JP4010593B2 - 可動部材による仕切りの密閉横断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、囲い（或いはエンクロージャ）の中へその外側に生じた運動を伝達するような部材によって、前記囲いの封鎖を維持しつつも仕切りまたは隔壁の密閉した横断（交差）をなす装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
密閉されたエンクロージャにおいては、実行されなければならないある幾つかの動作があり、これには雰囲気、温度及び圧力の如き動作状態を制御しまたは監視することが可能でなければならない。これらの動作は、手動操作の処理を必要とすることがあり、モータによって制御される適切な手段の存在を要求するものである。しかしながら、このようなモータを必ずしもエンクロージャの内部に設置できるとは限らず、これは特に、その占める場所、それが生み出す汚れ、及び／または前記モータの動作に対する当該動作状態の不適性のためである。
【０００３】
例えば、ＥＰ−Ａ−６５３ ５０４に記述されている単結晶質または多結晶質の部品の生産処理は、密封したエンクロージャの中で行われる必要があるが、これは高い温度を必要とし、生産される部品の酸化や汚染を回避するために雰囲気を制御することを要求しているからである。その上、この処理は、かかる部品に幾らか複雑な形状を施すよう、前記部品の引き抜き方向に直角な少なくとも１つの平行移動を当該部品になさしめるように、その製造中において、かかる単結晶質または多結晶質の部品の手操作を要求するものである。
【０００４】
したがって、ここでの問題は、密閉したエンクロージャの内部へ、そのエンクロージャの外側に配置されたモータにより発生した運動を、当該エンクロージャの閉じ込め及び封止に配慮しつつ伝達することである。
先行技術として、ＦＲ−Ａ−２ ７０７ １８０は、塗料の撹拌機械のための撹拌機カバーを記述している。このカバーは、撹拌するスピンドル（心棒）上に典型的な封止蛇腹（ベローズ）が設けられており、かかるスピンドルの回転移動を可能としている。
【０００５】
文献“Les Techniques d l'Ingenieur”(Genie Mecanique B5 II 5421-1/6.11)においては、動的結合のための封止を可撓性の金属部材を利用して達成しており、かかる部材は、容易に変形可能であり、その可動及び固定表面の各々に溶接または半田づけされたものである。この文献は、溶接されたディスク及び起伏する金属の蛇腹部を具備する金属蛇腹の使い方を記述している。
【０００６】
文献“Les Techniques d l'Ingenieur”(Genie Mecanique B5 II 5421-9/7.12)においては、非磁性かつ薄い密閉エンクロージャの外側のモータの駆動シャフトに一体化された一方の磁気部品が当該密閉エンクロージャ内の駆動シャフトに一体化されたもう片方の磁気部品を駆動する、という磁気的な伝達を用いた装置によって封止を達成している。
【０００７】
しかしながら、これらの装置の実際の設計の結果としては、かかる装置が、シャフトの回転運動や前記部材による密閉仕切りの交差（横断）方向におけるその部材の平行運動のような、単純な機械的運動を密閉仕切りを介して伝達することしかできない。故に、これらの装置は、密閉した仕切りを介しての同時かつ複雑な機械的運動を伝達することができないのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記説明に参酌される問題を解決することのできる、仕切りの密着した横断をなす新規な装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この新規な装置は、可動部材による仕切りの横断軸と直角をなす少なくとも１つの変位方向において、前記可動部材により仕切りの密着した横断をなすため装置であって、
当該部材による仕切りの横断軸及び前記部材の変位方向と直角をなす回転軸を中心にして回転するように仕切りに取り付けられ、その内部に当該部材が挿通する少なくとも１つのスリーブと、
当該部材により密着して横切られかつ前記部材とともに前記変位方向におけるその変位に対して移動可能なプレートと、
第１及び第２の密閉膜と、を有し、第１の密閉膜は、スリーブの第１の端部を仕切りに密着して結合し、第２の密閉膜は、スリーブの第２の端部をプレートに密着して結合することを特徴としている。
【００１０】
かかる部材が、前記部材による仕切りの横断軸に直角を呈する複数の変位方向において移動可能である場合には、この装置は、
縦続的に配列されてかつ当該部材により横切られた第１及び第２のスリーブと、
第１のスリーブ及び第２のスリーブの各近接端部の間に挿入された密着結合手段とを有し、
かかる第１のスリーブは、第１の軸を中心に回転するよう仕切りに取り付けられかつ第１の密閉膜によって仕切りと密着して結合され、かかる第２のスリーブは、第２の軸を中心に回転するよう取り付けられかつ第２の密閉膜によってプレートと密着して結合され、当該第１及び第２の軸は、互いに直角を呈しかつ該部材による仕切りの横断軸と直角を呈している。
【００１１】
変形例によれば、かかる密着結合手段は、第３の密閉膜によって第１のスリーブの第２の端部と密着して結合される第１の端部と、第４の密閉膜によって第２のスリーブの第１の端部と密着して結合される第２の端部とを具備する第３のスリーブを有している。
もう１つの変形例によれば、第１のスリーブ及び第２のスリーブが、異なる直径を有するとともに、密着結合手段が、第１のスリーブ及び第２のスリーブの近接端部を結合する第５の密閉膜を有している。
【００１２】
かかる前記密閉膜は、弾性質の膜であるのが好ましい。
かかる部材はまた、その仕切り横断軸を中心にして回転移動をなすこと及び／または前記横断軸にしたがう平行移動が可能である。そして封またはガスケットが当該部材とプレートとの間に挿入される。
結晶の引き込みに対する本発明の第１の応用例においては、かかる部材が引き込みスピンドルとなる。
【００１３】
結晶の引き込みに対する本発明の第２の応用例においては、かかる部材が容器（るつぼ）に結合される。
本発明の特徴や効果は、例示されかつ限定されない以下の実施例を、添付の図面を参照して考慮することにより得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施例は、図１及び図２に示される。
密閉仕切りまたは隔壁８は、密閉した筺体部（エンクロージャ）を形成しており、前記密閉仕切りは、部材１０によって開口部２において完全に横切られている。
【００１５】
この部材１０は、その仕切り横断軸に直角な変位方向Ｄ１（図２）において、さらに仕切り横断方向Ｄ３において、またさらにその横断軸を中心とする回転方向Ｄ４において移動自在となっている。
仕切り８を介した可動部材１０の通路は、本発明による装置１によって封鎖される。前記装置１について、符号４は、部材１０の回りに装備された円筒状の外郭またはスリーブを指している。スリーブ４の第１の端部は、仕切り部８に一体化された支持部６上の軸Ａ１を中心に回動するように取り付けられており、かかる軸Ａ１は、可動部材による仕切りの横断軸及び上記方向Ｄ１に直交するものである。
【００１６】
スリーブ４の第２の端部は、可動プレート１２に結合されており、かかるプレートは部材１０によって密接にして横切られ、これにより、かかる部材１０は、方向Ｄ４においてその軸を中心に回転することができしかも方向Ｄ３においてその軸に沿って自在に移動可能となっている。このプレート１２は、部材１０を横方向に、すなわち当該可動部材による仕切りの横断軸に直交する変位方向Ｄ１に移動させる必要があるときに、その部材１０を駆動する。
【００１７】
プレート１２と可動部材１０との間の封止は、Ｏ状環材３０によりなされる。スリーブ４は、その第１及び第２の端部双方において、外向きフランジ（外側突縁）１８を有する。仕切り８もまた、通路２の回りでかつスリーブ４へ方向づけられた外向きフランジ２０を有している。
スリーブ４の第１の端部は、仕切り８のフランジ２０をスリーブ４の第１の端部のフランジ１８に結合する第１の密閉膜１４によって当該仕切りと緊密に結合されている。スリーブ４の第２の端部は、プレート１２のフランジ２２を当該スリーブの第２の端部のフランジ１８に結合する第２の密閉膜１６によってプレート１２に結合されている。
【００１８】
図３は、スリーブ４における第２の端部のフランジ１８とプレート１２のフランジ２２との間において密閉膜１６によってなされる緊密結合を、より詳細に示したものである。この例においては、ボルト２８によってフランジ全体に取り付けられる密閉膜１６の良好な保持作用が確実となるように、フランジ１８及び２２のそれぞれ軸受け表面（支持表面）２４及び２６が機械加工されている。フランジ２０と１８との間における密閉膜１４によってなされる緊密な結合も、同様な方法で遂行される。
【００１９】
本発明によるこの第１実施例の装置においては、これらフランジは同一平面になく、密閉膜は上反りになっている。これは他の形状にすることも可能である。例えば、かかる密閉膜は、平坦とすることができ、これにより該フランジは同じ高さとなるがこの構成では全体的な柔軟性が低下することとなる。
真空状態下において動作しなければならないシステムにとって、かかる密閉膜の厚みや表面は、通常の材料抵抗及び強度に係る手法に基づいて計算される。従って、エンクロージャが真空状態下にあるときには、当該膜が、印加される気圧に耐える必要がある。
【００２０】
この例ににおいて用いられる密閉膜は、真空気密のエラストマー質の（或いは弾性の）膜である。かかるエラストマー質の膜は、機械加工及び化学製品の安定性が高いという利点を持つものである。しかし、その他の種類の密閉膜の使用を除外するものではない。
本発明のこの実施例においては、プレート１２は部材１０を支持し、図示せぬモータは、前記部材の変位を制御する（回転移動Ｄ４，軸Ｄ３に沿う平行移動及び方向Ｄ１における平行移動）。
【００２１】
例えば、方向Ｄ１における変位は、モータ，エンドレス・スクリュー，及び図示せぬ案内レールが稼働した状態で行うことができる。
図２は、図１の装置１に対して直角を呈する断面図を示すものであるが、プレート１２は変位方向Ｄ１に移動した状態にある。図２において、このプレート１２は、左から右へ変位し、移動部材１０を駆動しているが、これと同時に、エラストマー質の膜によって軸Ａ１を中心にスリーブ４を回動させている。
【００２２】
かかるプレート１２は、その移動限界のところで示されている。つまり、この可動部材は、スリーブ４の第１の端部に対して当接状態にある。膜１４及び１６は、プレート１２の変位に関してかつ軸Ａ１を中心とした当該スリーブの回転をもって変形し、本システムの封鎖を保っているのである。
例えば、図１と図２とのポジション間における当該装置の変位は、内径２０ｃｍでかつ長さが３３ｃｍのスリーブの場合、可動部材による仕切りの横断軸に直角な方向において８ｃｍだけ当該可動部材が変位したことに相当する。
【００２３】
本発明のこの第１実施例は、密閉仕切りを横切りながら、しかも当該エンクロージャの必要な封止を考慮しつつ、（当該部材による仕切りの横断軸に直角な）変位方向Ｄ１，軸Ｄ３に沿う平行移動，及び回転方向Ｄ４における部材１０の移動を許容している。
図４は、本発明による第２の実施例の装置を示している。
【００２４】
この、より複雑に構成された装置１´は、プレート１２の変位を第１の変位方向Ｄ１と第２の変位方向Ｄ２とにおいて同時に可能としており、かかるＤ１はＤ２と直角をなし、またＤ１とＤ２とは部材１０による仕切りの横断軸に直交している。
Ｄ１及びＤ２に従うプレート１２の直交する変位は、例えば通常の、２つのモータを有する図示せぬ変位テーブルＸ−Ｙによって確立される。
【００２５】
図４において分かるように、部材１０が横断し、スリーブ４が軸Ａ１を中心に回転し、そして支持部６がエンクロージャ８に一体化しかつ前記軸Ａ１を支えている。また、エラストマー質の膜１４が、かかるエンクロージャのフランジ２０をスリーブ４に堅く結合するとともに、エラストマー質の膜１６が、プレート１２と堅く結合されていることも分かる。
【００２６】
以上に参照された部品には第２のスリーブ３２が追加され、その第１の端部は、軸Ａ２を中心に回転するようプレート１２に一体化された図示せぬ支持部に取り付けられる。かかる第２のスリーブ３２の回転軸Ａ２は、第１のスリーブ４の回転軸Ａ１と当該仕切りの部材１０による横断軸とに直交している。
スリーブ４及び３２は、縦に（端と端がつながるように）並べて配置され、部材１０によって完全に挿通される。スリーブ３２の第１の端部は、エラストマー質の膜１６によってプレート１２と密着結合される。この例において、スリーブ４及び３２は、同一の直径を有する。
【００２７】
密着結合手段３８は、第１のスリーブ４と第２のスリーブ３２との各近接端部間に挟まれる。この示されている変更例においては、前記密着結合手段が、その各端部においてフランジの施された第３のスリーブ４０を有する。前記第３のスリーブ４０の直径は、スリーブ４及び３２の直径を上回るものとなっている。
スリーブ４０の第１の端部は、図３を参照して説明されたものと同様の手段によって、スリーブ４及び４０のフランジにエラストマー質の膜３４を固着することによりスリーブ４の第２の端部へ緊密に結合される。スリーブ４０の第２の端部は、同様の方法にて、エラストマー質の膜３６を固定することによりスリーブ３２の第２の端部と結合される。
【００２８】
本発明による、この第２の実施例の装置において、方向Ｄ１における部材１０の変位は、スリーブ４に従い、その方向Ｄ２における変位はスリーブ３２に従う。
かかる４つの被膜１４，１６，３４及び３６は、変位Ｄ１及びＤ２、すなわちスリーブ４及び３２の各軸Ａ１及びＡ２を中心とする回転による変形を分担している。
【００２９】
この第２実施例の、可動部材による仕切りの密閉横断のための装置は、密閉エンクロージャ内部への、全ての方向における前記エンクロージャの外部でつくられた運動の伝達を、かかるエンクロージャの密閉を配慮しながらも可能としている。
図５は、本発明による第２の実施例の装置の改変例を示している。図５において、符号４２及び４４は、縦続的に並べて配置されかつ完全に可動部材１０によって横断された、異なる直径を持つ２つの円筒形スリーブを指し示している。またここでも分かるように、密着結合手段３８が本例においては図３の手段により２つのスリーブ４４及び４２の各近接端部を直接的に密着結合する単一のエラストマー質の膜４６によって構成されることを除き、図４の全ての要素を見い出すことができる。
【００３０】
図６は、結晶の引き抜きに対する本発明による第２実施例の装置の応用を示す概略的な透視図である。この図６においては、図４において説明された装置１´の要素を全て見い出すことができ、また、可動部材１０は、結晶引き込みスピンドル（主軸）である。
本発明による装置の応用は、ＥＰ−Ａ−６５３ ５０４から明確に推断することができる。この文献は、単結晶質または多結晶質の部品の製造のための処理を記述しており、かかる処理は、ノズルを介して引き込むことによって溶融材料の槽からその一部を形成し、核に付されたノズルの外へ通過した溶融材料の結晶化をなすことからなる。この文献において説明されている処理は、単結晶または多結晶質の部品の製造中において、ノズル及び／または結晶化核を、その引き込み方向に直角な面に沿った少なくとも１つの平行移動に従わせるための備えが施されている。
【００３１】
図６において、溶融材料５０は、るつぼ（或いは容器）に入れられ、メニスカス５６を形成するようノズル５４を通じて上昇し、核５８に凝結する。かかる核は、引き込み方向Ｄ３において引き込みスピンドル１０によって駆動され、固体−液体の境界面６０は、当該ノズルの上方に位置づけられている。形成された単結晶または多結晶は、リファレンス６２を携えることとなる。
【００３２】
従って、本発明による装置１´は、形成される結晶の純度及び同質性にとって欠くことのできない当該エンクロージャの密封を尊重しつつも、複雑な形状の結晶質部品を得るように、引き込み中において方向Ｄ１，Ｄ２及びＤ３における引き込みスピンドル１０の変位を可能としている。
前記スピンドルの核の中央に配された軸を中心とする回転移動Ｄ４に、引き込みスピンドルを従わせることによって、軸に関して対称的な形状が得られる。
【００３３】
本発明による装置の結果として、部材１０の変位モータは、密閉エンクロージャの外側に配置される。
本発明による装置の使用によって得られるその他の利点は、エンクロージャの解放である。
この結晶引き込み処理は、気体の吸い込みや制御，加熱，熱遮蔽，データの獲得と検査，並びに手動操作及びその結果の視覚的監視のような、動作状態を測定しかつ調整するための幾つかの手段に組み合わされる。かかるエンクロージャの解放は、制限される状態下におけるこのような手動操作には極めて有益なものである。
【００３４】
図７は、本発明による装置１´の、結晶引き込みへの他の応用例を示している。この応用においては、図４に関して述べた装置が使用される。但し、装置１´は、仕切り８により形成される封鎖エンクロージャの下に配置され、可動部材１０は、るつぼ７２を支える。溶融材料７０は、可動のるつぼ７２に入れられ、ノズル７４を通じてメニスカス７６を形成するよう引き上げられるとともに、固定された核７８上に凝固する。従って本図に示された装置１´は、引き込みの間、方向Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３及びＤ４の変位をるつぼ７２に許容し、複雑な形状の結晶質部品を得ることができるのである。
【００３５】
結晶の引き込みに際しての、るつぼ及び引き込みスピンドルへ加わる運動の分配を、他の異なる形態にすることは、除外されるものではない。従って、例えば、密閉仕切り横断方向における平行移動の他にも回転運動を該引き込みスピンドルに加えることを、るつぼに組み合わされた当該部材による当該密閉仕切り横断方向に直角な運動Ｄ１及びＤ２を当該るつぼに付与可能としながらも行うことができるのである。この例において、本発明による装置１´は、図７に示された形態で位置づけられる。
【００３６】
この装置は、密閉エンクロージャを介して運動の伝達をなさんとする処理に関連のあるものである。かかるエンクロージャの直立壁部及び底部の全ては、他の機能、すなわち空にしたり、熱源の通路としたり、観察や支持並びに変位をなしたりすることを果たすのにも利用可能であることは以前のままである。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の装置は、以上のような構成からなるので、密閉した仕切りを介して、前記仕切りの封止を維持しつつも同時に起こる複雑な機械的運動の伝達を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す、部材による仕切りの密閉横断装置の非変形状態における断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例を示す、部材による仕切りの密閉横断装置の変形状態における断面図１Ａに直角をなす断面図である。
【図３】図１Ａ及び図２における装置の密閉膜の１つを固定する方法の一例を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示す装置の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例の変形例を示す装置の縦断面図である。
【図６】当該部材が結晶引き込みスピンドルである場合における結晶の引き込みに対する本発明による第２実施例の装置の応用例を示す概略的透視図である。
【図７】当該部材がるつぼに結合されている場合における結晶の引き込みに対する本発明による第２実施例の装置の応用例を示す概略的透視図である。
【符号の説明】
１，１´ 装置
２ 開口部（通路）
４ 円筒形外郭体（スリーブ）
６ 支持部
８ 仕切り（隔壁）
１０ 可動部材
１２ プレート
１４，１６ 密閉膜
１８，２０，２２ 外向きフランジ
２４，２６ 軸受け表面
２８ ボルト
３０ Ｏ状環材（フランジ）
３２ 第２のスリーブ
３４，３６ 密閉膜
３８ 密着結合手段
４０，４２，４４ スリーブ
４６ 密閉膜
５０ 溶融材料
５４ ノズル
５８ 核
６０ 固体−液体境界面
７０ 溶融材料
７２ るつぼ
７４ ノズル
７８ 核

Claims (10)

1. 可動部材（１０）による仕切り（８）の横断軸と直角をなす少なくとも１つの変位方向において、前記可動部材（１０）により前記仕切り（８）の密閉した横断をなすための装置であって、
   当該可動部材（１０）による前記仕切り（８）の横断軸及び前記可動部材（１０）の変位方向と直角をなす回転軸を中心にして回転するように前記仕切り（８）に取り付けられ、その内部に当該可動部材（１０）が挿通する少なくとも１つのスリーブ（４）と、
   前記可動部材（１０）によって密着して横切られかつ前記可動部材（１０）とともに前記変位方向におけるその変位に対して移動可能なプレート（１２）と、
   第１及び第２の密閉膜（１４，１６）とを有し、
   前記第１の密閉膜（１４）は、前記スリーブ（４）の第１の端部を前記仕切り（８）に密着して結合し、前記第２の密閉膜（１６）は、前記スリーブ（４）の第２の端部を前記プレート（１２）に密着して結合することを特徴とする装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、前記可動部材（１０）は、前記可動部材（１０）による前記仕切り（８）の横断軸に直角を呈する複数の変位方向に移動可能であり、
   前記装置は、
   縦続的に配列されてかつ前記可動部材（１０）により横切られた第１及び第２のスリーブ（４，３２）と、
   前記第１のスリーブ（４）及び前記第２のスリーブ（３２）の近接端部間に挿入された密着結合手段（３８）とを有し、
   前記第１のスリーブ（４）は、第１の軸を中心に回転するよう前記仕切り（８）に取り付けられかつ前記第１の密閉膜（１４）によって前記仕切り（８）と密着して結合され、前記第２のスリーブ（３２）は、第２の軸を中心に回転するよう取り付けられかつ前記第２の密閉膜（１６）によって前記プレート（１２）と密着して結合され、前記第１及び第２の軸は、互いに直角を呈しかつ前記可動部材（１０）による前記仕切り（８）の横断軸と直角を呈している、ことを特徴とする装置。
3. 請求項２に記載の装置であって、
   前記密着結合手段（３８）は、第３の密閉膜（３４）によって前記第１のスリーブ（４）の第２の端部と密着して結合される第１の端部と、第４の密閉膜（３６）によって前記第２のスリーブ（３２）の第１の端部と密着して結合される第２の端部とを具備する第３のスリーブ（４０）を具備していることを特徴とする装置。
4. 請求項２に記載の装置であって、前記第１のスリーブ及び前記第２のスリーブは、異なる直径を有し、これに伴い前記密着結合手段は、前記第１のスリーブ及び前記第２のスリーブの近接端部を結合する第５の密閉膜を有することを特徴とする装置。
5. 請求項３又は４に記載の装置であって、前記密閉膜は、弾性質の膜であることを特徴とする装置。
6. 請求項５に記載の装置であって、前記可動部材（１０）は、その仕切り（８）の横断軸を中心にして回転移動をなすことを特徴とする装置。
7. 請求項６に記載の装置であって、前記可動部材（１０）は、前記可動部材（１０）による当該仕切り（８）の横断軸の方向における平行移動Ｄ３をなすことを特徴とする装置。
8. 請求項７に記載の装置であって、少なくとも１つの変位方向に前記プレート（１２）を変位させて、前記可動部材（１０）を駆動させる手段を有することを特徴とする装置。
9. 請求項８に記載の装置であって、結晶の引き抜きに適用される前記装置とともに、前記可動部材（１０）は、引き抜き芯棒であることを特徴とする装置。
10. 請求項９に記載の装置であって、前記装置は、結晶の引き抜きに適用され、前記可動部材（１０）は、容器に結合されていることを特徴とする装置。

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