(57)【要約】【課題】大量のダストが存在する使用条件の厳しい状況で使用されたときであっても、軸方向のスペースが狭い場所に装着できると共に、侵入したダストを定期給脂時のグリースと共に通路より大気側に排出することができ、しかも大気側のダストが該通路を逆流して侵入しない密封装置を提供する。【解決手段】第一金属環１と、通路７となる切り欠き７１を有する第二金属環２と、第三金属環３と、第一金属環１の円筒部１１と第二金属環２の円筒部２１とに円筒部４２が挟持され、該円筒部４２の端部から延びるフランジ部４３の端部に第一シール部４６が結合している第一のシール部材４と、第二のシール部材５とを備え、第一金属環１のフランジ部１２と第一固定部４１のフランジ部４３との間に隙間９４を形成し、第一固定部４１のフランジ部４３と第三金属環３のフランジ部３２とを定常圧状態において全周に亙って当接させることとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の部材とベアリングを介して相対動可能に同心に配設された他の部材との環状空間をシールするもので、
円筒部と該円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部とを備える第一金属環と、
通路となる切り欠きを有し円筒部と該円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部とを備える第二金属環と、
外周側が前記他の部材に嵌合している円筒部と、該円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部とを備える第三金属環と、
前記第一金属環の円筒部と前記第二金属環の円筒部とに円筒部が挟持されているバネ性を有する金属環の第一固定部と、該第一固定部の円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部に結合し前記一の部材の周面に摺動する第一シール部とを備える第一のシール部材と、
前記第一金属環と前記第二金属環とで囲われた第二空間に装着され外周側に位置する第二固定部と、前記一の部材の周面に摺動する第二シール部とを備える第二のシール部材とを備え、
前記第一金属環のフランジ部と前記第一固定部のフランジ部との間に隙間が形成され、前記第一固定部のフランジ部と第三金属環のフランジ部とが定常圧状態において全周に亙って当接していることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
一の部材とベアリングを介して相対動可能に同心に配設された他の部材との環状空間をシールするもので、
内周側円筒部と外周側円筒部とを備える断面略Ｕ字形状円筒部と、該内周側円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部と、を備える第一金属環と、
通路となる切り欠きを有し円筒部と該円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部とを備える第二金属環と、
外周側が前記他の部材に嵌合している円筒部と、該円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部とを備える第三金属環と、
前記断面略Ｕ字形状円筒部内の第一空間に円筒部が嵌挿されている第一固定部と、該第一固定部の円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部に結合し前記一の部材の周面に摺動する第一シール部とを備える第一のシール部材と、
前記第一金属環と前記第二金属環とで囲われた第二空間に装着され外周側に位置する第二固定部と、前記一の部材の周面に摺動する第二シール部とを備える第二のシール部材と、
前記第一空間の底部に挿入され前記第一固定部の円筒部の先端に圧接される金属弾性体とを備え、
前記第一金属環のフランジ部と前記第一固定部のフランジ部との間に隙間が形成され、前記第一固定部のフランジ部と第三金属環のフランジ部とが定常圧状態において全周に亙って当接していることを特徴とする密封装置。
【請求項３】
前記金属弾性体がスプリング若しくは皿バネであることを特徴とする請求項２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、密封装置に係り、更に詳しくは、ダスト条件の厳しい鉄鋼等の分野で使用される連鋳機用ロールのダストシール等に用いられる密封装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連鋳機用ロールに用いられる密封装置は、ロールの両端に装備される軸受内に水やスケール等の外部ダストが侵入するのを阻止し、連鋳機設備の安定した操業の維持を図っている。この場合において、外部ダストの侵入をより強力に阻止するため、軸受への定期グリース給脂時に軸受内に発生する圧力を利用してグリースを排出させ、シールリップと軸との間から侵入しようとするダストを大気側に洗い流している。また、大気側にハウジングと軸とで隙間を形成し、該隙間に排出されたグリースを溜めて堰を作り、ダストの侵入を防止することも行われている。
【０００３】
従来用いられているこの種の密封装置として、下記特許文献１に記載されているものが知られており、その内容を図５に示す。
【０００４】
この密封装置１０１は、円筒部がハウジング１０２に嵌合し、該円筒部の密封対象流体側Ｂ端部から内周方向に延びるフランジ部を備える断面Ｌ字状の内環１０３と、該フランジ部の内周端部に結合し大気側Ａに向かって内周側に徐々に延び、外周側にガータスプリング１０４ａが装着されている第一のシール部材１０４と、前記内環１０３の大気側Ａ円筒部の内周に嵌合している第一金属環１０５および切り欠き１０６ａを有する第二金属環１０６に囲われた空間に装着されている固定部と第二シール部１０７とを備える第二のシール部材１０８とが、穴１０９ａが形成されている位置決め環１０９を介して一体に設けられている。また、ハウジング１０２の大気側Ａ端部には内周方向に延びるフランジ部１０２ａが設けられていて、回転軸１１０との間に隙間１１１を形成している。
【０００５】
これにより、第一のシール部材１０４により、軸受からのグリース等の密封対象流体の漏れが主にシールされる。また、大気側Ａからの水、スケール、パウダー等のダストが軸受に侵入しようとするときは、第二のシール部材１０８でシールされ、仮にダストが第二シール部材１０８と回転軸１１０の周面との間を通って第一のシール部材１０４と第二のシール部材１０８との空間１１３に侵入したとしても、密封対象流体側Ｂからの定期給脂時の圧力により第一のシール部材１０４と回転軸１１０の周面との間を通って空間１１３に流入したグリースと共に、図６に示す矢印の通り、位置決め環１０９の穴１０９ａおよび第二金属環１０６の切り欠き１０６ａとにより形成される通路１１２を通って、大気側Ａに排出される。更に、隙間１１１には、通路１１２から排出されるグリースが溜るので、堰となって大気側Ａからのダストの侵入が阻止される。
【０００６】
しかしながら、上記した従来の密封装置１０１では、第一のシール部材１０４の外周側にガータスプリング１０４ａが装着されているので、軸方向のスペースを確保する必要があり、そのため密封装置１０１の軸方向寸法を縮小するにも限界があった。また、通路１１２は常時開口している状態であり、水、スケール、パウダー等の大量のダストが存在する連鋳機等の使用条件の厳しい状態で装着されたときに、大気側Ａのダストが通路１１２を逆流して空間１１３に侵入するおそれがあった。
【０００７】
また、下記特許文献２には、第一のシール部材の大気側端面に形成した凹部に第二のシール部材を設けることが提案されているが、密封対象流体側に侵入したダストを定期給脂時にグリースと共に排出する通路については、何ら開示されていなかった。
【０００８】
【特許文献１】特開平０９−１７０６６３号公報
【特許文献２】特開平０８−１２８５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであって、水、スケール、パウダー等の大量のダストが存在する連鋳機等の使用条件の厳しい状態で使用するときであっても、軸方向のスペースが狭い場所に装着することができると共に、侵入したダストを密封対象流体側からの定期給脂時の圧力により供給されるグリースと共に通路より大気側に排出することができ、しかも大気側のダストが該通路を逆流して侵入してこない密封装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る密封装置は、一の部材とベアリングを介して相対動可能に同心に配設された他の部材との環状空間をシールするもので、円筒部と該円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部とを備える第一金属環と、通路となる切り欠きを有し円筒部と該円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部とを備える第二金属環と、外周側が前記他の部材に嵌合している円筒部と、該円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部とを備える第三金属環と、前記第一金属環の円筒部と前記第二金属環の円筒部とに円筒部が挟持されているバネ性を有する金属環の第一固定部と、該第一固定部の円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部に結合し前記一の部材の周面に摺動する第一シール部とを備える第一のシール部材と、前記第一金属環と前記第二金属環とで囲われた第二空間に装着され外周側に位置する第二固定部と、前記一の部材の周面に摺動する第二シール部とを備える第二のシール部材とを備え、前記第一金属環のフランジ部と前記第一固定部のフランジ部との間に隙間が形成され、前記第一固定部のフランジ部と第三金属環のフランジ部とが定常圧状態において全周に亙って当接していることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る密封装置は、一の部材とベアリングを介して相対動可能に同心に配設された他の部材との環状空間をシールするもので、内周側円筒部と外周側円筒部とを備える断面略Ｕ字形状円筒部と、該内周側円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部と、を備える第一金属環と、通路となる切り欠きを有し円筒部と該円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部とを備える第二金属環と、外周側が前記他の部材に嵌合している円筒部と、該円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部とを備える第三金属環と、前記断面略Ｕ字形状円筒部内の第一空間に円筒部が嵌挿されている第一固定部と、該第一固定部の円筒部の端部から内周方向に延びるフランジ部に結合し前記一の部材の周面に摺動する第一シール部とを備える第一のシール部材と、前記第一金属環と前記第二金属環とで囲われた第二空間に装着され外周側に位置する第二固定部と、前記一の部材の周面に摺動する第二シール部とを備える第二のシール部材と、前記第一空間の底部に挿入され前記第一固定部の円筒部の先端に圧接される金属弾性体とを備え、前記第一金属環のフランジ部と前記第一固定部のフランジ部との間に隙間が形成され、前記第一固定部のフランジ部と第三金属環のフランジ部とが定常圧状態において全周に亙って当接していることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る密封装置は、請求項２に係る密封装置であって、前記金属弾性体がスプリング若しくは皿バネであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１４】
すなわち、上記構成を備えた本発明の密封装置は、第一のシール部材はバネ性を有しガータスプリングを用いていないので、軸方向のスペースが狭い場所でも装着することができる。また水、スケール、パウダー等の大量のダストが存在する連鋳機等の使用条件の厳しい状態で使用され、ダストがシール部材と軸の周面との間を通過して密封対象流体側に侵入したとしても、定期グリース給脂時の圧力で通路が形成され、グリースと共にダストを当該通路から大気側に排出することができる。しかも、通路は、定常圧時には通路は閉塞され、定期グリース給油時にのみ開口するようになっているので、大気側のダストが逆流して侵入するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示して説明する。ただし、この発明の範囲は、特に限定的記載がないかぎりは、この実施の形態に記載されている内容に限定する趣旨のものではない。
第一実施例
【００１６】
図１は、本発明の第一実施例に係る密封装置の要部断面を示しており、以下のように構成されている。
【００１７】
この密封装置９は、相対動可能に同心で配設された一の部材である回転軸９１と他の部材であるハウジング９２とで形成される環状空間をシールするものであって、第一金属環１と、第二金属環２と、第三金属環３と、第一のシール部材４と、第二のシール部材５とを備えている。
【００１８】
第一金属環１は、断面略Ｌ字状であって、円筒部１１と、円筒部１１の密封対象流体側Ｂ端部から内周方向に延びるフランジ部１２とからなる。
【００１９】
第二金属環２は、断面略Ｌ字状であって、第一金属環１の円筒部１１が後述する第一固定部４１の円筒部４２を介して内周側に嵌合している円筒部２１と、円筒部２１の大気側Ａ端部から内周方向に延びるフランジ部２２とからなり、通路７を構成する切り欠き７１が円周方向に複数等配されている。切り欠き７１は円筒部２１全長に亙り、フランジ部２２まで延びている。
【００２０】
第三金属環３は、断面略Ｌ字状であって、第二金属環２の円筒部２１が内周側に嵌合している円筒部３１と、円筒部３１の密封対象流体側Ｂ端部から内周方向に延びるフランジ部３２とからなり、円筒部の大気側Ａ端部３３はカシメてあり、これにより後述する第一のシール部材４と第二のシール部材５とが一体に組付けられている。また、円筒部３１の外周面とフランジ部３２の密封対象流体側Ｂ端面はゴム状弾性体の固定密封部９５で覆われていて、円筒部３１は固定密封部９５を介してハウジング９２に嵌合している。
【００２１】
第一のシール部材４は、第一固定部４１と第一シール部４６とを備えている。第一固定部４１は、断面略Ｌ字状のバネ性を有する金属環で成形されていて、第一金属環１の円筒部１１と第二金属環２の円筒部２１とに挟持されている円筒部４２と、円筒部４２の密封対象流体側Ｂ端部から内周方向に延びるフランジ部４３からなり、第一金属環１のフランジ部１２の密封対象流体側Ｂ端面と第一固定部４１のフランジ部４３の大気側Ａ端面との間に第一隙間９４が形成されている。第一シール部４６は、第一固定部４１のフランジ部４３の内周端部に結合し密封対象流体側Ｂに向かって内周方向に徐々に延び、回転軸９１と摺接するゴム状弾性体のシールリップ４７と、シールリップ４７と一体で成形されフランジ部４３の密封対象流体側Ｂ端面を覆うように接着しているシール密封部４８とからなる。シール密封部４８と第三金属環３のフランジ部３２の大気側Ａ端面とは、密封対象流体側Ｂからの定期グリース給脂のための圧力が発生していない定常圧状態では、全周に亙って当接している。
【００２２】
第二のシール部材５は、第一金属環１と第二金属環２とに囲われた第二空間９３に装着され、第二固定部５１と第二シール部５６とを備えている。第二固定部５１は、第一金属環１の円筒部１１の内周側に嵌合し、断面矩形形状のゴム状弾性体で成形されている。第二シール部５６は、第二固定部の内周側に位置し、内周面が回転軸９１に摺動する断面矩形形状の樹脂で成形されている。
【００２３】
更に、ハウジング９２の大気側Ａ端部から内周方向に延びるフランジ部９２ａの端部と回転軸９１との間に第二隙間９６が形成されている。
【００２４】
上記構成の密封装置９で回転軸９１とハウジング９２で形成される環状空間をシールするときに、第一のシール部材４はバネ性を有する金属環で成形されている第一固定部４１を備えているので、ガータスプリングが不要となり、軸方向寸法を縮小することができ、軸方向の間隔が狭いところで装着することが可能となる。
【００２５】
また、第一固定部４１のフランジ部４３の大気側Ａ端面と第一金属環１のフランジ部１２の密封対象流体側Ｂ端面との間に第一隙間９４が形成されているので、図２に示す通り、ベアリングへの定期グリース給脂時の圧力を受けたとき、第一固定部がバネ性を有する金属環であるので、第一のシール部材４を大気側Ａに押し込み第三金属環３のフランジ部３２の大気側Ａ端面とシール密封部４８との間に第三隙間７３を形成することができる。したがって、該第三隙間７３と、切り欠き７１と、ハウジング９２のフランジ部９２ａと第二金属環２のフランジ部２２との間の第四隙間７４と、第二隙間９６とで、矢印で示すような通路７を開通することができ、密封対象流体側Ｂに侵入したダストを定期給脂時の圧力により供給されるグリースと共に通路７により大気側Ａに排出することが可能となる。なお、排出されたグリースは、第二隙間９６に滞留して堰を形成するので、大気側Ａからのダストの侵入を防止することが可能となる。
【００２６】
更に、第三金属環３のフランジ部３２の密封対象流体側Ｂ端面とシール密封部４８とは定常圧状態において全周に亙って当接しているので、定常圧時には通路が開通していないので、大気側Ａのダストが通路７を逆流して密封対象流体側Ｂに浸入するのを防止することが可能となる。
【００２７】
また、第一シール部４６のシールリップ４７の先端が密封対象流体側Ｂに向かって延びているので、密封対象流体側Ｂからの定期グリース給脂時の圧力を容易に受けることが可能である。
第二実施例
【００２８】
図３は、本発明の第二実施例に係る密封装置の要部断面を示しており、第一実施例と異なる点について以下に説明する。
【００２９】
第一金属環１は、円筒部１１が断面略Ｕ字形状である。すなわち、第二金属環２の円筒部２１の内周に嵌合する外周側円筒部１１ａと、第二のシール部材５の第二固定部５１が内周で嵌合している内周側円筒部１１ｂと、外周側円筒部１１ａと内周側円筒部１１ｂとを大気側Ａで繋いでいる折り返し部１１ｃとからなり、内部に第一空間９７が形成されている。
【００３０】
また、第一のシール部材４の第一固定部４１は金属環であって、円筒部４２が第一空間９７に嵌挿され、外周側円筒部１１ａと内周側円筒部１１ｂとにより挟持されている。
【００３１】
更に、断面Ｕ字形状の円筒部１１の折り返し部１１ｃに形成される第一空間９７の底部９７ａには、スプリング若しくは皿バネで成形されている金属弾性体６が挿入されている。金属弾性体６は、第一固定部４１の円筒部４２の大気側Ａ先端部に圧接され僅かに圧縮された状態になっている。すなわち、金属弾性体６は、定常圧状態では、僅かに圧縮された状態であるので、第一固定部４１は密封対象流体側Ｂに押し戻され、第一固定部４１のフランジ部４３と第一金属環１のフランジ部１２との間に第一隙間９４が形成され、フランジ部４３の密封対象流体側Ｂ端面に接着しているシール密封部４８は第三金属環３のフランジ部３２の密封対象流体側Ｂ端面に全周に亙り当接している。
【００３２】
したがって、図４に示す通り、密封対象流体側からの定期グリース給脂時の圧力を受けたとき、第一固定部４１の円筒部４２の大気側Ａ先端部が金属弾性体６を大気側Ａに押し込み、第一のシール部材４が大気側Ａにスライドすることで第三隙間７３が形成され、密封対象流体側Ｂに侵入したダストを大気側Ａに排出する通路７を開通させることが可能となる。
【００３３】
尚、第一隙間９４は、第一空間９７内を第一固定部４１の円筒部４２がスライドする最小寸法に設定することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第一実施例に係る密封装置の断面図
【図２】本発明の第一実施例に係るダストを排出する通路の説明図
【図３】本発明の第二実施例に係る密封装置の断面図
【図４】本発明の第二実施例に係るダストを排出する通路の説明図
【図５】従来の実施例に係る密封装置の断面図
【図６】従来の実施例に係るダストを排出する通路の説明図
【符号の説明】
【００３５】
１，２，３  金属環
１１，２１，３１，４２  円筒部
１２，２２，３２，４３  フランジ部
３３  端部
４，５  シール部材
４１，５１  固定部
４６，５６  シール部
４７  シールリップ
４８，９５  密封部
６  金属弾性体
７  通路
７１  切り欠き
７３，７４，９４，９６  隙間
９  密封装置
９１  回転軸（一の部材）
９２  ハウジング（他の部材）
９３，９７  空間
Ａ  大気側
Ｂ  密封対象流体側
【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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