グランドパッキン交換ツールの紹介

1. はじめにバルカー技術誌

Winter 2023
No.44

装着するGPの長さは、切り口からの漏れを減らすため、スタッフィングボックスの円周長に対し3～5％長いものを装着す

グランドパッキン（以下、GP）の交換作業は、狭隘な作業ることを推奨している。軸径がφ50mm 以下はGPが長くても環境の中、大きな力が必要であることから、作業者の技術や装着出来るが、φ50mm 以上になると軸径が大きくなるに連経験がないと非常に困難であり、作業方法や作業時間、作れて非常に装着しづらくなるという課題があった。

業品質に個人差があった。また、作業者の入れ替わりが多く、交換作業が統一されていないため、交換作業の引き継ぎ

2-2）交換作業の現状と課題が難しい。そのため現場では、交換作業の長時間化、不適特に機器の軸径が大きくなると、GPの装着が困難なため、正な装着による漏れ量の増加及び GPの短寿命化など長年GPの外径側の端をマイナスドライバーで少しずつ押し込み、にわたって課題が顕在化してきている。

装着している。また、Figure2に示すように、GPに棒を当て水道施設ではバルブ、ポンプ、撹拌機、その他様々なGPてハンマーで叩き入れて装着している。

を使用する回転機器を使用しており、その中でもFigure1にGPの取り外しはFigure3に示すように、特に古いGPを取示すフロキュレーター駆動装置にも同様の課題があった。今り外す場合に大きな力が必要なため、GPに刺し込んだパッキ

回、東京都水道局殿との共同研究により、お互いがこれまでンツールをバールと板を使って取り外す際に、パッキンツール培ってきた基礎技術や現場での経験をベースに、誰でも簡に体重を掛けて引っ張るなど、現場ごとに様々な交換作業が便にGPの交換作業が可能なGP 交換ツールを開発した。

行われている。これら従来の交換作業には以下のような課題やリスクがある。
・マイナスドライバーやハンマーで機器や軸を傷つけるリスクがある・ハンマーが作業者に当たるリスクがある・パッキンツールを刺して引抜く時に体重を掛けて引っ張るた
め、後ろに倒れるリスクがある・非力な作業者にとって力作業は大変である
・作業者ごとに交換作業方法が異なる

Figure1 フロキュレーター駆動装置

・交換作業の引き継ぎが難しい・交換作業に時間がかかる

2. ＧＰの交換作業
2-1）従来の交換作業
GPはバルブ、ポンプ、撹拌機などの回転する軸やプランジャーなどの往復動する軸からの漏れを防ぐ軸封シールとして利用されている。軸の周りにはスタッフィングボックスと呼ばれる空間があり、そこへリング状のGPを複数装着し、パッキン押さえで圧縮することで隙間を埋めて漏れを防ぐ。
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・作業者の熟練度によって作業時間が変わる
・簡便にGPの交換作業が可能なツールがない
上記のような課題やリスクを解決するため、GP 交換ツールを開発した。

製品の紹介更に、延長アームを取り付けることで、手元に掛けた力の最大約 5 倍の力をアーム先端のダンパーへ加えることが出来るため、誰でも簡便にGPの交換作業が可能となる。
3-3）
メリット
Figure2 ＧＰの装着装置

Figure3 ＧＰの取り外し

3. ＧＰ交換ツールの概要
3-1）概要◆安全面
・ハンマーやマイナスドライバーで他の作業者や機器、GPを損傷するリスクが無くなる・パッキン取り外し時にパッキンツールを引っ張り後ろに転倒するリスクが無くなる

GP交換ツールはGPの装着と取り外しをテコの原理を使うこ・交換作業中に指や腰が痛くなるなどの負担を軽減出来る◆効率面

ツールである。対象設備は水道施設のフロキュレーターに限・非力な作業者でも簡便に作業が出来るようになる

らず、軸径がφ50～φ300mmの一般の機器で使用可能で・交換作業時間が短縮するある。

（例：呼び寸法 19mmSQ×11 本の交換作業が 2 時間半から1 時間半に短縮

3-2）特長※注意：ただし、作業者の熟練度やGPの状態によって大きく変わるため交換作業の短縮を保Figure4はスタッフィングボックスの奥にGPを装着している・適切に装着出来るため、やり直しの手間が軽減する

ことで、GPをスタッフィングボックスの奥まで装着することが出

◆品質面

来る。

・切り口のずれなどが起こりにくいため、漏れ量が低減出来

Figure5はスタッフィングボックスの奥に装着されたGPを取り外している状態を表しており、GPにコルクスクリューを刺し、金具付きパッキンツールの金具にアーム先端のフックを引っ掛けて引き上げることで、GPを取り外すことが出来る。

る・適切な装着が出来ることでメンテナンス頻度の減少やGPの長寿命化が期待出来る・作業者の経験や力量に関係なく、同じ交換作業が出来る◆技術の引き継ぎ・従来、作業者ごとに交換作業方法が異なり引き継ぎが難しかったが、GP 交換ツールを使うことで作業方法が統一化され、引き継ぎが容易になる

4. ＧＰ交換ツールの構成及び仕様
Figure4

GP 交換ツールを使用したGP の装着4-1）構成
GP 交換ツールはFigure6 アーム、Figure7 金具付きパッキンツール、Figure8 GP 装着フランジ、Figure9 スペーサー、Figure10 フランジ位置合わせ治具、の5 つから構成される。これらを組み合わせて使用することで、GPの装着と取り外し作業を行うことが出来る。
なお、GP 装着フランジ、スペーサー、フランジ位置合わせ治具は対象機器によって寸法が異なるため、対象機器に合わせて作製する必要がある。

Figure5Winter 2023

状態を表しており、先端のダンパーでスペーサーを押し込む証するものではない）

バルカー技術誌とで、従来の交換作業よりも安全に早く適切に交換出来るGP 交換ツールを使用したGP の取り外し
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グランドパッキン交換ツールの紹介

Figure6 アーム

Figure9 スペーサー

バルカー技術誌

Figure7

金具付きパッキンツール

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Figure8GP 装着フランジ

Figure10 フランジ位置合わせ治具

４- ２）仕様
Table1にＧＰ交換ツールの仕様を示す。
Table1
項目
対象ＧＰ
ＧＰ呼び寸法29仕様
仕様

全てのＧＰで使用可能（膨張黒鉛系で金属線補強されていない脆いＧＰは除く）
１２.５～２５ｍｍＳＱ

対象機器

中～大口径の回転機器，往復動機器，ポンプ ※ツールの設置スペースが無いためバルブは除く

対象軸径φ５０～φ３００mm

耐荷重

１０００Ｎ
（約１００ｋｇ）

アーム材質

Ｓ５５Ｃ，硬質クロムめっき

アーム重量２ｋｇ/ 台

製品の紹介5. GP交換ツールの使用方法
5-1）GP の装着手順
Figure11はＧＰを装着前のスタッフィングボックスである。このスタッフィングボックスに対し、Figure12に示すようにＧＰ装着フランジをスタッドボルトに通す。この状態ではスタッドボルト径と通す穴径の差分で、ＧＰ装着フランジが下にずれてしまう。

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Figure11 スタッフィングボックス

Figure12 ＧＰ装着フランジの取り付け

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Figure14にスタッフィングボックスにＧＰ装着フランジを取り付けた断面図を示す。ＧＰ装着フランジの内径側にテーパーを付けていることで、スタッフィングボックスの円周長に対し３～５％長いＧＰを容易に装着することが可能になり、ＧＰの切り口を突き合わせた部分からの漏れを低減させることが出来る。

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Figure14 ＧＰ装着フランジ断面図
Figure15に示すように、アームのガイド部をＧＰ装着フランジに取り付け、ガイド固定溝にねじで固定する。
Figure16に示すようにＧＰをＧＰ装着フランジに装着する。

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Figure15 アームの取り付け

Figure16 ＧＰの装着

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Figure13 フランジ位置合わせ治具の使用

バルカー技術誌

Figure13に示すようにフランジ位置合わせ治具を押し込むことでスタッフィングボックスとＧＰ装着フランジの中心を合わせることが出来る。この状態でナットを締め付けてＧＰ装着フランジを固定する。ＧＰ装着フランジはアームを固定するために必須のパーツである。

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グランドパッキン交換ツールの紹介

Figure17に示すように、２分割スペーサーの矢印マークがＧＰを装着する方向 に合わせて取り付ける。
Figure18に示すように、スペーサーには接合部と上下面に磁石を設置しているため落下防止の効果がある。

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Figure17 スペーサーの取り付け

Figure18

接合用磁石

バルカー技術誌

Figure19に示すように、アーム先端のダンパーを、2 分割スペーサーに当てた状態でアームを引き上げることで、ＧＰがスタッフィングボックスの一番奥まで装着出来る。ＧＰが一番奥まで装着出来ない場合は、スペーサーを追加してアームを引き上げる。

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Figure19 ＧＰの装着

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Figure20

ペーサーの取り外し

Figure21

金具付きパッキンツールねじ部

Figure22 引抜き用ねじ穴

Figure20に示すように、スペーサー同士が Figure18で示した磁石で接合するため、手前のスペーサーを矢印方向へ引抜くことでスタッフィングボックスの奥に入ったスペーサーも一度に取り外すことが出来る。
更に、スペーサーがスタッフィングボックスの内壁などに引っ掛かって抜けなくなった場合は、Figure21に示すコルクスクリューを外した金具付きパッキンツー
ルの先端のねじ部を、Figure22に示す引抜き用ねじ穴にねじ込むことで引抜き取り外すことが出来る。

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製品の紹介5-2）GP の取り外し手順

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Figure24 ＧＰの取り外し

手順 No.1 ～ 4に従ってGP 装着フランジにアームのガイド部を固定した状態にする。
Figure23に示すように、アーム先端をフックに交換し、金具付きパッキンツールの金具をフックで矢印方向に押さえながら、金具付きパッキンツールの持ち手を回転させコルクスクリューをＧＰに刺し込む。
Figure24に示すように、フックで金具付きパッキンツールの金具を下から引っ掛け、アームを押し下げてＧＰを取り外す。
同様の方法で全てのＧＰを取り外す。

GPの交換作業は水道施設のみならず、特に軸径がφ50mm 以上のポンプ、撹拌機、プランジャー、その他様々な現場で以前から大きな課題であった。本製品を活用することでGPを使用する方々の安全作業、作業品質の向上、持続的な作業の効率化の一Winter 2023

6. おわりにバルカー技術誌

Figure23 コルクスクリューをＧＰに刺し込む

助になれば幸いである。

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濱出 真人
H&S 事業本部
商品開発部
ガスケット開発チーム

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