JPS6257864B2 - - Google Patents

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、シールをより長く使用可能にし、また、その
シ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、パツキングをシール面に軸方向に押し
付け、そのパツキングの摩耗に応じて、そのパツ
キングを軸方向に調節する構造であるので、その
パツキングは、常に半径方向に膨張する傾向にあ
り、軸、すなわち、回転軸は、そのパツキングに
よつて摩耗され、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
があり、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つ
て、シール性が不安定になる傾向にあつた。

また、この種の軸封装置は、流体装置のスタツ
フイング・ボツ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
よびパツキング交換作業が厄介であつた。

この発明の目的は、パツキングを摺動面に馴み
易くし、パツキングのシール性を向上し、かつ、
パツキングの摩耗限界を広くし、換言するなら
ば、パツキングの摩耗限界を長くし、パツキング
の寿命を長くし、回転されるシヤフトの振れを吸
収しながらシール状態を維持し、また、シール圧
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、換言するならば、流体装置の消費動力を節約
し、さらに、パツキングの摩耗量を外部から容易
に見ることを可能にし、パ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装
装置は、流体装置のハウジングに形成されたスタ
ツフイング・ボツクスから外側に伸長されたシヤ
フトの所定の位置に固定され、かつ、そのスタツ
フイング・ボツクスを臨むドライブ・ピンを備え
た分割型ドライブ・リングと、そのスタツフイン
グ・ボツ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
ヤ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・ピンを受け入れる窪みを備えたコーン型シ
ール・シングと、そのスタツフイング・ボツクス
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
でそのスタツフイング・ボツクスに嵌め合わせら
れるアバトメントスリーブと、そのシヤフトの軸
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
ヤフトのまわりにその調圧スプリングを受け入れ
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
シヤフトのまわりで、そのアバトメント・スリー
ブにシール下で、かつ、フローテイング状態で軸
方向に往復摺動可能に嵌められるシール・スリー
ブと、そのシヤフトのまわりにおいて、そのスプ
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
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、そのシヤフトのまわり
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・シールとより構成す
るものである。

以下、この発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図はウオータ・ポンプ６０に適用
されたこの発明の分割型軸封装置の具体例１０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１１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
レート１６と、分割型環状エンド・シール１７と
より構成されている。

この分割型ドライブ・リング１１は、二つ割り
されたドライブ・リング・セグメント２０，２１
からなり、そのウオータ・ポンプ６０のハウジン
グ６１に形成されたスタツフイング・ボツクス６
２から外側に伸長されたシヤフト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、そのシヤフト６３に固定され、そのシヤフ
ト６３と共に一体的に回転され、同時に、スラス
トを受け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
ツフイング・ボツクス６２を臨むドライブ・ピン
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。

そのコーン型シール・リング１２は、シヤフ
ト・ボア２５の内径がそのシヤフト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、フローテイング状態でそのシヤフト６３に
嵌め合わせられる。

そのシール・リング１２は、そのスタツフイン
グ・ボツクス６２を臨むリング面にテーパ摺動面
２６を形成し、また、そのドライブ・リング１１
に向かい合うリング面において、そのシヤフト・
ボア２５の開口縁に環状嵌込み段２７を形成し、
リング・シール、すなわち、Ｏリング２９をその
嵌込み段２７に受け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は、そのドラ
イブ・リング１１に向かい合うリング面に窪み２
８を形成している。勿論、その窪み２８は、その
ドライブ・ピン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を介在してそのシヤ
フト６３に嵌め合わせられるとき、そのドライ
ブ・ピン２４の先端部分を受け入れ、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、そのシヤフト６３と一体的に回転され
る。

そのアバトメント・スリーブ１３は、一体的に
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とより構成され、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はＯリング３３を嵌め込んで
いる。従つて、そのアバトメント・スリーブ１３
がそのスリーブ部分３０をそのスタツフイング・
ボツクス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とそのスタツフイング・ボツクス６２と
の間隙は、そのＯリング３３によつてシールされ
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
スタツフイング・ボツクス６２の端面に添えら
れ、そのばか孔３４を通してそのスタツフイン
グ・ボツクス６２のねじ孔にねじ込まれるねじ３
６でその端面に締め付けられ、そのアバトメン
ト・スリーブ１３をそのスタツフイング９ボツク
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３
１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３
５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、そのシヤフ
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は他端にスクリユー・シート３
７を固定している。

そのシール・スリーブ１５は、一体的に形成さ
れたスリーブ部分３８とスプリング・ガイド・フ
ランジ３９とより構成され、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４
０はＯリング４１を嵌め込んでいる。従つて、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
バトメント・スリーブ１３のスリーブ部分３０と
の間の間隙は、そのＯリング４１によつてシール
され、また、そのスリーブ部分３８はシール下
で、しかも、フローテイング状態で、そのアバト
メント・スリーブ１３内に軸方向に往復摺動され
る。換言するならば、そのシール・スリーブ１５
はそのスタツフイング・ボツクス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１
３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。従つて、そ
のシール・スリーブ１５がそのアバトメント・ス
リーブ１３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、そのスプリング・
リテイーニング・フランジ３１のスプリング・ホ
ルダ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
可能にそれぞれ受け入れ、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テーパ付けされ
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
ヤフト６３のまわりにおいて、そのシール・スリ
ーブ１５のスプリング・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・スクリユー・ボア）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、スクリユー・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、その分散型環状エンド・
シール１７をそのコーン型シール・リング１２側
に抜け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
のテーパ付き内周面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４
８，４９を半径方向に押し縮め、それらエンド・
シール・セグメント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
アイト材、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ジ・シ
ール・セグメント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は、そのフロント・プ
レス・プレート１６のテーパ付き内周面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のスプリング・ガイド・
フランジ３９に取り付けられると、そのエンド・
シール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５
１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なシー
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、摩耗限界を広くし、換言するなら
ば、摩耗限界を長くし、すなわち、摩耗量を大き
く取り得るようにして、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をウオータ・ポンプ６０に取み付ける場合に
ついて述べるに、予めＯリング３３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がスタツフイング・ボツクス６２の端面
に添えられるまで、スリーブ部分３０をそのスタ
ツフイング・ボツクス６２内に差し込み、ねじ３
６でそのスプリング・リテイーニング・フランジ
３１をハウジング６１に締め付け、そのアバトメ
ント・スリーブ１３をそのスタツフイング・ボツ
クス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３１のスプリング・ホルダ３５に調圧スプ
リング１４を取り付ける。

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・プレー
ト１６およびエンド・シール１７の組立体をその
シヤフト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をシヤフトに嵌め、さ
らに、そのシヤフト６３にＯリング２９を嵌めな
がら、そのコーン型シール・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をそのシヤフト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の窪み
２８にドライブ・ピン２４を差し込むようにし
て、その分割型ドライブ・リング１１をそのシヤ
フト６３に一対のソケツト・ヘツド・キヤプ・ス
クリユー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、そのシヤフト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、スクリユ
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、適宜の押付け力下で、そのエ
ンド・シール１７をそのコーン型シール・リング
１２のテーパ摺動面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１０はウオー
タ・ポンプ６０のスタツフイング・ボツクス６２
に簡単に取り付けられる。

使用によつて、そのエンド・シール１７が摩耗
したならば、再び、調整ねじ１８をねじ込み、調
圧スプリング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・シール１７は常に、
最適シール状態に維持される。また、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から外すことによつ
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１
１およびコーン型シール・リング１２をシヤフト
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。

上述よりして既に提案され、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、流体装置のシヤフトにシール下で、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ツフイング・
ボツ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、そのシヤフ
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け入れる複数のスプ
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、そのシヤフトのまわりで
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、そのテー
パ摺動面に押し付けられている分割型環状エン
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
になり、その環状エンド・シール、すなわち、パ
ツキングが摺動面に馴み易くなり、そのパツキン
グのシール性が向上され、かつ、そのパツキング
の摩耗限界が広くなり、換言するならば、そのパ
ツキングの摩耗限界が長くなり、そのパツキング
の寿命が長くなり、回転されるシヤフトの振れを
吸収しながらシ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、充分なシール
が可能になり、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、そのパツキングの摩耗
量が外部から容易に把握され、そのパツキングの
交換が簡単、かつ、容易になり、それに伴なつ
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つて、
種々の修正や変更は容易に行なわれることであ
り、さらには、この発明の構成が、この発明と本
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、ウオータ・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……アバトメント・スリーブ、１４……
調圧スプリング、１５……シール・スリーブ、１
６……フロント・プレス・プレート、１７……分
割型環状エンド・シールと、１８……調整ねじ、
６０……ウオータ・ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体装置のハウジングに形成されたスタツフ
   イング・ボツクスから外側に伸長されたシヤフト
   の所定の位置に固定され、かつ、そのスタツフイ
   ング・ボツクスを臨むドライブ・ピンを備えた分
   割型ドライブ・リングと、 そのスタツフイング・ボツ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
   ング状態でそのシヤ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・ピンを受け入れる窪み
   を備えたコーン型シール・リングと、 そのスタツフイング・ボツクスに固定され、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ツフイ
   ング・ボツクスに嵌め合わせられるアバトメン
   ト・スリーブと、 そのシヤ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、そのシヤフトのまわりにその調圧スプリング
   を受け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、そのシヤフトのまわりで、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、 そのシヤフトのまわりにおいて、そのスプリン
   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、そのシヤフトのまわりにおいて、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。