[发明专利]磁流体密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁流体密封装置，用于在保持气密室中气密性的同时支撑其部分区域被插入到气密室中的旋转轴。

背景技术

在工业世界中，已经存在如下的各种种类的装置，这些装置被构造为使与外部气密地屏蔽的空间的内部保持为不同于外部压力的压力状态，也就是说，保持在压差状态下，并且各种种类的处理被允许在压差状态下执行。在一些情况下，除了压差状态之外，在该空间的内部保持为防尘状态或特殊气体环境状态时执行各种种类的处理。例如，在用于半导体晶片、真空干燥器、旋转对阴极型X射线发生器、电子显微镜等的抽气处理装置中在抽真空的防尘状态下执行预定处理。磁流体密封装置用于使用于执行这些预定处理的空间区域(气密室的内部)和大气压区域这两个区域彼此屏蔽。

常规的磁流体密封装置被构造为：轴承并入到与圆柱形壳体的两个末端相邻的内壁中，并且旋转轴由这些轴承可自由旋转地支撑。此外，常规的磁流体密封装置被构造为：磁体包含在壳体中，并且磁流体填充在磁体和旋转轴之间的间隙中以增强封闭密封。磁流体通过在磁体周围发生的磁场而被保持在磁体和旋转轴之间的间隙中。

专利文件1公开了具有该类型的结构的常规的磁流体密封装置。

因为磁流体密封装置如上所述包含磁体，所以磁场不可避免地在磁体周围发生。然而，应用磁流体密封装置的目标装置具有目标装置的性能受到该磁场不利影响的风险。例如，这在如下这样的情况下发生，即，使用电子束的电子显微镜、用于使来自电子枪的电子撞击对阴极(靶)以从对阴极的表面产生X射线的X射线发生器等被用作目标装置的情况。在这些装置中，电子在气密室中进行处理，因此当磁流体密封装置的磁体产生的磁场泄漏到目标装置的气密室中时，担心电子的轨迹由于泄漏磁场等偏离原始轨迹的这样的不利影响。

现有技术文件

专利文件

专利文件：JP-A-H11-166633

发明内容

本发明要解决的问题

本发明已经鉴于前述情况实现，并且具有提供抑制磁场泄漏到气密室侧的磁流体密封装置的目的。

解决问题的手段

根据本发明，一种用于在保持气密室中气密性的同时支撑具有被插入到气密室中的部分区域的旋转轴的磁流体密封装置，包括：

壳体，该壳体设在分开气密室及其外部空间的边界部分处，并且具有旋转轴插入其中的中空部分；

多个磁体，其并入到壳体中在轴向方向上按任何间隔布置；

多个极片(磁极片)，其并入到壳体中以夹住所述多个磁体，并且被布置为其在径向方向上的内端面面对旋转轴的外周面；和

磁流体，其被填充在极片在径向方向上的内端面和旋转轴的外周面之间。

这里，偶数个磁体作为所述多个磁体被并入到壳体中，同时在轴向方向上彼此面对的端面被设置为相同极。

此外，极片由磁材料形成。

旋转轴具有位于壳体的中空部分中并比最靠近气密室的极片更靠近气密室的边界，旋转轴的比边界更靠近外部空间的区域由磁材料形成，而旋转轴的比边界更靠近气密室的区域由非磁材料形成。

壳体设有在如下区中提供的边界，该区的范围为从与最靠近气密室的极片接触的区域到比前一区域更靠近外部空间并且不与和最靠近的极片相邻的极片接触的区域，壳体的比边界更靠近气密室的区域由磁材料形成，而壳体的比边界更靠近外部空间的区域由非磁材料形成。

发明人已经通过实验发现，以上构造可以抑制在磁体周围发生的磁场的扩展，特别是磁场在到气密室的方向上的磁场的扩展。

为了抑制由壳体在轴向方向上的尺寸增大引起的大小增长，所述装置优选地被构造为两个或四个磁体并入到壳体中。

附图说明

[图1]图1是示出根据本发明的实施例的磁流体密封装置的基本构造的前剖面图。

[图2]图2是示出根据本发明的实施例的磁流体密封装置的特征结构的半剖面图并且表示该剖面的剖面线被省略(同样适用于图3、图5、图7、图8)。

[图3]图3是示出根据本发明的磁流体密封装置的实验例子1的半剖面图。

[图4]图4是示出实验例子1的测量结果的表格。

[图5]图5是示出根据本发明的磁流体密封装置的比较例子1的半剖面图。

[图6]图6是示出比较例子1的测量结果的表格。

[图7]图7是示出根据本发明的磁流体密封装置的实验例子2的半剖面图。

[图8]图8是示出根据本发明的磁流体密封装置的比较例子2的半剖面图。

附图标记的描述