(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール本体と軸部との間のネック部に装着される機構であって、弾性シール部体と、該弾性シール部体に対設されたリップ部に臨ませられる固定枠と、前記弾性シール部体の両側に対設されたインナーリング及びテーパースリーブとより成り、前記固定枠に設けられたリブ部の両側において前記固定枠に接合するように対設された上記リップ部の中間部ないし接合端部分を漸次薄肉化すると共に、その接合先端部に油溜り溝を形成し、
前記固定枠のリブ部の両側に形成され、前記それぞれのリップ部が接合される前記固定枠の接合面は、前記固定枠の中間軸線に対し鈍角状の傾斜面とされ、
前記弾性シール部体が前記固定枠に取り付けられる前の状態において、前記それぞれのリップ部における基端側中心軸線は、リップ部先端側に向かうに従ってた互いに接近する方向の内側に傾斜し、前記固定枠の中間軸線との成す角度が鋭角状であり、それぞれのリップ部先端側接合面は、前記リブ部の中心軸線に対し平行状とされたことを特徴とするロールネック部の回転シール機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロールネック部の回転シール機構に係り、熱間圧延機などにおける圧延ロール軸受部のように高速回転し、また高温条件下において、その回転軸軸受部のシールを有効適切に達成し、しかもシール材の損耗変質を防止し潤滑油の漏洩を防止して耐用性を高め、交換整備などに無駄な工数、時間を必要とすることなく、前記特質性を充分に達成しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延機などのような高温条件下で運転されるロール軸受部にはその回転を円滑ならしめるための潤滑油が不可欠であることは固より、また水のような冷却液が常に供給され、しかも高速運転に伴う酸化物、金属粉塵ないし細片などが多く、そうした固形分の衝突附着や間隙部への進入附着が繰返される条件下にあることは明白である。従ってこのような条件下においてその軸受部に対する防塵ないしシール機構については従来から種々の検討、提案が重ねられている。
【０００３】
即ち、斯様な目的で通称モーゴイル軸受は従来から種々に実用化され、鉄鋼便覧などにも紹介されていると共に例えば実公昭４８−４１４７９号公報、特開昭５３−９９５９号公報、特開昭５３−４８１５７号公報などに仔細が発表され、近時公開されているものとしても、特公平２−１１３２２号公報、特公平３−８０５６５号公報、特公平４−５１２４４号公報、実公昭６０−２５２８３号公報、実公平４−４２００３号公報、実公平５−４８８１号公報などがある。
【０００４】
即ち、これらのものの中で、弾性ネックシール材の構成としては特開昭５３−９９５９号公報に示されるものは等厚の基部に対し先端側に段部を形成して肉厚を半減以下の如く大幅に減少し薄層化したリップ部を傾斜状に突設したものであり、また実公平４−４２００３号公報のものは基部からリップ部として先端部まで略等厚状のものとして突設したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような従来の技術によるものはそれぞれの技術的効果を達成していることは当然であるとしても、前記したような高温条件下において必然的に冷却水と潤滑油が併用され、粉塵などの発生が著しい条件下でシール材の摩耗、固化焼割れ、そうした摩耗や熱などに原因した永久変形などが不可避で、好ましい耐用性を確保し、しかもその冷却水進入および潤滑油流出を的確に防止することのできるような技術は見当らない。
【０００６】
またこのような回転部体と固定部体との間において回転を可能ならしめるように採られた遊隙に対するシールとしてはそれら両部体間の僅かな振れに対しても有効に追従シールしなければならないこととなるが、高速回転条件下ではゴム質の如きである上記シール材の追従作用がその振動に対し有効に追随できないこととなって振れ量だけ開いた状態を示し、所謂口開き現象を生ずる。即ち基部に対し先端側に段部を形成して肉厚を大幅に減少したものでは先端部が浮上して口開き現象となり、一方先端部まで略等厚状態としたものにおいては高速回転による振れに対し的確に追従し難い不利がある。またシール面においては油分などを適切に貯え、しかもできるだけソフトタッチであることが好ましいことは上記したような耐用性や潤滑性などから当然であるが、上記したような追従性などの要求を確保した条件下においてこれらの各要求を満足し、好ましいシール作用を求めることは至難である。
【０００７】
特に先端部のみを急激に薄肉化し、あるいは先端部までを等厚状としたものにおいては全体的に硬さが明らかに残っていて剛性が高いため軸回転中において遠心力による影響を受け難いことが明らかで、摺動熱による永久歪を受けたときには硬化のため接摺部に的確な摺接が得られないこととなって洩れを発生し易い不利がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記したような従来技術における課題を解消することについて検討を重ね、前記したような熱間圧延機の如き高温高圧条件下で、しかも高速運転されることの明らかな作業状態においてソフトタッチを満足せしめつつ、好ましい冷却水の進入防止および潤滑油の流出防止とシール材の耐用性向上を的確に達成させることに成功したものであって、以下の如くである。
【０００９】
本発明は、ロール本体と軸部との間のネック部に装着される機構であって、弾性シール部体と、該弾性シール部体に対設されたリップ部に臨ませられる固定枠と、前記弾性シール部体の両側に対設されたインナーリング及びテーパースリーブとより成り、前記固定枠に設けられたリブ部の両側において前記固定枠に接合するように対設された上記リップ部の中間部ないし接合端部分を漸次薄肉化すると共に、その接合先端部に油溜り溝を形成し、前記固定枠のリブ部の両側に形成され、前記それぞれのリップ部が接合される前記固定枠の接合面は、前記固定枠の中間軸線に対し鈍角状の傾斜面とされ、前記弾性シール部体が前記固定枠に取り付けられる前の状態において、前記それぞれのリップ部における基端側中心軸線は、リップ部先端側に向かうに従ってた互いに接近する方向の内側に傾斜し、前記固定枠の中間軸線との成す角度が鋭角状であり、それぞれのリップ部先端側接合面は、前記リブ部の中心軸線に対し平行状とされたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記したような本発明によるものの具体的な実施態様を添付図面に示すものについて説明すると、図１と図２に示すものは熱間圧延機の如きにおける圧延ロールなどの回転ロール本体２の端部側はテーパ部２１を形成して軸受固定枠３中に挿入された固定軸受部に対し弾性シール部体１を介して押しつけられ前記テーパ部２１に対し弾性シール部体１はテーパスリーブ５で受けられ、また固定枠３の軸受面側には突出したリブ部３１が形成され、あるいはこのようなリブ部３１を形成しないでシール材１の中間凹部１５に位置するように形成されている。
【００１１】
上記したように軸受固定枠３と回転ロール２のテーパ部２１との間に介装された弾性シール部体１はコイルばねによる弾性補強材７、９が配設内装されると共に固定枠３の中間に突設された前記リブ部３１の両側には平行状のリップシール部１１、１２が対設され、これらのリップシール部１１、１２の中間部より先端側は夫々順次に薄肉状とされたリップ状をなし、軸受固定枠３に接合することによって中間部より先端側に柔軟さが与えられ夫々外側に順次弯曲される。またこのようなリップ状シール端部の先端側接合面には切込溝１６が１個または複数個配設され、固定枠３面に対し切込溝１６が潰れることなく、適切に残った状態での弯曲接合がなされるように構成されている。
【００１２】
上記のように位置したリップシール部１１の回転ロール２端面側にはインナーリング４が配設され、該インナーリング４の端部１４はシール材１の一側に形成された水切リップ１７の基部に挿入セットされ、また前記リップシール部１２の基部には押えリング８がセットされているが、更にシール材１の他側に突設された接合端部１８は上記のような弾性補強材９の作用と相俟ってテーパー面２１の先端側に圧接され、テーパースリーブ５と相俟って該部分を安定にシールせしめるように構成されている。
【００１３】
即ち、上記した図示のようにリップシール部１１、１２が中間部から先端側が順次に弯曲接合した状態においては軟らかく接合したソフトタッチの面シールを形成することとなり、この潤滑油や冷却水に対するシール作用が大幅に向上される。しかもソフトタッチであることにより摺動時における過度の発熱を低減し、リップ自体の熱による固化や焼割れ現象を防止し、シール材の摩耗なども低減する。しかもそのリップ摺動面において切込溝１６内が潤滑油の溜りを形成することとなり、摺動時における切込溝１６部分の変形に伴うポンプ作用とも相俟って潤滑油が適宜に圧出されることになり、接摺面の潤滑切れや過度の発熱を抑制低減する。
【００１４】
図１と図２に示したものにおいては前記した固定枠３のリブ部３１両側の接合面３２、３２はリブ部３１の中心軸線に対し鈍角状の傾斜面を形成しており、一方このような接合面３２、３２に接合されるリップシール部１１、１２は図２に示すようにその基端側１１ａ、１２ａの中心軸線が前記リブ部３１の中心軸線に対し内側に傾斜した鋭角状であり、しかもそれらリップシール部１１、１２における先端側接合面１１ｂ、１２ｂが上記リブ部３１の中心軸線に対し平行状として成形されたものが採用されている。
【００１５】
即ち前記したようなリップシール部１１、１２の先端側接合面１１ｂ、１２ｂの先端部が固定枠３の接合面３２、３２に圧接し押込まれることにより各シール部１１、１２の先端が自らの接合面１１ｂ、１２ｂにおける傾斜性と固定枠３の接合面３２、３２における傾斜に案内されて図２の状態から図１の状態に自動的に拡開彎曲してセットされ、安定なシール関係を形成する。
【００１６】
上記したような図１、２のものに対し、図３と図４には本発明と関連する参考技術例の構成関係が示されている。即ちこの図３と図４に示すものにおいては上記固定枠３におけるリブ部３１両側の接合面３２ａ、３２ａはリブ部中心軸線に対し直角状の平坦面を形成したものであり、一方シール材１におけるリップシール部１１、１２は図４に示すように中間部より先端側の接合面１１ｂ、１２ｂがリブ部３１の軸線に対し外側に傾斜し、基端側中心軸線が前記リブ部中心軸線と平行状とされたものである。
【００１７】
即ち、この図３、図４に示したものにおいてもリップシール部１１、１２の先端側接合部が接合面３２ａ、３２ａに圧接されて押込まれることにより各リップシール部１１、１２の先端側接合部がその傾斜性の作用条件下で接合面３２ａに接合し外側に摺動するように案内されて図４の状態から図３のように外側方向に彎曲傾斜して接合シールされることは明らかであり、安定なシール関係が形成される。しかもこのようにして得られる図３のような接合シール状態においては一連の平面状をなした接合面３２ａ、３２ａに対しリップシール部１１、１２の先端が圧接シールされるものであることから上述した図１、２の場合より密着度が大で、より高いシール性が得られることが確認された。
【００１８】
以上説明したような本発明によるときはロール本体と軸部との間のネック部に装着される機構であって、弾性シール部体と該弾性シール部体に対設されたリップ部に臨ませられる固定枠および前記弾性シール部体の両側に対設されたインナーリングとテーパースリーブより成ることによって固定枠とインナーリングおよびテーパースリーブの間に弾性シール部体を安定に設定し軸受けさせることができる。
【００１９】
また前記したような固定枠の両側において前記固定枠に接合するように対設された上記リップ部の中間部ないし接合端部分を漸次薄肉化すると共に該接合先端部に油溜り溝を形成したことにより固定枠と弾性シール部体とが的確に取合ってセットされ、弾性シール部体に設けられたリップ部が固定枠に対しシール部体が中間部から彎曲してよくなじみソフトタッチ状態に組付けられると共に油溜り溝において潤滑油を貯留し、これを適宜に軸面に補給して摺動時における過度の発熱を抑制低減し、耐用性に優れると共に安定なシール状態を形成維持せしめる。
【００２０】
更に本発明において固定枠の両側に形成された弾性シール部体のリップ部接合面が前記固定枠の中間軸線に対し鈍角状の傾斜面とされ、弾性シール部体の両側リップ部における基端側中心軸線が前記固定枠の中間軸線に対し内側に傾斜した鋭角状で、しかもそれらリップ部先端側接合面が上記リブ部中心軸線に対し平行状とされたことにより固定枠に対する弾性シール部体の組付けにより自動的に上記したようなシール関係を形成し、平易に前記したような作用を得しめる。
【００２１】
また参考技術例において固定枠の両側に形成された弾性シール部体のリップ部接合面が前記固定枠の中間軸線に対し直角状の平面とされ、弾性シール部体の両側リップ部における基端側中心軸線が前記固定枠中間軸線に平行状であると共にそれらリップ部先端側接合面が該リブ部中心軸線に対し外側に傾斜した鈍角状とされたことにより一連の平面状をなしたリブ部両側の固定枠における接合面に対しリップシール部先端側が圧接シールされ、密着度の高いシール状態を形成し、確保する。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したような本発明によるときは熱間圧延機などの如き高速回転するロール軸受部を安定且つ有効に軸受け支承せしめると共に有効ななじみ性を確保したソフトタッチ状態を形成し、しかも潤滑油や冷却水に対するシール作用を大幅に向上し、また軸面の潤滑油を適宜に収容すると共にこれを軸面に補給して潤滑切れや過度の発熱を適切に抑制低減せしめ、それらの結果として耐用性の高い安定な軸受機構を提供し得るものであるから工業的に大きい効果をもった発明であることは明かである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による軸受部シール機構の一つの構成についての締め込み設定状態を示した部分的な断面図である。
【図２】  図１に示したものにおける弾性シール部体の釈放状態を示した断面図である。
【図３】  本発明と関連する軸受シール機構の参考技術例の構成を示した締め込み設定状態の部分的断面図である。
【図４】  図３に示したものにおける弾性シール部体についての釈放状態を示した断面図である。
【符号の説明】
１  弾性シール部体
２  回転ロール本体
３  固定枠
４  インナーリング
５  テーパースリーブ
６  シール体
７  弾性補強材（コイルバネ）
８  押えリング
９  弾性補強材（コイルバネ）
１１  リップシール部
１１ａ  リップシール部基端側
１１ｂ  リップ部の先端側接合面
１２  リップシール部
１２ａ  リップシール部基端側
１２ｂ  リップ部の先端側接合面
１３  オイル切りリップ
１４  インナーリング端部
１５  中間凹部
１６  切込溝（油溜り溝）
１７  水切リップ
１８  接合端部
２１  テーパ部
３１  リブ部
３２  リブ部両側の接合面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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