(57)【要約】【課題】軸の偏心や傾きが発生した場合であっても、軸受の密封性を良好に維持可能な転がり軸受用シール装置、及び転がり軸受を提供する。【解決手段】オイルシール２０は、芯金３０及び弾性体４０を有する。芯金３０は、径方向内側に延びる第一芯金３２と、径方向内側に延びる第二芯金３４と、を有する。弾性体４０は、第一芯金３２と第二芯金３４とを接続する接続部４３と、第二芯金３４に固定され、内輪１２に摺接するシールリップ部４４と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外方部材又は内方部材に固定される芯金と、前記芯金に固定される弾性体と、を備え、
前記芯金は、径方向に延びる第一芯金と、径方向に延びる第二芯金と、を有しており、
前記弾性体は、前記第一芯金と前記第二芯金とを接続する接続部と、前記第二芯金に固定され、内方部材又は外方部材に摺接するシールリップ部と、を有することを特徴とする転がり軸受用シール装置。
【請求項２】
前記弾性体の接続部は、径方向断面が軸方向内側に傾斜する略直線形状、若しくは略曲線形状、又は略蛇腹形状であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受用シール装置。
【請求項３】
前記弾性体は、前記第二芯金に固定されると共に前記シールリップ部よりも軸方向内側に位置し、前記内方部材又は前記外方部材との間で接触又は非接触のシールを形成する補助リップ部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受用シール装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の転がり軸受用シール装置を備えることを特徴とする転がり軸受。
【請求項５】
前記外方部材は、外輪、又は外輪及び該外輪の径方向外側に配置された球面座、又は外輪及び該外輪の軸方向外側に配置されたシールホルダであり、
前記内方部材は、内輪であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受用シール装置、及び転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄等の金属材料を圧延するための連続鋳造機のロールは、その軸方向両端部に同軸上に設けたロールネックと称される円柱部を、例えば複列円すいころ軸受を介して回転自在に支承した構造を有する。このような連続鋳造機設備用軸受は、通常、シールなしの非密封タイプであり、グリースが連続給脂機構により常に軸受に供給される。
【０００３】
また、連続鋳造機設備用軸受としては、圧延水や冷却水が軸受内部に浸入することを防止するためにシール装置を具備している密封タイプもある。このようなシール装置としては、軸受の軸方向端部開口を遮蔽して、内輪及び外輪間の軸受内部空間をシールするシールリップ部を接触面に摺接させる接触シール構造からなるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のシール装置では、シールリップ部の基端部位に金属環が埋設されており、当該金属環によって基端部位が補強されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２７５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、連続鋳造設備は、水蒸気や酸化スケールのある環境内に使用される為、グリースが水やスケールにより汚染されやすく、汚染されたグリースが軸受内部へ供給されると、軸受の摩耗・破損に繋がる。更に、連続給脂用のグリースは、一台の連続鋳造機にあたり年間およそ３０〜７０トンの使用量が必要とれるので、グリース廃棄物の量が膨大であり、環境汚染の虞があり、グリース廃棄物の処理も煩雑でコストがかかる。このように、グリースの使用量を減らし、環境負荷の少ない軸受の開発が課題となっている。
【０００６】
そこで、特許文献１のように、シール装置を有する密封タイプの軸受を用いることも考えられるが、このシール装置では、軸の偏心や傾きが発生した場合、接触面との接触状態が変化し、強く当たる部分と弱く当たる部分とが発生する。そして、接触面と強く当接している部分では、破損が生じ易くなってしまう。一方、接触面と弱く当接している部分では、接触面とのしめしろが弱くなることで、軸受内部の潤滑剤が漏れ易くなると共に、外部から異物が浸入し易くなり、軸受の早期損傷を招く虞がある。
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、軸の偏心や傾きが発生した場合であっても、軸受の密封性を良好に維持可能な転がり軸受用シール装置、及び転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  外方部材又は内方部材に固定される芯金と、前記芯金に固定される弾性体と、を備え、
前記芯金は、径方向に延びる第一芯金と、径方向に延びる第二芯金と、を有しており、
前記弾性体は、前記第一芯金と前記第二芯金とを接続する接続部と、前記第二芯金に固定され、内方部材又は外方部材に摺接するシールリップ部と、を有することを特徴とする転がり軸受用シール装置。
（２）  前記弾性体の接続部は、径方向断面が軸方向内側に傾斜する略直線形状、若しくは略曲線形状、又は略蛇腹形状であることを特徴とする（１）に記載の転がり軸受用シール装置。
（３）  前記弾性体は、前記第二芯金に固定されると共に前記シールリップ部よりも軸方向内側に位置し、前記内方部材又は前記外方部材との間で接触又は非接触のシールを形成する補助リップ部を有することを特徴とする（１）又は（２）に記載の転がり軸受用シール装置。
（４）  （１）〜（３）の何れか１つに記載の転がり軸受用シール装置を備えることを特徴とする転がり軸受。
（５）  前記外方部材は、外輪、又は外輪及び該外輪の径方向外側に配置された球面座、又は外輪及び該外輪の軸方向外側に配置されたシールホルダであり、
前記内方部材は、内輪であることを特徴とする（１）〜（４）の何れか１つに記載の転がり軸受。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の転がり軸受用シール装置によれば、芯金は、径方向に延びる第一芯金と、径方向に延びる第二芯金と、を有しており、弾性体は、第一芯金と第二芯金とを接続する接続部と、第二芯金に固定され、内方部材又は外方部材に摺接するシールリップ部と、を有する。したがって、軸の偏心や傾きが発生した場合であっても、弾性体の接続部が軸の偏心や傾きに追従することによって、シールリップ部と内方部材又は外方部材との接触を維持することが可能である。また、シールリップ部は、第二芯金に固定されるので、内方部材又は外方部材とのしめしろ及び緊迫力を一定に保つことができ、良好なシール性能を発揮することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る自動調心ころ軸受の要部断面図である。
【図２】転がり軸受用シール装置の要部断面図である。
【図３】変形例に係る転がり軸受用シール装置の要部断面図である。
【図４】他の変形例に係る転がり軸受用シール装置の要部断面図である。
【図５】円筒ころ軸受の要部断面図である。
【図６】複列円錐ころ軸受の要部断面図である。
【図７】球面座付き複列円錐ころ軸受の要部断面図である。
【図８】球面座付き円筒ころ軸受の要部断面図である。
【図９】球面座付き複列円錐ころ軸受の要部断面図である。
【図１０】球面座付き円筒ころ軸受の要部断面図である。
【図１１】鉄鋼設備用四列円錐ころ軸受の要部断面図である。
【図１２】鉄鋼設備用四列円筒ころ軸受の要部断面図である。
【図１３】鉄鋼設備用ニ列円筒ころ軸受の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る転がり軸受用シール装置について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
本実施形態に係る自動調心ころ軸受１０は、図１に示すように、内周面に球面状の外輪軌道溝１１ａが形成された外方部材としての外輪１１と、外周面に球面状の内輪軌道溝１２ａが二列形成された内方部材としての内輪１２と、保持器１３によって回動自在に保持され、外輪軌道溝１１ａと内輪軌道溝１２ａとの間に二列に整列して転動自在に配設された複数の転動体である樽形のころ１４と、外輪１１の内周面と内輪１２の外周面との間に存在する空間の軸方向両端部開口を塞ぐようにそれぞれ配設され、軸受内部を密封する一対の転がり軸受用シール装置としてのオイルシール２０と、を備える。
【００１３】
外輪１１の軸方向中間部には、外周面から内周面に貫通し、軸受空間に潤滑剤を供給可能且つ空気抜きが可能な貫通孔１５が形成されている。なお、貫通孔１５に雌ねじ部（不図示）を設け、当該雌ねじ部に軸受空間を密封するための栓を螺合してもよい。また、軸受空間内に潤滑剤が封入される構成である限り、貫通孔１５を設けなくても構わない。ここで、軸受空間内に封入される潤滑剤は、粘度が４０℃で３００ｍｍ２／ｓ〜５００ｍｍ２／ｓである高粘度の潤滑油、又は動粘度が４０℃で７０ｍｍ２／ｓ〜５００ｍｍ２／ｓである基油とウレア化合物を増ちょう剤とする耐熱性及び耐摩耗性に優れたグリースが用いられる。
【００１４】
図２も参照し、オイルシール２０は、全体として略円環形状に形成されており、外輪１１の内周面に固定される芯金３０と、芯金３０の軸方向外側面（軸方向において軸受の外側に向かう面を意味する。）に固定され、ゴム等の弾性材料から形成された弾性体４０と、を有する。
【００１５】
芯金３０は、外輪１１の内周面の軸方向外側端部に形成された溝部１１ｂに圧入されて固定され、径方向内側に延びる断面略Ｌ字形状（以降、断面とは径方向断面を意味する。）の第一芯金３２と、第一芯金３２の径方向内側端部３２ａよりも軸方向内側に配置され、径方向内側に延びる断面略直線形状の第二芯金３４と、に分割されている。
【００１６】
弾性体４０は、第一芯金３２の軸方向外側面に固定される断面略Ｌ字形状の第一延出部４１と、第二芯金３４の軸方向外側面に固定される断面略直線形状の第二延出部４２と、第一延出部４１及び第二延出部４２に連続すると共に、第一芯金３２の径方向内側端部３２ａ及び第二芯金３４の径方向外側端部３４ａを接続する接続部４３と、を有する。ここで、第一芯金３２の径方向内側端部３２ａが、第二芯金３４の径方向外側端部３４ａよりも径方向外側に位置しているので、弾性体４０の接続部４３は、軸方向内側に向かうにしたがって径方向内側に傾斜する断面略直線形状とされている。
【００１７】
また、弾性体４０は、第二延出部４２の径方向内側端部に接続されると共に、第二芯金３４の径方向内側端部３４ｂに軸方向に固定されるシールリップ部４４を有する。シールリップ部４４は、径方向内側端部４４ａが内輪１２の外周面の軸方向外側端部に形成された溝部１２ｂに弾性的に摺接して外輪１１と内輪１２との間をシールしている。なお、シールリップ部４４を確実に内輪１２の溝部１２ｂに摺接させる必要があることから、シールリップ部４４の外周面４４ｂにスプリング５０を装着し、そのスプリング５０の弾性力によりシールリップ部４４を内輪１２の溝部１２ｂ側へ付勢するようにしている。
【００１８】
さらに、弾性体４０は、第二芯金３４の径方向内側端部３４ｂから連続して軸方向外側に延びると共に、シールリップ部４４よりも軸方向内側に位置するバンパーリップ部４５を有する。バンパーリップ部４５は、その径方向内側端部４５ａがシールリップ部４４の径方向内側端部４４ａよりも径方向外側に位置するように形成されており、内輪１２の溝部１２ｂとの間で非接触のシールを形成する補助リップ部として働く。
【００１９】
以上、説明したように本実施形態のオイルシール２０によれば、芯金３０は、外輪１１の内周面に固定され径方向内側に延びる第一芯金３２と、第一芯金３２の径方向内側端部３２ａよりも軸方向内側に配置され径方向内側に延びる第二芯金３４と、を有しており、弾性体４０は、第一芯金３２の径方向内側端部３２ａと第二芯金３４の径方向外側端部３４ａとを接続する接続部４３と、第二芯金３４に固定され、その径方向内側端部４４ａが内輪の外周面に摺接するシールリップ部４４と、を有する。したがって、軸の偏心や傾きが発生した場合であっても、弾性体４０の接続部４３が軸の偏心や傾きに追従することによって、シールリップ部４４と内輪１２の外周面との接触を維持することが可能である。また、シールリップ部４４は、第二芯金３４に固定されるので、内輪１２の外周面とのしめしろ及び緊迫力を一定に保つことができ、良好なシール性能を発揮することが可能である。
【００２０】
また、第一芯金３２の径方向内側端部３２ａが第二芯金３４の径方向外側端部３４ａよりも径方向外側に位置し、弾性体４０の接続部４３が軸方向内側に向かうにしたがって径方向内側に傾斜する断面略直線形状であるので、軸の偏心や傾きが発生した場合、接続部４３が曲がり易く、軸の偏心や傾きに対する追従性を高めることが可能である。
【００２１】
なお、弾性体４０の接続部４３の形状は、図３に示すように、曲率を持った断面略曲線形状であってもよく、この場合、接続部４３が図２の形状よりも曲がり易く、軸の偏心や傾きに対する追従性をより高めることが可能である。さらに、図４に示すように、表面に凹凸が形成された断面略蛇腹形状（ベローズ形状）であってもよく、この場合、接続部４３が図３の形状よりもさらに曲がり易く、軸の偏心や傾きに対する追従性をさらに高めることが可能である。
【００２２】
また、弾性体４０はバンパーリップ部４５を有するので、軸の傾きや偏心が起こった場合であっても、当該バンパーリップ部４５が内輪１２の外周面と緩衝し、シールリップ部４４の異常摩耗及び変形を防止することが可能である。
【００２３】
なお、本発明は、前述した各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。
【００２４】
例えば、オイルシール２０の芯金３０は、外輪１１ではなく、内輪１２に固定しても構わない。この場合、第一芯金３２が内輪１２に固定され、第二芯金３４が外輪１１に摺接する。
【００２５】
また、オイルシール２０が適用される転がり軸受としては、上述した自動調心ころ軸受１０に限定されず、図５に示すような円筒ころ軸受や、図６に示すような複列円錐ころ軸受、図７に示すような球面座付き複列円錐ころ軸受、図８に示すような球面座付き円筒ころ軸受、不図示の球面座付き複列円筒ころ軸受であってもよい。図７及び図８には、球面座８０の内周面に外輪１１が配置された状態が示されている。この場合、外輪１１及び当該外輪１１の径方向外側に配置された球面座８０が外方部材を構成する。
【００２６】
また、オイルシール２０が適用される転がり軸受としては、図９に示すような球面座付き複列円錐ころ軸受や、図１０に示すような球面座付き円筒ころ軸受であってもよい。これらの軸受では、内輪１２の外周面と、外輪１１の径方向外側に配置された球面座８０の内周面と、の間に存在する空間の軸方向端部開口を塞ぐように、オイルシール２０が形成されており、オイルシール２０の芯金３０が、球面座８０の内周面の軸方向外側端部に形成された溝部８０ａに圧入されて固定される。
【００２７】
また、オイルシール２０が適用される転がり軸受としては、図１１に示すような鉄鋼設備用四列円錐ころ軸受や、図１２に示すような鉄鋼設備用四列円筒ころ軸受、図１３に示すような鉄鋼設備用ニ列円錐ころ軸受等であってもよい。これらの軸受では、内輪１２の外周面と、外輪１１の軸方向両側に配置されたシールホルダ９０の内周面と、の間に存在する空間の軸方向端部開口を塞ぐように、オイルシール２０が形成されており、オイルシール２０の芯金３０が、シールホルダ９０の内周面に圧入されて固定される。この場合、外輪１１及び当該外輪１１の軸方向外側に配置されたシールホルダ９０が外方部材を構成する。
【００２８】
また、上述の実施形態においては、補助リップ部としてバンパーリップ部４５を設けるとしたが、外部からのダスト侵入を防止するダストリップ部としてもよい。また、補助リップ部は、必ずしも内輪１２の外周面に接触する構成に限られず、内輪１２の外周面との間でシールを形成する限り非接触であってもよい。また、補助リップ部を設けない構成としても構わない。
【００２９】
また、本発明の転がり軸受は、連続鋳造機設備用、鉄鋼設備用に限定されるものではなく、他の産業機械にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０      自動調心ころ軸受（転がり軸受）
１１      外輪（外方部材）
１１ａ    外輪軌道溝
１１ｂ    溝部
１２      内輪（内方部材）
１２ａ    内輪軌道溝
１２ｂ    溝部
１３      保持器
１４      ころ
１５      貫通孔
２０      転がり軸受用シール装置
３０      芯金
３２      第一芯金
３２ａ    径方向内側端部
３４      第二芯金
３４ａ    径方向外側端部
３４ｂ    径方向内側端部
４０      弾性体
４１      第一延出部
４２      第二延出部
４３      接続部
４４      シールリップ部
４４ａ    径方向内側端部
４４ｂ    外周面
４５      バンパーリップ部（補助リップ部）
４５ａ    径方向内側端部
５０      スプリング
８０      球面座（外方部材）
８０ａ    溝部
９０      シールホルダ（外方部材）
【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】
2015021590.tif 000009
【図８】
2015021590.tif 000010
【図９】
2015021590.tif 000011
【図１０】
2015021590.tif 000012
【図１１】
2015021590.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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