JP2007009311A - 溶融金属めっき浴用滑り軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 セラミックス製軸受10と、当該セラミックス製軸受10を保持すべき金属製軸受ホルダー20とを具備し、セラミックス製軸受10と金属製軸受ホルダー20との間、及び、セラミックス製軸受10の端部に、溶融金属めっき浴5の溶融金属と濡れ性の悪い材料からなる保護部材31、32、32、が配設されている、溶融金属めっき浴用滑り軸受装置100とする。
【選択図】 図1
Description
セラミックス製軸受と、ステンレス鋼製軸受ホルダーとの間に、厚さ1.5mmのカーボン系材料からなるシート状部材を設置し、当該シート状部材がスラスト方向へずれない様に、軸受のサイド及び端面にカーボン系材料からなる緩衝部材を配設した。その後、緩衝部材の下方に、当該緩衝部材を保持すべき保持部材を配置し、当該保持部材へ溶接することにより取り付けられた梁部とステンレス鋼製軸受ホルダーとを溶接し、実施例にかかる軸受装置を作製した(図1、図3参照)。
また、上記セラミックスの熱膨張係数は3×10−6/K、ヤング率は303.8GPa、上記ステンレス鋼の熱膨張係数は17.8×10−6/K、ヤング率は205.8GPa、上記カーボン系材料の熱膨張係数は、8×10−6/K、ヤング率は49GPaであった。さらに、上記軸受、及び、上記軸受ホルダーの、ロール軸径方向の厚さは、それぞれ、25mm、50mm以上であった。
2.1.耐久性試験
溶融亜鉛めっき浴(浴温;460〜560℃)中で使用されるシンクロールの軸受装置として、実施例、比較例1、及び比較例2にかかる軸受装置をそれぞれ使用し、溶融亜鉛浴を15日毎に交換した。すなわち、15日間に亘ってシンクロール及び軸受装置を溶融亜鉛めっき浴中に浸漬して使用した後、溶融亜鉛めっき浴からシンクロール及び軸受装置を引き上げ、引き続き、交換後の溶融亜鉛めっき浴へシンクロール及び軸受装置を入れる、という工程を繰り返した。
上記耐久性試験時に軸受へと加えられる応力を評価するため、実施例、比較例1、及び比較例2にかかる軸受装置を460℃から20℃へ冷却した場合に軸受へと加えられる熱応力を、熱応力計算により算出した。計算により得られた、軸受へと加えられる最大応力の結果を、表1にあわせて示す。
3.1.耐久試験結果
比較例1及び比較例2にかかる軸受装置の耐久性試験結果を、図5に示す。図5(A)は、30日使用後における比較例1の軸受装置を、図5(B)は、15日使用後における比較例2の軸受装置を、それぞれ示している。図5(A)より、比較例1にかかる軸受装置では、軸受の中央部が破損した。一方で、図5(B)から、比較例2にかかる軸受装置では、軸受の端部が破損した。また、比較例2にかかる軸受装置は、比較例1にかかる軸受装置よりも耐久性が低下した。
表1に示すように、比較例1にかかる軸受へ加えられる最大応力は1.75GPa、比較例2にかかる軸受へ加えられる最大応力は2.26GPaであった。これに対し、実施例にかかる軸受装置では、バネ構造を有する保持部材によって緩衝部材を支えたため、軸受へ加えられる最大応力が、バネ構造を有する保持部材を備えない場合の最大応力(1.24GPa。図7(B)参照。)よりもさらに低下し、セラミックスの破断応力(0.29GPa)の1/50以下になった。すなわち、実施例にかかる軸受装置によれば、軸受の破損を抑制可能であるため、本発明によれば、耐久性を向上させ得る軸受装置を提供可能であることが確認された。
5 溶融金属めっき浴
10、50 セラミックス製軸受
20、60 金属製軸受ホルダー
31、71 シート状部材(保護部材)
32、72 緩衝部材(保護部材)
35、75 保持部材
35a 梁
100、200 溶融金属めっき浴用滑り軸受装置
1000 シンクロール
2000 コレクトロール
3000 スタビライズロール
Claims (5)
- セラミックス製軸受と、該セラミックス製軸受を保持すべき金属製軸受ホルダーとを具備する溶融金属めっき浴用滑り軸受装置であって、
前記セラミックス製軸受と前記金属製軸受ホルダーとの間、及び、前記セラミックス製軸受の端部に、めっきの溶融金属と濡れ性の悪い材料からなる保護部材、が配設されていることを特徴とする、溶融金属めっき浴用滑り軸受装置。 - 前記保護部材が、シート状部材と、前記セラミックス製軸受けへと加えられる応力を緩和すべき緩衝部材とからなり、前記シート状部材が前記セラミックス製軸受と前記金属製軸受ホルダーとの間に配設されるとともに、前記緩衝部材が前記セラミックス製軸受の端部に配設されることを特徴とする、請求項1に記載の溶融金属めっき浴用滑り軸受装置。
- 前記保護部材を構成する前記材料の熱膨張係数をα1、前記セラミックス製軸受を構成するセラミックスの熱膨張係数をα2、及び、前記金属製軸受ホルダーを構成する金属の熱膨張係数をα3、とするとき、α2<α1<α3であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の溶融金属めっき浴用滑り軸受装置。
- 前記保護部材を構成する前記材料のヤング率をE1、前記セラミックス製軸受を構成するセラミックスのヤング率をE2とするとき、E1≦E2であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の溶融金属めっき浴用滑り軸受装置。
- 前記緩衝部材が、バネ機能を備える保持部材を介して、前記金属製軸受ホルダーに取り付けられていることを特徴とする、請求項2〜4のいずれか1項に記載の溶融金属めっき浴用滑り軸受装置。
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