KR100739402B1

KR100739402B1 - 시일 및 이것을 이용한 회전 어셈블리

Info

Publication number: KR100739402B1
Application number: KR1020017006561A
Authority: KR
Inventors: 다케바야시히로아키; 하야시다가쯔노리; 야마모토가쯔토시; 후지요시키; 오바야시시니치; 야노요시히로
Original assignee: 가부시키가이샤 제이텍트; 티에스 코포레이션 가부시키가이샤
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2007-07-18
Also published as: KR20010089506A; WO2001023789A1; DE10083288B3; US6676132B1; DE10083288T1

Abstract

본 발명은 특수 환경하에서의 밀봉성의 향상을 도모하는 것을 목적으로 하고, 회전축(1)과 하우징(2)이 대향하는 환형 공간(A)에 비치되어 환형 공간을 축방향으로 진공 공간(B)과 대기압 공간(C)으로 구획하는 시일로서, 그 주립(6)이 회전축(1)과 슬라이드 접촉하는 축방향 접촉폭(W0)이 밀봉 부분에 대한 최저 한도의 밀봉성을 확보하는 데 필요로 되는 축방향 접촉폭(W1) 이상이고, 또한 회전축에 대한 슬라이드 저항이 한계 허용 상한치가 되는 축방향 접촉폭(W2) 이하로 하며, 회전 부재에 대한 회전 특성에 영향을 주지 않도록 하여 필요한 밀봉성을 확보할 수 있도록 하고 있다.

Description

시일 및 이것을 이용한 회전 어셈블리{SEAL AND ROTARY ASSEMBLY USING THE SEAL}

본 발명은 직경 방향 내외측에 동심형으로 설치되어 있는 2개의 부재가 대향하는 환형 공간에 배치되어 그 환형 공간을 축방향으로 저압 공간과 이것보다 압력이 높은 고압 공간의 2개의 공간으로 구획하는 시일 및 이것을 이용한 회전 어셈블리에 관한 것이다.

공간을 구획하여 한쪽 공간을 다른 쪽 공간으로부터 밀봉하는 시일에는, 환형 코어에 탄성체를 피착하고, 그 탄성체의 내주 부분을 회전 부재로 슬라이드하는 립(lip)으로서 이루어지며, 립과 회전 부재 사이의 간극을 밀봉 부분으로 하여, 이것에 의해 오일의 누설을 방지하는 것이 있다. 이러한 시일의 경우, 립 형상이 동일함에도 불구하고, 진공 공간과 대기압 공간이라는 2개의 공간의 구획에 이용한 경우, 밀봉성이 균일하지 않다는 문제점이 있었다.

그래서, 본 발명자들이 그 요인에 대해서 예의 연구를 거듭한 결과, 다음과 같은 것이 판명되었다. 즉, 립과 회전 부재와의 축방향 접촉폭이 클수록, 또한, 립의 회전 부재에 대한 슬라이드압이 클수록 상기 밀봉 부분의 밀봉성을 높일 수 있었다.

한편, 상기 축방향 접촉폭이 클수록, 또한 슬라이드압이 클수록 립의 회전 부재에 대한 슬라이드 저항이 커지게 되어, 회전 부재의 회전 특성에 바람직하지 못하였다. 그 때문에, 종래의 시일에 있어서의 립 형상에서는 그 상반부 단면 형상을 예컨대 엣지가 첨예하게 된 역삼각 형상으로서, 가능한 한 회전 부재와의 축방향 접촉폭을 작게 하는 한편, 상기 슬라이드압을 크게 하여 밀봉성을 높임으로써, 슬라이드 저항을 전체적으로 저감하여 상기 회전 특성을 향상시키도록 하고 있었다.

그러나, 상기 립 형상의 경우, 축방향 접촉폭의 범위가 규정되어 있지 않은 형상이기 때문에, 그 제작 정밀도 혹은 그 소재에 따라 상기 축방향 접촉폭도 슬라이드압도 일정하게 할 수 없고, 슬라이드 저항을 저감하면서 상기 밀봉성의 관리를 하는 것이 곤란하였기 때문에, 그 밀봉성이 균일하지 않다는 문제가 있었다.

또, 이러한 시일에서는, 지금까지, 오일 시일이 사용되고 있었지만, 그 립의 소재가 니트릴 고무, 아크릴 고무, 실리콘 고무 등의 일반적인 고무이기 때문에, 상기한 특수한 환경하에서는, 밀봉 대상 공간과 대기압 공간과의 과대한 압력차에 의해 내부의 가스 등이 립 그 자체를 용이하게 투과하여 밀봉 대상 공간측으로 들어가 버려서, 그 밀봉성을 저하시키고 있었던 것도 본 발명자들은 발견하였다.

그래서, 본 발명은 립과 한쪽 부재와의 축방향 접촉폭을 소정 범위내로 관리할 수 있도록 하고, 슬라이드 저항을 소정 이하로 관리하는 동시에 필요한 밀봉성을 확실하게 얻을 수 있는 시일을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한, 본 발명은 전술한 특수 환경하에서의 립 그 자체에 있어서의 가스 투 과를 방지하여 밀봉 대상 공간에 대한 밀봉성을 보다 향상시킬 수 있는 시일을 제공하는 것을 다른 목적으로 하고 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징, 이점 등은 후술하는 설명으로부터 명백해진다.

본 발명의 시일은 립의 회전 부재에 대한 축방향 접촉폭이 상기 밀봉 부분에 대한 최저한도의 밀봉성을 확보하는 데 필요로 되는 축방향 접촉폭 이상이고, 또한, 회전축에 대한 슬라이드 저항이 한계 허용 상한치가 되는 축방향 접촉폭 이하의 범위로 하며, 회전 부재에 대한 회전 특성에 영향을 주지 않도록 하여 필요한 밀봉성을 확보할 수 있도록 하고 있다.

본 발명의 경우, 10^-4 Pa 이하의 저압 공간과 대기압 공간과의 2개의 공간을 구획하는 경우에, 립의 회전 부재에 대한 축방향 접촉폭(W0)이 0.2 mm≤W0≤2.0 mm의 범위로 규정됨으로써 보다 실용적 견지에서 회전 부재에 대한 회전 특성에 영향을 주지 않도록 하여 필요한 밀봉성을 확보할 수 있다.

본 발명은, 바람직하기로는 립이 회전 부재측을 향하여 축방향 접촉폭이 점차 작아지는 상반부 단면 형상이 거의 삼각형 형상으로 되고, 그 회전 부재측 정상부가 둥글게 형성되어 있다. 이러한 경우, 상기 립이 회전 부재와 슬라이드 접촉했을 때에 그 회전 부재에 대한 축방향 접촉폭이 상기 범위내의 축방향 접촉폭이 되도록 확실하게 변형할 수 있다.

본 발명은, 바람직하기로는 립이 회전 부재측을 향하여 축방향 접촉폭이 점차 작아지는 상반부 단면 형상이 거의 삼각형 형상으로 되고, 이 립이 부착되어 있는 고정 부재측으로부터 회전 부재측으로 휘어진다. 이에 따라, 그 저압 공간측의 경사면이 회전 부재에 대하여 접촉되어 있으면, 상기 립이 회전 부재와 슬라이드 접촉했을 때에 그 회전 부재에 대한 축방향 접촉폭이 상기 범위내의 축방향 접촉폭이 되도록 확실하게 변형할 수 있다.

본 발명은, 바람직하기로는 상기 립의 회전 부재에 대한 체결 여유가 상기 축방향 접촉폭을 유지하도록 관리되어 있다. 이러한 경우, 보다 확실하게 상기 회전 특성에 대한 영향을 배제하고 밀봉성의 확보를 도모할 수 있다.

본 발명은, 바람직하기로는 립의 회전 부재에 대한 체결력을 상기 축방향 접촉폭이 유지되도록 관리할 수 있다. 이러한 경우, 보다 확실하게 상기 회전 특성에 대한 영향의 배제와 밀봉성의 확보를 도모할 수 있다.

본 발명은, 바람직하기로는 립의 소재로서, 질소 가스의 투과성이 소정치 이하가 되는 소재를 선정할 수 있다. 이러한 경우, 저압 공간인 밀봉 대상 공간측으로 가스가 립 그 자체를 통해 투과하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은, 바람직하기로는 립의 질소 가스 투과성이 3.225(cm³/m²/25 μm/24 h/25℃ 기압) 이하가 되는 소재로 구성되어 있다. 이러한 경우, 저압 공간의 압력이 10^-4 Pa 이하이어도 밀봉성을 발휘하고, 10^-4Pa 이하의 저압 공간을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1, 6에 관한 것으로서, 립이 회전축으로 슬라이 드하기전의 상태의 시일 상반부의 종단면도.

도 2는 도 1에 있어서, 립이 회전축으로 슬라이드하고 있는 상태의 시일 상반부의 종단면도.

도 3은 본 발명의 실시 형태 2, 7에 관한 것으로서, 립이 회전축으로 슬라이드하기전의 상태의 시일 상반부의 종단면도.

도 4는 본 발명의 실시 형태 3, 8에 관한 것으로서, 립이 회전축으로 슬라이드하기전의 상태의 시일 상반부의 종단면도.

도 5는 도 4에 있어서, 립이 회전축으로 슬라이드하고 있는 상태의 시일 상반부의 종단면도.

도 6은 본 발명의 실시 형태 4에 따른 시일 상반부의 종단면도.

도 7은 본 발명의 실시 형태 5에 따른 시일 상반부의 종단면도.

도 8은 본 발명의 실시 형태 9에 따른 시일 상반부의 종단면도.

도 9는 도 8의 시일 상반부의 분해 종단면도.

도 10은 본 발명의 실시 형태 10에 관한 것으로서, 도 8의 시일과 이것을 이용한 베어링과의 조합으로 이루어지는 베어링 유닛의 상반부의 종단면도.

도 11은 본 발명의 실시 형태 11에 따른 시일 상반부의 종단면도.

도 12는 본 발명의 실시 형태 12에 관한 것으로서, 회전 어셈블리를 장착한 진공 챔버의 개략 단면도.

도 13은 도 12의 시일을 포함하는 주요부의 확대 단면도.

도 14는 본 발명의 실시 형태 13에 관한 것으로서, 변형한 시일을 포함하는 도 12의 대응의 주요부 확대 단면도.

도 15는 본 발명의 실시 형태 14에 따른 시일 상반부의 종단면도.

도 16은 본 발명의 실시 형태 15에 관한 것으로서, 도 15에 대응하는 자화부의 변형예를 도시한 시일 상반부의 종단면도.

도 17은 본 발명의 실시 형태 16에 관한 것으로서, 도 15에 대응하는 자화부의 다른 변형예를 도시한 시일 상반부의 종단면도.

도 18은 본 발명의 실시 형태 17에 따른 시일 상반부의 종단면도.

도 19는 본 발명의 실시 형태 18에 따른 시일 상반부의 종단면도.

도 20은 본 발명의 실시 형태 19에 관한 것으로서, 베어링 유닛의 상반부의 확대 종단면도.

도 21은 본 발명의 실시 형태 20에 관한 것으로서, 베어링 유닛의 다른 변형예의 상반부의 확대 종단면도.

도 22는 본 발명의 실시 형태 21에 관한 것으로서, 베어링 유닛의 또 다른 변형예의 상반부의 확대 종단면도.

도 23은 본 발명의 실시 형태 22에 관한 것으로서, 베어링 유닛의 또 다른 변형예의 상반부의 확대 종단면도.

도 24는 본 발명의 실시 형태 23에 관한 것으로서, 베어링 유닛내의 구름 베어링의 다른 변형예의 상반부의 확대 종단면도.

도 25는 본 발명의 실시 형태 24에 관한 것으로서, 베어링 유닛의 또 다른 변형예의 상반부의 확대 종단면도.

도 26은 본 발명의 실시 형태 25에 관한 것으로서, 베어링 유닛의 또 다른 변형예의 상반부의 확대 종단면도.

이하, 본 발명의 최적의 실시 형태(이하, 이것을 실시 형태 1이라 함)에 대해서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 실시 형태 1의 시일은 예컨대 진공 챔버의 내외에 회전축을 관통하여 설치하는 것과 같은 상황으로, 진공 챔버 내외를 차단하기 위해서 이용되지만, 이것으로 한정되지 않는다.

도 1은 립이 회전축으로 슬라이드하기전의 상태의 시일의 상반부의 종단면도이고, 도 2는 립이 회전축으로 슬라이드하고 있는 상태의 시일의 상반부의 종단면도이다. 도면중, 1은 회전 부재로서의 회전축, 2는 고정 부재로서의 하우징, 3은 시일이다. 회전축(1)과 하우징(2)은 각각 직경 방향 내외에 동심형으로 설치되어 있다.

회전축(1)과 하우징(2) 사이의 환형 공간(A)은 시일(3)에 의해 축방향으로 저압 예컨대 진공 공간(밀봉 대상 공간: B)과, 이 밀봉 대상 공간(B)보다 압력이 높은 고압 예컨대 대기압 공간(C)으로 구획된다.

시일(3)은 상반부의 직경 방향 단면 형상이 거의 L자형인 환형 코어(4)에 탄성체(5)가 환형으로 피착되어 구성된다.

탄성체(5)의 내주 부분은 축방향의 한 측부가 되는 대기압 공간(C)측으로 연장되는 주립(6)과, 이 주립(6)과 서로 인접하게 설치되어 축방향의 다른 측부가 되는 밀봉 대상 공간(B)측을 향하여 점차 직경이 축소되는 테이퍼 형상을 갖는 보조 립(7)으로 이루어진다.

주립(6)의 회전 부재측 정상부(6a)는 상반부가 도 1에서 도시한 바와 같이 둥그스름한 단면 형상을 갖고 있고, 회전축(1)상을 슬라이드할 때에는 도 2에서 도시한 바와 같이 회전축(1)에 대하여 하기 수학식 1을 만족하는 축방향 접촉폭(WO)으로 접촉 슬라이드하도록 되어 있다.

주립(6)의 내경은 회전축(1)의 외경보다 작게 되어 회전축(1)에 대하여 소정의 체결 여유를 갖고 있다.

주립(6)의 외주에는 주립(6)을 회전축(1)의 외주면에 대하여 소정의 체결력으로 체결하여 압접되는 가터 스프링(8)이 장착되어 있다.

주립(6)의 회전 부재측 정상부(6a)는 회전축(1)상을 슬라이드하지 않는 도 1의 상태로부터 회전축(1)상을 슬라이드하고 있는 도 2의 상태로 변형했을 때의 축방향 접촉폭(W0)이 상기 체결 여유 및 가터 스프링(8)의 체결력으로 다음 수학식 1을 만족하도록 보조적으로 관리된다.

W1≤W0≤W2

여기서, W1은 회전 부재측 정상부(6a)와 회전축(1) 사이의 간극(밀봉 부분)에 대한 최저 한도의 밀봉성을 확보하는 데 필요로 되는 밀봉용 축방향에 대한 접촉폭이며, W2는 회전 부재측 정상부(6a)의 회전축(1)에 대한 슬라이드 저항이 한계 허용 상한치로 되는 회전 부재측 정상부(6a)의 슬라이드용 축방향에 대한 접촉폭이다.

본 발명자들에 의한 실험에 의하면, W1에 대해서는 0.2 mm이며, 상기 W2에 대해서는 2.0 mm일 때가 바람직한 결과를 얻을 수 있었다.

상기 체결력(단위 둘레 길이당: gf/mm)의 조정으로 축방향 접촉폭(W0)을 조정하는 경우, 실험에 따르면, W2는 체결력 70 gf/mm, W1은 체결력 25 gf/mm일 때가 바람직한 결과를 얻을 수 있었다. 따라서, 체결력의 범위는 25 gf/mm 내지 70 gf/mm로 관리 조정된다.

따라서, 축방향 접촉폭(W0)이 밀봉용 축방향에 대한 접촉폭(W1) 이하이면, 시일(3)은 최저 한도의 밀봉성을 확보할 수 없고, 슬라이드용 축방향에 대한 접촉폭(W2) 이상이면, 회전축(1)의 회전 저항이 허용 한계를 넘게 되어 그 회전 특성이 악화된다. 즉, 축방향 접촉폭(W0)이 수학식 1을 만족하면, 회전축(1)의 회전 특성에 악영향을 주지 않도록 하는 한편, 바람직한 밀봉성을 확보할 수 있다.

이 경우, 주립(6)의 소재가 다르거나, 주립(6)의 제작 정밀도의 변동으로, 주립(6)의 회전 부재측 정상부(6a)의 축방향 접촉폭(W0)이 달라도 수학식 1의 관계를 만족하도록, 주립(6)의 체결 여유과 가터 스프링(8)에 의한 체결력을 보조적으로 조정함으로써, 회전 부재측 정상부(6a)의 축방향 접촉폭(W0)이 소정 범위내에서 수습되도록 관리할 수 있고, 이것에 의해, 회전축(1)에 대한 접촉 저항을 증대시키지 않도록 하는 동시에 밀봉성 향상에 필요한 축방향 접촉폭을 확보할 수 있다.

본 발명은 전술한 실시 형태 1의 시일로 한정되는 것이 아니라, 이하에 기술하는 각종 변형이나 응용을 생각할 수 있다. 그리고, 본 발명의 시일은 실시 형태 1의 시일에 대하여 후술하는 각 실시 형태의 시일의 구조를 부가 내지 조합할 수 있다.

(1) 도 3은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 것으로서, 립이 회전축(1)으로 슬라이드하기전의 상태의 시일(3)의 상반부의 종단면도이다. 또, 립이 회전축(1)으로 슬라이드하고 있는 상태의 시일(3)의 상반부의 종단면도에 대해서는 도 2와 마찬가지기 때문에 그 도시가 생략되어 있다.

시일(3)에 있어서는, 주립(6)의 회전 부재측 정상부(6a)가 회전축(1)상을 슬라이드한 경우의 도시는 생략되어 있지만, 회전축(1)에 대한 축방향 접촉폭(W0)은 수학식 1을 만족하는 관계에 있고, 따라서, 실시 형태 1과 같은 작용 효과를 갖는다.

실시 형태 2의 경우, 환형의 불소계 수지 시트(9)와, 금속 고리(10)와, 탄성체(5)는 별개의 보조립(11)을 갖는 구조로 되어 있다.

시트(9)는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, 예컨대 스타라이트 공업주식회사에서 제조한 상품명 ALP 등), 혹은 수지 바인더에 PTFE를 분산 혼합한 것 등의 불소계 합성수지, 혹은 테프론(듀퐁사의 상품명) 등의 불소계 수지를 소재로서 이루어진다.

시트(9)는 주립(6)의 밀봉 대상 공간(B)측의 경사면(6b)상에 접착되어 설치되고, 또한 금속 고리(10)에 의해 주립(6)과의 사이에서 눌려 주립(6)으로부터의 박리를 방지할 수 있으며, 그 내주 방향 단부가 그 경사면(6b)의 정점 위치 즉 회전 부재측 정상부(6a)보다도 외주측에 위치되어 있다. 금속 고리(10)는 또, 립(6, 11)이 밀봉 대상 공간(B)의 부압으로 당겨져 그 밀봉 대상 공간(B) 방향으로 걷어 올라가는 것을 방지한다.

시트(9)가 갖는 주립(6)의 경사면(6b)과의 위치 관계에 의해 주립(6)의 마모 가 진행되지 않는 단계에서는 회전축(1)으로는 주립(6)이 슬라이드하지만, 시트(9)는 슬라이드하지 않는다. 그 때문에, 슬라이드 초기에는 주립(6)에 의해 밀봉 부분이 밀봉된다.

주립(6)은 시트(9)에 의해 그 자세가 유지되어 양호한 밀봉성을 유지할 수 있다.

주립(6)이 회전축(1)과의 슬라이드에 의한 마모가 진행되어도 시트(9)가 주립(6)과 함께 회전축(1)과 슬라이드하게 되고, 이것에 의해 시트(9)에 의한 밀봉이 더해지는 결과로, 주립(6)의 마모 진행에 따른 밀봉성의 저하를 방지할 수 있다.

(2) 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 형태 3에 관한 것으로서, 도 4는 립이 회전축(1)으로 슬라이드하기전의 상태의 시일(3)의 상반부의 종단면도이고, 도 5는 립이 회전축(1)으로 슬라이드하고 있는 상태의 시일(3)의 상반부의 종단면도이다.

도 1 및 도 2의 실시 형태 1과, 도 3의 실시 형태 2의 경우, 주립(6)의 회전 부재측 정상부(6a)가 수학식 1을 만족하도록 둥그스름한 단면 형상을 갖고 있다.

이것에 대하여, 실시 형태 3의 경우, 주립(6)이 회전축(1)측을 향하여 축방향 접촉폭이 점차 작아지는 상반부 단면 형상이 거의 삼각형 형상으로 되고, 그 부착되어 있는 부분측에서 회전 부재측으로 휘어짐으로써 그 밀봉 대상 공간(B)측의 경사면(6b)이 회전축(1)에 접촉되어 있다. 그 때문에, 주립(6)은 도 4의 상태로 주립(6)의 밀봉 대상 공간(B)측의 경사면(6b)의 축방향에 대한 경사 각도(α_b)와 대기압 공간(C)측의 경사면(6c)의 축방향에 대한 경사 각도(α_c)를 대비하면, 경사 각도(α_b)＜＜경사 각도(α_c)로 되어 있다. 그리고, 이 경우, 주립(6)의 회전 부재측 정상부(6a)는 가터 스프링(8)으로부터의 회전축측 직경 방향으로의 작용 방향보다 대기압 공간(C)측으로 편향되어 위치하고 있다.

이것에 의해, 도 5와 같이 주립(6)이 회전축(1)과 접촉 슬라이드하면, 주립(6)은 반시계 방향으로 회전 운동하여 경사면(6b)이 회전축(1)과 접촉 슬라이드하게 된다. 그리고, 이 경우, 축방향 접촉폭(W0)은 체결력 등의 조정에 의해 상기 수학식 1의 관계를 만족하도록 되어 있다.

이것으로, 실시 형태 3도 실시 형태 1, 2와 마찬가지로 하여 주립(6)의 소재가 다르거나, 주립(6)의 제작 정밀도의 변동으로 주립(6)의 회전 부재측 정상부(6a)의 축방향 접촉폭(W0)이 달라도 상기 수학식 1의 관계를 만족하도록 주립(6)의 체결 여유와 가터 스프링(8)에 의한 체결력을 관리 조정함으로써 회전 부재측 정상부(6a)의 축방향 접촉폭(W0)이 소정 범위내에서 수습되도록 관리할 수 있고, 이것에 의해, 회전축(1)에 대한 슬라이드 저항을 증대시키지 않도록 하는 동시에 밀봉성 향상에 필요한 축방향 접촉폭을 확보할 수 있게 된다.

여기서, 본 발명자들이 상기 각 실시 형태에 있어서, 상술한 주립(6)의 회전 부재측 정상부(6a)의 축방향 접촉폭(W0)에 대해서 연구하고 있었던 바, 추가로 시일(3)의 밀봉성의 저하가 전술한 특수 환경하에서 립에 과대한 압력차가 걸려 대기압 공간(C)측의 가스가 밀봉 대상 공간(B)측을 향하여 립 그 자체를 투과했던 것이 그 원인의 하나인 것을 발견하였다.

그 때문에, 양 공간의 압력차에 대한 립의 소재를 여러 가지 선택하여 실험 한 결과, 하기 ①의 사용 조건하에서는, 하기 ②의 소재를 선정함으로써 립에 대한 가스의 투과가 유효하게 방지되고, 밀봉성이 향상된 것이 확인되었다.

① 사용 조건

a, 밀봉 대상 공간의 압력: 10^-4 Pa 이하

b, 밀봉 부분에서의 봉입 유체의 누설 속도: 10^-9 Pa m³/sec 이하

c, 사용 온도: 25℃

② 립의 소재

상기 사용 조건 ①과 같은 립을 사이에 끼우는 양 공간 중, 밀봉 대상 공간(B)에 있어서의 진공도를 전제로 하여 본 발명의 립의 소재로서, 플라스틱 필름의 화학적 성질의 하나인 질소 가스의 투과성이 3.225(cm³/m²/25 μm/24h/25℃ 기압) 이하의 소재를 선정한 바, 립에 대한 질소 가스의 투과가 없어져 시일(3)의 밀봉성이 향상되었다.

또, 본 발명의 목적인 특수 환경하에서의 밀봉성 향상의 관점에서는, 립의 소재로서는 상기와 같은 가스 투과성을 갖는 소재라면 무엇이라도 좋지만, 이하의 불소계 소재의 수지 또는 고무를 주성분으로 하는 재료를 선정한 경우는, 특히, 바람직한 결과를 얻을 수 있었다.

불소계 수지

·PTFE(사불화에틸렌 수지)

·PFA(사불화에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합 수지)

·FEP(사불화에틸렌-육불화프로필렌 공중합 수지)

·ETFE(사불화에틸렌-에틸렌 공중합 수지)

·CTFE(삼불화염화에틸렌 수지)

·PVDF(불화비닐리덴 수지)

불소계 고무

·불화비닐리덴계 고무

·사불화에틸렌-프로필렌 고무

·사불화에틸렌-퍼플루오로메틸비닐에테르 고무

·포스파젠계 불소 고무

또, 이 경우, 립의 소재는 통상의 소재, 예컨대 니트릴 고무, 아크릴 고무, 실리콘 고무 등의 일반적인 고무로 하고, 이 립의 표면에 도 6의 실시 형태 4에서 도시한 바와 같이 전술한 질소 가스의 투과성이 3.225(cm³/m²/25 μm/24 h/25℃ 기압) 이하의 소재, 예컨대 전술한 불소계 소재의 고무 또는 수지의 막(12)을 설치하여도 상관없다.

또, 전술한 각 실시 형태의 시일(3)에 있어서의 보조립(7)은 축방향의 다른 측부가 되는 밀봉 대상 공간(B)측을 향하여 점차 직경이 축소하는 테이퍼 형상을 갖고 있었지만, 도 7의 실시 형태 5에서 도시한 바와 같이, 대기압 공간(C)측을 향하여 점차 직경이 축소하는 테이퍼 형상을 가진 구조로 하여도 상관없다.

이러한 구조를 갖는 보조립(7)에서는, 체결력이 충분히 확보되는 결과, 그 양측이 과대한 압력차에 의해 보조립(7)이 진공 공간(B)측으로 걷어 올라가는 것을 방지할 수 있고, 밀봉성을 보다 향상시킬 수 있다.

(3) 도 1 및 도 2에 도시되는 시일(3)의 경우, 실시 형태 6으로서, 탄성체(5)의 경도가 30 내지 90의 듀로미터 경도[HD]로 설정되어 있다. 이 경우, 탄성체(5) 전체의 경도를 상기 듀로미터 경도로 설정하지 않고서, 탄성체(5)의 내주측 단부의 주립과 보조립(6, 7)의 경도, 또는 주립과 보조립(6, 7)의 슬라이드 접촉 부분의 경도만, 또는 주립(6)의 슬라이드 접촉 부분의 경도만을 30 내지 90의 듀로미터 경도[HD]로 설정하여도 좋다.

실시 형태 6의 시일의 경우, 주립과 보조립(6, 7)의 경도가 30 미만의 듀로미터 경도로 설정되어 있으면, 립의 미소 플러터링(fluttering)이 발생하고, 또한, 90을 초과하는 듀로미터 경도로 설정되어 있으면, 회전축(1)의 정지시 또는 회전시 중에 어느 한쪽에 있어서도 주립과 보조립(6, 7)과 회전축(1)과의 밀착성이 저하되었다.

립의 미소 플러터링이란, 윤활 조건이 엄격하고 마찰 계수가 크게 되어 있는 슬라이드 접촉면상에 립의 슬라이드 접촉 부분이 슬라이드 접촉했을 경우, 그 슬라이드 접촉 부분이 슬라이드 접촉면과의 마찰력으로 슬라이드 접촉면상을 미끄러지지 않고 슬라이드 접촉면에 마찰 결합되는 결과, 립이 회전축(1)의 회전방향으로 연장되고, 또한 그 연장에 의한 수축력이 상기 마찰 결합력을 초과하면 줄어든다고 하는 연축 작용(延縮作用)을 반복하는 현상을 말한다.

립의 경도가 30∼90 범위의 듀로미터 경도로 설정되어 있는 경우는 주립과 보조립(6, 7)이 미소 플러터링하는 일이 없게 되고, 또한, 회전축(1)과의 밀착성도 저하되지 않았다.

듀로미터 경도[HD]를 갖는 탄성체(5)로서, 고무, 수지 등이 있다. 고무에는 니트릴 고무, 아크릴 고무, 불소 고무, 우레탄 고무, 부틸 고무, 다황화 고무 등이 있다. 수지에는 불소 수지, 나일론 수지 등이 있다.

불소 수지에는 PTFE(4불화에틸렌 수지), PFA(4불화에틸렌퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합 수지), FEP(4불화에틸렌-6불화프로필렌 공중합 수지), ETFE(4불화에틸렌-에틸렌 공중합 수지), CTFE(3불화염화에틸렌 수지), PVDF(불화비닐리덴 수지)가 있다.

또한, 나일론 수지에는 나일론 6, 나일론 66, 나일론 12, 나일론 46, 나일론 11, 초고 분자량 폴리에틸렌, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 경질 염화비닐, 연질 염화비닐이 있다.

탄성체(5)의 경도를 상기 듀로미터 경도[HD]로 조정하는 방법에 대해서 설명하면, 예컨대, 탄성체(5)의 재료가 고무인 경우, 물리적 물성을 확보하기 위해 각종 충전재를 배합하고 있다. 그 중, 듀로미터 경도[HD]의 조정 방법에는 다양한 방법이 있지만, 카본블랙의 배합량을 조정하는 것도 하나의 방법이다. 카본블랙의 배합이 많을수록 듀로미터 경도[HD]는 단단해지는 경향이 있다. 예시하면, 폴리머에 대한 중량비로 카본량 5%인 것의 듀로미터 경도[HD]가 20, 카본량 20%인 것은 듀로미터 경도[HD]가 30이 된다.

또한, 상기의 경우, 예컨대, 탄성체(5)가 고무로서, 그 고무를 정밀하게 본 경우, 탄성체인 고무의 주재료인 폴리머에 각종 무기물, 유기물을 충전한 복합 재 료이다. 이들 충전재는 주로 분체(粉體)이며, 비탄성체이기도 하고, 이 점에서 말하면, 비탄성체와의 혼합 가능성이 있다.

또한, 상기의 경우, 립의 슬라이드 접촉 부분만의 경도를 상기 듀로미터 경도[HD]로 하는 경우로서, 예컨대, 탄성체(5)가 고무인 경우, 2 종류의 고무를 층형으로 하여 가황 성형을 하는 것이 가능하고, 이 수법을 채용하여 립의 슬라이드 접촉 부분에 듀로미터 경도[HD]를 상기한 바와 같이 하는 것도 가능하다. 고무와 수지를 복합 접착시켜 립 슬라이드 접촉 부분을 상기 듀로미터 경도[HD]의 재료로 성형하는 것도 가능하다.

실시 형태 6의 경우, 축방향 슬라이드 접촉폭(W0)을 상기 범위로 한 후에 주립과 보조립(6, 7)의 경도를 상기 듀로미터 경도의 범위로 설정한 경우, 그 시일 성능이 더욱 비약적으로 향상된 것을 얻을 수 있다.

(4) 도 3에서 도시되는 시일(3)의 경우, 실시 형태 7로서, 탄성체(5)의 전체의 경도, 또는, 주립(6) 및 또는 보조립(11) 각각의 경도, 또는, 주립과 보조립(6, 11)의 슬라이드 접촉 부분만의 경도, 또는, 주립(6)의 슬라이드 접촉 부분만의 경도가 실시 형태 6과 마찬가지로 30 내지 90 범위의 듀로미터 경도[HD]로 설정되어 있다.

이것에 의해, 실시 형태 7의 시일(3)에서는, 주립과 보조립(6, 11)이 미소 플러터링하는 일이 없어지고, 또한, 회전축(1)과의 밀착성도 저하되지 않았다.

(5) 도 4 및 도 5에서 도시되는 시일의 경우, 실시 형태 8로서, 주립(6)과 보조립(7) 각각의 적어도 슬라이드 접촉 부분의 경도가 실시 형태 6과 마찬가지로 30 내지 90 범위의 듀로미터 경도[HD]로 설정되어 있다.

이것에 의해, 실시 형태 8의 시일(3)에서는, 주립과 보조립(6, 7)이 미소 플러터링하는 일이 없어지고, 또한, 회전축(1)과의 밀착성도 저하되지 않았다.

(6) 도 8 및 도 9에서 도시되는 시일(3)의 경우, 실시 형태 9로서, 주립(6)과 보조립(11)과 회전축(1)으로 둘러싸이는 공간에 오일 또는 그리스 등의 윤활제(13)가 충전되어 있다. 시일(3)은 2개의 시일 부분(31, 32)으로 분리 가능하고 또한 조립 가능하게 되어 있다.

상기 구조의 경우, 환형 공간(A)을 밀봉 대상 공간(B)과 대기압 공간(C)이라는 압력차가 크게 다른 2개의 공간을 구획하는 구획벽이 주립과 보조립(6, 11)에 덧붙여 윤활제(13)도 가해져 두꺼운 구조가 되기 때문에, 밀봉 대상 공간(B)이 진공 공간이어도 충분한 밀봉성의 확보가 가능해진다.

또한, 주립(6)의 회전축(1)과의 슬라이드 접촉면에는 윤활제(13)를 주립과 보조립(6, 11) 사이에서 공급할 수 있기 때문에, 회전축(1)과의 슬라이드 접촉에 의해 조기의 마모를 방지할 수 있다.

나아가서는, 그 구조가 간단하기 때문에, 제작비용이 싸지게 되어 확실하게 윤활제를 유지하여 상기 슬라이드 접촉면에 대한 장기간의 안정한 윤활제의 공급이 가능하다.

이 경우, 윤활제(13)는 오일이나 그리스 등과 같이 기본적으로 유동형 또는 액상의 윤활제와 같이 그 자체는 기본적으로 거의 보형성(保形性)이 없는 윤활제이지만, 이러한 윤활제로 한정되는 것이 아니라, 고밀도 폴리에틸렌폴리프로필렌 등 의 수지에 광유, 폴리-α-올레핀유 등의 윤활유 혹은 이들 윤활유에 증가제(thickener)를 첨가한 그리스를 혼합하고, 소요 개소에 충전한 후 수지의 융점 이상으로 가열하며, 이어서 냉각하여 고형화한 소위 폴리머 윤활제이어도 좋다.

고형 윤활제는 소기의 형상 유지가 어느 정도 가능하기 때문에, 액상의 오일이나 그리스 같은 윤활제에 비하여 시일(3)의 주립(6)과 보조립(11) 사이의 공간의 형상에 맞춰 그 공간내에 긴밀하게 충전하는 것이 용이한 동시에 이에 덧붙여서, 주립(6)과 보조립(11)이 회전축(1)과의 슬라이드 접촉으로 형상을 바꾸더라도 그 형상 변화에 비교적 용이하게 따를 수 있기 때문에, 시일(3)에 대해서는 특히 효과가 있지만, 종래의 시일에 대해서도 주립(6)과 보조립(11) 사이에 우수한 유지 강도로 유지할 수 있다. 그 결과, 보조립(11)이 부상하여도 밀봉 대상 공간(B)측으로 윤활제(13)가 새어 나오는 것을 방지할 수 있어 바람직하다.

또, 윤활제(13)는 주립(6)과 보조립(11) 사이에 충전되어 있지만, 윤활제(13)는 형태를 유지하는 특성을 갖기 때문에 주립(6)의 경사면과 회전축(1)과의 사이의 공간에 충전하여도 좋다. 이러한 경우는 윤활제의 보조립(11)까지의 거리가 길어지고, 또한 주립(6)과 보조립(11) 사이에 윤활제(13)가 누설되어도 거기에 윤활제(13)를 축적할 수 있으며, 보조립(11) 밖으로의 윤활제(13)의 누설을 보다 효과적으로 방지할 수 있어 바람직하다.

이 경우, 증기압이 10^-8Pa 이하(분위기 온도 20℃)의 오일 또는 그리스 등의 윤활제(13)를 주립(6)과 보조립(11) 사이에 충전하여도 좋다. 이러한 저증기압의 윤활제(13)는 난휘발성이기 때문에, 보조립(11)을 통해 밀봉 대상 공간(B)으로 다 소 누설되어도 가스 성분을 방산하지 않기 때문에 밀봉 대상 공간(B)의 분위기를 오염시킬 우려가 없고, 따라서, 예컨대 그 밀봉 대상 공간(B)내에 배치되어 있는 진공 기기의 이상을 일으킬 우려가 없다.

또한, 실시 형태 10으로서, 도 10에서 도시한 바와 같이 밀봉 대상 공간(B)과 대기압 공간(C)을 구획하는 동시에 대기압 공간(C)내에 베어링(14)이 밀봉되어 있다. 시일(3)은 구름 베어링(14)의 한쪽에 일체로 배치되어 유닛화된 베어링 유닛으로서 좋다. 구름 베어링(14)은 외륜(14a), 내륜(14b), 복수의 회전체(14c) 및 리테이너(14d)를 갖는다. 실시 형태 10의 경우, 시일(3)의 내주측이 고정 부재이고, 외주측이 회전 부재인 2개의 부재 사이의 환형 공간에 대한 밀봉이어도 상관없다. 또, 이 경우, 삼각 형상의 주립(6)의 회전 부재측 정상부(6a)는 급진적으로 첨예한 형상이어도 상관없다.

또한, 보조립(11)은 실시 형태 11로서, 도 11에서 도시한 바와 같이, 대기압 공간(C)측을 향하여 상반부 단면 형상이 점차 직경이 축소하는 테이퍼 형상을 가진 형상이어도 상관없다.

도 11의 보조립(11)을 구비한 시일(3)을 상기 특수 환경하에 이용한 경우, 보조립(11)이 주립(6) 방향으로 경사진 구조로 회전축(1)에 슬라이드 접촉하고 있기 때문에, 회전축(1)에 접촉되는 주립(6)과 보조립(11)과의 2개의 립이 대기압 공간(C)측으로부터 밀봉 대상 공간(B)측으로 작용하는 압력에 의해 접촉압을 늘리는 형상을 갖게 되고, 이것에 의해 대기압 공간(C)측으로부터 밀봉 대상 공간(B)측으로 끌어당겨지는 압력이 보조립(11)에 걸려도 그 보조립(11)은 회전축(1)으로부터 부상하는 일이 없다. 그 때문에, 보조립(11)은 회전축(1)에 대한 체결력을 확보할 수 있는 결과, 이러한 특수 환경하에서의 밀봉 작용에 기여하는 바가 커져서 바람직하다.

또한, 보조립(11)을 도 11에서 도시되는 구조로 한 것으로 밀봉 대상 공간(B)과 대기압 공간(C)의 압력차에 의해 밀봉 대상 공간(B)으로의 윤활제(13)의 인입이 강하게 작용하여도 보조립(11)의 상기 경사에 의해 주립(6)과 보조립(11) 사이의 공간에 윤활제(13)를 높은 유지 능력으로 유지할 수 있다. 그 결과, 주립(6)의 회전축(1)과의 슬라이드 접촉면에 윤활제(13)를 안정되게 또한 장기간에 걸쳐 공급할 수 있고, 이것에 의해, 주립(6)의 조기 마모 방지를 안정적으로 방지할 수 있어 바람직하다.

이 경우, 보조립(11)의 회전축(1)으로부터의 부상이 없기 때문에, 윤활제(13)가 액상이어서 보형성이 없어도 주립(6)과 보조립(11) 각각과 회전축(1)으로 둘러싸이는 공간은 밀봉 상태가 좋아지고, 윤활제(13)를 그 공간내에서 양호하게 유지할 수 있는 결과, 시판으로 용이하게 입수 가능하고 또한 저렴한 윤활제(13)를 사용할 수 있어 바람직하다.

또한, 보조립(11)의 상기 구조로 윤활제(13)의 양호한 유지가 가능해진 결과로서, 윤활제(13)가 밀봉 대상 공간(B)측으로 새어 그 밀봉 대상 공간(B)내를 오염시킬 우려가 없어지고, 밀봉 대상 공간(B)내를 청정 분위기로 유지해야 하는 경우에는 특히 바람직한 시일이 된다.

(7) 도 12 및 도 13은 실시 형태 12로서, 회전 도입기가 장비된 진공 챔버에 적용된 시일에 관한 것으로서, 도 12는 회전 도입기가 장비된 진공 챔버의 개략을 도시한 단면도이고, 도 13은 도 12의 회전 도입기내의 베어링 유닛의 확대 단면도이다.

진공 챔버(21)는 내부를 진공 상태로 유지하여 필요한 작업 예컨대 공작물의 반송 등을 행하는 것이다.

진공 챔버(21)에는 그 반송 작업에 필요한 회전을 도입하기 위해 챔버 벽의 회전 도입기 부착 구멍에 회전 도입기(22)가 부착되어 있다.

회전 도입기(22)는 예컨대 진공 챔버(21)의 챔버 벽 내외에 걸쳐 설치되고, 챔버내에서 공작물의 반송을 행하기 위한 회전 동력을 도입한다.

회전 도입기(22)는 회전축(1)과 하우징(2), 구름 베어링(14), 시일(3)을 구비한다.

하우징(2)은 그 부착 플랜지(23)가 나사(24)에 의해 챔버 벽에 고정되어 챔버 벽의 부착 구멍에 부착된다.

회전축(1)은 하우징(2)의 내외에 관통 삽입되는 동시에 구름 베어링(14)으로 하우징(2)내에 회전 가능하게 지지되어 시일(3)과 함께 회전 어셈블리(25)를 구성한다.

구름 베어링(14)은 시일(3)을 통해 10^-4 Pa 이하의 밀봉 대상 공간(A) 즉 진공 챔버(21)에 닿는 형태로 하우징(2)내에 설치되어 있다.

시일(3)은 내압용으로서, 회전축(1)과 하우징(2)이 대향하는 환형 공간을 진공 챔버(21)내로 연결되어 통하는 진공 공간 즉 밀봉 대상 공간(B)과, 진공 챔버(21) 밖으로 연결되어 통하여 구름 베어링(14)이 위치하는 대기압 공간(C)과의 2개의 공간으로 구획하여 진공 챔버(21)의 내외를 차단하도록 되어 있다.

주립(6)의 회전 부재측 정상부(6a) 및 그 양 경사면 및 주립과 보조립(6, 11) 사이의 윤활제 유지면, 또한 보조립(11)의 표면에 걸쳐 윤활막(26)이 연속하여 형성되어 있다.

윤활막(26)의 재료는 연질 금속(금, 은, 동 등), 불소계 수지(폴리테트라플루오로에틸렌 등), DLC(Diamond Like Carbon의 약칭으로 흑연을 포함하는 카본 소성체와 다이아몬드 피막의 중간 특성을 갖는 모든 탄소계 재료)의 각 재료중에서 어느 한 종류가 선택되어 형성된 막이다.

또한, 회전축(1)의 표면에도 상기 연질 금속, 불소계 수지, DLC에서 선택된 어느 한 종류로부터 선택되어 형성된 윤활막(27)이 연속하여 형성되어 있다.

이상의 구성을 갖춘 시일(3)에 있어서는, 각 립(6, 11) 및 회전축(1) 각각의 표면에 윤활막(26, 27)이 형성되어 있기 때문에, 각 립(6, 11)이 회전축(1)에 대하여 시간이 경과함에 따라 슬라이드 동작하여도 그 마모가 현저히 경감되는 결과, 상술한 특수 환경하에서도 그 밀봉성을 유지할 수 있어 바람직하다.

전술에 있어서는, 회전축(1)의 표면에 연질 금속, 불소계 수지, DLC에 의한 윤활막(27)(연질 윤활막)이 형성되어 있지만, 회전축(1)의 표면에는 인산망간염 화합물의 수용액을 이용한 피막 형성 처리에 의한 윤활막(27)(인산망간염 윤활막)을 실시하여도 상관없다.

이러한 인산망간염 윤활막(27)은 그 자체가 윤활성을 가질 뿐만 아니라, 오 일이나 그리스 등의 윤활제를 유지하는 기능도 있어 바람직하다.

이하, 이 회전축(1) 표면으로의 인산망간염 윤활막(27)의 형성에 대해서 설명한다. 회전축(1)의 표면에 세정 등의 전처리를 실시하여 인산망간염 화합물의 수용액을 이용한 피막 형성 처리를 실시한다. 이 처리에 의해, 회전축(1)의 표면에서는, 인산망간염 화합물에 의한 표면의 부식과, 표면상에서의 인산망간염 결정의 석출이 생긴다. 이에 따라, 회전축(1)의 표면에서는, 상기 부식 작용에 의해 미소하고 얕은 요철이 형성되는 동시에 회전축(1)의 표면 전체에는 인산망간염 윤활막(27)이 형성된다.

이 경우, 이 인산망간염 윤활막(27) 형성전의 회전축(1)의 표면에는 제조시의 연마 상태 등에 기인한 초기 요철이 존재하지만, 그 초기 요철은 비교적 크고, 또한 편재해 있으며, 나아가서는, 그 초기 요철중에는 특히 깊은 스트라이프형 함몰도 산재해 있다. 이러한 불균일한 초기 요철을 갖는 회전축(1)의 표면에 인산망간염 윤활막(27)을 형성하면, 상기 부식 작용으로 형성되는 균일한 미소의 요철에 의해, 불균일한 초기 요철이 고르게 되는 동시에 산재해 있는 깊은 스트라이프형 함몰도 분단되어 소멸하고, 미소한 요철이 구석구석까지 배치되게 된다. 그 때문에, 작아지게 되고, 또한, 구석구석까지 존재하는 요철의 위에서 형성되는 인산망간염 윤활막(27)의 표면도 요철과 마찬가지로 깊이가 얕은 미소한 요철이 거의 구석구석까지 형성된다. 이상과 같이하여, 회전축(1)의 표면에 미소한 요철을 갖는 인산망간염 윤활막(27)이 형성된다. 그 결과, 이 인산망간염 윤활막(27)은 윤활성과 윤활제 유지의 기능을 가지며, 회전축(1)의 마모를 억제하고, 이것에 의해 시일 과의 사이의 밀봉성을 확보할 수 있어 바람직하다.

또, 이 인산망간염 윤활막(27)은 적어도 회전축(1)에 있어서 시일(3)과의 슬라이드부에 형성하여도 상관없다.

전술한 실시 형태 12에서는, 회전축(1)의 표면에 연질 금속, 불소계 수지, DLC에 의한 연질 윤활막(27)이 형성되어 있지만, 이 회전축(1)의 표면에는 발유성(撥油性)을 구비한 피막에 의한 윤활막(27)(발유성 윤활막)을 형성하여도 상관없다. 발유성 윤활막(27)의 재료는 테프론이나 PTFE 등의 불소계 발유제로서, 이것을 회전축(1)의 표면에 코팅 처리한다.

이 처리에 의해, 회전축(1)의 표면에는 오일이 부착되기 어렵게 된다(습윤성의 저하). 이 발유성 윤활막(27)도 그 발유성에 의해 구름 베어링(14) 내부의 오일 성분이 진공 챔버(21)내로 누설하는 것을 방지하여 내부의 분위기를 양호하게 유지할 수 있어 바람직하다.

또, 이 발유성 윤활막(27)은 회전축(1)의 표면 전체에 반드시 형성할 필요는 없지만, 적어도 회전축(1)에 있어서 시일(3)과의 슬라이드부로부터 밀봉 대상 공간(B) 방향의 단부에까지 형성하기만 하여도 상관없다.

또, 전술한 실시 형태 12에서는, 회전축(1)의 표면에 연질 금속, 불소계 수지, DLC에 의한 연질 윤활막이 인산망간염 윤활막이나 발유성 윤활막 중 어느 하나가 형성될 뿐이지만, 회전축(1)의 표면을 축방향에 영역으로 구분하고, 한쪽 영역에 인산망간염 윤활막, 다른 쪽 영역에 발유성 윤활막을 형성하여도 좋다. 이렇게 하면, 회전축(1)은 윤활성과 발유성을 구비하여 바람직하다.

또, 전술한 실시 형태 12에서는, 구름 베어링(14)과 시일(3)과는 별개의 부재이지만, 구름 베어링(14)에 시일(3)을 내장시켜도 상관없다.

구름 베어링(14)에 시일(3)을 내장하는 경우는 예컨대 시일(3)이 슬라이드하는 슬라이드부로서 시일(3)이 비치되는 구름 베어링(14)의 내륜(14b)의 숄더의 일부에 발유성 윤활막을 형성하면 좋다.

또, 이 경우, 구름 베어링(14) 같은 오일이 아니라, 진공 챔버(21)내에 물의 침입을 방지하는 경우에는 회전축(1)의 표면에 발수성 윤활막을 형성하면 좋다.

또, 도 14의 실시 형태 13에서 도시한 바와 같이, 보조립(11)은 대기압 공간(C)측을 향하여 상반부 단면 형상이 점차 직경이 축소하는 테이퍼 형상을 가진 것이어도 상관없다. 이러한 구조를 갖는 보조립(11)에서는, 회전축(1)에 대한 체결 여유[보조립(11)의 내경과 회전축(1)의 축 직경과의 차]가 충분히 확보되는 결과, 그 양측의 과대한 압력차에 의해 보조립(11)이 밀봉 대상 공간(B)측으로 걷어 올라가는 것을 방지할 수 있고, 밀봉성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

(8) 도 15에서 도시되는 실시 형태 14에 관한 시일(3)의 경우, 탄성체(5)는 탄성을 갖는 동시에 자성을 구비한 소재라면 어느 것이어도 좋지만, 예컨대, 고무와 수지가 있다.

고무의 경우, 실리콘 고무, 니트릴 고무, 아크릴 고무, 불소 고무, 수소 첨가 니트릴 고무가 있고, 또한, 수지의 경우, 6 나일론 수지, 12 나일론 수지, 11 나일론 수지, 66 나일론 수지, 46 나일론 수지가 있다.

그리고, 탄성체(5)는 그 소재 전체에 자화가 실시되어 자성체를 자기 흡인할 수 있는 성질을 갖는 것으로 되어 있다. 그 때문에, 주립(6)과 보조립(7)은 모두 전체가 자화부로서 주립과 보조립(6, 7) 사이의 자성 유체(40)를 자기 흡인하는 것이 된다. 자성 유체(40)는 회전축(1)과 주립(6)과 보조립(7)으로 둘러싸이는 공간내에 충전되어 있고, 그 때문에, 상기 자화부의 자기 흡인 작용에 의한 자성 유체(40)가 양호하게 유지하게 된다.

자성 유체(40)는 소정의 용매중에 자성 분말이 혼입된 것으로서, 이 용매에는, 예컨대 합성탄화수소유가 있기 때문에, 상기 자화부에는 이 자성 분말이 자기 흡인되며, 그 용매가 자기 흡인되는 일은 없다.

또한, 상기 자성 분말의 구체예로서는, 공지의 습식법에 의해 얻어지는 마그네타이트 콜로이드를 이용하여 얻는다. 또한, 수중에서 마그네타이트 분말을 볼 밀(ball mill)에 의해 분쇄하는 소위 습식 분쇄법으로 얻어지는 것이어도 좋다. 더욱이, 건식법으로 얻어지는 것을 이용하여도 좋다. 또한, 마그네타이트 이외의 망간 페라이트, 코발트 페라이트 혹은 이들과 아연, 니켈과의 복합 페라이트나 바륨 페라이트 등의 강자성 산화물 또는 철, 코발트, 희토류 등의 강자성 금속층을 이용할 수도 있다.

또, 이 경우, 실시 형태 15로서, 도 16의 굵은 선으로 도시한 바와 같이, 탄성체(5) 전체를 자화하는 것이 아니라, 주립과 보조립(6, 7)의 표층(41)만을 자화하여 이것을 자화부로 하여도 상관없고, 실시 형태 16으로서, 도 17의 굵은 선으로 도시한 바와 같이, 주립(6)의 표층의 일부(42)만을 자화하여 이것을 자화부로 하여도 상관없다.

어떻든 간에, 주립과 보조립(6, 7) 사이에서 또한 주립(6)의 슬라이드 접촉 부분 근방에 자화부가 형성되어 있는 결과, 자성 유체(40)는 주립과 보조립(6, 7) 각각의 자기 흡인에 의해 주립과 보조립(6, 7) 사이에 유지된다.

상기 시일(3)에 의하면, 주립(6)의 슬라이드 접촉 부분이 회전축(1)과 슬라이드 접촉하고 있기 때문에, 접촉 시일과 동등한 높은 밀봉성을 양호하게 유지할 수 있는 동시에 주립과 보조립(6, 7) 사이에 자기 흡인에 의해 유지되어 있는 자성 유체(40)가 그 슬라이드 접촉 부분에 대한 윤활제로서 작용하기 때문에, 접촉 시일의 결점이었던 무윤활 환경하에서의 슬라이드 접촉 부분의 마모의 촉진이 억제되는 결과, 무윤활 환경하에서도 높은 밀봉성을 구비한 것으로 된다.

또한, 상기 시일(3)에 의하면, 상기 양 공간의 압력의 불균형이 있어도 주립과 보조립(6, 7) 사이에 자성 유체(40)가 자기 흡인되어 유지되어 있기 때문에, 자성 유체 시일의 결점이었던 압력 불균형으로 자성 유체가 진공 공간측으로 비산된다고 하는 일이 없게 되고, 압력 불균형의 환경하에서도 높은 밀봉성을 양호하게 유지할 수 있다.

또, 주립(6)의 슬라이드 접촉 부분 근방에서 또한 보조립(7)에 대향하는 주립(6)의 내주측에 자화가 실시되어 이루어지는 자화부가 설치되어 있지만, 실시 형태 17로서, 도 18에서 도시한 바와 같이, 주립(6)의 슬라이드 접촉 부분 근방에 같은 위치에서 환형의 자화체(43)가 접착 또는 탄성체(5)의 성형시에 성형 금형내에 삽입하여 설치된 것이어도 좋다.

이 경우의 자화체(43)에서는, 주립(6)의 슬라이드 접촉 부분 근방에 위치하 기 때문에, 자성 유체(40)는 이 자화체(43)에 자기 흡인되고, 주립(6)의 슬라이드 접촉 부분에 대한 윤활 작용과 밀봉 작용을 발휘하는 등, 전술한 것과 같은 작용 효과를 갖는다.

또, 주립(6)과 보조립(7)은 동일한 탄성체(5)의 내주에 형성되어 일체로 되어 있지만, 실시 형태 18로서, 도 19에서 도시한 바와 같이, 금속 고리(10)와, 보조립(11)을 가진 구조로 하여도 좋다.

탄성체(5)를 도 15와 마찬가지로 자화하거나, 주립(6)만을 도 16이나 도 17과 같이 자화하는 한편, 보조립(11)은 비자화로 한다.

이 경우, 주립(6)이 자화되고, 보조립(11)은 비자화되기 때문에, 주립과 보조립(6, 11) 사이의 자성 유체(40)는 주립(6)에 자기 흡인되고, 주립(6)의 슬라이드 접촉 부분에 대한 윤활 작용과 밀봉 작용을 발휘하는 등 전술한 것과 같은 작용 효과를 갖는다.

(9) 실시 형태 19의 내압용 시일(3)로서, 도 20에서 도시한 바와 같이, 주립(6)과 보조립(11)과 회전축(1)으로 둘러싸이는 공간에 오일 또는 그리스 등의 윤활제(13)가 충전되어 있다.

여기서, 립(6, 11)의 소재에 대해서 자세히 설명한다. 전술한 특수 환경하에서는 립에는 과대한 압력차가 걸려 있어 대기압 공간(C)측의 가스가 밀봉 대상 공간(B)측을 향하여 립 그 자체를 투과했던 것에 기인하고 있으며, 그 때문에, 밀봉 대상 공간(B)의 진공도에 대한 립의 소재를 여러 가지 선택하여 실험한 결과, 하기 ③의 사용 조건하에서는, 하기 ④의 소재를 선정함으로써 립에 대한 가스의 투과가 유효하게 방지되고, 밀봉성이 향상된 것이 확인되었다.

③ 사용 조건

a, 밀봉 대상 공간의 압력: 10^-4 Pa 이하

b, 밀봉 부분에서의 봉입 유체의 누설 속도: 10^-9Pa m³/sec 이하

c, 사용 온도: 25℃

또, 상기 진공도의 수치는 사용 조건의 하나로서, 반드시, 고정적인 수치가 아니라, 예컨대 진공 챔버에 요구되는 내부의 진공도에 대응하는 수치이다. 따라서, 본 발명에서는 이 진공도의 수치가 사용 조건으로 필수적인 것은 아니다. 또한, 이 진공도를 갖는 밀봉 대상 공간(B)에 대한 대기압 공간(C)의 압력은 표준 대기압의 압력으로 된다.

④ 립의 소재

상기 사용 조건 ③과 같은 립을 사이에 끼우는 양 공간 중, 밀봉 대상 공간(B)에서의 진공도를 전제로 하여 본 발명의 립의 소재로서, 플라스틱 필름의 화학적 성질의 하나인 질소 가스의 투과성이 3.225(cm³/m²/25 μm/24 h/25℃ 기압) 이하의 소재를 선정한 바, 립에 대한 질소 가스의 투과가 없어지고, 시일의 밀봉성이 향상되었다.

또, 시일(3)의 설치수는 실시 형태 20으로서 도 21에서 도시한 바와 같이 설치수를 축방향으로 복수 병렬로 설치한 것으로 하여도 상관없다. 시일(3)의 설치수가 축방향으로 복수(부호로 3, 3A, 3B)가 되면, 그만큼, 보다 내압 효과를 높일 수 있어 밀봉성이 보다 향상되는 결과가 되어 바람직하다.

또, 후술하는 도 23의 경우도, 대기압 공간측(C)에 비치되는 시일(3)의 설치수를 복수로 하여도 상관없다.

또, 전술한 실시 형태 20에 있어서는, 구름 베어링(14)내에는 시일(3)이 비치되어 있지 않은 구조로 되어 있다. 이러한 구조에서는, 시일(3)의 한쪽 시일면에 진공의 압력이, 다른 쪽 시일면에 대기압이 걸리는 결과, 시일(3) 그 자체에는 과대한 압력차가 걸려 구조적인 부담이 크고, 수명면에서 불리하게 된다.

그래서, 실시 형태 21로서 도 22에서 도시한 바와 같이, 구름 베어링(14)의 내·외륜간의 밀봉 대상 공간(B)측에 예컨대 오일 시일(51)을 비치하고, 이 오일 시일(51)을 압력 완충재로서 시일(3)의 양면에 걸리는 압력차를 작게 하여 시일(3)의 장기 수명화를 도모할 수 있도록 하여도 상관없다.

또, 이 오일 시일(51)은 밀봉 대상 공간(B)뿐만 아니라 대기압 공간(C)측에도 설치하여 구름 베어링(14) 그 자체를 밀봉 대상 공간(B)측에도 대기압 공간(C)측에도 밀봉형으로 하여도 상관없다.

또, 오일 시일(51)은 환형 코어(51a)에 탄성체(51b)가 피착되어 있고, 그 탄성체(51b)의 내주측 단부에 주립(51c)과 보조립(51d)이 형성되어 있다.

또한, 시일(3)은 구름 베어링(14)의 외부인 밀봉 대상 공간(B)측에 비치되기 때문에, 윤활제의 밀봉 작용은 있지만, 구름 베어링(14) 밖으로 샐 가능성이 있다. 그래서, 오일 시일(51)로 구름 베어링(14)내의 도시되지 않은 윤활제가 구름 베어링 밖으로 새는 것을 방지하고, 내압 시일(3)에 걸리는 윤활제의 밀봉 부담을 경감 시키면, 시일(3)은 오로지 내압 작용으로서 이용하는 것이 가능해져, 보다 내압 효과를 높일 수 있다.

(10) 전술한 실시 형태 19 내지 21에 있어서는, 시일(3)은 구름 베어링(14)의 밀봉 대상 공간(A)측의 축단에만 설치되어 있지만, 실시 형태 22로서 도 23에서 도시한 바와 같이 대기압 공간(C)측의 축단에도 같은 취향의 내압 시일(3)을 설치하여도 좋다.

이와 같이 구름 베어링(14)의 양 축단 각각에 시일(3)을 설치한 경우는, 구름 베어링(14)을 진공 챔버(21)내에서 회전축(1)을 지지하는 것으로 이용할 수 있어 보다 바람직하다.

또한, 구름 베어링(14)내의 윤활제 성분이 대기압 공간(C)측으로 샐 가능성이 저감되어 바람직하다.

또한, 전술한 오일 시일(51)과 마찬가지로 하여 구름 베어링(14)의 한쪽 축단만의 시일(3)에서는 진공인 밀봉 대상 공간(B)과 대기압 공간(C)에 환형 공간을 구획하기 위해서 과대한 압력차가 걸려 구조적인 부담이 커지지만, 도 23의 경우, 다른 쪽 축단의 시일(3)이 압력 완충재가 되어 한쪽 축단의 시일(3)에 걸리는 압력차를 작게 할 수 있어 시일(3)의 장기 수명화를 도모할 수 있다.

또, 전술한 실시 형태에 있어서는, 시일(3)이 구름 베어링(14)의 외부에 부착된 베어링 유닛의 구성으로 되어 있고, 구름 베어링(14)내에는, 시일(3)이 비치되어 있지 않다.

이러한 베어링 유닛 구성에서는, 시일(3)의 사이즈를 대형으로 할 수 있기 때문에, 큰 내압 효과를 얻을 수 있는 내압 시일 구조로 할 수 있다.

그러나, 그 만큼 큰 내압 효과가 필요하지 않은 경우도 있다.

그러한 경우, 예컨대, 실시 형태 23으로서 도 24에서 도시한 바와 같이, 구름 베어링(14)내에, 즉 내·외륜(14a, 14b) 사이의 밀봉 대상 공간(B)측에 시일(3)을 설치하여도 상관없다. 이 설치에 의해, 구름 베어링(14)에 있어서 시일(3)을 사이에 끼우는 한쪽 밀봉 대상 공간(B)은 그 시일(3)에 의해 다른 쪽 대기압 공간(C)으로부터 밀봉된다. 이 경우, 시일(3)을 대기압 공간(C)측에도 설치한 경우에는, 구름 베어링(14) 그 자체가 밀봉형이 되고, 구름 베어링(14) 내부 그 자체가 밀봉 대상 공간(B)으로부터도 대기압 공간(C)으로부터도 밀봉하게 된다. 따라서, 밀봉 대상 공간(B)은 대기압 공간(C)에 대하여 구름 베어링(14) 그 자체를 통해 밀봉된 상태가 되어 보다 밀봉성이 높아진다.

이러한 경우, 시일(3)의 사이즈는 작아지지만, 구름 베어링(14) 단일품을 가지고 회전 도입기(22)에 이용하는 것이 가능해지고, 회전 도입기(22)를 보다 컴팩트한 구조로 할 수 있다.

또한, 시일(3)을 도 24에서 도시한 바와 같이 구름 베어링(14)내에 설치한 경우에는, 산화 방지를 위한 오일을 도포하지 않은 내·외륜에서는, 그 밀봉 대상 공간(B)측 축단면이 그 밀봉 대상 공간(B)에 직접 닿아 산화 분위기하에 놓여지게 된다.

그래서, 내·외륜을 예컨대 SUS440C 등의 내식재로 구성함으로써, 산화 방지제가 도포되어 있지 않은 내·외륜에서도, 이 내·외륜을 갖는 구름 베어링(14)을 회전 도입기(22)의 사용 부위에 내장할 때까지의 동안에 내·외륜이 산화하는 것이 방지된다.

그 결과, 이러한 내·외륜을 갖는 구름 베어링(14)을 밀봉 대상 공간(B)에 설치하여도 밀봉 대상 공간(B)내를 오염시키는 일이 없게되어 바람직하다.

또, 도 24의 시일(3)은 환형 코어(4)에 탄성체(5)를 피착하여 이루어지지만, 탄성체(5)의 내주측 단부에 있어서의 주립(6)과 보조립(7)은 종래의 형상이어도 좋다.

물론, 도 24의 시일(3)에 있어서의 보조립(7)은 도 1의 보조립(7)과 동일한 형상이어도 상관없다.

또, 주립과 보조립(6, 7)의 표면 및 회전축(1)의 표면, 각각에 실시 형태 24로서 도 25에서 도시한 바와 같이 표면 처리막(60, 61)을 형성하여도 상관없다.

이 표면 처리막(60, 61)의 재료는 연질 금속(금, 은, 동 등), 불소계 수지(폴리테트라플루오로에틸렌 등), DLC(Diamond Like Carbon의 약칭으로 흑연을 포함하는 카본 소성체와 다이아몬드 피막의 중간 특성을 갖는 모든 탄소계 재료) 등의 표면 처리 재료중에서 어느 한 종류가 선택되어 형성된 막이다.

이러한 표면 처리막(60, 61)이 립(6, 7)과 회전축(1) 각각에 형성된 시일(3)에 있어서는, 각 립(6, 7)이 회전축(1)에 대하여 시간이 경과함에 따라 슬라이드 동작하여도 연질 금속이나 불소계 수지는 그 자체가 윤활제의 기능을 하는 것, 또한, DLC은 경질막이기는 하지만 우수한 슬라이드 특성을 가지고 있기 때문에 립(6, 7) 및 회전축(1) 각각이 서로에 대하여 그 표면에 상처를 내는 일이 경감되는 결 과, 립(6, 7)과 회전축(1) 사이에 간극이 발생하지 않아 밀봉성을 양호하게 유지할 수 있다. 또한, 연질 금속과 불소계 수지는 연질성 때문에 립(6, 7)과 회전축(1)과의 밀착도가 높고, 따라서, 그 밀봉도도 양호하며, 그 점으로부터도 보다 밀봉성을 향상시킬 수 있어, 전술한 특수 환경하에서는 특히 그 밀봉성 유지가 우수한 것으로 되어 바람직하다.

또, 전술한 실시 형태에서는, 회전축(1)의 표면에 표면 처리막(61)이 형성되어 있지만, 회전축(1) 표면에는 전술과 마찬가지로 하여 인산망간염 화합물의 수용액을 이용한 피막 형성 처리를 실시하여도 상관없다.

또, 이 인산망간염 피막은 적어도 회전축(1)에 있어서 시일(3)과의 슬라이드부에 형성하여도 상관없다.

또, 회전축(1)의 표면에 표면 처리막(61)이 형성되어 있지만, 이 회전축(1) 표면에는 발유성을 구비한 피막(발유성 피막이라 함)을 형성하여도 상관없다. 이 피막의 소재는 불소계 발유성제이며 이것을 회전축(1)의 표면에 코팅 처리한다.

이 처리에 의해, 회전축(1)의 표면에는 오일이 부착되기 어렵게 된다(습윤성의 저하). 이 발유성 피막도 그 발유성에 의해 구름 베어링(14) 내부의 오일 성분이 진공 챔버(21)내로 누설하는 것을 방지하고 내부의 분위기를 양호하게 유지할 수 있어 바람직하다.

또, 이 발유성 피막은 회전축(1)의 표면 전체에 반드시 형성할 필요는 없고, 적어도 회전축(1)에 있어서 시일(3)과의 슬라이드부로부터 밀봉 대상 공간(B) 방향의 단부에까지 형성하기만 하여도 상관없다.

또, 이 경우, 구름 베어링(14)에 사용되어 윤활 오일이 아니라, 진공 챔버(21)내에 물의 침입을 방지하는 경우에는, 회전축(1)의 표면에 발수성 피막을 형성하면 좋다.

또, 보조립(11)은 실시 형태 25로서 도 26에서 도시한 바와 같이, 대기압 공간(C)측을 향하여 상반부 단면 형상이 점차 직경이 축소하는 테이퍼 형상으로 하여도 상관없다.

본 발명에 따르면, 직경 방향 내외에 동심형으로 설치되어 있는 2개의 부재가 대향하는 환형 공간에 배치되어 그 환형 공간을 축방향으로 저압 공간과 이것보다 압력이 높은 고압 공간의 2개의 공간으로 구획하는 시일에 있어서, 특수 환경하에서의 밀봉성의 향상을 도모하는 것으로서 적합하게 이용된다.

Claims

직경 방향 내외에 설치되어 있는 회전 부재와 고정 부재가 대향하는 공간에 배치되어 그 공간을 축방향으로 저압 공간과 이것보다 압력이 높은 고압 공간의 2개의 공간으로 구획하는 시일로서,

회전 부재와 슬라이드 가능하게 접촉하며, 상기 저압 공간과 상기 고압 공간 중 한쪽 공간을 다른 한쪽 공간으로부터 밀봉하는 립을 구비하고,

상기 립은 회전 부재에 대한 축방향 접촉폭으로서, 상기 밀봉 부분에 대한 최저 한도의 밀봉성을 확보하는 데 필요로 되는 폭 이상이고, 또한 회전 부재에 대한 슬라이드 저항이 한계 허용 상한치로 되는 폭 이하를 갖는 것을 특징으로 하는 시일.
제1항에 있어서, 상기 저압 공간의 압력은 10^-4 Pa 이하이고, 상기 고압 공간의 압력은 대기압이며,

상기 립은 고정 부재측에 부착되는 환형 코어에 피착되어 회전 부재에 대하여 접촉되는 구성으로 되고, 또한 회전 부재에 대한 축방향 접촉폭(W0)이 0.2 mm≤W0≤2.0 mm의 범위로 규정되어 있는 것을 특징으로 하는 시일.
제1항에 있어서, 상기 립의 상반부 단면 형상이 회전 부재측을 향하여 축방향 접촉폭이 점차 작아지는 거의 삼각형 형상이고, 또한 상기 립의 회전 부재측 정상부가 둥글게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일.
제1항에 있어서, 상기 립의 상반부 단면 형상이 회전 부재측을 향하여 축방향 접촉폭이 점차 작아지는 거의 삼각형 형상이고, 이 립이 부착되어 있는 고정 부재측에서 회전 부재측으로 만곡됨으로써, 그 저압 공간측의 경사면이 회전 부재에 대하여 접촉되는 것을 특징으로 하는 시일.
제1항에 있어서, 상기 립의 회전 부재에 대한 체결 여유가 상기 축방향 접촉폭을 유지하도록 관리되어 있는 것을 특징으로 하는 시일.
제1항에 있어서, 상기 립의 회전 부재에 대한 체결력이 상기 축방향 접촉폭을 유지하도록 관리되어 있는 것을 특징으로 하는 시일.
제1항에 있어서, 상기 립의 소재로서, 상기 저압 공간의 압력이 소정치 이하일 때의 그 립에 대한 질소 가스의 투과성이 소정치 이하로 되는 소재가 선정되어 있는 것을 특징으로 하는 시일.
제7항에 있어서, 상기 립이 고압 공간을 대기압 공간으로 했을 때의 저압 공간의 진공도가 10^-4 Pa 이하에서 질소 가스 투과성이 3.225(cm³/m²/25 μm/24 h/25℃ 기압) 이하로 되는 소재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일.
제7항에 있어서, 립의 소재가 불소계 고무인 것을 특징으로 하는 시일.
제7항에 있어서, 립의 소재가 불소계 수지인 것을 특징으로 하는 시일.
제1항에 있어서, 상기 립의 회전 부재에 대한 슬라이드 접촉 부분의 경도가 30 내지 90의 듀로미터 경도[HD]로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 시일.
제11항에 있어서, 상기 립이 고정 부재에 부착되는 환형 코어에 피착되고 또한 그 내주 부분이 회전 부재에 슬라이드 접촉하는 탄성체로 구성되어 있으며,

상기 탄성체의 경도가 상기 듀로미터 경도[HD]로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 시일.
제1항에 있어서, 축방향으로 이격되어 설치된 상기 립은 주립이며, 상기 주립으로부터 보조립을 더 구비하고, 상기 주립과 보조립 사이에 윤활제가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 시일.
제13항에 있어서, 상기 주립과 보조립은 고압 공간측에서 저압 공간측으로 작용하는 압력에 의해 접촉압을 증가시키는 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 시일.
제13항에 있어서, 상기 윤활제가 고형 윤활제로 되어 있는 것을 특징으로 하는 시일.
제13항에 있어서, 상기 윤활제가 저증기압의 윤활제로 되어 있는 것을 특징으로 하는 시일.
제1항에 있어서, 상기 립의 표면에 윤활막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일.
제17항에 있어서, 상기 윤활막이 연질 금속, 불소계 수지 및 DLC 중 어느 하나에 의해 형성된 막인 것을 특징으로 하는 시일.
회전 부재와, 시일을 가지며,

상기 회전 부재가 고정 부재에 대하여 직경 방향에 있어서 동심형으로 설치되어 있고,

상기 시일이 상기 회전 부재와 고정 부재가 대향하는 공간에 배치되어 있으며, 또한 회전 부재와 슬라이드 가능하게 접촉하며, 상기 저압 공간과 상기 고압 공간 중 한쪽 공간을 다른 한쪽 공간으로부터 밀봉하는 립을 구비하는 동시에 이 립의 회전 부재에 대한 축방향 접촉폭이 상기 밀봉 부분에 대한 최저 한도의 밀봉성을 확보하는 데 필요로 되는 폭 이상이고, 또한 회전 부재에 대한 슬라이드 저항이 한계 허용 상한치로 되는 폭 이하인 것을 특징으로 하는 회전 어셈블리.
제19항에 있어서, 상기 회전 부재의 표면에 윤활막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 어셈블리.
제20항에 있어서, 상기 윤활막이 연질 금속, 불소계 수지, DLC 중 어느 하나에 의해 형성된 막인 것을 특징으로 하는 회전 어셈블리.
제20항에 있어서, 상기 윤활막이 인산망간염 화합물의 수용액을 이용한 피막 형성 처리에 의해 형성된 막인 것을 특징으로 하는 회전 어셈블리.
제20항에 있어서, 상기 윤활막이 발유성을 갖는 막인 것을 특징으로 하는 회전 어셈블리.
직경 방향 내외에 설치되어 있는 회전 부재와 고정 부재가 대향하는 공간에 배치되어 그 공간을 축방향으로 저압 공간과 이것보다 압력이 높은 고압 공간의 2개의 공간으로 구획하는 시일로서,

회전 부재와 슬라이드 가능하게 접촉하며, 상기 저압 공간과 상기 고압 공간 중 한쪽 공간을 다른 한쪽 공간으로부터 밀봉하는 립을 구비하고,

상기 립은 축방향에서 고압 공간측과 저압 공간측 각각으로 이격되어 설치된 주립과 보조립으로 구성되어 있는 동시에 그 주립과 보조립 사이에 윤활제가 충전되어 있으며,

상기 주립은 회전 부재에 대한 축방향 접촉폭으로서, 상기 밀봉 부분에 대한 최저 한도의 밀봉성을 확보하는 데 필요로 되는 폭 이상이고, 또한 회전 부재에 대한 슬라이드 저항이 한계 허용 상한치로 되는 폭 이하를 가지며, 또한 회전 부재에 대한 슬라이드 접촉 부분의 경도가 30 내지 90의 듀로미터 경도[HD]로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 시일.
직경 방향 내외에 설치되어 있는 회전 부재와 고정 부재가 대향하는 공간에 배치되어 그 공간을 축방향으로 저압 공간과 이것보다 압력이 높은 고압 공간의 2개의 공간으로 구획하는 시일로서,

회전 부재와 슬라이드 가능하게 접촉하며, 상기 저압 공간과 상기 고압 공간 중 한쪽 공간을 다른 한쪽 공간으로부터 밀봉하는 립을 구비하고,

상기 립은 회전 부재에 대한 축방향 접촉폭으로서, 상기 밀봉 부분에 대한 최저 한도의 밀봉성을 확보하는 데 필요로 되는 폭 이상이고, 또한 회전 부재에 대한 슬라이드 저항이 한계 허용 상한치로 되는 폭 이하를 가지며, 또한 회전 부재에 대한 슬라이드 접촉 부분의 경도가 30 내지 90의 듀로미터 경도[HD]로 설정되어 있고,

상기 립의 표면에 윤활막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일.