JP2013124740A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転部材と回転輪との間でのはめあいの抜けやクリープの発生を防止可能な転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】本発明の転がり軸受装置は、固定部材と、回転部材である回転軸１０と、回転輪である内輪４、固定輪である外輪２、および前記内輪４と前記外輪２との間に配置された複数の円筒ころ６を有する転がり軸受１と、を備える。回転軸１０に対して相対的に回転しないように固定された内輪間座１１には、内輪４の少なくとも一方の軸方向端部に設けられた嵌合部１２と嵌合する切欠き１６が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は転がり軸受装置に関する。

高負荷、高速回転下で使用される転がり軸受装置においては、ハウジングや軸等の固定部材と固定輪との間のはめあいが抜けて、相対的なずれ（クリープ）が生じるおそれがある。クリープが生じると転がり軸受が損傷してしまうおそれがあるため、従来、固定輪である外輪に切欠きを設けると共に固定部材であるハウジングに嵌合係止部を設け、切欠きと嵌合係止部との間に予圧バネを配置することによって、アキシャル方向および周方向におけるクリープを防止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３７１５２号公報

ところで、特に航空機用ジェットエンジンやガスタービンエンジンの主軸などの高速回転下で使用される転がり軸受装置においては、回転部材および回転輪に大きな遠心力が作用するので、回転部材と回転輪との間においてもはめあいが抜けてクリープが発生するおそれがある。また、回転部材または回転輪のうち径方向外側に位置する部材が割損した場合には、当該割損部が遠心力によって径方向外側へと開く結果、はめあいが抜けてクリープが発生し、重大な損傷につながるおそれがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転部材と回転輪との間でのはめあいの抜けやクリープの発生を防止可能な転がり軸受装置を提供することである。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 固定部材と、
回転部材と、
回転輪、固定輪、および前記回転輪と前記固定輪との間に配置された複数の転動体を有する転がり軸受と、を備える転がり軸受装置であって、
前記回転部材には、前記回転輪の少なくとも一方の軸方向端部と少なくとも部分的に嵌合するクリープ防止部が設けられている、転がり軸受装置。
（２） 固定部材と、
回転部材と、
回転輪、固定輪、および前記回転輪と前記固定輪との間に配置された複数の転動体を有する転がり軸受と、を備える転がり軸受装置であって、
前記回転部材には、前記回転輪の外径面を少なくとも部分的に押さえる開き防止部が設けられている、転がり軸受装置。
（３） 航空機用ジェットエンジンに使用されることを特徴とする（１）または（２）記載の転がり軸受装置。
（４） ガスタービンエンジンに使用されることを特徴とする（１）または（２）記載の転がり軸受装置。

本発明の転がり軸受装置によれば、回転部材と回転輪との間でのはめあいの抜けやクリープの発生を防止可能な転がり軸受装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る転がり軸受装置の一部断面図である。 第１実施形態の転がり軸受装置の、内輪および内輪間座が回転軸に取り付けられた状態を示す正面図である。 本発明の第２実施形態に係る転がり軸受装置の一部断面図である。 本発明の第３実施形態に係る転がり軸受装置の一部断面図である。 第３実施形態の転がり軸受装置の、内輪および内輪間座が回転軸に取り付けられた状態を示す正面図である。

以下、本発明に係る転がり軸受装置の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る転がり軸受装置について、図１、２に基づいて説明する。図１は第１実施形態に係る転がり軸受装置の一部断面図であり、図２は第１実施形態の転がり軸受装置の、内輪および内輪間座が回転軸に取り付けられた状態を示す正面図である。

図１に示すように、第１実施形態に係る転がり軸受装置は、回転部材である回転軸１０と、転がり軸受１と、を備える。転がり軸受１は、固定輪である外輪２と、回転輪である内輪４と、転動体である複数の円筒ころ６と、を有する。複数の円筒ころ６は、外輪２と内輪４との間に配置された保持器７の、周方向に所定の間隔で形成されたポケット８に一つずつ保持され、外輪２の内径面に形成された外輪軌道面３および内輪４の外径面に形成された内輪軌道面５の間で転動自在である。固定輪である外輪２は、ハウジング等から構成される固定部材に固定されるが、簡略化のためここでは図示を省略する。

内輪４は回転軸１０に取付けられており、内輪４の軸方向両側に配置された内輪間座１１、１１によって軸方向の動きを制限されている。内輪間座１１、１１は、回転軸１０に対して相対回転しないように固定されている。

内輪４の外径面の軸方向両側には、円筒ころ６を挿入しやすくするためのころリードイン部１５、１５が形成されている。図２に示すように、ころリードイン部１５は、それぞれ、軸方向端部に向って肉厚が減少する斜面として形成されると共に、周方向に４つの切欠き１６が形成されている。

内輪４の軸方向端部に接触して内輪４を軸方向に押さえる内輪間座１１、１１は、それぞれ内輪４の軸方向端部に接触する軸方向一方側において、凸状に形成された４つの嵌合部１２を有する。嵌合部１２は、切欠き１６と相補的な形状に形成されており、切欠き１６内に嵌合する。これにより、内輪４が周上の一部で割損した場合であっても、嵌合部１２および切欠き１６の機械的な嵌合によって回転軸１０の回転を伝えることができる。したがって、回転軸１０に対する内輪４のクリープを防止でき、転がり軸受１の焼き付きや損傷を防止できる。

尚、嵌合部１２および切欠き１６の形状、大きさ、数などは、転がり軸受１の回転数や負荷される荷重などの使用条件や要求される耐久性等に応じて、適宜決定することができる。また、本実施形態においては、内輪４の軸方向両側に配置された内輪間座１１、１１に嵌合部１２が形成されていたが、内輪間座１１は内輪４の軸方向片側にのみ配置されていてもよく、嵌合部１２と切欠き１６とが内輪４の軸方向片側のみで嵌合していてもよい。また、嵌合部は、内輪間座１１でなく、回転軸１０自体に形成されるものであってもよい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る転がり軸受装置について、図３に基づいて説明する。図３は第２実施形態に係る転がり軸受装置の一部断面図である。

図３に示すように、第２実施形態に係る転がり軸受装置は、回転部材であるハウジング３０と、回転輪である外輪２２を含む転がり軸受と、を備える。転がり軸受の固定輪である内輪は軸等から構成される固定部材に取付けられるが、簡略化のためにここでは図示を省略する。

外輪２２はハウジング３０に取付けられており、内径面に外輪軌道面２３を有する。外輪２２は、軸方向一方側（図３中右側）において外輪間座３１、軸方向他方側（図３中左側）においてハウジング３０によって、軸方向の動きを制限されている。外輪間座３１は、ハウジング３０に対して相対回転しないように固定されている。

外輪２２の内径面の軸方向両側には、不図示の円筒ころを挿入しやすくするためのころリードイン部３５、３５が形成されている。ころリードイン部３５は軸方向端部に向って肉厚が減少する斜面として形成されている。外輪２２の軸方向一方側のころリードイン部３５には、周方向に４つの突出部３６が形成されている。

外輪２２の軸方向一方端部に接触して外輪２２を軸方向に押さえる外輪間座３１は、外輪２２の軸方向端部に接触する軸方向一方側において、凹状に形成された４つの嵌合部３２を有する。嵌合部３２は、突出部３６と相補的な形状に形成されていることが好ましく、突出部３６が嵌合部３２内に嵌合する。これにより、外輪２２が周上の一部で割損した場合であっても、嵌合部３２と突出部３６の機械的な嵌合によってハウジング３０の回転を伝えることができる。したがって、ハウジング３０に対する外輪２２のクリープを防止でき、転がり軸受の焼き付きや損傷を防止できる。

尚、嵌合部３２および突出部３６の形状、大きさ、数などは、転がり軸受の回転数や負荷される荷重などの使用条件や要求される耐久性等に応じて、適宜決定することができる。また、本実施形態においては、外輪２２の軸方向一方側に配置された外輪間座３１に嵌合部３２が形成されていたが、外輪間座３１は外輪２２の軸方向両側に配置されていてもよく、嵌合部３２と突出部３６とが外輪２２の軸方向両側で嵌合していてもよい。また、嵌合部は、外輪間座３１でなく、ハウジング３０自体に形成されるものであってもよい。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る転がり軸受装置を図４、５に基づいて説明する。図４は本発明の第３実施形態に係る転がり軸受装置の一部断面図であり、図５は、第３実施形態の転がり軸受装置の、内輪および内輪間座が回転軸に取り付けられた状態を示す正面図である。

図４に示すように、第３実施形態に係る転がり軸受装置は、回転部材である回転軸５０と、転がり軸受４１と、を備える。転がり軸受４１は、固定輪である外輪４２と、回転輪である内輪４４と、転動体である複数の円筒ころ４６と、を有する。複数の円筒ころ４６は、外輪４２と内輪４４との間に配置された保持器４７の、周方向に所定の間隔で形成されたポケット４８に一つずつ保持され、外輪４２の内径面に形成された外輪軌道面４３および内輪４４の外径面に形成された内輪軌道面４５の間で転動自在である。固定輪である外輪４２は、ハウジング等から構成される固定部材に固定されるが、簡略化のため、ここでは図示を省略する。

内輪４４は回転軸５０に取付けられており、内輪４４の軸方向両側に配置された内輪間座５１、５１によって軸方向の動きを制限されている。内輪間座５１、５１は、回転軸５０に対して相対回転しないように固定されている。

内輪４４の外径面の軸方向両側には、円筒ころ４６を挿入しやすくするためのころリードイン部５５、５５が形成されている。ころリードイン部５５は軸方向端部に向って肉厚が減少する斜面として形成されている。

内輪４４の軸方向端部及び／またはころリードイン部５５に接触して内輪４４を軸方向に押さえる内輪間座５１、５１には、それぞれ内輪４４の軸方向端部に接触する軸方向一方側において、軸方向外側から内輪４４の外径面の軸方向外側を部分的に被覆するフラップ状の被覆部５２が形成されている。この被覆部５２によって、内輪４４は径方向外側から覆われて機械的に拘束されるので、内輪４４が周上の一部で割損した場合でも、割損部分が遠心力によって径方向外側へと開くのを防止することができる。したがって、内輪４４と回転軸５０とのはめあいが抜けるのを防止することができ、内輪４４がクリープすることなく転がり軸受の焼きつきや損傷を防止できる。

尚、被覆部５２の形状、大きさなどは、転がり軸受４１の回転数や負荷される荷重などの使用条件や要求される耐久性等に応じて、適宜決定することができる。また、本実施形態においてはが、被覆部５２が内輪４４の軸方向両側に配置された内輪間座５１、５１に形成されていたが、内輪間座５１は内輪４４の軸方向方側のみに配置されていてもよく、被覆部５２が内輪４４の軸方向片側のみで内輪４４の外径面を被覆していてもよい。また、被覆部５２は、内輪間座５１の全周にわたってではなく部分的に形成されるものであってもよい。

尚、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、適宜変更、改良等が可能である。上記実施形態では、転がり軸受が円筒ころ軸受である場合について説明したが、本発明においては他の形式の転がり軸受が使用されてもよい。

本発明は、特に、航空機用ジェットエンジンやガスタービンエンジン用主軸において使用される転がり軸受装置として好適に利用可能である。

１、４１ 転がり軸受
２、２２、４２ 外輪
４、４４ 内輪
６、４６ 円筒ころ
１０、５０ 回転軸
１１、５１ 内輪間座
１２、３２ 嵌合部
１６ 切欠き
３０ ハウジング
３１ 外輪間座
３６ 突出部
５２ 被覆部

Claims (4)

1. 固定部材と、
   回転部材と、
   回転輪、固定輪、および前記回転輪と前記固定輪との間に配置された複数の転動体を有する転がり軸受と、を備える転がり軸受装置であって、
   前記回転部材には、前記回転輪の少なくとも一方の軸方向端部と少なくとも部分的に嵌合するクリープ防止部が設けられている、転がり軸受装置。
2. 固定部材と、
   回転部材と、
   回転輪、固定輪、および前記回転輪と前記固定輪との間に配置された複数の転動体を有する転がり軸受と、を備える転がり軸受装置であって、
   前記回転部材には、前記回転輪の外径面を少なくとも部分的に押さえる開き防止部が設けられている、転がり軸受装置。
3. 航空機用ジェットエンジンに使用されることを特徴とする請求項１または２記載の転がり軸受装置。
4. ガスタービンエンジンに使用されることを特徴とする請求項１または２記載の転がり軸受装置。

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