JP6823543B2 - グランドパッキン挿入治具 - Google Patents

Description

本発明は、グランドパッキン挿入治具に関する。

下水用ポンプ設備等において、軸封部品として、グランドパッキンが用いられている。一般的に、グランドパッキンは、回転軸の外面に巻回されて使用される。回転軸の一部を囲んで設けられた軸封部の空間（スタフィングボックス）に、巻回状態のグランドパッキンが軸方向に挿入される。さらに、パッキン押え部材によってグランドパッキンが軸方向に詰め込まれる。回転軸の外面及びボックスの内面に発生した接触面圧等によって、軸の回転を許容した状態で、流体が機器の外部に流出するのが防止される。

グランドパッキンの挿入治具として、従来より、図７に示すようなものが用いられている。図７において、治具５００は、長軸を有する治具本体５１０と、治具本体の一端に設けられた把持部５２０と、治具本体の他端に設けられた押圧部５３０と、を備える。

グランドパッキンの交換などにおいて、グランドパッキンの挿入作業が発生する。グランドパッキンの挿入作業に際しては、異なる大きさの複数の治具５００のうち、適切な大きさの治具が選択される。使用者によって治具５００の把持部５２０が把持される。治具５００の先端の押圧部５３０がグランドパッキンに当接される。治具５００の先端（押圧部５３０）がグランドパッキンに当接された状態で、使用者からの力が把持部５２０等を介して治具本体５１０の軸方向に入力され、治具５００の押圧部５３０によってグランドパッキンの端面が押圧される。この押圧により、回転軸の外面に巻回されたグランドパッキンが軸方向に摺動され、軸封部の空間にグランドパッキンが挿入される。

グランドパッキンの挿入作業は、２つのユニットの間（軸封側ユニットと出力／入力側ユニットとの間）に設けられた比較的狭い空間で行われる場合が多い。こうした場合、グランドパッキン挿入治具５００の姿勢が制限され、回転軸に対して治具５００が斜めに配置される。その結果、治具５００からの力がグランドパッキンに対して斜めに作用する。また、回転軸の周囲にはいくつかの部品が配置されていることから、それらの部品と治具５００との間で干渉が生じやすい。その結果、治具５００の先端位置（押圧部５３０を配置可能な位置）についても制限を受け、グランドパッキンの端面の一部にしか治具５００を当接できない。

こうしたことから、従来の治具５００を用いた挿入作業においては、回転軸に巻回されたグランドパッキンが軸方向に摺動され難く、多大な労力や作業時間が必要とされていた。さらに、治具５００の先端の位置決めが難しい上に、グランドパッキンに対して斜めに治具５００が押圧され、グランドパッキンの巻回状態が崩れたり、グランドパッキンの繊維がほどけるなどの不具合が発生しやすかった。

本発明の態様は、グランドパッキンの挿入にかかる労力が軽減されるグランドパッキン挿入治具を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、グランドパッキンが装着される回転軸とは別の所定部材にセットされる支持部材と、前記支持部材に取り外し自在に支持されるレバーシャフトと、前記回転軸に装着可能である、少なくとも部分的な筒形状を有する中間部材と、を備え、前記中間部材は、前記レバーシャフトに当接される被押圧部と、前記グランドパッキンの端面に当接される押圧部とを有し、前記レバーシャフトの傾きが変化可能な状態で、前記支持部材に前記レバーシャフトがセットされる、グランドパッキン挿入治具が提供される。

本発明の態様において、少なくとも部分的な筒形状を有する中間部材が回転軸に装着され、支持部材に支持されたレバーシャフトの傾きが変化することにより、中間部材を介してグランドパッキンが軸方向に押圧される。すなわち、レバーシャフトに入力される力が中間部材を介して回転軸の軸方向に平行な方向の力に変換され、押圧力としてグランドパッキンに作用する。さらに、てこの原理により、少ない力で、大きな押圧力がグランドパッキンに作用する。したがって、本発明の態様によれば、狭い作業空間であっても、比較的簡単にグランドパッキンの挿入作業を実施することができる。

グランドパッキン挿入治具の一例を示す概略図である。 中間部材を示す図である。 支持部材を示す図である。 グランドパッキンの挿入作業の様子を示す模式図である。 グランドパッキンの挿入作業の様子を示す模式図である。 グランドパッキン挿入治具の他の例を示す概略図である。 従来のグランドパッキン挿入治具を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、グランドパッキン挿入治具１０の一例を示す概略図である。図１に示すように、グランドパッキン挿入治具１０は、中間部材（パッキン挿入用リング）２０と、レバーシャフト（てこ棒）３０と、支持部材（支点金具）４０と、を備える。

図２に示すように、中間部材２０は、グランドパッキンが配される回転軸に装着可能となるように、少なくとも部分的な筒形状を有する。中間部材２０は、本体２１と、本体２１の軸方向の一端側に設けられる被押圧部２２、２３と、本体２１の軸方向の他端側に設けられる押圧部２４とを有する。本体２１は、開口部を介して回転軸に装着可能となるように設計されている。被押圧部２２、２３は、グランドパッキンの挿入作業において、レバーシャフト３０の外面に当接される。押圧部２４は、グランドパッキンの挿入作業において、グランドパッキンの端面に当接される。

一例において、本体２１は、可撓性を有する樹脂製からなり、筒状部材の一部を切り取った形状（例えば、Ｃ断面形状）を有する。本例において、本体２１の内面に、径方向内方に突出する複数の突起２５が設けられている。回転軸に中間部材２０が装着された際に、回転軸の外面に複数の突起２５が当接される。突起２５により、グランドパッキンの挿入作業における中間部材２０と回転軸との間の接触面積が軽減され、摩擦抵抗が抑制される。他の例において、本体２１は、少なくとも部分的に、樹脂以外の材料から形成することができる。

一例において、被押圧部２２、２３は、径方向（軸方向と直交する方向）に互いに離間して配される第１面２６と第２面２７とをそれぞれ有する。本例において、本体２１の端面における周方向の一方の端部（本体２１のＣ状端面の一方の端部）に、第１面２６を有する板状部材（被押圧部２２）が配設されている。また、他方の端部（本体２１のＣ状端面の他方の端部）に、第２面２７を有する板状部材（被押圧部２３）が配設されている。必要に応じて、板状部材（被押圧部２２、２３）を補強するための補強部材２２Ａ、２３Ａを設けることができる。回転軸に中間部材２０が装着された際に、第１面２６と第２面２７との間に回転軸が配され、これにより、中間部材２０を介した押圧力が軸方向に平行にグランドパッキンに作用するようになっている。また、本例において、第１面２６及び第２面２７は、レバーシャフト３０の外面に応じた湾曲形状を有する。すなわち、被押圧部２２、２３は、レバーシャフト３０の外面の形状に対応して設けられた湾曲面（第１面２６、第２面２７）を有する。一例において、第１面２６及び第２面２７はそれぞれ、レバーシャフト３０の外面の曲率半径に比べて同程度又は大きい曲率半径を有することができる。被押圧部２２、２３が湾曲形状を有することにより、円周状の外面を有するレバーシャフト３０を中間部材２０に押し当てた際の、レバーシャフト３０の位置ずれが抑制される。

一例において、押圧部２４は、本体２１の軸方向の一方の端面２４Ａを含む。端面２４Ａは、平坦な形状を有することができる。代替的に、端面２４Ａは、非平坦な形状を有することができる。また、端面２４Ａは、本体２１の軸方向に直交するように形成することができる。代替的に、端面２４Ａは、本体２１の軸方向に直交する面から傾いた面を有することができる。

図１に戻り、レバーシャフト３０は、シャフト本体３１と、把持部３２と、接続部３３とを有する。

シャフト本体３１は、十分な長さの長軸を有する。シャフト本体３１の長さは、例えば、使用予定の回転軸のサイズや作業スペースの大きさに応じて設定される。一例において、シャフト本体３１は、金属製のパイプ部材からなる。他の例において、シャフト本体３１は、少なくとも一部が中実の棒状部材から形成できる。シャフト本体３１の断面（外周面の輪郭）は、円形を有することができる。他の例において、シャフト本体３１の断面（外周面の輪郭）は、円形以外の形状を有することができる。一例において、シャフト本体３１は、長軸に沿って概ね一定の径（外径、直径）を有することができる。他の例において、シャフト本体３１は、長軸に沿って径が変化する形状を有することができる。例えば、シャフト本体３１は、互いに径が異なる複数の部分を有することができる。一例において、シャフト本体３１の長軸は、全体にわたり直線状に設定される。他の例において、シャフト本体３１の長軸は、少なくとも一部を非直線状に設定できる。

把持部３２は、シャフト本体３１の一端側に設けられる。一例において、把持部３２において、使用者が把持しやすいように、グリップ部材がシャフト本体３１に配設される。代替的及び／又は追加的に、使用者が把持しやすいように、把持部３２として、シャフト本体３１の表面を加工することができる。

接続部３３は、シャフト本体３１の他端側に設けられ、支持部材４０に接続される形状を有する。一例において、接続部３３は、支持部材４０の一部が挿入される穴形状を有する。他の例において、接続部３３は、支持部材４０に設けられた穴に挿入される形状を有することができる。追加的に、接続部３３は、支持部材４０との係合状態を保つための係合機構やネジ機構を有することができる。

なお、本例において、レバーシャフト３０は、互いに離間した状態で支持部材４０にセットされる第１シャフト３０Ａと第２シャフト３０Ｂとを有し、支持部材４０にレバーシャフト３０が支持された際に、第１シャフト３０Ａと第２シャフト３０Ｂとの間に回転軸が配されるようになっている。回転軸の両側で中間部材２０を同時に押圧することで、中間部材２０が傾きが抑制され、中間部材２０からの力が軸方向に沿って好ましくグランドパッキンに伝達される。他の例において、レバーシャフト３０は、１つのシャフトのみを有するようにできる。

支持部材４０は、支持部本体４１と、支持部本体４１に設けられ、所定部材に挿入される挿入部４２と、支持部本体４１に設けられ、レバーシャフト３０を支持する支持部４３とを有する。

図３に示すように、一例において、支持部本体４１は、板状部材の折り曲げ構造及び／又は溶接構造を有することができる。支持部本体４１は、支持部材４０が回転軸とは異なる別の所定部材にセットされた際に、その所定部材に当接される当接面４１Ａを有する。当接面４１Ａは、セットされる所定部材の形状に応じて設定された形状（例えば湾曲形状）を有することができる。また、支持部本体４１は、支持部４０にレバーシャフト３０がセットされた際に、レバーシャフト３０に当接される当接面４１Ｂを有する。当接面４１Ｂは、レバーシャフト３０の端面の形状に応じて設定された形状（例えば平面形状、段差形状）を有することができる。

挿入部４２は、支持部本体４１の当接面４１Ａの側に設けられる。一例において、挿入部４２は、当接面４１Ａから突出した１つの突出形状を有することができる。他の例において、挿入部４２は、複数の突出形状を有することができる。挿入部４２は、所定部材に設けられた穴部に応じた形状を有することができる。挿入部４２の断面形状は、回転対称形状でもよく、回転非対称形状でもよい。グランドパッキンの挿入作業において、支持部４１の動きに伴ってレバーシャフト３０の倒れが許容されるように、所定部材の穴と支持部材４０の挿入部４２との間に径の差を設けることができる。

支持部４３は、支持部本体４１の当接面４１Ｂの側に設けられる。一例において、支持部４３は、支持面４１Ｂから突出した２つの突出形状を有することができる。他の例において、支持部４３は、レバーシャフト３０の形状に応じて設定された、１つ又は３つ以上の突出形状を有することができる。また、支持部４３は、突出形状以外の形状（例えば穴など）を有することができる。突出形状を有する支持部４３の断面形状は、回転対称形状でもよく、回転非対称形状でもよい。追加的に、支持部４３は、レバーシャフト３０との係合状態を保つための係合機構やネジ機構を有することができる。

次に、図４及び図５を参照して、上述した治具１０を用いてグランドパッキンを挿入する作業について説明する。

まず、図４（ａ）において、回転軸１００にグランドパッキン１１０が巻回されるなどにより、回転軸１００の外面にグランドパッキン１１０が装着される。図４（ｂ）において、例えば、中間部材２０の開口（図２参照）を回転軸１００に押し当て、弾性変形により中間部材２０の開口を拡げながら、中間部材２０を回転軸１００の径方向に押し込む。これにより、回転軸１００に中間部材２０が装着される。例えば、図４（ｂ）に示すように、中間部材２０が主に回転軸１００の下側部分を囲むように、回転軸１００に対して中間部材２０が配置される。また、中間部材２０は、押圧部２４（端面２４Ａ）がグランドパッキン１１０の端面に近づけて又は当接状態となるようにセットされる。図４（ｃ）において、回転軸１００の下方に配置された、回転軸１００とは別の所定部材（例えばトレイ部材）１２０の穴に支持部材４０の挿入部４２が挿入され、所定部材１２０に支持部材４０がセットされる。

次に、図５（ａ）において、レバーシャフト３０の接続部３３に支持部材４０の支持部４３が挿入され、支持部材４０に対して取り外し自在にレバーシャフト３０が支持される。支持部材４０は所定部材１２０に対して姿勢（傾き）が変化可能である。したがって、これにより、レバーシャフト３０の傾きが変化可能な状態で、支持部材４０にレバーシャフト３０がセットされる。図５（ｂ）において、使用者がレバーシャフト３０を把持し、支持部材４０を支点側として、グランドパッキン１１０の側にレバーシャフト３０を倒す。所定部材１２０に対して支持部材４０が傾き、これに伴い、レバーシャフト３０が傾く。レバーシャフト３０の外面が中間部材２０の被押圧部２３（２２）に当接される。レバーシャフト３０をグランドパッキン１１０の側にさらに傾けることにより、中間部材２０を介してグランドパッキン１１０が回転軸１００の軸方向に押圧される。この押圧により、グランドパッキン１１０が回転軸１００の軸方向に摺動され、軸封部１３０の空間にグランドパッキン１１０が挿入される。図５（ｃ）において、必要に応じて、中間部材２０を移動（例えば回転軸１００の軸心を中心に１８０°回転移動）させ、これにより、中間部材２０が主に回転軸１００の上側部分を囲むように回転軸１００に対して中間部材２０が配置される。そして、レバーシャフト３０をグランドパッキン１１０の側にさらに傾けることにより、軸封部１３０の空間に対してさらに奥にグランドパッキン１１０が挿入される。

このように、治具１０を用いたグランドパッキン挿入作業では、少なくとも部分的な筒形状を有する中間部材２０が回転軸１００に装着され、支持部材４０に支持されたレバーシャフト３０の傾きが変化することにより、中間部材２０を介してグランドパッキン１１０が軸方向に押圧される。すなわち、レバーシャフト３０に入力される力が中間部材２０を介して回転軸１００の軸方向に平行な方向の力に変換され、押圧力としてグランドパッキン１１０に作用する。さらに、てこの原理により、少ない力で、大きな押圧力がグランドパッキン１１０に作用する。したがって、狭い作業空間であっても、比較的簡単にグランドパッキン１１０の挿入作業を実施することができ、グランドパッキン１１０の挿入にかかる労力や作業時間が大幅に軽減される。また、グランドパッキン１１０の端面に対して、中間部材２０の端部１４（端面１４Ａ）を介して、グランドパッキン１１０の挿入方向と同じ軸方向に力が作用するため、グランドパッキン１１０の巻回状態が崩れたり、グランドパッキンの繊維がほどけるなどの不具合の発生が回避される。

図６は、治具１０の変形例を示す概略図である。図６（ａ）において、支持部材４０は、支持部４３として、穴形状を有する。レバーシャフト３０は、支持部材４０の穴形状に対応する、外形を有する接続部３３を有する。この例では、支持部材４０がコンパクト化され、狭い空間での設置にも好ましく使用できる。

図６（ｂ）において、レバーシャフト３０は、分割構造の接続部３３を有する。図６（ｂ）に示すように、接続部３３は、シャフト本体３１に対して取り外し可能に設けられ、シャフト本体３１と支持部材４０とを機械的に接続可能なブラケット構造３６を有する。ブラケット構造３６は、シャフト本体３１に挿入される挿入部３７と、支持部材４０の支持部４３が挿入される接続部３８とを有する。ブラケット構造３６は、回転軸１００を囲った状態で配置可能となるように設計されている。この例では、レバーシャフト３０を、１つのシャフト３０Ｃのみとすることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはない。上記説明において使用した数値は一例であって、本発明はこれに限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。

１０：グランドパッキン挿入治具、
２０：中間部材、
２２、２３：被押圧部、
２４：押圧部、
３０：レバーシャフト、
４０：支持部材、
４２：挿入部、
４３：支持部、
１００：回転軸、
１１０：グランドパッキン、
１２０：所定部材。

Claims (6)

1. グランドパッキンが装着される回転軸とは別の所定部材にセットされる支持部材と、
   前記支持部材に取り外し自在に支持されるレバーシャフトと、
   前記回転軸に装着可能である、少なくとも部分的な筒形状を有する中間部材と、
   を備え、
   前記中間部材は、前記レバーシャフトに当接される被押圧部と、前記グランドパッキンの端面に当接される押圧部とを有し、
   前記レバーシャフトの傾きが変化可能な状態で、前記支持部材に前記レバーシャフトがセットされる、
   グランドパッキン挿入治具。
2. 前記被押圧部は、互いに離間して配される第１面と第２面とを有し、
   前記回転軸に前記中間部材が装着された際に、前記第１面と前記第２面との間に前記回転軸が配される、
   請求項１に記載のグランドパッキン挿入治具。
3. 前記被押圧部は、前記レバーシャフトの外面の形状に対応して設けられた湾曲面を有する、請求項１又は請求項２に記載のグランドパッキン挿入治具。
4. 前記レバーシャフトは、互いに離間した状態で前記支持部材にセットされる第１シャフトと第２シャフトとを有し、
   前記支持部材に前記レバーシャフトが支持された際に、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間に前記回転軸が配される、
   請求項１から請求項３のいずれかに記載のグランドパッキン挿入治具。
5. 前記中間部材の内面には、複数の突起が設けられ、
   前記回転軸に前記中間部材が装着された際に、前記回転軸の外面に前記複数の突起が当接される、
   請求項１から請求項４のいずれかに記載のグランドパッキン挿入治具。
6. 前記支持部材は、支持部本体と、前記支持部本体に設けられ前記所定部材に挿入される挿入部と、前記支持部本体に設けられ前記レバーシャフトを支持する支持部と、を有する、請求項１から請求項５のいずれかに記載のグランドパッキン挿入治具。

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