転がり軸受
【課題】シール固定時の作業性の良い転がり軸受を提供する。
【解決手段】静止した内輪１４と回転する外輪１６と転動体１８と、軸受内部を密封する密封機構とを備え、密封機構は内輪に固定され、円環部２３ｂを含む第１のシール部材２２と、外輪１６に固定され芯金２４ａと弾性部材２４ｂとで構成された円環部２４ｃを含み、第１のシール部材と対向した第２のシール部材２４とで構成されており、第２のシール部材は第１のシール部材の円環部に摺接するシールリップＬｐを備え、第２のシール部材は、外輪に形成された止め輪溝１６ｂに嵌め合わされる円環状の止め輪２６によって固定される構成を備えた転がり軸受であって、止め輪の軸受外部側の面が、止め輪の外周に向けてテーパー状に形成されている。
【解決手段】静止した内輪１４と回転する外輪１６と転動体１８と、軸受内部を密封する密封機構とを備え、密封機構は内輪に固定され、円環部２３ｂを含む第１のシール部材２２と、外輪１６に固定され芯金２４ａと弾性部材２４ｂとで構成された円環部２４ｃを含み、第１のシール部材と対向した第２のシール部材２４とで構成されており、第２のシール部材は第１のシール部材の円環部に摺接するシールリップＬｐを備え、第２のシール部材は、外輪に形成された止め輪溝１６ｂに嵌め合わされる円環状の止め輪２６によって固定される構成を備えた転がり軸受であって、止め輪の軸受外部側の面が、止め輪の外周に向けてテーパー状に形成されている。
【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１０(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１１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１０及び図１１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１１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１１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】
しかし、図１１に示す非特許文献１に開示の密封機構（先行技術１）の場合、次のような課題を抱えていた。
すなわち、非特許文献１では、外輪１６にシール２４を備え、そのシール２４の外径２４ｅは、該外径２４ｅに環状の止め輪２６がスラスト方向から環状の止め輪２６が押し当られることによって固定されている。この場合、外輪(回転輪１６)の内周面には、周方向に連続した環状の止め輪溝１６ｂが形成されており、該止め輪溝１６ｂに止め輪２６が嵌め合わされて固定される。
【００１０】
具体的には、シール２４の外径２４ｅは、本実施例では、外輪(回転輪１６)の内周面に形成された段部１６ｃに当て付けられて、軸受内部方向の位置決めがされるとともに、外輪(回転輪１６)の内周面のシール２４よりも軸受外部側に嵌め合わされる円環状の止め輪２６により、軸受外部方向の位置決めがされている。
このとき、止め輪２６はシール２４との対向面が広い面積で接触（面接触）するので、止め輪２６を止め溝１６ｂに嵌め合わせる際や取り外す際に、スラスト方向に大きな力を加える必要があり、作業性を損なう虞がある。
【００１１】
【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）
【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、シール固定時の作業性の良い転がり軸受を提供することである。
【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、密封機構は、回転輪と静止輪の一方に固定して備えられ、円環状の芯金で構成された円環部を含む第１のシール部材と、回転輪と静止輪の他方に固定して備えられ、円環状の芯金と、該芯金を被覆する弾性部材とで構成された円環部を含み、該円環部を第１のシール部材の円環部と軸方向に対向させて配設した第２のシール部材とで構成されており、第２のシール部材は、円環部を構成する弾性部材の所定領域から、第１のシール部材の円環部に向けて傾斜状に一体に延設され、第１のシール部材の円環部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を備え、該第１のシール部材及び第２のシール部材のうち、いずれかのシール部材は、該シール部材が備えられる回転輪又は静止輪に形成された周溝に嵌め合わされる円環状の止め輪によって固定される構成を備えた転がり軸受であって、該止め輪の軸受内部側又は軸受外部側の一方若しくは双方の面が、止め輪の外周に向けてテーパー状に形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、止め輪が外周に向けてテーパー状に形成されているので、止め輪を周溝に嵌め合わせる際に、止め輪のテーパー状に厚みが薄くなった外周側が周溝に嵌まり易く、スラスト方向に大きな力を加える必要がなくなり、作業性が向上する。
また、外輪の止め輪に入れ溝部の軸受外側部をテーパー形状としても同様に作業性が向上する。
【００１４】
第２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２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。
【００１５】
第３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３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。
【００１６】
第４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４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】
【００１７】
本発明によれば、シール固定時の作業性の良い転がり軸受を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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は実施例１、図２は実施例２、図３は実施例３、図７は実施例４、図８は実施例５、図９は実施例６をそれぞれ示す。
なお、それぞれの各実施例は、図１０で示す多段式圧延機に用いた転がり軸受１２(図１０)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１０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９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】
【００１９】
図１に示された密封機構は、静止輪としての内輪１４に固定して備えられる第１のシール部材２２と、回転輪としての外輪１６に固定して備えられる第２のシール部材２４とで構成されている。なお、図１（ｂ）では、図１（ａ）中の向かって右側に配された密封機構を拡大して示すが、図１（ａ）中の向かって左側に配された密封機構も左右対称に構成される以外には同一の構成である。
【００２０】
第１のシール部材２２は、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芯金２３によるシールド２２で構成され、該シールド２２は、内径２２ｅが内輪(静止輪)１４に嵌め合わされている。具体的には、該シールド２２は、固定(圧入)されている第一円筒部２３ａと、該第一円筒部２３ａから外輪１６方向へと径方向に延設された円環部（円板部）２３ｂと、該円板部２３ｂの外輪１６側から、該外輪１６と非接触に延設された第二円筒部２３ｃとで構成され、図１（ｂ）中で略逆Ｓ字型を形成している。
【００２１】
第２のシール部材２４は、前記シールド２２よりも軸受内部側に位置決めされた円環状の芯金２４ａに弾性部材（たとえばゴム材）２４ｂを被覆して構成されており、外輪(回転輪)１６に固定されている外径２４ｅと、該外径２４ｅから内輪(静止輪)１４方向へと内径方向に延設された円環部２４ｃと、該円環部２４ｃの内径２４ｔとで構成されている。なお、芯金２４ａの軸受外方側の面部２４ｄを除いて、弾性部材２４ｂで被覆されている。
【００２２】
弾性部材（たとえばゴム材）２４ｂの内径２４ｔ側は、芯金２４ａ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、該内径２４ｔからは、シールド２２と摺接する延出端（リップ）Ｌｐが延出している。
リップＬｐは、第１のシール部材（シールド）２２における円環部２３ｂの軸受内方側の面部２３ｄに向けて外向きに傾斜した略Ｖ字状に突出するとともに、シール２４の内径２４ｔと一体成形されており、シールド２２に常時摺接している摺接シールを構成している（シールの形状からＶ型シールやＹ型シールとも言う。）。これにより、リップＬｐが、内輪１４に固定された第１のシール部材２２に摺接して接触のシール領域を形成する。
リップＬｐ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、リップＬｐ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。
【００２３】
外径２４ｅは、外輪(回転輪１６)の内周面に形成された段部１６ｃに当て付けられて、軸受内部方向の位置決めがされるとともに、外輪(回転輪１６)の内周面のシール２４よりも軸受外部側に嵌め合わされる、断面矩形状で且つ、円環状の止め輪２６によって、軸受外部方向の位置決めがされることにより固定されている。
【００２４】
止め輪２６は、図１（ｂ）に示すように、その外径は、前記止め輪溝１６ｂの内周よりも僅かに小径に形成される。また、その内径は、シール２４の外径２４ｅを被覆する軸受外部側２４ｆの弾性部材２４ｂの内径よりも僅かに大径に形成され、これにより、止め輪２６の内径側が、軸受外部側２４ｆの弾性部材２４ｂと対向可能となる。
さらに、止め輪２６の軸受外部方向の外周側には、外周に向けてテーパー状の傾斜面２６ａが形成されている。これにより、止め輪２６の厚みは、内径側の厚みＤ１が、前記止め輪溝１６ｂの軸受軸方向幅よりも僅かに小さな厚みに設定されるとともに、外径側の厚みＤ２が前記内径側の厚みＤ１よりも小さく設定されている。
なお、テーパー状の傾斜面２６ａの角度や大きさについては、転がり軸受の使用環境や作業の都合によって自由に設定可能であるので、ここでは特に限定しない。また、傾斜面２６ａの面形状については、本実施例では、面形状に形成するものとするが、これに限定されず、外径側の厚みＤ２が前記内径側の厚みＤ１よりも小さく設定されていれば、平面状に形成されていなくても良い。例えば、曲面状に形成されていても良い。
【００２５】
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、シール２４を設置するために止め輪２６を止め輪溝１６ｂに嵌め合わせる際や取り外す際の作業性が向上する。すなわち、止め輪溝１６ｂに止め輪２６を嵌め合わせる際には、まず、止め輪２６を撓ませて、止め輪２６の外径側を止め輪溝１６ｂに嵌め込む。このとき、止め輪２６の軸受外部方向の外周側には、外周に向けてテーパー状の傾斜面２６ａが形成されているので、止め輪２６の外周側の厚みＤ２が内周側に厚みＤ１に比べて小さく、止め輪２６の外径が止め輪溝１６に入り易く作業性が良い。さらに、止め輪２６が撓んだ形状から本来の円環形状に復帰する際に、テーパー状の傾斜面２６ａと該止め輪溝１６ｂの軸受外部側の内壁面１６ｄが当接することによって、止め輪２６には、軸受内部方向（スラスト方向）に押しまれる力が働くため、これにより、シール２４の弾性部材２４ｂをスラスト方向から押し付けることが容易となり、止め輪２６が容易に止め輪溝１６ｂに嵌め合わされる。
【００２６】
また、止め輪２６を止め輪溝１６ｂから取り外す場合には、止め輪２６を撓ませながら止め輪溝１６ｂから引き出すことになるが、撓みが最もきつくなる、止め輪２６の外径側を止め輪溝１６ｂから抜くときに、止め輪２６の軸受外部方向の外周側に、外周に向けて形成されたテーパー状の傾斜面２６ａによって、止め輪２６の外周側の角が落とされている（外周側の厚みＤ２が小さい）ので、止め輪溝１６ｂから止め輪２６を抜き出し易く、作業性が向上する。
なお、本実施例では、テーパー状の傾斜面２６ａを止め輪２６の片方の一方の面のみに設けたが、これに限定されず、テーパー状の傾斜面２６ａは、止め輪２６の両面に設けられていても良い。この場合であっても、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
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Ｌｐ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Ｌｐ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Ｌｐ領域での潤滑不良が防止され、安定して潤滑システムが形成される。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、軸受の早期焼付きや早期損傷の防止に寄与し得る。
本実施例によれば、第２のシール部材２４を一体に構成している弾性部材２４ｂの所定領域にシールリップＬｐ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。
【００２８】
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Ｌｐの制約もない。すなわち、シールリップＬｐは、第１のシール部材２２の芯金の円環部２３ｂの軸受内方側の面部２３ｄ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】
【００２９】
図２に示す本実施例の密封機構は、テーパー状の傾斜面２６ａが止め輪２６の軸受内部側に設けられている点が前記実施例１と相違する。その他の構成は前記実施例１と同様であるので、ここでは本実施例の特徴部分である止め輪２６とその周辺の構成を重点に説明し、その他の説明を省略する。
本実施例では、図２（ａ）に示すように、その外径は、前記止め輪溝１６ｂの内周よりも僅かに小径に形成される。また、その内径は、シール２４の外径２４ｅを被覆する軸受外部側２４ｆの弾性部材２４ｂの内径よりも僅かに大径に形成され、これにより、止め輪２６の内径側が、軸受外部側２４ｆの弾性部材２４ｂと対向可能となる。
さらに、止め輪２６の軸受内部方向の外周側には、外周に向けてテーパー状の傾斜面２６ａが形成されている。これにより、止め輪２６の厚みは、前記止め輪溝１６ｂの軸受軸方向幅よりも小さな厚みに設定されるとともに、外径側の厚みＤ２が前記内径側の厚みＤ１よりも小さく設定されている。
なお、テーパー状の傾斜面２６ａの角度や大きさについては、転がり軸受の使用環境や作業の都合によって自由に設定可能であるので、ここでは特に限定しない。また、傾斜面２６ａの面形状については、本実施例では、面形状に形成するものとするが、これに限定されず、外径側の厚みＤ２が前記内径側の厚みＤ１よりも小さく設定されていれば、平面状に形成されていなくても良い。例えば、曲面状に形成されていても良い。
【００３０】
また、本実施例では、止め輪溝１６ｂは、止め輪２６の軸方向の厚さ寸法よりもよりも大きな幅寸法（軸方向寸法）を有し、シール２４の弾性部材２４ｂの軸受外部側２４ｆは、弾性部材２４ｂから、軸方向に所定の寸法で一体に延出されるとともに、周方向に連続した、断面凸形状の突出部２４ｇが円環状に１円周に形成されている。
この場合、従って、止め輪溝１６ｂに止め輪２６を嵌め合わせた場合には、止め輪２６とシール２４との対向面間には所定の間隔（すきま）１６ｅが生じる。
前記シール２４の突出部２４ｇは、前記すきま１６ｅを無くす目的で設けられており、このため、該突出部２４ｇが突出する前記所定の寸法として、前記すきま１６ｅよりも大きな寸法が設定されている。なお、該突出部２４ｇは、周方向に連続した円環状に形成されるとともに、突出端２４ｈに向けて先細り形状に形成されている。
これにより、シール２４が位置決め固定される場合には、前記止め輪溝１６ｂに嵌め合わされた止め輪２６が、突出部２４ｇの突出端２４ｈに対して、軸受外部側からシール２４にスラスト方向から押し当られる。
【００３１】
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、シール２２を設置するために止め輪２６を止め輪溝１６ｂに嵌め合わせる際や取り外す際の作業性が向上する。すなわち、止め輪溝１６ｂに止め輪２６を嵌め合わせる際には、まず、止め輪２６を撓ませて、止め輪２６の外径側を止め輪溝１６ｂに嵌め込む。このとき、止め輪２６の軸受内部方向の外周側には、外周に向けてテーパー状の傾斜面２６ａが形成されているので、止め輪２６の外周側の厚みＤ２が内周側に厚みＤ１に比べて小さく、止め輪２６の外径が止め輪溝１６に入り易く作業性が良い。さらに、止め輪２６が撓んだ形状から本来の円環形状に復帰する際に、テーパー状の傾斜面２６ａとシール２４の突出部２４ｇが当接することによって、止め輪２６に、シール２４を軸受内部方向（スラスト方向）に押し込む力が生じるため、これにより、シール２４の弾性部材２４ｂをスラスト方向から押し付けることが容易となり、止め輪２６が容易に止め輪溝１６ｂに嵌め合わされる。
さらに本実施例による密封機構では、シール２４を安定して設置し得る。具体的には、止め輪２６が、突出部２４ｇの突出端２４ｈに対して、軸受外部側からシール２４の外径２４ｅにスラスト方向から押し当られているので、シール２４ががたつくことがなく、安定して位置決め固定される。これにより、シール２４とシールド２２との距離が変化することがないので、シールリップＬｐの緊迫力にばらつきが生じることもない。
さらに、止め輪２６とシール２４は突出部２４ｇの突出端２４ｈのみで接触しているため、止め輪２６を止め溝１６ｂに嵌め合わせる際や取り外す際に、突出部２４ｇが撓みやすいので、スラスト方向に大きな力を加える必要がなくなり、作業性が向上する。
【００３２】
また、止め輪２６のテーパー状の傾斜面２６ａは、図２（ｂ）に示すように、止め輪２６の軸受内部方向の内周側の厚みＤ１から外周側の厚みＤ２にかけ、徐々に小さくなるように、全面にわたって形成されていても良い。
この場合には、斜面２６ａの傾斜角度が、上述した本実施例の傾斜面２６ａの傾斜角度と比べて緩やかになる。従って、止め輪２６が撓んだ形状から本来の円環形状に復帰する際に、テーパー状の傾斜面２６ａとシール２４の突出部２４ｇが当接して発生する、シール２４を軸受内部方向（スラスト方向）に押し込む力が、止め輪２６の形状の復帰に従って、徐々に強くなるように生じるため、これにより、シール２４の弾性部材２４ｂをスラスト方向から押し付けることがさらに容易となり、止め輪２６が容易に止め輪溝１６ｂに嵌め合わされ、作業性が向上する。
【００３３】
なお、本実施例では、前記シール２４の円環状の突出部２４ｇが、周方向に連続して円環状に１円周に形成されている場合を説明したが、これに限定されず、該突出部２４ｇの内周側あるいは外周側にさらに円環状の突出部を形成して、２円周以上の突出部としても良い。この場合には、前記止め輪溝１６ｂに嵌め合わされた止め輪２６が、突出部２４ｇ及び追加形成された突出部の各突出端２４ｈに対して、軸受外部側からシール２４にスラスト方向から押し当られる。これにより、シール２４の位置決め固定がより確実になる。また、突出部２４ｇは、円環状に連続していなくても良い。例えば、円環状に断続的に備えられていても良いし、或いは、円錐状の突出部２４ｇが備えられていても良い。
この場合であっても、止め輪２６は、突出部２４ｇ追加形成された突出部の各突出端２４ｈに当接しているので、各突出端２４ｈが撓むことにより、スラスト方向に大きな力を加える必要がなく、作業性を損なうことがない。
【００３４】
さらに、本実施例では、前記シール２４の円環状の突出部２４ｇが、シール２４の外径２４ｅの軸受外方側２４ｆに形成された場合を説明したが、これに限定されず、突出部２４ｇは、軸受外方側２４ｆに形成された突出部２４ｇに代えて、シール２４の外径２４であって、外輪(回転輪１６)の内周面に形成された段部１６ｃに当て付けられる面に形成されていても良い。或いは、突出部２４ｇは、軸受外方側２４ｆと、段部１６ｃに当て付けられる面の両方に形成されていても良い。これら場合であっても、突出部２４ｇが軸受外方側２４ｆに形成された場合と同様の効果を得ることができる。
また、突出部２４ｇは、前記シール２４に形成された突出部２４ｇに代えて、止め輪２６に形成されていても良い。この場合には、突出部２４ｇは、少なくとも止め輪２６のシール２４をスラスト方向から押し当てる部分に形成されていれば良い。
またさらに、本実施例では、止め輪２６が円環状に形成されている場合を説明したが、これに限定されず、止め輪２６は、止め輪溝１６ｂに嵌め合わされて取り付け及び取り外しが可能であれば、必ずしも円環状でなくてもよい。
【００３５】
なお、本実施例では、止め輪溝１６ｂが、止め輪２６の軸方向の厚さ寸法よりもよりも大きな幅寸法を有し、シール２４には突出部２４ｇが設けられている構成を説明したが、これに限定されず、前記実施例１と同様に、止め輪溝１６ｂは、止め輪２６に厚みにあわせて形成されていても良く、シール２４には、突出部２４ｇが設けられていない構成であっても、本実施例と同様の効果が得られる。
【００３６】
また、上述した実施例１及び実施例２では、止め輪２６にテーパー状の傾斜面２６ａを形成しているが、これに限られず、傾斜面２６ａが止め輪溝１６ｂに形成されていても良い。
図４に示す例では、前記実施例１（図１）と同様のシール２４とシールド２２を備えるとともに、傾斜面の無い止め輪２６を備えている。さらに、止め輪２６が嵌め合わされる止め輪溝１６ｂの軸受外部側の内壁面１６ｄの内径側にテーパー状の傾斜面２００が形成されている。
なお、図４（ａ）は、止め輪溝１６ｂの内壁面１６ｄが止め輪２６の一部に接触している場合を示し、図４（ｂ）は、止め輪溝１６ｂの内壁面１６ｄが止め輪２６に接触していない場合を示す。
このように形成した場合であっても、前述した実施例１と同様の効果が得られる。
【００３７】
また、図５に示す例では、前記実施例２（図２）と同様のシール２４とシールド２２を備えるとともに、傾斜面の無い止め輪２６を備えている。さらに、止め輪２６が嵌め合わされる止め輪溝１６ｂの軸受外部側の内壁面１６ｄ全体にテーパー状の傾斜面２００が形成されている。
なお、図５（ａ）は、止め輪溝１６ｂの内壁面１６ｄが止め輪２６の一部に接触している場合を示し、図５（ｂ）は、止め輪溝１６ｂの内壁面１６ｄが止め輪２６に接触していない場合を示す。
このように形成した場合であっても、前述した実施例２と同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００３８】
図３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。なお、図２では、図１（ａ）中の向かって右側に配された密封機構の他の例を拡大して示すが、図１（ａ）中の向かって左側に配された密封機構も左右対称に構成される以外には同一の構成である。
【００３９】
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。
【００４０】
該シールド（第１のシール部材）８０の外径８２ｂには、弾性部材（たとえばゴム材）８４が、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。さらに、弾性部材８４の外径８２ｂ側の軸受外方側には、弾性部材８４から、軸方向に所定の寸法で一体に延出された、断面凸形状の突出部８４ｇを有している。
また、シールド８０の外径８２ｂは、本実施例では、外輪(回転輪１６)の内周面に形成された段部１６ｃに当て付けられて、軸受内部方向の位置決めがされるとともに、外輪(回転輪１６)の内周面のシールド８０よりも軸受外部側に嵌め合わされる、断面矩形状且つ、円環状の止め輪２６により固定されている。
【００４１】
突出部８４ｇは、シールド８０と止め輪２６との間のすきま１６ｅよりも大きな寸法で軸方向に延出して、突出端８４ｈに向けて先細り形状に形成されるとともに、周方向に連続した円環状に形成されている。
これにより、シールド８０が位置決め固定される場合には、前記止め輪溝１６ｂに嵌め合わされた止め輪２６が、突出部８４ｇの突出端８４ｈに対して、軸受外部側からシールド８０にスラスト方向から押し当られる。
【００４２】
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。
【００４３】
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Ｄ３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。
【００４４】
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、上述した実施例１と同様の効果を得ることができるとともに、軸受外部からの異物や圧延油などの侵入も防止し得る。
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、軸受の早期損傷の防止に寄与し得る。
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。
【００４５】
また、前記実施例３では、止め輪２６にテーパー状の傾斜面２６ａを形成しているが、これに限られず、傾斜面２６ａが止め輪溝１６ｂに形成されていても良い。
図６に示す例では、前記実施例３と同様のシール２４とシールド２２を備えるとともに、傾斜面の無い止め輪２６を備えている。さらに、止め輪２６が嵌め合わされる止め輪溝１６ｂの軸受外部側の内壁面１６ｄの内径側にテーパー状の傾斜面２００が形成されている。
なお、図６（ａ）は、止め輪溝１６ｂの内壁面１６ｄが止め輪２６の一部に接触している場合を示し、図６（ｂ）は、止め輪溝１６ｂの内壁面１６ｄが止め輪２６に接触していない場合を示す。
このように形成した場合であっても、実施例３と同様の効果が得られる。
【実施例４】
【００４６】
図７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５】
【００４７】
図８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した形式である。
図８（ａ）は潤滑油供給孔５４を内輪に設けた形式、図８（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６】
【００４８】
図９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し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。
「変形例１」
【００４９】
上述した各実施例では、シールリップＬｐ（９８）を単一構成としているが、例えば第１のシール部材２２における芯金の軸受内方側の面部２３ｄに接触する複数のリップを備える形態であっても良く、或いは、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、上述した実施例１と同様の効果を得ることができ、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Ｌｐ（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」
【００５０】
上述した図１乃至図９に示す実施例１乃至３では、転動体１８として、"円筒ころ"を例示し、図８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」
【００５１】
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」
【００５２】
また、前記実施例１では、第１のシール部材２２における芯金２３の円環部（円板部）２３ｂをフラット形状とし、前記実施例２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、芯金の変形によりシールリップＬｐ（９８）が円板部２３ｂ（９２ｂ）に強く当たりすぎたり、あるいはシールリップＬｐ（９８）が円板部２３ｂ（９２ｂ）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】
【００５３】
【図１】本発明転がり軸受の一実施形態である実施例１を示し、（ａ）は、転がり軸受の一部を省略するとともに拡大して示す断面図であり、（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２】実施例２を示し、（ａ）は、止め輪の外径側の軸受内部方向にテーパー上の傾斜面を設けた密封機構の構成部分を拡大して示す断面図であり、（ｂ）は、止め輪の軸受内部方向の全面にわたってテーパー上の傾斜面を設けた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３を示し、密封機構の他の例の構成部分を拡大して示す断面図である。
【図４】実施例１の変形例を示し、（ａ）は、止め輪溝の内壁面が止め輪の一部に接触している場合を示し、（ｂ）は、止め輪溝の内壁面が止め輪に接触していない場合を示す要部拡大図である。
【図５】実施例２の変形例を示し、（ａ）は、止め輪溝の内壁面が止め輪の一部に接触している場合を示し、（ｂ）は、止め輪溝の内壁面が止め輪に接触していない場合を示す要部拡大図である。
【図６】実施例３の変形例を示し、（ａ）は、止め輪溝の内壁面が止め輪の一部に接触している場合を示し、（ｂ）は、止め輪溝の内壁面が止め輪に接触していない場合を示す要部拡大図である。
【図７】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、ころ間に浮き輪を設置した一形態である。
【図８】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、（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９】実施例６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１０】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１１】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。
【符号の説明】
【００５４】
１４ 内輪(静止輪)
１６ 外輪(回転輪)
１６ｂ 止め輪溝
１８ 転動体
２２ 第１のシール部材
２３ｂ 第１のシール部材の円環部
２４ 第２のシール部材
２４ａ 第２のシール部材の芯金
２４ｂ 第２のシール部材の弾性部材
２４ｃ 第２のシール部材の円環部
２４ｇ 突出部
２６ 止め輪
２６ａ テーパー状の傾斜面
Ｌｐ 第２のシール部材のシールリップ
【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１０(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１１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１０及び図１１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１１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１１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】
しかし、図１１に示す非特許文献１に開示の密封機構（先行技術１）の場合、次のような課題を抱えていた。
すなわち、非特許文献１では、外輪１６にシール２４を備え、そのシール２４の外径２４ｅは、該外径２４ｅに環状の止め輪２６がスラスト方向から環状の止め輪２６が押し当られることによって固定されている。この場合、外輪(回転輪１６)の内周面には、周方向に連続した環状の止め輪溝１６ｂが形成されており、該止め輪溝１６ｂに止め輪２６が嵌め合わされて固定される。
【００１０】
具体的には、シール２４の外径２４ｅは、本実施例では、外輪(回転輪１６)の内周面に形成された段部１６ｃに当て付けられて、軸受内部方向の位置決めがされるとともに、外輪(回転輪１６)の内周面のシール２４よりも軸受外部側に嵌め合わされる円環状の止め輪２６により、軸受外部方向の位置決めがされている。
このとき、止め輪２６はシール２４との対向面が広い面積で接触（面接触）するので、止め輪２６を止め溝１６ｂに嵌め合わせる際や取り外す際に、スラスト方向に大きな力を加える必要があり、作業性を損なう虞がある。
【００１１】
【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）
【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、シール固定時の作業性の良い転がり軸受を提供することである。
【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、密封機構は、回転輪と静止輪の一方に固定して備えられ、円環状の芯金で構成された円環部を含む第１のシール部材と、回転輪と静止輪の他方に固定して備えられ、円環状の芯金と、該芯金を被覆する弾性部材とで構成された円環部を含み、該円環部を第１のシール部材の円環部と軸方向に対向させて配設した第２のシール部材とで構成されており、第２のシール部材は、円環部を構成する弾性部材の所定領域から、第１のシール部材の円環部に向けて傾斜状に一体に延設され、第１のシール部材の円環部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を備え、該第１のシール部材及び第２のシール部材のうち、いずれかのシール部材は、該シール部材が備えられる回転輪又は静止輪に形成された周溝に嵌め合わされる円環状の止め輪によって固定される構成を備えた転がり軸受であって、該止め輪の軸受内部側又は軸受外部側の一方若しくは双方の面が、止め輪の外周に向けてテーパー状に形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、止め輪が外周に向けてテーパー状に形成されているので、止め輪を周溝に嵌め合わせる際に、止め輪のテーパー状に厚みが薄くなった外周側が周溝に嵌まり易く、スラスト方向に大きな力を加える必要がなくなり、作業性が向上する。
また、外輪の止め輪に入れ溝部の軸受外側部をテーパー形状としても同様に作業性が向上する。
【００１４】
第２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２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。
【００１５】
第３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３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。
【００１６】
第４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４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】
【００１７】
本発明によれば、シール固定時の作業性の良い転がり軸受を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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は実施例１、図２は実施例２、図３は実施例３、図７は実施例４、図８は実施例５、図９は実施例６をそれぞれ示す。
なお、それぞれの各実施例は、図１０で示す多段式圧延機に用いた転がり軸受１２(図１０)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１０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９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】
【００１９】
図１に示された密封機構は、静止輪としての内輪１４に固定して備えられる第１のシール部材２２と、回転輪としての外輪１６に固定して備えられる第２のシール部材２４とで構成されている。なお、図１（ｂ）では、図１（ａ）中の向かって右側に配された密封機構を拡大して示すが、図１（ａ）中の向かって左側に配された密封機構も左右対称に構成される以外には同一の構成である。
【００２０】
第１のシール部材２２は、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芯金２３によるシールド２２で構成され、該シールド２２は、内径２２ｅが内輪(静止輪)１４に嵌め合わされている。具体的には、該シールド２２は、固定(圧入)されている第一円筒部２３ａと、該第一円筒部２３ａから外輪１６方向へと径方向に延設された円環部（円板部）２３ｂと、該円板部２３ｂの外輪１６側から、該外輪１６と非接触に延設された第二円筒部２３ｃとで構成され、図１（ｂ）中で略逆Ｓ字型を形成している。
【００２１】
第２のシール部材２４は、前記シールド２２よりも軸受内部側に位置決めされた円環状の芯金２４ａに弾性部材（たとえばゴム材）２４ｂを被覆して構成されており、外輪(回転輪)１６に固定されている外径２４ｅと、該外径２４ｅから内輪(静止輪)１４方向へと内径方向に延設された円環部２４ｃと、該円環部２４ｃの内径２４ｔとで構成されている。なお、芯金２４ａの軸受外方側の面部２４ｄを除いて、弾性部材２４ｂで被覆されている。
【００２２】
弾性部材（たとえばゴム材）２４ｂの内径２４ｔ側は、芯金２４ａ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、該内径２４ｔからは、シールド２２と摺接する延出端（リップ）Ｌｐが延出している。
リップＬｐは、第１のシール部材（シールド）２２における円環部２３ｂの軸受内方側の面部２３ｄに向けて外向きに傾斜した略Ｖ字状に突出するとともに、シール２４の内径２４ｔと一体成形されており、シールド２２に常時摺接している摺接シールを構成している（シールの形状からＶ型シールやＹ型シールとも言う。）。これにより、リップＬｐが、内輪１４に固定された第１のシール部材２２に摺接して接触のシール領域を形成する。
リップＬｐ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、リップＬｐ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。
【００２３】
外径２４ｅは、外輪(回転輪１６)の内周面に形成された段部１６ｃに当て付けられて、軸受内部方向の位置決めがされるとともに、外輪(回転輪１６)の内周面のシール２４よりも軸受外部側に嵌め合わされる、断面矩形状で且つ、円環状の止め輪２６によって、軸受外部方向の位置決めがされることにより固定されている。
【００２４】
止め輪２６は、図１（ｂ）に示すように、その外径は、前記止め輪溝１６ｂの内周よりも僅かに小径に形成される。また、その内径は、シール２４の外径２４ｅを被覆する軸受外部側２４ｆの弾性部材２４ｂの内径よりも僅かに大径に形成され、これにより、止め輪２６の内径側が、軸受外部側２４ｆの弾性部材２４ｂと対向可能となる。
さらに、止め輪２６の軸受外部方向の外周側には、外周に向けてテーパー状の傾斜面２６ａが形成されている。これにより、止め輪２６の厚みは、内径側の厚みＤ１が、前記止め輪溝１６ｂの軸受軸方向幅よりも僅かに小さな厚みに設定されるとともに、外径側の厚みＤ２が前記内径側の厚みＤ１よりも小さく設定されている。
なお、テーパー状の傾斜面２６ａの角度や大きさについては、転がり軸受の使用環境や作業の都合によって自由に設定可能であるので、ここでは特に限定しない。また、傾斜面２６ａの面形状については、本実施例では、面形状に形成するものとするが、これに限定されず、外径側の厚みＤ２が前記内径側の厚みＤ１よりも小さく設定されていれば、平面状に形成されていなくても良い。例えば、曲面状に形成されていても良い。
【００２５】
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、シール２４を設置するために止め輪２６を止め輪溝１６ｂに嵌め合わせる際や取り外す際の作業性が向上する。すなわち、止め輪溝１６ｂに止め輪２６を嵌め合わせる際には、まず、止め輪２６を撓ませて、止め輪２６の外径側を止め輪溝１６ｂに嵌め込む。このとき、止め輪２６の軸受外部方向の外周側には、外周に向けてテーパー状の傾斜面２６ａが形成されているので、止め輪２６の外周側の厚みＤ２が内周側に厚みＤ１に比べて小さく、止め輪２６の外径が止め輪溝１６に入り易く作業性が良い。さらに、止め輪２６が撓んだ形状から本来の円環形状に復帰する際に、テーパー状の傾斜面２６ａと該止め輪溝１６ｂの軸受外部側の内壁面１６ｄが当接することによって、止め輪２６には、軸受内部方向（スラスト方向）に押しまれる力が働くため、これにより、シール２４の弾性部材２４ｂをスラスト方向から押し付けることが容易となり、止め輪２６が容易に止め輪溝１６ｂに嵌め合わされる。
【００２６】
また、止め輪２６を止め輪溝１６ｂから取り外す場合には、止め輪２６を撓ませながら止め輪溝１６ｂから引き出すことになるが、撓みが最もきつくなる、止め輪２６の外径側を止め輪溝１６ｂから抜くときに、止め輪２６の軸受外部方向の外周側に、外周に向けて形成されたテーパー状の傾斜面２６ａによって、止め輪２６の外周側の角が落とされている（外周側の厚みＤ２が小さい）ので、止め輪溝１６ｂから止め輪２６を抜き出し易く、作業性が向上する。
なお、本実施例では、テーパー状の傾斜面２６ａを止め輪２６の片方の一方の面のみに設けたが、これに限定されず、テーパー状の傾斜面２６ａは、止め輪２６の両面に設けられていても良い。この場合であっても、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
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Ｌｐ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Ｌｐ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Ｌｐ領域での潤滑不良が防止され、安定して潤滑システムが形成される。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、軸受の早期焼付きや早期損傷の防止に寄与し得る。
本実施例によれば、第２のシール部材２４を一体に構成している弾性部材２４ｂの所定領域にシールリップＬｐ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。
【００２８】
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Ｌｐの制約もない。すなわち、シールリップＬｐは、第１のシール部材２２の芯金の円環部２３ｂの軸受内方側の面部２３ｄ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】
【００２９】
図２に示す本実施例の密封機構は、テーパー状の傾斜面２６ａが止め輪２６の軸受内部側に設けられている点が前記実施例１と相違する。その他の構成は前記実施例１と同様であるので、ここでは本実施例の特徴部分である止め輪２６とその周辺の構成を重点に説明し、その他の説明を省略する。
本実施例では、図２（ａ）に示すように、その外径は、前記止め輪溝１６ｂの内周よりも僅かに小径に形成される。また、その内径は、シール２４の外径２４ｅを被覆する軸受外部側２４ｆの弾性部材２４ｂの内径よりも僅かに大径に形成され、これにより、止め輪２６の内径側が、軸受外部側２４ｆの弾性部材２４ｂと対向可能となる。
さらに、止め輪２６の軸受内部方向の外周側には、外周に向けてテーパー状の傾斜面２６ａが形成されている。これにより、止め輪２６の厚みは、前記止め輪溝１６ｂの軸受軸方向幅よりも小さな厚みに設定されるとともに、外径側の厚みＤ２が前記内径側の厚みＤ１よりも小さく設定されている。
なお、テーパー状の傾斜面２６ａの角度や大きさについては、転がり軸受の使用環境や作業の都合によって自由に設定可能であるので、ここでは特に限定しない。また、傾斜面２６ａの面形状については、本実施例では、面形状に形成するものとするが、これに限定されず、外径側の厚みＤ２が前記内径側の厚みＤ１よりも小さく設定されていれば、平面状に形成されていなくても良い。例えば、曲面状に形成されていても良い。
【００３０】
また、本実施例では、止め輪溝１６ｂは、止め輪２６の軸方向の厚さ寸法よりもよりも大きな幅寸法（軸方向寸法）を有し、シール２４の弾性部材２４ｂの軸受外部側２４ｆは、弾性部材２４ｂから、軸方向に所定の寸法で一体に延出されるとともに、周方向に連続した、断面凸形状の突出部２４ｇが円環状に１円周に形成されている。
この場合、従って、止め輪溝１６ｂに止め輪２６を嵌め合わせた場合には、止め輪２６とシール２４との対向面間には所定の間隔（すきま）１６ｅが生じる。
前記シール２４の突出部２４ｇは、前記すきま１６ｅを無くす目的で設けられており、このため、該突出部２４ｇが突出する前記所定の寸法として、前記すきま１６ｅよりも大きな寸法が設定されている。なお、該突出部２４ｇは、周方向に連続した円環状に形成されるとともに、突出端２４ｈに向けて先細り形状に形成されている。
これにより、シール２４が位置決め固定される場合には、前記止め輪溝１６ｂに嵌め合わされた止め輪２６が、突出部２４ｇの突出端２４ｈに対して、軸受外部側からシール２４にスラスト方向から押し当られる。
【００３１】
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、シール２２を設置するために止め輪２６を止め輪溝１６ｂに嵌め合わせる際や取り外す際の作業性が向上する。すなわち、止め輪溝１６ｂに止め輪２６を嵌め合わせる際には、まず、止め輪２６を撓ませて、止め輪２６の外径側を止め輪溝１６ｂに嵌め込む。このとき、止め輪２６の軸受内部方向の外周側には、外周に向けてテーパー状の傾斜面２６ａが形成されているので、止め輪２６の外周側の厚みＤ２が内周側に厚みＤ１に比べて小さく、止め輪２６の外径が止め輪溝１６に入り易く作業性が良い。さらに、止め輪２６が撓んだ形状から本来の円環形状に復帰する際に、テーパー状の傾斜面２６ａとシール２４の突出部２４ｇが当接することによって、止め輪２６に、シール２４を軸受内部方向（スラスト方向）に押し込む力が生じるため、これにより、シール２４の弾性部材２４ｂをスラスト方向から押し付けることが容易となり、止め輪２６が容易に止め輪溝１６ｂに嵌め合わされる。
さらに本実施例による密封機構では、シール２４を安定して設置し得る。具体的には、止め輪２６が、突出部２４ｇの突出端２４ｈに対して、軸受外部側からシール２４の外径２４ｅにスラスト方向から押し当られているので、シール２４ががたつくことがなく、安定して位置決め固定される。これにより、シール２４とシールド２２との距離が変化することがないので、シールリップＬｐの緊迫力にばらつきが生じることもない。
さらに、止め輪２６とシール２４は突出部２４ｇの突出端２４ｈのみで接触しているため、止め輪２６を止め溝１６ｂに嵌め合わせる際や取り外す際に、突出部２４ｇが撓みやすいので、スラスト方向に大きな力を加える必要がなくなり、作業性が向上する。
【００３２】
また、止め輪２６のテーパー状の傾斜面２６ａは、図２（ｂ）に示すように、止め輪２６の軸受内部方向の内周側の厚みＤ１から外周側の厚みＤ２にかけ、徐々に小さくなるように、全面にわたって形成されていても良い。
この場合には、斜面２６ａの傾斜角度が、上述した本実施例の傾斜面２６ａの傾斜角度と比べて緩やかになる。従って、止め輪２６が撓んだ形状から本来の円環形状に復帰する際に、テーパー状の傾斜面２６ａとシール２４の突出部２４ｇが当接して発生する、シール２４を軸受内部方向（スラスト方向）に押し込む力が、止め輪２６の形状の復帰に従って、徐々に強くなるように生じるため、これにより、シール２４の弾性部材２４ｂをスラスト方向から押し付けることがさらに容易となり、止め輪２６が容易に止め輪溝１６ｂに嵌め合わされ、作業性が向上する。
【００３３】
なお、本実施例では、前記シール２４の円環状の突出部２４ｇが、周方向に連続して円環状に１円周に形成されている場合を説明したが、これに限定されず、該突出部２４ｇの内周側あるいは外周側にさらに円環状の突出部を形成して、２円周以上の突出部としても良い。この場合には、前記止め輪溝１６ｂに嵌め合わされた止め輪２６が、突出部２４ｇ及び追加形成された突出部の各突出端２４ｈに対して、軸受外部側からシール２４にスラスト方向から押し当られる。これにより、シール２４の位置決め固定がより確実になる。また、突出部２４ｇは、円環状に連続していなくても良い。例えば、円環状に断続的に備えられていても良いし、或いは、円錐状の突出部２４ｇが備えられていても良い。
この場合であっても、止め輪２６は、突出部２４ｇ追加形成された突出部の各突出端２４ｈに当接しているので、各突出端２４ｈが撓むことにより、スラスト方向に大きな力を加える必要がなく、作業性を損なうことがない。
【００３４】
さらに、本実施例では、前記シール２４の円環状の突出部２４ｇが、シール２４の外径２４ｅの軸受外方側２４ｆに形成された場合を説明したが、これに限定されず、突出部２４ｇは、軸受外方側２４ｆに形成された突出部２４ｇに代えて、シール２４の外径２４であって、外輪(回転輪１６)の内周面に形成された段部１６ｃに当て付けられる面に形成されていても良い。或いは、突出部２４ｇは、軸受外方側２４ｆと、段部１６ｃに当て付けられる面の両方に形成されていても良い。これら場合であっても、突出部２４ｇが軸受外方側２４ｆに形成された場合と同様の効果を得ることができる。
また、突出部２４ｇは、前記シール２４に形成された突出部２４ｇに代えて、止め輪２６に形成されていても良い。この場合には、突出部２４ｇは、少なくとも止め輪２６のシール２４をスラスト方向から押し当てる部分に形成されていれば良い。
またさらに、本実施例では、止め輪２６が円環状に形成されている場合を説明したが、これに限定されず、止め輪２６は、止め輪溝１６ｂに嵌め合わされて取り付け及び取り外しが可能であれば、必ずしも円環状でなくてもよい。
【００３５】
なお、本実施例では、止め輪溝１６ｂが、止め輪２６の軸方向の厚さ寸法よりもよりも大きな幅寸法を有し、シール２４には突出部２４ｇが設けられている構成を説明したが、これに限定されず、前記実施例１と同様に、止め輪溝１６ｂは、止め輪２６に厚みにあわせて形成されていても良く、シール２４には、突出部２４ｇが設けられていない構成であっても、本実施例と同様の効果が得られる。
【００３６】
また、上述した実施例１及び実施例２では、止め輪２６にテーパー状の傾斜面２６ａを形成しているが、これに限られず、傾斜面２６ａが止め輪溝１６ｂに形成されていても良い。
図４に示す例では、前記実施例１（図１）と同様のシール２４とシールド２２を備えるとともに、傾斜面の無い止め輪２６を備えている。さらに、止め輪２６が嵌め合わされる止め輪溝１６ｂの軸受外部側の内壁面１６ｄの内径側にテーパー状の傾斜面２００が形成されている。
なお、図４（ａ）は、止め輪溝１６ｂの内壁面１６ｄが止め輪２６の一部に接触している場合を示し、図４（ｂ）は、止め輪溝１６ｂの内壁面１６ｄが止め輪２６に接触していない場合を示す。
このように形成した場合であっても、前述した実施例１と同様の効果が得られる。
【００３７】
また、図５に示す例では、前記実施例２（図２）と同様のシール２４とシールド２２を備えるとともに、傾斜面の無い止め輪２６を備えている。さらに、止め輪２６が嵌め合わされる止め輪溝１６ｂの軸受外部側の内壁面１６ｄ全体にテーパー状の傾斜面２００が形成されている。
なお、図５（ａ）は、止め輪溝１６ｂの内壁面１６ｄが止め輪２６の一部に接触している場合を示し、図５（ｂ）は、止め輪溝１６ｂの内壁面１６ｄが止め輪２６に接触していない場合を示す。
このように形成した場合であっても、前述した実施例２と同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００３８】
図３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。なお、図２では、図１（ａ）中の向かって右側に配された密封機構の他の例を拡大して示すが、図１（ａ）中の向かって左側に配された密封機構も左右対称に構成される以外には同一の構成である。
【００３９】
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。
【００４０】
該シールド（第１のシール部材）８０の外径８２ｂには、弾性部材（たとえばゴム材）８４が、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。さらに、弾性部材８４の外径８２ｂ側の軸受外方側には、弾性部材８４から、軸方向に所定の寸法で一体に延出された、断面凸形状の突出部８４ｇを有している。
また、シールド８０の外径８２ｂは、本実施例では、外輪(回転輪１６)の内周面に形成された段部１６ｃに当て付けられて、軸受内部方向の位置決めがされるとともに、外輪(回転輪１６)の内周面のシールド８０よりも軸受外部側に嵌め合わされる、断面矩形状且つ、円環状の止め輪２６により固定されている。
【００４１】
突出部８４ｇは、シールド８０と止め輪２６との間のすきま１６ｅよりも大きな寸法で軸方向に延出して、突出端８４ｈに向けて先細り形状に形成されるとともに、周方向に連続した円環状に形成されている。
これにより、シールド８０が位置決め固定される場合には、前記止め輪溝１６ｂに嵌め合わされた止め輪２６が、突出部８４ｇの突出端８４ｈに対して、軸受外部側からシールド８０にスラスト方向から押し当られる。
【００４２】
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。
【００４３】
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Ｄ３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。
【００４４】
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、上述した実施例１と同様の効果を得ることができるとともに、軸受外部からの異物や圧延油などの侵入も防止し得る。
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、軸受の早期損傷の防止に寄与し得る。
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。
【００４５】
また、前記実施例３では、止め輪２６にテーパー状の傾斜面２６ａを形成しているが、これに限られず、傾斜面２６ａが止め輪溝１６ｂに形成されていても良い。
図６に示す例では、前記実施例３と同様のシール２４とシールド２２を備えるとともに、傾斜面の無い止め輪２６を備えている。さらに、止め輪２６が嵌め合わされる止め輪溝１６ｂの軸受外部側の内壁面１６ｄの内径側にテーパー状の傾斜面２００が形成されている。
なお、図６（ａ）は、止め輪溝１６ｂの内壁面１６ｄが止め輪２６の一部に接触している場合を示し、図６（ｂ）は、止め輪溝１６ｂの内壁面１６ｄが止め輪２６に接触していない場合を示す。
このように形成した場合であっても、実施例３と同様の効果が得られる。
【実施例４】
【００４６】
図７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５】
【００４７】
図８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した形式である。
図８（ａ）は潤滑油供給孔５４を内輪に設けた形式、図８（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６】
【００４８】
図９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し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。
「変形例１」
【００４９】
上述した各実施例では、シールリップＬｐ（９８）を単一構成としているが、例えば第１のシール部材２２における芯金の軸受内方側の面部２３ｄに接触する複数のリップを備える形態であっても良く、或いは、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、上述した実施例１と同様の効果を得ることができ、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Ｌｐ（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」
【００５０】
上述した図１乃至図９に示す実施例１乃至３では、転動体１８として、"円筒ころ"を例示し、図８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」
【００５１】
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」
【００５２】
また、前記実施例１では、第１のシール部材２２における芯金２３の円環部（円板部）２３ｂをフラット形状とし、前記実施例２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、芯金の変形によりシールリップＬｐ（９８）が円板部２３ｂ（９２ｂ）に強く当たりすぎたり、あるいはシールリップＬｐ（９８）が円板部２３ｂ（９２ｂ）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】
【００５３】
【図１】本発明転がり軸受の一実施形態である実施例１を示し、（ａ）は、転がり軸受の一部を省略するとともに拡大して示す断面図であり、（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２】実施例２を示し、（ａ）は、止め輪の外径側の軸受内部方向にテーパー上の傾斜面を設けた密封機構の構成部分を拡大して示す断面図であり、（ｂ）は、止め輪の軸受内部方向の全面にわたってテーパー上の傾斜面を設けた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３を示し、密封機構の他の例の構成部分を拡大して示す断面図である。
【図４】実施例１の変形例を示し、（ａ）は、止め輪溝の内壁面が止め輪の一部に接触している場合を示し、（ｂ）は、止め輪溝の内壁面が止め輪に接触していない場合を示す要部拡大図である。
【図５】実施例２の変形例を示し、（ａ）は、止め輪溝の内壁面が止め輪の一部に接触している場合を示し、（ｂ）は、止め輪溝の内壁面が止め輪に接触していない場合を示す要部拡大図である。
【図６】実施例３の変形例を示し、（ａ）は、止め輪溝の内壁面が止め輪の一部に接触している場合を示し、（ｂ）は、止め輪溝の内壁面が止め輪に接触していない場合を示す要部拡大図である。
【図７】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、ころ間に浮き輪を設置した一形態である。
【図８】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、（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９】実施例６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１０】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１１】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。
【符号の説明】
【００５４】
１４ 内輪(静止輪)
１６ 外輪(回転輪)
１６ｂ 止め輪溝
１８ 転動体
２２ 第１のシール部材
２３ｂ 第１のシール部材の円環部
２４ 第２のシール部材
２４ａ 第２のシール部材の芯金
２４ｂ 第２のシール部材の弾性部材
２４ｃ 第２のシール部材の円環部
２４ｇ 突出部
２６ 止め輪
２６ａ テーパー状の傾斜面
Ｌｐ 第２のシール部材のシールリップ
【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、
密封機構は、
回転輪と静止輪の一方に固定して備えられ、円環状の芯金で構成された円環部を含む第１のシール部材と、
回転輪と静止輪の他方に固定して備えられ、円環状の芯金と、該芯金を被覆する弾性部材とで構成された円環部を含み、該円環部を第１のシール部材の円環部と軸方向に対向させて配設した第２のシール部材とで構成されており、
第２のシール部材は、円環部を構成する弾性部材の所定領域から、第１のシール部材の円環部に向けて傾斜状に一体に延設され、第１のシール部材の円環部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を備え、
該第１のシール部材及び第２のシール部材のうち、いずれかのシール部材は、該シール部材が備えられる回転輪又は静止輪に形成された周溝に嵌め合わされる円環状の止め輪によって固定される構成を備えた転がり軸受であって、
該止め輪の軸受内部側又は軸受外部側の一方若しくは双方の面が、止め輪の外周に向けてテーパー状に形成されていること又は止め軸を設置する外輪の溝部が内周に向けてテーパー状に形成されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
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３】
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４】
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、
密封機構は、
回転輪と静止輪の一方に固定して備えられ、円環状の芯金で構成された円環部を含む第１のシール部材と、
回転輪と静止輪の他方に固定して備えられ、円環状の芯金と、該芯金を被覆する弾性部材とで構成された円環部を含み、該円環部を第１のシール部材の円環部と軸方向に対向させて配設した第２のシール部材とで構成されており、
第２のシール部材は、円環部を構成する弾性部材の所定領域から、第１のシール部材の円環部に向けて傾斜状に一体に延設され、第１のシール部材の円環部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を備え、
該第１のシール部材及び第２のシール部材のうち、いずれかのシール部材は、該シール部材が備えられる回転輪又は静止輪に形成された周溝に嵌め合わされる円環状の止め輪によって固定される構成を備えた転がり軸受であって、
該止め輪の軸受内部側又は軸受外部側の一方若しくは双方の面が、止め輪の外周に向けてテーパー状に形成されていること又は止め軸を設置する外輪の溝部が内周に向けてテーパー状に形成されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
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３】
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４】
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１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−６３１１８（Ｐ２００９−６３１１８Ａ）
【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２００７−２３２７４３（Ｐ２００７−２３２７４３）
【出願日】平成１９年９月７日（２００７．９．７）
【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７日（２００７．９．７）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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