JP2001235035A - 軸封装置 - Google Patents
軸封装置Info
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- JP2001235035A JP2001235035A JP2000050482A JP2000050482A JP2001235035A JP 2001235035 A JP2001235035 A JP 2001235035A JP 2000050482 A JP2000050482 A JP 2000050482A JP 2000050482 A JP2000050482 A JP 2000050482A JP 2001235035 A JP2001235035 A JP 2001235035A
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- wear
- sealing device
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- Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の真空ポンプではオイル漏れを生じると
分解修理に時間を要し、修理費用も高くつくという問題
があった。 【解決手段】 ハウジング３の開口部３ｂと環状の封止
部材８とを同軸配置してハウジング３と封止部材８とを
気密に接続し、スリーブ２１とこのスリーブ２１内に挿
入した回転軸９との間を封止し、このスリーブ２１を前
記環状の封止部材８に挿入してスリーブ２１の外周に封
止部材８の内周を摺接させ、ハウジング３の気密性を保
って回転軸９を回転させるようにした軸封装置であっ
て、上記スリーブ２１外周面に耐摩耗層２３を形成する
とともに、スリーブ２１の一端から所定距離にある耐摩
耗層２３を封止部材８の内周に摺接させたことを特徴と
する。
分解修理に時間を要し、修理費用も高くつくという問題
があった。 【解決手段】 ハウジング３の開口部３ｂと環状の封止
部材８とを同軸配置してハウジング３と封止部材８とを
気密に接続し、スリーブ２１とこのスリーブ２１内に挿
入した回転軸９との間を封止し、このスリーブ２１を前
記環状の封止部材８に挿入してスリーブ２１の外周に封
止部材８の内周を摺接させ、ハウジング３の気密性を保
って回転軸９を回転させるようにした軸封装置であっ
て、上記スリーブ２１外周面に耐摩耗層２３を形成する
とともに、スリーブ２１の一端から所定距離にある耐摩
耗層２３を封止部材８の内周に摺接させたことを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は真空ポンプや液体ポ
ンプ、エアコンプレッサなど回転軸にシール機構を備え
た軸封装置に関する。
ンプ、エアコンプレッサなど回転軸にシール機構を備え
た軸封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体装置の製造工程でプラズマ
エッチング装置などの負圧源として用いられる真空ポン
プの一例を図６及び図７から説明する。図において、１
は箱状のハウジングで、底面１ａと周面の一部にそれぞ
れ開口窓１ｂ、１ｃを穿設している。２はモータで、回
転軸２ａをハウジング１の開口部１ｂからその中に挿入
して底面１ａに固定されている。３はハウジング１の開
口端に接続されたポンプハウジングで、ハウジング１の
開口端を閉塞する平坦部３ａの外方に円筒状のシリンダ
４の一端に形成したフランジ４ａを接続している。この
平坦部３ａにはモータ２の回転軸２ａの延長線が交差す
る位置に開口窓３ｂが穿設され、シリンダ４は中心軸が
モータ２の回転軸２ａの延長線からずれた位置に配置さ
れている。またシリンダ４の下方部分の両側には図７に
示すように第１、第２の貫通孔４ｂ、４ｃが穿設されて
いる。４ｄはシリンダ４内にオイルを循環させるための
孔４ａを示す。５は筒状部５ａの一端にフランジ５ｂを
形成したブラケットで、筒状部５ａ内の中間位置には一
端の内側にフランジ部を有する筒状体６が固定され、他
端にはボールベアリング７ａを用いた軸受７が固定され
ている。筒状体６のフランジ内周部には弾性を有し耐摩
耗性材料よりなる環状の封止部材８が接着されている。
このブラケット５はハウジング１内に配置されてそのフ
ランジ５ｂがポンプハウジング３の開口窓３ｂに固定さ
れている。９はシリンダ４からポンプハウジング３の開
口部３ｂ、ブラケット５の封止部材８、軸受７を通り、
モータ２の回転軸２ａと同心配置された第２の回転軸
で、モータの回転軸２ａにカプラ１０により連結されて
いる。１１はシリンダ４内で第２の回転軸９に固定され
たロータで、その外周が図７に示すようにシリンダ４の
内周の一定位置で接触して回転する。またこのロータ１
１の外周面上で１８０度離れた位置にスリット１１ａが
形成され、このスリット１１ａにはスプリング１２によ
って外方に弾性力が付与されたベーン１３が挿入されて
いる。１４は一端がポンプハウジング３の上面に開口し
他端がシリンダ４の孔４ａに接続され潤滑オイルを供給
するオイル供給部で、内部に図示省略するがフィルタが
配置される。１５はポンプハウジング３を通りシリンダ
４の第１の貫通孔４ｂに接続された吸気用のパイプ、１
６はポンプハウジング３を通りシリンダ４の第２の貫通
孔４ｃに接続された排気用のパイプを示す。１７は第２
の回転軸９を挿通する開口窓１７ａが穿設され、ポンプ
ハウジング３の開口端を塞ぎ、シリンダ４の開口端に密
着させたカバー、１８は有底筒状部１８ａの開口端にフ
ランジ１８ｂを形成したブラケットで、内部にボールベ
アリング１９ａを用いた軸受１９が固定され、軸受１９
で第２の回転軸９を軸支した状態でフランジ１８ｂがカ
バー１７に固定されている。この図６装置では気密性が
要求される接続部分、例えばハウジング１、ポンプハウ
ジング３、カバー１７のそれぞれの間などはガスケット
やＯリングが介挿されるが図示省略している。また第２
の回転軸９周りにも封止部材８の他に必要に応じて封止
部材が用いられるが図示省略している。以下にこの装置
の動作を説明する。この装置はモータ２の回転が回転軸
９によってロータ１１に伝達される。ロータ１１やベー
ン１３はポンプハウジング３、シリンダ４、カバー１７
と接触して回転するが、オイル供給部１４からシリンダ
４の孔４ｄに供給されたオイルはシリンダ４からポンプ
ハウジング３、カバー１７内に滲み出して接触面の潤滑
性と気密性を保ち、滲み出したオイルは第２の回転軸９
の周りに充満する。ロータ１１とシリンダ４とはそれぞ
れの対向面が貫通孔４ｂ、４ｃの間で接触し、ロータ１
１とともに回転するベーン１３によってシリンダ４内が
区画され、ロータ１１の回転によってシリンダ４内の吸
気側内容積を増加させ排気側内容積を減少させる動作を
連続させてポンプ動作する。この装置では微量のオイル
が排気用パイプ１６から外部へ排出されるため、図示省
略するがオイル供給部１４に付設したオイル残量メータ
やオイルゲージによってオイル量を確認し消費したオイ
ルを補給する必要がある。ところで半導体装置の製造工
程で使用される真空ポンプは一旦動作を開始すると長時
間にわたって連続運転されるため、オイルの補給作業は
定期的に行われる。ここでロータ１１の両側で第２の回
転軸９を軸支する軸受７、１９のうち、回転軸９外端の
軸受１９側ではブラケット１８によって閉塞されており
オイル漏れは生じないが、軸受７側ではブラケット５内
に配置した封止部材８を回転軸９の外周面に弾性接触さ
せて回転軸９の回転を維持しつつオイル漏れを防止して
いるためこの状態が長時間連続すると、回転軸９の封止
部材８が接触した部分が摩耗して切削溝が形成される。
この切削溝は表面がざらつき微細な凹凸が形成され、凸
部によって封止部材８の内周は凸部周縁より押し上げら
れて空間が形成され、凹部では回転軸９上に封止部材８
の内外を連通するオイルの流路が形成される。そのため
切削溝が形成されると封止部材８の部分からオイル漏れ
を生じるが、封止部材８はブラケット５、軸受７によっ
て囲まれ、さらにハウジング１によって囲まれているた
めオイル漏れを発見することができず、定期的に行われ
るオイルの補給作業時にオイルの消費量から知ることが
できる。一方、真空ポンプに不具合が生じると分解修理
し再組立、調整が必要で復旧に時間がかかり、製造工程
全体に影響が及ぶ虞がある。そのため、真空ポンプを複
数並列配置し、一方の真空ポンプに不具合が発生すると
他の真空ポンプに切り替えて運転を中断することなく、
不具合が生じた真空ポンプを製造工程から切り離してい
る。
エッチング装置などの負圧源として用いられる真空ポン
プの一例を図６及び図７から説明する。図において、１
は箱状のハウジングで、底面１ａと周面の一部にそれぞ
れ開口窓１ｂ、１ｃを穿設している。２はモータで、回
転軸２ａをハウジング１の開口部１ｂからその中に挿入
して底面１ａに固定されている。３はハウジング１の開
口端に接続されたポンプハウジングで、ハウジング１の
開口端を閉塞する平坦部３ａの外方に円筒状のシリンダ
４の一端に形成したフランジ４ａを接続している。この
平坦部３ａにはモータ２の回転軸２ａの延長線が交差す
る位置に開口窓３ｂが穿設され、シリンダ４は中心軸が
モータ２の回転軸２ａの延長線からずれた位置に配置さ
れている。またシリンダ４の下方部分の両側には図７に
示すように第１、第２の貫通孔４ｂ、４ｃが穿設されて
いる。４ｄはシリンダ４内にオイルを循環させるための
孔４ａを示す。５は筒状部５ａの一端にフランジ５ｂを
形成したブラケットで、筒状部５ａ内の中間位置には一
端の内側にフランジ部を有する筒状体６が固定され、他
端にはボールベアリング７ａを用いた軸受７が固定され
ている。筒状体６のフランジ内周部には弾性を有し耐摩
耗性材料よりなる環状の封止部材８が接着されている。
このブラケット５はハウジング１内に配置されてそのフ
ランジ５ｂがポンプハウジング３の開口窓３ｂに固定さ
れている。９はシリンダ４からポンプハウジング３の開
口部３ｂ、ブラケット５の封止部材８、軸受７を通り、
モータ２の回転軸２ａと同心配置された第２の回転軸
で、モータの回転軸２ａにカプラ１０により連結されて
いる。１１はシリンダ４内で第２の回転軸９に固定され
たロータで、その外周が図７に示すようにシリンダ４の
内周の一定位置で接触して回転する。またこのロータ１
１の外周面上で１８０度離れた位置にスリット１１ａが
形成され、このスリット１１ａにはスプリング１２によ
って外方に弾性力が付与されたベーン１３が挿入されて
いる。１４は一端がポンプハウジング３の上面に開口し
他端がシリンダ４の孔４ａに接続され潤滑オイルを供給
するオイル供給部で、内部に図示省略するがフィルタが
配置される。１５はポンプハウジング３を通りシリンダ
４の第１の貫通孔４ｂに接続された吸気用のパイプ、１
６はポンプハウジング３を通りシリンダ４の第２の貫通
孔４ｃに接続された排気用のパイプを示す。１７は第２
の回転軸９を挿通する開口窓１７ａが穿設され、ポンプ
ハウジング３の開口端を塞ぎ、シリンダ４の開口端に密
着させたカバー、１８は有底筒状部１８ａの開口端にフ
ランジ１８ｂを形成したブラケットで、内部にボールベ
アリング１９ａを用いた軸受１９が固定され、軸受１９
で第２の回転軸９を軸支した状態でフランジ１８ｂがカ
バー１７に固定されている。この図６装置では気密性が
要求される接続部分、例えばハウジング１、ポンプハウ
ジング３、カバー１７のそれぞれの間などはガスケット
やＯリングが介挿されるが図示省略している。また第２
の回転軸９周りにも封止部材８の他に必要に応じて封止
部材が用いられるが図示省略している。以下にこの装置
の動作を説明する。この装置はモータ２の回転が回転軸
９によってロータ１１に伝達される。ロータ１１やベー
ン１３はポンプハウジング３、シリンダ４、カバー１７
と接触して回転するが、オイル供給部１４からシリンダ
４の孔４ｄに供給されたオイルはシリンダ４からポンプ
ハウジング３、カバー１７内に滲み出して接触面の潤滑
性と気密性を保ち、滲み出したオイルは第２の回転軸９
の周りに充満する。ロータ１１とシリンダ４とはそれぞ
れの対向面が貫通孔４ｂ、４ｃの間で接触し、ロータ１
１とともに回転するベーン１３によってシリンダ４内が
区画され、ロータ１１の回転によってシリンダ４内の吸
気側内容積を増加させ排気側内容積を減少させる動作を
連続させてポンプ動作する。この装置では微量のオイル
が排気用パイプ１６から外部へ排出されるため、図示省
略するがオイル供給部１４に付設したオイル残量メータ
やオイルゲージによってオイル量を確認し消費したオイ
ルを補給する必要がある。ところで半導体装置の製造工
程で使用される真空ポンプは一旦動作を開始すると長時
間にわたって連続運転されるため、オイルの補給作業は
定期的に行われる。ここでロータ１１の両側で第２の回
転軸９を軸支する軸受７、１９のうち、回転軸９外端の
軸受１９側ではブラケット１８によって閉塞されており
オイル漏れは生じないが、軸受７側ではブラケット５内
に配置した封止部材８を回転軸９の外周面に弾性接触さ
せて回転軸９の回転を維持しつつオイル漏れを防止して
いるためこの状態が長時間連続すると、回転軸９の封止
部材８が接触した部分が摩耗して切削溝が形成される。
この切削溝は表面がざらつき微細な凹凸が形成され、凸
部によって封止部材８の内周は凸部周縁より押し上げら
れて空間が形成され、凹部では回転軸９上に封止部材８
の内外を連通するオイルの流路が形成される。そのため
切削溝が形成されると封止部材８の部分からオイル漏れ
を生じるが、封止部材８はブラケット５、軸受７によっ
て囲まれ、さらにハウジング１によって囲まれているた
めオイル漏れを発見することができず、定期的に行われ
るオイルの補給作業時にオイルの消費量から知ることが
できる。一方、真空ポンプに不具合が生じると分解修理
し再組立、調整が必要で復旧に時間がかかり、製造工程
全体に影響が及ぶ虞がある。そのため、真空ポンプを複
数並列配置し、一方の真空ポンプに不具合が発生すると
他の真空ポンプに切り替えて運転を中断することなく、
不具合が生じた真空ポンプを製造工程から切り離してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが定期的なオイ
ル補給作業の期間内に著しいオイル漏れを生じオイル供
給部１４内のオイル量が急激に減少するとシリンダ４内
にオイルが行き渡らず、ロータ１１やベーン１３がシリ
ンダ４内で焼き付きポンプを急停止させる虞があった。
このようにしてポンプが急停止すると並列配置したポン
プの切り替えが間に合わず、製造装置全体に重大な影響
を及ぼす虞があった。そのためオイル補給間隔を短くし
て頻繁にポンプの状態を確認すればよいが、作業が煩雑
であるため長時間にわたってオイル漏れを防止できる軸
封装置が望まれていた。このような軸封装置として回転
軸の封止部材が摺接する部分に硬質材料を溶射して熱処
理することにより回転軸の摺接面に耐摩耗層形成して摩
耗の低減と封止性を向上させたものが知られている。
（例えば特開平１１−１４８４７５号公報／先行技術１
参照） また回転軸の封止部材が摺接する位置に硬質めっき層を
形成した金属スリーブを圧入固定したものも知られてい
る。（例えば実開平５−４５３３５号公報／先行技術２
参照） これらの先行技術に開示された耐摩耗層は摩耗の度合い
がきわめて小さいため急激なオイル漏れを生じず長時間
にわたって連続運転するものではきわめて有効である。
しかしながら摩耗が進行してオイル漏れが顕著になり焼
き付き停止する前に、ポンプの修理をする必要がある
が、先行技術１では、回転軸全体を交換する必要があ
り、先行技術２でも圧入した金属スリーブを回転軸から
取り外すことが困難で実質的に回転軸全体を交換する必
要があった。また先行技術２における金属スリーブを圧
入ではなくネジ止め等の手段により回転軸に固定するよ
うにすれば、摩耗した金属スリーブのみを交換するだけ
で済み修理費用を低減できるが、溶射や熱処理、表面の
平滑化処理などを必要とする金属スリーブは単価が高い
という問題があった。
ル補給作業の期間内に著しいオイル漏れを生じオイル供
給部１４内のオイル量が急激に減少するとシリンダ４内
にオイルが行き渡らず、ロータ１１やベーン１３がシリ
ンダ４内で焼き付きポンプを急停止させる虞があった。
このようにしてポンプが急停止すると並列配置したポン
プの切り替えが間に合わず、製造装置全体に重大な影響
を及ぼす虞があった。そのためオイル補給間隔を短くし
て頻繁にポンプの状態を確認すればよいが、作業が煩雑
であるため長時間にわたってオイル漏れを防止できる軸
封装置が望まれていた。このような軸封装置として回転
軸の封止部材が摺接する部分に硬質材料を溶射して熱処
理することにより回転軸の摺接面に耐摩耗層形成して摩
耗の低減と封止性を向上させたものが知られている。
（例えば特開平１１−１４８４７５号公報／先行技術１
参照） また回転軸の封止部材が摺接する位置に硬質めっき層を
形成した金属スリーブを圧入固定したものも知られてい
る。（例えば実開平５−４５３３５号公報／先行技術２
参照） これらの先行技術に開示された耐摩耗層は摩耗の度合い
がきわめて小さいため急激なオイル漏れを生じず長時間
にわたって連続運転するものではきわめて有効である。
しかしながら摩耗が進行してオイル漏れが顕著になり焼
き付き停止する前に、ポンプの修理をする必要がある
が、先行技術１では、回転軸全体を交換する必要があ
り、先行技術２でも圧入した金属スリーブを回転軸から
取り外すことが困難で実質的に回転軸全体を交換する必
要があった。また先行技術２における金属スリーブを圧
入ではなくネジ止め等の手段により回転軸に固定するよ
うにすれば、摩耗した金属スリーブのみを交換するだけ
で済み修理費用を低減できるが、溶射や熱処理、表面の
平滑化処理などを必要とする金属スリーブは単価が高い
という問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
を目的として提案されたもので、ハウジングの開口部と
環状の封止部材とを同軸配置してハウジングと封止部材
とを気密に接続し、スリーブとこのスリーブ内に挿入し
た回転軸との間を封止し、このスリーブを前記環状の封
止部材に挿入してスリーブの外周面に封止部材の内周面
を摺接させ、ハウジングの気密性を保って回転軸を回転
させるようにした軸封装置であって、上記スリーブ外周
面に耐摩耗層を形成するとともに、スリーブの一端から
所定距離にある耐摩耗層上を封止部材の内周に摺接させ
たことを特徴とする軸封装置を提供する。
を目的として提案されたもので、ハウジングの開口部と
環状の封止部材とを同軸配置してハウジングと封止部材
とを気密に接続し、スリーブとこのスリーブ内に挿入し
た回転軸との間を封止し、このスリーブを前記環状の封
止部材に挿入してスリーブの外周面に封止部材の内周面
を摺接させ、ハウジングの気密性を保って回転軸を回転
させるようにした軸封装置であって、上記スリーブ外周
面に耐摩耗層を形成するとともに、スリーブの一端から
所定距離にある耐摩耗層上を封止部材の内周に摺接させ
たことを特徴とする軸封装置を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明による軸封装置はスリーブ
外周面に耐摩耗層を形成するとともに、スリーブの一端
から所定距離にある耐摩耗層をハウジングに気密に接続
された封止部材の内周に摺接させたことを特徴とする
が、耐摩耗層はスリーブの外周面上に形成した所定深さ
の凹部内に形成することができる。これにより耐摩耗層
の表面をスリーブ外周面と平行に研磨する加工面積を縮
小できる。またこの凹部内の耐摩耗層は耐摩耗材料を溶
射することにより形成できる。この場合、凹部のスリー
ブ外周面と隣接する部分を傾斜させ、さらには凹部の軸
方向両端部の深さを軸方向中間部の深さより深く形成す
ることができる。これによりスリーブと耐摩耗層の密着
性を良好にでき、スリーブ外周面と隣接する耐摩耗層表
面の研磨作業を良好にできる。また本発明による軸封装
置でのスリーブに形成した耐摩耗層は、スリーブの一端
から所定距離の範囲でスリーブ外面と面位置に形成する
ことができる。これにより、耐摩耗層表面の凹凸を研磨
する加工面積をより一層縮小できる。また回転軸への挿
通方向を反転可能とすることにより一つのスリーブを長
時間にわたって用いることができる。
外周面に耐摩耗層を形成するとともに、スリーブの一端
から所定距離にある耐摩耗層をハウジングに気密に接続
された封止部材の内周に摺接させたことを特徴とする
が、耐摩耗層はスリーブの外周面上に形成した所定深さ
の凹部内に形成することができる。これにより耐摩耗層
の表面をスリーブ外周面と平行に研磨する加工面積を縮
小できる。またこの凹部内の耐摩耗層は耐摩耗材料を溶
射することにより形成できる。この場合、凹部のスリー
ブ外周面と隣接する部分を傾斜させ、さらには凹部の軸
方向両端部の深さを軸方向中間部の深さより深く形成す
ることができる。これによりスリーブと耐摩耗層の密着
性を良好にでき、スリーブ外周面と隣接する耐摩耗層表
面の研磨作業を良好にできる。また本発明による軸封装
置でのスリーブに形成した耐摩耗層は、スリーブの一端
から所定距離の範囲でスリーブ外面と面位置に形成する
ことができる。これにより、耐摩耗層表面の凹凸を研磨
する加工面積をより一層縮小できる。また回転軸への挿
通方向を反転可能とすることにより一つのスリーブを長
時間にわたって用いることができる。
【０００６】
【実施例】以下に本発明の実施例を図１及び図２から説
明する。図において、図６及び図７と同一物には同一符
号を付し重複する説明を省略する。本発明による軸封装
置を適用した真空ポンプは、ハウジング１に固定したモ
ータ２の回転をポンプハウジング３に一体化されたシリ
ンダ４内のロータ１１に伝達するもので、ポンプハウジ
ング３の開口部３ｂに配置した軸封装置２０が図６と相
異する。この軸封装置２０はポンプハウジング３の開口
部３ｂに同軸配置したブラケット５内に配置されてい
る。この詳細を図２に示す。図において、２１はブラケ
ット５の一端で軸受７に軸支されポンプハウジング３内
に挿入される回転軸９を挿通して、ブラケット５内に配
置されたスリーブで、開口端近傍内周面に無端状の溝２
１ａ、２１ａが形成され、この溝２１ａ、２１ａにＯリ
ング２２、２２を嵌着して回転軸９とスリーブ２１の間
を封止し、溝２１ａ、２１ａより内方位置と対向するス
リーブ２１外周面には凹部２１ｂが形成されている。２
３はスリーブ２１の凹部２１ｂに形成した耐摩耗層で、
硬質材料をめっきや溶射などの手段により形成すること
ができる。環状の封止部材８はスリーブ２１上の耐摩耗
層２３の外端部近傍に摺接するように配置されている。
ポンプハウジンング３の開口部３ｂからブラケット５の
内部にオイル２４が充填されており、このオイル２４は
筒状体６に嵌着された封止部材８とこれに摺接した耐摩
耗層２３、スリーブ２１、Ｏリング２２によってブラケ
ット５外部への漏れが防止されている。軸封装置の具体
例として直径が２４ｍｍの回転軸９に、内径が２５ｍ
ｍ、外径が３０．３ｍｍ、長さが３８ｍｍのステンレス
鋼製スリーブを用いる場合、スリーブ２１の両端から
７．３ｍｍの内周位置に巾２．６ｍｍの環状凹溝２１
ａ、２１ａを形成し、両端から１０．１ｍｍの外周位置
に巾１７．８ｍｍ、深さ０．４ｍｍの凹部２１ｂを形成
し、この凹部２１ｂの両端部は４５度の傾斜面に形成す
る。このスリーブ２１は凹部２１ｂの外方を筒状のマス
クカバーで遮蔽して、耐摩耗性材料、例えばアルミナ６
０％：チタニア４０％の溶射パウダーをプラズマ化して
凹部２１ｂとその隣接部分に溶射して耐摩耗層２３を形
成する。この凹部２１ｂの角部は４５度の傾斜面に形成
されているため、傾斜面と凹部底面の鈍角をなす隣接部
への溶射を確実にできる。この後、熱処理して耐摩耗層
２３の成分とスリーブ２１の成分とを相互拡散させて密
着させ、耐摩耗層２３の凹凸表面を研磨して滑らかに
し、環状凹溝２１ａにフッ素ゴムなどのＯリング２２を
嵌着する。筒状体６は厚さ０．８ｍｍ、外径４５ｍｍの
筒状部の一端に内径３３ｍｍのフランジ部を一体化した
ものである。また封止部材８はフッ素ゴムなどの耐摩耗
性を有する弾性材料を、断面コの字状をなしその開口部
を外側に、連結部を内側にして環状に成形したもので、
この成形体の連結部の内周は断面三角形状に成形されて
いる。この封止部材８は一端が筒状体６のフランジ部に
接着され、封止部材８の環状溝にリング状のスプリング
２５が収容されて、長期間にわたって弾性力を付与して
いる。この軸封装置はスリーブ２１をＯリング２２を介
して回転軸９に嵌着した構造であるため、スリーブ２１
と回転軸９の封止が確実にでき、また容易に着脱できる
ため分解修理が容易である。またＯリング２２は軸方向
に二重に配置されるため、スリーブ２１と回転軸９との
間のオイル漏れが完全に防止される。また耐摩耗層２３
は所定深さの凹部２１ｂに形成されているため、耐摩耗
層２３の厚みが一定で、耐摩耗層２３のスリーブ２１に
対する密着度が安定し、オイル漏れの原因となる微細な
クラックを生じない。また封止部材８はスリーブ２１の
軸方向中間位置から離れた位置で耐摩耗層２３に摺接す
るため、一端側が摩耗した後、スリーブ２１の挿着方向
を換えて他端側を再利用できる。このように溶射や熱処
理、表面の平滑化処理などを必要とするため高価なスリ
ーブを容易に着脱でき、再利用できるため分解修理を短
時間で安価にできる。上記実施例では、凹溝２１ｂは軸
方向に均等な深さに形成したが、図３に示すように凹溝
２１ｂの両端部を深く形成することもできる。これによ
り、溶射が不要な部分を遮蔽するマスクカバーの端部を
深い溝部分に配置でき、マスクカバーをスリーブに近接
させてもマスクカバーとスリーブの付着を防止でき、耐
摩耗層２３がスリーブ２１の径と同じ径にする研磨作業
も容易となる。溶射やめっきによってスリーブ２１より
径大に形成された耐摩耗層を研磨する場合、図４に示す
ように、スリーブ２１の両端から所定長さ研磨し、軸方
向中間部が盛り上がった状態にすることができる。また
溶射により耐摩耗層２３を形成する場合、凹部２１ｂの
軸方向中間部をマスクカバーで囲むとマスクカバーで覆
われた部分の耐摩耗層２３の厚さが図５に示すように薄
くなるが、封止部材８の摺接部分の厚みは十分確保で
き、盛り上がり部分の研磨を容易にできる。尚、本発明
は上記実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、
真空ポンプだけでなく、液体ポンプ、エアコンプレッサ
などハウジング内に挿入された回転軸をハウジング内外
で封止した状態で回転させるようにした装置一般に適用
できる。
明する。図において、図６及び図７と同一物には同一符
号を付し重複する説明を省略する。本発明による軸封装
置を適用した真空ポンプは、ハウジング１に固定したモ
ータ２の回転をポンプハウジング３に一体化されたシリ
ンダ４内のロータ１１に伝達するもので、ポンプハウジ
ング３の開口部３ｂに配置した軸封装置２０が図６と相
異する。この軸封装置２０はポンプハウジング３の開口
部３ｂに同軸配置したブラケット５内に配置されてい
る。この詳細を図２に示す。図において、２１はブラケ
ット５の一端で軸受７に軸支されポンプハウジング３内
に挿入される回転軸９を挿通して、ブラケット５内に配
置されたスリーブで、開口端近傍内周面に無端状の溝２
１ａ、２１ａが形成され、この溝２１ａ、２１ａにＯリ
ング２２、２２を嵌着して回転軸９とスリーブ２１の間
を封止し、溝２１ａ、２１ａより内方位置と対向するス
リーブ２１外周面には凹部２１ｂが形成されている。２
３はスリーブ２１の凹部２１ｂに形成した耐摩耗層で、
硬質材料をめっきや溶射などの手段により形成すること
ができる。環状の封止部材８はスリーブ２１上の耐摩耗
層２３の外端部近傍に摺接するように配置されている。
ポンプハウジンング３の開口部３ｂからブラケット５の
内部にオイル２４が充填されており、このオイル２４は
筒状体６に嵌着された封止部材８とこれに摺接した耐摩
耗層２３、スリーブ２１、Ｏリング２２によってブラケ
ット５外部への漏れが防止されている。軸封装置の具体
例として直径が２４ｍｍの回転軸９に、内径が２５ｍ
ｍ、外径が３０．３ｍｍ、長さが３８ｍｍのステンレス
鋼製スリーブを用いる場合、スリーブ２１の両端から
７．３ｍｍの内周位置に巾２．６ｍｍの環状凹溝２１
ａ、２１ａを形成し、両端から１０．１ｍｍの外周位置
に巾１７．８ｍｍ、深さ０．４ｍｍの凹部２１ｂを形成
し、この凹部２１ｂの両端部は４５度の傾斜面に形成す
る。このスリーブ２１は凹部２１ｂの外方を筒状のマス
クカバーで遮蔽して、耐摩耗性材料、例えばアルミナ６
０％：チタニア４０％の溶射パウダーをプラズマ化して
凹部２１ｂとその隣接部分に溶射して耐摩耗層２３を形
成する。この凹部２１ｂの角部は４５度の傾斜面に形成
されているため、傾斜面と凹部底面の鈍角をなす隣接部
への溶射を確実にできる。この後、熱処理して耐摩耗層
２３の成分とスリーブ２１の成分とを相互拡散させて密
着させ、耐摩耗層２３の凹凸表面を研磨して滑らかに
し、環状凹溝２１ａにフッ素ゴムなどのＯリング２２を
嵌着する。筒状体６は厚さ０．８ｍｍ、外径４５ｍｍの
筒状部の一端に内径３３ｍｍのフランジ部を一体化した
ものである。また封止部材８はフッ素ゴムなどの耐摩耗
性を有する弾性材料を、断面コの字状をなしその開口部
を外側に、連結部を内側にして環状に成形したもので、
この成形体の連結部の内周は断面三角形状に成形されて
いる。この封止部材８は一端が筒状体６のフランジ部に
接着され、封止部材８の環状溝にリング状のスプリング
２５が収容されて、長期間にわたって弾性力を付与して
いる。この軸封装置はスリーブ２１をＯリング２２を介
して回転軸９に嵌着した構造であるため、スリーブ２１
と回転軸９の封止が確実にでき、また容易に着脱できる
ため分解修理が容易である。またＯリング２２は軸方向
に二重に配置されるため、スリーブ２１と回転軸９との
間のオイル漏れが完全に防止される。また耐摩耗層２３
は所定深さの凹部２１ｂに形成されているため、耐摩耗
層２３の厚みが一定で、耐摩耗層２３のスリーブ２１に
対する密着度が安定し、オイル漏れの原因となる微細な
クラックを生じない。また封止部材８はスリーブ２１の
軸方向中間位置から離れた位置で耐摩耗層２３に摺接す
るため、一端側が摩耗した後、スリーブ２１の挿着方向
を換えて他端側を再利用できる。このように溶射や熱処
理、表面の平滑化処理などを必要とするため高価なスリ
ーブを容易に着脱でき、再利用できるため分解修理を短
時間で安価にできる。上記実施例では、凹溝２１ｂは軸
方向に均等な深さに形成したが、図３に示すように凹溝
２１ｂの両端部を深く形成することもできる。これによ
り、溶射が不要な部分を遮蔽するマスクカバーの端部を
深い溝部分に配置でき、マスクカバーをスリーブに近接
させてもマスクカバーとスリーブの付着を防止でき、耐
摩耗層２３がスリーブ２１の径と同じ径にする研磨作業
も容易となる。溶射やめっきによってスリーブ２１より
径大に形成された耐摩耗層を研磨する場合、図４に示す
ように、スリーブ２１の両端から所定長さ研磨し、軸方
向中間部が盛り上がった状態にすることができる。また
溶射により耐摩耗層２３を形成する場合、凹部２１ｂの
軸方向中間部をマスクカバーで囲むとマスクカバーで覆
われた部分の耐摩耗層２３の厚さが図５に示すように薄
くなるが、封止部材８の摺接部分の厚みは十分確保で
き、盛り上がり部分の研磨を容易にできる。尚、本発明
は上記実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、
真空ポンプだけでなく、液体ポンプ、エアコンプレッサ
などハウジング内に挿入された回転軸をハウジング内外
で封止した状態で回転させるようにした装置一般に適用
できる。
【０００７】
【発明の効果】以上のように、本発明による軸封装置は
回転軸に対して着脱容易なスリーブの外周に耐摩耗層を
形成し、このスリーブの一端から所定距離にある耐摩耗
層上を環状の封止部材に摺接させるようにしたから、装
置の寿命を延長でき、分解修理する場合でも、スリーブ
の交換作業が容易で、高価なスリーブを再利用すること
ができる。
回転軸に対して着脱容易なスリーブの外周に耐摩耗層を
形成し、このスリーブの一端から所定距離にある耐摩耗
層上を環状の封止部材に摺接させるようにしたから、装
置の寿命を延長でき、分解修理する場合でも、スリーブ
の交換作業が容易で、高価なスリーブを再利用すること
ができる。
【図１】 本発明による軸封装置を備えた真空ポンプの
一部断面側面図
一部断面側面図
【図２】 図１装置の要部拡大側断面図
【図３】 本発明による軸封装置に適用されるスリーブ
の一例を示す部分断面側面図
の一例を示す部分断面側面図
【図４】 本発明による軸封装置に適用されるスリーブ
の他の例を示す部分断面側面図
の他の例を示す部分断面側面図
【図５】 本発明による軸封装置に適用されるスリーブ
の他の例を示す部分断面側面図
の他の例を示す部分断面側面図
【図６】 従来の真空ポンプの一例を示す一部断面側面
図
図
【図７】 図６装置のＡ−Ａ面図
【符号の説明】 ３ ハウジング（ポンプハウジング） ３ｂ 開口部 ８ 環状の封止部材 ９ 回転軸 ２１ スリーブ ２３ 耐摩耗層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三上 清一 滋賀県大津市晴嵐２丁目９番１号 関西日 本電気株式会社内 (72)発明者 中江 重光 滋賀県大津市晴嵐２丁目９番１号 関西日 本電気株式会社内 Ｆターム(参考） 3H029 AA01 AB06 BB16 BB34 BB50 CC16 CC20 CC38 3H044 BB03 CC02 CC12 CC15 DD06 DD09 DD23 3J006 AE14 3J016 AA02 BB03 CA08
Claims (7)
- 【請求項１】ハウジングの開口部に環状の封止部材を気
密に接続し、スリーブとこのスリーブ内に挿通した回転
軸との間を封止し、このスリーブを前記環状の封止部材
に挿通してスリーブの外周面と封止部材の内周面とを摺
接させ、ハウジングの気密性を保って回転軸を回転させ
るようにした軸封装置であって、 上記スリーブ外周面に耐摩耗層を形成するとともに、耐
摩耗層のスリーブの一端から所定距離にある周面を封止
部材の内周に摺接させたことを特徴とする軸封装置。 - 【請求項２】スリーブの外周面上に所定深さの凹部を形
成し、この凹部内に耐摩耗層を形成したことを特徴とす
る請求項１に記載の軸封装置。 - 【請求項３】凹部内の耐摩耗層が耐摩耗材料を溶射する
ことにより形成されたことを特徴とする請求項２に記載
の軸封装置。 - 【請求項４】凹部のスリーブ外周面と隣接する部分を傾
斜させたことを特徴とする請求項３に記載の軸封装置。 - 【請求項５】凹部の軸方向両端部の深さを軸方向中間部
の深さより深く形成したことを特徴とする請求項３に記
載の軸封装置。 - 【請求項６】スリーブの一端から所定距離にある耐摩耗
層が、スリーブ外周面と面一に形成されたことを特徴と
する請求項１に記載の軸封装置。 - 【請求項７】スリーブの回転軸への挿通方向が反転可能
であることを特徴とする請求項１に記載の軸封装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000050482A JP2001235035A (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | 軸封装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000050482A JP2001235035A (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | 軸封装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001235035A true JP2001235035A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18572261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000050482A Pending JP2001235035A (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | 軸封装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001235035A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004033915A1 (en) * | 2002-10-10 | 2004-04-22 | Compair Uk Limited | Rotary compressor |
| JP2011174609A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-09-08 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 中空型回転導入機 |
| JP2015064949A (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | リチウム電池用電極の製造方法およびそれを用いたリチウム電池の製造装置 |
| JP2018119521A (ja) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | 三菱重工オートモーティブサーマルシステムズ株式会社 | スクロール型圧縮機およびその組立方法 |
| CN116105928A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-05-12 | 常州江苏大学工程技术研究院 | 一种密封检测装置、污水处理池用深水泵及工作方法 |
Citations (7)
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-
2000
- 2000-02-22 JP JP2000050482A patent/JP2001235035A/ja active Pending
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| JP2018119521A (ja) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | 三菱重工オートモーティブサーマルシステムズ株式会社 | スクロール型圧縮機およびその組立方法 |
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| CN110268162A (zh) * | 2017-01-27 | 2019-09-20 | 三菱重工业株式会社 | 涡旋式压缩机及其组装方法 |
| CN116105928A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-05-12 | 常州江苏大学工程技术研究院 | 一种密封检测装置、污水处理池用深水泵及工作方法 |
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