JP2020063846A - 軸受装置、密封装置、及び組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受装置の内輪と、回転可能に支持するロールとの間の隙間に水が滞留しないようにして腐食の発生を防ぐ。【解決手段】軸受装置７は、杵型ロール３の小径軸部４に外嵌する内輪１１、筒状の外輪部材１２、円筒ころ１３及び軸箱１４を有する軸受本体１０と、外部からの水の浸入を防止するための密封構造体３０とを備えている。密封構造体３０は、ロール３の大径部５に形成されている凹周溝６に一部が入ってラビリンス隙間を形成するためのラビリンスリング３１と、内輪１１の軸方向側部１６に取り付けられロール３の一部に接触し内輪１１とロール３との間に外部から水が浸入するのを防止するためのパッキン５１とを有している。【選択図】 図１

Description

本発明は、杵型ロールを回転可能として支持する軸受装置、この軸受装置に設けられる密封装置、及び杵型ロールと前記軸受装置との組立体に関する。

製鋼工程に用いられる連続鋳造機の駆動ロールでは、重荷重による杵型ロールのたわみを抑えるため、図１１に示すように、ロール９０の中央の小径軸部９１を軸受装置９９によって支持する構成が採用されている。この構成を得るために、軸受装置９９に含まれる内輪９５、外輪部材９４及び軸箱９３等は二分割構造を有している。

連続鋳造機に用いられる軸受装置９９には冷却水が降りかかることから、軸受装置９９とロール９０の大径部９２との間から軸受内部等に冷却水が浸入するのを防止するために、軸受装置９９には、ラビリンスリング９８や、オイルシール９７が設けられている（特許文献１参照）。図１１に示す軸受装置９９は、更に、オイルシール９７と並んでパッキン９６も設けられている。

図１２は、図１１に示す軸受装置９９の右側の一部を示す断面図である。ラビリンスリング９８は、その一部がロール９０の大径部９２に形成されている凹周溝９２ａに入った状態となることにより凹周溝９２ａとの間にラビリンス隙間を形成し、外部から冷却水等の異物がロール９０のネック部９０ａと内輪９５との間（隙間１００）に浸入するのを抑制している。一方で、ラビリンスリング９８、オイルシール９７及びパッキン９６は、外部から冷却水等の異物が、内輪９５と外輪部材９４との間（軸受内部）へ浸入するのを防止している。

特開２０１４−２３１８７６号公報

ロール９０（図１１参照）は、軸箱９３と共に固定状態にあるラビリンスリング９８に対して回転することから、図１２に示すように、ラビリンスリング９８とロール９０（凹周溝９２ａ）との間には隙間が設けられており、冷却水の浸入を抑制することは可能であるが、浸入を完全に防ぐことはできない。

このため、冷却水が、ロール９０のネック部９０ａと内輪９５の軸方向側部９５ａとの間の隙間１００に浸入し、浸入した冷却水が隙間１００に滞留することがあり、腐食の発生原因となってしまう。このまま使用を継続すると、この腐食部分が起点となって例えばロール９０を損傷させる可能性がある。

そこで、本発明は、内輪とロールとの間の隙間に水が滞留しないようにして腐食の発生を防ぐことを可能とする軸受装置、前記腐食の発生を防ぐための密封装置、及び杵型ロールと前記軸受装置との組立体を提供することを目的とする。

（１）本発明は、小径軸部と大径部とを有する杵型ロールの当該小径軸部に外嵌する内輪、前記内輪の径方向外側に設けられている筒状の外輪部材、前記内輪と前記外輪部材との間に設けられている複数の転動体、及び、前記外輪部材を支持している軸箱を有する軸受本体と、前記転動体が設けられている軸受内部、及び、前記内輪と前記ロールとの間に、外部から水が浸入するのを防止するための密封構造体と、を備えた軸受装置であって、前記密封構造体は、前記内輪の径方向外側において前記軸受本体に取り付けられ前記ロールの大径部に形成されている凹周溝に一部が入って当該凹周溝との間でラビリンス隙間を形成するラビリンスリングと、前記内輪の軸方向側部に取り付けられ前記ロールの一部に接触し当該内輪と当該ロールとの間に外部から水が浸入するのを防止するためのパッキンと、を有している。
前記パッキンは、二分割構造であり、分割されている当該各パッキンは軸方向に突出する凸部を有し、前記内輪の軸方向側部には軸方向に窪む凹部を有し、前記凸部が前記凹部に嵌合している。

（２）また、本発明は、小径軸部と大径部と当該大径部から当該小径軸部に向かって直径が徐々に小さくなる凹曲面形状を有するネック部とを有する杵型ロールの当該小径軸部に外嵌する内輪、前記内輪の径方向外側に設けられている筒状の外輪部材、前記内輪と前記外輪部材との間に設けられている複数の転動体、及び、前記外輪部材を支持している軸箱を有する軸受本体と、前記転動体が設けられている軸受内部、及び、前記内輪と前記ロールとの間に、外部から水が浸入するのを防止するための密封構造体と、を備えた軸受装置であって、前記密封構造体は、前記内輪の径方向外側において前記軸受本体に取り付けられ前記ロールの大径部に形成されている凹周溝に一部が入って当該凹周溝との間でラビリンス隙間を形成するラビリンスリングと、前記内輪の軸方向側部に取り付けられ前記ロールの一部に接触し当該内輪と当該ロールとの間に外部から水が浸入するのを防止するためのパッキンと、を有している。
前記パッキンは、二分割構造であり、分割されている当該各パッキンは軸方向に突出する凸部を有し、前記内輪の軸方向側部には軸方向に窪む凹部を有し、前記凸部が前記凹部に嵌合し、前記パッキンは、前記ネック部から前記大径部のうち前記ラビリンスリングよりも径方向内方までの範囲において前記ロールに接触している。

前記（１）（２）の軸受装置によれば、内輪の軸方向側部に取り付けられているパッキンが、ロールの一部に接触して内輪とロールとの間に外部から水が浸入するのを防止することで、これら内輪とロールとの間の隙間に水が滞留しないようにして腐食の発生を防ぐことが可能となる。

（３）また、前記（１）（２）に記載の軸受装置において、前記内輪は、前記軸方向側部において、径方向外側から、当該内輪の中心線に直交する仮想面上に位置する円環面と、軸方向中央に向かうにしたがって縮径する円弧状面と、前記小径軸部に嵌合している円筒面と、を有し、前記内輪の前記軸方向側部のうちの少なくとも前記円弧状面に環状の取り付け溝が設けられており、前記パッキンは、前記取り付け溝に取り付けられている本体部と、当該本体部から前記ロール側に設けられ当該ロールに接触可能である接触部と、を有している構成とすることができる。
この構成によれば、内輪の円弧状面にパッキンが取り付けられた構成となり、ロールのネック部との間で止水する構成となる。また、円環面を、内輪の加工の際に活用することができる。

（４）また、本発明は、小径軸部と大径部とを有する杵型ロールの当該小径軸部に外嵌する内輪、前記内輪の径方向外側に設けられている筒状の外輪部材、前記内輪と前記外輪部材との間に設けられている複数の転動体、及び、前記外輪部材を支持している軸箱を有する軸受本体と、前記転動体が設けられている軸受内部、及び、前記内輪と前記ロールとの間に、外部から水が浸入するのを防止するための密封構造体と、を備えた軸受装置であって、前記密封構造体は、前記内輪の軸方向側部に取り付けられ前記ロールの一部に接触し当該内輪と当該ロールとの間に外部から水が浸入するのを防止するためのパッキンを有する。
前記パッキンは、二分割構造であり、分割されている当該各パッキンは軸方向に突出する凸部を有し、前記内輪の軸方向側部には軸方向に窪む凹部を有し、前記凸部が前記凹部に嵌合している。

（５）また、本発明は、小径軸部と大径部と当該大径部から当該小径軸部に向かって直径が徐々に小さくなる凹曲面形状を有するネック部とを有する杵型ロールの当該小径軸部に外嵌する内輪、前記内輪の径方向外側に設けられている筒状の外輪部材、前記内輪と前記外輪部材との間に設けられている複数の転動体、及び、前記外輪部材を支持している軸箱を有する軸受本体と、前記転動体が設けられている軸受内部、及び、前記内輪と前記ロールとの間に、外部から水が浸入するのを防止するための密封構造体と、を備えた軸受装置であって、前記密封構造体は、前記内輪の軸方向側部に取り付けられ前記ロールの一部に接触し当該内輪と当該ロールとの間に外部から水が浸入するのを防止するためのパッキンを有する。
前記パッキンは、二分割構造であり、分割されている当該各パッキンは軸方向に突出する凸部を有し、前記内輪の軸方向側部には軸方向に窪む凹部を有し、前記凸部が前記凹部に嵌合し、前記パッキンは、前記ネック部から前記大径部の側面までの範囲において前記ロールに接触している。

（６）また、本発明は、軸箱に対して杵型ロールを回転可能として支持するために当該ロールの小径軸部に装着される軸受装置の内輪の軸方向側部に設けられ、当該内輪と前記ロールとの間に外部から水が浸入するのを防止するための密封装置であって、前記内輪の前記軸方向側部に形成されている取り付け溝に取り付けられる本体部と、当該本体部から前記ロール側に設けられ当該ロールの一部に接触可能である接触部と、を有する。前記本体部は、前記内輪に設けられている取り付け溝に軸方向に窪んで形成されている凹部に係合する軸方向に突出した凸部を有する。

（７）また、本発明は、小径軸部と大径部とを有する杵型ロールと、当該杵型ロールを支持する前記軸受装置と、を備える組立体である。

本発明によれば、内輪に取り付けられているパッキンがロールに接触し、これら内輪とロールとの間に外部から水が浸入するのを防止することで、内輪とロールとの間の隙間に水が滞留しないようにして腐食の発生を防ぐことが可能となる。

本発明における第一の形態を有する密封構造体を含む軸受装置の一例を示す断面図である。 図１に示す軸受装置及びロールの一部を示す断面図である。 図１及び図２に示すパッキンの断面図である。 図３に示すパッキンの変形例を示す断面図である。 第二の形態を有する密封構造体を含む軸受装置及びロールの一部を示す断面図である。 図５に示すパッキンの断面図である。 図５に示すパッキンの変形例を示す断面図である。 図７に示すパッキンの断面図である。 第三の形態を有する密封構造体を含む軸受装置及びロールの一部を示す断面図である。 図９に示すパッキンの断面図である。 従来の軸受装置の断面図である。 図１１に示す軸受装置の右側の一部を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔軸受装置の全体構成〕
図１は本発明における第一の形態を有する密封構造体を含む軸受装置の一例を示す断面図である。この軸受装置７は、製鋼工程に用いられる連続鋳造機の駆動用のロール３を支持するためのものである。ロール３は、中央の小径軸部４と、その軸方向両側の大径部５とを一体として有しており、杵型である。小径軸部４は、大径部５よりも直径が小さいことから、小径軸部４と一対の大径部５，５との間に環状凹部が形成されており、この環状凹部に軸受装置７が設けられている。以下において、小径軸部４と大径部５との境界部をロール３のネック部３ａともいう。ネック部３ａは、大径部５から小径軸部４に向かって直径が徐々に小さくなる凹曲面形状（テーパ面形状）を有している。また、大径部５の内側の側面には、環状の凹周溝６が形成されている。

ロール３の中心線Ｌ０と、軸受装置７の中心線Ｌ１とは一致しており、以下において、中心線Ｌ１（Ｌ０）に平行な方向を軸方向と定義する。また、この軸方向に直交する方向を径方向と定義する。また、軸受装置７を構成する内輪１１等の各部の中心線は、軸受装置７の中心線Ｌ１と一致する。以下、内輪１１の中心線の符号もＬ１とする。図１は、中心線Ｌ１（Ｌ０）を含む鉛直な平面における断面図であり、本実施形態の軸受装置７は、図１に示す断面において、左右に二分する垂直な線に対して左右対称の構成を有している。以下において、図１の右側の一部の構成を説明するが、左側においても（左右対称であるが）右側と同じ構成となっている。

軸受装置７は、軸受本体１０と密封構造体３０とを備えている。軸受本体１０は、内輪１１、外輪部材１２、円筒ころ（転動体）１３、及び軸箱１４を含む。密封構造体３０は軸受本体１０の左右両側に設けられており（左右対称であるが）同じ構成である。密封構造体３０は、ラビリンスリング３１、オイルシール４１、及びパッキン（第一パッキン）５１を含む。図１に示す密封構造体３０には、第二パッキン６９が更に含まれる。

〔軸受本体１０の各部の構成〕
軸箱１４は、上下に分割される二分割構造を有している。つまり、軸箱１４は、床面に固定される基台１７と、この基台１７の上に載せられる蓋部材１８とを有しており、これらは図外のボルト等によって連結固定される。基台１７は、上面側に球面に沿った形状の球面座１７ａを有している。

内輪１１は、二分割構造を有している。つまり、内輪１１は、半円筒形状である第一内側半筒部１１ａ及び第二内側半筒部１１ｂを有しており、これら内側半筒部１１ａ，１１ｂの分割面は、内輪１１の中心線Ｌ１を含む平面上にある。内側半筒部１１ａ，１１ｂは図外のボルト等によって連結固定され、一体の筒状部材（内輪１１）となり、ロール３の小径軸部４に外嵌して固定された状態となる。内輪１１の外周側には、円筒形状である内軌道面１１ｃが設けられており、また、内輪１１は、内軌道面１１ｃの軸方向両側に、内軌道面１１ｃよりも直径が大きくなっている肩部２０，２０を有している。

図２は、図１に示す軸受装置７及びロール３の右側の一部を示す断面図である。肩部２０の外周面２０ａは内軌道面１１ｃよりも直径が大きく、この外周面２０ａに、第一外周溝７１と第二外周溝７６とが設けられている。これら外周溝７１，７６はそれぞれ環状の溝であり、第一外周溝７１は、オイルシール４１の取り付け用の溝であり、第二外周溝７６は、第二パッキン６９の取り付け用の溝である。

図１において、外輪部材１２は、全体として筒形状であるが、上下に分割される二分割構造を有している。つまり、外輪部材１２は、半円筒形状である第一外側半筒部１２ａ及び第二外側半筒部１２ｂを有しており、これら外側半筒部１２ａ，１２ｂの分割面は、外輪部材１２の中心線を含む平面上にある。なお、組み立て状態で、外輪部材１２の中心線は、内輪１１の中心線Ｌ１と一致する。外側半筒部１２ａ，１２ｂは図外のボルト等によって連結固定され、一体の筒状部材（筒状の外輪部材１２）となる。外輪部材１２の内周側には、円筒形状である外軌道面１２ｃが設けられている。第一外側半筒部１２ａは、外輪部材１２の下側半分を構成しており、軸箱１４の基台１７上に載った状態にある。第一外側半筒部１２ａの下面は、前記球面座１７ａに対応する形状を有し、球面座１７ａに載る載置面となる。上側の第二外側半筒部１２ｂは、軸箱１４の蓋部材１８と一体となっている。

円筒ころ１３は、内軌道面１１ｃと外軌道面１２ｃとの間に介在している。これにより、内輪１１と外輪部材１２とは同心状に配置される。そして、ロール３が内輪１１と共に一体回転することで、円筒ころ１３は、内軌道面１１ｃ及び外軌道面１２ｃを転動する。

以上より、軸受本体１０は、杵型ロール３の小径軸部４に外嵌する内輪１１、この内輪１１の径方向外側に設けられている筒状の外輪部材１２、内輪１１と外輪部材１２との間に設けられている複数の円筒ころ１３、及び、外輪部材１２を支持している軸箱１４を有する構成となる。そして、この軸受装置７は分割型となっている。

〔ラビリンスリング３１〕
ラビリンスリング３１は、円筒状の部材であるが、上下に分割される二分割構造を有している。つまり、ラビリンスリング３１は、半円筒形状である第一半筒部３１ａ及び第二半筒部３１ｂを有しており、これら半筒部３１ａ，３１ｂの分割面は、ラビリンスリング３１の中心線を含む平面上にある。なお、組み立て状態で、ラビリンスリング３１の中心線は、内輪１１の中心線Ｌ１と一致する。ラビリンスリング３１の下側半分を構成する第一半筒部３１ａは軸箱１４（基台１７）に取り付けられており、上側半分を構成する第二半筒部３１ｂは外輪部材１２（外側半筒部１２ｂ）に取り付けられている。

軸方向一方側（図１において右側）のラビリンスリング３１は、軸受本体１０から軸方向一方側に向かって突出しており、ラビリンスリング３１の一部（軸方向外側部３１ｃ）が、ロール３の大径部５に形成されている凹周溝６に入った状態となっている。図２に示すように、ラビリンスリング３１の一部（軸方向外側部３１ｃ）が凹周溝６に入った状態となることにより、凹周溝６との間にラビリンス隙間を形成し、外部から冷却水がロール３のネック部３ａと内輪１１との間に浸入するのを抑制する。
また、軸方向他方側（図１において左側）のラビリンスリング３１は、軸受本体１０から軸方向他方側に向かって突出しており、ラビリンスリング３１の一部（軸方向外側部３１ｃ）が、ロール３の大径部５に形成されている凹周溝６に入った状態となっている。軸方向他方側においても、軸方向一方側と同様に、ラビリンスリング３１の一部（軸方向外側部３１ｃ）が凹周溝６に入った状態となることにより、凹周溝６との間にラビリンス隙間を形成し、外部から冷却水がロール３のネック部３ａと内輪１１との間に浸入するのを抑制する。
以上より、ラビリンスリング３１は、内輪１１の径方向外側において軸受本体１０に取り付けられており、杵型ロール３の大径部５に形成されている凹周溝６に一部が入ってこの凹周溝６との間でラビリンス隙間を形成するための部材である。

〔オイルシール４１〕
図２において、オイルシール４１は、環状のシール本体部４２と、このシール本体部４２から突出しているシールリップ部４３とを有しており、これらはゴム製である。シール本体部４２は、内輪１１の第一外周溝７１に嵌って取り付けられている。シールリップ部４３は、ラビリンスリング３１の内周面３２に接触可能であり、ロール３及び内輪１１が回転すると、オイルシール４１も共に回転し、シールリップ部４３がラビリンスリング３１の内周面３２に滑り接触する。オイルシール４１は、全体としてリング状であるが、周方向の一箇所でカットされており、分割構造である内輪１１への取り付けを容易としている。このように、オイルシール４１は、内輪１１の外周側に設けられている第一外周溝７１に取り付けられており、ラビリンスリング３１の内周面３２に滑り接触し、軸受内部１５に冷却水が浸入するのを防止するための部材となっている。

〔パッキン６９及びパッキン５１（その１）〕
第二パッキン６９について先に説明する。第二パッキン６９は、環状のパッキン本体部４４と、このパッキン本体部４４から突出しているパッキンリップ部４５とを有している。パッキン本体部４４は、内輪１１の第二外周溝７６に嵌って取り付けられている。パッキンリップ部４５は、ラビリンスリング３１の内周面３２に接触可能であり、ロール３及び内輪１１が回転すると、第二パッキン６９も共に回転し、パッキンリップ部４５がラビリンスリング３１の内周面３２に滑り接触する。第二パッキン６９は、全体がゴム製であってもよいが、パッキンリップ部４５については接触抵抗を低減するために樹脂製としてもよい。また、第二パッキン６９は、全体としてリング状であるが、周方向の一箇所でカットされており、分割構造である内輪１１への取り付けを容易としている。このように、第二パッキン６９は、内輪１１の外周側に設けられている第二外周溝７６に取り付けられており、ラビリンスリング３１の内周面３２に滑り接触し、軸受内部１５に冷却水が浸入するのを防止するための部材となっている。

図２に示す第一パッキン５１（以下、単にパッキン５１ともいう。）について説明する前に、このパッキン５１が取り付けられる内輪１１の軸方向側部１６の形状について説明する。図２に示す形態では、内輪１１は、軸方向側部１６において、径方向外側から順に、円環面２１と、断面凸形の円弧状面２２と、円筒面２３とを有している。円環面２１は、内輪１１の中心線Ｌ１（図１参照）に直交する仮想面Ｆ１上に位置する環状の面である。円弧状面２２は、円環面２１から連続して形成されており、軸方向中央（図２では左側）に向かうにしたがって縮径する凸曲面形状（テーパ面形状）を有している。なお、図２に示す形態では、円弧状面２２は、円環面２１との間に、内輪１１の中心線Ｌ１に直交する仮想面上に位置する第二の円環面２２ａを有しており、この第二の円環面２２ａから続いて凸曲面形状が始まっている。円筒面２３は、円弧状面２２から連続して形成されており、中心線Ｌ１を中心とする円筒状の面である。この円筒面２３において、内輪１１は、ロール３の小径軸部４に嵌合している。

このような形状を有する内輪１１の軸方向側部１６のうち、円弧状面２２に、第一パッキン５１用である環状の取り付け溝７２が設けられている。図２に示す取り付け溝７２は、径方向内側に臨む円筒面７２ａと、軸方向外側に臨む円環面７２ｂとを有しており、円弧状面２２の範囲内に設けられている。

図３は、図１及び図２に示すパッキン５１の断面図である。図３において、内輪１１及びロール３を仮想線（二点鎖線）で示している。パッキン５１は、環状である本体部５２と、環状である接触部５３とを有している。本体部５２は、取り付け溝７２に取り付けられている部分であり、接触部５３は、本体部５２から突出するようにしてロール３側に設けられている部分である。図３では、本体部５２と接触部５３との境界を破線により示している。接触部５３は、ロール３のネック部３ａに接触可能となっている。パッキン５１はゴム製であり、ネック部３ａに接触部５３が接触することで弾性変形する。軸受装置７が組み立てられた状態で、接触部５３は、ネック部３ａに締め代を有して接触した状態となる。ロール３が回転すると、このロール３と共に内輪１１及びパッキン５１は一体回転する。

図４は、図３に示すパッキン５１の変形例を示す断面図である。なお、取り付け溝７２の形状は、図３に示す形態と同じである。図４に示すパッキン５１は、図３に示すパッキン５１と同様に、取り付け溝７２に取り付けられている本体部５２と、この本体部５２からロール３側に設けられており、ロール３のネック部３ａに接触可能である接触部５３とを有しているが、接触部５３の形態が異なっている。つまり、図３に示すパッキン５１の接触部５３は、本体部５２の軸方向外側領域の一部から突出するようにしてロール３側に設けられているのに対して、図４に示すパッキン５１の接触部５３は、本体部５２の軸方向外側領域の全体から突出するようにしてロール３側に設けられている。

図３及び図４に示すパッキン５１それぞれは、全体としてリング状であるが、本実施形態では内輪１１とあわせて二分割構造を有している。分割されたパッキン５１を内輪１１に形成されている取り付け溝７２に対して容易に取り付けるために、取り付け溝７２には凹部７７が形成されており、パッキン５１の本体部５２が有する凸部５６が凹部７７に嵌合する構成となっている。凹部７７は、単独の穴形状を有しており、取り付け溝７２に沿って複数形成され、この凹部７７の位置にあわせてパッキン５１には凸部５６が形成されている。なお、第一パッキン５１は、オイルシール４１及び第二パッキン６９と同様に、周方向の一箇所でカットされた構成であってもよい。

以上より、図２〜図４に示すパッキン５１は、内輪１１の軸方向側部１６に取り付けられており、ロール３の一部（ネック部３ａ）に接触することで内輪１１とロール３との間に外部から冷却水が浸入するのを防止することができる。特に、内輪１１の円弧状面２２にパッキン５１が取り付けられた構成となり、ロール３のネック３ａ部との間で止水することができる。

また、図２〜図４に示す形態では、取り付け溝７２は第一外周溝７１（図２参照）よりも径方向内側の位置に形成されており、第一外周溝７１と取り付け溝７２とが軸方向に接近して並んだ構成とならないようにしている。これは、仮に二つの溝７１，７２が軸方向に接近して並んだ構成とした場合、内輪１１の軸方向側部１６におけるこれら溝７１，７２による欠損部が大きくなって強度が低下するが、図２に示す形態によれば、このような軸方向側部１６における強度の低下を防ぐことができるためである。

パッキン５１及び取り付け溝７２は、図示した断面形状以外であってもよい。例えば、図３では、本体部５２から隆起状となっている接触部５３を一つ（一条）としているが、接触部５３を複数としてもよい。また、パッキン５１の断面形状は円形等であってもよく、その一部を接触部５３とすればよい。
また、取り付け溝７２は、円弧状面２２にのみ形成されている場合について説明したが、円弧状面２２から円環面２１（２２ａ）の一部にかかって形成されていてもよく、又は、円弧状面２２から円筒面２３の一部にかかって形成されていてもよい。すなわち、内輪１１の軸方向側部１６のうちの少なくとも円弧状面２２に環状の取り付け溝７２が設けられていればよい。

図２〜図４に示す形態の場合、内輪１１の軸方向側部１６（図２参照）に取り付け溝７２が形成されているが、内輪１１の中心線Ｌ１（図１参照）に直交する仮想面Ｆ１上に位置する円環面２１が残されている。この円環面２１を、内輪１１の加工の際に活用することができる。すなわち、内輪１１を機械加工する場合、この内輪１１の軸方向側部１６を（図示しないが）マグネットチャックで保持する。このような加工の際、マグネットチャックにとって内輪１１の軸方向側部１６には、その中心線Ｌ１に直交する面が（少なくとも半径で数ミリメートル）必要である。そこで、図２〜図４に示す形態の場合、取り付け溝７２の径方向外側に前記のとおり円環面２１が設けられていることから、この円環面２１をマグネットチャックのために用いることが可能となり、内輪１１の加工を従来のとおり行うことが可能となる。

〔パッキン５１（その２）〕
図５は、第二の形態を有する密封構造体３０を示す断面図である。図５に示す密封構造体３０では、図２に示す密封構造体３０と比較して、第二パッキン６９が省略されている。図５に示す形態では、図２に示す第一パッキン５１及び第二パッキン６９の機能を、一つのパッキン５１が有している。なお、軸受装置７が備えているその他の構成は、図１に示す形態の構成と同じである。

図５に示すパッキン５１について説明する前に、このパッキン５１が取り付けられる内輪１１の軸方向側部１６の形状について説明する。図５に示す形態では、内輪１１は、軸方向側部１６において、径方向外側から順に、取り付け溝７２と、断面凸形の円弧状面２２と、円筒面２３とを有している。取り付け溝７２は環状の溝であり、パッキン５１の取り付け用である。取り付け溝７２は、径方向外側に臨む外側円筒面７８と、軸方向外側に臨む円環面７９とからなる。円弧状面２２は、取り付け溝７２から連続して形成されており、軸方向中央（図５では左側）に向かうにしたがって縮径する凸曲面形状（テーパ面形状）を有している。なお、図５に示す形態では、円弧状面２２は、取り付け溝７２との間に、内輪１１の中心線Ｌ１に直交する仮想面上に位置する第二の円環面を有していてもよく、この第二の円環面から続いて凸曲面形状が始まっていてもよい。円筒面２３は、円弧状面２２から連続して形成されており、中心線Ｌ１を中心とする円筒状の面である。この円筒面２３において、内輪１１は、ロール３の小径軸部４に嵌合している。

図６は、図５に示すパッキン５１の断面図である。図６において、ラビリンスリング３１、内輪１１及びロール３を仮想線（二点鎖線）で示している。パッキン５１は、環状である本体部５２と、環状である第一接触部５４と、環状である第二接触部５５とを有している。本体部５２は、取り付け溝７２に取り付けられている部分であり、第一接触部５４は、本体部５２から径方向に突出するようにしてラビリンスリング３１側に設けられている部分であり、第二接触部５５は、本体部５２から軸方向に突出するようにしてロール３側に設けられている部分である。図６では、本体部５２と第一接触部５４との境界及び本体部５２と第二接触部５５との境界をそれぞれ破線により示している。第一接触部５４は、ラビリンスリング３１の内周面３２に滑り接触可能となっており、第二接触部５５は、ロール３に接触可能となっている。

パッキン５１は、断面四角形（台形）であり、パッキン５１の外周部が第一接触部５４であり、パッキン５１の軸方向側部が第二接触部５５となっている。パッキン５１はゴム製であり、ラビリンスリング３１に第一接触部５４が接触することで径方向に弾性変形し、ロール３に第二接触部５５が接触することで軸方向に弾性変形する。軸受装置７が組み立てられた状態で、第一接触部５４は、ラビリンスリング３１に締め代を有して接触した状態となり、第二接触部５５は、ロール３に締め代を有して接触した状態となる。ロール３が回転すると、このロール３と共に内輪１１及びパッキン５１は一体回転し、第一接触部５４はラビリンスリング３１に滑り接触するのに対して、第二接触部５５はロール３と相対的な位置変化することなく接触した状態となる。

取り付け溝７２において、外側円筒面７８は、内輪１１の中心線Ｌ１（図１参照）を中心とする円筒形状の面であり、円環面７９は、外側円筒面７８に対して傾斜しており、傾斜角度Ｋは９０度未満となっている。そして、パッキン５１の本体部５２は、この傾斜している円環面７９に面で接触する傾斜面５２ａを有している。この構成により、パッキン５１が径方向外側に脱落するのを防ぐことが可能となる。

図７は、図５に示すパッキン５１の変形例を示す断面図である。図７に示す形態においても、図５の場合と同様に、図２に示す第一パッキン５１及び第二パッキン６９の機能を、一つのパッキン５１が有している。

図７に示すパッキン５１について説明する前に、このパッキン５１が取り付けられる内輪１１の軸方向側部１６の形状について説明する。図７に示す形態では、内輪１１は、軸方向側部１６において、径方向外側から順に、取り付け溝７２と、断面凸形の円弧状面２２と、円筒面２３とを有している。取り付け溝７２は環状の溝であり、パッキン５１の取り付け用である。取り付け溝７２は、軸方向外側（図７では右側）の第一溝部７４と、この第一溝部７４に対して軸方向中央側に設けられている第二溝部７５とを有している。第二溝部７５は、第一溝部７４よりも溝底の直径が小さい（図８において、第二溝部７５の溝底の直径Ｄ２＜第一溝部７４の溝底の直径Ｄ１）。図７において、円弧状面２２は、取り付け溝７２から連続して形成されており、軸方向中央（図７では左側）に向かうにしたがって縮径する凸曲面形状（テーパ面形状）を有している。なお、図７に示す形態では、円弧状面２２は、取り付け溝７２との間に、内輪１１の中心線Ｌ１に直交する仮想面上に位置する第二の円環面２２ａを有しており、この第二の円環面２２ａから続いて凸曲面形状が始まっている。円筒面２３は、円弧状面２２から連続して形成されており、中心線Ｌ１を中心とする円筒状の面である。この円筒面２３において、内輪１１は、ロール３の小径軸部４に嵌合している。

図８は、図７に示すパッキン５１の断面図である。図８において、ラビリンスリング３１、内輪１１及びロール３を仮想線（二点鎖線）で示している。パッキン５１は、環状である本体部５２と、環状である第一接触部５４と、環状である第二接触部５５とを有している。本体部５２は、取り付け溝７２に取り付けられている部分である。第一接触部５４は、本体部５２から径方向に突出するようにしてラビリンスリング３１側に設けられている部分であり、第二接触部５５は、本体部５２から軸方向に突出するようにしてロール３側に設けられている部分である。図８では、本体部５２と第一接触部５４との境界及び本体部５２と第二接触部５５との境界をそれぞれ破線により示している。第一接触部５４は、ラビリンスリング３１の内周面３２に滑り接触可能となっており、第二接触部５５は、ロール３に接触可能となっている。

パッキン５１について更に説明すると、パッキン５１は、第一溝部７４及び第二溝部７５に嵌まる本体部５２と、本体部５２から径方向外側の第一接触部５４と、本体部５２から軸方向外側に延びて設けられている第二接触部５５とを有している。パッキン５１はゴム製であり、ラビリンスリング３１に第一接触部５４が接触することで径方向に弾性変形し、ロール３に第二接触部５５が接触することで軸方向に弾性変形する。軸受装置７が組み立てられた状態で、第一接触部５４は、ラビリンスリング３１に締め代を有して接触した状態となり、第二接触部５５は、ロール３に締め代を有して接触した状態となる。ロール３が回転すると、このロール３と共に内輪１１及びパッキン５１は一体回転し、第一接触部５４はラビリンスリング３１に滑り接触するのに対して、第二接触部５５はロール３と相対的な位置変化することなく接触した状態となる。

図５〜図８に示すパッキン５１それぞれは、全体としてリング状であり、内輪１１とあわせて二分割構造であってもよいが、本実施形態では、オイルシール４１と同様に、周方向の一箇所でカットされた構成である。

以上より、図５〜図８に示すパッキン５１は、内輪１１の軸方向側部１６に取り付けられており、ロール３の一部（大径部５）に接触することで内輪１１とロール３との間に外部から冷却水が浸入するのを防止することができる。更に、パッキン５１は、内輪１１とロール３との間に外部から冷却水が浸入するのを防止する機能の他に、ラビリンスリング３１と内輪１１との間から冷却水が浸入するのを防止する機能も有することができる。つまり、一つのパッキン５１で二つの止水機能を有することができ、図２に示す形態と比較して、パッキン６９を省略することで部品点数の削減が行われている。
また、図６に示す形態では、前記のとおりパッキン５１は断面四角形（台形）である。このため、パッキン５１の形状が簡単であり、密封構造体３０の簡素化が可能となる。
図８に示す形態では、パッキン５１の本体部５２は、段付き形状となる第一溝部７４及び第二溝部７５に嵌まることで、安定した取り付け状態が得られ、パッキン５１の脱落を抑制することが可能となる。

〔パッキン５１（その３）〕
図９は、第三の形態を有する密封構造体３０を示す断面図である。図９に示す密封構造体３０では、図２に示す密封構造体３０と比較して、第二パッキン６９が省略されている。図９に示す形態では、図２に示す第一パッキン５１及び第二パッキン６９の機能を、一つのパッキン５１が有している。なお、軸受装置７が備えているその他の構成は、図１に示す形態の構成と同じである。

図９に示すパッキン５１について説明する前に、このパッキン５１が取り付けられる内輪１１の軸方向側部１６の形状について説明する。図９に示す形態では、内輪１１は、軸方向側部１６において、径方向外側から順に、取り付け溝７２と、円環面２４と、断面凸形の円弧状面２２と、円筒面２３とを有している。取り付け溝７２は環状の溝であり、パッキン５１の取り付け用である。円環面２４は、内輪１１の中心線Ｌ１（図１参照）に直交する仮想面Ｆ２上に位置する環状の面である。円弧状面２２は、円環面２１から連続して形成されており、軸方向中央（図９では左側）に向かうにしたがって縮径する凸曲面形状（テーパ面形状）を有している。円筒面２３は、円弧状面２２から連続して形成されており、中心線Ｌ１を中心とする円筒状の面である。この円筒面２３において、内輪１１は、ロール３の小径軸部４に嵌合している。

図１０は、パッキン５１の断面図である。図１０において、ラビリンスリング３１、内輪１１及びロール３を仮想線（二点鎖線）で示している。パッキン５１は、環状である本体部５２と、環状である第一接触部５４と、環状である第二接触部５５とを有している。本体部５２は、取り付け溝７２に取り付けられていると共に円環面２４を軸方向から覆っている部分である。第一接触部５４は、本体部５２から径方向に突出するようにしてラビリンスリング３１側に設けられている部分であり、第二接触部５５は、本体部５２から軸方向に突出するようにしてロール３側に設けられている部分である。図１０では、本体部５２と第一接触部５４との境界及び本体部５２と第二接触部５５との境界をそれぞれ破線により示している。第一接触部５４は、ラビリンスリング３１の内周面３２に滑り接触可能となっており、第二接触部５５は、ロール３に接触可能となっている。

パッキン５１はゴム製であり、ラビリンスリング３１に第一接触部５４が接触することで径方向に弾性変形し、ロール３に第二接触部５５が接触することで軸方向に弾性変形する。軸受装置７が組み立てられた状態で、第一接触部５４は、ラビリンスリング３１に締め代を有して接触した状態となり、第二接触部５５は、ロール３に締め代を有して接触した状態となる。ロール３が回転すると、このロール３と共に内輪１１及びパッキン５１は一体回転し、第一接触部５４はラビリンスリング３１に滑り接触するのに対して、第二接触部５５はロール３と相対的な位置変化することなく接触した状態となる。

図９及び図１０に示すパッキン５１は、全体としてリング状であり、内輪１１とあわせて二分割構造であってもよいが、本実施形態では、オイルシール４１と同様に、周方向の一箇所でカットされた構成である。

以上より、このパッキン５１は、内輪１１の軸方向側部１６に取り付けられており、ロール３の一部（大径部５）に接触することで内輪１１とロール３との間に外部から冷却水が浸入するのを防止することができる。更に、パッキン５１は、内輪１１とロール３との間に外部から冷却水が浸入するのを防止する機能の他に、ラビリンスリング３１と内輪１１との間から冷却水が浸入するのを防止する機能も有することができる。つまり、一つのパッキン５１で二つの止水機能を有することができ、図２に示す形態と比較して、パッキン６９を省略することで部品点数の削減が行われている。

なお、図９及び図１０に示す形態の場合、内輪１１の軸方向側部１６に取り付け溝７２が形成されているが、更に、内輪１１の中心線Ｌ１（図１参照）に直交する仮想面Ｆ２上に位置する円環面２４も形成されている。この円環面２４を、内輪１１の加工の際に活用することができる。すなわち、内輪１１を機械加工する場合、この内輪１１の軸方向側部１６を（図示しないが）マグネットチャックで保持する。このような加工の際、マグネットチャックにとって内輪１１の軸方向側部１６には、その中心線Ｌ１に直交する面が（少なくとも半径で数ミリメートル）必要である。そこで、図９及び図１０に示す形態の場合、取り付け溝７２の径方向内側に前記のとおり円環面２４が設けられていることから、この円環面２４をマグネットチャックのために用いることが可能となり、内輪１１の加工を従来のとおり行うことが可能となる。

〔各形態のパッキン５１を有する軸受装置７〕
以上より、軸受装置７は、軸受本体１０と密封構造体３０とを備えている。軸受本体１０（図１参照）は、軸箱１４に対して杵型ロール３を回転可能として支持するために、このロール３の小径軸部４に装着される。密封構造体３０は、ラビリンスリング３１、オイルシール４１及びパッキン５１を有しており、この密封構造体３０によれば、円筒ころ１３が設けられている軸受内部１５、及び、内輪１１とロール３との間に外部から冷却水が浸入するのを防止することができる。つまり、内輪１１の軸方向側部１６に設けられているオイルシール４１がラビリンスリング３１に接触して、軸受内部１５に冷却水が浸入するのを防止し、更に、内輪１１の軸方向側部１６に取り付けられているパッキン５１が、ロール３の一部に接触して内輪１１とロール３との間に外部から冷却水が浸入するのを防止している。この結果、内輪１１とロール３との間の隙間８０に冷却水が滞留しないようにして腐食の発生を防ぐことが可能となる。

以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の軸受装置及び密封装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
前記実施形態では、軸受装置７を、連続鋳造機の駆動用のロール３を支持するためのものとして説明したが、ロールと内輪との間の隙間に水等の異物が浸入するのを防ぐことを目的として、他の用途に前記各構成を備えている軸受装置７を用いても良い。
また、パッキン５１は、全体が同じ材質のゴムによって形成されていてもよいが、複数種類の材質によって形成されたものであってもよい。例えば、本体部５２はゴム製であるが、接触部（５３，５４，５５）は本体部５２よりも摩擦係数の小さい部材（例えば樹脂部材）であってもよい。

３：杵型ロール ４：小径軸部 ５：大径部
６：凹周溝 ７：軸受装置 １０：軸受本体
１１：内輪 １２：外輪部材 １３：円筒ころ（転動体）
１４：軸箱 １５：軸受内部 １６：軸方向側部
２１：円環面 ２２：円弧状面 ２３：円筒面
２４：円環面 ３０：密封構造体 ３１：ラビリンスリング
３２：内周面 ４１：オイルシール ５１：第一パッキン（パッキン）
５２：本体部 ５３：接触部 ５４：第一接触部
５５：第二接触部 ７１：第一外周溝 ７２：取り付け溝
７４：第一溝部 ７５：第二溝部 ７８：外側円筒面（円筒面）
７９：円環面 ８０：隙間 Ｌ１：内輪の中心線
Ｆ１：仮想面 Ｆ２：仮想面

Claims (7)

1. 小径軸部と大径部とを有する杵型ロールの当該小径軸部に外嵌する内輪、前記内輪の径方向外側に設けられている筒状の外輪部材、前記内輪と前記外輪部材との間に設けられている複数の転動体、及び、前記外輪部材を支持している軸箱を有する軸受本体と、
   前記転動体が設けられている軸受内部、及び、前記内輪と前記ロールとの間に、外部から水が浸入するのを防止するための密封構造体と、
   を備えた軸受装置であって、
   前記密封構造体は、
   前記内輪の径方向外側において前記軸受本体に取り付けられ前記ロールの大径部に形成されている凹周溝に一部が入って当該凹周溝との間でラビリンス隙間を形成するラビリンスリングと、
   前記内輪の軸方向側部に取り付けられ前記ロールの一部に接触し当該内輪と当該ロールとの間に外部から水が浸入するのを防止するためのパッキンと、を有し、
   前記パッキンは、二分割構造であり、分割されている当該各パッキンは軸方向に突出する凸部を有し、
   前記内輪の軸方向側部には軸方向に窪む凹部を有し、
   前記凸部が前記凹部に嵌合している、軸受装置。
2. 小径軸部と大径部と当該大径部から当該小径軸部に向かって直径が徐々に小さくなる凹曲面形状を有するネック部とを有する杵型ロールの当該小径軸部に外嵌する内輪、前記内輪の径方向外側に設けられている筒状の外輪部材、前記内輪と前記外輪部材との間に設けられている複数の転動体、及び、前記外輪部材を支持している軸箱を有する軸受本体と、
   前記転動体が設けられている軸受内部、及び、前記内輪と前記ロールとの間に、外部から水が浸入するのを防止するための密封構造体と、
   を備えた軸受装置であって、
   前記密封構造体は、
   前記内輪の径方向外側において前記軸受本体に取り付けられ前記ロールの大径部に形成されている凹周溝に一部が入って当該凹周溝との間でラビリンス隙間を形成するラビリンスリングと、
   前記内輪の軸方向側部に取り付けられ前記ロールの一部に接触し当該内輪と当該ロールとの間に外部から水が浸入するのを防止するためのパッキンと、を有し、
   前記パッキンは、二分割構造であり、分割されている当該各パッキンは軸方向に突出する凸部を有し、
   前記内輪の軸方向側部には軸方向に窪む凹部を有し、
   前記凸部が前記凹部に嵌合し、
   前記パッキンは、前記ネック部から前記大径部のうち前記ラビリンスリングよりも径方向内方までの範囲において前記ロールに接触している、軸受装置。
3. 前記内輪は、前記軸方向側部において、径方向外側から、当該内輪の中心線に直交する仮想面上に位置する円環面と、軸方向中央に向かうにしたがって縮径する円弧状面と、前記小径軸部に嵌合している円筒面と、を有し、
   前記内輪の前記軸方向側部のうちの少なくとも前記円弧状面に環状の取り付け溝が設けられており、
   前記パッキンは、前記取り付け溝に取り付けられている本体部と、当該本体部から前記ロール側に設けられ当該ロールに接触可能である接触部と、を有している、請求項１又は２に記載の軸受装置。
4. 小径軸部と大径部とを有する杵型ロールの当該小径軸部に外嵌する内輪、前記内輪の径方向外側に設けられている筒状の外輪部材、前記内輪と前記外輪部材との間に設けられている複数の転動体、及び、前記外輪部材を支持している軸箱を有する軸受本体と、
   前記転動体が設けられている軸受内部、及び、前記内輪と前記ロールとの間に、外部から水が浸入するのを防止するための密封構造体と、
   を備えた軸受装置であって、
   前記密封構造体は、前記内輪の軸方向側部に取り付けられ前記ロールの一部に接触し当該内輪と当該ロールとの間に外部から水が浸入するのを防止するためのパッキンを有し、
   前記パッキンは、二分割構造であり、分割されている当該各パッキンは軸方向に突出する凸部を有し、
   前記内輪の軸方向側部には軸方向に窪む凹部を有し、
   前記凸部が前記凹部に嵌合している、軸受装置。
5. 小径軸部と大径部と当該大径部から当該小径軸部に向かって直径が徐々に小さくなる凹曲面形状を有するネック部とを有する杵型ロールの当該小径軸部に外嵌する内輪、前記内輪の径方向外側に設けられている筒状の外輪部材、前記内輪と前記外輪部材との間に設けられている複数の転動体、及び、前記外輪部材を支持している軸箱を有する軸受本体と、
   前記転動体が設けられている軸受内部、及び、前記内輪と前記ロールとの間に、外部から水が浸入するのを防止するための密封構造体と、
   を備えた軸受装置であって、
   前記密封構造体は、前記内輪の軸方向側部に取り付けられ前記ロールの一部に接触し当該内輪と当該ロールとの間に外部から水が浸入するのを防止するためのパッキンを有し、
   前記パッキンは、二分割構造であり、分割されている当該各パッキンは軸方向に突出する凸部を有し、
   前記内輪の軸方向側部には軸方向に窪む凹部を有し、
   前記凸部が前記凹部に嵌合し、
   前記パッキンは、前記ネック部から前記大径部の側面までの範囲において前記ロールに接触している、軸受装置。
6. 軸箱に対して杵型ロールを回転可能として支持するために当該ロールの小径軸部に装着される軸受装置の内輪の軸方向側部に設けられ、当該内輪と前記ロールとの間に外部から水が浸入するのを防止するための密封装置であって、
   前記内輪の前記軸方向側部に形成されている取り付け溝に取り付けられる本体部と、
   当該本体部から前記ロール側に設けられ当該ロールの一部に接触可能である接触部と、
   を有し、
   前記本体部は、前記内輪に設けられている取り付け溝に軸方向に窪んで形成されている凹部に係合する軸方向に突出した凸部を有する、
   密封装置。
7. 小径軸部と大径部とを有する杵型ロールと、当該杵型ロールを支持する軸受装置と、を備える組立体であって、
   前記軸受装置は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の軸受装置である、組立体。

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