JP2005028854A - コンクリートミキサの軸封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリートミキサの回転軸の軸封装置において間隙部から異物が軸封部分へ侵入するのを防ぎ且つ充分なシール性を確保することを目的とする。
【解決手段】前記回転軸に固着する回転部に設けられ回転軸に対し一平面をなすシール面を有するシール板と、前記シール面に接し弾性体で形成されるリップを設け、該リップの先端が回転軸芯に対し外方へ傾斜する形状であるリップを有する一次シール部材と、該一次シール部材よりも混練槽外方に設けられ回転部の円周面と接する二次シール部材と、前記一次シール部材と二次シール部材との間に設けられた圧縮空気室へ圧縮空気を供給し前記リップの全域へ常に圧縮空気の圧力を均一に加える圧縮空気供給手段を備えること
【選択図】 図１

Description

本発明は、混練槽内に混練羽根を有する回転軸を備え生コンクリートを混練するコンクリートミキサの軸封装置に関するものである。

生コンクリートの混練には、混練槽が回転する重力式や、固定された混練槽内に回転する混練羽根を備えた強制式などのミキサが使用されている。
これらのミキサの中には混練槽内に混練羽根を有する回転軸が挿入された構造のものがあり、混練槽内の回転軸部におけるシールについて種々の提案がなされている。
中でも、回転軸と混練槽の槽壁との軸封装置の構造では、軸封部に圧縮空気を供給して混練する材料の侵入を防止する構造が提案されている。
従来の回転軸の軸封装置の例では、回転軸の回転部と槽壁部の非回転部との間に間隙部を備え、該間隙部にランタンリングを設けランタンリングへ圧縮空気を供給することにより圧縮空気で間隙部に侵入した異物をミキサ内へ吹き飛ばし、異物の侵入を阻止する軸封装置が示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−２５３４１号公報

しかしながら、前記の軸封装置では、回転部と非回転部との間に間隙部を有しているので異物の侵入が容易となり、間隙部を通じて簡単に異物が侵入する。
また、圧縮空気により異物を吹き飛ばして異物の侵入を阻止する際には、大量の圧縮空気が必要となり、圧縮空気の圧力の低下や混練作用による混練槽内の一時的な内圧の上昇には対応できず、間隙部内に異物の侵入をゆるしてしまう。
本発明は、前記の点を鑑み、コンクリートミキサの回転軸の軸封装置において間隙部から異物が軸封部分へ侵入するのを防ぎ且つ充分なシール性を確保することを目的とする。

混練槽内に混練羽根を有する回転軸を備えるコンクリートミキサにおける回転軸の軸封装置において、前記回転軸に固着する回転部に設けられ回転軸に対し一平面をなすシール面を有するシール板と、前記シール面に接し弾性体で形成されるリップを設け、該リップの先端が回転軸芯に対し外方へ傾斜する形状であるリップを有する一次シール部材と、該一次シール部材よりも混練槽外方に設けられ回転部の円周面と接する二次シール部材と、前記一次シール部材と二次シール部材との間に設けられた圧縮空気室へ圧縮空気を供給し前記リップの全域へ常に圧縮空気の圧力を均一に加える圧縮空気供給手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、コンクリートミキサの回転軸の軸封装置において、シール性を確保し、間隙部からの異物の侵入を確実に防ぐことができる。また、間隙部から漏れる圧縮空気の量を抑え、空気消費量を少なくすることができる。

以下に発明の実施例について図を用いて説明する。
図１は、本発明によるコンクリート用ミキサの回転軸の軸封装置における第一実施例の側断面図を示す。
また、図２は、一次シール部材のリップ部の詳細断面図を示す。
図１において、回転軸１にはカラー２が固定され、該カラー２には回転軸に対して垂直な平面のシール面２２を有するシール板３が固定されており、回転部としてカラー２とシール板３は回転軸１とともに回転する。回転しない混練槽の側壁５にはハウジング１３が固定されている。ハウジング１３とシール板３との間には隙間１.５mm程度の間隙部４が設けられている。

ハウジング１３には、フィン形状のリップ８を有する一次シール部材７が内設され、該一次シール部材７のリップ８の先端がシール板３のシール面２２に接するように設けられている。
カラー２の外側には、二次シール部材６を形成するフローティングシールがカラーの円周面に接するように配設され、フローティングシールの外側には、フローティングシールを固定するシールケース１４がハウジング１３に固着されている。一次シール部材６であるフローティングシールはカラー２とグリスを用いて接しており、カラー２とフローティングシールとの間へグリスを供給するグリス配管１８がシールケース１４に設けられている。非回転部としてハウジング１３とシールケース１４と一次シール部材７と二次シール部材６が設けられている。
一次シール部材７と二次シール部材６との間にはカラー２とシールケース１４とハウジング１３及びシール板３とで形成される圧縮空気室１５が設けられ、間隔部４と連接し圧縮空気供給手段２１により圧縮空気が送られる。

圧縮空気供給手段２１は、圧縮空気源１０であるコンプレッサと該コンプレッサからシールケース１４に接続する空気配管９を備え、コンプレッサから供給される圧縮空気がシールケース１４を介して圧縮空気室１５へ送られる。空気配管９の途中には、供給する圧縮空気の圧力を一定圧に調整する圧力調整弁１９と供給する圧縮空気に滴下給油するための給油手段１２を配設している。また、配管内の空気圧を検出する圧力検出器１１として圧力計が配設されている。前記圧力調整弁１９により圧縮空気室１５へ送られる圧縮空気の圧力は８０ｋＰａに調整される。
図２において、一次シール部材７に設けられたリップ８の先端は、回転軸芯に対して外方へ傾斜する形状になされ、リップ８の先端が図中上方となる傾斜を有し、リップ８の先端がシール板３に設けられたシール面２２と接触した状態でハウジング１３へ設けられている。

次に本発明の作用について説明する。
圧縮空気源１０より供給された圧縮空気は、空気配管９を介してシールケース１４に設けられた圧縮空気室１５へ送られる。
該圧縮空気室１５は、一次シール部材７と二次シール部材６との間に設けられており、圧縮空気は一次シール部材７と二次シール部材６の両方向へ流れるが、二次シール部材６はフローティングシールにより密閉されているため、圧縮空気は回転部のシール板３と非回転部のハウジング１３との間の間隙部４へ送られる。
間隙部４を通った圧縮空気は、ハウジング１３に設けられた一次シール部材７のリップ８へ圧縮空気室１５からエア圧力Ｒを加える。
リップ８へ加えられる圧縮空気は圧縮空気供給手段２１により常に均一の圧力で供給されるので、圧縮空気室１５からリップ８へ加えられる圧縮空気によるエア圧力Ｒはリップ８の全域に渡ってムラなく均一に作用する。

図２において、図２（ａ）は、混練槽（図中上方）からリップ８に混練物などの異物による外力Ｐが加わり、混練槽より異物が侵入しようとする場合を示す。
このとき、リップ８が外力Ｐに押されるとリップ８の先端部が図中下方へ向けて変形される。
下方へ押されたリップ８は、リップ厚さＴの中心線上のリップ８の根元部Ａを変形中心点として下方へ回転変形をおこす。
リップ８の先端は外方へ傾斜しているので、変形中心点Ａで回転変形すると垂直なシール面２２に対して回転半径方向で必要なリップ長さが短くなり余分なリップ長さ分がシール面へくい込まれる。このときリップ８の先端がシール面２２を押圧し、押圧力Ｑがリップ８の先端へ発生する。
この押圧力Ｑによりリップ８はシール面２２へ圧接され、軸封部への異物の侵入を阻止することができる。

図２（ｂ）は、圧縮空気室１５（図中下方）から送られる圧縮空気のエア圧力Ｒがリップ８に加わる場合を示す。
この時、リップ８は下方からのエア圧力Ｒにより、図中上方へリップ８の先端を戻す作用力Ｓが働く。リップ８には圧縮空気のエア圧力Ｒが常に一定圧でリップ８の全周へ均一に加わるため、前記作用力Ｓはリップ８の全体に偏りなく均一に作用する。作用力Ｓはリップ８の先端を混練槽側（図中上方）へ動かし、そのリップ８の先端の動きによって侵入しようとする異物を混練槽（図中上方）へ押し戻す。
また、混練槽からの異物による外力Ｐにより図中下方へ向けて変形したリップ８は下方からのエア圧力Ｒにより図中上方へ向けて元の形状へ変形し、弾性体による形状復元性も加わり、リップ８の形状の復元作用が働く。これにより、混練槽からの外力Ｐによるリップ８の変形から生じるシール性の低減を防ぎ、リップ８でのシール性を長時間維持できる。

本発明は、非回転部である一次シール部材７のリップ８が回転部であるシール面２２と平面で接する構成になされているので、回転軸の曲面で軸封する際に生じる軸のブレによる軸封部分の隙間が発生することなく、リップ８は全周に渡り均一にシール面２２と接することができ、確実なシール性を保つことができる。
またリップ８へ圧力を与えるためにグリスではなく圧縮空気のエア圧力を用いるので、グリスを用いる際のグリスの不均一な注入やグリスの一部分の流出によるリップ８への圧力ムラが発生することなく、圧縮空気のエア圧力はリップ８全体に均一に加わるため、リップ８による均一なシール性が得られ、またリップ８に加わる圧力ムラによる異物の侵入がない。

また、一次シール部材７がシール面２２と接することで、間隔部４への異物の侵入を阻止しシール性を高め、さらに、間隔部４からの空気流出がなくなり、圧縮空気の使用量の低減が可能となる。
混練槽からの圧力が高くなると変形することでシール面２２へ押圧力を増すリップ８を供え、異物の侵入する圧力によってシール面２２への押圧力を生じさせ一次シール部材７のシール性を保持し、且つ前記リップ８の変形を圧縮空気室１５からの圧縮空気の圧力によって復元させ、元の形状を保つことでリップ８のシール性を維持する。また、前記圧縮空気の圧力とさらにはリップ８の弾性によるリップ形状の復元作用により、侵入した異物を混練槽へ押し戻す効果が得られる。

リップ８の形状は図２の第一実施例で示すリップ８の先端形状に限定するものではなく、例えば図３に示すようにシール面２２に平行な先端形状としシール性をより向上することができる。
本発明の他の実施例として、図４にリップ部８の形状の異なる第二実施例を示す。
図４において、リップ８は、第一実施例で示すようなリップ８自体が傾斜を有する形状でなく、図中水平で傾斜を有しない形状をしており、リップ８の先端部に回転軸芯に対して外方へ傾斜を有する断面形状となす。
これにより、第一実施例と同様に図４（ａ）に示す混練槽（図中上方）からの外力Ｐに対しては、リップ８の先端部は変形中心点Ａを中心に下方へ回転変形し、シール面２２に圧接し、混練槽からの異物の侵入を防ぐ。
また、図４（ｂ）に示すように、圧縮空気室１５（図中下方）から送られる圧縮空気のエア圧力Ｒに対しては、リップ８の先端は変形中心点Ａを中心に上方へ回転変形され、リップ８の形状を戻し、リップ８の変形によるシール性の低減を防ぐ。

本発明の第三実施例として、一次シール部材７がリップ８を複数供えた実施例を図５に示す。
本実施例の一次シール部材７はリップ８を連続して複数供えている。これにより、図中上方のリップ８ａと図中下方のリップ８ｂとシール面２２で密閉された気室１７が形成され、気室１７内の空気圧は一定に保たれる。
そのため、空気配管９からの空気もれ等のトラブルによる供給空気圧力の変動が発生しても、一次シール部材のシール性が損なわれることなく、常に確実なシール性を得ることができる。

本発明の軸封部を示す側断面図。 リップ部の詳細断面図。 他の実施例のリップ部の詳細断面図。 第二実施例のリップ部の詳細断面図。 第三実施例のリップ部の詳細断面図。

符号の説明

１ 回転軸
３ シール板
６ 二次シール部材
７ 一次シール部材
８ リップ部
１５ 圧縮空気室

Claims (3)

1. 混練槽内に混練羽根を有する回転軸を備えるコンクリートミキサにおける回転軸の軸封装置において、
   前記回転軸に固着する回転部に設けられ回転軸に対し一平面をなすシール面を有するシール板と、
   前記シール面に接し弾性体で形成されるリップを設け、該リップの先端が回転軸芯に対し外方へ傾斜する形状であるリップを有する一次シール部材と、
   該一次シール部材よりも混練槽外方に設けられ回転部の円周面と接する二次シール部材と、
   前記一次シール部材と二次シール部材との間に設けられた圧縮空気室へ圧縮空気を供給し前記リップの全域へ常に圧縮空気の圧力を均一に加える圧縮空気供給手段を備えること
   を特徴とするコンクリートミキサの軸封装置。
   
2. 前記一次シール部材がリップを複数個設けることを特徴とする請求項１記載のコンクリートミキサの軸封装置。
   
3. 前記圧縮空気供給手段が供給する圧縮空気の圧力を一定圧に調節する圧力調整弁と、空気配管内の圧縮空気の圧力を検出する圧力検出器を備えることを特徴とする請求項１乃至２記載のコンクリートミキサの軸封装置。
   

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