(57)【要約】【課題】  異物等による密封性の低下を抑制することができる密封装置及びこれを用いた転がり軸受装置を提供する。【解決手段】  本発明の密封装置１０は、ロール部材２に固定された環状の芯金１１と、内輪３に固定された環状のスリンガ１２と、芯金１１の軸方向外側端面１１ａに突設されスリンガ１１と摺接することで前記回転輪と前記固定輪との間に密封空間Ｎを形成するシールリップ１３ｂとを備えている。外部空間Ｇ側となるシールリップ１３ｂの径方向外方には、芯金１１の軸方向外側端面１１ａに突設され芯金１１とともに回転することで径方向外方へ向かう空気の流れを生じさせる羽根部１４が、周方向に沿って複数設けられている。【選択図】      図２
2010190326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転輪に固定される環状の芯金と、
前記回転輪と同心に配置される固定輪に固定されるとともに前記芯金に対して軸方向一方側に対向配置された環状のスリンガと、
前記芯金の軸方向一方側端面に突設され前記スリンガの端面と摺接することで、前記回転輪と前記固定輪との間に密封空間を形成する環状のシールリップと、を備え、
前記シールリップの径方向内方が前記密封空間側となる密封装置において、
前記密封空間に対して外部側となる前記シールリップの径方向外方には、径方向に沿って延びるように前記芯金の前記一方側端面に突設され前記芯金とともに回転することで径方向外方へ向かう空気の流れを生じさせる羽根部が、周方向に沿って複数設けられていることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記羽根部の軸方向一方側端面には、前記スリンガの端面と摺接する摺接部が径方向外側に形成されているとともに、前記スリンガの端面に対して離間する離間部が前記摺接部の径方向内側に形成されている請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】
前記羽根部は、径方向外側に向かうにしたがって厚みが薄くなっている請求項２に記載の密封装置。
【請求項４】
前記羽根部は、前記芯金の軸方向一方側端面に固定された基部と、この基部の径方向外側先端から突設されることで周方向に揺動可能な先端部と、を備えている請求項１〜３のいずれか一項に記載の密封装置。
【請求項５】
回転輪と、
固定輪と、
前記回転輪及び前記固定輪の間に配置された複数の転動体と、
前記回転輪と前記固定輪との間に密封空間を形成する密封装置と、を備えた転がり軸受装置において、
前記密封装置が請求項１〜４のいずれか一項に記載の密封装置であることを特徴とする転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、圧延機のロールを支持するための転がり軸受装置に用いられる密封装置、及びこれを用いた転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、バックアップロール等といった、圧延機用ロールを支持するための転がり軸受装置は、外部からの異物や水分が当該軸受装置内に進入するのを防止するために密封装置を備えている。
上記転がり軸受装置に用いられる従来の密封装置は、図５に示すように、回転輪である外輪１０１に固定される環状の芯金１０２と、固定輪である内輪１０３に固定されるとともに芯金１０２に対して軸方向一方側に対向配置された環状のスリンガ１０４と、芯金１０２の軸方向一方側の端面から突設されスリンガ１０４の端面と摺接することで外輪１０１と内輪１０３との間に密封空間を形成する環状のシールリップ１０５と、を備えていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２８００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来例の密封装置では、スリンガ１０４と外輪１０１内周面との間から異物等が侵入すると、当該異物がシールリップ１０５の径方向外方側に堆積し、堆積した異物がシールリップ１０５とスリンガ１０４との間に介在することで、当該シールリップ１０５に摩耗が生じ、密封装置の密封性を低下させる場合があった。
このように、シールリップ１０５の径方向外方側に堆積する異物は、密封装置の密封性を低下させ、当該密封装置の寿命を低下させる要因となることがある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、異物等による密封性の低下を抑制することができる密封装置及びこれを用いた転がり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】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明は、回転輪に固定される環状の芯金と、前記回転輪と同心に配置される固定輪に固定されるとともに前記芯金に対して軸方向一方側に対向配置された環状のスリンガと、前記芯金の軸方向一方側端面に突設され前記スリンガの端面と摺接することで、前記回転輪と前記固定輪との間に密封空間を形成する環状のシールリップと、を備え、前記シールリップの径方向内方が前記密封空間側となる密封装置において、前記密封空間に対して外部側となる前記シールリップの径方向外方には、径方向に沿って延びるように前記芯金の前記一方側端面に突設され前記芯金とともに回転することで径方向外方へ向かう空気の流れを生じさせる羽根部が、周方向に沿って複数設けられていることを特徴としている。
【０００６】
上記のように構成された密封装置によれば、径方向に沿って延びる羽根部が、回転輪に固定される芯金の軸方向一方側端面に周方向に沿って複数設けられているので、芯金が回転輪とともに回転すると、複数の羽根部は周方向に沿って回転することとなる。これにより、羽根部が径方向外方へ向かう空気の流れを生じさせるので、異物や水分等がシールリップの径方向外方に侵入するのを防止することができる。また、仮にシールリップの径方向外方に異物や水分等が侵入したとしても、羽根部の回転により生じる径方向外方への空気の流れや遠心力によって、外部に放出することができる。この結果、異物等がシールリップの径方向外方側に堆積するのを防止することができ、シールリップの摩耗等を防止し、密封性の低下を抑制することができる。
【０００７】
前記羽根部の軸方向一方側端面には、前記スリンガの端面と摺接する摺接部が径方向外側に形成されているとともに、前記スリンガの端面に対して離間する離間部が前記摺接部の径方向内側に形成されていることが好ましい。
この場合、羽根部は、芯金の回転に伴って回転することで、スリンガに付着した異物等を掻き取ることができ、外部に放出することができる。
さらに、羽根部は、径方向外側端部に形成された摺接部のみをスリンガの端面に摺接させながら回転するので、羽根部の径方向外側付近は、スリンガとの摩擦力によって回転方向に対して反対方向に揺動し傾斜するように変形する。これにより、羽根部は、径方向外方への空気の流れを効率よく生じさせることができ、異物等がシールリップの径方向外方側に堆積するのを効果的に防止することができる。
【０００８】
また、前記羽根部は、径方向外側に向かうにしたがって厚みが薄くなっていることが好ましい。
この場合、羽根部の径方向外側の厚みが径方向内側よりも薄くなるので、羽根部の径方向外側が変形容易となる。このため、羽根部がその軸方向端面をスリンガの端面に摺接させながら回転したときにおける、当該羽根部の径方向外側付近の変形が容易となる。この結果、羽根部は、径方向外方への空気の流れをより効率よく生じさせることができ、異物等の堆積をより効果的に防止することができる。
【０００９】
上記密封装置において、前記羽根部は、前記芯金の軸方向一方側端面に固定された基部と、この基部の径方向外側先端から突設されることで周方向に揺動可能な先端部と、を備えていてもよい。
この場合、先端部は、径方向に揺動可能であるので、羽根部が回転することによって、当該先端部を回転方向に対して反対方向に揺動させ傾斜させることができる。これにより、羽根部は、径方向外方への空気の流れを効率よく生じさせることができ、異物等がシールリップの径方向外方側に堆積するのを効果的に防止することができる。
【００１０】
また、本発明は、回転輪と、固定輪と、前記回転輪及び前記固定輪の間に配置された複数の転動体と、前記回転輪と前記固定輪との間に密封空間を形成する密封装置と、を備えた転がり軸受装置において、前記密封装置が上述の密封装置であることを特徴としている。
上記構成の転がり軸受装置によれば、上述のように、異物等がシールリップの径方向外方側に堆積するのを防止することができ、シールリップの摩耗等を防止し、密封装置の密封性の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の密封装置及びこれを用いた転がり軸受装置によれば、異物等による密封性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置が適用されたバックアップロールの構成を示す断面図である。
【図２】図１中の密封装置を拡大した部分断面図である。
【図３】シール部材が固定された芯金を正面視したときの外観図である。
【図４】他の態様の転がり軸受装置の構成を示す断面図である。
【図５】従来の密封装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置が適用された、圧延機のバックアップロールの構成を示す断面図である。
バックアップロール１は、圧延機に備えられたバックアップロール用の支持シャフト（図示せず）に固定され、圧延機のワークロール又は中間ロール等（図示せず）に接触従動してこれらをサポートするものであり、前記圧延機のロール等に接触従動するロール部材２と、ロール部材２の内周側に同心に配置された内輪３と、ロール部材２及び内輪３の間に転動自在に配置された複数の転動体としての円筒ころ４と、これら複数の円筒ころ４を周方向に保持するための環状の保持器５と、ロール部材２と内輪３との間に環状の密封空間を形成する一対の密封装置１０と、を備えている。
【００１４】
内輪３は、一対の円筒状の内輪部材３ａを軸方向に組み合わせて構成されている。内輪部材３ａの外周面には、複数の円筒ころ４が転動する内輪軌道面３ａ１が形成されている。内輪３の内周面側には、前記支持シャフトが挿入固定される。
【００１５】
ロール部材２は、外周面２ａが前記圧延機のロール等に接触する円筒状の部材であり、ロール部材２の内周面には、複数の円筒ころ４が転動する外輪軌道面２ｂが、一対の内輪部材３ａそれぞれに形成された内輪軌道面３ａ１に対向して一対形成されている。
複数の円筒ころ４は、一対の内輪軌道面３ａ１及び外輪軌道面２ｂの間に転動自在に配置されており、これによって、ロール部材２と内輪３とは、相対回転自在である。
一対の密封装置１０は、ロール部材２及び内輪３両端部の環状開口それぞれを塞ぐように固定されている。なお、この密封装置１０については、後に詳述する。
【００１６】
上記構成のバックアップロール１は、前記支持シャフトに内輪３が固定されることで、ロール部材２を前記支持シャフトに対して回転自在に支持する。
すなわち、内輪３、複数の円筒ころ４、密封装置１０、及び外輪軌道面２ｂが形成された外輪としてのロール部材２は、当該ロール部材２を前記支持シャフトに対して回転自在に支持する転がり軸受装置Ｂを構成している。
また、内輪３は、上述のように、前記支持シャフトに固定される固定輪であり、外輪としてのロール部材２は、回転輪である。
【００１７】
図２は、図１中の密封装置を拡大した部分断面図である。図において、密封装置１０は、ロール部材２に固定された環状の芯金１１と、内輪部材３ａ（内輪３）に固定されるとともに芯金１１に対して、内輪３端部側である軸方向外側に対向配置された環状のスリンガ１２と、芯金１１に固定されたシール部材１３とを備えている。
【００１８】
スリンガ１２は、内輪部材３ａ外周面の外側端部に外嵌固定された円筒部１２ａと、円筒部１２ａの外側端部に形成されたフランジ部１２ｂとを有している。フランジ部１２ｂの外周面１２ｃは、ロール部材２の内周面に対して僅かな隙間が形成されるように設けられており、スリンガ１２よりも転がり軸受装置Ｂの内方側へ異物等が侵入するのを防ぐためのラビリンスを構成している。
【００１９】
芯金１１は、ロール部材２の内周面に形成された周溝２ｃに嵌め込まれた止め輪１５と、ロール部材２の内周面に形成された段差部２ｄとの間で外周縁部が挟持されており、これによって、ロール部材２の内周面に一体回転可能に固定されている。
【００２０】
シール部材１３は、ニトリルゴム等の弾性体を用いて芯金１１に加硫接着によって形成固定された部材であり、芯金１１の軸方向外側に向く外側端面１１ａ及び軸方向内側に向く内側端面１１ｂに沿う基部１３ａと、芯金１１の外側端面１１ａに突設されフランジ部１２ｂの内側端面１２ｂ１と摺接する環状のシールリップ１３ｂとを有している。
基部１３ａは、芯金１１の内側端面１１ｂから芯金１１の外周面を覆うように形成されており、基部１３ａは、芯金１１の外周縁部と、ロール部材２の段差部２ｄとの間に介在しており、ロール部材２と芯金１１の外周縁部との間を密封している。
シールリップ１３ｂは、芯金１１の外側端面１１ａから軸方向スリンガ１２側に向かうにつれて、径方向外方に向かって延在している。シールリップ１３ｂの先端は、フランジ部１２ｂの内側端面１２ｂ１と摺接し、ロール部材２と芯金１１の外周縁部との間を密封することで、ロール部材２と内輪３との間に環状の密封空間Ｎを形成している。また、シールリップ１３ｂは、当該シールリップ１３ｂの径方向内方が密封空間Ｎ側、径方向外方が密封空間Ｎに対して外部側となる外部空間Ｇとなるように設けられている。
【００２１】
また、シール部材１３は、芯金１１の外側端面１１ａに突設された羽根部１４を有している。羽根部１４は、外部空間Ｇ側となるシールリップ１３ｂの径方向外方に位置するように、周方向に沿って複数形成されている。
【００２２】
図３は、シール部材が固定された芯金を正面視したときの外観図である。図２及び図３を参照して、羽根部１４は、径方向に沿って延びるように板状に形成された部材であり、ロール部材２に一体に固定された芯金１１とともに回転することで径方向外方へ向かう空気の流れを生じさせるように形成されている。
【００２３】
上記のように構成された密封装置１０によれば、径方向に沿って延びる羽根部１４が、ロール部材２に固定される芯金１１の軸方向外側端面１１ａに周方向に沿って複数設けられているので、芯金１１がロール部材２とともに回転すると、複数の羽根部１４は周方向に沿って回転することとなる。これにより、羽根部１４が径方向外方へ向かう空気の流れを生じさせるので、異物や水分等がシールリップ１３ｂの径方向外方に侵入するのを防止することができる。また、仮にシールリップ１３ｂの径方向外方に異物や水分等が侵入したとしても、羽根部１４の回転により生じる径方向外方への空気の流れや遠心力によって、外部に放出することができる。この結果、異物等がシールリップ１３ｂの径方向外方側に堆積するのを防止することができ、シールリップ１３ｂの摩耗等を防止し、当該密封装置１０の密封性の低下を抑制することができる。
【００２４】
また、羽根部１４の軸方向外側端面には、フランジ部１２ｂの内側端面１２ｂ１と摺接する摺接部１４ｃが、当該羽根部１４の径方向外側端部に形成されているとともに、摺接部１４ｃから径方向内側に傾斜することでフランジ部１２ｂに対して離間している離間部１４ｄが摺接部１４ｃの径方向内側に形成されている。
この場合、羽根部１４は、摺接部１４ｃを摺接させつつ芯金１１とともに回転することで、スリンガ１４に付着した異物等を掻き取ることができ、外部に放出することができる。
さらに、羽根部１４は、径方向外側端部に形成された摺接部１４ｃをフランジ部１２ｂの内側端面１２ｂ１に摺接させながら回転するので、羽根部１４の径方向外側付近は、摺接部１４ｃとフランジ部１２ｂとの摩擦力によって回転方向に対して反対方向に揺動し傾斜するように変形する（図３中の破線参照）。これにより、羽根部１４は、径方向外方への空気の流れを効率よく生じさせることができ、異物等がシールリップ１３ｂの径方向外方側に堆積するのを効果的に防止することができる。
【００２５】
なお、前記圧延機では、前記ワークロールに対してワークを往復動させて圧延を行うので、ロール部材２は、一方方向のみに回転するのではなく、一方方向に回転して停止し、他方向に回転するといった動作を繰り返す。
これに対して、本実施形態では、羽根部１４に上記摺接部１４ｃを設けることで、ロール部材２がいずれの方向に回転したとしても、羽根部１４の径方向外側付近は、回転方向に対して反対方向に揺動、傾斜するように変形することとなり、羽根部は、ロール部材２の回転方向に関わらず、径方向外方への空気の流れを効率よく生じさせることができる。
【００２６】
また、羽根部１４は、図３に示すように、径方向外側に向かうにしたがって厚みが薄くなるように形成されている。
この場合、羽根部１４の径方向外側の厚みが、径方向内側よりも薄くなるので、羽根部１４の径方向外側が変形容易となる。このため、羽根部１４が摺接部１４ｃをフランジ部１２ｂに摺接させながら回転したときにおける、当該羽根部１４の径方向外側付近の変形が容易となる。この結果、羽根部１４は、径方向外方への空気の流れをより効率よく生じさせることができ、異物等の堆積をより効果的に防止することができる。
【００２７】
また、本実施形態において、羽根部１４は、芯金１１の外側端面１１ａに固定された基部１４ａと、この基部１４ａ径方向外側先端から突設された先端部１４ｂとを有している。シール部材１３は上述のように弾性体を用いて形成されているので、基部１４ａから径方向に突設された先端部１４ｂは、周方向に揺動するように変形可能である。
【００２８】
この場合、羽根部１４が回転することによって、当該先端部１４ｂを回転方向に対して反対方向に傾斜するように揺動変形させることができる。特に、本実施形態のように、羽根部１４の軸方向外側端面の径方向外側端部に摺接部１４ｃを設けた場合には、摺接部１４ｃとフランジ部１２ｂとの摩擦力によって、先端部１４ｂを確実に回転方向に対して反対方向に揺動し傾斜するように変形させることができる。これにより、羽根部１４は、径方向外方への空気の流れを効率よく生じさせることができ、異物等がシールリップ１３ｂの径方向外方側に堆積するのを効果的に防止することができる。
【００２９】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、羽根部１４を径方向に沿って延びる板状に形成したが、芯金１１とともに回転することで径方向外方へ向かう空気の流れを生じさせるような形状であればこれに限定されるものではない。
また、上記実施形態では、内輪３が固定輪、外輪２が回転輪の場合を例示したが、内輪３が回転輪である場合については、図４に示すように、シールリップ１３ｂが軸方向内側端面に突設された芯金１１を内輪３の外周面に固定し、スリンガ１２を芯金１１の軸方向内側に配置することで、シールリップ１３ｂの径方向内方が密封空間Ｎとなるように、シールリップ１３ｂが当該密封空間Ｎを形成する構成とすることができる。この場合においても、シールリップ１３ｂの径方向外方に形成された羽根部１４が、回転輪である外輪２とともに回転することによって空気の流れを生じさせ、異物等がシールリップ１３ｂの径方向外方側に堆積するのを効果的に防止することができる。
【符号の説明】
【００３０】
２      ロール部材
３      内輪
４      円筒ころ
１０    密封装置
１１    芯金
１２    スリンガ
１３ｂ  シールリップ
１４    羽根部
１４ａ  基部
１４ｂ  先端部
１４ｃ  摺接部
１４ｄ  離間部
Ｂ      転がり軸受装置
Ｇ      外部空間
Ｎ      密封空間
【図１】
2010190326.tif 000003
【図２】
2010190326.tif 000004
【図３】
2010190326.tif 000005
【図４】
2010190326.tif 000006
【図５】
2010190326.tif 000007