特許 7352362 スクリュ圧縮機の軸封装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-20

(45)【発行日】2023-09-28

(54)【発明の名称】スクリュ圧縮機の軸封装置

(51)【国際特許分類】

   F04C 27/00 20060101AFI20230921BHJP

   F16J 15/3204 20160101ALI20230921BHJP

   F16J 15/3252 20160101ALI20230921BHJP

【ＦＩ】

F04C27/00 331

F16J15/3204 201

F16J15/3252

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019044098

(22)【出願日】2019-03-11

(65)【公開番号】P2020148103

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-02-25

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000241795

【氏名又は名称】北越工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002398

【氏名又は名称】弁理士法人小倉特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小柴 優

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１４５３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２０１０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０２６０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０６８１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１０３５４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１９－０６５７１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｃ ２７／００－２７／０２

Ｆ１６Ｊ １５／３２－１５／３２９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーシングに設けた軸孔，該軸孔を貫通する回転軸，前記回転軸に外嵌されて前記回転軸と共に回転するカラー，円筒部と該円筒部より外周方向に突出する固定片を備えた軸孔カバー，及び，前記軸孔カバーの前記円筒部内に取り付けられるリップシールを備え，前記軸孔カバーの前記円筒部を前記軸孔内に挿入した状態で前記固定片を前記ケーシングに固定することで，前記リップシールのリップの先端部を前記カラーの外周に摺接可能な前記軸孔内の所定の位置に，前記リップシールを取り付け可能とした軸封装置において，
前記カラーが，前記回転軸に外嵌される円筒状の本体部と，前記本体部より外周方向に突出すると共に前記軸孔カバーに対し機外側に配置されるフランジ部を有し，前記本体部が，機内側の一端に向かって先細りするテーパ部を有すると共に，該一端から前記フランジ部に至る所定の部分を，前記軸孔カバーの前記円筒部内に挿入することで，前記カラーの前記本体部の外周上に配置される前記リップシールのリップ先端部を前記カラーの前記本体部の外周に摺接可能に構成され，
前記軸孔カバーが，前記リップシールの取り付け位置に対し機外側における前記円筒部内に，前記カラーの前記本体部を挿入可能な内径に形成された細径部を有し，
前記軸孔カバーの前記細径部の内周面から機外側の側壁に至る部分と，前記カラーの前記本体部の外周面から前記フランジ部の機内側の側壁に至る部分との間に形成される断面Ｌ字状の隙間を，前記軸孔カバー内における前記カラーの回転を許容するがダストの浸入を防止し得る微小隙間としたことを特徴とするスクリュ圧縮機の軸封装置。

【請求項2】

駆動源からの回転駆動力を前記回転軸に伝達するための動力伝達手段のボス部が，前記カラーの前記本体部の機外側の端面と突合するように，前記回転軸に前記動力伝達手段を取り付けたことを特徴とする請求項１記載のスクリュ圧縮機の軸封装置。

【請求項3】

前記軸孔カバーの機外側端面に，前記カラーの前記フランジ部の外周を覆う包囲壁を設け，
前記包囲壁の内周面と，前記フランジ部外周面間の隙間を，前記包囲壁内における前記フランジ部の回転を許容する微小隙間としたことを特徴とする請求項１又は２記載のスクリュ圧縮機の軸封装置。

【請求項4】

前記軸孔カバーの前記細径部の内周面から機外側の側壁に至る部分と，前記カラーの前記本体部外周面から前記フランジ部の機内側の側壁に至る部分との間に形成される断面Ｌ字状の前記隙間の一部区間，又は全区間にラビリンスシールを設けたことを特徴とする請求項１～３いずれか１項記載のスクリュ圧縮機の軸封装置。

【請求項5】

前記包囲壁の内周面と，前記フランジ部の外周面間の前記隙間に，ラビリンスシールを設けたことを特徴とする請求項３記載のスクリュ圧縮機の軸封装置。

【請求項6】

前記カラーの前記本体部の内周面，又は前記カラーの取り付け位置における前記回転軸の外周面に，Ｏリングを取り付けるための溝を形成し，該溝に前記Ｏリングを取り付けたことを特徴とする請求項１～５いずれか１項記載のスクリュ圧縮機の軸封装置。

【請求項7】

前記軸孔カバーの前記固定片に，雌ネジが切られた貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１～６いずれか１項記載のスクリュ圧縮機の軸封装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は，スクリュ圧縮機の駆動軸等の軸孔内で回転する回転軸と前記軸孔内壁との間の隙間をシールする軸封装置に関する。

【背景技術】

【0002】

軸孔内を回転する回転軸を備えた作業機の一例として，スクリュ圧縮機を例に挙げて説明すると，このスクリュ圧縮機１００は，図１０に示すように図示せざるモータやエンジン等の駆動源で発生した回転駆動力をケーシング１０５内に設けたロータ室１０６内に収容されたスクリュロータ１０２に伝達するために，ケーシング１０５を貫通する軸孔１０７と，この軸孔１０７を介してケーシング１０５の内外に延設された駆動軸１０４を備えている。

【0003】

そしてこの駆動軸１０４に，機外に設けたエンジンやモータ等の駆動源で発生した回転駆動力を入力することで，ケーシング１０５のロータ室１０６内に収容したスクリュロータ１０２を回転させることができるように構成されている。

【0004】

このように，スクリュ圧縮機１００には，ケーシング１０５の内外に延設された駆動軸１０４が設けられていることから，軸孔１０７の内壁と駆動軸１０４間の隙間を封止しておかないと，ロータ室１０６内で発生した圧縮気体や軸受１５０に導入された潤滑油が機外に漏出してしまう。

【0005】

そのため，軸孔１０７と駆動軸１０４間の隙間をシールする軸封装置１１０を設け，ケーシング１０５内の圧縮気体や潤滑油等が機外へ漏出することが防止されている。

【0006】

一例として，図１０に示す例では，軸封を行う部分の駆動軸１０４の外周に，円筒状のカラー１４０を取り付けると共に，円筒部１３１と該円筒部１３１より外周方向に向かってフランジ状に突出する固定片１３２を備えた軸孔カバー１３０を設け，この軸孔カバー１３０の前記円筒部１３１の一端１３１ａを機内側に向けて軸孔１０７内に挿入すると共に，前記固定片１３２をケーシング１０５にボルト止めすることで，軸孔１０７を機外側より塞ぐと共に，軸孔１０７の機内側の端部に設けた突起１０９と，軸孔カバー１３０の円筒部１３１の一端１３１ａ間で軸受（ベアリング）１５０の外輪を挟持して軸孔１０７内に固定できるようにしている。

【0007】

そして，この軸孔カバー１３０の円筒部１３１内に設けた係止段部１３８に，先端部を機内側に向けたメインリップ１２２と，先端部を機外側に向けたダストリップ１２３を備えた円環状のリップシール１２０を取り付けて，前記リップシール１２０の各リップ１２２，１２３の先端部を駆動軸１０４に取り付けたカラー１４０の外周面に摺接させることで，駆動軸１０４の周囲から流体が機外に漏出することが防止されていると共に，機外からのダストが内部へ浸入することを防止している（特許文献１の図２参照）。

【0008】

上記構成の軸封装置１１０では，駆動軸１０４の外周面とカラー１４０の内周面間の隙間から流体の漏出が生じないよう，先ず，締まり嵌め等の嵌め合いによって，又は，駆動軸１０４の外周及び／又はカラー１４０の内周に接着剤を塗布して両者を接着する等して，駆動軸１０４の外周にカラー１４０を隙間なく強固に取り付け，その後，リップシール１２０を取り付けた状態の軸孔カバー１３０で軸孔１０７を機外側より塞ぐことで，リップシール１２０の各リップ１２２，１２３の先端部をカラー１４０の外周面に摺接させた状態に組み立てることが行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２０１４－１４５３１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

以上で説明したように，リップシール１２０のリップ１２２，１２３の先端部を，駆動軸１０４に取り付けたカラー１４０の外周に摺接させて軸封を行う構成では，リップシール１２０の取り付けに際してリップ１２２，１２３を変形，破損等させてしまうと，本来のシール性能が発揮されずに漏れ等が生じる原因となる。

【0011】

また，リップシール１２０に所望のシール性能を発揮させるためには，各リップ１２２，１２３は，その先端部が封止対象側を向くように取り付けられていなければならず，メインリップ１２２についてはその先端部が機内側を，ダストリップ１２３についてはその先端部が機外側を向くように取り付ける必要がある。

【0012】

しかし，組み立てを行う作業者が目見当でリップシール１２０の中心に駆動軸１０４を挿入しようとしても，これを正確に行うことは困難であり，駆動軸１０４の中心がリップシール１２０の中心から外れた状態で挿入されると，リップシール１２０のリップ１２２，１２３の一部分を大きく変形させてしまう場合があり，また，リップ１２２，１２３の先端部を駆動軸１０４の軸端の角部等に接触させることで，リップ１２２，１２３の先端部を破損させてしまう場合もある。

【0013】

更に，リップ１２２，１２３を駆動軸１０４の外周に摺接させた状態でリップシール１２０を機外側から機内側に向けて移動させることから，リップシール１２０に設けたリップのうち，先端部を機内側に向けているメインリップ１２２の先端部が，駆動軸１０４とカラー１４０の段差を乗り越える際に段差に引っ掛かってめくれ反ってしまい，その先端部を機外側に向けた状態で取り付けられてしまう場合がある等の取り付け不良も生じ得る。

【0014】

そのため，リップシール１２０の取り付けに際しては，図１１（Ａ）に示すように，台錐状の外形を有する筒型の冶具１６０を駆動軸１０４に取り付けることで，駆動軸１０４とカラー１４０との段差部分を覆うと共に，冶具１６０の外形形状によって，駆動軸１０４の軸端からカラー１４０に向かって徐々に径を広げるテーパ面を形成することで，このテーパ面の案内によりリップシール１２０の中心にカラー１４０を案内すると共に，リップシール１２０の内径を徐々に広げながらカラー１４０上に移動させることで，リップ，特にメインリップ１２２がめくれ反って機外側を向いた状態に取り付けられることがないようにしている。

【0015】

上記構成の軸封装置１１０では，軸孔カバー１３０を取り外すと，リップシール１２０も同時に軸孔１０７内より抜き取られる構造となっていることから，メンテナンス等で軸孔カバー１３０を取り外してしまうと，冶具１６０がなければ軸孔カバー１３０を取り付けることができなくなる。

【0016】

しかも，前述の冶具１６０は，その外周面に傷等ができてしまうと，取り付け作業時に冶具１６０の外周と摺接して移動するリップシール１２０のリップ１２２，１２３の先端部がこの傷と接触して傷付くおそれがある。

【0017】

そのため，上記構成の軸封装置１１０を備えた作業機のメンテナンスを担当する作業者は，メンテナンス時に前述の冶具１６０を常に携行する必要があるだけでなく，冶具１６０が傷付かないように注意して保管・携行等する必要があり煩雑である。

【0018】

なお，軸封時にリップシール１２０のリップ１２２，１２３先端部と摺接する部分の表面は，シール性の発揮に必要な平滑な表面状態となるまで研磨等の加工を行う必要があり，図１０を参照して説明したように駆動軸１０４に別途設けたカラー１４０を被せてリップ１２２，１２３を摺接させるようにした構成では，駆動軸１０４の表面を直接研磨等する場合に比較して，研磨等の際の作業性が向上すると共に，傷や摩耗等のシール性を低下等させる損傷が生じた場合には，駆動軸１０４全体を交換することなく，カラー１４０のみの交換で対処できる等の利点がある。

【0019】

しかし，このようにカラー１４０を駆動軸１０４に被せた構成では，駆動軸１０４とカラー１４０間の隙間を介して流体の漏出が生じることを防止するために，締まり嵌めや，接着剤を使用した接着等の方法で，カラー１４０は駆動軸１０４の外周に隙間なく強固に取り付ける必要がある。

【0020】

その結果，上記構成の軸封装置１１０では，軸孔カバー１３０を取り外した際にリップシール１２０については同時に軸孔１０７から抜き取ることができるが，カラー１４０は駆動軸１０４上に取り付けられたままの状態で軸孔１０７内に残ってしまう。

【0021】

そして，締まり嵌めや接着等の方法で駆動軸１０４上に強固に固定されているカラー１４０は，機外側から手で掴んで引っ張った程度では取り外すことができず，カラー１４０の取り外しを行おうとすれば，特殊な工具を使用して機外側より抜き取るか，又は，図１１（Ｂ）に示すようにロータ室１０６を開放し，軸受１５０及びカラー１４０を突起１０９に引っ掛けた状態でスクリュロータ１０２をロータ室１０６より引き抜く等して駆動軸１０４よりカラー１４０を外す等の作業が必要となる等，分解時の作業性も悪い。

【0022】

そこで，本発明は，上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり，前述した冶具を使用することなく，リップシールの取り付けを行うことができる等，組み立て時の作業性に優れていると共に，回転軸に取り付けたカラーを容易に取り外すことができる等，分解時の作業性にも優れた軸封装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0023】

以下に，課題を解決するための手段を，発明を実施するための形態で使用する符号と共に記載する。この符号は，特許請求の範囲の記載と，発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするためのものであり，言うまでもなく，本発明の技術的範囲の解釈に制限的に用いられるものではない。

【0024】

上記目的を達成するために，本発明のスクリュ圧縮機の軸封装置１０は，
ケーシング５に設けた軸孔７，該軸孔７を貫通する回転軸（実施例では駆動軸）４，前記回転軸４に外嵌されて前記回転軸４と共に回転するカラー４０，円筒部３１と該円筒部３１より外周方向に突出する固定片３２を備えた軸孔カバー３０，及び，前記軸孔カバー３０の前記円筒部３１内に取り付けられるリップシール２０を備え，前記軸孔カバー３０の前記円筒部３１を前記軸孔７内に挿入した状態で前記固定片３２を前記ケーシング５に固定することで，前記リップシール２０のリップ２２の先端部を前記カラー４０の外周に摺接可能な前記軸孔７内の所定の位置に，前記リップシール２０を取り付け可能とした軸封装置１０において，
前記カラー４０が，前記駆動軸４に外嵌される円筒状の本体部４１と，前記本体部４１より外周方向に突出すると共に前記軸孔カバー３０に対し機外側に配置されるフランジ部４２を有し，前記本体部４１が，機内側の一端４１ａに向かって先細りするテーパ部４１１を有すると共に，該一端４１ａから前記フランジ部４２に至る所定の部分を，前記軸孔カバー３０の前記円筒部３１内に挿入することで，前記カラー４０の前記本体部４１の外周上に配置される前記リップシール２０の前記リップ２２の先端部を前記カラー４０の前記本体部４１の外周に摺接可能に構成され，
前記軸孔カバー３０が，前記リップシール２０の取り付け位置（実施例において前記リップシール２０を取り付けるために円筒部３１の内壁に設けた係止段部３１１）に対し機外側における前記円筒部３１内に，前記カラー４０の前記本体部４１を挿入可能な内径に形成された細径部３１２を有し，
前記軸孔カバー３０の前記細径部３１２の内周面３１２ａから機外側の側壁３１２ｂに至る部分と，前記カラー４０の前記本体部４１外周面から前記フランジ部４２の機内側の側壁４２ａに至る部分との間に形成される断面Ｌ字状の隙間δ（図４中の拡大図中に太線で表した範囲）を，前記軸孔カバー３０内における前記カラー４０の回転を許容するがダストの浸入を防止し得る微小隙間，一例として０．２５～１．０mm程度の微小隙間としたことを特徴とする（請求項１，図４参照）。

【0025】

上記構成の軸封装置１０において，駆動源からの回転駆動力を前記回転軸４に伝達するための動力伝達手段（図示の例においてカップリング８）のボス部８ａが，前記カラー４０の前記本体部４１の機外側の端面４１ｂと突合するように，前記回転軸４に前記動力伝達手段を取り付けることが好ましい（請求項２，図４，６～９参照）。

【0026】

また，前記軸孔カバー３０の機外側端面３２ｂに，前記カラー４０の前記フランジ部４２の外周を覆う包囲壁３３を設け，
前記包囲壁３３の内周面３３ａと，前記フランジ部４２外周面４２ｂ間の隙間δ２（図６中の拡大図に太線で表した範囲）を，前記包囲壁３３内における前記フランジ部４２の回転を許容する微小隙間とするものとしても良い（請求項３，図６参照）。

【0027】

更に，前記軸孔カバー３０の前記細径部３１２の内周面３１２ａから機外側の側壁３１２ｂに至る部分と，前記カラー４０の前記本体部４１外周面から前記フランジ部４２の機内側の側壁４２ａに至る部分との間に形成される断面Ｌ字状の前記隙間δの一部区間，又は全区間にラビリンスシール（３４又は３５）を設けるものとしても良い（請求項４，図７，図８参照）。

【0028】

また，軸孔カバー３０の機外側の端面３２ｂに包囲壁３３を設けた構成では，前記包囲壁３３の内周面３３ａと，前記フランジ部４２の外周面４２ｂ間の前記隙間δ２に，ラビリンスシール（図示せず）を設けるものとしても良い（請求項５）。

【0029】

更に，前記カラー４０の前記本体部４１の内周面，又は前記カラー４０の取り付け位置における前記回転軸４の外周面（実施例では，カラー４０の本体部４１内周面）に，Ｏリング４１４を取り付けるための溝４１３を形成し，該溝４１３に前記Ｏリング４１４を取り付けるものとしても良い（請求項６，図９参照）。

【0030】

また，前記軸孔カバー３０の前記固定片３２に，雌ネジが切られた貫通孔３６を設けるものとしても良い〔請求項７，図５（Ｂ）参照〕。

【発明の効果】

【0031】

以上で説明した本発明の軸封装置１０では，図５（Ａ）に示すように，組み立て時には，先ず，リップシール２０を取り付けた軸孔カバー３０でケーシング５に設けた軸孔７を機外側より塞いでおき，この状態で，回転軸（実施形態において駆動軸）４に外嵌したカラー４０を機外側より軸孔カバー３０の円筒部３１内に押し込むことで，従来の軸封装置のように冶具を使用することなく組み立てを行うことができた。

【0032】

この組み立て方法では，軸孔カバー３０を取り付ける際には，回転軸４には未だカラー４０が取り付けられていない状態であるから，回転軸４の外径は，リップシール２０の内径よりも小さく，リップ２２の先端部を回転軸４の外周面と摺接させることなく取り付けることができる。

【0033】

その結果，冶具を使用せずに軸孔カバー３０を取り付けた場合であっても，リップシール２０のリップ２２を傷付け，また，リップシール２０のリップ２２先端部がめくれ反って機外側を向くことがない。

【0034】

そして，このようにして，ケーシング５に軸孔カバー３０を取り付けた後，機外側から回転軸４に外嵌したカラー４０を，回転軸４に沿って移動させて軸孔カバー３０の円筒部３１内に押し込むことで，回転軸４に誘導されたカラー４０を，正確にリップシール２０の中央に挿入することができる。

【0035】

しかも，カラー４０の本体部４１の一端４１ａ側にはテーパ部４１１が設けられていることで，本体部４１をリップシール２０内に挿入し易い構造となっているだけでなく，テーパ部４１１によってリップシール２０が徐々に押し広げられることで，リップ２２の先端部を破損等させ難い構造となっている。

【0036】

更に，カラー４０の本体部４１の他端４１ｂ側にフランジ４２を設けると共に，軸孔カバー３０の細径部３１２の内周面３１２ａから機外側の側壁３１２ｂに至る部分と，カラー４０の本体部４１外周面からフランジ部４２の機内側の側壁４２ａに至る部分との間に生じる断面Ｌ字状の隙間δ（図４の拡大図参照）を，軸孔カバー３０内におけるカラー４０の回転を許容する微小な隙間としたことで，リップシール２０にダストリップを設けない構成とした場合であっても，機外側から軸封部に対してダストが浸入することを防止できた。

【0037】

このように，ダストリップを省略できたことで，リップシール２０に設けるリップ２２は，先端部を機内側に向けたリップ２２（図１０，１１を参照して説明した従来技術におけるメインリップ１２２に相当するリップ）のみとすることができ，本発明の軸封装置１０では，カラー４０の挿入方向と，リップ２２が先端部を向けている方向とを一致させることができ，カラー４０の取り付け時，リップ２２の先端部がめくれ反って逆向き（機外側）に向いてしまうことがない。

【0038】

更に，本発明の軸封装置１０の構成では，図５（Ｂ）に示すように分解時には軸孔カバー３０を取り外すことにより，軸孔カバー３０の円筒部３１に設けた細径部３１２にフランジ部４２が係止されたカラー４０も同時に取り外されることとなるため，組み立て作業のみならず，分解作業も容易なものとすることができた。

【0039】

回転軸４に対するカラー４０の取り付け位置の固定は，例えば回転軸４に設けた溝（図示せず）にＣリング（図示せず）を嵌合する等して行うものとしても良いが，回転軸４に取り付けた動力伝達手段（実施形態ではカップリング）８のボス部８ａによって行うことで，部品点数を減少させることができると共に，回転軸４から動力伝達手段８を取り外すことで，軸封装置１０の分解準備が完了するため，分解時の作業性を向上させることができた。

【0040】

前記軸孔カバー３０の機外側の端面３２ｂに，カラー４０に設けたフランジ部４２の外周を覆う包囲壁３３を形成し，前記包囲壁３３の内周面３３ａと，前記フランジ部４２の外周面４２ｂ間の隙間δ２（図６の拡大図参照）を，前記包囲壁３３内における前記フランジ部４２の回転を許容する微小隙間とした構成にあっては，図６に示すように，断面クランク状の微小な隙間が形成されることで，軸封部に対する機外からのダストの浸入をより確実に防止することができた。

【0041】

更に，前述した断面Ｌ字状の隙間δの一部区間又は全区間にラビリンスシール３４，３５を設けた構成（図７，図８参照），更には，前述した包囲壁３３の内周面３３ａとフランジ部４２の外周面４２ｂ間の隙間δ２にラビリンスシールを設けた構成（図示せず）にあっては，軸封部に対するダストの浸入をより確実に防止することができた。

【0042】

なお，カラー４０の本体部４１内周面，又はカラー４０の取り付け位置における回転軸４の外周面に，Ｏリング４１４を取り付けるための溝４１３を形成した構成では，この溝４１３内にＯリング４１４を取り付けた状態で回転軸４の外周にカラー４０を取り付けることで，締まり嵌めや接着等の方法でカラー４０を取り付けることなく，回転軸４とカラー４０間の隙間を介した流体の漏出を防止することができた。

【0043】

その結果，締まり嵌めや接着によって取り付ける場合に比較して，回転軸４に対するカラー４０の取り付け及び取外し作業が格段に容易となり，軸封装置１０の組み立てや分解時の作業性を大幅に向上させることができた。

【0044】

なお，軸孔カバー３０の固定片３２に，雌ネジが切られた貫通孔３６を設けた構成では，固定片３２をケーシング５に固定しているボルト等の固定具を外した後，前述の貫通孔３６にジャッキボルト３７を螺合させてジャッキボルト３７の先端でケーシング５を押圧することにより，軸孔カバー３０の固定片３２をケーシング５より強い力で離間させることができ，これにより，カラー４０を締まり嵌めや接着剤による接着等の方法で回転軸４に強固に取り付けていた場合であっても，軸孔カバー３０と共にカラー４０を容易に回転軸４から取り外すことができた。

【図面の簡単な説明】

【0045】

【図1】本発明の軸封装置を備えたスクリュ圧縮機の断面平面図。

【図2】本発明の軸封装置を備えたスクリュ圧縮機の断面正面図。

【図3】本発明の軸封装置（実施例１）を備えたスクリュ圧縮機の軸封装置部分の拡大断面図。

【図4】本発明の軸封装置（実施例１）の要部拡大断面図。

【図5】本発明の軸封装置の（Ａ）は組立方法，（Ｂ）は分解方法の説明図。

【図6】本発明の軸封装置（実施例２）の要部拡大断面図。

【図7】本発明の軸封装置（実施例３）の要部拡大断面図。

【図8】本発明の軸封装置（実施例４）の要部拡大断面図。

【図9】本発明の軸封装置（実施例５）の要部拡大断面図。

【図10】従来の軸封装置（特許文献１の図２）を備えたスクリュ圧縮機の軸封装置部分の拡大断面図。

【図11】従来の軸封装置の（Ａ）は組立方法，（Ｂ）は分解方法の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0046】

以下に，添付図面を参照しながら本発明の軸封装置１０について説明する。

【0047】

なお，以下の説明では，本発明の軸封装置１０を，スクリュ圧縮機１の駆動軸４の軸封装置とした構成例について説明するが，本発明の軸封装置１０は，この構成に限定されず，各種作業機の回転軸の軸封に使用可能である。

【0048】

図１及び図２中の符号１は，本発明の軸封装置１０を備えたスクリュ圧縮機であり，このスクリュ圧縮機１は，オスロータ２及びメスロータ３から成る一対のスクリュロータと，このスクリュロータ２，３を噛み合い状態で収容するロータ室６を備えたケーシング５を備えている。

【0049】

そして，このケーシング５の吸入側の端部には，オスロータ２から延びる駆動軸４を受け入れてケーシング５外に突出させるための軸孔７が形成されていると共に，この軸孔７内に挿入された駆動軸４の一端に，エンジンやモータ等の，図示せざる駆動源からの回転駆動力を伝達するためのカップリング８が動力伝達手段として取り付けられており，このカップリング８を介して図示せざる駆動源の出力軸を駆動軸４に連結することで，スクリュ圧縮機１を駆動することができるように構成されている。

【0050】

なお，図示の実施形態では，駆動軸４に取り付ける動力伝達手段をカップリング８とした場合を例に挙げて説明したが，駆動軸４に取り付ける動力伝達手段としては，図示せざる駆動源からの動力を伝達し得るものであれば，既知の各種の動力伝達手段の構成要素を取り付けることができ，一例としてプーリとプーリベルトから成る動力伝達手段のうちのプーリ，チェーンとスプロケットから成る動力伝達手段のスプロケット，歯車機構である動力伝達手段を構成する歯車等が取り付けられる。

【0051】

ケーシング５に形成された軸孔７の内壁には，図３及び図４に示すように機内側の端部において内周方向に突出した突起９が形成されており，機外側より機内側に向かって軸孔７内に挿入された軸受５０の外輪をこの突起９に係止することで位置決めすることができるように構成されていると共に，ロータ室６内に収容されたオスロータ２から延びる駆動軸４がこの軸受５０に軸承されて軸孔７を貫通し，機外にまで延設されている。

【0052】

この軸孔７は，リップシール２０が取り付けられた軸孔カバー３０によって機外側より塞がれ，これにより，軸孔７内の所定の位置にリップシール２０が配置されると共に，軸孔７内に軸受５０を固定することができるように構成されている。

【0053】

この軸孔カバー３０は，図３及び図４に示すように，円筒部３１と，この円筒部３１より外周方向に突出するフランジ状の固定片３２を備えており，このうちの円筒部３１の内壁には，リップシール２０を取り付けるための係止段部３１１が設けられ，円筒部３１内にリップシール２０を固定することができるように構成されている。

【0054】

この係止段部３１１に所定の向きで後述するリップシール２０を取り付けた状態で，一端３１ａを機内側に向けて円筒部３１を軸孔７内に挿入すると共に固定片３２をケーシング５にボルト止め等の方法で固定すると，軸孔７に設けた突起９と，軸孔カバー３０の円筒部３１の一端３１ａ間で軸受５０の外輪が挟持されて軸受５０が軸孔７内に固定されると共に，円筒部３１内に取り付けたリップシール２０を，軸孔７内の所定の位置に取り付けることができるように構成されている。

【0055】

この軸孔カバー３０に取り付けるリップシール２０は，図４に示すように金属環２１に，ゴムやエラストマー等の弾性材料からなるリップ２２を取り付けたもので，既知の各種の構造のものが使用可能である。

【0056】

使用するリップシール２０としては，図１０を参照して説明した従来の軸封装置のように，機内側から機外への流体の漏出を防止するためのメインリップの他，機外から軸封部に対しダストが浸入することを防止するためのダストリップを備えたものを使用するものとしても良いが，図４に示す実施形態では，機内側から機外への流体を防止するリップ２２（従来技術として説明した軸封装置におけるメインリップに対応するもの）のみを設け，ダストリップに対応するものを設けない構成としている。

【0057】

軸受５０に軸承された駆動軸４には，カラー４０が取り付けられ，駆動軸４にカラー４０を取り付けることで，前述した軸孔カバー３０に取り付けたリップシール２０のリップ２２先端部を，駆動軸４と共に回転するカラー４０の外周面に摺接させることができるように構成されている。

【0058】

このカラー４０は，図４に示すように一端４１ａに向かって外径を狭める１～５度の傾斜角のテーパ部４１１が形成された円筒状の本体部４１と，この本体部４１の他端４１ｂ側において外周方向に突設されたフランジ部４２を備えており，テーパ部４１１が形成された一端４１ａ側を機内側，フランジ部４２が形成された他端４１ｂ側を機外側として駆動軸４の外周に取り付けられている。

【0059】

駆動軸４に対するカラー４０の取り付けは，駆動軸４の外周とカラー４０の内周間を介した流体の漏出が生じないように行う必要があり，図１０及び図１１を参照して説明した従来の軸封装置のカラーと同様，締まり嵌め（焼き嵌めを含む）や接着によって隙間なく駆動軸４の外周に取り付けるものとしても良いが，例えば図９に示すようにカラー４０の本体部４１の内周面にＯリング用の溝４１３を形成すると共に，この溝４１３にＯリング４１４を取り付けた状態で駆動軸４に外嵌するものとしても良い。

【0060】

なお，図９に示す例では，カラー４０の内周面にＯリング４１４を取り付けるための溝４１３を形成した例を示したが，図示は省略するが，このＯリング用の溝４１３は，駆動軸４の外周面側に設けるものとしても良い。

【0061】

前述の軸孔カバー３０の円筒部３１には，リップシール２０の取り付け位置よりも機外側，図３～図５に示す例では円筒部３１の機外側の端部内に，カラー４０の本体部４１外径より僅かに大きな内径まで内径が狭められた細径部３１２が形成されており，軸孔カバー３０の円筒部３１内に，機外側からこの細径部３１２を介してカラー４０を挿入することで，軸孔カバー３０に取り付けたリップシール２０のリップ２２先端部を，カラー４０の本体部４１の外周に摺接させることができるように構成されている。

【0062】

このカラー４０は，前述の本体部４１の一端４１ａからフランジ４２の機内側の側壁４２ａ迄の長さＬ１を，軸孔カバー３０の円筒部３１の一端３１ａから細径部３１２の機外側の側壁３１２ｂ迄の長さＬ２に対し僅かに長く形成されている。

【0063】

また，軸孔カバー３０の細径部３１２は，前述したようにカラー４０の本体部４１の外径に対し，僅かに大きな内径に形成されている。

【0064】

従って，本体部４１の一端４１ａが軸受５０の内輪に突合するまで，カラー４０を軸孔カバー３０の円筒部３１内に挿入すると共に，この状態でカラー４０の機外側の端部にボス部８ａが当接するように駆動軸４にカップリング８を取り付けると，軸孔カバー３０の細径部３１２内周面３１２ａから機外側の側壁３１２ｂにかけての部分と，カラー４０の本体部４１外周からフランジ４２の機内側側壁４２ａにかけての部分に形成されたＬ字状の隙間δ（図４中の拡大図に太線で表示した部分）が，軸孔カバー３０内でカラー４０の回転を許容するために必要な微小間隔を残して可及的に狭く形成されるように構成されている。

【0065】

このように，リップシール２０の機外側に，前述したＬ字状の微小な隙間δが形成されることで，シール部に対し機外からのダストの浸入が生じ難くなり，本発明の軸封装置１０の構成では，図１０を参照した説明した従来の軸封装置に設けられていたダストリップを省略することができるものとなっている。

【0066】

なお，図３～図５に示した実施例では，リップシール２０の機外側に，前述したように断面Ｌ字状の隙間を形成してダストの浸入を防止する構成について説明したが，この構成に加え，更に，図６に示すように，軸孔カバー３０の機外側の端面３２ｂに，カラー４０のフランジ部４２の外周を覆う包囲壁３３を設け，この包囲壁３３の内周面３３ａとフランジ部４２の外周面４２ｂ間の隙間δ２（図６中の拡大図に太線で表した部分）を，前記フランジ部４２の回転を許容する微小な隙間とすることで，軸孔カバー３０の細径部３１２内周面３１２ａから機外側の側壁３１２ｂにかけての部分と，カラー４０の本体部４１外周からフランジ４２の機内側側壁４２ａにかけての部分間に形成された前述のＬ字状の隙間δを延長して，全体として断面クランク状の隙間を形成して更なるダストの浸入防止を図るものとしても良い。

【0067】

図６に示した例では，軸孔カバー３０の機外側側壁３２ｂに，円筒状の包囲壁３３を突設形成し，この包囲壁３３内にカラー４０のフランジ部４２を収容する構成を示したが，この構成に代え，図示は省略するが軸孔カバー３０の機外側側壁３２ｂに円形の凹部を形成し，この凹部内にカラー４０のフランジ部４２を収容するものとしても良く，この場合，凹部の内周壁が，前述の包囲壁３３の内周面となる。

【0068】

更に，軸受カバー３０の細径部３１２の内周面３１２ａから機外側の側壁３１２ｂまで（図６の例では更に包囲壁３３の内周面３３ａまで）の範囲と，カラー４０の本体部４１外周面のうち前記細径部３１２と対峙する部分から，フランジ部４２の機内側側壁４２ａまで（図６の例では，更にフランジ部４２の外周面４２ｂまで）の範囲との間に形成された隙間δ（図６の例では隙間δ及びδ２）の全部または一部に，ラビリンスシール３４，３５を形成して，より一層，ダストが浸入し難い構造とするものとしても良い。

【0069】

一例として，図７に，軸孔カバー３０の細径部３１２の内周面３１２ａにラビリンス溝を設けてラビリンスシール３４を形成した例を，図８に，軸孔カバー３０に設けた細径部３１２の機外側の側壁３１２ｂに凹溝３５ａを，カラー４０のフランジ部４２の機内側側壁４２ａに前記凹溝３５ａ内に嵌合される凸条３５ｂを設けて両者の組み合わせからなるラビリンスシール３５を形成した構成例を示したが，図示の例に限定されず，ラビリンスシールは前述したいずれの範囲に設けるものとしても良く，その構造も，図示の例に限定されない。

【0070】

以上のように構成された本発明の軸封装置１０では，図５（Ａ）に示すように先ず，リップシール２０を取り付けた軸孔カバー３０をケーシング５に取り付けておき，この状態で，機外側より駆動軸４に外嵌したカラー４０を，軸受５０の内輪と突合するまで軸孔カバー３０内に押し込むことにより組み立てることができる。

【0071】

このように，本発明の軸封装置１０では，駆動軸４にカラー４０を取り付ける前に軸孔カバー３０の取り付けが可能であることから，軸孔カバー３０の取り付け時における駆動軸４の外径は，リップシール２０の内径よりも小さくなっており，リップ２２の先端部を駆動軸４の外面に摺接させることなく，従って，リップ２２を傷付けるおそれのない状態で，リップシール２０を駆動軸４の外側に配置することができるものとなっている。

【0072】

このようにしてリップシール２０を軸孔７内に組み付けておき，その後にカラー４０を挿入することで，カラー４０の挿入時，カラー４０を駆動軸４に沿って移動させることで，冶具等を使用しなくとも，リップシール２０の中心に正確に挿入することができるだけでなく，カラー４０にはテーパ部４１１が設けられていることで，冶具等を使用しなくとも，リップ２２の内径をカラー４０の外径寸法まで徐々に無理なく押し広げることで，リップ２２の破損等を防止できる。

【0073】

しかも，本願の軸封装置１０では，軸孔カバー３０の細径部３１２の内周面３１２ａから機外側の側壁３１２ｂに至る部分と，カラー４０の本体部４１外壁からフランジ部４２の機内側の側壁４２ａに至る部分との間に生じる断面Ｌ字状の隙間δ（図６に示す例では，更に包囲壁３３の内周面３３ａとフランジ部４２の外周面４２ｂ間の隙間δ２）を，カラー４０の回転を許容する範囲で可及的に微小な間隔として形成したことで軸封部に対するダストの浸入を防止できるものとなっているために，リップシール２０に，先端部を機外側に向けるダストリップを設ける必要がない。

【0074】

その結果，リップシール２０を，機内側から機外側への流体の漏出を防止するために先端部を機内側に向けたリップ２２のみを備えた構成とすることができ，このように構成した場合，カラー４０の挿入方向と，リップシール２０に設けたリップ２２の先端部の向きが一致することで，カラー４０の挿入時にリップシール２０のリップ２２がめくれ反って取り付け不良が発生することがない。

【0075】

一方，軸封装置１０の分解時には，図５（Ｂ）に示すように軸孔カバー３０を取り外すことで，軸孔カバー３０に取り付けられているリップシール２０も同時に軸孔７から取り出すことができるだけでなく，軸孔カバー３０の細径部３１２にフランジ部４２が係止されたカラー４０も同時に駆動軸４より取り外すことができるため，軸孔カバー３０の取外しという動作だけで，軸封装置１０の分解を完了させることができる。

【0076】

なお，駆動軸４に対し締まり嵌めや接着等の方法で強固にカラー４０を取り付けた場合であっても，軸孔カバー３０の固定片３２には，雌ネジが切られた貫通孔３６が設けられていることから，この貫通孔３６にジャッキボルト３７を螺合し，ジャッキボルト３７の先端でケーシング５を押圧して軸孔カバー３０をケーシング５より離間させることで，軸孔カバー３０の細径部３１２にフランジ部４２が引っ掛かったカラー４０についても駆動軸４より強い力で外すことができ，分解時の作業性が向上されている。

【符号の説明】

【0077】

１ スクリュ圧縮機
２ オスロータ
３ メスロータ
４ 駆動軸（回転軸）
５ ケーシング
６ ロータ室
７ 軸孔
８ カップリング（動力伝達手段）
８ａ ボス部（カップリングの）
９ 突起（軸受固定用）
１０ 軸封装置
２０ リップシール
２１ 金属環
２２ リップ
３０ 軸孔カバー
３１ 円筒部
３１ａ 一端（円筒部の）
３１ｂ 他端（円筒部の）
３１１ 係止段部
３１２ 細径部
３１２ａ 内周面（細径部の）
３１２ｂ 機外側側壁（細径部の）
３２ 固定片
３２ｂ 機外側端面（軸孔カバーの）
３３ 包囲壁
３３ａ 内周面（包囲壁の）
３４ ラビリンスシール（ラビリンス溝）
３５ ラビリンスシール
３５ａ 凹溝
３５ｂ 凸条
３６ 貫通孔
３７ ジャッキボルト
４０ カラー
４１ 本体部
４１ａ 一端（本体部の）
４１ｂ 他端（本体部の）
４１１ テーパ部
４１３ 溝（Ｏリング用）
４１４ Ｏリング
４２ フランジ部
４２ａ 機内側側壁（フランジ部の）
４２ｂ 外周面（フランジ部の）
５０ 軸受
１００ スクリュ圧縮機
１０２ スクリュロータ（オスロータ）
１０４ 駆動軸（回転軸）
１０５ ケーシング
１０６ ロータ室
１０７ 軸孔
１０９ 突起
１１０ 軸封装置
１２０ リップシール
１２２ メインリップ
１２３ ダストリップ
１３０ 軸孔カバー
１３１ 円筒部
１３１ａ 一端（円筒部１３１の）
１３２ 固定片
１３８ 係止段部
１４０ カラー
１５０ 軸受（ベアリング）
１６０ 冶具
Ｌ１ カラーの本体部一端４１ａからフランジ部の機内側側壁４２ａ迄の長さ
Ｌ２ 軸孔カバー円筒部の一端３１ａから細径部の機外側の側壁３１２ｂ迄の長さ
δ，δ２ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】