JPS5813779B2 - Airtight structure of high-temperature shaft body that performs rotation and linear motion - Google Patents

Airtight structure of high-temperature shaft body that performs rotation and linear motion

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JPS5813779B2
JPS5813779B2 JP54164841A JP16484179A JPS5813779B2 JP S5813779 B2 JPS5813779 B2 JP S5813779B2 JP 54164841 A JP54164841 A JP 54164841A JP 16484179 A JP16484179 A JP 16484179A JP S5813779 B2 JPS5813779 B2 JP S5813779B2
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shaft
shaft body
seal
temperature
oil seal
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JP54164841A
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JPS5697668A (en
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千川圭吾
中村修一
田辺幹雄
平田洋
鈴木雅行
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転軸のオイルシールによる気密保持とべロー
ズによる軸方向運動の気密保持を組合わせた高温軸体の
シール(密封)構造に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a high-temperature shaft body sealing structure that combines airtightness of the rotating shaft by an oil seal and airtightness of axial movement by a bellows.

さらに詳し《説明すれば、本発明はたとえば外部と隔離
した容器内を高温特殊(ガスまたは真空)雰囲気に保持
しながら処理を行うことが必要な真空溶解装置などで、
容器内のルツボを回転保持する軸体の気密保持部などに
利用して大きな効果が得られる。
In more detail, the present invention applies to, for example, vacuum melting equipment that requires processing while maintaining a high-temperature special (gas or vacuum) atmosphere inside a container isolated from the outside.
A great effect can be obtained by using it as an airtight part of a shaft that rotates and holds a crucible in a container.

すなわち高温熱源があってその熱伝導により高温状態に
ある回転軸であり、かつ軸方向運動も併せて要求される
一般に丸棒状の金属製軸体において、回転シールとして
のオイルシールの保持部およびリップ部(軸体との接触
部)を高温から保護しながら軸方向シールを受持つベロ
ーズと組合わせ使用することによって運動の遂行と気密
保持を図った構造を提供するものである。
In other words, it is a rotating shaft that has a high-temperature heat source and is in a high temperature state due to heat conduction, and is generally a round bar-shaped metal shaft that is also required to move in the axial direction. By using this in combination with a bellows that serves as an axial seal while protecting the part (contact part with the shaft body) from high temperatures, it provides a structure that achieves movement and maintains airtightness.

なお図面は後に詳しく説明するが本発明の実施例断而図
で、5が軸体、6がベローズ、13と20がオイルシー
ルでaがそのリップ部である。
The drawing, which will be described in detail later, is a cutaway view of an embodiment of the present invention, in which 5 is a shaft body, 6 is a bellows, 13 and 20 are oil seals, and a is a lip portion thereof.

(オイルシールはJISB2402等によって規定され
ているので構造の説明は省略する。
(The oil seal is regulated by JISB2402, etc., so a description of its structure will be omitted.

)まず従来の技術について説明する。) First, the conventional technology will be explained.

高温下で回転と軸方向運動とを併せて要求される軸体の
気密保持の方法には従来から次のようなものが知られて
いる。
The following methods are conventionally known as methods for maintaining airtightness of shaft bodies that require both rotation and axial movement at high temperatures.

(1)回転(用)シールと直線運動(用)シールを同一
シール体、たとえばオイルシール、ウィルソンシール、
0リングで行う方法、この場合オイルシールなどのシー
ル体の耐熱保護の手段には次の4通りがある。
(1) Rotating (for) seals and linear motion (for) seals are the same seal body, such as oil seals, Wilson seals, etc.
There are four methods for heat-resistant protection of a seal body, such as an oil seal, using an O-ring.

(イ)耐熱性オイルシールを使用する方法−これはフツ
ソやシリコン系の材料を用いたオイルシールであるが、
連続使用の限界温度は250〜260℃であってシール
部分がこの温度以上となるところには使用できない。
(a) Method of using a heat-resistant oil seal - This is an oil seal using a soft or silicone material.
The limit temperature for continuous use is 250 to 260°C, and it cannot be used where the temperature of the sealed portion exceeds this temperature.

(ロ)オイルシールを保持容器の外部から冷却する方法
−オイルシールを容器側に固定保持し、このオイルシー
ル保持容器の内側に流体冷却用ジャケットを設け、オイ
ルシールの外側かラ冷却するもので、この方法ではオイ
ルシールリテーナ(保持部)は冷却保護されるが、回転
部および直線運動部の気密を保持するリップ部の冷却は
不十分で、直接軸体からの熱を受ける形となるので、潤
滑剤が劣化しまたは気化し易く保護効果が薄く寿命が短
いことが欠点である。
(b) A method of cooling the oil seal from the outside of the holding container - The oil seal is fixedly held on the container side, a fluid cooling jacket is provided inside the oil seal holding container, and the oil seal is cooled from the outside. In this method, the oil seal retainer (holding part) is cooled and protected, but the lip part that maintains the airtightness of the rotating and linear moving parts is not sufficiently cooled and receives heat directly from the shaft body. However, the disadvantage is that the lubricant deteriorates or evaporates easily, has a weak protective effect, and has a short lifespan.

(ハ)シール部の潤滑油を強制循環冷却する方法−これ
は軸体のオイルシールリツプ部に供給する潤滑油を外部
において冷却し強制的に循環して軸体からの熱を潤滑油
に吸収させオイルシールリツプ部を熱から保護するもの
である。
(c) A method of forced circulation cooling of the lubricating oil in the seal part - This method cools the lubricating oil supplied to the oil seal lip of the shaft body externally and forcibly circulates it, using heat from the shaft body to cool the lubricating oil. It absorbs heat and protects the oil seal lip from heat.

この場合リップ部へ冷却された潤滑油が有効に供給され
れば効果は大きいが、オイルシール固有の形状からリッ
プ部に有効に潤滑油を供給することは一般に困難で、ま
た軸体内側およびリップ部の接触隣接部から連続的に熱
が供給されているので、リップ部で熱的境界を形成しな
がらリップ部は直接片側を熱の影響下に置かれ、かつ軸
体は直線運動を行うので冷却効果があまりなく、潤滑油
の劣化とオイルシールの熱的保護の不十分なことからシ
ールの寿命が短いことが欠点である。
In this case, if cooled lubricating oil is effectively supplied to the lip, the effect is great, but it is generally difficult to effectively supply lubricating oil to the lip due to the unique shape of the oil seal, and the inside of the shaft and the lip Since heat is continuously supplied from the contacting adjacent parts of the parts, one side of the lip part is directly under the influence of heat while forming a thermal boundary at the lip part, and the shaft body performs linear motion. The disadvantage is that the cooling effect is not very effective, and the life of the seal is short due to deterioration of the lubricating oil and insufficient thermal protection of the oil seal.

(ニ)軸体を中空にし、冷却流体を循環させて冷却する
方法−これは熱の伝導体である軸体を内部から冷却する
もので、オイルシールの熱的保護に最も有効な方法であ
る。
(d) Method of cooling the shaft by making it hollow and circulating cooling fluid - This method cools the shaft, which is a heat conductor, from within, and is the most effective method for thermally protecting the oil seal. .

しかし穴加工や取付寸法の増大などにおける制約と、回
転に伴う軸体内部に冷却流体を供給し排流させるための
継手の取付には冷却流体の漏れ止めのための回転シール
が必要であるが、これは軸の回転に対するシール抵抗を
増し円滑な回転を困難にする。
However, there are restrictions in hole drilling and increased mounting dimensions, and a rotary seal is required to prevent cooling fluid from leaking when installing a joint to supply and drain cooling fluid inside the shaft as it rotates. , which increases the seal resistance to rotation of the shaft and makes smooth rotation difficult.

また軸体の直線運動に対する継手の運動範囲に対する設
計上の占有空間を考慮する必要があり制約条件が多い。
In addition, it is necessary to consider the design space occupied by the range of motion of the joint relative to the linear motion of the shaft, and there are many constraints.

なお回転、直線の運動はいずれも微速運動ではシール抵
抗が大きいため、直線と回転のスティックスリップ(
stick slip )が生じ、滑かな回転と直線運
動が阻害されることがある。
Note that in both rotational and linear motion, the seal resistance is large at very low speeds, so linear and rotational stick-slip (
stick slip) may occur, which may impede smooth rotation and linear movement.

これを避けるにはシールの取付個所を必要な最少数に減
らすことが必要であるが、それでもなお滑らかな回転と
直線運動が必要な軸では機構上内部冷却が不能なことが
多い。
To avoid this, it is necessary to reduce the number of seal installation locations to the minimum necessary, but even then, internal cooling is often not possible due to mechanical reasons for shafts that require smooth rotation and linear motion.

(2)回転シールと直線運動シールを別個に構成する方
法一この場合はシールは別々に構成し、シール毎に熱的
保護を行うのであるが、(1)の方法同様次の4つの手
段がある。
(2) Method of configuring the rotary seal and linear motion seal separately - In this case, the seals are configured separately and thermal protection is provided for each seal, but as with method (1), the following four methods are available: be.

(イ)回転シールにメカニカルシールを用いる方法一回
転摺動部に用いるメカニカルシールの材質の組合わせに
よって耐熱温度が異る。
(a) Method of using a mechanical seal as a rotary seal The heat resistance temperature varies depending on the combination of materials of the mechanical seal used for the single-turn sliding part.

たとえばセラミックとカーボンの組合わせなら潤滑油の
冷却の程度によって異るが、温度が400℃を越えるも
のに使われた例もある。
For example, the combination of ceramic and carbon depends on the degree of cooling of the lubricating oil, but there are examples of it being used in applications where the temperature exceeds 400°C.

またオイルシールに比べて回転抵抗が小さく最も優れた
回転用シール体である。
It is also the best rotating seal with lower rotational resistance than oil seals.

しかし高価となるため通常の装置には使えないことが多
い。
However, it is expensive and often cannot be used in regular equipment.

(ロ)回転シールにオイルシール、ウィルソンシール、
0リング等を用いる方法−この内容欠点は(1)で説明
したことと同じである。
(b) Rotating seal, oil seal, Wilson seal,
Method using 0-ring etc. - The drawbacks of this method are the same as those explained in (1).

(/)直線シールにオイルシール、ウィルソンシール、
0リング等を用いる方法−この内容欠点は(1)で説明
したことと同じである。
(/) Straight seal, oil seal, Wilson seal,
Method using 0-ring etc. - The drawbacks of this method are the same as those explained in (1).

(ニ)直線シールに耐熱・耐圧ベローズを用いる方法−
これは直線方向運動をベローズによって吸収し、高温雰
囲気を耐熱・耐圧質のものを用いて対処させるものであ
る。
(d) Method of using heat-resistant and pressure-resistant bellows for linear seals
This uses bellows to absorb linear motion and handle high-temperature atmospheres using heat-resistant and pressure-resistant materials.

本方式は回転におけるメカニカルシールと同じで、オイ
ルシールなどの方式に比べて摺動部が無いため摺動抵抗
に起因するスティックスリップを発生せず、寿命の点か
ら最も優れた直線用シール体であるが高価となることが
欠点である。
This method is the same as a mechanical seal for rotation, and compared to methods such as oil seals, it has no sliding parts, so it does not cause stick-slip caused by sliding resistance, and is the most excellent linear seal in terms of life. However, the disadvantage is that it is expensive.

本発明は上記従来の方法の欠点に鑑みて行ったもので、
回転と直線運動を行う高温軸体をその軸体の通ずる高温
容器内の雰囲気から遮断する気密保持を軸体を冷却せず
に比較的入手し易く安価なオイルシールとベローズの組
合わせを用いて可能としたことが特徴である。
The present invention was made in view of the drawbacks of the above-mentioned conventional methods.
A combination of oil seals and bellows, which are relatively easy to obtain and inexpensive, is used to maintain airtightness by insulating the high-temperature shaft that performs rotation and linear motion from the atmosphere inside the high-temperature container through which the shaft passes, without cooling the shaft. The feature is that it is possible.

ところで本発明で解決を要求された技術的問題点は次の
諸項目である。
By the way, the following technical problems are required to be solved by the present invention.

(1)軸体は高温状態にある;すなわち軸体の一方の端
には高温熱源がある容器内またはその近傍にあって常時
連続的に熱が供給され、熱は軸体を伝導し、設計的に回
転シールとしてのオイルシールと直線方向シールとして
のべローズが取付けられるべき個所は材質的に耐えられ
ぬ高温にさらされている。
(1) The shaft body is in a high temperature state; that is, one end of the shaft body is in or near a container with a high-temperature heat source, and heat is continuously supplied at all times, and the heat is conducted through the shaft body. The locations where the oil seal as a rotating seal and the bellows as a linear seal are to be installed are exposed to high temperatures that cannot be withstood by the material.

従って軸体にオイルシールなどを直接接触させる構造と
することはできない。
Therefore, it is not possible to have a structure in which an oil seal or the like comes into direct contact with the shaft body.

(2)軸体は回転と直線運動を行いかつ容器内の高温雰
囲気と外部との気密保持を必要とし、また微速域での滑
かな回転と直線運動を要求している。
(2) The shaft body rotates and moves linearly, requires airtightness between the high temperature atmosphere inside the container and the outside, and requires smooth rotation and linear movement at very low speeds.

保守の面からもシールの個所は最小限としシール抵抗を
少くすることが必要である。
From the viewpoint of maintenance, it is necessary to minimize the number of seals and reduce seal resistance.

(3)軸体の回転と直線運動の抵抗を少くし、かつ寸法
的制約から構造を簡単にするために軸体の冷却は行わな
いことが要求される。
(3) In order to reduce resistance to rotation and linear motion of the shaft and to simplify the structure due to dimensional constraints, it is required that the shaft is not cooled.

軸の長さ方向の寸法と加工上の制約から軸内部の冷却は
困難であり、流体用軸継手はシール抵抗を増大するから
採用できない。
Cooling the inside of the shaft is difficult due to the longitudinal dimension of the shaft and processing constraints, and a fluid coupling cannot be used because it increases sealing resistance.

(4)オイルシールは材質上その機能を維持するため熱
的保護が必要で、冷却する場合にはリップ部が直接高温
から保護されれば効果は大きい。
(4) Oil seals require thermal protection to maintain their functions due to the material they are made of, and when cooling, it is more effective if the lip is directly protected from high temperatures.

上記の問題に対処するため本発明が行った要点は次のよ
うである。
The main points of the present invention to address the above problems are as follows.

(a) 回転シールと直線運動の軸終端シールは別々
にオイルシールを用いながら熱的に保護した構成とし、
直線運動に対する軸の高温側シールには耐熱、耐圧ベロ
ーズを用い、高温雰囲気からの保護は特に考慮しない。
(a) The rotary seal and linear motion shaft end seal are configured to be thermally protected using separate oil seals,
Heat-resistant and pressure-resistant bellows are used for the high-temperature side seal of the shaft against linear motion, and protection from high-temperature atmospheres is not particularly considered.

(b) 回転シール用オイルシールに対する保護は次
のようにする。
(b) Protect the rotary seal oil seal as follows.

番号は図面の番号である。(b1) 軸体5にオイル
シール13を取付けるためわん(椀)状フランジ12を
設け、オイルシールへの熱影響を緩和する。
The number is the number of the drawing. (b1) A bowl-shaped flange 12 is provided to attach the oil seal 13 to the shaft body 5 to alleviate the thermal influence on the oil seal.

わん状フランジは軸体に保合固着し軸5と一体になって
回転するもので、その先端部に図のようにオイルシール
13を取付ける。
The bowl-shaped flange is fixedly fixed to the shaft body and rotates together with the shaft 5, and an oil seal 13 is attached to the tip thereof as shown in the figure.

高温溶融体3などよりの熱は軸体からフランジ12側に
伝導するが、フランジの形状から放熱面が急激に拡大す
ることになり、オイルシール取付部への伝熱勾配は大き
く取付部への温度は大幅に低下する。
Heat from the high-temperature molten material 3 is conducted from the shaft body to the flange 12 side, but due to the shape of the flange, the heat dissipation surface expands rapidly, and the heat transfer gradient to the oil seal mounting part is large. The temperature drops significantly.

またフランジ12の周囲にオイルシール潤渭のための潤
渭剤を図るA,B間に循環させろことにより、フランジ
部の冷却とオイルシールへの軸体からの熱の影響を少く
する。
In addition, by circulating a lubricant around the flange 12 between A and B for lubricating the oil seal, cooling of the flange portion and the influence of heat from the shaft on the oil seal are reduced.

(b2)回転する軸体5とわん状フランジ12の中間に
冷却用流体ジャケット9を持つ隔壁筒14を挿入し、オ
イルシール13のリップ部a(aは図のくの字形の部分
、bはバネ)が冷却された隔壁筒と直接接触して気密を
保持する。
(b2) The partition tube 14 having the cooling fluid jacket 9 is inserted between the rotating shaft body 5 and the bowl-shaped flange 12, and the lip part a of the oil seal 13 (a is the dogleg-shaped part in the figure, b is the dogleg-shaped part in the figure, spring) directly contacts the cooled partition wall tube to maintain airtightness.

このようにオイルシールのリップ部が冷却された隔壁筒
と直接接触し摺動するので、オイルシールに対する熱の
影響がなく気密が確実に保たれる。
In this manner, the lip portion of the oil seal slides in direct contact with the cooled partition wall tube, so that the oil seal is not affected by heat and airtightness is reliably maintained.

隔壁筒は軸体5からの熱放射を遮断する効果もあり、リ
ップ部に対する熱からの保護は2重に行われていること
になる。
The partition tube also has the effect of blocking heat radiation from the shaft body 5, so that the lip portion is doubly protected from heat.

さて以上のような対策を施した本発明の実施例について
次にさらに詳しく説明する。
Next, an embodiment of the present invention in which the above measures are taken will be described in more detail.

図面は前記のように容器2内を高温のガスまたは真空雰
囲気に保持しながら処理する真空処理装置または半導体
結晶引上げ装置の高温軸のシール構造例断面図で、高温
溶融体3を内蔵するルツボ4をゆつくり回転しまた上下
する役目をする保持軸体5の気密保持の構成を示してい
る。
The drawing is a cross-sectional view of an example of a sealing structure for a high temperature shaft of a vacuum processing device or a semiconductor crystal pulling device that performs processing while maintaining the inside of a container 2 in a high-temperature gas or vacuum atmosphere as described above, and shows a crucible 4 containing a high-temperature melt 3. This figure shows the airtight structure of the holding shaft 5, which functions to slowly rotate and move up and down.

図面中の他の記号についてまず説明する。Other symbols in the drawings will be explained first.

1は容器2の架台、6はベローズ、7は取付フランジ、
8はオーリング、9は冷却ジャケット、10は案内軸、
11はガスケット、12はわん状フランジ、13はオイ
ルシール、14は隔壁筒、15はハウジング(装置の保
護枠体)、16は冷却用継手、17は潤滑用継手、18
は軸受、19はカラー、20はオイルシール、21はウ
オーム、22はウオームホイール、23は軸受用ブシュ
である。
1 is a frame for the container 2, 6 is a bellows, 7 is a mounting flange,
8 is an O-ring, 9 is a cooling jacket, 10 is a guide shaft,
11 is a gasket, 12 is a bowl-shaped flange, 13 is an oil seal, 14 is a partition tube, 15 is a housing (protective frame of the device), 16 is a cooling joint, 17 is a lubrication joint, 18
19 is a bearing, 20 is an oil seal, 21 is a worm, 22 is a worm wheel, and 23 is a bearing bush.

容器2は架台1に取付けられた、たとえば高温真空雰囲
気を保持する装置であり、軸体5は一端にルツボ4のよ
うな高温熱源を載せているので高温状態にある。
The container 2 is attached to the pedestal 1 and is, for example, a device that maintains a high-temperature vacuum atmosphere, and the shaft 5 is in a high temperature state because a high-temperature heat source such as a crucible 4 is mounted on one end.

さらに軸体5ぱハウジング15に軸受18で回転できる
ように支えられながら、案内軸10によって容器2に対
して軸方向運動ができるように保持されている。
Further, the shaft body 5 is rotatably supported by a bearing 18 on a housing 15 and held by a guide shaft 10 so as to be able to move in an axial direction relative to the container 2 .

(なおこの軸方向運動を与える動力部は別にあるが図示
省略した)ベローズ6とオイルシール13は容器2内の
雰囲気を外部に対しシール(気密保持)するのであるが
、ベローズ6は軸体5の直線軸方向運動に対するシール
を担当し、オイルシール13は軸体5の回転運動に対す
るシールを担当する。
(Although there is a separate power unit that provides this axial movement, it is not shown in the figure.) The bellows 6 and the oil seal 13 seal the atmosphere inside the container 2 from the outside (keep it airtight). The oil seal 13 is in charge of sealing against the linear axial movement of the shaft body 5, and the oil seal 13 is in charge of sealing against the rotational movement of the shaft body 5.

わん状フランジ12は軸体5に係合固着し、オイルシー
ル13をその先端に取付け軸体5と一体となって回転で
きるように組合わされている。
The bowl-shaped flange 12 is engaged and fixed to the shaft body 5, and an oil seal 13 is attached to its tip so that it can rotate together with the shaft body 5.

このオイルシール13のリップ部は、ノ・ウジング15
と一体に固着されかつ軸体5とわん状フランジ12の中
間に配置された冷却ジャケット部9を持つ隔壁筒14の
外周に接触させて気密を保持するようになっている。
The lip portion of this oil seal 13 is
The cooling jacket part 9 is integrally fixed to the partition wall cylinder 14 and is arranged between the shaft body 5 and the bowl-shaped flange 12.

軸体5はその下端部に取付けられたウオームホイール2
2をウオーム21をモータ(図示せず)等にて駆動する
ことによって回転し、他方ハウジング15内の軸受18
とオイルシール13には潤滑用継手17から供給される
オイルによって潤滑と冷却の両効果が与えられ、軸体5
から熱が伝導される軸受18、わん状フランジ12およ
びオイルシール13を冷却する。
The shaft body 5 has a worm wheel 2 attached to its lower end.
The worm 21 is rotated by driving the worm 21 with a motor (not shown) or the like, and the bearing 18 in the housing 15 rotates.
The oil supplied from the lubrication joint 17 provides both lubrication and cooling effects to the oil seal 13 and the shaft body 5.
The bearing 18, the bowl-shaped flange 12, and the oil seal 13 to which heat is conducted are cooled.

さて軸体5が回転するとわん状フランジ12も回転しオ
イルシール13を回転させるが、そのリップ部がハウジ
ング15に取付けられた冷却ジャケット9をもつ隔壁筒
14の外周に接触摺動して回転に対する気密保持を行う
Now, when the shaft body 5 rotates, the bowl-shaped flange 12 also rotates, causing the oil seal 13 to rotate, but its lip portion slides in contact with the outer periphery of the bulkhead tube 14 having the cooling jacket 9 attached to the housing 15, thereby resisting the rotation. Maintain airtightness.

またハウジング15は案内軸10に位置決めされながら
外部からの動力により直線的に移動し、軸体5を回転さ
せながら軸方向の直線運動も行わせることができる。
Further, the housing 15 can be moved linearly by external power while being positioned on the guide shaft 10, and linear movement in the axial direction can also be performed while rotating the shaft body 5.

この軸方向移動時の容器2内部雰囲気の外部に対する気
密保持をベローズ6が担当する。
The bellows 6 is responsible for keeping the internal atmosphere of the container 2 airtight from the outside during this axial movement.

ルツボ4内の高温溶融体3を熱源として軸体5から伝わ
る熱はわん状フランジ12に到達すると平面的に放射面
積が拡大し放射作用が急増するので温度も急降下する。
When the heat transmitted from the shaft 5 using the high-temperature molten material 3 in the crucible 4 as a heat source reaches the bowl-shaped flange 12, the radiation area expands in a plane, the radiation action rapidly increases, and the temperature also drops rapidly.

またハウジング15内に潤滑油を満たし強制循環させる
ことによって冷却が行われ、オイルシール13の保持部
の温度をオイルシールにNBR系合成ゴム(アクリルニ
トリルブタジエンゴム)のような耐熱性の低い材料を用
いても十分使用に耐える値まで降下させることが可能で
ある。
In addition, cooling is performed by filling the housing 15 with lubricating oil and forcing it to circulate, and the temperature of the holding part of the oil seal 13 is controlled by using a material with low heat resistance such as NBR synthetic rubber (acrylonitrile butadiene rubber) for the oil seal. It is possible to lower the value to a value that is sufficient for use.

さらに冷却ジャケット付隔壁筒14によりオイルシール
13は軸体5の放射熱を直接受けることもない。
Furthermore, the oil seal 13 is not directly exposed to the radiant heat of the shaft body 5 due to the cooling jacketed bulkhead tube 14 .

従ってオイルシール13は高温にさらされることもな《
長寿命が期待される。
Therefore, the oil seal 13 is not exposed to high temperatures.
Expected to have a long life.

ベローズ6は軸体5から熱放射を受け、また容器2側か
らの熱伝導による温度上昇があるが、耐熱耐圧材質のべ
ローズは容易に入手できるので、軸体の直線運動時の気
密保持を確実に維持することができる。
The bellows 6 receives heat radiation from the shaft 5, and its temperature rises due to heat conduction from the container 2 side, but since bellows made of heat-resistant and pressure-resistant materials are easily available, it is possible to maintain airtightness during linear motion of the shaft. can be maintained reliably.

なおオイルシール20は回転軸端のカラー19とハウジ
ング15の終端間を気密に保つもので、潤滑油の入力端
に近く温度も低いのでオイルシール13のような温度上
の問題はない。
The oil seal 20 maintains airtightness between the collar 19 at the end of the rotating shaft and the end of the housing 15, and since it is close to the lubricating oil input end and has a low temperature, there is no temperature problem like the oil seal 13.

以上詳細に説明したように、本発明による構成を用いれ
ば内部に高温熱源がある容器内の雰囲気と外部とを気密
遮断しながら回転と直線軸方向運動を行わなければなら
ぬ一端を容器高温部に突出せる高温軸体の気密保持にベ
ローズと比較的低温用の安価なオイルシールを使用する
ことが可能で、使用寿命が長く経済的であるなど実用上
著しい効果が得られる。
As explained in detail above, by using the configuration of the present invention, one end of the container that must perform rotation and linear axial movement while airtightly separating the atmosphere inside the container, which has a high-temperature heat source inside, from the outside, can be connected to the high-temperature part of the container. It is possible to use a bellows and an inexpensive oil seal for relatively low temperatures to maintain airtightness of the high-temperature shaft body that protrudes from the shaft, which has significant practical effects such as long service life and economical performance.

なお本発明は前記真空溶解装置、半導体単結晶引上装置
のほかに高温乾燥装置にも使用することができ広い用途
がある。
The present invention can be used not only in the vacuum melting apparatus and the semiconductor single crystal pulling apparatus but also in high-temperature drying apparatuses, and has a wide range of applications.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明を実施した高温軸のシール構造例を示す断
面図である。 1・・・架台、2・・・容器、3・・・高温溶融物体、
4・・・ルツボ、5・・・軸体、6・・・ベローズ、7
・・・フランジ、8・・・0リング、9・・・冷却ジャ
ケット、10・・・案内軸、11・・・ガスケット、1
2・・・わん状フランジ、.13・・・オイルシール、
14・・・隔壁筒、15・・・ハウジング、16・・・
冷却用継手、17・・・潤滑用継手、18・・・軸受、
19・・・カラー、20・・・オイルシール、23・・
・プシュ。
The drawing is a sectional view showing an example of a seal structure for a high-temperature shaft in which the present invention is implemented. 1... Frame, 2... Container, 3... High temperature melting object,
4... Crucible, 5... Shaft, 6... Bellows, 7
...Flange, 8...0 ring, 9...Cooling jacket, 10...Guide shaft, 11...Gasket, 1
2...Dog-shaped flange, . 13...Oil seal,
14... Partition tube, 15... Housing, 16...
Cooling joint, 17... Lubrication joint, 18... Bearing,
19...Color, 20...Oil seal, 23...
・Push.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 一端が高温雰囲気をもつ容器の内部または近傍にあ
って軸方向の移動および軸中心の回転を要求される軸体
の高温雰囲気と外部とを気密に保持するための気密構造
として、軸体の軸方向運動に対する気密保持には回転軸
体を軸受保持するハウジングの端部と、上記高温容器間
に耐熱耐圧性ベローズを該軸体を取巻くように配置固着
すると共に、軸体の回転に対する気密保持として上記ハ
ウジングのべローズ終端側にOリングを介して軸体を取
巻くように取付けられ、内部に冷却流体を流通させるこ
とが可能な隔壁筒と、上記ハウジングの内部で軸体外周
にはめ合わせ固着され、その端部が上記隔壁筒を包むよ
うに形成されたわん状フランジと、このフランジに取付
けられそのリップ部が冷却された上記隔壁筒に軸体の回
転時に摺動接触する複数個のオイルシールとを具備し、
上記ハウジング内部には潤滑油を封入または循環させる
ことを特徴とする回転と直線運動を行う高温軸体の気密
構造。
1 The shaft body has an airtight structure to maintain airtightness between the high temperature atmosphere and the outside of the shaft body, which has one end inside or near a container with a high temperature atmosphere and is required to move in the axial direction and rotate around the axis. To maintain airtightness against axial movement, a heat-resistant and pressure-resistant bellows is arranged and fixed between the end of the housing that supports the rotating shaft as a bearing and the above-mentioned high-temperature container so as to surround the shaft, and to maintain airtightness against rotation of the shaft. A partition tube is attached to the bellows terminal side of the housing so as to surround the shaft body through an O-ring, and allows cooling fluid to flow inside, and a partition tube is fitted and fixed to the outer periphery of the shaft body inside the housing. a bowl-shaped flange whose end portion is formed so as to wrap around the partition tube, and a plurality of oil seals that are attached to the flange and whose lip portions are in sliding contact with the cooled partition tube when the shaft rotates. Equipped with
An airtight structure of a high-temperature shaft body that performs rotation and linear motion, characterized in that lubricating oil is sealed or circulated inside the housing.
JP54164841A 1979-12-20 1979-12-20 Airtight structure of high-temperature shaft body that performs rotation and linear motion Expired JPS5813779B2 (en)

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JPH0729341Y2 (en) * 1988-02-03 1995-07-05 日本ピラー工業株式会社 Box structure of gland packing

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JPS5697668A (en) 1981-08-06

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