JP2006300324A - ベアリング内側レースとジャーナルとの間のアセンブリ構成、そのような構成に適するレースおよびジャーナル、ならびにそれらが備え付けられているターボ機械 - Google Patents
ベアリング内側レースとジャーナルとの間のアセンブリ構成、そのような構成に適するレースおよびジャーナル、ならびにそれらが備え付けられているターボ機械 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】従来の不都合を有していない内側レースとジャーナルのアセンブリ構成を提供する。
【解決手段】ベアリングの内側レース6と、このベアリング内に回転支持されるジャーナル2との間のアセンブリ構成は、互いに対向して配置されたとき、環状チャネル52を形成するように相互に作用する、ジャーナル環状溝36およびレース環状溝26と、前記ジャーナル2と前記内側レース6との間における並進の相対運動を防止する、前記環状チャネル52内に配置される止めリング40と、前記ジャーナル2と前記内側レース6との間における回転の相対運動を防止すべく相互に作用する、前記ジャーナル2の少なくとも1つの凹所38および前記内側レース6の少なくとも1つの歯32とを備えている。
【選択図】図1
【解決手段】ベアリングの内側レース6と、このベアリング内に回転支持されるジャーナル2との間のアセンブリ構成は、互いに対向して配置されたとき、環状チャネル52を形成するように相互に作用する、ジャーナル環状溝36およびレース環状溝26と、前記ジャーナル2と前記内側レース6との間における並進の相対運動を防止する、前記環状チャネル52内に配置される止めリング40と、前記ジャーナル2と前記内側レース6との間における回転の相対運動を防止すべく相互に作用する、前記ジャーナル2の少なくとも1つの凹所38および前記内側レース6の少なくとも1つの歯32とを備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、ベアリングの内側レースと、このベアリングによって回転状態で案内されるジャーナルとの間のアセンブリに関する。
内側レースとジャーナルを組み立てることを可能にするアセンブリ構成が、意図されている。
そのようなアセンブリ構成に適するベアリング内側レース、およびそのようなアセンブリ構成に適するジャーナルが意図されている。
最後に、そのようなベアリング内側レースおよび/またはそのようなジャーナルが備え付けられ、および/またはそのようなアセンブリ構成が備え付けられた、ターボ機械が意図されている。
以下の全てにおいて、「ジャーナル」なる用語は、回転シャフトと同様なあらゆる部分または回転シャフトに属する部分として理解されるべきものに、用いられるであろう。
図2および図3は、ジャーナルとベアリング内側レースとの間のアセンブリのそれぞれ2つの知られている構成を、概略的に且つ軸方向断面において図解している。これら2つの例においては、ベアリングは、ローラベアリングである。
「軸方向断面」は、ジャーナルの長手軸に沿ってとられた断面を意味している。これら2つの図においては、同様の要素には、同様の参照符号を付している。
参照符号102は、軸104を有しているジャーナルを示している。ジャーナル102は、ベアリング内側レース106およびベアリング外側レース108を有するベアリングによって支持されている。ベアリング内側レース106とベアリング外側レース108との間に、ローラ110がある。ベアリング外側レースは、固定部分112に取り付けられている。ベアリング内側レース106は、ジャーナル102に取り付けられている。
図2は、ベアリング内側レース106が、溶接部116を用いてジャーナル102の端部に取り付けられている、アセンブリ構成を図解している。
ベアリング内側レース106は、ここでは、ジャーナル102の延長部を形成している。換言すれば、この構成は、ローラ110がジャーナル102に直接的に組み込まれている構成と同様である。
そのような溶接によるアセンブリ構成は、不都合を有している。特に、ベアリング内側レース106とジャーナル102とは、異なる材料で作られている。異なる材料で作られた2つの部品の間で堅固な溶接をなすことは、しばしば困難である。加えて、そのような溶接がなされるとき、アセンブリの寿命が、いつも十分であるとは限らない。
図3は、ベアリング内側レース106が、ジャーナル102の肩部118に対して軸方向にクランプされることによって装備され、且つクランピングナット120を用いて取り付けられているアセンブリ構成を図解している。クランピングナット120に結合された抗回転装置122は、ジャーナル102に対するクランピングナット120の回転を防止している。
クランピングナットによるそのような機械的アセンブリは、溶接によるアセンブリ特有の不都合を有していない。しかしながら、アセンブリの大きさに関連した他の不都合を有している。特に、そのようなアセンブリを受け入れるように構成されるターボ機械においては、ジャーナルまたは回転シャフトの軸方向長さを制限することがますます必要となっている。クランピングナット120、およびベアリング内側レース106を越えるジャーナル102の端部に配置されるその抗回転装置122の存在は、ジャーナル102の軸方向長さが、溶接によるアセンブリに適するジャーナル102の軸方向長さよりも大きくなるようにすることを要求する。
欧州特許第0359659号明細書
英国特許出願公開第2382386号明細書
米国特許第3985458号明細書
米国特許第5685650号明細書
米国特許第5183342号明細書
本発明の目的は、前述された不都合を有していない内側レースとジャーナルのアセンブリ構成を提供することにある。
より詳細には、本発明の目的は、機械的であり且つジャーナルの軸方向長さにおける増大を必要としない、アセンブリ構成を提供することにある。
以下における全てにおいて、それぞれ「ベアリング内側レース」、「ベアリング外側レース」は、単に「内側レース」、「外側レース」とそれぞれ呼ばれるであろう。
第1の態様によれば、本発明は、ベアリングの内側レースとこのベアリング内に回転支持されるジャーナルとの間のアセンブリ構成に関し、ジャーナルが軸を有する。このベアリング構成は、
ジャーナルの外側面に作られるジャーナル環状溝、および内側レースの内側面に作られるレース環状溝を備え、2つの環状溝が、それら環状溝が互いに対向して配置されたとき、ジャーナルと内側面との間に環状チャネルを形成すべく相互に作用し、ベアリング構成はさらに、
ジャーナルと内側レースとの間におけるジャーナルの軸に沿った並進の相対運動を防止する、環状チャネル内に配置される止めリングと、
ジャーナルと内側レースとの間における、ジャーナルの軸の周りでの回転の相対運動を防止すべく相互に作用する、前記ジャーナルの少なくとも1つの凹所および前記内側レースの少なくとも1つの歯とを備えている。
ジャーナルの外側面に作られるジャーナル環状溝、および内側レースの内側面に作られるレース環状溝を備え、2つの環状溝が、それら環状溝が互いに対向して配置されたとき、ジャーナルと内側面との間に環状チャネルを形成すべく相互に作用し、ベアリング構成はさらに、
ジャーナルと内側レースとの間におけるジャーナルの軸に沿った並進の相対運動を防止する、環状チャネル内に配置される止めリングと、
ジャーナルと内側レースとの間における、ジャーナルの軸の周りでの回転の相対運動を防止すべく相互に作用する、前記ジャーナルの少なくとも1つの凹所および前記内側レースの少なくとも1つの歯とを備えている。
各歯は、内側レースの内側面から内方へ径方向に延びている。
少なくとも1つの凹所は、ジャーナルの非貫通穴からなっていてもよい。少なくとも1つの凹所は、ジャーナルの長手方向溝からなっていてもよい。
好ましくは、アセンブリ構成は、レース環状溝を内側レースの外側面に接続する少なくとも1つの開口を備えている。
好ましくは、止めリングは、環状チャネルに挿入するのをより容易にするべく割れ目を備えている。
好ましくは、ジャーナル環状溝および少なくとも1つの凹所は、ジャーナルの外側面に開口し且つジャーナルを通して内側レースへオイルを搬送する、少なくとも1つのオイルダクトの両側に配置される。
加えて、アセンブリ構成は、レース環状溝の近傍に、内側レースのベベルを備えている。
任意には、アセンブリ構成は、ジャーナルに内側レースの軸方向接合部を生成すべく相互に作用する、レース径方向肩部およびジャーナル径方向肩部を備えている。
第2の態様によれば、本発明は、本発明の第1の態様による、この内側レースとジャーナルとの間のアセンブリ構成に適するベアリング内側レースに関するものである。ジャーナルは、軸を有している。このレースは、
ベアリング外側レースと相互に作用するように構成されたレース本体と、
ジャーナルと内側レースとの間における、ジャーナルの軸に沿った並進の相対運動を防止するための第1のレースアセンブリ手段を備える、第1のレース端部と、
ジャーナルと内側レースとの間における、ジャーナルの軸の周りでの回転の相対運動を防止するための第2のレースアセンブリ手段を備える、第2のレース端部とを備えている。
ベアリング外側レースと相互に作用するように構成されたレース本体と、
ジャーナルと内側レースとの間における、ジャーナルの軸に沿った並進の相対運動を防止するための第1のレースアセンブリ手段を備える、第1のレース端部と、
ジャーナルと内側レースとの間における、ジャーナルの軸の周りでの回転の相対運動を防止するための第2のレースアセンブリ手段を備える、第2のレース端部とを備えている。
第1のレースアセンブリ手段は、内側レースの内側面に作られたレース環状溝を備えている。
第1のレースアセンブリ手段は、また、内側レースの内側面およびレース環状溝の近傍において、第1のレース端部の先端に作られるベベルを備えている。
第1のレースアセンブリ手段は、また、レース環状溝を内側レースの外側面に接続する、少なくとも1つの開口を備えている。
第2のレースアセンブリ手段は、第2のレース端部の先端にて径方向内方向きに延びる、少なくとも1つの歯を備えている。
任意には、ベアリング内側レースは、レース本体と第1のレース端部との間にレース径方向肩部を備えている。
第3の態様によれば、本発明は、本発明の第1の態様による、この内側レースとジャーナルとの間のアセンブリ構成に適するジャーナルに関するものである。ジャーナルは、軸を有している。そのジャーナルは、
ジャーナルと内側レースとの間における、ジャーナルの軸に沿った並進の相対運動を防止するための第1のジャーナルアセンブリ手段と、
ジャーナルと内側レースとの間における、ジャーナルの軸の周りでの回転の相対運動を防止するための第2のジャーナルアセンブリ手段とを備えている。
ジャーナルと内側レースとの間における、ジャーナルの軸に沿った並進の相対運動を防止するための第1のジャーナルアセンブリ手段と、
ジャーナルと内側レースとの間における、ジャーナルの軸の周りでの回転の相対運動を防止するための第2のジャーナルアセンブリ手段とを備えている。
第1のジャーナルアセンブリ手段は、ジャーナルの外側面に作られたジャーナル環状溝を備えている。
第2のジャーナルアセンブリ手段は、ジャーナルに作られた少なくとも1つの凹所を備えている。
各凹所は、例えば、ジャーナルの非貫通穴、またはさもなければジャーナルの長手方向溝であってもよい。
任意には、ジャーナルは、ジャーナル径方向肩部を備えている。
好ましくは、ジャーナルは、前記第1のジャーナルアセンブリ手段と前記第2のジャーナルアセンブリ手段との間において、前記ジャーナルの外側面に開口する、少なくとも1つのオイルダクトを備えている。
第4の態様によれば、本発明は、第1の態様によるアセンブリ構成が備え付けられているか、第2の態様によるベアリング内側レースが備え付けられているか、または第3の態様によるジャーナルが備え付けられている、ターボ機械、特に航空機エンジンに関する。
本発明によるアセンブリ構成は、ユーザが、ジャーナル上に内側レースをジャーナルの端部に向かって組み立てることを所望するときに、特に適している。それは、ジャーナルの軸方向寸法を低減することを所望するときに、特に価値がある。これは、ジャーナルの端部が他の部分に接近しており、且つユーザが、ターボ機械の運転の間、それらの間のいかなる衝突またはいかなる接触をも防止することを所望するときに、特に該当する。
本発明は、添付された図面を参照して、例示として与えられ且つ決して限定でない、本発明の実施形態の以下の詳細な説明を読むことによって、より良く理解されるであろう。
図1を参照すると、本発明に従ったアセンブリ構成が示されている。軸4を有するジャーナル2は、内側レース6および外側レース8を備えるベアリングによって回転状態で支持されている。図解された例においては、ベアリングは、ローラベアリングであり、ローラ10は、外側レース8と内側レース6との間に配置される。
ベアリング外側レース108は、固定された部分12に取り付けられている。
内側レース6は、ローリング動作を提供するように、ローラ10を介して外側レース8と相互に作用する、レース本体60を備えている。内側レース6は、また、レース本体60の両側において軸方向に延びる環状部分である、第1のレース端部62と第2のレース端部64を備えている。内側レース6は、さらに、レース内側面66とレース外側面68を備えている。
ジャーナル2は、軸4と、ジャーナル外側面24と、ジャーナル端部50とを備えている。
ジャーナル2および内側レース6は、第1のレースアセンブリ手段26、28、30、第2のレースアセンブリ手段32、第1のジャーナルアセンブリ手段36、第2のジャーナルアセンブリ手段38、および付加的なアセンブリ手段40を用いて、一緒に組み立てられている。
第1のレースアセンブリ手段26、28、30は、第1のレース端部62において、レース内側面66に作られるレース環状溝26を備えている。
第1のレースアセンブリ手段26、28、30は、また、第1のレース端部62の先端およびレース環状溝26の近傍において、レース内側面66にベベル28を備えている。
第1のレースアセンブリ手段26、28、30は、さらに、内側レース6を径方向に横切る少なくとも1つの開口30を備えている。各開口30は、レース環状溝26とレース外側面68とを接続している。複数の開口30が存在するとき、それらは、内側レース6に径方向に分布され得る。
第2のレースアセンブリ手段32は、第2のレース端部64においてレース内側面66から径方向内方向きに延びる、少なくとも1つの歯32を備えている。それは、単一歯32であっても、あるいは実質的にレース内側面66の周囲にわたって、例えば互いに等距離に分配される複数の歯32であってもよい。
第1のジャーナルアセンブリ手段36は、ジャーナル外側面24に作られるジャーナル環状溝36を備えている。
第2のジャーナルアセンブリ手段38は、ジャーナル2の少なくとも1つの凹所38を備えている。これは、単一の凹所38であってもよく、あるいは実質的にジャーナル外側面24の周囲にわたって、例えば互いに等距離に分配される複数の凹所38であってもよい。
各凹所38は、例えば、ジャーナル2に機械加工された非貫通穴であってもよく、あるいはジャーナル2に機械加工された長手方向溝であってもよい。
任意には、内側レースは、レース本体60と第1のレース端部62との間に径方向に延びるレース肩部34を備え、且つジャーナルは、径方向に延びるジャーナル肩部18を備えている。図解された例においては、レース肩部34は、径方向内方向きに延び、ジャーナル肩部18は、径方向外方向きに延びる。
アセンブリ構成は、止めリング40を有する付加的なアセンブリ手段40を備えている。
内側レース6とジャーナル2との間のアセンブリが作られるとき、レース内側面66は、ジャーナル外側面24に対向する。
内側レース6とジャーナル2との間のアセンブリが作られるとき、各歯32と内側レース6は、ジャーナル2の対応する凹所38に係合される。歯32と凹所38との相互作用によって、内側レース6およびジャーナル2は、相互間の軸周りの回転における運動が防止される。
内側レース6とジャーナル2との間のアセンブリが作られるとき、レース環状溝26とジャーナル環状溝36は、その中に止めリング40が挿入される環状チャネル52を形成するように相互に作用する。止めリング40と環状チャネル52との間の相互作用のために、内側レース6およびジャーナル2は、相互間の軸方向の並進運動が防止される。
加えて、ジャーナル2には、少なくとも1つのジャーナルオイルダクト46が備え付けられ、このジャーナルオイルダクト46は、ジャーナル環状溝36と少なくとも1つの凹所38との間に配置され、ジャーナル2を通して内側レース6にオイルを運ぶ目的で、ジャーナル外側面24に開口している。同様に、内側レース6には、オイルをローラ10に運ぶ目的で内側レースを径方向に横切る、レースオイルダクト48が備え付けられている。
アセンブリ構成の据え付けは、以下に説明する2つの操作を有している。
第1の操作の間に、止めリング40が、ジャーナル環状溝36内に挿入される。
好ましくは、止めリング40には、ジャーナル環状溝36内に挿入するのをより容易にするために、割れ目(図示せず)が備えられている。この割れ目は、止めリング40の径方向に向けられていてもよく、またはこの径方向に対して斜めであってもよい。
第2の操作の間、内側レース6は、ジャーナル端部50を経由してジャーナル2に挿入される。内側レース6のベベル28の存在は、止めリング40上に内側レース6を係合させるのを容易にする。
内側レース6とジャーナル2に、それぞれの肩部34および18が備えられるとき、肩部は、互いに対して接触し、挿入の方向におけるジャーナル2の内側レース6に対する軸方向の接合部として機能する。
動作中、回転は、レース環状溝26に対して押圧する止めリング40の膨張を生じさせる。
アセンブリ構成の分解は、以下の操作を含む。止めリング40が、適切な工具を用いてジャーナル環状溝36から取り外される。例えば、内側レース6の開口30内に入り込み且つ止めリング40を押し出す、ピンまたはラグを有する工具が、使用されてもよい。同時に、内側レース6は、ジャーナル2からジャーナル端部50の方向に引き出される。
2 ジャーナル
4 軸
6 内側レース
8 外側レース
10 ローラ
12 固定された部分
18 ジャーナル肩部
24 ジャーナル外側面
26 レース環状溝
28 ベベル
30 開口
32 歯
34 レース肩部
36 ジャーナル環状溝
38 凹所
40 止めリング
50 ジャーナル端部
60 レース本体
62 第1のレース端部
64 第2のレース端部
66 レース内側面
68 レース外側面
4 軸
6 内側レース
8 外側レース
10 ローラ
12 固定された部分
18 ジャーナル肩部
24 ジャーナル外側面
26 レース環状溝
28 ベベル
30 開口
32 歯
34 レース肩部
36 ジャーナル環状溝
38 凹所
40 止めリング
50 ジャーナル端部
60 レース本体
62 第1のレース端部
64 第2のレース端部
66 レース内側面
68 レース外側面
Claims (25)
- ベアリングの内側レースと、前記ベアリング内に回転支持されるジャーナルとの間のアセンブリ構成であって、前記ジャーナルが軸を有し、前記アセンブリ構成が、
前記ジャーナルの外側面に作られるジャーナル環状溝、および前記内側レースの内側面に作られるレース環状溝を備え、前記2つの環状溝が、互いに対向して配置されたとき、前記2つの環状溝が、前記ジャーナルと前記内側面との間に環状チャネルを形成するように相互に作用し、前記アセンブリ構成がさらに、
前記ジャーナルと前記内側レースとの間における前記軸に沿った並進の相対運動を防止する、前記環状チャネル内に配置される止めリングと、
前記ジャーナルと前記内側レースとの間における、前記軸の周りでの回転の相対運動を防止するために相互に作用する、前記ジャーナルの少なくとも1つの凹所および前記内側レースの少なくとも1つの歯とを備える、アセンブリ構成。 - 各歯が、内側レースの内側面から内方へ径方向に延びる、請求項1に記載のアセンブリ構成。
- 各凹所が、ジャーナルの非貫通穴からなる、請求項1に記載のアセンブリ構成。
- 各凹所が、ジャーナルの長手方向溝からなる、請求項1に記載のアセンブリ構成。
- 前記レース環状溝を前記内側レースの外側面に接続する少なくとも1つの開口を備える、請求項1に記載のアセンブリ構成。
- 前記止めリングが、前記環状チャネルに挿入するのをより容易にするように割れ目を備える、請求項1に記載のアセンブリ構成。
- 前記ジャーナル環状溝および前記少なくとも1つの凹所が、少なくとも1つのオイルダクトの両側に配置され、該オイルダクトが、ジャーナルの外側面に開口し且つ前記ジャーナルを通って前記内側レースへオイルを搬送する、請求項1に記載のアセンブリ構成。
- レース環状溝の近傍に、内側レースのベベルを備える、請求項1に記載のアセンブリ構成。
- 前記ジャーナルに前記内側レースの軸方向接合部を生成するように相互に作用する、レース径方向肩部およびジャーナル径方向肩部を備える、請求項1に記載のアセンブリ構成。
- ベアリング内側レースとジャーナルとの間の、請求項1に記載のアセンブリ構成に適するベアリング内側レースであり、前記ジャーナルが軸を有し、前記ベアリング内側レースが、
ベアリング外側レースと相互に作用するように構成されたレース本体と、
前記ジャーナルと前記内側レースとの間における、前記軸に沿った並進の相対運動を防止するための第1のレースアセンブリ手段を備える、第1のレース端部と、
前記ジャーナルと前記内側レースとの間における、前記軸の周りでの回転の相対運動を防止するための第2のレースアセンブリ手段を備える、第2のレース端部と、を備える、ベアリング内側レース。 - 前記第1のレースアセンブリ手段が、前記内側レースの内側面に作られたレース環状溝を備える、請求項10に記載のベアリング内側レース。
- 第1のレースアセンブリ手段が、前記内側レースの内側面および前記レース環状溝の近傍における、前記第1のレース端部の先端に作られるベベルを備える、請求項11に記載のベアリング内側レース。
- 前記第1のレースアセンブリ手段が、前記レース環状溝を前記内側レースの外側面に接続する少なくとも1つの開口を備える、請求項10に記載のベアリング内側レース。
- 前記第2のレースアセンブリ手段が、第2のレース端部の先端にて径方向内方向きに延びる、少なくとも1つの歯を備える、請求項10に記載のベアリング内側レース。
- レース本体と第1のレース端部との間にレース径方向肩部を備える、請求項10に記載のベアリング内側レース。
- ベアリング内側レースとジャーナルとの間の、請求項1に記載のアセンブリ構成に適するジャーナルであって、前記ジャーナルが軸を有し、前記ジャーナルが、
前記ジャーナルと前記内側レースとの間における、前記軸に沿った並進の相対運動を防止するための第1のジャーナルアセンブリ手段と、
前記ジャーナルと前記内側レースとの間における、前記軸の周りでの回転の相対運動を防止するための第2のジャーナルアセンブリ手段とを備える、ジャーナル。 - 前記第1のジャーナルアセンブリ手段が、前記ジャーナルの外側面に作られたジャーナル環状溝を備える、請求項16に記載のジャーナル。
- 前記第2のジャーナルアセンブリ手段が、前記ジャーナルに作られた少なくとも1つの凹所を備える、請求項16に記載のジャーナル。
- 各凹所が、ジャーナルの非貫通穴である、請求項18に記載のジャーナル。
- 各凹所が、ジャーナルの長手方向溝からなる、請求項18に記載のジャーナル。
- ジャーナル径方向肩部を備える、請求項16に記載のジャーナル。
- 前記第1のジャーナルアセンブリ手段と前記第2のジャーナルアセンブリ手段との間に、前記ジャーナルの外側面に開口する少なくとも1つのオイルダクトを備える、請求項16に記載のジャーナル。
- 請求項1に記載のアセンブリ構成が備え付けられている、ターボ機械、特に航空機エンジン。
- 請求項10に記載のベアリング内側レースが備え付けられている、ターボ機械、特に航空機エンジン。
- 請求項16に記載のジャーナルが備え付けられている、ターボ機械、特に航空機エンジン。
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