(57)【要約】      （修正有）【課題】外輪の外周面の耐久性の向上を低コストで図り、転がり軸受の保守コストの低減、且つ長寿命化を図れる構造を実現する。【解決手段】外周面に内輪軌道１７を有し、金属圧延機のバックアップロールを支持する支持軸に外嵌固定される内輪９と、内周面に外輪軌道２０を有する外輪１０ａと、これら内輪軌道１７と外輪軌道２０との間に転動自在に設けられた複数個の転動体１２とを備えたバックアップロール用転がり軸受８ａにおいて、上記外輪８ａの外周面１１ａにＤＬＣ被膜２２を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に内輪軌道を有し、金属圧延機のバックアップロールを支持する支持軸に外嵌固定される内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えたバックアップロール用転がり軸受に於いて、上記外輪の外周面にＤＬＣ被膜を形成した事を特徴とするバックアップロール用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄、非鉄金属を含む金属材料を圧延する為の金属圧延機のバックアップロールを支持する為の支持軸に組み付けられ、外輪の外周面をこのバックアップロールのロール面として使用する転がり軸受の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料に圧延加工を施す為の金属圧延機として、特許文献１等に記載された、所謂ゼンジミア圧延機と呼ばれる多段金属圧延機が、従来から使用されている。図２は、この多段金属圧延機の構造を模式的に示している。
この多段金属圧延機１は、１対のワークロール２、２と、４個の第一中間ロール３、３と、６個の第二中間ロール４、４と、８個のバックアップロール５、５とから成る。
このうちの両ワークロール２、２は、図２に鎖線で示した、圧延加工を施す金属材料２４を直接加工するものであり、この金属材料２４を上記図２の上下方向から挟む位置に配置している。
又、上記４個の第一中間ロール３、３は、２個ずつの第一中間ロール３、３により、上記両ワークロール２、２を、上記図２の上下方向から挟んだ状態で支持する様に配置している。
又、上記６個の第二中間ロール４、４は、３個ずつの第二中間ロール４、４により、上記各第一中間ロール３、３を、上記図２の上下方向から挟んだ状態で支持する様に配置している。
更に、上記８個のバックアップロール５、５は、４個ずつのバックアップロール５、５により、上記各第二中間ロール４、４を、上記図２の上下方向から挟んだ状態で支持する様に配置している。又、上  記各バックアップロール５、５は、これら各バックアップロール５、５をハウジング等の固定の部分に対して回転自在に支持する為の支持軸（図示省略）と、これら各支持軸の軸方向中間部に軸方向に隣り合う様に組み付けた複数個の転がり軸受とから成る。又、この様に組み込んだ状態で、これら各転がり軸受の外輪の外周面は、上記各バックアップロール５、５の各バックアップロール面６、６を成している。
【０００３】
図３は、従来から知られている上記各バックアップロール５、５用の転がり軸受８の構造を示している。この転がり軸受８は、互いに同心に配置された内輪９の外周面と外輪１０の内周面との間に、それぞれが転動体である複数個の円筒ころ１２、１２と、保持器１３とを配置して成る。
このうちの内輪９は、円筒状部材１４と、この円筒状部材１４の軸方向（図３の左右方向）両端部に配置した1 対の円輪状鍔部材１５、１５とを組み合わせて成る。この様にこれら各部材を組み合わせた状態で、上記円筒状部材１４及び上記両円輪状鍔部材１５、１５の内周面を、上記各バックアップロール５、５（図２参照）の支持軸１６に外嵌固定する為の円筒凹面としている。又、上記内輪９の外周面の軸方向中央部（上記円筒状部材１４の外周面）に、円筒凸面である内輪軌道１７を形成している。又、上記内輪９の軸方向両端部に、それぞれが外向フランジ状の外向鍔部１９、１９（上記両円輪状鍔部材１５、１５のうちで、上記円筒状部材１４の外周面より径方向外方に突出した部分  ）を設けている。又、上記内輪９の軸方向中央部（上記円筒状部材１４の軸方向中央部）に、この内輪９を径方向に貫通する通油孔２３を設けている。
又、上記外輪１０は、内周面の軸方向両側に、上記内輪軌道１７と対向する１対の円筒凹面である、外輪軌道２０、２０を形成しており、軸方向中央部に、内向フランジ状の内向鍔部２１を設けている。又、上記外輪１０の外周面１１は円筒凸面である。
又、上記各円筒ころ１２、１２は、上記内輪軌道１７と上記両外輪軌道２０、２０との間に、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けている。
又、上記保持器１３は、上記各円筒ころ１２、１２を、転動自在に保持している。
【０００４】
上述した様な構成のバックアップロール用転がり軸受８は、複数個の転がり軸受８を、上記各バックアップロール５、５の支持軸１６の軸方向複数個所に、上記各転がり軸受８の内輪９を外嵌固定する事により組み付ける。又、この組み付け状態で、上記各バックアップロール５、５の各バックアップロール面６、６を成す上記各転がり軸受８の外輪１０の外周面１１は、図２に示す様に、前記各第二中間ロール４、４の外周面である各第二中間ロール面７、７と転がり接触して、高荷重（動等価荷重Ｐと基本動定格荷重Ｃとの比であるＰ／Ｃ＝０．５以上の荷重）を負荷する。この為、通常は、上記外輪１０の径方向（図３の上下方向）の厚さを大きくする等して、この外輪１０の強度及び剛性を高くしている。
しかし、上述した様な方法で上記外輪１０の強度及び剛性を確保したとしても、上記各バックアップロール面６、６（上記外輪１０の外周面１１）と上記各第二中間ロール面７、７との接触部には、摩耗等の損傷が生じる事が考えられる。この様な損傷は、上記各バックアップロール面６、６（上記外輪１０の外周面１１）の面精度を低下させて、上記各バックアップロール５、５としての機能を低下させる。そこで、上記外輪１０の外周面１１に損傷が生じた場合には、この外周面１１に、面精度を回復する為のリグラインド（再研削）を施して、上記転がり軸受８を再利用する。尚、このリグラインドの方法は、特許文献２に記載される等により、従来から広く知られている為、詳しい説明は省略する。
【０００５】
又、上記転がり軸受８の寿命は、上記リグラインドを繰り返す事により、上記外輪１０の外径が縮径した量で決まる。上記転がり軸受８の外輪１０の外周面１１の耐久性が低くこの外周面１１に損傷が生じ易い場合には、上記リグラインドの頻度が高くなり、上記外輪１０の外径の縮径が早まり、この転がり軸受８の寿命は短くなる。
又、上記特許文献２に記載されている様な、従来から知られているリグラインドは、手間の掛かる作業が必要である。この為、上述した様に、上記転がり軸受８の外輪１０の外周面１１に損傷が生じ易く、上記リグラインドの頻度が高くなると、上記転がり軸受８の保守コスト、延いては前記多段金属圧延機１の保守コストが嵩んでしまう。
【０００６】
そこで、特許文献３には、バックアップロール用転がり軸受を構成する外輪の外周面の耐久性の向上を図る為の発明が記載されている。この特許文献３に記載された発明では、転がり軸受を構成する外輪を、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎの含有量を所定の範囲に規制した鉄系合金製とする。又、この材料に加工を施した被加工物を作製した後に、この被加工物に浸炭又は浸炭窒化処理を含む熱処理を施して、上記外輪の外周面のＣの含有率を所定の範囲に規制する。この様な特許文献３に記載されたバックアップロール用転がり軸受の場合、上記外輪の外周面の強度を高くしてこの外周面の耐久性の向上を図り、上記リグラインドの頻度を低くする事ができる。この為、上記転がり軸受の保守コストの低減、且つ長寿命化を図る事ができる。但し、上記特許文献３に記載された転がり軸受の場合、成分を所定の値に調整した特殊な材料を使用する為、材料の調達コストが嵩む事が考えられる。又、上記外周面の強度を高くする為の熱処理は、複数の加工工程を必要とする為、加工コストが嵩む事も考えられる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２５９７２１号公報
【特許文献２】特開平９−２０７０５３号公報
【特許文献３】特開２００２−１９４４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、バックアップロール用転がり軸受を構成する外輪の外周面の耐久性の向上を低コストで図り、この転がり軸受の保守コストの低減、且つ長寿命化を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の対象となる金属圧延機のバックアップロール用転がり軸受は、内輪と、外輪と、複数個の転動体とを備える。
このうちの、内輪は、外周面に内輪軌道を有し、金属圧延機のバックアップロールを支持する支持軸に外嵌固定される。
又、上記外輪は、内周面に外輪軌道を有する。
又、上記各転動体は、上記内輪軌道とこの外輪軌道との間に、転動自在に設けられている。
特に、本発明のバックアップロール用転がり軸受に於いては、上記外輪の外周面に、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ：ダイヤモンドライクカーボン）被膜を形成している。
【発明の効果】
【００１０】
上述の様に本発明のバックアップロール用転がり軸受は、外輪の外周面にＤＬＣ被膜を形成して、この外輪の外周面の耐久性を大幅に向上している。この為、上記外輪の外径を縮径させるリグラインドの頻度が低くなり、上記転がり軸受の保守コストの低減、及びこの転がり軸受の長寿命化を図る事ができる。
又、上記転がり軸受の外輪の材料は、高炭素クロム軸受鋼２種（ＳＵＪ２）等の一般的な軸受の外輪に使用されている材料で済む。この為、一般的な外輪と比較しても、材料コストが嵩む事はない。
更に、上記ＤＬＣ被膜は、従来から広く知られているＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）、ＰＶＤ法（物理的気相蒸着法）等の、従来から知られている形成方法により形成できる。この様な形成方法により上記ＤＬＣ被膜を形成すれば、前記特許文献３に記載した方法と比較して少ない加工工程で、上記外輪の外周面の耐久性を、飛躍的に向上させる事ができる。この為、加工コスト、並びに、リグラインドの頻度の大幅な低減を図る事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例を含め、本発明の特徴は、バックアップロール用転がり軸受８ａの保守コストの低減、及び長寿命化を、低コストで図れる構造を実現する為に、このバックアップロール用転がり軸受８ａを構成する外輪１０ａの性状を工夫した点にある。その他の部分の構成及び作用は、前記図３に示す従来構造の転がり軸受８と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００１２】
本例のバックアップロール用転がり軸受８ａを構成する外輪１０ａは、外周面１１ａにＤＬＣ被膜２２を形成している。このＤＬＣ被膜２２は、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法等の形成方法により形成する。尚、これら各形成方法に関しては従来から広く知られている為、詳しい説明は省略する。
上記転がり軸受８ａは、複数個の転がり軸受８ａを、バックアップロール５、５（図２参照）を構成する支持軸１６の軸方向複数個所に、上記転がり軸受８ａの内輪９を外嵌固定する事により組み付ける。又、この組み付けた状態で、上記各転がり軸受８ａの外輪１０ａの外周面１１ａは、上記各バックアップロール５、５の各バックアップロール面６、６（図２参照）を成す。又、これら各バックアップロール面６、６（上記外輪１０ａの外周面１１ａ）は、上記図２に示す様に、上記多段金属圧延機１を構成する各第二中間ロール４、４の外周面である第二中間ロール面７、７と転がり接触して、高荷重を負荷する。
【００１３】
この様な本例の転がり軸受８ａの場合、この転がり軸受８ａの外輪１０ａの外周面１１ａに上記ＤＬＣ被膜２２を形成して、この外周面１１ａの耐久性（耐摩耗性）の向上を図っている。この為、上述した様な上記各バックアップロール面６、６（上記外輪１０ａの外周面１１ａ）が高荷重を負荷する状態で使用されても、これら各バックアップロール面６、６に損傷が生じにくくできる。
この様に、上記外輪１０ａの外周面１１ａの損傷防止効果が向上すれば、リグラインドの頻度を低くする事ができて、保守コストの低減を図れる。更に、上記外輪１０ａの外径の縮径を遅らせて、上記転がり軸受８ａの長寿命化を図る事もできる。
又、上記転がり軸受８ａの外輪１０ａの材料は、高炭素クロム軸受鋼２種（ＳＵＪ２）の如き軸受鋼等の、一般的な軸受の外輪に使用されている材料で済む為、材料コストが嵩む事はない。
又、上記ＤＬＣ被膜は、従来から広く知られているＣＶＤ法、ＰＶＤ法等の形成方法により形成できる。この様な形成方法により上記ＤＬＣ被膜を形成すれば、前記特許文献３に記載した方法と比較して少ない加工工程で、上記外輪１０ａの外周面１１ａの耐久性の向上を図る事ができる。この為、加工コストの低減を図れる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明は、上記多段金属圧延機１の各バックアップロール５、５に限らず、外輪の外周面が高荷重を負荷した状態で使用されて、この外周面の損傷の防止が望まれる転がり軸受に適用すれば、同様の効果を得る事ができる。
又、本発明は、上記実施の形態の１例の転がり軸受の構造に限らず、各種転がり軸受に適用する事ができる。
尚、ＤＬＣ被膜を形成した本発明の転がり軸受の外輪の外周面の硬度は非常に高い。この為、使用時に多段金属圧延機のバックアップロールのバックアップロール面（上記外輪の外周面）と各中間ロールの外周面との間に異物が混入した場合、これら各中間ロールの外周面に圧痕が生じ、この圧痕が上記多段金属圧延機の各ワークロールを介して、金属材料に転写してしまう可能性が考えられる。この為、本発明は、それほど高い面精度が求められない、電磁鋼板等を圧延する多段金属圧延機のバックアップロールとして使用する事が好ましい。但し、上記異物の混入を防止する手段を設ける等の対策を行えば、高い面精度を求められる場合にも、使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、バックアップロール用転がり軸受の部分断面図。
【図２】従来構造の多段金属圧延機の構造を示す模式図。
【図３】従来構造のバックアップロール用転がり軸受の１例を示す部分断面図。
【符号の説明】
【００１６】
１    多段金属圧延機
２    ワークロール
３    中間ロール
４    第二中間ロール
５    バックアップロール
６    バックアップロール面
７    第二中間ロール面
８、８ａ  転がり軸受
９    内輪
１０、１０ａ  外輪
１１、１１ａ  外周面
１２    円筒ころ
１３    保持器
１４    円筒状部材
１５    円輪状鍔部材
１６    支持軸
１７    内輪軌道
１８    段部
１９    外向鍔部
２０    外輪軌道
２１    内向鍔部  
２２    ＤＬＣ被膜
２３    通油孔
２４    金属材料
【図１】
2010014135.tif 000003
【図２】
2010014135.tif 000004
【図３】
2010014135.tif 000005