| 【発明の名称】 |
グランドパッキンボックスのシール監視装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】尾畑 佳一
【氏名】上田 隆久
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| 【要約】 |
【課題】煩雑な分解作業を不要にしてグランドパッキン摺動面の可否判断を正確に行うことができるグランドパッキンボックスのシール監視装置を提供する。
【解決手段】グランドパッキンボックス１を貫通して回転する回転軸２には、グランドパッキンボックス１内でグランドパッキン３が外嵌されている。また、グランドパッキン３は、第１ブッシュ４０の挟着面４０Ａと第２ブッシュ４１の挟着面４０Ａとで挟着され、これら挟着面４０Ａ，４１Ａに形成した変位部４０ａ，４１ａで軸方向に部分変位している。第２ブッシュ４１の変位部４１ａに貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃを設け、これら貫通孔に回転軸２のグランドパッキン摺動面２Ａに接触状態または非接触状態で対応する寸法センサ９Ａ、形状センサ９Ｂおよび外観センサ９Ｃを装入して、グランドパッキン摺動面２Ａの状態を検出する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 グランドパッキンボックスと、このグランドパッキンボックスを貫通して回転する回転体と、この回転体に前記グランドパッキンボックス内で外嵌されたグランドパッキンと、このグランドパッキンを軸方向に挟着する挟着面に該グランドパッキンを軸方向に部分変位させる少なくとも１つの変位部が形成されたグランドパッキン挟着部材と、を備えたグランドパッキンボックスにおいて、前記少なくとも１つの変位部に半径方向の貫通孔が設けられ、この貫通孔に前記回転体のグランドパッキン摺動面に接触状態または非接触状態で対応して、回転体の寸法を検出する寸法センサ、回転体の形状を検出する形状センサおよび回転体の外観を検出する外観センサのうちの少なくともいずれか１つのセンサが装入されていることを特徴とするグランドパッキンボックスのシール監視装置。
【請求項２】 グランドパッキンボックスと、このグランドパッキンボックスを貫通して進退移動する移動体と、この移動体に前記グランドパッキンボックス内で外嵌されたグランドパッキンと、このグランドパッキンを軸方向に挟着するグランドパッキン挟着部材と、を備えたグランドパッキンボックスにおいて、前記グランドパッキン挟着部材に半径方向の貫通孔が設けられ、この貫通孔に前記移動体のグランドパッキン摺動面に接触状態または非接触状態で対応して、移動体の寸法を検出する寸法センサ、移動体の形状を検出する形状センサおよび移動体の外観を検出する外観センサのうちの少なくともいずれか１つのセンサが装入されていることを特徴とするグランドパッキンボックスのシール監視装置。
【請求項３】 グランドパッキンボックスと、このグランドパッキンボックスを貫通して回転する回転体と、この回転体に前記グランドパッキンボックス内で外嵌されたグランドパッキンと、このグランドパッキンを軸方向に挟着するグランドパッキン挟着部材と、を備えたグランドパッキンボックスにおいて、前記グランドパッキンに半径方向の貫通孔が設けられ、この貫通孔に前記回転体のグランドパッキン摺動面に接触状態または非接触状態で対応して、回転体の寸法を検出する寸法センサ、回転体の形状を検出する形状センサおよび回転体の外観を検出する外観センサのうちの少なくともいずれか１つのセンサが装入されていることを特徴とするグランドパッキンボックスのシール監視装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、グランドパッキンによって軸封される回転体または進退移動体の摺動面の正否を判断することができるグランドパッキンボックスのシール監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のグランドパッキンによる軸封構造として、たとえば、図１０に示すようなポンプの出力回転軸などの回転軸を回転自在に軸封する軸封構造と、図１１に示すような仕切弁のバルブステムやシリンダ装置のピストンロッドなどの進退移動軸を進退移動自在に軸封する軸封構造が知られている。
【０００３】図１０に示す前者の軸封構造は、たとえばポンプケーシングに設けられているグランドパッキンボックス１と、このグランドパッキンボックス１を貫通して回転するポンプの出力回転軸２と、この出力回転軸２にグランドパッキンボックス１内で外嵌されて軸封するグランドパッキン３と、このグランドパッキン３を軸方向に挟着するグランドパッキン挟着部材４とを備えている。
【０００４】グランドパッキン挟着部材４は、グランドパッキンボックス１の奥部に装入された第１ブッシュ４０と、グランドパッキンボックス１の入口側に装入された第２ブッシュ４１と、この第２ブッシュ４１の入口側端面に当接して該第２ブッシュ４１をグランドパッキンボックス１の奥側に向けて押圧するパッキン押え４２とからなり、これらは硬質樹脂または金属等の硬質材料によって形成されている。そして、グランドパッキン３の軸方向一端面（奥側の端面）が第１ブッシュ４０の挟着面４０Ａに当接し、グランドパッキン３の軸方向他端面（入口側の端面）が第２ブッシュ４１の挟着面４１Ａに当接している。したがって、パッキン押え４２を図示していない締付機構により所定の締付力でグランドパッキンボックス１の奥側に向けて締付けることにより、グランドパッキン３の内周面を出力回転軸２の外周面もしくは該出力回転軸２に外嵌されている軸スリーブ（図示省略）の外周面に密接させて軸封部５を形成する。
【０００５】グランドパッキン挟着部材４の構成部材である第１ブッシュ４０の挟着面４０Ａには、グランドパッキン３を軸方向に部分変位させる１つの変位部４０ａが軸方向寸法を大きくして形成され、第２ブッシュ４１の挟着面４１Ａには、グランドパッキン３を軸方向に部分変位させる１つの変位部４１ａが軸方向寸法を大きくして形成されている。グランドパッキン３は、変位部４０ａを備えた第１ブッシュ４０と変位部４１ａを備えた第２ブッシュ４１の挟着面４０Ａ，４１Ａによって挟着されるから、その軸方向寸法ｔ分だけ軸方向に部分変位した状態になる。
【０００６】このように構成された前者の軸封構造によれば、第１ブッシュ４０の内周面と出力回転軸２の外周面とで形成される環状の小さい隙間６における変位部４０ａ側の部位は、円周方向でグランドパッキン３の一部にオーバラップすることになるので、隙間６内の流体は出力回転軸２の回転に伴なってオーバラップ部分に漏れ流体として強制的に送り込まれ、この送り込まれたオーバラップ部分から軸封部５に流体を均等に拡散して、潤滑作用と冷却作用を向上させる。また、第２ブッシュ４１の内周面と出力回転軸２の外周面とで形成される環状の小さい隙間７における変位部４１ａ側の部位は、円周方向でグランドパッキン３の一部にオーバラップすることになるので、隙間７内の流体は出力回転軸２の回転に伴なってオーバラップ部分に漏れ流体として強制的に送り込まれ、この送り込まれたオーバラップ部分から軸封部５に流体を均等に拡散して、潤滑作用と冷却作用を向上させ、出力回転軸２の異常摩耗や焼付損傷などを防止するように働く。
【０００７】一方、図１１に示す後者の軸封構造は、たとえば仕切弁の弁蓋やシリンダ装置のシリンダ蓋に設けられているグランドパッキンボックス１と、このグランドパッキンボックス１を貫通して進退移動するバルブステムまたはピストンロッドなどの進退移動軸２と、この進退移動軸２にグランドパッキンボックス１内で外嵌されて軸封するグランドパッキン３と、このグランドパッキン３を軸方向に挟着するグランドパッキン挟着部材４とを備えている。
【０００８】グランドパッキン挟着部材４は、グランドパッキンボックス１の奥部に装入された第１ブッシュ４０と、グランドパッキンボックス１の入口側に装入された第２ブッシュ４１と、この第２ブッシュ４１の入口側端面に当接して該第２ブッシュ４１をグランドパッキンボックス１の奥側に向けて押圧するパッキン押え４２とからなり、グランドパッキン３の軸方向一端面（奥側の端面）が第１ブッシュ４０の挟着面４０Ａに当接し、グランドパッキン３の軸方向他端面（入口側の端面）が第２ブッシュ４１の挟着面４１Ａに当接している。したがって、パッキン押え４２を図示していない締付機構により所定の締付力でグランドパッキンボックス１の奥側に向けて締付けることにより、グランドパッキン３の内周面を進退移動軸２の外周面もしくは該進退移動軸２に外嵌されている軸スリーブ（図示省略）の外周面に密接させて軸封部５を形成する。
【０００９】このように構成された後者の軸封構造によれば、第１ブッシュ４０の内周面と進退移動軸２の外周面とで形成される環状の小さい隙間６内の流体を、軸封部５から第２ブッシュ４１の内周面と進退移動軸２の外周面とで形成される環状の小さい隙間７に向けて僅かに漏出させることで、潤滑作用と冷却作用を発揮して進退移動軸２の異常摩耗や焼付損傷などを防止するように働く。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前者の軸封構造では、出力回転軸２の外周面２Ａ、つまり出力回転軸２のグランドパッキン摺動面２Ａが経時により摩耗して、出力回転軸２の外径（寸法）が小さくなったり、経時によりグランドパッキン摺動面２Ａに局部的な「エグレ」を生じて出力回転軸２の形状が変化したりあるいは経時によりグランドパッキン摺動面２Ａに異物が付着固化して、出力回転軸２の外観を変化させるなどの事態が発生すると、軸封部５の軸封機能が低下して、流体の漏れ量が過剰になる。また、後者の軸封構造では、進退移動軸２の外周面２Ａ、つまり進退移動軸２のグランドパッキン摺動面２Ａが経時により摩耗して、進退移動軸２の外径（寸法）が小さくなったり、経時によりグランドパッキン摺動面２Ａに局部的な「エグレ」を生じて進退移動軸２の形状が変化したりあるいは経時によりグランドパッキン摺動面２Ａに異物が付着固化して、進退移動軸２の外観を変化させるなどの事態が発生すると、軸封部５の軸封機能が低下して、流体の漏れ量が過剰になる。
【００１１】ところが、前記従来のグランドパッキンによる軸封構造では、グランドパッキン摺動面２Ａの変化が原因で流体の漏れ量が過剰になっているか否かの点検は、パッキン押え４２の締付けを解除してグランドパッキンボックス１から退避させ、ついでグランドパッキンボックス１の内部から第２ブッシュ４１、グランドパッキン３、第１ブッシュ４０の順序でこれらを抜き出し、つぎに出力回転軸２または進退移動軸２をグランドパッキンボックス１から抜き出す煩雑な分解作業が必要であった。また、分解後においては、点検作業者の目視に委ねてグランドパッキン摺動面２Ａの可否を判断しているので、作業者の熟練度の差などによって可否の判断にばらつきを生じるため正確な可否判断が困難であった。
【００１２】そこで、本発明は、煩雑な分解作業を不要にしてグランドパッキン摺動面の可否判断を正確に行うことができるグランドパッキンボックスのシール監視装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキンボックスのシール監視装置は、グランドパッキンボックスと、このグランドパッキンボックスを貫通して回転する回転体と、この回転体に前記グランドパッキンボックス内で外嵌されたグランドパッキンと、このグランドパッキンを軸方向に挟着する挟着面に該グランドパッキンを軸方向に部分変位させる少なくとも１つの変位部が形成されたグランドパッキン挟着部材と、を備えたグランドパッキンボックスにおいて、前記少なくとも１つの変位部に半径方向の貫通孔が設けられ、この貫通孔に前記回転体のグランドパッキン摺動面に接触状態または非接触状態で対応して、回転体の寸法を検出する寸法センサ、回転体の形状を検出する形状センサおよび回転体の外観を検出する外観センサのうちの少なくともいずれか１つのセンサが装入されていることを特徴としている。
【００１４】また、前記目的を達成するために、請求項２に記載の発明に係るグランドパッキンボックスのシール監視装置は、グランドパッキンボックスと、このグランドパッキンボックスを貫通して進退移動する移動体と、この移動体に前記グランドパッキンボックス内で外嵌されたグランドパッキンと、このグランドパッキンを軸方向に挟着するグランドパッキン挟着部材と、を備えたグランドパッキンボックスにおいて、前記グランドパッキン挟着部材に半径方向の貫通孔が設けられ、この貫通孔に前記移動体のグランドパッキン摺動面に接触状態または非接触状態で対応して、移動体の寸法を検出する寸法センサ、移動体の形状を検出する形状センサおよび移動体の外観を検出する外観センサのうちの少なくともいずれか１つのセンサが装入されていることを特徴としている。
【００１５】さらに、前記目的を達成するために、請求項３に記載の発明に係るグランドパッキンボックスのシール監視装置は、グランドパッキンボックスと、このグランドパッキンボックスを貫通して回転する回転体と、この回転体に前記グランドパッキンボックス内で外嵌されたグランドパッキンと、このグランドパッキンを軸方向に挟着するグランドパッキン挟着部材と、を備えたグランドパッキンボックスにおいて、前記グランドパッキンに半径方向の貫通孔が設けられ、この貫通孔に前記回転体のグランドパッキン摺動面に接触状態または非接触状態で対応して、回転体の寸法を検出する寸法センサ、回転体の形状を検出する形状センサおよび回転体の外観を検出する外観センサのうちの少なくともいずれか１つのセンサが装入されていることを特徴としている。
【００１６】請求項１に記載の発明によれば、回転体のグランドパッキン摺動面の一部分は、グランドパッキン挟着部材における少なくとも１つの変位部に設けられている貫通孔に対応して回転するので、該摺動面の摩耗による回転体の寸法縮小は、貫通孔に装入されている寸法センサで検出し、摺動面の局部的な「エグレ」による形状の変化は、貫通孔に装入されている形状センサで検出し、摺動面に異物が付着固化することによって生じる外観の変化は、貫通孔に装入されている外観センサで検出して監視することができる。
【００１７】請求項２に記載の発明によれば、移動体のグランドパッキン摺動面の一部は、グランドパッキン挟着部材における少なくとも１つの変位部に設けられている貫通孔に対応して進退移動するので、該摺動面の摩耗による移動体の寸法縮小は、貫通孔に装入されている寸法センサで検出し、摺動面の局部的な「エグレ」による形状の変化は、貫通孔に装入されている形状センサで検出し、摺動面に異物が付着固化することによって生じる外観の変化は、貫通孔に装入されている外観センサで検出して監視することができる。
【００１８】請求項３に記載の発明によれば、回転体のグランドパッキン摺動面の少なくとも一部分は、グランドパッキンに設けられている貫通孔に対応して回転するので、該摺動面の摩耗による回転体の寸法縮小は、貫通孔に装入されている寸法センサで検出し、摺動面の局部的な「エグレ」による形状の変化は、貫通孔に装入されている形状センサで検出し、摺動面に異物が付着固化することによって生じる外観の変化は、貫通孔に装入されている外観センサで検出して監視することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図１０の従来例と同一もしくは相当部分には、同一符号を付して説明する。図１は、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキンボックスのシール監視装置の一実施の形態を示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図であり、これらの図において、グランドパッキンボックスのシール監視装置は、たとえばポンプケーシングに設けられているグランドパッキンボックス１と、このグランドパッキンボックス１を貫通して回転するポンプの出力回転軸２と、この出力回転軸２にグランドパッキンボックス１内で外嵌されて軸封するグランドパッキン３と、このグランドパッキン３を軸方向に挟着するグランドパッキン挟着部材４とを備えている。
【００２０】グランドパッキン挟着部材４は、グランドパッキンボックス１の奥部に装入された第１ブッシュ４０と、グランドパッキンボックス１の入口側に装入された第２ブッシュ４１と、この第２ブッシュ４１の入口側端面に当接して該第２ブッシュ４１をグランドパッキンボックス１の奥側に向けて押圧するパッキン押え４２とからなり、グランドパッキン３の軸方向一端面（奥側の端面）が第１ブッシュ４０の挟着面４０Ａに当接し、グランドパッキン３の軸方向他端面（入口側の端面）が第２ブッシュ４１の挟着面４１Ａに当接している。したがって、パッキン押え４２を図示していない押圧機構により所定の押圧力でグランドパッキンボックス１の奥側に向けて押圧することにより、グランドパッキン３の内周面を出力回転軸２の外周面もしくは該出力回転軸２に外嵌されている軸スリーブ（図示省略）の外周面に密接させて軸封部５を形成する。なお、通常は、出力回転軸２に外嵌されている軸スリーブの外周面にグランドパッキン３の内周面を密接させる軸封方式が多用される。
【００２１】グランドパッキン挟着部材４を構成している第１ブッシュ４０の挟着面４０Ａには、グランドパッキン３を軸方向に部分変位させるたとえば１つの変位部４０ａが軸方向寸法を大きくして形成され、第２ブッシュ４１の挟着面４１Ａには、グランドパッキン３を軸方向に部分変位させるたとえば１つの変位部４１ａが軸方向寸法を大きくして形成されている。グランドパッキン３は、変位部４０ａを備えた第１ブッシュ４０と変位部４１ａを備えた第２ブッシュ４１の挟着面４０Ａ，４１Ａによって挟着されるから、その軸方向寸法ｔ分だけ軸方向に部分変位した状態になる。
【００２２】一方、第２ブッシュ４１の１つの変位部４１ａに３つの半径方向の貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃが円周方向に等間隔で設けられ、これらの貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃに対応するグランドパッキンボックス１周壁に貫通孔１Ａを設けてある。貫通孔８Ａには、出力回転軸２のグランドパッキン摺動面２Ａに非接触状態で対応して出力回転軸２の寸法を検出する非接触式寸法センサ９Ａが装入され、貫通孔８Ｂには、出力回転軸２のグランドパッキン摺動面２Ａに非接触状態で対応して出力回転軸２の形状を検出する非接触式形状センサ９Ｂが装入されている。また、貫通孔８Ｃには、出力回転軸２のグランドパッキン摺動面２Ａに非接触状態で対応して出力回転軸２の外観を検出する非接触式外観センサ９Ｃが装入されている。
【００２３】非接触式寸法センサ９Ａからの検出信号と、非接触式形状センサ９Ｂからの検出信号および非接触式外観センサ９Ｃからの検出信号は、それぞれ判断手段１０に入力される。判断手段１０には、寸法、形状および外観の基準値が予め入力されている。したがって、判断手段１０は、非接触式寸法センサ９Ａ、非接触式形状センサ９Ｂおよび非接触式外観センサ９Ｃから入力された検出信号と予め入力されている基準値とを比較して、入力された検出信号が基準値以上である場合にグランドパッキン摺動面２Ａの補修または交換が必要であるとの判断を下して、警報開始信号を警報手段１１に入力し、警報手段１１は入力された警報開始信号に基づいて警報（たとえば着色警報灯の点灯）を発する。なお、判断手段１０に予め入力される寸法、形状および外観の基準値は、たとえば寸法、形状および外観の変化により流体の漏れ量が過剰になって軸封部５の軸封機能が低下する前段の値に設定されている。
【００２４】前記非接触式寸法センサ９Ａとして、たとえばレーザ式変位センサや渦電流式変位センサなどを挙げることができ、非接触式形状センサ９Ｂとして、たとえばー２次元変位センサを挙げることができるとともに、非接触式外観センサ９Ｃとして、たとえば光学式サンサ、ＣＣＤカメラ、マイクロスコープなどを挙げることができる。
【００２５】前記構成において、出力回転軸２のグランドパッキン摺動面２Ａにおける軸方向長さの約半分程度は、第２ブッシュ４１の変位部４１ａに設けられている貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃに対応して回転するので、この回転部分を非接触式寸法センサ９Ａ、非接触式形状センサ９Ｂおよび非接触式外観センサ９Ｃによって常時監視することができる。すなわち、グランドパッキン摺動面２Ａの摩耗による出力回転軸２の寸法縮小は非接触式寸法センサ９Ａによって検出され、グランドパッキン摺動面２Ａの局部的な「エグレ」による形状の変化は非接触式形状センサ９Ｂによって検出されるとともに、グランドパッキン摺動面２Ａに異物が付着固化することによって生じる外観の変化は非接触式外観センサ９Ｃによって検出され、これらの検出信号はそれぞれ判断手段１０に入力される。判断手段１０は、各センサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃから入力された検出信号と予め入力されている基準値とを比較して、入力された検出信号が基準値以上である場合にグランドパッキン摺動面２Ａの補修または交換が必要であるとの判断を下して、警報開始信号を警報手段１１に入力し、警報手段１１は入力された警報開始信号に基づいて警報（たとえば着色警報灯の点灯）を発する。
【００２６】このため、グランドパッキン摺動面２Ａが経時により摩耗して、出力回転軸２の外径（寸法）が補修または交換が必要なまでに小さくなった状態、経時によりグランドパッキン摺動面２Ａに局部的な「エグレ」を生じて出力回転軸２の形状が補修または交換が必要なまでに変化した状態あるいは経時によりグランドパッキン摺動面２Ａに異物が付着固化して、出力回転軸２の外観が補修または交換が必要なまでに変化した状態は、煩雑な分解作業を行うことなくしかも点検作業者の目視にたよることなく正確に判断してこれを確認することができる。つまり、出力回転軸２がポンプの出力回転軸２である場合には、ポンプの運転を停止することなくグランドパッキン摺動面２Ａの可否を判断することが可能になるとともに、判断手段１０に予め入力される寸法、形状および外観の基準値が寸法、形状および外観の変化により流体の漏れ量が過剰になって軸封部５の軸封機能が低下する前段の値に設定されていることにより、流体の漏れ量が過剰になる前段階で出力回転軸２に外嵌されている軸スリーブを交換して、軸封部５の軸封機能の低下による流体の過剰な漏れを未然に防止することができる。
【００２７】なお、前記実施の形態では、非接触式の寸法センサ９Ａ，形状センサ９Ｂおよび外観センサ９Ｃを使用しているが、非接触式のセンサに代えて接触式の寸法センサ９Ａ，形状センサ９Ｂおよび外観センサ９Ｃを使用したり、非接触式のセンサと接触式のセンサを複合して使用してもよい。接触式の寸法センサ９Ａ、接触式外観センサ９Ｃとして、たとえば可変型接触センサや接触式変位計などを挙げることができる。また、寸法センサ９Ａ、形状センサ９Ｂおよび外観センサ９Ｃの３つのセンサを全て使用した構成で説明しているが、これらセンサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃの内の少なくともいずれか１つのセンサを選択使用して、グランドパッキン摺動面２Ａの摩耗による出力回転軸２の寸法縮小、グランドパッキン摺動面２Ａの形状の変化またはグランドパッキン摺動面２Ａの外観の変化の内の少なくともいずれか１つのみを特定して検出するように構成してもよい。
【００２８】また、図３に示すように、第１ブッシュ４０の変位部４０ａに半径方向の貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃを設け、貫通孔８Ａに寸法センサ９Ａを、貫通孔８Ｂに形状センサ９Ｂを、貫通孔８Ｃに外観センサ９Ｃを装入する構造であってもよいし、図１と図３の複合構造であってもよい。
【００２９】さらに、図４に示すように、グランドパッキン３の使用数量が多い場合には、中間ブッシュ４３を設け、この中間ブッシュ４３の変位部４３ａに半径方向の貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃを設け（ただし、図４には貫通孔８Ｂのみを示している）貫通孔８Ａに寸法センサ９Ａを、貫通孔８Ｂに形状センサ９Ｂを、貫通孔８Ｃに外観センサ９Ｃを装入するように構成してもよい。
【００３０】つぎに、請求項２に記載の発明に係るグランドパッキンボックスのシール監視装置の一実施の形態を説明する。なお、請求項１に記載の発明に係るグランドパッキンボックスのシール監視装置と同一もしくは相当部分には同一符号を付して、これらの詳しい説明は省略する。図５は請求項２に記載の発明に係るグランドパッキンボックスのシール監視装置の一実施の形態を示す縦断面図であり、この図において、グランドパッキンボックスのシール監視装置は、たとえば仕切弁のバルブステムやシリンダ装置のピストンロッドなどの進退移動軸２を進退移動自在に軸封する軸封構造に適用される。
【００３１】グランドパッキン挟着部材４は、グランドパッキンボックス１の奥部に装入された第１ブッシュ４０と、グランドパッキンボックス１の入口側に装入された第２ブッシュ４１と、この第２ブッシュ４１の入口側端面に当接して該第２ブッシュ４１をグランドパッキンボックス１の奥側に向けて押圧するパッキン押え４２とからなり、複数個のグランドパッキン３における奥部のグランドパッキン３の軸方向一端面（奥側の端面）が第１ブッシュ４０の挟着面４０Ａに当接し、複数個のグランドパッキン３における入口部のグランドパッキン３の軸方向他端面（入口側の端面）が第２ブッシュ４１の挟着面４１Ａに当接している。したがって、パッキン押え４２を図示していない押圧機構により所定の押圧力でグランドパッキンボックス１の奥側に向けて押圧することにより、グランドパッキン３の内周面を進退移動軸２の外周面もしくは該進退移動軸２に外嵌されている軸スリーブ（図示省略）の外周面に密接させて軸封部５を形成する。通常は、進退移動軸２に外嵌されている軸スリーブの外周面にグランドパッキン３の内周面を密接させる軸封方式が多用される。なお、第１ブッシュ４０の挟着面４０Ａおよび第２ブッシュ４１の挟着面４１Ａは、進退移動軸２の軸線に直交している。
【００３２】第２ブッシュ４１には３つの半径方向の貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃが円周方向に等間隔で設けられ、これらの貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃに対応するグランドパッキンボックス１周壁に貫通孔１Ａを設けてある。貫通孔８Ａには、進退移動軸２のグランドパッキン摺動面２Ａに対応して進退移動軸２の寸法を検出する非接触式または接触式寸法センサ９Ａが装入され、貫通孔８Ｂには、進退移動軸２のグランドパッキン摺動面２Ａに対応して進退移動軸２の形状を検出する非接触式または接触式形状センサ９Ｂが装入されているとともに、貫通孔８Ｃには、進退移動軸２のグランドパッキン摺動面２Ａに対応して進退移動軸２の外観を検出する非接触式または接触式外観センサ９Ｃが装入される。なお、非接触式または接触式の寸法センサ９Ａ、形状センサ９Ｂおよび外観センサ９Ｃとして、請求項１に記載の発明で説明したセンサと同じものが使用される。
【００３３】前記寸法センサ９Ａからの検出信号と、形状センサ９Ｂからの検出信号および外観センサ９Ｃからの検出信号は、それぞれ判断手段１０に入力される。判断手段１０には、寸法、形状および外観の基準値が予め入力されている。したがって、判断手段１０は、寸法センサ９Ａ、形状センサ９Ｂおよび外観センサ９Ｃから入力された検出信号と予め入力されている基準値とを比較して、入力された検出信号が基準値以上である場合にグランドパッキン摺動面２Ａの補修または交換が必要であるとの判断を下して、警報開始信号を警報手段１１に入力し、警報手段１１は入力された警報開始信号に基づいて警報（たとえば着色警報灯の点灯）を発する。なお、判断手段１０に予め入力される寸法、形状および外観の基準値は、寸法、形状および外観の変化により流体の漏れ量が過剰になって軸封部５の軸封機能が低下する前段の値に設定されている。
【００３４】前記構成において、進退移動軸２のグランドパッキン摺動面２Ａは、第２ブッシュ４１に設けられている貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃに対応して進退移動するので、この進退移動部分を寸法センサ９Ａ、形状センサ９Ｂおよび外観センサ９Ｃによって常時監視することができる。すなわち、グランドパッキン摺動面２Ａの摩耗による進退移動軸２の寸法縮小は非接触式または接触式寸法センサ９Ａによって検出され、グランドパッキン摺動面２Ａの局部的な「エグレ」による形状の変化は非接触式または接触式形状センサ９Ｂによって検出されるとともに、グランドパッキン摺動面２Ａに異物が付着固化することによって生じる外観の変化は非接触式または接触式外観センサ９Ｃによって検出され、これらの検出信号はそれぞれ判断手段１０に入力される。判断手段１０は、各センサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃから入力された検出信号と予め入力されている基準値とを比較して、入力された検出信号が基準値以上である場合にグランドパッキン摺動面２Ａの補修または交換が必要であるとの判断を下して、警報開始信号を警報手段１１に入力し、警報手段１１は入力された警報開始信号に基づいて警報（たとえば着色警報灯の点灯）を発する。
【００３５】このため、グランドパッキン摺動面２Ａが経時により摩耗して、進退移動軸２の外径（寸法）が補修または交換が必要なまでに小さくなった状態、経時によりグランドパッキン摺動面２Ａに局部的な「エグレ」を生じて進退移動軸２の形状が補修または交換が必要なまでに変化した状態あるいは経時によりグランドパッキン摺動面２Ａに異物が付着固化して、進退移動軸２の外観が補修または交換が必要なまでに変化した状態は、煩雑な分解作業を行うことなくしかも点検作業者の目視にたよることなく正確に判断してこれを確認することができる。つまり、進退移動軸２が仕切弁のバルブステムである場合には、仕切弁が介設されている配管の流体通過を遮断することなく、また、進退移動軸２がシリンダ装置のピストンロッドである場合には、シリンダ装置の運転を停止することなくグランドパッキン摺動面２Ａの可否を判断することが可能になるとともに、判断手段１０に予め入力される寸法、形状および外観の基準値が寸法、形状および外観の変化により流体の漏れ量が過剰になって軸封部５の軸封機能が低下する前段の値に設定されていることにより、流体の漏れ量が過剰になる前段階で進退移動軸２に外嵌されている軸スリーブを交換して、軸封部５の軸封機能の低下による流体の過剰な漏れを未然に防止することができる。
【００３６】また、寸法センサ９Ａ、形状センサ９Ｂおよび外観センサ９Ｃの３つのセンサを全て使用することなく、これらセンサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃの内の少なくともいずれか１つのセンサを選択して使用し、グランドパッキン摺動面２Ａの摩耗による進退移動軸２の寸法縮小、グランドパッキン摺動面２Ａの形状の変化またはグランドパッキン摺動面２Ａの外観の変化の内の少なくともいずれか１つのみを特定して検出するように構成してもよい。
【００３７】さらに、図６に示すように、第１ブッシュ４０の変位部４０ａに半径方向の貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃを設け、貫通孔８Ａに寸法センサ９Ａを、貫通孔８Ｂに形状センサ９Ｂを、貫通孔８Ｃに外観センサ９Ｃを装入する構造であってもよいし、図５と図６の複合構造にしてもよい。
【００３８】つぎに、請求項３に記載の発明に係るグランドパッキンボックスのシール監視装置の一実施の形態を説明する。なお、請求項１または請求項２に記載の発明に係るグランドパッキンボックスのシール監視装置と同一もしくは相当部分には同一符号を付して、これらの詳しい説明は省略する。図７は請求項３に記載の発明に係るグランドパッキンボックスのシール監視装置の一実施の形態を示す縦断面図、図８は図７のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図であり、これらの図において、グランドパッキンボックスのシール監視装置は、たとえばポンプケーシングに設けられているグランドパッキンボックス１と、このグランドパッキンボックス１を貫通して回転するポンプの出力回転軸２と、この出力回転軸２にグランドパッキンボックス１内で外嵌されて軸封するグランドパッキン３と、このグランドパッキン３を軸方向に挟着するグランドパッキン挟着部材４とを備えている。
【００３９】グランドパッキン挟着部材４は、グランドパッキンボックス１の奥部に装入された第１ブッシュ４０と、グランドパッキンボックス１の入口側に装入された第２ブッシュ４１と、この第２ブッシュ４１の入口側端面に当接して該第２ブッシュ４１をグランドパッキンボックス１の奥側に向けて押圧するパッキン押え４２とからなり、複数個のグランドパッキン３における奥部のグランドパッキン３の軸方向一端面（奥側の端面）が第１ブッシュ４０の挟着面４０Ａに当接し、複数個のグランドパッキン３における入口部のグランドパッキン３の軸方向他端面（入口側の端面）が第２ブッシュ４１の挟着面４１Ａに当接している。したがって、パッキン押え４２を図示していない押圧機構により所定の押圧力でグランドパッキンボックス１の奥側に向けて押圧することにより、グランドパッキン３の内周面を出力回転軸２の外周面もしくは該出力回転軸２に外嵌されている軸スリーブ（図示省略）の外周面に密接させて軸封部５を形成する。通常は、出力回転軸２に外嵌されている軸スリーブの外周面にグランドパッキン３の内周面を密接させる軸封方式が多用される。なお、第１ブッシュ４０の挟着面４０Ａおよび第２ブッシュ４１の挟着面４１Ａは、出力回転軸２の軸線に直交している。
【００４０】１つのグランドパッキン３には３つの半径方向の貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃが円周方向に等間隔で設けられ、これらの貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃに対応するグランドパッキンボックス１周壁に貫通孔１Ａを設けてある。また、貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃのそれぞれにスリ−ブ１２が装入されている。スリ−ブ１２は、パッキン押え４２を図示していない押圧機構により所定の押圧力でグランドパッキンボックス１の奥側に向けて押圧しても、この押圧力によって変形することのない強度を備えた高剛性材料（たとえばステンレス鋼）によって形成されており、貫通孔８Ａのスリ−ブ１２には、出力回転軸２のグランドパッキン摺動面２Ａに対応して出力回転軸２の寸法を検出する非接触式または接触式寸法センサ９Ａが装入され、貫通孔８Ｂのスリ−ブ１２には、出力回転軸２のグランドパッキン摺動面２Ａに対応して出力回転軸２の形状を検出する非接触式または接触式形状センサ９Ｂが装入されているとともに、貫通孔８Ｃのスリ−ブ１２には、出力回転軸２のグランドパッキン摺動面２Ａに対応して出力回転軸２の外観を検出する非接触式または接触式外観センサ９Ｃが装入される。なお、非接触式または接触式の寸法センサ９Ａ、形状センサ９Ｂおよび外観センサ９Ｃとして、請求項１に記載の発明で説明したセンサと同じものが使用される。
【００４１】前記寸法センサ９Ａからの検出信号と、形状センサ９Ｂからの検出信号および外観センサ９Ｃからの検出信号は、それぞれ判断手段１０に入力される。判断手段１０には、寸法、形状および外観の基準値が予め入力されている。したがって、判断手段１０は、寸法センサ９Ａ、形状センサ９Ｂおよび外観センサ９Ｃから入力された検出信号と予め入力されている基準値とを比較して、入力された検出信号が基準値以上である場合にグランドパッキン摺動面２Ａの補修または交換が必要であるとの判断を下して、警報開始信号を警報手段１１に入力し、警報手段１１は入力された警報開始信号に基づいて警報（たとえば着色警報灯の点灯）を発する。なお、判断手段１０に予め入力される寸法、形状および外観の基準値は、寸法、形状および外観の変化により流体の漏れ量が過剰になって軸封部５の軸封機能が低下する前段の値に設定されている。
【００４２】前記構成において、出力回転軸２のグランドパッキン摺動面２Ａは、１つのグランドパッキン３に設けられている貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃに対応して回転するので、この回転部分を寸法センサ９Ａ、形状センサ９Ｂおよび外観センサ９Ｃによって常時監視することができる。すなわち、グランドパッキン摺動面２Ａの摩耗による出力回転軸２の寸法縮小は非接触式または接触式寸法センサ９Ａによって検出され、グランドパッキン摺動面２Ａの局部的な「エグレ」による形状の変化は非接触式または接触式形状センサ９Ｂによって検出されるとともに、グランドパッキン摺動面２Ａに異物が付着固化することによって生じる外観の変化は非接触式または接触式外観センサ９Ｃによって検出され、これらの検出信号はそれぞれ判断手段１０に入力される。判断手段１０は、各センサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃから入力された検出信号と予め入力されている基準値とを比較して、入力された検出信号が基準値以上である場合にグランドパッキン摺動面２Ａの補修または交換が必要であるとの判断を下して、警報開始信号を警報手段１１に入力し、警報手段１１は入力された警報開始信号に基づいて警報（たとえば着色警報灯の点灯）を発する。
【００４３】このため、グランドパッキン摺動面２Ａが経時により摩耗して、出力回転軸２の外径（寸法）が補修または交換が必要なまでに小さくなった状態、経時によりグランドパッキン摺動面２Ａに局部的な「エグレ」を生じて出力回転軸２の形状が補修または交換が必要なまでに変化した状態あるいは経時によりグランドパッキン摺動面２Ａに異物が付着固化して、出力回転軸２の外観が補修または交換が必要なまでに変化した状態は、煩雑な分解作業を行うことなくしかも点検作業者の目視にたよることなく正確に判断してこれを確認することができる。つまり、出力回転軸２が仕切弁のバルブステムである場合には、仕切弁が介設されている配管の流体通過を遮断することなく、また、出力回転軸２がシリンダ装置のピストンロッドである場合には、シリンダ装置の運転を停止することなくグランドパッキン摺動面２Ａの可否を判断することが可能になるとともに、判断手段１０に予め入力される寸法、形状および外観の基準値が寸法、形状および外観の変化により流体の漏れ量が過剰になって軸封部５の軸封機能が低下する前段の値に設定されていることにより、流体の漏れ量が過剰になる前段階で出力回転軸２に外嵌されている軸スリーブを交換して、軸封部５の軸封機能の低下による流体の過剰な漏れを未然に防止することができる。
【００４４】また、寸法センサ９Ａ、形状センサ９Ｂおよび外観センサ９Ｃの３つのセンサを全て使用することなく、これらセンサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃの内の少なくともいずれか１つのセンサを選択して使用し、グランドパッキン摺動面２Ａの摩耗による出力回転軸２の寸法縮小、グランドパッキン摺動面２Ａの形状の変化またはグランドパッキン摺動面２Ａの外観の変化の内の少なくともいずれか１つのみを特定して検出するように構成してもよい。
【００４５】さらに、図９に示すように、複数個（たとえば２つ）のグランドパッキン３に半径方向の貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃを設け（ただし、図９には貫通孔８Ｂのみを示している）、これらの貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃに対応するグランドパッキンボックス１周壁に貫通孔１Ａを設けるとともに、貫通孔８Ａ，８Ｂ，８Ｃのそれぞれにスリ−ブ１２を装入し、貫通孔８Ａのスリ−ブ１２には、出力回転軸２のグランドパッキン摺動面２Ａに対応して出力回転軸２の寸法を検出する非接触式または接触式寸法センサ９Ａを装入し、貫通孔８Ｂのスリ−ブ１２には、出力回転軸２のグランドパッキン摺動面２Ａに対応して出力回転軸２の形状を検出する非接触式または接触式形状センサ９Ｂを装入するとともに、貫通孔８Ｃのスリ−ブ１２には、出力回転軸２のグランドパッキン摺動面２Ａに対応して出力回転軸２の外観を検出する非接触式または接触式外観センサ９Ｃを装入してもよい。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１、請求項３に記載の発明に係るグランドパッキンボックスのシール監視装置は、回転体のグランドパッキン摺動面が経時により摩耗して、回転体の外径（寸法）が補修または交換が必要なまでに小さくなった状態、経時によりグランドパッキン摺動面に局部的な「エグレ」を生じて回転体の形状が補修または交換が必要なまでに変化した状態あるいは経時によりグランドパッキン摺動面に異物が付着固化して、回転体の外観が補修または交換が必要なまでに変化した状態は、煩雑な分解作業を行うことなくしかも点検作業者の目視にたよることなく正確に検出してこれを確認することができるので、軸封部の軸封機能の低下による流体の過剰な漏れを未然に防止することが可能になる。また、請求項２に記載の発明に係るグランドパッキンボックスのシール監視装置は、移動体のグランドパッキン摺動面が経時により摩耗して、移動体の外径（寸法）が補修または交換が必要なまでに小さくなった状態、経時によりグランドパッキン摺動面に局部的な「エグレ」を生じて移動体の形状が補修または交換が必要なまでに変化した状態あるいは経時によりグランドパッキン摺動面に異物が付着固化して、移動体の外観が補修または交換が必要なまでに変化した状態は、煩雑な分解作業を行うことなくしかも点検作業者の目視にたよることなく正確に検出してこれを確認することができるので、軸封部の軸封機能の低下による流体の過剰な漏れを未然に防止することが可能になる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２９７３７
【氏名又は名称】日本ピラー工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月１１日（１９９９．１１．１１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７２３３８
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 孝一 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１４１０６７（Ｐ２００１−１４１０６７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月２５日（２００１．５．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３２０７６５ |
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