(57)【要約】【課題】            従来、主として粉体を処理対象とする回転機構を有する機械にあって、機械内部へ、軸封材の欠損や摩損等によって生じる異物の混入を防止する機構、軸封構造は特に存在していなかったという点である。【解決手段】        側面カバーを貫通してケーシング内に挿通された回転軸に前記側面カバーの部分で軸封材を配した回転軸の軸封構造において、前記軸封材にケーシング側で隣接させた軸封環を備え、その軸封環に負圧空間を設けるとともに、この負圧空間に通じる気体の流入口及び流出口を側面カバーに形成し、かつ、回転軸とケーシングとの間にはケーシング内から気体を吸引できる微少な空隙が形成されていることとする。【選択図】          図１
2008051160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面カバーを貫通してケーシング内に挿通された回転軸に前記側面カバーの部分で軸封材を配した回転軸の軸封構造において、前記軸封材にケーシング側で隣接させた軸封環を備え、その軸封環に負圧空間を設けるとともに、この負圧空間に通じる気体の流入口及び流出口を側面カバーに形成し、かつ、回転軸とケーシングとの間にはケーシング内から気体を吸引できる微少な空隙が形成されていることを特徴とする回転軸の軸封構造。
【請求項２】
前記軸封環はステンレス等の金属または樹脂で形成され、前記した負圧空間を環状とするとともにその環状の負圧空間を形成する内側環と外側環が完全に隔てられないように部分的に支持材がない構造としてあることを特徴とする請求項１に記載の回転軸の軸封構造。
【請求項３】
前記した側面カバーに形成された気体の流入口と流出口は外部の誘引管で連結され、循環回路となっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転軸の軸封構造。
【請求項４】
前記した循環回路中にはフィルタエレメント及び真空エジェクタを設けてあることを特徴とする請求項３に記載の回転軸の軸封構造。
【請求項５】
前記した循環回路中には絞り弁を設け、前記した軸封環の負圧空間の真空度の調整を可能としてあることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の回転軸の軸封構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転軸の軸封構造に関し、主としてロータリーバルブ、ベーンフィーダ、スクリューフィーダ、粉砕機等の粉体を対象とした回転機構を有する機器の回転軸の軸封構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、図３乃至図７として示すような軸封構造が知られている。図３はロータリーバルブ（ベーンフィーダ）を例として軸封部の位置を示しており、１は本体のケーシングを示し、２はそのケーシング１の側面を閉塞する側面カバーを示している。この側面カバー２を貫通して回転軸３がケーシング１内に挿通され、そのケーシング１内で回転軸３には回転羽根（ベーン）４、４‥が備えられ、ケーシング１の上方の投入口から投入された粉体が前記回転羽根（ベーン）４、４‥によって下方の排出口より排出される構成とされている。
【０００３】
また、図中５は回転軸３の回転を補助するベアリング、６が回転軸３を気密とする軸封材であり、７はこの軸封材６を支持する押え部材で、ビスによって側面カバー２に固着されている。
【０００４】
この軸封材６には従来より種々の構成のものが知られており、図４として示すのは繊維を編み込んで形成したグランドパッキンの場合を示し、これを四段重ねとしたもので、ごく一般的なものである。また、図５として示す場合は前記したグランドパッキンに代えて、オイルシール８を多段に重ね、ケーシング側をフッ素樹脂の一つであるポリテトラフルオロエチレン（登録商標テフロン、デュポン社）製のリング９（以下、テフロンリングという）で封じる構成である。
【０００５】
ここで、前記した図４、図５として示す軸封構造にあっては、軸封材６としてのグランドパッキンの欠損や摩損が発生すると、その滓がケーシング１内、即ち機械内部に侵入し、処理対象物である粉体に混入する可能性を防ぐことができない。これは、図５の構成とした場合でも同様である。
【０００６】
さらに、図６として示す場合は前記した図３の構成となるグランドパッキンによる軸封材６の間に軸封環１０を挟持介在させ、その軸封環１０に対して、圧縮空気供給口１１の先端を向け、外部から圧縮空気を送る機構である。この機構によると、軸封環１０に供給される圧縮空気によって軸封環１０の内部を正圧に保ち、機械内部から軸封部６への処理対象物となる粉体の侵入は防げるが、軸封材６の欠損、摩損による滓が機械内部へ侵入することを防ぐことはできず、逆に助長してしまう欠点がある。これは図７に示すように、軸封材６としてのグランドパッキンをオイルシール８及びテフロンリング９に置換した場合でも同様となる。
【０００７】
さらに、近時、製品としてあるいは原料としての粉体に異物が混入することを防止する需要は特に高まっており、医薬や食品産業をはじめ、ファインケミカル、電子製品の業界にあっても、新素材によるフィルムや半導体、電子部品等に関連する製品への異物混入防止は絶対条件とされている。
【特許文献１】出願人にあって、本発明の先行技術の調査を行なったが、格別に関連すると思われる文献は発見できなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、主として粉体を処理対象とする回転機構を有する機械にあって、機械内部へ、軸封材の欠損や摩損等によって生じる異物の混入を防止する機構、軸封構造は特に存在していなかったという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した問題点を解決するために、本発明に係る回転軸の軸封構造は側面カバーを貫通してケーシング内に挿通された回転軸に前記側面カバーの部分で軸封材を配した回転軸の軸封構造において、前記軸封材にケーシング側で隣接させた軸封環を備え、その軸封環に負圧空間を設けるとともに、この負圧空間に通じる気体の流入口及び流出口を側面カバーに形成し、かつ、回転軸とケーシングとの間にはケーシング内から気体を吸引できる微少な空隙が形成されていることを特徴とし、前記軸封環はステンレス等の金属または樹脂で形成され、前記した負圧空間を環状とするとともにその環状の負圧空間を形成する内側環と外側環が完全に隔てられないように部分的に支持材がない構造としてあることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明に係る回転軸の軸封構造は前記した側面カバーに形成された気体の流入口と流出口は外部の誘引管で連結され、循環回路となっていることを特徴とし、前記した循環回路中にはフィルタエレメント及び真空エジェクタを設けてあることを特徴とし、前記した循環回路中には絞り弁を設け、前記した軸封環の負圧空間の真空度の調整を可能としてあることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る回転軸の軸封構造は上記のように構成されている。そのため、常に軸封環部分に負圧がかかり、外方へ気流を排出しているため、軸封材の欠損、摩損等によって生じる異物は機械内部へ侵入することがなく、確実に外部へ排出され、処理対象となる粉体に異物が混入してしまう虞が一切なくなる。
【００１２】
また、軸封環部分に供給される気流も前記した排気を濾過して清浄化したものとなっているので、循環させて利用することで常に清浄なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図面として示す実施例のように構成することで実現した。
【実施例１】
【００１４】
次に、本発明の好ましい実施の一例を図１乃至図２を参照して説明する。図１は本発明を実施した回転軸の軸封構造を示す図、図２は同じく軸封環の拡大正面図である。尚、従来例と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００１５】
この図１、図２はロータリーバルブ（ベーンフィーダ）に実施した例を示すもので、側面カバー２内にあって軸封材６（８）を押え部材７で回転軸３に装備させている。この軸封材６（８）の機械内部側に隣接させて軸封環１０が備えられ、この軸封環１０は回転軸３と軸封材６（８）と側面カバー２に形成された段部２ｂ間で挟圧保持されることで数１００μｍの微少な隙間をもって配備されている。
【００１６】
本実施例にあって軸封環１０はステンレス等の金属で形成された断面がＨ状のものとなっており、この内側環と外側環が完全に隔てられない目的で図２に示すように部分的に支持材１０ａがない構造とされている。
【００１７】
また、側面カバー２には前記した軸封環１０に対応した位置に気体の流入口２０及び、内部を通過した気体が排出される流出口２１が形成されている。さらには、側面カバー２の機械側の壁面には回転軸３部分を中心とし、内面をテーパ状とした四穴状の凹部２ａが形成され、この凹部２ａを介し、機械内部と軸封環１０と回転軸３との間に形成される隙間とを連通する気体の流路が図中一点鎖線矢印で示すように形成される。ここで、前記凹部２ａはその形状によって機械内部の気体（空気）の流れを集中する効果を果たすこととなる。
【００１８】
前記した流出口２１は誘引管２２によってフィルタエレメント２３と連接されている。このフィルタエレメント２３の下部には捕集された固体（異物）を取り出すための排出弁２４と、その排出弁２４の開放により、前記固体（異物）が収容される捕集容器２５が設けられている。
【００１９】
また、前記したフィルタエレメント２３は誘引管２６によって真空エジェクタ２７と連接されている。この真空エジェクタ２７にはＯＮ／ＯＦＦ弁２８とその一次側に接続された減圧弁２９を介して清浄圧縮空気３０が供給される。この構成にあって真空エジェクタ２７を通過した気流の下側が大気に開放排気され、これによって気流中の下方に沈んだ微細な塵埃の類は回路中から外気へ排出されることとなり、真空エジェクタ２７を通過した気体の一部は誘引管３１を通り、絞り弁３２を経て、流入口２０へ流入する構造とされている。即ち、気体は流入口２０から軸封環１０の部分を通り、再び循環してくる回路が形成されている。尚、３３は真空計であり、流入口２０に設けられている。
【００２０】
本実施例に係る回転軸の軸封構造は上記のように構成されている。ここで、その作用を説明すると、まず、清浄圧縮空気３０は、例えば圧力約０．４ＭＰａ、流量１００リットル／ｍｉｎの状態で減圧弁２９により、真空エジェクタ２７の使用に合わせ、０．２ＭＰａ等適当な圧力に予め減圧調整され、ＯＮ／ＯＦＦ弁２８をＯＮ（開）として真空エジェクタ２７へ清浄圧縮空気の供給を開始する。
【００２１】
この清浄圧縮空気の供給が開始されると、誘引管２６内は負圧となり、この誘引管２６を介して前記した約１００リットル／ｍｉｎの気体の吸引作用が開始される。真空エジェクタ２７に供給された清浄圧縮空気は誘引管２６で吸引された気体と真空エジェクタ２７内で合流し、約２２０リットル／ｍｉｎの割合で排気される。
【００２２】
真空エジェクタ２７の吸引作用によってフィルタエレメント２３、誘引管２２を介して軸封環１０の内部は約−１０ＫＰａ程度の負圧状態となる。軸封環１０の内部がこの負圧状態になると、図中一点鎖線矢印で示すように、凹部２ａから機械内部の空気が約４５リットル／ｍｉｎの量で流れる。つまり、機械の内部から軸封環１０へ向う連続した気流が得られることとなる。この気流によって軸封環１０側に異物があったとしても決して機械内部には流入してしまうことがない構造となる。
【００２３】
また、流出口２１から吸引される気体（空気）の一部、約７５リットル／ｍｉｎは流入口２０から吸引流入される。この流入される気体は清浄であることが絶対条件であるので、誘引管３１を介して真空エジェクタ２７からの排気の一部が使用される。ここで軸封環１０の内部の負圧（真空度）は真空計３３を見ながら絞り弁３２を操作することで任意に調整設定することができる。
【００２４】
この絞り弁３２を絞り方向に操作すると、軸封環１０の内部における負圧絶対値は小さくなって、機械内部から凹部２ａを通り、軸封環１０内に流入する気体量が減少することとなる。この場合、同時に流入口２０から軸封環１０へ流入する気体量は増加する。
【００２５】
また、軸封材６（８）は回転軸３と摺接する構造となっているため、その接触部分が摩損、欠損する可能性があり、それによって生じた異物が機械内部に侵入することは、機械内部からの一点鎖線矢印で示す気流によって未然にかつ完璧に防止することができる。
【００２６】
そして、前記した異物は流出口２１へ吸引される気流に乗り、誘引管２２を通ってフィルタエレメント２３で捕集され、排出弁２４を開くことで捕集容器２５に回収され、廃棄してしまうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る回転軸の軸封構造の実施例は上記のように構成されている。段落００２０以降で述べた気圧や気体流量の数値はあくまでも一例であって、目的、必要性に応じ自在に変更設定することができる。また、軸封環１０の形態も断面がＨ状のものに限らず、環を三枚以上としたり、必要に応じ内側環と外側環を連結する連結部の位置を変更すること等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を実施した回転軸の軸封構造を示す図である。
【図２】軸封環の拡大正面図である。
【図３】軸封部の位置を示す従来例の図である。
【図４】従来例としてグランドパッキンを用いた図である。
【図５】従来例としてオイルシールを用いた図である。
【図６】従来例としてグランドパッキンと軸封環を用いた図である。
【図７】従来例としてオイルシールと軸封環を用いた図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    ケーシング
２    側面カバー
２ａ  凹部
２ｂ  段部
３    回転軸
４    回転羽根
５    ベアリング
６    軸封材
７    押え部材
８    オイルシール
９    テフロンリング
１０  軸封環
１１  圧縮空気供給口
２０  流入口
２１  流出口
２２  誘引管
２３  フィルタエレメント
２４  排出弁
２５  捕集容器
２６  誘引管
２７  真空エジェクタ
２８  ＯＮ／ＯＦＦ弁
２９  減圧弁
３０  清浄圧縮空気
３１  誘引管
３２  絞り弁
３３  真空計
【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】
2008051160.tif 000008
【図７】
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