(57)【要約】      （修正有）【課題】シール部材と回転軸との間に過度の摩擦熱が発生するのを回避して、高速回転する回転軸であっても長期間安定したシール性能を得られるシール部材を提供する。【解決手段】シール部材１００は、中央に回転軸挿通孔を有する環状のシール部材であって、外周側に形成された外側リップ部１１０と、内周側に形成された内側リップ部１２０と、外側リップ部１１０と内側リップ部１２０を連結する連結部１３０からなり、外側リップ部１１０と内側リップ１２０と連結部１３０によって、断面略Ｕ字形状に形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定面と、当該固定面に対して移動する回転面との間の環状隙間をシールする環状のシール部材であって、  前記回転面に対して摺動する摺動部を有する環状の第１のリップ部と、  前記固定面に対して摺動する摺動部を有する環状の第２のリップ部と、  前記第１のリップ部の一端部と前記第２のリップ部の一端部とを連結する連結部とを有するシール部材。
【請求項２】
前記第１のリップ部と前記第２のリップ部とは径方向において対向している、請求項１のシール部材。
【請求項３】
中央に回転軸挿通孔を有する環状のシール部材であって、  外周側に形成された外側リップ部と、内周側に形成された内側リップ部と、前記外側リップ部と前記内側リップ部とを連結する連結部と、を含むシール部材。
【請求項４】
前記外側リップ部は、前記内側リップ部よりも長く形成されている、ことを特徴とする請求項３に記載のシール部材。
【請求項５】
前記外側リップ部は、前記連結部側から徐々に幅が広くなる断面拡大部と、該断面拡大部から同一幅に形成された延長部とからなり、前記内側リップ部は、前記連結部側から徐々に幅が広くなる断面拡大部と、該断面拡大部から同一幅に形成された延長部とからなり、前記外側リップ部の延長部は、前記内側リップ部の延長部よりも長く形成されている、請求項３記載のシール部材。
【請求項６】
前記外側リップ部の外周面または前記内側リップ部の内周面に、１または複数の環状溝が形成されている、請求項５記載のシール部材。
【請求項７】
請求項１に記載のシール部材を、固定面と、当該固定面に対して移動する回転面との間に配設した際、少なくとも前記連結部の弾性復元力により、前記第１のリップ部が前記回転面に摺動可能に付勢され、前記第２のリップ部が前記固定面に向けて摺動可能に付勢される、シール構造。
【請求項８】
前記シール部材は、前記回転面および前記固定面に対して拘束されていない、請求項７に記載のシール構造。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール部材および該シール部材を用いたシール構造に関し、詳しくは、回転軸と該回転軸の周囲を覆うハウジングとの間に配設される環状のシール部材および該シール部材を用いたシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸が嵌挿され、該回転軸と該回転軸の周囲を覆うハウジングとの間に、回転自在に環状のシール部材を配設し、該回転軸と該ハウジングとの隙間をシールするようにしたシール構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】再表２０１５−０８３１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示すようなスクリュー真空ポンプの場合には、その回転軸が特に高速で回転する（例えば１００００ｒｐｍ、またはそれ以上）。このため、回転軸に接触するシール部材のシールリップが過度の摩擦熱によりダメージを受け、その結果、安定したシール性能を長期間維持できない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、回転軸と該回転軸の周囲を覆うハウジングとの間に配設される環状のシール部材において、該シール部材のシールリップの摩擦熱によるダメージを抑えて長期間安定したシール性能を得られるシール部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るシール部材は、固定面と、当該固定面に対して移動する回転面との間の環状隙間をシールする環状のシール部材であって、  前記回転面に対して摺動する摺動部を有する環状の第１のリップ部と、  前記固定面に対して摺動する摺動部を有する環状の第２のリップ部と、  前記第１のリップ部の一端部と前記第２のリップ部の一端部とを連結する連結部とを有する。
【０００７】
本発明のシール構造は、上記のシール部材を、固定面と、当該固定面に対して移動する回転面との間に配設した際、少なくとも前記連結部の弾性復元力により、前記第１のリップ部が前記回転面に摺動可能に付勢され、前記第２のリップ部が前記固定面に向けて摺動可能に付勢される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、内側リップ部の内周面と外側リップ部の外周面の両方を摺動面としていることにより、回転軸の回転に伴ってシール部材も引きずられて回転し、このとき、シール部材の回転速度は、シール部材が回転軸に対して摺動する分、回転軸の回転よりも低い回転数で回転する。これにより、回転軸とシール部材との間の相対速度、およびハウジングとシール部材の間の相対速度が、回転軸の回転速度に比べてかなり低く抑えることができる。その結果、シール部材と回転軸およびハウジングとの間の速度差などに起因して過度の摩擦熱が生じることを可及的に防止することができ、長期間安定したシール性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態であるシール部材を示す底面図。
【図２】図１中におけるＡ−Ａ線断面図。
【図３】本発明の実施形態であるシール部材の要部を拡大して示す断面図。
【図４】本発明の実施形態であるシール部材を適用したスクリュー真空ポンプを示す一部破断面図。
【図５】図４中に矢印Ｂで示す円で囲む部分を拡大して示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１〜図５に基づいて、本発明の実施形態であるシール部材１００について説明する。図１〜図３に示すように、シール部材１００は、中央に回転軸挿通孔を有する環状のシール部材であって、その外周側に形成された外側リップ部１１０と、内周側に形成された内側リップ部１２０と、該外側リップ部と該内側リップ部を連結する連結部１３０からなる。シール部材１００は、外側リップ部１１０と内側リップ部１２０と連結部１３０によって、断面略Ｕ字形状に形成されている（図２および図３参照）。なお、本実施形態では、シール部材１００の断面を略Ｕ字形状としたが、これに限定されるわけではなく、例えば、断面が折り返し状に形成されていてもよい。  また、シール部材１００は、ＰＴＦＥ等の樹脂材料を切削加工することで形成される。シール部材１００の材料はこれに限定されるわけではなく、また、加工方法も切削加工に限定されるわけではなく成形加工等他の加工方法を採用できる。
【００１１】
シール部材１００は、連結部１３０が有する弾性により、外側リップ部１１０と内側リップ部１２０が互いに離れる方向にやや開いている。ここで、後述するように、外側リップ部１１０は、内側リップ部１２０よりも長く形成されている。
【００１２】
外側リップ部１１０は、連結部１３０側から徐々に幅が広くなる断面拡大部１１１と、該断面拡大部から同一幅に形成された延長部１１２とからなる。他方、内側リップ部１２０も、連結部１３０側から徐々に幅が広くなる断面拡大部１２１と、該断面拡大部から同一幅に形成された延長部１２２とからなる。外側リップ部１１０の延長部１１２は、内側リップ部１２０の延長部１２２よりも長く形成されている。
【００１３】
本実施形態では、外側リップ部１１０の延長部１１２の外周面１１２ａおよび内側リップ部１２０の延長部１２２の内周面１２２ａは、平滑な面に形成されている。しかしながら、この外周面１１２ａおよび内周面１２２ａは、それら両方またはいずれかに、１または複数の環状溝（図示せず）を形成するようにしても良い。
【００１４】
次に、本実施形態に係るシール部材１００の作用について説明する。  シール部材１００を図４に示したスクリュー真空ポンプ２００（特許文献１参照）の軸封装置２１０に適用した場合について説明する。  軸封装置２１０は、スクリュー真空ポンプ２００の雄ロータ（または雌ロータ）（図示せず）内に配設され、回転軸２０１が中央に嵌挿された保持部材（ハウジング）２１１を備えている。保持部材２１１には、回転軸２０１に臨む環状の空間２０２が設けられており、該空間の同図において上下の面にＰＴＦＥワッシャ２１２，２１３が配置され、該空間の側周面側には金属製の外輪２１４が配置され、回転軸２０１の空間２１２に臨む箇所に金属製の内輪２１５が配置されており、シール部材１００は、ＰＴＦＥワッシャ２１２，２１３と外輪２１４と内輪２１５とによって画成された区域内に配置されている。
【００１５】
なお、同図において、２１６は、軸受２１７を介して中央に嵌挿された回転軸２０１を支えつつ上端で保持部材２１１を支えるサポート部材、２１８は、サポート部材２１６の他端に配設された駆動モータ、２１８ａは駆動モータ２１８のロータ、２１８ｂは駆動モータ２１８のステータである。
【００１６】
本実施形態のシール部材１００は、スクリュー真空ポンプ２００内に設置された状態においては、その軸封装置２１０の空間２０２内で、回転自在かつ回転軸２０１に沿って上下動自在に設置されている。このとき、シール部材１００は、その内周面１２２ａおよび外周面１１１ａが回転軸２０１および保持部材２１１に対して摺動自在になっている。また、シール部材１００は、少なくとも連結部１３０の弾性により、その外側リップ部１１０の延長部１１２が保持部材２１１の空間２１２内の外輪２１４側に付勢され、同時に、内側リップ部１２０の延長部１２２が回転軸２０１側の内輪２１５側に付勢されている。これにより、外側リップ部１１０の延長部１１２の外周面１２２ａが外輪２１４に密着され、同時に、内側リップ部１２０の延長部１２２の内周面１２２ａが内輪２１５に密着され、回転軸と保持部材２１１との間が封じられている。なお、少なくとも連結部１３０の弾性の意味は、シール部材１００が同一部材で形成されたものである場合は、外側リップ部１１０と内側リップ部１２０も含む全体の弾性のことを意味する。
【００１７】
ここで、スクリュー真空ポンプ２００の回転軸２０１を高速で（例えば１００００ｒｐｍ）回転させた場合、本実施形態のシール部材１００は、回転軸２０１に引っ張られて回転し始めるが、シール部材１００は回転軸２０１に対して摺動するので、回転軸２０１より低い回転数（例えば、回転軸２０１の回転数の半分程度）で回転される。これにより、シール部材１００と回転軸２０１との間、およびシール部材１００と保持部材２１１との間で過度の摩擦熱が生じることが可及的に防止される。  本実施形態では、シール部材１００を回転軸２０１および保持部材２１１のいずれにも拘束せず、回転軸２０１および保持部材２１１に対して回転可能にしている。これにより、シール部材１００は回転軸２０１および保持部材２１１の外輪２１４の双方に対して摺動する。これにより、シール部材１００が保持部材２１１に固定されている場合と比べて、回転軸２０１とシール部材１００との間の相対的な摺動速度を低下させることができ、回転軸２０１とシール部材１００との間の摩擦熱の発生を抑制できる。すなわち、シール部材１００を回転面と固定面の双方で摺動可能にすることで、シール部材１００の各リップ部１１０，１２０における摩擦熱の発生を相対的に抑制でき、シール部材１００に長期間安定的にシール性能を発揮させることが可能となる。
【００１８】
また、外側リップ部１１０の延長部１１２の外周面１１２ａおよび内側リップ部１２０の延長部１２２の内周面１２２ａの両方またはいずれかに、１または複数の環状溝（図示せず）を形成した場合には、これらの環状溝内に潤滑油を常時保持することができ、外周面１１２ａおよび１２２ａの潤滑性を高めることができる。
【００１９】
なお、上記実施形態におけるシール構造では、本実施形態に係るシール部材１００をスクリュー真空ポンプ２００に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、回転軸と該回転軸の周囲を覆うハウジングとの間をシールするものであれば、いずれのシール構造にも適用することができ、回転体と固定部との間の環状隙間を密封するあらゆる場所に適用可能である。
【００２０】
また、上記実施形態に係るシール部材の断面略Ｕ字形状の意味は、連結部が、三角形状、コ字形状、Ｗ字形状、あるいはその他のいかなる形状に形成された場合も含むことを意味し、要は、全体的に断面略Ｕ字形状に近い形状であれば良く、断面的にみて、両端に少なくとも外側リップ部と内側リップ部を有する形状であれば良く、連結部の形状はとくに限定されない。  上記実施形態では、シール部材を断面略Ｕ字形状にしたが、これに限定されるわけではなく、回転面および固定面に対して拘束されておらず、回転面および固定面に対して摺動するリップ部（シール部）を備えている構造であれば、他の構造や形状も採用可能である。さらに、シール部材として一体的に形成されたものを例示したが、複数の部材を複合して、シール部材とすることも可能である。また、リップ部はいわゆるリップ形状でなくてもよく、摺動しながらシールできる形状であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明に係るシール部材および該シール部材を用いたシール構造は、中央に回転軸挿通孔を有する環状のシール部材であって、回転軸と該回転軸の周囲を覆うハウジングとの間に介在設置されて、これら間をシールする産業分野において広く利用することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１００  シール部材
１１０  外側リップ部（第２リップ部）
１１１  断面拡大部
１１２  延長部
１１２ａ  外周面
１２０  内側リップ部（第1リップ部）
１２１  断面拡大部
１２２  延長部
１２２ａ  内周面
１３０  連結部
２００  スクリュー真空ポンプ
２０１  回転軸
２０２  空間
２１０  軸封装置
２１１  保持部材（ハウジング）
２１２，２１３  ＰＴＦＥワッシャ
２１４  外輪
２１５  内輪
２１６  サポート部
２１７  軸受
２１８  駆動モータ
２１８ａ  ロータ
２１８ｂ  ステータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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