(57)【要約】      （修正有）【課題】低い摺動抵抗および高いシール性を兼ね備えると共に、耐久性に優れたシール材、およびシール機構を提供する。【解決手段】孔部２２ａと、この孔部２２ａ内に挿入されるシャフト２３との間をシールするために、シャフト挿入口５０に形成したシール材収容凹部２２内に圧入されるリング状のシール材１０であって、繊維とエラストマーとが一体化された摺動層３０を少なくとも内周面側に備えた弾性材から構成され、外周面に複数の凹部１４と凸部１５とが交互に並設されており、凸部１５の先端部を通る最大外径Ｒ１がシール材収容凹部２２の内径Ｒ２より大きい。【選択図】図３
2015140869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔部と、この孔部内に挿入されるシャフトとの間をシールするために、シャフト挿入口またはその外側に形成したシール材収容凹部内に圧入されるリング状のシール材であって、
繊維とエラストマーとが一体化された摺動層を少なくとも内周面側に備えた弾性材から構成され、外周面に周方向に沿って複数の凹部と凸部とが交互に並設されており、
前記シャフトの軸方向に直交するシール材の断面において、前記凸部の先端部を通る最大外径が前記シール材収容凹部の内径より大きいことを特徴とするシール材。
【請求項２】
前記シール材収容凹部が、シャフト挿入口に形成されており、前記孔部と連通し、かつ前記孔部の径よりも大きい内径を有する請求項１に記載のシール材。
【請求項３】
前記シール材収容凹部が、シャフト挿入口の外側に取り付けられたシール材保持材におけるシャフト挿入口との対向面に形成されている請求項１に記載のシール材。
【請求項４】
前記複数の凹部と凸部が、前記シール材の周方向に規則的に形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のシール材。
【請求項５】
前記シャフトの軸方向に直交する断面において、外周の形状が、各頂点部を凸部とし、かつ隣接する頂点部同士を結ぶ辺領域を凹部とする正多角形である請求項４に記載のシール材。
【請求項６】
前記弾性材が、繊維とエラストマーとが一体化された摺動層と、この摺動層の外周面に設けられた弾性外皮層とを備えた請求項１〜５のいずれかに記載のシール材。
【請求項７】
前記摺動層が、短繊維を分散させたエラストマーからなる請求項１〜５のいずれかに記載のシール材。
【請求項８】
孔部とこの孔部内に挿入されるシャフトとの間をシール材でシールするシール機構であって、
シール材は、少なくとも内周面側に繊維とエラストマーとが一体化された摺動層を備えた弾性材から構成され、外周面に、周方向に沿って複数の凹部と凸部とが交互に並設されており、前記シャフトの軸方向に直交するシール材の断面において、前記凸部の先端部を通る最大直径が前記シール材収容凹部の内径より大きく形成されており、
前記孔部のシャフト挿入口またはその前面にはシール材収容凹部が設置されており、このシール材収容凹部内にシール材を圧入した状態で、前記凸部の先端部が前記シール材収容凹部の内周面に接触して圧縮変形していることを特徴とするシール機構。
【請求項９】
孔部と、この孔部内に挿入されるシャフトとの間をシール材でシールするシール機構であって、
前記シール材は、少なくとも内周面側に繊維とエラストマーとが一体化された摺動層を備えた弾性材から構成され、
前記シール材収容凹部の内周面に、周方向に沿って複数の凹部と凸部とが交互に並設されており、前記シャフトの軸方向に直交するシール材収容凹部の断面において、前記凸部の先端部を通る最小直径が前記シール材の外径より小さく形成されており、
前記孔部のシャフト挿入口またはその前面にはシール材収容凹部が設置されており、このシール材収容凹部内にシール材を圧入した状態で、前記シール材の外周面が前記シール材収容凹部の有する凸部の先端部に接触して圧縮変形していることを特徴とするシール機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、孔部と、この孔部内に挿入されるシャフトとの間をシールするためのシール材およびシール機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー等の粉体を取り扱う装置の回転シャフトをシールして粉体の漏出を阻止するシール材として、特許文献１には、パイルもしくはファイバーシートを円筒状にし、その外周側を金属支持部材で拘束した円筒状シール部材が開示されている。この円筒状シール部材は、パイルやファイバーでシャフトの周りを適度な圧縮力で押さえ込むため、摺動抵抗とシール性のバランスをとることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記円筒状シール部材は、パイルやファイバーは耐久性が低く、さらにパイルやファイバー間に粉体が入るとシール性が低下するため、長期間使用する装置には使用できないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、低い摺動抵抗および高いシール性を兼ね備えると共に、耐久性に優れたシール材、およびシール機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の構成からなる。
（１）孔部と、この孔部内に挿入されるシャフトとの間をシールするために、シャフト挿入口またはその外側に形成したシール材収容凹部内に圧入されるリング状のシール材であって、少なくとも内周面側に繊維とエラストマーとが一体化された摺動層を備えた弾性材から構成され、外周面に周方向に沿って複数の凹部と凸部とが交互に並設されており、前記シャフトの軸方向に直交するシール材の断面において、前記凸部の先端部を通る最大外径が前記シール材収容凹部の内径より大きいことを特徴とするシール材。
（２）前記シール材収容凹部は、シャフト挿入口に形成されており、前記孔部と連通し、かつ前記孔部の径よりも大きい内径を有する前記（１）に記載のシール材。
（３）前記シール材収容凹部が、シャフト挿入口の外側に取り付けられたシール材保持材におけるシャフト挿入口との対向面に形成されている前記（１）に記載のシール材。
（４）前記複数の凹部と凸部が、前記シール材の周方向に規則的に形成されている前記（１）〜（３）のいずれかに記載のシール材。
（５）前記シャフトの軸方向に直交するシール材の断面において、外周の形状が、各頂点部を凸部とし、かつ隣接する頂点部同士を結ぶ辺領域を凹部とする正多角形である前記（４）に記載のシール材。
（６）前記弾性材が、繊維とエラストマーとが一体化された摺動層と、この摺動層の外周面に設けられた弾性外皮層とを備えた前記（１）〜（５）のいずれかに記載のシール材。
（７）前記摺動層が、短繊維を分散させたエラストマーからなる前記（１）〜（５）のいずれかに記載のシール材。
（８）孔部とこの孔部内に挿入されるシャフトとの間をシール材でシールするシール機構であって、シール材は、少なくとも内周面側に繊維とエラストマーとが一体化された摺動層を備えた弾性材から構成され、外周面に、周方向に沿って複数の凹部と凸部とが交互に並設されており、前記シャフトの軸方向に直交するシール材の断面において、前記凸部の先端部を通る最大直径が前記シール材収容凹部の内径より大きく形成されており、前記孔部のシャフト挿入口またはその前面にはシール材収容凹部が設置されており、このシール材収容凹部内にシール材を圧入した状態で、前記凸部の先端部が前記シール材収容凹部の内周面に接触して圧縮変形していることを特徴とするシール機構。
（９）孔部と、この孔部内に挿入されるシャフトとの間をシール材でシールするシール機構であって、前記シール材は、少なくとも内周面側に繊維とエラストマーとが一体化された摺動層を備えた弾性材から構成され、前記シール材収容凹部の内周面に、周方向に沿って複数の凹部と凸部とが交互に並設されており、前記シャフトの軸方向に直交するシール材収容凹部の断面において、前記凸部の先端部を通る最小直径が前記シール材の外径より小さく形成されており、前記孔部のシャフト挿入口またはその前面にはシール材収容凹部が設置されており、このシール材収容凹部内にシール材を圧入した状態で、前記シール材の外周面が前記シール材収容凹部の有する凸部の先端部に接触して圧縮変形していることを特徴とするシール機構。
なお、本発明におけるシャフトは、その中心軸の周りを回転する、あるいはシャフトの軸方向に沿って移動（往復動等）する場合をも含み、さらに、孔部を有する構造体（装置等）がシャフトに対して回転またはシャフトの軸方向に沿って移動する場合も含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のシール材は、繊維とエラストマーとが一体化された摺動層によってシャフトに対する摺動抵抗が低くなると共に、外周面に設けた複数の凸部の最大外径が、シール材収容凹部の内径より大きいため、当該シール材をシャフトの外周面とシール材収容凹部の内周面との間に介在させることにより、例えば、シャフトを嵌入したシール材をシール材収容凹部内に圧入すると、シール材に圧縮応力が働き、シャフトの外周面に適度な押圧力を与え、高いシール性を確保することができる。しかも、繊維とエラストマーとが一体化された摺動層は摺動摩耗に対する耐久性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るシール部材を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るシール機構を示す概略断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るシール材、シャフトおよび構造体の分解斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すシール材とシール材収容凹部との関係を説明するための概略正面図である。
【図４】面積比率を説明するためのシール材の外接円の概略正面図である。
【図５】（ａ）から（ｅ）は本発明におけるシール部材の種々の形状を示す正面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の他の実施形態に係るシール材、シャフトおよび構造体の分解斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すシール材とシール材収容凹部との関係を説明するための概略正面図である。
【図７】面積比率を説明するためのシール材収容凹部の外接円の概略正面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態に係るシール機構を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
〔本発明の一実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態に係るシール材１０を示している。このシール材１０は、同図に示すように、リング状であり、中央部には貫通孔１２を有し、外周は正八角形である。この正八角形のシール材１０において、正八角形の各頂点部が凸部１５、隣接する頂点部同士を結ぶ辺領域が凹部１４となる。ここで、凸部１５は、シール材１０がシール材収容凹部２２内に圧入された際、シール材収容凹部２２の内周面と接触する部位であり、凹部１４は、後述する空隙部、すなわちシール材１０をシール材収容凹部２２内に圧入した際、シール材１０の逃げしろを形成する部位である。
さらに、シール材１０は、貫通孔１２の内周面に摺動層３０が形成され、凹部１４および凸部１５を含む他の部位は弾性外皮層３１からなる、すなわち摺動層３０および弾性外皮層３１が外周に向かってこの順に積層されてなる積層体である。
【００１１】
シール材１０は、図２に示すように、構造体２１のシャフト挿入口５０に形成されたシール材収容凹部２２の内周面と、このシール材収容凹部２２内を挿通したシャフト２３の外周面との間に介在し、軸まわりの回転運動、軸方向の往復運動などをするシャフト２３の周りをシールするものである。シャフト２３はシール材収容凹部２２を経て構造体２１の孔部２２ａ内に挿入される。すなわち、シール材収容凹部２２は、孔部２２ａと連通し、かつ前記孔部２２ａの径よりも大きい内径を有する。
シール材１０の貫通孔１２は、シャフト２３の動作時に貫通孔１２の内周面とシャフト２３の外周面との間に空隙が発生するのを抑制できるように、後述するシャフト２３の形状や大きさに合わせて適宜調整される。
【００１２】
図３（ａ）は、図２に示すシール機構における、シール材１０、シャフト２３および構造体２１の分解斜視図である。図３（ｂ）は、シール材１０とシール材収容凹部２２との関係を説明するための正面概略説明図であり、シール材１０を実線で、シール材収容凹部２２を一点鎖線でそれぞれ示している。
【００１３】
図３（ａ）に示すように、例えば、シール材１０の貫通孔１２内にシャフト２３を嵌入した後、シャフト２３を構造体２１の孔部２２ａ内に挿入すると共に、シール材１０をシール材収容凹部２２内に圧入することで、シール材１０は、シール材収容凹部２２の内周面と、このシール材収容凹部２２内を挿通したシャフト２３の外周面との間に介在する。
この際、図３（ｂ）に示すように、シャフト２３の軸方向に直交するシール材断面において、凸部１５の先端部を通る最大外径Ｒ１がシール材収容凹部２２の内径Ｒ２より大きいことが重要である。これにより、シール材１０がシール材収容凹部２２内に圧入された際、凸部１５の先端部がシール材収容凹部２２の内周面に接触して圧縮変形し、その一部が凹部１４とシール材収容凹部２２との間にできる空隙部１４ａに押しならされ、弾性外皮層３１の外周面の一部がシール材収容凹部２２の内周面に密着するとともに、摺動層３０に適度な押圧力を付与することができる。これにより、摺動抵抗およびシール性のバランスの取れた押圧力でシャフト周りを長期間安定してシールすることができる。
なお、本実施形態において、凸部１５の先端部を通る最大外径Ｒ１とは、シール材１０の中心点２５を通って対向する凸部１５、１５の先端同士を結ぶ線分の長さをいう。
【００１４】
シール材収容凹部２２の内径Ｒ２に対して、シール材１０の最大外径Ｒ１を調整することで、摺動層３０にかかる押圧力を調整することができる。なお、弾性外皮層３１の圧縮変形による摺動層３０への押圧力が強すぎると、シャフト２３の周りのシール性は高くなるが、摺動抵抗が増大すると共に、摺動部の摩耗により耐久性能が低下する。一方、弾性外皮層３１が圧縮変形せずに摺動層３０へ押圧力を付与しないと摺動抵抗は小さくなるがシール性が低下する。
シール材１０の厚み（シャフト２３の軸方向の長さ）は、特に限定されず、シール材１０の使用用途などに応じて適宜調整すればよく、通常０．５〜２０ｍｍである。
【００１５】
凹部１４のサイズは、特に限定されないが、シール材１０がシール材収納凹部２２内に圧入された際、空隙部１４ａが押しならされた凸部１５で完全に充填されないサイズであるのが好ましい。これにより、外周面に凹部および凸部のないシール材を製造する場合に比べて、外径のサイズ精度が低くても、低い摺動抵抗と、高いシール性とを兼ね備えると共に、耐久性に優れるシール材を製造することができるので、シール材の生産性を高めることができる。
【００１６】
凹部１４と凸部１５とは、シール材１０の周方向に、交互に規則的に並設されているのが好ましい。これにより、シール材１０がシール材収容凹部２２内に圧入された際、弾性外皮層３１の圧縮変形により摺動層３０に全方向から均等な押圧力がかかり易くなるため、低い押圧力でシール性がより高く、摺動抵抗がより小さく、さらに耐久性がより優れたシール材１０とすることができる。
【００１７】
（摺動層３０）
摺動層３０は、貫通孔１２の内周面を構成し、繊維とエラストマーとを一体化したものである。これにより、貫通孔１２に接触するシャフト２３の摺動抵抗を小さくすることができる。
【００１８】
摺動層３０の厚みは、特に限定されず、シール材１０の使用用途などに応じて適宜調整すればよい。なお、摺動層３０の厚みとは、シール材１０の半径方向の厚みをいう。
【００１９】
摺動層３０を構成するエラストマーは、主に、繊維の耐久性を向上させるものである。摺動層３０を構成するエラストマーの材質としては、例えば、例えば、天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ハイパロン、ポリブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、スチレンブタジエンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、ミラブルウレタン、熱硬化性ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタンまたは熱可塑性ポリエステルなどのエラストマーが挙げられ、これら一種以上が使用される。摺動層３０を構成するエラストマーには、加硫剤、加硫促進助剤および補強剤が配合されてもよい。加硫剤としては、例えば、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物、有機硫黄化合物、金属酸化物などが挙げられる。加硫促進助剤としては、例えば、ステアリン酸などの脂肪酸、金属酸化物などが挙げられる。補強剤としては、例えば、カーボンブラック、ホワイトカーボンなどが挙げられる。さらに、例えば、老化防止剤、充填剤、可塑剤、粘着剤などもまた配合され得る。これら以外に、摺動抵抗を小さくするために、グラファイト、シリコンオイル、フッ素パウダー、又は二硫化モリブデン等の固体潤滑剤がエラストマーに含まれても良い。
【００２０】
摺動層３０を構成する繊維は、主に、シャフト２３の外周面と接触摺動するものであり、シャフト２３の周りの摺動抵抗を小さくする主要因となる。
摺動層３０を構成する繊維の材質としては、例えば、ナイロン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、炭素繊維、テフロン（登録商標）繊維、液晶ポリマー繊維、ガラス繊維、綿糸などが挙げられる。摺動層３０を構成する繊維は、布材の形態であってもよく、短繊維の形態でエラストマーに混合してもよい。
布材としては、織物布、編物布または不織布が挙げられる。布材の目付け量は、通常２０〜２００ｇ／ｍ２であるが、特に限定されない。
【００２１】
繊維の形態が布材である場合、布材がシャフト２３の外周面と接触摺動するように布材とエラストマーとを一体化させ、一方、短繊維の形態である場合、エラストマーの中に短繊維を混ぜ込んで一体成形することにより、摺動層３０が得られる。
【００２２】
（弾性外皮層３１）
弾性外皮層３１は、摺動層３０の形状を安定させると共に、シール材１０のシール材収納凹部２２内への圧入時に、摺動層３０に押圧力を付与させるものである。弾性外皮層３１は、長期間シャフト２３に押圧力を掛けシール性を維持するため、発泡体等の弾性力が変化しやすい構成は適していない。
【００２３】
弾性外皮層３１を構成するエラストマーとしては、例えば、天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ハイパロン、ポリブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、スチレンブタジエンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、ミラブルウレタン、熱硬化性ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタンまたは熱可塑性ポリエステルなどのエラストマーが挙げられ、これら一種以上が使用される。
弾性外皮層３１を構成するエラストマーには、短繊維、加硫剤、加硫促進助剤および補強剤が配合されてもよい。短繊維としては、摺動層３０を構成する繊維と同様な種類の短繊維が挙げられる。加硫剤としては、例えば、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物、有機硫黄化合物、金属酸化物などが挙げられる。加硫促進助剤としては、例えば、ステアリン酸などの脂肪酸、金属酸化物などが挙げられる。補強剤としては、例えば、カーボンブラック、ホワイトカーボンなどが挙げられる。さらに、例えば、老化防止剤、充填剤、可塑剤、粘着剤などもまた配合され得る。
【００２４】
なお、この実施形態のシール材１０は、摺動層３０および弾性外皮層３１の積層体であるが、本発明のシール材はこれに限定されず、短繊維とエラストマーとを一体成形して得られる単一層の成形体であってもよい。短繊維と一体成形するためのエラストマーとしては、前記した弾性外皮層３１を構成するエラストマーと同様のものが使用可能である。
【００２５】
シール材１０は、例えば、自動車、モータバイク、自転車、アミューズメント用乗り物、モータボート、鉄道車両、船舶、航空機、宇宙船などの乗り物や、各種の機械、工作機、ロボット、振動を嫌う生産設備、半導体製造装置、チップマウンターなどの産業機械、その他に使用される回転軸などのシャフトの軸封として適用するシール材として使用することができる。
【００２６】
〔使用形態〕
シール材１０は、例えば、下記のようにして設置され、使用される。まず、図２に示すように、シール材１０の貫通孔１２内にシャフト２３を嵌入した後、シャフト２３を構造体２１の孔部２２ａ内に挿入すると共に、シール材１０をシール材収容凹部２２内に圧入する。次いで、構造体２１に蓋２４を取り付けて、シール材１０をシール材収容凹部２２内に密封する。
また、あらかじめシール材１０をシール材収容凹部２２内に圧入し、蓋２４を取り付けた後、シャフト２３をシール材１０の貫通孔１２を経て構造体２１の孔部２２ａ内に挿入してもよい。
【００２７】
シャフト２３の形状としては、その断面が略円、略正方形、略多角形などであってもよく、さらにその外周面には、平滑面、螺旋状の突条部または凹部が形成された面、異形面などであってもよい。
【００２８】
〔製造方法〕
シール材１０の製造方法としては、特に限定されず、例えば、シャフト２３の外周面と同様の形状の棒状物にエラストマーで含浸処理された布材を巻きつけ、これを所望のシール材１０の形状に成形可能な上下金型の間に弾性外皮層形成用エラストマーを巻き付け、加圧下で加熱し、その後、金型から取り出し必要厚みにカットすることでシール材１０を得ることができる。あるいは、シャフト２３の外周面と同様の形状の棒状物にエラストマーで含浸処理された布材を巻きつけ、流動性のある弾性外皮層形成用エラストマーを金型内に流し込み、常温まで冷却または加熱硬化して金型内から取り出す金型成形法等が挙げられる。
【００２９】
エラストマーによる布材への含浸処理は、エラストマーを溶剤等で溶解し液状とした後、布材をディッピング処理する方法が好適に使用される。エラストマーにより布材を含浸処理することで、布材を構成する繊維材の間にエラストマーが入り込み、布材を構成する繊維材同士を接着させてまとめあげ、布材を補強することができる。また、エラストマーを含浸させた布材を摺動層として採用することにより、布材を構成する繊維材同士の擦れによる摩耗が低減されるだけでなく、摺動層とシャフトの間の耐摩耗性を向上させることが可能となる。
【００３０】
図４に示すように、シール材１０の外接円１０ａの対応面積Ａ１に対する、シール材１０の面積Ａ２の比率（Ａ２／Ａ１、以下、面積比率という）は、７０〜９９％、好ましくは８０〜９８％、より好ましくは８５〜９８％であるのがよい。シール材１０の面積比率が上記範囲内であれば、シール材１０は外周円１０ａに対して空隙部１０ｂを有するため、この空隙部１０ｂがシール材１０をシール材収納凹部内に圧入した際、凸部１５の先端部がシール材収容凹部２２の内周面に接触して圧縮変形された凸部１５の一部の逃げしろとなる。ここで、外接円１０ａの対応面積Ａ１とは、シール材１０の外接円の面積から、シール材１０の中央部に形成されている貫通孔１２の面積を減算した面積をいう。
【００３１】
〔他の実施形態〕
本発明のシール材の他の形態を図５（ａ）〜（ｅ）に示す。図５（ａ）は、外周が２４角形であり、頂点部である複数の凸部１６ａと、隣接する頂点部間の領域である凹部１６ｂとが外周方向に交互に規則的に形成されているシール材１６を示している。凸部の個数は、シール材がシール材収容凹部２２内に圧入された際、弾性外皮層の圧縮変形により摺動層にかかる押圧力を分散させるうえで、通常、７個以上４８個以下、好ましくは１２個以上４８個以下、より好ましくは１６個以上４８個以下であるのがよい。
【００３２】
図５（ｂ）は、外周が複数の花弁部である凸部１７ａを有する花冠型の形状であり、凸部１７ａと、隣接する凸部１７ａ間の凹部１７ｂとが外周方向に交互に規則的に形成されているシール材１７を示している。
図５（ｃ）は、外周が複数の角部である凸部１８ａを有する星型の形状であり、複数の凸部１８ａと、隣接する角部間にある凹部１８ｂとが外周方向に交互に規則的に形成されているシール材１８を示している。
図５（ｄ）は、外周が複数の歯部である凸部１９ａを有する歯車型の形状であり、複数の凸部１９ａと、隣接する凸部１９ａ間の凹部１９ｂとが外周方向に交互に規則的に形成されているシール材１９を示している。
図５（ｅ）は、外周が複数の突起部である凸部２０ａを有する不規則形状であり、複数の凸部２０ａと、隣接する凸部２０ａ間の凹部２０ｂとが不規則に形成されているシール材１８を示している。
図５（ｂ）〜図５（ｅ）に示す凸部１７ａ、１８ａ、１９ａ、２０ａの数は、図５（ａ）における多角形の凸部１６ａの場合と同様に、７個以上４８個以下、好ましくは１２個以上４８個以下、より好ましくは１６個以上４８個以下であるのがよい。
図５（ａ）〜（ｅ）において、符号１６ｃ、１７ｃ、１８ｃ、１９ｃ、２０ｃはそれぞれ貫通孔を示している。その他は、前述の実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００３３】
〔他のシール機構〕
以上の実施形態では、シール材の弾性外皮層に複数の凸部１５、１６ａ、１７ａ、１８ａ、１９ａ、２０ａを設けた場合について説明したが、図６（ａ）および（ｂ）に示す他のシール機構では、シール材２６の外周には凸部を設けず、円形である。すなわち、シール材２６は貫通孔１２´を有する円形のリング形状である。一方、シール材２６を保持するためにシャフト挿入口５１に形成されたシール材収容凹部２７の内周は、正八角形である。以下、正八角形の各頂点部を凹部２８、隣接する頂点部同士を結ぶ辺領域を凸部２９という。そして、図６（ｂ）に示すように、凸部２９に接する内接円（図示せず）の直径Ｒ４が前記シール材２６の外径Ｒ３より小さく形成されている。これによって、シール材２６とシール材収容凹部２７との間に空隙部２８ａが形成される。
このため、シール材２６のシール材収容凹部２７内への圧入時に、シール材２６がシール材収容凹部２７の内周面の凸部２９に接触して圧縮変形し、その一部が空隙部２８ａ内に侵入し、高いシール性を確保できる。その他は、前述の実施形態と同じである。
なお、シール材収容凹部２７の内周は、正八角形であるが、本発明はこれに限定されず、図５（ａ）〜（ｅ）に示したような、多角形、花冠型、星型、歯車型、不規則形状などであってもよい。
【００３４】
凸部２９の個数は、シール材２６がシール材収容凹部２７内に圧入された際、弾性外皮層から摺動層にかかる押圧力を効率よく分散させるうえで、通常、７個以上４８個以下、好ましくは１２個以上４８個以下、より好ましくは１６個以上４８個以下であるのがよい。
【００３５】
また、図７に示すように、シール材収容凹部２７の凹部２８を通る外接円の面積からシャフト２３の軸方向に直交する断面積を引いた面積Ａ３に対する、シール材収容凹部２７の面積からシャフト２３の軸方向に直交する断面積を引いた面積Ａ４の面積比率（Ａ４／Ａ３）は、７０〜９９％、好ましくは８０〜９８％、より好ましくは８５〜９８％であるのがよい。凸部２９が多くなりすぎると円形に近づくため、面積比率が上記範囲内であれば、低い摺動抵抗および高いシール性を兼ね備える最適な設計となる。
凹部２８と凸部２９とは、シール材収容凹部２７の内周方向に、交互に規則的に並設されているのが好ましい。これにより、シール材２６がシール材収容凹部２７内に圧入された際、弾性外皮層から摺動層に全方向から均等な押圧力を掛けることができる。
【００３６】
〔さらに他のシール機構〕
図８は、本発明のさらに他の実施形態に係るシール機構を示している。この実施形態では、構造体２１の外側に位置するシール保持材４２に設けられたシール材収容凹部４３内に、図１に示したシール材１０が圧縮変形状態で取り付けられている。
【００３７】
すなわち、この実施形態では、図８に示すように、構造体２１に設けたシャフト挿入口５２の外側にシール保持材４２が取り付けられる。シール保持材４２は、シャフト挿入口５２との対向面にシール材収容凹部４３が形成されている。そして、シール材収容凹部４３の内周面と、構造体２１の孔部内に挿入されるシャフト２３の外周面との間にシール材４１を介在させて、シャフト挿入口５２をシールしている。すなわち、シール保持材４２は、シャフト２３に外挿したシール材１０をシール材収容凹部４３内に圧入し圧縮変形させた後、構造体２１の外壁面にねじ止めなどにより固定される。その他は、図１、図２に示した実施形態と同じである。
【００３８】
図８に示す実施形態では、外周面に複数の凸部１５を設けたシール材１０を使用したが、図６に示した実施形態と同様に、外周面に凸部を有さない円形のシール材２６を使用し、シール保持材４２に設けられたシール材収容凹部４３の内周面に、周方向に沿って複数の凹部と凸部とが交互に並設され、この凸部の内接円の直径がシール材の外径より小さくなるように形成したシール機構であってもよい。
【００３９】
本発明のシール材およびシール機構は、例えば、粉体や液体を取り扱う用途の駆動装置に好適に使用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０，１６，１７，１８，１９，２０，４１  シール材
１４，２８  凹部
１５，２９  凸部
２２，２７，４３  シール材収容凹部
２３        シャフト
３０        摺動層
３１        弾性外皮層
４２        シール保持材
５０，５１，５２  シャフト挿入口
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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