JP2005076746A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 内輪内径面の良好な潤滑性が長期に亘り安定して確保できる転がり軸受、鉄鋼圧延機用ロールネック軸受。
【解決手段】 内輪内径面Ｍａの軸方向両端部に在って互いに隣接する潤滑剤溜め用円周溝１２と潤滑剤供給用及び軸挿入時案内用大径部１３の間の内輪内径面部分Ｍｂに、大径部１３と円周溝１２を内輪内径面全周に亘って連通する筒状潤滑剤通路１５ａを形成する、又は、内輪内径面部分Ｍｂに部分的に溝状潤滑剤通路１５ｂを形成して大径部１３と円周溝１２を部分的に連通させる。大径部１３の潤滑剤をポンピング作用などで潤滑剤通路１５を通して円周溝１２に給脂し、円周溝１２から螺旋溝１１へと給脂して内輪内径面Ｍａを潤滑する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧延機ロールネック用軸受などに適用される転がり軸受で、詳しくは、内輪の内径面に潤滑剤溜め用溝を形成した転がり軸受に関する。

鉄鋼圧延機用のロールネック用軸受は、軸（又はロール）と軸受を頻繁に抜き差しするために作業性を考慮して、軸と軸受内輪とをルーズフィット（すきま嵌め）で組込むようにしている。この軸受においては、軸と内輪の焼付き防止や摩耗軽減を図るため、内輪の内径面にグリースの潤滑剤溜め用溝を形成するのが通常である（例えば、特許文献１の図８参照。）。

図３（Ａ）、（Ｂ）に示す転がり軸受は、圧延機ロールネック用複列円すいころ軸受で、図示しないロールネック軸に嵌着される内輪１と、内輪１の外径面に周方向に沿って二列で配置された円すいころの転動体２及びその保持器３と、二分割された一対の外輪４と、一対の外輪４の間に介装された外輪間座５と、一対の外輪４の軸方向両端の両幅面側に装着されたリング部材６及びシール部材７を有する。外輪間座５には、部分的に給脂穴８が貫通させてある。軸受組立後の必要時に、ハウジング（図示せず）を介して外輪間座５の給脂穴８から軸受内部にグリースを補充することで、軸受を分解することなく途中給脂が行えるようにしてある。

内輪内径面Ｍａは円筒面で、この内径面Ｍａの軸方向中央部分に潤滑剤溜め用螺旋溝１１と、内輪軸方向での両端部分に一対の潤滑剤溜め用円周溝１２が形成される。一対の各円周溝１２は、内輪内径面Ｍａの全周に形成され、一部が螺旋溝１１の前後両端と連通する。また、内輪内径面Ｍａの軸方向両端部に内輪内径より大径の大径部１３が形成される。大径部１３は、内輪内径より僅かに大きな内径の円周面で形成されたロールネック軸逃げ部であり、ロールネック軸との間にグリースを供給するためのものである。一対の大径部１３は、内輪１の軸方向両端の幅面から幅Ｗ１で内方に延在して、幅面から近い方の円周溝１２と所定の間隔Ｗ２で互いに隣接する。互いに隣接する大径部１３と円周溝１２との間に、幅Ｗ２の内輪内径面部分Ｍｂが設けられ、この内輪内径面部分Ｍｂと螺旋溝１１のある内輪内径面Ｍａが所定の面圧でロールネック軸の外周面に潤滑されて接触する。

図３の転がり軸受は、螺旋溝１１と円周溝１２が初期に塗布したグリースの溜まり溝となり、この溜まったグリースが内輪内径面Ｍａとロールネック軸外周面を潤滑して軸受とロールネック軸外周の焼付きを防止し、摩耗を軽減させる。螺旋溝１１の前後両端と連通する一対の各円周溝１２は、螺旋溝１１に溜められたグリースが軸受運転時のポンピング作用などにより螺旋溝１１の端から外部へと流出するのを抑制して、上記焼付き防止と摩耗低減を効果的なものとする。仮に円周溝１２を無くして螺旋溝１１の両端を内輪内径面Ｍａに切り上げて形成した構造にすると、水浸入やクリープの激しい箇所ではポンピング作用もあって、螺旋溝１１に溜めたグリースの多くが外部に流されて無くなり、軸受内径面Ｍａの異常摩耗や焼付きを引き起こす不具合が発生することがある。螺旋溝１１の両端に一対の円周溝１２を連通させて、螺旋溝１１の端から流出するグリースを円周溝１２に溜めることで、上記不具合発生が抑制される。

図４（Ａ）、（Ｂ）に示す転がり軸受は図３と同様な圧延機ロールネック用複列円すいころ軸受で、内輪内径面Ｍａに螺旋溝１１を形成し、この螺旋溝１１の両端を内輪軸方向両端の大径部１３に連通させている。

図４の転がり軸受も外輪間座５の給脂穴８を利用して軸受内部に途中給脂が行われる。また、図４の転がり軸受は、途中給脂したグリースを大径部１３に溜め、この溜めたグリースを大径部１３から螺旋溝１１の開口端に給脂することで、螺旋溝１１の全体にグリースを給脂して、軸受内径面Ｍａとロールネック軸外周面の異常摩耗や焼付きを抑制するようにしている。
特開２００１−１２４０７１（第００２１段、図８）

図３の転がり軸受の場合、内輪内径面Ｍａにグリースを途中給脂することができず、長期に亘り内輪内径面の潤滑性を良好に確保することが難しい。また、図４の転がり軸受の場合、大径部１３から螺旋溝１１の端へとグリースを途中給脂する際のグリース経路となる隙間が極めて小さいため、グリースの粘性抵抗が大きくなって内輪内径面への途中給脂が不十分となることがあり、内輪内径面の良好な潤滑性を安定して確保することが難しい。

本発明の目的とするところは、内輪内径面の良好な潤滑性が長期に亘り安定して確保できる構造の転がり軸受を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、内輪の内径面に、潤滑剤溜め用螺旋溝と、この螺旋溝の両端と連通して内輪内径面全周に延在する一対の潤滑剤溜め用円周溝と、内輪軸方向両端の幅面から内方に延在して当該幅面から近い方の前記円周溝と所定の間隔で隣接する、内輪内径より大径の潤滑剤供給用及び軸挿入時案内用大径部とを形成した転がり軸受において、大径部とこの大径部に近い方の内周溝の間の内輪内径面部分に、大径部と円周溝を連通する潤滑剤通路を形成したことを特徴とする（請求項１の発明）。

ここで、内輪は、鉄鋼圧延機用ロールネック軸受などに使用される複列用内輪、又は、この複列内輪を分割した単列用内輪である。この内輪の軸方向両端部を除く中央部の内径面に一条或いは複数条の螺旋溝が形成され、螺旋溝の前後両端部分に内輪内径面全周に延在する円周溝が形成されて、円周溝の一部が螺旋溝の前後両端と連通する。内輪内径面の円周溝より外方の両端部に、内輪内径より大径の円周面である大径部が形成される。大径部は、内輪が嵌合される軸（ロールネック軸など）の逃げ部となり、大径部と軸との間に途中給脂時のグリース経路、グリース溜め部となる隙間が形成される。互いに隣接する大径部と円周溝は所定の間隔で離隔しており、本発明はこの両者の間の内輪内径面部分に、大径部と円周溝を積極的に連通させる潤滑剤通路を形成する。潤滑剤通路は、大径部を利用した途中給脂時の潤滑剤（グリース）の通路となり、円周溝と螺旋溝への途中給脂を容易で確実なものにする面積、容積でもって構成される。このような潤滑剤通路は、螺旋溝や大径部と同様に内輪内径面を部分的に切削加工して形成することができる。

上記潤滑剤通路は、互いに隣接する円周溝と大径部の間の内輪内径面部分の全周に形成した筒状通路として構成することができる（請求項２の発明）。この場合、筒状通路の潤滑剤通路は、大径部の円周面を円周溝までストレートに延長させた形状が適切であるが、大径部との間で段差形状やテーパ形状を付けた円周面に形成することも有効である。この筒状潤滑剤通路は、面積と容積を十分に大きく設定できて、円周溝と螺旋溝への途中給脂を容易にする。

また、潤滑剤通路は、互いに隣接する円周溝と大径部の間の内輪内径面部分の一箇所又は複数箇所に内輪軸方向に形成した一条又は複数条の溝状通路として構成することができる（請求項３の発明）。この場合、潤滑剤通路である溝状通路の面積、数を選択することで途中給脂を容易にするだけの面積、容積が確保できる。溝状潤滑剤通路を複数条形成する場合、内輪内径面部分の周方向に溝幅が同一の複数の通路を等間隔で形成することが望ましいが、溝幅を大小に相違させることも有効であり、さらに、各通路を内輪内部側に到るほど幅狭となる先細溝形状とすることも有効である。また、内輪内径面部分に部分的に形成した溝状潤滑剤通路は、上記筒状潤滑剤通路より小面積、小容積の通路となるが、小面積となる分だけ内輪の軸（ロールネック軸など）と潤滑して接触する内輪内径面の面積が増大して、転がり軸受としての面圧を十分に確保することができる。

本発明によれば、内輪内径面の互いに隣接する潤滑剤溜め用円周溝と大径部が、両者の間に形成した潤滑剤通路で繋がるので、潤滑剤通路も潤滑剤溜め部分となってより多くの潤滑剤溜めができて、軸受運転時のクリープによるポンピング作用などで内輪内径面への潤滑剤供給が円滑かつ確実にできるようになり、長期に亘り潤滑性に優れた高品質な転がり軸受が提供できる。

また、潤滑剤通路を内輪内径面の全周に亘る筒状通路として形成することで、大径部から円周溝、螺旋溝への潤滑剤供給がより円滑、確実にできる効果がある。また、潤滑剤通路を内輪内径面に部分的に溝形状にして形成することで、転がり軸受の面圧低下を抑制することができる。

以下、実施の形態を図１及び図２を参照して説明する。

図１（Ａ）、（Ｂ）に第１の実施の形態を示す。同図の転がり軸受は、図３の転がり軸受に適用したもので、図３と同一又は相当部分には同一参照符号を付して説明の重複を避ける。

図１の転がり軸受は、内輪内径面Ｍａの軸方向両端部にある互いに隣接する円周溝１２と大径部１３の間の内輪内径面部分Ｍｂに、大径部１３と円周溝１２を内輪内径面全周にて連通する筒状潤滑剤通路１５ａを形成している。この筒状潤滑剤通路１５ａは、大径部１３を形成する円周面を円周溝１２まで軸方向内方へと延長させた円周面で形成される。従って、円周溝１２と筒状潤滑剤通路１５ａの境界線と、大径部１３と筒状潤滑剤通路１５ａの境界線は明確に図示されず、この境界線を図３（Ａ）、（Ｂ）では鎖線で示している。

内輪１をロールネック軸（図示せず）に嵌合して鉄鋼圧延機用ロールネック軸受を構成すると、ロールネック軸と内輪１との間に内周溝１２と筒状潤滑剤通路１５ａと大径部１３による連続する一連のグリース溜め隙間ができる。このグリース溜め隙間の面積、容積が図３の軸受に比べて増大し、筒状潤滑剤通路１５ａが大径部１３の隙間と円周溝１２の隙間を直接的に連通させるので、軸受運転中のクリープによるポンピング作用などで内輪内径面Ｍａへのグリース供給が容易に可能となる。また、途中給脂時においては、大径部１３から筒状潤滑剤通路１５ａを通して直接的にグリースが円周溝１２、螺旋溝１１へと行き渡り易くなり、内輪内径面Ｍａへのグリース補充が容易に可能となる。その結果、長期に亘り十分なグリースによる良好な潤滑性が確保できるようになる。

図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に第２の実施の形態を示す。同図の転がり軸受は、内輪内径面Ｍａの軸方向両端部における内輪内径面部分Ｍｂの複数箇所に内輪軸方向に延在する溝状潤滑剤通路１５ｂを形成し、この複数の各溝状潤滑剤通路１５ｂで大径部１３と円周溝１２を連通させている。図３の内輪１の内輪内径面部分Ｍａに相当する内径面部分Ｍａの、例えば図２（Ｃ）で示す４５°間隔の８箇所に、円弧断面の溝状潤滑剤通路１５ｂを大径部１３の内方側エッジから円周溝１２まで貫通させて形成する。

図２の転がり軸受の場合、隣接する円周溝１２と大径部１３の間の内輪内径面部分Ｍｂがロールネック軸と潤滑して接触するので、内輪内径面全体の面圧が十分に確保できる。

図２の転がり軸受の場合も、鉄鋼圧延機用ロールネック軸受を構成すると、ロールネック軸と内輪１との間に形成される大径部１３による大きなグリース溜め部分が溝状潤滑剤通路１５ｂで円周溝１２と繋がるので、軸受運転中のクリープによるポンピング作用などで内輪内径面Ｍａへのグリース供給が容易に可能となり、また、途中給脂時においても大径部１３から溝状潤滑剤通路１５ｂを通して直接的にグリースが円周溝１２、螺旋溝１１へと行き渡り易くなるため、内輪内径面Ｍａへのグリース補充が容易に可能となり、長期に亘り十分なグリースによる潤滑性が確保できる。

（Ａ）は本発明の第１の実施の形態を示す転がり軸受の部分断面図 （Ｂ）は要部の拡大断面図である。 （Ａ）は本発明の第２の実施の形態を示す転がり軸受の部分断面図 （Ｂ）は要部の拡大断面図 （Ｃ）は内輪の部分断面図である。 （Ａ）は従来の転がり軸受の部分断面図 （Ｂ）は一部の拡大断面図である。 （Ａ）は他の従来の転がり軸受の部分断面図 （Ｂ）は一部の拡大断面図である。

符号の説明

１ 内輪
２ 転動体
３ 保持器
４ 外輪
５ 外輪間座
６ リング部材
７ シール部材
１１ 螺旋溝
１２ 内周溝
１３ 大径部
１５ａ 筒状潤滑剤通路
１５ｂ 溝状潤滑剤通路
Ｍａ 内輪内径面
Ｍｂ 内輪内径面部分

Claims (3)

1. 内輪の内径面に、潤滑剤溜め用螺旋溝と、この螺旋溝の両端と連通して内輪内径面全周に延在する一対の潤滑剤溜め用円周溝と、内輪軸方向両端の幅面から内方に延在して当該幅面から近い方の前記円周溝と所定の間隔で隣接する、内輪内径より大径の潤滑剤供給用及び軸挿入時案内用大径部とを形成した転がり軸受において、
   前記大径部とこの大径部に近い方の内周溝の間の内輪内径面部分に、大径部と円周溝を連通する潤滑剤通路を形成したことを特徴とする転がり軸受。
2. 前記潤滑剤通路が、前記内輪内径面部分の全周に形成した筒状通路であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
3. 前記潤滑剤通路が、前記内輪内径面部分の一箇所又は複数箇所に内輪軸方向に貫通させた溝状通路であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。