WO2010004935A1 - シール装置 - Google Patents

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WO2010004935A1
WO2010004935A1 PCT/JP2009/062198 JP2009062198W WO2010004935A1 WO 2010004935 A1 WO2010004935 A1 WO 2010004935A1 JP 2009062198 W JP2009062198 W JP 2009062198W WO 2010004935 A1 WO2010004935 A1 WO 2010004935A1
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WO
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shaft
magnetic
magnetic force
processing chamber
generating means
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/062198
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English (en)
French (fr)
Inventor
茂樹 本多
Original Assignee
イーグル工業株式会社
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Publication date
Application filed by イーグル工業株式会社 filed Critical イーグル工業株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F16J15/43—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid kept in sealing position by magnetic force

Definitions

  • the present invention relates to a sealing device suitable for transmitting a motion from outside to a sealed space such as a chamber or a clean room.
  • oxidation, diffusion or CVD Chemical Vapor Deposition
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • the wafer is stored in a chamber or container (hereinafter collectively referred to as a processing chamber) held in a predetermined environment, and is processed by being exposed to the atmosphere in the processing chamber while being rotated, for example. Therefore, the processing chamber used for such processing is required to have high airtightness and to be able to transmit mechanical motion from the outside of the processing chamber to the inside of the processing chamber, for example, by rotating a wafer.
  • the sealing device As another prior art related to the sealing device, it has a shaft having an annular projection and a yoke contacting the permanent magnet, and holds magnetic fluid between the inner peripheral surface of the yoke and the annular projection.
  • a sealing device (rotating shaft protrusion type magnetic fluid seal rotating bearing) is known (see Patent Document 2 and the like).
  • the sealing device that holds the magnetic fluid between the inner peripheral surface of the yoke and the annular projection has a complicated structure, and requires extremely high precision processing and assembly processes for manufacturing. There is a problem in terms of cost.
  • the present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to provide a simple structure, a good sliding life, and to transmit motion to the processing chamber from the outside. It is to provide a suitable sealing device.
  • a sealing device includes: A sealing device that transmits a predetermined mechanical motion to the inside of a processing chamber maintained in a predetermined environment while maintaining the environment of the processing chamber from the outside of the processing chamber, A shaft for transmitting the predetermined mechanical motion to the processing chamber; A housing through which the shaft passes; Magnetic force generating means disposed between the housing and the shaft to generate a magnetic force around the shaft; Protruding from the housing toward the shaft, having a pair of inward protruding edges forming a sealing groove surrounding the shaft, arranged adjacent to the magnetic force generating means and generated by the magnetic force generating means A magnetic transmission member for transmitting magnetic force; A sealing member that is accommodated in the sealing groove in a state where at least a part thereof protrudes toward the shaft, and slides with respect to an outer surface of the shaft; A first fluid that has a magnetic fluid held between the shaft and the magnetic transmission member by the magnetic force generated by the magnetic force generation means, and is close to the magnetic force generation means
  • a fluid holding protrusion that protrudes toward the shaft and the seal member is formed on the first inward protrusion edge of the magnetic transmission member.
  • the sliding surface with respect to the shaft in the seal member is arranged in the state of being close to the fluid holding projection that holds the most magnetic fluid. Therefore, the distance between the magnetic fluid held by the magnetic transmission member and the seal member is shortened, and the magnetic fluid can easily reach the sliding surface of the seal member. That is, in the sealing device according to the present invention, the magnetic fluid suitably acts as a lubricant in the vicinity of the sliding surface between the shaft and the sealing member, and can extend the sliding life of the sealing member.
  • a sealing device is A magnetic fluid seal device for transmitting a predetermined mechanical motion to the inside of a processing chamber held in a predetermined environment while maintaining the environment of the processing chamber from the outside of the processing chamber, A shaft for transmitting the predetermined mechanical motion to the processing chamber; A housing through which the shaft passes; Magnetic force generating means disposed between the housing and the shaft to generate a magnetic force around the shaft; A pair of inward protruding edges that project from the housing toward the shaft to form a sealing groove that surrounds the shaft, and are arranged adjacent to the magnetic force generating means to generate a magnetic force generated by the magnetic force generating means.
  • a magnetic transmission member for transmitting A sealing member that is accommodated in the sealing groove in a state where at least a part thereof protrudes toward the shaft, and slides with respect to an outer surface of the shaft; It has a magnetic fluid held between the shaft and the magnetic transmission member by the magnetic force generated by the magnetic force generating means, and the sealing groove has a dovetail shape.
  • the sealing member is accommodated in the sealing groove having a dovetail shape.
  • the sliding surface with respect to the shaft in the seal member is arranged in a state close to the tip of the magnetic transmission member that holds a large amount of magnetic fluid. Therefore, the distance between the magnetic fluid held by the magnetic transmission member and the sliding surface of the seal member is shortened, and the magnetic fluid can easily reach the sliding surface of the sealing member. That is, in the sealing device according to the present invention, the magnetic fluid suitably acts as a lubricant in the vicinity of the sliding surface between the shaft and the sealing member, and can extend the sliding life of the sealing member.
  • a sealing device is A magnetic fluid seal device for transmitting a predetermined mechanical motion to the inside of a processing chamber held in a predetermined environment while maintaining the environment of the processing chamber from the outside of the processing chamber, A shaft for transmitting the predetermined mechanical motion to the processing chamber; A housing through which the shaft passes; Magnetic force generating means disposed between the housing and the shaft to generate a magnetic force around the shaft; A pair of inward protruding edges that project from the housing toward the shaft to form a sealing groove that surrounds the shaft, and are arranged adjacent to the magnetic force generating means to generate a magnetic force generated by the magnetic force generating means.
  • the sealing groove having a magnetic fluid held between the shaft and the magnetic transmission member by the magnetic force generated by the magnetic force generation means and observed through a cross section passing through the central axis of the shaft is substantially rectangular.
  • the seal member has two or more protrusions protruding toward one of the substantially rectangular vertices of the sealing groove, and two protrusions protruding toward the shaft among the protrusions.
  • a fluid holding groove for holding the magnetic fluid is formed between the portions.
  • a sealing member having a protrusion protruding toward one of the vertices of a rectangular shape is housed in a sealing groove having a substantially rectangular cross section.
  • the sealing device according to the present invention includes a second magnetic transmission unit that is disposed with the magnetism generation unit sandwiched between the magnetic transmission unit and transmits magnetism generated by the magnetic force generation unit. May be.
  • the sealing device according to the present invention more reliably supplies the magnetic fluid to the tip portion close to the shaft in the magnetic transmission portion. Can be held.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a sealing device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view showing a sealing device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a first magnetic pole member provided in the sealing device according to one embodiment of the present invention and a modification thereof.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the first magnetic pole member provided in the sealing device used in Reference Example 3 of the present invention.
  • FIG. 5 is a sectional view showing a sealing device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a sealing device 3 according to a first embodiment of the present invention.
  • the sealing device 3 is disposed so as to close an opening provided in a processing chamber (not shown), and can keep the inside of the processing chamber airtight with respect to the outside of the processing chamber.
  • the processing chamber in which the sealing device 3 according to the present embodiment is disposed is not particularly limited, and examples thereof include a wafer processing chamber that processes silicon wafers, a load lock chamber that repeats a vacuum state and an atmospheric pressure state, and the like. . Further, the inside of the processing chamber may be held in a negative pressure environment with respect to the outside of the processing chamber, or may be held in an equal pressure or pressurized environment.
  • the sealing device 3 includes a housing 12, a shaft 10, a magnet 14 as a magnetic force generating means, first and second magnetic pole members 18 and 30 as magnetic transmission members, an O-ring 24 as a sealing member, and a magnetic fluid. 26.
  • the shaft 10 is disposed so as to penetrate the cylindrical housing 12.
  • the magnet 14 and the first magnetic pole member 18 may be formed integrally.
  • the magnet 14 may also serve as a part of the first magnetic pole member.
  • a portion (the first inner projecting edge 19) that fixes the magnetic fluid 26 in the first magnetic pole member 18 may be used as the magnetic force generating means.
  • the end of the shaft 10 outside the processing chamber is connected to a drive unit (not shown).
  • the shaft 10 according to the present embodiment can rotate about the axis A by the driving force from the driving unit.
  • An end of the shaft 10 on the inner side of the processing chamber is connected to a driven portion (not shown) disposed in the inner portion of the processing chamber.
  • the shaft 10 according to the present embodiment can transmit the rotational motion generated by the drive unit arranged outside the processing chamber to the inside of the processing chamber.
  • the shaft 10 is formed using a magnetic material, the whole shaft is not limited to a solid magnetic material.
  • the shaft may be austenitic steel with a sleeve made of a magnetic material or a shaft made of a non-magnetic material such as a non-ferrous material or quartz, or a single sleeve.
  • a resin coating or the like can be applied to the surface of the shaft formed using a magnetic material for sliding characteristics, rust prevention, and the like.
  • the thickness of the coating can be set to a thickness that does not significantly weaken the lines of magnetic force from the magnetic material.
  • the housing 12 is a cylindrical member installed so that the shaft 10 penetrates, and is fixed to a processing chamber (not shown). A predetermined interval is provided between the inner peripheral surface 12a of the housing 12 and the outer peripheral surface 10a of the shaft 10 so that the magnet 14, the first magnetic pole member 18, the second magnetic pole member 30, the O-ring 24, and the like can be disposed. Is provided.
  • the annular magnet 14 is a magnetism generating means for generating magnetism for holding the magnetic fluid 26 as will be described later, and is sandwiched between the first magnetic pole member 18 and the second magnetic pole member 30 on both sides in the axis A direction. It is arranged in the state.
  • the shape of the magnet 14 is not limited to an annular shape as in the present embodiment.
  • the magnet 14 is a shape in which cylindrical magnets are arranged in an annular shape so as to surround the shaft 10 with the axial direction aligned. May be.
  • An annular second magnetic pole member 30 is connected to the end of the magnet 14 on the outside of the processing chamber.
  • the second magnetic pole member 30 is a magnetic material provided so as to contact the magnet 14.
  • the second inner peripheral end portion 30 a that is the inner peripheral end portion of the second magnetic pole member 30 is disposed with a slight gap with respect to the outer peripheral surface 10 a of the shaft 10. Further, the second outer peripheral end 30 b of the second magnetic pole member 30 may be fixed to the inner peripheral surface 12 a of the housing 12.
  • An annular first magnetic pole member 18 is connected to the end of the magnet 14 on the processing chamber inner side. Similar to the second magnetic pole member 30, the first magnetic pole member 18 is a magnetic material provided so as to contact the magnet 14. The first outer peripheral end 18 b of the first magnetic pole member 18 is fixed to the inner peripheral surface 12 a of the housing 12. Between the first magnetic pole member 18 and the housing 12, a static seal member 32 that seals between the first outer peripheral end 18 b of the first magnetic pole member 18 and the inner peripheral surface 12 a of the housing 12 is provided. Also good.
  • the first magnetic pole member 18 has a first inner projecting edge 19 a and a second inner projecting edge 19 b that project from the inner peripheral surface 12 a side of the housing 12 toward the outer peripheral surface 10 a side of the shaft 10.
  • the first inner projecting edge 19a is formed on the outside of the processing chamber from the second inner projecting edge 19b. Accordingly, the first inner projecting edge 19a is disposed closer to the magnet 14 than the second inner projecting edge 19b.
  • a fluid holding protrusion 22 that protrudes toward the shaft 10 and the O-ring 24 is formed at the tip of the first inward protruding edge 19a that faces toward the side close to the shaft 10.
  • the fluid holding protrusion 22 is disposed so as to form a slight gap with the outer peripheral surface 10 a of the shaft 10.
  • a magnetic fluid 26 is held near the tip 22 a of the fluid holding protrusion 22 by the magnetic force generated by the magnet 14.
  • a sealing groove 20 is formed between the first inner protruding edge 19a and the second inner protruding edge 19b.
  • the sealing groove 20 is formed so as to surround the shaft 10, and has an opening on the outer peripheral surface 10 a side of the shaft 10.
  • the O-ring 24 is accommodated in the sealing groove 20.
  • the O-ring 24 according to the present embodiment has a substantially circular or approximately elliptical cross-sectional shape when observed in a cross-section passing through the axis A of the shaft 10.
  • a part of the O-ring 24 is accommodated in a state of protruding from the opening of the sealing groove 20.
  • the ring outer peripheral end 24b of the O-ring 24 is in contact with the bottom 20a of the sealing groove 20, and the bottom 20a of the O-ring 24 and the sealing groove 20 are in close contact with each other in the circumferential direction.
  • the O-ring 24 is slightly in contact with the shaft 10 and is designed so as not to excessively increase the contact torque and satisfy the sealing property.
  • the O-ring 24 is accommodated in the sealing groove 20 while being slightly crushed in the radial direction of the axis A by the bottom 20a of the sealing groove 20 and the outer peripheral surface 10a of the shaft 10. ing.
  • the O-ring 24 is preferably made of a material having moderate elasticity such as an elastomer.
  • the O-ring 24 can seal between the first magnetic pole member 18 and the shaft 10.
  • a magnetic fluid 26 is held near the tip 22 a of the fluid holding protrusion 22.
  • the magnetic fluid 26 used in the present embodiment is obtained by dispersing magnetic ultrafine particles having a particle size of about 5 to 50 nm in a solvent or oil (base oil) using a surfactant, and moves along the lines of magnetic force. It has the property of being trapped in a magnetic field.
  • the magnetic fluid 26 is used as a lubricant that acts on the sliding surface of the shaft 10 and the O-ring 24 and extends the sliding life of the O-ring 24.
  • the magnetic fluid 26 can secure the sealing performance on the sliding surface of the O-ring 24 and the shaft 10 and can suppress dust generation in the vicinity of the sliding surface.
  • the magnetic fluid 26 held near the tip 22a of the fluid holding projection 22 reaches the sliding surface between the shaft 10 and the O-ring 24 and acts as a lubricant.
  • the tip 22 a of the fluid holding projection 22 that holds the magnetic fluid 26 most is It is arranged close to the ring 24. Therefore, the magnetic fluid 26 can easily reach the sliding surface of the shaft 10 and the O-ring 24 via the O-ring 24.
  • the O-ring 24 has a substantially circular or substantially elliptical cross-sectional shape
  • the ring inner peripheral side end 24 a that is a sliding surface in the O-ring 24 is formed on the fluid holding projection 22. It arrange
  • the fluid holding protrusion 22 is formed on the first inner protruding edge 19a close to the magnet 14 among the two inner protruding edges 19a and 19b. More magnetic flux passes through the first inner projecting edge 19a adjacent to the magnet 14 than the second inner projecting edge 19b. Therefore, by forming the fluid holding projection 22 on the first inner projecting edge 19a, more magnetic fluid 26 can be held by the fluid holding projection 22.
  • the sealing groove 20 formed in the first magnetic pole member 18 has a dovetail shape.
  • the first inner projecting edge 19 a constitutes a part of the wall of the sealing groove 20, and the magnetic body holding projecting part 22 formed at the tip of the first inner projecting edge 19 a faces the sealing groove 20. Is inclined.
  • the O-ring 24 having a substantially circular or substantially elliptical cross-sectional shape when observed by a cross-section passing through the axis A of the shaft 10 is formed in the sealing groove 20 having a dovetail shape. It is stored. Therefore, the tip 22a of the fluid holding projection 22 that holds the magnetic fluid 26 is close to the O-ring 24, and the magnetic fluid 26 easily reaches the sliding surface of the shaft 10 and the O-ring 24, It can act suitably as a lubricant.
  • the shape of the sealing groove 20 formed by the first inner projecting edge 19a and the second inner projecting edge 19b is not limited to the shape shown in the first embodiment, and for example, FIG. 3 (b) and FIG. 3 (c). It may have a shape as shown in FIG. FIGS. 3B and 3C are enlarged cross-sectional views showing a modification of the first magnetic pole member 18 shown in FIG.
  • the first inner protruding edge 39a has a substantially symmetric shape with the second inner protruding edge 39b.
  • the fluid holding projection 42 is formed at the tip of the first inner projecting edge 39 a, and the tip 42 a of the fluid holding projection 42 is close to the O-ring 24.
  • the magnetic fluid 26 is held by the fluid holding protrusion 42, the magnetic fluid 26 is disposed so as to be close to the O-ring 24. Therefore, even when the first magnetic pole member 40 shown in FIG. 3B is used in the sealing device 3 according to the first embodiment, the magnetic fluid 26 easily reaches the sliding surface of the shaft 10 and the O-ring 24. And can act suitably as a lubricant.
  • the first inner protruding edge 49 a has a shape that is substantially symmetrical with the second inner protruding edge 49 b, and protrudes toward the sealing groove 48. .
  • the magnetic fluid 26 is held at the tip 50 of the first inward protruding edge 49a.
  • the first inward protruding edge 49a forming the sealing groove 48 protrudes toward the sealing groove 48, and the sealing groove 48 has a dovetail shape. For this reason, the distal end portion 50 of the first inward protruding edge 49 a is disposed so as to be close to the O-ring 24.
  • the magnetic fluid 26 is held at the tip 50 of the first inward protruding edge 49a, the magnetic fluid 26 and the O-ring 24 are also arranged close to each other. Therefore, even when the first magnetic pole member 51 shown in FIG. 3C is used in the sealing device 3 according to the first embodiment, the magnetic fluid 26 easily reaches the sliding surfaces of the shaft 10 and the O-ring 24. It can act suitably as a lubricant.
  • Second embodiment Second embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a sealing device 6 according to a second embodiment of the present invention.
  • the shape of the first magnetic pole member 58 and the shape of the X ring 64 used as the sealing member are the first magnetic pole member 18 provided in the sealing device 3 according to the first embodiment.
  • the shape of the O-ring 24 is different.
  • the other parts are the same as those of the sealing device 3 according to the first embodiment, and the same members as those in the first embodiment are given the same members as those in the first embodiment.
  • the first magnetic pole member 58 is a first inner protruding edge 59a that protrudes from the inner peripheral surface 12a side of the housing 12 toward the outer peripheral surface 10a side of the shaft 10. And a second inward projecting edge 59b.
  • no fluid holding projecting part is formed at the tip of the first inner projecting edge 59a.
  • the first inner projecting edge 59a and the second inner projecting edge 59b have substantially symmetrical shapes, and a shaft is provided between the first inner projecting edge 59a and the second inner projecting edge 59b.
  • a sealing groove 60 having an opening on the 10 side is formed.
  • the cross section of the sealing groove 60 observed by the cross section passing through the axis A of the shaft 10 has a substantially rectangular shape.
  • the X-ring 64 has a first protrusion 64a, a second protrusion 64b, a third protrusion 64c, and a fourth protrusion 64d that protrude toward each of the rectangular shapes of the cross section of the sealing groove 60.
  • the first protrusion 64a and the second protrusion 64b protrude toward the apex on the opening side of the sealing groove 60 among the apexes of the rectangular shape.
  • the first protrusion 64a protrudes toward the apex on the first inner projecting edge 59a side among the apexes on the opening side of the sealing groove 60, and the second protrusion is on the apex on the second inner projecting edge 59b side. Protrusively.
  • the third protrusion 64c and the fourth protrusion 64d protrude toward the apex on the bottom 60a side of the sealing groove 60 among the apexes of the rectangular shape. Further, the first to fourth protrusions of the sealing groove 60 are continuous along the circumferential direction of the X ring 64.
  • the third protrusion 64c and the fourth protrusion 64d are in contact with the bottom 60a of the sealing groove 60, and the X ring 64 and the sealing groove 60 are in close contact with each other in the circumferential direction.
  • the inner diameter of the X ring 64 is designed to be a diameter that is substantially the same as the diameter of the shaft 10 or slightly smaller. Therefore, when the shaft 10 rotates about the axis A, the first protrusion 64 a and the second protrusion 64 b of the X ring 64 slide with respect to the outer peripheral surface 10 a of the shaft 10. Thereby, the X ring 64 according to the second embodiment can seal between the first magnetic pole member 58 and the shaft 10.
  • a fluid holding groove 64e for allowing the magnetic fluid 26 to go around to the second protrusion 64b is formed. That is, the fluid holding groove 64e guides the magnetic fluid 26 from the first protrusion 64a to the second protrusion 64b by the surface tension between the fluid holding groove 64e and the outer peripheral surface 10a of the shaft 10 facing the fluid holding groove 64e. Designed to be able to.
  • the fluid holding groove 64e can hold the magnetic fluid 26 between the fluid holding groove 64e and the outer peripheral surface 10a of the shaft 10 facing the fluid holding groove 64e.
  • the magnetic fluid 26 When the shaft 10 rotates about the axis A, the magnetic fluid 26 is held most in the vicinity of the tip of the first inward protruding edge 59a. Since the first protrusion 64a of the X ring 64 is disposed so as to be close to the tip of the first inward protruding edge 59a, the magnetic fluid 26 slides between the shaft 10 and the first protrusion 64a of the X ring 64. It can easily reach the surface and can suitably act as a lubricant.
  • the magnetic fluid 26 can easily reach the second protrusion 64b via the first protrusion 64a and the fluid holding groove 64e. That is, in the sealing device 6 according to the second embodiment, the magnetic fluid 26 is easily applied to both sliding surfaces formed between the first protrusion 64 a and the second protrusion 64 b and the outer peripheral surface 10 a of the shaft 10. Can be reached. Therefore, the magnetic fluid 26 can preferably act as a lubricant on the sliding surface between the X ring 64 and the shaft 10.
  • the magnetic fluid 26 may be held also at the tip of the second inward protruding edge 59b.
  • the magnetic fluid 26 held in the vicinity of the tip of the second inner protruding edge 59b can easily reach the second protrusion 64b of the X ring 64.
  • the second inner protruding edge 59b does not pass as much magnetic flux as the first inner protruding edge 59a. Therefore, the amount of the magnetic fluid 26 held at the tip of the second inner protruding edge 59b is small, and the second protrusion 64b and the shaft can be obtained only with the magnetic fluid 26 held at the tip of the second inner protruding edge 59b.
  • the sliding surface with the outer peripheral surface 10a cannot be sufficiently lubricated.
  • the magnetic fluid 26 held in the vicinity of the distal end portion of the first inward protruding edge 59a passes through the first protrusion 64a and the fluid holding groove 64e.
  • the second protrusion 64b can be easily reached. Therefore, the magnetic fluid 26 can preferably act as a lubricant on the sliding surface between the X ring 64 and the shaft 10.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a sealing device 7 according to a third embodiment of the present invention.
  • the second magnetic pole member is constituted by a ball bearing 80
  • the first magnetic pole member 82 is constituted by a first ring portion 84 and a second ring portion 86.
  • the other parts are the same as those of the sealing device 6 according to the second embodiment, and the same members as those of the second embodiment are given the same members as those of the second embodiment.
  • the annular magnet 14 is arranged with the first magnetic pole member 82 and the ball bearing 80 sandwiched on both sides in the axis A direction.
  • the ball bearing 80 is disposed so as to be in contact with the end of the magnet 14 on the outside of the processing chamber.
  • the ball bearing 80 includes an outer peripheral ring 80a attached to the inner peripheral surface 12a of the housing, an inner peripheral ring 80c attached to the shaft 10, and a plurality of radial bearings held between the outer peripheral ring 80a and the inner peripheral ring 80c. It consists of a ball 80b.
  • the inner ring 80 c is fixedly attached to the shaft 10, and rotates with the shaft 10 when the shaft 10 rotates around the axis A.
  • a plurality of balls 80b are arranged along the outer circumferential direction of the shaft 10.
  • the inner ring 80c fixed to the shaft 10 can rotate relative to the outer ring 80a fixed to the housing in a low friction state by the rotation of the ball 80b.
  • the outer ring 80a, the ball 80b, and the inner ring 80c are formed using a magnetic material, and preferably act as a magnetic transmission member of the magnet 14. That is, the ball bearing 80 plays the role of the first magnetic pole members 18 and 58 in the sealing devices 3 and 6 according to the first and second embodiments, and the magnetic force generated by the magnet 14 causes the ball bearing 80 and the shaft 10 to move. Is transmitted to the magnetic fluid 26 via
  • the first magnetic pole member 82 includes a first ring portion 84 disposed on the outside of the processing chamber and a second ring portion 86 disposed on the inside of the processing chamber with respect to the first ring portion 84.
  • the first ring portion 84 is disposed so as to be in contact with the end portion of the magnet 14 on the processing chamber inner side.
  • the first ring portion 84 has a substantially I-shaped cross section when observed in a cross section passing through the axis A of the shaft 10.
  • the second ring portion 86 has a substantially T-shaped cross-sectional shape when observed in a cross-section passing through the axis A of the shaft 10.
  • the second ring portion 86 is disposed so as to contact the end of the first ring portion 84 on the processing chamber inner side.
  • the first magnetic pole member 82 includes two members, a first ring portion 84 and a second ring portion 86. That is, the sealing groove 90 in which the X ring is accommodated is formed by combining the first ring portion 84 and the second ring portion 86.
  • a first inward protruding edge 88 a that is a wall on the outside of the processing chamber in the sealing groove 90 is configured by a part of the first ring portion 84.
  • the second inner projecting edge 88 b that is a wall on the processing chamber inner side in the sealing groove 90 and the bottom portion 90 a of the sealing groove 90 are constituted by the second ring portion 86.
  • the X ring 64 accommodated in the sealing groove 90 is the same as the X ring 64 included in the sealing device 6 according to the second embodiment.
  • the first protrusion 64 a and the second protrusion 64 b of the X ring 64 slide relative to the outer peripheral surface 10 a of the shaft 10 to seal between the first magnetic pole member 82 and the shaft 10.
  • the magnetic fluid 26 held in the vicinity of the front end portion of the first inner protruding edge 88a is the first inner protruding edge 88a. It can easily reach the first protrusion 64a in the vicinity of the front end portion of the, and can preferably act as a lubricant.
  • the fluid holding groove 64e is formed in the X ring 64, the magnetic fluid 26 can easily reach the second protrusion 64b via the first protrusion 64a and the fluid holding groove 64e.
  • the sealing device 7 has a ball bearing 80, and the ball bearing 80 also serves as a magnetic transmission member that transmits the magnetism of the magnet 14. Therefore, the sealing device 7 can bearing the shaft 10 with high accuracy.
  • the seal device 7 since the ball bearing 80 also serves as a magnetic transmission member that transmits the magnetism of the magnet 14, the seal device 7 is suitable for downsizing because it is not necessary to provide a second magnetic pole member separately. Further, the sealing device 7 does not require a separate bearing for bearing the shaft 10 on the inside of the processing chamber or the outside of the processing chamber of the sealing device 7 or can simplify the bearing provided separately. Therefore, the sealing device 7 is also suitable for downsizing in this respect.
  • the sealing device 7 has a structure in which the magnetic lines of force pass through the ball bearing 80, thereby concentrating the magnetic force between the first inward projecting edge 88 a of the first magnetic pole member 82 and the shaft 10, thereby providing magnetic properties.
  • the holding ability of the fluid 26 can be improved. This is because the sealing device 7 can transmit the magnetic force generated by the magnet 14 to the magnetic fluid 26 by a magnetic circuit configured by connecting components using a magnetic material.
  • the first magnetic pole member 82 is constituted by two members including a first ring portion 84 and a second ring portion 86.
  • the X ring 64 is arranged in a state where both sides in the axis A direction are sandwiched between the first ring portion 84 and the second ring portion 86. Therefore, the sealing device 7 according to the present embodiment can easily replace the X ring 64.
  • the bottom portion 90a of the sealing groove 90 is constituted by the second ring portion 86.
  • the configuration of the sealing groove 90 is not limited to that shown in FIG. 5.
  • the bottom portion 90 a of the sealing groove 90 may be configured by the first ring portion. That is, in the sealing device according to the modification of the third embodiment, the first ring portion that contacts the magnet 14 has a substantially T-shaped cross-sectional shape, and the second ring portion that contacts the first ring portion. Have a substantially I-shaped cross-sectional shape.
  • the sealing device according to such a modification also has the same effect as the sealing device 7 shown in FIG.
  • the first ring portion 84 and the second ring portion 86 shown in FIG. 5 may be configured as an integral member instead of separate members. Is mentioned.
  • the sealing device in which the first ring portion 84 and the second ring portion 86 shown in FIG. 5 are integrated also has the same effect as the sealing device 7 according to the third embodiment with respect to the holding capacity of the magnetic fluid 26 and the like.
  • Example 1 the sliding life of the O-ring 24 that is a seal member was evaluated using the seal device 3 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the magnetic fluid 26 a fluorine-based magnetic fluid was used.
  • the rotational speed of the shaft 10 in the sliding life evaluation according to the example was performed under the condition that the moving speed of the outer peripheral surface 10a of the shaft 10 is 0.4 to 0.6 m / s.
  • the sliding life evaluation according to the example was performed in a state where the inside of the processing chamber was 10-5 to 10-4 Pa and the outside of the processing chamber was atmospheric pressure.
  • the O-ring 24 moves relative to the outer peripheral surface 10a of the shaft 10 from the start of the evaluation until either one of the continuous increase in the pressure in the processing chamber or the decrease in the rotation speed of the shaft 10 occurs. This distance was defined as the sliding life.
  • the decrease in the rotational speed of the shaft 10 occurs when the sliding resistance increases due to wear of the O-ring 24 and the like, and this becomes larger than the driving torque of the shaft 10 by a motor or the like.
  • the results are shown in Table 1.
  • Example 2 the sliding life evaluation of the X ring 64 as a seal member was performed using the seal device 6 according to the second embodiment shown in FIG.
  • the magnetic fluid 26 a fluorine-based magnetic fluid was used in the same manner as in Example 1.
  • the other conditions such as the rotational speed of the shaft are the same as those in the first embodiment.
  • the results are shown in Table 1.
  • Reference example 1
  • Example 1 the O-ring 24 had a sliding life of 10 to 300 times that of each reference example.
  • the sealing device 3 used in the first embodiment since the fluid holding projection 22 shown in FIG. 1 protrudes toward the O-ring 24 and the shaft 10, the tip of the fluid holding projection 22 that holds the most magnetic fluid 26. The portion is disposed in proximity to the O-ring 24. Therefore, it is considered that the magnetic fluid 26 easily reaches the sliding surface of the shaft 10 and the O-ring 24 via the O-ring 24 and preferably acts as a lubricant for the sliding surface.
  • the X-ring 64 used as a seal member in Example 2 had a sliding life of 30 to 840 times that of each reference example.
  • the tip portion of the first inward protruding edge 59a shown in FIG. 2 is in a state of being close to the first protrusion 64a of the X ring 64, compared with the case where the O ring 24 is used.
  • the magnetic fluid 26 and the seal member can be brought closer to each other. Therefore, it is considered that the magnetic fluid 26 easily reaches the sliding surface of the first protrusion 64a of the X-ring 64 and preferably acts as a lubricant for the sliding surface.
  • the magnetic fluid 26 easily reaches the second protrusion 64b via the first protrusion 64a and the fluid holding groove 64e of the X ring 64, and is suitable as a lubricant on the sliding surface of the X ring 64 and the shaft 10. It is thought that it acted on.
  • the viscosity of the magnetic fluid 26 used in Examples 1 and 2 is lower than the viscosity of the grease used in Reference Examples 1 and 2, but the magnetic fluid 26 is held by the fluid holding protrusion 22 by magnetic force. It is held on the sliding surface between the seal member (O-ring 24 or X-ring 64) and the shaft 10.
  • the magnetic fluid 26 since the magnetic fluid 26 has a low viscosity and can easily reach the sliding surface, the magnetic fluid 26 is maintained in a more uniform state as a whole. Therefore, it is considered that the magnetic fluid 26 is prevented from locally deteriorating in the vicinity of the sliding surface, and the magnetic fluid 26 in the embodiment is considered to have suitably acted as a lubricant.
  • the O-ring 24 had a sliding life of 11 to 1/18 compared with Example 1.
  • Greases Y and Z used in Reference Examples 1 and 2 are greases generally used in the prior art.
  • the grease generally used in the prior art has a higher viscosity than the magnetic fluid 26 used in Examples 1 and 2, and therefore, in Reference Example 1 and Reference Example 2, even when the grease on the sliding surface deteriorates, It is considered that the grease on the deteriorated sliding surface cannot be replaced with the grease existing in the surrounding area, and the sliding life of the O-ring 24 is shortened.

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Abstract

【課題】構造がシンプルで、良好な摺動寿命を有しており、処理室に外部から運動を伝達するのに好適なシール装置を提供する。 【解決手段】 　機械的運動を伝達するシャフトと、シャフトが貫通するハウジングと、磁力を発生する磁力発生手段と、ハウジングからシャフトに向かって突出しておりシーリング溝を形成する一対の内方突縁を有する磁気伝達部材と、シーリング溝に収納されシャフトの外側面に対して摺動するシール部材と、磁力発生手段により発生された磁力によりシャフトと磁気伝達部材の間に保持される磁性流体とを有し、一対の内方突縁のうち磁力発生手段に近接する第１内方突縁における前記シャフトに近接する端部には、シャフトおよびシール部材に向かって突出する流体保持突部が形成されているシール装置。

Description

シール装置
　本発明は、チャンバ内やクリーンルーム等の密閉空間に外部から運動を伝達するのに好適なシール装置に関する。
　例えば半導体デバイスの製造工程において半導体ウェーハに施される酸化、拡散あるいはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の処理は、ウェーハを真空中あるいは特定のガス雰囲気中に維持して行われる。多くの場合、ウェーハは、所定の環境に保持されたチャンバや容器（以下、処理室と総称する。）に収容され、例えば回転等されながら処理室内部の雰囲気に曝されて処理が行われる。従って、このような処理に用いられる処理室には、気密性が高いこととともに、ウェーハを回転させる等、処理室外部から処理室内部に機械的運動を伝達できることが求められる。
　処理室をシールした状態で処理室内部に機械的運動を伝達させる従来技術としては、例えば真空グリースを塗布したエラストマーシール（Ｏリング等）を用いるシール装置が知られている。しかし、このような従来技術では、軸とシールの摺動部にグリースを保持させるために、使用する真空グリースの粘度を高くする必要がある。したがって、グリースが劣化した場合でも周囲に存在するグリースと置き換わらず、シールの摺動寿命を短縮させるという問題を有している。
　このような問題を解決するための従来技術としては、たとえば、エラストマーシールと、磁力によってポールピースと軸の間に保持される磁性流体を用いたシール装置が知られている（特許文献１等参照）。しかし、このような従来技術では、ポールピースの先端に磁性流体を保持しても、磁性流体の大部分がエラストマーシールに届かないという問題を有している。したがって、従来技術に係るシール装置で用いられる磁性流体は、潤滑剤として役割を十分に果たすことができないため、従来技術に係るシール装置は、摺動寿命に課題を残すものであった。
　また、シール装置に関する他の従来技術としては、円環状突起を有する軸と、永久磁石に接する継鉄とを有しており、継鉄の内周面と円環状突起の間に磁性流体を保持するシール装置（回転軸突起型磁性流体シール回転軸受け）が知られている（特許文献２等参照）。しかし、継鉄の内周面と円環状突起の間に磁性流体を保持するシール装置は、構造が複雑であり、製造のために極めて高精度な加工工程および組み立て工程が必要となり、生産性およびコスト面で課題を有している。
特開平７－３１７９１６ 特開２００３－２９４１５６
　本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、構造がシンプルで、良好な摺動寿命を有しており、処理室に外部から運動を伝達するのに好適なシール装置を提供することである。
　上述の目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るシール装置は、
所定の環境に保持される処理室の内部に、当該処理室の外部から当該処理室の環境を維持しつつ所定の機械的運動を伝達するシール装置であって、
前記処理室に前記所定の機械的運動を伝達するシャフトと、
前記シャフトが貫通するハウジングと、
前記ハウジングと前記シャフトとの間に配置されて前記シャフトの周囲において磁力を発生する磁力発生手段と、
前記ハウジングから前記シャフトに向かって突出しており、前記シャフトを取り囲むシーリング溝を形成する一対の内方突縁を有し、前記磁力発生手段に隣接して配置されて当該磁力発生手段で発生される磁力を伝達する磁気伝達部材と、
少なくとも一部が前記シャフトに向かってはみ出した状態で前記シーリング溝に収納され、前記シャフトの外側面に対して摺動するシール部材と、
前記磁力発生手段により発生された磁力により前記シャフトと前記磁気伝達部材の間に保持される磁性流体と
を有し、前記一対の内方突縁のうち前記磁力発生手段に近接する第１内方突縁における前記シャフトに近接する端部には、前記シャフトおよび前記シール部材に向かって突出する流体保持突部が形成されていることを特徴とする。
　本発明の第１の観点に係るシール装置は、磁性伝達部材の第１内方突縁に、シャフトおよびシール部材に向かって突出する流体保持突部が形成されている。このため、シール部材におけるシャフトに対する摺動面は、磁性流体が最も多く保持される流体保持突部と近接した状態で配置される。したがって、磁性伝達部材に保持される磁性流体と、シール部材との距離も短くなり、磁性流体がシール部材の摺動面まで容易に到達できる。すなわち、本発明に係るシール装置において、磁性流体はシャフトとシール部材の摺動面近傍において潤滑剤として好適に作用し、シール部材の摺動寿命を長くすることができる。
　また、本発明の第２の観点に係るシール装置は、
所定の環境に保持される処理室の内部に、当該処理室の外部から当該処理室の環境を維持しつつ所定の機械的運動を伝達する磁性流体シール装置であって、
前記処理室に前記所定の機械的運動を伝達するシャフトと、
前記シャフトが貫通するハウジングと、
前記ハウジングと前記シャフトとの間に配置されて前記シャフトの周囲において磁力を発生する磁力発生手段と、
前記ハウジングから前記シャフトに向かって突出して前記シャフトを取り囲むシーリング溝を形成する一対の内方突縁を有し、前記磁力発生手段に隣接して配置されて当該磁力発生手段で発生される磁力を伝達する磁気伝達部材と、
少なくとも一部が前記シャフトに向かってはみ出した状態で前記シーリング溝に収納され、前記シャフトの外側面に対して摺動するシール部材と、
前記磁力発生手段により発生された磁力により前記シャフトと前記磁気伝達部材の間に保持される磁性流体と
を有し、前記シーリング溝は、アリ溝形状を有していることを特徴とする。
　本発明の第２の観点に係るシール装置では、アリ溝形状を有するシーリング溝に、シール部材が収納されている。このため、シール部材におけるシャフトに対する摺動面は、磁性流体が多く保持される磁気伝達部材の先端部と近接した状態で配置される。したがって、磁性伝達部材に保持される磁性流体と、シール部材の摺動面の距離も短くなり、磁性流体がシール部材の摺動面まで容易に到達できる。すなわち、本発明に係るシール装置において、磁性流体はシャフトとシール部材の摺動面近傍において潤滑剤として好適に作用し、シール部材の摺動寿命を長くすることができる。
　また、本発明の第３の観点に係るシール装置は、
所定の環境に保持される処理室の内部に、当該処理室の外部から当該処理室の環境を維持しつつ所定の機械的運動を伝達する磁性流体シール装置であって、
前記処理室に前記所定の機械的運動を伝達するシャフトと、
前記シャフトが貫通するハウジングと、
前記ハウジングと前記シャフトとの間に配置されて前記シャフトの周囲において磁力を発生する磁力発生手段と、
前記ハウジングから前記シャフトに向かって突出して前記シャフトを取り囲むシーリング溝を形成する一対の内方突縁を有し、前記磁力発生手段に隣接して配置されて当該磁力発生手段で発生される磁力を伝達する磁気伝達部材と、
少なくとも一部が前記シャフトに向かってはみ出した状態で前記シーリング溝に収納され、前記シャフトの外側面に対して摺動するシール部材と、
前記磁力発生手段により発生された磁力により前記シャフトと前記磁気伝達部材の間に保持される磁性流体と
を有し、前記シャフトの中心軸を通る断面によって観察した前記シーリング溝の断面は、略矩形形状を有しており、
前記シール部材は、前記シーリング溝の前記略矩形形状の頂点のいずれかに向かって突出する２以上の突起部を有しており、前記突起部のうち前記シャフト側に向かって突出する２つの突起部の間には、前記磁性流体を保持する流体保持溝が形成されていることを特徴とする。
　本発明の第３の観点に係るシール装置では、断面の形状が略矩形形状であるシーリング溝に、矩形形状の頂点のいずれかに向かって突出する突起部を有するシール部材が収納されている。このため、シール部材における突起部のうち、シャフト側に突出してシャフトに対する摺動面を構成する２つの突起部は、磁性流体が多く固定される磁気伝達部材の先端部と近接した状態で配置される。したがって、磁性伝達部材に保持される磁性流体と、シール部材の摺動面の距離が短くなり、磁性流体がシール部材の摺動面まで容易に到達できる。すなわち、本発明に係るシール装置において、磁性流体はシャフトとシール部材の摺動面近傍において潤滑剤として好適に作用し、シール部材の摺動寿命を長くすることができる。
　また、例えば、本発明に係るシール装置は、前記磁気伝達部に対して前記磁気発生手段を挟んで配置され、当該磁力発生手段で発生される磁気を伝達する第２磁気伝達部を有していてもよい。磁気伝達部に対して磁気発生手段を挟んで配置される第２磁気伝達部を有することによって、本発明に係るシール装置は、磁気伝達部におけるシャフトと近接する先端部に磁性流体をより確実に保持することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係るシール装置を表す断面図である。 図２は、本発明の第２実施形態に係るシール装置を表す断面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係るシール装置に備えられる第１磁極部材およびその変形例を示す拡大断面図である。 図４は、本発明の参考例３で用いたシール装置に備えられる第１磁極部材の拡大断面図である。 図５は、本発明の第３実施形態に係るシール装置を表す断面図である。
第１実施形態
　図１は、本発明の第１実施形態に係るシール装置３を表す断面図である。シール装置３は、不図示の処理室に設けられた開口を塞ぐように配置されており、処理室内部を処理室外部に対して気密状態に保つことができる。本実施形態に係るシール装置３が配置される処理室としては、特に限定されないが、例えばシリコンウェーハの処理を行うウェーハ処理室や、真空状態と大気圧状態とを繰り返すロードロック室等が挙げられる。また、処理室内部は、処理室外部に対して負圧環境に保持されるものであっても良く、また、等圧もしくは加圧環境に保持されるものであってもよい。
　シール装置３は、ハウジング１２と、シャフト１０と、磁力発生手段としての磁石１４と、磁気伝達部材としての第１および第２磁極部材１８，３０と、シール部材としてのＯリング２４と、磁性流体２６とを有する。シャフト１０は、円筒状のハウジング１２を貫通するように配置されている。なお、磁石１４と第１磁極部材１８とは一体に形成されていてもよい。あるいは、磁石１４が第１磁極部材の一部を兼ねていてもよく、例えば第１磁極部材１８における磁性流体２６を固定する部分（第１内方突縁１９）を磁力発生手段としてもよい。
　シャフト１０における処理室外部側の端部は、不図示の駆動部に接続されている。本実施形態に係るシャフト１０は、駆動部からの駆動力によって、軸Ａを中心として回転運動することができる。シャフト１０における処理室内部側の端部は、処理室内部に配置された不図示の被駆動部に接続されている。これにより、本実施形態に係るシャフト１０は、処理室外部に配置された駆動部によって発生される回転運動を、処理室内部に伝達することができる。なお、シャフト１０は、磁性材料を用いて形成されるが、シャフト全体が中実の磁性材製のものには限定されない。例えば、表面に磁性材製のスリーブを装着したオーステナイト鋼または、非鉄材、石英等の非磁性材製シャフトでも良く、スリーブ単体でも良い。また磁性材料を用いて形成されたシャフトの表面に、摺動特性や防錆等のために樹脂コーティングなどを施すことも可能である。コーティングの厚さは、磁性材料からの磁力線を大きく弱めることのない程度の厚さとすることができる。
　ハウジング１２は、シャフト１０が貫通するように設置される筒状部材であり、不図示の処理室に固定されている。ハウジング１２の内周面１２ａと、シャフト１０の外周面１０ａとの間には、磁石１４、第１磁極部材１８、第２磁極部材３０、Ｏリング２４等が配置できるように、所定の間隔が設けられている。
　ハウジング１２の内周面１２ａと、シャフト１０の外周面１０ａとの間には、シャフト１０の軸Ａ方向に沿って、第２磁極部材３０、磁石１４、第１磁極部材１８が配置されている。円環状の磁石１４は、後述するように磁性流体２６を保持するための磁気を発生する磁気発生手段であり、第１磁極部材１８と第２磁極部材３０に、軸Ａ方向の両側を挟まれた状態で配置されている。なお、磁石１４の形状は、本実施形態のような円環状に限定されず、例えば、円筒形状の磁石を、シャフト１０をとり囲むように、軸方向を揃えて環状に並べて配置した形状であっても良い。
　磁石１４の処理室外部側の端部には、環状の第２磁極部材３０が接続されている。第２磁極部材３０は、磁石１４に接触するように設けられた磁性材料である。第２磁極部材３０の内周端部である第２内周端部３０ａは、シャフト１０の外周面１０ａに対してわずかな隙間を空けて配置される。また、第２磁極部材３０の第２外周端部３０ｂは、ハウジング１２の内周面１２ａに固定されていてもよい。
　磁石１４の処理室内部側の端部には、環状の第１磁極部材１８が接続されている。第１磁極部材１８は、第２磁極部材３０と同じく、磁石１４に接触するように設けられた磁性材料である。第１磁極部材１８の第１外周端部１８ｂは、ハウジング１２の内周面１２ａに固定されている。第１磁極部材１８とハウジング１２の間には、第１磁極部材１８の第１外周端部１８ｂと、ハウジング１２の内周面１２ａとの間をシールする静的シール部材３２が設けられていてもよい。
　第１磁極部材１８は、ハウジング１２の内周面１２ａ側からシャフト１０の外周面１０ａ側に向かって突出する第１内方突縁１９ａおよび第２内方突縁１９ｂを有している。第１内方突縁１９ａは、第２内方突縁１９ｂより処理室外部側に形成される。したがって、第１内方突縁１９ａは、第２内方突縁１９ｂより磁石１４に近接するように配置される。
　シャフト１０に近接する側に向かう第１内方突縁１９ａの先端部には、シャフト１０およびＯリング２４に向かって突出する流体保持突部２２が形成されている。流体保持突部２２は、シャフト１０の外周面１０ａとの間にわずかな間隔を形成するように配置される。流体保持突部２２の先端部２２ａ付近には、磁石１４によって発生された磁力によって、磁性流体２６が保持される。
　第１内方突縁１９ａと第２内方突縁１９ｂとの間には、シーリング溝２０が形成される。シーリング溝２０は、シャフト１０を取り囲むように形成されており、シャフト１０の外周面１０ａ側に開口を有している。
　シーリング溝２０には、環状のＯリング２４が収納されている。本実施形態に係るＯリング２４は、シャフト１０の軸Ａを通る断面で観察した場合、略円形もしくは略楕円形の断面形状を有している。また、Ｏリング２４の一部は、シーリング溝２０の開口からはみ出した状態で収納されている。
　Ｏリング２４のリング外周端部２４ｂは、シーリング溝２０の底部２０ａに接触しており、Ｏリング２４の底部２０ａとシーリング溝２０は、周方向に連続して密着している。
　また、Ｏリング２４は、シャフト１０とわずかに接触しており、過度に接触トルクを大きくしないとともに、シール性を満たすように設計されている。実施形態に係るシール装置３において、Ｏリング２４は、シーリング溝２０の底部２０ａとシャフト１０の外周面１０ａとによって、軸Ａの径方向にわずかに押しつぶされた状態で、シーリング溝２０に収納されている。なお、Ｏリング２４は、例えばエラストマー等のような適度な弾性を有する材料によって作製されることが好ましい。
　シャフト１０が軸Ａを中心として回転する際、Ｏリング２４のリング内周端部２４ａは、シャフト１０の外周面１０ａに対して摺動する。したがって、第１実施形態に係るＯリング２４は、第１磁極部材１８とシャフト１０との間をシールすることができる。
　流体保持突部２２の先端部２２ａ付近には、磁性流体２６が保持される。本実施形態に用いる磁性流体２６は、粒径約５～５０ｎｍ程度の磁性超微粒子を界面活性剤を使用して溶媒や油（基油）中に分散させたもので、磁力線に沿って移動し磁場にトラップされる特性を有する。本実施形態のシール装置３において、磁性流体２６は、シャフト１０とＯリング２４の摺動面で作用する潤滑剤として用いられており、Ｏリング２４の摺動寿命を延長させる。また、磁性流体２６は、Ｏリング２４とシャフト１０の摺動面における密封性を確保し、また、摺動面付近での発塵を抑制することができる。
　シャフト１０が軸Ａを中心として回転する際、流体保持突部２２の先端部２２ａ付近に保持された磁性流体２６は、シャフト１０とＯリング２４の摺動面に到達し、潤滑剤として作用する。特に本実施形態に係るシール装置３では、流体保持突部がＯリング２４およびシャフト１０に向かって突出しているため、磁性流体２６を最も多く保持する流体保持突部２２の先端部２２ａが、Ｏリング２４に近接して配置されている。したがって、磁性流体２６はＯリング２４を介して、シャフト１０とＯリング２４の摺動面に容易に到達することができる。
　また、図１に示すように、Ｏリング２４が略円形もしくは略楕円形の断面形状を有するため、Ｏリング２４における摺動面であるリング内周側端部２４ａが、流体保持突部２２の先端部２２ａに近接して配置されている。したがって、磁性保持突部２２の先端部２２ａの周辺に保持される磁性流体２６は、この点からもシャフト１０とＯリング２４の摺動面に容易に到達することができ、潤滑剤として好適に作用することができる。
　なお、流体保持突部２２は、２つの内方突縁１９ａ，１９ｂのうち、磁石１４に近接する第１内方突縁１９ａに形成されることが好ましい。磁石１４に近接する第１内方突縁１９ａは、第２内方突縁１９ｂに比べてより多くの磁束が通過する。したがって、第１内方突縁１９ａに流体保持突部２２を形成することによって、より多くの磁性流体２６を流体保持突部２２に保持させることができる。
　図３（ａ）に示すように、第１磁極部材１８に形成されたシーリング溝２０は、アリ溝形状を有している。第１内方突縁１９ａは、シーリング溝２０の壁の一部を構成しており、第１内方突縁１９ａの先端部に形成される磁性体保持突部２２は、シーリング溝２０に向かって傾斜している。また、第１実施形態におけるシール装置３では、アリ溝形状を有するシーリング溝２０に、シャフト１０の軸Ａを通る断面によって観察した場合に略円形もしくは略楕円形の断面形状を有するＯリング２４が収納されている。したがって、磁性流体２６が保持される流体保持突部２２の先端部２２ａは、Ｏリング２４に近接しており、磁性流体２６は、シャフト１０とＯリング２４の摺動面に容易に到達し、潤滑剤として好適に作用することができる。
　第１内方突縁１９ａおよび第２内方突縁１９ｂによって形成されるシーリング溝２０の形状は、第１実施形態に示す形状に限定されず、例えば図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すような形状を有していてもよい。図３（ｂ）および図３（ｃ）は、図３（ａ）に示す第１磁極部材１８の変形例を示す拡大断面図である。
　図３（ｂ）に示す第１磁極部材４０は、第１内方突縁３９ａが、第２内方突縁３９ｂと略対称な形状を有している。図３（ｂ）に示す変形例においても、第１内方突縁３９ａの先端部に流体保持突部４２が形成されており、流体保持突部４２の先端部４２ａは、Ｏリング２４と近接するように配置される。また、当該流体保持突部４２に磁性流体２６が保持されるため、磁性流体２６は、Ｏリング２４に近接するように配置される。したがって、図３（ｂ）に示す第１磁極部材４０を、第１実施形態に係るシール装置３に用いた場合でも、磁性流体２６は、シャフト１０とＯリング２４の摺動面に容易に到達し、潤滑剤として好適に作用することができる。
　図３（ｃ）に示す第１磁極部材５１は、第１内方突縁４９ａが、第２内方突縁４９ｂと略対称な形状を有しており、シーリング溝４８に向かって突出している。図３（ｃ）に示す変形例では、第１内方突縁４９ａの先端部５０に磁性流体２６が保持される。図３（ｃ）に示す変形例では、シーリング溝４８を形成する第１内方突縁４９ａが、シーリング溝４８に向かって突出しており、シーリング溝４８がアリ溝形状を有している。このため、第１内方突縁４９ａの先端部５０が、Ｏリング２４に近接するように配置される。また、第１内方突縁４９ａの先端部５０に磁性流体２６が保持されるため、磁性流体２６とＯリング２４も近接して配置される。したがって、図３（ｃ）に示す第１磁極部材５１を第１実施形態に係るシール装置３に用いた場合でも、磁性流体２６は、シャフト１０とＯリング２４の摺動面に容易に到達し、潤滑剤として好適に作用することができる。
第２実施形態
　図２は、本発明の第２実施形態に係るシール装置６を表す断面図である。第２実施形態に係るシール装置６は、第１磁極部材５８の形状と、シール部材として用いられるＸリング６４の形状が、第１実施形態に係るシール装置３に備えられた第１磁極部材１８およびＯリング２４の形状と異なる。しかし、その他の部分は第１実施形態に係るシール装置３と同様であり、第１実施形態と同様の部材に対しては、第１実施形態と同じ部材番号を付している。
　第１磁極部材５８は、第１実施形態に係る第１磁極部材１８と同様に、ハウジング１２の内周面１２ａ側からシャフト１０の外周面１０ａ側に向かって突出する第１内方突縁５９ａおよび第２内方突縁５９ｂを有している。しかし、第１内方突縁５９ａの先端部には、第１実施形態に係る第１内方突縁１９ａと異なり、流体保持突部が形成されていない。
　第１内方突縁５９ａと第２内方突縁５９ｂは、互いに略対称な形状を有しており、第１内方突縁５９ａと第２内方突縁５９ｂとの間には、シャフト１０側に開口を有するシーリング溝６０が形成されている。シャフト１０の軸Ａを通る断面によって観察したシーリング溝６０の断面は、略矩形形状を有している。
　Ｘリング６４は、シーリング溝６０の断面が有する矩形形状のそれぞれに向かって突出する第１突起６４ａ、第２突起６４ｂ、第３突起６４ｃおよび第４突起６４ｄを有している。
　第１突起６４ａと第２突起６４ｂは、矩形形状の頂点のうち、シーリング溝６０の開口側の頂点に向かって突出している。第１突起６４ａは、シーリング溝６０の開口側の頂点のうち、第１内方突縁５９ａ側の頂点に向かって突出しており、第２突起は、第２内方突縁５９ｂ側の頂点に向かって突出している。
　また、第３突起６４ｃと第４突起６４ｄは、矩形形状の頂点のうち、シーリング溝６０の底部６０ａ側の頂点に向かって突出している。さらに、シーリング溝６０の第１～第４突起は、Ｘリング６４の周方向に沿って連続している。
　第３突起６４ｃおよび第４突起６４ｄは、シーリング溝６０の底部６０ａに接触しており、Ｘリング６４とシーリング溝６０は、周方向に連続して密着している。また、Ｘリング６４の内径は、シャフト１０の径と略一致する径か、あるいはわずかに小さい径となるように設計されている。したがって、シャフト１０が軸Ａを中心として回転する際、Ｘリング６４の第１突起６４ａおよび第２突起６４ｂは、シャフト１０の外周面１０ａに対して摺動する。これにより、第２実施形態に係るＸリング６４は、第１磁極部材５８とシャフト１０との間をシールすることができる。
　第１突起６４ａと第２突起６４ｂの間には、第２突起６４ｂまで磁性流体２６を周り込ませるための流体保持溝６４ｅが形成されている。すなわち、流体保持溝６４ｅは、流体保持溝６４ｅと、流体保持溝６４ｅと対向するシャフト１０の外周面１０ａとの表面張力によって、磁性流体２６を第１突起６４ａから第２突起６４ｂへ導くことができるように設計されている。また、流体保持溝６４ｅは、流体保持溝６４ｅと、流体保持溝６４ｅと対向するシャフト１０の外周面１０ａとの間に、磁性流体２６を保持できる。
　シャフト１０が軸Ａを中心として回転する際、磁性流体２６は、第１内方突縁５９ａの先端部付近に最も多く保持される。Ｘリング６４の第１突起６４ａは、第１内方突縁５９ａの先端部に近接するように配置されているため、磁性流体２６は、シャフト１０とＸリング６４の第１突起６４ａの摺動面に容易に到達し、潤滑剤として好適に作用することができる。
　また、Ｘリング６４には流体保持溝６４ｅが形成されているため、磁性流体２６は、第１突起６４ａおよび流体保持溝６４ｅを介して、第２突起６４ｂまで容易に到達することができる。すなわち、第２実施形態に係るシール装置６では、第１突起６４ａおよび第２突起６４ｂと、シャフト１０の外周面１０ａとの間に形成される双方の摺動面に、磁性流体２６が容易に到達することができる。したがって、磁性流体２６は、Ｘリング６４とシャフト１０との摺動面における潤滑剤として好適に作用することができる。
　なお、第２内方突縁５９ｂの先端部にも、磁性流体２６が保持される場合がある。第２内方突縁５９ｂの先端部付近に保持された磁性流体２６は、Ｘリング６４の第２突起６４ｂに容易に到達することができる。しかし、第２内方突縁５９ｂは、第１内方突縁５９ａより磁石１４からの距離が長いため、第１内方突縁５９ａほど多くの磁束が通過しない。したがって、第２内方突縁５９ｂの先端部に保持される磁性流体２６の量が少なく、第２内方突縁５９ｂの先端部に保持される磁性流体２６だけでは、第２突起６４ｂとシャフト１０の外周面１０ａとの摺動面を十分に潤滑することができない場合がある。
　しかし、第２実施形態に係るシール装置６では、上述のように、第１内方突縁５９ａの先端部付近に保持された磁性流体２６が、第１突起６４ａおよび流体保持溝６４ｅを介して、第２突起６４ｂまで容易に到達することができる。したがって、磁性流体２６は、Ｘリング６４とシャフト１０との摺動面における潤滑剤として好適に作用することができる。
第３実施形態
　図５は、本発明の第３実施形態に係るシール装置７を表す断面図である。第３実施形態に係るシール装置７は、第２磁極部材がボールベアリング８０によって構成されている点と、第１磁極部材８２が第１リング部８４および第２リング部８６によって構成されている点で、第２実施形態に係るシール装置６と異なる。しかし、その他の部分については第２実施形態に係るシール装置６と同様であり、第２実施形態と同様の部材に対しては、第２実施形態と同じ部材番号を付している。
　図５に示すように、シール装置７では、円環状の磁石１４は、第１磁極部材８２とボールベアリング８０に、軸Ａ方向の両側を挟まれた状態で配置されている。ボールベアリング８０は、磁石１４の処理室外部側の端部と接触するように配置されている。
　ボールベアリング８０は、ハウジングの内周面１２ａに取り付けられる外周リング８０ａと、シャフト１０に取り付けられる内周リング８０ｃと、径方向を外周リング８０ａと内周リング８０ｃによって挟まれて保持される複数のボール８０ｂからなる。
　内周リング８０ｃは、シャフト１０に固定的に取り付けられており、シャフト１０が軸Ａの周りを回転する際は、シャフト１０とともに回転する。ボール８０ｂは、シャフト１０の外周方向にそって複数配置されている。シャフト１０に固定される内周リング８０ｃは、ボール８０ｂが自転することによって、ハウジングに固定される外周リング８０ａに対して、低摩擦状態で相対回転することができる。
　外周リング８０ａ、ボール８０ｂおよび内周リング８０ｃは、磁性材料を用いて形成されており、磁石１４の磁気伝達部材として好適に作用する。すなわち、ボールベアリング８０は、第１および第２実施形態に係るシール装置３，６における第１磁極部材１８，５８の役割を果たしており、磁石１４によって発生した磁力は、ボールベアリング８０およびシャフト１０を介して磁性流体２６に伝達される。
　第１磁極部材８２は、処理室外部側に配置される第１リング部８４と、第１リング部８４に対して処理室内部側に配置される第２リング部８６とからなる。第１リング部８４は、磁石１４の処理室内部側の端部と接触するように配置されている。第１リング部８４は、シャフト１０の軸Ａを通る断面で観察した場合、略Ｉ字状の断面形状を有している。
　第２リング部８６は、シャフト１０の軸Ａを通る断面で観察した場合、略Ｔ字状の断面形状を有している。第２リング部８６は、第１リング部８４の処理室内部側の端部に接触するように配置されている。
　第３実施形態に係るシール装置７において、第１磁極部材８２は、第１リング部８４と第２リング部８６の２つの部材によって構成されている。すなわち、Ｘリングが収納されるシーリング溝９０は、第１リング部８４と第２リング部８６を組み合わせることによって形成される。シーリング溝９０における処理室外部側の壁である第１内方突縁８８ａは、第１リング部８４の一部によって構成されている。また、シーリング溝９０における処理室内部側の壁である第２内方突縁８８ｂと、シーリング溝９０の底部９０ａは、第２リング部８６によって構成されている。
　シーリング溝９０に収納されるＸリング６４は、第２実施形態に係るシール装置６に含まれるＸリング６４と同様である。Ｘリング６４の第１突起６４ａおよび第２突起６４ｂは、シャフト１０の外周面１０ａに対して摺動し、第１磁極部材８２とシャフト１０との間をシールする。
　第２実施形態に係るシール装置６と同様に、本実施形態に係るシール装置７でも、第１内方突縁８８ａの先端部付近に保持される磁性流体２６は、第１内方突縁８８ａの先端部に近接する第１突起６４ａに容易に到達し、潤滑剤として好適に作用することができる。また、Ｘリング６４には流体保持溝６４ｅが形成されているため、磁性流体２６は、第１突起６４ａおよび流体保持溝６４ｅを介して、第２突起６４ｂまで容易に到達することができる。
　さらに、本実施形態に係るシール装置７は、ボールベアリング８０を有しており、ボールベアリング８０が磁石１４の磁気を伝達する磁気伝達部材を兼ねている。したがって、シール装置７は、シャフト１０を精度良く軸受けすることをできる。また、シール装置７は、ボールベアリング８０が磁石１４の磁気を伝達する磁気伝達部材を兼ねているため、第２磁極部材を別途設ける必要がなく、小型化に適している。また、シール装置７は、シール装置７の処理室内部側もしくは処理室外部側に、シャフト１０を軸受けするための軸受けを別途設ける必要がないか、あるいは、別途設ける軸受けを簡素化できる。したがって、シール装置７は、この点でも小型化に適している。
　本実施形態に係るシール装置７は、ボールベアリング８０内に磁力線を通過させる構造とすることにより、第１磁極部材８２における第１内方突縁８８ａとシャフト１０の間に磁力を集中させ、磁性流体２６の保持能力を向上させることができる。なぜなら、シール装置７は、磁性材料を用いた部品を接続して構成される磁気回路によって、磁石１４で発生した磁力を、磁性流体２６に伝えることができるからである。
　さらに、本実施形態に係るシール装置７は、第１磁極部材８２が、第１リング部８４と第２リング部８６から成る２つの部材によって構成されている。そして、Ｘリング６４は、第１リング部８４と第２リング部８６によって、軸Ａ方向の両側を挟まれた状態に配置される。したがって、本実施形態に係るシール装置７は、Ｘリング６４の交換を容易に行うことができる。
　なお、第３実施形態に係るシール装置７において、シーリング溝９０の底部９０ａは、第２リング部８６によって構成されている。しかし、シーリング溝９０の構成は、図５に示すものに限定されず、例えば、シーリング溝９０の底部９０ａが、第１リング部によって構成されてもよい。すなわち、第３実施形態の変形例に係るシール装置としては、磁石１４に接触する第１リング部が略Ｔ字状の断面形状を有しており、第１リング部に接触する第２リング部が略Ｉ字状の断面形状を有しているものが挙げられる。このような変形例に係るシール装置も、図５に示すシール装置７と同様の効果を有する。
　また、第３実施形態の他の変形例に係るシール装置としては、図５に示す第１リング部８４と、第２リング部８６とが、別部材ではなく一体の部材で構成されていてものが挙げられる。図５に示す第１リング部８４と第２リング部８６とが一体であるシール装置も、磁性流体２６の保持能力等については、第３実施形態に係るシール装置７と同様の効果を有する。
実施例１
　以下に本発明の実施例として、図１に示す第１実施形態および図２に示す第２実施形態に係るシール装置３，６を用いて実施したシール部材の摺動寿命評価の結果と、参考例に係るシール装置を用いて行った摺動寿命評価の結果を示す。
　実施例１では、図１に示す第１実施形態に係るシール装置３を用いて、シール部材であるＯリング２４の摺動寿命評価を行った。磁性流体２６としては、フッ素系磁性流体を用いた。実施例に係る摺動寿命評価におけるシャフト１０の回転速度は、シャフト１０の外周面１０ａの移動速度が０．４～０．６ｍ／ｓとなる条件で行った。
　また、実施例に係る摺動寿命評価は、処理室内部を１０－５～１０－４Ｐａ、処理室外部を大気圧とした状態でおこなった。また、評価開始から、処理室内部の圧力の連続的な上昇またはシャフト１０の回転速度の低下のいずれか一方が発生した時点までに、Ｏリング２４がシャフト１０の外周面１０ａに対して相対移動した距離を、摺動寿命とした。なお、シャフト１０の回転数の低下は、Ｏリング２４の摩耗等によって摺動抵抗が上昇し、これがモータ等によるシャフト１０の駆動トルクより大きくなった場合などに発生する。結果を表１に示す。
実施例２
　実施例２では、図２に示す第２実施形態に係るシール装置６を用いて、シール部材であるＸリング６４の摺動寿命評価を行った。磁性流体２６としては、実施例１と同様にフッ素系磁性流体を用いた。また、実施例２では、シャフトの回転速度等その他の条件についても、実施例１と同様とした。結果を表１に示す。
参考例１
　参考例１では、磁性流体２６を用いず、フッ素系グリースＹをＯリング２４に塗布した他は、実施例１と同様にして、Ｏリング２４の摺動寿命評価を行った。結果を表１に示す。
参考例２
　参考例２では、磁性流体２６を用いず、フッ素系グリースＺをＯリング２４に塗布した他は、実施例１と同様にして、Ｏリング２４の摺動寿命評価を行った。結果を表１に示す。
参考例３
　参考例３では、図１に示す第１磁極部材１８に換えて、図４に示す第１磁極部材７０を用いた他は、実施例１と同様にして、Ｏリング２４の摺動寿命評価を行った。すなわち、参考例３に係る摺動寿命評価は、断面略円形のＯリング２４と、流体保持突部２２が形成されていない第１磁極部材７０を有するシール装置を用いて行った。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 総合評価
　実施例１では、Ｏリング２４は、各参考例と比較して１０～３００倍の摺動寿命を有した。実施例１に用いたシール装置３では、図１に示す流体保持突部２２がＯリング２４およびシャフト１０に向かって突出しているため、磁性流体２６を最も多く保持する流体保持突部２２の先端部が、Ｏリング２４に近接して配置されている。したがって、磁性流体２６は、Ｏリング２４を介して、シャフト１０とＯリング２４の摺動面に容易に到達し、当該摺動面の潤滑剤として好適に作用したものと考えられる。
　実施例２においてシール部材として用いたＸリング６４は、各参考例と比較して３０～８４０倍の摺動寿命を有した。実施例２で使用したシール装置６では、図２に示す第１内方突縁５９ａの先端部が、Ｘリング６４の第１突起６４ａと近接する状態となり、Ｏリング２４を用いた場合に比べて、更に磁性流体２６とシール部材とを近接させることができる。したがって、磁性流体２６は、Ｘリング６４の第１突起６４ａの摺動面に容易に到達し、当該摺動面の潤滑剤として好適に作用したものと考えられる。また、磁性流体２６は、Ｘリング６４の第１突起６４ａおよび流体保持溝６４ｅを介して第２突起６４ｂにも容易に到達し、Ｘリング６４とシャフト１０の摺動面において、潤滑剤として好適に作用したものと考えられる。
　また、実施例１および２で使用した磁性流体２６の粘度は、参考例１および２で使用したグリースの粘度より低いが、磁性流体２６は、磁力によって流体保持突部２２に保持されるため、シール部材（Ｏリング２４またはＸリング６４）とシャフト１０との摺動面に保持される。このように、磁性流体２６は粘度が低く、また摺動面に容易に到達することができるため、磁性流体全体としてより均一な状態に維持される。したがって、摺動面近傍で磁性流体２６が局所的に劣化することが防止され、実施例における磁性流体２６は、潤滑剤として好適に作用したものと考えられる。
　潤滑剤としてグリースを用いた参考例１および参考例２では、Ｏリング２４は、実施例１に比較して１１～１８分の１の摺動寿命しか有しなかった。参考例１および２で用いたグリースＹおよびＺは、従来技術において一般的に使用されるグリースである。従来技術において一般的に使用されるグリースは、実施例１および２で用いた磁性流体２６よりも粘度が高く、したがって参考例１および参考例２では、摺動面のグリースが劣化した場合でも、劣化した摺動面のグリースが周囲に存在するグリースと置き換わることができず、Ｏリング２４の摺動寿命を短縮させたものと考えられる。
　潤滑剤として磁性流体２６を用いたが、流体保持突部２２が形成されていない第１磁極部材７０（図４）を有するシール装置を用いた参考例３では、実施例１と比較して３００分の１の摺動寿命しか有しなかった。参考例３では、図４に示す第１内方突縁７２の先端７２ａに磁性流体２６を保持できる。しかし、第１内方突縁７２の先端部７２ａと、Ｏリング２４との間の距離が長いために、磁性流体２６がＯリング２４とシャフト１０の摺動面まで十分に届かず、磁性流体２６が潤滑剤の役割を十分に果たせなかったものと考えられる。

Claims (4)

  1. 　所定の環境に保持される処理室の内部に、当該処理室の外部から当該処理室の環境を維持しつつ所定の機械的運動を伝達する磁性流体シール装置であって、
    　前記処理室に前記所定の機械的運動を伝達するシャフトと、
    　前記シャフトが貫通するハウジングと、
    　前記ハウジングと前記シャフトとの間に配置されて前記シャフトの周囲において磁力を発生する磁力発生手段と、
    　前記ハウジングから前記シャフトに向かって突出して前記シャフトを取り囲むシーリング溝を形成する一対の内方突縁を有し、前記磁力発生手段に隣接して配置されて当該磁力発生手段で発生される磁力を伝達する磁気伝達部材と、
    　少なくとも一部が前記シャフトに向かってはみ出した状態で前記シーリング溝に収納され、前記シャフトの外側面に対して摺動するシール部材と、
    　前記磁力発生手段により発生された磁力により前記シャフトと前記磁気伝達部材の間に保持される磁性流体と
    　を有し、前記内方突縁のうち前記磁力発生手段に近接する第１内方突縁における前記シャフトに近接する端部には、前記シャフトおよび前記シール部材に向かって突出する流体保持突部が形成されていることを特徴とするシール装置。
  2. 　所定の環境に保持される処理室の内部に、当該処理室の外部から当該処理室の環境を維持しつつ所定の機械的運動を伝達する磁性流体シール装置であって、
    　前記処理室に前記所定の機械的運動を伝達するシャフトと、
    　前記シャフトが貫通するハウジングと、
    　前記ハウジングと前記シャフトとの間に配置されて前記シャフトの周囲において磁力を発生する磁力発生手段と、
    　前記ハウジングから前記シャフトに向かって突出して前記シャフトを取り囲むシーリング溝を形成する一対の内方突縁を有し、前記磁力発生手段に隣接して配置されて当該磁力発生手段で発生される磁力を伝達する磁気伝達部材と、
    　少なくとも一部が前記シャフトに向かってはみ出した状態で前記シーリング溝に収納され、前記シャフトの外側面に対して摺動するシール部材と、
    　前記磁力発生手段により発生された磁力により前記シャフトと前記磁気伝達部材の間に保持される磁性流体と
    　を有し、前記シーリング溝は、アリ溝形状を有していることを特徴とするシール装置。
  3. 　所定の環境に保持される処理室の内部に、当該処理室の外部から当該処理室の環境を維持しつつ所定の機械的運動を伝達する磁性流体シール装置であって、
    　前記処理室に前記所定の機械的運動を伝達するシャフトと、
    　前記シャフトが貫通するハウジングと、
    　前記ハウジングと前記シャフトとの間に配置されて前記シャフトの周囲において磁力を発生する磁力発生手段と、
    　前記ハウジングから前記シャフトに向かって突出して前記シャフトを取り囲むシーリング溝を形成する一対の内方突縁を有し、前記磁力発生手段に隣接して配置されて当該磁力発生手段で発生される磁力を伝達する磁気伝達部材と、
    　少なくとも一部が前記シャフトに向かってはみ出した状態で前記シーリング溝に収納され、前記シャフトの外側面に対して摺動するシール部材と、
    　前記磁力発生手段により発生された磁力により前記シャフトと前記磁気伝達部材の間に保持される磁性流体と
    　を有し、前記シーリング溝は、前記シャフトの中心軸を通る断面の形状が略矩形形状であり、
    　前記シール部材は、前記シーリング溝の前記略矩形形状の頂点のそれぞれに向かって突出する４つの突起部を有しており、前記突起部のうち前記シャフト側に向かって突出する２つの突起部の間には、前記磁性流体を保持する流体保持溝が形成されていることを特徴とするシール装置。
  4. 　前記磁気伝達部に対して前記磁気発生手段を挟んで配置され、当該磁力発生手段で発生される磁気を伝達する第２磁気伝達部をさらに有する請求項１から３のいずれかに記載されたシール装置。
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