JPH0673542U - 軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸封装置におけるグランドパッキンの機能を
長期に維持する。 【構成】 回転軸１の表面上へ複数のグランドパッキン
２Ａ、２Ｂ…を並べて周囲を取り囲み、相隣接するグラ
ンドパッキンの側面２１Ａ、２１Ｂ…の間へスペーサリ
ング４を挟持する。このスペーサリングは環状板４１の
両側面へ突起４２を多数突設しているので、その突起が
それぞれグランドパッキン側面へ係止している。 【効果】 複数のグランドパッキンは間にスペーサリン
グを挟み、その突起が係合しているから、全体が不動一
体化し、個々のグランドパッキンが回転軸に引き摺られ
て摺動することを許さない。グランドパッキンはつねに
軸の全周に接着し、偏荷重がかかっても変ることなく封
止作用を維持する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は密閉空間内で回転軸が回転する各種産業用設備の軸封装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】

たとえば、図７に示すようにケーシング内へ被砕物を供給して内部で高速回転 するローター主軸１ａの周囲に取り付けたロータ先端のハンマーに、被砕物を衝 突させて破砕する横型ハンマークラッシャー、またはロータへ打撃子を取り付け て破砕するインパクトクラッシャーなど、密閉した空間内で回転軸を回転し所望 の作業を進行させる装置の種類は多岐に亘る。この場合、通常の型式としては、 図７の例のようにローター主軸１ａがケーシングを貫通する貫通部１０にスタフ ィングボックス５ａを取り付け、スタフィングボックス内面とローター主軸との 周囲に形成される空間へグランドパッキン２ａを詰め込んで軸表面と摺動させ、 かつ、ケーシングの内部と外部との連通を断ち封止状態とするものが一般的であ る。この軸封作用によって例示した破砕機であれば、ケーシング内の粉塵がクラ ッシャーの外部へ噴き出して周囲の作業環境を著しく劣化することを防止するこ とができるので、必須の構成の一つである。

【０００３】 グランドパッキンはその他ポンプ、バルブ、粉砕機、破砕機、搬送機などを問 わず、外部と遮断された密封空間内で回転軸が軸支され、外部の駆動機構との接 続のために仕切り壁を貫通して外部へ突出している軸回りの封止のために広く適 用されている。グランドパッキンは適切に使用すれば、取り扱いと構造がきわめ て簡単であり、機械本体を解体せずにパッキンの交換ができ、粉粒体や流体を確 実に封止することに有効である。グランドパッキンはこの目的のために木綿、石 綿、合成繊維、などを紐状に編上げ回転軸とスタフィングボックス内面間の隙間 へ詰め込む編組体としたものが多い。しかし、繊維の織成物を角帯状に押圧成形 して所望の長さに切断し、両端を突き合わして所望の内径を具えた一つ割り、ま たは二つ割りの環状体となるように成形したリング型式のものも取り扱いが容易 で、作業が簡便であるため重宝されている。

【０００４】 リング状に成形したグランドパッキンはその素材が弾塑性体（弾性を有するが 変形しやすい材質）からなり、回転軸の表面にできるだけ均等に接触できるよう に馴染みやすいことが要件となる。しかし、一旦、グランドパッキンを並べて軸 上を囲繞するように取り付け、その位置が移動しないようにパッキン押えで外側 から押圧するのであるが、この押圧力が高ければグランドパッキンは回転軸との 接触圧力が高くなり、過度に回転抵抗が大きくなると回転軸に連行され易い。ま た逆にパッキン押えからの押圧力が低過ぎてもグランドパッキンが回転軸に連行 されるという傾向がみられる。この課題を解決するために多数の提案が発表され ている。

【０００５】 たとえば、図８に示す実公昭６２−３４０５３号公報では一つ割りリング状の グランドパッキン２ｂの両端を密に突き合わし、かつ離れないようにいわゆるイ ンロー式に係合させて連結した状態で成形している。また、実公昭５６−５６２ ６号公報ではグランドパッキンの挿入する部分の回転軸の軸径だけを軸封部の軸 径よりも大きく設定して、グランドパッキンと回転軸間の接触面圧を小さくして 焼き付きを防止し、ならし運転を経ることなく急速起動を可能にしたと謳ってい る。また、回転軸とともに回転するパッキン押えを取り付け、このパッキン押え によってグランドパッキンの端部を押圧する実公昭６２−３７０１９号公報、ス タフィングボックス５ｃと回転軸１ｃとの中空部へ第一のグランドパッキン群と 第二のグランドパッキン群を充当し、両群の間へばね１０１を内蔵したランタン リングとスライドリングを介装し、グランドパッキン２ｃの摩耗や変質によって 応力が緩和しても、低圧側のグランドパッキンに自動的に応力を回復させる図９ で示した実公平１−１８９２８号公報などが見出される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

このように多くの従来技術が提案されている背景には、グランドパッキンをス タフィングボックスと回転軸の間へ介装しても、そのグランドパッキンの材質自 体からみてその内周面を精密な寸法に仕上げることが難しいから、精密に仕上げ た回転軸の全周に亘って均等に圧接するように取り付けることがきわめて難しい という技術的な制約から避けられない事情がある。したがって、一般的にはグラ ンドパッキンの取り替え直後には、低速でならし運転をはじめて十分に回転軸の 接触面と馴染んでから回転数を上げて正規の運転に入るという手順が必要である 。しかし、そのように注意深く馴染ませても高速運転の稼動が続くと、グランド パッキンの摩耗が進み、それも必ずしも均等ではなく偏摩耗状態となると、両者 の接触面間は均等な接触状態を維持することができなくなり、回転軸の周囲には 強く圧接する箇所と、緩く接触する箇所とが生じる。圧接の強弱が発生すると強 い箇所は回転軸の回転に連行されてその方向へ共回りをはじめ自ら押し縮みなが ら回動し、一つ割りの突き合わせ面から離れて空隙が生じる。この状態を図１０ によって説明すると、図（Ａ）のようにグランドパッキン２ｄは取り付け当初で は完全な環状体として切り目２２ｄで突き合わせられているが、運転中、部分的 に強い圧着部１０２が現われると、この部分はとくに回転軸との抵抗が大きいた め軸の回転に引き摺られて摺動しはじめ、切り目２２ｄから離れるので図（Ｂ） のように空隙１０３ができる。圧着部１０２はこの作用によって強力な圧縮力を 受けるので、回転軸間の抵抗がますます増幅し、遂にはこの部分は発熱、焼き付 きの現象を誘発するに至る。一旦焼き付き現象が生じると、軸回りを解体して精 密仕上の回転軸の再加工を余儀なくされるから、装置の運転停止、分解、機械工 場への搬送、加工、組み立てとまことに煩瑣な補修作業と、本来の作業の停止に 追込まれる。

【０００７】 従来技術の多くもまた、グランドパッキンの偏摩耗による圧力の不均等や、そ れに伴う封止作用の低下を課題として提案しているのであるが、いずれも軸封部 の構成が複雑化したり、部品の数が増加して組み立てが煩雑になったり、あるい は効果の点で万全であるか疑問が残ったりするなど、課題の解決にはなお、不十 分である感が否定できない。たとえば、実公昭６２−３３０５３号公報（図８） では一つ割りのリングの突き合わせ面を相互に嵌合する段差を設けて両端が連結 し外れないように係合しているが、グランドパッキン自体の材質の強度がきわめ て低いから、前記の引き摺る応力が集中したときにこれに対抗して摺動を阻止す るほどの抵抗力を具えるとは考え難い。実公平１−１８９２８号公報（図９）や 実公昭６２−３７０１９号公報の従来技術にしても、部材の数を増やしてばねに よる付勢力を与え、グランドパッキンの偏摩耗や変形が生じても付勢力を効かし てこれを吸収するという基本思想から出発しているが、回転軸間の押圧力の偏在 に伴って切り目からグランドパッキンが部分的に摺動することを阻止するという 点からみれば、なお、直接的な効果が大きいとは期待できない。

【０００８】 本考案は以上に述べた課題を解決するために、きわめて簡単な構成でありなが ら、前記のグランドパッキンの切り目からの空隙発生を防止し、軸封作用が長く 保証できる装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る軸封装置は、ケーシングの内外を貫通する回転軸１の貫通部で回 転軸１の表面上を複数個並べて囲繞するグランドパッキン２と、該グランドパッ キン２を外側から内側へ押圧するパッキン押え３とからなり、並列するグランド パッキン２Ａ、２Ｂ…の側面２１Ａ、２１Ｂ…間へ、環状板４１の両側面へ突起 ４２を多数突設してなるスペーサリング４を介装したことによって前記の課題を 解決した。

【００１０】 また、この構成で具体的には、環状板４１Ａの側面へほぼ均等に割り出して穿 孔した雌ねじ孔４３へ、ほぼ円錐形状の先端４４と雄ねじを螺刻した軸部４５よ りなる突起片４２Ａを螺着したこと、平板である環状板４１Ｂの側面上へほぼ均 等にほぼ円錐形状の突起片４２Ｂを溶着または接着によって植設したこと、環状 板４１Ｃ側面の一部が、斜めに交叉する二つの切り目４６から直角に起立してほ ぼ三角形の板状の突起４２Ｃを形成していること、もしくは環状板４１Ｄの側面 から両側へ向けて角状の突条４２Ｄを突出していることの何れかの態様を採るの が望ましい。

【００１１】

【作用】

隣接する複数のグランドパッキンの側面の間へスペーサリングを介装している が、このスペーサリングはグランドパッキンの側面へ向けて先端が多数突出して いるから、面接触するとこの先端すべてがグランドパッキンの側面へ係止し環状 の全周に亘って一体的に係合する。したがってスペーサリングの両面についてそ れぞれこの係合状態となり、両グランドパッキンはスペーサリングを介して一体 不動の関係で相互に係合する。複数のグランドパッキンの隣接する側面のすべて でこの作用が発揮されるから、回転軸の周囲に囲繞するグランドパッキンは一体 的な集合体となって個々の摺動を許さず、個別にその切り目から離れて空隙を形 成することができない。

【００１２】

【実施例】

図１は本考案実施例を示す縦断正面図であり、図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はスペ ーサリングの縦断正面図と斜視図、および斜視図の部分拡大図である。各図にお いて、回転軸１とスタフィングボックス５の間へ複数（ここでは２ケ）のグラン ドパッキン２Ａ、２Ｂを介装し、外側（図１の左側）へ向けてパッキン押え３が スタフィングボックスへ螺着し（図では省略）、つねにグランドパッキン２を内 側へ押圧してグランドパッキンの内周面が回転軸表面と圧接するように作用して いる。二つのグランドパッキン２Ａ、２Ｂの相対向する側面２１Ａ、２１Ｂの間 へスペーサリング４を介装している。

【００１３】 スペーサリング４Ａの実施例を図２に示す。この例では金属製の環状板４１Ａ の側面にほぼ均等の割り合いで多数の雌ねじ孔４３を穿孔し、先端４４が円錐形 状で頂点をやや丸め軸部４５に雄ねじを螺刻した突起片４２Ａを螺合して形成し た例である。先端４４の頂点は若干丸め、圧入時にグランドパッキン素材である 繊維などを切断しないで押し込んでいくことが好ましい。図３はこの実施例の突 起片４２Ａの斜視図である。図４はスペーサリングの別の実施例であり、平板の 環状板４１Ｂの側面上へ一定間隔を置いて円錐形状の突起片４２Ｂをスポット溶 接で能率的に植設した例である。また、図５は環状板４１Ｃの側面上で一定間隔 をおいて斜めに交叉する切り目４６を入れ、この切り目４６から板を直角に起こ してほぼ三角状の突起４２Ｃを立ち上げた態様である。また、図６は環状板４１ Ｄの両側面へ同時に（図Ａ）、または互い違いに（図Ｂ）、角状の突条４２Ｄを 突設した状態である。いずれも最も加工しやすい条件で突起を形成することが好 ましい。このスペーサリングは一枚の環状板を例示しているが、その作用を発揮 するうえで必ずしも一枚物であることが要件であるとは限らない。

【００１４】

【考案の効果】

本考案は以上に述べたとおり、簡単な環状板を製作しグランドパッキンの間へ 挟持させるだけでグランドパッキンの機能を長く維持し軸封作用の低下を防止す る。効果の割りにその部材の製作は簡単そのものであり、軸封装置の部材の組み 合わせも他の従来技術に比べてはるかに単純であり、短時間の間に非熟練者によ って容易に施工できる。グランドパッキンの更新時も簡単な作業で足り、取り付 け前にあらかじめグランドパッキンの側面間へスペーサリングを挟持しておいて もよく、軸封装置の組み立てに要する手数はほとんどとるに足らない些細な程度 に留まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例を示す縦断正面図である。

【図２】スペーサリングの実施例の縦断正面図（Ａ）、
斜視図（Ｂ）、図（Ｂ）の一部拡大図（Ｃ）である。

【図３】突起片４２Ａの斜視図である。

【図４】環状板４１Ｂ、突起４２Ｂよりなる別の実施例
の縦断正面図である。

【図５】環状板４１Ｃ突起４２Ｃよりなるさらに別の実
施例の斜視図である。

【図６】環状板４１Ｄへ角状の突条４２Ｄを突出した別
の実施例の斜視図（Ａ）（Ｂ）である。

【図７】軸封装置１０の使用実施例を示す横型ハンマー
クラッシャーの縦断正面図である。

【図８】従来技術を示す斜視図である。

【図９】別の従来技術を示す縦断正面図である。

【図１０】（Ａ）（Ｂ）によって従来技術の課題を示す
正面図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ グランドパッキン ３ パッキン押え ４ スペーサリング ５ スタフィングボックス 41 環状板 42 突起（突起片、突条） 43 雌ねじ孔 44 先端 45 軸部 46 切り目

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングの内外を貫通する回転軸１の
   貫通部で回転軸１の表面上を複数個並べて囲繞するグラ
   ンドパッキン２と、該グランドパッキン２を外側から内
   側へ押圧するパッキン押え３とからなる軸封装置におい
   て、並列するグランドパッキン２Ａ、２Ｂ…の側面２１
   Ａ、２１Ｂ…間へ、環状板４１の両側面へ先端が尖鋭な
   突起４２を多数突設してなるスペーサリング４を介装し
   たことを特徴とする軸封装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、環状板４１Ａの側面
   へほぼ均等に割り出して穿孔した雌ねじ孔４３へ、ほぼ
   円錐形状の先端４４と雄ねじを螺刻した軸部４５よりな
   る突起片４２Ａを螺着したことを特徴とする軸封装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、平板である環状板４
   １Ｂの側面上へほぼ均等にほぼ円錐形状の突起片４２Ｂ
   を溶着または接着により植設したことを特徴とする軸封
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、環状板４１Ｃ側面の
   一部が、斜めに交叉する二つの切り目４６から直角に起
   立してほぼ三角形の板状の突起４２Ｃを形成しているこ
   とを特徴とする軸封装置。
5. 【請求項５】 請求項１において、環状板４１Ｄの側面
   から両側へ向けて角状の突条４２Ｄを突出していること
   を特徴とする軸封装置。