(57)【要約】【課題】密封性を維持しつつ、低コストながら摺動部の発熱量を抑制できる密封型転がり軸受に用いられる密封装置を提供する。【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に用いられる密封装置であって、前記内輪は、軸受両端部に設けられ転動体の軸受外方側に位置する鍔部を有し、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グリースリップとを有し、前記グリースリップの先端は前記小鍔部と軸方向でオーバーラップする位置まで延ばされている。【選択図】図２
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【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に用いられる密封装置であって、
前記内輪は、軸受両端部に設けられ転動体の軸受外方側に位置する鍔部を有し、
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グリースリップとを有し、前記グリースリップの先端は前記鍔部と軸方向でオーバーラップする位置まで延ばされていることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記グリースリップは、前記鍔部とは非接触とされていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複列円すいころ軸受や複列円筒ころ軸受などの複列転がり軸受に用いられる密封装置、より好適には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に用いられる密封装置に関する。
【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）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、密封性を維持しつつ、低コストながら摺動部の発熱量を抑制できる軸受装置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に用いられる密封装置であって、
前記内輪は、軸受両端部に設けられ転動体の軸受外方側に位置する鍔部を有し、
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グリースリップとを有し、前記グリースリップの先端は前記鍔部と軸方向でオーバーラップする位置まで延ばされていることを特徴とする密封装置。
（２）前記グリースリップは、前記鍔部とは非接触とされていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、密封装置のグリースリップの先端は鍔部と軸方向でオーバーラップする位置まで延ばされていることにより、充填されるグリースを主リップ、グリースリップ、内輪外周面、内輪鍔部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。このため、コストアップを伴わず、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】本発明の第１実施形態に係る密封装置が適用された密封型円すいころ軸受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、本発明に係る密封装置について、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実施形態に係る密封装置が適用された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。
【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）に設けられたグリースリップ６ｄとを有する。そして、グリースリップ６ｄの先端は、小鍔部３ｃと軸受の軸方向でオーバーラップする位置まで延ばされている。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】
グリースリップ６ｄに径方向で対向する形で、内輪外周面３ｈ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が、かかる段差溝３ｊが形成されていることで、グリースを保持するための空間が、径方向に拡大されている。
【００２１】
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、軸受内部からのグリースの漏出を防止する。一方グリースリップ６ｄは、充填されたグリースを保持して、主リップ６ｃに供給し、また、グリースが軸受内方側に過度に流出してしまうのを防止する。
【００２２】
次に作動について説明する。
【００２３】
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。
【００２４】
これに対し、本実施形態の密封装置６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、グリースリップ６ｄ、小鍔部３ｃ、段差溝３ｊ、内輪外周面３ｈで囲まれた空間内に充填されているグリースが主リップ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。また、グリースリップ６ｄは先端が小鍔部３ｃと軸受の軸方向でオーバーラップする位置まで延ばされていることにより、グリースを充填する為の空間が拡大するので、グリースによる潤滑効果をより長期間にわたって発揮することが可能となっている。
【００２５】
また、グリースリップ６ｄは内輪３とは非接触とされていることにより、摩擦抵抗によるワークロールの回転トルク上昇を防ぐことができる。
【００２６】
以上のように、本実施形態によれば、密封装置６のグリースリップ６ｄの先端は小鍔部３ｃと軸受の軸方向でオーバーラップする位置まで延ばされていることにより、グリースを充填する為の空間が拡大する。これにより、充填されたグリースを主リップ６ｃ、グリースリップ６ｄ、小鍔部３ｃ、段差溝３ｊ、内輪外周面３ｈで囲まれた拡大された空間内に保持することができ、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。このため、コストアップを伴わず、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。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る密封装置２６について図３に基いて説明する。なお、本実施形態の密封装置２６は、第１実施形態の密封装置６と基本的構成は同一であるがグリースリップ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。
【００２８】
グリースリップ２６ｄは、付け根２６ｒの部分が第１実施形態に比べ外径側に位置している。これによりグリースリップ２６ｄは、屈曲された芯金２６ａの内輪側が延びる方向とほぼ同じ方向に小鍔部３ｃまで延長されて延び、小鍔部３ｃとオーバーラップした位置にて、小鍔部３ｃに向かうように屈曲されている。かかる構成により、グリースを充填保持できる空間をより増大することができる。なお、グリースリップを芯金の延長方向に伸ばさず、付け根部で軸受の軸線方向と平行に屈曲させることにより、更にグリース保持空間を拡大させることができる。
【００２９】
本実施形態によっても、前述の第１実施形態と同様、密封装置２６のグリースリップ２６ｄの先端は小鍔部３ｃと軸受の軸方向でオーバーラップする位置まで延ばされていることにより、グリースを充填する為の空間が拡大する。これにより、充填されたグリースをより拡大された空間内に保持することができ、主リップ２６ｃ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。
【００３０】
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、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。この場合には、内輪には大鍔部、小鍔部の区別がなく、単に鍔部が形成されているため、グリースリップはこの鍔部とオーバーラップする位置まで延ばされる。又、前記実施形態では、密封装置が適用される円すいころ軸受は、４列円すいころ軸受として説明したが、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。
【００３１】
また、前記実施形態では、本発明の密封装置を組み込んだ円すいころ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、本発明の密封装置を適用してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１  密封型円すいころ軸受
２  外輪
３  内輪
５  円すいころ
６、２６  密封装置
６ａ、２６ａ  芯金
６ｃ  主リップ
６ｄ、２６ｄ  グリースリップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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