(57)【要約】【課題】焼結パレット台車の中ローラー用軸受及び台車の車輪用軸受の潤滑不良を改善することを課題としている。特に、中ローラーの鍔部かじり発生を抑制し、軸受寿命の延長と突発的な軸受損傷を防ぐことである。【解決手段】外輪と、内輪と、及び前記外輪と前記内輪の間に配置される２列以上の前記転動体とを有する転がり軸受であって、前記外輪の内径面軸方向中間部において、凹溝が前記内径面の全周又はその一部に形成されることを特徴とする焼結パレット台車用転がり軸受。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、内輪と、及び前記外輪と前記内輪の間に配置される２列以上の前記転動体とを有する転がり軸受であって、前記外輪の内径面軸方向中間部において、凹溝が前記内径面の全周又はその一部に形成されることを特徴とする焼結パレット台車用転がり軸受。
【請求項２】
前記転動体は、円筒ころであり、前記外輪の軸方向中間部に中鍔部を有し、前記内輪の軸方向両端部夫々に外鍔部を有することを有することを特徴とする請求項１記載の焼結パレット台車用転がり軸受。
【請求項３】
前記凹溝は前記外輪内径面の円周方向において、等間隔で２箇所以上に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の焼結パレット台車用転がり軸受。
【請求項４】
前記内輪の軸方向中間部に中鍔部を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の焼結パレット台車用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼設備である焼結パレット台車の中ローラーに使用される転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
焼結設備とは、一貫製鐵所の前工程部にあるもので、鋼製品の原料であるパウダー状の鉄鉱石を燃焼剤となる粉コークスと融剤となる粉石灰をパレットと呼ばれる台車に積載させ、パレット台車の大きさに焼き固めるものである。パレットの形状に焼き固められた巨大な塊を次の工程(高炉)に必要とされる最適なサイズに破砕するものである。
【０００３】
パレット台車は車輪を持ち、その車輪でレール上を低速で走行する。その車輪部に軸受が使用される。一般的にはパレット積載荷重(ラジアル荷重)と車輪やレールの傾き、積載バランスからの生じる軸方向荷重(アキシアル荷重)の両方向の負荷能力をもつ円すいころ軸受が２個対向して使用される。パレット台車の駆動はスプロケットにより行われる。車輪内側に中ローラーと呼ばれる軸受の外輪にスプロケットの歯が嵌合され、パレット台車を駆動、そして180度転回させている。
【０００４】
上述の中ローラ用の軸受は、常時荷重が負荷されている状態ではなく、スプロケットと嵌合する時のみ、衝撃的に軸受外輪がスプロケットから荷重を受けることになる。そのため、外輪を肉厚にし外輪強度を高め、更に軸受容量を高めることができる総ころ複列円筒ころ軸受が一般的に使用される。外輪がスプロケットと嵌合するときは、嵌合スプロケット面の摩耗、設備自体の芯ずれ等により偏荷重が外輪に負荷されるため、外輪が軸方向へ移動する。そのため、複列円筒ころには、外輪軌道面中央部に鍔、内輪端面側の鍔面にてころ端面を介し、軸方向荷重を負荷できるようにしている。
【０００５】
中ローラー用軸受の潤滑に関して、通常グリース潤滑によって行われる。従来は軸受自体への密封装置(シール)技術が確立されていなかったため、定期的にハウジング側からグリースを軸受へ注入していた。しかし、近年、シール技術も向上し、シール付構造でも可能な限り軸受容量を確保できる構造が可能となった。また本設備の軸受使用環境は粉塵著しく、その粉塵が軸受の中に進入し、軸受潤滑不良を生じ早期トラブルを引き起こしていたが、軸受自体にシールをつけることで、軸受内部への粉塵進入を阻止可能となった。また、グリース消費量の削減(シールを付けることで初期密封グリースを確保し、途中給脂不要となる)、軸受周りの汚れ防止(軸受からのグリース漏れ防止)、排脂処理等、コスト面と環境面からもシール付軸受のニーズが高くなる。
そこで、現在では、多くの鉄鋼メーカーが焼結設備車輪、そして中ローラー部にグリースが封入されたシール付密封軸受を使用している。一般的な中ローラー用密封総ころ円筒軸受例を示す。
【０００６】
一方、年々パレット台車数増加や積載量の増加によりスプロケットから中ローラー軸受外輪に衝撃的な負荷荷重が増加し軸受外輪強度が不足による、外輪割損事例が増えてきた。外輪強度を高めるため、外輪肉厚設計とするが、軸受容量の低下を可能な限り抑えるためにころを細くかつ本数を増やす構造になる。そうすると、軸受内静空間(軸受外郭寸法容積から内輪、外輪、ころ、(保持器付ならば保持器も)を除いた空間)も小さくなり、軸受内への初期グリース封入量も少なくなる。また軸受メンテナンス周期の延長などにより、軸受内のグリース性状の劣化を生じる。それ故、スプロケット嵌合時に生じる軸方向力によりころ端面と鍔が上記理由での潤滑不良によりかじる現象が生じる。
更に、そのかじりから特にラジアル荷重を負荷する外輪中央部で、外輪中鍔部のかじりを起点として、突発的に外輪割損が生じることもある。外輪割損は焼結設備のライン停止を招くだけでなく、前工程、後工程にも影響を与え、またメンテナンス時期の再調整も必要となり、多大な損害を招く可能性がある。
例えば、特許文献１には、中ローラー用軸受鍔かじり、特に外輪中鍔かじり、そして中鍔かじりを起点とした外輪割損対策として、外輪中央部の鍔をなくし、外輪端面鍔と内輪側に配置した分離可能な鍔を配置し、軸方向荷重を外輪端面鍔と内輪分離可能な鍔面で負荷できるようにした転がり軸受が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０―１９３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１は、内輪側の分離可能鍔と外輪外鍔間はころ長さに対し、ころを挟み込まないようにすきまを設ける必要がある。またそのすきまは、外輪軌道面幅許容差、内輪分離可能鍔幅許容差、内輪軌道面幅許容差、ころ長さ許容差を考慮する必要があるため、ある程度すきまが大きくなる傾向となる。
軸受は軸受容量を最大化する為、総ころ形式であり、外輪内輪鍔に挟まれるころの軸方向すきまが過多になればころのスキューが生じやすくなり、ころ端面と鍔面のかじりが積極的に生じることなる。その結果、従来品の外輪中鍔かじり起点の外輪割損は防ぐことが可能ではあるが、他部の鍔かじりは発生し、鍔・ころ端面欠けやそれによるころ不整運動からのころロック、更に軸受が焼損するおそれもある。
その他、焼結パレット台車の中ローラー用軸受以外に、台車の車輪用軸受も潤滑不良を生じる可能性がある。例えば、台車の載せ物の重荷重によるころと軌道面間の油膜形成不足、また、内輪大鍔面ところ端面間のすべり接触による油膜形成不足を生じるおそれもある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
焼結パレット台車の中ローラー用軸受と車輪用軸受の潤滑状況を改善する為に、外輪と、内輪と、及び外輪と内輪の間に配置される２列以上の転動体とを有する転がり軸受であって、外輪の内径面軸方向中間部において、凹溝が内径面の全周又はその一部に形成されることを特徴とする焼結パレット台車用転がり軸受を提供している。
本発明の転がり軸受は、中ローラー用軸受の場合、その転動体が円筒ころであり、前記外輪の軸方向中間部に中鍔部を有し、前記内輪の軸方向両端部夫々に外鍔部を有する構造にしてよい。
上記の凹溝は前記外輪内径面の円周方向において、全周に形成される以外、２箇所又は等間隔で３箇所以上に配置されることもできる。
中ローラー用軸受の場合、内輪の軸方向中間部に中鍔部を有する構造にしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の焼結パレット台車用転がり軸受は、通常より多くのグリースを溜めることができる為、内外輪鍔部の潤滑状態を改善することができ、鍔部のかじり発生を抑制し、軸受寿命の延長と突発的な軸受損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の焼結パレット台車用転がり軸受装置の要部断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る中ローラー用転がり軸受。
【図３】図１に示す中ローラー用転がり軸受の変形例である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る中ローラー用転がり軸受。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〈第１の実施形態〉
まず、本実施形態の焼結パレット台車の全体構造について図１、２を参照しながら説明する。
１は焼結パレット台車の機台（図示せず）に固定される車軸、２は車軸１の軸端に固定された円錐ころ軸受、３は、円錐ころ軸受Ａの外輪に固定されるレール（図示せず）上を転走するローラー、４はローラー３の近傍に位置し、かつ、内輪間座５を介して円錐ころ軸受Ａと共に軸方向に並設された円筒ころ軸受、６は軸受の押え板、７は前蓋である。
【００１３】
円錐ころ軸受２は、連結環２１によって一体化されたテーパ軌道を有する２個の内輪２２，２３と、該内輪のテーパ軌道と対向する２列のテーパ軌道を有する１個の外輪２４と、内外輪の軌道間に配列された複数の円すいころを備えた円錐ころ軸受形式となっている。そして、円錐ころ軸受２は、外輪２４の両端部の内周面にそれぞれ固定された接触シール体８によって内輪との間が密封されており、内外輪間の空間部には予めグリースが封入されている。８１はシール体８の抜け防止のための止め輪である。本実施形態の円錐ころ軸受２は、内輪内径５０ｍｍ以上、外輪外径１００ｍｍ以上、幅５０ｍｍ以上の軸受である。
【００１４】
円筒ころ軸受４は、円筒軌道を有する２個の内輪４１、４２と、該内輪４１、４２の円筒軌道と対向する複列の円筒を有する１個の外輪４３と、内外輪の軌道間に配列された複数の円筒ころを備えた総ころタイプの複列円筒ころ軸受となっている。そして、円筒ころ軸受４は、外輪４３の両端部の内周面にそれぞれ固定された接触形のシール体９によって内輪との間が密封されており、内外輪間の空間部には、予めグリースが封入されている。外輪４３は、軸方向の中間部に中鍔１０、両端部に一対の外鍔１１、１２を有する。内輪４１、４２は両端部にそれぞれに外鍔１３、１４を有する。なお、本実施形態の円筒ころ軸受４は、内輪内径５０ｍｍ以上、外輪外径１００ｍｍ以上、幅５０ｍｍ以上の軸受である。
【００１５】
シール体９は、内輪に固定されたシール板１５の内側面との間にも接触形の密封部をもった重シール構造となっている。
【００１６】
また、シール体１６は、円錐ころ軸受２の密封性能を高める玉に、ローラー３に固定されて内輪側リップが内輪間座５の周段部の周面に、そして軸方向リップが周段部の側面とそれぞれ摺接しているシール体である。
【００１７】
次に、本発明のグリース溜め構造について、図２，３を参考しながら説明する。
【００１８】
１個の外輪４３の軸方向中間部には、凹溝１７が形成されている。図２に示すように凹溝１７が外輪４３の内径面４３１の全周に施すものでもよく、図３に示すように外輪４３の内径面４３１の円周方向において、複数個を配置されてもよい（図３のＡ−Ａ’の断面図を省略する）。回転のバランスを考慮すると、複数個の凹溝１７’は等間隔で３つ以上形成されることが好ましい。また、図２、図３には断面長方径凹溝が示されているが、凹溝１７、１７’の形状を限定することがなく、断面円弧等の形状にしてもよい。
【００１９】
凹溝１７，１７’を内径面４３１の全周又は円周方向に複数個に形成することで、凹溝内にグリースを溜めることができ、溜められたグリースが円筒ころ軸受４の各鍔部と軌道面に油を供給することができる。更に、凹溝１７、１７’は中鍔１０に設けることで、かじりが発生しやすい外輪中鍔部１０及び内輪４１の１３、１４の潤滑状態を改善することができる。
【００２０】
〈第２の実施形態〉
本実施形態に係る発明は、円錐ころ軸受２の構造が第１の実施形態と同様な為、説明を省略し、円筒ころ軸受４の構造のみについて図４を参照しながら説明する。
【００２１】
外輪４３は、軸方向の中間部に中鍔１０’を有するが、両端部に鍔を有しない構造となっている。内輪４１、４２はそれぞれに外鍔１３’、１４’を有するほか、軸方向中間部に中鍔１８、１９を有する。
【００２２】
凹溝１７は、外輪４３の中鍔１０’に形成されている。凹溝１７は、第１の実施形態と同じく、内径面４３１の全周又は複数個に形成すればいい。これにより、凹溝１７内にグリースを溜めることができ、溜められたグリースが円筒ころ軸受４の各鍔部と軌道面に油を供給することができる。更に、凹溝１７は中鍔１０’に設けることで、かじりが発生しやすい外輪中鍔部１０’及び内輪４１の外鍔１３’、１４’の潤滑状態を改善することができる。
なお、本発明のグリース溜め凹溝は、円筒ころ軸受４に設けることができるほか、台車の車輪用軸受として使用される円錐ころ軸受２の外輪２４軸方向中間部に設けてもよい。これにより、円錐ころ軸受２の潤滑状態を改善することができ、特にすべり接触が発生しやすい内輪大鍔ところの間により多くの潤滑油を供給することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１                            焼結パレット台車
２                            円錐ころ軸受
３                            ローラー
４                            円筒ころ軸受
１０、１０’                  中鍔（外輪側）
１３、１４、１３’、１４’    外鍔（内輪側）
１７                          凹溝
１８、１９                    中鍔（内輪側）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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