(57)【要約】【課題】混練終了時の清掃の際に、環状ポケット部に溜まった材料を簡単に外部に排出することができるメカニカルシールを提供すること。【解決手段】ケーシング５１の側壁５２側に配設した、外端面２１を摺接面とする円筒状のパッキン２と、付勢手段３５によってパッキン２側に付勢され、かつ、軸部５４と一体に回転するように配設した、内端面３１をパッキン２に摺接する摺接面とする円筒状のパッキン受け部材３とからなる、ケーシング５１の側壁５２を貫通してケーシング５１外に突出するように配設した軸部５４のメカニカルシールにおいて、パッキン受け部材３を、付勢手段３５の付勢力に抗してパッキン２から離間させる離間機構４を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの側壁側に配設した、外端面を摺接面とする円筒状のパッキンと、付勢手段によって前記パッキン側に付勢され、かつ、軸部と一体に回転するように配設した、内端面を前記パッキンに摺接する摺接面とする円筒状のパッキン受け部材とからなる、ケーシングの側壁を貫通してケーシング外に突出するように配設した軸部のメカニカルシールにおいて、前記パッキン受け部材を、前記付勢手段の付勢力に抗して前記パッキンから離間させる離間機構を備えたことを特徴とするメカニカルシール。
【請求項２】
離間機構を、パッキン受け部材のフランジ部の内側に当接し、パッキン受け部材を軸部の軸方向外側に移動させる当接片と、該当接片を中間位置に取り付け、一端をケーシングの側壁に揺動可能に取り付け、他端を操作部とした操作アームとから構成したことを特徴とする請求項１記載のメカニカルシール。
【請求項３】
操作アームの操作部を、カム部材により揺動操作するようにしたことを特徴とする請求項２記載のメカニカルシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸部のメカニカルシールに関し、特に、混練装置等におけるケーシングの側壁を貫通してケーシング外に突出するように配設した軸部のメカニカルシールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から汎用されている混練装置５０は、図８〜図９に示すように、混練材料を収容する混練槽（以下、「ケーシング５１」という。）と、ケーシング５１の側壁５２を貫通するロータ駆動軸部５４を両端に備えたケーシング５１内で混練材料を混練するようにしたロータＲと、加圧蓋５５とからその主要部が構成されている。
そして、この混練装置５０は、混練材料の混練に際して、加圧蓋５５を開放して混練材料をケーシング５１内に投入した後、加圧蓋５５を下ろし、ロータ駆動軸部５４に連結したモータ等の駆動手段によりロータＲを回転駆動することにより混練材料の混練を行うものである。
【０００３】
ところで、この混練装置５０においては、ケーシング５１の側壁５２を貫通してケーシング５１外に突出するように配設したロータ駆動軸部５４のシールを行うために、メカニカルシール６０を設けるようにしていた。
【０００４】
このメカニカルシール６０は、側壁５２のロータ駆動軸部５４の貫通位置に設けた受け部材５３に取り付けたパッキンガイド６６に対し、パッキン６１を配設したパッキン押え６２をボルト６３を介して固定するようにしていた。
そして、このメカニカルシール６０は、ナット６４を締め付けることによって、ばね６５の付勢力によってパッキン押え６２を押圧して、パッキン６１の外周面をパッキンガイド６６の内周面に摺接させながら、パッキン６１の端面をロータＲの鍔部Ｒ１の端面のウェアリングプレートＰ（パッキン受け部材）に押し当てることにより、ケーシング５１内で混練される混練材料が外部に漏出することを防止するようにしている。
【０００５】
ところで、混練時には、ロータ駆動軸部５４は、負荷によりたわみを生じ、ロータＲの鍔部Ｒ１に振れが生じるが、従来のメカニカルシール６０では、パッキン６１をロータＲの鍔部Ｒ１の端面に押し付けてシールを行っていることから、パッキン６１とロータＲの鍔部Ｒ１の端面との摺接面に混練材料が入り込むという問題があった。
そして、摺接面に混練材料が入り込むと、入り込んだ材料によって摺接面が開口したままとなって連続的に材料が漏洩したり、入り込んだ材料が再びケーシング５１内に戻ってコンタミネーションとなるという問題があった。
この問題点に対処するため、パッキン６１の摺接面に作用する面圧を高くすることが考えられるが、これによって、パッキン６１の摩耗が激しくなり、摩耗紛が発生し易く、また、パッキン６１の寿命が低下するという新たな問題が生じることになる。
【０００６】
ところで、本件出願人は、上記問題点に対処するため、摺接面に入り込んだ材料が再びケーシング５１内に戻ることなく外部へ排出されるようにしたメカニカルシールを提案した（特許文献１参照）。
【０００７】
図１０に示すように、このメカニカルシール８は、ケーシング５１の側壁５２を貫通してケーシング５１外に突出するように配設したロータ駆動軸部５４をシールするためのメカニカルシールで、ケーシング５１の側壁５２側に配設した、外端面２１を摺接面とする円筒状のパッキン２と、付勢手段３５によってパッキン２側に付勢され、かつ、ロータ駆動軸部５４と一体に回転するように配設した、内端面３１をパッキン２に摺接する摺接面とする円筒状のパッキン受け部材３とから構成されている。
【０００８】
パッキン２は、軸受部５６側の外端面２１を摺接面とする円筒状のものからなり、ロータ駆動軸部５４に形成された大径部５７に外嵌する状態で、外周面の凸部２５を押さえつけるようにして固定リング２２によりケーシング側壁５２に固定されている。
パッキン２の内周面は、ケーシング５１側は大径部５７との隙間を可及的に少なくするように構成した内側部２４と、外端面２１側には大径部５７と一定の隙間を有する環状ポケット２３ａを構成する外側部２３が形成されている。
大径部５７と内側部２４との隙間は、その構造上なくすことは不可能であり、混練作業が開始された後、大径部５７と内側部２４との微小隙間から混練材料が漏出することとなる。
しかしながら、外端面２１側に形成した環状ポケット２３ａが漏出した混練材料の溜まり部分となって一旦ケーシング５１から漏出した材料はケーシング５内に逆流することが有効に防止されている。
【０００９】
パッキン受け部材３は、ケーシング５１側となる内端面３１を摺接面とする円筒状のものからなり、内周部にＯリング３２を介装して、ロータ駆動軸部５４に当接され、大径部５７のテーパ部５７Ａに外嵌されている。
【００１０】
パッキン受け部材３の軸受部５６側の外端面３３は、フランジ部３４として形成されており、フランジ部３４の内周部の４個所がばね等からなる付勢手段３５によりパッキン２側に押圧されている。
【００１１】
この付勢手段３５は、フランジ部３４を貫通し、ロータ駆動軸部５４の大径部５７に螺合しているボルト３６に介装されており、ボルト３６に螺合しているナット３７を締め付けて外側からフランジ部３４を押圧することにより、パッキン受け部材３をパッキン２側に付勢するとともに、フランジ部３４の内周部とロータ駆動軸部５４の外周部との間に隙間を形成してパッキン受け部材３が傾動できるように構成している。
【００１２】
ロータ駆動軸部５４と共回りするこのパッキン受け部材３は、ロータ駆動軸部５４のテーパ部５７Ａと付勢手段３５とによって調芯性を持ち、その摺接面（内端面３１）と、パッキン２の摺接面（外端面２１）とは、ロータ駆動軸部５４の大径部５７の外周で対面接触するように構成されるから、ロータ駆動軸部５４に負荷によりたわみが生じても、常に平行な接触状態を維持できるため材料漏れが生じにくい。このため、無用に面圧を高くする必要がなく、パッキンの寿命を長く保持することができるようにしている。
【００１３】
ところで、このメカニカルシール８は、混練終了時の清掃の際、パッキン２とパッキン受け部材３とが接触した状態のままで、ロータ駆動軸部５４を回転させると、環状ポケット２３ａに溜まった材料が紙縒り状になって排出されるが、環状ポケット２３ａに溜まった材料を完全に排出することは困難で、環状ポケット２３ａに溜まった材料を完全に排出するためには、装置を分解する必要があり、清掃に多大な手数を有するといった問題があった。
【特許文献１】特開２００６−７０９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑み、混練終了時の清掃の際に、環状ポケット部に溜まった材料を簡単に外部に排出することができるメカニカルシールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明のメカニカルシールは、ケーシングの側壁側に配設した、外端面を摺接面とする円筒状のパッキンと、付勢手段によって前記パッキン側に付勢され、かつ、軸部と一体に回転するように配設した、内端面を前記パッキンに摺接する摺接面とする円筒状のパッキン受け部材とからなる、ケーシングの側壁を貫通してケーシング外に突出するように配設した軸部のメカニカルシールにおいて、前記パッキン受け部材を、前記付勢手段の付勢力に抗して前記パッキンから離間させる離間機構を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この場合において、離間機構を、パッキン受け部材のフランジ部の内側に当接し、パッキン受け部材を軸部の軸方向外側に移動させる当接片と、該当接片を中間位置に取り付け、一端をケーシングの側壁に揺動可能に取り付け、他端を操作部とした操作アームとから構成することができる。
【００１７】
また、操作アームの操作部を、カム部材により揺動操作するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のメカニカルシールによれば、パッキン受け部材を、付勢手段の付勢力に抗してパッキンから離間させる離間機構を備えることにより、混練終了時の清掃の際、離間機構によってパッキンとパッキン受け部材との間に隙間を設け、環状ポケット部に溜まった材料を簡単に外部に排出することができる。
【００１９】
また、離間機構を、パッキン受け部材のフランジ部の内側に当接し、パッキン受け部材を軸部の軸方向外側に移動させる当接片と、該当接片を中間位置に取り付け、一端をケーシングの側壁に揺動可能に取り付け、他端を操作部とした操作アームとから構成することにより、操作アームを揺動操作することにより、てこの原理で当接片がパッキン受け部材を押圧して軸部の軸方向外側に移動させ、パッキン受け部材をパッキンから離間させ、パッキン受け部材とパッキンとの摺接面を開放することができる。
【００２０】
また、操作アームの操作部を、カム部材により揺動操作するようにすることにより、カム部材を回転させることによって、操作アームの操作部を揺動操作し、パッキン受け部材をパッキンから離間させ、パッキン受け部材とパッキンとの摺接面を開放することができる。この場合、カム部材の偏芯量によってパッキン受け部材とパッキンとの隙間が決定され、常に材料排出に適した隙間とすることができる。さらに、カム部材を回転させるだけで簡単にパッキン受け部材をパッキンから離間させることができることから、短時間で確実な清掃作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明のメカニカルシールの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１〜図５に、本発明のメカニカルシール１を、混練装置１０に適用した一実施例を示す。
なお、このメカニカルシール１及び混練装置１０において、従来例で説明した内容と同様の構成については、同じ符号を記すことによりその説明を省略する。
【００２３】
このメカニカルシール１は、ケーシング５１の側壁５２を貫通してケーシング５１外に突出するように配設したロータ駆動軸部５４をシールするためのメカニカルシールで、ケーシング５１の側壁５２側に配設した、外端面２１を摺接面とする円筒状のパッキン２と、付勢手段３５によってパッキン２側に付勢され、かつ、ロータ駆動軸部５４と一体に回転するように配設した、内端面３１をパッキン２に摺接する摺接面とする円筒状のパッキン受け部材３と、このパッキン受け部材３を、付勢手段３５の付勢力に抗してパッキン２から離間させる離間機構４とから構成されている。
【００２４】
パッキン２とパッキン受け部材３とは、従来の混練装置１０と同様の構成でありその説明を省略する。
【００２５】
離間機構４は、本実施例においては、パッキン受け部材３のフランジ部３４の内側３４ａに当接し、パッキン受け部材３をロータ駆動軸部５４の軸方向外側に移動させる当接片４０と、この当接片４０を中間位置に取り付け、一端４１ａをケーシング５１の側壁５２に揺動可能に取り付け、他端４１ｂを操作部とした操作アーム４１とから構成するようにしている。
なお、離間機構４は、パッキン受け部材３をパッキン２から離間させてパッキン受け部材３とパッキン２との間に略均一な隙間を生じさせるようにするものであれば、特にその構成は限定されず、例えば、図７に示す変形実施例に示すように、軸受部５６の内側に突設した円筒状のねじ部材５６ａに螺合するように配設した袋ナット形状の操作筒部４４を回動操作することによって、パッキン受け部材３をロータ駆動軸部５４の軸方向外側に移動させるように構成することもできる。この場合、パッキン受け部材３と操作筒部４４の間にベアリング部材４５を介在させることにより、操作筒部４４の回動操作を円滑に行うことができる。そして、図７に示す離間機構４は、パッキン受け部材３等を含むロータ駆動軸部５４の外周が、軸受部５６の内側に突設した円筒状のねじ部材５６ａ及び操作筒部４４によってカバーされるため、外観をスッキリしたものにすることができるとともに、パッキン受け部材３等を含むロータ駆動軸部５４に埃等が付着することを防止できる。
【００２６】
図３に示すように、当接片４０は、操作アーム４１の中央付近にボルト等の締結手段によって取り付けるようにする。
この当接片４０は、回動するパッキン受け部材３に形成したフランジ部３４の内側３４ａとの接触によって摩耗等による劣化を防止するため操作アーム４１に対して回転することができるようにローラとすることが好ましい。
【００２７】
操作アーム４１の一端４１ａは、ケーシング側壁５２にヒンジ４２を介して揺動自在に取り付ける。
また、操作アーム４１の他端４１ｂは、操作機構９によってロータ駆動軸部５４の軸方向に移動するようにしている。
【００２８】
操作アーム４１は、図３に示すように、ケーシング側壁５２とヒンジ４２を介して揺動自在に取り付ける一端４１ａを２個所にし、他端４１ｂを１個所とした平面視コ字状とすることができるほか、図６に示すように、棒状に形成し、他端４１ｂそれぞれにカム部材部分９０ａに当接するバー４３を配設するようにしても構わない。
【００２９】
操作機構９は、特にその構成を限定されず、シリンダ等の押圧手段を用いることができるほか、図５に示すようにカム部材９０を利用することができる。
【００３０】
カム部材９０は、操作アーム４１の他端４１ｂから延設するバー４３と当接するカム部材部分９０ａと、このカム部材部分９０ａと軸芯をずらし、レンチ等によって回動させることができる回動部分９０ｂとからなり、回動部分９０ｂの軸芯と同芯となるようにピン９１を挿入口９０ｃに緩挿し、ピン９１をフランジ９３の穴９３ｂに挿入してボルト９２によって固着するようにしている。
なお、図６に示すように、操作アーム４１を平面視コ字状に形成しない場合には、カム部材９０を連結バー９５によって連結し、何れかのカム部材９０を回動させることによって両方の操作アーム４１、４１が揺動するようにすることが好ましい。
【００３１】
フランジ９３は、ケーシング５１の側壁５２の開口部５２ａの下部にボルト等の固定手段９４によって固定するもので、この際、フランジ９３に長穴９３ａを設け、図４（ａ）に示すように、長穴９３ａを介してフランジ９３を取り付けることによってフランジ９３のロータ駆動軸部５４方向への位置決めを容易に行うことができるようにする。
これによって、パッキン２の摩耗によるパッキン受け部材３のロータ駆動軸部５４方向の位置ズレに対してカム部材９０の位置を容易に対応させることができる。
なお、フランジ９３に長穴９３ａを設けずに、カム部材９０のピン９１が緩挿される穴９３ｂをロータ駆動軸部５４の軸方向に長溝とすることによって、同様にカム部材９０の位置を容易に対応させることもできる。
【００３２】
上記構成において、混練材料の混練終了時の清掃の際、図５（ａ）、（ｃ）に示す位置にあるパッキン２とパッキン受け部材３とに対して、カム部材９０を矢符Ｚ方向に回動させる。
カム部材９０のカム部材部分９０ａが、図５（ｂ）に示す位置となることによって、操作アーム４１はその一端４１ａを中心に揺動し、当接片４０が矢符Ｗ方向に移動する。
これによって、パッキン受け部材３の外端面に形成したフランジ部３４の内側３４ａが当接片４０に押圧され、パッキン受け部材３全体がパッキン２からＬだけ離間し、隙間Ｓが形成される（図５（ｄ））。
【００３３】
そして、ロータ駆動軸部５４を回転させると、環状ポケット２３ａに溜まった材料が環状ポケット２３ａ内を紙縒り状となって移動し、該紙縒り状の材料自体が当該部分を清掃しながら隙間Ｓから外部に排出されるが、このとき、隙間Ｓが存在することによって、ケーシング５１側に材料が逆流することなく、隙間Ｓが存在する開放側に向かって材料の排出が促進され、材料の排出を円滑かつ確実に行うことができる。
なお、必要に応じて、適宜の清掃具を隙間Ｓから環状ポケット２３ａに挿入することにより、当該部分を清掃するようにすることもできる。
これにより、混練材料を変更する場合でも、材料がコンタミネーションとなることを確実に防止することができる。
【００３４】
以上、本発明のメカニカルシールについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば、加圧蓋を用いないオープンタイプの混練装置にも適用するとことができる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のメカニカルシールは、混練終了時の清掃の際に、環状ポケット部に溜まった材料を簡単に外部に排出することができるという特性を有していることから、混練材料を頻繁に変更する混練装置や高品質の混練材料を取り扱う混練装置に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のメカニカルシールの一実施例を用いた混練装置を示す断面図である。
【図２】同メカニカルシールを示す断面図である。
【図３】同メカニカルシールに使用する離間機構を示す正面図である。
【図４】同メカニカルシールに使用する離間機構の操作機構を示し、（ａ）は図３のＸ−Ｘ矢視図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。
【図５】同メカニカルシールに使用する離間機構の作動説明図で、（ａ）は通常状態を、（ｂ）は離間状態を、（ｃ）は（ａ）のＡ部拡大図を、（ｄ）は（ｂ）のＢ部拡大図を示す。
【図６】同メカニカルシールに使用する他の離間機構を示す正面図である。
【図７】同メカニカルシールに使用する他の離間機構を示す断面図である。
【図８】従来のメカニカルシールの要部を示す断面図である。
【図９】従来の混練装置の正面断面図である。
【図１０】従来の他のメカニカルシールの要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      メカニカルシール
２      パッキン
２１    外端面
２２    固定リング
２３    外側部
２３ａ  環状ポケット
２４    内側部
３      パッキン受け部材
３１    内端面
３２    Ｏリング
３３    外端面（軸受部側）
３４    フランジ部
３４ａ  フランジ部の内側
３５    付勢手段
４      離間機構
４０    当接片
４１    操作アーム
４４    操作筒部
５２    ケーシング側壁
５４    ロータ駆動軸部（軸部）
５６    軸受部
５７    大径部
９      操作機構
９０    カム部材
１０    混練装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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