JP5363304B2 - 総ころ型円筒ころ軸受 - Google Patents

Description

本発明は、総ころ型円筒ころ軸受に関する。

従来、連続鋳造機のロール支持軸受のように、重荷重を負荷し、回転速度が極めて遅い環境で使用する軸受には、静定格荷重が大きい総ころ型円筒ころ軸受が用いられてきた。
前記総ころ型円筒軸受は、外周に軌道面を有する内輪と内周に軌道面を有する外輪とを備え、前記内輪と前記外輪との間には、転動体としての複数の円筒ころが潤滑剤（グリース等）によって潤滑された状態で転動自在に配されている。さらには、内周面が凹球面に形成された調心輪に前記外輪を嵌め込むことによって、調心機能を持たせた総ころ型円筒ころ軸受も用いられていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３３７３１０号公報

しかしながら、総ころ型円筒ころ軸受は、保持器が無く軸受内の空間容積が小さいため、潤滑剤が溜り難い。その上、回転速度が極めて遅い状態で長期間使用すると、潤滑剤が流動し難いため、潤滑条件が悪化することがあった。このような状態で重荷重を負荷し続けると、軌道面に摩耗や剥離が起こって、軸受が損傷しやすくなるという問題点があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、総ころ型円筒ころ軸受の高い静定格荷重を維持し、且つ、潤滑性を向上させることを目的とする。

この目的を達成するための本発明の総ころ型円筒ころ軸受の特徴構成は、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配された複数の円筒ころと、を備えた総ころ型円筒ころ軸受において、隣り合う前記円筒ころ間の１カ所又は数カ所にセパレータを介在させて、前記隣り合う円筒ころ間に潤滑剤保持空間を形成し、前記セパレータの軸方向長さは前記軌道面の幅より短く、前記セパレータの径方向厚みは前記軌道面間の間隔より短い点にある。

上記特徴構成によれば、隣り合う前記円筒ころ間の１カ所又は数カ所にセパレータを介在させることによって、潤滑剤保持空間を形成し、軸受内に収容された円筒ころ周辺に存在する潤滑剤の量を増加させる。これによって、円筒ころ間及び円筒ころと軌道面との間により多くの潤滑剤を供給することができる。又、円筒ころの自転によって潤滑剤保持空間の潤滑剤が攪拌されにくく、潤滑剤が潤滑剤保持空間に保持され易いので、潤滑不良を抑制できる。しかも、セパレータの設置数が１カ所又は数カ所でしかないので、軸受内に収容される円筒ころの総数は、セパレータを有しない従来の総ころ型円筒ころ軸受とほとんど変わらず、静定格荷重を高く維持することができる。
また、前記セパレータの軸方向長さを前記軌道面の幅より短く、又、前記セパレータの径方向厚みを前記軌道面間の間隔より短く形成したので、前記軌道面とセパレータの間とセパレータの軸方向外方との双方に、潤滑剤保持空間を形成することができる。従って、個々のセパレータ周辺に大きな潤滑剤保持空間を形成することができるので、セパレータの介在数が少数であっても軸受に大きな潤滑剤保持空間を形成することができる。

上記特徴構成において、複数個の前記セパレータが、略等間隔に、複数の前記隣り合う円筒ころ間に夫々配置されることが好ましい。
かかる構成によれば、円筒ころ間及び円筒ころと軌道面との間に、周方向に略均等に潤滑剤を供給することができる。
尚、「略等間隔」とは、各セパレータ間に円筒ころ軸受の周方向に介在する円筒ころ数に極端な偏りがなく、その介在数の差が数個程度の状態をいう。例えば、各セパレータ間に円筒ころ軸受の周方向に完全に均等な個数で円筒ころが分配される場合はもちろんのこと、円筒ころの総数をセパレータ数で除した場合に端数が出る場合に各セパレータ間に円筒ころ軸受の周方向に介在する円筒ころ数の差が１となるように分配した状態である。

上記特徴構成において、軸方向端部が前記内輪の鍔部又は前記外輪の鍔部に当接して軸方向移動量が規制される状態に、前記セパレータが配置されていることが好ましい。
かかる構成によれば、前記軌道面とセパレータの間とセパレータの軸方向外方との双方に、大きな潤滑剤保持空間を形成しているにも関わらず、軸受からセパレータが脱落しない。

本発明によれば、総ころ型円筒ころ軸受の高い静定格荷重を維持し、且つ、潤滑性を向上させることができる。このため、総ころ型円筒ころ軸受の長寿命化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る軸受の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る軸受の部分側面図である。 本発明の第１実施形態に係る軸受の内輪を外した状態の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る軸受のセパレータの拡大斜視図である。 本発明の別実施形態に係る軸受のセパレータの斜視図である。

図１は、本発明の第１実施形態に係る総ころ型円筒ころ軸受（以下、「軸受」と略す。）の部分断面図である。本実施形態の軸受１は、連続鋳造機のロールを支持するためにロールの固定（駆動）側端部に設置される。
前記軸受１は、内周に軌道面２１を有する外輪２と外周に軌道面３１を有する内輪３とを備え、前記外輪２と前記内輪３との間には、転動体としての複数の円筒ころ４が潤滑剤としてのグリースによって潤滑された状態で転動自在に配されている。さらに、前記軸受１は、内周面が凹球面に形成された調心輪５に前記外輪２を嵌め込んで、調心機能を発揮できるようになっている。

前記外輪２の軸方向両端には、内周側に突出する鍔部２２が設けられ、前記内輪３の軸方向両端にも、前記外輪２の鍔部２２に対向する位置に外周側に突出する鍔部３２が設けられている。前記鍔部３２の一方は、断面Ｌ字型の筒状体である内輪本体３３の一端に設けられ、前記鍔部３２の他方は、前記内輪本体の他端に環状の鍔部材３４を当接させて固定することで形成される。
図１及び図２に示すように、前記複数の円筒ころ４は、前記鍔部２２，３２と軌道面２１，３１とで囲まれた空間（転動体収容空間９）に、前記鍔部２２，３２でその軸方向側への移動を規制された状態で、軸受１の周方向に転動自在に収容されている。

本実施形態に係る軸受１では、グリースを外周側から内周側に供給するために、調心輪５と外輪２とに亘って給脂穴８が形成されている。前記給脂穴８は、前記外輪２の内周面と外周面とを連通する給脂穴８１と、調心輪５の内周面と外周面とを連通する給脂穴８２とを備え、これらは、例えば、軸受１の回転方向に略等間隔で４個穿設される。前記給脂穴８１，８２の外周側端部は、夫々、調心輪５及び外輪２の外周面に周方向に周回するように凹入形成された環状溝８３，８４に連通している。環状溝８４に供給されたグリースは前記給脂穴８２を通じて環状溝８３に流入し、更に環状溝８３から給脂穴８１を通過して、外輪２と内輪３との間に流入し、前記軌道面２１，３１及び前記鍔部２２，３２と円筒ころ４とを潤滑する。特に、連続鋳造機のローラ支持用軸受は、鋳片の冷却水やスケール等の混入を防ぐため、又、極低速回転で潤滑状態が悪くなりがちであるため、グリースを環状溝８４から加圧して注入し、前記転動体収容空間９にグリースを充満させる。

図３は、本実施形態に係る軸受１の内輪３を外した状態を示す斜視図である。外輪２の軌道面２１上には、複数の円筒ころ４が配置されている。これらの円筒ころ４の間には、軸受１の周方向に略等間隔に４個のセパレータ６が介在している。このように、セパレータ６を４個しか介在させていないので、セパレータ６を介在させない総ころ型の軸受と比べて、軸受１の静定格荷重はほとんど変わらない。よって、この軸受１は、従来の総ころ型円筒ころ軸受と同様に、重荷重を負荷できる。

前記セパレータ６は、図４に示すように、ほぼ四角柱状に形成され、例えば、銅等の金属やテトラフルオロエチレン等の樹脂で構成することができる。このセパレータ６の円筒ころ４と接する側面６２は、図２及び図３に示すように、円筒ころ４の側面に沿うように内側に向かって湾曲した円筒面の一部からなり、円筒ころ４の側面に当接する。
図１に示すように、前記セパレータ６の径方向の厚みＨ１は、軌道面２１，３１間の間隔Ｈ２より短くなっており、これによって、セパレータ６の周方向上下には潤滑剤保持空間７としての空間７１，７２が形成されている。また、セパレータ６の軸方向の幅Ｌ１は軌道面２１，３１の幅Ｌ２より短くなっており（例えば、円筒ころの幅の５０〜９０％の長さ）、これによって、転動体収容空間９の周方向両端側には、潤滑剤保持空間７としての空間７３，７４が形成されている。従って、図１に示すように、軸受１内に収容されたセパレータ６は、隣接する複数の円筒ころ４に挟持された状態で、前記外輪２の軌道面２１と前記内輪３の軌道面３１とに非接触に配置される。このようにセパレータ６を配置すると、セパレータ６と外輪２及び内輪３との間に摩擦が生じないので、軸受１の回転が妨げられず、且つ、１つのセパレータ６を介在させることによって確保できる潤滑剤保持空間７の容積を大きくすることができる。
又、図１〜図４に示すように、前記外輪２及び内輪３の鍔部２２，３２に対向するセパレータ６の側面６１は中央側に向かって凹状に湾曲した円筒面の一部からなり、これによって、鍔部２２，３２とセパレータ６との間の空間７３，７４の容積を大きく確保している。更に、図１〜図４に示すように、セパレータ６の中央には、軸受１内に配置された状態で径方向に貫通する潤滑剤流通孔７５が形成されており、前記空間７１と空間７２との間を潤滑剤が移動できるように構成されている。

図１及び図２に示すように、セパレータ６の径方向の厚みＨ１は、円筒ころ４の直径Ｈ２より小さく（例えば、円筒ころの直径の５０〜７５％）、且つ、両鍔部２２，３２間の間隔Ｈ３より大きく設定してある。このようにすると、空間７３，７４の容量を大きくするためにセパレータ６の軸方向長さＬ１を短くしているにも関わらず、セパレータ６の軸方向端部の何れかが前記鍔部２２，３２の内側面２２ａ，３２ａの何れかに当接してその軸方向の移動量が規制されるので、転動体収容空間９内にセパレータ６が留まることができる。又、前記鍔部２２，３２の内側面２２ａ，３２ａにも潤滑剤が供給され易くなるので、鍔部２２，３２の内側面２２ａ，３２ａと円筒ころ４との間の潤滑性も向上する。
また、複数の円筒ころ４とセパレータ６とが両軌道面２１，３１間に介在した状態で、セパレータ６は、その周方向両側の円筒ころ４に対して径方向および周方向に移動可能な状態にすることができる。但し、セパレータ６の径方向移動によって、セパレータ６が軌道面２１，３１に接触しないように形成されている。

このようにロール支持用軸受１を構成すると、軸受１の潤滑性を向上させることができる。これによって、軸受１の損傷を抑えて寿命を延長することができるので、当該軸受１を備えた連続鋳造機では、メンテナンスの手間やコストを削減することができ、又、稼働率を上げることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態は調心輪５を備えた調心機能付き軸受として構成されているが、調心機能が要求されない場合、調心輪５を設ける必要はない。
又、上記実施形態では、外輪２及び調心輪５の外周面から内周面に亘って穿設された給脂穴８１及び給脂穴８２によって給脂穴８が構成され、軸受１にグリースが供給されているが、他の給脂のための構造を採用することもできる。例えば、軸受を収容する軸受箱と前記軸受１の軸方向一方側の側面とに連通する給脂路を形成し、この給脂路と前記軸受１の軸方向一方側の鍔部２２と鍔部２３との対向面の間を通じて軸受にグリースを供給するように構成することができる。

上記実施形態のセパレータ６（図４参照）は、外輪２の内周面側と内輪３の外周面側との間で潤滑剤が移動しやすいように、径方向に貫通する潤滑剤流通孔７５を１カ所設けていたが、潤滑剤流通孔を設けなくてもよく、或いは、潤滑剤流通孔を２カ所以上設けても良い。又、円筒ころ４と鍔部２２，３２との間の潤滑性を向上させるために、潤滑剤流通孔を軸方向に穿設してもよい。
又、上述の実施形態に代えて、図５（ａ）に示す別実施形態のセパレータ６では、各側面６１，６２，６３に溝６４を凹入形成して、グリースがこの溝に保持され、且つ、各側面の一端から他端との間で潤滑剤が移動しやすいようにしている。又、図５（ｂ）に示す別実施形態のセパレータ６では、各側面６１，６２，６３にディンプル６５を凹入形成して、グリース保持空間の容積を増加させている。尚、上記潤滑剤流通孔７５、溝６４、ディンプル６５の設置数は任意に設定することができる。
尚、上述の実施形態では、セパレータ６の円筒ころ４と接する側面６２は、円筒面の一部の形状であったが、内側に向かって凹んだ形状であればよい。例えば、他の曲面であってもよく、又、内側に向かって台形状や三角形状に凹んだ形状であってもよい。又、鍔部２２，３２に対向するセパレータ６の側面６１は円筒面の一部からなる形状であったが、径方向に沿った平面であってもよく、他の曲面であってもよく、他の形状に内側に凹んだ形状であってもよく、内側に向かって台形状や三角形状に凹んだ形状であってもよい。更には、軸受１内に配置された状態で径方向上下に位置するセパレータ６の側面６３，６６とを内側に向かって凹んだ形状とし、セパレータ６の６面すべてを内側に向かって凹んだ形状としてもよい。このように構成すると、潤滑剤保持空間７の容積が大きくなり、保持可能な潤滑剤の量も増やすことができる。尚、セパレータ６の側面６３，６６の凹み形状も、内側に向かって凹んだ形状であればよく、円筒面の一部であっても他の曲面であってもよく、又、内側に向かって台形状や三角形状に凹んだ形状であってもよい。

尚、前記セパレータ６の介在数は、上記実施形態で例示した数（軸受周方向に略等間隔に４個）に限定されるものではなく、重荷重を負荷でき、且つ、潤滑性を向上させるという本発明の目的が達成できる範囲で、軸受の用途や使用環境に合せて適宜変更できる。例えば、連続鋳造機のロール支持軸受の場合、重荷重を負荷できることが優先されるので、セパレータ６の介在数はできる限り少なくし、例えば、前記セパレータ６を、１カ所、又は周方向に略等間隔で数カ所、前記ころ軸受間に介在させることが好ましい。ここで、「数カ所」とは、２〜５か所とする。又、円筒ころの個数を基準に略等間隔でセパレータ６を配置したり、軸受１の軸心に対して一定の角度おきに略等間隔でセパレータ６を配置したりすることが好ましい。具体的には、各セパレータ間に軸受の周方向に介在する円筒ころ数に極端な偏りがなくなるように介在させる。好ましくは、各セパレータ間に軸受１の周方向に介在する円筒ころの個数の差が数個程度になるようにセパレータを介在させ、より好ましくは、各セパレータ間に軸受１の周方向に完全に均等な個数で円筒ころが分配されるように、又は、円筒ころの総数をセパレータ数で除した場合に端数が出る場合に各セパレータ間に軸受１の周方向に介在する円筒ころ数の差が１となるよう円筒ころ間にセパレータを介在させる。

又、本発明に係る軸受を、連続鋳造機のロールの自由側（従動）端部に設置することも可能である。この場合、ロールの熱伸縮に対応するため、内輪３に鍔部２２を設けず、調心輪５と円筒ころ４と外輪２とに対して、内輪３とロール（図示せず）とが軸方向に相対移動可能に構成する。又、連続鋳造機のロールの中間部に設置される杵型ロール用２分割軸受に適用することもできる。
又、本発明に係る軸受は、高い静定格荷重が要求され、且つ極低速回転条件下で使用するのに好適であるが、その用途は連続鋳造機のロール支持に限定されるものではなく、他の産業用途でも使用できる。

１ 総ころ型円筒ころ軸受、 ２ 外輪、 ２１ 外輪軌道面、 ２２ 外輪鍔部、 ３ 内輪、 ３１ 内輪軌道面、 ３２ 内輪鍔部、 ３３ 内輪本体、 ４ 円筒ころ、 ６ セパレータ、 ７ 潤滑剤保持空間、 Ｌ１ セパレータの軸方向長さ、 Ｌ２ 軌道面の幅、 Ｈ１ セパレータの径方向厚み、 Ｈ２ 軌道面間の間隔

Claims (3)

1. 内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配された複数の円筒ころと、を備えた総ころ型円筒ころ軸受において、
   隣り合う前記円筒ころ間の１カ所又は数カ所にセパレータを介在させて、前記隣り合う円筒ころ間に潤滑剤保持空間を形成し、
   前記セパレータの軸方向長さは前記軌道面の幅より短く、前記セパレータの径方向厚みは前記軌道面間の間隔より短いことを特徴とする総ころ型円筒ころ軸受。
2. 複数個の前記セパレータが、略等間隔に、複数の前記隣り合う円筒ころ間に夫々配置される請求項１に記載の総ころ型円筒ころ軸受。
3. 軸方向端部が前記内輪の鍔部又は前記外輪の鍔部に当接して軸方向移動量が規制される状態に、前記セパレータが配置されている請求項１又は２に記載の総ころ型円筒ころ軸受。

Images