JPH0842579A - 密封式軸受装置および土砂分級機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水中での完全なシール性を確保でき、メンテ
ナンスの困難な水中での長期使用に耐え得る密封式軸受
装置を提供する。 【構成】 軸受本体32の軸穴内に円筒形の軸受材33を介
して回転軸34を回転自在に嵌合する。軸受本体32の両端
部にて軸受本体32と一体的に本体側弾性体受部37c を設
け、回転軸34に回転軸側弾性体受部34d を設ける。本体
側弾性体受部37cおよび回転軸側弾性体受部34d に一対
の環状弾性体41，42を係合する。一対の環状弾性体41，
42の間に相互に軸方向に対向して周方向摺動自在に接触
する一対の密封リング43，44を弾力的に挟圧保持する。
軸受本体32の外周部に取付フランジ51を一体に設け、軸
受本体32から突出された回転軸34の端部側面に軸方向の
キー溝34f を設ける。軸受本体32の半径方向に給脂孔55
を穿設し、この給脂孔55を軸受本体32内に設けられたグ
リス溜部35を経て一対の密封リング43，44間に連通す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水中での使用に適する
密封式軸受装置と、該軸受装置の水密性を専ら利用して
水中移送手段を回転自在に支持した水槽内で土砂を分級
回収する土砂分級機とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平５−２３６１３号公報に示される
ように、土砂と水とが混合された状態の原料を貯留槽に
貯留し、この貯留槽内から取出機構により土砂を外部へ
取出し、前記貯留槽に連なる沈殿槽にて水を貯留槽とは
反対側へオーバーフローさせて排出し、この沈殿槽の底
部に沈殿した土砂を水中のスクリューコンベヤにより前
記貯留槽に向けて移送する土砂分級機では、土砂の入り
混ざった水中でスクリューコンベヤを回転自在に保持す
る必要がある。

【０００３】このような土砂分級機等で使用されている
従来の水中軸受装置は、図１４に示されるような、軸受
本体101 とその内部に円筒形の軸受材102 を介して回動
自在に嵌合された回転軸103 との間に、複数のＯリング
シール104 とリップタイプシール105 とを組合せて使用
している。リップタイプシール105 は、円環状ケース11
1 、シール部112 およびガータスプリング113 により構
成され、シール部112のリップ112aをガータスプリング1
13 により回転軸103 の外周面に線接触に近い状態で押
圧接触させ、シール性能を得るようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなＯリング
シール104 およびリップタイプシール105 は、安価で入
手が容易である利点を有するが、その反面、充分なシー
ル性を得がたい、特に左右シール部の同心度がシール機
能に影響する、早期に摩耗しやすく寿命が短い、そのた
めメンテナンスしずらい個所に採用しにくい等の問題が
あった。

【０００５】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、水中での完全なシール性を確保でき、メンテナン
スの困難な水中での長期使用に耐え得る密封式軸受装置
と、該軸受装置の長所を生かして水中移送手段を回転自
在に支持した水槽内で土砂を分級回収する土砂分級機と
を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、軸受本体の軸穴内に円筒形の軸受材を介して回転
軸が回転自在に嵌合された密封式軸受装置において、軸
受本体の両端部にて軸受本体と一体的に本体側弾性体受
部が設けられるとともに回転軸に回転軸側弾性体受部が
設けられ、本体側弾性体受部および回転軸側弾性体受部
に一対の環状弾性体が係合され、この一対の環状弾性体
の間に相互に軸方向に対向して周方向摺動自在に接触す
る一対の密封リングが弾力的に挟圧保持された構成の密
封式軸受装置である。

【０００７】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の密封式軸受装置において、軸受本体の外周部に取付
フランジが一体に設けられ、軸受本体から突出された回
転軸の端部側面に軸方向のキー溝が設けられ、軸受本体
の半径方向に給脂孔が穿設され、この給脂孔が軸受本体
内に設けられたグリス溜部を経て一対の密封リング間に
連通された構成である。

【０００８】請求項３に記載された発明は、土砂と水と
が混合された状態の原料を貯留する貯留槽と、この貯留
槽内から土砂を外部へ取出す取出機構と、前記貯留槽に
連なり水を貯留槽とは反対側へオーバーフローさせて排
出する沈殿槽と、この沈殿槽の底部に沈殿した土砂を前
記貯留槽に向けて移送する水中移送手段とを具備してな
る土砂分級機において、前記水中移送手段として相互に
平行に配置された多軸の小径スクリューコンベヤを沈殿
槽の底部に沿って設け、このスクリューコンベヤのスク
リューシャフトを両端部にて密封式軸受装置により回転
自在に支持し、この密封式軸受装置は、軸受本体の軸穴
内に円筒形の軸受材を介して回転軸が回転自在に嵌合さ
れ、軸受本体の両端部にて軸受本体と一体的に本体側弾
性体受部が設けられるとともに回転軸に回転軸側弾性体
受部が設けられ、本体側弾性体受部および回転軸側弾性
体受部に一対の環状弾性体が係合され、この一対の環状
弾性体の間に相互に軸方向に対向して周方向摺動自在に
接触する一対の密封リングが弾力的に挟圧保持された構
成の土砂分級機である。

【０００９】請求項４に記載された発明は、請求項３記
載の土砂分級機において、密封式軸受装置が、前記軸受
本体の外周部に取付フランジが一体に設けられ、軸受本
体から突出された回転軸の端部側面に軸方向のキー溝が
設けられ、軸受本体の半径方向に給脂孔が穿設され、こ
の給脂孔が軸受本体内に設けられたグリス溜部を経て一
対の密封リング間に連通され、そして、スクリューシャ
フトの駆動側軸端部に設けられた密封式軸受装置は、前
記取付フランジが沈殿槽の側面に水密に取付けられ、沈
殿槽の外側に位置された回転軸の一端部と沈殿槽の外部
に設けられた駆動系の回転部材とが前記キー溝に嵌着さ
れたキーを介して回転伝達可能に結合され、沈殿槽の内
側に位置された回転軸の他端部とスクリューシャフトの
駆動側軸端部に一体の部材とが前記キー溝に嵌着された
キーを介して回転伝達可能に接続し、また、スクリュー
シャフトの従動側軸端部に設けられた密封式軸受装置
は、軸受本体がこの従動側軸端部の中空部に嵌着され、
前記取付フランジがこの従動側軸端部の開口端に設けら
れた軸端フランジに一体化され、前記従動側軸端部より
突出された前記回転軸の端部が、貯留槽と沈殿槽との間
に設けられた架台フレームに固定された構成である。

【００１０】

【作用】請求項１に記載された発明は、軸受本体と回転
軸との間の荷重支持性かつ回転自在性をその間に設けら
れた円筒形の軸受材により確保し、本体側弾性体受部と
回転軸側弾性体受部との間に係合された一対の環状弾性
体により一対の密封リングを弾力的に挟圧することによ
りメカニカルシールを構成し、相互に運動する一対の密
封リングの対向接触面間での完全な水密シールを確保す
る。

【００１１】請求項２に記載された発明は、取付フラン
ジにより軸受本体を取付相手面に水密に取付け、この軸
受本体に対する回転軸の回転をキー溝に嵌着されたキー
を介して結合相手部材に伝達する。軸受本体に穿設され
た給脂孔より軸受本体内のグリス溜部に潤滑油を充填
し、この潤滑油を一対の密封リング間に永続的に供給す
ることで長期にわたりメンテナンスを不要とする。

【００１２】請求項３に記載された発明は、密封式軸受
装置の信頼性が高いため多軸の小径スクリューコンベヤ
を沈殿槽の底部に沿って設けることが可能となり、この
ため、沈殿槽内での「水のかき混ぜ」による波立ちを少
なくして、自然沈殿効果を向上でき、その結果、200 〜
300 メッシュの分級が可能である。

【００１３】請求項４に記載された発明は、沈殿槽の外
側に設けられた駆動系の回転を、取付フランジにより沈
殿槽の側面に水密に取付けられた軸受本体内の回転軸お
よびそのキー溝に設けられたキーを介してスクリューシ
ャフトに伝達し、スクリューコンベヤを回転駆動する。
このとき、従動側軸端部ではスクリューシャフトの回転
とともにその中空部に嵌着された軸受本体が回転する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る密封式軸受装置を図１乃
至図３に示された一実施例、図４および図５に示された
他の実施例を参照して、また、同上軸受装置を土砂分級
機に利用した例を図６乃至図１２を参照し、さらに、同
上軸受装置を他の水槽に利用した例を図１３を参照して
説明する。

【００１５】先ず、図１乃至図３に基づき密封式軸受装
置の一実施例を説明する。

【００１６】図１は密封式軸受装置31の全断面を示し、
軸受本体32の軸穴内に、円筒形に形成された一対のラジ
アル軸受材33が組込まれ、その各ラジアル軸受材33の内
側に回転軸34が回転自在に嵌合されている。

【００１７】この回転軸34は、各軸受材33と摺動自在に
嵌合する左右一対の大径部34a の間に小径部34b が形成
され、この小径部34b の周囲にグリス溜部35が形成さ
れ、このグリス溜部35は、図３に示されるように左右の
大径部34a に２箇所ずつ設けられた平面部34c を経て各
大径部34a の外側へ連通している。

【００１８】この回転軸34において左右の大径部34a の
外側面に連続する部分には、軸端に向かって漸次小径の
回転軸側弾性体受部34d がそれぞれ設けられ、この左右
の回転軸側弾性体受部34d より軸端側に相手部材と結合
する結合軸部34e がそれぞれ設けられている。この左右
の結合軸部34e にそれぞれキー溝34f が設けられてい
る。このキー溝34f に嵌着されたキーを介して回転軸34
の回転を結合相手部材に伝達する。

【００１９】一方、軸受本体32の左右両端面にはＯリン
グ36を介し当接されたリテーナ37のフランジ部37a がボ
ルト38により固定され、このリテーナ37における円筒部
37bの内周面部に、図２に示されるように外側に向かっ
て漸次小径のテーパの付けられた本体側弾性体受部37c
が一体に設けられている。

【００２０】前記回転軸左右部における回転軸側弾性体
受部34d と本体側弾性体受部37c との間には、耐油性合
成ゴムによりＯリング状に成形された大小一対の環状弾
性体41，42が係合され、この一対の環状弾性体41，42の
間に相互に軸方向に対向して周方向摺動自在に接触する
二つの円錐形の密封リング（デュオ・コーン・リング）
43，44が弾力的に挟圧保持されており、これらの環状弾
性体41，42と密封リング43，44とにより、デュオ・コー
ン・シール・アッセンブリが形成されている。

【００２１】前記密封リング43，44は、例えばクロムモ
リブデンバナジューム合金により鋳造された金属リング
を焼入れした後、相互に対向するシール面をラッピング
仕上げした、硬度が高く耐摩耗性に優れている非対称形
の金属リングであり、図２に示されるように対向面の内
周側で線接触に近い状態を維持し、対向面の外周側間に
はやや開くように隙間45が設けられている。この密封リ
ング43，44は回転軸34との間に間隙46を有して一対の環
状弾性体41，42により浮動可能に保持されたフローティ
ング・シール・リングでもある。

【００２２】前記左右リテーナ37の内端面にはピン47に
よりリング状のスラスト軸受材48が一体に取付けられ、
このスラスト軸受材48により回転軸34の大径部34a の側
面を係止して、その軸方向移動を阻止する。

【００２３】図１に戻って、軸受本体32の一端フランジ
部32a における周面から端面にわたる角部に、取付フラ
ンジ51の内周部が嵌着され一体に設けられている。前記
フランジ部32a と取付フランジ51との間は全周にわたっ
て連続的に設けられた溶接付部52，53により水密を確保
する。この取付フランジ51の外周部にボルト挿入孔54が
定ピッチで穿設されており、このボルト挿入孔54に挿入
されたボルトを利用して軸受本体32を取付相手部材に水
密に取付ける。

【００２４】また、軸受本体32の左右部に一体に取付け
られたリテーナ37の中央開口37d から突出された回転軸
34の結合軸部34e に前記キー溝34f が軸方向に設けられ
ているから、このキー溝34f と結合軸部34e に嵌着され
る結合相手部材のキー溝とにキー（図１では図示せず）
を嵌着して、両者を一体回転可能とする。

【００２５】さらに、軸受本体32の外周面に凹溝32b が
設けられ、この凹溝32b から本体内周面にわたって軸受
本体32の半径方向に給脂孔55が穿設され、この給脂孔55
の外側に給脂ニップル56が設けられている。

【００２６】この給脂ニップル56から給脂孔55を経て軸
受本体32内のグリス溜部35に圧入充填されたグリスは、
回転軸34の各大径部34a の２箇所に形成された平面部34
c および密封リング43の外周側に設けられた間隙57を経
て一対の密封リング43，44間の隙間45に永続的に供給さ
れる。

【００２７】このような密封式軸受装置31を組立てると
きは、軸受本体32内にラジアル軸受材33および回転軸34
を嵌着し、その左右の大径部34a の外側に、大小一対の
環状弾性体41，42およびその間に挟まれた一対の密封リ
ング43，44からなるメカニカルシールをそれぞれセット
し、それらを外側から押さえるように軸受本体32の左右
端面にそれぞれリテーナ37をボルト38により固定する。

【００２８】このリテーナ37の固定により本体側弾性体
受部37c と回転軸側弾性体受部34dとの間に環状弾性体4
1，42を図２に示されるように圧縮して、一対の密封リ
ング43，44の対向する摺擦シール面を所定の予圧で相互
に密着させる。

【００２９】このように、回転軸34とリテーナ37との間
に挟圧された一対の環状弾性体41，42の弾性反発力によ
って、一対の密封リング43，44の内周側シール面のみを
線接触に近い形で摺動自在に密着させることにより、そ
の密着部間に一対の環状弾性体41，42による弾性挟圧力
を集中させ、完全なシール性を永続的に保てるメカニカ
ルシールが構成されている。

【００３０】次に、この図１乃至図３に示された軸受装
置の働きを説明する。

【００３１】軸受本体32と回転軸34との間のラジアル方
向およびスラスト方向の荷重支持機能かつ回転自在性
は、その間に設けられたラジアル軸受材33およびスラス
ト軸受材48により確保する。

【００３２】各部材間のシール性を説明すると、軸受本
体32の両端開口部において、回転軸34と密封リング43と
の間のシール性および一体性は環状弾性体41により確保
される。一方、軸受本体32とリテーナ37との間はＯリン
グ36によりシール性を確保し、リテーナ37と密封リング
44との間は環状弾性体42によりシール性および一体性を
確保する。すなわち、軸受本体32から密封リング44に至
る一連の部材間にはシール性および一体性が保たれる。

【００３３】一方の密封リング43は環状弾性体41を介し
て回転軸34と一体に運動し、他方の密封リング44は環状
弾性体42を介してリテーナ37および軸受本体32と一体に
運動するが、この一対の密封リング43，44は、弾性体受
部34d ，37c 間に規制された一対の環状弾性体41，42の
弾性反発力により挟圧されて、相対的に運動する対向接
触シール面間の水密シール性を確保している。

【００３４】次に、図４および図５に基づき密封式軸受
装置の他の実施例を説明する。なお、図１および図２に
示された実施例と同様の部分には同一符号を付する。

【００３５】図４および図５に示された密封式軸受装置
31´は、軸受本体32の軸穴内に、Ｏリング61の嵌着され
た一側のブッシュ62と、ラジアル軸受部33およびスラス
ト軸受材48がフランジ付円筒形に形成された一側の軸受
材とが組込まれ、その一側のラジアル軸受部33に回転軸
34の一側部が嵌入され、この回転軸34の中央に設けられ
た大径部34a を介して他側部に、ラジアル軸受部33およ
びスラスト軸受材48がフランジ付円筒形に形成された他
側の軸受材と、他側のブッシュ62とが組込まれている。

【００３６】この左右のブッシュ62は、左右のスラスト
軸受材48を大径部34a との間に挟持した状態で、フラン
ジ部62a をボルト63により軸受本体32に固定されてい
る。左右両側のブッシュ62には、外端面側の内周部に円
弧断面の本体側弾性体受部62bが形成されている。

【００３７】一方、左右のブッシュ62より外側にて、回
転軸34にＯリング64を介して端板65の外フランジ部65a
が嵌着され、この端板65の外フランジ部65a がボルト66
により回転軸34に固定され、ブッシュ62の本体側弾性体
受部62b と対向する端板65の内側に回転軸側弾性体受部
65b が形成されている。

【００３８】前記ブッシュ62の本体側弾性体受部62b と
端板65の回転軸側弾性体受部65b との間に一対の環状弾
性体71，72が係合され、この一対の環状弾性体71，72の
間に相互に軸方向に対向して周方向摺動自在に接触する
一対の密封リング73，74がフローティング・シールとし
て浮動自在に挟持されている。この一対の密封リング7
3，74は、左右対称に形成された二つの円錐形の金属リ
ング（デュオ・コーン・リング）が一対の環状弾性体7
1，72により弾力的に挟圧保持されたメカニカルシール
である。

【００３９】前記端板65は、前記環状弾性体71，72を圧
縮して一対の密封リング73，74の対向する摺擦シール面
を所定の予圧で相互に密着できるように、回転軸34の所
定位置にボルト66により固定する。

【００４０】図５に示されるように、一対の密封リング
73，74のラッピング仕上げされた対向シール面間には、
内周側にやや開くようにＶ溝状の隙間75が設けられ、対
向シール面の外周側で線接触に近い状態を維持してい
る。そのため、ブッシュ62と端板65との間に規制されて
変形した一対の環状弾性体71，72の弾性反発力が、密封
リング73，74の対向シール面のうち外周側の線接触に近
い状態で密着する部分に集中し、完全シール性を保てる
メカニカルシールとなっている。

【００４１】また、軸受本体32の外周部に取付フランジ
51が表裏の連続溶接部52，53により一体に設けられ、こ
の取付フランジ51に設けられたボルト挿入孔54を利用し
て、軸受本体32を相手部材にボルトにて取付けるように
する。また、軸受本体32から突出された回転軸34の結合
軸部34e の側面に軸方向のキー溝34f が設けられている
から、このキー溝34f を利用して回転軸34に駆動スプロ
ケット等を一体回転可能に嵌着する。

【００４２】さらに、軸受本体32の外周面に設けられた
凹部32b から内周面にわたって軸受本体32の半径方向に
給脂孔55が穿孔され、この給脂孔55の外端側に給脂ニッ
プル56が設けられている。給脂孔55は、ブッシュ62の外
周面に設けられた軸方向溝81を経て、その外周面に設け
られたグリス溜部82に連通され、さらに、ラジアル軸受
部33に穿設された孔83を経て回転軸34の周面に連通さ
れ、さらに、ブッシュ62の内周面に設けられた軸方向溝
84を経て、前記密封リング73，74（デュオ・コーン・リ
ング）の内側に位置する空間85へ連通されている。

【００４３】よって、給脂ニップル56から給脂孔55など
を経てグリス溜部82に充填されたグリスは、軸方向溝84
などを経て密封リング73，74の内側空間にも満たされ、
その接触シール面間に永続的に供給される。

【００４４】次に、この図４および図５に示された軸受
装置の働きを説明するが、図１および図２に示された軸
受装置の働きと同様であるから、説明を簡略にする。

【００４５】軸受本体32側のブッシュ62と回転軸34との
間における荷重支持機能かつ回転自在性は、その間に設
けられたラジアル軸受部33およびスラスト軸受材48によ
って確保する。

【００４６】また、本体側弾性体受部62b と回転軸側弾
性体受部65b との間に規制された一対の環状弾性体71，
72により一対の密封リング73，74を弾力的に挟圧するこ
とにより、既に述べたように相対的に回転運動する対向
接触面間の水密シール性を確保する。

【００４７】次に、図６乃至図１２に基づいて、前記密
封式軸受装置31および31´の水密シール性を利用して水
槽内でスクリューコンベヤを回転自在に支持した土砂分
級機を説明する。

【００４８】図６および図７に示されるように、上面が
開放した槽体１には、図６における右側に貯留槽２が形
成され、左側にこの貯留槽２に連なる沈殿槽３が形成さ
れている。貯留槽２の一側部には投入口４（図７参照）
が設けられており、この投入口４に土砂と水とが混合さ
れた状態の原料が投入され、投入口４に投入された原料
は貯留槽２内に供給されるようになっている。

【００４９】貯留槽２には、土砂掻き上げ用の多数のバ
ケット５を有したバケット車６が配設されている。この
バケット車６は、これの回転軸７が架台フレーム８，８
に回転可能に支持されており、図示しないモータにより
チェーン伝動機構９を介して回転されるようになってい
る。上記各バケット５には、多数のパンチング孔5aが形
成されていて、掬った土砂から水がこぼれるようになっ
ている。

【００５０】貯留槽２と沈殿槽３との境界部分の上方部
位には支持台10がスプリング11を介して弾性的に支持さ
れており、この支持台10に、ユーラスモータから成る振
動モータ12が２個設けられているとともに、所定の大き
さの網目を有する網13が略水平状に設けられている。網
13の右側は上記バケット車６の内方に位置されていて、
バケット車６の回転に伴い各バケット５によって掻き上
げられた土砂がその網13上に落下するようになってい
る。また、振動モータ12によりその網13が支持台10ごと
振動されることによって、網13上の土砂の水切りが効率
良く行われるようになっている。

【００５１】支持台10の左側方部位には、製品である土
砂を搬送するためのベルトコンベヤ14が設けられてい
る。ベルトコンベヤ14のベルト15は、一部が支持台10に
設けられたガイド16の下方に位置して、図７に示される
ように槽体１を横断するように配設されており、そのベ
ルト15の先端部が槽体１の外部に引出され、その前方部
位にホッパシュート17が設けられている。このベルト15
は、図示しないモータによって駆動される駆動ローラ18
および多数個のガイドローラ19を介して移動される。

【００５２】そして、上記バケット車６、振動モータ1
2、網13およびベルトコンベヤ14により、取出機構20を
構成している。

【００５３】一方、沈殿槽３の底部には、槽体１の長手
方向に沿って水中移送手段としての小径スクリューコン
ベヤ21が平行に配置されている。このスクリューコンベ
ヤ21は、一連のスパイラル羽根21a を中心に設けられた
中空スクリューシャフト21bの全長にわたって、また短
いスパイラル羽根21a'を貯留槽２側の部分に２重に形成
されている。

【００５４】スクリューシャフト21b の駆動側軸端部お
よび従動側軸端部は、図６に示されるように駆動側の密
封式軸受装置31a と従動側の密封式軸受装置31b とを介
して、槽体１の一側端板1aと他側の架台フレーム８とに
回転自在に支持されている。これらの軸受装置31a ，31
b は、図１にて既に説明した密封式軸受装置31または図
４にて既に説明した密封式軸受装置31´を使用する。

【００５５】そして、スクリューコンベヤ21は、後述す
るように減速機付きモータ22によりチェーン伝動機構23
を介して回転されることにより、沈殿槽３の底部に沈殿
した土砂を貯留槽２に向けて移送する。

【００５６】前記沈殿槽３の内部には、貯留槽２側に向
かうに従って下降傾斜する複数枚の傾斜板24を設けてい
る。各傾斜板24は、スクリューコンベヤ21の上方に位置
し、両端部が沈殿槽３の内面に例えば溶接により固着さ
れている。

【００５７】沈殿槽３の外周部には、該沈殿槽３からオ
ーバーフローする水を受けるための樋25が、図７に示す
ように貯留槽２側の一辺を除いてコ字形に設けられてい
る。樋25の内壁部には、水位調整板26がねじ27により取
り付けられている。水位調整板26は、上下方向に延びる
長孔26a に沿って上下方向へ位置調整が可能となってい
る。また、上記各傾斜板24の上端部も調整板28にねじ29
によって取り付けられている。この各傾斜板24も、上下
方向に延びる長孔に沿って上下方向へ位置調整が可能と
なっている。上記調整板26，28は、沈殿槽３のオーバー
フロー水位を調整する水位調整手段を構成している。
尚、樋25の下部にはこれに連通した排水管30が設けられ
ている。

【００５８】次に、上記構成の土砂分級機について、図
６および図７を参照しながらその作用を説明する。

【００５９】土砂と水とが混合された状態の原料が投入
口４から投入されると、土砂の多くは貯留槽２の底部に
貯留されるようになる。そして、バケット車６の回転に
伴い、各バケット５により貯留槽２の底部に貯留された
土砂が掻き上げられ、その掻き上げられた土砂は各バケ
ット５から網13上に落とされる。

【００６０】土砂に含まれた水が網13の網目から落ちて
水切りがなされるとともに、粒子の細かな泥等も網目か
ら水とともに落ちる。また、このとき、網13は振動モー
タ12により加振されているので、水切りが効率良く行わ
れ、水切りされた土砂はガイド16側に送られ、そのガイ
ド16からベルトコンベヤ14のベルト15上に落下する。ベ
ルト15上に落下した土砂はホッパシュート17側に運ば
れ、ここから製品として外部に取出される。

【００６１】一方、上記貯留槽２においては、バケット
車６の回転に伴い原料が掻き混ぜられ、これに伴い貯留
槽２に残される土砂の一部は水中に浮遊するようにな
る。水中に浮遊した土砂は貯留槽２に連なった沈殿槽３
側にも流れ、この沈殿槽３において浮遊するようにな
る。

【００６２】沈殿槽３において浮遊する土砂は、沈殿槽
３中を浮遊しながら徐々に沈殿するようになる。このと
き、土砂は沈殿槽３の底部ばかりでなく、各傾斜板24上
にも沈殿する。傾斜板24は沈殿槽３内の上部に存してい
るから、図６に示すように、水面の近傍に設けられた傾
斜板24は沈殿槽３の底部に比べてはるかに浅いので、こ
の傾斜板24により土砂の沈殿が促進される。そして、傾
斜板24上に沈殿した土砂も最終的には沈殿槽３の底部に
落ちて沈殿する。

【００６３】また、沈殿槽３をオーバーフローする水は
水位調整板26を越えて樋25に流出し、排水管30から排出
される。このとき、水中に浮遊する泥のような細かい土
砂もオーバーフローする水とともに排出される。

【００６４】沈殿槽３の底部に沈殿した土砂は、スクリ
ューコンベヤ21により順次貯留槽２側に戻され、バケッ
ト車６のバケット５により掻き上げられて取出されるよ
うになる。

【００６５】このようなことを繰り返すことにより、所
定の大きさ以上の土砂のみが製品として回収される。そ
の際、原料が投入される貯留槽２に連ねて沈殿槽３を設
け、水中に浮遊する土砂を沈殿槽３において沈殿させる
とともに、その沈殿した土砂をスクリューコンベヤ21に
より貯留槽２側に戻すようにしているから、オーバーフ
ローする水とともに排出されるおそれのある比較的密度
が小さく細かな土砂も効率よく回収することができる。

【００６６】また、上記実施例によれば、沈殿槽３に傾
斜板24を設けているから、この傾斜板24により土砂の沈
殿を促進させることができ、土砂の回収効率を良くでき
る。さらに、上下方向への移動が可能な調整板26，28に
より沈殿槽３からオーバーフローする水の量や流速或い
は場所を調整することができ、これに伴い回収する土砂
の粒子の大きさを調整することが可能となる。加えて、
取出機構20に回転形のバケット車６を用いているととも
に、ベルトコンベヤ14を沈殿槽３の上方部位に配置して
いるので、全体の大形化を抑えることができる。

【００６７】図７に示されるように、沈殿槽３の底部に
は多軸（４軸）の小径スクリューコンベヤが平行に配置
されている。以下の説明では、４軸の小径スクリューコ
ンベヤに211 ，212 ，213 ，214 の符号を付ける。

【００６８】図８および図９は、スクリューコンベヤ21
1 ，212 ，213 ，214 の各スクリューシャフト21b の駆
動側を示し、図８に示されるように、沈殿槽３の側端面
開口に水密に取付けられた長円板3aに、図示されないパ
ッキング等を介して多数のボルト86により、四つの密封
式軸受装置31a がその取付フランジ51を介して水密に取
付けられている。

【００６９】図８に示されるように、沈殿槽３の外部に
設けられた駆動系は、水槽ベースフレーム87の上側に２
台の減速機付きモータ22が設置され、その各モータ出力
軸に前記チェーン伝動機構23の小径スプロケット23a が
それぞれ一体に嵌着され、さらに、各密封式軸受装置31
a にて沈殿槽３の外側に突出された回転軸34の端部に駆
動系の回転部材としての大径スプロケット23b が、前記
キー溝34f に嵌着されたキー88により回転伝達可能に結
合されている。

【００７０】そして、一つの小径スプロケット23a と二
つの大径スプロケット23b とに無端チェン23c を巻掛け
ることにより、一つのモータ22で２軸のスクリューコン
ベヤ21を同一方向に回転駆動する。

【００７１】各密封式軸受装置31a の取付フランジ51よ
り沈殿槽３の内側に突出された結合軸部34e には、図９
に示されるようにフランジ継手89がそれぞれ嵌着され、
図示されないキーにより一体回転可能に結合されてい
る。この各軸のフランジ継手89と、各スクリューコンベ
ヤ211 ，212 ，213 ，214 のスクリューシャフト21b の
駆動側軸端部に一体に設けられたフランジ部90とがボル
ト91により一体に結合されている。

【００７２】図１０、図１１および図１２はスクリュー
シャフト21b の従動側軸端部に取付けられた密封式軸受
装置31b を示し、図１０に示されるように軸受装置31b
の軸受本体32が円筒形シャフト21b の中空部99に組込ま
れ、従動側軸端部の開口端に溶接付された軸端フランジ
92に密封式軸受装置31b の取付フランジ51がボルト93お
よびナット94により締着され一体化されている。この軸
受装置31b は、軸受本体32の外周面をスクリューシャフ
ト21b の内周面とほぼ同径の円筒に成形して密着させる
ことにより、取付強度を確保する。

【００７３】図１１および図１２に示されるように、こ
のスクリューシャフト21b の従動側軸端部の近傍には、
貯留槽２と沈殿槽３との間に設けられた架台フレーム８
が位置するので、この架台フレーム８の横梁部8aの下側
面にスクリューシャフト支持部材95が溶接付けされ、こ
の支持部材95の下面に図１０にも示されるようにボルト
96およびナット97により軸受部材98が取付けられ、この
軸受部材98により、前記スクリューシャフト21b の従動
側軸端部より突出された密封式軸受装置31b の結合軸部
34e が支持されている。

【００７４】次に、スクリューコンベヤ21の回転作用を
説明すると、沈殿槽３の外側に設けられた減速機付きモ
ータ22の回転が、小径スプロケット23a から無端チェン
23cを介して大径スプロケット23b に伝えられ、駆動側
の密封式軸受装置31a の回転軸34を経て沈殿槽３の内部
に取込まれ、フランジ継手89を介してスクリューシャフ
ト21b に伝えられ、スクリューコンベヤ21を回転駆動す
る。このとき、スクリューシャフト21b の従動側軸端部
ではスクリューシャフト21b の回転とともにその中空部
99に組込まれた密封式軸受装置31b の軸受本体32も回転
する。

【００７５】以上のように、土砂分級機における水中で
の密封式軸受装置31a ，31b の信頼性が高いため、数多
くの密封式軸受装置の装着が可能となり、土砂かき集め
用スクリューコンベヤ21のスパイラル羽根21a ，21a'の
径を小さく、しかも多軸（図７に示される実施例では４
軸）とすることもでき、これにより、沈殿槽３内での
「水のかきまぜ」による波立を少なくし、自然沈殿効果
の向上に成功し、その結果、２００〜３００メッシュの
土砂の分級回収が可能となった。

【００７６】すなわち、従来の土砂分級機は軸受装置を
密封性および耐久性の関係から水上に装着せざるを得な
いが、その場合は、大径のスクリューコンベヤを使用す
るため、スパイラル羽根が水面をかき混ぜ、そのため自
然沈殿が不可能となり、土砂の分級が細かい粒子の範囲
まではできない。しかし、水中での密封性および耐久性
に優れた当該軸受装置31a ，31b を使用することによっ
てスパイラル羽根を水中に装着でき、土砂の自然沈下の
効果を上げることが可能となり、上記の分級回収が可能
となった。このため泥土を含んだ汚水の排出等も少な
く、状況によっては槽体１内の洗水の再使用も可能とな
った。

【００７７】また、スクリューコンベヤ21を小径として
軽量化を図れるから、スクリューシャフト21b の折損を
防止できるとともに、起動時のモータ起動トルクを軽減
できる。

【００７８】最後に、請求項１および２に記載された密
封式軸受装置は、土砂分級機に用途を限定されるもので
はなく、例えば砂利採取船のドリル回転軸軸受としての
使用にも適し、また、前記土砂分級機以外の分野におけ
る各種水中装置の密封式軸受装置として使用してもよ
い。

【００７９】例えば、図１３に示されるように、水タン
ク100 の一側壁に設けられた駆動側の密封式軸受装置31
a と、水タンク100 の他側壁に設けられた従動側の密封
式軸受装置31b との間に、フランジ継手101 により、前
記土砂分級機以外の分野におけるスクリュー式送り装
置、シロッコ式撹拌装置、プロペラ式撹拌装置または送
り装置などの各種水中装置102 が架設されている。駆動
側の密封式軸受装置31aに設けられた回転軸34は、モー
タ22によりチェーン伝動機構23を介して回転される。ま
た、水中支持板103 を使用して密封式軸受装置31b'の全
体を水中に設置することも可能である。

【００８０】

【発明の効果】請求項１記載の密封式軸受装置によれ
ば、本体側弾性体受部と回転軸側弾性体受部との間に係
合された一対の環状弾性体により一対の密封リングを弾
力的に挟圧することによりメカニカルシールを構成した
から、相互に運動する一対の密封リングの対向接触面間
での完全な水密シール性を確保できるとともに耐久性に
も優れている。

【００８１】請求項２記載の密封式軸受装置によれば、
取付フランジにより軸受本体を取付相手面に水密に取付
け、この軸受本体に対する回転軸の回転をキー溝に嵌着
されたキーを介して結合相手部材に伝達することができ
るから、水槽などにおいて槽外から槽内に回転を伝達す
る際の軸受装置として有効である。また、軸受本体に穿
設された給脂孔より軸受本体内のグリス溜部に潤滑油を
充填し、この潤滑油を一対の密封リング間に永続的に供
給するようにしたから、耐久性に優れていることと相俟
って長期にわたりメンテナンスを不要とすることがで
き、給脂の困難な水中での使用に適する。

【００８２】請求項３記載の土砂分級機によれば、スク
リューコンベヤの密封式軸受装置として信頼性の高いメ
カニカルシール構造を採用したから、多数の密封式軸受
装置を使用して多軸の小径スクリューコンベヤを沈殿槽
の底部に沿って設けることが可能となり、このため、沈
殿槽内での「水のかき混ぜ」による波立ちを少なくし
て、自然沈殿効果を向上できる利点がある。

【００８３】請求項４記載の土砂分級機によれば、一方
の密封式軸受装置を、沈殿槽を介して外部の駆動系から
内部のスクリューコンベヤに回転を伝達する際の回転伝
達手段として使用できるとともに、他方の密封式軸受装
置を、スクリューシャフトの従動側軸端部内に一体的に
組込んで軸支手段として使用でき、同一構造の密封式軸
受装置を有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る密封式軸受装置の一実施例を示す
断面図である。

【図２】同上軸受装置の要部を拡大した断面図である。

【図３】（Ａ）は同上軸受装置の回転軸を示す平面図、
（Ｂ）はその側面図である。

【図４】本発明に係る密封式軸受装置の他の実施例を示
す断面図である。

【図５】同上軸受装置の要部を拡大した断面図である。

【図６】本発明に係る軸受装置を使用した土砂分級機の
一例を示す断面図である。

【図７】同上分級機の平面図である。

【図８】同上分級機のスクリューコンベヤを駆動する側
の軸受装置などを示す斜視図である。

【図９】同上スクリューコンベヤの駆動側を内側から見
た斜視図である。

【図１０】同上スクリューコンベヤの従動側に取付られ
た軸受装置の取付部分の断面図である。

【図１１】同上スクリューコンベヤの従動側を内側から
見た斜視図である。

【図１２】同上スクリューコンベヤの従動側を反対側か
ら見た斜視図である。

【図１３】本発明に係る密封式軸受装置の他の使用例を
示す断面図である。

【図１４】従来の密封式軸受装置を示す断面図である。

【符号の説明】

２ 貯留槽 ３ 沈殿槽 ８ 架台フレーム 20 取出機構 21 スクリューコンベヤ 21b スクリューシャフト 23b 駆動系の回転部材としてのスプロケット 31 密封式軸受装置 32 軸受本体 33 軸受材 34 回転軸 34d 回転軸側弾性体受部 34f キー溝 35 グリス溜部 37c 本体側弾性体受部 41，42 環状弾性体 43，44 密封リング 51 取付フランジ 55 給脂孔 71，72 環状弾性体 73，74 密封リング 88 キー 92 軸端フランジ 99 中空部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受本体の軸穴内に円筒形の軸受材を介
   して回転軸が回転自在に嵌合された密封式軸受装置にお
   いて、 軸受本体の両端部にて軸受本体と一体的に本体側弾性体
   受部が設けられるとともに回転軸に回転軸側弾性体受部
   が設けられ、本体側弾性体受部および回転軸側弾性体受
   部に一対の環状弾性体が係合され、この一対の環状弾性
   体の間に相互に軸方向に対向して周方向摺動自在に接触
   する一対の密封リングが弾力的に挟圧保持されたことを
   特徴とする密封式軸受装置。
2. 【請求項２】 軸受本体の外周部に取付フランジが一体
   に設けられ、軸受本体から突出された回転軸の端部側面
   に軸方向のキー溝が設けられ、軸受本体の半径方向に給
   脂孔が穿設され、この給脂孔が軸受本体内に設けられた
   グリス溜部を経て一対の密封リング間に連通されたこと
   を特徴とする請求項１記載の密封式軸受装置。
3. 【請求項３】 土砂と水とが混合された状態の原料を貯
   留する貯留槽と、この貯留槽内から土砂を外部へ取出す
   取出機構と、前記貯留槽に連なり水を貯留槽とは反対側
   へオーバーフローさせて排出する沈殿槽と、この沈殿槽
   の底部に沈殿した土砂を前記貯留槽に向けて移送する水
   中移送手段とを具備してなる土砂分級機において、 前記水中移送手段として相互に平行に配置された多軸の
   小径スクリューコンベヤを沈殿槽の底部に沿って設け、
   このスクリューコンベヤのスクリューシャフトを両端部
   にて密封式軸受装置により回転自在に支持し、 この密封式軸受装置は、軸受本体の軸穴内に円筒形の軸
   受材を介して回転軸が回転自在に嵌合され、軸受本体の
   両端部にて軸受本体と一体的に本体側弾性体受部が設け
   られるとともに回転軸に回転軸側弾性体受部が設けら
   れ、本体側弾性体受部および回転軸側弾性体受部に一対
   の環状弾性体が係合され、この一対の環状弾性体の間に
   相互に軸方向に対向して周方向摺動自在に接触する一対
   の密封リングが弾力的に挟圧保持されたことを特徴とす
   る土砂分級機。
4. 【請求項４】 密封式軸受装置は、前記軸受本体の外周
   部に取付フランジが一体に設けられ、軸受本体から突出
   された回転軸の端部側面に軸方向のキー溝が設けられ、
   軸受本体の半径方向に給脂孔が穿設され、この給脂孔が
   軸受本体内に設けられたグリス溜部を経て一対の密封リ
   ング間に連通され、 スクリューシャフトの駆動側軸端部に設けられた密封式
   軸受装置は、前記取付フランジが沈殿槽の側面に水密に
   取付けられ、沈殿槽の外側に位置された回転軸の一端部
   と沈殿槽の外部に設けられた駆動系の回転部材とが前記
   キー溝に嵌着されたキーを介して回転伝達可能に結合さ
   れ、沈殿槽の内側に位置された回転軸の他端部とスクリ
   ューシャフトの駆動側軸端部に一体の部材とが前記キー
   溝に嵌着されたキーを介して回転伝達可能に接続し、 スクリューシャフトの従動側軸端部に設けられた密封式
   軸受装置は、軸受本体がこの従動側軸端部の中空部に嵌
   着され、前記取付フランジがこの従動側軸端部の開口端
   に設けられた軸端フランジに一体化され、前記従動側軸
   端部より突出された前記回転軸の端部が、貯留槽と沈殿
   槽との間に設けられた架台フレームに固定されたことを
   特徴とする請求項３記載の土砂分級機。