JP2019155370A - パッキン - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性を向上させることができるパッキンを提供する。【解決手段】冷却水を通すための軸方向の貫通孔を有する、連続鋳造設備における円筒状の分割型ロールの一の分割ロールと、この一の分割ロールと同芯に設けられる他の分割ロールとを連結するために前記貫通孔内に配置される連結管の外周面と前記分割ロールの内周面とを密封する環状のパッキン。前記パッキンは、分割ロールの内周面に形成された周方向に沿った溝内に配設されている。前記パッキンは弾性部材で形成されており、前記連結管の外周面と接触する主リップ及び当該主リップよりも軸方向一方側の大気側に設けられる補助リップと、前記溝の外周面と接触する外向きリップとを備えている。前記主リップは、前記連結管の外周面と接触していない自然状態において、軸方向他方側の冷却水側且つ径方向内側に延びるとともに先端に向かうにつれて軸方向一方側に曲がる形状を呈しており、且つ、先端に向かうにつれて膨出する形状を呈している。【選択図】図２

Description

本発明はパッキンに関する。さらに詳しくは、連続鋳造設備の分割ロールを連結する連結管用のパッキンに関する。

連続鋳造設備は、タンディッシュに保持した溶鋼を鋳型に注ぎ、この鋳型内で外殻だけが凝固した状態の溶鋼を、所定間隔をあけて対向するロール間を搬送し冷却することで連続的に帯状のスラブに形成する設備である。ロールは、スラブの輻射熱により高温になるため、当該ロールを円筒体で構成して、この円筒体内部の貫通孔に冷却水を流してロールを冷却している。

また、スラブからの荷重が大きい場合には、当該荷重によるロールの負担を分散又は低減させるために前記ロールをスラブの幅方向に沿って分割した分割型ロールが採用されることがある。この分割型ロールでは、一の分割ロールと同芯に他の分割ロールが設けられ、両分割ロールは連結管によって連結される。連結管は、両分割ロールの互いに対向する端部の貫通孔内に配置され、各分割ロールの内周面と連結管の外周面との間には、貫通孔内を流れる冷却水側と、大気側との間を密封するパッキンが設けられる。パッキンは分割ロールの内周面に形成された周方向に沿った溝内に、当該パッキンのリップが連結管の外周面と接触するように配置される。

しかし、連結管は、当該連結管の外周面と接触するパッキンのリップで保持されているため、偏心が発生しやすい。
また、分割ロールと連結管は、通常、同じ回転数で回転するが、分割ロール間でスラブからの荷重に差が生じる等が原因で、分割ロール間で回転数又は回転速度に差が生じ、これに伴い、分割ロールと連結管とが相対回転する場合がある。すなわち、分割型ロールでは、分割ロールと分割ロールとの間の軸受部は、スラブと接触しない部分であるので、この軸受部がスラブの搬送方向に沿って同じライン上に存在しないように、通常、軸方向の長さの異なる複数の分割ロール（例えば、長、中、短の３種類のロール）を連結し、軸受部が搬送方向に沿ってジグザグ状に配置されるようにしている。この場合に、長さが異なる分割ロール間で前記荷重差に起因して回転数差が発生し、これに伴い、分割ロールと連結管とが相対回転する恐れがある。

貫通孔内を流れる冷却水によってロール内部が腐食して錆が発生することがあるが、従来のパッキンは、当該パッキンが接触する部材との相対回転を考慮した設計ではないので、前述した錆がパッキンのリップに巻き込まれた状態で当該リップが連結管の外周面を摺動すると、リップの摩耗が進行しやすくなる。

また、軸方向において互いに隣接する前記一の分割ロールの軸受部と、他の分割ロールの軸受部との隙間からスラブのスケール等の異物がパッキンに侵入する恐れがあり、この異物がパッキンのリップに巻き込まれた状態で当該パッキンのリップが連結管の外周面を摺動すると、前記と同様に、リップの摩耗が進行しやすくなる。
以上のようなリップの摩耗の進行は、前記のように連結管に偏心が発生するとさらに助長されることになる。

リップの摩耗が進行してロール内部を流れる冷却水が外部に漏れてスラブに触れると、冷却水が触れたスラブ部分の温度が低下して、当該スラブ部分の特性が変化する恐れがある。
以上のようなパッキンの摩耗、及び、それに起因するスラブ特性の変化を抑制するために、パッキンの点検又は交換周期を短くすることが考えられるが、生産性及び生産コストの点で問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、耐久性を向上させることができるパッキンを提供することを目的とする。

本発明のパッキンは、
（１）冷却水を通すための軸方向の貫通孔を有する、連続鋳造設備における円筒状の分割型ロールの一の分割ロールと、この一の分割ロールと同芯に設けられる他の分割ロールとを連結するために前記貫通孔内に配置される連結管の外周面と前記分割ロールの内周面とを密封する環状のパッキンであって、
前記パッキンは、分割ロールの内周面に形成された周方向に沿った溝内に配設されており、
前記パッキンは弾性部材で形成されており、
前記パッキンは、前記連結管の外周面と接触する主リップ及び当該主リップより軸方向一方側の大気側に設けられる補助リップと、前記溝の外周面と接触する外向きリップとを備えており、
前記主リップは、前記連結管の外周面と接触していない自然状態において、軸方向他方側の冷却水側且つ径方向内側に延びるとともに先端に向かうにつれて軸方向一方側に曲がる形状を呈しており、且つ、先端に向かうにつれて膨出する形状を呈している。

本発明のパッキンでは、連結管の外周面と接触するリップとして主リップだけでなく補助リップを設けている。２つのリップで連結管を保持することで当該連結管の偏心の程度を抑制ないし小さくすることができる。また、補助リップを軸方向一方側の大気側に設けることで、大気側からのスケール等の異物が主リップに侵入するのを抑制することができる。さらに、主リップを、連結管の外周面と接触していない自然状態において、軸方向他方側の冷却水側且つ径方向内側に延びるとともに先端に向かうにつれて軸方向一方側に曲がる形状にし、且つ、先端に向かうにつれて膨出する形状にしている。このため、連結管の外周面と接触していない自然状態において軸方向他方側及び径方向内側に直線的に延びる場合に比べて、主リップを連結管の外周面に組み付けたときの、リップ先端と連結管の外周面との接触幅（リップ先端と連結管の外周面とが接触している部分の軸方向のサイズ）を小さくして面圧又は緊迫力を大きくすることができる。面圧又は緊迫力を大きくすることで、リップ先端を連結管の外周面と安定して接触させることができ、接触部分に冷却水側からの錆や大気側からのスケール等の異物が侵入することを抑制することができる。したがって、分割ロール間の回転数差に起因して分割ロールと連結管とが相対回転し、パッキンのリップが連結管の外周面を摺動する場合でも、前記異物等により引き起こされる摩耗の程度を抑制することができる。その結果、パッキンの耐久性を向上させることができ、その点検及び交換の頻度を少なくすることができる。これにより、生産性を向上させるとともに生産コストを低減させることができる。

（２）前記（１）のパッキンにおいて、前記主リップと補助リップとの間にグリースを封入するための環状のグリース溜まりが形成されていることが望ましい。この場合、グリースによりパッキンの主リップ及び補助リップの潤滑性を向上させることができ、前記のように分割ロールと連結管とが相対回転したとしても、当該主リップ及び補助リップの摩耗を抑制することができる。

本発明のパッキンによれば、耐久性を向上させることができる。

本発明のパッキンの一実施形態を備えた分割型ロールの断面説明図である。 図１に示されるパッキンの拡大断面説明図である。 使用時におけるパッキンの状態の説明図である。

以下、本発明のパッキンの実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図１は、本発明の一実施形態に係るパッキン１を備えた、連続鋳造設備における分割型ロールの断面説明図であり、図２は、図１に示されるパッキン１のうちＡで示されるパッキン１の拡大断面説明図である。
分割型ロールは、軸方向に沿って複数に分割されたロールであり、一の分割ロールである第１分割ロール１０と、この第１分割ロール１０と同芯に設けられる他の分割ロールである第２分割ロール１１とを有している。なお、図示は省略しているが、分割側ロールは、前記第１のロール１０及び第２のロール１１と同芯にさらに他のロールを有している。すなわち、分割型ロールは、３本の分割ロールを有している。この３本の分割ロールは、互いに軸方向の長さが異なっており、長い分割ロール、中位の分割ロール、及び短い分割ロールで構成されている。

第１の分割ロール１０及び第２の分割ロール１１の各端部に形成された環状の凹部１２には、第１の分割ロール１０及び第２の分割ロールを回転自在に支持する軸受部１３が配設されている。軸受部１３は、外輪と、この外輪の径方向内側に配設され分割ロールの外周に固定される内輪と、両輪の間に転動自在に配設される転動体と、外輪と内輪とで形成される環状空間の両端を封止する密封部とで主に構成されている。

第１分割ロール１０及び第２の分割ロール１１は、例えばクロムモリブデン等の金属で作製された円筒状の部材であり、冷却水を流すための軸方向の貫通孔１４を有している。第１の分割ロール１０の軸方向端部と、この第１の分割ロール１０の軸方向端部と対向する第２の分割ロール１１の軸方向端部とは、円筒状の連結管１５で繋がれている。連結管１５は、例えばＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３０４、ＳＳ４００＋めっき等の金属で作製することができるが、耐腐食性及び耐摩耗性の点より、ＳＵＳ３１６で作製することが望ましい。

連結管１５の外周面１５ａと対向する、第１の分割ロール１０の端部の内周面１０ａ、及び、第２の分割ロール１１の端部の内周面１１ａには、パッキン１を配設するための周方向の溝１６が形成されている。溝１６は、断面が矩形状であり、図２に示されるように、外周面１６ａ及び側面１６ｂを有している。本実施形態では、各分割ロール１０，１１の端部に、軸方向に沿って２本の溝１６が形成されている。

パッキン１は、環状の部材であり、例えば水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、フッ素ゴム、ニトリルゴム等のゴム状の弾性部材で作製することができるが、引張強度や耐熱水性に優れている点より、水素化ニトリルゴムで作製することが望ましい。

パッキン１は、図２に示されるように、パッキン基部２と、このパッキン基部２から延びる主リップ３と、補助リップ４と、外向きリップ５とを有している。主リップ３は、連結管１５の外周面１５ａと接触していない自然状態において、パッキン基部２から、軸方向他方側の冷却水側且つ径方向内側に延びている。また、主リップ２は、当該主リップ２の先端に向かうにつれて軸方向一方側に曲がる形状を呈するとともに、先端に向かうにつれて膨出する形状を呈している。補助リップ４は、主リップ２よりも軸方向一方側の大気側に設けられている。補助リップ４は、パッキン基部２から径方向内側に延びている。また、外向きリップ５は、溝１６の外周面１６ａと接触していない自然状態において、パッキン基部２から、軸方向他方側の冷却水側且つ径方向外側に延びている。なお、本明細書において、大気側を軸方向一方側といい、冷却水側を軸方向他方側という。図１において、例えば第１の分割ロール１０の図示されている側の端部については、右側が軸方向一方側（大気側）であり、左側が軸方向他方側（冷却水側）となる。また、図１において、上下方向を径方向といい、第１の分割ロール１０及び第２の分割ロール１１の軸心Ｃを基準として、径方向に沿って当該軸心Ｃに向かう方向を径方向内側といい、径方向に沿って当該軸心Ｃから離れる方向を径方向外側という。

主リップ３と、補助リップ４と、連結管１５の外周面１５ａとによって、環状のグリース溜まり６が形成されている。このグリース溜まり６にグリースを封入しておくことで、主リップ１及び補助リップ４の潤滑性を向上させることができる。これにより、分割ロール１０，１１と連結管１５との回転数差に起因して当該分割ロール１０，１１と連結管１５とが相対回転して主リップ３及び補助リップ４の各先端が連結管１５の外周面１５ａを摺動したとしても、当該主リップ１及び補助リップ４の摩耗を抑制することができる。

本実施形態に係るパッキン１では、連結管１５の外周面１５ａと接触するリップとして主リップ３だけでなく補助リップ４を、当該主リップ３の軸方向一方側の大気側に設けている。このように、２つのリップ３，４で連結管１５を保持することで当該連結管１５の偏心の程度を抑制ないし小さくすることができる。また、補助リップ４を軸方向一方側の大気側に設けることで、大気側からのスケール等の異物が主リップ３に侵入するのを抑制することができる。

また、主リップ３を、連結管１５の外周面１５ａと接触していない自然状態において、軸方向他方側の冷却水側且つ径方向内側に延びるとともに、先端に向かうにつれて軸方向一方側に曲がる形状にしている。また、先端に向かうにつれて膨出する形状にしている。すなわち、パッキン基部２から直線的に延びるのではなく、途中から軸方向一方側である大気側に曲がる形状を呈するとともに、先端に向かうにつれて膨出する形状を呈している。このため、連結管１５の外周面１５と接触していない自然状態において軸方向他方側及び径方向内側に直線的に延びる場合に比べて、主リップ３を連結管１５の外周面１５ａに組み付けたときの、リップ先端と連結管１５の外周面１５との接触幅（リップ先端と連結管の外周面とが接触している部分の軸方向のサイズ）を小さくして面圧又は緊迫力を大きくすることができる。

図３は、パッキンの使用状態における説明図であり、（ａ）は本実施形態に係るパッキン１の説明図であり、（ｂ）は従来のパッキンの説明図である。従来のパッキンでは、連結管の外周面との接触幅が大きく、主リップの多くの部分が連結管の外周面と接触する、いわゆるベタ当たりの状態であるが、本実施形態に係るパッキンでは、前記のように先端に向かうにつれて曲がった形状であるとともに、先端部のボリュームが根元部分に比べて大きくなっているので、接触幅が従来のパッキンよりも小さくなっている。

接触幅を小さくして面圧又は緊迫力を大きくすることで、リップ先端を連結管１５の外周面１５ａと安定して接触させることができ、接触部分に冷却水側からの錆や大気側からのスケール等の異物が侵入することを抑制することができる。その結果、第１の分割ロール１０と第２の分割ロールとのの回転数差に起因して第１の分割ロール１０及び第２の分割ロール１１と連結管１５とが相対回転し、パッキン１の主リップ３が連結管１５の外周面１５ａを摺動する場合でも、前記異物等により引き起こされる摩耗の程度を抑制することができる。これにより、パッキン１の耐久性を向上させることができ、その点検及び交換の頻度を少なくすることができる。その結果、スラブの生産性を向上させるとともに生産コストを低減させることができる。

〔その他の変形例〕
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では各分割ロールの端部に軸方向に沿って２つのパッキンを設けているが、１つのパッキンだけを設けることもでき、また、３つ以上のパッキンを設けることもできる。
また、前述した実施形態では、主リップ以外に１つの補助リップを設けているが、２つ以上の補助リップを設けることもできる。

１ ： パッキン
２ ： パッキン基部
３ ： 主リップ
４ ： 補助リップ
５ ： 外向きリップ
６ ： グリース溜まり
１０ ： 第１の分割ロール
１１ ： 第２の分割ロール
１２ ： 凹部
１３ ： 軸受部
１４ ： 貫通孔
１５ ： 連結管
１５ａ： 外周面
１６ ： 溝
１６ａ： 外周面
１６ｂ： 側面
Ｃ ： 軸心

Claims (2)

1. 冷却水を通すための軸方向の貫通孔を有する、連続鋳造設備における円筒状の分割型ロールの一の分割ロールと、この一の分割ロールと同芯に設けられる他の分割ロールとを連結するために前記貫通孔内に配置される連結管の外周面と前記分割ロールの内周面とを密封する環状のパッキンであって、
   前記パッキンは、分割ロールの内周面に形成された周方向に沿った溝内に配設されており、
   前記パッキンは弾性部材で形成されており、
   前記パッキンは、前記連結管の外周面と接触する主リップ及び当該主リップよりも軸方向一方側の大気側に設けられる補助リップと、前記溝の外周面と接触する外向きリップとを備えており、
   前記主リップは、前記連結管の外周面と接触していない自然状態において、軸方向他方側の冷却水側且つ径方向内側に延びるとともに先端に向かうにつれて軸方向一方側に曲がる形状を呈しており、且つ、先端に向かうにつれて膨出する形状を呈している、パッキン。
2. 前記主リップと補助リップとの間にグリースを封入するための環状のグリース溜まりが形成されている、請求項１に記載のパッキン。
   

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