JP2000039071A - 回転軸のシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コスト、設置コスト及び維持コストを低
減することができるとともに、シールする液体などの特
性にも容易に対応することのできる回転軸のシール装置
を提供する。 【解決手段】 ケース体１０には貫通孔１ａに挿嵌され
た挿嵌部１１と、軸支部１２とが取付られる。挿嵌部１
１の雄ネジ１１ａには外側固定ナット２１と内側固定ナ
ット２２が螺合している。外側固定ナット２１は段差面
１３に当接している。挿嵌部１１の内部には内側フラン
ジ１４が設けられ、ここにシール筒部材３１の端面が当
接している。シール筒部材３１のもう一方の端面にはシ
ール板部材３２が当接している。シール板部材３２には
スリーブ３３が接触し、このスリーブ３３は座金３４を
介して保持ナット３５により保持される。保持ナット３
５は雄ネジ３ａに螺合している。シール筒部材３１の内
側には、回転駆動軸３との間にコイルバネ３６が収容さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転軸のシール装置
に係り、特に、一側に液体が収容された壁面を回転軸が
貫通するように設置される場合に好適なシール構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転軸を壁面に挿通させてシール
するシール構造は種々の装置類などに用いられている。
特に、壁面の一方に特殊な液体（強い酸性或いはアルカ
リ性の液体、高温の液体など）を収容する場合には、液
体に対する耐性を備えた部品を用いる必要があるととも
に、液体の漏出による外部の損傷を避けるために厳重か
つ複雑なシール構造を壁面と一体に備えている場合が多
い。このようなシール構造でも、通常の場合と同様に回
転軸と接触する部分はオイルシールやＯリングその他の
種々の断面を有するパッキン類で構成されているが、こ
れらのシール部材を耐薬品性や耐熱性の高い材質によっ
て形成するとともに、シール性を高めるために、より高
い耐久性と精度を備えたシール構造を設けて液体の漏出
を防止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に高い耐久性や精度を備えたシール構造を設けると、シ
ール機構の部品点数が増大したり、構造が複雑になると
ともに、シール部の組立や調整が難しくなり、シール構
造の製造コストや設置コストが増大するという問題点が
ある。

【０００４】また、シール構造を設置した後において
も、経時変化によってシール部材の磨耗、変質、劣化な
どが発生すると、部品の交換や再調整が必要になるが、
従来の構造においては、大型の機器に一体的に形成され
ている場合が多いため部品交換や再調整を現場にて行う
必要があり、作業コストが高くなるという問題点があっ
た。

【０００５】そこで、本発明は上記問題点を解決するも
のであり、その課題は、製造コスト、設置コスト及び維
持コストを低減することができるとともに、シールする
液体などの特性にも容易に対応することのできる回転軸
のシール装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、壁面を内外に貫通した状態で
回転する回転軸のためのシール装置であって、内部に前
記回転軸を密封するためのシール構造を備えた筒状のシ
ール枠部と、内部に前記回転軸を軸支するための軸受を
備えた軸支ケース部とを一体に有するケース体を有し、
前記ケース体は、前記壁面に形成された貫通孔に挿嵌さ
せた状態で密封固定されるとともに、前記シール枠部の
先端側が前記壁面の一側に、前記軸支ケース部の側が前
記壁面の他側にそれぞれ配置されるように構成されてい
る回転軸のシール装置である。

【０００７】この手段によれば、シール枠部と軸支ケー
ス部とを一体に有するケース体が壁面の貫通孔に密封固
定されるように構成したので、シール構造及び軸支構造
を組立、調整してから壁面に取付けることができるとと
もに、壁面から取り外してから修理、部品交換、調整な
どを行うことができるので、製造コスト、設置コスト、
維持コストを低減することができるとともに、設置され
る場所や構造を選ばず、要求されるシール特性（耐薬品
性、耐熱性など）に応じて適宜にシール構造の部品を選
択することができるなど、高い対応性を確保することが
できる。

【０００８】この場合において、前記ケース体の外面に
は前記回転駆動軸の軸線方向と略平行な軸線を有するネ
ジ構造が形成され、該ネジ構造に螺合することによって
前記壁面の貫通孔の開口縁部に対して前記ケース体を取
り付けるための固定ナット部材を備えていることが好ま
しい。

【０００９】この手段によれば、ケース体を固定ナット
部材によって壁面の貫通孔に装着し、密封することがで
きるため、壁面に対する取付、取り外しを容易に行うこ
とができる。

【００１０】この場合にはさらに、前記ケース体の外面
には段差面が形成され、該段差面若しくは前記段差面に
当接する部材と前記固定ナット部材とによって前記壁面
を両側から挟圧した状態で密封固定するようになってい
ることが望ましい。

【００１１】この手段によれば、段差面を利用して壁面
を段差面と固定ナット部材との間に挟圧して密封固定す
ることができるので、取付、取り外しの作業をさらに容
易にすることができるとともに、取付強度を高めること
ができる。

【００１２】上記各手段においてはまた、前記シール枠
部と前記軸支ケース部との境界領域の近傍において内部
に張り出すように構成された内側フランジと、その外周
面が前記シール枠部の内面に接触するとともにその他側
の端面が前記内側フランジに当接するように配置された
可撓性の筒状シール部材と、該筒状シール部材の一側の
端面に当接するとともに前記シール枠部の内面と前記回
転軸の外周面とに当接するように構成された可撓性のリ
ング状シール部材と、前記リング状シール部材を一側か
ら他側へ向けて押圧する第１の押圧部材と、前記筒状シ
ール部材と前記回転軸との間に収容されて前記リング状
シール部材を他側から一側に向けて押圧する第２の押圧
部材とを設けることが好ましい。

【００１３】この手段によれば、第１の押圧部材と第２
の押圧部材とに挟持された状態で、筒状シール部材は変
形してシール枠部の内面に密接し、リング状シール部材
は変形してシール枠部の内面と回転軸の外面に密接し、
さらに筒状シール部材とリング状シール部材とが相互に
密接するので、回転軸との摺動抵抗をいたずらに高める
ことなく、確実に密封することができるとともに、シー
ル構造の耐久性を高めることができる。

【００１４】この場合にはさらに、前記第１の押圧部材
は前記回転軸の外面上に形成された雄ネジに螺合する雌
ネジを備えた保持ナット部材であり、前記第２の押圧部
材は前記内側フランジと前記リング状シール部材との間
に圧縮状態に収容されたバネ部材であることが望まし
い。

【００１５】この手段によれば、第１の押圧部材の螺合
深さを調節することによって内側フランジとの間に挟圧
保持された筒状シール部材及びリング状シール部材の挟
圧力を調整できるとともに内側フランジとリング状シー
ル部材との間に圧縮状態に収容されたバネ部材の弾性力
を変えることができるので、シール構造の密接力を容易
に調整することが可能になる。

【００１６】なお、上記各手段においては、シール枠部
を軸支ケース部よりも小径に構成して、ケース体のうち
のシール枠部のみを壁面の貫通孔に挿嵌させるように構
成することが好ましい。この場合には、貫通孔の径を小
さくし、シーリングを容易にすることができる。このと
き、小径のシール枠部と、それより大きな径の軸支ケー
ス部との間には、外径の相違により請求項３に記載した
段差面が必然的に形成されることとなるので、さらに好
都合である。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係る回転軸のシール装置の実施形態について説明す
る。図１は本実施形態のシール装置を示す概略端面図で
ある。この図１は、本実施形態のシール装置を無電解め
っき槽の壁面１に装着した場合を示すものである。無電
解めっき槽は、所定の温度（８０〜９０℃程度）になる
まで加熱して循環させた酸性のめっき液を収容する。め
っき槽の内部にはめっき液の濃度や温度分布を均一化さ
せるために攪拌する攪拌フィン２が配置されている。こ
の攪拌フィン２は、めっき槽の壁面１を貫通する回転駆
動軸３によって回転されるようになっており、回転駆動
軸３はめっき槽の外側において図示しない駆動モータに
連結されるプーリ４に接続されている。

【００１８】シール装置は段付き円筒状のステンレス鋼
などからなるケース体１０を備えており、このケース体
１０には、壁面１の貫通孔１ａに挿嵌された円筒状の挿
嵌部１１（上述のシール枠部を構成する。）と、挿嵌部
１１よりもやや大径に形成された円筒状の軸支部１２
（上述の軸支ケース部を構成する。）とからなる。挿嵌
部１１の外周面には雄ネジ１１ａが形成され、ここに外
側固定ナット２１と、内側固定ナット２２（上述の固定
ナット部材を構成する。）とが螺合している。

【００１９】外側固定ナット２１は挿嵌部１１の雄ネジ
１１ａの最深部まで螺入され、挿嵌部１１と軸支部１２
との間の段差面１３に当接している。外側固定ナット２
１の外側内縁部に形成された環状溝には断面矩形状の矩
形パッキン２３が嵌合され、両者の当接面をシールして
いる。また、外側固定ナット２１の内側内縁部に形成さ
れたテーパ縁部には断面三角形状の三角パッキン２４が
装着されている。

【００２０】内側固定ナット２２は壁面１に対してめっ
き槽の内側から当接しており、外側内縁部に形成された
テーパ縁部には断面三角形状の三角パッキン２５が装着
されている。内側固定ナット２２を強く締め付けること
により、外側固定ナット２１と内側固定ナット２２とは
壁面１を挟圧し、三角パッキン２４、２５によってシー
リングが施された状態になっている。

【００２１】挿嵌部１１の内部には、軸支部１２との境
界部分において内側に張り出した内側フランジ１４が設
けられている。この内側フランジ１４には、円筒状の耐
熱性及び耐食性を備えた樹脂、例えばブチルゴムなどか
らなる可撓性及び弾性を備えたシール筒部材３１（上述
の筒状シール部材を構成する。）の端面が当接してお
り、このシール筒部材３１は挿嵌部１１の内面状にほぼ
接触した状態となっている。シール筒部材３１のもう一
方の端面にはリング状の耐熱性及び耐食性を備えた樹
脂、例えばテトラフルオロエチレンなどからなる可撓性
及び弾性を備えたシール板部材３２（上述のリング状シ
ール部材を構成する。）が当接している。

【００２２】シール板部材３２にはリング状のセラミッ
クス、例えばアルミナなどの焼結体からなるスリーブ３
３が接触し、このスリーブ３３はステンレス鋼などから
なるカップ状の座金３４を介して保持ナット３５により
保持されている。保持ナット３５は回転駆動軸３の外周
面に部分的に形成された雄ネジ３ａに螺合しており、保
持ナット３５を締め付けることによって、上述のシール
筒部材３１、シール板部材３２、スリーブ３３及び座金
３４が互いにしっかりと当接し合うようになっている。
ここで、スリーブ３３、座金３４及び保持ナット３５は
上述の第１の押圧部材を構成する。

【００２３】シール筒部材３１の内側には、回転駆動軸
３との間にコイルバネ３６（上述のバネ部材を構成す
る。）が収容されている。コイルバネ３６は、内側フラ
ンジ１４とシール板部材３２との間に軸線方向を回転駆
動軸３と一致させて圧縮状態で収容されており、保持ナ
ット３５により受ける押圧力をシール筒部材３１ととも
に受け止めている。

【００２４】この状態では、シール筒部材３１は、内側
フランジ１４とシール板部材３２から受ける圧縮力によ
り変形して外側に膨らむことにより、外周面が挿嵌部１
１の内面に密接されている。また、可撓性のシール板部
材３２は、シール筒部材３１及びコイルバネ３６とスリ
ーブ３３とから受ける圧縮力により挟み付けられて変形
し内側及び外側に膨らむことにより、その外縁部が挿嵌
部１１の内面に密接し、その内縁部が回転駆動軸３の外
周面に密接している。

【００２５】回転駆動軸３のシール強度は、シール筒部
材３１の機械的特性と寸法、シール板部材３２の機械的
特性と寸法、保持ナット３５の締付深さ、コイルバネ３
６の弾性力などによって決定されるため、これらの各要
素部品を部品交換、締付調整などによって適宜に調整す
ることによって、ケースバイケースで必要なシール特性
を得ることができる。

【００２６】ケース体１０の軸支部１２内には、玉軸受
などからなる軸受１５，１６が回転駆動軸３の拡径部３
ｂの前後位置に取り付けられ、回転駆動軸３をラジアル
方向及びスラスト方向に軸支している。軸受１６の外側
にはストップリング１７が軸支部１２の端部に係合され
ている。

【００２７】本実施形態では、ケース体１０内に、シー
ル構造を内蔵した挿嵌部１１と、軸支構造を内蔵した軸
支部１２とが一体に設けられ、このケース体１０を壁面
１の貫通孔１ａに挿嵌させて固定するように構成されて
いるので、予めシール構造及び軸支構造を組立、調整し
てから壁面１に装着することができるとともに、メンテ
ナンス時にもケース体１０を壁面１から取り外してから
修理、部品交換、調整などを行うことができるので、製
造コスト、設置コスト及び維持コストを低減することが
可能であり、種々の装置、場所に適宜に取り付けするこ
とができるために対応性の高いシール装置を提供するこ
とができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、製造コスト、設置コス
ト、維持コストを低減することができるとともに、設置
される場所や構造を選ばず、要求されるシール特性（耐
薬品性、耐熱性など）に応じて適宜にシール構造の部品
を選択することができるなど、高い対応性を確保するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転軸のシール装置の構造を示す
概略端面図である。

【符号の説明】

１ 壁面 １ａ 貫通孔 ２ 攪拌ファン ３ 回転駆動軸 ３ａ 雄ネジ ４ プーリ １０ ケース体 １１ 挿嵌部 １１ａ 雄ネジ １２ 軸支部 １３ 段差面 １４ 内側フランジ １５，１６ 軸受 １７ ストップリング ２１ 外側固定ナット ２２ 内側固定ナット ２３ 矩形パッキン ２４，２５ 三角パッキン ３１ シール筒部材 ３２ シール板部材 ３３ スリーブ ３４ 座金 ３５ 保持ナット ３６ コイルバネ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 張ヶ谷 勝 千葉県野田市木野崎1758−14 有限会社三 栄工業内 Ｆターム(参考） 3J043 AA16 BA03 CA03 CB13 CB14 DA09 DA10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 壁面を貫通した状態で回転する回転軸の
   ためのシール装置であって、 内部において前記回転軸を密封するためのシール構造を
   備えた筒状のシール枠部と、内部に前記回転軸を軸支す
   るための軸受を備えた軸支ケース部とを一体に有するケ
   ース体を有し、 前記ケース体は、前記壁面に形成された貫通孔に挿嵌さ
   せた状態で密封固定されるとともに、前記シール枠部の
   先端側が前記壁面の一側に、前記軸支ケース部の側が前
   記壁面の他側にそれぞれ配置されるように構成されてい
   る回転軸のシール装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記ケース体の外面
   には前記回転駆動軸の軸線方向と略平行な軸線を有する
   ネジ構造が形成され、該ネジ構造に螺合することによっ
   て前記壁面の貫通孔の開口縁部に対して前記ケース体を
   取り付けるための固定ナット部材を備えている回転軸の
   シール装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記ケース体の外面
   には段差面が形成され、該段差面若しくは前記段差面に
   当接する部材と前記固定ナット部材とによって前記壁面
   を両側から挟圧した状態で密封固定するようになってい
   る回転軸のシール装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３までのいずれか１
   項において、前記シール枠部と前記軸支ケース部との境
   界領域の近傍において内部に張り出すように構成された
   内側フランジと、その外周面が前記シール枠部の内面に
   接触するとともにその他側の端面が前記内側フランジに
   当接するように配置された可撓性の筒状シール部材と、
   該筒状シール部材の一側の端面に当接するとともに前記
   シール枠部の内面と前記回転軸の外周面とに当接するよ
   うに構成された可撓性のリング状シール部材と、前記リ
   ング状シール部材を一側から他側へ向けて押圧する第１
   の押圧部材と、前記筒状シール部材と前記回転軸との間
   に収容されて前記リング状シール部材を他側から一側に
   向けて押圧する第２の押圧部材とを設けた回転軸のシー
   ル装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記第１の押圧部材
   は前記回転軸の外面上に形成された雄ネジに螺合する雌
   ネジを備えた保持ナット部材であり、前記第２の押圧部
   材は前記内側フランジと前記リング状シール部材との間
   に圧縮状態に収容されたバネ部材である回転軸のシール
   装置。