KR20140092765A - 롤링 베어링 장치, 및 이것을 사용한 압연기용 백업 롤 - Google Patents

롤링 베어링 장치, 및 이것을 사용한 압연기용 백업 롤 Download PDF

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Abstract

본 발명의 롤링 베어링 장치는, 내외륜 부재 사이의 제1 환형 공간의 개구를 폐쇄하고 있는 밀봉 장치를 구비하고 있다. 밀봉 장치는, 심금을 구비하고 있다. 심금에는, 제1 환형 공간과 제2 환형 공간과의 사이를 연통함으로써 제1 환형 공간 내의 압력을 제2 환형 공간으로 개방하는 배기공이 형성되어 있다. 제2 실링 립은, 제1 환형 공간 내가 소정 압력을 넘으면 슬링거로부터 이격되어 제1 환형 공간 내의 압력을, 배기공 및 제2 환형 공간을 통해 외부 공간으로 개방한다.

Description

롤링 베어링 장치, 및 이것을 사용한 압연기용 백업 롤{ROLLING BEARING DEVICE, AND BACKUP ROLL FOR ROLLING MILL INCLUDING THE ROLLING BEARING DEVICE}
2013년 1월 16일에 출원되고, 명세서, 도면 및 요약서를 포함하는 일본특허출원 No. 2013-005367은 그 전체 내용이 본 명세서에 원용되어 포함된다.
본 발명은, 예를 들면, 압연기(壓延耭)의 롤을 지지하기 위한 백업 롤(backup roll)에 사용되는 롤링 베어링 장치(rolling bearing device), 및 이것을 사용한 압연기용 백업 롤에 관한 것이다.
다단식(多段式) 압연기 등에 있어서 압연기용 롤을 지지하기 위한 백업 롤은, 샤프트와, 복수의 롤링 베어링 장치를 구비하여 구성되어 있다. 상기 롤링 베어링 장치는 이 샤프트에 외측으로부터 끼워져 고정되는 동시에 축 방향으로 배열되어 배치되어 있다. 상기 롤링 베어링 장치는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 외륜(101)과, 내륜(102)과, 복렬(複列)의 원통 롤러(103)와, 밀봉 장치(104)를 구비한 복렬의 원통 롤러 베어링으로 구성되어 있다. 상기 외륜(101)은 회전륜이다. 상기 내륜(102)은 상기 샤프트에 외측으로부터 끼워져 고정되어 있다. 상기 원통 롤러(103)는 내외륜(101, 102)의 사이에서 전동(轉動) 가능하게 개재되어 있다. 상기 밀봉 장치(104)는 내외륜(101, 102)의 사이의 환형(環形) 개구부를 밀봉하고 있다. 밀봉 장치(104)는, 환형의 심금[(芯金; core metal(105)]과, 환형의 슬링거(slinger)(106)와, 환형의 실링 립(sealing lip)(107)을 구비하고 있다. 상기 심금(105)은 외륜(101)에 고정되어 있다. 상기 슬링거(106)는 내륜(102)에 고정되는 동시에 심금(105)에 대하여 축 방향 한쪽에 대향 배치되어 있다. 상기 실링 립(107)은 심금(105)의 축 방향 한쪽의 단면(端面)으로부터 돌출되고 슬링거(106)의 단면과 접촉함으로써 외륜(101)과 내륜(102)과의 사이를 밀봉하고 있다.
상기 롤링 베어링 장치에서는, 공기와 혼합된 오일 미스트(oil mist)가 내외륜(101, 102) 사이의 공간 내에 소정 압력으로 가압 공급됨으로써 상기 롤링 베어링 장치의 각 부의 윤활이 행해지고 있다. 또한 이 롤링 베어링 장치는, 오일 미스트가 공급됨으로써 내외륜(101, 102) 사이의 공간 내의 압력이 높아지면, 밀봉 장치(104)의 실링 립(107)의 선단이 슬링거(106)로부터 약간 이격되고, 내외륜(101, 102) 사이의 공간 내의 압력을 외부 공간 측으로 개방하여 상기 공간 내가 소정의 압력 이상으로 되지 않도록 구성되어 있다(예를 들면, 일본공개특허 제2002―228007호 공보 참조).
상기 종래예의 롤링 베어링 장치에서는, 내외륜(101, 102) 사이의 공간 내의 압력에 의해, 실링 립(107)의 선단이 슬링거(106)로부터 이격되므로, 그 간극을 통해 내외륜(101, 102) 사이의 공간에 수분이나 먼지 등의 이물질이 침입할 우려가 생긴다. 이와 같은 상기 공간 내로의 이물질의 침입은, 롤링 베어링 장치의 수명을 저하시키는 요인이 된다. 또한, 내외륜(101, 102) 사이의 공간 내의 압력의 개방은, 실링 립(107)이 슬링거(106)로부터 이격됨으로써 행해지고 있다. 그러므로, 내외륜(101, 102)이 축 방향으로 약간 상대 이동함으로써 슬링거(106)에 대한 실링 립(107)의 접촉 압력이 변화되거나, 실링 립(107)의 이격이 원활하게 행해지지 않았거나 하면, 내외륜(101, 102) 사이의 공간 내의 압력이 크게 변동되어, 오일 미스트의 공급량이 불안정하게 되어 윤활 불량이 생길 우려도 있었다.
일본공개특허 제2002―228007호 공보
본 발명의 목적으로 하는 하나는, 내외륜 사이의 공간 내의 압력의 변동을 억제하면서, 더욱 효과적으로 상기 공간 내에 이물질이 침입하는 것을 억제할 수 있는 롤링 베어링 장치, 및 이것을 사용한 압연기용 백업 롤을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 태양(態樣)의 롤링 베어링 장치의 구성 상의 특징은, 외주면에 내륜 궤도면을 가지는 내륜과, 상기 내륜과 동심(同心)으로 배치되고, 내주면에 상기 내륜 궤도면에 대향하는 외륜 궤도면을 가지는 외륜과, 상기 내륜 궤도면과 상기 외륜 궤도면과의 사이에 전동 가능하게 배치된 복수의 전동체(轉動體)와, 상기 내륜 및 상기 외륜의 축 방향 양단에 설치되고, 상기 내륜 외주면과 상기 외륜 내주면으로 구획된 제1 공간을 폐쇄하고 있는 한 쌍의 밀봉 장치를 구비하고, 기체와 혼합된 안개형의 윤활유가, 상기 제1 공간 내에 가압 공급되고, 상기 밀봉 장치는, 상기 내륜 및 상기 외륜 중 어느 한쪽에 고정되는 환형의 심금과, 상기 내륜 및 상기 외륜 중 어느 다른 쪽에 고정되는 동시에 상기 심금에 대하여 축 방향 외측에 대향 배치된 환형의 슬링거와, 상기 심금의 축 방향 외측의 측단면으로 돌출되고 상기 슬링거에 접촉함으로써 상기 제1 공간의 축 방향 양단을 밀봉하고 있는 제1 실링 립과, 상기 제1 실링 립보다 직경 방향 외측에 설치되고, 상기 심금의 상기 측단면으로 돌출되어 상기 슬링거에 접촉함으로써 상기 제1 실링 립과 함께 상기 제1 공간을 밀봉하고 있는 동시에, 상기 제1 실링 립과의 사이에서 제2 공간을 형성하고 있는 제2 실링 립을 구비하고, 상기 심금에는, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간과의 사이를 연통시키고 있는 배기공이 형성되고, 상기 제2 실링 립은, 상기 제1 공간 내가 소정 압력을 넘으면, 상기 슬링거로부터 이격되어 상기 제1 공간 내의 압력을, 상기 배기공 및 상기 제2 공간을 통해 외부 공간으로 개방함으로써 상기 제1 실링 립이 상기 슬링거에 슬라이딩 접촉된 상태를 유지하는 압력 제어 기능을 가지는 것에 있다.
본 발명의 전술한 특징 및 추가의 특징은 첨부된 도면을 참조하는 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 자명하게 될 것이며, 도면 중 유사한 도면 부호는 유사한 구성 요소를 나타내는 데 사용된다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 압연기의 백업 롤을 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1 중의 밀봉 장치를 확대한 부분 단면도(斷面圖)이다.
도 3은 슬릿 부분을 내측단면 측으로부터 보았을 때의 외관도이다.
도 4는 다른 태양의 롤링 베어링 장치의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 5는 종래의 롤링 베어링 장치를 나타낸 단면도이다.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 첨부 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 본 발명의 일실시형태에 관한 압연기의 백업 롤을 나타낸 단면도이다. 도면 중, 백업 롤은, 압연재(壓延材)를 압연하는 압연기의 공작물(workpiece) 롤이나 중간 롤 등(도시하지 않음)에 접촉 종동(從動)하여 이들을 서포트하기 위한 롤이다. 백업 롤은, 단수 또는 복수의 롤링 베어링 장치(1)와, 롤링 베어링 장치(1)를 압연기에 대하여 지지하는 지지 샤프트(T)를 구비하고 있다.
롤링 베어링 장치(1)는, 지지 샤프트(T)에, 1개 또는 복수 개가 축 방향을 따라 배치되어 있고, 외륜 부재(2)를 공작물 롤 등의 외주면 전동 가능하게 접촉 종동하여 상기 공작물 롤 등을 지지한다. 롤링 베어링 장치(1)는, 외륜 부재(2)와, 내륜 부재(3)와, 원통 롤러(4)와, 환형의 유지기(5)와, 한 쌍의 밀봉 장치(10)를 구비하고 있다. 상기 외륜 부재(2)는 상기 압연기의 롤 등에 접촉하여 종동하는 롤을 구성한다. 상기 내륜 부재(3)는 외륜 부재(2)의 내주측에 동심으로 배치되어 있다. 상기 원통 롤러(4)는 외륜 부재(2) 및 내륜 부재(3)의 사이에 전동 가능하게 배치된 복수의 전동체이다. 상기 유지기(5)는 상기 복수의 원통 롤러(4)를 주위 방향으로 유지한다. 상기 밀봉 장치(10)는 상기 롤링 베어링 장치(1)의 양단에 고정되어 있다.
내륜 부재(3)는, 한 쌍의 원통형의 내륜(3a)을 축 방향으로 조합시켜 구성되어 있다. 내륜(3a)의 외주면에는, 복수의 원통 롤러(4)가 전동하는 내륜 궤도면(3a1)이 형성되어 있다. 외륜 부재(2)는, 외주면(2a)이 상기 압연기의 롤 등에 접촉되는 원통형의 부재이다. 외륜 부재(2)의 내주면에는, 복수의 원통 롤러(4)가 전동하는 외륜 궤도면(2b)이, 한 쌍의 내륜(3a) 각각에 형성된 내륜 궤도면(3a1)에 대향하여 한 쌍 형성되어 있다. 복수의 원통 롤러(4)는, 한 쌍의 내륜 궤도면(3a1) 및 외륜 궤도면(2b)의 사이에 전동 가능하게 배치되어 있고, 이로써, 외륜 부재(2)와 내륜 부재(3)와는, 상대 회전 가능하다. 상기 구성에 따라서, 롤링 베어링 장치(1)는, 지지 샤프트(T)에 내륜 부재(3)가 체결 고정됨으로써, 외륜 부재(2)를 지지 샤프트(T)에 대하여 회전 가능하게 지지하고 있다.
한 쌍의 밀봉 장치(10)는, 외륜 부재(2)와 내륜 부재(3)의 축 방향 양단에 설치되어 있다. 한 쌍의 밀봉 장치(10)는, 내륜 궤도면(3a1)과 외륜 궤도면(2b)으로 구획된 환형의 공간인 제1 환형 공간(제1 공간)(S1)의 양단 개구 각각에 고정되어 있고, 이들 개구를 폐쇄하고 있다. 따라서, 제1 환형 공간(S1)은, 외부에 대하여 밀봉되어 있다.
한 쌍의 내륜(3a)이 서로 맞대어져 있는 맞댐부(3b)에는, 내외륜 부재(2, 3) 사이의 제1 환형 공간(S1) 내에, 오일 미스트를 공급하기 위한 급유공(3c)이 형성되어 있다. 제1 환형 공간(S1) 내에는, 급유공(3c)을 통하여, 공기 등의 기체와 혼합된 오일 미스트가 가압 공급된다. 본 실시형태의 롤링 베어링 장치(1)에서는, 상기 오일 미스트가 제1 환형 공간(S1) 내에 가압 공급되는 것에 의해, 각 부의 윤활이 행해지고 있다. 그리고, 각 부의 윤활을 위해 공급되는 오일 미스트는, 고압의 기체와 오일 미스트를 혼합한 것을 사용해도 되고, 오일 미스트 자체를 가압하여 고압화한 것을 사용해도 된다.
도 2는, 도 1 중의 밀봉 장치를 확대한 부분 단면도이다. 도면에 있어서, 밀봉 장치(10)는, 환형의 심금(11)과, 환형의 슬링거(12)와, 실링 부재(13)를 구비하고 있다. 상기 심금(11)은 외륜 부재(2)에 고정되어 있다. 상기 슬링거(12)는 내륜(3a)[내륜 부재(3)]에 고정되어 있다. 상기 실링 부재(13)는 심금(11)에 고정되어 있다.
슬링거(12)는, 심금(11)에 대하여 내륜 부재(3)의 단부측인 축 방향 외측에 위치하도록 상기 심금(11)에 대향 배치되어 있다. 슬링거(12)는, 원통부(12a)와, 플랜지부(12b)를 가지고 있다. 상기 원통부(12a)는 내륜(3a) 외주면의 외측 단부에 외측으로부터 끼워져 고정되어 있다. 상기 플랜지부(12b)는 원통부(12a)의 외측 단부에 형성되어 있다. 플랜지부(12b)의 외주면(12c)은, 외륜 부재(2)의 내주면에 대하여 근소한 간극이 형성되도록 형성되어 있고, 슬링거(12)보다도 롤링 베어링 장치(1)의 내부 공간 측으로 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위한 래비린스(labyrinth)를 구성하고 있다.
심금(11)은, 외륜 부재(2)의 내주면에 형성된 주위홈(2c)에 끼워넣어진 스냅링(15)과, 외륜 부재(2)의 내주면에 형성된 단차부(段差部)(2d)와의 사이에서 외주 에지부가 협지되어 있다. 이로써, 심금(11)은, 외륜 부재(2)의 내주면에 일체로 회전 가능하게 고정되어 있다.
실링 부재(13)는, 니트릴 고무 등의 탄성 소재를 사용하여 심금(11)에 가류(加硫) 접착에 의해 형성 고정된 부재이다. 실링 부재(13)는, 기부(基部)(13a)와, 환형의 제1 실링 립(13b)을 가지고 있다. 상기 기부(13a)는 심금(11)의 축 방향 내측을 향하는 내측단면(11b)을 따르고 있다. 상기 제1 실링 립(13b)은 심금(11)의 외측단면(11a)으로 돌출되고 플랜지부(12b)의 내측단면(12b1)과 슬라이딩 접촉한다. 실링 부재(13)는, 또한 환형의 제2 실링 립(13c)과, 이음부(13d)를 가지고 있다. 상기 제2 실링 립(13c)은 제1 실링 립(13b)의 직경 방향 외측에 동심으로 설치되어 있다. 상기 이음부(13d)는 심금(11)의 축 방향 외측을 향하는 외측단면(11a)을 따라 설치되어 제1 실링 립(13b)의 기단부(基端部)와 제2 실링 립(13c)의 기단부를 연결한다.
실링 부재(13)가 가지고 있는, 제1 실링 립(13b)이나, 제2 실링 립(13c), 기부(13a) 등은, 전술한 바와 같이 가류 접착에 의해 일체로 형성되어 있다. 따라서, 이들 각 부를 각각 형성하는 경우와 비교하여, 각 부의 형성이 용이하다.
기부(13a)는, 심금(11)의 내측단면(11b)으로부터 심금(11)의 외주면을 덮도록 형성되어 있다. 기부(13a)는, 심금(11)의 외주 에지부와, 외륜 부재(2)의 단차부(2d)와의 사이에 개재(介在)되어 있고, 외륜 부재(2)와 심금(11)의 외주 에지부와의 사이를 밀봉하고 있다.
제1 실링 립(13b)은, 심금(11)의 외측단면(11a)으로부터 축 방향 슬링거(12) 측을 향함에 따라, 직경 방향 외측을 향해 연장되어 있다. 실링 립(13b)의 선단은, 플랜지부(12b)의 내측단면(12b1)과 슬라이딩 접촉되고 있고, 외륜 부재(2)와, 내륜 부재(3)와의 사이의 상대 회전을 허용하면서 제1 환형 공간(S1)의 단부 개구를 밀봉하고 있다. 즉, 제1 환형 공간(S1)은, 내륜 부재(3)의 외주면과, 외륜 부재(2)의 내주면과, 축 방향 양단에 설치된 한 쌍의 제1 실링 립(13b)에 의해 구획되어 있다.
제2 실링 립(13c)은, 제1 실링 립(13b)과 마찬가지로, 심금(11)의 외측단면(11a)으로 돌출되고 플랜지부(12b)의 내측단면(12b1)과 슬라이딩 접촉되고 있고, 제1 실링 립(13b)과 함께 제1 환형 공간(S1)을 밀봉하고 있다. 제2 실링 립(13c)은, 제1 실링 립(13b)의 직경 방향 외측으로 동심으로 설치되어 있는 것에 의해 제1 실링 립보다 외부 공간(S3) 측에 설치되어 있다.
또한, 제2 실링 립(13c)은, 제1 실링 립(13b)의 직경 방향 외측으로 동심으로 설치되어 있는 것에 의해, 상기 제1 실링 립(13b)과의 사이에서 제2 환형 공간(제2 공간)(S2)을 형성하고 있다. 따라서, 제2 환형 공간(S2)은, 제1 실링 립(13b)과, 제2 실링 립(13c)과, 이들 실링 립(13b, 13c)이 설치되어 있는 심금(11)과, 실링 립(13b, 13c)이 슬라이딩 접촉하고 있는 슬링거(12)에 의해 구획되어 있다. 제1 실링 립(13b) 및 제2 실링 립(13c)은, 제1 환형 공간(S1)과, 외부 공간(S3)과의 사이에 제2 환형 공간(S2)을 개재시키고, 상기 제1 환형 공간(S1)을 밀봉하고 있다.
또한, 심금(11)에는, 제1 환형 공간(S1)과, 제2 환형 공간(S2)과의 사이를 연통하여 제1 환형 공간(S1) 내를 압력을 제2 환형 공간(S2)으로 개방하는 배기공(11c)이 형성되어 있다. 이 배기공(11c)은, 단면(斷面) 원통형으로 형성되어 심금(11)을 두께 방향으로 관통하고, 또한 이음부(13d)를 관통하여 형성되어 있다. 또한, 배기공(11c)은, 심금(11)의 원주 방향을 따라 복수 개 형성되어 있다.
배기공(11c)은, 실링 부재(13)의 기부(13a)에 의해 심금(11)의 내측단면(11b) 측이 덮혀져 있다. 즉, 실링 부재(13)의 기부(13a)는, 배기공(11c)을 막는 커버부를 구성하고 있다.
기부(13a)의 배기공(11c)에 대응하는 부분에는, 슬릿(13a1)이 형성되어 있다.
도 3은, 슬릿(13a1)의 부분을 내측단면(11b) 측으로부터 보았을 때의 외관도이다. 도 1도 참조하여, 슬릿(13a1)은, 직경 방향으로 직교하는 방향을 따라 직선형으로 형성되어 있다. 슬릿(13a1)은, 기부(13a)를 두께 방향 전역에 걸쳐 절입(切入; cut-in)을 넣음으로써 형성되어 있고, 제1 환형 공간(S1) 내의 압력이 소정 압력(P1)을 넘으면 개구된다.
보다 구체적으로는, 제1 환형 공간(S1)의 압력이 소정 압력(P1)보다 높아지고 또한 제2 환형 공간(S2)보다 높아지면, 슬릿(13a1)은 개구되고, 제1 환형 공간(S1)의 압력은, 슬릿(13a1)을 통해 제2 환형 공간(S2)으로 개방된다. 한편, 수분이나 먼지 등의 이물질이, 제1 환형 공간(S1)의 압력에 따라 개폐되는 슬릿(13a1)을 통과하는 것은, 곤란하다. 따라서, 커버부로서의 기부(13a)는, 슬릿(13a1)이 형성됨으로써, 제1 환형 공간(S1) 내의 압력이 제2 환형 공간(S2) 측으로 개방되는 것을 허용하면서, 배기공(11c)으로부터 제1 환형 공간(S1) 내에 이물질이 침입하는 것을 억제할 수 있다.
그리고, 제1 실링 립(13b)은, 제1 환형 공간(S1)의 압력이 슬릿(13a1)가 개구되는 압력인 소정 압력(P1)을 초과한 경우에도, 슬링거(12)로부터 이격되지 않는 정도의 접촉 압력으로 설정되어 있다. 따라서, 제1 환형 공간(S1) 내의 압력이 소정 압력(P1)을 초과했다고 해도, 제1 실링 립(13b)은, 슬링거(12)에 슬라이딩 접촉된 상태를 유지한다.
제1 환형 공간(S1) 내의 압력이 소정 압력(P1)을 초과함으로써, 배기공(11c)을 통해 제1 환형 공간(S1)의 압력이 제2 환형 공간(S2)으로 개방되면, 제2 환형 공간(S2)의 압력이 상승한다. 제1 환형 공간(S1)으로부터 개방되는 압력에 의해, 제2 환형 공간(S2) 내의 압력이 소정 압력(P2)을 넘으면, 제2 실링 립(13c)은, 그 압력에 의해 탄성변형되고, 슬링거(12)로부터 이격되어, 제2 환형 공간(S2) 내의 압력을 외부 공간(S3) 측으로 개방한다.
또한, 후술하는 바와 같이, 소정 압력(P1)은, 소정 압력(P2) 이상으로 되도록 각 부가 설정되어 있다. 따라서, 제1 환형 공간(S1)의 압력이 제2 환형 공간(S2)으로 개방되고, 제2 환형 공간(S2)은, 소정 압력(P2) 이상으로 되고, 제2 실링 립(13c)은 슬링거(12)로부터 이격된다. 즉, 제2 실링 립(13c)은, 제1 환형 공간(S1) 내의 압력이 소정 압력(P1)을 넘으면 슬링거(12)로부터 이격되어 제1 환형 공간(S1) 내의 압력을, 배기공(11c) 및 제2 환형 공간(S2)을 통해 외부 공간(S3)으로 개방하는 압력 제어 기능을 가지고 있다.
상기한 바와 같이 구성된 롤링 베어링 장치(1)에 의하면, 제2 실링 립(13c)은, 제1 환형 공간(S1) 내가 소정 압력(P1)을 넘으면 슬링거(12)로부터 이격되어 제1 환형 공간(S1) 내의 압력을, 배기공(11c) 및 제2 환형 공간(S2)을 통해 외부 공간(S3)으로 개방한다. 이로써, 제1 환형 공간(S1) 내의 압력을 외부 공간(S3) 측으로 개방하면서, 제1 실링 립(13b)이 슬링거(12)에 슬라이딩 접촉된 상태를 유지할 수 있다. 즉, 상기 롤링 베어링 장치(1)에서는, 제1 환형 공간(S1) 내의 압력을 제1 실링 립(13b)보다 외부 공간(S3) 측인 제2 환형 공간(S2)을 통해 개방하도록 구성하였다. 이로써, 제2 실링 립(13c)에, 주로 제1 환형 공간(S1) 내, 및 제2 환형 공간(S2) 내의 압력을 조정하는 배기 밸브로서의 기능(압력 제어 기능)을 부담시키고, 제1 실링 립(13b)에, 주로 내외륜 부재(2, 3) 사이의 밀봉성을 높이는 기능을 부담시킬 수 있다.
이로써, 제2 실링 립(13c)에 대하여는, 제1 환형 공간(S1) 내의 압력 변동이 억제되도록 슬링거(12)에 대한 접촉 압력을 조정할 수 있다. 제1 실링 립(13b)에 대하여는, 슬링거(12)에 대한 밀봉성을 높이도록 접촉 압력을 조정할 수 있다. 이 결과, 제1 환형 공간(S1) 내의 압력의 변동을 억제하면서, 밀봉성을 높일 수 있어, 더욱 효과적으로 제1 환형 공간(S1) 내에 이물질이 침입하는 것을 억제할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 제1 환형 공간(S1)에서의 소정 압력(P1)은, 슬릿(13a1)의 개방 압력, 제2 환형 공간(S2)에서의 소정 압력(P2)은, 제2 실링 립(13c)의 개방 압력이다. 외부 공간(S3)의 압력을 P3로 하면, 하기 식이 가능한 한 만족하도록, 제1 실링 립(13b) 및 제2 실링 립(13c) 각각의 슬링거(12)에 대한 접촉 압력이나, 슬릿(13a1)의 치수나 형상이 조정되어 있다.
P1 ≥ P2 > P3
슬릿(13a1)의 개방 압력인 소정 압력(P1)은, 슬릿(13a1)의 형상 등의 설정 외에, 오일 미스트의 압력, 제1 실링 립(13b)의 슬링거(12)에 대한 접촉 압력 등에 따라 정해진다. 또한, 제1 실링 립(13b)은 압력의 개방을 행할 필요가 없다. 따라서, 제1 실링 립(13b)의 슬링거(12)에 대한 접촉 압력은, 상기 종래예의 마찬가지로, 압력의 개방을 행할 필요가 있었던 경우와 비교하여, 더욱 높은 밀봉성을 얻을 수 있도록 설정된다.
또한, 제2 실링 립(13c)은, 소정 압력(P2)이 상기 식을 만족시키도록 형성되는 동시에, 내륜 부재(3)와 외륜 부재(2)가 축 방향으로 상대 이동했다고 해도, 상기한 압력의 관계가 유지 가능한 형상, 접촉 압력으로 설정된다.
보다 구체적으로, 본 실시형태에서는, 대기압인 외부 공간(S3)의 압력(P3)을 기준 압력으로 하면, 소정 압력(P1)이, ＋10∼20 kPa, 소정 압력(P2)이, ＋5∼10 kPa로 되도록, 각 부가 설정되어 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 배기공(11c)은, 제1 실링 립(13b)과 제2 실링 립(13c)과의 사이에서 형성된 제2 환형 공간(S2)과 연통되어 있다. 이로써, 배기공(11c) 근방에 이물질이 침입하는 것은 제2 실링 립(13c)에 의해 억제된다. 만일, 제2 환형 공간(S2)에 이물질이 침입했다고 해도, 제2 실링 립(13c)의 선단으로부터 배기공(11c)까지의 사이에는, 축 방향으로 어느 정도의 거리가 있기 때문에, 제2 실링 립(13c)의 선단을 통과한 상기 이물질이 배기공(11c)에 바로 접근하지 않는다. 이 결과, 배기공(11c)으로부터 제1 환형 공간(S1) 내에 이물질이 침입하는 것을 억제할 수 있다. 만일 이물질이 배기공(11c) 근방에 도달했다고 해도, 상기 구성에 따르면, 슬릿(13a1)이 형성된 커버부로서의 기부(13a)에 의해, 제1 환형 공간(S1) 내의 압력의 개방을 허용하면서, 배기공(11c)으로부터 제1 환형 공간(S1) 내에 이물질이 침입하는 것을 억제할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 상기 각각의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태에서는, 배기공(11c)을 단면 원통형으로 형성한 경우를 예시했지만, 단면 사각형이나, 타원 형상 등, 그 단면 형상은 적절히 변경할 수 있다. 또한, 상기 실시형태에서는, 실링 부재(13)의 기부(13a)가 배기공(11c)을 막는 커버부로서 기능하는 경우를 나타냈으나, 이 커버부가 없는 구성으로 할 수도 있다. 단, 이 경우, 제1 환형 공간(S1)과 제2 환형 공간(S2)은, 거의 같은 압력으로 되므로, 제1 환형 공간(S1)의 압력이, 제2 실링 립(13c)의 개방 압력인 소정 압력(P2)을 넘으면, 제2 실링 립(13c)이 슬링거(12)로부터 이격되고, 제1 환형 공간(S1) 내의 압력을 배기공(11c) 및 제2 환형 공간(S2)을 통해 외부 공간(S3)으로 개방한다.
또한, 상기 실시형태에서는, 기부(13a)에 형성된 슬릿(13a1)을 직선형으로 형성한 경우를 나타냈으나, 예를 들면, 2개의 슬릿을 교차시켜 형성해도 되고, 여러 개의 슬릿(13a1)을 배열하여 형성해도 된다. 또한, 슬릿(13a1)의 두께도 적절히 조정할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 심금(11)의 내측단면(11b) 측에만 기부(13a)를 커버부로 한 경우를 나타냈으나, 예를 들면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 심금(11)의 외측단면(11a) 측에도, 슬릿(13a1)이 형성된 커버부를 설치해도 된다. 이 경우, 외측단면(11a) 측의 커버부는, 제1 실링 립(13b)과 제2 실링 립(13c)을 연결하는 이음부(13d)에 의해 구성되어 있다. 이와 같이, 심금(11)의 양 단면(11a, 11b)에 커버부를 설치함으로써, 제1 환형 공간(S1)에 대한 이물질의 침입을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명의 롤링 베어링 장치, 및 이것을 사용한 압연기용 백업 롤에 의하면, 내외륜 사이의 공간 내의 압력의 변동을 억제하면서, 더욱 효과적으로 상기 공간 내에 이물질이 침입하는 것을 억제할 수 있다.

Claims (4)

  1. 외주면에 내륜 궤도면을 가지는 내륜;
    상기 내륜과 동심(同心)으로 배치되고, 내주면에 상기 내륜 궤도면에 대향하는 외륜 궤도면을 가지는 외륜;
    상기 내륜 궤도면과 상기 외륜 궤도면 사이에 전동(轉動) 가능하게 배치된 복수의 전동체(轉動體); 및
    상기 내륜 및 상기 외륜의 축 방향 양단에 설치되고, 상기 내륜 외주면과 상기 외륜 내주면으로 구획된 제1 공간을 폐쇄하고 있는 한 쌍의 밀봉 장치;
    를 포함하고,
    기체(氣體)와 혼합된 안개형의 윤활유가, 상기 제1 공간 내에 가압 공급되고,
    상기 밀봉 장치는,
    상기 내륜 및 상기 외륜 중 어느 한쪽에 고정되는 환형(環形)의 심금(芯金);
    상기 내륜 및 상기 외륜 중 어느 다른 쪽에 고정되는 동시에 상기 심금에 대하여 축 방향 외측에 대향 배치된 환형의 슬링거(slinger);
    상기 심금의 축 방향 외측의 측단면으로 돌출되고 상기 슬링거에 접촉함으로써 상기 제1 공간의 축 방향 단부(端部) 개구를 밀봉하고 있는 제1 실링 립(sealing lip); 및
    상기 제1 실링 립보다 직경 방향 외측에 설치되고, 상기 심금의 상기 측단면으로 돌출되어 상기 슬링거에 접촉함으로써 상기 제1 실링 립과 함께 상기 제1 공간을 밀봉하고 있는 동시에, 상기 제1 실링 립과의 사이에서 제2 공간을 형성하고 있는 제2 실링 립;
    을 포함하고,
    상기 심금에는, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간 사이를 연통하고 있는 배기공이 형성되고,
    상기 제2 실링 립은, 상기 제1 공간 내가 소정 압력을 넘으면, 상기 슬링거로부터 이격되어 상기 제1 공간 내의 압력을, 상기 배기공 및 상기 제2 공간을 통해 외부 공간으로 개방함으로써 상기 제1 실링 립이 상기 슬링거에 슬라이딩 접촉된 상태를 유지하는 압력 제어 기능을 가지는,
    롤링 베어링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배기공을 막는 커버부를 더 포함하고,
    상기 커버부에는, 상기 제1 공간 내가 소정 압력을 넘으면 개구되는 슬릿이 형성되어 있는, 롤링 베어링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 실링 립, 상기 제2 실링 립, 및 상기 커버부는, 탄성 소재에 의해 일체로 형성되어 있는, 롤링 베어링 장치.
  4. 압연재(壓延材)를 압연하는 공작물 롤의 외주면에 전동 가능하게 접촉하여 상기 공작물 롤을 지지하는 롤링 베어링 장치를 포함하고,
    상기 롤링 베어링 장치는, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 롤링 베어링 장치인,
    압연기용 백업 롤.
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