JP2008170009A - Oil seal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オイルシールに関する。このオイルシールは、例えば連続鋳造機の搬送用セグメントロールの特にロールエンド側に好適に用いられる。 The present invention relates to an oil seal. This oil seal is suitably used, for example, particularly on the roll end side of the transport segment roll of a continuous casting machine.
従来、連続鋳造機における搬送系は、搬送方向に伸びる2つの平行なレールの間に、複数のセグメントロールを搬送方向に隣り合わせに並べた構成になっており、各セグメントロールは両端が軸受装置を介して回転自在に支持されている。 Conventionally, a transport system in a continuous casting machine has a configuration in which a plurality of segment rolls are arranged side by side in the transport direction between two parallel rails extending in the transport direction, and each segment roll has a bearing device at both ends. It is rotatably supported via.
この連続鋳造機では、製造される鋳造品を冷却するために、その搬送過程で冷却水をかけるようにしているので、この冷却水が、各セグメントロールの両端を支持する軸受装置の内部に侵入するのを防止する必要がある。そのため、通常、軸受装置の両端に、オイルシールを装着している(例えば、特許文献1参照)。 In this continuous casting machine, in order to cool the cast product to be manufactured, cooling water is applied during the conveying process, so this cooling water enters the inside of the bearing device that supports both ends of each segment roll. It is necessary to prevent it. Therefore, oil seals are usually attached to both ends of the bearing device (see, for example, Patent Document 1).
図3および図4を用いて、上記セグメントロール用の従来のオイルシールを説明する。図3は、セグメントロールの支持部分の構造を示す上半分の縦断面図、図4は、セグメントロールのロールエンド側のオイルシールを示す上半分の縦断面図である。 A conventional oil seal for the segment roll will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the upper half showing the structure of the support portion of the segment roll, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the upper half showing the oil seal on the roll end side of the segment roll.
図中、50はセグメントロールであり、このセグメントロール50の両端のロールネック51は、軸受装置52を介して軸受箱53に支持されている。
In the figure,
軸受装置52の軸方向両側には、それぞれオイルシール54,55が配設されている。図中の左側のオイルシール54をロールエンド側、右側のオイルシール55をロールネック側と呼んでおり、それぞれ軸受箱53の両端に取り付けられるシールカバー56,57の内周に取り付けられている。
従来、特にロールエンド側のオイルシール54は、図4に示すように、側面視ほぼC字形のリング58を芯金として、その外周に合成ゴムなどの弾性体59を被着した構造になっている。弾性体59の内周部分には、軸方向一端側から軸方向他端側へ縮径しながら延びる円錐部60が設けられており、この円錐部60の内周面において先端側に2つの断面ほぼ三角形のリップ61,62が設けられており、また、円錐部60の内周面において基端側には、補助リップ63が設けられている。
Conventionally, the
この円錐部60の内径寸法は、セグメントロール50のロールネック51の外径寸法よりも若干小さく設定されており、この寸法差のしめしろによって各リップ61〜63の接触圧が管理されている。
The inner diameter dimension of the
この従来のオイルシール54は、主リップ61および副リップ62でもって軸受装置52の内部のグリースなどの潤滑剤が外部へ漏洩するのを防止し、補助リップ63でもって外部から軸受装置52側へ冷却水が侵入するのを防止するようになっている。
ところで、上記従来例では、比較的軽い接触圧とするために、円錐部60に設けてある3つのリップ61〜63をロールネック51に対してそれらの寸法差によるしめしろだけで接触させるようにしているが、これでは、円錐部60の経時的なへたりに伴い、各リップ61〜63の接触圧が低下するとともに、セグメントロール50の回転振れ時の追従性が低下するなど、シール性能が著しく低下しやすくなっている。
By the way, in the above conventional example, in order to obtain a relatively light contact pressure, the three
これに対して、円錐部60の外周の凹部64に図示しないがいわゆるガータスプリングと呼ばれるバネリングを装着し、このバネリングの締め付け力により円錐部60をロールネック51に対して圧接させることもある。この場合、円錐部60のへたりに関係なく、各リップ61,62の接触圧の変動を抑制できるが、バネリングの中心近くに主リップ61および副リップ62を配置した構造であるため、これらのリップ61,62のロールネック51に対する接触圧が大きくなり過ぎる。しかも、各リップ61,62が径方向中心側へ向けて先鋭な形状であって、ロールネック51に対する接触面積がかなり小さいために、その接触領域に潤滑油膜が形成されにくいなど、ここの潤滑性が悪くなる。したがって、摺動抵抗が大きくなってリップ61,62が摩耗しやすくなる。このようなことから、従来では、上述したロールエンド側のオイルシール54については、バネリングを用いないようにしており、上述したような不具合が発生している。
On the other hand, a spring ring called a garter spring (not shown) is attached to the
したがって、本発明は、オイルシールにおいて、摺動抵抗軽減ならびに摩耗抑制を図るようにしながら、シール性能の長期安定化を図ることを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to achieve long-term stabilization of sealing performance while reducing sliding resistance and suppressing wear in an oil seal.
本発明の請求項1のオイルシールは、環状芯金の内周部位に軸方向一方へ斜めに延びる弾性体からなる円錐部を有するもので、前記円錐部の外周面の自由端側領域にバネリングが外嵌装着されていて、前記円錐部の内周面の自由端側においてバネリングの装着領域から軸方向前後に外れた位置に主リップおよび副リップがそれぞれ設けられており、前記主リップと副リップとの間で前記円錐部の内周面の内径が最大となる位置が、前記バネリングの装着領域よりも軸方向他方側に設定されており、内周に軸体が挿通された状態において、バネリングの締め付け力により主リップおよび副リップがそれぞれ支点となって円錐部が弓なりに撓んだ状態となり、主リップおよび副リップだけでなくそれらの円錐部基端側の領域も軸体の外周面に対して接触させられるものであり、前記円錐部はその延出基端側に、前記主リップと副リップとの間で前記円錐部の内周面の内径が最大となる位置での前記円錐部の径方向厚さより径方向厚さが薄い部分を有することを特徴とする。
The oil seal according to
本発明の請求項2のオイルシールは、上記請求項1の環状芯金を、円筒部と、この円筒部の軸方向一端から径方向下向きに延びる環状板部とを備える形状とし、前記円錐部を、円筒部の内周に配置されるものとし、環状板の内周縁から円錐部と逆向きに補助リップを設けている。 According to a second aspect of the present invention, in the oil seal according to the second aspect of the present invention, the annular cored bar according to the first aspect has a shape including a cylindrical portion and an annular plate portion extending downward in the radial direction from one axial end of the cylindrical portion. Are arranged on the inner periphery of the cylindrical portion, and an auxiliary lip is provided in the direction opposite to the conical portion from the inner peripheral edge of the annular plate.
本発明の請求項3のオイルシールは、上記請求項1の環状芯金を、円筒部と、この円筒部の軸方向一端から径方向下向きに延びる環状板部とを備える形状とし、この円筒部の外周面および円筒部の環状板部側を越えた領域に弾性体を被着しており、この弾性体において円筒部の外周面に対応する領域に複数の環状隆起部を軸方向所要間隔おきに設けているとともに、弾性体において円筒部から張り出す部分の外周面を、その軸方向端縁側へ向けて漸次拡径するテーパ面に形成している。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an oil seal according to the first aspect of the present invention, wherein the annular cored bar of the first aspect is provided with a cylindrical portion and an annular plate portion extending radially downward from one axial end of the cylindrical portion. An elastic body is attached to a region beyond the outer peripheral surface of the cylindrical portion and the annular plate portion side of the cylindrical portion, and a plurality of annular ridges are provided at a predetermined axial interval in a region corresponding to the outer peripheral surface of the cylindrical portion. The outer peripheral surface of the portion of the elastic body that protrudes from the cylindrical portion is formed into a tapered surface that gradually increases in diameter toward the axial end edge.
上記本発明では、円錐部をバネリングの締め付け力でもって軸体に対して接触させるようにしている。このため、使用経過に伴い円錐部にへたりが生じても円錐部に備える主リップおよび副リップの軸体に対する接触圧が長期にわたって変動しにくくなる。 In the present invention, the conical portion is brought into contact with the shaft body by the tightening force of the spring ring. For this reason, even if the conical portion sags with the progress of use, the contact pressure of the main lip and the sub lip provided on the conical portion with respect to the shaft body is less likely to fluctuate over a long period of time.
また、主リップおよび副リップの形成位置をバネリングの装着領域から外れた位置に設定しているため、バネリングの締め付け力が各リップに対して直接伝わりにくくなって分散されることになるから、これら各リップが軸体に対して比較的軽く接触するようになる。さらに、円錐部と軸体との接触形態が主リップと副リップのみの局部的な接触ではなく、面状態で接触するので、各リップ間に封入した潤滑剤が潤滑油膜を形成しやすくなり、各リップの潤滑性が向上する。これらのことから、摺動抵抗の増大や摩耗の進行を抑制できるようになる。 In addition, since the formation position of the main lip and the sub lip is set at a position outside the mounting area of the spring ring, the tightening force of the spring ring is not easily transmitted to each lip and is dispersed. Each lip comes into relatively light contact with the shaft. Furthermore, since the contact form between the conical part and the shaft body is not a local contact of only the main lip and the sub lip, but in a surface state, the lubricant enclosed between the lips easily forms a lubricating oil film, The lubricity of each lip is improved. From these things, increase in sliding resistance and progress of wear can be suppressed.
この他、請求項3の発明では、オイルシールをケースに対して装着するときに、環状芯金の円筒部の外周側の弾性体のうち、複数の環状隆起部が弾性変形するようになっているから、嵌め合い時の抵抗が比較的少なくなり、手操作で簡単に圧入できるようになる。装着した状態では、複数の環状隆起部がケースの内周面に対して接触しているから、この嵌合部位の密封性が十分なものとなる。
In addition, in the invention of
本発明の請求項1ないし3では、円錐部をバネリングの締め付け力でもって軸体に対して接触させることにより、円錐部の使用経過に伴うへたりに関係なく、主リップおよび副リップの軸体に対する接触圧を長期にわたって安定的に保つことができる。 According to the first to third aspects of the present invention, the shaft portion of the main lip and the sub lip is brought into contact with the shaft body with the tightening force of the spring ring, regardless of the sag with the use of the cone portion. Can be stably maintained over a long period of time.
また、バネリングの締め付け力を分散させることにより主リップおよび副リップを軸体に対して比較的軽く接触させるようにしているから、摺動抵抗軽減や摩耗抑制を図ることができる。しかも、主リップと副リップのみの局部的な接触ではなく円錐部の比較的広い領域を面状態で接触させるようにしているから、この接触部位に潤滑油膜が形成されやすくなって、各リップの潤滑性が向上する。このことによっても、前述の摺動抵抗軽減や摩耗抑制に大きく貢献できるようになる。 Further, since the main lip and the sub lip are brought into relatively light contact with the shaft body by dispersing the tightening force of the spring ring, sliding resistance can be reduced and wear can be suppressed. Moreover, since a relatively wide area of the conical portion is brought into contact in a surface state rather than a local contact of only the main lip and the sub lip, a lubricating oil film is easily formed at the contact portion, and each lip Lubricity is improved. This also contributes greatly to reducing the above-mentioned sliding resistance and suppressing wear.
特に、請求項3の発明では、オイルシールの装着にあたって、環状芯金の円筒部の外周側の弾性体の全面をケースに対して接触させるのではなく、該弾性体に形成してある複数の環状隆起部を接触させるようにしているから、オイルシール装着時の抵抗を比較的小さくできて、手操作でも簡単に圧入できるようになる。
In particular, in the invention of
しかも、装着した状態では、複数の環状隆起部がケースの内周面に対して接触しているから、この嵌合部位の密封性が十分なものとなる。 Moreover, in the mounted state, the plurality of annular ridges are in contact with the inner peripheral surface of the case, so that the sealing performance of this fitting portion is sufficient.
このように、本発明のオイルシールでは、摺動抵抗軽減ならびに摩耗抑制を実現できて、シール性能の長期安定化を達成できるようになる。 Thus, in the oil seal of the present invention, sliding resistance can be reduced and wear can be suppressed, and long-term stabilization of the sealing performance can be achieved.
本発明の詳細を図1および図2に示す各実施形態に基づいて説明する。 The details of the present invention will be described based on the embodiments shown in FIGS.
図1および図2は本発明の一実施形態にかかり、図1は、オイルシール単体の上半分の縦断面図、図2は、オイルシールの使用状態を示す縦断面図である。 1 and 2 relate to one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an upper half of a single oil seal, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a use state of the oil seal.
図中、1はオイルシールの全体を示しており、2は金属製の環状芯金、3は合成ゴムなどの弾性体である。 In the figure, 1 indicates the entire oil seal, 2 is a metal annular cored bar, and 3 is an elastic body such as synthetic rubber.
環状芯金2は、円筒部4と、円筒部4の軸方向一端側から径方向下向きに延びる環状板部5とからなり、断面ほぼ逆さL字形に形成されている。
The
弾性体3は、環状芯金2の円筒部4の外周面から環状板部5の内周縁にまたがって被着されている。環状板部5の内周側の弾性体3は、環状板部5の内周端から軸方向一端側へ縮径しながら延びる円錐部6と、環状板部5の内周端から軸方向他端側へ縮径しながら延びる補助リップ7とを有している。
The
円錐部6の内周面において、先端側には主リップ8が、また、主リップ8よりも基端側には副リップ9がそれぞれ設けられている。この円錐部6は、その外周にいわゆるガータスプリングと呼ばれるバネリング10が装着されており、主リップ8および副リップ9がバネリング10の締め付け力により内周側に配設される回転軸11に対して圧接させられるようになっている。
On the inner peripheral surface of the
補助リップ7は、その内径寸法が回転軸11の外径寸法よりも若干小さく設定されており、この寸法差のしめしろによって回転軸11に接触させられる。
The
このオイルシール1では、主リップ8および副リップ9でもって外部からの冷却水の侵入を防止し、補助リップ7でもって密封対象内部のグリースなどの潤滑剤が外部へ漏洩するのを防止するようになっている。
In the
ところで、環状芯金2の円筒部4の外周側の弾性体3は、円筒部4の外周面において自由端側に対応する領域Aにケース12への装着時の嵌め合わせを容易とするための小径ガイド面13が設けられており、円筒部4の外周面において中間部位に対応する領域Bに軸方向に並ぶ複数(図では3つ)の環状隆起部14が設けられており、さらに円筒部4の環状板部5を越えた領域に張り出し部15が設けられている。この張り出し部15の外周面は、張り出し方向に向けて拡径するテーパ面16に形成されている。つまり、この円筒部4の外周側の弾性体3をケース12の内周面に対して全面で接触させるのでなく、複数の環状隆起部14と張り出し部15のテーパ面16の一部を接触させることにより、嵌め合いしめしろを比較的小さく設定して、ケース12に対するオイルシール1の装着を手操作で簡単に圧入できるようにしながら、ケース12との嵌合部位の密封性を十分なものにできるようにしている。
By the way, the
そして、この実施形態では、円錐部6をバネリング10で締め付けているにもかかわらず回転軸11に対して比較的軽い接触圧となるように設計されている。
In this embodiment, the
これは、上記円錐部6において主リップ8および副リップ9とバネリング10との位置関係により実現している。つまり、円錐部6の内周面の自由端側においてバネリング10の装着領域から軸方向前後に外れた位置に主リップ8および副リップ9がそれぞれ設けられている。主リップ8は、バネリング10の軸方向先端側位置よりも円錐部6の先端側に、また、副リップ9は、バネリング10の軸方向基端側位置よりも円錐部6の基端側にそれぞれ配置されている。このようにバネリング10による締め付け荷重の中心から主リップ8および副リップ9の両方を軸方向に可及的に引き離すようにしているから、バネリング10の締め付け力を主リップ8や副リップ9に対して直接的に作用させずに分散させるようにできて、主リップ8および副リップ9がそれぞれ支点となって円錐部6が弓なりに撓んだ状態となり、主リップ8および副リップ9から円錐部6基端側の領域が回転軸11の外周面に対して接触させられるようになる。このような接触形態により、各リップ8,9の回転軸11に対する接触圧を軽くさせることができるようになっている。
This is realized by the positional relationship between the
このように円錐部6の内周面の可及的に広い範囲を回転軸11に対して接触させるにあたって、主リップ8や副リップ9の接触角を下記するように設定するのが好ましい。つまり、主リップ8の回転軸11に対する外側接触角α1を70〜80度、好ましくは75度に、また内側接触角β1を8〜9度、好ましくは8.5度に設定する。副リップ9の回転軸11に対する外側接触角α2を40〜50度、好ましくは45度に、また内側接触角β2を5〜7度好ましくは6度に設定する。このような主リップ8および副リップ9の形状であれば、これらが回転軸11に対して面で接触しやすくなる。このため、各リップ間に封入した潤滑剤が潤滑油膜を形成しやすくなるので、各リップ8,9の潤滑性が向上して、摺動抵抗の増大や摩耗の進行を抑制できるようになる。しかも、主リップ8の外側接触角α1を従来よりも極端に大きく設定しているから、外部からの水や異物が回転軸11と主リップ8の先端との間にかみこむのを防止する効果が強くなる。
As described above, when the widest possible range of the inner peripheral surface of the
以上説明したオイルシール1は、例えば従来例で引用した図3に示す連続鋳造機のセグメントロール50のロールエンド側に用いられる。なお、ロールエンド側に上記実施形態のオイルシール1を使用した状態を図2に示している。
The
オイルシール1は、シールカバー56に対応するケース12の奥へ環状芯金2の円筒部4の自由端側を配置する状態で、圧入嵌合されている。従来から、連続鋳造機のセグメントロール50のロールエンド側のオイルシールについては、手操作で装着できるようにすることが強く要求されるので、この実施形態のオイルシール1でも、前記要求を受け入れるようになっている。
The
つまり、まず、オイルシール1の円筒部4の外周側の弾性体3の小径ガイド面13をケース12の開口側へ差し入れ、徐々に押し込む。この押し込み過程で弾性体3の環状隆起部14が押し潰されるが、弾性変形させる質量が少ないので、比較的抵抗少なく装着できるようになる。ちなみに、従来例として例示しているようなオイルシールの場合だと、その弾性体の外周面が平坦になっていて、所要の嵌合しめしろを持たせるため、弾性変形させる質量が多くて圧入抵抗が過大になりやすいものの、その圧入時にC字形のリングが径方向に圧縮して弾性体の変形を許容するので、この圧入を比較的抵抗少なく手操作で行えるようになっている。しかし、この従来例においてC字形のリングを用いずに環状芯金を用いている場合では、圧入抵抗が大きくなるので、手操作での装着は困難となり、何らかの治具を用いる必要がある。要するに、この実施形態のオイルシール1では、外周側の弾性体3の外周面の形状を工夫することにより、嵌合部位の密封性を確保しながら手操作で装着できるようにしている。
That is, first, the small-
そして、オイルシール1を装着した状態においては、円錐部6の主リップ8および副リップ9だけでなく、その近傍を含む広い領域がバネリング10の締め付け力により回転軸11としてのセグメントロール50の外周面に対して面で接触することになる。しかも、主リップ8および副リップ9のセグメントロール50に対する接触圧が比較的軽い状態になる。そのため、摺動抵抗の軽減と摩耗抑制とを達成できるようになる。なお、円錐部6の経時的なへたりは避けられないが、バネリング10によって強制的にセグメントロール50に対して接触させるようにしているので、前記比較的軽い接触状態を長期にわたって保持できるようになり、シール性能を安定に保つことができる。
In a state where the
また、補助リップ7でもって軸受装置52内に存在する潤滑剤の外部漏洩を防止する。
Further, the
以上説明したように、本発明のオイルシール1は、手操作で簡単に装着できて、そのケース12との嵌合部位や回転軸11との接触部位において十分なシール性を発揮できるようになっている。
As described above, the
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。例えば、上記実施形態では、連続鋳造機のセグメントロールに使用する例を挙げているが、使用対象は特に限定されない。 In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Various application and deformation | transformation can be considered. For example, in the said embodiment, although the example used for the segment roll of a continuous casting machine is given, the use object is not specifically limited.
1 オイルシール
2 環状芯金
3 弾性体
4 環状芯金の円筒部
5 環状芯金の環状板部
6 弾性体の円錐部
7 補助リップ
8 主リップ
9 副リップ
10 バネリング
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記円錐部の外周面の自由端側領域にバネリングが外嵌装着されていて、
前記円錐部の内周面の自由端側においてバネリングの装着領域から軸方向前後に外れた位置に主リップおよび副リップがそれぞれ設けられており、
前記主リップと副リップとの間で前記円錐部の内周面の内径が最大となる位置が、前記バネリングの装着領域よりも軸方向他方側に設定されており、
内周に軸体が挿通された状態において、バネリングの締め付け力により主リップおよび副リップがそれぞれ支点となって円錐部が弓なりに撓んだ状態となり、主リップおよび副リップだけでなくそれらの円錐部基端側の領域も軸体の外周面に対して接触させられるものであり、
前記円錐部はその延出基端側に、前記主リップと副リップとの間で前記円錐部の内周面の内径が最大となる位置での前記円錐部の径方向厚さより径方向厚さが薄い部分を有する、
ことを特徴とするオイルシール。 An oil seal having a conical portion made of an elastic body extending obliquely toward one side in the axial direction on the inner peripheral portion of the annular core bar,
A spring ring is externally fitted to the free end side region of the outer peripheral surface of the conical portion,
A main lip and a sub lip are respectively provided at positions on the free end side of the inner peripheral surface of the conical portion at positions distant from the mounting area of the spring ring in the axial direction.
The position where the inner diameter of the inner peripheral surface of the conical portion is maximum between the main lip and the sub lip is set on the other side in the axial direction from the mounting region of the spring ring,
In the state where the shaft body is inserted in the inner periphery, the main lip and the sub lip become the fulcrum by the tightening force of the spring ring, and the conical portion is bent like a bow. The region on the base end side is also brought into contact with the outer peripheral surface of the shaft body,
The conical portion has a radial thickness that is larger than a radial thickness of the conical portion at a position where the inner diameter of the inner peripheral surface of the conical portion is maximized between the main lip and the sub lip on the extending proximal end side. Has a thin part,
An oil seal characterized by that.
前記環状芯金が、円筒部と、この円筒部の軸方向一端から径方向下向きに延びる環状板部とを備える形状であり、
前記円錐部が、円筒部の内周に配置されるものであり、環状板の内周縁から円錐部と逆向きに補助リップが設けられている、
ことを特徴とするオイルシール。 The oil seal according to claim 1,
The annular core bar has a cylindrical portion and a shape including an annular plate portion extending downward in the radial direction from one axial end of the cylindrical portion,
The conical portion is disposed on the inner periphery of the cylindrical portion, and an auxiliary lip is provided in the direction opposite to the conical portion from the inner peripheral edge of the annular plate.
An oil seal characterized by that.
前記環状芯金が、円筒部と、この円筒部の軸方向一端から径方向下向きに延びる環状板部とを備える形状であり、
この円筒部の外周面および円筒部の環状板部側を越えた領域に弾性体が被着されており、
この弾性体において円筒部の外周面に対応する領域に複数の環状隆起部が軸方向所要間隔おきに設けられているとともに、弾性体において円筒部から張り出す部分の外周面が、その軸方向端縁側へ向けて漸次拡径するテーパ面に形成されている、
ことを特徴とするオイルシール。 The oil seal according to claim 1,
The annular core bar has a cylindrical portion and a shape including an annular plate portion extending downward in the radial direction from one axial end of the cylindrical portion,
The elastic body is attached to the outer peripheral surface of the cylindrical portion and the region beyond the cylindrical plate side of the cylindrical portion,
In this elastic body, a plurality of annular ridges are provided in the region corresponding to the outer peripheral surface of the cylindrical portion at a required interval in the axial direction, and the outer peripheral surface of the portion protruding from the cylindrical portion in the elastic body is the end in the axial direction. It is formed on a tapered surface that gradually expands toward the edge side,
An oil seal characterized by that.
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