JP2014129832A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】グリ−ス等の潤滑剤を利用してダスト等の浸入を防止する密封装置において、構造を簡素にして取り扱い性の容易化を図ると共に耐久性の向上を図る。
【解決手段】互いに同心的かつ相対回転可能に配置された二部材のうち一方の部材１０２に装着される基部２１及びこの基部２１から軸受側空間Ｓ１と反対側を向いて延びると共に前記二部材のうち他方の部材１０４と摺動自在に密接可能で前記軸受側空間Ｓ１に注入される潤滑剤の溢出を許容するシールリップ２２を有するゴム弾性体からなる第一シールリング２と、前記シールリップ２２から見て軸受外部空間Ｓ２側に位置して前記基部２１に支持されると共に前記他方の部材１０４と摺動自在に密接可能で円周方向一カ所が切断された合成樹脂からなる第二シールリング３を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば連続鋳造機のロールを支持する軸受へのダストの浸入等を防止するための密封手段として用いられる密封装置に関する。

連続鋳造機のロールを支持する軸受に用いられる密封装置には、軸受内部を潤滑するために注入されたグリ−スが、密封装置を通じて軸受外部へ排出されるようにすることによって、軸受の潤滑とダストの浸入防止を図る「グリースアウト方式」のものがあり、その典型的な従来技術としては、下記の特許文献１に記載されたようなものが知られている。

特開平９−１７０６６３号公報

しかしながら、上記従来の密封装置は構造が複雑であり、また、ゴム単体からなる簡素な構造のものは水やダストの浸入によって摩耗が進行しやすく、寿命が短いといった問題がある。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、グリ−ス等の潤滑剤を利用してダストの浸入を防止する密封装置において、構造を簡素にして取り扱い性の容易化を図ると共に耐久性の向上を図ることにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る密封装置は、互いに同心的かつ相対回転可能に配置された二部材のうち一方の部材に装着される基部及びこの基部から軸受側空間と反対側を向いて延びると共に前記二部材のうち他方の部材と摺動自在に密接可能で前記軸受側空間に注入される潤滑剤の溢出を許容するシールリップを有するゴム弾性体からなる第一シールリングと、前記シールリップから見て軸受側空間と反対側に位置して前記基部に支持されると共に前記他方の部材と摺動自在に密接可能で円周方向一カ所が切断された合成樹脂からなる第二シールリングを備える。

請求項１の構成を備える密封装置は、軸受側空間と反対側（軸受外部空間側）から浸入しようとする水やダストを、第二シールリング及びシールリップが二部材のうち他方の部材と摺動自在に密接されることによって遮断するものである。そして、軸受側空間に充満する潤滑剤が、その注入に伴って第一シールリングのシールリップを介して溢出し、このシールリップと第二シールリングの間に充満すると共に第二シールリングの切断部や第二シールリングと他方の部材との摺動部の隙間へ介入するので、軸受外部空間側からの水やダストの浸入を一層有効に遮断する。また、第二シールリングが合成樹脂からなることに加え、前記潤滑剤が第二シールリングと他方の部材との摺動部の隙間へ介入することによって、第二シールリングが水やダストによる損耗を受けにくく、耐久性が向上する。

請求項２の発明に係る密封装置は、請求項１に記載の構成において、第二シールリングに、軸受側空間から第一シールリングのシールリップと第二シールリングの間の空間へ潤滑剤が溢出するのに伴って、前記第一シールリングのシールリップと第二シールリングの間の空間から潤滑剤が軸受側空間と反対側へ排出されるのを容易にする潤滑剤排出路が設けられたものである。

請求項２の構成によれば、第一シールリングのシールリップと第二シールリングの間の空間に充満した潤滑剤は、軸受側空間からの潤滑剤の溢出に伴い、潤滑剤排出路を通じて軸受側空間と反対側へ排出されるので、第一シールリングのシールリップと第二シールリングの間の潤滑剤圧力の上昇が抑制され、前記軸受側空間への潤滑剤の注入が円滑に行われる。

請求項３の発明に係る密封装置は、請求項１又は２に記載の構成において、第一シールリングの基部に、第二シールリングと嵌合可能な嵌合部が設けられたものである。

請求項３の構成によれば、第二シールリングが第一シールリングの基部に位置決め嵌合されるので、取り扱い性が向上する。

本発明に係る密封装置によれば、合成樹脂からなる第二シールリングをゴム弾性体からなる第一シールリングに支持した簡素な構造であるため、取り扱いが容易であり、しかも第一シールリングのシールリップを介して軸受側空間から溢出する潤滑剤によって水やダストの浸入を遮断するため、耐久性を向上させることができる。

本発明に係る密封装置が装着される連続鋳造機のロールネック部を、その軸心を通る平面で切断して示す概略的な半断面図である。 本発明に係る密封装置の第一の実施の形態の一部を示す装着状態の断面図である。 本発明に係る密封装置の第一の実施の形態の一部を示す断面斜視図である。 本発明に係る密封装置の第二の実施の形態の一部を示す断面斜視図である。 本発明に係る密封装置の第三の実施の形態の一部を示す断面斜視図である。 本発明に係る密封装置の第四の実施の形態の一部を示す断面斜視図である。 本発明に係る密封装置の第五の実施の形態の一部を示す断面斜視図である。 本発明に係る密封装置の第六の実施の形態の一部を示す断面斜視図である。 本発明に係る密封装置の第七の実施の形態の一部を示す断面斜視図である。

以下、本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず図１において、参照符号１０１は連続鋳造機のロール、１０２はその軸方向両端（図では軸方向一端のみ示す）のロールネック、１０３はロールネック１０２の外周を包囲するように設けられた軸受ハウジング、１０４は軸受ハウジング１０３の軸方向両側に結合されたシールハウジング、１０５は軸受ハウジング１０３とロールネック１０２の間に介在された軸受である。本発明に係る密封装置１は、ロールネック１０２の外周面に形成された装着溝１０２ａに装着され、ロール１０１による連続鋳造過程で生じるスケールなどのダストや冷却水が、軸受１０５へ浸入するのを防止するために、この軸受１０５の軸方向両側に位置して、シールハウジング１０４の内周に装着される。また、軸受ハウジング１０３には、軸受１０５を潤滑するためのグリースを周期的に注入するためのグリース供給通路１０３ａが開設されている。

なお、ロールネック１０２は請求項１に記載された「二部材のうち一方の部材」に相当し、シールハウジング１０４は請求項１に記載された「二部材のうち他方の部材」に相当し、グリースは請求項１に記載された潤滑剤に相当するものである。

図２及び図３は本発明に係る密封装置１の第一の実施の形態を示すもので、ロールネック１０２の外周面に形成された装着溝１０２ａに装着される基部２１及びこの基部２１の外径部から延びてシールハウジング１０４の内周面と摺動自在に密接可能なシールリップ２２を有する第一シールリング２と、前記シールリップ２２から見て軸受側空間Ｓ１と反対側（軸受外部空間Ｓ２側）に位置して第一シールリング２の基部２１の外周面に支持されると共にシールハウジング１０４の内周面と摺動自在に密接可能な第二シールリング３を備える。

詳しくは、第一シールリング２はゴム弾性体（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）で成形されたものであって、基部２１はその内周面２１ａがロールネック１０２の装着溝１０２ａの底面に密接されるようになっており、シールリップ２２は、軸受側空間Ｓ１のグリースの充填圧力によってシールハウジング１０４の内周面から離れ、軸受側空間Ｓ１からのグリースの溢出を許容するように、軸受外部空間Ｓ２側を向いて延びると共に、シールハウジング１０４の内周面に対して適度な締め代を有する。

また第二シールリング３は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）など低摩擦で耐摩耗性に優れた合成樹脂からなるものであって、第一シールリング２の基部２１の外周面にシールリップ２２から見て軸受外部空間Ｓ２側に位置して形成された位置決め突部２３に当接されると共に、外周面３ａにおいてシールハウジング１０４の内周面と摺動自在に密接されるものである。そしてこの第二シールリング３は、ゴム弾性体からなる第一シールリング２のように引き伸ばすことができないため、図３に示すように、円周方向一カ所に切断部３１を有する。

以上の構成において、図１に示す軸受ハウジング１０３のグリース供給通路１０３ａからは、軸受側空間Ｓ１内へ、軸受１０５を潤滑するためのグリースが適量ずつ周期的に注入されている。そして密封装置１は、軸受外部空間Ｓ２から軸受側空間Ｓ１へ浸入しようとするスケール等のダストや冷却水を、第二シールリング３の外周面３ａ及び第一シールリング２のシールリップ２２がシールハウジング１０４の内周面と摺動自在に密接されることによって遮断するものである。

また、軸受側空間Ｓ１に注入されたグリースの圧力によって、第一シールリング２のシールリップ２２がシールハウジング１０４の内周面から僅かに開くことで、シールリップ２２と第二シールリング３の間のグリース充填空間Ｓ３へのグリースの溢出を許容するので、このグリース充填空間Ｓ３にはグリースが充満しており、この充満したグリースが、スケール等のダストや冷却水等に対する堰き止め作用を奏すると共に、さらにこのグリースが、グリース充填空間Ｓ３から第二シールリング３の外周面３ａとシールハウジング１０４の内周面との摺動隙間や第二シールリング３の切断部３１を介して軸受外部空間Ｓ２へ溢出するので、このようなグリースの押し出し作用によって、軸受外部空間Ｓ２から軸受側空間Ｓ１へのスケール等のダストや冷却水等の浸入を一層有効に防止することができる。

しかも上述のように、第二シールリング３の外周面３ａとシールハウジング１０４の内周面との摺動隙間にはグリースが介入することによって潤滑性が向上すると共に、軸受外部空間Ｓ２からのダスト等の介入を阻止するため、第二シールリング３がダストによる損耗を受けにくくなって、その耐久性が向上する。

また、上記構成の密封装置１は、ゴム弾性体からなる第一シールリング２の基部２１に合成樹脂からなる第二シールリング３を保持した簡素な構造となっているため、低コストで製造可能であると共に、取り扱いも容易である。

図３に示す形態では、第二シールリング３の切断部３１が、この第二シールリング３の軸心を通る平面同士で互いに近接対向又は衝合した形状となっているが、例えば図４あるいは図５に示すような他の形状とすることもできる。このうち、図４に示す第二の実施の形態では、第二シールリング３の切断部３１がステップカット形状をなしており、すなわち、円周方向に密接又は近接対向される径方向の平面カット部３１ａと、この平面カット部３１ａから円周方向へ延びて互いに凹凸嵌合される棒状凸部３２と溝状凹部３３を形成している三次元カット部３１ｂからなるものである。また、図５に示す第三の実施の形態では、第二シールリング３の切断部３１がアリ溝３４とアリほぞ３５によるアリ継ぎ形状をなすものである。

次に、図６に示す第四の実施の形態及び図７に示す第五の実施の形態は、第二シールリング３に、第一シールリング２のシールリップ２２側から溢出して図２に示すグリース充填空間Ｓ３に充満するグリースが図２に示す軸受側空間Ｓ１と反対側（軸受外部空間Ｓ２）へ排出されるのを容易にする複数のグリース排出路３６が円周方向所定間隔で設けられたものである。なお、グリース排出路３６は請求項２に記載された潤滑剤排出路に相当するものである。

そしてこのうち図６に示す第四の実施の形態では、グリース排出路３６は第二シールリング３を軸方向に貫通する貫通孔からなるものであって、そのシールリップ２２側の開口端部３６ａは、第一シールリング２の位置決め突部２３によって塞がれない位置に開口している。また、図７に示す第五の実施の形態では、グリース排出路３６は第二シールリング３の外周面３ａに形成された軸方向に延びる溝からなるものである。

このようなグリース排出路３６を設けると、図１に示す軸受ハウジング１０３のグリース供給通路１０３ａから軸受側空間Ｓ１に、軸受１０５を潤滑するグリースを注入することによって、軸受側空間Ｓ１内のグリースの一部が第一シールリング２のシールリップ２２を開いてグリース充填空間Ｓ３へ溢出すると、これに伴って、グリース充填空間Ｓ３に充満したグリースの一部がグリース排出路３６を介して軸受外部空間Ｓ２へ排出されるので、グリース充填空間Ｓ３の圧力が異常に上昇することがなく、グリース供給通路１０３ａから軸受側空間Ｓ１へのグリースの注入が円滑に行われる。

次に、図８に示す第六の実施の形態及び図９に示す第七の実施の形態は、第一シールリング２の基部２１に、第二シールリング３と嵌合可能な嵌合部２４が設けられ、これによって第一シールリング２の基部２１に第二シールリング３を位置決め支持可能としたものである。

そしてこのうち図８に示す第六の実施の形態では、嵌合部２４が、第一シールリング２の基部２１の外周面にシールリップ２２から見て軸受外部空間Ｓ２（図２参照）側に位置して形成された位置決め突部２３と、前記基部２１の軸受外部空間Ｓ２（図２参照）側の端部外周に形成された第二位置決め突部２５によって、円周方向へ延びる相対的な凹部状に形成されており、第二シールリング３が、前記位置決め突部２３と第二位置決め突部２５の間で基部２１に第二シールリング３を位置決め支持されるようになっている。

また、図９に示す第七の実施の形態では、嵌合部２４が、第一シールリング２の基部２１の外周面に、位置決め突部２３より軸受外部空間Ｓ２（図２参照）側に位置して形成された、円周方向へ連続した嵌合溝からなるものである。そして、第二シールリング３の内周面には円周方向へ連続した嵌合突条３７が形成され、この嵌合突条３７が前記嵌合溝（嵌合部２４）と嵌合することによって、第一シールリング２の基部２１に第二シールリング３が位置決め支持されるようになっている。

なお、上述した各形態は、互いに組み合わせて実施することができるものであり、例えば図８に示す第六の実施の形態あるいは図９に示す第七の実施の形態において、第二シールリング３の切断部３１の形状は、この第二シールリング３の軸心を通る平面同士で互いに近接対向又は衝合した形状となっているが、例えば図４あるいは図５に示すような他の形状としても良いし、第二シールリング３には図６に示す第四の実施の形態あるいは図７に示す第五の実施の形態のようなグリース排出路３６を形成しても良い。

１ 密封装置
２ 第一シールリング
２１ 基部
２２ シールリップ
２３ 位置決め突部
３ 第二シールリング
３１ 切断部
１０２ ロールネック（二部材のうち一方の部材）
１０４ シールハウジング（二部材のうち他方の部材）
Ｓ１ 軸受側空間
Ｓ２ 軸受外部空間

Claims (3)

1. 互いに同心的かつ相対回転可能に配置された二部材のうち一方の部材に装着される基部及びこの基部から軸受側空間と反対側を向いて延びると共に前記二部材のうち他方の部材と摺動自在に密接可能で前記軸受側空間に注入される潤滑剤の溢出を許容するシールリップを有するゴム弾性体からなる第一シールリングと、前記シールリップから見て軸受側空間と反対側に位置して前記基部に支持されると共に前記他方の部材と摺動自在に密接可能で円周方向一カ所が切断された合成樹脂からなる第二シールリングを備えることを特徴とする密封装置。
2. 第二シールリングに、軸受側空間から第一シールリングのシールリップと第二シールリングの間の空間へ潤滑剤が溢出するのに伴って、前記第一シールリングのシールリップと第二シールリングの間の空間から潤滑剤が軸受側空間と反対側へ排出されるのを容易にする潤滑剤排出路が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 第一シールリングの基部に、第二シールリングと嵌合可能な嵌合部が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の密封装置。

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