(57)【要約】  【課題】  シートリング１２とケーシング１との間への被密封流体の侵入を防止でき、しかも滅菌、洗浄を容易に行える軸封装置を提供する。  【解決手段】  軸挿通口部２の外側開口端の周囲の外面にシートリング受け面５を形成するとともに、このシートリング受け面５の外周から環状ボス６を軸方向に突設している。シートリング１２がシートリング受け面５上にガスケット１０を介して固定されている。回転軸３に従動リング１３が該回転軸と共に回転しかつシートリング１２の方へ移動付勢するよう保持されている。シートリング１２及び従動リング１３の軸方向に互いに相対向する端面どうしを密接させて密封端面１４を形成している。シートリング１２は、環状ボス６の端面にねじ２１で締め付けられた押さえリング２０でシートリング受け面５へ向けて押え付け固定している。【選択図】      図１
2005172194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの軸挿通口部に挿通された回転軸と、この回転軸と前記ケーシングとの間をシールするメカニカルシールとを備えた軸封装置において、
前記軸挿通口部の外側開口端の周囲の外面にシートリング受け面を形成するとともに、このシートリング受け面の外周から環状ボスを軸方向に突設しており、
前記メカニカルシールが、前記シートリング受け面上にガスケットを介して固定手段により固定されたシートリングと、前記回転軸に該回転軸と共に回転しかつ前記シートリングの方へ移動付勢するよう保持された従動リングとを軸方向に対向させて設けており、前記シートリング及び前記従動リングの軸方向に互いに相対向する端面どうしを密接させて密封端面を形成しており、前記シートリングの固定手段は、前記環状ボスの端面にねじで締め付けられた押さえリングで前記シートリングをシートリング受け面へ向けて押え付けていることを特徴とする、軸封装置。
【請求項２】
前記ガスケットが環状のガスケット本体の両面に同心円環状のリブを形成したヘルールガスケットを使用し、このヘルールガスケットの一方のリブを前記シートリング受け面に環状に設けた環状凹溝に嵌合し、他方のリブを前記シートリングの端面とは反対の背面側に環状に設けた環状凹溝に嵌合している、請求項１記載の軸封装置。
【請求項３】
前記押さえリングの内周と前記シートリングの外周のいずれか一方に回止用凸部を、他方に該回止用凸部が係合する回止用凹部をそれぞれ設けている、請求項１又は２に記載の軸封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品や医薬品等の製造装置等に使用する攪拌機等機器のケーシングに回転軸が挿通された部分を密封する軸封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、食品製造装置としてヨーグルトを攪拌させながらカップに充填するための攪拌機等機器の軸封装置に、図５に示すようにメカニカルシールを採用したものが公知である。そのメカニカルシール３０は、機器のケーシング（缶）３１の軸挿通口部３２に挿通された回転軸３３と、軸挿通口部３２との間に設けられ、ケーシング３１の軸挿通口部３２に固定されたシートリング３４と、回転軸３３に該回転軸３３と共に回転するように保持された従動リング３５とを軸方向に対向させている。シートリング３４と従動リング３５の軸方向に互いに相対向する端面３４ａ，３５ａどうしは密接させて密封端面３６を形成することにより、回転軸３３の回転中にもケーシング３１と回転軸３３との間の軸周隙間を通じてケーシング３１内のヨーグルト等の被密封流体Ｓが大気側Ｔへ漏洩するのを防止している。シートリング３４はこのリング３４の外周と軸挿通口部３２の内周との間に内外のＯリング（ガスケット）３７，３８を介在させて固定されている。従動リング３５はＯリング３９を介して回転軸３３の外周部に、軸方向に移動できるように嵌めてある。この従動リング３５の端面３５ａとは反対側の背面３５ｂにはドライブカラー４０を取り付けている。回転軸３３にはスプリングリテーナ４１をセットスクリュ４２で固定し、このスプリングリテーナ４１とドライブカラー４０との間にはスプリング４３を介在させて従動リング３５をシートリング３４の方へ押し付けてある。また従動リング３５とスプリングリテーナ４１とはドライブピン４４を介してかみ合うようにして、これらの間の相対回転は防止し、従動リング３５の軸方向の移動は可能にしている。
【０００３】
しかるに、ヨーグルト等流体の充填等の製造装置では定期的な滅菌、洗浄が不可欠になっているが、ケーシング３１内に向けて常に露出し接液状態にあるシートリング３４の外周と軸挿通口部３２の内周との間にＯリング（ガスケット）３７を介在させてその間をシールする上記軸封装置では、図６に示すように、Ｏリング３７の内側とシートリング３４の外周部とケーシング３１で囲まれた隙間Ｃにケーシング３１内のヨーグルト等被密封流体Ｓが侵入する。このため、ケーシング３１の内側から滅菌、洗浄する場合、前記隙間Ｃに入り込んだ被密封流体Ｓを完全に滅菌、洗浄することは、Ｏリング３７の内側とシートリング３４の外周部とケーシング３１で囲まれた隙間Ｃが液溜り構造となるため、困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは上記のような食品や医薬品等の製造装置等のメカニカルシールによる軸封装置において、ケーシング側に固定されるシートリング及びガスケットの配置固定方に工夫を凝らすことによりシートリングとケーシングとの間への被密封流体の侵入を防止でき、しかも滅菌、洗浄を容易に行える軸封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ケーシングの軸挿通口部に挿通された回転軸と、この回転軸と前記ケーシングとの間をシールするメカニカルシールとを備えた軸封装置において、前記軸挿通口部の外側開口端の周囲の外面にシートリング受け面を形成するとともに、このシートリング受け面の外周から環状ボスを軸方向に突設しており、前記メカニカルシールが、前記シートリング受け面上にガスケットを介して固定手段により固定されたシートリングと、前記回転軸に該回転軸と共に回転しかつ前記シートリングの方へ移動付勢するよう保持された従動リングとを軸方向に対向させて設けており、前記シートリング及び前記従動リングの軸方向に互いに相対向する端面どうしを密接させて密封端面を形成しており、前記シートリングの固定手段は、前記環状ボスの端面にねじで締め付けられた押さえリングで前記シートリングをシートリング受け面へ向けて押え付けていることに特徴を有するものである。
【０００６】
この場合において、前記ガスケットには環状のガスケット本体の両面に同心円環状のリブを形成したヘルールガスケットを使用し、このヘルールガスケットの一方のリブを前記シートリング受け面に環状に設けた環状凹溝に嵌合し、他方のリブを前記シートリングの端面とは反対の背面側に環状に設けた環状凹溝に嵌合することができる。
また、前記押さえリングの内周と前記シートリングの外周との間においてそのいずれか一方に回止用凸部を、他方に該回止用凸部が係合する回止用凹部をそれぞれ設けることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の上記構成の軸封装置によれば、ケーシングの軸挿通口部の外側開口端の周囲の外面にシートリング受け面を形成し、このシートリング受け面上にシートリングをガスケットを介して固定してあるので、シートリングとシートリング受け面との間にケーシング内の被密封流体が侵入するのを防止でき、ケーシングの内側からメカニカルシールと回転軸との間を容易に滅菌、洗浄することができる。
【０００８】
シートリングとシートリング受け面との間に介在するガスケットとしてはヘルールガスケットを用いると、軸封装置を分解し滅菌を行うときも脱着が容易に行え、またシールの安定性を確保できる。
【０００９】
押さえリングの内周とシートリングの外周のいずれか一方に回止用凸部を設け、この回止用凸部を他方に設けた回止用凹部に係合すると、押さえリングによりシートリングが回転するのを防止できる。したがって、従動リングの回転に伴ってシートリングが連れ回りすることによりシートリングがガスケットとの接触面間で摩擦を起こし、摩擦熱でガスケットが熱劣化するのを防止できる。このため、押さえリングはシートリングの固定機能と該シートリングの回止め機能を兼備し、この兼備性により部材点数並びに組立て工数の減少を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好適な実施形態を図面に基づき説明する。図１は一実施例の軸封装置の半欠截断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は図１の軸封装置に用いたヘルールガスケットの断面図である。
【００１１】
図１は、食品や医薬品の製造装置の攪拌機等機器に設置した軸封装置を示すものである。図１において、軸封装置は、ケーシング（缶）１の開口部に環形状のアダプタ７を取り付け、このアダプタ７の内径部の軸挿通口部２に挿通された回転軸３と、この回転軸３とケーシング１との間をシールするメカニカルシール４とを備える。
【００１２】
ケーシング１はアダプタ７の軸挿通口部２の外側開口端の周囲の外面にシートリング受け面５を形成するとともに、このシートリング受け面５の外周から環状ボス６を軸方向外方に突設している。これらシートリング受け面５及び環状ボス６はケーシング１とは別体に形成されて該ケーシング１に取り付けられたアダプタ７に加工する以外に、図４に示すように、アダプタ７を省略し、ケーシング１自体に軸挿通口部２を開口し、この軸挿通口部２の外側開口端の周囲の外面にシートリング受け面５を形成するとともに、このシートリング受け面５の外周から環状ボス６を軸方向外方に突設することもできる。
【００１３】
メカニカルシール４は、アダプタ７のシートリング受け面５上にガスケット１０を介して固定手段１１により固定された炭化ケイ素製などのシートリング１２と、回転軸３に該回転軸３と共に回転しかつシートリング１２の方へ移動付勢された炭化ケイ素製などの従動リング１３を軸方向に相対向させて設けている。シートリング１２及び従動リング１３の軸方向に互いに相対向する端面１２ａ，１３ａどうしは密接させて密封端面１４を形成し、ケーシング１内のヨーグルト等の被密封流体Ｓがケーシング１と回転軸３との間の軸周隙間を通じて大気側Ｔへ漏洩するのを防止する。
【００１４】
ガスケット１０にはフッ素ゴム単一材、シリコーンゴム単一材、あるいはシリコーンゴムの外面にフッ素ゴムを被覆した複合材等よりなるヘルールガスケット１５を使用する。このヘルールガスケット１５は、図３に示すように、環状のガスケット本体１５ａの両面に同心円環状のリブ１６，１７を形成して、一方のリブ１６をシートリング受け面５に環状に設けた環状凹溝１８に嵌合し、他方のリブ１７をシートリング１２の端面１２ａとは反対の背面１２ｂ側に環状に設けた環状凹溝１９に嵌合する。このようにガスケット１０としてヘルールガスケット１５を用いると、リブ１６，１７をシートリング受け面５の環状凹溝１８及びシートリング１２の環状凹溝１９に嵌合させることによりシートリング受け面５及びシートリング１２に対する位置決めが容易に行えるため、軸封装置を分解し滅菌を行うときも脱着が容易に行え、またシートリング受け面５とシートリング１２との間のシールの安定性を確保できて有利である。しかし、ガスケット１０としては、そのほかに、リブ１６，１７を有しない断面矩形の平板形状のものを用いることもできる。いずれにしても、ガスケット１０（１５）の内径Ｄはアダプタ７の内径Ｄ１、シートリング１２の内径Ｄ２と同一か略同一に設定している。
【００１５】
シートリング１２の固定手段１１には、図１、図２に示すように、ステンレス製などの押さえリング２０を用意し、この押さえリング２０を環状ボス６の端面６ａにねじ２１で締め付け、環状ボス６の端面６ａから環状ボス６内方へ突出する押さえリング２０の内径部２０ａをシートリング１２の外周に設けた段部２２に当接し、ねじ２１による締付け圧でシートリング１２をシートリング受け面５へ向けて押え付けて固定する。
【００１６】
従動リング１３の回転に伴ってシートリング１２が連れ回りすると、シートリング１２がガスケット１０との接触面間で摩擦を起こし、摩擦熱でガスケット１０が熱劣化を来たすので、これを防止するためにシートリング１２の回転を防止する必要がある。このシートリング１２の回転を防止する手段には、シートリング１２を固定するための押さえリング２０を兼用する。そのために、押さえリング２０の内周とシートリング１２の段部２２と交わる外周との間において、押さえリング２０の内周一部に回止用凸部９を設け、シートリング１２の外周一部に回止用凸部９が係合する回止用凹部２９を設けて、シートリング１２の回り止めを講じる。ただし、それとは反対に、シートリング１２の外周一部に回止用凸部９を、押さえリング２０の内周一部に回止用凹部２９を設けるものであってもよい。
【００１７】
機器の振動やシートリング１２の端面１２ａ、従動リング１３の端面１３ａの摩耗等に遭遇しても常にシートリング１２と従動リング１３の端面１２ａ，１３ａ同士の密接状態が維持されるように、従動リング１３の端面１３ａとは反対側の背面１３ｂ側に配設されたスプリング２３により従動リング１３がシートリング１２へ軸方向に常に押し付けられている。詳しくは、従動リング１３はフッ素ゴム製などのＯリング２４を介して回転軸３の外周部に、軸方向に移動できるように嵌めてある。この従動リング１３はＯリング２４によって緩衝的に支持されており、回転軸３には接触させない。回転軸３には環状のストッパーリング２５をセットスクリュ２６で固定し、このストッパーリング２５と従動リング１３との間にはスプリング２３を介在させて従動リング１３をシートリング１２へ押し付けてある。ストッパーリング２５とＯリング２４との間にはカラー５０を介在させている。また従動リング１３とストッパーリング２５とは、従動リング１３の外周に設けた噛合歯１３ｃとストッパーリング２５に設けた噛合歯２５ｃとをかみ合わせることによって、これらの間の相対回転は防止し、従動リング１３の軸方向の移動は可能にしている。
【００１８】
上記のようにメカニカルシール４の組み込み後、シールボックス２７が従動リング１３及びストッパーリング２５の外周を覆うようケーシング１にボルト２９等で取り付けられるが、その際、シールボックス２７の内周と回転軸３との間には、ストッパーリング２５の背面２５ａ側においてグランドシールあるいはオイルシールによるシール手段２８を介在させて、メカニカルシール４以外に、Ｏリング２４によるシールと共に二重・三重にシールしてシール効果を高めることもできる。また、シールボックス２７の内周と回転軸３との間には、シール手段２８に代えてベアリングを設けること、あるいはシール手段２８とベアリングを併設することもできる。
【００１９】
アダプタ７の軸挿通口部２の内側開口端の内周には軸挿通口部２からケーシング１の内方に向けて拡開するテーパ８を形成して、ケーシング１の内側から洗浄液が回転軸３とテクニカルシール４の内周との間の隙間に進入し易くしている。また、従動リング１３の端面１３ａ寄り側の内周、シートリング１２の内周、及び軸挿通口部２の内周のそれぞれと対向する回転軸３の領域３ａの軸径は他よりも径小に形成することによって、ケーシング１の内側から洗浄液が軸挿通口部２の内周、シートリング１２の内周、及び従動リング１３の端面１３ａ寄り側の内周と、回転軸３との間の隙間の最奥部にあるＯリング２４に達するまで進入し易くしている。
【００２０】
上記構成の軸封装置では、ケーシング１における軸挿通口部２の外側開口端の周囲の外面に形成したシートリング受け面５上にシートリング１２をガスケット１０を介して固定してあり、つまり、シートリング１２はケーシング１内の被密封流体Ｓと常に接触するのを避けるようケーシング１の外側に設けたシートリング受け面５上にガスケット１０を介して配置固定してあるので、シートリング１２とシートリング受け面５との間にケーシング１内の被密封流体Ｓが侵入するのをよく防止できる。
また、ケーシング１の内側から洗浄ノズル等により洗浄液をメカニカルシール４の内周と回転軸３との間の隙間に噴射させるなどして酸・アルカリ洗浄や温水洗浄を行うときも、シートリング１２とシートリング受け面５との間を被密封流体Ｓが侵入することのないようにガスケット１０でシールして図５のような隙間Ｃの無いシール方式を採っているので、洗浄を容易に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の軸封装置は、滅菌、洗浄が不可欠になっている食品や医薬品等の製造装置等に使用する攪拌機等機器の軸封装置として利用価値大である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例の軸封装置の半欠截断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１の軸封装置に用いたヘルールガスケットの断面図である。
【図４】他の実施例の軸封装置の半欠截断面図である。
【図５】従来例の軸封装置の断面図である。
【図６】図５中におけるＢ部分の拡大図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ケーシング
２  軸挿通口部
３  回転軸
４  メカニカルシール
５  シートリング受け面
６  環状ボス
９  回止用凸部
１０  ガスケット
１１  固定手段
１２  シートリング
１３  従動リング
１４  密封端面
１５  ヘルールガスケット
１５ａ  ガスケット本体
１６，１７  リブ
１８  シートリング受け面の環状凹溝
１９  シートリングの環状凹溝
２０  押さえリング
２１  ねじ
２９  回止用凹部
Ｓ  被密封流体
Ｔ  大気側
【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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