JP5758705B2

JP5758705B2 - Gear spindle and oil seal used therefor

Info

Publication number: JP5758705B2
Application number: JP2011127967A
Authority: JP
Inventors: 憲二山本
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Metals Machinery Inc
Current assignee: Primetals Technologies Holdings Ltd
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2031-06-08
Also published as: JP2012254462A

Description

本発明は、小径化に最適なギヤスピンドル及びそれに用いられるオイルシールに関する。 The present invention relates to a gear spindle optimal for reducing the diameter and an oil seal used therefor.

例えば、圧延機においては、上,下のワークロールを上,下の駆動軸によって、傾斜角θ（θ＝０度乃至３度）で上下方向に傾斜したギヤスピンドル（ギヤタイプ自在継手の一種）を介して回転させ、圧延材を圧延している。 For example, in a rolling mill, a gear spindle (a kind of gear-type universal joint) inclined up and down at an inclination angle θ (θ = 0 degrees to 3 degrees) by upper and lower work shafts with upper and lower work rolls. The rolled material is rolled.

この種のギヤスピンドルとして、従来、例えば図６に示すようなものがある（特許文献１参照）。 Conventionally, there is a gear spindle of this type as shown in FIG. 6, for example (see Patent Document 1).

これによれば、図中１００がスピンドル内筒で、１０１がスピンドル外筒であり、スピンドル内筒１００の軸心はスピンドル外筒１０１の軸心に対し傾斜角θで傾斜している。図中１０２はハブであり、その外周にはギヤ部（外歯）１０２ａが設けられ、このギヤ部１０２ａを貫通して連通孔１０２ｂが穿設されている。そして、このハブ１０２はスピンドル内筒１００の端部にスプライン１０３によって軸方向に摺動可能に嵌装されている。 According to this, in the figure, 100 is a spindle inner cylinder, 101 is a spindle outer cylinder, and the axis of the spindle inner cylinder 100 is inclined with respect to the axis of the spindle outer cylinder 101 at an inclination angle θ. In the figure, reference numeral 102 denotes a hub. A gear part (external teeth) 102a is provided on the outer periphery of the hub, and a communication hole 102b is formed through the gear part 102a. The hub 102 is fitted to the end of the spindle inner cylinder 100 by a spline 103 so as to be slidable in the axial direction.

スピンドル外筒１０１の圧延機側端部はワークロール１０４の小判型部１０４ａに着脱自在に嵌装され、駆動装置側端部にはリング状のＹシール１０５がシールケース１０６を介して径方向に移動自在に装着されている。そして、スピンドル外筒１０１の内周に設けられたギヤ部１０１ａはハブ１０２のギヤ部１０２ａと軸方向に摺動自在に噛み合っている。このギヤ部１０１ａ,１０２ａの噛合い部を境に給油側油室１０７とシール側油室１０８が形成され、給油側油室１０７にスピンドル外筒１０１の内周に開口した給油孔１０９から潤滑油１１０が注入されるようになっている。尚、図中１１１はブーツ型シール、１１２は内筒ピボット（スラストピン）、１１３は圧縮コイルばね、１１４はストッパである。 The rolling mill side end of the spindle outer cylinder 101 is detachably fitted to the oval mold part 104a of the work roll 104, and a ring-shaped Y seal 105 is radially attached to the driving apparatus side end via a seal case 106. It is mounted movably. The gear portion 101a provided on the inner periphery of the spindle outer cylinder 101 meshes with the gear portion 102a of the hub 102 so as to be slidable in the axial direction. The oil supply side oil chamber 107 and the seal side oil chamber 108 are formed with the meshing portions of the gear portions 101a and 102a as a boundary. From the oil supply hole 109 opened to the inner periphery of the spindle outer cylinder 101 in the oil supply side oil chamber 107, lubricating oil is provided. 110 is injected. In the figure, 111 is a boot-type seal, 112 is an inner cylinder pivot (thrust pin), 113 is a compression coil spring, and 114 is a stopper.

従って、駆動軸の回転トルクは傾斜角θで傾斜したスピンドル内筒１００からスプライン１０３を介してハブ１０２に伝達され、ここからギヤ部１０１ａ,１０２ａを介してスピンドル外筒１０１に等速で伝達されてワークロール１０４が回転駆動される。この際、ギヤ部１０１ａ,１０２ａはその全周に亘って潤滑油１１０で潤滑され、摩耗・発熱が低減される。 Accordingly, the rotational torque of the drive shaft is transmitted from the spindle inner cylinder 100 inclined at the inclination angle θ to the hub 102 via the spline 103, and from here to the spindle outer cylinder 101 via the gear portions 101a and 102a. Thus, the work roll 104 is rotationally driven. At this time, the gear portions 101a and 102a are lubricated with the lubricating oil 110 over the entire circumference, and wear and heat generation are reduced.

特開平８−２１４５３号公報JP-A-8-21453

ところで、最近のニーズに対応するため、硬質材からなる特殊鋼（ステンレス鋼等）を高い生産性と高い製品品質で圧延するのに、従来に比べ非常に小径のワークロールが用いられるようになった（例えばMinφ300mm→Minφ230mm）。 By the way, in order to meet recent needs, work rolls with extremely small diameters have been used to roll special steels (stainless steel, etc.) made of hard materials with high productivity and high product quality. (For example, Minφ300 mm → Minφ230 mm).

そのために、ワークロールを駆動するギヤスピンドルの外径も例えばφ225mmと小径にする必要が生じた。しかしながら、ギヤスピンドルにおいては、小径化した分、歯・シャフトその他を含めたスピンドル全体の強度アップを図ることはもちろんのこと、十分なトルク伝達能力を確保することや小径ロールで高生産量を確保するための高回転運転に伴うオイルシールのシール性確保と破損防止を図らなければならないという新たな課題が生じているのが現況である。 For this reason, the outer diameter of the gear spindle for driving the work roll has to be reduced to, for example, φ225 mm. However, in the gear spindle, as well as increasing the strength of the entire spindle, including the teeth, shaft, etc., as well as reducing the diameter, it also ensures sufficient torque transmission capability and secures high production with a small diameter roll. The current situation is that a new problem has arisen in that it is necessary to ensure the sealability of the oil seal and prevent the damage associated with the high-speed operation to achieve this.

ところが、特許文献１に開示されたような構造のギヤスピンドルにあっては、Ｙシール１０５やブーツ型シール１１１等の組付け性の観点から、スピンドル内筒部がスピンドル内筒１００とギヤ部１０２ａ付きのハブ１０２とに分割形成されて互いにスプライン１０３により係合されているため、トルク伝達が二段階となってその伝達能力が低いことから高トルク伝達が期待できないと共に、部品点数増加により構造が煩雑化する一方、強度上からもギヤスピンドルの小径化には自ずと限界があるという問題点があった。 However, in the gear spindle having the structure disclosed in Patent Document 1, from the viewpoint of assemblability of the Y seal 105, the boot-type seal 111, and the like, the spindle inner cylinder portion is the spindle inner cylinder 100 and the gear portion 102a. Since it is divided into two hubs 102 and engaged with each other by splines 103, torque transmission is in two stages and its transmission capability is low, so high torque transmission cannot be expected. On the other hand, there is a problem that there is a limit in reducing the diameter of the gear spindle in terms of strength.

また、ギヤスピンドルが傾斜しているため、高速回転下ではＹシール１０５（Ｏリングでも同様であるが）の許容追随速度を越えることからスピンドル内筒部との間でＹシール１０５の許容追随量を越える隙間が出来或いは損傷して潤滑油が漏れ出るという不具合があった。そのため、バックアップとしてブーツ型シール１１１が設けられているが、このブーツ型シール１１１は軸方向にはスピンドル外筒部の外側に配置され且つ内リング部用シール取付部材が潤滑油脂の無い側に配置されているため、ギヤスピンドルの回転中に潤滑油の遠心力で膨張し、ボルト等のシール取付品や隣接部品に接触して破損するという不具合があった。 Further, since the gear spindle is inclined, the allowable follow-up speed of the Y seal 105 is exceeded under the high-speed rotation. There was a problem in that the lubricating oil leaked due to the gap exceeding or being damaged. Therefore, a boot-type seal 111 is provided as a backup. This boot-type seal 111 is arranged on the outer side of the spindle outer cylinder portion in the axial direction, and the inner ring portion seal mounting member is arranged on the side without the lubricating oil. Therefore, there is a problem that the gear spindle is expanded by the centrifugal force of the lubricating oil during the rotation of the gear spindle, and is damaged due to contact with seal fittings such as bolts and adjacent parts.

尚、通常のギヤスピンドルでは、オイルシールとして蛇腹が用いられるのが一般的であるが、この蛇腹においても軸方向にはスピンドル外筒部の外側に配置されているため、ギヤスピンドルの回転中に潤滑油の遠心力で大きく膨張し、ギヤ部の潤滑油が減り潤滑条件が悪化すると共に、ボルト等のシール取付品や上下相対するギヤスピンドルのオイルシールに接触して損傷するという不具合があった。 In a normal gear spindle, a bellows is generally used as an oil seal. However, since this bellows is also arranged outside the spindle outer cylinder portion in the axial direction, the gear spindle rotates during the rotation of the gear spindle. The centrifugal force of the lubricating oil expands significantly, reducing the lubricating oil in the gear section and deteriorating the lubrication conditions. In addition, there is a problem in that it comes into contact with and damages the seal fittings such as bolts and the oil seals of the gear spindles facing each other. .

本発明は、このような実情に鑑み提案されたもので、その目的は、十分な強度と大きいトルク伝達能力を確保することができると共に高回転運転に伴うオイルシールのシール性確保と破損防止が図れ、小径化に最適なギヤスピンドル及びそれに用いられるオイルシールを提供することにある。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and its purpose is to ensure sufficient strength and a large torque transmission capability, as well as to ensure the sealing performance of the oil seal and to prevent breakage during high rotation operation. It is an object of the present invention to provide a gear spindle optimal for reducing the diameter and an oil seal used therefor.

上記の課題を解決するための本発明に係るギヤスピンドルは、
外筒部の内周面に刻設されたギヤ部に内筒部の外周面に刻設されたギヤ部を噛み合わせると共に外筒部の軸心と内筒部の軸心が傾斜角θで傾斜して回転する圧延設備に用いるギヤスピンドルにおいて、
前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面に各々のギヤ部を一体形成すると共に、
前記各ギヤ部の潤滑用油脂を密封するオイルシールは、前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面との周間隙に介装されるシール本体と、該シール本体を当該シール本体が前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面との周間隙内での膨張が可能に前記内筒部の外周面に緊縛して固定するシール取付部材と、からなり、
前記シール本体は、前記外筒部の内周面に面接触する外リング部と、前記内筒部の外周面に面接触する内リング部と、前記潤滑用油脂の圧力を受け止められるよう前記潤滑用油脂側に凹な形状を有して前記外リング部と前記内リング部を連結する中間リング部とを備え、
前記シール取付部材は、前記潤滑用油脂の有る側に配置され、
前記潤滑用油脂側において、前記内リング部の内周面に形成された環状凸部が嵌合して前記シール本体を軸方向に位置決めする環状溝が前記内筒部の外周面に形成され、
前記外リング部を軸方向に固定した
ことを特徴とする。 The gear spindle according to the present invention for solving the above problems is as follows.
The gear portion engraved on the outer peripheral surface of the inner cylinder portion is engaged with the gear portion engraved on the inner peripheral surface of the outer cylinder portion, and the axis of the outer cylinder portion and the axis of the inner cylinder portion are inclined at an inclination angle θ. In the gear spindle used in the rolling equipment that tilts and rotates,
While integrally forming each gear part on the inner peripheral surface of the outer cylinder part and the outer peripheral surface of the inner cylinder part,
An oil seal that seals the lubricating oil in each gear portion includes a seal body interposed in a circumferential gap between an inner peripheral surface of the outer cylinder portion and an outer peripheral surface of the inner cylinder portion, and the seal main body as the seal a seal mounting member body and fixed to tied to the outer peripheral surface of the expansion can be the inner cylinder part in a circumferential gap between the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion and the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion, Ri Tona ,
The seal body includes the outer ring portion in surface contact with the inner peripheral surface of the outer cylinder portion, the inner ring portion in surface contact with the outer peripheral surface of the inner cylinder portion, and the lubrication so as to receive the pressure of the lubricating oil. An intermediate ring portion having a concave shape on the oil and fat side and connecting the outer ring portion and the inner ring portion;
The seal mounting member is disposed on the side having the lubricating oil and fat,
On the lubricating oil / fat side, an annular groove formed on the inner peripheral surface of the inner ring portion is fitted and an annular groove for positioning the seal body in the axial direction is formed on the outer peripheral surface of the inner cylinder portion,
The outer ring portion is fixed in the axial direction .

また、
前記外リング部の幅方向端部の少なくとも一方が楔形に形成され、この楔形に対応した楔形の保持部材または楔状部を設けたことを特徴とする。
また、
前記シール取付部材を含めてシール隣接部品をシール本体の膨張時に当該シール本体に干渉しない位置に配置したことを特徴とする。 Also,
At least one of the end portions in the width direction of the outer ring portion is formed in a wedge shape, and a wedge-shaped holding member or a wedge-shaped portion corresponding to the wedge shape is provided.
Also,
The seal adjacent parts including the seal mounting member are arranged at positions that do not interfere with the seal body when the seal body expands.

また、
前記外筒部の軸方向移動量Ｂ（ｍｍ）、前記ギヤ部における内筒部の外径Ｄ（ｍｍ）、最大の傾斜角θ（ｄｅｇ）、ギヤスピンドル部品加工誤差と部品組立誤差と回転に伴う振動変位とを考慮した定数をＡ（ｍｍ）とした時、外筒部の軸方向移動量Ｂ（ｍｍ）は下記式の範囲であることを特徴とする。
Ｂ＜（Ｄ／２）×ｓｉｎθ＋Ａ Also,
Axial movement amount B (mm) of the outer cylinder part, outer diameter D (mm) of the inner cylinder part in the gear part, maximum inclination angle θ (deg), gear spindle part machining error , part assembly error and rotation When a constant considering the accompanying vibration displacement is A (mm), the axial movement amount B (mm) of the outer cylinder portion is in the range of the following equation.
B <(D / 2) × sin θ + A

また、
前記内筒部におけるオイルシール取付部の外径はその軸方向両側に位置するギヤ部における内筒部の外径と駆動軸側の内筒部の外径より小さく、前記オイルシールの取付けの際には、シール本体が直径方向に拡縮変形して取付け可能になっていることを特徴とする。即ち、前記内筒部の一端に位置するギヤ部外径は、ギヤ部強度の都合上オイルシール取付部の外径より大きくなければならず、また、前記内筒部の他端に位置し駆動軸に結合される部分の外径は、軸結合強度の都合上オイルシール取付部の外径より大きくなければならず、この内筒部各部の外径の大小関係を許容すべくオイルシールのシール本体が直径方向に拡縮変形するのである。 Also,
The outer diameter of the oil seal mounting part in the inner cylinder part is smaller than the outer diameter of the inner cylinder part in the gear part located on both sides in the axial direction and the outer diameter of the inner cylinder part on the drive shaft side. Is characterized in that the seal body can be attached by being expanded and contracted in the diameter direction. That is, the outer diameter of the gear part located at one end of the inner cylinder part must be larger than the outer diameter of the oil seal mounting part for the sake of the strength of the gear part, and the drive is located at the other end of the inner cylinder part. The outer diameter of the part to be coupled to the shaft must be larger than the outer diameter of the oil seal mounting part for the convenience of shaft coupling strength, and the seal of the oil seal must be allowed to allow the relationship of the outer diameter of each part of the inner cylinder part. The main body expands and contracts in the diameter direction.

また、
前記オイルシール取付部の外径は内筒ギヤ部の付根直径と異なることを特徴とする。即ち、オイルシール取付部の外径は内筒ギヤ部の付根直径と無関係な値なのである。 Also,
The outer diameter of the oil seal mounting portion is different from the root diameter of the inner cylindrical gear portion. That is, the outer diameter of the oil seal mounting portion is a value unrelated to the root diameter of the inner cylindrical gear portion.

上記の課題を解決するための本発明に係るオイルシールは、
前述したギヤスピンドルに用いられるオイルシールであって、
外筒部の内周面に接触して軸方向に固定される剛性の高い外リング部と、内筒部の外周面に接触して前記潤滑用油脂側において内周面に環状凸部が形成された剛性が外リング部より低い内リング部と、前記潤滑用油脂の圧力を受け止められるよう前記潤滑用油脂側に凹な形状を有して前記外リング部と前記内リング部を連結する可撓性に富む中間リング部より成るシール本体と、
前記潤滑用油脂の有る側に配置され、前記内リング部を前記内筒部に取り付けるためのシール取付部材と、
からなることを特徴とする。 The oil seal according to the present invention for solving the above problems is as follows.
An oil seal used for the gear spindle described above,
A highly rigid outer ring portion that contacts the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion and is fixed in the axial direction, and an annular convex portion is formed on the inner peripheral surface on the lubricating oil side in contact with the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion. Yes that stiffness is connected to the lower inner ring portion than the outer ring portion, said inner ring portion and the outer ring portion has a concave shape to the lubricating oil side to be received pressure of the lubricating oil A seal body composed of a flexible intermediate ring portion;
A seal mounting member that is disposed on the side having the lubricating oil, and that attaches the inner ring portion to the inner cylinder portion;
It is characterized by comprising.

また、
前記シール取付部材は、固体のバンドあるいは高い剛性のバネであることを特徴とする。 Also,
The seal mounting member is a solid band or a highly rigid spring.

また、
前記外リング部に剛性確保のための補強環を設けたことを特徴とする。 Also,
The outer ring portion is provided with a reinforcing ring for securing rigidity.

また、
前記補強環が外リング部の幅方向に複数に分割されていることを特徴とする。 Also,
The reinforcing ring is divided into a plurality of portions in the width direction of the outer ring portion.

また、
前記外リング部の幅方向端部の少なくともいずれか一方が楔形に形成され、この楔形に対応した楔形の保持部材で保持されることを特徴とする。 Also,
At least one of the end portions in the width direction of the outer ring portion is formed in a wedge shape, and is held by a wedge-shaped holding member corresponding to the wedge shape.

また、
前記中間リング部は一個の大きな円弧を有したＵ型をなすことを特徴とする。 Also,
The intermediate ring part has a U shape having one large arc.

本発明に係るギヤスピンドルによれば、例えば内筒部において軸部とギヤ部がスプライン構造などで分割されることなく、外筒部の内周面と内筒部の外周面に各々のギヤ部を一体形成したので、十分な強度と大きいトルク伝達能力を確保することができる。また、オイルシールのシール本体を外筒部の内周面と内筒部の外周面との周間隙にコンパクトに介装し、かつシール取付部材でシール本体を前述した周間隙内での膨張が可能に取り付けるようにしたので、高回転運転に伴うオイルシールのシール性確保と破損防止が図れる。これらの結果、ギヤスピンドルの小径化に最適となる。 According to the gear spindle of the present invention, for example, the shaft portion and the gear portion in the inner cylinder portion are not divided by a spline structure or the like, and the respective gear portions are arranged on the inner peripheral surface of the outer cylinder portion and the outer peripheral surface of the inner cylinder portion. Is formed integrally, so that sufficient strength and a large torque transmission capability can be ensured. In addition, the seal body of the oil seal is compactly interposed in the circumferential gap between the inner circumferential surface of the outer cylinder portion and the outer circumferential surface of the inner cylinder portion, and the seal body is expanded within the circumferential gap by the seal mounting member. Since it is attached as possible, it is possible to ensure the sealability of the oil seal and prevent damage due to high rotation operation. As a result, it is optimal for reducing the diameter of the gear spindle.

本発明に係るオイルシールによれば、剛性の高い外リング部とシール取付部材で取り付けられる内リング部とで高い取付強度を保持して高回転運転に伴うシール性を確保することができると共に可撓性に富む中間リング部で組付けのための容易性が図れる。また、シール取付部材を潤滑用油脂の有る側に配したこととシール本体を外筒部の内周面と内筒部の外周面との周間隙内で隣接部品と干渉せず膨張が可能に取り付けるようにしたので、オイルシールとシール取付部材やシール隣接部品との干渉を回避して破損防止が図れる。これらの結果、小径化されたギヤスピンドルに用いて最適となる。 According to the oil seal of the present invention, it is possible to maintain a high mounting strength between the outer ring portion having high rigidity and the inner ring portion mounted by the seal mounting member, and to ensure the sealing performance associated with the high rotation operation. The intermediate ring portion rich in flexibility can be easily assembled. In addition, the seal mounting member is arranged on the side with the lubricating oil and the seal body can be expanded without interfering with adjacent parts in the circumferential gap between the inner peripheral surface of the outer cylinder part and the outer peripheral surface of the inner cylinder part. Since it is attached, it is possible to prevent damage by avoiding interference between the oil seal and the seal attaching member or the seal adjacent component. As a result, it is optimal for use with a gear spindle having a reduced diameter.

本発明の実施例１を示すギヤスピンドルの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the gear spindle which shows Example 1 of this invention. 本発明の実施例２を示すギヤスピンドルの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the gear spindle which shows Example 2 of this invention. 本発明の実施例３を示すオイルシール部の断面図である。It is sectional drawing of the oil seal part which shows Example 3 of this invention. 本発明の実施例４を示すオイルシール部の断面図である。It is sectional drawing of the oil seal part which shows Example 4 of this invention. 本発明の実施例５を示すギヤスピンドルの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the gear spindle which shows Example 5 of this invention. 従来例のギヤスピンドルの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the gear spindle of a prior art example.

以下、本発明に係るギヤスピンドル及びそれに用いられるオイルシールを実施例により図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the gear spindle and the oil seal used therefor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は本発明の実施例１を示すギヤスピンドルの要部断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a gear spindle showing Embodiment 1 of the present invention.

図示のように、スピンドル外筒１０の一（右）半部には大径筒部（外筒部の一部を構成する）１０ａが形成されると共に、他（左）半部には大径筒部１０ａと中央部隔壁で隔離された嵌合孔１０ｃが形成される。 As shown in the figure, a large-diameter cylindrical portion (a part of the outer cylindrical portion) 10a is formed in one (right) half of the spindle outer cylinder 10, and a large-diameter is formed in the other (left) half. A fitting hole 10c is formed that is isolated by the cylindrical portion 10a and the central partition.

前記大径筒部１０ａの軸方向中間部には外筒ギヤ部（内歯）１１が一体形成されると共に、前記嵌合孔１０ｃには図示しない圧延機におけるワークロールの支軸が着脱（抜差し）自在でかつ回転不能に嵌合し得るようになっている。前記外筒中央部隔壁の孔１０ｂには外筒ピボット１２の基端部が嵌合されている。 An outer cylindrical gear portion (inner teeth) 11 is integrally formed at an axially intermediate portion of the large-diameter cylindrical portion 10a, and a support shaft of a work roll in a rolling mill (not shown) is attached to and detached from the fitting hole 10c. ) It can be fitted freely and non-rotatably. The base end portion of the outer cylinder pivot 12 is fitted into the hole 10b of the outer cylinder central partition wall.

前記大径筒部１０ａ内には、図示しない駆動軸（装置）に回転駆動されるスピンドル内筒（内筒部）１３の一（左）端部が挿入され、その軸端に一体形成された内筒ギヤ部（外歯）１４が前記外筒ギヤ部１１に軸方向に摺動自在に噛み合っている。そして、スピンドル内筒１３の軸心はスピンドル外筒１０の軸心に対し傾斜角θで傾斜している。 One (left) end of a spindle inner cylinder (inner cylinder part) 13 that is rotationally driven by a drive shaft (device) (not shown) is inserted into the large-diameter cylinder part 10a, and is integrally formed with the shaft end. An inner cylinder gear portion (external teeth) 14 meshes with the outer cylinder gear portion 11 so as to be slidable in the axial direction. The axis of the spindle inner cylinder 13 is inclined at an inclination angle θ with respect to the axis of the spindle outer cylinder 10.

また、スピンドル内筒１３の筒孔１３ａには、前記外筒ピボット１２の先端部が遊嵌されると共に、この外筒ピボット１２に球面接触する内筒ピボット１５が圧縮コイルばね１６により外筒ピボット１２側に付勢されて収装されている。即ち、スピンドル外筒１０がワークロール側に常に付勢されて両者の嵌合状態が保持されるようになっているのである。尚、図中１７は内筒ピボット１５の抜け出しを防止するストッパである。 Further, the tip end portion of the outer cylinder pivot 12 is loosely fitted in the cylinder hole 13 a of the spindle inner cylinder 13, and the inner cylinder pivot 15 that makes spherical contact with the outer cylinder pivot 12 is compressed by the compression coil spring 16. It is energized and stored on the 12 side. That is, the spindle outer cylinder 10 is always urged toward the work roll side so that the fitting state between the two is maintained. In the figure, reference numeral 17 denotes a stopper for preventing the inner cylinder pivot 15 from coming out.

前記外筒ギヤ部１１と内筒ギヤ部１４の噛合い部を境にスピンドル外筒１０の大径筒部１０ａ内には給油側油室１８とシール側油室１９が画成され、給油側油室１８にスピンドル外筒１０の図示してない筒孔を通して潤滑用油脂２０が注入されるようになっている。 An oil supply side oil chamber 18 and a seal side oil chamber 19 are defined in the large diameter cylinder portion 10a of the spindle outer cylinder 10 with the meshing portion of the outer cylinder gear portion 11 and the inner cylinder gear portion 14 as a boundary. Lubricating oil 20 is injected into the oil chamber 18 through a cylindrical hole (not shown) of the spindle outer cylinder 10.

また、前記大径筒部１０ａの開口端部には、当該大径筒部１０ａの端面に複数本のボルト２１で結合される鍔付き筒状のカップリングカバー（外筒部の一部を構成する）２２を介して半割りのストッパリング２３が装着される。このストッパリング２３は、ロール組替時におけるスピンドル外筒１０の軸方向移動量Ｂ（ｍｍ）を規制するものである。尚、図中２４はＯリング等のシール部材である。 In addition, an open end of the large-diameter cylindrical portion 10a is provided with a flanged cylindrical coupling cover (part of the outer cylindrical portion is coupled to the end surface of the large-diameter cylindrical portion 10a by a plurality of bolts 21). A half-stopper ring 23 is attached via 22. The stopper ring 23 regulates the axial movement amount B (mm) of the spindle outer cylinder 10 at the time of roll replacement. In the figure, reference numeral 24 denotes a sealing member such as an O-ring.

そして、前記スピンドル外筒１０の軸方向移動量Ｂ（ｍｍ）は、前記内筒ギヤ部１４におけるスピンドル内筒１３の外径Ｄ（ｍｍ）、最大の傾斜角θ（ｄｅｇ）、ギヤスピンドル部品加工誤差と部品組立誤差と回転に伴う振動変位とを考慮した定数をＡ（ｍｍ）とした時、下記式の範囲に設定される。
Ｂ＜（Ｄ／２）×ｓｉｎθ＋Ａ例えばＡ＝５ The axial movement amount B (mm) of the spindle outer cylinder 10 includes the outer diameter D (mm) of the spindle inner cylinder 13 in the inner cylinder gear portion 14, the maximum inclination angle θ (deg), and gear spindle component processing. when the constant in consideration of the vibration displacement caused by the rotation error and the component assembly error was a (mm), it is set in the range of the following equation.
B <(D / 2) × sin θ + A For example, A = 5

さらに、前記カップリングカバー２２（の端面）にインロー継手を介して鍔付き筒状のシールケース（外筒部の一部を構成する）２５が連接され、このシールケース２５の内周面とスピンドル内筒１３の外周面（図中オイルシール取付部の外径Ｄ₀（ｍｍ）（Ｄ₀＜Ｄ）参照）との周間隙に、シールプレート２６を介して、前記給油側油室１８とシール側油室１９の潤滑用油脂２０を密封するゴム等の弾性部材からなるオイルシール２７が介装される。シールケース２５とシールプレート２６は複数本のボルト２８でカップリングカバー２２の端面に共締めされる。尚、シールプレート２６は一体品でも半割品でも良い。 Further, a flanged cylindrical seal case (which constitutes a part of the outer cylinder portion) 25 is connected to the coupling cover 22 (the end surface thereof) via a spigot joint, and the inner peripheral surface of the seal case 25 and the spindle The oil supply side oil chamber 18 and the seal are sealed via a seal plate 26 in a circumferential gap with the outer peripheral surface of the inner cylinder 13 (see the outer diameter D ₀ (mm) (D ₀ <D) of the oil seal mounting portion in the figure). An oil seal 27 made of an elastic member such as rubber for sealing the lubricating oil 20 in the side oil chamber 19 is interposed. The seal case 25 and the seal plate 26 are fastened to the end surface of the coupling cover 22 with a plurality of bolts 28. The seal plate 26 may be an integral product or a half product.

前記オイルシール２７は、前述した周間隙に介装されるシール本体２９と、該シール本体２９を当該シール本体２９が前述した周間隙内での膨張が可能にスピンドル内筒１３の外周面に緊縛するシール取付部材３０とからなる。図示例では、オイルシール２７は、シールケース２５の内周面に接触し剛性の高い外リング部２９ａと、スピンドル内筒１３の外周面に接触し剛性が外リング部２９ａより低い内リング部２９ｂと、この外リング部２９ａと内リング部２９ｂを連結する可撓性に富む中間リング部２９ｃより成る断面チャネル状のシール本体２９と、前記内リング部２９ｂをスピンドル内筒１３に取り付けるための、高い剛性のバネからなるシール取付部材３０と、からなる。ところで、上述したように構成された外リング部２９ａは、潤滑用油脂２０の回転内圧により、シールケース２５の内周面に押し付けられるので、潤滑用油脂２０の漏れを防止する目的の外リング部２９ａは簡便なもので機能を満足でき、スペースの少ない小径スピンドルに適する。 The oil seal 27 includes a seal body 29 interposed in the above-described circumferential gap, and the seal body 29 is bound to the outer peripheral surface of the spindle inner cylinder 13 so that the seal body 29 can expand within the circumferential gap. And a seal mounting member 30. In the illustrated example, the oil seal 27 is in contact with the inner peripheral surface of the seal case 25 and has a high rigidity outer ring portion 29a, and the oil seal 27 is in contact with the outer peripheral surface of the spindle inner cylinder 13 and has a lower rigidity than the outer ring portion 29a. A seal body 29 having a cross-sectional channel shape composed of a flexible intermediate ring portion 29c connecting the outer ring portion 29a and the inner ring portion 29b, and the inner ring portion 29b for attaching the inner ring portion 29b to the spindle inner cylinder 13. And a seal mounting member 30 made of a highly rigid spring. By the way, the outer ring portion 29 a configured as described above is pressed against the inner peripheral surface of the seal case 25 by the rotational internal pressure of the lubricating oil 20, and therefore the outer ring portion for the purpose of preventing leakage of the lubricating oil 20. 29a is simple and satisfactory in function, and is suitable for a small-diameter spindle with little space.

前記シール取付部材３０は潤滑用油脂２０のある側に配置されると共に、シールプレート２６の内周板部（シール隣接部品）と中間リング部２９ｃとの間には所定の間隙が設定されている。即ち、ギヤスピンドルの回転中に潤滑用油脂２０の遠心力によりシール本体２９の中間リング部２９ｃが潤滑用油脂２０のある側と反対側の軸方向に膨張してもシール取付部材３０はもちろんシールプレート２６の内周板部と干渉（接触）しないようになっているのである。更に、上述した構成の内リング部２９ｂは潤滑用油脂２０の回転内圧によりスピンドル内筒１３の外周面に押し付けられるので、当該内リング部２９ｂをスピンドル内筒１３の外周面に固定し潤滑用油脂２０の漏れを防止する目的のシール取付部材３０はコンパクト且つ簡便なもので機能を満足でき、スペースの少ない小径スピンドルに適する。 The seal mounting member 30 is disposed on the side where the lubricating oil 20 is present, and a predetermined gap is set between the inner peripheral plate portion (seal adjacent component) of the seal plate 26 and the intermediate ring portion 29c. . That is, even if the intermediate ring portion 29c of the seal body 29 expands in the axial direction opposite to the side where the lubricating oil 20 is present due to the centrifugal force of the lubricating oil 20 during rotation of the gear spindle, the seal mounting member 30 is of course sealed. The inner peripheral plate portion of the plate 26 is not interfered (contacted). Further, since the inner ring portion 29b having the above-described configuration is pressed against the outer peripheral surface of the spindle inner cylinder 13 by the rotational internal pressure of the lubricating oil / fat 20, the inner ring portion 29b is fixed to the outer peripheral surface of the spindle inner cylinder 13 and is used for the lubricating oil / fat. The seal mounting member 30 for the purpose of preventing the leakage of 20 is compact and simple, can satisfy the function, and is suitable for a small diameter spindle with little space.

また、前記スピンドル内筒１３におけるオイルシール取付部の外径Ｄ₀（ｍｍ）は、その軸方向両側に位置する内筒ギヤ部１４におけるスピンドル内筒１３の外径Ｄ（ｍｍ）と駆動軸側のスピンドル内筒１３の外径Ｄ₁（ｍｍ）より小さく設定され、前記オイルシール２７の取付けの際には、シール本体２９（厳密には中間リング部２９ｃ及び内リング部２９ｂ）が直径方向に拡縮変形して取付け可能になっている。 The outer diameter D ₀ (mm) of the oil seal mounting portion in the spindle inner cylinder 13 is equal to the outer diameter D (mm) of the spindle inner cylinder 13 in the inner cylinder gear portion 14 located on both sides in the axial direction and the drive shaft side. of is set smaller than the outer diameter D ₁ (mm) of the spindle in the cylinder 13, during installation of the oil seal 27, the seal body 29 (strictly intermediate ring portion 29c and the inner ring portion 29b is) is diametrically Can be mounted with expansion and contraction.

尚、内リング部２９ｂは拡縮変形出来るように剛性を低くしており、此れだけでは内リング部２９ｂとスピンドル内筒１３間のシール性を確保出来ないため、シール本体２９とは別体の高い剛性を持つシール取付部材３０にて内リング部２９ｂがスピンドル内筒１３の外周面に固定されシール性を確保している。 The inner ring portion 29b has a low rigidity so that the inner ring portion 29b can be expanded and contracted, and it is not possible to secure the sealing performance between the inner ring portion 29b and the spindle inner cylinder 13 alone. The inner ring portion 29b is fixed to the outer peripheral surface of the spindle inner cylinder 13 by the seal mounting member 30 having high rigidity to ensure the sealing performance.

また、外リング部２９ａには、シールケース２５との間の高いシール性が求められるので、剛性が高いことが必要であり、また、内リング部２９ｂは、スピンドル内筒１３との間の高いシール性とともにスピンドル内筒１３の両端部を越えて取り付けるための直径方向拡縮性が求められる。更に、中間リング部２９ｃは、内圧に打ち勝つための強度とスピンドル内筒１３の傾斜に追随する可撓性とスピンドル内筒１３の両端部を越えて取り付けるための直径方向拡縮性が求められる。以上より、オイルシールの各部には各々個別に求められる個別の特徴があるので、各々はこれらを考慮して個別に設計されなければならない。 Further, since the outer ring portion 29a is required to have a high sealing performance with the seal case 25, it is necessary that the outer ring portion 29a has a high rigidity between the spindle inner cylinder 13 and the inner ring portion 29b. A diametrical expansion / contraction property for mounting beyond both end portions of the spindle inner cylinder 13 is required. Further, the intermediate ring portion 29c is required to have strength for overcoming the internal pressure, flexibility to follow the inclination of the spindle inner cylinder 13, and diametric expansion / contraction for mounting beyond both ends of the spindle inner cylinder 13. As described above, since each part of the oil seal has individual characteristics that are individually required, each part must be individually designed in consideration of these.

ここで、オイルシール２７の組付手順を簡単に説明すると、先ずスピンドル内筒１３にシールプレート２６、シールケース２５を順に挿入し、次いでオイルシール２７を直径方向の拡縮変形により内筒ギヤ部１４を越えてスピンドル内筒１３に装着し、シール取付部材３０で緊縛して固定する。次にカップリングカバー２２をスピンドル内筒１３に挿入した後、スピンドル外筒１０にスピンドル内筒１３を挿入する。次に半割りのストッパリング２３を組み込んだ後、カップリングカバー２２をスピンドル外筒１０に取り付ける。次にシールケース２５をオイルシール２７を越えてカップリングカバー２２に取り付けた後、シールプレート２６をシールケース２５に取り付けるのである。 Here, the procedure for assembling the oil seal 27 will be briefly described. First, the seal plate 26 and the seal case 25 are sequentially inserted into the spindle inner cylinder 13, and then the oil seal 27 is expanded and contracted in the diametrical direction so that the inner cylinder gear portion 14. Is attached to the spindle inner cylinder 13, and is fastened and fixed by the seal mounting member 30. Next, after the coupling cover 22 is inserted into the spindle inner cylinder 13, the spindle inner cylinder 13 is inserted into the spindle outer cylinder 10. Next, after the half stopper ring 23 is assembled, the coupling cover 22 is attached to the spindle outer cylinder 10. Next, after the seal case 25 is attached to the coupling cover 22 over the oil seal 27, the seal plate 26 is attached to the seal case 25.

このように構成されるため、駆動軸の回転トルクは傾斜角θで傾斜したスピンドル内筒１３から内筒ギヤ部１４とこれに噛み合う外筒ギヤ部１１を介してスピンドル外筒１０に等速で伝達されてワークロールが回転駆動される。この際、内筒ギヤ部１４と外筒ギヤ部１１の噛合い部はその全周に亘って潤滑用油脂２０で潤滑され、摩耗・発熱が低減される。 With this configuration, the rotational torque of the drive shaft is constant at a constant speed from the spindle inner cylinder 13 inclined at the inclination angle θ to the spindle outer cylinder 10 via the inner cylinder gear portion 14 and the outer cylinder gear portion 11 meshing with the inner cylinder gear portion 14. The work roll is rotated by being transmitted. At this time, the meshing portion of the inner cylindrical gear portion 14 and the outer cylindrical gear portion 11 is lubricated with the lubricating oil 20 over the entire circumference, thereby reducing wear and heat generation.

そして、本実施例では、スピンドル外筒１０（厳密には大径筒部１０ａ）の内周面に外筒ギヤ部１１を、またスピンドル内筒１３の外周面に内筒ギヤ部１４をそれぞれ一体形成したので、十分な強度と大きいトルク伝達能力を確保することができる。 In this embodiment, the outer cylinder gear portion 11 is integrated with the inner peripheral surface of the spindle outer cylinder 10 (strictly speaking, the large-diameter cylindrical portion 10a), and the inner cylinder gear portion 14 is integrated with the outer peripheral surface of the spindle inner cylinder 13. Since formed, sufficient strength and a large torque transmission capability can be ensured.

また、オイルシール２７のシール本体２９をシールケース２５の内周面とスピンドル内筒１３の外周面との周間隙にコンパクトに介装し、かつシール取付部材３０でシール本体２９を前述した周間隙内での膨張が可能に取り付けるようにしたので、高回転運転に伴うオイルシール２７のシール性確保と破損防止が図れる。 Further, the seal main body 29 of the oil seal 27 is compactly interposed in the peripheral gap between the inner peripheral surface of the seal case 25 and the outer peripheral surface of the spindle inner cylinder 13, and the seal main body 29 is attached to the aforementioned peripheral gap by the seal mounting member 30. Since it is attached so as to be able to expand inside, it is possible to secure the sealability of the oil seal 27 and to prevent the damage due to the high rotation operation.

即ち、剛性の高いシール取付部材３０でシール本体２９の内リング部２９ｂをスピンドル内筒１３に緊縛して固定するようにしたので、スピンドル内筒１３が傾斜角θで傾斜する高回転運転下においても十分にシール性を確保することができるのである。 That is, since the inner ring portion 29b of the seal body 29 is fastened and fixed to the spindle inner cylinder 13 with the seal mounting member 30 having high rigidity, the spindle inner cylinder 13 is operated at a high rotational speed with the inclination angle θ. It is also possible to ensure a sufficient sealing property.

また、シール取付部材３０は潤滑用油脂２０のある側に配置されると共に、シールプレート２６の内周板部と中間リング部２９ｃとの間には所定の間隙が設定され、高回転運転下における潤滑用油脂２０の遠心力によりシール本体２９の中間リング部２９ｃが前述した軸方向に膨張しても、シール取付部材３０やシールプレート２６の内周板部と干渉（接触）することが無いので、シール本体２９が破損することが未然に回避される。 In addition, the seal mounting member 30 is disposed on the side where the lubricating oil 20 is present, and a predetermined gap is set between the inner peripheral plate portion of the seal plate 26 and the intermediate ring portion 29c, so that the seal attachment member 30 can be operated under high rotation operation. Even if the intermediate ring portion 29c of the seal body 29 expands in the axial direction described above due to the centrifugal force of the lubricating oil 20, it does not interfere (contact) with the seal mounting member 30 or the inner peripheral plate portion of the seal plate 26. Further, the seal body 29 is prevented from being damaged.

また、前述した計算式で位置決めされたストッパリング２３により、ロール組替時におけるスピンドル外筒１０の軸方向移動量Ｂ（ｍｍ）が必要最小限に規制され、シール側油室１９の内圧上昇による中間リング部２９ｃの異常膨張が防止されるので、シール本体２９の破損防止がより一層助長されると共に、シール側油室１９の内圧上昇の抑制によりシール本体２９における中間リング部２９ｃの肉厚を薄くすることができる。 Further, the stopper ring 23 positioned by the above-described calculation formula restricts the axial movement amount B (mm) of the spindle outer cylinder 10 at the time of roll replacement to the minimum necessary, and is due to an increase in the internal pressure of the seal-side oil chamber 19. Since the abnormal expansion of the intermediate ring portion 29c is prevented, the damage to the seal body 29 is further promoted, and the thickness of the intermediate ring portion 29c in the seal body 29 is reduced by suppressing the increase in the internal pressure of the seal-side oil chamber 19. Can be thinned.

即ち、中間リング部２９ｃの肉厚を薄くして、当該中間リング部２９ｃにより高い可撓性を付与することができるので、シール本体２９の直径方向の拡縮変形によりスピンドル内筒１３の内筒ギヤ部１４を容易に乗り越えることができ、組付け性がより一層向上されるのである。 That is, since the intermediate ring portion 29c can be made thin and high flexibility can be provided by the intermediate ring portion 29c, the inner cylinder gear of the spindle inner cylinder 13 can be expanded and contracted in the diameter direction of the seal body 29. The part 14 can be easily overcome and the assembling property is further improved.

これらの結果、ギヤスピンドルの小径化が図れ、硬質材からなる特殊鋼（ステンレス鋼等）を高い生産性と高い製品品質で圧延することができる。 As a result, the diameter of the gear spindle can be reduced, and special steel (stainless steel or the like) made of a hard material can be rolled with high productivity and high product quality.

図２は本発明の実施例２を示すギヤスピンドルの要部断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part of a gear spindle showing Embodiment 2 of the present invention.

本実施例は、前記実施例１におけるオイルシール２７において、シール本体２９Ａの中間リング部２９ｃを一個の大きな円弧を有したＵ型とし、極力薄く、長くする一方、外リング部２９ａに補強環３１を埋設した例であり、その他の構成は、スピンドル内筒１３の外周面にシール本体２９（内リング部２９ｂ）の位置決め用の環状溝１３ｂを形成すると共にシール取付部材３０として固体のバンドを用いる点以外は、実施例１と同様なので図１と同一部材、部位には同一符号を付して重複する説明は省略する。 In the present embodiment, in the oil seal 27 in the first embodiment, the intermediate ring portion 29c of the seal body 29A is formed into a U shape having one large arc, and is made as thin and long as possible, while the outer ring portion 29a has a reinforcing ring 31. In the other configuration, an annular groove 13b for positioning the seal main body 29 (inner ring portion 29b) is formed on the outer peripheral surface of the spindle inner cylinder 13, and a solid band is used as the seal mounting member 30. Since the other points are the same as in the first embodiment, the same members and parts as those in FIG.

これによれば、実施例１と同様の作用・効果に加えて、中間リング部２９ｃを一個の大きな円弧を有したＵ型としたことにより、シール発生応力が緩和される。因みに、複数の小さな円弧のシールの場合、シール発生応力が増大し寿命が低下する。また、中間リング部２９ｃを極力薄く、長くしたことにより、オイルシール２７の可撓性を高めて組付け性の向上が図れる。一方、外リング部２９ａに補強環３１を埋設したことにより、外リング部２９ａの剛性低下（中間リング部２９ｃを一個の大きな円弧を有したＵ型としたことにより取付けスペースの制約から外リング部２９ａが薄くせざる得ないことによる）を回避してオイルシール２７のシール性向上が図れるという利点が得られる。 According to this, in addition to the same operation and effect as in the first embodiment, the intermediate ring portion 29c is formed into a U shape having one large circular arc, thereby reducing the stress generated in the seal. Incidentally, in the case of a plurality of small arc seals, the stress generated by the seal is increased and the life is shortened. Further, since the intermediate ring portion 29c is made as thin and long as possible, the flexibility of the oil seal 27 can be improved and the assemblability can be improved. On the other hand, since the reinforcing ring 31 is embedded in the outer ring portion 29a, the rigidity of the outer ring portion 29a is reduced (the intermediate ring portion 29c is U-shaped with one large arc so that the outer ring portion 29a can be avoided and the sealing performance of the oil seal 27 can be improved.

図３は本発明の実施例３を示すオイルシール部の断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view of an oil seal portion showing Embodiment 3 of the present invention.

本実施例は、前記実施例２におけるオイルシール２７において、外リング部２９ａに複数（図示例では二つ）の補強環３１ａ，３１ｂを幅方向（ギヤスピンドルの軸方向）に分割して埋設した例であり、その他の構成は実施例２と同様なので図２と同一部材、部位には同一符号を付して重複する説明は省略する。 In this embodiment, in the oil seal 27 according to the second embodiment, a plurality (two in the illustrated example) of the reinforcing rings 31a and 31b are embedded in the outer ring portion 29a while being divided in the width direction (the axial direction of the gear spindle). Since other configurations are the same as those of the second embodiment, the same members and parts as those in FIG.

これによれば、実施例２と同様の作用・効果に加えて、補強環３１ａ，３１ｂを埋設したことによる外リング部２９ａの剛性確保と、外リング部２９ａの中間リング部２９ｃの付け根部に補強環を設けないで済むことによる当該部の応力緩和（可撓性増大）が可能となり、オイルシール２７における外リング部２９ａでのシール性確保が図れるという利点が得られる。即ち、外リング部２９ａにおける中間リング部２９ｃの付け根部の応力が高いとオイルシール２７の強度が低下する可能性があるが、本実施例ではそれが未然に回避されるのである。 According to this, in addition to the same operations and effects as in the second embodiment, the rigidity of the outer ring portion 29a is ensured by embedding the reinforcing rings 31a and 31b, and the root portion of the intermediate ring portion 29c of the outer ring portion 29a is secured. By eliminating the need for a reinforcing ring, stress relaxation (increase in flexibility) of the portion can be achieved, and an advantage can be obtained in that the sealing performance at the outer ring portion 29a of the oil seal 27 can be ensured. That is, if the stress at the base portion of the intermediate ring portion 29c in the outer ring portion 29a is high, the strength of the oil seal 27 may be lowered, but this is avoided in the present embodiment.

図４は本発明の実施例４を示すオイルシール部の断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view of an oil seal portion showing Embodiment 4 of the present invention.

本実施例は、前記実施例２におけるオイルシール２７において、外リング部２９ａに補強環３１（図２参照）を埋設する代わりに、外リング部２９ａの幅方向（ギヤスピンドルの軸方向）端部の少なくともいずれか一方（図示例では両方）を楔形に形成し、この楔形に対応した楔形リテーナ（楔形の保持部材）３２と楔状部（楔形の保持部材）２６ａを有するシールプレート２６とで挟持するようにした例であり、その他の構成は実施例２と同様なので図２と同一部材、部位には同一符号を付して重複する説明は省略する。 In this embodiment, in the oil seal 27 in the second embodiment, instead of embedding the reinforcing ring 31 (see FIG. 2) in the outer ring portion 29a, the end portion in the width direction (axial direction of the gear spindle) of the outer ring portion 29a. At least one of them (both in the illustrated example) is formed in a wedge shape, and is sandwiched between a wedge-shaped retainer (wedge-shaped holding member) 32 corresponding to the wedge shape and a seal plate 26 having a wedge-shaped portion (wedge-shaped holding member) 26a. Since this is an example and the other configuration is the same as that of the second embodiment, the same members and parts as those in FIG.

これによれば、実施例２と同様の作用・効果に加えて、オイルシール２７の組付け前は外リング部２９ａに補強環３１（図２参照）が埋設されていないのでオイルシール２７全体の剛性低下により十分な直径方向の拡縮変形が得られ、組付け性の向上が図れる一方、オイルシール２７の組付け後は、楔形リテーナ３２と楔状部２６ａを有するシールプレート２６とで挟持されるので、十分なシール性が得られるという利点がある。 According to this, in addition to the same operation and effect as in the second embodiment, the reinforcing ring 31 (see FIG. 2) is not embedded in the outer ring portion 29a before the oil seal 27 is assembled. Due to the reduction in rigidity, sufficient expansion / contraction deformation in the diametrical direction can be obtained, and the assembling property can be improved. There is an advantage that sufficient sealing performance can be obtained.

図５は本発明の実施例５を示すギヤスピンドルの要部断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a gear spindle showing Embodiment 5 of the present invention.

本実施例は、前記実施例１におけるオイルシール取付部の外径Ｄ₀を内筒ギヤ部１４の付根直径Ｄ₂より大きく設定すると共に、オイルシール部の構造として実施例４における構造を若干変更して採用した例である。即ち、実施例４のオイルシール部における楔形リテーナ３２（図４参照）を用いずに、幅方向両端部を楔形に形成した外リング部２９ａを楔状部（楔形の保持部材）２５ａを有するシールケース２５と楔状部２６ａを有するシールプレート２６とで挟持するようにしたのである。また、シール取付部材３０として高い剛性のバネ又は固体のバンドを用いている。さらに、実施例１における圧縮コイルばね１６（図１参照）を廃止すると共に、スピンドル内筒１３に形成した複数本の連通孔１３ｃにより、外筒１０に設けられた図示していない筒孔から給油側油室１８内に注入した潤滑用油脂２０を積極的にシール側油室１９に供給するようになっている。その他の構成は実施例１と同様なので図１と同一部材、部位には同一符号を付して重複する説明は省略する。 In this embodiment, the outer diameter D ₀ of the oil seal mounting portion in the first embodiment is set larger than the root diameter D ₂ of the inner cylinder gear portion 14, and the structure in the fourth embodiment is slightly changed as the structure of the oil seal portion. This is an example adopted. That is, without using the wedge-shaped retainer 32 (see FIG. 4) in the oil seal portion of the fourth embodiment, the outer ring portion 29a having both ends in the width direction formed in a wedge shape has a wedge-shaped portion (wedge-shaped holding member) 25a. 25 and the seal plate 26 having the wedge-shaped portion 26a. Further, a highly rigid spring or solid band is used as the seal mounting member 30. Further, the compression coil spring 16 (see FIG. 1) in the first embodiment is abolished, and oil is supplied from a cylinder hole (not shown) provided in the outer cylinder 10 by a plurality of communication holes 13c formed in the spindle inner cylinder 13. Lubricating oil 20 injected into the side oil chamber 18 is positively supplied to the seal-side oil chamber 19. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same members and parts as those in FIG.

内筒ギヤ部１４（内筒ギヤ部１４におけるスピンドル内筒１３の外径Ｄ）の仕様が決った場合、内筒ギヤ部１４の付根直径Ｄ₂はギヤ部加工の都合上、ある値以上には出来ない制約があるが、本実施例によれば、実施例１及び４と同様の作用・効果に加えて、オイルシール取付部の外径Ｄ₀を内筒ギヤ部１４の付根直径Ｄ₂と無関係に設定したことにより、内筒ギヤ部１４におけるスピンドル内筒１３の外径Ｄとオイルシール取付部の外径Ｄ₀との径差を可能な限り小さく設定できるので、オイルシール２７の組付け時における直径方向の必要拡縮変形を小さくでき、組付け性のより一層の向上が図れるという利点もある。 If the specification of the inner cylinder gear portion 14 (outer diameter D of the spindle in the cylinder 13 in the inner cylindrical gear portion 14) is determined, the base diameter D ₂ of the inner cylinder gear portion 14 on account of the gear part processing, more than a certain value However, according to the present embodiment, in addition to the same functions and effects as in the first and fourth embodiments, the outer diameter D ₀ of the oil seal mounting portion is changed to the root diameter D ₂ of the inner cylindrical gear portion 14. Since the difference between the outer diameter D of the spindle inner cylinder 13 and the outer diameter D ₀ of the oil seal mounting portion in the inner cylinder gear portion 14 can be set as small as possible. There is also an advantage that the necessary expansion / contraction deformation in the diameter direction at the time of attaching can be reduced, and the assembling property can be further improved.

尚、オイルシール取付部の外径Ｄ₀を一定として、一般には、外リング部２９ａの内径Ｄ₃と内リング部２９ｂの外径Ｄ₄との径差が大きいと、回転による潤滑用油脂２０の内圧によりシール内圧強度が低下するが、スピンドル内筒１３の傾斜によるシール変形強度は向上するので、本実施例のようにオイルシール取付部の外径Ｄ₀を内筒ギヤ部１４の付根直径Ｄ₂とは無関係に、オイルシールの組込性や強度面の観点から設定することにより、オイルシール２７においては内筒ギヤ部１４の付根直径Ｄ₂とは独立して使用条件に応じた最適寸法が設定できる。 In general, if the outer diameter D ₀ of the oil seal mounting portion is constant and the difference between the inner diameter D ₃ of the outer ring portion 29a and the outer diameter D ₄ of the inner ring portion 29b is large, the lubricating oil 20 due to rotation 20 Although the seal internal pressure strength is reduced by the internal pressure, the seal deformation strength due to the inclination of the spindle inner cylinder 13 is improved, so that the outer diameter D ₀ of the oil seal mounting portion is changed to the root diameter of the inner cylinder gear portion 14 as in this embodiment. Regardless of D ₂ , the oil seal 27 is optimally set according to the use conditions independently of the root diameter D ₂ of the inner cylinder gear portion 14 by setting it from the viewpoint of oil seal incorporation and strength. The dimensions can be set.

また、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲でオイルシールの形状変更等各種変更が可能であることは言うまでもない。 Further, the present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that various changes such as a change in the shape of the oil seal can be made without departing from the gist of the present invention.

本発明に係るギヤスピンドル及びそれに用いられるオイルシールは、圧延機のワークロール等の駆動装置に用いると好適である。 The gear spindle and the oil seal used therefor according to the present invention are suitable for use in a driving device such as a work roll of a rolling mill.

１０スピンドル外筒
１０ａ大径筒部（外筒部）
１０ｂ連通孔
１０ｃ嵌合孔
１１外筒ギヤ部（内歯）
１２外筒ピボット
１３スピンドル内筒（内筒部）
１３ａ筒孔
１３ｂ位置決め用の環状溝
１３ｃ連通孔
１４内筒ギヤ部（外歯）
１５内筒ピボット
１６圧縮コイルばね
１７ストッパ
１８給油側油室
１９シール側油室
２０潤滑用油脂
２１ボルト
２２カップリングカバー（外筒部）
２３ストッパリング
２４シール部材
２５シールケース（外筒部）
２５ａ楔状部（楔形の保持部材）
２６シールプレート
２６ａ楔状部（楔形の保持部材）
２７オイルシール
２８ボルト
２９，２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃシール本体
２９ａ外リング部
２９ｂ内リング部
２９ｃ中間リング部
３０シール取付部材
３１，３１ａ，３１ｂ補強環
３２楔形リテーナ（楔形の保持部材）
Ａ定数
Ｂスピンドル外筒１０の軸方向移動量
Ｄ内筒ギヤ部１４におけるスピンドル内筒１３の外径
Ｄ₀ オイルシール取付部の外径
Ｄ₁ 駆動軸側のスピンドル内筒１３の外径
Ｄ₂ 内筒ギヤ部１４の付根直径
Ｄ₃ 外リング部２９ａの内径
Ｄ₄ 内リング部２９ｂの外径
θ 傾斜角 10 Spindle outer tube 10a Large diameter tube (outer tube)
10b communication hole 10c fitting hole 11 outer cylinder gear part (inner teeth)
12 Outer cylinder pivot 13 Spindle inner cylinder (inner cylinder)
13a cylinder hole 13b annular groove for positioning 13c communication hole 14 inner cylinder gear part (external teeth)
15 Inner cylinder pivot 16 Compression coil spring 17 Stopper 18 Oil supply side oil chamber 19 Seal side oil chamber 20 Lubrication oil 21 Bolt 22 Coupling cover (outer cylinder part)
23 Stopper ring 24 Seal member 25 Seal case (outer cylinder)
25a wedge-shaped part (wedge-shaped holding member)
26 seal plate 26a wedge-shaped part (wedge-shaped holding member)
27 Oil seal 28 Bolt 29, 29A, 29B, 29C Seal body 29a Outer ring portion 29b Inner ring portion 29c Intermediate ring portion 30 Seal mounting member 31, 31a, 31b Reinforcement ring 32 Wedge shaped retainer (wedge shaped holding member)
A Constant B Amount of axial movement of the spindle outer cylinder 10 D Outer diameter of the spindle inner cylinder 13 in the inner cylinder gear part D ₀ Outer diameter of the oil seal mounting part D ₁ Outer diameter of the spindle inner cylinder 13 on the drive shaft side D ₂ Root diameter of inner cylinder gear portion D ₃ Inner diameter of outer ring portion 29a D ₄ Outer diameter of inner ring portion 29b θ Inclination angle

Claims

外筒部の内周面に刻設されたギヤ部に内筒部の外周面に刻設されたギヤ部を噛み合わせると共に外筒部の軸心と内筒部の軸心が傾斜角θで傾斜して回転する圧延設備に用いるギヤスピンドルにおいて、
前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面に各々のギヤ部を一体形成すると共に、
前記各ギヤ部の潤滑用油脂を密封するオイルシールは、前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面との周間隙に介装されるシール本体と、該シール本体を当該シール本体が前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面との周間隙内での膨張が可能に前記内筒部の外周面に緊縛して固定するシール取付部材と、からなり、
前記シール本体は、前記外筒部の内周面に面接触する外リング部と、前記内筒部の外周面に面接触する内リング部と、前記潤滑用油脂の圧力を受け止められるよう前記潤滑用油脂側に凹な形状を有して前記外リング部と前記内リング部を連結する中間リング部とを備え、
前記シール取付部材は、前記潤滑用油脂の有る側に配置され、
前記潤滑用油脂側において、前記内リング部の内周面に形成された環状凸部が嵌合して前記シール本体を軸方向に位置決めする環状溝が前記内筒部の外周面に形成され、
前記外リング部を軸方向に固定した
ことを特徴とするギヤスピンドル。 The gear portion engraved on the outer peripheral surface of the inner cylinder portion is engaged with the gear portion engraved on the inner peripheral surface of the outer cylinder portion, and the axis of the outer cylinder portion and the axis of the inner cylinder portion are inclined at an inclination angle θ. In the gear spindle used in the rolling equipment that tilts and rotates,
While integrally forming each gear part on the inner peripheral surface of the outer cylinder part and the outer peripheral surface of the inner cylinder part,
An oil seal that seals the lubricating oil in each gear portion includes a seal body interposed in a circumferential gap between an inner peripheral surface of the outer cylinder portion and an outer peripheral surface of the inner cylinder portion, and the seal main body as the seal a seal mounting member body and fixed to tied to the outer peripheral surface of the expansion can be the inner cylinder part in a circumferential gap between the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion and the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion, Ri Tona ,
The seal body includes the outer ring portion in surface contact with the inner peripheral surface of the outer cylinder portion, the inner ring portion in surface contact with the outer peripheral surface of the inner cylinder portion, and the lubrication so as to receive the pressure of the lubricating oil. An intermediate ring portion having a concave shape on the oil and fat side and connecting the outer ring portion and the inner ring portion;
The seal mounting member is disposed on the side having the lubricating oil and fat,
On the lubricating oil / fat side, an annular groove formed on the inner peripheral surface of the inner ring portion is fitted and an annular groove for positioning the seal body in the axial direction is formed on the outer peripheral surface of the inner cylinder portion,
A gear spindle characterized in that the outer ring portion is fixed in the axial direction .

前記外リング部の幅方向端部の少なくとも一方が楔形に形成され、この楔形に対応した楔形の保持部材または楔状部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のギヤスピンドル。The gear spindle according to claim 1, wherein at least one of the end portions in the width direction of the outer ring portion is formed in a wedge shape, and a wedge-shaped holding member or a wedge-shaped portion corresponding to the wedge shape is provided.

前記シール取付部材を含めてシール隣接部品をシール本体の膨張時に当該シール本体に干渉しない位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載のギヤスピンドル。 The gear spindle according to claim 1, wherein seal adjacent parts including the seal mounting member are arranged at positions that do not interfere with the seal body when the seal body expands.

前記外筒部の軸方向移動量Ｂ（ｍｍ）、前記ギヤ部における内筒部の外径Ｄ（ｍｍ）、最大の傾斜角θ（ｄｅｇ）、ギヤスピンドル部品加工誤差と部品組立誤差と回転に伴う振動変位とを考慮した定数をＡ（ｍｍ）とした時、外筒部の軸方向移動量Ｂ（ｍｍ）は下記式の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のギヤスピンドル。
Ｂ＜（Ｄ／２）×ｓｉｎθ＋Ａ Axial movement amount B (mm) of the outer cylinder part, outer diameter D (mm) of the inner cylinder part in the gear part, maximum inclination angle θ (deg), gear spindle part machining error , part assembly error and rotation gear spindle according to claim 1 constant considering the vibration displacement when the a (mm), the axial movement amount B of the outer tube portion (mm) is characterized in that the range of the following formula with.
B <(D / 2) × sin θ + A

前記内筒部におけるオイルシール取付部の外径はその軸方向両側に位置するギヤ部における内筒部の外径と駆動軸側の内筒部の外径より小さく、前記オイルシールの取付けの際には、シール本体が直径方向に拡縮変形して取付け可能になっていることを特徴とする請求項１に記載のギヤスピンドル。 The outer diameter of the oil seal mounting part in the inner cylinder part is smaller than the outer diameter of the inner cylinder part in the gear part located on both sides in the axial direction and the outer diameter of the inner cylinder part on the drive shaft side. The gear spindle according to claim 1, wherein the seal body can be attached by being expanded and contracted in the diameter direction.

前記オイルシール取付部の外径は内筒ギヤ部の付根直径と異なることを特徴とする請求項５に記載のギヤスピンドル。 The gear spindle according to claim 5 , wherein an outer diameter of the oil seal mounting portion is different from a root diameter of the inner cylindrical gear portion.

前記請求項１乃至６の何れか１項に記載のギヤスピンドルに用いられるオイルシールであって、
外筒部の内周面に接触して軸方向に固定される剛性の高い外リング部と、内筒部の外周面に接触して前記潤滑用油脂側において内周面に環状凸部が形成された剛性が外リング部より低い内リング部と、前記潤滑用油脂の圧力を受け止められるよう前記潤滑用油脂側に凹な形状を有して前記外リング部と前記内リング部を連結する可撓性に富む中間リング部より成るシール本体と、
前記潤滑用油脂の有る側に配置され、前記内リング部を前記内筒部に取り付けるためのシール取付部材と、
からなることを特徴とするオイルシール。 An oil seal used for the gear spindle according to any one of claims 1 to 6 ,
A highly rigid outer ring portion that contacts the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion and is fixed in the axial direction, and an annular convex portion is formed on the inner peripheral surface on the lubricating oil side in contact with the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion. Yes that stiffness is connected to the lower inner ring portion than the outer ring portion, said inner ring portion and the outer ring portion has a concave shape to the lubricating oil side to be received pressure of the lubricating oil A seal body composed of a flexible intermediate ring portion;
A seal mounting member that is disposed on the side having the lubricating oil, and that attaches the inner ring portion to the inner cylinder portion;
An oil seal characterized by comprising

前記シール取付部材は、固体のバンドあるいは高い剛性のバネであることを特徴とする請求項７に記載のオイルシール。 The oil seal according to claim 7 , wherein the seal mounting member is a solid band or a highly rigid spring.

前記外リング部に剛性確保のための補強環を設けたことを特徴とする請求項７に記載のオイルシール。 The oil seal according to claim 7 , wherein a reinforcing ring for securing rigidity is provided in the outer ring portion.

前記補強環が外リング部の幅方向に複数に分割されていることを特徴とする請求項９に記載のオイルシール。 The oil seal according to claim 9, wherein the reinforcing ring is divided into a plurality of portions in the width direction of the outer ring portion.

前記外リング部の幅方向端部の少なくともいずれか一方が楔形に形成され、この楔形に対応した楔形の保持部材で保持されることを特徴とする請求項７に記載のオイルシール。 The oil seal according to claim 7 , wherein at least one of the end portions in the width direction of the outer ring portion is formed in a wedge shape and is held by a wedge-shaped holding member corresponding to the wedge shape.

前記中間リング部は一個の大きな円弧を有したＵ型をなすことを特徴とする請求項７に記載のオイルシール。 The oil seal according to claim 7 , wherein the intermediate ring portion has a U shape having one large arc.