JP2008281170A - オイルシール及び転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分割構造の転がり軸受装置のオイルシールについて、確実な装着を可能とし、周方向に動かないようにする。
【解決手段】シールゴム８１の切断された箇所Ｓの近傍で、一対の芯金８２の各端部に鉄製のピン８３を溶接して固定し、オイルシール８を装着する内輪の外周側に設けられた周溝に穴を形成して、ここに、ピン８３の突起部を嵌合させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば連続鋳造設備のロールを支持する分割構造の転がり軸受装置に関し、特にそれに用いられるオイルシールに関する。

連続鋳造設備では多くのロールが使用されているが、そのうちの駆動用ロールは、中央が小径となった杵形のロールである。この小径部を回転自在に支持する転がり軸受は、２分割構造となっており、軸方向ではなく径方向から取り付けることが可能である。また、このような転がり軸受に使用される環状のオイルシールは、周方向の一箇所に切れ目があり、ここを開きながら装着することができる。また、装着を確実なものとするため、オイルシールの切れ目近傍の内周に一体成形のゴム製突起が設けられ、これを被装着部材である内輪に嵌合させるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−３１５３４０号公報（図２）

しかしながら、オイルシールの装着作業において、ゴム製の突起は、内輪に嵌合したのかどうかの感触がつかみにくく、しかも、弾力があるので嵌合していなくても外観上、嵌合している場合との見分けが付きにくい。そのため、嵌合していない状態に気づかず、そのまま使用してしまう場合があり、その場合、オイルシールが周方向に動いて破損しやすくなる。また、オイルシールが破損すれば転がり軸受の破損に発展し、寿命が短くなる。一方、突起が嵌合している場合でも、ゴムの弾力のために、周方向へ引っ張られると切れ目が開いてしまうことがある。

上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、確実な装着が可能で、周方向に動かないオイルシールを提供すること、及び、そのようなオイルシールが装着された転がり軸受装置を提供することを目的とする。

本発明のオイルシールは、全体として環状の形態を成し、周方向において切断された箇所を有するシールゴムと、前記シールゴムに沿って円弧状に設けられ、前記箇所の周方向両側に一対の端部が互いに近接して配置されている金属製の芯金と、前記一対の端部にそれぞれ固定され、前記シールゴムが装着される部材の溝に形成された被嵌合部と嵌合する金属製の又はそれと同等以上の剛性を有する材質の嵌合部材とを備えたものである。

上記のようなオイルシールでは、嵌合部材に一定の剛性が確保されるので、装着時に嵌合部材が弾性変形しない。しかも、芯金に固定されている嵌合部材は、シールゴム内に押し込まれることはない。そのため、嵌合していない場合にはオイルシールが所定位置に収まらず、嵌合していないことが外見上明らかとなる。こうして、オイルシールの確実な装着が可能となる。また、かかる嵌合部材の嵌合によって、オイルシールの周方向への動きを規制することができる。

また、上記のオイルシールにおいて、芯金及び嵌合部材は共に鉄製であり、互いに溶接されていることが好ましい。
この場合、嵌合部材を、容易かつ確実に、芯金に固定することができる。

一方、本発明は、分割構造の内輪と外輪との間に転動体を介在させ、内外輪間に形成される空間を塞ぐオイルシールが装着された転がり軸受装置において、当該オイルシールが、前記内輪の外周面に形成された周溝に取り付けられ、全体として環状の形態を成し、周方向において切断された箇所を有するシールゴムと、前記シールゴムに沿って円弧状に設けられ、前記箇所の周方向両側に一対の端部が互いに近接して配置されている金属製の芯金と、前記一対の端部にそれぞれ固定され、前記周溝に形成された被嵌合部と嵌合する金属製の又はそれと同等以上の剛性を有する材質の嵌合部材とを備えたものである。

上記のような転がり軸受装置では、嵌合部材に一定の剛性が確保されるので、装着時に嵌合部材が弾性変形しない。しかも、芯金に固定されている嵌合部材は、シールゴム内に押し込まれることはない。そのため、嵌合していない場合にはオイルシールが所定位置に収まらず、嵌合していないことが外見上明らかとなる。こうして、オイルシールの確実な装着が可能となる。また、かかる嵌合部材の嵌合によって、オイルシールの周方向への動きを規制することができる。

本発明のオイルシールは、確実な装着が可能で、装着後は周方向に動かない。また、このようなオイルシールを用いた転がり軸受装置は、オイルシールの早期破損が防止され、長寿命なものとなる。

図１は、連続鋳造設備に用いられる杵形（中央が小径）のロール１に、本発明の一実施形態によるオイルシールを含む分割構造の転がり軸受装置２が取り付けられた状態の断面図である。図において、ロール１の小径部１ａにおける直径ｄ２は、それ以外の部分の直径ｄ１より小さい。

転がり軸受装置２は、小径部１ａに外嵌される２分割構造の内輪３と、内輪３の外周側に形成された軌道３ａに装着された転動体（円筒ころの総ころ形）４と、下側ハーフリングの外輪５と、内輪３及び転動体４の外側にあって、これらを保持するハウジング６と、ハウジング６の内周側に嵌合された一対の円筒形のラビリンスリング７と、内輪３の外周側に形成された周溝３ｂに装着され、ラビリンスリング７に摺接して内外輪間の空間を塞ぐオイルシール８と、内輪３の軸端近傍の外周側に形成された周溝３ｃに装着され、ラビリンスリング７と摺接するパッキン９とを備えている。ハウジング６は２分割構造であり、本実施形態では上下２分割構造であるが、上部のハウジング６は、外輪の役割も担っている。

上記小径部１ａの両壁となるロール１の両端面の各々には、ラビリンス溝１ｂが円形に形成され、ここに、ラビリンスリング７が一部入り込んでラビリンスシールを構成している。
図２は、図１の左側のオイルシール８を単体で軸方向左側（図１の左側）から見た図、若しくは、図１の右側のオイルシール８を単体で軸方向右側（図１の右側）から見た図である。図３は図２におけるIII部の拡大図、また、図４は図３におけるIV-IV線断面図である。

図２において、オイルシール８は、フッ素ゴム製のシールゴム８１と、鉄製の芯金８２と、嵌合部材としての鉄製のピン８３とを備えている。シールゴム８１は、周方向の一箇所Ｓで切断されており、端面８１ａ，８１ｂを互いに突き合わせることにより、全体として環状の形態を成している。端面８１ａは図８に示す端面形状を備え、端面８１ｂは図８を左右反転させた端面形状を備えている。一対の芯金８２は、表面のみ露出した状態となるようにシールゴム８１に埋設され、かつ、シールゴム８１に沿って円弧状に設けられている。

上記箇所Ｓを、オイルシール８の幾何的中心（円の中心）から見て０度の位置であるとすると、芯金８２は、０度を中心としたその周方向の前後の範囲である分割部Ａには存在せず、上記箇所Ｓの周方向両側に、芯金８２の一対の端部８２ａが互いに近接して配置されている。また、芯金８２は、１８０度を中心としたその周方向の前後の範囲を除くように設けられている。この範囲は、分割部Ａの範囲より大きく、オイルシール８を開く際の屈曲部Ｂとなる。

図３において、一対のピン８３は、例えば内径１３５ｍｍのオイルシール８の場合、−５度及び＋５度の位置にあり、その角度間隔は１０度である。一方、図４及び、単体としてのピン８３を示す斜視図である図５において、ピン８３は、シールゴム８１内に埋め込まれる角柱状の基部８３ａと、シールゴム８１の径方向内方へ突出している円柱状の突起部８３ｂとを有している。例えば、突起部８３ｂの直径は３．８ｍｍ、突出長は２ｍｍである。ピン８３は、芯金８２に溶接（スポット溶接）され、芯金８２と固定されている。

芯金８２と固定されたピン８３は、シールゴム８１によって保持されるのみならず、芯金８２によって強固に保持される。シールゴム８１の外周側には、内側（転動体４のある方）に向けられた主リップ８１ｃと、外側に向けられたダストリップ８１ｄとが形成されている。主リップ８１ｃは潤滑油が外にもれるのを抑制し、ダストリップ８１ｄは塵埃が入ることを抑制している。

図６は、内輪３の周溝３ｂの一箇所について、図１のオイルシール８が周溝３ｂに装着されていない状態でのVI−VI線断面を示す図である。図において、周溝３ｂには一対の穴３ｄが形成されている。この穴３ｄは、オイルシール８におけるピン８３の突起部８３ｂを、ほぼ緊密に収めることができる形状及び寸法となっており、例えば、突起部８３ｂが上記寸法であるとすると、内径は４ｍｍ、深さは２．５ｍｍである。また、一対の穴３ｄの角度間隔は、ピン８３の角度間隔（１０度）に対応するが、若干小さくしてオイルシール８の端面同士を圧接させるべく、例えば９．５度とされている。

この周溝３ｂにオイルシール８を装着し、突起部８３ｂを穴３ｄに嵌合させる。ここで、鉄製の突起部８３ｂは一定の剛性を有し、ゴムのように容易に弾性変形することはなく、しかも、芯金８２に固定されていることで、内輪３に押されてもシールゴム８１内に押し込まれることはない。その結果、突起部８３ｂが穴３ｄに入っていないときはオイルシール８の端部が外側へ張り出し、入っていないことが外見上明らかとなる。従って、オイルシール８の確実な装着が可能となる。また、かかる突起部８３ｂを穴３ｄに嵌合させることにより、オイルシール８の周方向への動きが確実に規制される。また、オイルシール８の端面同士が圧接する。

図７は、周溝３ｂにオイルシール８を装着した後の、図６のVII−VII線断面を示す図である。主リップ８１ｃ及びダストリップ８１ｄはラビリンスリング７に押し付けられて変形し、潤滑油及び塵埃に対するシールを構成する。

なお、上記実施形態では、突起部８３ｂを有する嵌合部材としてのピン８３をオイルシール８に設け、内輪３の周溝３ｂに穴３ｄを形成したが、この凹凸の関係は逆でもよい。すなわち、上述したピン８３の突起部８３ｂを凹部に変えたことのみ上述したピン８３と異なる凹部を有する嵌合部材をオイルシール８に設け、内輪３の周溝３ｂに突起部を形成してもよい。
また、芯金８２に対するピン８３の固定は溶接以外に、ねじ止め、かしめ、嵌め合わせ等でもよいし、一体形成であってもよい。

なお、芯金８２やピン８３の材質は、溶接により容易かつ確実に固定できる点において鉄が好適であるが、鉄以外の金属であってもよい。さらに、ピン８３の材質は、金属以外でも金属と同等以上の剛性を有する材質（例えばセラミックス）であれば、採用可能である。
また、上記実施形態では突起部８３ｂを周溝３ｂの底の穴３ｄに嵌合させたが、底ではなく側面に穴や溝を設けて、これに、オイルシールの側面に設けた突起部を嵌合させることも可能である。

連続鋳造設備に用いられる杵形のロールに、本発明の一実施形態によるオイルシールを含む分割構造の転がり軸受装置が取り付けられた状態の断面図である。 図１のオイルシールを単体で軸方向から見た図である。 図２におけるIII部の拡大図である。 図３におけるIV-IV線断面図である。 ピンの斜視図である。 図１のVI−VI線断面を示す図である。 図６のVII−VII線断面を示す図である。 オイルシールの端面形状を示す図である。

符号の説明

２ 転がり軸受装置
３ 内輪
３ｂ 周溝
４ 転動体
５ 外輪
８ オイルシール
８１ シールゴム
８２ 芯金
８３ ピン（嵌合部材）

Claims (3)

1. 全体として環状の形態を成すとともに、周方向において切断された箇所を有するシールゴムと、
   前記シールゴムに沿って円弧状に設けられ、前記箇所の周方向両側に一対の端部が互いに近接して配置されている金属製の芯金と、
   前記一対の端部にそれぞれ固定され、前記シールゴムが装着される部材の溝に形成された被嵌合部と嵌合する金属製の又はそれと同等以上の剛性を有する材質の嵌合部材と
   を備えたことを特徴とするオイルシール。
2. 前記芯金及び嵌合部材は共に鉄製であり、互いに溶接されている請求項１記載のオイルシール。
3. 分割構造の内輪と外輪との間に転動体を介在させ、内外輪間に形成される空間を塞ぐオイルシールが装着された転がり軸受装置において、当該オイルシールは、
   前記内輪の外周面に形成された周溝に取り付けられ、全体として環状の形態を成し、周方向において切断された箇所を有するシールゴムと、
   前記シールゴムに沿って円弧状に設けられ、前記箇所の周方向両側に一対の端部が互いに近接して配置されている金属製の芯金と、
   前記一対の端部にそれぞれ固定され、前記周溝に形成された被嵌合部と嵌合する金属製の又はそれと同等以上の剛性を有する材質の嵌合部材と
   を備えたことを特徴とする転がり軸受装置。

Images