TW202214364A - 張力矯直機用背托輥單元 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種張力矯直機用背托輥單元，其係在支承背托輥的滾珠軸承內封裝著固態潤滑劑的結構中，能夠減少旋轉扭矩的上昇以及潤滑劑的洩漏之背托輥單元。 本發明的背托輥單元(1)，係在輥子(4)與軸(3)之間，配置了將輥子(4)可旋轉地支承在軸(3)上的滾珠軸承(2)之張力矯直機用背托輥單元，而滾珠軸承(2)係具備：作為軌道輪之內輪(5)及外輪(6)；介裝在這個內輪(5)與外輪(6)之間的複數個滾珠(8)；以及用來保持這些滾珠(8)的保持器(7)；並且在滾珠軸承(2)的軸承內部空間封裝著固態潤滑劑(9)，固態潤滑劑(9)的總體積是佔軸承內部空間的容積之30%～40%。

Description

張力矯直機用背托輥單元

本發明係關於：張力矯直機裝置中之用來支承工作輥或中間輥的背托輥單元。尤其是關於採用滾珠軸承來支承背托輥的背托輥單元。

在鋼鐵材製造設備中，對於金屬材料進行輥軋加工的工序之最終階段時，為了矯正金屬板、金屬帶的形狀不良(反翹、高低起伏)，乃使用了張力矯直機裝置。這種張力矯直機裝置係可以單獨地使用，也可以組裝在其他裝置內作為其他裝置的一部分來使用。

圖4係顯示張力矯直機裝置之一例。圖4係在輥軋工序的最終階段中用來矯正金屬板的形狀不良之設備的概略圖。如圖4所示，相對於加工中的金屬板22，係在上下配置軋輥單元23，讓金屬板22通過上下的軋輥單元23的工作輥24之間，一邊對於金屬板22施加拉伸力量一邊進行輥軋。上下的軋輥單元23則是對於金屬板22施加朝向金屬板方向的壓縮力。工作輥24與中間輥25是隨著金屬板22的移動進行旋轉，背托輥26則是承受到徑向方向上的荷重。利用受到這個背托輥26所補強的工作輥24進行輥軋，來使金屬板22產生數%的伸長率。又，在張力矯直機裝置21中也配置了複數個用來支承金屬板22且可以改變方向之偏轉輥27。因為在偏轉輥27的內部設有荷重感測器，因此亦可作為檢測金屬板22是否發生了歪斜或翹曲變形之形狀檢測輥來利用。

背托輥係依據：金屬板的材料種類的不同、配合使用條件之不同大小的徑向荷重和要求的扭矩，而有不同的規格。如果是徑向荷重較大的話，為了做成荷重負載能力較高的結構，乃使用具備：用來支承徑向荷重的滾柱軸承、以及用來支承軸向荷重的滾珠軸承之背托輥單元。例如：專利文獻1所揭示的背托輥單元，其用來將輥子可旋轉地支承在軸上的軸承之中，作為徑向荷重負載用的軸承，係在輥子之軸方向的約莫中間位置處之沿著軸方向上的兩個地方，設置了滾針軸承，而且在其外側之位於輥子的軸方向上的其中一方的端部，則是設置了滾珠軸承，作為推力荷重負載用的軸承。

另一方面，如果是徑向荷重較小，只需低扭矩即可的話，則是使用：只利用滾珠軸承來支承背托輥之背托輥單元。這種背托輥單元，係沿著軸方向而在軸方向上的兩側部的軸與輥子之間設置了深溝滾珠軸承。這種背托輥單元，只是利用這一對深溝滾珠軸承來承受徑向荷重與推力荷重(亦即，軸向荷重)，並未另外再設置滾針軸承(滾柱軸承)等來作為徑向荷重負載用的軸承。藉由製作成：只是利用深溝滾珠軸承來支承的結構，且做成低扭矩化，即使與工作輥或中間輥的摩擦力較小的情況下，還是能夠抑制輥子之間的打滑現象。

又，使用張力矯直機裝置來進行上述工序時，為了對於輥軋後的金屬板進行冷卻以及除去附著在金屬板上的塵埃異物等，乃持續性地對於金屬板噴吹洗淨液，因而對於工作輥進行補強作用的背托輥也會沾濕到大量的洗淨液。這種背托輥，為了防止其軸承內部的潤滑劑因為受到洗淨液侵入的影響而流出到軸承外部，乃設置了用來防止洗淨液侵入到軸承內部之密封構造。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2013-146749號公報

[發明所欲解決之問題]

如上所述，這種在內部不具有滾柱軸承，只是利用深溝滾珠軸承來支承徑向荷重與軸向荷重的結構，藉由做成低扭矩化，即使與工作輥或中間輥之間的摩擦力較小的情況下，還是能夠抑制輥子之間的打滑，可以抑制歪斜或翹曲變形等的發生。但是，例如：被進行輥軋的對象是鋁材之類的延伸強度與表面硬度都更低於鋼的材質之金屬板或金屬帶的情況下，則很容易發生歪斜翹曲、皺紋、軋輥打滑痕跡(微小的條紋痕跡)。因此，乃期待即使是在僅有深溝滾珠軸承來支承徑向荷重與軸向荷重的結構中，也能夠達成更為穩定的低扭矩。

又，作為潤滑劑用的潤滑脂從背托輥單元洩漏出來而附著在輥軋對象材上面的話，將會成為產生歪斜翹曲、皺紋、軋輥打滑痕跡之原因，並且因為潤滑油不足而會有導致深溝滾珠軸承的扭矩增大和造成提早磨損之虞慮。

本發明是有鑒於這種情事而開發完成的，其目的是要提供：一種背托輥單元，其係在用來支承背托輥的滾珠軸承內封裝著固態潤滑劑的結構中，可以抑制旋轉扭矩的上昇與潤滑劑的洩漏。 [解決問題之技術手段]

本發明的張力矯直機用背托輥單元，其係在輥子與軸之間，配置著將上述輥子可旋轉地支承在上述軸上的滾珠軸承之張力矯直機用背托輥單元，其特徵為： 上述滾珠軸承，係具有：作為軌道輪之內輪及外輪、介裝在這個內輪與外輪之間的複數個滾珠、以及用來保持這些滾珠的保持器， 在上述滾珠軸承的軸承內部空間內，封裝著固態潤滑劑，上述固態潤滑劑的總體積是佔上述軸承內部空間的容積之30%～40%。尤其是在該背托輥單元內部不具有滾柱軸承的這一點也是其特徵。

上述保持器，係藉由位於用來保持上述滾珠的珠巢之間的連結部來將一對環狀體結合在一起之波浪形保持器，並且上述固態潤滑劑，係在上述滾珠的彼此之間，被固定在上述保持器的連結部的這一點也是其特徵。

上述固態潤滑劑，係樹脂成分與潤滑成分之混合物的固化體的這一點也是其特徵。又，上述樹脂成分，係超高分子量聚烯烴，而上述潤滑成分，係含有基礎油及增稠劑之潤滑脂的這一點也是其特徵。

上述滾珠軸承，係具有：被固定在上述內輪及上述外輪之其中一方的軌道輪上之密封板，該密封板與另外一方的軌道輪之間具有間隙的這一點也是其特徵。 [發明之效果]

本發明的張力矯直機用背托輥單元，其係在輥子與軸之間配置著滾珠軸承而構成的背托輥單元，其中，係在滾珠軸承的軸承內部空間內封裝著固態潤滑劑，這個固態潤滑劑的總體積是佔軸承內部空間的容積之30%～40%，因此，能夠抑制固態潤滑劑所導致的滑動阻力的增加，而可以抑制扭矩的增加。亦即，藉由將固態潤滑劑的總體積設定在：軸承內部空間的容積之40%以下，而可以將固態潤滑劑配置在滾珠與滾珠之間，能夠縮小內輪和外輪與密封板之間的滑動面積。又，藉由設定在30%以上，既可以確保含在固態潤滑劑內之潤滑成分的絕對含量，又可以藉由將固態潤滑劑捲裝在保持器上來進行固定，而能夠抑制固態潤滑劑在軸承內的移動，並且能夠抑制固態潤滑劑被捲入滾動面內。

又，保持器的結構，係採用：以位於用來保持滾珠的珠巢之間的連結部來結合一對環狀體而構成的波浪形保持器，並且將固態潤滑劑捲裝在位於滾珠彼此之間的保持器的連結部來進行固定，如此一來，可以將固態潤滑劑保持在滾珠與滾珠之間的保持器連結部上，能夠抑制固態潤滑劑被捲入滾動面內。

又，因為固態潤滑劑是採用：樹脂成分與潤滑成分之混合物的固化體，因此，能夠確實地將固態潤滑劑固定在保持器。例如：藉由將在常溫時呈半固體狀的潤滑劑(樹脂成分與潤滑成分之混合物)捲繞在保持器上成形之後，再使其熱硬化，就能夠獲得：即使受到洗淨液、冷卻液、結露水沾濕，固態潤滑劑也不容易脫落或流出的結構。

又，在滾珠軸承中，設置了：被固定在內輪及外輪之其中一方的軌道輪上之密封板，並且製作成：在這個密封板與另外一方的軌道輪之間保有間隙的結構，如此一來，能夠抑制密封板所導致的扭矩上昇及軸承部的發熱、溫度上昇，也能夠抑制因為固態潤滑劑的劣化所導致的軸承提早磨損。

綜合這些結果，本發明係可以提供：既不會損及滾珠軸承的低扭矩性能，又具有更長使用壽命的背托輥單元。尤其是特別地適合使用於：徑向荷重小且被要求低扭矩之內部不具有滾柱軸承(針狀滾柱軸承)，只利用滾珠軸承來支承徑向荷重與軸向荷重之結構的背托輥單元。

作為本發明之背托輥單元的適用對象之張力矯直機裝置，係以圖4等來進行說明之習知的張力矯直機裝置。這種裝置，在鋼鐵材製造設備中，係被用來矯正金屬板、金屬帶的形狀不良(反翹、高低起伏)，並且被使用在輥軋加工的最終工序或輥軋加工之後。這種裝置，除了可以單獨使用之外，有時候也被組裝在：表面鍍膜設備、裁切設備等的裝置中來使用。

如圖4所示，在張力矯直機裝置21中，是利用受到背托輥26補強的工作輥24來對於金屬板22進行延伸輥軋。本發明的張力矯直機用背托輥單元，係由：背托輥、輥子的軸、以及介裝在軸與輥子之間的滾珠軸承所構成的單元。這種背托輥單元，在設備內，係被使用於與洗淨液等的大量液體進行接觸的環境下。

茲佐以圖1～圖3來說明本發明的張力矯直機用背托輥單元之一種實施例。圖1係這種背托輥單元的立體圖，這個圖係顯示出將部分的構件(輥子之正面部分的一半)予以剖開除去後的圖。圖2係圖1的輥子的其中一端部的放大圖，圖3係圖2的正面圖。 如圖1所示，背托輥單元1係具有：在輥子4與軸3之間，配置著將輥子4可旋轉地支承在軸3上的滾珠軸承2之結構。滾珠軸承2係分別設在輥子4之軸方向上的兩端部，以一對滾珠軸承2來使用。此外，在本發明中所稱的「軸方向」係指：沿著軸3之軸心的方向，所稱的「徑向」係指：以軸3之軸心為中心的徑向。輥子4與軸3的材質，係可使用各種的鋼材，例如：輥子4係使用軸承鋼，軸3係使用碳鋼。

圖1～圖3所示之形態的背托輥單元1，在內部並不具有滾柱軸承(針狀滾柱軸承)，而是利用滾珠軸承2來支承被加諸在輥子4上的徑向荷重與軸向荷重。因此，若與在內部設有滾柱軸承(針狀滾柱軸承)的背托輥單元相較，扭矩更低，徑向荷重較小，很適合使用在被要求低扭矩的用途。

軸3，係形成有階段部的軸體，具有：形成在軸方向中間部分之軸本體部、以及設在軸方向兩端部之軸端部。軸3的軸端部是突出到輥子4的外部。又，軸3是以保有徑向上的間隙的形態插通在輥子4的內部。一對滾珠軸承2係配置在軸3的軸本體部與各軸端部之間。

輥子4係呈圓筒狀，在其軸方向兩端部配置著滾珠軸承2。又，基於防止異物(例如：水等之異物)侵入到輥子4內部之目的考量，係在輥子4之軸方向兩端部的滾珠軸承2的外側設置了罩板11。罩板11是被固定在軸3上。

如圖2及圖3所示，滾珠軸承2是深溝滾珠軸承，以同心圓的方式配置著作為軌道輪之內輪5與外輪6，在內輪滾動面與外輪滾動面之間配置著複數個滾珠8。保持器7，係在其圓周方向上保持等間隔地設有複數個用來保持滾珠8的珠巢7a，利用珠巢7a將滾珠8等間隔地保持在圓周方向上。內輪5、外輪6及滾珠8的材質，係可以使用作為軸承材料，一般常用的材料，可以使用例如：軸承鋼、碳鋼、不鏽鋼、高速鋼等。又，作為滾珠軸承2，除了可以採用：深溝滾珠軸承之外，亦可適用：角接觸滾珠軸承、四點接觸型滾珠軸承等。

保持器7，係將一對環狀體利用位於珠巢7a之間的連結部7b結合在一起的波浪形保持器。構成保持器7之環狀體，係在圓周方向上交替地設有：複數個沿著滾珠8形成彎曲之彎曲部、以及用來連結這些彎曲部之平板部。這一對環狀體，係在彎曲部與彎曲部、平板部與平板部分別都互相對向的狀態下，利用鉚釘等對於平板部進行固定而使得一對環狀體形成一體。這個平板部重疊在一起的部分就成為連結部7b。各環狀體係藉由將金屬板進行沖壓成形而製造出來的。金屬板，係可以使用作為保持器材一般常用的材料，可以使用例如：冷軋鋼板、碳鋼等。

滾珠軸承2，係在內輪和外輪之軸方向上的兩端開口部設置有密封板10。密封板10係由：以冷軋鋼板等做成的圓板狀的芯板10a、以及被固定在這個芯板10a上之以丁腈橡膠等做成的橡膠部10b所構成的。密封板10的外周部是被固定在外輪6的內周的溝內，密封板10的內周部與內輪5的外周的溝之間，則是形成了迷宮形狀間隙(非接觸型密封)。藉由設置了密封板10，可以防止穿越過罩板11而侵入的洗淨液等，直接侵入到達軸承內部，又可以抑制固態潤滑劑的劣化和流出。又，因為是採用了固態潤滑劑，又在密封板10設置了迷宮形狀間隙，因而既可以降低旋轉扭矩，又可以抑制潤滑成分的流出。

又，密封板10的構成方式不限於此，例如：亦可採用金屬製密封板(沒有橡膠部分)。又，也可以只在滾珠軸承2的其中一個端部，尤其是，只在輥子4的端面側裝設密封板10。其他，例如將密封板10固定在軌道輪時，也可以是固定在內輪側。

滾珠軸承2係在軸承內部空間內封裝著固態潤滑劑9。本發明的特徵之一，係將封裝在軸承內部空間內的固態潤滑劑9的總體積設定為該軸承內部空間的容積之30%～40%。此處所稱的「軸承內部空間的容積」，係指：在受到內輪5和外輪6與密封板10所封閉的空間(如果只有單側設置密封板的情況下，則是至軸承端面為止)中，去除掉滾珠8與保持器7之後的空間之容積。又，所稱的「固態潤滑劑的總體積」，係指：在軸承內部空間內的固態潤滑劑之整體的體積，如果固態潤滑劑是被分開地封裝在複數個地方的形態(呈分散點封裝)的情況下，則是指它們各處的合計體積。

如果固態潤滑劑的總體積少於30%的話，從固態潤滑劑逐漸地釋放到滾動體周圍的潤滑成分量就會不足，會有無法充分地抑制旋轉扭矩(尤其是起動時的扭矩)的上昇之虞慮，還會有固態潤滑劑從保持器分開之虞慮，此外，在長期運轉中會有潤滑成分不足之虞慮。又，如果固態潤滑劑的總體積超過40%的話，內輪和外輪與密封板之間的滑動面積很容易變得太大，而且固態潤滑劑很容易被捲入滾動面內，會有導致旋轉扭矩上昇或發生變動之虞慮。

本發明的張力矯直機用背托輥單元，有時候會發生：洗淨液等流入軸承內部的情況，這個時候，洗淨液等與固態潤滑劑就會發生接觸。藉由將固態潤滑劑的總體積設定在30%以上的作法，可以將固態潤滑劑捲裝(捲繞)在保持器上加以固定，能夠抑制固態潤滑劑的移動和分離。又，既可以確保固態潤滑劑所含的潤滑成分的絕對量，又可以在背托輥單元的長期運轉中，防止潤滑成分變得不足。此外，藉由將固態潤滑劑的總體積設定在40%以下的作法，如上所述般地，可以抑制旋轉扭矩的上昇或發生變動，即使作為輥軋對象的金屬板、金屬帶的材質是延伸強度和表面硬度都比鋼材更低的鋁材等的情況下，也是可以抑制歪斜翹曲、皺紋、軋輥打滑痕跡的發生。

其次，說明在本發明中所使用的固態潤滑劑。本發明中所使用的固態潤滑劑，並未特別地限定其種類，係可以舉出例如：(1)樹脂成分(也包含化學反應之後才成為樹脂成分的物質)與潤滑成分之混合物的固化體、(2)將潤滑成分滲透到固化狀態的樹脂成分內的固態潤滑劑。基於能夠保有較多的潤滑成分，而且又可很緊密地固定在保持器等的理由，優選是使用(1)的固態潤滑劑。茲，詳細地說明固態潤滑劑如下。

固態潤滑劑的樹脂成分，係可使用：超高分子量聚烯烴、聚酰胺、聚縮醛、含氟樹脂、矽酮、聚氨酯、聚烯烴、聚苯乙烯、聚氯乙烯之類的泛用塑膠、工程塑膠。先將這些材料做成粉末狀，再與潤滑成分混合成為混合物之後，對於這個混合物利用加熱等的方式予以固化(硬化)而做成固化體。

超高分子量聚烯烴的具體例，係可舉出：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或者由這些物質的共聚合體所做成的粉末、或者添加了這些物質之各個單獨的粉末之後的混合粉末。此處之各粉末的平均分子量(利用黏度法來測定的平均分子量)是設定在1×10 ⁶～3×10 ⁶為宜。在這種分子量的範圍內的聚烯烴，在剛性和保油性的各方面都優於低分子量的聚烯烴。又，即使是在超高分子量聚烯烴之中，也是使用超高分子量聚乙烯更好。

聚酰胺的具體例，係可舉出：聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺46、聚酰胺6、聚酰胺6-6、聚酰胺6-10、聚酰胺6-12、聚酰胺MXD6等。含氟樹脂，係可舉出：聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚合體(FEP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚合體(PFA)等。

固態潤滑劑的潤滑成分，係可使用潤滑油或潤滑脂。 潤滑油，並未特別地限定，係可以使用：石蠟基或環烷基的礦物油、酯類合成油、醚類合成油、烴系合成油、氟油、矽酮油、動物油、植物油等。這些油可以單獨使用或者當作混合油使用。樹脂成分與潤滑油如果是因為極性等的化學相容性的緣故，而無法互相溶解、分散的話，可以使用黏度相仿的潤滑油，如此一來，比較容易進行物理性的混合，而可防止潤滑油的偏析。

礦物油的具體例，係可舉出：流動石蠟油、主軸油、渦輪機油、機油、發電機油、高度精製油等。酯類合成油的具體例，係可舉出：鄰苯二甲酸二丁酯、癸二酸二-2-乙基己酯、己二酸二辛酯之類的二酯油、三辛酯、三月桂酸十三烷基酯之類的芳香族酯油。醚類合成油的具體例，係可舉出：單烷基二苯醚油、二烷基二苯醚油、聚烷基二苯醚油之類的烷基化二苯醚油。烴系合成油的具體例，係可舉出：1-辛烯、1-壬烯、1-十二烯、1-十二碳烯、1-十三烯、1-十四碳烯、1-十五碳烯、1-十六碳烯、1-NONADECENE(商品名)、1-十八碳烯、1-DOCOSENE (商品名)、1-Eicosene(商品名)、1-Docosene(商品名)、1-Tetradecene(商品名)之類的低聚合物所組成的聚α-烯烴油 (PAO油)。氟油的具體例，係可舉出：全氟聚醚油、三氟氯乙烯的低聚合物等。動物油，係可舉出：蠶蛹油、牛蹄油、豬油(豬油凝脂)、沙丁魚油、鯡魚油等。植物油，係可舉出：山茶花油、橄欖油、花生油、蓖麻油、菜籽油等。

潤滑脂，係在基礎油中添加入增稠劑而形成的，其中的基礎油係可以使用上述的潤滑油。增稠劑的具體例，係可舉出：鋰皂、鋰複合皂、鈣皂、鈣複合皂、鋁皂、鋁複合皂等的皂類、雙脲化合物、聚脲化合物之類的尿素化合物。

雙脲化合物，例如：可利用二異氰酸酯與單胺進行反應而獲得。二異氰酸酯，係可舉出：苯二異氰酸酯、聯苯二異氰酸酯、苯基二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、十八烷二異氰酸酯、癸烷二異氰酸酯、己烷二異氰酸酯等。單胺，係可舉出：辛胺、十二胺、十六胺、十八胺、油胺、苯胺、對甲苯胺、環己胺等。聚脲化合物，例如：可利用二異氰酸酯與單胺、二胺進行反應而獲得。二異氰酸酯、單胺係可舉出：與生成雙脲化合物時所使用的二異氰酸酯、單胺同樣的物質，二胺，係可舉出：乙烯二胺、丙烷二胺、丁烷二胺、己烷二胺、辛烷二胺、苯二胺、甲苯二胺、二甲苯二胺等。

潤滑成分中也可以又含有：二硫化鉬、石墨之類的固體潤滑劑；有機鉬之類的摩擦調整劑；胺、脂肪酸、油脂類等的油性劑；胺基、酚醛基之類的氧化防止劑；石油磺酸鹽、二壬基萘磺酸鹽、山梨糖醇酯之類的防鏽劑；硫系、硫磷系之類的極壓劑；有機鋅、磷系之類的磨損防止劑；苯並三唑、亞硝酸鈉之類的金屬不活性劑；聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯之類的黏度指數提升劑等等的各種添加劑。

其他，在固態潤滑劑中，基於抑制油的滲出之目的、在進行燒結時防止潤滑成分從軸承漏出之目的，亦可添加固體蠟。固體蠟，係可舉出：巴西棕櫚蠟、小燭樹蠟等的植物性蠟；蜂蠟、昆蟲白蠟等的動物性蠟；石蠟等的石油系蠟。固體蠟，也可以是在低分子聚烯烴等的配方中含有上述的各種蠟。

下列的固態潤滑劑A～E之例子，係用來顯示上述的樹脂成分與潤滑成分之具體的組合例以及封裝(封入)方法。

[固態潤滑劑A] 固態潤滑劑A中的樹脂成分，是使用超高分子量聚乙烯粉末，而潤滑成分，是使用在礦物油中分散著鋰皂之潤滑脂。先將這種潤滑脂與超高分子量聚乙烯粉末均勻地混合。將具有流動性的這種混合物，在軸承的滾珠與滾珠之間，以捲裝(捲繞)在保持器的連結部等的方式來進行充填和封入，加熱至超高分子量聚烯烴的凝膠點以上的溫度(融解溫度)來進行燒結，然後進行冷卻使其固化(硬化)而成為固態潤滑劑A。進行混合的方法，並未特別限定，可以使用例如：亨舍爾攪拌機、帶式攪拌機之類的一般的攪拌機。又，加熱燒結條件，優選是加熱到上述的凝膠點以上且在潤滑脂的滴點以下的溫度。例如：超高分子量聚乙烯之平均分子量為1×10 ⁶～3×10 ⁶的情況下，是以150～200℃的溫度進行加熱為宜。固態潤滑劑A中之超高分子量聚乙烯粉末的含量，例如：是設定在整體固態潤滑劑中之20～50質量%。

[固態潤滑劑B] 固態潤滑劑B中的樹脂成分，是使用超高分子量聚烯烴粉末，而潤滑成分，是使用從：流動石蠟、PAO油、植物油以及動物油之中所選出的一種以上的油。此外，潤滑成分，則是使用以從：流動石蠟、PAO油、植物油以及動物油之中所選出的一種以上的油作為其基礎油之潤滑脂。封裝方法等，則是與固態潤滑劑A相同。固態潤滑劑B中之超高分子量聚烯烴粉末的含量，例如：是設定在整體固態潤滑劑中之1～95質量%。

[固態潤滑劑C] 固態潤滑劑C之樹脂成分，是使用變性矽酮油與硬化劑的組合成分，而潤滑成分，則是使用：與矽酮不具有相溶性的潤滑油或者以這種潤滑油作為其基礎油之潤滑脂。所使用的硬化劑，係可舉出：雙酚型環氧化合物、環式脂肪族環氧化合物。藉由在潤滑成分中讓變性矽酮油與硬化劑進行聚合反應，可形成：以矽酮之三維網目構造體來保持住潤滑成分之結構。封裝方法，是與固態潤滑劑A相同，先將變性矽酮油、硬化劑、潤滑成分之均勻混合物，在軸承的滾珠與滾珠之間，充填暨封裝在保持器的連結部等的位置，再以既定的溫度進行加熱燒結來使其硬化，以成為具有上述結構的固態潤滑劑C。固態潤滑劑C中之樹脂成分(變性矽酮油與硬化劑)的含量，例如：是設定在整體固態潤滑劑中之20～80質量%。

[固態潤滑劑D] 固態潤滑劑D之樹脂成分，是使用聚酰胺粉末或聚縮醛粉末，而潤滑成分，則是使用從：流動石蠟、PAO油、植物油以及動物油之中所選出的一種以上的油。並且潤滑成分，是使用以從流動石蠟、PAO油、植物油以及動物油之中所選出的一種以上的油作為其基礎油之潤滑脂。封裝方法等，則是與固態潤滑劑A相同。固態潤滑劑D中之樹脂成分的含量，例如：是設定在整體固態潤滑劑中之1～95質量%。

[固態潤滑劑E] 固態潤滑劑E中之樹脂成分，是使用超高分子量聚烯烴粉末，而潤滑成分，是使用以石蠟系礦物油等來作為其基礎油之潤滑脂，並且又含有固體蠟。這種固體蠟，是在整體固體蠟中含有：合計為13重量%以上的線性碳原子數為36以上的普通石蠟成分之固體蠟。上述普通石蠟成分，優選是：線性碳原子數分布中的含有率的最頻值是線性碳原子數為30～33之間的普通石蠟成分。封裝方法等，係與固態潤滑劑A相同。固態潤滑劑E中之超高分子量聚烯烴粉末的含量，例如：是設定在整體固態潤滑劑中之10～30質量%。又，固體蠟的含量，例如：是設定在整體固態潤滑劑中之1～10質量%。

其他的固態潤滑劑之例子，係可舉出：藉由將多元醇與二異氰酸酯在有潤滑成分存在的環境下進行反應而獲得或者藉由將分子內具有異氰酸酯基的氨基甲酸酯預聚物與硬化劑在有潤滑成分存在的環境下進行反應而獲得之聚氨酯系固態潤滑劑、以及將這種固態潤滑劑再進行發泡之後的固態潤滑劑。

以上的固態潤滑劑，是以將固化前的樹脂成分與潤滑成分的混合物(固態潤滑劑材料)之形態進行充填，並且在軸承內部進行固化。亦即，以上的固態潤滑劑，就是：樹脂成分(也包含進行反應之後成為樹脂成分的物質)與潤滑成分之混合物的固化體。因為是在有潤滑成分存在的環境下將樹脂成分進行固化，因此，能夠保持多量的潤滑成分，而且在運轉時潤滑成分(潤滑脂中的基礎油)是被緩慢地釋放出來，因此可以維持長期間的潤滑性能。此外，即使與洗淨液等發生接觸，潤滑成分也不容易流出。

雖然固態潤滑劑的充填暨封裝(封入)位置，並未特別地限定，優選是以捲裝(捲繞)在波浪形保持器之連結部的方式，來進行充填暨封裝。具體而言，係將固化前之在常溫下具有流動性之潤滑脂狀的混合物，以包覆圍繞在連結部(平板部對接在一起的部分)的周圍且在徑向的上下都超越過平板部而連繫在一起的方式，來進行充填，並且使這個混合物固化(硬化)，而成為捲裝(捲繞)在連結部的狀態之固態潤滑劑。如此一來，可將固態潤滑劑確實地固定於保持器，即使接觸到洗淨液、或者曝露在高溫下，也不容易從保持器脫落。再者，在本發明中之固態潤滑劑的封入量，如上所述，係佔軸承內部空間的容積之30%～40%，因此，並未完全填滿，而是以呈點狀分布的方式配置在滾珠與滾珠之間(珠巢之間)的保持器連結部，所以能夠抑制固態潤滑劑被捲入到滾動面內。 [實施例]

針對於軸承單體、以及針對於使用這種軸承之張力矯直機用背托輥單元，就下列成分A～C的固態潤滑劑的封裝體積做各種的改變，來實施了評比試驗。

成分A： 作為潤滑成分的潤滑脂，是以礦物油當作基礎油，並且是以鋰皂當作增稠劑；以超高分子量聚乙烯粉末來作為樹脂成分；然後，將這種潤滑脂與這種樹脂成分依照既定的比例進行混合。將所製得之混合物，在滾珠軸承(圖2的滾珠軸承)中的滾珠與滾珠之間，以捲裝(捲繞)在保持器的連結部之方式來進行充填，再以既定的溫度進行加熱燒結，然後進行冷卻使其固形化，即可製成內部封裝著成分A的固態潤滑劑之滾珠軸承。依照表1中所顯示之軸承內部空間的容積中之固態潤滑劑的總體積所佔的百分比%的數值，來調整固態潤滑劑之封入量。進行封入的地方係如上所述，是在滾珠軸承的滾珠與滾珠之間的保持器的連結部，並且將各連結部的封入量都調整成大致上均等。隨著封入量的多寡差異，每一個連結部上的固態潤滑劑的大小(體積)也不同。

成分B： 作為潤滑成分的潤滑脂，是以PAO油當作基礎油，並且是以尿素化合物當作增稠劑；以超高分子量聚乙烯粉末來作為樹脂成分；然後，將這種潤滑脂與這種樹脂成分依照既定的比例(與成分A相同的比例)進行混合。將所製得之混合物，在滾珠軸承(圖2的滾珠軸承)中的滾珠與滾珠之間，以捲裝(捲繞)在保持器的連結部之方式來進行充填，再以既定的溫度進行加熱燒結，然後進行冷卻使其固形化，即可製成內部封裝著成分B的固態潤滑劑之滾珠軸承。固態潤滑劑之封入量的調整方法，係與成分A的情況相同。

成分C： 將變性矽酮油和環氧系硬化劑以及潤滑脂混合在一起。潤滑脂係與成分B的潤滑脂相同。樹脂成分(變性矽酮油及環氧系硬化劑)與潤滑成分(潤滑脂)的混合比例，係與成分A相同。將所製得之混合物，在滾珠軸承(圖2的滾珠軸承)中的滾珠與滾珠之間，充填暨封裝在保持器之連結部的位置，然後以既定的溫度進行加熱燒結之後，使其硬化，即可製成內部封裝著成分C的固態潤滑劑之滾珠軸承。固態潤滑劑之封入量的調整方法，係與成分A的情況相同。

首先，針對於各滾珠軸承單體，實施了：起動時扭矩試驗與旋轉時扭矩試驗。將結果顯示於表1。各扭矩試驗，係將試驗軸承予以固定，在既定的溫度及荷重的條件下，分別測定了：起動時發生的扭矩、及以一定的速度進行旋轉時的扭矩。無論各滾珠軸承單體中之固態潤滑劑的封入量多寡，每一個滾珠軸承單體的試驗條件都相同。 關於起動時扭矩之「大小判定」，只要扭矩值超過規定值的話，就在表1中標示為「×」，扭矩值未超過規定值的話，就標示為「〇」。關於「觸感判定」，則是由測試者以手動方式將滾珠軸承單體旋轉時，針對於觸感所做的評比，如果測試者感受到有卡卡的感覺的話，就在表1中標示為「×」，如果測試者未感受到有卡卡的感覺的話，就標示為「〇」。此外，關於旋轉時扭矩之「大小判定」，係與起動時扭矩的情況相同。關於「變動判定」，則是在既定時間間隔之扭矩值的變動幅度超過規定值的話，就在表1中標示為「×」，在既定時間間隔之扭矩值的變動幅度並未超過規定值的話，就標示為「〇」。

又，針對於各滾珠軸承單體，以目視方式觀察已經過既定時間後(試驗結束後)的軸承，來判定運轉後的狀態，並且對於固態潤滑劑的狀態進行確認。將結果顯示於表1。如果有任何異常的話(將異常內容記載於表1中)就在表1中標示為「×」，如果沒有特別的問題的話，就標示為「〇」。

又，將已經封裝著成分A的固態潤滑劑之滾珠軸承，組裝入張力矯直機用背托輥單元(圖1～圖3的背托輥單元)，進行測定起動時的扭矩，並且進行外觀狀態的判定。起動時扭矩的試驗，係與軸承單體的情況相同，外觀狀態的判定，是以目視等的方式來觀察已經過既定時間後(試驗結束後)之背托輥單元內的軸承，確認是否有看到油分。將其結果顯示於表2。

如表1及表2所示，在將固態潤滑劑封裝在用來支承背托輥之滾珠軸承內的結構中，藉由將固態潤滑劑的總體積設定在特定的範圍(軸承內部空間的容積之30%～40%)的作法，係可以確認出來：其具有能夠抑制旋轉扭矩的上昇等的效果。

其他方面的效果，表2中的「30%」的背托輥單元，相對於將成分A的固態潤滑劑的總體積設定為80%，而其他的條件則是相同的背托輥單元，旋轉時的扭矩只需要1／5。 [產業上的可利用性]

本發明的背托輥單元，係可以使用在張力矯直機裝置。尤其是在用來支承背托輥之滾珠軸承內封裝著固態潤滑劑的結構中，能夠抑制旋轉扭矩的上昇，很適合被使用於：徑向荷重小且被要求低扭矩之內部不具有滾柱軸承(針狀滾柱軸承)，只利用滾珠軸承來支承徑向荷重與軸向荷重之結構的背托輥單元。

1:背托輥單元 2:滾珠軸承 3:軸 4:輥子 5:內輪 6:外輪 7:保持器 7a:珠巢 7b:連結部 8:滾珠 9:固態潤滑劑 10:密封板 11:罩板 21:張力矯直機裝置 22:金屬板 23:輥子單元 24:工作輥 25:中間輥 26:背托輥 27:偏轉輥

[圖1]係顯示本發明的背托輥單元之一例的立體圖。 [圖2]係顯示圖1中的滾珠軸承部分的放大圖。 [圖3]係顯示圖2中的滾珠軸承部分的正面圖。 [圖4]係顯示張力矯直機裝置的概要圖。

1:背托輥單元

2:滾珠軸承

3:軸

4:輥子

5:內輪

6:外輪

7:保持器

7a:珠巢

7b:連結部

8:滾珠

9:固態潤滑劑

10:密封板

11:罩板

Claims (6)

1. 一種張力矯直機用背托輥單元，其係在輥子與軸之間，配置著將前述輥子可旋轉地支承在前述軸上的滾珠軸承之張力矯直機用背托輥單元，其特徵為： 前述滾珠軸承，係具有：作為軌道輪之內輪及外輪、介裝在這個內輪與外輪之間的複數個滾珠、以及用來保持這些滾珠的保持器， 在前述滾珠軸承的軸承內部空間內，封裝著固態潤滑劑，前述固態潤滑劑的總體積是佔前述軸承內部空間的容積之30%～40%。
2. 如請求項1所述之張力矯直機用背托輥單元，其中， 前述保持器，係藉由位於用來保持前述滾珠的珠巢之間的連結部來將一對環狀體結合在一起之波浪形保持器， 前述固態潤滑劑，係在前述滾珠的彼此之間，被固定在前述保持器的連結部。
3. 如請求項1所述之張力矯直機用背托輥單元，其中， 前述固態潤滑劑，係樹脂成分與潤滑成分之混合物的固化體。
4. 如請求項3所述之張力矯直機用背托輥單元，其中， 前述樹脂成分，係超高分子量聚烯烴，而前述潤滑成分，係含有基礎油及增稠劑之潤滑脂。
5. 如請求項1所述之張力矯直機用背托輥單元，其中， 前述滾珠軸承，係具有：被固定在前述內輪及前述外輪之其中一方的軌道輪上的密封板，並且在該密封板與另外一方的軌道輪之間具有間隙。
6. 如請求項1所述之張力矯直機用背托輥單元，其中， 在該背托輥單元內部並不具有滾柱軸承。

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