(57)【要約】【課題】円筒ころ軸受の内輪又は外輪と円筒ころとの接触による摩耗やかじりを抑制し、これらが発生した箇所を起点とする円筒ころ軸受の破損を防止することができる軸受装置を提供する。【解決手段】軸受装置２３は、内輪３４、内輪３４の径方向外側に対向して配置された外輪３５、及び内輪３４と外輪３５との間に配置される複数の円筒ころ３６，３７を備えた円筒ころ軸受からなり、かつ、ラジアル荷重のみを受ける第１の軸受３１と、内輪３４と外輪３５との間に配置され、かつ、アキシアル荷重のみを受ける第２の軸受３２と、を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、前記内輪の径方向外側に対向して配置された外輪、及び前記内輪と前記外輪との間に配置される複数の円筒ころを備えた円筒ころ軸受からなり、かつ、ラジアル荷重のみを受ける第１の軸受と、
前記内輪と前記外輪との間に配置され、かつ、アキシアル荷重のみを受ける第２の軸受と、を備えている、軸受装置。
【請求項２】
前記軸受装置が、焼結設備におけるパレット台車の加圧ローラ用として用いられ、
前記第２の軸受が、アキシアル荷重を負荷可能な玉軸受からなる、請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記第２の軸受が、アキシアル荷重を負荷可能なすべり軸受からなる、請求項１に記載の軸受装置。
【請求項４】
前記第２の軸受が、軸方向に弾性変形可能である、請求項３に記載の軸受装置。
【請求項５】
前記第２の軸受と、前記外輪又は前記内輪との間には、径方向の隙間が形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の軸受装置。
【請求項６】
前記第１の軸受の前記円筒ころが複列に配置されており、
前記第２の軸受が、複列の前記円筒ころの軸方向の間に配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の軸受装置。
【請求項７】
前記第２の軸受が、前記第１の軸受における軸方向端部に配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結設備におけるパレット台車等に用いられる軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、焼結設備におけるパレット台車に用いられる加圧ローラ用軸受が開示されている。この焼結設備は、おおよそ数十台〜百数十台のパレット台車を環状に連結した状態でレール上を走行させながら、パレットに積載した原料を炉中で焼き固める設備である。パレット台車の下面には、レール上を走行する車輪と、パレット台車の走行を駆動するスプロケットが噛み合う加圧ローラ用軸受とが同軸心状に設けられている。
【０００３】
加圧ローラ用軸受は、スプロケットが噛み合うときや、焼き固めた原料を排出するとき等に衝撃的な荷重が付与されるため、負荷容量及び外輪強度の高い総ころの円筒ころ軸受が採用されている。
【０００４】
加圧ローラ用軸受には、スプロケットが噛みあう際のラジアル荷重だけでなく、スプロケットの摩耗や設備の芯ずれ等に起因してアキシアル荷重も付与される。このようなアキシアル荷重は、内外輪に形成された鍔部と円筒ころの端面とが接触することによって負荷されるため、鍔部や円筒ころの端面に摩耗やかじりが発生しやすくなる。特許文献１記載の技術においては、アキシアル荷重による摩耗やかじりの発生、及び、これらの箇所を起点とした内外輪の破損を防止するため、内外輪の鍔部及び円筒ころの端面に被膜が施され、これらが接触したときの摺動性が高められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１４５４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種の焼結設備においては、近年、パレット台車の台数や積載量が増加する傾向にあり、加圧ローラ用軸受に負荷されるアキシアル荷重も増大している。特許文献１記載の技術は、内外輪の鍔部と円筒ころの端面とに被膜が形成されるだけで両者の接触を防ぐものではないため、アキシアル荷重の増大に対応するにも限界がある。
【０００７】
本発明は、円筒ころ軸受にアキシアル荷重が負荷されるのを抑制し、円筒ころ軸受の破損等を防止することができる軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の軸受装置は、内輪、前記内輪の径方向外側に対向して配置された外輪、及び前記内輪と前記外輪との間に配置される複数の円筒ころを備えた円筒ころ軸受からなり、かつ、ラジアル荷重のみを受ける第１の軸受と、前記内輪と前記外輪との間に配置され、かつ、アキシアル荷重のみを受ける第２の軸受と、を備えている。
【０００９】
この構成によれば、円筒ころ軸受からなる第１の軸受が軸受装置に負荷されるラジアル荷重のみを受け、第２の軸受がアキシアル荷重を受けるので、第１の軸受にアキシアル荷重が負荷されるのを抑制し、内外輪及び円筒ころの摩耗やかじりを抑制し、これらが発生した箇所を起点とする第１の軸受の破損を防止することができる。
なお、上記において「円筒ころ」とは、円筒形状（円柱形状）に形成されたころを総称したものであり、針状ころや棒状ころをも含む。
【００１０】
（２）好ましくは、前記軸受装置が、焼結設備におけるパレット台車の加圧ローラ用として用いられ、前記第２の軸受が、アキシアル荷重を負荷可能な玉軸受からなる。
このような構成によって、第１の軸受の外輪又は内輪に付与されたアキシアル荷重を第２の軸受により受けることができる。
【００１１】
（３）好ましくは、前記第２の軸受が、アキシアル荷重を負荷可能なすべり軸受からなる。
このような構成によって、第１の軸受の外輪又は内輪に付与されたアキシアル荷重を第２の軸受により受けることができる。また、第１の軸受の外輪と内輪との間に容易に第２の軸受を組み込むことができる。
【００１２】
（４）好ましくは、前記第２の軸受が、軸方向に弾性変形可能である。
このような構成によって、第２の軸受によってアキシアル荷重を受けたときの衝撃を緩和することができる。
【００１３】
（５）好ましくは、前記第２の軸受と、前記外輪又は前記内輪との間には、径方向の隙間が形成されている。
このような構成によって、第１の軸受の内輪又は外輪から第２の軸受へラジアル荷重が付与されるのを防止することができる。
【００１４】
（６）前記第１の軸受の前記円筒ころが複列に配置されており、前記第２の軸受が、複列の前記円筒ころの軸方向の間に配置されている。
このような構成によって、複列に配置された円筒ころの間のスペースを利用して第２の軸受を配置することができ、第２の軸受を設けることによる軸受装置の大型化を抑制することができる。
【００１５】
（７）好ましくは、前記第２の軸受が、前記第１の軸受における軸方向端部に配置されている。
このような構成によって、第１の軸受における内輪と外輪との間に容易に第２の軸受を組み込むことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１の軸受である円筒ころ軸受の内輪又は外輪の鍔部と円筒ころの端面との接触による摩耗やかじりを抑制し、第１の軸受の破損等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る軸受装置を適用した焼結設備の概略的な側面図である。
【図２】パレット台車の走行部を示す断面図である。
【図３】加圧ローラ用軸受の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る軸受装置の断面図である。
【図５】第２の実施形態における第２の軸受を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る軸受装置を適用した焼結設備の概略的な側面図である。焼結設備１０は、パレット台車１１と、レール１２と、駆動スプロケット１３と、従動スプロケット１４と、点火炉１５とを有している。
【００１９】
パレット台車１１は、焼結鉱の原料となる鉄鉱石や石灰石を収容するパレット１１ａと、パレット１１ａの下面に設けられた走行部１１ｂとを備える。パレット台車１１は、数百台が環状に連結され、駆動スプロケット１３及び従動スプロケット１４に巻き掛けられている。パレット台車１１は、駆動スプロケット１３に駆動されることによって矢印Ａ方向に極低速で循環移動する。
【００２０】
レール１２は、駆動スプロケット１３と従動スプロケット１４との間に配置されている。パレット台車１１の走行部１１ｂは、このレール１２上を走行する。
駆動スプロケット１３及び従動スプロケット１４は、パレット台車１１の走行部１１ｂに噛み合うことによってパレット台車１１を支持している。駆動スプロケット１３は、図示しないモータ等の駆動部により回転する。従動スプロケット１４は、駆動スプロケット１３によりパレット台車１１が循環移動することで回転する。
【００２１】
点火炉１５は、駆動スプロケット１３及び従動スプロケット１４の間における上段側のパレット台車１１に対応して設けられている。点火炉１５は、パレット台車１１に収容された原料を加熱し、焼き固めて焼結鉱を生成する。パレット台車１１は、従動スプロケット１４の円周に沿って傾いたときに、焼結鉱を排出する。
【００２２】
図２は、パレット台車１１の走行部１１ｂを示す断面図である。
走行部１１ｂは、車軸２１と、車輪２２と、加圧ローラ用軸受２３とを備えている。
車軸２１は、パレット台車１１のパレット１１ａの下面に回転自在に支持されている。
車輪２２は、軸受部２５と、車輪本体２６とを有する。軸受部２５は、複列円すいころ軸受である。軸受部２５は、内輪２５ａと、外輪２５ｂと、複数の円すいころ２５ｃとを有する。軸受部２５の内輪２５ａは、車軸２１の軸方向の端部の外周面に嵌合され、車軸２１に固定されている。
【００２３】
車輪本体２６は、円筒形状に形成されている。車輪本体２６は、内周面が軸受部２５の外輪２５ｂに嵌合され、外輪２５ｂに固定されている。車輪本体２６の外周面は、レール１２上の上面に接触する。車輪本体２６の軸方向の端部には径方向外方に突出する鍔部２６ａが設けられている。この鍔部２６ａがレール１２の側面に係合することによって車輪２２の脱輪が防止される。
【００２４】
図３は、加圧ローラ用軸受の断面図である。なお、以下の説明においては、図３の左側を軸方向一方側、右側を軸方向他方側という。
加圧ローラ用軸受２３は、本発明の軸受装置に相当するものであり、第１の軸受３１と、第２の軸受３２とを備えている。
【００２５】
第１の軸受３１は、複列円筒ころ軸受である。また、第１の軸受３１は、保持器を備えていない総ころ軸受である。第１の軸受３１は、第１の内輪３４と、第１の外輪３５と、円筒ころ３６，３７とを備えている。第１の内輪３４は、円筒状に形成されている。第１の内輪３４の外周面には、２列の内側軌道３４ａ，３４ｂが形成されている。
【００２６】
軸方向一方側（図３の左側）に配置された第１の内側軌道３４ａは、軸方向他方側（図３の右側）に配置された第２の内側軌道３４ｂよりも軸方向の幅が広く形成されている。
第１の内側軌道３４ａの軸方向一方側及び第２の内側軌道３４ｂの軸方向他方側には、径方向外側に突出する第１の鍔部３４ｃが設けられている。また、第１の内側軌道３４ａと第２の内側軌道３４ｂとの間には、径方向外側に突出する第２の鍔部３４ｄが設けられている。
【００２７】
第１，第２の鍔部３４ｃ，３４ｄによって第１，第２の内側軌道３４ａ，３４ｂ上の円筒ころ３６，３７の軸方向の移動が制限される。鍔部３４ｄには、グリースを充填するための油路３４ｈが形成され、第１の軸受３１は、第１の内輪３４と第１の外輪３５との径方向の間にグリースを充填可能に構成されている。
【００２８】
第１の内輪３４の軸方向他方側（図３の右側）の端部には、第１の鍔部３４ｃ及び第２の内側軌道３４ｂよりも外径の小さい小径部３４ｅが形成されている。この小径部３４ｅには、第２の軸受３２と、後述するシール部材３９ａとが取り付けられる。
【００２９】
円筒ころ３６，３７は、第１の円筒ころ３６と、第２の円筒ころ３７とからなる。第１の円筒ころ３６は、第１の内側軌道３４ａ上に配置されている。第２の円筒ころ３７は、第２の内側軌道３４ｂ上に配置されている。第１の円筒ころ３６は、第２の円筒ころ３７よりも軸方向に長く形成されている。
【００３０】
第１の外輪３５は、円筒形状に形成されている。第１の外輪３５の内周面には、外側軌道３５ａが形成されている。外側軌道３５ａは、第１，第２の内側軌道３４ａ，３４ｂの径方向外側に対向して配置されている。外側軌道３５ａ上には、第１の円筒ころ３６と第２の円筒ころ３７との双方が配置されている。外側軌道３５ａは、一定の内径を有している。したがって、外側軌道３５ａと、第１の円筒ころ３６及び第２の円筒ころ３７とは相対的に軸方向に移動し得る。
【００３１】
図２に示すように、第１の外輪３５の外周面には、駆動スプロケット１３及び従動スプロケット１４が噛みあう。このとき、第１の外輪３５には、ラジアル荷重が付与される。また、図１に示すように、従動スプロケット１４に沿ってパレット台車１１が傾き、先行するパレット台車１１に衝突することによっても、第１の外輪３５にはラジアル荷重が付与される。駆動スプロケット１３及び従動スプロケット１４の摩耗や設備の芯ずれ等に起因して、第１の外輪３５には、ラジアル荷重だけでなくアキシアル荷重も付与される。
【００３２】
このうちラジアル荷重は、第１の外輪３５から第１，第２の円筒ころ３６，３７及び第１の内輪３４に負荷される。すなわち、第１の軸受３１はラジアル荷重を受ける。これに対して、第１の外輪３５に付与されるアキシアル荷重は、第１の外輪３５と第１、第２の円筒ころ３６，３７とが軸方向に相対的に移動することによって、第１，第２の円筒ころ３６，３７及び第１の内輪３４には負荷されない。したがって、第１の軸受３１はアキシアル荷重を受けず、ラジアル荷重のみを受ける。
【００３３】
外側軌道３５ａの軸方向他方側（図３の右側）には、外側軌道３５ａよりも内径の大きい大径部３５ｂが設けられている。この大径部３５ｂに、第２の軸受３２が配置される。
【００３４】
第２の軸受３２は、深溝玉軸受からなる。第２の軸受３２は、第１の軸受３１の第１の内輪３４と第１の外輪３５との間に配置されている。第２の軸受３２は、第１の軸受３１の軸方向他方側の端部に配置されている。
【００３５】
第２の軸受３２は、第２の内輪４１と、第２の外輪４２と、玉４３とを有する。
第２の内輪４１は、円環状に形成されている。第２の内輪４１は、内周面が第１の内輪３４の小径部３４ｅに嵌合され、第１の内輪３４に固定されている。第２の内輪４１の軸方向一方側の端面は、第１の内輪３４の第１の鍔部３４ｃと小径部３４ｅとの間の段差面３４ｆに当接している。また、第２の内輪４１の軸方向他方側の端面は、小径部３４ｅに取り付けられた止め輪４０に当接している。したがって、第２の内輪４１は、第１の内輪３４に対する軸方向の相対移動が制限されている。
【００３６】
第２の外輪４２は、第１の外輪３５に取り付けられている。第２の外輪４２は、第１の外輪３５における大径部３５ｂの径方向内側に配置されている。第２の外輪４２と大径部３５ｂの内周面との間には隙間ｔ１が形成されている。第２の外輪４２の軸方向一方側の端面は、第１の外輪３５の外側軌道３５ａと大径部３５ｂとの間の段差面３５ｃに当接している。
【００３７】
第１の外輪３５の大径部３５ｂには、止め輪３８が取り付けられている。止め輪３８は、第２の外輪４２の軸方向他方側の端面に当接している。したがって、第２の外輪４２は、段差面３５ｃと止め輪３８とによって軸方向に挟まれ、軸方向の移動が制限される。また、第２の外輪４２と大径部３５ｂの内周面との間には隙間ｔ１が形成されているので、第２の外輪４２は径方向の移動が許容される。
【００３８】
なお、第２の軸受３２よりも軸方向他方側において、大径部３５ｂの内周面と第１の内輪３４の小径部３４ｅの外周面との間にはシール部材３９ｂが設けられている。また、第１の軸受３１の軸方向一方側の端部において、第１の内輪３４と第１の外輪３５との間にはシール部材３９ａが設けられている。
【００３９】
第１の外輪３５の外周面に駆動スプロケット１３及び従動スプロケット１４が噛みあい、第１の外輪３５にラジアル荷重及びアキシアル荷重が付与されると、ラジアル荷重は、隙間ｔ１の存在により第１の外輪３５から第２の外輪４２へは負荷されない。したがって、第２の軸受３２は、ラジアル荷重を受けない。これに対して、第１の外輪３５に付与されるアキシアル荷重は、第２の外輪４２から玉４３及び第２の内輪４１に負荷される。すなわち、第２の軸受３２はアキシアル荷重を受ける。
【００４０】
したがって、本実施形態の加圧ローラ用軸受２３は、第１の軸受３１がラジアル荷重のみを受け、第２の軸受３２がアキシアル荷重のみを受ける。そのため、第１の軸受３１における第１の内輪３４の鍔部３４ｃ，３４ｄと円筒ころ３６，３７の端面との接触によって摩耗、かじり、打痕、傷等が生じ難くなり、これらに起因する第１の軸受３１の破損を防止することができる。また、かじりにより発生した金属片が噛みこむことによる第１の軸受３１の回転不良やロック、軌道の面荒れ、潤滑不良等も防止することができる。
【００４１】
また、第２の軸受３２は、第１の軸受３１の軸方向端部に配置されているので、第１の内輪３４と第１の外輪３５との間に容易に第２の軸受３２を組み込むことができる。
【００４２】
［第２の実施形態］
図４は、第２の実施形態に係る軸受装置の断面図である。
本実施形態の加圧ローラ用軸受２３は、第２の軸受３２が深溝玉軸受ではなく、すべり軸受により構成されている。
【００４３】
第２の軸受３２は、第１の円筒ころ３６と第２の円筒ころ３７との間に配置されている。第１の内輪３４の鍔部３４ｄの軸方向中央には、周方向に沿って周溝３４ｇが形成されている。また、第１の外輪３５において、第１の円筒ころ３６と第２の円筒ころ３７との軸方向の間には、鍔部３５ｄが形成され、この鍔部３５ｄの軸方向中央には周方向に沿って周溝３５ｇが形成されている。そして、第１の内輪３４の周溝３４ｇと第１の外輪３５の周溝３５ｇとの間に形成されるスペースＳに第２の軸受３２が配置されている。
【００４４】
第２の軸受３２は、フッ素樹脂などの弾性変形可能な合成樹脂により形成されている。第２の軸受３２は、断面形状が矩形状に形成されている。第２の軸受３２は、周方向に連続しておらず、複数に分割されており、個々が周溝３４ｇ，３５ｇの形状に倣って円弧状に形成されている。
【００４５】
図５は、第２の実施形態における第２の軸受を拡大して示す断面図である。
スペースＳの軸方向の幅ｗ１は、第２の軸受３２の軸方向の幅ｗ２よりも若干大きい。そのため、周溝３４ｇ，３５ｇと第２の軸受３２との軸方向の間にはわずかな隙間が形成される。
【００４６】
一方、内側軌道３４ａ，３４ｂと外側軌道３５ａ上に配置された円筒ころ３６，３７の端面と、鍔部３４ｃ，３４ｄ，３５ｄとの間の最大隙間ｔ２は、周溝３４ｇ，３５ｇと第２の軸受３２との間の軸方向の最大隙間よりも大きい。そのため、第１の外輪３５にアキシアル荷重が付与されたとき、円筒ころ３６，３７の両端面が同時に鍔部３４ｃ，３４ｄ，３５ｄの端面に接触する前に、第２の軸受３２の両端面が同時に周溝３４ｇ，３５ｇの軸方向の端面に接触してアキシアル荷重を受けることになる。
【００４７】
また、第２の軸受３２の内周面又は外周面と、周溝３４ｇ，３５ｇの溝底面との間には隙間が形成されている。そのため、第２の軸受３２は、第１の外輪３５に付与されるラジアル荷重を受けない。
したがって、本実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００４８】
また、第２の軸受３２は、弾性変形可能であるため、アキシアル荷重が付加されることによる衝撃を軸方向の弾性変形により吸収し、緩和することができる。
第２の軸受３２は、複列に配置された円筒ころ３６，３７の間のスペースを利用して配置されているので、第２の軸受３２を設けることによる軸受装置の大型化を抑制することができる。
【００４９】
第２の軸受３２の内部には、第１の内輪３４に形成された油路３４ｈに連通する油路３２ａが形成されていてもよい。
【００５０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において設計変更可能である。
例えば、第１の実施形態における第２の軸受３２は、第１の軸受３１の軸方向片側の端部のみに設けられているが、両側の端部に設けられていてもよい。この場合、第２の軸受３２は、アンギュラ玉軸受であってもよい。
【００５１】
第１の実施形態における第２の軸受３２は、第１の軸受３１の軸方向中央に設けられていてもよい。第２の実施形態における第２の軸受３２は、第１の軸受３１の軸方向端部に設けられていてもよい。
第１の実施形態における第１の円筒ころ３６と第２の円筒ころ３７とは、同一の軸方向の長さを有していてもよい。また、第１の円筒ころ３６を第２の円筒ころ３７よりも短くしてもよい。
【００５２】
第２の実施形態における第２の軸受３２は、例えば軸方向に伸縮するバネであってもよい。
第１の軸受は、単列であってもよいし３列以上の複列であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１１：パレット台車、２３：加圧ローラ用軸受、３１：第１の軸受、３２：第２の軸受、３６：第１の円筒ころ、３７：第２の円筒ころ、４３：玉、ｔ１：隙間
【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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