JP5874274B2

JP5874274B2 - シール構造

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Publication number: JP5874274B2
Application number: JP2011212778A
Authority: JP
Inventors: 真司山形
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2031-09-28
Also published as: JP2013072510A

Description

本発明は、流路内で駆動する軸体と、流路の内面との間をシール部材によって封止するシール構造に関する。

特許文献１には、液体が流れる配管内で駆動する軸体と、流路の内壁と軸体との間を封止するシール部材と、を備えるシール構造が開示されている。図１０に示すように、この種のシール構造１０１は、配管１０６の流路１０６ａの内部と外部に跨って配された軸体１１１と、軸体１１１を駆動するための駆動部１１０とを備えている。

駆動部１１０は、軸体１１１を例えば油圧等で駆動するためのピストン１１０ａ及びシリンダ１１０ｂと、流路１０６ａとシリンダ１１０ｂとを仕切る隔壁１１２とを有している。隔壁１１２の軸穴１１２ａに、軸体１１１が移動可能に挿通されており、軸穴１１２ａと軸体１１１との間に、流路１０６ａを封止するシール部材１１３が設けられている。

特許３３９９８８１号公報

ところで、上述の特許文献１に記載のシール構造は、軸体とシール部材との摺動に伴って、シール部材が摩耗して、摩耗屑である異物が発生する。このように、シール部材近傍に発生した異物は、配管の流路を流れる液体によって流され、流路の下流に流出してしまう問題がある。また、液体の成分が固化して軸体に付着する場合もあり、軸体に付着した付着物である異物が、配管の流路を流れる液体によって流され、流路の下流に流出してしまう問題もある。

そこで、本発明は、上記関連する技術の課題を解決することができるシール構造を提供することを目的とする。本発明の目的の一例は、流路内で軸体を移動可能に支持するガイド部材の流路側の一端近傍に生じる異物が、流路を流れる液体によって流出するのを防ぐことができる。

上述した目的を達成するため、本発明に係るシール構造は、液体が流れる流路の内部と外部に跨って配され、流路内で駆動する軸体と、流路に一端が対向して設けられ流路に対して軸体を移動可能に支持するガイド部材と、ガイド部材と軸体との間に配され流路を封止する第１のシール部材と、流路とガイド部材との間に配され流路を封止する第２のシール部材と、ガイド部材の一端を、液体の流れから遮断するための筒状壁であって、流路を形成する配管に対して流路の内側または外側に突出するように配され、ガイド部材の一端の外周部を支持する筒状壁と、を備え、ガイド部材と筒状壁とは、軸体の軸方向に相対移動可能である。

本発明によれば、ガイド部材の流路側の一端近傍に生じる、第１のシール部材の摩耗屑等の異物が、流路の下流に流出することを防ぐことができる。

第１の実施形態のシール構造を示す断面図である。第１の実施形態のシール構造を説明するための断面図である。第１の実施形態のシール構造を説明するための断面図である。第２の実施形態のシール構造を示す断面図である。第２の実施形態のシール構造を説明するための断面図である。第３の実施形態のシール構造を示す断面図である。第３の実施形態のシール構造を説明するための断面図である。第４の実施形態のシール構造を示す斜視図である。第４の実施形態のシール構造を説明するための断面図である。本発明に関連するシール構造を示す断面図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１に、第１の実施形態のシール構造の断面図を示す。図２及び図３に、第１の実施形態のシール構造を説明するための断面図を示す。

図１に示すように、第１の実施形態のシール構造１は、液体５が流れる配管６の流路６ａの内部と外部に跨って配された軸体１１と、流路内６ａで軸体１１を駆動するための駆動部１０と、を備えている。

また、シール構造１は、流路６ａに一端が対向して配管６に設けられ、流路６ａに対して軸体１１を移動可能に支持するガイド部材１２と、ガイド部材１２と軸体１１との間に配され、流路６ａを封止する第１のシール部材１３と、流路６ａとガイド部材１２との間に配され、流路６ａを封止する第２のシール部材１４と、を備えている。

配管６は、略Ｌ字状に屈曲された流路６ａを有している。また、配管６には、ガイド部材１２の外周部を支持する筒状壁１５が一体に形成されている。筒状壁１５は、配管６の流路６ａをなす内面６ｂに交差して形成されており、ガイド部材１２の一端を、液体５の流れから遮断する機能を奏する。

駆動部１０は、図示しないが、軸体１１を例えば油圧等で駆動するためのピストン及びシリンダを有している。ピストンは、接続部材１０ａを介して軸体１１に連結されている。

ガイド部材１２は、図１に示すように、一端と配管６の流路６ａをなす内面６ｂとの間の距離Ｌが、軸体１１の駆動ストロークＳｔよりも長くされている。これによって、軸体１１が駆動したときであっても、軸体１１の軸方向に対してガイド部材１２が摺動する範囲が、ガイド部材１２の一端と配管６の流路６ａをなす内面６ｂとの間に位置することになる。このため、軸体１１とガイド部材１２との摺動に伴って発生する異物Ｄが、流路６ａの下流に流出することが抑える効果を高めることができる。

ガイド部材１２は、一端が、流路６ａの外側に退避する第１の位置と、配管６の流路６ａをなす内面６ｂと面一になる第２の位置とに移動可能に設けられている。なお、第２の位置において、ガイド部材１２の一端が流路６ａの内部に突出するように構成されてもよく、流路６ａ内に一端がさらされることで、一端に堆積した異物を流し易くなる。

第１及び第２のシール部材１３、１４は、Ｏリングが用いられている。また、第１及び第２のシール部材１３、１４としては、オイルシール、Ｖパッキン、ビスコシール等が用いられてもよい。

以上のように構成されたシール構造１について、ガイド部材１２の動作を説明する。

シール構造１は、図１に示すように、筒状壁１５によってガイド部材１２の一端が、液体５の流れから遮断されているので、軸体１１の摺動に伴って生じた、第１のシール部材１３等の異物Ｄが、ガイド部材１２の一端に留まり、流路６ａの下流に流出することが抑えられる。

そして、製造設備で配管６を使用していない非稼働時に、図２に示すように、ガイド部材１２を手動で軸体１１の軸方向に沿って流路６ａ側に移動させることで、ガイド部材１２の一端を、流路６ａをなす内面６ｂまで移動させる。これによって、ガイド部材１２の一端が、流路６ａを流れる液体５にさらされるので、ガイド部材１２の一端に留められた異物Ｄを液体６ａによって下流に流して、強制的に除去することができる。

また、図３に示すように、ガイド部材１２の一端を、流路６ａの内部に突出させる位置まで移動させることによって、ガイド部材１２の一端を、流路６ａ内の液体５の流速が比較的大きな領域にさらされる。このため、ガイド部材１２の一端に留められた異物Ｄを、液体６ａによって更に確実に除去することができる。このように、シール構造１では、必要に応じて、ガイド部材１２を軸体１１の軸方向に移動させることで、異物Ｄを取り除くためのメンテナンス作業を容易に行うことができる。

上述したように、実施形態のシール構造１によれば、ガイド部材１２の一端を、液体５の流れから遮断する筒状壁１５を備えることによって、ガイド部材１２の一端に、第１のシール部材１３と軸体１１との摺動によって生じた摩耗屑である異物Ｄが留められ、流路６ａの下流に流れることを抑えることができる。その結果、シール構造１を用いた製造設備で製造される製造物の品質を向上することができる。

同様に、シール構造１によれば、ガイド部材１２の一端、流路６ａを流れる液体５の成分が固化した場合であっても、流路６ａの下流に流れることを抑えることができる。その結果、シール構造１を用いた製造設備で製造される製造物の品質を向上することができる。

また、メンテナンス時に、ガイド部材１２を軸体１１の軸方向に移動させ、ガイド部材１２の一端を配管６の流路６ａ内部に位置させることによって、第１のシール部材１３の摩耗屑や液体５の成分が固化して軸体１１に付着した付着物などの異物Ｄを、液体５の流れにさらすことができる。したがって、シール構造１によれば、シール構造１や配管６を分解することなく、ガイド部材１２の一端に留められた異物Ｄを容易に除去でき、メンテナンス作業に要する時間を削減することができる。

次に、他の実施形態について図面を参照して説明する。説明の便宜上、他の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部材には、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

（第２の実施形態）
図４に、第２の実施形態のシール構造の断面図を示す。図５に、第２の実施形態のシール構造を説明するための断面図を示す。

図４に示すように、第２の実施形態のシール構造２は、ガイド部材１２を軸体１１に対して軸方向に移動するための移動手段としてのガイド移動部１８を備える点が、第１の実施形態と異なっている。

ガイド移動部１８は、上述した駆動部１０と同様にピストン及びシリンダを有して構成されており、配管６の外部に配置されている。ガイド移動部１８は、ガイド部材１２に固定された連結部材１９を有している。連結部材１９は、ガイド移動部１８のピストンと接続部材１８ａを介して連結されている。

第２の実施形態のシール構造２によれば、配管６を用いた製造設備の非稼働時に、図５に示すように、ガイド移動部１８によってガイド部材１２の一端を、流路６ａをなす内面６ｂまで移動させることで、ガイド部材１２の一端に留められた異物Ｄを、流路６ａを流れる液体５で除去する動作を自動的に行うことができる。

また、第２の実施形態のシール構造２によれば、第１の実施形態と同様に、流路６ａの下流に異物Ｄが流出することを抑え、ガイド部材１２の一端に留められた異物Ｄを除去するメンテナンス作業を容易に行うことができる効果が得られる。

（第３の実施形態）
図６に、第３の実施形態のシール構造の断面図を示す。図７に、第３の実施形態のシール構造を説明するための断面図を示す。

図６に示すように、第３の実施形態のシール構造３は、第１及び第２の実施形態における筒状壁１５の代わりに、ガイド部材１２の一端を液体５の流れから遮断するための筒状壁を一端がなす遮断部材として遮断筒２１を備えている点が、上述の第１及び第２の実施形態と異なっている。

遮蔽筒２１は、円筒状に形成されており、ガイド部材１２の一端の外周部に配されている。遮蔽筒２１は、流路６ａ側の一端が、流路６ａの内部に突出する第１の位置と、流路６ａの外側に退避する第２の位置とに移動可能に設けられている。

また、遮断筒２１は、流路６ａ側の一端からガイド部材１２の一端までの長さが、軸体１１の駆動ストロークよりも長くされている。これによって、軸体１１が摺動したときであっても、軸体１１の軸方向に対してガイド部材１２が摺動する範囲が、遮蔽筒２１の一端とガイド部材１２の一端との間に位置することになる。このため、軸体１１とガイド部材１２との摺動に伴って発生する異物Ｄが、遮蔽筒２１の一端から流路６ａの下流に流出することが抑える効果を高めることができる。

ガイド部材１２と軸体１１との間には、流路６ａを封止する第１のシール部材２３が配されている。遮蔽筒２１とガイド部材１２との間には、流路６ａを封止する第２のシール部材２４が配されている。遮蔽筒２１と配管６の開口との間には、第３のシール部材２５が配されている。

また、ガイド部材１２は、固定部材２２によって配管６に固定されており、遮蔽筒２１を移動させたときにガイド部材１２が移動せずに遮蔽筒２１のみが移動するように構成されている。

図６に示すように、シール構造３は、遮蔽筒２１の一端が流路６ａの内部に突出されていることによってガイド部材１２の一端が、液体５の流れから遮断されているので、軸体１１の摺動に伴って生じた、第１のシール部材１３等の異物Ｄが、ガイド部材１２の一端に留まり、流路６ａの下流に流出することが抑えられる。

また、配管６を用いた製造設備の非稼働時に、図７に示すように、遮蔽筒２１を手動で軸体１１の軸方向に沿って流路６ａの外側に移動させることによって、遮蔽筒２１の一端を、流路６ａをなす内面６ｂまで移動させる。これによって、ガイド部材１２の一端が、流路６ａを流れる液体５にさらされるので、ガイド部材１２の一端に留められた異物Ｄを液体６ａによって下流に流して、強制的に除去することができる。

第３の実施形態のシール構造３によれば、ガイド部材１２の一端を、液体５の流れから遮断する遮蔽筒２１を備えることで、第１の実施形態と同様に、流路６ａの下流に異物Ｄが流出することを抑え、ガイド部材１２の一端に留められた異物Ｄを除去するメンテナンス作業を容易に行うことができる効果が得られる。

（第４の実施形態）
図８に、第４の実施形態のシール構造の斜視図を示す。図９に、第４の実施形態のシール構造を説明するための断面図を示す。

図８に示すように、第４の実施形態のシール構造４は、遮断筒２１をガイド部材１２に対して軸体１１の軸方向に移動するための移動機構としての遮断筒２１を移動する遮蔽筒駆動部２８を備えている点が、第３の実施形態と異なっている。

シール構造４が備える遮蔽筒駆動部２８は、上述した駆動部１０と同様にピストン及びシリンダを有して構成されており、配管６の外部に配置されている。遮蔽筒駆動部２８は、遮蔽筒２１に固定された連結部材２９を有している。連結部材２９は、遮蔽筒駆動部２８のピストンと接続部材２８ａを介して連結されている。

第４の実施形態のシール構造４によれば、配管６を用いた製造設備の非稼働時に、図９に示すように、遮蔽筒駆動部２８によって遮蔽筒２１を移動させることで、ガイド部材１２の一端に留まった異物Ｄを、流路６ａを流れる液体５で除去する動作を自動的に行うことができる。

また、第４の実施形態のシール構造４によれば、第３の実施形態と同様に、流路６ａの下流に異物Ｄが流出することを抑え、ガイド部材１２の一端に留められた異物Ｄを除去するメンテナンス作業を容易に行うことができる効果が得られる。

１シール構造
５液体
６配管
６ａ流路
６ｂ内面
１０駆動部
１１軸体
１２ガイド部材
１３第１のシール部材
１４第２のシール部材
１５筒状壁

Claims

液体が流れる流路の内部と外部に跨って配され、前記流路内で駆動する軸体と、
前記流路に一端が対向して設けられ、前記流路に対して前記軸体を移動可能に支持するガイド部材と、
前記ガイド部材と前記軸体との間に配され、前記流路を封止する第１のシール部材と、
前記流路と前記ガイド部材との間に配され、前記流路を封止する第２のシール部材と、
前記ガイド部材の前記一端を、前記液体の流れから遮断するための筒状壁であって、前記流路を形成する配管に対して該流路の内側または外側に突出するように配され、前記ガイド部材の前記一端の外周部を支持する筒状壁と、を備え、
前記ガイド部材と前記筒状壁とは、前記軸体の軸方向に相対移動可能である、シール構造。
前記筒状壁は、前記流路に交差して配され、
前記ガイド部材は、前記一端が、前記流路の外側に退避する第１の位置と、前記流路をなす内面と面一または前記流路の内部に突出する第２の位置とに移動可能に設けられている、請求項１に記載のシール構造。
前記ガイド部材は、前記一端と前記流路をなす内面との間の距離が、前記軸体の駆動ストロークよりも長い、請求項１または２に記載のシール構造。
前記ガイド部材を前記軸体に対して軸方向に移動するための移動手段を備える、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシール構造。
前記ガイド部材の前記一端の外周部に配され、前記流路側の一端が前記筒状壁をなす遮断部材を備え、
前記遮断部材は、前記一端が、前記流路の内部に突出する第１の位置と、前記流路の外側に退避する第２の位置とに移動可能に設けられている、請求項１に記載のシール構造。
前記遮断部材の前記一端から前記ガイド部材の前記一端までの長さが、前記軸体の駆動ストロークよりも長い、請求項５に記載のシール構造。
前記遮断部材を前記ガイド部材に対して前記軸体の軸方向に移動するための移動手段を備える、請求項５または６に記載のシール構造。