JP2003004035A

JP2003004035A - 軸受装置

Info

Publication number: JP2003004035A
Application number: JP2001327098A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Kobori; 一也小堀; Seiji Ijuin; 誠司伊集院; Katsuhiro Konno; 勝広今野; Tomoyuki Aizawa; 知之相澤; Kazuo Akagami; 和夫赤上
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-01-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】密封性を向上させ、また分解・組立性に優れて
いる軸受装置を提供する。【解決手段】軸線方向に分割可能な内輪と、軸線方向に
分割可能な外輪と、内輪と外輪との間に、回転自在に配
置された４列の円錐ころと、一方の輪に取り付けられ、
少なくとも１つの端面接触タイプのリップ部を備えたシ
ール体と、内輪と外輪の他方の輪に取り付けられ、前記
リップ体に当接するシール摺接部材を持つ軸受装置。リ
ップ部９２２ｅの接触圧力が小さいため、接触部の発熱
が抑制され、軸受温度自体の低減にも寄与し、それによ
り潤滑剤の劣化を抑えることもでき高速度域の使用に有
利である。又、リップ部９２２ｅの接触圧力を小さくす
ると、シール摺動部材９２４の摺接面及びリップ部９２
２ｅの摺接部の摩耗量低減にも寄与し、且つリップ部９
２２ｅが摩耗した場合でも追従性が優れてシール性能の
変化を小さく抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば鉄鋼設備の
圧延機等に用いられるロールネック軸受などを含む軸受
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延機や冷間圧延機のワークロー
ル、中間ロールに使用されるロールネック軸受として
は、大荷重を支持することができる複列や４列円錐ころ
軸受が用いられるのが一般的である。

【０００３】ところで、圧延機等においては、製品の板
厚を精度良く確保するために、大量の冷却水をワークロ
ール等に供給することによって、その形状制御を行って
いる。従って、ロールネック軸受には、かかる冷却水の
侵入を防止するための密封装置が本来的に必要となる。

【０００４】かかる密封装置として、例えば実開平６−
８２４３７号に記載されたごときオイルシールなどの接
触形シールを備えたものがある。かかる従来技術による
オイルシールは、芯金を外輪側の内周面に嵌合させ、そ
の芯金から延在するシール部を内輪側の外周面に当接さ
せている。この従来技術によれば、簡素でかつ安価な密
封装置が提供されることとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年におい
ては作業の効率化を促進すべく圧延機等の高速化が図ら
れるようになってきており、それにより軸受の使用環境
も過酷になっているため、その密封性をより高める必要
もある。これに対し、例えば接触形シールを二重に設け
るようにすれば密封性を高めることは出来るが、二重に
シールを設けるスペースが必要となって、装置の大型化
を招く。また、高速化に伴い、軸接触タイプのシール接
触部では発熱が大きくなりすぎ、シール部の早期損傷を
招く恐れがある。更に、シール接触部の発熱等を抑える
ため、その緊迫力を低下させると、シール性が著しく悪
化するという問題がある。

【０００６】また、圧延機ロールネック用軸受において
は、軸受やシールの点検や潤滑剤補給のため、定期的に
分解してメンテナンスを行う必要があり、シール構造が
軸受の分解組立の障害となってはならない。この分解組
立のための制約が、密封性を向上させる上で大きな障害
となっていた。加えて、圧延機用ロールネック軸受は、
グリース潤滑で使用される場合において、グリースの補
給が行われないことも多く、グリース洩れや水等の侵入
を防ぐため、通常は軸接触タイプのシールが使用されて
いた。

【０００７】本発明は、かかる問題点に鑑み、密封性を
向上させ、また分解・組立性に優れている軸受装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明の軸受装置は、軸線方向に分割可能な内輪
と、軸線方向に分割可能な外輪と、前記内輪と前記外輪
との間に、回転自在に配置された４列の円すいころと、
前記内輪と前記外輪の一方の輪に取り付けられ、少なく
とも１つの端面接触タイプのリップ部を備えたシール体
と、前記内輪と前記外輪の他方の輪に取り付けられ、前
記リップ部に当接するシール摺動部材と、を有する。

【０００９】

【作用】本発明による軸受装置によれば、軸線方向に分
割可能な内輪と、軸線方向に分割可能な外輪と、前記内
輪と前記外輪との間に、回転自在に配置された４列の円
すいころと、前記内輪と前記外輪の一方の輪に取り付け
られ、少なくとも１つの端面接触タイプのリップ部を備
えたシール体と、前記内輪と前記外輪の他方の輪に取り
付けられ、前記リップ部に当接するシール摺動部材と、
を有する。軸接触タイプのシールでは、一般的にばね等
を使用し、半径方向内方に向かう締め付ける力（緊迫
力）が必要であり、且つ軸の回転ブレが生じてもリップ
部と軸とのスキマが開かないように考慮しているため、
ある程度の接触圧力が必要である。これに対し、本発明
のシール体のごとき端面接触タイプであれば、シール摺
動部材に当てる程度の接触圧力で足りるので、リップ部
の接触部の発熱を低く抑えることができる。従って、軸
接触タイプのシールでは発熱などが問題となる速度域で
も、端面接触タイプのシールでは問題なく使用可能とな
る。このようにリップ部の接触圧力が小さいため、接触
部の発熱が抑制され、軸受温度自体の低減にも寄与し、
それにより潤滑剤の劣化を抑えることもできるので、高
速度域の使用に有利である。又、リップ部の接触圧力を
小さくすると、前記シール摺動部材の摺接面及びリップ
部の摺接部の摩耗量低減にも寄与し、且つリップ部が摩
耗した場合でも、その追従性が優れていることから、シ
ール性能の変化を小さく抑えることができ、従って長期
間安定してシール機能を発揮できる。又、本発明のシー
ル体のごとき端面接触タイプにおいては、軸の回転ブレ
の影響を受けにくいので、端面で接触している軸とリッ
プ部とのスキマを考慮しなくても良いという利点があ
る。尚、端面接触タイプのシールとは、リップ部が、少
なくとも半径方向に延在する面（例えば端面）に接触す
るタイプのシールを言う。

【００１０】更に、前記シール摺動部材と、前記一方の
輪とを近接させることにより、ラビリンスシールを形成
することで、取り付けスペースの問題や発熱増大の問題
につながるリップ部の数を増すことなく、ラビリンス効
果を用いてより密封性を高めることができる。

【００１１】又、前記シール体の少なくとも一部は、前
記一方の輪と、前記一方の輪に取り付けられるホルダ部
材との間に挟持されていると、かしめなどの塑性加工
や、ボルトなどの部品を追加することなくシール体の抜
けを防止できる。

【００１２】更に、前記シール体の少なくとも一部は、
前記一方の輪、又は前記一方の輪に取り付けられるホル
ダ部材に形成された凹部に嵌合していると、かしめなど
の塑性加工や、ボルトなどの部品を追加することなくシ
ール体の抜けを防止できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明にか
かる軸受装置を用いて支持する圧延機のワークロール端
部周辺を示す断面図である。図１において、４列円錐こ
ろ軸受１０は、圧延機のワークロール１を支持する軸線
方向に分割可能な２列の内輪１２と、ハウジング２に取
り付けられた軸線方向に分割可能な複数列の外輪１３
と、内輪１２と外輪１３との間にそれぞれ複数個配置さ
れた４列の円錐ころ（転動体）１４を保持する保持器１
５とからなる。軸受１０の両側には、密封装置２０が配
置されている。軸受１０と密封装置２０とで、軸受装置
を構成する。一対の密封装置２０は、同様な構成を有す
るため、右側の密封装置２０に対してのみ説明を行う。

【００１４】図２（ａ）は、図１のII部を拡大して示す
図である。図２（ｂ）は、外輪ホルダ２１、シール体２
２及び外輪１３を取り外した状態で示す図である。図２
（ａ）において、密封装置２０は、リング状の外輪ホル
ダ２１と、外輪ホルダ２１に取り付けられたシール体２
２と、シール摺動部材２４と、シール摺動部材２４を保
持する保持部材２６と、保持部材２６を内輪に対して取
り付ける基部２５とボルト２７とからなる。

【００１５】外輪ホルダ２１の左端面には、段部２１ａ
が形成されており、一方外輪１３の右端面には、段部２
１ａに対向するようにして段部１３ａが形成され、外輪
ホルダ２１を外輪１３に組み付けた時には、段部２１
ａ、１３ａ同士が係合するようになっている。

【００１６】更に、外輪ホルダ２１は、外周に周溝２１
ｂを有し、かかる周溝２１ｂ内にはＯ−リング２３が配
置され、外輪ホルダ２１の外周面とハウジング２（図
１）の内周面との間を密封している。外輪ホルダ２１の
右側面には、かかる右側面に沿って上方から垂れ落ちる
水などを捕獲する捕獲溝２１ｃが形成されている。ま
た、外輪ホルダ２１の内周には、半径方向に延在するフ
ランジ部２１ｄが形成されている。

【００１７】環状のシール体２２は、断面が略Ｌ字状の
芯金２２ａと、シール部２２ｂとからなる。芯金２２ａ
は、外輪ホルダ２１の内周面２１ｅとフランジ部２１ｄ
とに当接するようにして取り付けられている。外輪ホル
ダ２１と芯金２２ａとは不要な分離を抑制するためにカ
シメられていても良い。シール部２２ｂは、３方向に延
在するリップ部２２ｃ、２２ｄ、２２ｅを有している。

【００１８】シール摺動部材２４は、シール体２２の芯
金２２ａに対向して、略Ｌ字状の断面を有し、内輪１２
と同軸の円筒部２４ａと、円筒部２４ａの右方端から半
径方向外方に延在するフランジ部２４ｂと、円筒部２４
ａの左方端から半径方向内方に延在する小フランジ部２
４ｃとを有している。シール体２２のリップ部２２ｃ、
２２ｄは、円筒部２４ａの外周面に当接し、リップ部２
２ｅはフランジ部２４ｂの内方フランジ面に当接してお
り、軸受１０の動作に応じてこれらは互いに摺動するよ
うになっている。

【００１９】内輪１２の右方端に形成された小径部１２
ａには、環状の基部２５が圧入により取り付けられてい
る。基部２５に隣接して環状の保持部材２６が設けられ
ている。保持部材２６は、小径部１２ａに対してルーズ
フィットとなっている。保持部材２６の左端小径部２６
ｂの外周面に、小フランジ部２４ｃが圧入嵌合されてい
る。基部２５と保持部材２６とで、シール摺動部材２４
の小フランジ部２４ｃを挟むようにし、更に保持部材２
６に形成された貫通孔２６ａに挿通させたボルト２７
を、基部２５に形成されたねじ孔２５ａに螺合させるこ
とにより、シール摺動部材２４は基部２５すなわち小径
部１２ａに取り付けられるようになっている。尚、ボル
ト２７と基部２５のねじ孔２５ａとで締結手段を構成す
る。

【００２０】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。図１において、圧延機のワークロール１が内輪１２
と共に回転すると、内輪１２と外輪１３との間を円錐こ
ろ１４が転動し、それによりハウジング２に対してワー
クロール１を回転自在に支持することができる。

【００２１】かかる場合、ワークロール１の周囲には、
大量の冷却水がかけられるため、図２の密封装置２０の
外方（右側）まで、冷却水が飛散してくる可能性があ
る。これに対し、本実施の形態においては、シール体２
２のリップ部２２ｃ、２２ｄが、円筒部２４ａの外周面
に当接し、リップ部２２ｅがフランジ部２４ｂの内方フ
ランジ面に当接するというように、３箇所でシールが行
われるため、密封性能をより高めることが出来る。ま
た、そのうちリップ部２２ｅとフランジ部２４ｂの内方
フランジ面との当接は、リップ部２２ｄと円筒部２４ａ
の半径方向外方で行われるので、シール摺動部材２４の
軸線方向長を抑えることが出来、それにより装置構成を
コンパクトに出来る。

【００２２】一方、例えばメンテナンスを行う際には、
ボルト２７を左回転させ（すなわちシール摺動部材２４
を抜き出す方向と異なる方向に力を加えて）取り外せ
ば、内輪１２の小径部１２ａに対してルーズフィットで
ある保持部材２６を、シール摺動部材２４と一体で小径
部１２ａから容易に取り外すことが出来る。

【００２３】図３（ａ）は、第２の実施の形態にかかる
図２と同様な断面図であり、図３（ｂ）は、外輪ホルダ
２１、シール摺動部材１２４及び外輪１３を取り外した
状態で示す図２（ｂ）と同様な図である。第２の実施の
形態は、図２に示す実施の形態に対し、密封装置１２０
におけるシール摺動部材１２４の形状のみが異なってい
るため、その他の同様な構成については詳細な説明を省
略する。

【００２４】図３（ａ）において、第１の実施の形態と
異なり、シール摺動部材と保持部材を一体化して新たな
シール摺動部材１２４としている。より具体的には、略
環状のシール摺動部材１２４は、その右方端に半径方向
外方に延在するフランジ部１２４ｂを形成しており、そ
の半径方向内方おいて座繰り１２４ｃが形成され、座繰
り１２４ｃ内には、軸線方向にシール摺動部材１２４を
貫通する貫通孔１２４ｄが形成されている。

【００２５】シール体２２のリップ部２２ｃ、２２ｄ
は、シール摺動部材１２４の外周面１２４ａに当接し、
リップ部２２ｅはフランジ部１２４ｂの内方フランジ面
に当接しており、軸受１０の動作に応じてこれらは互い
に摺動するようになっている。

【００２６】シール摺動部材１２４は、内輪１２の小径
部１２ａに対してルーズフィットとなっており、貫通孔
１２４ｄに挿通させたボルト２７を、基部２５に形成さ
れたねじ孔２５ａに螺合させることにより、シール摺動
部材１２４は小径部１２ａに取り付けられるようになっ
ている。

【００２７】本実施の形態においても、ボルト２７を左
回転させ（すなわちシール摺動部材２４を抜き出す方向
と異なる方向に力を加えて）取り外せば、内輪１２の小
径部１２ａに対してルーズフィットであるシール摺動部
材１２４を小径部１２ａから容易に取り外すことが出来
る。また、第１の実施の形態に比べ、保持部材とシール
摺動部材とを一体化していることから、部品点数が削減
され、分解組立時の手間が減少するという効果も得られ
る。

【００２８】図４は、第３の実施の形態にかかる図３
（ａ）と同様な断面図である。第３の実施の形態は、図
３（ａ）に示す実施の形態に対し、シール摺動部材２２
４と基部２２５の形状のみが異なっているため、その他
の同様な構成については詳細な説明を省略する。

【００２９】図４においては、第２の実施の形態に対
し、シール摺動部材２２４を平板化し、その分だけ基部
２２５の軸線方向長を長くしている。より具体的には、
内輪１２の小径部１２ａに対してルーズフィットとなっ
ている円板状のシール摺動部材２２４は、小径部１２ａ
に嵌合取り付けされた基部２２５の右端面に当接してい
る。ボルト２７を、シール摺動部材２２４の貫通孔２２
４ａを貫通させ、さらに基部２２５に形成されたねじ孔
２２５ａに螺合させることにより、シール摺動部材２２
４は小径部１２ａに取り付けられるようになっている。

【００３０】シール体２２のリップ部２２ｃ、２２ｄ
は、基部２２５の外周面２２５ｂに当接し、リップ部２
２ｅはシール摺動部材２２４の内方フランジ面２２４ｂ
に当接しており、軸受１０の動作に応じてこれらは互い
に摺動するようになっている。

【００３１】本実施の形態においても、ボルト２７を左
回転させ（すなわちシール摺動部材２４を抜き出す方向
と異なる方向に力を加えて）取り外せば、内輪１２の小
径部１２ａに対してルーズフィットであるシール摺動部
材２２４を小径部１２ａから容易に取り外すことが出来
る。また、第１の実施の形態に比べ、保持部材とシール
摺動部材とを一体化していることから、部品点数が削減
され、分解組立時の手間が減少するという効果に加え
て、シール摺動部材２２４は金属板をプレスして安価に
形成できるという効果もある。

【００３２】図５は、第４の実施の形態にかかる図２
（ａ）と同様な断面図である。第４の実施の形態は、図
２に示す実施の形態に対し、内輪の小径部を省略してい
る。その他の同様な構成については詳細な説明を省略す
る。

【００３３】図５においては、内輪３１２の右端面にね
じ孔３１２ａが形成されている。ボルト３２７が円筒状
の保持部材３２６の貫通孔３２６ａを貫通し、ねじ孔３
１２ａに螺合されており、それにより保持部材３２６が
内輪３１２の端面に取り付けられている。

【００３４】断面が略Ｌ字状のシール摺動部材３２４
は、保持部材３２６の外周面に形成された段差部３２６
ｂに抜け出しを抑制されて嵌合固定されている。シール
体２２のリップ部２２ｃ、２２ｄは、シール摺動部材３
２４の円筒面３２４ａに当接し、リップ部２２ｅはシー
ル摺動部材３２４のフランジ面３２４ｂに当接してお
り、軸受１０の動作に応じてこれらは互いに摺動するよ
うになっている。

【００３５】本実施の形態においても、ボルト３２７を
左回転させ（すなわちシール摺動部材２４を抜き出す方
向と異なる方向に力を加えて）取り外せば、内輪３１２
に対して保持部材３２６をシール摺動部材３２４と一体
で、容易に取り外すことが出来る。また、第１の実施の
形態に比べ、部品点数を削減でき、分解組立時の手間が
減少する。

【００３６】図６（ａ）は、第５の実施の形態にかかる
図２（ａ）と同様な断面図である。第５の実施の形態
は、図２に示す実施の形態に対し、ボルトを用いないで
シール摺動部材を取り付けている点が異なっている。そ
の他の同様な構成については詳細な説明を省略する。

【００３７】図６（ａ）において、シール摺動部材５２
４の円筒部５２４ａの左端には、半径方向内方に突出す
る突起５２４ｃが形成されている。一方、内輪５１２の
右端近傍の内周には、周溝５１２ｃが形成されている。
シール摺動部材５２４は、突起５２４ｃを周溝５１２ｃ
に係合させることによって、内輪５１２に対して取り付
けられている。

【００３８】図６（ｂ）は、図６（ａ）のVIB部を拡大
して示す図である。シール摺動部材５２４の分解時に
は、工具Ｔを用いる。図６（ｂ）に示すように、工具Ｔ
の尖った先端を内輪５１２の周溝５１２ｃ内に挿入し、
シール摺動部材５２４の突起５２４ｃをこじ開けるよう
にして（すなわちシール摺動部材５２４の抜き出し方向
と異なる矢印の方向に力を加えて）、周溝５１２ｃとの
係合を離脱させ、それによりシール摺動部材５２４の取
り外しが可能となる。尚、図６（ｂ）に示すように、周
溝５１２ｃの肩部に面取り５１２ｄが形成され、突起５
２４ｃの肩部に面取り５２４ｄが形成されていれば、工
具Ｔがあたったときに、それらが変形することを抑止で
きる。

【００３９】図６（ｃ）は、本実施の形態の変形例を示
す図である。かかる変形例においては、シール摺動部材
５２４’の突起５２４ｃ’は、塑性変形により形成され
るため、より安価に製造することが出来る。

【００４０】図７（ａ）は、第６の実施の形態にかかる
図２（ａ）と同様な断面図であり、図７（ｂ）は、外輪
ホルダ６２１とシール体６２２とを取り外した状態で示
す図である。第６の実施の形態は、図２に示す実施の形
態に対し、シール摺動部材とシール体との位置関係が異
なっている点が主として異なっている。その他の同様な
構成については詳細な説明を省略する。

【００４１】図７（ａ）においては、外輪ホルダ６２１
は、右端において半径方向内方に延在するフランジ部６
２１ｄを形成している。シール体６２２の芯金６２２ａ
は、断面が略Ｌ字状の形状を有しており、その円筒部６
２２ｆを外輪ホルダ６２１の内周面に当接させ、且つ円
筒部６２２ｆの左端から半径方向外方に突出する突起部
６２２ｈを、外輪ホルダ６２１の内周段部６２１ｅに係
合させている。シール体６２２の一部分を、外輪ホルダ
６２１と外輪１３とで挟み込み位置決めしている。これ
によりかしめなどの塑性加工や、ボルトなどの部品を追
加することなくシールの抜けを防止できる。

【００４２】シール体６２２のリップ部６２２ｃ、６２
２ｄは、内輪１２の小径部１２ａの外周に対して十分な
シメシロで圧入嵌合されたシール摺動部材６２４の円筒
部６２４ａの外周面に当接し、リップ部６２２ｅはシー
ル摺動部材６２４のフランジ面６２４ｂに当接してお
り、軸受１０の動作に応じてこれらは互いに摺動するよ
うになっている。

【００４３】本実施の形態において、シール摺動部材６
２４の当接面であるフランジ面６２４ｂが、軸受装置１
０の軸線方向外方に向いているので、メンテナンス時な
どにおいて、シール体６２２を外輪ホルダ６２１と一体
で取り外す際に、シール摺動部材６２４のフランジ面６
２４ｂがこれを邪魔することがなく、それによりシール
体６２２の分解を容易に行うことが出来る。

【００４４】本実施の形態においては、シール摺動部材
６２４が内輪１２に対して圧入嵌合されているにもかか
わらず、シール体６２２の分解が容易に行え、しかもシ
ール摺動部材６２４を取り付けるためのボルトなども不
要なため、部品点数が削減されるという効果がある。

【００４５】図８は、第７の実施の形態にかかる図２
（ａ）と同様な断面図である。第７の実施の形態は、図
２に示す実施の形態に対し、シール体の構成のみが異な
っている。その他の同様な構成については詳細な説明を
省略する。

【００４６】図８の実施の形態においては、図２の実施
の形態と異なり、シール部７２２ｂが、シール摺動部材
２４のフランジ面２４ｂに当接する単一のリップ部７２
２ｅを設けている。従って、シール体７２２のコストダ
ウンを図ることが出来る。軸接触タイプのシールでは、
一般的にばね等を使用し、半径方向内方に向かう締め付
ける力が必要であり、且つ軸の回転ブレが生じてもリッ
プ部と軸とのスキマが開かないように考慮しているた
め、ある程度の接触圧力が必要である。本実施の形態の
ごとき端面接触タイプであれば、シール摺動部材２４に
当てる程度の接触圧力で足りるので、リップ部７２２ｅ
の接触部の発熱を低く抑えることができる。又、本実施
の形態のように端面接触タイプにおいては、軸の回転ブ
レの影響を受けにくいので、端面で接触している軸（こ
こではシール摺動部材２４）とリップ部７２２ｅとのス
キマを考慮しなくても良いという利点がある。尚、明ら
かであるが、シール体のリップ部を単一とすることは、
本明細書の他の実施の形態にも適用可能であるが、かか
るリップ部を１つもしくは３つ以外とすることも任意に
行うことができる。

【００４７】図９は、第８の実施の形態にかかる図２
（ａ）と同様な断面図である。第８の実施の形態は、図
２に示す実施の形態に対し、外輪と外輪ホルダを一体に
した点のみが異なっている。その他の同様な構成につい
ては詳細な説明を省略する。

【００４８】図９においては、外輪８１３の右端内周に
形成された段部８１３ａにシール体２２の芯金２２ａが
取り付けられている。本実施の形態によれば、部品点数
を削減することが出来る。尚、外輪と外輪ホルダとを一
体化することについては、図３〜８に示す実施の形態に
おいても同様に適用可能である。

【００４９】図１０は、第９の実施の形態にかかる図２
（ａ）と同様な断面図である。第９の実施の形態は、図
２に示す実施の形態に対し、主としてシール体及びシー
ル摺動部材周辺の構成が異なっている。その他の同様な
構成については詳細な説明を省略する。

【００５０】図１０において、シール体９２２は、断面
がクランク形状の芯金９２２ａと、上述した実施の形態
のごときリップ部９２２ｃ、９２２ｄ、９２２ｅを備え
たシール部９２２ｂとから形成されている。芯金９２２
ａの周囲縁（図１０で上端）は、外輪１３の端面と、外
輪ホルダ９２１の端面に形成された段部９２１ａとの間
で挟持され、外輪１３に固定されるようになっている。
それにより、かしめなどの塑性加工や、ボルトなどの部
品を追加することなくシール体９２２の抜けを防止でき
る。

【００５１】シール摺動部材９２４は、略Ｌ字状の断面
を有し、内輪９１２と同軸の円筒部９２４ａと、円筒部
９２４ａの図１０で右方端から半径方向外方に延在する
フランジ部９２４ｂとを有している。円筒部９２４ａに
は、ボルト２７の貫通孔９２４ｃが軸線方向に形成され
ている。シール体９２２のリップ部９２２ｃ、９２２ｄ
は、円筒部９２４ａの外周面に当接し、リップ部９２２
ｅはフランジ部９２４ｂの内方フランジ面に当接してお
り、軸受１０の動作に応じてこれらは互いに摺動するよ
うになっている。

【００５２】内輪９１２の図１０で右方端に形成された
小径部９１２ａには、環状の基部９２５が圧入により取
り付けられている。基部９２５の図１０で左方端内周か
ら突出した爪部９２５ａが、小径部９１２ａの外周に形
成された周溝９１２ｂに係合し、それにより基部９２５
の内輪９１２からの抜け止めが達成されるようになって
いる。基部９２５に形成されたねじ孔９２５ｂにボルト
２７を螺合させることで、基部９２５に対してシール摺
動部材９２４を、取り外し可能に取り付けることができ
るようになっている。

【００５３】更に、本実施の形態においては、外輪ホル
ダ９２１の内周面９２１ｂと、シール摺動部材９２４の
外周縁９２４ｆとが、わずかなスキマを隔てて（すなわ
ち狭路を形成して）対峙しており、それにより軸受１０
の動作時に、内周面９２１ｂと外周縁９２４ｆとでラビ
リンスシールを形成するようになっている。従って、ス
ペースの都合上、これ以上接触形のリップを設けること
ができないような場合でも、密封性をより高めることが
できる。尚、このようにラビリンスシールを形成するこ
とは、図３〜９に示す実施の形態にも同様に適用可能で
ある。

【００５４】図１１は、第１０の実施の形態にかかる図
２（ａ）と同様な断面図である。第１０の実施の形態
は、図１０に示す実施の形態に対し、外輪ホルダ及びシ
ール摺動部材の構成が異なっているのみであるので、そ
の他の同様な構成については詳細な説明を省略する。

【００５５】図１１に示すように、本実施の形態におい
ても、芯金９２２ａの周囲縁（図１１で上端）は、外輪
１３の端面と、外輪ホルダ９２１’の端面に形成された
段部９２１ａ’との間で挟持され、外輪１３に固定され
るようになっている。

【００５６】更に、本実施の形態においても、外輪ホル
ダ９２１’の外方側内周面９２１ｂ’と、シール摺動部
材９２４’の外周縁９２４ｆ’とが、わずかなスキマを
隔てて（すなわち狭路を形成して）対峙しているが、外
方側内周面９２１ｂ’は、外方（図１１で右方）に向か
うに連れて拡径するテーパ状となっており、又外周縁９
２４ｆ’も、それに応じたテーパ形状となっている。従
って、軸受１０の動作時に異物の振り切り効果を高める
ことができ、それにより、より効果の高いラビリンスシ
ールを形成することができる。

【００５７】図１２は、第１１の実施の形態にかかる図
２（ａ）と同様な断面図である。第９の実施の形態は、
図１０に示す実施の形態に対し、主としてシール体及び
外輪ホルダの構成が異なっている。その他の同様な構成
については詳細な説明を省略する。

【００５８】図１２において、シール体１１２２は、断
面がＬ字状の芯金１１２２ａと、上述した実施の形態の
ごときリップ部１１２２ｃ、１１２２ｄ、１１２２ｅを
備えたシール部１１２２ｂとから形成されている。芯金
１１２２ａの外周円筒部（図１２で上部）は、外輪１３
の端面と、外輪ホルダ１１２１の内周面に形成された段
部１１２１ａとの間で挟持され、外輪１３に固定される
ようになっている。

【００５９】更に、本実施の形態においては、外輪ホル
ダ１１２１の外方端部（図１２で右方端）の内周面に段
部１１２１ｂが形成されており、これと、シール摺動部
材９２４の外周縁９２４ｆとが、わずかなスキマを隔て
て（すなわち狭路を形成して）対峙しており、それによ
り軸受１０の動作時に、段部１１２１ｂと外周縁９２４
ｆとでラビリンスシールを形成するようになっている。
本実施の形態によれば、図１２から明らかなように、外
周縁９２４ｆの軸線方向の厚さを変えることなく、段部
１１２１ｂと外周縁９２４ｆとで形成する狭路を、図１
０のものより長くでき、しかも狭路は折れ曲がっている
ので、密封性をより高めることができる。

【００６０】図１３は、第１２の実施の形態にかかる図
２（ａ）と同様な断面図である。第９の実施の形態は、
図１２に示す実施の形態に対し、主としてシール体の構
成が異なっている。その他の同様な構成については詳細
な説明を省略する。

【００６１】図１３において、シール体１２２２は、断
面がＬ字状の芯金１２２２ａと、上述した実施の形態の
ごときリップ部１２２２ｃ、１２２２ｄ、１２２２ｅを
備えたシール部１２２２ｂとから形成されている。芯金
１２２２ａの外周面には、周方向に連続した凸部１２２
２ｇが形成されている。外輪ホルダ１２２１内に、シー
ル体１２２２を挿入すると、芯金１２２２ａが弾性変形
するが、そのままシール体１２２２を所定の位置まで押
し込むと、かかる凸部１２２２ｇが外輪ホルダ１２２１
の内周面に形成した周溝（凹部）１２２１ａに嵌合する
ことで、芯金１２２２ａが弾性変形から復帰し、それに
より芯金１２２２ａは外輪ホルダ１２２１に固定される
ようになっている。このような嵌合取り付けにより、か
しめなどの塑性加工や、ボルトなどの部品を追加するこ
となくシール体１２２２の抜けを防止できる。。

【００６２】更に、本実施の形態においても、外輪ホル
ダ１２２１の内周面１２２１ｂと、シール摺動部材９２
４の外周縁９２４ｆとが、わずかなスキマを隔てて（す
なわち狭路を形成して）対峙しており、それにより軸受
１０の動作時に、内周面１２２１ｂと外周縁９２４ｆと
でラビリンスシールを形成するようになっている。

【００６３】図１４は、第１３の実施の形態にかかる図
２（ａ）と同様な断面図である。第９の実施の形態は、
図１３に示す実施の形態に対し、外輪と外輪ホルダとを
一体にした点が異なっている。その他の同様な構成につ
いては詳細な説明を省略する。

【００６４】本実施の形態においては、外輪１３１３の
図１０で右端を延長し、その内周面に形成した周溝（凹
部）１３１３ａに、シール体１２２２の芯金１２２２ａ
の凸部１２２２ｇを嵌合させることで、芯金１２２２ａ
は外輪１３１３に固定されるようになっている。

【００６５】更に、本実施の形態においても、外輪１３
１３の内周面１３１３ｂと、シール摺動部材９２４の外
周縁９２４ｆとが、わずかなスキマを隔てて（すなわち
狭路を形成して）対峙しており、それにより軸受１０の
動作時に、内周面１３１３ｂと外周縁９２４ｆとでラビ
リンスシールを形成するようになっている。本実施の形
態によれば、外輪と外輪ホルダとを一体化することで、
部品点数を削減することが出来る。尚、外輪と外輪ホル
ダとを一体化することについては、図１０〜１２に示す
実施の形態においても同様に適用可能である。

【００６６】（実施例）図１５は、本発明者らの行った
シール試験に用いた試験装置を示す図であり、図１５
（ａ）は、その断面図であり、図１５（ｂ）は、図１５
（ａ）におけるXVB部を拡大して示す図である。この試
験装置について説明すると、図において、不図示のモー
タにより回転駆動される回転軸１４０１の図１５（ａ）
における左端には、円板１４０２が一体的に回転するよ
うに接合されている。円板１４０２は、図１５（ａ）に
おける右端に、半径方向外方に延在するフランジ１４０
２ａを形成している。

【００６７】更に、円板１４０２の図１５（ａ）におけ
る右端外周近傍には、円筒部材１４０３が一体的に回転
するように、不図示のボルトで固定されている。円筒部
材１４０３は中空であって、図１５（ａ）における右端
より半径方向外方に延在するフランジ１４０３ａを形成
している。円筒部材１４０３を外包するようにして、固
定円筒部材１４０４が配置されている。固定円筒部材１
４０４は、不図示のハウジングなどに固定された環状部
１４０５の図の右端に、不図示のボルトで固定されてい
る。又固定円筒部材１４０４は、図の右端より半径方向
内方に、フランジ１４０３ａの外周縁からわずかに離隔
する位置まで延在するフランジ１４０４ａを形成してい
る。ここで、円板１４０２のフランジ１４０２ａと、円
筒部材１４０３と、固定円筒部材１４０４とで、環状空
間Ａが形成されている。固定円筒部材１４０４の最上部
周壁を半径方向に貫通する給水パイプ１４０７を介し
て、環状空間Ａに、外部から給水できるようになってい
る。一方、固定円筒部材１４０４の最下部周壁を半径方
向に貫通する貫通孔１４０４ｂが形成され、これが環状
空間Ａに給水された水を排水する排水口として機能す
る。

【００６８】図１５（ｂ）に示すように、環状部１４０
５の図の左端内周には、段部１４０５ａが形成されてい
る。シール体１４２２の芯金１４２２ａは、図１５
（ｂ）に示す断面が略クランク状となっている形状を有
しており、その外縁を段部１４０５ａに係合させ、且つ
抑え板１４０６で図の左方より抑えて環状部１４０５と
の間で挟んで固定されている。抑え板１４０６は、不図
示のボルトで環状部１４０５に固定されている。

【００６９】図１５（ｂ）において、芯金１４２２ａの
内周縁から、図で右方及び半径方向外方に延在する截頭
円錐形状のリップ部１４２２ｂは、その外周縁を、円板
１４０２のフランジ（シール摺動部材に相当）１４０２
ａに当接させている。すなわち、芯金１４２２ａと、リ
ップ部１４２２ｂとで、端面接触タイプのシール部１４
２２を構成している。

【００７０】図１５（ａ）において、抑え板１４０６の
左端には、カバー部材１４０８が不図示のボルトで取り
付けられており、円板１４０２の左側を覆うことで、そ
の内部に円筒状空間Ｂを形成している。カバー部材１４
０８の最下方には、円筒状空間Ｂに連通するパイプ１４
０９が下方に向かって延在するように取り付けられてお
り、これを介して円筒状空間Ｂに侵入した水を排出させ
ることができる。円筒状空間Ｂは、パイプ１４０９のみ
を介して外部と連通しており、従ってパイプ１４０９を
通過する水の量を測定することで、円筒状空間Ｂに侵入
した水の量を測定できる。

【００７１】かかる試験装置において、回転軸１４０１
を回転させつつ、パイプ１４０７から環状空間Ａに給水
を行うと、給水された水の大部分は、貫通孔１４０４ｂ
を介して外部へと排水されるが、その一部は、環状部１
４０５の内周と、円板１４０２のフランジ１４０２ａと
のスキマを介し、更にシール部１４２２のリップ部１４
２２ｂとフランジ１４０２ａの間を抜けて、円筒状空間
Ｂに至るようになる。その量が少ないほど、シール部１
４２２のシール性が優れていることとなる。

【００７２】かかる試験装置を用いた試験結果につい
て、図１６を参照して説明する。図１６（ａ）は、図１
５のシール部１４２２において、シメシロアッパ（２．
５＋０．６８ｍｍ）側での回転速度に対する洩れ量の測
定結果を示しており、図１６（ｂ）は、シメシロロア
（２．５−０．６８ｍｍ）側での回転速度に対する洩れ
量の測定結果を示しており、図１６（ｃ）は、測定結果
をまとめたものである。尚、給水量は、原則的に毎分１
０００ｃｃとしたが、毎分１００回転の場合、シメシロ
アッパ側では毎分７５００ｃｃとし、シメシロロア側で
は毎分３５００ｃｃとしている。以上から明らかなよう
に、いずれの場合も、十分なシール性を確保できること
が確認された。又、シメシロロア側の供試品において、
試験後リップに細かいクラックが視認されたが、測定結
果に示すとおり、シール性に影響はなかった。

【００７３】図１７は、圧延速度に対するリップ温度の
測定結果を示す図である。本実施の形態のような端面接
触タイプのシール部を用いれば、図１７に示す如く、圧
延速度で毎分３３００ｍ程度の高速域まで使用可能と判
断できる。

【００７４】図１８は、シメシロと洩れ量との関係を示
す図である。特に、高速条件で使用される軸受では軸受
内部すきまを大きくする傾向があるため、リップ部とシ
ール摺動部材の変位量が大きい。ここで、軸接触タイプ
のシールではリップとシール摺動部材との芯ずれ量に対
し、リップとシール摺動部のシメシロが小さいため漏れ
やすい傾向がある。

【００７５】例えば、内径３５０ｍｍ程度の軸受を例に
挙げると、軸接触タイプのシールにおいては、シールシ
メシロの設計値を１ｍｍ程度としてシール効果を保持す
るためには、少なくとも０．７ｍｍのシメシロが必要だ
が、軸受内部のすきま公差に応じて、リップ部が軸外周
面より半径方向に最大で０．２ｍｍ離れ、且つ組み付け
公差の範囲内で外輪ホルダー自体も半径方向に変位しう
るので、必要なシメシロを保持することは難しいといえ
る。

【００７６】これに対し、端面接触タイプのシールにお
いて、シールシメシロの設計値を２．５ｍｍ程度とする
と、シール効果を保持するためには少なくとも１．５ｍ
ｍのシメシロが必要である。かかる場合、外輪ホルダー
は軸方向に固定されているため、シメシロの減少に与え
る影響を考慮する必要はない。又、軸受内部のすきま公
差に応じて、リップ部とシール摺動部材とが最大で０．
６５ｍｍ軸方向に離隔したとしても、シメシロは１．５
ｍｍを下回ることがなく、従って十分なシール性を確保
できる。また、シメシロの上下限値での密封性にも問題
はない。更に、図１６、図１８の実験結果から、長時間
使用しシールリップに多少のクラックが発生した場合で
も、密封性に影響がないことが確認された。

【００７７】以上、本発明を実施の形態を参照して説明
してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。尚、図１５（ｂ）における構造を、本
発明に適用した例を図１９に示す。図１９においては、
シール体１４２２は、外輪ホルダ１４２１の段部１４２
１ａに取り付けられた芯金１４２２ａと、その内周縁か
ら延在するリップ部１４２２ｂとから形成されている。
リップ部１４２２ｂの外方端は、シール摺動部材１４２
４のフランジ部１４２４ｂの内側端面に当接している。
上述した実施の形態と同様に、内輪１２の外周に取り付
けた基部１４２５に対して、ボルト２７によりシール摺
動部材１４２４が取り付けられている。本実施の形態に
おいても、外輪ホルダ１４２１の内周面１４２１ｂと、
シール摺動部材１４２４のフランジ部１４２４ｂの外周
縁１４２４ｆとが、わずかなスキマを隔てて（すなわち
狭路を形成して）対峙しており、それにより軸受（不図
示）の動作時に、内周面１４２１ｂと外周縁１４２４ｆ
とでラビリンスシールを形成するようになっている。

【００７８】

【発明の効果】本発明による軸受装置によれば、軸線方
向に分割可能な内輪と、軸線方向に分割可能な外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に、回転自在に配置された４
列の円すいころと、前記内輪と前記外輪の一方の輪に取
り付けられ、少なくとも１つの端面接触タイプのリップ
部を備えたシール体と、前記内輪と前記外輪の他方の輪
に取り付けられ、前記リップ部に当接するシール摺動部
材と、を有する。軸接触タイプのシールでは、一般的に
ばね等を使用し、半径方向内方に向かう締め付ける力が
必要であり、且つ軸の回転ブレが生じてもリップ部と軸
とのスキマが開かないように考慮しているため、ある程
度の接触圧力が必要である。これに対し、本発明のシー
ル体のごとき端面接触タイプであれば、シール摺動部材
に当てる程度の接触圧力で足りるので、リップ部の接触
部の発熱を低く抑えることができる。又、本発明のシー
ル体のごとき端面接触タイプにおいては、軸の回転ブレ
の影響を受けにくいので、端面で接触している軸とリッ
プ部とのスキマを考慮しなくても良いという利点があ
る。

【００７９】尚、タンデムミル等の圧延機に使用する軸
受装置の場合、軸接触タイプのシールでは、圧延速度が
比較的低速である前段に通常ゴム素材のものを用い、比
較的高速である後段に耐熱材ゴム素材のものを使用する
と、メンテナンス及び共通化の点で不利となる。しかし
ながら、前段及び後段とも耐熱材ゴム素材のシールを用
いればコストの点で不利である。これに対し、端面接触
タイプのシールを用いれば、前段、後段とも同一素材
（耐熱材でないゴム）を用いることが可能であり、メン
テナンス、部品共通化及びコストの点で有利である。
又、通常の軸接触タイプのシールは、ゴムの経年劣化等
によるリップ部のクラックに対して、性能の劣化が著し
いが、本発明の端面接触タイプのシールでは、前述のご
とく、多少のクラックが生じても当初の性能を確保でき
るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる軸受装置を用いて支持する圧延
機のワークロール端部周辺を示す断面図である。

【図２】図２（ａ）は、図１のII部を拡大して示す図で
ある。図２（ｂ）は、外輪ホルダ２１、シール体２２及
び外輪１２を取り外した状態で示す図である。

【図３】図３（ａ）は、第２の実施の形態にかかる図２
と同様な断面図であり、図３（ｂ）は、外輪ホルダ１２
５、シール摺動部材１２４及び外輪１３を取り外した状
態で示す図２（ｂ）と同様な図である。

【図４】第３の実施の形態にかかる図３（ａ）と同様な
断面図である。

【図５】第４の実施の形態にかかる図２（ａ）と同様な
断面図である。

【図６】図６（ａ）は、第５の実施の形態にかかる図２
（ａ）と同様な断面図であり、図６（ｂ）は、図６
（ａ）のVIB部を拡大して示す図であり、図６（ｃ）
は、本実施の形態の変形例を示す図である。

【図７】図７（ａ）は、第６の実施の形態にかかる図２
（ａ）と同様な断面図であり、図７（ｂ）は、外輪ホル
ダ６２１とシール体６２２とを取り外した状態で示す図
である。

【図８】第７の実施の形態の変形例にかかる図２（ａ）
と同様な断面図である。

【図９】第８の実施の形態にかかる図２（ａ）と同様な
断面図である。

【図１０】第９の実施の形態にかかる図２（ａ）と同様
な断面図である。

【図１１】第１０の実施の形態にかかる図２（ａ）と同
様な断面図である。

【図１２】第１１の実施の形態にかかる図２（ａ）と同
様な断面図である。

【図１３】第１２の実施の形態にかかる図２（ａ）と同
様な断面図である。

【図１４】第１３の実施の形態にかかる図２（ａ）と同
様な断面図である。

【図１５】本発明者らの行ったシール試験に用いた試験
装置を示す図であり、図１５（ａ）は、その断面図であ
り、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）におけるXVB部を拡
大して示す図である。

【図１６】図１６（ａ）は、図１５のシール部１４２２
において、シメシロアッパ（２．５＋０．６８ｍｍ）側
での回転速度に対する洩れ量の測定結果を示しており、
図１６（ｂ）は、シメシロロア（２．５−０．６８ｍ
ｍ）側での回転速度に対する洩れ量の測定結果を示して
おり、図１６（ｃ）は、測定結果をまとめたものであ
る。

【図１７】圧延速度に対するリップ温度の測定結果を示
す図である。

【図１８】シメシロと洩れ量との関係を示す図である。

【図１９】第１４の実施の形態にかかる図２（ａ）と同
様な断面図である。

【符号の説明】

１ワークロール２ハウジング１２、３１２，５１２、９１２内輪１３、８１３、１３１３外輪１４円錐ころ２０，１２０，２２０，３２０，５２０，６２０，７２
０、８２０密封装置２２、６２２，７２２、９２２，１１２２，１２２２シ
ール体２４，１２４，２２４，３２４，５２４，６２４，７２
４、９２４シール摺動部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今野勝広神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内 (72)発明者相澤知之神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内 (72)発明者赤上和夫神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内Ｆターム(参考） 3J006 AE23 AE37 AE38 3J016 AA04 BB03 BB17 CA02 CA06 3J101 AA16 AA25 AA32 AA44 AA54 AA62 BA53 BA54 BA73 DA09 EA49 FA32 FA46 GA36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸線方向に分割可能な内輪と、軸線方向に分割可能な外輪と、前記内輪と前記外輪との間に、回転自在に配置された４
列の円すいころと、前記内輪と前記外輪の一方の輪に取り付けられ、少なく
とも１つの端面接触タイプのリップ部を備えたシール体
と、前記内輪と前記外輪の他方の輪に取り付けられ、前記リ
ップ部に当接するシール摺動部材と、を有する軸受装
置。
【請求項２】前記シール摺動部材と、前記一方の輪と
を近接させることにより、ラビリンスシールを形成して
いる請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】前記シール体の少なくとも一部は、前記
一方の輪と、前記一方の輪に取り付けられるホルダ部材
との間に挟持されている請求項１又は２に記載の軸受装
置。
【請求項４】前記シール体の少なくとも一部は、前記
一方の輪、又は前記一方の輪に取り付けられるホルダ部
材に形成された凹部に嵌合している請求項１〜３のいず
れかに記載の軸受装置。