(57)【要約】    【課題】グランドパッキンの中心軸方向における全長にわたって、ほぼ均一なシール性が得られる回転軸のシール構造の提供。    【解決手段】パッキン室６に収容したグランドパッキン７で回転軸５の周囲を取り囲む。グランドパッキン７の手前側端面に手前側周溝１４を形成する。手前側周溝１４に筒状のパッキン押え９を嵌めて溝幅方向に押し広げる。グランドパッキン７の手前側端部の内径が縮径かつ外径が拡径する。パッキン押え９で手前側周溝１４の溝底を押圧する。グランドパッキン７の中央部が径方向に膨らんで、内径が縮径かつ外径が拡径する。グランドパッキン７の奥側端面に奥側周溝１５を形成する。奥側周溝１５にパッキン受け１０の筒状の突起１９を嵌めて溝幅方向に押し広げる。グランドパッキン７の奥側端部の内径が縮径かつ外径が拡径する。グランドパッキン７の全長にわたって、ほぼ均一な面圧が得られる。【選択図】  図２
2009281400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸方向で手前側が開放されると共に奥側の底面に回転軸の貫通する貫通穴を有するパッキン室と、該パッキン室に収容されて回転軸の周囲を取り囲むグランドパッキンと、前記パッキン室よりも手前側に設けられるグランドと、該グランドから奥側に突出して前記底面との間でグランドパッキンを圧縮するようパッキン室に侵入する筒状のパッキン押えとを備えたシール構造であって、
前記パッキン押えがグランドパッキンの径方向の厚さよりも薄く設定され、前記グランドパッキンの手前側の端面に、前記パッキン押えが嵌ることによって溝幅方向に押し広げられる周溝が形成されたことを特徴とする回転軸のシール構造。
【請求項２】
中心軸方向で手前側が開放されると共に奥側の底面に回転軸の貫通する貫通穴を有するパッキン室と、該パッキン室に収容されて回転軸の周囲を取り囲むグランドパッキンと、前記パッキン室よりも手前側に設けられるグランドと、該グランドから奥側に突出して前記底面との間でグランドパッキンを圧縮するようパッキン室に侵入する筒状のパッキン押えとを備えたシール構造であって、
前記パッキン室に、グランドパッキンを奥側から受けるパッキン受けが収容され、該パッキン受けに、手前側に突出する筒状の突起が形成され、前記グランドパッキンの奥側の端面に、前記パッキン受けの突起が嵌ることによって溝幅方向に押し広げられる周溝が形成されたことを特徴とする回転軸のシール構造。
【請求項３】
中心軸方向で手前側が開放されると共に奥側の底面に回転軸の貫通する貫通穴を有するパッキン室と、該パッキン室に収容されて回転軸の周囲を取り囲むグランドパッキンと、前記パッキン室よりも手前側に設けられるグランドと、該グランドから奥側に突出して前記底面との間でグランドパッキンを圧縮するようパッキン室に侵入する筒状のパッキン押えとを備えたシール構造であって、
前記パッキン押えがグランドパッキンの径方向の厚さよりも薄く設定され、前記グランドパッキンの手前側の端面に、前記パッキン押えが嵌ることによって溝幅方向に押し広げられる手前側周溝が形成され、
前記パッキン室に、グランドパッキンを奥側から受けるパッキン受けが収容され、該パッキン受けに、手前側に突出する筒状の突起が形成され、前記グランドパッキンの奥側の端面に、前記パッキン受けの突起が嵌ることによって溝幅方向に押し広げられる奥側周溝が形成されたことを特徴とする回転軸のシール構造。
【請求項４】
前記グランドパッキンの内周面と外周面のうちの少なくとも一方が、山部をシールリップとする波形に形成されたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の回転軸のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、タンクを内外に貫通してタンク内の弁に開閉操作用の回転を伝達する回転軸のタンク貫通部をシールするための回転軸のシール構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タンクを内外に貫通する回転軸を介して、タンク外の駆動部からタンク内の弁に開閉操作用の回転を伝達するような場合、その回転軸のタンク貫通部に、これをシールするためのシール構造が設けられている。
【０００３】
図４に示すように、シール構造は、回転軸１０１が貫通するパッキン室１０２と、このパッキン室１０２に収容されて回転軸１０１の周囲を取り囲むゴム製のグランドパッキン１０３と、パッキン室１０２の手前側に設けられるグランド１０４とを備えている。さらに、そのグランド１０４がグランドパッキン１０３をパッキン室１０２に押し込むことにより、中心軸方向に圧縮されたグランドパッキン１０３が径方向に膨らんでパッキン室１０２の内周面及び回転軸１０１に圧接されてシールするようになっている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−５７７３４号公報（段落番号００７６、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、図５に示すように、上記のシール構造では、グランド１０４に近い手前側のグランドパッキン１０３ほど強く圧縮されるので、パッキン室１０２の内周面及び回転軸１０１への圧接面圧１０５も手前側ほど強く、奥側ほど圧接面圧１０５が弱くなる。そのため、奥側部分のシール性が低下しやすく、回転軸１０１が貫通するタンク内の水がパッキン室１０２の奥側部分に浸水するなどして、グランドパッキン１０３の劣化が早められるおそれがある。
【０００５】
本発明は、グランドパッキンの中心軸方向における全長にわたって、ほぼ均一なシール性が得られる回転軸のシール構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る回転軸のシール構造は、中心軸方向で手前側が開放されると共に奥側の底面に回転軸の貫通する貫通穴を有するパッキン室と、パッキン室に収容して回転軸の周囲を取り囲むグランドパッキンと、パッキン室よりも手前側に設けるグランドと、グランドから奥側に突出して底面との間でグランドパッキンを圧縮するようパッキン室に侵入する筒状のパッキン押えとを備えたものである。さらに、このシール構造は、パッキン押えをグランドパッキンの径方向の厚さよりも薄く設定し、グランドパッキンの手前側の端面に、パッキン押えを嵌めることによって溝幅方向に押し広げる周溝を形成したものである。
【０００７】
上記構成によれば、グランドのパッキン押えをグランドパッキンの手前側端面の周溝に嵌めて、この周溝を溝幅方向に押し広げるので、グランドパッキンの手前側端部を、中心軸方向に強く圧縮することなく、適度な面圧でパッキン室の内周面及び回転軸に圧接することができる。しかも、周溝に嵌ったパッキン押えが溝底付近を奥側に押圧するので、グランドパッキンのうちの周溝の溝底よりも奥側の部位を、中心軸方向に強く圧縮して径方向に膨らませ、パッキン室の内周面及び回転軸に強く圧接することができる。これにより、グランドパッキンの手前側端部から周溝の溝底よりもより奥側に至る部位までのシール性をほぼ均一にすることができる。
【０００８】
また、パッキン室に、グランドパッキンを奥側から受けるパッキン受けを収容して、このパッキン受けに、手前側に突出する筒状の突起を形成し、グランドパッキンの奥側の端面に、パッキン受けの突起を嵌めることによって溝幅方向に押し広げる周溝を形成することもできる。そうすれば、奥側の周溝を押し広げて、グランドパッキンの奥側端部をパッキン室の内周面及び回転軸に圧接することができるので、グランドパッキンのうち、シール性の低下しやすい奥側端部のシール性を高めることができる。
【０００９】
さらに、グランドパッキンの手前側端面に、パッキン押えを嵌める手前側周溝を形成すると共に、グランドパッキンの奥側端面に、パッキン受けの突起を嵌める奥側周溝を形成することもできる。そうすれば、手前側周溝の押し広げによって手前側端部のシール性を高め、手前側周溝の溝底の押圧によって中央部のシール性を高め、奥側周溝の押し広げによって奥側端部のシール性を高めることができるので、グランドパッキンの中心軸方向における全長にわたってシール性をほぼ均一にすることができる。
【００１０】
また、グランドパッキンの内周面と外周面のうちの少なくとも一方を、山部をシールリップとする波形に形成すれば、そのシールリップをパッキン室の内周面及び回転軸に十分に圧接してシール性を高めつつ、シールリップの変形を谷部に逃がしてパッキン室の内周面及び回転軸との擦れに対する耐久性を高めることができる。これにより、グランドパッキンのシール性を低下させることなく、回転軸の回転に対する耐久性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、グランドパッキンの手前側端面及び／又は奥側端面の周溝を押し広げると共に、周溝の溝底を押圧するようにしているので、グランドパッキンの手前側端部、中央部及び奥側端部のそれぞれを適度な面圧でパッキン室の内周面及び回転軸に圧接することができる。これにより、グランドパッキンの中心軸方向における全長にわたってシール性を均一にすることができ、シール性の低下しやすい奥側端部への浸水を阻止して、浸水によるグランドパッキンの劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る回転軸のシール構造を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明に係るシール構造を設けたタンクの断面図である。図２はシール構造を示す断面図である。図３はグランドパッキンの面圧の分布を示す断面図である。
【００１３】
シール構造１は、例えば、バラストタンク２にバラスト水を給排水して貨物用船舶の浮力を調整するようバラストタンク２の外部の駆動部３からバラストタンク２の内部のバタフライ弁４に回転を伝達するための回転軸５のタンク貫通部をシールするものであり、回転軸５が貫通するパッキン室６と、パッキン室７に収容されて回転軸５の周囲を取り囲むグランドパッキン７と、パッキン室６よりも手前側に設けられるグランド８と、グランド８から奥側に突出してグランドパッキン７を押圧するパッキン押え９と、パッキン室６に収容されてグランドパッキン７を奥側から受けるパッキン受け１０とを備えている。
【００１４】
パッキン室６は、回転軸５を貫通させる貫通穴１１を取り囲むようバラストタンク２の外面に溶接などによって例えば金属製の円筒体１２を取り付けて形成され、中心軸方向で手前側が開放されると共に、貫通穴１１が形成された奥側のタンク外面が底面１３とされる。
【００１５】
グランドパッキン７は、ゴム状弾性体からなる断面略長方形の円形のリング状とされ、その中心軸方向で手前側の端面に断面略Ｕ字形の手前側周溝１４が形成され、奥側の端面に断面略Ｕ字形の奥側周溝１５が形成されている。このグランドパッキン７は、自由状態における中心軸方向長さ及び外径が円筒体１２の内周面よりも小さく設定されて、手前側の開放部からパッキン室６への収容を容易にすると共に、自由状態における内径が回転軸５よりも大きく設定されて、回転軸５への外嵌を容易にしている。また、グランドパッキン７の内周面及び外周面は、山部をシールリップ１６とする波形に形成され、シール性を高めると共に擦れに対する耐久性を高めるようにしている。
【００１６】
グランド８は、回転軸５を貫通させる中央穴１７を有する円板状とされ、例えば図示しないボルトでバラストタンク２の外面又は円筒体１２に締結しながら奥側に移動させるようになっている。このグランド８の移動により、内周縁から奥側に突出する筒状のパッキン押さえ９がパッキン室６に侵入して、底面１３との間でグランドパッキン７を圧縮する。
【００１７】
パッキン押え９は、グランドパッキン７の径方向の厚さよりも薄く設定されると共に、手前側周溝１４よりも幅広かつ先薄に形成され、手前側周溝１４にその溝幅を押し広げるように嵌って、手前側周溝１４の溝底を押圧しつつグランドパッキン７の手前側端部の内径を縮径して外径を拡径する。
【００１８】
パッキン受け１０は、回転軸５を貫通させる中央穴１８を有する円板状とされ、その内縁及び外縁の中間付近に、手前側に突出する筒状の突起１９が形成されている。突起１９は、奥側周溝１５よりも幅広かつ先薄に形成され、奥側周溝１５にその溝幅を押し広げるように嵌って、奥側周溝１５の溝底を押圧しつつグランドパッキン７の奥側端部の内径を縮径して外径を拡径する。
【００１９】
上記構成によれば、図３に示すように、グランド８を例えば図示しないボルトで締結して奥側に移動させることにより、パッキン押え９が手前側周溝１４に嵌って、グランドパッキン７の手前側端部の内径を縮径かつ外径を拡径し、適度な面圧２０ａで回転軸５及び円筒体１２に圧接させる。
【００２０】
また、グランド８の奥側への移動により、パッキン押え９が手前側周溝１４の溝底を押圧すると共に、パッキン受け１０の突起１９が奥側周溝１５の溝底を押圧して、グランドパッキン７の中央部を中心軸方向に圧縮し、これを径方向に膨らませて、適度な面圧２０ｂで回転軸５及び円筒体１２に圧接させる。さらに、パッキン受け１０の突起１９が奥側周溝１５に嵌って、グランドパッキン７の奥側端部の内径を縮径かつ外径を拡径し、適度な面圧２０ｃで回転軸５及び円筒体１２に圧接させる。
【００２１】
これにより、グランドパッキン７をその中心軸方向で全長にわたって、ほぼ均一かつ適度な面圧２０ａ、２０ｂ、２０ｃで回転軸５及び円筒体１２に圧接させてシールすることができる。この場合、グランドパッキン７の手前側端部付近に過大な面圧を生じさせることなく、シール性の低下しやすい奥側端部付近のシール性を高めることができるので、バラストタンク２の内部の水がパッキン室６の奥側部分に浸水することによるグランドパッキン７の劣化を防止することができる。
【００２２】
また、グランドパッキン７の内周面及び外周面を波形に形成して、その山部をシールリップ１６とするので、シールリップ１６を回転軸５及び円筒体１２の内周面に十分に圧接してシール性を高めることができる。しかも、各シールリップ１６の変形をその間の谷部に逃がすことができるので、回転軸５の回転による回転軸５及び円筒体１２との擦れに対するグランドパッキン７の耐久性を高めることができる。
【００２３】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、グランドパッキン７に手前側周溝１４及び奥側周溝１５のうちの一方のみを形成して、これにグランド８のパッキン押さえ９あるいはパッキン受け１０の突起１９を嵌めるようにしてもよい。また、パッキン受け１０は、必ずしも設ける必要はない。さらに、シールリップ１６は、グランドパッキン７の内周面と外周面のうちの一方のみに形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るシール構造を設けたタンクの断面図
【図２】シール構造を示す断面図
【図３】グランドパッキンの面圧の分布を示す断面図
【図４】従来のシール構造を示す断面図
【図５】従来のシール構造のグランドパッキンの面圧の分布を示す断面図
【符号の説明】
【００２５】
１    シール構造
２    バラストタンク
５    回転軸
６    パッキン室
７    グランドパッキン
８    グランド
９    パッキン押さえ
１０  パッキン受け
１１  貫通穴
１３  底面
１４  手前側周溝
１５  奥側周溝
１６  シールリップ
１９  突起
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  面圧
【図１】
2009281400.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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