[发明专利]磁流体密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及适于从外部向腔内或无尘室等密闭空间传递运动的磁流体密封装置。

背景技术

例如在半导体设备的制造工序中对半导体晶片实施的氧化、扩散或者CVD(化学气相淀积)等处理是将晶片维持在真空中或者特定的气体氛围中进行的。很多时候，晶片收容在腔或者容器(以下总称为处理室)内、例如边旋转等边暴露在处理室内部的气体氛围中进行处理。所以，对于在这样的处理中使用的处理室来讲，在密封性要求较高的同时需要能够从处理室外部向处理室内部传递传递使晶片旋转等机械运动。作为适于这样地在将处理室适当密封的状态下向处理室内部传递传递机械运动的合适手段，以往已知有磁流体密封。

磁流体使用表面活性剂使粒子直径约10nm左右的磁性超微粒子分散在溶剂或者油(基础油)中，具有沿着磁力线移动、被磁场俘获的特性。使用该磁流体的密封即为磁流体密封，通过利用磁体和磁极在轴等的周围形成的磁场使磁流体俘获，使磁流体作为密封材料起作用。磁流体密封具有密封性高、产尘性低、摩擦损失扭矩低的特点。所以，对轴设置了磁流体密封的密封装置作为可向真空中等的密封空间以低扭矩导入旋转运动的装置而被广泛使用。

然而，在这样的磁流体密封装置中，在长期保管后或者长期停止后等长时间未旋转使用的时候，被表面活性剂分散保持的氧化铁等溶质有时会凝聚。作为溶质的磁性超微粒子一旦凝聚，磁流体的粘度便会升高，在使轴旋转时会产生过大的再启动扭矩(启动扭矩)，有时会产生无法启动的情况。

作为使磁流体的粘度保持一定的方法，已知有例如日本专利申请公开2000—205417号公报(专利文献1)记载的装置。在专利文献1记载的该装置中，对磁流体密封设置加热器及冷却水循环回路，由此来控制磁流体的温度并使其粘度保持一定，使其摩擦损失保持一定，防止旋转轴的旋转精度下降。

专利文献1：日本专利特开2000—205417号公报

然而，在对专利文献1记载的装置等的磁流体进行温度控制的以往的密封装置中，由于在磁流体密封的外部设置加热器等，所以加热器与磁流体之间的距离较长，另外在加热器与磁流体之间存在磁体或者磁极构件(磁传递构件、组合体)等结构构件，加热器的发热无法有效传递至磁流体密封，无法利用加热器恰当地对磁流体进行加热。另外，采用这样的结构，加热器发热的大部分都逃逸至大气侧。因此，欲将加热器的发热传递至磁流体密封方向，就需要在加热器的外侧配置隔热材料等进行保温，这会造成装置结构变得复杂的问题。其结果存在的问题是：无法恰当防止上述的长期保管后或者长期停止后启动时产生过大的启动扭矩，或者无法恰当防止无法启动的状态等。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题而作出的，其目的是提供一种即使在长期保管后或者长期停止后进行启动时也能防止产生过大的启动扭矩、可避免无法启动的状态的磁流体密封装置。

为了解决上述技术问题，本发明的磁流体密封装置具有：传递规定的机械运动的轴、供所述轴贯穿的壳、以及将所述轴支撑在所述壳上的轴承部，所述装置设置在保持在规定环境下的处理室的开口部，以使该开口部闭塞，通过该开口部向所述处理室内插入所述轴，并通过该轴从所述处理室外向所述处理室内传递所述机械运动。该磁流体密封装置具有：配置在所述壳与所述轴之间、在所述轴的周围在该轴的轴向上产生磁力的磁力产生单元；分别配置在所述磁力产生单元的所述轴的轴方两侧的磁传递构件；以及被由所述磁力产生单元产生的磁通保持在所述轴与所述磁传递构件之间的环状缝隙内、使所述壳与所述轴之间的所述处理室的近位侧和远位侧密封的磁流体，在所述轴的内部，至少在所述磁流体附近埋设有加热单元。

在这样的结构的本发明的磁流体密封装置中，由于利用埋设在与磁流体接触的轴内的加热单元对磁流体进行加热，所以可有效地对磁流体进行加热。一般来讲，在溶质—溶剂系统的二元系统中，溶质在溶剂中的分散会随着温度上升而再分散，溶剂的粘度也会随着温度的上升而下降。所以，若采用技术方案1的本发明的磁流体密封装置，即使因长期保管或者长期停止而导致溶质凝聚也能使其有效地再分散，可防止启动时产生过大的启动扭矩。另外，可提供一种能避免无法启动的状态的磁流体密封装置。

在本发明的磁流体密封装置中，所述加热单元也可在所述轴的内部延长至所述处理室附近。

若采用这样的结构的磁流体密封装置，由于利用在处理室附近埋设配置的加热单元进行加热就可将磁流体密封装置的处理室附近维持在高温，所以可防止因处理室的磁流体密封装置附近成为低温而在其附近升华生成副产物。