JP2018150988A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】微細な硬質異物に対する耐性に優れた転がり軸受を提供する。【解決手段】内輪１１、外輪１２、複数のボール１３および保持器保持器１４を備え、内輪１１および外輪１２に対する保持器１４の相対回転が外輪１２の内径面１２ａによって案内され、軸受外部から連続的に供給される潤滑油により軸受内部が冷却される転がり軸受１０において、少なくとも内側軌道面１１ｂおよび外側軌道面１２ｂの表層部に、硬度のピークが表面付近にあり、厚さ方向で硬度が徐々に低下する硬質層Ａ1，Ａ2が設けられ、外輪１２に、一端が外側軌道面１２ｂに開口すると共に他端が外輪１２の外径面に開口した排油孔２１が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、転がり軸受に関し、特に、高温雰囲気下で高速回転する軸を支持するために用いられ、軸受外部から連続的に供給される潤滑油により軸受内部が潤滑・冷却される転がり軸受に関する。

周知のように、転がり軸受は、内側軌道面を有する内輪と、外側軌道面を有する外輪と、内側軌道面と外側軌道面の間に転動自在に配された複数の転動体と、内外輪間に配置され、複数の転動体を周方向所定間隔で保持する保持器とを備える。

例えば、ガスタービン装置の回転軸（主軸、あるいは主軸の回転を受けて回転する従動回転軸）のように、２００℃超の高温雰囲気下で高速回転する軸を支持するために用いられる転がり軸受（例えば、特許文献１）においては、所定の軸受性能を安定的に発揮可能とするために、軸受内部（部材同士の摺動部）の潤滑・冷却効率を極力高める必要がある。このため、この種の転がり軸受の潤滑方式としては、ジェット潤滑やアンダーレース潤滑などといった、潤滑油を連続的に供給する潤滑方式が採用される場合が多い。なお、ジェット潤滑とは、軸受外部に配置した給油ノズルから内外輪間の開口部を介して潤滑油を高圧で連続的に供給（噴射）する潤滑方式であり、アンダーレース潤滑とは、回転側となる内輪の内側軌道面に開口した給油孔を介して潤滑油を連続的に供給する潤滑方式である。

また、この種の転がり軸受においては、保持器を精度良く案内移動（内輪および外輪に対して相対回転）させるため、保持器の案内形式にいわゆる外輪案内を採用する場合が多い。

特許第５１１０５２４号公報

ジェット潤滑あるいはアンダーレース潤滑等、潤滑油を連続的に供給する潤滑方式が採用される転がり軸受においては、軸受外部への潤滑油の排出性を担保するため、グリース潤滑タイプの転がり軸受に通常設けられるようなシール部材が内外輪間の開口部に配置されない。このため、この種の転がり軸受の運転中には、その内部空間に微細な硬質異物（例えば、数μｍ〜数十μｍ程度の金属粉やカーボン粉）が侵入し易い。特許文献１の転がり軸受では、内輪および外輪を所定の鋼材で形成し、内輪および外輪の表層部に硬質層としての窒素富化層を形成することにより、両軌道面の硬質異物に対する耐性を高めるようにしている。

しかしながら、上記のように、軌道面を含む内輪および外輪の表層部に硬質層を形成していても、内部空間に硬質異物が滞留した状態で転がり軸受の運転が継続されると、軌道面の変形・損傷等に起因した軸受性能の低下問題が生じ易くなる。特に、特許文献１の転がり軸受のように、保持器の案内形式として外輪案内を採用した場合にボールと外側軌道面との間に硬質異物が侵入すると、軸受運転時にボールや保持器に作用する遠心力の影響等によって上記硬質異物を円滑に排出することができないため、軸受性能が顕著に低下するおそれがある。

以上の実情に鑑み、本発明の課題は、軸受の内部空間に微細な硬質異物が侵入することに由来する軸受性能の低下を可及的に防止することができ、所望の軸受性能を長期間に亘って安定的に発揮可能な転がり軸受を提供することにある。

上記の課題を解決するために創案された本発明は、熱処理された鋼材で形成された内輪および外輪と、内輪の内側軌道面と外輪の外側軌道面の間に転動自在に配された複数のボールと、内輪と外輪の間に配置され、複数のボールを周方向所定間隔で保持する保持器とを備え、内輪および外輪に対する保持器の相対回転が外輪の内径面によって案内され、軸受外部から連続的に供給される潤滑油により軸受内部が冷却される転がり軸受において、少なくとも内側軌道面および外側軌道面の表層部に、硬度のピークが表面付近にあり、厚さ方向で硬度が徐々に低下する硬質層が設けられ、外輪に、一端が外側軌道面に開口すると共に他端が外輪の外径面に開口した排油孔が設けられていることを特徴とする。

上記のように、少なくとも内側軌道面および外側軌道面の表層部に、硬度のピークが表面付近にあり、厚さ方向で硬度が徐々に低下する硬質層を設けておけば、両軌道面の表面形状を変化させることなく、両軌道面の硬質異物に対する耐性を高めることができる。また、外輪に、一端が外側軌道面に開口すると共に他端が外輪の外径面に開口した排油孔を設けておけば、軸受の内部空間に微細な硬質異物が侵入した場合でも、この硬質異物を、軸受内部に供給される潤滑油と共に軸受外部に円滑に排出することができる。以上のように、本発明に係る転がり軸受は、軸受内部に侵入した硬質異物による軌道面の損傷防止対策、および硬質異物の滞留防止対策が採られていることから、硬質異物に由来する軸受性能の低下を可及的に防止することができ、所望の軸受性能を長期間に亘って安定的に発揮することができる。

排油孔の一端が外側軌道面上を転動するボールによって塞がれてしまうと、排油性（内部空間に侵入した硬質異物の排出性）が低下する。このため、排油孔の一端は、外側軌道面のうち、軸受運転時に外側軌道面とボールとの接触による接触楕円が及ぶ範囲の外側に開口させるのが好ましい。

排油孔を、その一端側から他端側に向けて孔径が徐々に拡大したテーパ形状に形成しておけば、例えば排油孔を径一定のストレート形状に形成する場合に比べ、排油性を高めることができる。

ボールとしては、内輪および外輪と同様に、熱処理された鋼材で形成され、かつその表層部に、硬度のピークが表面付近にあり、厚さ方向で硬度が徐々に低下する硬質層が設けられたもの（鋼球）、あるいはセラミックスで形成されたもの（セラミックスボール）、を採用することができる。特に、セラミックスボールは、同じ大きさの鋼球に比べて軽量であることから、遠心力の影響によってボールと外側軌道面の接触角が小さくなることを可及的に防止することができることに加え、ボールと外側軌道面の接触による接触楕円を小さくすることができる、という利点がある。

内側軌道面および外側軌道面に設けるべき硬質層は、例えば窒化処理又は浸炭処理により形成することができる。

本発明は、例えば、内輪が、軸方向で分割され、それぞれが内側軌道面の一部および残部を有する第１および第２の分割内輪を備え、ボールが、第１の分割内輪に設けられた内側軌道面の一部および第２の分割内輪に設けられた内側軌道面の残部のそれぞれと一点で接触すると共に、外側軌道面と一点で接触する、いわゆる３点接触玉軸受に好ましく適用することができる。

本発明に係る転がり軸受は、前述したような特徴を有することから、内輪がガスタービン装置の回転軸（ガスタービンの主軸、又はこの主軸の回転を受けて回転する従動回転軸）に装着される転がり軸受、に好ましく適用することができる。この場合、一端が内側軌道面に開口した給油孔を設け、この給油孔を介して軸受内部に潤滑油を供給する、いわゆるアンダーレース潤滑を採用すれば、軸受内部に供給される潤滑油を遠心力によって径方向外側に円滑に移動させることができるため、潤滑油の供給〜排出といった一連の潤滑サイクルを効率良く行うことができる。

以上より、本発明によれば、軸受の内部空間に微細な硬質異物が侵入することに由来する軸受性能の低下を可及的に防止することができ、所望の軸受性能を長期間に亘って安定的に発揮可能な転がり軸受を提供することができる。

ガスタービンエンジンの一構成例を概念的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る転がり軸受の縦断面図である。 図２に示す転がり軸受の概略斜視図である。 図２に示す転がり軸受の部分拡大断面図である。 他の実施形態に係る外輪の部分拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明に係る転がり軸受を備えたガスタービン装置の一構成例を概念的に示す。同図に示すガスタービン装置は、主に航空機用のエンジンとして使用されるターボファンエンジンであって、空気を吸入するファン２と、吸入した空気の一部を圧縮する圧縮機３と、圧縮空気に燃料を噴射して燃焼させることにより燃焼ガスを発生させる燃焼室４と、燃焼室４で生じた燃焼ガスによって高速回転するタービン５とを備えており、圧縮機３のロータおよびタービン５を装着した回転軸としての主軸６が軸方向に離間した複数箇所（図示例では２箇所）に配置された転がり軸受１０によって回転自在に支持されている。

上記のターボファンエンジン１において、主軸６は、１〜５×１０⁴ｒｐｍ程度の高速で回転する。そのため、主軸６に内輪が装着される転がり軸受１０のＤＮ値（支持すべき軸の軸径［ｍｍ］に回転数［ｒｐｍ］を乗じて算出される値）は概ね３０万以上である。また、ターボファンエンジン１の内部温度は、燃焼室４で発生する燃焼ガス等の影響により２００℃を超える。さらに、ターボファンエンジン１の内部空間では、金属粉やカーボン粉等、最大径が数μｍ〜数十μｍ程度の微細な硬質異物が無数に浮遊・飛翔している可能性がある。従って、転がり軸受１０は、２００℃超の高温で、かつ微細な硬質異物が無数に浮遊・飛翔する過酷環境下においても、高速回転する主軸６を長期間に亘って精度良く支持し得るような構成を有する。以下、転がり軸受１０について詳細に説明する。

図２に、本発明の一実施形態に係る転がり軸受１０の縦断面図を示す。この転がり軸受１０は、外径面１１ａに内側軌道面１１ｂが設けられた内輪１１と、内径面１２ａに外側軌道面１２ｂが設けられた外輪１２と、両軌道面１１ｂ，１２ｂ間に転動自在に配された複数のボール１３と、内輪１１と外輪１２の間に配された円環状の保持器１４とを備える玉軸受であり、より詳細には、内輪１１が図１に示す主軸６の外周に装着された状態で使用される内輪回転型の３点接触玉軸受である。すなわち、内輪１１は、軸方向で分割された一対の分割内輪（第１の分割内輪１１Ａおよび第２の分割内輪１１Ｂ）を有し、ボール１３は、第１の分割内輪１１Ａに設けられ、内側軌道面１１ｂの一部（軸方向の一部領域）を構成する第１内側軌道面１１ｂ１、第２の分割内輪１１Ｂに設けられ、内側軌道面１１ｂの残部を構成する第２内側軌道面１１ｂ２、および外輪１２の外側軌道面１２ｂに対してそれぞれ一点で接触している。

本実施形態の内輪１１は、内側軌道面１１ｂの溝底（内輪１１の軸方向中央部）付近で２分割されており、第１の分割内輪１１Ａと第２の分割内輪１１Ｂの対向二面間には所定寸法の軸方向隙間を設けることができる（図２においては、軸方向隙間を示していない）。このような軸方向隙間を設けておけば、転がり軸受１０を軸方向一方側に付勢するアキシャル荷重が作用すると、ボール１３は、第１内側軌道面１１ｂ１（又は第２内側軌道面１１ｂ２）および外側軌道面１２ｂのそれぞれと一点で接触した状態で回転し、これとは逆に、転がり軸受１０を軸方向他方側に付勢するアキシャル荷重が作用すると、ボール１３は、第２内側軌道面１１ｂ２（又は第１内側軌道面１１ｂ１）および外側軌道面１２ｂのそれぞれと一点で接触した状態で回転する。従って、３点接触玉軸受からなる本実施形態の転がり軸受１０は、ラジアル方向およびアキシャル双方向の荷重を受けることができる、という特徴を有する。

前述のとおり、転がり軸受１０は、２００℃超の高温雰囲気下で高速回転する主軸６を支持するものであり、軸受の内部空間（内輪１１と外輪１２の間の環状空間Ｓ）にグリースを充填するいわゆるグリース潤滑では、軸受内部（転がり軸受１０を構成する部材同士の接触部）を十分に潤滑・冷却することができない。このため、転がり軸受１０においては、軸受外部から潤滑油を連続的に供給することにより、軸受内部を冷却する潤滑方式が採用される。本実施形態では、一端（径方向外側の端部）が内輪１１の内側軌道面１１ｂに開口すると共に、他端（径方向内側の端部）が内輪１１の内径面に開口した径方向の給油孔２０を介して環状空間Ｓに潤滑油が連続的に供給される、いわゆるアンダーレース潤滑を採用している。給油孔２０は、周方向の一箇所のみに設けても構わないが、環状空間Ｓの全域に万遍なく潤滑油を行き渡らせるため、周方向に離間した複数箇所に設けられる（図３参照）。

転がり軸受１０の運転時には、内側軌道面１１ｂ上をボール１３が転動するため、給油孔２０の一端が内側軌道面１１ｂのうちでボール１３が接触する（接触する可能性のある）領域内に開口していると、環状空間Ｓに所定量の潤滑油を供給することができなくなる。そのため、給油孔２０は、その一端が、内側軌道面１１ｂのうち、軸受運転時に内側軌道面１１ｂとボール１３との接触による接触楕円が及ぶ範囲の外側に開口するように設けられる。本実施形態では、内側軌道面１１ｂの溝底付近に給油孔２０の一端を開口させている。

環状空間Ｓに次々に供給される潤滑油は、主に内輪１１と外輪１２の間の開口部を介して軸受外部に排出される。このように、本実施形態の転がり軸受１０では、内輪１１と外輪１２の間の開口部が潤滑油の排出口として機能することから、内輪１１と外輪１２の間の開口部には、グリース潤滑タイプの転がり軸受に設けられるシール部材が配置されない。

内輪１１および外輪１２は、転がり軸受１０が高温雰囲気下で高速回転する主軸６の支持に用いられることに鑑み、高温での機械的強度および靱性が高く、疲労寿命が長く、かつ寸法変化が小さい、などという特性を有する鋼材、例えば耐熱軸受鋼で形成される。耐熱軸受鋼としては、ＡＭＳ６４９１規格のＭ５０、あるいはＡＭＳ６２７８規格のＭ５０ＮｉＬを使用することができる。Ｍ５０とは、主に、０．７７〜０．８５質量％の炭素、０．２５質量％以下の珪素、０．３５質量％以下のマンガン、０．１５質量％以下のニッケル、３．７５〜４．２５質量％のクロム、４〜４．５質量％のモリブデンおよび０．９〜１．１質量％のバナジウムを含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼材である。また、Ｍ５０ＮｉＬとは、主に、０．１１〜０．１５質量％の炭素、０．１〜０．２５質量％の珪素、０．１５〜０．３５質量％のマンガン、３．２〜３．６質量％のニッケル、４〜４．２５質量％のクロム、４〜４．５質量％のモリブデンおよび１．１３〜１．３３質量％のバナジウムを含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼材である。

内輪１１のうち、少なくとも内側軌道面１１ｂ（１１ｂ１，１１ｂ２）の表層部には硬質層Ａ₁が形成されている。硬質層Ａ₁は、硬度のピークが表面付近にあり、その厚さ方向で硬度が徐々に低下する（表面側から内輪１１の厚さ方向中央部側に向けて硬度が徐々に低下する）層であり、好ましくは、表面硬度がビッカース硬さ［単位：ＨＶ］で８００以上で、かつ厚さが０．０２５ｍｍ以上の層とされる。このような硬質層Ａ₁は、焼入硬化処理が施された後、略完成品形状に仕上げられた内輪１１（の素形材）に対して、窒化処理を施すことによって形成される。従って、硬質層Ａ₁は窒素富化層とされる。窒化処理の手法としては、ガス窒化、ガス軟窒化、プラズマ窒化などがある。また、外輪１２のうち、少なくとも外側軌道面１２ｂの表層部には、内側軌道面１１ｂの表層部に形成した硬質層Ａ₁と同様の硬質層Ａ₂が形成されている。なお、上記硬質層Ａ₁は、内輪１１のうち、内側軌道面１１ｂ以外の領域に形成しても良く、上記硬質層Ａ₂も、外輪１２のうち、外側軌道面１２ｂ以外の領域に形成しても良い。

本実施形態のボール１３は、内輪１１および外輪１２と同様に、Ｍ５０あるいはＭ５０ＮｉＬ等の耐熱軸受鋼で形成される。ボール１３の表層部には、図４に模式的に示すように、硬質層Ａ₃が形成されている。この硬質層Ａ₃は、内側軌道面１１ｂおよび外側軌道面１２ｂの表層部に形成した硬質層Ａ₁，Ａ₂と同様の硬質層である。

保持器１４は、その外径面および内径面に開口したポケット部１５を有し、ポケット部１５は、周方向に所定間隔で複数設けられている。本実施形態において、ポケット部１５はボール１３を１個ずつ保持する。これにより、ボール１３は、内側軌道面１１ｂと外側軌道面１２ｂとで形成される円環状の軌道上に周方向所定間隔で保持される。本実施形態の保持器１４は、その全体が一体的に設けられた、いわゆる一体型もみ抜き保持器であり、高い機械的強度と耐熱性を併せ持つ合金鋼、例えば、ニッケルクロムモリブデン鋼で形成される。好ましく使用できるニッケルクロムモリブデン鋼の具体例としては、ＡＭＳ６４４４規格のＳＡＥ４３４０を挙げることができる。なお、ＳＡＥ４３４０とは、概ね、１．８質量％のニッケル、０．８質量％のクロム、０．２５質量％のモリブデンおよび０．３８〜０．４３質量％の炭素を含み、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼材である。

転がり軸受１０の運転中、保持器１４は、その外径面１４ａが外輪１２の内径面１２ａによって摺動案内されながら、内輪１１および外輪１２に対して相対回転する。要するに、転がり軸受１０における保持器１４の案内形式として、保持器１４の外径面１４ａを外輪１２の内径面１２ａで案内する、いわゆる外輪案内が採用される。

図示は省略するが、外輪１２に対する保持器１４の摺動性を高めるため、保持器１４には、その外径面１４ａを被覆する潤滑皮膜（例えば、固体潤滑剤の集合体からなる皮膜）を設けても良い。

図２および図３に示すように、外輪１２には、一端（径方向内側の端部）が外側軌道面１２ｂに開口すると共に、他端（径方向外側の端部）が外輪１２の外径面に開口した径方向の排油孔２１が設けられている。そのため、転がり軸受１０の運転時、給油孔２０を介して環状空間Ｓに供給された潤滑油は、遠心力の影響を受けて径方向外側に移動し、内外輪１１，１２間の開口部、および排油孔２１を介して軸受外部に排出される。排油孔２１は周方向の一箇所のみに設けても構わないが、排油孔２１を介しての排油効率を高めるため、本実施形態では、周方向に離間した複数箇所に排油孔２１を設けている（図３参照）。

転がり軸受１０の運転時には、外側軌道面１２ｂ上をボール１３が転動するため、排油孔２１の一端が外側軌道面１２ｂのうちでボール１３が接触する（接触する可能性のある）領域内に開口していると、排油孔２１を介しての排油性が低下する。そのため、排油孔２１は、その一端が、外側軌道面１２ｂのうち、軸受運転時に外側軌道面１２ｂとボール１３との接触による接触楕円が及ぶ範囲の外側に開口するように設けられる。本実施形態では、外側軌道面１２ｂの溝底に排油孔２１の一端を開口させている。

前述したように、アンダーレース潤滑が採用される関係上、内外輪１１，１２間の開口部をシールすることができない本実施形態の転がり軸受１０は、ターボファンエンジン１内を浮遊・飛翔する微細な硬質異物が環状空間Ｓに侵入し易く、硬質異物がボール１３（の外表面）と内側軌道面１１ｂおよび外側軌道面１２ｂとの間に介在した状態で転がり軸受１０が運転されると、両軌道面１１ｂ，１２ｂの変形・損傷等に起因した軸受性能の低下が生じ易くなる。

このような問題に対し、本実施形態の転がり軸受１０は、内側軌道面１１ｂおよび外側軌道面１２ｂの表層部、さらにはボール１３の表層部に、硬度のピークが表面付近にあり、その厚さ方向で硬度が徐々に低下する硬質層Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃をそれぞれ設けている。このようにすれば、両軌道面１１ｂ，１２ｂ、さらにはボール１３の表面形状を変化させることなく、硬質異物に対する耐性を高めることができる。このため、ボール１３の転動性、ひいては軸受性能を長期間に亘って良好な状態に保つことができる。

また、本実施形態の転がり軸受１０は、保持器１４の案内形式として、いわゆる外輪案内を採用しているため、何ら対策を講じていなければ、ボール１３と外側軌道面１２ｂとの間に一旦硬質異物が侵入してしまうと、ボール１３と外側軌道面１２ｂの間に硬質異物が滞留した状態で転がり軸受１０の運転が継続されることとなる。この場合、たとえ上記のような硬質層Ａ₂，Ａ₃を設けていても、外側軌道面１２ｂやボール１３の外表面が変形・損傷等する可能性が高まる。

これに対し、本実施形態の転がり軸受１０では、外輪１２に、一端が外側軌道面１２ｂに開口すると共に他端が外輪１２の外径面に開口した排油孔２１を設けていることから、上記の問題発生を可及的に防止することができる。すなわち、上記態様で排油孔２１を設けておけば、ボール１３と外側軌道面１２ｂとの間に微細な硬質異物が侵入した場合でも、この硬質異物を、環状空間Ｓに供給される潤滑油と共に軸受外部に円滑に排出することができる。また、本実施形態では、回転側となる内輪１１に、一端が内側軌道面１１ｂに開口した給油孔２０を設け、この給油孔２０を介して環状空間Ｓに潤滑油を供給する、いわゆるアンダーレース潤滑を採用している。この場合、環状空間Ｓに供給された潤滑油を遠心力によって径方向外側に円滑に移動させることができるため、潤滑油の供給〜排出といった一連の潤滑サイクルを効率良く行うことができる。

以上から、本発明によれば、高温、かつ微細な硬質異物が環状空間Ｓに侵入し易い過酷環境で使用される転がり軸受１０においても、異物耐性に優れ、所望の軸受性能を長期間に亘って安定的に発揮することのできる、信頼性に富む転がり軸受１０を実現することができる。

以上、本発明の一実施形態に係る転がり軸受１０について詳細に説明したが、本発明の実施の形態はこれに限られるわけではない。

例えば、外輪１２に設ける排油孔２１は、図２に示すように、その孔径が長手方向全域で一定のストレート形状としても良いが、図５に模式的に示すように、一端側（径方向内側の端部）から他端側（径方向外側の端部）に向けて孔径が徐々に拡大したテーパ形状に形成することもできる。このようなテーパ形状の排油孔２１を採用すれば、ストレート形状の排油孔２１を採用する場合に比べ、排油性を高める上で有利となる。

また、ボール１３としては、耐熱軸受鋼等の鋼材で形成された鋼球に替えて、セラミックス材料で形成された、いわゆるセラミックスボールを採用しても良い。セラミックスボールは、同じ大きさの鋼球に比べて軽量であることから、遠心力の影響によってボール１３と外側軌道面１２ｂの接触角が小さくなることを可及的に防止できることに加え、外側軌道面１２ｂとの接触による接触楕円を小さくすることができる、という利点がある。なお、セラミックスボールを採用した場合には、当然のことながら、ボール１３の外表面に硬質層Ａ₃は形成されない。

また、以上で説明した転がり軸受１０においては、いわゆるアンダーレース潤滑により軸受内部を潤滑・冷却するようにしたが、本発明は、いわゆるジェット潤滑により軸受内部が潤滑・冷却される転がり軸受１０にも好ましく適用できる。詳細な図示は省略するが、ジェット潤滑を採用する場合、内輪１１には給油孔２０が設けられず、例えば内輪１１と外輪１２の間の開口部の外側に配置された給油ノズルから環状空間Ｓに潤滑油が連続的に供給（噴射）される。

また、以上では、本発明に係る転がり軸受１０の具体例として、ボール１３が内輪１１の内側軌道面１１ｂと２点で接触すると共に外輪１２の外側軌道面１２ｂと１点で接触する、いわゆる３点接触玉軸受を例示したが、本発明は、ボール１３が内側軌道面１１ｂおよび外側軌道面１２ｂとそれぞれ２点で接触する、いわゆる４点接触玉軸受にも適用できる。

また、以上では、本発明に係る転がり軸受１０を、ガスタービン装置の一種であるターボファンエンジンの主軸６支持用軸受として用いる場合を説明したが、転がり軸受１０は、その他の公知のガスタービン装置、例えば、ターボジェットエンジン、一軸式ガスタービン、二軸式ガスタービンなどにおいて、主軸、又は主軸の回転を受けて回転する従動回転部材の支持用軸受としても好適に用い得る。すなわち、転がり軸受１０は、航空機用のガスタービン装置のみならず、コージェネレーションシステムや非常用発電設備等、産業設備用のガスタービン装置にも好適に用い得る。

さらに、本発明は、内輪１１が回転側となる転がり軸受１０のみならず、外輪１２が回転側となる転がり軸受１０にも適用することができる。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことである。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１ ターボファンエンジン（ガスタービン装置）
６ 主軸（回転軸）
１０ 転がり軸受
１１ 内輪
１１Ａ 第１の分割内輪
１１Ｂ 第２の分割内輪
１１ｂ 内側軌道面
１２ 外輪
１２ｂ 外側軌道面
１３ ボール
１４ 保持器
２０ 給油孔
２１ 排油孔
Ａ₁ 硬質層
Ａ₂ 硬質層
Ａ₃ 硬質層

Claims (9)

1. 熱処理された鋼材で形成された内輪および外輪と、内輪の内側軌道面と外輪の外側軌道面の間に転動自在に配された複数のボールと、内輪と外輪の間に配置され、複数のボールを周方向所定間隔で保持する保持器とを備え、内輪および外輪に対する保持器の相対回転が外輪の内径面によって案内され、軸受外部から連続的に供給される潤滑油により軸受内部が冷却される転がり軸受において、
   少なくとも内側軌道面および外側軌道面の表層部に、硬度のピークが表面付近にあり、厚さ方向で硬度が徐々に低下する硬質層が設けられ、
   外輪に、一端が外側軌道面に開口すると共に他端が外輪の外径面に開口した排油孔が設けられていることを特徴とする転がり軸受。
2. 排油孔の一端が、外側軌道面のうち、軸受運転時に外側軌道面とボールとの接触による接触楕円が及ぶ範囲の外側に開口している請求項１に記載の転がり軸受。
3. 排油孔は、その一端側から他端側に向けて孔径が徐々に拡大したテーパ形状をなす請求項１又は２に記載の転がり軸受。
4. ボールが、熱処理された鋼材で形成され、かつその表層部に、硬度のピークが表面付近にあり、厚さ方向で硬度が徐々に低下する硬質層が設けられている請求項１〜３の何れか一項に記載の転がり軸受。
5. ボールがセラミックスで形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の転がり軸受。
6. 内側軌道面および外側軌道面に設けられた前記硬質層が、窒化処理により形成されている請求項１〜５の何れか一項に記載の転がり軸受。
7. 内輪が、軸方向で分割され、それぞれが内側軌道面の一部および残部を有する第１および第２の分割内輪を備え、
   ボールが、第１の分割内輪に設けられた内側軌道面の一部および第２の分割内輪に設けられた内側軌道面の残部のそれぞれと一点で接触すると共に、外側軌道面と一点で接触する３点接触玉軸受である、請求項１〜６の何れか一項に記載の転がり軸受。
8. 内輪がガスタービン装置の回転軸に装着される請求項１〜７の何れか一項に記載の転がり軸受。
9. 一端が内側軌道面に開口した給油孔を有し、この給油孔を介して軸受内部に潤滑油が供給される請求項８に記載の転がり軸受。

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