JP2006077962A - 密封型円錐ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 内輪の突合わせ部で、空気の流通（浸入）のみを許容する一方、水や異物等の流通を阻止しながら、突合わせ部の面積を広くし、その面圧を軽減して強度不足を解消し、これにより、アキシアル荷重の厳しい条件下においても、従来品より薄肉な内輪設計を可能にすること。
【解決手段】 内輪１３の突合わせ部に、Ｔ字状の内輪間座３０が配置してある。このＴ字状の内輪間座３０は、内輪１３，１３の端面同士の間に介装される本体３１と、内輪１３，１３の外径面を被覆するように延びる一対の肩部３２，３２と、を備えている。一対の肩部３２，３２の内径側には、内輪１３，１３の外径面との間に、一対のＯ−リング３３，３３が装着してある。このＯ−リング３３，３３の潰し代は、空気の流通を許容する一方、異物の流通を阻止する程度に設定してある。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、鉄鋼設備、圧延機等に使用されるロールネック用・密封型・４列・円錐ころ軸受などの密封型円錐ころ軸受に関し、例えば、熱間圧延機、冷間圧延機のワークロール、中間ロール軸受に使用される。

従来、ロールネック用・密封型・４列・円錐ころ軸受では、その中央部から水や異物等の浸入を防止するため、密封シールを設ける場合には、内輪突合せ面の端面に、中聞シールを用いる方法が採用されている。

図２は、従来に係るロールネック用・密封型・４列・円錐ころ軸受の縦断面図である。なお、同図は、軸を含まない縦断面図のうちの上部を示す半縦断面図である。

密封型円錐ころ軸受１０は、外輪１１、１２、１１と、内輪１３、１３と、外輪１１、１１、１２と内輪１３、１３との間に配置される多数の円錐ころ１４、１４、…と、これらの円錐ころ１４、１４、…を支持する保持器１５、１５、…と、外輪１２と外輪１１、１１との間に配設された外輪間座１６、１６と、外輪１１、１１の端部に配置されたシールホルダ１７、１７と、シールホルダ１７、１７によって支持された端面シール１８、１８と、一対の内輪１３、１３が接する部分の内径面に形成されている凹部９に保持される中間シール２０とを備えている。

外輪全体は、軸方向の両端部に配置された単列の外輪１１、１１と、これらの間に配置され、単列外輪を２個連結した形状の複列の外輪１２とによって構成されている。外輪１１、１１、１２の内周側にはそれぞれテーパ面１１ａ、１１ａ、１２ａが形成されている。

内輪全体は、軸方向に並べた２個の複列内輪１３、１３によって構成されている。内輪１３、１３の外周側は、上述の外輪１１、１２のテーパ面１１ａ、１２ａに対応し、これらテーパ面１１ａ、１２ａとの間に軸受内部空間Ｓを構成している。内輪１３、１３には、ロール軸がルーズフィットで嵌合する。つまり、内輪１３、１３の内周側は、ロール軸の外周面にわずかな隙間をもって嵌合する。内輪１３、１３の軸方向の左右の端部は、それぞれ外輪１１、１１のそれよりも長く延設されており、この延設部には、端面シール１８、１８の弾性リップ１８ａ、１８ａが接触するリップ摺動面１３ａ、１３ａが形成されている。

転動体である４列の円錐ころ１４、１４、１４、１４は、上述の軸受内部空間Ｓに配設されており、外輪１１、１２のテーパ面１１ａ、１２ａ及び内輪１３、１３の外周面に接触する。各円錐ころ１４は、ロール軸の回転に伴って内輪１３、１３が回転すると、所定の方向に回転し、これにより、外輪１１、１２に対して内輪１３、１３が円滑に回転するようにしている。

保持器１５、１５、…は、環状に形成された４本のものが上述の軸受内部空間Ｓ内に配設されており、各保持器１５ごとに、周方向に多数の円錐ころ１４、１４、…を回動自在に支持している。

外輪間座１６、１６は、環状に形成された部材であり、複列の外輪１２と先端（左）側の単列の外輪１１との間、及び複列の外輪１２と基端（右）側の単列の外輪１１との間に、それぞれ介装されている。

シールホルダ１７、１７は、２個の外輪１１、１１のうちの先端側の外輪１１の先端部（図２の左方）と、基端側の外輪１１の基端部（図２の右方）にそれぞれ配置されており、内周側において端面シール１８、１８をそれぞれ保持している。

回転シール部材である端面シール１８、１８は、上述のシールホルダ１７、１７の内周側に保持されており、それぞれ弾性リップ１８ａ、１８ａを、前述の内輪１３、１３のリップ摺動面１３ａ、１３ａに当接させている。これにより、密封型円錐ころ軸受１０の軸受内部空間Ｓが密封されている。

静止シール部材である中間シール２０は、環状に形成された部材であり、一対の内輪１３、１３が対向して当接する当接面の内径面側に形成した凹部１９にはまり込んでここに保持される。

このような密封型円錐ころ軸受１０では、運転中、軸受温度の上昇によって、軸受内部空間Ｓの空気は、膨張して、端面シール１８の弾性リップ１８ａから排気される一方、停止時に、軸受内の温度低下すると、軸受内部空間Ｓの空気は、収縮して、軸受内部空間Ｓの圧力は、外気圧より低くなるので、外気を引き込む力（負圧）が作用する。

この際、端面シール１８の弾性リップ１８ａは、外向きに組込まれているので、軸受内部空間Ｓへの外気の流入を防止する。また、軸受外径面からの浸入は、シールホルダ１７に装着したＯ−リング１７ａによって防止する。

一方、内輪１３の突合わせ部では、中聞シール２０が空気の流通（浸入）のみを許容する一方、水や異物等の流通を阻止している。これにより、軸受内部空間Ｓが負圧になることを防止する一方、軸受内部空間Ｓをクリーンな状態に維持している。

なお、特許文献１には、ガスの流れによって搬送される粘性液体を、複数の放出孔に分岐する流入孔により複数の部分流に分割する装置が開示してあり、例えば、圧延機やレール車両の潤滑システムに使用される。
特表２０００−５０１８２４号公報

しかしながら、上記図２に従来の示した密封型円錐ころ軸受では、内輪１３、１３の突合せ部の端面に、中間シール２０を装着するための凹部１９を設けなければならない結果、内輪１３、１３の突合せ部に於ける突合わせ面積は、狭くなるといったことがある。

このような円錐ころ軸受には、スラスト荷重が作用することから、この突合わせ面積が狭くなると、面圧が高くなって、強度不足になるといった虞れがある。この強度不足を防ぐため、内輪の突合せ部の形状等は、その面圧の応力値が許容値以下になるように設計する必要がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、内輪の突合わせ部で、空気の流通（浸入）のみを許容する一方、水や異物等の流通を阻止しながら、突合わせ部の面積を広くし、その面圧を軽減して強度不足を解消し、これにより、アキシアル荷重の厳しい条件下においても、従来品より薄肉な内輪設計を可能にすることができる密封型円錐ころ軸受を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る密封型円錐ころ軸受は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に転動自在に介装した円錐ころと、を備えると共に、内・外輪の両端部と、内輪の突合せ部とを密封した密封型円錐ころ軸受に於いて、
前記内輪の突合わせ部に、内輪間座が配置してあると共に、
当該内輪間座と前記内輪との間に、シール部材が介装してあることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る密封型円錐ころ軸受は、前記シール部材の潰し代は、空気の流通を許容する一方、異物の流通を阻止する程度に設定してあることを特徴とする。

本発明によれば、内輪の突合わせ部に、内輪間座が配置してあると共に、内輪間座と内輪との間に、シール部材が介装してあり、また、シール部材の潰し代は、空気の流通を許容する一方、異物の流通を阻止する程度に設定してある。

従って、内輪の突合わせ部で、空気の流通（浸入）のみを許容する一方、水や異物等の流通を阻止し、これにより、軸受内部空間が負圧になることを防止する一方、軸受内部空間をクリーンな状態に維持することができる。

しかも、内輪間座を使用しているので、突合わせ部の面積を広くして、その面圧を軽減し、強度不足を解消することができる。これにより、アキシアル荷重の厳しい条件下においても、従来品より薄肉な内輪設計を可能にすることができる。

また、従来技術のように内輪どうしを直接突合わせるのではなく、内輪間座を使用しているので、軸受製作時の内部すきま出しに、内輪間座の厚さ調整を行えるので、内部すきま出し作業が容易になる。

以下、本発明の実施の形態に係るロールネック用・密封型・４列・円錐ころ軸受などの密封型円錐ころ軸受を図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るロールネック用・密封型・４列・円錐ころ軸受の縦断面図である。なお、同図は、軸を含まない縦断面図のうちの上部を示す半縦断面図である。

密封型円錐ころ軸受１は、外輪１１、２２、２２、１１と、内輪１３、１３と、外輪１１、１１、２２、２２と内輪１３、１３との間に配置される多数の円錐ころ１４、１４、…と、これらの円錐ころ１４、１４、…を支持する保持器１５、１５、…と、外輪２２と外輪１１、１１との間に配設された外輪間座１６、１６と、外輪１１、１１の端部に配置されたシールホルダ１７、１７と、シールホルダ１７、１７によって支持された端面シール１８、１８と、を備えている。

外輪全体は、軸方向の両端部に配置された単列の２個の外輪１１、１１と、これらの間に配置され、外輪１１、１１を連結した単列の２個の外輪２２、２２と、によって構成されている。外輪１１、１１、２２、２２の内周側には、それぞれ、テーパ面１１ａ、１１ａ、２２ａ、２２ａが形成されている。

内輪全体は、軸方向に並べた２個の複列内輪１３、１３によって構成されている。内輪１３、１３の外周側は、上述の外輪１１、２２のテーパ面１１ａ、２２ａに対応し、これらテーパ面１１ａ、２２ａとの間に軸受内部空間Ｓを構成している。

内輪１３、１３には、ロール軸がルーズフィットで嵌合する。つまり、内輪１３、１３の内周側は、ロール軸の外周面にわずかな隙間をもって嵌合する。内輪１３、１３の軸方向の左右の端部は、それぞれ外輪１１、１１のそれよりも長く延設されており、この延設部には、端面シール１８、１８の弾性リップ１８ａ、１８ａが接触するリップ摺動面１３ａ、１３ａが形成されている。

転動体である４列の円錐ころ１４、１４、１４、１４は、上述の軸受内部空間Ｓに配設されており、外輪１１、２２のテーパ面１１ａ、２２ａ及び内輪１３、１３の外周面に接触する。各円錐ころ１４は、ロール軸の回転に伴って内輪１３、１３が回転すると、所定の方向に回転し、これにより、外輪１１、２２に対して内輪１３、１３が円滑に回転するようにしている。

保持器１５、１５、…は、環状に形成された４本のものが上述の軸受内部空間Ｓ内に配設されており、各保持器１５ごとに、周方向に多数の円錐ころ１４、１４、…を回動自在に支持している。

外輪間座１６、１６は、環状に形成された部材であり、単列の外輪２２と先端（左）側の単列の外輪１１との間、及び単列の外輪２２と基端（右）側の単列の外輪１１との間に、それぞれ介装されている。

シールホルダ１７、１７は、２個の外輪１１、１１のうちの先端側の外輪１１の先端部（図２の左方）と、基端側の外輪１１の基端部（図２の右方）にそれぞれ配置されており、内周側において端面シール１８、１８をそれぞれ保持している。

回転シール部材である端面シール１８、１８は、上述のシールホルダ１７、１７の内周側に保持されており、それぞれ弾性リップ１８ａ、１８ａを、前述の内輪１３、１３のリップ摺動面１３ａ、１３ａに当接させている。これにより、密封型円錐ころ軸受１の軸受内部空間Ｓが密封されている。

さて、本実施の形態では、内輪１３，１３の突合わせ部に、Ｔ字状の内輪間座３０が配置してある。このＴ字状の内輪間座３０は、内輪１３，１３の端面同士の間に介装される本体３１と、内輪１３，１３の外径面を被覆するように延びる一対の肩部３２，３２と、を備えている。

一対の肩部３２，３２の内径側には、内輪１３，１３の外径面との間に、一対のＯ−リング３３，３３が装着してある。このＯ−リング３３，３３の潰し代は、空気の流通を許容する一方、異物の流通を阻止する程度に設定してある。即ち、潰し代は、一般の規格値より小さくしてある。

また、外輪２２，２２の突合わせ部に、外輪間座２３が介装してある。

このような密封型円錐ころ軸受１では、運転中、軸受温度の上昇によって、軸受内部空間Ｓの空気は、膨張して、端面シール１８の弾性リップ１８ａから排気される一方、停止時に、軸受内の温度低下すると、軸受内部空間Ｓの空気は、収縮して、軸受内部空間Ｓの圧力は、外気圧より低くなるので、外気を引き込む力（負圧）が作用する。

この際、端面シール１８の弾性リップ１８ａは、外向きに組込まれているので、軸受内部空間Ｓへの外気の流入を防止する。また、軸受外径面からの浸入は、シールホルダ１７に装着したＯ−リング１７ａによって防止する。

一方、内輪１３の突合わせ部では、Ｏ−リング３３，３３が空気の流通（浸入）のみを許容する一方、水や異物等の流通を阻止して、軸受内部空間Ｓの負圧を緩和している。これにより、軸受内部空間Ｓが負圧になることを防止する一方、軸受内部空間Ｓをクリーンな状態に維持することができる。

しかも、内輪間座３０を使用しているので、突合わせ部の面積を広くして、その面圧を軽減し、強度不足を解消することができる。これにより、アキシアル荷重の厳しい条件下においても、従来品より薄肉な内輪設計を可能にすることができる。

また、従来技術のように内輪どうしを直接突合わせるのではなく、内輪間座３０を使用しているので、軸受製作時の内部すきま出しに、内輪間座３０の厚さ調整を行えるので、内部すきま出し作業が容易になる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。

本発明の実施の形態に係るロールネック用・密封型・４列・円錐ころ軸受の縦断面図である。 従来に係るロールネック用・密封型・４列・円錐ころ軸受の縦断面図である。

符号の説明

１ 密封型円錐ころ軸受
１０ 密封型円錐ころ軸受
１１，１２ 外輪
１１ａ，１２ａ テーパ面
１３ 内輪
１４ 円錐ころ
１５ 保持器
１６ 外輪間座
１７ シールホルダ
１７ａ リップ摺動面
１８ 端面シール
１８ａ 弾性リップ
１９ 凹部
２０ 中間シール
２２ 外輪
２３ 外輪間座
３０ 内輪間座
３１ 本体
３２ 肩部
３３ Ｏ−リング（シール部材）

Claims (2)

1. 内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に転動自在に介装した円錐ころと、を備えると共に、内・外輪の両端部と、内輪の突合せ部とを密封した密封型円錐ころ軸受に於いて、
   前記内輪の突合わせ部に、内輪間座が配置してあると共に、
   当該内輪間座と前記内輪との間に、シール部材が介装してあることを特徴とする密封型円錐ころ軸受。
2. 前記シール部材の潰し代は、空気の流通を許容する一方、異物の流通を阻止する程度に設定してあることを特徴とする請求項１に記載の密封型円錐ころ軸受。

Images