JPS6038720Y2 - ロ−ルにおけるシ−ル装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 紙等の帯状品に圧延処理又はカレンダ処理等の圧力処理
を施すためのロールとして、円筒状のシェルを、これに
同心的に挿通させた固定状のシャフトに回転自在に支持
させ、或いは更にシェルを適宜の動力機構に連動連結し
て強制回転可能とし、シェルの内周面とシャフトの外周
面との間に形成された円筒状の中間室を、周方向におい
て、ロールの軸線方向に沿って遮蔽シールするシール装
置でもって２室に区画し、一方の中間室部分を圧力媒体
つまり油が圧入される加圧室に構成したものが知られて
いるが、本考案は、このように構成されたロールにおけ
る前記シール装置の改良に関するものである。

この種ロールによれば、帯状品の圧力処理におけるロー
ルの受圧の程度に応じて加圧室内の油圧を適宜としてお
くことにより、加圧室に対向せるシェル部分、つまり帯
状品にこれを他の通例ロールとの間で挟圧して圧力処理
を施している受圧部分を、圧力処理による受圧作用によ
って凹状の撓みを生せしめることなく、均平に保持させ
ることができ、更に必要に応じて凸状に膨出変形させる
ことができ、もって帯状品の圧力処理をその処理状況に
応じて常に良好に行ないうるのである。

したがって、この種ロールにあっては、加圧室を確保さ
せるためのシール装置を如何に構成しておくかが重要な
ポイントとなるが、従来のこの種シール装置は、一般に
第１図に示す如く、軸線方向に延びるシール体１を、そ
の一端縁部をシャフト２の外周面部に形成せる段部２ａ
にシェル３の回転方向へ食込み勝手に支持させると共に
その他端縁部をシェル３の内周面３ａに接触させて、加
圧室４の周方向端部を遮蔽すべく傾斜状に配置し、更に
シャフト２の外周面部に形成せる支持溝２ｂにスペーサ
５を介して固定支持させた板バネ６でもって、シール体
１をシェル３の回転方向へ押圧付勢せしめて、前記シー
ル体１の他端縁部をシェル内周面３ａに圧接せしめて、
構成されている。

しかしながら、このように加圧室４内の油圧をそのまま
シール体１のシェル内周面３ａへの圧接力として作用さ
せるようにしていたのでは、加圧室４内がさほど高圧で
ないときには問題は少ないが、高圧としたときには、前
記圧接力が必要以上に大きくなって、種々の支障が発生
する。

すなわち、シール体１のシェル内周面３ａへの圧接力が
必要以上に大きくなると、シェル内周面３ａに圧接して
いるシール体１部分の摩耗が激しくなり、長期使用のう
ちには、前記シール体１部分が大きく摩耗して、終には
シール体１が板バネ６の押圧作用を確実に受は得ない状
態（鎖線図示状態）へと変位せしめられる虞れがある。

このような状態になると、加圧室４への油の圧入を停止
させたときには、シール体１が板バネ６によってはシェ
ル内周面３ａに圧接されておらずフリーな状態にあり、
したがって加圧室４に再び油圧を作用させたときは、油
が加圧室４からシール体１とシェル内周面３ａの間から
漏出されて、もはやシール作用が行なわれ得なくなる。

さらに、シール体１のシェル内周面３ａへの圧接力の増
大に伴って、シール体１とシェル内周面３ａ間の潤滑作
用が良好に行なわれ得なくなり、このこととも相俟って
、シェル３の円滑な回転がシール体１でもって大きく妨
げられる。

このようなブレーキ現象が発生すると、良好な圧力処理
が行なわれなくなるばかりか、シェル３を動力機構によ
り強制回転させているときには、この動力機構に必要以
上の過負荷が作用し、故障の原因ともなる。

しかも、シール体１とシェル内周面３ａとの強力な接触
によってその接触部分に高熱が発生し易く、かかる発熱
現象によって油の粘性等の性状が劣化され、上記した潤
滑作用が更に低下して、シール体１の摩耗及びシェル３
のブレーキ現象の発生が促進される。

また、上記した如き支障は、加圧室４内を高圧としない
場合においても、シェル３を高速回転させた場合にも同
様に発生し易いものである。

したがって、前記した従来のシール装置を装備せるロー
ルは、これを加圧室４内を高圧にして圧力処理を施す必
要のあるロール、例えば鉄鋼又はアルミ等の圧延ロール
等として用いることができず、またシェルを高速回転さ
せて圧力処理の迅速化を図ることができず、その使用範
囲が大幅に制限されているのが実情である。

本考案は、上記の点に鑑み、加圧室を高圧とした場合或
いはシェルを高速回転させた場合にも、長期に亘って良
好なシール作用を行ないうるよう改良されたシール装置
を提供し、もってロールによる帯状品の圧力処理を常に
良好に且つ迅速に行ないうるよう図ったものである。

以下、その一実施例を第２図〜第１０図について具体的
に説明する。

図において、１１はロールで、このロール１１は、第２
図及び第３図に示す如く、円筒状の所望材質からなる鉄
製のシェル１２にその内径より適宜最小径の鉄製のシャ
フト１３を同心的に挿通させた状態で、シェル１２の両
端部をシャフト１３にベアリング１４．１４を介して回
転自在に且つ軸線方向移動不能に支持させると共に、シ
ャフト１３の両端部を固定支持１５．１５させて、シェ
ル１２の内周面１２ａとシャフト１３の外周面との間に
円筒状の中間室１６を形威し、該中間室１６の適所であ
ってこれを周方向において上下に略２等分する部位に、
中間室１６をロール１１の軸線方向に沿って遮蔽シール
しうるシール装置１７を配設して、該シール装置１７で
もって中間室１６を略半円筒状の上下２室に区画し、さ
らに上位の中間室１６部分の軸線方向両端部位に、これ
を遮蔽シールしうるシール装置１８を配設して、前記上
位の中間室１６部分を、前記各シール装置１−７．１８
でもってシェル１２の回転に拘わらず密封シールし、シ
ャフト１３に、適宜の送油機構（図示せず）に連結され
て上位の中間室１６部分へと連通ずる適当数の送油路１
９．１９を形設すると共に、適宜の排油機構（図示せず
）に連結されて下位の中間室１６部分へと連通ずる適当
数の排油路２０．２０を形設して、前記上位の中間室１
６部分を、前記送油機構により圧力媒体たる油が適宜圧
でもって圧入される加圧室１６ａに、また下位の中間室
１６部分を、前記排油機構へと排油されうる排油室１６
ｂに夫々構成して、構成されているものである。

そして、加圧室１６ａの周方向両端部を軸線方向に沿っ
て遮蔽シールするための前記シール装置１７が、本考案
に従って、次のように構成されている。

すなわち、第２図及び第４図に示す如く、シャフト１３
の外周面部に、周方向に略１８００の間隔を隔てて、軸
線方向に延びシェル内周面１２ａ方向へ開口する一対の
凹溝２１，２１を形設し、該各凹溝２１の開口部に、各
々、軸線方向に延びる板状のシール体２２を、シェル１
２の径方向（望ましくは軸心方向つまりシェル内周面１
２ａに直交する方向）に摺動可能に嵌挿支持させである
。

そして、各シール体２２の先端部の加圧室１６ａに臨む
側面つまり上面２２ｂは、第４図に示す如く、先端部の
断面形状を先窄まり形状とすべく傾斜面に形成されてい
る。

この実施例では、特に、各シール体２２の先端部の下面
２２ｃも、前記上面２２ｂと対称的な傾斜面に形成され
ている。

なお、各シール体２２は、前記した鉄製のシェル１２よ
りも軟質の銅、真鍮又はオイルレスメタル等で成形され
ている。

また、前記シャフト１３には、各シール体２２の先端部
をシェル１２の内周面１２ａに所定圧で押圧させる押圧
手段３５が設けられている。

すなわち、この押圧手段３５は、シャフト１３に、シー
ル体２２でもって閉塞された各凹溝２１内に連通ずる圧
入通路２３．２３を形成すると共に、該圧入通路２３．
２３を、前記送油路１９に連結された送油機構とは別の
第２の送油機構（図示せず）に連結して構成されていて
、この第２の送油機構により、圧入通路２３，２３から
凹溝２１゜２１内へ、加圧室１６ａに圧入される圧力媒
体とは別の圧力媒体たる適当圧の油を圧入させることに
よって、各シール体２２の先端部を、その後端面２２ａ
に作用する油圧でもつで、シェル内周面１２ａに所定圧
で押圧せしめるようになされている。

また、この実施例のものでは、前記シール装置１８を、
特に次のように構威しである。

すなわち、第３図及び第５図に示す如く、中間室１６の
軸線方向両端部位に位置せしめて、シェル１２に、ベア
リング１４．１４受けとして兼用される環状のシール受
体２４．２４を内嵌固着すると共に、シャフト１３に、
該シール受体２４゜２４と対向させて環状のシール保持
体２５，２５を外嵌固着しである。

各シール保持体２５の端面部に円弧状又は台形状の凹溝
２６を形成し、該各間溝２６に、縦断面コ字状の支持体
２７を、その開口部をシール受体２４の端面つまり軸線
方向に直交するシール受面２４ａに直対向させた状態で
嵌合して適宜手段で固着し、該各支持体２７の開口部に
、縦断面コ字状のシール体２８を、その開口端部を前記
シール受面２４ａに接触させた状態で、該シール受面２
４ａに直交する方向つまり軸線方向に摺動可能に嵌挿支
持しである。

さらに、各前記支持体２７には、適当数の圧縮コイルバ
ネ２９が内装されていて、このバネ２９により各シール
体２８をシール受体２４のシール受面２４ａに圧接せし
めてあり、また加圧室１６ａから支持体２７内へ連通さ
せる連通路３０、及び支持体２７内からシール体２８内
へ連通させる連通路３１を形成しである。

上記連通路３０，３１は、１個又は適宜数個所望の大き
さ、形状をもって形成されている。

なお、各シール受体２４はシェル１２と、各シール体２
８は前記シール体２２と夫々同質材料でもって形成され
ている。

したがって、このシール装置１８によれば、加圧室１６
ａに油圧を作用させると、シール体２８でもって閉塞さ
れた支持体２７の内部とシール受体２４のシール受面２
４ａでもって閉塞されたシール体２８の内部とに、前記
油圧と同圧の油圧が作用するから、シール体２８は、あ
たかも、その後壁の外端面２８ａと内端面２８ｂとの面
積差に相当する極小面に油圧を受けて、シール受体２４
のシール受面２４ａへと圧接されることになり、加圧室
１６ａ内の油圧をそのまま利用しているにも拘わらず、
加圧室１６ａ内が高圧とされたときにも、シール体２８
が前記シール受面２４ａに必要以上に強く圧接されるこ
とがなく、加圧室１６ａの軸線方向各端部を良好に遮蔽
シールしうる。

次に本考案に係るシール装置１７の作用を、上記実施例
について説明する。

加圧室１６ａに油圧を作用させるときには、第２の送油
機構により圧入通路２３から凹溝２１内へ所定圧の油を
圧入させると、この油圧をシール体２２の後端面２２ａ
が受けて、シール体２２の先端部がシェル内周面１２ａ
に圧接され、加圧室１６ａの周方向端部が遮蔽シールさ
れる。

このとき、シール体２２の先端部の上面２２ｂが先窄ま
りの傾斜面に形成されているから、第６図に示す如く、
加圧室１６ａ内の油圧Ｐにより、シール体２２の先端部
には、シール体２２の先端部を押下げてシェル内周面１
２ａへと食込ませようとする分力Ｐ、が作用すると共に
、シール体２２をシェル内周面１２ａから離間させよう
とする分力Ｐ２が作用することになる。

したがって、前記凹溝２１内に作用させる油圧が一定で
あっても、シール体２２によるシール力が、加圧室１６
ａ内に作用させる油圧の変化に応じて適宜に増減調整さ
れることになる。

すなわち、本考案者は、加圧室１６ａ内の油圧を高くし
た場合に、シール体２２の上面２２ｂに前記形状の傾斜
面を形成していないと、シール体２２を押下げる力が働
きすぎて、必要以上のシール力となり、シール体２２の
摩耗が激しく短時間でシール体２２を取換えねばならな
いという実験結果を得たのである。

なお、押圧手段３５によるシール体２２への押圧力つま
り凹溝２１内に作用させる油圧は、加圧室１６ａ内に作
用させる油圧（この油圧を変化させる必要のある場合は
、その変化する油圧の範囲）を勘案して適宜に設定され
、またシール体２２の先端部上面２２ｂの傾斜角は、前
記加圧室１６ａ及び凹溝２１内に作用させる油圧を勘案
して適宜に設定される。

このように、押圧手段３５によるシール体２２への押圧
力及びシール体２２の先端部上面２２ｂの傾斜角を適宜
に設定しておけば、加圧室１６ａ内の油圧の高低に拘わ
らず、シール体２２のシェル内周面１２ａへの圧接力つ
まりシール力が不足したり或いは必要以上に大きくなる
ことがなく、シール体２２が激しく摩耗し、たり、シェ
ル１２のブレーキ現象或いはシェル内周面１２ａとシー
ル体２２との接触部分の発熱現象といった支障は、これ
が極力防止され、長期に亘って良好なシール作用が行な
われうる。

また、シール体２２は、径方向（望ましくはシェル内周
面２２ａに直交する軸心方向）に摺動可能とされている
から、不測に摩耗されたときにも、その摩耗部分だけシ
ェル内周面１２ａ方向へ追随せしめられてシール力の低
下が防止され、且つシェル内周面１２ａにおけるシール
状態が変動しない。

このことによって更に良好なシール作用が期待できる。

ところで、加圧室１６ａに油圧を作用させると、第８図
に示す如く、シェル１２とシャフト１３とが相対的に撓
み変形して、両者１２．１３の対向周面間隔が軸線方向
において変化する。

この間隔の変化量は、加圧室１６ａの軸線方向両端部分
では僅かであるが、軸線方向中央部分ではかなり大きく
なる。

したがって、特に軸線方向に沿ってシェル内周面１２ａ
に圧接させておく必要のあるシール体２２．２２が、軸
線力方向において前記間隔の大巾な変化に追随しきれず
、シール体２２によるシール作用が良好に行なわれ得な
い不都合を生じる虞れがある。

しかし、前記実施例のシール装置１７にあっては、中間
室１６を略２等分して略半円筒状の加圧室１６ａを形成
すべく、シール体２２．２２を周方向に略１８０°の間
隔を隔てて配置しであるから、上記した不都合は全く生
じない。

すなわち、略半円筒状の加圧室１６ａに油圧を作用させ
ると、加圧室１６ａの周方向中央部分では、前記両者１
２．１３の間隔が軸線方向において大きく変化する（第
８図〜第１０図参照）が、加圧室１６ａの略１８０°の
間隔を隔てた周方向両端部分では、第９図及び第１０図
からも明かなように、前記間隔は軸線方向において殆ん
ど変化しない。

したがって、シール体２２．２２には大きな追随性が要
求されず、シール装置１７によるシール作用が常に良好
に行われる。

ナオ、シール装置１８については、シェル１２の軸線方
向両端部に形設した軸線方向に直交するシール受面２４
ａ、２４ａに、シール体２８，２８を圧接させることに
より、加圧室１６ａの軸線方向両端部をシールさせるよ
う構成されているから、シェル１２及びシャフト１３の
相対関係が第８図〜第１０図に示す如くに変化した場合
にも、これによってはシール受面２４ ａ、 ２４
ａが当然に影響を受けることがなく、したがって、シー
ル体２８．２８には大きな追随性が要求されず、加圧室
１６ａの軸線方向両端部が常に良好にシールされること
勿論である。

また、中間室１６を周方向に略２等分して、加圧室１６
ａを略半円筒状のものに構成したから、加圧室１６ａに
対応するシェル１２の受圧面積が略最大となり、このシ
ェル１２の油圧による変形を可及的に小さな油圧でもっ
て行わしめうる利点がある。

なお、シェル内周面１２ａとシール体２２との間を潤滑
して排油室１６ｂに蓄積された潤滑油は、排油路２０か
ら排出される。

また、本考案に係るシール装置１７は、上記したように
、加圧室１６内の油圧をそのまま利用してシール作用を
行なわしめるものではないから、加圧室１６ａを遮蔽シ
ールすると同時に排油室１６ｂの周方向両端部をも遮蔽
シールしうるものである。

したがって、排油室１６ｂの軸線方向両端部をも、例え
ば前記シール装置１８と同様構造のシール装置（図示せ
ず）でもって遮蔽シールさせておくと、排油室１６ｂも
前記加圧室１６ａ同様の加圧室として利用することがで
きて便利であり、シール体２２の先端部下面２２ｃを上
面２２ｂと同様に傾斜面とすることによって、前記した
と同様の作用効果を奏しうる。

例えば、前記実施例における、送油路１９及び排油路２
０と送油機構及び排油機構との連結を切換え可能として
おくと、圧力処理の状況に応じて、上位の加圧室１６ａ
又は下位の加圧室１６ｂに選択的に油圧を作用させるこ
とができる。

さらに、前記実施例において、排油路２０にも送油機構
（図示せず）に連結させておくと、上位の加圧室１６ａ
と下位の加圧室１６ｂとに夫々昇圧の油圧を作用させる
こともでき、このようにしておくと、ロール１１を第７
図に示す如き多段のロール装置の中間位に配置させてお
くことができる。

例えば、上位の加圧室１６ａに高圧を作用させて、ロー
ル１１と上位のロール３２とでもって帯状品３３に良好
な圧力処理を施し、下位の加圧室１６ｂに比較的低圧を
作用させて、ロール１１の凹状の撓みを防止しながら、
ロール１１の下位のロール３４とでもって帯状品３３の
送り作用を良好に行なわしめることができる。

なお、本考案に係るシール装置１７の構成は、前記実施
例に限定されるものではないのであって、例えはシール
体２２を押圧する押圧手段３５を、凹溝２１内に配設し
たバネでもって構成してもよい。

以上の説明からも明らかなように、本考案のシール装置
は、シャフトに径方向に摺動可能に設けたシール体を、
加圧室内の圧力媒体によらず、押圧手段を介して所定圧
でシェル内周面に押圧させるようにし、シール体の先端
部の加圧室に臨む側面を、加圧室内の圧力によってシー
ル体の先端部をシェル内周面に喰込ませようとする分力
及びシェル内周面から離間させようとする分力を発生さ
せるような傾斜面に形成したものであるから、加圧室内
圧の変化によってシール力が不足したり或いは必要以上
に大きくなったりする不都合を有効に防止し得て、した
がって冒頭に述べた如き種々の支障の発生が未然に防止
されて、長期に亘って良好なシール機能を発揮しうるも
のである。

したがって、本考案のシール装置を装備したロールによ
れば、これを、加圧室を高圧としておく必要のある圧下
刃の大きい鉄鋼、アルミ等の圧力処理用ロールとして用
いることが可能となり、あらゆる帯状品の圧力処理をロ
ールの機能を充分発揮しながら良好に行ないうる。

しかも、シール体によるシール力が必要以上に大きくな
ることがないから、良好なシール作用を維持しながら、
シェルを高速回転させて圧力処理の迅速化を図ることも
可能となる。

さらに、冒頭に述べた如き従来のシール装置によれば、
シェルの内周面とシャフトの外周面との間に形成された
中間室をシール装置でもって周方向に２室に区画したと
きには、区画された両室の何れをも加圧室に構成してお
くことは不可能であるが、本考案のシール装置によれば
、前記画室を何れも加圧室に構成しておくことが可能と
なり、圧力処理される製品の性状に対応させることがで
き、実用的価値は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシール装置を示す縦断正面図（第４図と
同様箇所を示す）であり、第２図〜第１０図は本考案に
係るシール装置を装備せるロールの一実施例を示したも
ので、第２図は縦断正面図（断面は第３図の■−■線に
沿う）、第３図は縦断側面図（断面は第２図のｍ−ｍ線
に沿う）、第４図は第２図の要部の拡大図、第５図は第
３図の要部の拡大図、第６図はシール体の作用説明図、
第７図はロールの使用状態図、第８図は加圧室に油圧を
作用させた状態を示す概略縦断側面図、第９図は第８図
のＩＸ−ＩＸ線断面図、第１０図は第８図のＸ−Ｘ線断
面図である。 １１・・・・・・ロール、１２・・・・・・シェル、１
２ａ・・・・・・シェルの内周面、１３・・・・・・シ
ャツｔ・、１６ａ・・・・・・加圧室、１６ｂ・・・・
・・排油室（加圧室）、１７・・・・・・シール装Ｌ２
２・・・・・・シール体、２２ｂ・・・・・・シール体
の先端部の上面、２２ｃ・・・・・・シール体先端部の
下面、３５・・・・・・押圧手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 円筒状のシェルを、これに同心的に挿通させたシャフト
   に回転自在に支持させて、該両者の対向周面間に圧力媒
   体が圧入される軸線方向に延びる加圧室を区画形設しで
   あるロールにおいて、該加圧室の周方向両端部を軸線方
   向に沿って遮蔽シールするシール装置であって、前記シ
   ャフト側に、先端部の断面形状を先窄まり形状とすべく
   前記加圧室に臨む先端部の側面を傾斜面に形成した軸線
   方向に延びるシール体を、シェルの径方向に摺動可能能
   に支持させると共に、前記シール体の先端部を前記シェ
   ルの内周面に所定圧で押圧させる押圧手段を設けである
   ことを特徴とする、ロールにおけるシール装置。