(57)【要約】【課題】両側の転動体に常に均等に潤滑油を供給することができ、かつ外部からの圧延油等の侵入を防止することができるシール構造を有する外輪回転型転がり軸受を提供する。【解決手段】外輪と静止軸に固定された内輪と外輪と内輪との間に複数列に配設された転動体と複数列の転動体の列間に形成した潤滑油供給口とを備えた外輪回転型転がり軸受において、複数列の転動体の軸受外部に面した側に、外部と連通する排気孔を有し、外輪の内周面に設けた側板嵌合面にシール体を介在させて嵌合する側板と、側板に摺接し、内輪に固定したＶリングシールとからなるシール構造を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、静止軸に固定された内輪と、前記外輪と内輪との間に複数列に配設された転動体と、該複数列の転動体の列間に形成した潤滑油供給口とを備えた外輪回転型転がり軸受において、
前記複数列の転動体の軸受外部に面した側に、外部と連通する排気孔を有し、前記外輪の内周面に設けた側板嵌合面にシール体を介在させて嵌合する側板と、該側板に摺接し、前記内輪に固定したＶリングシールとからなるシール構造を設けたことを特徴とする外輪回転型転がり軸受。
【請求項２】
請求項１において、
前記シール体を、Ｏリングとしたことを特徴とする外輪回転型転がり軸受。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記複数列の転動体の軸受外部に面した側に設けた側板の排気孔を、同等の開口を有する構成としたことを特徴とする外輪回転型転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内輪を固定し、外輪を回転させる外輪回転型転がり軸受であって、特に鉄鋼材による板材等を製造する多段式圧延機のバッキングロールに用いる外輪回転型転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鉄鋼材による板材を製造する圧延機は、圧延時に鉄鋼材を圧迫挟持して圧延するワークロールの軸方向の撓みを防止して均一な厚みの板材を得るために、ワークロールの外周面を転動自在に支える一または複数段の中間ロールと、この中間ロールをその外側で支えてワークロールの撓みを防止するバッキングロールからなる多段式の圧延機が多く用いられる。
【０００３】
このバッキングロールは、静止しているバッキングロール軸に複数の外輪回転型複列円筒ころ軸受を設置し、この外輪を中間ロールに押圧して中間ロールの外側への変形を防止し、これによりワークロールの撓みを防止している。
このようなバッキングロールに設置する従来の外輪回転型円筒ころ軸受は、２列に配置された円筒ころの外側に、静止している内輪に２個のシールリングを設け、これを外輪にＯリングを介在させて取付け、外輪とともに回転する受け部材に摺接させて軸受の内部と外部をシールして圧延油の侵入を防止すると共に、２列に配置された円筒ころの中央部に設けた潤滑油供給孔にオイルミスト状の潤滑油を供給し、円筒ころとシール構造の間の内輪に設けた潤滑油回収孔から潤滑油を回収して潤滑を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
実公平７−５２４２５号公報（第２頁、第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術においては、転動体としての円筒ころの内側に設けた潤滑油供給孔からオイルミストまたはオイルエアにより供給したミスト状の潤滑油を静止している内輪に設けた孔長の長い潤滑油回収孔から回収するようにしているため、液状になった潤滑油が時として柱状となってその表面張力および柱状現象による液柱の側面の摩擦力により潤滑油回収孔を閉塞してしまうことがある。
【０００６】
この閉塞が、一方の潤滑油回収孔で発生した場合には、両側の円筒ころへの潤滑油の供給の均等性が損なわれて閉塞された側の円筒ころへの潤滑油の供給が不足し、両方の潤滑油回収孔で発生した場合には、潤滑油の供給が停止して軸受寿命を低下させる恐れがあるという問題がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、転動体に常に均等に潤滑油を供給することができ、かつ外部からの圧延油等の侵入を防止することができるシール構造を有する外輪回転型転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、外輪と静止軸に固定された内輪と前記外輪と内輪との間に複数列に配設された転動体と該複数列の転動体の列間に形成した潤滑油供給口とを備えた外輪回転型転がり軸受において、前記複数列の転動体の軸受外部に面した側に、外部と連通する排気孔を有し、前記外輪の内周面に設けた側板嵌合面にシール体を介在させて嵌合する側板と、該側板に摺接し、前記内輪に固定したＶリングシールとからなるシール構造を設けたたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明による外輪回転型転がり軸受の実施の形態について説明する。
第１実施の形態例
図１は本発明の実施の形態を示す断面図、図２は図１のＡ部拡大図、図３は実施の形態の円筒ころ軸受を適用する多段式圧延機を示す概略側面図、図４は実施の形態の円筒ころ軸受を適用したバッキングロール軸を示す概略正面図である。
【０００９】
図３において、１は多段式圧延機のハウジングであり、圧延前の鉄鋼材等を挿入する挿入口１ａと圧延後の板材を排出する排出口１ｂが設けられている。
２は一対のワークロールであり、挿入口１ａから挿入されパスライン３に沿って供給された鉄鋼材等を圧迫挟持して連続的に圧延し、排出口１ｂからハウジング１の外部へ排出する。
【００１０】
４ａは第１の中間ロールであり、ワークロール２の外周面を複数の第１の中間ロール４ａにより回転自在に支持する。
４ｂは第２の中間ロールであり、第１の中間ロール４ａの外周面を複数の第２の中間ロール４ｂにより回転自在に支持する。
５は第２の中間ロール４ａの周囲に設けられる複数のバッキングロールのバッキングロール軸である。
【００１１】
図４において、６はギアであり、サドル８に設けられた偏芯リングを回転させ、バッキングロール軸５の軸芯を変位させる。
９は軸内潤滑油供給孔であり、バッキングロール軸５の軸芯を軸方向に貫通して設けられ、軸内潤滑油供給孔９とバッキングロール軸５の外周面に設けられた潤滑油グルーブ１０との間を半径方向に連通する放射連通孔９ａによって外部からオイルミストまたはオイルエアにより供給されたミスト状の潤滑油を潤滑油グルーブ１０へ導く。
【００１２】
１１は外輪回転型転がり軸受としての外輪回転型複列円筒ころ軸受（単に、複列円筒ころ軸受という。）であり、バッキングロール軸５に複数設置される。
図１において、１２は転動体としての複列円筒ころ軸受１１の円筒ころであり、合金鋼等の鋼材で円筒状に成形し、その底面を対向させて２列に配置し、互いの衝突を避けるために保持器１３に保持して等ピッチに複数配置する。
【００１３】
１４は外輪であり、合金鋼等の鋼材で製作し、その内周面に円筒ころ１２が転動する２列の外輪転動面１４ａと内周面の中央に円筒ころ１２の軸方向の移動を制限する外輪鍔部１４ｂを形成し、その外周面を円筒面に成形し、第２の中間ロール４ｂを押圧して第２の中間ロール４ｂを回転自在に支持させる。
１５は一対の内輪であり、合金鋼等の鋼材で製作し、そのそれぞれの外周面に円筒ころ１２が転動する内輪転動面１５ａと内輪転動面１５ａの外側に円筒ころ１２の軸方向の移動を制限する内輪鍔部１５ｂを形成し、その内周面を円筒面に成形し、静止状態のバッキングロール軸５に嵌合して固定する。
【００１４】
また、一対の内輪１５は互いに当接させて配置し、そのそれぞれの当接面には、半円弧状またはＶ字状の半径方向に伸張する潤滑油溝と、当接面と内周面および外周面の角部にテーパ面を設け、これにより内輪１５を当接したときに、２列の円筒ころ１２の中央部に潤滑油供給孔１６と内側グルーブ１７ａ、外側グルーブ１７ｂを形成する。
【００１５】
１８は浮輪であり、合金鋼等の鋼材で断面形状を内側に凸部を有する凸形状とし、外周面の軸方向の幅を外輪鍔部１４ｂの軸方向の幅と略同等とし、その凸部の内周面の幅を内輪１５の内周面に形成される外側グルーブ１７ｂの幅より小さくし、その凸部の両側の側面を内周面の幅から半径方向に広がるテーパ面として成形する。
【００１６】
この浮輪１８は、内輪１５の側で２列の円筒ころ１２の間に配置され、内輪鍔部１５ｂ、外輪鍔部１４ｂと連携してそれぞれの列の円筒ころ１２の軸方向の動きを制限すると共に円筒ころ１２の斜行を防止する。
図２において、２１は側板であり、円筒ころ１２のそれぞれの外側に配置し、側板２１の外周面にＯリング溝２１ａを形成してシール体としてのＯリング２２ａを装着し、外輪１４の内周面に形成した側板嵌合面１４ｃにＯリング２２ａを介在させて取付け、外輪１４の回転に伴って回転する。
【００１７】
側板２１には、側板２１を軸方向に貫通して複列円筒ころ軸受１１の外部と連通する一または複数、例えば８個の等ピッチで配置した排気孔２３を設ける。
また、排気孔２３の半径方向の位置は、外輪１４の回転が停止したときに下側に溜まった複列円筒ころ軸受１１の内部の潤滑油の油面（図１に示す２点鎖線Ｂ）より上方に位置するように設定する。
【００１８】
２４は止め輪であり、外輪１４の内周面に設けた止め溝に装着してそのバネ力により固定し、側板２１が軸方向に抜け出ることを防止する。
２５はシールド板であり、バネ鋼等の鋼板をドーナツ板状に成形し、その内側を軸方向に曲折して嵌合部２５ａを形成し、その外側を軸方向に湾曲させて縁部２５ｂ形成して製作する。
【００１９】
また、シールド板２５は、止め輪２４の外側に設置され、その嵌合部２５ａの内周面を内輪１５に設けたシールド板嵌合面１５ｃに圧入等により嵌合して固定し、その縁部２５ｂの外周面と外輪１４の止め輪挿入穴１４ｄの間に外輪１４の回転時に互いが接触しない程度の隙間を形成する。
２６はＶリングシールであり、天然ゴムや合成ゴム等の弾性材料で略Ｖ字形の断面形状を有するリング状のシールであって、シールド板２５の嵌合部２５ａの外周面に接着または圧入等により固定し、リップ部２６ａを側板２１の内輪１５側で側板２１の外側に設けたシール面２１ｂに摺接させて設置する。
【００２０】
このように、静止体である内輪１５に固定したＶリングシール２６のリップ部２６ａが、回転体である側板２１のシール面２１ｂに摺接して接触式シールを構成し、これによりＶリングシール２６に作用する遠心力を排除して常に安定した押付け力によるシール機能を発揮する接触式シールとすることができる。
また、円筒ころ１２の軸受外部に面した側に側に設けた側板２１と、この側板２１に摺接するＶリングシール２６と、このＶリングシール２６を内輪１５に固定するシールド板２５と、外輪１４との間に介在させた側板２１の外周面に設けたシール体としてのＯリング２２ａと、側板２１の排気孔２３とにより本実施の形態のシール構造を構成する。
【００２１】
なお、上記は側板２１がシール体としてのＯリング溝２１ａを介在させて外輪１４の側板嵌合面１４ｃに嵌合させるとして説明したが、シール体および側板２１は図５（ａ）〜（ｃ）に示す態様であってもよい。
なお、上記実施の形態例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２２】
図５において、（ａ）の態様は、シール体は上記と同様のＯリング２２ａであるが、Ｏリング溝２１ａはその円筒ころ１２側の溝壁部を省略した形状に成形し、省略した溝壁部は、図２に示す外輪１４の外輪転動面１４ａと側板嵌合面１４ｃとの段部の側面が代用するように止め輪２４によって組付ける。
（ｂ）の態様は、（ａ）の態様と同様の側板２１のＯリング溝２１ａに、天然ゴムや合成ゴム等の弾性材料で製作したシール体としての角リング２２ｂを装着した例である。
【００２３】
なお、角リング２２ｂは弾性を有する樹脂材料で成形して接着するようにしてもよく、上記と同様の弾性材料または樹脂材料をインサート成形等により一体に成形するようにしてもよい。
（ｃ）の態様は、側板２１の外周面と円筒ころ１２側の側面にＬ字状の断面形状を有するシール体としてのＬ字リング２２ｃを（ｂ）の態様と同様の弾性材料または樹脂材料をインサート成形等により一体に成形し、（ｂ）の態様に示した側板２１と角リング２２ｂで形成される外形形状と略同等にした例である。
【００２４】
上記のように（ａ）〜（ｃ）に示す態様の側板２１は、その軸方向の長さを図１に示した側板２１に較べて省略したＯリング溝２１ａの溝壁部の長さ分短縮することができ、複列円筒ころ軸受１１の軸方向長さを短縮して複列円筒ころ軸受１１の小型化を図ることができる。
また、複列円筒ころ軸受１１の軸方向長さを同一とした場合には、円筒ころ１２の軸方向長さを伸張させることが可能になり、複列円筒ころ軸受１１の定格荷重を向上させることができる。
【００２５】
なお、シール体としてのＯリング２２ａの設置は、側板２１の外周面の円筒ころ１２側の角部に面取を施し、角付け式とするようにしてもよい。
上記の構成の作用について説明する。
複列円筒ころ軸受１１を多段式圧延機のバッキングロールとして用いる場合は、バッキングロール軸５に複数の複列円筒ころ軸受１１の内輪１５を嵌合して１本のバッキングロールとし、複数のバッキングロールを第２の中間ロール４ｂの周囲に配置して複列円筒ころ軸受１１の外輪１４を第２の中間ロール４ｂに当接させる。
【００２６】
そして、外輪１４をサドル８に設けた偏芯リングをギア６により回転させて第２の中間ロール４ｂに押圧し、一対のワークロール２間の間隔を所定の間隔に保持すると共に圧延時にワークロール２に発生する軸方向の撓みを防止する。
一対のワークロール２による鉄鋼材等の冷間圧延時には、ワークロール２や各ロール間の潤滑や冷却および圧延作業の円滑化を図るために比較的粘度の低い多量の圧延油がハウジング１内に散布される。
【００２７】
一方、複列円筒ころ軸受１１の内部には、その潤滑のためにオイルミストまたはオイルエアによる比較的粘度の高いミスト状の潤滑油が、加圧されたエアによりバッキングロール軸５の軸内潤滑油供給孔９、放射連通孔９ａ、潤滑油グルーブ１０、一対の内輪１５により形成された内側グルーブ１７ａおよび潤滑油供給孔１６を経由して供給され、円筒ころ１２と外輪転動面１４ａ、内輪転動面１５ａとの間や円筒ころ１２と保持器１３との間等を潤滑する。
【００２８】
この時、浮輪１８の凸部の内周面の幅は、外側グルーブ１７ｂの幅より小さく、かつ凸部の両側の側面はテーパ面となっており、また側板２１に設けた排気孔２３は円筒ころ１２の両側に通気抵抗が同等となるように同等に開口し、軸受内部の加圧されたエアを均等に排出するように構成されているので、供給されたミスト状の潤滑油は両側の円筒ころ１２へ均等に配分される。
【００２９】
この場合に、外輪１４の下側に溜る潤滑油の油面は外輪１４の回転による遠心力により図１に示す２点鎖線Ｂより下方に位置するようになるため油面で排気孔２３を塞ぐことはなく、また側板２１に設けた排気孔２３は横穴であり、かつ側板２１と共に回転する排気孔２３であるので、液状となって排気孔２３付近に付着した潤滑油は遠心力により外輪１４側に振り飛ばす油切り効果を発揮し、排気孔２３に付着した液状の潤滑油もその潤滑油が排気孔２３の開口を膜で覆うためには表面張力が遠心力に打勝つ必要があり、柱状現象の発生を防止する。
【００３０】
この結果、排気孔２３から外部へ排出される潤滑油は、エア中に浮遊する潤滑油の微小な霧または蒸気のみとなり、極微量の潤滑油が多量の圧延油と混合するものの圧延する製品への影響は無視できる程度になる。
また、ハウジング１内に散布された圧延油の複列円筒ころ軸受１１の内部への侵入は、圧延油の油滴の侵入をシールド板２５により防止し、霧状または蒸気となった圧延油の側板２１の排気孔２３からの侵入を上記の外部に排出される加圧されたエアにより妨げ、側板２１の外周面からの侵入を外輪の側板嵌合部１４ｃとの間に介在させたシール体（本実施の形態ではＯリング２２ａ）により遮断し、その内周面からの侵入を側板２１のシール面２１ｂと摺接する内輪１５に固定したＶリングシール２６により遮断して粘度の高い潤滑油への粘度の低い圧延油の混入による潤滑不良を防止する。
【００３１】
以上により、複列円筒ころ軸受１１の良好な潤滑状態を維持して複列円筒ころ軸受１１の寿命低下を防止する。
以上説明したように、本実施の形態では、円筒ころの両側に配置した側板に排気孔を設けて加圧されたエアを排出し、この側板をＯリングとＶリングシールにより静止した内輪と回転する外輪との間を遮断したことによって、圧延油の侵入を防止することができると共に良好な潤滑状態を維持して複列円筒ころ軸受の寿命の低下を防止することができる。
【００３２】
また、外輪と共に回転する側板に同等の開口を有する排気孔を設けたことによって、排気孔が潤滑油により閉塞されることを防止して、複列円筒ころ軸受の両側の円筒ころに常に均等に潤滑油を供給することができる。
なお、上記の実施の形態例では、本発明を外輪回転型複式ころ軸受に適用した場合について説明したが、玉軸受や円錐ころ軸受等の転がり軸受であって、外輪回転型の転がり軸受であればどのような転がり軸受であっても本発明を適用することができる。
【００３３】
また、本発明を適用する外輪回転型転がり軸受は２列に限らず、３列以上の外輪回転型転がり軸受であってもよい。この場合に潤滑油の供給は各列間に供給するようにしてもよく、中央の２列の間にのみ供給するようにしてもよい。
以下に、外輪回転型の複式円錐ころ軸受に適用した場合の例を示す。
図６は本発明を適用した複式円錐ころ軸受を示す半断面図である。
【００３４】
なお、上記実施の形態例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
３１は外輪回転型転がり軸受としての外輪回転型複列円錐ころ軸受（単に、複列円錐ころ軸受という。）である。
本例の転動体としての円錐ころ３２の両側には、上記実施の形態例と同様に側板２１とＶリングシール２６とシールド板２５とシール体としてのＯリング２２ａと側板２１の排気孔２３からなるシール構造が設けられる。
【００３５】
また、本例の内輪１５には止めリング３３が設けられる。
止めリング３３は、円断面形状のバネ鋼等で製作され、その円周の一箇所に合せ面を有するリングの円断面を円錐台形状の円錐ころ３２の小径側の端面に沿って切欠いた断面形状に成形し、その切欠面をそれぞれの円錐ころ３２の側に向けてそれぞれの内輪１５に設けたリング溝に装着して設置する。
【００３６】
この円錐ころ３２の小径側の止めリング３３と大径側の内輪鍔部１５ｂにより、それぞれの列の円錐ころ３２の軸方向の動きを制限すると共に内輪１５の組立時の円錐ころ３２の脱落を防止する。
その他の部位は、通常の複列円錐ころ軸受と同様であるので、その説明を省略する。
【００３７】
このように構成した複式円錐ころ軸受３１においては、上記実施の形態例と同様の効果を得ることができ、外部からの水分や異物の侵入を防止して複列円錐ころ軸受３１の良好な潤滑状態を維持して複列円錐ころ軸受３１の寿命低下を防止することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、転動体の両側に配置した側板に排気孔を設けて加圧されたエアを排出し、この側板をシール体とＶリングシールにより静止した内輪と回転する外輪との間を遮断したことによって、圧延油や水分等の侵入を防止することができると共に良好な潤滑状態を維持して外輪回転型転がり軸受の寿命の低下を防止することができるという効果が得られる。
【００３９】
また、外輪と共に回転する側板に同等の開口を有する排気孔を設けたことによって、排気孔が潤滑油により閉塞されることを防止して、外輪回転型転がり軸受転動体に常に均等に潤滑油を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図
【図２】図１のＡ部拡大図
【図３】実施の形態の円筒ころ軸受を適用する多段式圧延機を示す概略側面図
【図４】実施の形態の円筒ころ軸受を適用したバッキングロール軸を示す概略正面図
【図５】実施の形態の側板の他の態様を示す半断面図
【図６】本発明を適用した複式円錐ころ軸受を示す半断面図
【符号の説明】
１    ハウジング
１ａ  挿入口
１ｂ  排出口
２    ワークロール
３    パスライン
４ａ  第１の中間ロール
４ｂ  第２の中間ロール
５    バッキングロール軸
６    ギア
８    サドル
９    軸内潤滑油供給孔
９ａ  放射連通孔
１０  潤滑油グルーブ
１１  複列円筒ころ軸受
１２  円筒ころ
１３  保持器
１４  外輪
１４ａ  外輪転動面
１４ｂ  外輪鍔部
１４ｃ  側板嵌合面
１４ｄ  止め輪挿入穴
１５  内輪
１５ａ  内輪転動面
１５ｂ  内輪鍔部
１５ｃ  シールド板嵌合面
１６  潤滑油供給孔
１７ａ  内側グルーブ
１７ｂ  外側グルーブ
１８  浮輪
２１  側板
２１ａ  Ｏリング溝
２１ｂ  シール面
２２ａ  Ｏリング
２２ｂ  角リング
２２ｃ  Ｌ字リング
２３  排気孔
２４  止め輪
２５  シールド板
２５ａ  嵌合部
２５ｂ  縁部
２６  Ｖリングシール
２６ａ  リップ部
３１  複式円錐ころ軸受
３２  円錐ころ
３３  止めリング
【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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