磁流體密封件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種相對(duì)于施加有負(fù)荷的旋轉(zhuǎn)軸也能夠適當(dāng)?shù)貞?yīng)用的磁流體密封件。磁流體密封件(20)對(duì)裝置端部(14)與貫通所述裝置端部的旋轉(zhuǎn)軸(22)之間進(jìn)行密封，包括：殼體(38)，具有產(chǎn)生磁通的磁通產(chǎn)生單元(28)以及相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸形成微小間隙而對(duì)置并傳輸所述磁通的磁通傳輸單元(24，26)，相對(duì)于所述裝置端部在所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向上可相對(duì)移動(dòng)地進(jìn)行配置；以及磁流體(44)，通過由所述磁通產(chǎn)生單元產(chǎn)生的所述磁通保持在所述微小間隙內(nèi)。
【專利說明】磁流體密封件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于向密閉空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的傳輸部等的磁流體密封件。

【背景技術(shù)】
[0002]例如在半導(dǎo)體裝置的制造工藝或涂布、蝕刻工藝中使用的裝置中，使用來自軸承的油霧等入侵較少，能夠保持裝置內(nèi)清潔的磁流體密封件(參照專利文獻(xiàn)I等)。另外，磁流體密封件因同樣的優(yōu)點(diǎn)也被應(yīng)用于清潔環(huán)境中使用的搬運(yùn)用機(jī)器人的軸承部等，預(yù)計(jì)在未來其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大。
[0003]但是，現(xiàn)有技術(shù)中的磁流體密封件具有如下問題:在對(duì)作為應(yīng)用對(duì)象的裝置的旋轉(zhuǎn)軸施加較大負(fù)荷時(shí)，磁流體密封件將承擔(dān)其大部分負(fù)荷。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的磁流體密封件在假設(shè)對(duì)旋轉(zhuǎn)軸施加較大負(fù)荷時(shí)，需要增大尺寸以支撐負(fù)荷，或者使用非常昂貴的軸承作為裝入到磁流體密封件內(nèi)部的軸承，在小型化或成本方面存在問題。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-317899號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明鑒于這種問題而作出，本發(fā)明的目的在于，提供一種對(duì)于施加負(fù)荷的旋轉(zhuǎn)軸也能夠適合應(yīng)用的磁流體密封件。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明中的磁流體密封件為對(duì)裝置端部與貫通所述裝置端部的旋轉(zhuǎn)軸之間進(jìn)行密封的磁流體密封件，包括:
[0009]殼體，具有磁通產(chǎn)生單元和磁通傳輸單元，所述磁通產(chǎn)生單元產(chǎn)生磁通，所述磁通傳輸單元相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸形成微小間隙而對(duì)置，傳輸所述磁通，所述殼體相對(duì)于所述裝置端部在所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向上可相對(duì)移動(dòng)地進(jìn)行配置；和
[0010]磁流體，通過由所述磁通產(chǎn)生單元產(chǎn)生的所述磁通保持在所述微小間隙內(nèi)。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)中的磁流體密封件具有如下問題:由于是基于維持夾入磁流體的間隙的必要性等考慮，將殼體固定于裝置，通過軸承及殼體牢固地支撐旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)，因此容易承受負(fù)荷。本發(fā)明中的磁流體密封件由于殼體相對(duì)于所述裝置端部在所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向上可相對(duì)移動(dòng)地進(jìn)行配置，因此例如在對(duì)旋轉(zhuǎn)軸施加了較大負(fù)荷，產(chǎn)生傾斜或徑向振動(dòng)時(shí)，磁流體密封件整體也能夠追隨旋轉(zhuǎn)軸的移動(dòng)，從而能夠避免磁流體密封件承受負(fù)荷。
[0012]另外，例如所述殼體也能夠相對(duì)于所述裝置端部在所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向上可相對(duì)移動(dòng)。
[0013]所述殼體連接于所述裝置端部，通過與所述殼體可嚙合的止轉(zhuǎn)部可限制相對(duì)于所述裝置端部在所述旋轉(zhuǎn)方向上的相對(duì)移動(dòng)范圍。
[0014]殼體在徑向和旋轉(zhuǎn)方向上都可相對(duì)移動(dòng)的磁流體密封件通過不將殼體固定在裝置端部的簡單方式來實(shí)現(xiàn)，因此結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，耐久性優(yōu)異。另外，止轉(zhuǎn)部限制殼體的相對(duì)移動(dòng)范圍，因此殼體自身不會(huì)無限制地旋轉(zhuǎn)。
[0015]另外，例如本發(fā)明中的磁流體密封件也可以包括對(duì)所述殼體與所述裝置端部之間進(jìn)行密封的第二密封部。
[0016]即使殼體相對(duì)于裝置端部可移動(dòng)，通過第二密封部對(duì)殼體與裝置端部之間進(jìn)行密封，也能良好地保持裝置內(nèi)的氣密性。
[0017]另外，例如本發(fā)明中的磁流體密封件也可以包括相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地支撐所述殼體的軸承部。
[0018]本發(fā)明中的磁流體密封件為殼體相對(duì)于裝置端部至少未完全固定的方式。在此基礎(chǔ)上，通過軸承部相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸支撐殼體，磁流體密封件整體變成安裝于旋轉(zhuǎn)軸的方式，能夠更有效地避免磁流體密封件承受負(fù)荷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是應(yīng)用了本發(fā)明一實(shí)施方式的磁流體密封件的裝置的示意圖；
[0020]圖2是圖1所示的磁流體密封件的主要部分的剖面圖；
[0021]圖3是從機(jī)外側(cè)觀看圖2所示的磁流體密封件的平面圖。
[0022]符號(hào)說明
[0023]12…驅(qū)動(dòng)裝置
[0024]14…裝置法蘭
[0025]16…旋轉(zhuǎn)軸
[0026]18…腔室
[0027]19…臂部
[0028]20…磁流體密封件
[0029]22 …軸
[0030]2?…軸外周面
[0031]24、26…磁極片
[0032]28…永磁體
[0033]30、32…間隔物
[0034]34、36 …軸承
[0035]38…殼體
[0036]38a…殼體內(nèi)周面
[0037]38b…切口
[0038]40、42…O 型圈
[0039]44...磁流體
[0040]46…止轉(zhuǎn)銷
[0041]50…旋轉(zhuǎn)方向

【具體實(shí)施方式】
[0042]第一實(shí)施方式
[0043]圖1是應(yīng)用了本發(fā)明一實(shí)施方式的磁流體密封件20的制造裝置的示意圖。磁流體密封件20對(duì)設(shè)置于制造裝置的腔室18的裝置法蘭14 (裝置端部)與貫通裝置法蘭14的旋轉(zhuǎn)軸16之間進(jìn)行密封。旋轉(zhuǎn)軸16的機(jī)外側(cè)的端部連接于電動(dòng)機(jī)或齒輪箱等驅(qū)動(dòng)裝置12，旋轉(zhuǎn)軸16通過驅(qū)動(dòng)裝置12的旋轉(zhuǎn)力旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸16的機(jī)內(nèi)側(cè)的端部位于腔室18的內(nèi)部，連接于臂部19。制造裝置能夠?qū)⑶皇?8的內(nèi)部相對(duì)于腔室18的外部保持為氣密狀態(tài)，根據(jù)需要切換并保持負(fù)壓狀態(tài)、加壓狀態(tài)、常壓狀態(tài)。在腔室18的內(nèi)部，通過旋轉(zhuǎn)軸16驅(qū)動(dòng)的臂部19能夠進(jìn)行部件的搬運(yùn)等。
[0044]圖2是圖1所示的磁流體密封件20的主要部分的剖面圖。磁流體密封件20具有殼體38、軸22、軸承34、36、0型圈40、42、止轉(zhuǎn)銷46等，該殼體38具有永磁體28及磁極片24、26。軸22為無底的圓筒狀。軸22固定于旋轉(zhuǎn)軸16的外周面，隨著旋轉(zhuǎn)軸16旋轉(zhuǎn)。軸22的固定方法沒有特別限定，例如使用定位環(huán)、定位鍵、螺栓等固定于旋轉(zhuǎn)軸16。在軸22與旋轉(zhuǎn)軸16之間設(shè)有用于密封的O型圈。
[0045]軸22由磁性材料構(gòu)成，后述的永磁體28產(chǎn)生的磁通貫穿軸22。另外，在磁流體密封件20中，軸22及旋轉(zhuǎn)軸16相當(dāng)于權(quán)利要求書中的旋轉(zhuǎn)軸，例如在旋轉(zhuǎn)軸16本身是磁性材料時(shí)，也存在不使用軸22的形式，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸16相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)軸。
[0046]殼體38具有圓筒部與凸緣部，該圓筒部插入形成于裝置法蘭14的貫通孔內(nèi)，該凸緣部連接于圓筒部分的機(jī)外側(cè)的端部，向外徑方向凸出。在殼體38的圓筒部的外周面與裝置法蘭14的內(nèi)周面之間，配置有O型圈40、42作為對(duì)殼體38與裝置法蘭14之間進(jìn)行密封的第二密封件。
[0047]在殼體38的圓筒部的內(nèi)周面38a具有:作為磁通產(chǎn)生單元的永磁體28和作為磁通傳輸單元的磁極片24、26。永磁體28產(chǎn)生磁通，通過配置在永磁體28的周圍的磁極片24、26、軸22及磁流體傳輸磁通,形成磁路。永磁體28連接于磁極片24、26，或者連接于殼體38。
[0048]磁極片24、26為環(huán)狀，在軸向上隔著永磁體28配置在兩側(cè)，由磁性材料構(gòu)成。磁極片24、26傳輸永磁體28產(chǎn)生的磁通。磁極片24、26的外周端部安裝于殼體38的圓筒的內(nèi)周面38a,磁極片24、26安裝為相對(duì)于殼體38不相對(duì)旋轉(zhuǎn)。磁極片24、26的內(nèi)周端部相對(duì)于軸22的外周面22a形成微小間隙而對(duì)置。
[0049]在形成于磁極片24、26與軸22的外周面22a之間的微小間隙，通過由永磁體28產(chǎn)生的磁通保持磁流體44。作為磁流體44例如可舉出使用表面活性劑將粒徑約5?50nm左右的磁性超微粒子分散于溶劑或油(基礎(chǔ)油)中的磁流體，沿著磁通移動(dòng)，具有被磁場捕獲的特性。磁流體44能夠確保磁極片24、26與軸22的外周面22a之間的密封性。
[0050]在磁極片24、26的內(nèi)周端部及與其對(duì)置的軸22的外周面22a中的任一個(gè)或二者內(nèi)，可以形成凹凸。通過形成這種凹凸，在微小間隙變得容易保持磁流體44。
[0051]圖3是從機(jī)外側(cè)觀看磁流體密封件20的平面圖。在殼體38的凸緣部形成有切口38b。在切口 38b中，配置有與殼體38的切口 38b可嚙合的止轉(zhuǎn)銷46。如圖2所示，止轉(zhuǎn)銷46螺旋固定于裝置法蘭14，通過與殼體38的切口 38b嚙合，能夠限制殼體38的旋轉(zhuǎn)方向的相對(duì)移動(dòng)范圍。
[0052]在殼體38的圓筒部的內(nèi)周面38a與軸22的外周面22a之間，配置有作為軸承部的軸承34、36。軸承34、36隔著磁極片24、26及永磁體28配置在軸向兩側(cè)。在軸承34、36與磁極片24、26之間，夾著非磁性材料的間隔物30、32，防止永磁體28產(chǎn)生的磁通從磁極片24、26泄漏。
[0053]軸承34、36的內(nèi)周面連接于軸22的外周面22a，軸承34、36的外周面連接于殼體38的內(nèi)周面38a，軸承34、36相對(duì)于軸22可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地支撐殼體38。
[0054]圖1?圖3所示的磁流體密封件20的殼體38沒有固定于裝置法蘭14。因此，殼體38在旋轉(zhuǎn)軸16的徑向、軸向及旋轉(zhuǎn)方向50上相對(duì)于裝置法蘭14可相對(duì)移動(dòng)。特別是，殼體38相對(duì)于裝置法蘭14能夠在旋轉(zhuǎn)軸16的徑向上相對(duì)移動(dòng)，因此即使在對(duì)旋轉(zhuǎn)軸16施加較大負(fù)荷，產(chǎn)生傾斜或徑向的振動(dòng)時(shí)，磁流體密封件20整體也能夠追隨旋轉(zhuǎn)軸16的移動(dòng)。由此，磁流體密封件20能夠適當(dāng)避免經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸16而承受負(fù)荷，有利于小型化，也能夠適當(dāng)?shù)貞?yīng)用到施加有負(fù)荷的旋轉(zhuǎn)軸16。另外，由于施加在軸承34、36的負(fù)荷減輕，因此磁流體密封件20也可以使用耐久性特別高的軸承作為軸承34、36，具有成本方面的優(yōu)勢。
[0055]而且，由于殼體38相對(duì)于裝置法蘭14在徑向上移動(dòng)，因此配置在殼體38與裝置法蘭14之間的O型圈40、42優(yōu)選例如由彈性體等具有適度彈性的材料制作。由此，O型圈40,42能夠更加適當(dāng)?shù)孛芊鈿んw裝置38與裝置法蘭14之間，磁流體密封件20能夠適當(dāng)?shù)乇３盅b置法蘭14內(nèi)的氣密狀態(tài)。
[0056]另外，殼體38在旋轉(zhuǎn)軸16的徑向以外的旋轉(zhuǎn)方向及軸向上也能夠相對(duì)于裝置法蘭14相對(duì)移動(dòng)，因此磁流體密封件20通過不固定殼體38與裝置法蘭14的簡單結(jié)構(gòu)而得以實(shí)現(xiàn)。因此，磁流體密封件20的組裝及制造簡單，耐久性較高。
[0057]但是，殼體38由于固定在裝置法蘭14的止轉(zhuǎn)銷46限制殼體38的相對(duì)移動(dòng)范圍，因此相對(duì)于裝置法蘭14不能旋轉(zhuǎn)至規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角度以上(參照?qǐng)D3)。由此，磁流體密封件20在旋轉(zhuǎn)軸16變形或旋轉(zhuǎn)軸16及軸22發(fā)生振動(dòng)的情況下，能夠進(jìn)行與之相隨的適度移動(dòng)，并且，能夠適當(dāng)?shù)孛芊庑D(zhuǎn)軸16與裝置法蘭14之間。
[0058]進(jìn)而，軸承34、36相對(duì)于軸22可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地支撐殼體38，因此磁流體密封件20的殼體38即使不固定于裝置法蘭14，也能夠通過軸22適當(dāng)?shù)刂斡谛D(zhuǎn)軸16。
【權(quán)利要求】
1.一種磁流體密封件，為對(duì)裝置端部與貫通所述裝置端部的旋轉(zhuǎn)軸之間進(jìn)行密封的磁流體密封件，包括: 殼體，具有磁通產(chǎn)生單元和磁通傳輸單元，所述磁通產(chǎn)生單元產(chǎn)生磁通，所述磁通傳輸單元相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸形成微小間隙而對(duì)置，傳輸所述磁通，所述殼體相對(duì)于所述裝置端部在所述旋轉(zhuǎn)軸的徑向上可相對(duì)移動(dòng)地進(jìn)行配置；和 磁流體，通過由所述磁通產(chǎn)生單元產(chǎn)生的所述磁通保持在所述微小間隙內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流體密封件，其中，所述殼體相對(duì)于所述裝置端部在所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向上可相對(duì)移動(dòng)， 所述殼體連接于所述裝置端部，通過與所述殼體可嚙合的止轉(zhuǎn)部限制相對(duì)于所述裝置端部在所述旋轉(zhuǎn)方向上的相對(duì)移動(dòng)范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁流體密封件，其特征在于，所述磁流體密封件包括對(duì)所述殼體與所述裝置端部之間進(jìn)行密封的第二密封部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的磁流體密封件，其特征在于，所述磁流體密封件包括相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地支撐所述殼體的軸承部。
【文檔編號(hào)】F16J15/43GK104204633SQ201380019084
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月14日
【發(fā)明者】住川大樹, 大下功太郎 申請(qǐng)人:伊格爾工業(yè)股份有限公司