KR101889235B1

KR101889235B1 - 밀봉장치

Info

Publication number: KR101889235B1
Application number: KR1020177001055A
Authority: KR
Inventors: 료 나카무라
Original assignee: 이글버그만 재팬 가부시키가이샤
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2018-08-16
Also published as: KR20170018431A; WO2016021433A1; JP6483132B2; CN106537004A; JPWO2016021433A1; CN106537004B

Abstract

설비 작업을 용이하게 하는 것이 가능한 밀봉장치를 제공한다. 상대적으로 회전하는 축(300)과 하우징(200) 사이의 환상 간극을 밀봉하는 밀봉장치(100)에 있어서, 축(300)에 고정되는 슬리브(110)와, 하우징(200)에 고정되는 케이스(130)와, 슬리브(110)에 고정되고 또한 케이스(130)의 단면에 대해 접동 자재의 립부(141)를 갖는 단면 실(140)과, 슬리브(110)와 케이스(130)를 임시 고정하며, 또한 케이스(130)가 하우징(200)에 고정되고 슬리브(110)가 축(300)에 고정된 후에 제거되는 세트 플레이트(150)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

밀봉장치 {SEALING DEVICE}

본 발명은 단면 실(end surface seal)을 갖춘 밀봉장치에 관한 것이다.

종래, 상대적으로 회전하는 축과 하우징 사이의 환상 간극(annular gap)을 밀봉하기 위해 단면 실을 사용하는 기술이 알려져 있다. 예를 들어, 축에 슬리브(sleeve)를 고정하고, 하우징에 케이스를 고정하며, 이 케이스의 단면에 대해 접동 자재의 립부(lip section)를 갖는 단면 실을 슬리브에 고정하는 기술이 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 종래, 이러한 기술에 있어서는, 축에 슬리브를 고정한 후에, 슬리브에 단면 실을 위치결정한 상태에서 고정하고, 그 후 케이스를 하우징에 설비하고 있었다. 이와 같이, 축과 하우징을 갖춘 장치에 대해, 슬리브와 단면 실과 케이스를 순차적으로 고정하지 않으면 안되는 바, 설비 작업에 시간이 걸리고 있었다.

특허문헌 1: 일본 특개 2014-74430 호 공보

본 발명의 목적은 설비 작업을 용이하게 하는 것이 가능한 밀봉장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이하의 수단을 채용했다.

즉, 본 발명의 밀봉장치는,

상대적으로 회전하는 축과 하우징 사이의 환상 간극을 밀봉하는 밀봉장치에 있어서,

상기 축에 고정되는 슬리브와,

상기 하우징에 고정되는 케이스와,

상기 슬리브에 고정되고 또한 상기 케이스의 단면에 대해 접동 자재의 립부를 갖는 단면 실과,

상기 슬리브와 케이스를 임시 고정하며, 또한 상기 케이스가 상기 하우징에 고정되고 상기 슬리브가 상기 축에 고정된 후에 제거되는 세트 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 케이스의 하우징으로의 고정과, 슬리브의 축으로의 고정의 순서에 대해서는, 어느 것이 먼저라도 좋다.

본 발명에 의하면, 단면 실을 슬리브에 고정한 상태에서, 세트 플레이트에 의해 슬리브와 케이스를 임시 고정함으로써, 슬리브와 단면 실과 케이스를 위치결정시킨 상태에서 고정할 수 있다. 그에 따라, 이들 슬리브와 단면 실과 케이스를 갖춘 밀봉장치를 1부품으로서 취급할 수 있다. 그리고, 케이스를 하우징에 고정하고, 슬리브를 축에 고정한 후에, 세트 플레이트를 제거하면 좋기 때문에, 밀봉장치의 설비 작업은 용이하다.

상기 케이스는,

원통부와,

상기 원통부에서의 밀봉 대상 측과는 반대쪽의 단부로부터 직경 방향 안쪽으로 향해 늘어나는 내향 플랜지부를 갖추되,

상기 단면 실에서의 상기 립부는, 상기 내향 플랜지부에서의 밀봉 대상 측의 단면에 대해 접동 자재(摺動自在)로 설치되면 좋다.

그에 따라, 단면 실이 케이스 내에 수납된 상태에서, 단면 실과 케이스 사이에서 밀봉할 수 있다.

상기 케이스는,

상기 내향 플랜지부로부터 밀봉 대상 측과는 반대쪽으로 향해 늘어나는 환상부와,

상기 환상부의 외주면 측에 설치되는 환상홈을 갖추되,

상기 슬리브의 외주면 측에 직경 방향 바깥쪽으로 향해 돌출하는 환상 돌출부가 설치됨과 더불어,

상기 세트 플레이트는,

상기 환상홈에 계합(係合)하는 제1 돌기부와,

상기 환상부와 환상 돌출부 사이에 끼워 넣어지는 제2 돌기부를 갖추고 있으며,

제1 돌기부가 상기 환상홈에 계합되면서, 제2 돌기부가 상기 환상부와 환상 돌출부의 양자에 밀착한 상태에서 상기 세트 플레이트가 상기 슬리브에 고정됨으로써, 상기 케이스와 슬리브의 축선 방향의 위치 결정이 이루어지면 좋다.

또, 상기 세트 플레이트와 상기 환상부가 직경 방향에 대해 맞닿은 상태에서 상기 세트 플레이트가 상기 슬리브에 대해 고정됨과 더불어, 상기 세트 플레이트가 둘레 방향의 복수 개소에 고정됨으로써, 상기 케이스와 슬리브의 직경 방향의 위치 결정이 이루어지면 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 밀봉장치의 설비 작업을 용이하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밀봉장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 세트 플레이트의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밀봉장치를 설비하는 과정의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밀봉장치의 사용 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.

이하에 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 실시예에 기초해서 예시적으로 상세히 설명한다. 다만, 이 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것들만으로 한정하는 취지의 것은 아니다.

(실시예 1)

도 1∼도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 밀봉장치에 대해 설명한다.

<밀봉장치의 구성>

특히, 도 1∼도 3을 참조하여, 본 실시예에 따른 밀봉장치의 구성에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밀봉장치의 평면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 세트 플레이트의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밀봉장치를 설비하는 과정의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 또한, 도 3 중의 밀봉장치는 도 1 중의 AA 단면도이다.

본 실시예에 따른 밀봉장치(100)는, 상대적으로 회전하는 축(300)과 하우징(200) 사이의 환상 간극(annular gap)을 밀봉하는 역할을 담당하고 있다. 그리고, 밀봉장치(100)는, 축(300)에 고정되는 금속제의 슬리브(sleeve; 110)와, 하우징(200)에 고정되는 금속제의 케이스(130)와, 슬리브(110)에 고정되는 고무 등의 탄성체로 이루어진 단면 실(end surface seal; 140)을 갖추고 있다.

슬리브(110)의 외주면 측에는 직경 방향 바깥쪽으로 향해 돌출하는 환상 돌출부로서의 금속제의 슬리브 고리(sleeve collar; 120)가 설치되어 있다. 이들 슬리브(110)와 슬리브 고리(120)에는, 각각 내주면에 암나사가 형성된 관통 구멍(111, 121)이 설치되어 있다. 세트 스크루(set screw; 181)가 이들 관통 구멍(111, 121)에 나사 결합됨으로써, 슬리브 고리(120)가 슬리브(110)에 고정된다. 또, 세트 스크루(181)에 의해, 슬리브 고리(120)와 함께 슬리브(110)를 축(300)에 고정할 수 있다. 이 세트 스크루(181)를 제거함으로써, 슬리브 고리(120)를 슬리브(110)로부터 제거할 수 있고, 또한 슬리브(110)를 축(300)으로부터 제거할 수도 있다. 또, 슬리브(110)의 내주면 측에는 환상홈(112)이 형성되어 있고, 이 환상홈(112)에 실 링(seal ring; 161)이 장착되어 있다. 그에 따라, 축(300)과 슬리브(110) 사이의 환상 간극이 밀봉되어 있다.

케이스(130)는 원통부(131)와 외향 플랜지부(132), 내향 플랜지부(133) 및 내향 플랜지부(133)로부터 밀봉 대상 측(H)과는 반대쪽(L)으로 향해 늘어나는 환상부(環狀部; 134)를 일체로 갖추고 있다. 외향 플랜지부(132)는, 원통부(131)의 밀봉 대상 측(H)의 단부로부터 직경 방향 바깥쪽으로 향해 늘어나도록 구성되어 있다. 이 외향 플랜지부(132)와 하우징(200)의 밀봉 대상 측(H)과는 반대쪽(L)의 단면 사이에는, 가스켓(162)이 장착되어 있다. 그에 따라, 하우징(200)과 케이스(130) 사이의 간극이 밀봉되어 있다. 또, 외향 플랜지부(132)에는, 밀봉장치(100)를 하우징(200)에 고정하기 위한 볼트(183)의 축부가 삽통(揷通, 삽입통과)되는 관통 구멍(132a)이 복수(도시의 예에서는 4개) 설치되어 있다.

내향 플랜지부(133)는, 원통부(131)에서의 밀봉 대상 측(H)과는 반대쪽(L)의 단부로부터 직경 방향 안쪽으로 향해 늘어나도록 구성되어 있다. 이 내향 플랜지부(133)의 내주 단부와 슬리브(110) 사이에는, 슬리브(110)와 함께 회전하는 축(300)의 회전을 방해하지 않도록, 간극이 형성되어 있다. 그리고, 내향 플랜지부(133)의 내주 단부로부터 밀봉 대상 측(H)과는 반대쪽(L)으로 향해 늘어나는 환상부(134)의 외주면 측에는 환상홈(135)이 설치되어 있다. 또한, 장치가 대형이고 케이스(130)가 큰 경우에는, 둘레 방향으로 분할된 부품끼리를, 볼트나 테이퍼 핀 등으로 고정하는 것에 의해, 복수의 부품을 연결함으로써 얻어지는 환상의 케이스를 채용할 수도 있다. 그에 따라, 유지 보수를 용이하게 하는 것이 가능하게 된다.

단면 실(140)은, 슬리브(110)의 외주면에 축선 방향에 대해 위치결정된 상태로 고정된다. 또한, 「축선 방향」이라고 하는 것은 축(300)의 중심 축선의 방향을 의미하고 있다. 이하, 마찬가지이다. 또, 단면 실(140)은 케이스(130)의 내향 플랜지부(133)에서의 밀봉 대상 측(H)의 단면에 대해 접동 자재로 설치되는 립부(141)를 구비하고 있다. 그에 따라, 단면 실(140)이 케이스(130) 내에 수납된 상태에서, 단면 실(140)과 케이스(130) 사이에서 밀봉할 수 있다. 또, 단면 실(140)은 밀봉 대상 측(H)으로부터의 밀봉 대상 유체의 압력이 높아진 경우에도, 단면 실(140)의 자세를 유지하기 위해 하중 받침부(142)가 설치되어 있다. 또한, 유체 압력이 높아지면, 하중 받침부(142)가 내향 플랜지부(133)에서의 밀봉 대상 측(H)의 단면에 대해 충돌함으로써 단면 실(140)의 자세를 유지할 수 있다. 또, 단면 실(140)의 외주면 측에는, 슬리브(110)에 대한 단면 실(140)의 체결력을 높이기 위한 가터 스프링(garter spring; 170)이 장착되어 있다.

그리고, 본 실시예에 있어서는, 슬리브(110)와 단면 실(140)과 케이스(130)를 갖춘 밀봉장치(100)를 1부품으로서 취급할 수 있도록, ABS 등의 수지제의 세트 플레이트(set plate; 150)가 설치되어 있다. 이 세트 플레이트(150)는, 슬리브(110)와 케이스(130)를 임시 고정하기 위해 설치되는 것으로, 케이스(130)가 하우징(200)에 고정되고, 슬리브(110)가 축(300)에 고정된 후에 제거된다.

이 세트 플레이트(150)는, 도 2에 나타낸 바와 같이 대략 평판 모양의 부재에 대해, 제1 돌기부(151) 및 제2 돌기부(152)와, 관통 구멍(153)이 형성되어 있다. 그리고, 제1 돌기부(151)는 케이스(130)에서의 환상부(134)의 외주면 측에 설치된 환상홈(135)에 계합하도록 구성되어 있다. 제2 돌기부(152)는, 세트 플레이트(150)가 슬리브(110)에 대해 고정된 때에, 케이스(130)에서의 환상부(134)와 슬리브 고리(120) 사이에 끼워 넣어지도록 구성되어 있다. 그리고, 세트 플레이트(150)는, 관통 구멍(153)을 매개로 해서, 슬리브 고리(120)에 설치된 관통 구멍(122)에 볼트(182)가 나사결합됨으로써 슬리브(110)에 고정된다. 또한, 관통 구멍(122)의 내주면에 암나사가 형성되어 있다.

이상과 같이 구성된 세트 플레이트(150)는, 제1 돌기부(151)가 환상홈(135) 계합되면서, 제2 돌기부(152)가 환상부(134)와 슬리브 고리(120)의 양자에 밀착한 상태에서 슬리브(110)에 볼트(182)에 의해 고정된다. 그에 따라, 케이스(130)와 슬리브(110)의 축선 방향의 위치결정이 이루어진 상태에서, 이들 케이스(130)와 슬리브(110)가 고정된다.

또, 세트 플레이트(150)는, 세트 플레이트(150)와 케이스(130)에서의 환상부(134)가 직경 방향에 대해 맞닿은 상태에서, 슬리브(110)에 대해 고정되도록 구성되어 있다. 또한, 세트 플레이트(150)와 환상부(134)가 직경 방향에 대해 맞닿도록 하기 위해서는, 세트 플레이트(150)에서의 제1 돌기부(151)가 환상홈(135)의 홈 바닥에 맞닿도록 설계하면 좋다. 또는, 환상부(134)에서의 환상홈(135)이 설치되어 있지 않은 부분이 세트 플레이트(150)에서의 제1 돌기부(151)와 제2 돌기부(152) 사이의 부분에 맞닿도록 설계해도 좋다. 그리고, 세트 플레이트(150)는 둘레 방향의 복수 개소(본 실시예에서는 4개소)에 고정됨으로써, 케이스(130)와 슬리브(110)의 직경 방향의 위치 결정이 이루어진 상태에서, 이들 케이스(130)와 슬리브(110)가 고정된다.

이상과 같은 구성에 의해, 슬리브(110)와 단면 실(140)과 케이스(130)를 갖춘 밀봉장치(100)를 1부품으로서 취급하는 것이 가능하게 된다. 또, 이들 슬리브(110)와 단면 실(140)과 케이스(130)는 축선 방향에 대해서도 직경 방향에 대해서도 위치결정된 상태로 고정된다.

<밀봉장치의 설비 방법>

특히, 도 3 및 도 4를 참조하여, 축(300)과 하우징(200)을 갖춘 장치에 대한 밀봉장치(100)의 설비 방법에 대해 설명한다. 상기한 바와 같이, 슬리브(110)와 단면 실(140)과 케이스(130)를 갖춘 밀봉장치(100)는 1부품으로서 취급할 수 있다. 먼저, 이 밀봉장치(100)는 복수(본 실시예에서는 4개)의 볼트(183)에 의해 하우징(200)에 고정된다. 또한, 케이스(130)에서의 외향 플랜지부(132)에 설치된 관통 구멍(132a)에 볼트(183)의 축부가 삽입된 상태에서 볼트(183)가 하우징(200)에 고정됨으로써, 밀봉장치(100)가 하우징(200)에 고정된다. 이 때, 외향 플랜지부(132)와 하우징(200)의 단면 사이에 가스켓(162)이 장착된 상태에서, 밀봉장치(100)는 고정된다. 다음에, 세트 스크루(181)가 나사 결합됨으로써, 슬리브(110)가 축(300)에 고정된다. 또한, 케이스(130)의 하우징(200)으로의 고정과, 슬리브(110)의 축(300)으로의 고정의 순서는 반대라도 좋다. 도 3은 케이스(130)가 하우징(200)에 고정되고, 슬리브(110)가 축(300)에 고정된 상태를 나타내고 있다.

이와 같이, 케이스(130)가 하우징(200)에 고정되고, 슬리브(110)가 축(300)에 고정된 후에, 볼트(182)가 제거됨으로써 세트 플레이트(150)가 제거된다. 도 4는 세트 플레이트(150)가 제거된 상태를 나타내고 있다. 모든 세트 플레이트(150)가 제거됨으로써 슬리브(110)는 케이스(130)에 대해 구속되지 않게 된다. 다만, 슬리브(110)는 축(300)에 고정되고, 케이스(130)는 하우징(200)에 고정되어 있기 때문에, 슬리브(110)와 케이스(130)의 축선 방향의 위치 관계는 유지된다. 그리고, 예를 들어, 정지하는 하우징(200)에 대해 축(300)이 회전하면, 하우징(200)에 고정된 케이스(130)는 정지 상태를 유지하면서, 슬리브(110)와 단면 실(140)은 축(300)과 함께 회전한다. 또, 슬리브(110)와 케이스(130)의 축선 방향의 위치 관계는 유지되기 때문에, 단면 실(140)에서의 립부(141)와 내향 플랜지부(133)의 접동 상태는 안정적으로 유지된다. 따라서, 밀봉 대상 유체가 밀봉 대상 측(H)으로부터 그 반대쪽(L)으로 누설되는 것을 억제할 수 있다.

<본 실시예에 따른 밀봉장치의 뛰어난 점>

본 실시예에 따른 밀봉장치(100)에 의하면, 단면 실(140)을 슬리브(110)에 고정한 상태에서, 세트 플레이트(150)에 의해 슬리브(110)와 케이스(130)를 임시 고정함으로써, 슬리브(110)와 단면 실(140)과 케이스(130)를 위치결정시킨 상태로 고정할 수 있다. 그에 따라, 이들 슬리브(110)와 단면 실(140)과 케이스(130)를 갖춘 밀봉장치(100)를 1부품으로서 취급할 수 있다. 그리고 케이스(130)를 하우징(200)에 고정하고, 슬리브(110)를 축(300)에 고정한 후에, 세트 플레이트(150)를 제거하면 좋기 때문에, 밀봉장치(100)의 설비 작업은 용이하다.

(기타)

상기 실시예에 있어서는, 단면 실(140)의 교환을 용이하게 하기 위해, 환상 돌출부로서의 슬리브 고리(120)를 슬리브(110)에 대해 착탈 자재로 구성하는 경우를 나타냈다. 그러나, 단면 실(140)의 교환 방법으로서 상기의 방법과는 다른 방법을 채용한 경우 등, 슬리브 고리(120)를 슬리브(110)에 대해 착탈할 필요가 없는 경우도 있다. 이러한 경우에는, 슬리브 고리(120)에 상당하는 환상 돌출부를 슬리브(110)에 일체로 설치해도 좋다.

　1000 밀봉장치
　110 슬리브
　111 관통 구멍
　112 환상홈
　120 슬리브 고리
　121,122 관통 구멍
　130 케이스
　131 원통부
　132 외향 플랜지부
　132a 관통 구멍
　133 내향 플랜지부
　134 환상부
　135 환상홈
　140 단면 실
　141 립부
　142 하중 받침부
　150 세트 플레이트
　151 제1 돌기부
　152 제2 돌기부
　153 관통 구멍
　161 실 링
　162 가스켓
　170 가터 스프링
　181 세트 스크루
　182,183 볼트
　200 하우징
　300 축

Claims

상대적으로 회전하는 축과 하우징 사이의 환상 간극을 밀봉하는 밀봉장치에 있어서,
상기 축에 고정되는 슬리브와,
상기 하우징에 고정되고, 원통부와, 상기 원통부에서의 밀봉 대상 측과는 반대쪽의 단부로부터 직경 방향 안쪽으로 향해 늘어나는 내향 플랜지부를 갖춘 케이스와,
상기 슬리브에 고정되고, 또한 상기 케이스의 상기 내향 플랜지부에서의 밀봉 대상 측의 단면에 대해 접동 자재의 립부를 갖는 탄성체로 이루어진 단면 실과,
상기 슬리브와 케이스가 축선 방향으로 위치 결정이 이루어지고, 또한 상기 단면 실과 상기 케이스 사이가 밀봉된 상태에서, 상기 슬리브와 상기 케이스를 임시 고정하고, 임시 고정 상태에서 상기 슬리브, 상기 케이스 및 상기 단면 실을 하나의 부품으로 하는 세트 플레이트를 구비하고,
상기 세트 플레이트는 상기 케이스가 상기 하우징에 고정되고, 상기 슬리브가 상기 축에 고정된 후에 제거되는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 케이스는,
상기 내향 플랜지부로부터 밀봉 대상 측과는 반대쪽으로 향해 늘어나는 환상부와,
상기 환상부의 외주면 측에 설치되는 환상홈을 갖추되,
상기 슬리브의 외주면 측에는 직경 방향 바깥쪽으로 향해 돌출하는 환상 돌출부가 설치됨과 더불어,
상기 세트 플레이트는,
상기 환상홈에 계합하는 제1 돌기부와,
상기 환상부와 환상 돌출부 사이에 끼워 넣어지는 제2 돌기부를 갖추고 있으며,
제1 돌기부가 상기 환상홈에 계합되면서, 제2 돌기부가 상기 환상부와 환상 돌출부의 양자에 밀착한 상태에서 상기 세트 플레이트가 상기 슬리브에 고정됨으로써, 상기 케이스와 슬리브의 축선 방향의 위치 결정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제3항에 있어서, 상기 세트 플레이트와 상기 환상부가 직경 방향에 대해 맞닿은 상태에서 상기 세트 플레이트가 상기 슬리브에 대해 고정됨과 더불어, 상기 세트 플레이트가 둘레 방향의 복수 개소에 고정됨으로써, 상기 케이스와 슬리브의 직경 방향의 위치 결정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.