(57)【要約】直線及び回転運動密閉装置が開示される。本発明の一実施形態に係る直線及び回転運動密閉装置は、ハウジングと、前記ハウジングを貫通して結合される中空部の第１シャフトと、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第１シール部材と、前記第１シャフトの内部に少なくとも一部が挿入される第２シャフトと、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第２シール部材と、及び前記第１シャフトの内周面又は前記第２シャフトの外周面のいずれか１つに設けられる第３シール部材とを含む。【選択図】図５
2021516314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングを貫通して結合される中空部の第１シャフトと、
前記ハウジングと前記第１シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第１シール部材と、
前記第１シャフトの内部に少なくとも一部が挿入される第２シャフトと、
前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第２シール部材と、
前記第１シャフトの内周面又は前記第２シャフトの外周面のいずれか１つに設けられる第３シール部材と、
を含み、
前記第１シャフトは、前記ハウジングに対して軸方向に直線運動可能に設けられ、前記第２シャフトは、前記第１シャフトに対して回転運動及び直線運動可能に設けられ、
前記第３シール部材は、前記第２シャフトが前記第１シャフト内の第１位置では前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間の密封を行わず、前記第２シャフトが移動し、前記第１シャフト内の第２位置では前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間の密封を行う、直線及び回転運動密閉装置。
【請求項２】
前記第１シール部材は直線運動用リニアシールであり、前記第２シール部材は回転運動用回転用シールであり、前記第３シール部材は回転運動用回転用シールである、請求項１に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項３】
前記ハウジングの内周面と前記第１シャフトの外周面のいずれか１つには軸方向に延びる突起が形成され、他側の１つには、前記突起が挿入される溝が形成される、請求項１に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項４】
前記ハウジングと前記第１シャフトとの間にはブッシングが設けられ、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間にはブッシング又はラジアルベアリングが設けられる、請求項１に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項５】
前記第１シャフトは、一端部に行くほど内径が拡大する多段に形成されるか、前記第２シャフトが一端部に行くほど外径が縮小する多段に形成され、前記第１及び前記第２シャフトの一端部の間には前記ブッシング又は前記ラジアルベアリングが設けられる、請求項４に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項６】
前記ハウジングの内周面と前記第１シャフトの外周面には、軸方向に所定の距離離隔した係止顎部がそれぞれ形成され、これらの間の軸方向に直線運動が一定の距離だけ制限される、請求項１に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項７】
前記第３シール部材は前記第１シャフトの内周面に設けられ、
前記第１位置で前記第３シール部材は、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間を密封せず、前記第２位置で前記第３シール部材は、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間を密封するように、前記第２シャフトには前記第３シール部材の内周面と所定の間隙を形成するように溝部が設けられる、請求項１に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項８】
前記第３シール部材は、前記第１シャフトの外周面に設けられ、
前記第１位置で前記第３シール部材は、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間を密封せず、前記第２位置で前記第３シール部材は、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間を密封するように、前記第１シャフトには前記第３シール部材の外周面と所定の間隙を形成するように溝部が設けられる、請求項１に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項９】
ハウジングと、
前記ハウジングを貫通して結合される中空部の第１シャフトと、
前記ハウジングと前記第１シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第１シール部材と、
前記第１シャフトの内部に少なくとも一部が挿入される第２シャフトと、
前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第２シール部材と、
前記ハウジングの内周面又は前記第１シャフトの外周面のいずれか１つに設けられる第３シール部材と、
を含み、
前記第１シャフトは、前記ハウジングに対して回転運動可能に設けられ、
前記第２シャフトは、前記第１シャフトに対して軸方向に直線運動可能に設けられ、
前記第３シール部材は、前記第１シャフトが前記ハウジング内の第１位置では、前記第１シャフトと前記ハウジングとの間の密封を行わず、前記第１シャフトが移動し、前記ハウジング内の第２位置では、前記第１シャフトと前記ハウジングとの間の密封を行う、直線及び回転運動密閉装置。
【請求項１０】
前記第１シール部材は回転運動用回転用シールであり、前記第２シール部材は直線運動用リニアシールであり、前記第３シール部材は回転運動用シールである、請求項９に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項１１】
前記第１シャフトの内周面と前記第２シャフトの外周面のいずれか１つには軸方向に延びる突起が形成され、他側の１つには前記突起が挿入される溝が形成される、請求項９に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項１２】
前記ハウジングと前記第１シャフトとの間にはブッシング又はラジアルベアリングが設けられ、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間にはブッシングが設けられる、請求項９に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項１３】
前記第１シャフトの内周面と前記第２シャフトの外周面には、軸方向に所定の距離離隔した係止顎部がそれぞれ形成され、これらの間の軸方向に直線運動が一定の距離だけ制限される、請求項９に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項１４】
前記第３シール部材は前記ハウジングの内周面に設けられ、
前記第１位置で前記第３シール部材は、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封せず、前記第２位置で前記第３シール部材は、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封するように、前記第１シャフトには前記第３シール部材の内周面と所定の間隙を形成するように溝部が設けられる、請求項９に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項１５】
前記第３シール部材は前記第１シャフトの外周面に設けられ、前記第１位置で前記第３シール部材は、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封せず、前記第２位置で前記第３シール部材は、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封するように、前記ハウジングには前記第３シール部材の外周面と所定の間隙を形成するように溝部が設けられる、請求項９に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項１６】
中空部のハウジングと、
前記ハウジング内に一部が挿入され、前記ハウジングに対して回転運動及び軸方向運動可能に設けられる中空部の第１シャフトと、
前記第１シャフトを貫通するが、前記第１シャフトと共に回転する第２シャフトと、
前記ハウジングと前記第１シャフトとの間に設けられ、前記の間を密封する第１シール部材及び第２シール部材と、
を含み、
前記第１シャフトは、前記ハウジング内で軸方向に第１位置と第２位置に移動可能であり、
前記第１シャフトが前記ハウジング内の前記第１位置に位置すれば、前記第１シール部材が前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封し、前記第１シャフトが前記ハウジング内前記第２位置に位置すれば、前記第２シール部材が前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封する、回転運動密閉装置。
【請求項１７】
前記第１シール部材及び前記第２シール部材は、軸方向に互いに離隔するように設けられる、請求項１６に記載の回転運動密閉装置。
【請求項１８】
前記第１シール部材と前記第２シール部材との間に間隔調節部材が介在する、請求項１７に記載の回転運動密閉装置。
【請求項１９】
前記第１シャフトは段差を有し、延長形成された突出部を含み、
前記第１シャフトが前記第１位置に位置すれば、前記第１シール部材が前記突出部と前記ハウジングとの間を密封し、前記第１シャフトが前記第２位置に位置すれば、前記第２シール部材が前記突出部と前記ハウジングとの間を密封する、請求項１６に記載の回転運動密閉装置。
【請求項２０】
前記ハウジングの一部は、一端に行くほど内径が拡大する多段に形成され、前記第１シャフトは、前記突出部と前記ハウジングの段差によって第１方向への移動が制限される、請求項１９に記載の回転運動密閉装置。
【請求項２１】
前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間に設けられ、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間を密封する第３シール部材をさらに含む、請求項１６に記載の回転運動密閉装置。
【請求項２２】
前記第１シャフトと前記第２シャフトは結合手段によって結合し、前記第１シャフトと前記第２シャフトが同一に回転する、請求項１６に記載の回転運動密閉装置。
【請求項２３】
前記結合手段は、前記ハウジングの外部に露出した前記第１シャフト又は前記第２シャフトに設けられるクランプ機構又はスクリューボルトである、請求項２２に記載の回転運動密閉装置。
【請求項２４】
前記クランプ機構は、前記第１シャフト外周面を取り囲むように付着し、前記第１シャフトと前記第２シャフトを結合させ、前記第１シャフト及び前記第２シャフトは、前記クランプ機構によって前記ハウジングからの離脱が防止される、請求項２３に記載の回転運動密閉装置。
【請求項２５】
前記第２シャフトの離脱を防止する離脱防止部材をさらに含み、前記離脱防止部材は、前記ハウジング外部に露出した前記第１シャフト又は前記第２シャフトと結合する、請求項１６に記載の回転運動密閉装置。
【請求項２６】
前記第１シャフトは、前記離脱防止部材が結合手段によって前記第１シャフトに結合される第１結合部及び第２結合部を含み、前記第１結合部及び前記第２結合部は、前記第１シャフトの軸方向に離隔される、請求項２５に記載の回転運動密閉装置。
【請求項２７】
前記離脱防止部材が前記第１結合部に結合すれば、前記第１シャフトは前記第１位置に位置し、前記離脱防止部材が前記第２結合部に結合すれば、前記第１シャフトは前記第２位置に位置する、請求項２６に記載の回転運動密閉装置。
【請求項２８】
前記第１シール部材及び前記第２シール部材は、回転運動用回転用シールである、請求項１６に記載の回転運動密閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動が可能な密閉装置に関する。さらに具体的には、ガス間の化学反応で形成された粒子をウェハの表面に蒸着し、絶縁膜や伝導性膜を形成させる工程である化学気相蒸着（ＣＶＤ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程や原子層蒸着（ＡＬＤ；Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、イオン注入工程、ＯＬＥＤ及びエッチング工程に適用される回転軸を有する機械要素に備えられ、シャフトの回転運動を可能にしながら、シャフトと固定体であるハウジング間に流体が漏れることを防止し、シール部材の摩耗や破損により交換が必要なとき、予め準備された予備シール部材を使用する回転運動密閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、真空圧力装備用の直線及び回転運動密閉装置は、高圧領域及び低圧領域と対面し、これらの間で直線及び回転運動するシャフトの外周面に設けられ、高圧領域と低圧領域とを互いに密させるためのものである。
【０００３】
図１は、従来における真空圧力装備用の密閉装置を示す断面図であり、図示するように、従来における真空圧力装備用密閉装置１は、ハウジング１０と、ハウジング１０を貫通して結合されるシャフト２０を含む。シャフト２０は、高圧領域及び低圧領域と対面し、ハウジング１０は、これら、即ち、高圧領域と低圧領域の境界面に位置する。また、ハウジング１０とシャフト２０との間にはブッシング３０と密閉用シール４０が設けられる。ブッシング３０は、ハウジング１０とシャフト２０との間で発生する摩擦を減少させるためのものであり、シール４０は、ハウジング１０とシャフト２０との間を密封するためのものである。ここで、シャフト２０とシール４０との間でも摩擦が発生するが、このとき発生する摩擦を最小化するために、シャフト２０の表面にはセラミック層がコーティングされている。そして、シール４０は、密封効果を増大させるために複数設けられ、前記ハウジング１０の上部と下部にそれぞれ位置する。
【０００４】
シャフト２０は、ハウジング１０に対して回転運動可能に設けられる。ここで、シャフト２０が回転運動するとき発生する摩擦を低減するためのブッシング３０には、内部に複数のボールが設けられているボールブッシング、又は、内部に固体潤滑剤が備えられるスライドブッシングが使用される。
【０００５】
ところで、上記のような構成を有する従来における真空圧力装備用密閉装置１は、回転運動又は直線運動だけが可能である短所があり、直線運動を同時にしようとする場合、シール４０も回転運動に対する密封と直線運動に対する密封を併行することになる。回転運動と直線運動に対する密封を同時に行う場合、シール４０が破損し易くなり、寿命が短く、頻繁に交換しなければならないという短所がある。
【０００６】
一方、シャフト２０は、ハウジング１０に対して回転運動可能に設けられている。ここで、シャフト２０の回転運動するとき発生する摩擦を低減するためのブッシング３０には、内部に複数のボールが設けられているボールブッシング、又は内部に固体潤滑剤が備えられるスライドブッシングが使用される。
【０００７】
ところで、上記のような構成の従来の真空圧力装備用密閉装置１は、シール４０が破損し易く、寿命が短く、頻繁に交換しなければならないという短所がある。また、シャフト２０がハウジング１０から離脱する問題が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した諸問題を解決するためのものとして、シャフトが回転運動を行い、シャフトと固定体であるハウジング間に流体が漏れるのを防止することができる真空圧力装備用の回転運動密閉装置を提供することにその目的がある。
【０００９】
また、シャフトが直線及び回転運動を同時に行い、シャフトと固定体であるハウジング間に流体が漏れるのを防止することができる真空圧力装備用の直線及び回転運動密閉装置を提供することにその目的がある。
【００１０】
また、回転運動を密閉するためのシール部材が破損する場合、シャフトを軸方向に移動させ、予備として設けられている新しいシール部材に交換可能にする直線及び回転運動密閉装置を提供することにある。
【００１１】
また、回転運動を密閉するためのシール部材が破損する場合、シャフトを軸方向に移動させ、予備として設けられている新しいシール部材に交換可能にする直線及び回転運動密閉装置を提供することにある。
【００１２】
また、回転運動を伝達するシャフトがハウジングから離脱することを防止する回転運動密閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一実施形態に係る直線及び回転運動密閉装置は、ハウジングと、前記ハウジングを貫通して結合される中空部の第１シャフトと、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第１シール部材と、前記第１シャフトの内部に少なくとも一部が挿入される第２シャフトと、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第２シール部材と、前記第１シャフトの内周面又は前記第２シャフトの外周面のいずれか１つに設けられる第３シール部材とを含み、前記第１シャフトは、前記ハウジングに対して軸方向に直線運動可能に設けられ、前記第２シャフトは、前記第１シャフトに対して回転運動及び直線運動可能に設けられ、前記第３シール部材は、前記第２シャフトが前記第１シャフト内の第１位置では前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間の密封を行わず、前記第２シャフトが移動し、前記第１シャフト内の第２位置では前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間の密封を行うことができる。
【００１４】
また、前記第１シール部材は直線運動用リニアシールであり、前記第２シール部材は回転運動用回転用シールであり、前記第３シール部材は回転運動用回転用シールであり得る。
【００１５】
また、前記ハウジングの内周面と前記第１シャフトの外周面のいずれか１つには軸方向に延びる突起が形成され、他側の１つには、前記突起が挿入される溝が形成されることができる。
【００１６】
前記ハウジングと前記第１シャフトとの間にはブッシングが設けられ、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間にはブッシング又はラジアルベアリングが設けられることができる。
【００１７】
前記第１シャフトは、一端部に行くほど内径が拡大する多段に形成されるか、又は前記第２シャフトが一端部に行くほど外径が縮小する多段に形成され、前記第１及び前記第２シャフトの一端部の間には前記ブッシング又は前記ラジアルベアリングが設けられることができる。
【００１８】
前記ハウジングの内周面と前記第１シャフトの外周面には、軸方向に所定の距離離隔した係止顎部がそれぞれ形成され、これらの間の軸方向に直線運動が一定の距離だけ制限されることができる。
【００１９】
また、前記第３シール部材は前記第１シャフトの内周面に設けられ、前記第１位置で前記第３シール部材は、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間を密封せず、前記第２位置で前記第３シール部材は、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間を密封するように、前記第２シャフトには前記第３シール部材の内周面と所定の間隙を形成するように溝部が設けられることができる。
【００２０】
前記第３シール部材は、前記第１シャフトの外周面に設けられ、前記第１位置で前記第３シール部材は、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間を密封せず、前記第２位置で前記第３シール部材は、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間を密封するように、前記第１シャフトには前記第３シール部材の外周面と所定の間隙を形成するように溝部が設けられることができる。
【００２１】
本発明のほかの実施形態に係る直線及び回転運動密閉装置は、ハウジングと、前記ハウジングを貫通して結合される中空部の第１シャフトと、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第１シール部材と、前記第１シャフトの内部に少なくとも一部が挿入される第２シャフトと、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第２シール部材と、前記ハウジングの内周面又は前記第１シャフトの外周面のいずれか１つに設けられる第３シール部材とを含み、前記第１シャフトは、前記ハウジングに対して回転運動可能に設けられ、前記第２シャフトは、前記第１シャフトに対して軸方向に直線運動可能に設けられ、前記第３シール部材は、前記第１シャフトが前記ハウジング内の第１位置では、前記第１シャフトと前記ハウジングとの間の密封を行わず、前記第１シャフトが移動し、前記ハウジング内の第２位置では、前記第１シャフトと前記ハウジングとの間の密封を行うことができる。
【００２２】
また、前記第１シール部材は回転運動用回転用シールであり、前記第２シール部材は直線運動用リニアシールであり、前記第３シール部材は回転運動用シールであり得る。
【００２３】
また、前記第１シャフトの内周面と前記第２シャフトの外周面のいずれか１つには軸方向に延びる突起が形成され、他側の１つには前記突起が挿入される溝が形成されることができる。
【００２４】
また、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間にはブッシング又はラジアルベアリングが設けられ、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間にはブッシングが設けられることができる。
【００２５】
また、前記第１シャフトの内周面と前記第２シャフトの外周面には、軸方向に所定の距離離隔した係止顎部がそれぞれ形成され、これらの間の軸方向に直線運動が一定の距離だけ制限されることができる。
【００２６】
また、前記第３シール部材は前記ハウジングの内周面に設けられ、前記第１位置で前記第３シール部材は、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封せず、前記第２位置で前記第３シール部材は、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封するように、前記第１シャフトには前記第３シール部材の内周面と所定の間隙を形成するように溝部が設けられることができる。
【００２７】
また、前記第３シール部材は前記第１シャフトの外周面に設けられ、前記第１位置で前記第３シール部材は、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封せず、前記第２位置で前記第３シール部材は、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封するように、前記ハウジングには前記第３シール部材の外周面と所定の間隙を形成するように溝部が設けられることができる。
【００２８】
また、本発明の一実施形態に係る回転運動密閉装置は、中空部のハウジングと、前記ハウジング内に一部が挿入され、前記ハウジングに対して回転運動及び軸方向運動可能に設けられる中空部の第１シャフトと、前記第１シャフトを貫通するが、前記第１シャフトと共に回転する第２シャフトと、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間に設けられ、前記の間を密封する第１シール部材及び第２シール部材とを含み、前記第１シャフトは、前記ハウジング内で軸方向に第１位置と第２位置に移動可能であり、前記第１シャフトが前記ハウジング内の前記第１位置に位置すれば、前記第１シール部材が前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封し、前記第１シャフトが前記ハウジング内前記第２位置に位置すれば、前記第２シール部材が前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封することができる。
【００２９】
また、前記第１シール部材及び前記第２シール部材は、軸方向に互いに離隔するように設けられることができる。
【００３０】
また、前記第１シール部材と前記第２シール部材との間に間隔調節部材が介在することができる。
【００３１】
また、前記第１シャフトは段差を有し、延長形成された突出部を含み、前記第１シャフトが前記第１位置に位置すれば、前記第１シール部材が前記突出部と前記ハウジングとの間を密封し、前記第１シャフトが前記第２位置に位置すれば、前記第２シール部材が前記突出部と前記ハウジングとの間を密封することができる。
【００３２】
また、前記ハウジングの一部は、一端に行くほど内径が拡大する多段に形成され、前記第１シャフトは、前記突出部と前記ハウジングの段差によって第１方向への移動が制限されることができる。
【００３３】
また、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間に設けられ、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間を密封する第３シール部材をさらに含むことができる。 
【００３４】
また、前記第１シャフトと前記第２シャフトは結合手段によって結合し、前記第１シャフトと前記第２シャフトが同一に回転することができる。
【００３５】
また、前記結合手段は、前記ハウジングの外部に露出した前記第１シャフト又は前記第２シャフトに設けられるクランプ機構又はスクリューボルトであり得る。
【００３６】
また、前記クランプ機構は、前記第１シャフト外周面を取り囲むように付着し、前記第１シャフトと前記第２シャフトを結合させ、前記第１シャフト及び前記第２シャフトは、前記クランプ機構によって前記ハウジングからの離脱が防止されることができる。
【００３７】
また、前記第２シャフトの離脱を防止する離脱防止部材をさらに含み、前記離脱防止部材は、前記ハウジング外部に露出した前記第１シャフト又は前記第２シャフトと結合することができる。
【００３８】
また、前記第１シャフトは軸方向に離隔される、前記離脱防止部材が結合手段によって前記第１シャフトに結合される第１結合部及び第２結合部を含むことができる。
【００３９】
また、前記離脱防止部材が前記第１結合部に結合すれば、前記第１シャフトは前記第１位置に位置し、前記離脱防止部材が前記第２結合部に結合すれば、前記第１シャフトは前記第２位置に位置することができる。
【００４０】
また、前記第１シール部材及び前記第２シール部材は、回転運動用回転用シールであってもよい。
【発明の効果】
【００４１】
本発明に係る直線及び回転運動密閉装置は、一対のシャフトが設けられ、直線及び回転運動をそれぞれ行い、ハウジングと第１シャフト及び第１シャフトと第２シャフトの間にはそれぞれのシール部材が設けられ、その間に流体の漏れを防止することができる。
【００４２】
また、回転運動を密閉するためのシール部材が破損する場合、シャフトを軸方向に移動させ、予備として設けられている新しいシール部材に交換可能にする直線及び回転運動密閉装置を提供することができる。
【００４３】
また、本発明に係る回転運動密閉装置は、一対のシャフトが設けられ、回転運動を行い、ハウジングと第１シャフト及び第１シャフトと第２シャフトの間にはそれぞれのシール部材が設けられ、その間に流体の漏れを防止することができる。
【００４４】
また、回転運動を密閉するためのシール部材が破損する場合、シャフトを軸方向に移動させ、予備として設けられている新しいシール部材に交換可能にする回転運動密閉装置を提供し、回転運動密閉装置の寿命を延ばす効果がある。
【００４５】
また、離脱防止部材を介して回転運動を伝達するシャフトがハウジングから離脱することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、従来における密閉装置を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る直線及び回転運動密閉装置の第１実施形態を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２に示す直線及び回転運動密閉装置を示す分解斜視図である。
【図４】図４は、図３に示す直線及び回転運動密閉装置を示す部分断面斜視図である。
【図５】図５は、図２に示す直線及び回転運動密閉装置を示す断面図である。
【図６】図６は、図２に示す実施形態において、第２シャフトが軸方向に移動した状態を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態に係る直線及び回転運動密閉装置を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に係る回転運動密閉装置の斜視図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に係る回転運動密閉装置の分解斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に係る回転運動密閉装置の分解断面斜視図である。
【図１１】図１１は、図７に示す回転運動密閉装置の第１シャフトが第１位置に位置する断面図である。
【図１２】図１２は、図７に示す回転運動密閉装置の第１シャフトが第２位置に位置する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下では添付の図面を参照して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施形態が詳細に説明される。しかし、本発明は、様々な異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されることはない。そして、図面で本発明の実施形態を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略することにする。
【００４８】
本明細書で使用された用語は、単に、特定の実施形態を説明するために使用されているものであり、本発明を限定しようとする意図はない。単数の表現は、文脈上、明確に異なる意味を持たない限り、複数の表現を含むことができる。
【００４９】
本明細書で、「含む」、「有する」又は「備える」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたもの存在を示すことを意図し、１つ又はそれ以上の異なる特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものなどの存在又は付加の可能性を予め排除しないものと理解することができる。
【００５０】
また、本発明の実施形態に示される構成部は、互いに異なる特徴的な機能を示すために独立して示されたものであって、各構成部が分離したハードウェアや１つのソフトウェアの構成単位からなることを意味しない。すなわち、各構成部は、説明の便宜上、それぞれの構成部で羅列して記述され、各構成部のうち少なくとも２つの構成部が合わさって１つの構成部からなるか、１つの構成部が複数の構成部に分けられて機能を実行することができる。このような各構成部の統合された実施形態及び分離した実施形態も、本発明の本質から逸脱しない限り本発明の権利範囲に含まれる。
【００５１】
また、以下の実施形態は当業界で平均的な知識を有する者に、より明確に説明するために提供されるものであり、図面における要素の形状及びサイズなどは、より明確な説明のために誇張されることもある。
【００５２】
以下、添付の図面を参考して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００５３】
図２は、本発明の第１実施形態に係る直線及び回転運動密閉装置の第１実施形態を示す斜視図であり、図３は、図２に示す直線及び回転運動密閉装置を示す分解斜視図である。図４は、図３に示す直線及び回転運動密閉装置を示す部分断面斜視図であり、図５は、図２に示す直線及び回転運動密閉装置を示す断面図である。図６は、図２に示す実施形態において、第２シャフトが軸方向に移動した状態を示す断面図である。
【００５４】
図２〜図６を参照すると、本発明の一実施形態に係る直線及び回転運動密閉装置は、ハウジングと、前記ハウジングを貫通して結合される中空部の第１シャフトと、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第１シール部材と、前記第１シャフトの内部に少なくとも一部が挿入される第２シャフトと、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第２シール部材と、前記第１シャフトの内周面又は前記第２シャフトの外周面のいずれか１つに設けられる第３シール部材を含む。
【００５５】
ここで、前記第１シャフトは、前記ハウジングに対して軸方向に直線運動のみ可能に設けられるか、又は回転運動及び軸方向に直線運動の全てが可能に設けられている。一方、前記第２シャフトは、前記第１シャフトに対して回転運動及び軸方向に直線運動が全て可能に設けられるか、又は軸方向に直線運動のみ可能に設けられてもよい。
【００５６】
そのうち、前記第１シャフトが軸方向に直線運動して前記第２シャフトが回転運動及び軸方向に移動する場合を第１実施形態とし、第１シャフトが回転運動及び軸方向に移動し、第２シャフトが軸方向に直線運動する場合を第２実施形態として記述することにする。
【００５７】
図示された第１実施形態は、ハウジング１００と、ハウジング１００を貫通して結合される中空部の第１シャフト２００と、ハウジング１１０と第１シャフト２００との間に設けられ、その間を密封する第１シール部材３００と、第１シャフト２００の内部に少なくとも一部が挿入される第２シャフト４００と、第１シャフト２００と第２シャフト４００との間に設けられ、その間を密封する第２シール部材５００を含む。
【００５８】
第１シャフト２００は、前記ハウジング１００に対して軸方向に直線運動可能に設けられ、前記第２シャフト４００は、前記第１シャフト２００に対して回転運動及び軸方向に移動可能に設けられている。
【００５９】
前記第１実施形態についてより詳しく説明すれば、次の通りである。
【００６０】
前記ハウジング１００は、高圧領域及び低圧領域の境界面に固定可能にフランジ１１０を備える円筒状に形成され、その内周面の一側には、内側に突出する係止顎部１２０が形成されている。前記フランジ１１０には、境界面に固定可能に複数のねじ孔１１２が形成されている。また、前記ハウジング１００の内部には円筒状のブッシング１３０が設けられ、ハウジング１００の他端部には、係止顎部１２０と共にブッシング１３０を固定するハウジング蓋１４０が設けられている。ハウジング蓋１４０は、ハウジング１００の他端部にねじ結合される。ここで、ブッシング１３０は、両端部が前記係止顎部１２０とハウジング蓋１４０にそれぞれ接するように位置し、ねじ結合されるハウジング蓋１４０によって固定される。また、ブッシング１３０は、ハウジング１００と第１シャフト２００との間の摩擦を低減するためのもので、様々な種類のブッシングが用いられ、内部に固体潤滑剤が備えられたスライドブッシングを使用してもよい。
【００６１】
一方、係止顎部１２０の一面は多段に形成され、多段の段差顎１２２には第１シール部材３００が設けられている。係止顎部１２０の外側にはハウジング１００の内部に挿入され、第１シール部材３００を固定しているウォッシャー１５０が設けられる。ウォッシャー１５０の一面にも多段の段差顎１５２が形成され、その段差顎１５２には、他の第１シール部材３００’が設けられている。また、ウォッシャー１５０の外側には、ウォッシャー１５０及び他の第１シール部材３００’を固定するためのウォッシャー蓋１６０が設けられている。
【００６２】
第１シール部材３００、３００’は、ハウジング１００と第１シャフト２００との間を密封するためのもので、軸方向に直線運動する第１シャフト２００に適用可能なように、直線運動に優れる密封性能を示す直線運動用リニアシールである。本実施形態においては、Ｏリングを用いたが、これは一例に過ぎず、これに限定されることなく、リップシールなどの様々な形態のリニアシールを適用することができる。
【００６３】
第１シャフト２００は、中空形状に一端部から他端部に行くほど外径と内径が拡大する多段に形成されている。即ち、第１シャフト２００の外周面は一端部から小外径部２１０、中外径部２２０、及び大外径部２３０からなる３段に形成されてもよい。第１シャフト２００の内周面は、一端部から小内径部２４０及び大内径部２５０からなる２段に形成されてもよい。
【００６４】
第１シャフト２００の小外径部２１０は、係止顎部１２０、ウォッシャー１５０、及びウォッシャー蓋１６０を貫通して一側に突出し、中外径部２２０は、第１シャフト２００の直線運動の際にハウジング１００との摩擦を低減するために設けられるブッシング１３０に接するよう位置している。一方、大外径部２３０の端部、即ち、第１シャフト２００の他端部は、前記ハウジング１００の他端部とフレキシブルカバー６００に接続されている。
【００６５】
第１シャフト２００は、ブッシング１３０に沿って軸方向に直線運動できるが、一側に移動する場合に、小外径部２１０と中外径部２２０との間に形成される段差顎２２２が係止顎部１２０に係止され、移動が制限されることがある。また、第１シャフト２００が他側に移動する場合、前記フレキシブルカバー６００により移動が制限されることがある。
【００６６】
フレキシブルカバー６００は、ハウジングと第１シャフト２００の他端部との間で異質物の投入を防止するためのもので、第１シャフト２００が軸方向に移動するにつれて拡張又は収縮してもよい。このようなフレキシブルなカバーとして、ゴムのように弾性を有する合成樹脂材のベローズが最も多く使用されるが、真空圧力装備用の直線及び回転運動密閉装置が装着されている機械の用途に応じて、テフロン（登録商標）やステンレスで製造されたフレキシブルカバーを使用することもある。
【００６７】
一方、ハウジング１００と第１シャフト２００との間に設けられる第１シール部材３００は、直線運動用リニアシールであるため、第１シャフト２００に回転が発生すれば、直線運動用リニアシールとしての機能を失うことで、好ましくない。
【００６８】
従って、図示していないが、ハウジング１００の内周面と第１シャフト２００の外周面のいずれか１つには軸方向に延びる突起を形成し、他側の１つには前記突起が挿入される溝を形成し、第１シャフト２００が回転しないようにすることが好ましい。
【００６９】
第２シャフト４００は、一端部から他端部に行くほど、外径が縮小する多段に形成される。即ち、第２シャフト４００の外周面は、一端部から大外径部４１０、中外径部４２０、第１小外径部４３０、及び第２小外径部４３２からなる４段に形成される。
【００７０】
第２シャフト４００の中外径部４２０、第１小外径部４３０、及び第２小外径部４３は、一側から第１シャフト２００を貫通して結合し、第２シャフト４００の外周面大径部４１０は、第１シャフト２００の内周面の小内径部２４０の直径よりも大きく形成される。第２シャフト４００の中外径部４２０と第１シャフト２００の小内径部２４０との間には所定の間隙が形成され、第２シャフト２００の回転時にこれらの間に摩擦が発生しないようにする。
【００７１】
上述したように、第１シャフト２００の内径は他側に行くほど拡大し、第２シャフト４００の外径は他側に行くほど縮小し、所定の空間４４０が設けられることができる。所定の空間４４０には、一側から複数の第２シール部材５００とラジアルベアリング４５０が配置されてもよい。第２シール部材５００は、第１シャフト２００と第２シャフト４００との間を密封するためのものであり、ラジアルベアリング４５０は、第２シャフト４００が第１シャフト２００に対して回転可能にするためのものである。本実施形態において、第１シャフト２００に対して、第２シャフト４００が回転するようにラジアルベアリング４５０が設けられているが、この代わりに、ブッシングが設けられてもよい。前記ブッシングがあるため、第１シャフト２００に対して第２シャフト４００は回転することができる。
【００７２】
ここで、第２シール部材５００は、回転運動する第２シャフト４００に適用できるように回転運動に優れている密封性能を示す回転運動用の回転用シールであり、本実施形態ではリップシールを使用したが、これは一例に過ぎず、これに限定されることなく、様々な形態の回転用シールを適用することができる。
【００７３】
一方、前記ラジアルベアリング４５０の両端部側の第２シャフト４００の外周面には、それぞれ段差顎４６０と止め輪４７０が設けられ、ラジアルベアリング４５０を固定することができる。止め輪４７０は、脱着可能な形態にラジアルベアリングを位置させてから、第２シャフト４００の外周面に挿入固定されることができる。また、ラジアルベアリング４５０は、隣接して配置されている第３シール部材８００と第１シャフト２００の他端部に設けられるベアリングカバー２６０によって、さらに一回固定されることができる。
【００７４】
一方、本実施形態に係る直線及び回転運動密閉装置は、第３シール部材８００を含んでいる。第３シール部材８００も第２シール部材５００と同様に、回転運動する第２シャフト４００に適用可能に回転運動に優れている密封性能を示す回転運動用回転用シールであり得る。本実施形態ではリップシールを使用したが、これは一例に過ぎず、これに限定されることなく、様々な形態の回転用シールを適用することができる。
【００７５】
第３シール部材８００は、第１シャフト２００の内周面又は第２シャフト４００の外周面のいずれか１つに設けられ、本実施形態では、第１シャフト２００の内周面に設けられることを例にした。第３シール部材８００は、ラジアルベアリング４５０に隣接して設けられている。図５に示すように、第２シャフト４００が第１シャフト２００内で第１位置にある場合、第３シール部材８００の内周面は、第２シャフト４００の外周面と接触しない。従って、前記第１位置では、第３シール部材８００は、第１シャフト２００と第２シャフト４００との間の密封を行わない。しかし、前記密閉装置を長い間使用することにより、第２シール部材５００の寿命が尽きたり破損したりする恐れがある。この場合、第２シール部材５００の交換のために前記密閉装置の全体を分解し、再び組立することは効率的でない。このような場合、ユーザは、止め輪４７０を除去した後、第２シャフト４００を第１シャフト２００内から一側（本実施形態では左側）に押して、図６に示されている第２位置へ移動させることができる。
【００７６】
図６に示すように、第２シャフト４００を第１シャフト２００に対して移動させた第２位置においては、第３シール部材８００の内周面が第２シャフト４００の外周面に接触してもよい。一例として、第３シール部材８００の内周面は、第２シャフト４００の外周面に設けられている溝部４１２と接触し、第１シャフト２００と第２シャフト４００との間には密封が行われる。溝部４１２は、第２シャフト４００に別に設けられたリング状の結合リングが装着されてもよい。従って、第２シール部材５００の耐久寿命が尽きても、前記密閉装置の全体を分解して第２シール部材５００を交換した後、再び組立する必要がなく、止め輪４７０だけを除去してから、簡単に第２シャフト４００を第１シャフト２００内に位置移動させることで、第２シール部材５００に代って第３シール部材８００の使用を可能にする。この場合、第２シャフト４００の大径部４１０の他側と第１シャフト２００の小内径部２４０の一側との間は軸方向に離隔している。前記第２位置において、第２シャフト４００と第１シャフト２００の相対的な軸方向運動を防止するために、止め輪４７２が設けられてもよい。
【００７７】
一方、第１シャフト２００の他端部には、ベアリングカバー２６０が設けられるが、ベアリングカバー２６０は、第１シャフト２００内部に設けられている第２シール部材５００、ラジアルベアリング４５０、及び第３シール部材８００を固定すると共に、前記フレキシブルカバー６００を固定するためのものである。
【００７８】
上記のように構成された第１実施形態の動作について説明すると次の通りである。
【００７９】
まず、図５を参照して第１位置における密閉装置の動作について説明する。
【００８０】
図示していないが、密閉装置の他側には、第１シャフト２００と第２シャフト４００を回転運動及び直線運動させる駆動装置が設けられている。
【００８１】
前記駆動装置によって第２シャフト４００を回転させる。第１シャフト２００と第２シャフト４００の他側との間にはラジアルベアリング４５０が設けられ、一側には所定の間隙が形成されているため、第１シャフト２００は回転しない。また、上述したように、ハウジング１００の内周面と第１シャフト２００の外周面のいずれか１つには軸方向に延びる突起（図示せず）を形成し、他方の１つには前記突起が挿入される溝（図示せず）を形成することにより、第１シャフト２００が回転を完全に防止することができる。
【００８２】
一方、前記駆動装置によって第２シャフト４００は軸方向に移動してもよい。ここで、第２シャフト４００の軸方向移動は、一側に移動する場合と他側に移動する場合に、２種類に分類することができる。
【００８３】
そのうち、第２シャフト４００が一側に移動する場合、第２シャフト４００の外周面に結合されていた止め輪４７０が力を受け、その力は第３シール部材８００、ラジアルベアリング４５０、及び第２シール部材５００を介して第１シャフト２００に伝えられ、第１シャフト２００は、ブッシング１３０に沿って直線運動することになる。
【００８４】
また、第２シャフト４００が他側に移動する場合、第２シャフト４００の大径部が第１シャフト２００の一端部に接触して移動するが、上記のように、第１シャフト２００は、ブッシング１３０に沿って直線運動することになる。
【００８５】
ここで、前記回転運動と直線運動は同時に発生するが、第１シャフト２００と第２シャフト４００との間にはラジアルベアリング４５０が設けられ、前記ハウジング１００の内周面と第１シャフト２００の外周面との間には軸方向に延びる突起及び溝が設けられ、前記第１シャフト２００は直線運動だけを行う。
【００８６】
ここで、前記第１シャフト２００及び第２シャフト４００の少なくとも一端部（好ましくは、両端部の全て）は、高い硬度と精密な表面を有することができるように研磨処理される。研磨処理の目的は、第１シャフト２００及び第２シャフト４００とシール部材３００，５００の間の接触応力分布及び温度分布を均一にするためのもので、上記のように第１シャフト２００と第２シャフト４００を研磨処理すると、第１シャフト２００及び第２シャフトとシール部材３００，５００の間の気密をさらに確実にすることができる。
【００８７】
このような前記シャフト２００，４００の研磨処理過程を詳細に説明すると、機械及び熱処理などのような方法により加工されたシャフト２００，４００の少なくとも一端部の表面に、所定のコーティング材を一定の厚さにコーティングした後、コーティングされた表面が均一な厚さを有するように研磨処理する。ここで、上記のように、コーティングしてから研磨処理を行う理由は、コーティングの厚さを任意に調節し、均一なコーティングの厚さを取得するためである。しかし、必ずこれに限定されることなく、研磨処理の後にコーティング作業を行うことも可能である。
【００８８】
次に、図６を参照して、第２位置における密閉装置の動作について説明する。
【００８９】
第１シャフト２００と第２シャフト４００との間の密封を行う第２シール部材５００の寿命が尽きたり破損したりした場合、ユーザは止め輪４７０を除去した後、第２シャフト４００を第１シャフト２００内から一側に押し、図６に示した第２位置に移動させたてから止め輪４７０を再び装着することができる。また、前記第２位置で、第２シャフト４００と第１シャフト２００の相対的な軸方向運動を防止するために、止め輪４７２を装着してもよい。
【００９０】
図示していないが、密閉装置の他側には、第１シャフト２００と第２シャフト４００を回転運動と直線運動させる駆動装置が設けられてもよい。
【００９１】
前記駆動装置によって第２シャフト４００を回転させる。第１シャフト２００と第２シャフト４００の他側との間にはラジアルベアリング４５０が設けられ、一側には所定の間隙が形成されているため、第１シャフト２００は回転しない。一方、前記駆動装置によって第２シャフト４００は軸方向に移動することができる。ここで、第２シャフト４００の軸方向移動は、一側に移動する場合と他側に移動する場合に、２種類に分類することができる。
【００９２】
そのうち、第２シャフト４００が一側に移動する場合、第２シャフト４００の外周面に結合されていた止め輪４７０が力を受け、その力は、第３シール部材８００、ラジアルベアリング４５０、及び第２シール部材５００を介して第１シャフト２００に伝えられ、第１シャフト２００は、ブッシング１３０に沿って直線運動することになる。
【００９３】
また、第２シャフト４００が他側に移動する場合、第１シャフト２００の一端部と接触しながら第２シャフト４００に結合されている止め輪４７２が力を受け、その力は第１シャフト２００に伝達されるため、第１シャフト２００は、ブッシング１３０に沿って直線運動することになる。
【００９４】
ここで、前記回転運動と直線運動は同時に発生するが、第１シャフト２００と第２シャフト４００との間にはラジアルベアリング４５０が設けられ、前記ハウジング１００の内周面と第１シャフト２００の外周面との間には軸方向に延びる突起及び溝が設けられ、前記第１シャフト２００は、直線運動のみを行うことになる。
【００９５】
図７は、本発明の第２実施形態に係る直線及び回転運動密閉装置を示す断面図である。
【００９６】
図７に示すように、真空圧力装備用の直線及び回転運動密閉装置の第２実施形態は、ハウジング１００と第１シャフト２００との間にはラジアルベアリング４５０が設けられ、第１シャフト２００が回転運動するようにし、第１シャフト２００と第２シャフト４００との間にはブッシング１３０が設けられ、第２シャフト４００が直線運動するようにする。即ち、第１シャフト２００は、ハウジング１００に対して回転運動可能に設けられ、第２シャフト４００は、前記第１シャフト２００に対して軸方向に直線運動可能に設けられている。
【００９７】
また、ハウジング１００と第１シャフト２００との間には第２シール部材（回転用シール５００）が設けられ、第１シャフト２００と第２シャフト４００との間には第１シール部材（リニアシール３００）が設けられる。ここで、各シール部材３００，５００には、上述したように、直線運動と回転運動に優れる密封性能を示すＯリングとリップシールが使用されてもよい。
【００９８】
第２実施形態でも前記第１実施形態と同様に、第１シャフト２００と第２シャフト４００の少なくとも一端部（好ましくは、両端部の全て）は熱処理、メッキ及びコーティングなどのような方法によって研磨処理されてもよい。
【００９９】
このように構成された真空圧力装備用の直線及び回転運動密閉装置の第２実施形態は、前記第１実施形態と同じ効果を得ることができる。即ち、一対のシャフト２００，４００を備え、そのシャフト２００，４００がそれぞれ直線運動及び回転運動を行うが、ハウジング１００と第１シャフト２００及び第１シャフト２００と第２シャフト４００との間には、直線運動と回転運動に優れる密封性能を示すシール部材３００，５００を備え、その間に流体の漏れを防止する。
【０１００】
一方、前記第１実施形態及び第２実施形態において、一対のシール部材、即ち、第１及び第２シール部材３００，５００をＯリングとリップシールがそれぞれ例示している。しかし、上述したように必ずこれに限定されることなく、様々な形態のシール部材が適用可能である。
【０１０１】
また、第２実施形態においても、前記第１実施形態のように第３シール部材８００がハウジング１００と第１シャフト２００との間に設けられてもよい。ハウジング１００と第１シャフト２００との間で気密を提供する第２シール部材５００の寿命が尽きたり破損したりした場合、ユーザは、第１シャフト２００をハウジング１００内から一側に移動させ、第３シール部材８００がハウジング１００と第１シャフト２００との間の密封を提供可能にする。この場合、第３シール部材８００の内周面は、第１シャフト２００の外周面に設けられた溝部２１２と接触し、第１シャフト２００とハウジング１００との間には密封が実行されることができる。溝部２１２は、第１シャフト２００に別に設けられたリング状の結合リングが装着されてもよい。
【０１０２】
上述したように、本発明の実施形態に係る直線及び回転運動密閉装置は、一対のシャフトが設けられ、直線及び回転運動をそれぞれ行うが、ハウジングと第１シャフト及び第１シャフトと第２シャフトの間にはそれぞれのシール部材が設けられ、その間に流体の漏れを防止することができる。
【０１０３】
また、第１シャフトと第２シャフトのいずれか１つ（第１実施形態）、又は、ハウジングと第１シャフトのいずれか１つ（第２実施形態）には、回転運動用シール部材が追加に設けられ、使用中の回転運動用シール部材が破損した場合、第２シャフトを第１シャフトに対して移動させたり（第１実施形態）、第１シャフトをハウジングに対して移動させたり（第２実施形態）、新しい回転運動用シール部材が密封可能な位置に配置されることで、回転運動に対する密封効果を高めることができる。
【０１０４】
以下、本発明の一実施形態に係る回転運動密閉装置について説明する。
【０１０５】
図８は、本発明の一実施形態に係る回転運動密閉装置の斜視図であり、図９は、本発明の一実施形態に係る回転運動密閉装置の分解斜視図である。図１０は、本発明の一実施形態に係る回転運動密閉装置の分解断面斜視図であり、図１１は、図８に示す回転運動密閉装置の第１シャフトが第１位置に位置する断面図である。図１２は、図８に示す回転運動密閉装置の第１シャフトが第２位置に位置する断面図である。
【０１０６】
図８〜図１２を参照すると、本発明の一実施形態に係る回転運動密閉装置は、中空部のハウジング１１００、ハウジング１１００内に一部が挿入され、ハウジング１１００に対して回転運動及び軸方向運動が可能に設けられる中空部の第１シャフト１２００、第１シャフト１２００を貫通するが、第１シャフト１２００と共に回転する第２シャフト１３００、ハウジング１１００と第１シャフト１２００との間に設けられてハウジング１１００と第１シャフト１２００との間を密封する第１シール部材１４００ａ及び第２シール部材１４００ｂを含む。
【０１０７】
ここで、第１シャフト１２００は、ハウジング１１００内で軸方向に第１位置と第２位置に移動可能であり、第１シャフト１２００がハウジング１１００内の第１位置に位置すれば（図１１参照）、第１シール部材１４００ａがハウジング１１００と第１シャフト１２００との間を密封し、第１シャフト１２００がハウジング１１００内の第２位置に位置すれば（図１２参照）、第２シール部材１４００ｂがハウジング１１００と第１シャフト１２００との間を密封する。
【０１０８】
第１位置は、図１１に示されている第１シャフト１２００の位置であって、第１シャフト１２００の突出部１２１０が第１シール部材１４００ａに接触して第１シャフト１２００とハウジング１１００との間の空間を密封する位置である。そして、第２位置は、図１２に示されている第１シャフト１２００の位置であって、第１シャフト１２００の突出部１２１０が第２シール部材１４００ｂに接触して第１シャフト１２００とハウジング１１００との間の空間を密封する位置である。
【０１０９】
ハウジング１１００は、高圧領域及び低圧領域の境界面に固定可能にフランジ部１１１０を備える円筒状に形成され、その内周面の一側には、内側に突出している係止顎部１１０１が形成される。フランジ部１４００には、境界面に固定可能なように複数のねじ孔１４０１が形成されている。図１１及び図１２に示すように、第１シャフト１２００がハウジング１１００の中空部を貫通するときに発生する空間である、ハウジング１１００と第１シャフト１２００との間には、第１シール部材１４００ａと第２シール部材１４００ｂが設けられる。第１シール部材１４００ａ及び第２シール部材１４００ｂは、ハウジング１１００と第１シャフト１２００との間を密封するためのもので、回転運動に優れる密封性能を示す回転運動用回転用シールであってもよい。本実施形態ではＯリングを使用したが、これは一例に過ぎず、これに限定されることなく、リップシールなどの様々な形態の回転用シールを適用することができる。
【０１１０】
ハウジング１１００は、一端から他端に行くほど外径が大きくなる多段に形成され、他端部には、ハウジング蓋１１４０が設けられ、スクリューのような結合手段によりハウジング１１００とハウジング蓋１１４０とが結合されている。
【０１１１】
また、第１シール部材１４００ａと第２シール部材１４００ｂは、軸方向に互いに離隔するように設けられてもよい。離隔している第１シール部材１４００ａと第２シール部材１４００ｂとの間には、間隔調節部材１４１０が介在されてもよい。間隔調節部材１４１０により第１シール部材１４００ａと第２シール部材１４００ｂは物理的に互いに分離している。また、間隔調節部材１４１０により第１シール部材１４００ａと第２シール部材１４００ｂは、ハウジング１１００内で移動されないように位置が固定されてもよい。
【０１１２】
図９及び図１０を参照すると、複数の第１シール部材１４００ａ及び第２シール部材１４００ｂのそれぞれは、ウォッシャー１４１０及びシール１４２０から構成される。ウォッシャー１４１０の一面には段差顎が形成され、その段差顎にはシール１４２０が安着されている。
【０１１３】
図１１及び図１２を参照すると、第１シール部材１４００ａ及び第２シール部材４００ｂのそれぞれは複数であってもよく、複数の第２シール部材１４００ｂと複数の第１シール部材１４００ａとの間には、第２シール部材１４００ｂと第１シール部材１４００ａを離隔させながら、ハウジング１１００内で位置を固定するための間隔調節部材１４１０が設けられる。第１シール部材１４００ａの一端にはハウジング蓋１１４０が設けられ、ハウジング１１００内に並んで挟まれている第１シール部材１４００ａ、第２シール部材１４００ｂ及び間隔調節部材１４１０を圧迫し、このような構造は、第１シール部材１４００ａ及び第２シール部材１４００ｂがハウジング１１００に別途の結合手段によって結合されていなくても、ハウジング内で位置が固定されることができる利点がある。
【０１１４】
第１シャフト１２００は、その内部に形成されている中空部及び段差と、その外周面から延長形成された突出部１２１０を含む。図１１に示された第１位置において、第１シール部材１４００ａは、突出部１２１０とハウジング１１００の間を密封してもよい。突出部１２１０は、突出部外径面１２１１と突出部係止顎部１２１２を含んでいる（図１０参照）。突出部外径面１２１１と第１シール部材１４００ａは接触しながらシールを形成するため、ハウジング１１００と第１シャフト１２００との間は密封されることができる。
【０１１５】
一方、図１１に示すように、第１シャフト１２００が第１位置に位置すると、第１シャフト１２００の突出部外径面１２１１は、第２シール部材１４００ｂと接触しない。従って、第１位置では、第２シール部材１４００ｂはハウジング１１００と第１シャフト１２００との間の密封を行わない。
【０１１６】
しかし、前記回転運動密閉装置を長時間使用することにより、第１シール部材１４００ａは寿命が尽きたり破損したりする恐れがある。この場合、第１シール部材１４００ａを交換するために、前記回転運動密閉装置の全体を分解して再び組立することは効率的でない。より効率的な方法として、前記回転運動密閉装置の全体を分解することなく、新しいシール部材を使用する必要がある。
【０１１７】
本実施形態では、ユーザがハウジング１１００の外部に露出されている第１シャフト１２００、例えば、第１シャフトの２次外径部１２３０を把持した後、第１シャフト１２００を第１位置から第２位置に押して、図１２に示された第２位置に移動させることができる。
【０１１８】
すると、図１２に図示するように、第１シャフト１２００が第２位置に位置（第１シャフト１１００がハウジング１１００内の第１位置から軸方向に移動して第２位置に位置）することになり、突出部１２１０もハウジング１１００内の第２位置に配置する。
【０１１９】
第２位置では、第１シャフト１２００の突出部１２１０が第２シール部材１４００ｂに接触し、第１シャフト１２００とハウジング１１００との間の空間を密封することができる。
【０１２０】
従って、前記回転運動密閉装置は、第１シール部材１４００ａが破損したり寿命が尽きても、第１シャフト１２００を軸方向に移動させて新しい第２シール部材１４００ｂを使用できるという利点がある。
【０１２１】
一方、第１シャフト１２００が突出部１２１０を含む形状であるため、これに対応するようハウジング１１００の一部は一端に行くほど内径が拡大する多段に形成されてもよい。一実施形態に係るハウジング１１００は、１次外径部１１２０と２次外径部１１３０を有する多段に形成され、１次外径部１１２０と２次外径部１１３０との間には外径差による段差顎１１２１が形成されてもよい。第１シャフト１２００が第１位置から第２位置に移動するとき、即ち、ユーザが物理的に第１シャフト１２００を押して移動させるとき、第１シャフト１２００の突出部１２１０の係止顎１２１２が段差顎１１２１にかかるため、第１シャフト１２００の移動を制限できる。このような構造は、第１シャフト１２００が第１位置から第２位置に移動するとき、第１シャフト１２００が第２位置の定位置に位置づけることを可能にする。
【０１２２】
また、複数の第１シール部材１４００ａ及び第２シール部材１４００ｂが、上述したように、ハウジング１１００内部に間隔調節部材１４１０と共に並んで挟まれることは、段差顎１１２１を有するハウジング１１００の構造によるものである。
【０１２３】
そして、第１シャフト１２００の中空部には第２シャフト１３００が貫通して生じる空間、即ち、第１シャフト１２００と第２シャフト１３００との間の空間には第３シール部材１４００ｃが設けられる。第３シール部材１４００ｃは、第１シャフト１２００と第２シャフト１３００との間を密封してもよい。第３シール部材１４００ｃはＯリングであってもよいが、これは一例に過ぎず、これに限定されることなく、リップシールなどの様々な形態のシールを適用することができる。
【０１２４】
また、第１シャフト１２００と第２シャフト１３００は結合手段１５００によって結合され、第１シャフト１２００が回転するとき、第２シャフト１３００も同一に回転してもよい。
【０１２５】
ここで、結合手段１５００は、クランプ機構又はスクリューボルトが使用されてもよいが、これに限定されることなく、ねじやピンのような様々な形態の結合手段を適用することができる。
【０１２６】
ここで、一例として、結合手段１５００としてクランプ機構を使用する場合、クランプ機構は、第１シャフト１２００外周面を取り囲むように付着し、第１シャフト１２００の外周面を圧迫して第１シャフト１２００と第２シャフト１３００とを結合させ、クランプ機構が結合することで発生するクランプ機構の段差により、第１シャフト１２００及び第２シャフト１３００がハウジング１１００から離脱することを防止できる。また、第１シャフト１２００を第１位置から第２位置に移動させるとき、ユーザは、クランプ機構を解除し、第１シャフト１２００を第１位置から第２位置に移動させた後、再び第１シャフト１２００にクランプ機構を設置することができる。
【０１２７】
結合手段１５００として離脱防止部材１６００が使用されてもよい。回転運動密閉装置は、第２シャフト１３００がハウジング１１００から離脱されることを防止するよう、ハウジング１１００の外部に露出されている第１シャフト２次外径部１２３０には離脱防止部材１６００が結合されてもよい。
【０１２８】
そのため、第１シャフト１２００の２次外径部１２３０には、第１結合部１２３１及び第２結合部１２３２が形成されることができる。この第１結合部１２３１及び第２結合部１２３２は、離脱防止部材１６００のフランジ部１６１０に形成された結合孔１６１１に対応する。互いに対応する第１結合部１２３１と結合孔１６１１、又は第２結合部１２３２と結合孔１６１１は、結合手段１５００によって結合され、これにより、離脱防止部材１６００は第１シャフト１２００と結合されてもよい。
【０１２９】
一方、図１１及び図１２を参照すると、離脱防止部材１６００は、ハウジング１１００の外部に露出した第１シャフト１２００又は第２シャフト１３００に結合し、これにより、前記結合された離脱防止部材１６００は、第１シャフト１２００又は第２シャフト１３００が他の外力（例えば、重力など）によるハウジング１１００からの離脱を防止することができる。
【０１３０】
また、第１シャフト１２００に離脱防止部材１６００が結合される方式と類似の方式で、第２シャフト１３００には、離脱防止部材１６００が結合される結合部１３０１が形成されてもよい。上述した第２シャフト１３００と離脱防止部材１６００は、結合部１３０１と離脱防止部材１６００のフランジ部１６１０に形成された結合孔１６１１に結合手段１５００によって結合されてもよい。
【０１３１】
それと共に、フランジ部１６１０の結合孔１６１１、第１シャフト１２００の第１結合部１２３１又は第２結合部１２３２、及び第２シャフト１３００の結合部１３０１が共に結合手段１５００によって結合され、離脱防止部材１６００、第１シャフト１２００及び第２シャフト１３００が共に結合されてもよい。
【０１３２】
ここで、第１シャフト１２００の第１結合部１２３１に結合手段１５００が結合して第１シャフト１２００と第２シャフト１３００とが結合すれば、第１シャフト１２００は第１位置に位置し、第１シャフト１２００の第２結合部１２３１に結合手段１５００が結合し、第１シャフト１２００と第２シャフト１３００とが結合すれば、第１シャフト１２００は第２位置に配置してもよい。
【０１３３】
従って、前記回転運動密閉装置を長時間使用することにより、第１シール部材１４００ａの寿命が尽きたり破損したりすると、ユーザは、第１シャフト１２００の第１結合部１２３１と第２シャフト１３００の結合部１３０１に締結されている結合手段１５００を除去し、第１シャフト１２００を第１位置で第２位置に移動させた後、結合手段１５００を第１シャフト１２００の第２結合部１２３２と第２シャフト１３００の結合部１３０１に再び締結させ、第１シャフト１２００を第２位置に固定させることができる。
【０１３４】
このような構造により、ハウジング１１００内部のシール部材１４００ａ，１４００ｂの破損及びき損により、シール部材を交換するために前記回転運動密閉装置の全体を分解する必要がなく、装置の寿命も２倍に延長することができる。
【０１３５】
他の実施形態において、第１シャフト１２００と第２シャフト１３００は、シャフトの軸方向に対して垂直な方向に第１シャフト１２００及び第２シャフト１３００を全て貫通するピンに結合されてもよい。そして、第１シャフト１２００と第２シャフト１３００の結合位置を調節する第１シャフトには、前記ピンが貫通する貫通口（図示せず）が複数存在してもよい。従って、ユーザは、貫通口の位置に応じて、第１シャフト１２００と第２シャフト１３００の結合位置を適切に調節して結合させることができる。この実施形態は、第１シャフト１２００を第１位置から第２位置に移動させるとき、結合されている第１シャフト１２００と第２シャフト１３００のピン結合のみを解体し、第１シャフト１２００を第１位置から第２位置に第１シャフト１２００を移動させた後、再びピン結合してもよい。
【０１３６】
以上で本発明の代表的な実施形態を詳細に説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は上述した実施形態に対して本発明の範疇から逸脱しない限り様々な変形が可能であることを理解するのであろう。従って、本発明の権利範囲は、説明された実施形態に限定されて決定されることなく、特許請求の範囲及び特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。
【図１】
2021516314.tif 000003
【図２】
2021516314.tif 000004
【図３】
2021516314.tif 000005
【図４】
2021516314.tif 000006
【図５】
2021516314.tif 000007
【図６】
2021516314.tif 000008
【図７】
2021516314.tif 000009
【図８】
2021516314.tif 000010
【図９】
2021516314.tif 000011
【図１０】
2021516314.tif 000012
【図１１】
2021516314.tif 000013
【図１２】
2021516314.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和2年9月2日(2020.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
図示された第１実施形態は、ハウジング１００と、ハウジング１００を貫通して結合される中空部の第１シャフト２００と、ハウジング１００と第１シャフト２００との間に設けられ、その間を密封する第１シール部材３００と、第１シャフト２００の内部に少なくとも一部が挿入される第２シャフト４００と、第１シャフト２００と第２シャフト４００との間に設けられ、その間を密封する第２シール部材５００を含む。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
ハウジング１１００は、高圧領域及び低圧領域の境界面に固定可能にフランジ部１１１０を備える円筒状に形成され、その内周面の一側には、内側に突出している係止顎部１１０１が形成される。フランジ部１１１０には、境界面に固定可能なように複数のねじ孔１１１１が形成されている。図１１及び図１２に示すように、第１シャフト１２００がハウジング１１００の中空部を貫通するときに発生する空間である、ハウジング１１００と第１シャフト１２００との間には、第１シール部材１４００ａと第２シール部材１４００ｂが設けられる。第１シール部材１４００ａ及び第２シール部材１４００ｂは、ハウジング１１００と第１シャフト１２００との間を密封するためのもので、回転運動に優れる密封性能を示す回転運動用回転用シールであってもよい。本実施形態ではＯリングを使用したが、これは一例に過ぎず、これに限定されることなく、リップシールなどの様々な形態の回転用シールを適用することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
図９及び図１０を参照すると、複数の第１シール部材１４００ａ及び第２シール部材１４００ｂのそれぞれは、ウォッシャー１４０１及びシール１４０２から構成される。ウォッシャー１４０１の一面には段差顎が形成され、その段差顎にはシール１４０２が安着されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングを貫通して結合される中空部の第１シャフトと、
前記ハウジングと前記第１シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第１シール部材と、
前記第１シャフトの内部に少なくとも一部が挿入される第２シャフトと、
前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第２シール部材と、
前記第１シャフトの内周面又は前記第２シャフトの外周面のいずれか１つに設けられる第３シール部材と、
を含み、
前記第１シャフトは、前記ハウジングに対して軸方向に直線運動可能に設けられ、前記第２シャフトは、前記第１シャフトに対して回転運動及び直線運動可能に設けられ、
前記第３シール部材は、前記第２シャフトが前記第１シャフト内の第１位置では前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間の密封を行わず、前記第２シャフトが移動し、前記第１シャフト内の第２位置では前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間の密封を行う、直線及び回転運動密閉装置。
【請求項２】
前記第１シール部材は直線運動用リニアシールであり、前記第２シール部材は回転運動用回転用シールであり、前記第３シール部材は回転運動用回転用シールである、請求項１に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項３】
前記ハウジングの内周面と前記第１シャフトの外周面のいずれか１つには軸方向に延びる突起が形成され、他側の１つには、前記突起が挿入される溝が形成される、請求項１に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項４】
前記ハウジングと前記第１シャフトとの間にはブッシングが設けられ、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間にはブッシング又はラジアルベアリングが設けられる、請求項１に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項５】
前記第１シャフトは、一端部に行くほど内径が拡大する多段に形成されるか、前記第２シャフトが一端部に行くほど外径が縮小する多段に形成され、前記第１及び前記第２シャフトの一端部の間には前記ブッシング又は前記ラジアルベアリングが設けられる、請求項４に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項６】
前記ハウジングの内周面と前記第１シャフトの外周面には、軸方向に所定の距離離隔した係止顎部がそれぞれ形成され、これらの間の軸方向に直線運動が一定の距離だけ制限される、請求項１に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項７】
前記第３シール部材は前記第１シャフトの内周面に設けられ、
前記第１位置で前記第３シール部材は、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間を密封せず、前記第２位置で前記第３シール部材は、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間を密封するように、前記第２シャフトには前記第３シール部材の内周面と所定の間隙を形成するように溝部が設けられる、請求項１に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項８】
前記第３シール部材は、前記第１シャフトの外周面に設けられ、
前記第１位置で前記第３シール部材は、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間を密封せず、前記第２位置で前記第３シール部材は、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間を密封するように、前記第１シャフトには前記第３シール部材の外周面と所定の間隙を形成するように溝部が設けられる、請求項１に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項９】
ハウジングと、
前記ハウジングを貫通して結合される中空部の第１シャフトと、
前記ハウジングと前記第１シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第１シール部材と、
前記第１シャフトの内部に少なくとも一部が挿入される第２シャフトと、
前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間に設けられ、その間を密封する第２シール部材と、
前記ハウジングの内周面又は前記第１シャフトの外周面のいずれか１つに設けられる第３シール部材と、
を含み、
前記第１シャフトは、前記ハウジングに対して回転運動可能に設けられ、
前記第２シャフトは、前記第１シャフトに対して軸方向に直線運動可能に設けられ、
前記第３シール部材は、前記第１シャフトが前記ハウジング内の第１位置では、前記第１シャフトと前記ハウジングとの間の密封を行わず、前記第１シャフトが移動し、前記ハウジング内の第２位置では、前記第１シャフトと前記ハウジングとの間の密封を行う、直線及び回転運動密閉装置。
【請求項１０】
前記第１シール部材は回転運動用回転用シールであり、前記第２シール部材は直線運動用リニアシールであり、前記第３シール部材は回転運動用シールである、請求項９に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項１１】
前記第１シャフトの内周面と前記第２シャフトの外周面のいずれか１つには軸方向に延びる突起が形成され、他側の１つには前記突起が挿入される溝が形成される、請求項９に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項１２】
前記ハウジングと前記第１シャフトとの間にはブッシング又はラジアルベアリングが設けられ、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間にはブッシングが設けられる、請求項９に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項１３】
前記第１シャフトの内周面と前記第２シャフトの外周面には、軸方向に所定の距離離隔した係止顎部がそれぞれ形成され、これらの間の軸方向に直線運動が一定の距離だけ制限される、請求項９に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項１４】
前記第３シール部材は前記ハウジングの内周面に設けられ、
前記第１位置で前記第３シール部材は、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封せず、前記第２位置で前記第３シール部材は、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封するように、前記第１シャフトには前記第３シール部材の内周面と所定の間隙を形成するように溝部が設けられる、請求項９に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【請求項１５】
前記第３シール部材は前記第１シャフトの外周面に設けられ、前記第１位置で前記第３シール部材は、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封せず、前記第２位置で前記第３シール部材は、前記ハウジングと前記第１シャフトとの間を密封するように、前記ハウジングには前記第３シール部材の外周面と所定の間隙を形成するように溝部が設けられる、請求項９に記載の直線及び回転運動密閉装置。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2021516314.tif 000015
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2021516314.tif 000016
【国際調査報告】
2021516314.tif 000017
2021516314.tif 000018
2021516314.tif 000019
2021516314.tif 000020