JP5828387B2 - 溶融金属めっき浴用軸受 - Google Patents
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Description
第1態様の軸受について、図1〜4を参照して説明する。ここで、図1は、第1態様の軸受3が組み込まれた軸受装置1の斜視図、図2は、図1の軸受3の軸芯Iに対し鉛直な平面Aおよび水平な平面Hに沿う軸受装置1の断面図、図3は、図2のB−B断面である正断面図、図4(a)は、図1の軸受装置の正面図、図4(b)は、その背面図、図4(c)は、その側面図である。なお、図1〜3に示すように、以下の説明では、軸受3の摺動面3aが延びる方向である、軸受3の軸芯Iに沿う軸をX軸、X軸に直交するとともに軸芯Iに水平に交わる軸をY軸、X軸・Y軸に共に直交する軸芯Iに垂直に交わる軸をZ軸と称する。
第1態様の支持部材2は、図3に詳細を示すように、互いに直交する四の平面(以下、理解しやすいように支持平面と言う。)、具体的に上方の支持平面2a、下方の支持平面2c、右方の支持平面2dおよび左方の支持平面2bを有しており、これら四の支持平面2a〜2dは、各々平板状部材2e〜2hの内面(一面)となっている。この4枚の平板状部材2e〜2hは、支持平面2a〜2dを構成する各々の内面が互いに直交し、各面により断面が略矩形状(本態様の場合には正四角形状)の収納室2qを形成するよう、各々固定されている。さらに、本発明において必須の構成ではないが、図2に示すように、本態様の支持部材2には、X軸方向において支持平面2a〜2hの一端に、支持平面2a〜2hと直交する平面または円弧面の支持面2mが配置されるよう、その支持面2mを内面(一面)として有する平板状部材2iが収納室2qを塞ぐ状態で、平板状部材2e〜2hの一端に固定されている。そして、図1に示すように、軸受3は、X軸方向において、平板状部材2iに相対する収納室2qの一端開口から収納室2qに収納され、X軸方向に移動しないよう、その端部が、平板状部材2f・2hの端面に接合された一対の固定部材2nで固定される。
次に、軸受3について説明する。第1態様の軸受3は、図1〜3に示すように、外観が略円柱形状をなすサポートロールの軸部27aの外周面が摺動する、X軸方向に延びる摺動面3aと、摺動面3aが延びる方向と同一方向であるX軸方向に延設されているとともに支持部材2の四の支持平面2a〜2dに各々対面する四の面(以下、理解しやすいように外面と言う。)3b〜3eを有している。そして、その四の外面3b〜3eには、図2に示すように、各々が対面する支持平面2a〜2dと頂部3gが接する凸状部3fが形成されている。
めっき浴中に浸漬され軸部27aと摺動する軸受3には、めっき浴に対する耐蝕性と摺動に対する耐摩耗性が要求される。そのため、軸受3の少なくとも摺動面3aの部分は、セラミックスで構成することが望ましい。以下、軸受3をセラミックスで構成する場合について、その好適な例を説明する。なお、上記第1〜第5変形例に係わる軸受、下記第2〜第5態様の軸受をセラミックスで構成する場合でも同様である。
R=αc(1−ν)/Eα ・・・(1)
( 但し、αc:常温における4点曲げ強度(MPa)、ν:常温におけるポアソン比、E:常温におけるヤング率(MPa)、α:常温から800℃までの平均熱膨張係数)
により表される係数で表される係数Rは600以上であるのが好ましく、700以上であるのがより好ましい。係数Rが600未満であると軸受3が破壊するおそれがある。係数Rは、軸受3から切り出した試験片に対して測定した常温における4点曲げ強度αc(MPa)、常温におけるポアソン比ν、常温におけるヤング率E(MPa)及び常温から800℃までの平均熱膨張係数αから求める。
本発明に係わる第2態様の軸受について図8を参照しつつ説明する。図8は、第2態様の軸受18が組み込まれた軸受装置9の正面図である。本態様の軸受18は、上記第1態様の軸受装置1に組み込まれた軸受3に対し、自動調芯機能を奏する凸状部が形成される外面が二の外面3b・3cのみであるという点で相違している。以下、本態様の軸受装置9を構成する支持部材10および軸受18について詳細に説明する。
第2態様の支持部材10は、図8に示すように、互いに直交する二の支持平面、具体的には、上方の支持平面10a、左方の支持平面10bを有しており、この二の支持平面10a・10bは、略直交するよう組み合わされた平板状部材10c・10dの内面(一面)となっている。そして、支持部材10は、めっき浴中に伸ばされたフレーム25の先端部25aに、支持平面10aが下方に、支持平面10bが右方に向く姿勢で固定されている。
第2態様の軸受18は、基本的には、第1態様の軸受3と同様な構成である。すなわち、外観が略円柱形状をなすサポートロールの軸部27aの外周面が摺動する、X軸方向に延びる摺動面3aと、摺動面3aが延びる方向と同一方向であるX軸方向に延設されているとともに上記第1態様の軸受3と同様な形態の凸状部3fが形成された外面3b・3cを有している。しかしながら、軸受18において、凸状部3fが形成された外面は、上方と左方の二の外面3b・3cのみであり、当該外面3b・3cは支持部材10の二の支持平面10a・10bに各々対面している。なお、外面3b・3cに相対する軸受18の表面、すなわち下方の表面および右方の表面にも凸状部を形成してもよいが、自動調芯機能を奏する外面は、支持平面3b・3cに対面する外面3b・3cのみとなる。
本発明に係わる第3態様の軸受について図9(a)を参照しつつ説明する。図9(a)は、第3態様の軸受12が組み込まれた軸受装置10の側断面図である。本態様の軸受12は、基本的には上記第1態様の軸受3と同様に、軸部37aの偏芯に対応し自動調芯機能を発揮するとともに軸受12の連れ回りを防止するよう構成されているが、サポートロールのX軸方向の移動を規制するスラスト受けである軸受端部が右端に無く、軸部37aが挿入される中空部3sが軸受12の左端(一端)から右端(他端)に渡り通じており、右端も開放されている点で相違している。また、この軸受12が支持される支持部材11についても、右端に配置される平板状部材が無く、めっき浴がより円滑に支持部材11の内部に流通するように構成されている。なお、軸受12は、左端面と同様に、支持部材11に配置された不図示の固定部材2n(図1参照)で右端面も固定され、X軸方向の移動が規制されている。
本発明に係わる第4態様の軸受について図9(b)を参照しつつ説明する。図9(b)は、第4態様の軸受14が組み込まれた軸受装置13の側断面図である。本態様の軸受14は、基本的には上記第1態様の軸受3と同様の機能を奏するよう構成されているが、軸部27aが摺動する摺動面3aが形成された本体部14cと、本体部14cを保持するとともに 凸状部3fが設けられた四の外面3b〜3eを有する保持部14aの二の部材の組合せにより構成されている点で相違している。この軸受14の場合には、本体部14cと保持部14aを別個の材料で構成できるという利点があり、例えば、めっき浴に対する耐蝕性と軸部27aの摺動に対する耐摩耗性の高いセラミックスで本体部14cを、加工の容易なステンレスなどの金属で凸状部3fを形成する保持部14aを形成するとよい。なお、保持部14cを金属で構成する場合には、めっき浴に対する耐蝕性を高めるため、その表面にセラミックスやサーメットなどの皮膜をその表面に形成しておくことが望ましい。以下、軸受14の本体部14cおよび保持部14aについて詳細に説明する。なお、支持部材の構成は、第1態様の支持部材2と同一であるので、説明を省略する。
上記したように軸部27aの外周面が摺動する摺動面3aを有する本体部14cは、軸芯Iに直交するZ−Y平面における断面形状が略扇形状をなしており、その内面が摺動面3aとなっている。なお、本体部14cの形状は上記に限定されず、半円環状であってもよいし、円環状であってもよい。すなわち、本体部14cは、摺動面3aを有していればよい。
上記本体部14cを保持する保持部14aの外観形状は、第1態様の軸受3と同一であり、X軸方向に延設されるとともに支持部材2の互いに直交する四の支持平面2a〜2dに各々対面する四の外面3b〜3eを有し、その外面3b〜3eには、頂部3gが支持平面2a〜2dと接する凸状部3fが各々設けられている。そして、保持部14aの中央には軸部27aが挿通可能な中空部14dがX軸に沿い形成されており、サポートロールが負荷を受ける矢印Dの方向に対応し、中空部14dの左上方の隅部に本体部14cが挿着される断面形状が略扇形状の挿着凹部14bが設けられている。ここで、挿着凹部14bに挿着された本体部14cは、その内面である摺動面3aが中空部14dの内面から突出するよう固定されており、その突出した摺動面3aに軸部27aは接触しつつ円滑に回転することとなる。
本発明に係わる第5態様の軸受について図10を参照しつつ説明する。図10は、第5態様の軸受17および支持部材16が組み込まれた軸受装置15の側断面図である。本態様の軸受17は、基本的には第1態様の軸受3と同様の機能を奏するよう構成されているが、凸状部が、軸受に替えて支持部材に設けられている点で相違している。以下、軸受17および支持部材16の順にその構成を具体的に説明する。
本態様の軸受17は、第1態様の軸受3と同様に、軸部27aが摺動するX軸方向に延設された摺動面3aを有するが、その四の外面17b〜17e(17c・17eは不図示)は互いに直交する平面(以下、理解のため本態様においても便宜的に支持平面と言う。)となっている。すなわち、第1態様の支持部材2の支持平面は、本態様においては支持部材に替え軸受17に設けられている。
本態様の支持部材16は、第1態様の支持部材2と同様に、5枚の平板状部材2e〜2i(平板状部材2f・2hは不図示)の略コの字形状に組合せ、軸受17を収納する収納室2qを形成するよう構成されているが、四の平板状部材2e〜2hのX軸方向に延設された面(以下、理解のため内面と言う。)16a〜16d(16b・16dは不図示)は、各々軸受17の支持平面17b〜17eに対面しており、内面16a〜16dには、各々が対面する支持平面17b〜17eと頂部16sが接する凸状部16rが設けられている。すなわち、第1態様の軸受3の凸状部が設けられる面は、本態様においては軸受に替え支持部材16に設けられている。
2(10、11、16) 保持部材
2a(2b〜2d、17b〜17e) 平面(支持平面)
2e(2f〜2i) 平板状部材
2j(2k〜2L) 貫通孔
2q 収納室
3(4〜8,12、14、17、18) 軸受
3a 摺動面
3b(3c〜3e、16a〜16d) 面(外面、内面)
3f(3k、16r) 凸状部
3g(16s) 頂部
3L 湯溜まり部
3m 貫通孔
3o(3p〜3r) 接続面
3s 中空部
20 溶融金属めっき装置
21 溶融金属めっき浴
27 サポートロール
28 シンクロール
W 鋼板
Claims (13)
- 溶融金属めっき浴中に浸漬される回転体の軸部を回転自在に支承するとともに、隣り合う四の平面を有する支持部材で支持される溶融金属めっき浴用軸受であって、
前記軸部の外周面が摺動する摺動面と、前記摺動面が延びる方向と同一方向に延設されているとともに前記支持部材の四の平面にそれぞれ対面する四の面を有し、前記四の面には、各々が対面する平面と頂部が接する凸状部が形成されていることを特徴とする溶融金属めっき浴用軸受。 - 前記摺動面が延びる方向における前記凸状部の外縁形状は円弧状であり、
前記支持部材には、外縁形状が円弧状である前記凸状部の頂部に通じる貫通孔が形成されている請求項1に記載の溶融金属めっき浴用軸受。 - 前記平面は前記支持部材に替え前記軸受に形成されており、前記面は、前記軸受に替え前記支持部材に形成されている請求項1または2のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用軸受。
- 前記支持部材は、当該支持部材の平面の一端側に置かれた支持面を有し、さらに前記溶融金属めっき浴用軸受は、前記支持面に頂部が接する凸状部を有する請求項1乃至3のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用軸受。
- 前記軸受の面に形成された凸状部の頂部と、当該軸受の面が相対する前記支持部材の平面との間には間隙が設けられている請求項1乃至4のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用軸受。
- 前記摺動面が延びる方向における前記凸状部の外縁形状は、円弧状である請求項1乃至5のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用軸受。
- 外縁形状が円弧状である前記凸状部は、前記摺動面が延びる方向において前記軸受の面の一端から他端に渡り形成されている請求項6に記載の溶融金属めっき浴用軸受。
- 外縁形状が円弧状である前記凸状部は、前記摺動面が延びる方向において、その頂部が、前記軸受の面の中心より一端側に偏位した位置に配置されている請求項6または7のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用軸受。
- 前記軸受の面のうち隣接する面の間には各々を接続する接続面が介在されている請求項6乃至8のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用軸受。
- 前記摺動面が延びる方向に対し直交する方向に沿う断面視において、前記接続面の形状は、外側に膨出する円弧状である請求項9に記載の溶融金属めっき浴用軸受。
- 前記摺動面が延びる方向において、前記軸受の面の一端および他端の少なくとも一方の角部には、R面またはC面が形成されている請求項1乃至10のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用軸受。
- 前記摺動面が延びる方向において、前記摺動面の一端および他端の少なくとも一方の角部には、R面またはC面が形成されている請求項1乃至11のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用軸受。
- 前記軸受の摺動面は、セラミックスで構成されている請求項1乃至12のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用軸受。
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