JP6393557B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造機の搬送用セグメントロール等の回転軸を回転自在に支持する軸受装置に用いられる密封装置に関する。

従来、連続鋳造機においては、鋳型から連続的に排出される鋼片を、対向させた複数対のセグメントロールによって挟み込んで下方へ引き出した後、水をかけて冷却しつつ直角に屈曲させて搬送方向を水平方向へ転換することが行われている。このセグメントロールの両端部は軸受装置に支持されており、当該軸受装置には密封装置が設けられている。

上記密封装置として、例えば、特許文献１には、潤滑剤としてグリースを用いた密封装置４００が提案されている。
上述のセグメントロール４０５は、図８（ａ）に示すように、その両端部４５０が、円筒状の軸受ケース４０７によって転がり軸受４０６を介して水平軸回りに回転自在に支持されている。

密封装置４００は、転がり軸受４０６の軸方向両側に配設された第１，第２シール部材４０１，４０４を備えている。第１シール部材４０１は、セグメントロール４０５のロールネック４５１側に配置されており、第２シール部材４０４は、ロールエンド４５２側に配置されている。これら第１，第２シール部材４０１，４０４により、セグメントロール４０５と軸受ケース４０７との間の環状空間が、外部空間Ｓ２から仕切られて密封空間Ｓ１となっている。

転がり軸受４０６には、軸受ケース４０７の外部からグリースが供給される。このグリースは、軸受ケース４０７の上部あるいは下部に設けられた給油孔４７０を通して密封空間Ｓ１内に供給される。密封空間Ｓ１内に供給されたグリースは、密封空間Ｓ１内に溜まり、そのレベルが一定高さになった時点で密封空間Ｓ１の外部に排出される。図８（ａ）に示した密封装置４００では、第１シール部材４０１のインナーシール４１０に設けられたリップ４１３の上半分における径方向内側の１箇所に、軸方向に貫通する切欠き４１５が設けられている。そのため、密封装置４００では、図８（ａ）に破線で示すように、第１シール部材４０１のインナーシール４１０に設けられた切欠き４１５、及びアウターシール４３０のリップ部４３１とロールネック４５１との間を通して、密封空間Ｓ１の外部に排出される。
また、特許文献１には、第１シール部材４０１のインナーシール４１０に設けられたリップ４１３の上半分における径方向内側に、突起４１６ を設けて（図８（ｂ）参照）、グリースの排出経路を確保することも記載されている。

更に、特許文献１には、前記リップ４１３の上半分における径方向内側の１箇所に切欠き４１５を設ける以外に、第１シール部材４０１のインナーシール４１０の側面上部に開閉可能なスリット部を有する排出口を設け、この排出口を介してグリースを密封空間Ｓ１の外部に排出させることができることも記載されている。

一方、最近では、連続鋳造機の搬送用セグメントロール等に使用する密封装置において、潤滑剤として、グリースに代えてオイルエアを供給することが提案されている。

特開２００３−３０７２７５号公報

しかしながら、図８（ａ）に示したようなリップ４１３の上半分における径方向内側の１箇所に軸方向に貫通する切欠き４１５が設けられた密封装置４００において、潤滑剤としてオイルエアを供給した場合には、以下の課題があった。
密封空間Ｓ１内に潤滑剤としてオイルエアを供給した場合には、グリースを供給した場合とは異なり、オイルが切欠き４１５の高さまで溜まる前に、密封空間Ｓ１の外部に排出されてしまい、密封空間Ｓ１に溜まったオイルの上面の位置（以下、オイルレベルともいう）がロールネック４５１の下端よりも低い位置にとどまることがあった。
オイルレベルが低いと、軸受内輪やジャーナルが摩耗して対向するセグメントロールの間隔に異常が発生し、その結果、連続鋳造機が緊急停止するおそれがあった。また、セグメントロール４０５のロールエンド４５２側の軸径は、ロールネック４５１側の軸径よりも小さいため、オイルレベルがロールネック４５１の下端よりも低いと、ロールエンド４５２の外周面に当接する第２シール部材４０４は、オイルによる潤滑が不充分となり、その結果、第２シール部材４０４の寿命が大きく短縮されることがあった。

図８（ａ）に示したような密封装置４００において、オイルレベルが低くなる理由は、オイルがロールネック４５１の上端の高さ（切り欠４１５の位置）まで溜まる前に、ロールネック４５１の下端に付着したオイルが、ロールネック４５１の回転に伴ってロールネック４５１の上端まで運ばれ、インナーシール４１０のリップ４１３に設けられた切欠き４１５を通り抜けて外部に排出されるためであると考えられる。
また、図８（ｂ）に示したように、切欠き４１５に代えて、突起４１６が設けられている場合も同様の問題があった。

また、特許文献１には、第１シール部材４０１のインナーシール４１０の側面上部に開閉可能なスリット部を有する排出口を設け、この排出口を介して潤滑剤（グリース）を密封空間Ｓ１の外部に排出させる密封装置も記載されている。この密封装置では、グリースは、インナーシール４１０に設けられた排出口、インナーシール４１０とロールネック４５１とアウターシール４３０とで囲まれた閉空間、及び、アウターシール４３０のリップ部４３１とロールネック４５１との間を通って外部に排出され、排出されるグリースは、インナーシール４１０のリップ部とロールネック４５１との間は通らない。そのため、この密封装置では、インナーシール４１０のリップ部とロールネック４５１との間にグリースが入り込めず、インナーシール４１０のリップ部（特に、主リップ）の潤滑性が不足し、当該リップ部の摩耗が進行しやすくなることが懸念される。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、密封空間内に溜まるオイルの上面の位置（オイルレベル）を回転軸の上端より高くすることができ、それにより、転がり軸受の潤滑性を確保することができるとともに、シール部材のリップ部の潤滑性を充分に確保することができる密封装置を提供することを目的する。

上記課題を解決する本発明の密封装置は、転がり軸受を内嵌させる軸受ケースを備え、この軸受ケースに上記転がり軸受を介して水平軸回りに回転自在に支持される回転軸と上記軸受ケースとの間の環状空間を密封して密封空間とし、この密封空間にオイルエアが連続的に供給される密封装置において、
上記軸受ケースの内周面に当接している第１円筒部と、当該第１円筒部から径方向内方に延びる環状部と、当該環状部の内周から前記密封空間と反対側に延びて前記回転軸と当接している第１リップ部と、当該環状部の内周から前記密封空間側に延びて前記回転軸と当接している第２リップ部と、を有し、全体が弾性素材からなるシール部と、
上記シール部の第１円筒部を介して上記軸受ケースに内嵌する第２円筒部と、当該第２円筒部の端部から径方向内方に延びて、上記シール部の環状部と接している円環部と、を有する芯金と、を備えたシール部材を有し、
上記シール部材は、周方向の一部に、密封空間内のオイルを密封空間の外部に排出するための排出口が形成されており、
上記シール部材は、上記排出口が、上記回転軸よりも上方で、かつ上記回転軸から離れたところに位置するように配設されていることを特徴とする。

本発明の密封装置によれば、シール部材の周方向の一部に、密封空間内に溜まったオイルをエアーとともに密封空間の外部に排出するための排出口が形成され、上記排出口が、上記回転軸よりも上方で、かつ上記回転軸から離れたところに位置するように配設されているため、上記密封空間に供給されたオイルエアは、オイルの上面の位置が上記回転軸の上端より高くなるように上記密封空間内に溜めることができる。そのため、上記密封装置では、ロールネックより小径のシール部材にもオイルが行き渡り、転がり軸受の潤滑性を確保することができるとともに、シール部材のリップ部の潤滑性を充分に確保することができる。

本発明の密封装置において、上記排出口は、上記第２リップ部の周方向の一部に形成された貫通孔からなることが好ましい。
上記排出口がこのように形成されている場合、上述したように密封空間内のオイルレベルを回転軸の上端より上の位置にすることができる。加えて、密封空間から排出されるオイルは、上記第２リップ部を通り抜けた後、第１リップ部（主リップ）と回転軸との間を通って、外部空間に排出されるため第１リップ部の潤滑性を充分に確保することができる。

また、上記密封装置において、上述したように、排出口が上記第２リップ部の周方向の一部に形成された貫通孔からなる場合には、上記第２リップ部の密封空間側の側面であって、上記貫通孔より先端側の側面に、径方向外方に突出する堰部が設けられていることが好ましい。
この場合、密封空間内に溜まったオイルは、上記堰部を乗り越えて貫通孔を通り抜ける必要があるため、密封空間内のオイルレベルをより高い位置に保つことができる。

本発明の密封装置は、上記排出口が、前記環状部及び前記円環部の周方向の一部に連通して形成された貫通孔からなり、上記第１リップ部よりも上記密封空間から遠い側において上記回転軸と当接している第３リップ部を有し、全体が弾性素材からなる第２のシール部を更に備え、上記密封空間内のオイルが、上記シール部材と上記回転軸と上記第２のシール部とで囲まれた閉空間を通って外部に排出されることも好ましい。
上述したように、回転軸と第１リップ部との間を潤滑剤の排出経路としない場合、第１リップ部の潤滑性が不足することが懸念される。しかしながら、本発明者等の試験によれば、予想に反して、潤滑剤としてオイルエアを供給した場合には、第１リップ部の潤滑性を充分に確保することができることが明らかとなった。
この理由としては、オイルエアを供給した場合はグリースを供給した場合に比べて上記閉空間内の内圧を高く維持することができ、かつ、オイルはグリースに比べて流動性が高いことにより、上記密封空間から上記閉空間に排出されたオイルは、上記第１リップ部と上記回転軸との間に入りこむことができるためと推測される。
このように、潤滑剤としてオイルエアを供給する本発明の密封装置では、環状部及び円環部を通り抜けるように排出口を形成した場合にも、オイルレベルを高くすることができるとともに、第１リップ部（主リップ）の潤滑性を充分に確保することができる。

本発明の密封装置によれば、密封空間内において回転軸の上端より高い位置までオイルを溜めることができ、そのため、転がり軸受、及び、リップ部の潤滑性を充分に確保することができる。

本発明の第１実施形態に係る密封装置の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る密封装置の拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係る密封装置の要部拡大側面図である。 本発明の第２実施形態に係る密封装置の拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る密封装置の要部拡大側面図である。 本発明の第３実施形態に係る密封装置の拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に係る密封装置の要部拡大側面図である。 （ａ）は、従来の密封装置の一例の使用状態を示す断面図であり、（ｂ）は、従来の密封装置の別の一例の一部のみを示す部分拡大断面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る密封装置Ａの断面図である。
この実施形態においては、連続鋳造機のセグメントロール５を回転自在に支持する軸受装置Ｄに密封装置Ａを適用した場合を示している。
また、本発明の密封装置は、潤滑剤としてオイルエアを供給している。オイルエアを供給する場合は、他の潤滑剤であるグリースを供給する場合に比べて、内部圧力の保持性や潤滑性に優れ、更にはメンテナンスが容易である等の利点を有する。

各セグメントロール５は、鋳型から連続的に排出される鋼片と接触するロール本体５５と、このロール本体５５の両側に設けられ、ロール本体５５に比べて小径の縮径部５０とを有している。縮径部５０は中心線が水平方向に向くように配置された円筒状の軸受ケース７に挿通されており、当該軸受ケース７に、転がり軸受６を介して回転自在に支持されている。なお、各セグメントロール５は冷却水を噴射することによって冷却される。

転がり軸受６は、調心輪付き円筒ころ軸受であり、外輪６０、複数の円筒ころ６１、調心輪６２、及び内輪６５を備えている。軸受ケース７の下部には転がり軸受６の内部に対してオイルエアを供給するための給油孔７０が設けられている。また、調心輪６２の外周面には、給油孔７０と連通する環状溝６７が形成されており、調心輪６２及び外輪６０には、環状溝６７から転がり軸受６の内部に貫通する供給孔６８が設けられている。連続鋳造機の稼働状態において、オイルエアは給油孔７０から転がり軸受６の内部に連続的に供給される。図１において、破線はオイルエア（オイル及びエアー）の供給経路及び排出経路を示している。
なお、オイルエアの供給は、オイルを加圧エアーとともに供給することにより行うことができる。

転がり軸受６の軸方向両側には、軸受ケース７の内部にオイルエアを留めるとともに軸受ケース７内に冷却水が浸入することを防ぐ目的で、第１，第２シール部材１，４が設けられている。この第１，第２シール部材１，４は、軸受ケース７とともに本実施形態に係る密封装置Ａを構成している。
第１，第２シール部材１，４は、セグメントロール５の縮径部５０と軸受ケース７の間の環状空間を密封空間Ｓ１として外部空間Ｓ２から隔離している。転がり軸受６の内部に供給されたオイルは、この密封空間Ｓ１内に溜められる。

図２は、第１シール部材１の拡大断面図であり、図２（Ａ）はその上部側を図２（Ｂ）はその下部側をそれぞれ示している。また、図３は、密封空間Ｓ１側から第１シール部材１の上部を見た拡大側面図である。
縮径部５０のロールネック５１側に配設された第１シール部材１は、冷却水が多量に降りかかっても密封性を保てるように、二種類のシール（インナーシール１０及びアウターシール３０）を組み合わせた構成となっている。

インナーシール１０は、合成ゴムなどの弾性素材からなり、軸受ケース７の内周面に当接している第１円筒部１１と、当該第１円筒部１１の密封空間Ｓ１側（転がり軸受６側）の端部から径方向内方に延びている環状部１２と、当該環状部１２の内周から延びてロールネック５１の外周面に当接している第１リップ部１４及び第２リップ部１３とを備えている。インナーシール１０は、断面Ｌ字状の第１芯金２０に接着している。本発明では、第１リップ部を主リップ、第２リップ部を補助リップとも称する。

第１芯金２０は、インナーシール１０の第１円筒部１１を介して軸受ケース７に内嵌する第２円筒部２１と、その密封空間Ｓ１側の端部から径方向内方に延びており、インナーシール１０の環状部１２の外部空間Ｓ２側の側面が接着している円環部２２とで構成されている。

第１リップ部１４は、第１芯金２０の円環部２２の内周縁に対して密封空間Ｓ１と反対側（外部空間Ｓ２側）に延びてロールネック５１の外周面に当接している。第１リップ部１４の先端部の外周にはガータスプリング１９が巻回されており、このガータスプリング１９は、第１リップ部１４をロールネック５１に圧接している。第１リップ部１４は、主に冷却水の密封空間Ｓ１内への侵入を防ぐ働きをする。

第２リップ部１３は、第１リップ部１４よりも密封空間Ｓ１に近い側において、第１芯金２０の円環部２２の内周縁に対して密封空間Ｓ１側に延びてロールネック５１の外周面に当接している。第２リップ部１３は、オイルが第２リップ部とロールネック５１との間を通って外部へ漏洩することを阻む働きをする。

図２（Ａ）に示すように、インナーシール１０の第２リップ部１３には、オイルを密封空間Ｓ１から閉空間Ｓ３へ流出させるための排出口が形成されている。この排出口は、第２リップ部１３の周方向の一部に形成された第２リップ部１３を貫通する貫通孔１５からなる。
貫通孔１５は、周方向の所定の箇所に３個程度配設されている（図３参照）。貫通孔１５の開口径は特に限定されないが、例えば、１．５ｍｍ程度である。
なお、本実施形態に密封装置において、第２リップ部に形成される貫通孔の個数は３個に限定されるわけではない。

また、第１シール部材１のインナーシール１０は、インナーシール１０の第２リップ部１３に設けられた貫通孔１５が、ロールネック５１の上方に位置するように、第１シール部材１が軸受ケース７に組み付けられている。
従って、第２リップ部１３の貫通孔１５は、その密封空間Ｓ１側の開口の下端が、ロールネック５１の上端よりも高い位置に位置している。

アウターシール３０は、合成ゴムなどの弾性素材からなり、ロールネック５１と接している第３リップ部３１と、軸受ケース７の側壁７１と接している第４リップ部３２及び第５リップ部３３とを備えている。リップ部３１〜３３は第２芯金３５に接着している。第２芯金３５は、軸受ケース７に内嵌する第３円筒部３６と、その外部空間Ｓ２側の端部から径方向内方に延びる円環部３７とで構成されている。

第３リップ部３１は、第２芯金３５の円環部３７の内周縁に対して外部空間Ｓ２側に延びてロールネック５１の外周面に当接している。第３リップ部３１は、オイルの外部空間Ｓ２への排出を許容し、且つ、外部空間Ｓ２からの冷却水の流入を阻む働きをする。第４リップ部３２及び第５リップ部３３は、それぞれ第２芯金３５の円環部３７の内周縁及び外周縁付近から外部空間Ｓ２側に向かって突出して軸受ケース７の側壁７１に内接している。

ロールエンド５２側の第２シール部材４は、図１に示すように、インナーシール１０及び第１芯金２０とほぼ同様の構成であり、合成ゴムなどの弾性素材からなるシール４１が断面Ｌ字状の芯金４５に接着されている。シール４１は、軸受ケース７の内周面及び側壁７２に内接している円筒状部４２と、ロールエンド５２の外周面に当接しているリップ部４３，４４とを備えている。

芯金４５は、シール４１の円筒状部４２を介して軸受ケース７に内嵌する円筒部４６と、当該円筒部４６の外部空間Ｓ２側（セグメントロール５の軸方向外方の外部空間Ｓ２側）の端部から径方向内方に延びる円環部４７とで構成されている。芯金４５の円筒部４６の外周面にシール４１の円筒状部４２の内周面が接着している。

リップ部４３は、芯金４５の円環部４７の内周縁付近から密封空間Ｓ１側へ延びてロールエンド５２の外周面に当接している。このリップ部４３の先端部の外周にはガータスプリング４９が巻回されており、ガータスプリング４９はリップ部４３をロールエンド５２に圧接している。リップ部４３は、オイルの外部への漏洩を阻み、オイルエアを密封空間Ｓ１内に留まらせる働きをする。リップ部４４は、芯金４５の円環部４７の内周縁付近から外部空間Ｓ２側（セグメントロール５の軸方向外方の外部空間Ｓ２側）に延びてロールエンド５２の外周面に当接している。

上記第１実施形態に係る密封装置Ａによれば、密封空間Ｓ１内のオイルを貫通孔１５を介して外部空間Ｓ２に排出することができる。具体的には、密封空間Ｓ１内にオイルレベルがＬになるまでオイルが溜まると、溜まったオイルは、エアーとともに、貫通孔１５、閉空間Ｓ３、インナーシール１０の第１リップ部１４とロールネック５１との間、及び、アウターシール３０の第３リップ部３１とロールネック５１との間を通って外部空間Ｓ２に排出される。
また、密封装置Ａでは、インナーシール１０の第２リップ部（補助リップ）１３が周方向全体に渡ってロールネック５１の外周面と当接しているため、密封空間Ｓ１に溜まったオイルが、ロールネック５１と第２リップ部１３との間を通って外部に排出されることが抑制される。

従って、密封装置Ａでは、貫通孔１５の密封空間Ｓ１側の開口の下端の位置までオイルが溜まってから（オイルレベルが、Ｌになってから）、オイルが外部に排出されることとなる。そのため、密封装置Ａでは、密封空間Ｓ１内のオイルレベルを回転軸（ロールネック５１）の上端より高くすることができる。

また、上述した通り、密封空間Ｓ１に溜まったオイルは、インナーシール１０の第１リップ部１４とロールネック５１との間を通って、外部空間Ｓ２に排出されることとなる。そのため、インナーシール１０の第１リップ部１４（主リップ）の潤滑性が充分に確保され、主リップが摩耗することを抑制することもできる。

また、第１リップ部１４の外周には、第１リップ部１４を付勢してロールネック５１の外周面に押し付けるガータスプリング１９が巻回されている。このため、ガータスプリング１９の付勢力を適宜選択することで、密封空間Ｓ１内の内圧を適切に制御し、安定させることができる。また、ガータスプリング１９の付勢力によりオイルの排出流量を調節することもできる。

更に、密封空間内のオイルレベルＬがロールネック５１の上端より高い位置に位置するため、ロールネック５１より軸径の細いロールエンド５２の外周面に当接する第２シール部材４のリップ部の潤滑性も充分に確保することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態に係る密封装置Ｂの上記第１実施形態に係る密封装置Ａと異なる構成について説明する。
図４は、本発明の第２実施形態に係る第１シール部材１の拡大断面図であり、その上部側を示している。また、図５は、密封空間Ｓ１側から第１シール部材１の上部を見た拡大側面図である。

第２実施形態の密封装置Ｂでは、図４に示すように、第１シール部材１を構成するインナーシール１１０の形状が、第１実施形態におけるインナーシール１０と異なっている。
インナーシール１１０は、合成ゴムなどの弾性素材からなり、軸受ケース７の内周面に当接している第１円筒部１１１と、当該第１円筒部１１１の密封空間Ｓ１側の端部から径方向内方に延び、径方向の肉厚が軸方向外方（図４において左方）に向って薄くなる環状部１１２と、当該環状部１１２の内周から延びてロールネック５１の外周面に当接している第１リップ部１１４及び第２リップ部１１３とを備えている。インナーシール１１０は、断面Ｌ字状で、第２円筒部２１と円環部２２とから構成される第１芯金２０に接着している。

第１リップ部１１４は、第１芯金２０の円環部２２の内周縁に対して密封空間Ｓ１と反対側（外部空間Ｓ２側）に延びてロールネック５１の外周面に当接している。第１リップ部１１４の先端部の外周にはガータスプリング１１９が巻回されており、このガータスプリング１１９は、第１リップ部１１４をロールネック５１に圧接している。
第２リップ部１１３は、第１リップ部１１４よりも密封空間Ｓ１に近い側において、第１芯金２０の円環部２２の内周縁に対して密封空間Ｓ１側に延びてロールネック５１の外周面に当接している。

図４に示すように、インナーシール１１０の第２リップ部１１３には、オイルを密封空間Ｓ１から閉空間Ｓ３へ流出させるための排出口が形成されている。この排出口は、第２リップ部１１３の周方向の一部に形成された第２リップ部１１３を貫通する貫通孔１１５からなる。
貫通孔１１５は、周方向に一定の間隔を隔てて隣接するように複数配設されている（図５の例では３個）。貫通孔１１５の開口径は特に限定されないが、例えば、２ｍｍ程度であり、隣り合う貫通孔１１５の間隔（開口の中心間距離）は特に限定されないが、例えば、１０ｍｍ程度である。
なお、本実施形態に密封装置において、第２リップ部に形成される貫通孔の個数は任意であり、３個に限定されるわけではない。上記貫通孔の個数は、３〜６個程度が好ましい。

更に、インナーシール１１０の第２リップ部１１３では、第２リップ部１１３の密封空間Ｓ１側の側面に、堰部１１６が設けられている。堰部１１６は、第２リップ部１１３の貫通孔１１５の形成位置より先端側（ロールネック５１側）から径方向外方に突出するように形成されている。堰部１１６は周方向全体に形成されている。
堰部１１６の上端は、その上端と同一の径方向に配設された対応する貫通孔１１５の密封空間Ｓ１側の開口よりも高い位置に位置するように形成されている。堰部１１６の上端のロールネック５１からの高さＴは、特に限定されないが、例えば、４ｍｍ程度である。

また、第１シール部材１のインナーシール１１０は、インナーシール１１０の第２リップ部１１３に設けられた貫通孔１１５が、ロールネック５１の上方に位置するように、第１シール部材１が軸受ケース７に組み付けられている。

上記第２実施形態に係る密封装置Ｂでは、第１実施形態に係る密封装置Ｂと同様、密封空間Ｓ１内のオイルが貫通孔１１５を介して外部空間Ｓ２に排出される。このとき、密封装置Ｂでは、第２リップ部１１３に堰部１１６が形成されているため、密封空間Ｓ１内に溜まったオイルの上面の位置（オイルレベル）が貫通孔１１５の密封空間Ｓ１側の開口の高さまで達してもオイルの排出は開始されず、上記オイルレベルが堰部１１６に達するとオイルの排出が開始される。そのため、密封装置Ｂでは、堰部１１６の存在により、密封空間Ｓ１内のオイルレベルを密封装置Ａよりも更に高くすることができる。
よって、密封装置Ｂでは、密封空間Ｓ１内に溜まったオイルは、堰部を乗り越えた後、エアーとともに、貫通孔１１５、閉空間Ｓ３、インナーシール１１０の第１リップ部１１４とロールネック５１との間、及び、アウターシール３０の第３リップ部３１とロールネック５１との間を通って外部空間Ｓ２に排出される。

また、密封装置Ｂでは、密封装置Ａと同様、インナーシール１１０の第２リップ部（補助リップ）１１３が周方向全体に渡ってロールネック５１の外周面と当接しているため、密封空間Ｓ１に溜まったオイルが、第２リップ部１１３とロールネック５１との間を通って外部に排出されることが抑制される。このことも密封空間Ｓ１内のオイルレベルを高くすることができる要因である。

また、密封装置Ｂは、密封装置Ａと同様、インナーシール１０の第１リップ部１１４（主リップ）の潤滑性を充分に確保し、主リップが摩耗することを抑制することができる。
また、ガータスプリング１９が巻回されていることにより、密封空間Ｓ１内の内圧を適切に制御し、安定させることができるとともに、ガータスプリング１９の付勢力によりオイルの排出流量を調節することもできる。
更には、密封装置Ｂは、密封装置Ａと同様、第２シール部材４のリップ部の潤滑性を充分に確保することもできる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態に係る密封装置Ｃの上記第１実施形態に係る密封装置Ａと異なる構成について説明する。
図６は、本発明の第３実施形態に係る第１シール部材１の拡大断面図であり、その上部側を示している。また、図７は、密封空間Ｓ１側から第１シール部材１の上部を見た拡大側面図である。

第３実施形態の密封装置Ｃでは、図６に示すように、第１シール部材１を構成するインナーシール２１０及び第１芯金２２０の形状が、第１実施形態におけるインナーシール１０及び第１芯金２０と異なっている。
インナーシール２１０は、合成ゴムなどの弾性素材からなり、軸受ケース７の内周面に当接している第１円筒部２１１と、当該第１円筒部２１１の密封空間Ｓ１側の端部から径方向内方に延びる環状部２１２と、当該環状部２１２の内周から延びてロールネック５１の外周面に当接している第１リップ部２１４及び第２リップ部２１３とを備えている。インナーシール２１０は、断面Ｌ字状で、第２円筒部２２１と円環部２２２とから構成される第１芯金２２０に接着している。

第１リップ部２１４は、第１芯金２２０の円環部２２２の内周縁に対して密封空間Ｓ１と反対側（外部空間Ｓ２側）に延びてロールネック５１の外周面に当接している。第１リップ部２１４の先端部の外周にはガータスプリング２１９が巻回されており、このガータスプリング２１９は、第１リップ部２１４をロールネック５１に圧接している。
第２リップ部２１３は、第１リップ部２１４よりも密封空間Ｓ１に近い側において、第１芯金２２０の円環部２２２の内周縁に対して密封空間Ｓ１側に延びてロールネック５１の外周面に当接している。

図６に示すように、インナーシール２１０の環状部２１２及び第１芯金２２０の円環部２２２には、オイルを密封空間Ｓ１から閉空間Ｓ４へ流出させるための排出口が形成されている。この排出口は、環状部２１２及び円環部２２２の周方向に一部に形成された環状部２１２及び円環部２２２を貫通する貫通孔２１５からなる。貫通孔２１５は、環状部２１２を貫通する貫通部２１５ａと、円環部２２２を貫通する貫通部２１５ｂとから構成され、貫通部２１５ａと貫通部２１５ｂとは連通している。
貫通孔２１５は、周方向に所定の間隔を隔てて隣接するように２個配設されている（図７参照）。貫通孔２１５の開口径は特に限定されないが、例えば、２ｍｍ程度であり、隣り合う貫通孔２１５の間隔（開口の中心間距離）は特に限定されないが、例えば、１０ｍｍ程度である。
なお、本実施形態に密封装置において、環状部２１２及び円環部２２２を貫通する貫通孔の個数は２個に限定されるわけではなく、１個であっても良いし、３個以上であっても良い。通常は、２〜３個程度が好ましい。

一方、本実施形態の密封装置Ｃでは、インナーシール２１０の第２リップ部２１３には貫通孔は形成されていない。
また、第１シール部材１は、インナーシール２１０の環状部２１２及び第１芯金２２０の円環部２２２を貫通するように設けられた貫通孔２１５が、ロールネック５１の上方に位置するように、第１シール部材１が軸受ケース７に組み付けられている。

上記第３実施形態に係る密封装置Ｃでは、密封空間Ｓ１内のオイルを貫通孔２１５を介して外部空間Ｓ２に排出することができる。具体的には、密封空間Ｓ１内にオイルが溜まり、そのオイルレベルが貫通孔２１５の下端に達すると、溜まったオイルは、エアーとともに、貫通孔２１５、インナーシール２１０とロールネック５１とアウターシール（第２のシール部）３０とで囲まれた閉空間Ｓ４、及び、アウターシール（第２のシール部）３０の第３リップ部３１とロールネック５１との間を通って外部空間Ｓ２に排出される。
また、密封装置Ｃでは、インナーシール２１０の第２リップ部（補助リップ）２１３が周方向全体に渡ってロールネック５１の外周面と当接しているため、密封空間Ｓ１に溜まったオイルが、ロールネック５１と第２リップ部２１３との間を通って外部に排出されることが抑制される。

従って、密封装置Ｃでは、貫通孔２１５の密封空間Ｓ１側の開口の下端の位置までオイルが溜まってからオイルが外部に排出されることとなり、密封装置Ｃでは、密封空間Ｓ１内のオイルレベルを回転軸（ロールネック５１）の上端より高くすることができる。

また、密封装置Ｃでは、オイルは、上述した経路で排出されるため、閉空間Ｓ３、及び、第１リップ部（主リップ）２１４とロールネック５１との間を通り抜けて外部に排出されることはほぼない。
そのため、第１リップ部（主リップ）の潤滑性が不足し、第１リップ部の摩耗が進行しやすくなることが懸念される。
しかしながら、密封装置Ｃでは、潤滑剤としてオイルエアを供給しており、オイルはグリースに比べて流動性が高く、潤滑剤としてオイルエアを供給した場合はグリースを供給した場合に比べて閉区間Ｓ４内の内圧を高く維持することができる。そのため、密封空間Ｓ１から閉区間Ｓ４に排出されたオイルは、第１リップ部２１４とロールネック５１との間にも入り込むこととなる。その結果、密封装置Ｃでは、第１リップ部（主リップ）の潤滑性も充分に確保することができる。
また、オイルが、第１リップ部２１４とロールネック５１との間に入り込み易くなるようにガータスプリング１９の付勢力を調整することもできる。
更に、密封装置Ｃは、密封装置Ａと同様、第２シール部材４のリップ部の潤滑性を確保することもできる。

［変形例］
本発明の密封装置の実施形態は、上述の密封装置Ａ，Ｂ，Ｃに限定されるわけではなく、例えば、以下に例示するような他の形態のものであってもよい。
上述の各実施形態に係る密封装置Ａ，Ｂ，Ｃでは、オイルを外部空間に排出するための排出口として、所定の箇所に貫通孔が形成されているが、本発明の実施形態に係る密封装置では、各貫通孔の密封空間側の開口部に弾性素材からなる蓋部が形成されていてもよい。この場合、上記蓋部には、密封空間側の内部圧力に応じて開閉可能なスリットが形成されているか、又は、複数の微細な貫通孔が形成されている。上記スリットとしては、貫通孔の密封空間側の開口部の直径に相当する１本の切れ込みや、十字状の切れ込み、平行に形成された複数本の切れ込み等が挙げられる。
また、第３実施形態に係る密封装置Ｃでは、排出口として、インナーシール２１０の環状部２１２及び第１芯金２２０の円環部２２２を貫通する貫通孔２１５が形成されている。ここで、貫通孔２１５に内壁（円環部２２２を貫通する貫通部２１５ｂの内壁）には、第１芯金２２０を構成する金属が露出しているが、この部分は、インナーシール２１０を構成する弾性素材と同様の弾性素材で被覆されていてもよい。

また、上述の各実施形態に係る密封装置Ａ，Ｂ，Ｃでは、転がり軸受６の内部にオイルエアを供給するための給油孔７０が軸受ケース７の下部に形成されているが、本発明の実施形態に係る密封装置において、給油孔の形成位置は、軸受ケース７の下部に限定されるわけではなく、軸受ケース７の上部であってもよい。例えば、本発明の密封装置を鋼片を水平方向に搬送する搬送用セグメントロールを支持する軸受装置に使用する場合には、鋼片の上側に位置するセグメントロールに用いる密封装置では軸受ケースの上部に給油孔を設け、鋼片の下側に位置するセグメントロールに用いる密封装置では軸受ケースの下部に給油孔を設けている。

また、各実施形態に係る密封装置Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、第１芯金２０と第２芯金３５は一体的に形成されていてもよい。また、第１，２の実施形態に係る密封装置Ａ，Ｂは、第１シール部材として、インナーシール単体を使用したものであってもよい。

また、第２実施形態に係る密封装置Ｂでは、第２リップ部１１３に堰部１１６が設けられており、この堰部１１６は第２リップ部の周方向全体に形成されている。一方、第１リップ部に堰部を形成する場合、上記堰部は周方向全体に形成する必要は無く、第２リップ部１１３の密封空間Ｓ１側であって、貫通孔１１５の径方向内側付近にのみ形成されていてもよい。

Ａ，Ｂ，Ｃ：密封装置、１：第１シール部材、４：第２シール部材
５：セグメントロール、６：転がり軸受、７：軸受ケース
１０，１１０，２１０：インナーシール、１１，１１１，２１１：第１円筒部
１２，１１２，２１２：環状部、１３，１１３，２１３：第２リップ部
１４，１１４，２１４：第１リップ部、１５，１１５，２１５：貫通孔
２１５ａ：貫通部、２１５ｂ：貫通部、１９，１１９，２１９：ガータスプリング
２０，２２０：第１芯金、２１，２２１：第２円筒部、２２，２２２：円環部
３０：アウターシール、
Ｓ１：密封空間、Ｓ２：外部空間、Ｓ３，Ｓ４：閉空間
７０：給油孔、１１６：堰部

Claims (2)

1. 転がり軸受を内嵌させる軸受ケースを備え、この軸受ケースに前記転がり軸受を介して水平軸回りに回転自在に支持される回転軸と前記軸受ケースとの間の環状空間を密封して密封空間とし、この密封空間にオイルエアが連続的に供給される密封装置において、
   前記軸受ケースの内周面に当接している第１円筒部と、当該第１円筒部から径方向内方に延びる環状部と、当該環状部の内周から前記密封空間と反対側に延びて前記回転軸と当接している第１リップ部と、当該環状部の内周から前記密封空間側に延びて前記回転軸と当接している第２リップ部と、を有し、全体が弾性素材からなるシール部と、
   前記シール部の第１円筒部を介して前記軸受ケースに内嵌する第２円筒部と、当該第２円筒部の端部から径方向内方に延びて、前記シール部の環状部と接している円環部と、を有する芯金と、を備えたシール部材を有し、
   前記シール部材は、周方向の一部に、密封空間内のオイルを密封空間の外部に排出するための排出口が形成されており、
   前記シール部材は、前記排出口が、前記回転軸よりも上方で、かつ前記回転軸から離れたところに位置するように配設されており、
   前記排出口は、前記第２リップ部の周方向の一部に形成された貫通孔からなることを特徴とする密封装置。
2. 前記第２リップ部の密封空間側の側面であって、前記貫通孔より先端側の側面に、径方向外方に突出する堰部が設けられている請求項１に記載の密封装置。
   

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