JP3611363B2 - 粉粒体充填機におけるオーガー軸支持装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば建設用の壁土や複写機のトナーなどのような粒子が細かくて舞い上がり易く流動性の良い粉粒体を袋などの容器に充填する粉粒体充填機、詳しくは、供給筒の下端開口に通孔が開穿された菊座を設け、この供給筒内に上端部が軸支されたオーガー軸を配置して、該オーガー軸の回転により粉粒体を菊座の通孔を通して袋などの容器に充填する粉粒体充填機におけるオーガー軸支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の粉粒体充填機におけるオーガー軸支持装置として、例えばモーターなどの駆動源と連係する略垂直に軸支された駆動軸の下端部に、周方向へ分割された割りカラーからなる連結部材を連設し、この連結部材でオーガー軸の上端部をチャッキングすることにより、着脱自在に連結して該上端部が略垂直に軸支され、上記オーガー軸は、粉粒体の充填方向へ長い供給筒を挿通し、その下端部が供給筒の下端部及び菊座に対し支持されない自由状態で吊持されるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、このような従来の粉粒体充填機におけるオーガー軸支持装置では、オーガー軸の下端部が支持されない自由状態になっているため、オーガー軸の回転時に該オーガー軸が供給筒の内周面に対して振れ、このオーガー軸と供給筒の内周面との間に予め形成された隙間を越えてオーガー軸が振れると、オーガー軸の外周と供給筒の内周面とが接触して騒音が発生するだけでなく、削れた鉄粉などが充填中の粉粒体に混入するという問題がある。
このような問題は、充填する粉粒体の種類に応じてオーガー軸を回転し空出し運転する際に顕著に発生し、オーガー軸の振れは、製作誤差によるオーガー軸の偏心、特に粉粒体の詰まり現象による変形などによって生ずる。
このオーガー軸の変形を防止するため、オーガー軸を大径に形成したり、変形し難い材料で形成することが考えられるが、この場合にはコスト高になるという問題がある。
また、上記オーガー軸が変形してもそれに見合う隙間を供給筒の内周面とオーガー軸との間に予め形成することも考えれるが、この場合には隙間が大きいため、供給筒内の残留物が多くなると共に、オーガー軸の振れにより粉粒体の充填量にバラツキが生じるという問題がある。
【０００４】
そこで、上記の問題を解決するためにオーガー軸の下端部を菊座に対して回転自在に軸受けすることにより、オーガー軸の回転時に該オーガー軸の下端部が供給筒の内周面に対し振れないように支持することが考えられる。
しかし、上記軸受け部が滑り軸受けである場合には、オーガー軸の下端部との摩擦により熱が発生して焼き付き易く耐久性に劣り、これを防止するために潤滑油さすと、さした潤滑油が漏れ出る事故も多くなり、この漏れ出た潤滑油が充填中の粉粒体に混入するという問題がある。
上記軸受け部が例えばボールベアリングなどの転がり軸受けである場合には、充填中の粉粒体が転がり軸受けの内部に侵入して破損させる恐れがあり、耐久性に劣るばかりでなく、この転がり軸受けからも油漏れが無いわけではなく、漏れ出た油が充填中の粉粒体に混入するのを防止できないという問題がある。
【０００５】
本発明は斯かる従来事情に鑑み、オーガー軸の回転時の振れをなくしてオーガー軸の外周と供給筒の内周面との接触を防止すると共に、粉粒体の軸受けへの侵入及び軸受けからの油漏れを防止することを目的とする。
【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ずる技術的手段は、菊座の中央に、オーガー軸の下端部と係合して回転自在に軸受けする軸受け手段を、該オーガー軸の下端部へ向けて突出するように取り付け、この軸受け手段の下端周縁部と菊座の上面中央部とを互い対向するように接近させ、これら対向面の間に、互いに嵌まり合う環状凸片及び環状凹溝からなるラビリンスシール隙間をオーガー軸の回転方向へ形成したことを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】
本発明は上記技術的手段によれば、オーガー軸の下端部が軸受けされる突出状の軸受け手段の下端周縁部と、菊座の上面中央部とを接近させ、これら対向面の間に、互いに嵌まり合う環状凸片及び環状凹溝からなるラビリンスシール隙間をオーガー軸Ｂの回転方向へ環状に形成することにより、オーガー軸の径方向への通路が複数に区切られ、該通路内の気体が順次圧力降下して粉粒体及び油の通過が遮断されるものである。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【０００９】
この実施例は図１（Ａ）に示す如く、略垂直に軸支された駆動軸Ｃの上端部を例えばモーターなどの駆動源（図示せず）とタイミングベルトなどの伝動部材Ｃ１を介して連係し、その下端部を供給筒Ａの粉粒体充填方向上流側、即ち上端に連設されたホッパーＡ１内まで延長して、周方向へ分割された割りカラーからなる連結部材Ｃ２を連設し、この連結部材Ｃ２でオーガー軸Ｂの上端部Ｂ１をチャッキングすることにより、着脱自在に連結して該上端部Ｂ１が略垂直に軸支され、更にこのオーガー軸Ｂの下端面中央に凹部Ｂ２を凹設すると共に、軸受け手段２の上端部２ａを円錐形に形成して上記オーガー軸Ｂの下端面中央の凹部Ｂ２と嵌め合わせて係合するものである。
【００１０】
上記供給筒Ａの粉粒体充填方向下流側開口、即ち下端開口には、複数個の通孔１ａ…が開穿された菊座１を配設し、これら通孔１ａ…を充填する粉粒体の種類に応じてそれらが通過し易いように最適な形状に形成する。
本実施例では図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す如く、供給筒Ａの下端外周面に円筒状の取り付け筒Ａ２を着脱自在に嵌着して、この取り付け筒Ａ２の下端に突設した環状のストッパーＡ３上に菊座１の周縁部１ｄを載置するか、或いは取り付け筒Ａ２と菊座１を一体的に形成して供給筒Ａの下端外周面に取り付けるが、充填する粉粒体の種類に応じた通孔１ａ…が開穿される菊座１に交換する際、ストッパーＡ３上に菊座１の周縁部１ｄを載置した場合には、菊座１の交換だけですみ、取り付け筒Ａ２と菊座１を一体的に形成したもの全体を交換する場合に比べてコスト安になる。
【００１１】
上記菊座１の中央には、オーガー軸Ｂの凹部Ｂ２と係合して回転自在に軸受けする軸受け手段２を、該オーガー軸Ｂの下端部へ向けて突出するように取り付ける。
軸受け手段２は、オーガー軸Ｂの凹部Ｂ２と係合する上端部を円錐形に形成した受け部材２ａと、例えばボールベアリングなどの転がり軸受け部２ｂとからなり、この転がり軸受け部２ｂの外周面を受け部材２ａの下面中央に形成した中央凹部２ｃに係合し、該転がり軸受け部２ｂの内周面には、上記菊座１の中央に連設した後述する支軸３の上端部３ａを係合させることにより一体化する。
【００１２】
更に、上記軸受け手段２の下端周縁部２ｄと、菊座１の上面中央部１ｂとを粉粒体充填方向、即ち下方向へ互い対向するように接近させ、これら対向面の間に、ラビリンスシール隙間４を前記オーガー軸Ｂの回転方向へ環状に形成する。
このラビリンスシール隙間４は、接近した軸受け手段２の下端周縁部２ｄと菊座１の上面中央部１ｂとの対向面に、図２に示す如くオーガー軸Ｂの回転方向へ周設される環状凸片４ａ及び環状凹溝４ｂを、互いに若干の間隙を介して嵌まり合うようにオーガー軸Ｂの径方向へ交互に配設することにより、オーガー軸Ｂの径方向への通路が複数に区切られて該通路内の気体を順次圧力降下させ、その結果、気体の漏れが極度に減らされる。
本実施例では図１（Ｂ）に示す如く上記菊座１の上面中央部１ｂが、該菊座１の中央に連設した後述する支軸３の上部に突設されるフランジ部３ｂの転がり軸受け部２ｂより外側へ突出する上面部分である場合を示し、これらフランジ部３ｂの転がり軸受け部２ｂより外側へ突出する上面部分１ｂと、軸受け手段２の下端周縁部２ｄとの間に、環状のラビリンスシール隙間４を形成しており、環状凸片４ａを軸受け手段２の下端周縁部２ｄに２つ突設すると共に、フランジ部３ｂの転がり軸受け部２ｂより外側へ突出する上面部分１ｂに１つ突設して、最もオーガー軸Ｂの径方向外側に位置する環状凸片４ａを軸受け手段２の下端周縁部２ｄに配置することにより、該ラビリンスシール隙間４の外側開口端が下向きに開口するようにしている。
【００１３】
支軸３は、上記菊座１の中央を貫通して前記オーガー軸Ｂの下端面中央の凹部Ｂ２へ向け接近する方向及び離れる方向、即ち上下方向へ調整移動自在に軸支し、例えば工具などを用いて回転操作することにより、その上端部３ａ及びフランジ部３ｂを昇降させると共に前記転がり軸受け部２ｂ及び受け部材２ａを昇降させ、この受け部材２ａの円錐形に形成された上端部分がオーガー軸Ｂの凹部Ｂ２とガタ付くことなく係合する位置まで上昇して、オーガー軸Ｂの回転時にその下端部が供給筒Ａの内周面に対し振れないように支持する。
本実施例では支軸３の上下中間部外周面３ｃと、菊座１の中央に開穿した支軸３が挿通する孔１ｃとに、夫々互いに螺合する捩子を刻設しており、この捩子が刻設される孔１ｃは、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す如く該孔１ｃにナットを固着して構成したり、或いは図示せぬが孔１ｃに直接捩子を刻設しても良く、支軸３の下端外周面３ｄには、例えばスパナなどの工具が係合する工具係合部を形成している。
【００１４】
次に、斯かる粉粒体充填機におけるオーガー軸支持装置の作動について説明する。
【００１５】
先ず、駆動源の間欠的な作動により駆動軸Ｃ及び連結部材Ｃ２を介してオーガー軸Ｂが所定時間回転すると、これに伴って該オーガー軸Ｂの下端面中央の凹部Ｂ２と係合する軸受け手段２の受け部材２ａも回転するが支軸３及び菊座１は回転せず、これによりホッパーＡ１内の粉粒体が供給筒Ａに沿って移送され、菊座１の通孔１ａ…を通ってその下方に予め用意された袋体（図示せず）に設定量ずつ充填される。
【００１６】
この充填中に粉粒体は、回転する受け部材２ａと回転しない支軸３及び菊座１の間に形成された環状のラビリンスシール隙間４を通って転がり軸受け部２ｂへ侵入しようとする。
しかし、環状のラビリンスシール隙間４は、互いに若干の間隙を介して嵌まり合う環状凸片４ａ…及び環状凹溝４ｂ，４ｂにより、オーガー軸Ｂの径方向への通路が複数に区切られて該通路内の気体を順次圧力降下させ、その結果、気体の漏れが極度に減らされるので、粉粒体の通過を遮断して転がり軸受け部２ｂまで到達することはなく、粉粒体の侵入による転がり軸受け部２ｂの破損を完全に防止できる。
更に、転がり軸受け部２ｂから潤滑油が漏れ出た場合には、環状のラビリンスシール隙間４を通って充填中の粉粒体に混入することも考えられるが、上述した如く環状のラビリンスシール隙間４は気体の漏れが極度に減らされるので、転がり軸受け部２ｂから漏れ出た潤滑油がラビリンスシール隙間４の内側開口端から侵入したとしても、外側開口端まで到達することはなく、充填中の粉粒体への混入を完全に防止できる。
【００１７】
一方、図３及び図４に示すものと、図５及び図６に示すものは、夫々本発明の他の実施例であり、これら両者は、支軸３の上部に突設されたフランジ部３ｂが転がり軸受け部２ｂより外側まで突出せず、これらフランジ部３ｂ及び転がり軸受け部２ｂの外周を覆うように、軸受け手段２の下端周縁部２ｄを菊座１の本体に形成した上面中央部１ｂと互い対向するように接近させ、これら対向面の間に環状のラビリンスシール隙間４を形成した点について構成が、前記図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示した実施例とは異なり、それ以外の構成は図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示した実施例と同じものである。
【００１８】
そして、図３及び図４に示すものは、菊座１の本体に形成した上面中央部１ｂと軸受け手段２の下端周縁部２ｄに、夫々環状凸片４ａ及び環状凹溝４ｂを１つずつ配設したものであり、図５及び図６に示すものは、菊座１の本体に形成した上面中央部１ｂに、夫々環状凸片４ａ及び環状凹溝４ｂを２つずつ配設した点について構成が異なる。
図示例では、最もオーガー軸Ｂの径方向外側に位置する環状凸片４ａを菊座１の上面中央部１ｂに配置することにより、該ラビリンスシール隙間４の外側開口端が上向きに開口するようにしているが、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示した実施例と同様に、最もオーガー軸Ｂの径方向外側に位置する環状凸片４ａを軸受け手段２の下端周縁部２ｄに配置することにより、該ラビリンスシール隙間４の外側開口端が下向きに開口するようにしても良い。
【００１９】
実験の結果では、環状凸片４ａ及び環状凹溝４ｂの数が多い方が、粉粒体及び油の通過をより遮断でき、最もオーガー軸Ｂの径方向外側に位置する環状凸片４ａを軸受け手段２の下端周縁部２ｄに配置して、該ラビリンスシール隙間４の外側開口端が下向きに開口する方か、上向きに開口するものに比べて粉粒体及び油の通過をより遮断できる。
【００２０】
尚、前視実施例では、駆動軸Ｃの下端部に連設した周方向へ分割された割りカラーからなる連結部材Ｃ２でオーガー軸Ｂの上端部Ｂ１をチャッキングすることにより着脱自在に連結したが、これに限定されず、これ以外の従来週知な連結構造で駆動軸の下端部とオーガー軸Ｂの上端部Ｂ１を着脱自在に連結しても良い。
【００２１】
また、オーガー軸Ｂの下端面中央に凹部Ｂ２を凹設すると共に、軸受け手段２の上端部２ａを円錐形に形成して上記オーガー軸Ｂの下端面中央の凹部Ｂ２と嵌め合わせて係合したが、これに限定されず、これ以外の従来週知な係合構造でオーガー軸Ｂの下端部Ｂ２と軸受け手段２の上端部２ａを係合して一体化しても良い。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は上記構成であるから、以下の利点を有する。
【００２３】
オーガー軸の下端部が軸受けされる突出状の軸受け手段の下端周縁部と、菊座の上面中央部とを接近させ、これら対向面の間に、互いに嵌まり合う環状凸片及び環状凹溝からなるラビリンスシール隙間をオーガー軸の回転方向へ環状に形成することにより、オーガー軸の径方向への通路が複数に区切られ、該通路内の気体が順次圧力降下して粉粒体及び油の通過が遮断されるので、オーガー軸の回転時の振れをなくしてオーガー軸の外周と供給筒の内周面との接触を防止できると共に、粉粒体の軸受けへの侵入及び軸受けからの油漏れを防止できる。
【００２４】
従って、オーガー軸の下端部が支持されない自由状態になっている従来のものに比べ、オーガー軸の外周と供給筒の内周面との接触による騒音の発生や削れた鉄粉などの混入がなくなり、更にオーガー軸の下端部を例えばボールベアリングなどの転がり軸受けしても、粉粒体の侵入により破損することがなくて耐久性に優れると共に、充填中の粉粒体に油が混入することがない。
また、現在使用中の粉粒体充填機にも高価なオーガー軸や供給筒を交換することなく本発明のオーガー軸支持装置を簡単に装着できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施例を示す粉粒体充填機におけるオーガー軸支持装置の縦断正面図でオーガー軸を部分的に切欠して示したものである。
（Ｂ）は要部を部分的に拡大して示す縦断正面図である。
【図２】図１（Ｂ）の（２）−（２）線に沿える部分拡大横断平面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す粉粒体充填機におけるオーガー軸支持装置の要部を部分的に拡大して示す縦断正面図である。
【図４】図３の（４）−（４）線に沿える部分拡大横断平面図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す粉粒体充填機におけるオーガー軸支持装置の要部を部分的に拡大して示す縦断正面図である。
【図６】図５の（６）−（６）線に沿える部分拡大横断平面図である。
【符号の説明】
Ａ 供給筒 Ｂ オーガー軸
Ｂ１ 上端部 Ｂ２ 下端部（凹部）
１ 菊座 １ａ 通孔
１ｂ 上面中央部、支軸のフランジ部上面
２ 軸受け手段 ２ａ 受け部材
２ｂ 転がり軸受け部 ２ｃ 下面中央部（中央凹部）
３ 支軸 ３ａ 上端部
３ｂ フランジ部 ４ ラビリンスシール隙間
４ａ 環状凸片 ４ｂ 環状凹溝

Claims (5)

1. 供給筒Ａの下端開口に通孔１ａ…が開穿された菊座１を設け、この供給筒Ａ内に上端部Ｂ１が軸支されたオーガー軸Ｂを配置して、該オーガー軸Ｂの回転により粉粒体を菊座１の通孔１ａ…を通して充填する粉粒体充填機において、前記菊座１の中央に、オーガー軸Ｂの下端部Ｂ２と係合して回転自在に軸受けする軸受け手段２を、該オーガー軸Ｂの下端部Ｂ２へ向けて突出するように取り付け、この軸受け手段２の下端周縁部２ｄと菊座１の上面中央部１ｂとを互い対向するように接近させ、これら対向面の間に、互いに嵌まり合う環状凸片４ａ及び環状凹溝４ｂからなるラビリンスシール隙間４をオーガー軸Ｂの回転方向へ形成したことを特徴とするオーガー軸支持装置。
2. 前記菊座１の中央に軸受け手段２の下面中央部２ｃと係合する支軸３を連設し、ラビリンスシール隙間４を形成する菊座１の上面中央部１ｂが、上記支軸３に突設したフランジ部３ｂの上面であり、この支軸３に突設したフランジ部３ｂとの上面１ｂと、軸受け手段２の下端周縁部２ｄとの間に、環状のラビリンスシール隙間４を形成した請求項１記載のオーガー軸支持装置。
3. 前記菊座１の中央に軸受け手段２の下面中央部２ｃと係合する支軸３を連設し、この支軸３の外周を覆うように軸受け手段２の下端周縁部２ｄと菊座１の上面中央部１ｂとを互い対向するように接近させ、これら対向面の間に環状のラビリンスシール隙間４を形成した請求項１記載のオーガー軸支持装置。
4. 前記軸受け手段２が、オーガー軸Ｂの下端部Ｂ２と係合する受け部材２ａと、この受け部材２ａの下面中央部２ｃに係合した転がり軸受け部２ｂとからなり、この転がり軸受け部２ｂに支軸３の上端部３ａを係合させた請求項２または３記載のオーガー軸支持装置。
5. 前記菊座１の中央に対して支軸３をオーガー軸Ｂの下端部Ｂ２へ向け接近する方向及び離れる方向へ調整移動自在に軸支した請求項２、３または４記載のオーガー軸支持装置。

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