転がり軸受
【課題】シールリップが摺接するシール部材の防錆を図ることで、軸受回転時におけるシールリップの摺動抵抗を低減させて該シールリップの発熱や摩耗を防止し、密封性能を長期に亘って一定に維持することが可能な密封機構を備えた転がり軸受を提供する。
【解決手段】回転輪１６に固定された第１のシール部材８０と、該第１のシール部材に対向して静止輪１４に固定された第２のシール部材９０とを有しており、第１のシール部材および第２のシール部材の少なくとも一方には、相手側のシール部材に向けて延設され、該相手側のシール部材に摺接する弾性部材製の環状のシールリップ９８が設けられているとともに、シールリップが摺接する相手側のシール部材(第１のシール部材の芯金８２)は、ステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成されている。
【解決手段】回転輪１６に固定された第１のシール部材８０と、該第１のシール部材に対向して静止輪１４に固定された第２のシール部材９０とを有しており、第１のシール部材および第２のシール部材の少なくとも一方には、相手側のシール部材に向けて延設され、該相手側のシール部材に摺接する弾性部材製の環状のシールリップ９８が設けられているとともに、シールリップが摺接する相手側のシール部材(第１のシール部材の芯金８２)は、ステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非回転状態に維持された静止輪と、静止輪に対向して回転する回転輪とを備えた転がり軸受において、特に軸受外部から軸受内部への異物の侵入を防止するために備えられる密封機構の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄鋼材を製作するための圧延設備として、種々の多段式圧延機が知られている。その一例として図７(ａ),(ｂ)に示された多段式圧延機は、ハウジング２内に複数種の圧延ロール群が設けられており、挿入口２ａから挿入された鉄鋼材(図示しない)は、パスライン２Ｐに沿って搬送される間に、圧延ロール群によって均一な厚みに圧延された後、排出口２ｂから排出される。
ここで、圧延ロール群は、鉄鋼材を圧延する一対のワークロール４と、一対のワークロール４を回転自在に支持する複数の第１中間ロール６と、これら第１中間ロール６を回転自在に支持する複数の第２中間ロール８とを備えており、各第２中間ロール８は、複数のバッキングロール軸１０に組み付けられた各転がり軸受１２によって回転自在に支持されている。なお、各バッキングロール軸１０は、常時静止した状態(非回転状態)に維持されている。
【０００３】
転がり軸受１２は、図８に示すように、バッキングロール軸１０に嵌合(固定)された内輪(静止輪)１４と、内輪(静止輪)１４に対向して回転可能に配置された外輪(回転輪)１６と、内外輪１４，１６間に複列で組み込まれた複数の転動体（円筒ころ）１８と、各転動体１８を１つずつ等間隔に保持する保持器２０とを備えている。これにより、転がり軸受１２は、外輪回転の軸受構造を成している。なお、図示例の外輪１６は中つばを有する形態が採用され、内輪１４に設けられている潤滑油供給孔５４から、軸受内部に潤滑油または潤滑油と圧縮エアを用いて潤滑が行われる軸受形式である。
【０００４】
このような多段式圧延機において、図７及び図８に示すように、転がり軸受１２の外輪(回転輪)１６は、複数の第２中間ロール８に圧接しており、当該第２中間ロール８と共に回転可能に位置決めされている。この場合、各外輪１６からの圧力が第２中間ロール８から第１中間ロール６を介して一対のワークロール４に作用することで、当該ワークロール４の撓みが防止されている。これにより、パスライン２Ｐに沿って搬送される鉄鋼材は、一対のワークロール４によって均一な厚みに圧延される。
なお、内外輪１４，１６及び転動体１８の材質としては、例えば合金鋼などの鋼材で形成することができる。
【０００５】
転がり軸受１２には、軸受外部から軸受内部への異物(例えば、塵埃、圧延油)の侵入防止を図るために、軸受内部を軸受外部から密封する密封機構が設けられている。
また、この場合、軸受内部に供給する潤滑油の流れをサポートするために、図示しない潤滑油供給源から潤滑油供給孔５４に圧縮エアが送られており、当該圧縮エアは、潤滑油と共に、潤滑油経路及び潤滑油供給孔５４を通って軸受内部に供給された後、複列の転動体１８相互間を通って密封機構に達する。
【０００６】
「先行技術１」
図８には、密封機構の一例が示されており、当該密封機構は、複列の転動体１８の両側の内外輪１４,１６間にそれぞれ設けられている（非特許文献１）。
【０００７】
図８に示された密封機構は、内径２２ｅが内輪(静止輪)１４に固定(圧入)され且つ外径２２ｔが外輪(回転輪)１６に対して非接触状態に位置決めされた環状のシールド２２と、当該シールド２２よりも軸受内部側に配置された環状のシール２４とを備えている。
ここで、シール２４は、外径２４ｅが外輪(回転輪)１６に固定され且つ内径２４ｔが内輪(静止輪)１４に向けて延出し、その内径２４ｔから延出端（シールリップ）がシールド２２方向に向けて傾斜するとともに、該シールド２２に対して摺接した状態に位置決めされている。
【０００８】
この場合、シール２４は、芯金２４ａにゴム材２４ｂを被覆して形成されており、その内径２４ｔには、シールド２２に向けて略Ｖ字状に突出したゴム製のシールリップＬｐが一体成形されており、当該リップＬｐがシールド２２に常時摺接している。なお、シール２４の外径２４ｅは、環状の止め輪２６によって外輪(回転輪)１６に嵌め合わせて固定されている。
【０００９】
「先行技術２」
先行技術２に係る密封機構は、図９に示すように、回転輪である外輪１６に固定される環状の側板６０と、静止輪である内輪１４に固定される環状のシールド板６６とで構成され、該シールド板６６に別途備えたＶリングシール７４(シールリップとも言う)を、回転する側板６０に摺接させることで密封を図っているものである（特許文献１）。
側板６０は、所定位置に外方に連通する軸方向の排気孔６２を備えて円環状に形成されるとともに、外輪１６の内径面側に嵌め合わされる外径にＯリング６４を周方向に配設して構成されている。
シールド板６６は、内輪１４の外径面側に嵌め合わされる円筒部６８と、該円筒部６８から径方向に延設される第一の円環部７０と、該円環部７０から外輪と非接触で軸方向に延設された第二の円環部７２と、前記第一の円環部７０の外径に別途備えられ、側板６０と摺接するＶリングシール(シールリップ)７４とで構成されている。
【００１０】
ところで、上記先行技術１,２に示された密封機構において、シールリップＬｐ,７４が摺接するシール部材(シールド２２、側板６０)は、例えば機械構造用炭素鋼(ＳＣ)や冷間圧延鋼板(ＳＰＣＣ)などの鋼材が使用される場合が多い。この場合、ＳＣやＳＰＣＣ材などの鋼材は、特に圧延油や水溶液にさらされる使用環境下で錆に弱いため、該鋼材で形成されたシール部材は、その表面に錆が発生し易いものとなっている。ここで、シール部材の表面に錆が発生すると、該表面の粗さが低下し、軸受回転時におけるシールリップＬｐ,７４の摺動抵抗が増加する。このとき、その摺動抵抗の程度によっては、シールリップＬｐ,７４の発熱や更には摩耗が生じる場合がある。
【００１１】
そうなると、密封機構の密封性能が早期に低下して、軸受内部へ異物(例えば、塵埃、水など)が浸入し易くなったり、軸受外部へ潤滑剤(例えば、グリース、油)が漏洩し易くなったりすることで、該軸受が早期に劣化し、回転性能を一定に維持することが困難になってしまう虞がある。これを回避するためには、シールリップＬｐ,７４が摺接するシール部材に対して定期的に或いは必要に応じて随時表面加工を施して、その粗さを一定に維持する必要があるが、それに要する手間や時間がかかるため、煩に耐えない。
【非特許文献１】製品カタログ（株式会社ジェイテクト 製品カタログ 多段圧延機 バックアップロール用円筒ころ軸受 ＣＡＴ.ＮＯ.２４６ Ｐ５ 図例４）
【特許文献１】特開２００４−２７８６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、シールリップが摺接するシール部材の防錆を図ることで、軸受回転時におけるシールリップの摺動抵抗を低減させて該シールリップの発熱や摩耗を防止し、密封性能を長期に亘って一定に維持することが可能な密封機構を備えた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】
このような目的を達成するために、第１の発明は、非回転状態に維持された静止輪（例えば内輪）と、静止輪に対向して回転する回転輪（例えば外輪）と、静止輪と回転輪との間に転動自在に組み込まれた複数の転動体（例えば円筒ころ）と、静止輪と回転輪との間に区画される軸受内部を軸受外部から密封するための密封機構とを備えた転がり軸受であって、密封機構は、回転輪に固定された第１のシール部材と、該第１のシール部材に対向して静止輪に固定された第２のシール部材とを有しており、第１のシール部材および第２のシール部材の少なくとも一方には、相手側のシール部材に向けて延設され、該相手側のシール部材に摺接する弾性部材製の環状のシールリップが設けられているとともに、シールリップが摺接する相手側のシール部材は、ステンレス鋼で構成されていることを特徴とする転がり軸受としたことである。
第１の発明によれば、特に圧延油や水溶液にさらされる使用環境下においてもシールリップが摺接するシール部材の防錆を図ることができるため、該シール部材の表面の粗さを一定に維持することができる。これにより、軸受回転時におけるシールリップの摺動抵抗を低減させて該シールリップの発熱や摩耗を防止し、密封性能を長期に亘って一定に維持することができる。この結果、軸受内部へ異物の浸入防止や軸受外部への潤滑剤の漏洩防止を確実に図ることができるため、該軸受の回転性能を長期に亘って一定に維持することが可能となる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、第１のシール部材は、第２のシール部材よりも軸受内部方向に配設されており、環状のシールリップは、第１のシール部材の固定側方向に向けて傾斜していることを特徴とする転がり軸受としたことである。
第２の発明によれば、シールリップは、固定輪側に固定して備えられる第１のシール部材に外向きに傾斜して備えられるため、特に軸受外部からの異物や圧延油などの侵入を防止し得る。
また、このようなシールリップ形態とすることにより、軸受内圧がシールリップの剛性と軸受外圧の和よりも高くなれば、軸受内圧によりシールリップが開かれて潤滑油及びエアが排出される。従って、内輪や密封機構に回収孔や排気孔を設けなくとも、軸受内に供給される潤滑油の流れを作ることが出来るため、耐荷重性を低下させることなく軸受内部及びシールリップ領域での潤滑不良が防止できる。また、排気孔を設けないため、排気孔を介しての異物や圧延油などの侵入を防止し得ることができ、軸受の早期損傷に寄与し得る。
【００１５】
第３の発明は、第１の発明において、静止輪は、回転輪の内側に対向配置された内輪として構成されており、回転輪は、内輪の外側に対向配置された外輪として構成されていることを特徴とする転がり軸受としたことである。
第３の発明によれば、内輪が回転を行わず、外輪が回転する外輪回転転がり軸受を構成することができる。
【００１６】
第４の発明は、第１の発明において、軸受内部に、潤滑油または潤滑油と圧縮エアを用いて潤滑が行われることを特徴とする転がり軸受としたことである。
第４の発明によれば、軸受内部が潤滑油供給状態となるが、特に内輪や密封機構に回収孔や排気孔を備えていないため、耐荷重性を低下することもなく、またシールリップの制約もない。
【００１７】
第５の発明は、第１の発明において、鉄鋼材を圧延する多段式圧延機に用いられた転がり軸受であって、多段式圧延機は、鉄鋼材を圧延するための圧延ローラ群を備えており、転がり軸受は、圧延ローラ群のバッキングロール軸に組み付けられていることを特徴とする転がり軸受としたことである。
第５の発明によれば、バッキングロール軸の軸受構造に適した密封機構を提供することが簡易かつ安価にできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、シールリップが摺接するシール部材の防錆を図ることで、軸受回転時におけるシールリップの摺動抵抗を低減させて該シールリップの発熱や摩耗を防止し、密封性能を長期に亘って一定に維持することが可能な密封機構を備えた転がり軸受を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受について添付図面を参照して説明する。
図１及び図２は実施例１、図３は実施例２、図４は実施例３、図５は実施例４、図６は実施例５をそれぞれ示す。
なお、それぞれの各実施例は、図７で示す多段式圧延機に用いた転がり軸受１２(図８)の密封機構の改良であるため、以下では、改良部分の説明にとどめる。この場合、上述した図８に開示の転がり軸受１２と同一の構成については、その構成に付された参照符号と同一の符号を本実施の形態に用いた図面上に付すことで、その説明を省略する。すなわち、例えば本実施例の場合、軸受内部に供給する潤滑油の流れをサポートするために、図示しない潤滑油供給源から潤滑油供給孔５４に潤滑油とともに圧縮エアが送られており、当該圧縮エアは、潤滑油と共に、潤滑油経路及び潤滑油供給孔５４を通って軸受内部に供給された後、複列の転動体１８相互間を通って密封機構に達する潤滑構成を採用している。
なお、圧縮エアなしで潤滑油のみ供給する場合も勿論本発明の範囲内である。
また、本実施例の転がり軸受では、潤滑油の回収孔は内輪１４に設けられておらず、また圧縮エアの排出孔も密封機構に設けていない形態としている。
さらに、本実施例では、本発明の転がり軸受の一適用例として上述の通り図７に示した多段式圧延機を用いて説明するが、本発明の転がり軸受は、この多段式圧延機に限定して適用されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。また、本実施例では、内輪１４を静止輪、外輪１６を回転輪とし説明するが、内輪１４を回転輪、外輪１６を静止輪として適用する形態であっても本発明の範囲内である。
【実施例１】
【００２０】
図１及び図２に示す本実施例の密封機構は、回転輪としての外輪１６に固定して備えられる第１のシール部材８０と、静止輪としての内輪１４に固定して備えられる第２のシール部材９０とで構成されている。
【００２１】
第１のシール部材８０は、内輪１４と非接触に設けられている円環状の芯金８２と、該芯金８２の軸受内方側の面部８２ａの全領域とともに、連続して外径８２ｂを被覆する弾性部材８４とで構成された円環部８７を含むシールドで、外輪１６の内径面に外径８２ｂ側を嵌め合わせて圧入し、軸受の軸方向で内方に配設されている。また、弾性部材８４は、芯金８２の内径よりも僅かに内輪１４方向に突出して内輪１４と非接触に備えられている。従って、芯金８２の軸受外方側の面部８２ｃは弾性部材８４で被覆されておらず芯金８２が露呈されている。
図中、８６は第１のシール部材８０を固定している止め輪である。
【００２２】
第２のシール部材９０は、内輪１４の外径面に嵌め合わされている円筒部９２ａと、該円筒部９２ａから外輪１６方向へと径方向に延設され、外輪１６と非接触とした円板部９２ｂとからなる断面視略Ｌ字形状の芯金９２と、該芯金９２の円筒部９２ａの外径面９２ｃの全領域及び円板部９２ｂの軸受内方側の面部９２ｄの全領域とともに、連続して外径９２ｅを被覆する弾性部材９４とで構成された円環部９６と、円板部９２ｂの軸受内方側の面部９２ｄを覆う弾性部材９４の所定領域から一体に延設され、第１のシール部材８０に摺接するシールリップ９８で構成されている接触シールである（シールの形状からＶ型シールやＹ型シールとも言う。）。
そして、内輪１４の外径面に円筒部９２ａの内径面を嵌め合わせて圧入し、第１のシール部材８０の円環部８７と対向させて軸受の軸方向で外方に配設されている。
【００２３】
シールリップ９８は、円環部９６を構成する弾性部材９４における円板部９２ｂの軸受内方側の面部９２ｄを覆う弾性部材９４の所定領域から、第１のシール部材８０における芯金８２の軸受外方側の面部８２ｃに向けて傾斜状（外向きに傾斜状）に一体に延設され、外輪１６の回転に伴って回転する第１のシール部材８０に摺接して接触のシール領域を形成する環状のシールリップである。
詳しくは、本実施例によれば、円板部９２ｂの内径と外径の間の径方向略中央位置から、肉厚の円筒状の分岐部９８ａを介して、該分岐部９８ａよりも薄肉で、第１のシール部材８０の固定側である外径８２ｂ方向に向けて傾斜している断面視略Ｖ字形状を有した全体円すい状（大径Ｄ１側を第１のシール部材８０方向に対向させた形状）のシールリップとしている。
シールリップ９８の大きさ、配設位置、あるいは接触領域の大小は特に限定解釈されるものではなく、仕様に応じて本発明の範囲内で設計変更可能である。例えば、シールリップ９８を大きく構成して剛性が弱くて長い構造とすることも可能である。
【００２４】
また、本実施例の密封機構において、シールリップ９８が摺接する相手側のシール部材(第１のシール部材８０)は、ステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成されている。具体的には、シールリップ９８は、第１のシール部材８０の芯金８２(図２)に摺接するため、該芯金８２をステンレス鋼(ＳＵＳ)で形成する。なお、ステンレス鋼としては、例えば、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼があるが、軸受の使用環境や使用目的に応じて任意に選択することが可能である。
【００２５】
以上、本実施例のように、シールリップ９８が摺接する第１のシール部材８０(芯金８２)をステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成したことにより、特に圧延油や水溶液にさらされる使用環境下においてもシールリップ９８が摺接する第１のシール部材８０(芯金８２)の防錆を図ることができるため、該芯金８２の表面の粗さを一定に維持することができる。これにより、軸受回転時におけるシールリップ９８の摺動抵抗を低減させて該シールリップ９８の発熱や摩耗を防止し、密封性能を長期に亘って一定に維持することができる。この結果、軸受内部へ異物の浸入防止や軸受外部への潤滑剤の漏洩防止を確実に図ることができるため、該軸受の回転性能を長期に亘って一定に維持することが可能となる。
【００２６】
また、このような効果は、第１のシール部材８０(芯金８２)をステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成するだけで長期に亘って維持されるため、該芯金８２に対して定期的に或いは必要に応じて随時表面加工を施すといった手間や時間も不要になる。更に、ステンレス鋼(ＳＵＳ)製の芯金８２では、例えばプレス加工などの型加工だけで、その表面の粗さを向上させることができるため、利便性に優れた密封機構を備えた転がり軸受を提供することができる。
【００２７】
また、本実施例のように構成されていることにより、密封機構は、特に軸受外部からの異物や圧延油などの侵入を防止し得る。
また、このような密封機構とすることにより、本実施例のように、潤滑油又は潤滑油と圧縮エアを用いて潤滑が行われる形式において、軸受内圧がシールリップ９８の剛性と軸受外圧の和よりも高くなれば、軸受内圧によりシールリップ９８が開かれて潤滑油及びエアが排出される。従って、内輪１４や密封機構に回収孔や排気孔を設けなくとも、軸受内に供給される潤滑油の流れを作ることが出来るため、軸受内部及びシールリップ９８領域での潤滑不良が防止される。また、排気孔を設けないため、排気孔を介しての異物や圧延油などの侵入を防止し得ることができ、軸受の早期損傷に寄与し得る。
本実施例によれば、外輪１６とともに回転する第１のシール部材８０に摺接して接触のシール領域を形成するシールリップ９８が、内輪１４に配設された第２のシール部材９０に備えられているため、従来のように接触のシール領域を形成しているシールリップが遠心力により開いてシール性能を低下させてしまうという不具合も生じなくなる。
また、第２のシール部材９０を一体に構成している弾性部材９４の所定領域にシールリップ９８を一体に備えているため、密封機構の組み込み工程も簡易であるとともに、軸受内部における密封機構の配設領域の省スペース化が可能となる。
また、本実施例によれば、軸受内部が潤滑油供給状態となるが、特に内輪１４や密封機構に回収孔や排気孔を備えていないため、耐荷重性を低下することもなく、またシールリップ９８の制約もない。すなわち、シールリップ９８は、第１のシール部材８０の芯金８２の軸受外方側の面部８２ｃであればどこに接触（摺接）してもよく、シールのリップ開き圧力の調整が容易である。
【実施例２】
【００２８】
図３は本発明の実施例２に係る転がり軸受を一部省略して示す概略断面図である。
本実施例は、上述した転がり軸受の密封機構(図８)において、第１のシール部材(シール２４)から突出したシールリップＬｐが摺接する相手側のシール部材としてのシールド２２をステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成した形式である。なお、他の構成は、図８の軸受構成と同一であるため、その説明は省略する。
また、本実施例の効果は、上述した実施例１と同様であるため、その説明は省略する。
【実施例３】
【００２９】
図４は本発明の実施例３に係る転がり軸受を一部省略して示す概略断面図である。
本実施例は、複列の円筒ころ間に浮き輪１００を備えた実施の一形態で、密封機構に本発明の密封機構を適用するとともに、該密封機構において、シールリップ９８が摺接する相手側のシール部材(具体的には、第１のシール部材８０の芯金８２(図２))をステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成した形式である。
浮き輪１００は、内輪つば１４ａ，１４ａと外輪つば１６ａと連携してそれぞれの列の転動体（円筒ころ）１８の軸方向の動きを制限するとともに、転動体（円筒ころ）１８の斜行を防止する周知構成である。
その他の構成及び作用効果は実施例１と同様であるためその説明は省略する。
【実施例４】
【００３０】
図５は本発明の実施例４に係る転がり軸受を一部省略して示す概略断面図である。
本実施例は、内輪１４の外つば１４ａを別部品とした実施の一例に本発明の密封機構を適用するとともに、該密封機構において、シールリップ９８が摺接する相手側のシール部材(具体的には、第１のシール部材８０の芯金８２(図２))をステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成した形式である。
図５（ａ）は潤滑油供給孔５４を内輪に設けた形式、図５（ｂ）は内輪１４，１４間に間座１０２を備えるとともに、転動体（円筒ころ）１８，１８間に浮き輪１００を備えた実施の一形態である。
その他の構成及び作用効果は実施例１と同様であるためその説明は省略する。
【実施例５】
【００３１】
図６は本発明の実施例５に係る転がり軸受を一部省略して示す概略断面図である。
本実施例は、転動体１８として複列の円すいころを組み込んだ複列の円錐ころ軸受に本発明の密封機構を適用するとともに、該密封機構において、シールリップ９８が摺接する相手側のシール部材(具体的には、第１のシール部材８０の芯金８２(図２))をステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成した形式である。
その他の構成及び作用効果は実施例１と同様であるためその説明は省略する。
「変形例１」
【００３２】
上述した各実施例では、シールリップ９８,Ｌｐを単一構成としているが、例えば第１のシール部材８０における芯金８２の軸受外方側の面部８２ｃに接触する複数のリップを備える形態であっても本発明の範囲内である。また、その複数のリップは、本実施例のシールリップ９８から分岐されている形式であっても、本実施例のシールリップ９８とは別に弾性部材９４の所定領域から突出させる形式であってもよいが、トルクがあまりに高くならないように留意する必要がある。
「変形例２」
【００３３】
上述した図１乃至図５に示す実施例１乃至４では、転動体１８として、“円筒ころ”を例示し、図６に示す実施例５では、転動体１８として、“円錐ころ”を示したが、“玉”などの他の転動体形態を適用しても同様の効果を得ることができる。更に、上述した各実施例では、転動体１８を軸方向に２列に備えた軸受構造としたが、軸方向に１列、或いは、３列以上としても同様の効果を得ることができる。
「変形例３」
【００３４】
軸受潤滑油中には金属の切粉や削り屑、バリ及び摩耗粉などの異物が混入されていることがあり、これら異物が軌道輪や転動体に損傷を与え、軸受寿命の大幅な低下を招くことがある。内外輪１４，１６及び転動体１８の材質としては、例えば従来と同様に合金鋼などの鋼材で形成することができるが、内輪１４は軸１０とともに回転を伴わない形式であるため、外輪１６に負荷するラジアル荷重に対して内輪１４に負荷する荷重は常に同じ位相に負荷する。そのため、内輪１４は外輪１６や転動体１８と比して早期に疲れ寿命となる。すなわち、異物による損傷を受けて寿命が低下し易いという問題もある。
従って、特に静止輪としての内輪は以下の構成とするのが好ましい。
すなわち、例えばその一例を説明すると、主として炭素（Ｃ）；0.1〜1.2重量％、クロム（Ｃｒ）；１〜３重量％を含有し、さらにモリブデン（Ｍｏ）を2.0重量％以下添加してなる合金鋼からなり、浸炭又は浸炭窒化処理して表面層（転がり表面層ともいう。）を形成し、その表面層の残留オーステナイト量（γR vol％）が２０〜４５vol％、微細炭化物又は炭窒化物の平均粒径が2.3μｍ以下とする。
また、微細炭化物又は炭窒化物の平均粒径は、例えば0.5〜1.5μｍとするのが好ましい。
また、表面層の表面硬さ（Ｈｖ）は、前記残留オーステナイト量（γR vol％）に対し、−4.7×（γR vol％）＋920≦Ｈｖ≦−4.7×（γR vol％）＋1020の範囲にあるのが好ましい。
さらに、前記モリブデン（Ｍｏ）の含有量は、クロム（Ｃｒ）含有量の１／３以上とするのが好ましい。
このように内輪１４を構成することにより、内輪１４の寿命を長くし得るとの効果が得られる。
「変形例４」
【００３５】
また、本実施例では、第２のシール部材９０における芯金９２の円板部９２ｂをフラット形状としているが、円周方向に連続する凹部と凸部（図示省略）が、軸中心を同一とする同心円に配されることにより側面視波形状に構成することも可能で、本発明の範囲内である。このように構成することにより、芯金９２の強度が向上し、内輪１４に圧入して嵌め込む際の変形を防止し得る。従って、芯金９２の変形によりシールリップ９８が第１のシール部材８０に強く当たりすぎたり、あるいはシールリップ９８が第１のシール部材８０に当たらず接触のシール領域が形成されないという不具合を防止することができる。これにより、潤滑不良や異物混入による軸受の早期焼付け防止が図れ、軸受の寿命を向上することが可能となる。
また、この凹凸構造は、それぞれの凹部と凸部が円状に構成されておらず、蛇行している形態であってもよい。また、凹部と凸部はそれぞれ大きさ（深さ・高さ及び幅など）を異にする形態であってもよい。さらに、凹部と凸部は断続的に設けられているものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明転がり軸受の一実施形態である実施例１の一部を省略するとともに拡大して示す断面図である。
【図２】図１の密封機構の構成部分を拡大して示す断面図である。
【図３】実施例２の一部を省略するとともに拡大して示す断面図で、（ａ）は、転がり軸受の構成を一部省略するとともに拡大して示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の密封機構の構成部分を拡大して示す断面図である。
【図４】実施例３の一部を省略するとともに拡大して示す断面図である。
【図５】実施例４の一部を省略するとともに拡大して示す断面図で、（ａ）は、内輪の外つばを別体のつば輪とし、つば輪に本発明を構成する密封機構を組み込んだ一形態、（ｂ）は、外輪の中つばを無くし、ころ間に浮き輪を設置するとともに、内輪の外つばを別体のつば輪とし、つば輪に本発明を構成する密封機構を組み込んだ一形態である。
【図６】実施例５の一部を省略するとともに拡大して示す断面図で、複列の円すいころ軸受に本発明を適用した実施の一形態である。
【図７】本発明の転がり軸受の一適用事例で、(ａ)は、多段式圧延機の圧延ロール群の構成例を示す概略側面図、(ｂ)は、バッキングロール軸まわりの構成例を示す概略正面である。
【図８】先行技術１に係る転がり軸受の断面図で、（ａ）は、バッキングロール軸に組み込まれている従来の転がり軸受の構成を一部省略するとともに拡大して示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の密封機構の構成部分を拡大して示す断面図である。
【図９】先行技術２に係る転がり軸受の断面図で、（ａ）は、全体を示す概略断面図、（ｂ）は、（ａ）の密封機構の構成部分を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１４ 内輪(静止輪)
１６ 外輪(回転輪)
１８ 転動体
８０ 第１のシール部材
８２ 芯金
８４ 弾性部材
８７ 円環部
９０ 第２のシール部材
９２ 芯金
９４ 弾性部材
９６ 円環部
９８ シールリップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非回転状態に維持された静止輪と、静止輪に対向して回転する回転輪とを備えた転がり軸受において、特に軸受外部から軸受内部への異物の侵入を防止するために備えられる密封機構の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄鋼材を製作するための圧延設備として、種々の多段式圧延機が知られている。その一例として図７(ａ),(ｂ)に示された多段式圧延機は、ハウジング２内に複数種の圧延ロール群が設けられており、挿入口２ａから挿入された鉄鋼材(図示しない)は、パスライン２Ｐに沿って搬送される間に、圧延ロール群によって均一な厚みに圧延された後、排出口２ｂから排出される。
ここで、圧延ロール群は、鉄鋼材を圧延する一対のワークロール４と、一対のワークロール４を回転自在に支持する複数の第１中間ロール６と、これら第１中間ロール６を回転自在に支持する複数の第２中間ロール８とを備えており、各第２中間ロール８は、複数のバッキングロール軸１０に組み付けられた各転がり軸受１２によって回転自在に支持されている。なお、各バッキングロール軸１０は、常時静止した状態(非回転状態)に維持されている。
【０００３】
転がり軸受１２は、図８に示すように、バッキングロール軸１０に嵌合(固定)された内輪(静止輪)１４と、内輪(静止輪)１４に対向して回転可能に配置された外輪(回転輪)１６と、内外輪１４，１６間に複列で組み込まれた複数の転動体（円筒ころ）１８と、各転動体１８を１つずつ等間隔に保持する保持器２０とを備えている。これにより、転がり軸受１２は、外輪回転の軸受構造を成している。なお、図示例の外輪１６は中つばを有する形態が採用され、内輪１４に設けられている潤滑油供給孔５４から、軸受内部に潤滑油または潤滑油と圧縮エアを用いて潤滑が行われる軸受形式である。
【０００４】
このような多段式圧延機において、図７及び図８に示すように、転がり軸受１２の外輪(回転輪)１６は、複数の第２中間ロール８に圧接しており、当該第２中間ロール８と共に回転可能に位置決めされている。この場合、各外輪１６からの圧力が第２中間ロール８から第１中間ロール６を介して一対のワークロール４に作用することで、当該ワークロール４の撓みが防止されている。これにより、パスライン２Ｐに沿って搬送される鉄鋼材は、一対のワークロール４によって均一な厚みに圧延される。
なお、内外輪１４，１６及び転動体１８の材質としては、例えば合金鋼などの鋼材で形成することができる。
【０００５】
転がり軸受１２には、軸受外部から軸受内部への異物(例えば、塵埃、圧延油)の侵入防止を図るために、軸受内部を軸受外部から密封する密封機構が設けられている。
また、この場合、軸受内部に供給する潤滑油の流れをサポートするために、図示しない潤滑油供給源から潤滑油供給孔５４に圧縮エアが送られており、当該圧縮エアは、潤滑油と共に、潤滑油経路及び潤滑油供給孔５４を通って軸受内部に供給された後、複列の転動体１８相互間を通って密封機構に達する。
【０００６】
「先行技術１」
図８には、密封機構の一例が示されており、当該密封機構は、複列の転動体１８の両側の内外輪１４,１６間にそれぞれ設けられている（非特許文献１）。
【０００７】
図８に示された密封機構は、内径２２ｅが内輪(静止輪)１４に固定(圧入)され且つ外径２２ｔが外輪(回転輪)１６に対して非接触状態に位置決めされた環状のシールド２２と、当該シールド２２よりも軸受内部側に配置された環状のシール２４とを備えている。
ここで、シール２４は、外径２４ｅが外輪(回転輪)１６に固定され且つ内径２４ｔが内輪(静止輪)１４に向けて延出し、その内径２４ｔから延出端（シールリップ）がシールド２２方向に向けて傾斜するとともに、該シールド２２に対して摺接した状態に位置決めされている。
【０００８】
この場合、シール２４は、芯金２４ａにゴム材２４ｂを被覆して形成されており、その内径２４ｔには、シールド２２に向けて略Ｖ字状に突出したゴム製のシールリップＬｐが一体成形されており、当該リップＬｐがシールド２２に常時摺接している。なお、シール２４の外径２４ｅは、環状の止め輪２６によって外輪(回転輪)１６に嵌め合わせて固定されている。
【０００９】
「先行技術２」
先行技術２に係る密封機構は、図９に示すように、回転輪である外輪１６に固定される環状の側板６０と、静止輪である内輪１４に固定される環状のシールド板６６とで構成され、該シールド板６６に別途備えたＶリングシール７４(シールリップとも言う)を、回転する側板６０に摺接させることで密封を図っているものである（特許文献１）。
側板６０は、所定位置に外方に連通する軸方向の排気孔６２を備えて円環状に形成されるとともに、外輪１６の内径面側に嵌め合わされる外径にＯリング６４を周方向に配設して構成されている。
シールド板６６は、内輪１４の外径面側に嵌め合わされる円筒部６８と、該円筒部６８から径方向に延設される第一の円環部７０と、該円環部７０から外輪と非接触で軸方向に延設された第二の円環部７２と、前記第一の円環部７０の外径に別途備えられ、側板６０と摺接するＶリングシール(シールリップ)７４とで構成されている。
【００１０】
ところで、上記先行技術１,２に示された密封機構において、シールリップＬｐ,７４が摺接するシール部材(シールド２２、側板６０)は、例えば機械構造用炭素鋼(ＳＣ)や冷間圧延鋼板(ＳＰＣＣ)などの鋼材が使用される場合が多い。この場合、ＳＣやＳＰＣＣ材などの鋼材は、特に圧延油や水溶液にさらされる使用環境下で錆に弱いため、該鋼材で形成されたシール部材は、その表面に錆が発生し易いものとなっている。ここで、シール部材の表面に錆が発生すると、該表面の粗さが低下し、軸受回転時におけるシールリップＬｐ,７４の摺動抵抗が増加する。このとき、その摺動抵抗の程度によっては、シールリップＬｐ,７４の発熱や更には摩耗が生じる場合がある。
【００１１】
そうなると、密封機構の密封性能が早期に低下して、軸受内部へ異物(例えば、塵埃、水など)が浸入し易くなったり、軸受外部へ潤滑剤(例えば、グリース、油)が漏洩し易くなったりすることで、該軸受が早期に劣化し、回転性能を一定に維持することが困難になってしまう虞がある。これを回避するためには、シールリップＬｐ,７４が摺接するシール部材に対して定期的に或いは必要に応じて随時表面加工を施して、その粗さを一定に維持する必要があるが、それに要する手間や時間がかかるため、煩に耐えない。
【非特許文献１】製品カタログ（株式会社ジェイテクト 製品カタログ 多段圧延機 バックアップロール用円筒ころ軸受 ＣＡＴ.ＮＯ.２４６ Ｐ５ 図例４）
【特許文献１】特開２００４−２７８６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、シールリップが摺接するシール部材の防錆を図ることで、軸受回転時におけるシールリップの摺動抵抗を低減させて該シールリップの発熱や摩耗を防止し、密封性能を長期に亘って一定に維持することが可能な密封機構を備えた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】
このような目的を達成するために、第１の発明は、非回転状態に維持された静止輪（例えば内輪）と、静止輪に対向して回転する回転輪（例えば外輪）と、静止輪と回転輪との間に転動自在に組み込まれた複数の転動体（例えば円筒ころ）と、静止輪と回転輪との間に区画される軸受内部を軸受外部から密封するための密封機構とを備えた転がり軸受であって、密封機構は、回転輪に固定された第１のシール部材と、該第１のシール部材に対向して静止輪に固定された第２のシール部材とを有しており、第１のシール部材および第２のシール部材の少なくとも一方には、相手側のシール部材に向けて延設され、該相手側のシール部材に摺接する弾性部材製の環状のシールリップが設けられているとともに、シールリップが摺接する相手側のシール部材は、ステンレス鋼で構成されていることを特徴とする転がり軸受としたことである。
第１の発明によれば、特に圧延油や水溶液にさらされる使用環境下においてもシールリップが摺接するシール部材の防錆を図ることができるため、該シール部材の表面の粗さを一定に維持することができる。これにより、軸受回転時におけるシールリップの摺動抵抗を低減させて該シールリップの発熱や摩耗を防止し、密封性能を長期に亘って一定に維持することができる。この結果、軸受内部へ異物の浸入防止や軸受外部への潤滑剤の漏洩防止を確実に図ることができるため、該軸受の回転性能を長期に亘って一定に維持することが可能となる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、第１のシール部材は、第２のシール部材よりも軸受内部方向に配設されており、環状のシールリップは、第１のシール部材の固定側方向に向けて傾斜していることを特徴とする転がり軸受としたことである。
第２の発明によれば、シールリップは、固定輪側に固定して備えられる第１のシール部材に外向きに傾斜して備えられるため、特に軸受外部からの異物や圧延油などの侵入を防止し得る。
また、このようなシールリップ形態とすることにより、軸受内圧がシールリップの剛性と軸受外圧の和よりも高くなれば、軸受内圧によりシールリップが開かれて潤滑油及びエアが排出される。従って、内輪や密封機構に回収孔や排気孔を設けなくとも、軸受内に供給される潤滑油の流れを作ることが出来るため、耐荷重性を低下させることなく軸受内部及びシールリップ領域での潤滑不良が防止できる。また、排気孔を設けないため、排気孔を介しての異物や圧延油などの侵入を防止し得ることができ、軸受の早期損傷に寄与し得る。
【００１５】
第３の発明は、第１の発明において、静止輪は、回転輪の内側に対向配置された内輪として構成されており、回転輪は、内輪の外側に対向配置された外輪として構成されていることを特徴とする転がり軸受としたことである。
第３の発明によれば、内輪が回転を行わず、外輪が回転する外輪回転転がり軸受を構成することができる。
【００１６】
第４の発明は、第１の発明において、軸受内部に、潤滑油または潤滑油と圧縮エアを用いて潤滑が行われることを特徴とする転がり軸受としたことである。
第４の発明によれば、軸受内部が潤滑油供給状態となるが、特に内輪や密封機構に回収孔や排気孔を備えていないため、耐荷重性を低下することもなく、またシールリップの制約もない。
【００１７】
第５の発明は、第１の発明において、鉄鋼材を圧延する多段式圧延機に用いられた転がり軸受であって、多段式圧延機は、鉄鋼材を圧延するための圧延ローラ群を備えており、転がり軸受は、圧延ローラ群のバッキングロール軸に組み付けられていることを特徴とする転がり軸受としたことである。
第５の発明によれば、バッキングロール軸の軸受構造に適した密封機構を提供することが簡易かつ安価にできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、シールリップが摺接するシール部材の防錆を図ることで、軸受回転時におけるシールリップの摺動抵抗を低減させて該シールリップの発熱や摩耗を防止し、密封性能を長期に亘って一定に維持することが可能な密封機構を備えた転がり軸受を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受について添付図面を参照して説明する。
図１及び図２は実施例１、図３は実施例２、図４は実施例３、図５は実施例４、図６は実施例５をそれぞれ示す。
なお、それぞれの各実施例は、図７で示す多段式圧延機に用いた転がり軸受１２(図８)の密封機構の改良であるため、以下では、改良部分の説明にとどめる。この場合、上述した図８に開示の転がり軸受１２と同一の構成については、その構成に付された参照符号と同一の符号を本実施の形態に用いた図面上に付すことで、その説明を省略する。すなわち、例えば本実施例の場合、軸受内部に供給する潤滑油の流れをサポートするために、図示しない潤滑油供給源から潤滑油供給孔５４に潤滑油とともに圧縮エアが送られており、当該圧縮エアは、潤滑油と共に、潤滑油経路及び潤滑油供給孔５４を通って軸受内部に供給された後、複列の転動体１８相互間を通って密封機構に達する潤滑構成を採用している。
なお、圧縮エアなしで潤滑油のみ供給する場合も勿論本発明の範囲内である。
また、本実施例の転がり軸受では、潤滑油の回収孔は内輪１４に設けられておらず、また圧縮エアの排出孔も密封機構に設けていない形態としている。
さらに、本実施例では、本発明の転がり軸受の一適用例として上述の通り図７に示した多段式圧延機を用いて説明するが、本発明の転がり軸受は、この多段式圧延機に限定して適用されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。また、本実施例では、内輪１４を静止輪、外輪１６を回転輪とし説明するが、内輪１４を回転輪、外輪１６を静止輪として適用する形態であっても本発明の範囲内である。
【実施例１】
【００２０】
図１及び図２に示す本実施例の密封機構は、回転輪としての外輪１６に固定して備えられる第１のシール部材８０と、静止輪としての内輪１４に固定して備えられる第２のシール部材９０とで構成されている。
【００２１】
第１のシール部材８０は、内輪１４と非接触に設けられている円環状の芯金８２と、該芯金８２の軸受内方側の面部８２ａの全領域とともに、連続して外径８２ｂを被覆する弾性部材８４とで構成された円環部８７を含むシールドで、外輪１６の内径面に外径８２ｂ側を嵌め合わせて圧入し、軸受の軸方向で内方に配設されている。また、弾性部材８４は、芯金８２の内径よりも僅かに内輪１４方向に突出して内輪１４と非接触に備えられている。従って、芯金８２の軸受外方側の面部８２ｃは弾性部材８４で被覆されておらず芯金８２が露呈されている。
図中、８６は第１のシール部材８０を固定している止め輪である。
【００２２】
第２のシール部材９０は、内輪１４の外径面に嵌め合わされている円筒部９２ａと、該円筒部９２ａから外輪１６方向へと径方向に延設され、外輪１６と非接触とした円板部９２ｂとからなる断面視略Ｌ字形状の芯金９２と、該芯金９２の円筒部９２ａの外径面９２ｃの全領域及び円板部９２ｂの軸受内方側の面部９２ｄの全領域とともに、連続して外径９２ｅを被覆する弾性部材９４とで構成された円環部９６と、円板部９２ｂの軸受内方側の面部９２ｄを覆う弾性部材９４の所定領域から一体に延設され、第１のシール部材８０に摺接するシールリップ９８で構成されている接触シールである（シールの形状からＶ型シールやＹ型シールとも言う。）。
そして、内輪１４の外径面に円筒部９２ａの内径面を嵌め合わせて圧入し、第１のシール部材８０の円環部８７と対向させて軸受の軸方向で外方に配設されている。
【００２３】
シールリップ９８は、円環部９６を構成する弾性部材９４における円板部９２ｂの軸受内方側の面部９２ｄを覆う弾性部材９４の所定領域から、第１のシール部材８０における芯金８２の軸受外方側の面部８２ｃに向けて傾斜状（外向きに傾斜状）に一体に延設され、外輪１６の回転に伴って回転する第１のシール部材８０に摺接して接触のシール領域を形成する環状のシールリップである。
詳しくは、本実施例によれば、円板部９２ｂの内径と外径の間の径方向略中央位置から、肉厚の円筒状の分岐部９８ａを介して、該分岐部９８ａよりも薄肉で、第１のシール部材８０の固定側である外径８２ｂ方向に向けて傾斜している断面視略Ｖ字形状を有した全体円すい状（大径Ｄ１側を第１のシール部材８０方向に対向させた形状）のシールリップとしている。
シールリップ９８の大きさ、配設位置、あるいは接触領域の大小は特に限定解釈されるものではなく、仕様に応じて本発明の範囲内で設計変更可能である。例えば、シールリップ９８を大きく構成して剛性が弱くて長い構造とすることも可能である。
【００２４】
また、本実施例の密封機構において、シールリップ９８が摺接する相手側のシール部材(第１のシール部材８０)は、ステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成されている。具体的には、シールリップ９８は、第１のシール部材８０の芯金８２(図２)に摺接するため、該芯金８２をステンレス鋼(ＳＵＳ)で形成する。なお、ステンレス鋼としては、例えば、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼があるが、軸受の使用環境や使用目的に応じて任意に選択することが可能である。
【００２５】
以上、本実施例のように、シールリップ９８が摺接する第１のシール部材８０(芯金８２)をステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成したことにより、特に圧延油や水溶液にさらされる使用環境下においてもシールリップ９８が摺接する第１のシール部材８０(芯金８２)の防錆を図ることができるため、該芯金８２の表面の粗さを一定に維持することができる。これにより、軸受回転時におけるシールリップ９８の摺動抵抗を低減させて該シールリップ９８の発熱や摩耗を防止し、密封性能を長期に亘って一定に維持することができる。この結果、軸受内部へ異物の浸入防止や軸受外部への潤滑剤の漏洩防止を確実に図ることができるため、該軸受の回転性能を長期に亘って一定に維持することが可能となる。
【００２６】
また、このような効果は、第１のシール部材８０(芯金８２)をステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成するだけで長期に亘って維持されるため、該芯金８２に対して定期的に或いは必要に応じて随時表面加工を施すといった手間や時間も不要になる。更に、ステンレス鋼(ＳＵＳ)製の芯金８２では、例えばプレス加工などの型加工だけで、その表面の粗さを向上させることができるため、利便性に優れた密封機構を備えた転がり軸受を提供することができる。
【００２７】
また、本実施例のように構成されていることにより、密封機構は、特に軸受外部からの異物や圧延油などの侵入を防止し得る。
また、このような密封機構とすることにより、本実施例のように、潤滑油又は潤滑油と圧縮エアを用いて潤滑が行われる形式において、軸受内圧がシールリップ９８の剛性と軸受外圧の和よりも高くなれば、軸受内圧によりシールリップ９８が開かれて潤滑油及びエアが排出される。従って、内輪１４や密封機構に回収孔や排気孔を設けなくとも、軸受内に供給される潤滑油の流れを作ることが出来るため、軸受内部及びシールリップ９８領域での潤滑不良が防止される。また、排気孔を設けないため、排気孔を介しての異物や圧延油などの侵入を防止し得ることができ、軸受の早期損傷に寄与し得る。
本実施例によれば、外輪１６とともに回転する第１のシール部材８０に摺接して接触のシール領域を形成するシールリップ９８が、内輪１４に配設された第２のシール部材９０に備えられているため、従来のように接触のシール領域を形成しているシールリップが遠心力により開いてシール性能を低下させてしまうという不具合も生じなくなる。
また、第２のシール部材９０を一体に構成している弾性部材９４の所定領域にシールリップ９８を一体に備えているため、密封機構の組み込み工程も簡易であるとともに、軸受内部における密封機構の配設領域の省スペース化が可能となる。
また、本実施例によれば、軸受内部が潤滑油供給状態となるが、特に内輪１４や密封機構に回収孔や排気孔を備えていないため、耐荷重性を低下することもなく、またシールリップ９８の制約もない。すなわち、シールリップ９８は、第１のシール部材８０の芯金８２の軸受外方側の面部８２ｃであればどこに接触（摺接）してもよく、シールのリップ開き圧力の調整が容易である。
【実施例２】
【００２８】
図３は本発明の実施例２に係る転がり軸受を一部省略して示す概略断面図である。
本実施例は、上述した転がり軸受の密封機構(図８)において、第１のシール部材(シール２４)から突出したシールリップＬｐが摺接する相手側のシール部材としてのシールド２２をステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成した形式である。なお、他の構成は、図８の軸受構成と同一であるため、その説明は省略する。
また、本実施例の効果は、上述した実施例１と同様であるため、その説明は省略する。
【実施例３】
【００２９】
図４は本発明の実施例３に係る転がり軸受を一部省略して示す概略断面図である。
本実施例は、複列の円筒ころ間に浮き輪１００を備えた実施の一形態で、密封機構に本発明の密封機構を適用するとともに、該密封機構において、シールリップ９８が摺接する相手側のシール部材(具体的には、第１のシール部材８０の芯金８２(図２))をステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成した形式である。
浮き輪１００は、内輪つば１４ａ，１４ａと外輪つば１６ａと連携してそれぞれの列の転動体（円筒ころ）１８の軸方向の動きを制限するとともに、転動体（円筒ころ）１８の斜行を防止する周知構成である。
その他の構成及び作用効果は実施例１と同様であるためその説明は省略する。
【実施例４】
【００３０】
図５は本発明の実施例４に係る転がり軸受を一部省略して示す概略断面図である。
本実施例は、内輪１４の外つば１４ａを別部品とした実施の一例に本発明の密封機構を適用するとともに、該密封機構において、シールリップ９８が摺接する相手側のシール部材(具体的には、第１のシール部材８０の芯金８２(図２))をステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成した形式である。
図５（ａ）は潤滑油供給孔５４を内輪に設けた形式、図５（ｂ）は内輪１４，１４間に間座１０２を備えるとともに、転動体（円筒ころ）１８，１８間に浮き輪１００を備えた実施の一形態である。
その他の構成及び作用効果は実施例１と同様であるためその説明は省略する。
【実施例５】
【００３１】
図６は本発明の実施例５に係る転がり軸受を一部省略して示す概略断面図である。
本実施例は、転動体１８として複列の円すいころを組み込んだ複列の円錐ころ軸受に本発明の密封機構を適用するとともに、該密封機構において、シールリップ９８が摺接する相手側のシール部材(具体的には、第１のシール部材８０の芯金８２(図２))をステンレス鋼(ＳＵＳ)で構成した形式である。
その他の構成及び作用効果は実施例１と同様であるためその説明は省略する。
「変形例１」
【００３２】
上述した各実施例では、シールリップ９８,Ｌｐを単一構成としているが、例えば第１のシール部材８０における芯金８２の軸受外方側の面部８２ｃに接触する複数のリップを備える形態であっても本発明の範囲内である。また、その複数のリップは、本実施例のシールリップ９８から分岐されている形式であっても、本実施例のシールリップ９８とは別に弾性部材９４の所定領域から突出させる形式であってもよいが、トルクがあまりに高くならないように留意する必要がある。
「変形例２」
【００３３】
上述した図１乃至図５に示す実施例１乃至４では、転動体１８として、“円筒ころ”を例示し、図６に示す実施例５では、転動体１８として、“円錐ころ”を示したが、“玉”などの他の転動体形態を適用しても同様の効果を得ることができる。更に、上述した各実施例では、転動体１８を軸方向に２列に備えた軸受構造としたが、軸方向に１列、或いは、３列以上としても同様の効果を得ることができる。
「変形例３」
【００３４】
軸受潤滑油中には金属の切粉や削り屑、バリ及び摩耗粉などの異物が混入されていることがあり、これら異物が軌道輪や転動体に損傷を与え、軸受寿命の大幅な低下を招くことがある。内外輪１４，１６及び転動体１８の材質としては、例えば従来と同様に合金鋼などの鋼材で形成することができるが、内輪１４は軸１０とともに回転を伴わない形式であるため、外輪１６に負荷するラジアル荷重に対して内輪１４に負荷する荷重は常に同じ位相に負荷する。そのため、内輪１４は外輪１６や転動体１８と比して早期に疲れ寿命となる。すなわち、異物による損傷を受けて寿命が低下し易いという問題もある。
従って、特に静止輪としての内輪は以下の構成とするのが好ましい。
すなわち、例えばその一例を説明すると、主として炭素（Ｃ）；0.1〜1.2重量％、クロム（Ｃｒ）；１〜３重量％を含有し、さらにモリブデン（Ｍｏ）を2.0重量％以下添加してなる合金鋼からなり、浸炭又は浸炭窒化処理して表面層（転がり表面層ともいう。）を形成し、その表面層の残留オーステナイト量（γR vol％）が２０〜４５vol％、微細炭化物又は炭窒化物の平均粒径が2.3μｍ以下とする。
また、微細炭化物又は炭窒化物の平均粒径は、例えば0.5〜1.5μｍとするのが好ましい。
また、表面層の表面硬さ（Ｈｖ）は、前記残留オーステナイト量（γR vol％）に対し、−4.7×（γR vol％）＋920≦Ｈｖ≦−4.7×（γR vol％）＋1020の範囲にあるのが好ましい。
さらに、前記モリブデン（Ｍｏ）の含有量は、クロム（Ｃｒ）含有量の１／３以上とするのが好ましい。
このように内輪１４を構成することにより、内輪１４の寿命を長くし得るとの効果が得られる。
「変形例４」
【００３５】
また、本実施例では、第２のシール部材９０における芯金９２の円板部９２ｂをフラット形状としているが、円周方向に連続する凹部と凸部（図示省略）が、軸中心を同一とする同心円に配されることにより側面視波形状に構成することも可能で、本発明の範囲内である。このように構成することにより、芯金９２の強度が向上し、内輪１４に圧入して嵌め込む際の変形を防止し得る。従って、芯金９２の変形によりシールリップ９８が第１のシール部材８０に強く当たりすぎたり、あるいはシールリップ９８が第１のシール部材８０に当たらず接触のシール領域が形成されないという不具合を防止することができる。これにより、潤滑不良や異物混入による軸受の早期焼付け防止が図れ、軸受の寿命を向上することが可能となる。
また、この凹凸構造は、それぞれの凹部と凸部が円状に構成されておらず、蛇行している形態であってもよい。また、凹部と凸部はそれぞれ大きさ（深さ・高さ及び幅など）を異にする形態であってもよい。さらに、凹部と凸部は断続的に設けられているものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明転がり軸受の一実施形態である実施例１の一部を省略するとともに拡大して示す断面図である。
【図２】図１の密封機構の構成部分を拡大して示す断面図である。
【図３】実施例２の一部を省略するとともに拡大して示す断面図で、（ａ）は、転がり軸受の構成を一部省略するとともに拡大して示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の密封機構の構成部分を拡大して示す断面図である。
【図４】実施例３の一部を省略するとともに拡大して示す断面図である。
【図５】実施例４の一部を省略するとともに拡大して示す断面図で、（ａ）は、内輪の外つばを別体のつば輪とし、つば輪に本発明を構成する密封機構を組み込んだ一形態、（ｂ）は、外輪の中つばを無くし、ころ間に浮き輪を設置するとともに、内輪の外つばを別体のつば輪とし、つば輪に本発明を構成する密封機構を組み込んだ一形態である。
【図６】実施例５の一部を省略するとともに拡大して示す断面図で、複列の円すいころ軸受に本発明を適用した実施の一形態である。
【図７】本発明の転がり軸受の一適用事例で、(ａ)は、多段式圧延機の圧延ロール群の構成例を示す概略側面図、(ｂ)は、バッキングロール軸まわりの構成例を示す概略正面である。
【図８】先行技術１に係る転がり軸受の断面図で、（ａ）は、バッキングロール軸に組み込まれている従来の転がり軸受の構成を一部省略するとともに拡大して示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の密封機構の構成部分を拡大して示す断面図である。
【図９】先行技術２に係る転がり軸受の断面図で、（ａ）は、全体を示す概略断面図、（ｂ）は、（ａ）の密封機構の構成部分を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１４ 内輪(静止輪)
１６ 外輪(回転輪)
１８ 転動体
８０ 第１のシール部材
８２ 芯金
８４ 弾性部材
８７ 円環部
９０ 第２のシール部材
９２ 芯金
９４ 弾性部材
９６ 円環部
９８ シールリップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非回転状態に維持された静止輪と、静止輪に対向して回転する回転輪と、静止輪と回転輪との間に転動自在に組み込まれた複数の転動体と、静止輪と回転輪との間に区画される軸受内部を軸受外部から密封するための密封機構とを備えた転がり軸受であって、
密封機構は、回転輪に固定された第１のシール部材と、該第１のシール部材に対向して静止輪に固定された第２のシール部材とを有しており、
第１のシール部材および第２のシール部材の少なくとも一方には、相手側のシール部材に向けて延設され、該相手側のシール部材に摺接する弾性部材製の環状のシールリップが設けられているとともに、
シールリップが摺接する相手側のシール部材は、ステンレス鋼で構成されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
第１のシール部材は、第２のシール部材よりも軸受内部方向に配設されており、
環状のシールリップは、第１のシール部材の固定側方向に向けて傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
静止輪は、回転輪の内側に対向配置された内輪として構成されており、回転輪は、内輪の外側に対向配置された外輪として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項４】
軸受内部に、オイルまたはオイルと圧縮エアを用いて潤滑が行われることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項５】
鉄鋼材を圧延する多段式圧延機に用いられた転がり軸受であって、
多段式圧延機は、鉄鋼材を圧延するための圧延ローラ群を備えており、転がり軸受は、圧延ローラ群のバッキングロール軸に組み付けられていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項１】
非回転状態に維持された静止輪と、静止輪に対向して回転する回転輪と、静止輪と回転輪との間に転動自在に組み込まれた複数の転動体と、静止輪と回転輪との間に区画される軸受内部を軸受外部から密封するための密封機構とを備えた転がり軸受であって、
密封機構は、回転輪に固定された第１のシール部材と、該第１のシール部材に対向して静止輪に固定された第２のシール部材とを有しており、
第１のシール部材および第２のシール部材の少なくとも一方には、相手側のシール部材に向けて延設され、該相手側のシール部材に摺接する弾性部材製の環状のシールリップが設けられているとともに、
シールリップが摺接する相手側のシール部材は、ステンレス鋼で構成されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
第１のシール部材は、第２のシール部材よりも軸受内部方向に配設されており、
環状のシールリップは、第１のシール部材の固定側方向に向けて傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
静止輪は、回転輪の内側に対向配置された内輪として構成されており、回転輪は、内輪の外側に対向配置された外輪として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項４】
軸受内部に、オイルまたはオイルと圧縮エアを用いて潤滑が行われることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項５】
鉄鋼材を圧延する多段式圧延機に用いられた転がり軸受であって、
多段式圧延機は、鉄鋼材を圧延するための圧延ローラ群を備えており、転がり軸受は、圧延ローラ群のバッキングロール軸に組み付けられていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−６３０９７（Ｐ２００９−６３０９７Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３１９２５（Ｐ２００７−２３１９２５）
【出願日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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