(57)【要約】【課題】スラブから脱落するスケールや、多量のロール冷却水、またその冷却水が高温のスラブにより蒸発した水蒸気など、非常に多量の異物が存在する環境で使用する連続鋳造設備用の軸受について、外部からの異物侵入を防止することができる密封装置付き転がり軸受を提供する。【解決手段】外輪１１及び内輪１２間の軸方向両端部に軸受内部を密封する密封装置１５がそれぞれ配設され、この密封装置１５にリング部材が圧入され、密封装置１５のリップ部２２ａは内輪１２に摺接し、リング部材は内輪との間にラビリンスシール部を形成する。【選択図】図１
2015215060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、前記外輪軌道溝と前記内輪軌道溝間に転動自在に配設される複数の転動体と、芯金及び弾性シール体を有し、前記外輪の内周面に固着されると共に、前記内輪の外周面に摺接して軸受内部を密封する密封装置と、前記密封装置に圧入されるリング部材と、を備える密封装置付き転がり軸受であって、
前記リング部材は、前記内輪の外周面との間にラビリンスシール部を形成することを
特徴とする密封装置付き転がり軸受。
【請求項２】
前記内輪を径方向に貫通して形成され、前記軸受の内部と外部とを連通する少なくとも１つの圧力調整孔と、前記圧力調整孔に連通して前記内輪の内周面に形成された内周円環状溝と、前記内周円環状溝に装着されて、前記軸受内部の圧力に応じて弾性変形可能な環状シール部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の密封装置付き転がり軸受。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封装置付き転がり軸受に関し、より詳細には、圧延機等に用いられるロールのロールネック部を回転自在に支持するのに好適な密封装置付き転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な機械設備には、回転数や負荷が変動しない定常運転機械と、回転数や負荷が段階的、或いは連続的に変化する変動運転機械とがある。定常運転機械は、回転数や負荷が変動しないので、軸受内温度も略一定温度に維持される。
一方、変動運転機械の軸受内温度は、動摩擦トルクや軸受隙間の変化などにより、運転条件によって変動する。例えば、スラブを圧延するときの荷重が変動する圧延機や、高温のスラブを鋳造する連続鋳造機などのロールネック軸受は、スラブ圧延時には高温となり、スラブ通過後は冷却水によって冷やされるので、軸受内温度が変化する。このため、軸受内の体積が温度に比例して膨張、収縮して、軸受空間の内外で圧力差が生じる。軸受空間の圧力が上昇した場合には、シール部材のシールリップの接触部から潤滑剤が外部へ漏れ出す可能性があり、軸受空間の圧力が低下した場合には、外部から水や鉄粉等の異物が軸受空間へ侵入し、軸受寿命に多大な影響を与える問題がある。
【０００３】
このような問題に対処するため、従来では、圧力調整手段を軸受外部のハウジングなどに配設して軸受内の圧力変動を制御するようにした熱間処理設備用ロール軸受装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、シール部材の弾性体部分に弁機構を設け、軸受内外の圧力差を調整するようにした転がり軸受用密封装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２３１４２２号公報
【特許文献２】特開２００４−５２９２４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、上記特許文献１に記載の熱間処理設備用ロール軸受装置では、圧力調整手段や、圧力調整手段を取り付けるためのハウジング及び関連部品の改造が必要であり、多大な費用が必要であった。また、圧力調整手段が軸受の外部に配置されるので、軸受装置が大型となる問題があった。また、上記特許文献２に記載の転がり軸受用密封装置では、軸受内外の圧力差を調整することはできるものの、シール部材の構成が複雑で、製造コストが高くなる問題があり、改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受に簡単な機構を付加するだけで軸受内の圧力変動を制御すると共に、異物が侵入しにくい密封装置とすることにより、軸受の密封性を高めて内部からの潤滑剤の漏洩や、外部からの異物侵入を防止することができる密封装置付き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】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、外輪軌道溝と内輪軌道溝間に転動自在に配設される複数の転動体と、芯金及び弾性シール体を有し、外輪の内周面に固着されると共に、内輪の外周面に摺接して軸受内部を密封する密封装置と、密封装置に圧入されるリング部材と、を備える密封装置付き転がり軸受であって、リング部材は、内輪の外周面との間にラビリンスシール部を形成することを特徴とする密封装置付き転がり軸受。
（２）内輪を径方向に貫通して形成され、軸受の内部と外部とを連通する少なくとも１つの圧力調整孔と、圧力調整孔に連通して内輪の内周面に形成された内周円環状溝と、内周円環状溝に装着されて、軸受内部の圧力に応じて弾性変形可能な環状シール部材と、を備えることを特徴とする（１）に記載の密封装置付き転がり軸受。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の密封装置付き転がり軸受によれば、密封装置の弾性シール体が、内輪に摺接するリップ部を備えると共に、密封装置に圧入されたリング部材が内輪との間にラビリンスシール部を形成するので、リップ部に異物が噛みこむことによる傷の発生および密封性能の低下を防止し、軸受寿命を長期化することができる。
【０００９】
また、内輪の内周円環状溝に、軸受内部の圧力に応じて弾性変形可能な環状シール部材が装着されるため、環状シール部材の縮径又は拡径によって軸受内部の圧力を略一定に維持することができる。これにより軸受内部の圧力変動に伴う潤滑剤の漏洩や、外部からの異物侵入を防止して、軸受寿命を長期化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る密封装置付き転がり軸受の実施形態の要部断面図である。
【図２】図１に示す密封装置の要部側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る密封装置付き転がり軸受の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明においては、自動調心ころ軸受を例にとって説明する。
【００１２】
図１及び図２を参照して、本発明に係る密封装置付き転がり軸受の実施形態について説明する。
【００１３】
本実施形態の密封装置付き転がり軸受１０は、図１に示すように、自動調心ころ軸受であり、内周面に球面状の外輪軌道溝１１ａが形成された外輪１１と、外周面に球面状の内輪軌道溝１２ａが２列に形成された内輪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２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及び内輪１２間の軸方向両端部にそれぞれ配設されて軸受内部を密封する密封装置１５と、を備える。
【００１４】
密封装置１５は、金属製でリング状に形成された芯金２１と、ゴムなどの弾性材料により形成された弾性シール体２２と、この弾性シール体２２に圧入された金属製、ゴム製または樹脂製で断面Ｌ字型のリング部材３６とを有し、弾性シール体２２は、芯金２１の表面側に添着されている。弾性シール体２２は、芯金２１から更に内径方向に延設され、内径側にシールリップ２２ａが設けられている。
【００１５】
密封装置１５は、芯金２１が外輪１１の両端部に設けられた内周面１１ｂに圧入されて固定されると共に、コイルばね２３によって縮径方向に付勢されているシールリップ２２ａが、内輪１２の外周面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。
【００１６】
更に、弾性シール体２２に圧入されたリング部材３６の端面は内輪１２の外周面１２ｂとの間に僅かな隙間を有するラビリンスシール部４０を形成している。このラビリンスシール部４０が異物の侵入を防ぐことにより、シールリップ２２ａに異物が噛みこむ等による傷の発生を防止する。このためシールリップ２２ａの密封性能の低下を防止することができる。
【００１７】
また、内輪１２の内輪軌道溝１２ａ，１２ａ間の軸方向中央に、径方向に貫通するように圧力調整孔３１が形成されている。この圧力調整孔３１は、内輪１２の周方向に１つ以上形成され、内輪１２の内周面１２ｃと内輪軌道溝１２ａ側とを連通している。また、内輪１２の内周面１２ｃには、圧力調整孔３１の内周側端部と連通する内周円環状溝３２が形成されている。
この内周円環状溝３２には環状シール部材３５が装着されており、この環状シール部材３５は、ゴムなどの弾性材料、金属材料、或いは弾性材料と金属材料とが組み合わされて円環状に形成されたシール部材であり、軸受１０の内部圧力に応じて弾性変形可能に構成される。
【００１８】
このように構成された密封装置付き転がり軸受１０では、軸受１０の温度が上昇して軸受内部の圧力が高まると、環状シール部材３５が内周円環状溝３２内で縮径する方向に変形して圧力上昇を吸収し、軸受１０の温度が低下して軸受内部の圧力が低くなると、環状シール部材３５が内周円環状溝３２内で拡径する方向に変形して圧力低下を吸収する。即ち、軸受内部の圧力に応じて環状シール部材３５が縮径又は拡径して圧力変動を吸収し、軸受内部の圧力を略一定圧力に維持する。これにより、軸受１０の密封性が高められて、潤滑剤の漏洩や、外部からの異物侵入が防止される。
【００１９】
連続鋳造設備の軸受周りは、スラブから脱落するスケールや、多量のロール冷却水、またその冷却水が高温のスラブにより蒸発した水蒸気など、非常に多量の異物が存在する環境であるが、本実施形態の密封装置付き転がり軸受１０は、ラビリンスシール部４０、シールリップ２２ａ、及び、軸受内部の圧力に応じて弾性変形可能な環状シール部材３５により、潤滑剤の漏洩や、外部からの水や異物の侵入を防止して、軸受寿命を長期化することができる。
【００２０】
なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記各実施形態では、密封装置付き転がり軸受として自動調心ころ軸受を例に説明したが、これに限定されず、自動調心玉軸受、多列円すいころ軸受、多列円筒ころ軸受、複列玉軸受などにも本発明を適用してもよい。また、単列の転がり軸受にも適用可能である。  
【符号の説明】
【００２１】
１０    密封装置付き転がり軸受
１１    外輪
１１ａ  外輪軌道溝
１１ｂ  内周面
１１ｃ  外周面
１２    内輪
１２ａ  内輪軌道溝
１２ｂ  外周面
１２ｃ  内周面
１４    ころ（転動体）
１５    密封装置
２１    芯金
２２    弾性シール体
２２ａ  シールリップ（リップ部）
２４    長穴
２５    柱部
２６    弾性変形部
３０    密封装置
３１    圧力調整孔
３２    内周円環状溝
３５    環状シール部材
３６    リング部材
４０    ラビリンスシール部    
【図１】
2015215060.tif 000003
【図２】
2015215060.tif 000004