JP2009063165A - ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単且つ安価な構造でグリースを内輪内周と回転軸との間に供給することができるころ軸受を提供する。
【解決手段】内輪２に、内輪軌道面２ｂと内輪内周面２ｃとの間を貫通して、内輪軌道面２ｂと外輪軌道面３ｂとの間に供給されたグリースを、円筒ころ４の転走に伴う押圧作用によって内輪内周面２ｃに押し出すための油孔５を形成した。前記内輪内周面２ｃに、前記油孔５を通して内輪内周面２ｃに押し出されたグリースを、内輪内周面２ｃの軸方向の両端側へ導くための双脚状の傾斜溝６を複数条形成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、圧延設備や連続鋳造設備のロールを支持するために用いられるころ軸受に関する。

圧延設備には、ワークロール、バックアップロール等のロールが多数用いられている。また、連続鋳造設備にもロールが多数用いられている。これらのロールは、その両端に配設されたころ軸受によって回転自在に支持されている。このころ軸受は、当該ロール端部に形成されたジャーナル部に外嵌された内輪と、この内輪との間に多数の転動体を介在するとともに設備側のハウジング（軸受箱）に固定支持される外輪とを有している。

上述の設備では、前記ロールが多数用いられており、それらを支持するころ軸受についても、その装備数は多数となる。このため、例えば、上述の設備のメンテナンスを行うに際して、これら多数のころ軸受を脱着するために、多大な労力を必要とする。このため、多数のロールを支持するころ軸受において、前記ジャーナル部と前記ころ軸受の内輪との嵌めあいをすきま嵌めに設定することで、当該ころ軸受のロール対する脱着を容易にし、そのメンテナンス性を高めるといった方策が採られている。

このように、ころ軸受の内輪とロールのジャーナル部との嵌めあいをすきま嵌めに設定した場合、上述の設備の操業によってロールが回転すると、ジャーナル部と内輪とが相対回転するいわゆるクリープが生じ易い。しかも、ロールのジャーナル部外周面と内輪内周面との間は、互いに摺動することが前提とされていないので、十分な潤滑環境が確保されていない。このため、ロールのジャーナル部及び内輪内周面が大きく摩耗するという問題を有していた。
そこで、ロールのジャーナル部（ロールネック軸）外周面と内輪内周面との間にグリースを供給するための螺旋溝が、内輪内周面に形成されているころ軸受が提案されている（特許文献１参照）。

図５は、前記螺旋溝が形成されたころ軸受を示している。
図５に示すように、この従来のころ軸受は、多列円錐ころ軸受２１からなるものであり、内周面側にロールネック軸Ｂが挿入される一対の内輪２２と、この内輪２２の径方向外側に配置される二対の外輪２３と、軸方向中央部の互いに隣接された二つの外輪２３間に介在させた間座２３ａと、各内輪２２と各外輪２３との間に回動自在に配置された複数の円錐ころ２４と、前記間座２３ａに貫通形成された給油孔２５と、軸方向中央部において一対の内輪２２とロールネック軸Ｂとの間に設けられた環状のぬすみ部２６と、ぬすみ部２６と給油孔２５とを連通する油溝２７と、一対の内輪２２の内周面に設けられ複数巻きにされた状態でぬすみ部２６から軸方向両端部に向かって延びる螺旋溝２８とを備えている。

前記ころ軸受においては、その外部から給油孔２５にグリースが供給され、この供給された給油孔２５内のグリースが、油溝２７とぬすみ部２６とを経て螺旋溝２８に供給される。これにより、ロールネック軸Ｂと一対の内輪２２との接触面がグリースによって潤滑される。

実開昭６２−１４７７２２号公報

前記従来例のころ軸受では、内輪２２の内周面に沿って形成された螺旋溝２８の長さが長くなるため、ぬすみ部２６に供給されたグリースを、このぬすみ部２６に連通された螺旋溝２８の一方端から他方端まで供給するためには、グリースを高圧で供給する装置（グリース高圧供給装置）が必要となる。
しかも、多数のロール毎にグリース高圧供給装置が必要になるため、設備が複雑化するとともに設備費用が高くなるという問題を有していた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡単且つ安価な構造でグリースを内輪内周面と回転軸との間に供給することができるころ軸受を提供することを目的とする。

前記目的を達成するための本発明のころ軸受は、外周面に内輪軌道面を有し内周面に回転軸がすきま嵌めされる内輪と、この内輪の径方向外側に同芯にて配置され内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と外輪軌道面との間に転走可能に配置された複数のころとを備え、前記内輪軌道面と外輪軌道面との間にグリースが供給されるころ軸受において、前記内輪に、内輪軌道面と内輪内周面との間を貫通して、前記内輪軌道面と外輪軌道面との間に供給されたグリースをころの転走に伴って内輪内周面に送給するための油孔が形成され、前記内輪の内周面に、前記油孔を通して内輪の内周面に送給されたグリースを、当該内周面の軸方向両端側へ導く潤滑溝が複数条形成されていることを特徴としている。

前記のように構成されたころ軸受によれば、複数のころが内輪軌道面を転走することによって、内輪軌道面と外輪軌道面との間に供給されたグリースが当該ころによって押圧されて、油孔を通じて内輪内周面側に押し出され、内輪内周面と回転軸との間に供給される。また、内輪内周面と回転軸との間に供給されたグリースが、内輪内周面に形成された潤滑溝に供給されて、内輪内周面の軸方向の両端側へ導かれる。
このように、本願発明のころ軸受は、転走するころでグリースを押圧することによって当該グリースを内輪内周面と回転軸との間に供給できる構造であるので、従来必要としていたグリース高圧供給装置が不要になる。
この結果、簡単且つ安価な構造で内輪内周面と回転軸との間における潤滑性を好適に維持することができる。

前記ころ軸受において、前記潤滑溝が、内輪内周の母線に対して傾斜した状態で、内輪内周における油孔に対応する軸方向位置を起点として軸方向両端部に向かって双脚状に延びる傾斜溝であり、この傾斜溝が、同一方向に向いた状態で内輪内周の周方向に沿って所定間隔毎に形成されているのが好ましい。

この構成によれば、前記傾斜溝が回転軸の回転方向に対して順方向に延びるように、つまり、双脚状の傾斜溝の起点部に対して、開脚した先端部側（内輪内周の両端部側）が回転軸の回転方向に位置するように、内輪を回転軸に組み付けておくことにより、回転軸と内輪との間に供給されたグリースを、クリープ発生時の回転軸と内輪との相対回転に伴って、傾斜溝の起点部から先端部に向かって効率よく流動させることができる。このため、グリースを内輪内周の軸方向全体に亘って効率よく供給することができるので、内輪内周面と回転軸との間における潤滑性をより好適に維持することができ、回転軸の外周面及び内輪内周面がクリープにより摩耗するのをより効果的に抑制することができる。

前記ころ軸受において、前記油孔が内輪の軸方向中央部に形成され、前記傾斜溝が内輪内周の軸方向中央部を起点として軸方向両端部に向かって対称形状に延びているのが好ましい。
この場合には、油孔を通して傾斜溝に送給されるグリースを、内輪内周の軸方向中央部から軸方向両端部に向かって略均等に送給することができるので、グリースを内輪内周の軸方向全体に亘って均一に供給することができる。このため、回転軸の外周面及び内輪内周面がクリープにより摩耗するのをさらに効果的に抑制することができる。

本発明のころ軸受によれば、従来のグリース高圧供給装置を必要とせず、簡単且つ安価な構造でグリースを内輪内周面と回転軸との間に供給することができる。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を連続鋳造設備のローラ用のころ軸受として適用した場合を例示して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るころ軸受１を示す要部断面図である。このころ軸受１は、回転軸としてのローラＲの一端部に形成されたジャーナル部Ｓに取り付けられ、ローラＲを回転自在に支持するものである。

前記ころ軸受１は、連続鋳造設備側に設けられたころ軸受１を保持するためのハウジングＨに固定されてローラＲを支持しており、内周面側にジャーナル部Ｓが挿入された内輪２と、内輪２の径方向外側に同芯にて配置された外輪３と、内輪２と外輪３との間に配置された複数の円筒ころ４と、内輪２に形成された複数の油孔５と、内輪内周面２ｃに形成された複数の潤滑溝としての傾斜溝６と、外輪３の外周面に摺動可能に嵌め合わされた調心輪７とを備えている。なお、前記ころ軸受１は、保持器を有しない総ころ軸受である。
前記ころ軸受１の軸方向の両側には、それぞれ、ハウジングＨに固定され、ローラＲ又はローラＲに固定された環状部材に回転摺動する密封装置が配置されている。

内輪２の外周には、円筒ころ４が転走する内輪軌道面２ｂが形成されており、この内輪軌道面２ｂの軸方向の両端部に連続させて、円筒ころ４の軸方向への移動を規制する一対のつば部２ａが形成されている。この一対のつば部２ａの一方は、内輪２の本体２ｄに添わせた環状のつば輪２ｅによって構成されている。この実施形態においては、前記一対のつば部２ａのそれぞれの軸方向幅は等しくなっており、内輪軌道面２ｂの軸方向中心は、ころ軸受１の軸方向中心線Ｘ上に位置している。
なお、内輪内周面２ｃの内径は、挿入されているジャーナル部Ｓの外径に対して、すきま嵌めとなる値に設定されている。
また、内輪２の両端面は、それぞれ、ジャーナル部Ｓに形成された段部Ｓ１と、ジャーナル部Ｓに固定された固定部材Ｓ２とに軸方向に対向し、内輪２は、段部Ｓ１と固定部材Ｓ２との間に隙間を有して挟まれている。

外輪３の内周面の両端部のそれぞれには、円筒ころ４の軸方向の移動を規制するつば部３ａが形成されており、両つば部３ａの相互間には、円筒ころ４が転走する外輪軌道面３ｂが形成されている。また、外輪３は、その外周面３ｃが球面になっている。
調心輪７の内周面７ａは外輪３の外周面３ｃの球面の半径とほぼ同じであって、少しだけ大きい半径を有する球面になっていて、外輪３の外周面３ｃは調心輪７の内周面７ａに摺動可能に嵌合されている。
調心輪７の外周面７ｂはハウジングＨの内周面に嵌合されて当該ハウジングＨに固定されている。
ハウジングＨは、調心輪７の外周面７ｂが嵌合されるハウジング本体Ｈ２と、蓋部Ｈ４とを備え、調心輪７はハウジング本体Ｈ２の段部Ｈ３と蓋部Ｈ４とで軸方向に固定されている。
さらに、外輪３の外周面３ｃの軸方向中央部には、径方向内方に僅かに凹む環状の溝部３ｄが外周面３ｃの周方向に沿って形成されており、この溝部３ｄに沿って、その底部と外輪軌道面３ｂとの間を貫通する孔部３ｅが、所定の間隔毎に複数個形成されている。

なお、前記外輪３の軸方向幅は内輪２の軸方向幅と等しく、前記外輪３の両端部に設けられた一対のつば部３ａの軸方向幅はそれぞれ等しくなっている。また、外輪軌道面３ｂの軸方向中心は、ころ軸受１の軸方向中心線Ｘ上に位置している。

前記調心輪７の外周面７ｂの軸方向中央部には、径方向内方に僅かに凹む環状の溝部７ｄが外周面７ｂの周方向に沿って形成されており、この溝部７ｄに沿って、その底部と調心輪７の内周面７ａとの間を貫通する孔部７ｃが、所定の間隔毎に複数個形成されている。前記調心輪７の溝部７ｄには、例えば、ハウジングＨに設けられた給脂路Ｈ１からグリースが供給され、この溝部７ｄに供給されたグリースは、孔部７ｃを通じて外輪３の溝部３ｄに供給される。さらに、この溝部３ｄに供給されたグリースは、孔部３ｅを通じて外輪軌道面３ｂと内輪軌道面２ｂとの間に供給される。これにより、両軌道面２ｂ，３ｂと円筒ころ４との間が潤滑される。

複数の円筒ころ４は、その外周面が内輪軌道面２ｂ及び外輪軌道面３ｂに対して転がり接触する転動面４ａとされている。また、各円筒ころ４は、内輪軌道面２ｂと外輪軌道面３ｂとの間に周方向に沿って少しの隙間を有して配置されている（図２参照）。

内輪２に形成された複数の油孔５は、内輪２の軸方向中央部、つまり内輪軌道面２ｂの軸方向中央部に設けられており、当該内輪軌道面２ｂと内輪内周面２ｃとの間を貫通している。この油孔５は、軸線を内輪２の径方向に沿わせた状態で当該内輪２の周方向に沿って等間隔に複数個形成されている。

内輪内周面２ｃに形成された各傾斜溝６は、図２にも示すように、内輪内周面２ｃの母線に対して傾斜した状態で、当該内輪内周面２ｃにおける油孔５に対応する軸方向位置を起点部６ｂとして、当該内輪内周面２ｃの軸方向両端部に向かって双脚状（略Ｖ字状）に延びている。この実施の形態においては、油孔５が内輪２の軸方向中央部に形成されているので、前記傾斜溝６の起点部６ｂの軸方向位置は、内輪内周面２ｃの軸方向中央部における円周線上にあり、傾斜溝６はこの円周線（ころ軸受１の軸方向中心線Ｘ）を挟んで軸方向一方側と他方側とが対称形状に形成されている。

また、各傾斜溝６の先端部６ａは、内輪内周面２ｃの両端部間近まで延びているとともに、当該先端部６ａを同一方向に向けた状態で、当該内輪内周面２ｃに沿って等間隔に設けられている。
前記傾斜溝６は、油孔５の個数よりも多く形成されており、その一部は、起点部６ｂにおいて油孔５に連通されている。

前記ころ軸受１は、その内輪２の傾斜溝６がローラＲの回転方向Ａに対して順方向に延びるように、つまり、傾斜溝６の起点部６ｂに対して先端部６ａがローラＲの回転方向Ａに位置するように、ローラＲに組み付けられている。

以上の構成のころ軸受１によれば、ハウジングＨの給脂路Ｈ１から、溝部７ｄ及び孔部７ｃ、並びに溝部３ｄ及び孔部３ｅを経て外輪軌道面３ｂと内輪軌道面２ｂとの間に供給されたグリースが、複数の円筒ころ４の転走に伴って当該円筒ころ４によって押圧されて、油孔５を通して内輪内周面２ｃ側に押し出される。これにより、グリースが内輪内周面２ｃとローラＲのジャーナル部Ｓとの間に供給され、この供給されたグリースが、内輪内周面２ｃに形成された複数の傾斜溝６に供給されて、当該内輪内周面２ｃの軸方向の両端側へ導かれる。このため、クリープに起因してジャーナル部Ｓの外周面及び内輪内周面２ｃが摩耗するのを抑制することができる。

特に、前記実施形態においては、内輪内周面２ｃの潤滑溝を双脚状の傾斜溝６で構成しているので、ジャーナル部Ｓと内輪内周面２ｃとの間に供給されたグリースを、クリープ発生時のジャーナル部Ｓと内輪２との相対回転に伴って、傾斜溝６の起点部６ｂから先端部６ａに向かって効率よく流動させることができる。すなわち、内輪２に対してジャーナル部Ｓが先行回転するクリープ発生時おいて、傾斜溝６に導かれたグリースを、その粘性抵抗によってジャーナル部Ｓに追随させて当該傾斜溝６の先端部６ａ方向に流動させることができる。このため、傾斜溝６の起点部６ｂから先端部６ａに至る全長に亘ってグリースを効率よく導くことができるので、当該グリースによって内輪内周面２ｃの略全範囲を効率よく潤滑することができる。

しかも、連続鋳造設備用のローラＲについては、負荷によってその軸線Ｌが撓むことから、内輪内周面２ｃのうちの図３において左端縁の上部Ｙと、これと位相が１８０度ずれた位置における右端縁の下部Ｚ（ジャーナル部Ｓの下面側）とに、より多くの荷重が作用することになるが、本実施形態によれば、傾斜溝６の先端部６ａに対してもグリースを効率良く供給することができるので、内輪内周面２ｃの左端縁及び右端縁とジャーナル部Ｓとの潤滑性を良好に確保することができる。このため、クリープによって当該内輪内周面２ｃの左端縁及び右端縁とこれに摺接するジャーナル部Ｓの外周面とが摩耗するのをより効果的に抑制することができる。なお、図３において、内輪２の内周面２ｃとジャーナル部Ｓの外周面との隙間、内輪２の一方の端面とジャーナル部Ｓの段部Ｓ１との隙間、及び、内輪２の他方の端面とジャーナル部Ｓに固定された固定部材Ｓ２との隙間は、理解しやすいように誇張して記載している。

以上のように、前記ころ軸受１によれば、外輪軌道面３ｂと内輪軌道面２ｂとの間に供給されたグリースを、複数の円筒ころ４の転走に伴って油孔５を通して内輪内周面２ｃ側に押し出し、この押し出されたグリースを、内輪内周面２ｃに形成された複数の傾斜溝６によって当該内輪内周面２ｃの軸方向の両端側へ導くものであるので、従来要していたグリース高圧供給装置が不要となる。したがって、簡素な構造にてコスト安価に、ジャーナル部Ｓの外周面及び内輪内周面２ｃがクリープにより摩耗するのを効果的に抑制することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態において、油孔５を内輪内周面２ｃの軸方向中央部に形成したが、軸方向へ偏らせて形成してもよく、これに対応させて、傾斜溝６を非対称形状に形成してもよい。また、潤滑溝として前記双脚状の傾斜溝６に代えて、内輪内周面２ｃの母線と平行な直線状の溝とすること、図４に示すように、前記母線と交差した状態で内輪内周面２ｃの一端部から他端部に延びる溝とすること等、種々変更して実施することができる。
さらに、前記実施形態では、総ころタイプの調心輪付き円筒ころ軸受について本発明を適用した場合を例示したが、保持器付きの円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受若しくは調心輪なしの円筒ころ軸受等の他のころ軸受についても適用して実施することができる。
また、内輪内周面２ｃの傾斜溝６は内輪内周面２ｃのみで、つば輪２ｅの内周面へは設けなくてもよい。

本発明の一実施形態に係るころ軸受を示す要部断面図である。 本実施形態のころ軸受の内輪及び円筒ころを示す斜視図である。 ローラが撓んだ状態を示す模式図である。 潤滑溝の他の実施形態を示す斜視図である。 従来の多列円錐ころ軸受示す断面図である。

符号の説明

１ ころ軸受
２ 内輪
２ｂ 内輪軌道面
２ｃ 内輪内周面
３ 外輪
３ｂ 外輪軌道面
４ 円筒ころ
５ 油孔
６ 傾斜溝（潤滑溝）
Ｓ ジャーナル部
Ｒ ローラ（回転軸）

Claims (3)

1. 外周面に内輪軌道面を有し内周面に回転軸がすきま嵌めされる内輪と、この内輪の径方向外側に同芯にて配置され内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と外輪軌道面との間に転走可能に配置された複数のころとを備え、前記内輪軌道面と外輪軌道面との間にグリースが供給されるころ軸受において、
   前記内輪に、内輪軌道面と内輪内周面との間を貫通して、前記内輪軌道面と外輪軌道面との間に供給されたグリースをころの転走に伴って内輪内周面に送給するための油孔が形成され、
   前記内輪の内周面に、前記油孔を通して内輪の内周面に送給されたグリースを、当該内周面の軸方向両端側へ導く潤滑溝が複数条形成されていることを特徴とするころ軸受。
2. 前記潤滑溝が、内輪内周の母線に対して傾斜した状態で、内輪内周の油孔に対応する軸方向位置を起点として軸方向両端部に向かって双脚状に延びる傾斜溝であり、この傾斜溝が、同一方向に向いた状態で内輪内周の周方向に沿って所定間隔毎に形成されている請求項１に記載のころ軸受。
3. 前記油孔が内輪の軸方向中央部に形成され、前記傾斜溝が内輪内周の軸方向中央部を起点として軸方向両端部に向かって対称形状に延びている請求項２記載のころ軸受。

Images