(57)【要約】      （修正有）【課題】密封性を高めた低コストのオイルシールを提供する。【解決手段】気圧が高い高圧領域側と当該高圧領域側より気圧が低い低圧領域側とを貫通する回転シャフト４における密封構造であって、前記回転シャフト４を潤滑するオイル又はグリスを保持するオイル溜まり１６と、前記回転シャフト４に先端リップ２０が接触する円環状のオイルシール１４と、前記オイルシール１４の低圧領域側に配置されるシールサポートカラー１５と、を備えたことを特徴とする回転シャフトにおける密封構造とした。【選択図】図３
2019206996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気圧が高い高圧領域側と当該高圧領域側より気圧が低い低圧領域側とを貫通する回転シャフトにおける密封構造であって、
前記回転シャフトの回転を潤滑にするオイル又はグリスを保持するオイル溜まりと、
前記回転シャフトに先端リップが接触する円環状のオイルシールと、
前記オイルシールの低圧領域側に配置されるシールサポートカラーと、を備えたことを特徴とする回転シャフトにおける密封構造。
【請求項２】
前記オイルシールの断面は前記先端リップがくさび状に先端が細い形状をなし、前記低圧領域側に円環状のリップ面を有し、
前記シールサポートカラーは前記リップ面に近接する鍔部を有していることを特徴とする請求項１に記載の回転シャフトにおける密封構造。
【請求項３】
前記オイルシールに対向する前記鍔部の面は、当該オイルシールの面と略平行に構成されることを特徴とする請求項２に記載の回転シャフトにおける密封構造。
【請求項４】
化粧品や食品の原料を撹拌する撹拌装置であって、
当該原料を格納するとともに内部を大気圧より減圧されるタンクと、
気圧の高い大気圧領域側と、大気圧領域側より気圧の低い前記タンク側とを貫通する回転シャフトと、
前記回転シャフトの回転を潤滑にするオイル又はグリスを保持するオイル溜まりと、
前記回転シャフトに設けられて前記タンク内で回転可能な羽根状のミキサーと、
前記回転シャフトに先端リップが接触する円環状のオイルシールと、
前記オイルシールの前記タンク側に配置されるシールサポートカラーと、を備えたことを特徴とする撹拌装置。
【請求項５】
前記オイルシールの断面は前記先端リップがくさび状に先端が細い形状をなし、前記タンク側に円環状のリップ面を有し、
前記シールサポートカラーは前記リップ面に近接する鍔部を有していることを特徴とする請求項４に記載の撹拌装置。
【請求項６】
前記オイルシールに対向する前記鍔部の面は、当該オイルシールの面と略平行に構成されることを特徴とする請求項５に記載の撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイル漏れ及び気圧漏れを防ぐ回転シャフトにおける密封構造、及び撹拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化粧品や食品の原料を微細化して撹拌するために撹拌装置が用いられている。撹拌装置は、回転軸に設けられた回転羽根が回転して原料を撹拌する略円筒状のタンクと当該回転軸を回転させるための駆動部等からなっている。
【０００３】
タンク内は大気よりも減圧環境又は加圧環境として原料が撹拌されることから、大気領域との間を密封する必要がある。
【０００４】
特許文献１には、撹拌容器の貫通孔と、当該貫通孔を貫通する撹拌軸との間を封止するメカニカルシールを備えた撹拌装置の構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許文献１：特開２０１２−７７７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、メカニカルシールは、密封性が高いもののコスト高になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決して、密封性を高めた低コストのオイルシールを実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、気圧が高い高圧領域側と当該高圧領域側より気圧が低い低圧領域側とを貫通する回転シャフトにおける密封構造であって、
前記回転シャフトの回転を潤滑にするオイル又はグリスを保持するオイル溜まりと、
前記回転シャフトに先端リップが接触する円環状のオイルシールと、
前記オイルシールの低圧領域側に配置されるシールサポートカラーと、を備えたことを特徴とする回転シャフトにおける密封構造を提供するものである。
【０００９】
この構成により、密封性を高めた低コストのオイルシールを実現することができる。
【００１０】
前記オイルシールの断面は前記先端リップがくさび状に先端が細い形状をなし、前記低圧領域側に円環状のリップ面を有し、  前記シールサポートカラーは前記リップ面に近接する鍔部を有している構成としてもよい。
【００１１】
この構成により、先端リップの低圧領域側への倒れを確実に防ぎ、オイル漏れ及び気圧漏れを防止することができる。
【００１２】
前記オイルシールに対向する前記鍔部の面は、当該オイルシールの面と略平行に構成してもよい。
【００１３】
この構成により、オイルシールに鍔部が接触して、オイルシールが削れることを防ぐことができる。
【００１４】
また、上記課題を解決するために本発明は、化粧品や食品の原料を撹拌する撹拌装置であって、  当該原料を格納するとともに内部を大気圧より減圧されるタンクと、  気圧の高い大気圧領域側と、大気圧領域側より気圧の低い前記タンク側とを貫通する回転シャフトと、  前記回転シャフトの回転を潤滑にするオイル又はグリスを保持するオイル溜まりと、  前記回転シャフトに設けられて前記タンク内で回転可能な羽根状のミキサーと、  前記回転シャフトに先端リップが接触する円環状のオイルシールと、  前記オイルシールの前記タンク側に配置されるシールサポートカラーと、を備えたことを特徴とする撹拌装置を提供するものである。
【００１５】
この構成により、密封性を高めた低コストのオイルシールを実現することができる。
【００１６】
前記オイルシールの断面は前記先端リップがくさび状に先端が細い形状をなし、前記タンク側に円環状のリップ面を有し、  前記シールサポートカラーは前記リップ面に近接する鍔部を有している構成としてもよい。
【００１７】
この構成により、先端リップのタンク側（低圧領域側）への倒れを確実に防ぎ、オイル漏れ及び気圧漏れを防止することができる。
【００１８】
前記オイルシールに対向する前記鍔部の面は、当該オイルシールの面と略平行に構成としてもよい。
【００１９】
この構成により、オイルシールに鍔部が接触して、オイルシールが削れることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の回転シャフトにおける密封構造、及び撹拌装置により、密封性を高めた低コストのオイルシールを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１における撹拌装置を説明する図である。
【図２】本発明の実施例１における回転シャフトにおける密封構造を説明する図である。
【図３】本発明の実施例１におけるオイルシールを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２２】
本発明の実施例１について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１における撹拌装置を説明する図である。図２、本発明の実施例１における回転シャフトにおける密封構造を説明する図である。図３、本発明の実施例１におけるオイルシールを説明する図である。
【００２３】
撹拌装置１００は、回転シャフト４を回転させる回転駆動部１、原料を撹拌するための容器であり大気圧よりも減圧されるタンク２と、回転シャフト４に設けられて回転シャフト４の回転に伴ってタンク２内で回転し原料を撹拌するミキサー３と、制御盤５と、原料を蓄える原料溶解槽６とを備えている。回転シャフト４は、回転駆動部１からタンク２内まで貫通し、回転駆動部１内で大気圧領域側と大気圧より気圧の低い減圧領域側であるタンク２側とを後述のオイルシール１４にて密封されている。原料溶解槽６は、図示していないが油分を蓄える油槽と水分を蓄える水槽との２つを有している。
【００２４】
タンク２はステンレス製で、その内部はミキサー３がスムーズに動いて撹拌効果が得られるよう完全な真円加工がなされており、生産の都合により容量は小さいものから大きなものまで用いることができる（１Ｌから１２０００Ｌまで）。また、タンク２内にはミキサー３以外に、ポンプのように絶えず製品を底部から吸い上げ、タンク２内を循環撹拌する高速回転可能な図示しないタービン翼を備えている。これにより、均質で微細な分散と撹拌を行うことができる。さらに、タンク２のジャケットに蒸気、温水、冷却水、ブライン等を用いて製品の温度調節を行うことができるように図示しない自動弁ユニットによる温調配管を備えている。
【００２５】
そして、制御盤５の制御に基づいて、原料溶解槽６から油分と水分をタンク２内に供給した後、タンク２内を図示しない真空ポンプにより真空引きして大気より減圧環境にする。所定の減圧環境になると回転駆動部１により回転シャフト４を回転させることにより、タンク２内でミキサー３が回転し原料の油分と水分とを撹拌する。撹拌された原料は化粧品や食品の材料となり、図示しない所定の容器に移される。
【００２６】
次に、回転駆動部１における密封構造について詳しく説明する。図２に示すように回転駆動部１内には、回転シャフト４が貫通している。また、タンク２内が真空ポンプにより真空引きされるので、大気圧である高圧領域側Ｔと大気圧より気圧の低い低圧領域側Ｇ（タンク２側）との境が存在する。この高圧領域側Ｔと低圧領域側Ｇ（タンク２側）との間を合成ゴムからなる円環状のオイルシール１４が密封してオイル漏れ及び気圧漏れを防いでいる。オイルシール１４の断面は、図３に示すように高圧領域側を向いた方向に凹部を有した形状であり、当該凹部はオイル溜まり１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）として潤滑剤であるオイル又はグリスが蓄えられる。このオイル又はグリスにより回転シャフト４が潤滑に回転することができる。
【００２７】
なお、実施例１においては、図２、図３に示すように、円環状のオイルシール１４を３個（オイルシール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）備えているが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、１個でもよいし、４個以上であってもよく、必要な密封性に応じてオイルシール１４の個数を適宜選択することができる。
【００２８】
オイルシール１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）は、円環状のシールケース１７に保持され下ハウジング１２にねじ止めされている。下ハウジング１２は円環状の上ハウジング１１及び円環状の本体蓋１３とボルトで共締めされている。また、オイルシール１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）のオイル溜まり１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）における回転シャフト４側の壁面には円環状のバネ１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）が設けられており、これにより後述する先端リップ２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を回転シャフト４に付勢している。また、オイルシール１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）のオイル溜まり１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）におけるシールケース１７側の壁面内には金属環が組み込まれている。これにより、オイルシール１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）全体の強度を保っている。
【００２９】
オイルシール１４は上述の通り３個（オイルシール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を備えているが、そのうち一番タンク２側（低圧領域側Ｇ）のオイルシール１４ａのタンク２側（低圧領域側Ｇ）には円環状のシールサポートカラー１５が配置され、シールケース１７によって支持されている。シールサポートカラー１５は、ステンレスからなり、その最も回転シャフト４に近い部分に断面視でリップ面１９に向かって折れ曲がりリップ面１９に近接する円環状の鍔部１５Ａを備えている。
【００３０】
円環状の鍔部１５Ａは、図３に示すようにオイルシール１４ａの面に対向するようにこのオイルシール１４ａの面と略平行に隙間を空けて非接触に設けられている。すなわち、シールサポートカラー１５の基部（シールケース１７に支持されている部分）から鈍角に折れ曲がった面を有し、この面とオイルシール１４ａの面とが隙間を空けて対向している。
【００３１】
これによって、回転シャフト４が回転しているときにオイルシール１４ａの面に鍔部１５Ａが接触して当該オイルシール１４ａの面を傷つけられたり削られることを防止している。
【００３２】
このシールサポートカラー１５は、オイルシール１４ａの密封性を高めるためのものである。すなわち、高圧領域側Ｔと低圧領域側Ｔとの気圧差や回転シャフト４の回転に伴ってオイルシール１４ａの先端リップ２０ａがタンク２側（低圧領域側Ｇ）へずれたり、倒れることを防止している。オイルシール１４ａの先端リップ２０ａがタンク２側（低圧領域側Ｇ）へずれたり、倒れたりすると、タンク２の減圧された低圧環境から気圧漏れがおきるとともに、オイル溜まり１６ａからオイルがタンク２側（低圧領域側Ｇ）に漏れる可能性がある。
【００３３】
この気圧漏れ及びオイル漏れを防ぐために、鍔部１５Ａは、リップ面１９の直下まで近接するように延びており、タンク２内が減圧され、先端リップ２０ａがタンク２側（低圧領域側Ｇ）に倒れる力が働いた場合にリップ面１９に鍔部１５Ａが接触して支持することも可能な位置に配置されている。これにより、タンク２内が減圧され回転シャフト４が回転しても先端リップ２０ａは倒れることがなく回転シャフト４の面に接触して気圧漏れ及びオイル漏れを防ぐことができる。
【００３４】
なお、実施例１においては、シールサポートカラー１５をオイルシール１４ａのタンク２側（低圧領域側Ｇ）にのみ配置するように構成したが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、オイルシール１４ｂ及びオイルシール１４ｃのタンク２側（低圧領域側Ｇ）にもシールサポートカラー１５を配置するように構成してもよい。
【００３５】
また、実施例１においては、円環状の鍔部１５Ａを円環状のシールサポートカラー１５からリップ面１９に向かって折れ曲がりリップ面１９に近接するように構成したが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、円環状の鍔部１５Ａと円環状のシールサポートカラー１５とを別々の部材で用意してねじ止め等により結合してリップ面１９に近接するように構成してもよい。
【００３６】
さらに、実施例１においては、シールサポートカラー１５及び鍔部１５Ａを円環状としたが、必ずしも全周に亘って連続していなくてもよい。例えば、ところどころが不連続となっている円環状であってもよいし、シールサポートカラー１５が９０°おきに部分的に鍔部１５Ａを有するように構成してもよい。
【００３７】
また、実施例１においては、タンク２内を大気圧より減圧し低圧領域側Ｇとして原料を撹拌する構成としたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、タンク２内を大気圧より加圧し高圧領域側Ｔとして原料を撹拌する構成としてもよい。その場合は、オイルシール１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を逆向き（つまり、凹部１６を高圧領域側Ｔに向け）に設け、最も高圧領域Ｔ側に設けられるオイルシール１４ａの高圧領域側Ｔにシールサポートカラー１５を配置するようにすればよい。これによって、オイルシール１４ａの先端リップ２０ａが気圧の低い低圧領域側Ｇに倒れて、気圧漏れやオイル漏れすることを防ぐことができる。
【００３８】
このように実施例１においては、気圧が高い高圧領域側と当該高圧領域側より気圧が低い低圧領域側とを貫通する回転シャフトにおける密封構造であって、  前記回転シャフトの回転を潤滑にするオイル又はグリスを保持するオイル溜まりと、  前記回転シャフトに先端リップが接触する円環状のオイルシールと、  前記オイルシールの低圧領域側に配置されるシールサポートカラーと、を備えたことを特徴とする回転シャフトにおける密封構造により、密封性を高めた低コストのオイルシールを実現することができる。
【００３９】
また、化粧品や食品の原料を撹拌する撹拌装置であって、  当該原料を格納するとともに内部を大気圧より減圧されるタンクと、  気圧の高い大気圧領域側と、大気圧領域側より気圧の低い前記タンク側とを貫通する回転シャフトと、  前記回転シャフトの回転を潤滑にするオイル又はグリスを保持するオイル溜まりと、  前記回転シャフトに設けられて前記タンク内で回転可能な羽根状のミキサーと、  前記回転シャフトに先端リップが接触する円環状のオイルシールと、  前記オイルシー
ルの前記タンク側に配置されるシールサポートカラーと、を備えたことを特徴とする撹拌装置により、密封性を高めた低コストのオイルシールを実現することができる。
【実施例２】
【００４０】
本発明の実施例２は、シールサポートカラーがシールケースと一体になっている点で実施例１と異なっている。
【００４１】
つまり、シールサポートカラー１５とシールケース１７とは別体ではなく、シールケース１７の最も低圧領域側Ｇの部分が回転シャフト４に向かって張り出している。そして、その最も回転シャフト４に近い部分にて断面視でリップ面１９に向かって折れ曲がりリップ面１９に近接する円環状の鍔部を備えている。
【００４２】
そして、実施例２においても、タンク２内が減圧され回転シャフト４が回転しても先端リップ２０ａは倒れることがなく回転シャフト４の面に接触して気圧漏れ及びオイル漏れを防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明における回転シャフトにおける密封構造、及び撹拌装置は、回転構造や原料を撹拌する分野に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１： 回転駆動部    ２：タンク    ３：ミキサー    ４：回転シャフト    ５：制御盤    ６：原料溶解槽    １１：上ハウジング    １２：下ハウジング    １３：本体蓋    １４：オイルシール    １４ａ：オイルシール    １４ｂ：オイルシール    １４ｃ：オイルシール    １５：シールサポートカラー    １５Ａ：鍔部    １６：オイル溜まり    １６ａ：オイル溜まり    １６ｂ：オイル溜まり    １６ｃ：オイル溜まり    １７：シールケース    １８：バネ    １８ａ：バネ    １８ｂ：バネ    １８ｃ：バネ    １９：リップ面    ２０：先端リップ    ２０ａ：先端リップ    ２０ｂ：先端リップ    ２０ｃ：先端リップ       
【図１】
2019206996.tif 000003
【図２】
2019206996.tif 000004
【図３】
2019206996.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月10日(2019.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気圧が高い高圧領域側と当該高圧領域側より気圧が低い低圧領域側とを貫通する回転シャフトにおける密封構造であって、
前記回転シャフトに先端リップが接触する円環状のオイルシールと、
前記オイルシールの高圧領域側凹部に設けた、前記回転シャフトの回転を潤滑にするオイル又はグリスを保持するオイル溜まりと、
前記オイル溜まりを設けた前記オイルシールを１個以上有し、最も低圧領域側にある前記オイルシールの低圧領域側のみに配置されるシールサポートカラーと、を備えたことを特徴とする回転シャフトにおける密封構造。
【請求項２】
前記オイルシールの断面は前記先端リップがくさび状に先端が細い形状をなし、前記低圧領域側に円環状のリップ面を有し、
前記シールサポートカラーは前記リップ面に近接する鍔部を有していることを特徴とする請求項１に記載の回転シャフトにおける密封構造。
【請求項３】
前記オイルシールに対向する前記鍔部の面は、当該オイルシールの面と略平行に隙間を空けて非接触に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の回転シャフトにおける密封構造。
【請求項４】
化粧品や食品の原料を撹拌する撹拌装置であって、
当該原料を格納するとともに内部を大気圧より減圧されるタンクと、
気圧の高い大気圧領域側と、大気圧領域側より気圧の低い前記タンク側とを貫通する回転シャフトと、
前記回転シャフトに設けられて前記タンク内で回転可能な羽根状のミキサーと、
前記回転シャフトに先端リップが接触する円環状のオイルシールと、
前記オイルシールの大気圧領域側凹部に設けた、前記回転シャフトの回転を潤滑にするオイル又はグリスを保持するオイル溜まりと、
前記オイル溜まりを設けた前記オイルシールを１個以上有し、最も前記タンク側にある前記オイルシールの前記タンク側のみに配置されるシールサポートカラーと、を備えたことを特徴とする撹拌装置。
【請求項５】
前記オイルシールの断面は前記先端リップがくさび状に先端が細い形状をなし、前記タンク側に円環状のリップ面を有し、
前記シールサポートカラーは前記リップ面に近接する鍔部を有していることを特徴とする請求項４に記載の撹拌装置。
【請求項６】
前記オイルシールに対向する前記鍔部の面は、当該オイルシールの面と略平行に隙間を空けて非接触に設けられたことを特徴とする請求項５に記載の撹拌装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、気圧が高い高圧領域側と当該高圧領域側より気圧が低い低圧領域側とを貫通する回転シャフトにおける密封構造であって、
前記回転シャフトに先端リップが接触する円環状のオイルシールと、
前記オイルシールの高圧領域側凹部に設けた、前記回転シャフトの回転を潤滑にするオイル又はグリスを保持するオイル溜まりと、
前記オイル溜まりを設けた前記オイルシールを１個以上有し、最も低圧領域側にある前記オイルシールの低圧領域側のみに配置されるシールサポートカラーと、を備えたことを特徴とする回転シャフトにおける密封構造を提供するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
前記オイルシールに対向する前記鍔部の面は、当該オイルシールの面と略平行に隙間を空けて非接触に設けられた構成としてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、上記課題を解決するために本発明は、化粧品や食品の原料を撹拌する撹拌装置であって、
当該原料を格納するとともに内部を大気圧より減圧されるタンクと、
気圧の高い大気圧領域側と、大気圧領域側より気圧の低い前記タンク側とを貫通する回転シャフトと、
前記回転シャフトに設けられて前記タンク内で回転可能な羽根状のミキサーと、
前記回転シャフトに先端リップが接触する円環状のオイルシールと、
前記オイルシールの大気圧領域側凹部に設けた、前記回転シャフトの回転を潤滑にするオイル又はグリスを保持するオイル溜まりと、
前記オイル溜まりを設けた前記オイルシールを１個以上有し、最も前記タンク側にある前記オイルシールの前記タンク側のみに配置されるシールサポートカラーと、を備えたことを特徴とする撹拌装置を提供するものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
前記オイルシールに対向する前記鍔部の面は、当該オイルシールの面と略平行に隙間を空けて非接触に設けられた構成としてもよい。