(57)【要約】【課題】シール性能の高いシールリングを提供する。【解決手段】例えば、ギヤポンプ又は押出機の回転軸１２方向への未加硫ゴムの漏洩を防止する複数（４個）のシールリング２０ａ〜２０ｄからなるシール手段２０であって、前記シールリングは、隣接するシールリングとの間に０．０３mm以下の微小間隔を隔てて、前記回転軸１２に沿ってその外方に順に配置されている。前記回転軸１２は段差を有し、前記シールリングの内径は前記段差に対応してその内径が回転軸の外側に配置されるシールリングほど小径に形成されている。加圧された未加硫ゴムはシールリング間の間隙および各シールリングと前記段差部と間隙による流動抵抗によりその流動がブロックされる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出装置の回転軸方向への流体の漏洩を防止するシール手段であって、
前記シール手段は、吐出装置の吐出機構から外側に向かって小径となるよう段差が設けられた回転軸の径に対応した内径を備え、回転軸に対し互いに所定の微小間隔を隔てて配置された複数のシールリングで構成されていることを特徴とするシール手段。
【請求項２】
請求項１に記載されたシール手段において、
前記複数のシールリングは前記回転軸の回りで独立して回転可能に配置されていると共に、前記回転軸の段差側面と所定の微小間隔を隔てて配置されていることを特徴とするシール手段。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたシール手段において、
前記所定の微小間隙は、０．０３ｍｍ以下であることを特徴とするシール手段。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載されたシール手段において、
前記複数のシールリングを互いに押し当てる手段を備えたことを特徴とするシール手段。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載されたシール手段において、
前記流体は未加硫ゴムであることを特徴とするシール手段。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載されたシール手段を備えた吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギアポンプやゴム押出機等のような吐出装置において、その回転軸方向への流体の漏洩を防止する複数段のシールリングかなるシール手段及び該シール手段を備えた吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
未加硫したゴム等のような強粘性の材料を押し出すギアポンプや、押出機の先端に直接ギヤポンプを取り付けてゴム等をギヤポンプで定量吐出してダイスから押し出して成形する押出機においては、ギヤポンプ内に充填されたゴム等の材料が外部に漏れ出さないように、回転軸には各種のシール手段が施されている。
このような、ギヤポンプに用いるシール手段としては、図３に模式的に示すように種々のものが知られている。
即ち、（１）弾性体でできたシールを回転軸の周りに密封状に配置したＯ−リングを用いるもの（具体例としては、例えば特許文献１参照）、（２）同様にギヤモータに用いた回転軸の周りにオイルシールなどの弾性体を密封状に配置したもの（同、特許文献２参照）、（３）回転軸の周りに非弾性体を密封状に配置し金属の弾性を利用したメタルシール、（４）ラビリンスシール（同、特許文献３参照）等が知られている。
【０００３】
しかしながら、これらの従来のシール手段では、未加硫ゴムなどの強粘性流体を、例えばギアポンプで吐出しようとすると、これらのシールと回転軸収容部外壁との間の物理的隙間から、ゴム等の一部が漏れ出すことは避けられず、そのため漏れ出したゴム等でギヤポンプの軸受が破損するという問題がある。
【０００４】
そこで、粘性の強いゴム等の搬送装置において、この装置の上から見た縦断面図である図４に示すように、歯車の軸の歯車側軸端部分１１２ａ，１１２ｂと１１３ａ，１１３ｂの内部に螺旋状に形成された戻し送り管路１２０，１２１，１２２，１２３を備え、これにより軸端部部分１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１３ｂと封隙板１０３、１０５の間の間隙内に侵入した加圧ゴム材料を、再び搬送機構１０２、１０３の歯車間の作動空域内に送り戻すようにしたものが知られている（特許文献４参照）。
【０００５】
この装置では、漏洩したゴムが軸受を損傷することを防止するため、戻し送り管路の送り効率が十分でなく、材料がこの間隙内に侵入した場合には、漏洩したゴム材料を戻し管路１２０，１２１，１２２，１２３の端部と軸受１０８，１０９，１１０，１１１との間に形成された収容室１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃで捕集して、導出管路１１６，１１７から装置外に導出する必要がある。そのため、歯車の回転軸に螺旋状の戻し送り通路や別途前記収容室や収容室から外部への導出管路を設けなければならないため、装置が複雑化しコストも掛かるという問題がある。
【特許文献１】特開平１１−６２８５２号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４３５９号公報
【特許文献３】特開平１０−４７２６０号公報
【特許文献４】特開平５−３４０３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来のギアポンプ等の吐出装置におけるシール漏れの問題を解決すべくなされたものであって、その目的は、ギアポンプ等の吐出装置においてゴム材等の加圧流体がシール手段から漏洩するのを完全に防止して、漏洩した前記流体による吐出装置の軸受の破損等を無くすことである。      
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、吐出装置の回転軸方向への流体の漏洩を防止するシール手段であって、前記シール手段は、吐出装置の吐出機構から外側に向かって小径となるよう段差が設けられた回転軸の径に対応した内径を備え、回転軸に対し互いに所定の微小間隔を隔てて配置された複数のシールリングで構成されていることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載されたシール手段において、前記複数のシールリングは前記回転軸の回りで独立して回転可能に配置されていると共に、前記回転軸の段差側面と所定の微小間隔を隔てて配置されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載されたシール手段において、前記所定の微小間隙は、０．０３ｍｍ以下であることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１ないし３の何れかに記載されたシール手段において、前記複数のシールリングを互いに押し当てる手段を備えたことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載されたシール手段において、前記流体は未加硫ゴムであることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載されたシール手段を備えた吐出装置である。
【０００８】
（作用）  ギヤポンプなどの吐出装置の回転軸に装着したシールリング間の間隙を好ましくは0．０３ｍｍ以下である所定の微小間隔にすることで、加圧された未加硫ゴムのような加圧流体がシールリング間に流入しても通り抜けできなくすることができる。
とくに、吐出装置の回転軸に段差を設け、かつこれに対応して定量吐出装置の吐出機構から外側つまり軸受けに向かって、シールリングの内径を回転軸の段差に対応して小径に形成することで、仮に吐出機構に近いシールリング間に加圧流体が流入したとしても、その流入により次段のシールリング間隔は狭まり加圧流体の流入を確実に阻止できると共に、回転軸の段差側面と次段のシールリングの円周面との間の微小隙間により、加圧流体の漏洩をより確実に防止する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、吐出機構から漏れ出した加圧流体が、複数のシールリングが回転軸に沿ってシール区域内に進入しても、シールリング間は加圧流体が通り抜けることができない好ましくは０．０３ｍｍ以下の微小間隔に形成されているから、漏洩を完全に遮断することができベアリングを損傷する等のトラブルを生じることがない。  また、シール手段が回転軸の段差に応じた異なる内径を有する複数段のシールリングで構成されているため、回転軸の段差側面と次段のシールリングの円周面との間の好ましくは０．０３ｍｍ以下の微小隙間により、確実に加圧流体の漏洩が防止できる。
更に、要求されるシール性能及びコストの面から最適な回転軸の段差及びそれに対応したシールリングの段数を設定することができ、コストを最低にしつつ完全なシール性能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係るシール手段の１実施の形態を図面を参照して説明する。  図１は本実施の形態に係るシール手段を備えた定量吐出装置であるギヤポンプの断面図である。  ギヤポンプ１は、定量吐出機構を構成する歯車１０と、歯車１０と一体に連結された回転軸１２と、回転軸１２を支承するためハウジング１６に取り付けられた軸受（ベアリング）１４と、前記歯車１０と軸受１４間に設けられ、ギヤポンプから回転軸１２上にゴムが流出するのを阻止するための多段のシールリングで構成されたシール手段２０と、シール手段２０と軸受１２との間で回転軸１２上に配置され、複数段のシールリングの最も外側のシールリング端側面に係合してシールリング同士を互いに押し当てるため、ギアポンプハウジング１６の軸孔１９に嵌合させたカラー１８とからなっている。      
【００１１】
図１Ｂは、図１のシールリング２０の一部（円内）を拡大して示した断面図であって、各シールリング２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、それぞれ回転軸１２の段差１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対応して、歯車１０から外側に向かって順にその内径が小さくなるように形成されている。各シールリング２０の内径をこのように装置外側に配置するもの程小さくすることで、各シールリング２０と回転軸１２の段差部との間でシールを構成することができる。また、この構成では、回転軸１２は歯車１０側に近い部分程軸径が太くなっているため、回転軸に大きなトルクが作用する部分を補強でき、結果的に大きなトルクを伝達することができるとう利点がある。
【００１２】
ここで、経験上、加圧された未加硫ゴムは、各シールリング２０間の間隙が０．０３ｍｍ以下になるとその間隙を通過できないことが分かっているので、前記微小間隔は０．０３ｍｍ以下にすることが好ましい。
【００１３】
図２は、図１に示すシール手段２０の一部を拡大して示した断面図である。
シール手段２０は、ここでは３段のシールリング２０ａ〜２０ｃを有するものとして示されている。即ち、各シールリング２０ａ〜２０ｃは、回転軸１２と同心状に配置され、かつ吐出機構を構成する歯車１０の回転軸１２の段差２０ａ〜２０ｂに対応させて、その内径は軸受方向に向かって順次小径になるようにし、かつその外径は互いに等しい形状に形成されている。
【００１４】
第１〜３のシールリング２０ａ〜２０ｃは、互いに例えば０．０３mｍ以下の微小な隙間で配置されていると共に、回転軸１２の各段差１２ａ、１２ｂに対しても同様の微小な間隙で密接配置されている。また、カラー１８（図１）でシールリング２０ｃの外周を前記歯車１０の方向に押圧する構成とすることで、各シールリング２０ａ〜２０ｃ同士及び各シールリング２０ａ〜２０ｃと回転軸１２の段差部１２ａ、１２ｂとの隙間も確実に前記微小な間隙状態に保持することができる。
【００１５】
以上の構成になるシール手段を備えたギヤポンプにおいて、加圧された未加硫ゴムの一部がギアポンプの回転軸１２に沿って流れ出し、第１のシールリング２０ａと回転軸１２の間を通り抜け、更に、シール手段２０の第１のシールリング２０ａと第２のシールリング２０ｂ間の前記微小間隙を無理に押し開きその中に流入すると、この未加硫ゴムの流入により第２のシールリング２０ｂと第３のシールリング２０ｃとの間隙はゴムの流入圧力で強く加圧されて閉鎖される。
【００１６】
また、第１のシールリング２０ａと回転軸１２の間を通り抜けた未加硫ゴムが更に外方、つまり軸受側に侵入するためには、第２のシールリング２０ｂと回転軸の段差１２ａとの隙間を通らなければならず、この部分も前述のように０．０３mm以下の微小な間隙に保持されているから、通り抜けることができない。また、仮に、漏洩があったとしても、未加硫ゴムが第２のシールリング２０ｂと回転軸１２の段差１２ａとの間の隙間を、自身の圧力即ち自身に作用するギヤポンプの吐出圧力で塞ぐため、第３のシールリング２０ｃを越えて流出することはない。また、それでも漏洩が生じる場合は、必要に応じて回転軸の段差及びシールリング２０の段数を増やすことも可能であるから、流入した未加硫ゴムがこの微小な間隙からなる通路を通り抜けて軸受側に流動するのは完全に防止される。
【００１７】
このように、本実施の形態に係るシール手段では、各シールリング間の間隙をそもそも加圧ゴムが通過できない微小な寸法に設定しており、前記未加硫ゴムがこれらの隙間を通して外に漏洩することはないが、万一シールリングの一部を無理に通過しても、ゴムは、自らの圧力でシールリング間を閉塞して後続のゴムの侵入を完全に遮断する作用を有し、従来のように、ギヤポンプの回転軸１２方向に漏れ出してベアリング１４を損傷させる等の問題が生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のシール手段を適用したギヤポンプの縦断面図である。
【図２】シール手段の拡大断面図である。
【図３】従来のシール手段を示す断面図である。
【図４】従来の加圧搬送装置を上から見た縦断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１・・・ギヤポンプ、１０・・・ギヤポンプの歯車、１１・・・フィードロール、１２・・・ギヤポンプの回転軸、１２ａ〜１２ｃ・・・回転軸の段部、１４・・・ベアリング、１６・・・ギヤポンプハウジング、１８・・・カラー、１９・・・軸孔、２０・・・シール手段。２０ａ〜２０ｄ・・・シールリング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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