JP3103053B2 - 締付け治具又はアダプタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプやベアリン
グケース等の軸貫通部に用いられるグランドパッキン
（単純圧縮パッキン）を、スタフィングボックス（パッ
キン箱）内に組み込む際に使用する締付け治具やアダプ
タの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】混練機、ロータリードライヤー、或いは
スクリューコンベア等の回転機器では、回転軸部分での
軸封手段としてグランドパッキンが用いられており、そ
の組み込み操作としては、所定数のグランドパッキン全
部をスタフィングボックス内に装填してから、グランド
押えを介してボルト又はナットで締付けるのが一般的で
ある。

【０００３】つまり、軸方向に圧縮することによるグラ
ンドパッキンの軸径方向への膨張変形によって摺動面の
シールを行う構造上、グランド押えから遠くなる側のグ
ランドパッキンには締付け力が到達し難い傾向にある。
そのため、密封流体に直接接触する最奥側のパッキンで
は、摺動面との間に流体が侵入し易くなる問題があっ
た。すなわち、密封流体のある程度の適度な漏れは潤滑
性を与え、摩擦熱の発生を抑制して寿命を長くする作用
があるが、その漏れが過度になると、機器外部への漏洩
量が増加し、洩れが微量ならば、パッキンや軸が早期に
磨耗するおそれがある。

【０００４】そこで、それを改善するために、最奥側１
個或いは２個のグランドパッキンを装填した時点で、予
め製作された金属製又は樹脂製の締付け治具を装填し、
グランド押えで一度締付けて予備圧縮することによっ
て、奥側パッキンと軸並びにスタフィングボックスとの
隙間を減少させ、締付け治具を抜き去ってから残りのパ
ッキンを装填してグランド押えで締付ける２段締め操作
（３段以上でも良い）が、良好なシール性を得るに有効
であって多く採用されていた。締付け治具としては、リ
ング状のものや、図４に示すように、半円状の締付け治
具ａを２個用いる２分割型等がある。

【０００５】又、４個のグランドパッキンを用いるよう
に設定されたスタフィングボックスを、２個のグランド
パッキンで済む箇所に兼用使用するような場合には、残
り２個分のパッキンの代わりをするアダプタ（スペー
サ）が必要になるので、前述した締付け治具を抜き去る
ことなく、そのままアダプタとして組み付けてしまう使
い方も行われていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の締付け治具を用いた操作手段には、次のような
問題点があった。 装着対象となるスタフィングボッ
クス内径と軸外径の寸法を予め測定し、それに合致した
寸法で製作しておく必要があり、ある程度の準備期間を
要する。 によって製作された締付け治具は、その
機器専用のものであるから、寸法の異なる機器に適用す
ることができず、汎用性に乏しい。 予め製作しなけ
ればならないので、急を要する場合には使用することが
できない不便さがある。 金属製の締付け治具は重く
なり、作業性には不利となる。又、作業時に軸に傷を付
けてしまうおそれがある。

【０００７】そして、上記〜の問題は、アダプタと
して使用した場合でも同様に存在するものである。

【０００８】本発明の目的は、上記問題点を解消し得る
締付け治具、又はアダプタを提供する点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕 請求項１の締付け治具又はアダプタは、スタフィングボ
ックスに組み込まれたグランドパッキンをグランド押え
で締付ける際にグランドパッキンとグランド押えとの間
に装填されて使用される締付け治具又はアダプタであっ
て、繊維を編組みして成る屈曲変位可能な紐状体から成
り、この紐状体の一面に、紐幅方向に延びる凹入溝を紐
長手方向に所定間隔で形成していることを特徴とする。

【００１０】請求項２の締付け治具又はアダプタは、請
求項１の締付け治具又はアダプタにおいて、上記紐状体
をチューブで被覆していることを特徴とする。

【００１１】請求項３の締付け治具又はアダプタは、ス
タフィングボックスに組み込まれたグランドパッキンを
グランド押えで締付ける際にグランドパッキンとグラン
ド押えとの間に装填されて使用される締付け治具又はア
ダプタであって、繊維を編組みして成る屈曲変位可能な
紐状体から成り、この紐状体をチューブで被覆している
ことを特徴とする。

【００１２】請求項４の締付け治具又はアダプタは、上
記チューブが熱収縮材料から成ることを特徴とする。

【００１３】請求項５の締付け治具又はアダプタは、上
記チューブがエチレンプロピレンゴム又はフッ素樹脂系
の材料から成ることを特徴とする。

【００１４】請求項６の締付け治具又はアダプタは、前
記繊維が合成樹脂材から成ることを特徴とする。

【００１５】請求項７の締付け治具又はアダプタは、前
記紐状体をリング状又はコイル状に形成していることを
特徴とする。

【００１６】〔作用〕 請求項１の構成によれば、まず繊維を編組みした屈曲変
位可能な紐状体で締付け治具又はアダプタが構成される
ので、必要となる軸方向強度並びに径方向への変形特性
を得ながら、軸径やスタフィングボックス内径に合わせ
て紐状体を屈曲することで、異なる機器に対応させるこ
とが可能になる。故に、幅の異なる数種の紐状体を予め
製作しておけば、径の違いだけでなく、軸とスタフィン
グボックスとの径方向幅の異なる機種にも対応すること
が可能になり、紐状体を現場にて切断して曲げるだけ
で、必要となるサイズのリング状や円弧状の締付け治
具、又はアダプタを短時間で供給することが可能にな
る。

【００１７】さらに、上記紐状体の一面には所定の間隔
で凹入溝が形成されており、この面を内径側に向けて屈
曲させて用いることによって、締付け後における軸との
接触面積を減らして摩擦抵抗を下げることが可能にな
る。従って、締付け具としてスタフィングボックス内か
ら抜き取るときの摩擦抵抗が減って抜き易くなるととも
に、スタフィングボックスに装着したままとなるアダプ
タとして使う場合には、回転軸との抵抗が減って機器の
動力効率を改善することが可能になる。

【００１８】請求項２・３の構成によれば、チューブで
紐状体を被覆してあるから、紐状体の保護作用が生じる
とともに、目視によってグランドパッキンとの区別が容
易に行えるようになる。特に、グランドパッキンと紐状
体とが同じ素材て構成されているときには、被覆チュー
ブによる見た目の違いが有効であり、部品間違いが先ず
生じないようになる。また、柔軟な樹脂チューブにより
滑らかな不浸透性の紐状体表面を構成でき、パッキンや
スタフィングボックスとの密着性が向上すると共に、紐
状体表面からの密封流体の浸透が防止されるため、シー
ル装置としてのシール性能が向上する。

【００１９】請求項４の構成によれば、チューブが熱収
縮材料から成るので、これを紐状体に被覆してから熱を
加える処理を行うだけで収縮し、紐状体に密着するよう
に一体化させることができるとともに、見た目にも良好
なものとなる。

【００２０】請求項５の構成において、チューブをエチ
レンプロピレンゴムで構成すれば、対オゾン性、耐候性
が非常に優れるとともに、比較的高温にも耐え、かつ、
耐水蒸気性も優れており、ジシロキサン・ジエステル
系、塩化シリコン油、ポリシロキサン油等の高温用の作
動油に好適な締付け治具又はアダプタとなる。

【００２１】また、チューブをフッ素樹脂系のものとす
れば、高温に耐える等熱的安定性が大きく、殆どの薬品
におかされない化学的にも安定したものであるととも
に、電気的安定性が大きい、吸水性や吸湿性が殆ど無
い、摩擦係数がきわめて小さい等の特性を備えており、
回転軸に接触する締付け治具又はアダプタに好適なもの
となる。又、軸やスタフィングボックスに粘り着くと
か、腐食を促進させることがない点も好ましい。

【００２２】請求項６の構成によれば、繊維は合成樹脂
でできているので、従来の金属製のものに比べて軽量で
あり、取扱性や作業性が改善されるとともに、軸やスタ
フィングボックスに傷を付ける心配がなく、又それによ
って組み付けの際に慎重を要さなくなり、その分作業性
がさらに改善されるようになる。

【００２３】請求項７の構成によれば、紐状体をリング
状やコイル状に形成してあるから、直線状のものを屈曲
して用いる場合に比べて、所定の曲率に曲げる労力が軽
減されるとともに、弾性によって元の状態に戻ろうとす
る作用も弱まり、作業性が良くなる。又、リング径やコ
イル径の異なるものと数種用意しておけば、種々の機器
の径や寸法に近いものが選択でき、僅かに曲げるだけで
済む等、作業性をさらに改善することが可能である。

【００２４】 〔効果〕 請求項１〜７のいずれに記載の締付け治具又はアダプタ
でも、対象となる機器に合わせて紐状体を所定寸法に寸
断して曲げるだけで、その対象機種用の寸法のものを形
成することができ、種々の機器に対応できる優れた汎用
性と、必要なときに直ぐに製作して用意できる利便性と
が得られる。

【００２５】加えて請求項１に記載の締付け治具又はア
ダプタでは、紐状体の一面に所定間隔で凹入溝が形成さ
れているので、これを屈曲するときに溝を内径側に向け
るだけで軸との摩擦抵抗を軽減でき、締付け治具の抜き
取り作業性が改善されるとか、アダプタ使用時には機器
の効率改善に寄与できるといった利点が得られる。

【００２６】請求項２・３に記載の締付け治具又はアダ
プタでは、チューブ被覆によって耐久性やシール性能が
向上し、部品を間違えるおそれがなくなって取扱性も向
上するとともに、外観も好ましいものとして提供でき
る。

【００２７】請求項４に記載の締付け治具又はアダプタ
では、熱を加えるだけの簡単な処理を施すだけでチュー
ブと紐状体との隙間のない良好な被覆状態が得られる。

【００２８】請求項５に記載の締付け治具又はアダプタ
では、高温に耐えるとか、対薬品性に優れる、さらに優
れたシール性能が得られる、或いは摩擦係数が極めて小
さいなど、グランドパッキン用のものに適した性質が得
られる。

【００２９】請求項６に記載の締付け治具又はアダプタ
では、紐状体を構成する繊維を合成樹脂としたので、軽
量であって取扱性や作業性に優れるとともに、装着の際
に軸等を傷つけるおそれが回避される点で作業性も改善
される。

【００３０】請求項７に記載の締付け治具又はアダプタ
では、実際の使用形状であるリング状や半円状に屈曲す
る労力が少なくて済み、作業性を改善することができ
る。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１にグランドパッキンの締付
け治具又はアダプタの素材が示され、この素材は、屈曲
変位可能な紐状体１を熱収縮チューブ２で被覆して構成
されている。そして、実際の使用に際しては、適宜の長
さに寸断された素材をリング状に曲げることにより、図
２に示す締付け治具Ａ、又はアダプタＢとして機能可能
な形態になる。

【００３２】締付け治具Ａは、４個のグランドパッキン
９のうちの奥側２個を装填した時点でスタフィングボッ
クス５内に入れ込まれて使用されるものであり、スタフ
ィングボックス５に装着されたスタッドボルト７とナッ
ト８とにより、グランド押え６で締付ける。図３に示す
ように、２個の締付け治具Ａを用いる場合には、紐状体
１の切れ目ｋの位置を、互いに回転軸４の周方向にずら
し、圧力が均等に作用するようにする。その締付けによ
って２個のグランドパッキン９，９を予備圧縮して径方
向に拡がり変形させ、回転軸４、及びスタフィングボッ
クス５との隙間を十分に小さい状態にする。

【００３３】次に、グランド押え６を外して締付け治具
Ａをスタフィングボックス５から抜き去り、残り２個の
グランドパッキン９，９をスタフィングボックス５に装
填し、再びグランド押え６をナット８操作で締め付ける
ことにより、４個のグランドパッキン９の全部を径方向
に十分に拡がり変形させることができて、所期した良好
なシール作用が得られる。

【００３４】アダプタＢは、上述したパッキン４個用の
スタフィングボックス５を、２個のグランドパッキン
９，９で済む箇所に兼用する場合等に用いられるもので
ある。すなわち、２個のグランドパッキン９，９を装填
してからアダプタＢもスタフィングボックス５内に装填
し、グランド押え６をナット８操作で締め付けるのであ
る。締付け治具Ａは最終的には取り外されるのに対し
て、このアダプタＢは組み込んだままの状態で使用され
る違いがある。図３に示すように、２個のアダプタＢ，
Ｂを装填する場合には、切れ目ｋの位置を互いに回転軸
４の周方向にずらすのは、締付け治具Ａのときと同様で
ある。

【００３５】次に、締付け治具Ａ又はアダプタＢの特性
及び素材について詳述する。

【００３６】紐状体１は、フッ素樹脂であるＰＴＦＥ
（ポリテトラフルオロエチレン）を含浸したアラミド繊
維を格子編みした高強度品であるとともに、４点ロール
加工によって断面略四角形状に高密度化されている。こ
れにより、グランド押え６で軸方向に締付けられたとき
の径方向への変形を抑えて、締付け力が有効にグランド
パッキン９に及ぶようになる。尚、アラミド繊維は引張
特性と耐熱性のきわめて優れた液晶性芳香族ポリアミド
繊維であり、複合材料用繊維強化材等に実用されてい
る。商標としては、ケブラー（ｄｕ Ｐｏｎｔ社）等が
知られている。

【００３７】高強度品とすることにより、高い応力が作
用しても繊維が切れない、又は切れ難くなって好都合で
ある。又、繊維ではその変形によって締付け力が分散さ
れ易いので、繊維を編組した紐状体の高密度化により、
従来の金属製の治具やアダプタのように、締付け力がダ
イレクトにグランドパッキンに伝わる状態に近づけてあ
る。グランドパッキンと併用する紐状体は、グランドパ
ッキンのものより密度を３０〜５０％増しにするのが好
ましい。

【００３８】紐状体１には、紐幅方向に伸びる凹入溝３
を、紐長手方向に所定間隔を空けた状態で一紐面に連続
的に形成してあり、リング状に屈曲する際には、その凹
入溝３が施された紐面を内径側に向けて折り曲げるとア
ダプタＢに好適であり、締付け治具Ａの場合には内径側
でも外形側でも良い。凹入溝３は、型成形によって紐状
体１の作製時に同時に形成しても良く、又、紐状体１の
作製後にプレス加工によって形成しても良い。プレス加
工による手段では、それによって紐状体１の密度が５パ
ーセント程度増大するようになる。

【００３９】凹入溝３がない場合は、締付け治具Ａをリ
ング状に形成したときに、外径と内径の周長差によって
内径側にチューブ２の弛みが発生するが、凹入溝３を施
した本願のものでは、その弛みは凹入溝３部分で吸収さ
れるようになり、明確な弛みが発生しないようになる利
点がある。加えて、凹入溝３の存在により、締付け治具
Ａとしては、締付け後における回転軸４、或いはスタフ
ィングボックス５との接触抵抗を下げる効果がある。

【００４０】熱収縮チューブ２の材料はエチレンプロピ
レンゴムであり、この中に紐状体１を挿入した状態で電
気炉に入れ、摂氏１３０度で１時間程度熱処理すること
によって収縮させ、紐状体１に密着させる。この被覆チ
ューブ２の収縮により、高密度化された紐状体１の変形
を減少させることができるので、グランド押え６の締付
け力を締付け治具Ａ又はアダプタＢを介してさらに有効
にグランドパッキンに伝達できるようになる利点があ
る。

【００４１】〔別実施形態〕 紐状体１を形成する繊維としてはＰＦＡ（パーフルオロ
アルコキシアルカン）やＦＥＰ等のフッ素樹脂、ポリエ
ステル繊維、或いは、グランドパッキンと同じ繊維を用
いても良い。又、繊維の編み方は格子編み以外のもので
も良い。

【００４２】チューブ２にフッ素樹脂系の材料を使う場
合の熱処理は、摂氏１００〜２００度で１時間程度電気
炉に入れるようにする。

【図面の簡単な説明】

【図１】チューブで被覆された紐状体の外観図である。

【図２】紐状体を屈曲した締付け治具又はアダプタの斜
視図である。

【図３】締付け治具（アダプタ）を用いたグランドパッ
キン締付け状態の断面図である。

【図４】従来の金属製の２分割締付け治具を示す斜視図
である。

【符号の説明】 １ 紐状体 ２ チューブ ３ 凹入溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−263946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−79266（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−160360（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16J 15/24

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スタフィングボックスに組み込まれたグ
   ランドパッキンをグランド押えで締付ける際にグランド
   パッキンとグランド押えとの間に装填されて使用される
   締付け治具又はアダプタであって、 繊維を編組みして成る屈曲変位可能な紐状体から成り、
   この紐状体の一面に、紐幅方向に延びる凹入溝を紐長手
   方向に所定間隔で形成していることを特徴とする締付け
   治具又はアダプタ。
2. 【請求項２】 上記紐状体をチューブで被覆しているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の締付け治具又はアダプ
   タ。
3. 【請求項３】 スタフィングボックスに組み込まれたグ
   ランドパッキンをグランド押えで締付ける際にグランド
   パッキンとグランド押えとの間に装填されて使用される
   締付け治具又はアダプタであって、 繊維を編組みして成る屈曲変位可能な紐状体から成り、
   この紐状体をチューブで被覆していることを特徴とする
   締付け治具又はアダプタ。
4. 【請求項４】 上記チューブが熱収縮材料から成ること
   を特徴とする請求項２又は３に記載の締付け治具又はア
   ダプタ。
5. 【請求項５】 上記チューブがエチレンプロピレンゴム
   又はフッ素樹脂系の材料から成ることを特徴とする請求
   項２、３又は４に記載の締付け治具又はアダプタ。
6. 【請求項６】 前記繊維が合成樹脂材から成ることを特
   徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の締付け
   治具又はアダプタ。
7. 【請求項７】 前記紐状体をリング状又はコイル状に形
   成していることを特徴とする請求項１から６のいずれか
   １項に記載の締付け治具又はアダプタ。