KR20120062582A

KR20120062582A - 씰 장치

Info

Publication number: KR20120062582A
Application number: KR1020107029625A
Authority: KR
Inventors: 코타로 오시타
Original assignee: 이구루코교 가부시기가이샤
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2012-06-14
Also published as: US20110198814A1; JPWO2011036920A1; US8328199B2; WO2011036920A1; CN102216658A; TW201120979A

Abstract

본 발명은 구조가 간단하면서 양호한 수명을 갖으며 축방향 길이가 짧은 씰 장치를 제공한다.
본 발명의 씰 장치에 따르면, 샤프트 주위에 있어서 자력을 발생하는 자력발생수단과, 자력발생수단의 일측에 인접하여 배치되어서 해당 자력발생수단으로 발생되는 자력을 전달하는 제1의 자기전달부재 및 자력발생수단의 타측에 인접하여 배치되어서 해당 자력발생수단으로 발생되는 자력을 전달하는 제2의 자기전달부재와, 제2의 자기전달부재의 내방 돌출가장자리와 샤프트 사이에 배치되어 고정된 슬라이드 부시와, 씰링홈에 수납되어 샤프트 외주면에 대하여 슬라이딩 이동하는 씰부재와, 자력발생수단에 의해 발생된 자력에 의해 샤프트와 자기전달부재 사이에 유지되는 자성유체를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

씰 장치 {Seal Device}

본 발명은 챔버 내부나 클린룸 등의 밀폐공간에 외부로부터 운동을 전달하는 회전축 등에 적용하기에 매우 적합한 씰 장치에 관한 것이다.

예를 들면, 반도체 디바이스의 제조공정에 있어서 반도체 웨이퍼에 행해지는 산화, 확산 혹은 CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 처리는 웨이퍼를 진공중 혹은 특정한 가스 분위기 중에 유지하여서 이루어진다. 대부분의 경우, 웨이퍼는 소정의 환경으로 유지된 챔버나 용기(이하, 처리실로 총칭한다)에 수용되며, 예를 들면 회전 등이 이루어지면서 처리실 내부의 분위기에 노출되어서 처리가 이루어진다. 따라서, 이와 같은 처리에 사용되는 처리실로는 기밀성이 높으면서 웨이퍼를 회전시키는 등, 처리실 외부에서 처리실 내부로 기계적 운동을 전달할 수 있는 것이어야 한다.

처리실을 씰링(sealing)한 상태에서 처리실 내부로 기계적 운동을 전달시키는 종래기술로서는 예를 들면 진공 그리스를 도포한 엘라스토머 씰(O링 등)을 이용하는 씰 장치가 알려져 있다. 그러나 이와 같은 종래기술에서는 축과 씰의 슬라이딩 이동부에 그리스를 유지시키기 위하여 사용되는 진공 그리스의 점도를 높게 할 필요가 있다. 그러나, 그리스의 성능이 떨어진 경우에도 주위에 존재하는 그리스와 교체되지 않아서 씰의 슬라이딩 수명을 단축시키는 문제를 갖는다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 종래기술로서는 예를 들면, 엘라스토머 씰과, 자력(磁力)에 의해 폴피스와 축 사이에 유지되는 자성유체(磁性流體)를 이용한 씰 장치가 알려져 있다(특허문헌1 참조).그러나, 이와 같은 종래기술에서는 폴피스의 선단에 자성유체를 유지하여도 자성 유체의 대부분이 엘라스토머 씰에 도달되지 못하는 문제를 가지고 있다. 따라서, 종래기술에 관련된 씰 장치에서 이용되는 자성유체는 윤활제로서 역할을 충분히 다할 수 없었기 때문에 종래 기술에 관련된 씰 장치는 슬라이딩 이동의 수명에 과제를 남기는 것이었다.

또한 씰 장치에 관한 다른 종래기술로서는 둥근 고리모양 돌기를 갖는 축과, 영구자석에 접하는 이음철을 가지고 있으며, 이음철의 내주면과 둥근 고리 모양 돌기 사이에 자성유체를 유지하는 씰장치(회전축 돌기형 자성유체 씰 회전축 받이)가 알려져 있다(특허문헌2 참조). 그러나, 이음철의 내주면과 둥근 고리모양 돌기 사이에 자성유체를 유지하는 씰 장치는 구조가 복잡하여 제조시에 대단히 정교한 가공 공정 및 조립공정을 필요로 하며 생산성 및 비용면에서 과제를 갖는다.

이들 과제를 해결하기 위하여 도6에서 나타내는 씰 장치가 본 출원인에 의해 제안되었다(PCT/JP2009/062198). 이 선원 발명에 관련된 씰 장치는 처리실(50)의 내부에 해당 처리실(50)의 외부로부터 소정의 기계적 운동을 전달하는 회전축(51)의 씰 장치에 있어서, 엘라스토머를 씰 부재(53)로서 사용하고, 윤활제로서 자성유체(54)를 사용하며, 씰부의 심(芯) 흔들림 억제나 씰 성능을 안정시키기 위해, 또한 외부로부터의 하중을 받기 위해서 금속제의 구슬베어링이나 구름베어링으로 이루어지는 베어링(55)을 내장시킨다. 또한 씰부의 베어링(55)과는 별도로 처리실(50)측에도 장치 베어링(52)이 설치되어 있다. 이와 같이 씰부에 베어링(55)을 내장시킨 것에서는 씰 장치의 전체 길이가 길어지거나, 씰 설계가 베어링 치수에 의해 제약을 받는 문제가 있다. 또한 베어링을 설치한 씰 장치의 경우, 축도 포함해서 납입해야만 하는 문제도 있다.

일본특허공개공보 특개평7-317916 일본특허공개공보 2003-294156

본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로 첫째, 구조가 간단하고, 양호한 슬라이딩 이동성을 가지고 있으며 처리실로 외부로부터 운동을 전달하는 회전축 등에 적용하기에 매우 적합한 씰 장치를 제공하는 것에 있다.

둘째, 축 방향 길이가 짧은 씰 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

세째, 카트리지 타입의 씰 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 씰 장치는, 첫째, 소정의 환경으로 유지되는 처리실의 내부에 해당 처리실의 외부로부터 해당 처리실의 환경을 유지하면서 소정의 기계적 운동을 전달하는 샤프트의 씰 장치로서,

상기 샤프트가 관통하는 하우징과,

상기 하우징과 상기 샤프트 사이에 배치되어서 상기 샤프트의 주위에 자력을 발생하는 자력발생수단과,

상기 하우징에서 상기 샤프트를 향하여 돌출되어서 상기 샤프트를 둘러싸는 씰링 홈을 형성하는 한 쌍의 내방(內方) 돌출가장자리(突緣)를 가지며, 상기 자력발생수단의 일측에 인접하여 배치되어서 해당 자력발생수단으로 발생되는 자력을 전달하는 제1의 자기(磁氣)전달부재 및 상기 하우징에서 상기 샤프트를 향해서 돌출하는 내방 돌출가장자리를 가지며, 상기 자력발생수단의 타측에 인접하여 배치되어서 해당 자력발생수단으로 발생되는 자력을 전달하는 제2의 자기전달부재와,

상기 제2 자기전달부재의 내방 돌출가장자리와 샤프트 사이에 배치되어서 상기 샤프트의 외측면에 대하여 아주 작은 간극을 갖도록 하여서 상기 내방 돌출가장자리에 고정된 슬라이드 부시와,

적어도 일부가 상기 샤프트를 향하여 튀어나온 상태에서 상기 씰링 홈에 수납되고, 상기 샤프트의 외주면에 대하여 슬라이딩 이동하는 씰 부재와,

상기 자력발생수단에 의해 발생된 자력에 의해 상기 샤프트와 상기 자기전달부재 사이에 유지되는 자성유체를 갖으며, 상기 씰링홈은 상기 샤프트의 중심축을 통과하는 단면 형상이 대략 직사각형상이며,

상기 씰 부재는 상기 씰링홈의 상기 대략 직사각형상의 꼭지점 각각을 향하여 돌출되는 네 개의 돌기부를 갖으며, 상기 돌기부 중 상기 샤프측을 향하여 돌출되는 두 개의 돌기부 사이에는 상기 자성유체를 유지하는 유체 유지홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

제1의 특징에 따르면, 단면 형상이 대략 직사각형상인 씰링홈에 직사각형 형상의 꼭지점 각각을 향하여 돌출되는 돌기부를 갖는 씰 부재가 수납되어 있다. 이 때문에 씰 부재에서의 돌기부 중, 샤프트 측으로 돌출되어서 샤프트에 대한 슬라이딩 이동면을 구성하는 두 개의 돌기부는 자성유체가 많이 고정되는 자기(磁氣)전달부재의 선단부와 근접한 상태로 배치된다. 따라서 자성(磁性)전달부재에 유지되는 자성유체와, 씰 부재의 슬라이딩 이동면의 거리가 짧아져 자성유체가 씰 부재의 슬라이딩 이동면까지 용이하게 도달할 수 있다. 즉, 본 발명에 관련된 씰 장치에 있어서, 자성유체는 샤프트와 씰 부재의 슬라이딩 이동면 근방에서 윤활제로서 매우 적합하게 작용하여 씰 부재의 슬라이딩 이동 수명을 길게 할 수 있다.

또한 슬라이드 부시를 설치함으로써 씰 장치에서 베어링을 요구하지 않으며 씰 장치의 축방향 길이를 짧게 할 수 있으면서 지름 방향의 치수를 베어링 치수에 좌우되는 일 없이 자유롭게 설계할 수 있다.

그리고 또한 슬라이드 부시를 고정하는 부재를 자기회로를 형성하는 자기전달부재와 공유화함으로써 공간을 유효하게 활용할 수 있어 축방향 길이의 소형화에 기여할 수 있다.

둘째, 본 발명의 씰 장치는 소정의 환경으로 유지되는 처리실의 내부에 해당 처리실의 외부로부터 해당 처리실의 환경을 유지하면서 소정의 기계적 운동을 전달하는 샤프트의 씰 장치로서, 상기 샤프트를 관통하는 하우징과,

상기 하우징과 상기 샤프트 사이에 배치되어서 상기 샤프트의 주위에서 자력을 발생하는 자력발생수단과,

상기 하우징으로부터 상기 샤프트를 향하여 돌출되어 있으며, 상기 샤프트를 둘러싸는 씰링홈을 형성하는 한 쌍의 내방 돌출가장자리를 갖으며, 상기 자력발생수단의 일측에 인접하여 배치되어서 해당 자력발생수단으로 발생되는 자력을 전달하는 제1의 자기전달부재 및 상기 하우징으로부터 상기 샤프트를 향하여 돌출하는 내방 돌출가장자리를 갖으며, 상기 자력발생수단의 타측에 인접하여 배치되어서 해당 자력발생수단으로 발생되는 자력을 전달하는 제2의 자기전달부재와,

상기 제2의 자기전달부재의 내방 돌출가장자리와 샤프트 사이에 배치되어서 상기 샤프트의 외주면에 대하여 아주 작은 간극을 갖도록 하여서 상기 내방 돌출 가장자리에 고정된 슬라이드 부시와,

적어도 일부가 상기 샤프트를 향하여 튀어나온 상태에서 상기 씰링홈에 수납되고, 상기 샤프트의 외주면에 대해서 슬라이딩 이동하는 씰 부재와,

상기 자력 발생수단에 의해 발생된 자력에 의해 상기 샤프트와, 상기 자기전달부재 사이에 유지되는 자성유체를 갖으며,

상기 제1의 자기전달부재의 한 쌍의 내방 돌출가장자리 중 상기 자력발생수단에 근접하는 제1 내방 돌출가장자리에서의 상기 샤프트에 근접하는 단부에는 상기 샤프트 및 상기 씰부재를 향하여 돌출하는 유체 유지 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

제2의 특징에 따르면 자성전달부재의 제1 내방 돌출가장자리에 샤프트 및 씰부재를 향햐여 돌출하는 유체 유지 돌출부가 형성되어 있다. 이 때문에 씰부재에서의 샤프트에 대한 슬라이딩 이동면은 자성유체가 가장 많이 유지되는 유체 유지 돌출부와 근접한 상태에서 배치된다. 따라서 자성전달부재에 유지되는 자성유체와, 씰부재와의 거리도 짧아져 자성유체가 씰부재의 슬라이딩 이동면까지 쉽게 도달할 수 있다. 즉, 본 발명에 관련된 씰 장치에 있어서, 자성유체는 샤프트와 씰부재의 슬라이딩 이동면 근방에서 윤활제로서 매우 적합하게 작용하여 씰부재의 슬라이딩 이동 수명을 길게 할 수 있다.

또한 슬라이드 부시를 설치함으로써 씰 장치에서 베어링을 필요로 하지 않을 수 있으며, 씰 장치의 축방향 길이를 짧게 할 수 있으면서 지름방향 치수를 베어링 치수에 좌우되는 일없이 자유롭게 설치할 수 있다.

그리고 또한 슬라이드 부시 고정하는 부재를 자기회로를 형성하는 자기전달부재와 공유화함으로써 공간을 효과적으로 활용할 수 있어 축방향 길이의 소형화에 기여할 수 있다.

셋째, 본 발명의 씰 장치는 소정의 환경으로 유지되는 처리실의 내부에 해당 처리실의 외부로부터 해당 처리실의 환경을 유지하면서 소정의 기계적 운동을 전달하는 샤프트의 씰 장치로서, 상기 샤프트가 관통하는 하우징과,

상기 하우징에서 상기 샤프트를 향해서 돌출하여서 상기 샤프트를 둘러싸는 씰링홈을 형성하는 한 쌍의 내방 돌출가장자리를 갖으며, 상기 자력발생수단의 일측에 인접하여 배치되어서 해당 자력발생수단으로 발생되는 자력을 전달하는 제1의 자기전달부재 및 상기 하우징에서 상기 샤프트를 향하여 돌출하는 내방 돌출가장자리를 갖으며 상기 자력발생수단의 타측에 인접하여 배치되어서 해당 자력발생수단으로 발생되는 자력을 전달하는 제2의 자기전달부재와,

상기 제2의 자기전달부재의 내방 돌출가장자리와 샤프트 사이에 배치되어서 상기 샤프트의 외주면에 대해 아주 작은 간극을 갖도록 하여서 상기 내방 돌출가장자리에 고정된 슬라이드 부시와,

적어도 일부가 상기 샤프트를 향하여 튀어나온 상태로 상기 씰링홈에 수납되어 상기 샤프트의 외주면에 대하여 슬라이딩 이동하는 씰부재와,

상기 자력발생수단에 의해 발생된 자력에 의해 상기 샤프트와 상기 자기전달부재 사이에 유지되는 자성유체를 갖으며,

상기 씰링홈은 더브테일 홈(dovetail groove)형상을 가지고 있는 것을 특징으로 한다.

제3의 특징에 의해 더브테일 홈 형상을 갖는 씰링홈에 씰부재가 수납되어 있다. 이 때문에 씰부재에서의 샤프트에 대한 슬라이딩 이동면은 자성유체가 많이 유지되는 자기전달부재의 선단부와 근접한 상태로 배치된다. 따라서 자성전달부재에 유지되는 자성유체와, 씰부재의 슬라이딩 이동면의 거리도 짧아져 자성유체가 씰부재의 슬라이딩 이동면까지 용이하게 도달된다. 즉 본 발명에 관련된 씰 장치에 있어서, 자성유체는 샤프트와 씰부재의 슬라이딩 이동면 근방에서 윤활제로서 매우 적합하게 작용하여 씰부재의 슬라이딩 이동 수명을 길게 할 수 있다.

또한 슬라이드 부시를 설치함으로써 씰 장치에서 베어링을 필요로 하지 않을 수 있으며, 씰장치의 축방향 길이를 짧게 할 수 있으면서 지름 방향의 치수를 베어링 치수에 좌우되는 일 없이 자유롭게 설계할 수 있다.

그리고 또한 슬라이드 부시 고정하는 부재를 자기회로를 형성하는 자기전달부재와 공유화함으로써 공간을 유효하게 활용할 수 있으며 축방향 길이의 소형화에 기여할 수 있다.

또한, 넷째로 본 발명의 씰 장치는 제1 내지 제3 중 어느 하나의 특징에 있어서, 제1 및 제2 자극부재와 대향하는 샤프트의 외주면 부분에 슬리브를 결합시키는 것을 특징으로 한다.

제4의 특징에 의해 선원 발명과 같이 샤프트를 포함하여 납입할 필요가 없어져 샤프트를 포함하지 않는 씰 장치만 납입하면 족하여 씰 장치의 교환의 경우에도 샤프트를 교환하는 일 없이 씰 장치만을 교환하면 좋다. 또한 씰 장치는 기존의 샤프트에도 사용가능하여 완전한 카트리지 타입의 씰 장치라 할 수 있다.

본 발명은 아래와 같은 우수한 효과를 나타낸다.

(1)단면 형상이 대략 직사각형 형상인 씰링홈에 직사각형 형상의 꼭지점의 각각을 향하여 돌출하는 돌기부를 갖는 씰부재가 수납되어서 씰부재에서의 돌기부 중 샤프트 측으로 돌출하여서 샤프트에 대한 슬라이딩 이동면을 구성하는 두 개의 돌기부는 자성유체가 많이 고정되는 자기전달부재의 선단부와 근접한 상태에서 배치되게 되고 자성전달부재에 유지되는 자성유체와, 씰부재의 슬라이딩 이동면의 거리가 짧아져 자성유체가 씰부재의 슬라이딩 이동면까지 쉽게 도달할 수 있어서 자성유체는 샤프트와 씰부재의 슬라이딩 이동면 근방에서 윤활제로서 매우 적합하게 작용하여 씰부재의 슬라이딩 이동 수명을 길게 할 수 있다.

또한 슬라이드 부시를 설치함으로써 씰 장치에서 베어링을 필요로 하지 않을 수 있어 씰 장치의 축 방향 길이를 짧게 할 수 있으면서 지름 방향의 치수를 베어링 치수에 좌우되는 일 없이 자유롭게 설계할 수 있다.

(2)자성전달부재의 제1 내방 돌출가장자리에 샤프트 및 씰 부재를 향하여 돌출하는 유체 유지 돌출부가 형성되어 있어서 씰 부재에서의 샤프트에 대한 슬라이딩 이동면은 자성유체가 가장 많이 유지되는 유체 유지 돌출부와 근접한 상태로 배치되게 되어 자성전달부재에 유지되는 자성유체와, 씰부재와의 거리도 짧아져 자성유체가 씰부재의 슬라이딩 이동면까지 용이하게 도달할 수 있어서 자성유체는 샤프트와 씰부재의 슬라이딩 이동면 근방에서 윤활제로서 매우 적합하게 작용하여 씰 부재의 슬라이딩 이동 수명을 길게 할 수 있다.

또한 슬라이드 부시를 설치함으로써 씰 장치로부터 베어링을 필요로 하지 않을 수 있어서 씰 장치의 축방향 길이를 짧게 할 수 있으면서 지름방향의 치수를 베어링 치수에 좌우되는 일 없이 자유롭게 설계할 수 있다.

(3) 더브테일 홈 형상을 갖는 씰링홈에 씰부재가 수납되어 있어서 씰부재에서의 샤프트에 대한 슬라이딩 이동면은 자성유체가 많이 유지되는 자기전달부재의 선단부와 근접한 상태로 배치되기 때문에 자성전달부재에 유지되는 자성유체와, 씰부재의 슬라이딩 이동면의 거리도 짧아져 자성유체가 씰부재의 슬라이딩 이동면까지 용이하게 도달할 수 있게 되고, 자성유체는 샤프트와 씰부재의 슬라이딩 이동면 근방에서 윤활제로서 매우 적합하게 작용하여 씰부재의 슬라이딩 이동 수명을 길게 할 수 있다.

또한 슬라이드 부시를 설치함으로써 씰 장치에서 베어링을 필요로 하지 않을 수 있어 씰 장치의 축 방향 길이를 짧게 할 수 있으면서 지름방향의 치수를 베어링 치수에 좌우되는 일 없이 자유롭게 설치할 수 있다.

그리고 슬라이드 부시 고정하는 부재를 자기회로를 형성하는 자기전달부재와 공유화함으로써 공간을 효과적으로 활용할 수 있으며 축 방향 길이의 소형화에 기여할 수 있다.

(4)제1 및 제2 자극부재와 대향하는 샤프트의 외주면 부분에 슬리브를 결합시킴으로써 선원발명의 경우와 같이 샤프트를 포함하여 납입할 필요가 없어져 샤프트를 포함하지 않는 씰 장치만 납입하면 족하고, 씰 장치의 교환의 경우에도 샤프트를 교환하는 일 없이 쌀 장치만을 교환하면 된다. 또한, 씰 장치는 기존의 샤프트에도 사용할 수 있으며 완전한 카트리지 타입의 씰장치를 제공할 수 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시형태에 관련된 씰 장치를 나타내는 정면 단면도이고,
도2는 본 발명의 제2 실시형태에 관련된 씰 장치를 나타내는 정면 단면도이고,
도3은 본 발명의 제3 실시형태에 관련된 씰 장치를 나타내는 정면 단면도이고,
도4는 본 발명의 제4 실시형태에 관련된 씰 장치를 나타내는 정면 단면도이고,
도5는 본 발명의 일실시형태에 관련된 씰 장치에 구비되는 제1 자극부재 및 그 변형예를 나타내는 확대단면도이고,
도6은 본 발명의 선원발명을 설명하기 위한 정면 단면도이다.

본 발명에 관련된 씰 장치를 실시하기 위한 형태를 도면을 참조하면서 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이에 한정되어서 해석되는 것은 아니며 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한, 당업자의 지식을 근거로 여러 가지로 변경, 수정, 개량을 더할 수 있는 것이다.

[제1 실시형태]

도1은 본 발명의 제1 실시형태에 관련된 씰장치(1)를 나타내는 단면도이다.

씰 장치(1)는 처리실(20)에 설치된 플랜지(21)의 개구(22)를 막도록 배치되어 있어 처리실(20) 내부를 처리실 외부에 대해서 기밀상태로 유지할 수 있다. 개구(22)에는 샤프트(25)를 지지하기 위한 베어링(23)이 설치되어 있다.

본 실시형태에 관련된 씰 장치(1)가 배치되는 처리실(20)로서는 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼의 처리를 하는 웨이퍼 처리실이나 진공상태와 대기압 상태를 반복하는 로드락 챔버 등을 들 수 있다. 또한 처리실 내부는 처리실 외부에 대하여 부압(負壓)환경으로 유지되는 것이라도 좋으며, 또한 등압 혹은 가압 환경으로 유지되는 것이라도 좋다.

씰 장치(1)는 비자성 재료로 이루어지는 하우징(2)과, 자력발생수단으로서의 자석(3)과, 자기전달부재로서의 제1 및 제2의 자극부재(4,5)와, 씰부재로서의 X링(6)과, 윤활제로서의 자성유체(7)와, 센터링부재로서의 슬라이드 부시(12)를 갖는다. 샤프트(25)는 원통형상의 하우징(2)을 관통하도록 배치되어 있다. 또한 자석(3)과 제1자극부재(4)는 일체로 형성될 수 있다. 혹은 자석(3)이 제1자극부재(4)의 일부를 겸하고 있어도 좋으며, 예를 들면 제1 자극부재(4)에서의 자성유체(7)를 고정하는 부분(제1 내방 돌출가장자리)을 자력(磁力)발생수단으로 해도 좋다.

샤프트(25)에서의 처리실 외부측의 단부는 미도시된 구동부에 접속되어 있다. 본 실시형태에 관련된 샤프트(25)는 구동부로부터의 구동력에 의해 회전 중심(A)을 중심으로서 회전 운동할 수 있다. 샤프트(25)에서의 처리실 내부측의 단부는 처리실(20)의 내부에 배치된 미도시된 피구동부에 접속되어 있다. 이에 의해 본 실시형태에 관련된 샤프트(25)는 처리실(20) 외부에 배치된 구동부에 의해 발생되는 회전 운동을 처리실(20) 내부에 전달할 수 있다. 또한 샤프트(25)는 자성재료를 사용하여서 형성되는데, 샤프트 전체가 충실한 자성제재의 것이라면 한정되지 않는다. 예를 들면, 표면에 자성제재의 슬리브를 장착한 오스테나이트강 또는 비철재, 석영 등의 비자성제재 샤프트라도 되고, 슬리브 단체(單體)라도 된다. 또한 자성재료를 사용하여서 형성된 샤프트의 표면에 슬라이딩 이동 특성이나 방청 등을 위해 수지 코팅 등을 시행하는 것도 가능하다. 코팅의 두께는 자성재료에서의 자력선을 크게 약하게 하는 일이 없을 정도의 두께로 할 수 있다.

하우징(2)은 샤프트(25)가 관통하도록 설치되는 통형상부재이며, 처리실(20)의 플랜지(21)에 볼트(9) 등의 고정수단에 의해 고정되어 있다. 하우징(2)의 내주면(2a)과 샤프트(25)의 외주면(25a) 사이에는 자석(3), 제1 자극부재(4), 제2 자극부재(5) 및 X링(6) 등이 배치되도록 소정의 간격이 설치된다.

하우징(2)의 내주면(2a)과 샤프트(25)의 외주면(25a)의 사이에는 샤프트(25)의 회전중심(A)방향을 따라서 제2 자극부재(5), 자석(3), 제1 자극부재(4)가 배치된다. 둥근 고리모양의 자석(3)은 후술되는 자성유체(7)를 유지하기 위한 자기를 발생하는 자기발생수단이며, 제1 자극부재(4)와 제2 자극부재(5)에 회전중심(A) 방향의 양측을 사이에 둔 상태로 배치되어 있다. 또한 자석(3)의 형상은 본 실시형태와 같은 둥근 고리형상으로 한정되지 않으며, 예를 들면, 원통형상의 자석을 샤프트(25)를 둘러싸도록 축방향을 정렬하여서 고리모양으로 나란히 배치한 형상이라도 좋다.

자석(3)의 처리실 외부측의 단부에는 고리모양의 제2 자극부재(5)가 접속되어 있다. 제2 자극부재(5)는 자석(3)에 접촉하도록 설치된 자성재료이다. 제2 자극부재(5)의 내주 단부(端部)인 내주 돌출가장자리(5a)는 샤프트(25)의 외주면(25a)에 대하여 아주 작은 간극을 두고 배치된다. 또한 제2 자극부재(5)의 외주단부(5b)는 하우징(2)의 내주면(2a)에 고정되어 있어도 된다.

제2 자극부재(5)의 내주 돌출가장자리(5a)의 폭 방향의 일부에 걸쳐 슬라이드 부시(12)를 압입하기 위한 환상 오목부(5c)가 설치되어 있다. 슬라이드부시(12)는 씰 장치의 중심맞춤(센터링) 혹은 중심 흔들림 방지를 위하여 설치되는 것으로 PTFE 등의 수지재료 또는 금속재료로 고리모양으로 제작되어, 제2 자극부재(5)의 내주 돌출가장자리(5a)의 환상 오목부(5c)에 압입 등으로 고정된다. 슬라이드 부시(12)의 내주면(12a)은 샤프트(25)의 외주면(25a)과 아주 적은 간극을 형성하도록 제작된다.

슬라이드 부시(12)의 폭 및 두께에 관해서는 씰장치의 중심맞춤(쎈터링) 혹은 중심 흔들림 방지가 도모될 수 있을 정도의 것이면 되고, 그 폭은 선원 발명에서 사용되던 베어링(55)의 폭의 몇 분의 일로 가능하기 때문에 씰 장치(1)의 축방향의 길이를 대폭 짧게 할 수 있다.

자석(3)의 처리실 내부측의 단부에는 환상의 제1 자극부재(4)가 접속된다. 제1 자극부재(4)는 제2 자극부재(5)와 마찬가지로 자석(3)에 접촉하도록 설치된 자성재료이다. 제1 자극부재(4)의 외주단부(4b)는 하우징(2)의 내주면(2a)에 고정되어 있다. 제1 자극부재(4)와 하우징(2) 사이에는 제1 자극부재(4)의 외주단부(4b)와, 하우징(2)의 내주면(2a) 사이를 밀봉하는 정적(靜的)씰부재(10)가 설치될 수 있다.

제1 자극부재(4)는 하우징(2)의 내주면(2a)측에서 샤프트(25)의 외주면(25a)측을 향하여 돌출하는 제1 내방 돌출가장자리(突緣)(8a) 및 제2 내방 돌출가장자리(突緣)(8b)를 갖는다.

제1 내방 돌출가장자리(8a)와 제2 내방 돌출가장자리(8b)는 서로 대략 대칭인 형상을 가지며, 제1 내방 돌출가장자리(8a)와 제2 내방 돌출가장자리(8b) 사이에는 샤프트(25)측에 개구를 갖는 씰링홈(11)이 형성되어 있다. 샤프트(25)의 회전중심(A)을 통과하는 단면에 의해 관찰된 씰링홈(11)의 단면은 대략 직사각형상을 갖는다.

X링(6)은 씰링홈(11)의 단면이 갖는 직사각형 형상의 각각을 향해서 돌출하는 제1돌기(6a), 제2돌기(6b), 제3돌기(6c) 및 제4 돌기(6d)를 갖는다.

제1돌기(6a)와 제2돌기(6b)는 직사각형 형상의 꼭지점 중, 씰링홈(11)의 개구측의 꼭지점을 향해서 돌출되어 있다. 제1 돌기(6a)는 씰링홈(11)의 개구측의 꼭지점 중, 제1 내방 돌출가장자리(8a)측의 꼭지점을 향하여 돌출되어 있으며, 제2 돌기는 제2 내방 돌출가장자리(8b)측의 꼭지점을 향하여 돌출되어 있다.

또한 제3돌기(6c)와 제4 돌기(6d)는 직사각형 형상의 꼭지점 중, 씰링 홈(11)의 저부(11a)측의 꼭지점을 향하여 돌출되어 있다. 그리고, X링(6)의 제1~제4 돌기는 X링(6)의 둘레방향을 따라서 연속되어 있다.

제3돌기(6c) 및 제4 돌기(6d)는 씰링홈(11)의 저부(11a)에 접촉되어 있으며, X링(6)과 씰링홈(11)은 둘레방향으로 연속되어 밀착된다. 또한, X링(6)의 내경은 샤프트(25)의 지름과 대략 일치하는 지름이거나 혹은 아주 작은 지름이 되도록 설계되어 있다. 따라서, 샤프트(25)가 회전중심(A)을 중심으로 회전할 때, X링(6)의 제1 돌기(6a) 및 제2 돌기(6b)는 샤프트(25)의 외주면(25a)에 대하여 슬라이딩 이동한다. 이에 의해 제1 실시형태에 관련된 X링(6)은 제1 자극부재(4)와 샤프트(25) 사이를 씰링 할 수 있다.

제1 돌기(6a)와 제2 돌기(6b) 사이에는 제2 돌기(6b)까지 자극유체(7)를 주입시키기 위한 유체 유지홈(6e)가 형성되어 있다. 즉, 유체유지홈(6e)은 유체유지홈(6e)과, 유체유지홈(6e)과 대향하는 샤프트(25)의 외주면(25a)과의 표면 장력에 의해 자성유체(7)를 제1 돌기(6a)에서 제2 돌기(6b)로 이끌 수 있도록 설계되어 있다. 또한 유체유지홈(6e)은 유체유지홈(6e)과 ,유체유지홈(6e)에 대향하는 샤프트(25)의 외주면(25a) 사이에 자성유체(7)를 유지할 수 있다. 본 실시형태에 사용되는 자성유체(7)는 입경 약 5~50nm 정도의 자성 초미립자를 계면활성제를 사용하여서 용매나 기름(베이스 오일) 중에 분산시킨 것으로 자력선을 따라서 이동하여 자장(磁場)에 트랩되는 특성을 갖는다. 본 실시형태의 씰 장치(1)에 있어서 자력유체(7)는 샤프트(25)와 X링(6)의 슬라이딩 이동면에서 작용하는 윤활제로서 이용되고 있으며, X링(6)의 슬라이딩 이동 수명을 연장시킨다. 또한 자성유체(7)는 X링(6)과 샤프트(25)의 슬라이딩 이동면에서의 밀봉성을 확보하고 또한 슬라이딩 이동면 부근에서의 먼지 발생을 억제할 수 있다.

샤프트(25)가 회전중심(A)를 중심으로 회전할 때, 자성유체(7)는 제1 내방 돌출가장자리(8a)의 선단부 부근에서 가장 많이 유지된다. X링(6)의 제1 돌기(6a)는 제1 내방 돌출가장자리(8a)의 선단부에 근접하도록 배치되어 있어서 자성유체(7)은 샤프트(25)와 X링(6)의 제1 돌기(6a)의 슬라이딩 이동면에 용이하게 도달하여 윤활제로서 매우 적합하게 작용할 수 있다.

또한 X링(6)에는 유체유지홈(6e)이 형성되어 있어서 자성유체(7)는 제1 돌기(6a) 및 유체유지홈(6e)을 통하여 제2 돌기(6b)까지 용이하게 도달할 수 있다. 즉, 제1 실시형태에 관련된 씰장치(1)에서는 제1 돌기(6a) 및 제2 돌기(6b)와, 샤프트(25)의 외주면(25a) 사이에 형성되는 쌍방의 슬라이딩 이동면에 자성유체(7)가 용이하게 도달할 수 있다. 따라서, 자성유체(7)는 X링(6)과 샤프트(25)의 슬라이딩 이동면에서의 윤활제로서 매우 적합하게 작용할 수 있다.

또한, 제2 내방 돌출가장자리(8b)의 선단부에도 자성유체(7)가 유지되는 경우가 있다. 제2 내방 돌출가장자리(8b)의 선단부 부근에 유지된 자성유체(7)는 X링(6)의 제2 돌기(6b)에 용이하게 도달할 수 있다. 그러나, 제2 내방 돌출가장자리(8b)는 제1 내방 돌출가장자리(8a)보다 자석(3)에서의 거리가 길기 때문에 제1 내방 돌출가장자리(8a)만큼 많은 자속(磁束)이 통과하지 못한다. 따라서 제2 내방 돌출가장자리(8b)의 선단부에 유지되는 자성유체(7)의 양이 적고, 제2 내방 돌출 가장자리(8b)의 선단부에 유지되는 자성유체(7)만으로는 제2 돌기(6b)와 샤프트(25) 외주면(25a)의 슬라이딩 이동을 충분히 윤활할 수 있는 경우가 있다.

그러나, 제1 실시형태에 관련된 씰 장치(1)에서는 상술한 바와 같이 제1 내방 돌출가장자리(8a)의 선단부 부근에 유지된 자성유체(7)가 제1돌기(6a) 및 유체유지홈(6e)을 통하여 제2 돌기(6b)까지 용이하게 도달할 수 있다. 따라서, 자성유체(7)는 X링(6)과 샤프트(25)의 슬라이딩 이동면에서의 윤활제로서 매우 적합하게 작용할 수 있다.

[제2 실시형태]

도2는 본 발명의 제2 실시형태에 관련된 씰 장치(15)를 나타내는 정면 단면도이다 .

제2 실시형태에 관련된 씰 장치(15)는 제1 자극부재(16)의 형상과, 씰부재로서 사용되는 O링(17)의 형상이 제1 실시형태에 관련된 씰 장치(1)에 구비된 제1 자극부재(4) 및 X링(6)의 형상과 다르다. 그러나, 그 밖의 부분은 제1 실시형태에 관련된 씰 장치(1)와 같으며, 제1 실시형태와 같은 부재에는 제1 실시형태와 같은 부재번호를 부여한다.

제1 자극부재(16)는 하우징(2)의 내주면(2a)측에서 샤프트(25)의 외주면(25a)측을 향해서 돌출하는 제1 내방 돌출가장자리(18a) 및 제2 내방 돌출가장자리(18b)를 갖는다. 제1 내방 돌출가장자리(18a)는 제2 내방 돌출가장자리에서 처리실(20)의 외부측에 형성된다. 따라서, 제1 내방 돌출가장자리(18a)는 제2 내방돌출가장자리(18b)보다 자석(3)에 근접하도록 배치된다.

샤프트(25)에 근접하는 쪽을 향하는 제1 내방 돌출가장자리(18a)의 선단부에는 샤프트(25) 및 O링(17)을 향하여 돌출하는 유체유지돌출부(19)가 형성된다. 유체유지돌출부(19)는 샤프트(25)의 외주면(25a)과의 사이에 아주 작은 간격을 형성하도록 배치된다. 유체유지돌출부(19)의 선단부(19a)의 부근에는 자석(3)에 의해 발생된 자력에 의해 자성유체(7)가 유지된다.

제1 내방 돌출가장자리(18a)와 제2 내방 돌출가장자리(18b) 사이에는 씰링 홈(14)이 형성된다. 씰링홈(14)은 샤프트(25)를 둘러싸도록 형성되어 있으며 샤프트(25)의 외주면(25a) 측에서 개구를 갖는다.

씰링홈(14)에는 환상의 O링(17)이 수납되어 있다. 본 실시형태에 관련된 O링(17)은 샤프트(25)의 회전중심(A)을 통하는 단면에서 관찰한 경우, 대략 원형 혹은 대략 타원형의 단면형상을 갖는다. 또한 O링(17)의 일부는 씰링홈(14)의 개구로부터 튀어나온 상태로 수납된다.

O링(17)의 링 외주 단부(17b)는 씰링 홈(14)의 저부(14a)에 접촉되어 있어 O링(17)의 외주 단부(17b)와 씰링홈(14)의 저부(14a)는 둘레방향으로 연속하여 밀착되어 있다.

또한, O링(17)은 샤프트(25)와 아주 조금 접촉되어 있어 과도하게 접촉 토크를 크게 하지 않으면서 씰 성능을 충족시키도록 설계되어 있다. 본 실시형태에 관련된 씰장치(15)에 있어서 O링(17)은 씰링홈(14)의 저부(14a)와 샤프트(25)의 외주면(25a)에 의해 회전중심(A)의 지름방향으로 아주 적게 가압된 상태에서 씰링홈(14)에 수납된다. 또한 O링(17)은 예를 들면 엘라스토머 등과 같은 적당한 탄성을 갖는 재료로 제작되는 것이 바람직하다.

샤프트(25)가 회전중심(A)을 중심으로서 회전할 때, O링(17)의 링 내주 단부(17a)는 샤프트(25)의 외주면(25a)에 대하여 슬라이딩 이동한다. 따라서, 본 실시형태에 관련된 O링(17)은 제1 자극부재(16)와 샤프트(25) 사이를 씰링 할 수 있다.

유체유지돌출부(19)의 선단부(19a)의 부근에는 자성유체(7)가 유지된다. 본 실시형태에 이용되는 자성유체(7)는 입경 약 5~50nm 정도의 자성 초미립자를 계면활성제를 사용하여서 용매나 기름(베이스 오일) 중에 분산시킨 것으로 자력선을 따라서 이동하여 자장에 트랩되는 특성을 갖는다. 본 실시형태의 씰 장치(15)에 있어서, 자성유체(7)는 샤프트(25)와 O링(17)의 슬라이딩 이동면에서 작용하는 윤활제로서 이용되고 있으며, O링(17)의 슬라이딩 이동 수명을 연장시킨다. 또한 자성유체(7)는 O링(17)과 샤프트(25)의 슬라이딩 이동면에서의 밀봉성을 확보하며, 또한 슬라이딩 이동면 부근에서의 먼지 발생을 억제할 수 있다.

샤프트(25)가 회전중심(A)을 중심으로 회전할 때 유체유지돌출부(19)의 선단부(19a) 부근에 유지된 자성유체(7)는 샤프트(25)와 O링(17)의 슬라이딩 이동면에 도달하여 윤활제로서 작용한다. 특히 본 실시형태에 관련된 씰 장치(15)에서는 유체유지 돌출부가 O링(17) 및 샤프트(25)를 향하여 돌출되어 있어서 자성유체(7)를 가장 많이 유지하는 유체유지돌출부(19)의 선단부(19a)가 O링(17)에 근접하여서 배치되어 있다. 따라서 자성유체(7)는 O링(17)을 통하여 샤프트(25)와 O링(17)의 슬라이딩 이동면에 용이하게 도달할 수 있다.

또한, 도2에서와 같이 O링(17)이 대략 원형 혹은 대략 타원형의 단면 형상을 갖기 때문에 O링(17)에서의 슬라이딩 이동면인 링 내주 단부(17a)가 유체유지 돌출부(19)의 선단부(19a)에 근접하여서 배치된다. 따라서 자성 유지 돌출부(19)의 서단부(19a)의 주변에 유지되는 자성유체(7)는 이러한 점에서도 샤프트(25)와 O링(17)의 슬라이딩 이동면에 용이하게 도달할 수 있어 윤활제로서 매우 적합하게 작용할 수 있다.

또한 유체유지돌출부(9)는 두 개의 내방 돌출가장자리(18a,18b) 중 자석(3)에 근접하는 제1 내방 돌출가장자리(18a)에 형성되는 것이 바람직하다. 자석(3)에 근접하는 제1 내방 돌출가장자리(18a)는 제2 내방 돌출가장자리(18b)에 비하여 보다 많은 자속이 통과한다. 따라서, 제1 내방 돌출가장자리(18a)에 유체유지 돌출부(19)를 형성함으로써 보다 많은 자성유체(7)를 유체유지 돌출부(19)에 유지시킬 수 있다.

[제3 실시형태]

도3은 본 발명의 제3 실시형태에 관련된 씰장치(30)를 나타내는 정면 단면도이다.

제3 실시형태에 관련된 씰장치(30)는 제1 및 제2 자극부재(4,5)와 대향하는 샤프트(25)의 외주면 부분에 슬리브(31)를 결합시킨 점이 제1 실시형태에 관련된 씰 장치(1)와 다르다. 그러나, 그 밖의 부분은 제1 실시형태에 관련된 씰 장치(1)와 거의 동일하며, 제1 실시형태와 같은 부재에는 제1 실시형태와 같은 부재번호를 부여한다.

슬리브(31)는 제1 및 제2 자극부재(4,5)와 대향하는 샤프트(25)의 외주면 부분에 결합되는 것으로 환상을 이루고 있고 자성재료로 형성된다.

슬리브(31)의 내주면측에는 샤프트 외주면(25a)을 향해서 개구된 환상의 0링홈(32)이 설치되어 있으며, 이 O링홈(32)에 환상의 O링(33)이 장착되며, 슬리브(31)의 내주면과 샤프트 외주면(25a) 사이를 씰링한다.

슬리브(31)의 단면 형상은 도3에서 나타내는 바와 같이 대략 직사각형상을 하고 있으며 제1 자극부재(4)와 대향하는 부분(31a)의 지름이 제2 자극부재(5)와 대향하는 부분(31b)의 지름보다 대경으로 형성되어, 단부(31c)를 형성한다. 슬리브(31)는 단부(31c)가 제2 자극부재(5)의 내주 돌출가장자리(5a)에 설치되는 슬라이드 부시(12)의 외측면(12c)과 아주 작은 간극을 갖도록 설치된다. 이와 같이 슬라이드 부시(12)가 제1 자극부재(4)와 슬리브(31)에 의해 끼워 넣어진 구조로 이루어져 있어서 슬리브(31)의 축방향의 위치 결정이 쉬워진다. 한편, 슬라이드 부시(12)는 그 내주면(12a)이 슬리브(31)의 소경부분(31b)과 아주 작은 간격을 가지고 대향하도록 형성되어 있다. 이 때문에 제2 자극부재(5)의 내주 돌출가장자리(5a)는 제1 실시형태 경우보다도 단부(31)의 단차 만큼만 내방으로 돌출된 형상으로 이루어져 있다.

본 실시형태의 씰 장치(30)에 있어서는 슬리브(31)를 설치함에 따라 선원 발명의 경우와 같이 샤프트(25)를 포함하여 납입할 필요가 없어지고, 샤프트를 포함하지 않는 씰 장치(30)만 납입하면 족하여 씰 장치의 교환시에도 샤프트를 교환하지 않고 씰장치(30)만을 교환하면 된다. 또한 씰 장치(30)는 기존의 샤프트에도 사용할 수 있어 완전한 카트리지 타입의 씰 장치를 구성한다.

[제 4실시형태]

도4는 본 발명의 제4 실시형태에 관련된 씰 장치(40)를 나타내는 정면 단면도이다.

제4 실시형태에 관련된 씰 장치(40)는 제1 및 제2 자극부재(16,5)와 대향하는 샤프트(25)의 외주면 부분에 슬리브(31)를 결합시킨 점이 제2 실시형태에 관련된 씰 장치(15)와 다르다. 그러나, 그 밖의 부분은 제2 실시형태에 관련된 씰 장치(15)와 거의 동일하며, 제2 실시형태와 동일한 부재에는 제2 실시형태와 같은 부재번호를 부여한다. 또한 슬리브(31) 및 O링(33)에 관해서는 제3 실시형태와 같으며 설명은 생략한다.

제3 및 제4 실시형태에 사용되는 슬리브(31)를 샤프트(25)에 고정하는 방법으로서는 예를 들면 슬리브(31)의 축방향의 일단에 반원형상의 두 개로 나누어진 셋트 칼라(미도시)를 볼트 등의 체결수단을 이용하여서 체결함으로써 슬리브(31)를 샤프트(25)에 고정할 수 있다. 또한 다른 공지의 방법으로 설치하여도 좋은 것은 물론이다.

제2 및 제4 실시형태에 사용되어 있는 제1 자극부재(16)에 형성된 씰링홈(14)은 도5(a)에서와 같이 더브테일 홈 형상을 가진다. 제1 내방 돌출가장자리(18a)는 씰링홈(14)의 벽의 일부를 구성하고 있으며, 제1 내방 돌출가장자리(18a)의 선단부에 형성되는 자성체 유지 돌출부(19)는 씰링홈(14)을 향하여 경사져있다. 또한 제2 및 제4 실시형태에서의 씰링장치(15 및 40)에서는 더브테일 홈 형상을 갖는 씰링홈(14)에 샤프트(25)의 회전중심(A)을 통과하는 단면에 의해 관찰된 경우에 대략 원형 혹은 대략 타원형의 단면형상을 갖는 O링(17)이 수납되어 있다. 따라서 자성유체(7)가 유지되는 유체유지돌출부(19)의 선단부(19a)는 O링(17)에 근접되고 자성유체(7)는 샤프트(25)와 O링(17)의 슬라이딩 이동면에 용이하게 도달하여, 윤활제로서 매우 적합하게 작용할 수 있다.

제1 내방 돌출가장자리(18a) 및 제2 내방 돌출가장자리(18b)에 의해 형성되는 씰링홈(14)의 형상은 도5(a)에서 나타내는 형상에 한정되지 않으며, 예를 들면 도5(b) 및 도5(c)에서와 같은 형상을 가져도 좋다. 도5(b) 및 도5(c)는 도5(a)에서 나타내는 제1 자극부재(16)의 변형예를 나타낸 것이다.

도5(b)에서 나타내는 제1 자극부재(16)는 제1 내방 돌출가장자리(18a)가 제2 내방 돌출가장자리(18b)와 대략 대칭인 형상을 갖는다. 도5(b)에서 나타내는 변형예에서도 제1 내방 돌출가장자리(18a)의 선단부에 유체 유지 돌출부(19)가 형성되어 있으며 유체유지돌출부(19)의 선단부(19a)는 O링(17)과 근접하도록 배치된다. 또한, 해당 유체유지돌출부(19)에 자성유체(7)가 유지되어서 자성유체(7)는 O링(17)에 근접하도록 배치된다. 따라서 도5(b)에서 나타내는 제1 자극부재(16)를 제2 및 제4 실시형태에 관련된 씰 장치(15) 및 (40)에 이용한 경우라도 자성유체(7)는 샤프트(25)와 O링(17)의 슬라이딩 이동면에 용이하게 도달하여 윤활제로서 매우 적합하게 사용할 수 있다.

도5(c)에서 나타내는 제1 자극부재(16)는 제1 내방 돌출가장자리(18a)가 제2 내방 돌출가장자리(18b)와 대략 대칭인 형상을 가지며, 씰링홈(14)을 향하여 돌출되어 있다. 도5(c)에서 나타내는 변형예에서는 제1 내방 돌출가장자리(18a)의 선단부(18a')에 자성유체(7)가 유지된다. 도5(c)에서 나타내는 변형예에서는 씰링홈(14)을 형성하는 제1 내방 돌출가장자리(18a)가 씰링홈(14)을 향하여 돌출되어 씰링홈(14)가 더브테일 홈 형상을 갖는다. 이 때문에 제1 내방 돌출가장자리(18a)의 선단부(18a')가 O링(17)에 근접하여서 배치된다. 또한 제1 내방 돌출가장자리(18a)의 선단부(18a')에 자성유체(7)가 유지되기 때문에 자성유체(7)와 O링(17)도 근접하여 배치된다. 따라서 도5(c)에서 나타내는 제1 자극부재(16)를 제2 및 제4 실시형태에 관련된 씰 장치(15 및 40)에 사용한 경우라도 자성유체(7)는 샤프트(25)와 O링(17)의 슬라이딩 이동면에 용이하게 도달하여 윤활제로서 매우 적합하게 작용할 수 있다.

1; 씰 장치(제1 실시형태)
2; 하우징
3; 자석
4; 제1 자극부재(제1 및 제3 실시형태)
5; 제2 자극부재
6; X링
7; 자성유체
8a; 제1 자극부재(4)의 제1 내방(內方)돌출가장자리((突緣))
8b; 제1 자극부재(4)의 제1 내방 돌출가장자리
9; 볼트
10; 정적(靜的) 씰부재
11; 씰링 홈(제1 및 제3의 실시형태)
12; 슬라이드 부시(bush)
14; 씰링 홈(제2 및 제4의 실시형태)
15; 씰장치(제2 실시형태)
16; 제1 자극부재(제2 및 제4의 실시형태)
17; O링
18a; 제1 자극부재(16)의 제1 내방 돌출가장자리
18b; 제1 자극부재(16)의 제2 내방 돌출가장자리
19; 유체유지돌출부(流體保持突部)
20; 처리실
21; 플랜지
22; 개구
23; 베어링
25; 샤프트
30; 씰장치(제3 실시형태)
31; 슬리브
32; O링 홈
33; O링
40; 씰장치(제4 실시형태)

Claims

소정의 환경으로 유지되는 처리실의 내부에 해당 처리실의 외부로부터 해당 처리실의 환경을 유지하면서 소정의 기계적 운동을 전달하는 샤프트의 씰장치로서,
상기 샤프트가 관통하는 하우징과,
상기 하우징과 상기 샤프트 사이에 배치되어서 상기 샤프트 주위에서 자력을 발생하는 자력발생수단과,
상기 하우징에서 상기 샤프트를 향하여 돌출하여 상기 샤프트를 둘러싸는 실링홈을 형성하는 한 쌍의 내방 돌출가장자리를 갖으며, 상기 자력발생수단의 일측에 인접하여 배치되어서 해당 자력발생수단으로 발생되는 자력을 전달하는 제1의 자기전달부재 및 상기 하우징에서 상기 샤프트를 향하여 돌출하는 내방 돌출가장자리를 갖으며, 상기 자력발생수단의 타측에 인접하여 배치되어서 해당 자력발생수단으로 발생되는 자력을 전달하는 제2의 자기전달부재와,
상기 제2의 자기전달부재의 내방 돌출가장자리와 샤프트 사이에 배치되어서 상기 샤프트의 외측면에 대하여 아주 작은 간극을 갖도록 하여 상기 내방 돌출가장자리에 고정된 슬라이드 부시와,
적어도 일부가 상기 샤프트를 향하여 튀어나온 상태로 상기 씰링홈에 수납되어, 상기 샤프트 외주면에 대해서 슬라이딩 이동하는 씰부재와,
상기 자력발생수단에 의해 발생된 자력에 의해 상기 샤프트와 상기 자기전달부재 사이에 유지되는 자성유체를 갖으며,
상기 씰링홈은 상기 샤프트의 중심축을 통하는 단면 형상이 대략 직사각형상이며,
상기 씰부재는 상기 씰링홈의 상기 대략 직사각형상의 꼭지점 각각을 향하여 돌출하는 네 개의 돌기부를 갖으며, 상기 돌기부 중 상기 샤프트측을 향하여 돌출하는 두 개의 돌기부 사이에는 상기 자성유체를 유지하는 유체 유지홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 씰 장치.
소정의 환경으로 유지되는 처리실의 내부에 해당 처리실의 외부로부터 해당 처리실의 환경을 유지하면서 소정의 기계적 운동을 전달하는 샤프트의 씰 장치로서,
상기 샤프트가 관통하는 하우징과,
상기 하우징과 상기 샤프트 사이에 배치되어서 상기 샤프트의 주위에서 자력을 발생하는 자력발생수단과,
상기 하우징으로부터 상기 샤프트를 향하여 돌출되어 있으며, 상기 샤프트를 둘러싸는 씰링홈을 형성하는 한 쌍의 내방 돌출가장자리를 갖으며, 상기 자력발생수단의 일측에 인접하여 배치되어서 해당 자력발생수단으로 발생되는 자력을 전달하는 제1의 자기전달부재 및 상기 하우징에서 상기 샤프트를 향하여 돌출하는 내방 돌출가장자리를 갖으며 상기 자력발생수단의 타측에 인접하여 배치되어서 해당 자력발생수단으로 발생되는 자력을 전달하는 제2의 자기전달부재와,
상기 제2의 자기전달부재의 내방 돌출가장자리와 샤프트 사이에 배치되어서 상기 샤프트의 외주면에 대하여 아주 작은 간극을 갖도록 하여서 상기 내방 돌출 가장자리에 고정된 슬라이드 부시와,
적어도 일부가 상기 샤프트를 향하여 튀어나온 상태로 상기 씰링홈에 수납되어, 상기 샤프트의 외주면에 대해서 슬라이딩 이동하는 씰부재와,
상기 자력 발생수단에 의해 발생된 자력에 의해 상기 샤프트와 상기 자기전달부재 사이에 유지되는 자성유체를 갖으며,
상기 제1의 자기전달부재의 한 쌍의 내방 돌출가장자리 중 상기 자력발생수단에 근접하는 제1 내방 돌출가장자리에서의 상기 샤프트에 근접하는 단부에는 상기 샤프트 및 상기 씰부재를 향하여 돌출하는 유체 유지 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 씰 장치.
소정의 환경으로 유지되는 처리실의 내부에 해당 처리실의 외부로부터 해당 처리실의 환경을 유지하면서 소정의 기계적 운동을 전달하는 샤프트의 씰 장치로서,
상기 샤프트가 관통하는 하우징과,
상기 하우징과 상기 샤프트 사이에 배치되어서 상기 샤프트의 주위에서 자력을 발생하는 자력발생수단과,
상기 하우징에서 상기 샤프트를 향해 돌출하여 상기 샤프트를 둘러싸는 씰링홈을 형성하는 한 쌍의 내방 돌출가장자리를 갖으며, 상기 자력발생수단의 일측에 인접하여 배치되어서 해당 자력발생수단으로 발생되는 자력을 전달하는 제1의 자기전달부재 및 상기 하우징에서 상기 샤프트를 향하여 돌출하는 내방 돌출가장자리를 갖으며 상기 자력발생수단의 타측에 인접하여 배치되어서 해당 자력발생수단으로 발생되는 자력을 전달하는 제2의 자기전달부재와,
상기 제2의 자기전달부재의 내방 돌출가장자리와 샤프트 사이에 배치되어서 상기 샤프트의 외주면에 대해 아주 작은 간극을 갖도록 하여서 상기 내방 돌출가장자리에 고정된 슬라이드 부시와,
적어도 일부가 상기 샤프트를 향하여 튀어나온 상태로 상기 씰링홈에 수납되어 상기 샤프트의 외주면에 대하여 슬라이딩 이동하는 씰부재와,
상기 자력발생수단에 의해 발생된 자력에 의해 상기 샤프트와 상기 자기 전달부재 사이에 유지되는 자성유체를 갖으며
상기 씰링홈은 더브테일 홈 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 씰 장치.
상기 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 자극부재와 대향하는 샤프트의 외주면 부분에 슬리브를 결합시키는 것을 특징으로 하는 씰 장치.