(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路を形成する第１流路部の端部と第２流路部の端部との間の環状隙間を密封するためのゴム様弾性体製又は合成樹脂製の摺動シールにおいて、
前記第１流路部の前記流路を形成する第１内周面に密着し、当該第１内周面に対して前記第１流路部の中心線方向に摺動自在に形成された環状の摺動部と、
前記摺動部と結合し、前記第２流路部の前記流路を形成する第２内周面と連なつて形成された環状のシール端面に密着する環状の固定部とを備え、
該固定部は、環状のシール端面に密着するシール面と、該シール面に対して反対側に位置し、流路内に向かう内周面を備え、
前記固定部が流体の圧力を内側から受けたときに、固定部が摺動部よりも外側に折れ曲がらないようにすべく、固定部の内周面の断面形状は流路の内側に向かって突出する多角形又は半円形に形成されており、
前記摺動部の内部には、当該摺動部を補強するための環状の支持部が設けられていることを特徴とする、摺動シール。
【請求項２】
前記摺動部及び前記固定部は、前記流路内の流体圧力によって、それぞれが密着する前記第１内周面及び前記シール端面に押し付けられるように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の摺動シール。
【請求項３】
前記第１内周面は、円筒状に形成され、
前記シール端面は、前記第２内周面に対して略直交する環状の平坦面に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の摺動シール。
【請求項４】
前記摺動シールの弾性力に基づく復元力によって、当該固定部が前記シール端面を押圧するように形成されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の摺動シール。
【請求項５】
前記支持部は、前記固定部が前記シール端面に密着する形状となるように当該固定部を保持することを特徴とする請求項１に記載の摺動シール。
【請求項６】
前記固定部は、ばねによって前記シール端面に押し付けられることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の摺動シール。
【請求項７】
連続鋳造設備の軸受け装置に用いられる、請求項１乃至６のいずれかに記載の摺動シール。
【請求項８】
流体の流路を形成する第１流路部と、流体の流路を形成する第２流路部と、この２つの第１及び第２流路部の端部間の環状隙間を密封するためのゴム様弾性体製又は合成樹脂製の摺動シールと、を備えるシール構造において、
前記摺動シールは、
前記第１流路部の前記流路を形成する第１内周面に密着し、当該第１内周面に対して前記第１流路部の中心線方向に摺動自在に形成された摺動部と、
前記摺動部と結合し、前記第２流路部の前記流路を形成する第２内周面と連なつて形成された環状のシール端面に密着する固定部とを備え、
該固定部は、環状のシール端面に密着するシール面と、該シール面に対して反対側に位置し、流路内に向かう内周面を備え、
前記固定部が流体の圧力を内側から受けたときに、固定部が摺動部よりも外側に折れ曲がらないようにすべく、固定部の内周面の断面形状は流路の内側に向かって突出する多角形又は半円形に形成されており、
前記摺動部の内部には、当該摺動部を補強するための環状の支持部が設けられていることを特徴とするシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流路を形成する第１流路部の端部と、流体の流路を形成する第２流路部の端部との間の環状隙間を密封するための摺動シール及びそれを備えるシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のシール構造の一例として、図９に示すものがある。このシール構造１は、流体１５の流路を形成するための配管を接続する際に使用される第１及び第２フランジ継手２、 ３を使用するものである。この２つの第１及び第２フランジ継手２、３が有する円環状の第１及び第２フランジ部４、５が、ガスケット６を間に挟み込んだ状態で複数のボルト７で締結されている。この２つの第１及び第２フランジ部４、５には、それぞれ円筒状の第１及び第２管部８、９が結合しており、この第１及び第２管部８、９が流体１５の流路を形成している。そして、ガスケット６によって、第１及び第２フランジ部４、５間の隙間１０(隙間の大きさＳ１)を密封している。
従来のシール構造の他の一例として、図１０(a)に示すものがある。この図１０ (a)に示すシール構造１１が、図９に示すシール構造１と相違するところは、ガスケット６の代わりにＯリング１２を使用しているところであり、それ以外は同等である。
また、従来のシール構造の更に他の一例として、図１１に示すものがある。この図１１に示すシール構造１３が、図９に示すシール構造１と相違するところは、ガスケット６の代わりにリップシール１４を使用しているところであり、それ以外は同等である。
更に、上記シール構造に関連するものとして、特許文献１に掲載されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平０４-５０６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、図９及び図１０(a)に示す従来のシール構造１、１１では、第１及び第 ２フランジ部４、５間の隙間１０が、このシール構造１、１１が設けられている配管の設置の都合により意図して又は意に反して大きくなったときは、例えば図 １０(b)に示すように、Ｏリング１２による密封状態が破れてしまい、密封対象流体１５が第１及び第２フランジ継手２、３の外部に漏れてしまうことがある。
また、図１１に示す従来のシール構造１３では、第１フランジ部４の溝部１６ に装着されたリップシール１４のリップ１４aが、それ自身の弾性力によって第２ フランジ部５のシール端面５aに密着している。従って、例えば第２フランジ部５が第１フランジ部４から離れる上方向に移動して隙間１０が或る程度大きくなっても、リップ１４aが、それ自身の弾性力に基づく復元力によってシール端面５aの上方向の移動に追従するように変形することができる。
しかし、リップ１４aが矢印１７に示すように半径方向外側に変形することができて、リップ１４aとシール端面５aとの問の密封性を確保するためには、リップ１４aの当該変形を許容することができるように、シール端面５aの半径方向の寸法を大きくする必要がある。
よって、当該寸法を確保するためには、その分だけ第２フランジ部５の嵩が大きくなり加工費用も嵩む。また、特に、第１及び第２管部８、９の外径、並びに第１及び第２フランジ部４、５の外径を小さい寸法に収めることが要求され、かつ、隙間１０が大きく変更される場合は、シール端面５aの半径方向の寸法を大きくすることができないために、当該リップシール１４を使用するシール構造１３を使用することは、適さない。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、流体が通る第１及び第２流路部の外径が小さい寸法に収めることが要求され、かつ、各部材の端部どうしの隙間が大きく変更されるものであっても、密封対象流体がこの隙間から漏洩することを防止できる摺動シール及びそれを備えるシール構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る摺動シールは、流体の流路を形成する第１流路部の端部と第２流路部の端部との間の環状隙問を密封するためのゴム様弾性体製又は合成樹脂製の摺動シールにおいて、前記第１流路部の前記流路を形成する第１内周面に密着し、当該第１内周面に対して前記第１流路部の中心線方向に摺動自在に形成された環状の摺動部と、前記摺動部と結合し、前記第２流路部の前記流路を形成する第２内周面と連なって形成された環状のシール端面に密着する環状の固定部とを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明に係る摺動シールによると、流路内の密封対象の流体の圧力によって環状の摺動部が第１内周面に押し付けられて、摺動部と第１内周面との間を密封することができる。そして、環状の固定部は、この流体の圧力によって第２流路部の環状のシール端面に押し付けられて、固定部とシール端面との間を密封することができる。このようにして、摺動シールは、第１流路部の端部と第２流路部の端部との間の環状隙間を密封することができる。
また、例えば第２流路部がその中心線方向に移動して、第１流路部の端部と第２流路部の端部との間の環状隙間が広がったり、又は狭まったりすると、固定部及び摺動部がそれぞれシール端面及び第１内周面に密着した状態で、摺動部が第１内周面に案内されて第１流路部の中心線方向に摺動することができる。
これによって、第１流路部の端部と第２流路部の端部との間の環状隙間が広がつたり、又は狭まったりしても、当該隙間を摺動シールによって密封することができる。
【０００７】
この発明に係る摺動シールにおいて、前記摺動部及び前記固定部は、前記流路内の流体圧力によって、それぞれが密着する前記第１内周面及び前記シール端面に押し付けられるように形成されているものとするとよい。
【０００８】
このように構成すると、流体圧力の大きさに応じた強さの力によって、摺動部及び固定部が、第１内周面及びシール端面に押し付けられ、それぞれの密着部分において、流体圧力の大きさに応じた強さの密封強度が得られる。よって、低圧及び高圧のいずれの流体であっても、第１流路部と第２流路部との間の環状隙間から流体が漏れないように密封することができる。
【０００９】
この発明に係る摺動シールにおいて、前記第１内周面は、円筒状に形成され、前記シール端面は、前記第２内周面に対して略直交する環状の平坦面に形成されているものとするとよい。
【００１０】
このように、第１内周面を円筒状に形成すると、流路内の密封対象流体の圧力によって環状の摺動部の全体が第１内周面に対して均等に押し付けられ、よって、摺動部と第１内周面との間を確実に密封することができる。そして、シール端面を第２内周面に対して略直交する環状の平坦面に形成すると、流路内の密封対象流体の圧力によって環状の固定部の全体がシール端面に対して均等に押し付けられる。よって、固定部とシール端面との間を確実に密封することができる。
【００１１】
この発明に係る摺動シールにおいて、前記摺動部には、当該摺動部を補強するための環状の支持部が設けられているものとするとよい。
【００１２】
このようにすると、摺動部における固定部側の部分が、第１内周面から外れて第１流路部から露出し、摺動部における固定部と反対側に形成された先端側が第１内周面に密着する状態となっているときでも、摺動部における第１内周面から外れて第1流路部から露出している部分が、流体の圧力によって外側に変形して、固定部がシール端面から外れてしまうことを防止できる。これによって、流体が、第１流路部と第２流路部との間の環状隙間から漏れないように密封することができる。
【００１３】
この発明に係る摺動シールにおいて、前記摺動シールの弾性力に基づく復元力によって、当該固定部が前記シール端面を押圧するように形成されているものとするとよい。
【００１４】
このようにすると、摺動シールの弾性力に基づく復元力によって、固定部がシール端面を押圧するので、流路内の流体圧力が零又はそれに近い大きさのときでも、固定部とシール端面との間を密封することができ、流体が、第１及び第２流路部の端部間に形成された環状隙間から漏れないようにすることができる。
【００１５】
この発明に係る摺動シールにおいて、前記支持部は、前記固定部が前記シール端面に密着する形状となるように当該固定部を保持するものとするとよい。
【００１６】
このようにすると、流路内の流体圧力によって、固定部がシール端面から外れて摺動部よりも外側に折れ曲がらないようにすることができる。これによって、流体が、第１及び第２流路部の端部間に形成された環状隙間から漏れないようにすることができる。
【００１７】
この発明に係る摺動シールにおいて、前記固定部は、ばねによって前記シール端面に押し付けられるものとするとよい。
【００１８】
このようにすると、ばねの弾性力によって、固定部をシール端面に押し付けることができるので、流路内の流体圧力が零又はそれに近い大きさのときでも、固定部とシール端面との間を密封することができ、流体が、第１及び第２流路部の端部間に形成された環状隙間から漏れないようにすることができる。
【００１９】
本発明に係るシール構造は、流体の流路を形成する第１流路部と、流体の流路を形成する第２流路部と、この２つの第１及び第２流路部の端部間の環状隙間を密封するためのゴム様弾性体製又は合成樹脂製の摺動シールと、を備えるシール構造において、前記摺動シールは、前記第１流路部の前記流路を形成する第１内周面に密着し、当該第１内周面に対して前記第１流路部の中心線方向に摺動自在に形成された摺動部と、前記摺動部と結合し、前記第２流路部の前記流路を形成する第２内周面と連なって形成された環状のシール端面に密着する固定部とを備えることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明に係るシール構造によると、本発明に係る摺動シールを備えており、当該摺動シールは、本発明に係る摺動シールと同様に作用する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る摺動シール及びシール構造によると、流体の流路を形成する第１流路部の端部と、流体の流路を形成する第２流路部の端部との間の環状隙間が、この第１又は第２流路部が設けられている装置等の都合により意図して又は意に反して、広がったり又は狭まったりすることがあっても、この環状隙間を確実に密封することができる。これによって、密封対象流体がこの隙間から漏洩することを確実に防止できる。
そして、固定部及び摺動部は、それぞれが密着するシール端面及び第１内周面に対してそれぞれの半径方向に移動する構成となってはいないので、第１及び第２流路部の外径が小さい寸法に収めることが要求され、かつ、各部材の端部どうしの隙間が大きく変更されるものであっても、本発明に係る摺動シールを適用することができ、密封対象流体がこの隙間から漏洩することを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の第１実施形態に係るシール構造を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すシール構造の部分拡大断面図である。
【図３】図１に示すシール構造の部分拡大断面図であり、(a)は、摺動シールを第１及び第２流路部に装着した状態を示す部分拡大断面図、(b)は、(a)に示す摺動シールが流体の圧力によって移動及び変形してシール状態になったところを示す部分拡大断面図、(c)は、(b)に示すシール状態で、配管内の流体の圧力が零又はそれに近い大きさとなった状態を示す部分拡大断面図である。
【図４】同発明の第２実施形態に係るシール構造を示す縦断面図である。
【図５】図４に示すシール構造の他の使用例を示す部分拡大断面図である。
【図６】同発明の第２実施形態に係るシール構造の更に他の使用例を示す部分縦断面図である。
【図７】同発明の第３実施形態に係るシール構造を示す縦断面図である。
【図８】同発明の第４実施形態に係るシール構造を示す部分拡大縦断面図である。
【図９】従来のシール構造の一例を示す縦断面図である。
【図１０】従来のシール構造の他の一例を示す縦断面図であり、(a)は、密封状態を示す縦断面図、(b)は、密封状態が破れた状態を示す縦断面図である。
【図１１】従来のシール構造の更に他の一例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るシール構造の第１実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。このシール構造１８は、図１に示すように、流体１５の流路を形成する第１流路部１９及び第２流路部２０と、この２つの第１及び第２流路部１９、２０の端部間の環状隙間２７を密封するための摺動シール２１とを備えるものである。この第１及び第２流路部１９、 ２０は、例えば金属製又は合成樹脂製の部材であリ、第１流路部１９は、例えば下流側の配管(図示せず)に接続され、第２流路部２０は上流側の配管(図示せず)に接続されている。
第１流路部１９は、図１に示すように、例えば短円筒形の管部材２２と、この管部材２２の下流側端部に設けられた第１フランジ部２４とを備えるフランジ付き管継手である。そして、この第１フランジ部２４の内周部の第２流路部２０に向かう側の内周縁部には、摺動シール２１が装着される矩形のシール挿着溝２６が形成されている。
【００２４】
第２流路部２０は、図１に示すように、例えば短円筒形の管部材２３と、この管部材２３の上流側端部に設けられた第２フランジ部２５とを備えるフランジ付き管継手である。この第１及び第２流路部１９、２０を構成するそれぞれの管部材２２、２３は、同一の内径であり、第１及び第２フランジ部２４、２５も同一の大きさに形成されている。尚、図１には管部材２２、２３は、同一の内径であり、両フランジ部２４、２５が同一の大きさであるように示されているが、管部材２２、２３は、同一の内径でなくてもよく、両フランジ部２４、２５も同一の大きさに限定されない。
そして、この第１及び第２フランジ部２４、２５どうしの間に形成されている環状の隙間２７の間隔は、Ｓ１である。このように、隙間２７がＳ１となっているのは、例えば第１及び第２流路部１９、２０のそれぞれに接続する配管(図示せず)の設置の都合によるものであり、それぞれの配管は、図示しない基台に取り付けられている。また、第１及び第２フランジ部２４、２５は、複数のボルト２８及びナット２９によって、互いに接近する方向に締め付けられて互いに結合している。
【００２５】
この図１に示す摺動シール２１は、ゴム様弾性体製又は合成樹脂製であり、円環状に形成されている。この摺動シール２１は、図２に示すように、摺動部３０と固定部３１とを備えている。
摺動部３０は、図２に示すように、外形が短円筒状であり、その下端部の外周面には、円環状の突条３０aが形成されている。この突条３０aは、第１流路部１９の流路を形成する第１内周面３２を押圧する状態で密着してこの円環状の密着部分を封止している。そして、摺動部３０は、第１内周面３２に対して第１流路部１９の中心線方向(図１の上下方向)に摺動自在に形成されている。この第１内周面３２は、シール挿着溝２６の内周面であり、円筒状に形成されている。
また、図２に示すように、摺動部３０ には、当該摺動部３０を補強するための短円筒状の支持部３３がその内部に設けられている。この支持部３３は、例えば金属製である。
【００２６】
固定部３１は、図２に示すように、円環状に形成されて、摺動部３０に繋がり、第２流路部２０の環状のシール端面３４を押圧する状態で密着するように形成されている。このように、固定部３１は、シール端面３４に密着してこの円環状の密着部分を封止している。この環状のシール端面３４は、第２流路部２０の流路を形成する円筒状の第２内周面３５と連なって形成された円環状の端面である。
つまり、摺動シール２１の弾性力に基づく復元力によって、当該固定部３１がシール端面３４を押圧するようになっている。このシール端面３４は、円筒状の第２内周面３５に対して略直交する円環状の平坦面に形成されている。
また、この円環状の固定部３１は、図２に示すように、第２流路部２０のシール端面３４に密着するシール面３１a(外周面)が円環状の平坦面として形成されている。そして、そのシール面３１aと反対側の内周面３１bは、流路内に向かって突出するように形成されている。よって、固定部３１の断面形状は、流路の内側に向かって突出する略多角形又は略半円形に形成されている。
【００２７】
このように、固定部３１の断面形状が、内側に突出する略多角形又は略半円形に形成されているのは、例えぱ図３(a)に示すように、固定部３１の先端部がシール端面３４に密着し、摺動部３０の下端部がシール装着溝２６の底面２６aに当接した状態で、第１及び第２流路部１９、２０の流路内の密封対象流体１５の圧力を固定部３１が受けたときに、固定部３１がシール端面３４から外れて摺動部３０よりも外側に折れ曲がらないようにするためである。これによって、流体１５が、第１及び第２流路部１９、２０の第１及び第２フランジ部２４、２５間に形成された環状隙間２７から漏れないようにすることができる。
更に、図２に示す摺動部３０及び固定部３１は、流路内の流体圧力によって、それぞれが密着する第１内周面３２及びシール端面３４に押し付けられるように形成されている。つまり、摺動シール２１は、ゴム様弾性体等で形成され、そして、摺動部３０内に設けられている円環状の支持部３３は、その一部が切り離されているので、この摺動シール２１の内周面に流体圧力が掛ると、摺動シール２１は、拡径方向に拡がり、第１内周面３２及びシール端面３４に押し付けられる。
次に、上記のように構成された摺動シール２１の作用を、図３(a)、(b)、(c)等を参照して説明する。今、図１に示す第１及び第２フランジ部２４、２５からボルト２８が取り外されて、第１流路部１９が第２流路部２０から切り離され、摺動シール２１が装着されていない状態とする。
【００２８】
この状態で、まず、図３(a)に示すように、摺動シール２１を第１流路部１９のシール装着溝２６に装着して、第１及び第２フランジ部２４、２５をボルト２８で締結する。このとき、円環状の摺動部３０の下端部の外周面に形成されている突条３０aは、シール装着溝２６の第１内周面３２に密着してこの円環状の密着部分を密封している。そして、摺動部３０の下端部は、シール装着溝２６の底面２６aに当接している。
また、環状の固定部３１の先端部は、摺動シール２１の弾性力に基づく復元力によって、第２流路部２０の環状のシール端面３４に押し付けられて、固定部３１とシール端面３４との間を密封している。これによって、第１及び第２流路部１９、２０の流路内の流体圧力が零又はそれに近い大きさのときでも、摺動シール２１の弾性力に基づく復元力によって、固定部３１とシール端面３４との間を密封することができ、流体１５が、第１及び第２流路部１９、２０の第１及び第２フランジ部２４、２５間に形成された環状隙間２７から漏れないようにすることができる(図３(a)参照)。
【００２９】
次に、図３(b)に示すように、第１及び第２流路部１９、２０の流路に密封対象流体１５を通す。すると、流路内の密封対象流体１５の圧力によって、固定部３１のシール面３１aが第２流路部２０のシール端面３４に押し付けられて密着するように、固定部３１が上方向に押し上げられる。この固定部３１の上昇移動によって、摺動部３０が第１流路部１９の中心線方向に沿って図３(b)の上方向に摺動して、図３(b)に示す状態となる。このとき、摺動部３０の突条３０aが第１内周面３２に密着した状態で上方向に摺動する。
そして、この図３(b)に示す状態で、流路内の密封対象流体１５の圧力によって、環状の摺動部３０が第１内周面３２に押し付けられて、摺動部３０と第１内周面３２との間を密封することができる。また、環状の固定部３１は、この流体圧力によって第２流路部２０の環状のシール端面３４に押し付けられて、固定部３１とシール端面３４との聞を密封することができる。このようにして、摺動シール２１は、第１フランジ部２４と、第２フランジ部２５との間の環状隙間２７を密封することができる。
【００３０】
また、例えば第２流路部２０がその中心線方向に移動して、第１流路部１９の第１フランジ部２４と第２流路部２０の第２フランジ部２５との間の環状隙間２７が広がったり、又は狭まったりすると、固定部３１及び摺動部３０がそれぞれシール端面３４及び第１内周面３２に密着した状態で、摺動部３０が第１内周面３２に案内されて第１流路部１９の中心線方向に沿って上方向又は下方向に摺動することができる。
これによって、第１流路部１９の第１フランジ部２４と第２流路部２０の第２フランジ部２５との間の環状隙間２７が広がったり、又は狭まったりしても、当該隙間２７を摺動シール２１によって密封することができる。
また、図３(c)は、図３(b)に示す状態から流路内の流体１５の圧力が零(大気圧)又はそれに近い大きさになったときの状態を示している。このような状態でも、摺動部３０と第１内周面３２との間、及び固定部３１とシール端面３４との間をそれぞれ密封することができ、流体１５が、第１及び第２流路部１９、２０の第１及び第２フランジ部２４、２５間に形成された環状隙間２７から漏れないようにすることができる。
【００３１】
このように、図１及び図２に示すシール構造１８によると、流体１５の流路を形成する第１流路部１９の第１フランジ部２４と、流体１５の流路を形成する第２流路部２０の第２フランジ部２５との間の環状隙間２７が、この第１又は第２流路部２０のそれぞれに接続する配管の設置の都合により意図して又は意に反して、広がったり又は狭まったりすることがあっても、この環状隙間２７を確実に密封することができる。これによって、密封対象流体１５がこの隙間２７から漏洩することを確実に防止できる。
そして、図２に示すように、固定部３１及び摺動部３０は、それぞれが密着するシール端面３４及び第１内周面３２に対してそれぞれの半径方向に移動する構成となってはいないので、第１及び第２流路部１９、 ２０の外径が小さい寸法に収めることが要求され、かつ、第１及び第２流路部１９、２０の第１及び第２フランジ部２４、２５どうしの隙間２７が大きく変更されるものであっても、本発明に係るシール構造１８を適用することができ、密封対象流体１５がこの隙間２７から漏洩することを確実に防止できる。
また、摺動部３０及び固定部３１は、流路内の流体圧力によって、それぞれが密着する第１内周面３２及びシール端面３４に押し付けられるように形成されているので、流体圧力の大きさに応じた強さの力によって、摺動部３０及び固定部３１が、第１内周面３２及びシール端面３４のそれぞれに押し付けられ、それぞれの密着部分において、流体圧力の大きさに応じた強さの密封強度が得られる。
よって、低圧及び高圧のいずれの流体１５であっても、第１流路部１９と第２流路部２０との間の環状隙間２７から流体１５が漏れないように密封することができる。
【００３２】
更に、図１に示す第１内周面３２を円筒状に形成すると、流路内の密封対象流体１５の圧力によって、円環状の摺動部３０の全体が第１内周面３２に対して均等に押し付けられ、よって、摺動部３０と第１内周面３２との間を確実に密封することができる。そして、シール端面３４を第２内周面３５に対して略直交する円環状の平坦面に形成すると、流路内の密封対象流体１５の圧力によって円環状の固定部３１の全体がシール端面３４に対して均等に押し付けられ、よって、固定部３１とシール端面３４との間を確実に密封することができる。
そして、図２に示すように、摺動部３０には、当該摺動部３０を補強するための環状の支持部３３が設けられているので、摺動部３０における固定部３１側の部分が、第１内周面３２から外れて第１流路部１９から露出し、摺動部３０における固定部３１と反対側に形成された先端側の突条３０aが第１内周面３２に密着する状態となっているときでも、摺動部３０における第１内周面３２から外れて第１流路部１９から露出している部分が、流体１５の圧力によって外側に変形して、固定部３１がシール端面３４から外れてしまうことを防止できる。これによって、流体１５が、第１流路部１９と第２流路部２０との間の環状隙間２７から漏れないように密封することができる。
【００３３】
次に、本発明に係るシール構造の第２実施形態を、図４〜図６を参照して説明する。この図４に示す第２実施形態のシール構造３７と、図１に示す第１実施形態のシール構造１８とが相違するところは、図１に示す第１実施形態では、上流側の第１流路部１９(フランジ付き管継手)と下流側の第２流路部２０(フランジ付き管継手)との間の接続部にシール構造１８を設けたのに対して、図４に示す第２実施形態では、連続鋳造設備３８の軸受け装置３９を冷却するための冷却水流路部４０と、基台４１側の冷却水供給路部４２及び冷却水排出路部４３との各接続部にシール構造３７を設けたところである。これ以外は、第１実施形態と同等の構成であり同様に作用するので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。
図４は、連続鋳造設備３８の軸受け装置３９の断面図である。同図に示すようにロール(図示せず)の軸部４４が軸受け４５によって回動自在に支持され、この軸受け４５は、軸受保持部４６によって支持されている。軸受保持部４６には、冷却水流路部４０が形成されている。この冷却水流路部４０の入口部４０aは、冷却水供給路部４２の出口部４２aと第１シール構造３７を介して接続されている。
そして、冷却水流路部４０の出口部４０bは、冷却水排出路部４３の入口部４３aと第２シール構造３７を介して接続されている。そして、冷却水供給路部４２及び冷却水排出路部４３は、連続鋳造設備３８の基台４１に設けられている。
【００３４】
図５は、図４に示す第１及び第２シール構造３７を示す部分拡大断面図である。ただし、図５に示す第１及び第２シール構造３７では、図４に示す第１及び第２シール構造３７において、連続鋳造設備３８の軸受け装置３９と、基台４１との間に高さ調整用シム４７を介在させている。
この図５に示す第１シール構造３７は、図１に示す第１実施形態のシール構造１８と同等のものであり、第１及び第２流路部４２a、４０aを備えている。第１流路部４２aは、冷却水供給路部４２の出口部４２aで形成され、第２流路部４０aは、冷却水流路部４０の入口部４０aで形成されている。そして、この冷却水供給路部４２の出口部４２aと、冷却水流路部４０の入口部４０aとの間の環状隙間２７(隙間の大きさＳ１)が摺動シール２１によって密封されている。
また、この摺動シール２１は、冷却水供給路部４２の出口部４２aの開口端部に形成された断面矩形のシール装着溝２６に装着されている。
この摺動シール２１は、第１実施形態と同等のものであり、図５に示すように、摺動部３０と固定部３１とを備えている。摺動部３０は、第１流路部４２aの流路を形成するシール装着溝２６の第１内周面３２に密着し、当該第１内周面３２に対して第１流路部４２aの中心線方向に摺動自在に形成されている。
固定部３１は、摺動部３０と結合し、第２流路部４０aの流路を形成する第２内周面３５と連なって形成された環状のシール端面３４に密着している。
【００３５】
次に、図４の左側に示す第２シール構造３７を説明する。この第２シール構造３７は、同図の右側に示す第１シール構造３７と同等のものである。ただし、左側の第２シール構造３７と右側の第１シール構造３７とが相違するところは、右側の第１シール構造３７では、第１流路部４２aが上流側であり、第２流路部４０aが下流側であるのに対して、左側の第２シール構造３７では、第２流路部４０bが上流側であり、第１流路部４３aが下流側であるところである。それ以外は、第１シール構造３７と同等の構成であり同様に作用するので、同等部分を同ーの図面符号で示し、それらの説明を省略する。
この図４の左側に示す第２シール構造３７は、図５に示すように、第１及び第２流路部４３a、４０bを備えている。第１流路部４３aは、冷却水排出路部４３の入口部で形成され、第２流路部４０bは、冷却水流路部４０の出口部で形成されている。そして、この冷却水排出路部４３の入口部(第１流路部４３a)と、冷却水流路部４０の出口部(第２流路部４０b)との間の環状隙間２７(隙間の大きさＳ１)が摺動シール２１によって密封されている。また、この摺動シール２１は、第１流路部４３aの開口端部に形成された断面矩形のシール装着溝２６に装着されている。この摺動シール２１は、摺動部３０と固定部３１とを備えており、第１実施形態と同等の構成であり同等に作用するので、その説明を省略する。
【００３６】
図６は、図４に示す第２実施形態に係るシール構造３７の更に他の使用例を示す縦断面図である。この図から分かるように、連続鋳造設備３８の軸受け装置３９と基台４１との間に高さ調整用シム４７が挟み込まれている。
この図６に示す状態では、第１シール構造３７における第１流路部４２aと、第２流路部４０aとの間の環状隙間２７の寸法がＳ２、Ｓ３であり、第１流路部４３aと、第２流路部４０bとの間の環状隙間２７の寸法がＳ４、Ｓ５である。こののように、それぞれの隙間２７の大きさが相違していても、各隙間２７を確実に密封することができる。
因みに、各隙間２７の大きさは、Ｓ２＞Ｓ３＞Ｓ４＞Ｓ５の関係にある。また、このように、連続鋳造設備３８の軸受け装置３９と基台４１との間に高さ調整用シム４７が挟み込まれるのは、連続鋳造設備３８が備える一対のロールが適切な間隔となるように調整するためである。
【００３７】
次に、本発明に係るシール構造の第３実施形態を、図７を参照して説明する。
この図７に示す第３実施形態のシール構造４９と、図１に示す第１実施形態のシール構造１８とが相違するところは、下記の通りである。
まず、図１に示す第１実施形態では、摺動シール２１がシール装着溝２６に装着されているのに対して、図７に示す第３実施形態では、シール装着溝２６が設けられておらず、摺動シール５０が短円筒形の第１流路部５１(管部材)の第１内周面５２に装着されているところである。
そして、図１に示す第１実施形態では、摺動シール２１を構成する摺動部３０の管部材２２の中心線方向の長さが、固定部３１の半径方向の長さと略同一であるのに対して、図７に示す第３実施形態では、摺動シール５０を構成する摺動部３０の第１流路部５１の中心線方向の長さが、固定部３１の半径方向の長さの略４倍であり、第１流路部５１と第２流路部２０との隙間２７(隙間の寸法Ｓ６)の調整範囲を大きくとれるようにしたところである。
また、図１に示す第１実施形態では、第１流路部１９と第２流路部２０とがボルト２８で連結されているのに対して、図７に示す第３実施形態では、第１流路部５１と第２流路部２０とがボルトで連結されてはおらず、第１流路部５１に接続されている上流側配管(図示せず)、及び第２流路部２０に接続されている下流側配管(図示せず)がそれぞれ固定側に固定されているところである。
上記以外は、第３実施形態は、第１実施形態と同等の構成であり同様に作用するので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの詳細な説明を省略する。
【００３８】
次に、本発明に係るシール構造の第４実施形態を、図８を参照して説明する。
この図８に示す第４実施形態のシール構造５４と、図１に示す第１実施形態のシール構造１８とが相違するところは、下記の通りである。
まず、図１に示す第１実施形態では、支持部３３が摺動部３０に設けられてはいるが、固定部３１には設けられてはおらず、摺動シール２１の弾性力に基づく復元力によって、固定部３１がシール端面３４を押圧するようになっているのに対して、図８に示す第４実施形態では、摺動シール５６の支持部５５が円環状であって断面がＬ字状に形成され、支持部５５によって、固定部３１がシール端面３４に密着する形状となるように固定部３１を保持するようになっているところである。
【００３９】
つまり、断面がＬ字状に形成された支持部５５の一端部が摺動部３０を補強し、支持部５５の他端部が固定部３１を、摺動部３０に対して約９０°内側に折れ曲がった状態で保持する構成となっている。このようにすると、流路内の流体圧力によって、固定部３１がシール端面３４から外れて摺動部３０よりも外側に折れ曲がらないようにすることができる。これによって、密封対象流体１５が、第１及び第２流路部１９、２０の第１及び第２フランジ部２４、２５間に形成された環状隙間２７(隙間の寸法Ｓ７)から漏れないようにすることができる。
そして、図１に示す第１実施形態では、摺動シール２１の固定部３１をシール端面３４に押し付ける外力がこの固定部３１に働いていないのに対して、図８に示す第４実施形態では、固定部３１は、圧縮コイルぱね５７のばね力(弾性力)によってシール端面３４に押し付けられているところである。この圧縮コイルばね５７は、図８に示すように、固定部３１と、シール挿着溝２６の底面２６aとの間に装着されている。
このようにすると、圧縮コイルばね５７の弾性力によって、固定部３１をシール端面３４に押し付けることができるので、流路内の流体圧力が零又はそれに近い大きさのときでも、固定部３１とシール端面３４との間を密封することができ、密封対象流体１５が、第１及び第２流路部１９、２０の第１及び第２フランジ部２４、２５間に形成された環状隙間２７から漏れないようにすることができる。
【００４０】
ただし、上記実施形態では、図１に示すように、第１流路部１９を流体１５の上流側とし、第２流路部２０を流体１５の下流側としたが、これに代えて、第２流路部２０を流体１５の上流側とし、第１流路部１９を流体１５の下流側としてもよい。
そして、図８に示す第４実施形態では、支持部５５が内部に設けられている固定部３１を、圧縮コイルばね５７ によってシール端面３４に押し付けるようにした。しかし、これに代えて、支持部５５が内部に設けられていない固定部３１、つまり、図１に示す第１実施形態等の摺動シール２１の固定部３１を、圧縮コイルばね５７によってシール端面３４に押し付けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明に係る摺動シール及びそれを備えるシール構造は、流体が通る第１及び第２流路部の外径が小さい寸法に収めることが要求され、かつ、各部材の端部どうしの隙間が大きく変更されるものであっても、密封対象流体がこの隙間から漏洩することを防止できる優れた効果を有し、このような摺動シール及びそれを備えるシール構造に適用するのに適している。
【符号の説明】
【００４２】
１８ シール構造
１９ 第１流路部
２０ 第２流路部
２１ 摺動シール
２２、２３ 管部材
２４ 第１フランジ部
２５ 第２フランジ部
２６ シール装着溝
２６a 底面
２７ 隙間
２８ ボルト
２９ ナット
３０ 摺動部
３０a 突条
３１ 固定部
３１a シール面
３１b 内周面
３２ 第１内周面
３３ 支持部
３４ シール端面
３５ 第２内周面
３７ 第１シール構造、第２シール構造
３８ 連続鋳造設備
３９ 軸受け装置
４０ 冷却水路部
４０a 入口部(第２流路部)
４０b 出口部(第２流路部)
４１ 基台
４２ 冷却水供給路部
４２a 出口部(第１流路部)
４３ 冷却水排出路部
４３a 入口部(第１流路部)
４４ 軸部
４５ 軸受け
４６ 軸受保持部
４７ シム
４９ シール構造
５０ 摺動シール
５１ 第１流路部
５２ 第１内周面
５４ シール構造
５５ 支持部
５６ 摺動シール
５７ 圧縮コイルばね
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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