JP2019019925A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルエアーアウト潤滑方式において、回転軸の円周方向にわたって空気の排出量をできるだけ均等化する密封装置を提供する。【解決手段】密封装置１は、回転軸２とハウジング４の内面４Ａとの間に配置され、軸受側の空間Ａと外部空間Ｂとを隔離する。密封装置は、回転軸に摺動自在に密封接触するメインシールリップ１４Ｂと、メインシールリップの基端部よりも外部空間側に配置された剛体製の保護環１０Ｂと、メインシールリップと保護環との間に配置された弾性体製のチェックリップ１４Ｃを備える。チェックリップは、円周方向全体にわたって保護環に面接触し、軸受側の空間の圧力が一定値を超えると、保護環に対する間隙を生じさせて、軸受側の空間から外部空間へ間隙を介して潤滑油が流出することを許容する。保護環とチェックリップの接触領域には、少なくとも３つの溝または少なくとも３つの突起が円周上に等角間隔で形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、密封装置に関する。

金属片の連続鋳造機および圧延機において金属片を搬送するロールは、コロ軸受に支持されており、コロ軸受の潤滑にはオイルエアーアウト潤滑方式が採用されている。オイルエアーアウト潤滑方式では、高圧の空気によって潤滑油が軸受に供給され、その空気の流れによって軸受から空気と潤滑油が排出される。

特許文献１に記載されているように、空気と潤滑油の排出には、ロールの周囲に配置されるオイルシール（密封装置）が使用されている。密封装置は、軸受側の空間を所要の圧力に維持するとともに、外部空間から軸受側の空間への水、ダストおよびスケールの侵入を防止または低減する。また、密封装置から排出される空気によって、水、ダストおよびスケールの侵入がさらに抑制される。

特開２０１５−１０８４４５号公報

上記の密封装置については、軸受側の空間への水、ダストまたはスケールの侵入をさらに低減するには、ロール（回転軸）の円周方向にわたって空気の排出量をできるだけ均等化することが望まれる。

そこで、本発明は、オイルエアーアウト潤滑方式において、回転軸の円周方向にわたって空気の排出量をできるだけ均等化することが可能な密封装置を提供する。

本発明のある態様に係る密封装置は、回転軸と前記回転軸が配置されたハウジングの内面との間に配置され、前記回転軸を支持する軸受側の空間と外部空間とを隔離する密封装置であって、前記ハウジングの前記内面に取り付けられる取付部と、前記取付部の半径方向内側に配置されて、先端縁が前記回転軸に摺動自在に密封接触するメインシールリップと、前記取付部の半径方向内側に配置され、前記メインシールリップの基端部よりも前記外部空間側に配置された剛体製の保護環と、前記メインシールリップと前記保護環との間に配置され、円周方向全体にわたって前記保護環に面接触するとともに、前記軸受側の空間の圧力が一定値を超えると、前記保護環に対する間隙を生じさせて、前記軸受側の空間から前記外部空間へ前記間隙を介して潤滑油が流出することを許容する弾性体製のチェックリップとを備え、前記保護環と前記チェックリップの接触領域には、少なくとも３つの溝または少なくとも３つの突起が円周上に等角間隔で形成されている。

上記の態様においては、保護環とチェックリップの接触領域に少なくとも３つの溝または少なくとも３つの突起が等角間隔で形成されていることにより、軸受側の空間の圧力が一定値を超えると、保護環とチェックリップの間に、少なくとも３つの間隙が規則的に発生する。したがって、オイルエアーアウト潤滑方式において、回転軸の円周方向にわたって空気の排出量をできるだけ均等化することが可能である。

前記保護環における前記チェックリップに対向する面に、少なくとも３つの溝が円周上に等角間隔で形成されていてもよい。

前記保護環における前記チェックリップに対向する面に、少なくとも３つの突起が円周上に等角間隔で形成されていてもよい。

前記チェックリップにおける前記保護環に対向する面に、少なくとも３つの溝が円周上に等角間隔で形成されていてもよい。

前記チェックリップにおける前記保護環に対向する面に、少なくとも３つの突起が円周上に等角間隔で形成されていてもよい。

保護環とチェックリップの両方に、合計で少なくとも３つの突起が形成されていてもよいし、あるいは、保護環とチェックリップの両方に、合計で少なくとも３つの溝が形成されていてもよい。

本発明の第１から第４実施形態に係る密封装置の断面図である。 第１実施形態に係る密封装置の保護環の展開図である。 第１実施形態の変形例に係る密封装置の保護環の展開図である。 第１実施形態に係る密封装置の保護環とチェックリップの接触状態の変化を示す図１のＣ−Ｃ線矢視断面図である。 第１実施形態の変形例に係る密封装置の保護環とチェックリップの接触状態の変化を示す図１のＣ−Ｃ線矢視断面図である。 比較例の密封装置の保護環とチェックリップの接触状態を示す断面図である。 第１実施形態の密封装置の保護環とチェックリップの接触状態を示す断面図である。 第２実施形態に係る密封装置の保護環の展開図である。 第２実施形態の変形例に係る密封装置の保護環の展開図である。 第２実施形態に係る密封装置の保護環とチェックリップの接触状態の変化を示す図１のＣ−Ｃ線矢視断面図である。 第２実施形態の変形例に係る密封装置の保護環とチェックリップの接触状態の変化を示す図１のＣ−Ｃ線矢視断面図である。 第３実施形態に係る密封装置のチェックリップの展開図である。 第３実施形態に係る密封装置の保護環とチェックリップの接触状態の変化を示す図１のＣ−Ｃ線矢視断面図である。 第４実施形態に係る密封装置のチェックリップの展開図である。 図１４のチェックリップの突起の側面図である。 第４実施形態に係る密封装置の保護環とチェックリップの接触状態の変化を示す図１のＣ−Ｃ線矢視断面図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る複数の実施の形態を説明する。
第１実施形態
図１は、本発明の複数の実施形態に共通する密封装置（オイルシール）１の断面図である。密封装置１は、金属片の連続鋳造機において金属片を搬送するロール（回転軸）２を支持するコロ軸受３（図１に一部分のみを示す）を保護するために使用される。密封装置１は、ロール２とロール２が配置されたハウジング４の内面４Ａとの間に配置され、ロール２が支持される軸受側の空間Ａと外部空間Ｂとを隔離する。軸受側の空間Ａは、コロ軸受３のための潤滑油が満たされており、外部空間Ｂには、水、ダストおよびスケールが存在する。

密封装置１は、３つの剛性環６，８，１０と、２つの弾性環１２，１４とを備える。剛性環６，８，１０は、剛体、例えば金属から形成されており、弾性環１２，１４は、弾性体、例えばエラストマーから形成されている。ロール２は円柱状であり、内面４Ａは断面円形であり、密封装置１はほぼ環状であるが、図１においては、それらの上側部分のみが示されている。図１には、これらの共通軸線Ａｘを示す。

剛性環６は密封装置１の全体を補強する。剛性環６は、円筒部分６Ａと、円筒部分６Ａの端部から半径方向内側に延びる円板部分６Ｂを有する。剛性環６のほぼ全体は、弾性環１２に埋設されている。

弾性環１２は、ハウジング４の内面４Ａに固定される外側円筒部分（取付部）１２Ａと、外側円筒部分１２Ａの端部から半径方向内側に延びる円板部分１２Ｂと、円板部分１２Ｂの半径方向内側に形成されたサブシールリップ１２Ｃを有する。外側円筒部分１２Ａの内面４Ａへの固定の方式は、例えば締まり嵌めであってよい。外側円筒部分１２Ａの図中の右側の端部は、ハウジング４の端壁４Ｂに押し当てられている。端壁４Ｂには、共通軸線Ａｘを中心とする断面円形の開口４Ｃが形成されている。

剛性環６の円筒部分６Ａの全体は、弾性環１２の外側円筒部分１２Ａに埋設されている。剛性環６の円板部分６Ｂのほぼ全体は、弾性環１２の円板部分１２Ｂに埋設されている。

サブシールリップ１２Ｃは、円板部分１２Ｂから半径方向内側かつ外部空間Ｂに向けて斜めに延びる環である。サブシールリップ１２Ｃの先端縁は、ロール２の外周面に摺動自在に接触し、軸受側の空間Ａ内にコロ軸受３のための潤滑油を保持する。但し、軸受側の空間Ａの圧力が一定値を超えると、サブシールリップ１２Ｃはロール２の外周面から離れ、軸受側の空間Ａから図中の右側への潤滑油の流出を許容する。図において、潤滑油の流れを複数の矢印Ｆで示す。潤滑油の流れＦは、まずサブシールリップ１２Ｃとロール２の外周面の間の環状の間隙を通過しうる。

剛性環８は弾性環１４を支持する。剛性環８は、円筒部分８Ａと、円筒部分８Ａの端部から半径方向内側に延びる円板部分８Ｂを有する。円筒部分８Ａは、外側円筒部分１２Ａの内周面に固定されている。固定の方式は、例えば締まり嵌めであってよい。円板部分８Ｂには、複数の開口８Ｃが形成されている。複数の開口８Ｃは、共通軸線Ａｘの周囲に等角間隔をおいて配置されている。潤滑油の流れＦはこれらの開口８Ｃを通過することが可能である。

円板部分８Ｂの内縁には、弾性環１４が接合されている。弾性環１４は、円板部分８Ｂの内縁に固定された環状のブロック部１４Ａと、ブロック部１４Ａから半径方向内側かつ外部空間Ｂに向けて斜めに延びる環であるメインシールリップ１４Ｂを有する。メインシールリップ１４Ｂの先端縁は、ロール２の外周面に摺動自在に密封接触し、軸受側の空間Ａ内に潤滑油を保持する。メインシールリップ１４Ｂは、ロール２に対する締め代が大きいため、サブシールリップ１２Ｃとは異なり、軸受側の空間Ａの圧力が上記の一定値を超えても、ロール２に接触し続ける。すなわち、メインシールリップ１４Ｂとロール２の間を潤滑油が通過して外部空間Ｂ側に流出することが防止されており、外部空間Ｂから水、ダストまたはスケールがメインシールリップ１４Ｂとロール２の間を通過して軸受側の空間Ａに流入することも防止されている。

不可欠ではないが、メインシールリップ１４Ｂのロール２に対する接触面には、エラストマーより硬い樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン）で形成された補強リップ１６が接合されている。補強リップ１６は、密封装置１の寿命を延ばす。また、樹脂はエラストマーよりも平滑化しやすいため、ロール２に与えるトルクを低減することが可能である。補強リップ１６は、メインシールリップ１４Ｂの先端縁の一部とみなすことができる。

剛性環１０は、円筒部分１０Ａと、円筒部分１０Ａの端部から半径方向内側かつ外部空間Ｂに向けて斜めに延びる保護環１０Ｂを有する。円筒部分１０Ａは、外側円筒部分１２Ａの内周面に固定されている。固定の方式は、例えば締まり嵌めであってよい。保護環１０Ｂは、メインシールリップ１４Ｂの基端部よりも外部空間Ｂ側に配置され、外部空間Ｂに存在するダストまたはスケールからメインシールリップ１４Ｂの大部分を保護する役割を果たす。

弾性環１４には、さらにチェックリップ１４Ｃが形成されている。チェックリップ１４Ｃは、ブロック部１４Ａから半径方向内側かつ外部空間Ｂに向けて斜めに延びる環である。チェックリップ１４Ｃは、メインシールリップ１４Ｂと保護環１０Ｂとの間に配置され、円周方向全体にわたって保護環１０Ｂに面接触する。すなわちチェックリップ１４Ｃの接触面１４Ｄが保護環１０Ｂの接触面１０Ｃに接触する。したがって、チェックリップ１４Ｃは、潤滑油が外部空間Ｂに流出することを阻害するとともに、水、ダストまたはスケールが軸受側の空間Ａに流入することも阻害する。

但し、軸受側の空間Ａの圧力が上記一定値を超えると、チェックリップ１４Ｃと保護環１０Ｂの間には間隙が生じて、軸受側の空間Ａから外部空間Ｂへ間隙を介して潤滑油が流出することが許容される。このようにチェックリップ１４Ｃは、逆止弁と同様の機能を有する。

この実施形態においては、コロ軸受３の潤滑のためにオイルエアーアウト潤滑方式が採用されている。オイルエアーアウト潤滑方式では、図示しない圧縮空気供給装置から高圧の空気が軸受側の空間Ａに供給され、図示しない潤滑油供給装置から潤滑油が軸受側の空間Ａに供給される。高圧の空気によって潤滑油がコロ軸受３に供給され、その空気の流れによってコロ軸受３から空気と潤滑油が排出される。密封装置１は、軸受側の空間Ａを所要の圧力に維持するとともに、外部空間Ｂから軸受側の空間Ａへの水、ダストおよびスケールの侵入を防止または低減する。また、密封装置１から排出される空気によって、水、ダストおよびスケールの侵入がさらに抑制される。高圧の空気によって、軸受側の空間Ａの圧力が上記一定値を超えると、矢印Ｆで示すように、空気および潤滑油は、サブシールリップ１２Ｃとロール２の間の間隙を通過し、サブシールリップ１２Ｃとメインシールリップ１４Ｂの間の空間を通過し、さらに剛性環８の円板部分８Ｂに形成された複数の開口８Ｃ、ならびにチェックリップ１４Ｃと保護環１０Ｂの間の間隙を通過する。最後に、ハウジング４の端壁４Ｂの開口４Ｃを空気および潤滑油は通過して、外部空間Ｂに到達する。

この実施形態においては、空気および潤滑油の排出を促進するため、保護環１０Ｂにおけるチェックリップ１４Ｃに対向する接触面１０Ｃが改良されている。図２は、密封装置１の保護環１０Ｂの展開図である。符号１０Ｄは、保護環１０Ｂの先端縁（図１参照）を示す。２本の仮想線１１Ａ，１１Ｂで画定された領域が保護環１０Ｂのチェックリップ１４Ｃに接触する接触面１０Ｃである。

保護環１０Ｂの接触面１０Ｃには少なくとも３つの溝２０が形成されている。これらの溝２０は、共通軸線Ａｘ（図１参照）の周囲に等角間隔で配置されている。図２において、各溝２０は直線状であり、接触面１０Ｃを最短距離で横断するように先端縁１０Ｄに対して垂直な方向に延びている。

但し、各溝２０の形状は直線状に限定されず、図３に示すように湾曲していてもよい。あるいは、各溝２０は、直線状であったとしても先端縁１０Ｄに対して傾いていてもよい。

図４に示すように、各溝２０の断面は円弧状である。但し、各溝２０の断面形状も円弧状に限定されず、図５に示すように三角形であってもよいし、四角形であってもよい。各溝２０の深さおよび幅も図示の深さおよび幅に限定されない。さらには、図５に示すように、各溝２０は、保護環１０Ｂを貫通する貫通部分２０Ａを有していてもよい。

チェックリップ１４Ｃは、本来、円環状の輪郭を有するが、弾性体で形成されているため、図４および図５の左側部分に示すように、弾性力によって保護環１０Ｂの周面に隙間なく接触する（すなわち溝２０を閉塞する）。但し、溝２０に接触するチェックリップ１４Ｃの部分は他の部分よりも大きく変形するため、溝２０に対するチェックリップ１４Ｃの接触圧は、保護環１０Ｂの他の部分に対する接触圧よりも小さい。このため、軸受側の空間Ａの圧力が上記一定値を超えると、図４および図５の右側部分に示すように、チェックリップ１４Ｃは溝２０から離れて間隙２２が発生する。間隙２２を空気および潤滑油が流通することができる。

高圧の空気の供給が停止すると、図４および図５の左側部分に示すように、間隙２２は閉塞し、外部空間Ｂから軸受側の空間Ａへの水、ダストおよびスケールの侵入が防止される。

図６は、比較例の密封装置の保護環１０Ｂとチェックリップ１４Ｃの接触状態を示す。この比較例では、保護環１０Ｂとチェックリップ１４Ｃは、溝も突起も形成されない円環状の輪郭を有する。保護環１０Ｂに対してチェックリップ１４Ｃは、円周方向全体にわたってほぼ一様な接触圧で、円周面で面接触する。但し、保護環１０Ｂとチェックリップ１４Ｃの偏心、製造精度などの理由により、円周方向において接触圧のバラツキがある。例えば、図６において、仮想線の円で囲んだ部分２４が、接触圧が弱い部分であるとする。軸受側の空間Ａの圧力が上記一定値を超えると、接触圧が弱い部分２４に間隙が発生する。間隙が発生するのは１箇所の場合が多い。一旦、１つの間隙が発生すると、その後は、他の部分に間隙が発生することは少なく、多くの場合は、その間隙のみを通じて空気および潤滑油が流通する。軸受側の空間Ａの圧力がさらに高まる場合には、間隙が広がってゆくが、いずれにせよ接触圧が弱い１つの部分２４を起点として、空気および潤滑油が流通する間隙が発生しやすい。

図７は、第１実施形態の密封装置１の保護環１０Ｂとチェックリップ１４Ｃの接触状態を示す。図７の例では、４つの溝２０が等角間隔で保護環１０Ｂに形成されている。したがって、４つの接触圧が弱い部分２４が存在し、軸受側の空間Ａの圧力が上記一定値を超えると、上記の間隙２２（図４および図５参照）が４つ、等角間隔で発生する。このため、溝２０に起因する等角間隔の間隙２２から均等に空気および潤滑油が排出される。したがって、オイルエアーアウト潤滑方式において、ロール２の円周方向にわたって空気および潤滑油の排出量をできるだけ均等化することが可能である。軸受側の空間Ａの圧力がさらに高まる場合には、これらの間隙２２がさらに広がり、さらに高圧の場合には、これらの間隙２２がチェックリップ１４Ｃの周方向においてつながり、チェックリップ１４Ｃを全周にわたって囲む空間が発生することがありえ、その空間を空気および潤滑油が流通しうる。但し、いずれにせよ、４つの溝２０に対応する接触圧が弱い４つの部分２４を起点として、空気および潤滑油が流通する間隙または空間が発生しやすい。溝２０の寸法および個数によっては、空気および潤滑油の排出量を増加することができる。

図７の例では、４つの溝２０が設けられているが、空気および潤滑油の排出の集中を避けるには、溝２０の数は２以上であることが好ましく、空気および潤滑油の排出量をできるだけ均等化するには、溝２０の数は３以上であることが好ましい。Ｘ個の溝２０を形成した場合（Ｘは３以上の自然数）、軸受側の空間Ａの圧力が上記一定値を超えると、上記の間隙２２がＸ個、等角間隔で発生する。

上記の通り、各溝２０の形状は限定されない。但し、図２に示すように、各溝２０は、保護環１０Ｂの先端縁１０Ｄに向かうにつれて幅が小さくなるのが好ましい。この場合には、各溝２０における空気および潤滑油の入口の断面積が広く、出口の断面積が狭くなる。したがって、各溝２０に起因して発生する間隙２２は、広い部分から空気および潤滑油を集め、早い流速で空気と潤滑油を排出することができる。

また、図５に示すように、各溝２０の底部に保護環１０Ｂを貫通する貫通部分２０Ａが形成された場合には、一旦、間隙２２が発生すると、間隙２２から貫通部分２０Ａを通じて速やかに空気と潤滑油を排出することができる。

図２に示すように、各溝２０は接触面１０Ｃの長さ（仮想線１１Ａ，１１Ｂの間隔）よりも小さい長さを有し、接触面１０Ｃの範囲内に存在する。この場合には、高圧の空気の供給が停止すると、間隙２２が速やかに閉塞される。但し、溝２０の深さが適切であれば、軸受側の空間Ａの圧力が下がれば間隙２２は閉じるので、図３に示すように、各溝２０は接触面１０Ｃからはみ出していてもよい。

第２実施形態
第１実施形態においては、保護環１０Ｂの接触面１０Ｃに少なくとも３つの溝２０が形成されている。これに対して、第２実施形態においては、保護環１０Ｂの接触面１０Ｃに少なくとも３つの突起２６が形成されている。図８は、第２実施形態に係る保護環１０Ｂの展開図である。符号１０Ｄは、保護環１０Ｂの先端縁（図１参照）を示す。２本の仮想線で画定された領域が保護環１０Ｂのチェックリップ１４Ｃに接触する接触面１０Ｃである。

保護環１０Ｂの接触面１０Ｃに形成された突起２６は、共通軸線Ａｘ（図１参照）の周囲に等角間隔で配置されている。図８において、各突起２６は直線状であり、接触面１０Ｃを最短距離で横断するように先端縁１０Ｄに対して垂直な方向に延びている。

但し、各突起２６の形状は直線状に限定されず、図９に示すように湾曲していてもよい。あるいは、各突起２６は、直線状であったとしても先端縁１０Ｄに対して傾いていてもよい。

図１０に示すように、各突起２６の断面は円弧状である。但し、各突起２６の断面形状も円弧状に限定されず、図１１に示すように三角形であってもよいし、四角形であってもよい。各突起２６の高さおよび幅も図示の高さおよび幅に限定されない。

チェックリップ１４Ｃは、本来、円環状の輪郭を有するが、弾性体で形成されているため、図１０および図１１の左側部分に示すように、弾性力によって保護環１０Ｂの周面に隙間なく接触する（すなわち突起２６に密着する）。但し、突起２６の根元部分に接触するチェックリップ１４Ｃの部分は他の部分よりも大きく変形するため、突起２６の根元部分に対するチェックリップ１４Ｃの接触圧は、保護環１０Ｂの他の部分に対する接触圧よりも小さい。このため、軸受側の空間Ａの圧力が上記一定値を超えると、図１０および図１１の右側部分に示すように、チェックリップ１４Ｃは突起２６の根元部分から離れて間隙２８が発生する。このように各突起２６について２つの間隙２８が発生する。間隙２８を空気および潤滑油が流通することができる。

高圧の空気の供給が停止すると、図１０および図１１の左側部分に示すように、間隙２８は閉塞し、外部空間Ｂから軸受側の空間Ａへの水、ダストおよびスケールの侵入が防止される。

保護環１０ＢにＸ個の突起２６を形成した場合（Ｘは３以上の自然数）、軸受側の空間Ａの圧力が上記一定値を超えると、上記の間隙２８（図１０および図１１参照）が２Ｘ個、規則的に発生する。したがって、オイルエアーアウト潤滑方式において、ロール２の円周方向にわたって空気および潤滑油の排出量をできるだけ均等化することが可能である。軸受側の空間Ａの圧力がさらに高まる場合には、これらの間隙２８がさらに広がり、さらに高圧の場合には、これらの間隙２８がチェックリップ１４Ｃの周方向においてつながり、チェックリップ１４Ｃを全周にわたって囲む空間が発生することがありえる。但し、いずれにせよ、接触圧が弱い２Ｘ個の部分を起点として、空気および潤滑油が流通する間隙または空間が発生しやすい。突起２６の寸法および個数によっては、空気および潤滑油の排出量を増加することができる。

上記の通り、各突起２６の形状は限定されない。但し、図８に示すように、各突起２６は、保護環１０Ｂの先端縁１０Ｄに向かうにつれて幅が大きくなるのが好ましい。この場合には、各突起２６の両側に発生する間隙２８における空気および潤滑油の入口の断面積が広く、出口の断面積が狭くなる。したがって、各突起２６に起因して発生する間隙２８は、広い部分から空気および潤滑油を集め、早い流速で空気と潤滑油を排出することができる。

図８に示すように、各突起２６は接触面１０Ｃの長さ（仮想線１１Ａ，１１Ｂの間隔）よりも小さい長さを有し、接触面１０Ｃの範囲内に存在する。この場合には、高圧の空気の供給が停止すると、間隙２８が速やかに閉塞される。但し、突起２６の高さが適切であれば、軸受側の空間Ａの圧力が下がれば間隙２８は閉じるので、図９に示すように、各突起２６は接触面１０Ｃからはみ出していてもよい。

第３実施形態
第１実施形態においては、保護環１０Ｂの接触面１０Ｃに少なくとも３つの溝２０が形成されている。これに対して、第３実施形態においては、チェックリップ１４Ｃの接触面１４Ｄに少なくとも３つの溝３０が形成されている。図１２は、第３実施形態に係るチェックリップ１４Ｃの展開図である。符号１４Ｅは、チェックリップ１４Ｃの先端縁（図１参照）を示す。先端縁１４Ｅと仮想線１５で画定された領域がチェックリップ１４Ｃの保護環１０Ｂに接触する接触面１４Ｄである。

チェックリップ１４Ｃの接触面１４Ｄに形成された溝３０は、共通軸線Ａｘ（図１参照）の周囲に等角間隔で配置されている。図１２において、各溝３０は直線状であり、接触面１４Ｄを最短距離で横断するように先端縁１４Ｅに対して垂直な方向に延びている。

但し、各溝３０の形状は図１２に示した形状に限定されず、湾曲していてもよい。あるいは、各溝３０は、直線状であったとしても先端縁１４Ｅに対して傾いていてもよい。

図１３の右側部分に示すように、各溝３０の断面は円弧状である。但し、各溝３０の断面形状も円弧状に限定されず、三角形であってもよいし、四角形であってもよい。各溝３０の深さおよび幅も図示の深さおよび幅に限定されない。

保護環１０Ｂが円環状の輪郭を有するのに対して、チェックリップ１４Ｃは、ほぼ円環状ではあるが溝３０を持つ輪郭を有する。しかし、チェックリップ１４Ｃは弾性体で形成されているため、図１３の左側部分に示すように、弾性力によって保護環１０Ｂの周面に隙間なく接触する（すなわち溝３０に相当する部分も保護環１０Ｂに密着する）。但し、チェックリップ１４Ｃの溝３０に相当する部分は他の部分よりも大きく変形するため、溝３０に相当する部分の接触圧は、チェックリップ１４Ｃの他の部分の接触圧よりも小さい。このため、軸受側の空間Ａの圧力が上記一定値を超えると、図１３の右側部分に示すように、チェックリップ１４Ｃの溝３０に相当する部分は、保護環１０Ｂから離れて間隙３２が発生する。間隙３２を空気および潤滑油が流通することができる。

高圧の空気の供給が停止すると、図１３の左側部分に示すように、間隙３２は閉塞し、外部空間Ｂから軸受側の空間Ａへの水、ダストおよびスケールの侵入が防止される。

チェックリップ１４ＣにＸ個の溝３０を形成した場合（Ｘは３以上の自然数）、軸受側の空間Ａの圧力が上記一定値を超えると、上記の間隙３２がＸ個、等角間隔で発生する。したがって、図６および図７を用いて上記したのと同じ理由によって、オイルエアーアウト潤滑方式において、ロール２の円周方向にわたって空気および潤滑油の排出量をできるだけ均等化することが可能である。軸受側の空間Ａの圧力がさらに高まる場合には、これらの間隙３２がさらに広がり、さらに高圧の場合には、これらの間隙３２がチェックリップ１４Ｃの周方向においてつながり、チェックリップ１４Ｃを全周にわたって囲む空間が発生することがありえる。但し、いずれにせよ、接触圧が弱いＸ個の溝３０に相当する部分を起点として、空気および潤滑油が流通する間隙または空間が発生しやすい。溝３０の寸法および個数によっては、空気および潤滑油の排出量を増加することができる。

上記の通り、各溝３０の形状は限定されない。但し、図１２に示すように、各溝３０は、チェックリップ１４Ｃの先端縁１４Ｅに向かうにつれて幅が小さくなるのが好ましい。この場合には、各溝３０における空気および潤滑油の入口の断面積が広く、出口の断面積が狭くなる。したがって、各溝３０に起因して発生する間隙３２は、広い部分から空気および潤滑油を集め、早い流速で空気と潤滑油を排出することができる。

図１２に示すように、各溝３０は接触面１４Ｄの長さ（先端縁１４Ｅと仮想線１５の間隔）よりも小さい長さを有し、接触面１４Ｄの範囲内に存在する。この場合には、高圧の空気の供給が停止すると、間隙３２が速やかに閉塞される。但し、但し、溝３０の深さが適切であれば、軸受側の空間Ａの圧力が下がれば間隙３２は閉じるので、各溝３０は接触面１４Ｄからはみ出していてもよい。

第４実施形態
第３実施形態においては、チェックリップ１４Ｃの接触面１４Ｄに少なくとも３つの溝３０が形成されている。これに対して、第４実施形態においては、チェックリップ１４Ｃの接触面１４Ｄに少なくとも３つの突起３６が形成されている。図１４は、第４実施形態に係るチェックリップ１４Ｃの展開図である。符号１４Ｅは、チェックリップ１４Ｃの先端縁（図１参照）を示す。先端縁１４Ｅと仮想線で画定された領域がチェックリップ１４Ｃの保護環１０Ｂに接触する接触面１４Ｄである。

チェックリップ１４Ｃの接触面１４Ｄに形成された突起３６は、共通軸線Ａｘ（図１参照）の周囲に等角間隔で配置されている。図１４および図１５に示すように、各突起３６は、楔形であって、緩く傾斜した広い前面３６Ａと、急傾斜した後面３６Ｂと、前面３６Ａの両側にある２つの傾斜した側面３６Ｃを有する。後面３６Ｂは先端縁１４Ｅ側に配置されている。前面３６Ａは直線状であり先端縁１４Ｅに対して垂直な方向に延びている。

但し、各突起３６の形状は図示の形状に限定されず、例えば、前面３６Ａが湾曲していてもよい。

各突起３６の断面は台形状である。但し、各突起３６の断面形状も台形状に限定されず、円弧状であってもよいし、三角形であってもよいし、四角形であってもよい。各突起３６の高さおよび幅も図示の高さおよび幅に限定されない。

保護環１０Ｂが円環状の輪郭を有するのに対して、チェックリップ１４Ｃは、ほぼ円環状ではあるが突起３６を持つ輪郭を有する。しかし、チェックリップ１４Ｃは弾性体で形成されているため、図１６の左側部分に示すように、弾性力によって保護環１０Ｂの周面に隙間なく接触する（すなわち突起３６に相当する部分も保護環１０Ｂに密着する）。但し、チェックリップ１４Ｃの突起３６の２つの側面３６Ｃに相当する部分は他の部分よりも大きく変形するため、突起３６の側面３６Ｃに相当する部分の接触圧は、チェックリップ１４Ｃの他の部分の接触圧よりも小さい。このため、軸受側の空間Ａの圧力が上記一定値を超えると、図１６の右側部分に示すように、チェックリップ１４Ｃの突起３６の側面３６Ｃに相当する部分は、保護環１０Ｂから離れて間隙３８が発生する。間隙３８を空気および潤滑油が流通することができる。

高圧の空気の供給が停止すると、図１６の左側部分に示すように、間隙３８は閉塞し、外部空間Ｂから軸受側の空間Ａへの水、ダストおよびスケールの侵入が防止される。

チェックリップ１４ＣにＸ個の突起３６を形成した場合（Ｘは３以上の自然数）、軸受側の空間Ａの圧力が上記一定値を超えると、上記の間隙３８が２Ｘ個、規則的に発生する。したがって、オイルエアーアウト潤滑方式において、ロール２の円周方向にわたって空気および潤滑油の排出量をできるだけ均等化することが可能である。軸受側の空間Ａの圧力がさらに高まる場合には、これらの間隙３８がさらに広がり、さらに高圧の場合には、これらの間隙３８がチェックリップ１４Ｃの周方向においてつながり、チェックリップ１４Ｃを全周にわたって囲む空間が発生することがありえる。但し、いずれにせよ、接触圧が弱い２Ｘ個の部分を起点として、空気および潤滑油が流通する間隙または空間が発生しやすい。突起３６の寸法および個数によっては、空気および潤滑油の排出量を増加することができる。

上記の通り、各突起３６の形状は限定されない。但し、図１４および図１５に示すように、各突起３６は、チェックリップ１４Ｃの先端縁１４Ｅに向かうにつれて断面積が大きくなるのが好ましい。この場合には、各突起３６の両側に発生する間隙３８における空気および潤滑油の入口の断面積が広く、出口の断面積が狭くなる。したがって、各突起３６に起因して発生する間隙３８は、広い部分から空気および潤滑油を集め、早い流速で空気と潤滑油を排出することができる。

図１４に示すように、各突起３６は接触面１４Ｄの長さ（先端縁１４Ｅと仮想線１５の間隔）よりも小さい長さを有し、接触面１４Ｄの範囲内に存在する。この場合には、高圧の空気の供給が停止すると、間隙３８が速やかに閉塞される。但し、突起３６の高さが適切であれば、軸受側の空間Ａの圧力が下がれば間隙３８は閉じるので、各突起３６は接触面１４Ｄからはみ出していてもよい。

他の変形例
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。

例えば、上記の実施の形態および変形例は、矛盾しない限り、組み合わせてもよい。保護環とチェックリップの両方に、合計で少なくとも３つの突起が形成されていてもよいし、あるいは、保護環とチェックリップの両方に、合計で少なくとも３つの溝が形成されていてもよい。

上記の実施の形態においては、密封装置１は、金属片の連続鋳造機において金属片を搬送するロール２を支持するコロ軸受３を保護するために使用される。しかし、密封装置１は、金属板の圧延機の圧延ロールを支持するコロ軸受を保護するために使用されてもよい。

Ａ 軸受側の空間
Ｂ 外部空間
Ａｘ 共通軸線
１ 密封装置（オイルシール）
２ ロール（回転軸）
３ コロ軸受
４ ハウジング
４Ａ 内面
４Ｂ 端壁
４Ｃ 開口
６，８，１０ 剛性環
１２，１４ 弾性環
６Ａ 円筒部分
６Ｂ 円板部分
８Ａ 円筒部分
８Ｂ 円板部分
８Ｃ 開口
１０Ａ 円筒部分
１０Ｂ 保護環
１０Ｃ 接触面
１０Ｄ 先端縁
１２Ａ 外側円筒部分（取付部）
１２Ｂ 円板部分
１２Ｃ サブシールリップ
１４Ａ ブロック部
１４Ｂ メインシールリップ
１４Ｃ チェックリップ
１４Ｄ 接触面
１４Ｅ 先端縁
１６ 補強リップ
２０ 溝
２０Ａ 貫通部分
２２ 間隙
２４ 接触圧が弱い部分
２６ 突起
２８ 間隙
３０ 溝
３２ 間隙
３６ 突起
３６Ａ 前面
３６Ｂ 後面
３６Ｃ 側面
３８ 間隙

Claims (5)

1. 回転軸と前記回転軸が配置されたハウジングの内面との間に配置され、前記回転軸を支持する軸受側の空間と外部空間とを隔離する密封装置であって、
   前記ハウジングの前記内面に取り付けられる取付部と、
   前記取付部の半径方向内側に配置されて、先端縁が前記回転軸に摺動自在に密封接触するメインシールリップと、
   前記取付部の半径方向内側に配置され、前記メインシールリップの基端部よりも前記外部空間側に配置された剛体製の保護環と、
   前記メインシールリップと前記保護環との間に配置され、円周方向全体にわたって前記保護環に面接触するとともに、前記軸受側の空間の圧力が一定値を超えると、前記保護環に対する間隙を生じさせて、前記軸受側の空間から前記外部空間へ前記間隙を介して潤滑油が流出することを許容する弾性体製のチェックリップとを備え、
   前記保護環と前記チェックリップの接触領域には、少なくとも３つの溝または少なくとも３つの突起が円周上に等角間隔で形成されていることを特徴とする密封装置。
2. 前記保護環における前記チェックリップに対向する面に、少なくとも３つの溝が円周上に等角間隔で形成されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 前記保護環における前記チェックリップに対向する面に、少なくとも３つの突起が円周上に等角間隔で形成されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
4. 前記チェックリップにおける前記保護環に対向する面に、少なくとも３つの溝が円周上に等角間隔で形成されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
5. 前記チェックリップにおける前記保護環に対向する面に、少なくとも３つの突起が円周上に等角間隔で形成されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。

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