JP2005040799A - 圧延機のロールネック用オイルシール - Google Patents

Abstract

【課題】姿勢の安定化によるシール性能の向上、および着脱の容易なオイルシールを提供する。
【解決手段】サイドリップ２６は金属環２０と一体に形成されて、かつ金属環２０の弾性でもって確実にリテーナ２に装着されているため、サイドリップ２６が接触した状態で油切１１Ａ，１１Ｂがロール１７とともに軸心回りに高速回転した場合でも、サイドリップ２６の油切１１Ａ，１１Ｂに対する接触状態が安定して所定のシール性を確保でき、シール部材１２Ａを交換する場合、広幅部５の外周面と延長部２４の径方向外端側との間に形成されている環状空間２９に取外し用の治具を挿入して金属環２０の延長部２４に引掛け、軸方向へ引くといった作業で、シール部材１２Ａを容易にリテーナ２から取外すことができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延機のロールネック用オイルシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の線材圧延機のロールネック用のシールには、例えば特許文献１に示す技術がある。これは、図４および図５に示すように、シール５０が、ロールネック５１に外嵌された一組の油切５２，５２とハウジング５３に設けたシールリテーナ５４との間の空間に配置される。
【０００３】
このシール５０は、径方向外方開放形の環状に形成されており、図５に示すように、シールリテーナ５４の内周面にゴムの弾性によって筒状の組付け部５５を嵌合し、この組付け部５５の両側に形成したシールリップ５６を両油切５２の側面に接触させている。そして、一方のシールリップ５６により軸受側からの潤滑剤の漏洩を防止し、他方のシールリップ５６により外部から水などの異物が軸受側に侵入するのを防止している。
【０００４】
このシール５０では、軸方向からスチールバンド５７を取付け部５５の内周面に組付けるようにし、スチールバンド５７の径方向外方への弾性力によって、シールリテーナ５４の取付けを確実にしている。したがって、このようなシール５０では、スチールバンド５７を取付け部５５の内周面に軸方向から組付けるための治具が必要になるとともに、スチールバンド５７の組付けの際、シール５０が片側に押圧されるため適正な取付け状態を確保しにく、シール性が低下することが考えられる。
【０００５】
ところで圧延機のうち、線材圧延機ではロールは高速回転するもので、冷却水が使用されるなど厳しい使用環境にある。特に異物の侵入を防止する側のシールリップ部分は無潤滑であり寿命が短く、このため、シール５０は定期的に交換する必要がある。しかしこのシール５０では、取付け部５５の両側にシールリップ５６を一体に形成しているため、一方のシールリップ５６部分のみの交換はできず、交換不要な部分を含めシール５０そのものを交換する必要があり、ランニングコストが嵩む。
【０００６】
そこで図６に示すように、シールリテーナ５４の両側面に溝６０を形成し、それぞれの溝６０にゴム製のシール６１を嵌合し、場合に応じて必要なシール６１のみを交換できる技術が提案されている。
【０００７】
このシール６１は、その取付けに際して、ゴムの弾性により溝６０の径方向内方壁面に所定のしめしろをもって外嵌装着させるようにしており、径方向外方側は溝６０の径方向外方壁面に形成した係止部６２に係止して、軸方向の抜止めをされている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２７１６１７号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記図６に示す従来技術によれば、シールリテーナ５４の両側面に形成した溝６０にシール６１を嵌合するようにしたので、必要なシール６１のみを交換することが可能になる。
【００１０】
しかしこのシール６１は、溝６０の径方向内方壁面に外嵌装着させるようにし、かつ径方向外方側を環状凹部６３に入込まなければならないため、取付け作業が難しい。そして取外しの際には、治具でもってシール６１の全周をかき出すようにするといった、難しく煩雑な作業を行わなければならない。
【００１１】
またシール６１は、溝６０の径方向内方壁面に外嵌装着させるようにし、かつ径方向外方側を環状凹部６３に入込ませているので、シールリテーナ５４との間に隙間が形成される寸法とならざるを得なく、このような隙間の存在に加え、シール自体がゴム材のみで形成されていることにより、ロールネック５１とともに油切５２が回転する使用状態において適正な姿勢が保持されにくい。このように使用状態の姿勢が適正でないと、シール６１の寿命が短くなってしまう。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明における圧延機のロールネック用オイルシールは、圧延機のハウジング側部材の内周面に嵌合するよう組付けられ、ハウジング側部材に対する所定の嵌合力を有する金属環と、この金属環に一体に設けられて、ロールネックの外周面に嵌合されるロール側部材の径方向に沿う側面に軸方向から接触するシールリップとを有し、金属環は、ハウジング側部材の内周面へ嵌合される円筒部と、この円筒部からハウジング側部材の径方向側面に沿うよう径方向外方に向けて延長された延長部とを備えている。
【００１３】
上記構成のオイルシールでは、シールリップがロール側部材に接触することでロールネック部分でその軸方向内外領域を密封する。
【００１４】
またオイルシールの組付けに際し、所定の治具を用いてオイルシールの金属環、特に延長部を軸方向に押圧することで、オイルシールは容易にハウジング側部材に嵌合され、金属環、特に円筒部の剛性（弾性）により、オイルシールはハウジング側部材に確実に装着される。
【００１５】
そして、シールリップは金属環に確実に支持されているため、オイルシールのシールリップがロール側部材に接触した状態でロールが軸心回りに回転した場合に、シールリップの接触状態が安定しており、したがって所定のシール性が確保されるとともに、オイルシールそのものの寿命が延長される。
【００１６】
なお、上記構成における円筒部の嵌合に際しては、直接的または弾性部材を介して間接的にハウジング側部材に組付けられる双方の場合を含むものとする。
【００１７】
本発明の実施形態として、ロールネック用オイルシールは、ハウジング側部材に軸方向一組で背中合わせに組付けられる。
【００１８】
この構成によれば、同じ構成を有するオイルシールを製造すればよいため、複数種の型を準備する必要がなく、製造コストの上昇が抑えられる。
【００１９】
本発明のさらに別の実施形態として、金属環の延長部は、ハウジング側部材の径方向内方に形成した軸方向幅広部と径方向外方に形成された軸方向狭幅部との境界段付面を径方向外方に越える所定長さを有している。
【００２０】
この種の圧延機では、その使用環境が厳しいため、オイルシールは定期的に交換する必要がある。そこで上記構成のように金属環の延長部の長さを設定することにより、特にオイルシールの取外しの際に、所定の治具をハウジング側部材の境界段付面と延長部とで形成される空間に挿入して例えば軸方向に引くようにすれば、オイルシールは容易にハウジング側部材から取外される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るオイルシールを、図面を参照して説明する。図１はオイルシールの使用状態を示す半断面図、図２は油切を含むオイルシール装置の単体断面図、図３はオイルシールの単体断面図である。本発明の実施形態に係るオイルシールは、線材圧延機のロールネックに用いられて、ロールの外周部を軸方向内外で密封するものである。
【００２２】
図１を参照して、１は非回転のハウジング、２はハウジング１の軸方向端部内周面に嵌着されるハウジング側部材としてのリテーナを示す。このリテーナ２は、環状に形成された狭幅の本体４の径方向内方部に、軸方向に拡径された環状の広幅部５とを有する。なお、本体４外周面に形成した外周溝６にＯリング７嵌着されている。広幅部５それぞれの内周面に一条の内周溝５ａが形成されている。
【００２３】
図２に示すようにオイルシール装置１０は、前記リテーナ２と、ロール側部材としての一対の油切（「フリンガ」ともいう）１１Ａ，１１Ｂと、シール部材１２Ａ，１２Ｂとから構成されている。油切１１Ａ，１１Ｂそれぞれは、ロールネック１３の外周面に圧入される嵌着部１４と、この嵌着部１４の軸方向端部から径方向外方に延長される遮蔽部１５とから断面略Ｌ字形に形成される。嵌着部１４の内周面に内周溝９が形成され、内周溝９それぞれにＯリング８が嵌着され。一方の油切１１Ａの径方向外方部位に、他方の油切１１側に向けて突出された環状の突出部１６が一体的に形成されている。なお、一方の油切１１Ａの側面がロール１７の大径部端面１８に当接されている。
【００２４】
図３に示すように、シール部材１２Ａ，１２Ｂそれぞれは同一構成を有し、金属環（「芯金」ともいう）２０と、この金属環２０に加硫成型によって一体に形成される弾性体（「パッキン」ともいう）２１とから構成される。図１に示すように、これらシール部材１２Ａ，１２Ｂは、リテーナ２に背中合わせとなるよう軸方向一対で組付けられる。したがって、これらシール部材１２Ａ，１２Ｂは、使用時に互いに線対称となるようリテーナ２に組付けられる。
【００２５】
各シール部材１２Ａ，１２Ｂの金属環２０は、リテーナ２の内径側で径方向に沿う環状部２２と、この環状部２２の軸方向端部から軸方向に沿うよう延長される筒状部２３と、この筒状部２３の軸方向端部から径方向外方に沿うよう設けられた延長部２４とから一体的に形成されている。
【００２６】
弾性体２１は、合成ゴムなどの所定の弾性を有する合成樹脂材料から形成されている。弾性体２１は、金属環２０に固着される取付け部２５と、この取付け部２５に一体形成されるサイドリップ２６とからなる。取付け部２５は、環状部２２の側面および筒状部２３の外周面に固着される。
【００２７】
金属環２０は、筒状部２３に固着された取付け部２５ａを介してリテーナ２に嵌着される。サイドリップ２６は、環状部２２の径方向内方端部から軸方向に延長された腰部２７と、この腰部２７から順次拡径するよう設けられた円錐状の接触部２８とから一体的に形成されている。
【００２８】
環状部２２および延長部２４の径方向の所定長さはほぼ等しく形成されている。図１に示すように、特に延長部２４は、シール部材１２をリテーナ２に嵌着した状態でリテーナ２の広幅部５からなお径方向外方に突出する長さを有する。したがって、広幅部５の境界段付部である外周面５ｂと延長部２４の径方向外端側との間に環状空間２９が形成される。
【００２９】
さらに、一方の金属環２０の径方向外端部と前記一方の油切１１Ａにおける突出部１６の内周面との間にわずかな隙間３０が設けられており、この隙間３０がラビリンスシールの機能を有している。
【００３０】
次に、上記構成のオイルシール装置１０の組付け手順を説明する。まず、リテーナ２の中心装着孔３５の中心に、シール部材１２Ａ，１２Ｂの中心を位置合わせし、金属環２０をその筒状部２３が取付け部２５ａを介してリテーナ２の広幅部５に内嵌するよう図示しない所定の治具を用いてシール部材１２を弾性体２１の弾性力に抗して軸方向に押圧する。
【００３１】
このとき金属環２０は延長部２４を有するので、この延長部２４を押圧することにより、シール部材１２Ａ，１２Ｂを容易にリテーナ２に装着することができる。なお、シール部材１２Ａ，１２Ｂは同時あるいはそれぞれ別個にリテーナ２に装着してよい。
【００３２】
このように、リテーナ２の中心とシール部材１２Ａ，１２Ｂの中心とを位置合わせし、所定の治具を用いて延長部２４を押圧することにより、シール部材１２Ａ，１２Ｂをリテーナ２に容易に装着することができる。
【００３３】
そして、シール部材１２Ａ，１２Ｂは金属環２０を有しており、シール部材１２Ａ，１２Ｂはその筒状部２３が取付け部２５ａを介してリテーナ２に嵌合されるので、金属の弾性嵌合力がシール部材１２Ａ，１２Ｂの嵌合力に付加される。したがって、従来のようにゴム材のみからなるシール部材に比べてリテーナ２への装着を確実に行うことができる。
【００３４】
また、リテーナ２に直接嵌合する部分は弾性体２１の取付け部２５ａである。このため、取付け部２５ａの一部が広幅部５の内周溝５ａに弾性復元力によって入り込み、シール部材１２Ａ，１２Ｂはいっそう確実にリテーナ２に保持される。このようにしてシール部材１２Ａ，１２Ｂを装着したリテーナ２をハウジング１に装着する。
【００３５】
これとは別に、ロールネック１３に一方の油切１１Ａを嵌着し、ロール１７を軸方向一方側から一方の油切１１Ａの中心穴にロールネック１３を一方の油切１１Ａとともに挿通し、サイドリップ２６の接触部２８が所定の緊迫力となる予め設定されている位置までロール１７を移動する。この場合、一方の金属環２０の径方向外端部と一方の油切１１Ａにおける突出部１６の内周面との間にわずかな隙間３０が形成される。
【００３６】
また、ロール１７の他方側からロールネック１３に他方の油切１１Ｂを、その軸方向端面が一方の油切１１Ａに当接するまで外嵌挿入する。このようにすることにより、既にリテーナ２に組付けられているシール部材１２Ｂのサイドリップ２６の接触部２８が所定の緊迫力でもって油切１１Ａの側面に接触する。
【００３７】
オイルシール装置１０は以上のようにして組付けられるものであり、ロール１７の軸方向一方側において、冷却水などの異物が軸受（例えば油膜軸受）側に侵入しないよう密封し、軸方向他方側において、軸受に供される潤滑油が一方側に漏れ出るのを防止することができる。
【００３８】
具体的には、一方の金属環２０の径方向外端部と一方の油切１１Ａにおける突出部１６の内周面との間に形成されるわずかな隙間３０、すなわちラビリンスシールによって径方向外方で異物がシールされ、サイドリップ２６によって隙間３０よりも径方向内方位置で異物がシールされ、異物が軸受側に侵入するのを効果的に防止する。シール部材１２Ｂ側では、サイドリップ２６によって潤滑油がロール１７の一方側に漏れ出るのを防止する。
【００３９】
シール部材１２Ａ，１２Ｂは、リテーナ２の中心に形成した中心装着孔３５に環状部２２および筒状部２３が入り込むようにして背中合わせで組付けられている。このため、油切１１Ａ，１１Ｂの大きさが従来と同じであれば、サイドリップ２６の軸方向幅を従来に比べて大きく設定することができる。
【００４０】
したがって、サイドリップ２６に充分な軸方向長さを有する腰部２７を設けることができ、この腰部２７によって接触部２７を充分な緊迫力でもって油切１１Ａ，１１Ｂそれぞれの側面に接触することができるため、従来に比べてシール性能の向上を図ることができる。
【００４１】
上記線材圧延機では、ロール１７が軸心回りに回転し、これに伴なってサイドリップ２６が油切１１Ａ，１１Ｂの側面に接触した状態でこれが軸心回りに回転する。ここで、サイドリップ２６は金属環２０と一体に形成されて、かつ金属環２０の弾性でもって確実にリテーナ２に装着されている。
【００４２】
したがって、サイドリップ２６が接触した状態で油切１１Ａ，１１Ｂがロール１７とともに軸心回りに高速回転した場合でも、サイドリップ２６の油切１１Ａ，１１Ｂに対する接触状態は安定する。このため、所定のシール性を確保できるとともに、サイドリップ２６の寿命を従来に比べて延長することができる。
【００４３】
ところで、この種の線材圧延機のロールネックに使用されるシール部分は、使用環境が厳しいために定期的に交換する必要がある。この場合、冷却水などの侵入を防ぐ目的から、他方側のシール部材１２Ｂに比べて一方側のシール部材１２Ａの方が、寿命が短いことが一般的である。
【００４４】
そこで本発明の実施形態によれば、シール部材１２Ａ，１２Ｂは一方側と他方側とに分割されているものを組合わせて用いているので、必要に応じて何れかのシール部材１２Ａ，１２Ｂのみを交換すればよいため、従来に比べてランニングコストの上昇を抑えることができる。
【００４５】
そして例えば、一方側のシール部材１２Ａを交換する場合、広幅部５の外周面と延長部２４の径方向外端側との間に形成されている環状空間２９に取外し用の治具を挿入して金属環２０の延長部２４に引掛け、軸方向へ引く作業によってシール部材１２Ａを容易にリテーナ２から取外すことができる。なお、他方側のシール部材１２Ｂについても同様にしてリテーナ２から取外すことができる。
【００４６】
このように本発明の実施形態によれば、ランニングコストの低減を図り得るとともに、取付けおよび取外しといったメンテナンスが極めて容易なシール部材１２Ａ，１２Ｂを提供することができる。
【００４７】
さらに、各シール部材１２Ａ，１２Ｂは同一の構成であるので、背中合わせに使用することができるといった汎用性を有し、製造に際して多種類の型を準備する必要がないため生産性が良好となる。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、金属環により密封姿勢が安定してシール性能を向上させることができるとともに、ハウジング側への着脱が極めて容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すオイルシールの使用状態半断面図
【図２】同じく油切を含むオイルシール装置の単体断面図
【図３】同じくオイルシールの単体断面図
【図４】従来のオイルシールの使用状態断面図
【図５】同じく使用状態を示す拡大断面図
【図６】別の従来例を示す使用状態断拡大断面図
【符号の説明】
１ ハウジング
２ リテーナ
４ リテーナの本体
５ リテーナの広幅部
１０ オイルシール装置
１１Ａ，１１Ｂ 油切
１２Ａ，１２Ｂ シール部材
１３ ロールネック
２０ 金属環
２２ 環状部
２３ 筒状部
２４ 延長部
２６ サイドリップ

Claims (3)

1. 圧延機のロールネック部分に配置されて、前記圧延機のハウジング側部材の内周面に嵌合するよう組付けられるオイルシールにおいて、
   前記ハウジング側部材に対する所定の嵌合力を有する金属環と、この金属環に一体に設けられて、ロールネックの外周面に嵌合されるロール側部材の径方向に沿う側面に軸方向から接触するシールリップとを有し、
   前記金属環は、ハウジング側部材の内周面へ嵌合される円筒部と、この円筒部からハウジング側部材の径方向側面に沿うよう径方向外方に向けて延長された延長部とを備えている、ことを特徴とする圧延機のロールネック用オイルシール。
2. 請求項１記載の圧延機のロールネック用オイルシールにおいて、
   前記ハウジング側部材に軸方向一組で背中合わせに組付けられる、ことを特徴とする圧延機のロールネック用オイルシール。
3. 請求項１または請求項２記載の圧延機のロールネック用オイルシールにおいて、
   前記延長部は、前記ハウジング側部材の径方向内方に形成した軸方向幅広部と径方向外方に形成された軸方向狭幅部との境界段付面を径方向外方に越える所定長さを有している、ことを特徴とする圧延機のロールネック用オイルシール。

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