JP5746934B2 - ローラー及びコンベア装置 - Google Patents

Description

本発明は、ローラー及びコンベア装置に関し、より詳細には、粉塵濃度が高い環境下での使用に適するローラー及びコンベア装置に関する。

各種原料を運搬するコンベアとして、チェーンコンベアの一種であるパンコンベアが知られている（尚、パンコンベアは、エプロンコンベアと呼ばれることもある）。パンコンベアは、一組の並行配置された無端チェーン間に支持面となる鋼板が架け渡された構成を有する。

パンコンベアは、主として工場において使用されるため、パンコンベアの安定稼働を確保し、生産効率を高める／維持することの要請は著しい。パンコンベアは、その可動率を維持するため、定期的にメンテナンスされる。しかしながら、実際には、メンテナンス対応をしても万全とは言えず、パンコンベアを構成する可動部品（例えば、シャフトとローラー本体間に設けられるベアリング）が動作不良となり、この結果、部品交換のため、パンコンベアを一時的に停止することに至ってしまう場合がある。

特許文献１には、ベアリングへの微粉の侵入を効果的に抑止し、キャリアローラの回転不能に起因するローラパイプの摩耗、破損を低減するキャリアローラが開示されている。具体的には、同文献の図１に示すように、キャリアローラ（３０）の端部にドーナツ型円板（３１）が装着されている。同文献の段落０００６には、ハウジング（１６）がドーナツ型円板（３１）で覆われてローラパイプ（１５）とハウジング（１６）との隙間から侵入する微粉等がほとんどなくなる、と説明されている。なお、同文献の図１では、ベアリング（１６）の隣にラビリンス（２０）（２１）が設けられている。同文献の段落０００４には、同文献の図５、６を参照しつつ、ベアリング（１７）近傍のラビリンスの構造やシール構造によるよりもキャリアスタンド（１９）とキャリアローラ（１２）のハウジング（１６）間の間隙をできるだけ塞ぐことが格段に効果的であることを知見した、と記載されている。

特許文献２では、特許文献１と同様、ベアリングに対する粉粒体の侵入が問題点として説明されている。同文献においては、同文献の段落００４２に記載のように、同文献の図１及び図２を参照しつつ、搬送用ローラ（１）によれば、回転軸（２）とコンベアフレーム（６）との間に第２ベアリング（４）を備えているため、第１ベアリング（３）が粉粒体の進入によって回転性が低下した場合においても、第２ベアリング（４）によって回転軸（２）自体が回転することができる、と説明されている。また、同段落には、従って、当該搬送用ローラ（１）は、第１ベアリング（３）に粉粒体が進入した場合においても、ローラ本体（５）の回転性を低下させることなく、ベルトコンベアを使用し続けることができる、と説明されている。

特許文献３には、高圧下にて使用するローラカッターにおいて安定したシール効果を発揮できる安価なものを提供する技術が開示されている。代表図に示すように、耐圧シール（８）とオイルシール（１０）とを配置し、その間に潤滑油を溜める構造が開示されている。

特許文献４には、ベアリングの構造に関し、ベアリングの内部にシールを設ける構造が開示されている（同文献の図８において、符号２は、外輪を示し、符号３は、内輪を示し、符号１４は、シールを示す）。

実開平７−３８０２８号公報 特開２０１１−１４０３６５号公報 特開２００４−２９３１０１号公報 特開２０１０−１１２４９９号公報

冒頭で説明したパンコンベアは、ダスト濃度が高い環境（以下、粉塵環境と呼ぶ場合がある）に導入される場合がある。例えば、クリンカーをバケツにて運搬する場合、クリンカーから多量の粉塵が生じ、これにより、パンコンベアの周囲のダスト濃度は極めて高くなる。感覚的に述べれば、パンコンベア周囲のダスト濃度は、ヒトが入ることが許されない程度となる。このような粉塵環境下においては、ベアリングに対して粉塵が進入することを許容することは、直ちにベアリングの動作不良につながってしまう。従って、より高度な粉塵対策を為すことが強く望まれている。

上述の説明から明らかなように、ベアリングに対する異物の進入をより十分に抑制することが強く望まれている。なお、本発明は、各種のコンベア用途に限定されるべきものではなく、他の様々な機械に適用することができる。

本発明に係るローラーは、シャフト、当該シャフトの周囲に設けられたローラー本体、前記シャフト上に前記ローラー本体を回転可能に支持するベアリング、及び前記ベアリングへの潤滑剤の供給及び前記ベアリングからの前記潤滑剤の排出用の流路を備える。ここで、前記流路は、前記ベアリングから見て当該流路の下流側にあり、かつ前記シャフトと前記ローラー本体との間で周方向に連続した空間を含む。この空間には、前記ベアリング側から前記流路の下流側への前記潤滑剤の流動を許容しつつ、前記流路の下流側から前記ベアリング側への異物の侵入を抑制するシール部材が設けられている。シール部材が逆止弁として機能することにより、ベアリング側への異物の進入が好適に抑制され、ベアリングを保全することができる。

好ましくは、前記シール部材は、前記シャフトの軸方向に沿って順に配置された複数のリップを備え、複数の前記リップ間には、前記潤滑剤を溜める溜め部が設けられる。溜め部を設けることにより、シール部材のシール性能を高めることができる。

好ましくは、前記シール部材は、前記シャフトの軸方向に沿って順に配置された複数の弁を備え、複数の前記弁により、前記潤滑剤を一時的に保持する保持部が区画される。複数の弁を設け、これにより保持部を区間することによって、異物の進入を抑制しつつ、上流側から下流側への潤滑剤の流動を好適に許容することができる。

好ましくは、前記シール部材は、前記シャフトの軸方向に沿ってＶ字状部分が連続した構造を含み、前記Ｖ字状部分の解放端部の変形により、前記流路の上流側から下流側への前記潤滑剤の流動が許容される。

好ましくは、前記シール部材に対して一体的又は別体として設けられた環状弾性体を更に備え、当該環状弾性体は、前記シール部材を前記シャフトの軸方向に対して直交する方向へ押し付ける、と良い。環状弾性体が前記シール部材を押し付ける方向は、シャフト側又はロール本体側のいずれでも構わない。例えば、環状弾性体によるシール部材の押し付けの程度を調整することにより、シール部材のシール特性を簡易に調整することができる。

好ましくは、前記シール部材は、前記シャフトの軸方向に沿って順に配置された複数のリップを備え、複数の前記リップは、互いに肉厚が異なり、肉厚がより薄い前記リップは、肉厚がより厚い前記リップよりも、前記ベアリング側に配置される。溜め部への潤滑剤の流入をスムーズにすることができ、また、シール部材のシール性能の向上も図ることができる。

上述のシール部材を第１シール部材としたとき、これに隣接して同様構成の第２シール部材を設けると良い。シール部材の枚数を増加することにより、障壁数を増加することができ、これにより、ベアリング側への粉塵の進入をより効果的に抑制することができる。

前記ベアリングは、内輪と外輪との間にボールが保持されたベアリングであり、前記外輪には、当該ベアリングの半径方向に沿って前記内輪側へ延在するシールド板が設けられている、と良い。

上述のベアリングを第１ベアリングとしたとき、これに隣接して同様構成の第２ベアリングを設けると良い。これにより、荷重に対する耐性を高めることができる。

前記シャフトには、前記ベアリングを介することなく前記空間に対して前記潤滑剤を供給するための流路が設けられている、と良い。これにより、ベアリングに対する潤滑剤の供給をスムーズにすることができる。

本発明に係るコンベア装置は、上述のいずれかのローラーを具備する。これにより、ベアリングの動作不良に起因したコンベア装置の運転停止が抑制される。

本発明によれば、ベアリングに対する異物の進入をより十分に抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係るローラーの断面構成を部分的に示す概略的な模式図である。 本発明の第１実施形態に係るベアリングの断面構成を示す概略的な模式図である。 本発明の第１実施形態に係るオイルシールの断面構成を示す概略的な模式図である。 本発明の第１実施形態に係るオイルシールの部分的な断面構成を示す概略的な模式図である。 本発明の第１実施形態に係るグリースの流れを説明するための説明図である。 本発明の第１実施形態の変形例の構成を示す概略的な模式図である。 参考例の構成を示す概略的な模式図である。 回転抵抗値の測定方法を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態に係るパンコンベアの部分的構成を示す概略的な模式図である。 本発明の第１実施形態に係るパンコンベアの部分的構成を示す概略的な模式図である。 本発明の第２実施形態に係るローラーの断面構成を部分的に示す概略的な模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。各実施形態は、個々に独立したものではなく、過剰説明をするまでもなく、当業者をすれば、適宜、組み合わせることが可能であり、この組み合わせによる相乗効果も把握可能である。実施形態間の重複説明は、原則的に省略する。

実施形態の説明に用いられる図面は、発明説明を主目的とするものであり、適宜、簡略化されている。これらの図においては、適宜、軸ＡＸが設定されている。軸ＡＸは、例えば、後述のローラーの回転軸／シャフトの軸／シャフトの長手方向に一致するが、これに限られるべきものではない。軸ＡＸに近接する方向を内側と呼び、軸ＡＸから離間する方向を外側と呼ぶ場合がある。半径方向という用語は、軸ＡＸに直交する任意の平面に含まれる任意の軸線に沿う方向を意味するべく用いられる場合がある。正面視という用語は、軸ＡＸに沿って対象物を見ることを意味する場合がある。原則としては、上下左右といった方向を示す用語は、図面を正面視していることを前提として用いられる。各図においては、理解の促進のため、各軸が互いに直交関係にあるＸＹＺ座標が設定されている場合がある。

＜第１実施形態＞
図１乃至図１０を参照して第１実施形態について説明する。図１は、ローラーの断面構成を部分的に示す概略的な模式図である。図２は、ベアリングの断面構成を示す概略的な模式図である。図３は、オイルシールの断面構成を示す概略的な模式図である。図４は、オイルシールの部分的な断面構成を示す概略的な模式図である。図５は、グリースの流れを説明するための説明図である。図６は、変形例の構成を示す概略的な模式図である。図７は、参考例の構成を示す概略的な模式図である。図８は、回転抵抗値の測定方法を説明するための模式図である。図９は、パンコンベアの部分的構成を示す概略的な模式図である。図１０は、パンコンベアの部分的構成を示す概略的な模式図である。

図１に示すように、ローラー１００は、ローラー本体１０、蓋部１１、複数のボルト１２、複数のバネ座金１３、ニップル１４、押え板１６、複数のボルト１７、シャフト２０、ベアリング３０、ベアリング４０、オイルシール（シール部材）５０、オイルシール（シール部材）６０、シールリング（封止板）７０、及びスナップリング（封止板押え）７１を有する。

ローラー１００は、２つの輪状のベアリング３０、４０を介して、円柱状のシャフト２０上に筒状のローラー本体１０が回転可能に支持された構造を有する。ローラー１００がパンコンベアに組み込まれる場合、シャフト２０が回転不能に固定され、ローラー本体１０が回転可能に設けられる。なお、ローラー本体１０を回転不能に固定し、シャフト２０の回転を許容しても良い。この場合、ローラー本体１０は、ベアリングを介してシャフトを回転可能に保持するシャフト保持部として機能する。なお、シャフト２０の左端近傍の構造のみが図１に図示されているが、シャフト２０の右端（不図示）には、図１に示すものと鏡像関係にある構造が設けられているものとする。

図１に示すように、シャフト２０の径は、軸ＡＸに沿って段階的に変化し、隣接するシャフト部間で径が異なるシャフト部２１〜２５が形成される。シャフト２０の最も左端に位置するシャフト部２１の外周面には、任意の方法により、ベアリング３０、４０の各内輪が固定される。ここでは、ベアリング３０、４０は、各々、ボルト１７により押え板１６がシャフト部２１に固定されることにより、シャフト部２１に固定される。ベアリング３０、４０の外輪は、任意の方法により、ローラー本体１０の内周面に固定される。

筒状のローラー本体１０の左側開口は、蓋部１１がボルト１２及びバネ座金１３によりローラー本体１０に対して固定されることにより閉じられている。なお、蓋部１１は、円盤状部材であり、その中心には、後述の流路にグリース（潤滑剤）を導入するためのニップル１４が設けられている。ローラー本体１０の右側開口は、シャフト部２４に装着したシールリング７０が、同部分に装着したスナップリング７１により、ローラー本体１０の右側面及びシャフト部２３の右側面に対して押し付けられることにより閉じられている。なお、シールリング７０とスナップリング７１は、例えば、環状の金属板である。シールリング７０とローラー本体１０との間、シールリング７０とシャフト２０との間には、内部圧に応じて、僅かな隙間が形成され得る。この隙間によって、後述の流路内に充填されたグリースの排出が許容される。

筒状のローラー本体１０が上述のように両側から閉じられることによって、ローラー本体１０の内部にはグリースの流路Ｐ２０（Ｐ２１〜Ｐ２５）が規定される。具体的には、流路Ｐ２０は、ニップル１４の流出口とベアリング３０との間を接続する流路Ｐ２１、ベアリング３０、４０内に存在する隙間から形成される流路Ｐ２２、及びベアリング４０とシールリング７０とを接続する流路Ｐ２３を有する。流路Ｐ２０は、シャフト２０を周囲し、軸ＡＸに沿って延在する環状空間である。流路Ｐ２０は、更に、シャフト部２１に設けられた流路Ｐ２４と、シャフト部２２に設けられた複数の流路Ｐ２５を有する。流路Ｐ２４とＰ２５とが連続した迂回路をシャフト２０内に設けることにより、ベアリング３０側からのみではなく、ベアリング４０側からもグリースの供給を行うことが可能となり、また、オイルシール５０、６０に対するグリースの供給を円滑に行うことができる。なお、流路Ｐ２４は、軸ＡＸに沿って延在するトレンチであり、流路Ｐ２５は、流路Ｐ２４と流路Ｐ２３とを接続するべく、半径方向に延在するトレンチである。上述の迂回路を設けることにより、より低圧で流路Ｐ２０内にグリースを注入することも許容される。

図１に示すように、流路Ｐ２３には、オイルシール５０、６０が設けられている。オイルシール５０、６０は、各々、流路Ｐ２０の上流側から下流側へのグリースの流出を許容しつつ、流路Ｐ２０の下流側から上流側への粉塵（異物）の侵入を抑制する。この構成により、ベアリング３０、４０に対する粉塵の進入をより十分に抑制することができる。この点については、後述の説明からより明らかとなる。図１に示すように、オイルシール５０、６０は、シャフト径が異なるシャフト部分に装着されている。これにより、オイルシール５０の位置がずれても、オイルシール５０とオイルシール６０とが接触することが回避され、これらのシール特性の劣化を抑制することができる。

なお、流路Ｐ２０の上流側とは、典型的には、ニップル１４側、又は流路Ｐ２１側を意味する。流路Ｐ２０の下流側とは、典型的には、シールリング７０側、又は流路Ｐ２３側を意味する。ベアリング３０、４０から見ると、流路Ｐ２１はグリースの供給流路と把握され、流路Ｐ２３はグリースの排出流路と把握される。同様に、流路Ｐ２４とＰ２５とが連続した迂回路も、グリースの供給流路と把握される。

図２を参照して、ベアリング３０、４０の構成について説明する。ベアリング３０、４０は、ＺＺ形シールドボールベアリングである。ベアリング３０は、外輪３１と内輪３２との間にボール３３が設けられた構造を有する。外輪３１及び内輪３２には、各々、ボール３３を部分的に収納する半球状の凹部が設けられる。ボール３３は、外輪３１と内輪３２との間に回転可能に保持され、これにより、外輪３１と内輪３２間がｚｙ平面において回転可能となる。外輪３１の内周面には、外輪３１と内輪３２間の開口を塞ぐように設けられたシールド板３４、３５が設けられている。これにより、ボール３３と外輪３１とが摺動する摺動面、及びボール３３と内輪３２とが摺動する摺動面とが粉塵から保護される。なお、ここでは、外輪３１は、回転輪であり、内輪３２は固定輪である。

ベアリング４０の構成は、ベアリング３０と同様である。つまり、ベアリング４０の外輪４１、内輪４２、ボール４３、及びシールド板４４、４５は、ベアリング３０の外輪３１、内輪３２、ボール３３、およびシールド板３４、３５に対応する。なお、ベアリングの種類は任意であり、シール形、シール／シールドを行わない開放形、ボールの片側のみシールドするＺ形、ゴムシールＬＬＢ形、樹脂シールＳＳＡ形等であっても良い。好ましくは、本実施形態に開示のボール両側をシールドする非接触のＺＺ形が、良好なシール・シールド軸受特性を示す。ベアリング３０、４０が流路P２０に配置される結果、ベアリング３０、４０内にはグリースが封入され、ベアリングの摺動面の劣化が抑制される。

図３及び図４を参照して、オイルシール５０の詳細構成について説明する。なお、オイルシール６０の構成は、径が異なる点以外は、オイルシール５０と同様であり、従って、その詳細説明は省略する。

図３に示すように、オイルシール５０は、シャフト部２２に対して装着されている。このとき、オイルシール５０は、ローラー本体１０に装着固定された環状の金属製リング５６内に配置される。また、オイルシール５０の内周部分がシャフト部２２の外周面に対して接触し、その外周部分がリング５６の内周面に対して接触する。換言すれば、オイルシール５０は、シャフト部２２とローラー本体１０との間（シャフト部２２とリング５６との間）の環状空間を閉じるように設けられる。なお、オイルシール５０は、エラストマー合成ゴム等の弾性体であり、グリース圧に応じて、弾性変形可能であり、これにより、後述のシール性能及び弁性能が好適に確保される。オイルシール５０とリング５６間には隙間が生じ得、また、オイルシール５０とリング５６間にも隙間が生じ得る。

オイルシール５０の上側部分の断面視構成について図４を参照して説明する。図４に示すように、オイルシール５０は、環状平板部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄが連続した構造を有する。環状平板部５１ａと環状平板部５１ｂによりＶ形環状部（Ｖ字状部分）５１ｐが形成され、環状平板部５１ｃと環状平板部５１ｄによりＶ形環状部（Ｖ字状部分）５１ｑが形成される。

Ｖ形環状部５１ｐは、環状平板部５１ａと環状平板部５１ｂの接続部分（すなわち、Ｖ形環状部５１ｐの折返し端部）に肉薄のリップ５２ａを有する。Ｖ形環状部５１ｑは、環状平板部５１ｃと環状平板部５１ｄの接続部分（すなわち、Ｖ形環状部５１ｑの折返し端部）に厚肉のリップ５２ｂを有する。なお、Ｖ形環状部５１ｐの軸ＡＸに沿う幅Ｗ１０は、Ｖ形環状部５１ｑの軸ＡＸに沿う幅Ｗ２０よりも狭く、これにより、グリース圧に応じてリップ５２ｂよりもリップ５２ａが変形しやすいことを確保できる。

Ｖ形環状部５１ｐの環状平板部５１ａの外側端部（外周端部）／上側端部（すなわち、Ｖ形環状部５１ｐの解放端部）は、左側から流入するグリースをグリース保持部５４内に受け入れる弁（以下、導入弁と呼ぶ場合がある）として機能する。Ｖ形環状部５１ｑの環状平板部５１ｄの外側端部（外周端部）／上側端部（すなわち、Ｖ形環状部５１ｑの解放端部）は、グリース保持部５４内のグリースを排出する弁（以下、排出弁と呼ぶ場合がある）として機能する。なお、導入弁の肉厚は、排出弁の肉厚よりも薄い。

図４に示すように、Ｖ形環状部５１ｐ、５１ｑが連続することによって、オイルシール５０には、グリース溜め部（溜め部）５３、及びグリース保持部（保持部）５４が形成される。グリース溜め部５３は、リップ５２ａ、リップ５２ｂとの間に設けられた凹状部分である。グリース保持部５４は、上述の導入弁及び排出弁から区画された凹状部分である。グリース溜め部５３は、リップ５２ａとシャフト２０の外周面間を通過したグリースを受け入れるが、リップ５２ｂによる強固なシール効果により、通常のグリース圧ではグリースの排出を許容しない。他方、グリース保持部５４においては、環状平板部５１ａの外側端部の変形に応じて生じ得る隙間を介したグリースの流入が許容され、また、環状平板部５１ｄの外側端部の変形に応じて生じ得る隙間を介したグリースの流出が許容される。Ｖ形環状部５１ｐをグリース導入部として把握し、Ｖ形環状部５１ｑを逆止弁として把握しても良い。

ニップル１４を介して流路Ｐ２０にグリースが圧入されると、グリース溜め部５３、グリース保持部５４各々にグリースが充填される。グリース溜め部５３とグリース保持部５４に対するグリースの充填によって、オイルシール５０のセルフシール効果が効果的に発揮され、そのシール性能が高められる。オイルシール５０のシール効果は、グリース溜め部５３とグリース保持部５４内のグリースから受ける圧力により生じるものである。後述するスプリング５５もグリース圧により内側へ押され、リップ５２ｂのシール効果が向上する。

図４に示すように、Ｖ形環状部５１ｑの窪みには、オイルシール５０とは別体の環状のスプリング（環状弾性体）５５が配置され、このスプリング５５によりＶ形環状部５１ｑはシャフト２０の外周面に対して押え付けられる（図３参照）。スプリング５５による押圧により、Ｖ形環状部５１ｑに設けられたリップ５２ｂの先端部分が変形し、リップ５２ｂとシャフト２０の外周面間の接触面積が増加する。これにより、リップ５２ｂによるシール効果を確保することができる。また、程度は異なるものの、リップ５２ａによるシール効果も確保される。なお、図４に示すように、スプリング５５の中心位置は、リップ５２ｂの頂点位置よりも幅Ｗ３０だけシフトされている。これにより、スプリング５５がＶ形環状部５１ｑを押圧する力を適当なものとすることができる。なお、本願発明者の検討結果によれば、スプリングの締め付け力を単に強化したとしても、ベアリングの損傷を低減することは困難であった。スプリングは、例えば、金属製であるが、これに限らず、ゴム製であっても良い。

Ｖ形環状部５１ｐの環状平板部５１ａ、Ｖ形環状部５１ｑの環状平板部５１ｄは、グリース圧に応じて変形し、これにより、オイルシール５０とリング５６の内周面との間には隙間が生じ得る。この隙間によりグリースの流動が確保されるが、この隙間を介して流路P２０内に粉塵が進入することも招来し得る。この点に関して、グリースを流し続けること、定期的にグリース置換を行うこと等により解決することができる。なお、グリース置換は、ニップル１４を介して新しいグリースを流路Ｐ２０内に注入することにより、既存のグリースを新しいグリースに置き換えるべく行われる。このグリース置換によって、外部から流路Ｐ２０内に進入した粉塵を外部に排出することができる。また、このグリース置換によって、ベアリング３０、４０内の隙間に存在する既存グリース（端的には、劣化グリース）も新しいグリースに置換されるため、グリース劣化等に伴うベアリングの動作劣化を抑制することが可能となる。

流路Ｐ２０に充填されるグリースは、グリース中の鉄粉濃度が０．３％以下であるものが好ましい。例えば、グリースは、ＪＩＳＫ２２２０「工業用グリース」で規定されるグリースであり、耐熱性、耐久性、及び低発塵性等が調整されたものである。例えば、出光興産株式会社製造の商品名「エポネックス（登録商標）」、大新化工株式会社製造の商品名「ダイカルブＰ２１３」を使用することができる。グリース以外の他のオイルを潤滑剤として用いても良い。

オイルシール５０、６０の構成材料は、アクリルニトリルとブタジエンの共重合体であるＮＢＲ（Nitrile butadiene rubber；ニトリルゴム）、ジアルキルシラールの縮合体であるシリコーンゴム、弗化ビニリデンと６弗化プロピレンの重合体であるフッ素ゴム等が挙げられるが、耐油性及び耐摩耗性に優れるＮＢＲ（Nitrile butadiene rubber；ニトリルゴム）が好ましい。スプリング５５は、外力を受けて形状が変化しても、元の形状に復帰する特性を持っていればよく、他の任意の弾性体を採用し得る。

図５を参照して、ローラー１００内をグリースが流れる態様について説明する。まず、グリースは、ニップル１４を介して流路Ｐ２１内に注入される。流路Ｐ２１に注入されたグリースは、ベアリング３０へ到達し、その隙間に進入し、続いて、ベアリング４０に到達し、その隙間に進入し、その後、流路Ｐ２３に到達する。他方、流路Ｐ２１に注入されたグリースは、流路Ｐ２４、流路Ｐ２５を介して、流路Ｐ２３に至り、これに続いて、上述の場合とは逆方向からベアリング４０に到達し、その隙間に進入し、また、他方、オイルシール５０のグリース溜め部５３及びグリース保持部５４内に進入する。オイルシール５０のグリース保持部５４から排出されたグリースは、オイルシール６０に到達し、オイルシール６０のグリース溜め部、グリース保持部内に進入する。流路Ｐ２０内においてグリースが十分に充填されると、オイルシール６０のグリース保持部からグリースが流出する。この流出グリースは、シールリング７０とローラー本体１０との間の隙間、シールリング７０とシャフト２０との隙間を介して、外部へ流出する。なお、外部とは、流路との関係において理解されるべき用語である。

ニップル１４を介した流路Ｐ２０へのグリース注入を継続する場合、流路Ｐ２０内においてグリースが継続的に置換されることになり、これにより、外部からの粉塵がオイルシール６０、オイルシール５０の変形により生じる隙間を介してベアリング３０、４０内まで到達することは効果的に抑制される。このような継続的なグリース置換を行わない場合でも、定期的にグリース置換を行うことにより、ベアリング３０、４０の機能を長期間にわたり保全することができる。この点は、後述の試験結果から裏付けられている。

上述の説明から明らかなように、本実施形態では、流路P２０にオイルシール５０、６０を設け、これにより、上流側から下流側へのグリースの流動を許容しつつ、下流側から上流側への粉塵の侵入を抑制する。つまり、オイルシール５０、６０は、逆止弁として機能する。この構成により、ベアリング３０、４０に対する粉塵の進入をより十分に抑制することができる。繰り返しとなるが、リップ５２ｂのシール効果によって、リップ５２ｂとシャフト２０の外周面との間に隙間が生じることが抑制され、これにより、外部から粉塵がリップ５２ｂを越えてグリース溜め部５３内に進入することをより十分に抑制される。また、グリース圧により変形する弁を複数設け、これによりグリース保持部５４を区画することによって、粉塵の流入を抑制することを確保しつつ、オイルシールを介したグリースの流動を好適に確保することができる。更に、肉薄のリップ５２ａを上流側に配置し、これにより、グリース溜め部５３内へのグリースの充填を促進し、オイルシール５０のシール効果をより確実なものとすることができる。更に、Ｖ形環状部５１ｑにスプリング５５を配置することにより、リップ５２ａ、５２ｂのシール特性を適当なものに調整することができる。

図６に本実施形態の変形例を示す（なお、本変形例も、本発明の実施形態の一例である）。図６に示すように、図５と比較して、オイルシール５０とオイルシール６０を鏡像反転した態様にて流路Ｐ２３内に配置しても良い。このような場合であっても、上述の場合と同様、オイルシール５０、６０は、上流側から下流側への潤滑剤の流動を許容しつつ、下流側から上流側への粉塵の侵入を抑制する。これにより、ベアリングに対する粉塵の進入を十分に抑制することができる。

図６に示す変形例においては、厚肉のリップ５２ｂによってグリース溜め部５３内へのグリースの順方向（上流側から下流側に向かう方向）の流入が阻止され、グリース溜め部５３内へのグリースのスムーズな充填が容易ではなくなる。グリース溜め部５３内にグリースが十分に充填されない場合には、オイルシール５０のセルフシール効果を十分に得ることができない結果、粉塵の進入を許容してしまうおそれがある。また、グリースを圧入したとしても、グリース溜め部５３内にスムーズにグリースが導入されない結果、グリース溜め部５３内のグリースを十分に置換できないおそれがある。また、より厚肉の弁により、グリース保持部５４内へのグリースの進入も容易ではない。図１乃至図５に示した第１実施形態では、これらの点に鑑みて、Ｖ形環状部５１ｐを上流側に配置し、Ｖ形環状部５１ｑを下流側に配置した。これにより、表１を参照して説明するように、ダスト濃度が高い環境下においても長時間にわたってコンベアを連続可動することができた。

なお、図６に示す場合、シャフト２０内には、Ｌ字状の延長流路Ｐ２６が設けられ、これにより、この流路Ｐ２６を介してグリースが排出される。つまり、グリースは、本実施形態の場合とは異なり、シールリング７０とシャフト２０との隙間、シールリング７０とローラー本体１０との間の隙間からは流出しない。図６に示す場合、流路Ｐ２０にグリース注入していないとき又はその注入量が僅かであるとき、外部雰囲気中の粉塵が流路Ｐ２６内に混入し、ベアリング４０側へ移動し、ベアリング４０内に至るおそれがある。図１乃至図５に示した第１実施形態では、この点に鑑みて、外部に流路の排出口が直に露出しない構成とした。

図７に参考例を示す。図７に示す場合、上述の実施形態及びその変形例の場合とは異なり、オイルシール５０の環状平板部５１ａの上端は、リング８０に対して密着固定されており、その上端部分が変形してもグリースの流入が生じない。オイルシール６０についても、オイルシール５０と同様に構成されている。この場合、オイルシール５０、６０は、上流側から下流側への潤滑剤の流動を許容するものではない、と言える。従って、一度流路内に進入した粉塵を、グリース注入により押し流すことは困難である。そもそも、参考例においては、流路Ｐ２０内に一時注入されたグリースは、新グリースの圧入により排出されることはなく、グリース置換自体が不可能である。

「試験結果」
表１を参照して、ケース１〜４毎の試験結果について説明する。表１は、試験結果を説明するための表である。なお、ローラーが組み込まれる試験装置としては、セメントキルンクーラー輸送工程に用いられるパンコンベアが採用された。ダスト濃度＝１０，０００［ｍｇ／ｍ³Ｎ］の粉塵雰囲気において、８０００時間にわたりパンコンベアを連続運転した。パンコンベアの輸送速度＝２４［ｍ／ｍｉｎ］、ローラ径＝１１０［ｍｍ］により、パンコンベアに組み込まれたローラの回転数は、２４×１０００［ｍｍ／ｍｉｎ］／（１１０［ｍｍ］×３．１４）＝７０［ｒｐｍ］と算出された。グリースは、商品名「ダイカルブＰ２１３」を用いた。

ケース１は、第１実施形態に係るローラーを用いた場合である。ケース２は、図６に示した変形例に係るローラーを用いた場合である。なお、ケース２は、ボールベアリングではなく、ローラーベアリングが用いられている。ケース３は、ケース２とは、ベアリングの種類が異なるケースである。ケース４は、図７に示した参考例に係るローラーを用いた場合である。

表１に示された回転抵抗［ｇ］は、試験後、図１に示した押え板１６を治具で固定し、ローラー本体１０を手動にて回転し始めるときにバネ計りにより測定される値である（図８参照）。バネ計りについては、ＪＩＳ Ｂ ７６１１「非自動計り・一般計量器」に規定される。

グリース中の鉄粉濃度は、試験後、商品名「グリースフェロチェッカーＪｏｈｎ」（メンテック機工株式会社製）を用いて測定した濃度である。判定に関しては、グリース１０１［ｇ］に含まれる鉄粉量［ｇ］が、０〜０．５［ｇ］であれば良いと判定し、０．５〜１．０［ｇ］であれば注意と判定し、１．０〜５．０［ｇ］であれば悪いと判定した。グリースの目視結果は、試験後、ローラーを分解して、内部のグリースの状態を判定した結果である。グリース置換後の回転抵抗［ｇ］は、試験後、グリース置換を行った後に図８と同様にてバネ計りにより測定される値である。なお、グリース置換する際、高圧にてグリースを流路内に注入するため、初回にローラー本体を回転させる際には、より大きな回転抵抗が測定されることになる。

表１から明らかなように、ケース１〜ケース３は、試験後の回転抵抗を５００ｇ以下に抑えることができた。また、グリース中の鉄粉濃度を５重量％以下に抑えることができた。表１に示す結果から明らかなように、ケース１及びケース２においては、試験後の回転抵抗、グリース置換後の回転抵抗が低く、長時間の可動にも関わらず、ローラー内のベアリングが良好に保全されていることが理解される。特に、ケース１においては、ケース２よりも更に回転抵抗が低く、非常に良好な結果が確認できた。つまり、ケース１では、１年程度の連続運転を経ても、ベアリング損傷が実質的に検知されず、かつグリース置換が殆ど無抵抗で可能である事が理解できる。なお、ケース２では、軽度なベアリング損傷が検知され、試験条件以上に劣悪な環境、長い時間の運転には適さないことが理解される。ケース３では、グリース中の鉄粉濃度が高く、ベアリング損傷が生じている。ケース４では、グリース中の鉄粉濃度が高く、ベアリング損傷が生じている。グリース中の鉄粉濃度等について、ケース２とケース３間の試験結果が大きくばらついたことの決定的な理由は不明であるが、オイルシールを図６のように配置した場合には結果にばらつきが生じることが予想される。

最後に、図９及び図１０を参照して、本実施形態に係るローラーが組み込まれたパンコンベアの部分構成について例示目的にて説明する。図９に示すように、パンコンベア２００は、並行配置されたチェーン２０５上にバケツ２０１の下面が連結された構成を有する。チェーン２０５は、汎用の無端チェーンであり、バケツ２０１の下面に固定された固定部２０５ａ、２０５ｃ、およびバケツ２０１間を接続する連結部２０５ｃを含む。バケツ２０１の下面には、チェーン接続部分よりも外側にシャフト保持部２０２が設けられている。シャフト保持部２０２は、シャフト２０の内側端部を回転不能に保持している。シャフト２０の外側端部は、上述したように、ベアリングを介して、ローラー本体１０に接続されている。ローラー本体１０は、ガイドレール２０４上に配置されており、チェーン２０５の送りに応じて、ガイドレール２０４上を回転移動する。バケツ２０１は、金属等から成り、それ自体が重い。また、バケツ２０１内には、クリンカーが積まれ、相当な重量となる。この重みに耐えるべく、図１に示したように、本実施形態に係るローラー１００は２つのベアリング３０、４０をシャフト２０とローラー本体１０間に設けている。図１０に模式的に示すように、チェーン２０５が順方向に送られることによって、チェーン２０５上に設けられたバケツ２０１（２０１ａ、２０１ｂ）が矢印方向に移動する。

＜第２実施形態＞
図１１を参照して第２実施形態について説明する。本実施形態では、流路Ｐ２５の流出口は、オイルシール５０の直下、端的には、オイルシール５０のグリース溜り部５３に接続されている。このような場合であっても、第１実施形態と同様、オイルシールは、下流側から上流側へのグリースの流動を許容しつつ、下流側から上流側への粉塵の侵入を抑制するため、ベアリングに対する粉塵の進入をより十分に抑制することができる。

上述の教示を踏まえると、当業者をすれば、各実施形態に対して様々な変更を加えることができる。例えば、ベアリングの個数、オイルシールの個数は任意である。但し、好適には、オイルシールの個数は２つである。オイルシールの個数が多すぎると、グリース置換のためにより高圧が必要となり、グリース置換が容易ではなくなるためである。オイルシールの具体的な形状、材料等は任意である。Ｖ形環状部を３つ以上連続させても良い。Ｖ形環状部を３つ連続させる場合、好適には、厚肉リップの個数は１つであり、肉薄リップの個数を２つのとすると良い。これにより、好適に、オイルシールのシール効果を確保することができる。ローラー本体を固定側部材として、シャフトを回転部材としても良い。つまり、ローラー本体とは、それ自体が回転動作する必要はなく、固定され、静止状態であっても良い。ローラー本体が固定される場合、ローラー全体としては、シャフトを回転保持する装置という意味となる。潤滑剤の種類は任意であり、グリースに限定されるべきものではない。

１００ ローラー
１０ ローラー本体
２０ シャフト
３０、４０ ベアリング
５０、６０ オイルシール
Ｐ２０ 流路

Claims (9)

1. シャフト、当該シャフトの周囲に設けられたローラー本体、前記シャフト上に前記ローラー本体を回転可能に支持するベアリング、及び前記ベアリングへの潤滑剤の供給及び前記ベアリングからの前記潤滑剤の排出用の流路を備え、
   前記流路は、前記ベアリングから見て当該流路の下流側にあり、かつ前記シャフトと前記ローラー本体との間で周方向に連続した空間を含み、
   当該空間には、前記ベアリング側から前記流路の下流側への前記潤滑剤の流動を許容しつつ、前記流路の下流側から前記ベアリング側への異物の侵入を抑制するシール部材が設けられ、
   前記シール部材は、前記シャフトの軸方向に沿って第１及び第２断面Ｖ字状環状部が連続した構造を含み、前記第１及び第２断面Ｖ字状環状部のそれぞれが、前記シャフトに接する側にリップを有し、前記ローラー本体に接する側に弁を有し、前記シャフトの軸方向に沿って順に配置された前記リップ間に前記潤滑剤を溜める溜め部が設けられ、前記シャフトの軸方向に沿って順に配置された前記弁の間に前記潤滑剤を一時的に保持する保持部が設けられる、ローラー。
2. 前記シール部材に対して一体的又は別体として設けられた環状弾性体を更に備え、当該環状弾性体は、前記シャフトの軸方向に対して直交する方向において前記シール部材を前記シャフトに押し付けることを特徴とする請求項１に記載のローラー。
3. 前記シール部材の各リップが互いに異なる肉厚を有し、肉厚がより薄いリップが、肉厚がより厚いリップよりも前記ベアリング側に配置される、請求項１又は２に記載のローラー。
4. 前記シール部材を第１シール部材として備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載のローラーであって、
   前記空間において前記第１シール部材に隣接して配置された第２シール部材を更に備え、
   前記第２シール部材は、前記ベアリング側から前記流路の下流側への前記潤滑剤の流動を許容しつつ、前記流路の下流側から前記ベアリング側への異物の侵入を抑制する、ローラー。
5. 前記第２シール部材は、前記シャフトの軸方向に沿って第１及び第２断面Ｖ字状環状部が連続した構造を含み、前記第１及び第２断面Ｖ字状環状部のそれぞれが、前記シャフトに接する側にリップを有し、前記ローラー本体に接する側に弁を有し、前記シャフトの軸方向に沿って順に配置された前記リップ間に前記潤滑剤を溜める溜め部が設けられ、前記シャフトの軸方向に沿って順に配置された前記弁の間に前記潤滑剤を一時的に保持する保持部が設けられる、請求項４に記載のローラー。
6. 前記ベアリングは、内輪と外輪との間にボールが保持されたベアリングであり、前記外輪には、当該ベアリングの半径方向に沿って前記内輪側へ延在するシールド板が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のローラー。
7. 前記ベアリングを第１ベアリングとして備える請求項１乃至６のいずれか一項に記載のローラーであって、
   前記第１ベアリングに隣接して設けられた第２ベアリングを更に備え、
   前記第２ベアリングは、前記シャフト上に前記ローラー本体を回転可能に支持する、ローラー。
8. 前記シャフトには、前記ベアリングを介することなく前記空間に対して前記潤滑剤を供給するための流路が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のローラー。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載のローラーを具備するコンベア装置。