JP3941792B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

この発明は、密封装置に関し、特に、例えば連続鋳造機用ロールの軸受用ダストシール等に用いられる密封装置に適用して好適なものである。

従来のこの種の密封装置としては、たとえば図２に示すようなものが知られている。すなわち、この密封装置１００は、連続鋳造機用ロール１０１のロール軸１０１ａの軸受１０２にロール本体１０１ｂ側からダストが浸入しないようにするために用いられるもので、軸方向に配列された２つのシール部材１０４，１０５によってダストの浸入を２重にシールしている。

そして、各シール部材１０４，１０５のシールリップ１０４ａ，１０５ａがダストによって傷が付かないように、第１のシール部材１０４の背面側からグリース等の液体潤滑剤１０６を供給し、各シールリップ１０４ａ，１０５ａのロール軸１０１ａとの接触面間に浸入するダストを洗い流していた。
実願昭６１−０８０６７８号（実開昭６２−１９１９６０号）のマイクロフィルム 実願昭４８−００３５６６号（実開昭４９−１３５６７１号）のマイクロフィルム 実公昭４７−０３１９４６号公報 特開平０１−２７５９６８号公報

しかしながら上記した従来の密封装置では、液体潤滑剤１０６によってダストを十分に洗い流すことができない場合があり、この残留ダストによってダスト側のシールリップ１０４ａが傷付き、シール部材１０４，１０５間の空間１０８にダストが浸入する場合がある。

このシール部材１０４，１０５間の空間１０８に浸入したダストは液体潤滑剤１０６によって排出され難く、空間１０８内に蓄積されていく。そのため、ダストによって各シールリップ１０４ａ，１０５ａの摺動面の早期摩耗やシールリップ１０４ａ，１０５ａが接触するローラ軸１０１ａ表面の早期摩耗を招来し、ダストが軸受１０２側に浸入するおそれがある。

この発明は上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、シール部材のダストによる傷つきを可及的に低減し得る密封装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は、
互いに同心的に相対回転可能に組み付けられるシールハウジングとロール軸との２部材間をシールするもので、軸受側かつ潤滑剤供給側の第１のシール部材とダスト側の第２のシール部材とを備えた連続鋳造機用ロールの密封装置において、
上記第１のシール部材が、上記シールハウジングの内周に固定される円筒状の固定部を有し、上記固定部が、上記固定部における円筒の半径方向内方に延びる内向きフランジ部を有し、上記内向きフランジ部に、ダスト側に延び上記ロール軸に摺動自在に密封接触するゴム状弾性体からなるシール部が設けられて、
上記第１のシール部材の上記固定部の内周に固定されているとともに内向きフランジ部を有する位置決め環を有し、
上記位置決め環における内向きフランジ部に当接するとともに、上記第１のシール部材および上記第２のシール部材の嵌着部に介在されたガイドリングを有し、
上記ガイドリングにより上記第２のシール部材が保持され、
上記第２のシール部材が、ゴム状弾性体からなる外周リングと、上記外周リングの内周に固定され上記ロール軸に摺動自在に密封接触した樹脂からなるシールリングとからなる断面略矩形状のリング部材であり、
上記位置決め環および上記ガイドリングの外周部に、上記第１のシール部材および上記第２のシール部材の間の空間とダスト側の空間とを連通する通路が設けられている
ことを特徴とする密封装置である。

この発明にあっては、第２のシール部材によってダストの浸入が防止され、仮に第１のシール部材と第２のシール部材間にダストが浸入したとしても、第１のシール部材側から供給される液体潤滑剤と共に通路を通じてダスト側空間に排出され、第１のシール部材と第２のシール部材間にダストが蓄積されない。

特に、第２のシール部材を樹脂製のシールリングによって構成すれば、ダストによる傷が付きにくくダストの浸入を可及的に低減することができる。また、第１のシール部材を、第２のシール部材側に延びるゴム状弾性体製のシールリップを有する構成とすることにより、液体潤滑剤の供給圧によってシールリップが開きやすく、シールリップと相手部材との摺動接触面を効率よく洗い流して摺動接触面をダストの無い清浄な状態に保つことができ、シールリップの耐久性向上を図ることができる。

また、通路を嵌着部の周方向に複数設けておけば、密封装置を横向きで使用する場合には、液体潤滑剤供給時に、ダストは下側の通路よりダスト側空間に排出される。

また、第１，第２のシール部材の嵌着部には、第２のシール部材の固定部を保持するガイドリングを介在させ、該ガイドリングに通路を構成する切欠きを設けることが好ましい。

このように通路形成用にガイドリングを用いれば、第２のシール部材自体には通路用の特別の加工が不要である。

さらに、第１，第２のシール部材の間には、第１のシール部材のシール部と第２のシール部材のシール部との軸方向位置を固定する位置決め環を介装し、該位置決め環にガイドリングの切欠きと共に通路を構成する穴を設けるようにすれば、第１，第２のシール部材を正確に組み付けることができると共に、通路をも構成することができる。

一方、ダスト側空間に、相対回転可能の２部材間に、ダスト側に流出する潤滑剤を溜める環状隙間を形成したことを特徴とする。

このようにすれば、通路から排出された液体潤滑剤が環状隙間に溜まり、水あるいはスケール等のダストの浸入を阻止することができる。

以上説明したように、この発明によれば、第２のシール部材によってダストの浸入が防止され、仮に第１のシール部材と第２のシール部材間にダストが浸入したとしても、第１のシール部材側から供給される液体潤滑剤と共に通路を通じてダスト側空間に排出される
ので、第１，第２のシール部材の間に浸入したダストによる第１，第２のシール部材の傷つきを防止することができ、長期にわたって良好なシール性能が維持される。

特に、第２のシール部材を硬質樹脂製のシールリングによって構成すれば、ダストによる傷が付きにくくダストの浸入を可及的に低減することができる。また、第１のシール部材をゴム状弾性体製のシールリップを有する構成とすることにより、シールリップと相手部材との摺動面を効率よく洗い流してダストの無い清浄な状態に保つことができ、シールリップの耐久性向上を図ることができる。

また、通路を嵌着部の周方向に複数設けておけば、液体潤滑剤と共にダストを下側の通路より排出することが可能となる。

また、第１，第２のシール部材の嵌着部に通路を構成する切欠きを設けたガイドリングを介装すれば、第２のシール部材自体には通路用の特別の加工が不要である。

さらに、第１，第２のシール部材の間に、ガイドリングの切欠きと共に通路を構成する穴を有する位置決め環を介装すれば、第１，第２のシール部材を正確に組み付けることができると共に、通路をも構成することができる。

一方、ダスト側空間に、相対回転可能の２部材間に、ダスト側に流出する潤滑剤を溜める環状隙間を形成すれば、通路から排出された液体潤滑剤が環状隙間に溜まり、水あるいはスケール等のダストの浸入を阻止することができる。

以下にこの発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図１に、この発明の実施形態に係る密封装置を示す。

１は密封装置全体を示すもので、従来例と同様に、連続鋳造機等のロール２のロール軸２ａの軸受３へのダスト側空間Ｄからのダストの浸入を防止する場合を例にとって説明するものとする。

この密封装置は、互いに同心的に相対回転可能に組み付けられる２部材としての固定のシールハウジング４と、可動のロール軸２ａ間をシールするもので、軸方向に配設される潤滑材供給側の第１のシール部材５とダスト側の第２のシール部材６とを備え、ダストの浸入を二重にシールしている。シールハウジング４は軸受ハウジング７に固定されている。

第１のシール部材５は、一方の部材としてのシールハウジング４に固定される環状の固定部５１と、他方の部材としてのロール軸２ａに対して回転摺動自在に密封接触するシール部としての環状のシールリップ５２とを備えている。

固定部５１は断面略Ｌ字形状の金属環５５によって構成され、シールハウジング４内周に嵌合される円筒状部５１ａと、円筒状部５１ａの液体潤滑剤供給側の端部から半径方向内方に延びる内向きフランジ部５１ｂと、から構成されている。そして、内向きフランジ部５１ｂの内端からゴム状弾性体製のシールリップ５２がダスト側空間Ｄに向かって軸方向に内方に徐々に傾斜するように延びており、リップ先端５２ａがロール軸２ａ外周に接触して第１シール部Ｓ1を構成している。

上記円筒状部５１ａは、ほぼシールリップ５２部分を覆う円筒状部本体５３と、この円筒状部本体５３からダスト側に延長された延長部５４と、から構成され、円筒状部本体５
３は金属環５５外周にゴム状弾性体５６が焼き付けられ、延長部５４の外周は金属環５５の外周面が露出している。

一方、第２のシール部材６は全体として断面略矩形状のリング部材で、固定部を構成するゴム状弾性体製の外周リング６１と、この外周リング６１の内周に一体的に固定され内周がロール軸２ａに摺動自在に密封接触して第２シール部Ｓ2を構成する樹脂製のシール
リングとしての内周リング６２と、から構成されている。

この内周リング６２の材料としては、摺動抵抗が小さくかつダストに対する耐摩耗性に優れた樹脂材料が選択される。たとえば、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）等のフッ素系樹脂を用いることができる。ＰＴＦＥ等の樹脂材料には用途に応じてグラスファイバーやグラファイト、炭素繊維等の各種充填材を充填してもよい。もちろん、これらの樹脂材料に限らず種々の材料が選択され得る。

一方、外周リング６１は第１のシール部材５の固定部５１の延長部５４内周に嵌着され、この第１のシール部材５と第２のシール部材６との嵌着部に、第１，第２のシール部材５，６間の空間Ａとダスト側の空間Ｄとを連通する通路８が設けられている。

この第１，第２のシール部材５，６の嵌着部には、第２のシール部材６を保持するガイドリング９が介在され、ガイドリング９に通路８を構成する切欠き８１が円周方向に複数等配されている。

ガイドリング９は、第２のシール部材６の外周リング６１が全周的に密に嵌合される内環９１と、この内環９１外周が密に嵌合される外環９２とから構成されており、通路８を構成する切欠き８１は外環９２に設けられている。

内環９１は断面略Ｌ字形状の金属環で、円筒部９１ａと、この円筒部９１ａの第１のシール部材５側端部に形成される内向きフランジ部９１ｂとから構成されている。

また、外環９２も断面略Ｌ字形状の金属環で、円筒部９２ａと、この円筒部９２ａのダスト側空間側の端部から内向きに延びる内向きフランジ部９２ｂとから構成されている。そして、切欠き８１は円筒部９２ａからフランジ部９２ａまで軸方向全長にわたって延びている。

このように通路８形成用にガイドリング９を用いれば、第２のシール部材６自体には通路用の特別の加工が不要である。

さらに、第１，第２のシール部材５，６の間には、第１のシール部材５のシール部Ｓ1
と第２のシール部材６のシール部Ｓ2との軸方向位置を固定する位置決め環１０が介装さ
れ、この位置決め環１０にはガイドリング９の切欠き８１と共に通路８を構成する穴１１が設けられている。

この位置決め環１０も断面Ｌ字形状の金属環で、第１のシール部材５の円筒状部本体５３に固定される円筒部１０ａと、この円筒部１０ａの第２のシール部材５側端部から半径方向内方に延びる内向きフランジ部１０ｂとから構成され、円筒部１０ａの反第２のシール部材側端部が第１のシール部材５の固定部５１の内向きフランジ部５１ｂに突当てられ、内向きフランジ部１０ｂが前記ガイドリング９の内環の内向きフランジ部９１ｂと当接されている。

このように位置決め環１０を設けることにより、第１，第２のシール部材５，６を正確
に組み付けることができる。位置決めされた状態で、第１のシール部材５の固定部５１の円筒状部５１ａ先端の延長部５４先端をかしめ、このかしめ部５４ａによって、第１，第２のシール部材５，６が強固に固定される。

一方、ダスト側空間Ｄには、シールハウジング４とロール軸２ａとの間に、ダスト側空間Ｄに流出する潤滑剤を溜める環状隙間１２が形成されている。この例では、シールハウジング４の端部に半径方向内方に延びる内向きフランジ部４１が設けられ、この内向きフランジ部４１内周をロール軸２ａ外周と近接させて、環状隙間１２を形成している。

本実施形態にあっては、第２のシール部材６によってダストの浸入が防止される。仮に第１のシール部材５と第２のシール部材６間にダストが浸入したとしても、第１のシール部材５側から供給される液体潤滑剤と共に通路８を通じてダスト側空間Ｄに排出され、第１のシール部材５と第２のシール部材６間にダストが蓄積されない。

すなわち、ダスト側のシールは硬い樹脂製の内周リング６２を備えた第２のシール部材６で行ってダストによる傷つきを防止し、軸受３側のシールはゴム状弾性体製のシールリップ５２を有するリップタイプの第１のシール部材５によって行うと共に液体潤滑剤垂れ流し方式とし、この液体潤滑剤排出のための通路８をダスト側の第２のシール部材６の外径側に設けたものである。

液体潤滑剤の流れを詳細に説明すると、まず、液体潤滑剤は軸受ハウジング７に設けられた給油孔７ａから供給される。供給圧によって、液体潤滑剤は第１のシール部材５のシールリップ５２を押し広げて第１シール部Ｓ1とロール軸２ａとの接触面間の隙間から第
１，第２のシール部材５，６間の空間に流入し蓄積される。さらに、液体潤滑剤が供給されると、位置決め環１０の等配穴１１よりガイドリング９の外環９２に設けられた等配の切欠き８１を抜けて、シールハウジング４の内向きフランジ部４１端面との隙間からダストと共に排出される。さらに、ロール軸２ａとシールハウジング４の内向きフランジ部４１間の環状隙間１２を通過する際に、この環状隙間１２に液体潤滑剤の溜まりを作る。この液体潤滑剤の溜まりによっても、水，スケール等のダストの浸入が防止される。

第２のシール部材６の樹脂製の内周リング６２はロール軸２ａと接触状態を保っているので、第２シール部Ｓ2の接触面間からダストが浸入することはない。また、この内周リ
ング６２は硬質樹脂によって構成されているので、ダストによって傷が付きにくい。しかも内周リング６２が全幅にわたって面接触しているので、ダスト側の端部が多少傷ついても、残りの接触面によってダストの浸入が阻止される。

また、第１のシール部材５を、ダスト側に延びるゴム状弾性体製のシールリップ５２を有する構成とすることにより、液体潤滑剤の供給圧によってシールリップ５２が開きやすく、シールリップ５２とロール軸２ａとの摺動面を効率よく洗い流して摺動面をダストの無い清浄な状態に保つことができ、シールリップ５２の耐久性向上を図ることができる。

また、第１，第２のシール部材５，６間の空間に水，スケール等が浸入しても、使用方法として密封装置１は横向きで使用され、通路８を構成する穴１１および切欠き８１が円周上に等配で開いているので、液体潤滑剤供給時に下側の通路８よりダストの排出が可能となる。

また、通路８が周方向に複数設けられているので、第１，第２のシール部材５，６間の空間Ａに仮にダストが浸入しても、密封装置を横向きで使用する場合には、ダストは第１，第２のシール部材５，６間の空間に蓄積されることなく、液体潤滑剤供給時に、ダストを下側の通路８よりダスト側空間Ｄに排出することが可能となる。

このようにすれば、通路８から排出された液体潤滑剤が環状隙間１２に溜まり、水あるいはスケール等のダストの浸入を阻止することができ、密封性を長期にわたって維持できる。

図１(ａ)はこの発明の実施形態に係る密封装置を示す図、同図(ｂ)は同図(ａ)の密封装置の装着状態を示す図である。 図２(ａ)は従来の密封装置を示す図、同図(ｂ)は同図(ａ)の密封装置の装着状態を示す図である。

符号の説明

１ 密封装置
２ ロール
２ａ ロール軸
２ｂ ロール本体
３ 軸受
４ シールハウジング
４１ 内向きフランジ部
５ 第１のシール部材
５１ 固定部
５１ａ 円筒状部
５１ｂ 内向きフランジ部
５２ シールリップ
５２ａ リップ先端
５３ 円筒状部本体
５４ 延長部
５４ａ かしめ部
５５ 金属環
５６ ゴム状弾性体
Ｓ1 第１シール部
６ 第２のシール部材
６１ 外周リング（固定部）
６２ 内周リング
Ｓ2 第２シール部
７ 軸受ハウジング
７ａ 供給孔
８ 通路
８１ 切欠き（通路）
９ ガイドリング
９１ 内環
９１ａ 円筒部
９１ｂ 内向きフランジ部
９２ 外環
９２ａ 円筒部
９２ｂ 内向きフランジ部
１０ 位置決め環
１０ａ 円筒部
１０ｂ 内向きフランジ部
１１ 穴（通路）
１２ 環状隙間
Ａ 第１，第２のシール部材間の空間
Ｄ ダスト側の空間

Claims (4)

1. 互いに同心的に相対回転可能に組み付けられるシールハウジングとロール軸との２部材間をシールするもので、軸受側かつ潤滑剤供給側の第１のシール部材とダスト側の第２のシール部材とを備えた連続鋳造機用ロールの密封装置において、
   上記第１のシール部材が、上記シールハウジングの内周に固定される円筒状の固定部を有し、上記固定部が、上記固定部における円筒の半径方向内方に延びる内向きフランジ部を有し、上記内向きフランジ部に、ダスト側に延び上記ロール軸に摺動自在に密封接触するゴム状弾性体からなるシール部が設けられて、
   上記第１のシール部材の上記固定部の内周に固定されているとともに内向きフランジ部を有する位置決め環を有し、
   上記位置決め環における内向きフランジ部に当接するとともに、上記第１のシール部材および上記第２のシール部材の嵌着部に介在されたガイドリングを有し、
   上記ガイドリングにより上記第２のシール部材が保持され、
   上記第２のシール部材が、ゴム状弾性体からなる外周リングと、上記外周リングの内周に固定され上記ロール軸に摺動自在に密封接触した樹脂からなるシールリングとからなる断面略矩形状のリング部材であり、
   上記位置決め環および上記ガイドリングの外周部に、上記第１のシール部材および上記第２のシール部材の間の空間とダスト側の空間とを連通する通路が設けられている
   ことを特徴とする密封装置。
2. 上記通路が、上記嵌着部の周方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
3. 上記ガイドリングが、上記第２のシール部材の外周リングが全周的に嵌合される内環と、上記内環の外周が嵌合される外環とから構成され、上記外環に上記通路の部分を構成する切り欠きが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の密封装置。
4. 相対回転可能の２部材間におけるダスト側の空間に、ダスト側に流出する潤滑剤を溜める環状隙間が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の密封装置。
   

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