(57)【要約】      （修正有）【課題】二つ割りタイプ転がり軸受装置の内輪に装着されるシール部材のシール性能向上。【解決手段】内輪２は、シール溝底に一対の凸部２ｄを有する。シール部材１０は、分割部１１ａの近傍の内径面に前記凸部２ｄにはめ合わさる凹部１２ｂを有する。この凹部１２ｂは、シール部材１０の周方向に対向する一対の面のうち、分割部１１ａに近接する側の面がテーパ面１２ｃで、開口が狭まる向きの傾斜となっている。内輪２の凸部２ｄは、シール部材１０のテーパ面１２ｃと対向する箇所が、テーパ面１２ｃと同方向に傾斜するテーパ面２ｅとなっており、はめあい時に、テーパ面１２ｃ、２ｅ同士の楔作用により、シール部材１０の分割部１１ａの合わせ面同士を押しつける圧縮力が生じ、合せ面同士が密着し、シール性が改善される。また、シール部材１０のサイドリップ１１ｄにより、シール性がさらに改善される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径面に転走面が形成された二つ割り可能な外輪と、
外径面に転走面とシール溝が形成され、前記シール溝の溝底に複数個所の凸部を有する二つ割り可能な内輪と、
前記外輪と内輪の対向する転走面間に転動可能に組み込まれた転動体と、
前記内輪のシール溝に差し込まれるシール部材と、を備え、
前記シール部材は、
全体が円環形をなし周方向の１カ所が分断されて分割部が形成され、かつ外径面にシールリップが形成されているゴム製のシール本体と、
前記シール本体の内径面に沿って円弧形に埋設され、前記シール本体の分割部を挟んで周方向に対向する両端部の内径面に、前記内輪の凸部にそれぞれはめ合わされる複数個所の凹部が形成されている金属製の芯金と、を有し、
前記シール部材の凹部は、
シール部材の周方向に対向する一対の面のうち、前記シール本体の分割部に近接する側の面が、凹部の開口が狭まる向きに傾斜するテーパ面であり、
前記内輪の凸部は、
前記シール部材の凹部のテーパ面に対向する箇所が、前記凹部のテーパ面と同方向に傾斜するテーパ面である、転がり軸受装置。
【請求項２】
前記シール部材の凹部のテーパ面の傾斜角度をＥ、前記内輪の凸部のテーパ面の傾斜角度をＦとした場合に、Ｅ＜Ｆかつ０．３°＜Ｆ−Ｅ＜０．７°の関係が成立する請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記シール部材は、その両側面に、先端が外径方向に傾斜するサイドリップを有し、
このサイドリップは、前記内輪のシール溝の両側面にそれぞれ接触している請求項１または２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
前記シール部材のシールリップは、シール部材の幅方向に二股に分岐しており、かつシール部材の幅方向に左右対称形状となっている請求項１から３のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項５】
前記シール部材は、
前記シール本体および前記芯金を径方向に貫通するねじ孔を前記分割部に隣接して有する請求項１から４のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造設備における杵形の駆動ロールを支持するのに好適な転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造設備のロールには、駆動ロールや非駆動ロールなど複数種のロールが存在するが、そのうちの駆動ロールは、中央部が転がり軸受装置により支持されている。駆動ロールは、その中央部に転がり軸受装置を組み込むための小径部を有し、全体として杵形の外観を呈している。
このような駆動ロールの中央部に転がり軸受装置を組み込む際に、軸方向に長いロールの端部から組み込むのは困難であるため、転がり軸受装置の構成部品はそれぞれ二分割されており、径方向から取り付けることが可能となっている。
【０００３】
この種の転がり軸受装置では、連続鋳造時に使用される水や発生するスケールが軸受内部に侵入して故障を引き起こしたり、逆に軸受内部のグリースや潤滑油が軸受外部へと漏れ出して鋳造品を汚染したり、火災の原因となったりすることを防止するため、その幅面をシール部材で密封する必要がある。
【０００４】
この種の転がり軸受装置に用いられるシール部材は、円環形でその周方向に１カ所の分割部を有するゴム製のシール本体と、前記シール本体の補強のため、シール本体に埋設された金属製の芯金とを有し、分割部を広げて転がり軸受装置の軌道輪に対してその径方向から装着する。
【０００５】
ここでシール部材は、内輪のシール溝に装着される場合には、そのシール本体の外径面にシールリップを有し、このシールリップが外輪の内径面に締め代をもって接触している。したがって、転がり軸受装置の使用時には、シールリップの回転摺動抵抗を受けて、シール本体の分割部の合わせ面に隙間が生じてシール性能が低下してしまうおそれがある。
このため、特許文献１および２のように、シール部材の内径面に凸部を、シール部材が装着される内輪のシール溝の溝底に凹部を設け、その凹凸のはめ合いにより、分割部の合わせ面に隙間が生じるのを抑制する試みがなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２８１１７０号公報
【特許文献２】特開２００９−１８０３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１および２のように、シール部材の凸部と内輪の凹部とをはめ合わせた場合でも、シール部材のシールリップは剛性を有しないことから、シールリップの回転摺動抵抗によりシール部材が径方向に浮き上がるなどして、分割部の合せ面に隙間が生じるのを十分には抑制することができなかった。
【０００８】
また、特許文献１および２の場合、内輪のシール溝とこのシール溝に差し込まれたシール部材との間に隙間が生じやすく、その隙間を通って異物が侵入したり、潤滑油等が漏れ出すおそれがあった。
【０００９】
そこで本発明の解決すべき課題は、二つ割りタイプの転がり軸受装置について、内輪に装着されるシール部材のシール性能を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決するため、発明にかかる転がり軸受装置を、内径面に転走面が形成された二つ割り可能な外輪と、外径面に転走面とシール溝が形成され、前記シール溝の溝底に複数個所の凸部を有する二つ割り可能な内輪と、前記外輪と内輪の対向する転走面間に転動可能に組み込まれた転動体と、前記内輪のシール溝に差し込まれるシール部材と、を備える構成としたのである。
そして、前記シール部材は、全体が円環形をなし周方向の１カ所が分断されて分割部が形成され、かつ外径面にシールリップが形成されているゴム製のシール本体と、前記シール本体の内径面に沿って円弧形に埋設され、前記シール本体の分割部を挟んで周方向に対向する両端部の内径面に、前記内輪の凸部にそれぞれはめ合わされる複数個所の凹部が形成されている金属製の芯金と、を有する構成としたのである。
さらに、前記シール部材の凹部は、シール部材の周方向に対向する一対の面のうち、前記シール本体の分割部に近接する側の面が、凹部の開口が狭まる向きに傾斜するテーパ面であり、前記内輪の凸部は、前記シール部材の凹部のテーパ面に対向する箇所が、前記凹部のテーパ面と同方向に傾斜するテーパ面である構成としたのである。
【００１１】
このようにすると、シール部材の凹部と内輪の凸部がはまり合った状態で、テーパ面同士の楔作用により、シール部材の分割部の合わせ面同士を押しつける圧縮力が生じ、合せ面同士が密着する。
したがって、合せ面の隙間を通じて異物が侵入したり、グリース等が漏れ出したりすることが防止され、シール性が改善される。
【００１２】
発明にかかる転がり軸受装置において、前記シール部材の凹部のテーパ面の傾斜角度をＥ、前記内輪の凸部のテーパ面の傾斜角度をＦとした場合に、Ｅ＜Ｆかつ０．３°＜Ｆ−Ｅ＜０．７°の関係が成立する構成を採用するのが好ましい。
Ｅ＜Ｆかつ０．３°＜Ｆ−Ｅ＜０．７°とすることで、テーパ面同士の楔作用により、シール部材の分割部の合わせ面同士を押しつける圧縮力が過不足なく生じ、シール性が一層改善される。
【００１３】
発明にかかる転がり軸受装置において、前記シール部材は、その両側面に、先端が外径方向に傾斜するサイドリップを有し、このサイドリップは、前記内輪のシール溝の両側面にそれぞれ接触している構成を採用するのが好ましい。
このようにすると、シール溝とシール部材との隙間がなくなるため、その隙間を通じて異物が侵入したり、グリース等が漏れ出したりすることの両方が防止され、シール性が改善される。また、シール部材の幅方向に締め代が生まれることで、シール部材の回り止めも実現される。
【００１４】
発明にかかる転がり軸受装置において、前記シール部材のシールリップは、シール部材の幅方向に二股に分岐しており、かつシール部材の幅方向に左右対称形状となっている構成を採用するのが好ましい。
このようにすると、外輪(軸受箱)と内輪の幅面が幅方向に二重に、かつ左右均等にシールされるため、異物が侵入したり、グリース等が漏れ出したりすることの両方が防止されシール性が改善される。
【００１５】
発明にかかる転がり軸受装置において、前記シール部材は、シール本体および芯金を径方向に貫通するねじ孔を分割部に隣接して有するのが好ましい。
このようにすると、シール部材の外径側からねじ孔にねじをねじ込んでゆくと、ねじの先端が内輪のシール溝の溝底に突き当たり、そのままねじの回転を継続すると、ねじの作用によりシール部材がシール溝から持ち上げられることになる。したがって、シール部材をシール溝から取り外すことが容易となり、内輪からの取り外し性も改善される。
【発明の効果】
【００１６】
発明にかかる転がり軸受装置を以上のように構成したので、内輪に装着されるシール部材のシール性能が向上した。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】シール部材の一部破断斜視図
【図２】シール部材の一部破断正面図
【図３】図２の(ａ)はＡ−Ａ線、(ｂ)はＢ−Ｂ線、(ｃ)はＣ−Ｃ線断面図
【図４】（ａ）は転がり軸受装置の縦断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図
【図５】シール部材の内輪への取り付け状態を示す、(ａ)は一部拡大断面図、(ｂ)は側面図
【図６】シール部材の内輪への取り付け工程を示す、（ａ）は一部破断側面図、(ｂ)は要部拡大横断面図
【図７】シール部材の第１の他の例を示す一部破断側面図
【図８】シール部材の第２の他の例を示す（ａ）は斜視図、(ｂ)は要部拡大横断面図
【図９】第２の他の例のシール部材の縦断面図
【図１０】シール部材の第３の他の例を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１から図３に示す実施形態の転がり軸受装置１の内輪２に装着されるシール部材１０は、シール本体１１と、芯金１２とからなり、シール性が改善されている。
【００１９】
図１から図３に示すように、シール本体１１は、平面視で全体が略円環形をなしており、かつその周方向の一箇所が分断されて分割部１１ａとなっている。
また、シール本体１１は、その断面が略矩形をなしており、その外径面には、周方向に連続するシールリップ１１ｂが設けられている。この実施形態では、シールリップ１１ｂはシール部材１０の幅方向に二股に分岐しており、かつシール部材１０の幅方向に対して左右対称形状となっている。
【００２０】
また、シール本体１１の内径面には、周方向に延びる埋設穴１１ｃが設けられている。埋設穴１１ｃはシール本体１１の周方向に連続しておらず、断続的に設けられている。埋設穴１１ｃの断面は略矩形である。
さらに、シール本体１１の両側面には、周方向に連続する一対のサイドリップ１１ｄが設けられている。サイドリップ１１ｄは、その先端部がシール本体１１の外径方向に向けて傾斜している。
ここでシール本体１１は、全体がゴム製であって、弾性変形が可能となっている。ゴムの種類は特に限定されないが、耐熱性等が良好なものとしてフッ素ゴムが例示できる。
【００２１】
図１から図３に示すように、芯金１２は、平面視で全体が略円弧形をなしており、またその断面が略矩形をなしている。この芯金１２は、シール本体１１の内径面に設けられた埋設穴１１ｃにはめ込まれている。
芯金１２の両端部１２ａは、シール本体１１の分割部１１ａを間に挟んで対向している。この両端部１２ａの内径面にはそれぞれ、凹部１２ｂが形成されている。
一対の凹部１２ｂは、それぞれ略直方体形に窪んでおり、図５および図６のように、シール部材１０の周方向に対向する二面のうち、シール本体１１の分割部１１ａに近接する側の面は、テーパ面１２ｃとなっている。このテーパ面１２ｃの傾斜の向きは、凹部１２ｂが開口に向けて狭まる向き（底に向けて拡がる向き）となっている。
【００２２】
また、芯金１２は、シール本体１１の分割部１１ａとシール部材１０の直径方向に対向する箇所に第１の欠落部１２ｄを有している。
図３(ｂ)のように、第１の欠落部１２ｄにおいては、芯金１２は存在せず、シール本体１１のみが存在している。
同様に、芯金１２は、一対の凹部１２ｂの近傍に、それぞれ第２の欠落部１２ｅを有している。一対の第２の欠落部１２ｅは、シール部材１０の周方向に対して、凹部１２ｂからみて分割部１１ａとは逆側に位置している。第１の欠落部１２ｄと同様に、第２の欠落部１２ｅにおいても芯金１２は存在せず、シール本体１１のみが存在している。
【００２３】
ここで芯金１２は、金属製であって強度が高く、シール部材１０を補強している。シール部材１０において芯金１２が存在する箇所では、ほとんど弾性変形させることができないようになっている。
一方、芯金１２が存在しない第１および第２の欠落部１２ｄ、１２ｅにおいては、シール部材１０はゴム製のシール本体１１のみからなるため、折り曲げる、撓ませる、引っ張るなどして弾性変形させることが可能となっている。
【００２４】
図４および図５に、実施形態の転がり軸受装置１を示す。
実施形態の転がり軸受装置１は、シール部材１０に加えて、内輪２と、軸受箱(外輪)３と、ころ４と、ラビリンスリング５と、シールリング６を備え、杵形のロールＲの小径部ｒに組み込まれている。
【００２５】
図４および図５のように、内輪２は、略円筒形をなしており、その外径面に幅方向中央部から両端部にかけて順に、転走面２ａ、一対のシール溝２ｂおよび一対のシールリング溝２ｃが形成されている。
内輪２のシール溝２ｂ内には、その溝底から内輪２の径方向へと突出する略円柱形の凸部２ｄが設けられている。凸部２ｄは、各シール溝２ｂ内において内輪２の周方向に二つが並列している。凸部２ｄの形成方法は特に限定されないが、図示では、凸部２ｄはねじの頭部により構成されており、内輪２の外径面において、シール溝２ｂの溝底にねじをねじ込むことにより固定されている。凸部２ｄの外周面は、その頂に近づくにしたがって凸部２ｄの径が漸増する向きに傾斜するテーパ面２ｅとなっている。
テーパ面２ｅおよびシール部材１０の凹部１２ｂのテーパ面１２ｃの傾斜角度は特に限定されないが、テーパ面２ｅの(径方向に対する)傾斜角度をＥ（度）、シール部材１０の凹部１２ｂのテーパ面１２ｃの(径方向に対する)傾斜角度をＦ（度）とした場合に、Ｅ＜Ｆかつ０．３°＜Ｆ−Ｅ＜０．７°の関係が成立することが好ましい。また、シール部材１０の幅をＤ（ｍｍ）とした場合に、１．１Ｄ＜Ｅ＜１．３Ｄとすることができる。
ここで内輪２とラビリンスリング５は、二分割構造となっており、ロールＲの小径部ｒに径方向からはめ込まれ、固定されている。シールリング６は、一箇所が分割されており、ロールＲの小径部ｒに径方向からはめ込まれている。
【００２６】
図４のように、軸受箱３は、その内径面に幅方向中央部から両端部にかけて順に、転走面３ａおよび一対のリング溝３ｂを有する。
軸受箱３は、二分割構造となっており、下半部の内径面には半割円筒形の外輪３ｃが固定されている。軸受箱３は、ロールＲの小径部ｒに径方向から被せられている。
【００２７】
図４のように、内輪２の転走面２ａと軸受箱３の転走面３ａとの間には、ころ４が転動可能に組み込まれている。
この実施形態では、ころ４は、転がり軸受装置１の周方向にほぼ隙間なく並列しており、ころ４間の間隔を保持するための保持器を要しない、総ころタイプとなっている。
【００２８】
図４のように、一対のラビリンスリング５は、略円筒形をなしており、その外径面に設けられた突起５ａが軸受箱３のリング溝３ｂにはめ込まれることで、軸受箱３に対して固定されている。
またラビリンスリング５の先端部５ｂは、ロールＲの小径部ｒとの境界に現れる端面に形成されたラビリンス溝ｇに入り込んでおり、これにより、ラビリンスシールが形成されている。
【００２９】
図４のように、一対のシールリング６は、略円環形をなしており、その全体が内輪２のシールリング溝２ｃにはめ込まれることで、内輪２に対して固定されている。
シールリング６の外径面は、ラビリンスリング５の内径面に接触している。
【００３０】
図４および図５のように、一対のシール部材１０は、シールリップ１１ｂを除いたほぼ全体が内輪２のシール溝２ｂに差し込まれている。さらに、シール部材１０の凹部１２ｂとシール溝２ｂの溝底にある凸部２ｄとがはめ合わされている。
シール部材１０の内径は、内輪２のシール溝２ｂの溝底における径よりもわずかに大きくなっており、内輪２への装着時に分割部１１ａの合せ面同士が密着可能な寸法となっている。
ここで、図５のように、シール部材１０の凹部１２ｂと内輪２の凸部２ｄとがはまり合った状態において、凹部１２ｂのテーパ面１２ｃと凸部２ｄのテーパ面２ｅとが対向している。したがって、両テーパ面１２ｃ、２ｅの間に楔作用が生じ、シール部材１０の分割部１１ａには、その合せ面が押し付けられる向きの力、すなわち圧縮力が発生し、合せ面同士が密着する。このため、合せ面の間には隙間が生じず、隙間から水やスケールが侵入したり潤滑油等が漏れ出したりすることが防止される。
上述のようにテーパ面２ｅの傾斜角度をＥ、テーパ面１２ｃの傾斜角度をＦとした場合に、Ｅ＜Ｆとすると、凸部２ｄからの押しつけ力が凹部１２ｂを介して分割部１１ａへと良好に作用する。また、０．３°＜Ｆ−Ｅ＜０．７°とすると、押しつけ力が過剰となったり、不足したりすることが防止される。
【００３１】
シール部材１０の二股に分岐したシールリップ１１ｂは、ラビリンスリング５の内径面にそれぞれ接触している。これにより、転がり軸受装置１の幅面は幅方向に二重にシールされる。
また、シール部材１０の一対のサイドリップ１１ｄは、シール溝２ｂ内において、内輪２の軸方向に対向する径方向の両側面にそれぞれ接触している。これにより、シール溝２ｂとシール部材１０との間の隙間がなくなり、シール溝２ｂとシール部材１０の間を通って異物が侵入したり潤滑油等が漏れ出したりすることが防止される。
【００３２】
実施形態の転がり軸受装置１の構成は以上のようであり、次に図６を参照して、シール部材１０の内輪２への装着作業について説明する。
まず図６(ａ)のように、シール部材１０を、その第１の欠落部１２ｄを折り曲げることで、分割部１１ａを広げる。この状態で、シール部材１０を、内輪２に対して径方向から被せて、そのシール溝２ｂに差し込んでゆく。
シール部材１０の両側面には、先端が外径方向に傾斜するサイドリップ１１ｄが存在するため、このサイドリップ１１ｄがガイドとして機能し、シール溝２ｂへの挿入がスムーズに行われる。
このようにシール部材１０の一方半部をシール溝２ｂに挿入した状態で、その一方半部に設けられた凹部１２ｂを、シール溝２ｂの溝底に存在する一方の凸部２ｄにはめ込んでおく。
【００３３】
次に図６（ｂ）のように、シール部材１０の分割部１１ａを狭めながら、シール部材１０の他方半部をシール溝２ｂに挿入してゆく。
そして、シール部材１０の分割部１１ａの近傍を、第２の欠落部１２ｅを撓ませつつ引っ張るなどして弾性変形させることで、他方半部に設けられた凹部１２ｂを凸部２ｄの上を乗り越えさせる。
最後に、第２の欠落部１２ｅを撓み等から解放し、シール部材の分割部１１ａの近傍箇所を本来の位置に戻して、その凹部１２ｂを凸部２ｄにはめ込む。
【００３４】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲内およびこれと均等の意味でのすべての修正と変形を含む。
【００３５】
たとえば実施形態では、シール部材１０の両方の凹部１２ｂの近傍にそれぞれ第２の欠落部１２ｅを設けているが、図７のように、片方の凹部１２ｂの近傍にのみ第２の欠落部１２ｅを設けてもよい。
この場合でも、近傍に第２の欠落部１２ｅが設けられていない側の凹部１２ｂを先に内輪の凸部２ｄにはめ込んでおき、近傍に第２の欠落部１２ｅが設けられている側の凹部１２ｂをその第２の欠落部１２ｅを弾性変形させることで容易に凸部２ｄにはめ込むことができる。
第２の欠落部１２ｅが一つしか存在しない分だけ、シール部材１０全体の剛性が高まっており、強度が向上している。
【００３６】
また、図８および図９のように、シール部材１０の分割部１１ａの近傍に、シール部材１０の径方向にシール本体１１および芯金１２を貫通するねじ孔１３を設けてもよい。
このようにすれば、図９のように、シール部材１０の外径側からねじ孔１３にねじＢをねじ込んでゆくと、そのねじの先端が内輪２のシール溝２ｂに突き当たる。さらにねじを回転させることで、図中鎖線で示すように、ねじの作用でシール部材１０が持ち上げられる（浮き上がる）。したがってシール溝２ｂからシール部材１０を取り外すことが容易となる。
【００３７】
さらにこれらを組み合わせて、図１０のように、片方の凹部１２ｂの近傍にのみ第２の欠落部１２ｅを設けるとともに、その第２の欠落部が設けられた側のシール部材１０の分割部１１ａの近傍にねじ孔１３を設けてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  転がり軸受装置
２  内輪
２ａ  転走面
２ｂ  シール溝
２ｃ  シールリング溝
２ｄ  凸部
２ｅ  テーパ面
３  軸受箱
３ａ  転走面
３ｂ  リング溝
３ｃ  外輪
４  ころ
５  ラビリンスリング
５ａ  突起
５ｂ  先端部
６  シールリング
１０  シール部材
１１  シール本体
１１ａ  分割部
１１ｂ  シールリップ
１１ｃ  埋設穴
１１ｄ  サイドリップ
１２  芯金
１２ａ  両端部
１２ｂ  凹部
１２ｃ  テーパ面
１２ｄ  第１の欠落部
１２ｅ  第２の欠落部
１３  ねじ孔
Ｒ  ロール
ｒ  小径部
ｇ  ラビリンス溝
Ｂ  ねじ
【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】
2019060427.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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