JP5589402B2 - 転がり軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受装置に関し、例えば、圧延機のバックアップロール等に使用すると好ましい転がり軸受装置に関する。

従来、転がり軸受装置としては、実開平１−７２９０２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、ハウジングと、軸体と、外輪と、内輪と、複数の円錐ころと、保持器と、環状のシールカバーと、環状のシール部材とを備える。上記外輪は、ハウジングの内周面に内嵌される一方、上記内輪は、軸体の外周面に外嵌されている。上記複数の円錐ころは、外輪の内周円錐軌道面と、内輪の外周円錐軌道面との間に、保持器に保持された状態で、互いに間隔をおいて配置されている。

上記シールカバーは、上記外輪の内周円錐軌道面の大径側に位置している。上記シールカバーは、ハウジングの内周面に内嵌されて固定されている。上記シールカバーは、径方向の内方側に延在する延在部を有し、その延在部は、シールカバーの軸方向の外輪側の端部から径方向の内方側に延在している。上記延在部は、上記保持器に対して径方向に間隔をおいて位置している。また、上記シール部材は、上記延在部の上記外輪側とは反対側に位置している。上記シール部材は、シールカバーの内周面に内嵌されて固定されている。

上記シールカバーの上記延在部は、上記シール部材が上記外輪側へ移動して、上記シールカバーから離脱するのを防止している。

実開平１−７２９０２号公報（第２図）

本発明者は、上記従来の転がり軸受装置において、次の問題が存在することを見出した。すなわち、上記転がり軸受装置が、その中心軸が鉛直方向に平行な状態で配置された場合、組立時や、メンテナンス時に、内輪、円錐ころおよび保持器からなる円錐ころアッセンブリが、自重で、鉛直方向に落下する場合がある。このような場合、シール部材よりも相当重い円錐ころアッセンブリの保持器の環状部が、シール部材に勢いよく衝突することによって、シール部材が破損することがあることを見出した。

そこで、本発明の課題は、シール部材の破損を防止できる転がり軸受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、
内周面を有するハウジングと、
上記内周面に内嵌される外周面と、内周円錐軌道面とを有する外輪と、
外周円錐軌道面と、上記外周円錐軌道面の大径側に位置する鍔部とを有する内輪と、
上記外輪の上記内周円錐軌道面と、上記内輪の上記外周円錐軌道面との間に配置された複数の円錐ころと、
上記円錐ころの軸方向の上記鍔部側に位置する環状部と、その環状部から延在すると共に、周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の柱部とを有し、周方向に隣接する上記柱部の間に形成されるポケットに上記円錐ころを収容する保持器と、
上記外輪の上記内周円錐軌道面の大径側に位置すると共に、上記ハウジングの上記内周面に内嵌された外周面を有する環状の本体部と、その本体部から径方向の内方側に延在する延在部とを有するシールカバーと、
上記延在部に対して上記本体部の軸方向の上記保持器側とは反対側に位置すると共に、上記本体部の内周面に内嵌されるシール部材と
を備え、
上記保持器の上記環状部と、上記シールカバーの上記延在部とは、上記外輪の軸方向に重なっており、
上記ハウジングは、外筒であり、
上記内輪、上記円錐ころおよび上記保持器からなる円錐ころアッセンブリが自重で落下したとしても、上記延在部で支えることができ、
さらに、軸体と、
上記外筒と、上記軸体との間における軸方向の一端側に配置される第１円錐ころ軸受と、
上記外筒と、上記軸体との間における上記軸方向の他端側に配置される第２円錐ころ軸受と
を備え、
上記軸体の中心軸は、鉛直方向に略平行な状態に配置されるようになっており、
上記第１円錐ころ軸受は、上記第２円錐ころ軸受よりも鉛直方向上方に位置するようになっており、
上記第２円錐ころ軸受は、上記外輪と、上記内輪と、上記複数の円錐ころと、上記保持器とを有していることを特徴としている。

本発明によれば、シールカバーの延在部が、保持器の環状部に外輪の軸方向に重なり、かつ、シール部材が、延在部に対してシールカバーの本体部の軸方向の保持器側とは反対側に位置しているから、組立時や、メンテナンス時に、内輪、円錐ころおよび保持器からなる円錐ころアッセンブリが、自重で、鉛直方向に落下したとしても、円錐ころアッセンブリの保持器が、延在部に衝突することになって、シール部材に衝突することがない。また、円錐ころアッセンブリの延在部への衝突後においても、円錐ころアッセンブリの自重を、延在部で支えることができて、円錐ころアッセンブリの自重が、シール部材にかかることがない。したがって、シール部材の破損を防止できて、シール部材の寿命を長くすることができる。

また、一実施形態では、上記環状部の上記外輪の軸方向の上記延在部側の端面の全面が、上記延在部に軸方向に重なっている。

上記実施形態によれば、上記保持器との衝突による延在部の衝撃力を、延在部のより広範な部分で吸収することができる。したがって、環状部との衝突に起因する延在部の変形を抑制でき、このことにより、シール部材の破損を更に確実に防止することができる。
また、一実施形態では、
上記シール部材は、
環状の径方向延在部を有する芯金部と、
上記径方向延在部の径方向の内方側の端部に固着される弾性部と
を有し、
上記シールカバーの上記延在部と、上記芯金部の上記径方向延在部との間には、隙間が存在し、
上記弾性部の一部が、上記延在部および上記径方向延在部の両方に接触した状態でその隙間に入り込んでいる。

本発明の転がり軸受装置によれば、シールカバーの延在部が、保持器の環状部に外輪の軸方向に重なり、かつ、シール部材が、延在部に対してシールカバーの本体部の軸方向の保持器側とは反対側に位置しているから、組立時や、メンテナンス時に、内輪、円錐ころおよび保持器からなる円錐ころアッセンブリが、自重で、鉛直方向に落下したとしても、円錐ころアッセンブリの保持器が、延在部に衝突し、シール部材に衝突することがない。したがって、シール部材の破損を防止できる。

本発明の一実施形態の転がり軸受装置の軸方向の模式断面図である。 図１におけるシール部材周辺の拡大断面図である。

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の軸方向の模式断面図である。

この転がり軸受装置は、圧延機のバックアップロールである。この転がり軸受装置は、その中心軸が、鉛直方向に略平行な状態で、圧延ロール（図示せず）の周辺に配置されている。

この転がり軸受装置は、ハウジングの一例としての外筒１と、軸体２と、第１円錐ころ軸受３と、第２円錐ころ軸受４と、複数の第１円筒ころ１５と、複数の第２円筒ころ１６と、複数の第３円筒ころ１７と、複数の第４円筒ころ１８と、環状の外輪間座６と、環状の第１スペーサ７と、環状の第２スペーサ８と、第１シール装置１０と、第２シール装置１１とを備え、第１円筒ころ１５、第２円筒ころ１６、第３円筒ころ１７および第４円筒ころ１８は、軸方向に互いに間隔をおいて軸方向に４列に配置されている。

上記第１円錐ころ軸受３は、外筒１と軸体２との間における軸方向の一端側に配置されている一方、第２円錐ころ軸受４は、外筒１と軸体２との間における軸方向の他端側に配置されている。上記第１円錐ころ軸受３は、第２円錐ころ軸受４よりも鉛直方向の上方に位置している。

上記軸体２は、第１円錐ころ軸受３よりも軸方向の外方に段部９を有している。上記第１スペーサ７は、軸体２の外周面に外嵌されている。上記第１スペーサ７は、第１円錐ころ軸受３と、軸体２の段部９との間に配置されている。上記第１シール装置１０は、外筒１の内周面と、第１スペーサ７の外周面との間をシールしている。

上記軸体２は、第２円錐ころ軸受４よりも軸方向の外方に環状溝を有し、止め輪１９が、その環状溝に嵌入されて固定されている。上記第２スペーサ８は、軸体２の外周面に外嵌されている。上記第２スペーサ８は、第２円錐ころ軸受４と、止め輪１９との間に配置されている。上記第２シール装置１１は、外筒１の内周面と、第２スペーサ８の外周面との間をシールしている。

上記第１円筒ころ１５は、第１円筒ころ１５、第２円筒ころ１６、第３円筒ころ１７および第４円筒ころ１８のうちで、最も、第１円錐ころ軸受３側に位置する一方、第４円筒ころ１８は、第１円筒ころ１５、第２円筒ころ１６、第３円筒ころ１７および第４円筒ころ１８のうちで、最も、第２円錐ころ軸受４側に位置している。上記複数の第１円筒ころ１５と、複数の第２円筒ころ１６とは、第１櫛型保持器１２で、保持される一方、複数の第３円筒ころ１７と、複数の第４円筒ころ１８とは、第２櫛型保持器１３で保持されている。上記第１および第２櫛型保持器１２,１３の夫々は、一つの環状部の両側から柱部が櫛状に突出してなる構造をしている。また、第２円筒ころ１６と、第３円筒ころ１７とは、外輪間座６を介して連なっている。また、上記第１円筒ころ１５は、第１円錐ころ軸受３の外輪の軸方向の端面に接触し、第４円筒ころ１８は、第２円錐ころ軸受４の外輪の軸方向の端面に接触している。

この転がり軸受装置は、軸体２の段部９、第１スペーサ７、第１円錐ころ軸受３の内輪、第１円錐ころ軸受３の円錐ころ、第１円錐ころ軸受３の外輪、第１円筒ころ１５、第１櫛型保持器１２、第２円筒ころ１６、外輪間座６、第３円筒ころ１７、第２櫛型保持器１３、第４円筒ころ１８、第２円錐ころ軸受４の外輪、第２円錐ころ軸受４の円錐ころ、第２円錐ころ軸受４の内輪、第２スペーサ８、止め輪１９の順に、アキシアル荷重をつたえることにより、各部材の軸方向の位置決めを行っている。

図２は、図１における第２シール装置１１の周辺の拡大断面図である。

図２に示すように、第２円錐ころ軸受４は、外輪６０と、内輪６１と、複数の円錐ころ６２と、保持器６５とを有する。上記外輪６０は、外筒１の円筒内周面に内嵌されている一方、内輪６１は、軸体２の円筒外周面に外嵌されている。上記外輪６０は、内周円錐軌道面７０を有する一方、内輪６１は、外周円錐軌道面７１と、大鍔部７２とを有し、大鍔部７２は、外周円錐軌道面７１の大径側に位置している。また、上記複数の円錐ころ６２は、外輪６０の内周円錐軌道面７０と、内輪６１の外周円錐軌道面７１との間に、保持器６５に保持された状態で、互いに間隔をおいて配置されている。

上記保持器６５は、大径環状部７３と、小径環状部（図示せず）と、複数の柱部（図示せず）とを有し、大径環状部７３の内径は、小径環状部の外径よりも大きくなっている。上記各柱部は、大径環状部７３と、小径環状部との間を連結している。上記複数の柱部は、大径環状部７３の周方向に互いに間隔をおいて配置されている。上記大径環状部７３は、円錐ころ６２の軸方向の大鍔部７２側に位置している。上記保持器６５は、周方向に隣接する上記柱部の間にポケット７５を有し、上記円錐ころ６２は、ポケット７５に収容されている。

上記第２シール装置１１は、環状のシールカバー２０と、環状のシール部材２１とを有する。上記外筒１は、その内周側の軸方向の他方側に、段部２３と、環状溝２４とを有し、止め輪２５が、環状溝２４に嵌入されている。上記シールカバー２０は、段部２３と、止め輪２５との間に配置されている。

上記シールカバー２０は、断面略矩形状の環状の本体部３０と、環状の延在部３１とを有し、本体部３０は、円筒外周面２７と、円筒内周面２８とを有する。上記本体部３０の円筒外周面２７は、すきま嵌めにより、外筒１の内周面に内嵌されて固定されている。また、上記延在部３１は、断面略矩形状の形状を有している。上記延在部３１は、本体部３０の軸方向の第２円錐ころ軸受４側の端部から径方向の内方に延在している。

上記シール部材２１は、シールカバー２０の延在部３１に対してシールカバー２０の本体部３０の軸方向の保持器６５側とは反対側に位置している。上記シール部材２１は、第１芯金部４０と、第２芯金部４１と、第１弾性部４２と、第２弾性部４３と、スリンガ４４とを有する。上記第１芯金部４０は、断面略Ｌ字状の形状を有し、円筒部と、環状の径方向延在部とを有する。上記第１芯金部４０は、本体部３０の円筒内周面２８と、延在部３１の軸方向の第２円錐ころ軸受４側とは反対側の端面とに当接するように、上記円筒内周面２８の径方向の内方側に配置されている。上記第１芯金部４０の円筒部は、締まり嵌めにより、シールカバー２０の円筒内周面２８に内嵌されて固定されている。また、第１芯金部４０の径方向延在部は、シールカバー２０の延在部３１の軸方向の第２円錐ころ軸受４側とは反対側の端面に当接している。

上記第２芯金部４１は、断面略Ｌ字状の形状を有し、円筒部と、環状の径方向延在部とを有する。上記第２芯金部４１の円筒部の外周面は、第１芯金部４１の円筒部の内周面に圧入により内嵌されて固定されている。また、上記第２芯金部４１の径方向延在部は、第２芯金部４１の円筒部の軸方向の第２円錐ころ軸受４側とは反対側の端部から径方向の内方側に延在している。上記第１芯金部４０の径方向延在部と、第２芯金部４１の径方向延在部とは、間隔をおいて軸方向に対向している。

上記スリンガ４４は、円筒部５０と、環状のフランジ部５１とを有し、円筒部５０は、第２スペーサ８の外周面に締まり嵌めにより外嵌されて固定されている。また、上記フランジ部５１は、円筒部５０の軸方向の第２円錐ころ軸受４側とは反対側の端部から径方向の外方に延在している。上記フランジ部５１は、外筒１に係止されている止め輪２５の軸方向の外方に位置している。上記第２スペーサ８は、軸体２の外周面にすきま嵌めにより外嵌されて固定されている。

上記第１弾性部４２は、第１芯金部４０の径方向延在部の径方向の内方側の端部に固着される一方、第２弾性部４３は、第２芯金部４１の径方向延在部の径方向の内方側の端部に固着されている。上記第１弾性部４２は、ラジアルリップを有し、そのラジアルリップは、スリンガ４４の円筒部５０の外周面に摺接している。また、上記第２弾性部４３は、アキシアルリップを有し、そのアキシアルリップは、スリンガ４４のフランジ部５１の軸方向の第２円錐ころ軸受４側の端面に摺接している。

図２に示すように、保持器６５の大径環状部７３は、シールカバー２０の延在部３１に外輪６０の軸方向に重なっている。尚、図２において、参照番号８０,８２は、Ｏリングを示している。上記Ｏリング８０は、シールカバー２０の外周面と、外筒１の内周面との間をシールし、Ｏリング８２は、第２スペーサ８の内周面と、軸体２の外周面との間をシールしている。また、参照番号８８は、環状部材を示している。上記環状部材８８は、止め輪１９の軸方向の外方に位置している。上記環状部材８８は、軸体２の外周面にすきま嵌めにより外嵌されて固定されている。

上記構成において、この転がり軸受装置は、外筒１が、圧延ロールの外筒または他のバックアップロールの外筒に接触することにより、外筒１が、軸体２に対して回転するようになっている。このようにして、圧延ロールまたは他のバックアップロールをバックアップするようになっている。

上記実施形態の転がり軸受装置によれば、シールカバー２０の延在部３１が、保持器６５の大径環状部７３に外輪６０の軸方向に重なり、かつ、シール部材２１が、シールカバー２０の延在部３１に対してシールカバー２０の本体部３０の軸方向の保持器６５側とは反対側に位置している。したがって、組立時や、メンテナンス時に、第２スペーサ８、止め輪１９、環状部材８８が取り外された状態において、内輪６１、円錐ころ６２および保持器６５からなる円錐ころアッセンブリが、自重で、鉛直方向に落下したとしても、円錐ころアッセンブリの保持器６５が、延在部３１に衝突することになって、円錐ころアッセンブリが、シール部材２１に衝突することがない。また、円錐ころアッセンブリの延在部３１への衝突後においても、円錐ころアッセンブリの自重を、延在部３１で支えることができて、円錐ころアッセンブリの自重が、シール部材２１にかかることがない。したがって、シール部材２１の破損を防止できて、シール部材２１の寿命を長くすることができる。

尚、上記保持器６５の大径環状部７３の軸方向のシール部材２１側の端面の全面が、延在部３１に外輪６０の軸方向に重なっていても良く、保持器６５の大径環状部７３の軸方向のシール部材２１側の端面の一部のみが、延在部３１に外輪６０の軸方向に重なっていても良い。

また、上記実施形態では、転がり軸受装置の軸方向の他端側において、第２円錐ころ軸受４の保持器６５の大径環状部７３が、シールカバー２０の延在部３１に軸方向に重なっていた。ここで、転がり軸受装置の軸方向の一端側においても、転がり軸受装置の軸方向の他端側と同様に、第１円錐ころ軸受３の保持器の大径環状部が、シールカバーの延在部に軸方向に重なって、保持器が、シール部材に接触しない構成でも良い。このようにすると、どちらの軸方向の端部を鉛直方向上方に配置しても良くなり、転がり軸受装置の配置の自由度を、大きくすることができて、好ましい。尚、転がり軸受装置の軸方向の一端側において、第１円錐ころ軸受３の保持器の大径環状部が、シールカバーの延在部に径方向に間隔をおいて配置されても良いことは、言うまでもない。

また、上記実施形態の転がり軸受装置では、円筒ころ１５,１６,１７,１８が、軸方向に４列に亘って配置されたが、この発明では、円筒ころは、軸方向に２列、３列、または、５列以上に亘って配置されても良い。

また、上記実施形態の転がり軸受装置では、シール部材２１の弾性部４２,４３が、軸体２に間接的に固定された部材（この実施形態では、軸体２に直接固定された第２スペーサ８に固定されて、軸体２に間接的に固定されたスリンガ４４のこと）に摺接する構成であったが、この発明では、シール部材の弾性部が、軸体に直接固定された部材の外周面または軸体の外周面に摺接する構成であっても良い。

また、上記実施形態の転がり軸受装置は、バックアップロールであったが、この発明の転がり軸受装置は、圧延ロール等、バックアップロール以外の転がり軸受装置であっても良く、圧延機に使用される転がり軸受装置以外の転がり軸受装置であっても良い。

１ 外筒
２ 軸体
４ 第２円錐ころ軸受
２０ シールカバー
２１ シール部材
３０ シールカバーの本体部
３１ シールカバーの延在部
６０ 外輪
６１ 内輪
６２ 円錐ころ
６５ 保持器
７０ 内周円錐軌道面
７１ 外周円錐軌道面
７２ 大鍔部
７３ 大径環状部
７５ ポケット

Claims (2)

1. 内周面を有するハウジングと、
   上記内周面に内嵌される外周面と、内周円錐軌道面とを有する外輪と、
   外周円錐軌道面と、上記外周円錐軌道面の大径側に位置する鍔部とを有する内輪と、
   上記外輪の上記内周円錐軌道面と、上記内輪の上記外周円錐軌道面との間に配置された複数の円錐ころと、
   上記円錐ころの軸方向の上記鍔部側に位置する環状部と、その環状部から延在すると共に、周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の柱部とを有し、周方向に隣接する上記柱部の間に形成されるポケットに上記円錐ころを収容する保持器と、
   上記外輪の上記内周円錐軌道面の大径側に位置すると共に、上記ハウジングの上記内周面に内嵌された外周面を有する環状の本体部と、その本体部から径方向の内方側に延在する延在部とを有するシールカバーと、
   上記延在部に対して上記本体部の軸方向の上記保持器側とは反対側に位置すると共に、上記本体部の内周面に内嵌されるシール部材と
   を備え、
   上記保持器の上記環状部と、上記シールカバーの上記延在部とは、上記外輪の軸方向に重なっており、
   上記ハウジングは、外筒であり、
   上記内輪、上記円錐ころおよび上記保持器からなる円錐ころアッセンブリが自重で落下したとしても、上記延在部で支えることができ、
   さらに、軸体と、
   上記外筒と、上記軸体との間における軸方向の一端側に配置される第１円錐ころ軸受と、
   上記外筒と、上記軸体との間における上記軸方向の他端側に配置される第２円錐ころ軸受と
   を備え、
   上記軸体の中心軸は、鉛直方向に略平行な状態に配置されるようになっており、
   上記第１円錐ころ軸受は、上記第２円錐ころ軸受よりも鉛直方向上方に位置するようになっており、
   上記第２円錐ころ軸受は、上記外輪と、上記内輪と、上記複数の円錐ころと、上記保持器とを有していることを特徴とする転がり軸受装置。
2. 請求項１に記載の転がり軸受装置において、
   上記シール部材は、
   環状の径方向延在部を有する芯金部と、
   上記径方向延在部の径方向の内方側の端部に固着される弾性部と
   を有し、
   上記シールカバーの上記延在部と、上記芯金部の上記径方向延在部との間には、隙間が存在し、
   上記弾性部の一部が、上記延在部および上記径方向延在部の両方に接触した状態でその隙間に入り込んでいることを特徴とする転がり軸受装置。

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