JP2008095738A - 複列ころ軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジアル荷重の負荷容量が大きくて、かつ、寿命が長い複列ころ軸受装置を提供すること。
【解決手段】外筒１の内周面の軸方向の一方の側から他方の側にかけて、第１円錐軌道面１３、２列の円筒軌道面１０,１１、第２円錐軌道面１４をこの順に形成する。軸２の外周面に、軸方向に隣接する２列の円筒軌道面１２,１７を形成する。軸２の外周面の２列の円筒軌道面１２,１７の軸方向の一方の側に、第１内輪３を嵌合し、軸２の外周面の２列の円筒軌道面４０の軸方向の他方の側に、第２内輪４を嵌合する。外筒１の２列の円筒軌道面１０,１１と、軸２の２列の円筒軌道面１２,１７との間に円筒ころ６,７を配置する。外筒１の第１円錐軌道面１３と第１内輪２の円錐軌道面４０との間に第１円錐ころ８を配置し、外筒１の第２円錐軌道面１４と第２内輪４の円錐軌道面４１との間に第２円錐ころ９を配置する。
【選択図】図１

Description

この発明は、複列ころ軸受装置に関し、特に、圧延機のバックアップロールに使用されれば好適な複列ころ軸受装置に関する。また、特に、圧延機のバックアップロールとして使用されれば好適な複列ころ軸受装置に関する。

従来、複列ころ軸受装置としては、実開平１−７２９０２号公報（特許文献１）に記載されているものがある。

この複列ころ軸受装置は、軸と、筒状の外カバーと、軸方向に４列に配列された第１乃至第４円筒ころと、第１円錐ころ軸受と、第２円錐ころ軸受とを備える。

上記軸は、その軸の外周面の軸方向の中央部に軸方向に４列の円筒軌道面を有する一方、上記外カバーは、その外カバーの内周面の軸方向の中央部に軸方向に４列の円筒軌道面を有している。上記軸の４列の円筒軌道面と、上記外カバーの４列の円筒軌道面との間には、４列に配列された第１乃至第４円筒ころが配置されている。

また、上記第１円錐ころ軸受および第２円錐ころ軸受の夫々は、軸と、外カバーとの間に配置されている。上記第１円錐ころ軸受は、第１乃至第４円筒ころの軸方向の一方の側に位置しており、第２円錐ころ軸受は、上記第１乃至第４円筒ころの軸方向の他方の側に位置している。上記第１円錐ころ軸受および上記第２円錐ころ軸受の夫々は、特許文献１の７頁に記載されているように、ラジアル荷重がかからないようにして、アキシアル荷重のみを負荷するようにしている。このようにして、上記第１円錐ころ軸受および上記第２円錐ころ軸受が、ラジアル荷重のみを受けるようにして、ラジアル荷重およびアキシアル荷重の両方を意図的に受けないようにして、上記第１円錐ころ軸受および上記第２円錐ころ軸受が過酷な環境におかれないようにしている。このようにして、上記第１円錐ころ軸受および上記第２円錐ころ軸受の寿命を長くするようにしている。

このような背景において、バックアップロールに使用される複列ころ軸受装置において、ラジアル荷重の負荷容量を大きくすることが所望されている。
実開平１−７２９０２号公報

そこで、この発明の課題は、ラジアル荷重の負荷容量が大きい複列ころ軸受装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の複列ころ軸受装置は、
軸方向に隣接する第１円筒軌道面および第２円筒軌道面と、上記第１円筒軌道面の上記軸方向の上記第２円筒軌道面側とは反対側に位置する第１円錐軌道面と、上記第２円筒軌道面の上記軸方向の上記第１円筒軌道面側とは反対側に位置する第２円錐軌道面とを有する外輪と、
上記第１円筒軌道面に上記外輪の径方向に対向する第１円筒軌道面と、上記第２円筒軌道面に上記径方向に対向する第２円筒軌道面とを有する軸と、
上記軸の上記第１円筒軌道面の上記軸方向の上記第２円筒軌道面側とは反対側に外嵌されて上記軸方向に移動不可に取り付けられると共に、上記第１円錐軌道面に上記径方向に対向する円錐軌道面を有する第１内輪と、
上記軸の上記第２円筒軌道面の上記軸方向の上記第１円筒軌道面側とは反対側に外嵌されて上記軸方向に移動不可に取り付けられると共に、上記第２円錐軌道面に上記径方向に対向する円錐軌道面を有する第２内輪と、
上記外輪の上記第１円筒軌道面と、上記軸の上記第１円筒軌道面との間に配置された第１円筒ころと、
上記外輪の上記第２円筒軌道面と、上記軸の上記第２円筒軌道面との間に配置された第２円筒ころと、
上記外輪の上記第１円錐軌道面と、上記第１内輪の上記円錐軌道面との間に配置されてアキシアル負荷およびラジアル負荷を受ける第１円錐ころと、
上記外輪の上記第２円錐軌道面と、上記第２内輪の上記円錐軌道面との間に配置されてアキシアル負荷およびラジアル負荷を受ける第２円錐ころと
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、外輪の２つの円筒軌道面よりも軸方向の一方の側に位置する外輪の第１円錐軌道面と、第１内輪との間に第１円錐ころが配置され、かつ、外輪の２つの円筒軌道面よりも軸方向の他方の側に位置する外輪の第２円錐軌道面と、第２内輪との間に第２円錐ころが配置されているから、外輪の２つの円筒軌道面の軸方向の両側で、ラジアル荷重およびアキシアル荷重を負荷することができる。したがって、ラジアル荷重を、軸方向の大きな範囲で負荷することができて、ラジアル荷重の負荷能力を向上させることができる。

また、本発明によれば、外輪の内周面が、２つの円筒軌道面と、２つの円錐軌道面とを有しているから、従来の、外カバーが円筒軌道面を有すると共に、外カバーに円錐ころ軸受を配置している構成と比較して、本発明においては、従来の構成における円錐ころ軸受の外輪の径方向の肉厚の分だけ略円錐ころの径方向の肉厚を大きくすることができる。したがって、第１および第２円錐ころの強度を格段に向上させることができるから、第１および第２円錐ころに、ラジアル荷重およびアキシアル荷重の両方の荷重を負荷させても、第１および第２円錐ころが容易に破損することがない。したがって、本発明の複列ころ軸受装置の寿命を、従来の構成と比較して、同程度の寿命にすることができる。

本発明の複列ころ軸受装置によれば、外輪の円筒軌道面よりも軸方向の一方の側および他方の側で、ラジアル荷重およびアキシアル荷重を負荷することができるから、ラジアル荷重を、軸方向の大きな範囲で負荷することができる。したがって、ラジアル荷重の負荷能力を向上させることができる。

また、本発明の複列ころ軸受装置によれば、従来の構成と比較して、第１および第２円錐ころの径方向の肉厚を大きくすることができて、第１および第２円錐ころの強度を格段に向上させることができる。したがって、第１および第２円錐ころに、ラジアル荷重およびアキシアル荷重の両方の荷重を負荷させても、第１および第２円錐ころが容易に破損することがない。したがって、本発明の複列ころ軸受装置の寿命を、従来の構成と比較して、同程度の寿命にすることができる。

以下、この発明を図示の形態により詳細に説明する。

図1は、この発明の一実施形態の複列ころ軸受装置の軸方向の断面図である。

この複列ころ軸受装置は、圧延機の鋼板の矯正工程に使用されるバックアップロールを構成している。

この複列ころ軸受装置は、外輪としての外筒１、軸２、第１内輪３、第２内輪４、第１円筒ころ６、第２円筒ころ７、第１円錐ころ８、および、第２円錐ころ９を備える。

上記外筒１は、円筒面２５、第１円錐軌道面１３および第２円錐軌道面１４を有している。上記円筒面２５は、外筒１の内周面の軸方向の略中央部に形成されている。また、上記第１円錐軌道面１３は、外筒１の内周面２５の軸方向の一方の側に形成されている一方、第２円錐軌道面１４は、外筒１の円筒面２５の軸方向の他方の側に形成されている。上記第１円錐軌道面１３は、軸方向の上記一方の側にいくにしたがって、内径が大きくなっている一方、第２円錐軌道面１４は、軸方向の上記他方の側にいくにしたがって、内径が大きくなっている。

上記軸２は、その軸２の外周面の略中央部に円筒面２６を有している。上記円筒面２６の軸方向の上記一方の側には、段部２７を介して、円筒面２６よりも外径が大きい第２円筒面２８が形成されている。また、上記円筒面２６の軸方向の上記他方の側には、段部を介して、円筒面２６よりも外径が若干小さい第３円筒面２９が形成されている。上記第３円筒面には、シールリング２０が外嵌されて固定されている。上記リールリング２０の軸方向の上記他方の側には、止め輪３０が、配置されている。上記止め輪３０は、軸２に形成された環状溝に嵌入されている。上記止め輪３０は、第３円筒面２９よりも径方向の外方に突出している。上記シールリング２０の軸方向の他方の側の端面は、止め輪３０に当接している。上記シールリング２０は、止め輪３０によって、軸方向の外方の移動が制限されている。

上記第１内輪３は、上記段部２８に軸方向に当接するように、中間嵌めまたは締まり嵌めで軸方向に移動不可に軸２の円筒面２６に外嵌されて固定されている。上記第１内輪３は、円錐軌道面４０を有している。上記円錐軌道面４０は、軸方向の上記一方の側にいくにしたがって、外径が大きくなっている。上記第１円錐ころ８は、外筒１の第１円錐軌道面１３と、第１内輪３の円錐軌道面４０との間に、保持器５０によって保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて複数配置されている。

上記第２内輪４は、シールリング２０の止め輪３０側とは反対側の端面に当接するように、中間嵌めまたは締まり嵌めで軸方向に移動不可に軸２の円筒面２６に外嵌されて固定されている。上記第２内輪４は、円錐軌道面４１を有している。上記円錐軌道面４１は、軸方向の上記他方の側にいくにしたがって、外径が大きくなっている。上記第２円錐ころ９は、外筒１の第２円錐軌道面１４と、第２内輪４の円錐軌道面４１との間に、保持器５１によって保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて複数配置されている。

上記第１円筒ころ６は、外筒１の円筒面２５と、軸２の円筒面２６との間に、保持器４３によって保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて複数配置されている。上記円筒ころ６は、軸方向の上記一方の側の端面が、第１内輪３の軸方向の段部２７側とは反対側の端面と摺接可能に配設されている。外筒１の円筒面２５における円筒ころ６に摺接する部分は、第１円筒軌道面１０を構成しており、軸２の円筒面２６における円筒ころ６が摺接する部分は、第１円筒軌道面１２を構成している。

保持器４３は、第２円筒ころ７を、第１円筒ころ６に対して軸方向に間隔をおいた状態で保持している。上記第２円筒ころ７は、外筒１の円筒面２５と、軸２の円筒面２６との間に、保持器４３によって保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて複数配置されている。上記円筒ころ７は、軸方向の上記他方の側の端面が第２内輪４の軸方向のシールリング２０とは反対側の端面と摺接可能に配設されている。外筒１の円筒面２５における円筒ころ７に摺接する部分は、第２円筒軌道面１１を構成しており、軸２の円筒面２６における円筒ころ７が摺接する部分は、第２円筒軌道面１７を構成している。

上記第１円筒ころ６と第２円筒ころ７との間には、環状のスペーサ４４が配置されている。環状のスペーサ４４は、軸２の円筒面２６に外嵌されている。上記スペーサ４４は、軸方向の一方の側の端面が、第１円筒ころ６に摺接可能に配設されている一方、軸方向の他方の側の端面が、第２円筒ころ７に摺接可能に配設されている。

上記第１内輪３と第２内輪４との間で、第１円筒ころ６と、スペーサ４４と、第２円筒ころ７とは、それぞれ軸方向に所定の距離だけ移動できる。上記第１内輪３の軸方向の段部２７側とは反対側の端面と、第２内輪４の軸方向のシールリング２０とは反対側の端面との間の長さは、第１円筒ころ６の軸方向の長さとスペーサ４４の軸方向の長さと第２円筒ころ７の軸方向の長さを合計した長さよりも、アキシアル隙間分だけ長くなっている。

詳述しないが、シールリング２０には、軸方向に伸縮するコイルバネが配置されている。コイルバネ２０は、第２内輪４を第１内輪３側に軸方向に付勢するようになっている。このようにして、第２内輪４、スペーサ４４および第１内輪３を段部２８の方に付勢して、外筒１の第１円錐軌道面１３と第１内輪３の円錐軌道面４０との間に、第１円錐ころ８を介して所定の予圧を付与すると共に、外筒１の第２円錐軌道面１４と第２内輪４の円錐軌道面４１との間に、第２円錐ころ９を介して所定の予圧を付与している。この軸受装置は、外筒１の第１円錐軌道面１３と第１内輪３の円錐軌道面４０との間で、ラジアル荷重およびアキシアル荷重を受けるようになっていると共に、外筒１の第２円錐軌道面１４と第２内輪４の円錐軌道面４１との間で、ラジアル荷重およびアキシアル荷重を受けるようになっている。

この軸受装置は、外筒１の第１円錐軌道面１３と第１内輪３の円錐軌道面４０との間で、ラジアル荷重をメインに負荷するような設定になっている。すなわち、図１の断面図において、円錐ころ８の中心軸は、外筒１の中心軸に対して１５°（９０°よりも小さい方の角）以下の小さな角度で交わるようになっている。また、同様に、この軸受装置は、外筒１の第２円錐軌道面１４と第２内輪４の円錐軌道面４１との間で、ラジアル荷重をメインに負荷するような設定になっている。すなわち、図１の断面図において、円錐ころ９の中心軸は、外筒１の中心軸に対して１５°（９０°よりも小さい方の角）以下の小さな角度で交わるようになっている。尚、参照番号６０および６１は、密封装置を示している。密封装置６０および６１は、外筒１の軌道面および軸２の軌道面を外部に対して保護する役割を果たしている。

上記実施形態の複列ころ軸受装置によれば、外筒１の円筒軌道面１０,１１の軸方向の一方の側に位置する第１円錐軌道面１３と、第１内輪３の円錐軌道面４０との間に第１円錐ころ８が配置されると共に、外筒１の円筒軌道面１０,１１の軸方向の他方の側に位置する第２円錐軌道面１４と、第２内輪４との間に第２円錐ころ９が配置され、外筒１の円筒軌道面１０,１１の軸方向の一方および他方の側で、ラジアル荷重およびアキシアル荷重を負荷することができるから、ラジアル荷重を、軸方向の大きな範囲で負荷することができる。したがって、ラジアル荷重の負荷能力を向上させることができる。

また、上記実施形態の複列ころ軸受装置によれば、外筒１の内周面が、２つの円筒軌道面１０,１１と、２つの円錐軌道面１３,１４とを有しているから、従来の構成、すなわち、外カバーが円筒軌道面を有すると共に、外カバーに円錐ころ軸受を配置している構成と比較して、上記実施形態においては、従来の構成における円錐ころ軸受の外輪の径方向の肉厚の分だけ略円錐ころ８,９の径方向の肉厚を大きくすることができる。したがって、第１および第２円錐ころ８,９の強度を格段に向上させることができるから、第１および第２円錐ころ８,９に、ラジアル荷重およびアキシアル荷重の両方の荷重を負荷させても、第１および第２円錐ころ８,９が容易に破損することがない。したがって、本発明の複列ころ軸受装置の寿命を、従来の構成と比較して、同程度の寿命にすることができる。

また、上記実施形態の複列ころ軸受装置によれば、軸方向に転動体が４つしか配列されていないから、従来の軸方向に転動体が６つ配列されている構成と比較して、軸方向の寸法の自由度を大きくすることができて、軸方向の寸法の調整を適宜かつ容易に行うことができる。

本発明の一実施形態の複列ころ軸受装置の軸方向の断面図である。

符号の説明

１ 外筒
２ 軸
３ 第１内輪
４ 第２内輪
６ 第１円筒ころ
７ 第２円筒ころ
８ 第１円錐ころ
９ 第２円錐ころ
１０ 外筒の第１円筒軌道面
１１ 外筒の第２円筒軌道面
１２ 軸の第１円筒軌道面
１３ 外筒の第１円錐軌道面
１４ 外筒の第２円錐軌道面
１７ 軸の第２円筒軌道面
４０ 第１内輪の円錐軌道面
４１ 第２内輪の円錐軌道面

Claims (1)

1. 軸方向に隣接する第１円筒軌道面および第２円筒軌道面と、上記第１円筒軌道面の上記軸方向の上記第２円筒軌道面側とは反対側に位置する第１円錐軌道面と、上記第２円筒軌道面の上記軸方向の上記第１円筒軌道面側とは反対側に位置する第２円錐軌道面とを有する外輪と、
   上記第１円筒軌道面に上記外輪の径方向に対向する第１円筒軌道面と、上記第２円筒軌道面に上記径方向に対向する第２円筒軌道面とを有する軸と、
   上記軸の上記第１円筒軌道面の上記軸方向の上記第２円筒軌道面側とは反対側に外嵌されて上記軸方向に移動不可に取り付けられると共に、上記第１円錐軌道面に上記径方向に対向する円錐軌道面を有する第１内輪と、
   上記軸の上記第２円筒軌道面の上記軸方向の上記第１円筒軌道面側とは反対側に外嵌されて上記軸方向に移動不可に取り付けられると共に、上記第２円錐軌道面に上記径方向に対向する円錐軌道面を有する第２内輪と、
   上記外輪の上記第１円筒軌道面と、上記軸の上記第１円筒軌道面との間に配置された第１円筒ころと、
   上記外輪の上記第２円筒軌道面と、上記軸の上記第２円筒軌道面との間に配置された第２円筒ころと、
   上記外輪の上記第１円錐軌道面と、上記第１内輪の上記円錐軌道面との間に配置されてアキシアル負荷およびラジアル負荷を受ける第１円錐ころと、
   上記外輪の上記第２円錐軌道面と、上記第２内輪の上記円錐軌道面との間に配置されてアキシアル負荷およびラジアル負荷を受ける第２円錐ころと
   を備えることを特徴とする複列ころ軸受装置。

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