JPS61160671A - 磁性流体シ−ル装置 - Google Patents
磁性流体シ−ル装置Info
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- JPS61160671A JPS61160671A JP59279684A JP27968484A JPS61160671A JP S61160671 A JPS61160671 A JP S61160671A JP 59279684 A JP59279684 A JP 59279684A JP 27968484 A JP27968484 A JP 27968484A JP S61160671 A JPS61160671 A JP S61160671A
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- magnetic
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- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 18
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/162—Special parts or details relating to lubrication or cooling of the sealing itself
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
- F16J15/43—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid kept in sealing position by magnetic force
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、磁性流体を用いたシール装置に関わシ、特に
常温の高圧雰囲気側と高温の低圧雰囲気側との間の異種
雰囲気間に伸張する回転軸の周囲を、そのシール部の磁
性流体に対する熱の影響を排除しつつ、極めて気密にシ
ールする磁性流体シール装置に関する。
常温の高圧雰囲気側と高温の低圧雰囲気側との間の異種
雰囲気間に伸張する回転軸の周囲を、そのシール部の磁
性流体に対する熱の影響を排除しつつ、極めて気密にシ
ールする磁性流体シール装置に関する。
従来、例えば、常温の高圧雰囲気としての大気圧から半
導体関連部材等を処理するように、高温状態で低圧雰囲
気としての真空室に伸張する部分の回転軸周囲を極めて
気密にシールしつつ真空室に回転力を導入するために、
高圧雰囲気と低圧雰囲気とを遮断する遮断シールとして
磁性流体を用いた回転軸用磁性流体シール装置がこれま
で度々用いられてきた。この磁性流体シール装置は、シ
ールされるべき2つの雰囲気間に伸張する透磁性回転軸
と、この回転軸を取巻くように形成された環状の磁石と
、この回転軸を取巻くように形成されると共は前記磁石
の一方および他方の磁極端部に接する透磁性回転軸と、
回転軸外径とハウジング内径との間に配置されて回転軸
を支持するベアリングと、このベアリングによって、回
転軸に面する磁極片の内径面とこの回転軸外径面との間
に形成される間隙に充填される磁性流体と、それぞれ必
要な箇所に配置されるスナップリング、カバー等で構成
されていた。そして、磁石、磁極片および回転軸で磁気
回路を構成し、このときの磁束によって、上記間隙中に
ある磁性流体を所定位置に0リング状に保持してシール
機能を発揮せしめると共に回転軸の回転によって、真空
室へ回転力を導入していた。しかし、半導体関連部材等
を処理するために、真空室が高温状態にされている場合
には、真空室からの熱が磁性流体シール装置の回転軸、
磁極片等を介して直接的に、間隙中の磁性流体に伝わり
、もともと熱に弱い磁性流体が性能低下を招くと共に蒸
発しやすい環境におかれていた。このシール部となる間
隙中の磁性流体が蒸発すると、シール機能が失われて磁
性流体シール装置の寿命がつきるのけ明らかで、このた
め、磁性流体の蒸発を防ぐように、例えば冷却手段とし
て、直接的に磁極片および回転軸に貫通孔を穿設してこ
の貫通孔に水等を循環させて、冷却し、真空室からの熱
が磁性流体に直接影響するのを防げるような装置が構じ
られていた。しかし、この場合、上記したような冷却装
置は大がかりとなり、磁性流体シール装置自体も大きく
なると共に冷却用の水が磁性流体シール装置内の所定部
分以外に流れないように、シールしなければならず、か
つそのためのコストも上昇するという欠点があった。
導体関連部材等を処理するように、高温状態で低圧雰囲
気としての真空室に伸張する部分の回転軸周囲を極めて
気密にシールしつつ真空室に回転力を導入するために、
高圧雰囲気と低圧雰囲気とを遮断する遮断シールとして
磁性流体を用いた回転軸用磁性流体シール装置がこれま
で度々用いられてきた。この磁性流体シール装置は、シ
ールされるべき2つの雰囲気間に伸張する透磁性回転軸
と、この回転軸を取巻くように形成された環状の磁石と
、この回転軸を取巻くように形成されると共は前記磁石
の一方および他方の磁極端部に接する透磁性回転軸と、
回転軸外径とハウジング内径との間に配置されて回転軸
を支持するベアリングと、このベアリングによって、回
転軸に面する磁極片の内径面とこの回転軸外径面との間
に形成される間隙に充填される磁性流体と、それぞれ必
要な箇所に配置されるスナップリング、カバー等で構成
されていた。そして、磁石、磁極片および回転軸で磁気
回路を構成し、このときの磁束によって、上記間隙中に
ある磁性流体を所定位置に0リング状に保持してシール
機能を発揮せしめると共に回転軸の回転によって、真空
室へ回転力を導入していた。しかし、半導体関連部材等
を処理するために、真空室が高温状態にされている場合
には、真空室からの熱が磁性流体シール装置の回転軸、
磁極片等を介して直接的に、間隙中の磁性流体に伝わり
、もともと熱に弱い磁性流体が性能低下を招くと共に蒸
発しやすい環境におかれていた。このシール部となる間
隙中の磁性流体が蒸発すると、シール機能が失われて磁
性流体シール装置の寿命がつきるのけ明らかで、このた
め、磁性流体の蒸発を防ぐように、例えば冷却手段とし
て、直接的に磁極片および回転軸に貫通孔を穿設してこ
の貫通孔に水等を循環させて、冷却し、真空室からの熱
が磁性流体に直接影響するのを防げるような装置が構じ
られていた。しかし、この場合、上記したような冷却装
置は大がかりとなり、磁性流体シール装置自体も大きく
なると共に冷却用の水が磁性流体シール装置内の所定部
分以外に流れないように、シールしなければならず、か
つそのためのコストも上昇するという欠点があった。
本発明は上記の欠点に鑑みてなされたもので、その目的
は、磁性流体シール装置内の磁性流体に対する熱の影響
を、簡単な構成で排除して、シール機能の低下を防止す
ると共に長寿命化を計った磁性流体シール装置を璋供す
ることにある。
は、磁性流体シール装置内の磁性流体に対する熱の影響
を、簡単な構成で排除して、シール機能の低下を防止す
ると共に長寿命化を計った磁性流体シール装置を璋供す
ることにある。
本発明の要旨は、高温側と低温側との間のシールされる
べき雰囲気間に伸張する中空の透磁性回転軸と、この回
転軸を取巻くように形成された環状の磁石と、前記回転
軸を取巻き、かつ近接して非接触に伸張すると共に前記
磁石の磁極端部となる両側に接する透磁性磁極片と、こ
れらの磁極片の両側に配置されて、前記回転軸を支持す
るベアリングと、このベアリングの軸方向移動を防止す
るスナップリングと、これら回転軸、磁石、磁極片およ
びベアリングを収容するハウジングと、前記磁極片に面
する前記回転軸の外径面の所定部分もしくは前記回転軸
に面する前記磁極片の内径面に形成される突状部と、磁
性流体の0リングを形成すべく前記突状部と前記磁極片
の内径面もしくは前記回転軸の外径面との間に充填され
る磁性流体とを備える磁性流体シール装置であって、前
記回転軸の中空部分にヒートパイプを装着したことを特
徴とする磁性流体シール装置にある。
べき雰囲気間に伸張する中空の透磁性回転軸と、この回
転軸を取巻くように形成された環状の磁石と、前記回転
軸を取巻き、かつ近接して非接触に伸張すると共に前記
磁石の磁極端部となる両側に接する透磁性磁極片と、こ
れらの磁極片の両側に配置されて、前記回転軸を支持す
るベアリングと、このベアリングの軸方向移動を防止す
るスナップリングと、これら回転軸、磁石、磁極片およ
びベアリングを収容するハウジングと、前記磁極片に面
する前記回転軸の外径面の所定部分もしくは前記回転軸
に面する前記磁極片の内径面に形成される突状部と、磁
性流体の0リングを形成すべく前記突状部と前記磁極片
の内径面もしくは前記回転軸の外径面との間に充填され
る磁性流体とを備える磁性流体シール装置であって、前
記回転軸の中空部分にヒートパイプを装着したことを特
徴とする磁性流体シール装置にある。
以下、本発明をその一実施例について添付図面を参照し
つつ説明する。
つつ説明する。
第1図は、本発明による磁性流体シール装置の一実施例
の概略部分断面図である。第1図に示すように、高温状
態の真空側(VAC)になる一端側は、側壁Aを有して
閉塞され、常温状態の高圧側(’ATM)になる他端側
か開口されている中空の透磁性回転軸1には、極めて熱
伝達のよいヒートパイプ2、例えば古河電工製のパワー
キツカーが圧入されている。すなわち、回転軸1を介す
る熱伝達力が大きくなるように、回転軸1の内径面とヒ
ートパイプ17’−2の外径面とは密着して、中空回転
軸1にヒートパイプ2か圧入されている。このヒートパ
イプ2の他端側には、放熱効果を高めるフィン3が装着
されている。回転軸1には、これを取巻くように形成さ
れた環状の磁石4が配設されると共に、この回転軸1の
周囲を取巻き、かつ近接して非接触に伸張するように形
成された環状の透磁性磁極片5が磁極端部となる磁石4
の両側に、それと接するようにそれぞれ配設されている
。これらの磁極片5の磁石4から離れる側には、それぞ
れベアリング6.7が配設されている。これらのベアリ
ング6.7には、図示の如くその軸方向移動を防止する
ために、回転軸1に設けられたスナップリング溝8,9
に、それぞれスナップリング10.11が配設されてい
る。フランジ部12を有する環状のノ・ウジング13け
その内径面で、それぞれの磁極片5、これら磁極片5お
よびこれら磁極片5に挾持されている磁石4.ベアリン
グ6.7のそれぞれの最外径面と接しつつ、これらを収
容している。磁極片5の回転軸1に面する内径面には、
磁性流体シールとしての複数の分離した磁性流体充填用
の段部を形成させるために、櫛歯状の複数の歯すなわち
突状部14が形成されている。この突状部14の回転軸
1に面する先端部分と回転軸1の外径面との間には、好
適に設定された外径を有するベアリング6.7によって
、半径方向の間隙15が形成されている。したがって、
磁極片5の内径面は、前述したように、回転軸1の外径
面と近接して非接触関係を維持している。
の概略部分断面図である。第1図に示すように、高温状
態の真空側(VAC)になる一端側は、側壁Aを有して
閉塞され、常温状態の高圧側(’ATM)になる他端側
か開口されている中空の透磁性回転軸1には、極めて熱
伝達のよいヒートパイプ2、例えば古河電工製のパワー
キツカーが圧入されている。すなわち、回転軸1を介す
る熱伝達力が大きくなるように、回転軸1の内径面とヒ
ートパイプ17’−2の外径面とは密着して、中空回転
軸1にヒートパイプ2か圧入されている。このヒートパ
イプ2の他端側には、放熱効果を高めるフィン3が装着
されている。回転軸1には、これを取巻くように形成さ
れた環状の磁石4が配設されると共に、この回転軸1の
周囲を取巻き、かつ近接して非接触に伸張するように形
成された環状の透磁性磁極片5が磁極端部となる磁石4
の両側に、それと接するようにそれぞれ配設されている
。これらの磁極片5の磁石4から離れる側には、それぞ
れベアリング6.7が配設されている。これらのベアリ
ング6.7には、図示の如くその軸方向移動を防止する
ために、回転軸1に設けられたスナップリング溝8,9
に、それぞれスナップリング10.11が配設されてい
る。フランジ部12を有する環状のノ・ウジング13け
その内径面で、それぞれの磁極片5、これら磁極片5お
よびこれら磁極片5に挾持されている磁石4.ベアリン
グ6.7のそれぞれの最外径面と接しつつ、これらを収
容している。磁極片5の回転軸1に面する内径面には、
磁性流体シールとしての複数の分離した磁性流体充填用
の段部を形成させるために、櫛歯状の複数の歯すなわち
突状部14が形成されている。この突状部14の回転軸
1に面する先端部分と回転軸1の外径面との間には、好
適に設定された外径を有するベアリング6.7によって
、半径方向の間隙15が形成されている。したがって、
磁極片5の内径面は、前述したように、回転軸1の外径
面と近接して非接触関係を維持している。
また、回転軸1の外径面とこれに面する磁石4の内径面
との間にも、間隙15よシもやや大きな間隙16が形成
されている。なお、この突状部14は、回転細工の磁極
片5に面する外径面に形成してもよいことはもちろんの
ことである。磁石4、磁極片5および回転1II11は
、これらで磁気回路を構成して、各突状部14の下にあ
る半径方向の間隙中に集中した磁束を与え、この間隙中
には、好適な粘性および飽和磁化値を有する磁性流体1
7が充填され、前述した磁束によって、その所定位置に
保持、拘束され、磁性流体シールとして作用している。
との間にも、間隙15よシもやや大きな間隙16が形成
されている。なお、この突状部14は、回転細工の磁極
片5に面する外径面に形成してもよいことはもちろんの
ことである。磁石4、磁極片5および回転1II11は
、これらで磁気回路を構成して、各突状部14の下にあ
る半径方向の間隙中に集中した磁束を与え、この間隙中
には、好適な粘性および飽和磁化値を有する磁性流体1
7が充填され、前述した磁束によって、その所定位置に
保持、拘束され、磁性流体シールとして作用している。
18は、7ランク部12に穿設された取付孔である。な
お、19は、カバーである。さらに、回転軸1の他端側
は図示しない大気側の回転駆動部に連結され、その一端
側は図示しない真空室の被駆動部に連結されている。
お、19は、カバーである。さらに、回転軸1の他端側
は図示しない大気側の回転駆動部に連結され、その一端
側は図示しない真空室の被駆動部に連結されている。
以とのように構成される上記実施例の作用について以下
に述べる。
に述べる。
上記に述べたような磁性流体シール装置が、例えば常温
の高圧雰囲気としての大気圧(第1図のATM側)から
半導体関連部材等を処理するように、高温状態で低圧雰
囲気としての真空室(第1図のVAC側)に伸張する部
分の回転軸周囲を極めて気密にシールしつつ真空室に回
転力を導入するために、半導体製造装置であるスパッタ
リング装置に装着されている場合について述べる。今、
このスパッタリング装置の真空室が、所定の低圧レベル
すなわち真空レベルまで真空引きされていると共に真空
室が高温状態にされて、半導体関連部材の処理状態に必
要な作動状態にある。このときには、回転軸1の外径面
と突状部14との間に形成される間隙15に磁性流体1
7が充填され、この磁性流体17が磁気回路からの磁束
によって、その位置に保持、拘束されて、回転軸1上で
各段部すなわち突状部14にOIJソング状シール部(
図示せず)を形成し、この各段部のシール部が磁性流体
シールとしての各段を構成し、各段部の磁性流体ノール
の累加によって充分大きな耐圧を有して極めて高いソー
ル効果と示し、回転軸1の一側である大気側から好まし
くないゴミ、蒸気、霧、気体などの汚染物が、回転軸1
の他側である真空室側へ侵入するのを防止すると共に図
示しない大気側の回転駆動部から真空室の被駆動部へ回
転軸1を介して、回転力を導入することができる。
の高圧雰囲気としての大気圧(第1図のATM側)から
半導体関連部材等を処理するように、高温状態で低圧雰
囲気としての真空室(第1図のVAC側)に伸張する部
分の回転軸周囲を極めて気密にシールしつつ真空室に回
転力を導入するために、半導体製造装置であるスパッタ
リング装置に装着されている場合について述べる。今、
このスパッタリング装置の真空室が、所定の低圧レベル
すなわち真空レベルまで真空引きされていると共に真空
室が高温状態にされて、半導体関連部材の処理状態に必
要な作動状態にある。このときには、回転軸1の外径面
と突状部14との間に形成される間隙15に磁性流体1
7が充填され、この磁性流体17が磁気回路からの磁束
によって、その位置に保持、拘束されて、回転軸1上で
各段部すなわち突状部14にOIJソング状シール部(
図示せず)を形成し、この各段部のシール部が磁性流体
シールとしての各段を構成し、各段部の磁性流体ノール
の累加によって充分大きな耐圧を有して極めて高いソー
ル効果と示し、回転軸1の一側である大気側から好まし
くないゴミ、蒸気、霧、気体などの汚染物が、回転軸1
の他側である真空室側へ侵入するのを防止すると共に図
示しない大気側の回転駆動部から真空室の被駆動部へ回
転軸1を介して、回転力を導入することができる。
その際、真空室からの高温の伝達が側壁Aを介して、中
空9回転軸lに配設されているヒートパイプ2になされ
、このヒートパイプ2が熱を大気側(ATM)に極めて
効果的に伝達し、フィン3を介して大気中に熱を放出す
る。その結果、回転軸1と磁極片5との間に充填されて
いる磁性流体17に、真空室側の高温が回転軸1を介し
て直接伝わらず、高温によって、磁性流体17を蒸発さ
せることがないので、そのシール機能を損うことなくプ
ール寿命を長寿命化させ得る。
空9回転軸lに配設されているヒートパイプ2になされ
、このヒートパイプ2が熱を大気側(ATM)に極めて
効果的に伝達し、フィン3を介して大気中に熱を放出す
る。その結果、回転軸1と磁極片5との間に充填されて
いる磁性流体17に、真空室側の高温が回転軸1を介し
て直接伝わらず、高温によって、磁性流体17を蒸発さ
せることがないので、そのシール機能を損うことなくプ
ール寿命を長寿命化させ得る。
以上説明してきたように、本発明によれば、磁性流体シ
ール装置内の中空回転軸に極めて熱伝達のよいヒートパ
イプを装着したので、高温状態の真空室からの熱が回転
軸を介してヒートパイプによって大気中へ放熱され、そ
の高温が、回転軸と磁極片との間の間隙に充填されてい
る磁性流体に直接伝達せず、熱による磁性流体の蒸発を
防止することができ、シール機能の低下を防止すること
ができると共に磁性流体シール装置の長寿命化が計れる
という極めてすぐれた効果を奏する。
ール装置内の中空回転軸に極めて熱伝達のよいヒートパ
イプを装着したので、高温状態の真空室からの熱が回転
軸を介してヒートパイプによって大気中へ放熱され、そ
の高温が、回転軸と磁極片との間の間隙に充填されてい
る磁性流体に直接伝達せず、熱による磁性流体の蒸発を
防止することができ、シール機能の低下を防止すること
ができると共に磁性流体シール装置の長寿命化が計れる
という極めてすぐれた効果を奏する。
1fJ1図は、本発明による磁性流体シール装置の一実
施例の概略部分断面図である。 1・・・・−・回転軸 2・・・・・・・・・ヒートバイブ 4・・・・・・・・・磁石 5・・・・・・・・・磁極片 6.7・・・・・ベアリング 10.11・・・・・・スナップリング13・・・ハウ
ジング 14・・・突状部 17・・・磁性流体
施例の概略部分断面図である。 1・・・・−・回転軸 2・・・・・・・・・ヒートバイブ 4・・・・・・・・・磁石 5・・・・・・・・・磁極片 6.7・・・・・ベアリング 10.11・・・・・・スナップリング13・・・ハウ
ジング 14・・・突状部 17・・・磁性流体
Claims (1)
- 高温側と低温側との間のシールされるべき雰囲気間に伸
張する中空の透磁性回転軸と、この回転軸を取巻くよう
に形成された環状の磁石と、前記回転軸を取巻き、かつ
近接して非接触に伸張すると共に前記磁石の磁極端部と
なる両側に接する透磁性磁極片と、これらの磁極片の両
側に配置されて、前記回転軸を支持するベアリングと、
このベアリングの軸方向移動を防止するスナップリング
と、これら回転軸、磁石、磁極片およびベアリングを収
容するハウジングと、前記磁極片に面する前記回転軸の
外径面の所定部分もしくは前記回転軸に面する前記磁極
片の内径面に形成される突状部と、磁性流体のOリング
を形成すべく前記突状部と前記磁極片の内径面もしくは
前記回転軸の外径面との間に充填される磁性流体とを備
える磁性流体シール装置であって、前記回転軸の中空部
分にヒートパイプを装着したことを特徴とする磁性流体
シール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59279684A JPS61160671A (ja) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | 磁性流体シ−ル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59279684A JPS61160671A (ja) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | 磁性流体シ−ル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61160671A true JPS61160671A (ja) | 1986-07-21 |
Family
ID=17614427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59279684A Pending JPS61160671A (ja) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | 磁性流体シ−ル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61160671A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003102261A1 (en) * | 2002-05-29 | 2003-12-11 | Ibis Technology Corporation | Cooling mechanisms for shaft coupled to a rotary seal |
| JPWO2007114051A1 (ja) * | 2006-03-31 | 2009-08-13 | イーグル工業株式会社 | 磁性流体シール装置 |
| CN103759009A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-04-30 | 北京交通大学 | 一种流体动压式磁性液体密封装置 |
| JP2016183776A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-20 | イーグル工業株式会社 | 高周速磁性流体シール構造 |
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1984
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