JP2013036597A

JP2013036597A - 軸封装置およびバルブ

Info

Publication number: JP2013036597A
Application number: JP2011175702A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Hayashi; 智彦林
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2013-02-21

Abstract

【課題】樹脂からなるパッキンの寿命低下を抑制する。
【解決手段】パッキン箱１０１と、パッキン箱１０１を貫通する可動軸１０２と、パッキン箱１０１と可動軸１０２との間に形成されたパッキン室１０３と、パッキン室１０３に収容された樹脂製のパッキン１０４と、パッキン１０４を可動軸１０２の軸方向に押圧するパッキン押さえ１０５と、自己潤滑性を有する樹脂から構成されて可動軸１０２のパッキン１０４との摺動面に部分的に形成された樹脂膜１０６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、可動する軸の貫通部における流体の漏れを阻止するパッキン形式の軸封装置およびバルブに関するものである。

バルブおよびポンプなどでは、主軸が貫通する部分から内部の流体が外部に漏れ、また、外部の気体が侵入するのを防ぐために、軸封装置が用いられている（特許文献１参照）。この軸封装置は、図２に示すように、パッキン箱２０１と、パッキン箱２０１を貫通する可動軸２０２と、パッキン箱２０１と可動軸２０２との間に形成されたパッキン室２０３と、パッキン室２０３に収容されたパッキン２０４とを備える。例えば、パッキン室２０３には、複数のパッキン２０４が可動軸２０２の軸方向に積層され、パッキン押さえ２０５により軸方向に押圧されている。

例えば、パッキン押さえ２０５に掛けたボルト（不図示）を締め込み、パッキン２０４を軸方向に圧迫すれば、パッキン２０４は、軸方向に圧縮された分に応じて所定の割合で内径および外径方向に広がる。この結果、パッキン室２０３の内周面と可動軸２０２の外周面にパッキン２０４が圧接して隙間を塞ぐ。このことにより、流体の漏れが防止できるようになる。

このような軸封装置において、近年では、パッキン２０４として、フッ素樹脂や高密度ポリエチレンなどの自己潤滑性を有する樹脂を成型したものが用いられている。これらの樹脂は、弾性および塑性を有しており、これら材料より成型されたパッキン２０４は、可動軸２０２の僅かな変位などに追従変形して漏れを阻止することができる。

特開平０７−２２４９４５号公報

しかしながら、上述した樹脂を成型して形成したパッキンを用いる場合、初期には、摩擦が増加するという問題がある。この種のパッキンを用いる場合、初期において、可動軸の摺動面に、パッキンを構成する樹脂が移着して移着膜が形成されていく。この移着膜が未形成の状態からある程度の移着膜が形成されるまでの間に、上述した摩擦の増加が発生する。このように、摩擦が増加することで、パッキンの破壊が促進され、パッキンの寿命を低下させるという問題があった。このようなパッキンの劣化は、シール性の劣化に直結し、流体のリークを招くため、大きな問題となる。

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、樹脂からなるパッキンの寿命低下が抑制できるようにすることを目的とする。

本発明に係る軸封装置は、パッキン箱と、パッキン箱を貫通する可動軸と、パッキン箱と可動軸との間に形成されたパッキン室と、パッキン室に収容された樹脂製のパッキンと、パッキンを可動軸の軸方向に押圧するパッキン押さえと、自己潤滑性を有する樹脂から構成されて可動軸のパッキンとの摺動面に部分的に形成された樹脂膜とを少なくとも備える。

上記軸封装置において、樹脂膜は、パッキンの材料から構成されていればよい。

本発明に係るバルブは、上述した軸封装置を備える。

以上説明したように、本発明によれば、自己潤滑性を有する樹脂から構成された樹脂膜を、可動軸のパッキンとの摺動面に部分的に形成したので、樹脂からなるパッキンの寿命低下が抑制できるようになるという優れた効果が得られる。

図１は、本発明の実施の形態における軸封装置の構成を模式的に示す構成図である。図２は、パッキン形式の軸封装置の構成を示す構成図である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における軸封装置の構成を模式的に示す構成図である。図１では、部分的に断面を示している。この軸封装置は、まず、パッキン箱１０１と、パッキン箱１０１を貫通する可動軸１０２と、パッキン箱１０１と可動軸１０２との間に形成されたパッキン室１０３と、パッキン室１０３に収容された樹脂製のパッキン１０４と、パッキン１０４を可動軸１０２の軸方向に押圧するパッキン押さえ１０５とを備える。

パッキン室１０３には、複数のパッキン１０４が可動軸１０２の軸方向に積層され、パッキン押さえ１０５により軸方向に押圧されている。また、パッキン押さえ２０５には、ボルト１０７がかけられ、ボルト１０７を締め込むことで、パッキン２０４を軸方向に押圧できる。

上述した構成に加え、本実施の形態における軸封装置は、可動軸１０２のパッキン１０４との摺動面に部分的に形成された樹脂膜１０６を備える。樹脂膜１０６は、回動軸１０２の上記摺動面の全域を覆うことなく、部分的に形成することが重要である。樹脂膜１０６は、例えば、溶射やディップコートなどにより形成すればよい。

以上のように、樹脂膜１０６を形成しておくことで、初期段階より、移着膜が形成された状態と同様になるので、初期における摩擦が増加する挙動を抑制できるようになる。この結果、パッキンの寿命低下が抑制できるようになる。

ここで、自己潤滑性を有する樹脂としては、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリアミドなどの自己潤滑性樹脂を用いればよい。例えば、フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリフッ化ビニリデンなどがある。

これらの材料は、パッキン１０４の材料として用いられており、樹脂膜１０６は、パッキン１０４の材料から構成されていればよい。

上述した本発明によれば、パッキンが接触する可動軸の摺動面に、部分的に樹脂膜を形成するようにしたので、初期において、既に移着膜が形成された状態と同様となり、初期における摩擦が増加する挙動を抑制でき、パッキンの寿命低下が抑制できるようになる。本発明による軸封装置は、例えば、バルブなどに適用可能である。

発明者は、樹脂で形成したパッキンを用いる場合の初期動作時の摩擦が増加する挙動に対し、様々な対策を検討する中で、まず、可動軸のパッキンとの摺動面の全域に樹脂膜を形成する対策を検討した。しかしながら、樹脂膜で全域を覆った場合、初期摩擦が増大して摺動部が膠着したような状態となる結果となり、全く効果が得られなかった。このような鋭意検討の結果、発明者は、パッキンが接触する可動軸の摺動面に、部分的に樹脂膜を形成することで、初期のおける摩擦の増加が抑制できることを初めて見いだし、本発明に至った。

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、パッキンとしては、薄い帯状とした樹脂部材を同心円に巻いて圧縮成形したテープモールドパッキン、薄い板状の樹脂部材を切り抜き重ねて接着成形した積層パッキンなどのグランドパッキン、また、樹脂を一体に成型した成型パッキンなどがある。また、樹脂を切削して形成したパッキンもある。

１０１…パッキン箱、１０２…可動軸、１０３…パッキン室、１０４…パッキン、１０５…パッキン押さえ、１０６…樹脂膜、１０７…ボルト。

Claims

パッキン箱と、
前記パッキン箱を貫通する可動軸と、
前記パッキン箱と前記可動軸との間に形成されたパッキン室と、
前記パッキン室に収容された樹脂製のパッキンと、
前記パッキンを前記可動軸の軸方向に押圧するパッキン押さえと、
自己潤滑性を有する樹脂から構成されて前記可動軸の前記パッキンとの摺動面に部分的に形成された樹脂膜と
を少なくとも備えることを特徴とする軸封装置。
請求項１記載の軸封装置において、
前記樹脂膜は、前記パッキンの材料から構成されていることを特徴とする軸封装置。
請求項１または２記載の軸封装置を備えるバルブ。