KR200496383Y1 - 구동 시일 - Google Patents

Abstract

두개의 복잡한 밀봉 표면 사이를 밀봉하는데 있어서의 곤란점을 극복하는 본 고안의 밀봉 구조체는 밀봉면의 복잡한 기하와 정합하도록 형성된 주변 에지를 갖는 시일 캐리어와, 시일 캐리어의 주변 에지로부터 연장되는 시일을 포함한다.

Description

구동 시일{DRIVE SEAL}

본 고안은 밀봉 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공 펌프 하우징과 전자적 구동 하우징 사이를 밀봉하기 위한 밀봉 구조물에 관한 것이다.

터보 몰레큘러 펌프(turbomolecular pump:TMP)는, 질량 분석계 및 주사 전자 현미경과 같은 많은 장치들에서, 이 장치들을 정확히 작동시키는데 필요한 저압을 이루기 위해 사용된다.

터보 몰레큘러 펌프 모터 및 내부 전자장치를 작동시키는데 필요한 전자적 구동부를 수납하는 하우징은 TMP 케이싱으로부터 멀리 떨어져 위치될 수도 있고 또는 이 케이싱에 직접 연결될 수도 있다. 전자 회로가 더욱 작아짐에 따라, 구동 하우징이 TMP 케이싱에 직접 연결되는 TMP들이 더욱 많이 제조되고 있다.

하우징 내에 수용된 구동 전자장치들을 주변 환경으로부터의 미립자 및 습기로부터 보호하기 위해서, 상기 구동부가 부착되는 터보 몰레큘러 펌프 케이싱의 외측 표면부와, 펌프 케이싱의 외측 표면부에 부착되는 전자적 구동 하우징의 내측 표면부 사이에 시일 요소가 위치되어야 한다.

현재 미립자 및 습기의 침입으로부터 보호하기 위한 시일은 두가지 방식으로 이루어진다.

첫번째 방법은, 펌프 케이싱과 구동 하우징을 함께 부착할 때 이 두 개의 요소를 사이에 적용되는 밀봉 발포체(foam)를 사용하는 것이다. 이것은 초기에 탁월한 밀봉을 제공하지만, 예를 들면 TMP를 서비스하기 위해, 구동 하우징을 제거할 필요가 있는 경우, 구동 하우징 및 TMP의 표면으로부터 발포체 잔류물을 완전히 제거하여야 하고, 그 후에 두 개의 요소를 재부착할 때 새로운 발포체를 재적용할 수 있다. 추가로, 밀봉 발포체가 생산시 적용되는 경우, 운송 도중 손상되어 구동 하우징 내로의 누설 경로가 만들어지는 일이 가끔 있다고 알려져 있다.

두번째의 공지된 방법은, 두개의 요소 사이를 밀봉하기 위한 시일을 수용하기 위해서, 외측 TMP 케이싱 표면 및/또는 내측 구동 하우징 표면에 시일 홈을 형성하는 것이다. 그러나, 복잡한 3차원 비편평 시일 홈 내로 시일 요소를 위치시키는 것은 시간 소모적이며, 또 시일을 핀칭(pinching) 또는 손상시킴이 없이 정확한 밀봉을 이루려면 고숙력도가 필요하다. 또한 구동 하우징을 제거할 필요가 있다면, 홈 내에 시일을 재위치설정하여야 하므로, 공정까지 상당한 시간이 추가된다.

미국 특허공보 US 4,943,686

본 고안은 전술한 과제를 해결하는 것이다.

따라서 본 고안은, (터보 몰레큘러 펌프와 같은) 진공 펌프 케이싱의 비편평 외측 표면부와, 상기 진공 펌프 케이싱의 외측 표면부에 제거가능하게 부착되는 하우징의 비편평 내측 표면부 사이를 밀봉하기 위한 밀봉 구조물에 있어서, 상기 밀봉 구조물은 시일 캐리어 및 시일을 포함하고, 상기 시일은 상기 캐리어의 주변부로부터 연장되고 상기 주변부에 연결되며, 상기 시일 캐리어의 주변부는 상기 하우징의 내측 표면부와 상기 진공 펌프 케이싱의 외측 표면부의 비편평 형상에 부합하도록 성형되는, 밀봉 구조물을 제공한다.

추가의 특히 바람직한 양상은 첨부된 청구범위의 독립항 및 종속항에 기재된다. 종속항의 특징부는 적절할 때 독립항의 특징부와 조합될 수도 있고, 또 청구범위에 명시적으로 기재되지 않은 다른 것과 조합될 수도 있다.

전자적 구동 하우징의 내측 표면과 TMP 케이싱 양자의 종종 복잡한 3차원 비편평 표면에 부합하도록 성형되는 시일 캐리어를 갖는 밀봉 구조물에 제공하는 것에 의해서, 종래의 밀봉 방법과 관련된 문제 없이 펌프의 두개의 부품 사이에 효율적인 시일이 반복적으로 달성될 수 있다.

하기의 첨부 도면을 참조하여, 본 고안의 실시형태를 추가로 기술할 것이다.
도 1은 본 고안에 따른 밀봉 구조물을 예시적으로 도시함,
도 2는 본 고안의 실시형태에 따른 구동 하우징의 내측 비편평 표면부에 위치된 밀봉 구조물을 예시적으로 도시함,
도 3은 도 2의 구동 하우징의 내측 표면부에 위치된 밀봉 구조물을 수용하기 위한 터보 몰레큘러 펌프의 대응하는 비편평 표면부를 예시적으로 도시함.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 밀봉 구조물(2)은 시일 캐리어(4)를 포함하며, 시일 캐리어의 적어도 외측 주변 에지는 구동 하우징(12)의 복잡한 3차원 비편평 내측 표면부(44)와 터보 몰레큘러 펌프 케이싱(24)의 복잡한 3차원 비편평 외측 표면부(46)의 양자에 부합 또는 정합하도록 형성 또는 성형된다.

또한 밀봉 구조물(2)은 캐리어(4)의 외측 주변 에지로부터 연장되고 이 에지에 연결되는 시일(6)을 포함한다. 따라서 펌프 케이싱(24)과 구동 하우징(12) 사이에 밀봉 구조물(2)이 배치될 때, 시일(6)은 구동 하우징(12)과 펌프 케이싱(24) 사이를 밀봉하기 위해서 케이싱 표면부(46) 및 하우징 표면부(44)의 양자와 긴밀히 접촉하게 된다. 다시 말해서, 시일 캐리어(4)의 주변 에지로부터 연장하는 시일(6)은 케이싱 외측 표면부 및 하우징 내측 표면부의 양자와 협동해서 그 사이에 시일을 형성한다.

청구항 1에 따른, 시일 캐리어(4)와 시일(6)을 포함하는 밀봉 구조물(2)을 사용하면, 터보 몰레큘러 펌프와 전자적 구동 하우징 사이의 신속한 조립 및 신뢰성 있는 밀봉이 가능하다.

시일 캐리어(4)는, 터보 몰레큘러 펌프 케이싱(24)의 외측 표면부(46)와 구동 하우징(12)의 내측 표면부(44)의 형상을 실질적으로 유지할 수 있지만, 캐리어 자체 또는 캐리어가 배치되는 개별적인 장치의 공차에 있어서의 차이를 수용할 수 있도록 어느 정도의 가요성을 허용하는 임의의 적절한 재료로 형성될 수도 있다. 예를 들면 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 같은 열가소성 엔지니어링 폴리머(thermoplastic engineer polymer)는, 적어도 그것의 외측 에지 또는 주변부가 하우징의 내측 표면부와 터보 몰레큘러 펌프 케이싱의 외측 표면부의 비편평 형상에 부합 또는 정합하도록, 유리 충전재와 함께 사출 성형함으로써 사용될 수도 있다.

시일(6)은 임의의 적절한 밀봉 재료, 예를 들면 열가소성 폴리에스테르 탄성중합체로 형성될 수도 있으며, 상기 밀봉 재료는 시일 캐리어의 주변 에지 상에 사출 성형된다. 또한 시일은, 복잡한 3차원 캐리어 형상에 한번 부착하는 것만이 필요하도록, 접착제 또는 다른 적절한 연결 수단으로 시일 캐리어의 주변 에지에 고정되는 적절한 시일 재료로 만들어져서, 구동부 또는 터보 몰레큘러 펌프를 서비스할 때 밀봉 구조물의 신속한 제거 또는 대체를 허용하도록 할 수도 있다.

또한 시일 캐리어는 열이 펌프(모터 등)로부터 캐리어를 통해 전자장치 냉각 회로를 거쳐서 제거될 수 있도록 펌프 케이싱으로부터 전자장치로 어느 정도의 열 전도를 허용할 수도 있다. 시일 캐리어(4)는 터보 몰레큘러 펌프 모터(도시하지 않음)로부터 구동 하우징(12) 내의 전자장치 구동부로 밀봉 구조물(2)을 통해 케이블이 운반되게 할 수 있도록 하는 적어도 하나의 전기 피드 스루(8, 10, 48)를 포함한다.

밀봉 구조물(2)은 또한 전술한 밀봉 발포체나 끼워맞춤 시일 대신에 현존하는 구동 하우징과 TMP 케이싱의 조합체에 새로 장착될 수도 있다.

본 고안의 예시적인 실시형태가 첨부 도면을 참조하여 본 명세서에 상세히 개시되었지만, 본 고안은 정확한 실시형태에 제한되는 것이 아니며, 당업자라면, 첨부된 청구범위에 규정된 바와 같은 본 고안의 범위 및 그 균등물을 벗어남이 없이 다양한 변경예 및 개조예가 그 내에서 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

2 - 밀봉 구조물
4 - 시일 캐리어
6 - 시일
8 - 피드 스루(feed through)
10 - 피드 스루
12 - 구동 하우징
16 - 고정 위치
18 - 고정 위치
44 - 밀봉 표면
24 - 터보 몰레큘러 펌프 하우징
46 - 밀봉 표면
48 - 피드 스루
66 - 고정 위치

Claims (6)

1. 진공 펌프 케이싱의 비편평 외측 표면부와, 상기 진공 펌프 케이싱의 상기 외측 표면부에 제거가능하게 부착되는 구동 하우징의 비편평 내측 표면부 사이를 밀봉하기 위한 밀봉 구조물에 있어서,
   구동 하우징;
   적어도 하나의 전기 피드 스루를 포함하는 시일 캐리어; 및
   시일을 포함하고, 상기 시일은 상기 시일 캐리어의 주변부로부터 연장되고 상기 주변부에 연결되며, 상기 시일 캐리어의 주변부는 상기 구동 하우징의 상기 내측 표면부와 상기 진공 펌프 케이싱의 상기 외측 표면부의 비편평 형상들에 부합하도록 성형되고,
   상기 시일은 열가소성 폴리에스테르 탄성중합체 중 적어도 하나로부터 형성되는
   밀봉 구조물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 시일 캐리어는 열가소성 엔지니어링 폴리머로 형성되는
   밀봉 구조물.
3. 제1항에 있어서,
   상기 시일 캐리어는 사출 성형된 시일 캐리어이고, 상기 시일은 상기 시일 캐리어 상으로 사출 성형되는
   밀봉 구조물.
4. 제1항에 있어서,
   상기 진공 펌프 케이싱은 터보 몰레큘러 펌프 케이싱인
   밀봉 구조물.
5. 삭제
6. 삭제

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