(57)【要約】【課題】抜け止め専用部品を用いなくとも圧縮コイルばねの脱落を簡単に防止可能な軸受予圧装置を実現する。【解決手段】軌道輪５又は軌道輪５と軸方向に対向する他部材１５に、穴２５を形成する。穴２５の内周を、穴底面に連なるねじ部２２と、ねじ部２２よりも大きな内径で穴縁まで連なる浅穴部２６とで形成する。ねじ部２２は、軸方向から圧縮コイルばね２１を螺着可能なものとする。浅穴部２６は、ねじ部２２と同心かつばね２１の外径よりも大きな内径に設定する。ばね２１の自然長は、浅穴部２６から軸方向に突出する長さに設定する。浅穴部２６の軸方向長さは、ばね２１を穴２５内に収めるまで圧縮可能な長さに設定する。これにより、ばね２１を軌道輪５又は他部材１５のねじ部２２に直接に取り付け、軸受の組み込みに際し、ばね２１を穴２５内に収めるまで圧縮するだけで適切なばね力を生じさせられるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の圧縮コイルばねが軌道輪を軸方向に押す軸受予圧装置において、
軸方向から前記圧縮コイルばねを螺着可能なねじ部を有し、
前記ねじ部が、前記軌道輪又は前記軌道輪と軸方向に対向する他部材に形成されていることを特徴とする軸受予圧装置。
【請求項２】
前記軌道輪又は前記他部材に、軸方向に凹んだ穴が形成されており、
前記穴を規定する内周が、穴底面に連なる前記ねじ部と、前記ねじ部よりも大きな内径で穴縁まで連なる浅穴部とからなり、
前記浅穴部が、前記ねじ部と同心かつ前記圧縮コイルばねの外径よりも大きな内径に設定されており、
前記圧縮コイルばねの自然長が、前記浅穴部から軸方向に突出する長さに設定されており、
前記浅穴部の軸方向長さが、前記圧縮コイルばねを前記穴内に収めるまで圧縮可能な長さに設定されている請求項１に記載の軸受予圧装置。
【請求項３】
前記ねじ部が前記軌道輪に形成されている請求項１又は２に記載の軸受予圧装置。
【請求項４】
環付きオイルシールを備え、前記他部材が前記環からなり、前記ねじ部が前記他部材に形成されている請求項１又は２に記載の軸受予圧装置。
【請求項５】
前記軌道輪が、鉄鋼圧延機の圧延ロール軸を支持する転がり軸受の軸受部品からなる請求項１から４のいずれか１項に記載の軸受予圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受に予圧を付加する軸受予圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軌道輪を軸方向に押すことによって軸受内部すきまを無くし、転がり軸受に予圧を付加することが実施されている。軸受の精度管理が困難であったり、軸受周囲の軸箱構造の制約があったりする場合、ばねで軌道輪を軸方向に押すことがある。このような軸受予圧装置の一種として、１つ以上の圧縮コイルばねが軌道輪を軸方向に押すものがある（例えば、特許文献１）。この種の軸受予圧装置は、例えば、鉄鋼圧延機のワークロールを支持するスラスト受け用軸受として内向き複列円すいころ軸受の予圧に採用されている。
【０００３】
グリースを軸受内部に充填しない開放型軸受の場合、特許文献１のように、軌道輪にキリ穴を形成し、この内側に圧縮コイルばねを挿入することができる。また、軌道輪と別付けでハウジングに固定されるオイルシールによってグリースを軸受内部に密封する場合、オイルシールの環にキリ穴を形成し、この内側に圧縮コイルばねを挿入することができる。いずれの場合でも、圧縮コイルばねは、軸受の組み込みに際し、キリ穴に挿入され、所定に圧縮されることにより、軸方向のばね力を生み出し、このばね力が軌道輪に付加されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７４６４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された軸受予圧装置は、キリ穴に挿入された圧縮コイルばねを抜け止めするため、プランジャ、スリーブ及び棒状部材、又はプランジャ及び止め輪を用いている。これらプランジャ等は、抜け止め用の専用設計部品なので、部品点数が多くなり、少量生産に不向きであった。これら専用設計部品を省略することは可能だが、軸受組み込みの際、各キリ穴に挿入された圧縮コイルばねが脱落しないように慎重な取り扱いを強いられ、作業に手間取り易くなってしまう。
【０００６】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、抜け止め専用部品を用いなくとも圧縮コイルばねの脱落を簡単に防止可能な軸受予圧装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を達成するため、この発明は、１つ以上の圧縮コイルばねが軌道輪を軸方向に押す軸受予圧装置において、軸方向から前記圧縮コイルばねを螺着可能なねじ部を有し、前記ねじ部が、前記軌道輪又は前記軌道輪と軸方向に対向する他部材に形成されている構成を採用した。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、軸受予圧装置の圧縮コイルばねを軌道輪又は他部材のねじ部に直接に取り付けられるので、抜け止め専用部品を用いなくとも圧縮コイルばねの脱落を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の第１実施例に係る軸受予圧装置の全体構成を示す断面図
【図２】（ａ）は第１実施例に係る鉄鋼圧延機の要部を軸方向から示す模式図、（ｂ）は前記鉄鋼圧延機の要部を軸方向に直角な圧延方向から示す模式図
【図３】（ａ）は第１実施例の圧縮コイルばねを抜いた状態でねじ部を示す部分断面図、（ｂ）は前記（ａ）の状態からねじ部に圧縮コイルばねをねじ部に螺着した状態を示す部分断面図
【図４】この発明の第２実施例に係る軸受予圧装置の要部を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明に係る好ましい実施形態を説明する。
【００１１】
第１実施形態において、前記軌道輪又は前記他部材に、軸方向に凹んだ穴が形成されている。前記穴を規定する内周が、穴底面に連なる前記ねじ部と、前記ねじ部よりも大きな内径で穴縁まで連なる浅穴部とからなる。前記浅穴部が、前記ねじ部と同心かつ前記圧縮コイルばねの外径よりも大きな内径に設定されている。前記圧縮コイルばねの自然長が、前記浅穴部から軸方向に突出する長さに設定されている。前記浅穴部の軸方向長さが、前記圧縮コイルばねを前記穴内に収めるまで圧縮可能な長さに設定されている。第１実施形態は、浅穴部の穴縁を基準として所定のばね力を得るのに妥当な圧縮量を設定し、軸受の組み込みに際し、圧縮コイルばねを穴内に収めるまで圧縮するだけで適切なばね力を生じさせることができる。
【００１２】
第２実施形態において、前記ねじ部が前記軌道輪に形成されている。第２実施形態は、前記圧縮コイルばねを軌道輪に直接取り付けることができる。なお、第２実施形態は、第１実施形態と組み合わせることも可能である。
【００１３】
第３実施形態において、軸受予圧装置は、環付きオイルシールを備える。前記他部材が前記環からなる。前記ねじ部が前記他部材に形成されている。第３実施形態は、前記圧縮コイルばねを環に直接取り付けることができる。なお、第３実施形態は、第１実施形態と組み合わせることも可能である。
【００１４】
第４実施形態において、前記軌道輪が、鉄鋼圧延機の圧延ロール軸を支持する転がり軸受の軸受部品からなる。この発明に係る軸受予圧装置は、圧縮コイルばねを利用するものなので、鉄鋼圧延機用軸受に好適である。なお、第４実施形態は、第１実施形態〜第３実施形態の中の１つ以上と適宜に組み合わせることも可能である。
【実施例】
【００１５】
この発明に係る第１実施例を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように、第１実施例は、転がり軸受１と、オイルシール２と、軸箱３とを備える。
【００１６】
転がり軸受１は、内外の軌道輪４、５及び複数の転動体６により、軸７を軸箱３に対して支持する。内方の軌道輪４は、内方の軌道面８を規定する軸受部品からなる。外方の軌道輪５は、外方の軌道面９を規定する軸受部品からなる。内方の軌道輪４は、軸７に取り付けられる。外方の軌道輪５は、軸箱３に取り付けられる。以下、軸７の回転軸線に沿った方向を軸方向といい、内外の概念は、特に言及しない限り、軸方向に直角な半径方向で当該中心線に近い方を内、反対に遠い方を外とする。
【００１７】
軸７、転がり軸受１は、図２（ａ）、（ｂ）に鉄鋼圧延機の要部を模式的に示すように、軸７は、圧延ロール軸になっている。圧延ロール軸は、例えば、バックアップロール１００の回転軸部、ワークロール１０１の回転軸部である。
【００１８】
また、転がり軸受１は、図１に示すように、内方の軌道輪４を１個、外方の軌道輪５を２個、複列の転動体６、転動体６を保持する保持器１０とを備える複列円すいころ軸受になっている。内方の軌道輪４は、軸７に形成された嵌め合い面に嵌合されている。
【００１９】
軸箱３は、ハウジング穴を規定する内周部１１を有する。内周部１１は、軌道輪５用の嵌め合い面を含んでいる。外方の軌道輪５は、内周部１１に嵌合されている。また、内周部１１は、オイルシール２用の嵌め合い面も含んでいる。オイルシール２は、転がり軸受１を密封するためのものである。
【００２０】
オイルシール２は、環付きオイルシールになっている。環付きオイルシールとは、シール面１２、１３に滑り接触する可変形部１４と、可変形部１４に接続された環１５とを有するものをいう。環１５は、内周部１１に嵌合される外周部を有し、可変形部１４よりも高剛性になっている。環１５と内周部１１の間は、Ｏリング１６によって密封されている。なお、環は、図示のように単独の一体形成部品のみで構成されたものに限定されず、補助環と外環とで構成されたものでもよい。
【００２１】
内周部１１に嵌合された環１５と軌道輪５同士が軸方向に対向する。すなわち、環１５は、軌道輪５と軸方向に対向する他部材に相当する。
【００２２】
転がり軸受１を組み込む際、内周部１１に嵌合された環１５、軌道輪５の軸方向変位を規制する。図中右側の軌道輪５の軸方向右方への変位は、軸箱３に固定された規制部材１７によって規制される。また、図中左側の軌道輪５の軸方向左方への変位は、内周部１１に含まれたハウジング肩１８によって規制される。これら規制により、軌道輪５と環１５の対向側面１９、２０同士が軸方向に突き当っている状態を維持する。対向側面１９、２０同士の突き当りによる不要な分力発生を避けるため、対向側面１９、２０は、軸方向に直角な平面状に形成されている。軌道輪５の対向側面１９は、例えば、軌道輪幅を規定する両側面のうちの片方からなる。
【００２３】
転がり軸受１に予圧を付加する軸受予圧装置は、１つ以上の圧縮コイルばね２１と、圧縮コイルばね２１を螺着可能なねじ部２２とを有する。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、圧縮コイルばね２１は、両巻き端間に亘って螺旋状に形成されている。ねじ部２２のピッチは、自然長の圧縮コイルばね２１のピッチと一致するように設定されている。このため、図３（ｂ）に示すように、圧縮コイルばね２１を一方の巻き端からねじ部２２のねじ溝にねじ込むことにより、ねじ部２２に螺着することが可能になっている。
【００２５】
ここで、螺着とは、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ねじ部２２のねじ溝に圧縮コイルばね２１の一方の巻き端からねじ込み、このねじ込んだコイル部分２４とねじ部２２とのコイル軸方向及びコイル径方向の係合により、ねじ部２２に圧縮コイル２１ばねを単独保持させると共に、この圧縮コイルばね２１を軸方向に所定量圧縮させ得る保持強度にすることをいう。したがって、螺着時と逆方向に圧縮コイルばね２１を回すだけで、圧縮コイルばね２１をねじ部２２から抜くこともできる。
【００２６】
図１、図３（ａ）に示すように、ねじ部２２は、環１５に形成されている。ねじ部２２の軸線は、軸方向に沿っている。
【００２７】
環１５には、対向側面２０から軸方向に凹んだ穴２５が形成されている。穴２５を規定する内周は、穴底面に連なるねじ部２２と、ねじ部２２よりも大きな内径で穴縁まで連なる浅穴部２６とからなる。図３（ｂ）に示すように、圧縮コイルばね２１の一方の巻き端が穴２５の穴底面に接触すると、それ以上、圧縮コイルばね２１をねじ部２２のねじ溝にねじ込むことができなくなる。
【００２８】
このように、図１に示す第１実施例は、圧縮コイルばね２１を環１５に直接取り付けることができるため、抜け止め専用部品を用いなくとも圧縮コイルばね２１の脱落を防止することができる。
【００２９】
なお、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ねじ部２２のねじ溝にねじ込まれたコイル部分２４が１ピッチ以上あれば、螺着を実現することが可能であろう。ねじ部２２のピッチは、自然長の圧縮コイルばね２１のピッチと完全に一致していることが理想的だが、厳密に一致している必要性はなく、圧縮コイルばね２１を螺着可能な限り、適宜に設定することができる。
【００３０】
ねじ部２２と圧縮コイルばね２１の接触径Ｄ１は、自然長の圧縮コイルばね２１の外径Ｄ２よりも小さく設定されている。この径方向締め代（Ｄ２−Ｄ１）の設定により、コイル部分２４のがたつきが防止されている。
【００３１】
浅穴部２６は、ねじ部２２と同心かつ圧縮コイルばね２１の外径Ｄ２よりも大きな内径に設定されている。圧縮コイルばね２１の自然長Ｌ１は、ねじ部２２に螺着された状態のときに浅穴部２６から軸方向に突出する長さに設定されている。浅穴部２６の軸方向長さＬ２は、圧縮コイルばね２１を穴２５内に収めるまで圧縮可能な長さに設定されている。すなわち、ねじ部２２に螺着された圧縮コイルばね２１のうち、浅穴部２６の内側及び穴２５の外に位置するコイル部分２７は、ねじ部２２に拘束されず、かつ浅穴部２６に邪魔されることなく軸方向へ伸縮することができる。したがって、コイル部分２７は、実質的に有効巻数を構成する部分となる。
【００３２】
浅穴部２６は、圧縮コイルばね２１の引っ掛りを防止するため、円筒面状に形成されている。このような浅穴部２６は、ドリル加工により簡単に形成することができる。
【００３３】
ねじ部２２の数は、使用する圧縮コイルばね２１の数以上にあればよい。図１に示す軌道輪５の傾きを防止するため、ねじ部２２を周方向等配の複数個所に配置することが好ましい。ここで、周方向は、軸７周りの円周方向のことをいう。
【００３４】
転がり軸受１の組み込みに際し、対向側面１９、２０同士を軸方向に突き当てた状態とすることにより、コイル部分２７が軸方向に圧縮されるため、圧縮コイルばね２１を穴２５内に収めるまで圧縮することができる。この圧縮により、コイル部分２７が、軌道輪５を軸方向に押すばね力を発生する。その圧縮量は、図３（ｂ）において、対向側面２０に含まれた穴縁から軸方向に突出するコイル部分の軸方向長さに相当する。したがって、第１実施例は、浅穴部２６の穴縁を基準として所定のばね力を得るのに妥当な圧縮コイルばね２１の圧縮量を設定し、転がり軸受１の組み込みに際し、図１に示すように、圧縮コイルばね２１を穴２５内に収めるまで圧縮するだけで適切なばね力を生じさせることができる。
【００３５】
さらに、第１実施例は、図３（ｂ）に示すように、圧縮コイルばね２１を穴２５の穴底面に当たるまでねじ込んだ限界のねじ込み量を前提として、前述の妥当な圧縮コイルばね２１の圧縮量を設定することができる。したがって、圧縮コイルばね２１の螺進が止まるまで螺着作業を行い、図１に示すように対向側面１９、２０同士を突き合わせるだけで、所定のばね力を生じさせることができる。
【００３６】
なお、一般に、圧縮コイルばねは、有効巻数が３未満の場合、ばね特性が不安定になり、かつ、基本式から求めたばね定数との差異が大きくなる。したがって、コイル部分２７の巻き数を３以上にすることが好ましい。有効巻数が１.５を下回る場合、加工は非常に困難である。浅穴部２６を省略して穴２５の深さを浅くした場合、十分なねじ込み量や有効巻数を得ることが困難になるため、第１実施例のように浅穴部２６の採用により適切な有効巻数を確保することが好ましい。
【００３７】
第２実施例を図４に基いて説明する。以下、第２実施例については、第１実施例に対する相違点のみを説明する。第２実施例の転がり軸受３１は、グリースを軸受内部に充填しない開放型軸受になっている。したがって、オイルシールは、省略されている。図中左側の軌道輪３２は、ハウジング肩３３と軸方向に対向する。図中右側の軌道輪３２は、規制部材３４と軸方向に対向する。ハウジング肩３３が形成された軸箱３５、規制部材３４は、それぞれ軌道輪３２と軸方向に対向する他部材に相当する。ねじ部３６は、軌道輪３２に形成されている。穴３７は、軌道輪３２の対向側面３８から軸方向に凹んでいる。第２実施例は、圧縮コイルばね３９を軌道輪３２に直接取り付けることができる。ひいては、オイルシールを具備しない開放型軸受に予圧を付加するときでも、この発明に係る軸受予圧装置を採用することができる。
【００３８】
上述の第１実施例や第２実施例はねじ部を穴の内周に形成した例を説明したが、穴に代えて、軸方向に貫通孔を形成し、この孔を規定する円筒状内周に形成された雌ねじからねじ部を構成することも可能である。また、ねじ部を雄ねじから構成することも可能である。例えば、対向側面から軸方向に凹んだ円周溝を形成し、その円周溝の一方の溝壁を規定する軸方向の突出部に雄ねじを形成すれば、雄ねじに圧縮コイルばねを螺着することが可能である。この発明の技術的範囲は、上述の各実施形態や実施例に限定されず、特許請求の範囲の記載に基づく技術的思想の範囲内での全ての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００３９】
１、３１  転がり軸受
２  オイルシール
３、３５  軸箱
４、５、３２  軌道輪
６  転動体
７  軸（圧延ロール軸）
１５  環
１７、３４  規制部材
１８、３３  ハウジング肩
１９、２０、３８  対向側面
２１、３９  圧縮コイルばね
２２、３６  ねじ部
２５、３７  穴
２６  浅穴部
１００  バックアップロール
１０１  ワークロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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