JPH07332376A - 軸受部密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は軸受部のシール装置に係り、軸受
部を密封状態とし、回転軸のような回転部体を高速回転
条件で遠心力を利用して摩擦条件やシール条件を有効に
調整及び操作することのできる回転軸シール機構を提供
しようとするものである。 【構成】 ロールなどの回転部４を支承する軸受箱２の
ような固定軸受部材と回転部４との間に設けられるシー
ル部体１０の一端側が回転部４にセットされ、このシー
ル部体１０の他端側遊端部は前記固定軸受部材に接合さ
れていて回転部４の回転作動による遠心力作用によって
上記固定軸受部材接合部における接合条件を変更する調
整を前記他端側遊端部に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軸受部シール装置に係
り、軸受部を密封状態となし、しかも回転軸のような回
転部体の高速回転条件下における遠心力を利用してその
摩擦条件ないしシール条件を有効に調整操作することの
できる回転軸シール機構を提供しようとするものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】各種生産設備などにおいて回転軸を用い
た機構が多いことは明かで、このような回転軸は軸受箱
のような軸受機構によって軸承されるが、斯うした軸受
機構においては一般的に遊隙を必要とする固定部体と回
転部体との間にシール材を圧入充填するものである。

【０００３】なおこのようなシール材として内腔を形成
したものを採用した構成として従来採用されているもの
は代表的に図６、図７に示す如くであって、図６に示す
ものは回転軸２１と軸受箱２２との間に密封のための断
面Ｕ形として内腔を形成したシール材２３を備え、該シ
ール材２３は軸受の潤滑を図る潤滑剤が系外へ漏洩する
ためにはシール材２３先端のシールリップ部２４を軸受
箱２２の内側に向け、また軸受箱２２へ外部から異物の
侵入を防止することに重点をおく場合には図示のように
軸受箱２２に対し外向きに設ける。

【０００４】軸受箱２２に軸受２５が収容され、また軸
受キャップ２６、２７が施されていることは図示の如く
で、シール材２３はシール押え２８によって所定位置に
保持されるように成っている。

【０００５】図７のものはラビリンス機構２９を用いた
場合を示すもので、軸受押え３０で軸受２５を取付け、
軸受キャップ２６、２７は図６のものと同様に設けられ
ている。

【０００６】なお軸受２５部分において粉塵や水分など
の侵入付着が好ましいものでないことは当然であって、
このような場合には別に図８として示すように軸受２５
に対してリング状とされた金属片３１または３２を取付
け、軸受転子部分などに異物や水の侵入することを抑制
し、また内部潤滑剤などの漏洩を抑制することが行われ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然し上記のように遊隙
を確保しながら防水ないし防塵を有効に達成することは
容易でない。即ちシール材を圧入充填することによって
前記したような固定部体と回転部体との間の防水シール
を図り得ることになるが、斯うして固定部体側に圧入充
填されたシール材は固定部材となり、この固定部材たる
シール材と回転部体との間に大きな摩擦抵抗が発生し、
回転部体の回転作動を妨害することとならざるを得ず、
回転部体に対する回転駆動力なども著しく大きなものと
なる。

【０００８】従ってシール材の圧入度合いを軽減したも
のとせざるを得ないが、斯うしてシール材の圧入充填度
合いを低減すると水分の侵入に対する防止作用も不充分
となる。実地的にはそうした圧入充填と防水シールの度
合いを中間的なものとせざるを得ず、この場合において
は防水面および回転円滑化の何れの面においても不充分
なこととなる。

【０００９】このような従来一般のものにおける不利を
それなりに回避すべく採用されている図６、図７のもの
は内腔をもったシール材を用いることによって単純な密
実化充填とは異るとしてもシール性を高めるにはシール
材と回転部材との接合圧を高めることが不可欠であっ
て、成程接合シール位置が幅の限定された線状の如くな
るとしても接合部に集中的に圧接力が作用して摩耗が著
しく、回転軸やロールにおいても溝状の摩耗が発生す
る。従ってこの場合においても円滑な作動性や充分な耐
用性を求めることは至難とならざるを得ない。なお図７
に示すようなラビリンス機構によるものにおいて侵入を
防止する対象が気体の場合はその圧力変動を生ぜしめて
シールすることができても液体の場合にはその効果が極
めて乏しく、異物侵入を的確に防止できない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来技術における課題を解決することについて検討を重
ね、前記したような回転軸や回転ロールなどの軸支部分
においてそれら回転部体の高速回転条件下における遠心
力を利用して夫々の場合における摩擦条件またはシール
条件を調整操作せしめ、好ましい密封ないしシール条件
を形成することに成功したものであって、以下の如くで
ある。

【００１１】（１） ロール等の回転部体を支承する軸
受箱のような固定軸受部材と前記回転部体との間に設け
られるシール部体の一端側が上記回転部体にセットさ
れ、該シール部体の他端側遊端部が前記固定軸受部材に
接合されていて前記回転部体の回転作動による遠心力作
用によって上記固定軸受部材接合部における接合条件を
変更する調整部を前記他端側遊端部に形成したことを特
徴とする軸受部密封装置。

【００１２】（２） シール部体の一端側が固定軸受部
材の半径方向外側に位置して形成された回転部体のシー
ル部体セット部に定着され、該シール部体の他端側遊端
部が前記回転部体におけるシール部体セット部より半径
方向内側において上記固定軸受部材に接合するようにさ
れたことを特徴とする前記（１）項に記載の軸受部密封
装置。

【００１３】（３） シール部体の一端側が固定軸受部
材の半径方向内側に位置して形成された回転部体のシー
ル部体セット部に定着され、該シール部体の他端側遊端
部が前記回転部体におけるシール部体セット部より半径
方向外側において上記固定軸受部材に接合するようにさ
れたことを特徴とする前記（１）項に記載の軸受部密封
装置。

【００１４】（４） シール部材の他端部遊端側に重量
部を形成して回転部体の回転に伴う遠心力作用を効率的
に得しめるようにしたことを特徴とする前記（１）〜
（３）項に記載の軸受部密封装置。

【００１５】

【作用】ロール等の回転部体を支承する軸受箱のような
固定軸受部材と前記回転部体との間に設けられるシール
部体の一端側が上記回転部体にセットされることにより
シール部体がロール等の回転部体と共に回転し、従って
シール部体と回転部体との間に摩擦抵抗などの発生がな
いこととなる。

【００１６】前記したようにロールまたは回転軸などの
回転部体にセットされているシール部体の他端側遊端部
が前記固定軸受部材に接合されていて前記回転部体の回
転作動による遠心力作用によって上記固定軸受部材接合
部における接合条件を変更する調整部を前記他端側遊端
部に形成したことにより回転作動による遠心力でシール
部体と固定軸受部材との間における接合条件を適宜に変
化して夫々の回転作動条件に則したシール状態を形成す
る。

【００１７】シール部体の一端側が固定軸受部材の半径
方向外側に位置して形成された回転部体のシール部体セ
ット部に定着され、該シール部体の他端側遊端部が前記
回転部体におけるシール部体セット部より半径方向内側
において上記固定軸受部材に接合するようにされたこと
により回転部体の回転に伴いシール部体の他端側遊端部
と固定軸受部材との間の接触摩擦が低減され、高速回転
に伴うシール部材および該シール部材と接合した固定軸
受部材の損耗を軽減皆無化し、また高速回転のための駆
動力を縮減する。

【００１８】シール部体の一端側が固定軸受部材の半径
方向内側に位置して形成された回転部体のシール部体セ
ット部に定着され、該シール部体の他端側遊端部が前記
回転部体におけるシール部体セット部より半径方向外側
において上記固定軸受部材に接合するようにされたこと
により回転部体の回転作動に伴ってシール部体の他端側
遊端部と固定軸受部材との間の接合作用が強化され、高
速回転時において軸受部などの枢要部に対するシール性
を向上し、軸受材などの保護を図り、好ましい機能を維
持せしめる。

【００１９】シール部材の他端部遊端側に重量部を形成
して回転部体の回転に伴う遠心力作用を効率的に得しめ
るようにしたことによりロールまたは回転軸の回転によ
る遠心力作用を有効に得しめ、接触摩擦の低減ないし部
材損耗の軽減皆無化やシール性の向上などを的確に達成
する。

【００２０】

【実施例】上記したような本発明によるものの具体的な
実施例を添附図面に示すものについて説明すると、本発
明によるものの全般的な構成関係の１つは図１に示す如
くであって、ロールのような回転体４における軸部５の
先端側に対してベアリングのような軸受１が装着されて
押え９で保持され、該軸受１は軸受キャップ３ａと軸カ
バー３ｂを有する軸受箱２に取付けられている。

【００２１】前記した軸カバー３ｂは本発明において前
記した図７の従来からのものと同様に円周方向へ突出し
た支持部３３を形成し、また回転体４の周面端部には同
じく図７のものと同様にリング状突部４３を軸部５と平
行状に突出させ、前記支持部３３とリング状突部４３と
の間に断面Ｕ形のシール部体１０を介装させたものであ
る。

【００２２】前記シール部体１０の仔細については別に
図２において（ａ）〜（ｃ）の如く代表的な構成が示さ
れており、同図（ａ）のものはシール部体１０の遊端部
にウエイト部１１を形成して高速回転時における遠心力
作用を効率的に受けるようにしたものであるのに対し、
同図（ｂ）のものはシール部体の遊端部が比較的薄層と
されたもので高速回転による遠心力作用を受けることが
少く、従って高速回転時において停止部材である支持部
３３から離脱状態となるが、しかも回転速度によるシー
ル性能低下の少い構成とされたものである。

【００２３】更に図２の（ｃ）に示したものはウエイト
部１１が遠心力作用を受けても支持部３３から大きく離
脱することを阻止する制限部１２を設けたものであっ
て、相当の高速回転時にシール部体１０の遊端が支持部
３３から大きく離脱することを防止し、支持部３３との
間隙が小さいことから内部に塵埃などが進入することを
制限する構成となっている。

【００２４】然してこれら図２における（ａ）〜（ｃ）
の何れの構成においても回転体４の端面内側に図示のよ
うに取付けられたシール部体１０は回転時の遠心力に見
合った量だけ突出支持部３３から浮上し、その浮上量は
シール部体１０の材質、肉厚によって適宜に調整され、
回転時における遠心力によって進入しようとする水分な
どを的確に振切られるし、シールリップの発熱や摩耗を
大幅に縮減し、無視し得ることは明かである。

【００２５】図３には本発明が軸受１に対する防塵シー
ル部材として実施された場合を示してあり、軸受箱２に
設けられた軸受１が回転体４の軸部５を設け、軸受箱２
には軸受キャップ３ａと軸カバー３ｂが対設されている
ことは図１のものと同様であるが、軸受１に対しては軸
カバー３ｂの厚さ方向にそって取付リング８が軸部５に
取付けられ、該取付リング８にはリング状のシール板６
の内周端が取付けられている。また該シール板６の他周
端には同じくリング状をなしたウエイト部材７が取付け
られ、該ウエイト部材７には接合シール部７ａが軸カバ
ー３ｂと接合するように突設されている。

【００２６】即ち回転体４およびその軸部５と軸カバー
３ｂとは常態においてウエイト部７をも有する弾性体の
シール板６によってシールされ、粉塵や水分などが軸受
１部分に侵入することを防止しているが、このような回
転体４およびその軸部５が高速回転した場合には図５に
おいて仮想線で示すようにウエイト部７に遠心力が作用
して軸カバー３ｂ側に倒れ込むように作用し、接合シー
ル部を軸カバー３ｂに押しつけることとなる。即ち高速
回転条件下においても有効なシール関係を形成維持せし
める。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
軸受部に密封状態を形成し、しかも回転軸やロールのよ
うな回転部体の高速回転条件下における遠心力を適切に
利用しその摩擦条件ないしシール条件を夫々の構成条件
下において有効に利用し、摩擦や発熱の抑制回避、侵入
水の排出あるいはシール作用の増大の如きを適切に得し
め、従来技術に求め得ない特質性を得しめるものである
から工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による軸受密封装置の全般的構成関係の
１例を示した断面的説明である。

【図２】図１に示したもののシール材断面についての若
干例を併せて示した部分的断面図である。

【図３】本発明による別の軸受密封構成を示した全般的
断面図である。

【図４】図３に示したシール部分の拡大説明図である。

【図５】図４に示したシール機構部分に関する作用説明
図である。

【図６】従来の軸受密封装置１例についての全般的な断
面的説明図である。

【図７】従来のもう１つの軸受密封装置についての図６
と同様な断面的説明図である。

【図８】従来の軸受密封装置についての更に別の例を示
した要部の各断面図である。

【符号の説明】

１ 軸受 ２ 軸受箱 ３ａ 軸受キャップ ３ｂ 軸カバー ４ 回転体 ５ 軸部 ６ シール板 ７ ウエイト部 ７ａ 接合部 ８ 取付リング ９ 軸受押え １０ シール部体 １１ ウエイト部材 １２ 制限部 ２１ 回転軸 ２２ 軸受箱 ２３ シール材 ２４ シールリップ部 ２５ 軸受 ２６ 軸受キャップ ２７ 軸受キャップ ２８ シール押え ２９ ラビリンス機構 ３０ 軸受押え ３１ リング状シール金属片 ３２ リング状シール金属片 ３３ 円周方向突出支持部 ４３ リング状突部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村元 祐 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 北脇 道夫 京都府京都市中京区河原町二条下ル東入ル 一ノ船入町538 (72)発明者 田面 昭緒 兵庫県明石市貴崎３丁目１番地 11棟503 号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロール等の回転部体を支承する軸受箱の
   ような固定軸受部材と前記回転部体との間に設けられる
   シール部体の一端側が上記回転部体にセットされ、該シ
   ール部体の他端側遊端部が前記固定軸受部材に接合され
   ていて前記回転部体の回転作動による遠心力作用によっ
   て上記固定軸受部材接合部における接合条件を変更する
   調整部を前記他端側遊端部に形成したことを特徴とする
   軸受部密封装置。
2. 【請求項２】 シール部体の一端側が固定軸受部材の半
   径方向外側に位置して形成された回転部体のシール部体
   セット部に定着され、該シール部体の他端側遊端部が前
   記回転部体におけるシール部体セット部より半径方向内
   側において上記固定軸受部材に接合するようにされたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の軸受部密封装置。
3. 【請求項３】 シール部体の一端側が固定軸受部材の半
   径方向内側に位置して形成された回転部体のシール部体
   セット部に定着され、該シール部体の他端側遊端部が前
   記回転部体におけるシール部体セット部より半径方向外
   側において上記固定軸受部材に接合するようにされたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の軸受部密封装置。
4. 【請求項４】 シール部材の他端部遊端側に重量部を形
   成して回転部体の回転に伴う遠心力作用を効率的に得し
   めるようにしたことを特徴とする請求項１〜３に記載の
   軸受部密封装置。