(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルエア潤滑法で潤滑油供給装置から配管を介して気体と共に供給され、ハウジング内に貯留された潤滑油によって潤滑される軸受装置であって、鉛直方向下方に排出された後、水平方向に連続して流れる鋼材を両側で圧延するローラを支持するために、前記ハウジングが様々な角度で取り付けられる軸受装置において、
外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置されるころとを有し、
前記貯留された潤滑油の油面は、重力方向において最も低い位置にあるころの中央以上の高さにあり、
前記ころの直径をｄとし、前記潤滑油中に浸った前記外輪の転走面の長さをＬとしたときに、以下の式が成立することで、低速回転において前記外輪の負荷圏と前記潤滑油の油浴とが離れた位置になる場合でも潤滑可能であることを特徴とする軸受装置。
Ｌ≧πｄ       （１）
【請求項２】
以下の式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
１．５πｄ≧Ｌ≧πｄ      （３）
【請求項３】
前記外輪の中心から転走面までの距離をＲとし、前記ころの軸線方向中央を通る軸線直交断面におけるころの半径をｒとしたときに、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。
（Ｒ／ｒ）（（ｃｏｓ―1（（Ｒ−ｒ）／Ｒ））／１８０）≧１       （４）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油を気体と共に供給する潤滑油供給装置から供給された潤滑油により潤滑される軸受装置に関し、特に鉄鋼設備の圧延ローラなどを支承するのに好適な軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所において、精練を終了した溶鋼は連続鋳造法でスラブ、ブルーム、ビレットなどに鋳造されることが多い。連続鋳造設備の概略は次のようなものである。まず、溶鋼は取鍋からタンディッシュに注がれ、そこからさらに振動する水冷鋳型に注がれる。そして、鋳型内で表層部のみが凝固した鋳片は、ピンチロールによってスプレー部に引き出され（冷却水が散布される。）、内部全体が凝固する。その後、切断装置で所定の長さに切断され、鋳片ガイドロールによって次工程に搬送される。
【０００３】
上記のような連続鋳造設備において、一般的に、ピンチロールや鋳片ガイドロール等のロールは、ころ軸受によりハウジングに対して回転自在に支持される。かかるロールの支持装置は、高温でしかも冷却水、水蒸気、スケール等の異物が多く存在する劣悪な環境下で運転されるため、特に軸受部の潤滑性やシール性の確保に配慮した構造になっている。例えば、鋳片ガイドロールの支持装置では、ハウジング内に両端開放型の自動調心ころ軸受を収容し、ハウジング側からグリースの連続給脂を行なうと共に、ロールとハウジングとの間を該軸受の両側においてそれぞれシール機構（オイルシール等）でシールすることによって、軸受部の良好な潤滑性を確保すると同時に、該軸受内への異物侵入を防止している場合が多い。
【０００４】
上述した従来のロール支持装置では、シール機構本来のシール機能に加え、シール機構から連続して漏れるグリースがグリースシールとして機能することも期待できるので（グリースはハウジング内に１００％封入された後も更に給脂され続けるので、シール機構から外部に連続して漏れ、これがグリースシールとして機能する。）、比較的良好なシール性が得られる。しかしながら、設備の運転時、ロール支持装置は多くの異物と接するため、異物がシール機構を通ってハウジング内に侵入することを完全に防止することは困難である。特に、ロール中央側に位置するシール機構には、散布される冷却水が直接降りかかったり、鋳片やロールに付着した冷却水等の異物がロールを伝わって流動してくるので、この部分から異物が侵入しやすい。そして、異物がシール機構を通ってハウジング内に一旦侵入すると、軸受部が両端開放型になっているため、その異物は軸受内部に容易に侵入し、軸受内部のグリースと混ざり合うことにより、軸受部の潤滑性低下、接触面の発錆等の弊害を生じさせ、軸受部の寿命を低下させる。
【０００５】
かかる弊害を防止するため、ハウジングに収容するころ軸受を両端密封型にすることも考えられるが、軸受内部の潤滑を内封グリースによって行なうことになるので、内封グリースの高温劣化や漏れ出しによって潤滑不足に陥り易い。また、軸受内部への異物侵入を完全に防止するためには、両端部に装着するシール体の幅寸法を大きくとって、それらのシール構造を強固にする必要がある。そのために、軸受幅寸法の増大、それによるロール支持装置の大型化を招き、あるいは、決められた軸受寸法内でシール体の幅寸法を大きくしようとすると、ころ長さを縮小する必要が生じ、その結果、軸受負荷容量の低下につながる。従って、この種のロール支持装置に両端密封型のころ軸受を使用することは実用的とは言い難い。
【０００６】
これに対し、特許文献１では、複列ころ軸受の一方の端部側からオイルエア潤滑を行うと共に、該軸受の他方の端部にシール体を設け、かつ、そのシール体にエア抜き通路を形成した軸受装置を開示する。「オイルエア潤滑」とは、微量給油潤滑法の一種であり、公知なように、圧縮空気流中に一定の時間間隔で微量の潤滑油を間欠的に噴射し、高速の空気流とともに潤滑部位に供給する潤滑法である。このような微量の潤滑油を含んだ空気流を「オイルエア」と呼ぶ。オイルエア中の潤滑油はミスト状にはならず、配管の内壁を伝わって潤滑部位まで運ばれる。オイルエア潤滑法は、内圧の増大による異物侵入抑制効果をねらったもので、環境汚染の問題がなく、また個々の軸受ごとに最適な量の潤滑油と空気を供給することができるという利点がある。
【特許文献１】特開平１１−３４２４５９号公報
【特許文献２】特開平０９−１７７７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、オイルエア潤滑によりハウジングに供給された潤滑油をハウジング内に貯留させて、万が一潤滑油供給系に支障が生じた場合でも、復旧までの間、軸受を潤滑させようという試みがある（特許文献２参照）。ここで、ハウジングに貯留する潤滑油の油面高さがころのPCD近傍としていても、連鋳設備のようにハウジングが様々な角度に取り付けられ、かつ極低速で回転する場合には、荷重を受ける外輪負荷圏と油浴位置とが必ずしも一致しないため、潤滑不良による軸受損傷を引き起こす可能性がある。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、比較的低コストでありながら、潤滑性能を維持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】
【０００９】
本発明の軸受装置は、オイルエア潤滑法で潤滑油供給装置から配管を介して気体と共に供給され、ハウジング内に貯留された潤滑油によって潤滑される軸受装置であって、鉛直方向下方に排出された後、水平方向に連続して流れる鋼材を両側で圧延するローラを支持するために、前記ハウジングが様々な角度で取り付けられる軸受装置において、
外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置されるころとを有し、
前記貯留された潤滑油の油面は、重力方向において最も低い位置にあるころの中央以上の高さにあり、
前記ころの直径をｄとし、前記潤滑油中に浸った前記外輪の転走面の長さをＬとしたときに、以下の式が成立することで、低速回転において前記外輪の負荷圏と前記潤滑油の油浴とが離れた位置になる場合でも潤滑可能であることを特徴とする。
Ｌ≧πｄ       （１）
【発明の効果】
【００１０】
オイルエア潤滑法により潤滑される軸受装置は、例えば潤滑油供給系に不具合が生じた場合、ハウジング内に貯留された潤滑油（油浴という）で潤滑される。かかる場合、例えば鋼材を上下に挟んで圧延する圧延機のロール支持装置に用いる軸受装置においては、鋼材より下方の軸受装置は、外輪の負荷圏（最大荷重が付与される領域）が油浴内にあるので、潤滑油の油面が低くても不具合が生じる恐れは低い。ところが、鋼材より上方の軸受装置は、外輪の負荷圏が油浴と１８０度離れた位置（重力方向上方）になるために、油浴の油面が低すぎると、外輪の負荷圏の潤滑が十分ではなくなり、潤滑不良による不具合を生じさせる恐れがある。しかしながら、特許文献２に示すように、ハイジング内部の油浴高さがころPCD近傍としていても、必ずころ全周に潤滑油が浸るとは限らないため、この油浴高さが使用される軸受にとって充分であると判断できない。
【００１１】
ここで、鉄鋼設備用連鋳設備に用いられる軸受装置は、回転速度が超低速であるので、高速回転する工作機械のように潤滑油の跳ねかけによる軸受内部全面の潤滑を行うことは困難である。これに対し、本発明者は、鋭意研究の結果、油浴の油面の高さが最下位ころの中心以上を確保できる構造としたハウジングに用いる場合、外輪の負荷圏と油浴とが一致しないような位置関係にあっても、適切な潤滑が可能であることを見出した。かかる潤滑は、外輪の負荷圏と油浴とが離れた位置にあったとしても、（1）式を満たす軸受とすることで、ころが油浴を通過する際に、ころ転動面全周に潤滑油が浸ることになるので、負荷圏の転走面においても油膜が形成されることを利用するものである。
【００１２】
図１７は、図の下方を重力方向下方として示す軸受装置の概略断面図であり、上部が負荷圏である状態を示している。図１７において、外輪ＯＬと、内輪ＩＬとの間に、転動自在にころＲＬが配置されている。外輪ＯＬが取り付けられた不図示のハウジング内には、潤滑油が貯留されており、その油面の高さＬＶは、重力方向において最も低い位置にあるころＲＬの中央以上の高さである。ここで、ころＲＬの直径をｄとし、潤滑油中に浸った外輪ＯＬの転走面の長さをＬとしたときに、以下の式が成立する。
Ｌ≧πｄ          （１）
【００１３】
即ち、少なくとも（１）式を満たせば、油浴に浸かったころＲＬが転動することにより、ころＲＬの全周に潤滑油が付着するようになる。かかるころＲＬが油浴から出て上方の負荷圏まで転動することによって、ころＲＬに付着した油膜を用いて負荷圏の転走面に油膜を形成することができ、これにより軸受装置の寿命を延長することができる。
【００１４】
尚、「ころの中央」とは、ころの軸線方向中央における軸線直交断面と、ころの軸線との交点をいうものとする。又、「外輪の転走面の長さ」とは、外輪の転走面上をころが転動する場合において、ころの軸線方向中央を通る軸線直交断面を含む平面が外輪の転走面と交差したときに描かれる交差曲線の長さとする。
【００１５】
ここで、図１８に示す円筒ころ軸受の場合、外輪の転走面の半径をＲとし、ころの半径をｒ（＝ｄ／２）とすると、Ｒ−ｒ＝ＰCD／２（但し、ＰCDは円筒ころ軸受のＰＣＤ）となる。又、図１９に示す自動調心ころ軸受の場合、ころの軸線方向中央を通る軸線直交断面を含む平面Ｙと、自動調心ころ軸受の軸線ＡＸとが交差する点Ｏから、外輪ＯＬの転走面までの距離をＲとし、ころの軸線方向中央を通る軸線直交断面におけるころの半径をｒとする。更に、図２０に示す円錐ころ軸受の場合、円錐ころの軸線方向中央を通る軸線直交断面を含む平面Ｚと、円錐ころ軸受の軸線ＡＸとが交差する点Ｏから、外輪ＯＬの転走面までの距離をＲとし、円錐ころの軸線方向中央を通る軸線直交断面におけるころの半径をｒとする。
【００１６】
式（１）式を成立させるための条件について、図２１を参照して軸受内部寸法の検討を行う。図２１は、図１７に示す外輪の転走面ところとの幾何学的関係を示す図である。図２１において、外輪の転走面の半径をＲと、ころの半径をｒとし、外輪の中心をｏとし、外輪の転走面と油浴のレベルとが交差する点をａ、ｃとし、最下方にきたころの中心をｂとすると、点ｏ、ａ間の長さ＝Ｒ、点ｏ、ｂ間の＝（Ｒ−ｒ）、ころの全周長Ａ＝２πｒとなる。ここで、直線ｏａと直線ｏｂとのなす角度θと、点ａｃ間の転走面長さＬは、以下の式で求められる。
θ＝ｃｏｓ―1（（Ｒ−ｒ）／Ｒ）                （２）
Ｌ＝２πＲ・（θ／３６０）・２                （３）
以上より、以下の（３）式を得る。
Ｌ／Ａ＝（Ｒ／ｒ）（（ｃｏｓ―1（（Ｒ−ｒ）／Ｒ））／１８０）    （４）
従って、Ｌ≧Ａとするためには、式（４）の右項が１以上となるように、Ｒとｒの値を決定すればよい。以上の式は、自動調心ころ軸受、円錐ころ軸受、円筒ころ軸受の全てにおいて成立する。
【００１７】
表１に、円筒ころ軸受について、本発明者が行った検討結果を示す。外輪の転走面半径Ｒ＝５０ｍｍのとき、ころの半径ｒを変えてＬ／Ａを計算した。表１によれば、ｒが１１ｍｍ以上の場合にはＬ／Ａが１を下回るので、ころ転動面全周に潤滑油が浸らないこととなる。一方、ｒが１０ｍｍ以下の場合にはＬ／Ａが１を上回るので、ころ転動面全周に潤滑油が浸るため、良好な潤滑性能を期待できる。
【００１８】
【表１】
0005176439.tif 000002
【００１９】
前記潤滑油供給装置は、オイルエア潤滑法により潤滑油を供給すると好ましいが、いわゆるオイルミスト法により潤滑油を供給しても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる軸受装置を用いた連続鋳造設備の概略を示す斜視図である。図２は、連続鋳造設備に用いるローラユニットの斜視図である。
【００２１】
図１において、溶融した鋼材ＦＥが上部の導入部１から供給され、二列になった排出部２より鉛直方向可能に向かって板状に排出されるようになっている。板状の鋼材ＦＥは、対向して配置されたローラユニット３の間を通過し、ローラにより徐々に板厚を調整され且つ徐々に水平になるよう方向付けされる。鋼材ＦＥの両側に配置されたローラユニット３は、点線で概略図示されるようにチャンバ９により遮蔽されており、その内部は鋼材ＦＥの高温と冷却用の水とに曝された劣悪な環境条件となっている。
【００２２】
ローラユニット３は、鋼材ＦＥの圧延用のローラ４と、ローラ４の両端を支持する軸受装置１０とを含み、たとえば図２に示すように、５本のローラで１組となり、一対のローラユニット３を鋼材ＦＥの両側に対向して配置している。
【００２３】
図３は、鋼材ＦＥに対して下方側に配置される１本のローラ４を支持する軸受装置１０、１０の断面図である。尚、鋼材ＦＥに対して上方側に配置されるローラの支持構成も同様であるため説明を省略する。本実施の形態においては、軸受装置１０，１０は同じものを使用するが、転がり軸受が異なるものを用いてもよい。図３において、ローラ４は、鋼材ＦＥを圧延する圧延部４ａの軸線方向両側において、圧延部４ａより小径であって同軸に配置された第１円筒部４ｂと、第２円筒部４ｃと、第３円筒部４ｄとを、この順序で両端側から設けている。
【００２４】
図４は、図３で左方の軸受装置１０を拡大して示す断面図である。尚、図３で右方の軸受装置１０も同様の構成であるため説明を省略する。図４において、下面を固定されたハウジング本体１１の内部には、大径部１１ａと小径部１１ｂとが同軸に形成されている。大径部１１ａ内には、自動調心ころ軸受１２が配置されている。自動調心ころ軸受１２は、大径部１１ａに嵌合する外輪１２ａと、ローラ４の第２円筒部４ｃに嵌合する内輪１２ｂと、両輪１２ａ、１２ｂ間に複列で配置されたころ１２ｃ、１２ｃと、ころ１２ｃ、１２ｃの間に配置された間座１２ｄとからなる。外輪１２ａの中央には、潤滑油を通過させるための孔１２ｅが形成されている。
【００２５】
ハウジング本体１１の小径部１１ｂの内周には、２つのシール１３Ａ，１３Ｂが固定されており、そのリップは、小径部１１ｂに対向するローラ４の第３円筒部４ｄの外周面に当接している。尚、シール１３Ａ，１３Ｂのリップの当接位置は、自動調心ころ軸受１２のころ１２ｃ、１２ｃの中心位置より半径方向内方となっている。これを言い換えると、シール１３Ａ，１３Ｂのシールリップ径φＳは、ころ１２ｃ、１２ｃのＰＣＤ（ピッチ円径）φＰより小径である。
【００２６】
ハウジング本体１１の大径部１１ａは、不図示のＯ−リングを間に介在させた状態で、蓋部材１４により遮蔽されている。ハウジング本体１１と蓋部材１４とで、ハウジングを構成する。蓋部材１４の中央開口１４ａの内周には、シール１５が固定されており、そのリップは、中央開口１４ａに対向するローラ４の第１円筒部４ｂ（第３円筒部４ｄより小径）の外周面に当接している。従って、シール１３Ａ，１３Ｂ，１５により鋼材ＦＥを冷却するための水などがハウジング本体１１内部に侵入することが抑制され、自動調心ころ軸受１２の長寿命を確保できるようになっている。尚、シール１３Ａ，１３Ｂのリップ径は互いに等しいが、自動調心ころ軸受１２を挟んで反対側（外側）のシール１５のリップ径よりも大きくなっている。但し、リップ径はこれに限られない。
【００２７】
ハウジング本体１１の大径部１１ａの下面側には、内方端部が大径部１１ａに開口し孔１２ｅに連通するとともに、外方端部がハウジング本体１１の側面に開口した潤滑油供給路１１ｃが形成されている。潤滑油供給路１１ｃの外方端部は、ハウジング本体１１の外部に配置された逆止弁１６を介して、配管７（図３参照）に接続されている。
【００２８】
蓋部材１４に形成された排油孔１４ｂは、最も低い内周面の位置が、シール１３Ａ，１３Ｂのシールリップ径の最も低い位置（又はそれより若干低い位置）になるようにしている。これにより、潤滑油供給路１１ｃを介して外部より供給された潤滑油は、シール１３Ａ，１３Ｂからではなく、排油孔１４ｂから排出されるようになり、排油孔１４ｂを不図示の配管を用いてタンク等に接続することで、ハウジング本体１１から排出される潤滑油を全て回収できることとなる。
【００２９】
本実施の形態においては、排油孔１４ｂの最も低い内周面の位置が、油浴の油面の高さを決めることとなる。更に油浴の油面の高さは、ころ１２ｃ、１２ｃの中央と一致しており、ころ１２ｃの直径をｄとし、潤滑油中に浸った外輪１２の転走面１２ｆの長さをＬとしたときに、以下の式が成立するようになっている。
１．５πｄ≧Ｌ≧πｄ          （３）
【００３０】
図５は、逆止弁１６の断面図である。図５において、管継手状の逆止弁１６は、中空円筒状の本体１６ａの内部に、小径通路１６ｂと、大径通路１６ｃと、それら通路同士を接続するテーパ状のシート面１６ｄとが形成され、大径通路１６ｃ内にはシート面１６ｄに密着可能な接触面１６ｅを先端側に備える弁体としてのポペット１６ｆが配置されている。このポペット１６ｆは、大径通路１６ｃ内において、その接触面１６ｅがシート面１６ｄに密着した位置と、シート面１６ｄから離間した位置との間を、移動可能となっている。ポペット１６ｆの側面にはスプリング受け用のフランジ部１６ｇが形成されている。一方、大径通路１６ｃの開放端側には、円盤状のスプリング受け１６ｈが螺着されている。ここで、スプリング受け１６ｈには流体通過穴１６ｉが形成されている。また、スプリング受け１６ｈとポペット１６ｆのフランジ部１６ｇとの間には、ポペット１６ｆをシート面１６ｄに向けて付勢するコイルバネ１６ｊが配置されている。これにより逆止弁１６の両端部のうち、コイルバネ１６ｊの付勢方向側の端部が入口ＩＮとされ、逆方向側の端部が出口ＯＵＴとされる。
【００３１】
逆止弁１６によれば、入口ＩＮから出口ＯＵＴに向かう矢印Ａ方向の潤滑油の流れは、配管７側のエア圧によりコイルバネ１６ｊの付勢力に抗してポペット１６ｆが押され、シート面１６ｄより接触面１６ｅが離隔するので許容される。一方、出口ＯＵＴから入口ＩＮに向かう矢印Ｂ方向の潤滑油の流れは、例え潤滑油供給路１１ｃの内圧が高まったとしても、シート面１６ｄに接触面１６ｅが当接したままであるため阻止されることとなる。これにより、逆止弁１６は一方向のみ潤滑油の流れを許容する。
【００３２】
図３において、ハウジング本体１１の潤滑油供給路１１ｃは、逆止弁１６及び配管７を介して混合器５に接続されている。供給部である混合器５は、オイルエア潤滑装置６から別々に供給されるオイル（潤滑油）と加圧エアとを混合し、配管７を介して圧送する機能を有する。配管７と潤滑油供給路１１ｃとで潤滑油供給系路を構成する。又、混合器５と、配管７と、逆止弁１６と、潤滑油供給路１１ｃとで潤滑油供給装置を構成する。
【００３３】
本実施の形態の動作について説明する。図１に示す連続鋳造設備において、鋼材ＦＥの供給に応じて、ローラ４が毎分３回転程度の極低速で回転する。軸受装置１０は、ハウジング本体１１に対して自動調心ころ軸受１２がローラ４を回転自在に支持し、且つ鋼材ＦＥの圧延時に生じる大荷重に対してローラ４が撓んだ場合には、その撓みに応じて自動調心ころ軸受１２が揺動することで、コジリなどの不具合が生じないようになっている。
【００３４】
圧延時には、チャンバ９内は高温且つ水滴が飛散した状態となっている。本実施の形態によれば、混合器５から配管７を介してハウジング本体１１内に供給された潤滑油は、同時に圧送される加圧エアによって、潤滑油供給路１１ｃ及び孔１２ｅを介して、自動調心ころ軸受１２の内部に供給され、ころ１２ｃ、１２ｃの転動面を潤滑するようになっている。このように、加圧エアを用いて潤滑油を供給するオイルエア潤滑を用いることで、常にクリーンな潤滑油を供給できるとともに、ハウジング本体１１の内圧を高めることで異物の侵入を抑制する効果がある。自動調心ころ軸受１２の内部に供給された潤滑油は、ハウジング本体１１の大径部１１ａ内に貯留するが、余分な潤滑油は、排油孔１４ｂより外部へと排出され、不図示のタンクに回収されるようになっている。
【００３５】
ところで、偶発的な事故により混合器５や配管７に損傷が生じ、オイルエア潤滑の供給が中断されたような場合でも、鋼材ＦＥの供給を直ちに停止することはできない。かかる場合、復旧までの間は、大径部１１ａ内に貯留された潤滑油で自動調心ころ軸受１２を潤滑することとなる。しかるに、図１に示す連続鋳造設備の場合、鋼材ＦＥは、まず鉛直方向下方に向けて供給され、その後徐々に水平になるよう方向付けされるが、そのため軸受装置１０のハウジング本体１１は、図６に示すように、設置位置に応じて天地方向が変わるようになっている。尚、図６においては、ハウジング本体１１を台形で示し、幅が狭い方を天側（鋼材側）とし、幅が広い方を地側とする。
【００３６】
図６より明らかであるが、鋼材ＦＥより下方側に設けた軸受装置１０の大部分は、潤滑油供給路１１ｃが大径部１１ａ（図４参照）より重力方向下方に位置するので、逆止弁１６を設けないとすると、オイルエア潤滑が中断されたような場合、配管７を潤滑油が逆流し、大径部１１ａ内に貯留されている潤滑油が外部に流れ出してしまう恐れがある。本実施の形態によれば、図５に示すようにして、逆止弁１６がハウジング本体１１の潤滑油供給路１１ｃ側から潤滑油が漏れ出ることを阻止するので、ハウジング本体１１の姿勢に関わらず、万が一混合器５や配管７に損傷が生じた場合でも、自動調心ころ軸受１２の潤滑を確保することができる。従って、ハウジング本体１１としては潤滑油供給路１１ｃの位置が同じものを準備すれば足り、コストが大幅に低減され、部品管理が簡素化され、予備品の確保も容易となる。
【００３７】
図６に示すように、鋼材ＦＥより上方側に配置される軸受装置において、ハウジング本体１１内の油浴は重力方向下方になるのに対し、鋼材ＦＥから回転軸４を介して重力方向上方に圧延力を受けるので、外輪１２の負荷圏は重力方向上方になる。即ち、油浴と負荷圏とは１８０度離れることとなる。ここで、上述するように、何らかの障害によりオイルエア潤滑の供給が中断されたような場合には、ハウジング本体１１内に貯留された潤滑油により、ころ１２ｃ、１２ｃの転走面を潤滑する必要がある。
【００３８】
本実施の形態によれば、（1）式を満たすことで、油浴が最下位ころの中心以上確保されるハウジングに使用されるとき外輪１２の負荷圏が油浴と１８０度離れた位置にある場合においても、全周に潤滑油が付着したころ１２ｃ、１２ｃを転走面１２ｆ、１２ｆに沿って転動させることで、かかる負荷圏まで潤滑油を供給でき、しかも油浴の油面を低く抑えることで、撹拌抵抗を減少させ潤滑油の温度上昇を抑制することができる。
【００３９】
図７は、第２の実施の形態にかかる軸受装置１０’の断面図である。本実施の形態においては、ポペットとしてボールを用いた逆止弁１６’をハウジング本体１１に内蔵した点のみが異なる。排油孔とボルトは図示を省略している。共通する点については、上述した実施の形態と同様であるため説明を省略する。本実施の形態によれば、混合器５からハウジング本体１１に至るまでの配管７が簡素化され、設置が容易になる。
【００４０】
図８は、上述した実施の形態に係る軸受装置を含むオイルエア供給装置（潤滑油供給装置ともいう）のシステム全体を示す概略図である。図８において、オイルエアの供給部として共通に用いられる混合器５は、メインユニット（図示せず）から供給される圧縮空気と目的流体である潤滑油（オイル）とを混合してオイルエアを生成し、そのオイルエアを均等に分配して複数の配管に送り出す装置である。
【００４１】
混合器５には、複数の配管７ａ〜７ｆ（図３の配管７に対応する、以下同じ）が接続してあるが、配管７ｂ〜７ｅについては一部省略する（以下同じ）。ここで、分配器が設けられていない例では、配管７ａに給油配管５０ａが接続してあり、給油配管５０ａには、逆止弁１６Ａを介して、例えば、目的流体の供給先となるハウジング本体１１（潤滑対象物）が接続してある。
【００４２】
一方、分配器３２が設けられている例では、例えば、配管７ｆに分配器３２が接続してあり、この分配器３２には、複数の分配ポートが設けてあり、各分配ポートには、給油配管５０ｎなどが接続してあり、給油配管５０ｎには、逆止弁１６Ｎを介して、例えば、目的流体の供給先となる対象物としてのハウジング本体１１（潤滑対象物）が接続してある。
【００４３】
また、混合器５には、圧縮空気を供給する圧縮空気配管２０が接続してあり、この圧縮空気配管２０には、電磁開閉弁２１が介装してある。本実施の形態によれば、給油配管５０ａ〜５０ｎに接続された逆止弁１６Ａ〜１６Ｎ（図５の逆止弁１６に対応する、以下同じ）が、上述したように潤滑油の逆流を防止するようになっている。
【００４４】
図９は、上述した実施の形態に係る軸受装置に用いることができるオイルエア供給装置（潤滑油供給装置ともいう）及びその異常検出方法について示す模式図である。以下に述べる実施の形態においては、上述の実施の形態の効果にかかる潤滑油の逆流防止に加え、異常検出が可能となっている。図９において、混合器５は、メインユニット（図示せず）から供給される圧縮空気と目的流体である潤滑油（オイル）とを混合してオイルエアを生成し、そのオイルエアを均等に分配して送り出す装置である。
【００４５】
混合器５には、複数の配管７ａ〜７ｆが接続してある。ここで、分配器が設けられていない例では、配管７ａに給油配管５０ａが接続してあり、給油配管５０ａには、逆止弁１６Ａを介して、例えば、目的流体の供給先となるハウジング本体１１（潤滑対象物）が接続してある。
【００４６】
一方、分配器３２が設けられている例では、例えば、配管７ｆに分配器３２が接続してあり、この分配器３２には、複数の分配ポートが設けてあり、各分配ポートには、給油配管５０ｎなどが接続してあり、給油配管５０ｎには、逆止弁１６Ｎを介して、例えば、目的流体の供給先となる対象物としてのハウジング本体１１（潤滑対象物）が接続してある。
【００４７】
また、混合器５には、圧縮空気を供給する圧縮空気配管２０が接続してあり、この圧縮空気配管２０には、電磁開閉弁２１が介装してある。
【００４８】
さて、本実施の形態では、配管７ａ〜７ｆには、それぞれ、上流側の逆止弁３０ａ〜３０ｆが流れ方向に介装してある。また、給油配管５０ａ〜５０ｎには、それぞれ、下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎが流れ方向に介装してある。
【００４９】
各上流側逆止弁３０ａ〜３０ｆと、対応する下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎとの間には、それぞれ圧力センサ４０ａ〜４０ｆが介装してある。すなわち、本実施の形態において、各上流側逆止弁３０ａ〜３０ｆに対応して対応する下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎとの間に、そして分配器３２がある場合には上流側逆止弁と対応する分配器との間にそれぞれ圧力センサ４０ａ〜４０ｆが介装してある。これにより、混合器５〜ハウジング本体１１までの、又は、混合器５〜分配器３２〜ハウジング本体１１までの、配管７ａ〜７ｆ，５０ａ〜５０ｎ内の圧力を監視することができる。
【００５０】
次に、図１０（Ａ）は、電磁開閉弁２１の動きを表すグラフである。図１０（Ｂ）は、給油配管５０ａ〜５０ｎ内の正常時（漏れ無し）の圧力を表すグラフである。図１０（Ｃ）は、給油配管５０ａ〜５０ｎ内の異常時（漏れ有り）の圧力をそれぞれ表すグラフである。図１０（Ｄ）は、漏れによる異常表示を表すグラフである。
【００５１】
システム運転中は、電磁開閉弁２１を常時開き、ある周期で、図１０（Ａ）のように、一定時間電磁開閉弁２１を閉じる。
【００５２】
正常時（漏れ無し）は、図１０（Ｂ）のように、電磁開閉弁２１を閉じたことにより、圧縮空気の供給が停止するため、多少供給圧は低下する。
【００５３】
しかし、配管７ａ〜７ｆ，５０ａ〜５０ｎ内の圧力は、各一対の上流側逆止弁３０ａ〜３０ｆとそれぞれ対応する下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎによって、これら逆止弁のクラッキング圧近傍の圧力に保たれる。また、電磁開閉弁２１が再び開くことにより、圧縮空気が流れるため、供給圧は通常時まで再上昇する。
【００５４】
一方、異常時（漏れ有り）は、図１０（Ｃ）のように、電磁開閉弁２１を閉じたことにより、供給圧は大気圧まで低下する。
【００５５】
このため、電磁開閉弁２１が開く前に、配管７ａ〜７ｆ，５０ａ〜５０ｎ内の圧力がそれぞれの圧力センサ４０ａ〜４０ｆの設定値より低下することで、システムは、図１０（Ｄ）のように、この異常を表示する。
【００５６】
なお、本実施の形態では、分配器３２を用いる場合には、圧力センサの使用数量を削減することができる。
【００５７】
このように、本実施の形態では、混合器５の近傍の配管７ａ〜７ｆに上流側の逆止弁３０ａ〜３０ｆをそれぞれ設置し、またハウジング本体１１の近傍の配管５０ａ〜５０ｎに下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎをそれぞれ設置し、運転中にオイルエアの供給を意図的に一時停止させ、圧縮されたオイルエア潤滑を上流側の逆止弁３０ａ〜３０ｆと下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎの対応するものとによって、間に閉じ込め、且つ、上流側の逆止弁３０ａ〜３０ｆと下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎとの対応するものと間に設置した各圧力センサ４０ａ〜４０ｆにて圧力を測定することにより、混合器５からハウジング本体１１までの配管７ａ〜７ｆ，５０ａ〜５０ｎの継ぎ手部などからのオイルエアの漏洩状態を測定することができる。
【００５８】
言い換えると、本実施の形態は、運転中にある間隔で圧縮空気の供給を意図的に一定時間遮断することにより、上流側の逆止弁３０ａ〜３０ｆと下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎの対応するものとの間に圧縮された空気を閉じ込める。この状態において、上流側の逆止弁３０ａ〜３０ｆと下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎの対応するものとの間内に設置した圧力センサ４０ａ〜４０ｆにて、配管７ａ〜７ｆ，５０ａ〜５０ｎ内の圧力を測定することにより、混合器５〜ハウジング本体１１まで、又は、混合器５〜分配器３２〜ハウジング本体１１までの漏洩状態を測定することができる。即ち、漏れがない場合には、圧力低下がなく、漏れがある場合には、圧力が大気圧まで低下する。
【００５９】
図１１は、本実施の形態の第１変形例に係るオイルエア供給装置を示す模式図である。本変形例に於いて、電磁開閉弁２１は、通常、停止時「閉」状態にあり、圧縮空気を供給する際に、「開」状態に切り替えるように構成してある。
【００６０】
また、上流側逆止弁は設けておらず、電磁開閉弁２１と混合器５との間に、圧力センサ４０が設けてある。この圧力センサ４０は、電磁開閉弁２１の下流側から、混合器５の上流側又は下流側、及び、下流側逆止弁１６Ａ〜１６Ｎまでの間の圧力を検出することができる。
【００６１】
この場合には、電磁開閉弁２１の「閉状態」において、電磁開閉弁２１の下流側から、混合器５の上流側又は下流側、及び、下流側逆止弁１６Ａ〜１６Ｎまでの間に、万が一漏れが発生している場合には、その圧力を、圧力センサ４０により検出することができる。従って、圧力センサ４０の個数を削減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００６２】
図１２は、本実施の形態の第２変形例に係るオイルエア供給装置を示す模式図である。本変形例に於いて、電磁開閉弁２１の下流側で、混合器５の上流側との間に、上流側逆止弁３０が介装してある．
【００６３】
また、上流側逆止弁３０と混合器５との間に、圧力センサ４０が設けてある。この圧力センサ４０は、上流側逆止弁３０の下流側から、混合器５の上流側又は下流側、及び、下流側逆止弁１６Ａ〜１６Ｎまでの間の圧力を検出することができる。
【００６４】
この場合には、電磁開閉弁２１が「閉状態」の時、上流側逆止弁３０の下流側から、混合器５の上流側又は下流側、及び、下流側逆止弁１６Ａ〜１６Ｎまでの間に、万が一漏れが発生している場合には、その圧力を、圧力センサ４０により検出することができる。従って、圧力センサ４０の個数を削減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００６５】
次に、オイルやグリース等の非圧縮性流体を圧力下で対象物に搬送供給する別な実施の形態に係る非圧縮性流体搬送装置及びその異常検出方法について図１３を参照して説明する。
【００６６】
分配器１０１は、オイルやグリース等の非圧縮性流体洪給源１００から圧送供給されるオイルやグリース等の非圧縮性流体（以下オイルとして説明する）とを適宜に分配して送り出す装置である。
【００６７】
分配器１０１には、複数の配管７ａ〜７ｆが接続してある。配管７ａに、配管１０５ａが接続してあり、配管１０５ａには、逆止弁１６Ａを介して、例えば、目的流体のオイル供給先となるハウジング本体１１が接続してある。
【００６８】
配管７ｆに示すように子分配器１０２が設けられている例では、例えば、配管７ｆに子分配器１０２が接続してあり、この子分配器１０２には、複数の分配ポートが設けてあり、各分配ポートには、配管１０５ｎなどが接続してあり、配管１０５ｎには、逆止弁１６Ｎを介して、例えば、目的流体のオイル供給先となる対象物としてのハウジング本体１１が接続してある。
【００６９】
また、オイル供給源１００から分配器１０１へのオイル供給配管１２０には、電磁開閉弁１２１が介装してある。
【００７０】
さて、本実施の形態では、配管７ａ〜７ｆには、それぞれ、上流側の逆止弁１３０ａ〜１３０ｆが流れ方向に介装してある。また、下流側の配管１０５ａ〜１０５ｎには、それぞれ、下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎが流れ方向に介装してある。
【００７１】
上流側の各逆止弁１３０ａ〜１３０ｆと、対応する下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎの間には、それぞれ、アキュムレータ１５０ａ〜１５０ｆと圧力センサ１４０ａ〜１４０ｆが介装してある。すなわち、本第２実施形態において、上流側の各逆止弁１３０ａ〜１３０ｆに対応して対応する下流側の逆止弁との間に、そして子分配器１０２がある場合には上流側の逆止弁と対応する子分配器１０２との間にそれぞれ圧力センサ１４０ａ〜１４０ｆが介装してある。これにより、逆止弁１６Ａ〜１６Ｎまでの、又は、逆止弁１３０ｆ〜１３１ｎまでの、配管１０４，１０５ａ〜１０５ｎ内の圧力を監視することができる。
【００７２】
システム運転中は、電磁開閉弁１２１を常時開き、ある周期で一定時間電磁開閉弁１２１を閉じる。
【００７３】
正常時（漏れ無し）は、電磁開閉弁１２１を閉じたことにより、オイルの供給が停止孝るため、多少供給圧は低下する。
【００７４】
しかし、配管１０４，１０５ａ〜１０５ｎ内の圧力は、各一対の上流側逆止弁１３０ａ〜１３０ｆとそれぞれ対応する下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎ間の供給路は密閉され、その時該配管内の圧力は対応するアキュムレータ１５０ａから１５０ｆによって蓄圧されて逆止弁のクラッキング圧近傍の圧力に保たれる。また、電磁開閉弁１２１が再び開くことにより、圧縮空気が流れるため、供給圧は通常時まで再上昇する。
【００７５】
一方、配管に漏れがある等の異常な場合には、運転中管内圧力によってアキュムレータ１５０ａから１５０ｆによって蓄圧された一定量の体積が、開閉弁１２１の閉じたことにより管外に漏れ出した時点で管内圧力は、大気圧まで低下する。
【００７６】
このため、電磁開閉弁１２１が開く前に、配管１０４，１０５ａ〜１０５ｎ内の圧力がそれぞれの圧力センサ１４０ａ〜１４０ｆの設定値より低下することで、システムは、異常を表示することができる。
【００７７】
なお、本実施の形態では、子分配器１０２を用いる場合には、圧力センサの使淵数量を削減することができる。
【００７８】
このように、本実施の形態では、分配器１０１の近傍の配管７ａ〜７ｆに上流側の逆止弁１３０ａ〜１３０ｆをそれぞれ設置しているが、配管７ａ〜７ｆに代えて逆止弁１３０ａ〜１３０ｆを直接分配器１０１に取り付けることも可能である。
【００７９】
またハウジング本体１１の近傍の配管１０５ａ〜１０５ｎに下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎをそれぞれ設置し、運転中にオイルの供給を意図的に一時停止させ、圧縮されたオイルを上流側の逆止弁１３０ａ〜１３０ｆと下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎの対応するものとの間に設けられたアキュムレータ１５０ａから１５０ｆ内に閉じ込め、且つ、上流側の逆止弁１３０ａ〜１３０ｆと下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎとの対応するものと間に設置した各圧力センサ１４０ａ〜１４０ｆにて圧力を測定することにより、逆止弁１３０ａ〜１６Ａ間の、および逆止弁１３０ｆ〜１６Ｎ間の配管や継ぎ手部などからのオイルの漏洩状態を測定することができる。
【００８０】
アキュムレータに代えて、上流側の逆止弁１３０ａ〜１３０ｆと下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎの対応するものとの間のオイル供給路に図１６に示す如き蓄圧機能を有する可撓性の管路３３０、例えば螺旋状に巻いた鋼管フレキシブルホースを使用しても良い。
【００８１】
次に、図１４は、別な実施の形態の第１変形例に係るオイル供給装置を示す模式図である。本変形例に於いて、電磁開閉弁１２１は、通常、停止時「閉」状態にあり、オイル供給源１００からオイルを供給する際に、「開」状態に切り替えるように構成してある。
【００８２】
また、図１３で示した上流側逆止弁は、ここでは設けておらず、電磁開閉弁１２１と、分配器１０１との間に、圧力センサ１４０が設けてある共にアキュムレータ１５０が設けてある。圧力センサ１４０は、電磁開閉弁１２１の下流側から、分配器１０１の上流側又は下流側、及び、下流側の逆止弁１６Ａ〜１６Ｎまでの間の圧力を検出することができる。
【００８３】
この場合には、電磁開閉弁１２１の「閉状態」において、電磁開閉弁１２１の下流側から、分配器１０１の上流側又は下流側、及び、逆止弁１６Ａ〜１６Ｎまでの間に、万が一漏れが発生している場合には、その圧力を、圧力センサ１４０により検出することができる。従って、圧力センサ１４０の個数を削減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００８４】
また、本変形例において、逆止弁１６Ａ〜１６Ｎのオイル供給路の少なくとも一部を蓄圧機能を有する適宜可撓性の管路とすることによりアキュムレータ１５０に代えることができる。上記各実施形態においては、逆止弁を使用しているが、これら逆止弁の全部または一部を図１５に示すごときリリーフ弁等の安全弁２３０にしても良く、また逆止弁の機能を有している配管接続用のコネクタであってもよい。
【００８５】
以上、本発明を実施例を参照して説明してきたが、本発明は上記実施例に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。たとえば、自動調心ころ軸受に限らず、種々の転がり軸受を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】第１の実施の形態にかかる軸受装置を用いた連続鋳造設備の概略を示す斜視図である。
【図２】連続鋳造設備に用いるローラユニットの斜視図である。
【図３】鋼材ＦＥに対して下方側に配置される１本のローラ４を支持する軸受装置１０、１０の断面図である。
【図４】図３で左方の軸受装置１０を拡大して示す断面図である。
【図５】逆止弁１６の断面図である。
【図６】ハウジング本体１１が設置位置に応じて天地方向が変わる状態を示す概略図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる軸受装置１０’の断面図である。
【図８】本実施の形態に係る軸受装置を含むオイルエア供給装置（潤滑油供給装置ともいう）のシステムを示す概略図である。
【図９】別な本実施の形態に係る軸受装置に用いることができるオイルエア供給装置及びその異常検出方法について示す模式図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、電磁開閉弁２１の動きを表すグラフである。図１０（Ｂ）は、給油配管５０ａ〜５０ｎ内の正常時（漏れ無し）の圧力を表すグラフである。図１０（Ｃ）は、給油配管５０ａ〜５０ｎ内の異常時（漏れ有り）の圧力をそれぞれ表すグラフである。図１０（Ｄ）は、漏れによる異常表示を表すグラフである。
【図１１】本実施の形態の第１変形例に係るオイルエア供給装置を示す模式図である。
【図１２】本実施の形態の第２変形例に係るオイルエア供給装置を示す模式図である。
【図１３】別な実施の形態に係る非圧縮性流体搬送装置及びその異常検出方法について示す模式図である。
【図１４】別な実施の形態の第１変形例に係るオイル供給装置を示す模式図である。
【図１５】逆止弁の代わりに用いることができる安全弁２３０を示す図である。
【図１６】アキュムレータに代えて用いることができる、例えば螺旋状に巻いた鋼管フレキシブルホースの図である。
【図１７】図の下方を重力方向下方として示す軸受装置の概略断面図である。
【図１８】円筒ころ軸受の軸線方向直交断面を示す図である。
【図１９】自動調心ころ軸受の軸線方向直交断面を示す図である。
【図２０】円錐ころ軸受の軸線方向直交断面を示す図である。
【図２１】図１７に示す外輪の転走面ところとの幾何学的関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ 導入部
２ 排出部
３ ローラユニット
４ ローラ
４ａ 圧延部
４ｂ 第１円筒部
４ｃ 第２円筒部
４ｄ 第３円筒部
５ 混合器
６ オイルエア潤滑装置
７ 配管
７ａ〜７ｆ 配管
７ａ〜７ｆ，５０ａ〜５０ｎ 配管
９ チャンバ
１０ 軸受装置
１１ ハウジング本体
１１ａ 大径部
１１ｂ 小径部
１１ｃ 潤滑油供給路
１２ 自動調心ころ軸受
１２ａ 外輪
１２ｂ 内輪
１２ｃ ころ
１２ｄ 間座
１２ｅ 孔
１２ｆ 転走面
１３Ａ，１３Ｂ シール
１４ 蓋部材
１４ａ 中央開口
１４ｂ 排油孔
１５ シール
１６，１６Ａ〜１６Ｎ 逆止弁
１６ａ 本体
１６ｂ 小径通路
１６ｃ 大径通路
１６ｄ シート面
１６ｅ 接触面
１６ｆ ポペット
１６ｇ フランジ部
１６ｈ スプリング受け
１６ｉ 流体通過穴
１６ｊ コイルバネ
２０ 圧縮空気配管
２１ 電磁開閉弁
３０ 逆止弁
３１ 逆止弁
３２ 分配器
４０ 圧力センサ
５０ａ 給油配管
１００ オイル供給源
１０１ 分配器
１０２ 子分配器
１０４ 配管
１０５ａ〜１０５ｎ 配管
１２０ オイル供給配管
１２１ 電磁開閉弁
１３０ａ〜１３０ｆ 逆止弁
１４０ 圧力センサ
１４０ａ〜１４０ｆ 圧力センサ
１５０ アキュムレータ
１５０ａ〜１５０ｆ アキュムレータ
２３０ 安全弁
３３０ 管路
ＦＥ 鋼材
ＩＮ 入口
ＯＵＴ 出口
【図１】
0005176439.tif 000003
【図２】
0005176439.tif 000004
【図３】
0005176439.tif 000005
【図４】
0005176439.tif 000006
【図５】
0005176439.tif 000007
【図６】
0005176439.tif 000008
【図７】
0005176439.tif 000009
【図８】
0005176439.tif 000010
【図９】
0005176439.tif 000011
【図１０】
0005176439.tif 000012
【図１１】
0005176439.tif 000013
【図１２】
0005176439.tif 000014
【図１３】
0005176439.tif 000015
【図１４】
0005176439.tif 000016
【図１５】
0005176439.tif 000017
【図１６】
0005176439.tif 000018
【図１７】
0005176439.tif 000019
【図１８】
0005176439.tif 000020
【図１９】
0005176439.tif 000021
【図２０】
0005176439.tif 000022
【図２１】
0005176439.tif 000023