JP2003083456A

JP2003083456A - 軸受密封装置

Info

Publication number: JP2003083456A
Application number: JP2001273049A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hayashi; 康一林; Kunitoshi Oyama; 邦利大山; Shinobu Uekusa; 忍植草
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2003-03-19

Abstract

(57)【要約】【課題】シール性を維持したまま、部品数を削減し
て、コストを低減可能な軸受密封装置およびそれを用い
る軸受密封方法を提供する。【解決手段】２つのシールの対向する面のうち、少な
くとも一方の面に円周方向に沿って突起が複数形成して
あり、該突起により前記２つのシールの対向する面が所
定の間隔だけ隔てられて位置し、２つのシールの対向す
る面の間に回転軸の外周面を取り囲む空間が形成され、
かつ該空間が前記気体通路に連通している軸受密封装置
とし、それを用い、軸受使用時に、吹き込む気体の圧力
をゲージ圧で0.03 MPa以下とするか、あるいは、吹き込
む気体の流量を20 Nl/min 以下とする軸受密封方法とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転機械等の回転軸の
軸受部分に、潤滑剤の保持ならびに防塵、防水のために
設けられる軸受密封装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転機械等の回転軸の軸受部分には、軸
受内の油やグリース等の潤滑剤の保持ならびに防塵、防
水のため、軸受密封装置が設けられることが多い。粉塵
や冷却水などがわずかでも軸受内に侵入付着すると円滑
な回転動作が阻害され、内部の磨耗が増大して耐用性が
低下するから、これら粉塵等が多量に存在する悪環境下
においては、シール等による密封装置を設けることは必
須である。

【０００３】このような環境下で用いられる軸受密封装
置としては、図８、図９に示す構造のものが知られてい
る。この軸受密封装置の構造は、２つのシール8a, 8bと
スペーサ10を２つのシール8a, 8b間にスペーサ10を挟ん
だ状態で軸受箱５の内周面に形成されたシール溝に装着
し、かつ２つのシール8a, 8bは回転軸２の外周面に嵌込
んで、シール押さえ９で押さえ、そのうえ、２つのシー
ル8a, 8bの間に形成される空間Ｓに、軸受使用時、除
塵、除湿した気体を吹き込むことが可能としてある。軸
受箱５には、ロール１の回転軸２を支持している軸受４
が内装され、軸受４は、軸受押さえ６で押さえられ、給
油配管７から潤滑油を供給されるようになっている。12
は気体供給配管であり、気体供給配管12は上記空間Ｓに
連通している。

【０００４】図８、図９は、従来の一例の密封装置を設
けた軸端部分の断面図であり、図８は軸端が軸受押さえ
６によってふさがれ、図９は回転軸２が軸受箱５を貫通
して軸受押さえ６の外側まで延長されている場合であ
る。３はベースである。ここで、特開平8-4776号公報に
示されているとおり、軸受４が装着されている側、すな
わち内側に嵌め込んであるシールがオイルシール8aであ
り、その外側（反軸受側ともいう）に嵌め込んであるシ
ールがダストシール8bであって、図１０に示すように、
２つのシール8a, 8bをリップが共に外側に向くように装
着した場合、吹き込まれる気体により、オイルシール8a
では、リップ先端の接触面圧が大きくなり、潤滑剤に対
する密封能力が向上し、ダストシール8bでは、リップが
吹き込まれる気体により、押し広げられて気体が系外へ
噴出するので、水、粉塵等の異物の侵入を遮断する。

【０００５】また、これも特開平8-4776号公報に示され
ているが、図１１に示すようにオイルシール8aをリップ
が内側に向くように装着した場合、吹き込まれる気体に
より、オイルシール8aでは、リップが押し広げられて、
気体が内側の軸受が装着されている方向へ噴出すること
になるが、除塵、除湿した気体であるから何ら支障がな
く、潤滑剤を押し戻すことにより、潤滑剤の漏洩を防止
できる。

【０００６】すなわち、従来の密封装置においては、オ
イルシール8aは、軸受内の潤滑剤の漏洩を防止する機能
を有し、ダストシール8bは軸受内への異物の侵入を防止
する機能を有しているうえに、軸受使用時、空間Ｓ内に
除塵、除湿した気体を吹き込むことにより、上記のシー
ル性能を高めている。なお、スペーサ10は２つのシール
8a, 8b間を所定の間隔だけ隔てて配置し、空間Ｓを形成
するためのものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
密封装置においては、スペーサ10は、非常に厚みが薄
く、加工が難しくて高価な部品となっていたが、スペー
サ10を省略したのでは空間Ｓに通じる気体通路を確保で
きなくなるのでスペーサ10を用いなければならず、保守
コストが高いという問題点があった。

【０００８】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点を解消し、シール性を維持したまま、部品数を削減
して、コストを低減可能な軸受密封装置を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】従来用いているスペーサ
を省略し、いずれか一方のシールの面に突起を形成する
ことにより、上記課題を解決できるとの知見を得て本発
明を完成させた。本発明の軸受密封装置は、回転軸およ
びこれを支持する軸受を有し、かつ該軸受を内装すると
共に２つのシールが前記回転軸の外周面に嵌込まれた状
態でシール溝に装着され、さらに前記シール溝の溝底に
気体を吹き込むことが可能な気体通路が設けてある軸受
箱を有する軸受密封装置において、前記２つのシールの
対向する面のうち、少なくとも一方の面に円周方向に沿
って突起が複数形成してあり、該突起により前記２つの
シールの対向する面が所定の間隔だけ隔てられて位置
し、前記２つのシールの対向する面の間に前記回転軸の
外周面を取り囲む空間が形成され、かつ該空間が前記気
体通路に連通していることを特徴とする。

【００１０】その際、前記突起の形成位置を基部とする
ことが好適であり、前記２つのシールはリップを有する
ものでありいずれのシールもリップが反軸受側に向けて
装着されているか、あるいは、前記２つのシールはリッ
プを有するものであり、そのうち、軸受側のシールはリ
ップが軸受側に向けて装着され、反軸受側のシールはリ
ップが反軸受側に向けて装着されているようにするのが
さらに好適である。

【００１１】なお、上記のいずれかに記載の軸受密封装
置を用いる際には、吹き込む気体の圧力をゲージ圧で0.
03 MPa以下とするか、あるいは、吹き込む気体の流量を
20 Nl/min 以下とすることが好ましい。なお、反軸受側
とは、軸受が装着されている側とは反対側のことであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る一例の軸受密封装置
について、図１〜３を用いて説明する。図１は、本発明
を適用した軸端部分の断面図であり、図２は、図１のＸ
−Ｘ部分断面図である。また、図３は、本発明に係る一
例の軸受密封装置の要部断面図である。

【００１３】２つのシール8a, 8bは回転軸２の外周面に
嵌込んだ状態で、軸受箱５の内周面に形成されたシール
溝に装着され、かつシール押さえ９によりシール溝の側
面に押し付けられている。本発明を適用した軸端部分の
断面図である図１と、従来の軸受密封装置を適用した図
８を比較してわかるように、本発明では、従来用いてい
たスペーサ10を省略し、その代わりに、突起20が２つの
シール8a、8bの対向する面のうち、少なくとも一方の面
に形成してある。この突起20は、図２に示すように、円
周方向に沿って複数形成してある。これらの突起20によ
り２つのシール8a、8bの対向する面が所定の間隔だけ隔
てられて位置している。これにより、本発明において
は、２つのシール8a、8bの対向する面の間に空間Ｓが形
成され、かつこの空間Ｓが気体通路11に連通している
（図２参照）。

【００１４】ここで、図１中のＳは、回転軸２の外周面
を取り囲む空間Ｓであり、軸受箱５の内周面に形成され
たシール溝の溝底には、気体を吹き込むことが可能な気
体通路11が連通させて設けてある。気体通路11は気体供
給管12に接続されている。そこで、本発明では、従来用
いていたスペーサ10を省略しても、空間Ｓが気体通路11
に連通しているから、軸受使用時に、空間Ｓに気体を吹
き込むことができ、シール作用を発揮できるのである
（図３参照）。

【００１５】図３（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る軸受
密封装置の要部断面図であり、図３（ａ）は、２つのシ
ール8a、8bの対向する面のうち、突起20が形成されてい
ない対向する面を示す回転軸２に平行な断面図であり、
図３（ｂ）は、同じく、突起20が形成されている対向す
る面を示す回転軸に平行な断面図である。この本発明に
係る軸受密封装置の例では、突起20は、図３（ｂ）に示
すように、オイルシール8aの背面に形成してある。リッ
プが向いている側と反対側の面が背面である。

【００１６】本発明において、突起20を形成する位置
は、図３（ｂ）に示すように、シールの基部とすること
がリップの動きを制約せずに、２つのシール8a、8bの対
向する面の間隔を所定とすることができるから好適であ
る。突起20をシールのリップに設けたのでは、リップの
動きが制約されて、シール性能に影響があるので好まし
くない。

【００１７】なお、シール8a, 8bは環状の部品であり、
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、リップの先端が回転
軸に接し、基部が軸受箱５のシール溝側面とシール押さ
え９間に挟まれて装着される。本発明に用いる２つのシ
ール8a、8bは、それぞれのリップがゴム等の弾性体で形
成され、基部は剛性を高めるために金属をゴム等で覆っ
たものとすることもできる。また、シールのリップの裏
側にリング状のスプリング21を嵌めたものとしてもよ
い。

【００１８】突起20の材料は、シールの弾性体と同じと
するのが、コストが低減でき、また、２つのシール8a、
8bの対向する面の間隔を所定に維持する十分な強度と、
従来のシールと同程度の寿命にすることができるので望
ましい。その他は従来の軸受密封装置と同じである。次
いで、上述した本発明に係る一例の軸受密封装置の作用
について説明すると、軸受使用時、気体供給配管12に除
塵、除湿した低圧の気体、たとえば乾燥空気を供給する
ことにより、乾燥空気は、軸受箱５内の気体通路11をと
おり、回転軸の外周面を囲む空間Ｓに行き渡り、２つの
シール8a、8bのリップを介して所定のシール作用を発揮
する。シール作用は、従来の軸受密封装置と同様である
ので説明を省略する。

【００１９】ところで、上記のような突起を２つのシー
ル8a、8bの対向する面に形成せず、２つのシール8a、8b
をシール溝に装着すると、２つのシール8a、8bの対向す
る面が接触してしまうことがあり、その場合には、気体
通路11が２つのシール8a、8bのいずれかにより塞がれ
て、回転軸２の周りの空間Ｓに気体が十分吹き込まれな
くなって、軸受のシール性が不十分となる。

【００２０】なお、吹き込む気体の圧力は、小さすぎて
は上記の効果が得られないし、大きすぎると内側のシー
ル8aのリップの押しつけ圧が大となって磨耗を早め、ま
たリップ部の発熱が生じてシールや潤滑剤の劣化を早め
ることになり、さらに気体の消費量も大きくなるので好
ましくないから、正圧の範囲内でできるだけ低圧である
ことが望ましく、ゲージ圧（大気圧を基準とした相対
圧）で0.03 MPa以下の範囲がよい。気体の流量は、局部
的に負圧が生じた場合にも系外から水その他の異物が侵
入しなければよいので、図１に示す軸受密封装置１組あ
たり20 Nl/min 以下の微量で十分である。

【００２１】本発明の軸受密封装置に用いる気体通路11
は、軸受箱５の適宜な箇所を貫通させて、シール溝の溝
底に連通させてもよいし、軸受の形式や潤滑剤の種類も
特に限定されない。以上説明した軸受密封装置に用いた
シールには、突起20が２つのシール8a、8bの対向する面
のうち、オイルシール8aの背面に形成してあるが、本発
明では、図４に示すように、突起20をダストシール8bの
背面に形成してよい。

【００２２】また、本発明では、２つのシール8a、8bの
リップの向きを外側に向けた軸受密封装置とする場合に
は、図５に示すように、ダストシール8bの背面に突起20
を形成し、２つのシール8a、8bのリップの向きを外側に
向けて装着してもよいし、図６に示すように、オイルシ
ール8aの正面に突起20を形成し、２つのシール8a、8bの
リップの向きを外側に向けて装着するよにしてもよい。
本発明においても、２つのシール8a、8bのリップの向き
を外側に向けた場合には、従来と同じように効果的なシ
ール作用を発揮できる。

【００２３】さらに本発明の軸受密封装置に用いるシー
ルは、図７に示すように、突起20が２つのシール8a、8b
の対向する面の両方の面に互いに円周方向の位置を対応
させて形成してあってもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、シール性を維持したう
えで、スペーサを使用せず、部品数を少なくしたので、
保守コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用例を示す軸端部分の断面図であ
る。

【図２】図１のＸ−Ｘ部分断面図である。

【図３】本発明に係る軸受密封装置の要部断面図であ
る。

【図４】本発明に係る軸受密封装置に用いる他のシール
の要部断面図である。

【図５】本発明に係る軸受密封装置の他のシールの配置
を示す要部断面図である。

【図６】本発明に係る軸受密封装置に用いる他のシール
を示す要部断面図である。

【図７】本発明に係る軸受密封装置に用いる他のシール
の要部断面図である。

【図８】従来の軸受密封装置を適用した軸端部分の断面
図である。

【図９】従来の軸受密封装置を適用した他の軸端部分の
断面図である。

【図10】従来の軸受密封装置のシールの作用を説明する
要部断面図である。

【図11】従来の軸受密封装置のシールのリップの向きに
よる作用を説明する要部断面図である。

【符号の説明】

１ロール２回転軸３ベース４軸受５軸受箱６軸受押さえ７給油配管 8a、8b シール９シール押さえ 10 スペーサ 11 気体通路 12 気体供給配管 20 突起 21 スプリングＳ空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者植草忍千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内Ｆターム(参考） 3J006 AE17 AE49 3J016 AA02 BB03 CA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸およびこれを支持する軸受を有
し、かつ該軸受を内装すると共に２つのシールが前記回
転軸の外周面に嵌込まれた状態でシール溝に装着され、
さらに前記シール溝の溝底に気体を吹き込むことが可能
な気体通路が設けてある軸受箱を有する軸受密封装置に
おいて、前記２つのシールの対向する面のうち、少なく
とも一方の面に円周方向に沿って突起が複数形成してあ
り、該突起により前記２つのシールの対向する面が所定
の間隔だけ隔てられて位置し、前記２つのシールの対向
する面の間に前記回転軸の外周面を取り囲む空間が形成
され、かつ該空間が前記気体通路に連通していることを
特徴とする軸受密封装置。
【請求項２】前記突起の形成位置を基部とすることを
特徴とする請求項１に記載の軸受密封装置。
【請求項３】前記２つのシールはリップを有するもの
であり、いずれのシールもリップが反軸受側に向けて装
着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
軸受密封装置。
【請求項４】前記２つのシールはリップを有するもの
であり、そのうち、軸受側のシールはリップが軸受側に
向けて装着され、反軸受側のシールはリップが反軸受側
に向けて装着されていることを特徴とする請求項１又は
２に記載の軸受密封装置。