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

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

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。

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。

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。

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。

本発明に従った、内側レースとジャーナルとの間のアセンブリ構成の実施形態を、概略的に且つ軸方向断面にて図解している。 内側レースとジャーナルとの間の第１の知られているアセンブリ構成を、概略的に且つ軸方向断面にて図解している。 内側レースとジャーナルとの間の第２の知られているアセンブリ構成を、概略的に且つ軸方向断面にて図解している。

符号の説明

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

Claims (25)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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。
15. 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。
16. 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。
17. 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。
18. 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。
19. 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。
20. 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。
21. 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。
22. 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。
23. 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。
24. 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。
25. 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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