(57)【要約】【課題】低トルク回転と高い密封性の両方を確保することができる密封構造を設けたロール軸受装置を提供する。【解決手段】ロール軸受装置１０では、筒状ロール１２のテーパ面１２ａとスラストリング１６のテーパ面１６ａ、スラストリング１６の背面１６ｃとシール板１５の端面１５ｃはラビリンス隙間１７ａ、１７ｂを形成し、ラビリンス隙間１７ａ，１７ｂを形成する少なくとも一面１２ａ，１６ａ，１６ｃ，１５ｃは、撥油撥水剤を付着して形成した撥油撥水膜を備える。【選択図】図１
2007333054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定軸と、
端部内周面にテーパ面を形成し、該固定軸と同心状に設けられる筒状ロールと、
前記固定軸と前記筒状ロールとの間に介装される転がり軸受と、
軸方向において前記筒状ロールのテーパ面と前記転がり軸受との間で、前記筒状ロールに固着されるシール板と、
端部外周面にテーパ面を形成し、前記両テーパ面が互いに対向するように前記固定軸に嵌着されるスラストリングと、
を備え、前記転がり軸受の軸方向外方に密封構造を設けたロール軸受装置であって、
前記筒状ロールのテーパ面と前記スラストリングのテーパ面、前記スラストリングの背面と前記シール板の端面はラビリンスを形成し、
該ラビリンスを形成する少なくとも一面は、撥油撥水剤を付着して形成した撥油撥水膜を備えることを特徴とするロール軸受装置。
【請求項２】
前記撥油撥水剤は、フッ素系界面活性剤、フッ素系シランカップリング剤、フッ素系ポリマーの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載のロール軸受装置。
【請求項３】
前記撥油撥水剤は、溶剤で希釈して塗布されることを特徴とする請求項１または２に記載のロール軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロール軸受装置に関し、より詳細には、テンションレベラーに組み込まれるワークロール、中間ロール、バックアップロール等に使用されるロール軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板を一定の厚みに圧延するためのテンションレベラー機にあたっては、圧延した鋼板の冷却ならびにその鋼板に付着したごみなどを除去するために、冷却水が間断なくかけられ、バックアップロール用の軸受部にも多量にかかってくる。このような軸受部への冷却水の浸入を防止するためのロール軸受の密封装置としては、図４に示すように、弾性シール（接触シール）１０１を有するとともに、筒状ロール１０２の端部内周面にテーパ１０２ａを形成し、該テーパ面１０２ａと固定軸１０３に固定されたスラストリング１０４の外周部との間に非接触シール部１０５を構成し、更にはスラストリング１０４の下部に軸方向に水抜き用通路１０６を形成し、冷却水の浸入を防ぐものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、転がり軸受のフレッチング耐久性や耐食性、発塵の抑制等を目的として、軌道部分に撥油処理膜や自己潤滑膜が形成されるものが知られている（例えば特許文献２〜４参照）。
【特許文献１】実公平５−２０８９１号公報（第１頁、第１図）
【特許文献２】特開平１０−１７６７１９号公報
【特許文献３】特開平６−３３７０１６号公報
【特許文献４】特開平８−２２６４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような使用条件の中で、軸受内部への冷却水や異物の侵入を防ぎ、さらに機械としては一番重要である低トルクでロールを回転させなければならないという要素に対して、密封装置（特に、接触シール）が大きな係わりを有している。
【０００５】
即ち、テンションレベラー機では、筒状ロールは相手との連れ回りで回転する構造であるため、負荷条件にもよるが、トルクが重ければ当然ロールが回転せずにスリップし、軸受の損傷に止まらず、相手ロールを介して鋼板に傷を付け、品質のトラブルを生じさせる。他方、密封性能が悪ければ、上述したように冷却水や異物の浸入により、軸受として滑らかな回転の阻害が生じ、同様な問題を引き起こすことになる。
【０００６】
このように、密封装置においては、低トルク回転と密封性能という相反する要求がある。しかしながら、従来の密封装置では、双方の要求を十分に満足するには至っておらず、密封性よりも低トルク回転を優先させるか、或は低トルク回転よりも密封性を優先させるかといった課題があった。
【０００７】
また、特許文献２〜４に記載の撥油処理膜や自己潤滑膜は、軸受の軌道部分に形成されるもので、上記の密封装置の低トルク回転や密封性に寄与するものではない。
【０００８】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低トルク回転と高い密封性の両方を確保することができる密封構造を設けたロール軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１）  固定軸と、
端部内周面にテーパ面を形成し、該固定軸と同心状に設けられる筒状ロールと、
前記固定軸と前記筒状ロールとの間に介装される転がり軸受と、
軸方向において前記筒状ロールのテーパ面と前記転がり軸受との間で、前記筒状ロールに固着されるシール板と、
端部外周面にテーパ面を形成し、前記両テーパ面が互いに対向するように前記固定軸に嵌着されるスラストリングと、
を備え、前記転がり軸受の軸方向外方に密封構造を設けたロール軸受装置であって、
前記筒状ロールのテーパ面と前記スラストリングのテーパ面、前記スラストリングの背面と前記シール板の端面はラビリンスを形成し、
該ラビリンスを形成する少なくとも一面は、撥油撥水剤を付着して形成した撥油撥水膜を備えることを特徴とするロール軸受装置。
（２）  前記撥油撥水剤は、フッ素系界面活性剤、フッ素系シランカップリング剤、フッ素系ポリマーの少なくとも一つであることを特徴とする（１）に記載のロール軸受装置。
（３）  前記撥油撥水剤は、溶剤で希釈して塗布されることを特徴とする（１）または（２）に記載のロール軸受装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のロール軸受装置によれば、筒状ロールのテーパ面とスラストリングのテーパ面、スラストリングの背面とシール板の端面はラビリンスを形成し、ラビリンスを形成する少なくとも一面は、撥油撥水剤を付着して形成した撥油撥水膜を備えるので、ラビリンスを形成する面は、冷却水や圧延水や潤滑油によって濡らされにくくなり、冷却水や圧延水をロール軸受装置の外部へはじき出すことにより、ロール軸受装置内部への冷却水や圧延水、更には異物等の浸入を遮断することができる。
【００１１】
その結果、シール構造を接触シールでなく非接触シールとすることが可能となり、密封性が確保されて外部からの異物や冷却水等の浸入を防止できるとともに、ロール軸受装置の回転トルクを軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係るロール軸受装置について図１を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るテンションレベラー機に用いられるロール用軸受装置の要部断面図であり、図２は、図１のII部拡大図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、ロール用軸受装置１０は、固定軸１１と、端部内周面にテーパ面１２ａを形成し、固定軸１１と同心状に設けられる筒状ロール１２と、固定軸１１と筒状ロール１２との間の軸方向両端側に介装される一対の転がり軸受である深溝玉軸受１３と、一対の深溝玉軸受１３の内側に設けられる複列の保持器付針状ころ１４と、軸方向において筒状ロール１２のテーパ面１２ａと転がり軸受１３との間で、筒状ロール１２に固着されるシール板１５と、端部外周面にテーパ面１６ａを形成し、両テーパ面１２ａ，１６ａが互いに対向するように、シール板１５及び筒状ロール１２のテーパ面１２ａの径方向内方で固定軸１１に嵌着されるスラストリング１６と、を備える。
【００１４】
深溝玉軸受１３の外輪１９は、外輪間座２０を介して、筒状ロール１２の中間部内周面に形成した段差面２１に突き当てている。また、深溝玉軸受１３の内輪２２は、固定軸１１の外周面に形成した段差面２３と、スラストリング１６の軸方向内端面とに突き当てられ、スラストリング１６の軸方向外端面を固定軸１２の端部外周面に係止した止め輪２４で抑え付けることにより、軸方向変位が規制されている。
【００１５】
スラストリング１６の中間部内周面には、全周に亘って係止溝１６ｂが形成されており、係止溝１６ｂに係止したＯリング２５を、係止溝１６ｂの底面と固定軸１１の外周面との間で弾性的に圧縮して、スラストリング１６の内周面と固定軸１１の外周面との間を密封している。
【００１６】
また、シール板１５は、筒状ロール１２の内周面に固着される筒部１５ａと、筒部１５ａから径方向内方に延出するフランジ部１５ｂを備える。
【００１７】
筒状ロール１２の端部内周面に形成されたテーパ面１２ａは、端部開口に向けて拡径しており、また、スラストリング１６に設けた鍔部２７の端部外周面に形成されたテーパ面１６ａは、軸方向外端に向かって縮径する。なお、鍔部２７の下端部外周面には、軸方向全長に亘る水抜き溝（図示せず）を設けている。これにより、筒状ロール１２の端部内周面と鍔部２７の外周面との間から、鍔部２７の軸方向内方に冷却水等の水が進入した場合でも、水抜き溝を通じて外部に排出しやすく構成されている。
【００１８】
そして、筒状ロール１２のテーパ面１２ａとスラストリング１６のテーパ面１６ａによりラビリンス隙間１７ａが、スラストリング１６の背面１６ｃとシール板１５の端面１５ｃによりラビリンス隙間１７ｂが形成され、ロール軸受装置１０のトルクを増大させることなく、転がり軸受１３の軸方向外方に密封構造を設けている。
【００１９】
図２の×印部として示すように、筒状ロール１２のテーパ面１２ａ、スラストリング１６のテーパ面１６ａ、スラストリング１６の背面１６ｃ、シール板１５の端面１５ｃは、撥油撥水剤を付着して形成した撥油撥水膜を備えており、ロール軸受装置１０外部の冷却水がはじかれ、冷却水のロール軸受装置１０内部への浸入が有効に防止されるようになる。この結果、密封性が確保されて外部からの異物や冷却水等の浸入を防止できるとともに、ロール軸受装置の回転トルクを軽減することができる。
【００２０】
撥油撥水剤としては、例えば、フッ素系界面活性剤、フッ素系シランカップリング剤、フッ素系ポリマーであってもよく、撥油撥水膜は、所定の部分に撥油撥水剤を塗布することによって形成されてもよい。また、必要に応じて、撥油撥水剤を溶剤（例えば、代替フロンやフッ素系溶剤）で希釈して塗布すると、薄く均一な被膜を得ることができる。
【００２１】
なお、撥油撥水剤を付着させる部分は、筒状ロール１２の端部内周面のテーパ面１２ａとスラストリング１６の端部外周面のテーパ面１６ａの非接触対向面のいずれか一方であれば足りるが、両方に付着させておくことが好ましい。さらに、シール板１５の端面１５ｃやスラストリング１６の背面１６ｃにも付着させることが望ましい。また、冷却水等が浸入する経路であれば、特に制約なく塗布してもよい。
【００２２】
また、図３に示すように、シール板１５の端面１５ｃとスラストリング１６の背面１６ｃの少なくとも一方に人工起毛２８を取り付け、これに撥油撥水剤を付着させることで、より撥水性を増加し、異物の浸入を防止することができる。
【００２３】
以上説明した様に、本実施形態のロール軸受装置１０によれば、筒状ロール１２のテーパ面１２ａとスラストリング１６のテーパ面１６ａ、スラストリング１６の背面１６ｃとシール板１５の端面１５ｃはラビリンス隙間１７ａ、１７ｂを形成し、ラビリンス隙間１７ａ，１７ｂを形成する少なくとも一面１２ａ，１６ａ，１６ｃ，１５ｃは、撥油撥水剤を付着して形成した撥油撥水膜を備えるので、ラビリンス隙間１７ａ，１７ｂを形成する面１２ａ，１６ａ，１６ｃ，１５ｃは、冷却水や圧延水や潤滑油によって濡らされにくくなり、冷却水や圧延水をロール軸受装置１０の外部へはじき出すことにより、ロール軸受装置１０内部への冷却水や圧延水、更には異物等の浸入を遮断することができる。
【００２４】
その結果、シール構造を接触シールでなく非接触シールとすることが可能となり、密封性が確保されて外部からの異物や冷却水等の浸入を防止できるとともに、ロール軸受装置１０の回転トルクを軽減することができる。
【００２５】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
【００２６】
本発明のシール板としては、非接触であればよく、金属製以外のゴム製、プラスチック製等、その他の材質であっても適用可能である。
また、筒状ロールのテーパ面とスラストリングのテーパ面、スラストリングの背面とシール板の端面がそれぞれラビリンスを形成すればよく、ラビリンスの構造は本実施形態のものに限定されるものでない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のロール軸受装置の部分断面図である。
【図２】図１のII部拡大図である。
【図３】本発明のロール軸受装置の変形例を示す要部拡大図である。
【図４】従来のロール軸受装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ロール軸受装置
１２  筒状ロール
１２ａ  テーパ面
１３  転がり軸受
１５  シール板
１５ｃ  端面
１６  スラストリング
１６ａ  テーパ面
１６ｃ  背面
１７ａ，１７ｂ  ラビリンス隙間
【図１】
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【図２】
2007333054.tif 000004
【図３】
2007333054.tif 000005
【図４】
2007333054.tif 000006