JPS59175676A - 分割型軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、流体機械、流体機器などの流体装置に使用
される軸封装置、さらに詳述するならば、シールをよシ
長く使用可能にし、また、そのソールの交換を容易にし
て、広範囲の流体に適用可能にするところの分割型軸封
装置に関する。

従来、この種の流体装置に使用されてきた軸封装置では
、・クツキングをシール面に軸方向に押し付け、そのノ
Ｐツキングの摩耗に応じて、その・やツキングを軸方向
に調節する構造であるので、そのバッキングは、常に半
径方向に膨張する傾向にあシ、軸、すなわち、回転軸は
、そのバッキングによって摩耗され、特に、摩耗率が高
められ、その対策として、潤滑性および冷却効果を高め
る必要があシ、常に、一定の漏れを余儀無くされ、その
上、その軸封装置では、その回転軸の振れによって、シ
ール性が不安定になる傾向にあった。

また、この種の軸封装置は、流体装置のスタッフィング
・ボックスに配置される構造であるので、定期的に行な
われるところのグランド調整およびバッキング交換作業
が厄介であった。

この発明の目的は、バッキングを摺動面に馴み易（’Ｌ
、）”ツキングのシール性を向上し、かつ、・ぐツキン
グの摩耗限界を広クシ、換言するならば、ｉＺクツキン
グ摩耗限界を長クシ、バッキングの寿命を長くシ、回転
されるンヤフトの振れを吸収しながらソール状態を維持
し、また、／−ル圧を過度に高くすることなしに、充分
なシールを可能にし、流体装置を駆動するための動力を
軽減し、換言する々らば、流体装置の消費動力を節約し
、さらに、バッキングの摩耗量を外部から容易に見るこ
とを可能にし、・ぐツキングの交換を簡単にし、保守管
理を簡単にし、その上、通常の流体は勿論のこと、研磨
性物質やその他の固形物を含んだ酷しい流体に至る広い
範囲の流体に使用可能にするところの分割型軸封装置の
提供にある。

それらを課題として、この発明の分割型軸封製装置は、
流体装置のハウジングに形成されたスタッフィング・ボ
ックスから外側に伸長されたシャフトの所定の位置に固
定され、かつ、そのスタッフィング・ボックスを臨むド
ライブ・ビンを備えた分割型ドライブ・リングと、その
スタッフィング・ボックスを臨むテーパ摺動面を有し、
リング・シールを介在し、フローテング状態でそのシャ
フトに嵌め合わせられ、かつ、そのドライブ・リングに
伴表われて回転されるように、そのドライブ・ビンを受
は入れる窪みを備えたコーン型シール・リングと、その
スタッフィング・ボックスに固定され、かつ、円周方向
に適宜の間隔を置いて複数のスプリング・ホルダを備え
たスプリング・リテイーニング・フランジを有し、シー
ル下でそのスタッフィング・ボックスに嵌め合わせられ
るアパトメントスリーブと、そのシャフトの軸線方向に
伸縮可能にして、そのスプリング・ホルダに保持された
複数の調圧スプリングと、そのコーン型シール・リング
を臨むようにして、そのシャフトのまわシにその調圧ス
プリングを受は入れる複数のスプリング・ガイド・ボア
を形成したスフ０リング・ガイド・フランジを備え、ま
た、そのシャフトのまわシで、そのアパトメント・スリ
ーブにソール下で、かつ、フローテング状態で軸方向に
往復摺動可能に嵌められるシール・スリーブと、そのン
ヤフトのまわシにおいて、そのスフリンｉ゛・ガイド・
フランジに保持され、その調圧スプリングのための複数
の調整ねじを備えたフロント・プレス・プレートと、そ
のフロント・プレートを介してその調圧スプリングでそ
のシール・リングのテーパ摺動面に押し付けられる環状
シール・エツジを有し、かつ、そのシャフトのまわシに
おいて、そのフロント・プレス・プレートに保持された
分割型環状ｘ　７　ト・シールとよシ構成するものであ
る。

以下、この多明に係る分割型軸封装置の望ましい具体例
について、図面を参照して説明する。

第１および２図はウォータ・ポンプ６ｏに適用されたこ
の発明の分割型軸封装置の具体例１ｏを示している。

その分割型軸封装置１０は、分割型ドライブ・リング１
１と、コーン型シール・リング１２と、円周方向に適宜
の間隔を置いて、３個のスプリング・ホルダ３５を備え
たアバトメント・スリーブ１３と、そのスプリング・ホ
ルダ３５に保持された３個の調圧スプリング１４と、シ
ール・スリーブ１５と、それら調圧スプリング１４のた
めの３個の調整ねじ１８を備えたフロント・プレス・プ
Ｌ／　−）　１６と、分割型環状エンド・シール１７と
よ多構成されている。

その分割型ドライブ・リング１１は、二つ割シされたド
ライブ・リング・セグメント２０．２１からなり、その
ウォータ・ポンプ６０のハウジング６１に形成されたス
タッフィング・ボックス６２から外側に伸長されたシャ
フト６３の所定の位置において、六角穴付きねじ２２．
２３で締付けられ、そのシャフト６３に固定され、その
シャフト６３と共に一体的に回転され、同時に、スラス
トを受は得るようにしている。

そのドライブ・リング１１は、また、そのスタッフィン
グ・ボックス６２を臨むドライブ・ビン２４をそのドラ
イブ・リング・セグメント２０のリング面に突出させて
いる。

そのコーン型ソール・リング１２ば、シャフト・ボア２
５の内径がそのシャフト６３の外径よりも大きく明けら
れ、リング・シール２９を介在して、フローテング状態
でそのシャフト６３に嵌め合わせられる。

そのシール。リング１２ば、そのスタッフィング・ぎツ
クス６２を臨むリング面にテーノＲ摺動面２６全形成し
、−！た、そのドライブ・リング１１に向かい合うリン
グ面において、そのシャフト・どア２５の開口縁に環状
嵌込み段２７を形成し、リング・ゾール、すなわち、０
リング２９をその嵌込み段２７に受は入れるように加工
されている。

さらに、そのシール・リング１２ば、そのドライブ・リ
ング１１に向かい合うリング面に窪み２８を形成してい
る。勿論、その窪み２８は、そのドライブ・ぎン２４に
向かい合わせられるように、そのシール・リング１２の
リング面に形成され、そのリング・シール２９を介在し
てそのシャフト６３に嵌め合わせられるとき、そのドラ
イブ・ビン２４の先端部分を受は入れ、そのドライブ・
リング１１に伴なわれ、しかも、フローテング状態で、
そのシャフト６３と一体的に回転される。

そのアバトメント・スリーブ１３ば、一体重に形成され
たスリーブ部分３０とスプリング・リテイーニング・フ
ランジ３１とよ多構成され、そのスリーブ端の外周面に
は、環状溝３２が形成され、その環状溝３２ばＯリング
３３を嵌め込んでいる。

従って、そのアバトメント・スリーブ１３がそのスリー
ブ部分３０をそのスタッフィング・ボックス６２に差し
込まれるようにして、そのハウジング６１に組み付けら
れると、そのスリーブ部分３０とそのスタッフィング・
ボックス６２との間隙は、そのＯリング３３によってシ
ールされる。

また、そのスリーブ部分３０の他方のスリーブ端に一体
的に形成されたスプリング・リテイーニング・フランジ
３１には、円周方向に等間隔で３個のばか孔３４が形成
され、その結果、そのスプリング・リテイーニング・フ
ランジ３１は、そのスタッフィング・ぎツクス６２の端
面に添えられ、そのばか孔３４全通してそのスタッフィ
ング・ボックス６２のねじ孔にねし適寸れるねじ３６で
そノ端面に締め付けられ、そのアパトメント・スリーブ
１３をそのスタッフィング・ボックス６２に固定する。

そのスプリング・リテイーニング・フランジ３１には、
そのねじ３６のためのばか孔３４間において、フランジ
面に３個のスプリング・ホルダ３５を突出させている。

３個の調圧スプリング１４は、コイル・スプリングから
なり、そのスプリング・ホルダ３５を弾性的に締め付け
るように、対応するそのスプリング・ホルダ３５に一端
を嵌め合わせ、そのシャフト６３の軸線方向に伸縮可能
にして、そのアバトメント・スリーブ１３のスプリング
・リテイーニング・フランジ３１に保持される。また、
その調圧スプリング１４は他端だスクリュー・シート３
７を固定している。

そのシール・スリーブ１５は、一体重に形成されたスリ
ーブ部分３８とスプリング・ガイド・フランジ３９とよ
シ構成され、そのスリーブ端の外周面には、環状溝４０
が形成され、その環状溝４０は０リング４１を嵌め込ん
でいる。従って、そのシール・スリーブ１５がそのスリ
ーブ部分３８をそのアバトメント・スリーブ１３のスリ
ーブ部分３０に差し込ませるようにして、そのアバトメ
ント・スリーブ１３に組み付けられる際、そのシール・
スリーブ１５のスリーブ部分３８とそのアパトメント・
スリーブ１３のスリーブ部分３０との間の間隙は、その
Ｑ　ＩＪソング１によってシールされ、また、そのスリ
ーブ部分３８はシール下で、しかも、フローテング状態
で、そのアパトメント・スリーブ１３内に軸方向に往復
措・動される。換言するならば、そのシール・スリーブ
１５はそのスタッフィング・ボックス６２内に、シール
下で、しかも、フローテング状態で軸方向に往復摺動さ
れる。

そのスプリング・ガイド・フランジ３９は、そのコーン
型シール・リング１２を臨むようにして、そのスリーブ
部分３８の他方のスリーブ端に一体的に形成され、その
アパトメント・スリーブ１３のスプリング・リテイーニ
ング・フランジ１３に形成された３個のスプリング・ホ
ルダ３５に円周方向に合わせられた間隔で、３個のスプ
リング・ガイド・ボア４２を備えている。従って、その
シール・スリーブ１５がそのアバトメント・スリーブ１
３に組み付けられると、そのスプリング・ガイド・フラ
ンジ３９は、そのスフ０リング・リテイーニング・フラ
ンジ３１のスフ０リング・ホルタ３５に保持された調圧
スプリング１４をそのスプリング・ガイド・ボア４２内
に軸方向に伸縮可能にそれぞれ受は入れ、それら調圧ス
プリング１４を案内している。

また、そのスプリング・ガイド・フランジ３９は、第１
図から理解されるようにチー・母付けされた環状嵌合わ
せ段４３をフランジ面に形成し、分割型環状エンド・シ
ール１７の一方の端面側を嵌め込み得るようにしている
。

そのフロント・プレス・プレート１６はそのシャフト６
３のまわシにおいて、そのシール・スリーブ１５のスフ
０リング・ガイド・フランジ３９に合わせられるように
、リング・プレートに形成され、そのスプリング・ガイ
ド・フランジ３９にねじ込まれた３個のねじ４４に保持
されるように、３個のばか孔（ルーズ・スクリュー・ｚ
ア）　４５を円周方向に等間隔に形成している。

また、そのフロント・プレス・プレート１６は、そのば
か孔４５間において、そのスプリング・ガイド・フラン
ジ３９のスプリング・ガイド・ボア４２に合わせられた
３個のねじ孔４６を円周方向に等間隔に形成し、３個の
調整ねじ１８をそれぞれねじ込み、スクリュー・シート
３７を介して調圧スプリング１４のスプリング圧を変え
得るようにしている。

さらに、そのフロント・プレス・プレート１６は、第１
図から理解されるように、テーパ付けされた内周面４７
を備え、その分割型環状エンド・シーゝル１７をそのコ
ーン型シール・リング１２側東抜は止めしながら保持す
る。殊に、その内周面４７がそのエンド・シール１７を
嵌め込む際、そのチーツク付き内周面４７は、そのエン
ド・シール１７を構成するエンド・シール・セグメント
４８゜４９を半径方向に押し縮め、それらエンド・シー
ル・セグメン）４８．４９の突き合わせ面を互いに押し
付け、突き合わせ面からの水の漏洩を阻止する。

その分割型環状エンド・シール１７は、石綿糸で補強さ
れたクレゾール樹脂、カーボン、グラファイト材、ブロ
ンズ・ベースに黒鉛を含浸させた軟質材などからなり、
二つ割りされたエンド・シール・セグメン）４８．４９
から構成され、組付け、および取外し作業を簡単、かつ
、容易にしている。

そのエンド・シール１７ば、そのフロント・プレス・プ
レート１６のチー・母付き内周面４７とそのシール・ス
リーブ１５のテーパ付き環状嵌合わせ段４３とに相補的
に嵌め合わせられるように、軸方向断面山形のテーパ付
き外周面５０を備え、そのフロント・プレス・プレート
１６がねじ４４でシール・スリーブ１５のスフ０リング
・ガイド・フランジ３９に取り付けられると、そのエン
ド・ゾール１７はそのシール・スリーブ１５およびフロ
ント・プレス・プレート１６間に締め付けられ、それら
に固定される。

また、そのエンド・シール１７は、第１図から理解され
るように、軸方向断面角形環状エツジ５１を備え、最初
にコーン型シール・リング１２のテーパ摺動面２６に接
触するときから緊密々シール面を形成しながら、そのテ
ーパ摺動面２６に接触可能にし、摩耗限界を広くシ、換
言するならば、摩耗限界を長くシ、すなわち、摩耗量を
大きく取シ得るようにして、自身の寿命を長くしている
。

次に、上述のように構成された分割型軸封装置１０をウ
ォータ・ポンゾロ０に取み付ける場合について述べるに
、予めＯＩＪソング３を環状溝３２に嵌め込み、スプリ
ング・リテイーニング・フランジ３１がスタッフィング
・ボックス６２の端面に添えられるまで、スリーブ部分
３０をそのスタッフィング・ボックス６２内に差し込み
、ねじ３６でそのスプリング・リテイーニング・フラン
ジ３１をへウジング６１に締め付け、そのアパトメント
・スリーブ】３をそのスタッフィング・ぎプレス６２に
固定する。

次いで、そのスプリング・リテイーニング・フランジ３
１のスプリング・ホルダ３５に調圧スフ０リング１４を
取シ付ける。

そのように、調圧スプリング１４がそのスプリング・リ
テイーニング・フランジ３１に取り付けられたならば、
ねじ４４で予め組み立てられたシール・スリーブ１５．
フロント・プレス・フ０レート１６およびエンド・７−
ル１７の組立体をそのシャフト６３のまわりに位置する
ように、その環状溝４０にＯリング４１を嵌めて、その
スリーブ部分３８をそのアバトメント・スリーブ１３に
差し込む。

次には、そのエンド・シール１７の環状エツジ５１にテ
ーパ摺動面２６を接するように、そのコーン型シール・
リング１２をシャフトに嵌め、さらに、そのシャフト６
３に０リング２９を嵌めながら、そのコーン型ノール・
リング１２の環状嵌込み段２７に嵌め込み、そのコーン
型シール・リング１２をそのシャフト６３上にフローテ
ング状態に支持させる。

次に、そのコーン型シール・リング１２の窪ミ２８にド
ライブ・ビン２４を差し込むようにして、その分割型ド
ライブ・リング１１をそのシャフト６３に一対のソケッ
ト・ヘッド・キャブ・スクリュー２２．２３で締め付け
、固定する。

そのようにして、そのドライブ・リング１１がそのコー
ン型シール・リング１２を受けるようにして、そのシャ
フト６３上に固定されたならば、３個の調整ねじ１８を
そのフロント・プレス・プレート１６のねじ孔４６にね
じ込み、スクリュー。

シート３７を介して、調圧スプリング１４を押し付ける
ように、その調整ねじ１８をそのねじ孔４６にねじ込み
、適宜の押付はカニで、そのエンド・シール１７をその
コーン型シール・リング１２のチー・８摺動面２６に押
し付けるように、それら調圧スプリング１４のスプリン
グ圧を調整する。

そのようにして、分割型軸封装置ｌＯはウォータ・ポン
プ６０のスタッフィング・ボックス６２に簡単に取シ付
けられる。

使用によって、そのエンド・ソール１７がＭ耗したなら
ば、再び、調整ねじ１８をねじ込み、調圧スフ０リング
１４のスプリング圧を調整すればよく、その結果、その
エンド・ノール１７１ｒｉ常ＶＣ１最適シール状態に維
持される。捷だ、そのエンド・シール１７の摩耗量は外
から容易に把握され、保守管理が極めて容易になる。

さらに、摩耗された環状エンド・シール１７の交換は、
ねじ４４を緩めて、フロント・プレス・プレート１６を
シール・スリーブ１５のスプリング・ガイド・フランジ
３９から外すことによって、簡単、かつ、容易に行なわ
れる。

そのようにして、摩耗された環状エンド・シール１７の
交換作業は、分割型ドライブ・リング１１およびコーン
型ソール・リング１２をシャフト６３から外すことなし
に、換言するならば、装置全体を分解することなしに、
簡単に行なわれる。

上述よシして既に提案され、使用されてきた軸封装置と
比較していえば、この発明の分割型軸封装置が分割型ド
ライブ・リングと、テーパ摺動面を備え、流体装置のシ
ャフトにノール下で、しかも、フローテング状態で嵌め
られるコーン型シール・リングと、その流体装置のスタ
ッフィング・ボックスにシール下で固定され、かつ、円
周方向に適宜の間隔を置いて複数のスプリング・ホルダ
を備えたスプリング・リテイーニング・フランジを有す
るアバトメント・スリーブと、そのシャフトの軸線方向
に伸縮可能にして、そのスプリング・ホルダに保持され
た複数の調圧スプリングと、その調圧スプリングを受は
入れる複数のスプリング・ガイド・ボアを形成したスプ
リング・ガイド・フランジを備え、そのシャフトのまわ
シでそのアバトメント・スリーブにシール下で、かつ、
フローテング状態で軸方向に往復摺動可能に嵌められる
シール・スリーブと、その調圧スプリングのための複数
の調整ねじを備えたフロント・プレス・プレートド、ソ
のフロント・プレス・プレートを介してその調圧スプリ
ングで、そのチー・や摺動面に押し付けられる分割型環
状エンド・シールとで構成されるので、この発明の分割
型軸封装置では、分割型環状エンド・シールの摩耗を補
正するところの追随機構が備えられることになシ、その
環状エンド・ソール、すなわち、・ぐツキングが摺動面
に馴み易くなシ、そのノ？ツキングのノール性が向上サ
レ、かつ、そのバンキングの摩耗限界が広くなり、換言
するならば、そのバッキングの摩耗限界が長くなり、そ
の・母ツキングの寿命が長くなり、回転されるシャフト
の振れを吸収しながらゾール状態が維持され、また、シ
ール圧を過度に高くすることなしに、充分々シールが可
能になシ、流体装置を駆動するための動力が軽減され、
換言するならば、その流体装置の消費動力が節約され、
さらに、その・ぐツキングの摩耗量が外部から容易に把
握され、そのバッキングの交換が簡単、かつ、容易にな
り、それに伴なって、保守管理が簡単、かつ、容易にな
り、その上、通常の流体は勿論のこと、研磨性物質やそ
の他の固形物を含む酷しい流体に至る広い範囲の流体に
安全に使用可能になり、極めて、実用性が向上される。

先のように、図面を参照しながら説明されたこの発明の
具体例からして、この発明の属する技術の分野における
通常の知識を有する者にとって、種々の修正や変更は容
易に行なわれることであシ、さらには、この発明の構成
が、その発明と本質的に同一の課題を充足し、この発明
と同一の効果を達成するところのこの発明と本質的に同
一の態様に容易に置き換えられるでしよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ウォータ・ポンプに適用されたこの発明の分
割型軸封装置の望ましい具体例の軸方向断面図、および
第２図は第１図に示す軸封装置の分解斜視図である。 １０・・・分割型軸封装置、１１・・・分割型ドライブ
・リング、１２・・・コーン型シール・リング、１３・
・・アパトメント・スリーブ、１４・・・調圧スプリン
グ、１５・・・シール・スリーブ、１６・・・フロント
・プレス・ｆレ−）、１７・・・分割２１　ｉ　状エン
ド・シールと、１８・・・調整ねじ、６０・・・ウォー
タ・ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 流体装置のハウジングに形成されたスタッフィング・ボ
   ックスから外側に伸長されたシャフトの所定の位置に固
   定され、かつ、そのスタッフィング・ボックスを臨むド
   ライブ・ビンを備えた分割型ドライブ・リングと、 そのスタッフィング・ボックスを臨むテーパ摺動面を有
   し、リング・シールを介在し、フローテング状態でその
   シャフトに嵌め合わせられ、かつ、そのドライブ・リン
   グに伴なわれて回転されるように、そのドライブ・ピン
   を受は入れる窪みを備えたコーン型シール・リングと、 そのスタッフィング・ボックスに固定され、かつ、円周
   方向に適宜の間隔を置いて複数のスプリング・ホルダを
   備えたスプリング・リテイーニング・フランジを有し、
   シール下でそのスタッフィング・ボックスに嵌め合わせ
   られるアバトメント・スリーブと、 そのシャフトの軸線方向に伸縮可能にして、そのスプリ
   ング・ホルダに保持された複数の調圧スプリングと、 そのコーン型シール・リングを臨むようにして、そのシ
   ャフトのまわシにその調圧スゲリングを受は入れる複数
   のスプリング・ガイド・ボアを形成したスプリング・ガ
   イド・フランジを備え、また、そのシャフトのまわシで
   、そのアバトメント・スリーブにシール下で、かつ、フ
   ローテング状態で軸方向に往復摺動可能に嵌められるシ
   ール・スリーブと、 そのシャフトのまわシにおいて、そのスゲリング・ガイ
   ド・フランジに保持され、その調圧スプリングのための
   複数の調整ねじを備えたフロント・プレス・プレートと
   、 そのフロント・プレス・プレートを介してその調圧スプ
   リングでそのシール・リングのチー／ｅ摺動面に押し付
   けられる環状シール・エツジを有し、かつ、そのシャフ
   トのまわシにおいて、そのフロント・プレス−・プレー
   トに保持された分割型環状エンド・シール とを含む分割型軸封装置。