(57)【要約】【課題】軸方向に並んだ複数の環状部材２１，２２の対向端部間の内周に配置される密封装置１０において、密封装置構成部品の剛性を低下させることなく環状部材２１，２２の対向端部間の適度な通気性を確保する。【解決手段】軸方向に並んだ複数の環状部材２１，２２の互いの対向端部の内周に跨って形成された装着溝２３内に、前記対向端部間を塞ぐように配置されるシールリング１１を備え、このシールリング１１は、装着溝２３の内周面２３ａ，２３ｂに接触される外周面１１ａが粗面加工されることによって、装着溝２３の内周面２３ａ，２３ｂとの間に、気体は通過可能であるが液体は容易に通過できない微小隙間Ｇが形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に並んだ複数の環状部材の互いの対向端部の内周に跨って形成された装着溝内に、前記対向端部間を塞ぐように配置されるシールリングを備え、このシールリングは、前記装着溝の内周面に接触される外周面が粗面加工されたことを特徴とする密封装置。
【請求項２】
シールリングが、フッ素樹脂からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】
シールリングが、外周面が粗面加工されたフッ素樹脂からなる本体部と、その内周側に接合されたゴム状弾性材料からなる弾性リングとの複合体であることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【請求項４】
シールリングが、ゴム状弾性材料からなる弾性リングと、この弾性リングに嵌着された補強用スプリングからなることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封装置であって、例えば圧延機のロールネックの軸受を密封するのに好適に用いられるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延機では、冷却用の大量の圧延水を必要とするため、そのロールネック用軸受は、内部に圧延水などが浸入しないように、密封装置が設けられる。
【０００３】
図５は、従来の密封装置を装着した圧延機のロールネック用軸受を示すもので、この軸受は、軸方向に並んだ一対の内輪１０１と、その外周側に配置され間座１０３を介して軸方向に並んだ３個の外輪１０２と、これら内輪１０１と外輪１０２の間にそれぞれ転動可能に円周方向４列に配置された円錐ころ１０４と、これら各列の円錐ころ１０４を円周方向所定間隔に保持する保持器１０５と、外輪１０２の外端部に装着されると共に内輪１０１の外端部外周面に摺動可能に密接された一対のオイルシール１０６と、内輪１０１，１０１の互いの対向端部間に介在された密封装置１１０とを備える。
【０００４】
密封装置１１０は、本発明の対象となるものであって、詳しくは図６に示されるように、内輪１０１，１０１の互いの対向端部の内周面に跨って形成された環状の装着溝１０７内に配置され、ゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなる弾性リング１１１と、この弾性リング１１１の内周面に形成されて円周方向へ連続した溝内に嵌め込まれた環状の補強用スプリング１１２からなり、内輪１０１，１０１の内周から、この内輪１０１，１０１の互いの対向端部間（装着溝１０７）を介して圧延水などが軸受の内部空間１０８に浸入するのを防止するものである。
【０００５】
なお、この種の密封装置の典型的な従来技術としては、下記の先行技術文献に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３２９２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら従来の密封装置１１０は、弾性リング１１１が補強用スプリング１１２の剛性によって装着溝１０７の内面に摺動可能に密接され、内輪１０１，１０１間を封止しているため、軸受の内部空間１０８は、運転時の温度差によって負圧になることがあり、このような負圧が発生した場合は、軸方向両側のオイルシール１０６，１０６から内部空間１０８への圧延水の浸入量が増大してしまうおそれがある。詳しくは、軸受の温度が上昇すると、軸受内部空間１０８に存在する空気が膨張することによって、その空気の一部が、弾性リング１１１やオイルシール１０６，１０６を押し開いて外部へ流出し、その後で軸受の温度が低下すると、軸受内部空間１０８内の空気が収縮することによって外部の大気圧よりも低くなる（負圧になる）のである。
【０００８】
したがって従来は、補強用スプリング１１２によって装着溝１０７の内面に対する弾性リング１１１の面圧を調整し、適度な通気性を確保することによって内部空間１０８の負圧の発生の防止を図っているが、その目的のために補強用スプリング１１２の剛性を小さくすると、例えば圧延ロールの軸心（軸受の軸心）が略水平に延びるものである場合、装着溝１０７内への密封装置１１０の装着の際に、図７に示されるように、密封装置１１０の上部１１０ａがその自重によって装着溝１０７から垂れ下がってしまうことがある。このため装着作業性が悪く、しかもこのような垂れ下がり状態で内輪１０１，１０１の内周にロールネックが挿入された場合は、このロールネックとの干渉によって密封装置１１０が損傷し、所要の密封性が得られなくなる問題があった。
【０００９】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、軸方向に並んだ複数の環状部材の対向端部間の内周に配置される密封装置において、密封装置構成部品の剛性を低下させることなく前記環状部材の対向端部間の適度な通気性を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る密封装置は、軸方向に並んだ複数の環状部材の互いの対向端部の内周に跨って形成された装着溝内に、前記対向端部間を塞ぐように配置されるシールリングを備え、このシールリングは、前記装着溝の内周面に接触される外周面が粗面加工されたものである。
【００１１】
請求項２の発明に係る密封装置は、請求項１に記載の構成において、シールリングが、フッ素樹脂からなるものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明に係る密封装置は、請求項１に記載の構成において、シールリングが、外周面が粗面加工されたフッ素樹脂からなる本体部と、その内周側に接合されたゴム状弾性材料からなる弾性リングとの複合体であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明に係る密封装置は、請求項１に記載の構成において、シールリングが、ゴム状弾性材料からなる弾性リングと、この弾性リングに嵌着された補強用スプリングからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜４の発明に係る密封装置によれば、複数の環状部材の互いの対向端部の内周に跨って形成された装着溝の内周面に接触されるシールリングの外周面が粗面加工されているので、この装着溝の内周面との間に、気体は通過可能であるが液体は容易に通過できない微小隙間が形成され、したがって密封装置構成部品の剛性を低下させることなく前記対向端部間の通気性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一の形態に係る密封装置を装着した圧延機のロールネック用軸受を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の第二の形態に係る密封装置を、その軸心を通る平面で切断して示す要部断面図である。
【図４】本発明の第三の形態に係る密封装置を、その軸心を通る平面で切断して示す要部断面図である。
【図５】従来の密封装置を装着した圧延機のロールネック用軸受を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図６】図５の一部を拡大して示す断面図である。
【図７】密封装置の装着過程で垂れ下がりが発生した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１は、本発明の第一の形態に係る密封装置を装着した圧延機のロールネック用軸受を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【００１７】
図１に示される圧延機のロールネック用軸受は、外周面に各２列の軌道面を有し軸方向に並んだ一対の内輪２１，２２と、一方の内輪２１における一方の軌道面２１ａ及び他方の内輪２２における他方の軌道面２２ｂの外周側に位置する２列の軌道面３１ａ，３１ｂを有する外輪３１と、一方の内輪２１における他方の軌道面２１ｂの外周側に位置する軌道面３２ａを有する外輪３２と、他方の内輪２２における一方の軌道面２２ａの外周側に位置する軌道面３３ａを有する外輪３３と、軸方向に並んだ前記外輪３１〜３３の互いの対向端部間に介在された間座３４，３５と、軌道面２１ａ，３１ａ間、軌道面２２ｂ，３１ｂ間、軌道面２１ｂ，３２ａ間、及び軌道面２２ａ，３３ａ間にそれぞれ転動可能に円周方向４列に配置された円錐ころ４１〜４４と、これら各列の円錐ころ４１〜４４を円周方向所定間隔に保持する保持器５１〜５４と、外径部が外輪３２とその外側に固定された端部材３６との間に取り付けられて内径のシールリップが内輪２１の外端部外周面に摺動可能に密接されたオイルシール６１と、外径部が外輪３３とその外側に固定された端部材３７との間に取り付けられて内径のシールリップが内輪２２の外端部外周面に摺動可能に密接されたオイルシール６２と、内輪２１，２２の互いの対向端部の内周に配置された密封装置１０とを備える。
【００１８】
内輪２１，２２は、請求項１に記載された環状部材に相当するものであって、軸方向に互いに衝合された状態で、内径が不図示の圧延ロールの軸部のロールネックの外周面に装着され、外輪３１〜３３は間座３４，３５を介して互いに衝合した状態で、不図示のハウジングの内周面に装着されている。
【００１９】
内輪２１，２２の互いの対向端部の内周面には、環状の装着溝２３が双方の内輪２１，２２に跨って形成されており、本発明の密封装置１０は、この装着溝２３内に、前記対向端部間を塞ぐように配置されるシールリング１１からなる。
【００２０】
詳しくは図２に示されるように、シールリング１１は、フッ素樹脂、好ましくはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で成形されたものであって、外周面１１ａが、前記装着溝２３における内輪２１側の内周面２３ａと、内輪２２側の内周面２３ｂの双方に全周にわたって接触され、内周面１１ｂは、内輪２１，２２の内径よりも僅かに大径となっている。そして内輪２１，２２は運転時に僅かな回転差があるため、シールリング１１の外周面１１ａは、装着溝２３の内周面２３ａ，２３ｂのいずれかと摺動するようになっている。
【００２１】
また、装着溝２３の内周面２３ａ，２３ｂに接触されるシールリング１１の外周面１１ａは粗面加工されている。この場合の粗面加工は、梨地加工や、綾目加工、軸方向に延びる微細凹凸など、種々のものが適用可能である。
【００２２】
以上の構成を備える第一の形態の密封装置１０によれば、シールリング１１は、装着溝２３の内周面２３ａ，２３ｂに接触される外周面１１ａが粗面加工されたことによって、この装着溝２３の内周面２３ａ，２３ｂとの間に、気体（例えば空気）は通過可能であるが液体（例えば圧延水や油脂類）は容易に通過できない微小隙間Ｇが確保される。
【００２３】
ここで、軸受の温度が上昇すると、軸受内部空間（円錐ころ４１〜４４及び保持器５１〜５４が配置された空間）Ｓに存在する空気が膨張する。そしてこれによって、軸受内部空間Ｓの圧力が外部の大気圧よりも高くなると（正圧になると）、軸受内部空間Ｓの空気の一部は、内輪２１，２２における装着溝２３の内周面２３ａ，２３ｂと、これに接触されたシールリング１１の粗面状の外周面１１ａとの間の微小隙間Ｇを通じて外部へ排出される。
【００２４】
また、この状態から軸受の温度が低下すると、軸受内部空間Ｓに存在する空気が収縮するので、これによって、軸受内部空間Ｓの圧力が外部の大気圧よりも低くなると（負圧になると）、軸受外部の空気が、内輪２１，２２における装着溝２３の内周面２３ａ，２３ｂと、これに接触されたシールリング１１の粗面状の外周面１１ａとの間の微小隙間Ｇを通じて軸受内部空間Ｓへ流入される。また前記微小隙間Ｇは、空気は通過可能であるが液体は容易に通過できないため、外部の圧延水などの浸入は有効に遮断される。
【００２５】
そして、軸受内部空間Ｓの空気の収縮に伴って軸受外部の空気が流入することで、負圧が解消されるため、負圧によって外部の圧延水などが軸方向両側のオイルシール６１，６２を通過して軸受内部空間Ｓへ流入することがなく、また、外部の大気圧との圧力差によって内輪２１，２２の外周面に対するオイルシール６１，６２の摩擦負荷が増大することもない。
【００２６】
しかも、シールリング１１はＰＴＦＥなどのフッ素樹脂材料で成形されているため、例えば圧延ロールの軸心（軸受の軸心）が略水平に延びるものである場合、装着溝２３内への密封装置１０の装着の際に、シールリング１１の上部が、その自重によって先に説明した図７のように垂れ下がってしまうことも防止できる。このため装着作業性が向上し、シールリング１１が垂れ下がった状態で内輪２１，２２の内周にロールネックが挿入されることによるシールリング１１の損傷も防止できる。
【００２７】
次に図３は、本発明の第二の形態に係る密封装置を、その軸心を通る平面で切断して示す要部断面図である。
【００２８】
第二の形態の密封装置１０において、上述の第一の形態と異なるところは、シールリング１１が、外周面１２ａが粗面加工されたフッ素樹脂、好ましくはＰＴＦＥからなる本体部１２と、その内周側に一体的に接合されたゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなる弾性リング１３との複合体として構成されたことにある。この場合も、粗面加工の形態は、梨地加工や、綾目加工、軸方向に延びる微細凹凸など、種々のものが適用可能である。
【００２９】
この第二の形態によれば、シールリング１１の本体部１２の外周面１２ａが粗面加工されていることによって、装着溝２３の内周面２３ａ，２３ｂとの間に、気体は通過可能であるが液体は容易に通過できない微小隙間Ｇが確保されるので、第一の形態と同様の効果が得られる。
【００３０】
また、シールリング１１全体を高価なＰＴＦＥで成形する場合に比較して、材料コストを低減することができる。
【００３１】
次に図４は、本発明の第三の形態に係る密封装置を、その軸心を通る平面で切断して示す要部断面図である。
【００３２】
第三の形態の密封装置１０において、上述の第一又は第二の形態と異なるところは、シールリング１１が、ゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなり外周面１４ａが粗面加工された弾性リング１４と、この弾性リング１４の内周面に形成されて円周方向へ連続した溝１４ｂ内に嵌め込まれた金属又は合成樹脂製の環状の補強用スプリング１５とで構成されたことにある。この場合も、粗面加工の形態は、梨地加工や、綾目加工、軸方向に延びる微細凹凸など、種々のものが適用可能である。
【００３３】
この第三の形態も、シールリング１１（弾性リング１４）の外周面１４ａが粗面加工されていることによって、装着溝２３の内周面２３ａ，２３ｂとの間に、気体は通過可能であるが液体は容易に通過できない微小隙間Ｇが確保されるので、第一の形態と同様の効果が得られる。
【００３４】
そしてシールリング１１（弾性リング１４）は、補強用スプリング１５の有する復元性（非円形に変形されたときに自らの弾性によって円環状に復元しようとする力）によって補強されているため、例えば圧延ロールの軸心（軸受の軸心）が略水平に延びるものである場合、装着溝２３内への密封装置１０の装着の際に、シールリング１１の上部が、その自重によって先に説明した図７のように垂れ下がってしまうことも防止できる。このため装着作業性が向上し、シールリング１１が垂れ下がった状態で内輪２１，２２の内周にロールネックが挿入されることによるシールリング１１の損傷も防止できる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  密封装置
１１  シールリング
１１ａ，１２ａ  外周面
１２  本体部
１３  弾性リング
２１，２２  内輪（環状部材）
２３  装着溝
２３ａ，２３ｂ  内周面
Ｇ  微小隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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