KR102278481B1 - 베어링 장치 및 밀봉 장치 - Google Patents

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Abstract

베어링 장치(7)는, 막자 형상 롤(3)의 소직경 축부(4)에 외측으로부터 끼워지는 내륜(11)과, 원통형 외륜 부재(12)와, 원통형 롤러(13)와, 축 하우징(14)을 갖는 베어링 본체(10)와; 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 밀봉 구조체(30)를 포함한다. 밀봉 구조체(30)는, 래비린스 간극을 형성하기 위해 롤(3)의 대직경부(5)에 형성되어 있는 오목 주위 홈(6)에 일부가 끼워지는 래비린스 링(31)과, 내륜(11)의 축방향 측부(16)에 부착되고, 롤(3)의 일부에 접촉하며, 내륜(11)과 롤(3) 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 패킹(51)을 갖고 있다.

Description

베어링 장치 및 밀봉 장치{BEARING DEVICE AND SEALING DEVICE}
본 발명은, 막자 형상 롤을 회전 가능하게 지지하는 베어링 장치 및 이 베어링 장치에 제공되는 밀봉 장치에 관한 것이다. 본원에 있어서의 막자 형상은 중앙부가 좁은 원통 형상을 의미한다.
제강 공정에 사용되는 연속 주조기의 구동 롤에서는, 무거운 하중에 의한 막자 형상 롤의 편향을 억제하기 위해서, 도 11에 도시한 바와 같이, 롤(90)의 중앙의 소직경 축부(91)를 베어링 장치(99)에 의해 지지하는 구성이 채용되고 있다. 이 구성을 얻기 위해서, 베어링 장치(99)에 제공되는 내륜(95), 외륜 부재(94) 및 축 하우징(93) 등은 각각 2개로 분할될 수 있는 구조를 갖는다.
연속 주조기에 사용되는 베어링 장치(99)에는 냉각제가 부어진다. 따라서, 베어링 장치(99)와 롤(90)의 대직경부(92) 사이의 위치로부터 베어링 내부 등에 냉각제가 인입하는 것을 방지하기 위해서, 베어링 장치(99)에는 래비린스 링(98) 및 오일 시일(97)이 제공된다(일본 특허 출원 공개 제2014-231876호(JP 2014-231876 A) 참조). 도 11에 도시하는 베어링 장치(99)에서는, 오일 시일(97)과 별도로 패킹(96)도 제공된다.
도 12는, 도 11에 도시하는 베어링 장치(99)의 우측 부분을 부분적으로 도시하는 단면도이다. 래비린스 링(98)은, 래비린스 링(98)의 일부가 롤(90)의 대직경부(92)에 형성되어 있는 오목 주위 홈(92a)에 인입할 때 오목 주위 홈(92a)과 래비린스 링(98) 사이에 래비린스 간극을 형성한다. 이와 같이, 래비린스 링(98)은 외부로부터 냉각제 등의 이물이 롤(90)의 목부(90a)와 내륜(95) 사이(간극(100))에 인입하는 것을 억제한다. 한편, 래비린스 링(98), 오일 시일(97) 및 패킹(96)은, 외부로부터 냉각제 등의 이물이 내륜(95)과 외륜 부재(94) 사이(베어링 내부)에 인입하는 것을 방지하고 있다.
롤(90)(도 11 참조)은, 축 하우징(93)과 함께 고정 상태에 있는 래비린스 링(98)에 대하여 회전하기 때문에, 도 12에 도시한 바와 같이, 래비린스 링(98)과 롤(90)(오목 주위 홈(92a)) 사이에는 간극이 제공되어 있고, 이에 의해 냉각제의 인입을 억제할 수 있다. 그러나, 냉각제의 인입을 완전히 방지할 수는 없다.
이로 인해, 냉각제가, 롤(90)의 목부(90a)와 내륜(95)의 축방향 측부(95a) 사이의 간극(100)에 인입하고, 인입된 냉각제는 간극(100)에 축적되는 경우가 있고, 이는 부식의 원인이 된다. 베어링 장치(99)가 이 상태에서 계속 사용되는 경우, 이 부식 부분이 기점이 되어서 예를 들어 롤(90)을 손상시킬 가능성이 있다.
상기 관점에서, 본 발명은, 내륜과 롤 사이의 간극에 물이 축적되는 것을 방지함으로써 부식의 발생을 방지할 수 있는 베어링 장치와; 부식의 발생을 방지하는 밀봉 장치를 제공한다.
본 발명의 제1 양태는, 외측으로부터 막자 형상 롤의 소직경 축부에 끼워지는 내륜으로서, 막자 형상 롤은 소직경 축부 및 대직경부를 갖는, 내륜과, 상기 내륜의 반경방향 외측에 제공되는 원통형 외륜 부재와, 내륜과 외륜 부재 사이에 제공되는 복수의 구름 요소와, 상기 외륜 부재를 지지하는 축 하우징을 갖는 베어링 본체와; 상기 구름 요소가 제공된 베어링 내부 및 내륜과 상기 롤 사이의 부분으로 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 밀봉 구조체를 포함하는 베어링 장치이다. 상기 밀봉 구조체는, 상기 내륜의 반경방향 외측에서 상기 베어링 본체에 부착되고, 상기 롤의 대직경부에 형성되어 있는 오목 주위 홈에 일부가 끼워지고 상기 오목 주위 홈과 상기 래비린스 링 사이에 래비린스 간극을 형성하는 래비린스 링과; 상기 내륜의 축방향 측부에 부착되고, 상기 롤의 일부에 접촉하며, 상기 내륜과 상기 롤 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 패킹을 갖는다.
이 베어링 장치에 따르면, 상기 내륜의 축방향 측부에 부착되어 있는 패킹은, 롤의 일부에 접촉하여 내륜과 롤의 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지한다. 그러므로, 이들 내륜과 롤 사이의 간극에 물이 축적되는 것을 방지함으로써 부식의 발생을 방지할 수 있다.
제1 양태에 따른 베어링 장치는, 상기 내륜의 축방향 측부가 반경방향 외측으로부터 순서대로 상기 내륜의 중심선에 직교하는 가상면에 위치하는 환상면과; 축방향 중앙을 향해 직경이 축소하는 원호면과; 상기 소직경 축부에 끼워지는 원통면을 갖고, 상기 내륜의 상기 축방향 측부 중 적어도 상기 원호면에는 환상 부착 홈이 제공되어 있고, 상기 패킹은 상기 부착 홈에 부착되어 있는 본체부와, 상기 본체부로부터 상기 롤 측에 제공되고 상기 롤에 접촉할 수 있는 접촉부를 갖도록, 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 패킹이 상기 내륜의 원호면에 부착되도록 구성되며, 또한 패킹이 패킹과 롤의 목부 사이의 부분에서 물을 정지시키도록 구성된다. 또한, 환상면은 내륜의 가공 시에 활용될 수 있다.
제1 양태에 따른 베어링 장치는, 상기 내륜의 축방향 측부가 반경방향 외측으로부터 순서대로 환상 부착 홈과; 직경이 축방향 중앙을 향해 축소하는 원호면과; 및 소직경 축부에 끼워지는 원통면을 가지며, 상기 패킹은 부착 홈에 부착되는 본체부와; 본체부의 래비린스 링 측에 제공되고 래비린스 링의 내주면에 미끄럼 접촉할 수 있는 제1 접촉부와; 본체부의 롤 측에 제공되고 롤에 접촉할 수 있는 제2 접촉부를 갖는다. 이 구성에 의하면, 패킹은, 내륜과 롤 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 기능 이외에, 래비린스 링과 내륜 사이의 부분으로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 기능도 가질 수 있다. 즉, 하나의 패킹이 물을 정지시키는 2개의 기능을 가질 수 있다.
상기 베어링 장치는, 부착 홈이 반경방향 외측에 면하는 원통면과; 축방향 외측에 면하는 환상면을 포함하고, 패킹은 사변형 단면을 갖고, 패킹의 외주부는 제1 접촉부로서의 역할을 하며, 패킹의 축방향 측부는 제2 접촉부로서의 역할을 하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 패킹은 간단한 형상을 가지므로, 밀봉 구조체를 간소화할 수 있다. 상기 베어링 장치는, 상기 부착 홈이, 축방향 외측의 제1 홈부와; 제1 홈부에 인접하여 제공되고 홈 저부가 제1 홈부의 것보다 작은 직경을 갖는 제2 홈부를 갖고, 패킹은 제1 홈부와 제2 홈부에 끼워지는 본체부와; 상기 본체부로부터 반경방향 외측으로 연장되도록 제공되는 제1 접촉부와; 본체부로부터 축방향 외측으로 연장되도록 제공되는 제2 접촉부를 갖는다. 이 구성에서, 패킹은 제1 홈부와 제2 홈부에 끼워지며, 따라서 그 안정된 부착 상태가 실현될 수 있다.
제1 양태에 따른 베어링 장치는, 내륜의 축방향 측부가 반경방향 외측으로부터 순서대로 환상 부착 홈과; 내륜의 중심선에 직교하는 가상면 상에 위치되는 환상면과; 직경이 축방향 중앙을 향해 축소하는 원호면과; 소직경 축부에 끼워지는 원통면을 갖고, 패킹은 부착 홈에 부착되고 환상면을 덮는 본체부와; 본체부의 래비린스 링 측에 제공되고 래비린스 링의 내주면에 미끄럼 접촉할 수 있는 제1 접촉부와; 본체부의 롤 측에 제공되고 롤에 접촉할 수 있는 제2 접촉부를 갖도록, 구성될 수 있다. 이 구성의 경우, 패킹은, 내륜과 롤 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 기능 이외에, 래비린스 링과 내륜의 사이의 부분에 물이 인입하는 것을 방지하는 기능도 가질 수 있다. 즉, 하나의 패킹이 물을 정지시키는 2개의 기능을 가질 수 있다. 또한, 환상면은 내륜의 가공 시에 활용될 수 있다.
본 발명의 제2 양태는 내륜과 막자 형상 롤 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하도록 베어링 장치의 내륜의 축방향 측부에 제공되는 밀봉 장치이다. 베어링 장치는 롤이 축 하우징에 대해서 회전가능하도록 롤을 지지하기 위해 롤의 소직경 축부에 장착된다. 밀봉 장치는, 내륜의 축방향 측부에 형성되는 부착 홈에 부착되는 본체부와; 본체부의 롤 측에 제공되고 롤의 일부에 접촉할 수 있는 접촉부를 갖는다. 이 밀봉 장치는 내륜의 축방향 측부에 부착되고, 롤의 일부에 접촉하여, 내륜과 롤 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지한다. 그러므로, 이들 내륜과 롤 사이의 간극에 물이 축적되는 것을 방지함으로써 부식의 발생이 방지될 수 있다.
상기 양태에 따르면, 내륜에 부착되는 패킹은 롤에 접촉하여 이들 내륜과 롤 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지한다. 그러므로, 이들 내륜과 롤 사이의 간극에 물이 축적되는 것을 방지함으로써 부식의 발생이 방지될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 중요성을 유사 번호가 유사 요소를 나타내는 첨부의 도면을 참고하여 이하에서 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 갖는 밀봉 구조체를 포함하는 베어링 장치의 일례의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 베어링 장치 및 롤의 일부의 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 패킹의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 패킹의 변형예의 단면도이다.
도 5는 제2 실시예를 갖는 밀봉 구조체를 포함하는 베어링 장치 및 롤의 일부의 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 패킹의 단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 패킹의 변형예의 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 패킹의 단면도이다.
도 9는 제3 실시예를 갖는 밀봉 구조체를 포함하는 베어링 장치 및 롤의 일부의 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 패킹의 단면도이다.
도 11은 종래의 베어링 장치의 단면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 베어링 장치의 우측 부분을 부분적으로 도시하는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예를 갖는 밀봉 구조체를 포함하는 베어링 장치의 일례의 단면도이다. 이 베어링 장치(7)는 제강 공정에 사용되는 연속 주조기를 구동하기 위한 롤(3)을 지지한다. 롤(3)은, 중앙의 소직경 축부(4)와, 그 축방향 양 측의 대직경부(5)를 일체로서 갖고 있으며, 막자 형상이다. 소직경 축부(4)는 대직경부(5)보다 작은 직경을 갖기 때문에, 소직경 축부(4)와 쌍을 이루는 대직경부(5, 5) 각각 사이에 환상 오목부가 형성되며, 이 환상 오목부에 베어링 장치(7)가 제공된다. 이하, 소직경 축부(4)와 대직경부(5) 사이의 경계를 롤(3)의 목부(3a)라고도 칭한다. 목부(3a)는, 대직경부(5)로부터 소직경 축부(4)를 향해서 직경이 서서히 축소되는 오목 곡면 형상(테이퍼면 형상)을 갖는다. 대직경부(5)의 내측면에는 환상 오목 주위 홈(6)이 형성된다.
롤(3)의 중심선(L0)은 베어링 장치(7)의 중심선(L1)과 일치하고, 이하에서 중심선(L1)(L0)에 평행한 방향을 축 방향으로 정의한다. 또한, 이 축 방향에 직교하는 방향을 반경 방향으로 정의한다. 베어링 장치(7)를 구성하는 내륜(11) 등의 각 부분의 중심선은 베어링 장치(7)의 중심선(L1)과 일치한다. 이하, 내륜(11)의 중심선 역시 L1로 정의한다. 도 1은, 중심선(L1)(L0)을 포함하는 연직 평면에서의 단면도이다. 도 1에 도시된 단면에서, 이 실시예의 베어링 장치(7)는 베어링 장치(7)를 횡방향으로 양분하는 수직선에 대해 횡방향 대칭 구성을 갖는다. 이하에서, 도 1의 우측 부분의 일부 구성에 대해 설명하지만, 좌측 부분은 (대칭이지만) 우측 부분과 동일한 구성을 갖는다.
베어링 장치(7)는 베어링 본체(10)와 밀봉 구조체(30)를 포함하고 있다. 베어링 본체(10)는, 내륜(11), 외륜 부재(12), 원통형 롤러(구름 요소)(13) 및 축 하우징(14)을 포함한다. 밀봉 구조체(30)는 베어링 본체(10)의 좌우 양 측에 제공되어 있고 거기서 (대칭이지만) 동일한 구성을 갖는다. 밀봉 구조체(30)는 래비린스 링(31), 오일 시일(41) 및 패킹(제1 패킹)(51)을 포함한다. 도 1에 도시된 밀봉 구조체(30)는 제2 패킹(69)을 더 포함한다.
축 하우징(14)은 축 하우징(14)이 수직으로 분할되는 2분할 구조를 갖는다. 더 구체적으로는, 축 하우징(14)은, 바닥면에 고정되는 베이스(17)와, 이 베이스(17) 위에 배치되는 덮개 부재(18)를 가지며, 이들은 도시되지 않은 볼트 등에 의해 서로 결합 및 고정된다. 베이스(17)는, 상면 측에 구면을 따르는 형상의 구면 착좌부(17a)를 갖고 있다.
내륜(11)은 2분할 구조를 갖고 있다. 더 구체적으로는, 내륜(11)은, 제1 내측 반원통부(11a) 및 제2 내측 반원통부(11b)를 가지며, 이들 각각은 반원통 형상을 갖고 이들 내측 반원통부(11a, 11b)의 분할면은 내륜(11)의 중심선(L1)을 포함하는 평면 상에 위치된다. 내측 반원통부(11a,11b)는 도시되지 않은 볼트 등에 의해 서로 결합 및 고정되고, 일체형 원통 부재(내륜(11))를 구성하며, 외측으로부터 롤(3)의 소직경 축부(4)에 끼워지고 고정된 상태로 된다. 내륜(11)의 외주 측에는, 원통 형상의 내측 궤도면(11c)이 제공된다. 내륜(11)은 또한 내측 궤도면(11c)의 축방향 양 측에 견부(20, 20)를 갖고 있다. 견부(20, 20)는 각각 내측 궤도면(11c)보다 큰 직경을 갖는다.
도 2는, 도 1에 도시된 베어링 장치(7) 및 롤(3)의 우측 부분을 부분적으로 도시하는 단면도이다. 견부(20)의 외주면(20a)은 내측 궤도면(11c)보다 큰 직경을 가지며, 이 외주면(20a)에는 제1 외주 홈(71) 및 제2 외주 홈(76)이 제공된다. 이들 외주 홈(71, 76)은 각각 환상 홈이다. 제1 외주 홈(71)은 오일 시일(41)의 부착을 위한 홈이며, 제2 외주 홈(76)은 제2 패킹(69)의 부착을 위한 홈이다.
도 1에서, 외륜 부재(12)는 전체로서 원통 형상을 갖지만 외륜 부재(12)가 수직으로 분할되는 2분할 구조를 갖는다. 더 구체적으로는, 외륜 부재(12)는 제1 외측 반원통부(12a) 및 제2 외측 반원통부(12b)를 가지며, 이들 각각은 반원통 형상을 갖고, 이들 외측 반원통부(12a, 12b)의 분할면은 외륜 부재(12)의 중심선을 포함하는 평면 상에 위치된다. 조립 상태에서, 외륜 부재(12)의 중심선은 내륜(11)의 중심선(L1)과 일치한다는 것을 유의하라. 외측 반원통부(12a, 12b)는 도시되지 않은 볼트 등에 의해 서로 결합 및 고정되며, 일체형 원통 부재(원통형 외륜 부재(12))를 구성한다. 외륜 부재(12)의 내주측에는, 원통 형상의 외측 궤도면(12c)이 제공된다. 제1 외측 반원통부(12a)는, 외륜 부재(12)의 하측 절반을 구성하고, 축 하우징(14)의 베이스(17) 위에 배치된 상태에 있다. 제1 외측 반원통부(12a)의 하면은, 구형 착좌부(17a)에 대응하는 형상을 가지며, 구형 착좌부(17a)에 배치되는 배치면으로서의 역할을 한다. 상측의 제2 외측 반원통부(12b)는 축 하우징(14)의 덮개 부재(18)와 일체로 되어 있다.
원통형 롤러(13)는, 내측 궤도면(11c)과 외측 궤도면(12c) 사이에 개재되어 있다. 이에 의해, 내륜(11)과 외륜 부재(12)는 동축으로 배치된다. 롤(3)이 내륜(11)과 일체로 회전할 때, 원통형 롤러(13)는 내측 궤도면(11c) 및 외측 궤도면(12c)의 구름을 유발한다.
지금까지 설명된 구성에서, 베어링 본체(10)는, 외측으로부터 막자 형상 롤(3)의 소직경 축부(4)에 끼워지는 내륜(11)과; 이 내륜(11)의 반경방향 외측에 제공되어 있는 원통 형상의 외륜 부재(12)와; 내륜(11)과 외륜 부재(12) 사이에 각각 제공되는 복수의 원통형 롤러(13)와; 외륜 부재(12)를 지지하는 축 하우징(14)을 포함함으로써 구성된다. 이 베어링 장치(7)는 분할형이다.
래비린스 링(31)은, 원통형 부재이지만, 래비린스 링(31)이 수직으로 분할되는 2분할 구조를 갖는다. 더 구체적으로는, 래비린스 링(31)은, 각각 반원통 형상을 갖는 제1 반원통부(31a) 및 제2 반원통부(31b)를 가지며, 이들 반원통부(31a, 31b)의 분할면은 래비린스 링(31)의 중심선을 포함하는 평면 상에 위치된다. 조립 상태에서, 래비린스 링(31)의 중심선은 내륜(11)의 중심선(L1)과 일치한다는 것을 유의하라. 래비린스 링(31)의 하측 절반을 구성하는 제1 반원통부(31a)는 축 하우징(14)(베이스(17))에 부착되어 있고, 그 상측 절반을 구성하는 제2 반원통부(31b)는 외륜 부재(12)(외측 반원통부(12b))에 부착된다.
제1 축방향 측(도 1에서 우측)의 래비린스 링(31)은 베어링 본체(10)로부터 제1 축방향 측을 향해 돌출되고, 래비린스 링(31)의 일부(축방향 외측부(31c))는 롤(3)의 대직경부(5)에 형성되는 오목 주위 홈(6)에 배치되는 상태로 된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 래비린스 링(31)의 일부(축방향 외측부(31c))가 오목 주위 홈(6)에 배치된 상태로 될 때, 래비린스 링(31)의 일부(축방향 외측부(31c))와 오목 주위 홈(6) 사이에 래비린스 간극이 형성되어, 외부로부터 냉각제가 롤(3)의 목부(3a)와 내륜(11) 사이의 부분에 인입하는 것을 억제한다. 한편, 제2 축방향 측(도 1에서 좌측)의 래비린스 링(31)은, 베어링 본체(10)로부터 제2 축방향 측을 향해서 돌출되어 있고, 래비린스 링(31)의 일부(축방향 외측부(31c))는 롤(3)의 대직경부(5)에 형성되어 있는 오목 주위 홈(6)에 배치된 상태에 있다. 제2 축방향 측에서도, 제1 축방향 측과 마찬가지로, 래비린스 링(31)의 일부(축방향 외측부(31c))가 오목 주위 홈(6)에 배치된 상태로 될 때, 래비린스 링(31)의 일부(축방향 외측부(31c))와 오목 주위 홈(6) 사이에 래비린스 간극이 형성되어, 외부로부터 냉각제가 롤(3)의 목부(3a)와 내륜(11) 사이의 부분에 인입하는 것을 억제한다. 지금까지 설명된 구성에서, 래비린스 링(31)은, 래비린스 링(31)이 내륜(11)의 반경방향 외측에서 베어링 본체(10)에 부착되어 있고, 막자 형상 롤(3)의 대직경부(5)에 형성되어 있는 이 오목 주위 홈(6)에 내륜(11)의 일부가 배치되어 있을 때, 래비린스 링(31)과 오목 주위 홈(6) 사이에 래비린스 간극을 형성하는 부재이다.
도 2에서, 오일 시일(41)은, 환상 시일 본체부(42)와, 이 시일 본체부(42)로부터 돌출되는 시일 립부(43)를 갖고 있으며, 이들은 고무로 만들어진다. 시일 본체부(42)는, 내륜(11)의 제1 외측 주위 홈(71)에 끼워진다. 시일 립부(43)는 래비린스 링(31)의 내주면(32)에 접촉할 수도 있다. 롤(3) 및 내륜(11)이 회전하면, 오일 시일(41)이 함께 회전하고, 시일 립부(43)는 래비린스 링(31)의 내주면(32)에 미끄럼 접촉한다. 오일 시일(41)은, 전체로서 링 형상이지만, 둘레방향 부분에서 커트되어 있어, 분할 구조를 갖는 내륜(11)에의 오일 시일(41)의 부착을 용이하게 한다. 위에서 설명된 바와 같이, 오일 시일(41)은, 내륜(11)의 외주 측에 제공되어 있는 제1 외측 주위 홈(71)에 부착되어 있고, 래비린스 링(31)의 내주면(32)에 미끄럼 접촉할 때, 베어링 내부(15)에 냉각제가 인입하는 것을 방지하는 부재이다.
제2 패킹(69)에 대해서 먼저 설명한다. 제2 패킹(69)은, 환상 패킹 본체부(44)와, 이 패킹 본체부(44)로부터 돌출되어 있는 패킹 립부(45)를 갖고 있다. 패킹 본체부(44)는, 내륜(11)의 제2 외측 주위 홈(76)에 끼워지고 부착된다. 패킹 립부(45)는 래비린스 링(31)의 내주면(32)에 접촉할 수 있다. 롤(3) 및 내륜(11)이 회전하면, 제2 패킹(69)이 함께 회전하고, 패킹 립부(45)가 래비린스 링(31)의 내주면(32)에 미끄럼 접촉한다. 제2 패킹(69)은 전체로서 고무로 만들어질 수 있지만, 패킹 립부(45)는 접촉 저항을 감소시키기 위해서 수지로 만들어질 수 있다. 또한, 제2 패킹(69)은, 전체로서 링 형상이지만, 둘레방향 부분에서 커트되어 있어, 분할 구조를 갖는 내륜(11)에의 제2 패킹(69)의 부착을 용이하게 한다. 위에서 설명된 바와 같이, 제2 패킹(69)은, 내륜(11)의 외주 측에 제공되어 있는 제2 외측 주위 홈(76)에 부착되어 있고, 래비린스 링(31)의 내주면(32)에 미끄럼 접촉할 때, 베어링 내부(15)에 냉각제가 인입하는 것을 방지하는 부재이다.
도 2에 도시된 제1 패킹(51)(이하, 간단히 패킹(51)이라 칭함)에 대해서 설명하기 전에, 이 패킹(51)이 부착되는 내륜(11)의 축방향 측부(16)의 형상에 대해서 설명한다. 도 2에 도시하는 실시예에서는, 내륜(11)의 축방향 측부(16)는, 반경방향 외측으로부터 순서대로 환상면(21)과, 돌출된 단면을 갖는 원호면(22)과, 원통면(23)을 갖고 있다. 환상면(21)은, 내륜(11)의 중심선(L1)(도 1 참조)에 직교하는 가상면(F1) 상에 위치하는 환상면이다. 원호면(22)은, 환상면(21)으로부터 연속해서 형성되어 있고, 축방향 중앙(도 2에서는 좌측)을 향하여 직경이 축소하는 돌출된 곡면 형상(테이퍼면 형상)을 갖고 있다. 도 2에 도시하는 실시예에서는, 원호면(22)은, 원호면(22)과 환상면(21) 사이에 위치되고, 내륜(11)의 중심선(L1)에 직교하는 가상면 상에 위치하는 제2 환상면(22a)을 갖고 있다. 돌출된 곡면 형상은 이 제2 환상면(22a)으로부터 시작된다. 원통면(23)은, 원호면(22)으로부터 연속해서 형성되어 있고, 중심선(L1)을 중심으로 하는 원통면을 갖는다. 이 원통면(23)에서, 내륜(11)은 롤(3)의 소직경 축부(4)에 끼워진다.
이러한 형상을 갖는 내륜(11)의 축방향 측부(16) 중, 원호면(22)에는 제1 패킹(51)을 위한 환상 부착 홈(72)이 제공된다. 도 2에 도시하는 부착 홈(72)은, 반경방향 내측에 면하는 원통면(72a)과, 축방향 외측에 면하는 환상면(72b)을 갖고 있으며, 원호면(22)의 범위 내에 제공된다.
도 3은, 도 1 및 도 2에 도시된 패킹(51)의 단면도이다. 도 3에서, 내륜(11) 및 롤(3)은 가상 선(이점 쇄선)으로 나타나 있다. 패킹(51)은, 환상 본체부(52)와 환상 접촉부(53)를 갖고 있다. 본체부(52)는 부착 홈(72)에 부착되어 있는 부분이며, 접촉부(53)는 본체부(52)로부터 돌출되도록 롤(3) 측에 제공되어 있는 부분이다. 도 3에서는, 본체부(52)와 접촉부(53) 사이의 경계를 파선에 의해 나타내고 있다. 접촉부(53)는, 롤(3)의 목부(3a)에 접촉할 수 있다. 패킹(51)은 고무로 만들어지며, 목부(3a)에 접촉부(53)가 접촉할 때 탄성 변형한다. 베어링 장치(7)의 조립 상태에서, 접촉부(53)는 목부(3a)에 체결 여유가 제공되는 상태에서 목부(3a)와 접촉하는 상태에 있다. 롤(3)이 회전하면, 내륜(11) 및 패킹(51)은 이 롤(3)과 일체로 회전한다.
도 4는, 도 3에 도시된 패킹(51)의 변형예의 단면도이다. 부착 홈(72)의 형상은 도 3에 도시하는 실시예의 것과 동일하다는 것을 유의하라. 도 4에 도시하는 패킹(51)은, 도 3에 도시하는 패킹(51)과 마찬가지로, 부착 홈(72)에 부착되어 있는 본체부(52)와, 이 본체부(52)로부터 롤(3) 측에 제공되어 있고, 롤(3)의 목부(3a)에 접촉할 수 있는 접촉부(53)를 갖고 있다. 그러나, 접촉부(53)의 형태는 도 3에 도시하는 것과 상이하다. 더 구체적으로는, 도 3에 도시하는 패킹(51)의 접촉부(53)는 본체부(52)의 축방향 외측 영역의 일부로부터 돌출하도록 롤(3) 측에 제공되어 있지만, 도 4에 도시하는 패킹(51)의 접촉부(53)는 본체부(52)의 축방향 외측 영역 전체로부터 돌출되도록 롤(3) 측에 제공된다.
도 3 및 도 4에 도시하는 패킹(51) 각각은, 전체로서 링 형상이지만, 본 실시예에서는 내륜(11)과 함께 2분할 구조를 갖고 있다. 분할된 패킹(51)을 내륜(11)에 형성되어 있는 부착 홈(72)에 대하여 용이하게 부착하기 위해서, 부착 홈(72)에는 오목부(77)가 형성되어 있고, 패킹(51)의 본체부(52)에 제공되는 돌출부(56)가 오목부(77)에 끼워지는 구성으로 된다. 오목부(77)는 독립적인 구멍 형상을 갖고 있고, 부착 홈(72)을 따라 복수가 형성되어 있으며, 이 오목부(77)의 위치에 대응하도록 패킹(51)에는 돌출부(56)가 형성된다. 제1 패킹(51)은, 오일 시일(41) 및 제2 패킹(69)과 마찬가지로, 둘레방향 부분에서 커트되도록 구성될 수 있다.
지금까지 설명된 구성에서, 도 2 내지 도 4에 도시하는 패킹(51)은, 내륜(11)의 축방향 측부(16)에 부착되어 있고, 롤(3)의 일부(목부(3a))에 접촉할 때 내륜(11)과 롤(3) 사이의 부분에 외부로부터 냉각제가 인입하는 것을 방지할 수 있다. 특히, 패킹(51)은 내륜(11)의 원호면(22)에 부착되도록 구성되고, 따라서 패킹(51)과 롤(3)의 목부(3a) 사이의 부분에서 냉각제를 정지시킬 수 있다.
또한, 도 2 내지 도 4에 도시하는 실시예에서는, 부착 홈(72)은 제1 외측 주위 홈(71)(도 2 참조)으로부터 반경방향 내측의 위치에 위치되어 있고, 제1 외측 주위 홈(71)과 부착 홈(72)이 축 방향으로 서로 근접하거나 정렬되지 않는 구성으로 되어 있다. 2개의 홈(71, 72)이 축 방향으로 서로 근접 및 정렬되는 구성이 되는 경우, 내륜(11)의 축방향 측부(16)에서의 이들 홈(71, 72)에 의한 결손부가 커져서 강도가 저하된다. 그러나, 도 2에 도시하는 실시예에 따르면, 축방향 측부(16)의 이러한 강도 저하는 방지될 수 있다.
패킹(51) 및 부착 홈(72)은 도면에 도시된 것 이외의 단면 형상을 각각 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3에서는, 하나(일조)의 접촉부(53)가 본체부(52)로부터 융기된 형상으로 제공된다. 그러나, 복수의 접촉부(53)가 제공될 수 있다. 또한, 패킹(51)은 원형 단면 형상 등을 가질 수 있으며, 그 일부가 접촉부(53)로서의 역할을 할 수 있다. 또한, 부착 홈(72)이 원호면(22)에만 형성되어 있는 경우에 대해서 설명하였다. 그러나, 부착 홈(72)은 원호면(22)으로부터 환상면(21)(22a)의 일부까지 형성될 수 있거나 원호면(22)으로부터 원통면(23)의 일부까지 형성될 수 있다. 즉, 내륜(11)의 축방향 측부(16) 중 적어도 원호면(22)에 환상 부착 홈(72)이 제공되면 된다.
도 2 내지 도 4에 도시된 실시예의 경우에, 내륜(11)의 축방향 측부(16)(도 2 참조)에 부착 홈(72)이 형성되어 있으며, 환상면(21)은 내륜(11)의 중심선(L1)(도 1 참조)에 직교하는 가상면(F1) 상에 위치하는 상태로 남겨져 있다. 이 환상면(21)은 내륜(11)의 가공 시에 활용될 수 있다. 더 구체적으로는, 내륜(11)을 기계가공하는 경우, 이 내륜(11)의 축방향 측부(16)는 (도시하지 않지만) 마그네트 척에 의해 보유지지된다. 이러한 가공 시에, 마그네트 척을 위해 내륜(11)의 축방향 측부(16)는 그 중심선(L1)에 직교하는 면(적어도 반경에서 수 밀리미터)을 가질 필요가 있다. 도 2 내지 도 4에 도시하는 실시예에서, 부착 홈(72)의 반경방향 외측에 환상면(21)이 제공되기 때문에, 이 환상면(21)이 마그네트 척을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 내륜(11)은 종래의 방식으로 가공될 수 있다.
도 5는, 제2 실시예를 갖는 밀봉 구조체(30)의 단면도이다. 도 5에 도시하는 밀봉 구조체(30)는, 도 2에 도시하는 밀봉 구조체(30)와 비교하여, 제2 패킹(69)을 포함하지 않는다. 도 5에 도시하는 실시예에서는, 하나의 패킹(51)이 도 2에 도시하는 제1 패킹(51) 및 제2 패킹(69)의 기능을 갖는다. 베어링 장치(7)의 구성의 나머지는 도 1에 도시된 실시예의 구성과 동일하다는 것을 유의하라.
도 5에 도시하는 패킹(51)에 대해서 설명하기 전에, 이 패킹(51)이 부착되는 내륜(11)의 축방향 측부(16)의 형상에 대해서 설명한다. 도 5에 도시하는 실시예에서는, 내륜(11)의 축방향 측부(16)는, 반경방향 외측으로부터 순서대로 부착 홈(72)과, 돌출된 단면을 갖는 원호면(22)과, 원통면(23)을 갖고 있다. 부착 홈(72)은 환상 홈이며, 패킹(51)의 부착을 위해 사용된다. 부착 홈(72)은, 반경방향 외측에 면하는 외측 원통면(78)과, 축방향 외측에 면하는 환상면(79)을 포함한다. 원호면(22)은, 부착 홈(72)으로부터 연속해서 형성되어 있고, 축방향 중앙(도 5에서는 좌측)을 향하여 직경이 축소하는 돌출된 곡면 형상(테이퍼면 형상)을 갖고 있다. 도 5에 도시하는 실시예에서는, 원호면(22)은, 원호면(22)과 부착 홈(72) 사이에 위치되고 내륜(11)의 중심선(L1)에 직교하는 가상면 상에 위치되는 제2 환상면을 가질 수 있다. 돌출된 곡면 형상은 이 제2 환상면으로부터 시작할 수 있다. 원통면(23)은, 원호면(22)으로부터 연속해서 형성되어 있고, 중심선(L1)을 중심으로 하는 원통면을 갖는다. 이 원통면(23)에서, 내륜(11)은 롤(3)의 소직경 축부(4)에 끼워진다.
도 6은 도 5에 도시하는 패킹(51)의 단면도이다. 도 6에서, 래비린스 링(31), 내륜(11) 및 롤(3)은 가상 선(이점 쇄선)에 의해 나타나 있다. 패킹(51)은, 환상 본체부(52)와, 제1 환상 접촉부(54)와, 제2 환상 접촉부(55)를 갖는다. 본체부(52)는 부착 홈(72)에 부착되는 부분이다. 제1 접촉부(54)는 본체부(52)로부터 반경방향으로 돌출되도록 래비린스 링(31) 측에 제공되어 있는 부분이다. 제2 접촉부(55)는 본체부(52)로부터 축방향으로 돌출되도록 롤(3) 측에 제공되어 있는 부분이다. 도 6에서는, 본체부(52)와 제1 접촉부(54) 사이의 경계 및 본체부(52)와 제2 접촉부(55) 사이의 경계를 각각 파선에 의해 나타내고 있다. 제1 접촉부(54)는, 래비린스 링(31)의 내주면(32)에 미끄럼 접촉할 수 있고, 제2 접촉부(55)는 롤(3)에 접촉할 수 있다.
패킹(51)은 사변형(사다리꼴) 단면을 갖는다. 패킹(51)의 외주부가 제1 접촉부(54)로서의 역할을 하며, 패킹(51)의 축방향 측부가 제2 접촉부(55)로서의 역할을 한다. 패킹(51)은 고무로 만들어지고, 래비린스 링(31)에 제1 접촉부(54)가 접촉할 때 반경 방향으로 탄성 변형되며, 롤(3)에 제2 접촉부(55)가 접촉할 때 축 방향으로 탄성 변형된다. 베어링 장치(7)의 조립 상태에서, 제1 접촉부(54)는, 래비린스 링(31)에 체결 여유가 제공된 상태로 래비린스 링(31)과 접촉하는 상태에 있고, 제2 접촉부(55)는 롤(3)에 체결 여유가 제공된 상태로 롤(3)과 접촉하는 상태에 있다. 롤(3)이 회전하면, 내륜(11) 및 패킹(51)은 이 롤(3)과 일체로 회전한다. 제1 접촉부(54)가 래비린스 링(31)과 미끄럼 접촉하지만, 제2 접촉부(55)는 롤(3)과 그들 사이에 상대적인 위치 변화가 없는 상태로 접촉하게 된다.
부착 홈(72)에서, 외측 원통면(78)은 내륜(11)의 중심선(L1)(도 1 참조)을 중심으로 하는 원통면이며, 환상면(79)은 외측 원통면(78)에 대하여 경사져 있다. 경사 각도(K)는 90도 미만이다. 패킹(51)의 본체부(52)는, 이 경사져 있는 환상면(79)과 면 접촉하는 경사면(52a)을 갖고 있다. 이 구성에 의해, 패킹(51)이 반경방향 외측으로 탈락하는 것이 방지될 수 있다.
도 7은 도 5에 도시하는 패킹(51)의 변형예를 도시하는 단면도이다. 도 7에 나타내는 실시예에서도, 도 5에 나타낸 실시예와 마찬가지로, 하나의 패킹(51)이 도 2에 도시하는 제1 패킹(51) 및 제2 패킹(69)의 기능을 갖는다.
도 7에 나타내는 패킹(51)에 대해서 설명하기 전에, 이 패킹(51)이 부착되는 내륜(11)의 축방향 측부(16)의 형상에 대해서 설명한다. 도 7에 나타내는 실시예에서는, 내륜(11)의 축방향 측부(16)는, 반경방향 외측으로부터 순서대로 부착 홈(72)과, 돌출된 단면을 갖는 원호면(22)과, 원통면(23)을 갖고 있다. 부착 홈(72)은 패킹(51)의 부착을 위한 환상 홈이다. 부착 홈(72)은, 축방향 외측(도 7에서는 우측)의 제1 홈부(74)와, 이 제1 홈부(74)의 축방향 중앙 측에 제공되는 제2 홈부(75)를 갖고 있다. 제2 홈부(75)의 홈 저부는 제1 홈부(74)의 것보다 작은 직경을 갖는다(도 8에서, 제2 홈부(75)의 홈 바닥의 직경(D2) < 제1 홈부(74)의 홈 바닥의 직경(D1)). 도 7에서, 원호면(22)은, 부착 홈(72)으로부터 연속해서 형성되어 있고, 축방향 중앙(도 7에서는 좌측)을 향해 직경이 축소하는 돌출된 곡면 형상(테이퍼면 형상)을 갖고 있다. 도 7에 나타내는 실시예에서는, 원호면(22)은, 원호면(22)과 부착 홈(72) 사이에 위치되며, 내륜(11)의 중심선(L1)에 직교하는 가상면 상에 위치되는 제2 환상면(22a)을 갖고 있다. 돌출된 곡면 형상은 이 제2 환상면(22a)으로부터 시작된다. 원통면(23)은, 원호면(22)으로부터 연속해서 형성되어 있고, 중심선(L1)을 중심으로 하는 원통면을 갖는다. 이 원통면(23)에서, 내륜(11)은 롤(3)의 소직경 축부(4)에 끼워진다.
도 8은 도 7에 나타내는 패킹(51)의 단면도이다. 도 8에서, 래비린스 링(31), 내륜(11) 및 롤(3)은 가상 선(이점 쇄선)에 의해 나타나 있다. 패킹(51)은, 환상 본체부(52)와, 제1 환상 접촉부(54)와, 제2 환상 접촉부(55)를 갖고 있다. 본체부(52)는 부착 홈(72)에 부착되어 있는 부분이다. 제1 접촉부(54)는, 본체부(52)로부터 반경방향으로 돌출하도록 래비린스 링(31) 측에 제공되어 있는 부분이다. 제2 접촉부(55)는 본체부(52)로부터 축방향으로 돌출하도록 롤(3) 측에 제공되어 있는 부분이다. 도 8에서는, 본체부(52)와 제1 접촉부(54) 사이의 경계 및 본체부(52)와 제2 접촉부(55) 사이의 경계를 각각 파선에 의해 나타내고 있다. 제1 접촉부(54)는, 래비린스 링(31)의 내주면(32)에 미끄럼 접촉할 수 있고, 제2 접촉부(55)는 롤(3)에 접촉할 수 있다.
패킹(51)에 대해서 더 설명한다. 패킹(51)은, 제1 홈부(74) 및 제2 홈부(75)에 끼워지는 본체부(52)와, 본체부(52)로부터 반경방향 외측의 제1 접촉부(54)와, 본체부(52)로부터 축방향 외측으로 연장되도록 제공되어 있는 제2 접촉부(55)를 갖고 있다. 패킹(51)은 고무로 만들어지고, 래비린스 링(31)에 제1 접촉부(54)가 접촉할 때 반경 방향으로 탄성 변형되며, 롤(3)에 제2 접촉부(55)가 접촉할 때 축 방향으로 탄성 변형된다. 베어링 장치(7)의 조립 상태에서, 제1 접촉부(54)는 래비린스 링(31)에 체결 여유가 제공된 상태로 래비린스 링(31)에 접촉하는 상태에 있고, 제2 접촉부(55)는 롤(3)에 체결 여유가 제공된 상태로 롤(3)에 접촉하는 상태에 있다. 롤(3)이 회전하면, 내륜(11) 및 패킹(51)은 이 롤(3)과 일체로 회전한다. 제1 접촉부(54)가 래비린스 링(31)과 미끄럼 접촉하지만, 제2 접촉부(55)는 롤(3)과 그들 사이에 상대적인 위치 변화가 없는 상태로 접촉하게 된다.
도 5 내지 도 8에 나타내는 패킹(51) 각각은, 전체로서 링 형상이며, 내륜(11)과 함께 2분할 구조를 가질 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는, 오일 시일(41)과 마찬가지로, 패킹(51) 각각은 둘레방향 부분에서 커트되는 구성을 갖는다.
지금까지 설명된 바와 같이, 도 5 내지 도 8에 나타내는 패킹(51)은, 내륜(11)의 축방향 측부(16)에 각각 부착되어 있고, 롤(3)의 일부(대직경부(5))에 접촉할 때 내륜(11)과 롤(3) 사이의 부분에 외부로부터 냉각제가 인입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 패킹(51)은, 내륜(11)과 롤(3) 사이의 부분에 외부로부터 냉각제가 인입하는 것을 방지하는 기능 이외에, 래비린스 링(31)과 내륜(11) 사이의 부분으로부터의 냉각제의 인입을 방지하는 기능을 각각 가질 수 있다. 즉, 하나의 패킹(51)은 냉각제를 정지시키는 2개의 기능을 가질 수 있다. 도 2에 도시하는 실시예와 비교하여, 패킹(69)이 제공되지 않으며, 따라서 부품의 개수가 감소된다. 또한, 도 6에 나타내는 실시예에서는, 위에서 설명된 바와 같이, 패킹(51)은 사변형(사다리꼴) 단면을 갖는다. 따라서, 패킹(51)은 간단한 형상을 갖고, 이는 밀봉 구조체(30)를 간소화할 수 있다. 도 8에 나타내는 실시예에서는, 패킹(51)의 본체부(52)는, 단차 형상의 제1 홈부(74) 및 제2 홈부(75)에 끼워진다. 따라서, 패킹(51)의 안정적인 부착 상태가 실현될 수 있으며, 패킹의 탈락을 억제할 수 있다.
도 9는 제3 실시예를 갖는 밀봉 구조체(30)의 단면도이다. 도 9에 나타내는 밀봉 구조체(30)는, 도 2에 도시하는 밀봉 구조체(30)와 비교하여, 제2 패킹(69)을 포함하지 않는다. 도 9에 나타내는 형태에서는, 도 2에 도시하는 제1 패킹(51) 및 제2 패킹(69)의 기능을, 하나의 패킹(51)이 갖고 있다. 베어링 장치(7)의 구성의 나머지는 도 1에 도시된 실시예의 구성과 동일하다는 것을 유의하라.
도 9에 나타내는 패킹(51)에 대해서 설명하기 전에, 이 패킹(51)이 설치되는 내륜(11)의 축방향 측부(16)의 형상에 대해서 설명한다. 도 9에 나타내는 실시예에서는, 내륜(11)의 축방향 측부(16)는, 반경방향 외측으로부터 순서대로 부착 홈(72)과, 환상면(24)과, 돌출된 단면을 갖는 원호면(22)과, 원통면(23)을 갖고 있다. 부착 홈(72)은 패킹(51)의 부착을 위한 환상 홈이다. 환상면(24)은, 내륜(11)의 중심선(L1)(도 1 참조)에 직교하는 가상면(F2) 상에 위치하는 환상면이다. 원호면(22)은, 환상면(21)으로부터 연속해서 형성되어 있고, 축방향 중앙(도 9에서는 좌측)을 향해 직경이 축소하는 돌출된 곡면 형상(테이퍼면 형상)을 갖고 있다. 원통면(23)은, 원호면(22)으로부터 연속해서 형성되어 있고, 중심선(L1)을 중심으로 하는 원통면을 갖는다. 이 원통면(23)에서, 내륜(11)은 롤(3)의 소직경 축부(4)에 끼워진다.
도 10은, 패킹(51)의 단면도이다. 도 10에서, 래비린스 링(31), 내륜(11) 및 롤(3)은 가상 선(이점 쇄선)에 의해 나타나 있다. 패킹(51)은, 환상 본체부(52)와, 제1 환상 접촉부(54)와, 제2 환상 접촉부(55)를 갖고 있다. 본체부(52)는, 부착 홈(72)에 부착되며 환상면(24)을 축 방향으로 덮고 있는 부분이다. 제1 접촉부(54)는, 본체부(52)로부터 반경방향으로 돌출하도록 래비린스 링(31) 측에 제공되어 있는 부분이다. 제2 접촉부(55)는 본체부(52)로부터 축방향으로 돌출하도록 롤(3) 측에 제공되어 있는 부분이다. 도 10에서는, 본체부(52)와 제1 접촉부(54) 사이의 경계 및 본체부(52)와 제2 접촉부(55) 사이의 경계를 각각 파선에 의해 나타내고 있다. 제1 접촉부(54)는, 래비린스 링(31)의 내주면(32)에 미끄럼 접촉할 수 있고, 제2 접촉부(55)는 롤(3)에 접촉할 수 있다.
패킹(51)은 고무로 만들어지고, 래비린스 링(31)에 제1 접촉부(54)가 접촉할 때 반경 방향으로 탄성 변형되며, 롤(3)에 제2 접촉부(55)가 접촉할 때 축 방향으로 탄성 변형된다. 베어링 장치(7)의 조립 상태에서, 제1 접촉부(54)는 래비린스 링(31)에 체결 여유가 제공된 상태로 래비린스 링(31)에 접촉하는 상태에 있고, 제2 접촉부(55)는 롤(3)에 체결 여유가 제공된 상태로 롤(3)에 접촉하는 상태에 있다. 롤(3)이 회전하면, 내륜(11) 및 패킹(51)은 이 롤(3)과 일체로 회전한다. 제1 접촉부(54)가 래비린스 링(31)과 미끄럼 접촉하지만, 제2 접촉부(55)는 롤(3)과 그들 사이에 상대적인 위치 변화가 없는 상태로 접촉하게 된다.
도 9 및 도 10에 도시하는 패킹(51)은, 전체로서 링 형상이며, 내륜(11)과 함께 2분할 구조를 가질 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는, 오일 시일(41)과 마찬가지로, 패킹(51) 각각은 둘레방향 부분에서 커트되는 구성을 갖는다.
지금까지 설명된 바와 같이, 이 패킹(51)은, 내륜(11)의 축방향 측부(16)에 부착되어 있고, 롤(3)의 일부(대직경부(5))에 접촉할 때 내륜(11)과 롤(3) 사이의 부분에 외부로부터 냉각제가 인입하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 패킹(51)은, 내륜(11)과 롤(3) 사이의 부분에 외부로부터 냉각제가 인입하는 것을 방지하는 기능 이외에, 래비린스 링(31)과 내륜(11) 사이의 부분에 냉각제가 인입하는 것을 방지하는 기능을 각각 가질 수 있다. 즉, 하나의 패킹(51)은 냉각제를 정지시키는 2개의 기능을 가질 수 있다. 도 2에 도시하는 실시예와 비교하여, 패킹(69)이 제공되지 않고, 따라서 부품의 개수가 감소된다.
도 9 및 도 10에 도시하는 실시예에서는 내륜(11)의 축방향 측부(16)에 부착 홈(72)이 형성되지만, 내륜(11)의 중심선(L1)(도 1 참조)에 직교하는 가상면(F2) 상에 위치하는 환상면(24)이 더 형성된다는 것을 유의하라. 이 환상면(24)을 내륜(11)의 가공 시에 활용할 수 있다. 더 구체적으로는, 내륜(11)을 기계가공할 경우, 이 내륜(11)의 축방향 측부(16)는 (도시하지 않지만) 마그네트 척에 의해 보유지지된다. 이러한 가공 시, 마그네트 척을 위해 내륜(11)의 축방향 측부(16)는 중심선(L1)에 직교하는 면(적어도 반경에서 수 밀리미터)을 가질 필요가 있다. 도 9 및 도 10에 도시하는 실시예의 경우, 부착 홈(72)의 반경방향 내측에 환상면(24)이 제공되기 때문에, 이 환상면(24)을 마그네트 척을 위해서 사용할 수 있다. 따라서, 내륜(11)은 종래의 방식으로 가공될 수 있다.
지금까지 설명된 바와 같이, 베어링 장치(7)는 베어링 본체(10)와 밀봉 구조체(30)를 포함하고 있다. 베어링 본체(10)(도 1 참조)는, 축 하우징(14)에 대하여 막자 형상 롤(3)이 회전가능하도록 이 롤(3)을 지지하기 위해서 이 롤(3)의 소직경 축부(4)에 장착된다. 밀봉 구조체(30)는 래비린스 링(31), 오일 시일(41) 및 패킹(51)을 갖고 있다. 이 밀봉 구조체(30)에 따르면, 원통형 롤러(13)가 제공되어 있는 베어링 내부(15) 및 내륜(11)과 롤(3) 사이의 부분에 외부로부터 냉각제가 인입하는 것을 방지할 수 있다. 더 구체적으로는, 내륜(11)의 축방향 측부(16)에 제공되어 있는 오일 시일(41)이 래비린스 링(31)에 접촉하여, 베어링 내부(15)에 냉각제가 인입하는 것을 방지한다. 또한, 내륜(11)의 축방향 측부(16)에 부착되어 있는 패킹(51)이 롤(3)의 일부에 접촉하여 내륜(11)과 롤(3) 사이의 부분에 외부로부터 냉각제가 인입하는 것을 방지하고 있다. 이 결과, 내륜(11)과 롤(3) 사이의 간극(80)에 냉각제가 축적되는 것을 방지함으로써 부식의 발생을 방지할 수 있다.
지금까지 개시한 실시예는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니다. 즉, 본 발명의 베어링 장치 및 밀봉 장치는 설명된 실시예로 한정되지 않고 본 발명의 범위 내에서 다른 실시예를 가질 수 있다. 상기 실시예에서, 베어링 장치(7)는 연속 주조기의 구동을 위한 롤(3)을 지지하기 위한 것으로 설명되었다. 그러나, 롤과 내륜 사이의 간극에 물 등의 이물이 인입하는 것을 방지하기 위해, 다른 용도를 위해 상기 각 구성을 구비하고 있는 베어링 장치(7)를 사용해도 된다. 또한, 패킹(51)은 전체가 동일한 재료의 고무로 형성될 수 있지만, 패킹(51)은 복수의 유형의 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 본체부(52)는 고무로 만들어지지만, 접촉부(53, 54, 55)는 각각 본체부(52)보다 마찰 계수가 작은 부재(예를 들어, 수지 부재)일 수 있다.

Claims (8)

  1. 베어링 장치에 있어서,
    외측으로부터 막자 형상 롤의 소직경 축부에 끼워지는 내륜(11)으로서, 상기 막자 형상 롤은 소직경 축부 및 대직경부를 갖는, 내륜(11)과; 상기 내륜의 반경방향 외측에 제공되어 있는 원통형 외륜 부재(12)와; 상기 내륜과 상기 외륜 부재 사이에 제공되어 있는 복수의 구름 요소(13)와; 상기 외륜 부재를 지지하고 있는 축 하우징(14)을 갖는, 베어링 본체(10)와,
    상기 구름 요소가 제공되어 있는 베어링 내부(15) 및 상기 내륜과 상기 롤과의 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 밀봉 구조체(30)를 포함하고,
    상기 밀봉 구조체는,
    상기 내륜의 반경방향 외측에서 상기 베어링 본체에 부착되고, 상기 롤의 대직경부에 형성되어 있는 오목 주위 홈에 일부가 끼워져서 상기 오목 주위 홈과의 사이에서 래비린스 간극을 형성하는 래비린스 링(31)과,
    상기 내륜의 축방향 측부(16)에 부착되고, 상기 롤의 일부에 접촉하며, 상기 내륜과 상기 롤과의 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 패킹(51)을 갖고,
    상기 내륜(11)의 상기 축방향 측부(16)는, 반경방향 외측으로부터 순서대로 상기 내륜의 중심선에 직교하는 가상면 상에 위치하는 환상면(21)과, 축방향 중앙을 향해 직경이 축소하는 원호면(22)과, 상기 소직경 축부에 끼워지는 원통면(23)을 갖고,
    상기 내륜의 상기 축방향 측부 중 적어도 상기 원호면에 환상 부착 홈(72)이 제공되어 있고,
    상기 패킹은, 상기 부착 홈에 부착되어 있는 본체부(52)와, 상기 본체부의 상기 롤 측에 제공되고 상기 롤에 접촉할 수 있는 접촉부(53)를 갖고 있는 베어링 장치.
  2. 베어링 장치에 있어서,
    외측으로부터 막자 형상 롤의 소직경 축부에 끼워지는 내륜(11)으로서, 상기 막자 형상 롤은 소직경 축부 및 대직경부를 갖는, 내륜(11)과; 상기 내륜의 반경방향 외측에 제공되어 있는 원통형 외륜 부재(12)와; 상기 내륜과 상기 외륜 부재 사이에 제공되어 있는 복수의 구름 요소(13)와; 상기 외륜 부재를 지지하고 있는 축 하우징(14)을 갖는, 베어링 본체(10)와,
    상기 구름 요소가 제공되어 있는 베어링 내부(15) 및 상기 내륜과 상기 롤과의 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 밀봉 구조체(30)를 포함하고,
    상기 밀봉 구조체는,
    상기 내륜의 반경방향 외측에서 상기 베어링 본체에 부착되고, 상기 롤의 대직경부에 형성되어 있는 오목 주위 홈에 일부가 끼워져서 상기 오목 주위 홈과의 사이에서 래비린스 간극을 형성하는 래비린스 링(31)과,
    상기 내륜의 축방향 측부(16)에 부착되고, 상기 롤의 일부에 접촉하며, 상기 내륜과 상기 롤과의 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 패킹(51)을 갖고,
    상기 내륜(11)의 상기 축방향 측부(16)는, 반경방향 외측으로부터 순서대로 환상 부착 홈(72)과, 축방향 중앙을 향해 직경이 축소하는 원호면(22)과, 상기 소직경 축부에 끼워지는 원통면(23)을 갖고,
    상기 패킹(51)은, 상기 부착 홈에 부착되어 있는 본체부(52)와, 상기 본체부의 상기 래비린스 링 측에 제공되고 상기 래비린스 링의 내주면에 미끄럼 접촉할 수 있는 제1 접촉부(54)와, 상기 본체부의 상기 롤 측에 제공되고 상기 롤에 접촉할 수 있는 제2 접촉부(55)를 갖는, 베어링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부착 홈(72)은, 반경방향 외측에 면하는 외측 원통면(78)과, 축방향 외측에 면하는 환상면(79)을 포함하며,
    상기 패킹(51)은 사변형 단면을 갖고, 상기 패킹의 외주부가 제1 접촉부(54)로서의 역할을 하며, 상기 패킹의 축방향 측부가 제2 접촉부(55)로서의 역할을 하는, 베어링 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 부착 홈(72)은, 축방향 외측의 제1 홈부(74)와, 상기 제1 홈부에 인접하여 제공되고, 홈 저부가 상기 제1 홈부의 것보다 작은 직경을 갖는 제2 홈부(75)를 포함하고,
    상기 패킹(51)은, 상기 제1 홈부 및 상기 제2 홈부에 끼워지는 상기 본체부(52)와, 상기 본체부로부터 반경방향 외측으로 연장되도록 제공되어 있는 상기 제1 접촉부(54)와, 상기 본체부로부터 축방향 외측으로 연장되도록 제공되어 있는 상기 제2 접촉부(55)를 갖는, 베어링 장치.
  5. 베어링 장치에 있어서,
    외측으로부터 막자 형상 롤의 소직경 축부에 끼워지는 내륜(11)으로서, 상기 막자 형상 롤은 소직경 축부 및 대직경부를 갖는, 내륜(11)과; 상기 내륜의 반경방향 외측에 제공되어 있는 원통형 외륜 부재(12)와; 상기 내륜과 상기 외륜 부재 사이에 제공되어 있는 복수의 구름 요소(13)와; 상기 외륜 부재를 지지하고 있는 축 하우징(14)을 갖는, 베어링 본체(10)와,
    상기 구름 요소가 제공되어 있는 베어링 내부(15) 및 상기 내륜과 상기 롤과의 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 밀봉 구조체(30)를 포함하고,
    상기 밀봉 구조체는,
    상기 내륜의 반경방향 외측에서 상기 베어링 본체에 부착되고, 상기 롤의 대직경부에 형성되어 있는 오목 주위 홈에 일부가 끼워져서 상기 오목 주위 홈과의 사이에서 래비린스 간극을 형성하는 래비린스 링(31)과,
    상기 내륜의 축방향 측부(16)에 부착되고, 상기 롤의 일부에 접촉하며, 상기 내륜과 상기 롤과의 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 패킹(51)을 갖고,
    상기 내륜(11)의 상기 축방향 측부(16)는, 반경방향 외측으로부터 순서대로 환상 부착 홈(72)과, 상기 내륜의 중심선에 직교하는 가상면 상에 위치하는 환상면(24)과, 축방향 중앙을 향해 직경이 축소하는 원호면(22)과, 상기 소직경 축부에 끼워지는 원통면(23)을 가지며,
    상기 패킹(51)은, 상기 부착 홈에 부착되고 상기 환상면을 덮고 있는 본체부(52)와, 상기 본체부의 래비린스 링 측에 제공되고 상기 래비린스 링의 내주면에 미끄럼 접촉할 수 있는 제1 접촉부(54)와, 상기 본체부의 상기 롤 측에 제공되고 상기 롤에 접촉할 수 있는 제2 접촉부(55)를 갖는, 베어링 장치.
  6. 소직경 축부 및 대직경부를 갖는 막자 형상 롤의 소직경 축부에 끼워지는 내륜과; 상기 내륜의 반경방향 외측에 제공되어 있는 원통형 외륜 부재와; 상기 내륜과 상기 외륜 부재 사이에 제공되어 있는 복수의 구름 요소와; 상기 외륜 부재를 지지하고 있는 축 하우징을 갖는, 베어링 본체와,
    상기 구름 요소가 제공되어 있는 베어링 내부 및 상기 내륜과 상기 롤과의 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 밀봉 구조체를 포함하는 베어링 장치이며,
    상기 밀봉 구조체는, 상기 내륜의 축방향 측부에 부착되고, 상기 롤의 일부에 접촉하며, 상기 내륜과 상기 롤과의 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하는 패킹을 갖고,
    상기 밀봉 구조체는, 상기 내륜의 반경방향 외측에서 상기 베어링 본체에 부착되고, 상기 롤의 대직경부에 형성되어 있는 오목 주위 홈에 일부가 끼워져서 상기 오목 주위 홈과의 사이에서 래비린스 간극을 형성하는 래비린스 링을 갖고,
    상기 내륜의 상기 축방향 측부는, 반경방향 외측으로부터 순서대로 환상 부착 홈과, 축방향 중앙을 향해 직경이 축소하는 원호면과, 상기 소직경 축부에 끼워지는 원통면을 갖고,
    상기 패킹은, 상기 부착 홈에 부착되어 있는 본체부와, 상기 본체부의 상기 래비린스 링 측에 제공되고 상기 래비린스 링의 내주면에 미끄럼 접촉할 수 있는 제1 접촉부와, 상기 본체부의 상기 롤 측에 제공되고 상기 롤에 접촉할 수 있는 제2 접촉부를 갖는, 베어링 장치.
  7. 내륜과 막자 형상 롤 사이의 부분에 외부로부터 물이 인입하는 것을 방지하기 위해서 베어링 장치의 내륜의 축방향 측부에 제공되는 밀봉 장치로서, 상기 베어링 장치는 상기 롤이 축 하우징에 대해 회전할 수 있도록 상기 롤을 지지하기 위해 상기 롤의 소직경 축부에 장착되는, 밀봉 장치에 있어서, 상기 밀봉 장치는,
    상기 내륜의 상기 축방향 측부에 형성되어 있는 부착 홈에 부착되는 본체부와,
    상기 본체부의 롤 측에 제공되고 상기 롤의 일부에 접촉할 수 있는 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  8. 소직경 축부와 대직경부를 갖는 막자 형상 롤과, 상기 막자 형상 롤을 지지하는 베어링 장치를 포함하는 조립체이며,
    상기 베어링 장치는, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 베어링 장치인, 조립체.
KR1020170047155A 2016-04-14 2017-04-12 베어링 장치 및 밀봉 장치 KR102278481B1 (ko)

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JP2016080952A JP6710566B2 (ja) 2016-04-14 2016-04-14 軸受装置、組立体、及び密封装置

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