JPH05332456A - 回転部材のシール構造及びその組付方法並びにシール方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 対向外周面及び対向内周面間に簡単に良好な
ラビリンス効果を得て、両部材の軸方向隙間を確実かつ
良好にシールすることができるシール構造とその組付方
法並びにシール方法を提供する。 【構成】 静止側部材３と回転部材４との対向外周面５
及び対向内周面６に環状の第１，第２シール突起１１，
１２を食い違い状に設け、対向外周面５に突設する第１
シール突起１１の外径Ｄ１を対向内周面６に突設する第
２シール突起１２の内径Ｄ２より小径とすると共に、両
部材のうち対向内周面６をもった一方部材３又は４を他
方に対し熱膨張率の小さい材料で形成して、運転時の温
度上昇で各シール突起１１，１２をラップさせることに
より、軸方向隙間を確実かつ良好にシールできるように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静止側部材に対向して
回転する回転部材のシール構造及びその組付方法並びに
シール方法に関するものであって、例えば真空ポンプの
ステータと、該ステータに対し高速回転されるロータと
の間に適用するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、静止側部材に対する回転部材のシ
ール構造として、例えば真空ポンプに適用したものは、
実開昭６３−５４８８８号公報に記載されている。この
公報記載のものは、図４で示したように、吸気口と排気
口とをもつケーシングＡの内部に、ステータＢと、該ス
テータＢに対向して回転されるロータＣとを設けると共
に、このロータＣにモータＤから延びるロータシャフト
Ｅを連動連結して、該シャフトＥの駆動回転に伴い前記
ロータＣを高速回転させることにより、前記ケーシング
Ａの吸気口から排気口に向けて排気し、前記吸気口に接
続される真空チャンバーの真空引きを行うようになす一
方、前記ステータＢとロータＣとの間に形成される排気
通路Ｆが前記モータＤを内装するモータ室Ｇ側と連通す
るのを防止するため、シャフト軸受室Ｈにおける前記シ
ャフトＥとの対向部位に、該シャフトＥ側に向けて突出
する複数の環状シール突起Ｉを形成して、前記シャフト
Ｅの回転時に、該シャフトＥと前記突起Ｉとの間に生じ
るラビリンス効果により、前記モータ室Ｇと前記排気通
路Ｆとの軸方向隙間をシールして、この排気通路Ｆから
モータ室Ｇ側への排気漏れを防止するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的に、
静止側部材と、該静止側部材に対向状に挿嵌されて回転
駆動される回転部材との軸方向隙間を、確実かつ良好に
シールするためには、前記両部材の対向内周面と対向外
周面とにそれぞれ食い違い状に環状のシール突起を形成
して、該各シール突起を互いにラップさせることが好ま
しく、斯くすることにより前記回転部材の静止側部材に
対する回転時に、その対向内周面と対向外周面間に良好
なラビリンス効果が得られて、これら両部材間の確実か
つ良好なシールが可能となるのである。

【０００４】所が、以上の従来の真空ポンプにおいて
は、前記シャフト軸受室Ｈの片側だけに前記シャフトＥ
に向けて突出する複数のシール突起Ｉを設け、この各突
起Ｉと前記シャフトＥとの間に生じるラビリンス効果に
よって、前記排気通路Ｆと前記モータ室Ｇとの軸方向隙
間をシールする構造としているため、良好なラビリンス
効果が得られず、また、確実にシールすることもでき
ず、前記排気通路Ｆからの排気漏れが発生してポンプ効
率が低下するなどの問題があった。尚、前述したよう
に、前記静止側部材と回転部材との間に良好なラビリン
ス効果を得るためには、この回転部材の対向外周面に突
設するシール突起の外径を、前記静止側部材の対向内周
面に突設するシール突起の内径より大径として、これら
各シール突起を組付け時に互いにラップさせる必要があ
るが、このように互いにラップするシール突起を前記両
部材の対向内周面及び対向外周面に予め形成しておく
と、従来の組付技術では、前記各シール突起の存在によ
って前記両部材を挿嵌して組付けることができなかった
のである。また、前記静止側部材と回転部材との間に理
想的なラビリンス効果を得るために、これら両部材をそ
れぞれ長さ方向に複数個に分割して、この分割部材にそ
れぞれ組付時に互いにラップする前記シール突起を設け
て、これら各シール突起を互いにラップさせながら前記
各分割部材を積層状に組付けることも考えられるが、斯
くする場合には、前記静止側部材と回転部材との組付作
業が非常に複雑となり、しかも、これら両部材における
各分割部材の積層隙間から流体漏れが発生し易く、この
流体漏れを阻止することが技術的に困難であることか
ら、採用できなかったのである。

【０００５】本発明は以上のような問題に鑑みてなした
もので、その目的は、静止側部材や回転部材を割形にす
ることなく、前記静止側部材と回転部材との対向内周面
及び対向外周面間に簡単に良好なラビリンス効果を得る
ことができて、これら両部材の軸方向隙間を確実かつ良
好にシールすることができるシール構造とその組付方法
並びにシール方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、静止側部材３に対向して回転する回
転部材４のシール構造において、前記静止側部材３と回
転部材４とが相互に対向する対向外周面５と対向内周面
６とに、それぞれ対向周面方向に突出する環状のシール
突起１１，１２を食い違い状に設けると共に、前記対向
外周面５に突設する第１シール突起１１の外径Ｄ１を、
前記対向内周面６に突設する第２シール突起１２の内径
Ｄ２より小径とする一方、前記対向内周面６をもった一
方部材３又は４を、前記対向外周面５をもった他方部材
４又は３に対し熱膨張率の小さい材料で形成したのであ
る。

【０００７】第２の発明は、静止側部材３に対向して回
転する回転部材４のシール構造において、前記静止側部
材３と回転部材４とが相互に対向する対向外周面５と対
向内周面６とに、それぞれ対向周面方向に突出する環状
のシール突起１１，１２を食い違い状に設けると共に、
前記対向外周面５に突設する第１シール突起１１の外径
Ｄ１を、前記対向内周面６に突設する第２シール突起１
２の内径Ｄ２より小径とする一方、前記対向内周面６を
もった一方部材３又は４に、該部材３又は４を冷却する
冷却手段を設けたのである。

【０００８】第３の発明は、静止側部材３と回転部材４
とが相互に対向する対向外周面５と対向内周面６とに、
それぞれ対向周面方向に突出する環状のシール突起１
１，１２を食い違い状に設けると共に、前記対向外周面
５に突設する第１シール突起１１の外径Ｄ１を、前記対
向内周面６に突設する第２シール突起１２の内径Ｄ２よ
り小径とする一方、前記対向内周面６をもった一方部材
３又は４を、前記対向外周面５をもった他方部材４又は
３に対し熱膨張率の小さい材料で形成し、かつ、前記一
方部材３又は４に、該部材３又は４を冷却する冷却手段
を設けたのである。

【０００９】第４の発明は、静止側部材３に挿嵌により
組付られ、かつ、前記静止側部材３に対向して回転する
回転部材４のシール構造で、前記静止側部材３と回転部
材４とが相互に対向する対向外周面５と対向内周面６と
に、それぞれ対向周面方向に突出する環状のシール突起
１１，１２を食い違い状に設けると共に、前記対向外周
面５に突設する第１シール突起１１の外径Ｄ１を、前記
対向内周面６に突設する第２シール突起１２の内径Ｄ２
より大径としたシール構造の組付方法において、前記回
転部材４の静止側部材３への挿嵌時、前記対向外周面５
をもった一方部材４又は３を冷却する冷却処理と、前記
対向内周面６をもった他方部材３又は４を加熱する加熱
処理との一方又は双方処理を施し、挿嵌後前記第１シー
ル突起１１と第２シール突起１２とをラップさせるよう
にしたのである。

【００１０】第５の発明は、静止側部材３に対向して回
転する回転部材４のシール方法において、前記静止側部
材３と回転部材４とが相互に対向する対向外周面５と対
向内周面６とに、それぞれ対向周面方向に突出する環状
のシール突起１１，１２を食い違い状に設けると共に、
前記対向外周面５に突設する第１シール突起１１の外径
Ｄ１を、前記対向内周面６に突設する第２シール突起１
２の内径Ｄ２より小径とする一方、前記対向内周面６を
もった一方部材３又は４を、前記対向外周面５をもった
他方部材４又は３に対し熱膨張率の小さい材料で形成
し、前記回転部材４の回転時に生じる温度上昇により前
記第１シール突起１１と第２シール突起１２とをラップ
させるようにしたのである。

【００１１】

【作用】第１発明のシール構造では、前記静止側部材３
と回転部材４との互いに対向する対向外周面５と対向内
周面６とに、それぞれ環状の第１及び第２シール突起１
１，１２が食い違い状に突設され、この第１シール突起
１１の外径Ｄ１が第２シール突起１２の内径Ｄ２より小
径とされ、前記両部材のうち一方部材３又は４が他方部
材４又は３に対し熱膨張率の小さい材料で形成されてい
るため、運転時の温度上昇により前記一方部材３又は４
と前記他方部材４又は３とがそれぞれ熱膨張を起こすも
のの、前記一方部材３又は４では温度上昇による熱膨張
が起こり難く、一方、この一方部材３又は４に対し前記
他方部材４又は３側では熱膨張が起こり、前記第１シー
ル突起１１が前記第２シール突起１２に対し拡径される
こととなって、これら第１及び第２シール突起１１，１
２が互いにラップされる。従って、前記静止側部材３と
前記回転部材４との対向外周面５及び対向内周面６間に
大きな隙間を確保して、この回転部材４の回転時に前記
静止側部材３に接触したりするのを防止できながら、前
記第１及び第２シール突起１１，１２を互いにラップさ
せることが可能となって、前記静止側部材３と回転部材
４との対向外周面５及び対向内周面６間に良好なラビリ
ンス効果が得られ、これら両部材３，４の軸方向隙間を
確実かつ良好にシールすることができる。

【００１２】また、以上の構造では、前記対向外周面５
に設けられる第１シール突起１１の外径Ｄ１を、前記静
止側部材３の対向内周面６に設けられる第２シール突起
１２の内径Ｄ２よりも小径となし、運転中の温度上昇で
前記一方部材３又は４に対し前記他方部材４又は３を熱
膨張させることにより、前記第１及び第２シール突起１
１，１２を互いにラップさせて、前記両部材３，４の対
向外周面５及び対向内周面６間に良好なラビリンス効果
を得るようにしているため、前記一方部材３又は４に他
方部材４又は３を挿嵌して組付けるとき、前記各シール
突起１１，１２が前記一方部材３又は４に対する他方部
材４又は３の嵌挿を阻害したりすることなく、この一方
部材３又は４への他方部材４又は３の挿嵌を確実に、か
つ、容易に行うことができて、組付作業も簡単に行える
のである。さらに、以上の発明では、前記静止側部材３
と回転部材４とをそれぞれ長さ方向に複数個に分割し
て、この各分割部材を積層状に組付けときに、該各分割
部材に設けたシール突起を互いにラップさせるもののよ
うに組付作業を複雑としたり、また、前記各分割部材の
積層隙間から流体漏れが発生したりすることもないので
ある。

【００１３】第２発明のシール構造では、前記両部材の
うち対向内周面をもった一方部材３又は４に冷却手段が
設けられているため、運転時には、該冷却手段で前記一
方部材３又は４が冷却されることにより、この一方部材
３又は４の熱膨張が抑制され、また、前記他方部材４又
は３側では、運転時の温度上昇により熱膨張が起こるこ
とから、これら一方部材３又は４と他方部材４又は３と
の間に大きな熱膨張差が発生して、前記各シール突起１
１，１２を互いに確実にラップさせ得るのであり、従っ
て、前記静止側部材３と回転部材４との間に接触したり
することのない大きな隙間を確保できながら、前記第１
及び第２シール突起１１，１２を互いにラップさせるこ
とが可能となって、前記静止側部材３と回転部材４との
対向外周面５及び対向内周面６間に良好なラビリンス効
果が得られ、前記両部材３，４間の軸方向隙間を一層確
実かつ良好にシールすることができる。しかも、前述し
た第１発明の場合と同様に、前記対向外周面５に設けら
れる第１シール突起１１の外径Ｄ１が、前記対向内周面
６に設けられる第２シール突起１２の内径Ｄ２よりも小
径とされているため、前記一方部材３又は４に他方部材
４又は３を挿嵌して組付けるとき、前記各シール突起１
１，１２が嵌挿を阻害したりすることもなく、前記一方
部材３又は４への他方部材４又は３の挿嵌を確実、かつ
容易に行うことができて、組付作業も簡単に行えるので
ある。

【００１４】第３発明のシール構造では、前記両部材の
うち対向内周面をもった一方部材３又は４を、対向外周
面５をもった他方部材４又は３に対し熱膨張率の小さい
材料で形成すると共に、前記対向内周面６をもった一方
部材３又は４に冷却手段を設けているため、運転時に
は、該冷却手段で前記一方部材３又は４が冷却され、し
かも、この一方部材３又は４は熱膨張率の小さい材料で
形成されているため、該一方部材３又は４の熱膨張が一
層良好に抑制され、また、前記他方部材４又は３側で
は、運転時の温度上昇により熱膨張が起こることから、
これら一方部材３又は４と他方部材４又は３との間に大
きな熱膨張差が発生して、前記各シール突起１１，１２
を互いに確実にラップさせ得るのであり、従って、前記
静止側部材３と回転部材４との間に接触したりすること
のない大きな隙間を確保できながら、前記第１及び第２
シール突起１１，１２を互いにラップさせることが可能
となって、前記静止側部材３と回転部材４との対向外周
面５及び対向内周面６間に良好なラビリンス効果が得ら
れて、前記両部材３，４間の軸方向隙間を一層確実かつ
良好にシールすることができる。しかも、前述した各発
明の場合と同様に、前記対向外周面５に設けられる第１
シール突起１１の外径Ｄ１が、前記対向内周面６に設け
られる第２シール突起１２の内径Ｄ２よりも小径とされ
ているために、前記一方部材３又は４に他方部材４又は
３を挿嵌して組付けるとき、前記各シール突起１１，１
２が嵌挿を阻害したりすることはなく、前記一方部材３
又は４への他方部材４又は３の挿嵌を確実に行うことが
できて、組付作業も簡単に行える。

【００１５】第４発明にかかるシール構造の組付方法で
は、前記対向外周面５に設けられる第１シール突起１１
の外径Ｄ１が、前記対向内周面６に設けられる第２シー
ル突起１２の内径Ｄ２よりも大径とされているが、前記
回転部材４の静止側部材３への挿嵌時に、これら両部材
のうち対向外周面５をもった一方部材３又は４が冷却処
理され、又は、対向内周面６をもった他方部材４又は３
が加熱処理され、若しくは、前記一方部材３又は４と他
方部材４又は３とがそれぞれ共に冷却，加熱処理される
ことにより、これら冷却処理や加熱処理に伴い前記第１
シール突起１１や第２シール突起１２がそれぞれ縮径又
は拡径されて、前記一方部材３又は４への他方部材４又
は３の挿嵌作業が簡単にできながら、前記各シール突起
１１，１２を互いに簡単にラップさせることができる。
従って、この第４発明の場合にも、前述した各発明の場
合と同様に、前記回転部材４の静止側部材３に対する挿
嵌作業を簡単に行うことができながら、前記各シール突
起１１，１２のラップによって、前記対向外周面５及び
対向内周面６間に良好なラビリンス効果が得られ、前記
両部材３，４間の軸方向隙間を確実かつ良好にシールす
ることができる。

【００１６】第５発明のシール方法では、前記対向外周
面５と対向内周面６とに、それぞれ環状の第１及び第２
シール突起１１，１２を食い違い状に突設し、この第１
シール突起１１の外径Ｄ１を第２シール突起１２の内径
Ｄ２より小径とすると共に、前記両部材のうち対向内周
面６をもった一方部材３又は４を対向外周面５をもった
他方部材４又は３に対し熱膨張率の小さい材料で形成し
て、前記回転部材４の回転時に生じる温度上昇により前
記第１シール突起１１と第２シール突起１２とをラップ
させるようにしているため、この第５発明の場合にも、
前述した各発明の場合と同様に、前記回転部材４の静止
側部材３に対する挿嵌作業を簡単に行うことができなが
ら、運転時には前記各シール突起１１，１２がラップす
ることになり、このラップによって、前記静止側部材３
と回転部材４との対向外周面５及び対向内周面６間に良
好なラビリンス効果が得られて、前記両部材３，４間の
軸方向隙間を確実かつ良好にシールすることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明にかかる回転部材のシール構造
とその組付方法並びにシール方法を図面の実施例によっ
て説明する。図３は、本発明の適用例として半導体製造
室などを真空引きするために使用される真空ポンプを示
しており、この真空ポンプは、吸気口１ａと排気口１ｂ
とを備えたケーシング１の内方上部側に、渦流式ポンプ
要素２を内装している。この渦流式ポンプ要素２は、静
止側部材である円筒形状をなすステータ３と回転部材で
ある筒状のロータ４とを備え、このロータ４の前記ステ
ータ３への挿嵌時に対向される前記ロータ４側の対向外
周面５と、前記ステータ３側の対向内周面６とを、互い
に近接させて挿嵌すると共に、このステータ３の対向内
周面６に、内方に開放する環状の半円溝から成る複数の
排気流路７を形成する一方、前記ロータ４の対向外周面
５に、外方に開放する多数の半円状凹入部８を形成し
て、この各凹入部８に前記排気流路７に臨む羽根８１を
設けている。

【００１８】また、前記ケーシング１の内方下部側には
モータ９を設け、このモータ９から延びるロータシャフ
ト１０を前記ロータ４に連動連結させて、前記モータ９
に伴うロータシャフト１０の回転で前記ロータ４を前記
ステータ３に対し高速回転させることにより、前記ケー
シング１の吸気口１ａから排気口１ｂへの排気を行っ
て、前記吸気口１ａに接続される前記半導体製造室内な
どを真空にするようにしている。

【００１９】しかして、以上のような真空ポンプにおい
て、前記ステータ３とロータ４との間をシールするにあ
たって、第１の発明では、次のようなシール構造を採用
したのである。即ち、図１に拡大して示した実施例は、
前記ロータ４を前記ステータ３の内側に配設して、この
ロータ４の対向外周面５で上下方向複数箇所に、それぞ
れ前記ステータ３の対向内周面６に向かって突出する第
１シール突起１１を、また、前記ステータ３の対向内周
面６で上下方向複数箇所に、それぞれ前記ロータ４の対
向外周面５に向かって突出する第２シール突起１２を前
記第１シール突起１１と食い違い状に設けると共に、こ
の第１シール突起１１の外径Ｄ１を前記第２シール突起
１２の内径Ｄ２より小径とする一方、該第２シール突起
１２が突設される前記ステータ３を、前記第１シール突
起１１が突設される前記ロータ４に対し熱膨張率の小さ
い材料で形成するのであり、例えば前記ロータ４を熱膨
張率の大きいアルミニウム素材などで形成し、また、前
記ステータ３を前記アルミニウムよりも熱膨張率が小さ
いニッケル系合金素材などで形成するのである。

【００２０】そして、以上のような真空ポンプの組付時
には、前記ステータ３の内部に前記ロータ４を挿嵌させ
るのであるが、このとき、該ロータ４側に設ける前記第
１シール突起１１の外径Ｄ１が、前記ステータ３側に設
ける前記第２シール突起１２の内径Ｄ２よりも小径とさ
れているため、前記ロータ４及びステータ３を割形にす
ることなく、また、これらロータ４及びステータ３に前
記第１，第２シール突起１１，１２を設けたにも拘ら
ず、これら各シール突起１１，１２が挿嵌を阻害したり
するすることなく、前記ロータ４のステータ３内への嵌
挿作業を確実に行うことができて、組付作業が簡単に行
える。

【００２１】また、以上の真空ポンプを運転するときに
は、前記ステータ３及びロータ４の温度がそれぞれ上昇
するのであるが、前記ステータ３は熱膨張率が小さいニ
ッケル系合金素材などで形成され、一方、前記ロータ４
は前記ステータ３よりも熱膨張率の大きいアルミニウム
素材などで形成されていることから、運転時の温度上昇
によって前記ロータ４側では大きな熱膨張が起こるのに
対し、前記ステータ３側では熱膨張がほとんど起こら
ず、このため、前記ステータ３とロータ４との熱膨張差
により、前記第１及び第２シール突起１１，１２が互い
にラップされるのであり、従って、前記ロータ４とステ
ータ３との対向外周面５及び５対向内周面６間に大きな
隙間を確保して、前記ロータ４の回転時に前記ステータ
３に接触したりするのを防止しながら、前記第１及び第
２シール突起１１，１２を互いにラップさせることが可
能となって、前記ロータ４とステータ３との対向外周面
５及び対向内周面６間に良好なラビリンス効果が得ら
れ、前記ステータ３とロータ４間の軸方向隙間を確実か
つ良好にシールすることができる。

【００２２】尚、以上の実施例では、前記第２シール突
起１２が突設される前記ステータ３を熱膨張率の小さい
ニッケル系合金素材などで形成し、前記第１シール突起
１１が突設される前記ロータ４を熱膨張率の大きいアル
ミニウム素材などで形成したが、前記ロータ４を前記ス
テータ３の外周部に設ける構造においては、前述した場
合とは逆に、前記ステータ３に前記第１シール突起１１
を突設すると共に、前記ステータ３を熱膨張率の大きい
アルミニウム素材などで形成し、前記ロータ４に第２シ
ール突起１２を突設させて、前記ロータ４を熱膨張率の
小さいニッケル系合金素材などで形成してもよく、斯く
するときにも、前述した場合と同様な作用効果が得られ
る。

【００２３】また、第２発明においては、前述した第１
発明の場合と同様に、前記ロータ４とステータ３とに設
けた互いに対向する対向外周面５及び対向内周面６に、
それぞれ第１及び第２シール突起１１，１２を食い違い
状に設けて、対向外周面５に突設する第１シール突起１
１、即ち、実施例では前記ステータ３の内側に配設する
ロータ４の外周面に突設する第１シール突起１１の外径
Ｄ１を対向内周面６に突設する前記第２シール突起１
２、即ち、前記ステータ３の内周面６に突設する第２シ
ール突起１２の内径Ｄ２よりも小径に形成すると共に、
前記ステータ３側に冷却手段を設けるのである。

【００２４】具体的には、図３で示したように、前記冷
却手段として、前記ステータ３の外周一部を剥抜いて、
該ステータ３と前記ケーシング１の内壁との間に水冷却
ジャケット１３を形成すると共に、この水冷却ジャケッ
ト１３に冷却水の供給口１３ａと排出口１３ｂとをそれ
ぞれ設けるのである。

【００２５】そして、運転時に、前記供給口１３ａから
前記水冷却ジャケット１３を経て排出口１３ｂへと冷却
水を循環させて、前記ステータ３の全体を冷却すること
により、前記ステータ３側での熱膨張を抑制し、また、
前記ロータ４側では運転時の温度上昇による熱膨張を起
こさせて、前記ステータ３とロータ４との間に大きな熱
膨張差を積極的に生じさせるのである。すると、この熱
膨張差によって前記第１及び第２シール突起１１，１２
をより確実にラップさせられることとなり、このため、
前記ロータ４とステータ３との対向外周面５及び対向内
周面６間に接触したりすることのない大きな隙間を確保
できながら、前記第１及び第２シール突起１１，１２を
互いにラップさせることが可能となって、前記対向外周
面５及び対向内周面６間に良好なラビリンス効果が得ら
れ、前記ステータ３とロータ４間の軸方向隙間を一層確
実かつ良好にシールすることができる。しかも、前述し
た第１発明の場合と同様に、前記対向外周面５に設けら
れる第１シール突起１１の外径Ｄ１が、前記対向内周面
６に設けられる第２シール突起１２の内径Ｄ２よりも小
径とされているため、前記ロータ４及びステータ３を割
形にしなくとも前記ロータ４をステータ３に挿嵌して組
付けるとき、前記各シール突起１１，１２が嵌挿を阻害
したりすることもなく、前記ロータ４のステータ３への
挿嵌を確実に行うことができて、組付作業も簡単に行え
るのである。

【００２６】尚、以上の実施例では、前記ケーシング１
とステータ３との間に前記水冷却ジャケット１３を設け
て、前記ステータ３の全体を冷却するようしたが、前記
ロータ４を前記ステータ３の外周部に設ける構造におい
ては前記ロータ４の外周側に水冷却ジャケットから成る
冷却手段を設けて、運転時に、該ジャケットで前記ロー
タ４側を冷却し、このロータ４と前記ステータ３との熱
膨張差で前記第１及び第２シール突起１１，１２を互い
にラップさせるようにしてもよい。

【００２７】さらに、第３の発明では、前述した第１及
び第２発明の場合と同様に、前記ステータ３とロータ４
とに設けた互いに対向する対向外周面５及び対向内周面
６に、それぞれ第１及び第２シール突起１１，１２を食
い違い状に設けて、対向外周面５に突設する第１シール
突起１１即ち、実施例では前記ステータ３の内側に配設
するロータ４の外周面５に突設する第１シール突起１１
の外径Ｄ１を、対向内周面６に突設する前記第２シール
突起１２即ち、前記ステータ３の内周面６に突設する第
２シール突起１２の内径Ｄ２よりも小径に形成すると共
に、前記ステータ３とロータ４との一方側を熱膨張率が
小さいニッケル系合金素材などで形成し、また、他方側
を熱膨張率の大きいアルミニウム素材などで形成する一
方、前記ステータ３とロータ４との一方側に前記水冷却
ジャケット１３から成る冷却手段を設けたのである。

【００２８】以上の第３発明においては、運転時に、前
記水冷却ジャケット１３で前記ステータ３とロータ４と
のうち、外側に位置する一方側即ち、実施例では前記ス
テータ３が冷却され、しかも、このステータ３とロータ
４との一方側は熱膨張率の小さいニッケル系合金素材な
どで形成されているため、前記ジャケット１３による冷
却作用で前記ステータ３とロータ４との一方側の熱膨張
が一層良好に抑制され、また、前記ステータ３とロータ
４との他方側即ち、実施例ではロータ４が、熱膨張率の
大きいアルミニウム素材などで形成されているため、運
転時の温度上昇により大きな熱膨張が起こることとな
る。従って、前記ステータ３とロータ４との間に大きな
熱膨張差が発生して、これら両者の熱膨張差により前記
第１及び第２シール突起１１，１２が互いに確実にラッ
プされるのであり、このため、前記ステータ３とロータ
４との間に接触したりすることのない大きな隙間を確保
できながら、前記第１及び第２シール突起１１，１２を
互いにラップさせることが可能となって、前記ステータ
３とロータ４との対向外周面５及び対向内周面６間に良
好なラビリンス効果が得られて、前記ステータ３とロー
タ４との間の軸方向隙間を一層確実かつ良好にシールす
ることができる。

【００２９】しかも、前述した第１及び第２発明の場合
と同様に、前記対向外周面５に設けられる第１シール突
起１１の外径Ｄ１が、前記対向内周面６に設けられる第
２シール突起１２の内径Ｄ２よりも小径とされているた
めに、前記ロータ４とステータ３とを割形にしなくとも
前記ロータ４をステータ３に挿嵌して組付けるとき、前
記各シール突起１１，１２が嵌挿を阻害したりすること
はなく、前記ロータ４のステータ３への挿嵌を確実に行
うことができ、組付作業も簡単に行える。

【００３０】また、第４の発明は、前記ロータ４とステ
ータ３との組付方法を工夫して、前記第１及び第２シー
ル突起１１，１２をラップさせるようにしたもので、そ
の詳細を図２に基づいて説明する。即ち、図２に示した
実施例では、前記ロータ４をステータ３の内側に配設し
たもので、前記ロータ４とステータ３との対向外周面５
及び対向内周面６に前記第１及び第２シール突起１１，
１２を食い違い状に設けると共に、ロータ４の外周面５
に突設する第１シール突起１１の外径Ｄ１を、図２のイ
で示したように、ステータ３の内周面６に突設する前記
第２シール突起１２の内径Ｄ２よりも予め大径に形成し
ておき、前記ロータ４を前記ステータ３に挿嵌して組付
けるとき、第１シール突起１１を突設した前記ロータ４
の全体を冷却処理して、同図ロの実線で示したように、
前記第１シール突起１１の外径Ｄ１を前記ステータ３に
設ける第２シール突起１２の内径Ｄ２よりも小径となる
ように縮径させ、この第２シール突起１２を突設したス
テータ３に、前記第１シール突起１１を突設したロータ
４を挿嵌するようにしたものである。

【００３１】従って、以上のように前記ロータ４を前記
ステータ３内に挿嵌させることにより、前記第１シール
突起１１を、図２の点線で示したように、前記第２シー
ル突起１２にラップさせることができるのである。

【００３２】以上の組付方法によれば、前記ロータ４に
設けられる第１シール突起１１の外径Ｄ１が、前記ステ
ータ３に設けられる第２シール突起１２の内径Ｄ２より
も大径とされているにも拘らず、前記ロータ４のステー
タ３内への挿嵌時に、前記ロータ４を冷却処理して前記
第１シール突起１１を縮径することにより、前記ロータ
４のステータ３への挿嵌作業が簡単にできるのであり、
また、挿嵌作業後には、前記各シール突起１１，１２を
互いに簡単にラップさせることができるのである。従っ
て、以上の第４発明の場合にも、前述した各発明の場合
と同様に、前記ロータ４及びステータ３を割形にしなく
とも、前記ロータ４のステータ３への挿嵌作業を簡単に
行うことができながら、前記各シール突起１１，１２の
ラップによって、前記ロータ４とステータ３との対向外
周面５及び対向内周面６間に良好なラビリンス効果が得
られ、前記ステータ３とロータ４との間の軸方向隙間を
確実かつ良好にシールすることができる。

【００３３】また、以上の組付方法において、例えば前
記ロータ４を冷却する代わりに前記ステータ３を加熱処
理してもよい。この場合前記ステータ３の加熱により、
このステータ３を径方向外方に膨張させて、該ステータ
３に設ける前記第２シール突起１２を前記ロータ４側に
設ける第１シール突起１１の外径よりも大となるように
拡径させ、前記第２シール突起１２の拡径によって前記
ロータ４のステータ３内への挿嵌を行うことができるの
である。また、前記ロータ４を冷却処理し、ステータ３
を加熱処理することにより、これら冷却処理及び加熱処
理に伴い前記第１及び第２シール突起１１，１２を縮径
及び拡径させて、前記ロータ４のステータ３への挿嵌作
業を行ってもよい。又、以上の組付方法において、前記
ロータ４を前記ステータ３の外周部に設けた場合におい
ては、ステータ３に前記第１シール突起１１を突設する
と共に、前記ステータ３を冷却処理し、前記ロータ４に
前記第２シール突起１２を突設すると共に、前記ロータ
４を加熱処理するか、又はこれら冷却処理と加熱処理と
の一方のみを行うのである。

【００３４】さらに、第５の発明は、運転時に生ずる発
熱を利用して前記ステータ３とロータ４との軸方向隙間
を自動的にシールできるようにしたシール方法に関する
ものである。この第５発明は、前述した第１〜第３発明
の場合と同様に、前記ロータ４とステータ３との対向外
周面５及び対向内周面６に、それぞれ第１及び第２シー
ル突起１１，１２を食い違い状に設けて、対向外周面５
に突設する第１シール突起１１、即ち、実施例では前記
ステータ３の内側に配設するロータ４の外周面５に突設
する第１シール突起１１の外径Ｄ１を、対向内周面６に
突設する前記第２シール突起１２の内径Ｄ２より小径に
形成すると共に、前記第２シール突起１２が突設される
前記ステータ３を、前記第１シール突起１１が突設され
るロータ４に対し熱膨張率の小さい材料、例えば前記ロ
ータ３を熱膨張率の大きいアルミニウム素材などで形成
し、前記ステータ３を前記アルミニウムよりも熱膨張率
が小さいニッケル系合金素材などで形成するのである。

【００３５】そして、運転時に、前記ロータ４の回転に
伴う温度上昇によりロータ４の外周面５に突設した前記
第１シール突起１１を膨張拡径させ、また、前記ステー
タ３の内周面６に突設した第２シール突起１２は拡径膨
張を抑制して、これら第１及び第２シール突起１１，１
２を互いにラップさせるのである。

【００３６】以上のシール方法によれば、前記ロータ４
とステータ３とに第１及び第２シール突起１１，１２が
食い違い状に突設され、この第１シール突起１１の外径
Ｄ１が第２シール突起１２の内径Ｄ２より小径とされて
いるため、前述した各発明の場合と同様に、前記ロータ
４及びステータ３を割形にしなくとも、前記ロータ４の
ステータ３への挿嵌作業を簡単に行うことができ、しか
も、運転時には、前記ロータ４の回転に伴う温度上昇に
より、ロータ４の外周面５に突設した前記第１シール突
起１１が膨張拡径されるのに対し、前記ステータ３は熱
膨張率の小さい材料で形成され、該ステータ３の内周面
６に突設した前記第２シール突起１２の膨張拡径が抑制
されることから、これら第１及び第２シール突起１１，
１２を互いに自動的にラップさせ得るのであり、従っ
て、運転時における前記各シール突起１１，１２のラッ
プによって、前記ロータ４とステータ３との対向外周面
５及び対向内周面６間に良好なラビリンス効果が得られ
て、前記ステータ３とロータ４との間の軸方向隙間を確
実かつ良好にシールすることができる。

【００３７】又、以上のシール方法において、前記ロー
タ４を前記ステータ３の外周部に設けた場合において
は、ステータ３に前記第１シール突起を突設すると共
に、前記ステータ３を熱膨張率の大きいアルミニウム素
材などで形成し、前記ロータ４に第２シール突起１２を
突設させて前記ロータ４を熱膨張率の小さいニッケル系
合金素材などで形成するのである。斯くするときにも、
前述した場合と同様な作用効果が得られる。

【００３８】尚、以上には、各発明の実施例として真空
ポンプについて説明したが、本発明では、前記真空ポン
プに限らずターボ式流体機械などにも適用できることは
勿論である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、第１発明のシール
構造では、前記静止側部材３と回転部材４とが相互に対
向する対向外周面５と対向内周面６とに、それぞれ対向
周面方向に突出する環状のシール突起１１，１２を食い
違い状に設けると共に、前記対向外周面５に突設する第
１シール突起１１の外径Ｄ１を、前記対向内周面６に突
設する第２シール突起１２の内径Ｄ２より小径とする一
方、前記対向内周面６もった一方部材３又は４を、前記
対向外周面５をもった他方部材４又は３に対し熱膨張率
の小さい材料で形成したから、運転時の温度上昇に伴う
前記一方部材３又は４と前記他方部材４又は３との熱膨
張差により、前記第１シール突起１１と第２シール突起
１２とを互いにラップさせることができ、従って、前記
静止側部材３と前記回転部材４との対向外周面５及び対
向内周面６間に大きな隙間を確保し、この回転部材４の
回転時に前記静止側部材３に接触したりするのを防止で
きながら、前記第１及び第２シール突起１１，１２を互
いにラップさせることが可能となって、前記静止側部材
３と回転部材４との対向外周面５及び対向内周面６間に
良好なラビリンス効果が得られ、これら両部材３，４の
軸方向隙間を確実かつ良好にシールすることができる。
また、以上のシール構造では、前記対向外周面５に設け
られる第１シール突起１１の外径Ｄ１を、前記静止側部
材３の対向内周面６に設けられる第２シール突起１２の
内径Ｄ２よりも小径としているため、前記一方部材３又
は４に他方部材４又は３を挿嵌して組付けるとき、前記
各シール突起１１，１２が前記一方部材３又は４に対す
る他方部材４又は３の嵌挿を阻害することなく、この一
方部材３又は４への他方部材４又は３の挿嵌を確実に行
うことができて、組付作業も簡単に行えるのである。さ
らに、以上の第１発明では、前記静止側部材３と回転部
材４とをそれぞれ長さ方向に複数個に分割して、この各
分割部材を積層状に組付けときに、該各分割部材に設け
たシール突起を互いにラップさせるもののように組付作
業を複雑としたり、また、前記各分割部材の積層隙間か
ら流体漏れが発生したりすることもないのである。

【００４０】また、第２発明のシール構造では、前記両
部材のうち対向内周面６をもった一方部材３又は４に冷
却手段を設けているため、運転時に、該冷却手段で前記
一方部材３又は４を冷却して、この一方部材３又は４の
熱膨張を抑制し、一方、前記他方部材４又は３側では運
転時の温度上昇で熱膨張を起こさせて、これら一方部材
３又は４と他方部材４又は３との間に大きな熱膨張差を
発生させることにより、前記各シール突起１１，１２を
互いに確実にラップさせ得るのであり、従って、前記静
止側部材３と回転部材４との間に接触したりすることの
ない大きな隙間を確保できながら、前記第１及び第２シ
ール突起１１，１２を互いにラップさせることが可能と
なって、前記静止側部材３と回転部材４との対向外周面
５及び対向内周面６間に良好なラビリンス効果が得ら
れ、前記両部材３，４間の軸方向隙間を一層確実かつ良
好にシールすることができる。しかも、前述した第１発
明の場合と同様に、前記対向外周面５に設けられる第１
シール突起１１の外径Ｄ１が、前記対向内周面６に設け
られる第２シール突起１２の内径Ｄ２よりも小径とされ
ているため、静止側部材３や回転部材４を割形にするこ
となく前記一方部材３又は４に他方部材４又は３を挿嵌
して組付けるとき、前記各シール突起１１，１２が嵌挿
を阻害したりすることもなく、前記一方部材３又は４へ
の他方部材４又は３の挿嵌を確実に行うことができて組
付作業も簡単に行えるのである。

【００４１】さらに、第３発明のシール構造では、前記
両部材のうち対向内周面６をもった一方部材３又は４
を、対向外周面５をもった他方部材４又は３に対し熱膨
張率の小さい材料で形成すると共に、前記対向内周面６
をもった一方部材３又は４に冷却手段を設けているた
め、運転時に、該冷却手段で前記一方部材３又は４を冷
却し、しかも、この一方部材３又は４を熱膨張率の小さ
い材料で形成しているため、該一方部材３又は４の熱膨
張を一層良好に抑制でき、また、前記他方部材４又は３
側では、運転時の温度上昇により熱膨張が起こることと
なって、これら一方部材３又は４と他方部材４又は３と
の間に大きな熱膨張差を発生させて、前記各シール突起
１１，１２を互いに確実にラップさせ得るのであり、従
って、前記静止側部材３と回転部材４との間に接触した
りすることのない大きな隙間を確保できながら、前記第
１及び第２シール突起１１，１２を互いにラップさせる
ことが可能となって、前記静止側部材３と回転部材４と
の対向外周面５及び対向内周面６間に良好なラビリンス
効果が得られて、前記両部材３，４間の軸方向隙間を一
層確実かつ良好にシールすることができる。しかも、前
述した各発明の場合と同様に、前記対向外周面５に設け
られる第１シール突起１１の外径Ｄ１が、前記対向内周
面６に設けられる第２シール突起１２の内径Ｄ２よりも
小径とされているために、前記一方部材３又は４に他方
部材４又は３を挿嵌して組付けるとき、前記各シール突
起１１，１２が嵌挿を阻害したりすることはなく、前記
一方部材３又は４への他方部材４又は３の挿嵌を確実に
行うことができて、組付作業も簡単に行える。

【００４２】また、第４発明にかかるシール構造の組付
方法では、前記対向外周面５に設けられる第１シール突
起１１の外径Ｄ１を、前記対向内周面６に設けられる第
２シール突起１２の内径Ｄ２よりも大径となし、前記回
転部材４の静止側部材３への挿嵌時に、これら両部材の
うち対向外周面５をもった一方部材３又は４を冷却処理
し、又は、対向内周面６をもった他方部材４又は３を加
熱処理し、若しくは、前記一方部材３又は４と他方部材
４又は３とをそれぞれ共に冷却，加熱処理することによ
り、これら冷却処理や加熱処理に伴い前記第１シール突
起１１や第２シール突起１２を縮径又は拡径させるよう
にしているため、前記第１シール突起１１の外径Ｄ１が
前記第２シール突起１２の内径Ｄ２よりも大径とされて
いるにも拘らず、以上のような冷却及び加熱処理を施す
ことにより、前記一方部材３又は４への他方部材４又は
３の挿嵌作業を簡単にできる。しかも、挿嵌作業後に、
冷却処理された前記一方部材３又は４を常温に戻し、又
は、加熱処理された前記他方部材４又は３を常温に戻す
ことによって、前記各シール突起１１，１２を互いに簡
単にラップさせることができ、従って、前述した各発明
の場合と同様に、前記回転部材４の静止側部材３に対す
る挿嵌作業を簡単に行うことができながら、前記各シー
ル突起１１，１２のラップによって、前記対向外周面５
及び対向内周面６間に良好なラビリンス効果が得られ、
前記両部材３，４間の軸方向隙間を確実かつ良好にシー
ルすることができる。

【００４３】さらに、第５発明にかかるシール方法で
は、前記対向外周面５と対向内周面６とに、それぞれ環
状の第１及び第２シール突起１１，１２を食い違い状に
突設して、この第１シール突起１１の外径Ｄ１を第２シ
ール突起１２の内径Ｄ２より小径に形成すると共に、前
記両部材のうち対向内周面６をもった一方部材３又は４
を、対向外周面５をもった他方部材４又は３に対し熱膨
張率の小さい材料で形成して、前記回転部材４の回転時
に生じる温度上昇により前記第１シール突起１１と第２
シール突起１２とをラップさせるようにしているため、
前述した各発明の場合と同様に、前記回転部材４の静止
側部材３に対する挿嵌作業を簡単に行うことができなが
ら、運転時に前記各シール突起１１，１２を自動的にラ
ップさせることができ、前記静止側部材３と回転部材４
との対向外周面５及び対向内周面６間に良好なラビリン
ス効果が得られて、前記両部材３，４間の軸方向隙間を
確実かつ良好にシールすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】各発明を説明する説明図である。

【図２】第４発明を説明する説明図である。

【図３】各発明の適用例として示す真空ポンプの縦断面
図である。

【図４】従来例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

３ 静止側部材（ステータ） ４ 回転部材（ロータ） ５ 対向外周面 ６ 対向内周面 １１ 第１シール突起 １２ 第２シール突起 Ｄ１ 外径 Ｄ２ 内径

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静止側部材３に対向して回転する回転部
   材４のシール構造であって、前記静止側部材３と回転部
   材４とが相互に対向する対向外周面５と対向内周面６と
   に、それぞれ対向周面方向に突出する環状のシール突起
   １１，１２を食い違い状に設けると共に、前記対向外周
   面５に突設する第１シール突起１１の外径Ｄ１を、前記
   対向内周面６に突設する第２シール突起１２の内径Ｄ２
   より小径とする一方、前記対向内周面６をもった一方部
   材３又は４を、前記対向外周面５をもった他方部材４又
   は３に対し熱膨張率の小さい材料で形成していることを
   特徴とする回転部材のシール構造。
2. 【請求項２】 静止側部材３に対向して回転する回転部
   材４のシール構造であって、前記静止側部材３と回転部
   材４とが相互に対向する対向外周面５と対向内周面６と
   に、それぞれ対向周面方向に突出する環状のシール突起
   １１，１２を食い違い状に設けると共に、前記対向外周
   面５に突設する第１シール突起１１の外径Ｄ１を、前記
   対向内周面６に突設する第２シール突起１２の内径Ｄ２
   より小径とする一方、前記対向内周面６をもった一方部
   材３又は４に、該部材３又は４を冷却する冷却手段を設
   けていることを特徴とする回転部材のシール構造。
3. 【請求項３】 静止側部材３と回転部材４とが相互に対
   向する対向外周面５と対向内周面６とに、それぞれ対向
   周面方向に突出する環状のシール突起１１，１２を食い
   違い状に設けると共に、前記対向外周面５に突設する第
   １シール突起１１の外径Ｄ１を、前記対向内周面６に突
   設する第２シール突起１２の内径Ｄ２より小径とする一
   方、前記対向内周面６をもった一方部材３又は４を、前
   記対向外周面５をもった他方部材４又は３に対し熱膨張
   率の小さい材料で形成し、かつ、前記一方部材３又は４
   に、該部材３又は４を冷却する冷却手段を設けているこ
   とを特徴とする回転部材のシール構造。
4. 【請求項４】 静止側部材３に挿嵌により組付られ、か
   つ、前記静止側部材３に対向して回転する回転部材４の
   シール構造で、前記静止側部材３と回転部材４とが相互
   に対向する対向外周面５と対向内周面６とに、それぞれ
   対向周面方向に突出する環状のシール突起１１，１２を
   食い違い状に設けると共に、前記対向外周面５に突設す
   る第１シール突起１１の外径Ｄ１を、前記対向内周面６
   に突設する第２シール突起１２の内径Ｄ２より大径とし
   たシール構造の組付方法であって、前記回転部材４の静
   止側部材３への挿嵌時、前記対向外周面５をもった一方
   部材４又は３を冷却する冷却処理と、前記対向内周面６
   をもった他方部材３又は４を加熱する加熱処理との一方
   又は双方処理を施し、挿嵌後前記第１シール突起１１と
   第２シール突起１２とをラップさせていることを特徴と
   するシール構造の組付方法。
5. 【請求項５】 静止側部材３に対向して回転する回転部
   材４のシール方法であって、前記静止側部材３と回転部
   材４とが相互に対向する対向外周面５と対向内周面６と
   に、それぞれ対向周面方向に突出する環状のシール突起
   １１，１２を食い違い状に設けると共に、前記対向外周
   面５に突設する第１シール突起１１の外径Ｄ１を、前記
   対向内周面６に突設する第２シール突起１２の内径Ｄ２
   より小径とする一方、前記対向内周面６をもった一方部
   材３又は４を、前記対向外周面５をもった他方部材４又
   は３に対し熱膨張率の小さい材料で形成し、前記回転部
   材４の回転時に生じる温度上昇により前記第１シール突
   起１１と第２シール突起１２とをラップさせるようにし
   ていることを特徴とする回転部材のシール方法。