JP2009063116A - Rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非回転状態に維持された静止輪と、静止輪に対向して回転する回転輪とを備えた転がり軸受において、特に軸受外部から軸受内部への異物の侵入を防止するために備えられる密封機構の改良に関する。 The present invention relates to a rolling bearing including a stationary wheel maintained in a non-rotating state and a rotating wheel that rotates to face the stationary wheel, particularly for preventing foreign matter from entering the bearing from the outside of the bearing. The present invention relates to an improved sealing mechanism.
従来、鉄鋼材を製作するための圧延設備として、種々の多段式圧延機が知られている。その一例として図6(a),(b)に示された多段式圧延機は、ハウジング2内に複数種の圧延ロール群が設けられており、挿入口2aから挿入された鉄鋼材(図示しない)は、パスライン2Pに沿って搬送される間に、圧延ロール群によって均一な厚みに圧延された後、排出口2bから排出される。
ここで、圧延ロール群は、鉄鋼材を圧延する一対のワークロール4と、一対のワークロール4を回転自在に支持する複数の第1中間ロール6と、これら第1中間ロール6を回転自在に支持する複数の第2中間ロール8とを備えており、各第2中間ロール8は、複数のバッキングロール軸10に組み付けられた各転がり軸受12によって回転自在に支持されている。なお、各バッキングロール軸10は、常時静止した状態(非回転状態)に維持されている。
Conventionally, various multistage rolling mills are known as rolling equipment for producing steel materials. As an example, the multi-stage rolling mill shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) is provided with a plurality of types of rolling roll groups in the
Here, the rolling roll group includes a pair of work rolls 4 for rolling the steel material, a plurality of first
転がり軸受12は、図7に示すように、バッキングロール軸10に嵌合(固定)された内輪(静止輪)14と、内輪(静止輪)14に対向して回転可能に配置された外輪(回転輪)16と、内外輪14,16間に複列で組み込まれた複数の転動体(円筒ころ)18と、各転動体18を1つずつ等間隔に保持する保持器20とを備えている。これにより、転がり軸受12は、外輪回転の軸受構造を成している。なお、図示例の外輪16は中つばを有する形態が採用され、内輪14に設けられている潤滑油供給孔54から、軸受内部に潤滑油または潤滑油と圧縮エアを用いて潤滑が行われる軸受形式である。
As shown in FIG. 7, the rolling
このような多段式圧延機において、図6及び図7に示すように、転がり軸受12の外輪(回転輪)16は、複数の第2中間ロール8に圧接しており、当該第2中間ロール8と共に回転可能に位置決めされている。この場合、各外輪16からの圧力が第2中間ロール8から第1中間ロール6を介して一対のワークロール4に作用することで、当該ワークロール4の撓みが防止されている。これにより、パスライン2Pに沿って搬送される鉄鋼材は、一対のワークロール4によって均一な厚みに圧延される。
なお、内外輪14,16及び転動体18の材質としては、例えば合金鋼などの鋼材で形成することができる。
In such a multistage rolling mill, as shown in FIGS. 6 and 7, the outer ring (rotating ring) 16 of the rolling
In addition, as a material of the inner /
転がり軸受12には、軸受外部から軸受内部への異物(例えば、塵埃、圧延油)の侵入防止を図るために、軸受内部を軸受外部から密封する密封機構が設けられている。
また、この場合、軸受内部に供給する潤滑油の流れをサポートするために、図示しない潤滑油供給源から潤滑油供給孔54に圧縮エアが送られており、当該圧縮エアは、潤滑油と共に、潤滑油経路及び潤滑油供給孔54を通って軸受内部に供給された後、複列の転動体18相互間を通って密封機構に達する。
The rolling
Further, in this case, in order to support the flow of the lubricating oil supplied into the bearing, compressed air is sent from a lubricating oil supply source (not shown) to the lubricating
「先行技術1」
図7には、密封機構の一例が示されており、当該密封機構は、複列の転動体18の両側の内外輪14,16間にそれぞれ設けられている(非特許文献1)。
"Prior art 1"
FIG. 7 shows an example of a sealing mechanism, which is provided between the inner and
図7に示された密封機構は、内径22eが内輪(静止輪)14に固定(圧入)され且つ外径22tが外輪(回転輪)16に対して非接触状態に位置決めされた環状のシールド22と、当該シールド22よりも軸受内部側に配置された環状のシール24とを備えている。
ここで、シール24は、外径24eが外輪(回転輪)16に固定され且つ内径24tが内輪(静止輪)14に向けて延出し、その内径24tから延出端(シールリップ)がシールド22方向に向けて傾斜するとともに、該シールド22に対して摺接した状態に位置決めされている。
The sealing mechanism shown in FIG. 7 has an
Here, the
この場合、シール24は、芯金24aにゴム材24bを被覆して形成されており、その内径24tには、シールド22に向けて略V字状に突出したゴム製のリップLpが一体成形されており、当該リップLpがシールド22に常時摺接している。なお、シール24の外径24eは、環状の止め輪26によって外輪(回転輪)16に嵌め合わせて固定されている。
In this case, the
しかし、図7に示す非特許文献1に開示の密封機構(先行技術1)の場合、次のような課題を抱えていた。
すなわち、非特許文献1では、外輪(回転輪)16にシール24を備え、そのシール24の外径24eは、該外径24eに環状の止め輪26がスラスト方向から環状の止め輪26が押し当られることによって固定されている。この場合、外輪(回転輪)16の内周面には、周方向に連続した環状の止め輪溝16bが形成されており、該止め輪溝16bに止め輪26が嵌め合わされて固定される。
However, the sealing mechanism (prior art 1) disclosed in Non-Patent Document 1 shown in FIG. 7 has the following problems.
That is, in Non-Patent Document 1, the outer ring (rotating ring) 16 is provided with a
また、止め輪溝16bとシール24とが配置された位置関係によっては、止め輪26を止め輪溝16bに嵌め合わせた場合に、止め輪26とシール24とが密着してすきまが生じないこともある。その場合には、止め輪26はシール24との対向面が広い面積で接触(面接触)するので、止め輪26を止め溝16bに嵌め合わせる際や取り外す際に、スラスト方向に大きな力を加える必要があり、作業性を損なう虞がある。
Further, depending on the positional relationship between the
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、シールの位置決めが安定するとともに、シール固定時の作業性の良い転がり軸受を提供することである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a rolling bearing with stable seal positioning and good workability when the seal is fixed.
このような目的を達成するために、第1の発明は、非回転状態に維持された静止輪と、静止輪に対向して回転する回転輪と、静止輪と回転輪との間に転動自在に組み込まれた複数の転動体と、静止輪と回転輪との間に区画される軸受内部を軸受外部から密封するための密封機構とを備え、密封機構は、回転輪と静止輪の一方に固定して備えられる第1のシール部材と、回転輪と静止輪の他方に固定して備えられる第2のシール部材とで構成されており、第1のシール部材と第2のシール部材の一方には、その第1のシール部材と第2のシール部材の他方に摺接して接触のシール領域を形成する環状のシールリップを備え、該第1のシール部材及び第2のシール部材のうち、いずれかのシール部材は、該シール部材が備えられる回転輪又は静止輪に形成された周溝に嵌め合わされる円環状の止め輪によって固定される構成を備えた転がり軸受であって、該シール部材と止め輪とは、軸方向にすきまを有して配され、該シール部材と止め輪のいずれか一方には、該すきまの軸方向寸法よりも大きな寸法で軸方向に突出した、断面凸形状の突出部が円環状に形成されたことを特徴とする転がり軸受としたことである。
第1の発明によれば、すきまを有して配されたシール部材と止め輪とのいずれか一方には、該すきまの寸法よりも大きな寸法で、軸方向に円環状に突出した凸形状の突出部が形成されたため、止め輪とシールの外径との間にすきまが生じることにより、シールの位置決めが不安定となってシールリップの緊迫力にばらつきが生じることという不都合が解消される。また、止め輪とシールは突出部で接触しているため、止め輪を止め溝に嵌め合わせる際や取り外す際に、スラスト方向に大きな力を加える必要がなくなり、作業性が向上する。
In order to achieve such an object, the first invention rolls between a stationary wheel maintained in a non-rotating state, a rotating wheel rotating opposite to the stationary wheel, and the stationary wheel and the rotating wheel. A plurality of rolling elements incorporated freely, and a sealing mechanism for sealing the inside of the bearing defined between the stationary ring and the rotating ring from the outside of the bearing, and the sealing mechanism is one of the rotating ring and the stationary ring. And a second seal member fixedly provided on the other of the rotating wheel and the stationary wheel. The first seal member and the second seal member One of the first seal member and the second seal member is provided with an annular seal lip that slidably contacts the other of the first seal member and the second seal member to form a contact seal region. , Any of the sealing members is a rotating wheel provided with the sealing member or stationary A rolling bearing having a structure fixed by an annular retaining ring fitted in a circumferential groove formed in the sealing member, wherein the seal member and the retaining ring are arranged with a gap in the axial direction, A rolling bearing characterized in that either one of the seal member and the retaining ring is formed in an annular shape with a projecting section having a convex cross section projecting in the axial direction with a dimension larger than the axial dimension of the clearance. It is that.
According to the first invention, any one of the sealing member and the retaining ring disposed with a clearance has a convex shape protruding in an annular shape in the axial direction with a size larger than the size of the clearance. Since the protruding portion is formed, a gap is generated between the retaining ring and the outer diameter of the seal, thereby eliminating the disadvantage that the positioning of the seal becomes unstable and the tightening force of the seal lip varies. In addition, since the retaining ring and the seal are in contact with each other at the protruding portion, it is not necessary to apply a large force in the thrust direction when the retaining ring is fitted in or removed from the retaining groove, and workability is improved.
第2の発明は、第1の発明において、静止輪は、回転輪の内側に対向配置された内輪として構成されており、回転輪は、内輪の外側に対向配置された外輪として構成されていることを特徴とする転がり軸受としたことである。
第2の発明によれば、内輪が回転を行わず、外輪が回転する外輪回転転がり軸受を構成することができる。
In a second aspect based on the first aspect, the stationary ring is configured as an inner ring disposed opposite to the inner side of the rotating ring, and the rotating ring is configured as an outer ring disposed opposite to the outer side of the inner ring. This is a rolling bearing characterized by this.
According to the second aspect of the invention, it is possible to configure an outer ring rotary rolling bearing in which the inner ring does not rotate and the outer ring rotates.
第3の発明は、第1の発明において、軸受内部に、潤滑油または潤滑油と圧縮エアを用いて潤滑が行われることを特徴とする転がり軸受としたことである。
第3の発明によれば、軸受内部が潤滑油供給状態となるが、特に内輪や密封機構に回収孔や排気孔を備えていないため、耐荷重性を低下することもなく、またシールリップの制約もない。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a rolling bearing characterized in that in the first aspect of the invention, the inside of the bearing is lubricated using lubricating oil or lubricating oil and compressed air.
According to the third aspect of the invention, the inside of the bearing is in a lubricating oil supply state. However, since the inner ring and the sealing mechanism are not provided with a recovery hole or an exhaust hole, the load resistance is not lowered, and the seal lip There are no restrictions.
第4の発明は、第1の発明において、鉄鋼材を圧延する多段式圧延機に用いられた転がり軸受であって、多段式圧延機は、鉄鋼材を圧延するための圧延ローラ群を備えており、転がり軸受は、圧延ローラ群のバッキングロール軸に組み付けられていることを特徴とする転がり軸受としたことである。
第4の発明によれば、バッキングロール軸の軸受構造に適した密封機構を提供することが簡易かつ安価にできる。
4th invention is the rolling bearing used for the multistage rolling mill which rolls steel materials in 1st invention, Comprising: A multistage rolling mill is provided with the rolling roller group for rolling steel materials. The rolling bearing is a rolling bearing characterized by being assembled to a backing roll shaft of a group of rolling rollers.
According to the fourth invention, it is possible to provide a sealing mechanism suitable for the bearing structure of the backing roll shaft in a simple and inexpensive manner.
本発明によれば、シールの位置決めが安定するとともに、シール固定時の作業性の良い転がり軸受を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rolling bearing with stable seal positioning and good workability when the seal is fixed.
以下、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受について添付図面を参照して説明する。
図1は実施例1、図2は実施例2、図3は実施例3、図4は実施例4、図5は実施例5をそれぞれ示す。
なお、それぞれの各実施例は、図6で示す多段式圧延機に用いた転がり軸受12(図7)の密封機構の改良であるため、以下では、改良部分の説明にとどめる。この場合、上述した図7に開示の転がり軸受12と同一の構成については、その構成に付された参照符号と同一の符号を本実施の形態に用いた図面上に付すことで、その説明を省略する。すなわち、例えば本実施例の場合、軸受内部に供給する潤滑油の流れをサポートするために、図示しない潤滑油供給源から潤滑油供給孔54に潤滑油とともに圧縮エアが送られており、当該圧縮エアは、潤滑油と共に、潤滑油経路及び潤滑油供給孔54を通って軸受内部に供給された後、複列の転動体18相互間を通って密封機構に達する潤滑構成を採用している。
なお、圧縮エアなしで潤滑油のみ供給する場合も勿論本発明の範囲内である。
また、本実施例の転がり軸受では、潤滑油の回収孔は内輪14に設けられておらず、また圧縮エアの排出孔も密封機構に設けていない形態としている。
さらに、本実施例では、本発明の転がり軸受の一適用例として上述の通り図6に示した多段式圧延機を用いて説明するが、本発明の転がり軸受は、この多段式圧延機に限定して適用されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。また、本実施例では、内輪14を静止輪、外輪16を回転輪とし説明するが、内輪14を回転輪、外輪16を静止輪として適用する形態であっても本発明の範囲内である。
Hereinafter, a rolling bearing according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 shows the first embodiment, FIG. 2 shows the second embodiment, FIG. 3 shows the third embodiment, FIG. 4 shows the fourth embodiment, and FIG. 5 shows the fifth embodiment.
Each embodiment is an improvement of the sealing mechanism of the rolling bearing 12 (FIG. 7) used in the multi-stage rolling mill shown in FIG. 6, and therefore only the improved portion will be described below. In this case, with respect to the same configuration as the rolling bearing 12 disclosed in FIG. 7 described above, the same reference numerals as the reference numerals attached to the configuration are attached to the drawings used in the present embodiment to explain the configuration. Omitted. That is, in this embodiment, for example, in order to support the flow of the lubricating oil supplied into the bearing, compressed air is sent together with the lubricating oil from a lubricating oil supply source (not shown) to the lubricating
Of course, the case where only the lubricating oil is supplied without compressed air is also within the scope of the present invention.
In the rolling bearing of the present embodiment, the lubricating oil recovery hole is not provided in the
Furthermore, in this embodiment, as an application example of the rolling bearing of the present invention, the multi-stage rolling mill shown in FIG. 6 is used as described above, but the rolling bearing of the present invention is limited to this multi-stage rolling mill. However, the design can be changed within the scope of the present invention. In the present embodiment, the
図1に示された密封機構は、静止輪としての内輪14に固定して備えられる第1のシール部材22と、回転輪としての外輪16に固定して備えられる第2のシール部材24とで構成されている。なお、図1(b)では、図1(a)中の向かって右側に配された密封機構を拡大して示すが、図1(a)中の向かって左側に配された密封機構も左右対称に構成される以外には同一の構成である。
The sealing mechanism shown in FIG. 1 includes a
第1のシール部材22は、外輪(回転輪)16に対して非接触状態に位置決めされた環状のシールド22で構成され、該シールド22は、内径22eが内輪(静止輪)14に嵌め合わされている。具体的には、該シールド22は、内輪(静止輪)14に固定(圧入)されている第一円筒部23aと、該第一円筒部23aから外輪16方向へと径方向に延設された円環部(円板部)23bと、該円板部23bの外輪16側から、該外輪16と非接触に延設された第二円筒部23cとで構成され、図1(b)中で略逆S字型を形成している。
The
第2のシール部材24は、前記シールド22よりも軸受内部側に位置決めされた円環状の芯金24aに弾性部材(たとえばゴム材)24bを被覆して構成されており、外輪(回転輪)16に固定されている外径24eと、該外径24eから内輪(静止輪)14方向へと内径方向に延設された円環部24cと、該円環部24cの内径24tとで構成されている。なお、芯金24aの軸受外方側の面部24dを除いて、弾性部材24bで被覆されている。
The
弾性部材(たとえばゴム材)24bの内径24t側は、芯金24aの内径よりも僅かに内輪14方向に突出して内輪14と非接触に備えられ、該内径24tからは、シールド22と摺接する延出端(リップ)Lpが延出している。
リップLpは、第1のシール部材(シールド)22における円環部23bの軸受内方側の面部23dに向けて外向きに傾斜した略V字状に突出するとともに、シール24の内径24tと一体成形されており、シールド22に常時摺接している摺接シールを構成している(シールの形状からV型シールやY型シールとも言う。)。これにより、リップLpが、内輪14に固定された第1のシール部材22に摺接して接触のシール領域を形成する。
リップLpの大きさ、配設位置、あるいは接触領域の大小は特に限定解釈されるものではなく、仕様に応じて本発明の範囲内で設計変更可能である。例えば、リップLpを大きく構成して剛性が弱くて長い構造とすることも可能である。
The
The lip Lp protrudes in a substantially V shape inclined outward toward the bearing
The size of the lip Lp, the arrangement position, or the size of the contact area is not particularly limited and can be changed within the scope of the present invention according to the specification. For example, it is possible to make the lip Lp large and have a long structure with low rigidity.
外径24eは、外輪(回転輪16)の内周面に形成された段部16cに当て付けられて、軸受内部方向の位置決めがされるとともに、外輪(回転輪16)の内周面のシール24よりも軸受外部側に嵌め合わされる、断面矩形状で且つ、円環状の止め輪26によって、軸受外部方向の位置決めがされることにより固定されている。
軸受外部側24fには、弾性部材24bから、軸方向に一体に延出されるとともに、周方向に連続した、断面凸形状の突出部24gが円環状に1円周に形成されている。
The
On the bearing
突出部24gは、シール24と止め輪26との間のすきま16eよりも大きな寸法で軸方向に延出して、突出端24hに向けた先細り形状に形成されるとともに、図1(c)に示すように、周方向に連続した円環状に形成されている。
これにより、シール24が位置決め固定される場合には、前記止め輪溝16bに嵌め合わされた止め輪26が、突出部24gの突出端24hに対して、軸受外部側からシール24にスラスト方向から押し当られる。
The protruding
Thus, when the
本実施例のように構成されていることにより、密封機構は、特にシール24を安定して設置し得る。具体的には、止め輪26が、突出部24gの突出端24hに対して、軸受外部側からシール24の外径24eにスラスト方向から押し当られているので、シール24ががたつくことがなく、安定して位置決め固定される。これにより、シール24とシールド22との距離が変化することがないので、シールリップLpの緊迫力にばらつきが生じることもない。
さらに、止め輪26とシール24は突出部24gの突出端24hのみで接触しているため、止め輪26を止め溝16bに嵌め合わせる際や取り外す際に、突出部24gが撓みやすいので、スラスト方向に大きな力を加える必要がなくなり、作業性が向上する。
By being configured as in the present embodiment, the sealing mechanism can particularly stably install the
Further, since the retaining
また、このような密封機構とすることにより、本実施例のように、潤滑油又は潤滑油と圧縮エアを用いて潤滑が行われる形式において、軸受内圧がシールリップLpの剛性と軸受外圧の和よりも高くなれば、軸受内圧によりシールリップLpが開かれて潤滑油及びエアが排出される。従って、内輪14や密封機構に回収孔や排気孔を設けなくとも、軸受内に供給される潤滑油の流れを作ることが出来るため、軸受内部及びシールリップLp領域での潤滑不良が防止され、安定して潤滑システムが形成される。また、排気孔を設けないため、排気孔を介しての異物や圧延油などの侵入を防止し得ることができ、軸受の早期焼付きや早期損傷の防止に寄与し得る。
本実施例によれば、第2のシール部材24を一体に構成している弾性部材24bの所定領域にシールリップLpを一体に備えているため、密封機構の組み込み工程も簡易であるとともに、軸受内部における密封機構の配設領域の省スペース化が可能となる。
Further, by adopting such a sealing mechanism, the bearing internal pressure is the sum of the rigidity of the seal lip Lp and the bearing external pressure in a type in which lubrication is performed using lubricating oil or lubricating oil and compressed air as in this embodiment. If higher, the seal lip Lp is opened by the bearing internal pressure, and the lubricating oil and air are discharged. Accordingly, since it is possible to create a flow of lubricating oil supplied into the bearing without providing a recovery hole or an exhaust hole in the
According to the present embodiment, since the seal lip Lp is integrally provided in a predetermined region of the
また、本実施例によれば、軸受内部が潤滑油供給状態となるが、特に内輪14や密封機構に回収孔や排気孔を備えていないため、耐荷重性を低下することもなく、またシールリップLpの制約もない。すなわち、シールリップLpは、第1のシール部材22の芯金の円環部23bの軸受内方側の面部23dであればどこに接触(摺接)してもよく、シールのリップ開き圧力の調整が容易である。
Further, according to the present embodiment, the inside of the bearing is in a lubricating oil supply state. However, since the
なお、本実施例では、前記シール24の円環状の突出部24gが、周方向に連続して円環状に1円周に形成されている場合を説明したが、これに限定されず、該突出部24gの内周側あるいは外周側にさらに円環状の突出部を形成して、2円周以上の突出部としても良い。この場合には、前記止め輪溝16bに嵌め合わされた止め輪26が、突出部24g及び追加形成された突出部の各突出端24hに対して、軸受外部側からシール24にスラスト方向から押し当られる。これにより、シール24の位置決め固定がより確実になる。また、この場合であっても、止め輪26は、突出部24g追加形成された突出部の各突出端24hに当接しているので、各突出端24hが撓むことにより、スラスト方向に大きな力を加える必要がなく、作業性を損なうことがない。
In the present embodiment, the case where the annular projecting
さらに、本実施例では、前記シール24の円環状の突出部24gが、シール24の外径24eの軸受外方側24fに形成された場合を説明したが、これに限定されず、突出部24gは、軸受外方側24fに形成された突出部24gに代えて、シール24の外径24であって、外輪(回転輪16)の内周面に形成された段部16cに当て付けられる面に形成されていても良い。或いは、突出部24gは、軸受外方側24fと、段部16cに当て付けられる面の両方に形成されていても良い。これら場合であっても、突出部24gが軸受外方側24fに形成された場合と同様の効果を得ることができる。
また、突出部24gは、前記シール24に形成された突出部24gに代えて、止め輪26に形成されていても良い。この場合には、突出部24gは、少なくとも止め輪26のシール24をスラスト方向から押し当てる部分に形成されていれば良い。
またさらに、本実施例では、止め輪26が断面矩形状に形成されている場合を説明したが、これに限定されず、止め輪26は、止め輪溝16bに嵌め合わされて取り付け及び取り外しが可能な円環状であれば、必ずしも断面矩形状でなくてもよい。例えば断面が円形状や楕円形状であっても良い。
Further, in the present embodiment, the case where the annular projecting
Further, the protruding
Furthermore, in this embodiment, the case where the retaining
図2に示す本実施例の密封機構は、回転輪としての外輪16に固定して備えられる第1のシール部材80と、静止輪としての内輪14に固定して備えられる第2のシール部材90とで構成されている。なお、図2では、図1(a)中の向かって右側に配された密封機構の他の例を拡大して示すが、図1(a)中の向かって左側に配された密封機構も左右対称に構成される以外には同一の構成である。
The sealing mechanism of the present embodiment shown in FIG. 2 includes a
第1のシール部材80は、内輪14と非接触に設けられている円環状の芯金82と、該芯金82の軸受内方側の面部82aの全領域とともに、連続して外径82bを被覆する弾性部材84とで構成された円環部87を含むシールドで、外輪16の内径面に外径82b側を嵌め合わせて圧入し、軸受の軸方向で内方に配設されている。
The
該シールド(第1のシール部材)80の外径82bには、弾性部材(たとえばゴム材)84が、芯金82の内径よりも僅かに内輪14方向に突出して内輪14と非接触に備えられている。従って、芯金82の軸受外方側の面部82cは弾性部材84で被覆されておらず芯金82が露呈されている。さらに、弾性部材84の外径82b側の軸受外方側には、弾性部材84から、軸方向に所定の寸法で一体に延出された、断面凸形状の突出部84gを有している。
また、シールド80の外径82bは、本実施例では、外輪(回転輪16)の内周面に形成された段部16cに当て付けられて、軸受内部方向の位置決めがされるとともに、外輪(回転輪16)の内周面のシールド80よりも軸受外部側に嵌め合わされる、断面矩形状且つ、円環状の止め輪26により固定されている。
An elastic member (for example, a rubber material) 84 protrudes slightly toward the
Further, in this embodiment, the
突出部84gは、シールド80と止め輪26との間のすきま16eよりも大きな寸法で軸方向に延出して、突出端84hに向けて先細り形状に形成されるとともに、周方向に連続した円環状に形成されている。
これにより、シールド80が位置決め固定される場合には、前記止め輪溝16bに嵌め合わされた止め輪26が、突出部84gの突出端84hに対して、軸受外部側からシールド80にスラスト方向から押し当られる。
The projecting
As a result, when the
第2のシール部材90は、内輪14の外径面に嵌め合わされている円筒部92aと、該円筒部92aから外輪16方向へと径方向に延設され、外輪16と非接触とした円板部92bとからなる断面視略L字形状の芯金92と、該芯金92の円筒部92aの外径面92cの全領域及び円板部92bの軸受内方側の面部92dの全領域とともに、連続して外径92eを被覆する弾性部材94とで構成された円環部96と、円板部92bの軸受内方側の面部92dを覆う弾性部材94の所定領域から一体に延設され、第1のシール部材80に摺接するシールリップ98で構成されている接触シールである(シールの形状からV型シールやY型シールとも言う。)。
そして、内輪14の外径面に円筒部92aの内径面を嵌め合わせて圧入し、第1のシール部材80の円環部87と対向させて軸受の軸方向で外方に配設されている。
The
Then, the inner diameter surface of the
シールリップ98は、円環部96を構成する弾性部材94における円板部92bの軸受内方側の面部92dを覆う弾性部材94の所定領域から、第1のシール部材80における芯金82の軸受外方側の面部82cに向けて傾斜状(外向きに傾斜状)に一体に延設され、外輪16の回転に伴って回転する第1のシール部材80に摺接して接触のシール領域を形成する環状のシールリップである。
詳しくは、本実施例によれば、円板部92bの内径と外径の間の径方向略中央位置から、肉厚の円筒状の分岐部98aを介して、該分岐部98aよりも薄肉で、第1のシール部材80の固定側である外径82b方向に向けて傾斜している断面視略V字形状を有した全体円すい状(大径D1側を第1のシール部材80方向に対向させた形状)のシールリップとしている。
シールリップ98の大きさ、配設位置、あるいは接触領域の大小は特に限定解釈されるものではなく、仕様に応じて本発明の範囲内で設計変更可能である。例えば、シールリップ98を大きく構成して剛性が弱くて長い構造とすることも可能である。
The
Specifically, according to the present embodiment, from the substantially central position in the radial direction between the inner diameter and the outer diameter of the
The size of the
本実施例のように構成されていることにより、密封機構は、上述した実施例1と同様の効果を得ることができるとともに、軸受外部からの異物や圧延油などの侵入も防止し得る。
また、このような密封機構とすることにより、本実施例のように、潤滑油又は潤滑油と圧縮エアを用いて潤滑が行われる形式において、軸受内圧がシールリップ98の剛性と軸受外圧の和よりも高くなれば、軸受内圧によりシールリップ98が開かれて潤滑油及びエアが排出される。従って、内輪14や密封機構に回収孔や排気孔を設けなくとも、軸受内に供給される潤滑油の流れを作ることが出来るため、軸受内部及びシールリップ98領域での潤滑不良が防止される。また、排気孔を設けないため、排気孔を介しての異物や圧延油などの侵入を防止し得ることができ、軸受の早期損傷の防止に寄与し得る。
本実施例によれば、外輪16とともに回転する第1のシール部材80に摺接して接触のシール領域を形成するシールリップ98が、内輪14に配設された第2のシール部材90に備えられているため、従来のように接触のシール領域を形成しているシールリップが遠心力により開いてシール性能を低下させてしまうという不具合も生じなくなる。
また、第2のシール部材90を一体に構成している弾性部材94の所定領域にシールリップ98を一体に備えているため、密封機構の組み込み工程も簡易であるとともに、軸受内部における密封機構の配設領域の省スペース化が可能となる。
また、本実施例によれば、軸受内部が潤滑油供給状態となるが、特に内輪14や密封機構に回収孔や排気孔を備えていないため、耐荷重性を低下することもなく、またシールリップ98の制約もない。すなわち、シールリップ98は、第1のシール部材80の芯金82の軸受外方側の面部82cであればどこに接触(摺接)してもよく、シールのリップ開き圧力の調整が容易である。
By being configured as in the present embodiment, the sealing mechanism can obtain the same effects as those of the first embodiment described above, and can also prevent intrusion of foreign matter, rolling oil, and the like from the outside of the bearing.
In addition, with such a sealing mechanism, the bearing internal pressure is the sum of the rigidity of the
According to the present embodiment, the
In addition, since the
Further, according to the present embodiment, the inside of the bearing is in a lubricating oil supply state. However, since the
図3は本発明の実施例3に係る転がり軸受を一部省略して示す概略断面図である。
本実施例は、複列の円筒ころ間に浮き輪100を備えた実施の一形態で、密封機構に本発明の密封機構を適用した形式である。
浮き輪100は、内輪つば14a,14aと外輪つば16aと連携してそれぞれの列の転動体(円筒ころ)18の軸方向の動きを制限するとともに、転動体(円筒ころ)18の斜行を防止する周知構成である。
その他の構成及び作用効果は実施例1と同様であるためその説明は省略する。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a part of the rolling bearing according to the third embodiment of the present invention.
This embodiment is an embodiment in which a floating
The floating
Since other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
図4は本発明の実施例4に係る転がり軸受を一部省略して示す概略断面図である。
本実施例は、内輪14の外つば14aを別部品とした実施の一例に本発明の密封機構を適用した形式である。
図4(a)は潤滑油供給孔54を内輪に設けた形式、図4(b)は内輪14,14間に間座102を備えるとともに、転動体(円筒ころ)18,18間に浮き輪100を備えた実施の一形態である。
その他の構成及び作用効果は実施例1と同様であるためその説明は省略する。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a part of the rolling bearing according to the fourth embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the sealing mechanism of the present invention is applied to an example in which the
4A shows a type in which a lubricating
Since other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
図5は本発明の実施例5に係る転がり軸受を一部省略して示す概略断面図である。
本実施例は、転動体18として複列の円すいころを組み込んだ複列の円錐ころ軸受に本発明の密封機構を適用した実施の一形態である。
その他の構成及び作用効果は実施例1と同様であるためその説明は省略する。
「変形例1」
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a partially omitted rolling bearing according to
The present embodiment is an embodiment in which the sealing mechanism of the present invention is applied to a double-row tapered roller bearing incorporating a double-row tapered roller as the rolling
Since other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
"Modification 1"
上述した各実施例では、シールリップLp(98)を単一構成としているが、例えば第1のシール部材22の軸受内方側の面部23dに接触する複数のリップを備える形態であっても良く、或いは、例えば第1のシール部材80における芯金82の軸受外方側の面部82cに接触する複数のリップを備える形態であっても、上述した実施例1と同様の効果を得ることができ、本発明の範囲内である。また、その複数のリップは、本実施例のシールリップLp(98)から分岐されている形式であっても、本実施例のシールリップ98とは別に弾性部材94の所定領域から突出させる形式であってもよいが、トルクがあまりに高くならないように留意する必要がある。
「変形例2」
In each of the above-described embodiments, the seal lip Lp (98) has a single configuration, but may include a plurality of lips that contact the bearing
"
上述した図1乃至図4に示す実施例1乃至3では、転動体18として、"円筒ころ"を例示し、図5に示す実施例5では、転動体18として、"円錐ころ"を示したが、"玉"などの他の転動体形態を適用しても同様の効果を得ることができる。更に、上述した各実施例では、転動体18を軸方向に2列に備えた軸受構造としたが、軸方向に1列、或いは、3列以上としても同様の効果を得ることができる。
「変形例3」
In Examples 1 to 3 shown in FIGS. 1 to 4 described above, a “cylindrical roller” is illustrated as the rolling
“Modification 3”
軸受潤滑油中には金属の切粉や削り屑、バリ及び摩耗粉などの異物が混入されていることがあり、これら異物が軌道輪や転動体に損傷を与え、軸受寿命の大幅な低下を招くことがある。内外輪14,16及び転動体18の材質としては、例えば従来と同様に合金鋼などの鋼材で形成することができるが、内輪14は軸10とともに回転を伴わない形式であるため、外輪16に負荷するラジアル荷重に対して内輪14に負荷する荷重は常に同じ位相に負荷する。そのため、内輪14は外輪16や転動体18と比して早期に疲れ寿命となる。すなわち、異物による損傷を受けて寿命が低下し易いという問題もある。
従って、特に静止輪としての内輪は以下の構成とするのが好ましい。
すなわち、例えばその一例を説明すると、主として炭素(C);0.1〜1.2重量%、クロム(Cr);1〜3重量%を含有し、さらにモリブデン(Mo)を2.0重量%以下添加してなる合金鋼からなり、浸炭又は浸炭窒化処理して表面層(転がり表面層ともいう。)を形成し、その表面層の残留オーステナイト量(γR vol%)が20〜45vol%、微細炭化物又は炭窒化物の平均粒径が2.3μm以下とする。
また、微細炭化物又は炭窒化物の平均粒径は、例えば0.5〜1.5μmとするのが好ましい。
また、表面層の表面硬さ(Hv)は、前記残留オーステナイト量(γR vol%)に対し、−4.7×(γR vol%)+920≦Hv≦−4.7×(γR vol%)+1020の範囲にあるのが好ましい。
さらに、前記モリブデン(Mo)の含有量は、クロム(Cr)含有量の1/3以上とするのが好ましい。
このように内輪14を構成することにより、内輪14の寿命を長くし得るとの効果が得られる。
「変形例4」
Foreign materials such as metal chips, shavings, burrs, and wear powder may be mixed in the bearing lubricant, and these foreign materials may damage the races and rolling elements, resulting in a significant decrease in bearing life. You may be invited. The inner and
Therefore, the inner ring as a stationary ring is preferably configured as follows.
That is, for example, for example, an alloy mainly containing carbon (C); 0.1 to 1.2% by weight, chromium (Cr); 1 to 3% by weight, and further containing 2.0% by weight or less of molybdenum (Mo). Made of steel, carburized or carbonitrided to form a surface layer (also called rolling surface layer), the amount of retained austenite (γR vol%) of the surface layer is 20 to 45 vol%, fine carbide or carbonitride The average particle size is 2.3 μm or less.
Moreover, it is preferable that the average particle diameter of a fine carbide | carbonized_material or a carbonitride shall be 0.5-1.5 micrometers, for example.
The surface hardness (Hv) of the surface layer is in the range of −4.7 × (γR vol%) + 920 ≦ Hv ≦ −4.7 × (γR vol%) + 1020 with respect to the amount of retained austenite (γR vol%). Is preferred.
Further, the molybdenum (Mo) content is preferably 1/3 or more of the chromium (Cr) content.
By configuring the
“Modification 4”
また、前記実施例1では、第1のシール部材22における円環部(円板部)23bをフラット形状とし、前記実施例2では、第2のシール部材90における芯金92の円板部92bをフラット形状としているが、円周方向に連続する凹部と凸部(図示省略)が、軸中心を同一とする同心円に配されることにより側面視波形状に構成することも可能で、本発明の範囲内である。このように構成することにより、芯金の強度が向上し、内輪14に圧入して嵌め込む際の変形を防止し得る。従って、芯金の変形によりシールリップLp(98)が円板部23b(92b)に強く当たりすぎたり、あるいはシールリップLp(98)が円板部23b(92b)に当たらず接触のシール領域が形成されないという不具合を防止することができる。これにより、潤滑不良や異物混入による軸受の早期焼付け防止が図れ、軸受の寿命を向上することが可能となる。
また、この凹凸構造は、それぞれの凹部と凸部が円状に構成されておらず、蛇行している形態であってもよい。また、凹部と凸部はそれぞれ大きさ(深さ・高さ及び幅など)を異にする形態であってもよい。さらに、凹部と凸部は断続的に設けられているものであってもよい。
In the first embodiment, the annular portion (disk portion) 23b of the
Moreover, this uneven | corrugated structure may be the form which each concave part and convex part are not comprised circularly but meandered. Further, the concave portion and the convex portion may have different sizes (depth, height, width, etc.). Furthermore, the concave portion and the convex portion may be provided intermittently.
14 内輪(静止輪)
16 外輪(回転輪)
16b 止め輪溝
18 転動体
22 第1のシール部材
23b 第1のシール部材の円環部
24 第2のシール部材
24a 第2のシール部材の芯金
24b 第2のシール部材の弾性部材
24c 第2のシール部材の円環部
24g 突出部
26 止め輪
Lp 第2のシール部材のシールリップ
14 Inner ring (stationary wheel)
16 Outer ring (rotating wheel)
16b
Claims (4)
密封機構は、
回転輪と静止輪の一方に固定して備えられる第1のシール部材と、
回転輪と静止輪の他方に固定して備えられる第2のシール部材とで構成されており、
第1のシール部材と第2のシール部材の一方には、その第1のシール部材と第2のシール部材の他方に摺接して接触のシール領域を形成する環状のシールリップを備え、
該第1のシール部材及び第2のシール部材のうち、いずれかのシール部材は、該シール部材が備えられる回転輪又は静止輪に形成された周溝に嵌め合わされる円環状の止め輪によって固定される構成を備えた転がり軸受であって、
該シール部材と止め輪とは、軸方向にすきまを有して配され、該シール部材と止め輪のいずれか一方には、該すきまの軸方向寸法よりも大きな寸法で軸方向に突出した、断面凸形状の突出部が円環状に形成されたことを特徴とする転がり軸受。 A stationary wheel maintained in a non-rotating state, a rotating wheel that rotates opposite to the stationary wheel, a plurality of rolling elements that are rotatably incorporated between the stationary wheel and the rotating wheel, and a stationary wheel and a rotating wheel A sealing mechanism for sealing the inside of the bearing partitioned between and the outside of the bearing,
The sealing mechanism is
A first seal member fixed to one of the rotating wheel and the stationary wheel;
A rotating ring and a second seal member fixed to the other of the stationary ring,
One of the first seal member and the second seal member is provided with an annular seal lip that forms a contact seal region in sliding contact with the other of the first seal member and the second seal member,
One of the first seal member and the second seal member is fixed by an annular retaining ring fitted in a circumferential groove formed in a rotating wheel or a stationary wheel provided with the seal member. A rolling bearing having a structure to be
The seal member and the retaining ring are arranged with a gap in the axial direction, and one of the seal member and the retaining ring protrudes in the axial direction with a dimension larger than the axial dimension of the gap. A rolling bearing characterized in that a projecting portion having a convex cross section is formed in an annular shape.
多段式圧延機は、鉄鋼材を圧延するための圧延ローラ群を備えており、転がり軸受は、圧延ローラ群のバッキングロール軸に組み付けられていることを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受。
A rolling bearing used in a multi-stage rolling mill for rolling steel materials,
The rolling bearing according to claim 1, wherein the multi-stage rolling mill includes a rolling roller group for rolling the steel material, and the rolling bearing is assembled to a backing roll shaft of the rolling roller group. .
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