JP2000233212A - レベラー用バックアップロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アキシアルシールを用いながら、ロール部材
の軸方向の動きに対してシール性能を確保できるレベラ
ー用バックアップロールを提供する。 【解決手段】 ロール軸１にロール部材２を、中間のラ
ジアル荷重支持用の軸受３と、両端近傍のアキシアル荷
重支持用の玉軸受４とを介して支持する。玉軸受４は、
アキシアル荷重のみ負荷するように、内輪を緩み嵌めと
する。玉軸受３よりも端部側に弾性シールからなるアキ
シアルシール８を設ける。両側の軸受４，４のうち、一
方の軸受４は、ロール軸１の軸受嵌合面１ｂの幅寸法を
内輪幅よりも狭くし、ロール軸１の肩部１ｅとカバー部
材１６の端面とで挟持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄鋼材製造設備
のレベラーに用いられるレベラー用バックアップロール
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のバックアップロールは、図７に
一例を示すように、ロール軸５１の回りに嵌めた円筒形
のロール部材５２を、両者の間に介在させた軸受５３，
５４で回転自在に支持している。軸受５４の外側には、
ロール軸５１とロール部材５２の間にシール５８を介在
させ、洗浄液の使用等に対してロール部材５２内の密封
を図っている。シール５８には接触式のラジアルシール
が用いられる。軸受には、鍔付きのころ軸受のみを用い
たものもあるが、図７の例では、ラジアル荷重の支持用
の軸受５３として保持器付き針状ころを用い、両端のア
キシアル荷重支持用の軸受５４として、シール付きの深
溝玉軸受等の玉軸受を用いている。このような組み合わ
せ構造とする場合に、アキシアル荷重の支持用に設置さ
れる軸受５４は、外輪回転であり、かつラジアル荷重を
受けずにアキシアル荷重のみを受けるように、内径を緩
み嵌めとされる。そのため、ロール部材５２とロール軸
５１との軸方向の相対的な動き量が出る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の図７の形式のバ
ックアップロールでは、ロール軸５１を固定としたとき
のロール部材５２の軸方向の動き量は、例えばコンマ数
ミリから数ミリのレベルで存在する。このように動いて
も、シール５８がラジアルシールのため、締め代に変化
はなく、シール性に問題はない。しかし、低トルク性、
シール性の面から、アキシアルシールを用いることが好
ましい場合がある。このようにアキシアルシールを用い
た場合、上記のロール部材５２の動き量は、直接にシー
ル５８の締め代に影響し、いずれか一方に押し付けられ
たときに、締め代が無くなる恐れがあり、シール性能
上、好ましくない。

【０００４】この発明の目的は、アキシアルシールを用
いながら、ロール部材の軸方向の動きに対してシール性
能を確保できるレベラー用バックアップロールを提供す
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のレベラー用バ
ックアップロールは、ロール軸が貫通したロール部材
を、両端近傍で、アキシアル荷重の支持可能なラジアル
式の軸受を介して前記ロール軸に設置し、前記ロール軸
とロール部材との間に、前記軸受よりも端部側に位置し
て弾性シールを設け、この弾性シールは、前記ロール軸
およびロール部材のいずれか一方に取付け、前記ロール
軸およびロール部材の他方に、前記弾性シールが接触す
るリング部材を取付けた鉄鋼設備のレベラー用バックア
ップロールにおいて、前記弾性シールをアキシアルシー
ルとしたものを基本構成とする。各請求項の発明は、こ
の基本構成に加えて、各々次の構成としたものである。

【０００６】請求項１の発明は、前記軸受のうち、一方
の軸受の内輪とこの内輪位置を規制する固定部材との軸
方向隙間を前記アキシアルシールの締め代よりも小さく
したことを特徴とする。この構成の場合、軸受の内輪が
ロール軸に対して緩み嵌めされていると、前記固定部材
による内輪位置の規制範囲内で、ロール部材がロール軸
に対して軸方向に動きを生じることがある。しかし、上
記のように内輪と固定部材間の軸方向隙間がアキシアル
シールの締め代よりも小さく設定されていることで、ロ
ール部材の最大の移動に対しても、アキシアルシールの
締め代が無くなることがなく、シール機能が維持され
る。

【０００７】請求項２の発明は、前記軸受が嵌合するロ
ール軸の嵌合面の幅寸法を前記軸受の内輪の幅寸法より
も小さくしたことを特徴とする。このように、ロール軸
の内輪嵌合面の幅寸法を内輪の幅寸法よりも小さくする
ことで、内輪がロール軸に対して緩み嵌めとなっていて
も、内輪をロール軸に対して軸方向に固定状態とするこ
とができる。そのため、ロール部材のロール軸に対する
軸方向の移動範囲は、軸受の内外輪間で生じる微小な移
動範囲内で収まり、ロール部材の軸方向の動きが生じて
も、アキシアルシールの締め代が維持され、シール機能
が維持される。

【０００８】請求項３の発明は、前記軸受のうち、一方
の軸受の内輪を前記ロール軸の肩部と前記弾性シールを
設置したカバー部材の端面とで挟持したものである。こ
のように、内輪を挟持することで、内輪がロール軸に対
して緩み嵌めとなっていても、内輪がロール軸に対して
軸方向に固定状態となる。そのため、ロール部材のロー
ル軸に対する軸方向の移動範囲は、軸受の内外輪間で生
じる微小な移動範囲内で収まる。したがって、ロール部
材の軸方向の動きが生じても、アキシアルシールの締め
代が維持され、シール機能が維持される。

【０００９】この発明において、前記軸受は密封型玉軸
受であっても良い。玉軸受は、ラジアル軸受であって
も、アキシアル荷重を受ける軸受として使用できる。ま
た、軸受自体を密封型のものとしたため、万一、上記シ
ールのシール漏れが生じたとしても、軸受自体の密封性
により、軸受内部まで洗浄液等が浸入することが防止さ
れる。

【００１０】この発明において、前記軸受が嵌合するロ
ール軸の外径面に環状溝を形成し、この溝内に設けた弾
性リングを介して、前記軸受とロール軸とを嵌合させて
も良い。このように、弾性リングを介在させることで、
万一、上記シールから洗浄液等が浸入しても、軸受を通
過してロール部材とロール軸間に内部まで浸入すること
が防止される。そのため、上記軸受の内部に軸受等の部
品がある場合にも、その内部の部品を洗浄液等から保護
することができる。

【００１１】この発明において、前記軸受の他に、保持
器付き針状ころを前記ロール部材とロール軸の間に介在
させても良い。このように、保持器付き針状ころとアキ
シアル荷重の支持用の軸受とを組み合わせることで、ア
キシアル，ラジルアル両方向の支持が、コンパクトな構
成で可能となる。このような組み合わせ構造とする場合
に、アキシアル荷重の支持用に設置される軸受、例えば
玉軸受は、外輪回転であり、かつラジアル荷重を受けず
にアキシアル荷重のみを受けるように、内径が緩み嵌め
とされる。そのため、このままではロール部材とロール
軸との動き量が出る。この動きを押えるために、内外の
両輪を締まり嵌めとすることはできず、固定側の部材で
ある内輪が緩み嵌めとされる。このようなロール部材の
軸方向の動きに対して、この発明の上記各構成の内輪規
制の構成を採用することで、アキシアルシールの確実な
シール性を確保することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１およ
び図２と共に説明する。このバックアップロールは鉄鋼
材製造設備のレベラーに用いられるものである。このバ
ックアップロールＡは、ロール軸１の回りに嵌めた円筒
形のロール部材２を、両端近傍の軸受４，４およびその
中央側の軸受３，３により回転自在に支持したものであ
る。これら軸受３，４よりも外側、つまりロール端部側
に、ロール軸１とロール部材２の間を密封するシール手
段５が設けられている。このシール手段５を構成する弾
性シールとして、アキシアルシール８が設けられてい
る。前記軸受３，４のうち、ロール中央側の軸受３は保
持器付き針状ころ等のころ軸受であり、ラジアル荷重の
支持用に設けられている。端部側の軸受４は、アキシア
ル荷重の支持用に設けた軸受であって、ラアジル式の軸
受うち、アキシアル荷重の支持可能なものを用い、かつ
アキシアル荷重のみが作用するように設置してある。こ
の端部側の軸受４には、密封型玉軸受を用い、具体的に
は、後述のようにシール付きの深溝玉軸受を用いてい
る。

【００１３】ロール軸１は段付き軸に形成されていて、
中央の一般径部１ａの両側に、段差となる肩部１ｅを介
して若干小径の軸受嵌合面１ｂが続き、この軸受嵌合面
１ｂから、さらに段差となる肩部１ｆを介してカバー嵌
合面１ｃが続き、さらに軸端部１ｄが続いている。ロー
ル部材２の内径面は、一般径部２ａよりも小径となる小
径部２ｂが軸方向の中央に形成され、両端に大径部２ｃ
が形成されている。軸受３，４のうち、中央側の軸受３
はロール軸１の一般径部１ａに配置され、ロール部材２
の小径部２ｂの肩面と、ロール部材２の内径面に取付け
られた止め環９とで、軸方向に位置規制されている。止
め環９と軸受３の間にはワッシャ２９が介在させてあ
る。

【００１４】図２に拡大して示すように、端部側の軸受
４は、各々軌道輪である内輪１１と外輪１２の間に、保
持器１３に保持された転動体１４を介在させ、内外輪１
１，１２間を密封するシール１５を両側に設けたシール
付きの深溝玉軸受からなる。軸受４の内輪１１は、ロー
ル軸１の軸受嵌合面１ｂに緩み嵌め状態に嵌合し、シー
ル手段５を構成するリング状のカバー部材１６とロール
軸１の肩部１ｅの間で軸方向に位置規制されている。ロ
ール軸１の両側の軸受嵌合面１ｂのうち、片方の軸受嵌
合面１ｂは、図２に示すように、幅寸法Ｗａが軸受内輪
１１の幅寸法Ｗｂよりも若干小さくしてあり、内輪１１
は、カバー部材１６の端面とロール軸１の肩部１ｅとの
間で挟持されている。他の片方の軸受嵌合面１ｂの幅寸
法は、内輪１１の幅寸法以上とされている。この幅寸法
の互いに違う両側の軸受嵌合面１ｂの区別が付くよう
に、片方の軸受嵌合面１ｂに付近で、ロール軸１に区別
用の目印１９が施してある。なお、このレベラー用バッ
クアップロールは、上記の軸受嵌合面１ｂの幅寸法が左
右で異なる他は、左右対称に形成されている。

【００１５】カバー部材１６は、ロール軸１のカバー嵌
合面１ｃに嵌合し、ロール軸１の止め環溝に嵌合した止
め環１７により止め付けられている。カバー部材１６
は、請求項１で言う「固定部材」となる。ロール軸１の
軸受嵌合面１ｃおよびカバー嵌合面１ｄには、環状溝２
１，２２が形成され、内輪１１およびカバー部材１６に
接するＯリング等の弾性リング２３，２４が設けられて
いる。

【００１６】軸受４の外輪１２は、ロール部材２の内径
面に締まり嵌め状態に嵌合して取付けられている。ロー
ル部材２に取付けられた前記止め環９は、その外側の幅
面がロール軸１の肩部１ｅと略同じ軸方向位置となるよ
うに取付けられ、外輪１２は止め環９に幅面が接するよ
うに配置されている。ロール部材２の内径面の大径部２
ｃと一般部２ａ間の段差面となる肩部２ｄは、上記のよ
うに配置される軸受外輪１２の幅面と略同一平面に位置
するように形成されている。

【００１７】シール手段５は、ロール軸１に嵌合した上
記のカバー部材１６と、ロール部材２の内径面に嵌合し
たシール用のリング部材１８と、上記のアキシアルシー
ル８とで構成される。カバー部材１６は、円筒状部１６
ａと、そのロール軸端側の端部外周から立ち上がるフラ
ンジ部１６ｂとで断面Ｌ字状に形成されている。フラン
ジ部１６ｂの先端は、環状溝を介して複数枚に分かれて
おり、ロール部材２の内径面に近接してラビリンスシー
ル２５を構成している。また、フランジ部１６ｂの全周
のうちの最下部には、ドレン用の切欠１６ｂａ（図１）
が設けられている。リング部材１８は、ロール部材２の
内径面に嵌合する円筒状部１８ａと、この円筒面部１８
ａの一端から延びてロール部材２の肩部２ｄに接するフ
ランジ部１８ｂとで断面逆Ｌ字状に形成され、フランジ
部１８ｂは軸受外輪１２の幅面にも接している。リング
部材１８の外径面には環状溝が形成され、ロール部材２
の内径面に密接するシール用の弾性リング２８が設けら
れている。

【００１８】アキシアルシール８は、ゴムまたは合成樹
脂等の弾性体からなり、カバー部材１６の円筒状部１６
ａの外径面に嵌合するシール本体８ａと、このシール本
体８ａの幅面の内径側端から斜め外径側に延びてリング
部材１８のフランジ部１８ｂの幅面に摺接するリップ部
８ｂとで構成される。シール本体８ａは、カバー部材１
６のフランジ部１６ｂの幅面に接して配置される。アキ
シアルシール８は、このように設置した状態で、リップ
部８ｂのリング部材１８に対して、所定の締め代（図３
の鎖線で示すように自然状態にあるリップ部８ｂの先端
位置とリング部材側面との距離）ｄが生じるように設計
されている。

【００１９】上記構成の作用を説明する。両端の軸受４
は、外輪回転でかつラジアル荷重を受けずにアキシアル
荷重のみを受けるように、内輪１１を緩み嵌めとしてあ
る。そのため、このままではロール部材２とロール軸１
とに軸方向の動き量が出る。しかし、動き量を抑えるた
めに、軸受４の内外両輪１１，１２を共に締まり嵌めと
することはできない。そこで、この実施形態では、軸受
４が組み込まれるロール軸１の軸受嵌合面１ｂの幅寸法
Ｗａを、片側のみ、軸受内輪１２の幅寸法Ｗｂよりも小
さくしてある。こうすることで、ロール軸１の肩部１ｅ
とカバー部材１６とで内輪１１が挟み込まれた状態とな
り、ロール部材２とロール軸１との軸方向の相対動き量
は、軸受４のアキシアル隙間分（内外輪１１，１２と転
動体１３との接触部で生じる内外輪１１，１２の軸方向
の動き可能範囲）に抑えることができる。このアキシア
ル隙間は、通常は小さな範囲であり、アキシアルシール
８の締め代ｄへの影響を小さくすることができる。した
がって、ロール部材２とロール軸１との軸方向の動きが
生じても、シール性能を維持することができる。アキシ
アルシール８は、ラジアル形式の弾性シールに比べて、
一般に抵抗となるトルク、特に起動時のトルクを小さく
することができる。

【００２０】また、カバー部材１６は、そのフランジ部
１６ｂでロール部材２の内径面との間にラビリンスシー
ル２５を構成しているため、これによってもシール性能
が高められる。さらに、万一、アキシアルシール８で漏
れが生じたとしても、軸受４を密封式のものとしてある
ため、軸受４内へ洗浄液が浸入することや、軸受４を介
して中央側の軸受３まで洗浄液が浸入ことが防止され、
また軸受４のグリース漏れも防止される。軸受４の内輪
１１は、ロール軸１に対して緩み嵌めとしてあるが、そ
の内径面とロール軸１との間に弾性リング２３が介在さ
せてあるため、この内輪４の嵌合面から洗浄液等が内部
の軸受３に浸入することが防止されると共に、内部の軸
受３のグリース漏れが防止される。

【００２１】なお、前記実施形態では、ロール軸１の片
方の軸受嵌合面１ｂの幅寸法Ｗａを内輪１１の幅寸法Ｗ
ｂより狭め、内輪１１を挟持するようにしたが、両側と
も、例えば図４に示すように、軸受嵌合面１ｂの幅寸法
Ｗａを内輪１１の幅寸法Ｗｂと同等以上としても良い。
ただし、内輪１１と、内輪位置を規制する固定部材であ
るカバー部材１６との軸方向隙間δを、アキシアルシー
ル８の締め代ｄ（図３）よりも小さくする。これによ
り、ロール部材２の最大の移動に対しても、アキシアル
シール８の締め代ｄが無くなることがなく、シール機能
が維持される。図４の例のバックアップロールは、特に
説明した構成の他は、図１の例と同じ構成である。ま
た、前記各実施形態ではアキシアルシール８をロール軸
１側に取付けたが、例えば図６に示すように、アキシア
ルシール８はロール部材２側に取付けても良い。同図の
例では、アキシアルシール８はリング部材１８に取付
け、リップ部８ｂが、締め代を持ってカバー部材１６に
摺接するように設けられている。この場合、カバー部材
１６が、特許請求の範囲で言う「リング部材」になる。
同図のアキシアルシール８は、直接にロール軸２に取付
けても良い。同図の例のその他の構成は、図１の例と同
じである。

【００２２】図５は、この実施形態のバックアップロー
ルＡを用いたレベラーの一例を示す。このレベラーは、
材料Ｗの送り方向に若干ずれて位置する一対のワークロ
ール３１，３１間に、薄板の鋼板（例えば、板厚が３mm
までの鋼板）等からなる材料Ｗを通すことより材料Ｗを
凹凸のない平坦な形状に均すものである。各ワークロー
ル３１，３１は、各々２本の中間ロール３２により加圧
力が支持され、中間ロール３２はさらに数本（図示の例
では３本）のバックアップロール３３により加圧力が支
持される。これらのバックアップロール３３に、図１の
実施形態におけるバックアップロールＡが用いられる。

【００２３】

【発明の効果】この発明のレベラー用バックアップロー
ルは、アキシアルシールを用いながら、ロール部材の軸
方向の動きに対してシール性能を確保できるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係るレベラー用バック
アップロールの断面図である。

【図２】その部分拡大断面図である。

【図３】そのアキシアルシールの締め代を示す説明図で
ある。

【図４】この発明の他の実施形態に係るレベラー用バッ
クアップロールの部分断面図である。

【図５】同レベラー用バックアップロールを用いたレベ
ラーの一例を示す概略側面図である。

【図６】この発明のさらに他の実施形態に係るレベラー
用バックアップロールの部分断面図である。

【図７】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１…ロール軸 １ｂ…軸受嵌合面 １ｅ…肩部 ２…ロール部材 ３…ラジアル荷重用の軸受 ４…両端の軸受 ５…シール手段 ８…アキシアルシール（弾性シール） １１…内輪 １６…カバー部材（固定部材） １８…リング部材 ｄ…締め代 Ｗａ…嵌合面の幅寸法 Ｗｂ…内輪の幅寸法 δ…軸方向隙間

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロール軸が貫通したロール部材を、両端
   近傍で、アキシアル荷重の支持可能なラジアル式の軸受
   を介して前記ロール軸に設置し、前記ロール軸とロール
   部材との間に、前記軸受よりも端部側に位置して弾性シ
   ールを設け、この弾性シールは、前記ロール軸およびロ
   ール部材のいずれか一方に取付け、前記ロール軸および
   ロール部材の他方に、前記弾性シールが接触するリング
   部材を取付けた鉄鋼設備のレベラー用バックアップロー
   ルにおいて、前記弾性シールをアキシアルシールとする
   と共に、前記軸受のうち、一方の軸受の内輪とこの内輪
   位置を規制する固定部材との軸方向隙間を、前記アキシ
   アルシールの締め代よりも小さくしたことを特徴とする
   レベラー用バックアップロール。
2. 【請求項２】 ロール軸が貫通したロール部材を、両端
   近傍で、アキシアル荷重の支持可能なラジアル式の軸受
   を介して前記ロール軸に設置し、前記ロール軸とロール
   部材との間に、前記軸受よりも端部側に位置して弾性シ
   ールを設け、この弾性シールは、前記ロール軸およびロ
   ール部材のいずれか一方に取付け、前記ロール軸および
   ロール部材の他方に、前記弾性シールが接触するリング
   部材を取付けた鉄鋼設備のレベラー用バックアップロー
   ルにおいて、前記弾性シールをアキシアルシールとする
   と共に、前記軸受が嵌合するロール軸の嵌合面の幅寸法
   を前記軸受の内輪の幅寸法よりも小さくしたことを特徴
   とするレベラー用バックアップロール。
3. 【請求項３】 ロール軸が貫通したロール部材を、両端
   近傍で、アキシアル荷重の支持可能なラジアル式の軸受
   を介して前記ロール軸に設置し、前記ロール軸とロール
   部材との間に、前記軸受よりも端部側に位置して弾性シ
   ールを設け、この弾性シールは、前記ロール軸およびロ
   ール部材のいずれか一方に取付け、前記ロール軸および
   ロール部材の他方に、前記弾性シールが接触するリング
   部材を取付けた鉄鋼設備のレベラー用バックアップロー
   ルにおいて、前記弾性シールをアキシアルシールとする
   と共に、前記軸受のうち、一方の軸受の内輪を前記ロー
   ル軸の肩部と前記弾性シールを設置したカバー部材の端
   面とで挟持したことを特徴とするレベラー用バックアッ
   プロール。
4. 【請求項４】 前記軸受が密封型玉軸受であることを特
   徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のレ
   ベラー用バックアップロール。
5. 【請求項５】 前記軸受が嵌合するロール軸の外径面に
   環状溝を形成し、この環状溝内に設けられた弾性リング
   を介して前記軸受とロール軸とを嵌合させた請求項１な
   いし請求項４のいずれかに記載のレベラー用バックアッ
   プロール。
6. 【請求項６】 前記軸受の他に、保持器付き針状ころを
   前記ロール部材とロール軸の間に介在させた請求項１な
   いし請求項５のいずれかに記載のレベラー用バックアッ
   プロール。