(57)【要約】【課題】潤滑性を維持する事により密封性を維持し、摺動部の発熱量を抑制できる密封型転がり軸受を提供する。【解決手段】内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置される複数の転動体と、軸方向両端部に配置されて前記内輪と前記外輪との間をシールする密封装置と、を備える密封型転がり軸受であって、前記密封装置は、前記外輪に取付けられる芯金と、当該芯金と一体に設けられ前記内輪の外周面と当接する主リップと、当該主リップの軸方向内方側に設けられたサブリップとを有し、前記内輪は、前記主リップ及びサブリップによって形成される凹状面と径方向で対向する領域内に、幅方向両端の何れもが当該領域内に位置している油溝を有する。【選択図】図２
2015227671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置される複数の転動体と、軸方向両端部に配置されて前記内輪と前記外輪との間をシールする密封装置と、を備える密封型転がり軸受であって、
前記密封装置は、前記外輪に取付けられる芯金と、当該芯金と一体に設けられ前記内輪の外周面と当接する主リップと、当該主リップの軸方向内方側に設けられたサブリップとを有し、
前記内輪は、前記主リップ及びサブリップによって形成される凹状面と径方向で対向する領域内に、幅方向両端の何れもが当該領域内に位置している油溝を有する、
ことを特徴とする密封型転がり軸受。
【請求項２】
前記油溝には、多孔質固形潤滑剤が充填されていることを特徴とする請求項１記載の密封密封型転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鉄鋼設備の圧延機に使用されるロールネック用円すいころ軸受などの密封型転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延機や冷間圧延機のワークロール、中間ロールに使用されるロールネック用円すいころ軸受としては、大荷重を支持することができる複列や４列円すいころ軸受が用いられるのが一般的である。
【０００３】
ところで、圧延機等においては、圧延中に発生するスケールの除去のために、高圧水を鋼板にかけており、大量の冷却水がチョック（ハウジング）及びハウジング内に収容されている軸受の冷却にも利用される。従って、軸受にはかかる冷却水等の侵入を防止するための、及び封入された潤滑剤（グリース等）が外部に漏出するのを防止するための密封装置が必要となる。
【０００４】
かかる密封装置として、オイルシールなどの接触形シールを備えたものが知られている（例えば特許文献１）。特許文献１に開示された密封装置は、芯金を外輪側の内周面に嵌合させ、その芯金から延在するシール部を内輪側の外周面に当接させている。シール部は、ばねによって内輪外周面との当接状態を保たれシールするようになっている。この従来技術によれば、簡素でかつ安価な密封装置が提供されることとなる。
【０００５】
ところで、作業効率を向上させる為に圧延機等の高速化が図られるようになってくると、それにより軸受の使用環境も過酷になってくる。すなわち圧延機等の高速化が図られると、密封装置のシール部での摺動による発熱量が過大となり、シール部が早期に劣化する虞が出てくる。シール部の劣化が進むと、シール部の追随性（柔軟性）が低下してシール部の密封性が低下してしまい、外部からの冷却水等の侵入を招いたり軸受内のグリースが外部に漏出する虞も出てくる。
【０００６】
このようなシール部の劣化を防ぐ為に、シール部の主リップの潤滑状態を改善する方法が提案されている（例えば特許文献２、３）。特許文献２で提案されているのは、主リップとこの主リップの軸受内方側に位置するグリースリップとの間に固形潤滑剤を設けることで、主リップの潤滑状態を改善しようとするものである。又、特許文献３で提案されているのは、主リップ摺動部付近に多孔性固形潤滑剤を固着したことにより、主リップの潤滑状態を改善しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平６−８２４３７号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６５５０号公報
【特許文献３】特開２００８−２１５４１７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に記載の技術は、圧延機等の高速化が図られるようになればなるほど、シール部の劣化が進むのが早くなるので、早期の軸受の分解洗浄が必要になる。又、特許文献２の方法だと、密封装置を軸受へ取付ける前に、先ず主リップとグリースリップとの間に、別体の固形潤滑剤を嵌め込まなければならず、部品点数が増加すると共に軸受への密封装置の組みつけ工数も増加し、コストアップとなってしまう。更に特許文献３の方法だと、シール成形後に固形潤滑剤を固着する必要がありコストアップになる。また、シール摺動による振動などにより、シール本体と異なる材質からなる固形潤滑剤が剥がれ落ちる虞があり、剥がれ落ちた固形潤滑剤が軸受内部に侵入した場合には、軸受機能を損なう虞がある。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑み、潤滑性を維持する事により密封性を維持し、摺動部の発熱量を抑制できる密封型転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置される複数の転動体と、軸方向両端部に配置されて前記内輪と前記外輪との間をシールする密封装置と、を備える密封型転がり軸受であって、
前記密封装置は、前記外輪に取付けられる芯金と、当該芯金と一体に設けられ前記内輪の外周面と当接する主リップと、当該主リップの軸方向内方側に設けられたサブリップとを有し、
前記内輪は、前記主リップ及びサブリップによって形成される凹状面と径方向で対向する領域内に、幅方向両端の何れもが当該領域内に位置している油溝を有する、
密封型転がり軸受。
（２）前記油溝には、多孔質固形潤滑剤が充填されている（１）の密封密封型転がり軸受。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内輪は、密封装置の主リップ及びサブリップによって形成される凹状面と径方向で対向する領域内に、幅方向両端の何れもが当該領域内に位置している油溝を有していることにより、充填される潤滑剤を凹状面、油溝、内輪外周面で囲まれた比較的広い空間内に保持することができ、主リップと内輪外周面との間の潤滑状態を長期間に亘って良好に維持することができる。また、油溝の幅方向両端の何れもが凹状面と対向する領域内に位置していることにより、上述した広い空間内に潤滑剤を確実に保持することが可能になる。このため、摩擦熱による主リップの劣化を防ぎ、長期間にわたり密封性を維持できる密封型円すいころ軸受を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る密封型転がり軸受の第１実施形態を説明する断面図である。
【図２】図１の密封装置の拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る密封装置の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る密封型転がり軸受について、図面に基づいて説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態の密封型円すいころ軸受を説明する断面図、図２は図１の密封装置の拡大図である。図１に示すように、密封型円すいころ軸受（以下、「円すいころ軸受」又は単に「軸受」とも言う）１は、４列円すいころ軸受であり、外輪２、内輪３、外輪２と内輪３との間に配置され保持器４によって回動自在に保持される複数の円すいころ５と、軸受１の軸方向（図１左右方向）両端部に配置された一対の密封装置６、６と、を備える。
【００１５】
外輪２は、中央の複列外輪２ａと、この複列外輪２ａの軸方向外側に配置された一対の外側外輪２ｂ、２ｂとを有する。複列外輪２ａと各外側外輪２ｂとの間には外輪間座７が配置され、この外輪間座７によって、外輪２を構成する複列外輪２ａ、外側外輪２ｂ、２ｂの軸方向の相互の位置を調整する。なお、複列外輪２ａは、単列の外輪を２個使用してもよい。
【００１６】
内輪３は、一対の複列内輪３ａ、３ａを有する。断面形状が凸状とされている複列内輪３ａ、３ａの各中央部には大鍔部（鍔部）３ｂがそれぞれ形成され、複列内輪３ａ、３ａの各両端部には小鍔部（鍔部）３ｃ、３ｄがそれぞれ形成されている。また、複列内輪３ａ、３ａの互いに対向し中央側に位置する小鍔部３ｄ、３ｄの内周面には、環状の段部が対向するようにそれぞれ形成されており、段部によって形成される凹部３ｅには、中間シール８が取り付けられている。なお、小鍔部３ｃからさらに軸受外方側の構造については、後述する密封装置６とともに説明する。
【００１７】
転動体としての円すいころ５（図では４つの円すいころのうち最左方の円すいころにのみ符号を付している。）は、外輪２の各軌道面２ｒ（４つの軌道面のうち最左方の軌道面にのみ符号を付している。）と内輪３の各軌道面３ｒ（４つの軌道面のうち最左方の軌道面にのみ符号を付している。）との間にそれぞれ配置され、保持器４（４つの保持器のうち最左方の保持器にのみ符号を付している。）によって回動自在に保持される。４列の円すいころ５は、軸受使用時においては大鍔部３ｂに案内されながら各軌道面２ｒ、３ｒ上を転動する。
【００１８】
密封装置６、６は、軸受１の軸方向両端部に一対設けられている。各密封装置６は、外輪２に取付けられる芯金６ａと、芯金６ａと一体とされたリップ６ｂとを有する。芯金６ａは外側外輪２ｂの外方に設けられ、ハウジング（不図示）に嵌入される円環状のシールホルダ９に押さえつけられることにより、外側外輪２ｂに取付けられている。一対の密封装置６、６は同様な構成とされており、図２には図１に示した左側の密封装置６が拡大して示されている。
【００１９】
図２に示すように、リップ６ｂは例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）製とされ、複列内輪３ａの軸方向外方側に形成された内輪外周面３ｈと当接する主リップ６ｃと、主リップ６ｃの軸受内方側（図２の右方側）に設けられたサブリップ６ｄとを有する。そして、これら主リップ６ｃとサブリップ６ｄとによって凹状面６ｅが形成されている。なお、リップ６ｂはニトリルゴム以外の弾性を有する材料を用いることもできる。
【００２０】
密封装置６の主リップ６ｃとサブリップ６ｄとによって形成される凹状面６ｅと径方向で対向する内輪３ａ側の領域Ｗには、油溝３ｇが形成されている。この油溝３ｇは、幅方向の一端から内径側に延びた垂面３ｖと、この垂面３ｖ先端から軸受外方（図２中左方）に向かって斜めに延びたテーパ面３ｔとを有している。油溝３ｇの幅方向他端であるテーパ面３ｔの先端は、主リップ６ｃの軸受内方で終端している。即ち、油溝３ｇの幅方向両端の何れもが、領域Ｗ内に位置するようになっている。
【００２１】
さらに、サブリップ６ｄに径方向で対向する形で、油溝３ｇと小鍔部３ｃとの間には凹状の段差溝３ｊが形成されている。段差溝３ｊは、内輪外周面３ｈを研削するときのためのものである。
【００２２】
主リップ６ｃは、スプリング１０によって内輪外周面３ｈと当接するように押圧されている。主リップ６ｃが、このように内輪外周面３ｈと当接してシールすることで外部からの水や塵埃などの異物の侵入を防止し、軸受内部からの潤滑剤としてのグリースＧの漏出を防止する。一方サブリップ６ｄは、充填されたグリースＧを保持して、主リップ６ｃに供給し、また、グリースＧが軸受内方側に過度に流出してしまうのを防止する。
【００２３】
次に作動について説明する。
【００２４】
圧延機のワークロール（不図示）が内輪３と共に回転すると、内輪３と外輪２との間を円すいころ５が転動し、それによりハウジングに対してワークロールを回転自在に支持することができる。このとき、ワークロールに対しては、冷却水（高圧水）がかけられ、この冷却水がハウジング内に収容されている軸受１内に侵入してくる恐れがある。
【００２５】
これに対し、本実施形態の密封型円すいころ軸受１では、主リップ６ｃが内輪外周面３ｈと当接してシールしているので、冷却水や塵埃等の異物の侵入を防止する。また、主リップ６ｃ、サブリップ６ｄ、小鍔部３ｃ、段差溝３ｊ、内輪外周面３ｈ、油溝３ｇで囲まれた空間内に充填されているグリースＧが主リップ６ｃに供給されるため、摩擦熱によって主リップ６ｃが劣化するのを防止している。
【００２６】
特に、油溝３ｇは主リップ６ｃ近傍まで延びているテーパ面３ｔを備えているため、内輪３ａ回転による遠心力で、この油溝３ｇに貯蔵されたグリースＧをテーパ面３ｔに沿って案内し、主リップ６ｃに確実に供給できるようになっている。また、油溝３ｇの幅方向両端の何れもが、主リップ６ｃ及びサブリップ６ｄによって形成される凹状面６ｅと対向する領域Ｗ内に位置していることにより、上述した広い空間内にグリースＧを確実に保持することが可能になる。
【００２７】
このため、本実施形態によれば、主リップ６ｃと内輪外周面３ｈとの間の潤滑状態を長期間に亘って良好に維持することができる。これみより、摩擦熱による主リップ６ｃの劣化を防ぎ、長期間にわたり密封性を維持できる密封型円すいころ軸受を得ることができる。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る密封型円すいころ軸受について図３に基いて説明する。本実施形態の密封装置６の構成は第１実施形態の密封装置６と同一であるが、内輪２３ａに形成された油溝２３ｇ等の構成が異なっている。したがって、第１実施形態と同一部分には同一符号又は類似する符号を付すことにより、その説明を省略又は簡略化する。
【００２９】
内輪２３ａに形成されている油溝２３ｇは、第１実施形態と同様、主リップ６ｃ及びサブリップ６ｄによって形成される凹状面６ｅと対向する領域内に位置しているが、断面形状はＶ字状とされている。また、かかる油溝２３ｇ内には、多孔質固形潤滑剤Ｓが充填されている。この多孔質固形潤滑剤Ｓは、油溝２３ｇに嵌め込まれ、好ましくは接着されて固定されている。軸受使用時には、かかる固形潤滑剤Ｓから徐々に油が染み出すことにより、主リップ６ｃの潤滑状態を良好に保つことができる。なお、油溝２３ｇに固定された固形潤滑剤Ｓの外側には、更にグリースが充填されていてもよい。
【００３０】
本実施形態によっても、前述の第１実施形態と同様、多孔質固形潤滑剤Ｓから染み出した油が主リップ６ｃと内輪外周面２３ｈとの間の潤滑状態を長期間に亘って良好に維持することができる。これみより、摩擦熱による主リップ６ｃの劣化を防ぎ、長期間にわたり密封性を維持できる密封型円すいころ軸受を得ることができる。
【００３１】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等
が可能である。例えば、油溝の断面形状は、半円形状や矩形状であってもよい。また、転動体としては、円すいころに代えて円筒ころを用いることができる。さらに、前記実施形態では、密封型転がり軸受として４列円すいころ軸受について説明したが、これに限定されず、２列円すいころ軸受、６列円すいころ軸受、あるいは８列円すいころ軸受などの複列円すいころ軸受であっても、又、複列の円筒ころ軸受けであっても同様の効果を奏することができる。
【００３２】
また、前記実施形態では、本発明の密封型ころがり軸受を鉄鋼圧延機に適用する場合を例示したが、これに限定されず、大量の水がかかる厳しい環境下で使用される各種装置に使用される転がり軸受に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  ４列円すいころ軸受
２  外輪
３、２３  内輪
３ｇ、２３ｇ  油溝
５  円すいころ
６  密封装置
６ａ  芯金
６ｃ  主リップ
６ｄ  サブリップ
６ｅ  凹状面
【図１】
2015227671.tif 000003
【図２】
2015227671.tif 000004
【図３】
2015227671.tif 000005