(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跨って形成された装着溝２３内に配置される密封装置１０において、環状部材２１，２２の対向端部間の適度な通気性を確保すると共に、装着溝２３への装着作業性を向上させる。【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ゴム状弾性材料からなる弾性リング１を備え、この弾性リング１の軸方向両端面のうち少なくとも一方に、装着溝２３の内側面に圧接されることにより弾性リング１を装着溝２３に保持する突起１２が円周方向へ断続して形成されたものである。【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ゴム状弾性材料からなる弾性リングを備え、この弾性リングの軸方向両端面のうち少なくとも一方に、前記装着溝の内側面に圧接されることにより前記弾性リングを前記装着溝に保持する突起が円周方向へ断続して形成されたことを特徴とする密封装置。
【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６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７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８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跨って形成された装着溝内に配置される密封装置において、前記環状部材の対向端部間の適度な通気性を確保すると共に、前記装着溝への装着作業性を向上させることにある。
【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、本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ゴム状弾性材料からなる弾性リングを備え、この弾性リングの軸方向両端面のうち少なくとも一方に、前記装着溝の内側面に圧接されることにより前記弾性リングを前記装着溝に保持する突起が円周方向へ断続して形成されたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る密封装置によれば、弾性リングに円周方向へ断続して形成された突起によってこの弾性リングが装着溝の内側面間に保持されるので、装着作業性が向上すると共に、装着溝の内面との間に気体が通過可能な隙間を確保して、密封装置の内側空間の圧力変化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】本発明の第一の形態に係る密封装置の一部を示す断面斜視図である。
【図４】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断面図である。
【図５】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断面図である。
【図６】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７】図６の一部を拡大して示す断面図である。
【図８】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】
【００１３】
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、図２及び図３は、本発明の第一の形態を示すものである。
【００１４】
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へ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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、図２に示されるように、装着溝２３内に前記対向端部間を塞ぐように配置される弾性リング１と、この弾性リング１の内周面に形成されて円周方向へ連続した溝１１内に嵌め込まれた環状の補強用スプリング２からなる。
【００１７】
詳しくは図２に示されるように、弾性リング１は、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）で成形されたものであって、外周面１ａが、前記装着溝２３における内輪２１側の底面２３ａと、内輪２２側の底面２３ｂの双方に対して、部分接触状態で微小隙間を介して近接対向され、内周面１ｂ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、弾性リング１の外周面１ａは、装着溝２３の底面２３ａ，２３ｂのいずれかと摺動するようになっている。
【００１８】
また、弾性リング１の軸方向両端面には、一方の内輪２１側の装着溝２３の内側面２３ｃ及び他方の内輪２２側の装着溝２３の内側面２３ｄに適当な面圧で圧接される突起１２，１２が形成されている。図３に示されるように、この突起１２，１２は円周方向へ断続しており、言い換えれば円周方向所定間隔で複数形成されている。
【００１９】
補強用スプリング２は、細長いコイルスプリングを環状に繋げたものであって、弾性リング１を外径方向へ押圧する適当なばね性を有し、非円形に変形されたときに円形に復元しようとする復元力によって、弾性リング１の剛性を補う作用を奏するものである。
【００２０】
以上の構成を備える本発明の密封装置１０によれば、弾性リング１は、予め補強用スプリング２が嵌め込まれた状態で、内輪２１，２２の互いに衝合した対向端部内周の装着溝２３へ装着される。この装着に際しては、先に説明した図８に示される密封装置１１０の変形状態と同様に密封装置１０の円周方向一部を内径側へ撓ませることによって、見かけの外径寸法を内輪２１，２２の内径より小さくしながら装着溝２３の内周側に挿入してから、密封装置１０を撓ませていた力を取り除くと、補強用スプリング２のばね性によって補われた弾性リング１の復元力によって、この密封装置１０は元の径寸法の円形に復元されながら、装着溝２３内へ内周側から挿入される。
【００２１】
このとき、弾性リング１を装着溝２３内へ内周側から軽く押し込むようにすれば、その軸方向両端面に形成された突起１２，１２が、装着溝２３の内側面２３ｃ，２３ｄに適当な面圧で圧接することによって、この弾性リング１が装着溝２３の内側面２３ｃ，２３ｄから離間した状態で、この内側面２３ｃ，２３ｄ間に保持されるので、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、密封装置１０の上部が、その自重によって先に説明した図８のように垂れ下がって装着溝２３から抜け出してしまうことがない。このため装着作業性が向上し、密封装置１０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密封装置１０の損傷を防止することができる。
【００２２】
そして、弾性リング１に形成された突起１２，１２は円周方向に断続しているため、図３に示される突起１２，１２間の相対的な凹部１２ａによって、図２に示されるように、装着溝２３の内側面２３ｃ，２３ｄとの間には複数の通気路Ａが円周方向所定間隔で形成される。また、弾性リング１は、突起１２，１２の摩擦力によって装着溝２３の内側面２３ｃ，２３ｄ間に保持されており、装着溝２３への保持力を、外径側への補強用スプリング２の押圧力に依存するものではないため、弾性リング１の外周面１ａは装着溝２３の底面２３ａ，２３ｂに対して完全に密接しておらず、部分接触状態で微小隙間を介して近接対向される。このため、弾性リング１の外周面１ａと装着溝２３の底面２３ａ，２３ｂとの間には、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、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の底面２３ａ，２３ｂと弾性リング１の外周面１ａとの間の微小隙間、及び通気路Ａ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、通気路Ａから、内輪２１，２２における装着溝２３の底面２３ａ，２３ｂと弾性リング１の外周面１ａとの間の微小隙間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】
次に図４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。
【００２７】
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、突起１２を弾性リング１の軸方向一端面にのみ形成された点にある。図示の例では、突起１２は内輪２２側の装着溝２３の内側面２３ｄに適当な面圧で圧接され、弾性リング１における突起１２と反対側の端面１ｃは、突起１２の圧縮反力によって全周が内輪２１側の装着溝２３の内側面２３ｃに軽く密接している。このため、弾性リング１の片側に、円周方向に断続した突起１２による複数の通気路Ａが円周方向所定間隔で形成されており、その他の部分は、第一の形態と同様である。
【００２８】
したがって、第二の形態も、第一の形態と同様の効果を実現することができる。
【００２９】
次に図５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。
【００３０】
第三の形態の密封装置１０において、先に説明した第一の形態と異なるところは、弾性リング１に補強用スプリング２が嵌め込まれておらず、すなわち密封装置１０が弾性リング１のみからなる点にある。その他の部分は第一の形態と同様に構成されている。
【００３１】
すなわち本発明によれば、弾性リング１は、突起１２，１２の摩擦力によって装着溝２３の内側面２３ｃ，２３ｄ間に保持されるものであるため、第一又は第二の形態のような補強用スプリング２を不要とし、図５のように構成することも可能である。したがって、部品数の削減や組立工程の削減によって、低コスト化を図ることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  弾性リング
１ａ  外周面
２  補強用スプリング
２１，２２  内輪（環状部材）
２３  装着溝
【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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【図８】
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