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密封装置 - エヌオーケー株式会社
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発明の名称 密封装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−208212(P2001−208212A)
公開日 平成13年8月3日(2001.8.3)
出願番号 特願2000−21773(P2000−21773)
出願日 平成12年1月26日(2000.1.26)
代理人 【識別番号】100085006
【弁理士】
【氏名又は名称】世良 和信 (外1名)
【テーマコード(参考)】
3J006
【Fターム(参考)】
3J006 AE18 AE25 
発明者 濱屋 泰愛 / 飯田 芳美
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 圧延ロールを支持するロールチョックの端面に取り付けられたシールエンドプレートと前記圧延ロールのロール軸との間を密封するために、前記ロール軸に取り付けられた密封装置であって、前記ロール軸の略外径方向に伸びて、前記シールエンドプレートに接する第1のシールリップ本体と、前記ロール軸の略外径方向に伸びて、前記シールエンドプレートに接する第2のシールリップ本体とを備え、前記第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体は共にくびれ部を備え、該くびれ部より外径方向に向かって先太り形状であることを特徴とする密封装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、密封装置に関し、特に好適には圧延機のロール軸に取り付けられる密封装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、圧延機の圧延ロールのロール軸に取り付けられ、シールエンドプレートとロール軸との間から水やスケール等が侵入するのを防止する密封装置として種々のものが提案されている。
【0003】上記のような密封装置は、例えばモーゴイルネックシールとして、軸回転に対する密封装置として使用されている。また、このようなモーゴイルネックシールは、圧延機のモーゴイル軸受けに使用されるもので、潤滑油の漏れ防止と冷却水、圧延油及びスケールの侵入を防止するために使用されている。
【0004】ここで、上述の従来の密封装置としてのモーゴイルネックシールについて図4を参照して説明する。図4に、従来の密封装置としてのモーゴイルネックシールの断面図を示す。図4の(a)に、Xタイプの密封装置(モーゴイルネックシール)の断面図を示し、図4の(b)に、DFタイプの密封装置(モーゴイルネックシール)の断面図を示す。また、図4の(a)及び図4の(b)において同様の部材には同じ番号を付す。
【0005】図4に示されるように、従来の密封装置は、Xタイプ及びDFタイプ共に、シール本体10と、このシール本体10内に形成されたコイルスプリング11とを備えている。
【0006】また、シール本体10には、ロール軸と嵌合してシール本体10を固定する固定用主リップ12とこの固定用主リップ12に形成されたガータースプリング13と、フリンガー16とが形成されている。
【0007】また、シール本体10には、ロール軸と嵌合する固定用副リップ17を備えている。そして、固定用主リップ12と固定用副リップ17とにより、ロール軸とシールエンドプレートとの間をシールしている。また、18は嵌合力を補強するケーブルである。
【0008】また、20,21,22及び23は、シール本体10から外径方向に伸びたシールリップ本体であり、シールエンドプレートに接触することによりロール軸とシールエンドプレートとの間を接触密封する。
【0009】次に、上記Xタイプの密封装置とDFタイプの密封装置とについてそれぞれ説明する。
【0010】Xタイプの密封装置は、図4の(a)に示されるように、シール本体10に形成されたシールリップ本体20及びシールリップ本体21が均等の肉厚剛性を持ったまま、ストレートに伸びた形状を形成したものである。
【0011】一方、DFタイプの密封装置は、図4の(b)に示されるように、シール本体10に形成されたシールリップ本体22及びシールリップ本体23が中間部から細まり外側へ広がるV形状をなしているものである。
【0012】次に、図4に示されるDFタイプの密封装置を圧延機に組み込んだ際の構造について図5を参照して説明する。図5に、図4に示されるDFタイプの密封装置を圧延機に組み込んだ際の構造の一部断面図を示す。
【0013】図5に示されるように、圧延機の圧延ロール1のロール軸2に上記図4の(b)に示される密封装置(モーゴイルネックシール)50が取り付けられている。
【0014】また、ロールチョック3の端面にはシールエンドプレート4が取り付けられてる。
【0015】シールエンドプレート4には、アウターリング6及びスケールシール8が取り付けられている。
【0016】そして、スケールシール8は、圧延ロール1と接触することにより圧延ロール1とシールエンドプレート4との間をシールしている。
【0017】また、密封装置50にはシールインナーリング7が組み付けられている。このシールインナーリング7は、密封装置50の位置決め用部材として用いられる。
【0018】図5に示されるように、密封装置50は、ロール軸2の外周面及びシールエンドプレート4の内周面に対して2つのシールリップ本体を接触させて接触密封部を形成するものである。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような従来技術では、例えばXタイプの密封装置では、図4の(a)に示されるシールリップ本体20及び21が、剛性を有している結果、圧延機に組み込み装着した際にリップ根元部より広がる状態となるため、相手面へ強く接し、密封摺動すると相手部材の摩擦が大きく、摺動発熱が高くリップゴム材が劣化(硬化)する場合があるという問題点を有している。
【0020】また、例えばDFタイプの密封装置では、図4の(b)に示されるシールリップ本体22及び23が、V形状を形成している結果、実機スラスト方向の移動に対して弱く、図6及び図7に示されるようにリップ先端部が相手摺動面テーパー形状をなしているために、相手摺動面からはずれ易いという問題点を有している。ここで、図6及び図7に、圧延ロールがスラスト方向に移動した際の図4の(b)に示される密封装置の動作概略図を示す。
【0021】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、組み込み性及び耐久性を向上させると共に、スラスト方向の移動に対しても追随させることが可能な密封装置を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、圧延ロールを支持するロールチョックの端面に取り付けられたシールエンドプレートと前記圧延ロールのロール軸との間を密封するために、前記ロール軸に取り付けられた密封装置であって、前記ロール軸の略外径方向に伸びて、前記シールエンドプレートに接する第1のシールリップ本体と、前記ロール軸の略外径方向に伸びて、前記シールエンドプレートに接する第2のシールリップ本体とを備え、前記第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体は共にくびれ部を備え、該くびれ部より外径方向に向かって先太り形状であることを特徴とする。
【0023】したがって、本発明に係る密封装置によれば、第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体が共にくびれ部を備えているため、シールエンドプレートに第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体が接した際に、第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体がハの字形に広がり、組み込み性を向上させることができると共に、圧延ロールのスラスト移動量に追随させることができ、シールエンドプレートの摺動面から第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体をはずれ難くし、密封性を向上させることができる。
【0024】すなわち、従来技術では、例えばDFタイプの密封装置であると、第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体はもともとV字形状をなしていると共に、シールエンドプレートに第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体が接した際に、これら第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体の全体が湾曲してシールエンドプレートに接することとなる。
【0025】そのため、圧延ロールがスラスト方向に移動した場合には、第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体がシールエンドプレートから離れる場合もあった。
【0026】一方、本発明に係る密封装置では、第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体にくびれ部を備え、かつ、このくびれ部から先太り形状としているため、圧延ロールがスラスト方向に移動した場合でも、テーパー形状の相手摺動面の端に第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体がきた際には、これら第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体がハの字形の広がりを回復するように復元するので、圧延ロールがスラスト方向に移動した場合であっても第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体がシールエンドプレートから離れることを防止することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0028】また、以下の図面において、前述の従来技術の説明で用いた図面に記載された部材、及び既述の図面に記載された部材と同様の部材には同じ番号を付す。
【0029】(第1の実施形態)まず、図1を参照して本発明に係る密封装置の第1の実施形態を圧延機に組み込んだ際の構造について説明する。図1に、本発明に係る密封装置の第1の実施形態を圧延機に組み込んだ際の構造の一部断面図を示す。
【0030】図1に示されるように、圧延機の圧延ロール1のロール軸2に、本発明に係る密封装置の第1の実施形態としての密封装置(モーゴイルネックシール)5が取り付けられている。
【0031】また、ロールチョック3の端面にはシールエンドプレート4が取り付けられてる。
【0032】シールエンドプレート4には、アウターリング6及びスケールシール8が取り付けられている。
【0033】そして、スケールシール8は、圧延ロール1と接触することにより圧延ロール1とシールエンドプレート4との間をシールしている。
【0034】また、密封装置5にはシールインナーリング7が組み付けられている。このシールインナーリング7は、密封装置5の位置決め用部材として用いられる。
【0035】図1に示されるように、密封装置5は、ロール軸2の外周面及びシールエンドプレート4の内周面に対して2つのリップを接触させて接触密封部を形成するものである。
【0036】ここで、上記説明では、シールエンドプレート4と圧延ロール1との間にスケールシール8を形成するとしたが、上記構成に限定されず、例えばアウターリング6とシールインナーリング7とで非接触密封部(ラビリンスシール)を形成するとしても良い。
【0037】次に、図1に示される密封装置5について図2を参照して説明する。図2に、図1に示される密封装置の断面図を示す。
【0038】図2に示されるように、本発明に係る密封装置の第1の実施形態は、シール本体10と、密封装置5の嵌合力を補強するためにこのシール本体10内に形成されたコイルスプリング11とを備えている。
【0039】ここで、シール本体10に使用される材料としては、密封装置に一般的に使用される、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ふっ素ゴム、4ふっ化エチレン樹脂及びファブリック等を使用環境に応じて用いることができる。
【0040】また、コイルスプリング11には、例えばピアノ線、硬鋼線及びステンレス鋼線等を適宜使用することができる。
【0041】また、シール本体10には、ロール軸と嵌合してシール本体10を固定する固定用主リップ12とこの固定用主リップ12に形成されたガータースプリング13と、フリンガー16とが形成されている。
【0042】上記固定用主リップ12の材料は、シール本体10に使用される材料と同一のものであるとして良いが、必要に応じてニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ふっ素ゴム、4ふっ化エチレン樹脂及びファブリック等を使用することができる。
【0043】また、ガータースプリング13には、例えばピアノ線、硬鋼線及びステンレス鋼線等を適宜使用することができる。
【0044】また、シール本体10には、ロール軸と嵌合する固定用副リップ17を備えている。そして、固定用主リップ12と固定用副リップ17とにより、ロール軸とシールエンドプレートとの間のシールしている。また、18は嵌合力を補強するためのケーブルである。
【0045】上記固定用副リップ17の材料は、シール本体10に使用される材料と同一のものであるとして良いが、必要に応じてニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ふっ素ゴム、4ふっ化エチレン樹脂及びファブリック等を使用することができる。
【0046】さらに、シール本体10は、シールエンドプレート4と接触する、本発明の第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体としてのシールリップ本体14及びシールリップ本体15を備えている。
【0047】シールリップ本体14及びシールリップ本体15は、シール本体10から外径方向に向かって延びていて、互いに向かい合うように形成されている。
【0048】上記シールリップ本体14及びシールリップ本体15は、それぞれ、リップ先端14a及びリップ先端15aと、リップ部14b及びリップ部15bと、くびれ部14c及びくびれ部15cと、リップ外周部14d及びリップ外周部15dと、本発明の根元部としてのリップ根元部14e及びリップ根元部15eと、摺動面14f及び摺動面15fとを備える。
【0049】リップ先端14a及びリップ先端15aは、シールエンドプレートと接触する部分である。
【0050】リップ部14b及びリップ部15bは、シール本体10のシールエンドプレート4方向への押圧力により揺動する部分であり、くびれ部14c及びくびれ部15cを中心として揺動する。
【0051】くびれ部14c及びくびれ部15cは、シールリップ本体14及びシールリップ本体15上において、外形側に形成されている。このくびれ部14c及びくびれ部15cにおいてシールリップ本体14及びシールリップ本体15は最も肉薄となっている。
【0052】また、くびれ部14c及びくびれ部15cは、シールリップ本体14及びシールリップ本体15上が互いに向かい合う側を内側として、それぞれシールリップ本体14及びシールリップ本体15の外側に形成されているが、くびれ部14c及びくびれ部15cの少なくともいずれか一方が、シールリップ本体14及びシールリップ本体15の内側に形成されているとしても良い。
【0053】リップ外周部14d及びリップ外周部15dは、前述のリップ部14b及びリップ部15bと相対する側に形成されている。
【0054】リップ根元部14e及びリップ根元部15eは、シールリップ本体14及びシールリップ本体15のシール本体10に対する付け根となっている。
【0055】摺動面14f及び摺動面15fは、シールエンドプレート4と接触し得る面であり、図2に示される例ではテーパー形状をなしている。
【0056】このように、本実施形態では、シールリップ本体14及びシールリップ本体15にくびれ部14c及びくびれ部15cを設ける。また、くびれ部14c及びくびれ部15cの位置は外径側に近づけることによってハの字の変形量を抑制した。
【0057】また、図2からも明らかなように、シールリップ本体14及びシールリップ本体15は、くびれ部14c及びくびれ部15cから先太りにし、確実にくびれ部で変形し、ハの字形に広がるようにした。さらに、くびれ部14c及びくびれ部15cの曲率はできる限り大きくし、応力集中を緩和した。
【0058】圧延機に組み込む場合は、シール本体10を強制的に変形させるため、リップ部14b及びリップ部15bの倒れ込み、すなわち、リップ先端14a及びリップ先端15aが相手側と接触せずに反対側のリップ外周部14d及びリップ外周部15dが接触してしまう状態で取り付くことを防止するため、リップ根元部14e及びリップ根元部15eの剛性を強くし、強制変形時のリップ本体の変形を抑制する。
【0059】上記、リップ根元部14e及びリップ根元部15eの剛性を強くすることには、例えばリップ根元部14e及びリップ根元部15eの肉厚を厚くしたり、リップ根元部14e及びリップ根元部15eの材質を剛性の強いものにしたりすることで実現できる。
【0060】また、リップ部14b及びリップ部15bは相対する側にテーパ形状を形成することでより確実にハの字形に開くようになる。
【0061】このように、本発明に係る密封装置の第1の実施形態によれば、シールリップ本体14及びシールリップ本体15にくびれ部14c及びくびれ部15cを設け、これらくびれ部より外径方向に伸びるリップ部14b及びリップ部15bは先太り形状をなし、かつリップの摺動面14f及び摺動面15fはテーパー形状とすることによって、シールリップ本体14及びシールリップ本体15はテーパー形状の相手摺動面にハの字形に広がり易くなり組み込み装着性が向上すると共に、密封摺動時の発熱が低減し耐久性が向上し、相手摺動面からはずれないことから、実機スラスト移動量に追随可能となる。
【0062】また、シールリップ本体14及びシールリップ本体15のリップ根元部14e及びリップ根元部15eの剛性を上げ、かつ、摺動面14f及び摺動面15fをテーパー形状にすることで組み込み時の強制変形に対してシールリップ本体14及びシールリップ本体15の倒れ込み装着不具合の防止を図ることができる。
【0063】(第2の実施形態)次に、本発明に係る密封装置の第2の実施形態について図3を参照して説明する。図3に、本発明に係る密封装置の第2の実施形態の断面図を示す。
【0064】図3に示される密封装置が前述の図2に示される密封装置と異なる点は、摺動面の形状であり、その他の点は同様であるためその説明を省略する。
【0065】図3に示されるように、本実施形態のシールリップ本体14及びシールリップ本体15に形成された摺動面24f及び摺動面25fは、ストレート形状をしている。
【0066】したがって、本実施形態の密封装置は、前述の第1の実施形態と同様の効果を得ることができると共に、第1の実施形態の密封装置と比べてハの字形の広がりを抑えることができ、相手摺動面からのはずれをさらに防止することができる。
【0067】ここで、上記第1の実施形態又は第2の実施形態では、シールリップ本体14及びシールリップ本体15が、くびれ部14c及びくびれ部15cから先太りにし、リップ根元部14e及びリップ根元部15eの剛性を強くし、かつ、リップ部14b及びリップ部15bに相対する側にテーパ形状又はストレート形状を形成した。
【0068】しかし、本発明に係る密封装置では上記のような場合に限定されるものではなく、シールリップ本体14及びシールリップ本体15が、くびれ部14c及びくびれ部15cから先太りにされていれば、確実にくびれ部で変形し、ハの字形に広がることにことにより、相手摺動面に追随するため、たとえば、シールリップ本体14及びシールリップ本体15をくびれ部14c及びくびれ部15cから先太りにし、かつ、リップ根元部14e及びリップ根元部15eの剛性を強くする場合、又は、シールリップ本体14及びシールリップ本体15をくびれ部14c及びくびれ部15cから先太りにし、かつ、リップ部14b及びリップ部15bの相対する側にテーパ形状模若しくはストレート形状を形成する場合のいずれかの場合であっても良い。
【0069】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体にそれぞれくびれ部を備え、このくびれ部より外径方向に向かって先太り形状とすることにより、第1のシールリップ本体及び第2のシールリップ本体が、相手摺動面に対してハの字形に広がり易くなり組み込み装着性を向上させることができ、密封摺動時に発熱が低減し、耐久性が向上すると共に、実機スラスト移動量に追随可能となり相手摺動面からはずれにくくすることができる。




 

 


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