JP6389347B1

JP6389347B1 - 密封装置

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Publication number: JP6389347B1
Application number: JP2018034851A
Authority: JP
Inventors: 桂一大谷
Original assignee: 三和工機株式会社
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2018-09-12
Anticipated expiration: 2038-02-28
Also published as: US20190264812A1; JP2019148322A; CN110206887A

Abstract

【課題】密封性の確保と耐久性の向上とを図る密封装置を提供する。
【解決手段】密封装置１ａは、容器１０に挿入された回転軸２０と容器１０との間を密封する。密封装置１ａは、回転軸２０の周囲に位置して容器１０に固定されるハウジング４０と、ハウジング４０と回転軸２０との間に充填された充填物ＰＫと、ハウジング４０と回転軸２０との間に位置して充填物ＰＫを保持する保持機構部５０と、を備える。保持機構部５０は、回転軸２０に対してハウジング４０の側で充填物ＰＫが貯留された貯留室５１ａと、回転軸２０に固定されて貯留室５１ａへ突出し充填物ＰＫを駆動して流動させる駆動部６１ａと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器に挿入された回転軸と容器との間における密封性と耐久性を向上しやすい密封装置に関する。

従来の密封装置として、メカニカルシールを適用したもの（例えば、特許文献１参照。）、あるいは、グランドパッキンを適用したもの（例えば、特許文献２参照。）などが提案されている。

メカニカルシールを適用した特許文献１に記載の技術は、回転側（軸側）に取り付けられた回転密封環が有する回転側シール面と、静止側（ケース（容器）側）に取り付けられた静止密封環が有する静止側シール面とを摺接させている（特許文献１の段落００２０参照。）。
回転密封環の回転側シール面は、静止密封環の静止側シール面に所定圧力で押しつけられた状態で摺接することで、軸封部を形成している（同前段落００２６参照。）。

グランドパッキンに関する特許文献２に記載の技術は、摺動特性、耐久性、シール性を発揮するグランドパッキンの提供について開示している。
グランドパッキンは、回転軸や往復動機などの軸のグランド部を密封するために適用され、軸が作動する際に、軸とグランドパッキンの接触部が摺動し、接触面の潤滑性を維持する必要について言及している（特許文献２の段落０００２参照。）。
また、回転ポンプの用途に適用されるグランドパッキンは、シール性、取り扱い性、耐摩耗性等が漏洩対策として要求される（同前段落０００３参照。）。

特開２０１３−１７７９１４号公報特開２０１８−９６７１号公報

従来のメカニカルシールは、回転軸と共に回転する回転リングと固定リングとの間の摩擦による耐摩耗性に課題があった。また、従来のグランドパッキンを適用した密封装置は、グランドパッキンと軸との間が加圧状態とされ、耐摩耗性に課題があった。
つまり、従来の密封装置は、摺動部分が存在することから、耐摩耗性とこれに伴う密封性に課題があり、耐久性の更なる向上が要請されている。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、密封性の確保と耐久性の向上とを図る密封装置を提供することを目的とする。

本発明に係る密封装置は、容器に挿入された回転軸と前記容器との間を密封する密封装置であって、前記回転軸の周囲に位置して前記容器に固定されるハウジングと、前記ハウジングと前記回転軸との間に充填された充填物と、前記回転軸に固定され、前記ハウジングとの間に位置して前記充填物を保持する保持機構部と、前記保持機構部において前記回転軸の側と前記ハウジングの側との間に位置して前記充填物の流出を抑制する規制部と、を備え、前記保持機構部は、前記回転軸に対して前記ハウジングの側で前記充填物が貯留された貯留室と、前記回転軸に固定されて前記貯留室へ突出し前記充填物を駆動して流動させる駆動部と、を備え、前記充填物は、前記規制部を密封し、前記保持機構部に保持される粘性を有することを特徴とする。
したがって、本発明に係る密封装置において、保持機構部は、ハウジングと回転軸の間に充填物を充填して貯留（保持）するので容器と回転軸との間を充填物によって容易に密封しやすく、密封性を向上しやすい。また、本発明に係る密封装置は、ハウジングと回転軸との間で接触による摩擦箇所を解消するので耐久性を向上しやすい。

また、本発明の一実施の形態に係る密封装置では、前記ハウジングは、前記回転軸の径方向において、前記充填物を前記保持機構部へ導入する導入路と、前記充填物を前記保持機構部から排出する排出路と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の一実施の形態に係る密封装置では、前記貯留室は、前記回転軸に沿って、前記容器に近い側が前記回転軸からの距離が大きい拡大部と、前記容器から離れた側が前記回転軸からの距離が小さい狭窄部と、を有し、前記駆動部は、前記回転軸に固定された円筒部と、前記容器の側において前記円筒部から前記拡大部に近接した径を有して前記容器の側への前記充填物の流動を抑制する制限部と、前記円筒部から前記狭窄部へ近接した径を有し、前記狭窄部から前記制限部にわたって前記円筒部の外周を螺旋状に周回する螺旋突起部と、を有し、前記螺旋突起部は、前記回転軸の動作に同期して前記充填物を前記狭窄部から前記制限部に向けて流動させることを特徴とする。

また、本発明の一実施の形態に係る密封装置では、前記貯留室は、前記回転軸から離れて円筒状とされた円筒状貯留部と、前記円筒状貯留部の前記容器に近い側において、径方向で前記円筒状貯留部より外側に窪んだ円環状の第１円環溝部と、前記円筒状貯留部の前記第１円環溝部と反対側において、径方向で前記円筒状貯留部より外側に窪んだ円環状の第２円環溝部と、を有し、前記駆動部は、前記回転軸に固定されて前記第１円環溝部に挿入され、径方向で前記第１円環溝部に近接した径を有して前記容器の側への前記充填物の流動を抑制する円板状の第１円板部と、前記回転軸に固定されて前記第２円環溝部に挿入され、径方向で前記第２円環溝部に近接した径を有して前記容器と反対の側への前記充填物の流動を抑制する円板状の第２円板部と、前記第１円板部の軸方向の両面および前記第２円板部の軸方向の両面にそれぞれ位置し、前記回転軸の周りを周回して前記回転軸の側から径方向の外に向けて渦巻状に位置する４つの庇状突起部と、前記第１円板部と前記第２円板部との間隔を固定する筒状スペーサーと、を有し、４つの前記庇状突起部は、前記回転軸の動作に同期して前記充填物を前記第１円環溝部および前記第２円環溝部から前記円筒状貯留部に向けて流動させることを特徴とする。

また、本発明の一実施の形態に係る密封装置では、前記充填物は、高分子ゲルであることを特徴とする。

本発明に係る密封装置は、ハウジングと回転軸との間に充填物を充填して貯留するので、密封性の確保と耐久性の向上とを図りやすいという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る密封装置の密封機構の基本構成を示す断面図である。本発明の実施の形態２に係る密封装置の密封機構の基本構成を示す断面図である。

以下、図面（図１および図２）を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る密封装置１ａを示す。図２は、本発明の実施の形態２に係る密封装置１ｂを示す。以下において、密封装置１ａおよび密封装置１ｂを特に区別する必要が無い場合は、単に密封装置１とする。
なお、図１および図２は、回転軸２０の中心２０ｃを通る平面で密封装置１を切断したときの断面（回転軸２０の径方向ＤＲおよび軸方向ＤＬでの形状）を示す。なお、径方向ＤＲとは、回転軸２０の半径に沿う方向であり、軸方向ＤＬとは、回転軸２０の長さに沿う方向である。
また、回転軸２０の回転動作を制御するための軸受け部（不図示）等についての説明は省略する。

［実施の形態１：図１］
図１を参照して、本発明の実施の形態１に係る密封装置１ａについて説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る密封装置１ａの密封機構の基本構成を示す断面図である。
密封装置１ａは、容器１０に挿入された回転軸２０と容器１０との間を密封する。密封装置１ａは、回転軸２０の周囲に位置して容器１０に固定されるハウジング４０と、ハウジング４０と回転軸２０との間に充填された充填物ＰＫと、回転軸２０に固定され、ハウジング４０との間に位置して充填物ＰＫを保持する保持機構部５０と、を備える。なお、回転軸２０は、軸穴１０ｈを介して容器１０に挿入される。
なお、充填物ＰＫは、実施の形態３において別途説明される。

密封装置１ａにおいて、保持機構部５０は、ハウジング４０と回転軸２０の間に充填物ＰＫを充填して保持するので容器１０と回転軸２０との間を充填物ＰＫによって容易に密封しやすく、密封性を向上しやすい。また、ハウジング４０と回転軸２０との間で接触による摩擦箇所を解消するので耐久性を向上しやすい。
回転軸２０は、固定された容器１０に対して例えば回転運動を行う形態を採るので、ハウジング４０、保持機構部５０、充填物ＰＫは、回転軸２０の周囲に環状に位置する。回転軸２０は、例えば、中心２０ｃを中心に回転動作する。
密封装置１ａは、ハウジング４０と回転軸２０との間に充填物ＰＫを充填して貯留するので、密封性を確保し耐久性を向上しやすい。

密封装置１ａが有するハウジング４０は、回転軸２０の径方向ＤＲにおいて、充填物ＰＫを保持機構部５０へ導入する導入路３０と、充填物ＰＫを保持機構部５０から排出する排出路３５と、を備える。
密封装置１ａは、充填物ＰＫの導入路３０と排出路３５とを備えるので、充填物ＰＫの交換を容易にしやすい。このため、密封装置１ａは、密封性を長期に亘って維持しやすく、耐久性を向上しやすい。また、充填物ＰＫの密封性が劣化したとき、密封装置１ａは、充填物ＰＫの補充あるいは交換を容易に行えるので動作について信頼性管理の精度を向上しやすい。
導入路３０と排出路３５とは径方向ＤＲにおいて反対側（直径において反対側）に位置することが好ましい。これにより、密封装置１ａは、充填物ＰＫの交換を、容易に、かつ、精度良く実行しやすい。

導入路３０は、導入路３０を外部に対して閉じる導入閉鎖部３１を備え、排出路３５は、排出路３５を外部に対して閉じる排出閉鎖部３６を備える。
導入路３０および排出路３５において、導入閉鎖部３１および排出閉鎖部３６は、導入路３０および排出路３５を外部から確実に遮断して充填物ＰＫを回転軸２０とハウジング４０との間に貯留する。このため、密封装置１ａは、充填物ＰＫを用いた密封性を精度良く実現しやすい。
導入閉鎖部３１および排出閉鎖部３６は、例えばボルトなどのネジ部材によって構成されるので、充填物ＰＫを容易にかつ確実に封止しやすい。

保持機構部５０は、回転軸２０に対してハウジング４０の側で充填物ＰＫが貯留された貯留室５１ａと、回転軸２０に固定されて貯留室５１ａへ突出し充填物ＰＫを駆動して流動させる駆動部６１ａと、を備える。つまり、保持機構部５０は、駆動部６１ａを介して回転軸２０に固定された状態となる。
密封装置１ａは、貯留室５１ａに充填物ＰＫを貯留し、貯留された充填物ＰＫを貯留室５１ａと組み合わされた駆動部６１ａにより回転軸２０の回転に応じて流動させやすい。すなわち、密封装置１ａは、ハウジング４０と回転軸２０との間に充填物ＰＫを充填して貯留するので、ハウジング４０と回転軸２０との間で密封性を向上しやすい。

密封装置１ａは、ハウジング４０としてハウジング部材４１ａおよびハウジング部材４２ａを備える。ハウジング部材４１ａは、Ｏリング４４ａを介して容器１０に密着される。ハウジング部材４２ａは、Ｏリング４５ａを介してハウジング部材４１ａに密着される。
ハウジング部材４１ａは、固定具４６ａによって容器１０に固定される。ハウジング部材４２ａは、固定具４７ａによってハウジング部材４１ａに固定される。つまり、ハウジング４０は、ハウジング部材４１ａおよびハウジング部材４２ａによって構成される。
ハウジング部材４１ａおよびハウジング部材４２ａは、Ｏリング４４ａ、Ｏリング４５ａ、固定具４６ａ、および固定具４７ａによって容器１０に密着され、相互に密着状態を維持するので一体のハウジング４０として機能する。
また、ハウジング４０は、ハウジング部材４１ａおよびハウジング部材４２ａを組み合わせて回転軸２０との間に貯留室５１ａを形成している。

貯留室５１ａは、回転軸２０に沿って、容器１０に近い側が回転軸２０からの距離が大きい拡大部５２ａと、容器１０から離れた側が回転軸２０からの距離が小さい狭窄部５３ａと、を有する。
駆動部６１ａは、回転軸２０に固定された円筒部６２ａと、容器１０の側において円筒部６２ａから拡大部５２ａに近接した径を有して容器１０の側への充填物ＰＫの流動を抑制する制限部６３ａと、円筒部６２ａから狭窄部５３ａへ近接した径を有し、狭窄部５３ａから制限部６３ａにわたって円筒部６２ａの外周を螺旋状に周回する螺旋突起部６４ａと、を有する。
螺旋突起部６４ａは、回転軸２０の動作に同期して充填物ＰＫを狭窄部５３ａから制限部６３ａに向けて流動させる。

容器１０の側に位置する拡大部５２ａは、円筒部６２ａからの距離が大きいので貯留室５１ａを大きくして必要な量の充填物ＰＫを貯留しやすい。拡大部５２ａ（ハウジング４０側）と制限部６３ａ（回転軸２０側）との間は、径方向ＤＲで近接しているので充填物ＰＫが充填された状態となり、容器１０と回転軸２０の間での密封性を確保しやすい。
拡大部５２ａを間にして容器１０から離れた側に位置する狭窄部５３ａでは、狭窄部５３ａと近接した螺旋突起部６４ａが充填物ＰＫを制限部６３ａの側に流動させるので、狭窄部５３ａ（ハウジング４０側）と螺旋突起部６４ａ（回転軸２０側）との間は、充填物ＰＫが充填された状態となり、容器１０（ハウジング４０）と回転軸２０の間での密封性を確保しやすい。
螺旋突起部６４ａは、狭窄部５３ａから制限部６３ａに向けて充填物ＰＫを流動させて供給するので、制限部６３ａへ流動された充填物ＰＫは、ハウジング４０に沿って制限部６３ａから狭窄部５３ａへ循環し、狭窄部５３ａにおける充填物ＰＫによる密封性を向上しやすい。
貯留室５１ａの軸方向ＤＬにおける端は、回転軸２０（および回転軸２０と一体とされた円筒部６２ａ）とハウジング４０（ハウジング部材４１ａ、ハウジング部材４２ａ）との間が極力小さくされ充填物ＰＫの流出を規制する規制部ｇｐを有する。なお、規制部ｇｐは、実施の形態３において別途説明される。

このため、ハウジング４０（拡大部５２ａおよび狭窄部５３ａ）と回転軸２０（制限部６３ａおよび螺旋突起部６４ａ）の間は、充填物ＰＫが充填された状態となり、ハウジング４０と回転軸２０の間における密封性を確保しやすい。したがって、密封装置１ａは、密封性を確保しやすくなる。
駆動部６１ａ（円筒部６２ａ）は、セットビスなどで構成された固定具６８ａによって回転軸２０に固定される。円筒部６２ａは、Ｏリング６７ａを介して回転軸２０に連結されるので、回転軸２０に対して密着した形態となる。
制限部６３ａは、円筒部６２ａから円板状に突出し径方向ＤＲで拡大部５２ａに近接するので、充填物ＰＫを拡大部５２ａと制限部６３ａの間に充填した状態を維持しやすく、密封性を確保しやすい。

貯留室５１ａは、拡大部５２ａと狭窄部５３ａとの間に充填物ＰＫを貯留する中間貯留部５４ａを有し、中間貯留部５４ａは導入路３０および排出路３５に続く形態とされても良い。
拡大部５２ａと狭窄部５３ａとの間に位置する中間貯留部５４ａは、拡大部５２ａおよび狭窄部５３ａの間で充填物ＰＫの必要量を確保しやすい。つまり、中間貯留部５４ａは、充填物ＰＫの流動性を確保し、容器１０の側において拡大部５２ａと制限部６３ａとの間の密封性を確保しやすくし、容器１０と離れた側において狭窄部５３ａと螺旋突起部６４ａとの間の密封性を確保しやすくする。
中間貯留部５４ａは、導入路３０および排出路３５に続いても良い。螺旋突起部６４ａは中間貯留部５４ａにも位置しても良い。

［実施の形態２：図２］
図２を参照して、本発明の実施の形態２に係る密封装置１ｂについて説明する。
図２は、本発明の実施の形態２に係る密封装置１ｂの密封機構の基本構成を示す断面図である。
密封装置１ｂにおいて、実施の形態１に係る密封装置１ａと同様の部分には同一符号を付して適宜説明を省略する。
密封装置１ｂは、容器１０に挿入された回転軸２０と容器１０との間を密封する。密封装置１ｂは、回転軸２０の周囲に位置して容器１０に固定されるハウジング４０と、ハウジング４０と回転軸２０との間に充填された充填物ＰＫと、回転軸２０に固定され、ハウジング４０との間に位置して充填物ＰＫを保持する保持機構部５０と、を備える。なお、回転軸２０は、軸穴１０ｈを介して容器１０に挿入される。密封装置１ｂの機能等は、密封装置１ａと同様であるので詳細な説明は省略する。

密封装置１ｂにおいて、保持機構部５０は、ハウジング４０と回転軸２０の間に充填物ＰＫを充填して保持するので容器１０と回転軸２０との間を充填物ＰＫによって容易に密封しやすく、密封性を向上しやすい。また、ハウジング４０と回転軸２０との間で接触による摩擦箇所を解消するので耐久性を向上しやすい。
密封装置１ｂが有するハウジング４０は、回転軸２０の径方向ＤＲにおいて、充填物ＰＫを保持機構部５０へ導入する導入路３０と、充填物ＰＫを保持機構部５０から排出する排出路３５と、を備える。
保持機構部５０は、回転軸２０に対してハウジング４０の側で充填物ＰＫが貯留された貯留室５１ｂと、回転軸２０に固定されて貯留室５１ｂへ突出し充填物ＰＫを駆動して流動させる駆動部６１ｂと、を備える。つまり、保持機構部５０は、駆動部６１ｂを介して回転軸２０に固定された状態となる。
密封装置１ｂは、貯留室５１ｂに充填物ＰＫを貯留し、貯留された充填物ＰＫを貯留室５１ｂと組み合わされた駆動部６１ｂにより回転軸２０の回転に応じて流動させやすい。すなわち、密封装置１ｂは、ハウジング４０と回転軸２０との間に充填物ＰＫを充填して貯留するので、ハウジング４０と回転軸２０との間で密封性を向上しやすい。

密封装置１ｂは、ハウジング４０としてハウジング部材４１ｂ、ハウジング部材４２ｂおよびハウジング部材４３ｂを備える。ハウジング部材４１ｂは、Ｏリング４４ｂを介して容器１０に密着される。ハウジング部材４２ｂは、Ｏリング４５ｂを介してハウジング部材４１ｂに密着される。ハウジング部材４３ｂは、Ｏリング４６ｂを介してハウジング部材４２ｂに密着される。
ハウジング部材４１ｂ、ハウジング部材４２ｂおよびハウジング部材４３ｂは、固定具４７ｂによって容器１０に固定される。つまり、ハウジング４０は、ハウジング部材４１ｂ、ハウジング部材４２ｂおよびハウジング部材４３ｂによって構成される。
ハウジング部材４１ｂ、ハウジング部材４２ｂおよびハウジング部材４３ｂは、Ｏリング４４ｂ、Ｏリング４５ｂ、Ｏリング４６ｂおよび固定具４７ｂによって容器１０に密着され、相互に密着状態を維持するので一体のハウジング４０として機能する。
また、ハウジング４０は、ハウジング部材４１ｂ、ハウジング部材４２ｂおよびハウジング部材４３ｂを組み合わせて回転軸２０との間に貯留室５１ｂを形成している。

貯留室５１ｂは、回転軸２０から離れて円筒状とされた円筒状貯留部５２ｂと、円筒状貯留部５２ｂの容器１０に近い側において、径方向ＤＲで円筒状貯留部５２ｂより外側に窪んだ円環状の第１円環溝部５３ｂと、円筒状貯留部５２ｂの第１円環溝部５３ｂと反対側において、径方向ＤＲで円筒状貯留部５２ｂより外側に窪んだ円環状の第２円環溝部５４ｂと、を有する。
駆動部６１ｂは、回転軸２０に固定されて第１円環溝部５３ｂに挿入され、径方向ＤＲで第１円環溝部５３ｂに近接した径を有して容器１０の側への充填物ＰＫの流動を抑制する円板状の第１円板部６２ｂと、回転軸２０に固定されて第２円環溝部５４ｂに挿入され、径方向ＤＲで第２円環溝部５４ｂに近接した径を有して容器１０と反対の側への充填物ＰＫの流動を抑制する円板状の第２円板部６３ｂと、第１円板部６２ｂの軸方向ＤＬの両面および第２円板部６３ｂの軸方向ＤＬの両面にそれぞれ位置し、回転軸２０の周りを周回して回転軸２０の側から径方向ＤＲの外に向けて渦巻状に位置する４つの庇状突起部６４ｂと、第１円板部６２ｂと第２円板部６３ｂとの間隔を固定する筒状スペーサー６５ｂと、を有する。
４つの庇状突起部６４ｂは、回転軸２０の動作に同期して充填物ＰＫを第１円環溝部５３ｂおよび第２円環溝部５４ｂから円筒状貯留部５２ｂに向けて流動させる。

ハウジング４０と回転軸２０の間において、容器１０の側には第１円環溝部５３ｂと第１円板部６２ｂが近接して位置し、容器１０と離れた側には第２円環溝部５４ｂと第２円板部６３ｂとが近接して位置し、中間に位置する円筒状貯留部５２ｂは、第１円環溝部５３ｂおよび第２円環溝部５４ｂから流動する充填物ＰＫによって充填される。
このため、ハウジング４０（第１円環溝部５３ｂおよび第２円環溝部５４ｂ）と回転軸２０（第１円板部６２ｂおよび第２円板部６３ｂ）の間は、充填物ＰＫが充填された状態となり、容器１０（ハウジング４０）と回転軸２０の間での密封性を確保しやすい。
貯留室５１ｂの軸方向ＤＬにおける端は、回転軸２０（軸スリーブ２２、筒状スペーサー６６ｂ）とハウジング４０（ハウジング部材４１ｂ、ハウジング部材４３ｂ）との間が極力小さくされ充填物ＰＫの流出を規制する規制部ｇｐを有する。
４つの庇状突起部６４ｂは、第１円環溝部５３ｂおよび第２円環溝部５４ｂに向けて第１円板部６２ｂおよび第２円板部６３ｂからそれぞれ充填物ＰＫを流動させて供給し、第１円環溝部５３ｂおよび第２円環溝部５４ｂに充填された充填物ＰＫは、第１円環溝部５３ｂおよび第２円環溝部５４ｂから円筒状貯留部５２ｂへ循環し、円筒状貯留部５２ｂにおける充填物ＰＫによる密封性を向上しやすい。
このため、ハウジング４０と回転軸２０の間に位置する円筒状貯留部５２ｂは、充填物ＰＫが充填された状態を維持し、ハウジング４０と回転軸２０の間における密封性を確保しやすい。したがって、密封装置１ｂは、密封性を確保しやすくなる。

円筒状貯留部５２ｂは、回転軸２０と向かい合うハウジング４０（ハウジング部材４２ｂ）の回転軸２０に対向する側の形状で規定される。第１円環溝部５３ｂおよび第２円環溝部５４ｂは、回転軸２０と向かい合うハウジング４０（ハウジング部材４１ｂ、ハウジング部材４２ｂ）の回転軸２０に対向する側の形状で規定される。
第１円環溝部５３ｂおよび第２円環溝部５４ｂは、回転軸２０の中心２０ｃを通る平面による断面が略矩形である。第１円環溝部５３ｂおよび第２円環溝部５４ｂは、それぞれが向き合う第１円板部６２ｂおよび第２円板部６３ｂの表面に渦巻状に位置する庇状突起部６４ｂの作用によって回転軸２０の側から径方向ＤＲの外に向けて充填物ＰＫを流動させるので、回転軸２０（第１円板部６２ｂ、第２円板部６３ｂ）とハウジング４０（第１円環溝部５３ｂ、第２円環溝部５４ｂ）との間の密封性を向上しやすい。

第１円板部６２ｂは、軸スリーブ２２の容器１０の側の端に位置合わせされる。第２円板部６３ｂは、第１円板部６２ｂとの間に位置する筒状スペーサー６５ｂによって位置決めされる。第２円板部６３ｂは、筒状スペーサー６５ｂの反対側に位置する筒状スペーサー６６ｂによって位置決めされる。第１円板部６２ｂ、筒状スペーサー６５ｂ、第２円板部６３ｂ、および筒状スペーサー６６ｂは、ハウジング４０の外側で軸スリーブ２２に対して例えばナット構成とされた固定具６９によって固定される。
筒状スペーサー６５ｂおよび筒状スペーサー６６ｂは、第１円環溝部５３ｂおよび第２円環溝部５４ｂに対して第１円板部６２ｂおよび第２円板部６３ｂの位置決めが自己整合的に為されるように予め長さを設定される。
すなわち、第１円板部６２ｂおよび第２円板部６３ｂの位置決めと固定は、固定具６９によって軸スリーブ２２に対してなされる。

軸スリーブ２２は、スリーブ固定具２４によって回転軸２０に固定されている。つまり、軸スリーブ２２に固定された第１円板部６２ｂおよび第２円板部６３ｂは、回転軸２０に対して固定されている。軸スリーブ２２は、Ｏリング２６を介して回転軸２０に連結されているので、回転軸２０に対して密着している。
また、第１円板部６２ｂは、Ｏリング６７ｂを介して軸スリーブ２２に固定され、第２円板部６３ｂは、Ｏリング６８ｂを介して軸スリーブ２２に固定されている。つまり、第１円板部６２ｂおよび第２円板部６３ｂは、軸スリーブ２２に対して密着して回転軸２０と一体となり回転軸２０の側を形成している。
ハウジング４０（容器１０）が有する第１円環溝部５３ｂおよび第２円環溝部５４ｂの軸方向ＤＬの端、つまり、貯留室５１ｂの端は、上記したとおり、軸スリーブ２２（回転軸２０、筒状スペーサー６６ｂ）とハウジング４０との間に規制部ｇｐを有する。

円筒状貯留部５２ｂは、導入路３０および排出路３５に続いていることが好ましい。円筒状貯留部５２ｂは、導入路３０および排出路３５に続いているので、充填物ＰＫの必要量を確保しやすい。つまり、円筒状貯留部５２ｂは、充填物ＰＫの流動性を確保し、第１円環溝部５３ｂと第１円板部６２ｂとの間の密封性、および第２円環溝部５４ｂと第２円板部６３ｂとの間の密封性を向上しやすい。

［実施の形態３］
実施の形態１および実施の形態２における充填物ＰＫおよび規制部ｇｐについて実施の形態３として更に詳細を説明する。
実施の形態１および実施の形態２における充填物ＰＫが必要とする条件は、回転軸２０とハウジング４０との間に位置する保持機構部５０が、外部から充填物ＰＫを充填するときの充填性と充填された後の密封性の確保である。
すなわち、充填物ＰＫが保持機構部５０に充填されるためには、保持機構部５０に対して充填される流動性および潤滑性、更には、保持機構部５０の軸方向ＤＬにおいて回転軸２０の側とハウジング４０（容器１０）の側との間に位置する規制部ｇｐから流出しない密封性が必要である。充填物ＰＫの密封性は、主に粘性によって規定される。したがって、充填物ＰＫに必要な粘性は、回転軸２０およびハウジング４０との間を密封して保持機構部５０に保持される物性値である。

流動性、潤滑性および粘性を要する充填物ＰＫとして好ましい例を次に示す。
充填物ＰＫは、液体の性質に加えて固体の性質を併せ持つ液体と固体の中間的な性質を有する高分子ゲルが適用され密封性について良好な結果が得られた。高分子ゲルは、固体としての性質を有することから、規制部ｇｐにおける流出はほとんど考慮する必要が無く十分な密封性を容易に確保しやすい。
規制部ｇｐにおける狭い部分の寸法は例えば０．１〜０．３ｍｍであり、摺動性を回避した状態で高分子ゲルによる密封性を維持できた。
規制部ｇｐは、従来の密封装置が備える摺動構造による密封機構とは全く異なり、充填物ＰＫによって密封されるので、容器１０（ハウジング４０）の側と回転軸２０の側との間での摺動を確実に解消して耐久性を向上させる。
充填物ＰＫとしての高分子ゲルは、液体の性質を有することから保持機構部５０に対して良好な充填ができた。高分子ゲルは、例えば、原油から精製された鉱油系を基油としたものが好ましい。鉱油系の高分子ゲルは、粘度が例えば、１０，０００〜１００，０００ｃＰで良好な密封性を確保できた。
なお、密封装置１の回転軸２０の直径は、例えば３０ｍｍであり、回転速度は例えば３００〜１２００回／分である。つまり、回転軸２０の周回りでの速度は約０．５〜２ｍ／秒である。このような回転運動に対して充填物ＰＫとしての高分子ゲルは、回転軸２０とハウジング４０との間での密封性を確保できた。
なお、充填物ＰＫは、上記した高分子ゲルに限らず、実施の形態１および実施の形態２における密封装置１の密封性を得られる物質であれば良い。

１、１ａ、１ｂ密封装置
１０容器
１０ｈ軸穴
２０回転軸
２０ｃ中心
２２軸スリーブ
２４スリーブ固定具
２６Ｏリング
３０導入路
３１導入閉鎖部
３５排出路
３６排出閉鎖部
４０ハウジング
４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂハウジング部材
４３ｂハウジング部材
４４ａ、４４ｂ、４５ａ、４５ｂ、４６ｂＯリング
４６ａ、４７ａ、４７ｂ固定具
５０保持機構部
５１ａ、５１ｂ貯留室
５２ａ拡大部
５２ｂ円筒状貯留部
５３ａ狭窄部
５３ｂ第１円環溝部
５４ａ中間貯留部
５４ｂ第２円環溝部
６１ａ、６１ｂ駆動部
６２ａ円筒部
６２ｂ第１円板部
６３ａ制限部
６３ｂ第２円板部
６４ａ螺旋突起部
６４ｂ庇状突起部
６５ｂ、６６ｂ筒状スペーサー
６７ａ、６７ｂ、６８ｂＯリング
６８ａ、６９固定具
ＤＬ軸方向
ＤＲ径方向
ＰＫ充填物
ｇｐ規制部

Claims

容器に挿入された回転軸と前記容器との間を密封する密封装置であって、
前記回転軸の周囲に位置して前記容器に固定されるハウジングと、
前記ハウジングと前記回転軸との間に充填された充填物と、
前記回転軸に固定され、前記ハウジングとの間に位置して前記充填物を保持する保持機構部と、
前記保持機構部において前記回転軸の側と前記ハウジングの側との間に位置して前記充填物の流出を抑制する規制部と、を備え、
前記保持機構部は、前記回転軸に対して前記ハウジングの側で前記充填物が貯留された貯留室と、前記回転軸に固定されて前記貯留室へ突出し前記充填物を駆動して流動させる駆動部と、を備え、
前記充填物は、前記規制部を密封し、前記保持機構部に保持される粘性を有すること
を特徴とする密封装置。
請求項１に記載の密封装置であって、
前記貯留室は、前記回転軸に沿って、前記容器に近い側が前記回転軸からの距離が大きい拡大部と、前記容器から離れた側が前記回転軸からの距離が小さい狭窄部と、を有し、
前記駆動部は、前記回転軸に固定された円筒部と、前記容器の側において前記円筒部から前記拡大部に近接した径を有して前記容器の側への前記充填物の流動を抑制する制限部と、前記円筒部から前記狭窄部へ近接した径を有し、前記狭窄部から前記制限部にわたって前記円筒部の外周を螺旋状に周回する螺旋突起部と、を有し、
前記螺旋突起部は、前記回転軸の動作に同期して前記充填物を前記狭窄部から前記制限部に向けて流動させること
を特徴とする密封装置。
請求項１に記載の密封装置であって、
前記貯留室は、前記回転軸から離れて円筒状とされた円筒状貯留部と、前記円筒状貯留部の前記容器に近い側において、径方向で前記円筒状貯留部より外側に窪んだ円環状の第１円環溝部と、前記円筒状貯留部の前記第１円環溝部と反対側において、径方向で前記円筒状貯留部より外側に窪んだ円環状の第２円環溝部と、を有し、
前記駆動部は、前記回転軸に固定されて前記第１円環溝部に挿入され、径方向で前記第１円環溝部に近接した径を有して前記容器の側への前記充填物の流動を抑制する円板状の第１円板部と、前記回転軸に固定されて前記第２円環溝部に挿入され、径方向で前記第２円環溝部に近接した径を有して前記容器と反対の側への前記充填物の流動を抑制する円板状の第２円板部と、前記第１円板部の軸方向の両面および前記第２円板部の軸方向の両面にそれぞれ位置し、前記回転軸の周りを周回して前記回転軸の側から径方向の外に向けて渦巻状に位置する４つの庇状突起部と、前記第１円板部と前記第２円板部との間隔を固定する筒状スペーサーと、を有し、
４つの前記庇状突起部は、前記回転軸の動作に同期して前記充填物を前記第１円環溝部および前記第２円環溝部から前記円筒状貯留部に向けて流動させること
を特徴とする密封装置。
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の密封装置であって、
前記充填物は、高分子ゲルであること
を特徴とする密封装置。
請求項４に記載の密封装置であって、
前記ハウジングは、前記回転軸の径方向において、前記充填物を前記保持機構部へ導入する導入路と、前記充填物を前記保持機構部から排出する排出路と、を備えること
を特徴とする密封装置。