JPS5821145B2 - 圧延ロ−ルのベアリング用の弾性密封体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ベアリング用の密封体に関するもので、とく
に圧延機のロールの横端面と、チョック（圧延機のハウ
ジングに装入され、ベアリングを受容する部材）との間
に装入される組立密封構造の１部をなす弾性密封体に関
するものである。

圧延機のロールネック（ロールの両端延長部）は、通常
油膜ベアリングに回転自在に支承される。

ロールネックには、スリーブ（外套）がキーまたはその
細手段で固定され、ベアリングの１部を構成する。

したがって、ロールとスリーブは、ともに回転する。

このスリーブは、その外周をチョックに受容された静止
したブッシング（筒管）に支承される。

圧延中は、このスリーブとブッシングの間に、常に油膜
が維持されている。

ロールの横側端面とチョックの間には、組立密封構造が
装入され、ベアリングからの油の漏洩を防ぐとともに、
冷却水、圧延スケール（圧延中に剥離する金属酸化物）
等の混合物が外部からベアリングに侵入するのを防止す
る。

四重式圧延機においては、とくに上側の２本のロール、
すなわちワークロール（直接圧延材を展延するロール）
と、バックアップロール（ワークロールを支える補強ロ
ール）との組立密封構造の排出口が下方に開口していて
、下側の２本のロールの回転面から遠心力で上方にはね
とばされてくる混合物が、この排出口から侵入する可能
性があるため、゛上側の２本のロールのベアリングへの
外部からの異物の混入を防止することがしばしば問題と
なっている。

圧延機用組立密封構造の典型的１例が、本特許出願人の
米国特許第３．３３０，５６７号に記載されている。

この組立密封構造は、ロールネックのテーパー状延長部
に嵌装される環状胴部と、この環状胴部から半径方向に
延伸する弾性のフランジ（複数）からなる弾性ロールネ
ック密封体を備えている。

これらの弾性フランジの先端が、チョックに固定されて
回転しない密封端板の肩面（複数〕と摩擦係合し、フラ
ンジの１つと、これに係合する静止端板の肩面の間の密
封係合により、油がベアリングから漏洩するのを防止し
、他の一方のフランジと、これに対応する端板の肩面の
間の密封係合により、外部から異物がベアリングに侵入
するのを防止する。

この組立密封構造は、さらに回転する内側密封リングを
備え、この内側密封リングは円周上の異なる位置でロー
ルの端面との間にスペーサー（複数）を挾んでいる。

また、回転しない外側密封リングが設けられ、内外の密
封リングが協同してロールの端面と密封端板の間にラビ
リンスシールを形成している。

外側密封リングの底部には、ラビリンスシールからの排
出口が設けられている。

この式のものは、長年に亘ってほぼ満足に使用されてさ
たが、たとえばワークロールに多量の冷却液を使用しな
ければならないようなときは、内外の密封リングに形成
されたラビリンスシールだけでは不充分で、ためにロー
ルの端面と外側密封リングの間のギャップを塞ぐための
別の弾性密封体を追加しなければならなかった。

従来、この別の弾性密封体は、軽量の押出し帯状弾性材
を所定の長さに切断し、外側密封リングの外周に巻き付
け、これを金属性保持バンドで止める形式が普通であっ
た。

この弾性密封体の場合は、外側密封リングの全周を完全
に取り巻かないで、むしろその両端は互に離しておき、
組立密封構造からの混合物排出のための下部排出口の位
置に、ギャップを残すようにしていた。

この種の弾性密封体での密封効果は、非常に改善された
が、外部の金属保持バンドを使用する必要があるため、
着脱が困難を伴い、かつ下部排出口におけるギャップの
ため、下側ロールの回転面からはね上げられてくる混合
物の侵入を完全に防止することができなく、このことは
上側ワークロール、バックアップロールに対してとくに
然りであったっ ゛本発明の目的は、前述の問題を解決、ないしは最小限
に止める外側密封リングに嵌装される改良された弾性密
封体を提供することである。

さらに明確な本発明の目的は、弾性密封体は、別の保持
バンドを用いることなく、外側密封リングの外周に緊定
嵌装される環状胴部と、ロールの横端面と密封接触する
円錐環状リップ（唇状フランジ）とを備え、環状胴部に
は外側密封リングの排出口と半径方向で合致する排出孔
を設け、内外密封リング間のラビリンスシールからの排
出を妨げないようにする。

さらに、弾性密封体の環状胴部に設けられた排出孔を通
って混合物が侵入するのを防止、ないしは最小限に止め
るために、第２のリップでこの排出孔をカバーするとと
もに、内方に設けた比較的剛性の邪魔板と協同してラビ
リンスシールを形成せしめるのも本発明の目的とすると
ころである。

この邪魔板は、環状胴部を補強して変形歪を抑える付加
的効果を与える。

かくのごとく、排出孔。第２のリップおよび邪魔板が互
に相まって、補強された排出迷路を形成する。

。本発明の弾性密封体は、ロールの横端面と、
チョックに受容されている潤滑ベアリングとの間に挟入
された組立密封構造の静止した外側密封リング上に嵌装
される。

外側密封リングは、内側密封リングと協同してラビリン
スシールを形成し、密封迷路からの排出は、外側密封リ
ングの底部に設けた排出口からなされる。

本発明の弾性密封体は、外側密封リングの外周に緊定嵌
装される環状胴部を備え、補助的保持金属バンド等の必
要を省くことができる。

この環状胴部と一体に形成された第１の環状リップが、
環状胴部の軸と角度をなして外方に伸び、ロールの横端
面と密封接触する。

環状側部には、外側密封リングの排出口と合致する排出
孔が設けられ、内外の密封リングの間に形成されたラビ
リンスシール内に侵入した液体は、ここを通って自由に
排出される。

環状胴部の排出孔の外側を第２のリップがカバーしてい
る。

この第２リツプも環状胴部と一体に形成され、第１のリ
ップと逆方向に、環状胴部の軸と角度をなして外方にの
びている。

環状胴部は、両リップとともに合成ゴム材の成型または
押出しにより製作するのが望ましい。

第２のリップの半径方向内側に、比較的剛性の（帯状金
属でつくるのが望ましい。

）邪魔板が設けられる。

この邪魔板は、環状胴部の排出孔を跨いで、その両端を
環状胴部に埋め込まれる。

邪魔板は、第２のリップと協同して、排出孔から上方に
混合物が侵入する可能性を除き、あるいは少なくとも最
少限に止めるためのラビリンスシールを形成するととも
に、同時に排出孔付近での変形歪に対して環状胴部を補
強する機能を持っている。

本発明は、とくに下方に開いた排出孔の中に、遠心力に
より上方にはねとばされた混合物が侵入するおそれのあ
る四重式圧延機の上側ワークロールとバックアップロー
ルの組立密封構造に使用して有効であるが、これに限定
されるものではない。

つぎに、本発明の望ましい実施例の１つを、図面を用い
て説明する。

第１図に示すごとく、この種の圧延機においては、一対
のワークロール８ａ、８ｂが、それぞれ上下のバックア
ップロール１０ａ、１０ｂに回転しつつ支えられている
。

各ロールの両端部は、ベアリングチョック１１に受容さ
れた油膜ベアリングに回転自在に支承され、各ベアリン
グチョック１１は圧延機のハウジング（図示省略）に受
容されている。

各ロールの油膜ベアリングと組立密封構造の曲型的なも
のとして、上側のバックアップロール１０ａを選び、第
２図を参照してこれを説明する。

バックアップロール１０ａは、横端面１２とロールネッ
ク１４およびその中間のテーパ一部１６を有している。

ロールネック１４の外側には、スリーブ（外套）１８が
嵌合されていて、その外周面は同筒状ベアリング面２０
を形成している。

スリーブ１８は、ロールネック１４にキー等の公知の方
法で固定される（図示省略）。

スリーブ１８は、内面に円筒状ベアリング面２４を備え
た固定ブッシング２２の中に回転自在に支承される。

固定ブッシング２２は、ベアリングチョック１１の内部
に固定されている。

したがって、スリーブ１８は、バックアップロール１０
ａとともに回転し、ベアリングチョック１１と固定ブッ
シング２２は静止していることになる。

圧延作業中は、円筒状ベアリング面２０と円筒状ベアリ
ング面２４との間に油が絶えず潤沢に供給される。

ベアリングチョック１１の環状延長部２８の底部には油
溜り３０が形成され、円筒状ベアリング面２０．２４か
ら出て来る油は、絶えずこの中に集められる。

油溜り３０に集められた油は、ここから適当なパイプ径
路（図示省略）を経て、公知の方法で再循環され、再び
円筒状ベアリング面２０．２４に送られる。

また、圧延作業中は、ワークロール８ａ、８ｂとバック
アップロール１０ａ、１０ｂの表面に絶えず冷却液がか
けられている。

この冷却液は、ごみや圧延スケールのような固定異物を
拾い集めて圧延機外に流れ出るが、ここでは冷却液、圧
延スケール、ごみ等をあわせて汚染物と総称することに
する。

バックアップロール１０ａの横端面１２とベアリングチ
ョック１１の間に嵌装されている組立密封構造３４の作
用効果は、ベアリングからの油の漏洩を防ぎ、かつ混合
物がベアリングに侵入するのを防ぐことである。

説明のために選んだ本実施例の場合、組立密封構造３４
は、５つの主要部分からなる。

すなわち、環状密封端板３６２弾性ネック密封体３８．
内側密封リング４０．外側密封リング４２および本発明
に基づく第２の弾性密封体４４とである。

環状密封端板３６と外側密封リング４２は、ベアリング
チョック１１に対し固定される。

円周上の離隔位置でバックアップロール１０ａの横端面
１２に接しているスペーサー４６（複数）を備えた内側
密封リング４０と弾性ネック密封体３８は、いずれもバ
ックアップロール１０ａとともに回転する。

弾性ネック密封体３８は、胴部５２から半径方向外方に
延伸する弾性フランジ４８．５０を備えている。

各弾性フランジ４８．５０の先端は、環状密封端板３６
の肩面５４，５６とそれぞれ摩擦接触し、各弾性フラン
ジ４８．５０の間には、環状密封端板３６から半径方向
内方に向けて固体フランジ５８が入り込んでいる。

弾性ネック密封体３８には、さらに弾性フリンガー（振
り切りフランジ）６０があり、これと弾性フランジ４８
および肩面５４の間の密封摩擦係合が相まって、油の外
部への漏洩を防止する。

内側密封リング４０．環状密封端板３６のフランジ６２
および外側密封リング４２のフランジ６４は、相まって
ラビリンスシール（鎖線６６で示す）を形成し、これか
らの排出は、外側密封リング４２の底に設けられた排出
口６８からなされる。

ラビリンスシール６６、弾性フランジ５０と肩面５６の
間の密封摩擦係合は、本発明の弾性密封体４４と相まっ
て、混合物がベアリングに侵入するのを防止する。

弾性密封体４４を除けば、前記の各部はすでに公知のも
ので、本発明を構成するものではないので、以下本発明
を構成する弾性密封体４４について、第２図〜第４図を
参照して詳述する。

弾性密封体４４は環状胴部７０を有し、この環状胴部７
０が外側密封リング４２の外周に緊定嵌装される。

すなわち、環状胴部７０の円筒内面７２の内径を、外側
密封リング４２の外径より僅かに小さいものにし、環状
胴部７０を外側密封リング４２に嵌装する際、環状胴部
７０を僅かに押し拡げなければならないようにするのが
望ましい。

これにより、弾性密封体４４と外側密封リング４２の間
の密封関係を確実なものにするとともに、弾性密封体４
４が外側密封リング４２に対して回転するのを防ぐこと
ができる。

これらの目的は、着脱に困難を伴う別個の金属保持バン
ドによることなく達成される。

しかしながら、さらに保持手段が必要な場合のために、
スプリングまたはケーブル（図示省略）を受容するため
の円周溝７３を設けることもできる。

環状胴部７０と一体に、それから外方に環状胴部７０の
軸と角度ａをなしてのびた弾性の第１の円錐環状リップ
（唇状フランジ）７４が設けられる。

第２図に示すごとく、弾性密封体４４を外側密封リング
４２上に嵌装したときは、円錐環状リップ７４は外方に
押し出されつつ、バックアップロール１０ａの横端面１
２と密封摩擦係合する。

したがって、円錐環状リップ７４が、バックアップロー
ル１０ａの横端面１２と外側密封リング４２の間のギャ
ップを塞いで、汚染物の大部分をラビリンスシール６６
から遠去ける効果を果すことになる。

しかしながら、汚染物の１部が、円錐環状リップ７４と
バックアップロール１０ａの横端面１２との間を通り抜
けて侵入することを完全にさけることはできない。

このようにしてラビリンスシール６６に侵入した汚染物
は、ラビリスシール６６の壁、または最後には弾性フラ
ンジ５０と肩面５６の密封係合により、さらに侵入する
ことをはばまれ、戻されて、排出口６８から下方に排出
される。

この排出を妨げないために、弾性密封体４４には、外側
密封リング４２の排出口６８と合致した排出孔７６が設
けられる。

排出孔７６の出口は、環状胴部７０から外力に円錐環状
リップ７４とは逆方向にのびた第２のリップ７８により
蔽われている。

リップ７８も環状胴部７０の軸と角度すをもって延伸し
ている。

円筒内面７２からリップ７８の外端８２につながる傾斜
面８０が、排出孔７６の１部を形成している。

この傾斜面８０により、排出される混合物は、バックア
ップロール１０ａの横端面１２から遠去かる方向に導か
れる。

環状胴部７０８円錐円錐環状リップおよびリップ７８は
、たとえば合成ゴム等の弾性材を成型才たは押出して一
体に構成するのが望ましい。

汚染物が、さらに排出孔７６を通って上方にはね上げら
れるのを妨ぐために、リップ７８の半径方向内方の離れ
た位置に邪魔板８４を設け、リップ７８と協同して第４
図の鎖線８６で示すラビリンスシールを形成する。

邪魔板８４は、比較的剛性のある金属帯材で成形し、そ
の両端縁８８は下方に折り曲げて、排出孔７６のそれぞ
れ反対側で環状胴部７０に９０のごとく埋め込むのが望
ましい。

この邪魔板８４は、密封迷路８６の１部を形成するとと
もに、排出孔７６の近辺で厚みが薄くなった環状胴部７
０を変形歪に対して補強する。

この補強効果は、この部分で外側密封リング４２に排出
口６８が設けられているため、環状胴部７０を外側密封
リング４２が内側から支持できないので、とくに重要で
ある。

以上のごとく、本発明の弾性密封体４４は、まず別個の
保持バンドを要せずして、外側密封リング４２に緊定嵌
装される環状胴部７０を備えている。

排出孔７６がこの環状胴部７０に設けられ、この排出孔
７６はリップ７８と邪魔板８４で保護され、これらは相
まってラビリンスシール８６を形成し、下方のロールか
ら遠心力で上方にはね上げられてくる汚染物の侵入を効
果的に防止する。

また、邪魔板８４は、補強材としての追加的効果を有す
るが、この補強効果は、この位置で排出孔７６を設けた
ため、環状胴部７０の強度が減少し、かつ環状胴部７０
が外側密封リング４２により内側から完全には支えられ
ていないので、とくに重要である。

本発明の説明のために選んだ本発明の実施例に、本発明
の趣旨と範囲を出ることなく加えられる変。

更、１−飾は、すべて本発明に包含されるべきものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、臼型的な四重式圧延機のワークロール、バッ
クアップロールおよびそれぞれのベアリングチョックの
配置を示す説明図である。 第２図は、上側バックアップロールのロールの横端面と
ベアリングチョックとの間にある組立密封構造の断面図
で、外側密封リングの上の作動位置に、本ν発明による
弾性密封体が嵌装されているのを示し・でいる。 第３図は、弾性密封体の下部を、第２図の右側から左側
に向って見た部分図である。 第４図は、第３図の４−４の線に沿った断面図である。 第５図は、第４図と同様であるが、弾性密封体の；上部
を切断した断面図である。 （図面の主要な部分を表わす符号の説明）、８ａ、８ｂ
−ワークロール、１０ａ、１０ｂ・・・バックアップロ
ール、１１・・・ベアリングチョック、１２・・・ロー
ルの横端面、１４・・・ロールネック、１２２・・・固
定ブッシング、３４・・・組立密封構造、４２・・・外
側密封リング、４４・・・弾性密封体、６８・・・排出
口、７０・・・環状胴部、７２・・・円筒内面、７４・
・・円錐環状リップ、７６・・・排出孔、７８・・・リ
ップ、８０・・・傾斜面、８４・・・邪魔板、８６・・
・ラビリンスシール、８８・・・両端縁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベアリングチョック１１に保持され且つ潤滑された
   ベアリングによりロールネック１４を回転自在に支承し
   たロールミルにおいて、ベアリング内に潤滑油を保持す
   ると共に冷却水、とみおよび圧延スケール等の汚染物が
   混入するのを防止するためにロールの横端面１２と前記
   ベアリングチョック１１の間に設けられた組立密封構造
   ３４であって、固定の外側密封リング４２がロールの横
   端面１２から離れていると共に排出口６８が備わってい
   る組立密封構造３４に使用する弾性密封体４４にして、
   前記外側密封リング４２の外周に緊定嵌装するに適した
   環状胴部７０と、前記環状胴部７０と一体に、前記環状
   胴部７０から外方に向けて前記環状胴部７０の軸とは角
   度をもって延伸し、前記ロールの横端面１２と密封係合
   する円錐環状リップ７４と、前記排出口６８と整合する
   ように前記環状胴部７０に設けられた排出孔７６と、前
   記排出孔７６を取り巻いて前記環状胴部７０に設けられ
   たリップ７８と、前記環状胴部７０に取り付けられ、前
   記リップ７８とは半径方向に離隔した関係にあって、前
   記リップ７８と協同して前記排出孔７６内にラビリンス
   シール８６を形成する邪魔板８４とからなり、前記邪魔
   板８４か、前記排出孔７６のところで前記環状胴部７０
   に変形歪が生じないように該環状胴部７０を補強するに
   定る剛性を備えるようにした弾性密封体。 ２、特許請求の範囲１に記載せる弾性密封体にして、前
   記リップ７８が、前１己環状剛部７０から外方に向け、
   前記円錐環状リップ７４とは逆方向に前記環状胴部７０
   の軸に対し角度をなして延伸していることを特徴とする
   弾性密封体。 ３ 特許請求の範囲２に記載せる弾性密封体にして、前
   記環状胴部７０は円筒内面７２を備え、前記円筒内面７
   ２から前記リップ７８の先端に向けて外力にのびに傾斜
   面８０が、前記排出孔７６の１部を形成することを特徴
   とする弾性密封体。 ４ 特許請求の範囲２に記載せる弾性密封体にして、前
   記邪魔板８４が、前記リップ７８から半径方向内方に離
   隔して設けられていることを特徴とする弾性密封体。 ５ 特許請求の範囲４に記載せる弾性密封体にして、前
   記環状胴部７０と前記円錐環状リップ７４および前記リ
   ップ７８が、弾性の合成ゴム材で一体に構成され、前記
   邪魔板８４が、前記環状胴部７０にその両端縁８８を埋
   め込まれて取り付けられた帯状金属板からなり、前記環
   状胴部７０の前記排出孔７６における変形歪に対して、
   前記環状胴部７０を補強していることを特徴とする弾性
   密封体。