JPH0749082B2 - 区画壁を貫通する円筒対偶軸部の軸封構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［利用分野］ 本発明は、固定の壁面に対して、回転と軸方向の移動と
の二方向の動作を行う出力軸の軸封構造、すなわち、出
力軸と前記壁面との気密構造に関するものであり、特
に、濾過乾燥装置等に用いる撹拌翼や掻き出し用の回動
腕等の回転体を駆動するための出力軸の軸封構造に有効
に利用出来る。また、この発明は、軸封部の気密が長期
に亙って安定し且確実となるようにするとともに、この
軸受部等において発生する異物が、濾過容器等の清浄で
あることが要求される区域に漏れ出ないようにするため
のものである。

［従来技術およびその問題点］ 化学工業の分野で用いられる濾過乾燥装置には、製品ケ
ーキを収容する濾過乾燥用の容器（以下、単に容器とい
う）内に、撹拌兼掻きだし用の回転翼を具備させてい
る。この回転翼は、前記容器内で回転するとともに軸線
方向にも移動せしめられる。そして、この回転翼を取付
けた出力軸は、前記容器に取り付けた軸受機構により支
持されるとともに、容器壁面を貫通する部分には、出力
軸と容器壁面との間を密封（以下、単に軸封という）す
るために気密手段が設けられる。これは、軸受部等で生
じる異物が容器内に侵入しないようにするためであり、
又、容器内に生じる微粉等が軸受側に侵入することを防
止するためである。

この気密手段は、上記のように、出力軸の回転と軸方向
を移動を許容する必要があることから、従来のもので
は、軸封構造として、第３図の如く、出力軸（２）と区
画壁（10）との円筒対偶部にグランドパッキンやＯリン
グ等のパッキン部材（Ｐ）を介装する構成を採用する。

ところが、この従来のものでは、前記軸受部の気密手段
の耐久性が不十分であるとともに、この気密手段自体か
ら異物が生じ易いという問題があった。

これは、パッキン部材（Ｐ）は耐摩耗性において劣ると
ともに、このパッキン部材（Ｐ）が常時円筒対偶部の要
素と摺動状態にあって、このパッキン部材（Ｐ）が劣化
し易く、しかも、このパッキン（Ｐ）による密封のため
にシール剤が必要となるからである。

［技術的課題］ 本発明は、このような、『軸受部によって回転自在で且
軸方向の移動自在に支持された出力軸（２）を区画壁
（10）から貫通突出させ、前記出力軸（２）と前記区画
壁（10）とが円筒対偶関係になるとともに、出力軸
（２）と区画壁（10）との間を気密状態に密封する軸封
構造』において、軸封部における密封が長期にわたって
確実でしかも安定するようにするとともに、区画壁によ
って囲まれ且清浄が要求される清浄域に異物が漏れ出な
いようにするため、シール剤の不要な気密手段と耐摩耗
性において優れた気密手段の組合わせによって、出力軸
と区画壁との円筒対偶部分の気密を確保できるようにす
ることをその技術的課題とする。

［技術的手段］ 上記技術的課題を解決するために講じた本発明の技術的
手段は、『出力軸（２）を、軸受部によってまわり対偶
状態に軸支される筒軸（４）にすすみ対偶状態に内挿し
た構成とし、前記筒軸（４）と前記区画壁（10）との間
をメカニカルシール（５）によって密封し、清浄域内に
突出した前記出力軸の先端に回転翼等の回転体を取付
け、前記出力軸（２）の突出部に蛇腹状の伸縮自在管を
外嵌させ、この伸縮自在管の一端を筒軸（４）の内端に
気密状態に固定するとともに他端を出力軸（２）の先端
部に気密状態に固定した』ことである。

［作用］ 本発明の上記技術的手段は次のように作用する。

出力軸（２）と筒軸（４）とは互いにすすみ対偶状態に
あるから、筒軸（４）を回転駆動させると、出力軸
（２）がこの筒軸（４）と一体的に回動する。また、出
力軸（２）に取り付けた回転翼等の回転体は、出力軸
（２）の昇降によって同期して昇降せしめられる。従っ
て、この出力軸（２）は区画壁（10）に対して、円筒対
偶関係に置かれることとなる。又、筒軸（４）は区画壁
（10）とまわり対偶状態にあり、この対偶部は異物の殆
ど発生しないメカニカルシールによって密封される。他
方、清浄域に露出する筒軸（４）の下端と、この筒軸
（４）から突出する出力軸（２）との間には、蛇腹状の
伸縮自在管が介装され、筒軸（４）と出力軸（２）との
すすみ対偶部は蛇腹状の伸縮自在管によって密封されて
いる。この伸縮自在管は出力軸（２）や筒軸（４）とは
摺動状態にないから、この密封構造部には潤滑剤が不要
であり、この部分では異物が発生せず、しかも、摩耗も
生じない。

［効果］ 本発明は上記構成であるから次の特有の効果を有する。

清浄域に露出する出力軸（２）と区画壁（10）との間
は、異物の発生の殆ど生じないメカニカルシールと蛇腹
状の伸縮自在管との組み合わせによって密封されるか
ら、区画壁（10）の軸受部側で生じる異物が清浄域に侵
入する不都合が確実に防止できる。

又、メカニカルシールはパッキン部材のような気密手段
に比べてその耐久性は高く、他方、伸縮自在管による密
封部分には摺動部がないことから、出力軸（２）の軸封
構造の耐久性が一段と向上し、上記した異物侵入防止効
果が長期的に安定したものとなる。さらに、メカニカル
シールはそれ自体の摺動部の摩耗が少なく且摩耗が生じ
ても密封性が低下せず、他方の伸縮自在管には摺動部が
ないことから、清浄部に生じる微粉等によって軸封構造
部が劣化する不都合がない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図から第２図に基いて説明
する。

この、実施例のものは、濾過乾燥装置に実施したもので
あり、溶剤と混合されて流動状態になっている製品が容
器（１）内に投入される。この製品は容器（１）内に突
出する出力軸（２）の先端に取り付けた回転翼（３）に
よって撹拌され、一定時間撹拌された後、容器（１）の
底部に張られた濾過用のフィルター（11）によって濾過
されると、このフィルター（11）の上面上に製品ケーキ
が堆積する。この製品ケーキを所定の乾燥状態にした
後、掻き出し手段としても機能する回転翼（３）を回転
駆動させると、翼（31），（31）の作用により底部中央
の取り出し口（12）から製品が取り出されることとな
る。

上記した出力軸（２）の軸支構造について、さらに詳述
すると、この出力軸（２）は、容器（１）の中央の頂部
壁面（既述の区画壁（10）に対応する）に形成した開口
部から清浄域としての容器内に突出し、この開口部の上
方の軸受（52），（52）によって回動自在に軸支される
筒軸（４）から貫通突出する。この筒軸（４）は主軸
（40）と補助軸（41）とから成り、前記開口部に取り付
けたメカニカルシール（５）によりこの補助軸（41）の
外周が軸封されて、その下端は容器（１）内に突出す
る。このメカニカルシール（５）と、これを取り付けた
取付板（51）とによって、容器（１）の開口部と補助軸
（41）との間は密封されるが、この取付板（51）の上方
には、枠体（50）が取り付けられており、この枠体（5
0）内に主軸（40）を回転自在に軸支する一対の軸受（5
2），（52）が上下に一定の間隔で配設してあり、上方
の軸受（52）は枠体（50）の上端部に位置する。出力軸
（２）は前記主軸（40）とはすすみ対偶状態に対偶して
おり、これにより、主軸（40），補助軸（41）と出力軸
（２）とが一体的に回動することとなる。

枠体（50）には出力軸（２）に回転力を付与するための
モーター（６）を支持させてあり、このモーター（６）
の出力軸（２）と主軸（40）とは傘歯車によって伝導さ
せている。従って、このモーター（６）の駆動により主
軸（40）出力軸（２）回転翼（３）の伝達経路で回
転力が伝導され、回転翼（３）が回転駆動されることと
なる。

なお、出力軸（２）の昇降のため、この実施例では出力
軸（２）の上端に、エアーシリンダー（７）の出力軸
（２）が回動自在に連結されており、このエアーシリン
ダー（７）を枠体（50）の上端に連設した支持台（70）
に取り付けられている。これにより、エアーシリンダー
（７）の動作に応じて出力軸（２），回転翼（３）が昇
降駆動されることとなる。

補助軸（41）から突出した、出力軸（２）の下半部はス
テンレス製の伸縮自在管としての蛇腹管（20）によって
被覆されており、この蛇腹管（20）の下端は出力軸
（２）の下端近傍に設けたつば体（21）に気密状態に取
り付けられており、他方、蛇腹管（20）の上端は、補助
軸（41）の下端に張り出させたフランジ（Ｆ）に気密状
態に取り付けられている。これにより、補助軸（41）か
ら突出する出力軸（２）の下半部は、つば体（21）とフ
ランジ（Ｆ）との間に張設した蛇腹管（20）によって密
封されることとなる。また、蛇腹管（20）は伸縮自在で
あることから、この密封状態を維持したままで出力軸
（２）を昇降させることができる。

尚、上記実施例のメカニカルシール（５）は公知の構成
で、第２図のようになっており、取付板（51）に外周気
密状態に取り付けた固定の第１リング（53）に、補助軸
（41）にこれと一体回動するように取り付けた第２リン
グ（54）とを軸線方向で対接させ、このリング相互の対
接により回転摺動面の気密を確保するようにしている。
この第1,第２リングの組み合せによるシール構造は、取
付板（51）と一定の間隔を有するようにこの取付板の上
方に設けた固定板（55）と補助軸（41）との間にも介装
されており、上方の第２リング（54）と補助軸（41）と
の間隙はＯリングによってシールされ、下方の第２リン
グ（54）と補助軸（41）との間隙はＶパッキンによって
シールされている。なお、下方の第２リング（54）は補
助軸と一体回動する加圧バネによって第１リング（53）
側に付勢される。また、取付板（51）と上方の固定板
（55）とを繋ぐ筒体（56）内に形成される空室（57）に
加圧液が封入され、この液体圧力によっても各第２リン
グ（54），（54）が第１リングに圧接されることとな
る。

このように、メカニカルシールでは、金属面相互の接触
摺動面によって回転摺動面のシールが確保される。そし
て、このメカニカルシール（５）によってこれを具備さ
せた軸受部と回動部としての補助軸（41）の貫通部の外
周気密が確保されることとなり、容器（１）内に生じる
粉塵等がメカニカルシール（５）の上方に漏れ出る心配
はない。逆に、上方の軸受部において生じる異物が容器
内に侵入する心配もない。

また、このメカニカルシール（５）はオイルシール等に
比べて、粉塵等に対する密封性がよく、しかも、機械的
強度が高いものであるから、蛇腹管（20）とメカニカル
シール（５）との組み合せによる軸受構造は濾過乾燥機
等のように、容器内に具備させる回転翼等の回転体用の
駆動軸を支持する軸受構造として最適であると言える。

尚、この実施例では、濾過乾燥機に実施したが、本発明
は、出力軸が区画壁を貫通し、両者が円筒対偶関係にあ
る他の構造部分にも採用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面図，第２図はメカニカル
シールの詳細図，第３図は従来例の説明図であり、図
中、 （１）……容器 （２）……出力軸 （20）……蛇腹管 （21）……つば体 （４）……筒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｊ 15/52 Ｚ 8925−4Ｄ Ｂ０１Ｄ 29/04 ５３０ Ａ 7112−4Ｄ 29/38 ５８０ Ｄ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸受部によって回転自在で且軸方向の移動
   自在に支持された出力軸（２）を区画壁（10）から貫通
   突出させ、前記出力軸（２）と前記区画壁（10）とが円
   筒対偶関係になるとともに、出力軸（２）と区画壁（1
   0）との間を気密状態に密封する軸封構造において、出
   力軸（２）を、軸受部によってまわり対偶状態に軸支さ
   れる筒軸（４）にすすみ対偶状態に内挿した構成とし、
   前記筒軸（４）と前記区画壁（10）との間をメカニカル
   シール（５）によって密封し、清浄域内に突出した前記
   出力軸の先端に回転翼等の回転体を取付け、前記出力軸
   （２）の突出部に蛇腹状の伸縮自在管を外嵌させ、この
   伸縮自在管の一端を筒軸（４）の内端に気密状態に固定
   するとともに他端を出力軸（２）の先端部に気密状態に
   固定した区画壁を貫通する円筒対偶軸部の軸封構造。