It is fixed to the body 10. Thereby, the outer member 21 can block the opening 10 e of the housing 10 from the outside of the housing 10. For this reason, the outer wall of the outer member 21 is exposed to the outer space E. The flange portion 212 has an annular groove in a portion overlapping the housing 10 in a plan view, and the O-ring 11 is fitted in the annular groove. The O-ring 11 seals the gap between the flange portion 212 and the housing 10 and improves the sealing performance of the seal structure 1.

フランジ部２２２は、板状の鍔部材である。実施形態１において、フランジ部２２２の形状は、平面視が円形であるが、これらの形状は円形に限定されない。フランジ部２２２は、フランジ部２１２に対して平面視で重なり合っている。内側部材２２は、フランジ部２２２を貫通するボルト２７でフランジ部２１２に固定されている。フランジ部２１２には、平面視でフランジ部２２２と重なり合う部分に環状溝があり、この環状溝にＯリング（第２シール部材）１２がはめ込まれている。Ｏリング（第２シール部材）１２は、フランジ部２１２とフランジ部２２２との間の隙間である第２隙間１６を密封し、シール構造１の密封性を向上させている。   The flange portion 222 is a plate-shaped saddle member. In the first embodiment, the shape of the flange portion 222 is circular in plan view, but these shapes are not limited to circular. The flange portion 222 overlaps the flange portion 212 in plan view. The inner member 22 is fixed to the flange portion 212 with a bolt 27 penetrating the flange portion 222. The flange portion 212 has an annular groove in a portion overlapping the flange portion 222 in plan view, and the O-ring (second seal member) 12 is fitted into the annular groove. The O-ring (second seal member) 12 seals the second gap 16, which is a gap between the flange portion 212 and the flange portion 222, and improves the sealing performance of the seal structure 1.

回転部材３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おり、シャフト３１と、シール固定部材３２と、可動部材３３とを備えている。シャフト３１の一端部は、外側部材２１の胴部２１１に挿入されている。シャフト３１の他端部は、カップリング８２を介して、電動機８の出力シャフト８１に接続されている。可動部材３３は、シール固定部材３２を介して、シャフト３１の一端部に固定されている。   The rotating member 3 is formed of a metal such as an aluminum alloy, iron, or stainless steel, for example, and includes a shaft 31, a seal fixing member 32, and a movable member 33. One end of the shaft 31 is inserted into the body 211 of the outer member 21. The other end of the shaft 31 is connected to the output shaft 81 of the electric motor 8 through a coupling 82. The movable member 33 is fixed to one end portion of the shaft 31 via the seal fixing member 32.

可動部材３３およびシール固定部材３２は、シャフト３１とともに回転する。可動部材３３は、シール固定部材３２の一端部に接する円柱状の胴部３３１と、胴部３３１のシール固定部材３２側とは反対側の一端部に設けられる載置部３３２とを有する。実施形態１において、載置部３３２は、胴部３３１と一体に形成される板状の部材であって、平面視が円形である。載置部３３２の外径は、胴部３３１の外径よりも大きく、例えばフランジ部２２２の外径と同程度となっている。載置部３３２の胴部３３１側とは反対側の面に被搬送物が載置される。なお、胴部３３１および載置部３３２は、別部材であってもよい。   The movable member 33 and the seal fixing member 32 rotate together with the shaft 31. The movable member 33 includes a cylindrical body portion 331 that is in contact with one end portion of the seal fixing member 32 and a mounting portion 332 that is provided at one end portion of the body portion 331 opposite to the seal fixing member 32 side. In the first embodiment, the placement portion 332 is a plate-like member formed integrally with the body portion 331 and has a circular shape in plan view. The outer diameter of the mounting portion 332 is larger than the outer diameter of the body portion 331, for example, is approximately the same as the outer diameter of the flange portion 222. The object to be transported is placed on the surface of the placement portion 332 opposite to the body portion 331 side. In addition, the trunk | drum 331 and the mounting part 332 may be another members.

なお、上述した本実施形態において、可動部材３３は電動機８によって回転運動させられていたが、可動部材３３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３３の動作がストロークを限定された直線運動であってもよい。   In the above-described embodiment, the movable member 33 is rotationally moved by the electric motor 8, but the operation of the movable member 33 is not necessarily rotational. For example, the electric motor 8 may be a linear motor, and the operation of the movable member 33 may be a linear motion with a limited stroke.

軸受４は、実施形態１では、外側部材２１の内部に設置されてシャフト３１を回転可能に支持する。軸受４は、軸受４１および軸受４２を含み、２重の筒状である軸受スペーサ４３を介して、回転中心軸Ｚｒに沿って距離を離して配置されている。これにより、軸受４は、軸受４１および軸受４２の複数箇所でシャフト３１を支持することで、シャフト３１の振れ回りを抑制することができる。実施形態１において、シャフト３１は、２個の軸受４１、４２によってハウジング２に支持されるが、軸受の数は２個に限定されない。   In the first embodiment, the bearing 4 is installed inside the outer member 21 and rotatably supports the shaft 31. The bearing 4 includes a bearing 41 and a bearing 42, and is disposed at a distance along the rotation center axis Zr via a double cylindrical bearing spacer 43. Thereby, the bearing 4 can suppress the whirling of the shaft 31 by supporting the shaft 31 at a plurality of locations of the bearing 41 and the bearing 42. In the first embodiment, the shaft 31 is supported by the housing 2 by the two bearings 41 and 42, but the number of bearings is not limited to two.

図２に示すように、軸受４１、４２は、外輪４１ａ、４２ａと、転動体４１ｂ、４２ｂと、内輪４１ｃ、４２ｃと、を含む。内輪４１ｃ、４２ｃは、外輪４１ａ、４２ａの径方向内側に配置される。このように、実施形態１において、軸受４１、４２は、いずれも転がり軸受である。転動体４１ｂ、４２ｂは、外輪４１ａ、４２ａと内輪４１ｃ、４２ｃとの間に配置される。外輪４１ａ、４２ａは、外側部材２１の胴部２１１が有する貫通孔２１ｂの内壁に接している。内輪４１ｃ、４２ｃは、シャフト３１の側面３１ｂに接している。   As shown in FIG. 2, the bearings 41 and 42 include outer rings 41a and 42a, rolling elements 41b and 42b, and inner rings 41c and 42c. The inner rings 41c and 42c are disposed on the radially inner side of the outer rings 41a and 42a. Thus, in Embodiment 1, the bearings 41 and 42 are both rolling bearings. The rolling elements 41b and 42b are disposed between the outer rings 41a and 42a and the inner rings 41c and 42c. The outer rings 41 a and 42 a are in contact with the inner wall of the through hole 21 b included in the body portion 211 of the outer member 21. The inner rings 41 c and 42 c are in contact with the side surface 31 b of the shaft 31.

図２に示すように、外輪４１ａは、胴部２１１が有する貫通孔２１ｂの内壁から径方向内側へ突出した位置決め部２１ａに軸方向の一端が接している。外輪４２ａは、胴部２２１が有する貫通孔２２ｂの内壁が彫り込まれた段差部２２ａに軸方向の一端が接している。このため、位置決め部２１ａと段差部２２ａとは、軸受４１、軸受スペーサ４３および軸受４２を軸方向に挟み込み固定する。このような構造により、軸受４１、４２は、ハウジング２に取り付けられる。実施形態１において、両方の軸受４１、４２は、いずれも玉軸受であるが、転がり軸受としての軸受４１、４２の種類は玉軸受に限定されない。また、実施形態１において、軸受４１、４２は、いずれも転がり軸受であるが、滑り軸受であってもよい。   As shown in FIG. 2, the outer ring 41 a has one end in the axial direction in contact with the positioning portion 21 a that protrudes radially inward from the inner wall of the through hole 21 b of the body portion 211. One end in the axial direction of the outer ring 42a is in contact with the stepped portion 22a in which the inner wall of the through hole 22b of the body portion 221 is carved. For this reason, the positioning part 21a and the step part 22a sandwich and fix the bearing 41, the bearing spacer 43, and the bearing 42 in the axial direction. With such a structure, the bearings 41 and 42 are attached to the housing 2. In the first embodiment, both the bearings 41 and 42 are ball bearings, but the types of the bearings 41 and 42 as rolling bearings are not limited to ball bearings. In the first embodiment, the bearings 41 and 42 are both rolling bearings, but may be sliding bearings.

シール固定部材３２は、シャフト３１と同軸であり、円柱状の小径部３２１と、小径部３２１と一体に形成され、小径部３２１の外周よりも大きな外周を有する大径部３２２とを有する。小径部３２１と大径部３２２との境界部分には、段差部３２ａが形成されている。小径部３２１は、例えば、軸受４の径方向内側の位置でシャフト３１の一端部と接している。小径部３２１の外周は、例えば、シャフト３１の外周すなわち内輪４２ｃの内周に等しい。大径部３２２は、軸方向で軸受４２よりも可動部材３３側に位置しており、可動部材３３の胴部３３１に接している。大径部３２２の外周は、シャフト３１の外周すなわち内輪４２ｃの内周よりも大きい。大径部３２２の側面３２ｐは、内側部材２２が有する貫通孔２２ｂの内壁と所定の大きさの隙間を有して対向する。また、大径部３２２は、可動部材３３に接する一端部に、回転中心軸Ｚｒを中心とした環状の切り欠きであるシール固定凹部３２ｂを有する。   The seal fixing member 32 is coaxial with the shaft 31 and includes a columnar small-diameter portion 321 and a large-diameter portion 322 that is formed integrally with the small-diameter portion 321 and has an outer periphery larger than the outer periphery of the small-diameter portion 321. A step portion 32 a is formed at the boundary portion between the small diameter portion 321 and the large diameter portion 322. The small-diameter portion 321 is in contact with one end portion of the shaft 31 at, for example, a radially inner position of the bearing 4. The outer periphery of the small diameter part 321 is equal to the outer periphery of the shaft 31, that is, the inner periphery of the inner ring 42c, for example. The large diameter portion 322 is positioned closer to the movable member 33 than the bearing 42 in the axial direction, and is in contact with the body portion 331 of the movable member 33. The outer periphery of the large diameter portion 322 is larger than the outer periphery of the shaft 31, that is, the inner periphery of the inner ring 42c. The side surface 32p of the large diameter part 322 is opposed to the inner wall of the through hole 22b of the inner member 22 with a gap of a predetermined size. The large-diameter portion 322 has a seal fixing concave portion 32 b that is an annular notch with the rotation center axis Zr as the center at one end portion in contact with the movable member 33.

図２に示すように、シール固定部材３２は、軸方向に貫通する貫通孔３２ｈ１および貫通孔３２ｈ２を備えている。貫通孔３２ｈ１は、シール固定部材３２の回転中心軸Ｚｒと同軸に開けられている。貫通孔３２ｈ２は、シール固定部材３２の回転中心軸Ｚｒを中心として点対称の位置に複数開けられている。ここで、上述した搬送テーブルとしての可動部材３３は、軸方向に貫通する貫通孔３３ｈを備えている。貫通孔３３ｈは、可動部材３３の回転中心軸Ｚｒを中心として点対称の位置に複数開けられている。一方、シャフト３１の一端３１ｃの端面には、ねじ穴３１ｈ１およびねじ穴３１ｈ２が開けられている。ねじ穴３１ｈ１は、シャフト３１の回転中心軸Ｚｒと同軸に開けられている。ねじ穴３１ｈ２は、シャフト３１の回転中心軸Ｚｒを中心として点対称の位置に複数開けられている。   As shown in FIG. 2, the seal fixing member 32 includes a through hole 32h1 and a through hole 32h2 penetrating in the axial direction. The through hole 32h1 is opened coaxially with the rotation center axis Zr of the seal fixing member 32. A plurality of through holes 32h2 are opened at point-symmetrical positions around the rotation center axis Zr of the seal fixing member 32. Here, the movable member 33 as the transfer table described above includes a through hole 33h penetrating in the axial direction. A plurality of through-holes 33h are opened at point-symmetric positions about the rotation center axis Zr of the movable member 33. On the other hand, a screw hole 31h1 and a screw hole 31h2 are formed in the end face of the one end 31c of the shaft 31. The screw hole 31h1 is opened coaxially with the rotation center axis Zr of the shaft 31. A plurality of screw holes 31h2 are formed at point-symmetric positions about the rotation center axis Zr of the shaft 31.

ボルト３４は、貫通孔３２ｈ１を貫通し、ねじ穴３１ｈ１と締結して、シール固定部材３２とシャフト３１とを固定する。そして、ボルト３４でシール固定部材３２とシャフト３１とが固定された状態で、複数のボルト３５は、貫通孔３３ｈおよび貫通孔３２ｈ２を貫通し、ねじ穴３１ｈ２と締結して、可動部材３３とシール固定部材３２とシャフト３１とを固定する。可動部材３３と内側部材２２との間には、図２、４で示すように内部空間Ｖに繋がる所定の隙間が設けられている。また、ボルト３５には、環状のシールワッシャ３６が嵌められている。シールワッシャ３６は、ボルト３５と貫通孔３３ｈの内壁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。なお、貫通孔３２ｈ２の内部を雌ねじとして、ボルト３５が貫通孔３２ｈ２にも締結してもよい。   The bolt 34 passes through the through hole 32h1 and is fastened to the screw hole 31h1 to fix the seal fixing member 32 and the shaft 31. Then, in a state where the seal fixing member 32 and the shaft 31 are fixed by the bolts 34, the plurality of bolts 35 pass through the through holes 33h and the through holes 32h2, and are fastened to the screw holes 31h2. The fixing member 32 and the shaft 31 are fixed. A predetermined gap connected to the internal space V is provided between the movable member 33 and the inner member 22 as shown in FIGS. An annular seal washer 36 is fitted to the bolt 35. The seal washer 36 seals the gap between the bolt 35 and the inner wall of the through hole 33h, and improves the sealing performance of the seal structure 1. The inside of the through hole 32h2 may be a female screw, and the bolt 35 may be fastened to the through hole 32h2.

図２に示すように、内輪４１ｃは、シャフト３１の側面３１から径方向外側へ突出する位置決め部３１ａに軸方向の一端が接している。内輪４２ｃは、シール固定部材３２の段差部３２ａに軸方向の一端が接している。このため、位置決め部３１ａとシール固定部材３２とは、軸受４１、軸受スペーサ４３および軸受４２を軸方向に挟み込み固定する。このような構造により、軸受４１、４２は、シャフト３１に取り付けられる。なお、ボルト３４がシール固定部材３２とシャフト３１とを固定することで、シール固定部材３２が適正な押圧力を内輪４２ｃの軸方向へ加えることができる。   As shown in FIG. 2, the inner ring 41 c has one axial end in contact with a positioning portion 31 a that protrudes radially outward from the side surface 31 of the shaft 31. One end of the inner ring 42c is in contact with the stepped portion 32a of the seal fixing member 32 in the axial direction. For this reason, the positioning part 31a and the seal fixing member 32 sandwich and fix the bearing 41, the bearing spacer 43, and the bearing 42 in the axial direction. With such a structure, the bearings 41 and 42 are attached to the shaft 31. The bolt 34 fixes the seal fixing member 32 and the shaft 31 so that the seal fixing member 32 can apply an appropriate pressing force in the axial direction of the inner ring 42c.

シール固定部材３２には、第１シール部材５が備えられている。第１シール部材５は、例えば、樹脂またはゴム等の非金属材料で形成されている。第１シール部材５は、図３に示すように回転中心軸Ｚｒを中心とした環状の弾性部材であり、側面３２ｐに接するようにシール固定部材３２に嵌められて固定されている。これにより、第１シール部材５は、シール固定部材３２とともに回転中心軸Ｚｒを中心として回転する。第１シール部材５は、シール固定部材３２の側面３２ｐと内側部材２２が有する貫通孔２２ｂの内壁との間の隙間（第１隙間）１５を密封する。そして、図１に示すように、第１シール部材５は、軸受４よりも、圧力の異なる２つの空間のうち低圧側の内部空間Ｖ寄りに配置されている。この構造により、第１シール部材５が、軸受４に用いられている潤滑剤などを内部空間Ｖ側に飛散させないようにしている。   The seal fixing member 32 is provided with the first seal member 5. The first seal member 5 is made of, for example, a nonmetallic material such as resin or rubber. As shown in FIG. 3, the first seal member 5 is an annular elastic member centered on the rotation center axis Zr, and is fitted and fixed to the seal fixing member 32 so as to contact the side surface 32p. As a result, the first seal member 5 rotates about the rotation center axis Zr together with the seal fixing member 32. The first seal member 5 seals a gap (first gap) 15 between the side surface 32p of the seal fixing member 32 and the inner wall of the through hole 22b of the inner member 22. As shown in FIG. 1, the first seal member 5 is disposed closer to the internal space V on the low pressure side of the two spaces having different pressures than the bearing 4. With this structure, the first seal member 5 prevents the lubricant or the like used in the bearing 4 from scattering to the internal space V side.

実施形態１において、シール固定部材３２は、第１シール部材５を固定するための部材であるとともに、軸受４に対する内輪押え部材でもある。この構造により、シール構造１は、部品点数を削減することができ、製造コストを抑制できる。なお、第１シール部材５を固定するための部材と内輪押え部材とは、別部材であってもよい。   In the first embodiment, the seal fixing member 32 is a member for fixing the first seal member 5 and is also an inner ring pressing member for the bearing 4. With this structure, the seal structure 1 can reduce the number of parts and suppress the manufacturing cost. The member for fixing the first seal member 5 and the inner ring pressing member may be separate members.

図４に示すように、第１シール部材５は、弾性部材であり、リップ部５１と、固定部５２と、環状連結部５３と、シールフランジ部５４とを備える。リップ部５１は、内側部材２２が有する貫通孔２２ｂの内壁に沿った環状部材であり、貫通孔２２ｂの内壁に接する。固定部５２は、シール固定部材３２の側面３２ｐに沿った環状部材であり、側面３２ｐに接する。環状連結部５３は、リップ部５１と固定部５２とを連結している。この構造により、リップ部５１、固定部５２および環状連結部５３の一体としての断面形状が略Ｕ字形状となっている。これにより、リップ部５１の弾性変形による圧力により、内側部材２２に対する第１シール部材５の押圧力が高められる。このため、第１隙間１５の密封性が向上する。また、リップ部５１と、環状連結部５３と、固定部５２とで囲まれる空間は、圧力の異なる２つの空間のうち、高圧側となる外部空間Ｅに向かって開口している。   As shown in FIG. 4, the first seal member 5 is an elastic member and includes a lip portion 51, a fixing portion 52, an annular connecting portion 53, and a seal flange portion 54. The lip portion 51 is an annular member along the inner wall of the through hole 22b of the inner member 22, and is in contact with the inner wall of the through hole 22b. The fixing portion 52 is an annular member along the side surface 32p of the seal fixing member 32 and contacts the side surface 32p. The annular connecting part 53 connects the lip part 51 and the fixing part 52. With this structure, the cross-sectional shape of the lip portion 51, the fixed portion 52, and the annular connecting portion 53 as a unit is substantially U-shaped. Thereby, the pressing force of the first seal member 5 against the inner member 22 is increased by the pressure due to the elastic deformation of the lip portion 51. For this reason, the sealing performance of the first gap 15 is improved. Further, the space surrounded by the lip portion 51, the annular connecting portion 53, and the fixed portion 52 opens toward the external space E on the high-pressure side among the two spaces having different pressures.

シールフランジ部５４は、固定部５２から径方向内側に向かって突出する部材である。シールフランジ部５４は、例えば、環状で板状の部材であり、シール固定部材３２のシール固定凹部３２ｂに挿入されている。ボルト３５によって可動部材３３がシール固定部材３２を介してシャフト３１に固定されると、シール固定部材３２および可動部材３３は、シール固定凹部３２ｂに挿入されたシールフランジ部５４を挟み込み固定する。これにより、第１シール部材５のシール固定部材３２に対する相対的な回転が抑制される。すなわち、第１シール部材５は、シール固定部材３２とともに回転しやすくなる。このため、シール構造１は、第１シール部材５が内側部材２２との摩擦により滑る可能性を低減できる。よって、シール構造１は、第１シール部材５とシール固定部材３２との間に摩擦が生じる可能性を抑制することができる。   The seal flange portion 54 is a member that protrudes radially inward from the fixed portion 52. The seal flange portion 54 is, for example, an annular plate member, and is inserted into the seal fixing recess 32 b of the seal fixing member 32. When the movable member 33 is fixed to the shaft 31 by the bolt 35 via the seal fixing member 32, the seal fixing member 32 and the movable member 33 sandwich and fix the seal flange portion 54 inserted into the seal fixing recess 32b. Thereby, relative rotation with respect to the seal fixing member 32 of the first seal member 5 is suppressed. That is, the first seal member 5 easily rotates together with the seal fixing member 32. For this reason, the seal structure 1 can reduce the possibility that the first seal member 5 slides due to friction with the inner member 22. Therefore, the seal structure 1 can suppress the possibility of friction between the first seal member 5 and the seal fixing member 32.

実施形態１において、可動部材３３は、搬送テーブルであるとともに、シール押え部材でもある。この構造により、シール構造１は、部品点数を削減することができ、製造コストを抑制できる。なお、搬送テーブルとシール押え部材とは、別部材であってもよい。   In the first embodiment, the movable member 33 is a transfer table and a seal pressing member. With this structure, the seal structure 1 can reduce the number of parts and suppress the manufacturing cost. The transport table and the seal pressing member may be separate members.

図４に示すように、リップ部５１と、環状連結部５３と、固定部５２とで囲まれる空間には、付勢部材５６が配置されている。付勢部材５６は、例えばステンレス鋼等であり、平板状の板状部５６ａおよび板状部５６ｂを屈曲部５６ｃで折り曲げた、断面視でＶ字状となる弾性体である。付勢部材５６には、板状部５６ａおよび板状部５６ｂの先端同士が広がるように弾性力が生じている。これにより、付勢部材５６は、リップ部５１をハウジング２の内側部材２２に押し付けることができる。   As shown in FIG. 4, a biasing member 56 is disposed in a space surrounded by the lip portion 51, the annular coupling portion 53, and the fixing portion 52. The urging member 56 is made of, for example, stainless steel or the like, and is an elastic body that has a V-shaped cross-sectional view in which the flat plate-like portion 56a and the plate-like portion 56b are bent at the bent portion 56c. In the urging member 56, an elastic force is generated so that the tips of the plate-like portion 56a and the plate-like portion 56b spread. Thereby, the urging member 56 can press the lip portion 51 against the inner member 22 of the housing 2.

第１シール部材５は、リップ部５１の弾性変形による圧力および付勢部材５６の弾性変形による圧力により、内側部材２２に押し付けられる。このため、シール構造１は、内側部材２２に対する第１シール部材５の押圧力を高めることができる。さらに、リップ部５１と、環状連結部５３と、固定部５２とで囲まれる空間は、圧力の異なる２つの空間のうち、高圧側となる外部空間Ｅに向かって開口しているので、当該空間に外部空間Ｅの空気が流入することで当該空間が膨張する。このため、圧力の異なる２つの空間の圧力差によって、内側部材２２に対する第１シール部材５の押圧力が高められる。これにより、シール構造１は、内部空間Ｖを高真空環境としても、高い密封性を維持できる。   The first seal member 5 is pressed against the inner member 22 by pressure due to elastic deformation of the lip portion 51 and pressure due to elastic deformation of the biasing member 56. For this reason, the seal structure 1 can increase the pressing force of the first seal member 5 against the inner member 22. Furthermore, the space surrounded by the lip portion 51, the annular connecting portion 53, and the fixing portion 52 opens toward the external space E on the high pressure side, out of the two spaces having different pressures. When the air in the external space E flows into the space, the space expands. For this reason, the pressing force of the first seal member 5 against the inner member 22 is increased by the pressure difference between the two spaces having different pressures. Thereby, the seal structure 1 can maintain high sealing performance even when the internal space V is set to a high vacuum environment.

また、図４に示すように、第１シール部材５のリップ部５１においては、先端部５１ａが内側部材２２に接触している。一方、リップ部５１の基部５１ｂは、内側部材２２に接触しておらず、内側部材２２との間に隙間をあけて対向している。これにより、第１シール部材５は、リップ部５１の先端部５１ａにて線状に内側部材２２に接触するので、密封性を向上させることができる。   As shown in FIG. 4, the tip 51 a of the lip 51 of the first seal member 5 is in contact with the inner member 22. On the other hand, the base 51 b of the lip 51 is not in contact with the inner member 22 and faces the inner member 22 with a gap. Thereby, since the 1st seal member 5 contacts the inner member 22 linearly in the front-end | tip part 51a of the lip | rip part 51, it can improve sealing performance.

ところで、特許文献１のような従来技術においては、接触式シールは、ハウジングに固定されてシャフトに接している。このため、シャフトが回転すると、接触式シールとシャフトとの間で摩擦が生じることになる。したがって、摩擦熱によって接触式シールおよびシャフトの温度が上昇する。特に、シャフトの接触式シールと接触する面において、回転中心軸Ｚｒに対して直交する接線方向の速度が０．５ｍ／ｓ以上である場合、接触式シールの温度が上昇しやすい。樹脂またはゴムで形成される接触式シールは、金属で形成される他の部材と比較して熱膨張係数が大きいため、接触式シールが熱膨張すると、接触式シールのシャフトに対する接触圧が大きくなる。これにより、接触式シールの摩耗が進みやすくなる可能性がある。このため、接触式シールの温度上昇は抑制されるのが望ましい。そのために、従来の技術のシール構造は、接触式シールとともに高温となるシャフトの温度上昇を抑える必要がある。しかし、シャフトの一端部は高真空環境であるプロセス室に位置しているため、シャフトに蓄積した熱は、プロセス室側に放熱されない。このため、シャフトに蓄積した熱は、駆動源側に伝熱するが、駆動源側も発熱しているため、駆動源側への放熱量も限定される。   By the way, in the prior art like patent document 1, the contact-type seal is fixed to the housing and is in contact with the shaft. For this reason, when the shaft rotates, friction occurs between the contact seal and the shaft. Thus, frictional heat increases the temperature of the contact seal and shaft. In particular, when the speed of the tangential direction orthogonal to the rotation center axis Zr is 0.5 m / s or more on the surface of the shaft that contacts the contact seal, the temperature of the contact seal tends to increase. Since the contact-type seal made of resin or rubber has a larger coefficient of thermal expansion than other members made of metal, the contact pressure of the contact-type seal against the shaft increases when the contact-type seal expands thermally. . Thereby, wear of the contact-type seal may easily proceed. For this reason, it is desirable to suppress the temperature rise of the contact seal. Therefore, the seal structure of the prior art needs to suppress the temperature rise of the shaft that becomes high temperature together with the contact seal. However, since one end of the shaft is located in the process chamber which is a high vacuum environment, the heat accumulated in the shaft is not radiated to the process chamber side. For this reason, the heat accumulated in the shaft is transferred to the drive source side, but since the drive source side is also generating heat, the amount of heat released to the drive source side is also limited.

これに対して、実施形態１においては、シャフト３１が回転すると、接触式シールである第１シール部材５とハウジング２の内側部材２２との間で摩擦が生じる。第１シール部材５は上述したように樹脂またはゴムで形成されているため、第１シール部材５の熱伝導率は、金属で形成された他の部材と比較して１／１０００から１／１００程度である。したがって、第１シール部材５および内側部材２２の間で生じた摩擦熱の大部分は、内側部材２２側に伝わり、回転部材３の温度上昇は抑制される。可動部材３３と内側部材２２との間には、高真空環境である内部空間Ｖに繋がる隙間が設けられているため、実施形態１における内側部材２２の熱は、可動部材３３側へ伝熱しにくくなっている。一方、ボルト２７によって内側部材２２と外側部材２１とが固定されているため、内側部材２２の熱は、フランジ部２２２から外側部材２１に伝熱する。外部空間Ｅでは、高真空環境である内部空間Ｖと異なり空気の対流があるため、外部空間Ｅの空気と外側部材２１の外表面との間で熱伝達が生じやすい。これにより、第１シール部材５との摩擦によって内側部材２２に生じた熱の放熱が促進される。このため、第１シール部材５の温度上昇が抑制されるので、第１シール部材５の熱膨張が抑制される。したがって、第１シール部材５の内側部材２２に対する接触圧の増加が抑制されることで、第１シール部材５の摩耗の進行が抑制される。よって、シール構造１は、接触式シールである第１シール部材５の交換頻度を低減することができる。   On the other hand, in the first embodiment, when the shaft 31 rotates, friction occurs between the first seal member 5 that is a contact seal and the inner member 22 of the housing 2. Since the first seal member 5 is formed of resin or rubber as described above, the thermal conductivity of the first seal member 5 is 1/1000 to 1/100 compared with other members formed of metal. Degree. Therefore, most of the frictional heat generated between the first seal member 5 and the inner member 22 is transmitted to the inner member 22 side, and the temperature rise of the rotating member 3 is suppressed. Since a gap connected to the internal space V that is a high vacuum environment is provided between the movable member 33 and the inner member 22, the heat of the inner member 22 in the first embodiment is difficult to transfer to the movable member 33 side. It has become. On the other hand, since the inner member 22 and the outer member 21 are fixed by the bolts 27, the heat of the inner member 22 is transferred from the flange portion 222 to the outer member 21. In the external space E, unlike the internal space V which is a high vacuum environment, there is convection of air, so heat transfer is likely to occur between the air in the external space E and the outer surface of the outer member 21. Thereby, heat dissipation of the heat generated in the inner member 22 due to friction with the first seal member 5 is promoted. For this reason, since the temperature rise of the 1st seal member 5 is suppressed, the thermal expansion of the 1st seal member 5 is suppressed. Therefore, the progress of wear of the first seal member 5 is suppressed by suppressing an increase in the contact pressure of the first seal member 5 with respect to the inner member 22. Therefore, the seal structure 1 can reduce the replacement frequency of the first seal member 5 that is a contact seal.

なお、内側部材２２と外側部材２１との間の隙間には、放熱グリースが充填されていることが好ましい。これにより、内側部材２２の熱は、胴部２２１から放熱グリースを介して外側部材２１の胴部２１１に伝熱しやすくなる。内側部材２２と外側部材２１との間の熱伝導に寄与する部分が増加するため、内側部材２２の熱がより効率的に外側部材２１へ伝熱される。このため、第１シール部材５の温度上昇がより抑制されるので、第１シール部材５の摩耗の進行がより抑制される。   In addition, it is preferable that the clearance gap between the inner side member 22 and the outer side member 21 is filled with thermal radiation grease. Thereby, the heat of the inner member 22 is easily transferred from the body portion 221 to the body portion 211 of the outer member 21 via the heat radiation grease. Since the portion that contributes to heat conduction between the inner member 22 and the outer member 21 increases, the heat of the inner member 22 is more efficiently transferred to the outer member 21. For this reason, since the temperature rise of the 1st seal member 5 is suppressed more, progress of wear of the 1st seal member 5 is suppressed more.

上述したように、第１シール部材５は、リップ部５１と、固定部５２と、環状連結部５３と、を備える。これにより、第１シール部材５は、例えばＯリング等である場合に比較して、内側部材２２とシール固定部材３２との間のヒートブリッジとなる部分が小さいため、内側部材２２との間で生じる摩擦熱をシール固定部材３２側へ熱伝導しにくくしている。これにより、シール構造１は、摩擦熱の外部空間Ｅ側への放熱をより促進することができる。このため、シール構造１は、第１シール部材５の摩耗を抑制することができる。   As described above, the first seal member 5 includes the lip portion 51, the fixing portion 52, and the annular coupling portion 53. Thereby, since the part used as the heat bridge between the inner side member 22 and the seal fixing member 32 is small compared with the case where it is the O-ring etc., for example, the 1st sealing member 5 is between the inner side members 22. The generated frictional heat is made difficult to conduct to the seal fixing member 32 side. Thereby, the seal structure 1 can further promote the radiation of the frictional heat to the external space E side. For this reason, the seal structure 1 can suppress wear of the first seal member 5.

なお、第１シール部材５は、例えば、シールフランジ部５４に相当する部分でシール固定部材３３および可動部材３３によって固定されるＯリング等であってもよい。第１シール部材５がＯリングである場合であっても、第１シール部材５とハウジング２の内側部材２２との間で摩擦が生じることに変わりなく、第１シール部材５との摩擦によって内側部材２２に生じた熱は、外側部材２１を介して外部空間Ｅに放熱される。ただし、第１シール部材５は、上述したようにリップ部５１と、固定部５２と、環状連結部５３と、を備える方が摩擦熱をシール固定部材３２側へ熱伝導しにくくできる点で好ましい。   The first seal member 5 may be, for example, an O-ring that is fixed by the seal fixing member 33 and the movable member 33 at a portion corresponding to the seal flange portion 54. Even when the first seal member 5 is an O-ring, friction is generated between the first seal member 5 and the inner member 22 of the housing 2, and the inner side is caused by friction with the first seal member 5. The heat generated in the member 22 is radiated to the external space E through the outer member 21. However, as described above, the first seal member 5 is preferably provided with the lip portion 51, the fixing portion 52, and the annular connecting portion 53 in that it is difficult to conduct the frictional heat to the seal fixing member 32 side. .

また、実施形態１においては、リップ部５１に摩耗が生じても、付勢部材５６が接触圧を維持するように作用する。このため、シール構造１は、接触式シールである第１シール部材５の交換頻度を低減することができる。   In the first embodiment, the urging member 56 acts to maintain the contact pressure even when the lip 51 is worn. For this reason, the seal structure 1 can reduce the replacement frequency of the 1st seal member 5 which is a contact-type seal.

第１シール部材５の材質は、ポリエチレンまたはポリテトラフルオロエチレンであるとより好ましい。ポリエチレンまたはポリテトラフルオロエチレンは、第１シール部材５の材質として、耐摩耗性、耐薬品性に優れ、内側部材２２との潤滑に好適である。   The material of the first seal member 5 is more preferably polyethylene or polytetrafluoroethylene. Polyethylene or polytetrafluoroethylene is excellent in wear resistance and chemical resistance as a material of the first seal member 5, and is suitable for lubrication with the inner member 22.

第１シール部材５が接触するシール固定部材３２および内側部材２２の材質は、高炭素クロム軸受鋼鋼材、マルテンサイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼、Ｓｉを３．４質量％以上含む析出硬化性ステンレスの高珪素合金のいずれか１つが好ましい。この構造により、第１シール部材５の摩耗が抑制され、実施形態１においてシール構造１は、接触式シールである第１シール部材５の交換頻度を低減することができる。   The material of the seal fixing member 32 and the inner member 22 with which the first seal member 5 comes into contact is high carbon chromium bearing steel, martensitic stainless steel, precipitation hardening stainless steel, precipitation hardening containing 3.4 mass% or more of Si. Any one of the high silicon alloys of heat resistant stainless steel is preferable. With this structure, wear of the first seal member 5 is suppressed, and in the first embodiment, the seal structure 1 can reduce the replacement frequency of the first seal member 5 that is a contact seal.

以上説明したように、シール構造１は、圧力の異なる２つの内部空間Ｖと外部空間Ｅとを隔てることができる。シール構造１は、圧力の異なる２つの空間のうち高圧側である外部空間Ｅに配置される筒状のハウジング２と、ハウジング２に挿入されるシャフト３１と、ハウジング２に備えられ、シャフト３１を回転可能に支持する軸受４と、を備える。また、シール構造１は、シャフト３１の一端部に別体として固定されシャフト３１とともに回転し、かつ側面３２ｐが所定の大きさの隙間である第１隙間１５を有してハウジング２が有する内側部材２２の内壁２２ｂと対向するシール固定部材３２と、シール固定部材３２に固定されてシール固定部材３２とともに回転し、ハウジング２が有する内側部材２２の内壁２２ｂに接して、第１隙間１５を密封する環状の第１シール部材５とを備える。   As described above, the seal structure 1 can separate the two internal spaces V and the external space E having different pressures. The seal structure 1 is provided in the cylindrical housing 2 disposed in the external space E on the high pressure side of the two spaces having different pressures, the shaft 31 inserted into the housing 2, and the housing 2. And a bearing 4 that is rotatably supported. Further, the seal structure 1 is an inner member that the housing 2 has the first gap 15 that is fixed to one end of the shaft 31 as a separate member and rotates together with the shaft 31 and the side face 32p is a gap having a predetermined size. The seal fixing member 32 facing the inner wall 22b of 22 and the seal fixing member 32 are fixed to the seal fixing member 32, rotate together with the seal fixing member 32, and contact the inner wall 22b of the inner member 22 of the housing 2 to seal the first gap 15. And an annular first seal member 5.

これにより、シャフト３１が回転すると、第１シール部材５とハウジング２の内側部材２２との間で摩擦が生じる。上述したように、樹脂またはゴムで形成された第１シール部材５の熱伝導率は、金属で形成された他の部材と比較して小さい。したがって、第１シール部材５および内側部材２２の間で生じた摩擦熱の大部分は、内側部材２２側に伝わり、回転部材３の温度上昇は抑制される。そして、内側部材２２の熱は、外側部材２１を介して外部空間Ｅ側に伝熱する。外部空間Ｅでは、高真空環境である内部空間Ｖと異なり空気の対流があるため、外部空間Ｅの空気と外側部材２１の外表面との間で熱伝達が生じやすい。これにより、第１シール部材５との摩擦によって内側部材２２に生じた熱の放熱が促進される。このため、第１シール部材５の温度上昇が抑制されるので、第１シール部材５の熱膨張が抑制される。したがって、第１シール部材５の内側部材２２に対する接触圧の増加が抑制されることで、第１シール部材５の摩耗の進行が抑制される。よって、シール構造１は、接触式シールである第１シール部材５の交換頻度を低減することができる。   Thus, when the shaft 31 rotates, friction is generated between the first seal member 5 and the inner member 22 of the housing 2. As described above, the thermal conductivity of the first seal member 5 formed of resin or rubber is smaller than that of other members formed of metal. Therefore, most of the frictional heat generated between the first seal member 5 and the inner member 22 is transmitted to the inner member 22 side, and the temperature rise of the rotating member 3 is suppressed. The heat of the inner member 22 is transferred to the outer space E side via the outer member 21. In the external space E, unlike the internal space V which is a high vacuum environment, there is convection of air, so heat transfer is likely to occur between the air in the external space E and the outer surface of the outer member 21. Thereby, heat dissipation of the heat generated in the inner member 22 due to friction with the first seal member 5 is promoted. For this reason, since the temperature rise of the 1st seal member 5 is suppressed, the thermal expansion of the 1st seal member 5 is suppressed. Therefore, the progress of wear of the first seal member 5 is suppressed by suppressing an increase in the contact pressure of the first seal member 5 with respect to the inner member 22. Therefore, the seal structure 1 can reduce the replacement frequency of the first seal member 5 that is a contact seal.

実施形態１に係るシール構造１は、シール固定部材３２のシャフト３１と固定される一端部とは異なる他端部に固定されてシール固定部材３２とともに回転する可動部材（シール押え部材）３３を備える。また、第１シール部材５は、シャフト３１の径方向内側に向かって突出しシール固定部材３２および可動部材（シール押え部材）３３に挟まれて固定されるシールフランジ部５４を備える。   The seal structure 1 according to the first embodiment includes a movable member (seal pressing member) 33 that is fixed to the other end portion different from the one end portion fixed to the shaft 31 of the seal fixing member 32 and rotates together with the seal fixing member 32. . Further, the first seal member 5 includes a seal flange portion 54 that protrudes inward in the radial direction of the shaft 31 and is fixed by being sandwiched between the seal fixing member 32 and the movable member (seal pressing member) 33.

これにより、第１シール部材５のシール固定部材３２に対する相対的な回転が抑制される。すなわち、第１シール部材５は、シール固定部材３２とともに回転しやすくなる。このため、シール構造１は、第１シール部材５が内側部材２２との摩擦により滑る可能性を低減できる。よって、実施形態１に係るシール構造１は、第１シール部材５とシール固定部材３２との間に摩擦が生じる可能性を抑制することができる。   Thereby, relative rotation with respect to the seal fixing member 32 of the first seal member 5 is suppressed. That is, the first seal member 5 easily rotates together with the seal fixing member 32. For this reason, the seal structure 1 can reduce the possibility that the first seal member 5 slides due to friction with the inner member 22. Therefore, the seal structure 1 according to the first embodiment can suppress the possibility of friction between the first seal member 5 and the seal fixing member 32.

実施形態１に係るシール構造１において、第１シール部材５は、シール固定部材３２に接する固定部５２と、ハウジング２が有する内側部材２２の内壁に接するリップ部５１と、固定部５２とリップ部５１とを連結する環状連結部５３と、を備える。   In the seal structure 1 according to the first embodiment, the first seal member 5 includes a fixing portion 52 that contacts the seal fixing member 32, a lip portion 51 that contacts an inner wall of the inner member 22 of the housing 2, a fixing portion 52, and a lip portion. And an annular connecting portion 53 that connects 51 to the connecting portion.

これにより、リップ部５１の弾性変形による弾性力により、第１シール部材５はハウジング２の内側部材２２に押し付けられる。このため、シール構造１は、内側部材２２に対する第１シール部材５の押圧力を高め、第１隙間１５の密封性を向上させることができる。そして、第１シール部材５は、例えばＯリング等である場合に比較して、内側部材２２とシール固定部材３２との間のヒートブリッジとなる部分が小さいため、内側部材２２との間で生じる摩擦熱をシール固定部材３２側へ熱伝導しにくくしている。これにより、シール構造１は、摩擦熱の外部空間Ｅ側への放熱をより促進することができる。このため、シール構造１は、第１シール部材５の摩耗を抑制することができる。   Thereby, the first seal member 5 is pressed against the inner member 22 of the housing 2 by the elastic force generated by the elastic deformation of the lip portion 51. For this reason, the seal structure 1 can increase the pressing force of the first seal member 5 against the inner member 22 and improve the sealing performance of the first gap 15. And since the part used as the heat bridge between the inner side member 22 and the seal fixing member 32 is small compared with the case where it is an O-ring etc., for example, the 1st seal member 5 arises between the inner side members 22. Friction heat is hardly transmitted to the seal fixing member 32 side. Thereby, the seal structure 1 can further promote the radiation of the frictional heat to the external space E side. For this reason, the seal structure 1 can suppress wear of the first seal member 5.

実施形態１に係るシール構造１において、リップ部５１と、環状連結部５３と、固定部５２とで囲まれる空間に設けられて、リップ部５１をハウジング２が有する内側部材２２の内壁に押し付ける付勢部材５６を備える。   In the seal structure 1 according to the first embodiment, the seal structure 1 is provided in a space surrounded by the lip portion 51, the annular coupling portion 53, and the fixing portion 52, and presses the lip portion 51 against the inner wall of the inner member 22 included in the housing 2. A biasing member 56 is provided.

これにより、第１シール部材５は、リップ部５１の弾性変形による弾性力および付勢部材５６の弾性変形による弾性力により、内側部材２２に押し付けられる。このため、シール構造１は、内側部材２２に対する第１シール部材５の押圧力を高め、第１隙間１５の密封性を向上させることができる。そして、リップ部５１に摩耗が生じても、付勢部材５６は、内側部材２２に対する第１シール部材５の押圧力を維持するように作用する。このため、シール構造１は、接触式シールである第１シール部材５の交換頻度を低減することができる。   Accordingly, the first seal member 5 is pressed against the inner member 22 by the elastic force due to the elastic deformation of the lip portion 51 and the elastic force due to the elastic deformation of the biasing member 56. For this reason, the seal structure 1 can increase the pressing force of the first seal member 5 against the inner member 22 and improve the sealing performance of the first gap 15. Even when the lip portion 51 is worn, the urging member 56 acts to maintain the pressing force of the first seal member 5 against the inner member 22. For this reason, the seal structure 1 can reduce the replacement frequency of the 1st seal member 5 which is a contact-type seal.

実施形態１に係るシール構造１において、リップ部５１と、環状連結部５３と、固定部５２とで囲まれる空間は、圧力の異なる２つの空間のうち高圧側の空間である外部空間Ｅに向かって開口している。   In the seal structure 1 according to the first embodiment, the space surrounded by the lip portion 51, the annular coupling portion 53, and the fixing portion 52 is directed to the external space E that is a high-pressure side space among two spaces having different pressures. Open.

これにより、リップ部５１と、環状連結部５３と、固定部５２とで囲まれる空間に外部空間Ｅの空気が流入することで、当該空間が膨張する。このため、圧力の異なる２つの空間の圧力差によって、内側部材２２に対する第１シール部材５の押圧力が高められる。これにより、シール構造１は、内部空間Ｖを高真空環境としても、高い密封性を維持できる。   Thereby, when the air of the external space E flows into the space surrounded by the lip portion 51, the annular connecting portion 53, and the fixed portion 52, the space is expanded. For this reason, the pressing force of the first seal member 5 against the inner member 22 is increased by the pressure difference between the two spaces having different pressures. Thereby, the seal structure 1 can maintain high sealing performance even when the internal space V is set to a high vacuum environment.

実施形態１に係るシール構造１において、ハウジング２は、筒状の部材である外側部材２１と、外側部材２１の内側に配置される筒状の部材である内側部材２２と、外側部材２１と内側部材２２との間の隙間である第２隙間１６を密封する環状のＯリング（第２シール部材）１２と、を備え、第１シール部材５は、内側部材２２の内壁に接する。   In the seal structure 1 according to the first embodiment, the housing 2 includes an outer member 21 that is a cylindrical member, an inner member 22 that is a cylindrical member disposed inside the outer member 21, and the outer member 21 and the inner side. An annular O-ring (second seal member) 12 that seals the second gap 16 that is a gap between the member 22 and the first seal member 5 is in contact with the inner wall of the inner member 22.

これにより、第１シール部材５が回転しても、外側部材２１には摩耗が生じず、内側部材２２に摩耗が生じる。これにより、摩耗の生じていない外側部材２１をそのまま使用し、摩耗が生じた内側部材２２を外側部材２１から取り外して交換することで、部品の交換作業が完了する。このため、シール構造１は、ハウジング２のメンテナンスの労力を軽減することができる。   Accordingly, even when the first seal member 5 rotates, the outer member 21 is not worn, and the inner member 22 is worn. Thereby, the outer member 21 in which wear has not occurred is used as it is, and the inner member 22 in which wear has occurred is removed from the outer member 21 and replaced, thereby completing the component replacement operation. For this reason, the seal structure 1 can reduce the maintenance labor of the housing 2.

（実施形態２）
図５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６は、図５のＢ−Ｂ断面図である。上述した実施形態１と同じ構成要素には、同じ構造を付して、説明を省略する。実施形態２に係るシール構造１は、上述した実施形態１に係るハウジング２とは異なるハウジング２Ａを備える。 (Embodiment 2)
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a seal structure according to the second embodiment. 6 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. The same components as those in the first embodiment described above are given the same structures, and descriptions thereof are omitted. The seal structure 1 according to Embodiment 2 includes a housing 2A that is different from the housing 2 according to Embodiment 1 described above.

ハウジング２Ａは、ハウジング本体としての筒状の部材である外側部材２１Ａと、外側部材２１Ａの内側に配置される筒状の部材である内側部材２２Ａと、を備える。外側部材２１Ａは、胴部２１１Ａと、胴部２１１Ａの一端部に設けられたフランジ部２１２と、を有する。実施形態２において、胴部２１１Ａは筒形状（例えば円筒）の部材であり、軸方向に貫通する貫通孔２１ｂ、２１ｃを有している。内側部材２２Ａは、胴部２２１Ａと、胴部２２１Ａの一端部に設けられたフランジ部２２２とを有する。胴部２２１Ａは筒形状（例えば円筒）の部材であり、軸方向に貫通する貫通孔２２ｂを有している。   The housing 2A includes an outer member 21A that is a cylindrical member as a housing body, and an inner member 22A that is a cylindrical member disposed inside the outer member 21A. The outer member 21A has a trunk portion 211A and a flange portion 212 provided at one end of the trunk portion 211A. In the second embodiment, the body portion 211A is a cylindrical member (for example, a cylinder), and has through holes 21b and 21c penetrating in the axial direction. The inner member 22A has a trunk 221A and a flange 222 provided at one end of the trunk 221A. The body portion 221A is a cylindrical member (for example, a cylinder) and has a through hole 22b penetrating in the axial direction.

実施形態２における胴部２２１Ａは、大径部２２３と、大径部２２３と一体に形成され、大径部２２３の外周よりも小さい外周を有する小径部２２４とを有する。大径部２２３と小径部２２４との境界部分には、段差部２２ｄが形成されている。大径部２２３は、軸受４の径方向外側の位置で、外側部材２１Ａが有する貫通孔２１ｂと貫通孔２１ｃとの境界部分にある段差部２１ｄに接している。段差部２１ｄには回転中心軸Ｚｒを中心とした環状溝があり、この環状溝にＯリング１３がはめ込まれている。Ｏリング１３は、大径部２２３と外側部材２１Ａの胴部２１１Ａとの間の隙間を密封している。   The body portion 221 </ b> A according to the second embodiment includes a large-diameter portion 223 and a small-diameter portion 224 that is formed integrally with the large-diameter portion 223 and has an outer periphery smaller than the outer periphery of the large-diameter portion 223. A step portion 22d is formed at the boundary between the large diameter portion 223 and the small diameter portion 224. The large-diameter portion 223 is in contact with a step portion 21d at a boundary portion between the through-hole 21b and the through-hole 21c of the outer member 21A at a position on the radially outer side of the bearing 4. The step portion 21d has an annular groove centered on the rotation center axis Zr, and an O-ring 13 is fitted in the annular groove. The O-ring 13 seals the gap between the large diameter portion 223 and the body portion 211A of the outer member 21A.

小径部２２４は、大径部２２３よりもフランジ部２２２側に配置されている。また、段差部２２ｄは、軸方向で軸受４と第１シール部材５との間の位置に配置されている。これにより、小径部２２４は、径方向から見て第１シール部材５と重なり合っている。このため、第１シール部材５から内側部材２２Ａの側面２２ｃＡまでの距離が、実施形態１における第１シール部材５から内側部材２２の側面２２ｃまでの距離よりも小さくなっている。   The small diameter portion 224 is disposed closer to the flange portion 222 than the large diameter portion 223. Further, the step portion 22d is disposed at a position between the bearing 4 and the first seal member 5 in the axial direction. Thereby, the small diameter portion 224 overlaps the first seal member 5 when viewed from the radial direction. For this reason, the distance from the first seal member 5 to the side surface 22cA of the inner member 22A is smaller than the distance from the first seal member 5 to the side surface 22c of the inner member 22 in the first embodiment.

内側部材２２Ａの側面２２ｃＡは、外側部材２１Ａが有する貫通孔２１ｃの内壁に対向している。大径部２２３および小径部２２４の外周は、ともに貫通孔２１ｃの内周よりも小さい。このため、外側部材２１Ａと内側部材２２Ａとの間には、側面２２ｃＡおよび貫通孔２１ｃの内壁に囲まれた空間である冷媒導入部７５が形成されている。図６に示すように、冷媒導入部７５は、回転中心軸Ｚｒを中心とした環状の空間であり、第１シール部材５よりも径方向外側に設けられている。冷媒導入部７５には、冷媒が導入される。実施形態２において、冷媒は純水である。なお、冷媒は、純水以外の液体であってもよいし、二酸化炭素等の気体であってもよい。   The side surface 22cA of the inner member 22A is opposed to the inner wall of the through hole 21c of the outer member 21A. The outer circumferences of the large diameter part 223 and the small diameter part 224 are both smaller than the inner circumference of the through hole 21c. For this reason, between the outer member 21A and the inner member 22A, a refrigerant introduction part 75 is formed which is a space surrounded by the side wall 22cA and the inner wall of the through hole 21c. As shown in FIG. 6, the refrigerant introduction portion 75 is an annular space with the rotation center axis Zr as the center, and is provided on the radially outer side than the first seal member 5. A refrigerant is introduced into the refrigerant introduction part 75. In the second embodiment, the refrigerant is pure water. The refrigerant may be a liquid other than pure water or a gas such as carbon dioxide.

実施形態２において、内側部材２２Ａは、冷媒導入部７５を形成するための部材であるとともに、軸受４に対する外輪押え部材でもある。この構造により、実施形態２に係るシール構造１は、部品点数を削減することができ、製造コストを抑制できる。なお、冷媒導入部７５を形成するための部材と外輪押え部材とは、別部材であってもよい。例えば、冷媒導入部７５は、外側部材２１Ａにおける胴部２１１Ａに設けられた内部空間であってもよい。   In the second embodiment, the inner member 22 </ b> A is a member for forming the refrigerant introduction portion 75 and is also an outer ring pressing member for the bearing 4. With this structure, the seal structure 1 according to the second embodiment can reduce the number of parts and suppress the manufacturing cost. Note that the member for forming the refrigerant introduction portion 75 and the outer ring pressing member may be separate members. For example, the refrigerant introduction portion 75 may be an internal space provided in the trunk portion 211A of the outer member 21A.

実施形態２において、外側部材２１Ａの胴部２１１Ａには、軸方向で外部空間Ｅ側の一端部から段差部２１ｄに向かって貫通する２つの貫通孔７４、７６が設けられている。図６に示すように、貫通孔７４、７６は、例えば回転中心軸Ｚｒを中心として点対称の位置に開けられている。また、貫通孔７４、７６は、平面視で冷媒導入部７５に重なる位置に開けられており、冷媒導入部７５に繋がっている。実施形態２に係るシール構造１は、貫通孔７４によって冷媒導入部７５に冷媒を導入し、貫通孔７６によって冷媒導入部７５に冷媒を排出する。上述したように、Ｏリング１３が大径部２２３と外側部材２１Ａの胴部２１１Ａとの間の隙間を密封しているので、シール構造１は、冷媒の軸受４側への漏洩を防ぐことができる。   In the second embodiment, the body portion 211A of the outer member 21A is provided with two through holes 74 and 76 that penetrate in the axial direction from one end portion on the outer space E side toward the stepped portion 21d. As shown in FIG. 6, the through holes 74 and 76 are opened at point-symmetrical positions around the rotation center axis Zr, for example. Further, the through holes 74 and 76 are opened at positions overlapping the refrigerant introduction part 75 in plan view, and are connected to the refrigerant introduction part 75. In the seal structure 1 according to the second embodiment, the refrigerant is introduced into the refrigerant introduction part 75 through the through hole 74, and the refrigerant is discharged to the refrigerant introduction part 75 through the through hole 76. As described above, since the O-ring 13 seals the gap between the large-diameter portion 223 and the body portion 211A of the outer member 21A, the seal structure 1 prevents the refrigerant from leaking to the bearing 4 side. it can.

実施形態２に係るシール構造１は、冷却装置７１と、配管７２、７３と、を備えている。冷却装置７１は、例えばコンプレッサーを備えており、冷媒を冷却することができる。配管７２は、冷却装置７１と貫通孔７４とを接続している。配管７３は、冷却装置７１と貫通孔７６とを接続している。冷却装置７１にて冷却された冷媒は、配管７２および貫通孔７４を介して冷媒導入部７５へ運ばれ、内側部材２２Ａの熱を奪うことで内側部材２２Ａを冷却する。内側部材２２Ａから熱を受け取った冷媒は、貫通孔７６および配管７３を介して冷却装置７１に戻される。このように、冷媒が冷却装置７１および冷媒導入部７５を循環することで、内側部材２２Ａが冷却され続ける。なお、冷却装置７１は、必ずしもコンプレッサーを用いて冷媒を冷却しなくてもよく、ペルチェ素子等を用いて冷媒を冷却してもよい。   The seal structure 1 according to the second embodiment includes a cooling device 71 and pipes 72 and 73. The cooling device 71 includes a compressor, for example, and can cool the refrigerant. The pipe 72 connects the cooling device 71 and the through hole 74. The pipe 73 connects the cooling device 71 and the through hole 76. The refrigerant cooled by the cooling device 71 is conveyed to the refrigerant introduction part 75 through the pipe 72 and the through hole 74, and cools the inner member 22A by removing heat from the inner member 22A. The refrigerant that has received heat from the inner member 22 </ b> A is returned to the cooling device 71 through the through hole 76 and the pipe 73. In this manner, the refrigerant circulates through the cooling device 71 and the refrigerant introduction part 75, whereby the inner member 22A continues to be cooled. The cooling device 71 does not necessarily cool the refrigerant using a compressor, and may cool the refrigerant using a Peltier element or the like.

以上説明したように、実施形態２に係るシール構造１において、ハウジング２Ａは、第１シール部材５よりも径方向外側の位置に設けられた空間であって冷媒が循環する冷媒導入部７５を備える。   As described above, in the seal structure 1 according to the second embodiment, the housing 2A includes the refrigerant introduction portion 75 that is a space provided at a position radially outside the first seal member 5 and in which the refrigerant circulates. .

これにより、第１シール部材５が回転することにより第１シール部材５と内側部材２２Ａとの接触部分で生じる摩擦熱は、内側部材２２Ａの小径部２２４を伝熱して冷媒に放熱される。そして、実施形態２に係るシール構造１は、冷媒が強制的に対流させられるため、摩擦熱の放熱を促進することができる。このため、第１シール部材５の温度上昇が抑制されるので、第１シール部材５の摩耗の進行が抑制される。よって、実施形態２に係るシール構造１は、接触式シールである第１シール部材５の交換頻度を低減することができる。   Thereby, the frictional heat generated at the contact portion between the first seal member 5 and the inner member 22A due to the rotation of the first seal member 5 is transferred to the small diameter portion 224 of the inner member 22A and radiated to the refrigerant. And the seal structure 1 which concerns on Embodiment 2 can accelerate | stimulate heat dissipation of friction heat since a refrigerant | coolant is forced to be convected. For this reason, since the temperature rise of the 1st seal member 5 is suppressed, progress of wear of the 1st seal member 5 is controlled. Therefore, the seal structure 1 according to the second embodiment can reduce the replacement frequency of the first seal member 5 that is a contact seal.

以上、実施形態１および実施形態２を説明したが、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から実施形態２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。   As mentioned above, although Embodiment 1 and Embodiment 2 were demonstrated, it is not limited by the content mentioned above. In addition, at least one of various omissions, substitutions, and changes of the constituent elements can be performed without departing from the gist of the first embodiment to the second embodiment.

１ シール構造
１０ 筐体
１１、１３ Ｏリング
１２ Ｏリング（第２シール部材）
１５ 第１隙間
１６ 第２隙間
２ ハウジング
２１ 外側部材
２１１ 胴部
２１２ フランジ部
２１ａ 位置決め部
２１ｂ、２１ｃ 貫通孔
２２ 内側部材
２２１ 胴部
２２２ フランジ部
２２３ 大径部
２２４ 小径部
３ 回転部材
３１ シャフト
３２ シール固定部材
３２１ 小径部
３２２ 大径部
３２ｂ シール固定凹部
３２ｐ 側面
３３ 可動部材（搬送テーブル、シール押え部材）
３３１ 胴部
３３２ 載置部
４、４１、４２ 軸受
４１ａ、４２ａ 外輪
４１ｃ、４２ｃ 内輪
５ 第１シール部材
５１ リップ部
５２ 固定部
５３ 環状連結部
５４ シールフランジ部
５６ 付勢部材
６ 回転駆動装置
７１ 冷却装置
７２、７３ 配管
７４、７６ 貫通孔
７５ 冷媒導入部
８ 電動機
９１ 制御装置
１００ 半導体製造装置
Ｅ 外部空間
Ｖ 内部空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Seal structure 10 Housing | casing 11, 13 O-ring 12 O-ring (2nd seal member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 1st clearance 16 2nd clearance 2 Housing 21 Outer member 211 Trunk part 212 Flange part 21a Positioning part 21b, 21c Through-hole 22 Inner member 221 Trunk part 222 Flange part 223 Large diameter part 224 Small diameter part 3 Rotating member 31 Shaft 32 Seal Fixed member 321 Small diameter portion 322 Large diameter portion 32b Seal fixing recess 32p Side surface 33 Movable member (conveying table, seal pressing member)
331 body portion 332 placement portion 4, 41, 42 bearing 41a, 42a outer ring 41c, 42c inner ring 5 first seal member 51 lip portion 52 fixing portion 53 annular connecting portion 54 seal flange portion 56 biasing member 6 rotation drive device 71 cooling Apparatus 72, 73 Piping 74, 76 Through-hole 75 Refrigerant introduction part 8 Electric motor 91 Control apparatus 100 Semiconductor manufacturing apparatus E External space V Internal space

Claims (10)

圧力の異なる２つの空間を隔てるシール構造であって、
前記圧力の異なる２つの空間のうち高圧側の空間に配置される筒状のハウジングと、
前記ハウジングに挿入されるシャフトと、
前記ハウジングに備えられ、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
前記シャフトの一端部に固定されて前記シャフトとともに回転し、かつ側面が所定の大きさの隙間である第１隙間を有して前記ハウジングの内壁と対向するシール固定部材と、
前記シール固定部材に固定されて前記シール固定部材とともに回転し、前記ハウジングに接して、前記第１隙間を密封する環状の第１シール部材と、
を備え、
前記シール固定部材の前記シャフトと固定される一端部とは異なる他端部に固定されて前記シール固定部材とともに回転するシール押え部材を備え、
前記第１シール部材は、前記シャフトの径方向内側に向かって突出し前記シール固定部材および前記シール押え部材に挟まれて固定されるシールフランジ部を備える
ことを特徴とするシール構造。 A seal structure that separates two spaces with different pressures,
A cylindrical housing arranged in a space on the high pressure side of the two spaces having different pressures;
A shaft inserted into the housing;
A bearing provided in the housing and rotatably supporting the shaft;
A seal fixing member fixed to one end of the shaft and rotating together with the shaft, and having a first gap whose side surface is a gap of a predetermined size and facing the inner wall of the housing;
An annular first seal member fixed to the seal fixing member and rotating together with the seal fixing member, contacting the housing and sealing the first gap;
Equipped with a,
A seal pressing member which is fixed to the other end portion different from the one end portion fixed to the shaft of the seal fixing member and rotates together with the seal fixing member;
The first seal member includes a seal flange portion that protrudes radially inward of the shaft and is fixed by being sandwiched between the seal fixing member and the seal pressing member . 圧力の異なる２つの空間を隔てるシール構造であって、
前記圧力の異なる２つの空間のうち高圧側の空間に配置される筒状のハウジングと、
前記ハウジングに挿入されるシャフトと、
前記ハウジングに備えられ、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
前記シャフトの一端部に固定されて前記シャフトとともに回転し、かつ側面が所定の大きさの隙間である第１隙間を有して前記ハウジングの内壁と対向するシール固定部材と、
前記シール固定部材に固定されて前記シール固定部材とともに回転し、前記ハウジングに接して、前記第１隙間を密封する環状の第１シール部材と、
を備え、
前記第１シール部材は、前記シール固定部材に接する固定部と、前記ハウジングに接するリップ部と、前記固定部と前記リップ部とを連結する環状連結部と、を備えることを特徴とするシール構造。 A seal structure that separates two spaces with different pressures,
A cylindrical housing arranged in a space on the high pressure side of the two spaces having different pressures;
A shaft inserted into the housing;
A bearing provided in the housing and rotatably supporting the shaft;
A seal fixing member fixed to one end of the shaft and rotating together with the shaft, and having a first gap whose side surface is a gap of a predetermined size and facing the inner wall of the housing;
An annular first seal member fixed to the seal fixing member and rotating together with the seal fixing member, contacting the housing and sealing the first gap;
With
Wherein the first seal member, the seal and the fixing portion in contact with the fixing member, and the lip portion in contact with the housing, the fixed portion and the lip portion and characterized in that it comprises an annular connecting section, the connecting the to cie Structure. 前記リップ部と、前記環状連結部と、前記固定部とで囲まれる空間に設けられて、前記リップ部を前記ハウジングに押し付ける付勢部材を備えることを特徴とする請求項２に記載のシール構造。 The seal structure according to claim 2 , further comprising an urging member that is provided in a space surrounded by the lip portion, the annular coupling portion, and the fixing portion and presses the lip portion against the housing. . 前記リップ部と、前記環状連結部と、前記固定部とで囲まれる空間は、前記圧力の異なる２つの空間のうち、高圧側の空間に向かって開口していることを特徴とする請求項２または３に記載のシール構造。 Said lip portion, and the annular coupling portion, a space surrounded by the fixed part, of the two spaces having the different pressures, according to claim 2, characterized in that open toward the space of the high pressure side Or the seal structure of 3 . 圧力の異なる２つの空間を隔てるシール構造であって、
前記圧力の異なる２つの空間のうち高圧側の空間に配置される筒状のハウジングと、
前記ハウジングに挿入されるシャフトと、
前記ハウジングに備えられ、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
前記シャフトの一端部に固定されて前記シャフトとともに回転し、かつ側面が所定の大きさの隙間である第１隙間を有して前記ハウジングの内壁と対向するシール固定部材と、
前記シール固定部材に固定されて前記シール固定部材とともに回転し、前記ハウジングに接して、前記第１隙間を密封する環状の第１シール部材と、
を備え、
前記ハウジングは、筒状の部材である外側部材と、前記外側部材の内側に配置される筒状の部材である内側部材と、前記外側部材と前記内側部材との間の隙間である第２隙間を密封する環状の第２シール部材と、を備え、
前記第１シール部材は、前記内側部材の内壁に接することを特徴とするシール構造。 A seal structure that separates two spaces with different pressures,
A cylindrical housing arranged in a space on the high pressure side of the two spaces having different pressures;
A shaft inserted into the housing;
A bearing provided in the housing and rotatably supporting the shaft;
A seal fixing member fixed to one end of the shaft and rotating together with the shaft, and having a first gap whose side surface is a gap of a predetermined size and facing the inner wall of the housing;
An annular first seal member fixed to the seal fixing member and rotating together with the seal fixing member, contacting the housing and sealing the first gap;
With
The housing includes an outer member that is a cylindrical member, an inner member that is a cylindrical member disposed inside the outer member, and a second gap that is a gap between the outer member and the inner member. An annular second seal member for sealing
Wherein the first seal member, characterized and to luciferyl Lumpur structure in contact with the inner wall of the inner member. 圧力の異なる２つの空間を隔てるシール構造であって、
前記圧力の異なる２つの空間のうち高圧側の空間に配置される筒状のハウジングと、
前記ハウジングに挿入されるシャフトと、
前記ハウジングに備えられ、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
前記シャフトの一端部に固定されて前記シャフトとともに回転し、かつ側面が所定の大きさの隙間である第１隙間を有して前記ハウジングの内壁と対向するシール固定部材と、
前記シール固定部材に固定されて前記シール固定部材とともに回転し、前記ハウジングに接して、前記第１隙間を密封する環状の第１シール部材と、
を備え、
前記ハウジングは、前記第１シール部材よりも前記シャフトの径方向外側の位置に設けられた空間であって冷媒が循環する冷媒導入部を備えることを特徴とするシール構造。 A seal structure that separates two spaces with different pressures,
A cylindrical housing arranged in a space on the high pressure side of the two spaces having different pressures;
A shaft inserted into the housing;
A bearing provided in the housing and rotatably supporting the shaft;
A seal fixing member fixed to one end of the shaft and rotating together with the shaft, and having a first gap whose side surface is a gap of a predetermined size and facing the inner wall of the housing;
An annular first seal member fixed to the seal fixing member and rotating together with the seal fixing member, contacting the housing and sealing the first gap;
With
The housing features and to luciferyl Lumpur structure that includes a refrigerant inlet portion in which the refrigerant a space provided to circulate radially outward position of said shaft than the first sealing member. 請求項１から６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。 A rotation drive device comprising the seal structure according to any one of claims 1 to 6 and an electric motor for rotating the shaft. 請求項１から６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。 A seal structure according to any one of claims 1 to 6, comprising a movable member for moving the transferred object, and the rotation of the shaft, and a movable member interlocked, the conveying device. 請求項１から６のいずれか１項に記載のシール構造を備える、工作機械。 A machine tool comprising the seal structure according to any one of claims 1 to 6 . 請求項１から６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。 Comprising a sealing structure according to any one of claims 1 to 6, the semiconductor manufacturing device.
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