JP2017211064A - 密封部材、及び、転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転がり軸受の内部が負圧になった際に、負圧を解消することができる転がり軸受用の密封部材を提供する。【解決手段】 内輪と外輪とを備えた転がり軸受に用いられ、内外輪間の環状空間を密封する転がり軸受用の密封部材であって、弾性素材からなる環状の弾性部を備え、前記弾性部は、転がり軸受の外部から内部へ貫通する通気路を当該内部に負圧が生じた際に開放する逆止弁を備え、前記逆止弁は、先端部を互いに突き合わせた第１弁体と、前記第１弁よりも肉厚の薄い第２弁体とを備え、前記第１弁体及び第２弁体は、前記負圧によって弾性変形することにより前記通気路を開放し、前記第１弁体及び第２弁体は互いに密着させる第１合わせ面及び第２合わせ面をそれぞれ有し、前記第２合わせ面は先端側に向かうにしたがって前記内部側に近づき、前記第１合わせ面は先端側に向かうにしたがって外部側に近づくように傾斜している密封部材。【選択図】図２

Description

本発明は、密封部材、及び、転がり軸受装置に関する。

従来、圧延機の圧延ロールは転がり軸受装置に支持されており、当該転がり軸受装置は、転がり軸受と密封部材を備えている。
上記転がり軸受装置としては、例えば、図７に示すようなものがある（特許文献１参照）。
図７に示すように、転がり軸受装置３は、転がり軸受１００とこの転がり軸受１００に装着された第１、第２密封部材２１０，２２０とを備える。圧延ロールのロールネック４は転がり軸受１００を介して水平軸回りに回転自在に支持される。
転がり軸受１００は、ロールネック４に外嵌される一対の第１及び第２内輪１０１，１０２と、ハウジングに固定される複数の第１〜第３外輪１０３〜１０５と、上記各内輪１０１，１０２と各外輪１０３〜１０５との間の環状空間１０８に配置される複数の円錐ころ１０６とを備えている。第１及び第２内輪１０１，１０２は、端部同士を軸方向に突き合わせて配置されている。そして、第１及び第２内輪１０１，１０２における上記端部同士を突き合わせた部分の外周には環状溝１０７が設けられている。この環状溝１０７は、第１及び第２内輪１０１，１０２の端部に段差を設けることにより構成されている。

第１密封部材としてのサイドシール２１０は、転がり軸受１００の軸方向両端部に装着されている。サイドシール２１０は、第１及び第３外輪１０３，１０５の軸方向外側の端面に固定された環状のカバー１０９に内嵌される芯金２１２と、各内輪１０１，１０２の外周面と摺接するリップ部２１１を有している。サイドシール２１０は、圧延ロールを冷却する冷却水や異物がころがり軸受の外部から内部（環状空間１０８）に浸入するのを防止するとともに、環状空間１０８内のグリースが外部に漏れだすことを防止している。

第２密封部材としての内輪間シール２２０は、転がり軸受１００の軸方向中央部の環状溝１０７に装着されている。
内輪間シール２２０は、環状の芯金部２２１と、この芯金部２２１に固定された弾性部２２２とからなる。この弾性部２２２は、環状溝１０７における第１内輪１０１側の周面及び側面のそれぞれに摺接するラジアルリップ部２２３ａ及びサイドリップ部２２３ｂと、環状溝１０７における第２内輪１０２側の周面及び側面のそれぞれに摺接するラジアルリップ部２２４ａ及びサイドリップ部２２４ｂとを有している。
内輪間シール２２０は、ロールネック４の外周面から第１及び第２内輪１０１，１０２の突き合わせた端部同士の間を通過して環状溝１０７に浸入した冷却水や圧延油が環状空間１０８に浸入したり、環状空間１０８内のグリースが外部に漏れだしたりすることを防止している。

特開平１１−２５４０１０号公報

ところで、圧延機の圧延ロールのロールネック４は転がり軸受装置３に支持されており、圧延機の稼働中は転がり軸受１００の内部の温度が昇温し、圧延機が停止すると転がり軸受１００の内部の温度は低下する。転がり軸受１００の内部の温度が低下すると、転がり軸受１００の内部（環状空間１０８）の圧力が低下して、転がり軸受１００の内部が負圧になることがある。
この場合、環状空間１０８が負圧のまま圧延機を再稼働させると、転がり軸受１００の外部の冷却水が、上記負圧による吸引作用によって環状空間１０８内に浸入することがある。その結果、転がり軸受１００の寿命が短寿命になってしまうことがある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、転がり軸受の内部が負圧になった際に、負圧を解消することができる機能を有する転がり軸受用の密封部材、及び、この密封部材を備えた転がり軸受装置を提供することを目的とする。

本発明の密封部材は、内輪と、上記内輪の外周側に同心に配置された外輪と、を備えた転がり軸受に用いられ、上記内輪と上記外輪との間の環状空間を密封する転がり軸受用の密封部材であって、
弾性素材からなる環状の弾性部を備え、
上記弾性部は、転がり軸受の外部から内部へ貫通する通気路を当該内部に負圧が生じた際に開放する逆止弁を備え、
上記逆止弁は、先端部を互いに突き合わせた第１弁体と上記第１弁体よりも肉厚の薄い第２弁体とを備え、少なくとも上記第２弁体が上記負圧によって弾性変形することにより上記通気路を開放し、
上記第１弁体及び上記第２弁体は互いに密着させる第１合わせ面及び第２合わせ面をそれぞれ有し、上記第２合わせ面は先端側に向かうにしたがって上記内部側に近づくように傾斜し、上記第１合わせ面は先端側に向かうにしたがって外部側に近づくように傾斜している、ことを特徴とする。

上記密封部材によれば、上記弾性部は、上記転がり軸受の内部に負圧が生じた際に上記通気路を開放する逆止弁を備えている。
上記逆止弁は、相対的に肉厚の厚い第１弁体と上記第一弁に比べて相対的に肉厚の薄い第２弁体とを有している。そのため、上記逆止弁は、転がり軸受の内部に負圧が生じた際に、剛性の低い上記第２弁体が上記第１弁体に比べて大きく撓み、これにより上記通気路が開放されて上記負圧を解消することができる。
また、上記第１及び第２合わせ面は、上述した所定の向きに傾斜している。そのため、閉鎖状態から開放状態に移行した逆止弁が、再度、閉塞状態に戻る際には、撓み量の小さかった第１弁体が先に元の位置に戻った後、第２弁体が元の位置に戻ることになり、確実に通気路を閉塞する状態に戻すことができる。
更に、上記逆止弁は上記第１及び第２合わせ面が上述した所定の向きに傾斜しているため、上記第２弁体は上記第１弁体の存在によって転がり軸受の外部側に撓みにくくなっている。そのため、上記逆止弁は、上記転がり軸受の内部が負圧になった際には上記通気路が開放され、上記転がり軸受の内部が正圧になっても上記通気路が開放されない逆止弁として機能することができる。
上記逆止弁の挙動については、後に、図３を参照しながら詳しく説明する。

上記密封部材において、上記第１弁体は、上記第１合わせ面の上記外部側の縁部から上記外部側に延びる外部側端面を有し、上記外部側端面は、上記先端側に向かうにしたがって上記外部側から離れるように傾斜しており、
上記外部側端面の上記通気路の通気方向に対する傾斜角度は、上記第２合わせ面の上記通気路の通気方向に対する傾斜角度より小さい、ことが好ましい。
上記転がり軸受の内部にグリースが封入されており、このグリースが上記通気路を通って外部に流出する場合、当該グリースが、上記外部側端面付近に付着すると、更に上記合わせ面にも付着することがあった。このようなグリースの付着が生じると、上記合わせ面同士が密着した閉塞状態に戻ることが妨げられることがあった。
これに対して、上記密封部材において、上記外部側端面は、上述した所定の向きに傾斜しつつ、上記傾斜角度が上記第２合わせ面の上記傾斜角度より小さくなっている。そのため、グリースが外部側端面付近に留まらずに外部側へ抜けやすく、上記合わせ面同士の密着が妨げられにくい。更には、上述した第２弁体のスムーズな開閉も妨げられない。

上記密封部材において、上記弾性部は、上記転がり軸受の一対の内輪の端部同士の突き合わせ部分に設けられた環状溝の軸方向の一端側と接触する第１リップ部と、上記環状溝の軸方向の他端側に接触する第２リップ部とを有することが好ましい。
このような密封部材は、上記した構成を有する転がり軸受における内輪間シールとして好適に使用することができる。

上記密封部材は、上記内輪と上記外輪との間に形成される環状空間の軸方向端部に装着される密封部材であって、上記弾性部は、上記内輪の内周面と接触するリップ部を有することも好ましい。
このような密封部材は、上記した構成を有する転がり軸受におけるサイドシールとして好適に使用することができる。

本発明の転がり軸受装置は、外輪と、内輪と、上記外輪と上記内輪との間に配置された転動体とを備え、上記内輪は、上記内輪の軸方向に端部同士が突き合わされた第１内輪と第２内輪とを有し、上記第１内輪と上記第２内輪とが突き合わされた部分の外周面に環状溝が設けられた転がり軸受と、
上記弾性部が、上記環状溝の軸方向の一端側と接触する第１リップ部と、上記環状溝の軸方向の他端側に接触する第２リップ部とを有する本発明の密封部材と、を含み、
上記環状溝に上記密封部材が装着されたことを特徴とする。

別の本発明の転がり軸受装置は、外輪と、内輪と、上記外輪と上記内輪との間に配置された転動体とを備える転がり軸受と、
上記弾性部が、上記内輪の内周面と接触するリップ部を有する本発明の密封部材と、を含み、
上記内輪と上記外輪との間に形成される環状空間の軸方向両端部の少なくとも一方に上記密封部材が装着されたことを特徴とする。

これらの転がり軸受装置では、転がり軸受内部が負圧になると、上記密封部材の上記逆止弁によって、上記密封部材に設けられた転がり軸受の外部から内部へ貫通する通気路が開放され、転がり軸受の内部に生じた負圧を解消することができる。
また、上記転がり軸受の内部の負圧が解消されると、上記通気路は上記逆止弁によって確実に閉塞される。

本発明によれば、転がり軸受の内部が負圧になった際に、負圧を解消することができる密封部材、及び、この密封部材が装着された転がり軸受装置を提供することができる。

第１実施形態の転がり軸受装置の断面説明図である。 （ａ）は、図１に示した転がり軸受装置に装着される内輪間シールの一例の断面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した内輪間シールの要部拡大図であり、（ｃ）は、（ａ）に示した内輪間シールの部分側面図である。 本発明の実施形態に係る密封部材が備える逆止弁の挙動を説明するための図である。 （ａ）は、図１に示した転がり軸受装置に装着される内輪間シールの別の一例の断面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した内輪間シールの要部拡大図であり、（ｃ）は、（ａ）に示した内輪間シールの部分平面図である。 （ａ）は、図１に示した転がり軸受装置に装着されるサイドシールの一例を示す断面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）に示したサイドシールの要部拡大図である。 （ａ）は、図１に示した転がり軸受装置に装着されるサイドシールの別の一例を示す断面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）に示したサイドシールの要部拡大図である。 従来の転がり軸受装置を示す断面説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の転がり軸受装置の断面説明図である。図２（ａ）は、図１に示した転がり軸受装置に装着される内輪間シールの一例の断面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した内輪間シールの要部拡大図であり、（ｃ）は、（ａ）に示した内輪間シールの部分側面図である。
図３は、本発明の実施形態に係る密封部材が備える逆止弁の挙動を説明するための図である。

＜転がり軸受装置＞
図１に示すように、転がり軸受装置１は、例えば圧延ロールのロールネック（回転軸）２を回転自在に支持するものであり、転がり軸受１０と、この転がり軸受１０の内部Ｓ１（以下、単に内部Ｓ１ともいう）を密封する密封部材２０とを備えている。なお、圧延ロールは冷却水を噴射することによって冷却される。
以下、本明細書においては、転がり軸受１０の軸方向に沿って内部から外部へ向かう側を軸方向外側といい、転がり軸受１０の軸方向に沿って外部から内部へ向かう側を軸方向内側という。

＜転がり軸受＞
転がり軸受１０は、例えば４列の円錐ころ軸受からなる。転がり軸受１０は、軸方向に一対配置された第１及び第２内輪１１，１２と、軸方向に３つ配置された第１〜第３外輪１３〜１５と、４列のそれぞれに配置された複数の円錐ころ（転動体）１６と、４つの保持器１７とを備えている。

第１及び第２内輪１１，１２は、互いの軸方向内側の端部１１ｂ，１２ｂ同士を突き合わせた状態でロールネック２に外嵌されている。各内輪１１，１２の外周面には、それぞれ軸方向に２つの内輪軌道面１１ａ，１２ａが形成されている。各内輪１１，１２の内周面には、当該内周面の焼付きを防止するための潤滑剤であるグリースを収容する螺旋状の潤滑溝１１ｃ，１２ｃが形成されている。

両内輪１１，１２における端部１１ｂ，１２ｂ同士を突き合わせた部分の外周には、両内輪１１，１２に跨って環状溝１８が形成されている。環状溝１８の底面は、第１内輪１１側に形成された第１周面１８ａと、第２内輪１２側に形成された第２周面１８ｂとを有している（図２（ａ）参照）。
両内輪１１，１２における端部１１ｂ，１２ｂ同士を突き合わせた部分には、突き合わせた部分を径方向に貫通する貫通孔３３（図２（ａ）参照）が、周方向に所定間隔をおいて複数設けられている。貫通孔３３を設けることにより、貫通孔３３を介して、第１及び第２内輪１１，１２と、第１〜第３外輪１３〜１５との間に形成される環状空間（転がり軸受の内部）Ｓ１に効率よく空気を導入したり、転がり軸受の内部Ｓ１の空気を排出したりすることができる。

なお、ロールネック２には圧延材の通過により軸方向に不均一な力が頻繁に作用するので、第１内輪１１と第２内輪１２とに周速差が発生し、第１内輪１１と第２内輪１２とが相対的に回転する場合がある。このため、環状溝１８の第２周面１８ｂと第１周面１８ａとは相対的に回転するようになっている。

第１〜第３外輪１３〜１５は、内輪１１，１２の径方向外方において圧延ロールのハウジング（図示省略）の内周面に嵌合されている。第１及び第３外輪１３，１５の内周面には１つの外輪軌道面１３ａ，１５ａが形成されている。第２外輪１４の内周面には、軸方向に２つの外輪軌道面１４ａが形成されている。

円錐ころ１６は、各内輪１１，１２の内輪軌道面１１ａ，１２ａと、各外輪１３〜１５の外輪軌道面１３ａ〜１５ａとの間に転動自在かつ複列（ここでは４列）に配置されている。
各保持器１７は、各列の円錐ころ１６の周方向の間隔をそれぞれ保持している。
また、第１及び第２内輪１１，１２と、第１〜第３外輪１３〜１５との間に形成される環状空間には、グリースが封入されている。

＜密封部材＞
転がり軸受装置１は、密封部材２０として、転がり軸受１０の軸方向両端部にそれぞれ装着された一対のサイドシール２１と、転がり軸受１０の軸方向中央部の環状溝１８に装着された内輪間シール２２とを備えている。

サイドシール２１は、転がり軸受１０が有する環状空間（内部）Ｓ１の軸方向両端を密封するものである。
サイドシール２１は、第１外輪１３（第３外輪１５）の軸方向外側の端面に固定された環状のカバー１９の内周に固定されている。
サイドシール２１は、金属（例えば、ＳＰＣＣ）製で断面Ｌ字形の芯金２１ａと、合成ゴムなどの弾性素材からなり、第１内輪１１（第２内輪１２）の軸方向外側の外周面に摺接するリップ部を有する弾性部２１ｂとバネリング２１ｃとを有している。これにより、サイドシール２１は、転がり軸受１０の外部Ｓ２（以下、単に外部Ｓ２ともいう）から内部（環状空間）Ｓ１に冷却水が浸入するのを防ぐ働きをする。

図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、内輪間シール２２は、断面略Ｌ字形に形成された環状の芯金２３と、芯金２３に固定された環状の弾性部２４とを有している。
芯金２３は、例えば金属製の環状部材からなり、円筒部２３ａと、円筒部２３ａの軸方向一端部から径方向内方に折り曲げられた環状板部２３ｂとを有し、断面Ｌ字形を有している。
弾性部２４は、合成ゴムなどの弾性素材からなり、芯金２３に加硫接着、焼き付けなどで固定されている。弾性部２４は、芯金２３の円筒部２３ａの外周面よりも径方向内方に位置している。

弾性部２４は、環状板部２３ｂの径方向内端部から径方向内方に延びる第１リップ部２５Ａと、円筒部２３ａの軸方向他端部から径方向内方に延びる第２リップ部２５Ｂとを有している。
第１リップ部２５Ａは、所定の締め代をもって第２周面１８ｂに外嵌されており、その緊迫力により第２周面１８ｂに対して相対移動しないようになっている。これにより、内輪間シール２２は、第２内輪１２に一体回転可能に装着されている。

第２リップ部２５Ｂは、第１周面１８ａに接触している。第２リップ部２５Ｂは、第１リップ部２５Ａより低い緊迫力で第１周面１８ａに接触している。そのため、第２リップ部２５Ｂは、第１内輪１１と第２内輪１２とが相対的に回転した場合、環状溝１８の第１周面１８ａに対して摺接するようになっている。つまり、内輪間シール２２は、第１内輪１１に対して摺動可能である。

第２リップ部２５Ｂは、当該第２リップ部２５Ｂを軸方向に貫通する開口部が円形状の通気路２６を有し、通気路２６の外部Ｓ２側の端部には、逆止弁２７が設けられている。
逆止弁２７は、径方向外方側（図中、上側）に設けられた第１弁体２８と、径方向内方側（図中、下側）に設けられた第２弁体２９とからなり、両者の先端部は互いに突き合わせられている。
第１弁体２８は、側面視半円状を有し、その径方向内方側の端部に、第２弁体２９の第２合わせ面２９ａと密着させる第１合わせ面２８ａと、第１合わせ面２８ａの外部Ｓ２側の縁部２８ｃから外部Ｓ２側に延びる外部側端面２８ｂとを有している。
第２弁体２９は、側面視半円状を有し、第１弁体２８よりも肉厚が薄く、その径方向外方側の端部に第１弁体２８の第１合わせ面２８ａと密着させる第２合わせ面２９ａを有している。

このような逆止弁２７は、転がり軸受１０の内部Ｓ１に負圧が生じた際に通気路２６を開放し、これにより通気路２６を通る外部Ｓ２側から内部Ｓ１側への気体の流入が許容される。そのため、転がり軸受１０の内部Ｓ１に生じた負圧を解消することができる。

逆止弁２７では、第１弁体２８の第１合わせ面２８ａは、先端側（径方向内方側）に向かうにしたがって外部Ｓ２側に近づくように傾斜しており、第２弁体２９の第２合わせ面２９ａは、先端側（径方向外方側）に向かうにしたがって内部Ｓ１側に近づくように傾斜している。そのため、逆止弁２７は、転がり軸受１０の内部に生じた負圧を解消するために通気路２６を開放するとともに、上記負圧が解消された際には、確実に通気路２６を閉塞することができる。

逆止弁２７の挙動について、図３を参照しながら説明する。
逆止弁２７は、通常、図３（ａ）に示すように第１弁体２８の第１合わせ面２８ａと第２弁体２９の第２合わせ面２９ａとが密着した閉塞状態にある。この状態では、逆止弁２７によって通気路２６が閉塞されているため、内部Ｓ１側と外部Ｓ２側との間での気体の流通は抑制されている。
一方、転がり軸受１０の内部Ｓ１に負圧が生じた際には、図３（ｂ）示すように、上記第１弁体２８及び第２弁体２９のそれぞれが内部Ｓ１側に撓むことによって、逆止弁２７が開放状態となり、通気路２６が開放されて通気路２６を介した外部Ｓ２側から内部Ｓ１側への気体の流入が許容される。その結果、転がり軸受１０の内部の負圧が解消される。
このとき、第２弁体２９は、第１弁体２８よりも肉厚が薄く、剛性が低いため、第１弁体２８よりも先に変形し始め、かつ第１弁体２８よりも大きく撓み、これにより通気路２６が開放される。
更に、転がり軸受１０の内部Ｓ１の負圧が解消された後には、図３（ｃ）に示すように、第１弁体２８の第１合わせ面２８ａと第２弁体２９の第２合わせ面２９ａとが密着した閉塞状態に戻る。このとき、第１弁体２８は第２弁体２９に比べて撓みにくく、かつ撓み量が小さいため、第１弁体２８が先に閉塞状態に戻った後、続いて第２弁体２９が閉塞状態に戻る。
ここで、逆止弁２７は、第１合わせ面２８ａ及び第２合わせ面２９ａが所定の向きに傾斜しているため、開放状態から閉塞状態に戻る際に、第２合わせ面２９ａが第１合わせ面２８ａに引っ掛かることなく、スムーズに閉塞状態に戻ることができる。

これに対して、図３（ｄ）〜（ｆ）に示すように、互いに密着しうる合わせ面１２８ａ，１２９ａが通気路１２６の通気方向（図中、左右方向）と平行に設けられた第１弁体１２８と第２弁体１２９とを有する逆止弁１２７では、以下のような挙動を示すことがある。
即ち、逆止弁１２７では、内部Ｓ１に生じた負圧により第１弁体１２８及び第２弁体１２９が内部Ｓ１側に撓むことによって逆止弁１２７が開放状態となり、通気路１２６が開放された後（図３（ｄ）及び（ｅ）参照）、内部Ｓ１の負圧が解消されて逆止弁１２７が開放状態から閉塞状態に戻る際に、図３（ｆ）に示すように、第２弁体１２９の第２合わせ面１２９ａが第１弁体１２８の第１合わせ面１２８ａに引っ掛かってしまい所定の閉塞状態に戻らないことがある。
このように、第２弁体１２９の第２合わせ面１２９ａが第１弁体１２８に引っ掛かってしまうと、通気路１２６が完全に閉塞されず、転がり軸受の内部Ｓ１のグリースが漏れ出してしまうことがある。

また、逆止弁１２７は、第１合わせ面１２８ａ及び第２合わせ面１２９ａが通気路１２６の通気方向と平行に設けられているため、第１弁体１２８及び第２弁体１２９が外部Ｓ２側にも撓みやすい形状を有している。
これに対して、本発明の実施形態に係る密封部材では、上述した通り、逆止弁２７の第１弁体２８の第１合わせ面２８ａ及び第２弁体２９の第２合わせ面２９ａが、上述した所定の向きに傾斜している。そのため、第２弁体２９は、内部Ｓ１側にはスムーズに撓むことができるが、外部Ｓ２側には第１弁体２８の存在によって撓みにくくなっている。
従って、逆止弁２７は、内部Ｓ１に負圧が生じた際には通気路２６をスムーズに開放するのに対して、内部Ｓ１に正圧が生じても通気路２６を開放することがなく、正圧時に通気路２６が開放されて転がり軸受１０の内部Ｓ１のグリースが外部に流出してしまうことを回避することができる。

このように、本発明の実施形態に係る密封部材の逆止弁２７では、先端側に向かうにしたがって、第１合わせ面２８ａは外部Ｓ２側に近づき、第２合わせ面２９ａは内部Ｓ１側に近づくように、それぞれの合わせ面が傾斜していることが重要である。逆止弁２７は、このような構成を備えるため、転がり軸受１０の内部Ｓ１が負圧になった際に通気路２６を開放し、また、負圧が解消された際には、第２弁体２９の第２合わせ面２９ａが第１弁体２８に引っ掛かることなく閉塞状態に戻ることができる。更に、逆止弁２７は、内部Ｓ１が正圧になっても通気路２６を開放せず、正圧時に通気路２６が開放されて内部Ｓ１のグリースが外部に流出してしまうことを回避することができる。

逆止弁２７において、第１弁体２８の外部側端面２８ｂは、図２（ｂ）に示すように、第１弁体２８の先端側（径方向内方側）に向かうにしたがって外部Ｓ２側から離れるように傾斜している。ここで、通気路２６の通気方向Ｘに対する外部側端面２８ｂの傾斜角度βは、上記通気方向Ｘに対する第２合わせ面２９ａの傾斜角度αよりも小さいことが好ましい。
この場合、転がり軸受１０の内部Ｓ１のグリースが外部Ｓ２に流出した際に、当該グリースが外部側端面２８ｂ付近に留まること回避することができ、第１合わせ面２８ａと第２合わせ面２９ａとの密着が妨げられなくなる。更に、第２弁体が第１弁体よりも撓みやすい状態を維持することができるため、第２弁体のスムーズな開閉が阻害されることもない。
なお、上記通気方向とは上記逆止弁を垂直に貫く方向であり、本実施形態では、第１弁体２８及び第２弁体２９の径方向に対して垂直で、縁部２８ｃを通る方向をいう。

上記傾斜角度βは、０°以上で上記傾斜角度α未満であることが好ましい。０°未満では外部側端面２８ｂ付近にグリースが留まりやすくなり、上記傾斜角度αより大きくなると、第１弁体２８の剛性が不足し、第２弁体２９との撓みやすさの差が小さくなり本発明の効果を奏さなくなるおそれがある。上記傾斜角度βは、０°を超えることがより好ましい。なお、本実施形態において、上記角度βが０°未満の場合、外部側端面２８ｂは、先端側に向かうにしたがって外部Ｓ２側に近づくように傾斜している。
上記傾斜角度αは、特に限定されないが、例えば、４５〜７０°程度に設定すればよい。

［第２実施形態］
本実施形態の転がり軸受装置は、環状溝１８に装着される内輪間シール４２が第１実施形態の内輪間シール２２と異なる。
図４は、（ａ）は、図１に示した転がり軸受装置に装着される内輪間シールの別の一例の断面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した内輪間シールの要部拡大図であり、（ｃ）は、（ａ）に示した内輪間シールの部分平面図である。
本実施形態の内輪間シール４２は、弾性素材からなる環状の弾性部４４で構成されている。弾性部４４は、断面がほぼ矩形状の本体部４５Ｃと、本体部４５Ｃに内周面から径方向内方側に延びる第１リップ部４５Ａと第２リップ部４５Ｂとを有している。第１リップ部４５ａと第２リップ部４５ｂとは、弾性部４４の内周側の全周に設けられた空間部５０を介して隔てられている。

第１リップ部４５Ａは、所定の締め代をもって第１周面１８ａに外嵌されており、その緊迫力により第１周面１８ａに対して相対移動しないようになっている。これにより、内輪間シール４２は、第１内輪１１に一体回転可能に装着されている。
第２リップ部４５Ｂは、第２周面１８ｂに接触している。第２リップ部４５Ｂは、第１リップ部４５Ａより低い緊迫力で第２周面１８ｂに接触している。そのため、第２リップ部４５Ｂは、第１内輪１１と第２内輪１２とが相対的に回転した場合、環状溝１８の第２周面１８ｂに対して摺接するようになっている。つまり、内輪間シール４２は、第２内輪１２に対して摺動可能である。

弾性部４４には、当該弾性部４４を径方向に貫通し、本体部４５Ｃの外周面から空間部５０に繋がる通気路４６が設けられており、通気路４６の外部Ｓ２側の端部には、逆止弁４７が設けられている。通気路４６は平面視円形状を有している。
逆止弁４７は第１リップ部４５Ａ側（図中、左側）に設けられた第１弁体４８と、第２リップ部４５Ｂ側（図中、右側）に設けられた第２弁体４９とからなる。両者の先端部は互いに突き合わせられている。
第１弁体４８は、平面視半円状を有し、第２リップ部４５Ｂ側（図中、右側）の端部に第２弁体４９の第２合わせ面４９ａと密着させる第１合わせ面４８ａと、第１合わせ面４８ａの外部Ｓ２側の縁部４８ｃから外部Ｓ２側に延びる外部側端面４８ｂとを有している。
第２弁体４９は、平面視半円状を有し、第１弁体４８よりも肉厚が薄く、第１リップ部４５Ａ側（図中、左側）の端部に第１弁体４８の第１合わせ面４８ａと密着させる第２合わせ面４９ａを有している。

逆止弁４７では、第１弁体４８の第１合わせ面４８ａは、先端側（第２弁体側）に向かうにしたがって外部Ｓ２側に近づくように傾斜しており、第２弁体４９の第２合わせ面４９ａは、先端側（第１弁体側）に向かうにしたがって内部Ｓ１側に近づくように傾斜している。そのため、逆止弁４７は、転がり軸受１０の内部Ｓ１に負圧が生じた際に通気路４６を開放するとともに、上記負圧が解消された際には、確実に通気路４６を閉塞することができる。
また、逆止弁４７において、外部側端面４８ｂは、第１弁体４８の先端側に向かうにしたがって外部Ｓ２側から離れるように傾斜しており、かつ通気路４６の通気方向に対する傾斜角度が、上記通気方向に対する第２合わせ面４９ａの傾斜角度よりも小さくなっている。そのため、第２弁体４９はスムーズに開閉し、また、外部側端面４８ｂ付近にはグリースが留まりにくい。

このような逆止弁４７は、第１実施形態の内輪間シール２２が有する逆止弁２７と同様、転がり軸受１０の内部Ｓ１に負圧が生じた際に開放状態となり、通気路４６を通る外部Ｓ２側から内部Ｓ１側へ気体の流入を許容する。そのため、転がり軸受１０の内部Ｓ１に生じた負圧を解消することができる。また、上記負圧が解消された後には、確実に通気路４６を閉塞することができる。更に、転がり軸受１０の内部Ｓ１が正圧になっても通気路４６を開放しなくなっている。

［第３実施形態］
本実施形態の転がり軸受装置は、サイドシール６１が第１実施形態のサイドシール２１とは異なる。図５（ａ）は、図１に示した転がり軸受装置に装着されるサイドシールの一例を示す断面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）に示したサイドシールの要部拡大図である。
本実施形態のサイドシール６１は、第３外輪１５（第１外輪１３）の軸方向外側の端面に固定された環状のカバー１９と、第２内輪１２（第１内輪１１）との間に設けられている。

サイドシール６１は、転がり軸受１０の内部Ｓ１と外部Ｓ２とを区画しており、内部Ｓ１に封入されたグリースが転がり軸受１０の外部Ｓ２側へ流出するのを抑制するとともに、外部Ｓ２側から内部Ｓ１側に水が浸入するのを防止する機能を有している。

サイドシール６１は、環状の芯金６３と、この芯金６３に固定されている環状の弾性部６４とを備えている。また、サイドシール６１は、バネリング７１も備えている。
芯金６３は、金属（例えば、ＳＰＣＣ）製であり、円筒部６３ａと、円筒部６３ａの軸方向一端部から径方向内方に折り曲げられた環状板部６３ｂとを有し、断面Ｌ字形を有している。
サイドシール６１は、芯金６３の円筒部６３ａが弾性部６４の外周部６５Ｃを挟んでカバー１９の内周面に嵌合することで、転がり軸受１０の軸方向端部に取り付けられている。

弾性部６４は、ゴム製（合成ゴム製）であり、第２内輪１２に接触可能である主リップ部６５Ａを有している。また、弾性部６４は、環状板部６３ｂの内部Ｓ１側に設けられた本体部６５Ｂと、円筒部６３ａの外周面側に設けられた外周部６５Ｃと、本体部６５Ｂの径方向内方側から第２内輪１２側に延びて第２内輪１２の外周面との間に隙間を有して設けられた副リップ部６５Ｄとを有している。弾性部６４は、芯金６３に加硫接着、焼き付けなどで固定されている。バネリング７１は、主リップ部６５Ａに対して縮径させる方向の弾性力を付与している。

主リップ部６５Ａは、内周側に向かうにしたがって先細りとなる形状を有している。具体的に説明すると、主リップ部６５Ａは、第２内輪１２の外周面に接触するリップ先端７４と、リップ先端７４から軸方向一方側（内部Ｓ１側）に向かうにしたがって拡径する第１斜面７２と、リップ先端７４から軸方向他方側（外部Ｓ２側）に向かうにしたがって拡径する第２斜面７３とを有している。

サイドシール６１は、本体部６５Ｂ及び環状板部６３ｂを軸方向に貫通する開口部が円形状の通気路６６を有しており、通気路６６の内部Ｓ１側の端部には、逆止弁６７が設けられている。
逆止弁６７は、径方向外方側（図中、上側）に設けられた第１弁体６８と、径方向内方側（図中、下側）に設けられた第２弁体６９とからなる。両者の先端部は互いに突き合わせられている。
第１弁体６８は、側面視半円状を有し、その径方向内方側の端部に第２弁体６９の第２合わせ面６９ａと密着させる第１合わせ面６８ａと、第１合わせ面６８ａの外部Ｓ２側の縁部６８ｃから外部Ｓ２側に延びる外部側端面６８ｂとを有している。
第２弁体６９は、側面視半円状を有し、第１弁体６８より肉厚が薄く、その径方向外方側の端部に第１弁体６８の第１合わせ面６８ａと密着させる第２合わせ面６９ａを有している。

逆止弁６７では、第１合わせ面６８ａは、先端側（径方向内方側）に向かうにしたがって外部Ｓ２側に近づくように傾斜しており、第２弁体６９の第２合わせ面６９ａは、先端側（径方向外方側）に向かうにしたがって内部Ｓ１側に近づくように傾斜している。そのため、逆止弁６７は、転がり軸受１０の内部Ｓ１に負圧が生じた際に通気路６６を開放するとともに、上記負圧が解消された際には、確実に通気路６６を閉塞することができる。
また、逆止弁６７において、外部側端面６８ｂは、第１弁体６８の先端側に向かうにしたがって外部Ｓ２側から離れるように傾斜しており、かつ通気路６６の通気方向に対する傾斜角度が、上記通気方向に対する第２合わせ面６９ａの傾斜角度よりも小さくなっている。そのため、第２弁体６９はスムーズに開閉し、また、外部側端面６８ｂ付近にはグリースが留まりにくい。

このような逆止弁６７は、転がり軸受１０の内部Ｓ１に負圧が生じた際に開放状態となり、通気路６６を通る外部Ｓ２側から内部Ｓ１側への気体の流入を許容する。そのため、転がり軸受１０の内部Ｓ１に生じた負圧を解消することができる。また、上記負圧が解消された後には、確実に通気路６６を閉塞することができる。更に、転がり軸受１０の内部Ｓ１が正圧になっても通気路６６を開放しなくなっている。

［第４実施形態］
本実施形態の転がり軸受装置は、サイドシール８１が第１実施形態のサイドシール２１とは異なる。図６は、（ａ）は、図１に示した転がり軸受装置に装着されるサイドシールの別の一例を示す断面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）に示したサイドシールの要部拡大図である。
本実施形態のサイドシール８１は、通気路及び逆止弁の位置が異なる以外は、第３実施形態のサイドシール６１と同様である。そのため、通気路及び逆止弁以外については、サイドシール６１と同様の符号を付与している。

サイドシール８１は、転がり軸受１０の内部Ｓ１と外部Ｓ２とを区画しており、内部Ｓ１に封入されたグリースが転がり軸受１０の外部Ｓ２側へ流出するのを抑制するとともに、外部Ｓ２側から内部Ｓ１側に水が浸入するのを防止する機能を有している。
サイドシール８１は、サイドシール６１と同様、環状の芯金６３と弾性部６４とバネリング７１とを備えている。
サイドシール６１は、芯金６３の円筒部６３ａが弾性部６４の外周部６５Ｃを挟んでカバー１９の内周面に嵌合することで、転がり軸受１０の軸方向端部に取り付けられており、主リップ部６５Ａは、第２内輪１２の外周面と接触している。

サイドシール８１には、主リップ部６５Ａを径方向に貫通する通気路８６が設けられており、通気路８６の外部Ｓ２側の端部には、逆止弁８７が設けられている。
逆止弁８７は軸方向内側（図中、左側）に設けられた第１弁体８８と、軸方向外側（図中、右側）に設けられた第２弁体８９とからなる。両者の先端部は互いに突き合わせられている。
第１弁体８８は、平面視半円状を有し、その軸方向外側の端部に第２弁体８９の第２合わせ面８９ａと密着させる第１合わせ面８８ａと、第１合わせ面８８ａの外部Ｓ２側の縁部８８ｃから外部Ｓ２側に延びる外部側端面８８ｂとを有している。
第２弁体８９は、平面視半円状を有し、第１弁体８８よりも肉厚が薄く、その軸方向内側の端部に第１弁体８８の第１合わせ面８８ａと密着させる第２合わせ面８９ａを有している。

逆止弁８７では、第１弁体８８の第１合わせ面８８ａは、先端側（軸方向外側）に向かうにしたがって外部Ｓ２側に近づくように傾斜しており、第２弁体８９の第２合わせ面８９ａは、先端側（軸方向内側）に向かうにしたがって内部Ｓ１側に近づくように傾斜している。そのため、逆止弁８７は、転がり軸受１０の内部Ｓ１に負圧が生じた際に通気路８６を開放するとともに、上記負圧が解消された際には、確実に通気路８６を閉塞することができる。
また、逆止弁８７において、外部側端面８８ｂは、第１弁体８８の先端側に向かうにしたがって外部Ｓ２側から離れるように傾斜しており、かつ通気路８６の通気方向に対する傾斜角度が、上記通気方向に対する第２合わせ面８９ａの傾斜角度よりも小さくなっている。そのため、第２弁体８９はスムーズに開閉し、また、外部側端面８８ｂ付近にはグリースが留まりにくい。

このような逆止弁８７は、転がり軸受１０の内部Ｓ１に負圧が生じた際に開放状態となり、通気路８６を通る外部Ｓ２側から内部Ｓ１側への気体の流入を許容する。そのため、転がり軸受１０の内部Ｓ１に生じた負圧を解消することができる。また、上記負圧が解消された後には、確実に通気路８６を閉塞することができる。更に、転がり軸受１０の内部Ｓ１が正圧になっても通気路８６を開放しにくくなっている。

［その他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。
本発明の実施形態に係る密封部材において、当該密封部材に設けられる逆止弁及び通気路の数は特に限定されず、１つであっても良いし、複数であっても良い。また、その位置も特に限定されない。

本発明の実施形態に係る転がり軸受装置が、内輪間シール及びサイドシールを備えている場合、内輪間シール及びサイドシールの両方が通気路と逆止弁とを備えた密封部材であっても良いし、内輪間シール及びサイドシールのいずれか一方のみが通気路と逆止弁とを備えた密封部材であっても良い。更には２つのサイドシールのうちの一方のサイドシールのみが通気路と逆止弁とを備えた密封部材であっても良い。

また、本発明の実施形態で用いられる転がり軸受は、圧延ロールのロールネック支持に使用される転がり軸受に限られず、他の装置（用途）に使用される転がり軸受であっても良い。

１：転がり軸受装置、２：ロールネック（回転軸）、１０：転がり軸受、１１：第１内輪、１２：第２内輪、１３：第１外輪、１４：第２外輪、１５：第３外輪、１６：円錐ころ、１７：保持器、１８：環状溝、１８ａ：第１周面、１８ｂ：第２周面、１９：環状空間、２０：密封部材、２１、６１、８１：サイドシール（密封部材）、２２、４２：内輪間シール（密封部材）、２３、６３：芯金、２４、４４、６４：弾性部、２５Ａ、４５Ａ：第１リップ部、２５Ｂ、４５Ｂ：第２リップ部、４５Ｃ、６５Ｂ：本体部、５０：空間部、６５Ａ：主リップ部、６４Ｃ：副リップ部、６４Ｄ：外周部、２６、４６、６６、８６：通気路、２７、４７、６７、８７：逆止弁、２８、４８、６８、８８：第１弁体、２８ａ、４８ａ、６８ａ、８８ａ：第１合わせ面、２８ｂ、４８ｂ、６８ｂ、８８ｂ：外部側端面、２８ｃ、４８ｃ、６８ｃ、６８ｃ：縁部、２９、４９、６９、８９：第２弁体、２９ａ、４９ａ、６９ａ、８９ａ、：第２合わせ面、Ｓ１：（転がり軸受の）内部、Ｓ２：（転がり軸受の）外部

Claims (6)

1. 内輪と、前記内輪の外周側に同心に配置された外輪と、を備えた転がり軸受に用いられ、前記内輪と前記外輪との間の環状空間を密封する転がり軸受用の密封部材であって、
   弾性素材からなる環状の弾性部を備え、
   前記弾性部は、転がり軸受の外部から内部へ貫通する通気路を当該内部に負圧が生じた際に開放する逆止弁を備え、
   前記逆止弁は、先端部を互いに突き合わせた第１弁体と、前記第１弁体よりも肉厚の薄い第２弁体とを備え、少なくとも前記第２弁体が前記負圧によって弾性変形することにより前記通気路を開放し、
   前記第１弁体及び前記第２弁体は互いに密着させる第１合わせ面及び第２合わせ面をそれぞれ有し、前記第２合わせ面は先端側に向かうにしたがって前記内部側に近づくように傾斜し、前記第１合わせ面は先端側に向かうにしたがって外部側に近づくように傾斜している、ことを特徴とする密封部材。
2. 前記第１弁体は、前記第１合わせ面の前記外部側の縁部から前記外部側に延びる外部側端面を有し、前記外部側端面は、前記先端側に向かうにしたがって前記外部側から離れるように傾斜しており、
   前記外部側端面の前記通気路の通気方向に対する傾斜角度は、前記第２合わせ面の前記通気路の通気方向に対する傾斜角度より小さい、請求項１に記載の密封部材。
3. 前記弾性部は、前記転がり軸受の一対の内輪の端部同士の突き合わせ部分に設けられた環状溝の軸方向の一端側と接触する第１リップ部と、前記環状溝の軸方向の他端側に接触する第２リップ部とを有する請求項１又は２に記載の密封部材。
4. 前記密封部材は、前記内輪と前記外輪との間に形成される環状空間の軸方向端部に装着される密封部材であって、
   前記弾性部は、前記内輪の内周面と接触するリップ部を有する請求項１又は２に記載の密封部材。
5. 外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置された転動体とを備え、
   前記内輪は、前記内輪の軸方向に端部同士が突き合わされた第１内輪と第２内輪とを有し、前記第１内輪と前記第２内輪とが突き合わされた部分の外周面に環状溝が設けられた転がり軸受と、
   請求項３に記載の密封部材と、
   を含み、
   前記環状溝に前記密封部材が装着されたことを特徴とする転がり軸受装置。
6. 外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置された転動体とを備える転がり軸受と、
   請求項４に記載の密封部材と、
   を含み、
   前記内輪と前記外輪との間に形成される環状空間の軸方向両端部の少なくとも一方に前記密封部材が装着されたことを特徴とする転がり軸受装置。

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