JP2014047903A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外輪が軸箱に対して調心する外輪の球面部の加工効率を向上させることができる転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】環状の内輪２と、非環状の外輪３と、軸箱５と、２列で配置される円筒ころ４とを備え、外輪３は、径方向断面が円弧状であって、軸心１１より下側に配置され、軸方向断面において外周が球面の一部に形成される球面部３ａを有して構成され、軸箱５は、軸心１１より下側には球面の一部からなる球面座５ｃを有し、軸心１１より上側にはその内周に軌道面が形成され、円筒ころ４は、外輪軌道面３ｇと軸箱上軌道面５ｄとを軌道として転動し、外輪３が軸箱５に対して調心する転がり軸受装置１であって、球面部３ａは、両端に形成されて球面座５ｃに接触する２列の接触３ｂ部と、接触部３ｂ間に形成されて球面座５ｃに接触しない非接触部３ｃとを有し、接触部３ｂは、軸方向において円筒ころ４と略同一位置に形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は転がり軸受装置に関し、特に、連続鋳造機のスラブ（鋳片）搬送用の駆動ロール装置や従動ロール装置に使用されると好適な転がり軸受装置に関する。

従来、転がり軸受装置としては、特開平９−１１２５４１号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この転がり軸受装置は、連続鋳造機のスラブ搬送用の杵形ロールの中間部分を支持し、内輪と、外輪と、軸箱と、複数の円筒状の転動体とを備え、取り付けのため、内輪及び軸箱が軸心を通る面で２分割されて構成される。この杵形ロールは、スラブからの重荷重が加わってロールのたわみが大きくなるので、外輪が軸箱に対して調心するように構成されている。外輪は、下側半分の半環体からなり、その外周が球面の一部に形成される球面部を有して構成される。この球面部は、軸箱の球面の一部からなる球面座に摺動するため、切削加工後にラップ加工して表面を仕上げている。

近年、連続鋳造機では、生産性向上及び品質向上のためにスラブが大型化され、それに伴いロールを大径化するニーズがある。そのため、ロール支持用の転がり軸受装置では、大径化により軸方向にも大きくなって、転動体が複列化することがある。

特開平９−１１２５４１号公報

しかしながら、上記の転がり軸受装置では、外輪の球面部が大きくなるため、その加工工数が大きくなり、特にラップ加工には多くの時間を要する。そこで、転がり軸受装置は、外輪が軸箱に対して調心する外輪の球面部の加工効率を向上させることが課題となっていた。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、外輪が軸箱に対して調心する外輪の球面部の加工効率を向上させることができる転がり軸受装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る転がり軸受装置の構成上の特徴は、環状の内輪と、この内輪と同心に配置される非環状の外輪と、前記内輪と同心に配置され且つ前記内輪及び前記外輪の外側であってこれらを保持する軸箱と、前記内輪の外周面を軌道として２列で周方向に配置される円筒状の転動体とを備え、前記外輪は、径方向断面が円弧状であって、使用状態において前記外輪の軸心より下側に配置され、軸方向断面において外周が球面の一部に形成される球面部を有して構成され、前記軸箱は、使用状態において、前記軸箱の軸心より下側には、前記球面部に摺動自在に嵌合して球面の一部からなる球面座を有し、前記軸箱の軸心より上側には、その内周に軌道面が形成され、前記転動体は、前記外輪の内周面と前記軸箱のダミー軌道面とを外径側軌道として転動し、前記外輪が前記軸箱に対して調心する転がり軸受装置であって、前記球面部は、軸方向においてその両端に形成されて前記球面座に接触する２列の接触部と、これら接触部間に形成されて前記球面座に接触しない非接触部とを有し、前記接触部は、軸方向において前記転動体と略同一位置に形成されることである。

請求項１の転がり軸受装置によれば、内輪の内周に装着される軸からのラジアル荷重が、使用状態において内輪、転動体、及び外輪を介して軸箱に下向きに加わる。このとき、この転がり軸受装置によれば、外輪の球面部は、転動体からの荷重が径方向に大きく加わる接触部と、加わる荷重が小さい非接触部とに分けられていて、非接触部については製作時に例えば切削加工後に表面の仕上げ加工が必要ないので、外輪が軸箱に対して調心する外輪の球面部の加工効率を向上させることができる。

請求項２に係る転がり軸受装置の構成上の特徴は、前記非接触部は、平坦に形成される平坦面からなることである。

請求項２の転がり軸受装置によれば、非接触部が、球面部を例えば切削加工により加工する際に平坦面を同時に加工でき且つ単純な形状であるので、外輪の球面部の加工効率を向上させることができる。

請求項３に係る転がり軸受装置の構成上の特徴は、前記非接触部は、前記外輪の軸心に向かって窪む周溝からなることである。

請求項３の転がり軸受装置によれば、非接触部が、球面部を例えば切削加工により加工する際に周溝を同時に加工できるので、外輪の球面部の加工効率を向上させることができる。

請求項４に係る転がり軸受装置の構成上の特徴は、前記外輪は、前記非接触部が除去されて径方向に貫通することにより軸方向に分割され、これら分割体間に間座が装着されることである。

請求項４の転がり軸受装置によれば、非接触部が除去されるので、軽量化できる。

第１実施形態：本発明の一実施形態である転がり軸受装置の軸方向の断面図である。 第１実施形態：図１に示す外輪を矢印Ａの方向から見た矢視図である。 第２実施形態：本発明の一実施形態である転がり軸受装置の軸方向の断面図である。 第３実施形態：本発明の一実施形態である転がり軸受装置の軸方向の断面図である。 第３実施形態：図４に示す外輪の軸方向の断面図である。

以下、本発明の転がり軸受装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態である転がり軸受装置１の軸方向の断面図である。図２は、図１に示す外輪３を矢印Ａの方向から見た矢視図である。図１及び図２を参照しつつ説明する。

転がり軸受装置１は、連続鋳造機のスラブ搬送用の杵形ロール１０の中間部分を支持し、内輪２と、外輪３と、軸箱５と、複数の円筒ころ４とを備えて構成される。

ロール１０は、使用状態において、上部をスラブが移動する複数の大径部１０ｂと、大径部１０ｂ間に配置される小径部１０ａとからなる。小径部１０ａは、この外周に転がり軸受装置１が装着され、使用状態において、転がり軸受装置１の上部端が大径部１０ｂの上部端を越えないように、大径部１０ｂに対して小径に形成されて構成される。このようにして、転がり軸受装置１は、杵形のロール１０の中間部分を支持している。転がり軸受装置１は、小径部１０ａに上下から挟むようにして取り付けるため、内輪２及び軸箱５が軸受の軸心１１を通る面で２分割されて構成される。また、転がり軸受装置１は、スラブからの重荷重が加わってロール１０のたわみが大きくなるので、外輪３が軸箱５に対して調心するように構成されている。

内輪２は、２分割された内輪半環体２ａからなり、その外周面には、円筒ころ４の軌道となる内輪軌道面２ｂが２列形成されて構成される。内輪半環体２ａは、図示しないボルト等により固定されて、環状の内輪２を構成する。内輪２の材料としては、例えば、高炭素クロム軸受鋼材が用いられる。

外輪３は、内輪２と同心に配置され、使用状態において下側半分の半環体からなり、その外周面には球面の一部からなる球面部３ａが形成され、内周面には円筒ころ４の軌道となる２列の外輪軌道面３ｇが２列形成されて構成される。球面部３ａは、後述する軸箱５の球面座５ｃに摺動する。外輪３の材料としては、例えば、高炭素クロム軸受鋼材が用いられる。

軸箱５は、２分割されて内輪２と同心に配置され、使用状態において、上側に配置される軸箱上５ｂと、下側に配置される軸箱下５ａとからなる。軸箱上５ｂ及び軸箱下５ａは、図示しないボルト等により固定されて、内周が環状に形成される軸箱５を構成する。軸箱上５ｂの内周面には、円筒ころ４のダミー軌道となる軸箱上軌道面５ｄが２列形成される。軸箱下５ａの内周面には、球面の一部からなる球面座５ｃが形成され、球面座５ｃに球面部３ａが摺動する。球面座５ｃは、製作時に素材を切削加工後にラップ加工して表面を仕上げている。軸箱５の材料としては、例えば、炭素鋼鋳鋼品が用いられる。

ここで、転がり軸受装置１には、ロール１０からのラジアル荷重が、使用状態において、内輪２、円筒ころ４、及び外輪３の球面部３ａを介して軸箱５に下向きに加わる。球面部３ａは、円筒ころ４からの荷重が径方向に大きく加わる接触部３ｂと、加わる荷重が小さい非接触部３ｃとに分けられる。具体的に、球面部３ａは、軸方向においてその両端に形成されて球面座５ｃに接触する２列の接触部３ｂと、接触部３ｂ間に形成されて球面座５ｃに接触しない非接触部３ｃとを有する。接触部３ｂは、径方向において円筒ころ４に重なる位置に形成されている。非接触部３ｃは、平坦に形成された平坦部３ｄからなる。球面部３ａは、接触部３ｂ及び非接触部３ｃを同時に切削加工し、切削加工後に接触部３ｂのみをラップ加工して表面を仕上げて製作される。非接触部３ｃは、球面座５ｃに非接触であるため、ラップ加工による表面の仕上げをしていない。

これにより、本実施の形態に係る転がり軸受装置１では、外輪３の球面部３ａの加工において、多くの時間を要するラップ加工が接触部３ｂのみであるので、外輪３が軸箱５に対して調心する外輪３の球面部３ａの加工効率を向上させることができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態における転がり軸受装置１において、外輪３の球面部３ａの非接触部３ｃが、周溝３ｅからなる構成の実施形態である。第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成の説明は、簡略化のため省略する。

図３は、本発明の一実施形態である転がり軸受装置１の軸方向の断面図である。図３を参照しつつ説明する。外輪３の球面部３ａの非接触部３ｃは、軸心１１に向かって窪む周溝３ｅからなる。球面部３ａは、接触部３ｂ及び非接触部３ｃを同時に切削加工し、切削加工後に接触部３ｂのみをラップ加工して表面を仕上げて製作される。非接触部３ｃは、球面座５ｃに非接触であるため、ラップ加工による表面の仕上げをしていない。

これにより、本実施の形態に係る転がり軸受装置１では、外輪３の球面部３ａの加工において、多くの時間を要するラップ加工が接触部３ｂのみであるので、外輪３が軸箱５に対して調心する外輪３の球面部３ａの加工効率を向上させることができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態は、第１実施形態における転がり軸受装置１において、外輪３の球面部３ａの非接触部３ｃが、除去されて外輪６が軸方向に分割される構成の実施形態である。第３実施形態において、第１実施形態と同一の構成の説明は、簡略化のため省略する。

図４は、本発明の一実施形態である転がり軸受装置１の軸方向の断面図である。図５は、図４に示す外輪６の軸方向の断面図である。図４及び図５を参照しつつ説明する。外輪６は、球面部６ａの非接触部６ｃが、除去されて径方向に貫通する除去部６ｅからなり、これにより軸方向に２個の分割体６ｆに分割されて構成される。これら分割体６ｆ間に間座７が装着される。間座７は、軸方向断面が四角形であるので、球面座５ｃに非接触である。間座７は、製作時に素材を切削加工して形成される。球面部６ａは、接触部６ｂ及び非接触部６ｃを同時に切削加工し、その後、ワイヤーカットや放電加工等により分割され、そして、接触部６ｂのみをラップ加工して表面を仕上げて製作される。

これにより、本実施の形態に係る転がり軸受装置１では、外輪６の球面部６ａの加工において、多くの時間を要するラップ加工が接触部６ｂのみであるので、外輪６が軸箱５に対して調心する外輪６の球面部６ａの加工効率を向上させることができる。

また、本実施の形態に係る転がり軸受装置１では、外輪６が、環体を軸心１１で２分割して下側半分の半環体からなる分割体６fを軸方向に並置するので、半環体を用いる場合にも外輪６を生産するときに半環体が余ることがなく、生産効率を向上させることができる。従来の転がり軸受装置では、環体からなる外輪を軸心で２分割して下側半分の半環体を用いるので、外輪を生産するときに半環体が余ることになる。そのため、余った半環体は在庫となり、生産効率が低い。

また、本実施の形態に係る転がり軸受装置１では、非接触部６ｃが除去されるので、軽量化でき、軽量化により大型の転がり軸受装置の取り扱い性を向上することができる。

１：転がり軸受装置、 ２：内輪、 ２ａ：内輪半環体、 ２ｂ：内輪軌道面、 ３，６：外輪、 ３ａ，６ａ：球面部、 ３ｂ，６ｂ：接触部、 ３ｃ，６ｃ：非接触部、 ３ｄ：平坦面、 ３ｅ：周溝、 ６ｅ：除去部、 ６ｆ：分割体、 ３ｇ，６ｇ：外輪軌道面、 ４：円筒ころ（転動体）、 ５：軸箱、 ５ａ：軸箱下、 ５ｂ：軸箱上、 ５ｃ：球面座 ５ｄ：軸箱上軌道面、 ７：間座、 １０：ロール、 １０ａ：小径部、 １０ｂ：大径部、 １１：軸心

Claims (4)

1. 環状の内輪と、この内輪と同心に配置される非環状の外輪と、前記内輪と同心に配置され且つ前記内輪及び前記外輪の外側であってこれらを保持する軸箱と、前記内輪の外周面を軌道として２列で周方向に配置される円筒状の転動体とを備え、
   前記外輪は、径方向断面が円弧状であって、使用状態において前記外輪の軸心より下側に配置され、軸方向断面において外周が球面の一部に形成される球面部を有して構成され、
   前記軸箱は、使用状態において、前記軸箱の軸心より下側には、前記球面部に摺動自在に嵌合して球面の一部からなる球面座を有し、前記軸箱の軸心より上側には、その内周に軌道面が形成され、
   前記転動体は、前記外輪の内周面と前記軸箱のダミー軌道面とを外径側軌道として転動し、
   前記外輪が前記軸箱に対して調心する転がり軸受装置であって、
   前記球面部は、軸方向においてその両端に形成されて前記球面座に接触する２列の接触部と、これら接触部間に形成されて前記球面座に接触しない非接触部とを有し、
   前記接触部は、軸方向において前記転動体と略同一位置に形成されることを特徴とする転がり軸受装置。
2. 前記非接触部は、平坦に形成される平坦面からなることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
3. 前記非接触部は、前記外輪の軸心に向かって窪む周溝からなることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
4. 前記外輪は、前記非接触部が除去されて径方向に貫通することにより軸方向に分割され、これら分割体間に間座が装着されることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。

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