JP4020237B2 - Sealing device for vacuum equipment - Google Patents

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JP4020237B2
JP4020237B2 JP2000288170A JP2000288170A JP4020237B2 JP 4020237 B2 JP4020237 B2 JP 4020237B2 JP 2000288170 A JP2000288170 A JP 2000288170A JP 2000288170 A JP2000288170 A JP 2000288170A JP 4020237 B2 JP4020237 B2 JP 4020237B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外筒とその中心に回転可能に挿通される回転軸との間の環状空間を軸方向で2つに仕切る真空機器用密封装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、例えば半導体製造装置などの真空容器内の機器に対して大気圧空間に配置されるモータなどの回転動力を入力させる場合に、動力伝達装置を用いるようにしている。
【0003】
上記動力伝達装置としては、例えば、真空容器と大気圧空間とにまたがって配置される回転軸と、この回転軸を囲む状態で回転自在に支持するケースと、ケースと回転軸との間の環状空間を軸方向で2つに仕切って真空容器と大気圧空間とを遮断させる密封装置とを少なくとも有している。
【0004】
上記密封装置は、前記環状空間において、複数のシールリングを軸方向に隣り合せて設置するようにしている。これら複数のシールリングは、いずれも密封能力が同じとなる条件で使用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、複数のシールリングのすべてがほぼ同時期に寿命に至るため、これらのシールリングが寿命に至ると、真空容器内の圧力が急上昇してしまい、瞬時に真空系に悪影響をおよぼすことになり、結果的に復旧に多大な時間やコストがかかるといったことになる。
【0006】
このため、本願出願人は、シールリングをそれ本来の寿命よりもかなり前の時期に交換するように対処しているが、これでは交換周期が短くなりランニングコストが嵩むなど、改良の余地がある。
【0007】
このような事情に鑑み、本発明は、複数のシールリングを有する密封装置において、密封対象空間の急激な雰囲気破壊を回避することを目的としている。また、本発明は、上記目的に加えて、シールリングの交換周期を可及的に長くできるようにするとともに、シールリングの交換時期を自動的に認識できるようにしてオペレータの負担を軽減することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明第一の密封装置は、真空容器と大気圧空間とを遮断させる真空機器用密封装置であるとともに、外筒とその中心に回転可能に挿通される回転軸との間の環状空間を軸方向で真空側と大気圧側との2つに仕切る真空機器用密封装置であって、前記外筒もしくは回転軸のいずれか一方に対して軸方向隣り合わせに配置されて嵌合固定されるとともに他方に対してそれぞれ接触させられる複数のシールを有し、これら複数のシールにより軸方向において多重の密封機能を有しており、前記いずれか一つのシールが、他のシールよりも短寿命に設定されている、ことを特徴としている。
【0011】
本発明第二の真空機器用密封装置は、請求項1に記載の真空機器用密封装置において、前記一方空間が真空空間に、また、前記他方空間が大気圧空間とされており、前記短寿命に設定されたシーが、前記真空空間よりも前記大気圧空間寄りに配置される、ことを特徴としている。
【0012】
本発明第三の真空機器用密封装置は、請求項1または2に記載の真空機器用密封装置において、前記短寿命に設定されたシーの寿命を認識して全てのシーの交換が必要であることを示す報知動作を行う監視装置をさらに有する、ことを特徴としている。
【0013】
本発明第四の真空機器用密封装置は、請求項3に記載の真空機器用密封装置において、前記監視装置が、前記短寿命に設定されたシーの摩耗状態を検知する検知要素と、全てのシーの交換が必要であることを示す報知動作を行う報知要素と、前記検知要素の出力に基づいて前記シーが寿命に至ったか否かを判定するとともに、寿命と判定したときに前記報知要素を駆動する制御要素とを有する、ことを特徴としている。
【0019】
要するに、本発明では、複数のシーのうち、少なくともいずれか一つを短寿命に設定することにより、すべてのシーが同時に寿命にならないようにしている。これにより、従来のように、すべてのシーの密封性能がほぼ同時に低下して、密封対象空間の雰囲気が急激に破壊されるという不具合が避けられる。
【0020】
特に、上記第三、第四の構成では、上記短寿命に設定されたシーの摩耗状態に関連つけられた寿命の到来の有無を監視し、当該シーが寿命に至ったときにすべてのシーの交換を要求する報知動作を行うようにしている。これにより、いずれかのシーが寿命になる前に、すべてのシーを交換する必要性をオペレータが確実に認識できるようになり、交換などの対処を確実かつ的確に行えるようになる。しかも、短寿命に設定されるシーについては寿命まで使用できるとともに、他のシーの寿命についても前記短寿命に設定してあるシーよりも少し長く設定しておけば、すべてのシーの交換周期を従来例に比べて長くすることができ、ランニングコストの低減に貢献できる。
【0021】
このようなことから、密封対象空間において何らかの作業を行っている場合に、オペレータが前記作業の停止時期を意図的に管理することができるから、従来のように前記作業が不意に中断されて復旧に多大な時間やコストがかかるといった事態に至らずに済む。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【0023】
図1ないし図3に本発明の一実施形態を示している。図1は、密封装置を備えた動力伝達装置を示す断面図、図2は、図1の(2)−(2)線断面の矢視図、図3は、図1の密封装置を拡大して示す断面図である。
【0024】
図中、1は真空チャンバ、2はモータなどの動力源、3は動力伝達装置である。
【0025】
動力伝達装置3は、真空チャンバ1内の図示しない機器に対してモータの回転動力を減速して伝達するためのもので、円筒形のケース4と、入力軸5と、出力軸6と、遊星ローラ式の減速機7と、密封装置8とを備えている。
【0026】
ケース4は、真空チャンバ1の壁面に横向き姿勢で取り付けられており、このケース4内に対して入力軸5および出力軸6がそれぞれ2つずつの転がり軸受9A〜9Dを介して同軸状に支持されている。
【0027】
入力軸5は、その外端がケース4の一方開口から大気圧空間へ突出されており、この突出部分とモータ2の出力軸とが歯車10A,10Bを介して連動連結されている。
【0028】
出力軸6は、その外端がケース4の他方開口から真空チャンバ1内へ突出されており、この突出部分が真空チャンバ1内の図示しない機器に対して連結される。
【0029】
遊星ローラ式の減速機7は、入力軸5の回転動力を減速して出力回転軸6に伝達するものである。この減速機7は、ケース4に内嵌固定される固定輪15と、入力軸5に一体形成されて固定輪15と同心状に挿通される太陽ローラ16と、固定輪15と太陽ローラ16との間の円周数ヶ所に介装される複数の遊星ローラ17と、各遊星ローラ17の中心に針状ころ19を介して挿入されかつ一端が出力軸6の内端に形成された径方向外向きのフランジ6aに対して片持ち状態で支持される複数の遊星軸18とを備えている。
【0030】
なお、上記減速機7の固定輪15は、2つの環体11A,11Bにより挟持された状態でケース4に位置決め装着されている。また、入力軸5、出力軸6、減速機7は、入力軸5および出力軸6にそれぞれ1つずつ螺合装着されるナット12A,12Bと、転がり軸受9Aと9Bとの間および転がり軸受9Cと9Dとの間に介装されるスペーサ13A,13Bとによって軸方向に位置決めされている。
【0031】
密封装置8は、ケース4と出力6との間の環状空間を軸方向で2つに仕切るものであり、軸方向で隣り合わせに配設されるシールとしての2つのシールリング20,30を備えている。
【0032】
これらのシールリング20,30は、環状芯金21,31の内周に対してゴムなどからなる主リップ22,32および補助リップ23,33を被着した構成であり、それぞれの環状芯金がケース4において真空チャンバ1寄りの領域に対して嵌合固定されて、各リップ22,23,32,33が出力軸6の外周面に対してそれぞれ接触させられるようになっている。なお、主リップ22,32は、その外周に対して装着されるガータスプリング24,34の締め付け力によって出力軸6の外周面に対して所要の圧力をもって接触させられるようになっている。なお、ここでのシールリング20,30は、例えば本願出願人が出願している特願平11−272196号などに示す耐圧構造を有するものとするのが好ましい。
【0033】
ここでは、2つのシールリング20,30の寿命を異ならせる条件に設定してある。
【0034】
つまり、両シールリング20,30の外径寸法は、同じに設定されているが、真空チャンバ1寄りに配置される第一シールリング20の内径寸法が、大気圧空間寄りに配置される第二シールリング30の内径寸法よりも小さく設定されている。
【0035】
また、出力軸6についても、その真空チャンバ1寄りの部分が小径に形成されており、この小径部6bの外周面に対して第一シールリング20の各リップ22,23を接触させるようにする一方で、出力軸6における大径の本体部分の外周面に対して第二シールリング30の各リップ32,33を接触させるようにしている。
【0036】
このような条件であれば、出力軸6における大径の本体部分の外表面における周速が、小径部6bの外表面における周速よりも速くなるので、第一シールリング20の各リップ22,23における総すべり距離よりも、第二シールリング30の各リップ32,33における総すべり距離が長くなり、結果的に発熱や摩耗などが相違することになって、第一シールリング20よりも第二シールリング30が短寿命となるのである。
【0037】
この密封装置8の密封性能が低下すると、真空チャンバ1内の圧力が高くなるなど、好ましくないので、上述した動力伝達装置3には、上述したように短寿命に設定されてある第二シールリング30が寿命に至ったか否かを監視して両方のシールリング20,30の交換を要求するための報知動作を行う監視装置40が装備されている。
【0038】
この監視装置40は、検知部41と、報知部42と、制御部43とを備えている。
【0039】
検知部41は、上記第二シールリング30の各リップ32,33の摩耗状態を計測するものであり、ここでは、歪みゲージを用い、それを第二シールリング30の環状芯金31に貼着する形態で使用される。この検知部41を歪みゲージとした理由は、シールリング20,30のリップ22,23,32,33の摩耗が進展するに従い当該シールリング20,30の周方向での歪みが大きくなる現象の知見に基づいている。
【0040】
報知部42は、表示パネルやブザーなどからなり、制御部43から駆動信号が入力されたときに両方のシールリング20,30の交換を要求するための報知動作を行うものである。
【0041】
制御部43は、マイクロコンピュータなどからなり、歪みゲージからなる検知部41の出力データと、内部メモリに予め格納されてある基準データとを対比することにより、各リップ32,33の摩耗状態を認識して第二シールリング30が寿命であるか否かを判定し、寿命であると判断したときに報知部42に対して駆動信号を出力するものである。
【0042】
なお、制御部43の内部メモリに格納する基準データは、いろいろな実験結果に基づいて作成されたものであり、歪みゲージからなる検知部41により計測されるデータと寿命とを対応付けたものとされている。
【0043】
次に、動作を説明する。上述した動力伝達装置3の動作時間が所要時間を越えることによって第二シールリング30が寿命に至ると、そのことを監視装置40の制御部43が検知部41からの出力に基づいて認識し、報知部42を駆動することにより、密封装置8を交換する必要があることを示す報知動作を行う。この報知動作により、オペレータは、密封装置8を新しいものと交換する必要があることを認識できるようになる。
【0044】
しかも、上述したように第二シールリング30が寿命になったとしても、第一シールリング20については寿命になっていないから、密封装置8の密封性能がわずかに低下するだけで済み、真空チャンバ1内の圧力はほんのわずかに上昇する程度で済むことになる。換言すれば、真空チャンバ1内の圧力をほぼ不変に維持できる。
【0045】
ところで、密封装置8の交換が必要なことを認識したオペレータは、密封装置8を交換するにあたって、真空チャンバ1内の図示しない機器の作業を停止してから、真空チャンバ1内を大気圧に開放するという準備を最適なタイミングで行うように管理することができるので、従来のように前記機器の作業が不意に中断されてしまって復旧に多大な時間やコストがかかるといった事態には至らずに済む。
【0046】
しかも、第二シールリング30の寿命を第一シールリング20の寿命よりも少し短く設定するから、従来例のようにすべてのシールリングの交換時期をその寿命よりも余裕をもって早めに設定する場合に比べて交換周期を長くすることができて、ランニングコストの低減に貢献できる。
【0047】
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、いろいろな応用や変形が考えられる。
【0048】
(1)上記実施形態では、密封装置8について、真空チャンバ1寄りに長寿命に設定される第一シールリング20を、また、大気圧空間寄りに短寿命に設定される第二シールリング30を配置しているが、図4に示すように、逆に配置するとともに、出力軸6において真空チャンバ1寄りの部分を大径にし、この大径部6cに対して第二シールリング30を、また、出力軸6の小径な本体部分に対して第一シールリング20を配置させるようにしてもよい。この場合でも、上記実施形態と同様の作用、効果が得られる。この他、シールリングの使用数をさらに増やしてもよい。その場合、少なくともいずれか一つを他に比べて短寿命に設定すればよい。
【0049】
(2)上記実施形態では、監視装置40の検知部41について歪みゲージを用いて第二シールリング30の歪みを計測する形態にしているが、熱電対のような温度センサを用いて第二シールリング30の温度を計測する形態にしたり、振動計ピックアップなどを用いて第二シールリング30の振動を計測する形態にすることができる。
【0050】
なお、検知部41を温度センサとする場合には、図5に示すように、第二シールリング30に装着するガータスプリング34に対して非接触に対向させるようにケース4に取り付けるのが好ましい。この場合、第二シールリング30のリップ32,33の摩耗進展に応じてその温度が上昇することになるから、この温度の変化を制御部43で判定すればよい。
【0051】
また、検知部41を振動計ピックアップとする場合には、図6に示すように、ケース4において第二シールリング30が嵌合固定される領域の外周に凹部4aを設けて、この凹部4aの底に取り付けるのが好ましい。この場合、第二シールリング30のリップ32,33の摩耗進展に応じてその振動が増加することになるから、この振動の変化を制御部43で判定すればよい。
【0052】
この他、検知部41については、図7に示すように、入力軸5を駆動するモータ2の出力電流を計測する電流測定器とすることができるとともに、図8に示すように、真空チャンバ1内の圧力上昇を計測する圧力センサとすることができる。前者の場合、第二シールリング30のリップ32,33の摩耗進展に応じてモータ2の出力電流が増加することになるから、この電流の変化を制御部43で判定すればよい。後者の場合、第二シールリング30のリップ32,33の摩耗進展に応じて真空チャンバ1内の圧力が上昇することになるから、この圧力の変化を制御部43で判定すればよい。
【0053】
また、検知部41については、上述した形態を2つ以上組み合わせるようにしてもよい。その場合には、検知精度が向上するので、寿命判定の信頼性が高められる。
【0054】
(3)上記実施形態における第一シールリング20と第二シールリング30の少なくともいずれか一方については、ゴム部分の外表面に対してそれから真空チャンバ1内の雰囲気ガスが透過漏洩することを防止させる膜をコーティングするようにしてもよい。例えば、図3に示した形態のときには、図9に示すように、真空チャンバ1寄りに配置される第一シールリング20のリップ22,23を含むゴムの外表面に対して銀、アルミニウム、銅などの軟質金属膜50をコーティングすることにより、ゴム部分から真空チャンバ1内の雰囲気ガスが透過漏洩することを防止させるようにしてもよい。この場合、前述したガス透過を防止することの他に、リップ22,23の摺動部分の潤滑性が向上する他、リップ22,23が摺動動作に伴い発熱したときに、放熱性が高められるようになる。
【0055】
【発明の効果】
請求項1ないしの発明では、複数のシーのうち、少なくともいずれか一つを短寿命に設定することにより、すべてのシーが同時に寿命にならないようにしているから、従来例のように、すべてのシーの密封性能がほぼ同時に低下して、密封対象空間の雰囲気が急激に破壊されるという不具合が避けられる。
【0056】
特に、請求項3または4の発明では、上記短寿命に設定されたシーの摩耗状態に関連つけられた寿命の到来の有無を監視し、当該シーが寿命に至ったときにすべてのシーの交換を要求する報知動作を行うようにしているから、いずれかのシーが寿命になる前に、すべてのシーを交換する必要性をオペレータが確実に認識できるようになり、交換などの対処を確実かつ的確に行えるようになる。しかも、短寿命に設定されるシーについては寿命まで使用できるとともに、他のシーの寿命についても前記短寿命に設定してあるシーよりも少し長く設定しておけば、すべてのシーの交換周期を従来例に比べて長くすることができ、ランニングコストの低減に貢献できる。
【0057】
このように、本発明では、密封対象空間において何らかの作業を行っている場合に、オペレータが前記作業の停止時期を計画的に管理することができるから、従来のように前記作業が不意に中断されて復旧に多大な時間やコストがかかるといった事態に至らずに済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る密封装置を備えた動力伝達装置を示す断面図
【図2】図1の(2)−(2)線断面の矢視図
【図3】図1の密封装置を拡大して示す断面図
【図4】図3の密封装置の変形例を示す断面図
【図5】図3または図4の監視装置における検知部の変形例1を示す部分拡大図
【図6】図3または図4の監視装置における検知部の変形例2を示す部分拡大図
【図7】図3または図4の監視装置における検知部の変形例3を示す部分拡大図
【図8】図3または図4の監視装置における検知部の変形例4を示す部分拡大図
【図9】図3のシールリングの変形例を示す上半分の断面図
【符号の説明】
1 真空チャンバ
2 モータ
3 動力伝達装置
4 動力伝達装置のケース
6 動力伝達装置の出力軸
8 動力伝達装置の密封装置
20 密封装置の第一シールリング
22,23 第一シールリングのリップ
30 密封装置の第二シールリング
32,33 第二シールリングのリップ
40 監視装置
41 監視装置の検知部
42 監視装置の報知部
43 監視装置の制御部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealing device for vacuum equipment that partitions an annular space between an outer cylinder and a rotary shaft that is rotatably inserted into the center thereof into two in the axial direction.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a power transmission device is used when rotating power such as a motor disposed in an atmospheric pressure space is input to equipment in a vacuum vessel such as a semiconductor manufacturing apparatus.
[0003]
As the power transmission device, for example, a rotary shaft arranged across the vacuum vessel and the atmospheric pressure space, a case that supports the rotary shaft so as to be rotatable around the rotary shaft, and an annular shape between the case and the rotary shaft It has at least a sealing device that partitions the space into two in the axial direction and shuts off the vacuum vessel and the atmospheric pressure space.
[0004]
The sealing device is configured such that a plurality of seal rings are installed adjacent to each other in the axial direction in the annular space. These plurality of seal rings are all used under the condition that the sealing ability is the same.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional example, all of the plurality of seal rings reach the end of their life almost at the same time, so when these seal rings reach the end of their life, the pressure in the vacuum vessel suddenly rises and instantaneously adversely affects the vacuum system. As a result, recovery takes a lot of time and cost.
[0006]
For this reason, the applicant of the present application has dealt with replacing the seal ring at a time considerably earlier than its original life, but there is room for improvement, such as shortening the replacement period and increasing running costs. .
[0007]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to avoid an abrupt atmosphere destruction of a space to be sealed in a sealing device having a plurality of seal rings. In addition to the above object, the present invention makes it possible to make the replacement period of the seal ring as long as possible, and to automatically recognize the replacement time of the seal ring, thereby reducing the burden on the operator. It is an object.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The first sealing device of the present invention is a sealing device for vacuum equipment that shuts off a vacuum vessel and an atmospheric pressure space, and an annular space between an outer cylinder and a rotating shaft that is rotatably inserted in the center thereof. A vacuum device sealing device that divides a vacuum side into an atmospheric pressure side in a direction, and is arranged adjacent to one another in the axial direction with respect to either the outer cylinder or the rotating shaft, and the other is fixed A plurality of seals that are brought into contact with each other, and the plurality of seals have multiple sealing functions in the axial direction, and any one of the seals has a shorter life than the other seals. It is characterized by that.
[0011]
The vacuum device sealing apparatus according to the first aspect of the present invention is the vacuum device sealing device according to claim 1 , wherein the one space is a vacuum space and the other space is an atmospheric pressure space, set seal to the said vacuum space wherein is disposed the atmospheric pressure space nearer, it is characterized by.
[0012]
The sealing device for the present invention the third vacuum device, the sealing device for a vacuum apparatus according to claim 1 or 2, must be replaced every seal recognizes said set seal to a short life life It further has a monitoring device that performs a notification operation indicating that the
[0013]
The sealing device for the present invention the fourth vacuum device, the sealing device for a vacuum apparatus according to claim 3, wherein the monitoring device includes a sensing element for sensing the wear condition of the seal, which is set to a short life, all a notification element to perform a notification operation to indicate that the there is a need for replacement of the seal, with the seal to determine whether led to life on the basis of the output of said sensing element, said when it is determined that the service life And a control element that drives the notification element.
[0019]
In short, in the present invention, among the plurality of seal, by setting at least any one the short life, all seals are so to prevent life at the same time. Thus, as in the prior art, the sealing performance of all seal is substantially reduced at the same time, avoids a problem that the atmosphere of a sealed target space is rapidly destroyed.
[0020]
In particular, the third, the fourth configuration, monitoring the presence or absence of the arrival of the lifetime associated with the state of wear of seal which is set to the short life, all when the seal has reached its life and to perform the notification operation for requesting replacement of the seal. Thus, before any seal is life, all the need to replace the seal will allow the operator to reliably recognize, so can perform actions such as exchange reliably and correctly. Moreover, it is possible to use the life for seal that is set to a short life, by setting slightly longer than the seal that is set on the short life for the life of the other seal, all seals The replacement period can be made longer than that of the conventional example, which can contribute to a reduction in running cost.
[0021]
Therefore, when any work is performed in the sealed space, the operator can intentionally manage the stop time of the work, so that the work is unexpectedly interrupted and recovered as in the past. This does not lead to a situation where it takes a lot of time and cost.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The details of the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
[0023]
1 to 3 show an embodiment of the present invention. 1 is a cross-sectional view showing a power transmission device including a sealing device, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line (2)-(2) in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of the sealing device in FIG. FIG.
[0024]
In the figure, 1 is a vacuum chamber, 2 is a power source such as a motor, and 3 is a power transmission device.
[0025]
The power transmission device 3 is for decelerating and transmitting the rotational power of the motor 2 to a device (not shown) in the vacuum chamber 1, and includes a cylindrical case 4, an input shaft 5, an output shaft 6, A planetary roller type speed reducer 7 and a sealing device 8 are provided.
[0026]
The case 4 is attached to the wall surface of the vacuum chamber 1 in a lateral orientation, and the input shaft 5 and the output shaft 6 are coaxially supported in the case 4 via two rolling bearings 9A to 9D. Has been.
[0027]
The outer end of the input shaft 5 protrudes from the one opening of the case 4 to the atmospheric pressure space, and the protruding portion and the output shaft of the motor 2 are interlocked and connected via gears 10A and 10B.
[0028]
The output shaft 6 has an outer end protruding into the vacuum chamber 1 from the other opening of the case 4, and this protruding portion is connected to a device (not shown) in the vacuum chamber 1.
[0029]
The planetary roller type speed reducer 7 decelerates the rotational power of the input shaft 5 and transmits it to the output rotary shaft 6. The speed reducer 7 includes a fixed wheel 15 fitted and fixed to the case 4, a sun roller 16 integrally formed with the input shaft 5 and inserted concentrically with the fixed wheel 15, and the fixed wheel 15 and the sun roller 16. A plurality of planetary rollers 17 interposed at several circumferential positions between them, and a radial direction in which one end is formed at the inner end of the output shaft 6 and inserted into the center of each planetary roller 17 via a needle roller 19 And a plurality of planetary shafts 18 supported in a cantilever manner with respect to the outward flange 6a.
[0030]
The fixed wheel 15 of the speed reducer 7 is positioned and mounted on the case 4 while being sandwiched between the two rings 11A and 11B. Further, the input shaft 5, the output shaft 6, and the speed reducer 7 are arranged between the nuts 12A and 12B that are screwed to the input shaft 5 and the output shaft 6 one by one, the rolling bearings 9A and 9B, and the rolling bearing 9C. And 9D are positioned in the axial direction by spacers 13A and 13B.
[0031]
The sealing device 8 divides the annular space between the case 4 and the output 6 into two in the axial direction, and includes two seal rings 20 and 30 as seals disposed adjacent to each other in the axial direction. Yes.
[0032]
These seal rings 20 and 30 have a configuration in which main lips 22 and 32 made of rubber or the like and auxiliary lips 23 and 33 are attached to the inner circumferences of the annular core bars 21 and 31, respectively. In the case 4, the lip 22, 23, 32, 33 is brought into contact with the outer peripheral surface of the output shaft 6 by being fitted and fixed to a region near the vacuum chamber 1. The main lips 22 and 32 are brought into contact with the outer peripheral surface of the output shaft 6 with a required pressure by the tightening force of the garter springs 24 and 34 attached to the outer periphery thereof. The seal rings 20 and 30 here preferably have a pressure-resistant structure as shown in, for example, Japanese Patent Application No. 11-272196 filed by the applicant of the present application.
[0033]
Here, the conditions are set such that the two seal rings 20 and 30 have different lifetimes.
[0034]
That is, the outer diameter dimensions of both the seal rings 20 and 30 are set to be the same, but the inner diameter dimension of the first seal ring 20 disposed closer to the vacuum chamber 1 is disposed closer to the atmospheric pressure space. The inner diameter dimension of the seal ring 30 is set smaller.
[0035]
The output shaft 6 also has a small diameter portion near the vacuum chamber 1, and the lips 22, 23 of the first seal ring 20 are brought into contact with the outer peripheral surface of the small diameter portion 6b. On the other hand, the lips 32 and 33 of the second seal ring 30 are brought into contact with the outer peripheral surface of the large-diameter main body portion of the output shaft 6.
[0036]
Under such conditions, the peripheral speed on the outer surface of the large-diameter main body portion of the output shaft 6 becomes faster than the peripheral speed on the outer surface of the small-diameter portion 6b. 23, the total slip distance at each lip 32, 33 of the second seal ring 30 is longer than the total slip distance at 23, resulting in differences in heat generation, wear, etc. The two seal rings 30 have a short life.
[0037]
If the sealing performance of the sealing device 8 is deteriorated, the pressure in the vacuum chamber 1 is not preferable. For example, the power transmission device 3 described above includes the second seal ring that has a short life as described above. A monitoring device 40 that performs a notification operation for monitoring whether or not 30 has reached the end of life and requesting replacement of both seal rings 20 and 30 is provided.
[0038]
The monitoring device 40 includes a detection unit 41, a notification unit 42, and a control unit 43.
[0039]
The detector 41 measures the wear state of the lips 32 and 33 of the second seal ring 30, and here, a strain gauge is used and is attached to the annular core 31 of the second seal ring 30. Used in the form of The reason why the detection portion 41 is a strain gauge is that the strain in the circumferential direction of the seal rings 20 and 30 increases as wear of the lips 22, 23, 32, and 33 of the seal rings 20 and 30 progresses. Based on.
[0040]
The notification unit 42 includes a display panel, a buzzer, and the like, and performs a notification operation for requesting replacement of both seal rings 20 and 30 when a drive signal is input from the control unit 43.
[0041]
The control unit 43 is composed of a microcomputer or the like, and recognizes the wear state of each of the lips 32 and 33 by comparing the output data of the detection unit 41 formed of a strain gauge with the reference data stored in advance in the internal memory. Then, it is determined whether or not the second seal ring 30 has a lifetime, and when it is determined that the second seal ring 30 has a lifetime, a drive signal is output to the notification unit 42.
[0042]
The reference data stored in the internal memory of the control unit 43 is created based on various experimental results, and the data measured by the detection unit 41 made of a strain gauge is associated with the lifetime. Has been.
[0043]
Next, the operation will be described. When the operation time of the power transmission device 3 described above exceeds the required time and the second seal ring 30 reaches the end of its life, the control unit 43 of the monitoring device 40 recognizes this based on the output from the detection unit 41, Driving the notification unit 42 performs a notification operation indicating that the sealing device 8 needs to be replaced. This notification operation enables the operator to recognize that the sealing device 8 needs to be replaced with a new one.
[0044]
Moreover, even if the second seal ring 30 has reached the end of its life as described above, the first seal ring 20 has not reached its end of life, so that the sealing performance of the sealing device 8 only needs to be slightly reduced. The pressure in 1 will only need to increase slightly. In other words, the pressure in the vacuum chamber 1 can be maintained almost unchanged.
[0045]
By the way, an operator who recognizes that the sealing device 8 needs to be replaced stops the operation of equipment (not shown) in the vacuum chamber 1 before replacing the sealing device 8 and then opens the vacuum chamber 1 to atmospheric pressure. Can be managed so that the preparation to do is performed at the optimal timing, so that the work of the equipment is unexpectedly interrupted and the recovery takes a lot of time and cost That's it.
[0046]
Moreover, since the service life of the second seal ring 30 is set slightly shorter than the service life of the first seal ring 20, when the replacement time of all seal rings is set earlier with a margin than the service life as in the conventional example. Compared to this, it is possible to lengthen the replacement cycle, which contributes to a reduction in running cost.
[0047]
In addition, this invention is not limited only to embodiment mentioned above, Various application and deformation | transformation can be considered.
[0048]
(1) In the above embodiment, the sealing device 8 is provided with the first seal ring 20 set to have a long life near the vacuum chamber 1 and the second seal ring 30 set to have a short life near the atmospheric pressure space. As shown in FIG. 4, the arrangement is reversed, and the portion of the output shaft 6 near the vacuum chamber 1 is made large in diameter, and the second seal ring 30 is also attached to the large diameter portion 6c. The first seal ring 20 may be disposed on the small-diameter main body portion of the output shaft 6. Even in this case, the same operation and effect as the above embodiment can be obtained. In addition, the number of seal rings used may be further increased. In that case, at least one of them may be set to have a shorter life than the other.
[0049]
(2) In the above embodiment, the detection unit 41 of the monitoring device 40 is configured to measure the strain of the second seal ring 30 using a strain gauge, but the second seal using a temperature sensor such as a thermocouple. A form in which the temperature of the ring 30 is measured or a form in which the vibration of the second seal ring 30 is measured using a vibrometer pickup or the like can be used.
[0050]
When the detection unit 41 is a temperature sensor, it is preferably attached to the case 4 so as to face the garter spring 34 attached to the second seal ring 30 in a non-contact manner, as shown in FIG. In this case, since the temperature rises according to the wear progress of the lips 32 and 33 of the second seal ring 30, the temperature change may be determined by the control unit 43.
[0051]
Further, when the detection unit 41 is a vibration meter pickup, as shown in FIG. 6, a recess 4a is provided on the outer periphery of the case 4 where the second seal ring 30 is fitted and fixed. Preferably it is attached to the bottom. In this case, since the vibration increases according to the wear progress of the lips 32 and 33 of the second seal ring 30, the change in the vibration may be determined by the control unit 43.
[0052]
In addition, the detection unit 41 can be a current measuring device that measures the output current of the motor 2 that drives the input shaft 5 as shown in FIG. 7, and the vacuum chamber 1 as shown in FIG. It can be set as the pressure sensor which measures the pressure rise in the inside. In the former case, the output current of the motor 2 increases in accordance with the progress of wear of the lips 32 and 33 of the second seal ring 30. Therefore, the change in the current may be determined by the control unit 43. In the latter case, the pressure in the vacuum chamber 1 increases in accordance with the progress of wear of the lips 32 and 33 of the second seal ring 30. Therefore, the change in the pressure may be determined by the control unit 43.
[0053]
Moreover, about the detection part 41, you may make it combine two or more forms mentioned above. In that case, since the detection accuracy is improved, the reliability of the life determination is enhanced.
[0054]
(3) For at least one of the first seal ring 20 and the second seal ring 30 in the above embodiment, the atmospheric gas in the vacuum chamber 1 is prevented from permeating and leaking from the outer surface of the rubber portion. The film may be coated. For example, in the case of the form shown in FIG. 3, as shown in FIG. 9, the outer surface of the rubber including the lips 22 and 23 of the first seal ring 20 disposed near the vacuum chamber 1 is silver, aluminum or copper. By coating the soft metal film 50 such as, the atmospheric gas in the vacuum chamber 1 may be prevented from permeating and leaking from the rubber portion. In this case, in addition to preventing the gas permeation as described above, the lubricity of the sliding portions of the lips 22 and 23 is improved, and when the lips 22 and 23 generate heat during the sliding operation, the heat dissipation is improved. Be able to.
[0055]
【The invention's effect】
In the invention of claims 1 to 4, among the plurality of seal, by setting at least any one the short life, because all seal is so to prevent the life time, as in the prior art , reduced sealing performance of all of the seal is almost at the same time, avoided the problem that the atmosphere of the sealed space is suddenly destroyed.
[0056]
Particularly, in the invention of claim 3 or 4, to monitor the presence or absence of the arrival of the lifetime associated with the state of wear of seal which is set to the short life, all sea when the seal has reached its life because they to perform the notification operation for requesting the exchange of Le, before any seal is life, all the need to replace the seal operator will be able to reliably recognize, exchange etc. Can be dealt with reliably and accurately. Moreover, it is possible to use the life for seal that is set to a short life, by setting slightly longer than the seal that is set on the short life for the life of the other seal, all seals The replacement period can be made longer than that of the conventional example, which can contribute to a reduction in running cost.
[0057]
Thus, in the present invention, when any work is performed in the sealed space, the operator can systematically manage the stop time of the work, so that the work is unexpectedly interrupted as in the past. Therefore, it does not lead to the situation that it takes a lot of time and cost for recovery.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view showing a power transmission device including a sealing device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line (2)-(2) of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an enlargement of the sealing device of FIG. 4. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modification of the sealing device of FIG. 6 is a partially enlarged view showing a modification 2 of the detection unit in the monitoring device of FIG. 3 or FIG. 4. FIG. 7 is a partially enlarged view showing a modification 3 of the detection unit in the monitoring device of FIG. 8 is a partially enlarged view showing a modification 4 of the detection unit in the monitoring device of FIG. 3 or FIG. 4. FIG. 9 is a cross-sectional view of the upper half showing a modification of the seal ring of FIG.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum chamber 2 Motor 3 Power transmission device 4 Power transmission device case 6 Power transmission device output shaft 8 Power transmission device sealing device 20 Sealing device first seal rings 22 and 23 First seal ring lip 30 Sealing device Second seal ring 32, 33 Second seal ring lip 40 Monitoring device 41 Monitoring device detection unit 42 Monitoring device notification unit 43 Monitoring device control unit

Claims (4)

真空容器と大気圧空間とを遮断させる真空機器用密封装置であるとともに、外筒とその中心に回転可能に挿通される回転軸との間の環状空間を軸方向で真空側と大気圧側との2つに仕切る真空機器用密封装置であって、前記外筒もしくは回転軸のいずれか一方に対して軸方向隣り合わせに配置されて嵌合固定されるとともに他方に対してそれぞれ接触させられる複数のシールを有し、これら複数のシールにより軸方向において多重の密封機能を有しており、前記いずれか一つのシールが、他のシールよりも短寿命に設定されている、ことを特徴とする真空機器用密封装置。It is a sealing device for vacuum equipment that shuts off the vacuum vessel and the atmospheric pressure space, and the annular space between the outer cylinder and the rotation shaft that is rotatably inserted in the center of the vacuum vessel and the atmospheric pressure side in the axial direction. A vacuum device sealing device that divides into two, and is arranged adjacent to one another in the axial direction with respect to either the outer cylinder or the rotating shaft, and is fitted and fixed, and is in contact with the other. has a seal, has a multiple sealing function in the axial direction by the plurality of seals, said one of seal, than other seal is set to short-lived, and wherein the vacuum Equipment sealing device. 請求項1に記載の真空機器用密封装置において、
前記一方空間が真空空間に、また、前記他方空間が大気圧空間とされており、前記短寿命に設定されたシールが、前記真空空間よりも前記大気圧空間寄りに配置される、ことを特徴とする真空機器用密封装置。
In the vacuum device sealing device according to claim 1,
The one space is a vacuum space, the other space is an atmospheric pressure space, and the seal set to have a short life is disposed closer to the atmospheric pressure space than the vacuum space. A sealing device for vacuum equipment.
請求項1または2に記載の真空機器用密封装置において、
前記短寿命に設定されたシールの寿命を認識して全てのシールの交換が必要であることを示す報知動作を行う監視装置をさらに有する、ことを特徴とする真空機器用密封装置。
The sealing device for vacuum equipment according to claim 1 or 2,
A sealing device for vacuum equipment, further comprising a monitoring device that recognizes the life of the seal set to the short life and performs a notification operation indicating that all seals need to be replaced.
請求項3に記載の真空機器用密封装置において、
前記監視装置が、前記短寿命に設定されたシールの摩耗状態を検知する検知要素と、全てのシールの交換が必要であることを示す報知動作を行う報知要素と、前記検知要素の出力に基づいて前記シールが寿命に至ったか否かを判定するとともに、寿命と判定したときに前記報知要素を駆動する制御要素とを有する、ことを特徴とする真空機器用密封装置。
In the sealing device for vacuum equipment according to claim 3,
The monitoring device is based on a detection element that detects a wear state of the seal set to the short life, a notification element that performs a notification operation indicating that all seals need to be replaced, and an output of the detection element And a control element that drives the notification element when it is determined that the seal has reached the end of its life.
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