JPH09310764A - 高速回転軸の軸受部シール機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱間圧延機の圧延ロール軸受部のように高速
回転・高温条件下の回転軸軸受部のシールをシール材の
損耗変質を防止して耐用性を高めると共に摩擦抵抗の少
い構成により達成することのできる軸受部シール機構を
提供する。 【構成】 軸受固定枠５の中間部に突出部１５を形成
し、この固定枠の両側にスリーブ１１と回転ロール１２
の肩部によって前記固定枠方向に押進作用するインナー
リング１３を備え、このインナーリングとスリーブとの
間に回転軸に装着されたシール材１を介装するものにお
いて、前記シール材１に上記した軸受固定枠５の中間部
の突出部１５に対し平行状に対設されたリップ２，２の
中間に屈曲部を形成し、それらリップの屈曲部より先端
側を初期設定状態において前記突出部１５から離脱状態
に保持されるように設けると共に回転ロール１２の軸受
部締め込みによって前記リップ先端側を前記インナーリ
ング１３とスリーブ１１によって上記突出部１５の両側
に圧接シールさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高速回転軸の軸受部
シール機構に係り、熱間圧延機における圧延ロール軸受
部のように高速回転し、また高温条件下における回転軸
軸受部のシールを有効適切に達成し、しかもシール材の
損耗変質を防止し耐用性を高めると共に摩擦抵抗の少い
構成により前記特質性を充分に達成しようとするもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延機のような高温条件下で運転さ
れるロール軸受部にはその回転を円滑ならしめるための
潤滑油が不可欠であることは固より、また水のような冷
却液が常に供給され、しかも高速運転に伴う酸化物、金
属粉塵ないし細片などが多く、そうした固形分の衝撃や
間隙部への進入附着が繰返される条件下にあることは明
白である。従ってこのような事情下においてその軸受部
に対する防塵ないしシール機構については従来から種々
の検討、提案が重ねられている。

【０００３】即ち、斯様な目的でモーゴイル軸受は従来
から種々に実用化され、鉄鋼便覧などにも紹介されてい
ると共に例えば実公昭４８−４１４７９号公報、特開昭
５３−９９５９号公報、特開昭５３−４８１５７号公報
などに仔細が発表され、近時公開されているものとして
も、特公平２−１１３２２号公報、特公平３−８０５６
５号公報、特公平４−５１２４４号公報、実公昭６０−
２５２８３号公報、実公平４−４２００３号公報、実公
平５−４８８１号公報などがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
技術によるものはそれぞれに好ましい技術的効果を達成
していることは当然であるとしても、前記したような高
温条件下で必然的に冷却水と潤滑油が併用され、粉塵な
どの発生が著しい条件下においてシール材の耐用性を確
保し、しかもその冷却水進入および潤滑油流出を的確に
防止するような技術は見当らない。即ちシール性を確保
するにはシール材をシール面に対して充分に圧接するこ
とが必要であり、そのような高温条件下の回転軸にシー
ル材を強圧させた条件下においては当然にシール材の損
耗、変質が大であって耐用性の乏しいものとならざるを
得ない。

【０００５】またこのような回転部体と固定部体との間
において回転を可能ならしめるように採られた遊隙に対
するシールとしてはそれら両部体間の僅かな振れに対し
ても有効に追従シールしなければならないこととなる
が、高速回転条件下ではゴム質の如きであるシール材の
追従作用がその振動に対し有効に追随できないこととな
って振れ量だけ開いた状態を示し、所謂口開き現象を生
ずる。また平行面の如きにおいては水または油の流動が
容易であるから上記のような遊隙から油の流出や水の浸
入なども不可避であり、何れにしても好ましいシール効
果を求め難い。

【０００６】

【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消することについて検討を重
ね、前記したような熱間圧延機の如き高圧条件下で、し
かも高速運転される条件を有効適切に利用することによ
り、好ましい冷却水の進入防止および潤滑油の流出防止
とシール材の耐用性向上を的確に達成させることに成功
したものであって、以下の如くである。

【０００７】（１） 軸受固定枠の中間部に突出部を形
成すると共に該軸受固定枠の両側にスリーブと回転ロー
ル肩部によって前記軸受固定枠方向に押進作用されるイ
ンナーリングとを有し、該インナーリングとスリーブと
の間に回転軸に装着されたシール材を介装するようにし
たものにおいて、前記シール材に上記した軸受固定枠中
間部の突出部に対し平行状に対設されたリップの中間に
屈曲部を夫々形成し、それらリップの屈曲部より先端側
を初期設定状態において前記突出部から離脱状態に保持
される如く設けると共に回転ロールの軸受部締め込みに
よって前記リップ先端側を前記インナーリングとスリー
ブによって上記突出部の両側に圧接シールさせるように
したことを特徴とする高速回転軸の軸受部シール機構。

【０００８】（２） ロール軸部に対してスライド可能
に設けられたスリーブと軸受固定部材との間に給油潤滑
間隙を形成し、該給油潤滑間隙の前方に位置したシール
材に該シール材から先端が軸受固定枠に達するように分
岐突出した油切りリップを設け、該油切りリップと前記
シール材との間に上記したスリーブ先端面の過半域に達
する切込み溝を形成したことを特徴とする前記（１）項
に記載した高速回転軸の軸受部シール機構。

【０００９】

【発明の実施の形態】上記したような本発明によるもの
の具体的な実施態様を添付図面に示すものについて説明
すると、熱間圧延機の如きにおける圧延ロールなどの回
転ロール１２の端部はテーパ部２２を形成して軸受固定
枠５中に挿入され固定軸受部１４に対してボルトのよう
な調整手段で押し込まれシール材１に押しつけられて回
転ロール１２のテーパ部２２に対し図２に示すようにシ
ール材１が係接突起部７、８および水止めシール部３で
接合されて一体化されるテーパスリープ１１を有し、ま
た軸受部を形成する固定枠５の軸受側には図示されるよ
うに幅方向中間部に前記テーパ部２２側へ突出した突出
部１５を形成してＴ型断面を形成している。

【００１０】上記したような軸受固定枠５と回転ロール
１２のテーパ部２２との間にはシール材１が介装される
が、該シール材１はその中間に制膨体９を設け、また該
制膨体９の両側には切込み部６を介して平行状のリップ
シール部２、２が対設され、これらのリップシール部２
は中間に屈曲部２ａを夫々形成し該屈曲部２ａより先端
側は前記突出部１５方向に近接せしめられているが、図
１のようにロール１２のテーパ部２２とテーパスリーブ
１１が締め込まれない状態においては各リップシール部
２が突出部１５との間に間隙１７が形成保持されるよう
に構成されている。

【００１１】即ち、この図１のように突出部１５との間
に間隙の形成された状態は開放状態であって、固定枠５
とロール１２との間においてシール材１の組込みを容易
とすることは明かであり、分解組立て操作を大幅に改善
する。つまり２つのリップシール部２、２は突出部１５
から完全に離脱し、突出部１５に対し簡易に装着するこ
とができ、またその状態ではシール材１が固定枠５の全
周方向において略図１のような関係位置を採っていてロ
ール軸のテーパー部２２を適宜に挿脱することができ
る。

【００１２】前記した図１のような開放状態から前記し
た図２に示すようにロール肩部でインナーリング１３を
押し込むと共にテーパスリーブ１１を押し込むことによ
りインナーリング１３の先端が一方のリップシール２の
基端を押し込むと共にテーパスリーブ１１の先端で他方
のリップシール２を押進してそれらリップシール２、２
の屈曲部２ａで屈曲された先端を突出部１５の両側に夫
々挟接してこの図２のような状態を形成する。この図２
の状態においては固定枠５の突出部１５がその軸方向
（即ち図示の状態で左右方向）に移動しても各リップシ
ール２、２の先端における屈曲状態たが若干変動する程
度であってリップが突出部１５から離れることがなく充
分に追随し得る。

【００１３】上述したリップシール２、２の一側である
テーパースリーブ１１側にはもう１つの先端部を２又状
とした油切りリップ４が形成され、該油切りリップ４の
外側に傾斜した一方のリップ部４１は図１の状態で上記
したような固定枠５の幅範囲外に突出した状態をなし、
他方のリップ部４２は固定枠５の端部に近い位置を指向
するように位置する。なお油切りリップ４とリップシー
ル部２との間には切込み溝２０が形成され、この切込み
溝２０に制膨リング１０が設けられているが、この切込
み溝２０は前記テーパースリーブ１１の端面１１ａ過半
域に達するようにされている。然して図２のようにテー
パースリーブ１１の押込みを受けることによってそうし
た油切りリップ４の全体が固定枠５の中央部方向に押込
まれることとなり、前記のように切込み溝２０が深いこ
とと相俟って一方のリップ部４１は固定枠５の幅方向端
部に接合すると共に適度に突出した位置を採り、テーパ
ースリーブ１１と固定軸受部１４の間から放出される油
滴の大部分を固定枠５の外側に分離搬出するように構成
され、しかもこのような押込みによってリップシール２
の先端を図２のように突出部１５に接合シールさせるよ
うになっている。

【００１４】上記したような本発明のものにおいて主と
してロール１２部分に注加される冷却水はインナーリン
グ１３とロール端面１２ａとの間からテーパ部２２部分
に流入しようとするが図２のようにシール材１の水止め
シール部３がロール１２の中間に接合しインナーリング
１３で押え込まれているシール条件下においてはこのよ
うなロール端面１２ａに沿うな冷却水の流入は有効に防
止される。またロール１２に滴下されて発生した飛沫な
どの固定枠５とロール端面１８との間から侵入しようと
するものは突出部１５に接合しているシール材１の一方
のリップシール２によって適切に防止される。

【００１５】テーパスリーブ１１がシール材１の他側で
ある油切りリップ４側を押圧して図２のように油切りリ
ップ４を固定枠５のコーナ部５ａに押しつけ、しかもシ
ール材１の係接突部７をロール１２のテーパ面２２に圧
接しているシール状態においては固定部体である受部１
４との間隙１７から流出する潤滑油の大部分が油切りリ
ップ４によって固定枠５方向に排出され、このような状
態で一部の油分が突出部１５部分に侵入しても前記リッ
プシール２に対設されたもう１つのリップシール２ａに
よってそれより内部に進入することが的確に阻止され
る。

【００１６】なお制膨帯９と制膨リング１０によって図
２に示したようなシール材１の締め込み状態でロール１
２と一体的に回転作動することの明かなシール材１はそ
の回転作動による遠心力で前記リップシール２、２の屈
曲部２ａより先端側が固定枠５の突出部１５面に対する
接合状態から回転半径外側方向に伸びようとし、即ち突
出部１５に対する圧接力が低減する作用力を帯びること
となる。従ってロール１２の高速回転によってもリップ
シール２、２ａの損耗を制御して耐用性の高い利用をな
すことができる。

【００１７】本発明によるものは軸受固定枠の中間部に
突出部を形成すると共に該軸受固定枠の両側にスリーブ
と回転ロール肩部によって前記軸受固定枠方向に押進作
用されるインナーリングとを有し、該インナーリングと
スリーブとの間に回転軸に装着されたシール材を介装す
るようにしたものにおいて、前記シール材に上記した軸
受固定枠中間部の突出部に対し平行状に対設されたリッ
プの中間に屈曲部を形成し、それらリップの屈曲部より
先端側を初期設定状態において前記突出部から離脱状態
に保持される如く設けることによりロール軸部に対する
装着組込み操作を容易とする。

【００１８】また上記のようにして装着組み込まれる回
転ロールの軸受部締め込みによって前記リップ先端側を
前記インナーリングとスリーブによって上記突出部の両
側に圧接シールさせるようにしたことによりロール面側
から流入する冷却水流入と固定受部とテーパスリーブの
間から流入する油分進入の何れをもリップ先端によるシ
ールによって有効に防止する。

【００１９】上記したようなロール軸部に対してスライ
ド可能に設けられたスリーブと軸受固定部材との間に給
油潤滑間隙を形成し、該給油潤滑間隙の前方に位置した
シール材に該シール材から先端が軸受固定枠に達するよ
うに分岐突出した油切りリップを設け、該油切りリップ
と前記シール材との間に上記したスリーブ先端面の過半
域に達する切込み溝を形成したので上記したようなスリ
ーブの締込みによって油切りリップおよびシールリップ
を適切に締め込み、その油切りリップによって前記のよ
うに固定受部とテーパスリーブとの間から進入しようと
する油分の殆んどを１次的に固定枠方向に排除するの
で、上述したような突出部に対するシールリップによる
油分の進入防止を充分に的確化する。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
熱間圧延機などの高温条件下で運転される軸受部への冷
却水および潤滑油分の進入を何れも有効にシールし防止
することができ、しかも回転時における遠心力方向にそ
ってシールリップが位置せしめられることから高速回転
による振れに対して有効に即応して口開き現象を生ずる
ことが少く、また高速回転による遠心力を利用してシー
ルリップの圧接状態を適度に緩和して耐用性を高めるな
どの効果を有しており、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】本発明による軸受部シール機構の締め込み前の
ロール挿入状態を示した部分的な断面図である。

【図２】図１に示した状態からロールに対し締め込んだ
設定状態を示す同様な部分的断面図である。

【符号の説明】

１ シール材 ２ 水側シールリップ ２ａ 油側シールリップ ３ 水止めシール部 ４ 油切りリップ ５ 固定枠 ６ 挟接空隙 ７ 係接突起部 ８ 係接突起部 ９ 制膨帯 １０ 制膨リング １１ テーパースリーブ １２ 回転ロール １３ インナーリング １４ 固定軸受部 １５ 突出部（固定枠（５）の） １７ 間隙 １８ ロール端面 ２０ 切込み溝 ２２ テーパ部 ４１ 油切りリップにおける一方のリップ部 ４２ 油切りリップにおける他方のリップ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村井 誠 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者 北脇 道夫 兵庫県神戸市長田区若松町九丁目１番30号 六菱ゴム株式会社内 (72)発明者 上田 奏一郎 兵庫県神戸市長田区若松町九丁目１番30号 六菱ゴム株式会社内 (72)発明者 枝根 里志 兵庫県神戸市長田区若松町九丁目１番30号 六菱ゴム株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受固定枠の中間部に突出部を形成する
   と共に該軸受固定枠の両側にスリーブと回転ロール肩部
   によって前記軸受固定枠方向に押進作用されるインナー
   リングとを有し、該インナーリングとスリーブとの間に
   回転軸に装着されたシール材を介装するようにしたもの
   において、前記シール材に上記した軸受固定枠中間部の
   突出部に対し平行状に対設されたリップの中間に屈曲部
   を夫々形成し、それらリップの屈曲部より先端側を初期
   設定状態において前記突出部から離脱状態に保持される
   如く設けると共に回転ロールの軸受部締め込みによって
   前記リップ先端側を前記インナーリングとスリーブによ
   って上記突出部の両側に圧接シールさせるようにしたこ
   とを特徴とする高速回転軸の軸受部シール機構。
2. 【請求項２】 ロール軸部に対してスライド可能に設け
   られたスリーブと軸受固定部材との間に給油潤滑間隙を
   形成し、該給油潤滑間隙の前方に位置したシール材に該
   シール材から先端が軸受固定枠に達するように分岐突出
   した油切りリップを設け、該油切りリップと前記シール
   材との間に上記したスリーブ先端面の過半域に達する切
   込み溝を形成したことを特徴とする請求項１に記載した
   高速回転軸の軸受部シール機構。