(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の回りに回転する筒状ロール（４２）の中空ジャーナル（４４）の一端に導管系（１０６）を連結する回転継手であって、ロールの径方向及び軸方向ずれを吸収し自動的に補償してフレキシブルな供給・排出導管の必要性を無くすことができ、
外側端と円筒外側面（６８）とを有する筒状ニップル（６４、１１４）と、
該ニップルを該ジャーナル外側端に基本的に同心に搭載する手段（７０、１１０）と、
該ニップル（６４、１１４）を囲み、該ジャーナルの該一端に隣接して堅く搭載され固定したベアリングカバー（６２）と
該ニップルと該ベアリングカバーとの間に介在し該ニップルに搭載された自己心合わせ式シール（７６）と、該シール（７６）は該ジャーナルの回転中に該ベアリングカバーに対して該ニップルをシールし、
該ベアリングカバーに形成され該ニップルの該外側端に通じる流路（１０４）と、
該ベアリングカバーに取付けられ前記流路に通じて、ロールへの伝熱媒体の供給および／または排出のための剛体導管（１０６）と、
を組み合わせて具備し、
前記自己心合わせ式シール（７６）は、前記ニップル外側面（６８）上に取付けられボア（７８）を形成した剛体ボディ（７６）と、前記ベアリングカバー内に形成されたチャンバ（９２）内に収容されるフランジ（８２）とを具備し、
前記ベアリングカバーは、その径方向内側面（８８）と外側面（８６）との間に形成された径方向に離間した複数のリセスを有し、弾力性環状シール（９０、８４）が該リセスに収容されて、前記ボアと前記ニップルと間と、前記フランジと前記チャンバの間に介在することを特徴とする上記回転継手。
【請求項２】
ベアリング（５０）が前記ジャーナル（４４）を回転自在に支持し、ベアリングハウジング（５８）が該ベアリングを支持し、前記ベアリングカバー（６２）は前記ベアリングハウジングに取付けられた請求項１記載の回転継手。
【請求項３】
前記ボディの内側及び外側面（８８、８６）に形成された環状の前記複数の径方向リセスは、ロール回転軸から径方向に異なった距離にあり、その距離はそこに収容されるシール（９０、８４）の寸法と弾力特性により決められる請求項１記載の回転継手。
【請求項４】
前記ニップル（６４）は径方向フランジ（７０）を有し、固定部材（７２）が前記フランジを通って延びていて、前記ニップルを前記ロールジャーナル（４４）の前記一端に取付けた請求項１記載の回転継手。
【請求項５】
環状ブッシュ（１１０）が前記ジャーナル端に隣接して前記ジャーナル内に同心に固定され、前記ニップル（１１４）は該ブッシュ内に収容されてそこにシールされた請求項１記載の回転継手。
【請求項６】
回転軸の回りに回転する筒状ロール（４２）の中空ジャーナル（４４）の一端に導管系（１０６）を連結する回転継手であって、ロールの径方向及び軸方向ずれと角度ずれを吸収し自動的に補償してフレキシブルな供給・排出導管の必要性を無くすことができ、
外側端と外側円筒面（６８）とを有する筒状ニップル（６４、１１４）と、
該ニップルを該ジャーナル外側端に基本的に同心に搭載する手段（７０、１１０）と、
中央ボア（７８）を有する環状ボディ（７６）と、該ボアは該ニップルの直径より少し大きくて該ニップルを収容し、
該ボディに形成された径方向フランジ（８２）と、該フランジは軸方向に平行に離間した径方向内側面（８８）と径方向外側面（８６）とを有し、
前記ニップルの外側面と前記ボディの中央ボアの間に介在する第一環状弾性シール手段（８０）と、
前記ロールジャーナルの外側端に隣接して堅く搭載された固定ベアリングカバー（６２）と
前記ベアリングカバーに形成されたチャンバ（９２）と、該チャンバは前記ジャーナルの回転軸に対して径方向に配置された第一壁（９７）と第二壁（１００）とを有し、前記ボディの前記径方向フランジは、前記チャンバの該第一・第二壁間に配置され、該第一・第二壁間の軸方向の間隔よりも少し小さい軸方向距離を有し、
前記径方向フランジの外・内面と、前記チャンバの第一・第二壁との間に介在する、第二（８４）・第三（９０）環状弾性シール手段と、
を組み合わせて具備し、
該第二環状弾性シール手段は前記チャンバの第二壁と前記フランジの外側面との間に介在し、該第三環状弾性シール手段は前記チャンバの第一壁（９７）と前記フランジの内側面との間に介在して、前記ニップルと前記ボディとの間に限られた角度のずれが存在しても、前記フランジと前記チャンバの第一・第二壁壁との間がシールされ、前記ベアリングカバー内にある流路（１０４）が、前記ニップルの外側端に通じて、前記ニップルと前記ベアリングカバーを通って前記ロールに通じることができることを特徴とする上記回転継手。
【請求項７】
前記第一シール手段（８０）が弾性リングを有する請求項６記載の回転継手。
【請求項８】
前記ボディの中央ボアに複数の環状リセスが形成され、前記第一シール手段（８０）が前記リセスに収容された請求項７記載の回転継手。
【請求項９】
前記第二シール手段（８４）と前記第三シール手段（９０）とが弾性リングを有する請求項６記載の回転継手。
【請求項１０】
前記ボディの径方向面に複数の環状リセスが形成され、前記第二シール手段（８４）と前記第三シール手段（９０）が前記リセスに収容された請求項９記載の回転継手。
【請求項１１】
前記ボディの内側及び外側面に形成された前記環状リセスが、前記ロールの回転軸から異なった径方向距離であり、それらの距離は、前記第二シール手段（８４）と前記第三シール手段（９０）の寸法と弾力特性と、前記フランジ（８２）と前記チャンバ壁（９７、１００）との間の間隙により決定される請求項１０記載の回転継手。
【請求項１２】
前記ニップル（６４）は径方向フランジ（７０）を有し、固定部材（７２）が該フランジを通って延びていて、前記ニップルを前記ロールの中空ジャーナルの端に取付けた請求項６記載の回転継手。
【請求項１３】
環状ブッシュ（１１０）が前記ジャーナル端に隣接して前記ロールジャーナル内に同心に固定され、前記ニップル（１１４）は該ブッシュ内に収容されてそこにシールされ、軸方向の動きを許容し前記ロールの熱膨張を吸収する請求項６記載の回転継手。
【請求項１４】
導管系（１０６）と、固定されたベアリングハウジング（５８）に設けられた少なくとも一つのベアリング（５０）に回転自在に支持された円筒ジャーナル（４４）の内部穴とを連結する回転継手において、
前記中空ジャーナルが、前記ベアリングハウジングに固定されたベアリングカバー（６２）によって囲まれた端部を有し、
前記ベアリングカバーが、内部に前記回転継手を収容するように設けられたチャンバ（９２）を有し、
前記回転継手が、
中央ボア（６６）と外側円筒面（６８）を有する、前記回転継手と共に回転するように前記回転継手に設けられた筒状ニップル（６４）と、
前記ニップルの流路と連通する少なくとも１つの流路（１０４）を備え、固定された前記ベアリングカバーのリセス（９２）に収容可能で、固定可能な継手頭（９６）と、
前記ニップルの外表面に設けられ、固定された前記継手頭及び回転自在の前記ニップルと封止状態で係合し、更に固定された前記ベアリングカバーと封止状態で係合するシール部材（８０、８４、９０）と、を備え、
前記シール部材と固定された前記継手頭と固定された前記ベアリングカバーとの間の封止状態での係合を維持しながら、前記回転継手が、固定された前記継手頭に対する前記ニップルの半径方向運動を許容するように設けられていることを特徴とする回転継手。
【請求項１５】
前記シール部材（８０、８４、９０）が、前記ニップルの外側円筒面（６８）に収容される大きさのボア（７８）と、固定された前記ベアリングカバー（６２）の別のリセス（９４）に収容される大きさの径方向フランジ（８２）とを備え、
前記径方向フランジ（８２）が、対向する径方向内側面（８８）と径方向外側面（８６）と、前記径方向フランジの前記径方向外側面に設けられ固定された継手頭と封止状態で係合する少なくとも１つの弾性シール手段（８４）と、前記径方向フランジの前記径方向内側面に設けられ固定された前記ベアリングカバーと封止状態で係合する少なくとも１つの弾性シール手段（９０）と、を有していることを特徴とする請求項１４に記載の回転継手。
【請求項１６】
前記ボア（１７）が、前記ボアと前記ニップル外側面（６８）の間に設けられた少なくとも１つの弾性シール手段（８０）を収容する大きさの少なくとも１つの環状リセスを備え、
前記少なくとも１つの弾性シール手段が、Ｏリングであることを特徴とする請求項１５に記載の回転継手。
【請求項１７】
前記径方向フランジ（８２）の前記外側面（８６）が、少なくとも１つの弾性シール（８４）を収容する大きさの少なくとも１つの環状リセスを有し、前記径方向フランジの前記内側面（８８）が、少なくとも１つの弾性シール（９０）を収容する大きさの少なくとも１つの環状リセスを有し、
前記少なくとも１つの弾性シールのそれぞれが、Ｏリングであることを特徴とする請求項１５に記載の回転継手。
【請求項１８】
前記径方向フランジ（８２）の前記外側面（８６）に設けられた少なくとも１つの前記環状リセスと、前記径方向フランジ（８２）の前記内側面（８８）に設けられた少なくとも１つの前記環状リセスが、前記径方向フランジに沿った異なる径方向距離を有する位置に位置付けられていることを特徴とする請求項１７に記載の回転継手。
【請求項１９】
前記回転継手が、軸方向流路を有する環状ブッシュ（１１０）を更に備え、
前記ニップル（６４）が、前記ブッシュの軸方向流路内に収容されて封止され、
前記ブッシュが円筒ジャーナル（４４）の内部ボア内に収容可能で、そこで封止可能であることを特徴とする請求項１４に記載の回転継手。
【請求項２０】
前記ニップル（６４）が、径方向フランジ（７０）と前記フランジを通って延在し、前記ニップルを前記円筒ジャーナル（４４）の一端に取り付ける固定部材（７２）と、を有していることを特徴とする請求項１４に記載の回転継手。  
【請求項２１】
底面側で開口する流体チャンバを有する継手頭（９６）と、
外側円筒面（６８）と、前記流体チャンバと連通する中央ボア（６６）を有する回転自在のニップル（６４）と、
前記ニップル（６４）の前記外側円筒面に設けられたシール部材（８０、８４、９０）と、を備えた回転継手であって、
前記シール部材が、それぞれ少なくとも１つのシール部材（８４，９０）を支える対向する径方向内側面（８８）と径方向外側面（８６）を有する径方向フランジ（８２）を備えた剛体ボディ（７６）を含み、
前記径方向外側面のシール部材（８４）が、前記継手頭の底面と封止状態で係合し、
前記径方向フランジの前記径方向外側面の少なくとも１つのシール部材と前記継手頭の底面との間の封止状態での係合を維持しながら、前記シール部材と前記ニップルが、前記固定された継手頭に対して径方向に移動自在である
ことを特徴とする回転継手。
【請求項２２】
前記シール部材（８０，８４，９０）が、前記ニップル外側円筒面（６８）に収容される大きさのボア（７８）を備え、前記ボアが、前記ニップル外側円筒面と封止状態で係合する少なくとも１つのシール部材（８０）を有していることを特徴とする請求項２１に記載の回転継手。
【請求項２３】
前記径方向フランジ（８２）の対向する径方向内側面（８８）と径方向外側面（８６）のそれぞれが、少なくとも１つの弾性シール部材を収容する大きさの少なくとも１つの環状リセスを有していることを特徴とする請求項２１に記載の回転継手。
【請求項２４】
前記径方向フランジ（８２）の前記外側面（８６）に設けられた少なくとも１つの前記リセスと、前記径方向フランジ（８２）の前記内側面（８８）に設けられた少なくとも１つの前記リセスが、前記径方向フランジに沿った異なる径方向距離を有する位置に位置付けられていることを特徴とする請求項２３に記載の回転継手。
【請求項２５】
前記回転継手が、軸方向流路を有する環状ブッシュ（１１０）を更に備え、
前記ニップル（６４）が、前記ブッシュの軸方向流路内に収容されて封止されることを特徴とする請求項２１に記載の回転継手。
【請求項２６】
前記ニップル（６４）が、前記ニップルを円筒ジャーナル（４４）の一端（４８）に固定するための固定部材（７２）を収容するための開口部を有する径方向フランジ（７０）を備えていることを特徴とする請求項２１に記載の回転継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、回転ロール又はドラムに対して伝熱媒体を送給・送出する回転継手に関する。その回転継手は、固定及び回転組立体の間における、限られた心ずれを吸収する自己心合わせ型である。
【０００２】
回転継手は、加熱または冷却される回転ドラム又はロールに使用される。例えば、紙製造、ウェブ乾燥、ウェブ印刷、製鉄等の製造工程で長年に渡って使用されている。この出願の譲受人は、回転継手の設計と製造の先導者である。
【０００３】
回転ロール及びドラムは、同軸のジャーナルにより支持され、更に軸受に回転可能に支持される。その軸受は、摩擦の生じるスリーブ型でも良いが、一般的には、摩擦が無いボール又はローラーベアリングであり、それらは、この出願の譲受人の米国特許第5,303,959号及び5,931,507号に記載されている。そのロール又はドラムは、高温可動体と外側で接触するので、又は、ロール上を通過する紙ウェブを乾燥するために、蒸気がロールに噴射されてロールを加熱するので、ドラム内の温度が高くなって、ドラム寸法がロール温度により変化する。従って、回転継手は、運転中のロール又はドラムの軸方向寸法変化を補償する特性を備えなければならない。前述の二つの特許は、その軸方向変化を補償する種々の形式のシール構造を開示している。又、ベアリング磨耗、ベアリングハウジングの心合わせ誤差、ロール又はドルムの曲がりにより、回転継手の主軸とロール回転軸の間に少し心ずれが生じ得る。回転継手のシール構造は、米国特許第4,606,561号に開示されているように、そのような心ずれを吸収するように設計されるべきである。
【０００４】
前述のそれらの特許に図示されている及び従来構造の回転継手は、フレキシブル導管を使用していて、それらは合成又は又は金属製ホースであり、伝熱媒体の堅い供給管と回転継手との間に設けられる。そのようなフレキシブル導管は、回転継手の取付構造と、回転中のロール・ドラム軸との心ずれにより必要となる。多くの設置例で、回転継手ハウジング又はカバー構造に取付けられたフレキシブル金属ホースは、不満足なものである。これらのホースは一般的には極めて短い。何故ならば、回転継手と機械フレームとの間の限られて利用空間に導かれるからである。故に、これら短いホースは柔軟性が限定されて、回転継手に大きな力を及ぼして、シーリング部品の磨耗を加速する。
【０００５】
更に、高温金属スラブの連続鋳造処理では、高温スラブは一連の金属製ロールにより支持され、それらのロールは管状でありそこを通る水によりロールが冷却され、その水はロールの端部に通じる回転継手を介して供給される。これらの構成は、付加的な更に深刻な問題を生じる。前述の状況で、回転継手に取付けられたフレキシブル金属ホースを使用すると、連続鋳造スラブ用ロールの冷却に対して脆弱なリンクを構成することになる。
【０００６】
高温金属スラブがロール上を動いている時、スラブは芯が溶けていて極めて高温であり、その溶けているスラブの芯が飛び出すことがあり、熔融金属が金属スラブの送り方向に対して横向きに流れ出て、フレキシブル金属ホースと従来の回転継手を損傷させることがよく起こる。その金属ホースは捩じられ、回転され、作動範囲を超えて押されて、過度の外力が回転継手に掛って、回転継手の寿命を著しく減少させる。このような溶けた金属が噴出す場合には、回転継手はしばしば使用不能となり、連続鋳造処理を中断しなければならない。これによる遅延及びフレキシブル金属ホースと回転継手の損傷の修理は非常にコスト高であり、困難を伴い時間が係る。この発明以前では、前述の問題の解決策が待望されていた。
【０００７】
この発明の一つの目的は、ロール又はドラムのための回転継手を提供することであり、その回転継手では、フレキシブル金属又非金属ホースは全く使用されずに、“堅い”導管が使用されて熱伝導媒体を供給する。
【０００８】
この発明のもう一つの目的は、ロール又はドラムに媒体流体を供給する回転継手を提供することであり、その回転継手のハウジング又はカバーは、ロールジャーナルの端部を覆い、そして、堅い管又は導管が損傷しないように回転継手に使用される。さらに、回転継手は、シール構造を有して、そのシール構造は、ロールの軸方向の寸法変化と、ロールの軸と回転軸のずれとを吸収できる。
【０００９】
この発明のもう一つの目的は、回転継手を提供することであり、その回転継手と回転ロール又はドラムとの間にはシール手段が設けられ、そのシール手段は、ロールの軸方向の寸法変化と、ロール軸と回転軸のずれとを吸収できる。その回転継手には堅い剛体管が連結されて、伝熱媒体がその回転継手に取り付けられた剛体カバープレートを通って供給され、その堅い剛体導管はシールの損耗を増加させる力をその回転継手に及ぼすことがない。
【００１０】
ロール又はドラムは、各端部から延びる同心の円筒ジャーナルを有する円筒部を備えている。各ジャーナルは軸受で支持され、普通は非摩擦型であり、ベアリングが固定されたハウジング内に配置されて、軸受のベアリング外側溝とロール又はドラムは、堅固に支持される。連続鋳造ロール、そして、内部が冷却または加熱されるロール又はドラムでは、回転継手を介して、流体伝熱媒体を、普通は水又は蒸気であり、ロール又はドラムの円筒部のボアに通じるジャーナルの開いた端部に供給する。ジャーナル端は回転継手に通じ、シール手段により回転継手がジャーナル端でシールされる。
【００１１】
緩く設置した回転継手に伝熱媒体を通じるために、普通のフレキシブル金属ホースを使用せずに、この発明の回転継手は、好ましくは、ベアリングハウジングの内側で、堅固に固定される。この回転継手のハウジングは内部に流路を有して、ジャーナル端に、回転継手ハウジングに取付けられた堅い管または導管により供給される伝熱媒体を通じる。回転継手に至る堅い管が可能は、回転継手ハウジングが堅固に固定された特徴を有するからである。
【００１２】
ロールジャーナルと回転継手構造との間のシールは、円筒ニップルにより達成され、そのニップルはジャーナルに同心に設置され、ジャーナル端を超えて延びている。ニップルは、ジャーナル端にボルト止されても、ジャーナルボアと同心のジャーナル端に配置されたブッシュ内に設けられても良い。いずれの場合でも、ニップルはロールジャーナルと共に回転する。ハブがそのニップルの外側面に取付けられ、軸方向の動きに対してそこでシールし、ハブとスリーブとの間相対的な回転を可能とする。ハブは径方向フランジを有し、その内側と外側面に設けられるシール手段を有して、回転継手構造に形成された径方向面をシールする。ハブボアとニップルとの間、及び、ハブフランジと回転継手のそのシール面との間には、僅かな隙間があり、Ｏリング式シールリングを使用して、ジャーナル回転が偏心しても、効果的にシールできる。Ｏリングの寸法と特性により、Ｏリングの弾力限界内で、前述に心のずれと偏心とを吸収する。
【００１３】
この発明による回転継手構造の保守は容易に実施でき、回転継手ハウジングは、ニップル及びハブと同心の保守用カバーを有する。この実施例では、ニップルは、ジャーナル収容ブッシュ内に収容され、そのニップルとハブは一体として、交換または再シールが可能である。
【００１４】
回転継手とロールジャーナルとの間の心ずれを吸収するようなそのシール構造とするために、そして、ニップルとハブとの間の軸方向の相対的な動きが、ロールの軸方向の延びを吸収可能とするために、堅い管路又は導管が直接回転継手のハウジングに取付けられて、フレキシブル金属ホースなどのフレキシブルな導管を不要にできる。そのような剛体の管を使用することにより、高温のスラブ芯が噴出した場合の損傷の可能性が、フレキシブル金属ホースを使用している従来の回転継手よりも、著しく減少する。この発明の回転継手構造は、温度制御用流体が、比較的小さいロールにも簡明に使用可能にし、容易に使用可能な構成である。
【００１５】
この発明の目的と優位性は、以下の詳細な説明と、添付図面により明らかにされる。
【００１６】
図１は、金属スラブ連続鋳造処理における高温金属スラブを支持する金属ロールを冷却するために、以前から使用されている従来型回転継手を図示している。金属スラブを支持するロールは符号１０で、ロール端部ジャーナルは符号１２で示され、ジャーナル１２を支持するベアリングは図示されていない。その従来技術の回転継手のボディは、符号１４でしめされ、ロールの回転軸と同心のジャーナルボア内に形成されるリセス内に挿入される。ボディ１４は、Ｏリングシール１６によりそのジャーナルに対してシールされ、フランジ１８を有し、そのフランジを通ってボルト２０が延びていて、そのボルトはジャーナル１２の端に形成されたねじ孔２２内に収容される。
【００１７】
筒状ニップル２４はボディ１４内に配置され、円筒に延設された筒状構造であり、内側から径方向に延設された肩２６を有して、そのニップルが流体圧により押されてボディ１４から押し出されるのを防ぐ。肩２６はスラストベアリング２５に載る。シールリング２８はそのボディに対してそのニップルをシールする。
【００１８】
回転継手頭は符号３０で示され、ニップル２４の端に収容され、ニップル溝３４内に挿入されるボルト３２によりそこに固定される。スラストベアリング３６はボディ１４と継手頭３０の内側端との間に配置される。スナップリング３７はスラストベアリング３６を正位置に保持する。チャンバ３８が継手頭３０内に形成され、ニップル２４の外端に通じる。金属フレキシブルホース４０が継手頭３０に取付けられてチャンバ３８に通じて、水等の冷却伝熱媒体をジャーナル１２とロール１０の内部に供給する。同様な回転継手構造がロール１０の他端に使用されても良く、これは図示されていないが、ロールの熱がそこに伝導した後に水はロールから排出される。
【００１９】
継手頭３０はトルクロッド（図示せず）により、固定された支持構造（図示せず）に連結され、そのトルクロッドは継手頭のトルクロッド孔３９に通される。この場合に、柔軟性のあるトルクロッド手段が使用されて、継手頭が回転しなようにし、且つ、限定した軸方向及び径方向の動きを許容する。フレキシブルホース４０の使用と継手頭３０の“ルーズ”支持により、回転継手構造は、ロール１０の軸方向延びと軸とロール回転軸のずれとを吸収できる。しかし、金属スラブ芯の噴出しの場合には、流れる溶融金属が継手頭３０と支持構造とフレキシブルホースに直接掛り、回転継手に連結したフレキシブルホース４０をしばしば損傷する。この噴出しは、回転継手をひどく損傷し、直ちに修理を要し、それは、ロールが交換又は修理されるまで、金属スラブ処理を中断しなけばならず、大変時間と費用が係かる。
【００２０】
回転継手を使用するこの発明のコンセプトが、図２の組立断面図に示されている。ロールは、符号４２で示され、その端に円筒ジャーナル４４を有する。ボア４６はジャーナルとロールを通って延びている。ジャーナルの外側端４８は、リセスが形成されて後述するニップル構造を収容し、ベアリング５０が円筒ジャーナル４４を支持する。ベアリング５０は、摩擦のある形式のものでもよいが、普通は、図示されているような球面ローラーベアリングを使用した非摩擦型のものである。ベアリング用内側溝は、スペーサ５２、５４により位置決めされる。円筒ジャーナル４４の端部にねじ込まれるナット５６が、ベアリング内側溝をスペーサ間に押し込めて、ベアリングとジャーナルを位置付ける。ベアリングハウジング５８は、剛体の支持構造（図示せず）に取付けられ、ベアリングシール板６０がベアリングハウジング５８と係合する。リップシールなどが使用されて、ベアリングハウジング５８をスペーサ５２、５４に対してシールする。
【００２１】
ベアリングカバー６２はねじボルト６３により静止したベアリングハウジング５８に取付けられる。ねじボルト６３はベアリングシール板６０の孔を貫通するので、これらのボルトは、ベアリングハウジング５８に対してベアリングシール板とベアリングカバーとを位置決めし取付ける。
【００２２】
ニップル６４は４８内の円筒ジャーナル４４の外側端に取付けられる。ニップル６４は中央ボア６６を有してボア４６に通じる。ニップルは外側円筒面６８と径方向フランジ７０とを有し、径方向フランジ７０は孔が形成されてねじボルト７２を収容して、円筒ジャーナル４４のリセス４８内にニップルを取付ける。Ｏリング７４がジャーナル端に対して径方向フランジ７０をシールする。
【００２３】
ニップル６４に関するシールはボディ７６により行われ、ボディ７６は図３から解るように外側円筒面６８にとりつけられる。ボディ７６のボア７８は、外側円筒面６８の直径より千分の数インチだけ大きい。軸方向に離間した四角シール８０はニップルの外側円筒面６８に対してボア７８をシールする。径方向フランジ８２はボディ７６に形成され、少内径Ｏリング８４を有し、それはフランジの外側面８６に形成された溝内に収容される。内側面８８はＯリング８４に対して径方向外側に位置する溝を有して、より大きい内径のＯリング９０を収容する。
【００２４】
径方向フランジ８２は、ベアリングカバー６２に形成されたリセス９２内に収容される。別のリセス９４が継手頭９６を収容する。リセス９２は径方向面９７を形成し、継手頭９６は径方向面９７に対して軸方向に離間した頭面１００を形成する。図３から分かるように、ボディフランジ外側面８６、内側面８８の軸方向の軸方向距離は径方向面９７、１００の間の軸方向距離より少し小さく、この意図を以下に説明する。
【００２５】
チャンバ１０２は、継手頭９６に形成され、継手頭９６はボルト（図示せず）により位置決めされ保持され、ボルトはベアリングカバー６２内のねじ孔（図示せず）内に収容され貫通する。流路１０４が継手頭９６内に形成され、チャンバ１０２に通じて、堅い管路１０６がベアリングカバー６２に取付けられてフレキシブル金属ホースの必要性を無くす。
【００２６】
堅い管路１０６はベアリングカバー６２に直接連結され、ロール４２の長さはロールの温度と共に増減するが、ニップル６４とボディ７６は、円筒ジャーナル４４とベアリングカバー６２との間にシールされて保持される。回転継手とのシール関係は、ロール回転軸とベアリングカバー６２の主軸との間の心ずれがあっても維持される。
【００２７】
円筒ジャーナル４４のベアリングカバー６２に対する軸方向の動きは、ボア７８内で滑るニップル６４により吸収され、ニップルとボディの間で相対的な軸方向の動きがあっても、四角シール８０はこのシール関係を維持する。チャンバ１０２はそのニップルの動きを吸収するように形成されていることが分かる。
【００２８】
円筒ジャーナル４４とベアリングカバー６２の軸のずれが在る場合に、ボア７８がニップルの外側面６９の直径より大きいので、ニップルがボディ内で少し傾くのを許容する。更に傾斜したり心ずれが生じると、径方向フランジ８２が、即ち、フランジの外側面８６と内側面８８により形成される径方向部分が、径方向面９７と頭面１００の各々に対して、傾斜する。このリセス９２内でのボディの傾斜は、ボディフランジと頭面１００との間のシールを壊さない。何故ならば、Ｏリング８４とＯリング９０は、その弾力性により頭面１００と径方向面９７との係合を維持する。
【００２９】
ニップルとボディとベアリングカバー間の前述の関係は、力が均衡した“浮いた”弾力的に取付けたボディを生じる。Ｏリング８４と９０とはそのような寸法であり、径方向フランジ８２内のその寸法の溝に取付けられるので、ボディは任意の軸面で１°自由に傾く。このシールを実現するために、Ｏリングは低硬度材で形成され、大きい断面を有する。Ｏリングは内径と硬さが相違したものを組み合わせて、目的に合うようにする。
【００３０】
溶融金属が噴出する場合に、ベアリングカバー６２をベアリングハウジング５８に堅く取付けると、円筒ジャーナル４４の端部を損傷から保護し、回転継手ボディが損傷しないようにする。更に、堅い管又は堅い管路１０６を使用することにより、管または導管を溶融金属が損傷する可能性を著しく減らせる。更に保護するために、フレーム枠に流路が設けられて、流路１０４と流体が直接通じるようにする。図２に示す組立体の保守は、継手頭９６をベアリングカバー６２に取付けているボルト（図示せず）を外すことにより容易に実施され、継手頭９６が外されて、ボディ７６がニップル６４から引きぬかれる。ベアリングカバー６２に形成された開口１０５は、ねじボルト７２が入る大きさであり、ニップルをジャーナル端から取り外すことができる。そして、新ニップルとボディが装填される。
【００３１】
四角シール８０とＯリング８４、９０とにより、ボディ７６とニップル６４とベアリングカバー６２との間のシール関係を維持し、それは、ロール回転軸とベアリングカバーの軸と間の少しの心ずれがあっても可能であり、それは、これらのシールの弾力性により、図３に示す適切面が互いの係合を維持できるからである。使用中に、Ｏリングは少し圧縮される。従って、ニップル６４とボディ７６との間に傾斜が生じると、四角シール８０は外側円筒面６８とシール関係を保ち、それは、図３に誇張して示しているように、その傾斜が四角シール８０の寸法が許す範囲内である。同様に、図３はリセス９２に対して傾いた径方向フランジ８２を示していて、Ｏリング８４、９０の環状部分のいろいろな箇所でいろいろな程度まで圧縮されるが、Ｏリングの弾力性の範囲内であり、関連する径方向面９７、１００と係合している。従って、説明したニップルとボディの配置は、回転軸のずれを自動的に補償する。流体内の異物が四角シール８０のシール作用を阻害しないように、リップシール１０７がボディ７６内に設けられて、ニップルの外側円筒面６８をシールする。
【００３２】
図４は、前述の構造の変化例を示し、前述の要素と同様な要素は同じ符号で示されている。この変化例の意図は、ニップルとボディを一体にして保守可能とすることである。
【００３３】
図４を説明すると、ジャーナル４４’がベアリング５０’により支持され、スペーサ５２’と５６’がベアリングを位置付けて保持する。ベアリングカバー６２’は、ねじボルト６３’によりベアリングハウジング５８’に取付けられる。シール１０８がベアリングハウジング５８’とスペーサ５２’との間に、そして、ベアリングカバー６２’とナット５６’との間に介在する。シール１０８はＯリング形態ではないのが分かる。
【００３４】
ブッシュ１１０はジャーナル４４’の端に形成されたブッシュボア１１２内に小さい力で押し込まれる。ブッシュボア１１２はブッシュ１１０を近接して収容する直径であり、ブッシュ１１０は、そこに設けられたＯリングを有してブッシュ１１０とのシールを可能にする。ニップル１１４はフランジ外側端１１８を有し、ニップルの外側端は、ブッシュ１１０に取付けられたキー１２１を受け入れる１１９を有して、ニップル１１４がジャーナル４４’とブッシュ１１０に対して回転を許容する。Ｏリングシール１１６はブッシュ１１０とニップル１１４とをシールする。ボディ１２０はニップル１１４の外側域で回転可能に支持され、適切なＯリング８４’、９０’を有し、前述のようにベアリングカバー６２’と継手頭９６’の径方向面と組み合わされる。スラストベアリング１２２がフランジ外側端１１８とボディ１２０との間に介在し、溝内のスナップリング１２６がボディ１２０をニップル１１４上に軸方向に位置づけて、スラストベアリングとして作用して、ニップル１１４が保守のために取り外されると、ボディ１２０が確実に取り外される。
【００３５】
図４の実施例では、シール構造は運転中のロールの延びと心ずれとを吸収する。この軸方向の延びは、ニップル１１４がブッシュ１１０の内側で滑ることにより吸収される。心ずれは図２、３で説明した同様な方法で吸収され、ニップル１１４とブッシュ１１０との間の間隙により、幾らかの付加的な心ずれが可能である。図４の実施例の主たる優位性は、保守又は交換のために、継手頭９６’がベアリングカバー６２’から取り外されると、ニップル１１４とボディ１２０とがユニットとして取り外し可能であることである。
【００３６】
開示した実施例では、ジャーナルボア４６を通る流路が一つだけ図示されている。しかし、この発明の二つの実施例では、この技術の熟練者であれば、二つの導路がロールを通って延設されるように設計可能であることが理解される。例えば、その流路の一方は、冷却水をロールに注入し、他方の流路は過熱したロールの水を排出し、冷却水の循環を確実にする。米国特許第5,303,959号に開示されているように、このロール又はドラムを通る二重の流れは、加熱するドラムには普通に使用されて、回転継手の一つの入口から注入され、凝縮水は回転継手の他の口から排出される。開示した実施例のそのような変更は、この発明の範囲内と考える。
【００３７】
この説明した発明は、意図した結果を示し、少ない保守の回転継手を提供して、連続鋳造高温金属スラブミルの厳しい条件で長期間の運転が可能である。フレキシブル金属ホースを無くすることは、従来の回転継手システムの“脆弱機構”を除き、ニップルと関連するボディに採用された特徴のあるシールは、シールを壊すことなく、少しの心ずれを吸収する。この発明の範囲以内で、この発明の開示したコンセプトに関する種々の変化例が可能であることは、この技術の熟練者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  連続鋳造処理に以前から使用さえている従来型の回転継手であり、冷却用であって、その回転継手の直径に沿った立断面図である。
【図２】  この発明による回転継手とロールの、直径に沿った立断面図である。
【図３】  図２に図示されたスリーブとハブの、直径に沿った拡大立断面図である。
【図４】  この発明による回転継手の他の実施例であり、その直径に沿った立断面図であり、ニップルがロールジャーナルの範囲に設けられたブッシュ内に取付けられている。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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