JPS59222620A - 軸受の密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は軸受の密封装置に関するものである。

例えば、圧延機のロールネック軸承用として用いられる
軸受の場合、ロール冷却用に多量の水が用いられるので
、この軸受を収める軸箱の周辺で水を被りやすく、軸受
内への水の侵入を防止するため密封装置の付加が不可欠
になる。

この種の軸受の密封装置として、特公昭５５−２２６４
８号公報に開示されるように、軸受端部に接触型密封装
置を付設したものが使用されている。

この密封装置は、軸受外輪の端面にシール保持環を着脱
自在にインロウ結合する一方、軸受内輪の小鍔側端部を
軸受外輪端縁よシ軸方向に延長して延長環部を形成し、
シール保持環に保持されたゴム製シール体を前記延長環
部の外周面に摺接して、軸受内への水の侵入および軸受
内からのグリースの洩出全防止するようにしたものであ
る。

とζろが、例えば、最近の圧延機は高速運転されるため
、このような圧延機に前述の従来の軸受の密封装置を使
用した場合、軸受は回転することにより内圧を高め、又
回転による発熱によシ軸受内部の気体が体積膨張を起す
が、シール体が内輪の延長環部の外周面に摺接している
ため、軸受内、外部の気体の通気がスムーズに行えず、
軸受の高速回転−減速回転−停止のサイクルにおいて激
しい呼吸作用を生じ、どうしてもこの際に軸受内部への
冷却水の侵入あるいは軸受内部のグリースの洩出を伴う
ことがある。またロールネックの回転速度がシール体を
形成するゴムの許容周速を大幅に上まわるので、シール
体の摺動部が摩耗し、あるいは摩擦熱によりシール体が
硬化して弾性劣化を招き、密封性能が急激に低下すると
いう欠点を有する。特に軸受が収められる内部から軸方
向に離れた軸箱の両端部において、この軸箱とロールネ
ック間を端部シール体で密封しているため、前記軸受の
密封装置が冷却水により冷却されにくく、摩擦熱が高く
なりシール体の弾性劣化を促進する。

しかも、最近の圧延機のように、ロールシフト機構や強
力ベンダーなどが採用されるものに適用する場合には、
ロールのたわみが大きいので大きい軸心のずれ量に対応
できるものでなければならないが、前記の接触型密封装
置ではこのような軸心ずれには十分対応できず、この点
でも密封性能に問題がある。

また前記の密封装置では、軸受の径寸法が太きくなるに
つれて、シール体の断面形状をほぼ相似形に拡大してい
かないと所定の密封性能が得られないので、密封装置の
幅寸法が増大し、その寸法増大分だけ軸受の実効幅寸法
が狭められ負荷容量が減じられることになる。さらにシ
ール保持環は外輪に着脱自在にイン田つ結合されている
だけであるので、軸受の相手部材への着脱取扱い時、外
輪から外れ、シール体を傷める恐れもある。

この発明は、従来例における如上の課題を解消し、高速
圧延機のロールネックなどの軸受に適用した場合にも十
分な密封性能が得られ、軸心ずれにも十分対応して密封
効果を損なわず、軸受の径寸法の拡大に伴う幅寸法の拡
大もない軸受の密封装置を提供することを目的とする。

この発明の第１の実施例を第１図および第２図に基づい
て次に説明する。

この実施例の軸受の密封装置Ｂは、第１図に示すような
圧延機の四−ルネックＡを軸箱１３内に軸承する４列円
錐ころ軸受１に適用したものであり、軸受１はその内輪
２の小鍔側端部を外輪３の端縁よりも軸方向に延長して
内輪延長環部２ａとする。

一方、外向き７ランジ４ａ、５＆＋６＆ｅそれぞれ形成
した複数（第２図では３ｆｌりの内側環体４＋５ｊ６を
軸方向に重合して連結し、これを前記内輪延長環部２ａ
に嵌合する。前記内側環体４゜５．６とは別に、内向き
７ランジ７ａ＋８ａ’ｉそれぞれ形成した複数（第２図
では２個）の外側環体７１　ａ　ｋ　、各内向き７ラン
ジ７ａ＋８ａが前記内側環体’１＋り＋６の外向き７ラ
ンジ４ａ＊５ａ６ａと交互に並ぶように、内側環体４，
５．６と同心状に軸方向に重合して連結し、これを外輪
３の端面側に位置させる。このようにして、内側環体４
＋５ｗ６の外周部と外側環体７，８の内周部の間に小す
きｔ９’に形成し、軸受１の内外輪２゜３間を非接触状
態に保ったまま密封効果が得られるようにする。

内側環体４＋５＋６および外側環体７，８は、軸受１の
内方側から外方側へ向けて並ぶ各７ランジの並列順序が
外向き７ランジから始まるように配列し、最も軸受内方
に近い内側環体４の内周面に設けた環状突部４ｃｉ内輪
延長環部２ａに設けた環状凹部２ｂに焼嵌めして固着す
る。この内側環体４に対し、そのほかの内側環体５，６
は後にこれらが分離可能なようにねじ１０で締付固定し
て一体化する。

外側環体７は、その端面に形成した環状四部７ｂを、外
輪３の端面に形成した環状突部３ａＫｉ脱自在にインロ
ウ結合し、この外側環体７に対し、残る外側環体８ｔｌ
−後にこれらが分離可能なようにねじ１１で締付固定し
て一体化する。なお、上記インｐつ結合の深さは、例え
ば外向き７ランジ６ａと内向き７ランジ８ａとの軸方向
すきまよシも大きくするというように、各外向き７ラン
ジと各内向き７ランジにて形成される軸方向すきまによ
り、外側環体７が軸方向に移動しても外輪３から外れる
ことのないように考慮されている。

第２図において、中間位置にある内側環体５については
、左右の内側環体４．６のように内周側に厚肉の間座部
４’ｂ＋６ｂを形成せず、外向きフランジ５ａとなる外
周側と均一の板厚としているが、前記の間座部４　ｂ　
＋　６　ｂは、隣接する外向きフランジ間に適当なすき
まを与えることができれば、どの内側環体を選んで形成
してもよい。このことは外側環体７，８についても同様
である。

外向き７ランジｄａｉ軸受内方に最も近い内側に配置す
るこの実施例の場合、各環体の軸受１への取付けは、４
＋７＋り＋８＋６の順序で行う。

また軸受の保守点検を行う場合には、各環体の取付は順
序とは逆に、まずねじ１０．ｌｌ’ｉ外し、次に各環体
を６．８．５１７の順序で分解し、最・− 後に外輪３を軸受１から取り外して行う。なお、内側環
体４は内輪２の延長環部２ａに焼嵌めにて固定されてい
るため、内輪と一体に残る。

第２図において、１２は０リングで、外側環体７の外周
部に形成した周溝７Ｃにこれを嵌装して、軸受ｌが収め
られる軸箱１３の内周面と外側環体７の外周面の間を密
封する。これにより、外側環体７の外周面からこの外側
環体７と外輪３の嵌合部を経て、水が軸受１内へ侵入す
るのを防止できる。一方、内輪延長環部２ａでは、これ
に対し内側環体４が焼嵌めされているので、内輪延長環
部２ａの外周面を経て軸受１内へ水が侵入することはな
い。

内側環体４，５．６と外側環体７，８の間に形成される
小すきま９の、軸受外方側に向けて開放する開口部９ａ
および軸受内方側に向けて開放する開口部９ｂが、それ
ぞれ外径方向に向けて少し傾斜するように、内側環体４
，６の外向きフランジ４ａ＋６ａの周端面およびこれに
対向する外側環体７，８の所定内周面域をテーパ面とす
る。このように形成することにより、開口部９ａ側から
小すき１９に侵入してきた水やダストなどを、内輪２側
の回転に伴う遠心力により小すきま９外へ排出するのに
効果が得られる一方、軸受内方側でも、開口部９ｂから
小すきま９内に入ってくるグリースを、同様に遠心力に
よシ軸受１内へ戻すのに効果が得られる。

第１図において、１４１１５１１６は端部シール体で、
軸受ｌが収められる内部から軸方向に離れた軸箱１３の
両端部において、この軸箱１３とロールネックＡの開音
密封し、軸箱１３の両端部からの水やダストの侵入を防
止している。

軸受１の内外輪２．３間をシ：ルするこの実施側の密封
装置Ｂの配設位置と、前記の端部シール体１４＋１５＋
１６の間では、軸箱１３とロールネックＡで挾まれる空
隙部１７を有しておシ、その途中にこの空隙部１７を軸
箱、１３外へ連通させる下向きの排水孔１８＋１９１２
０ｉ形成している。そのため、前記の端部シール体１４
１１５１１６を突破して空隙部１７内に侵入してきた水
の大部分は、これらの排水孔１８，１９．２０よｐ外に
排出される。また２２は円錐ころ、２３は鋼板製保持器
である。

この発明の第２の実施例を第３図に示す。

この密封装置Ｂでは、金属素材からなる外側環体７，８
の内周面側に硬質フェノール樹脂などの潤滑性非金属素
材２１−ａ＋２１ｂ（ｉ７コーテイングし、内側環体４
＊５＊６については金属素材そのままで形成し非金属素
材のコーティングは施さない。このようにすることにょ
シ、組込み誤差などに起因して外向き７ランジ４ａ＋５
ａｙ６ａと内向き７ランジ７　ａ　＋　８　ａが接触す
るようなことがあっても、火花が生じることがなく、火
災などの事故を防止できる。前記非金属素材のコーティ
ングは外側環体７，８に施す代シに内側環体４，５゜６
の外周面に施してもよく、また外側環体７ｙ８または内
側環体４，５．６の全体を非金属素材で形成してもよく
、またこれらの任嫌の組合せを採用することができる。

第３図では、小すきま９の開口部９ａ、９ｂ’ｚ外径側
に傾斜させていないが、！　　　　　第２図の場合と同
様に傾斜を持たせてもよい。そのほかの構成については
、先の実施例と同様である０ この発明の第３の実施例を第４図に示す。

この実施例では、軸箱１３から軸受１を取り外す場合な
どにおいて、密封装置が軸受ｌと非分離の状態のまま取
り扱われることを考慮して、内側環体４１５，６または
外側環体７，８の７ランジのうち、最外部に露出するも
のを他の７ランジに比べて厚く形成する。このように形
成することによって、密封装置が他の部材に当てられた
り、外部からの衝撃を受けて折損するのを防止できる。

第４図では、内側環体６の外向き７ランジ６ａを厚く形
成しているが、環体の組合せ数や配列順序によっては外
側環体の内向き７ランジが最外部に露出するので、これ
を厚く形成する場合もある。

そのほかの構成については、先の第１の実施例と同様で
ある。

なお、軸受１に対し以上のような密封装置を付加するこ
とは軸受内輪２の幅寸法の増大を強いるので、現有設備
の改造においては、軸受１の実効幅寸法が多少狭められ
、′負荷容量を多少減じることになる。そこで、これに
対する対策として、第４図における鋼板製保持器２３の
がわりに、第５図に示すように軸受１の保持器２４とし
てビンタイプのものを採用すれば、四−ラの数を増加す
ることが可能となジ、前記の理出による負荷容量の低下
を抑えられる。多列ころ軸受において、列数が増大する
ほどその効果は大きくなる。

この発明の軸受の密封装置によれば、軸受の内輪外端部
を外輪端部よシも軸方向に延長して内輪延長環部を形成
し、外向き７ランジを有する複数の内側環体を軸方向へ
重合して締付は手段にょシ分離可能に連結し、軸受内方
に最も近い内側環体が容易に内輪延長環部から分離でき
ないように内輪延長環部に嵌合するとともに、内向き７
ランジを有する複数の外側環体を各内向き７ランジが外
向き７ランジと交互に並んで小すきまを形成するように
内側環体と同心状に軸方向へ重合して締付は手段により
分離可能に連結して外輪端部に位置させたから、次に挙
げるような効果が得られる。

（イ）軸受は回転プることによシ内圧を高め、また回転
による発熱により軸受内部の気体が体積膨張を起こすが
、内側環体と外側環体を非接触状態に保ったまま密封し
ているため、軸受の内、外部の圧力が常に同圧となシ、
軸受の高速回転−減速回転−停止のサイクルがくり返さ
れても、それに伴なう呼吸作用がなく、軸受内部への冷
却水の侵人や軸受内部のグリースの洩出を阻止できる。

（ロ）内外輪の端部間を非接触状態に保ったまま密封す
ることができ、例えば高速圧延機のロールネック用軸受
などに適用した場合にも、従来例として挙げた接触型密
封装置にみられるような摩耗や摩擦熱によるシール体の
材質劣化で密封性能を急減させるなどの不都合がなく、
長期に亘って高い密封効果を発揮することができる。ま
た軸受回転により密封装置の小すきま部にエヤーカーテ
ンが作シ出され、軸受が高速回転になればなるほど高い
密封効果を発揮できる。さらに軸心ずれに対しても密封
性能が低下しないから、ロールシフト姿　　　　　　　
　機構や強力ベンダーなどが採用される圧延機用の軸受
に適用して大きな効果をあげることができる。

（ハ）また密封装置の構成部材は、分解処理を施さない
限シ軸受に対して非分離であるから、軸箱からの軸受の
取出しゃ軸受への装着を容易に行うことができる０ に）　この密封装置を軸受の両端部に装置することによ
シ、軸受内からグリースが洩出するのを防止することが
でき、軸受に対するグリース無供給が可能となる。とく
に実施例のように、軸受内方側に最も近い例えば内側環
体を内輪延長環部に焼嵌めして固着する一方、そのほか
の内側環体および外側環体はねじを解きインロウ結合を
解いて自在に分解できるように構成しているので、軸受
内へ適宜グリースを供給することができるとともに、軸
受の保守・点検も容易に行うことができる。

（ホ）軸受は内輪内径が大きくなるにつれて負荷容量が
増大するが、先述の従来例の接触型密封装置では、内輪
内径の拡大に伴いシール体の全体形状（とくに幅寸法）
を拡大していかないと所定の密封性能が得られないので
、密封装置の幅寸法の増大を余儀なくされる。したがっ
て、その幅寸法増大分だけ軸受の実効幅寸法が抑えられ
、これが負荷容量の増大をさまたげることになる。これ
に対し、この発明の密封装置は非接触型であるから、内
輪内径の拡大に伴い密封装置の幅寸法の増大を強いられ
ることがなく、各環体の径寸法のみを大きくすればよく
、軸受の負荷容量増大をさまたげることはない。軸受の
内輪内径の拡大に伴う負荷容量の増大の傾向について、
この発明の密封装置を付設した軸受の場合と、先述の接
触型密封装置を付設した軸受の場合を比較した結果を第
６図に示す。なお、実施例では圧延機用ロールネックの
４列円錐ころ軸受に本発明の密封装置を適用したが、他
の用途及び軸受形式にも当然適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の密封装置が適用される圧延機四−ル
ネック用４列円錐ころ軸受の取付状ＩＬＱｅ示す断面図
、第２図ないし第５図はそれぞれこの発明の各実施例を
示す断面図、第６図は従来例の密封装置を用いた軸受と
この発明の密封装置を用いた軸受との内輪内径拡大に伴
う負荷容量増大の傾向を比較した結果を示す図である。 １・・・軸受、２・・・内輪、２１Ｌ・・・内輪延長環
部、３・・・外輪、４，５ｅ６・・・内側環体、４ａ＋
５ａ＋６ａ・・・外向きフランジ、７，８・・・外側環
体、７ａ、８ａ・・・内向き７ランジ、９・・・小すき
ま第１図 第６図 軸ケ内経ｍ７ｍ→ 第４図　　　　　　　　　第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）軸受の内輪外端部を外輪端部よシも軸方向に延長
   して内輪延長環部を形成し、外向き７ランジを有する複
   数の内側環体を軸方向へ重合して締付は手段によシ分離
   可能に連結し、軸受内方に最も近い内側環体が容易に内
   輪延長環部がら分離できないように内輪延長環部に嵌合
   するとともに、内向き７ランジを有する複数の外側環体
   を各内向き７ランジが外向き７ランジと交互に並んです
   きまを形成するように内側環体と同心状に軸方向へ重合
   して締付は手段によシ分離可能に連結して外輪端部に位
   置させたことを特徴とする軸受の密封装置 （２）内側環体および外側環体は、軸受内方から外方へ
   の７ランジの並列順序が外向き７ランジから始まるよう
   に配列し、軸受内方に最も近い内側環体を内輪延長環部
   に焼嵌めして固着した特許請求の範囲第＋１）項記載の
   軸受の密封装置（３）複数の外側環体のうち軸受内方に
   最も近い環体を外輪端部に着脱自在にインロウ結合して
   なる特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載の
   軸受の密封装置 （４）外側環体と外輪端部とのインロウ結合の深さは、
   各外側環体の内向き７ランジと各内側環体の外向き７ラ
   ンジにて形成される各軸方向すきまによシ、外側環体が
   外輪から外れることのない深さとされている特許請求の
   範囲第（３）項記載の軸受の密封装置 （５）内側環体と外側環体とで形成されるすきまは、そ
   の軸受内方側開口部および軸受外方側開口部を外径側に
   向けて傾斜させた特許請求の範囲第（１）項から第（４
   ）項のうちのいずれか１つに記載の軸受の密封装置 （６）内側環体および外側環体の一方は、少なくとも７
   ランジを有する局面側が潤滑性非金属素材からなる特許
   請求の範囲第（１１項、、から第（５）項のうちのいず
   れか１つに記載の軸受９）密封装置（７）　　内側環体
   および外側環体□の各７ランジのうち、最外部に露出す
   る７ランジの板厚を他の７う１、　　　　　　　ンジに
   比して大きくした特許請求の範囲第＋１３項から第（６
   ）項のうちのいずれか１つに記載の軸受の密封装置