(57)【要約】【課題】ハンドリング性に優れ、作業メンテナンスコストを抑えることができる、接触形のシール部材を備えると共に、圧延機ロールの高速化によるシールリップ部の摩耗発熱を抑制することができる密封型転がり軸受を提供する。【解決手段】密封型転がり軸受１は、接触形のシール体１５を備え、シール部材２１のシールリップ部２１ａの少なくとも摺接部位には、ポリテトラフルオロエチレンなどの凸状の低摩擦材２３がコーティングまたは貼り付けにより設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の外輪と、
複数の内輪と、
該外輪と該内輪との間に配置される複数のころと、
前記複数の外輪の側方にそれぞれ配置される複数のシールホルダと、
該シールホルダに固着される芯金及びシール部材をそれぞれ有し、前記シール部材のシールリップ部が前記内輪の外周面と摺接する複数の接触形のシール体と、
を備える密封型転がり軸受であって、
前記シール部材のシールリップ部の少なくとも摺接部位には、凸状の低摩擦材がコーティングまたは貼り付けにより設けられることを特徴とする密封型転がり軸受。
【請求項２】
前記凸状の低摩擦材は、断面円弧状、断面山形状、球面形状のいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の密封型転がり軸受。
【請求項３】
前記低摩擦材は、ポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項１または２
に記載の密封型転がり軸受。
【請求項４】
前記シール部材の母材は、水素化ニトリルゴム、又は、フッ素ゴムであることを特徴とす
る請求項３に記載の密封型転がり軸受。
【請求項５】
鉄鋼設備の圧延機ロール用であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の
密封型転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封型転がり軸受に関し、より詳細には、例えば、鉄鋼設備の圧延機に使用される優れたシール性能を有する密封型転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼設備の熱間圧延機や冷間圧延機に使用されるロール用軸受は、圧延荷重またはベンダー荷重によるラジアル荷重と、ロールミスアライメントや圧延機の構造・機構上から生じるアキシアル荷重を同時に負荷できる、複列や四列円すいころ軸受が一般的に使用されている。
【０００３】
形状精度の高い板製品を製造するため、圧延機ではロールの冷却、ロール間、即ち、ワークロールとバックアップロールとの間の潤滑、圧延材とロールとの間の潤滑、そして、ロールプロファイルのコントロール（サーマルクラウン）等に大量の圧延水がロールに噴射されている。
【０００４】
圧延水が軸受内部へ浸入するのを防ぐため、軸受ハウジング（チョック）には、標準仕様のシール（チョックシール）が使用されている。しかしながら、高温環境、スケール等の異物、また、メンテナンスの不備によりチョック内に圧延水が浸入し、軸受内部に圧延水が浸入してしまうと、潤滑不良を生じ、軸受が早期に損傷するおそれがある。
【０００５】
このため、最近では、軸受内部への水浸入を防止するため、シールを取付けた密封型転がり軸受が使用されている。例えば、特許文献１及び２に記載のような接触形のシールが一般的に用いられている。
【０００６】
また、密封型多列ころ軸受として、非接触形のラビリンスシールを使用したものも知られている。非接触形のラビリンスシールは、回転部と固定部の固体同士の接触部がないため、接触シールのような摩耗発熱の影響を受けない構造となる。一方、ラビリンスシールは、ある程度の回転を有した状態であれば、いくつものすきま（ラビリンス）での差圧効果からシール機能を発揮するが、停止状態ではシール機能を期待することができない。
【０００７】
圧延機ロールは、常に運転しているわけではなく、圧延水が噴射される状態で停止していることもある。又は、ロール表面を定期的にリグランドするために、圧延ラインからロール・軸受を含むチョックが取り出され、隣接されたロール研磨工場に移動される。しかしながら、研磨ラインの状況によりチョックがそのままの状態でしばらく保管され、チョック内に圧延水が残っていると、ラビリンスシール部分から圧延水が徐々に浸入する。水が入った状態で、再度圧延機に組み込まれると、軸受は潤滑不良を生じ、回転トルクが増大する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平６−８２４３７号公報
【特許文献２】特開２００２−１６１９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、製鉄所では、高生産性、効率化、合理化を目的として、圧延機の高速化が図られている。このため、軸受のシールもより過酷な環境下に晒されることになり、軸受の密封性が損なわれることが懸念される。
【００１０】
接触形のシールでは、高速化に対応させるため、耐発熱性に優れたフッ素材を使用することが一般的に行われているが、シールリップ部の高周速による摩耗発熱に対してさらなる改善が求められている。なお、特許文献１に記載のシール部材は、シールリップ部をエラストマーによって構成することを開示するのみで、高速化に対して考慮されていない。
【００１１】
また、圧延機ロール用軸受は、定期的にチョックから取り外され、軸受の分解、洗浄が行われ、点検後に再組立が行われ、チョックに挿入される。特許文献２に記載の接触形のシールでは、シール周りの部品点数が多く、複雑化した構造であるため、作業メンテナンスに多大な時間を要する。
【００１２】
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、ハンドリング性に優れ、作業メンテナンスコストを抑えることができる、接触形のシールを備えると共に、圧延機ロールの高速化によるシールリップ部の摩耗発熱を抑制することができる密封型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】
【００１３】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  複数の外輪と、
複数の内輪と、
該外輪と該内輪との間に配置される複数のころと、
前記複数の外輪の側方にそれぞれ配置される複数のシールホルダと、
該シールホルダに固着される芯金及びシール部材をそれぞれ有し、前記シール部材のシールリップ部が前記内輪の外周面と摺接する複数の接触形のシール体と、
を備える密封型転がり軸受であって、
前記シール部材のシールリップ部の少なくとも摺接部位には、凸状の低摩擦材がコーティングまたは貼り付けにより設けられることを特徴とする密封型転がり軸受。
（２）  前記凸状の低摩擦材は、断面円弧状、断面山形状、球面形状のいずれか一つである。
（３）  前記低摩擦材は、ポリテトラフルオロエチレンである。
（４）  前記シール部材の母材は、水素化ニトリルゴム、又は、フッ素ゴムである。
（５）  密封型転がり軸受は鉄鋼設備の圧延機ロール用である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の密封型転がり軸受によれば、接触形のシール体は、シールホルダに固着され、シール部材のシールリップ部が内輪の外周面と摺接する構成としたので、ハンドリング性に優れた接触形のリール体となり、作業メンテナンスコストを抑えることができる。また、シール部材のシールリップ部の少なくとも摺接部位には、凸状の低摩擦材がコーティングまたは貼り付けにより設けられる。シール摺動部分に低摩擦材を採用することにより、圧延機ロールの高速化によるシールリップ部の摩耗発熱を抑制することができる。また、低摩擦材を凸状にすることにより、シールリップと内輪の外周面の接触面積が小さく、回転トルクを抑えることができるほか、低摩擦材の摺動摩耗が進んでもシール性を保持出来るため圧延機ロールの高速回転に適する。その他、密封性、耐摩耗性に優れた接触形のシール体は、運転停止状態、及び低速から高速運転領域にわたり、異物（水、スケール、ごみ等）の浸入を防ぎ、軸受寿命の延長、及び突発的な軸受損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る密封型転がり軸受が適用される圧延機のロールネック部の縦断面図である。
【図２】（ａ）は、図１の密封型転がり軸受の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩ部拡大断面図である。
【図３】低摩擦材の形状が球面である形態を示す図である。
【図４】断面山形状の棒材である低摩耗材の母材を示す図である。
【図５】断面円弧状の棒材である低摩耗材の母材を示す図である。
【図６】（ａ）は、第１の変形例に係る密封型転がり軸受の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩ部拡大断面図である。
【図７】（ａ）は、第２の変形例に係る密封型転がり軸受の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＶ部拡大断面図である。
【図８】第３の変形例に係る密封型転がり軸受の縦断面図である。
【図９】第４の変形例に係る密封型転がり軸受の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る密封型転がり軸受を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
鉄鋼設備の圧延機に使用される密封型転がり軸受（４列円錐ころ軸受）１は、図１及び図２に示すように、一対の外輪２及び複列外輪３と、一対の複列内輪４と、外輪２と複列内輪４、及び複列外輪３と複列内輪４間に転動自在に配設された複数の円錐ころ５とを備え、複列内輪４がロール６のロールネック部７にすきまばめ（ルーズフィット）されて使用される。軸方向中央に配置された複列外輪３と、その軸方向両側に配置された外輪２との間には、外輪間座１７がそれぞれ配置されて一対の外輪２及び複列外輪３の軸方向の位置決めがなされる。一対の複列内輪４の軸端側の一端には、内輪押え部材であるフィレットリング８が配置されて複列内輪４の軸方向の位置決めを行う。フィレットリング８の内周面には、Ｏリングなどのシール９が配設されてロールネック部７の外周面との間をシールしている。
【００１８】
チョック（ハウジング）１０の軸側端部とフィレットリング８、及びチョック１０のロール側端部とロールネック部７との間には、それぞれチョックシール１１、１２が配置されている。また、それぞれの外輪２の外方側部には、チョック１０の内周面との間がＯリング１３でシールされたシールホルダ１４が設けられており、シールホルダ１４に固着される接触形のシール体１５が、複列内輪４の外周面に摺接して密封型転がり軸受１がシールされる。
【００１９】
シールホルダ１４に固着される接触形のシール体１５は、図２（ｂ）に拡大して示すように、金属によってリング状に成形され、断面略Ｌ字状に折り曲げ形成された芯金２０と、該芯金２０に一体に成形された円環状の弾性のシール部材２１とを有し、シール部材２１のシールリップ部２１ａが複列内輪４の外周面と摺接する。シールリップ部２１ａの外周には、ガータースプリング２２が嵌着されており、このガータースプリング２２の緊縛力により、シールリップ部２１ａは複列内輪４の外周面に圧接される。
【００２０】
シール部材２１の母材は、例えば、水素化ニトリルゴム、又は、フッ素ゴムからなる。また、シール部材２１のシールリップ部２１ａの少なくとも摺接部位には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの低摩擦材２３がコーティングまたは貼り付けにより設けられる。
【００２１】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は高温の使用に耐えるものであり、且つ摩擦係数が非常に低く、切削性は良好である為、予め低摩擦材２３を一定な形状を作り、貼り付けによりシールリップ部２１ａに設けることが可能となる。
【００２２】
本実施形態では、図２（ｂ）の拡大図に示すようにシールリップ部２１ａは断面山形（頂部の角が緩やかである略三角形ともいう）の低摩擦材２３を設けるが、低摩擦材２３の形状は、断面円弧状又は図３に示す球面形状にしてもよい。
断面山形または断面円弧状の低摩擦材２３は、低摩擦成分を原料として押出し成形等で図４に示す断面山形状または図５に示す断面円弧状の棒状の母材２４が作られる。この母材２４を適宜切断した低摩擦材２３をシールリップ部２１ａに貼り付けることで、低摩擦材２３を備えるシールリップ部２１ａが作製される。上述製作過程で低摩擦材２３を作ると、量産時の生産コストを抑えることができる。
【００２３】
従って、本実施形態の密封型転がり軸受によれば、接触形のシール体１５は、シールホルダ１４に固着され、シール部材２１のシールリップ部２１ａが複列内輪４の外周面と摺接する構成としたので、ハンドリング性に優れた接触形のシール体１５となり、作業メンテナンスコストを抑えることができる。また、シール部材２１のシールリップ部２１ａの少なくとも摺接部位には、凸状の低摩擦材２３がコーティングまたは貼り付けにより設けられている。低摩擦材を採用することにより、圧延機ロールの高速化によるシールリップ部の摩耗発熱を抑制することができ。また、低摩擦材を凸状にすることにより、シールリップと内輪の外周面の接触面積が小さく、回転トルクを抑えることができるほか、低摩擦材の摺動摩耗が進んでもシール性を保持出来るため、圧延機ロールの高速回転に適する。その他、密封性、耐摩耗性に優れた接触形のシール体１５は、運転停止状態、及び低速から高速運転領域にわたり、異物（水、スケール、ごみ等）の浸入を防ぎ、軸受寿命の延長、及び突発的な軸受損傷を防ぐことができる。
さらに、シール部材２１の母材は、例えば、水素化ニトリルゴム、又は、フッ素ゴムからなるので、接触形のシール体１５の弾性を確保することができる。
【００２４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、適宜、変更、改良等が可能である。  本発明の密封型転がり軸受１は、多列転がり軸受であればよく、本実施形態のような四列円錐ころ軸受でもよいし、あるいは複列円錐ころ軸受でもよい。また、本発明のシール体は、シールホルダ１４に固着される芯金２０及びシール部材２１を有し、シールリップ部２１ａが複列内輪４の外周面と摺接する接触形であり、且つ、シールリップ部２１ａの少なくとも摺接部位に低摩擦材２３が設けられるものであれば、任意に設計することができ、図６や図７に示すシール体１５Ａ、１５Ｂによって構成されてもよい。即ち、図６〜図９の変形例に示すような密封型転がり軸受であってもよい。
【００２５】
具体的に、図６に示す第１変形例の密封型転がり軸受１は、上記実施形態と同様、四列円錐ころ軸受によって構成され、シール体１５Ａは、シール部材２１の外周面によってシールホルダ１４に嵌めこまれており、シールホルダ１４に容易に脱着することができる。
【００２６】
図７に示す第２変形例の密封型転がり軸受１は、複列円錐ころ軸受によって構成されている。即ち、一対の単列外輪２が外輪間座１７を介して突き合わされており、各列の円錐ころ５は、各外輪２と複列内輪４との間に配置されている。また、このシール体１５Ｂも、シール部材２１の外周面によってシールホルダ１４に嵌めこまれており、シールホルダ１４に容易に脱着することができる。
【００２７】
図８に示す第３変形例の密封型転がり軸受１も、複列円錐ころ軸受によって構成されており、上記実施形態のシール体１５が適用されている。
【００２８】
また、図９に示す第４変形例の密封型転がり軸受１のように、複列円錐ころ軸受を軸方向に二つ並べることで四列円錐ころ軸受を構成してもよい。この場合、軸方向内側に位置するシールホルダ１４には、上記実施形態のシール体１５が適用されており、軸方向外側に位置するシールホルダ１４には、シール体１５Ｂが適用されている。  
【符号の説明】
【００２９】
１  密封型転がり軸受
２  外輪
３  複列外輪（外輪）
４  複列内輪（内輪）
５  円錐ころ（ころ）
１５  シール体
２０  芯金
２１  シール部材
２１ａ  シールリップ部
２３  低摩擦材
２４  低摩擦材の母材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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