JP4888008B2 - 転がり軸受装置およびハーフリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受と、ハーフリング装置とを備える転がり軸受装置に関する。また、本発明は、ハーフリング装置に関し、特に、圧延機のバックアップロールのハーフリングとして使用されれば好適なハーフリング装置に関する。

従来、転がり軸受装置としては、圧延機のバックアップロールの一部を構成しているものがある。

この転がり軸受装置は、バックアップロールの軸と、円筒ころ軸受と、ハーフリングとを備える。

上記軸は、その軸のロールネックの部分に、第１外周面と、上記第１外周面の軸方向の一端に段部を介して連なる第２外周面と、上記第２外周面の軸方向の一端に段部を介して連なる第３外周面とを有し、上記第２外周面の最大外径は、第１外周面の最小外径および第３外周面の最小外径よりも小さくなっている。

上記円筒ころ軸受は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に配置された円筒ころとを備える。上記内輪は、上記第１外周面に焼嵌めされており、上記第１外周面に外嵌されて固定されている。上記内輪は、上記第１外周面と上記第２外周面との間に位置する上記段部よりも第１外周面側に位置している。また、上記ハーフリングは、上記第２外周面に固定されている。

上記構成において、上記円筒ころ軸受の容量を格段に大きくしたいという要求および上記円筒ころ軸受の寿命を長くしたいという要求が存在する。
特開平８−１４１６１０号公報（第８図）

本発明者は、外周面に環状の凹部が形成された軸の上記凹部の一方の側に上記凹部に近接するように、転がり軸受が外嵌されて固定され、かつ、上記凹部にハーフリングが固定された転がり軸受装置において、円筒ころ軸受の容量を格段に大きしようとする際に生じる技術的課題を見出した。

すなわち、上記円筒ころ軸受の容量を大幅に大きくしようとして、内輪の軸方向の端部が第２外周面に径方向に対向する位置まで内輪の軸方向の長さを軸方向の第２外周面の方に向かってを大きくすると、第２外周面に固定されているハーフリングを取り出す際、ハーフリングが内輪にひっかかるから、ハーフリング単体を転がり軸受装置から取り出すことができなくなる。このことから、ハーフリングを取り外す際、先ず、軸に焼き嵌めされている内輪を取り外さなくてならなくなり、ハーフリングの取り外しに多数の工程が必要になるという技術的課題を見出した。更には、外された内輪の内周面に面粗れが発生するという技術的課題も見出した。

一方、上記多数の工程および内輪の面粗れを回避するため、上記内輪を、上記第１外周面と上記第２外周面との間に位置する段部よりも第１外周面側に位置させると、円筒ころ軸受の容量の大幅な増大の実現が不可能であることを見出した。

本発明の課題は、これらの課題を解決できる転がり軸受装置を提供することにある。

具体的には、本発明の課題は、外周面に環状の凹部が形成された軸の上記凹部の一方の側に上記凹部に近接するように固定されている転がり軸受の容量を格段に大きくできると共に、上記凹部に固定されているハーフリング装置を、転がり軸受を取り外さずにハーフリング装置単体で簡単に軸から取り外しできる転がり軸受装置を提供することにある。

また、本発明の課題は、外周面に環状の凹部が形成された軸の上記凹部の一方の側に上記凹部の底面に一部が対向するように内輪が外嵌されて固定されている軸構造の上記凹部に固定されるハーフリング装置において、内輪を取り外さずにハーフリング装置のみを軸から簡単に取り外しできるハーフリング装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受装置は、
第１外周面と、上記第１外周面の軸方向の一端に段部を介して連なる第２外周面と、上記第２外周面の上記軸方向の一端に段部を介して連なる第３外周面とを有し、上記第２外周面の外径が、上記第１外周面の外径および上記第３外周面の外径よりも小さい軸と、
上記軸の上記第１外周面に外嵌された内輪と、外輪と、上記内輪と上記外輪との間に配置された転動体とを有すると共に、上記内輪の一部は、上記第２外周面の径方向の外方に位置している突出部である転がり軸受と、
上記第２外周面に外嵌されると共に、外周面の少なくとも一部にねじを有し、かつ、非環状に分割可能なハーフリング装置と
を備え、
上記ハーフリング装置は、上記軸方向に分割された、第１ハーフリングと、第２ハーフリングとを有し、
上記第１ハーフリングおよび上記第２ハーフリングの夫々の上記軸方向の長さは、上記第２外周面の上記軸方向の長さから上記突出部の上記軸方向の長さを引いた長さよりも小さいことを特徴としている。

本発明によれば、上記内輪が、上記第２外周面の一部に対して上記第２外周面の径方向の外方に位置している突出部を有していて、内輪の軸方向の長さを格段に長くすることができるから、内輪の外周側にある軌道面の軸方向の長さを格段に長くすることができて、転動体の軸方向の寸法（玉の径やころの軸方向の寸法）を格段に大きくすることができる。したがって、転がり軸受の定格荷重を大幅に大きくすることができる。例えば、転動体がころである場合、ころの軸方向の寸法を格段に大きくすることができる。したがって、ころの容量を大幅に大きくすることができるから、ころ軸受の定格荷重を大幅に大きくすることができる。

また、本発明によれば、上記ハーフリング装置が、軸方向に分割された、第１ハーフリングと、第２ハーフリングとを有し、すなわち、上記ハーフリング装置が、上記第１ハーフリングと、上記第１ハーフリングの上記軸方向の一方の側に位置する第２ハーフリングとを有し、上記第１ハーフリングおよび上記第２ハーフリングの夫々の軸方向の長さが、上記第２外周面の軸方向の長さから上記突出部の軸方向の長さを引いた長さよりも小さいから、上記内輪が、上記第２外周面側にはみ出して、上記内輪が、上記第２外周面の一部に対して上記第２外周面の径方向に対向している突出部を有しているにも拘わらず、軸に内輪が固定されている状態で、第１および第２ハーフリングを、軸から容易に取り外すことができる。したがって、異物の噛み込み等によって、転がり軸受装置において、第１および第２ハーフリングの少なくとも一方のみが破損した場合において、ハーフリング装置だけを容易に取り出すことができる。

また、本発明のハーフリング装置は、
第１外周面と、上記第１外周面の軸方向の一端に段部を介して連なる第２外周面と、上記第２外周面の上記軸方向の一端に段部を介して連なる第３外周面とを有し、上記第２外周面の外径が、上記第１外周面の外径および上記第３外周面の外径よりも小さい軸の上記第２外周面に外嵌されると共に、
上記軸の上記第１外周面に外嵌された内輪と、外輪と、上記内輪と上記外輪との間に配置された転動体とを有すると共に、上記内輪の一部は、上記第２外周面の径方向の外方に位置している突出部である転がり軸受の上記内輪の端面を押圧するねじリングに螺合すると共に、非環状に分割可能なハーフリング装置であって、
上記軸方向に分割された、第１ハーフリングと、第２ハーフリングとを有し、
上記第１ハーフリングおよび上記第２ハーフリングの夫々の上記軸方向の長さは、上記第２外周面の上記軸方向の長さから上記突出部の上記軸方向の長さを引いた長さよりも小さいことを特徴としている。

本発明によれば、ハーフリング装置が、軸方向に分割された、第１ハーフリングと、第２ハーフリングとを有し、すなわち、第１ハーフリングと、第１ハーフリングの上記軸方向の一方の側に位置する第２ハーフリングとを有し、上記第１ハーフリングおよび上記第２ハーフリングの夫々の軸方向の長さは、上記第２外周面の軸方向の長さから上記突出部の軸方向の長さを引いた長さよりも小さいから、第１外周面に内輪が固定されている状態で、第２外周面からハーフリング装置だけを容易に取り外すことができる。

本発明の転がり軸受装置によれば、内輪が、第２外周面の一部に対して第２外周面の径方向に対向している突出部を有していて、内輪の軸方向の長さを格段に長くすることができるから、内輪の外周側にある軌道面の軸方向の長さを格段に長くすることができて、転動体の軸方向の寸法（玉の径やころの軸方向の寸法）を格段に大きくすることができ、転がり軸受の定格荷重を大幅に大きくすることができる。

また、本発明の転がり軸受装置によれば、第１ハーフリングおよび第２ハーフリングの夫々の軸方向の長さが、上記第２外周面の軸方向の長さから突出部の軸方向の長さを引いた長さよりも小さいから、内輪が、第２外周面に対して上記第２外周面の径方向に対向している突出部を有しているにも拘わらず、軸に内輪が固定されている状態で、第１および第２ハーフリングを、軸から容易に取り外すことができる。

また、本発明のハーフリング装置によれば、ハーフリング装置が、軸方向に分割された、第１ハーフリングと、第２ハーフリングとを有し、上記第１ハーフリングおよび上記第２ハーフリングの夫々の軸方向の長さは、第２外周面の軸方向の長さから内輪の突出部の軸方向の長さを引いた長さよりも小さいから、ハーフリング装置を、第１外周面に内輪が固定されている状態で、第２外周面から容易に取り外すことができる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の転がり軸受装置および本発明の一実施形態のハーフリング装置を備える圧延機のバックアップロールにおけるロールネック付近を示す模式断面図である。

このバックアップロールは、本発明の一実施形態の転がり軸受装置１と、安全カバー２とを備える。また、上記転がり軸受装置１は、バックアップロールの軸３と、円筒ころ軸受４と、内周に円筒面を備えるチョック５と、本発明の一実施形態のハーフリング装置６と、ロックナット７とを有する。

上記軸３は、第１外周面としての第１円筒外周面１０と、第２外周面としての第２円筒外周面１１と、第３外周面としての第３円筒外周面１２とを有している。上記第１円筒外周面１０の一端は、段部４０を介して第２円筒外周面１１と連なっており、第２円筒外周面１１の一端は、段部４１を介して第３円筒外周面１２と連なっている。第２円筒外周面１１の外径は、第１円筒外周面１０の外径および第３円筒外周面１２の外径よりも小さくなっている。

上記円筒ころ軸受４は、内輪１５と、外輪１６と、円筒ころ１７,１８とを有する。上記内輪１５は、第１円筒外周面１０に焼嵌めされ、内輪１５は、第１円筒外周面１１に締まり嵌めされて固定されている。上記内輪１５の外周面の面取り部以外の大部分は、円筒軌道面５０になっている。上記内輪１５の軸方向の第２円筒外周面１１側の端部は、段部４０よりも第２円筒外周面１１側にはみ出している。言い換えると、上記内輪１５は、第２円筒外周面１１の一部に対して第２円筒外周面１１の径方向に対向する突出部２７を有している。

上記外輪１６は、チョック５の内周面に内嵌されて固定されている。上記外輪１６の内周面の中央付近には、径方向の内方に突出してなる鍔部４２が形成されており、外輪１６の内周面は、鍔部４２の軸方向の一方の側に第１円筒軌道面５１を有すると共に、鍔部４２の軸方向の他方の側に第２円筒軌道面５２を有している。

上記円筒ころ１７,１８は、図示しない円筒ころを含めて軸方向に４列に配列されている。詳しくは、上記円筒ころ１７は、外輪１６の第１円筒軌道面５１と、内輪１５の円筒軌道面５０における第１円筒軌道面５１に径方向に対向している部分との間に、保持器４３に保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて複数配置されている。また、上記円筒ころ１８は、外輪１６の第２円筒軌道面５２と、内輪１５の円筒軌道面５０における第２円筒軌道面５２に径方向に対向している部分との間に、保持器４４に保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて複数配置されている。

上記ハーフリング装置６は、第２円筒外周面１１上に配置されている。上記ハーフリング装置６は、第１ハーフリング２１と、第２ハーフリング２２とからなる。上記ハーフリング装置６は、軸方向に分割された、第１ハーフリング２１と、第２ハーフリング２２とからなる。詳しくは、第１ハーフリング２１と第２ハーフリング２２とは、軸方向に隣接配置されている。上記第２ハーフリング２２は、第１ハーフリング２１の軸方向の第１円筒外周面１０側に配置されている。

上記第１ハーフリング２１および第２ハーフリング２２の夫々は、筒状の部材をその筒状の部材の中心軸を含む平面で２分割したときに出来る２つの樋状の部材からなる。上記第１ハーフリング２１および第２ハーフリング２２の夫々を、筒状の部材を２分割してなる構造にすることにより、第１ハーフリング２１および第２ハーフリング２２の夫々を、第２円筒外周面１１上に容易に配置できるようにしている。上記第２円筒外周面１１には、溝が形成されている。上記第１ハーフリング２１および第２ハーフリング２２の夫々は、第２円筒外周面１１に形成されたこの溝に嵌め込まれている。

上記第１ハーフリング２１の軸方向の長さと、第２ハーフリング２２の軸方向の長さとを足した長さは、第２円筒外周面１１の軸方向の長さに略一致している。第２ハーフリング２２よりも第３円筒外周面１２側に位置している第１ハーフリング２１の外周面には、雄ねじが形成されている。上記第１ハーフリング２１および第２ハーフリング２２の夫々の軸方向の長さは、第２円筒外周面１１の軸方向の長さから内輪１５の上記突出部２７の軸方向の長さを引いた長さよりも小さくなっている。第１ハーフリング２１の外周面の外径は、第３円筒外周面１２の外径と略同じに設定されている。

上記ロックナット７は、環状部材であって、ロックナット７の内周面には、雌ねじが形成されている。上記ロックナット７は、第３円筒外周面１２の側から第２ハーフリング２２の外周面にねじ込まれている。ロックナット７をねじ込むことで、内輪１５を軸方向に押圧して、例えば、内輪１５を内輪１５のロークナット７側とは反対側に位置する軸３の段部等に押し付けて、内輪１５を、軸方向の両側から挟み込んで、内輪３を、軸３に安定的に固定している。尚、ロックナット７は、第３円筒外周面１２にキー３５によってキー係合されている。このようにして、ロックナットの廻り止めを行っている。

上記チョック５の第３円筒外周面１２側の端面には、エンドプレート５５がボルトで固定されており、エンドプレート５５には、安全カバー２がボルトで固定されている。詳しくは、安全カバー２は、開口側に外フランジを有するカップ状の部材であり、安全カバー２の外フランジが、エンドプレート５５のチョック５側とは反対側の端面にボルトで固定されている。安全カバー２は、回転している軸３に人や物が接触して、人が怪我をしたり物が損傷するのを防止する役割を果たしている。

図２は、第１円筒外周面１０に内輪１５が固定されている状態で、ハーフリング装置６だけを取り外すときの手順を説明する図である。

この取り外し法は、異物の噛み込み等によって、転がり軸受装置１において、少なくとも第２ハーフリング２２が破損した場合に行われるものである。

先ず、ロックナット７を第３円筒外周面１２の側に軸方向に移動させる。次に、第１ハーフリング２１を、矢印ａで示す径方向の外方に移動させて第２円筒外周面１１から取り外す。次に、第２ハーフリング２２を、矢印ｂで示す軸方向の第３円筒外周面１２側に、内輪１５にひっかからない位置まで移動させた後、矢印ｃで示す径方向の外方に移動させて、第２円筒外周面１１から取り外す。このようにして、第１ハーフリング２１および第２ハーフリング２２を取り外す。その後、いまの手順と逆の手順を行って、新しい第２ハーフリング２２を第２円筒外周面１１に固定した後、第１ハーフリング２１を第２円筒外周面１１に固定し、更に、ロックナット７を、内輪１５に当接するようにねじ込んで、ハーフリング装置６の取り換えを完了する。

尚、上の取り換えで、第１ハーフリング２１も損傷した場合には、第１ハーフリング２１も新しいものに取り換えることは言うまでもない。また、異物の噛み込み等によって、第１ハーフリング２１のみが損傷した場合には、第２ハーフリング２２を第２円筒外周面１１から外さなくても良いことも言うまでもない。

上記実施形態の転がり軸受装置１によれば、内輪１５が、第２円筒外周面１１の一部に対して径方向に対向している突出部２７を有していて、内輪１５の軸方向の長さを格段に長くすることができるから、内輪１５の外周側にある円筒軌道面５０の軸方向の長さを格段に長くすることができて、円筒ころ１７,１８の軸方向の寸法を格段に大きくすることができる。したがって、円筒ころ１７,１８の容量を大きくすることができて、円筒ころ軸受４の定格荷重を大幅に大きくすることができる。

また、上記実施形態の転がり軸受装置１によれば、ハーフリング装置６が、第１ハーフリング２１と、第１ハーフリング２１の軸方向の第１円筒外周面１０側に位置する第２ハーフリング２２とを有し、第１ハーフリング２１および第２ハーフリング２２の夫々の軸方向の長さが、第２円筒外周面１１の軸方向の長さから内輪１５の突出部２７の軸方向の長さを引いた長さよりも小さいから、内輪１５が、第２円筒外周面１１側にはみ出して、内輪１５が、第２円筒外周面１１の一部に対して第２円筒外周面１１の径方向に対向している突出部２７を有しているにも拘わらず、軸３に内輪１５が固定されている状態で、第１および第２ハーフリング２１,２２を、軸３から容易に取り外すことができる。したがって、異物の噛み込み等によって、転がり軸受装置１において、第１および第２ハーフリング２１,２２の少なくとも一方のみが破損した場合において、第１および第２ハーフリング２１,２２だけを容易に取り出すことができる。

また、上記実施形態のハーフリング装置６によれば、ハーフリング装置６が、第１ハーフリング２１と、第１ハーフリング２１の軸方向の一方の側に位置する第２ハーフリング２２とを備え、第１ハーフリング２１および第２ハーフリング２２の夫々の軸方向の長さは、第２円筒外周面１１の軸方向の長さから内輪１５の突出部２７の軸方向の長さを引いた長さよりも小さいから、第１円筒外周面１０に内輪１５が固定されている状態で、第２円筒外周面１１からハーフリング装置６だけを容易に取り外すことができる。

尚、上記実施形態の転がり軸受装置１では、転がり軸受が、円筒ころ軸受４であったが、この発明では、転がり軸受は、円錐ころ軸受や、玉軸受等、円筒ころ軸受以外の転がり軸受であっても良い。

また、上記実施形態の転がり軸受装置１では、ハーフリング装置６は、第２円筒外周面１１の軸方向の長さから内輪１５の突出部２７の長さを引いた長さよりも、夫々の長さが短い２つのハーフリング２１,２２からなっていた。しかしながら、この発明では、ハーフリング装置は、第２外周面の軸方向の長さから内輪における第２外周面に対向している部分である突出部の長さを引いた長さよりも、夫々の長さが短い３つ以上のハーフリングからなっていても良い。

また、上記実施形態の転がり軸受装置１では、第１および第３外周面が、円筒外周面１０,１２であったが、この発明では、第１および第３外周面のうちの少なくとも一つは、円錐外周面等、円筒外周面以外の形状を有する外周面であっても良い。この場合、第１外周面の外径が、第１外周面の最小外径をさし、第３外周面の外径が、第３外周面の最小外径をさすことは言うまでもない。

また、上記実施形態のハーフリング装置６では、第２外周面の一部に対向するように第１外周面に固定されている部材が、円筒ころ軸受４の内輪１５であった。しかしながら、第２外周面の一部に対向するように第１外周面に固定されている部材は、スラストカラー等、転がり軸受の内輪以外の部材であっても良い。このような場合に、本発明のハーフリング装置を使用すれば効果的であることは言うまでもない。

本発明の一実施形態の転がり軸受装置および本発明の一実施形態のハーフリング装置を備える圧延機のバックアップロールにおけるロールネック付近を示す模式断面図である。 内輪が固定している状態で、ハーフリング装置だけを取り外すときの手順を説明する図である。

符号の説明

１ 転がり軸受装置
３ 軸
４ 円筒ころ軸受
５ チョック
６ ハーフリング装置
１０ 第１円筒外周面
１１ 第２円筒外周面
１２ 第３円筒外周面
１５ 内輪
１６ 外輪
１７,１８ 円筒ころ
２１ 第１ハーフリング
２２ 第２ハーフリング
２７ 突出部
４０,４１ 段部

Claims (2)

1. 第１外周面と、上記第１外周面の軸方向の一端に段部を介して連なる第２外周面と、上記第２外周面の上記軸方向の一端に段部を介して連なる第３外周面とを有し、上記第２外周面の外径が、上記第１外周面の外径および上記第３外周面の外径よりも小さい軸と、
   上記軸の上記第１外周面に外嵌された内輪と、外輪と、上記内輪と上記外輪との間に配置された転動体とを有すると共に、上記内輪の一部は、上記第２外周面の径方向の外方に位置している突出部である転がり軸受と、
   上記第２外周面に外嵌されると共に、外周面の少なくとも一部にねじを有し、かつ、非環状に分割可能なハーフリング装置と
   を備え、
   上記ハーフリング装置は、上記軸方向に分割された、第１ハーフリングと、第２ハーフリングとを有し、
   上記第１ハーフリングおよび上記第２ハーフリングの夫々の上記軸方向の長さは、上記第２外周面の上記軸方向の長さから上記突出部の上記軸方向の長さを引いた長さよりも小さいことを特徴とする転がり軸受装置。
2. 第１外周面と、上記第１外周面の軸方向の一端に段部を介して連なる第２外周面と、上記第２外周面の上記軸方向の一端に段部を介して連なる第３外周面とを有し、上記第２外周面の外径が、上記第１外周面の外径および上記第３外周面の外径よりも小さい軸の上記第２外周面に外嵌されると共に、
   上記軸の上記第１外周面に外嵌された内輪と、外輪と、上記内輪と上記外輪との間に配置された転動体とを有すると共に、上記内輪の一部は、上記第２外周面の径方向の外方に位置している突出部である転がり軸受の上記内輪の端面を押圧するねじリングに螺合すると共に、非環状に分割可能なハーフリング装置であって、
   上記軸方向に分割された、第１ハーフリングと、第２ハーフリングとを有し、
   上記第１ハーフリングおよび上記第２ハーフリングの夫々の上記軸方向の長さは、上記第２外周面の上記軸方向の長さから上記突出部の上記軸方向の長さを引いた長さよりも小さいことを特徴とするハーフリング装置。

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