(57)【要約】  クリープ防止転がり軸受装置２１において、内輪１２には、軸方向端部１２ｔで内周面１２ｉに対して開いた第一のキー溝１３が設けられる。第一のキー溝１３は、軸方向端部１２ｔから軸方向に所定の長さＬを有するように、外周面１２ｏに対して径方向に一定の深さＤを有する位置に設けられる。回転軸１７には、外周面１７ｏに軸方向に沿って第二のキー溝１３’が設けられる。第一のキー溝１３と第二のキー溝１３’を合わせてキー１８を挿入することにより、第一のキー溝１３と第二のキー溝１３’が同時に固定される。
2013145355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪、軸方向端部の内周面に軸方向に沿って形成された第一のキー溝を有する内輪、および前記内輪と前記外輪との間で転動自在に保持された複数の転動体を有する転がり軸受と、
前記転がり軸受が組み入れられる外周面に、第二のキー溝を有する回転軸と、
前記第一のキー溝および前記第二のキー溝に挿入されるキーと、を備える転がり軸受装置であって、
前記第一のキー溝は、前記内輪の軸方向端部において前記内輪の内周面に対して開き、
前記第一のキー溝は、前記内輪の軸方向端部から軸方向に所定の長さを有するように、前記内輪の外周面に対して径方向に一定の深さを有する位置に形成され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、転がり軸受装置に関し、特に、圧延機のロールネックに用いられる転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧延ロールの軸体であるロールネック部を支持するために、軸受装置が使用されている。このような軸受装置にあっては、鋼板の圧延する際、圧延ロールが徐々に消耗していく為、頻繁に圧延ロールを交換する必要が有る。そのため、軸受とロールネック部との間は所定の嵌め合い隙間を設けた、いわゆるルーズフィットにて組み付けられている。このため、圧延ロール稼動中に軸受の内輪とロールネック部との間で滑りが生じ、硬度の低いロールネック部が摩耗するという問題が有った。そこで、これを防ぐために、図５に示すように、内輪６１の一方の端面に第一のキー溝６２が形成され、ロールネック部６３の外周面に第二のキー溝６４が形成される。第一のキー溝６２に、第一のキー６５の一端が挿入・係止され、第二のキー溝６４に、第一のキー６５のＬ形の他端が挿入・係止される。これにより、内輪６１の片側で、内輪６１とロールネック部６３との相対すべり（クリープと称する。）が防止され、内輪６１と比較して硬度の低いロールネック部６３の磨耗が防止される。（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
従来のクリープ防止転がり軸受装置７１では、図６に示すように、転がり軸受７６の軸方向において内輪７２の一部に切り欠き溝を設けることで、内輪７２の内周面７２ｉおよび外周面７２ｏに対して開放されたキー溝７３が形成される。また、回転軸７７の外周面７７ｏには、軸方向に沿って第二のキー溝７３’が形成されている。第一のキー溝７３と第二のキー溝７３’を合わせてキー７８を挿入することにより、内輪７２と回転軸７７の間のクリープが防止される。（以下、開放型転がり軸受と称する。）【０００４】
また、別の従来のクリープ防止転がり軸受装置８１では、図７に示すように、転がり軸受８６の外側に密封用のシール８９が配置されることにより、外部からの異物進入が防止される。外輪８５と内輪８２との間の内部空間を軸受外部から密封するために、シール８９は、シール８９の外周面８９ｏが外輪８５の内周面８５ｉの軸方向端部に嵌合固定され、リップ８９ｉが内輪８２の外周面８２ｏに摺接するように配置される。シール８９のリップ８９ｉが内輪８２の第一のキー溝８３に接触することがないよう、第一のキー溝８３は、シール８９に対して内輪８２の軸方向内側に配置される。（以下、密封シール付き転がり軸受と称する。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国実開平２−１４８７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した従来の密封シール付き転がり軸受装置では、転がり軸受８６の軸方向端部にシール８９が配置されている。これにより、密封シール付き転がり軸受の転動体８４の軸方向の長さＬｓは、シールが配置されない開放型転がり軸受の転動体７４の軸方向の長さＬｏと比較して短くする必要が有り、基本動定格荷重が大幅に低下するという問題がある。【０００７】
ここで、「基本動定格荷重」は、内輪７２、８２を回転させ且つ外輪７５、８５を静止させた条件で定格疲れ寿命が１００万回転になるような、方向と大きさが変動しない荷重を意味する。【０００８】
また、特許文献１では、第一のキー６５の接触面積を大きくするために内輪６１の端面がシール装置６８の位置よりも軸方向に突出するように内輪６１が延長されて、内輪６１の一方の端面の一部を切り欠くことにより第一のキー溝６２が形成されている。このため、切り欠かれた第一のキー溝６２のエッジ部分において、応力集中が起こるおそれがあった。また、基本動定格荷重を確保する目的で、内輪６１に第一のキー溝６２を設ける部位を確保する必要が有ったため、軸受全体の小型化の妨げとなっていた。【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、基本動定格荷重を確保しながら、キー溝の応力集中を緩和することができるクリープ防止転がり軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、外輪、軸方向端部の内周面に軸方向に沿って形成された第一のキー溝を有する内輪、および前記内輪と前記外輪との間で転動自在に保持された複数の転動体を有する転がり軸受と、
前記転がり軸受が組み入れられる外周面に、第二のキー溝を有する回転軸と、
前記第一のキー溝および前記第二のキー溝に挿入されるキーと、を備える転がり軸受装置であって、
前記第一のキー溝は、前記内輪の軸方向端部において前記内輪の内周面に対して開き、
前記第一のキー溝は、前記内輪の軸方向端部から軸方向に所定の長さを有するように、前記内輪の外周面に対して径方向に一定の深さを有する位置に形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基本動定格荷重を確保しながら、キー溝の応力集中を緩和することができるクリープ防止転がり軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は本発明の第一の実施形態の密封シール付き転がり軸受装置の要部を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の密封シール付き転がり軸受装置のキー構造を示す横断面図
【図２】図１（ａ）（ｂ）の回転軸の斜視図
【図３】（ａ）は本発明の第二の実施形態の密封シール付き転がり軸受装置の要部を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の密封シール付き転がり軸受装置のキー構造を示す横断面図
【図４】（ａ）は本発明の第三の実施形態の密封シール付き転がり軸受装置の要部を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の密封シール付き転がり軸受装置のキー構造を示す横断面図
【図５】従来の圧延機用軸受装置の要部を示す縦断面図
【図６】従来の転がり軸受装置の要部を示す縦断面図
【図７】従来の他の転がり軸受装置の要部を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づき、本発明の各実施形態について説明する。第一の実施形態は、キーおよびキー溝の形状が楔形の例であり、第二の実施形態は、キーおよびキー溝の形状が角柱と角溝の例であり、第三の実施形態は、キーおよびキー溝の形状が円柱と円弧溝の例である。
【００１４】
（第一の実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第一の実施形態の密封シール付き転がり軸受装置１１の要部を示す縦断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の密封シール付き転がり軸受装置１１のキー構造を示す横断面図である。
【００１５】
図１（ａ）に示すように、密封シール付き転がり軸受装置１１は、軸方向端部１２ｔに第一のキー溝１３が設けられた内輪１２、内輪１２の外周面１２ｏに転動自在に保持された複数の転動体１４、および転動体１４の軌道面が内周面１５ｉに設けられた外輪１５を有する転がり軸受１６を備える。密封シール付き転がり軸受装置１１は、回転軸１７と、キー１８と、をさらに備える。転がり軸受１６が組み入れた回転軸１７の外周面１７ｏには、第二のキー溝１３’が設けられる。キー１８は、第一のキー溝１３と第二のキー溝１３’を合わせた状態で挿入される。
【００１６】
第一のキー溝１３は、内輪１２の軸方向端部１２ｔにおいて内周面１２ｉに対して開いている。第一のキー溝１３は、内輪１２の軸方向端部１２ｔから軸方向に所定の長さＬを有するように、外周面１２ｏに対して径方向に一定の深さＤを有する位置に形成される。第一のキー溝１３は、略四角形断面を有する。第一のキー溝１３の終端は、斜めにカットされる。なお、外部からの水、異物浸入を防止するために、転がり軸受１６の外側には密封用のシール１９が配置される。
【００１７】
図２は、図１（ａ）（ｂ）の回転軸の斜視図である。図２に示すように、回転軸１７には、外周面１７ｏに軸方向に沿って、角溝状の第二のキー溝１３’が設けられる。図１（ａ）（ｂ）に示すように、内輪１２に設けられた第一のキー溝１３と、回転軸１７に設けられた第二のキー溝１３’を合わせると、楔形の連続するキー溝が形成される。このキー溝に楔形のキー１８を挿入することにより、第一のキー溝１３と第二のキー溝１３’が同時に固定される。
【００１８】
第一の実施形態の密封シール付き転がり軸受装置１１によれば、転がり軸受１６の内輪１２の軸方向端部１２ｔにおいて内周面１２ｉに対して開いた第一のキー溝１３が設けられ、回転軸１７において外周面１７ｏに軸方向に沿って第一のキー溝１３と連続する第二のキー溝１３’が設けられる。そして、第一のキー溝１３と第二のキー溝１３’の位置を合わせて形成されるキー溝に、楔形のキー１８が挿入されて係合される。これにより、内輪１２に形成された第一のキー溝１３と回転軸１７に設けられた第二のキー溝１３’が同時に固定され、内輪１２と回転軸１７の間のクリープを防止することができる。
【００１９】
また、第一の実施形態の密封シール付き転がり軸受装置１１によれば、内輪１２の外周面１２ｏに対して径方向に一定の深さＤを有する位置に、略角溝形状の第一のキー溝１３が、内輪１２の軸方向端部１２ｔから軸方向に所定の長さＬを有するように、形成される。これにより、第一のキー溝１３のエッジ部にかかる力が分散されるので、従来のクリープ防止転がり軸受装置７１と比較して、キー溝の応力を緩和することができる。
【００２０】
（第二の実施形態）
図３（ａ）は、本発明の第二の実施形態の密封シール付き転がり軸受装置２１の要部を示す縦断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の密封シール付き転がり軸受装置２１のキー構造を示す横断面図である。前図と対応する部分は、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２１】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、第一のキー溝２３は、内輪２２の軸方向端部２２ｔにおいて内周面２２ｉに対して開いている。第一のキー溝２３は、内輪２２の軸方向端部２２ｔから軸方向に所定の長さＬを有するように、外周面２２ｏに対して径方向に一定の深さＤを有する位置に形成される。第一のキー溝２３は、略四角形断面を有する。外部からの水、異物浸入を防止するため、転がり軸受２６の外側には、密封用のシール１９が配置される。
【００２２】
第一の実施形態と同様、図２に示すように、回転軸１７には、外周面１７ｏに軸方向に沿って角溝状の第二のキー溝１３’が設けられる。図３（ａ）（ｂ）に示すように、内輪２２に設けられた第一のキー溝２３と、回転軸１７に設けられた第二のキー溝１３’を合わせると、角溝状の連続するキー溝が形成される。このキー溝に四角柱形のキー２８を挿入することにより、第一のキー溝２３と第二のキー溝１３’が同時に固定される。
【００２３】
第二の実施形態の密封シール付き転がり軸受装置２１によれば、転がり軸受２６の内輪２２の軸方向端部２２ｔにおいて内周面２２ｉに対して開いた第一のキー溝２３が設けられ、回転軸１７において外周面１７ｏに軸方向に沿って第一のキー溝１３と連続する第二のキー溝１３’が設けられる。そして、第一のキー溝２３と第二のキー溝１３’の位置を合わせて形成されるキー溝に、四角柱形のキー２８が挿入され、係合される。これにより、内輪２２に形成された第一のキー溝２３と回転軸１７に設けられた第二のキー溝１３’が同時に固定され、内輪２２と回転軸１７の間のクリープを防止することができる。
【００２４】
さらに、第二の実施形態の密封シール付き転がり軸受装置２１によれば、内輪２２の外周面２２ｏに対して径方向に一定の深さＤを有する位置に、角溝形状の第一のキー溝２３が、内輪２２の軸方向端部２２ｔから軸方向に所定の長さＬを有するように形成される。これにより、第一のキー溝２３のエッジ部にかかる力が分散されるので、内輪端部を軸受軸方向に延長した部分の一部を切り欠くことによりキー溝が形成された従来の転がり軸受装置と比較して、基本動定格荷重を向上することができる。
【００２５】
（第三の実施形態）
図４（ａ）は、本発明の第三の実施形態の密封シール付き転がり軸受装置３１の要部を示す縦断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の密封シール付き転がり軸受装置のキー構造を示す横断面図である。前図と対応する部分は、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図４に示すように、第一のキー溝３３は、内輪３２の軸方向端部３２ｔにおいて、内周面３２ｉに対して開いている。第一のキー溝３３は、内輪３２の軸方向端部３２ｔから軸方向に所定の長さＬを有するように、外周面３２ｏに対して径方向に一定の深さＤを有する位置に形成される。第一のキー溝３３は、略半円形の断面を有する。外部からの水、異物浸入を防止するために、転がり軸受３６の外側には、密封用のシール１９が配置される。
【００２７】
図４（ａ）（ｂ）に示すように、回転軸３７には、外周面３７ｏに軸方向に沿って第二のキー溝３３’が設けられる。第二のキー溝３３’は、略半円形の断面を有する。内輪３２に設けられた第一のキー溝３３と、回転軸３７に設けられた第二のキー溝３３’を合わせると、円形断面を有する連続するキー溝が形成される。このキー溝へ円柱形のキー３８を挿入することにより、第一のキー溝３３と第二のキー溝３３’が同時に固定される。
【００２８】
第三の実施形態の密封シール付き転がり軸受装置３１によれば、転がり軸受３６の内輪３２の軸方向端部３２ｔにおいて内周面３２ｉに対して開いた第一のキー溝３３が設けられ、回転軸３７において外周面３７ｏに軸方向に沿って第一のキー溝３３と連続する第二のキー溝３３’が設けられる。そして、第一のキー溝３３と第二のキー溝３３’の位置を合わせて形成されたキー溝に、円柱状のキー３８が挿入され、係合される。これにより、内輪３２に形成された第一のキー溝３３と回転軸３７に設けた第二のキー溝３３’が同時に固定され、内輪３２と回転軸３７の間のクリープを防止することができる。
【００２９】
また、第三の実施形態の密封シール付き転がり軸受装置３１によれば、内輪２２の外周面３２ｏに対して径方向に一定の深さＤを有する位置に、第一のキー溝３３が、内輪３２の軸方向端部３２ｔから軸方向に所定の長さＬを有するように形成される。これにより、第一のキー溝３３のエッジ部にかかる力が円柱表面に分散され、第一のキー溝３３の応力を緩和できる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態および実施例について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能である。本出願は２０１２年３月３０日出願の日本特許出願（特願２０１２−７８６８６）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００３１】
１１、２１、３１・・・クリープ防止転がり軸受装置
１６、２６、３６・・・転がり軸受
１２、２２、３２、７２、８２・・・内輪
１３、２３、３３・・・第一のキー溝
１３’、３３’・・・第二のキー溝
１４、７４、８４、・・・転動体
１５、８５・・・外輪
１７、３７・・・回転軸
１８、２８、３８、７８・・・キー
【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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【国際調査報告】
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