(57)【要約】【課題】磁性流体シールのバーストを抑制できる回転機構を提供すること。【解決手段】この回転機構１は、ハウジング２と、ハウジング２に挿通されるシャフト３と、ハウジング２に設置されてシャフト３を回転可能に支持する軸受４と、シャフト３の外周の第一クリアランスを封止する磁性流体シール６と、シャフト３の外周の第二クリアランスを封止するラビリンスシール７とを備える。また、ラビリンスシール７が、シャフト３の軸方向に所定の幅Ｗ１をもつ隙間７１を有する。【選択図】図１
2014134238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジングに挿通されるシャフトと、前記ハウジングに設置されて前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、前記シャフトの外周の第一クリアランスを封止する磁性流体シールと、前記シャフトの外周の第二クリアランスを封止するラビリンスシールとを備え、且つ、
前記ラビリンスシールが、前記シャフトの軸方向に所定の幅をもつ隙間を有することを特徴とする回転機構。
【請求項２】
前記ラビリンスシールが、前記磁性流体シール側よりも密閉空間側に配置される請求項１に記載の回転機構。
【請求項３】
前記シャフトの軸方向から前記軸受の外輪を押さえる外輪押さえを備え、且つ、
前記隙間が、前記シャフトのフランジ部と、前記外輪押さえとの間に形成される請求項１または２に記載の回転機構。
【請求項４】
前記隙間の幅が、前記軸受の内輪の端面と外輪の端面との段差によって形成される請求項１〜３のいずれか一つに記載の回転機構。
【請求項５】
前記シャフトのフランジ部と前記軸受の内輪との間に挟み込まれて配置される間座を備え、且つ、
前記隙間の幅が、前記間座の軸方向長さと前記外輪押さえの軸方向長さとの差によって形成される請求項１〜４のいずれか一つに記載の回転機構。
【請求項６】
前記シャフトのフランジ部と前記軸受の内輪との間に挟み込まれて配置される間座を備え、且つ、
前記隙間の幅が、前記間座と前記軸受の内輪との間あるいは前記間座と前記シャフトのフランジ部との間に配置されたスペーサによって形成される請求項１〜５のいずれか一つに記載の回転機構。
【請求項７】
前記磁性流体シールから前記ラビリンスシールまでの区間における前記シャフトの外周のクリアランスに接続するタンクを備える請求項１〜６のいずれか一つに記載の回転機構。
【請求項８】
前記磁性流体シールから前記ラビリンスシールまでの区間における前記シャフトの外周のクリアランスに接続するポンプを備える請求項１〜７のいずれか一つに記載の回転機構。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の回転機構を備えることを特徴とする搬送装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の回転機構を備えることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転機構、搬送装置および半導体製造装置に関し、さらに詳しくは、磁性流体シールのバーストを抑制できる回転機構、搬送装置および半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送装置や半導体製造装置に用いられる近年の回転機構では、シャフトの外周のクリアランスを封止するシール部材として磁性流体シールが採用されている。かかる構成では、磁性流体シールのバースト減少を抑制すべき課題がある。バースト現象とは、例えば、複数段の磁性流体を配置した領域の圧力が急激に変動したときに、磁性流体の膜が破れて磁性流体が飛散する現象をいう。このような課題に関する従来の回転機構として、特許文献１〜５に記載される技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２８８２７７号公報
【特許文献２】特開平６−２５７６７５号公報
【特許文献３】特開平１１−０３７３０４号公報
【特許文献４】特開２０００−２０５４１８号公報
【特許文献５】特開２０００−２２０７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、磁性流体シールのバーストを抑制できる回転機構、搬送装置および半導体製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、この発明にかかる回転機構は、ハウジングと、前記ハウジングに挿通されるシャフトと、前記ハウジングに設置されて前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、前記シャフトの外周の第一クリアランスを封止する磁性流体シールと、前記シャフトの外周の第二クリアランスを封止するラビリンスシールとを備え、且つ、前記ラビリンスシールが、前記シャフトの軸方向に所定の幅をもつ隙間を有することを特徴とする。
【０００６】
また、この搬送装置は、上記の回転機構を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、この半導体製造装置は、上記の回転機構を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明にかかる回転機構では、シャフトの回転時にて、第一の隙間がラビリンスシールとして機能して、シャフトの外周のクリアランスと第一室との間の気体の流通を抑制する。このとき、ラビリンスシールから磁性流体シールまでの区間の圧力は、ラビリンスシール側にある第一室の圧力変化に対して遅れて変化する。これにより、上記区間の圧力変化が緩和されて、磁性流体シールのバーストが抑制される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、この発明の実施の形態にかかる回転機構を示す構成図である。
【図２】図２は、図１に記載した回転機構のラビリンスシールを示す拡大図である。
【図３】図３は、図２に記載したラビリンスシールの変形例を示す説明図である。
【図４】図４は、図２に記載したラビリンスシールの変形例を示す説明図である。
【図５】図５は、図１に記載した回転機構の変形例を示す説明図である。
【図６】図６は、図１に記載した回転機構の変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【００１１】
［回転機構］
図１は、この発明の実施の形態にかかる回転機構を示す構成図である。同図は、隔壁１００に取り付けられた回転機構１の軸方向断面図を示している。また、図中の一点鎖線Ｏは、回転機構１の回転軸を示している。
【００１２】
回転機構１は、回転を伝達する機械要素であり、例えば、真空チャンバなどの特殊環境下で使用される搬送装置、半導体製造装置、フラットパネルディスプレイ製造装置などに適用される。ここでは、一例として、回転機構１が、スピンドルを回転軸として備えるスピンドルユニットの回転導入機であり、第一室１１０と第二室１２０とを区画する隔壁１００に設置される場合について説明する（図１参照）。
【００１３】
この回転機構１は、ハウジング２と、シャフト３と、軸受４とを備える。
【００１４】
ハウジング２は、軸受４を収容する部材である。シャフト３は、回転機構１の出力軸であり、ハウジング２に挿入されてハウジング２を貫通する。軸受４は、ハウジング２に設置されてシャフト３を回転可能に支持する。
【００１５】
例えば、図１の構成では、ハウジング２が、全体として円筒形状を有し、一方の端部に取付用のフランジ部２１を有している。また、ハウジング２が、第二室１２０側から隔壁１００の開口部１０１に挿入され、フランジ部２１を隔壁１００の開口部１０１の縁に係止させつつ隔壁１００の壁面にボルト締結により固定されている。これにより、ハウジング２が、隔壁１００の開口部１０１を第二室１２０側から塞いで配置されている。また、フランジ部２１が、隔壁１００との係合面に周溝２１１を有し、この周溝２１１内にＯリング２１２が配置されている。これにより、フランジ部２１と隔壁１００の壁面との隙間が封止されて、気密性が確保されている。また、ハウジング２が、小径部２２および大径部２３から成る段付きの内周面形状を有し、小径部２２を第一室１１０側に向けて配置されている。
【００１６】
また、シャフト３が、段付き形状を有し、ハウジング２の中空部に挿入されてハウジング２を軸方向に貫通している。また、シャフト３が、シャフト本体３１と出力フランジ３２とから成り、出力フランジ３２が、シャフト本体３１の第一室１１０側の端部にボルト締結により取り付けられている。この出力フランジ３２には、例えば、搬送装置や半導体製造装置の駆動軸が連結される。また、シャフト３の第二室１２０側の端部に、例えば、ベルト駆動装置、サーボモータ、ダイレクトドライブモータなどの動力装置（図示省略）が連結されている。
【００１７】
また、軸受４が、ボールベアリングであり、ハウジング２の内部に配置されている。また、一対の軸受４、４が、シャフト３の軸方向に隣接して配置されてシャフト３を回転可能に支持している。また、各軸受４、４の外輪４１が、ハウジング２の小径部２２に嵌め込まれて固定されている。また、第二室１２０側の軸受４の外輪４１が、ハウジング２の小径部２２と大径部２３との段差部に当接することにより、シャフト３の軸方向に位置決めされている。また、各軸受４、４の内輪４２が、シャフト３に嵌め合わされて固定されている。また、第二室１２０側の軸受４の内輪４２が、シャフト３の段付き部に当接することにより、シャフト３の軸方向に位置決めされている。
【００１８】
また、第一室１１０側の軸受４の外輪４１が、外輪押さえ５１により保持されている。この外輪押さえ５１は、シャフト３の軸方向から軸受４の外輪４１を押さえる部材である。図１の構成では、外輪押さえ５１が、軸受４の外輪４１の径に合致する環状部材であり、第一室１１０側から外輪４１の軸方向端面に当接して外輪４１を保持している。また、ハウジング２が、第一室１１０側の端部にインロー部２４を有し、外輪押さえ５１が、このインロー部２４に嵌め込まれてボルト締結により固定されている。また、インロー部２４が、外輪押さえ５１との嵌合面に周溝２４１を有し、この周溝２４１内にＯリング２４２が配置されている。これにより、インロー部２４と外輪押さえ５１との隙間が封止されて、気密性が確保されている。
【００１９】
また、第一室１１０側の軸受４の内輪４２とシャフト３の出力フランジ３２との間に、間座５２が配置されている。この間座５２は、内輪４２と出力フランジ３２との隙間を調整する部材であり、内輪４２と出力フランジ３２との間に介在してこれらの隙間を詰める。例えば、図１の構成では、間座５２が、環状部材から成り、シャフト本体３１の外周に嵌め合わされ、また、内輪４２と出力フランジ３２との間に挟み込まれて配置されている。また、間座５２が、軸受４の内輪４２をシャフト３の軸方向から保持している。したがって、間座５２が、軸受４の内輪４２を押さえる内輪押さえを兼ねている。
【００２０】
この回転機構１では、動力装置（図示省略）からの駆動力がシャフト３を介して伝達されて、出力フランジ３２が回転する。また、動力装置がシャフト３への駆動力の入力を調整することにより、出力フランジ３２の回転速度、回転方向などが自在に制御される。これにより、回転機構１が、回転導入器として機能する。
【００２１】
［シール構造］
図１の構成では、上記のように、第一室１１０と第二室１２０とが、隔壁１００を介して区画されている。また、第一室１１０と第二室１２０とは、相互に異なる雰囲気を有する。例えば、半導体製造装置では、第一室１１０に特殊環境（例えば、減圧環境、真空環境、プロセスガス充填環境など）が形成され、第二室１２０に外気が導入される。
【００２２】
このため、図１の構成では、回転機構１が、第一室１１０と第二室１２０とを区画するために、次のシール構造を備えている。
【００２３】
まず、上記のように、Ｏリング２１２が、ハウジング２のフランジ部２１と隔壁１００との接合面に配置されて、これらの隙間を封止している。また、Ｏリング２４２が、外輪押さえ５１とハウジング２のインロー部２４との嵌合面に配置されて、これらの隙間を封止している。
【００２４】
また、回転機構１が、磁性流体シール６を備える。磁性流体シール６は、シャフト３の外周のクリアランスを封止するシール部材であり、公知のものが採用され得る。例えば、図１の構成では、磁性流体シール６が、ハウジング２の第二室１２０側の開口部の内周面とシャフト３とのクリアランス（第一クリアランス）に配置されている。また、磁性流体シール６が、止め輪などを介してハウジング２に保持されている。これにより、ハウジング２の第二室１２０側の開口部が封止されている。なお、磁性流体シール６は、単独ではシール可能な圧力差に限りがあるため、複数段に配置されて使用される。これにより、磁性流体シール６の配置領域における圧力変化が緩やかとなり、高いシール性能が得られる。
【００２５】
ここで、一般的な磁性流体シールを備える構成では、磁性流体シールのバースト現象を抑制すべき課題がある。バースト現象とは、例えば、複数段の磁性流体を配置した領域の圧力が急激に変動したときに、磁性流体の膜が破れて磁性流体が飛散する現象をいう。
【００２６】
このため、図１の構成では、回転機構１が、かかる磁性流体シールのバースト現象を抑制するために、ラビリンスシール７（７１）を備える。
【００２７】
図２は、図１に記載した回転機構のラビリンスシールを示す拡大図である。
【００２８】
ラビリンスシール７は、シャフト３の外周のクリアランスを封止するシールであり、磁性流体シール６とは異なる位置に配置される。例えば、図１の構成では、ラビリンスシール７が、第一室１１０側の軸受４からシャフト３の出力フランジ３２までの領域に形成されている。具体的には、第一室１１０から第二室１２０に向かって、ラビリンスシール７、一対の軸受４、４、磁性流体シール６の順にシャフト３の軸方向に配置されている。これにより、ハウジング２の第一室１１０側の開口部にあるシャフト３の外周のクリアランス（第二クリアランス）が封止されている。
【００２９】
また、図２に示すように、ラビリンスシール７が、所定の幅Ｗ１をもつ第一の隙間７１を有する。この隙間７１の幅Ｗ１は、ラビリンスシール７のシール機能を実現するための幅であり、シャフト３の軸方向の幅として測定される。また、幅Ｗ１は、５［μｍ］≦Ｗ１≦３０［μｍ］の範囲にあることが好ましく、５［μｍ］≦Ｗ１≦１５［μｍ］の範囲にあることがより好ましい。
【００３０】
また、図２の構成では、所定の幅Ｗ２、Ｗ３をもつ第二の隙間７２および第三の隙間７３が補助的に設けられている。これらの隙間７２、７３は、外輪押さえ５１とシャフト３の出力フランジ３２とを軸方向に精度良く位置決めするための隙間である。これらの隙間７２、７３により、第一の隙間７１の幅Ｗ１が精度良く確保される。また、これらの隙間７２、７３の幅Ｗ２、Ｗ３は、当業者自明の範囲内にて任意に設定できるが、例えば、０．１［ｍｍ］〜０．２［ｍｍ］程度の範囲に設定されることが好ましい。
【００３１】
第一の隙間７１は、回転系であるシャフト３の出力フランジ３２と、静止系である外輪押さえ５１との間に形成されて、ラビリンスシール７を構成する。例えば、図２の構成では、出力フランジ３２の端面と外輪押さえ５１の端面とが、シャフト３の回転軸Ｏに垂直な平面であり、幅Ｗ１を隔てて相互に対向して配置されている。これにより、シャフト３および間座５２の外周を囲む環状の隙間７１が形成されている。また、隙間７１が、径方向内側にて、間座５２と外輪押さえ５１との間のクリアランスに連通し、径方向外側にて、第一室１１０に連通している。
【００３２】
また、図２の構成では、隙間７１の幅Ｗ１が、軸受４の外輪４１の端面と内輪４２の端面との段差Ｇにより規定されている。具体的には、外輪４１の端面と内輪４２の端面とが、シャフト３の軸方向に段差Ｇをもって配置されている。また、外輪４１の端面に当接する外輪押さえ５１の軸方向ゲージと、内輪４２の端面に当接する間座５２の軸方向ゲージとが略等しく設定されている。そして、間座５２が出力フランジ３２の端面と内輪４２の端面との間に挟み込まれて配置されることにより、出力フランジ３２の端面と外輪押さえ５１の端面との間隔（隙間７１の幅Ｗ１）が適正に確保されている。
【００３３】
第二の隙間７２（補助隙間）は、外輪押さえ５１とハウジング２のインロー部２４との嵌合部に形成される。例えば、図２の構成では、外輪押さえ５１の軸方向の端面とインロー部２４の軸方向の端面とが、シャフト３の回転軸Ｏに垂直な平面であり、インロー部２４の内径側縁部からＯリング２４２の配置位置までの領域にて幅Ｗ２を隔てて相互に対向して配置されている。また、シャフト３および軸受４の外周を囲む環状の隙間７２が形成されている。また、隙間７２が、径方向内側にて、シャフト３の外周にあるクリアランスに連通し、径方向外側にて、Ｏリング２４２により封止されている。
【００３４】
また、図２の構成では、第二の隙間７２が、インロー部２４の端面と軸受４の外輪４１の端面との位置関係により規定されている。具体的には、外輪４１の端面が、インロー部２４の端面よりもシャフト３の軸方向にオフセットして配置されている。また、このオフセット量が、隙間７２の幅Ｗ２となっている。これにより、外輪押さえ５１の端面とベアリング４の外輪４１の端面とが適正に面接触して、外輪押さえ５１の軸方向の位置決め精度が高められている。
【００３５】
第三の隙間７３（補助隙間）は、シャフト３のシャフト本体３１と出力フランジ３２との接合部に形成される。例えば、図１および図２の構成では、シャフト本体３１の端面と出力フランジ３２の端面とが、シャフト３の回転軸Ｏに垂直な平面であり、幅Ｗ３を隔てて相互に対向して配置されている。また、シャフト本体３１と出力フランジ３２との接合部に円形の隙間７３が形成されている。また、隙間７３が、間座５２と外輪押さえ５１との間のクリアランスに連通している。
【００３６】
また、図２の構成では、シャフト本体３１の端面が、間座５２の端面よりもシャフト３の軸方向にオフセットして配置されている。そして、出力フランジ３２の端面が間座５２の端面に当接して配置されている。また、このオフセット量が、隙間７３の幅Ｗ３となっている。これにより、間座５２の端面と出力フランジ３２の端面とが適正に面接触して、出力フランジ３２の軸方向の位置決め精度が高められている。
【００３７】
上記の構成では、シャフト３の回転時にて、第一の隙間７１がラビリンスシール７として機能して、シャフト３の外周のクリアランスと第一室１１０との間の気体の流通を抑制する。また、第二の隙間７２および第三の隙間７３により、外輪押さえ５１およびシャフト本体３１の出力フランジ３２の軸方向の位置決め精度が高められ、また、周辺部品の寸法誤差の影響が低減されて、第一の隙間７１の幅Ｗ１が精度良く確保されている。
【００３８】
［変形例］
図３および図４は、図２に記載したラビリンスシールの変形例を示す説明図である。これらの図において、図２に記載した構成要素と同一のものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３９】
図２の構成では、上記のように、隙間７１の幅Ｗ１が、軸受４の外輪４１の端面と内輪４２の端面との段差Ｇにより規定されている。かかる構成では、外輪押さえ５１の軸方向ゲージと間座５２の軸方向ゲージとを同一に設定して、軸受４の外輪４１と内輪４２との寸法により隙間７１の幅Ｗ１を規定できる点で好ましい。
【００４０】
しかし、これに限らず、図３に示すように、外輪押さえ５１と間座５２とが相互に異なる軸方向ゲージを有することにより、隙間７１の幅Ｗ１が規定されても良い。例えば、図３の構成では、軸受４の外輪４１の端面と内輪４２の端面とが同一面上にあるため、軸受４側にて、外輪押さえ５１の端面と間座５２の端面とが同一面上にある。一方で、外輪押さえ５１と間座５２とが相互に異なる軸方向ゲージを有することにより、シャフト本体３１側にて、外輪押さえ５１の端面と間座５２の端面とが相互にオフセットして配置されている。これにより、出力フランジ３２の端面と外輪押さえ５１の端面との間隔（隙間７１の幅Ｗ１）が適正に確保されている。
【００４１】
また、図４に示すように、スペーサ８が用いられて、隙間７１の幅Ｗ１が調整されても良い。例えば、図４の構成では、軸受４の外輪４１の端面と内輪４２の端面とが同一面上にあるため、軸受４側にて、外輪押さえ５１の端面と間座５２の端面とが同一面上にある。また、外輪押さえ５１と間座５２とが同一の軸方向ゲージを有している。また、間座５２の端面と内輪４２の端面との間に、スペーサ８が挟み込まれて配置されている。このため、シャフト本体３１側にて、外輪押さえ５１の端面と間座５２の端面とが相互にオフセットして配置されている。これにより、出力フランジ３２の端面と外輪押さえ５１の端面との間隔（隙間７１の幅Ｗ１）が適正に確保されている。
【００４２】
なお、スペーサ８は、例えば、環状構造を有し、シャフト３の外周に嵌め合わされて配置され得る。また、外輪押さえ５１と間座５２とが相互に異なる軸方向ゲージを有する構成（図３参照）においても、スペーサ８の厚さを調整することにより、隙間７１の幅Ｗ１を容易に調整できる。
【００４３】
また、図２の構成では、上記のように、ラビリンスシール７が、シャフト３の出力フランジ３２の軸方向の端面と外輪押さえ５１の軸方向の端面との間に形成された隙間７１から成る。しかし、これに限らず、ラビリンスシール７が、シャフト３の軸方向に所定の幅をもつ他の隙間を有しても良い。例えば、シャフト３が、出力フランジ３２とは異なる他のフランジ部を有し、上記の幅を有する隙間が、この回転系であるフランジ部と静止系（例えば、ハウジング２、外輪押さえ５１など）との間に形成されても良い（図示省略）。
【００４４】
また、隙間７１の幅Ｗ１は、上記した図２〜図４の構成を任意に組み合わせて調整されても良い。すなわち、隙間７１の幅Ｗ１が、軸受４の外輪４１の端面と内輪４２の端面との段差Ｇ（図２参照）、外輪押さえ５１と間座５２との軸方向ゲージの相異（図３参照）、ならびに、スペーサ８（図４参照）の任意の組み合わせにより調整されても良い。
【００４５】
図５および図６は、図１に記載した回転機構の変形例を示す説明図である。これらの図において、図１に記載した構成要素と同一のものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
図１の構成では、上記のように、シャフト３の外周のクリアランスが、第一室１１０側にてラビリンスシール７に封止され、第二室１２０側にて磁性流体シール６に封止される。このため、ラビリンスシール７から磁性流体シール６までの区間におけるシャフト３の外周のクリアランスが、略密閉空間となる。この区間の容積が小さいと、大きな圧力変化が生じたときに、磁性流体シール６が影響を受け易いという新たな課題がある。
【００４７】
そこで、図５および図６の構成では、回転機構１が、ラビリンスシール７から磁性流体シール６までの区間の気圧を調整するための圧力調整装置９を備える。これにより、上記の区間の圧力変化による磁性流体シール６への影響を低減している。
【００４８】
図５の構成では、圧力調整装置９が、タンク９１を備える。また、タンク９１と、ラビリンスシール７から磁性流体シール６までの区間におけるシャフト３の外周のクリアランスとが、配管９４を介して接続する。また、この配管９４上に、第一バルブ９２が配置される。また、配管９４が、第一バルブ９２と、シャフト３の外周のクリアランスとの間から分岐して第一室１１０に接続する。また、この分岐した配管９４上に、バルブ９３が配置される。
【００４９】
図５の構成において、第一室１１０の圧力を変更する際（例えば、第一室１１０を大気雰囲気から真空雰囲気にする際）には、第一バルブ９２が開放されて、第二バルブ９３が閉止される。すると、ラビリンスシール７から磁性流体シール６までの区間とタンク９１とが連通して、この区間の容積が拡大される。また、タンク９１の圧力は、ラビリンスシール７と磁性流体シール６との間の空間の圧力に略等しく設定される。これにより、ラビリンスシール７から磁性流体シール６までの区間の圧力変化が抑制されて、磁性流体シール６への影響が低減される。
【００５０】
また、例えば、第一室１１０に減圧環境あるいは真空環境を形成する場合には、ラビリンスシール７と磁性流体シール６との間の空間の圧力を磁性流体シール６のバーストを抑制できる圧力に維持しつつ、第一バルブ９２および第二バルブ９３が閉止される。すると、ラビリンスシール７から磁性流体シール６までの区間とタンク９１との連通が遮断されて、この区間の容積が縮小される。そして、この状態にて、第一室１１０の排気ポンプ（図示省略）が用いられて、第一室１１０の排気が行われる。これにより、上記区間内から第一室１１０への気体の漏出が抑制される。
【００５１】
さらに、ラビリンスシール７から磁性流体シール６までの区間の圧力が規定値以下となった場合には、第一バルブ９２が閉止されたまま、第二バルブ９３が開放される。すると、ラビリンスシール７から磁性流体シール６までの区間と、減圧環境あるいは真空環境にある第一室１１０とが連通する。そして、この状態にて、第一室１１０の排気ポンプ（図示省略）が用いられて、第一室１１０の排気が行われる。これにより、上記区間内の気体を第一室１１０の気体と共に排気できる。
【００５２】
図６の構成では、圧力調整装置９が、ポンプ９５を備える。また、ポンプ９５と、ラビリンスシール７から磁性流体シール６までの区間におけるシャフト３の外周のクリアランスとが、配管９４を介して接続する。また、この配管９４上に、第一バルブ９２が配置される。
【００５３】
図６の構成において、例えば、第一室１１０に減圧環境あるいは真空環境を形成する場合には、バルブ９２が開放されて、ポンプ９５がラビリンスシール７から磁性流体シール６までの区間の気体を吸引することにより、この区間が低圧状態に維持される。逆に、例えば、第一室１１０に増圧環境を形成する場合には、ポンプ９５が区間内を加圧することにより、この区間が高圧状態に維持される。これらにより、区間内の圧力を自在に調整できる。
【００５４】
［効果］
以上説明したように、この回転機構１は、ハウジング２と、ハウジング２に挿通されるシャフト３と、ハウジング２に設置されてシャフト３を回転可能に支持する軸受４と、シャフト３の外周の第一クリアランス（図１では、第二室１２０側にあるクリアランス）を封止する磁性流体シール６と、シャフト３の外周の第二クリアランス（図１では、第一室１１０側にあるクリアランス）を封止するラビリンスシール７とを備える（図１参照）。また、ラビリンスシール７が、シャフト３の軸方向に所定の幅Ｗ１をもつ隙間（第一の隙間）７１を有する（図２参照）。
【００５５】
かかる構成では、シャフト３の回転時にて、第一の隙間７１がラビリンスシール７として機能して、シャフト３の外周のクリアランスと第一室１１０との間の気体の流通を抑制する。このとき、ラビリンスシール７から磁性流体シール６までの区間の圧力は、ラビリンスシール７側にある第一室１１０の圧力変化に対して遅れて変化する。これにより、上記区間の圧力変化が緩和されて、磁性流体シール６のバーストが抑制される利点がある。
【００５６】
また、ラビリンスシール７は、非接触シールであるため、経年劣化や摩耗に起因するシール機能の低下が生じ難く、また、磁性流体シールのようなバーストが生じないという利点がある。
【００５７】
また、隙間７１がシャフト３の軸方向に所定の幅Ｗ１を有する構成では、隙間がシャフト３の径方向に幅を有する構成と比較して、少ない部品点数にて幅Ｗ１を調整できる。これにより、ラビリンスシール７を容易に形成できる利点がある。
【００５８】
また、この回転機構１では、ラビリンスシール７が、磁性流体シール６側よりも密閉空間側（図１では、減圧環境あるいは真空環境にある第一室１１０側。低圧側。）に配置される（図１参照）。かかる構成では、たとえ、磁性流体シール６がバーストした場合であっても、低圧側（第一室１１０）への磁性流体の流入がラビリンスシール７により低減される利点がある。
【００５９】
また、この回転機構１は、シャフト３の軸方向から軸受４の外輪４１を押さえる外輪押さえ５１を備える（図２参照）。また、隙間７１が、シャフト３のフランジ部（図２では、出力フランジ３２）と、外輪押さえ５１との間に形成される。かかる構成では、隙間７１が、回転系であるシャフト３のフランジ部と、静止系である外輪押さえ５１との間に形成される。これにより、ラビリンスシール７のシール機能が効果的に得られる利点がある。
【００６０】
また、この回転機構１では、隙間７１の幅Ｗ１が、軸受４の内輪４２の端面と外輪４１の端面との段差によって形成される（図２参照）。かかる構成では、外輪押さえ５１の軸方向ゲージと間座５２の軸方向ゲージとを同一に設定して、軸受４の外輪４１と内輪４２との寸法により隙間７１の幅Ｗ１を規定できる。これにより、部品管理が容易となる利点がある。
【００６１】
また、この回転機構１は、シャフト３のフランジ部（図３では、出力フランジ３２）と軸受４の内輪４２との間に挟み込まれて配置される間座５２を備える（図３参照）。また、隙間７１の幅Ｗ１が、間座５２の軸方向長さと外輪押さえ５１の軸方向長さとの差Ｇによって形成される。かかる構成では、軸受４の外輪４１の端面と内輪４２の端面とを同一平面上に配置できるので、汎用品である軸受４を採用できる利点がある。
【００６２】
また、この回転機構１は、シャフト３のフランジ部（図４では、出力フランジ３２）と軸受４の内輪４２との間に挟み込まれて配置される間座５２を備える（図４参照）。また、隙間７１の幅Ｗ１が、間座５２と軸受４の内輪４２との間あるいは間座５２とシャフト３のフランジ部３２との間に配置されたスペーサ８によって形成される。かかる構成では、スペーサ８の厚さを調整することにより、隙間７１の幅Ｗ１を容易に調整できる利点がある。
【００６３】
また、この回転機構１は、磁性流体シール６からラビリンスシール７までの区間におけるシャフト３の外周のクリアランスに接続するタンク９１を備える（図５参照）。かかる構成では、タンク９１により、磁性流体シール６からラビリンスシール７までの区間の容積を拡大できる。これにより、ラビリンスシール７から磁性流体シール６までの区間の圧力変化が抑制されて、磁性流体シール６への影響が低減される利点がある。
【００６４】
また、この回転機構１は、磁性流体シール６からラビリンスシール７までの区間におけるシャフト３の外周のクリアランスに接続するポンプ９５を備える（図６参照）。かかる構成では、ポンプ９５により、磁性流体シール６からラビリンスシール７までの区間の圧力を調整できる。これにより、上記区間における圧力変化に起因する磁性流体シール６への影響が低減される利点がある。
【符号の説明】
【００６５】
１：回転機構、２：ハウジング、２１：フランジ部、２１１：周溝、２１２：Ｏリング、２２：小径部、２３：大径部、２４：インロー部、２４１：周溝、２４２：Ｏリング、３：シャフト、３１：シャフト本体、３２：出力フランジ、４：軸受、４１：外輪、４２：内輪、５１：外輪押さえ、５２：間座、６：磁性流体シール、７：ラビリンスシール、８：スペーサ、９：圧力調整装置、７１〜７３：隙間、９１：タンク、９２、９３：バルブ、９４：配管、９５：ポンプ、１００：隔壁、１０１：開口部、１１０：第一室、１２０：第二室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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