(57)【要約】【課題】ロールが撓んだとしても、内輪が損傷しにくい転がり軸受装置を提供すること。【解決手段】杵型のロールの小径軸部に固定する内輪２を、略径方向に広がる軸方向割り部７１で軸方向に分割可能な構成にする。【選択図】図２
2011058553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小径軸部と、この小径軸部の軸方向の一方側に位置すると共に、上記小径軸部よりも大径の一方側大径軸部と、上記小径軸部の上記軸方向の他方側に位置すると共に、上記小径軸部よりも大径の他方側大径軸部とを有するロールと、
上記小径軸部の外周面に固定されると共に、外周軌道面を有し、かつ、軸方向および周方向に分割可能である内輪と、
上記外周軌道面に上記径方向に対向する内周軌道面を有する外側軌道部材と、
上記内輪の上記外周軌道面と、上記外側軌道部材の上記内周軌道面との間に配置された複数の転動体と
を備えることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受装置において、
上記内輪は、略径方向に延在する軸方向の分割部を有し、
上記複数の転動体は、
一列に配置された複数の第１の転動体と、
上記第１の転動体に上記軸方向に隣接すると共に、一列に配置された複数の第２の転動体と
を有し、
上記分割部は、上記第１の転動体および上記第２の転動体の両方に間隔をおいて位置してい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、ロールおよび転動体を有する転がり軸受装置に関し、特に、連続鋳造機のスラブ搬送用の駆動ロール装置や従動ロール装置に使用されると好適な転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受装置としては、実開昭６３−１７１７２８号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この転がり軸受装置は、連続鋳造機のスラブ搬送用のロール装置で使用されている。この転がり軸受装置は、杵型ロールと、内輪と、外輪と、軸箱と、複数の円筒ころとを備える。上記杵型ロールは、小径軸部と、一方側大径軸部と、他方側大径軸部とを有し、一方側大径軸部は、小径軸部の一方側に位置する一方、他方側大径軸部は、小径軸部の他方側に位置している。上記一方側および他方側大径軸部の夫々の外径は、小径軸部の外径よりも大きくなっている。
【０００３】
上記内輪は、小径軸部の外周面に固定されている。上記内輪は、所謂二分割内輪であって、径方向の断面形状が略円弧状である二つの円弧状部分からなる。上記二つの円弧状部分が、内輪を形成するように略環状に相俟った際に、上記内輪の外周面に軌道面が形成されるようになっている。
【０００４】
上記外輪は、非環状部材であって、径方向の断面形状が略円弧状の円弧状部材である。また、上記軸箱は、互いに相俟って環状部材を形成する上側部分および下側部分からなる。上記上側部分は、転がり軸受装置が使用されている使用状態で、スラブに近い側に位置する一方、上記下側部分は、上記使用状態で、スラブから遠い側に位置している。
【０００５】
上記外輪は、上記下側部分の径方向の内方側の凹部内に配置されるようになっている。上記凹部は、略球面の一部からなる表面を有している。この表面は、調心機能を可能にする球面座になっている。上記上側部分の上記下側部分側の面と、上記外輪の上記上側部分側の面とは、略環状の内周面を形成している。この略環状の内周面は、軌道面を有している。
【０００６】
上記内輪を構成する二つの円弧状部分は、締結部材で締結されて一体化されている。また、上記上側部分と、上記下側部分とは、上記下側部分に外輪を配置した後、締結部材で締結され一体化されている。
【０００７】
上記複数の円筒ころは、内輪の上記軌道面と、上記上側部分および外輪で構成される軌道面との間に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開昭６３−１７１７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来の転がり軸受装置では、スラブからの荷重が、小径軸部よりも大径で、かつ、小径軸部の両側に位置する一方側および他方側大径軸部にかかる構成であるから、小径軸部の両側の大径軸部が荷重によって、下側部分側に撓んで、ロールが、小径軸部が凸になるように湾曲する。
【００１０】
また、上記ロールが湾曲すると、内輪の内周面の軸方向の両端部と、上記ロールとの当たりが強くなって、それらの間の摩擦力が強くなって、上記内輪の上記両端部の夫々が、小径軸部に追随する力を受ける。
【００１１】
ここで、上記内輪の上記両端部の夫々が、上記小径軸部に追随する力を受けることにより、内輪に股裂力等の多様な力が作用して、内輪が損傷することがある。そして、特に、内輪の軸方向の中央部付近で損傷が発生し易いという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明の課題は、ロールが撓んだとしても、内輪が損傷しにくい転がり軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受装置は、
小径軸部と、この小径軸部の軸方向の一方側に位置すると共に、上記小径軸部よりも大径の一方側大径軸部と、上記小径軸部の上記軸方向の他方側に位置すると共に、上記小径軸部よりも大径の他方側大径軸部とを有するロールと、
上記小径軸部の外周面に固定されると共に、外周軌道面を有し、かつ、軸方向および周方向に分割可能である内輪と、
上記外周軌道面に上記径方向に対向する内周軌道面を有する外側軌道部材と、
上記内輪の上記外周軌道面と、上記外側軌道部材の上記内周軌道面との間に配置された複数の転動体と
を備えることを特徴としている。
【００１４】
尚、上記内輪は、単列の軌道面を一つ有する構成であっても良い。また、上記内輪は、鍔部と、第１軌道面と、第２軌道面とを有して、上記第１軌道面が、上記鍔部の軸方向の一方の側に位置する一方、上記第２軌道面が、上記鍔部の軸方向の他方の側に位置し、かつ、上記鍔部で軸方向に分割可能である構成であっても良い。また、上記内輪は、第１軌道面と、第２軌道面とを有し、上記第１軌道面の外径が、上記第２軌道面の外径と略同一であり、かつ、上記第１軌道面が、互いに軸方向に当接する二つの分割面のうちの一方につながっている一方、上記第２軌道面が、上記二つの分割面のうちの他方につながっている構成であっても良い。
【００１５】
本発明によれば、上記内輪が、軸方向に分割可能な構成を有しているから、上記一方側および他方側大径軸部の夫々が、鉛直方向の下側部分側に撓むように上記ロールが変形して、内輪の内周面の両端部が、ロールに追随するような力を受けたとしても、上記軸方向に分割可能な複数の部分の間の相対移動によって、その力を吸収できて、内輪の内部に過度な歪みが生じることがない。したがって、内輪に損傷が発生することを抑制できる。
【００１６】
また、一実施形態では、
上記内輪は、略径方向に延在する軸方向の分割部を有し、
上記複数の転動体は、
一列に配置された複数の第１の転動体と、
上記第１の転動体に上記軸方向に隣接すると共に、一列に配置された複数の第２の転動体と
を有し、
上記分割部は、上記第１の転動体および上記第２の転動体の両方に間隔をおいて位置している。
【００１７】
上記実施形態によれば、上記内輪が、略径方向に延在する分割部を有し、かつ分割部が、上記第１の転動体および上記第２の転動体の両方に間隔をおいて位置しているから、内輪の軸方向の分割部が、転動体に接触することがなくて、大きな荷重を負荷することがない。したがって、内輪の耐久性を大きくすることができると共に、転動体の転動を円滑に行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の転がり軸受装置によれば、小径軸部の両側の一方側および他方側大径軸部の夫々が、鉛直方向の下側部分側に撓むようにロールが変形して、内輪の内周面の両端部が、ロールに追随するような力を受けたとしても、軸方向に分割可能な複数の部分の間の相対移動によって、その力を吸収できて、内輪の内部に過度な歪みが生じることがない。したがって、内輪に損傷が発生することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態の転がり軸受装置の軸方向の模式断面図である。
【図２】上記実施形態の転がり軸受装置の内輪の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態の転がり軸受装置の軸方向の模式断面図である。尚、図１は、転がり軸受装置の使用状態での模式図であり、図１において矢印Ａ,Ｂで示された上側が、スラブに近い側を示している。
【００２２】
図１に示すように、この転がり軸受装置は、ロール１と、内輪２と、軸箱３と、外輪４と、複数の転動体の一例としての複数の円筒ころ５とを備える。
【００２３】
上記ロール１は、小径軸部１１と、一方側大径軸部１２と、他方側大径軸部１３とを有し、一方側大径軸部は１２、小径軸部１１の軸方向の一方側に位置する一方、他方側大径軸部１３は、小径軸部１１の軸方向の他方側に位置している。上記ロール１は、杵型の形状を有している。詳しくは、上記一方側大径軸部１２および他方側大径軸部１３の夫々の外径は、小径軸部１１の外径よりも大きくなっている。
【００２４】
上記内輪２は、小径軸部１１の外周面に固定されている。上記内輪２の外周面は、その外周面の略中央に円筒軌道面１４を有している。
【００２５】
上記軸箱３は、内輪２の径方向の外方に位置している。上記軸箱３は、互いに相俟って環状部材を形成する上側部分４１および下側部分４２からなる。上記上側部分４１は、転がり軸受装置が使用されている使用状態で、スラブに近い側に位置する一方、上記下側部分４２は、上記使用状態で、スラブから遠い側に位置している。上記下側部分４２は、径方向の内方側に凹部を有している。
【００２６】
上記外輪４は、非環状部材であって、径方向の断面形状が略円弧状の円弧状部材である。上記外輪４は、下側部分４２の径方向の内方側の凹部内に配置されるようになっている。上記上側部分４１の下側部分４２側の面と、外輪４の上側部分４１側の面とは、略環状の内周面を形成している。この略環状の内周面は、円筒軌道面３１を有している。上記軸箱３および外輪４は、外側軌道部材を構成している。上記上側部分４１と、下側部分４２とは、下側部分４２に外輪４を配置した後、締結部材で締結されて、一体化されている。また、上記複数の円筒ころ５は、内輪２の円筒軌道面１４と、上側部分４１および外輪４で構成される円筒軌道面３１との間に配置されている。
【００２７】
尚、図１において、２０は、上側部分４１のウォータージャケットを示し、２１は、ウォータージャケットを密封する蓋部材を示している。上記軸箱３は、ウォータージャケットを通過する循環水路（図示せず）に冷却水を循環することにより、冷却されるようになっている。
【００２８】
図２は、上記内輪２を表す斜視図である。
【００２９】
上記内輪２は、第１部材８１、第２部材８２、第３部材８３、第４部材８４および図示しない四本の締結ボルトを有する。上記第１部材８１および第３部材８３は、相俟って第１環状部材を構成し、第２部材８２および第４部材８４は、相俟って第２環状部材を構成している。上記内輪２は、上記第１環状部材と上記第２環状部材とを、軸方向に当接するように軸方向に隣接配置することによりなっている。
【００３０】
また、上記内輪２は、上記円筒軌道面１４、第１軌道肩部１５および第２軌道肩部１６を有する。上記第１軌道肩部１５は、円筒軌道面１４の軸方向の一方の側に位置する一方、第２軌道肩部１６は、円筒軌道面１４の軸方向の他方の側に位置している。
【００３１】
上記第１部材８１は、第１軌道肩部１５の周方向２箇所の端の部分（１箇所は図示せず）に、第１締結ボルト挿入穴７３を有する一方、第２部材８２は、第２軌道肩部１６の周方向２箇所の端の部分（１箇所は図示せず）に、第２締結ボルト挿入穴７４を有する。また、上記第３部材８３は、第１軌道肩部１５の周方向２箇所の端の部分（１箇所は図示せず）に、内周に雌ねじが形成された第１締結ボルト穴９３を有する一方、第４部材８４は、第２軌道肩部１６の周方向２箇所の端の部分（１箇所は図示せず）に、内周に雌ねじが形成された第２締結ボルト穴９４を有する。
【００３２】
上記内輪２は、図示しない環状部材を４つの部材に切断することにより形成されている。切断前の上記環状部材は、円筒外周面およびその円筒外周面の軸方向の両側に軌道肩部（図２の１５,１６に対応）を有し、一方の軌道肩部および他方の軌道肩部の夫々は、軸方向に略重なる位置に、ボルト挿通孔（図２の７３,７４に対応）を有している。
【００３３】
この環状部材を、その環状部材の中心軸を、略垂直に二等分する垂直二等分面で、自然割りや、放電加工や、ワイヤーカットにより略軸方向に二分割すると共に、その環状部材を、上記環状部材の上記中心軸を含む平面で、かつ、上記ボルト挿通孔を分断するように、自然割により周方向に二分割する。尚、ここで、軸方向の分割と、周方向の分割とは、どちらを先に行っても良い。このようにして、上記内輪２の四つの部材８１,８２,８３,８４を形成するようになっている。
【００３４】
上記内輪２は、次のようにして、ロール１に固定されるようになっている。すなわち、第１部材８１、第２部材８２、第３部材８３および第４部材８４を、杵型のロール１（図１参照）の小径軸部１１に配置する。その後、第１締結ボルト挿入穴７３および第２締結ボルト挿入穴７４に、締結ボルト（図示せず）を、その締結ボルトの頭部とは反対側の先端部から挿入する。続いて、上記締結ボルトを、それぞれ第１締結ボルト穴９３、第２締結ボルト穴９４に締め付けることにより、内輪２を、上記小径軸部１１に取り付けるようになっている。
【００３５】
尚、図２において、第１および第２締結ボルト穴９３,９４は、タップ穴等からなる締結ボルト確認穴として機能させることができる。上記第１締結ボルト穴９３は、第１部材８１と第２部材８３とが互いに正常に締結されているか否かを判断するために形成されている。また、上記第２締結ボルト穴９４は、第２部材８２と第４部材８４とが互いに正常に締結されているか否かを判断するために形成されている。上記第１および第２締結ボルト穴９３,９４を設けことにより、各締結ボルトが所定の箇所に位置しているかどうかを、目視により確認することができる。
【００３６】
図２において、７１は、分割部としての軸方向割り部である一方、７２は、周方向割り部である。
【００３７】
上記軸方向割り部７１は、互いに当接し合う二つの略環状の分割面からなる。一方の略環状の分割面は、第１部材８１および第３部材８３における第２軌道肩部１６側の軸方向の端面からなる。また、他方の略環状の分割面は、第２部材８２および第４部材８４における第１軌道肩部１５側の軸方向の端面からなる。
【００３８】
上記一方の略環状の分割面および上記他方の略環状の分割面の夫々は、略径方向に広がっている。上記一方の略環状の分割面および上記他方の略環状の分割面の夫々の表面粗さは、研磨等により抑制されている。また、上記一方の略環状の分割面と、上記他方の略環状の分割面とは、締結されることなく、フリーな状態で当接している。尚、上記一方の略環状の分割面および上記他方の略環状の分割面は、互いに擦れ合うので、これらの分断面の形成法としては、摩擦低減のため、自然割りよりも放電加工やワイヤーカットによる切断の法が好ましい。
【００３９】
上記構成において、上記内輪２は、スラブがロール１上を通過する際に、次のように変位する。
【００４０】
すなわち、図１を参照して、スラブがロール１上を通過する際、スラブは、小径軸部１１より、より外径が大きい一方側大径軸部１２上および他方側大径軸部１３上を通過することになる。すると、上記ロール１は、図１に矢印Ａ、ＢおよびＣに示す方向に荷重を受けて、一点鎖線Ｄで示すように、小径軸部１１が凸になるように撓むことになる。尚、ここで、凸状の撓みを、解り易いように単純化して円弧で示している。
【００４１】
すると、上記内輪２の内周面の軸方向の両端部Ｅ,Ｆと、ロール１との当たりが強くなって、それらの間の摩擦力が強くなって、内輪２の両端部Ｅ,Ｆの夫々が、小径軸部１１に追随する力を受ける。すると、軸方向割り部７１の存在により、第１部材８１に対して第２部材８２が相対移動すると共に、第３部材８３に対して第４部材８４が相対移動して、上記ロール１の撓みによる内輪２の歪みを緩和するようになっている。
【００４２】
上記実施形態の転がり軸受装置によれば、上記内輪２が、軸方向に分割可能な構成であるから、一方側および他方側大径軸部１２,１３の夫々が、下側部分側に撓むようにロール１が変形して、内輪２の内周面の両端部Ｅ,Ｆが、ロール１に追随するような力を受けたとしても、軸方向に分割可能な第１部材８１と第２部材８２との間の相対移動、および、第３部材８３と第４部材８４との間の相対移動によって、その力を吸収できて、内輪２の内部に過度な歪みが生じることがない。したがって、上記内輪２に損傷が発生することを抑制できる。簡潔にいうと、上記ロール１撓みに起因する内輪２の内径両端部のエッジ当たりによる内輪２の損傷を抑制できる。
【００４３】
尚、上記実施形態の転がり軸受装置では、内輪２が軸方向に二分割可能な構成であったが、この発明では、内輪は軸方向にＮ（Ｎは、三以上の自然数）分割可能な構成であっても良い。
【００４４】
また、上記実施形態の転がり軸受装置では、周方向割り部７２を、自然割りで形成したが、この発明では、周方向割り部を、放電加工やワイヤーカットによる切断等の自然割り以外の方法で形成しても良い。
【００４５】
また、上記実施形態の転がり軸受装置では、軸箱３と、外輪４との間に球面座を設けて、軸箱３と外輪４との間で、調心するようにしたが、この発明では、外輪の外径と、軸箱３との間に略球面の調心座を設けなくても良い。また、この発明では、断面略円弧状の外輪を省略して、内周軌道面を軸箱のみで構成するようにしても良い。このような構成であっても、軸方向割り部７１でロール１の歪みを吸収できるから、調心座をなくしても大きな問題が起こることがないからである。更に述べると、この構成であれば、内輪の損傷を抑制することができて、軸受装置の寿命を向上させることができることに加えて、外輪外径と軸箱内径面の球面をなくすことができるから、外輪の肉厚を薄くすることができて、ころＰＣＤを大きくすることができ、負荷容量を大きくすることができる。また、球面部の加工を行う必要がないから、コストの削減を行うことができる。
【００４６】
また、上記実施形態の転がり軸受装置では、複数の円筒ころ５が、軸方向に単列に配置されていたが、この発明では、転動体は、軸方向に２列以上に配置されても良い。
【００４７】
ここで、特に、内輪が、鍔部と、第１軌道面と、第２軌道面とを有して、上記第１軌道面が、上記鍔部の軸方向の一方の側に位置する一方、上記第２軌道面が、上記鍔部の軸方向の他方の側に位置し、かつ、上記鍔部で軸方向に分割可能である構成であると好ましい。
【００４８】
また、内輪が、第１軌道面と、第２軌道面とを有し、上記第１軌道面の外径が、上記第２軌道面の外径と略同一であり、かつ、上記第１軌道面が、分割部としての軸方向割り部の互いに軸方向に当接する二つの分割面のうちの一方の径方向の外方の端部につながっている一方、上記第２軌道面が、上記二つの分割面のうちの他方の径方向の外方の端部につながっており、かつ、転動体が、その転動体の面取により、軸方向割り部に接触しなくて、軸方向割り部に間隔をおいて位置する構成であると好ましい。
【００４９】
というのは、上記二つの構成では、転動体が、軸方向割り部に接触しないから、転動体の破損を抑制できると共に、転動体の円滑な転動が阻害されることがないからである。また、荷重負荷性能も優れたものにすることができるからである。
【００５０】
また、上記実施形態の転がり軸受装置では、軌道面は、円筒ころ（図示せず）が転動する円筒軌道面１４であったが、この発明では、軌道面は、玉が転動する軌道溝、円錐ころが転動する円錐軌道面または球面ころが転動する凹面状の軌道面等であっても良い。
【符号の説明】
【００５１】
１  ロール
２  内輪
３  軸箱
４  外輪
５  円筒ころ
１１  小径軸部
１２  一方側大径軸部
１３  他方側大径軸部
１４  円筒軌道面
３１  円筒軌道面
７１  軸方向割り部
【図１】
2011058553.tif 000003
【図２】
2011058553.tif 000004