特許 7200826 エアーシール部材、及び、エアーシール方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-26

(45)【発行日】2023-01-10

(54)【発明の名称】エアーシール部材、及び、エアーシール方法

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/40 20060101AFI20221227BHJP

【ＦＩ】

F16J15/40 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019097442

(22)【出願日】2019-05-24

(65)【公開番号】P2019211078

(43)【公開日】2019-12-12

【審査請求日】2021-12-03

(31)【優先権主張番号】P 2018105664

(32)【優先日】2018-05-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成３０年１１月２８日～３０日、東京ビッグサイトでの展示会「国際粉体工業展 東京２０１８」において、エアーシール部材、及び、エアーシール方法に関するシール性能の評価試験を公開 平成３０年１１月２８日～３０日、東京ビッグサイトでの展示会「国際粉体工業展 東京２０１８」において、エアーシール部材、及び、エアーシール方法に関するシール性能の評価試験についてパンフレットを配布

(73)【特許権者】

【識別番号】000107619

【氏名又は名称】スターライト工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074561

【弁理士】

【氏名又は名称】柳野 隆生

(74)【代理人】

【識別番号】100177264

【弁理士】

【氏名又は名称】柳野 嘉秀

(74)【代理人】

【識別番号】100124925

【弁理士】

【氏名又は名称】森岡 則夫

(74)【代理人】

【識別番号】100141874

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 久由

(74)【代理人】

【識別番号】100166958

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 喜代造

(72)【発明者】

【氏名】絹川 智哉

(72)【発明者】

【氏名】林 悠帆

【審査官】宮下 浩次

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－１３２０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０８５３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３３３０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－１１８５６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－０３６７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２３９９３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｊ １５／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一面と第二面とを備える本体部を有し、
前記第一面には、気体が注入される給気孔が開口され、
前記第二面には、前記本体部の内部で前記給気孔と連通し、前記給気孔から注入された気体が噴出される排気孔が開口され、
被シール部材の被シール面と前記第二面との間に形成される隙間に、前記排気孔から気体が噴出されることにより、前記隙間をシールするエアーシール部材であって、
前記給気孔から前記排気孔にかかる流路には、前記気体の流路断面積を小さくする絞り部が形成され、
前記給気孔、前記絞り部、及び、前記排気孔は、中心が同一軸線上に配置されるように形成され、
前記給気孔、前記絞り部、及び、前記排気孔が前記被シール面に沿った方向のうち一方向に向かって傾斜することにより気体が前記一方向に噴出される、エアーシール用部材。

【請求項2】

気体の流路方向において、前記排気孔の長さは前記絞り部の長さよりも短く形成される、請求項１に記載のエアーシール用部材。

【請求項3】

対応する前記排気孔及び前記給気孔が複数組形成され、
少なくとも二個の前記給気孔が連通される、請求項１又は請求項２に記載のエアーシール用部材。

【請求項4】

前記被シール部材は軸部材であり、
前記本体部が前記軸部材の半径方向外側を囲む筒状に形成され、
前記一方向は前記軸部材の軸方向の何れか一方である、請求項１から請求項３の何れか１項に記載のエアーシール用部材。

【請求項5】

前記隙間が０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に形成される、請求項１から請求項４の何れか１項に記載のエアーシール用部材。

【請求項6】

第一面と第二面とを備える本体部を有し、前記第一面には、気体が注入される給気孔が開口され、前記第二面には、前記本体部の内部で前記給気孔と連通し、前記給気孔から注入された気体が噴出される排気孔が開口されたエアーシール部材で、被シール部材の被シール面と前記第二面との間に形成される隙間に、前記排気孔から気体を噴出することにより、前記隙間をシールするエアーシール方法であって、
前記給気孔から前記排気孔にかかる流路には、前記気体の流路断面積を小さくする絞り部が形成され、
前記給気孔、前記絞り部、及び、前記排気孔は、中心が同一軸線上に配置されるように形成され、
前記給気孔、前記絞り部、及び、前記排気孔を前記被シール面に沿った方向のうち一方向に向かって傾斜させることにより気体を前記一方向に噴出させる、エアーシール方法。

【請求項7】

前記隙間を０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とする、請求項６に記載のエアーシール方法。

【請求項8】

前記気体は空気である、請求項６又は請求項７に記載のエアーシール方法。

【請求項9】

前記排気孔を通る前記気体の流速が４０ｍ／秒以上である、請求項６から請求項８の何れか１項に記載のエアーシール方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エアーシール部材、及び、エアーシール方法に関し、具体的には気体を用いて被シール部材の被シール面をシールする技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、粉砕機や撹拌機において、粉体が回転軸の周囲から軸受部分に進入することを防止するために、回転軸をシールするシール部材が用いられている。このようなシール部材として、回転軸に接触させて使用するオイルシールが知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、回転軸に接触させずに空気などの気体を用いるエアーシールが知られている（例えば、特許文献２を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－６２４６３号公報

【文献】特開２０１２－１８９２１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記特許文献１に記載の技術の如く、被シール部材である回転軸とシール部材とが接触する構成によれば、シール部材の摩耗によって摩耗粉が発生するため、摩耗粉による回転軸の焼付きや、粉砕機内部への摩耗粉の混入などの問題が生じていた。

【0005】

また、前記特許文献２に記載の技術によれば、軸方向の両側に加圧空気を排出する構成であるため、シールを必要とする方向と逆の方向への気流が生じていた。このため、エアーシールに用いる気体の一部しかシール機能を発揮しておらず、シール性能の向上が求められていた。

【0006】

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、被シール部材に対して非接触でシールすることにより摩耗粉の発生を防止するとともに、シール方向と逆の方向への気流を抑制することにより気体によるシール性能を向上させることが可能となる、エアーシール部材、及び、エアーシール方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、前述の課題解決のために、以下のエアーシール部材を構成した。

【0008】

（１）第一面と第二面とを備える本体部を有し、前記第一面には、気体が注入される給気孔が開口され、前記第二面には、前記本体部の内部で前記給気孔と連通し、前記給気孔から注入された気体が噴出される排気孔が開口され、被シール部材の被シール面と前記第二面との間に形成される隙間に、前記排気孔から気体が噴出されることにより、前記隙間をシールするエアーシール部材であって、前記給気孔から前記排気孔にかかる流路には、前記気体の流路断面積を小さくする絞り部が形成され、前記給気孔、前記絞り部、及び、前記排気孔は、中心が同一軸線上に配置されるように形成され、前記給気孔、前記絞り部、及び、前記排気孔が前記被シール面に沿った方向のうち一方向に向かって傾斜することにより気体が前記一方向に噴出される、エアーシール用部材。

【0009】

（２）気体の流路方向において、前記排気孔の長さは前記絞り部の長さよりも短く形成される、（１）に記載のエアーシール用部材。

【0010】

（３）対応する前記排気孔及び前記給気孔が複数組形成され、少なくとも二個の前記給気孔が連通される、（１）又は（２）に記載のエアーシール用部材。

【0011】

（４）前記被シール部材は軸部材であり、前記本体部が前記軸部材の半径方向外側を囲む筒状に形成され、前記一方向は前記軸部材の軸方向の何れか一方である、（１）から（３）の何れか１に記載のエアーシール用部材。

【0012】

（５）前記隙間が０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に形成される、（１）から（４）の何れか１に記載のエアーシール用部材。

【0013】

また、本発明は、前述の課題解決のために、以下のエアーシール方法を構成した。

【0014】

（６）第一面と第二面とを備える本体部を有し、前記第一面には、気体が注入される給気孔が開口され、前記第二面には、前記本体部の内部で前記給気孔と連通し、前記給気孔から注入された気体が噴出される排気孔が開口されたエアーシール部材で、被シール部材の被シール面と前記第二面との間に形成される隙間に、前記排気孔から気体を噴出することにより、前記隙間をシールするエアーシール方法であって、前記給気孔から前記排気孔にかかる流路には、前記気体の流路断面積を小さくする絞り部が形成され、前記給気孔、前記絞り部、及び、前記排気孔は、中心が同一軸線上に配置されるように形成され、前記給気孔、前記絞り部、及び、前記排気孔を前記被シール面に沿った方向のうち一方向に向かって傾斜させることにより気体を前記一方向に噴出させる、エアーシール方法。

【0015】

（７）前記隙間を０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とする、（６）に記載のエアーシール方法。

【0016】

（８）前記気体は空気である、（６）又は（７）に記載のエアーシール方法。

【0017】

（９）前記排気孔を通る前記気体の流速が４０ｍ／秒以上である、（６）から（８）の何れか１に記載のエアーシール方法。

【発明の効果】

【0018】

本発明に係るエアーシール部材、及び、エアーシール方法によれば、被シール部材に対して非接触でシールすることにより摩耗粉の発生を防止するとともに、シール方向と逆の方向への気流を抑制することにより気体によるシール性能を向上させることを可能とする、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施形態に係るエアーシール部材を示した斜視図。

【図2】（ａ）はエアーシール部材を示した断面図、（ｂ）は図２（ａ）における排気孔部分の拡大図。

【図3】実施例の解析モデルを示した斜視図。

【図4】実施例の解析モデルを示した側面図。

【図5】実施例の解析結果を示した斜視図。

【図6】実施例の解析結果を示した平面図。

【図7】比較例の解析モデルを示した側面図。

【図8】比較例の解析結果を示した斜視図。

【図9】比較例の解析結果を示した平面図。

【図10】シール性能評価試験の方法を示した断面図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

まず、図１及び図２を用いて、本発明に係るエアーシール部材１の概略構成を説明する。図１及び図２に示す如く、本実施形態に係るエアーシール部材１は短円筒状に構成された樹脂製の部材である。エアーシール部材１として、アルミニウムやステンレスの金属等、他の素材を用いることも可能であるが、錆防止、焼き付き防止という観点より樹脂が最も好適である。

【0021】

エアーシール部材１の素材として採用される樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）及びフェノール樹脂、ポリプロプレン、ポリエチレン等が適用可能であるが、切削における加工精度が優れている点でＰＰＳが最も好適である。

【0022】

図１及び図２に示す如く、エアーシール部材１は円筒形状の本体部２を備える。本体部２は、第一面である外周面２ａと第二面である内周面２ｂとを備えている。本体部２の軸方向両端部には、外径方向に突出するフランジ部３・３が形成されている。

【0023】

エアーシール部材１には外周面２ａと内周面２ｂとを連通する流路１０・１０・・・が、周方向に八個並んで形成されている。具体的に、外周面２ａには外部に設けられる給気装置から気体が注入される給気孔１１が開口されている。また、内周面２ｂには本体部２の内部で給気孔１１と連通し、給気孔１１から注入された気体が噴出される排気孔１２が開口されている。

【0024】

外周面２ａにおいて、フランジ部３・３の間は給気孔１１・１１・・・を連通する連通路４として構成されている。この連通路４により、例えば給気装置が一つしかなく、気体の給気先が一つしかない場合であっても、給気孔１１及び排気孔１２を複数設ける事ができる。これにより隙間Ｃを流れる空気をムラなく均一に分布させることができ、均一なシール効果が得られる。また、給気孔１１・１１・・・に気体を供給する際の供給経路を共通化することが可能となる。なお、連通路４を本体部２の内部に形成することも可能である。また、連通路４は少なくとも二個の給気孔１１を連通する構成であれば良い。

【0025】

本実施形態に係るエアーシール部材１において、給気孔１１から排気孔１２にかかる流路１０には、気体の流路断面積を小さくする絞り部１３が形成されている。即ち、図２（ｂ）に示す如く、流路１０は給気孔１１、絞り部１３、及び、排気孔１２とで構成されており、排気孔１２は給気孔１１よりも細く（流路断面積が小さく）なるように形成されている。

【0026】

エアーシール部材１の内側には、本実施形態における被シール部材である軸部材Ａが挿通される。本実施形態においては、軸部材Ａの外側面Ｐａが被シール面として用いられる。本実施形態においては図２（ｂ）に示す如く、軸部材Ａの外側面Ｐａと、エアーシール部材１の内周面２ｂとの間に隙間Ｃが形成される。エアーシール部材１においては、この隙間Ｃに、排気孔１２から気体が噴出されることにより、隙間Ｃをシールするのである。

【0027】

本実施形態に係るエアーシール部材１においては図２に示す如く、排気孔１２が軸部材Ａの外側面Ｐａに沿った方向のうち一方向（本実施形態においては軸部材Ａの軸方向のうち一方向）であるシール方向に向かって（内周面２ｂに近接するに従ってシール方向に向かうように）傾斜して設けられている。これにより、排気孔１２から気体がシール方向に噴出される（図５を参照）。

【0028】

次に、図３から図６を用いて、エアーシール部材１におけるシール方法について本願出願人が行ったＣＡＥ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｉｄｅｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）解析について説明する。本明細書において記載する解析は、Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（米国企業）製のＣＡＥソフトウェアである、「ＬＳ‐ＤＹＮＡ（登録商標）」を用いて流体解析を行った。

【0029】

本解析に際し、本願出願人は図３及び図４に示す如く、エアーシール部材１によって形成される気体の流路を半径方向に八分割した解析モデルＭｅを作成した。詳細には、解析モデルＭｅは、エアーシール部材１に形成される流路１０、及び、エアーシール部材１と軸部材Ａとの間の隙間Ｃをモデル化したものである。

【0030】

解析モデルＭｅにおいては、エアーシール部材１の流路１０をモデル化した流路モデル１０ｍを構成した。図４に示す如く、流路モデル１０ｍは、それぞれ給気孔１１、絞り部１３、及び排気孔１２に対応する給気孔モデル１１ｍ、絞り部モデル１３ｍ、及び排気孔モデル１２ｍで構成されている。

【0031】

解析モデルＭｅはエアーシール部材１及び軸部材Ａを八分割したものであるため、図３に示す対称境界面Ｐ１～Ｐ５は、隣接する他の部分との境界面として、境界面に平行な流速をもつ滑り壁境界条件を適用した。また、図３に示す流出口Ｅ１～Ｅ４は開放境界面とした。本実施形態においては特に、シール方向である流出口Ｅ１・Ｅ２が形成されている側を第一流出口、反対方向である流出口Ｅ３・Ｅ４が形成されている側を第二流出口とした。他の面はエアーシール部材１又は軸部材Ａの表面として、境界面の流速が０になる固体壁境界条件を適用した。

【0032】

本解析の解析モデルＭｅにおいて、軸部材Ａの半径（図３中に示すφ／２）は４２ｍｍとした。また、エアーシール部材１の内径は８５ｍｍとした。即ち、エアーシール部材１の内周面２ｂと軸部材Ａの外側面Ｐａとの隙間Ｃを０．５ｍｍとして設定した。エアーシール部材１の軸方向長さＬは４２ｍｍとした。

【0033】

気体は質量密度１．１８４１５ｋｇ／ｍ^３、粘性係数１．８５５０８×１０^－５Ｐａ・秒の空気を用いた。この条件の空気を、流入口Ｅ０から図４中の矢印Ａｉに示す如く０．６２５Ｌ／分で流入させて、流出口Ｅ１～Ｅ４から図４中の矢印Ａｏに示す如く流出する際の流れを解析した。排気孔モデル１２ｍは、流通する気体の流速が５０ｍ／秒となるように直径を０．５ｍｍに設定した。

【0034】

図５は軸部材Ａの外側面Ｐａにおいて、排気孔モデル１２ｍから排出された気体が排出部Ａｓに当たった後で流れる経路である流線Ａｆを表示したものである。図５及び図６に示す如く、本解析における解析モデルＭｅによれば、流線Ａｆは矢印Ｒに示すように排出部Ａｓの周囲を渦巻き状に回転した後に、第一流出口Ｅ１・Ｅ２の側であるシール方向にのみ形成された。

【0035】

次に、図７から図９を用いて、エアーシール部材１におけるシール方法と比較するために本願出願人が行ったＣＡＥ解析について説明する。本解析に際し、本願出願人は図７に示す如く、比較例に係るエアーシール部材によって形成される気体の流路を半径方向に八分割した比較モデルＭｃを作成した。詳細には、比較モデルＭｃは、比較例に係るエアーシール部材に形成される流路、及び、エアーシール部材と軸部材Ａとの間の隙間Ｃを再現したものである。

【0036】

比較モデルＭｃは解析モデルＭｅと同様にエアーシール部材及び軸部材Ａを八分割したものであり、対称境界面Ｐ１１・Ｐ１３ｊ・Ｐ１５、流出口Ｅ１１・Ｅ１２・Ｅ１３・Ｅ１４等の境界条件、及び、その他の解析条件は解析モデルＭｅと同様に構成した。

【0037】

比較モデルＭｃにおいては、エアーシール部材の流路を再現した流路モデル１１０ｍを構成した。図７に示す如く、流路モデル１１０ｍは、一定の径の流路により形成されている。

【0038】

図８及び図９は軸部材Ａの外側面Ｐａにおいて、流路モデル１１０ｍから排出された気体が排出部Ａｓに当たった後で流れる経路である流線Ａｆを表示したものである。図８及び図９に示す如く、本解析における比較モデルＭｃによれば、流線Ａｆは第一流出口Ｅ１１・Ｅ１２の側であるシール方向と、第二流出口Ｅ１３・Ｅ１４の側である反対方向とに形成された。なお、図９において排出部Ａｓの周囲を取り囲むように表示される流線Ａｆは隙間Ｃにおいて形成されているものではなく、図８に示す如く流路モデル１１０ｍに入る前の気体の流れ（エアーシール部材の外側における気体の流れ）を示すものである。

【0039】

上記の如く、比較モデルＭｃにおいて気体は第一流出口Ｅ１１・Ｅ１２と第二流出口Ｅ１３・Ｅ１４との両方に流れたのに対し、本実施形態に係るエアーシール部材１をモデル化した解析モデルＭｅにおいては第一流出口Ｅ１・Ｅ２の側であるシール方向にのみ気体を流すことができた。これは、本実施形態においては絞り部１３で流路断面積を小さくしたことにより気体の流速が高くなったことに起因する。すなわち、流路断面積を小さくする事で５０ｍ／秒という高い流速で気体が排気される。排気孔１２は被シール面である外側面Ｐａに沿った方向に向かって傾斜されるため、シール方向に向かう気流が発生する。高い流速でシール方向の気流が発生すると、シール方向に対する反対方向の気流は低圧となり、シール方向の気流に巻き込まれてシール方向に吸い上げられる。これにより、反対方向の気流発生が抑制されるのである。

【0040】

即ち、エアーシール部材１においては、排気孔１２をシール方向に向かって傾斜して設けるとともに、流路１０の流路断面積を小さくする絞り部１３を形成している。これにより、排気孔１２から排出される気体の流速を高めることが可能となるため、気体をシール方向に噴出することができる。このため、解析モデルＭｅにおいては、シール方向にのみ気体を流すことができたのである。このように、排気孔１２から排出される気体の流速を高めるという観点から、排気孔１２の直径は流通する気体の流速が４０ｍ／秒以上となるように設定することが好ましい。

【0041】

また、排気孔１２を流通する気体の流速をある程度維持するという観点からは、外側面Ｐａと内周面２ｂとの間の隙間Ｃを０．２ｍｍ以上に設定することが好ましい。さらに、エアーシール部材１によるシール性を高めるという観点からは、隙間Ｃを１．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。なお、絞り部１３は流路１０の流路断面積を小さくするものであって、必ずしも本実施形態の如く被シール面に対して傾斜している必要はなく、例えば排気孔１２の孔設方向に対して直角であっても良い。

【0042】

このように、本実施形態に係るエアーシール部材１、及び、エアーシール部材１を用いたエアーシール方法によれば、シール方向と逆の方向への気流を抑制することができる。具体的には排気孔１２からの高い流速の気体がある程度速度を維持したまま隙間Ｃへと流れ込むことで、排気孔１２周辺の静圧が下がり、第二流出口Ｅ１３・Ｅ１４から気体が入り込む。結果として、図５及び図６に示す如く、気体の流線Ａｆは渦巻き状の回転を伴い気体をシール方向のみに流すことが可能となるのである。即ち、エアーシールに用いる気体と第二流出口Ｅ１３・Ｅ１４から入り込んだ気体とでシール機能を発揮することができるため、エアーシール部材１におけるシール性能を向上させることが可能となる。

【0043】

また、本実施形態に係るエアーシール部材１によれば、気体を用いてシールするため、軸部材Ａと接触することがない。このため、エアーシール部材１が摩耗することがなく、摩耗粉による軸部材Ａの焼付きや、粉砕機内部への摩耗粉の混入などの問題が生じることがない。このように、エアーシール部材１においては、軸部材Ａに対して非接触でシールすることにより摩耗粉の発生を防止するとともに、気体によるシール性能を向上させることが可能となるのである。

【0044】

なお、本実施形態においては、エアーシール部材１を円筒形状としているが、エアーシール部材１の形状は本実施形態に限定されず、角筒状、円柱状、直方体等、給気孔１１、絞り部１３、及び、排気孔１２からなる流路１０を形成できる形状であれば採用することが可能である。

【0045】

また、本実施形態において、流路１０はエアーシール部材１を円筒状に形成した後に加工して形成する構成としているが、他の構成で流路１０を構成することもできる。例えば、エアーシール部材１を溝が形成された複数の部材に分割して構成し、これらの部材を組付けた際に溝を流路１０として形成することも可能である。

【0046】

また、本実施形態において用いられる気体は、加圧空気、加圧窒素ガス、炭酸ガス等、流体で高い圧力を出せるものであれば採用することが可能である。特に、動粘性が適切であり、コストで優れ、工場付帯設備のコンプレッサーを流用できるという理由で加圧空気を採用することが好ましい。

【0047】

また、排気孔１２の傾斜角度（内周面２ｂとなす角度）は０～９０度未満で設定することが可能である。排気孔１２の傾斜は軸方向に対して平行に近いほど（０に近いほど）、気体をシール方向に噴出することが可能となる。

【0048】

また、エアーシール部材１では、気体の流路方向において、排気孔１２の長さを絞り部１３の長さよりも短く形成することが好ましい。これにより、気体の流速が早くなる箇所を短くして、粘性抵抗によるエネルギーの損失を低減させることができる。

【0049】

また、本実施形態において、エアーシール部材１によるシール対称である被シール部材は軸部材Ａである。即ち、本体部２が軸部材Ａの半径方向外側を囲む筒状に形成され、軸部材Ａの軸方向の何れか一方がシール方向として構成される。具体的には、流路１０がエアーシール部材１の周方向に並んで形成され、排気孔１２が軸部材Ａの軸方向に傾斜して形成されている。これにより、エアーシール部材１を軸部材Ａのシール部材として使用することができる。

【0050】

本実施形態に係るエアーシール部材１においては、グリス等の潤滑油を使用することがないため、食品・医薬品向けの製造装置等に適用することが可能となる。特に、エアーシール部材１は上記の如く軸部材Ａに適用できるため、粉砕機や攪拌機の回転軸等のシール部材として好適である。

【0051】

次に、図１０を用いて、本実施形態に係るエアーシール部材１について行ったシール性能の評価試験について説明する。図１０に示す如く、本試験においては、エアーシール部材１の内側に円柱状の軸部材Ａ（ステンレス鋼製）を挿通し、エアーシール部材１の上側に粉体ケース２１及び蓋部材２２を配置する。また、軸部材Ａ及びエアーシール部材１の下方には粉体受け部材２３を配置する。

【0052】

そして、粉体ケース２１の内部にシール対象物である粉体Ｐｔを入れ、矢印Ｆの如くエアーシール部材１の流路１０に気体を注入した状態で軸部材Ａを矢印Ｒａの如く回転させて、粉体Ｐｔをシールできるか（粉体受け部２３の内部への粉体Ｐｔの落下を防止できるか）否かを評価した。

【0053】

なお、本試験において、粉体Ｐｔは平均粒径０．２５ｍｍのグラニュー糖を使用した。また、軸部材Ａの外周面とエアーシール部材１の内周面との間隙は０．３ｍｍとした。また、流路１０への気体の給気圧力を０．０２ＭＰａ、流量を１０Ｌ／ｍｉｎとした。また、軸部材Ａは図示しないモータ等の回転駆動機構により、１００ｒｐｍで回転させて試験を行った。

【0054】

本試験においては、２３．５度の温度条件の下で２４時間経過しても、粉体受け部材２３の内部に粉体Ｐｔは落下していなかった。即ち、本試験条件において、エアーシール部材１によれば２４時間経過後もシール漏れが無いことを確認することができた。

【符号の説明】

【0055】

１ エアーシール部材 ２ 本体部
２ａ 外周面（第一面） ２ｂ 内周面（第二面）
３ フランジ部 ４ 連通路
１０ 流路 １０ｍ 流路モデル
１１ 給気孔 １１ｍ 給気孔モデル
１２ 排気孔 １２ｍ 排気孔モデル
１３ 絞り部 １３ｍ 絞り部モデル
２１ 粉体ケース ２２ 蓋部材
２３ 粉体受け部材 Ｐｔ 粉体
１１０ｍ 流路モデル Ａ 軸部材
Ａｆ 流線 Ａｉ 矢印
Ａｏ 矢印 Ａｓ 排出部
Ｃ 隙間 Ｅ０ 流入口
Ｅ１ 第一流出口 Ｅ２ 第一流出口
Ｅ３ 第二流出口 Ｅ４ 第二流出口
Ｅ１１ 第一流出口 Ｅ１２ 第一流出口
Ｅ１３ 第二流出口 Ｅ１４ 第二流出口
Ｍｅ 解析モデル Ｍｃ 比較モデル
Ｌ 部材長さ Ｐａ 外側面
Ｐ 対称境界面 Ｒ 矢印
Ｆ エアー流入方向 Ｒａ 回転方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】