JP2005282714A - 複式スラスト円錐ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】複式スラスト円錐ころ軸受の外部からの水分や異物の侵入を防止すると共に内部からのグリースの流出を防止する手段を提供する。
【解決手段】回転軸に嵌合した内輪と、内輪の両側に転動自在に配置した２列の円錐ころと、円錐ころの外側に配置され、ハウジングに嵌合する外輪とを備える複式スラスト円錐ころ軸受において、２列の円錐ころのそれぞれの外側に、回転軸もしくはこの回転軸と共に回転する回転体との間をシールする軸封装置を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧延設備のロール軸のロールネック部等に用いられる複式スラスト円錐ころ軸受に関する。

従来の複式スラスト円錐ころ軸受は、内輪をロール軸の小径部に嵌合させ、内輪の両側をカラーによって軸方向に係止して固定し、外輪をハウジングに嵌合して軸方向に係止し、この内輪の両側に配置された外輪と内輪との間に転動自在に配設された２列の円錐ころによって、ロール軸の軸方向に発生するスラスト力を回転自在に支持している（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２０９６５号公報（第２頁、段落「０００６」−「０００７」、第1図）

しかしながら、上述した従来の複式スラスト円錐ころ軸受においては、軸受の内部が外部の環境と同一であるため、軸受が設置されている環境に飛散した切粉等の異物や水滴が過大な場合、余剰な水分がロール軸を伝わって運ばれた場合に、外部から軸受の内部に水分や異物が侵入しやすく、また円錐ころの転動を潤滑するためのグリースが流出しやすくなって軸受寿命を低下させる恐れがあるという問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、複式スラスト円錐ころ軸受の外部からの水分や異物の侵入を防止すると共に内部からのグリースの流出を防止する手段を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、回転軸に嵌合した内輪と、該内輪の両側に転動自在に配置した２列の円錐ころと、該円錐ころの外側に配置され、ハウジングに嵌合する外輪とを備える複式スラスト円錐ころ軸受において、前記２列の円錐ころのそれぞれの外側に、前記回転軸もしくは該回転軸と共に回転する回転体との間をシールする軸封装置を設けたことを特徴とする。

このように、本発明は、円錐ころの外側に設けた外輪に軸封装置を設け、回転体と静止体の間をシールするようにしたことによって、複式スラスト円錐ころ軸受の外部からの水分や異物の侵入を防止すると共に内部からのグリースの流出を防止することができ、複式スラスト円錐ころ軸受の寿命を維持することができるという効果が得られる。

以下に、図面を参照して本発明による複式スラスト円錐ころ軸受の実施例について説明する。

図１は実施例１を示す部分断面図、図２は実施例１の組込状態を示す半断面図である。
図１、図２において、１は複式スラスト円錐ころ軸受である。
２は内輪であり、軸受鋼等で円環状に成形し、その内周面に回転軸３の小径部３ａが嵌合する円筒面と、その両側の端面に転動体としての円錐ころ４を転動させるための平面である軌道面を形成する。

また、回転軸３は段部３ｂで小径部３ａを形成した段付軸であり、本実施例では圧延設備のロール軸である。
円錐ころ４は、軸受鋼等で円錐台状に成形し、その小径側を回転軸側として互いの衝突を防止するために保持器５のポケットに保持させて等ピッチに複数配設し、内輪２の両側に２列に配置する。

６は外輪であり、軸受鋼等で製作し、その内側の側面に円錐ころ４の円錐面に沿うように半径方向に広がる円錐ころ４を転動させるための円錐面と、円錐ころ４の大径側の端部を摺動させて回転による遠心力に伴う半径方向の移動を制限する鍔部６ａとを形成し、その外周面にハウジング７の外輪嵌合面７ａに嵌合する円筒面を形成する。
また、ハウジング７の外輪嵌合面７ａの開口端の反対側には、外輪６の外側の側面を係止するための外輪係止部７ｂを形成する。本実施例のハウジング７は圧延設備のチョックである。

８は外輪間座であり、樹脂材料等で略円筒状に成形し、内輪２の両側に配置した外輪６の間に設置してその両側の端面と外輪６の側面との間およびその内周面と内輪２の外周面との間に僅かな隙間を形成する。
また、外輪間座８には、その壁面を半径方向に貫通するグリース供給孔８ａが設けてあり、ハウジング７の外部から供給されるグリースを複式スラスト円錐ころ軸受１の内部に導く。

９は組付補助穴であり、比較的大型で重量の大きい複式スラスト円錐ころ軸受１を圧延設備等に組付ける際に、軸受を吊り下げるため等に用いる。本実施例の組付補助穴９は、玉掛け等の治具の着脱が容易なようにネジ穴としてある。
１０は軸封装置としてのリップシールであり、板金製のケース１０ａに天然ゴムや合成ゴム等の弾性材で成形したシール体１０ｂを接着または焼き付けて製作し、ケース１０ａを外輪６の内周面に設けたシール嵌合面に圧入等により嵌合させて係止し、シール体１０ｂの内周側に形成した軸封部としてのリップ部１０ｃを回転軸等の回転体の外周面に摺接させて外輪と回転体との間をシールする。

なお、軸封装置は上記のリップシールに限らず、シール嵌合面に外周面を係止され、内周面で回転体の外周面に摺接するカーボン製等のリングシール、通常は玉軸受等の転がり軸受に使用される接触式のシールド板等であってもよい。
この場合に、回転体の周方向速度が比較的速いときはリングシールが有用である。また回転体の周方向速度が非常に遅いときは、弾性材で製作されたＯリングや角リング等であってもよい。

１１はＯリングであり、天然ゴムや合成ゴム等の弾性材で成形して外輪６の外周面に設けられたＯリング溝に嵌め込んで設置する。
１２ａ、１２ｂはカラーであり、それぞれ合金鋼等で略円筒状に成形し、カラー１２ａを内輪２の一の側の端面と回転軸３の段部３ｂとの間に、カラー１２ｂを内輪２の他の側の端面と図示しないナットとワッシャ等の締結具との間に配置し、それぞれの内周面を小径部３ａの外周面と嵌合させて設置する。

１３はサブハウジングであり、ハウジング７の外輪嵌合面７ａに嵌合する突出部１３ａが設けてある。
上記の構成の作用について説明する。
複式スラスト円錐ころ軸受１は、外輪間座８の内周面に内輪２を挿入し、内輪２の両側の端面に形成した軌道面に保持器５のポケットに転動自在に保持された円錐ころ４の円錐面を対向させ、その外側に外輪６の側面に形成した円錐面を対向させて組立てる。

この時、外輪６の内周面に設けたシール嵌合面にリップシール１０のケース１０ａの外周面を圧入等により係止し、外周面のＯリング溝にＯリング１１を嵌め込む。
そして、組付補助穴９等を利用して外輪の外周面をハウジング７の外輪嵌合面７ａに嵌合して組込み、サブハウジング１３の突出部１３ａを外輪嵌合面７ａに挿入して外輪６の外側の側面に当接させ、サブハウジング１３をハウジング７にボルト等で締め付け、ハウジング７の外輪係止部７ｂとサブハウジング１３の突出部１３ａとの間に外輪６を軸方向に係止し、適正な予圧を円錐ころ４に与えながら複式スラスト円錐ころ軸受１をハウジング７に固定する。

この時、Ｏリング１１は、外輪６の外周面に設けたＯリング溝の溝底とハウジング７の外輪嵌合面７ａとの間でその弾性の範囲で変形し、これらの間をシールしてこの隙間を通じての水分や異物の侵入およびグリースの流出を防止する。
また、内輪２は自重によりその外周面が外輪間座８の内周面に保持され、その回転中心がこれらの間に設けた隙間分だけ外輪６の回転中心から変位した状態で保持されており、内輪２の内周面に小径部３ａを挿入する際の妨げにならない位置に停止している。

次いで、回転軸３の小径部３ａにカラー１２ａを嵌合してその端部を段部３ｂに当接させ、小径部３ａを内輪２の内周面に挿入し、カラー１２ｂを小径部３ａに嵌めて内輪２の端面に当接させ、小径部３ａの端部を図示しない締結具で締め付けて内輪２を軸方向に係止し、内輪２を小径部３ａに固定して図２に示す組込状態にする。
これにより、図示しないころ軸受等で半径方向を支持された回転軸３が、複式スラスト円錐ころ軸受１によって軸方向を支持されてハウジング７に対して回転自在となる。

この時、外輪６の内周面に設けたシール嵌合面に係止されたリップシール１０のリップ部１０ｃは、カラー１２ａ、１２ｂの外周面に接触しており、カラー１２ａ、１２ｂが回転軸と共に回転したときに、これらの外周面に摺接して回転軸３と共に回転するカラー１２ａ、１２ｂ等の回転体と、円錐ころ４の外側に設けたハウジング７に固定された外輪６等の静止体との間をシールして複式スラスト円錐ころ軸受１の外部からの水分や異物の侵入を防止すると共に内部からのグリースの流出を防止する。

以上説明したように、本実施例では、円錐ころの外側に設けた外輪にリップシールを設け、回転体と静止体との間をシールするようにしたことによって、複式スラスト円錐ころ軸受の外部からの水分や異物の侵入を防止すると共に内部からのグリースの流出を防止することができ、複式スラスト円錐ころ軸受の寿命を維持することができる。
また、外輪の外周面に設けたＯリング溝にＯリングを嵌めこんで、ハウジングの外輪嵌合面との間をシールするようにしたことによって、この隙間からの水分や異物の侵入やグリースの流出を防止することができる。

これに加えて、外輪の内周面に設けたシール嵌合面にリップシールを係止し、内輪の両側に設けたカラーの外周面に摺接させるようにしたことによって、軸封装置を有する複式スラスト円錐ころ軸受を既存の設備に容易に組込むことが可能になる。
なお、本実施例においては、リップシールのリップ部がカラーの外周面に摺接して回転体と静止体との間をシールするとして説明したが、構造上の都合等によりリップ部を直接回転軸に摺接させるようにしても、他の回転体の面に摺接させるようにしても上記の効果を損なうものではない。

図３は実施例２を示す部分断面図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図３において、２１は圧縮コイルバネ等の予圧バネであり、外輪６のそれぞれの外側に設けた予圧バネ保持輪２２の挿入穴２２ａに挿入され、挿入穴２２ａの穴底に一端を係止されて複式スラスト円錐ころ軸受１の外輪６の外側の側面を内輪方向に付勢する。予圧バネ２１は外輪６を内輪方向に均等に押圧できるようにそれぞれの予圧バネ保持輪２２に少なくとも３箇所の挿入穴２２ａを設けて設置する。

また、予圧バネ保持輪２２の内周面はシール嵌合面として機能するように成形し、その外周面にはＯリング溝を設ける。従って、実施例１で示した外輪６のシール嵌合面とＯリング溝は設けなくてよい。
上記の構成の作用について説明する。
本実施例の複式スラスト円錐ころ軸受１の組立およびハウジング７への組込は、上記実施例１と同様であるが、内輪２の両側に配置した外輪６とハウジング７の外輪係止部７ｂとサブハウジング１３の突出部１３ａとの間に予圧バネ２１を設けた予圧バネ保持輪２２をそれぞれ挟み込んで設置する。

この時、円錐ころ４には、予圧バネ２１による適正な予圧が与えられ、外輪６を軸方向に係止して複式スラスト円錐ころ軸受１をハウジング７に固定する。
また、Ｏリング１１は、予圧バネ保持輪２２の外周面に設けたＯリング溝の溝底とハウジング７の外輪嵌合面７ａとの間でその弾性の範囲で変形し、これらの間をシールしてこの隙間を通じての水分や異物の侵入およびグリースの流出を防止する。

更に、予圧バネ保持輪２２に設けたシール嵌合面に係止されたリップシール１０のリップ部１０ｃがカラー１２ａ、１２ｂの外周面に摺接して回転体と静止体との間をシールして複式スラスト円錐ころ軸受１の外部からの水分や異物の侵入を防止すると共に内部からのグリースの流出を防止する。
以上説明したように、本実施例では、円錐ころの外側に設けた予圧バネ保持輪のシール嵌合面にリップシールを係止することによって、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。

これに加えて、予圧バネ保持輪のシール嵌合面にリップシールを係止し、内輪の両側に設けたカラーの外周面に摺接させるようにしたことによって、既存の予圧バネを有する複式スラスト円錐ころ軸受に軸封装置を容易に設置することが可能になる。

実施例１の複式スラスト円錐ころ軸受を示す部分断面図 実施例１の組込状態を示す半断面図 実施例２の複式スラスト円錐ころ軸受を示す部分断面図

符号の説明

１ 複式スラスト円錐ころ軸受
２ 内輪
３ 回転軸
３ａ 小径部
４ 円錐ころ
５ 保持器
６ 外輪
６ａ 鍔部
７ ハウジング
７ａ 外輪嵌合面
７ｂ 外輪係止部
８ 外輪間座
８ａ グリース供給孔
９ 組付補助穴
１０ リップシール
１０ａ ケース
１０ｂ シール体
１０ｃ リップ部
１１ Ｏリング
１２ａ、１２ｂ カラー
１３ サブハウジング
１３ａ 突出部
２１ 予圧バネ
２２ 予圧バネ保持輪
２２ａ 挿入穴

Claims (5)

1. 回転軸に嵌合した内輪と、該内輪の両側に転動自在に配置した２列の円錐ころと、該円錐ころの外側に配置され、ハウジングに嵌合する外輪とを備える複式スラスト円錐ころ軸受において、
   前記２列の円錐ころのそれぞれの外側に、前記回転軸もしくは該回転軸と共に回転する回転体との間をシールする軸封装置を設けたことを特徴とする複式スラスト円錐ころ軸受。
2. 請求項１において、
   前記内輪の両側に、該内輪を軸方向に係止し、前記回転軸と内周面で嵌合するカラーを設け、前記外輪の内周面に前記軸封装置を係止し、該前記軸封装置の軸封部を前記カラーの外周面に摺接させることを特徴とする複式スラスト円錐ころ軸受。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記外輪の外周面と前記ハウジングの外輪嵌合面との間に、Ｏリングを設けたことを特徴とする複式スラスト円錐ころ軸受。
4. 請求項１において、
   前記外輪の外側に、それぞれの外輪を内輪方向に付勢する予圧バネを保持する予圧バネ保持輪を設けると共に、前記内輪の両側に該内輪を軸方向に係止し、前記回転軸と内周面で嵌合するカラーを設け、
   前記予圧バネ保持輪の内周面に前記軸封装置を係止し、該軸封装置の軸封部を前記カラーの外周面に摺接させることを特徴とする複式スラスト円錐ころ軸受。
5. 請求項４において、
   前記予圧バネ保持輪の外周面と、前記ハウジングの外輪嵌合面との間にＯリングを設けたことを特徴とする複式スラスト円錐ころ軸受。