(57)【要約】【課題】軸に対するグランドパッキンの圧接力を強くしてシール性を向上させること。【解決手段】スタフィングボックス２内にグランドパッキン３を嵌挿し、押さえ部材４によりグランドパッキン３を上から押圧して変形させることで軸８をシールする部品の取付構造であって、押さえ部材４の加圧部４３には軸８と対向する面に傾斜面４３ａを形成した。これにより、押さえ部材４がグランドパッキン３を押圧する押圧力は、押さえ部材４の鉛直下方だけでなく傾斜面４３ａから軸８に向けて斜めにも働くことになる。よって、グランドパッキ３ンが変形した際に軸８に及ぼす圧接力が大きくなるため、軸８とグランドパッキン３とのシール性が向上し、軸８部分からのガスや液体の漏れを抑えることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品の軸が貫通するスタフィングボックスと、軸と前記スタフィングボックスの間に嵌装されるグランドパッキンと、前記グランドパッキンを押圧して軸をシールする押さえ部材から構成される部品の取付構造であって、前記押さえ部材は、前記スタフィングボックスと締結される締結部と、軸が挿通する軸挿通孔と、前記締結部から前記軸挿通孔周囲に延設され前記グランドパッキンと当接する加圧部からなり、前記加圧部は軸に対向する面に傾斜面を有することを特徴とする部品の取付構造。
【請求項２】
部品の軸が貫通するスタフィングボックスと、軸と前記スタフィングボックスの間に嵌装されるグランドパッキンと、前記グランドパッキンを押圧して軸をシールする押さえ部材を有する部品の取付構造であって、前記グランドパッキンと前記押さえ部材の間に介挿される加圧部材を備え、前記加圧部材は軸に対向する面に傾斜面を有することを特徴とする部品の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器に部品を取り付ける際の取付構造に関し、特に棒状の軸を有する部品をスタフィングボックスを用いて取り付ける構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、撹拌軸や回転軸などの部品を容器に取り付ける手段として、スタフィングボックスを用いた軸封装置がある。この軸封装置では、スタフィングボックス内にグランドパッキンを嵌挿して、押さえ部材によりグランドパッキンを上から押さえつけた際の押圧力でパッキンを変形させ、軸をシールするようになっている。
【０００３】
なお、グランドパッキンは複数個用いられるのが一般的であるが、押さえ部材側から受ける押圧力は各グランドパッキングに対して均一にはならず、押さえ部材からの距離が遠くなるほど減衰する。すると、下方のパッキンでは軸とのシール性が低下するため、シール性が不安定となるおそれがある。そこで、スタフィングボックス内のシール性を向上させるために種々の方法が考え出されている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、スタフィングボックスの内面をテーパ形状とすることで、スタフィングボックス下部のグランドパッキンの締め付け力を増大させるようにしている。これにより、全体としてグランドパッキンの押圧力が均一になり、その結果シール性が向上するのである。
【０００５】
また、特許文献２では、グランドパッキンの幅をスタフィングボックスの挿入径よりも大きくすることで、グランドパッキンを挿入した時点で径方向への圧接力を発生させるようにしている。これにより、押さえ部材による締め付けを行った後における径方向の圧接力が十分に大きなものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平５−１７２７１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３６９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような軸封装置において、グランドパッキンは、軸と当接する内周およびスタフィングボックスと当接する外周へ圧接力が働くことでシールするようになっているが、シール性がより重要となるのは軸とグランドパッキン内周との当接面である。特に、回転軸や撹拌軸のように軸が摺動するような部品の場合、軸とグランドパッキンとの当接面から容器内部のガスや液体が漏れ易くなる傾向がある。そのため、軸とグランドパッキンとのシールを強化する必要がある。
【０００８】
しかしながら従来の構造では、グランドパッキンの内周と外周からは圧接力が等しく働いているため、外周の圧接力が十分であっても内周の圧接力が不十分となるおそれがある。内周の圧接力を上げるには、押さえ部材の押圧力を大きくしたり、グランドパッキンの幅を大きいものにするなどの対策が考えられるものの、押圧力は内周と外周の両方に分散してしまうため、押圧力を加えた割には内周のシール性を向上させることができない。また、グランドパッキンの幅を大きくするとスタフィングボックスへ装着する作業効率も悪くなってしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためのもので、軸に対するグランドパッキンの圧接力を強くしてシール性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、部品の軸が貫通するスタフィングボックスと、軸と前記スタフィングボックスの間に嵌装されるグランドパッキンと、前記グランドパッキンを押圧して軸をシールする押さえ部材から構成される部品の取付構造であって、前記押さえ部材は、前記スタフィングボックスと締結される締結部と、軸が挿通する軸挿通孔と、前記締結部から前記軸挿通孔周囲に延設され前記グランドパッキンと当接する加圧部からなり、前記加圧部は軸に対向する面に傾斜面を有することを特徴とする部品の取付構造である。
【００１１】
また、部品の軸が貫通するスタフィングボックスと、軸と前記スタフィングボックスの間に嵌装されるグランドパッキンと、前記グランドパッキンを押圧して軸をシールする押さえ部材を有する部品の取付構造であって、前記グランドパッキンと前記押さえ部材の間に介挿される加圧部材を備え、前記加圧部材は軸に対向する面に傾斜面を有することを特徴とする部品の取付構造である。
【発明の効果】
【００１２】
上述のように構成することにより、押さえ部材を締め付ける際に加えた押圧力がグランドパッキンを軸側に圧接する方向に大きく働くため、軸に対するグランドパッキンの圧接力が強くなり、軸とグランドパッキンとのシール性が向上するので軸部分からのガスや液体の漏れを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１における部品の取付構造の構成図である。
【図２】本発明の実施例１において部品を取り付けた状態を示した図である。
【図３】本発明の実施例１におけるグランドパッキンの圧接力Ｐを示す図である。
【図４】本発明の実施例２における部品の取付構造の構成図である。
【図５】本発明の実施例２において部品を取り付けた状態を示した図である。
【図６】本発明の実施例２におけるグランドパッキンの圧接力Ｐを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用効果を示して簡単に説明する。
【００１５】
本発明は、スタフィングボックス内にグランドパッキンを嵌挿し、押さえ部材によりグランドパッキンを上から押圧して変形させることで軸をシールする部品の取付構造であって、押さえ部材の加圧部には軸と対向する面に傾斜面を形成している。
【００１６】
これにより、押さえ部材がグランドパッキンを押圧する押圧力は、押さえ部材の鉛直下方だけでなく傾斜面から軸に向けて斜めにも働くことになる。この斜めに働く押圧力により、グランドパッキンが変形した際に軸に及ぼす圧接力が大きくなるため、軸とグランドパッキンとのシール性が向上し、軸部分からのガスや液体の漏れを抑えることができる。
【００１７】
また、押さえ部材とグランドパッキンとの間に加圧部材を介在させ、この加圧部材の軸と対向する面に傾斜面を形成する。押さえ部材を締結した際に加えられる押圧力は、加圧部材に伝わり、加圧部材の鉛直下方だけでなく傾斜面から軸に向けて斜めにも働くことになる。この斜めに働く押圧力により、グランドパッキンが軸に及ぼす圧接力が大きくなるため、軸とグランドパッキンとのシール性が向上し、軸部分からのガスや液体の漏れを抑えることができる。
【実施例１】
【００１８】
以下本発明の一実施例としての部品の取付構造を図面により説明する。
【００１９】
図１は、実施例１における部品の取付構造の構成図である。取付具１は、スタフィングボックス２、グランドパッキン３、押さえ部材４、スタフィングボックス２と押さえ部材４とを締結するボルト５から構成されている。なお、この取付具１は、部品を取り付ける機器の外装７に溶接などにより固定されており、機器の外装７には部品の軸８を挿入する挿入孔７１が形成されている。
【００２０】
スタフィングボックス２は、内部にグランドパッキン３が嵌挿されるスタフィングボックス本体２１と、スタフィングボックス本体２１の上端から外周方向に延設されたフランジ部２２とから構成される。そして、スタフィングボックス本体２１の底部には、部品の軸８が挿通される軸挿通孔２３が形成され、また、フランジ部２２にはボルト５を挿通するボルト挿通孔２４が軸を挟んだ対角線上に複数形成されている。
【００２１】
グランドパッキン３は、膨張黒鉛などからなるリング形状の弾性体であって、部品の軸８とスタフィングボックス本体２１との間に形成される空間Ｓ内に複数個嵌挿されており、３ａはグランドパッキン３の軸８と対向する面（内周面）を示し、３ｂはスタフィングボックス本体２１と対向する面（外周面）を示している。また、グランドパッキン３を空間Ｓ内に嵌挿する際の作業性を考慮し、グランドパッキン３の幅ｄは空間Ｓの幅Ｄよりも若干小さくなるように設定されている。そのため、空間Ｓ内に嵌挿された状態ではグランドパッキン３はスタフィングボックス本体２１の内壁面や軸８とは圧接されていないが、スタフィングボックス２に押さえ部材４を締結した際の押圧力により押し潰されて変形し、スタフィングボックス２と軸８との間をシールするようになっている。
【００２２】
押さえ部材４は、スタフィングボックス２のフランジ部２２と当接する締結部４１と、部品の軸８が挿通される軸挿通孔４２と、締結部４１の底面から軸挿通孔４２の周囲に延設された加圧部４３とから構成される。締結部４１には、スタフィングボックス２のボルト挿通孔２４と対をなすボルト挿通孔４４が形成され、この一対のボルト挿通孔２４、４４にボルト５を通してスタフィングボックス２に押さえ部材４を締結することで、押さえ部材４の加圧部４３がスタフィングボックス本体２１の空間Ｓ内に入り込み、グランドパッキン３に押圧力を加えるようになっている。
【００２３】
そして、加圧部４３は、軸８と対向する内壁面の一部に傾斜面４３ａが形成されている。そのため、押さえ部材４をスタフィングボックス２に締結した際の押圧力は、加圧部４３の底面４３ｂからグランドパッキン３に対して鉛直下方に働くとともに、傾斜面４３ａからは軸８方向に向けて斜めに働くことになる。
【００２４】
図２は、スタフィングボックス２に押さえ部材４を締結して部品を取り付けた状態を示している。まず、スタフィングボックス本体２１にグランドパッキン３を嵌挿し、この上に押さえ部材４を載置した後、押さえ部材４とスタフィングボックス２のボルト挿通孔２４、４４にボルト５を通してスタフィングボックス２と押さえ部材４とを締結すると、締結した際に加わる押圧力によりグランドパッキン３が押し潰されて変形する。これにより、グランドパッキン３が空間Ｓの隙間を埋め、スタフィングボックス２と軸８との間がシールされる。
【００２５】
このとき、グランドパッキン３には、図中矢印で示すように加圧部４３の底面４３ｂから鉛直下方に対して押圧力が働くと同時に、傾斜面４３ａから軸８の方向に斜めの押圧力が働く。つまり、斜めの押圧力はグランドパッキン３の内周面３ａが軸８を圧接する圧接力を強める方向に働くことになる。図３ではこの圧接力の大きさを示しているが、圧接力Ｐはグランドパッキンの外周面３ｂに比べて内周面３ａが大きくなっており、グランドパッキン３と軸８とのシール性が向上することがわかる。
【００２６】
ところで、このような部品の取付構造においては、グランドパッキン３の内周面３ａと軸８とのシールが重要となる。特に、回転軸や撹拌軸のように摺動する軸の場合、摺動により軸８とグランドパッキン３との間に振動や摩擦による力が加わることになり、グランドパッキンの内周面３ａと軸８とのシール性が低下するおそれがあるため、グランドパッキン３の内周面３ａには外周面３ｂより大きな圧接力が必要とされる。しかしながら従来の取付構造では、グランドパッキン３の内周面３ａと外周面３ｂからは圧接力が等しく働いていたため、外周面３ｂの圧接力が十分であっても内周面３ａの圧接力が不十分となる場合があった。そこで、本発明のように加圧部４３に傾斜面４３ａを設け、軸８に対して斜めの押圧力が加わるようにすることで、従来は内周面３ａと外周面３ｂから等しく働いていた圧接力を、内周面３ａ側に働く割合を大きくすることができる。これにより、グランドパッキンの内周面３ａと軸８との圧接力を強めてシール性の低下を抑えることができるのである。
【００２７】
なお、本取付構造において機器に取り付けられる部品とは、棒状の軸を有する部品全般が対象となる。そのため、撹拌軸や回転軸のように摺動する軸を有する部品に限らず、例えばシース熱電対やシーズヒータのように、シースと呼ばれる棒状の金属パイプ内に電気素子を挿入した電気部品等も含まれる。
【実施例２】
【００２８】
次に、本発明の実施例２について、図４から図６を用いて説明する。なお、実施例１と同じ構成部品には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００２９】
図４は、実施例２における部品の取付構造の構成図である。押さえ部材４は、スタフィングボックス２のフランジ部２２と当接する締結部４１と、部品の軸８が挿通される軸挿通孔４２を有しており、締結部４１には、スタフィングボックス２のボルト挿通孔２４と対をなすボルト挿通孔４４が形成されている。
【００３０】
また、押さえ部材４とグランドパッキン３の間には加圧部材６が介挿されており、一対のボルト挿通孔２４、４４にボルト５を通してスタフィングボックス２に押さえ部材４を締結することで、加圧部材６がスタフィングボックス本体２１の空間Ｓ内に入り込み、グランドパッキン３に押圧力を加えるようになっている。
【００３１】
この加圧部材６は、中央に部品の軸８が挿通する軸挿通孔６１を備えたリング形状をなし、軸８と対向する内壁面の一部に傾斜面６ａが形成されている。そのため、押さえ部材４をスタフィングボックス２に締結した際の押圧力は、加圧部材６の底面６ｂからグランドパッキン３に対して鉛直下方に働くとともに、傾斜面６ａからは軸８の方向に向けて斜めに働くことになる。
【００３２】
図５は、スタフィングボックス２に押さえ部材４を締結して部品を取り付けた状態を示している。まず、スタフィングボックス本体２１にグランドパッキン３を嵌挿し、この上に加圧部材６を載置する。さらに上から押さえ部材４を載置した後、押さえ部材４とスタフィングボックス２のボルト挿通孔２４、４４にボルト５を通してスタフィングボックス２と押さえ部材４とを締結すると、締結した際に加わる押圧力によりグランドパッキン３が押し潰されて変形する。これにより、グランドパッキン３が空間Ｓの隙間を埋め、スタフィングボックス２と軸８との間がシールされる。
【００３３】
このとき、グランドパッキン３には、図中矢印で示すように加圧部材６の底面６ｂから鉛直下方に押圧力が働くと同時に、傾斜面６ａから軸８の方向に斜めに押圧力が働く。つまり、斜めの押圧力はグランドパッキン３の内周面３ａが軸８を圧接する圧接力を強める方向に働くことになる。図６ではこの圧接力の大きさを示しているが、圧接力Ｐはグランドパッキンの外周面３ｂに比べて内周面３ａが大きくなることがわかる。
【００３４】
このように、加圧部材６に傾斜面６ａを設け、軸８に対して斜めの押圧力が加わるようにすることで、グランドパッキン３を変形させる押圧力のうち内周面３ａに働く割合を大きくすることができるので、グランドパッキンの内周面３ａと軸８との圧接力を強めてシール性の低下を抑えることができるのである。
【符号の説明】
【００３５】
２      スタフィングボックス
３      グランドパッキン
４      押さえ部材
４１    締結部
４２    軸挿通孔
４３    加圧部
４３ａ  傾斜面
６      加圧部材
６ａ    傾斜面
８      軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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