JP4724922B2

JP4724922B2 - Seal mechanism for rotation and axial sliding between two members

Info

Publication number: JP4724922B2
Application number: JP2001027800A
Authority: JP
Inventors: 衛浜野; 敏男田中
Original assignee: Sanwa Kizai Co Ltd
Current assignee: Sanwa Kizai Co Ltd
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2021-02-05
Also published as: JP2002228004A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撹拌羽根を有するケーシングと、それに挿通された掘削ヘッドを有するロッドとを互に反対方向に回転させ且つ軸方向に往復摺動させる、いわゆる二重反転式撹拌ロッド等のような、２部材の回転自在かつ軸方向摺動自在の嵌合部に設ける回転及び軸方向摺動用シール機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば二重反転式撹拌ロッドにおけるケーシングとロッドの嵌合部に設けるシール機構として、上記ケーシングの下端部内周面に環状のシール材嵌め溝を複数本設け、該嵌め溝に弾性ゴムのリング状回転用シール材をそれぞれ保持させてロッド外周面に圧接させたものが用いられている。
【０００３】
そして、二重反転式撹拌ロッドを地盤改良等に使用する場合、マストにワイヤにて昇降自在に支持された回転駆動部に、上記撹拌ロッドのケーシング及びロッドの各上端を互に反対方向へ回転伝達可能にそれぞれ接続するのであるが、その場合上記ケーシングとロッドの長さに若干の差が生じることが避けられず、この差を吸収するため上記ケーシングとロッドが相対的に軸方向に摺動できる構成をとっている。
【０００４】
しかし、上記のような従来のシール機構における回転用シール材は、軸方向摺動部のシールに適さない構造であるため、その摺動時にロッド外周面に付着した土砂や薬液に乗り上げて所期のシールを果さないばかりでなく、シール材の摩耗が激しく、長期の使用に耐えられない欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、２部材の回転自在かつ軸方向摺動自在の嵌合部のシール機構として、回転及び軸方向摺動に適切なシール材で長期の使用に耐えうるものを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を達成するための手段】
そこで、本発明は、
羽根を有する外側円筒状部材内に上記羽根に対して反対回転する掘削ヘッドを有する内側丸棒状部材が回転自在かつ軸方向摺動自在に挿入された嵌合部において、
（ａ）内周面に軸方向摺動用シール材を有する軸方向摺動スリーブが、
上記内側丸棒状部材に対し、
該部材の外周面に上記軸方向摺動用シール材を接した状態で回転不能に且つ所要距離軸方向摺動のみ自在に被嵌され、
上記外側円筒状部材に対し、
回転のみ自在に且つ軸方向摺動不能に係合され、
（ｂ）内周面に回転用シール材を有する回転スリーブが、
上記軸方向摺動スリーブに対し、
該スリーブの外周面に上記回転用シール材を接した状態で回転のみ自在且つ軸方向摺動不能に被嵌され、
上記外側円筒状部材に対し、
固定され、上記外側円筒状部材と上記内側丸棒状部材との間の軸方向に対する放射方向に上記軸方向摺動用シール材と回転用シール材とを並設している、
２部材間の回転及び軸方向摺動用シール機構を提案する。
以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【０００７】
【実施例】
本例は、外側円筒状部材として、図１のように下端部外周面に撹拌羽根（３）…を突設されたケーシング（２）内に、内側丸棒状部材として、下端に掘削ヘッド（５）を突設された中空のロッド（４）を回転自在かつ軸方向摺動自在に挿通してなる二重反転式掘削ロッド（１）における、上記ケーシング（２）下端部とロッド（４）との嵌合部に設けられたシール機構に実施した例である。
【０００８】
上記ケーシング（２）の内周面下端近くに、図２に示すように上記ロッド（４）を回転自在かつ軸方向摺動自在に支持する軸受（６）を設け、該軸受（６）の下のケーシング下端部内周面に、図５に特に示すように環状凹陥部（７）及び該凹陥部（７）の下端部にさらに環状凹陥部（８）を段階的に形成し、上記凹陥部（７）、（８）に軸方向摺動スリーブ（９）を回転自在に嵌合し、その外側に回転スリーブ（１０）を位置させてある。
【０００９】
上記摺動スリーブ（９）は、特に図４（イ）に示すように、上記ロッド（４）に被嵌できる内径を有する円筒体で、その内周面下部に形成された３本の環状保持溝にリング状軸方向摺動用シール材（１１）…を保持させ、内周面上部にはスライドキー溝（１２）を設けると共に、外周面上部にストッパーフランジ（１３）を突設してある。
【００１０】
上記回転スリーブ（１０）は、特に図４（ロ）に示すように、上記摺動スリーブ（９）に被嵌できる内径を有する短円筒体で、その内周面下部に形成された環状保持溝にリング状回転用シール材（１４）…を保持させると共に、円筒体に軸方向と平行の多数のボルト通し孔（１５）…を設けてある。
【００１１】
上記のような摺動スリーブ（９）のストッパーフランジ（１３）に、図６に特に示すように横断面コ字状のブッシュ（１６）を回転自在に被嵌し、一方上記ロッド（４）外周面のケーシング（２）下端部に対応する位置にスライドキー（１７）を突設し（図２に参照）、そして上記摺動スリーブ（９）を、そのキー溝（１２）を上記スライドキー（１７）に摺動自在に係合すると共にそのブッシュ（１６）を上記凹陥部（８）に嵌入した状態で、上記ロッド（４）に摺動自在に被嵌しつつ上部を上記凹陥部（７）に挿入し、ついで上記回転スリーブ（１０）を、上記摺動スリーブ（９）に回転自在に被嵌すると共にスリーブ（１０）上端面を上記ケーシング（２）下端面及び上記ブッシュ（１６）下面にそれぞれ当接して該ブッシュ（１６）を凹陥部（８）内に保持した状態で、ボルト（１８）…を通し孔（１５）…からケーシング（２）に螺入して固定する。
【００１２】
それにより、上記摺動スリーブ（９）は、上記ロッド（４）に対し、その摺動用シール材（１１）…をロッド（４）外周面に接した状態で、上記キー溝（１２）とスライドキー（１７）の係合により該キー溝（１２）の長さ範囲で軸方向摺動可能で且つ回転不能となり、また上記ケーシング（２）に対しては、回転自在で且つ上記ストッパーフランジ（１３）により軸方向摺動不能となり、それにより上記摺動用シール材（１１）…は、上記ロッド（４）又はケーシング（２）の軸方向摺動時にのみロッド（４）外周面を軸方向に摺動し、ロッド（４）又はケーシング（２）の回転時にはロッド（４）外周面を摺動回転しない。一方、上記回転スリーブ（１０）は、上記摺動スリーブ（９）に対し、その回転用シール材（１４）…をスリーブ（９）外周面に接した状態で、回転自在で且つ軸方向摺動不能となり、また上記ケーシング（２）に対し一体に固定され、それにより上記回転用シール材（１４）…は、上記ケーシング（２）又はロッド（４）の回転時にのみ摺動スリーブ（９）外周面を摺動回転し、ケーシング（２）又はロッド（４）の軸方向摺動時には摺動スリーブ（９）外周面を摺動しない。
【００１３】
上例の二重反転式掘削ロッド（１）を、一例として、マストにワイヤにより昇降自在に支持された回転駆動部に接続し、ケーシング（２）とロッド（４）を互に反対方向に回転させて地中へ掘削及び撹拌を行った場合、ケーシング（２）及びロッド（４）の互の反転回転において、回転スリーブ（１０）が回転して、その回転用シール材（１４）…により回転スリーブ（１０）と摺動スリーブ（９）の回転部、ひいてはケーシング（２）とロッド（４）の回転部をシールし、また掘進、引き上げ等によるケーシング（２）又はロッド（４）の軸方向摺動においては、摺動スリーブ（１０）が軸方向に移動して、その摺動用シール材（１１）…により摺動スリーブ（９）とロッド（４）の摺動部、ひいてはケーシング（２）とロッド（４）の摺動部をシールする。このように回転用シール材（１４）…は回転時のみのシールにそれぞれ個別に与かる。
【００１４】
上記回転用シール材（１４）及び摺動用シール材（１１）は、それぞれ回転及び軸方向摺動に適した材質及び形状のもので経済的なものを選択することができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の２部材間の回転及び軸方向摺動用シール機構によれば、外側円筒状部材と内側棒状部材の間における回転時のシールは、回転用シール材により、軸方向摺動時のシールは軸方向摺動用シール材によりそれぞれ個別に行うことができ、それにより各シール材に回転及び軸方向摺動にそれぞれ適した材質及び形状のものであって経済的なものを選択することができるようになり、また特に回転用シール材は軸方向摺動に与らないから摩耗が少く、長期の使用に耐えることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】二重反転式撹拌ロッドの一部省略正面図である。
【図２】シール機構部分の拡大縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】（イ）軸方向摺動スリーブの縦断面図である。（ロ）回転スリーブ縦断面図である。
【図５】ケーシング下端部の縦断面図である。
【図６】ブッシュの縦断面図である。
【符号の説明】
１二重反転式撹拌ロッド
２ケーシング
４ロッド
９軸方向摺動スリーブ
１０回転スリーブ
１１軸方向摺動用シール材
１２キー溝
１４回転用シール材
１６ブッシュ
１７スライドキー
１８ボルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention, such as a so-called counter-rotating stirring rod that rotates a casing having a stirring blade and a rod having a drilling head inserted therethrough in opposite directions and reciprocally slides in an axial direction, The present invention relates to a rotational and axial sliding seal mechanism provided in a two-member rotatable and axially slidable fitting portion.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, as a sealing mechanism provided at a fitting portion between a casing and a rod in a counter rotating stirring rod, a plurality of annular sealing material fitting grooves are provided on the inner peripheral surface of the lower end portion of the casing, and an elastic rubber ring is provided in the fitting groove. In this case, a seal member for rotating a ring is held and pressed against the outer peripheral surface of the rod.
[0003]
When the counter rotating stirring rod is used for ground improvement etc., the casing of the stirring rod and the upper ends of the rods are rotated in opposite directions to the rotation drive part supported by the mast so that it can be moved up and down by a wire. In order to absorb this difference, the casing and the rod slide relative to each other in order to absorb the difference. It has a configuration that can be done.
[0004]
However, since the rotation sealing material in the conventional sealing mechanism as described above is a structure that is not suitable for the seal of the axial sliding portion, it rides on earth and sand or chemicals adhering to the outer peripheral surface of the rod during the sliding. Not only does this seal fail, but there is a drawback that the seal material is heavily worn and cannot withstand long-term use.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide a sealing mechanism suitable for rotation and axial sliding that can withstand long-term use as a sealing mechanism for a two-member rotatable and axially slidable fitting portion. To do.
[0006]
[Means for achieving the object]
Therefore, the present invention provides
In the fitting portion in which the inner round bar-shaped member having the excavation head rotating in the opposite direction with respect to the blade is inserted into the outer cylindrical member having the blade in a freely rotatable and axially slidable manner,
(A) An axial sliding sleeve having an axial sliding sealing material on the inner peripheral surface,
For the inner round bar-shaped member,
The outer peripheral surface of the member is fitted in such a manner that the axial sliding sliding material is in contact with the outer peripheral surface so as to be non-rotatable and only required axial sliding is possible.
For the outer cylindrical member,
Engaged only in rotation and non-slidable in the axial direction,
(B) A rotating sleeve having a rotation sealing material on the inner peripheral surface,
For the above axial sliding sleeve
The sleeve is fitted so as to be rotatable only and non-slidable in the axial direction in a state where the outer peripheral surface of the sleeve is in contact with the rotation sealing material,
For the outer cylindrical member,
Fixed, and the axial sliding seal material and the rotational seal material are juxtaposed in a radial direction with respect to the axial direction between the outer cylindrical member and the inner round bar member,
A sealing mechanism for rotation and axial sliding between two members is proposed.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0007]
【Example】
In this example, as an outer cylindrical member, a casing blade (2) projecting a stirring blade (3)... On the outer peripheral surface of the lower end as shown in FIG. ) In a counter-rotating excavation rod (1) formed by inserting a hollow rod (4) projecting from the casing so as to be rotatable and slidable in the axial direction, and the lower end of the casing (2) and the rod (4) It is the example implemented to the sealing mechanism provided in the fitting part.
[0008]
Near the lower end of the inner peripheral surface of the casing (2), there is provided a bearing (6) for supporting the rod (4) rotatably and axially slidable as shown in FIG. As shown particularly in FIG. 5, an annular recess (7) and an annular recess (8) are further formed stepwise on the lower end of the recess (7) as shown in FIG. 7) and (8), the axial sliding sleeve (9) is rotatably fitted, and the rotating sleeve (10) is positioned outside thereof.
[0009]
The sliding sleeve (9) is a cylindrical body having an inner diameter that can be fitted onto the rod (4) as shown in FIG. A ring-shaped axial sliding seal (11) is held in the groove, a slide key groove (12) is provided on the upper part of the inner peripheral surface, and a stopper flange (13) is provided on the upper part of the outer peripheral surface.
[0010]
The rotating sleeve (10) is a short cylindrical body having an inner diameter that can be fitted onto the sliding sleeve (9) as shown in FIG. The ring-shaped rotation sealing material (14) is held in the cylindrical body, and a number of bolt through holes (15) parallel to the axial direction are provided in the cylindrical body.
[0011]
As shown in FIG. 6, a bush (16) having a U-shaped cross section is rotatably fitted on the stopper flange (13) of the sliding sleeve (9) as described above, while the outer periphery of the rod (4). A slide key (17) is protruded at a position corresponding to the lower end of the casing (2) of the surface (see FIG. 2), and the slide sleeve (9) is inserted into the key groove (12) of the slide key (12). 17) is slidably engaged with the bush (16) and the bush (16) is fitted into the recessed portion (8), and the upper portion of the recessed portion (7) is slidably fitted to the rod (4). ), And then the rotational sleeve (10) is rotatably fitted to the sliding sleeve (9) and the upper end surface of the sleeve (10) is the lower end surface of the casing (2) and the lower surface of the bush (16). The bushes (16) While holding the recess (8) in the bolt (18) ... screwed to be fixed to the casing (2) from the hole (15) ... through.
[0012]
Thereby, the sliding sleeve (9) slides with the key groove (12) with the sliding sealing material (11) ... in contact with the outer peripheral surface of the rod (4) with respect to the rod (4). Due to the engagement of the key (17), it can slide in the axial direction and cannot rotate within the length range of the key groove (12), and can rotate with respect to the casing (2) and the stopper flange (13). ) To prevent the sliding seal material (11) from sliding on the outer peripheral surface of the rod (4) in the axial direction only when the rod (4) or the casing (2) slides in the axial direction. When the rod (4) or the casing (2) is rotated, the outer peripheral surface of the rod (4) is not slid and rotated. On the other hand, the rotating sleeve (10) is rotatable and axially slidable with the rotating sealing material (14) in contact with the outer peripheral surface of the sleeve (9) with respect to the sliding sleeve (9). In addition, it is fixed integrally with the casing (2), so that the rotation sealing material (14)... Is only around the outer periphery of the sliding sleeve (9) when the casing (2) or the rod (4) is rotated. The surface is slid and rotated, and the sliding sleeve (9) does not slide on the outer peripheral surface when the casing (2) or the rod (4) slides in the axial direction.
[0013]
For example, the counter-rotating excavation rod (1) is connected to a rotary drive unit supported by a mast so as to be movable up and down by a wire, and the casing (2) and the rod (4) are rotated in opposite directions. When excavating and stirring into the ground, the rotating sleeve (10) is rotated by the reversal rotation of the casing (2) and the rod (4), and is rotated by the rotating sealing material (14). The rotating parts of the sleeve (10) and the sliding sleeve (9), and thus the rotating parts of the casing (2) and the rod (4) are sealed, and the axial direction of the casing (2) or the rod (4) by excavation, pulling up, etc. In sliding, the sliding sleeve (10) moves in the axial direction, and the sliding seal material (11)... Slides between the sliding sleeve (9) and the rod (4), and thus the casing (2). And rod (4) sliding Part to seal the. In this way, the rotation sealing material (14) is individually applied to the seal only during rotation.
[0014]
The rotation sealing material (14) and the sliding sealing material (11) can be selected from economical materials and shapes suitable for rotation and axial sliding, respectively.
[0015]
【The invention's effect】
According to the seal mechanism for rotation and axial sliding between the two members of the present invention, the seal at the time of rotation between the outer cylindrical member and the inner rod-shaped member is the seal at the time of axial sliding by the seal for rotation. Each of the sealing materials for the axial direction sliding can be performed individually, so that each sealing material can be selected with an economical material and shape suitable for rotation and axial sliding. In particular, since the rotary seal material does not slide in the axial direction, it has little wear and can withstand long-term use.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially omitted front view of a counter-rotating stirring rod.
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of a seal mechanism portion.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
4A is a longitudinal sectional view of an axial sliding sleeve. FIG. (B) A longitudinal sectional view of a rotating sleeve.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a lower end portion of a casing.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a bush.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Counter rotating stirring rod 2 Casing 4 Rod 9 Axial sliding sleeve 10 Rotating sleeve 11 Axial sliding sealing material 12 Key groove 14 Rotating sealing material 16 Bush 17 Slide key 18 Bolt

Claims

In the fitting portion in which the inner round bar-shaped member having the excavation head rotating in the opposite direction with respect to the blade is inserted into the outer cylindrical member having the blade in a freely rotatable and axially slidable manner,
(A) An axial sliding sleeve having an axial sliding sealing material on the inner peripheral surface,
For the inner round bar-shaped member,
The outer peripheral surface of the member is fitted in such a manner that the axial sliding sliding material is in contact with the outer peripheral surface so as to be non-rotatable and only required axial sliding is possible.
For the outer cylindrical member,
Engaged only in rotation and non-slidable in the axial direction,
(B) A rotating sleeve having a rotation sealing material on the inner peripheral surface,
For the above axial sliding sleeve
The sleeve is fitted so as to be rotatable only and non-slidable in the axial direction in a state where the outer peripheral surface of the sleeve is in contact with the rotation sealing material,
For the outer cylindrical member,
Fixed, and the axial sliding seal material and the rotational seal material are juxtaposed in a radial direction with respect to the axial direction between the outer cylindrical member and the inner round bar member,
Seal mechanism for rotation and axial sliding between two members.