WO2013121812A1 - 軸封装置 - Google Patents

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WO2013121812A1
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WO
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aeration
lip
shaft
seal device
rotating member
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PCT/JP2013/050604
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English (en)
French (fr)
Inventor
宏樹 大島
雅光 真田
猛 細江
Original Assignee
イーグル工業株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3244—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with hydrodynamic pumping action

Definitions

  • the present invention relates to a shaft seal device for a lip type seal that seals between a housing and a rotary shaft.
  • a sealing means shown in FIG. 10 is known as a shaft seal device that improves the lubrication characteristics (hereinafter referred to as “Prior Art 1”, for example, see Patent Document 1).
  • This prior art 1 incorporates a lip type seal 51 attached to a housing 50, the lip type seal 51 having a sealing edge 53 disposed so as to contact the rotating shaft 52, and
  • the contact portion area 54 on the surface of the rotation shaft that the stop edge 53 contacts has a groove 56 and a flange 57.
  • a sealing means shown in FIG. 11 is known (hereinafter referred to as “Prior Art 2”, for example, see Patent Document 3).
  • This prior art 2 includes a seal lip 60 that seals a fluid to be sealed, and a screw pump mechanism 64 that is disposed on the atmosphere side of the seal lip 60 and includes a screw 62 and a cylindrical portion 63 formed on the surface of the rotary shaft 61.
  • the screw pump mechanism 64 has a fluid pumping action toward the seal lip 60 to substantially reduce the tightening force of the seal lip 60, thereby ensuring the sealing performance by the seal lip 60 and the screw pump.
  • the mechanism 64 realizes a reduction in torque of the seal lip 60.
  • the sealing edge 53 of the lip type seal 51 contacts the arrow-shaped groove 55 formed of a high hardness material provided in the contact area 54 on the surface of the rotating shaft. Because of this structure, the sealing edge portion 53 wears quickly, and each groove 56 of the arrow-shaped groove portion 55 has a “round shape” that directly communicates the atmosphere side and the sealed fluid side in the axial direction. Since the tip of the sealing edge 53 is not in contact with the square-shaped groove 56, the sealed fluid side and the atmosphere side are always in communication with each other. May leak to the side. It is known that when the surface roughness of the shaft is 2.5 ⁇ m or more in a normal oil seal, it causes leakage at rest.
  • the depth of the groove 56 is 2.5 ⁇ m or more.
  • the shaft sealing device provided with the helical groove has a shape in which the atmosphere side and the sealed fluid side are directly communicated with each other through the helical groove.
  • the sealing force of the seal lip 60 is reduced because the tightening force of the seal lip 60 is reduced due to the lower torque of the seal lip 60, and There is a problem that the atmosphere is mixed into the sealed fluid side by the fluid pumping action of the screw pump mechanism 64.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and in a lip seal type shaft seal device, a shaft seal device capable of realizing both maintenance of a sealing function and low friction of a seal portion.
  • the purpose is to provide.
  • the shaft seal device of the present invention firstly, In a shaft seal device of a lip type seal provided with a lip seal that seals between a rotating member and a fixed member arranged concentrically inside and outside in the radial direction, On the outer peripheral surface of the rotating member, an aeration generating portion that generates aeration by relative rotation sliding between the lip seal and the rotating member is formed in the circumferential direction,
  • the aeration occurrence part is configured by arranging a plurality of fine grooves in the circumferential direction along the axial direction of the rotating member, In the axial direction, the lip of the lip seal is extended to the atmosphere side while leaving a part of the sealed fluid side of the aeration generating portion.
  • aeration is generated in the groove of the aeration generating portion of the rotating member due to the relative rotational sliding between the lip seal and the rotating member. Due to the generated aeration, the liquid as the sealed fluid is blocked at the boundary of the aeration zone. At the same time, since the aeration zone is less viscous than the liquid, the friction of the sliding surface between the lip seal and the rotating member is reduced. Therefore, both maintenance of the sealing function and low friction of the sealing portion can be achieved.
  • the shaft seal device of the present invention is secondly, in the first feature, A lip of the lip seal extends in the axial direction and extends to the atmosphere side while leaving a part of the sealed aeration fluid side of the aeration occurrence part in the axial direction, and is a rotary member on the atmosphere side from the aeration occurrence part It is characterized in that it is set so as to be in sliding contact with the outer peripheral surface. According to this feature, since the lip of the lip seal is pressed against the outer peripheral surface of the rotating member on the atmosphere side from the aeration generating portion, leakage at rest can be reliably prevented.
  • the shaft seal device of the present invention is thirdly, in the first feature,
  • the lip of the lip seal is slidably contacted with the outer peripheral surface of the rotating member formed with the aeration generating part in the axial direction, leaving a part of the aeration generating part on the sealed fluid side and a part of the atmosphere side. It is characterized by being set to.
  • the aeration occurrence portion since the lip of the lip seal is set so as to be pressed against the outer peripheral surface of the rotating member on which the aeration occurrence portion is formed, the aeration occurrence portion has a length that is larger than the axial length of the lip seal.
  • the axial length can be set large, and the aeration action can be improved.
  • the shaft seal device of the present invention fourthly, in any one of the first to third features,
  • the aeration occurrence part is characterized by having a groove with a periodic structure composed of a plurality of linear irregularities parallel to each other and having a constant pitch. According to this feature, it is easy to form the aeration occurrence portion, and the aeration performance in each aeration occurrence portion can be made uniform.
  • the shaft seal device of the present invention is fifthly characterized in any one of the first to fourth features,
  • a cross-sectional shape of the groove of the aeration occurrence portion is a square shape. According to this feature, it is easy to form the groove of the aeration occurrence portion.
  • the shaft seal device of the present invention is sixth, in any one of the first to fourth features, A cross-sectional shape of the groove of the aeration occurrence portion is a waveform. According to this feature, the wear of the lip of the lip seal that comes into contact with the groove of the aeration occurrence portion can be reduced.
  • the shaft seal device of the present invention is seventh, in any of the fourth to sixth features, A groove having a periodic structure composed of a plurality of linear projections and depressions parallel to each other and having a constant pitch is formed by femtosecond laser irradiation.
  • the directionality of the groove of the periodic structure can be controlled, and the processing position can also be controlled, so that a desired periodic structure can be formed for each section divided into discrete small sections. .
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. It is a figure explaining the occurrence state of the aeration in the aeration occurrence part shown in FIG. It is a longitudinal cross-sectional view explaining prior art 1. It is a longitudinal cross-sectional view explaining prior art 2.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a shaft seal device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the housing 1 is provided with a rotating shaft through hole 3 for inserting the rotating shaft 2, the rotating shaft 2 is inserted into the rotating shaft through hole 3, and the rotating shaft 2 is rotated by a bearing or the like (not shown). It is supported with a required clearance from the peripheral wall of the through hole 3.
  • the housing 1 corresponds to the fixed member, and the rotating shaft 2 corresponds to the rotating member.
  • a shaft seal device 10 is disposed between the rotary shaft 2 and the peripheral wall of the rotary shaft through hole 3 to seal the sealed fluid side L and the atmosphere side A.
  • the right side is the sealed fluid side L
  • the left side is the atmosphere side A.
  • the sealed fluid is a liquid.
  • the shaft seal device 10 includes a lip seal 11 and partitions an annular space in which the housing 1 and the rotary shaft 2 face each other into two spaces of a sealed fluid side L and an atmospheric pressure side A so as to block the inside and the outside.
  • An elastomer seal lip member 13 is annularly attached to a reinforcing ring 12 having a substantially L-shaped radial cross section.
  • the rotary shaft 2 side of the seal lip member 13, that is, the inner peripheral portion, extends to the sealed fluid side L and extends toward the inner peripheral side, has a cross-sectional shape that is substantially an inverted triangle, and has an edge shape corresponding to the apex of the triangle.
  • the part forms a lip 14. When the lip 14 is pressed against the outer peripheral surface of the rotating shaft 2, the edge is deformed and can slide on the outer peripheral surface of the rotating shaft 2 with a predetermined axial contact width.
  • a garter spring 15 that presses the lip 14 against the outer peripheral surface of the rotary shaft 2 is mounted on the outer periphery of the lip 14.
  • an aeration generating portion 20 is formed in the circumferential direction.
  • the aeration occurrence portion 20 and the lip 14 of the seal lip member 13 are formed in the axial direction with the outer peripheral surface of the rotating shaft 20 on which the aeration occurrence portion 20 is formed leaving a part of the sealed fluid side L of the aeration occurrence portion 20. It is arranged to slide. A part on the atmosphere side of the aeration generating part 20 is not covered with the lip 14. As described above, the aeration generating part 20 communicates with the sealed fluid side L but does not communicate with the atmosphere side A due to the pressure contact of the lip 14.
  • the length a1 in the axial direction of the aeration generating portion 20 is set to be slightly larger than the length a2 that contacts the outer peripheral surface of the rotating shaft 2 of the lip 14.
  • the aeration generating part 20 will be described in detail later.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a shaft seal device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the shaft seal device 30 includes a lip seal 31, and partitions an annular space where the housing 1 and the rotary shaft 2 face each other into two spaces of a sealed fluid side L and an atmospheric pressure side A so as to block the inside and the outside. It has become.
  • the lip seal 31 includes a resin-made seal lip member 32 having an L-shaped cross section.
  • the seal lip member 32 includes an outer coupling metal ring 33 having a substantially L-shaped cross section and an inner presser metal having a substantially L-shaped cross section. It is clamped by the ring 34.
  • a cylindrical lip 35 is formed on the inner peripheral side of the seal lip member 32 having an L-shaped cross section, and the cylindrical lip 35 is in close contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft 2 to seal the sealed fluid.
  • an aeration generating portion 20 is formed in the outer peripheral surface S of the rotating shaft 2 in the circumferential direction.
  • the aeration generating unit 20 is basically the same as the aeration generating unit 20 of the first embodiment.
  • the aeration generating portion 20 and the cylindrical lip 35 of the seal lip member 32 form the aeration generating portion 20 in the axial direction while leaving a part of the sealed fluid side L of the aeration generating portion 20 in the axial direction. It arrange
  • the axial length a ⁇ b> 1 of the aeration generating portion 20 is set slightly larger than the axial length a ⁇ b> 2 in contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft 20 of the cylindrical lip 35.
  • the aeration generating part 20 will be described in detail later.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a shaft seal device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same members as those in FIG. 1, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the third embodiment is different from the second embodiment in that the sealing sleeve 4 is fitted to the rotary shaft 2, but the other configuration is the same as that of the second embodiment.
  • An aeration occurrence portion 20 is formed in the circumferential direction.
  • the sleeve 4 corresponds to a rotating member.
  • the aeration generating part 20 will be described in detail later.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a shaft seal device according to Embodiment 4 of the present invention. 4, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same members as those in FIG. 2, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the axial length a1 of the aeration generating portion 20 is set to be substantially the same as or slightly smaller than the axial length a2 contacting the outer peripheral surface of the rotating shaft 2 of the cylindrical lip 35.
  • the aeration generating portion 20 and the cylindrical lip 35 of the seal lip member 32 cover the aeration generating portion 20 in the axial direction while leaving a part of the sealed fluid side L of the aeration generating portion 20 in the axial direction.
  • the cylindrical lip 35 is further extended to the atmosphere side A, and is arranged so as to slide on the outer peripheral surface of the rotary shaft 2 on the atmosphere side A from the aeration generating portion 20. This is different from the second embodiment.
  • the aeration generating portion 20 communicates with the sealed fluid side L but does not communicate with the atmosphere side A due to the pressure contact between the cylindrical lip 35 and the sliding surface S of the rotary shaft 2. Yes.
  • the aeration generating part 20 will be described in detail later.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a shaft seal device according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the same reference numerals as those in FIG. 4 denote the same members as those in FIG. 4, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the fifth embodiment is different from the fourth embodiment in that the seal sleeve 4 is fitted to the rotary shaft 2, but the other configuration is the same as that of the fourth embodiment.
  • An aeration occurrence portion 20 is formed in the circumferential direction.
  • the sleeve 4 corresponds to a rotating member.
  • the aeration generating part 20 will be described in detail later.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a shaft seal device according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same members as those in FIG. 1, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the axial length a1 of the aeration generating portion 20 is set to be substantially the same as or slightly smaller than the axial length a2 in contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft 2 of the lip 14.
  • the aeration occurrence portion 20 and the lip 14 of the seal lip member 13 are arranged so that the lip 14 covers the aeration occurrence portion 20 in the axial direction while leaving a part of the sealed fluid side L of the aeration occurrence portion 20 in the axial direction.
  • 14 further has a shape extending to the atmosphere side A, and differs from the first embodiment in that it is arranged so as to slide from the aeration generating portion 20 to the outer peripheral surface of the rotary shaft 2 on the atmosphere side A. .
  • the aeration generating portion 20 communicates with the sealed fluid side L, but does not communicate with the atmosphere side A due to the pressure contact between the lip 14 and the sliding surface S of the rotating shaft 2.
  • the aeration generating part 20 will be described in detail later.
  • the seal sleeve 4 is fitted to the rotary shaft 2 as in the third embodiment shown in FIG. 3 and the fifth embodiment shown in FIG. Needless to say, this can also be applied.
  • FIG. 7 is a view for explaining an aeration generating portion provided on the outer peripheral surface of a rotating member such as a rotating shaft or a sleeve in the shaft seal device according to the first to sixth embodiments of the present invention. This shows a partially expanded state.
  • FIG. 7 illustrates the aeration generation part 20 of the first embodiment as an example among the first to sixth embodiments, but the aeration generation part 20 of the second to sixth embodiments also has the same structure.
  • the aeration generating portion 20 that generates aeration on the sliding surface S of the rotating member by the relative rotation sliding of the seal lip member 13 and the rotating member is the circumferential direction. Is formed.
  • the aeration generating portion 20 is configured by arranging a plurality of fine grooves 21 along the axial direction of the rotating member in the circumferential direction.
  • the fine groove 21 along the axial direction of the rotating member typically includes a plurality of linear irregularities parallel to each other at a constant pitch (in the present invention, “periodic structure”).
  • periodic structure in which the cross-sectional shape of the groove 21 is a square
  • FIG. 7B shows a groove having a periodic structure in which the cross-sectional shape of the groove 21 is a waveform. Yes.
  • the cross-sectional shape of the groove 21 is not limited to a square shape and a wave shape, but may be other shapes.
  • the groove having the periodic structure is a fine structure formed by, for example, a femtosecond laser as described later.
  • channel of a periodic structure may form a recessed part in an outer peripheral surface other than the case where it forms flush with the outer peripheral surface of the rotating shaft 2 or the sleeve 4, and may be formed in the bottom face of this recessed part.
  • 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 7.
  • FIG. 8 (a) shows the case where the aeration occurrence part is provided on the outer peripheral surface of the rotating member
  • FIG. 8 (b) shows the aeration occurrence part. The case where it is provided in the bottom face of the recessed part formed in the outer peripheral surface of a rotating member is shown.
  • a liquid film h of 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m is usually provided between the sliding surfaces.
  • a virtual plane is formed in the aeration generating portion 20 to connect the vertices of the irregularities, the virtual plane is flush with or below the sliding surface S depending on the liquid film h. Is set.
  • the aeration generating part 20 is formed in the bottom part of the recessed part 22 formed in the sliding surface S is shown, and the virtual plane is set to a position lower by d1> 0 than the sliding surface S.
  • the distance between the sliding surface S and the virtual plane d1 is preferably set to 0 ⁇ d1 ⁇ 2 ⁇ m from the viewpoint of preventing leakage at rest.
  • the depth d2 between the imaginary plane connecting the tops of the irregularities and the bottom is preferably in the range of 0 ⁇ d2 ⁇ 2 ⁇ m, and the sum of d1 and d2 is preferably 0 ⁇ d1 + d2 ⁇ 2.5 ⁇ m.
  • the sum of d1 and d2 is preferably 0 ⁇ d1 + d2 ⁇ 2.5 ⁇ m.
  • the unevenness pitch p of the aeration generating portion 20 is set in accordance with the viscosity of the fluid to be sealed, but is preferably 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m in any of FIGS. When the viscosity of the fluid to be sealed is high, it is better to increase the pitch p so that the fluid can sufficiently enter the groove.
  • the concave part 22 is first formed by a femtosecond laser, and then the aeration generating part 20 is formed.
  • the sealed fluid can be taken into the space in the concave portion 22 so that the aeration generating portion 20 does not leak to the atmosphere side. A lot of aeration can occur.
  • the aeration generating unit 20 which is a structure (grooves of a periodic structure) in which a plurality of linear irregularities parallel to each other and having a constant pitch are accurately arranged at a predetermined pitch is formed by using a femtosecond laser, for example.
  • S is strictly divided into predetermined areas of S, and the direction of the unevenness is precisely controlled parallel to the axial direction.
  • a linearly polarized laser beam is irradiated to the substrate with an irradiation intensity near the processing threshold, an uneven shape having a pitch of the order of wavelengths and a groove depth due to interference between incident light and scattered light or plasma waves along the surface of the substrate.
  • a periodic structure is formed in a self-organizing manner perpendicular to the polarization direction. At this time, the periodic structure pattern can be formed on the surface by performing the operation while overlapping the femtosecond lasers.
  • the directionality of the groove can be controlled and the processing position can also be controlled, so that a groove having a desired periodic structure can be formed. That is, if this method is used while rotating the cylindrical rotary shaft or the outer peripheral surface of the sleeve, a fine periodic pattern can be formed on the outer peripheral surface.
  • the processing method using the femtosecond laser it is possible to form unevenness having a depth of submicron order effective for improving the lubricity and reducing the leakage of the lip type seal.
  • Formation of the groove having the periodic structure is not limited to the femtosecond laser, and a picosecond laser or an electron beam may be used.
  • the periodic structure groove may be formed by stamping or engraving while rotating a cylindrical sliding surface using a mold having a periodic structure groove.
  • the concave portion is formed on the outer peripheral surface by etching, and thereafter, the periodic structure is formed at the bottom of the concave portion by a femtosecond laser or the like.
  • a groove may be formed.
  • only the periodic structure may be formed on the outer peripheral surface by a femtosecond laser or the like, and then the enclosure may be formed by performing plating or film formation around the groove of the periodic structure.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an aeration occurrence state in the aeration occurrence unit shown in FIG.
  • aeration occurs in the groove 21 of the aeration generating portion 20 of the rotating members 2 and 4 due to the relative rotational sliding between the lip seal and the rotating member. Due to the generated aeration, the liquid as the sealed fluid is blocked at the boundary of the aeration zone. At the same time, since the aeration zone is less viscous than the liquid, the friction of the sliding surface between the lip seal and the rotating member is reduced.
  • the sealed fluid can be taken into the space in the recess and the thickness of the aeration zone can be increased.
  • the lip when stationary, the lip is in contact with the atmosphere side A due to the pressure contact, so that leakage is prevented, and aeration can be generated in the aeration generating section 20 during startup and operation.
  • the sliding torque of the sliding surface S can be lowered to reduce wear.
  • the fine grooves 21 along the axial direction of the rotating member of the aeration generating portion 20 are not limited to a plurality of linear irregularities parallel to each other and having a constant pitch, and may have a non-periodic structure.
  • the cross-sectional shape of the groove 21 is not limited to a square shape or a corrugated shape, but may be other shapes.
  • the groove having a periodic structure is not limited to being formed by a femtosecond laser, and a picosecond laser or an electron beam may be used.
  • the fine groove 21 along the axial direction of the rotating member of the aeration generating portion 20 is not only formed flush with the outer peripheral surface of the rotating shaft 2 or the sleeve 4 but also formed with a recess 22 on the outer peripheral surface. , May be formed on the bottom surface of the recess.

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Abstract

　シール機能の維持及びシール部分の低フリクション化の両方を実現できる軸封装置を提供する。　径方向内外で同心状に配置されている回転部材と固定部材との間をシールするリップシールを備えたリップタイプシールの軸封装置において、前記回転部材の外周面に、前記リップシールと前記回転部材との相対回転摺動によりエアレーションを生起するエアレーション生起部が円周方向に分離されて複数形成され、前記エアレーション生起部は、前記回転部材の軸方向に沿った微細な溝が円周方向に複数配置されて構成され、前記リップシールのリップが、軸方向において、前記エアレーション生起部の被密封流体側の一部を残して大気側に延設されていることを特徴としている。

Description

軸封装置
　本発明は、ハウジングと回転軸との間をシールするリップタイプシールの軸封装置に関する。 
　従来、固定ハウジングに装着され、回転軸の表面を摺動密封するリップタイプシールにおいて、環境問題に対応するため、リップ形状・寸法及びリップ材質の適正化、リップ摺動面または相手軸表面のコーティング、並びに、相手軸表面粗さの適正化を通じて低フリクション化が図られている。 
　リップ摺動面または相手軸表面へコーティングするもの、及び、相手軸表面粗さを適正化するものにおいては、初期に効果があるのみで時間経過とともに摩耗により低フリクションを継続することができないという問題があった。 
　一方、潤滑特性を良好にする軸封装置として、図１０に示す封止手段が知られている（以下、「従来技術１」という。例えば、特許文献１参照。）。 
この従来技術１は、ハウジング５０に取り付けられたリップタイプシール５１を組み込んでおり、該リップタイプシール５１は、回転軸５２に接触するよう配設された封止縁部５３を有し、該封止縁部５３の接触する回転軸表面の接触部域５４に、溝５６及び畝部５７が交互に設けられた矢形溝部５５を備え、回転軸５２がハウジング５０内で回転する場合、矢形溝部５５がポンピング効果を作り出し、大気側から浸入する異物を撥ね退けるとともに、被密封流体側からの流体を押し戻すことにより封止効果を維持するようにしたものである。 
　また、従来技術１の矢形溝部に代えて、らせん溝を設けた軸封装置も知られている（例えば、特許文献２参照。） 。
　さらに、低トルク化とシール性とを両立させる軸封装置として、図１１に示す封止手段が知られている（以下、「従来技術２」という。例えば、特許文献３参照。）。 
　この従来技術２は、被密封流体をシールするシールリップ６０と、該シールリップ６０の大気側に配置され、回転軸６１表面に形成されたネジ６２と筒状部６３とからなるネジポンプ機構６４とを有し、該ネジポンプ機構６４は、シールリップ６０に向けて流体ポンピング作用をなしてシールリップ６０の緊迫力を実質低下させるようにすることにより、シールリップ６０によってシール性を確保するとともに、ネジポンプ機構６４によってシールリップ６０の低トルク化を実現したものである。 
　しかしながら、図１０に示す従来技術１の軸封装置では、回転軸表面の接触部域５４に設けられた高硬度材料で形成された矢形溝部５５にリップタイプシール５１の封止縁部５３が接触する構造であるため、封止縁部５３の摩耗が早く、また、矢形溝部５５の各溝５６が大気側と被密封流体側とを軸方向に直接連通する「く字状」の形状をし、封止縁部５３の先端部がく字状の溝５６に接触していないため、被密封流体側と大気側とが常時連通した状態にあることから、装置の静止状態では被密封流体が大気側に漏出する可能性がある。通常のオイルシールにおいて軸の表面粗さが２．５μｍ以上になると静止時の漏れの原因になることが知られており、従来技術１の場合、溝５６の深さが２．５μｍ以上であれば、静止時において深刻な漏れを発生する。 
　また、従来技術１の矢形溝部に代えて、らせん溝を設けた軸封装置においてもらせん溝を介して大気側と被密封流体側とが直接連通する形状であるため、従来技術１と同様の問題がある。 
　さらに、図１１に示す従来技術２の軸封装置では、シールリップ６０の低トルク化のためシールリップ６０の緊迫力が低下されていることから、シールリップ６０のシール性が低下すること、及び、ネジポンプ機構６４の流体ポンピング作用により被密封流体側に大気が混入されるという問題があった。 
特開２００１－２１４９７９号公報 特開平１０－３３１９８５号公報 特開２００５－２７３６９３号公報
　本発明は、上記した従来技術の問題を解決するためになされたものであって、リップシールタイプの軸封装置において、シール機能の維持及びシール部分の低フリクション化の両方を実現できる軸封装置を提供することを目的とする。 
　上述の目的を達成するために本発明の軸封装置は、第１に、 
　径方向内外で同心状に配置されている回転部材と固定部材との間をシールするリップシールを備えたリップタイプシールの軸封装置において、 
　前記回転部材の外周面に、前記リップシールと前記回転部材との相対回転摺動によりエアレーションを生起するエアレーション生起部が円周方向に形成され、 
　前記エアレーション生起部は、前記回転部材の軸方向に沿った微細な溝が円周方向に複数配置されて構成され、 
　前記リップシールのリップが、軸方向において、前記エアレーション生起部の被密封流体側の一部を残して大気側に延設されていることを特徴としている。 
　この特徴によれば、リップシールと前記回転部材との相対回転摺動により、回転部材のエアレーション生起部の溝内においてエアレーションが発生する。この発生したエアレーションにより、エアレーションゾーンを境界に被密封流体である液体が遮断される。同時に、エアレーションゾーンは液体に比較して粘性が小さいため、リップシールと回転部材との摺動面の摩擦が小さくなる。 
　よって、シール機能の維持及びシール部分の低フリクション化の両方を達成することができる。 
　また、本発明の軸封装置は、第２に、第１の特徴において、 
　前記リップシールのリップが、軸方向において、前記エアレーション生起部の被密封流体側の一部を残して前記エアレーション生起部を覆うとともに大気側に延設され、前記エアレーション生起部より大気側の回転部材の外周面と摺接するように設定されていることを特徴としている。 
　この特徴によれば、リップシールのリップがエアレーション生起部より大気側の回転部材の外周面に圧接されるため、静止時における漏れを確実に防止することができる。 
　また、本発明の軸封装置は、第３に、第１の特徴において、 
　前記リップシールのリップが、軸方向において、前記エアレーション生起部の被密封流体側の一部及び大気側の一部を残して、前記エアレーション生起部の形成された回転部材の外周面と摺接するように設定されていることを特徴としている。 
　この特徴によれば、リップシールのリップがエアレーション生起部の形成された回転部材の外周面に圧接されるように設定されているため、リップシールの軸方向の長さに比べてエアレーション生起部の軸方向の長さを大きく設定することができ、エアレーション作用を向上させることができる。 
　また、本発明の軸封装置は、第４に、第１ないし第３のいずれかの特徴において、 
　前記エアレーション生起部は、相互に平行で一定のピッチの複数の直線状の凹凸からなる周期構造の溝の構成をしていることを特徴としている。 
　この特徴によれば、エアレーション生起部の形成が容易であり、また、各エアレーション生起部におけるエアレーション性能を均一なものとすることができる。 
　また、本発明の軸封装置は、第５に、第１ないし第４のいずれかの特徴において、 
　前記エアレーション生起部の溝の断面形状が角形であることを特徴としている。 
　この特徴によれば、エアレーション生起部の溝の形成が容易である。 
　また、本発明の軸封装置は、第６に、第１ないし第４のいずれかの特徴において、 
前記エアレーション生起部の溝の断面形状が波形であることを特徴としている。 
　この特徴によれば、エアレーション生起部の溝に当接するリップシールのリップの摩耗を少なくすることができる。 
　また、本発明の軸封装置は、第７に、第４ないし第６のいずれかの特徴において、 
　前記エアレーション生起部の相互に平行で一定のピッチの複数の直線状の凹凸からなる周期構造の溝は、フェムト秒レーザの照射により形成されることを特徴としている。 
　この特徴によれば、周期構造の溝の方向性の制御が可能であり、加工位置の制御も可能であるため、離散的な小区画に分けて各区画ごとに所望の周期構造の形成ができる。 
本発明の実施形態１に係る軸封装置を示す縦断面図である。 本発明の実施形態２に係る軸封装置を示す縦断面図である。 本発明の実施形態３に係る軸封装置を示す縦断面図である。 本発明の実施形態４に係る軸封装置を示す縦断面図である。 本発明の実施形態５に係る軸封装置を示す縦断面図である。 本発明の実施形態６に係る軸封装置を示す縦断面図である。 本発明の実施形態１ないし６に係る軸封装置において回転軸またはスリーブ外周面に設けられるエアレーション生起部を説明する図であって、回転軸又はスリーブの外周面の一部を展開した状態を示している。 図７のＡ－Ａ断面図である。 図７に示すエアレーション生起部におけるエアレーションの生起状態を説明する図である。 従来技術１を説明する縦断面図である。 従来技術２を説明する縦断面図である。
　本発明に係る軸封装置を実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加えうるものである。 
〔実施形態１〕 
　図１は、本発明の実施形態１に係る軸封装置を示す縦断面図である。 
　図１において、ハウジング１には回転軸２を挿通するための回転軸貫通穴３が設けられ、該回転軸貫通穴３に回転軸２が挿通され、図示しないベアリングなどにより回転軸２が回転軸貫通穴３周壁と所要の間隙をもって支持される。 
　ここで、径方向内外で同心状に配設されている回転部材と固定部材とにおいて、ハウジング１は固定部材に相当し、回転軸２は回転部材に相当する。
　回転軸２と回転軸貫通穴３周壁との間には、軸封装置１０が配設され、被密封流体側Ｌと大気側Ａとを密封する。　 
　図１において、右側が被密封流体側Ｌであり、左側が大気側Ａである。 
　なお、本発明において、被密封流体は液体である。 
　軸封装置１０は、リップシール１１を備え、ハウジング１と回転軸２とが対向する環状空間を被密封流体側Ｌと、大気圧側Ａとの２つの空間に仕切ってその内外を遮断するようになっており、径方向断面形状がほぼ横Ｌ字形の補強環１２にエラストマー製のシールリップ部材１３が環状に被着されている。シールリップ部材１３の回転軸２側、つまり内周部分は、被密封流体側Ｌへ延びかつ内周側へ向けて延び、断面形状がほぼ逆三角形で、その三角形の頂点に対応するエッジ形状の部分がリップ１４を形成している。このリップ１４は、回転軸２の外周面上に圧接されたときエッジが変形して所定の軸方向接触幅で該回転軸２の外周面上を摺動することができる。 
　リップ１４の外周には、リップ１４を回転軸２の外周面に対して圧接させるガータスプリング１５が装着されている。 
　回転軸２の外周面Ｓには、周方向にエアレーション生起部２０が形成されている。エアレーション生起部２０とシールリップ部材１３のリップ１４とは、軸方向において、エアレーション生起部２０の被密封流体側Ｌの一部を残してエアレーション生起部２０が形成された回転軸２０の外周面と摺動するように配置されている。エアレーション生起部２０の大気側の一部はリップ１４に覆われていない。 
　このように、エアレーション生起部２０は、被密封流体側Ｌとは連通しているが、大気側Ａとはリップ１４の圧接により非連通となっている。 
　エアレーション生起部２０の軸方向の長さａ１は、リップ１４の回転軸２の外周面と接触する長さａ２よりやや大きく設定される。 
　なお、エアレーション生起部２０については、後記において詳細に説明する。 
〔実施形態２〕 
　図２は、本発明の実施形態２に係る軸封装置を示す縦断面図である。 
　図２において、図１に付された符号と同じ符号は図１における部材と同じ部材を意味しており、詳細な説明は省略する。 
　軸封装置３０は、リップシール３１を備え、ハウジング１と回転軸２とが対向する環状空間を被密封流体側Ｌと、大気圧側Ａとの２つの空間に仕切ってその内外を遮断するようになっている。リップシール３１は、断面がＬ形状の樹脂製のシールリップ部材３２を備え、該シールリップ部材３２は、断面が略Ｌ形状の外側の結合金属環３３と断面が略Ｌ形状の内側の押え金属環３４とにより挟持される。 
　断面がＬ形状のシールリップ部材３２の内周側に筒状リップ３５が形成され、この筒状リップ３５は回転軸２の外周面と強く密接して被密封流体をシールする。 
　筒状リップ３５と回転軸２の外周面との密接部の付近において、回転軸２の外周面Ｓには、周方向にエアレーション生起部２０が形成されている。該エアレーション生起部２０は、基本的には実施の形態１のエアレーション生起部２０と同じである。 
　エアレーション生起部２０とシールリップ部材３２の筒状リップ３５とは、実施形態１と同様に、軸方向において、エアレーション生起部２０の被密封流体側Ｌの一部を残してエアレーション生起部２０が形成された回転軸２０の外周面と摺動するように配置されている。エアレーション生起部２０の大気側の一部は筒状リップ３５に覆われていない。 
　このように、エアレーション生起部２０は、被密封流体側Ｌとは連通しているが、大気側Ａとは筒状リップ３５の圧接により非連通となっている。エアレーション生起部２０の大気側の一部は筒状リップ３５に覆われていない。 
　エアレーション生起部２０の軸方向の長さａ１は、筒状リップ３５の回転軸２０の外周面と接触する軸方向の長さａ２よりやや大きく設定される。 
　なお、エアレーション生起部２０については、後記において詳細に説明する。 
〔実施形態３〕 
　図３は、本発明の実施形態３に係る軸封装置を示す縦断面図である。 
　図３において、図２に付された符号と同じ符号は図１における部材と同じ部材を意味しており、詳細な説明は省略する。 
　本実施形態３では、回転軸２にシール用スリーブ４が嵌合されている点が実施形態２と相違するが、その他の構成は実施形態２と同じであり、該スリーブ４の外周面Ｓに周方向にエアレーション生起部２０が形成されている。ここで、スリーブ４は回転部材に相当する。 
　なお、エアレーション生起部２０については、後記において詳細に説明する。 
〔実施形態４〕 
　図４は、本発明の実施形態４に係る軸封装置を示す縦断面図である。 
　図４において、図２に付された符号と同じ符号は図２における部材と同じ部材を意味しており、詳細な説明は省略する。 
　本実施形態４においては、エアレーション生起部２０の軸方向の長さａ１が、筒状リップ３５の回転軸２の外周面と接触する軸方向の長さａ２とほぼ同じか、あるいは、やや小さく設定され、エアレーション生起部２０とシールリップ部材３２の筒状リップ３５とは、軸方向において、エアレーション生起部２０の被密封流体側Ｌの一部を残して筒状リップ３５がエアレーション生起部２０を覆うように配置され、筒状リップ３５はさらに大気側Ａに延設された形状をしており、エアレーション生起部２０より大気側Ａの回転軸２の外周面と摺動するように配置されている点で実施形態２と相違する。 
　このように、エアレーション生起部２０は、被密封流体側Ｌとは連通しているが、大気側Ａとは筒状リップ３５と回転軸２の摺動面Ｓとの圧接により非連通となっている。 
　なお、エアレーション生起部２０については、後記において詳細に説明する。 
〔実施形態５〕 
　図５は、本発明の実施形態５に係る軸封装置を示す縦断面図である。 
　図５において、図４に付された符号と同じ符号は図４における部材と同じ部材を意味しており、詳細な説明は省略する。 
　本実施形態５では、回転軸２にシール用スリーブ４が嵌合されている点が実施形態４と相違するが、その他の構成は実施形態４と同じであり、該スリーブ４の外周面Ｓに周方向にエアレーション生起部２０が形成されている。 
　ここで、スリーブ４は回転部材に相当する。 
　なお、エアレーション生起部２０については、後記において詳細に説明する。 
〔実施形態６〕 
　図６は、本発明の実施形態６に係る軸封装置を示す縦断面図である。 
　図６において、図１に付された符号と同じ符号は図１における部材と同じ部材を意味しており、詳細な説明は省略する。 
　本実施形態６においては、エアレーション生起部２０の軸方向の長さａ１が、リップ１４の回転軸２の外周面と接触する軸方向の長さａ２とほぼ同じか、あるいは、やや小さく設定され、エアレーション生起部２０とシールリップ部材１３のリップ１４とは、軸方向において、エアレーション生起部２０の被密封流体側Ｌの一部を残してリップ１４がエアレーション生起部２０を覆うように配置され、リップ１４はさらに大気側Ａに延設された形状をしており、エアレーション生起部２０より大気側Ａの回転軸２の外周面と摺動するように配置されている点で実施形態１と相違する。 
　このように、エアレーション生起部２０は、被密封流体側Ｌとは連通しているが、大気側Ａとはリップ１４と回転軸２の摺動面Ｓとの圧接により非連通となっている。 
　なお、エアレーション生起部２０については、後記において詳細に説明する。 
　上記した 図１の実施の形態１及び図６の実施形態６の場合において、図３の実施形態３及び図５の実施形態５と同様に、回転軸２にシール用スリーブ４を嵌合したものにも適用できることはいうまでもない。 
〔エアレーション生起部の構成〕 
　図７は、本発明の実施形態１ないし６に係る軸封装置において回転軸またはスリーブのような回転部材の外周面に設けられるエアレーション生起部を説明する図であって、回転部材の外周面の一部を展開した状態を示している。図７では、実施形態１～６のうち、実施形態１のエアレーション生起部２０を例にして説明するが、実施形態２～６のエアレーション生起部２０も同様の構造である。 
　液体側と気体側とを密封して相対的に摺動する摺動面に微細な突起が存在すれば、エアレーションが発生することは一般的に知られている（例えば、「Ｍｉｃｒｏａｓｐｅｒｉｔｙ　Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ」Ｊ．Ｎ．Ａｎｎｏ，Ｊ．Ａ．Ｗａｌｏｗｉｔ，Ｃ．Ｍ．Ａｌｌｅｎ著　ＡＳＭＥ　Ｊ．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ　２４９２９巻　ｐ．３５１－３５５、１９６８年　参照。） 。
　このエアレーションは相対的に摺動する摺動面におけるシール部の圧力が低下することにより、液中に泡が生じる現象である。 
　本発明は、シールリップ部材のリップ１４あるいは筒状リップ３５と回転部材２あるいは４の外周面との摺動面を低摩擦化（「低フリクション化」ともいう。）させるために、摺動面間にエアレーションを生起させることとしている。このエアレーションを得るため、本発明では、上記したように、回転部材の摺動面Ｓに、シールリップ部材１３と回転部材との相対回転摺動によりエアレーションを生起するエアレーション生起部２０が円周方向に形成されている。該エアレーション生起部２０は、前記回転部材の軸方向に沿った微細な溝２１が円周方向に複数配置されて構成されている。 
　回転部材の軸方向に沿った微細な溝２１は、代表的には図７に詳細に示すように、相互に平行で一定のピッチの複数の直線状の凹凸（本発明においては、「周期構造の溝」ともいう。）であるが、これに限らず、非周期構造でもよい。図７（ａ）には、溝２１の断面形状が角形である周期構造の溝が、また、図７（ｂ）には、溝２１の断面形状が波形である周期構造の溝が示されている。溝２１の断面形状は、角形及び波形に限らず、他の形状でもよい。 
　上記周期構造の溝は、後述するように、例えば、フェムト秒レーザにより形成される微細な構造である。 
　また、周期構造の溝は、回転軸２又はスリーブ４の外周面と面一に形成される場合の他、外周面に凹部を形成し、該凹部の底面に形成されてもよい。　 
　図８は、図７のＡ－Ａ断面図であって、図（ａ）は、エアレーション生起部が回転部材の外周面上に設けられる場合を、また、図（ｂ）は、エアレーション生起部が回転部材の外周面に形成された凹部の底面に設けられる場合を示している。 
　シールリップ部材と回転部材の外周面との摺動面を低摩擦化させるためには、被密封流体の種類、温度などによるが、通常、摺動面間に０．１μｍ～１０μｍの液膜ｈが形成されるが、その場合、エアレーション生起部２０において、凹凸の頂点を結ぶような仮想平面をとると、該仮想平面は液膜ｈに応じて摺動面Ｓに対して面一あるいは下方に設定される。図８（ａ）には、摺動面Ｓと仮想平面との距離ｄ１＝０、すなわち、仮想平面が摺動面Ｓと面一の場合が示され、また、図８（ｂ）には、摺動面Ｓに形成された凹部２２の底部にエアレーション生起部２０が形成される場合が示されており、仮想平面は摺動面Ｓに対してｄ１＞０だけ低い位置に設定されている。 
　図１～３に示されるように、リップシールのリップ１４または筒状リップ３５がエアレーション生起部２０の形成された回転軸２の外周面と摺接する場合、摺動面Ｓと仮想平面との距離ｄ１は、静止時の漏れ防止の観点から、０≦ｄ１≦２μｍに設定するのが望ましい。また、凹凸の頂点を結ぶ仮想平面と底部との深さｄ２は、０＜ｄ２≦２μｍの範囲が望ましく、ｄ１とｄ２との合計は、０＜ｄ１＋ｄ２≦２．５μｍが望ましい。 
　一方、図４～６に示されるように、リップシールのリップ１４または筒状リップ３５がエアレーション生起部２０より大気側の回転軸２の外周面とも摺接する場合、摺動面Ｓと仮想平面との距離ｄ１は、ｄ１＝０～１０ｈ、凹凸の頂点を結ぶ仮想平面と底部との深さｄ２は、ｄ２＝０．１～１０ｈの範囲が望ましい。 
　さらに、エアレーション生起部２０の凹凸のピッチｐは、被密封流体の粘度に応じて設定されるが、図１～６のいずれの場合も、０．１μｍ～１００μｍが望ましい。被密封流体の粘度が高い場合、溝内に流体が十分に入り込めるようにピッチｐを大きくした方がよい。 
　摺動面Ｓに形成された凹部２２の底部にエアレーション生起部２０が形成される場合、フェムト秒レーザにより、まず、凹部２２が形成され、その後続いて、エアレーション生起部２０が形成される。摺動面Ｓに形成された凹部２２の底部にエアレーション生起部２０が形成される場合、凹部２２内の空間に被密封流体が取り込むことができ、エアレーション生起部２０により大気側に漏れないようなエアレーションを多く生起することができる。 
　相互に平行で一定のピッチの複数の直線状の凹凸を精度よく所定のピッチで配置した構造（周期構造の溝）であるエアレーション生起部２０は、例えば、フェムト秒レーザを用いて、摺動面Ｓの所定の領域に厳密に区画分けされ、さらに凹凸の方向を軸方向と平行に精度よくコントロールして形成される。 
　加工しきい値近傍の照射強度で直線偏光のレーザを基板に照射すると、入射光と基板の表面に沿った散乱光又はプラズマ波の干渉により、波長オーダーのピッチと溝深さを持つ凹凸状の周期構造が偏光方向に直交して自己組織的に形成される。この時、フェムト秒レーザをオーバーラップさせながら操作を行うことにより、その周期構造パターンを表面に形成することができる。 
　このようなフェムト秒レーザを利用した周期構造の溝では、その方向性の制御が可能であり、加工位置の制御も可能であるため、所望の周期構造の溝の形成ができる。すなわち、円筒状の回転軸又はスリーブの外周面を回転させながらこの方法を用いれば、外周面に微細な周期パターンを形成することができる。そしてまたフェムト秒レーザを利用した加工方法では、リップタイプシールの潤滑性向上及び漏洩低減に有効なサブミクロンオーダーの深さの凹凸の形成が可能である。 
　前記周期構造の溝の形成は、フェムト秒レーザに限らず、ピコ秒レーザや電子ビームを用いてもよい。また、前記周期構造の溝の形成は、周期構造の溝を備えた型を用いて円筒状の摺動面を回転させながらスタンプ又は刻印することにより行われてもよい。 
　さらに、外周面（摺動面）の凹部の底部に前記周期構造の溝を形成する場合には、エッチングで外周面に凹部を形成し、その後、フェムト秒レーザなどにより凹部の底部に周期構造の溝を形成させてもよい。さらに、フェムト秒レーザなどにより、外周面に周期構造のみ形成させ、その後、周期構造の溝の周囲にメッキあるいは成膜を行うことで囲いを形成させてもよい。 
　図９は、図７に示すエアレーション生起部におけるエアレーションの生起状態を説明する図である。 
　回転軸２が矢印方向に回転すると、リップシールと前記回転部材との相対回転摺動により、回転部材２、４のエアレーション生起部２０の溝２１内においてエアレーションが発生する。この発生したエアレーションにより、エアレーションゾーンを境界に被密封流体である液体が遮断される。同時に、エアレーションゾーンは液体に比較して粘性が小さいため、リップシールと回転部材との摺動面の摩擦は小さくなる。 
　摺動面Ｓに形成された凹部の底部にエアレーション生起部２０が形成される場合、凹部内の空間に被密封流体が取り込むことができ、エアレーションゾーンの厚みを大きくすることができる。 
　上記のように、静止時には、リップの圧接により大気側Ａとは非連通となっているため漏れが防止されるとともに、起動時及び運転時には、エアレーション生起部２０内においてエアレーションを生起することができ、漏れを防止するとともに、摺動面Ｓの摺動トルクを低くし摩耗を低減することができる。 
　以上、本発明の実施の形態を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 
　例えば、エアレーション生起部２０の回転部材の軸方向に沿った微細な溝２１は、相互に平行で一定のピッチの複数の直線状の凹凸に限らず、非周期構造でもよい。 
　また例えば、溝２１の断面形状は角形または波形に限らず、他の形状でもよい。 
　また例えば、周期構造の溝は、フェムト秒レーザにより形成される場合に限らず、ピコ秒レーザや電子ビームを用いてもよい。 
　また例えば、エアレーション生起部２０の回転部材の軸方向に沿った微細な溝２１は、回転軸２又はスリーブ４の外周面と面一に形成される場合の他、外周面に凹部２２を形成し、該凹部の底面に形成されてもよい。 
　なお、回転部材の軸方向に沿った微細な溝を設けた場合、上記実施の形態で説明したとおり、エアレーションの効果を奏する。しかし、回転部材の軸方向に対して一定の角度をもって微細な溝を設けた場合は、エアレーションは発生するものの、溝の角度により次のような問題生じる。 
　例えば、溝の角度が軸方向に対して被密封流体を取り込む方向に傾斜している場合、エアレーションは発生するが、被密封流体が多く取り込まれ過ぎるため、遮断できずに漏れの原因になる。また、溝の角度が軸方向に対して被密封流体を送り出す方向に傾斜している場合、エアレーションが発生し難く、摩擦の原因となる。 
　　１　　　ハウジング 
　　２　　　回転軸 
　　３　　　回転軸貫通穴 
　　４　　　スリーブ 
　　１０　　軸封装置 
　　１１　　リップシール 
　　１２　　補強環 
　　１３　　シールリップ部材 
　　１４　　リップ 
　　１５　　ガータスプリング 
　　２０　　エアレーション生起部 
　　２１　　溝 
　　２２　　凹部 
　　３０　　軸封装置 
　　３１　　リップシール 
　　３２　　シールリップ部材 
　　３３　　結合金属環 
　　３４　　押え金属環 
　　３５　　筒状リップ 
　　Ｓ　　　回転部材の摺動面 
　　Ｌ　　　被密封流体側 
　　Ａ　　　大気側 

Claims (7)

  1. 　径方向内外で同心状に配置されている回転部材と固定部材との間をシールするリップシールを備えたリップタイプシールの軸封装置において、 
    　前記回転部材の外周面に、前記リップシールと前記回転部材との相対回転摺動によりエアレーションを生起するエアレーション生起部が円周方向に形成され、 
    　前記エアレーション生起部は、前記回転部材の軸方向に沿った微細な溝が円周方向に複数配置されて構成され、 
    　前記リップシールのリップが、軸方向において、前記エアレーション生起部の被密封流体側の一部を残して大気側に延設されていることを特徴とする軸封装置。 
  2. 　前記リップシールのリップが、軸方向において、前記エアレーション生起部の被密封流体側の一部を残して前記エアレーション生起部を覆うとともに大気側に延設され、前記エアレーション生起部より大気側の回転部材の外周面と摺接するように設定されていることを特徴とする請求項１記載の軸封装置。 
  3. 　前記リップシールのリップが、軸方向において、前記エアレーション生起部の被密封流体側の一部及び大気側の一部を残して、前記エアレーション生起部の形成された回転部材の外周面と摺接するように設定されていることを特徴とする請求項１記載の軸封装置。 
  4. 　前記エアレーション生起部は、相互に平行で一定のピッチの複数の直線状の凹凸からなる周期構造の溝の構成をしていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の軸封装置。 
  5. 　前記エアレーション生起部の溝の断面形状が角形であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の軸封装置。 
  6. 　前記エアレーション生起部の溝の断面形状が波形であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の軸封装置。 
  7. 　前記エアレーション生起部の相互に平行で一定のピッチの複数の直線状の凹凸からなる周期構造の溝は、フェムト秒レーザの照射により形成されることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の軸封装置。 
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