(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪および外輪と、これら内外輪間に介在させた複数の転動体を備えた転がり軸受における、前記内外輪間の軸受空間を密封する密封装置であって、
この密封装置は、
内外輪のいずれか一方の軌道輪の端部に固定されて、前記一方の軌道輪の端部における外径と内径との間に位置する環状のシールケースと、
基端が前記シールケースの周面に固定され、先端が前記内外輪の他方に接して軸受空間を密封する環状のシール本体とを有し、
前記シールケースに軸受内外に連通する連通孔を設け、この連通孔に、気体を透過可能で水分および油分を遮断するフィルターを設けたことを特徴とする転がり軸受の密封装置。
【請求項２】
請求項１において、前記シールケースの連通孔に、フィルターを支持して前記連通孔に嵌まり込むフィルター支持部材を設けた転がり軸受の密封装置。
【請求項３】
内輪および外輪と、これら内外輪間に介在させた複数の転動体を備えた転がり軸受における、前記内外輪間の軸受空間を密封する密封装置であって、
この密封装置は、
内外輪のいずれか一方の軌道輪の端部に固定される環状のシールケースと、
基端が前記シールケースの周面に固定され、先端が前記内外輪の他方に接して軸受空間を密封する環状のシール本体とを有し、
前記シールケースに軸受内外に連通する連通孔を設け、この連通孔に、気体を透過可能で水分および油分を遮断するフィルターを設け、前記シールケースの連通孔に、フィルターを支持して前記連通孔に嵌まり込むフィルター支持部材を設け、このフィルター支持部材は、中空円筒形状の二個のフィルターケースの軸方向端部を互いに嵌合させたものであり、一方のフィルターケースの端面と、この端面に対向する他方のフィルターケースの端面との間に、前記フィルターの外周部を挟み込んで支持した転がり軸受の密封装置。
【請求項４】
請求項３において、前記シールケースの連通孔は、底面中央に貫通孔部を有する底部を有する円筒面状であり、この連通孔の底部にＯリングを設け、このＯリングの弾性力により、シールケースの底部と、前記軌道輪またはシール本体との間に、前記二個のフィルターケースを挟み込んだ転がり軸受の密封装置。
【請求項５】
請求項４において、前記二個のフィルターケースのうち、Ｏリングに接するフィルターケースの接触面を、前記底部に向かうに従って小径となるテーパー形状とした転がり軸受の密封装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記シールケースの連通孔は、前記軌道輪の端面に臨み、軸受軸方向に延びる円筒面状であり、
前記シールケースと軌道輪の端面との間で、軸受外部から軸受内部に気体を導入可能な気体導入路を構成する環状凹み部を、シールケースおよび軌道輪のいずれか一方または両方に設け、この環状凹み部は前記連通孔に連通する転がり軸受の密封装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記シールケースの連通孔は、前記シール本体の基端面に臨み、軸受径方向に延びる円筒面状であり、
前記シールケースとシール本体の基端面との間で、軸受外部から軸受内部に気体を導入可能な気体導入路を構成する環状凹み部を、シールケースおよびシール本体のいずれか一方または両方に設け、この環状凹み部は前記連通孔に連通する転がり軸受の密封装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、前記シール本体は、シールケースの周面に固定される円筒部と、この円筒部の軸方向先端縁部から径方向に延びる立板部とを有し、前記円筒部の一部に、前記気体導入路と軸受空間とを連通するスリットを設けた転がり軸受の密封装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記フィルターの厚さを０．５ｍｍ以下とした転がり軸受の密封装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記転動体は円すいころからなり、転がり軸受は、前記円すいころが軸受軸方向に多列に設けられる多列円すいころ軸受である転がり軸受の密封装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項において、前記転がり軸受は、圧延機ロールネック用の軸受である転がり軸受の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受の密封装置に関し、例えば、圧延機ロールネック用軸受等に適用される技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延機ロールネック用軸受として、シール付き４列円すいころ軸受が使用される。このシール付き軸受は、軸受の温度変化により軸受内部が負圧となる場合がある。軸受内部が負圧となったときシールリップ部より軸受内部に空気を吸い込む場合がある。このときにシールリップ付近に水分があると、水分を空気と一緒に軸受内部に吸い込んでしまうことがある。軸受内部に水分が浸入することにより、潤滑剤が劣化し、軸受が短寿命となることがある。
【０００３】
この対策として、転がり軸受に密封装置を設けたものが提案されている（特許文献１）。この密封装置は、シール部材の芯金における径方向途中部位に円形の孔が形成され、この円形の孔の周面に巻込むように延長された弾性シール部材の周壁に弁機構を取付けたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２４０１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記弾性シール部材の周壁に弁機構を取付けた密封装置では、シール部材の芯金における径方向途中部位に弁機構が取付けられているため、軸受内部のグリースが弁機構に不所望に流れ込み空気の通路を確保できない場合がある。また、弁機構の弁体を交換しようとすると、シール部材全体を交換しなければならず、メンテナンス費用が高くなる等の問題がある。
【０００６】
この発明の目的は、軸受内部へ水分を浸入させることなく、軸受内部の圧力変化を防止できると共に、気体の通路をグリース等に遮られることなく確保することができ、フィルターのみ交換することが可能な転がり軸受の密封装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明における第１の発明の転がり軸受の密封装置は、内輪および外輪と、これら内外輪間に介在させた複数の転動体を備えた転がり軸受における、前記内外輪間の軸受空間を密封する密封装置であって、この密封装置は、内外輪のいずれか一方の軌道輪の端部に固定されて、前記一方の軌道輪の端部における外径と内径との間に位置する環状のシールケースと、基端が前記シールケースの周面に固定され、先端が前記内外輪の他方に接して軸受空間を密封する環状のシール本体とを有し、前記シールケースに軸受内外に連通する連通孔を設け、この連通孔に、気体を透過可能で水分および油分を遮断するフィルターを設けたことを特徴とする。
【０００８】
一般に軸受の運転時等において軸受の温度が上昇すると、密封された軸受空間に存在する空気が膨張しようとする。この場合、軸受外部よりも軸受内部の圧力が高くなる。逆に、軸受の温度が下降すると、軸受空間に存在する空気が収縮する。これにより、軸受外部よりも軸受内部の圧力が低くなる。つまり軸受内部が負圧となる。
【０００９】
この構成によると、軸受の温度上昇時、軸受内部の気体である空気を、シールケースの連通孔に設けたフィルターを通して軸受外部に透過させるため、軸受空間の空気膨張を抑え得る。よって軸受内部の圧力上昇を起こさないようにできる。
特に、軸受の温度下降時、軸受外部から前記フィルターを通して、軸受内部へ空気を透過させるため、軸受空間の空気収縮を抑えることができる。よって軸受内部が負圧となることを防ぐことができる。前記連通孔に設けたフィルターを通して軸受内部へ空気を透過させるとき、連通孔に設けたフィルターが水分および油分を遮断するため、水分等が軸受内部に吸い込まれることを防止できる。したがって、軸受内部に水分が浸入することに起因する潤滑剤の劣化を防止し、軸受の長寿命化を図れる。
【００１０】
また、軸受空間を密封するシール本体は、基端がシールケースの周面に固定され、先端が内外輪の他方に接する構成であるため、軸受内部で飛散する潤滑剤はシール本体に遮られる。このようにシールケースとシール本体とを径方向に分離した構造にすることで、シールケースの連通孔に、飛散した潤滑剤が流れ込むことを未然に防止できる。したがって、軸受の温度変化に応じて、空気をフィルターを通して軸受内外へ確実に透過させることができるため、軸受内部の圧力変化を起こさないようにできる。また、シール本体を交換することなく、シールケースからフィルターのみを交換することが可能となるため、メンテナンス費用の低減を図れる。
【００１１】
前記シールケースの連通孔に、フィルターを支持して前記連通孔に嵌まり込むフィルター支持部材を設けても良い。このようにフィルター支持部材によってフィルターを支持するため、シールケースに対するフィルターの位置決めを容易に行える。
この発明における第２の発明の転がり軸受の密封装置は、内輪および外輪と、これら内外輪間に介在させた複数の転動体を備えた転がり軸受における、前記内外輪間の軸受空間を密封する密封装置であって、この密封装置は、内外輪のいずれか一方の軌道輪の端部に固定される環状のシールケースと、基端が前記シールケースの周面に固定され、先端が前記内外輪の他方に接して軸受空間を密封する環状のシール本体とを有し、前記シールケースに軸受内外に連通する連通孔を設け、この連通孔に、気体を透過可能で水分および油分を遮断するフィルターを設け、前記シールケースの連通孔に、フィルターを支持して前記連通孔に嵌まり込むフィルター支持部材を設け、このフィルター支持部材は、中空円筒形状の二個のフィルターケースの軸方向端部を互いに嵌合させたものであり、一方のフィルターケースの端面と、この端面に対向する他方のフィルターケースの端面との間に、前記フィルターの外周部を挟み込んで支持したものである。このようにフィルターを支持した二個のフィルターケースからなるフィルター支持部材を、連通孔に簡単に嵌め込むことができる。したがって、組立工数の低減を図れ、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００１２】
前記シールケースの連通孔は、底面中央に貫通孔部を有する底部を有する円筒面状であり、この連通孔の底部にＯリングを設け、このＯリングの弾性力により、シールケースの底部と、前記軌道輪またはシール本体との間に、前記二個のフィルターケースを挟み込んだものであっても良い。この場合、シールケースに対し、二個のフィルターケースおよびフィルターのがたつきを抑えることができる。
【００１３】
前記二個のフィルターケースのうち、Ｏリングに接するフィルターケースの接触面を、前記底部に向かうに従って小径となるテーパー形状としても良い。この場合、Ｏリングの弾性力が、フィルターケースの軸方向および径方向中央側にそれぞれ作用する。このため、シールケースに対し、フィルターケースの前記軸方向および径方向のがたつきを確実に抑えることができる。
【００１４】
前記シールケースの連通孔は、前記軌道輪の端面に臨み、軸受軸方向に延びる円筒面状であり、前記シールケースと軌道輪の端面との間で、軸受外部から軸受内部に気体を導入可能な気体導入路を構成する環状凹み部を、シールケースおよび軌道輪のいずれか一方または両方に設け、この環状凹み部は前記連通孔に連通するものであっても良い。
軸受内部の空気は、前記気体導入路、およびシールケースの連通孔に設けたフィルター等を通じて軸受外部と通じている。シールケースの連通孔を設けた周方向位置のみに、空気導入路を設けても良いが、この場合、例えば、シール本体のスリット等と空気導入路の周方向位置とを円周方向に位置合わせして組立てる必要がある。
この構成によると、気体導入路を環状凹み部として全周に設けたため、前述の位置合わせを行う必要がなくなり、組立工数の低減を図れる。
【００１５】
前記シールケースの連通孔は、前記シール本体の基端面に臨み、軸受径方向に延びる円筒面状であり、前記シールケースとシール本体の基端面との間で、軸受外部から軸受内部に気体を導入可能な気体導入路を構成する環状凹み部を、シールケースおよびシール本体のいずれか一方または両方に設け、この環状凹み部は前記連通孔に連通するものであっても良い。この場合にも、気体導入路を環状凹み部として全周に設けたため、前述の位置合わせを行う必要がなくなり、組立工数の低減を図れる。
【００１６】
前記シール本体は、シールケースの周面に固定される円筒部と、この円筒部の軸方向先端縁部から径方向に延びる立板部とを有し、前記円筒部の一部に、前記気体導入路と軸受空間とを連通するスリットを設けたものであっても良い。この場合、軸受内部の空気は、シール本体のスリット、前記環状凹み部、およびシールケースの連通孔に設けたフィルターを通じて軸受外部と通じている。よって、軸受の温度変化に応じて、空気を軸受内外へ確実に透過させることができる。
【００１７】
前記フィルターの厚さを０．５ｍｍ以下としても良い。フィルター厚さによる耐圧性確認試験を行ったところ、フィルターの厚さを０．５ｍｍ以上としても耐圧性はほとんど変わらない結果であった。このため、フィルターの厚さの上限値を０．５ｍｍとした。
【００１８】
前記転動体は円すいころからなり、転がり軸受は、前記円すいころが軸受軸方向に多列に設けられる多列円すいころ軸受であっても良い。
前記転がり軸受は、圧延機ロールネック用の軸受であっても良い。
【発明の効果】
【００１９】
この発明における第１の発明の転がり軸受の密封装置は、内輪および外輪と、これら内外輪間に介在させた複数の転動体を備えた転がり軸受における、前記内外輪間の軸受空間を密封する密封装置であって、この密封装置は、内外輪のいずれか一方の軌道輪の端部に固定されて、前記一方の軌道輪の端部における外径と内径との間に位置する環状のシールケースと、基端が前記シールケースの周面に固定され、先端が前記内外輪の他方に接して軸受空間を密封する環状のシール本体とを有し、前記シールケースに軸受内外に連通する連通孔を設け、この連通孔に、気体を透過可能で水分および油分を遮断するフィルターを設けたため、軸受内部へ水分を浸入させることなく、軸受内部の圧力変化を防止できると共に、気体の通路をグリース等に遮られることなく確保することができ、フィルターのみ交換することが可能となる。
この発明における第２の発明の転がり軸受の密封装置は、内輪および外輪と、これら内外輪間に介在させた複数の転動体を備えた転がり軸受における、前記内外輪間の軸受空間を密封する密封装置であって、この密封装置は、内外輪のいずれか一方の軌道輪の端部に固定される環状のシールケースと、基端が前記シールケースの周面に固定され、先端が前記内外輪の他方に接して軸受空間を密封する環状のシール本体とを有し、前記シールケースに軸受内外に連通する連通孔を設け、この連通孔に、気体を透過可能で水分および油分を遮断するフィルターを設け、前記シールケースの連通孔に、フィルターを支持して前記連通孔に嵌まり込むフィルター支持部材を設け、このフィルター支持部材は、中空円筒形状の二個のフィルターケースの軸方向端部を互いに嵌合させたものであり、一方のフィルターケースの端面と、この端面に対向する他方のフィルターケースの端面との間に、前記フィルターの外周部を挟み込んで支持したため、軸受内部へ水分を浸入させることなく、軸受内部の圧力変化を防止できると共に、気体の通路をグリース等に遮られることなく確保することができ、フィルターのみ交換することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図２】同転がり軸受の密封装置の断面図である。
【図３】同密封装置の要部を示す拡大断面図である。
【図４】同密封装置のシールケースを軸受側から見た図である。
【図５】同転がり軸受の使用時におけるシールケースと軌道輪の端面との関係を示す断面図である。
【図６】同シールケースを軸受側から見た図である。
【図７】同密封装置のフィルター厚さによる耐圧性確認試験結果を表す図である。
【図８】この発明の他の実施形態に係る転がり軸受の密封装置の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。実施形態に係る転がり軸受は、例えば、圧延機ロールネック用軸受として使用される。この圧延機ロールネック用軸受として、以下の密封装置付きの４列円すいころ軸受が用いられる。
図１に示すように、４列円すいころ軸受は、内輪１，１および外輪２，３，２と、これら内外輪間に介在させた複数の転動体４と、これら転動体４を円周方向に所定間隔を隔てて各列毎に転動自在に保持する保持器５と、内外輪間の軸受空間を密封する密封装置６，６とを有する。前記転動体４として円すいころが適用される。
【００２２】
外輪２，３，２は、軸受軸方向に並べられ、これらの外輪外周面がハウジングＨｓに嵌合固定される。各外輪２，３，２はいずれも鍔無しの外輪としている。軸方向両側の外輪２，２は、それぞれ単列の軌道面２ａを有し、これら軸方向両側の外輪２，２間に設けられる外輪３は、複列（この例では２列）の軌道面３ａ，３ａを有する。軸方向両側の外輪２，２と、軸方向中間の外輪３との間には、間座７，７が設けられている。
【００２３】
内輪１，１は、軸受軸方向に並べられ、圧延機のロールネックＲｎの外周面に嵌合固定される。各内輪１，１は、軸方向中間の中鍔８および軸方向両側の小鍔９，９を有し、小鍔９，９と中鍔８との間に複列（この例では２列）の軌道面１ａ，１ａを有する。各内輪１のうち軸方向外側の軌道面１ａと、前記外輪２の単列の軌道面２ａとの間に、転動体４が転動自在に設けられる。各内輪１のうち軸方向内側の軌道面１ａと、外輪３における複列の軌道面３ａの一方との間に、転動体４が転動自在に設けられる。内輪１の内周面には、ロールネックＲｎの外周面との間に潤滑剤を供給する油溝１ｂが形成されている。
【００２４】
内輪１，１の端面同士を突合せた両端部には、シール部材１０が設けられている。内輪１，１の両端部の外周面に環状溝が形成され、この環状溝に、内輪両端部にわたってシール部材１０が嵌合固定されている。このシール部材１０は、円筒部と立板部とで断面Ｌ字形状を成す環状の芯金１０ａと、この芯金１０ａの内周面に固定される環状の弾性部材１０ｂとを有する。芯金１０ａの立板部の側面を、一方の内輪１における、前記環状溝をなす小鍔側面に当接させ、シール部材１０の軸方向の位置決めを行っている。前記弾性部材１０ｂは、芯金１０ａの内周面で弾性変形した状態で前記環状溝に嵌合固定され、軸受内部の潤滑剤が内輪１，１の端面間から軸受外部に漏れるのを防いでいる。
【００２５】
密封装置６について説明する。図１に示す軸方向両側の密封装置６，６は、左右対称の同一構造である。よって、図１左側の密封装置６についてのみ説明し、右側の密封装置６の説明を省略する。
図２に示すように、密封装置６は、環状のシールケース１１と、環状のシール本体１２とを有する。シールケース１１には、後述のフィルター１６およびフィルター支持部材１７が設けられている。
前記シールケース１１は、この例では外輪２の端部に固定される。外輪２の端部には、シールケース１１の外周縁から突出した部分である環状突出部１３を嵌合する環状段部２ｂが形成されている。この環状段部２ｂは、外輪外周面よりも半径方向内方に小径に形成され、環状段部２ｂにシールケース１１の環状突出部１３を嵌合した状態で、シールケース１１の外径は外輪外径より若干小さくなっている。図３に示すように、シールケース１１の外周面には環状溝１１ａが形成され、この環状溝１１ａに、ハウジングＨｓとシールケース１１との間をシールするＯリング１４が嵌め込まれている。
【００２６】
前記シールケース１１に軸受内外に連通する連通孔１５を設け、この連通孔１５に、フィルター１６を支持して嵌まり込むフィルター支持部材１７を設けている。図４に示すように、連通孔１５は、シールケース１１の円周方向１箇所に設けられ、図３のように底面中央に貫通孔部１８ａを有する底部１８を有する円筒面状である。前記のように外輪２の環状段部２ｂにシールケース１１の環状突出部１３を嵌合して組立てた状態において、前記円筒面状の連通孔１５は、外輪２の端面に臨み軸受軸方向に延びる。
【００２７】
図３に示すように、フィルター支持部材１７は、中空円筒形状の二個のフィルターケース１９，２０の軸方向端部を互いに嵌合させたものである。フィルターケース１９，２０は、例えば、炭素鋼等の金属を削り加工して製作される。これらフィルターケース１９，２０の軸方向端部には、いんろう状嵌合部２１が設けられ、このいんろう状嵌合部２１は、フィルターケース１９の軸方向端部の被嵌合部１９ｂと、フィルターケース２０の軸方向端部の環状の嵌合部２０ａとでなる。前記被嵌合部１９ｂに嵌合部２０ａが締嵌めにより嵌合可能に構成されている。このいんろう状嵌合部２１により、二個のフィルターケース１９，２０が芯合わせされて径方向にがたつくことなく結合可能となっている。また、図３右側のフィルターケース２０のうち嵌合部２０ａのない軸方向端部には、図６に示すような気体通路となる、十字に延びる通気溝ＳＬが形成されている。フィルターケース２０の軸方向端部を、例えば、機械加工することで、通気溝ＳＬが形成される。連通孔１５にフィルターケース２０が嵌まり込み、外輪２にシールケース１１が組立てられた状態で、シールケース１１の環状凹み部２３（後述する）と、通気溝ＳＬとが連通する。図３の例では、通気溝ＳＬの長手方向が軸受直径方向に延びるようにフィルターケース２０が配置されているが、通気溝ＳＬの長手方向はこの方向だけに限定されるものではない。通気溝SLを十字に形成することにより通気溝の角度にかかわらずシールケース１１の環状凹み部２３と通気することが出来る。通気溝ＳＬの幅寸法Ｗ（図６）は、通気溝ＳＬの長手方向を任意の方向に設けても環状凹み部２３と、通気溝ＳＬとが連通するような幅寸法に設定されている。前記二個のフィルターケース１９，２０を結合させた状態において、一方のフィルターケース１９の端面と、この端面に対向する他方のフィルターケース２０の端面との間に、フィルター１６の外周部を挟み込んで支持している。このフィルター１６は、気体を透過可能で水分および油分を遮断するものである。
【００２８】
ここで図７は、この密封装置６のフィルター厚さによる耐圧性確認試験結果を表す図である。例えば、厚さ０．２５ｍｍ、０．５ｍｍ、０．７５ｍｍのフィルター１６を準備しておき、それぞれのフィルター１６の耐圧性を確認する試験を行った。試験装置は、それぞれ中央に通水孔を有し上面にフィルタ１６を張り付ける環状樹脂板と、フィルタ１６を上から押える密封用の環状ゴム板との間にフィルタ１６を挟み付けてフィルタ設置部とし、水を貯留する貯留槽の下部に、前記フィルター設置部を介して、水通過確認槽が支持されている。これら貯留槽とフィルター設置部と水通過確認槽とは、前記各通水孔およびフィルタ１６を介して連通し、前記水通過確認槽に真空ポンプが配管接続されている。試験装置は、前記真空ポンプにより水通過確認槽を減圧し、貯留槽に溜められた水がフィルター設置部の各フィルター１６を通過する圧力を求めている。
このような試験を行ったところ、フィルター１６の厚さを０．５ｍｍ以上としても耐圧性はほとんど変わらない結果であった。このため、フィルター１６の厚さの上限値を０．５ｍｍとしている。
【００２９】
図３に示すように、シールケース１１の連通孔１５の底部１８にＯリング２２を設け、このＯリング２２の弾性力により、シールケース１１の底部と、外輪２の端面との間に、結合した二個のフィルターケース１９，２０を挟み込んでいる。これらフィルターケース１９，２０のうち、Ｏリング２２に接するフィルターケース１９の接触面１９ａを、底部１８に向かうに従って小径となるテーパー形状としている。フィルターケース１９の中空孔１９ｈはフィルターケース２０の中空孔２０ｈよりも小径に形成されている。二個のフィルターケース１９，２０が前記いんろう部２１により結合されることで、これらフィルターケース１９，２０の中空孔１９ｈ，２０ｈも同心となる。
【００３０】
図４に示すように、シールケース１１には、環状凹み部２３が設けられている。図３に示すように、この環状凹み部２３は、シールケース１１と外輪２の端面との間で、軸受外部から軸受内部に気体を導入可能な気体導入路を構成する。シールケース１１の環状凹み部２３は、外輪２の端面に臨む一側面の内周側で環状に凹む環状段差を成し、図３右側のフィルターケース２０の通気溝ＳＬ（図６）を通して中空孔２０ｈに連通する。シールケース１１を外輪２の端部に固定する前の工程において、図５に示すように、シールケース１１の連通孔１５に、Ｏリング２２、フィルター１６およびフィルター支持部材１７を嵌め込んだ状態では、フィルターケース２０の先端が軸方向に所定距離δだけ連通孔１５から突出する。
【００３１】
図２に示すように、シールケース１１の内周面には、環状のシール本体１２が固着されている。シール本体１２は、基端がシールケース１１の内周面に固定され、先端が内輪１の外周面１ｃに接して軸受空間を密封する。このシール本体１２は、芯金２４と、弾性シール２５と、コイルばね２６とを有する。芯金２４は、シールケース１１の内周面に固定される円筒部２４ａと、この円筒部２４ａの軸方向先端縁部から径方向内方に延びる立板部２４ｂと、この立板部２４ｂの内径側端に繋がり内径側に向かうに従って軸方向内方に傾斜する傾斜部２４ｃと、この傾斜部２４ｃの内径側端に繋がる接続部２４ｄとを有する。接続部２４ｄに、弾性シール２５の基部が固着されている。
【００３２】
弾性シール２５の基部に、主リップ２５ｍと副リップ２５ｓとが軸方向外内に二股に分岐して繋がっている。主リップ２５ｍの外周面にコイルばね２６が設けられ、このコイルばね２６のばね力により主リップ２５ｍを内輪１の外周面１ｃに付勢する。これにより軸受内部への異物の侵入防止、および軸受内部の潤滑剤の流出防止を図っている。副リップ２５ｓの先端は、内輪１の外周面１ｃに非接触で所定の径方向隙間を形成する。主リップ２５ｍと副リップ２５ｓと内輪１の外周面１ｃとで囲まれた環状空間２７に、前記径方向隙間を通って軸受内部の潤滑剤が溜められる。なお前記環状空間２７に予め潤滑剤を貯留しておいても良い。環状空間２７に溜められる潤滑剤により主リップ２５ｍの摩耗防止が図られる。
【００３３】
図３に示すように、シール本体１２の円筒部２４ａの一部には、前記気体導入路と軸受空間とを連通するスリット２８を設けている。このスリット２８は、円筒部２４ａにおける外輪２の端面に臨む部分に円周方向１箇所設けている。ただし、スリット２８を円周方向２箇所以上設けても良い。また、シールケース１１における環状凹み部２３の形成位置によっては、円筒部２４ａの軸方向中間位置等にスリット２８を設けることも可能である。
【００３４】
以上説明した転がり軸受の密封装置６によると、軸受の温度上昇時、軸受内部の気体である空気を、シール本体１２のスリット２８、シールケース１１の環状凹み部２３、フィルターケース２０の通気溝ＳＬ、中空孔２０ｈ、フィルター１６、フィルターケース１９の中空孔１９ｈ、シールケース１１の貫通孔部１８ａを通して軸受外部に透過させる。このため、軸受空間の空気膨張を抑えることができる。よって軸受内部の圧力上昇を起こさないようにできる。
特に、軸受の温度下降時、軸受外部から、貫通孔部１８ａ、中空孔１９ｈ、フィルター１６、中空孔２０ｈ、通気溝ＳＬ、環状凹み部２３、スリット２８を通して、軸受内部へ空気を透過させる。このため、軸受空間の空気収縮を抑えることができる。よって、軸受内部が負圧となることを防ぐことができる。連通孔１５に設けたフィルター１６を通して軸受内部へ空気を透過させるとき、前記フィルター１６が水分および油分を遮断するため、水分等が軸受内部に吸い込まれることを防止できる。したがって、軸受内部に水分が浸入することに起因する潤滑剤の劣化を防止し、軸受の長寿命化を図れる。
【００３５】
軸受空間を密封するシール本体１２は、基端がシールケース１１の内周面に固定され、先端が内輪１の外周面１ｃに接する構成であるため、軸受内部で飛散する潤滑剤はシール本体１２に遮られる。このようにシールケース１１とシール本体１２とを径方向に分離した構造にすることで、シールケース１１の連通孔１５に、飛散した潤滑剤が流れ込むことを未然に防止できる。したがって、軸受の温度変化に応じて、空気をフィルター１６を通して軸受内外へ確実に透過させることができるため、軸受内部の圧力変化を起こさないようにできる。また、シール本体１２を交換することなく、シールケース１１からフィルター１６のみを交換することが可能となるため、メンテナンス費用の低減を図れる。
【００３６】
フィルター支持部材１７は、フィルター１６を支持して連通孔１５に嵌まり込む構成としたため、シールケース１１に対するフィルター１６の位置決めを容易に行える。フィルター支持部材１７は、中空円筒形状の二個のフィルターケース１９，２０の軸方向端部を互いに嵌合させたものであり、一方のフィルターケース１９の端面と、この端面に対向する他方のフィルターケース２０の端面との間に、フィルター１６の外周部を挟み込んで支持する。このようにフィルター１６を支持した二個のフィルターケース１９，２０からなるフィルター支持部材１７を、連通孔１５に簡単に嵌め込むことができる。したがって、組立工数の低減を図れ、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００３７】
連通孔１５の底部１８にＯリング２２を設け、このＯリング２２の弾性力により、シールケース１１と、外輪２の端面との間に、二個のフィルターケース１９，２０を挟み込んだため、シールケース１１に対し、二個のフィルターケース１９，２０およびフィルター１６のがたつきを抑えることができる。
Ｏリング２２に接するフィルターケース１９の接触面１９ａを、底部１８に向かうに従って小径となるテーパー形状としたため、Ｏリング２２の弾性力が、フィルターケース１９の軸方向および径方向中央側にそれぞれ作用する。このため、シールケース１１に対し、フィルターケース１９の前記軸方向および径方向のがたつきを確実に抑えることができる。
【００３８】
軸受内部の空気は、気体導入路、およびシールケース１１の連通孔１５に設けたフィルター１６等を通じて軸受外部と通じている。シールケース１１の連通孔１５を設けた周方向位置のみに、空気導入路を設けても良いが、この場合、例えば、シール本体１２のスリット２８と空気導入路の周方向位置とを円周方向に位置合わせして組立てる必要がある。
この構成によると、気体導入路を環状凹み部２３としてシールケース１１の全周に設けたため、前述の円周方向の位置合わせを行う必要がなくなり、組立工数の低減を図れる。
【００３９】
この発明の他の実施形態について説明する。
図８の密封装置６Ａは、フィルターケース１９，２０を径方向に取り付けた例を示す。この例では、シールケース１１の連通孔１５は、シール本体１２の基端面である円筒部２４ａの外周面に臨み、径方向に延びる円筒面状としている。環状凹み部２３は、シールケース１１の内周面に設けられている。この環状凹み部２３は、シールケース１１と円筒部２４ａの外周面との間で、軸受外部から軸受内部に気体を導入可能な気体導入路を構成する。
【００４０】
シールケース１１の環状凹み部２３は、円筒部２４ａの外周面に臨む内周面の外輪端部側で環状に凹む環状段差を成し、同図下側のフィルターケース２０の通気溝ＳＬを通して中空孔２０ｈに連通する。この場合、シールケース１１の貫通孔部１８ａは半径方向外方に開口する。シールケース１１の外周面が嵌合するハウジングＨｓには、前記貫通孔部１８ａに連通する図示外の孔が形成され、軸受内外への空気の通過を可能としている。
【００４１】
この構成によると、シールケース１１の連通孔１５にＯリング２２、フィルター１６および二個のフィルターケース１９，２０を嵌め込みシールケース１１とシール本体１２とを組立てた密封装置６Ａを、外輪２の端部に固定することができる。この外輪２の端部に密封装置６Ａを固定するとき、Ｏリング２２、フィルター１６、フィルターケース１９，２０の組込みミス等を防止でき、組立工数の低減を図れる。軸受内部へ水分を浸入させることなく、軸受内部の圧力変化を防止できると共に、気体の通路をグリース等に遮られることなく確保することができ、フィルター１６のみ交換することが可能となる。
【００４２】
各実施形態では、シールケースを外輪の端部に固定し、シール本体の先端を内輪に接触させているが、逆に、シールケースを内輪の端部に固定し、シール本体の先端を外輪に接触させた構成としても良い。
各実施形態では、気体導入路を構成する環状凹み部を、シールケースに設けているが、図３の構成に代えて、環状凹み部を、外輪の端面に設けても良いし、シールケースおよび外輪の端面の両方に設けても良い。図８の構成に代えて、環状凹み部を、シール本体の円筒部の外周面に設けても良いし、シールケースおよび円筒部の外周面の両方に設けても良い。
【００４３】
フィルターケースを、それぞれ樹脂による射出成形によって製作しても良い。この場合、金属を削り加工して製作したものより生産性を高め、製作コストの低減を図れる。
フィルターの厚み、直径寸法に合わせてシールケースの連通孔を形成し、この連通孔にフィルターケース、Ｏリングを設けず、フィルターのみを嵌め込んで設けても良い。この場合、密封装置の部品点数の低減を図り、全体構造を簡単化できる。
前記いずれかの密封装置を、単列の円すいころ軸受、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受に適用することも可能である。また、転がり軸受を、圧延機ロールネック用以外の軸受として使用しても良い。
【符号の説明】
【００４４】
１…内輪
２，３…外輪
４…転動体
６，６Ａ…密封装置
１１…シールケース
１２…シール本体
１５…連通孔
１６…フィルター
１７…フィルター支持部材
１８…底部
１８ａ…貫通孔部
１９，２０…フィルターケース
１９ａ…接触面
２２…Ｏリング
２３…環状凹み部
２４ａ…円筒部
２４ｂ…立板部
２８…スリット
【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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