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Title:
ROLLING BEARING DEVICE AND ROLL DEVICE FOR CONTINUOUS CASTING FACILITY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/038184
Kind Code:
A1
Abstract:
Thrust tapered roller bearings are arranged at axially opposite ends of a cylindrical roller bearing having an aligning ring, an inner ring, an outer ring, and cylindrical rollers. Each of the thrust tapered roller bearings has tapered rollers arranged between a first raceway surface provided on each of axial outer surfaces of the outer ring and a second raceway surface of each of side raceway rings placed on the axially outward sides of the outer ring. Further, the point of intersection between extension lines from those generating lines of the tapered rollers which are in contact with the first and second raceway surfaces and the point of intersection between extension lines from the first and second raceway surfaces are positioned at the center of curvature of an aligning slide surface of the aligning ring.

Inventors:
URANISHI TAKEHARU (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/067003
Publication Date:
March 26, 2009
Filing Date:
September 19, 2008
Export Citation:
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Assignee:
JTEKT CORP (JP)
URANISHI TAKEHARU (JP)
International Classes:
F16C23/08; F16C19/34; F16C19/54
Foreign References:
JP2001107955A2001-04-17
JP2000024760A2000-01-25
JPS63172012A1988-07-15
JPS5934019A1984-02-24
JPS5929816A1984-02-17
JP2001041230A2001-02-13
JP2001208053A2001-08-03
JPS61229453A1986-10-13
JPH1068415A1998-03-10
Other References:
See also references of EP 2192313A4
Attorney, Agent or Firm:
SUGAHARA, Ichiro (Petit Chateau Gouda 2052-8-25, Tamagawa-gakue, Machida-shi Tokyo 41, JP)
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Claims:
 外周に内輪軌道面を有する内輪と、
 内周に外輪軌道面を有し、軸方向外側面に第1軌道面を有するとともに外周に軸方向断面が凸状円弧形の外輪摺動面を有する外輪と、
 前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面との間に転動可能に配置された複数の円筒ころと、
 内周に軸方向断面が凹状円弧形で且つ前記外輪摺動面に摺動可能に当接する調心摺動面を有する調心輪と、
 前記外輪の軸方向外側に配置されるとともに前記第1軌道面に対向する第2軌道面を有する側部軌道輪と、
 前記第1軌道面と前記第2軌道面との間に転動可能に配置された複数の円すいころと
 を備え、
 前記円すいころの前記第1,第2軌道面に当接する母線の延長線の交点及び前記第1,第2軌道面の延長線の交点が前記調心摺動面の曲率中心に配置されていることを特徴とする転がり軸受装置。
 前記側部軌道輪及び前記円すいころが、前記調心摺動面の曲率半径内に配置されていることを特徴とする請求項1記載の転がり軸受装置。
 鋳片を搬送するためのロール体と、
 ハウジングと、
 請求項1または2に記載の転がり軸受装置を備え、
 前記内輪と前記側部軌道輪とが前記ロール体に嵌合され、前記調心輪が前記ハウジングに嵌合された連続鋳造設備のロール装置。
Description:
転がり軸受装置および連続鋳造 備のロール装置

 本発明は、例えば連続鋳造設備のロール 支持するために用いることができる転がり 受装置およびこの転がり軸受装置を備えた 続鋳造設備のロール装置に関する。

 連続鋳造設備では、鋳型から抜き出された 状の鋳片(スラブ)を搬送するために、複数 のロール体を有するセグメントを搬送方向 数台から数十台並べることによって構成さ たロール装置を備えている。
 このロール装置のロール体は、スラブ側か 高荷重が付与されることによって径方向に みを生じるため、この撓みを吸収するよう 調心機能付きの転がり軸受によって回転自 に支持されている。また、ロール体は、ス ブからの熱が伝達されることによって軸方 に熱膨張するため、軸方向の一端を自動調 ころ軸受により軸方向に拘束(固定)した状 で支持する一方、軸方向の他端を、内外輪 相対移動が可能な調心輪付円筒ころ軸受に って軸方向の移動が可能な状態で支持して る(特開昭61-229453号公報参照)。

 しかし、固定側の自動調心円筒ころ軸受 、その構造上、軌道面に差動すべりによる 山摩耗が生じやすい。二山摩耗は、軌道面 山部分に応力が集中することによって剥離 の損傷を招くため、軸受の耐久性を低下さ る原因となる。連続鋳造設備のロール装置 、複数本のロール体で構成されたセグメン を数台から数十台搬送方向に並べることに って構成されているため、1つの自動調心こ ろ軸受が破損するとそのセグメント全体を交 換しなければならず、設備稼動率が著しく低 下する。

 上記のような自動調心ころ軸受が有する 題を解消するため、特開平10-68415号公報に 、ロール体の固定側を支持する転がり軸受 置として、調心輪付円筒ころ軸受と、深溝 軸受とを組み合わせて用いることが提案さ ている。すなわち、この技術は、ロール体 らのラジアル荷重を主として円筒ころ軸受 よって受け持ち、ロール体からのアキシア 荷重を深溝玉軸受によって受け持つことに ってロールの軸方向の移動を拘束するよう なっている。

 しかしながら、特開平10-68415号公報の技術 、調心輪付円筒ころ軸受と深溝玉軸受とを に軸方向に並べて配置しているだけである め、調心輪付円筒ころ軸受によるロール体 撓みを吸収する機能(調心機能)が深溝玉軸受 によって阻害されてしまうという問題がある 。
 また、調心輪付円筒ころ軸受と深溝玉軸受 を軸方向に並べて配置することによって、 方向に広い配置スペースが必要となり、さ に、円筒ころ軸受と深溝玉軸受との双方を ウジングに装着しなければならないので、 該ハウジングの構造が複雑化するという問 もある。

 本発明は、このような実情に鑑みてなさ たものであり、調心機能を維持しつつアキ アル荷重を支持可能であり、しかも、軸方 にコンパクトに構成することができる転が 軸受装置およびこの転がり軸受装置を備え 連続鋳造設備のロール装置を提供すること 目的とする。

 本発明の転がり軸受装置は、
 外周に内輪軌道面を有する内輪と、
 内周に外輪軌道面を有し、軸方向外側面に 1軌道面を有するとともに外周に軸方向断面 が凸状円弧形の外輪摺動面を有する外輪と、
 前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面との間 転動可能に配置された複数の円筒ころと、
 内周に軸方向断面が凹状円弧形で且つ前記 輪摺動面に摺動可能に当接する調心摺動面 有する調心輪と、
 前記外輪の軸方向外側に配置されるととも 前記第1軌道面に対向する第2軌道面を有す 側部軌道輪と、
 前記第1軌道面と前記第2軌道面との間に転 可能に配置された複数の円すいころと
 を備え、
 前記円すいころの前記第1,第2軌道面に当接 る母線の延長線の交点及び前記第1,第2軌道 の延長線の交点が前記調心摺動面の曲率中 に配置されていることを特徴とする。

 この構成によれば、内輪に嵌合された回転 等から付与されるラジアル荷重は、内外輪 円筒ころ、及び調心輪によって構成される 心輪付円筒ころ軸受によって支持すること でき、回転軸等から付与されるアキシアル 重は、外輪、側部軌道輪、及び円すいころ よって構成されるスラスト円すいころ軸受 よって支持することができる。
 このスラスト円すいころ軸受は、外輪が調 摺動面上を摺動(揺動)することにより全体 に揺動することができるため、調心輪付円 ころ軸受の調心機能が損なわれることもな 。

 また、調心輪付円筒ころ軸受の外輪がスラ ト円すいころ軸受の軌道輪として兼用され いるため、調心輪付円筒ころ軸受及びスラ ト円すいころ軸受を含む転がり軸受装置全 の軸方向の幅を可及的に小さくすることが きるとともに、部品点数を少なくすること できる。
 さらに、この転がり軸受装置は、調心輪付 筒ころ軸受をハウジングによって支持すれ よく、スラスト円すいころ軸受をハウジン によって支持する必要はないので、当該ハ ジングの構造を簡素化することができる。
 また、円すいころの前記第1,第2軌道面に当 する母線の延長線の交点及び第1,第2軌道面 延長線の交点が調心摺動面の軸方向断面に ける曲率中心に配置されているので、回転 等の撓みによりスラスト円すいころ軸受が 率中心回りに揺動するとき、円すいころと 1,第2軌道面とが部分的に強く接したり、部 的に離れたりすることがなく、円すいころ 第1,第2軌道面とを均等な圧力で線接触させ ことができる。したがって、円すいころが 分的に第1,第2軌道面に圧接することに起因 る損傷の発生を防止することができる。

 上記構成において、前記側部軌道輪及び 記円すいころは、前記調心摺動面の軸方向 面における曲率半径内に配置されているこ が好ましい。この場合、外輪が調心摺動面 を摺動したときであっても、側部軌道輪及 円すいころが調心輪に干渉することが無く 調心輪付円筒ころ軸受の調心機能を好適に 持することができる。

 本発明の転がり軸受装置は、調心輪付円 ころ軸受による調心機能を維持しつつスラ ト円すいころ軸受によってアキシアル荷重 支持することができ、また、軸方向にコン クトに構成することができる。

 また、本発明の連続鋳造設備のロール装置 、
 鋳片を搬送するためのロール体と、
 ハウジングと、
 上記の転がり軸受装置を備え、
 前記内輪と前記側部軌道輪とが前記ロール に嵌合され、前記調心輪が前記ハウジング 嵌合されていることを特徴とする。

連続鋳造設備に用いられるロール装置 平面図である。 本発明の転がり軸受装置の軸方向断面 である。

 図1は、連続鋳造装置に用いられるロール 装置の一部を示す平面図である。このロール 装置は、多数のロール体Rの列(ロール体列L) スラブ搬送方向eに並べられた構成であり、 数のロール体列Lによって1組のセグメント12 が構成されている。このセグメント12の複数 をスラブ方向に組み合わせて並べることに ってロール装置全体が構成される。

 1つのロール体列Lは、同心状に軸方向に べられた複数本(例えば2本以上)のロール体R ら構成され、各ロール体Rの両端は調心機能 付きの2種の転がり軸受A,Bによって回転可能 支持されている。一方の転がり軸受Aは、自 転がり軸受であり、ロール体Rを軸方向に移 動可能に支持している。この自由転がり軸受 Aは、例えば、内外輪及び円筒ころを備えた 筒ころ軸受であり、円筒ころと内輪又は外 との軸方向の相対滑りを許容させた構造と れる。

 他方の転がり軸受Bは、ロール体Rの軸方向 移動を拘束する固定転がり軸受とされてい 。図2は、固定転がり軸受の軸方向断面図で る。この固定転がり軸受Bは、調心輪付円筒 ころ軸受14としての構造と、スラスト円すい ろ軸受15としての構造とを含む本発明の転 り軸受装置によって構成されている。
 調心輪付円筒ころ軸受14は、内輪16と、外輪 17と、円筒ころ18と、調心輪19とを有している 。内輪16の内周にはロール体Rのジャーナル部 (回転軸)20が嵌合され、外周には円筒ころ18が 転動する内輪軌道面21が形成されている。内 軌道面21の軸方向両側には、円筒ころ18の端 面が接触可能なつば部は形成されていない。 一方、外輪17の内周には円筒ころ18が転動す 外輪軌道面22が形成され、外周には、凸状円 弧形の外輪摺動面23が形成されている。外輪 道面22の軸方向両側には、円筒ころ18の端面 が接触可能なつば面を有するつば部が形成さ れ、円筒ころ18の軸方向長さは軸方向両側の ば面の間の長さよりも少し短くなっている

 円筒ころ18は、総ころ式とされ、外輪軌 面22と内輪軌道面21との間に配置されている 調心輪19は、内周に凹状円弧形の調心摺動 24を有しており、外周面が図示しないハウジ ングによって支持されている。調心輪19の調 摺動面24には、外輪17の外輪摺動面23が摺動 能に当接しており、ロール体Rの撓み等によ るジャーナル部20の傾きが許容されている。

 スラスト円すいころ軸受15は、調心輪付円 ころ軸受14の軸方向両側に設けられている。 また、各スラスト円すいころ軸受15は、調心 付円筒ころ軸受14の縦軸線Yを中心に互いに 称形状に形成されている。
 スラスト円すいころ軸受15は、前記外輪17と 、側部軌道輪26と、複数の円すいころ27とを えている。前記外輪17は、調心輪付円筒ころ 軸受14と共用されており、その軸方向外側面 、前記円すいころ27が転動可能な第1軌道面2 8とされている。この第1軌道面28は、径方向 側から内側へ向けて調心輪付円筒ころ軸受14 の軸方向内側へ傾斜するように形成されてい る。

 側部軌道輪26は環状に形成され、その内 面にはロール体Rのジャーナル部20が嵌合さ ている。したがって、側部軌道輪26はジャー ナル部20と一体回転可能で、軸方向の移動が 制されている。側部軌道輪26の第1軌道面28 対向する側面は第2軌道面29とされており、 1軌道面28と第2軌道面29との間に複数の円す ころ27が配置されている。第2軌道面29は、径 方向外側から内側へ向けて外輪17側へ傾斜す ように形成され、第2軌道面29の径方向両側 は円すいころ27の径方向移動を規制するつ 部が形成されている。

 円すいころ27は保持器30によって保持され ている。また、円すいころ27の外周面は第1, 2軌道面28,29に線接触している。したがって 円すいころ27の第1,第2軌道面28,29に接する両 の母線の延長線と、第1,第2軌道面28,29の延 線とは互いに一致するように設定されてい (これら延長線を符号32a,32bで示す)。また、 スラスト円すいころ軸受15において、円すい ころ27の前記母線の延長線の交点(円すいころ 27の円すい頂点)31と、第1,第2軌道面28,29の延 線の交点とは、ジャーナル部20の軸心(転が 軸受装置の軸心)X上の1点に位置するように の形状が設定されている。これによって、 すいころ27は、滑りを生じないよう第1、第2 道面28,29上を転動する。外輪17の第1軌道面28 の接触角αは45゜以上に設定されている。

 さらに、円すいころ27の円すい頂点31と、 第1,第2軌道面28,29の延長線32a、32bの交点とが 心輪19の調心摺動面24の曲率中心Oにも位置 るように、円すいころ27及び第1,第2軌道面28, 29の形状及び配置が設定されている。

 以上の構成を有する本実施形態の転がり 受装置Bでは、ロール体Rから付与されるラ アル荷重を調心輪付円筒ころ軸受14によって 支持することが可能であり、アキシアル荷重 をスラスト円すいころ軸受15によって支持す ことが可能である。また、ラジアル荷重に いては、一部スラスト円すいころ軸受15に っても支持することができ、これによって がり軸受装置のラジアル荷重の負荷容量を 上することができる。

 ロール体Rの撓みによってジャーナル部20 傾斜したとき、調心輪付円筒ころ軸受15の 輪17は、調心摺動面24上を曲率中心O回りに摺 動(揺動)する。この際、円すいころ27及び側 軌道輪26も外輪17と共に揺動するので、円す ころ27及び側部軌道輪26の存在によって調心 機能が損なわれることはない。

 また、円すいころ27の円すい頂点31及び第 1,第2軌道面28,29の延長線の交点が曲率中心Oに 配置されているので、ジャーナル部20の傾き よって曲率中心O回りの回転力が生じたとき 、この回転力は、円すいころ27と第1,第2軌道 28,29との間の接触線に直交する方向a,bに作 し、これらの線接触が適切に維持される。 まり、当該回転力によって第1,第2軌道面28,29 と円すいころ27とが部分的に圧接したり、部 的に離れたりすることがなく、均等な圧力 線接触することになる。したがって、円す ころ27の一部分(例えば角部)が部分的に第1, 2軌道面28,29と圧接することに伴う損傷(傷つ き)の発生を防止することができる。

 前記外輪17は、調心輪付円筒ころ軸受14と、 スラスト円すいころ軸受15との間で兼用され いるので、各軸受を全く個別に構成する場 に比べて転がり軸受装置全体の軸方向寸法 可及的に小さくすることができるとともに 部品点数を少なくすることができる。
 また、この転がり軸受装置は、調心輪付円 ころ軸受14の調心輪19の外周をハウジングに よって支持すれば足り、スラスト円すいころ 軸受15を直接的にハウジングによって支持し くてもよいため、当該ハウジングの構造が 雑化したりすることもない。

 側部軌道輪26や円すいころ27は、調心摺動 面24の曲率半径r内に配置されている。そのた め、これらが曲率中心O回りに揺動したとし も調心輪19に接触することはなく、調心機能 が阻害されることもない。

 本発明は実施の形態に限定されるもので なく、特許請求の範囲に記載の範囲で適宜 計変更できるものである。例えば、スラス 円すいころ軸受15は、アキシアル荷重の負 方向に応じて、調心輪付円筒ころ軸受14の軸 方向片側のみに設けることも可能である。ま た、本発明の転がり軸受装置は、連続鋳造設 備におけるロール体の支持のために用いるに 限らず、他の設備や装置、例えば風力発電機 の主軸支持軸受装置等にも適用可能である。