【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、屎尿処理装置の屎尿攪拌装置の構造に関し、特に撹拌軸を支承する軸受及びシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、屎尿をタンクに貯留してタンク内の屎尿を撹拌し、ヒータや火炎等の加熱手段を用いて加熱してタンク内の屎尿を蒸発、乾燥、さらには炭化粉体化する屎尿処理装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。ところで、特許文献１に記載のものでは、図７に示すように、屎尿タンク内３を撹拌する撹拌軸に連結され撹拌軸と一体となるようにされた中間軸３２をころがり軸受３７で支承することにより撹拌軸を支承するようにしている。この支承部３８は２個のころがり軸受３７及びパッキン４２を上下に配設し、上下のパッキン押さえ３１でパッキンボルト３５で挟持固定している。ころがり軸受３７の上下の内輪端は中間軸３２の下側の段部３２ａ及び上側の中間軸に固着されたスリーブ３４の下端に当接され、ころがり軸受の外輪が穴５１の上下に設けられた段部５１ａに当接するようにされ、回転支承部４０に中間軸３２が回転可能にかつ軸方向に移動しないように支承されている。また、プリー４１によるプーリー駆動により駆動される。かかる屎尿処理装置のタンク内を撹拌する撹拌軸３２を支承する屎尿攪拌装置３０の支承部４０は、その下部４０ａが屎尿タンク内３３にかなり深く入り込んでいた。このため特に回転支承部４０の下側ころがり軸受３７は屎尿の加熱攪拌により発生する高温のアンモニアガス等の雰囲気にさらされて腐食の進行が早いという問題があった。
【０００３】
そこで、高温ガス等の腐蝕対策としてころがり軸受の外内輪や玉の材質をセラミックスとすればよいが、非常に高価であるという問題があった。一方、図８に示すように、特許文献２に記載のものでは、屎尿攪拌装置５０の回転支承部６０の軸受５７をころがり軸受方式からすべり軸受方式に変更したものが記載されている。また、プーリー駆動に代えてギヤードモータ９を使用して、中空軸９ａに撹拌軸５２の上部を挿入し、キー２２によりキー止めし、軸受５７への負荷の軽減を図っている。また、必ずしも明確でないが固定部材５３を撹拌軸５７の上部端５７ａにボルト５４でボルト締めし、撹拌軸大径５２ａの上端５２ｂを中空軸９ａの下端部９ｂに当接させて軸方向の固定を行っている。すべり軸受５７の下方には、特許文献１と同様にパッキン５５及びパッキン押さえ５６が設けられ、上部にはパッキン５８が嵌挿されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１５５３４号公報（段落［００１０］、［００１１］、［００７３］−［００８３］、図７−図１２）
【特許文献２】
特開２０００−１２６７５４号公報（段落［００１０］、［００１１］、［００５５］−［００６６］、図５、図６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献２に記載のものでは、すべり軸受５７を使用するため、撹拌軸５２の径方向の動きが多く、過大なトルクが作用して装置が停止したり、軸受に部分的な摩耗が発生して攪拌羽根が円滑に回転しない、あるいはギヤードモータ９側の軸受（図示しない）に負担がかかる等の問題があった。同様に、パッキン５５と撹拌軸５２（あるいは中間軸）との同芯度がでないので、隙間が大きく、パッキンの摺動面の変形が大きく密封性が悪い、寿命が短くなるという問題があった。なお、特許文献１（図７）も特許文献２（図８）のものよりは小さいが隙間を確保する必要があり、同様の問題があった。また、特許文献１のものと同様に、密封機構においてはパッキン押え３１，５６で固定する構造のため、部品加工と管理及び組み立て工数が必要となり、その結果として製造コストが高くなるという問題もあった。また、特許文献２のものでは、さらに、撹拌軸５２がモータ出力軸（中空軸）９ａに挿入されているが、両者の接触面を潤滑するための潤滑剤が時間の経過とともに流れ落ち、その結果両者の接触面にフレッチング摩耗が発生して攪拌羽根が円滑に回転しない、あるいは大量のグリースが必要であるという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は前述した問題点に鑑みて軸受、パッキンの寿命が長く、攪拌羽根の回転円滑度が良好で、製造コストの低い屎尿攪拌装置を提供することである。さらには、中空軸と撹拌軸との嵌合部でのフレッチング摩耗を防ぐことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、請求項１に記載の発明においては、屎尿を貯留するタンクと、前記タンクに取り付けられ前記タンク内の屎尿を攪拌する攪拌軸と、前記タンク内の屎尿を加熱する加熱手段と、を有し、前記タンク内の屎尿を蒸発あるいは乾燥処理する屎尿処理装置において、前記撹拌軸を支承するためのころがり軸受が前記タンクの上部に配置された屎尿攪拌装置を提供することにより上記課題を解決した。
【０００８】
即ち、屎尿攪拌装置回転支承部のころがり軸受を屎尿タンクの上に位置させることにより、屎尿タンクからの熱は、タンク上部の空気に触れ、ころがり軸受支承部は空冷状態となり、ころがり軸受に伝わる熱は非常に小さく、セラミック等の特殊な材料は不要であり、標準の材料、さらには標準のころがり軸受を使用できる。また、ころがり軸受の使用により、すべり軸受のようにラジアル方向の移動や隙間を大きくなることがないので、装置が停止したり、部分的な摩耗により攪拌羽根が円滑に回転しない、あるいはギヤードモータ側の軸受に負担がかかる等の問題がない。さらに、パッキンの摺動面の変形も小さく、密封性もよく、寿命が長い。
【０００９】
使用するパッキンは、バリシール、オイルシール、Ｏリング等が考えられるが、価格、取扱、変形に強く、取り付け構造の簡略さから、密封挿入される軸との摺接部がリップ状にされ、かつ、外周部の高圧側端部とリップ部との間に隙間を有したゴム材等の弾性を有するオイルシールを使用すること望ましい。そこで、請求項２に記載の発明においては、前記ころがり軸受の下部に密封機構を備え、前記密封機構は、前記タンク側からころがり軸受側へ漏れが生じない向きに２個のオイルシールを設けるようにした。
【００１０】
かかるオイルシールをより効果的に使用するために、請求項３に記載の発明においては、前記密封機構を、前記ころがり軸受の下部に、前記ころがり軸受の少なくとも一のころがり軸受が嵌合する軸受穴と、前記オイルシールが配設されたオイルシール取付穴と、最下端に設けられた軸穴と、が一体物から形成されたハウジングから形成し、前記軸穴を、前記オイルシール取付穴を貫通する軸部とは微少隙間となるようにした。
【００１１】
即ち、オイルシールを使用することにより、シールの変形がし易く、取り外しが容易になるので、ころがり軸受が嵌合する軸受穴と、オイルシールが配設されたオイルシール取付穴と、最下端に設けられた軸穴とを有するハウジングを一体物で形成できる。そこで、パッキン押さえとオイルシールを取り付けるハウジング（撹拌軸の支承部の一部又は全部）とを一体物にした。従って、軸受穴、オイルシール取り付け穴、軸穴は同芯加工を行う等することにより、高精度の同芯を得ることができ、撹拌軸と軸穴との隙間を小さくでき、さらに、ラビリンスシール機能を持たせることができ、炭化粉体化物等の異物のオイルシール側への侵入を抑止する。
【００１２】
さらに、また、請求項４に記載の発明においては、前記２個のオイルシールの下側をダストシールとした。即ち、オイルシール２個使いの代わりにオイルシールとダストシールとを組み合わせ、屎尿タンク側をダストシールとしタンク内で発生する炭化粉体のオイルシール側への侵入を阻止する。前述したラビリンスシールと併用すればより効果的である。
【００１３】
撹拌軸と撹拌軸を駆動する駆動軸との接続をキー溝、スプライン溝等を有する出力軸穴にキー接続、スプライン接続する場合等において、撹拌軸の軸端取り付け部と駆動軸の出力軸穴との間に発生するフレッチング摩耗等を防止する為のグリースを保持するため、請求項５に記載の発明においては、前記撹拌軸はころがり軸受支承端から上部に突出する軸部と該軸部より小径の軸端取り付け部を有し、前記軸端取り付け部が挿入されかつ回転力を伝達可能な出力軸穴を有する出力軸を有しており、前記出力軸は駆動装置からの駆動力が伝達するようにされ、前記軸端取り付け部との段部と、前記出力軸の端部との間に前記出力軸穴を密封する密封部材が挟持されているようにした。即ち、出力軸の端面と密封部材と軸端部とは共回りし、互いに摺接することなくグリース等の落下を防ぐことができる。密封部材はＯリング、Ｘリング、角リング等、材質がゴム等の弾性体が好ましい。また、出力軸が中空軸である前述したギヤードモータ等の使用に適する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態について、図面に基づいて説明する。各図面において、図１は本発明の実施の形態を示す屎尿攪拌装置の縦断面図、図２は図１に示す撹拌軸の支承部の部分拡大説明図である。図１において、屎尿撹拌装置１は、屎尿が貯留される屎尿タンク３と、屎尿タンクの真下に屎尿加熱用ヒータ（加熱手段）４が設けられ、屎尿タンク３のタンク底部に近接して回転する羽根２ａを有する撹拌軸２を回転することにより、屎尿タンク内の屎尿を炭化粉体化するようにされている。屎尿タンク３には上蓋３ａが設けられている。撹拌軸２を支承するころがり軸受７は下部に２個のオイルシール１２が取り付けられたハウジング１１と上部に駆動装置であるモータ９が載置された軸箱５からなる回転支承部１０の軸受穴１１ａ，５ａに設けられており、回転支承部の下部がボルト１４ａで上蓋３ａに固定されている。特に、回転支承部１０のころがり軸受７は屎尿タンクより上に位置するようにされている。
【００１５】
撹拌軸２は下端の攪拌羽根２ａ、撹拌羽根とボルト１６で連結された主軸２ｂ、オイルシール１２と摺接する摺接部２ｃ、軸受７の内輪に嵌合する嵌合部２ｄ、軸端部２ｅが順次上方に向かって設けられている。撹拌軸２の軸端には図示しないキーが設けられており、継ぎ手８により、軸箱５の上部にボルト１４ｂで固定されたモータ９の出力軸９ａと連結され、回転可能にされている。図２に示すように、上下ころがり軸受７の外輪７ａはハウジング１１の上部及び軸箱５の中間部に設けられた軸受穴１１ａ，５ａにそれぞれ段部１１ｅ，５ｂに当接するように配置され、一方、内輪７ｂの間には内輪間座６が設けられ、上部ころがり軸受の内輪の上側（内輪間座とは反対側）７ｃに主軸２の嵌合部２ｄの外周溝２ｆに取り付けられた止め輪１５、下側の軸受７の内輪の下側７ｄに撹拌軸２の摺接部２ｃの上部２ｇが当接するようにされており、撹拌軸を軸方向に移動しないようにされている。
【００１６】
回転支承部１０の軸箱５とハウジング１１はボルト１４ｃにより固定され、ハウジングは一体物で形成されている。ハウジング１１は、下方に向かって、ころがり軸受の外輪が嵌合する軸受穴１１ａ、オイルシール取付穴１１ｂ、軸穴１１ｃが例えば同心加工され、従来のパッキン押さえに代えて軸穴１１ｃが明けられた底部１１ｄが設けられている。リップ部１２ａを有し、かつ、外周部の高圧側端部１２ｂとリップ部１２ａとの間に隙間１２ｃを有したオイルシール１２は屎尿タンク３側からアンモニアガスや炭化粉体がころがり軸受７側へ漏れが生じない向き（隙間側が下になる向き）にオイルシール取付穴１１ｂに取り付けられ、軸穴１１ｃと撹拌軸の摺接部２ｃとは微少隙間にされラビリンスシールを形成した密封機構を備えている。なお、軸穴１１ｃと摺接部２ｃとは円筒面でよいが、一方又は他方に適宜にラビリンス溝を設けたラビリンスシールでもよいことはいうまでもない。
【００１７】
かかる構成によれば、屎尿タンク３内で発生した高温のアンモニアガスや炭化粉体はラビリンスシール１１ｃ、２ｃ及びダブルに配置されたオイルシール１２によりせき止められ、また、ころがり軸受７の位置がタンク上蓋３ａより上部に配置されているので熱の影響も少ない。従って、ころがり軸受７の外内輪や玉の材質をセラミックス等の高価なものにする必要はなくなる。またすべり軸受方式での攪拌羽根の回転円滑度不良もなくなる。また、オイルシール用ハウジング１１はパッキン押え相当部と一体物構造なので、部品加工、管理及び組立て工数が削減できて製造コスはト低減される。
【００１８】
なお、ハウジング１１を一体物としたので、オイルシール１２の取り外しは困難になるが、次のような治具を用いることで可能である。即ち、図３は本発明の実施の形態を示す密封部材であるオイルシール１２をハウジング１１から取り外す方法を示す説明図である。図３に示すように、ハウジング１１をタンク上蓋３ａ、軸箱５から取り外し、ころがり軸受７を外し、ハウジングの軸受穴１１ａ側を下にする。例えば、軸穴１１ｃより外径１９ａの小さな後ろ押し板１９には２個の雌ねじ１９ｂが設けられ、２枚の羽１８がボルト２０で螺着可能にされている。羽１８は回転させることにより、その先端１８ａを後ろ押し板１９の外径１９ａより外部に張出又は、全体が外径１９ａより内側に配設できるようにされている。かかる後ろ押し板１９を羽１８を内側にした形で軸穴に挿通させ、オイルシール１２の図でみて上側１２ｂ（底部１１ｄの内側でもある）との隙間１２ｃに羽を回転挿入させボルト２０で固定し、矢印のように力を後ろ押し板１９にかけてオイルシール１２を取り外すことができ、本発明のシール機構でも屎尿攪拌装置のメンテナンスについては問題のないことが確認できる。なお、羽１８と後ろ押し板１９を別々にして、先に後ろ押し板をセットし、後から羽を挿入してもよい。
【００１９】
次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。図４は本発明の密封機構の他の実施の形態を示す部分拡大断面図である。前述した第一の実施の形態では、パッキンとしてオイルシール１２を２つ用いたが、第二の実施の形態においては、オイルシール１２の内、屎尿タンク３に近い側をダストシール１７としたものである。ダストシール１７はオイルシール１２と同様にリップ部１７ａ、外径端部１７ｂ、リップ部と外径端部との隙間１７ｃを有する。かかる構成によれば炭化粉体化した屎尿が回転支承部内側に侵入するのをより強く防ぐことができ、シール機構の信頼性を高めることができる。
【００２０】
次に、本発明の第三の実施の形態について説明する。図５は本発明の第三の実施の形態を示す屎尿攪拌装置の縦断面図、図６は図５に示す撹拌軸２の上部の軸端取り付け部２ｅと出力軸の出力軸穴の部分拡大説明図である。なお、第一の実施の形態で説明したと同様な部分については同符号を付し説明を省略する。図５に示すように第一の実施の形態においては、軸箱５上にモータ９を配設し、継ぎ手８を介して出力軸を撹拌軸とを接続したのに対し、第三の実施の形態においては、軸箱５の上にモータ軸と直角方向に出力軸を有するギヤードモータ９′を載置し、直接出力軸穴９ｂを有する中空の出力軸９ａに撹拌軸２の軸端、即ち軸端取り付け部２ｅを挿入しキー２２により駆動力を伝達するようにした点である。このものは、さらに、図６に示すように、軸端取り付け部２ｅの段部２ｈと、出力軸９ａの端部９ｃとの間に例えばＯリング等のパッキン（密封部材）２３が挟持されており、グリース等が下方に漏れないようにされている。なお、本実施の形態では中空の出力軸について説明したが、止まり穴の出力軸穴の場合にも適用できる。また、第一の実施例のようにモータ９を垂直にした場合にも、継ぎ手８に代えて出力軸９ａに出力軸穴９ｂを明けることにより適用できることはいうまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明においては、屎尿攪拌装置回転支承部の軸受を屎尿タンクより上に位置させたので、特殊仕様のころがり軸受を使用する必要がなくなり、製造コストを低減できる。またすべり軸受使用の場合のような攪拌羽根の回転円滑度不良もなくなり、装置全体の信頼性が高まるものとなった。また、請求項２に記載の発明においては、オイルシール２個使用のため、パッキン１個使用の場合より密封性能は向上する。
【００２２】
さらに、請求項３に記載の発明においては、オイルシールを取り付けるハウジングを一体物としたので、従来のオイルシール用ハウジングとパッキン押えを組み合わせて一体化したものに対し、部品加工、管理、組立費が低減できるという効果を奏する。また、請求項４に記載の発明においては、ダストシールとオイルシールとを組みあわせたので、炭化粉体化した屎尿に対するより強い密封性能を有するものとなった。従って、軸受、パッキンの寿命が長く、攪拌羽根の回転円滑度が良好で、製造コストの低い屎尿攪拌装置を提供するものとなった
【００２３】
さらに、また、請求項５に記載の発明においては、攪拌軸の軸端取り付け部の肩とモータ出力軸下側端部との間に密封部材を介在させたので、攪拌軸の軸端取り付け部のモータ出力軸挿入部に塗布されたフレッチング防止用潤滑剤が流れ落るのを防ぐことができ、中空軸あるいは止まり穴軸と撹拌軸との嵌合部でのフレッチング摩耗を防ぎ、攪拌羽根が円滑に回転する状態を長時間持続することができるものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態を示す屎尿攪拌装置の縦断面図である。
【図２】図１に示す撹拌軸の支承部の部分拡大説明図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す密封部材であるオイルシールをハウジングから取り外す方法を示す説明図である。
【図４】本発明の密封機構の他の実施の形態を示す部分拡大断面図である。
【図５】本発明の第三の実施の形態を示す屎尿攪拌装置の縦断面図である。
【図６】図５に示す撹拌軸２の上部の軸端取り付け部と出力軸の出力軸穴の部分拡大説明図である。
【図７】従来のプーリー駆動による屎尿撹拌装置の縦断面図である。
【図８】従来のギヤードモータ駆動による屎尿撹拌装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 屎尿撹拌装置
２ 撹拌軸
２ｃ オイルシール取付穴を貫通する軸部
２ｄ 上部に突出する軸部
２ｅ 軸端取り付け部
２ｈ 軸端取り付け部の段部
３ 屎尿タンク
３ａ 屎尿タンク上蓋
４ 加熱手段（屎尿加熱用ヒータ）
７ ころがり軸受
９、９′ 駆動装置（モータ、ギヤードモータ）
９ａ 出力軸
９ｂ 出力軸穴
９ｃ 出力軸端部
１１ ハウジング
１１ａ 軸受穴
１１ｂ オイルシール取付穴
１１ｃ 軸穴
１２ オイルシール
１７ ダストシール
２３ 密封部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a human waste stirring device of a human waste processing device, and more particularly to a bearing and a seal structure for supporting a stirring shaft.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a human waste processing apparatus that stores human waste in a tank, stirs the human waste in the tank, heats the waste using a heating means such as a heater or a flame, evaporates and dries the human waste in the tank, and further converts the waste into carbonized powder. It is known (for example, refer to Patent Documents 1 and 2). By the way, in the one described in Patent Document 1, as shown in FIG. 7, a rolling bearing 37 supports an intermediate shaft 32 which is connected to a stirring shaft for stirring the inside of the human waste tank 3 so as to be integrated with the stirring shaft. Thus, the stirring shaft is supported. The bearing portion 38 has two rolling bearings 37 and a packing 42 disposed vertically, and is held and fixed by a packing bolt 35 with the upper and lower packing holders 31. The upper and lower inner ring ends of the rolling bearing 37 are in contact with the lower step portion 32a of the intermediate shaft 32 and the lower end of the sleeve 34 fixed to the upper intermediate shaft, and the outer ring of the rolling bearing is provided above and below the hole 51. The intermediate shaft 32 is rotatably supported by the rotation supporting portion 40 so as not to move in the axial direction. Further, it is driven by pulley drive by the pulley 41. The lower part 40 a of the support part 40 of the human waste agitator 30 that supports the stirring shaft 32 that agitates the inside of the tank of the human waste processing apparatus has entered the human waste tank 33 considerably deeply. Therefore, in particular, the lower rolling bearing 37 of the rotary bearing portion 40 is exposed to an atmosphere such as a high-temperature ammonia gas generated by heating and stirring of human waste, and has a problem that corrosion progresses rapidly.
[0003]
Therefore, as a countermeasure against corrosion of high-temperature gas or the like, the material of the outer and inner rings and balls of the rolling bearing may be made of ceramics, but there is a problem that it is very expensive. On the other hand, as shown in FIG. 8, Patent Document 2 describes that the bearing 57 of the rotary bearing 60 of the human waste agitator 50 is changed from a rolling bearing system to a sliding bearing system. Further, the upper portion of the stirring shaft 52 is inserted into the hollow shaft 9a by using the geared motor 9 instead of the pulley drive, and is keyed by the key 22 to reduce the load on the bearing 57. Further, although not always clear, the fixing member 53 is bolted to the upper end 57a of the stirring shaft 57 with a bolt 54, and the upper end 52b of the large diameter 52a of the stirring shaft is brought into contact with the lower end 9b of the hollow shaft 9a to fix the shaft axially. It is carried out. A packing 55 and a packing retainer 56 are provided below the sliding bearing 57 as in Patent Document 1, and a packing 58 is fitted into the upper part.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-15534 (paragraphs [0010], [0011], [0073]-[0083], FIGS. 7 to 12)
[Patent Document 2]
JP-A-2000-126754 (paragraphs [0010], [0011], [0055]-[0066], FIGS. 5 and 6)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the device described in Patent Document 2, since the sliding bearing 57 is used, the radial movement of the agitating shaft 52 is large, and an excessive torque acts to stop the apparatus, or the bearing is partially worn. This has caused problems such as the stirring blades not rotating smoothly or a load on a bearing (not shown) on the geared motor 9 side. Similarly, since the packing 55 is not concentric with the stirring shaft 52 (or the intermediate shaft), there is a problem that the gap is large, the deformation of the sliding surface of the packing is large, the sealing property is poor, and the life is shortened. . It should be noted that although Patent Document 1 (FIG. 7) is smaller than that of Patent Document 2 (FIG. 8), it is necessary to secure a gap, and there is a similar problem. Further, as in the case of Patent Literature 1, the sealing mechanism has a structure in which it is fixed by the packing pressers 31 and 56, so that parts processing, management, and assembling man-hours are required. As a result, there is a problem that the manufacturing cost is increased. Was. Further, in the case of Patent Document 2, the stirring shaft 52 is further inserted into the motor output shaft (hollow shaft) 9a, but the lubricant for lubricating the contact surface between the two flows down over time, and as a result, There has been a problem in that fretting wear occurs on the contact surface between the two, and the stirring blade does not rotate smoothly, or a large amount of grease is required.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a human sewage stirring apparatus which has a long life of a bearing and a packing, has good rotation smoothness of a stirring blade, and has a low manufacturing cost in view of the above-mentioned problems. Another object is to prevent fretting wear at the fitting portion between the hollow shaft and the stirring shaft.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1, a tank for storing human waste, a stirring shaft attached to the tank for stirring the human waste in the tank, and heating the human waste in the tank are heated. And a heating means for evaporating or drying the human waste in the tank, wherein a rolling bearing for supporting the stirring shaft is provided at the upper part of the tank. This has solved the above problem.
[0008]
That is, by locating the rolling bearing of the rotary bearing of the night mixing device on the night tank, the heat from the night tank contacts the air above the tank, the rolling bearing is air-cooled, and the heat transmitted to the rolling bearing is reduced. Is very small and does not require special materials such as ceramics, and can use standard materials as well as standard rolling bearings. In addition, the use of rolling bearings does not increase the radial movement and gaps unlike sliding bearings, so the equipment stops or the stirring blades do not rotate smoothly due to partial wear, or the geared motor side There is no problem such as burden on the bearing. Furthermore, the deformation of the sliding surface of the packing is small, the sealing property is good, and the life is long.
[0009]
The packing used may be a burr seal, an oil seal, an O-ring, etc., but it is strong in cost, handling and deformation, and in terms of simplicity of the mounting structure, the sliding contact with the shaft to be hermetically inserted is lip-shaped, and It is desirable to use an elastic oil seal such as a rubber material having a gap between the high pressure side end portion of the outer peripheral portion and the lip portion. Therefore, in the invention according to claim 2, a sealing mechanism is provided at a lower part of the rolling bearing, and the sealing mechanism is provided with two oil seals in a direction in which no leakage occurs from the tank side to the rolling bearing side. I made it.
[0010]
In order to use such an oil seal more effectively, in the invention according to claim 3, the sealing mechanism is provided at a lower portion of the rolling bearing, in a bearing hole in which at least one rolling bearing of the rolling bearing fits. And an oil seal mounting hole in which the oil seal is provided, and a shaft hole provided at the lowermost end are formed from a housing formed of an integral body, and the shaft hole passes through the oil seal mounting hole. A small gap was formed between the shaft and the shaft.
[0011]
That is, by using an oil seal, the seal is easily deformed and easily removed, so that a bearing hole in which a rolling bearing is fitted, an oil seal mounting hole in which an oil seal is provided, and The housing having the provided shaft hole can be formed integrally. Therefore, the packing retainer and the housing (part or all of the support portion of the stirring shaft) to which the oil seal is attached are integrated. Therefore, by performing concentric processing on the bearing hole, the oil seal mounting hole, and the shaft hole, high precision concentricity can be obtained, the gap between the stirring shaft and the shaft hole can be reduced, and the labyrinth seal can be further reduced. A function can be provided to prevent foreign matter such as carbonized powder from entering the oil seal side.
[0012]
Furthermore, in the invention described in claim 4, the lower side of the two oil seals is a dust seal. That is, instead of using two oil seals, an oil seal and a dust seal are combined, and the human waste tank side is used as a dust seal to prevent carbonized powder generated in the tank from entering the oil seal side. It is more effective if used in combination with the above-mentioned labyrinth seal.
[0013]
When the connection between the stirring shaft and the drive shaft for driving the stirring shaft is key-connected or spline-connected to the output shaft hole having a key groove, a spline groove, or the like, the shaft end mounting portion of the stirring shaft and the output shaft hole of the drive shaft. In order to retain grease for preventing fretting wear and the like occurring between the shaft and the shaft, in the invention according to claim 5, the agitating shaft includes a shaft protruding upward from a rolling bearing support end and a shaft protruding from the shaft. An output shaft having a small-diameter shaft end mounting portion, and having an output shaft hole into which the shaft end mounting portion is inserted and capable of transmitting rotational force, wherein the output shaft transmits a driving force from a driving device. A sealing member for sealing the output shaft hole is sandwiched between a stepped portion with the shaft end attachment portion and an end of the output shaft. That is, the end face of the output shaft, the sealing member, and the shaft end rotate together, and the grease or the like can be prevented from falling without sliding on each other. The sealing member is preferably made of an elastic material such as rubber, such as an O-ring, X-ring, or square ring. Further, it is suitable for use of the above-described geared motor or the like in which the output shaft is a hollow shaft.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a human waste stirring apparatus showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged explanatory view of a support portion of a stirring shaft shown in FIG. In FIG. 1, the human waste stirring device 1 is provided with a human waste tank 3 for storing human waste and a human waste heating heater (heating means) 4 directly below the human waste tank, and rotates near the bottom of the human waste tank 3. By rotating the stirring shaft 2 having the blades 2a, the human waste in the human waste tank is turned into carbonized powder. The human waste tank 3 is provided with an upper lid 3a. The rolling bearing 7 for supporting the stirring shaft 2 has a bearing hole of a rotary bearing 10 composed of a housing 11 on which two oil seals 12 are mounted on a lower part and a shaft box 5 on which a motor 9 as a driving device is mounted on an upper part. 11a and 5a, and the lower part of the rotary bearing is fixed to the upper lid 3a with bolts 14a. In particular, the rolling bearing 7 of the rotary bearing 10 is arranged above the human waste tank.
[0015]
The stirring shaft 2 includes a stirring blade 2a at the lower end, a main shaft 2b connected to the stirring blade by bolts 16, a sliding contact portion 2c that slides on the oil seal 12, a fitting portion 2d fitted to the inner ring of the bearing 7, and a shaft end 2e. Are sequentially provided upward. A key (not shown) is provided at the shaft end of the stirring shaft 2, and is connected to an output shaft 9 a of a motor 9 fixed to a top portion of the shaft box 5 with a bolt 14 b by a joint 8 so as to be rotatable. As shown in FIG. 2, the outer race 7a of the vertical rolling bearing 7 is disposed in bearing holes 11a, 5a provided in the upper part of the housing 11 and in the middle part of the axle box 5 so as to abut on the stepped parts 11e, 5b, respectively. On the other hand, an inner race spacer 6 is provided between the inner races 7b, and a stopper attached to the outer peripheral groove 2f of the fitting portion 2d of the main shaft 2 on the upper side (opposite to the inner race spacer) 7c of the inner race of the upper rolling bearing. The upper portion 2g of the sliding portion 2c of the stirring shaft 2 is in contact with the wheel 15 and the lower side 7d of the inner ring of the lower bearing 7, so that the stirring shaft is not moved in the axial direction.
[0016]
The axle box 5 of the rotary bearing 10 and the housing 11 are fixed by bolts 14c, and the housing is formed as one body. In the housing 11, for example, a bearing hole 11a, an oil seal mounting hole 11b, and a shaft hole 11c into which the outer ring of the rolling bearing is fitted are concentrically machined downward, and a shaft hole 11c is formed instead of the conventional packing retainer. A bottom 11d is provided. The oil seal 12 having the lip portion 12a and having a gap 12c between the high-pressure side end portion 12b of the outer peripheral portion and the lip portion 12a is provided with the ammonia gas or carbonized powder from the human waste tank 3 side and the rolling bearing 7 side. A seal mechanism is provided in the oil seal mounting hole 11b in a direction in which no leakage occurs (a direction in which the gap side is downward), and a small gap is formed between the shaft hole 11c and the sliding contact portion 2c of the stirring shaft to form a labyrinth seal. ing. Although the shaft hole 11c and the sliding contact portion 2c may be cylindrical surfaces, it goes without saying that a labyrinth seal in which a labyrinth groove is appropriately provided in one or the other may be used.
[0017]
According to this configuration, the high-temperature ammonia gas and the carbonized powder generated in the human waste tank 3 are dammed by the labyrinth seals 11c and 2c and the oil seal 12 arranged in a double manner, and the position of the rolling bearing 7 is changed to the tank lid. Since it is arranged above 3a, the influence of heat is small. Therefore, it is not necessary to use expensive materials such as ceramics for the outer and inner rings and balls of the rolling bearing 7. In addition, poor rotation smoothness of the stirring blade in the sliding bearing system is also eliminated. In addition, since the oil seal housing 11 has an integral structure with a portion corresponding to the packing presser, the number of parts processing, management, and assembling steps can be reduced, and manufacturing costs can be reduced.
[0018]
In addition, since the housing 11 is formed as an integral body, it is difficult to remove the oil seal 12, but it is possible to use the following jig. That is, FIG. 3 is an explanatory view showing a method of removing the oil seal 12 as the sealing member from the housing 11 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the housing 11 is removed from the tank upper lid 3a and the axle box 5, the rolling bearing 7 is removed, and the bearing hole 11a side of the housing is turned down. For example, two female screws 19b are provided on the rear push plate 19 having an outer diameter 19a smaller than the shaft hole 11c, and two blades 18 can be screwed with bolts 20. By rotating the wing 18, the tip 18 a can be extended outward from the outer diameter 19 a of the rear push plate 19, or the whole can be disposed inside the outer diameter 19 a. The rear push plate 19 is inserted through the shaft hole with the wing 18 inside, and the wing is rotationally inserted into a gap 12 c between the oil seal 12 and the upper side 12 b (also inside the bottom 11 d) as shown in the drawing of the oil seal 12, and the bolt 20 is used. After fixing, the oil seal 12 can be removed by applying a force to the rear push plate 19 as shown by the arrow, and it can be confirmed that the seal mechanism of the present invention has no problem with respect to the maintenance of the human waste stirring device. In addition, the wing 18 and the back push plate 19 may be separated, the back push plate may be set first, and the wing may be inserted later.
[0019]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a partially enlarged sectional view showing another embodiment of the sealing mechanism of the present invention. In the first embodiment described above, two oil seals 12 are used as packing, but in the second embodiment, the dust seal 17 is formed on the side of the oil seal 12 near the human waste tank 3. is there. Like the oil seal 12, the dust seal 17 has a lip 17a, an outer diameter end 17b, and a gap 17c between the lip and the outer diameter end. According to such a configuration, it is possible to more strongly prevent the excrement of carbonized powder into the inside of the rotary bearing portion, and it is possible to enhance the reliability of the sealing mechanism.
[0020]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a human waste stirring apparatus showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a partially enlarged view of a shaft end mounting portion 2e at an upper portion of the stirring shaft 2 and an output shaft hole of an output shaft shown in FIG. FIG. The same parts as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. As shown in FIG. 5, in the first embodiment, a motor 9 is provided on the axle box 5, and the output shaft is connected to the stirring shaft via the joint 8. In the embodiment, a geared motor 9 ′ having an output shaft in a direction perpendicular to the motor shaft is mounted on the shaft box 5, and the shaft end of the stirring shaft 2, that is, the hollow output shaft 9 a having the output shaft hole 9 b is directly provided. The point is that the shaft end mounting portion 2e is inserted and the driving force is transmitted by the key 22. As shown in FIG. 6, a packing (sealing member) 23 such as an O-ring is further sandwiched between the stepped portion 2h of the shaft end mounting portion 2e and the end 9c of the output shaft 9a, as shown in FIG. So that grease and the like do not leak downward. In this embodiment, a hollow output shaft has been described. However, the present invention can also be applied to a blind output shaft hole. Further, it is needless to say that the present invention can be applied to the case where the motor 9 is made vertical as in the first embodiment, by forming an output shaft hole 9b in the output shaft 9a instead of the joint 8.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, the bearing of the rotation support portion of the excrement stirring device is located above the excrement tank, so that it is not necessary to use a specially-designed rolling bearing, and the manufacturing cost is reduced. Can be reduced. Further, the rotation smoothness of the agitating blade as in the case of using a sliding bearing was not deteriorated, and the reliability of the entire apparatus was improved. According to the second aspect of the present invention, since two oil seals are used, the sealing performance is improved as compared with the case where one packing is used.
[0022]
According to the third aspect of the present invention, since the housing to which the oil seal is attached is integrated, the cost for processing, managing, and assembling parts is reduced as compared with the case where the conventional oil seal housing and packing presser are combined and integrated. The effect is that it can reduce. Further, in the invention according to the fourth aspect, the dust seal and the oil seal are combined, so that it has stronger sealing performance against carbonized powdered human waste. Therefore, the present invention provides a human waste agitating device having a long life of the bearing and the packing, good rotational smoothness of the stirring blade, and low production cost.
Furthermore, in the invention according to claim 5, since the sealing member is interposed between the shoulder of the shaft end mounting portion of the stirring shaft and the lower end of the motor output shaft, the shaft end mounting portion of the stirring shaft is provided. This prevents the fretting prevention lubricant applied to the motor output shaft insertion part from flowing down, prevents fretting wear at the fitting part between the hollow shaft or blind hole shaft and the stirring shaft, and reduces the stirring blade. The smooth rotation state can be maintained for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a human waste agitating apparatus showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged explanatory view of a support portion of the stirring shaft shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a method of removing an oil seal, which is a sealing member, from a housing according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing another embodiment of the sealing mechanism of the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a human waste agitating apparatus showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a partially enlarged explanatory view of a shaft end mounting portion on an upper portion of the stirring shaft 2 and an output shaft hole of an output shaft shown in FIG.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a conventional pulley driven sewage mixing apparatus.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a conventional human sewage stirring apparatus driven by a geared motor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Human waste stirring apparatus 2 Stirring shaft 2c Shaft part 2d penetrating an oil seal mounting hole Shaft part 2e Protruding to the upper part Shaft end mounting part 2h Step part of shaft end mounting part 3 Human waste tank 3a Human waste tank upper lid 4 Heating means (human waste heating) Heater)
7 Rolling bearings 9, 9 'Driving device (motor, geared motor)
9a Output shaft 9b Output shaft hole 9c Output shaft end 11 Housing 11a Bearing hole 11b Oil seal mounting hole 11c Shaft hole 12 Oil seal 17 Dust seal 23 Sealing member
