(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力の異なる二つの空間を隔てる回転機構であって、
ハウジングと、
前記ハウジングに挿入されるシャフトと、
前記ハウジングに備えられ、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
前記シャフトの一端部に設けられて前記シャフトとともに回転し、かつ径方向外側表面が前記ハウジングと所定の大きさの隙間を有して対向する回転部と、
前記隙間を異なる位置で密封する複数の環状シール部材と、
前記環状シール部材と前記回転部の径方向外側表面との間に供給する潤滑剤を蓄える潤滑剤溝と、
を備え、
前記複数の環状シール部材のうち少なくとも１つの環状シール部材は、前記潤滑剤溝よりも前記圧力の異なる二つの空間のうち低圧側にあり、
前記ハウジングは、前記隙間の大きさを規定するとともに前記環状シール部材を固定するシール固定用スペーサを有し、
前記シール固定用スペーサの径方向内側側面は、前記複数の環状シール部材の間の位置にあり、
前記潤滑剤溝は、前記回転部の径方向外側表面のうち、前記シール固定用スペーサの径方向内側側面に対向する部分に設けられる
ことを特徴とする回転機構。
【請求項２】
前記潤滑剤溝は、前記回転部の径方向外側表面のうち、前記シール固定用スペーサの径方向内側側面に対向する部分の一部に設けられ、
前記回転部の径方向外側表面のうち、前記潤滑剤溝よりも前記環状シール部材側の部分と前記シール固定用スペーサの径方向内側側面との距離は、前記隙間の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の回転機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転機構と、前記シャフトを回転させる電動機とを備える、回転駆動装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の回転機構と、被搬送物を移動させる可動部材を備え、前記シャフトの回転と、前記可動部材とが連動する、搬送装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の回転機構を備える、製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力の異なる二つの空間を隔てる回転機構、回転駆動装置、搬送装置及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送装置、半導体製造装置又は工作機械等の製造装置には、回転ステージを回転させたり、半導体基板、工作物又は工具を回転させたりする回転機構が用いられる。このような回転機構として、例えば、特許文献１には、位置決め装置（図２参照）が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された技術は、シール溝内に接触式シールであるＯリングが収容されていることで、真空チャンバなどのプロセス室内と外部環境とを隔離させつつ、シャフトを回転させるものである。Ｏリングは、密封性を高めるものの、強制的に変形させてシャフトに接触させるため、Ｏリング又はシャフトの変形又は摩耗を生じる可能性がある。そこで、Ｏリング又はシャフトの変形又は摩耗を生じる可能性を低減するため、Ｏリングの表面にはグリース等の潤滑剤が塗布される。しかし、Ｏリングの表面に潤滑剤を塗布した場合、潤滑剤がプロセス室内に飛散する可能性がある。このため、接触式シールの表面に潤滑剤を有しながらも、潤滑剤が内部空間に飛散する可能性が低減された回転機構が望まれている。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接触式シールの表面に供給される潤滑剤が内部空間に飛散する可能性を低減する回転機構、回転駆動装置、搬送装置及び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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る回転機構は、圧力の異なる二つの空間を隔てる回転機構であって、ハウジングと、前記ハウジングに挿入されるシャフトと、前記ハウジングに備えられ、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、前記シャフトの一端部に設けられて前記シャフトとともに回転し、かつ径方向外側表面が前記ハウジングと所定の大きさの隙間を有して対向する回転部と、前記隙間を異なる位置で密封する複数の環状シール部材と、前記環状シール部材と前記回転部の径方向外側表面との間に供給する潤滑剤を蓄える潤滑剤溝と、を備え、前記複数の環状シール部材のうち少なくとも１つの環状シール部材は、前記潤滑剤溝よりも前記圧力の異なる二つの空間のうち低圧側にあることを特徴とする。これにより、潤滑剤溝から環状シール部材側に移動した潤滑剤は、環状シール部材によって内部空間側への移動を妨げられる。このため、本発明に係る回転機構は、接触式シールの表面に供給される潤滑剤が内部空間に飛散する可能性を低減することができる。
【０００７】
本発明の望ましい態様として、前記ハウジングは、前記隙間の大きさを規定するとともに前記環状シール部材を固定するシール固定用スペーサを有し、前記シール固定用スペーサの径方向内側側面は、前記複数の環状シール部材の間の位置にあり、前記潤滑剤溝は、前記シール固定用スペーサの径方向内側側面に設けられることが好ましい。これにより、複数の環状シール部材の表面に潤滑剤が供給されやすくなる。このため、環状シール部材又は回転部の摩耗が抑制され、本発明に係る回転機構は、密封性を高める部品の交換頻度を低減することができる。
【０００８】
本発明の望ましい態様として、前記潤滑剤溝は、前記シール固定用スペーサの径方向内側側面の一部に設けられ、前記シール固定用スペーサの径方向内側側面のうち、前記潤滑剤溝よりも前記環状シール部材側の部分と前記回転部の径方向外側表面との距離は、前記隙間の大きさよりも小さいことが好ましい。これにより、潤滑剤が径方向内側側面と径方向外側表面との隙間を徐々に通過する。このため、回転機構は、潤滑剤が環状シール部材側に多量に供給される事態を抑制できる。
【０００９】
本発明の望ましい態様として、前記ハウジングは、前記隙間の大きさを規定するとともに前記環状シール部材を固定するシール固定用スペーサを有し、前記シール固定用スペーサの径方向内側側面は、前記複数の環状シール部材の間の位置にあり、前記潤滑剤溝は、前記回転部の径方向外側表面のうち、前記シール固定用スペーサの径方向内側側面に対向する部分に設けられることが好ましい。これにより、複数の環状シール部材の表面に潤滑剤が供給されやすくなる。このため、環状シール部材又は回転部の摩耗が抑制され、本発明に係る回転機構は、密封性を高める部品の交換頻度を低減することができる。
【００１０】
本発明の望ましい態様として、前記潤滑剤溝は、前記回転部の径方向外側表面のうち、前記シール固定用スペーサの径方向内側側面に対向する部分の一部に設けられ、前記回転部の径方向外側表面のうち、前記潤滑剤溝よりも前記環状シール部材側の部分と前記シール固定用スペーサの径方向内側側面との距離は、前記隙間の大きさよりも小さいことが好ましい。これにより、潤滑剤が径方向内側側面と径方向外側表面との隙間を徐々に通過する。このため、回転機構は、潤滑剤が環状シール部材側に多量に供給される事態を抑制できる。
【００１１】
本発明の望ましい態様として、上述した回転機構と、前記シャフトを回転させる電動機とを備える、回転駆動装置であることが好ましい。この構造により、回転駆動装置は、高い封止性を実現することができる。
【００１２】
本発明の望ましい態様として、上述した回転機構と、被搬送物を移動させる可動部材を備え、前記シャフトの回転と、前記可動部材とが連動する、搬送装置であることが好ましい。この構造により、搬送装置は、高い封止性を実現することができる。
【００１３】
本発明の望ましい態様として、上述した回転機構を備える、製造装置であることが好ましい。この構造により、製造装置は、高い封止性を実現することができ、製造物の品質を高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、接触式シールの表面に供給される潤滑剤が内部空間に飛散する可能性を低減する回転機構、回転駆動装置、搬送装置及び製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施形態１に係る回転機構を備えた製造装置を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る回転機構を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る回転機構の隙間の拡大図である。
【図５】図５は、実施形態２に係る回転機構の隙間の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき、図面を参照しつつ説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１７】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る回転機構を備えた製造装置を模式的に示す断面図である。図２は、実施形態１に係る回転機構を模式的に示す断面図である。図１及び図２は、回転機構１の回転中心軸Ｚｒを含み、かつ回転中心軸Ｚｒと平行な平面で回転機構１を切った断面を示している。図３は、図２のＡ−Ａ矢視図である。図４は、実施形態１に係る回転機構の隙間の拡大図である。回転機構１は、回転を伝達する機械要素であり、例えば、真空環境、減圧環境、プロセスガス充填環境等の特殊環境下で使用される。回転機構１は、半導体製造又は工作機械製造等の製造装置、搬送装置、回転駆動装置に適用される。ここでは、一例として、回転機構１が、半導体製造のための製造装置において、スピンドルを回転軸として備える回転駆動装置（スピンドルユニット）である場合を説明するが、回転機構１の適用対象はこれに限定されるものではない。
【００１８】
図１に示すように、例えば半導体製造に用いられる製造装置１００は、回転機構１と、筐体１０と、電動機８と、電動機８を制御する制御装置９１を含む。回転機構１と、電動機８とは、回転駆動装置６として、電動機８の回転を伝達して、搬送テーブル（可動部材）３３を回転させる。製造装置１００は、筐体１０の内部空間Ｖを真空環境、減圧環境、プロセスガス充填環境にした上で、内部空間Ｖにある被搬送物（例えば、半導体基板、工作物又は工具）を搬送テーブル（可動部材）３３に搭載して移動させる。被搬送物を移動させる場合、電動機８を内部空間Ｖに設置すると、電動機８の動作により異物が発生する可能性がある。そこで、製造装置１００は、内部空間Ｖに搬送テーブル３３を残したまま、電動機８を外部空間Ｅに設置する。そして、回転機構１は、内部空間Ｖと外部空間Ｅを隔てて密封性を高めながら、外部空間Ｅに設置された電動機８の動力を内部空間Ｖに伝える。電動機８は、例えば、ダイレクトドライブモータ、ベルトドライブを用いた駆動装置、リニアモータ、サーボモータなどである。制御部９１は、入力回路と、中央演算処理装置であるＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、記憶装置であるメモリと、出力回路とを含む。メモリ９２に記憶させるプログラムに応じて、電動機８を制御し、内部空間Ｖにある被搬送物（例えば、半導体基板、工作物又は工具）を搬送テーブル（可動部材）３３に搭載して移動させ、製造装置１００は、所望の製品を製造することができる。
【００１９】
回転機構１は、ハウジング２と、回転部材３と、軸受４とを含む。ハウジング２は、軸受４を収容する部材である。実施形態１において、ハウジング２は、ハウジング本体として、筒状の部材である胴部２１と、胴部２１の一端部に設けられたハウジングフランジ部２２とを有する。そして、ハウジング２は、ハウジングフランジ部２２にボルト２７で固定される蓋部２３と、ハウジング本体の胴部２１の内部に配置される、外輪止め部材２４、シール固定用スペーサ２５及びシール固定用スペーサ２８をさらに備えている。実施形態１において、胴部２１は筒形状（例えば円筒）の部材であり、一端部から他端部に向かう貫通孔を有している。回転機構１は、当該貫通孔が鉛直方向に沿いかつ当該貫通孔の内部空間Ｖ側が鉛直方向上側になるように配置されている。このため、図１、２中の上側が鉛直方向上側であり、図１、２中の下側が鉛直方向下側である。
【００２０】
ハウジングフランジ部２２は、いずれも板状の鍔部材である。実施形態１において、ハウジングフランジ部２２の形状は、平面視が円形であるが、これらの形状は円形に限定されない。ハウジングフランジ部２２は、シャフト３１の回転中心軸Ｚｒを含み、かつ厚さ方向に貫通する、上述した貫通孔を有している。ハウジング２は、ハウジングフランジ部２２を筐体１０の外部から筐体１０の開口部１０ｅを覆うようにあてがい、ハウジングフランジ部２２と筐体１０の壁面とをボルト（不図示）で締結することで筐体１０に固定されている。これにより、ハウジング２は、筐体１０の開口部１０ｅを筐体１０の外部から塞ぐことができる。ハウジングフランジ部２２は、平面視で筐体１０と重なり合う部分に環状溝があり、この環状溝にＯリング（環状シール）１１をはめ込み、ハウジングフランジ部２２と筐体１０との密封性を向上させている。
【００２１】
回転部材３は、シャフト３１と、回転部３２と、搬送テーブル（可動部材）３３とを備えている。シャフト３１は、回転機構１の出力軸（主軸）であり、一端部がハウジング２に挿入されている。シャフト３１の他端部は、カップリング８２を介して、電動機８の出力シャフト８１に接続されている。搬送テーブル（可動部材）３３は、回転部３２を介して、シャフト３１の一端部に固定されている。
【００２２】
搬送テーブル３３及び回転部３２は、シャフト３１とともに回転する。搬送テーブル３３は、シャフト３１の一端部とは反対側の面に物体が載置される。実施形態１において、搬送テーブル３３は、板状の部材であって平面視が円形である。搬送テーブル３３は、ハウジング２のハウジングフランジ部２２よりも軸方向に突出する回転部３２の径方向外側まで張り出している。
【００２３】
軸受４は、ハウジング２、実施形態１では、ハウジング２の内部に設置されてシャフト３１を回転可能に支持する。軸受４は、軸受４１及び軸受４２を含み、２重の筒状である軸受スペーサ４３を介して、回転軸Ｚｒに沿って距離を離して配置されている。これにより、軸受４は、軸受４１及び軸受４２の複数箇所でシャフト３１を支持することで、シャフト３１の振れ回りを抑制することができる。実施形態１において、シャフト３１は、２個の軸受４１、４２によってハウジング２に支持されるが、軸受の数は２個に限定されない。
【００２４】
図２に示すように、軸受４１、４２は、外輪４１ａ、４２ａと、転動体４１ｂ、４２ｂと、内輪４１ｃ、４２ｃと、を含む。内輪４１ｃ、４２ｃは、外輪４１ａ、４２ａの径方向内側に配置される。このように、実施形態１において、軸受４１、４２は、いずれも転がり軸受である。転動体４１ｂ、４２ｂは、外輪４１ａ、４２ａと内輪４１ｃ、４２ｃとの間に配置される。軸受４１、４２は、ハウジング２の胴部２１が有する貫通孔の内壁２１ｃに外輪４１ａ、４２ａが接している。
【００２５】
外輪４１ａは、胴部２１が有する貫通孔が彫り込まれた位置決め部２１ａに軸方向の一端が接している。外輪止め部材２４の外輪押さえ部２４ａは、外輪４２ａの軸方向の一端を位置決め固定する。このため、位置決め部２１ａと外輪止め部材２４とは、軸受４１、軸受スペーサ４３及び軸受４２を軸方向に挟み込み固定する。このような構造により、軸受４１、４２は、ハウジング２に取り付けられる。実施形態１において、両方の軸受４１、４２は、いずれも玉軸受であるが、転がり軸受としての軸受４１、４２の種類は玉軸受に限定されない。また、実施形態１において、軸受４１、４２は、いずれも転がり軸受であるが、滑り軸受であってもよい。
【００２６】
回転部３２は、円筒形状であり、径方向外側表面がハウジング２と所定の大きさの隙間５５を有して対向する。実施形態１の回転部３２は、シャフト３１と同軸であるが、回転部３２は、シャフト３１よりも直径が大きく張り出している。このため、回転部３２は、搬送テーブル３３の反対側の端面３２ａを内輪４２ｃに当接させ、内輪押さえとすることができる。この構造により、部品点数が削減され、安価な回転機構１を提供できる。内輪４１ｃは、シャフト３１が有する外周凹部の位置決め部３１ａに軸方向の一端が接している。回転部３２は、内輪４２ｃの軸方向の一端を位置決め固定するので、位置決め部３１ａと回転部３２とは、軸受４１、軸受スペーサ４３及び軸受４２を軸方向に挟み込み固定する。このような構造により、軸受４１、４２は、シャフト３１に取り付けられる。なお、実施形態１の回転部３２は、シャフト３１と一体であり、シャフト３１の一端の一部分であるが、この態様に限られず、実施形態１の回転部３２は、シャフト３１と別体であり、シャフト３１の一端に同軸に固定されて、シャフト３１の回転と連動して回転する部材であってもよい。
【００２７】
回転機構１は、隙間５５を回転中心軸Ｚｒに沿う方向の異なる位置で密封する２つの環状シール部材５Ａ、５Ｂを有する。実施形態１において、２つの環状シール部材５Ａ、５Ｂは、配置される位置が互いに異なるが同じものである。なお、環状シール部材は、複数であればよく、３つ以上であってもよい。
【００２８】
シール固定用スペーサ２５は、隙間５５の大きさを規定するとともに、環状シール部材５Ａを固定する。図３に示すように、シール固定用スペーサ２５は、環状の部材である。図２に示すように、シール固定用スペーサ２５は、径方向外周側の一部を軸方向に張り出したスペーサ位置決め部２５ａと、シール固定凹部２５ｂと、径方向内周部２５ｃと、径方向外周部２５ｄと、径方向内周部２５ｃよりも、回転部３２側に突出する環状凸部２５ｅとを備えている。径方向外周部２５ｄの少なくとも一部が胴部２１の貫通孔の内壁２１ｂに接している。シール固定用スペーサ２５は、環状シール部材５Ａのガイドとして作用するので、環状シール部材５Ａが回転部３２に対して接触する接触圧を適切な設定値とすることができる。
【００２９】
シール固定用スペーサ２８は、環状の部材であって、隙間５５の大きさを規定するとともに、環状シール部材５Ｂを固定する。図２に示すように、シール固定用スペーサ２８は、シール固定凹部２８ｂと、径方向内周部２８ｃと、径方向外周部２８ｄと、を備えている。径方向外周部２８ｄの少なくとも一部が胴部２１の貫通孔の内壁２１ｂに接している。シール固定用スペーサ２８は、環状シール部材５Ｂのガイドとして作用するので、環状シール部材５Ｂが回転部３２に対して接触する接触圧を適切な設定値とすることができる。
【００３０】
また、ハウジングフランジ部２２には、環状溝２２ａが回転中心軸Ｚｒと同心円状に形成されており、径方向外周部２５ｄの少なくとも一部が環状溝２２ａの壁面の一部となっている。蓋部２３がハウジングフランジ部２２にボルト２７で固定されると、環状溝２２ａにはめ込まれたＯリング２６が密封性を高め、封止する。そして、Ｏリング２６は、環状シール部材５Ａ、５Ｂよりも直径が大きい位置に配置される。また、スペーサ位置決め部２５ａは、上述したシール固定用スペーサ２８の径方向外周部２８ｄと胴部２１の貫通孔の内壁２１ｂとの間に挟まれ固定されている。環状溝２２ａ及びＯリング２６は、内部空間Ｖの真空度合いが低い場合、備える必要はない。
【００３１】
図３に示すように、環状シール部材５Ａは、回転部３２、シール固定用スペーサ２５、及びハウジングフランジ部２２に固定されるＯリング２６、Ｏリング１１と同様に回転中心軸Ｚｒを中心に同心円を描くように配置される。環状シール部材５Ｂも、環状シール部材５Ａと同様に回転中心軸Ｚｒを中心に同心円を描くように配置される。そして、図２に示すように、環状シール部材５Ａ、５Ｂは、軸受４よりも圧力の異なる二つの空間のうち、低圧側の内部空間Ｖ寄りに配置されている。この構造により、環状シール部材５Ａ、５Ｂが、軸受４に用いられている潤滑剤などを内部空間Ｖ側に飛散させないようにしている。
【００３２】
図４に示すように環状シール部材５Ａは、ハウジング２のシール固定用スペーサ２５の径方向内周部２５ｃに接する固定部５２と、回転部３２の径方向外側表面３２ｐに接するリップ部５１と、固定部５２とリップ部５１とを連結する環状連結部５３と、シールフランジ部５４とを備える。この構造により、固定部５２、環状連結部５３及びリップ部５１は、断面形状が略Ｕ字形状となっており、固定部５２、環状連結部５３及びリップ部５１が囲む空間は、圧力の異なる二つの空間のうち、高圧側となる外部空間Ｅに向かって開口している。なお、環状シール部材５Ａの材質は、ポリエチレン又はポリテトラフルオロチレンであるとより好ましい。ポリエチレン又はポリテトラフルオロチレンは、環状シール部材５Ａの材質として、耐摩耗性、耐薬品性に優れ、回転部３２との潤滑に好適である。接触する回転部３２の材質は、高炭素クロム軸受鋼鋼材、マルテンサイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼、Ｓｉを３．４質量％以上含む析出硬化性ステンレスの高珪素合金のいずれか１つが好ましい。また、環状シール部材５Ａと環状シール部材５Ｂとは同じものであるので、環状シール部材５Ｂについて各構成の説明は省略する。
【００３３】
図４に示すように、蓋部２３がハウジングフランジ部２２にボルト２７で固定されると、シール固定用スペーサ２５は、シール固定凹部２５ｂに挿入されたシールフランジ部５４を挟み込み固定する。これにより、実施形態１の回転機構１は、環状シール部材５Ａがシールフランジ部５４を備えることにより、回転部３２の回転により環状シール部材５Ａが共回りする可能性を抑制することができる。
【００３４】
また、図４に示すように、蓋部２３がハウジングフランジ部２２にボルト２７で固定されると、シール固定用スペーサ２８は、シール固定凹部２８ｂに挿入されたシールフランジ部５４を挟み込み固定する。これにより、実施形態１の回転機構１は、環状シール部材５Ｂがシールフランジ部５４を備えることにより、回転部３２の回転により環状シール部材５Ｂが共回りする可能性を抑制することができる。
【００３５】
環状シール部材５Ａ、５Ｂがハウジング２に固定されている状態で回転部３２が回転するので、環状シール部材５Ａ、５Ｂと回転部３２との間で摩擦が生じる。当該摩擦による発熱は、環状シール部材５Ａ、５Ｂ又は回転部３２の摩耗を促進する可能性がある。このため、当該摩擦は低減されることが望ましい。そこで、回転機構１は、環状シール部材５と回転部３２の径方向外側表面３２ｐとの間に供給する潤滑剤Ｌｕを蓄える潤滑剤溝２５ｌを備える。
【００３６】
シール固定用スペーサ２５は、環状シール部材５Ａ、５Ｂの間の位置で回転部３２の径方向外側表面３２ｐと対向する径方向内側側面２５ｆを含む。径方向内側側面２５ｆは、環状シール部材５Ｂの位置よりも鉛直方向上側にある。潤滑剤溝２５ｌは、シール固定用スペーサ２５の径方向内側側面２５ｆに設けられる凹部である。図３において破線で示すように、潤滑剤溝２５ｌは環状に形成されている。潤滑剤溝２５ｌに蓄えられる潤滑剤Ｌｕは、例えばグリースである。例えば、潤滑剤Ｌｕの一部は、潤滑剤溝２５ｌからはみ出しており、表面張力によって径方向外側表面３２ｐに接触している。これにより、潤滑剤Ｌｕは、潤滑剤溝２５ｌと径方向外側表面３２ｐとによって保持されている。また潤滑剤Ｌｕは、流動性を有するため、潤滑剤溝２５ｌから環状シール部材５Ｂと回転部３２の径方向外側表面３２ｐとの間に、重力によって安定して供給される。これにより、回転部３２の径方向外側表面３２ｐと環状シール部材５Ｂとの間に潤滑剤Ｌｕがある状態が保たれやすくなる。また、潤滑剤Ｌｕは、回転部３２と環状シール部材５Ｂとの間における僅かな空気漏れによる圧力によって、環状シール部材５Ａに供給される。また、潤滑剤Ｌｕは、内部空間Ｖの圧力変動時（製造装置１００の稼働開始時および停止時）においても環状シール部材５Ａに供給される。したがって、環状シール部材５Ａ、５Ｂ又は回転部３２の摩耗が抑制され、実施形態１において回転機構１は、密封性を高める部品の交換頻度を低減することができる。
【００３７】
また、環状シール部材５Ａ、５Ｂのうち環状シール部材５Ａは、潤滑剤溝２５ｌよりも低圧側にある。これにより、潤滑剤溝２５ｌから環状シール部材５Ａ側に移動した潤滑剤Ｌｕは、環状シール部材５Ａによって内部空間Ｖ側への移動を妨げられる。このため、回転機構１は、接触式シールの表面に供給される潤滑剤Ｌｕが内部空間Ｖに飛散する可能性を低減することができる。
【００３８】
また、環状シール部材５Ａ、５Ｂおよび回転部３２の表面は、微細な凹凸である表面粗さをある程度有する。このため、環状シール部材５Ａ、５Ｂと回転部３２とが接触している部分における密封性は、表面粗さの程度に依存する可能性がある。実施形態１において、潤滑剤Ｌｕが環状シール部材５Ａ、５Ｂおよび回転部３２の表面に供給されるので、潤滑剤Ｌｕが表面粗さのうちの凹部に充填される。よって、回転機構１は、潤滑剤Ｌｕによって環状シール部材５Ａ、５Ｂと回転部３２の表面粗さを改善し、密封性を向上させることができる。
【００３９】
蓋部２３は、径方向内側側面２３ｆと径方向外側表面３２ｐとの隙間ｓ１の距離Δｄ１を適宜設定して真空度を調整することができる。距離Δｄ１は、例えば、０．００１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好ましい。
【００４０】
図４に示すように潤滑剤溝２５ｌは、径方向内側側面２５ｆの一部に設けられる。シール固定用スペーサ２５は、径方向内側側面２５ｆのうち潤滑剤溝２５ｌよりも環状シール部材５Ａ側の部分と径方向外側表面３２ｐとの隙間ｓ２の距離Δｄ２を適宜設定して真空度を調整することができる。また、シール固定用スペーサ２５は、径方向内側側面２５ｆのうち潤滑剤溝２５ｌよりも環状シール部材５Ｂ側の部分と径方向外側表面３２ｐとの隙間ｓ３の距離Δｄ２を適宜設定して真空度を調整することができる。距離Δｄ２は、例えば、０．００１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好ましい。また、距離Δｄ２は、隙間５５の大きさよりも小さい。これにより、潤滑剤Ｌｕが径方向内側側面２５ｆと径方向外側表面３２ｐとの隙間ｓ２、ｓ３を徐々に通過する。このため、潤滑剤Ｌｕが環状シール部材５Ａ、５Ｂ側に多量に供給される事態が抑制される。なお、実施形態１において隙間ｓ２と隙間ｓ３とは同じ距離Δｄ２の隙間であるが、異なる距離の隙間であってもよい。
【００４１】
図４に示すように、固定部５２、環状連結部５３及びリップ部５１が囲む空間の内部には、付勢部材５６が配置され、リップ部５１の押圧力を回転部３２側へ付勢することができる。付勢部材５６は、例えばステンレス鋼などで、いずれも平板状の板状部５６ａ及び板状部５６ｂを屈曲部５６ｃで折り曲げた、断面視でＶ字状となる弾性体である。付勢部材５６は、板状部５６ａ及び板状部５６ｂの先端同士が広がるように付勢されている。
【００４２】
環状シール部材５Ａ、５Ｂは、リップ部５１の弾性変形による圧力に加え、付勢部材５６に付加された圧力を受けたリップ部５１が回転部３２の径方向外側表面３２ｐへ接触する。このため、回転機構１は、リップ部５１が回転部３２の径方向外側表面３２ｐへ接触する接触圧を高めることができる。さらに、固定部５２、環状連結部５３及びリップ部５１が囲む空間は、圧力の異なる二つの空間のうち、高圧側となる外部空間Ｅに向かって開口しているので、圧力の異なる二つの空間の圧力差は、リップ部５１が回転部３２の径方向外側表面３２ｐへ接触する接触圧を高めることができる。これにより、回転機構１は、内部空間Ｖの真空を高くしても、高い密封性を維持できる。また、リップ部５１の内周側先端５１ａのみが径方向外側表面３２ｐへ接触するだけでなく、環状連結部５３に近いリップ部５１の内周側基部５１ｄの少なくとも一部も径方向外側表面３２ｐへ接触する。その結果、リップ部５１の内周側が面で径方向外側表面３２ｐへ接触するので、密封性を維持できる。
【００４３】
リップ部５１又はシャフト３１が摩耗又は変形を生じても、付勢部材５６が接触圧を維持するように作用する。このため、回転機構１は、密封性を高める部品である環状シール部材５Ａ、５Ｂ又は回転部３２の交換頻度を低減することができる。
【００４４】
リップ部５１と、環状連結部５３と、固定部５２とで囲む空間は、圧力の異なる二つの内部空間Ｖ及び外部空間Ｅのうち、高圧側の外部空間Ｅに開口している。この構造により、環状シール部材５Ａ、５Ｂのリップ部５１自体の弾性変形による圧力と、付勢部材５６が加える圧力とが相乗して、環状シール部材５Ａ、５Ｂが回転部３２に対して接触する接触圧を高めることができる。
【００４５】
付勢部材５６は、固定部５２と、環状連結部５３と、リップ部５１とで囲む空間に備えられていることが好ましい。この構造により、リップ部５１が回転部３２に対して面接触しやすくできる。
【００４６】
なお、実施形態１において回転機構１は、胴部２１の貫通孔が鉛直方向に沿うように配置されていたが、当該貫通孔が水平方向に沿うように配置されていてもよい。このような配置の場合、潤滑剤溝２５ｌが回転部３２よりも鉛直方向上側に位置する場所が存在するので、潤滑剤Ｌｕは、重力によって回転部３２の径方向外側表面３２ｐに供給される。そして、潤滑剤Ｌｕは、径方向外側表面３２ｐをつたって環状シール部材５Ａ、５Ｂと回転部３２との間に供給される。
【００４７】
以上説明したように、回転機構１は、圧力の異なる二つの内部空間Ｖと外部空間Ｅとを隔てることができる。回転機構１は、ハウジング２と、ハウジング２に挿入されるシャフト３１と、ハウジング２に備えられ、シャフト３１を回転可能に支持する軸受４と、シャフト３１の一端部に設けられてシャフト３１とともに回転し、かつ径方向外側表面３２ｐがハウジング２のシール固定用スペーサ２５と所定の大きさの隙間５５を有して対向する回転部３２と、を含む。また、回転機構１は、隙間５５を異なる位置で密封する複数の環状シール部材５Ａ、５Ｂと、環状シール部材５Ａ、５Ｂと回転部３２の径方向外側表面３２ｐとの間に供給する潤滑剤Ｌｕを蓄える潤滑剤溝２５ｌと、を含む。複数の環状シール部材５Ａ、５Ｂのうち少なくとも１つの環状シール部材５Ａは、潤滑剤溝２５ｌよりも圧力の異なる二つの空間のうち低圧側にある。これにより、潤滑剤溝２５ｌから環状シール部材５Ａ側に移動した潤滑剤Ｌｕは、環状シール部材５Ａによって内部空間Ｖ側への移動を妨げられる。このため、回転機構１は、接触式シールの表面に供給される潤滑剤Ｌｕが内部空間Ｖに飛散する可能性を低減することができる。
【００４８】
また、回転機構１において、ハウジング２は、隙間５５の大きさを規定するとともに環状シール部材５Ａを固定するシール固定用スペーサ２５を有する。シール固定用スペーサ２５の径方向内側側面２５ｆは、複数の環状シール部材５Ａ、５Ｂの間の位置にあり、潤滑剤溝２５ｌは、シール固定用スペーサ２５の径方向内側側面２５ｆに設けられる。これにより、複数の環状シール部材５Ａ、５Ｂの表面に潤滑剤Ｌｕが供給されやすくなる。このため、環状シール部材５Ａ、５Ｂ又は回転部３２の摩耗が抑制され、実施形態１において回転機構１は、密封性を高める部品の交換頻度を低減することができる。
【００４９】
また、回転機構１において、潤滑剤溝２５ｌは、シール固定用スペーサ２５の径方向内側側面２５ｆの一部に設けられる。シール固定用スペーサ２５の径方向内側側面２５ｆのうち、潤滑剤溝２５ｌよりも環状シール部材５Ａ、５Ｂ側の部分と回転部３２の径方向外側表面３２ｐとの距離Δｄ２は、隙間５５の大きさよりも小さい。これにより、潤滑剤Ｌｕが径方向内側側面２５ｆと径方向外側表面３２ｐとの隙間ｓ２、ｓ３を徐々に通過する。このため、回転機構１は、潤滑剤Ｌｕが環状シール部材５Ａ、５Ｂ側に多量に供給される事態を抑制できる。
【００５０】
（実施形態２）
図５は、実施形態２に係る回転機構の隙間の拡大図である。上述した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。実施形態２に係る回転機構１は、環状シール部材５Ａ、５Ｂと回転部３２の径方向外側表面３２ｐとの間に供給する潤滑剤Ｌｕを蓄える潤滑剤溝３２ｌを備える。
【００５１】
潤滑剤溝３２ｌは、回転部３２の径方向外側表面３２ｐのうち、シール固定用スペーサ２５の径方向内側側面２５ｆに対向する部分に設けられる。すなわち、図５に示すように、潤滑剤溝３２ｌは、回転部３２の径方向外側表面３２ｐのうち、回転中心軸Ｚｒに対して垂直であって径方向内側側面２５ｆの環状シール部材５Ａ側端部を通る平面Ｓ１と、回転中心軸Ｚｒに対して垂直であって径方向内側側面２５ｆの環状シール部材５Ｂ側端部を通る平面Ｓ２と、によって挟まれる範囲に設けられる。潤滑剤溝３２ｌは、回転中心軸Ｚｒを中心に環状に設けられる。潤滑剤溝３２ｌに蓄えられる潤滑剤Ｌｕは、例えばグリースである。例えば、潤滑剤Ｌｕの一部は、潤滑剤溝３２ｌからはみ出しており、表面張力によってシール固定用スペーサ２５の径方向内側側面２５ｆに接触している。これにより、潤滑剤Ｌｕは、潤滑剤溝３２ｌと径方向内側側面２５ｆとによって保持されている。また潤滑剤Ｌｕは、流動性を有するため、潤滑剤溝３２ｌから環状シール部材５Ｂと回転部３２の径方向外側表面３２ｐとの間に、重力によって安定して供給される。これにより、回転部３２の径方向外側表面３２ｐと環状シール部材５Ｂとの間に潤滑剤Ｌｕがある状態が保たれやすくなる。また、潤滑剤Ｌｕは、回転部３２と環状シール部材５Ｂとの間における僅かな空気漏れによる圧力によって、環状シール部材５Ａに供給される。また、潤滑剤Ｌｕは、内部空間Ｖの圧力変動時（製造装置１００の稼働開始時および停止時）においても環状シール部材５Ａに供給される。したがって、環状シール部材５Ａ、５Ｂ又は回転部３２の摩耗が抑制され、実施形態２において回転機構１は、密封性を高める部品の交換頻度を低減することができる。
【００５２】
なお、潤滑剤溝３２ｌは、回転部３２の径方向外側表面３２ｐのうち、平面Ｓ１と平面Ｓ２によって挟まれる範囲にあればよく、回転中心軸Ｚｒを中心に環状に設けられていなくてもよい。潤滑剤溝３２ｌは、例えば、回転中心軸Ｚｒに対して角度をなす直線を中心に環状に設けられていてもよい。
【００５３】
図５に示すように潤滑剤溝３２ｌは、回転部３２の径方向外側表面３２ｐのうち、シール固定用スペーサ２５の径方向内側側面２５ｆに対向する部分の一部に設けられる。シール固定用スペーサ２５は、回転部３２の径方向外側表面３２ｐのうち潤滑剤溝３２ｌよりも環状シール部材５Ａ側の部分とシール固定用スペーサ２５の径方向内側側面２５ｆとの隙間ｓ２の距離Δｄ２を適宜設定して真空度を調整することができる。また、シール固定用スペーサ２５は、回転部３２の径方向外側表面３２ｐのうち潤滑剤溝３２ｌよりも環状シール部材５Ｂ側の部分とシール固定用スペーサ２５の径方向内側側面２５ｆとの隙間ｓ３の距離Δｄ２を適宜設定して真空度を調整することができる。距離Δｄ２は、例えば、０．００１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好ましい。また、距離Δｄ２は、隙間５５の大きさよりも小さい。これにより、潤滑剤Ｌｕが径方向内側側面２５ｆと径方向外側表面３２ｐとの隙間ｓ２、ｓ３を徐々に通過する。このため、潤滑剤Ｌｕが環状シール部材５Ａ、５Ｂ側に多量に供給される事態が抑制される。なお、実施形態２において隙間ｓ２と隙間ｓ３とは同じ距離Δｄ２の隙間であるが、異なる距離の隙間であってもよい。
【００５４】
以上、実施形態１から実施形態２を説明したが、前述した内容により実施形態１から実施形態２が限定されるものではない。また、実施形態１から実施形態２の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  回転機構
２  ハウジング
３  回転部材
４、４１、４２  軸受
５Ａ、５Ｂ  環状シール部材
８  電動機
２１  胴部
２２  ハウジングフランジ部
２３  蓋部
２３ｆ  径方向内側側面
２４  外輪止め部材
２５  シール固定用スペーサ
２５ａ  スペーサ位置決め部
２５ｂ  シール固定凹部
２５ｃ  径方向内周部
２５ｄ  径方向外周部
２５ｆ  径方向内側側面
２５ｌ  潤滑剤溝
３２  回転部
３２ｌ  潤滑剤溝
３３  搬送テーブル（可動部材）
４１ａ、４２ａ  外輪  
４１ｃ、４２ｃ  内輪
５１  リップ部
５１ａ  内周側先端
５１ｄ  内周側基部
５２  固定部
５４  シールフランジ部
５５  隙間
５６  付勢部材
５６ｃ  屈曲部
９１  制御装置
１００  製造装置
Ｅ      外部空間
Ｌｕ  潤滑剤
Ｖ      内部空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0006011520.tif 000005
【図５】
0006011520.tif 000006