JPH1061782A - Magnetic seal device - Google Patents

Magnetic seal device

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JPH1061782A
JPH1061782A JP8239764A JP23976496A JPH1061782A JP H1061782 A JPH1061782 A JP H1061782A JP 8239764 A JP8239764 A JP 8239764A JP 23976496 A JP23976496 A JP 23976496A JP H1061782 A JPH1061782 A JP H1061782A
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magnetic
magnets
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seal device
pole
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Masatoki Kitada
昌剋 北田
Satoru Numakura
知 沼倉
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Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
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Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic seal device of high reliability by preventing generation of turbulence in magnetic flux distribution in the magnetic seal device, in the magnetic seal device arranged with a plurality of ring-shaped magnets in a condition making the fellow N or S poles opposed so as to form a strong magnetic fluid film. SOLUTION: By a plurality of ring-shaped magnets 9a to 9b, between an inner circumferential end of each ring-shaped pole piece 8 and a rotary shaft 17, a magnetic passage is formed, along this magnetic passage, a magnetic fluid 12 is converged, a plurality of steps of magnetic fluid films are formed, and, by these magnetic fluid films, a pressure difference is held between an atmospheric region P and a vacuum region Q. A plurality of magnet pairs 9A, 9B comprising a pair of magnets opposing the fellow equal polarity surfaces are arranged in an axial direction of a motion shaft, and also mutually between these magnet pairs 9A, 9B, the fellow different polarity surfaces, that is, the N/S polarity is arranged so as to be opposed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸、直動軸等
といった運動軸のまわりに形成される2つの空間領域を
磁性流体を用いて遮蔽する磁気シール装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic seal device for shielding two space regions formed around a motion axis such as a rotation axis and a linear motion axis by using a magnetic fluid.

【0002】[0002]

【従来の技術】産業界においては、内部が気密に遮蔽さ
れた空間内を外部の圧力と異なった圧力状態、すなわち
差圧状態に保持し、その差圧状態下において種々の処理
を行うようにした各種の装置が存在する。また、その差
圧状態に加えて内部を防塵状態、あるいは特殊なガス雰
囲気状態に保持した状態で種々の処理を行う場合もあ
る。例えば、半導体ウエハの減圧処理装置、真空乾燥
機、回転対陰極形式のX線発生装置等においては、真空
に減圧された防塵状態下で所定の処理が行われる。磁気
シール装置は、それらの所定の処理が行われる空間領域
と大気圧領域との2つの空間領域を互いに遮蔽するため
に用いられる。
2. Description of the Related Art In the industry, a space in which the inside is hermetically sealed is maintained at a pressure state different from the external pressure, that is, a differential pressure state, and various processes are performed under the differential pressure state. Various devices exist. Further, in addition to the differential pressure state, various processes may be performed while the inside is kept in a dustproof state or a special gas atmosphere state. For example, in a decompression processing apparatus for semiconductor wafers, a vacuum dryer, a rotating anti-cathode type X-ray generator, and the like, a predetermined process is performed under a dustproof state in which the pressure is reduced to a vacuum. The magnetic seal device is used to shield two space regions, that is, a space region where the predetermined processing is performed and an atmospheric pressure region, from each other.

【0003】例えば、回転対陰極X線発生装置を例にあ
げると、図2に示すように、ケーシング1の内部の真空
で無塵状態である領域Qと大気圧領域Pとの間で、磁気
シール装置2によって差圧状態及び防塵状態を保持す
る。このX線発生装置では、ターボ分子ポンプ、ロータ
リポンプ等によって構成される排気装置4によってケー
シング1の内部を真空状態に排気し、そして、モータ等
の回転駆動装置3によって円筒状のターゲット5を回転
させる。通電によりフィラメント6から放出された熱電
子はターゲット5の表面に高速で衝突し、その衝突部分
からX線が発生する。発生したX線は、ケーシング1の
所定箇所に設けられたベリリウム等によって形成された
X線取出し用窓7を通して外部へ取り出される。このX
線が、X線回折測定等といった物理分析等に用いられ
る。
For example, taking a rotary anti-cathode X-ray generator as an example, as shown in FIG. 2, a magnetic field is generated between a vacuum-free area Q and an atmospheric pressure area P inside a casing 1. The differential pressure state and the dustproof state are maintained by the sealing device 2. In this X-ray generator, the interior of the casing 1 is evacuated to a vacuum state by an exhaust device 4 composed of a turbo-molecular pump, a rotary pump, and the like, and the cylindrical target 5 is rotated by a rotary driving device 3 such as a motor. Let it. The thermoelectrons emitted from the filament 6 by energization collide with the surface of the target 5 at high speed, and X-rays are generated from the collision portion. The generated X-rays are extracted to the outside through an X-ray extraction window 7 formed of beryllium or the like provided at a predetermined position of the casing 1. This X
The lines are used for physical analysis such as X-ray diffraction measurement.

【0004】磁気シール装置2として、従来、特公昭6
3−24196号公報に開示されたように、複数の磁石
を同磁極面、すなわちN極同士又はS極同士、が対向す
るように運動軸の軸方向に並べて配置し、さらに磁性流
体の大気圧側すなわち高圧側を排気して磁性流体に加わ
る圧力差を低減した磁気シール装置が知られている。こ
の磁気シール装置によれば、隣り合う磁石の磁極面を同
磁極面としたので、各磁石間の磁力線が反発しあって個
々の磁石と運動軸との間に形成される磁力線を狭い幅に
高密度に集束できる。このため、ポールピースと運動軸
との間の間隙に密度の高い強固な磁性流体膜を形成でき
ることになり、よって、それらの磁性流体膜によって区
画される2つの空間領域の間の差圧を確実に保持でき、
しかも磁性流体が低圧側へ漏れ出ることを防止できる。
[0004] As the magnetic sealing device 2, a conventional Japanese Patent Publication No. Sho 6
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-24196, a plurality of magnets are arranged side by side in the axial direction of a movement axis such that the same magnetic pole faces, that is, N poles or S poles are opposed to each other. There is known a magnetic sealing device in which a pressure difference applied to a magnetic fluid is reduced by exhausting a pressure side, that is, a high pressure side. According to this magnetic seal device, since the magnetic pole surfaces of adjacent magnets are the same magnetic pole surface, the magnetic lines of force between the respective magnets repel each other, and the magnetic lines of force formed between the individual magnets and the motion axis are narrowed. High density focusing. For this reason, a strong and strong magnetic fluid film can be formed in the gap between the pole piece and the movement axis, and the pressure difference between the two space regions defined by the magnetic fluid films can be reliably ensured. Can be held in
Moreover, leakage of the magnetic fluid to the low pressure side can be prevented.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら本発明者
等の経験によれば、この従来の磁気シール装置では、設
計当初に想定していた高精度の軸封能力が希望通りに得
られないことが、しばしば見受けられた。また、稼働当
初は所望の軸封能力が得られていたものの、比較的短期
間の後に軸封能力が予想以上に低下してしまうというこ
とも見受けられた。本発明者等は、そのような現象が何
故起こるのかについて種々の実験を行った。そしてその
結果、ポールピースと運動軸との間に高密度の磁性流体
膜を形成するために各磁石を同磁極面が対向するように
並べたときに、各磁石の磁束分布に大きな乱れが発生す
ることが、上記のような不都合な現象の原因ではないか
ということを知見した。
However, according to the experience of the present inventors, it has been found that with this conventional magnetic sealing device, the high-precision shaft sealing ability assumed at the beginning of design cannot be obtained as desired. , Was often seen. In addition, although the desired shaft sealing ability was obtained at the beginning of the operation, it was also found that the shaft sealing ability decreased more than expected after a relatively short period of time. The present inventors have conducted various experiments on why such a phenomenon occurs. As a result, when the magnets are arranged so that their magnetic pole faces face each other to form a high-density magnetic fluid film between the pole piece and the movement axis, a large disturbance occurs in the magnetic flux distribution of each magnet. Has been found to be a cause of the inconvenience described above.

【0006】本発明は、上記の知見に基づいて成された
ものであって、隣り合う磁石を同磁極面が対向するよう
に並べることによって強固な磁性流体膜を形成するとい
う技術をできる限り確保した上で、できる限り磁束に乱
れが発生することを防止して、安定した軸封能力を長期
間にわたって保持できる磁気シール装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made on the basis of the above-mentioned findings, and it has been made possible to secure as much as possible a technique of forming a strong magnetic fluid film by arranging adjacent magnets such that their magnetic pole faces face each other. In addition, it is an object of the present invention to provide a magnetic seal device capable of preventing a magnetic flux from being disturbed as much as possible and maintaining a stable shaft sealing ability for a long period of time.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気シール
装置は、磁性材料によって形成された運動軸のまわりに
配置される複数のポールピースと、各ポールピースと運
動軸との間に磁気通路を形成する複数の磁石と、各ポー
ルピースと運動軸との間に充填された磁性流体とを有し
ており、運動軸のまわりに2つの空間領域を磁性流体に
よって遮蔽する磁気シール装置に関するものである。そ
して本発明の特徴とするところは、上記複数の磁石が、
同磁極面が対向する一対の磁石から成る磁石ペアを運動
軸の軸方向に複数個並べることによって構成されると共
に、それら複数個の磁石ペアのうち互いに隣り合う少な
くとも1組の磁石ペアに関しては異磁極面同士が対向す
るということである。
SUMMARY OF THE INVENTION A magnetic seal device according to the present invention includes a plurality of pole pieces arranged around a motion axis formed by a magnetic material, and a magnetic passage between each pole piece and the motion axis. And a magnetic seal device having a plurality of magnets forming a magnetic field and a magnetic fluid filled between each pole piece and a motion axis, and shielding two space regions around the motion axis with the magnetic fluid. It is. The feature of the present invention is that the plurality of magnets
A plurality of magnet pairs composed of a pair of magnets having the same pole faces are arranged in the axial direction of the movement axis, and at least one of the plurality of magnet pairs adjacent to each other is different. This means that the pole faces face each other.

【0008】特公昭63−24196号公報にも開示さ
れているように、磁気シール装置には、磁性流体にかか
る圧力差を軽減するために中間排気室を設けることがあ
る。この中間排気室は、特公昭63−24196号公報
に示されるように、複数個の磁石の全てよりも高圧側の
位置に設けられることもあるが、それとは別に複数個の
磁石の中間位置に配置される場合もある。この場合に
は、その中間排気室を設けた所の磁石に関して、特に、
磁束の乱れが大きいことを知見した。従って中間排気室
を複数個の磁石の中間位置に配設した場合には、その中
間排気室の両側に位置する磁石ペアに関して異磁極面同
士を対向させることが望ましい。
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-24196, an intermediate exhaust chamber may be provided in a magnetic seal device in order to reduce a pressure difference applied to a magnetic fluid. This intermediate exhaust chamber may be provided at a higher pressure side than all of the plurality of magnets, as shown in JP-B-63-24196, but separately at an intermediate position between the plurality of magnets. It may be placed. In this case, regarding the magnet where the intermediate exhaust chamber is provided, in particular,
It was found that the disturbance of the magnetic flux was large. Therefore, when the intermediate exhaust chamber is disposed at an intermediate position between the plurality of magnets, it is desirable that the different magnetic pole faces be opposed to each other with respect to the magnet pairs located on both sides of the intermediate exhaust chamber.

【0009】一般に、真空室側が絶えず真空になってい
れば、その隔壁を成している磁性流体は圧力差によって
真空側へ引かれており、これを引き戻す力は磁束によっ
て賄われている。それ故、何等かの不都合により、真空
側の吸引力が磁束力よりも大きくなると、磁性流体が真
空側へ進入して真空室を汚染する。この現象を回避する
ために行われるのが中間排気であり、その詳細を説明す
れば以下の通りである。
In general, when the vacuum chamber side is constantly evacuated, the magnetic fluid forming the partition is pulled toward the vacuum side by the pressure difference, and the force for drawing back the magnetic fluid is covered by the magnetic flux. Therefore, if the suction force on the vacuum side becomes larger than the magnetic flux force due to some inconvenience, the magnetic fluid enters the vacuum side and contaminates the vacuum chamber. Intermediate exhaust is performed to avoid this phenomenon, and the details will be described below.

【0010】真空状態を維持するために磁性流体膜によ
って形成される複数の小室は、組み付け当初には全て大
気圧となっており、真空排気を行うときにそれらの小室
が徐々に真空度を上げてゆく。このように各小室が徐々
に真空度を上げるというのは、それらの小室が真空室側
への開放を起こしているということに他ならず、このこ
とは、本来であれば清浄に保持されなければならない真
空室を汚しているということである。
The plurality of small chambers formed by the magnetic fluid film to maintain the vacuum state are all at the initial atmospheric pressure at the time of assembling, and when the vacuum is evacuated, these small chambers gradually increase the degree of vacuum. Go on. The gradual increase in the degree of vacuum in each of the small chambers in this way is nothing less than the fact that those chambers are open to the vacuum chamber, and this must be kept clean in the first place. It means that the vacuum chamber must be polluted.

【0011】近年、半導体製造プロセス等においては、
プロセスを実施するための部屋内の雰囲気を非常にクリ
ーンに保持することが要求されるようになってきた。こ
のような状況下で磁気シール装置を半導体製造プロセス
に使用する場合、長時間の運転の途中にプロセス室内の
清浄度不良が指摘されることがあり、その原因を調べた
ところ、磁性流体の構成成分である鉄分がプロセス室内
から検出されることがあった。
In recent years, in semiconductor manufacturing processes and the like,
It has become necessary to keep the atmosphere in the room for carrying out the process very clean. When using a magnetic seal device in a semiconductor manufacturing process in such a situation, poor cleanliness in the process chamber may be pointed out during a long-time operation. Iron as a component was sometimes detected in the process chamber.

【0012】このような鉄分の混入は、主に、上記のよ
うにして磁性流体が真空室へ飛散することが原因である
と考えられる。またさらに、磁性流体の製造過程中に使
われた水分を磁性流体から除去することが不十分である
ときに、磁性流体に混入している成分が、プロセス室等
に関する排気時点や真空維持運転中に破裂して、その結
果、脱泡中に見られる泡の破裂のように、あるいはシャ
ボン玉が破裂するときのようにして、破裂片が飛散する
ことも原因となると考えられる。
It is considered that such mixing of iron is mainly caused by the magnetic fluid scattering into the vacuum chamber as described above. Furthermore, when it is insufficient to remove the water used during the manufacturing process of the magnetic fluid from the magnetic fluid, the components mixed in the magnetic fluid may be exhausted at the time of evacuation of the process chamber or during the vacuum maintenance operation. It is thought that this may also cause the shards to scatter as a result, such as the rupture of bubbles seen during defoaming or when a soap bubble bursts.

【0013】以上のような不都合を解消するため、真空
室側と大気圧側との間の中間位置に排気機構を設け、真
空室側と大気圧側との圧力差の大半をその排気機構に分
担させることにより、その排気機構と真空室との間の圧
力差を極力小さくして、その結果、真空室に近い位置に
ある磁性流体内の成分が飛散して真空室内へ浸出するこ
とを防止するのである。
In order to solve the above inconvenience, an exhaust mechanism is provided at an intermediate position between the vacuum chamber and the atmospheric pressure, and most of the pressure difference between the vacuum chamber and the atmospheric pressure is supplied to the exhaust mechanism. By sharing the pressure, the pressure difference between the exhaust mechanism and the vacuum chamber is reduced as much as possible, and as a result, components in the magnetic fluid near the vacuum chamber are prevented from scattering and leaching into the vacuum chamber. You do it.

【0014】本発明では、同磁極面同士が対向する一対
の磁石から成る磁石ペアを運動軸の軸方向に複数個並べ
たので、1個の磁石ペア内においては磁力線の反発によ
る磁束の集束化が得られ、これにより強固な磁性流体膜
を得ることができる。そしてその上、複数個の磁石ペア
のうち互いに隣り合う少なくとも1組の磁石ペアに関し
ては、異磁極面同士が対向するように配置されるので、
この所では磁力線の反発は発生せず、その磁石ペアはあ
たかも1つの磁石のように振る舞い、このため、複数の
磁石のまわりの磁束が安定化する。この磁束の安定によ
り、磁気シール装置の軸封能力を長期間にわたって安定
状態に確保できる。また、磁束が安定するので、磁気シ
ール装置の磁力特性に関する設計がし易くなる。
In the present invention, since a plurality of magnet pairs each composed of a pair of magnets whose magnetic pole faces face each other are arranged in the axial direction of the movement axis, the magnetic flux is concentrated by the repulsion of the lines of magnetic force within one magnet pair. Is obtained, whereby a strong magnetic fluid film can be obtained. In addition, at least one magnet pair adjacent to each other among the plurality of magnet pairs is arranged so that different magnetic pole faces face each other.
At this point, no repulsion of the lines of magnetic force occurs, and the magnet pair behaves as if it were a single magnet, thereby stabilizing the magnetic flux around the plurality of magnets. Due to the stability of the magnetic flux, the shaft sealing ability of the magnetic seal device can be secured in a stable state for a long period of time. Further, since the magnetic flux is stabilized, it becomes easy to design the magnetic force characteristics of the magnetic seal device.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る磁気シール
装置の一実施形態を示している。この磁気シール装置
は、図1(a)に示すように、円筒状のハウジング10
を有している。ハウジング10の右側内部にはベアリン
グ16が固定状態にはめ込まれ、磁性材料によって形成
された運動軸17がそのベアリングによって支持されて
いる。運動軸17は、回転軸であっても良いし、直動軸
であっても良い。磁性材料というのは、磁石によって磁
化される性質を有する材料のことであり、例えば、鋼材
等によって形成される。運動軸17のまわりには大気圧
領域すなわち高圧領域P及び真空領域すなわち低圧領域
Qの2つの空間領域が設定されており、これらの領域間
の圧力差が本磁気シール装置によって維持される。ま
た、本磁気シール装置は、高圧領域P内の塵、ゴミ、ガ
ス等が低圧領域Q内に侵入することを防止して低圧領域
Q内をクリーンな状態に維持する。
FIG. 1 shows an embodiment of a magnetic seal device according to the present invention. As shown in FIG. 1A, the magnetic seal device has a cylindrical housing 10.
have. A bearing 16 is fixedly fitted inside the right side of the housing 10, and a motion axis 17 formed of a magnetic material is supported by the bearing. The movement axis 17 may be a rotation axis or a linear motion axis. The magnetic material is a material having a property of being magnetized by a magnet, and is formed of, for example, a steel material. Around the movement axis 17, there are set two space regions of an atmospheric pressure region, ie, a high pressure region P, and a vacuum region, ie, a low pressure region Q, and a pressure difference between these regions is maintained by the present magnetic seal device. In addition, the present magnetic seal device prevents dust, dust, gas, and the like in the high-pressure area P from entering the low-pressure area Q and maintains the low-pressure area Q in a clean state.

【0016】ハウジング10の内部には、5個のリング
状のポールピース8と、各ポールピースの間に挟まれた
4個のリング状の磁石9a,9b,9c,9dとが収納
されている。図1(b)に示すように、左側の一対の磁
石9a及び9bは第1磁石ペア9Aを構成し、右側の一
対の磁石9c及び9dは第2磁石ペア9Bを構成してい
る。第1磁石ペア9Aと第2磁石ペア9Bとの間には中
間排気室20が形成され、その中間排気室の排気口21
には真空ポンプその他の排気装置22が接続されてい
る。
Inside the housing 10, five ring-shaped pole pieces 8 and four ring-shaped magnets 9a, 9b, 9c, 9d sandwiched between the pole pieces are housed. . As shown in FIG. 1B, the left pair of magnets 9a and 9b constitute a first magnet pair 9A, and the right pair of magnets 9c and 9d constitute a second magnet pair 9B. An intermediate exhaust chamber 20 is formed between the first magnet pair 9A and the second magnet pair 9B, and an exhaust port 21 of the intermediate exhaust chamber is formed.
Is connected to a vacuum pump or other exhaust device 22.

【0017】第1磁石ペア9A内の一対の磁石9a及び
9bは、N磁極面同士が対向すなわち同磁極面が対向し
ている。また、第2磁石ペア9B内の一対の磁石9c及
び9dは、S磁極面同士が対向すなわち同磁極面が対向
している。そしてさらに、中間排気室20を挟んで対向
するそれらの磁石ペア9A及び9Bは異磁極面同士が対
向すなわちN磁極面とS磁極面とが対向している。換言
すれば、中間排気室20を挟んで互いに隣り合う一対の
磁石9b及び9cは異磁極面同士が対向していて、残り
の磁石9a及び9dは、それぞれが隣り合う磁石9b及
び9cに対して同磁極面同士が対向している。
The pair of magnets 9a and 9b in the first magnet pair 9A have their N magnetic pole faces facing each other, that is, their magnetic pole faces face each other. The pair of magnets 9c and 9d in the second magnet pair 9B have their S magnetic pole faces facing each other, that is, their magnetic pole faces face each other. Further, the magnet pairs 9A and 9B facing each other with the intermediate exhaust chamber 20 interposed therebetween have different magnetic pole faces facing each other, that is, the N magnetic pole face and the S magnetic pole face face each other. In other words, a pair of magnets 9b and 9c adjacent to each other with the intermediate exhaust chamber 20 interposed therebetween have different magnetic pole faces facing each other, and the remaining magnets 9a and 9d are respectively opposed to the adjacent magnets 9b and 9c. The magnetic pole faces face each other.

【0018】各ポールピース8の内周端と運動軸17と
の間に形成される間隙には磁性流体12が注入、すなわ
ち充填されている。この磁性流体12は、非磁性の流体
媒体に磁性体の金属微粒子をコロイド状に分散させるこ
とによって形成された流体であり、例えば、炭化水素、
炭化フッ素、あるいは脂肪酸等の流体にフェライトその
他の磁性体粉末を分散した流体を用いることができる。
充填された磁性流体は、各磁石9a〜9dのN極から出
て各ポールピース8及び運動軸17を通って各磁石のS
極へ到達する磁力線に集中して磁性流体膜を形成する。
こうして各ポールピースの内周端の適所に形成した複数
段の磁性流体膜によって、高圧領域Pと低圧領域Qとの
間の差圧状態及び低圧領域Q内のクリーンな雰囲気が保
持される。
The gap formed between the inner peripheral end of each pole piece 8 and the movement axis 17 is filled with a magnetic fluid 12, ie, filled. The magnetic fluid 12 is a fluid formed by dispersing magnetic metal fine particles in a non-magnetic fluid medium in a colloidal state, and includes, for example, hydrocarbons,
A fluid in which ferrite or other magnetic substance powder is dispersed in a fluid such as a fluorocarbon or a fatty acid can be used.
The filled magnetic fluid exits from the N pole of each magnet 9a to 9d, passes through each pole piece 8 and the movement axis 17,
A magnetic fluid film is formed concentrated on the lines of magnetic force reaching the poles.
The differential pressure state between the high-pressure region P and the low-pressure region Q and the clean atmosphere in the low-pressure region Q are maintained by the magnetic fluid films of a plurality of stages formed at appropriate positions on the inner peripheral end of each pole piece.

【0019】磁石9aと磁石9bとによって挟まれるポ
ールピース8aの内部及び磁石9cと磁石9dとによっ
て挟まれるポールピース8bの内部には、冷却水通路1
3が形成され、図1(a)に示すように、これらの冷却
水通路13に給水ポンプその他の冷却水供給装置15が
接続されている。冷却水通路13内を流れる冷却水は、
磁性流体12を冷却し、磁性流体12に含まれるフッ素
系オイルやアルキル系オイルが蒸散するのを防止する。
The cooling water passage 1 is provided inside the pole piece 8a sandwiched between the magnets 9a and 9b and inside the pole piece 8b sandwiched between the magnets 9c and 9d.
A cooling water supply device 15 is connected to these cooling water passages 13 as shown in FIG. The cooling water flowing in the cooling water passage 13 is
The magnetic fluid 12 is cooled to prevent the fluorine oil and the alkyl oil contained in the magnetic fluid 12 from evaporating.

【0020】本実施形態に係る磁気シール装置は以上の
ように構成されているので、磁力の作用によって各ポー
ルピース8と運動軸17との間に形成された磁性流体膜
12の働きによって、低圧領域Q内の低圧状態及びクリ
ーン状態が維持される。また、同磁極面であるN極同士
が対向する一対の磁石9a及び9bから成る第1磁石ペ
ア9Aと、同磁極面であるS極同士が対向する一対の磁
石9c及び9dから成る第2磁石ペア9Bとを運動軸1
7の軸線方向に並べたので、個々の磁石ペア9A又は9
Bのそれぞれの内部においては磁力線の反発による磁束
の集束化が得られ、これにより強固な磁性流体膜12を
得ることができる。
Since the magnetic seal device according to the present embodiment is configured as described above, the magnetic fluid film 12 formed between each pole piece 8 and the movement axis 17 by the action of the magnetic force reduces the low pressure. The low pressure state and the clean state in the region Q are maintained. Also, a first magnet pair 9A made up of a pair of magnets 9a and 9b whose N poles, which are the same magnetic pole faces, face each other, and a second magnet made up of a pair of magnets 9c, 9d, whose S poles which are the same magnetic pole faces face each other. Movement axis 1 with pair 9B
7, the individual magnet pairs 9A or 9A
In each of B, magnetic flux is converged due to repulsion of magnetic lines of force, whereby a strong magnetic fluid film 12 can be obtained.

【0021】しかもその上、互いに隣り合う第1磁石ペ
ア9Aと第2磁石ペア9Bとの関係においては、異磁極
面同士が対向するよう、すなわちN極とS極とが対向す
るように配置されるので、この所では磁力線の反発は発
生せず、その磁石ペアはあたかも1つの磁石のように振
る舞い、このため、複数の磁石9a〜9dのまわりの磁
束が安定化する。この磁束の安定により、磁気シール装
置の軸封能力を長期間にわたって安定状態に保持でき
る。また、磁束が安定するので、磁気シール装置の磁力
特性に関する設計がし易くなる。
Moreover, in the relationship between the first magnet pair 9A and the second magnet pair 9B adjacent to each other, they are arranged so that different magnetic pole faces face each other, that is, the N pole and the S pole face each other. Therefore, no repulsion of the lines of magnetic force occurs at this point, and the magnet pair behaves as if it were a single magnet, so that the magnetic flux around the plurality of magnets 9a to 9d is stabilized. Due to the stability of the magnetic flux, the shaft sealing ability of the magnetic sealing device can be maintained in a stable state for a long period of time. Further, since the magnetic flux is stabilized, it becomes easy to design the magnetic force characteristics of the magnetic seal device.

【0022】以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を
説明したが、本発明はその実施形態に限定されるもので
はなく、請求の範囲に記載した技術的範囲内で種々に改
変できる。例えば、図1に示した実施形態では、4個の
リング状磁石によって2個の磁石ペアを形成する場合を
示したが、6個の磁石によって3個の磁石ペアを形成し
たり、あるいは、より多くの磁石によってより多くの磁
石ペアを形成することもできる。但しそのような場合で
も、個々の磁石ペア内の一対の磁石については同磁極面
同士を対向させ、そして少なくとも1組の互いに隣り合
う磁石ペア間では異磁極面同士を対向させる。
As described above, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments, and can be variously modified within the technical scope described in the claims. For example, in the embodiment shown in FIG. 1, the case where two magnet pairs are formed by four ring-shaped magnets is shown. However, three magnet pairs are formed by six magnets, or more. More magnet pairs can be formed by more magnets. However, even in such a case, the magnetic pole faces of the pair of magnets in each magnet pair face each other, and the different magnetic pole faces of at least one pair of adjacent magnet pairs face each other.

【0023】また、請求項3に記載した磁気シール装置
は、上記のような磁石ペアの考えに拘束されるのではな
く、少なくとも、複数個の磁石のうち中間排気室を挟ん
で互いに隣り合う一対の磁石に関しては、異磁極面同士
を対向させるということを要旨とするものである。よっ
て、磁石ペアという概念を考えた場合には、必然的に、
磁石の総個数が偶数になるが、請求項3に記載の磁気シ
ール装置においては、磁石の総個数が偶数の場合もある
し、奇数の場合もある。但し、本発明者の実験によれ
ば、磁石の数を偶数にした方が磁気シール装置内の磁束
の安定化を達成する上でより効果的であった。
Further, the magnetic sealing device according to the third aspect is not restricted to the above-mentioned idea of the magnet pair, but at least a pair of a plurality of magnets adjacent to each other across the intermediate exhaust chamber. The gist of the invention is that the different magnetic pole faces face each other. Therefore, considering the concept of magnet pairs, inevitably,
Although the total number of magnets is an even number, in the magnetic seal device according to the third aspect, the total number of the magnets may be even or odd. However, according to the experiment of the present inventor, it was more effective to set the number of magnets to an even number in achieving the stabilization of the magnetic flux in the magnetic seal device.

【0024】[0024]

【発明の効果】請求項1記載の磁気シール装置によれ
ば、運動軸に沿って並べられた複数個の磁石のうちの互
いに隣り合う磁石を同磁極面同士が対向するように並べ
ることによって、強固な磁性流体膜を形成するという技
術をできる限り確保した上で、さらにその磁石列群の中
の少なくとも1箇所に異磁極面同士が対向する磁石対を
形成することにより、磁気シール装置内の磁束分布に乱
れが発生することをできる限り防止した。これにより、
安定した軸封能力を長期間にわたって保持できる磁気シ
ール装置が得られた。
According to the magnetic seal device of the present invention, magnets adjacent to each other among a plurality of magnets arranged along the movement axis are arranged so that their magnetic pole faces face each other. After securing the technology of forming a strong magnetic fluid film as much as possible, and further forming a magnet pair having different magnetic pole faces facing each other in at least one position in the magnet row group, Disturbance in the magnetic flux distribution was prevented as much as possible. This allows
A magnetic sealing device capable of maintaining a stable shaft sealing ability for a long period of time was obtained.

【0025】請求項2及び請求項3記載の磁気シール装
置によれば、特に磁束の乱れが発生しやすい中間排気室
の両側に位置する磁石を互いに異磁局面同士が対向する
ように配置したので、磁気シール装置内の磁束の状態を
より一層安定にすることができた。
According to the magnetic seal device of the second and third aspects, the magnets located on both sides of the intermediate exhaust chamber, in which the magnetic flux is apt to be disturbed, are arranged so that different magnetic phases face each other. Thus, the state of the magnetic flux in the magnetic sealing device could be further stabilized.

【0026】[0026]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る磁気シール装置の一実施形態を示
す図、特に(a)はその磁気シール装置の全体の側面断
面図であり、(b)は要部の拡大断面図である。
FIG. 1 is a view showing an embodiment of a magnetic seal device according to the present invention, in particular, (a) is a side sectional view of the entire magnetic seal device, and (b) is an enlarged sectional view of a main part.

【図2】磁気シール装置を使用するシステムの一例であ
る回転対陰極方式のX線発生装置を示す概略断面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a rotating anti-cathode type X-ray generator as an example of a system using a magnetic seal device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケーシング 2 磁気シール装置 3 回転駆動装置 4 排気装置 5 ターゲット 6 フィラメント 7 X線取出し用窓 8,8a,8b ポールピース 9a,9b,9c,9d 磁石 9A,9B 磁石ペア 10 ハウジング 12 磁性流体 13 冷却水通路 15 冷却水供給装置 16 ベアリング 17 運動軸 20 中間排気室 21 中間排気口 22 排気装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing 2 Magnetic seal device 3 Rotation drive device 4 Exhaust device 5 Target 6 Filament 7 X-ray extraction window 8, 8a, 8b Pole piece 9a, 9b, 9c, 9d Magnet 9A, 9B Magnet pair 10 Housing 12 Magnetic fluid 13 Cooling Water passage 15 Cooling water supply device 16 Bearing 17 Motion axis 20 Intermediate exhaust chamber 21 Intermediate exhaust port 22 Exhaust device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁性材料によって形成された運動軸のま
わりに配置される複数のポールピースと、各ポールピー
スと運動軸との間に磁気通路を形成する複数の磁石と、
各ポールピースと運動軸との間に充填された磁性流体と
を有しており、運動軸のまわりの2つの空間領域を磁性
流体によって遮蔽する磁気シール装置において、 上記複数の磁石は、同磁極面が対向する一対の磁石から
成る磁石ペアを運動軸の軸方向に複数個並べることによ
って構成されており、それら複数個の磁石ペアのうち互
いに隣り合う少なくとも1組の磁石ペアは異磁極面が対
向することを特徴とする磁気シール装置。
A plurality of pole pieces disposed about an axis of motion formed by a magnetic material; a plurality of magnets forming a magnetic path between each pole piece and the axis of motion;
In a magnetic seal device having a magnetic fluid filled between each pole piece and a motion axis, and shielding two space regions around the motion axis with the magnetic fluid, the plurality of magnets have the same magnetic pole It is constituted by arranging a plurality of magnet pairs composed of a pair of magnets whose surfaces are opposed to each other in the axial direction of the movement axis, and at least one of the plurality of magnet pairs adjacent to each other has a different magnetic pole surface. A magnetic sealing device, which is opposed to each other.
【請求項2】 請求項1記載の磁気シール装置におい
て、複数の磁石の中間位置に中間排気室が配設され、そ
の中間排気室の両側に位置する磁石ペアは異磁極面が対
向することを特徴とする磁気シール装置。
2. The magnetic sealing device according to claim 1, wherein an intermediate exhaust chamber is provided at an intermediate position between the plurality of magnets, and magnet pairs located on both sides of the intermediate exhaust chamber are arranged such that different magnetic pole surfaces face each other. Characteristic magnetic sealing device.
【請求項3】 磁性材料によって形成された運動軸のま
わりに配置される複数のポールピースと、各ポールピー
スと運動軸との間に磁気通路を形成する複数の磁石と、
各ポールピースと運動軸との間に充填される磁性流体
と、上記複数の磁石の中間位置に配設された中間排気室
とを有しており、運動軸のまわりの2つの空間領域を磁
性流体によって遮蔽する磁気シール装置において、 中間排気室を挟んで互いに隣り合う一対の磁石は異磁極
面が対向し、残りの磁石は同磁極面が対向することを特
徴とする磁気シール装置。
3. A plurality of pole pieces disposed about an axis of motion formed by a magnetic material; a plurality of magnets forming a magnetic path between each pole piece and the axis of motion;
It has a magnetic fluid filled between each pole piece and the motion axis, and an intermediate exhaust chamber disposed at an intermediate position between the plurality of magnets, and magnetically separates two space regions around the motion axis. A magnetic seal device for shielding with a fluid, wherein a pair of magnets adjacent to each other across an intermediate exhaust chamber face different magnetic pole faces, and the remaining magnets face the same magnetic pole faces.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010187566A (en) * 2009-02-16 2010-09-02 Globeride Inc Fishing reel
JP4595148B2 (en) * 1999-12-01 2010-12-08 Nok株式会社 Method for stabilizing performance of magnetic fluid seal device and magnetic fluid seal device
CN105508619A (en) * 2016-02-04 2016-04-20 苏州市职业大学 Inlet/outlet sealing structure of continuous plasma modification device of film strip
CN107504192A (en) * 2016-06-14 2017-12-22 哈尔滨盛迪电力设备有限公司 High pressure floating oil ring magnetic force hydrogen seal device

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