(57)【要約】【課題】回転軸に使用されるグランドパッキンの長寿命化を図ることができる回転軸の軸封構造を提供する。【解決手段】グランドパッキン２から流体の上流側に向かってグランドパッキン２に隣接する固定環収容ケーシング３と固定環Ａ４と回転環５と固定環Ｂ６とパッキン引き上げケーシング７とをそれぞれ順に有し、固定環Ａ４、回転環５および固定環Ｂ６をパッキン引き上げケーシング７に押圧するためのコイルスプリング８が固定環収容ケーシング３と固定環Ａ４との間に配設され、固定環収容ケーシング３と固定環Ａ４および固定環Ｂ６との間にそれぞれシールパッキン９が配設され、回転環５が固定環Ａ４および固定環Ｂ６と摺動可能に回転軸１に固定され、グランドパッキン２と固定環収容ケーシング３と固定環Ａ４と回転環５と固定環Ｂ６とがパッキン引き上げケーシング７とパッキン押え１１とによって挟持されていることを特徴とする。【選択図】図１
0003216619.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の表面にグランドパッキンを摺動させて回転軸を軸封させる構造であって、
グランドパッキンから流体の上流側に向かって当該グランドパッキンに隣接する固定環収容ケーシングと固定環Ａと回転環と固定環Ｂとパッキン引き上げケーシングとをそれぞれ順に有し、
固定環Ａ、回転環および固定環Ｂをパッキン引き上げケーシングに押圧するためのコイルスプリングが固定環収容ケーシングと固定環Ａとの間に配設され、
固定環収容ケーシングと固定環Ａおよび固定環Ｂとの間にそれぞれシールパッキンが配設され、
回転環が固定環Ａおよび固定環Ｂと摺動可能に回転軸に固定され、
グランドパッキンと固定環収容ケーシングと固定環Ａと回転環と固定環Ｂとがパッキン引き上げケーシングとパッキン押えとによって挟持されていること
を特徴とする回転軸の軸封構造。
【請求項２】
回転環の円周面に回転環を回転軸に押圧するためのリング状スプリングが配設されている請求項１に記載の回転軸の軸封構造。
【請求項３】
固定環Ｂとパッキン引き上げケーシングとの間に固定環Ｂに押圧を付与するための流体圧力伝達用空間が配設されている請求項１または２に記載の回転軸の軸封構造。
【請求項４】
固定環収容ケーシング内にガスを導入するためのパージ孔がパッキン引き上げケーシングおよび固定環収容ケーシングに連通して形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の回転軸の軸封構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、回転軸の軸封構造に関する。さらに詳しくは、本考案は、回転軸に使用されるグランドパッキンの長寿命化を図ることができる回転軸の軸封構造に関する。本考案の回転軸の軸封構造は、例えば、スラリー、粉体などの流体が使用される用途に好適に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
粉体、スラリーなどの流体が使用される軸封構造には、一般にグランドパッキン、メカニカルシールなどの軸封用部材が使用されている。これらの軸封用部材のなかでは、グランドパッキンは、軸封構造を分解して取り付ける必要がなく、切込みを入れて撓ませることにより、回転軸に容易に装着することができるという利点を有する。グランドパッキンを用いる場合、当該グランドパッキンに耐摩耗性に優れた素材を使用したり、スペーサーリングを使用することにより、シール部に流体が侵入することが抑制されている。
【０００３】
グランドパッキンが使用されている軸封装置として、例えば、図４に示されるように、ハウジング２１の軸方向端部２２に締結され、スクリュー軸２３の軸端部２４との間に第一のグランドパッキン２７を備えてハウジング２１からの流体の漏出を制限する蓋体２６、蓋体２６に対して第一のグランドパッキン２７を軸方向に押圧する押圧部材２８を備えた第一の軸封装置２５と、第一の軸封装置２５の軸方向外側に締結され、第一の軸封装置２５との間に押圧部材２８を収容する空間Ｓが形成され、スクリュー軸２３の軸端部２４との間に第二のグランドパッキン３０を備えて空間Ｓからのガスの漏出を制限する第二の軸封装置２９とを備えた軸封構造が提案されている（例えば、特許文献１の図４参照）。
【０００４】
しかし、前記軸封構造では、スクリュー軸２３と第一のグランドパッキン２７との摺動面にスラリーなどの流体が侵入し、第一のグランドパッキン２７が摩耗されるため、第一のグランドパッキン２７の寿命が短くなることから、前記軸封構造は、第一のグランドパッキン２７の寿命の点で技術的課題を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１９０７４２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、回転軸に使用されるグランドパッキンの長寿命化を図ることができる回転軸の軸封構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案は、
（１）回転軸の表面にグランドパッキンを摺動させて回転軸を軸封させる構造であって、グランドパッキンから流体の上流側に向かって当該グランドパッキンに隣接する固定環収容ケーシングと固定環Ａと回転環と固定環Ｂとパッキン引き上げケーシングとをそれぞれ順に有し、固定環Ａ、回転環および固定環Ｂをパッキン引き上げケーシングに押圧するためのコイルスプリングが固定環収容ケーシングと固定環Ａとの間に配設され、固定環収容ケーシングと固定環Ａおよび固定環Ｂとの間にそれぞれシールパッキンが配設され、回転環が固定環Ａおよび固定環Ｂと摺動可能に回転軸に固定され、グランドパッキンと固定環収容ケーシングと固定環Ａと回転環と固定環Ｂとがパッキン引き上げケーシングとパッキン押えとによって挟持されていることを特徴とする回転軸の軸封構造、
（２）回転環の円周面に回転環を回転軸に押圧するためのリング状スプリングが配設されている前記（１）に記載の回転軸の軸封構造、
（３）固定環Ｂとパッキン引き上げケーシングとの間に固定環Ｂに押圧を付与するための流体圧力伝達用空間が配設されている前記（１）または（２）に記載の回転軸の軸封構造、および
（４）固定環収容ケーシング内にガスを導入するためのパージ孔がパッキン引き上げケーシングおよび固定環収容ケーシングに連通して形成されている前記（１）〜（３）のいずれかに記載の回転軸の軸封構造
に関する。
【考案の効果】
【０００８】
本考案によれば、回転軸に使用されるグランドパッキンの長寿命化を図ることができる回転軸の軸封構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本考案の回転軸の軸封構造の一実施態様を示す概略説明図である。
【図２】本考案の回転軸の軸封構造に用いることができる固定環Ａの実施態様を示す概略平面図である。
【図３】本考案の回転軸の軸封構造に用いることができる回転環の実施態様を示す概略斜視図である。
【図４】従来のグランドパッキンが使用されている軸封装置の概略説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
本考案の回転軸の軸封構造は、前記したように、回転軸の表面にグランドパッキンを摺動させて回転軸を軸封させる構造を有する。本考案の回転軸の軸封構造は、グランドパッキンから流体の上流側に向かってグランドパッキンに隣接する固定環収容ケーシングと固定環Ａと回転環と固定環Ｂとパッキン引き上げケーシングとをそれぞれ順に有し、固定環Ａ、回転環および固定環Ｂをパッキン引き上げケーシングに押圧するためのコイルスプリングが固定環収容ケーシングと固定環Ａとの間に配設され、固定環収容ケーシングと固定環Ａおよび固定環Ｂとの間にそれぞれシールパッキンが配設され、回転環が固定環Ａおよび固定環Ｂと摺動可能に回転軸に固定され、グランドパッキンと固定環収容ケーシングと固定環Ａと回転環と固定環Ｂとがパッキン引き上げケーシングとパッキン押えとによって挟持されていることを特徴とする。
【００１１】
本考案の回転軸の軸封構造は、前記構造を有することから、回転軸に使用されるグランドパッキンの長寿命化を図ることができる。
【００１２】
以下に、本考案の回転軸の軸封構造の一実施態様を図面に基づいて説明するが、本考案は、かかる実施態様のみに限定されるものではない。
図１は、本考案の回転軸の軸封構造の一実施態様を示す概略説明図である。
【００１３】
図１において、本考案の回転軸の軸封構造は、前記したように、回転軸１の表面にグランドパッキン２を摺動させて回転軸１を軸封させる構造を有する。
【００１４】
本考案の回転軸１の軸封構造は、例えば、スラリー、粉体などの流体をスクリューコンベア、スクリューフィーダ、ロータリーバルブ、撹拌機などで移送する際に使用される回転軸に用いることができる。
【００１５】
本考案の回転軸１の軸封構造は、グランドパッキン２から流体の上流側に向かってグランドパッキン２に隣接する固定環収容ケーシング３と固定環Ａ４と回転環５と固定環Ｂ６とパッキン引き上げケーシング７とをそれぞれ順に有する。
【００１６】
なお、本考案において、回転環５は、回転軸１とともに回転することから回転環と称され、固定環Ａ４および固定環Ｂ６は、いずれも回転軸１の回転によって回転しないことから固定環と称される。
【００１７】
グランドパッキン２は、有機繊維、無機繊維などの繊維からなる糸にフッ素樹脂、油分、黒鉛などの潤滑剤を含浸させたものを編組したものであり、商業的に容易に入手することができるものである。
【００１８】
固定環Ａ４および固定環Ｂ６は、それぞれ硬質材料で構成することができる。硬質材料としては、例えば、アルミナセラミック、炭化ケイ素セラミックなどのセラミック、コバルト合金、タングステンカーバイド、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌなど）などが挙げられるが、本考案は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【００１９】
固定環Ａ４は、例えば、図２（ａ）〜（ｄ）に示されるように、固定環Ａ４を複数のパーツ４ａ，４ｂ，４ｃに分割されている固定環Ａ４などが挙げられる。固定環Ａ４は、これらのパーツ４ａ，４ｂ，４ｃを組み合わせることにより、形成させることができる。パーツ４ａ，４ｂ，４ｃの形状は、任意であり、本考案は、図２に示される実施態様のみに限定されるものではない。各パーツを組み合わせることによって形成される固定環Ａ４は、各パーツを組み合わせるだけで容易に構成させることができるとともに、容易に分解することができるので、本考案の回転軸１の軸封構造のメンテナンスが容易となるという利点を有する。また、固定環Ｂ６に関しても、固定環Ａ４と同様に、複数のパーツを組み合わせて構成させるようにした場合には、容易に構成させることができるとともに、容易に分解することができるので、本考案の回転軸１の軸封構造のメンテナンスが容易となるという利点を有する。
【００２０】
なお、図２は、本考案の回転軸１の軸封構造に用いることができる固定環Ａ４の実施態様を示す概略平面図である。
【００２１】
回転環５は、固定環Ａ４および固定環Ｂ６よりも軟質である軟質材料で構成することができる。軟質材料としては、例えば、フェノール樹脂、フラン樹脂などの樹脂が含浸されたカーボン繊維、ガラス繊維、炭素繊維などの充填材を含有するフッ素樹脂などが挙げられるが、本考案は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【００２２】
回転環５は、固定環Ａ４および固定環Ｂ６と摺動可能に回転軸１に固定されている。回転環５は、回転軸１から取り外し可能なように取り付けられていてもよく、例えば、溶接などによって回転軸１に一体化させて固定されていてもよいが、回転環５の交換が容易であることから、回転軸１から取り外し可能なように取り付けられていることが好ましい。
【００２３】
回転軸１から取り外し可能な回転環５としては、例えば、図３（ａ）および（ｂ）に示されるように、回転環５を複数のパーツ５ａ，５ｂ，５ｃに分割されている回転環５などが挙げられる。回転環５は、これらのパーツ５ａ，５ｂ，５ｃを組み合わせることにより、形成させることができる。パーツ５ａ，５ｂ，５ｃの形状は、任意であり、本考案は、図３に示される実施態様のみに限定されるものではない。各パーツを組み合わせることによって形成される回転環５は、各パーツを組み合わせるだけで容易に構成させることができるとともに、容易に分解することができるので、本考案の回転軸１の軸封構造のメンテナンスが容易となるという利点を有する。
【００２４】
なお、図３は、本考案の回転軸１の軸封構造に用いることができる回転環５の実施態様を示す概略斜視図である。
【００２５】
また、固定環Ａ４、回転環５および固定環Ｂ６のみならず、固定環収容ケーシング３、パッキン引き上げケーシング７および後述する安定化プレート１７に関しても、複数のパーツを組み合わせることによって形成されるようにした場合、各パーツを組み合わせるだけで容易に構成させることができるとともに、容易に分解することができるので、本考案の回転軸１の軸封構造のメンテナンスが容易となるという利点を有する。
【００２６】
回転環５が回転軸１から取り外し可能なように取り付けられている場合、回転環５と回転軸１との接合面のシール性を向上させる観点から、例えば、回転環５に凹部形状を有する円周溝を形成し、当該円周溝にゴムシートなどからなるリング状のシールパッキン１６を配設してもよい。また、回転環５と固定環収容ケーシング３との間に間隙５ａを設けた場合には、回転軸１の軸触れによって回転環５に振れが生じるが、回転環５の振れが間隙５ａによって吸収され、回転軸５が固定環Ａ４および固定環Ｂ６との境界面で摺動することから、回転軸１の軸触れによる固定環Ａ４および固定環Ｂ６の軸振れを抑制することができる。
【００２７】
回転軸１を回転させたとき、回転環５が固定環Ａ４および固定環Ｂ６と摺動可能に取り付けられていることから、固定環Ａ４および固定環Ｂ６は、回転環５と摺動する。その際、固定環Ａ４および固定環Ｂ６と回転環５との摺動面で流体が漏出するおそれがある。したがって、本考案では、固定環Ａ４および固定環Ｂ６と回転環５との摺動面での流体の漏出を防止する観点から、固定環Ａ４、回転環５および固定環Ｂ６をパッキン引き上げケーシング７に押圧するためのコイルスプリング８が固定環収容ケーシング３と固定環Ａとの間に配設されている。これにより、固定環Ａ４、回転環５および固定環Ｂ６は、固定環収容ケーシング３とパッキン引き上げケーシング７との間でコイルスプリング８による押圧を受けるので、固定環Ａ４および固定環Ｂ６と回転環５との摺動面で流体が漏出することを抑制することができる。
【００２８】
なお、回転環５と固定環Ａ４との境界面および回転環５と固定環Ｂ６との境界面には、シール性を向上させることにより、流体がグランドパッキン２に侵入することを抑制するとともに、回転環５と固定環Ａ４および固定環Ｂ６との摺動を円滑化させ、回転環５の摩耗を防止する観点から、例えば、シリコーンオイル、グリースなどが必要により塗布されていてもよい。
【００２９】
コイルスプリング８は、例えば、炭素鋼などの鋼で構成させることができる。コイルスプリング８は、固定環収容ケーシング３の固定環Ａ４と対向する面に凹部溝を形成し、当該凹部溝に挿入することによって固定することができる。使用されるコイルスプリング８の数は、特に限定されないが、固定環Ａ４を均等に押圧する観点から、少なくとも３個以上、好ましくは４個以上であり、あまりにもコイルスプリング８の数が多い場合、構造が複雑となることから、好ましくは１２個以下、より好ましくは８個以下、さらに好ましくは６個以下である。コイルスプリング８による押圧を固定環Ａ４に均等に付与する観点から、固定環Ａ４とコイルスプリング８との間に安定化プレート１７を設置することが好ましい。
【００３０】
固定環Ａ４および固定環Ｂ６は、コイルスプリング８による押圧を受けて固定環収容ケーシング３と摺動することから、固定環収容ケーシング３に固定されていない。したがって、固定環収容ケーシング３と固定環Ａ４および固定環Ｂ６との間から流体が侵入するおそれがあることから、固定環収容ケーシング３と固定環Ａ４および固定環Ｂ６との間にそれぞれシールパッキン９，９が配設されている。シールパッキン９，９は、固定環Ａ４および固定環Ｂ６の固定環収容ケーシング３と対向する面にそれぞれ凹部形状を有する円周溝を形成し、当該円周溝に挿入することにより、その位置を固定することができる。シールパッキン９，９としては、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴムなどのゴム製のリング状のシールパッキンを用いることができる。
【００３１】
固定環Ｂ６とパッキン引き上げケーシング７との間には、固定環Ｂ６に押圧を付与するための流体圧力伝達用空間１９が配設されていることが好ましい。このように流体圧力伝達用空間１９を配設した場合には、回転軸１とパッキン引き上げケーシング７との間隙から侵入した流体は、流体圧力伝達用空間１９内に侵入する。流体圧力伝達用空間１９内に侵入した流体は、圧力を有することから、当該流体の圧力により、固定環Ｂ６は、流体の進行方向に押圧されることから、固定環Ａ４と回転環５との境界面および固定環Ｂ６と回転環５との境界面でのシール性がさらに高められ、流体がグランドパッキン２に侵入することを抑制することができる。
【００３２】
流体圧力伝達用空間１９は、パッキン引き上げケーシング７の固定環Ｂ６と対向する面、固定環Ｂ６のパッキン引き上げケーシング７と対向する面、または双方の面に設けることができる。図１に示される実施態様では、パッキン引き上げケーシング７の固定環Ｂ６と対向する面および固定環Ｂ６のパッキン引き上げケーシング７と対向する面の双方に流体圧力伝達用空間１９が設けられている。
【００３３】
また、本考案の回転軸の軸封構造においては、固定環収容ケーシング３内にガスを導入するためのパージ孔１８がパッキン引き上げケーシング７および固定環収容ケーシング３に連通して形成されていることが好ましい。このようにパッキン引き上げケーシング７および固定環収容ケーシング３に連通するパージ孔１８を設けた場合、パージ孔１８を介してガスを固定環収容ケーシング３内に導入することにより、回転軸１とパッキン引き上げケーシング７との間隙から侵入した流体が固定環収容ケーシング３に侵入し、グランドパッキン２に侵入することを抑制することができる。パッキン引き上げケーシング７とスタフィングボックス２０との間には、必要により、シールパッキン１３を配設してもよい。また、固定環収容ケーシング３とパッキン引き上げケーシング７との間にも、必要により、シールパッキン１４，１５を配設してもよい。
【００３４】
パージ孔１８から導入されるガスの種類は、流体の種類によって異なるので一概には決定することができないことから、当該流体の種類に応じて適宜決定することが好ましい。当該ガスの例としては、例えば、空気、炭酸ガス、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスなどが挙げられる。
【００３５】
また、グランドパッキン２と固定環収容ケーシング３と固定環Ａ４と回転環５と固定環Ｂ６とは、グランドパッキン２が回転軸１の軸方向に移動することを防止するとともに、固定環Ａ４と回転環５との境界面および固定環Ｂ６と回転環５との境界面でのシール性を高め、流体がグランドパッキン２に侵入することを抑制する観点から、パッキン引き上げケーシング７とパッキン押え１１とによって挟持されている。パッキン引き上げケーシング７とパッキン押え１１とは、必要により、例えば、ボルトとナットとの組み合わせなどの固定具１２によって固定されていてもよい。
【００３６】
以上のようにして構成される本考案の回転軸の軸封構造は、流体がグランドパッキン２に侵入することを抑制することができることから、流体がグランドパッキン２に付着することを抑制することができるので、グランドパッキン２の長寿命化を図ることができる。
【００３７】
また、本考案の回転軸の軸封構造は、パッキン引き上げケーシング７を有することから、各部品を簡単に組み立てるだけで構成させることができるとともに、容易に分解することができるので、本考案の回転軸の軸封構造のメンテナンスが容易であるという利点も有する。
【符号の説明】
【００３８】
１    回転軸
２    グランドパッキン
３    固定環収容ケーシング
４    固定環Ａ
５    回転環
５ａ  間隙
６    固定環Ｂ
７    パッキン引き上げケーシング
８    コイルスプリング
９    シールパッキン
１０  リング状スプリング
１１  パッキン押え
１２  固定具
１３  シールパッキン
１４  シールパッキン
１５  シールパッキン
１６  シールパッキン
１７  安定化プレート
１８  パージ孔
１９  流体圧力伝達空間
２０  スタフィングボックス
【図１】
0003216619.tif 000003
【図２】
0003216619.tif 000004
【図３】
0003216619.tif 000005
【図４】
0003216619.tif 000006