密封型転がり軸受
【課題】軸受空間内の負圧を解消するとともに、軸受内部への水分等の侵入を防止する。
【解決手段】内輪１と、外輪３と、これらの軌道間に介在する保持器６により保持された転動体とを備え、外輪３の端部に軸受空間を密封する密封装置７が設けられる。密封装置７は、外輪３の端部に嵌合したシールケース９ａ，９ｂと、その内部に保持されたオイルシール１１とからなる。シールケース９ａ，９ｂ内に軸受外部から軸受空間への気体の流入のみを許容する逆止弁２０が設けられ、その逆止弁２０の気体が通る流路に気体の通過を許容し、液体および固体の通過を遮断するフィルタが設けられる。
【解決手段】内輪１と、外輪３と、これらの軌道間に介在する保持器６により保持された転動体とを備え、外輪３の端部に軸受空間を密封する密封装置７が設けられる。密封装置７は、外輪３の端部に嵌合したシールケース９ａ，９ｂと、その内部に保持されたオイルシール１１とからなる。シールケース９ａ，９ｂ内に軸受外部から軸受空間への気体の流入のみを許容する逆止弁２０が設けられ、その逆止弁２０の気体が通る流路に気体の通過を許容し、液体および固体の通過を遮断するフィルタが設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧延機に設けられるロールのロールネック部等を回転自在に支持する密封型転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、圧延機に設けられる製鉄圧延ロール用軸受のような、圧延油、水分、スケール等の異物が多く存在する環境下で使用される転がり軸受としては、その潤滑性やシール性を確保し、異物の侵入を防止するため、内輪と外輪との間の軸受空間を密封する密封装置を備えた密封型転がり軸受が使用されている。
【０００３】
この密封型転がり軸受としては、４列円すいころ軸受が適用され、内輪および外輪と、内輪と外輪の間に介在する円すいころと、この円すいころを周方向に間隔をおいて保持する保持器と、密封装置とを備えたものである。
【０００４】
この密封装置は外輪の両端部に嵌合した環状のシールケースと、シールケースの内部に保持されたシールとからなり、このシールにより、軸受空間内部の潤滑剤の漏出を防止するとともに、軸受外部から軸受空間内への圧延油、水、スケール等の異物の浸入を防止している。
【０００５】
しかし、上記の密封型転がり軸受の使用環境によって、軸受の温度が昇降する場合、以下の理由により、外部からの水分等の異物の侵入への対策が十分ではなかった。
【０００６】
すなわち、軸受の温度上昇により密封された軸受内部の空気が膨張し、軸受空間内の気圧が外部の気圧よりも高くなる（正圧となる）ため、密封装置のわずかなすき間から空気が外部に漏出する。その後、軸受の温度が低下すると軸受空間内の空気が収縮し、軸受空間内の気圧が、外部の気圧よりも低くなる（負圧となる）ため、空気とともに水分等の異物が軸受空間内に侵入する。これにより、潤滑剤が劣化し、軸受の寿命が短くなるという問題がある。
【０００７】
この問題に対する解決手段として、外輪と内輪との間に形成された軸受空間にころを配置し、その軸受空間の軸方向両端部にシールホルダに保持されたオイルシールを配置して軸受空間を密封し、そのオイルシールにベント手段を設けた密封型転がり軸受が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−０６２９９６号公報
【０００９】
この特許文献１に記載の軸受は、オイルシールに設けたベント手段により、軸受空間内の気圧が外部の気圧よりも低くなったときに、軸受空間内と外部とを連通させて、軸受空間内の気圧を外部の気圧に近づけることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に記載の密封型転がり軸受は、ベント手段により軸受空間内と外部を連通させた際、水分等の通過を遮断することが難しく、空気とともに水分等が侵入するおそれがあり、このベント手段は水分等の軸受空間内への侵入に対して十分な対策とはいえない。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、軸受空間内の負圧を解消するとともに、軸受内部への異物の侵入を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題を解決するために、この発明は、内輪および外輪と、前記内輪と外輪の間に介在する転動体と、前記内輪と外輪の間の軸受空間を密封する密封装置とを有する密封型転がり軸受において、前記密封装置が、軸受外部から前記軸受空間への気体の流入を許容し、前記軸受空間から軸受外部への気体の流出を遮断する逆止弁を有し、その逆止弁の気体が通る流路に気体の通過を許容し、液体および固体の通過を遮断するフィルタを設けた構成を採用したのである。
【００１３】
この密封型転がり軸受は、その使用に伴って軸受空間内が負圧となったとき、密封装置の逆止弁により軸受外部から前記軸受空間へ空気を流入させて、軸受空間内の負圧を解消させることができる。また、外部から前記軸受空間へ空気が流入する際、フィルタにより、軸受外部から圧延油、水分、スケールなどの異物の侵入が遮断されるので、軸受空間内への異物の侵入を防止することができる。
【００１４】
ところで、上述したシール部材にベント手段を設けた密封型転がり軸受では、軸受の回転により軸受空間内から飛散するグリースなどの潤滑剤がベント手段に付着することがある。潤滑剤が付着したベント手段では、空気の通過が妨げられ、負圧の解消能力が低下する。
【００１５】
これに対して、前記構成の密封型転がり軸受において、前記密封装置が、前記外輪の端部に嵌合したシールケースと、前記シールケースの内部に保持されたシールとからなり、前記シールケース内に前記逆止弁を設け、その逆止弁が前記流路を形成する筒状の弁本体と、前記弁本体内を移動してその流路を開閉する弁体と、前記流路に設けた前記フィルタとを備えた構成を採用したのである。
【００１６】
この構成では、逆止弁がシールケースの内部に設けられているため、逆止弁への潤滑剤の付着を防止することができる。したがって、空気の通過が妨げられることによる、負圧の解消能力の低下を防止することができる。
【００１７】
逆止弁のフィルタとしては、フィルタを気体の通過を許容し、液体および固体の通過を遮断するシート材により形成し、そのフィルタを前記流路内の前記弁体よりも軸受外部側に設けた構成を採用することができる。このようにすると、フィルタが逆止弁の弁本体の流路の形状（断面形状）に応じて加工が容易となる。また、軸受外部側に設けたフィルタによって異物が除去され、異物による流路内での弁体の移動が妨げられない。よって、弁体による流路の開閉が円滑に行われ、逆止弁の機能が損なわれない。
【００１８】
前記構成において、フィルタの表面積を増やして、異物の除去能力を向上させるために、前記フィルタを筒状に形成し、前記弁体に前記フィルタをその一端部が閉塞する状態で設け、前記弁体の移動に伴い、前記弁本体の一端部に形成された径方向内向きの段部の内周部に前記フィルタの外周部の全周を摺接させるようにした構成を採用することができる。
【００１９】
この構成において、前記筒状のフィルタを複数の筒状のフィルタを相互に嵌合した積層状態に形成した構成を採用すると、フィルタの厚みが増すため、異物の除去能力が向上する。
【００２０】
フィルタの表面積を増やして、異物や水の除去能力を向上させるために、前記フィルタを筒状体の一端部が閉塞したカップ状に形成し、その閉塞端を前記弁体側に配置した状態で前記弁本体内に嵌合した構成を採用することができる。
【００２１】
さらに、フィルタの異物の除去能力を向上させるために、フィルタに対して異物が接触する機会を増やすことが考えられる。具体的な手段としては、前記フィルタを前記流路に前記弁本体の長さ方向に間隔をおいて複数設けた構成を採用することができる。
【００２２】
ところで、軸受の使用に伴う軸受空間内の気圧の変化、または軸受の回転停止に伴う軸受温度の低下により、フィルタと弁体との間の流路内において、軸受空間内の水蒸気が液化し水滴となることがある。水滴を軸受外部に排水させるために、前記逆止弁が流路を形成する筒状の弁本体と、前記流路内を移動して流路を開閉する弁体と、前記流路に設けた前記フィルタとを備えた構成を採用する場合、前記弁本体に排水孔を設け、その排水孔は前記フィルタと前記弁体との間の前記流路と軸受外部とを連通し、その流路に水が生じた場合、前記排水孔を通して毛細管作用により前記流路から軸受外部へ排水させるようにした構成を採用することができる。
【００２３】
前記弁本体に排水孔を設けた構成を採用した場合、前記弁本体が軸受外部側の端部に嵌合する蓋部材を有し、前記蓋部材は前記流路に通じる開口孔を有し、その蓋部材により前記フィルタを前記弁本体から抜け止めし、前記排水孔を前記弁本体の端部における前記蓋部材との嵌合部に設け、前記水を毛細管作用により前記嵌合部を介して、前記蓋部材の開口孔に導くようにした構成を採用することができる。
【００２４】
このようにすると、フィルタと弁体との間の流路に水が生じた場合、その水は排水孔から弁本体の端部と蓋部材との嵌合部を通して、蓋部材の開口孔へ導かれ、軸受外部へと流出させることができる。
【００２５】
この構成において、前記蓋部材と前記弁本体の端部との間に、前記嵌合部と前記蓋部材の開口孔とを連通する通路を形成すると、その通路を通じて毛細管作用により、水をより効率的に蓋部材の開口孔に導くことができる。
【００２６】
前記フィルタを前記流路に前記弁本体の長さ方向に間隔をおいて複数設けた構成を採用した場合、軸受の使用に伴って複数のフィルタの外周面から、弁本体の内周部との間のすき間に水蒸気が流入し、軸受空間内の気圧の変化等で水蒸気が液化し水滴となることがある。
【００２７】
そこで、前記すき間に生じた水滴を軸受外部に排出させるために、前記弁本体が軸受外部側の端部に嵌合する蓋部材を有し、前記蓋部材は前記流路に通じる開口孔を有し、その蓋部材により前記フィルタを前記弁本体から抜け止めし、前記複数のフィルタのうち、軸受外部寄りのフィルタを前記弁本体の内周部に対してすき間をおいて設け、前記蓋部材と前記弁本体の端部とにより、前記すき間と軸受外部とを連通する通路を形成し、そのすき間に水が生じた場合、前記通路を通して毛細管作用により前記すき間から軸受外部へ排水させるようにした構成としたのである。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、この発明は、密封装置に設けた逆止弁により、軸受空間内の負圧が解消され、フィルタが軸受内部への異物の通過を遮断するので、異物の侵入による潤滑剤の劣化を抑え、軸受の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明に係る密封型転がり軸受の実施例１を示す断面図
【図２】同上の密封装置を示す斜視図
【図３】同上の逆止弁を示す断面図
【図４】（ａ）同上の逆止弁の一端部を示す分解斜視図、（ｂ）同上の逆止弁の他端部を示す分解斜視図
【図５】実施例１の逆止弁の一端部の変形例１を示す断面図
【図６】同上の逆止弁の一端部の変形例１を示す分解斜視図
【図７】実施例１の逆止弁の変形例２を示す断面図
【図８】同上の逆止弁の変形例２を示す分解斜視図
【図９】実施例２の逆止弁の一端部を示す断面図
【図１０】同上の逆止弁の一端部を示す分解斜視図
【図１１】実施例３の逆止弁の要部を示す断面図
【図１２】同上の逆止弁の要部を示す分解斜視図
【図１３】同上の逆止弁の要部の変形例１を示す断面図
【図１４】同上の逆止弁の変形例１を示す分解斜視図
【図１５】同上の逆止弁の変形例２を示す断面図
【図１６】同上の逆止弁の変形例２を示す分解斜視図
【図１７】実施例４の逆止弁の要部を示す断面図
【図１８】同上の逆止弁の要部を示す分解斜視図
【図１９】実施例５の逆止弁の要部を示す断面図
【図２０】同上の逆止弁の要部を示す分解斜視図
【図２１】同上の逆止弁の要部の変形例を示す断面図
【図２２】同上の逆止弁の変形例を示す分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、この発明に係る密封型転がり軸受の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３１】
この実施例１での密封型転がり軸受は、例えば、圧延機のロールネックの支持装置に適用され、圧延機のロールを回転可能に支持するものであり、図１に示すように、密封型の４列円すいころ軸受が適用可能である。なお、密封型転がり軸受は、図示するように４列円すいころ軸受に限定されるものではなく、例えば、複列円筒ころ軸受や多列円筒ころ軸受、あるいは、単列円筒ころ軸受であってもよい。
【００３２】
この密封型転がり軸受は、２列の軌道２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを有する一対の内輪１と、単列の軌道４ａ、４ｄを有する一対の外輪３ａ、３ｂおよび２列の軌道４ｂ、４ｃを有する一つの外輪３ｃと、各内輪１の軌道２ａ、２ｄ、２ｂ、２ｃと外輪３ａ、３ｂ、３ｃの軌道４ａ、４ｄ、４ｂ、４ｃとの間に転動自在に介在した４列の円すいころ５と、円すいころ５を円周方向で所定間隔に保持する保持器６とを備え、両側の外輪３ａ、３ｂの両端部に密封装置７を装着している。各内輪１の中央部には大つば８が設けられ、軸受使用時に円すいころ５は、大つば８に案内されながら各軌道２上を転動する。
【００３３】
また、外輪３ａ、３ｂの端部に装着された密着装置７は、内輪１の外径面にそれぞれ摺接して内輪１と外輪３との間の軸受内部をシールしている。この密着装置７は、両側の外輪３ａ、３ｂの端部に装着される環状のシールケース９ａ、９ｂと、このシールケース９ａ、９ｂの径方向内周部に嵌合して保持される接触型のオイルシール１１とからなる。
【００３４】
シールケース９ａ、９ｂは、図２に示すように、軸方向内端面の径方向内側に軸方向外向きに凹む段部１２が全周にわたって形成され、軸方向に貫通孔１３が設けられている。貫通孔１３は軸方向内側の開口部の一部が、段部１２に位置している。このため、密着装置７を外輪３に装着した状態において、貫通孔１３が外輪３ａ（一点鎖線参照）の端面と段部１２とにより形成される空間に通じている。
【００３５】
オイルシール１１は、芯金１４と、弾性体で形成されたシールリップ１５とＯリング１６とで構成され、芯金１４がシールケース９の内周部に嵌合固定されて、芯金１４に一体成形された弾性材からなるシールリップ１５が、Ｏリング１６で内輪１の外周面に押圧される。
【００３６】
芯金１４の外周部を覆う弾性材の軸方向内端部に切り欠き１７が設けられており、切り欠き１７はシールケース９の貫通孔１３の径方向内側に配置されている（図２参照）。密封装置７が外輪３に装着された状態で、切り欠き１７と貫通孔１３とによって、軸受外部と軸受空間とが外輪３の端面と段部１２とにより形成される空間を介して連通している。
【００３７】
密着装置７のシールケース９は、貫通孔１３に逆止弁２０が嵌合され、貫通孔１３内において、逆止弁２０の一端部が軸受外部側（軸方向外側）に、他端部が軸受空間側（軸方向内側）に向く状態で配置されている。
【００３８】
逆止弁２０は、図３に示すように、気体の通る流路Ａを形成する円筒状の弁本体２１と、弁本体２１内に形成された弁座２３に接離する弁体２２と、弁体２２を弁座２３に押し付ける向きに付勢するコイルばね２４を備えている。
【００３９】
弁本体２１の一端部の外周部は、弁本体２１の外周部よりも外径が小さく形成され、蓋部材２６がねじ結合により嵌合する。弁本体２１の他端部の内周部は円筒状に形成された蓋固定部材２５がねじ結合により嵌合する。蓋固定部材２５の先端部（軸方向内側の端部）の外周部に蓋部材２７がねじ結合により嵌合している。これらの蓋部材２６、２７と、弁本体２１との外径は、同径に形成されており、貫通孔１３へ容易に嵌合することができる。
【００４０】
弁体２２は、一方の端面が閉塞する円筒状に形成され、その閉塞部２２ａが弁本体２１の一端側に向く状態に、弁本体２１内をその軸方向に移動可能に配置されている。閉塞部２２ａの外周部に、弁座２３に対して接離するシールリング２８が装着されている。弁体２２の材質は、ステンレス系材料が適用され、弁体２２の表面には防錆被膜処理、例えば、リン酸塩皮膜処理、亜鉛メッキ等が施されている。
【００４１】
弁体２２の外周部にフランジ２２ｂが形成され、弁体２２の外周部に装着されたコイルばね２４が、フランジ２２ｂと蓋固定部材２５の端面との間に圧縮状態となっている。圧縮状態のコイルばね２４に弾性復元力より、弁体２２は、弁本体２１の一端側に移動するように付勢され、そのシールリング２８が弁座２３に接して流路Ａを閉塞する。
【００４２】
これに対して、軸受の使用に伴い、軸受空間内が負圧となったとき、弁体２２に作用する空気の圧力差により、コイルばね２４の付勢力に抗して、弁体２２が他端側に移動し、弁座２３から離れて流路Ａを開放する。
【００４３】
弁本体２１の両端部に嵌合する蓋部材２６、２７は、一方の端部が閉塞する筒状に形成され、その閉塞部に弁本体２１内の流路Ａに通じる開口孔２６ａ、２７ａを有している。図４（ａ）に示すように、弁本体２１の一端部にその開口を覆うようにシート状のフィルタ２９が設けられている。フィルタ２９は蓋部材２６の閉塞部内面と、弁本体２１の一端部端面との間に挟まれた状態で弁本体２１から抜け止めされている。
【００４４】
一方、弁本体２１の他端部において、蓋固定部材２５の先端部にその開口を覆うようにシート状のフィルタ３０が設けられている。フィルタ３０は蓋部材２７の閉塞部内面と、蓋固定部材２５の先端部端面との間に挟まれた状態で弁本体２１から抜け止めされている。
【００４５】
蓋固定部材２５の端面には、図４（ｂ）に示すように、径方向のスリット２５ａが設けられている。ここで、軸受の回転停止に伴う軸受温度の低下により、フィルタ３０と弁体２２との間の流路Ａ内の水蒸気が液化し水滴が生じることがある。この場合、水滴を毛細管作用によりスリット２５ａから蓋部材２７と蓋固定部材２５との嵌合部を経て、弁本体２１の外周部に沿って弁本体２１の一端部へ導くことが可能となる。
【００４６】
フィルタ２９、３０は、空気（気体）は通過させるが液体、固体は通過させないもの、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の乳化重合膜に、ポリウレタン樹脂を複合化したシート状に形成したものを適用することができる。
【００４７】
このように構成された密封型転がり軸受は、その使用に伴って、軸受空間内が負圧となったとき、密封装置７の逆止弁２０は、弁体２２が弁本体２１の他端側に移動し、流路Ａが開放され、軸受外部から軸受空間へ空気が流入する。空気の流入により軸受空間内の負圧が解消される。
【００４８】
また、軸受外部から軸受空間へ空気が流入する際、弁本体２１の一端部に設けられたフィルタ２９により、気体である空気が通過し、軸受外部からの圧延油、水分、スケールなどの異物の侵入が遮断されるので、軸受空間内への異物の侵入を防止することができる。
【００４９】
さらに、軸受の回転停止に伴う軸受温度の低下や軸受内部の気圧の変化により、フィルタ３０と弁体２２との間の流路Ａ内の水蒸気が液化し水滴となることがある。この水滴をフィルタ３０により軸受空間内への侵入を防ぐこともできる。
【００５０】
この実施例１では、逆止弁２０により軸受空間内の負圧が解消され、フィルタ２９、３０により、軸受空間内への異物の侵入を防止することができる。よって、軸受空間内の潤滑剤の劣化が抑制され、軸受の長寿命化が図られる。
【００５１】
次に、この実施例１の逆止弁２０の変形例１を図５、６に示す。
この変形例は、逆止弁２０の一端部のフィルタ２９の外側にカバー板３１が設けられたものである。その他の構成は実施例１と同様の構成である。カバー板３１は、図５に示すように、弁本体２１の一端部の開口部を覆うように配置され、弁本体２１の一端部と蓋部材２６との間にフィルタ２９とともに挟まれている。
【００５２】
カバー板３１の中央部分は軸方向外向きに切り起こされ、その切り起こし片３１ｂがカバー板３１の外周部に対して平行に折り曲げられている（図６参照）。切り起こし片３１ｂとカバー板３１の外周部との間に、弁本体２１内の流路Ａに通じるスリット３１ａが形成されている。
【００５３】
カバー板３１は、プレス加工により製造可能であり、その材質は、ステンレス系材料が適用される。カバー板３１の表面には、例えば、リン酸塩皮膜処理、亜鉛メッキ等の防錆被膜処理が施されている。
【００５４】
カバー板３１により、軸受外部に対して露出する逆止弁２０の一端部から、フィルタ２９に向かって水、圧延油、スケールなどの異物が侵入することが防止され、スリット３１ａから空気を通過させることができる。
【００５５】
このカバー板３１を設ける代わりに、実施例１の逆止弁２０の変形例２として、弁本体２１の一端部の開口部を覆うように金網３２を配置するようにしてもよい。この変形例２においても、金網３２を弁本体２１の一端部と蓋部材２６との間にフィルタ２９とともに挟むようにする（図７、図８参照）。
【００５６】
金網３２のメッシュ数は、主としてスケールなど固体の異物の侵入を防止できる大きさに設定され、軸受の使用環境、逆止弁２０のサイズに基づいて、実操業、実験等により設定される。また、金網３２の材質は、ステンレス系材料が適用され、金網３２の表面には防錆被膜処理、例えば、リン酸塩皮膜処理、亜鉛メッキ等が施されている。
【００５７】
この変形例２も、変形例１の場合と同様、軸受外部に対して露出する逆止弁２０の一端部から、フィルタ２９に向かって水、圧延油、スケールなどの異物が侵入することが防止され、網目から空気を通過させることができる。
【００５８】
上記逆止弁２０の弁本体２１の一端部、蓋部材２６およびフィルタ２９の構造は、軸受内部への異物の侵入を防止することが可能な限り、適宜に変更することができる。一例として、この発明の実施例２を図９、１０に示す。なお、以下においては、上記実施例１との相違点を中心に述べ、同一に考えられる構成に同符号を用いる。
【実施例２】
【００５９】
この実施例２は、図９に示すように、弁本体２１の一端部にフィルタ２９が弁本体の長さ方向に間隔をおいてスペーサ３３を介して複数枚設けられたものである。このようにすると、フィルタ２９に対して異物が接触する機会が増え、フィルタ２９による異物の除去能力が向上する。
【００６０】
この実施例では、軸受の使用に伴って複数枚のフィルタ２９の外周面から、弁本体２１の一端部の内周部との間のすき間に水蒸気が流入し、軸受の回転停止によって軸受温度の低下、軸受空間内の気圧の変化により、水蒸気が液化し水滴となることがある。
【００６１】
このすき間に生じた水滴を軸受外部に排出させるために、この実施例では以下の構成を採用することができる。すなわち、図９に示すように、複数枚のフィルタ２９のうち、軸方向外側寄り（軸受外部寄り）のフィルタ２９ｂが弁本体２１の内周部に対してすき間Ｂをおいて設けられている。また、弁本体２１の一端部端面に径方向のスリット２１ａが設けられ、蓋部材２６の筒状部分に排水孔２６ｂが設けられている（図１０参照）。
【００６２】
弁本体２１の一端部に蓋部材２６を嵌合することにより、弁本体２１の一端部と蓋部材２６とで、すき間Ｂと弁本体２１の外部とを連通する通路（スリット２１ａ、排水孔２６ｂ）が形成される。
【００６３】
実施例２において、すき間Ｂに水滴が生じた場合、通路を通して毛細管作用によりすき間Ｂから弁本体２１の外部へ排水させ、水を弁本体２１と密封装置７のシールケース９との間から軸受外部へ導くことができる。
なお、この実施例２の弁本体２１の一端部において、上述した実施例１の変形例１のカバー板３１、変形例２の金網３２を設けることができる。
【００６４】
この発明の実施例３を図１１、１２に示す。
【実施例３】
【００６５】
この実施例３は、フィルタ２９が筒状に形成され、弁体２２の閉塞部２２ａにフィルタ２９がその一方の端部を閉塞する状態で設けられ、弁体２２の移動に伴い弁本体２１の一端部の内周部にフィルタ２９の外周部の全周が摺接されるようにしたものである。
【００６６】
すなわち、図１１に示すように、弁体２２の閉塞部２２ａの外周部に軸方向のフランジ２２ｂが設けられ、フランジ２２ｂ内に筒状のフィルタ２９が嵌合することで、フィルタ２９の一方の端部が閉塞される。
【００６７】
弁本体２１の一端部の内周部には、径方向内向きの段部２１ｃが形成され、段部２１ｃの内周部にフィルタ２９の外周部の全周が摺接するように嵌合されている。これにより、フィルタ２９の表面積が増大し、異物の除去能力を向上させることが可能となる。
【００６８】
この実施例では、図１１に示すフィルタ２９と弁体２２との間で形成された流路Ａ内の空間Ｃにおいて、軸受の回転停止に伴う軸受温度の低下、軸受空間内の気圧の変化により、水蒸気が液化し水滴となることがある。
【００６９】
この水滴を軸受外部に排出させるために、必要に応じて、流路Ａの空間Ｃと弁本体２１の外部とを連通する排水孔２１ｂを設けてもよい（図１２参照）。この排水孔２１ｂにより、その流路Ａ内の空間Ｃに水が生じた場合、排水孔２１ｂを通して毛細管作用により空間Ｃから排水させて、弁本体２１の一端部と蓋部材２６の嵌合部を経て、軸受外部側の蓋部材２６の開口孔２６ａへと導くことができる。
【００７０】
また、この実施例３の変形例１として、弁本体２１の一端部において、上述した実施例１の変形例１と同様のカバー板３１（図１３、１４参照）を設けることができる。さらに、実施例３の変形例２として、実施例１の変形例２と同様の金網３２（図１５、１６）を設けることができる。
【００７１】
この発明の実施例４を図１７、１８に示す。
【実施例４】
【００７２】
この実施例４は、筒状に形成されたフィルタ２９を複数の筒状のフィルタを相互に嵌合した積層状態に形成したものである。その他の構成は、実施例３と同様の構成である。このフィルタ２９により、フィルタの厚みが増すため、異物の除去能力を向上させることが可能となる。
【００７３】
実施例４において、弁本体２１の一端部に、上述した実施例１の変形例１と同様のカバー板３１を設けることができる。さらに、実施例１の変形例２と同様の金網３２を設けてもよい。
【００７４】
この発明の実施例５を図１９、２０に示す。
【実施例５】
【００７５】
この実施例５は、図１９に示すように、フィルタ２９を筒状体の一方の端部が閉塞したカップ状に形成し、その閉塞端を弁体２２側に配置した状態で弁本体２１の一端部内に嵌合したものである。
【００７６】
フィルタ２９の筒状体の他方の端部には径方向外向きのフランジ２９ａが形成され、フランジ２９ａが弁本体２１の一端部と蓋部材２６との間に挟まれている。これにより、フィルタ２９の表面積が増大し、異物の除去能力を向上させることが可能となる。
【００７７】
実施例５では、図１９に示すフィルタ２９と弁体２２との間の流路Ａにおいて、軸受の回転停止に伴う軸受温度の低下、軸受空間内の気圧の変化により、水蒸気が液化し水滴となることがある。
【００７８】
前記流路Ａに生じた水滴を軸受外部に排出させるために、必要に応じて、前記流路Ａと弁本体２１と弁体２２の外部を連通する排水孔２１ｂを設けてもよい（図２０参照）。この排水孔２１ｂにより、前記流路Ａ内に水が生じた場合、排水孔２１ｂを通して毛細管作用によりその流路Ａから排水させ、弁本体２１の一端部と蓋部材２６の嵌合部を経て、軸受外部側の蓋部材２６の開口孔２６ａへと導くことができる。
【００７９】
また、弁体２２とフィルタ２９の間の流路から排水され、排水孔２１ｂから弁本体２１の一端部と蓋部材２６の嵌合部に達した水を、より効果的に軸受外部側の蓋部材２６の開口孔２６ａへと導くために、弁本体２１の一端部端面に径方向のスリット２１ａを設けることができる（図２０参照）。
【００８０】
弁本体２１の一端部に蓋部材２６を嵌合することにより、弁本体２１の一端部と蓋部材２６とで、その嵌合部と蓋部材２６の開口孔２６ａとを連通する通路を形成される。この通路を通じて、毛細管作用により、水をより効果的に蓋部材２６の開口孔２６ａに導くことができる。
【００８１】
また、弁体２２のフィルタ２９を望む表面に、軸方向に凹む漏斗状の凹部３４を設けてもよい。流路Ａ内の水滴が生じた場合、その水滴を凹部３４の内面に付着させ、その内面に沿って中央部分に集めることができる。
【００８２】
実施例５において、弁本体２１の一端部に、上述した実施例１の変形例１と同様のカバー板３１を設けることができる。さらに、実施例１の変形例２と同様の金網３２を設けてもよい。
【００８３】
この実施例５の変形例を図２１、２２に示す。
この変形例は、フィルタ２９を筒状体の一方の端部が閉塞したカップ状に形成し、フランジ２９ａを形成せずに、他方の端部を蓋部材２６の付き当て、弁本体２１に対して抜け止めしたものである。その他の構成は実施例４の場合と同様の構成である。
【符号の説明】
【００８４】
１ 内輪
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 軌道
３ 外輪
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 軌道
５ 円すいころ
６ 保持器
７ 密封装置
８ 大つば
９ シールケース
１１ オイルシール
１２ 段部
１３ 貫通孔
１４ 芯金
１５ シールリップ
１６ Ｏリング
１７ 切り欠き
２０ 逆止弁
２１ 弁本体
２１ａ スリット
２１ｂ 排水孔
２１ｃ 段部
２２ 弁体
２２ａ 閉塞部
２２ｂ フランジ
２３ 弁座
２４ コイルばね
２５ 蓋固定部材
２５ａ スリット
２６ 蓋部材
２６ａ 開口孔
２６ｂ 排水孔
２６ｃ スリット
２７ 蓋部材
２７ａ 開口孔
２８ シールリング
２９ フィルタ
２９ａ フランジ
３０ フィルタ
３１ カバー板
３１ａ スリット
３１ｂ 切り起こし片
３２ 金網
３３ スペーサ
３４ 凹部
Ａ 流路
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧延機に設けられるロールのロールネック部等を回転自在に支持する密封型転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、圧延機に設けられる製鉄圧延ロール用軸受のような、圧延油、水分、スケール等の異物が多く存在する環境下で使用される転がり軸受としては、その潤滑性やシール性を確保し、異物の侵入を防止するため、内輪と外輪との間の軸受空間を密封する密封装置を備えた密封型転がり軸受が使用されている。
【０００３】
この密封型転がり軸受としては、４列円すいころ軸受が適用され、内輪および外輪と、内輪と外輪の間に介在する円すいころと、この円すいころを周方向に間隔をおいて保持する保持器と、密封装置とを備えたものである。
【０００４】
この密封装置は外輪の両端部に嵌合した環状のシールケースと、シールケースの内部に保持されたシールとからなり、このシールにより、軸受空間内部の潤滑剤の漏出を防止するとともに、軸受外部から軸受空間内への圧延油、水、スケール等の異物の浸入を防止している。
【０００５】
しかし、上記の密封型転がり軸受の使用環境によって、軸受の温度が昇降する場合、以下の理由により、外部からの水分等の異物の侵入への対策が十分ではなかった。
【０００６】
すなわち、軸受の温度上昇により密封された軸受内部の空気が膨張し、軸受空間内の気圧が外部の気圧よりも高くなる（正圧となる）ため、密封装置のわずかなすき間から空気が外部に漏出する。その後、軸受の温度が低下すると軸受空間内の空気が収縮し、軸受空間内の気圧が、外部の気圧よりも低くなる（負圧となる）ため、空気とともに水分等の異物が軸受空間内に侵入する。これにより、潤滑剤が劣化し、軸受の寿命が短くなるという問題がある。
【０００７】
この問題に対する解決手段として、外輪と内輪との間に形成された軸受空間にころを配置し、その軸受空間の軸方向両端部にシールホルダに保持されたオイルシールを配置して軸受空間を密封し、そのオイルシールにベント手段を設けた密封型転がり軸受が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−０６２９９６号公報
【０００９】
この特許文献１に記載の軸受は、オイルシールに設けたベント手段により、軸受空間内の気圧が外部の気圧よりも低くなったときに、軸受空間内と外部とを連通させて、軸受空間内の気圧を外部の気圧に近づけることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に記載の密封型転がり軸受は、ベント手段により軸受空間内と外部を連通させた際、水分等の通過を遮断することが難しく、空気とともに水分等が侵入するおそれがあり、このベント手段は水分等の軸受空間内への侵入に対して十分な対策とはいえない。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、軸受空間内の負圧を解消するとともに、軸受内部への異物の侵入を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題を解決するために、この発明は、内輪および外輪と、前記内輪と外輪の間に介在する転動体と、前記内輪と外輪の間の軸受空間を密封する密封装置とを有する密封型転がり軸受において、前記密封装置が、軸受外部から前記軸受空間への気体の流入を許容し、前記軸受空間から軸受外部への気体の流出を遮断する逆止弁を有し、その逆止弁の気体が通る流路に気体の通過を許容し、液体および固体の通過を遮断するフィルタを設けた構成を採用したのである。
【００１３】
この密封型転がり軸受は、その使用に伴って軸受空間内が負圧となったとき、密封装置の逆止弁により軸受外部から前記軸受空間へ空気を流入させて、軸受空間内の負圧を解消させることができる。また、外部から前記軸受空間へ空気が流入する際、フィルタにより、軸受外部から圧延油、水分、スケールなどの異物の侵入が遮断されるので、軸受空間内への異物の侵入を防止することができる。
【００１４】
ところで、上述したシール部材にベント手段を設けた密封型転がり軸受では、軸受の回転により軸受空間内から飛散するグリースなどの潤滑剤がベント手段に付着することがある。潤滑剤が付着したベント手段では、空気の通過が妨げられ、負圧の解消能力が低下する。
【００１５】
これに対して、前記構成の密封型転がり軸受において、前記密封装置が、前記外輪の端部に嵌合したシールケースと、前記シールケースの内部に保持されたシールとからなり、前記シールケース内に前記逆止弁を設け、その逆止弁が前記流路を形成する筒状の弁本体と、前記弁本体内を移動してその流路を開閉する弁体と、前記流路に設けた前記フィルタとを備えた構成を採用したのである。
【００１６】
この構成では、逆止弁がシールケースの内部に設けられているため、逆止弁への潤滑剤の付着を防止することができる。したがって、空気の通過が妨げられることによる、負圧の解消能力の低下を防止することができる。
【００１７】
逆止弁のフィルタとしては、フィルタを気体の通過を許容し、液体および固体の通過を遮断するシート材により形成し、そのフィルタを前記流路内の前記弁体よりも軸受外部側に設けた構成を採用することができる。このようにすると、フィルタが逆止弁の弁本体の流路の形状（断面形状）に応じて加工が容易となる。また、軸受外部側に設けたフィルタによって異物が除去され、異物による流路内での弁体の移動が妨げられない。よって、弁体による流路の開閉が円滑に行われ、逆止弁の機能が損なわれない。
【００１８】
前記構成において、フィルタの表面積を増やして、異物の除去能力を向上させるために、前記フィルタを筒状に形成し、前記弁体に前記フィルタをその一端部が閉塞する状態で設け、前記弁体の移動に伴い、前記弁本体の一端部に形成された径方向内向きの段部の内周部に前記フィルタの外周部の全周を摺接させるようにした構成を採用することができる。
【００１９】
この構成において、前記筒状のフィルタを複数の筒状のフィルタを相互に嵌合した積層状態に形成した構成を採用すると、フィルタの厚みが増すため、異物の除去能力が向上する。
【００２０】
フィルタの表面積を増やして、異物や水の除去能力を向上させるために、前記フィルタを筒状体の一端部が閉塞したカップ状に形成し、その閉塞端を前記弁体側に配置した状態で前記弁本体内に嵌合した構成を採用することができる。
【００２１】
さらに、フィルタの異物の除去能力を向上させるために、フィルタに対して異物が接触する機会を増やすことが考えられる。具体的な手段としては、前記フィルタを前記流路に前記弁本体の長さ方向に間隔をおいて複数設けた構成を採用することができる。
【００２２】
ところで、軸受の使用に伴う軸受空間内の気圧の変化、または軸受の回転停止に伴う軸受温度の低下により、フィルタと弁体との間の流路内において、軸受空間内の水蒸気が液化し水滴となることがある。水滴を軸受外部に排水させるために、前記逆止弁が流路を形成する筒状の弁本体と、前記流路内を移動して流路を開閉する弁体と、前記流路に設けた前記フィルタとを備えた構成を採用する場合、前記弁本体に排水孔を設け、その排水孔は前記フィルタと前記弁体との間の前記流路と軸受外部とを連通し、その流路に水が生じた場合、前記排水孔を通して毛細管作用により前記流路から軸受外部へ排水させるようにした構成を採用することができる。
【００２３】
前記弁本体に排水孔を設けた構成を採用した場合、前記弁本体が軸受外部側の端部に嵌合する蓋部材を有し、前記蓋部材は前記流路に通じる開口孔を有し、その蓋部材により前記フィルタを前記弁本体から抜け止めし、前記排水孔を前記弁本体の端部における前記蓋部材との嵌合部に設け、前記水を毛細管作用により前記嵌合部を介して、前記蓋部材の開口孔に導くようにした構成を採用することができる。
【００２４】
このようにすると、フィルタと弁体との間の流路に水が生じた場合、その水は排水孔から弁本体の端部と蓋部材との嵌合部を通して、蓋部材の開口孔へ導かれ、軸受外部へと流出させることができる。
【００２５】
この構成において、前記蓋部材と前記弁本体の端部との間に、前記嵌合部と前記蓋部材の開口孔とを連通する通路を形成すると、その通路を通じて毛細管作用により、水をより効率的に蓋部材の開口孔に導くことができる。
【００２６】
前記フィルタを前記流路に前記弁本体の長さ方向に間隔をおいて複数設けた構成を採用した場合、軸受の使用に伴って複数のフィルタの外周面から、弁本体の内周部との間のすき間に水蒸気が流入し、軸受空間内の気圧の変化等で水蒸気が液化し水滴となることがある。
【００２７】
そこで、前記すき間に生じた水滴を軸受外部に排出させるために、前記弁本体が軸受外部側の端部に嵌合する蓋部材を有し、前記蓋部材は前記流路に通じる開口孔を有し、その蓋部材により前記フィルタを前記弁本体から抜け止めし、前記複数のフィルタのうち、軸受外部寄りのフィルタを前記弁本体の内周部に対してすき間をおいて設け、前記蓋部材と前記弁本体の端部とにより、前記すき間と軸受外部とを連通する通路を形成し、そのすき間に水が生じた場合、前記通路を通して毛細管作用により前記すき間から軸受外部へ排水させるようにした構成としたのである。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、この発明は、密封装置に設けた逆止弁により、軸受空間内の負圧が解消され、フィルタが軸受内部への異物の通過を遮断するので、異物の侵入による潤滑剤の劣化を抑え、軸受の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明に係る密封型転がり軸受の実施例１を示す断面図
【図２】同上の密封装置を示す斜視図
【図３】同上の逆止弁を示す断面図
【図４】（ａ）同上の逆止弁の一端部を示す分解斜視図、（ｂ）同上の逆止弁の他端部を示す分解斜視図
【図５】実施例１の逆止弁の一端部の変形例１を示す断面図
【図６】同上の逆止弁の一端部の変形例１を示す分解斜視図
【図７】実施例１の逆止弁の変形例２を示す断面図
【図８】同上の逆止弁の変形例２を示す分解斜視図
【図９】実施例２の逆止弁の一端部を示す断面図
【図１０】同上の逆止弁の一端部を示す分解斜視図
【図１１】実施例３の逆止弁の要部を示す断面図
【図１２】同上の逆止弁の要部を示す分解斜視図
【図１３】同上の逆止弁の要部の変形例１を示す断面図
【図１４】同上の逆止弁の変形例１を示す分解斜視図
【図１５】同上の逆止弁の変形例２を示す断面図
【図１６】同上の逆止弁の変形例２を示す分解斜視図
【図１７】実施例４の逆止弁の要部を示す断面図
【図１８】同上の逆止弁の要部を示す分解斜視図
【図１９】実施例５の逆止弁の要部を示す断面図
【図２０】同上の逆止弁の要部を示す分解斜視図
【図２１】同上の逆止弁の要部の変形例を示す断面図
【図２２】同上の逆止弁の変形例を示す分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、この発明に係る密封型転がり軸受の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３１】
この実施例１での密封型転がり軸受は、例えば、圧延機のロールネックの支持装置に適用され、圧延機のロールを回転可能に支持するものであり、図１に示すように、密封型の４列円すいころ軸受が適用可能である。なお、密封型転がり軸受は、図示するように４列円すいころ軸受に限定されるものではなく、例えば、複列円筒ころ軸受や多列円筒ころ軸受、あるいは、単列円筒ころ軸受であってもよい。
【００３２】
この密封型転がり軸受は、２列の軌道２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを有する一対の内輪１と、単列の軌道４ａ、４ｄを有する一対の外輪３ａ、３ｂおよび２列の軌道４ｂ、４ｃを有する一つの外輪３ｃと、各内輪１の軌道２ａ、２ｄ、２ｂ、２ｃと外輪３ａ、３ｂ、３ｃの軌道４ａ、４ｄ、４ｂ、４ｃとの間に転動自在に介在した４列の円すいころ５と、円すいころ５を円周方向で所定間隔に保持する保持器６とを備え、両側の外輪３ａ、３ｂの両端部に密封装置７を装着している。各内輪１の中央部には大つば８が設けられ、軸受使用時に円すいころ５は、大つば８に案内されながら各軌道２上を転動する。
【００３３】
また、外輪３ａ、３ｂの端部に装着された密着装置７は、内輪１の外径面にそれぞれ摺接して内輪１と外輪３との間の軸受内部をシールしている。この密着装置７は、両側の外輪３ａ、３ｂの端部に装着される環状のシールケース９ａ、９ｂと、このシールケース９ａ、９ｂの径方向内周部に嵌合して保持される接触型のオイルシール１１とからなる。
【００３４】
シールケース９ａ、９ｂは、図２に示すように、軸方向内端面の径方向内側に軸方向外向きに凹む段部１２が全周にわたって形成され、軸方向に貫通孔１３が設けられている。貫通孔１３は軸方向内側の開口部の一部が、段部１２に位置している。このため、密着装置７を外輪３に装着した状態において、貫通孔１３が外輪３ａ（一点鎖線参照）の端面と段部１２とにより形成される空間に通じている。
【００３５】
オイルシール１１は、芯金１４と、弾性体で形成されたシールリップ１５とＯリング１６とで構成され、芯金１４がシールケース９の内周部に嵌合固定されて、芯金１４に一体成形された弾性材からなるシールリップ１５が、Ｏリング１６で内輪１の外周面に押圧される。
【００３６】
芯金１４の外周部を覆う弾性材の軸方向内端部に切り欠き１７が設けられており、切り欠き１７はシールケース９の貫通孔１３の径方向内側に配置されている（図２参照）。密封装置７が外輪３に装着された状態で、切り欠き１７と貫通孔１３とによって、軸受外部と軸受空間とが外輪３の端面と段部１２とにより形成される空間を介して連通している。
【００３７】
密着装置７のシールケース９は、貫通孔１３に逆止弁２０が嵌合され、貫通孔１３内において、逆止弁２０の一端部が軸受外部側（軸方向外側）に、他端部が軸受空間側（軸方向内側）に向く状態で配置されている。
【００３８】
逆止弁２０は、図３に示すように、気体の通る流路Ａを形成する円筒状の弁本体２１と、弁本体２１内に形成された弁座２３に接離する弁体２２と、弁体２２を弁座２３に押し付ける向きに付勢するコイルばね２４を備えている。
【００３９】
弁本体２１の一端部の外周部は、弁本体２１の外周部よりも外径が小さく形成され、蓋部材２６がねじ結合により嵌合する。弁本体２１の他端部の内周部は円筒状に形成された蓋固定部材２５がねじ結合により嵌合する。蓋固定部材２５の先端部（軸方向内側の端部）の外周部に蓋部材２７がねじ結合により嵌合している。これらの蓋部材２６、２７と、弁本体２１との外径は、同径に形成されており、貫通孔１３へ容易に嵌合することができる。
【００４０】
弁体２２は、一方の端面が閉塞する円筒状に形成され、その閉塞部２２ａが弁本体２１の一端側に向く状態に、弁本体２１内をその軸方向に移動可能に配置されている。閉塞部２２ａの外周部に、弁座２３に対して接離するシールリング２８が装着されている。弁体２２の材質は、ステンレス系材料が適用され、弁体２２の表面には防錆被膜処理、例えば、リン酸塩皮膜処理、亜鉛メッキ等が施されている。
【００４１】
弁体２２の外周部にフランジ２２ｂが形成され、弁体２２の外周部に装着されたコイルばね２４が、フランジ２２ｂと蓋固定部材２５の端面との間に圧縮状態となっている。圧縮状態のコイルばね２４に弾性復元力より、弁体２２は、弁本体２１の一端側に移動するように付勢され、そのシールリング２８が弁座２３に接して流路Ａを閉塞する。
【００４２】
これに対して、軸受の使用に伴い、軸受空間内が負圧となったとき、弁体２２に作用する空気の圧力差により、コイルばね２４の付勢力に抗して、弁体２２が他端側に移動し、弁座２３から離れて流路Ａを開放する。
【００４３】
弁本体２１の両端部に嵌合する蓋部材２６、２７は、一方の端部が閉塞する筒状に形成され、その閉塞部に弁本体２１内の流路Ａに通じる開口孔２６ａ、２７ａを有している。図４（ａ）に示すように、弁本体２１の一端部にその開口を覆うようにシート状のフィルタ２９が設けられている。フィルタ２９は蓋部材２６の閉塞部内面と、弁本体２１の一端部端面との間に挟まれた状態で弁本体２１から抜け止めされている。
【００４４】
一方、弁本体２１の他端部において、蓋固定部材２５の先端部にその開口を覆うようにシート状のフィルタ３０が設けられている。フィルタ３０は蓋部材２７の閉塞部内面と、蓋固定部材２５の先端部端面との間に挟まれた状態で弁本体２１から抜け止めされている。
【００４５】
蓋固定部材２５の端面には、図４（ｂ）に示すように、径方向のスリット２５ａが設けられている。ここで、軸受の回転停止に伴う軸受温度の低下により、フィルタ３０と弁体２２との間の流路Ａ内の水蒸気が液化し水滴が生じることがある。この場合、水滴を毛細管作用によりスリット２５ａから蓋部材２７と蓋固定部材２５との嵌合部を経て、弁本体２１の外周部に沿って弁本体２１の一端部へ導くことが可能となる。
【００４６】
フィルタ２９、３０は、空気（気体）は通過させるが液体、固体は通過させないもの、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の乳化重合膜に、ポリウレタン樹脂を複合化したシート状に形成したものを適用することができる。
【００４７】
このように構成された密封型転がり軸受は、その使用に伴って、軸受空間内が負圧となったとき、密封装置７の逆止弁２０は、弁体２２が弁本体２１の他端側に移動し、流路Ａが開放され、軸受外部から軸受空間へ空気が流入する。空気の流入により軸受空間内の負圧が解消される。
【００４８】
また、軸受外部から軸受空間へ空気が流入する際、弁本体２１の一端部に設けられたフィルタ２９により、気体である空気が通過し、軸受外部からの圧延油、水分、スケールなどの異物の侵入が遮断されるので、軸受空間内への異物の侵入を防止することができる。
【００４９】
さらに、軸受の回転停止に伴う軸受温度の低下や軸受内部の気圧の変化により、フィルタ３０と弁体２２との間の流路Ａ内の水蒸気が液化し水滴となることがある。この水滴をフィルタ３０により軸受空間内への侵入を防ぐこともできる。
【００５０】
この実施例１では、逆止弁２０により軸受空間内の負圧が解消され、フィルタ２９、３０により、軸受空間内への異物の侵入を防止することができる。よって、軸受空間内の潤滑剤の劣化が抑制され、軸受の長寿命化が図られる。
【００５１】
次に、この実施例１の逆止弁２０の変形例１を図５、６に示す。
この変形例は、逆止弁２０の一端部のフィルタ２９の外側にカバー板３１が設けられたものである。その他の構成は実施例１と同様の構成である。カバー板３１は、図５に示すように、弁本体２１の一端部の開口部を覆うように配置され、弁本体２１の一端部と蓋部材２６との間にフィルタ２９とともに挟まれている。
【００５２】
カバー板３１の中央部分は軸方向外向きに切り起こされ、その切り起こし片３１ｂがカバー板３１の外周部に対して平行に折り曲げられている（図６参照）。切り起こし片３１ｂとカバー板３１の外周部との間に、弁本体２１内の流路Ａに通じるスリット３１ａが形成されている。
【００５３】
カバー板３１は、プレス加工により製造可能であり、その材質は、ステンレス系材料が適用される。カバー板３１の表面には、例えば、リン酸塩皮膜処理、亜鉛メッキ等の防錆被膜処理が施されている。
【００５４】
カバー板３１により、軸受外部に対して露出する逆止弁２０の一端部から、フィルタ２９に向かって水、圧延油、スケールなどの異物が侵入することが防止され、スリット３１ａから空気を通過させることができる。
【００５５】
このカバー板３１を設ける代わりに、実施例１の逆止弁２０の変形例２として、弁本体２１の一端部の開口部を覆うように金網３２を配置するようにしてもよい。この変形例２においても、金網３２を弁本体２１の一端部と蓋部材２６との間にフィルタ２９とともに挟むようにする（図７、図８参照）。
【００５６】
金網３２のメッシュ数は、主としてスケールなど固体の異物の侵入を防止できる大きさに設定され、軸受の使用環境、逆止弁２０のサイズに基づいて、実操業、実験等により設定される。また、金網３２の材質は、ステンレス系材料が適用され、金網３２の表面には防錆被膜処理、例えば、リン酸塩皮膜処理、亜鉛メッキ等が施されている。
【００５７】
この変形例２も、変形例１の場合と同様、軸受外部に対して露出する逆止弁２０の一端部から、フィルタ２９に向かって水、圧延油、スケールなどの異物が侵入することが防止され、網目から空気を通過させることができる。
【００５８】
上記逆止弁２０の弁本体２１の一端部、蓋部材２６およびフィルタ２９の構造は、軸受内部への異物の侵入を防止することが可能な限り、適宜に変更することができる。一例として、この発明の実施例２を図９、１０に示す。なお、以下においては、上記実施例１との相違点を中心に述べ、同一に考えられる構成に同符号を用いる。
【実施例２】
【００５９】
この実施例２は、図９に示すように、弁本体２１の一端部にフィルタ２９が弁本体の長さ方向に間隔をおいてスペーサ３３を介して複数枚設けられたものである。このようにすると、フィルタ２９に対して異物が接触する機会が増え、フィルタ２９による異物の除去能力が向上する。
【００６０】
この実施例では、軸受の使用に伴って複数枚のフィルタ２９の外周面から、弁本体２１の一端部の内周部との間のすき間に水蒸気が流入し、軸受の回転停止によって軸受温度の低下、軸受空間内の気圧の変化により、水蒸気が液化し水滴となることがある。
【００６１】
このすき間に生じた水滴を軸受外部に排出させるために、この実施例では以下の構成を採用することができる。すなわち、図９に示すように、複数枚のフィルタ２９のうち、軸方向外側寄り（軸受外部寄り）のフィルタ２９ｂが弁本体２１の内周部に対してすき間Ｂをおいて設けられている。また、弁本体２１の一端部端面に径方向のスリット２１ａが設けられ、蓋部材２６の筒状部分に排水孔２６ｂが設けられている（図１０参照）。
【００６２】
弁本体２１の一端部に蓋部材２６を嵌合することにより、弁本体２１の一端部と蓋部材２６とで、すき間Ｂと弁本体２１の外部とを連通する通路（スリット２１ａ、排水孔２６ｂ）が形成される。
【００６３】
実施例２において、すき間Ｂに水滴が生じた場合、通路を通して毛細管作用によりすき間Ｂから弁本体２１の外部へ排水させ、水を弁本体２１と密封装置７のシールケース９との間から軸受外部へ導くことができる。
なお、この実施例２の弁本体２１の一端部において、上述した実施例１の変形例１のカバー板３１、変形例２の金網３２を設けることができる。
【００６４】
この発明の実施例３を図１１、１２に示す。
【実施例３】
【００６５】
この実施例３は、フィルタ２９が筒状に形成され、弁体２２の閉塞部２２ａにフィルタ２９がその一方の端部を閉塞する状態で設けられ、弁体２２の移動に伴い弁本体２１の一端部の内周部にフィルタ２９の外周部の全周が摺接されるようにしたものである。
【００６６】
すなわち、図１１に示すように、弁体２２の閉塞部２２ａの外周部に軸方向のフランジ２２ｂが設けられ、フランジ２２ｂ内に筒状のフィルタ２９が嵌合することで、フィルタ２９の一方の端部が閉塞される。
【００６７】
弁本体２１の一端部の内周部には、径方向内向きの段部２１ｃが形成され、段部２１ｃの内周部にフィルタ２９の外周部の全周が摺接するように嵌合されている。これにより、フィルタ２９の表面積が増大し、異物の除去能力を向上させることが可能となる。
【００６８】
この実施例では、図１１に示すフィルタ２９と弁体２２との間で形成された流路Ａ内の空間Ｃにおいて、軸受の回転停止に伴う軸受温度の低下、軸受空間内の気圧の変化により、水蒸気が液化し水滴となることがある。
【００６９】
この水滴を軸受外部に排出させるために、必要に応じて、流路Ａの空間Ｃと弁本体２１の外部とを連通する排水孔２１ｂを設けてもよい（図１２参照）。この排水孔２１ｂにより、その流路Ａ内の空間Ｃに水が生じた場合、排水孔２１ｂを通して毛細管作用により空間Ｃから排水させて、弁本体２１の一端部と蓋部材２６の嵌合部を経て、軸受外部側の蓋部材２６の開口孔２６ａへと導くことができる。
【００７０】
また、この実施例３の変形例１として、弁本体２１の一端部において、上述した実施例１の変形例１と同様のカバー板３１（図１３、１４参照）を設けることができる。さらに、実施例３の変形例２として、実施例１の変形例２と同様の金網３２（図１５、１６）を設けることができる。
【００７１】
この発明の実施例４を図１７、１８に示す。
【実施例４】
【００７２】
この実施例４は、筒状に形成されたフィルタ２９を複数の筒状のフィルタを相互に嵌合した積層状態に形成したものである。その他の構成は、実施例３と同様の構成である。このフィルタ２９により、フィルタの厚みが増すため、異物の除去能力を向上させることが可能となる。
【００７３】
実施例４において、弁本体２１の一端部に、上述した実施例１の変形例１と同様のカバー板３１を設けることができる。さらに、実施例１の変形例２と同様の金網３２を設けてもよい。
【００７４】
この発明の実施例５を図１９、２０に示す。
【実施例５】
【００７５】
この実施例５は、図１９に示すように、フィルタ２９を筒状体の一方の端部が閉塞したカップ状に形成し、その閉塞端を弁体２２側に配置した状態で弁本体２１の一端部内に嵌合したものである。
【００７６】
フィルタ２９の筒状体の他方の端部には径方向外向きのフランジ２９ａが形成され、フランジ２９ａが弁本体２１の一端部と蓋部材２６との間に挟まれている。これにより、フィルタ２９の表面積が増大し、異物の除去能力を向上させることが可能となる。
【００７７】
実施例５では、図１９に示すフィルタ２９と弁体２２との間の流路Ａにおいて、軸受の回転停止に伴う軸受温度の低下、軸受空間内の気圧の変化により、水蒸気が液化し水滴となることがある。
【００７８】
前記流路Ａに生じた水滴を軸受外部に排出させるために、必要に応じて、前記流路Ａと弁本体２１と弁体２２の外部を連通する排水孔２１ｂを設けてもよい（図２０参照）。この排水孔２１ｂにより、前記流路Ａ内に水が生じた場合、排水孔２１ｂを通して毛細管作用によりその流路Ａから排水させ、弁本体２１の一端部と蓋部材２６の嵌合部を経て、軸受外部側の蓋部材２６の開口孔２６ａへと導くことができる。
【００７９】
また、弁体２２とフィルタ２９の間の流路から排水され、排水孔２１ｂから弁本体２１の一端部と蓋部材２６の嵌合部に達した水を、より効果的に軸受外部側の蓋部材２６の開口孔２６ａへと導くために、弁本体２１の一端部端面に径方向のスリット２１ａを設けることができる（図２０参照）。
【００８０】
弁本体２１の一端部に蓋部材２６を嵌合することにより、弁本体２１の一端部と蓋部材２６とで、その嵌合部と蓋部材２６の開口孔２６ａとを連通する通路を形成される。この通路を通じて、毛細管作用により、水をより効果的に蓋部材２６の開口孔２６ａに導くことができる。
【００８１】
また、弁体２２のフィルタ２９を望む表面に、軸方向に凹む漏斗状の凹部３４を設けてもよい。流路Ａ内の水滴が生じた場合、その水滴を凹部３４の内面に付着させ、その内面に沿って中央部分に集めることができる。
【００８２】
実施例５において、弁本体２１の一端部に、上述した実施例１の変形例１と同様のカバー板３１を設けることができる。さらに、実施例１の変形例２と同様の金網３２を設けてもよい。
【００８３】
この実施例５の変形例を図２１、２２に示す。
この変形例は、フィルタ２９を筒状体の一方の端部が閉塞したカップ状に形成し、フランジ２９ａを形成せずに、他方の端部を蓋部材２６の付き当て、弁本体２１に対して抜け止めしたものである。その他の構成は実施例４の場合と同様の構成である。
【符号の説明】
【００８４】
１ 内輪
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 軌道
３ 外輪
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 軌道
５ 円すいころ
６ 保持器
７ 密封装置
８ 大つば
９ シールケース
１１ オイルシール
１２ 段部
１３ 貫通孔
１４ 芯金
１５ シールリップ
１６ Ｏリング
１７ 切り欠き
２０ 逆止弁
２１ 弁本体
２１ａ スリット
２１ｂ 排水孔
２１ｃ 段部
２２ 弁体
２２ａ 閉塞部
２２ｂ フランジ
２３ 弁座
２４ コイルばね
２５ 蓋固定部材
２５ａ スリット
２６ 蓋部材
２６ａ 開口孔
２６ｂ 排水孔
２６ｃ スリット
２７ 蓋部材
２７ａ 開口孔
２８ シールリング
２９ フィルタ
２９ａ フランジ
３０ フィルタ
３１ カバー板
３１ａ スリット
３１ｂ 切り起こし片
３２ 金網
３３ スペーサ
３４ 凹部
Ａ 流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪(１)および外輪(３)と、前記内輪(１)と外輪(３)の間に介在する転動体(５)と、前記内輪(１)と外輪(３)の間の軸受空間を密封する密封装置(７)とを有する密封型転がり軸受において、
前記密封装置(７)が、軸受外部から前記軸受空間への気体の流入を許容し、前記軸受空間から軸受外部への気体の流出を遮断する逆止弁(２０)を有し、その逆止弁(２０)の気体が通る流路に気体の通過を許容し、液体および固体の通過を遮断するフィルタ(２９)を設けたことを特徴とする密封型転がり軸受。
【請求項２】
前記密封装置(７)が、前記外輪(３)の端部に嵌合したシールケース(９)と、前記シールケース(９)の内部に保持されたシール(１１)とからなり、前記シールケース(９)内に前記逆止弁(２０)を設け、その逆止弁(２０)が前記流路を形成する筒状の弁本体(２１)と、前記弁本体(２１)内を移動してその流路を開閉する弁体(２２)と、前記流路に設けた前記フィルタ(２９)とを備えた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】
前記フィルタ(２９)を気体の通過を許容し、液体および固体の通過を遮断するシート材により形成し、そのフィルタ(２９)を前記流路内の前記弁体(２２)よりも軸受外部側に設けたことを特徴とした請求項２に記載の密封型転がり軸受。
【請求項４】
前記フィルタ(２９)を筒状に形成し、前記弁体(２２)に前記フィルタ(２９)をその一端部が閉塞する状態で設け、前記弁体(２２)の移動に伴い、前記弁本体(２１)の一端部に形成された径方向内向きの段部(２１ｃ)の内周部に前記フィルタ(２９)の外周部の全周を摺接させるようにした請求項２または３に記載の密封型転がり軸受。
【請求項５】
前記筒状のフィルタ(２９)を複数の筒状のフィルタを相互に嵌合して形成したことを特徴とする請求項４に記載の密封型転がり軸受。
【請求項６】
前記フィルタ(２９)を筒状体の一端部が閉塞したカップ状に形成し、その閉塞端を前記弁体(２２)側に配置した状態で前記弁本体(２１)内に嵌合したことを特徴とする請求項２または３に記載の密封型転がり軸受。
【請求項７】
前記フィルタ(２９)を前記流路に前記弁本体(２１)の長さ方向に間隔をおいて複数設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の密封型転がり軸受。
【請求項８】
前記弁本体(２１)に排水孔(２１ｂ)を設け、その排水孔(２１ｂ)は前記フィルタ(２９)と前記弁体(２２)との間の前記流路と、軸受外部とを連通し、その流路に生じる水を、前記排水孔(２１ｂ)を通して毛細管作用により前記流路から軸受外部へ排出させるようにしたことを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載の密封型転がり軸受。
【請求項９】
前記弁本体(２１)が軸受外部側の端部に嵌合する蓋部材(２６)を有し、前記蓋部材(２６)は前記流路に通じる開口孔(２６ａ)を有し、その蓋部材(２６)により前記フィルタ(２９)を前記弁本体(２１)から抜け止めし、前記排水孔(２１ｂ)を前記弁本体(２１)の端部における前記蓋部材(２６)との嵌合部に設け、前記水を毛細管作用により前記嵌合部を介して、前記蓋部材(２６)の開口孔(２６ａ)に導くようにしたことを特徴とする請求項８に記載の密封型転がり軸受。
【請求項１０】
前記蓋部材(２６)と前記弁本体(２１)の端部との間に、前記嵌合部と前記蓋部材(２６)の開口孔(２６ａ)とを連通する通路(２１ａ)を形成し、その通路(２１ａ)を通して毛細管作用により、前記水を前記蓋部材(２６)の開口孔(２６ａ)に導くようにしたことを特徴とする請求項９に記載の密封型転がり軸受。
【請求項１１】
前記弁本体(２１)が軸受外部側の端部に嵌合する蓋部材(２６)を有し、前記蓋部材(２１)は前記流路に通じる開口孔(２６ａ)を有し、その蓋部材(２６)により前記複数のフィルタ(２９)を前記弁本体(２１)から抜け止めし、前記複数のフィルタ(２９)のうち、軸受外部寄りのフィルタ(２９)を前記弁本体(２１)の内周部に対してすき間をおいて設け、前記蓋部材(２６)と前記弁本体(２１)の端部とにより、前記すき間と軸受外部とを連通する通路(２１ａ)を形成し、そのすき間に生じる水を、前記通路(２１ａ)を通して毛細管作用により前記すき間から軸受外部へ排出させるようにしたことを特徴とする請求項７に記載の密封型転がり軸受。
【請求項１２】
前記弁体(２２)の前記フィルタ(２９)を望む表面に軸方向に凹む円すい状の凹部(３４)を有することを特徴とする請求項６に記載の密封型転がり軸受。
【請求項１３】
前記弁本体(２１)が軸受外部側の端部の開口部を覆うカバー板(３１)を有し、そのカバー板(３１)に前記流路に通じるスリット(３１ａ)を形成したことを特徴とする請求項２から１２のいずれか１つに記載の密封型転がり軸受。
【請求項１４】
前記弁本体(２１)が軸受外部側の端部の開口部を覆う金網(３２)を有することを特徴とする請求項２から１２のいずれか１つに記載の密封型転がり軸受。
【請求項１】
内輪(１)および外輪(３)と、前記内輪(１)と外輪(３)の間に介在する転動体(５)と、前記内輪(１)と外輪(３)の間の軸受空間を密封する密封装置(７)とを有する密封型転がり軸受において、
前記密封装置(７)が、軸受外部から前記軸受空間への気体の流入を許容し、前記軸受空間から軸受外部への気体の流出を遮断する逆止弁(２０)を有し、その逆止弁(２０)の気体が通る流路に気体の通過を許容し、液体および固体の通過を遮断するフィルタ(２９)を設けたことを特徴とする密封型転がり軸受。
【請求項２】
前記密封装置(７)が、前記外輪(３)の端部に嵌合したシールケース(９)と、前記シールケース(９)の内部に保持されたシール(１１)とからなり、前記シールケース(９)内に前記逆止弁(２０)を設け、その逆止弁(２０)が前記流路を形成する筒状の弁本体(２１)と、前記弁本体(２１)内を移動してその流路を開閉する弁体(２２)と、前記流路に設けた前記フィルタ(２９)とを備えた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】
前記フィルタ(２９)を気体の通過を許容し、液体および固体の通過を遮断するシート材により形成し、そのフィルタ(２９)を前記流路内の前記弁体(２２)よりも軸受外部側に設けたことを特徴とした請求項２に記載の密封型転がり軸受。
【請求項４】
前記フィルタ(２９)を筒状に形成し、前記弁体(２２)に前記フィルタ(２９)をその一端部が閉塞する状態で設け、前記弁体(２２)の移動に伴い、前記弁本体(２１)の一端部に形成された径方向内向きの段部(２１ｃ)の内周部に前記フィルタ(２９)の外周部の全周を摺接させるようにした請求項２または３に記載の密封型転がり軸受。
【請求項５】
前記筒状のフィルタ(２９)を複数の筒状のフィルタを相互に嵌合して形成したことを特徴とする請求項４に記載の密封型転がり軸受。
【請求項６】
前記フィルタ(２９)を筒状体の一端部が閉塞したカップ状に形成し、その閉塞端を前記弁体(２２)側に配置した状態で前記弁本体(２１)内に嵌合したことを特徴とする請求項２または３に記載の密封型転がり軸受。
【請求項７】
前記フィルタ(２９)を前記流路に前記弁本体(２１)の長さ方向に間隔をおいて複数設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の密封型転がり軸受。
【請求項８】
前記弁本体(２１)に排水孔(２１ｂ)を設け、その排水孔(２１ｂ)は前記フィルタ(２９)と前記弁体(２２)との間の前記流路と、軸受外部とを連通し、その流路に生じる水を、前記排水孔(２１ｂ)を通して毛細管作用により前記流路から軸受外部へ排出させるようにしたことを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載の密封型転がり軸受。
【請求項９】
前記弁本体(２１)が軸受外部側の端部に嵌合する蓋部材(２６)を有し、前記蓋部材(２６)は前記流路に通じる開口孔(２６ａ)を有し、その蓋部材(２６)により前記フィルタ(２９)を前記弁本体(２１)から抜け止めし、前記排水孔(２１ｂ)を前記弁本体(２１)の端部における前記蓋部材(２６)との嵌合部に設け、前記水を毛細管作用により前記嵌合部を介して、前記蓋部材(２６)の開口孔(２６ａ)に導くようにしたことを特徴とする請求項８に記載の密封型転がり軸受。
【請求項１０】
前記蓋部材(２６)と前記弁本体(２１)の端部との間に、前記嵌合部と前記蓋部材(２６)の開口孔(２６ａ)とを連通する通路(２１ａ)を形成し、その通路(２１ａ)を通して毛細管作用により、前記水を前記蓋部材(２６)の開口孔(２６ａ)に導くようにしたことを特徴とする請求項９に記載の密封型転がり軸受。
【請求項１１】
前記弁本体(２１)が軸受外部側の端部に嵌合する蓋部材(２６)を有し、前記蓋部材(２１)は前記流路に通じる開口孔(２６ａ)を有し、その蓋部材(２６)により前記複数のフィルタ(２９)を前記弁本体(２１)から抜け止めし、前記複数のフィルタ(２９)のうち、軸受外部寄りのフィルタ(２９)を前記弁本体(２１)の内周部に対してすき間をおいて設け、前記蓋部材(２６)と前記弁本体(２１)の端部とにより、前記すき間と軸受外部とを連通する通路(２１ａ)を形成し、そのすき間に生じる水を、前記通路(２１ａ)を通して毛細管作用により前記すき間から軸受外部へ排出させるようにしたことを特徴とする請求項７に記載の密封型転がり軸受。
【請求項１２】
前記弁体(２２)の前記フィルタ(２９)を望む表面に軸方向に凹む円すい状の凹部(３４)を有することを特徴とする請求項６に記載の密封型転がり軸受。
【請求項１３】
前記弁本体(２１)が軸受外部側の端部の開口部を覆うカバー板(３１)を有し、そのカバー板(３１)に前記流路に通じるスリット(３１ａ)を形成したことを特徴とする請求項２から１２のいずれか１つに記載の密封型転がり軸受。
【請求項１４】
前記弁本体(２１)が軸受外部側の端部の開口部を覆う金網(３２)を有することを特徴とする請求項２から１２のいずれか１つに記載の密封型転がり軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−７４９４５（Ｐ２０１１−７４９４５Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２４４９３（Ｐ２００９−２２４４９３）
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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