(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向内外に配置される内・外輪部材の対向環状空間を軸方向で仕切る圧延機ロール軸受用の密封装置であって、
前記内輪部材に取り付けられるスリンガーと、前記外輪部材に取り付けられるシールリングによる組み合わせシールからなり、
前記シールリングが、前記外輪部材に取り付けられる環状芯金の内周縁に、前記スリンガーにおける径方向に沿う部分に対して軸方向から接触させられるアキシャルリップを被着した構成とされ、
前記アキシャルリップの開き方向への動きを規制する規制手段が、前記アキシャルリップの付け根において前記シールリングの環状芯金と前記アキシャルリップとの対向環状空間に嵌入装着されている、ことを特徴とする圧延機ロール軸受用の密封装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧延機ロール軸受用の密封装置において、
前記規制手段がコイルばねとされる、ことを特徴とする圧延機ロール軸受用の密封装置。
【請求項３】
請求項２に記載の圧延機ロール軸受用の密封装置において、
前記規制手段としてのコイルばねが、径方向内向きへの弾性復元力を発生する拡径状態で嵌入装着される、ことを特徴とする圧延機ロール軸受用の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば重荷重のかかる圧延用ロールを支持する軸受装置等におけるシール機能を与えるための密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えばバックアップロール等の圧延機ロールの軸受装置等に用いられている密封装置としては、図４（ａ）に示すような構造のものが提案されている。
【０００３】
元々、圧延機ロールに密封装置としてダストシールが取り付けられていなかったが、ロールの潤滑用のオイルミストが内部から放出され易いためそのオイルミストの雰囲気が作業者の健康に悪影響を及ぼすことを考慮して、近年、環境対応としてダストシールが付けられるようになった。
【０００４】
このダストシールは、環状芯金と、該環状芯金にゴムを加硫接着して軸方向に延出されるように形成したアキシャルリップとで構成され、このアキシャルリップが相手部材と摺接することで密封空間内からのオイルミストの流出と外部からの水やダスト等が内部に侵入するのを防止していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このアキシャルリップは、密封された空間内部のオイルミストで潤滑されているが、運転に伴って密封空間の内部圧力が上昇したときに、この圧力低下を図るため、その圧力によってアキシャルリップが開くようにして、高圧ガスを外部に逃がす機能も必要であった。
【０００６】
ところが、内部圧力の上昇でアキシャルリップが開く際にハンチング現象によりそのリップが振動してびびり音（異音）が発生し、作業者にとって耳障りとなるという不具合があった。
【０００７】
そこで、図４（ａ）のダストシール１０を図４（ｂ）に示すように改良したものが提案された。すなわち、アキシャルリップ１３が開くこと無く高圧ガスを逃がすことができるよう、内外に連通する孔１８をアキシャルリップ１３に穿設し、その孔を通して高圧ガスを外部に逃がすようにした。
【０００８】
しかしながら、このようにアキシャルリップ１３に孔１８を設けると、その孔を通して外部から軸受装置等に水や塵埃が浸入して、ロールの回転に悪影響を与えるおそれがあった。
【０００９】
また、このように孔１８を設けるための工程が必要であるため、製造工程の簡素化が図れないという課題もあった。
【００１０】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであって、圧力抜けによる弾性リップでの異音の発生を簡易な構造で解消できる密封装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明第１の圧延機ロール軸受用の密封装置は、径方向内外に配置される内・外輪部材の対向環状空間を軸方向で仕切る密封装置であって、前記内輪部材に取り付けられるスリンガーと、前記外輪部材に取り付けられるシールリングとによる組み合わせシールとなり、前記シールリングが、前記外輪部材に取り付けられる環状芯金の内周縁に、前記スリンガーにおける径方向に沿う部分に対して軸方向から接触させられるアキシャルリップを被着した構成とされ、前記アキシャルリップの開き方向への動きを規制する規制手段が、前記アキシャルリップの付け根において前記シールリングの環状芯金と前記アキシャルリップとの対向環状空間に嵌入装着されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明第１の圧延機ロール軸受用の密封装置によると、密封空間内の圧力が高まったときアキシャルリップが開いて高圧ガスを外部に逃がす際に、アキシャルリップが規制手段によって開き方向への動きが規制されるから、アキシャルリップの過剰な揺動でハンチング現象が生じて不当なびびり音（異音）が発生するのを抑制できる。
【００２０】
すなわち、規制手段によってアキシャルリップの開き方向へ動く際の揺動支点位置が従来に比してアキシャルリップの付け根位置から先端寄りに移動するからアキシャルリップが震えにくくなってびびり音の発生が抑制される。
【００２１】
本発明第２の圧延機ロール軸受用の密封装置は、第１の圧延機ロール軸受用の密封装置において、前記規制手段がコイルばねとされることを特徴とする。
【００２２】
本発明第２の圧延機ロール軸受用の密封装置によると、コイルばねによってアキシャルリップの開き側への動きが規制されるため、密封空間内の圧力が高まったときアキシャルリップが開いて高圧ガスを外部に逃がす際に、アキシャルリップの不当な振動を抑えてびびり音の発生が抑制されるとともに、コイルばねが弾性的に変形できることで、形状等の仕様の幾分異なるアキシャルリップに対しても同一仕様のコイルばねを装着することが可能である。また、コイルばねをアキシャルリップに対して開き側の側面に接当するように配置するという簡単な工程で異音発生の抑制を図れるから、従来のようにアキシャルリップに孔を設けるよりも簡易に製造できる。
【００２３】
本発明第３の圧延機ロール軸受用の密封装置は、第２の圧延機ロール軸受用の密封装置において、前記規制手段としてのコイルばねが、径方向内向きへの弾性復元力を発生する拡径状態で嵌入装着されることを特徴とする。
【００２４】
本発明第３の圧延機ロール軸受用の密封装置によると、コイルばねがアキシャルリップに装着された状態では、そのコイルばねは縮径した状態となっているので、その装着位置から外れにくくなっており、シールリングの密封位置への装着等の作業時において多少外力が加わってもアキシャルリップからコイルばねが脱落するようなことはないとともに、コイルばねが径方向に弾性的に変形できることで、アキシャルリップが開いて高圧ガスが逃げる際の圧力が変わるようなときでも、その変化に柔軟に対応して規制力や規制位置を変更して確実性高く異音発生を抑制できる。また、コイルばねが縮径する側に弾性復元することで、アキシャルリップを軸方向環状芯金から先端側ほど離間するように装着される傾向にあるから、アキシャルリップとその先端が接触される内輪側部材との密着性は高いものにできる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２６】
図１は、密封装置としてのダストシール等を示す要部断面図、図２は、圧延機におけるバックアップロールの上半分を示す縦断正面図である。
【００２７】
図例によれば、１はバックアップロール、２はバックアップロール１のロール（外輪部材に相当）、３はロール２を支持する支持体としての筒状の内輪（内輪部材に相当）、４はロール２と内輪３との間に介装されて軸受装置を構成するころ群、５は支軸、６は支軸５と内輪３との間に介装されるエキセントリックブッシュである。
【００２８】
軸方向に複列に構成されたころ群４の各ころ７に対して潤滑用のオイルミストを供給できるよう、エキセントリックブッシュ６及び内輪３には支軸５側からオイルを径方向外方へ送るための油路８を周方向４箇所に設けている。
【００２９】
そして、エキセントリックブッシュ６における各油路８には、オイルを各ころ７側へ噴霧するノズル９が設けられている。
【００３０】
ころ群４の軸方向外側に臨む箇所には、ころ群４で構成される軸受装置に対する密封装置としてのダストシール１０を設けている。
【００３１】
すなわち、ダストシール１０は、図１に示すように、径方向に沿う板材からなる環状芯金１１と、該環状芯金１１にゴム状弾性体を加硫接着して形成されたシール部１２とで構成され、シール部１２には、弾性リップとしてのアキシャルリップ１３が一体に形成されている。
【００３２】
なお、シール部１２は、ダストシール１０が密封位置へ装着された状態で環状芯金１１のころ７側に臨む側面の全面に被着されているとともに、環状芯金１１の径方向外端近く箇所に軸方向での厚みを径方向内側よりも厚くした厚み部１２ａを形成している。この厚み部１２ａと一体の突出部１２ｂを、環状芯金１１の外周縁よりも外方に突出するように形成している。この突出部１２ｂは、ダストシール１０の密封位置への装着状態でロール２の内周面等に密接するようになっている。
【００３３】
アキシャルリップ１３は、ダストシール１０が密封位置へ装着された状態で環状芯金１１の内周端縁部から軸方向外方かつ径方向外方に向かうよう延出されている。
【００３４】
このアキシャルリップ１３の環状芯金１１に対する付根部と環状芯金１１との間には、コイルばね１４を装着している。
【００３５】
このコイルばね１４は、線材をコイル状に巻回したワイヤを輪状に連結したものであって、径方向内向きへの弾性復元力を発生する拡径状態でアキシャルリップ１３の環状芯金１１に対する付根部と環状芯金１１との間に嵌入装着されているとともに、規制手段を構成する。
【００３６】
そして、ダストシール１０は、図２に示すように、ロール２と内輪３とのそれぞれの軸方向での両端箇所に、それぞれ装着されるのであって、その手順は、ロール２の軸方向両端箇所における内周面の段部隅角部に前記厚み部１２ａと突出部１２ｂが接当する状態でダストシール１０が装着され、次いでロール２内周面の溝１５に係合されたスナップリング１６によりその抜け止め、および、ダストシール１０の軸方向内側への押圧がなされる。
【００３７】
さらに、ダストシール１０が装着された状態で、金属製リングのスリンガーを成すシールプレート１７が内輪３の軸方向両端箇所の外周面に嵌合される。
【００３８】
このシールプレート１７は、軸方向に沿う内輪３への嵌合筒部分１７ａと、径方向に沿って内輪３とロール２との間をほぼ覆うフランジ部分１７ｂとで構成されるとともに、シールプレート１７とダストシール１０とにより組み合わせシールが構成される。
【００３９】
シールプレート１７が内輪３に対して嵌合で固定された状態において、ダストシール１０のアキシャルリップ１３の端縁部は、シールプレート１７のフランジ部分１７ｂの軸方向内側面に摺接する。なお、内輪３に固定されたシールプレート１７は内輪側の部材に相当する。
【００４０】
このように構成された密封装置の構成により、ダストシール１０，１０でロール２と内輪３との間の環状空間が軸方向において仕切られて密封されたころ群４収納空間における内部圧力が運転等に伴い上昇したとき、ダストシール１０のアキシャルリップ１３は、所定以上の内部圧力によって端縁部分がシールプレート１７のフランジ部分１７ｂから離れて開くことになる。
【００４１】
そのアキシャルリップ１３が開くことで、高圧ガスが外部へ逃がされ、内部圧力を所要圧に低減させるとともに、コイルばね１４によってアキシャルリップ１３の開きを規制するため、高圧ガスの排出時の勢いでアキシャルリップ１３の開きの揺動においてハンチング現象が生じる等してアキシャルリップ１３が振動することも阻止され、開き状態（図１におけるアキシャルリップ１３の仮想線の状態からさらにその端縁が環状芯金１１よりに変位した状態）のまま維持されるように、あるいはびびり音のような異音が発生しない遅い周期で開閉するようにできる。
【００４２】
本発明者は、上記実施の形態で示したダストシール（外径寸法１８４ｍｍ、内周径寸法１４０ｍｍ、リップ幅寸法７ｍｍ）における異音発生の有無について、確認試験を行った。
【００４３】
すなわち、その確認試験は、試験用治具に該ダストシールを装着した状態で、密封空間内の内部圧力を、０．０２ＭＰａ〜０．０６ＭＰａにおいて０．０１ＭＰａごとに、０．０６ＭＰａ〜０．１２ＭＰａにおいて０．０２ＭＰａごとに、そして、０．１５ＭＰａ、０．２ＭＰａにそれぞれ設定したときに、高圧ガス（エアー）が抜ける際のびびり音の発生の有無を確認することで行った。
【００４４】
上記試験の結果、上記内部圧力の設定した範囲ではエアーの逃げが確認されるとともに全て異音の発生はなかった。
【００４５】
なお、比較のため、コイルばねを装着していないダストシールについての上記確認試験を行ったところ、密封空間内の内部圧力０．０２ＭＰａで既に異音の発生が認められ、それ以上の圧力においては異音が継続的なものとなることが確認された。なお、上記ダストシールのアキシャルリップにおけるその幅方向中央に内外に通じるφ２の孔を２カ所に空けた場合でも、密封空間内の内部圧力０．１ＭＰａ以上で異音の発生が認められ、同一条件で孔を４ヵ所空けた場合にのみ上記設定内部圧力の全てにおいて異音の発生が無かった。
【００４６】
なお、図３には、上記実施形態のものよりもコイル径の小さいコイルばね１４を規制手段としてアキシャルリップ１３の付根部と環状芯金１１との間に装着したものを示している。このように、例えば密封空間内での内部圧力等の条件に応じて、コイルばね１４のコイル径を大小変更してそのコイルばね１４をアキシャルリップ１３の付根部分と環状芯金１１との間に配置して装着できる。また、形状等の仕様の幾分異なるアキシャルリップ１３に対しても同一仕様のコイルばね１４を弾性リップ振動による異音発生抑制用として装着することが可能である。
【００４７】
上記実施の形態では、コイルばねを、径方向内向きへの弾性復元力を発生する拡径状態でアキシャルリップの環状芯金に対する付根部と環状芯金との間に嵌入装着したものを示したが、径方向内向きへの弾性復元力を発生しない自然状態で嵌入装着されるようにしても良い。
【００４８】
なお、上記実施の形態では、規制手段としてリング状のコイルばねを示したが、弾性樹脂材からなるリング状部材や、環状芯金と弾性リップの付根部分の形状に合わせて断面形状くの字状に折り曲げた板バネや、鋼線等の剛性材からなるリング状部材等で規制手段を構成しても良い。また、規制手段としては、弾性リップの付根部の環状芯金側に臨む面に環状芯金に向かって突出する突条等の突起を設けて構成してもよい。この場合、弾性リップが開く際にその突起が環状芯金に接当規制されることで弾性リップの振動を抑制する。
【００４９】
上記実施の形態では、ダストシールをロール側に設け、そのダストシールの弾性リップを支持体としての内輪側に摺接するものを示したが、これとは逆に、支持体側にダストシールを設け、ダストシールの弾性リップがロール側に対して摺接するように構成しても良い。
【００５０】
上記実施の形態では、圧延機のロール用軸受装置に本発明の密封装置を適用したものを示したが、これに限定されるものでない。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の場合、密封空間内の圧力が高まったときアキシャルリップが開いて高圧ガスを外部に逃がす際に、アキシャルリップが規制手段によって開き方向への動きが規制されるから、アキシャルリップの過剰な揺動でハンチング現象が生じて不当なびびり音（異音）が発生するのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１におけるダストシール等の要部を示す縦断正面図
【図２】圧延機のバックアップローラの上半部を示す縦断正面図
【図３】別の仕様のダストシールの要部を示す縦断面図
【図４】従来の２種のダストシールの要部を示す縦断面図
【符号の説明】
２    ロール（外輪部材）
３    内輪（内輪部材）
１０  ダストシール
１１  環状芯金
１３  アキシャルリップ
１４  コイルばね（規制手段、弾性リング）
【図１】
0004641348.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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