JPH0118928Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ポンプや弁等に用いて好適のグラン
ドパツキン式軸封装置に関する。

従来、往復動および回転する軸の軸封機構とし
て、グランドパツキンを用いるものがある。第１
図は、従来のグランドパツキンを用いた軸封機構
の一例を示しており、軸１とケーシング２との間
には、複数段に挿入した高圧側のグランドパツキ
ン６および低圧側のグランドパツキン７と、グラ
ンドパツキン６とグランドパツキン７との間には
さみ込んだランタンリング５とが介装されてお
り、これらを低圧側より押えリング４とボルト３
で締付けることにより、軸１とグランドパツキン
６，７およびグランドパツキン６，７とケーシン
グ２との間に面圧を発生させ、流体のシールを行
なつている。

しかしながら、このような従来の軸封機構で
は、グランドパツキンの材質に、ゴム系または樹
脂系等の弾性に富み、しかも軸摺動時に軸を傷付
けないものが選ばれており、このため組立時にグ
ランドパツキン６，７と軸１またはグランドパツ
キン６，７とケーシング２間の摩擦力が大きく、
高圧側のグランドパツキン６に、低圧側のグラン
ドパツキン７と同様の均一な面圧を生じさせるよ
うな押圧力を伝えることができないという不具合
がある。

また、長時間運転後は、パツキンの摩耗および
材質変化により、グランドパツキン６，７の応力
が低下し、これによりシール面の面圧が低下する
ため、シール力が低下してくるので、一般には、
押えリング４をボルト３で増し締めする方法を取
つているが、締込代Ｈにも限りがあるほか、作業
者が常時漏洩量の監視を行なえず、常に一定のシ
ール性を保つことが難しいという不具合がある。

そこで、このような不具合を解消すべく、実公
昭39−29493号公報にみられるような考案がある。
この考案は、上述の増し締めを自動的に行なわせ
ようとするもので、グランドパツキンをバネを介
してグランドで締付けるようにしたものである。

このような手段は、増し締めの自動化には効果
的であるが、グランドパツキン全体にわたつて均
一な面圧を生じさせるような押圧力を伝えること
の解決には役立つていない。

また、実開昭58−63456号公報にみられるよう
な考案も成されている。この考案は、上述のよう
な高圧側および低下側の両グランドパツキンの面
圧を均一化しようとするものであり、そのためケ
ーシング内にパツキンをグランド方向に弾発する
バネを設けたものである。

このような手段を用いると、設定時の高圧側お
よび低圧側両パツキンの面圧を均一化するのには
役立つが、バネの弾発力が常に高圧側から低圧側
に作用する形式であるため、長時間運転後にパツ
キンの摩耗や劣化が生じた場合には、逆に低圧側
グランドパツキンのバネによる増し締めが十分に
行なわれず、低圧側のグランドパツキンの最もグ
ランドに近い部分の面圧が低下する傾向を補償し
にくいという問題点がある。

本考案は、このような問題点の解消をはかろう
とするもので、組立時の高圧側のグランドパツキ
ンへの応力の伝達性を良くするとともに、グラン
ドパツキンの形状変化（摩耗、材質変化に基づ
く）による応力緩和が生じても、低圧側のグラン
ドパツキンに自動的に応力を回復させるようにし
て、常に高圧側、低圧側ともに一定のシール性を
保たせるようにした、グランドパツキン式軸封装
置を提供することを目的とする。

このため、本考案のグランドパツキン式軸封装
置は、軸表面に沿う高圧側と低圧側とを仕切る軸
封部において、互いに隣接する高圧側のグランド
パツキンおよび低圧側のグランドパツキンと、こ
れら高圧側および低圧側のグランドパツキンを低
圧側から軸方向に締付けるグランドパツキン締付
機構とをそなえ、上記高圧側および低圧側のグラ
ンドパツキンを均等に締付けるべく、上記グラン
ドパツキン締付機構により圧縮された第１のバネ
を介して上記低圧側のグランドパツキンを押圧す
る第１のバネ受部材と、上記低圧側のグランドパ
ツキンの押圧により圧縮された第２のバネを介し
て上記高圧側のグランドパツキンを押圧する第２
のバネ受け部材とが介装されたことを特徴として
いる。

以下、図面により本考案の実施例について説明
すると、第２図は本考案の第１実施例としてのグ
ランドパツキン式軸封装置を示す縦断面図であ
り、第３図は本考案の第２実施例としてのグラン
ドパツキン式軸封装置を示す縦断面図であり、第
４図は本考案の第３実施例としてのグランドパツ
キン式軸封装置を示す縦断面図である。

まず、本考案の第１実施例について説明する
と、第２図に示すように、軸１表面に沿う高圧側
と低圧側とを仕切る軸封部において、ケーシング
２内の高圧側にグランドパツキン６が装着され、
低圧側にグランドパツキン７が装着されている。

そして、低圧側には、押えリング４と締付ボル
ト３とにより、グランドパツキン６，７を相互に
軸方向に締付ける、グランドパツキン締付機構が
設けられている。

また、グランドパツキン６とグランドパツキン
７との間には、ランタンリング５が介装されてお
り、ランタンリング５の高圧側および低圧側の端
面には、バネ挿入穴５ｃが周方向に複数個設けら
れ、このバネ挿入穴５ｃのそれぞれに、圧縮バネ
１０ａが取り付けられている。

そして、バネ１０ａとグランドパツキン６，７
との間には、バネ受部材としてのスライドリング
８，８が設けられている。このスライドリング
８，８はランタンリング５の内周面でスライドで
きるようになつている。一方、押えリング４とラ
ンタンリング５の低圧側に装着されたスライドリ
ング８との間には、第１のバネ受部材としてのス
リーブ９が設けられており、スリーブ９とケーシ
ング２との間はＯリング１１で、スリーブ９と軸
１との間はグランドパツキン７で流体のシールを
行なえるようになつている。また、スリーブ９
は、押えリング４におけるグランドパツキン７側
端面の周方向に形成された複数の穴４ａに取り付
けられた第１のバネとしての圧縮バネ１０ｂの反
力で、常に押込まれるようになつており、組立時
に、押えリング４を締付ボルト３で押え込むこと
により、グランドパツキン６，７に所定の面圧を
負荷できるようになつている。

すなわち、高圧側のグランドパツキン６には、
押えリング４、スリーブ９、ランタンリング５お
よび第２のバネ受部材としてのスライドリング８
を介して締付ボルト３の締付力が伝達されるよう
になつており、この締付力により隣接するグラン
ドパツキン６が相互に締付けられるようになつて
いる。

また、グランドパツキン６は、バネ１０ａによ
り、スライドリング８を介して押圧されるように
なつており、グランドパツキン６の摩耗および変
形時においても隣接するグランドパツキン６相互
の締付状態が保持されるようになつている。

また、低圧側のグランドパツキン７には、押え
リング４、スリーブ９を介して、ボルト３の締付
力が伝達されるようになつており、この締付力に
より隣接するグランドパツキン７が相互に締付け
られるようになつている。

グランドパツキン７は、バネ１０ａおよびバネ
１０ｂにより、スライドリング８およびスリーブ
９を介して押圧されるようになつており、グラン
ドパツキン７の摩耗および変形時においても、隣
接するグランドパツキン７相互の締付状態が保持
される。

本考案の第１実施例としてのグランドパツキン
式軸封装置は上述のごとく構成されているので、
装置の組立時において、グランドパツキン６に
は、ボルト３の締付力がスリーブ９を介して作用
するようになり、グランドパツキン７を介さない
ために、低圧側のグランドパツキン７と同じ面圧
を負荷できるようになる。なおバネ１０ａおよび
１０ｂの自由長を穴５ｃ，４ａよりも十分長くす
ることにより、ボルト３で締込まれる対象物（パ
ツキン６，７＋バネ１０ａ，１０ｂ）のバネ定数
を小さくでき、ボルト３の締付力を支障なく伝達
することができる。

そして、長時間運転後、グランドパツキン６，
７が摩耗または変形し、応力緩和による面圧低下
を起こそうとした時には、バネ１０ａ，１０ｂの
反力でスライドリング８およびスリーブ９がグラ
ンドパツキン６，７側に押されて、グランドパツ
キン６，７の面圧低下が防止される。なお、上述
のように、グランドパツキン６，７の変形量に対
してバネ１０ａ，１０ｂの圧縮代を十分大きくし
ておけば、パツキン６，７が変形してもバネ力の
変化は小さく、上記の面圧低下を支障なく防止で
きる。

次に、本考案の第２実施例について説明する
と、第３図に示すように、グランドパツキン６，
７、ランタンリング５、締付ボルト３、押えリン
グ４が第１実施例と同様な状態で装備されてい
る。

そして、本実施例では、ランタンリング５が２
分割されたランタンリング部分５ａ，５ｂにより
構成されており、ランタンリング部分５ａ，５ｂ
には、中央側に穴５a′，５b′が形成され、この穴
５a′，５b′に第２のバネとしてのバネ１０ａが装
填されている。

すなわち、バネ１０ａにより、ランタンリング
５の両端面が、軸方向に広がるように付勢されて
おり、これによりグランドパツキン６が相互に締
付けられるようになつている。

また、グランドパツキン７には、第１のバネと
してのバネ１０ｂとバネ１０ｂを装填された第１
のバネ受部材としてのバネ受けリング１２と押え
リング４とを介して、締付ボルト３の締付力が伝
達されるとともに、ランタンリング部分５ｂを介
してバネ１０ａのバネ力が伝達されるようになつ
ている。

本考案の第２実施例としてのグランドパツキン
式軸封装置は上述のごとく構成されているので、
グランドパツキン６，７が摩耗または変形して、
面圧が低下しようとした時には、バネ１０ａ，１
０ｂによりランタンリング部分５ａ，５ｂおよび
バネ受けリング１２が押されて、グランドパツキ
ン６，７が押圧され、グランドパツキン６，７の
軸１に対する面圧の低下が防止される。

さらに、本考案の第３実施例について説明する
と、第４図において、第２図と同一の符号はほぼ
同様のものを示している。

本実施例では、高圧側のグランドパツキン６と
低圧側のグランドパツキン７とが装置中央部に隣
接するように配設されており、グランドパツキン
６，７の両端に、２分割されたランタンリング部
分５ａ，５ｂが配設されている。

そして、ランタンリング部分５ａ，５ｂには、
グランドパツキン６，７と反対方向に開口する穴
５a′，５b′が形成されており、穴５a′，５b′内に
は、バネ１０ａ，１０ｂが装填されている。

したがつて、この実施例の場合は第１および第
２のバネ受部材がランタンリング部分５ｂおよび
５ａで構成されている。

本考案の第３実施例としてのグランドパツキン
式軸封装置は上述のごとく構成されているので、
装置を長時間運転して、グランドパツキン６，７
が摩耗または変形し、応力緩和による面圧低下を
起こそうとした時には、バネ１０ａ，１０ｂのバ
ネ力により、ランタンリング部分５ａ，５ｂがグ
ランドパツキン６，７を押圧し、グランドパツキ
ン６，７の軸１に対する面圧低下が防止されるの
である。

以上詳述したように、本考案のグランドパツキ
ン式軸封装置によれば、軸表面に沿う高圧側と低
圧側とを仕切る軸封部において、互いに隣接する
高圧側のグランドパツキンおよび低圧側のグラン
ドパツキンと、これら高圧側および低圧側のグラ
ンドパツキンを低圧側から軸方向に締付けるグラ
ンドパツキン締付機構とをそなえ、上記高圧側お
よび低圧側のグランドパツキンを均等に締付ける
べく、上記グランドパツキン締付機構により圧縮
された第１のバネを介して上記低圧側のグランド
パツキンを押圧する第１のバネ受部材と、上記低
圧側のグランドパツキンの押圧により圧縮された
第２のバネを介して上記高圧側のグランドパツキ
ンを押圧する第２のバネ受け部材とが介装される
という簡素な構成で、次のような効果ないし利点
を得ることができる。

(1) 低圧側のグランドパツキンと等しい面圧を高
圧側のグランドパツキンに伝達できるようにな
り、パツキン全体の面圧分布をほぼ均一にする
ことができるのでボルトの初期締付力を小さく
できるとともに、締付力の管理が容易になる。

(2) グランドパツキンの摩耗または変形時におい
ても、軸とグランドパツキンとの摺動面におけ
る面圧を実際に生じる摩耗や変形に適合するよ
うに自動的に回復できるようになり、常に一定
の面圧が摺動面全域にわたつて保持されて、安
定したシール性が得られるようになり、パツキ
ンや相手軸の損傷が非常に少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のグランドパツキン式軸封装置を
示す縦断面図であり、第２図は本考案の第１実施
例としてのグランドパツキン式軸封装置を示す縦
断面図であり、第３図は本考案の第２実施例とし
てのグランドパツキン式軸封装置を示す縦断面図
であり、第４図は本考案の第３実施例としてのグ
ランドパツキン式軸封装置を示す縦断面図であ
る。 １……軸、２……ケーシング、３……締付ボル
ト、４……押えリング、４ａ……穴、５……ラン
タンリング、５ａ，５ｂ……ランタンリング部
分、５a′，５b′……穴、５ｃ……バネ挿入穴、
６，７……グランドパツキン、８……スライドリ
ング、９……スリーブ、１０ａ，１０ｂ……バ
ネ、１１……Ｏリング、１２……バネ受けリン
グ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 軸表面に沿う高圧側と低圧側とを仕切る軸封部
   において、互いに隣接する高圧側のグランドパツ
   キンおよび低圧側のグランドパツキンと、これら
   高圧側および低圧側のグランドパツキンを低圧側
   から軸方向に締付けるグランドパツキン締付機構
   とをそなえ、上記高圧側および低圧側のグランド
   パツキンを均等に締付けるべく、上記グランドパ
   ツキン締付機構により圧縮された第１のバネを介
   して上記低圧側のグランドパツキンを押圧する第
   １のバネ受部材と、上記低圧側のグランドパツキ
   ンの押圧により圧縮された第２のバネを介して上
   記高圧側のグランドパツキンを押圧する第２のバ
   ネ受け部材とが介装されたことを特徴とする、グ
   ランドパツキン式軸封装置。