(57)【要約】【課題】ロールネック用軸受装置の密封装置に付設される弁部材は、軸受内外の圧力差に応じて開閉するような構成を有しており、このような弁部材を取付ける作業は難しく、軸受内部に空気とともに冷却水が侵入し、軸受の寿命低下につながる。【解決手段】芯金２４の膨出部２７における孔の周面に巻込み部３２を巻込ませたシール部材１９に、その開口２０に弁機構２２の本体３３を挿入するようにし、フランジ３４を弾性シール体２５の固定部２８に当接するまで押込むと、本体３３の途中位置にある係止凸片３６が巻込み部３２の途中に埋まるようにして係合し、本体３３の先端位置にある係止凸片３６が開口２０の端面に係止する。加えて、弁機構２２は転がり軸受内部と外部との圧力調整をするための弁体２１により、空気を通過させ得るとともに、水分、油分は遮断するため、転がり軸受内部の潤滑剤の侵出を防止し、これにより転がり軸受の寿命を延長し得る。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪部材と、前記外輪部材の径方向内方に同心に配置される内輪部材と、前記外輪部材および内輪部材の間に転動自在に配置される転動体とを含む転がり軸受における前記外輪部材と内輪部材との間の環状空間を密封して、前記環状空間内の潤滑剤が前記転がり軸受の外部に漏れるのを防止するためのシール部材を含む転がり軸受用密封装置であって、
前記シール部材は、芯金と前記芯金に一体形成される弾性シール体とを含み、前記シール部材における径方向途中部位に開口が形成され、前記開口の周壁部に巻込むように延長された弾性シール部材部分に、前記転がり軸受の内部と外部との圧力調整をするための弁体を有する弁機構が嵌着された、転がり軸受用密封装置。
【請求項２】
請求項１記載の転がり軸受用密封装置であって、
前記弁機構の外周部に、前記開口の周壁部に巻込むように延長された弾性シール部材部分の軸方向内方側端面および軸方向途中部位に係止する複数個の係止片が設けられた、転がり軸受用密封装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の転がり軸受用密封装置であって、
前記弁体として、空気を通過可能で水分および油分を遮断可能な材質が用いられた、転がり軸受用密封装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば圧延機に設けられるロールのロールネック部等を回転自在に支持するための転がり軸受用密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧延機に付設されるロールネック用転がり軸受装置は、多列の円すいころ軸受を有する。これら多列の円すいころ軸受内には、組立て時にグリースが封入され、ロールネック用軸受装置の両端部には、グリースが外部に漏れるのを防止するシール部材を配置している。
【０００３】
ところで一般に、圧延機は、作業工程上加減速パターン運転が行われる。そして、圧延機の加減速パターン運転や、ロールネック用軸受装置の内外での温度差の発生により、ロールネック用軸受装置の内部が負圧になり、これに伴なって冷却水がロールネック用軸受装置の内部に侵入することがある。
【０００４】
そこで、ロールネック用軸受装置の内外の圧力差に対応するために、シール部材に通気孔を設け、この通気孔部分にロールネック用軸受装置の内外の圧力差に応じて開閉するベント穴や弁部材を設けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記ロールネック用軸受装置では、密封装置（シール部材）に付設される弁部材を通気孔部分に取付ける作業が必要であった。さらにロールネック用軸受装置の内外の圧力差に応じて開閉するだけの弁部材では、ロールネック用軸受装置の内部に空気が流入するのといっしょに冷却水が侵入することがあり、この場合、ロールネック用軸受装置の寿命低下が懸念される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の転がり軸受用密封装置は、外輪部材と、前記外輪部材の径方向内方に同心に配置される内輪部材と、前記外輪部材および内輪部材の間に転動自在に配置される転動体とを含む転がり軸受における前記外輪部材と内輪部材との間の環状空間を密封して、前記環状空間内の潤滑剤が前記転がり軸受の外部に漏れるのを防止するためのシール部材を含み、前記シール部材は、芯金と前記芯金に一体形成される弾性シール体とを含み、前記シール部材における径方向途中部位に開口が形成され、前記開口の周壁部に巻込むように延長された弾性シール部材部分に、前記転がり軸受の内部と外部との圧力調整をするための弁体を有する弁機構が嵌着されている。
【０００７】
上記構成の転がり軸受用密封装置において、密封装置は、シール部材の開口に弁機構を取付けると、シール部材の開口周壁部に係止片が係合して、弁機構がシール部材に対して強固に固定される。
【０００８】
転がり軸受内部と外部との圧力調整をするための弁体として、例えば空気を通過可能で水分および油分を遮断可能な材質を用いることにより、転がり軸受内部と外部とで圧力差が発生した場合であっても、水分が転がり軸受内部に侵入するの防止するので、転がり軸受の所定の寿命を確保することができる。
【０００９】
また上記転がり軸受用密封装置において、前記弁機構の外周部に、前記開口の周壁部に巻込むように延長された弾性シール部材部分の軸方向内方側端面および軸方向途中位置に係止する複数個の係止片が設けられている。
【００１０】
この構成によれば、簡単な取付け動作でもって、シール部材の開口周壁部に係止片が係止し、より確実に弁機構がシール部材に対して強固に固定される。
【００１１】
また本発明の転がり軸受用密封装置は、転がり軸受内部と外部との圧力調整をするための弁体として、空気を通過可能で水分および油分を遮断可能な材質を用いている。
【００１２】
これにより、転がり軸受内部と外部とで圧力差が発生した場合であっても、水分が転がり軸受内部に侵入するの防止するので、転がり軸受の所定の寿命を確保することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る転がり軸受用密封装置を、ロールネック用転がり軸受装置に用いる密封装置を例に、図面を参照して説明する。図１は密封装置を含むロールネック用転がり軸受装置の全体構成を示す断面図、図２は図１における第一密封装置部分の拡大断面図、図３は図２における第一密封装置をさらに拡大した断面図、図４は図３における一部省略側面図、図５は図１における第二密封装置の拡大断面図、図６は図５における第二密封装置をさらに拡大した断面図である。
【００１４】
図において、１は圧延機のロールを示し、２はそのロールネックを示す。本発明の転がり軸受装置Ｂは、ハウジング３に非回転に内嵌されるとともに、軸心方向に並べられた外輪部材４，５，６を有する。これら外輪部材４，５，６は、軸心方向両側に配置された端部側の単列軌道を有する外輪部材４，６と、これら両外輪部材４，６の間に配置される複列軌道を有する外輪部材５とから構成される。転がり軸受装置Ｂは、各外輪部材４，５，６の径方向内方に軸心回りに回転自在に配置される軸心方向に一対の複列の内輪部材７，８を有する。図１の符号２ａは、内輪部材７，８とロールネック２との間に潤滑剤を供給するための油溝を示す。
【００１５】
外輪部材４，５，６と内輪部材７，８との間には、転動体としての４列の円すいころ９，１０，１１，１２が、外輪部材４，５，６の軌道面、内輪部材７，８の軌道面間に転動自在に配置されている。
【００１６】
一方側２列の円すいころ９，１０は、一方の内輪部材７を共通にして、それぞれこの一方の内輪部材７と一方の外輪部材４との間と、中央の外輪部材５の一方側との間に配置され、他方側２列の円すいころ１１，１２は、他方の内輪部材８を共通にして、それぞれこの他方の内輪部材８と他方の外輪部材６との間と、中央の外輪部材５の他方側との間に配置されている。各列の円すいころ９，１０，１１，１２は、それぞれ保持器１３によって円周方向等配位置に配置されている。
【００１７】
前記両側の外輪部材４，６と、中央の外輪部材５とは、軸心方向に所定長さを有する間座（符号省略）を介して配置され、この間座に、転がり軸受装置Ｂに対して潤滑剤を供給するための給脂管１４が取付けられている。
【００１８】
さらに転がり軸受装置Ｂは、外輪部材４，５，６と内輪部材７，８との間の環状空間１５の両側にそれぞれ配置される第一密封装置１８，１８を有する。
【００１９】
図２に示すように、各第一密封装置１８は、環状空間１５内の潤滑剤が外部に漏れるのを防止するためのシール部材１９と、このシール部材１９の径方向途中位置に配置された開口２０に取付けられて、軸受内部と外部との圧力調整をするための弁体２１を備えた弁機構２２とを有する。このような第一密封装置１８，１８は、外輪部材４，６の両側の端部にそれぞれ配置される径方向外側ホルダー２３，２３と、ホルダー２３，２３に対して系方向内側に配置された内輪部材７，８との間の空間に配置されている。
【００２０】
なお、他方側の第一密封装置１８は、一方側の第一密封装置１８と同様の構成で左右対称の構成となるため、図２では一方側の第一密封装置１８のみを表している。図２において、符号３１は、ホルダー２３の外周に形成された凹部２３ａに嵌着してハウジング３とホルダー２３との間をシールするためのＯリングを示す。
【００２１】
シール部材１９は、芯金２４と、この芯金２４に一体形成される弾性シール体２５と、内輪部材８の外周面に接触して弾性シール体２５に一体形成されているリップ部２９と、このリップ部２９を内輪部材８の外周面に向けて押圧するためのコイルばね３０とから構成される。
【００２２】
芯金２４は、ホルダー２３の内周面に組込まれるの環状の支持部２６と、この支持部２６の径方向内方部位で、軸心方向外側に膨出する環状の膨出部２７とから構成される。
【００２３】
弾性シール体２５は、芯金２４に一体的に形成され、芯金２４の膨出部２７の径方向外方部位に固着されるとともにホルダー２３の内周面に嵌合する環状の固定部２８に固着される。
【００２４】
図３に示すように、前記芯金２４の膨出部２７における側壁の円周方向所定箇所に側面視円形の孔２０ａが形成され、この孔２０ａの周面に巻込むように折曲形成された弾性シール体２５の巻込み部３２が形成され、この巻込み部３２を周壁とする開口２０が形成されている。
【００２５】
この開口２０に、転がり軸受内部と外部との圧力調整をするための前記弁体２１を有する合成樹脂または金属製の前記弁機構２２が嵌合されている。この弁機構２２は、円盤状の本体３３と、この本体３３の軸心方向外側に一体的に形成されて本体３３よりも大径のフランジ３４とを有する。
【００２６】
弁機構２２の中心部には、転がり軸受内部と外部とを通気するための通気孔３５が形成されている。本体３３の外周部先端位置および外周部途中位置には、開口２０周面に本体３３を嵌合させた際に、開口２０の軸方向内方端面および巻込み部３２の周面途中位置と係合する環状の係止凸片３６ａ，３６ｂが形成されている。
【００２７】
弁機構２２の本体３３には、通気孔３５より大径の座面３７が形成され、この座面３７に転がり軸受内部と外部との圧力調整をするための前記弁体２１が着座されている。この弁体２１は、空気が通過可能で、水分、油分を遮断可能な材質で膜状に形成される。この弁体２１は気体透過性、接着性、強靭性、耐候性などに優れる材質であり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）材に特殊加工を施したゴアテックス（商品名）などが用いられる。この弁体２１は、本体３３の側面部を縮径して保持片３８を形成することにより、環状の抑え部材３９を介して本体３３に保持されている。
【００２８】
転がり軸受装置Ｂは、図５に示すように、内輪部材７，８間の当接面どうし部分の外周凹部４０に嵌合する第二密封装置４５を有する。この第二密封装置４５は、シール部材４６と、転がり軸受内部と外部との圧力調整をするための弁体４７を有する弁機構４８とから構成される。
【００２９】
シール部材４６は、断面Ｌ字形の環状の芯金４９と、内輪部材７，８との間の外周凹部４０底面に接触するラジアルリップ５０を有して芯金４９に一体的に設けられる環状の弾性シール体５１とから構成される。このシール部材４６には、その略中心位置に開口５２が形成されている。図６に示すように、芯金４９の中心位置に開口５２と連通する凹部５３が形成されている。
【００３０】
弁機構４８は、シール部材４６の周方向所定位置に配置される。この弁機構４８は、凹部５３の底面に装着されるフランジ部５４と、このフランジ部５４よりも小径の胴部５５とを有する。胴部５５は、芯金４９から弾性シールに亙るように、開口５２に挿通されている。
【００３１】
フランジ部５４に転がり軸受内部と外部との圧力調整をするための弁体４７が着座する座面５４ａが形成され、この弁体４７は、空気を通過可能で、水分、油分を遮断可能な材質が用いられる。これは、例えば上記と同様に、シート状に形成したゴアテックス（商品名）などであり、膜状に形状されている。
【００３２】
この弁体４７は、フランジ部５４の径方向外側面部を縮径して保持片５６を形成することにより、環状の抑え部材５７を介してフランジ部５４に保持されている。胴部５５の外周面には数条の溝５８が形成され、これらの溝５８に接着剤が充填されている。
【００３３】
上記構成の転がり軸受装置Ｂにおいて、第一密封装置１８における弁機構２２は、弁体２１を本体３３の座面３７に当て、弁体２１に抑え部材３９を重ねた状態で、本体３３の側面部相当部分を縮径して保持片３８を形成することにより、弁体２１を抑え部材３９を介して本体３３に保持する。
【００３４】
第一密封装置１８は、上記のようにして組立てた弁機構２２を、シール部材１９に対して組付けることで製作する。すなわち、芯金２４の膨出部２７における開口２０（巻込み部３２）に弁機構２２の本体３３を挿入するようにし、フランジ３４を弾性シール体２５の固定部２８に当接するまで押込む。
【００３５】
このようにすると、本体３３の途中位置にある係止凸片３６ｂが開口２０の途中に、巻込み部３２の弾性に抗して埋まるように係合し、本体３３の先端位置にある断面三角形の係止凸片３６ａが巻込み部３２の端面に係止する。
【００３６】
このように、第一密封装置１８は、弁機構２２をシール部材１９に挿入するという簡単な作業でもって弁機構２２が容易に抜けないようにシール部材１９装着することができる。さらに、弁機構２２の本体３３に形成した各係止凸片３６ａ，３６ｂがシール部材１９に係止して強固に取付けられるので、第一密封装置１８を厳しい条件下で使用したとしても、弁機構２２がシール部材１９から離脱したり、開口２０との間に隙間が発生したりするのを防止できる。
【００３７】
加えて、弁機構２２は転がり軸受内部と外部との圧力調整をするための弁体２１を備えているので、圧延機が作業工程上、加減速パターン運転を行い、転がり軸受の内外で温度差が発生した場合、この弁体２１を空気が通過し、転がり軸受の内外で圧力差が発生するのを防止できる。そして弁体２１は、空気を通過させ得るとともに、水分、油分は遮断するため、転がり軸受外部から冷却水が侵入するのを防止するとともに、転がり軸受内部の潤滑剤の侵出を防止し、これにより転がり軸受の寿命を延長し得る。
【００３８】
また、第二密封装置４５は、シール部材４６の開口５２に、胴部５５から弁機構４８を挿入し、そのフランジ部５４を凹部５３の底面に当てることにより組付ける。また、弁機構４８の胴部５５外周面に接着剤を塗布して溝５８に接着剤を充填させたり、凹部５３の径をフランジ部５４の径よりも大きく形成しておき、その隙間に、さらに接着剤を充填する。このようにすることにより第二密封装置４５におけるシール部材４６と弁機構４８とをさらに強固に固着することができる。
【００３９】
この第二密封装置４５も第一密封装置１８と同様に、弁機構４８をシール部材４６に挿入するといった簡単な作業でもって製作することができる。
【００４０】
そして、この第二密封装置４５においても第一密封装置１８の場合と同様に、転がり軸受の内外で、弁体４７を介して空気の遣り取りのみ行われるので、転がり軸受外部から冷却水が侵入するのを防止するとともに、転がり軸受内部の潤滑剤の侵出を防止する。
【００４１】
図７は、第一密封装置５９の他の実施形態を示す断面図である。なお、図２に示す実施形態とは、第一密封装置５９を除いて同様の形態であるので、図２と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
図７に示した第一密封装置５９は、環状空間１５内の潤滑剤が外部に漏れるのを防止するための環状のシール部材６０と、このシール部材６０の径方向途中位置に形成された開口６１に取付けられて、軸受内部と外部との圧力調整をするための弁体６２を有する弁機構６３とを有する。
【００４３】
シール部材６０は、断面Ｌ字形の芯金６４と、この芯金６４に一体形成される弾性シール体６５とから構成される。
【００４４】
弾性シール体６５は、芯金６４に固着される固定部６６と、この固定部６６の径方向内方に一体的に形成されて内輪部材８の外周面に接触するリップ部６７と、このリップ部６７を内輪部材８の外周面に押圧するためのコイルばね６８とから構成される。このような第一密封装置５９は、両側の外輪部材４，６の端部にそれぞれに隣合うように配置されるホルダー２３に取付けられる。
【００４５】
前記芯金６４の側壁途中部分の円周方向所定箇所に孔７１が形成され、固定部６６の一部には、孔７１の周面に巻込むように折曲した巻込み部７２を形成して、これにより開口６１が形成されている。
【００４６】
この開口６１に、転がり軸受内部と外部との圧力調整をするための前記弁体６２を備えた金属製の弁機構６３が嵌合されている。この弁機構６３は筒状の本体７３と、この本体７３の軸心方向内側に一体的に形成されて本体７３よりも大径のフランジ７４とから構成されている。
【００４７】
弁機構６３の中心部には、転がり軸受内部と外部とを通気するための通気孔７５が形成されている。この通気孔７５の軸心方向外側を被覆するように、本体７３の途中まで前記弁体６２が設けられている。この弁体６２は、上記各実施形態と同様の材質で形成されている。
【００４８】
上記構成において、第一密封装置５９における弁機構６３は、弁体６２を弁機構６３における本体７３の通気孔７５を覆うようにして本体７３の途中まで被せて固定し、芯金６４の開口６１に弁機構６３の本体７３を、フランジ７４が弾性シール体６５に当接するまで挿入するようにして組付ける。
【００４９】
弁体６２とフランジ７４の間に接着剤７６を塗布することによって弁機構６３が開口６１にさらに強固に接着固定される。
【００５０】
このように、第一密封装置５９は、弁機構６３を開口６１に装着するといった簡単な作業でもって組立てることができる。また、転がり軸受の内外で温度差が発生した場合、弁体６２を空気が通過し、転がり軸受の内外で圧力差が発生するのを防止する。そして弁体６２は、空気を通過させ得るとともに、水分、油分は遮断するため、転がり軸受外部から冷却水が侵入するのを防止するとともに、転がり軸受内部の潤滑剤の侵出を防止し、これにより転がり軸受の寿命を延長し得る。
【００５１】
上記実施形態では、弁体２１，４７，６２としてポリテトラフルオロエチレン材に特殊加工を施したゴアテックス（商品名）を用いたが、これに限定されない。例えば、ポリテトラフルオロエチレン材に延伸加工を施して形成したポリテトラフルオロエチレンシートと、毛、繊維を圧縮して形成した不織布とを貼合わせたものを用いてもよい。この場合も空気を透過可能で水分は遮断するので、上記各実施形態と同様に、転がり軸受外部から冷却水が侵入するのを防止するとともに、転がり軸受内部の潤滑剤の侵出を防止し、これにより転がり軸受の寿命を延長し得る。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、密封装置は、シール部材の開口に弁機構を取付けるといった簡単な作業でもって製造することができ、また、シール部材の開口周壁部の弾性シール体に係止片が係止し、弁機構がシール部材に対して容易かつ強固に固定され、かつ厳しい使用条件下であっても、弁機構はシール部材に対して長期的に保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す転がり軸受装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】同じく第一密封装置およびその周辺部分を示す断面図である。
【図３】同じく第一密封装置をさらに拡大した状態の断面図である。
【図４】同じく図３における一部省略側面図である。
【図５】同じく第二密封装置およびその周辺部分を示す断面図である。
【図６】同じく第二密封装置をさらに拡大した状態の断面図である。
【図７】他の実施形態を示す第一密封装置およびその周辺部分を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　　　圧延機のロール
２　　　　ロールネック
４〜６　　外輪部材
７，８　　内輪部材
９〜１２　円すいころ
１８　　　第一密封装置
１９　　　シール部材
２１　　　弁体
２２　　　弁機構
２４　　　芯金
２５　　　弾性シール体
２７　　　膨出部
２８　　　固定部
２９　　　リップ部
３２　　　巻込み部
３３　　　本体
３４　　　フランジ
３５　　　通気孔
３６　　　係止凸片
Ｂ　　　　転がり軸受装置
【図１】
2004052924.tif 000003
【図２】
2004052924.tif 000004
【図３】
2004052924.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004052924.tif 000007
【図６】
2004052924.tif 000008
【図７】
2004052924.tif 000009