JP2005069378A

JP2005069378A - 溶融金属メッキライン用転がり軸受

Info

Publication number: JP2005069378A
Application number: JP2003300387A
Authority: JP
Inventors: Masao Ito; 正夫伊藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-08-25
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】メンテナンス工数を減少させることができるとともにコンパクトな外形であり且つ大きな負荷荷重の個所にも用いることができる溶融金属メッキライン用転がり軸受を提供する。
【解決手段】本発明の溶融金属メッキライン用転がり軸受１０は、内輪軌道面１２を有する内輪１１と、外輪軌道面１４を有する外輪１３と、内外輪軌道面１２，１４間に相対回転自在に配された複数の転動体１５と、転動体１５を転動自在に保持する保持器１６と、を備え、溶融金属メッキ浴中に浸漬される。内輪１１、外輪１３、および転動体１５が窒化珪素製であり、且つ保持器１６が純タンタル製、若しくはタンタル−タングステン合金製であり、更に転動体１５が球面ころである。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば長尺の鋼板の表面に連続的に溶融亜鉛等の溶融金属メッキ処理を施して亜鉛メッキ鋼板等を製造する溶融亜鉛メッキ浴中に設けられる溶融金属メッキライン用転がり軸受に関する。

従来の溶融金属メッキライン用軸受には、窒化珪素（セラミックス）製のすべり軸受が多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の溶融金属メッキライン用軸受の一例として図３に示される溶融金属メッキライン用転がり軸受５０は、窒化珪素により作成された外輪５１と内輪５２と複数の球体である玉５３とから構成されている。また、外輪５１を調心環５４の内側に嵌合支持している。外輪５１の外周面５１ａを球状凸面とし、調心環５４の内周面を球状凹面とすることにより、調心環５４の内側での外輪５１が揺動する。玉５３を保持する保持器５５は、１対の半片５６，５６、ボルト５７、ナット５８が、純タンタル、若しくはタンタルに１０重量％以下のタングステンを加えたタンタル−タングステン合金により作成されている（例えば、特許文献２参照）。
特許第２６３８３９７号公報特許第２５７５５６８号公報（第２−４頁、第２図）

ところが、上記特許文献１に開示された溶融金属メッキライン用軸受では、すべり軸受を用いているため、摩耗し易く、摩耗が生じると製造される亜鉛メッキ鋼板等へのメッキ膜厚が不均一になり、軽量化を追及している自動車用に不適当になる。そのため、このような溶融金属メッキライン用軸受は、通常、２週間程度使用の後での交換を余儀なくされるため、メンテナンス工数が増大する。

また、上記特許文献２に開示された溶融金属メッキライン用転がり軸受５０では、外輪５１の外周面５１ａが球状凸面とされ、調心環５４の内周面が球状凹面とされ、外輪５１を調心環５４の内側に嵌合支持することにより、調心環５４の内側での外輪５１が揺動するようにしている。そのため、外輪５１の外周側に配される調心環５４によって、全体の外径が大きくなり、この溶融金属メッキライン用転がり軸受５０を収容するスペースを多く必要として、省スペース化を図ることがし難い。更に、球体である玉５３を用いた玉軸受であるため、負荷荷重に制限があり、シンクロールのような大きな負荷荷重がかかる箇所に用いると製品精度に影響を及ぼす可能性も出てくる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、メンテナンス工数を減少させることができるとともにコンパクトな外形であり且つ大きな負荷荷重の個所にも用いることができる溶融金属メッキライン用転がり軸受を提供することにある。

上記課題を解決する本発明の溶融金属メッキライン用転がり軸受は、内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面を有する外輪と、前記内外輪軌道面間に相対回転自在に配された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器と、を備え、溶融金属メッキ浴中に浸漬される溶融金属メッキライン用転がり軸受であって、前記内輪、前記外輪、および前記転動体が窒化珪素製であり、且つ前記保持器が純タンタル製、若しくはタンタル−タングステン合金製であり、更に前記転動体が、球面ころであることを特徴としている。

上記構成の溶融金属メッキライン用転がり軸受によれば、窒化珪素製の内輪、外輪、および転動体と、純タンタル製若しくは、タンタル−タングステン合金製の保持器が用いられ、転動体として、球面ころが用いられる。したがって、窒化珪素製の内輪、外輪、転動体と、純タンタル製、若しくはタンタル−タングステン合金製の保持器とが、摩耗し難いため、軽量化を追及している自動車用鋼板のメッキに適用され、メンテナンス工数を減少させることができる。また、従来のもののような調心環を用いないので、全体の外径が大きくならず、収容スペースを小さくできるので、省スペース化を図ることができる。そして、転動体として球面ころが用いられるため、従来のもののような、別部品である調心環を用いることなく調心を行うことができるとともに、負荷荷重に対する制限が少なくなって、シンクロールのような大きな負荷荷重がかかる個所にも用いることができる。

以上説明したように、本発明の溶融金属メッキライン用転がり軸受によれば、窒化珪素製の内輪、外輪、および転動体と、純タンタル製若しくは、タンタル−タングステン合金製の保持器が用いられ、転動体として球面ころが用いられるので、メンテナンス工数を減少させることができるとともにコンパクトな外形であり且つ大きな負荷荷重の個所にも用いることができる。

以下、本発明に係る溶融金属メッキライン用転がり軸受の第１実施形態を図１〜２に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態である溶融金属メッキライン用転がり軸受（以下、溶融金属メッキライン用転がり軸受、又は単に転がり軸受と記述する。）を示す半断面図、図２（ａ）は図１に示す溶融金属メッキライン用転がり軸受に用いられる保持器の側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の縦断面図である。

図１に示すように、本実施形態の溶融金属メッキライン用転がり軸受１０は、外周面に内輪軌道面１２を有する内輪１１と、内周面に外輪軌道面１４を有する外輪１３と、内輪１１の内輪軌道面１２と外輪１３の外輪軌道面１４との間に複数配置された転動体である球面ころ１５と、球面ころ１５を転動自在に保持する環状の保持器１６と、一対の間座１７，１７と、を備えている。

内輪１１は、内輪外径面１８に内輪軌道面１２が配されている。内輪軌道面１２は、外輪軌道面１４の曲率と略同一の曲率で凹状の球面状に形成されている。内輪１１は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等のセラミックス製である。そのため、溶融亜鉛等の高温の溶融金属中に浸漬されても、浸食（或いは溶食）を生ずることがない。内輪１１は、メッキ装置（不図示）のシンクロール（不図示）やサポートロール（不図示）が内嵌される。

外輪１３は、外輪内径面１９に外輪軌道面１４が配されている。外輪軌道面１４は、曲率中心が軸受中心に一致する凹状の球面状に形成されている。外輪１３は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等のセラミックス製である。そのため、溶融亜鉛等の高温の溶融金属中に浸漬されても、浸食（或いは溶食）を生ずることがない。外輪１３は、メッキ装置の支持腕（不図示）内に内嵌される。

球面ころ１５は、内輪１１の内輪軌道面１２および外輪１３の外輪軌道面１４に対応した曲率の外径面をもつ樽形ころであるため、内輪軌道面１２と外輪軌道面１４との間で、球面対偶を介して相対回転自在に配され、且つ外輪１３に対して内輪１１を傾斜させるため軸方向に対して自ら傾斜自在に配されている。球面ころ１５も、内輪１１および外輪１３と同様に、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等のセラミックス製である。そのため、溶融亜鉛等の高温の溶融金属中に浸漬されても、浸食（或いは溶食）を生ずることがない。

保持器１６は、本体部２０と、側板部２１とから構成された円環形状の分割型保持器である。保持器１６は、側板部２１に形成されたボルト孔２２と、本体部２０の柱部２３に形成されたボルト孔２４とに挿通されたボルト２５にナット２６がねじ込まれることによって、本体部２０と側板部２１とが一体的に結合されている。そして、柱部２３と側板部２１との間に形成されたポケット２７内に球面ころ１５がそれぞれ挿入保持されている。保持器１６は、純タンタル（Ｃ／Ｃコンポジット、繊維の方向が径方向）製、若しくは、タンタル−タングステン合金（例えばタンタルにタングステンを１０％以下の範囲で含有した合金）製である。そのため、溶融亜鉛等の高温の溶融金属中に浸漬されても、浸食（或いは溶食）を生ずることがない。

間座１７，１７は、内輪１１の内輪外径面１８よりも僅かに大きい内径をもち、保持器１６の内径よりもわずかに小さい外径をもつ円環部材である。間座１７，１７は、内輪１１の内輪軌道面１２の両側、つまり球面ころ１５の軸方向両側に配されて、内輪１１の内輪外径面１８に外嵌されている。そのため、間座１７，１７は、球面ころ１５の姿勢を整えて制御する機能をもつ。間座１７，１７は、保持器１６と同様に、純タンタル（Ｃ／Ｃコンポジット繊維の方向が径方向）製、若しくは、タンタル−タングステン合金（例えばタンタルにタングステンを１０％以下の範囲で含有した合金）製である。そのため、溶融亜鉛等の高温の溶融金属中に浸漬されても、浸食（或いは溶食）を生ずることがない。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、保持器１６は、ポケット２７が、本体部２０の柱部２３を介して周方向に複数配されている。柱部２３の両端部は、球面ころ１５の外径面に対応した凹曲面に形成されている。ボルト２５は、柱部２３毎に設けられることが望ましい。

このような転がり軸受１０は、一対の支持腕(不図示)の先端部に一対で配置され、各外輪１３が支持腕に内嵌され、各内輪１１にシンクロール（サポートロール）が内嵌される。そして、例えば長尺な鋼板の表面に亜鉛メッキを施すのに用いる場合、アンコイラ（不図示）から送り出された帯状の鋼板（不図示）が、搬送ロール（不図示）により案内されつつ、連続炉（不図示）からスナウト（不図示）を通り、溶融亜鉛を貯溜したメッキ槽（不図示）に導き入れられる。シンクロール（不図示）により上方に方向転換され、このメッキ槽内を送られることにより、表面に溶融亜鉛を付着させた鋼板が、サポートロールによって反りの矯正及び通板の安定化を図られ、メッキ処理済の鋼板として、メッキ槽外に取り出される。このとき、球面ころ１５により、外輪１３に対して、保持器１６および内輪１１が軸方向への傾動を許容されるとともに、内輪１１に対して、保持器１６および外輪１３が軸方向への傾動を許容されるので、シンクロール（サポートロール）が鋼板に応じて調心されることにより、鋼板がスムースに搬送される。また、摩耗を生じることがないので、メッキ膜厚が均一になり、製品精度が向上する。

溶融金属メッキライン用転がり軸受１０によれば、窒化珪素製の内輪１１、外輪１３、および球面ころ１５と、純タンタル製、若しくはタンタル−タングステン合金製の保持器１６が用いられ、転動体として、球面ころ１５が用いられる。

したがって、窒化珪素製の内輪１１、外輪１３、球面ころ１５と、純タンタル製、若しくは、タンタル−タングステン合金製の保持器１６とが、摩耗し難いため、軽量化を追及している自動車用鋼板のメッキに適用され、メンテナンス工数を減少させることができる。また、従来のもののような調心環を用いないので、全体の外径が大きくならず、収容スペースを小さくできるので、省スペース化を図ることができる。そして、転動体として球面ころ１５が用いられるため、従来のもののような、別部品である調心環を用いることなく調心を行うことができるとともに、負荷荷重に対する制限が少なくなって、シンクロールのような大きな負荷荷重がかかる個所にも用いることができる。

次に、本発明に係る溶融金属メッキライン用転がり軸受の第２実施形態を図３に基づいて説明する。なお、第１実施形態と同一構成の部分の符号は同じ符号を付すことで詳細な説明は省略する。

図３に示すように、本実施形態の溶融金属メッキライン用転がり軸受３０は、外周面に内輪軌道面１２を有する内輪１１と、内周面に外輪軌道面１４を有する外輪１３と、内輪１１の内輪軌道面１２と外輪１３の外輪軌道面１４との間に複数配置された転動体である球面ころ１５と、球面ころ１５を転動自在に保持する環状の保持器１６と、内輪１１の両側端に一対のつば輪３１，３１と、を備えている。

つば輪３１は、内輪１１と同じ窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等のセラミックス製、或いは保持器１６と同様の純タンタル製、若しくはタンタル−タングステン合金製であり、このつば輪外径面３２は保持器１６の内径よりもわずかに小さい外径をもつ円環部材である。このつば輪３１の内輪１１側には球面ころ１５の軸方向両側面を転動自在に保持する鉤部３３が設けられており、上述した間座と同様に球面ころ１５の姿勢を整える機能を持っている。

したがって、内輪１１、外輪１３、球面ころ１５、保持器１６、およびつば輪３１とが摩耗し難いため、溶融金属メッキライン等に使用することができ、メンテナンス工数も減少させることができる。また、従来のもののような調心環を用いないので、収容スペースを小さくできるので、省スペース化を図ることができる。

次に、本発明に係る溶融金属メッキライン用転がり軸受の第３実施形態を図４に基づいて説明する。なお、第１および第２実施形態と同一構成の部分の符号は同じ符号を付すことで詳細な説明は省略する。

図４に示すように、本実施形態の溶融金属メッキライン用転がり軸受４０は、外周面に内輪軌道面１２を有する内輪４１と、内周面に外輪軌道面１４を有する外輪１３と、内輪４１の内輪軌道面１２と外輪１３の外輪軌道面１４との間に複数配置された転動体である球面ころ１５と、球面ころ１５を転動自在に保持する環状の保持器１６と、を備えている。
内輪４１は、外輪１３と同じ窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等のセラミックス製であり、この内輪外径面４２は保持器１６の内径よりもわずかに小さい外径をもち、球面ころ１５の軸方向両側面を転動自在に保持するつば部４３が設けられており、上述した間座と同様に球面ころ１５の姿勢を整える機能を持っている。

したがって、内輪４１、外輪１３、球面ころ１５および保持器１６とが摩耗し難いため、溶融金属メッキライン等に使用することができ、部品点数も少ないのでメンテナンス工数をより一層減少させることができる。また、従来のもののような調心環を用いないので、収容スペースを小さくできるので、省スペース化を図ることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形，改良，等が可能である。その他、前述した実施形態における各構成要素の材質，形状，寸法，形態，数，配置個所，等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。例えば、保持器において、本体部と側板部とをボルトおよびナットで結合するのに代えて、リベット止めとしても良い。

本発明に係る溶融金属メッキライン用転がり軸受の第１実施形態を示す半断面図である。（ａ）は図１に示した溶融金属メッキライン用転がり軸受に用いられる保持器の側面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。本発明に係る溶融金属メッキライン用転がり軸受の第２実施形態を示す半断面図である。本発明に係る溶融金属メッキライン用転がり軸受の第３実施形態を示す半断面図である。従来の溶融金属メッキライン用転がり軸受の断面図である。

符号の説明

１０，３０，４０溶融金属メッキライン用転がり軸受
１１内輪
１２内輪軌道面
１３外輪
１４外輪軌道面
１５球面ころ（転動体）
１６保持器
３１つば輪
３３鉤部
４１内輪
４３つば部

Claims

内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面を有する外輪と、前記内外輪軌道面間に相対回転自在に配された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器と、を備え、溶融金属メッキ浴中に浸漬される溶融金属メッキライン用転がり軸受であって、
前記内輪、前記外輪、および前記転動体が窒化珪素製であり、且つ前記保持器が純タンタル製、若しくはタンタル−タングステン合金製であり、更に前記転動体が球面ころであることを特徴とする溶融金属メッキライン用転がり軸受。