JPS6237518A - 回転運動伝達機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、２つの雰囲気間で回転運動を伝達する回転
運動伝達機構に関し、特に、高トルクの回転運動の伝達
を可能にした回転運動伝達機構に関する。

〔従来の技術〕

２つの異なる雰囲気間で回転運動を伝達する場合の典型
的な例として、分子線エピタキシー装置や核融合装置等
において大気側から超高真空容器内に回転運動を導入す
る場合が挙げられる。以下においてはこれを例に説明す
る。

上記のような場合には、従来は第４図あるいは第５図に
示すような機構が用いられていた。即ち第４図は磁気カ
ップリング方式のものであり、大気側に設けられた回転
体６と真空側に設けられた回転子４とを磁気的に結合さ
せることにより、回転体６の回転運動を真空容器内へ導
入するものである。一方策５図はベローズカップリング
方式のものであり、真空側に設けられた回転軸２の端部
を曲げると共にベローズ８で真空シールをしており、当
該回転軸２の端部およびベローズ８のすりこぎ運動を利
用して、大気側の回転軸１０の回転運動を真空容器内へ
導入するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが第４図の機構においては、磁気結合を利用して
いるためにすべりが生しる等して、正確な回転の導入や
高負荷時の高トルクの導入が困難であるという問題があ
る。

一方第５図の機構においては、窩負荷時に高トルクの回
転を導入するためには、回転軸２の端部の曲げ角度αを
大としてベローズ８のすりこぎ運動を大きくする必要が
ある。しかもそのようにする場合には、一定長さのベロ
ーズのたわみ量には限界があるため、ベローズ８の長さ
を大きくする必要がある。そのため、回転軸２の軸長も
必然的に長くなり、更に高トルクによる回転軸２のねし
り剛性を考えればその軸径も大きくしなければならなく
なり、その結果、機構自体が大きくかつ重くなるという
問題が生じる。また、一般にこの方式で使用されている
ベローズ８は溶接ベローズであるため、径が大きく長さ
が長くなると価格が上昇すると共に、溶接部が増えるた
めにそこからの真空漏れの可能性が増大して信頼性も低
下してくる。成型へローズを使用するとしても、径に対
して長いものを作るには技術的に限界もあり非常に高価
となる。また仮に長さの短いベローズで大きなすりこぎ
運動を行わせようとしても、たわみ蛍を稼く必要から径
の大きなものを選ばなければならず、そのため機構自体
が大形化するという問題が生じる。

そこでこの発明は、上記のような問題を生じることなし
に高トルクの回転運動を伝達することができる回転運動
伝達機構を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明の回転運動伝達機構は、２つの異なる雰囲気間
を仕切るダイヤフラム及びそれに取り付けられた仕切板
と、仕切板の両面にそれぞれ取り付けられた軸受と、ダ
イヤフラムの両側の同一線上に設けられていて、それぞ
れの腕が前記軸受でそれぞれ回転自在に支持された２つ
のクランク軸とを備えることを特徴とする。

〔作用〕

ダイヤフラム及び仕切板によって２つの異なる雰囲気が
仕切られる。しかも、一方のクランク軸を回転させると
、仕切板が当該クランク軸の回りを公転させられると共
に、当該仕切板の公転につれて他方のクランク軸が回転
させられる。これによって、一方のクランク軸から他方
のクランク軸へと回転運動が伝達される。しかもこの機
構によれば、ダイヤフラム径に比例して仕切板の公転半
径を大きく取ることができるので、容易に高トルクの回
転運動を伝達することができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例に係る回転運動伝達機構を
示す断面図であり、第２図は第１図のダイヤフラム部分
を示す平面図である。ハウジング２２内が、断面が波形
をしたダイヤフラム２０及びそれに後述するクランク軸
１２ａ、１２ｂの腕の長さしだけ偏心して取り付けられ
た仕切板１８によって２つの空間に、例えば大気側ＡＳ
と真空側■Ｓとに完全に仕切られており、これによって
大気側ＡＳから真空側ＶＳへの外気の漏れは完全に遮断
されている。なお仕切板１８の両面には、軸受１６ａ、
１６ｂがそれぞれ取り付けられている。

一方、ダイヤフラム２０の両側には、同じ腕の長さしを
有する２つのクランク軸１２ａＳ　１２ｂが同一軸線上
に設けられており、その軸（クランクジャーナル）の部
分は、ハウジング２２に取り付けられた軸受２６ａ、２
６ｂによってそれぞれ回転自在に支持されている。更に
、各クランク軸１２ａ、１２ｂの腕（クランク腕）１４
ａ、１４ｂは、仕切板１８を両側から挟み込むような形
で軸受１６ａ、１６ｂによってそれぞれ回転自在に支持
されている。

動作を説明すると、大気側ＡＳのクランク軸１２ａを例
えば矢印Ａのように回転させると、仕切板１８はクラン
ク軸１２ａ、１２ｂの回りを公転運動する。換言すれば
第２図に示すように、仕切板１８の中心０２はクランク
軸１２ａ、１２ｂの軸心０１を中心にして上記腕の長さ
しと同じ半径りで矢印Ｂのように回る。この場合、仕切
板１８は自転はせず、従ってダイヤフラム２０は仕切板
１８の公転につれて伸縮するだけである。そして仕切板
１８の上記のような公転につれて、真空側■Ｓのクラン
ク軸１２ｂも矢印Ａのように回転させられる。このよう
にして、大気側ＡＳのクランク軸１２ａから真空側ＶＳ
のクランク軸１２ｂへと回転運動が伝達され、これによ
って真空容器２４内へ回転運動が導入される。

しかも上記機構においては、ダイヤフうム２０の径を大
きくすることによりそのたわみ量も大きく取ることがで
きるため、換言すればダイヤフラム２０の径に比例して
仕切板１８の公転半径、即ちクランク軸１２ａ、１２ｂ
の腕の長さＩ−を大きく取ることができるため、容易に
高トルクの回転運動を伝達することができる。それゆえ
、真空容器２４内に高負荷の機構を設置して回転駆動す
ることも簡単にできる。

尚、ダイヤフラム２０がその両側の圧力差により真空側
ＶＳへたわんで上述した仕切板１８の公転運動に不都合
が生じる場合には、第１図に示すようにクランク軸１２
ａをＯリング３０でシールすると共に、排気ポート２８
からハウジング２２内の大気側ＡＳを適当に、例えば数
Ｔｏｒｒ程度に排気して、ダイヤプラム２０の両側の圧
力差を小さくするようにしても良く、そのようにすれば
上記のようなネ都合を而単に解消することができる。

また、ダイヤフラム２０の断面形状は、第１図のような
波形以外に種々のものを採り得る。例えば、ダイヤフラ
ム２０に十分に変形容易な材料（例えば、ゴムとかステ
ンレス等の金属の薄膜等）を用いれば、第３図に示すよ
うなＵ字形でも良く、その場合に真空側ＶＳに膨らみ部
２０１が来るように当該ダイヤフラム２０を配置すれば
、ダイヤフラム２０に作用する圧力差があっても上述の
ように大気側ＡＳを排気する必要はなくなる。

これは、膨らみ部２０１に大気側ＡＳから差圧Ｐがかか
ってもそこの変形は殆ど起こらないからである。それゆ
え、この場合は上記のような排気ポート２８、Ｏリング
３０は不要となって構造が簡単となる。

また、上記ダイヤフラム２０は、第５図に示したベロー
ズ８と違って平板状に近いため、プレス成型によって容
易に製作することができ、そのようなダイヤフラム２０
を用いれば、溶接によって継ぎ合わせたものに比べて真
空漏れ等に対する信頼性が著しく向上する。

また、仕切板１８は、必ずしも第１図のような一体のも
のである必要はなく、例えば第３図に示すように２つの
仕切板１８ａ、１８ｂとしてダイヤフラム２０をその両
側から挟み込むようにして固定しても良い。

最後に、以上においては大気側から真空側へ回転運動を
伝達する場合を例に説明したけれども、この発明はそれ
に限定されるものではなく、気体、液体等の２つの異な
る雰囲気間における回転運動の伝達に広く適用すること
ができる。

〔発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、簡単な機構で容易に高
トルクの回転運動を２つの異なる雰囲気間で伝達するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る回転運動伝達機構
を示す断面図である。第２図は、第１図のダイヤフラム
部分を示す平面図である。第３図は、ダイヤフラム部分
の他の例を示す断面図である。第４図および第５図は、
それぞれ、従来の回転運動伝達機構を示す断面図である
。 １２ａ、１２ｂ・・−クランク軸、１４ａ、１４ｂ　、
、、腕、１６ａ、１６ｂ−−−軸受、１８．１８ａ、１
３ｂ・・・仕切板、２０・・・ダイヤフラム、２２・・
・ハウジング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つの異なる雰囲気間で回転連動を伝達する機構
   であって、両雰囲気間を仕切るダイヤフラム及びそれに
   取り付けられた仕切板と、仕切板の両面にそれぞれ取り
   付けられた軸受と、ダイヤフラムの両側の同一線上に設
   けられていて、それぞれの腕が前記軸受でそれぞれ回転
   自在に支持された２つのクランク軸とを備えることを特
   徴とする回転運動伝達機構。