JPS5813778B2 - シ−ル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般にシールに関するもので、特に回転するシ
ャフトとシャフトの軸承を収容するハウジングとの間に
使用される新規にしてすぐれたシールに関する。

本発明は特に圧延機に好適であるが、もちろんこれに限
定されるものではない。

圧延機においては、１対のロールシャフトが各ロールハ
ウジンク内に回転自在に軸承され、ロールシャフトの１
端はワークロールを着脱自在に装着するためにロールハ
ウジングから突出するとともに圧延作業時にロールシャ
フト間隙すなわちワークロール間隙を調節するためのロ
ール間隙調節手段を備えている。

上述のタイプの圧延機においては、シールは通常ロール
シャフトとロールハウジングとの間に使用され、シール
の機能はシャフトの軸承に供給される潤滑油の洩れを防
ぐとともに例えば冷却水やミルスケール等の外部の汚染
物がシャフトの軸承内に入り込んで潤滑油を汚染するの
を防止することにある。

従来このようなシールは固定式の可撓性リツプシールに
その特徴があシ、この可撓性リツプシールは、ロールシ
ャフトの突出端部を取り囲むとともに、ロールハウジン
グにシールして取り付けられたシール板によって支持さ
れる。

リツプシールは、ロールシャフトに装着されロールシャ
フトとともに回転する部材の環状面に密接する。

このような部材には、典型的には、環状のフリンジャー
あるいはワークロールの環状の端面等が含まれる。

この型式のシール構成は広く使用され概して満足すべき
結果が得られてはいたが、ロール間隙調節の結果、ロー
ルシャフトとこれに装着した部材の回転軸が周囲のりツ
プシールに対しもはや同心配置でなくなると、多少の油
洩れと油の汚染がおこることが知られていた。

この洩れと汚染はかなりの程度まで下記の原因による。

すなわちロールシャフトとこれに装着した部材が周囲の
りツプシールに対して同心に配置されている場合には、
リツプシールが接触する環状面上の点はシャフトの回転
時にリツプシールに対し半径方向に変位しない。

しかしながら、例えばロール間隙調節の結果、ロールシ
ャフトの回転軸がその周りのりツプシールの中心軸に対
して非同心位置にで動されると、前述のリツプシールの
接触する環状面上の点は、シャフトが回転するにつれて
半径方向に１定の変位を受け、リツプシールの接触円周
曲線に近づいたり遠ざかったシする。

リツプシールに直接接触する点は、リツプシールに対し
半径方向に往復運動する。

これらの点はりツブシールを横切って半径方向外側へ移
動するにつれて潤滑油を運び出す傾向を有し、この潤滑
油は最終的には失なわれてしまう。

同様に、これらの点がリツプシールを横切って半径方向
内側に後退するにつれて冷却水やその他の汚染物を運び
込む傾向を有し、これらは次第に潤滑油に混入される。

本発明の目的は一般的には従来技術の上記諸問題と不利
点を解決した新規にしてすぐれたシールを提供すること
にある。

本発明のより具明な目的は、ロールシャフトの周囲をと
り囲む環状面を有し、前記環状面にロールシャフトに同
心に装着されてロールシャフトとともに回転する円形の
シールリングが係合するごときシールの提供にある。

この構成によれば、周囲をとり囲む環状面に対するシー
ルリングの半径方向の変位は、ロール間隙調節が現に行
なわれるその時以外には除去され、その結果シールの効
果はめざましく改善される。

本発明の種々の目的と利点は図面により説明をすすめる
につれてさらに明らかとなろう。

図面の第１〜４図には圧延機用の代表的な「片持」ある
いは「片吊り」ロールアツセンブリ−８が示され、偏心
スリーブ１２内に回転自在に軸承されたロールシャフト
１０が含まれている。

偏心スリーブ１２は交換可能なライナーあるいはプッシ
ュ１２ａを備えているが、これは望ましいが必らずしも
必要なものではない。

偏心スリーブ１２はロールハウジング１４内に回動調節
可能に支持されている。

第２図に最も良く示されるように、ロールシャフト１０
の回転軸Ａ１は偏心スリーブ１２の回動軸Ａ２から横方
向に離隔しかつ平行である。

ワークロール２０はロールシャフト１０に装着される。

ワークロールは溝２１を備え、溝２１は、対相手ロール
２０′の同様の溝と協同してその間に送られる製品を圧
延する。

偏心スリーブ１２の回動調節は、ロールシャフト１０と
これに装着したワークロール２０の対相手ロール２０′
に対する変位をもたらす。

この調節は、ロール溝２１の摩耗を補正し圧延される製
品の断面を調節するために圧延作業中定期的に行なわれ
る。

ロールハウジングの構造と偏心スリーブをハウジングに
対じ回動調節するために用いられる手段は同様に当業者
にとっては周知であり、これらの部分についてのこれ以
上の詳細は省略する。

また以下の記載はロール２０のロールアツセンブリ−８
に向けられているが、その対相手ロール２０′のロール
アツセンブリーも基本的には同様である。

ロールシャフト１０はロールハウジング１４から軸方向
に突出する端部を有する。

第１図において左から右にかけて見られるように、この
突出端ぱ肩部１０ａ、直径の縮少された短かい円筒部分
１０ｂ、肩部１０ｃ、テイパ一部１０ｄ、もう１つの肩
部１０ｅ、さらに直径の縮少された部分１０ｆおよび螺
子を備えた端部１０ｇを備えている。

１０ｆ部分は半径方向のスロット１６を備え、螺子を備
えた内孔１８が螺子付き端部１０ｇと１０ｆ部分を軸方
向に挿通し、半径方向のスロット１６に連通している。

ワークロール２０はロールシャフトの突出端に軸方向に
挿入され、間隙にきつく挿入されたコレット部材２２に
よりティパ一部１０ｄに固定されている。

固定リング２４は，ロールシャフトの半径方向のスロッ
ト１６とコレット部材２２に備えた対応する半径方向の
スロット３０を慣通して装着されたキイ部材２８により
、ワークロールのハウジング外側方向の環状面に押圧支
持されている。

このキイ２８は内孔１８内に螺装された支持螺子部材３
２により支持されている。

カバー３４はシャフト端部に装着され、シャフト端部１
０ｇに螺挿したナット３６により固定されている。

圧延作業中、潤滑油はロールシャフト１０と偏心スリー
ブのプッシュ１２ａ間３７に連続的に供給され、冷却水
とロール潤滑剤の溶液がロール２０，２０’の表面に連
続的に供給される。

本発明は、３８で全体的に示されるシールに係るもので
、該シール３８はロールハウジング１４とロールシャフ
ト１０の間に配設され、潤滑油の洩れを防ぐとともに外
部の汚染物がハウジング内部へ入り込むのを阻止する働
きをする。

シール３８は第１のシール部材あるいはシールアツセン
ブリ−４０を含み、該シールアッセンブリ−４０はシャ
フト小径部１０ｂにかたく装着されてシール係合しシャ
フトと共に回転する。

ここに使用される「シール係合」という言葉は、その間
のいかなる流体の洩れをも阻止するかあるいは大幅に減
少せしめるごとき２つの部材の組み合わせを意味するも
のとする。

アツセンブリ−４０は半径方向外方に向って開口する外
周の溝４２を備え、溝４２は基部４６から半径方向外方
に延伸し相対向する１対のフランジあるいはフリンジャ
ー４４ａ，４４ｂにより形成される。

基部４６は内周而４８に溝が設けられ、オーリング５０
が装着されている。

製作を容易にするため、アツセンブリ−４０は中央５２
で２つの略Ｌ型部材に分割し５３で典型的に示されるビ
ン等により結合するのが望ましい。

アツセンブリ−４０はロールシャフトの突出端に軸方向
に挿入され、フランジ４４ｂの基部の外側肩部に当接す
るワークロール２０の内側環状面５４により押圧されて
シャフト肩部１０ａに対し押圧固定される。

第２のシール部材あるいはシールアッセンブリーはロー
ルハウジング１４と第１のシールアッセンブリ−４０と
の間に設けられる。

第２のシールアツセンプリーはシールカバー５８を備え
、シール力バー５８は環状の摩耗リング６０の支持媒体
として働く。

シール力バー５８はボルトあるいはその他の手段（図示
省略）によりハウジング１４に着脱自在に取り着けられ
、ハウジングおよび偏心スリーブ１２の端部とオーリン
グ６２を用いてシール係合されている。

シール力バー５８は第１のシールアツセンブリ−４０の
溝４２に対向して位置する蓋板６４を備え、蓋板６４は
円形の開口６６を形成し、これを通ってロールシャフト
端部が突出する。

シール力バー５８はロールハウジング壁面とともに潤滑
油を受け入れる部屋６８を形成し、送り込まれた潤滑油
はロールシャフト１０と偏心スリーブのプッシュ１２ａ
間３７から流出する。

部屋６８への潤滑油供給手段（図示省略）は圧延機の潤
滑油供給システムに連通ずる。

環状の摩耗リング６０は半径方向に溝４２内に突出し、
その内周および外周縁６０ａ，６０ｂは互に同心で、か
つ蓋板６４の開口の円形内周縁とも同心配置されている
。

摩耗リング６０の溝４２内に突出する部分の両側面は、
これに近接する溝４２の壁面と離間してこれにより迷路
を形成し、それ自体摩耗リング６０と回転するアツセン
プリー４０の間の油洩れあるいは外部汚染物の混入に対
する障害物として働く。

摩耗リング６０の外周縁６０ｂには溝が設けられ、オー
リング６７が装着されて蓋板６４の開口部６６の円形内
周縁と封止リングの間のシール関係を達成する。

第１図と第４図を結びつけて参照することにより極めて
良く理解されるごとく、アツセンプリー４０のフリンジ
ャー４４ａ，４４ｂにはそれぞれ相対向する円形の溝７
０ａ，７０ｂが設けられており、溝７０ａ，７０ｂは外
周の溝４２内に向って開口している。

これらの溝の各々は、アツセンブリ−４０の中心軸に対
してある角度で傾斜する底面７２ａ，７２ｂを有する。

円形のシールリング７４ａ，７４ｂは溝７０ａ，７０ｂ
の各々に装着される。

各シールリングは、その１端はそれが装着される溝７０
ａ，７０ｂの傾斜した底面７２ａ，７２ｂと面接触し、
他端は摩耗リング６０の溝４２内に突出する部分の環状
の側面と７６においてそれぞれ摩擦係合する。

各シールリングの半径方向の厚さｒｔＪは溝７０ａ，７
０ｂの幅「Ｗ」より小さい。

シールリング７４ａ ，７４ｂは溝７０ａ，７０ｂ内に
収容され、シールアツセンブリ−４０と共に回転するが
、一方摩耗リング６０は静止したままである。

溝７０ａ ，７０ｂおよびシールリング７４ａ ，７４
ｂは、アツセンブリ−４０およびロール１００回転軸Ａ
１に対し同心である。

シールリング７４ａ ，７４ｂと摩耗リングの各側面と
の７６における摩擦係合は熱を発生し、この熱は装置の
作業中にわずかに摩耗リングを膨張させる。

この膨張（およびそれに続く冷却による収縮）は溝７０
ａ ，７０ｂ内における各リングの半径方向の移動によ
り受容され、この移動は傾斜したシール端と溝７０ａ，
７０ｂの傾斜底面７２ａ，７２の面接触および溝の幅「
Ｗ」がリングの半径方向の厚さ「ｔ」より大きいことに
より可能となっている。

上記により、圧延機の作業中にシール３８が以下の様に
作用する事が理解されよう。

すなわち第１のシール部材またはアツセンブリ−４０は
ロールシャフト１０およびワークロール２０と共に回転
スる。

介在シール力バー５８および環状の摩耗リング６０は回
転しない。

シールカバーと摩耗リング間のシール関係はオーリング
６７により与えられ、シール力バー、ロールハウジング
および偏心スリーブの間のシール関係は各オーリング６
２により与えられる。

回転しない環状摩耗リング６０と回転するアツセンブリ
−４０の間のシール関係はフリンジャー４４ａ，４４ｂ
の溝７０ａ，７０ｂ内に装着されかつ摩耗リングの各側
面と７６において摩擦係合するシールリング７４ａ，７
４ｂにより達成される。

このシール関係は、摩耗リング６０と、該摩耗リングが
その中へ突出する溝４２の摩耗リングの突出せる部分を
近接してとりかこむ壁面との間に形成される迷路関係に
より更に増強される。

偏心スリーブ１２を軸Ａ２の周りに回動せしめ、ロール
シャフト軸Ａ１ の相対的変位を生ぜしめることにより
ロール間隙の調節が行なわれると、ロールシャフトに装
着されたシールアツセンブリー４０およびシールリング
７４ａ，７４ｂぱ環状摩耗リング６０に対する相対的な
変位を受ける。

摩耗リング６００半径方向の幅と、摩耗リングの内周縁
６０ａとアツセンブリ−４０の基部４６の間の間隙とは
、共にこの変位を受容するに充分である。

しかしながら、円形のシールリング７４ａ，７４ｂはロ
ールシャフトの軸Ａ１ に対し同心に配置されているの
で、各円形シールリング７４ａ，７４ｂの摩耗リング６
０の各側面との接触線７６は、ロール間隙の調節にもか
かわらず円形のままであるということに注目することが
大切である。

これによりシールの有効性が全面的に著し《改善される
のである。

摩耗リング６０の外周縁の蓋板６４の内周縁の間６７に
おけるオーリングシールぱ、摩耗リング６０、アツセン
ブリ−４０およびシールリング７４ａ，７４ｂを１つの
組立ユニットとして軸方向に抜き取ったりあるいは変換
したりすることを可能にする。

該オーリングはまたシャフトの軸方向の伸縮と偏向に対
する柔軟性を与える。

第５〜７図に示される別の実施例は第１〜４図に示され
るものと大部分において同一であり、類似性が存在する
程度に応じて、同じ参照番号が用いられている。

このもう１つの実施例と前述の実施例との差違は主とし
て環状摩耗リング６０′の構成にあり、環状摩耗部材６
０′は偏心断面を与えるべく配置された内周および外周
縁６０ａ’，６０ｂ’を有し、該偏心断面は偏心スリー
ブ１２の断面と一致する（第６図および第７図を比較さ
れたい）。

摩耗リング６０はピン部材７８により偏心スリーブ１２
に連結され、偏心スリーブ１２とともに回動調節可能で
ある。

この構成により摩耗リング６σの内周縁６０ａ′はロー
ル間隙の調整にもかかわらずロールシャフトの軸Ａ１
と同心に保たれる。

これにより内周縁６０ａ′とアツセンブリ−４０の基部
４６間の間隙をより小さく保つことができ、フリンジャ
ー４４ａ’，４４ｂ’の長さしたがって外周の溝４２′
の深さが大幅に縮少され得る。

出願人は、本発明の説明のためにここに選ばれた実施例
に変更と修正を加えたもので本発明の思想と範墳に含ま
れるものはすべて包含せしめることを意図するものであ
る。

なお本発明の実施態様として、次のものがある。

実施態様 １ 特許請求の範囲第１に請求せるシールにして、前記第２
のシール部材がその１側が前記ハウジング１４とシール
係合する介在支持部材５８を備え、前記支持部材５８の
他側は半径方向内方に延伸するフランジ６４を形成し、
前記フランジ６４の内周縁は前記第１のシール部材４０
の外周の直径よりも大きな直径の円形の開口６６をなし
、前記第２のシール部材はさらにその外周縁６０ｂが前
記円形の開口６６を形成する内周縁とシール係合する環
状リング部材６０を有し、前記環状リング部材６０は前
記溝４２に突出する前記第２のシーリング部材の環状部
分を含むことを特徴とするシール。

実施態様 ２ 特許請求の範囲第１に請求せるシールにして、前記第２
のシール部材４０が略Ｕ形状の断面を有し、前記シャフ
ト１０とシール係合すべ《形成された円形の基部４６と
前記基部４６から半径方向外方に延伸し軸方向に隔離し
て対向して配置された一対のフランジ４４ａ ，４４ｂ
を備えたことを特徴とするシール。

実施態様 ３ 実施態様２に請求せるシールにして、前記基部４６が前
記半径方向外方に開口する外周の溝４２と対向して配置
された内周の溝を備え、前記溝内前記基部４６と前記シ
ャフト１０の間のシールを与える部材５０を装着したこ
とを特徴とするシール。

実施態様 ４ 実施態様２に請求せるシールにして、前記第１のシール
部材４０が２つの相接する部材より組み立てられ、前記
各部材の各々が略し形の断面を有することを特徴とする
シール。

実施態様 ５ 実施態様２に請求せるシールにして、前記フランジ４４
ａ，４４ｂが円形の溝７０ａ，７０ｂを備えた相対向す
る環状面を有し、前記第３の円形シール部材７４ａ，７
４ｂが前記円形の溝７０ａ，７０ｂに装着されるととも
に軸方向に前記溝７０ａ，７０ｂの外方へ向って突出さ
れたことを特徴とするシール。

実施態様 ６ 実施態様５に請求せるシールにして前記円形の溝７０ａ
，７０ｂの各々の底面７２ａ，７２ｂが前記第１のシー
ル部材４０の軸に対して傾斜し、かつ前記各円形７０ａ
，７０ｂに装着された前記第３のシール部材７４ａ
，７４ｂが前記円形の溝７０ａ ，７０ｂの半径方向の
幅Ｗよりも小さい半径方向の厚みｔを有するとともに前
記円形の溝７０ａ，７０ｂの底面と面接触する傾斜した
内側端を備え、かつ前記第３のシール部材７４ａ，γ４
ｂの外側端が前記第２のシール部材の前記突出部分と摩
擦接触することを特徴とするシール。

実施態様 ７ 特許請求の範囲第１に請求せるシールにして、前記シャ
フト１０が前記ハウジング１４内に回動自在に支持され
た偏心スリーブ１２に回転自在に軸承され、前記第２の
シール部材の環状部分が前記偏心スリーブ１２の回動調
節によって引き起こされる前記第３のシール部材７４ａ
，７４ｂの変位を受容するに十分な半径方向の幅を有す
ることを特徴とするシール。

実施態様 ８ 実施態様１に請求せるシールにして、前記シャフト１０
が偏心スリーブ１２内に第１の軸Ａ１の周りに回転自在
に軸承されるとともに前記偏心スリーブ１２は前記ハウ
ジング１４内に前記第１の軸Ａ，に対し平行な第２の軸
Ａ２の周りに回動自在に支持され、前記環状のリング部
材６０はまたその内周縁６０ａが前記第１の軸Ａ１と同
心にかつその外周縁６０ｂと前記支持部材５８の半径方
向内方に延伸するフランジ６４の内周縁が前記第２の軸
Ａ２ と同心に配置された偏心形状をなすとともに前記
偏心スリーブ１２に取り付けられ、前記ハウジング１４
に対する前記偏心スリーブ１２の回動調節が前記環状リ
ング部材６０に前記支持部材５８に対する対応する回動
調節を賦与することを特徴としたシール。

【図面の簡単な説明】

第１図はロールアツセンブリーを圧延機ロール内を通っ
て切断した断面図、第２図、第３図は第１図における２
−２線および３−３線断面図、第４図は第１図における
１部分の拡大断面図、第５図は本発明の他の実施例を示
す第１図と同様の断面図、第６図、第７図は第５図の６
−６および７−７線断面図である。 図面の主要な部分を表わす符号の説明 １０・・・ロー
ルシャフト、１２・・・偏心スリーブ，１４・・・ロー
ルハウジング、２０・・・ワークロール，３８・・・シ
ール、４０・・・第１のシールアッセンブリー，４２・
・・溝、４４ａ・・・フランジ、４４ｂ・・・フランジ
、４６・・・基部、５８・・・シール力バー、６ｏ・・
・摩耗リング、７４ａ・・・シールリング、７４ｂ・・
・シールリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジング１４と回転するシャフト１０の間のシー
   ルを行なうための装置にして、前記シャフト１０に装着
   されてシャフト１０とともに回転し、半径方向外方に向
   って関口する外周の溝４２を有する第１のシール部材４
   ０と、前記ハウジング１４に取り付けられ、前記第１の
   シール部材４０の周囲をとり囲むとともに、半径方向内
   方に向って前記溝４２内に突出し、その表面が前記溝４
   ２の近接する壁面との間に間隙を有する環状部分を有す
   る第２のシーリング部材と、前記第１のシール部材４０
   に支持されてこれとともに回転しかつ前記第２のシール
   部材の前記突出部分と摩擦接触する第３のシール部材７
   ４ａ，７４ｂとより構成されたことを特徴とするシール
   。 ２ ロールハウジング１４内に回転自在に軸承されると
   ともにその一端がロール２０を着脱自在に軸方向に装着
   するためにハウジング１４から突出されかつその間隙を
   調節するためのロール間隙調節装置を備えてなるロール
   シャフト１０と組み合わせて使用され、ロールシャフト
   １０とロールハウジング１４の間をシールする装置にし
   て、ロールシャフト１０に装着されてロールシャフト１
   ０とともに回転し、前記ロールシャフト１０とシール係
   合する基部４６と、前記基部４６よシ半径方向外方に延
   伸し軸方向に隔離して対向されたフランジ４４ａ，４４
   ｂによって形成される外周の溝４２を備えてなる円形の
   フリンジャーアツセンブリ−４０と、軸方向に離間する
   内側および外側面７６，７６と半径方向に離間する内周
   および外周縁６０ａ，６０ｂを備えた摩耗リング６０と
   、ロールハウジング１４とシール係合するとともに前記
   摩耗リング６０の外周縁６０ｂとシール係合して前記摩
   耗リング６０を前記溝４２の作動位置に支持し、前記摩
   耗リング６０の内周縁６０ａを前記基部４６から離隔し
   かつ前記摩耗リング６０の内周面６０ａおよび外周面６
   ０ｂを前記フランジ４４ａ，４４ｂ面から軸方向に離隔
   して位置せしめる介在部材５Ｂと、前記フランジ４４ａ
   ，４４ｂから半径方向に突出して支持され前記摩耗リン
   グ６０の内側面および外側面７６，７６と摩擦係合する
   シールリング７４ａ，７４ｂとより構成されたシール。