JP6580543B2 - 軸封装置及び軸封装置の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス繊維の束を水中で解繊及び分散させるタンクなどに備え付けられる攪拌機の回転軸に使用される軸封装置及び軸封装置の組立方法に関する。

従来、ガラス繊維の束を水中で解繊及び分散させるタンク１０２などに備え付けられる攪拌機の回転軸１０１に使用される軸封装置１００は、図１５に示すように、以下のようにして組み立てられている。まず、回転軸１０１と軸封箱１０３との間の隙間１０４において、後端側（タンク１０２とは反対側）から、ガラス繊維含有のスラリー側の前端側（タンク１０２側）に向けて、後端に係合部１０５ａを有するネックブッシュ１０５を挿入して、軸封箱１０３に対して前方向に対して係合部１０５ａで抜け止めしつつ圧入して、前端にネックブッシュ１０５を嵌合固定する。その後、紐状のグランドパッキン１０６を１個ずつ回転軸１０１の周りに巻いて隙間１０４に押し込む。その後、所定本数の紐状のグランドパッキン１０６を隙間１０４に挿入したのち、軸封箱１０３の後端側からグランドパッキン押え部材１０７でネックブッシュ１０５に向けて所定本数の紐状のグランドパッキン１０６を押し込んだのち、グランドパッキン押え部材１０７を軸封箱１０３に固定している（例えば、特許文献１参照。）。

このような軸封装置１００では、定常作業である軸封部の洗浄、シール材としてのグランドパッキン１０６の交換、又は非定常作業であるネックブッシュ１０５の摩耗時の交換作業を行うとき、ネックブッシュ１０５を軸封箱１０３からタンク側に取り外すことができないため、グランドパッキン押え部材１０７を軸封箱１０３から取り外して、グランドパッキン１０６又はネックブッシュ１０５を取り外すことになる。なお、１１０は回転軸１０１を回転させる軸受である。

実公平４−４２５４９号公報

ところで、前記構造のものでは、前記組立時に、紐状のグランドパッキン１０６の両端面が全面的に突き合わされて配置する必要があるとともに、紐状のグランドパッキン１０６の両端面を突き合わせた位置が、隣接するグランドパッキン１０６同士で回転軸３の中心軸周りに９０°〜１２０°ずらせて配置する必要がある。

しかしながら、前記したように、回転軸１０１と軸封箱１０３との間の隙間１０４にグランドパッキン１０６を挿入するため、挿入前では、両端面を突き合わせた位置が所望の配置状態となっていても、挿入後にどのような状態になっているかは、確認することができない。このため、紐状のグランドパッキン１０６の両端面が全面的に突き合わされずに、位置ずれして配置されたり、又は、紐状のグランドパッキン１０６の両端面を突き合わせた位置が、隣接するグランドパッキン１０６同士で回転軸３の中心軸周りに９０°も位置ずれせず、同じ位置に配置されたりすることがある。このような場合には、隣接するグランドパッキン１０６同士で軸方向に位置ずれが発生しやすくなって隙間が発生しやすくなり、シール性が低下する。すると、回転軸の回転によりネックブッシュが摩耗し、回転軸とネックブッシュとの間に隙間が発生したとき、回転軸とグランドパッキン１０６との間にも隙間があると、その隙間にも、ガラス繊維を含むスラリーが入り込み、グランドパッキン１０６が損傷しやすくなる。特に、最もガラス繊維に接触して摩耗しやすい奥部の（ガラス繊維含有スラリーに最も近い、言い換えれば、ネックブッシュ１０５に隣接する）グランドパッキン１０６に、ガラス繊維を含むスラリーが入り込んだ場合、回転軸１０１の回転などにより当該グランドパッキン１０６の摩耗が進みやすく、破損してスラリー漏れが発生しやすいとともに、破損したグランドパッキン１０６がスラリー中に入り込み、コンタミネーション問題が発生するといった不具合があった。特に、一般的に、ガラス繊維の方が、ネックブッシュ１０５や軸封箱などの材料であるステンレス鋼よりも硬いため、ネックブッシュ１０５などが摩耗しやすいため、ガラス繊維を含むスラリーでは、前記した課題が発生しやすかった。

従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、ネックブッシュに隣接しかつ破損問題が発生しやすい前端側から少なくとも２つのグランドパッキンの取付状態を確認しつつ組み立てることが可能な軸封装置及び軸封装置の組立方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の１つの態様によれば、タンクのタンクケーシングに取付可能な鍔部を有し、かつ、前端が前記タンク内に配置可能な回転軸を回転自在に前後方向に貫通させる軸封箱と、
前記軸封箱の凹部内に収納されかつ前記回転軸の周囲にリング状に巻き付けられて両端部の端面同士が突き合わされた紐状部材でそれぞれ構成され、かつ、前記回転軸の軸方向沿いに配置されて前記回転軸との間を大気側に対してシールする少なくとも３個のグランドパッキンと、
前記タンク内の前記軸封箱の前側から前記軸封箱の前端部に着脱可能に取り付けられかつ前記回転軸が貫通して自在に回転する貫通穴を有する円環板状のネックブッシュ本体と、前記軸封箱の後端側に向けて前記ネックブッシュ本体から前記軸方向の後側に延び、かつ前記軸封箱の前記前端部の雌ねじ穴内に螺合される雄ねじ部を外面に有するとともに、前記軸封箱の前記凹部と連通しかつ前記少なくとも３個のグランドパッキンのうちの少なくとも２個のグランドパッキンを収納保持する凹部を内面に有する円筒状のグランドパッキン収納保持部を有するネックブッシュと、
前記軸封箱の後側から前記軸封箱の前記凹部内に先端部が挿入されて、前記全てのグランドパッキンを前記回転軸の前記軸方向沿いにネックブッシュ側に向けて押圧して前記軸封箱の後端に取外し可能に固定されるグランドパッキン押え部材と、を備える軸封装置を提供する。

本発明の別の態様によれば、前記態様にかかる軸封装置を組み立てる方法であって、
まず、前記ネックブッシュの前記グランドパッキン収納保持部の前記凹部内に、前記少なくとも２個のグランドパッキンを収納保持するとともに、前記収納保持されかつ隣接するグランドパッキン同士の端部の位置が前記軸方向回りに互いに異なる位置に配置し、
前記軸封箱に対して前記ネックブッシュを回転させつつ前記ネックブッシュの前記雄ねじを前記軸封箱の前記前端部の前記雌ねじ穴内に螺合して前記ネックブッシュを前記軸封箱の前記前端部に固定し、
前記凹部内に収納保持されたグランドパッキン以外のグランドパッキンを前記軸封箱の前記凹部内に配置するとともに、前記ネックブッシュの前記グランドパッキン収納保持部の前記凹部内及び前記軸封箱の前記凹部内においてそれぞれ前記収納保持されかつ隣接するグランドパッキン同士の端部の位置が前記軸方向回りに互いに異なる位置に配置し、
前記軸封箱の後端に前記グランドパッキン押え部材を配置して前記軸封箱の前記凹部に前記グランドパッキン押え部材の前記先端部を挿入し、前記全てのグランドパッキンを前記回転軸の軸方向沿いに前記ネックブッシュに向けて押圧するように、前記グランドパッキン押え部材を取外し可能に前記軸封箱の後端に締め付けて固定する、軸封装置の組立方法を提供する。

本発明の前記態様によれば、ネックブッシュの凹部に少なくとも２個のグランドパッキンを収納保持した状態で、少なくとも２個のグランドパッキンをネックブッシュとともに取外し可能に軸封箱の前側に取り付けることができるので、ネックブッシュに隣接しかつ破損問題が発生しやすい前端側から少なくとも２つのグランドパッキンの取付状態を確認しつつ組み立てることができる。また、ネックブッシュに隣接しかつ破損問題が発生しやすい前端側から少なくとも２つのグランドパッキンの交換が必要なときには、他のグランドパッキンは軸封箱に収保持したままで、軸封箱の前側からネックブッシュを取り外して、前記前側の少なくとも２個のグランドパッキンを交換することができる。

本発明の一実施形態にかかる軸封装置の縦断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュの正面図である。 前記軸封装置の一部拡大縦断面図である。 前記軸封装置において、組立時の縦断面説明図である。 前記軸封装置のネックブッシュにグランドパッキンを入れる前の状態を後側から見たときの一部切欠斜視断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュにグランドパッキンを入れる前の状態を前側から見たときの一部切欠斜視断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュにグランドパッキンを入れる前の状態の一部切欠正面図である。 前記軸封装置のネックブッシュにグランドパッキンを入れる前の状態の縦断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに１個目のグランドパッキンを入れたときの状態を後側から見たときの一部切欠斜視断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに１個目のグランドパッキンを入れたときの状態を前側から見たときの一部切欠斜視断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに１個目のグランドパッキンを入れたときの状態の一部切欠正面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに１個目のグランドパッキンを入れたときの状態の縦断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに２個目のグランドパッキンを入れたときの状態を後側から見たときの一部切欠斜視断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに２個目のグランドパッキンを入れたときの状態を前側から見たときの一部切欠斜視断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに２個目のグランドパッキンを入れたときの状態の一部切欠正面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに２個目のグランドパッキンを入れたときの状態の縦断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに３個目のグランドパッキンを入れたときの状態を後側から見たときの一部切欠斜視断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに３個目のグランドパッキンを入れたときの状態を前側から見たときの一部切欠斜視断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに３個目のグランドパッキンを入れたときの状態の一部切欠正面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに３個目のグランドパッキンを入れたときの状態の縦断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに３個目のグランドパッキンを入れたときの状態を後側から見たときの前記軸封装置の一部切欠斜視断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに３個目のグランドパッキンを入れたときの状態を前側から見たときの前記軸封装置の一部切欠斜視断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに３個目のグランドパッキンを入れたときの状態を正面側から見たときの前記軸封装置の一部切欠正面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに３個目のグランドパッキンを入れたときの状態の前記軸封装置の縦断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに６個のグランドパッキンを入れたときの状態を後側から見たときの前記軸封装置の一部切欠斜視断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに３個目のグランドパッキンを入れたときの状態の前記軸封装置の縦断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに６個のグランドパッキンを入れたのち、グランドパッキン押え部材で締め付けたときの状態を後側から見たときの前記軸封装置の一部切欠斜視断面図である。 前記軸封装置のネックブッシュに３個目のグランドパッキンを入れたのち、グランドパッキン押え部材で締め付けたときの状態の前記軸封装置の縦断面図である。 本発明の別の実施形態にかかる軸封装置を前側から見たときの前記軸封装置の一部切欠斜視断面図である。 前記別の実施形態にかかる軸封装置を正面側から見たときの前記軸封装置の一部切欠正面図である。 前記別の実施形態にかかる軸封装置の縦断面図である。 図１１Ａの前記別の実施形態にかかる軸封装置に使用するカバーを前側から見た斜視図である。 図１１Ａの前記別の実施形態にかかる軸封装置に使用するカバーを後側から見た斜視図である。 本発明のさらに別の実施形態にかかる軸封装置を前側から見たときの前記軸封装置の一部切欠斜視断面図である。 図１３Ａの前記さらに別の実施形態にかかる軸封装置の縦断面図である。 図１２Ａのカバーの実例の平面図である。 図１２Ａのカバーの実例の正面図である。 図１２Ａのカバーの実例の右側面図である。 図１２Ａのカバーの実例の底面図である。 図１２Ａのカバーの実例のＥ−Ｅ線断面図である。 図１２Ａのカバーの実例のＦ−Ｆ線端面図である。 従来の軸封装置の縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する。
本発明の第１実施形態にかかる軸封装置１は、図１〜図２Ｂに示すように、軸封箱２と、３個以上のグランドパッキン４と、ネックブッシュ５と、グランドパッキン押え部材６とを少なくとも備えて構成されている。このような軸封装置１は、例えば、ガラス繊維の束を水中で解繊及び分散させるタンク１０のタンクケーシング１２などに取り付けられ、タンク１０に備え付けられる攪拌機１１の回転軸３の軸封装置として使用される。回転軸３の、タンク１０を仕切る仕切壁の一例としてのタンクケーシング１２とは反対側の大気側には、図示しないが、回転軸３を保持する軸受１５などが配置されている。軸封箱２とネックブッシュ５と、グランドパッキン押え部材６とは、金属、例えばステンレス鋼で構成されている。グランドパッキン４は、主に無機繊維を編組して構成されている。なお、通常、大気側には原動機又は別の軸受装置が存在するため、輪形状のネックブッシュ５やグランドパッキン押え部材６などを、スラリー側、言い換えれば、タンク内側に取り外すことは一般的ではなかった。言い換えれば、スラリー側に取り外す事が一般的でない理由は、前述のネックブッシュ１０５が係合部１０５ａで抜け止めされている為であり、大気側に取り外す事の困難さの要因は、原動機又は別の軸受装置が大気側に存在している為である。

軸封箱２は、円板状の鍔部２ａがタンク１０のタンクケーシング１２に固定されて、鍔部２ａの後側に固定された円筒状本体部２ｂ内に配置されたグランドパッキン４で回転軸３をシールしながら回転自在に支持して、回転軸３をタンク１０内外に貫通させている。

タンクケーシング１２は、スラリー、例えばガラス繊維含有スラリー（図示せず）側と大気側とを仕切る仕切壁の一例として機能する。軸封箱２の円筒状本体部２ｂは、回転軸３を貫通させる貫通穴を有するとともに、貫通穴の内周面に、さらに円環状の凹部２ｄを有して、シール材の例としての３個以上のグランドパッキン４を凹部２ｄ内に収納可能とする。凹部２ｄの径方向の深さは、１個のグランドパッキン４ｃの紐状部材の一辺（グランドパッキン４の厚さ）と同じか、又は、少し小さくして、径方向において、凹部５ｄの内周面と回転軸３の外周面との間でグランドパッキン４ｃが弾性的に変形してシールできるように構成している。凹部２ｄ内のこれらの３個以上のグランドパッキン４を回転軸３の軸方向沿いに挟み付けて締め付けるネックブッシュ５とグランドパッキン押え部材６とが、取り外し可能に軸封箱２の円筒状本体部２ｂの前端と後端とに取り付けられている。このため、軸封箱２の前端部（円筒状本体部２ｂよりも前部）には、ネックブッシュ５と螺合して固定するためのネックブッシュ取付凹部２ｅと、ネックブッシュ取付凹部２ｅの回転軸３の軸方向沿いの内周面に形成された雌ねじ部２ｃとを有している。また、軸封箱２の後端面には、グランドパッキン押え部材６を固定するための複数のボルト７用のねじ穴２ｇを有している。

ネックブッシュ５は、円環板状のネックブッシュ本体５ｂと、ネックブッシュ本体５ｂに一体的に連なった円筒状のグランドパッキン収納保持部５ｅとを有している。ネックブッシュ５の材料は、回転軸３との干渉を考慮し、回転軸３の材料よりも軟質の材料としている。例えば、回転軸３がＳＵＳ３０４のとき、ネックブッシュ５はＢＣ３（ＣＡＣ４０３）で構成されている。このように、ネックブッシュ５を、回転軸３よりも柔らかい材料で構成することにより、回転軸３とネックブッシュ５とが直接接触しても、回転軸３との干渉を緩和して、回転軸３の振れ防止、及び、ガラス繊維の軸封箱２内への侵入防止の機能を発揮することができる。

ネックブッシュ本体５ｂは、回転軸３の中心軸に対して直交する平面を前面に有するネックブッシュ５の円板状の前部であって、軸封箱２の前側に取り付けられ、かつ回転軸３が軸方向に貫通して自在に回転する貫通穴５ａを有している。

グランドパッキン収納保持部５ｅは、ネックブッシュ５の円筒状の後部であって、ネックブッシュ本体５ｂの後面から軸封箱２の後端側に向けて軸方向に一体的に延び、かつ軸封箱２の前部の雌ねじ部２ｃに螺合される雄ねじ部５ｃを円筒形状の外周面に有している。雄ねじ部５ｃは雌ねじ部２ｃに螺合されて、ネックブッシュ取付凹部２ｅ内にグランドパッキン収納保持部５ｅが入り込み、ネックブッシュ本体５ｂの後面が鍔部２ａの前面に当接して、スラリーがネックブッシュ５と軸封箱２との間に入り込みにくくしている。ネックブッシュ５の雄ねじ部５ｃを雌ねじ部２ｃに螺合するねじの方向は、回転軸３の回転方向に合わせて、締り勝手としている。すなわち、回転軸３の回転方向は、ネックブッシュ５が緩む方向では無く、ネックブッシュ５が締まる方向として、回転軸３の回転によっては、ネックブッシュ５が緩むことがないようにしている。回転軸３の回転が一方向の場合、このように締り勝手でねじ込むことにより、一番奥のグランドパッキン４ａと回転軸３とのシール性を高めることができるとともに、ネックブッシュ５の緩み防止を図ることができる。雌ねじ部２ｃと雄ねじ部５ｃとで構成するねじ構造は、後述するグランドパッキン押え部材６によるグランドパッキン４の締付圧に十分に耐えうるものとする。また、グランドパッキン収納保持部５ｅは、軸封箱２の凹部２ｄと連通し、かつ、３個以上のグランドパッキン４のうちの少なくとも２個のグランドパッキン４（４ａ，４ｂ）を収納保持する円環状の凹部５ｄを内周面に有している。グランドパッキン４の締付圧、回転軸３の軸の直径、又は、回転軸３の回転数などによって、グランドパッキン４の太さ又は個数が変わるが、グランドパッキン４の全個数の１／３程度をスラリー側から交換できれば、好ましい。よって、多くの場合、全体のグランドパッキン４の個数は３〜６個、多くて７個であるので、ネックブッシュ側に１個からせいぜい３個分のグランドパッキン４を収める程度がよい。もし、グランドパッキン４の全個数をこれよりも多くすると、シール水をグランドパッキン４に対して挿入する場合の軸封箱２とネックブッシュ５とのそれぞれの水路の位置合わせが難しくなるとともに、封水リング１３の位置も工夫しなければならなくなる。また、凹部５ｄ内に１個のグランドパッキン４だけを収納するよりも、複数個のグランドパッキン４を収納するほうが、後述するように配置状態を目視確認できるグランドパッキン４の個数が増えて好ましい。よって、一例として、ネックブッシュ５の凹部５ｄ内には、少なくとも２個のグランドパッキン４を収納可能とするのが好ましい。より具体的な例としては、図１及び図２Ｂでは、凹部５ｄ内には、２個のグランドパッキン４（４ａ，４ｂ）と、もう１個のグランドパッキン４ｃの半分程度とが収納可能な軸方向長さを凹部５ｄが有するように構成されている。よって、一例としては、凹部５ｄ内には、２個又は３個のグランドパッキン４を収納する。凹部５ｄの径方向の深さ寸法は、１個のグランドパッキン４の紐状部材４ｉの一辺（グランドパッキン４の厚さ）と同じか、又は、少し小さくして、径方向において、凹部５ｄの内周面と回転軸３の外周面との間でグランドパッキン４が弾性的に変形してシールできるように構成している。

ネックブッシュ５のネックブッシュ本体５ｂの外周には、取付及び取外時にネックブッシュ５を回転させるための引っ掛けレンチが引っ掛け可能な切欠部５ｆを例えば９０度毎に有している。よって、ネックブッシュ５の雄ねじ部５ｃを軸封箱２のネックブッシュ取付凹部２ｅの雌ねじ部２ｃに螺合するとき及び螺合解除するときに、引っ掛けレンチを例えば１８０度離れた一対の切欠部５ｆに引っ掛けて、ネックブッシュ５を容易に正逆回転できるようにしている。

グランドパッキン４としては、３個以上のグランドパッキン４、一例として、６個のグランドパッキン４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ）が、軸封箱２内に収納されかつ回転軸３の周囲にリング状に巻き付けられている。各グランドパッキン４は、図５Ａ及び図５Ｂなどに示すように、１個の弾性の紐状部材４ｉで構成されている。１個のグランドパッキン４ｃの紐状部材４ｉは、一例として、正方形断面形状を有し、その長さは、回転軸３の外周寸法と大略同じか、又は、少し長くしている。よって、１個の紐状部材４ｉは、回転軸３の周囲にリング状に巻き付けてリング形状を構成し、かつ紐状部材４ｉの両端部４ｈの端面同士が全面的に突き合わされるようにして回転軸３の周囲をシールして、ネックブッシュ５の凹部５ｄ又は軸封箱２の凹部２ｄ内にそれぞれ収納している。このように構成されるグランドパッキン４は、回転軸３の外周面と、ネックブッシュ５の凹部５ｄの内周面又は軸封箱２の凹部２ｄの内周面との間でシールすることができるようにしている。よって、回転軸３の軸方向沿いに複数個のグランドパッキン４を隣接して密着配置することにより、回転軸３とグランドパッキン４との間で回転軸３が回転自在となるようにシールしている。図２Ｂでは、一例として、軸封箱２の前側すなわちネックブッシュ５側に３個のグランドパッキン４を軸方向に隣接して密着配置するとともに、封水リング１３を間に挟んで、軸封箱２の後側に軸方向に３個のグランドパッキン４を隣接して密着配置している。封水リング１３と前後のグランドパッキン４とも隣接して密着配置している。封水リング１３には、水を供給して、各グランドパッキン４での潤滑及びシール作用を高めて軸封するように構成されているが、封水リング１３は省略してもよいことはいうまでもない。

グランドパッキン押え部材６は、円筒部本体６ｂの後端にフランジ６ａを有する円筒部材で構成され、軸封箱２と回転軸３との間に円筒部本体６ｂの先端部が挿入されて、全てのグランドパッキン４を回転軸３の軸方向沿いにネックブッシュ５に向けて押圧して締め付けるように、フランジ６ａに所定間隔毎に配置された複数のボルト７を、軸封箱２の後端面のねじ穴２ｇにねじ込んで取外し可能に固定されている。ボルト７は、グランドパッキン押え部材６のフランジ６ａの周方向に均等に配置して、締結力を均等化できるようにしている。

前記した構成にかかる軸封装置１の組立方法について、以下に説明する。
まず、図１及び図２Ｂにおいて、軸封箱２より前方のタンク１０内の回転軸３上にネックブッシュ５を位置させる。このとき、ネックブッシュ５の凹部５ｄには、グランドパッキン４が無い状態とする（図４Ａ〜図４Ｄ参照）。

次いで、図３に実線で示すように、１個の紐状の第１のグランドパッキン４ａを、ネックブッシュ５と軸封箱２との間の回転軸３の前部の周囲にリング状に巻き付けて、図５Ａ〜図５Ｄに示すように、第１グランドパッキン４ａの両端部４ｈの端面同士を全面的に突き合わせるように配置したのち、ネックブッシュ５の凹部５ｄ内の最奥部に収納する。

次いで、図３に実線で示すように、別の１個の紐状の第２のグランドパッキン４ｂを、ネックブッシュ５と軸封箱２との間の回転軸３の前部の周囲にリング状に巻き付けて、図６Ａ〜図６Ｄに示すように、第２グランドパッキン４ｂの両端部４ｈの端面同士を全面的に突き合わせるように配置したのち、ネックブッシュ５の凹部５ｄ内の第１のグランドパッキン４ａに隣接する位置に収納する。このとき、第２グランドパッキン４ｂの両端面を突き合わせた位置が、隣接する第１グランドパッキン４ａの両端面を突き合わせた位置に対して回転軸３の中心軸周りに９０°〜１２０°ずらせて配置する。この位置関係は、作業者が、ネックブッシュ５の凹部５ｄ内で目視で確認することができる。

さらに、図３に実線で示すように、別の１個の紐状の第３のグランドパッキン４ｃを、ネックブッシュ５と軸封箱２との間の回転軸３の前部の周囲にリング状に巻き付けて、図７Ａ〜図７Ｄ及び図８Ａ〜図８Ｄに示すように、第３グランドパッキン４ｃの両端部４ｈの端面同士を全面的に突き合わせるように配置したのち、ネックブッシュ５の凹部５ｄ内の第２のグランドパッキン４ｂに隣接する位置に収納する。このときも、第３グランドパッキン４ｃの両端面を突き合わせた位置が、隣接する第２グランドパッキン４ｂの両端面を突き合わせた位置に対して回転軸３の中心軸周りに９０°〜１２０°ずらせて配置する。この位置関係は、作業者が、ネックブッシュ５の凹部５ｄ内で目視で確認することができる。

次いで、図８Ａ〜図８Ｄに示すように、３個の第１〜第３のグランドパッキン４ａ〜４ｃを凹部５ｄ内に収納したネックブッシュ５を、軸封箱２のネックブッシュ取付凹部２ｅにはめ込み、引っ掛けレンチを例えば１８０度離れた一対の切欠部５ｆに引っ掛けて、ネックブッシュ５を軸封箱２及び回転軸３に対して回転させ、ネックブッシュ５の雄ねじ部５ｃを軸封箱２の雌ねじ部２ｃにねじ込んで固定する。

次いで、図３に一点鎖線で示すように、１個の紐状の第４のグランドパッキン４ｄを、軸封箱２とグランドパッキン押え部材６との間の回転軸３の後部の周囲にリング状に巻き付けて、第４グランドパッキン４ｄの両端部４ｈの端面同士を全面的に突き合わせるように配置したのち、軸封箱２の凹部２ｄ内に押し込む。凹部２ｄ内に封水リング１３がある場合には、封水リング１３に第４グランドパッキン４ｄを密着配置させる。

次いで、図３に一点鎖線で示すように、１個の紐状の第５のグランドパッキン４ｅを、軸封箱２とグランドパッキン押え部材６との間の回転軸３の後部の周囲にリング状に巻き付けて、第５グランドパッキン４ｅの両端部４ｈの端面同士を全面的に突き合わせるように配置したのち、軸封箱２の凹部２ｄ内に押し込む。このとき、第５グランドパッキン４ｅの両端面を突き合わせた位置が、隣接する第４グランドパッキン４ｄの両端面を突き合わせた位置に対して回転軸３の中心軸周りに９０°〜１２０°ずらせて配置する。

次いで、図３に一点鎖線で示すように、１個の紐状の第６のグランドパッキン４ｆを、軸封箱２とグランドパッキン押え部材６との間の回転軸３の後部の周囲にリング状に巻き付けて、第６グランドパッキン４ｆの両端部４ｈの端面同士を全面的に突き合わせるように配置したのち、軸封箱２の凹部２ｄ内に押し込む。このときも、第６グランドパッキン４ｆの両端面を突き合わせた位置が、隣接する第５グランドパッキン４ｅの両端面を突き合わせた位置に対して回転軸３の中心軸周りに９０°〜１２０°ずらせて配置する。

次いで、図９Ａ〜図９Ｂに示すように、グランドパッキン押え部材６を回転軸３に沿って前方に移動させて、図１０Ａ〜図１０Ｂに示すように、各ボルト７を軸封箱２の後端面のねじ穴２ｇにねじ込んで、適正な締付圧でグランドパッキン押え部材６で全ての第１〜第６のグランドパッキン４ａ〜４ｆ及び封水リング１３をネックブッシュ５に向けて押圧しつつグランドパッキン押え部材６を軸封箱２に固定する。適正な締付圧か否かは、ボルト７を軸封箱２の後端面のねじ穴２ｇにねじ込むときのねじ込み量で調整する。

このような組立手順により、ネックブッシュ５の凹部５ｄに、タンク側に近く摩耗しやすい前端側の第１グランドパッキン４ａ及び第２グランドパッキン４ｂを確実に適正な状態に組付けることができる。すなわち、前記構成によれば、ネックブッシュ５に隣接しかつ破損問題が発生しやすい前端側から少なくとも２個（一例として、前記したように３個）のグランドパッキン４ａ，４ｂをネックブッシュ５の凹部５ｄ内に収納した状態で、少なくとも２個のグランドパッキン４ａ，４ｂの取付状態を確認しつつ組み立てることができる。よって、少なくとも２個のグランドパッキン４ａ，４ｂにおいて、言い換えれば、前記実施形態ではネックブッシュ５の凹部５ｄ内に収納保持された第１〜第３グランドパッキン４ａ〜４ｃにおいて、隣接するグランドパッキン４の両端面を突き合わせた位置が９０°未満しか位置ずれしていなかったり、又は、紐状のグランドパッキン４の両端面が全面的に突き合わされずに、位置ずれしたとしても、目視で簡単にそのような不具合を見つけることができて、やり直すことができる。よって、従来、熟練者しかグランドパッキンの均一締付け作業を行うことができなかったが、目視確認が可能となるため、初心者でもグランドパッキン４の均一締付け作業を容易にかつ確実に行うことができる。

また、前記実施形態によれば、軸封箱２のタンク側に最も近いネックブッシュ５の軸封箱２に対する取付方法をねじ込み式とし、容易に取付け及び取外しが行えるようにしている。

また、保守等において、ネックブッシュに隣接しかつ破損問題が発生しやすい前端側から少なくとも２つのグランドパッキンを交換するとき、従来では、図１５に示すように、グランドパッキン押え部材１０７を軸封箱１０３の大気側から外し、１個ずつ最奥部までグランドパッキン１０６を全て取り除き、洗浄した後、新しいグランドパッキン１０６を組付けていた。すなわち、最奥部のみのグランドパッキン１０６の交換で済む場合も、全てのグランドパッキン１０６を一旦取外さないと、最奥部のグランドパッキン１０６を交換することはできず、煩雑であった。また、最奥部のグランドパッキン１０６を取外すときに、パッキンツールなどの工具を使用するが、それにより、グランドパッキン１０６又は回転軸１０１又は軸封箱１０３内を傷つける事が多かった。また、新規にグランドパッキン１０６を組付けるときと同様に、グランドパッキン１０６が適正に組付けられているか否かの確認は、難しかった。

これに対して、前記実施形態では、大気側のグランドパッキン（例えば第４グランドパッキン４ｄ又は第５グランドパッキン４ｅ又は第６グランドパッキン４ｆ）を交換したい場合は、グランドパッキン押え部材６を取外したのち、大気側のグランドパッキン（例えば第４グランドパッキン４ｄ又は第５グランドパッキン４ｅ又は第６グランドパッキン４ｆ）を交換すればよい。一方、スラリー側のグランドパッキン（例えば第１グランドパッキン４ａ又は第２グランドパッキン４ｂ又は第３グランドパッキン４ｃ）を交換したい場合は、グランドパッキン押え部材６を軸封箱２から取り外すことなく（必要に応じて、ボルト７を緩める程度でよく）、他のグランドパッキン４ｄ〜４ｆは軸封箱２に収保持したままで、ネックブッシュ５を液側から取外したのち、スラリー側のグランドパッキン（例えば第１グランドパッキン４ａ又は第２グランドパッキン４ｂ又は第３グランドパッキン４ｃ）を交換することができる。

多くの場合、交換したいグランドパッキン４は、スラリー側（例えば最奥部である第１グランドパッキン４ａ又は第２グランドパッキン４ｂ又は第３グランドパッキン４ｃ）だけであるため、本実施形態により、交換作業時間の大幅な短縮と、交換不要なグランドパッキン４又は回転軸１０１又は軸封箱１０３等の損傷防止が期待できる。

もちろん、保守時も、新規組付け時と同様に、グランドパッキン４をネックブッシュ５の凹部５ｄに目視しながら組付けることができるため、グランドパッキン４の挿入時の不備も防ぐことができる。

また、軸封箱２に対するネックブッシュ５の取付方法をネシ込み式としているので、スラリー側のグランドパッキン４ａ等を交換する場合、ネックブッシュ５を軸封箱２に対して回転させながら押し込むことになり、全体としてグランドパッキン４に作用する力が均一化しやすくなり、例えば、使用を続けるグランドパッキン４ｂと新しいグランドパッキン４ａとの馴染みが良くなる。

これに対して、もし、タンク内側からネックブッシュ５を軸封箱２に対してボルト止めで取り付けるように構成すると、ボルト頭などの存在の有無により、タンク内側すなわちスラリー側に凹凸部が多くなり、ボルト頭などにガラス繊維が引っ掛かって塊となり、それが異物として製品に混入するなどのスラリーへの悪影響、又は、洗浄箇所の増加が懸念される。

なお、最終的には、グランドパッキン押え部材６にて締付圧を調整しなければならないが、軸封箱２に対してネックブッシュ５を回転してねじ込むことにより、重要な最奥部グランドパッキン４ａへの均一な与圧を、この時点で与えことができる。

また、ネックブッシュ５を軸封箱２に対するねじ込み方向を、回転軸３の回転方向による締まり勝手とすれば、回転軸３の回転中の振動などによる弛みなどの不備が発生しない。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
例えば、本発明の別の実施形態にかかる軸封箱２Ｂとして、図１１Ａ〜図１２Ｂに示すように、ネックブッシュ５を覆う高分子樹脂の樹脂カバー１８を、回転軸３に固定するようにしてもよい。樹脂カバー１８は、回転軸３の直径と同じ内径を有する貫通穴１８ｂを有するリング板状の部材で構成されている。カバー１８は、ネックブッシュ５に対して、少なくとも、ネックブッシュ５と回転軸３との摺動部分を覆うようにすればよい。カバー１８の、ネックブッシュ５に対向する後面には、多数のスラリー排出溝１８ａを中心側から外周向きに径方向にやや湾曲して放射状に形成して、ネックブッシュ５に対して、回転軸３と一体的にカバー１８が回転するとき、回転動作による遠心力により、カバー１８の後面とネックブッシュ５の前面との間のスラリー、さらには、回転軸３とネックブッシュ５との隙間１９に入り込もうとするスラリーを、カバー１８のスラリー排出溝１８ａに案内して、スラリー排出溝１８ａに沿って、中心側例えば隙間１９側から径方向外向きに強制的に排出させて、隙間１９へのガラス繊維含有スラリーの侵入を可能な限り少なくなるようにすることができる。

樹脂カバー１８を回転軸３に固定する方法の一例としては、以下のような方法が考えられる。例えば、図１４Ａ〜図１４Ｆに示すように、樹脂カバー１８を、直径方向沿いに２つ割りにして第１及び第２円環部材３８ａ，３８ｂで構成する。第１及び第２円環部材３８ａ，３８ｂには、第１及び第２円環部材３８ａ，３８ｂの２つの分割面３８ｈのそれぞれに直交して貫通する貫通穴３８ｅを設けるとともに、貫通穴３８ｅの両端に、第１及び第２円環部材３８ａ，３８ｂの側部の二カ所に空いた開口３８ｃ，３８ｄを有している。よって、各貫通穴３８ｅにおいて、一方の開口３８ｄにナット３８ｆを配置し、他方の開口３８ｃからボルト３８ｇを挿入して、貫通穴３８ｅを通してナット３８ｆにねじ込むことにより、第１及び第２円環部材３８ａ，３８ｂで回転軸３を二カ所で締め付けて回転軸３に固定されるようにしている。

樹脂カバー１８の材料としては、耐摩耗性、低摩擦係数、耐衝撃性、非吸水性、非付着性、及び、耐薬品性等に優れた超高分子量ポリエチレンを使うことができる。

本発明のさらに別の実施形態として、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、軸封箱２Ｃを軸方向に２分割して、タンク１０のタンクケーシング１２に固定される鍔部２ａを有する前側の第１軸封箱２Ｃａと、後側の第２軸封箱２Ｃｂとで軸封箱２Ｃを構成して、前側の第１軸封箱２Ｃａと後側の第２軸封箱２Ｃｂとを図示しない複数のボルトなどで取外し可能に取り付けるようにしてもよい。

このように構成すれば、前側の第１軸封箱２Ｃａは、タンク１０のタンクケーシング１２に固定したまま、後側の第２軸封箱２Ｃｂのみを前側の第１軸封箱２Ｃａから取り外せば、後側、すなわち、大気側からのグランドパッキン４の交換などの保守作業を実施し易くすることができる。

なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。

本発明にかかる軸封装置及び軸封装置の組立方法は、ネックブッシュの凹部に少なくとも２個のグランドパッキンを収納保持した状態で軸封箱の前側に取り付けることができるので、ネックブッシュに隣接しかつ破損問題が発生しやすい前端側から少なくとも２つのグランドパッキンの取付状態を確認しつつ組み立てることができ、ガラス繊維を含有するスラリーを撹拌する撹拌機の軸封装置及び軸封装置の組立方法等として有用である。

１ 軸封装置
２，２Ｂ，２Ｃ，２Ｃａ，２Ｃｂ 軸封箱
２ａ 円板状の鍔部
２ｂ 円筒状本体部
２ｃ 雌ねじ部
２ｄ 凹部
２ｅ ネックブッシュ取付凹部
２ｇ ねじ穴
３ 回転軸
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ グランドパッキン
４ｈ 紐状部材の両端部
４ｉ 紐状部材
５ ネックブッシュ
５ａ 貫通穴
５ｂ ネックブッシュ本体
５ｃ 雄ねじ部
５ｄ 凹部
５ｅ グランドパッキン収納保持部
５ｆ 切欠部
６ グランドパッキン押え部材
６ａ フランジ
６ｂ 円筒部本体
７ ボルト
１０ タンク
１１ 攪拌機
１２ タンクケーシング
１３ 封水リング
１５ 軸受
１８ 樹脂カバー
１８ａ スラリー排出溝
１８ｂ 貫通穴
１９ 隙間

Claims (6)

1. タンク（１０）のタンクケーシング（１２）に取付可能な鍔部（２ａ）を有し、かつ、前端が前記タンク内に配置可能な回転軸（３）を回転自在に前後方向に貫通させる軸封箱（２）と、
   前記軸封箱の凹部（２ｄ）内に収納されかつ前記回転軸の周囲にリング状に巻き付けられて両端部（４ｈ）の端面同士が突き合わされた紐状部材（４ｉ）でそれぞれ構成され、かつ、前記回転軸の軸方向沿いに配置されて前記回転軸との間を大気側に対してシールする少なくとも３個のグランドパッキン（４）と、
   前記タンク内の前記軸封箱の前側から前記軸封箱の前端部に着脱可能に取り付けられかつ前記回転軸が貫通して自在に回転する貫通穴（５ａ）を有する円環板状のネックブッシュ本体（５ｂ）と、前記軸封箱の後端側に向けて前記ネックブッシュ本体から前記軸方向の後側に延び、かつ前記軸封箱の前記前端部の雌ねじ穴（２ｃ）内に螺合される雄ねじ部（５ｃ）を外面に有するとともに、前記軸封箱の前記凹部と連通しかつ前記少なくとも３個のグランドパッキンのうちの少なくとも２個のグランドパッキンを収納保持する凹部（５ｄ）を内面に有する円筒状のグランドパッキン収納保持部（５ｅ）を有するネックブッシュ（５）と、
   前記軸封箱の後側から前記軸封箱の前記凹部内に先端部が挿入されて、前記全てのグランドパッキンを前記回転軸の前記軸方向沿いにネックブッシュ側に向けて押圧して前記軸封箱の後端に取外し可能に固定されるグランドパッキン押え部材（６）と、を備える軸封装置。
2. 前記グランドパッキン収納保持部の前記凹部は、前記軸方向に、前記グランドパッキンの軸方向の長さの少なくとも２個以上でかつ３個以下の寸法を有する、請求項１に記載の軸封装置。
3. 前記ネックブッシュの前面に配置され、前記回転軸に固定されて前記回転軸と一体的に回転するとともに、前記ネックブッシュに対向する面に、径方向沿いに溝（１８ａ）を有するカバー（１８）を備える、
   請求項１又は２に記載の軸封装置。
4. 前記軸封箱が、前記回転軸の前側に配置されて、前記タンク内のスラリーと前記タンク外の大気側とを仕切る前記タンクケーシングに取付可能な前記鍔部（２ａ）を有する第１軸封箱（２Ｃａ）と、前記回転軸の後側に配置された第２軸封箱（２Ｃｂ）とで構成され、前記第１軸封箱と前記第２軸封箱とを取外可能に取付けられている、
   請求項１〜３のいずれか１つに記載の軸封装置。
5. 前記ネックブッシュ（５）の前記グランドパッキン収納保持部（５ｅ）内の前記少なくとも２個のグランドパッキンのうちの後側のグランドパッキン（４ｃ）は、半分程度が前記グランドパッキン収納保持部（５ｅ）内に収納可能で、残りの部分は、前記軸封箱の前記凹部（２ｄ）内に収納されている、
   請求項１〜４のいずれか１つに記載の軸封装置。
6. タンク（１０）のタンクケーシング（１２）に取付可能な鍔部（２ａ）を有し、かつ、前端が前記タンク内に配置可能な回転軸（３）を回転自在に前後方向に貫通させる軸封箱（２）と、
   前記軸封箱の凹部（２ｄ）内に収納されかつ前記回転軸の周囲にリング状に巻き付けられて両端部（４ｈ）の端面同士が突き合わされた紐状部材（４ｉ）でそれぞれ構成され、かつ、前記回転軸の軸方向沿いに配置されて前記回転軸との間を大気側に対してシールする少なくとも３個のグランドパッキン（４）と、
   前記タンク内の前記軸封箱の前側から前記軸封箱の前端部に着脱可能に取り付けられかつ前記回転軸が貫通して自在に回転する貫通穴（５ａ）を有する円環板状のネックブッシュ本体（５ｂ）と、前記軸封箱の後端側に向けて前記ネックブッシュ本体から前記軸方向の後側に延び、かつ前記軸封箱の前記前端部の雌ねじ穴（２ｃ）内に螺合される雄ねじ部（５ｃ）を外面に有するとともに、前記軸封箱の前記凹部と連通しかつ前記少なくとも３個のグランドパッキンのうちの少なくとも２個のグランドパッキンを収納保持する凹部（５ｄ）を内面に有する円筒状のグランドパッキン収納保持部（５ｅ）を有するネックブッシュ（５）と、
   前記軸封箱の後側から前記軸封箱の前記凹部内に先端部が挿入されて、前記全てのグランドパッキンを前記回転軸の前記軸方向沿いにネックブッシュ側に向けて押圧して前記軸封箱の後端に取外し可能に固定されるグランドパッキン押え部材（６）と、を備える軸封装置を組み立てる方法であって、
   まず、前記ネックブッシュの前記グランドパッキン収納保持部の前記凹部内に、前記少なくとも２個のグランドパッキンを収納保持するとともに、前記収納保持されかつ隣接するグランドパッキン同士の端部の位置が前記軸方向回りに互いに異なる位置に配置し、
   前記軸封箱に対して前記ネックブッシュを回転させつつ前記ネックブッシュの前記雄ねじを前記軸封箱の前記前端部の前記雌ねじ穴内に螺合して前記ネックブッシュを前記軸封箱の前記前端部に固定し、
   前記凹部内に収納保持されたグランドパッキン以外のグランドパッキンを前記軸封箱の前記凹部内に配置するとともに、前記ネックブッシュの前記グランドパッキン収納保持部の前記凹部内及び前記軸封箱の前記凹部内においてそれぞれ前記収納保持されかつ隣接するグランドパッキン同士の端部の位置が前記軸方向回りに互いに異なる位置に配置し、
   前記軸封箱の後端に前記グランドパッキン押え部材を配置して前記軸封箱の前記凹部に前記グランドパッキン押え部材の前記先端部を挿入し、前記全てのグランドパッキンを前記回転軸の軸方向沿いに前記ネックブッシュに向けて押圧するように、前記グランドパッキン押え部材を取外し可能に前記軸封箱の後端に締め付けて固定する、軸封装置の組立方法。

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