JP2008286224A - 回転機器における潤滑材拡散抑止機構 - Google Patents

Abstract

【課題】転がり軸受から飛散した潤滑材が回転機器の他の部材等に拡散することを効果的に抑止することができる部材を備えた回転機器を提供する。
【解決手段】回転軸１と、回転軸１を支承する転がり軸受２と、回転軸１を転がり軸受２を介して回転可能に軸支する静止部材３とを少なくとも備えた回転機器Ｒにおいて、遮蔽部材Ｍと受容部Ｈとを具備してなる潤滑材拡散抑止機構Ｋを具備することとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転機器における潤滑材拡散抑止機構に関するものである。

従来から、回転軸の軸受として種々の転がり軸受が知られている（例えば特許文献１参照）。

転がり軸受は、内輪及び外輪と、内輪と外輪との間に設置されるボールやころ等の転動体と、この転動体を保持する保持器とを備えたものである。そして、内輪及び外輪の間には、回転による各部品間の円滑な動作の確保や、摩擦による焼き付きの防止等の目的で所定量のグリース等の潤滑材が施されていることが一般的である。

このような転がり軸受では、回転時に内輪と外輪の間からグリース等の潤滑材が外部に飛散してしまうため、飛散を防ぐ対策として例えば外輪の内周面に取り付けた樹脂等を用いたシール部材を、内輪の外周面に接触させて密封しているものがある。
特開平８−１５４３６５号公報

しかしながら、シール部材を内輪の外周面に接触させているような転がり軸受であると、シール部材と内輪の外周面とが摺動して、摩擦による発熱や、部品の損傷等が発生するという問題がある。このため、特に高速で回転する機器においては、従来から摩擦を回避するためにシール部と内輪との間に僅かな隙間を設けているものが用いられていた。

したがって、転がり軸受の内部を完全には密閉することができず、転がり軸受の内部から潤滑材が飛散することを完全に防ぐことは困難であった。そのため、回転機器の他の部材に潤滑材が拡散し、機器の不具合を招くという問題がある。特に、機器の運用初期段階においては、潤滑材の飛散の程度は著しい。

また、従来の対策例としては図５に示すように、転がり軸受２の内部から飛散した潤滑材Ｇが他の部材に拡散することを回避するべく、転がり軸受２の外輪部２２を保持する静止部材３に遮蔽部３２を設けるものがあった。しかし、静止部材３に遮蔽部３２を設けたことに起因して、転がり軸受２の内輪部２１を固定するためのスペーサＢの大きさが制限され、内輪部２１を回転軸１に設けられた係止部１１との間で軸方向に確実に固定することが困難になるという問題があった。

更に、このようなものであると機器に故障が生じた場合やオーバーホール時の機器解体作業において、回転部材たる翼車４を取り外しても、静止部材３の側に遮蔽部３２を設けたために転がり軸受２を露出させることができず、転がり軸受２を取り外すことが困難になるといった不具合もあった。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、第一の目的は、回転機器において転がり軸受から飛散する潤滑材の拡散を効果的に抑止するとともに、回転機器に故障が生じた場合やオーバーホール時の機器解体作業において、転がり軸受を取り外す作業等を容易にし、メンテナンス性に優れた潤滑材拡散抑止機構を提供することにある。

また、第二の目的は、転がり軸受を回転軸に確実に固定することができる潤滑材拡散抑止機構を提供することにある。

すなわち、請求項１記載の発明は、第一の目的を達成するために、回転軸と、前記回転軸を支承する転がり軸受と、前記回転軸を前記転がり軸受を介して回転可能に軸支する静止部材とを備えた回転機器における潤滑材拡散抑止機構であって、前記転がり軸受の側面に対面配置した遮蔽部材と、この遮蔽部材に向けて飛散した潤滑材を受け止めて保持する受容部とを具備してなることを特徴とする。

このようなものであれば、転がり軸受から飛散した潤滑材が、遮蔽部材に設けられた受容部に受け止められるため、飛散した潤滑材が回転機器の他の部材に拡散することを効果的に抑止することができる。しかも、遮蔽部材が静止部材とは独立したものであるため、回転機器に故障が生じた場合やオーバーホール時の機器解体作業において、遮蔽部材を容易に取り外すことができ、転がり軸受を取り外す作業等が容易なものとなる。

なお、遮蔽部材に設けられた受容部の大きさは転がり軸受内部の潤滑材の封入量よりも大きなものとすればより効果的に潤滑材を受け止めることができる。

また、請求項２記載の発明は、第一の目的を達成するために、受容部の開口端の幅が、受容部内部の幅よりも狭いものとしている。このようなものであれば、転がり軸受から飛散した潤滑材を受容部内部に効果的に留めておくことができる。

更に、請求項３記載の発明は、第一の目的に加えて、第二の目的をも達成するため、前記遮蔽部材が前記回転軸側に設けられたものとしている。このようなものであれば、潤滑材の拡散を抑止できるのみならず、回転軸側に設けた遮蔽部材が転がり軸受の内輪を確実に固定することができる。

また、請求項４の発明は、第一の目的を達成するため、前記遮蔽部材と他の部材との間に形成される隙間に、回転軸の回転を利用して前記転がり軸受方向への気流を発生させる気流発生部を具備する。このようなものであれば、回転軸の回転を利用して気流発生部が飛散した潤滑材に対向する方向への気流を発生させるため、潤滑材の拡散をより効果的に抑止することができる。ここで、他の部材とは、静止部材や回転軸、その他スペーサや回転部材等の種々の部材が挙げられる。

請求項５記載の発明は、第一の目的を達成するため、回転軸と、前記回転軸を支承する転がり軸受と、前記回転軸を前記転がり軸受を介して回転可能に軸支する静止部材とを備えた回転機器における潤滑材拡散抑止機構であって、前記転がり軸受の側面に対面配置した遮蔽部材と、前記回転軸の回転を利用して前記転がり軸受方向への気流を発生させる気流発生部とを具備する。このようなものであると、気流発生部が回転軸の回転を利用して転がり軸受方向への気流を発生させることにより、飛散した潤滑材を気流によって押し戻すことができるため、潤滑材の拡散を効果的に抑止することができる。

以上説明したように本発明によれば、転がり軸受から飛散した潤滑材が回転機器の他の部材等に拡散することを効果的に抑止することができるため、潤滑材が拡散し、機器の不具合を招来する事態を効果的に回避することができる。

以下、本発明の第１実施例を、図１を参照して説明する。

図１は、潤滑材拡散抑止機構Ｋを示す概略断面模式図である。潤滑材拡散抑止機構Ｋを具備する回転機器Ｒには、例えば、高速回転機器であるターボファン等が挙げられる。

回転機器Ｒは、回転軸１と、回転軸１を支承する転がり軸受２と、回転軸１を転がり軸受２を介して回転可能に軸支する静止部材３と、回転軸１に軸着される回転部材たる翼車４と、転がり軸受２の側面に対面配置した遮蔽部材Ｍと、この遮蔽部材Ｍに向けて飛散した潤滑材を受け止めて保持する受容部Ｈとを具備してなる。

また、回転軸１及び回転軸１に軸着される転がり軸受３及び翼車４を回転駆動するために、図示しないモータが所定箇所に配設される。

回転軸１は、翼車４、遮蔽部材Ｍ、及び転がり軸受２に貫通させたものである。回転軸１の端部には雄ねじ１２が設けられるとともに所定箇所に係止部１１が設けられ、回転軸１に、転がり軸受２、遮蔽部材Ｍ及び翼車４が挿入された後にナット５を螺着することにより転がり軸受２、遮蔽部材Ｍ及び翼車４が回転軸１に固定される。

転がり軸受２は、内輪部２１と、外輪部２２と、内輪部２１と外輪部２２との間に設置される転動体であるボール２３と、ボール２３を保持する図示しない保持器と、外輪部２２の内周面に取り付けられ、内輪部２１の外周面に僅かな隙間２５を形成して内輪部２１と外輪部２２の間を遮蔽する遮蔽シール２４を具備する。転がり軸受２の内部には、所定量のグリース等の潤滑材Ｇが封入されており、転がり軸受２の円滑な動作や摩擦による焼付きの防止に寄与する。

なお、転がり軸受２には、玉軸受やころ軸受等が挙げられるが、本発明はこれらに限られるものではない。また、潤滑材Ｇには、グリース等の半固体製品ばかりでなく、油等の液体製品などが挙げられる。さらに、遮蔽シール２４の代わりにシールド等を用いたものでもよい。もちろん、遮蔽シール２４が設けられていない開放型の転がり軸受であってもよい。

静止部材３は、転がり軸受２の外輪２２を係止させる保持穴３１を備え、回転軸１を回転可能に軸支するようにしている。なお、静止部材３は例えば全体として円筒形状をしたケーシングであり、内部の回転軸１側に図示しない回転子が取着され、静止部材側には図示しない固定子が配設され、電磁相互作用により、回転軸１周りの回転駆動力に変換する作用を営むものである。

回転部材たる翼車４は、軸対称のもので、高速回転によって気流を生成するように構成される。なお、翼車４は後で詳述する遮蔽部材Ｍと一体に形成されたものである。翼車４は回転軸１に挿通した後にナット５によって螺着され、回転軸１の所定箇所に固定される。

しかして、本実施形態における潤滑材抑止機構Ｋは、転がり軸受２の側面に対面配置した遮蔽部材Ｍと、遮蔽部材Ｍに向けて飛散した潤滑材Ｇを受け止めて保持する受容部Ｈとを備えている。

遮蔽部材Ｍは、軸対称のもので、転がり軸受２の側面に対面配置したものである。また、遮蔽部材Ｍは、回転軸１側に設けられている。なお、本実施例では回転部材たる翼車４と一体に形成している。このようなものであると、回転機器の部品点数を増やすことなく所期の目的を達成することができる。

遮蔽部材Ｍは、受容部Ｈを備えたもので、断面は開口側を転がり軸受２に向けた略凹形状をなす。また、転がり軸受２の内輪部２１と対面する内輪対面部Ｍ２は内輪部２１の側面に当接させてある。一方、転がり軸受２の外輪部２２と対面する外輪対面部Ｍ３は、外輪部２２の側面と摺接してしまうと、これらが摩擦して機器の損傷を招くため、外輪部２２の側面との間に隙間を形成して位置する。また、遮蔽部材Ｍの外周面部Ｍ１と、静止部材３の内周面である内周面部３３との間には隙間が形成される。

次に、受容部Ｈについて説明する。

受容部Ｈは、転がり軸受２から飛散する潤滑材Ｇを受け止めるための空間を構成し、図１に示されるように遮蔽部材Ｍの断面における受容部Ｈの断面形状は略台形状をなす。このような形状であると転がり軸受２から飛散した潤滑材Ｇを受容部Ｈに誘導し易いものとなる。

次に本発明の第２実施例を図２を参照して説明する。なお、第１実施例と同様の部材については同一の符号を付すこととする。

本実施例の潤滑材飛散抑止手段Ｋは、第１実施例のものと比較して、遮蔽部材Ｍ及び受容部Ｈの形状が異なる。

すなわち、遮蔽部材Ｍは、図１の断面形状と比較して静止部材３側の開口端部Ｍ５から軸芯方向に所定の長さの突縁部Ｍ４を設けている点が異なる。このため受容部Ｈの開口端の幅ｗ１が、受容部Ｈの開口端の幅ｗ１が内部の幅ｗ２よりも狭いものとなっており、具体的には、受容部Ｈの断面形状は略Ｌ溝状をなす。なお、受容部Ｈの開口端の幅ｗ１が、受容部Ｈの内部の幅ｗ２よりも狭いものである受容部Ｈとしては、断面がＴ溝状の形状などがある。もちろん、本発明は、受容部Ｈの開口端の幅ｗ１が、受容部Ｈの内部の幅ｗ２よりも狭いものであればよく、前述の受容部Ｈの空間の形状に限定されるものではない。ここで、図２に示すように、受容部Ｈの内部の幅ｗ２が受容部の開口端の幅ｗ１よりも遠心方向に広いものであればより効果的である。

このようなものであれば、転がり軸受２から飛散した潤滑材Ｇが、受容部Ｈに受け止められた後、更に回転機器Ｒの内部に拡散することを効果的に抑止することができる。特に、翼車４と一体に接続された遮蔽部材Ｍが回転し、受容部Ｈに受け止められていた潤滑材Ｇが遠心力により遠心方向に移動した場合でも、突縁部Ｍ４が潤滑材Ｇを受容部Ｈの遠心側の空間に効果的に留めておくことができる。

次に本発明の第３実施例を図３を参照して説明する。なお、図２と同様に第１実施例と同様の部材については同一の符号を付すこととする。

本実施例の潤滑材飛散抑止手段Ｋは、第１実施例の構成に加え、遮蔽部材Ｍの外周面部Ｍ１に気流発生部Ａである気流発生溝ａを具備するものである。

気流発生部Ａは、遮蔽部材Ｍと静止部材３との間に形成される隙間に設けられるものであり、図３では、遮蔽部材Ｍの外周面部Ｍ１に設けられる。気流発生溝ａは外周面部Ｍ１に回転軸１の回転方向に対して斜設された螺旋状のもので、回転軸１の回転により転がり軸受２の方向の気流ｆを発生させる。

このため、気流ｆが飛散した潤滑材Ｇを転がり軸受２の方向に押し戻すことができ、転がり軸受２から飛散した潤滑材Ｇが回転機器Ｒの種々の回転部材あるいは外部に拡散・付着することを効果的に抑止することができる。

なお、気流発生溝aはねじ溝の切削加工等によって比較的容易に設けることができるため、実用性に富んだものである。

また、気流発生部Ａは、転がり軸受２の方向の気流ｆを生じさせるものであれば良く、溝に限定されるものではない。すなわち、小型の翼体等を遮蔽部材Ｍと静止部材３と間に形成される隙間に設けてもよい。

次に本発明の第４実施例を図４を参照して説明する。なお、図２及び図３と同様に、第１実施例と同様の部材については同一の符号を付すこととする。

図４に示す回転機器Ｒは、第３実施例と比較して、受容部Ｈを設けていない点が異なる。このようなものであっても、遮蔽部材Ｍが回転して気流発生溝ａにより気体が斜め方向に押し出され、転がり軸受２の方向の気流ｆを生じさせるため、潤滑材Ｇが転がり軸受２から飛散した場合においても、回転部材４などに拡散することを抑止することができる。

なお、本発明は、以上に詳述した実施形態に限られるものではない。

例えば、本実施形態では遮蔽部材は、回転部材である翼車と一体に接続されているが、独立した部材でよい。遮蔽部材が独立した部材であれば、第１実施例や第２実施例では遮蔽部材を静止部材の所定箇所に取り付けることも可能である。

気流発生部は、静止部材の側に設けられてもよい。このようなものでも、回転軸の回転を利用して遠心方向に発生する気流の流れを転がり軸受方向の気流に変えることができる。

回転機器は、高速回転するものには限られない。ここで言う回転機器は、駆動源がモータやエンジンに限られず、ばねによって回転するものでもよく、手動等の人力を介して回転するものでもよい。

なお、回転部材は、翼車に限られるものでなく、歯車等の種々の回転部材が挙げられる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明の第１実施例を示す潤滑材拡散抑止機構の概略断面図 本発明の第２実施例を示す潤滑材拡散抑止機構の概略断面図 本発明の第３実施例を示す潤滑材拡散抑止機構の概略断面図 本発明の第４実施例を示す潤滑材拡散抑止機構の概略断面図 従来例の潤滑材拡散抑止機構を示す概略断面図

符号の説明

１…回転軸
２…転がり軸受
３…静止部材
Ｈ…受容部
Ｋ…潤滑材拡散抑止機構
Ｍ…遮蔽部材
Ｒ…回転機器

Claims (5)

1. 回転軸と、前記回転軸を支承する転がり軸受と、前記回転軸を前記転がり軸受を介して回転可能に軸支する静止部材とを備えた回転機器における潤滑材拡散抑止機構であって、
   前記転がり軸受の側面に対面配置した遮蔽部材と、この遮蔽部材に向けて飛散した潤滑材を受け止めて保持する受容部とを具備してなることを特徴とする回転機器における潤滑材拡散抑止機構。
2. 前記受容部の開口端の幅が、前記受容部の内部の幅よりも狭いものである請求項１記載の回転機器における潤滑材拡散抑止機構。
3. 前記遮蔽部材が、前記回転軸側に設けられたものである請求項１又は２記載の回転機器における潤滑材拡散抑止機構。
4. 前記遮蔽部材と他の部材との間に形成される隙間に、前記回転軸の回転を利用して前記転がり軸受方向への気流を発生させる気流発生部を具備してなることを特徴とする請求項１、２又は３記載の回転機器における潤滑材拡散抑止機構。
5. 回転軸と、前記回転軸を支承する転がり軸受と、前記回転軸を前記転がり軸受を介して回転可能に軸支する静止部材とを備えた回転機器における潤滑材拡散抑止機構であって、
   前記転がり軸受の側面に対面配置した遮蔽部材と、前記回転軸の回転を利用して前記転がり軸受方向への気流を発生させる気流発生部とを具備することを特徴とする回転機器における潤滑材拡散抑止機構。

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