JP3997794B2

JP3997794B2 - Sealing device

Info

Publication number: JP3997794B2
Application number: JP2002044395A
Authority: JP
Inventors: 岳士真下
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: JP2003240131A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体等の真空業界で使用される例えば真空シール等の真空状態を密封するための往復運動用の密封装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、真空領域にて使用されるチャンバに設けられた貫通孔と、この貫通孔を通って外部に延びる往復運動シャフトと、の間に設けられる往復運動シャフト用の密封装置としては、簡易的には、図３に示すＯリングに潤滑剤としてグリースを塗布する形式や図４に示すパッキン（形状は代表的なもの）等が用いられる。
【０００３】
図３に示す密封装置３０１は、往復運動するシャフト３０２に摺動自在に密接するＯリング３１０がハウジング３０３の環状溝に配置されている。そして、Ｏリング３１０とシャフト３０２との間を潤滑するようにシャフト３０２表面にグリース３１１が塗布されている。
【０００４】
図４に示す密封装置４０１は、往復運動するシャフト４０２に摺動自在に密接するパッキン４１０がハウジング４０３の環状溝に配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の密封装置では、以下のような問題が生じていた。
【０００６】
図３に示す密封装置３０１では、オイル潤滑ではなく、グリース潤滑であるために油膜が切れ易く、微少なリークが生じ易いものであり、またグリースを使用して摺動するために摩耗粉やゴミが発生するといった問題があった。
【０００７】
これを解消するため、オイル潤滑を行うにしても、常に一定の油膜を維持するためにオイルを供給することは不経済となってしまう。
【０００８】
図４に示す密封装置４０１では、パッキン４１０単体でのシール性では微少なリークが生じやすく、真空シールとしては不向きであった。
【０００９】
本発明は、上記した従来技術の課題を解決するものであり、その目的とするところは、真空状態を密封するのに良好な密封性を発揮する密封装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、往復運動する２部材間の環状隙間を密封する密封装置において、前記２部材のうち、往復運動する一方の部材に摺動接触するゴム状弾性体製のシール部材と、該シール部材の軸方向両側に配置された一対の磁力発生手段と、前記一対の磁力発生手段間にわたって前記シール部材と前記往復運動する一方の部材との間に介在するように、該磁力発生手段の磁気力により保持される磁性流体からなる潤滑剤と、を備えた密封装置であって、前記磁力発生手段はゴム状弾性体製磁石であり、これらの先端は前記往復運動する一方の部材に摺動接触するリップ形状であって、該リップ形状は一対の磁力発生手段の対向する内向き側の傾斜角を軸方向に対して大きな角に設けると共に前記一対の磁力発生手段が互いに背く外向き側の傾斜角を軸方向に対して小さな
角に設けたことを特徴とする。
【００１１】
したがって、潤滑剤を磁力発生手段の磁気力によって保持することによって、常にシール部材と２部材のうちの一方の部材との間に潤滑剤による膜を形成し、真空状態を密封するのに良好な密封性を発揮することができる。
【００１２】
また、摩耗粉やゴミの発生に対してこれらの摩耗粉やゴミを潤滑剤に捕捉することができ、摩耗粉やゴミを除去できる機能をも発揮することができる。
【００１４】
また、磁力発生手段はゴム状弾性体製磁石であり、これらの先端は前記一方の部材に摺動接触するリップ形状であることから、一対の磁力発生手段の先端間にわたって磁力発生手段の磁気力によって保持された潤滑剤の流出を防止することができると共に、漏れた潤滑剤を一対の磁力発生手段の先端間に掻き寄せることができ、常にシール部材と２部材のうちの一方の部材との間に潤滑剤による一定の膜を形成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１を用いて第１の実施の形態を説明する。図１は第１の実施の形態に係る密封装置を示す半断面図である。
【００１９】
図１を用いて密封装置１０１の構成について説明する。密封装置１０１は、往復運動するシャフト２とハウジング３の間の環状隙間を密封するものであり、密封側が真空状態となっているものである。密封装置１０１は、真空領域にて使用されるチャンバに設けられた貫通孔と、この貫通孔を通って外部に延びる往復運動シャフト２と、の間に設けられる往復運動シャフト２用のものである。
【００２０】
密封装置１０１は、概略、シール部材としてのゴム状弾性体製のＯリング１１と、そのＯリング１１の軸方向両側に配置された一対の磁力発生手段としての磁石１２，１３と、一対の磁石１２，１３間にわたってＯリング１１とシャフト２との間に潤滑剤として保持された磁性流体１４と、を備える構成である。
【００２１】
Ｏリング１１は、磁石１２，１３に軸方向に挟まれてハウジング３の環状溝３ａに嵌め込まれたリング部材１５の内周溝１５ａに装着されている。そして、Ｏリング１１の内周側がシャフト２表面に摺動接触する。
【００２２】
一対の磁石１２，１３は、Ｏリング１１が装着されたリング部材１５を軸方向に挟んでハウジング３の環状溝３ａに嵌め込まれている。この磁石１２，１３は、ゴム状弾性体製であり、いわゆるゴム磁石である。
【００２３】
一対の磁石１２，１３は、Ｏリング１１が摺動接触するシャフト２に向かっている。そして、一対の磁石１２，１３の先端がシャフト２に摺動接触するリップ形状となっている。
【００２４】
磁石１２，１３の先端のリップ形状は、一対の磁石１２，１３の対向する内向き側の傾斜角を軸方向に対して大きな角に設けると共に一対の磁石１２，１３が互いに背く外向き側の傾斜角を軸方向に対して小さな角に設けている。
【００２５】
そして、磁性流体１４が一対の磁石１２，１３の先端間にわたってＯリング１１とシャフト２表面との間を潤滑するように介在している。そして、磁石１２，１３の磁気力によって一対の磁石１２，１３の先端間にわたって保持されている。
【００２６】
磁性流体１４は、一般的には、Ｆｅ₃Ｏ₄等の微粒子を油，水，有機溶媒等の中にコロイド状に分散させたものを用いる。なお、本実施の形態の磁性流体１４ではオイル潤滑を行うため、Ｆｅ₃Ｏ₄等の微粒子を油の中にコロイド状に分散させたものを用いる。
【００２７】
以上の構成の密封装置１０１では、密封に必要な量の油膜の切れ難い潤滑剤としての磁性流体１４を常に一対の磁石１２，１３の先端間にわたって磁石１２，１３の磁気力によって保持することができ、常にＯリング１１とシャフト２との間に磁性流体１４による一定の油膜を形成し、真空状態を密封するのに良好な密封性を発揮することができる。
【００２８】
また、往復運動に伴う摩耗粉やゴミの発生に対してこれらの摩耗粉やゴミを磁性流体１４に捕捉することができ、摩耗粉やゴミを除去できる機能をも発揮することができる。
【００２９】
ここで、磁石１２，１３は、先端をシャフト２に摺動接触するリップ形状であることで、一対の磁石１２，１３の先端間にわたって磁石１２，１３の磁気力によって保持された磁性流体１４の流出を防止することができると共に、漏れた磁性流体１４を一対の磁石１２，１３の先端間に掻き寄せることができ、常にＯリング１１とシャフト２との間に磁性流体１４による一定の油膜を形成することができる。
【００３０】
さらに、磁石１２，１３の先端のリップ形状は、一対の磁石１２，１３の対向する内向き側の傾斜角を軸方向に対して大きな角に設けると共に一対の磁石１２，１３が互いに背く外向き側の傾斜角を軸方向に対して小さな角に設けたことで、磁性流体１４が一対の磁石１２，１３の先端間にわたって磁石１２，１３の磁気力によってより保持し易くなり、一対の磁石１２，１３の先端間からはみ出る磁性流体１４が微量となり、磁性流体１４の漏れを防止することができる。
【００３１】
（第２の実施の形態）
図２は第２の実施の形態に係る密封装置を示す半断面図である。
【００３２】
本実施の形態の密封装置２０１では、第１の実施の形態での構成をより簡略化した構成であり、リング部材はなく、一対の磁石１２，１３間にＯリング１１を配置しただけの構成である。
【００３３】
このような構成であっても、第１の実施の形態と同様に本発明の効果を得ることができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態では、シャフト２が往復運動する場合について説明したが、逆にハウジング３側が往復運動する場合にも本発明を適用できる。また、上記実施の形態では、ハウジング３側に密封装置が固定配置される構成であったが、シャフト２側に密封装置が固定配置され、ハウジング３表面に摺動接触するような構成も本発明の範囲に含まれる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、潤滑剤を磁力発生手段であるゴム状弾性体製磁石の磁気力によって保持すると共に、ゴム状弾性体製磁石の先端のリップ形状部分の摺動接触によって、漏れた潤滑剤を一対の磁力発生手段（ゴム状弾性体製磁石）の先端間に掻き寄せることができ、常にシール部材と２部材のうちの一方の部材との間に潤滑剤による膜を形成し、真空状態を密封するのに良好な密封性を発揮することができる。
【００３６】
また、摩耗粉やゴミの発生に対してこれらの摩耗粉やゴミを潤滑剤に捕捉することができ、摩耗粉やゴミを除去できる機能をも発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る密封装置を示す半断面図である。
【図２】第２の実施の形態に係る密封装置を示す半断面図である。
【図３】従来技術の密封装置を示す半断面図である。
【図４】従来技術の密封装置を示す半断面図である。
【符号の説明】
２シャフト
３ハウジング
３ａ環状溝
１１Ｏリング
１２，１３磁石
１４磁性流体
１５リング部材
１５ａ内周溝
１０１密封装置
２０１密封装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reciprocating sealing device for sealing a vacuum state such as a vacuum seal used in a vacuum industry such as a semiconductor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a sealing device for a reciprocating shaft provided between a through hole provided in a chamber used in a vacuum region and a reciprocating shaft extending outside through the through hole, For example, a type in which grease is applied as a lubricant to the O-ring shown in FIG. 3 or a packing (a typical shape) shown in FIG. 4 is used.
[0003]
In the sealing device 301 shown in FIG. 3, an O-ring 310 that is slidably in close contact with a reciprocating shaft 302 is disposed in an annular groove of the housing 303. A grease 311 is applied to the surface of the shaft 302 so as to lubricate between the O-ring 310 and the shaft 302.
[0004]
In a sealing device 401 shown in FIG. 4, a packing 410 that is slidably in close contact with a reciprocating shaft 402 is disposed in an annular groove of the housing 403.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional sealing device has the following problems.
[0006]
In the sealing device 301 shown in FIG. 3, since oil lubrication is used instead of oil lubrication, the oil film is likely to be cut and a slight leak is likely to occur. There was a problem that occurred.
[0007]
In order to solve this problem, even if oil lubrication is performed, it is uneconomical to supply oil in order to maintain a constant oil film.
[0008]
In the sealing device 401 shown in FIG. 4, the sealing property of the packing 410 alone is likely to cause a slight leak, and is not suitable as a vacuum seal.
[0009]
The present invention solves the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a sealing device that exhibits good sealing performance for sealing a vacuum state.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention in order to achieve the above object, in a sealing device for sealing an annular gap between two members reciprocating, of the two members, a rubber-like elastic sliding contact with one member that reciprocates A body-made seal member , a pair of magnetic force generating means disposed on both sides in the axial direction of the seal member, and the seal member and the one member reciprocating between the pair of magnetic force generating means as to, a sealing device provided with a lubricant composed of a magnetic fluid held by the magnetic force of the magnetic force generating means, said magnetic force generating means is a rubber-like elastic body made of the magnet, these tips What lip shape der sliding contact with one member of the reciprocating motion, the pair together with the lip shape provided in large angular inclination angle of the orientation-side with respect to the axial direction among the opposed pair of magnetic force generating means The magnetic force generation hand Small angle of inclination of the outward side with respect to the axial direction but disobey one another
It is provided at the corner .
[0011]
Therefore, by holding by the magnetic force of the magnetic force generating means or lubricants, always film is formed by the lubricant between one member of the sealing member and the second member, good to seal vacuum Can exhibit excellent sealing properties.
[0012]
In addition, the wear powder and dust can be captured by the lubricant against the generation of the wear powder and dust, and the function of removing the wear powder and dust can also be exhibited.
[0014]
Further, the magnetic force generating means is a rubber-like elastic magnet, and since the tips thereof are lip shapes that are in sliding contact with the one member, the magnetic force of the magnetic force generating means extends between the tips of the pair of magnetic force generating means. it is possible to prevent the outflow of the lubricant held by leaking lubricant can a scrape between the tip of the pair of magnetic force generating means, always seal member and the one member of the two members A certain film of lubricant can be formed between them.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.
[0018]
(First embodiment)
The first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a half cross-sectional view showing a sealing device according to a first embodiment.
[0019]
The configuration of the sealing device 101 will be described with reference to FIG. The sealing device 101 seals the annular gap between the reciprocating shaft 2 and the housing 3, and the sealing side is in a vacuum state. The sealing device 101 is for a reciprocating shaft 2 provided between a through hole provided in a chamber used in a vacuum region and a reciprocating shaft 2 extending outside through the through hole. .
[0020]
The sealing device 101 generally includes a rubber-like elastic O-ring 11 as a sealing member, a pair of magnets 12 and 13 as magnetic force generating means disposed on both sides of the O-ring 11 in the axial direction, and a pair of magnets. 12 and 13 and a magnetic fluid 14 held as a lubricant between the O-ring 11 and the shaft 2.
[0021]
The O-ring 11 is mounted in an inner circumferential groove 15 a of a ring member 15 that is sandwiched between the magnets 12 and 13 in the axial direction and fitted in the annular groove 3 a of the housing 3. The inner peripheral side of the O-ring 11 is in sliding contact with the surface of the shaft 2.
[0022]
The pair of magnets 12 and 13 are fitted in the annular groove 3a of the housing 3 with the ring member 15 to which the O-ring 11 is attached sandwiched in the axial direction. The magnets 12 and 13 are made of a rubber-like elastic body and are so-called rubber magnets.
[0023]
The pair of magnets 12 and 13 are directed toward the shaft 2 with which the O-ring 11 is in sliding contact. And the front-end | tip of a pair of magnets 12 and 13 becomes a lip shape which carries out sliding contact with the shaft 2. As shown in FIG.
[0024]
The lip shape at the tip of the magnets 12 and 13 is such that the opposing inwardly inclined angle of the pair of magnets 12 and 13 is provided at a large angle with respect to the axial direction, and the pair of magnets 12 and 13 are facing away from each other. The inclination angle is set at a small angle with respect to the axial direction.
[0025]
A magnetic fluid 14 is interposed between the tips of the pair of magnets 12 and 13 so as to lubricate between the O-ring 11 and the surface of the shaft 2. And it is hold | maintained between the front-end | tips of a pair of magnets 12 and 13 with the magnetic force of the magnets 12 and 13. FIG.
[0026]
In general, the magnetic fluid 14 is prepared by colloidally dispersing fine particles such as Fe ₃ O ₄ in oil, water, an organic solvent, or the like. In the magnetic fluid 14 of the present embodiment, in order to perform oil lubrication, a material in which fine particles such as Fe ₃ O ₄ are colloidally dispersed in oil is used.
[0027]
In the sealing device 101 having the above-described configuration, the magnetic fluid 14 as a lubricant that does not easily break an oil film in an amount necessary for sealing can always be held between the tips of the pair of magnets 12 and 13 by the magnetic force of the magnets 12 and 13. It is possible to always form a certain oil film by the magnetic fluid 14 between the O-ring 11 and the shaft 2 and to exhibit a good sealing property for sealing a vacuum state.
[0028]
Further, the wear powder and dust generated by the reciprocating motion can be captured by the magnetic fluid 14 and the function of removing the wear powder and dust can be exhibited.
[0029]
Here, the magnets 12 and 13 have a lip shape with the tips slidingly contacting the shaft 2, so that the magnetic fluid 14 held between the tips of the pair of magnets 12 and 13 is held by the magnetic force of the magnets 12 and 13. It is possible to prevent outflow, and the leaked magnetic fluid 14 can be scraped between the tips of the pair of magnets 12 and 13, and a constant oil film is always formed between the O-ring 11 and the shaft 2 by the magnetic fluid 14. Can be formed.
[0030]
Further, the lip shape at the tip of the magnets 12 and 13 is such that the opposing inwardly inclined angle of the pair of magnets 12 and 13 is set at a large angle with respect to the axial direction, and the pair of magnets 12 and 13 faces away from each other. By providing the side inclination angle at a small angle with respect to the axial direction, the magnetic fluid 14 can be more easily held by the magnetic force of the magnets 12 and 13 between the tips of the pair of magnets 12 and 13. , 13, and the amount of the magnetic fluid 14 protruding from between the tips of the magnetic fluid 14 becomes very small, and leakage of the magnetic fluid 14 can be prevented.
[0031]
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a half cross-sectional view showing a sealing device according to the second embodiment.
[0032]
The sealing device 201 according to the present embodiment is a configuration obtained by further simplifying the configuration according to the first embodiment. There is no ring member, and only the O-ring 11 is arranged between the pair of magnets 12 and 13. It is.
[0033]
Even if it is such a structure, the effect of this invention can be acquired similarly to 1st Embodiment.
[0034]
In the above embodiment, the case where the shaft 2 reciprocates has been described, but the present invention can also be applied to the case where the housing 3 reciprocates. In the above embodiment, the sealing device is fixedly arranged on the housing 3 side. However, a configuration in which the sealing device is fixedly arranged on the shaft 2 side and is in sliding contact with the surface of the housing 3 is also provided. Included in the range.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the lubricant is retained by the magnetic force of the rubber-like elastic magnet that is a magnetic force generating means , and leaks due to the sliding contact of the lip-shaped portion at the tip of the rubber-like elastic magnet. The lubricant can be scraped between the tips of a pair of magnetic force generating means (rubber-like elastic magnets), and a film made of the lubricant is always formed between the seal member and one of the two members. Good sealing performance can be exhibited to seal the vacuum state.
[0036]
In addition, the wear powder and dust can be captured by the lubricant against the generation of the wear powder and dust, and the function of removing the wear powder and dust can also be exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half sectional view showing a sealing device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a half sectional view showing a sealing device according to a second embodiment.
FIG. 3 is a half cross-sectional view showing a prior art sealing device.
FIG. 4 is a half cross-sectional view showing a prior art sealing device.
[Explanation of symbols]
2 Shaft 3 Housing 3a Annular groove 11 O-ring 12, 13 Magnet 14 Magnetic fluid 15 Ring member 15a Inner peripheral groove 101 Sealing device 201 Sealing device

Claims

往復運動する２部材間の環状隙間を密封する密封装置において、
前記２部材のうち、往復運動する一方の部材に摺動接触するゴム状弾性体製のシール部材と、
該シール部材の軸方向両側に配置された一対の磁力発生手段と、
前記一対の磁力発生手段間にわたって前記シール部材と前記往復運動する一方の部材との間に介在するように、該磁力発生手段の磁気力により保持される磁性流体からなる潤滑剤と、
を備えた密封装置であって、
前記磁力発生手段はゴム状弾性体製磁石であり、これらの先端は前記往復運動する一方の部材に摺動接触するリップ形状であって、該リップ形状は一対の磁力発生手段の対向する内向き側の傾斜角を軸方向に対して大きな角に設けると共に前記一対の磁力発生手段が互いに背く外向き側の傾斜角を軸方向に対して小さな角に設けたことを特徴とする密封装置。 The sealing device for sealing an annular gap between two members reciprocating,
Of the two members, and the rubber-like elastic body made of a sealing member that slides in contact with the one member to reciprocate,
A pair of magnetic force generating means arranged on both sides in an axial direction of the seal member,
A lubricant composed of a magnetic fluid held by the magnetic force of the magnetic force generation means so as to be interposed between the seal member and the one member that reciprocates between the pair of magnetic force generation means;
A sealing device comprising :
Among the magnetic force generating means is a rubber-like elastic body made of the magnet, these tips I lip shape der sliding contact with one member of the reciprocating motion, the lip shape of opposing the pair of magnetic force generating means A sealing device characterized in that an inclination angle on the facing side is provided at a large angle with respect to the axial direction, and an inclination angle on the outward side opposite to the pair of magnetic force generating means is provided at a small angle with respect to the axial direction .