(57)【要約】【課題】シール性を確保しつつ、分割軌道輪にシール部材を容易に設けることが可能な分割転がり軸受を提供する。【解決手段】周方向に分割された分割軌道輪１１ａ、１１ｂを周方向に連結することによって構成される軌道輪１１と、軌道輪１１の軸方向両端部の周方向全周に亘って形成されたシール溝１１ｃに設けられ、軸受内部空間をシールする環状のシール部材１３と、を備えた分割転がり軸受１０において、シール部材１３が、シール溝１１ｃ内に嵌め込まれる基部１３ａと、基部１３ａに連設され摺動部と摺接するリップ部１３ｂと、を有し、その周方向の少なくとも一部に、環を切断する切断部１３ｃが形成されており、シール溝１１ｃの軸方向の溝幅が、その開口部よりも内部で広くなっており、基部１３ａの周方向断面形状が、シール溝１１ｃの周方向断面形状に沿う形状をなしていることを特徴とする分割転がり軸受１０を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に分割された分割軌道輪（１１ａ、１１ｂ）を周方向に連結することによって構成される軌道輪（１１）と、
前記軌道輪（１１）の軸方向両端部の周方向全周に亘って形成されたシール溝（１１ｃ）に設けられ、軸受内部空間をシールする環状のシール部材（１３）と、
を備えた分割転がり軸受において、
前記シール部材（１３）が、前記シール溝（１１ｃ）内に嵌め込まれる基部（１３ａ）と、前記基部（１３ａ）に連設され摺動部と摺接するリップ部（１３ｂ）と、を有し、その周方向の少なくとも一部に、環を切断する切断部（１３ｃ）が形成されており、
前記シール溝（１１ｃ）の軸方向の溝幅が、その開口部よりも内部で広くなっており、
前記基部（１３ａ）の周方向断面形状が、前記シール溝（１１ｃ）の周方向断面形状に沿う形状をなしていることを特徴とする分割転がり軸受。
【請求項２】
前記シール溝（１１ｃ）の周方向長さよりも、前記シール部材（１３）の応力無負荷状態における周方向長さの方が長いことを特徴とする請求項１に記載の分割転がり軸受。
【請求項３】
前記分割軌道輪（１１ａ、１１ｂ）の合わせ面に対し、前記シール部材（１３）の前記切断部（１３ｃ）の周方向位置をずらした状態で、前記シール部材（１３）が前記シール溝（１１ｃ）に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の分割転がり軸受。
【請求項４】
前記基部（１３ａ）の側面に、前記シール溝（１１ｃ）の内面に当接する突起部（１３ｄ）が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか1項に記載の分割転がり軸受。
【請求項５】
前記シール部材（１３）が、天然ゴムを主成分とする合成ゴム、又は、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の分割転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軌道輪が周方向に分割された分割転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造機や圧延機等の鉄鋼設備において重量と幅寸法の大きい鋼材を長手方向に搬送するローラは、軸方向と直交する方向に大きな荷重がかかるため、軸方向の両端部だけでなく中央部も軸受で支持して、軸方向中央部でのたわみを抑えるようにしている。また、船舶用スクリューや建設機械のパイルドライバ等の回転軸は、その一端に回転駆動部が設けられる一方で、他端にスクリューやハンマ等の工具が設けられているため、軸方向中央部でその回転軸を支持している。これらの場合、その軸方向中央部に設けられる軸受は、軸方向端部からの組み付けが困難なため、軌道輪等の部品が周方向に複数に分割された分割軸受が用いられる。
【０００３】
この分割軸受として、例えば、下記特許文献１に示すものがある。この分割軸受は、周方向に２分割構造とした内輪を有し、この内輪に形成された周溝にゴム製のオイルシールが設けられる構成となっている。このオイルシールは、周方向の一箇所で切断されており、その端面を突き合わせることにより環状の形態をなしている。また、オイルシールには、その一部を切断したことに伴う剛性の低下を防ぐため、補強部材としての一対の芯金が、周方向に沿って設けられている。この芯金の前記端面側の端部には、金属製のピンが溶接されている。
【０００４】
オイルシールは、径方向外側から内輪に形成された周溝に嵌め込まれる。この嵌め込みとともに、ピンが内輪に形成された穴に嵌め込まれる。このようにすることで、軸受の動作中にオイルシールの突合せ端部間が径方向に開くのを防止して、オイルシールによるシール性を確保している。
【０００５】
上記のように金属製のピンを採用する代わりに、下記特許文献２に示す分割軸受のように、オイルシールのシールゴムと一体に突起部を形成し、この突起部が、内輪に形成した孔に嵌め込まれる構成とすることもできる。また、オイルシール側にフックを形成し、そのフックを軌道輪側に形成した引っ掛け穴に引っ掛ける構成とすることもできる。あるいは、ピンや突起部を形成せずに、オイルシールと軌道輪を接着剤で直接固定することも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２８１１７０号公報
【特許文献２】特開２００９−１８０３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、２に係る分割軸受においては、オイルシールに補強部材としての芯金を用いているが、これにより、オイルシールの製造コストが増大する問題がある。また、オイルシールの周方向のずれに起因するシール性の低下を防ぐために、オイルシール及び軌道輪にピン（突起部）や穴を形成する必要があるため、部品の加工コストが増大するとともに、穴にピン（突起部）を嵌め込む手間を要する問題がある。
【０００８】
そこで、この発明は、シール性を確保しつつ、分割軌道輪にシール部材を容易に設けることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明においては、周方向に分割された分割軌道輪を周方向に連結することによって構成される軌道輪と、前記軌道輪の軸方向両端部の周方向全周に亘って形成されたシール溝に設けられ、軸受内部空間をシールする環状のシール部材と、を備えた分割転がり軸受において、前記シール部材が、前記シール溝内に嵌め込まれる基部と、前記基部に連設され摺動部と摺接するリップ部と、を有し、その周方向の少なくとも一部に、環を切断する切断部が形成されており、前記シール溝の軸方向の溝幅が、その開口部よりも内部で広くなっており、前記基部の周方向断面形状が、前記シール溝の周方向断面形状に沿う形状をなしていることを特徴とする分割転がり軸受を構成した。
【００１０】
このように、シール溝の軸方向の溝幅を、その開口部よりも内部で広くしたことにより、シール溝からシール部材が径方向に分離しにくくすることができる。また、シール部材の基部の周方向断面形状が、シール溝の周方向断面形状に沿う形状としたことにより、この基部がシール溝内で変形するのが阻止され、見掛け上の剛性が向上する。このため、芯金等の補強部材を用いることなくその剛性を確保することができ、高いシール性を確保することができる。また、シール部材に突起を設ける必要がないため、分割軌道輪にシール部材を容易に設けることができる。この構成においては、シール部材は分割軌道輪の合わせ面側から抜き挿しされる。
【００１１】
前記構成においては、前記シール溝の周方向長さよりも、前記シール部材の応力無負荷状態における周方向長さの方を長くするのが好ましい。このようにすると、分割軌道輪の合わせ面を突合せた際に、シール部材の端面同士が圧着され、この合わせ面におけるシール性の低下を防止することができる。
【００１２】
前記各構成においては、前記分割軌道輪の合わせ面に対し、前記シール部材の前記切断部の周方向位置をずらした状態で、前記シール部材が前記シール溝に設けられているのが好ましい。このようにすると、シール部材の合わせ面が、分割軌道輪のシール溝内に位置することとなって、シール部材の合わせ面に不具合があったときのシール性の低下を防止することができる。
【００１３】
前記各構成においては、前記基部の側面に、前記シール溝の内面に当接する突起部が形成されている構成とすることができる。このようにすると、シール溝の内面とシール部材（突起部）との間の緊迫力（当接力）を向上することができ、シール部材がシール溝内で周方向にずれるのを防止して、シール部材の合わせ面に隙間が生じてシール性が低下するのを確実に防止することができる。
【００１４】
前記各構成においては、前記シール部材が、天然ゴムを主成分とする合成ゴム、又は、熱可塑性樹脂からなる構成とすることができる。これらの素材は所定の弾性を有しているため、シール部材とシール溝との間を密着させて高いシール性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明においては、シール部材が、分割軌道輪に形成されたシール溝内に嵌め込まれる基部と、前記基部に連設され摺動部と摺接するリップ部と、を有し、その周方向の少なくとも一部に、環を切断する切断部が形成されており、前記シール溝の軸方向の溝幅が、その開口部よりも内部で広くなっており、前記基部の周方向断面形状が、前記シール溝の周方向断面形状に沿う形状をなしていることを特徴とする分割転がり軸受を構成した。このようにすると、分割軌道輪の合わせ面側から、シール部材を容易に抜き挿しすることができる。また、シール溝からシール部材が径方向に分離しにくくすることができるとともに、基部がシール溝内で変形するのを阻止して、見掛け上の剛性を向上させることができる。このため、このシール部材による高いシール性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明に係る分割転がり軸受の一実施形態を示す断面図
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図
【図４】図１に示す分割転がり軸受の要部を示す断面図
【図５】シール部材の第一例を示す、端面側から見た側面図
【図６】シール部材の第二例を示す、端面側から見た側面図
【図７】シール部材の第三例を示す、端面側から見た側面図
【図８】シール部材の第四例を示す、端面側から見た側面図
【図９】シール部材の第五例を示す、端面側から見た側面図
【図１０】シール部材の第六例を示す、端面側から見た側面図
【図１１】シール部材同士の突合せ態様の第一例（突合せ前）を示す断面図
【図１２】シール部材同士の突合せ態様の第一例（突合せ後）を示す断面図
【図１３】シール部材の形成工程（シール部材の切断前）を示す断面図
【図１４】シール部材の形成工程（シール部材の切断後）を示す断面図
【図１５】シール部材同士の突合せ態様の第二例（突合せ前）を示す断面図
【図１６】シール部材同士の突合せ態様の第二例（突合せ後）を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明に係る分割転がり軸受１０の一実施形態を図１〜図５を用いて説明する。この分割転がり軸受１０は、主に、連続鋳造機や圧延機等の鉄鋼設備のローラ、船舶用スクリューや建設機械のパイルドライバ等の回転軸のように、軸方向からの組み付けが困難な構成に用いられる。
【００１８】
この分割転がり軸受１０は、周方向に二分割された分割軌道輪１１ａ、１１ｂとしての分割内輪（以下、分割軌道輪１１ａ、１１ｂと同じ符号を付する。）を周方向に連結することによって構成される軌道輪１１としての内輪（以下、軌道輪１１と同じ符号を付する。）と、内輪１１の軸方向両端部の周方向全周に亘って形成されたシール溝１１ｃに設けられ、軸受の内部空間（転動体１２が設けられ、グリース等の潤滑剤が充填された空間）をシールする環状のシール部材１３と、を主要な構成要素としている。
【００１９】
なお、以下の説明では、分割転がり軸受１０の回転軸と平行な方向を軸方向、前記回転軸に対し直交する方向を径方向、前記回転軸を中心とする円弧に沿う方向を周方向という。また、図１においては、図面の上側を上部、下側を下部のように上下を定める。
【００２０】
シール部材１３は、シール溝１１ｃ内に嵌め込まれる基部１３ａと、基部１３ａに連設され摺動部（後述するラビリンスリング１４）と摺接するリップ部１３ｂとを有している（図５参照）。そして、その周方向の２か所に環を切断する切断部１３ｃが形成されており、周方向にほぼ同一の長さの半円状の分割体を構成している（図３参照）。基部１３ａは、その周方向断面が円形状をなしている。リップ部１３ｂは、その周方向断面がＹ字形をなしている（図５参照）。
【００２１】
この実施例では、リップ部１３ｂが周方向に対称形状とされているが、この形状はこれに限定されず、非対称形状としたり、リップ部１３ｂ先端の分岐数（この実施形態では分岐数は２）を増減したりすることもできる。
【００２２】
シール溝１１ｃは、軸方向の溝幅が、その開口部よりも内部で広くなっている（図５中のｗ１、ｗ２参照）。また、シール部材１３の基部１３ａの周方向断面形状は、シール溝１１ｃの周方向断面形状に沿う形状をなしている。すなわち、シール部材１３の基部１３ａは、シール溝１１ｃの内面に隙間なく密接した状態となっている（図５参照）。これにより、シール溝１１ｃからシール部材１３が径方向に分離しにくくする（シール部材１３を外れにくくする）ことができる。また、基部１３ａがシール溝１１ｃ内で変形できないため、見掛け上の剛性が向上し、高いシール性を確保することができる。
【００２３】
このシール部材１３は、その装着や交換の際に、分割内輪１１ａ、１１ｂの合わせ面側から抜き挿しされる。そして、その挿し込み状態において、各分割体の端部同士が合わせ面によって突き合わされる（図３参照）。
【００２４】
なお、上記のように、基部１３ａとシール溝１１ｃの内面の間は密接した状態とするのが好ましいが、シール溝１１ｃ内において基部１３ａのがたつきや周方向へのずれが生じない限りにおいて、若干の隙間は許容される。
【００２５】
シール部材１３の素材として、この実施形態においては、天然ゴムを主成分とする合成ゴムを採用しているが、ポリアミド系（ＰＡ６、ＰＡ１６）や、ポリエステルエラストマー（商品名「ハイトレル」（デュポン社製））等の比較的高い変形能を有する熱可塑性樹脂を採用することもできる。特に、ポリアミド系の熱可塑性樹脂は、吸水させることによって体積膨張する特性を有しているため、シール溝１１ｃにシール部材１３を設けた後で、このシール部材１３に吸水及び体積膨張させることにより、シール部材１３（基部１３ａ）とシール溝１１ｃとの間の高い密着性を確保することができる。
【００２６】
分割内輪１１ａ、１１ｂは、回転軸１を挟み込んだ状態で、その周方向端部が上部と下部の２か所の合わせ面で突き合わされる。そして、各分割内輪１１ａ、１１ｂの周方向端部に形成されたボルト孔にボルト１５をねじ込むことによって一体化される（図１参照）。各分割内輪１１ａ、１１ｂの外周面には、凹状の軌道面１１ｄが形成されている（図１参照）。この軌道面１１ｄには、転動体１２としての複数の円筒ころ（以下、転動体１２と同じ符号を付する。）が設けられている（図２参照）。各分割内輪１１ａ、１１ｂの軸方向両最端部には、周方向全周に亘ってシールリング溝１１ｅが形成されている。このシールリング溝１１ｅには、環状のシールリング１６が嵌め込まれている。このシールリング１６は、周方向１ヵ所が割れたリング形状である。
【００２７】
内輪１１の上側には、上部ハウジング１７が設けられる（図２参照）。さらに、この上部ハウジング１７の内周面には、周方向全周に亘ってラビリンス溝１７ａが形成されている。このラビリンス溝１７ａには、環状のラビリンスリング１４が嵌め込まれている（図４参照）。このラビリンスリング１４は、周方向に二分割された分割リングから構成されている。
【００２８】
ラビリンスリング１４は、上部ハウジング１７から軸方向外向きに延設されており、その先端が、回転軸１に形成された周溝１ａの中に、この周溝１ａの内面と非接触状態で挿し込まれている（図４参照）。これにより、ラビリンスリング１４と周溝１ａの内面との間にラビリンスが形成され、この分割転がり軸受１０の外部から軸受内部空間への水等の侵入が阻止される。
【００２９】
ラビリンスリング１４の内周面には、シール部材１３のリップ部１３ｂとシールリング１６の外周端部が摺接している（図４参照）。すなわち、ラビリンスリング１４は、リップ部１３ｂ及びシールリング１６に対する摺動部として機能する。これにより、軸受内部空間から軸受外部への潤滑剤の漏洩と、軸受内部空間への水や異物の侵入を確実に防止することができる。
【００３０】
内輪１１の下側には、外輪１８を介して下部ハウジング１９が設けられる。この外輪１８は、約半周の周方向長さを有するハーフリングである（図２参照）。外輪１８の内周面は、円筒ころ１２を案内する軌道面１８ａとなっている（図１、図２参照）。外輪１８の外周面は、凸状曲面となっている。そして、この外周面が、下部ハウジング１９の内周面に形成された凹状曲面によって保持されている。
【００３１】
上部ハウジング１７と同様に、下部ハウジング１９の内周面には、周方向全体に亘ってラビリンス溝１９ａが形成されている。このラビリンス溝１９ａには、環状のラビリンスリング１４が嵌め込まれ、このラビリンスリング１４の内周面に、シール部材１３のリップ部１３ｂとシールリング１６の外周端部が摺接している。上部ハウジング１７と下部ハウジング１９は、両ハウジング１７、１９に形成されたボルト孔にボルト２０をねじ込むことによって一体化される。
【００３２】
上記においては、シール部材１３の基部１３ａの周方向断面を円形状とした例（第一例）について示したが、図６〜図１０に示すように、その形状を適宜変更することができる。図６（第二例）は、基部１３ａのリップ部１３ｂとの連設側を平坦としたもの、図７（第三例）は、基部１３ａのリップ部１３ｂとの連設側の反対側を平坦としたもの、図８（第四例）は、基部１３ａを三角形状としたもの、図９（第五例）、図１０（第六例）は、円形状とした基部１３ａの側面に、周方向に延びる突起部１３ｄを形成したもの（図９は先端が円い突起、図１０は先端が尖った突起）である。
【００３３】
図６〜図８に示した基部１３ａのいずれも、基部１３ａの周方向断面形状が、シール溝１１ｃの周方向断面形状に沿う形状をなしており、この基部１３ａが、シール溝１１ｃの内面に隙間なく密接した状態となっている点で、第一例に係るシール部材１３と共通する。これにより、シール溝１１ｃからシール部材１３が径方向に分離するのを防止するとともに、シール部材１３の見掛け上の剛性を向上し、高いシール性を確保することができる。
【００３４】
また、図９、図１０に示すように、基部１３ａに突起部１３ｄを形成することにより、シール溝１１ｃの内面とシール部材１３（突起部１３ｄ）との間の緊迫力（当接力）を向上することができ、シール部材１３がシール溝１１ｃ内で周方向にずれるのを防止することができる。これにより、シール部材１３の合わせ面に隙間が生じてシール性が低下するのを確実に防止することができる。
【００３５】
上記の実施形態においては、図１１に示すように、シール溝１１ｃの周方向長さよりも、シール部材１３の応力無負荷状態における周方向長さ（シール部材１３の端面同士を突き合わせていない状態における自由長）の方を若干長くしている。このようにすると、図１２に示すように、分割内輪１１ａ、１１ｂの合わせ面を突合せた際に、シール部材１３の端面同士が圧着され（図１２中の矢印参照）、この合わせ面（切断部１３ｃ）におけるシール性の低下を防止することができる。
【００３６】
シール溝１１ｃの周方向長さより長い周方向長さを有するシール部材１３は、例えば、次のようにして製造することができる（図１３参照）。まず、外周面にシール溝１１ｃの基部１３ａに対応する溝を形成した、分割内輪１１ａ、１１ｂと同じ外径を有する半円状の内側型枠２１ａ、２１ｂと、シール部材１３のリップ部１３ｂに対応する溝を形成した外側型枠２２を用意する。
【００３７】
端面同士を周方向に対向させた内側型枠２１ａ、２１ｂの間にスペーサ２３を介在しつつ、この内側型枠２１ａ、２１ｂの外径側に外側型枠２２を配置し、シール部材１３の形状に対応する密閉空間を形成する。そして、この密閉空間に合成ゴムの素材を注入し、両型枠２１ａ、２１ｂ、２２に熱と圧力を加える加硫成形法によって成形する。このスペーサ２３の幅（内側型枠２１ａ、２１ｂの周方向に対応する幅）は、シール溝１１ｃの周方向長さに対し、シール部材１３の周方向幅をどの程度長くするかに基づいて決定される。
【００３８】
注入した合成ゴムの素材が硬化したら、図１４に示すように、スペーサ２３の介在位置においてシール部材１３を切断した上で、スペーサ２３を取り除く。さらに、内側型枠２１ａ、２１ｂ及び外側型枠２２に形成された溝から、硬化したシール部材１３をその周方向に沿って引き抜く。
【００３９】
なお、ここでは、シール部材１３の素材として合成ゴムを採用した場合について説明したが、その素材として、熱可塑性樹脂を用いたときも、シール部材１３を同様の工程で成形することができる。
【００４０】
この製造手順においては、分割内輪１１ａ、１１ｂと同じ外径を有する内側型枠２１ａ、２１ｂを用いた場合について説明したが、この内側型枠２１ａ、２１ｂの代わりに、分割内輪１１ａ、１１ｂ自体を型枠として用いることもできる。このようにすると、分割内輪１１ａ、１１ｂに形成されたシール溝１１ｃに合成ゴムの素材が直接流れ込み、このシール溝１１ｃの内面の面粗さに基づいて、硬化したシール部材１３に対してアンカー効果が作用する。これにより、このシール溝１１ｃとシール部材１３との間の密着性を一層向上することができる。
【００４１】
なお、このシール部材１３は、その経時劣化に伴って定期的に交換する必要があるため、その交換に支障がない程度に前記面粗さ（すなわちアンカー効果の大きさ）等を予め規定しておくのが好ましい。
【００４２】
また、上記の実施形態においては、分割内輪１１ａ、１１ｂの合わせ面と、シール部材１３、１３の合わせ面とが、周方向に一致している態様について示したが、図１５、図１６に示すように、分割内輪１１ａ、１１ｂの合わせ面に対し、シール部材１３、１３の合わせ面（切断部１３ｃ）の周方向位置をずらして、両合わせ面が周方向に一致しない態様とすることもできる。このようにすると、シール部材１３の合わせ面が、分割内輪１１ａ、１１ｂのシール溝１１ｃ内に位置することとなって、シール部材１３の合わせ面に不具合があったとき（例えば、合わせ面に面荒れがあるとき）のシール性の低下を防止することができる。
【００４３】
上記の実施形態に示す分割転がり軸受１０はあくまでも例示に過ぎず、シール性を確保しつつ、分割軌道輪１１ａ、１１ｂにシール部材１３を容易に設ける、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、各部材の形状、数、配置、素材等を適宜変更することが許容される。
【００４４】
例えば、上記においては、内輪１１を二分割した例について説明したが、分割数は二分割に限られず、さらに多分割とした構成にも適用することができる。また、軌道輪１１の近傍部に配置された軸、ハウジング等にシール部材を固定する構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００４５】
１１  軌道輪（内輪）
１１ａ、１１ｂ  分割軌道輪（分割内輪）
１１ｃ  シール溝
１３  シール部材
１３ａ  基部
１３ｂ  リップ部
１３ｃ  切断部
１３ｄ  突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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