JP2000337522A - 可動部シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間にわたり両部材間の良好なシール効果
を発揮することができる可動部シール装置を提供するこ
と。 【解決手段】 一方の部材側から相対的に運動する他方
の部材の接触面全体に対向するように形成されたシール
材保持室と、該シール材保持室の底部に配設された密封
性の弾性体チューブと、後方が前記弾性体チューブに接
触し、前方が前記他方の部材との接触面に接触するよう
に前記シール材保持室に収納されたシール材と、前記弾
性体チューブに対して、所定圧力の流体を供給する加圧
流体供給手段と、を備えた可動部シール装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２つの部材間をシ
ールするためのシール装置に関し、特に固定体と可動体
との間または可動体同士間のような可動部から液体や気
体が漏出するのを阻止するための可動部シール装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】複数の部材間を気密または液密にする手
段は古くから各種構成が開発され、使用されている。両
部材の間に相対的な運動が生じない場合には、精確に加
工された両部材を密接させて接合することは各種材質の
接着剤や漏れ止め剤を塗布し、あるいはパッキン、ガス
ケット類を介して締結することにより所望性能を有する
シールが行われる。

【０００３】これに対して、相対的運動を伴う両部材間
のシールは種々の困難が伴う。例えば、液体、ガスや蒸
気等の気体を内包する回転容器と回転軸とのシールは難
しく、特に内部圧力が高い場合には、さらに難しくな
る。通常は、耐磨耗性を有するシール材、例えばシリコ
ンゴム等を介在せしめて適度に圧接することにより封止
している。

【０００４】このようなシール手段では、圧力差が大き
い場合にはシール材を圧接する圧力を高めなければなら
ないが、過度に高めると可動部の運動を阻害することに
なり易く、かつシール材の磨耗を早めることになり実用
的ではない。また、シール材の幅を広げ、あるいは多段
にする等の手段によりシール材の有効幅を増やすことに
より、そのシール効果を高めることもできるが、いずれ
にしても実用上の限度がある。

【０００５】また、このようなシール材は使用を継続す
る間必ず磨耗が進行する。さらには材質の経年劣化、た
とえばシール材の硬化やひび割れ等が生じ、圧接部から
漏洩が生じるようになる。したがって、適時交換や表面
を更新する等のメンテナンスが不可欠となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みなされたものであり、相対的運動を伴う両部材間に
おいて長期間にわたり良好なシール効果を発揮すること
ができる可動部シール装置を提供することを課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、一
方の部材１側から相対的に運動する他方の部材２の接触
面全体に対向するように形成されたシール材保持室１２
と、該シール材保持室１２の底部に配設された密封性の
弾性体チューブ１４と、その後方が前記弾性体チューブ
１４に接触し、その前方が前記他方の部材２との接触面
に接触するように前記シール材保持室１２に収納された
シール材１６と、前記弾性体チューブ１４に対して、所
定圧力の流体を供給する加圧流体供給手段３と、を備え
た可動部シール装置によって解決される。

【０００８】本発明にかかる可動部シール装置は、一方
の部材１に形成されたシール材保持室１２に収納されて
その先端部が他方側部材２の接触面に接触することによ
って両部材間の封止が行われる。この場合のシール材１
６と他部材接触面との間の接触圧力は、加圧流体供給手
段３により弾性体チューブ１４に供給される加圧流体に
よって調節される。使用している間にシール材が磨耗す
れば、これを補償するように弾性体チューブが膨張して
シール材を他部材接触面側に所定圧力で押圧することに
なり、長期間にわたり効果的な封止が達成される。

【０００９】本発明の可動部シール装置にかかる前記一
方の部材１は円板状体であり、前記他方の部材２は該円
板状体に外接する回転円筒体であり、これら両部材間を
気密または液密状態に封止することを特徴とする。ま
た、本装置にかかる前記弾性体チューブ１４はゴム製チ
ューブであることを特徴とする。

【００１０】弾性体チューブ１４に供給される定圧流体
としては、気体または液体のいずれでもよく、例えば圧
縮空気、加圧油、加圧水等を利用することができる。各
構成要素の特性や材質は、使用される定圧作動流体の種
類に応じて、コンプレッサ、ポンプ、加圧流体容器（ボ
ンベ）等が選定されるべきである。いずれの場合であっ
ても、内部圧力を自動的に所定範囲に維持する圧力制御
手段を具備することが望ましい。

【００１１】また、シール材は相手部材接触面との接触
運動を通じて微小磨耗を伴いつつ封止を行う消耗材であ
り、相手部材接触面よりも軟質のものである必要があ
る。かかる材質であれば、相手部材接触面を過度に磨耗
させずに長期間にわたり均一な封止効果が得られる。こ
のシール材の具体的材質としてはシリコンゴムやポリテ
トラフルオロエチレン（商標：テフロン）を使用するこ
とができ、またその有効幅等については、封止すべき内
容物が液体か気体か、さらには内外部間の圧力差等を考
慮して決定すべきものである。

【００１２】このような構成の可動部シール装置は、密
閉空間内の圧力はどの点でも等しくなる特性を利用した
ものであり、封止すべき領域が長大である場合に特に好
適である。使用している間シール材が不均一に磨耗した
としても、弾性体チューブ内が定圧流体で満たされてい
るために、すべての面においてシール材を均一に押圧
し、相手部材接触面との均一な接触を保持し、したがっ
て封止効果を維持するからである。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、添付図を参照しつつ本発明
の実施の形態について詳述する。図１は、本発明にかか
る可動部シール装置の基本構成を示す断面図である。図
において、上側を一方の部材としての固定体１とし、下
方を相対的に運動する他方の部材としての可動体２とし
ており、図右側が例えば汚泥等の被処理物を収容し処理
する内側であり、図左側が外側部である。なお、可動体
２は図示の便宜上平坦面としているが、単に特定の一部
分（シール材１６との接触面）を示すものであり、可動
体２は平坦面であっても曲面であっても差し支えない。

【００１４】固定体１の下方には、シール材保持室１２
が形成されており、その内部には圧接用の弾性体チュー
ブ１４およびシール材１６が収納されている。この実施
例においては、弾性体チューブとしてゴム製チューブ１
４を、またシール材としてテフロン（商標）製のシール
材１６を使用した。

【００１５】ゴム製チューブ１４は、ホース３２を介し
て圧力制御装置付きの加圧流体供給手段３が接続されて
いる。本実施例においては、加圧流体供給手段としてレ
ギュレータ、圧力制御装置、ドライヤ等を備えた公知の
空気圧縮機（コンプレッサ）を使用した。また、弾性体
チューブ１４に供給される定圧流体としては、気体また
は液体のいずれでもよく、例えば圧縮空気、加圧油、加
圧水等を利用することができる。

【００１６】図下方の可動体２は、固定体１側のシール
材１６と接触する平坦接触面２２を有し、このシール材
１６との接触面２４における加圧接触によって、内部側
から圧力Ｐが加わるにもかかわらず可動体２と固定体１
との間は気密もしくは液密となるように形成される。

【００１７】この実施例から明らかなように、直接の封
止作用はシール材１６と平坦接触面２４との圧接状態に
よって生ずるものであるが、このシール材１６はその背
面全体から弾性体チューブ１４による均一な圧力によっ
て押圧されている。この場合の押圧力は、加圧流体供給
手段３による加圧流体の圧力を調節することにより容易
に制御可能である。したがって、内部収容物の内容に応
じて密着圧力を最適状態に制御することができ、その結
果シール材１６の磨耗が補償され、常時均一のシール特
性が発揮される。

【００１８】本発明にかかる可動部シール装置は、固定
体と可動体との間、または可動体同士の間を気密もしく
は液密に保持するために有用である。もとより、シール
材自体は消耗品ではあるが、シール材の有効領域を使い
切るまでの間、特段の調節やメンテナンスを要すること
なしに、常時均一のシール特性を維持することが期待で
きる。

【００１９】固定体１に対する可動体２の運動の態様
は、直線運動、往復運動、回転運動のいずれであっても
よい。また、図１において固定体１としている部分には
加圧流体供給手段３がホース３２を介して接続されてい
るが、この加圧流体供給手段３を圧縮流体入りの小形ボ
ンベとすることにより、シール材保持室を可動部側に設
けることも可能である。したがって、両者が可動体であ
るような構成や、車載装置や可搬式装置に対して適用す
ることも可能である。

【００２０】図２は、本発明にかかる可動部シール装置
を、円板状固定体１と円筒状回転体２との接合部分に適
用した実施例を示す斜視図である。円板状固定体１の外
周にはシール材収納室１２が全周にわたって配設されて
おり、この内部には、奥側に弾性体チューブ１４および
外側にシール材１６が収納されている。円筒状回転体２
の端部はシール材と接触する平坦接触面２２として形成
されている。弾性体チューブ１４に対しては、ホース３
２を介して、図示していない加圧流体供給手段３から加
圧流体が圧送される。

【００２１】その結果、弾性体チューブ１４は膨張し、
シール材１６を回転体２の接触平面に押圧してシール効
果を発揮する。この場合のシール効果は、弾性体チュー
ブ１４に供給される加圧流体の圧力によって適宜調節可
能である。なお、この加圧流体の圧力は、予め設定して
ある設定圧力値に従って常時自動制御されることが望ま
しい。

【００２２】図２の実施例は、外側の円筒部が回転する
ものとしているが、円筒部が固定していて、円板部が回
転するものであってもよい。この場合、シール材収納室
を固定体である円筒部側に配設することができるが、弾
性体チューブに供給する加圧流体の供給手段を適宜考慮
しさえすれば、やはり可動部側にシール装置を配設する
ことも可能である。

【００２３】このように構成された回転部シール装置
は、常時あるいは適時に運動する部材と、固定部材との
間を、長期にわたり効率よく気密状態あるいは液密状態
に保持することができる。たとえば、内部に収容された
内容物を熟成ないしは発酵させるような容器に対して適
用することができる。また、半流動体を固体成分と液体
成分とに分離させた内容にしながら輸送する容器のよう
な用途にも適する。具体的には、生コンミキサー車の回
転容器、活性汚泥輸送車、生ゴミ処理、汚泥処理槽等に
適用可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明にかかる可動部シール装置によれ
ば、長期にわたり高いシール効果を保持しつつ可動部か
ら気体や液体の漏洩を封止することができる。この可動
部シール装置では、弾性体チューブに供給される加圧流
体のみを適正に維持することで常時シール状態が確保さ
れ、増し締めやシール剤塗布等のメンテナンスは不要と
なる。したがって、シール材の寿命により交換時期に至
るまでの間、格別の保守費や保守工数を必要とせずに、
封止状態を保持できるため、確実かつ経済的な可動部シ
ール装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる可動部シール装置の基本概念を
示す断面構成図である。

【図２】本発明にかかる可動部シール装置の適用例を示
す要部斜視図である。

【符号の説明】

１ 固定体（円板状体） ２ 回転体（円筒状体） ３ 加圧流体供給手段 １２ シール材保持室 １４ 弾性体チューブ １６ シール材 ２２ 平坦接触面 ２４ 摩擦面 ３２ ホース Ｐ 内部圧力

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の部材側から相対的に運動する他方
   の部材の接触面全体に対向するように形成されたシール
   材保持室と、該シール材保持室の底部に配設された密封
   性の弾性体チューブと、後方が前記弾性体チューブに接
   触し、前方が前記他方の部材との接触面に接触するよう
   に前記シール材保持室に収納されたシール材と、前記弾
   性体チューブに対して、所定圧力の流体を供給する加圧
   流体供給手段と、を備えたことを特徴とする可動部シー
   ル装置。
2. 【請求項２】 前記一方の部材が円板状体であり、前記
   他方の部材が該円板状体に外接する回転円筒体であり、
   これら両部材間を気密または液密状態に封止することを
   特徴とする請求項１に記載の可動部シール装置。
3. 【請求項３】 前記弾性体チューブがゴム製チューブで
   あることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記
   載の可動部シール装置。
4. 【請求項４】 前記シール材がポリテトラフルオロエチ
   レン製シール材であることを特徴とする請求項１〜３の
   いずれかに記載の可動部シール装置。