JP2006046582A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
信頼性に優れ、且つ長期間にわたって安定したシール性を確保できる軸受装置を提供する。
【解決手段】
ボール２５が、内輪１２とシール摺動体２４の軸線方向相対移動と回転方向相対移動の双方を阻止するロック機能を有しているので、内輪１２とシール摺動体２４のはめあい面との間がルーズフィットであったとしても、シールしめしろの減少を抑制でき、ボール２５が内輪１２とシール摺動体２４の相対移動を禁止できるので、長期間にわたって安定したシール機能を発揮できる。又、ボルト２６が、ボール２４の移動を禁止するので、振動などに起因してボールが図２に示す係合位置から離脱することがなく、内輪１２とシール摺動体２４の相対移動禁止を確保できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば鉄鋼設備の圧延機等に用いられるロールネック軸受などを含む軸受装置に関する。

熱間圧延機や冷間圧延機のワークロール、中間ロールに使用されるロールネック軸受としては、大荷重を支持することができる複列や４列円錐ころ軸受が用いられるのが一般的である。

ところで、圧延機等においては、製品の板厚を精度良く確保するために、大量の冷却水をワークロール等に供給することによって、その形状制御を行っている。従って、ロールネック軸受には、かかる冷却水の侵入を防止するための密封装置が本来的に必要となる。

かかる密封装置として、例えば特許文献１に記載されたごときオイルシールなどの接触形シールを備えたものがある。この従来技術によるオイルシールは、芯金を外輪側の内周面に嵌合させ、その芯金から延在するシール部を内輪側の外周面に当接させている。この従来技術によれば、簡素でかつ安価な密封装置が提供されることとなる。

ところで、近年においては作業の効率化を促進すべく圧延機等の高速化が図られるようになってきており、それにより軸受の使用環境も過酷になっているため、その密封性をより高める必要もある。これに対し、例えば接触形シールを二重に設けるようにすれば密封性を高めることは出来るが、二重にシールを設けるスペースが必要となって、装置の大型化を招く。また、高速化に伴い、軸接触タイプのシール接触部では発熱が大きくなりすぎ、シール部の早期損傷を招く恐れがある。更に、シール接触部の発熱等を抑えるため、その緊迫力を低下させると、シール性が著しく悪化するという問題がある。

これに対し、特許文献２には、例えば外輪に、端面接触タイプのリップ部を備えたシール体を設け、内輪の外径面に、前記リップ部が当接する環状のシール摺動体を取り付けた軸受装置が開示されている。このような端面接触タイプであれば、シール摺動体に当てる程度の接触圧力で足りるので、リップ部の接触部の発熱を低く抑えることができる。従って、軸接触タイプのシールでは発熱などが問題となる速度域でも、端面接触タイプのシールでは問題なく使用可能となる。
実開平６−８２４３７号公報 特開２００３−４０３５号公報

しかるに、内輪に対してシール摺動体を嵌合させた場合、軸受装置の使用が長期間にわたると、内輪の外径面と、シール摺動体のはめあい面との間において、クリープによる磨耗が進行し、シール摺動体にゆるみが生じてくる。かかるゆるみにより、シールしめしろの減少によるシール性の低下を起こし、最悪の場合しめしろ不足でシール性が失われる恐れがある。これに対し、シール摺動体をボルトを用いて内輪に固定することも考えられるが、内輪にボルト孔を形成すると、内輪の強度低下を招き好ましくないという問題がある。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、信頼性に優れ、且つ長期間にわたって安定したシール性を確保できる軸受装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の軸受装置は、
内輪と、
外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に、回転自在に配置された複列の転動体と、
前記内輪と前記外輪の一方の輪に取り付けられ、少なくとも１つの端面接触タイプのリップ部を備えたシール体と、
前記内輪と前記外輪の他方の輪に取り付けられ、前記リップ部に当接するシール摺動体と、
前記他方の輪と、前記シール摺動体とを固定する固定手段とを有し、
前記固定手段は、前記他方の輪と前記シール摺動体の双方に係合することで両者の相対移動を禁止するロック部材と、前記ロック部材の移動を阻止する阻止部材とからなることを特徴とする。

本発明の軸受装置によれば、前記固定手段が、前記他方の輪と前記シール摺動体の双方に係合することで両者の相対移動を禁止するロック部材と、前記ロック部材の移動を阻止する阻止部材とからなるので、前記他方の輪と、前記シール摺動体のはめあい面との間がルーズフィットであったとしても、前記ロック部材が前記他方の輪と前記シール摺動体の相対移動を禁止できるので、長期間にわたって安定したシール機能を発揮できる。又、前記阻止部材が、前記ロック部材の移動を禁止するので、振動などに起因して前記ロック部材が係合位置から離脱することがなく、前記他方の輪と前記シール摺動体の相対移動禁止を確保できる。尚、端面接触タイプのシールとは、リップ部が、少なくとも半径方向に延在する面（例えば端面）に接触するタイプのシールを言う。又、本発明における「複列の転動体」とは、好ましくは「複列のころ」であり、より好ましくは「複列の円すいころ」であり、「４列の円すいころ」であると更に好ましい。

前記ロック部材は、前記他方の輪と前記シール摺動体に連通して形成された孔に係合するボールであり、前記阻止部材は、前記ボールの抜け止めを行うボルトであると好ましい。

前記他方の輪と前記シール摺動体とは、ルーズフィットとなる寸法関係を有すると、メンテナンス時など前記シール摺動体の分離が容易であり好ましい。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明にかかる軸受装置を用いて支持する圧延機のワークロール端部周辺を示す断面図である。図１において、複列（ここでは４列）円錐ころ軸受１０は、圧延機のワークロール１を支持する軸線方向に分割可能な２列の内輪１２と、ハウジング２に取り付けられた軸線方向に分割可能な複数列の外輪１３と、内輪１２と外輪１３との間にそれぞれ複数個配置された４列の円錐ころ（転動体）１４を保持する保持器１５とからなる。軸受１０の両側には、密封装置２０が配置されている。軸受１０と密封装置２０とで、軸受装置を構成する。一対の密封装置２０は、同様な構成を有するため、右側の密封装置２０に対してのみ説明を行う。

図２は、図１のII部を拡大して示す図である。図２において、密封装置２０は、リング状の外輪ホルダ２１と、外輪ホルダ２１に取り付けられたシール体２２と、シール摺動体２４と、ロック部材であるボール２５と、阻止部材であるボルト２６とからなる。

外輪ホルダ２１の左端面には、段部２１ａが形成されており、一方外輪１３の右端面には、段部２１ａに対向するようにして段部１３ａが形成され、外輪ホルダ２１を外輪１３に組み付けた時には、段部２１ａ、１３ａ同士が嵌合するようになっている。

更に、外輪ホルダ２１は、外周に周溝２１ｂを有し、かかる周溝２１ｂ内にはＯ−リング２３が配置され、外輪ホルダ２１の外周面とハウジング２（図１）の内周面との間を密封している。また、外輪ホルダ２１の内周面には、段部２１ｄが形成されている。

シール体２２は、外輪ホルダ２１の段部２１ｄに取り付けられ外輪１３との間に外周近傍が挟持された芯金２２ａと、その内周縁から延在するリップ部２２ｂとから形成されている。二重になったリップ部２２ｂの外筒部２２ｃは、シール摺動体２４のフランジ部２４ｂの内側端面に当接しており、リップ部２２ｂの内筒部２２ｄは、シール摺動体２４のフランジ部２４ｂの内側端面から離隔して、いわゆるラビリンスシールを形成している。

シール摺動体２４は、シール体２２に対向して、図に示すように略Ｌ字状の断面を有し、内輪１２と同軸の円筒部２４ａと、円筒部２４ａの右方端から半径方向外方に延在するフランジ部２４ｂとを有している。フランジ部２４ｂには、図で右方から袋穴状のボルト孔２４ｃが形成されている。更に、このボルト孔２４ｃに向かって内径側より、半径方向外方に向かうに連れて若干拡径した係合孔２４ｄが延在している。又、係合孔２４ｄと連通するようにして、浅いロック孔１２ｂが内輪１２の小径部１２ａの外周に形成されている。係合孔２４ｄとロック孔１２ｂとに跨るようにしてボール２５が内挿されている。又、ボルト孔２４ｃにボルト２６が螺合している。ボール２５とボルト２６が固定手段を構成する。

シール摺動体２４の内周面は、内輪１２の小径部１２ａの外周面に対してルーズフィットとなるような寸法関係を有している。又、内輪１２の小径部１２ａの付け根において、その外周面に浅い周溝１２ｃが形成され、シール摺動体２４の端部内周に形成されたテーパ面２４ｅと周溝１２ｃとに挟持されるようにして、Ｏ−リング２７が密封配置されている。従って、シール摺動体２４と小径部１２ａとがルーズフィットであっても、その間を介して内部に異物が侵入することが阻止される。

次に、本実施の形態の動作について説明する。図１において、圧延機のワークロール１が内輪１２と共に回転すると、内輪１２と外輪１３との間を円錐ころ１４が転動し、それによりハウジング２に対してワークロール１を回転自在に支持することができる。

かかる場合、ワークロール１の周囲には、大量の冷却水がかけられるため、図２の密封装置２０の外方（右側）まで、冷却水が飛散してくる可能性がある。これに対し、本実施の形態においては、シール体２２のリップ部２２ｂが、フランジ部２４ｂの外周面に当接しており、且つラビリンスシールを形成しているので、密封性能をより高めることが出来る。

図３は、内輪１２にシール摺動体２４を組み付ける手順を示す図である。まず、内輪１２の小径部１２ａにシール摺動体２４を組み付け、係合孔２４ｄとロック孔１２ｂとを一致させる（図３（ａ）参照）。内輪１２とシール摺動体２４のはめあい面との間がルーズフィットであるから、組み付けはスムーズに行える。続いて、係合孔２４ｄの半径方向外側よりボール２５を落とし込む。かかる場合、ボール２５は、係合孔２４ｄとロック孔１２ｂとの間に跨って配置され両者に対して係合する（図３（ｂ）参照）。最後に、ボルト２６をボルト孔２４ｃに螺合させることで、ボール２５が係合孔２４ｄから抜け出さないようにすることができる。尚、分解は逆の手順で行えばよい。

本実施の形態によれば、ボール２５が、内輪１２とシール摺動体２４の軸線方向相対移動と回転方向相対移動の双方を阻止するロック機能を有しているので、内輪１２とシール摺動体２４のはめあい面との間がルーズフィットであったとしても、ボール２５が内輪１２とシール摺動体２４の相対移動を禁止できるので、シールしめしろの減少を抑制でき、長期間にわたって安定したシール機能を発揮でき、更に摺動による摩耗も抑制する。又、ボルト２６が、ボール２４の移動を禁止するので、振動などに起因してボールが図２に示す係合位置から離脱することがなく、内輪１２とシール摺動体２４の相対移動禁止を確保できる。加えて、メンテナンス時等においては、ボルト２６をゆるめ、磁石などの付いた治具を用いて係合孔２４ｄからボール２５を取り出すことで、そのロックが外れるため、ルーズフィットであるシール摺動体２４は内輪１２より容易に分解することができる。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。ロック部材はボールに限らず、円筒、接頭円錐等であっても良い。

本発明にかかる軸受装置を用いて支持する圧延機のワークロール端部周辺を示す断面図である。 図１のII部を拡大して示す図である。 内輪１２にシール摺動体２４を組み付ける手順を示す図である。

符号の説明

１ ワークロール
２ ハウジング
１０ 軸受
１２ 内輪
１２ａ 小径部
１２ｂ ロック孔
１２ｃ 周溝
１３ 外輪
１３ａ 段部
１４ 円錐ころ
１５ 保持器
２０ 密封装置
２１ 外輪ホルダ
２１ａ 段部
２１ｂ 周溝
２１ｄ 段部
２２ シール体
２２ａ 芯金
２２ｂ リップ部
２３ リング
２４ シール摺動体
２４ａ 円筒部
２４ｂ フランジ部
２４ｃ ボルト孔
２４ｄ 係合孔
２４ｅ テーパ面
２５ ボール
２６ ボルト
２７ Ｏ−リング

Claims (3)

1. 内輪と、
   外輪と、
   前記内輪と前記外輪との間に、回転自在に配置された複列の転動体と、
   前記内輪と前記外輪の一方の輪に取り付けられ、少なくとも１つの端面接触タイプのリップ部を備えたシール体と、
   前記内輪と前記外輪の他方の輪に取り付けられ、前記リップ部に当接するシール摺動体と、
   前記他方の輪と、前記シール摺動体とを固定する固定手段とを有し、
   前記固定手段は、前記他方の輪と前記シール摺動体の双方に係合することで両者の相対移動を禁止するロック部材と、前記ロック部材の移動を阻止する阻止部材とからなることを特徴とする軸受装置。
2. 前記ロック部材は、前記他方の輪と前記シール摺動体に連通して形成された孔に係合するボールであり、前記阻止部材は、前記ボールの抜け止めを行うボルトであることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記他方の輪と前記シール摺動体とは、ルーズフィットとなる寸法関係を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。
   
   

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