JPH07158643A - 密封型軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】連鋳設備等で使用している密封型軸受装置にお
いて、摺動側軸受の密封型軸受の両側の空間の呼吸現象
を防止し、外気の進入を防止する。 【構成】軸受箱７の外周壁８に、密封球軸受３の左右の
空間１１ａ、１１ｂに連通する溝貫通孔２０ａ、２０ｂ
を設け、この貫通孔２０ａ、２０ｂを管路２１ａ、２１
ｂを介してそれぞれ蛇腹管２２ａ、２２ｂで囲まれた容
積可変の密閉空間２３ａ、２３ｂに連通させておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軸方向の移動を許容した
密封型軸受装置に関する。特に密封型軸受箱に対して軸
方向に相対移動する球軸受に適用される。

【０００２】

【従来の技術】近年、連続鋳造装置等、高温、多湿で粉
塵の多い悪環境下において、鋳片を案内するガイドロー
ル等の軸受に密封軸受が適用され始めている（特開昭６
１−２２９４５３号公報参照）。このようなロールの軸
受装置では一般にガイドロールの片側の軸受を固定と
し、他方の軸受をロールの軸方向に摺動可能に形成しロ
ールの軸方向熱膨張収縮に対応する構造になっている。

【０００３】図２は、連続鋳造装置のガイドロールに設
けられるこのような軸方向に摺動可能にした軸受装置の
一例を示す概略縦断面図である。図３において、連続鋳
造装置のガイドロール１の摺動側のガイドロール軸２に
はガイドロール軸２の外周面に内輪４の内周面を固定さ
れた密封軸受が設けられており、密封軸受３の外輪５は
軸受箱７の外周壁８内に軸方向に摺動可能に内嵌してい
る。密封軸受３の内輪４と外輪５の左右両サイドは内側
シール体６ａ、外側シール体６ｂで密封され、密封軸受
３の内部には耐熱耐久性に優れたグリース等の潤滑剤１
３が封入されている。軸受箱７は図示されない連続鋳造
装置ガイドロール軸受サポートフレームに固定されてい
る。軸受箱７の外周壁８の内周面は前記密封軸受３の外
輪５の外周面を軸方向に摺動可能に支持し、ガイドロー
ル１の熱膨張・収縮によるガイドロール軸２及び軸受３
の軸方向（矢印３０、３１）の移動を許容している。密
封軸受３の左右両側には前記のような軸２及び密封軸受
３の軸方向の移動量をも考慮して所定の空間１１ａ、１
１ｂを設けてあり、軸受箱７の内側壁９及び外側壁１０
が軸２の外周面に若干の間隙をおいて対向するように設
けられ、この間隙には内側シール機構１２ａ、外側シー
ル機構１２ｂがそれぞれ設けられている。これらシール
機構１２ａ、１２ｂによって軸受箱７内部への水、粉塵
等の侵入を防止し、軸受箱７内の左右空間１１ａ、１１
ｂにグリース等を封入した場合に、封入されたグリース
等が軸受箱７の外部へ漏れ出ないように配慮されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記図２に示したよう
な従来の密封型軸受装置においては、連続鋳造中はガイ
ドロール１が鋳片からの伝熱により温度が上昇し軸方向
（矢印３０方向）へ伸びようとし、非鋳造時にはガイド
ロール１が冷えて軸方向（矢印３１方向）へ縮もうとす
る。このようなガイドロールの伸縮に応じて、図３のガ
イドロール軸２の外周に固定された密封軸受３は軸受箱
７の内部を矢印３０、３１の方向に摺動する。このと
き、密封軸受３の左右両側の空間１１ａ、１１ｂは体積
が変化する。これ等の空間１１ａ、１１ｂには一般に軸
受内部の保護と密封軸受３の摺動移動を円滑にするた
め、潤滑グリースを充填している。図２でわかるように
ガイドロール１が矢印３０の方向に伸びたときは、外側
空間１１ｂ内のグリースが外側シール機構１２ｂより外
に押し出され、内側空間１１ａは体積が膨張して負圧と
なるため、内側シール機構１２ａより外気を吸入するこ
とになる。反対にガイドロール１が矢印３１の方向へ縮
むと、先にグリースを吐き出した外側空間１１ｂは体積
が膨張して負圧となり、外側シール機構１２ｂより外気
を吸込み、先に外気を吸入して体積が大きくなった内側
空間１１ａは体積が小さくなり、吸込んだ外気を一部吐
き出すが、内部のグリースも外へ押し出されることにな
る。このようにして、内部のグリースが次第に少なくな
り、潤滑性が悪化して密封軸受３の摺動移動が円滑に行
われなくなる可能性があるので、定期的にグリースを補
給してやる必要が生じ、グリース補給装置が必要となる
ばかりでなく、軸受周囲や冷却水を汚染し、密封軸受を
適用する本来の目的の一つが達成できなくなってしま
う。

【０００５】前記のように密封軸受３の左右の空間１１
ａ、１１ｂにグリースが封入されていない場合はグリー
スの吐出、漏洩は生じないが、空間の体積の膨張収縮に
伴う外気の吸入・吐出、いわゆる呼吸現象は避けられな
い。このような呼吸現象によって吸入・吐出される外気
は、連続鋳造装置等の場合、高温の鋳片を水冷している
ため、非常に湿度が高く、ほぼ水蒸気が飽和した状態に
あり、軸受箱７の内部の温度が下がると結露する。この
呼吸・結露の繰返しにより軸受箱７内には水が溜り、こ
の水が密封軸受３の外輪５の外周と軸受箱７の外周壁８
の内周面との接触面に錆が発生する要因となっている。
この錆はガイドロール１の伸縮を阻害し、密封軸受３に
多大なスラスト荷重が発生し、ついには破損に至るとい
う問題がある。密封軸受３が破損するとガイドロール１
が回転しなくなり、鋳片の引き抜きが不可能となり、連
続鋳造装置内で鋳片の温度が低下してしまう。こうなる
と、ガイドロール装置の取り外し、鋳片の取り出し、ガ
イドロール装置の復旧（取替）に多大の時間を要し、連
続鋳造装置の稼働率の低下を招くばかりでなく、ガイド
ロールや軸受装置等の保守に多大の保守費を要すること
になる。

【０００６】本発明は上述のような従来の外径摺動形の
密封型軸受装置の有する問題を解消し保守費の増加や設
備稼働率の低下を招くことのない密封型軸受装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、軸受箱の内径
と密封軸受外輪外径とが軸方向に摺動可能に構成された
密封型軸受装置において、軸受箱内の軸方向両側の空間
と管路を介して連通する伸縮部材で囲まれた容積可変の
密閉空間を設けたことを特徴とする密封型軸受装置であ
る。

【０００８】

【作用】軸受箱内の軸方向の両側の空間が管路を介して
伸縮部材で囲まれた容積可変の密閉空間に連通している
ので、密封軸受が軸受箱内を軸方向に摺動する際、一方
の空間の気体は管路を介して容積可変の密閉空間へ押し
出され、他方の空間には管路を介して容積可変の密閉空
間からガスが吸引される。かくして両側の空間の気体の
圧力変化が防止され、外気に対して正圧になったり負圧
になったりすることはなくなるので、内側のシール機構
１２ａ、１２ｂの部分から、グリースなどの充填潤滑剤
が外部へ吐出されたり、逆に外気が吸入されたりする、
いわゆる呼吸現象がなくなる。

【０００９】従って、回転体の膨張・収縮に伴い、回転
軸端部外周に内輪円周面を固定された密封型軸受が、軸
受箱内を軸方向に移動しても、すなわち、密封軸受の左
右の密封空間の一方の体積がＶだけ小さくなっても内部
の気体が管路を通じて容積可変の密閉空間に流れ、この
密閉空間は伸縮部材で囲まれているため逆に体積がＶだ
け大きくなる。つまり、連通した密封空間全体の体積は
不変である。また、他方の空間の体積がＶだけ大きくな
っても、この空間には管路を通じて容積可変の密閉空間
から気体が吸入され、この密閉空間は伸縮部材で囲まれ
るため逆に体積がＶだけ小さくなる。つまり、連通した
密閉空間全体の体積は不変である。したがって、空間内
の圧力に変化が生ぜず、回転軸と軸受箱との間のシール
機構を通して密封空間内の充填潤滑剤やガスが軸受箱外
に吐出されたり、軸受箱外の外気・軸受箱内に吸入され
るといったいわゆる呼吸現象が防止される。このため連
続鋳造装置のガイドロールの密封型軸受装置のように周
面の外気が飽和水蒸気に近い湿度の高い場合でも、外気
の吸入、軸受箱の温度低下、軸受箱内での結露の繰り返
しによって軸受箱内に水が溜ることが防止される。この
ことにより、浸入水に起因する軸受箱内での発錆、発銹
による密封軸受外輪外周面と軸受箱内周面との間の摺動
不能、回転軸の膨張収縮の阻害、密封型軸受への過大な
スラスト荷重の作用、密封型軸受の破損、回転軸の回転
不可能といった事故が有効に防止される。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例の構成を図１の概略縦断面
図に基づいて説明する。図１において、図２で説明した
従来の密封軸受装置と同じ符号のものは同じ名称、機能
の構成部品を示すので、重複説明を省略する。図１に示
した実施例では、ガイドローラ軸２の外周面に内輪４の
内周面を固定され、外輪５の外周面が軸受箱７の外周壁
８の内周面により摺動可能に支持された密封軸受３が軸
受箱内を軸方向（図１の矢印３０、３１の方向）に移動
可能となっている。

【００１１】軸受箱７の外周壁８の頂部には、半径方向
に伸び、密封軸受３の左右の空間１１ａ、１１ｂのそれ
ぞれに連通する貫通孔２０ａ、２０ｂが設けてある。こ
の左右の空間１１ａ、１１ｂ間のそれぞれに連通する貫
通孔２０ａ、２０ｂはそれぞれ管路２１ａ、２１ｂを介
してそれぞれ蛇腹管２２ａ、２２ｂで囲まれ、容積可変
な密閉空間２３ａ、２３ｂに連通している。ガイドロー
ラ１の熱膨張・収縮に伴い、ガイドローラ軸２の軸方向
移動時に、前記の貫通孔２０ａ、２０ｂ、管路２１ａ、
２１ｂを通して、一方の空間（１１ａ又は１１ｂ）から
それに連通する容積可変な空間（２３ａ又は２３ｂ）へ
空間内の気体が排出され、他方の空間（１１ｂ又は１１
ａ）にはそれに挿通する密閉用空間（２３ｂ又は２３
ａ）から気体が吸入される。したがって、左右の両空間
の内圧は一定に保たれ、軸受箱７内の気体や充填潤滑剤
が内・外側のシール機構１２ａ、１２ｂを通して、軸受
箱外に吐出されたり、外気が軸受箱内に吸入されること
はない。

【００１２】なお、上記の例では軸受箱内の左右の密封
区間１１ａ、１１ｂのそれぞれを貫通孔２０ａ、２０ｂ
と管路２１ａ、２１ｂを介してそれぞれ密閉空間２３
ａ、２３ｂに連通せしめたものを示しているが、密閉空
間２３ａ、２３ｂを共通のひとつのものとしてもよく、
また、いくつかのガイドロール間で共通のものとしても
よい。また、上記の例では密閉空間を、長手方向にのみ
伸縮自在な蛇腹管で囲み容積可変なものとしたが、ゴム
風船のようなもので構成してもよく、その場合、外部か
らの熱による影響や機械的な損傷を受けないように、適
当な箱内に入れたものでもよい。

【００１３】なお、高粘度のグリースのような流動しに
くい潤滑剤を左右の密封空間１１ａ、１１ｂに充填する
場合、あるいはグリースの経時劣化により粘度が上昇す
ることを考慮する場合、空間全体をグリースで満たすの
でなく、上部にガス空間を設け、上部のガスが密閉空間
２３ａ、２３ｂとの間で自由に流通できるように図１に
示した実施例のように少くとも頂部を含む軸受箱の頂部
に貫通孔２０ａ、２０ｂを設けるのが良い。

【００１４】さらに、ガイドロールユニットの取付位置
により、軸受箱７の溝２０の位置が変わるような連続鋳
造装置に本発明を適用する場合は、流動しにくい高粘度
のグリースの充填や充填グリースの経時劣化、粘度上昇
にも対応し、かつ軸受箱の互換性を考慮すると、ガイド
ロールユニットの取付位置に拘らず、少なくとも１つの
貫通孔が軸受箱内上部の左右空間と容積可能な密閉空間
とを連通するように軸受箱内周方向に複数設けてもよ
い。

【００１５】上記の実施例では、軸受箱の軸方向両側空
間と容積可変な密閉空間とを連通する連通路として軸受
箱７の外周壁８に貫通孔を設けたものについて説明した
が、貫通孔は軸受箱の内側壁９及び外側壁１０のそれぞ
れに設けてもよい。また以上の実施例は、連続鋳造装置
のガイドロールの摺動側軸受に本発明を適用した例につ
いて述べたが、連続鋳造装置のガイドロールに限らず、
熱延装置のテーブルローラやその他の回転体の軸受であ
って、熱膨張・収縮その他の物理的な軸方向の移動を許
容する必要があり、かつ周囲の外気が高湿度であった
り、腐蝕性のガスを含んでいるような場合で外気の吸入
を回避する必要があるような場合や、グリース等の潤滑
剤の吐出、漏出により、取扱製品に汚れがついたり、冷
却水や周囲の環境を汚染するのを防ぐ必要がある場合
は、どのような場合でも本発明の密封型軸受装置の適用
が可能である。

【００１６】

【発明の効果】本発明は以下のような優れた効果を奏す
る。 （１）高湿度あるいは腐蝕性のガスを含む周囲外気の吸
入による軸受箱内での発錆を防止し、これによる密封型
軸受の破損、回転体軸の不転による設備の故障や事故に
よる設備稼動率の低下、設備保守費の増加を防ぐことが
できる。 （２）軸受箱内に充填されたグリース等の潤滑剤の軸受
箱外への吐出がなくなり、取扱製品表面の汚染、冷却水
の汚染、周囲の環境の汚染等を効果的に防止することが
できる。又グリース等の潤滑剤の補給が不要となり、か
つ、軸受装置の潤滑状態が長期間に渡り良好に保たれ、
寿命が延長する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略縦断面図である。

【図２】従来の密封型軸受装置の一例を示す概略縦断面
図である。

【符号の説明】

１ ガイドロール ２ ガイドロール軸 ３ 密封軸受 ４ 内輪 ５ 外輪 ６ａ 内側シール体 ６ｂ 外側シール体 ７ 軸受箱 ８ 軸受箱外周壁 ９ 軸受箱内側壁 １０ 軸受箱外側壁 １１ａ 内側空間 １１ｂ 外側空間 １２ａ 内側シール機構 １２ｂ 外側シール機構 １３ グリース ２０ａ、２０ｂ 貫通孔 ２１ａ、２１ｂ 管路 ２２ａ、２２ｂ 蛇腹管 ２３ａ、２３ｂ 密閉空間 ３０、３１ 矢印

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受箱の内径と密封軸受外輪外径とが軸
   方向に摺動可能に構成された密封型軸受装置において、
   軸受箱内の軸方向両側空間と管路を介して連通する伸縮
   部材で囲まれた容積可変の密閉空間を設けたことを特徴
   とする密封型軸受装置。