JP4534380B2 - 軸受構造 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸受構造に関し、特にマイクロガスタービン用高速発電機等に適している。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の軸受構造としては、図3に示すように、特開平11−62516号公報に開示されたものがある。この軸受構造は、ハウジング51の一部である軸受フランジ52に形成した軸受収容穴53の内周に嵌合する軸受ライナ54と、該軸受ライナ54に収容したラジアル軸受56と、該ラジアル軸受56の外輪62の外周及び軸受ライナ54の内周間に介在する周間座65とを備え、ラジアル軸受56及びスラスト軸受57でロータの回転軸55を支承するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の軸受構造では、外輪62の周間座65と軸受フランジ52の隙間がなく、アンバランス発生時には大きな振動が発生し、加工組立誤差や回転軸55の熱膨張による予圧荷重への影響が大きいという問題があった。また、ラジアル軸受56の回り止めがないのみならず、ラジアル軸受56の端面間座がなく、潤滑油の撹拌損失が大きいという問題があった。
【0004】
本発明は、上記課題を解決し、振動が発生せず、回転軸の熱膨張等による予圧荷重への影響がなく、軸受の回り止めがなされ、潤滑油の撹拌損失が小さい軸受構造を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、軸受フランジの軸受収容穴に収容される軸受ライナと、該軸受ライナ内に嵌入され回転軸を支承する軸受本体とを備え、前記軸受フランジの前記軸受け収納穴から外部に通じる貫通孔と連通する貫通穴を前記軸受ライナに開け、回り止めを兼ねる棒状の熱電対を、該軸受けフランジの該貫通孔と該軸受ライナの該貫通穴に通すことを特徴とする。ここで、本発明において、前記軸受収容穴の内周と前記軸受ライナの外周との間に介在し該軸受ライナを支える環状シール部材を備えていてもよい。また、前記軸受本体を前記軸受ライナ内の複数箇所に配設し、複数の該軸受本体の端面間に間座を設けてもよい。
【0006】
さらに、本発明では、軸受をユニット化することが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態について、マイクロガスタービン用高速発電機の軸受構造を例として、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態に係る高速発電機の軸受構造の要部断面図であり、図2は図1の部分断面図であって、回転軸の左右両端の軸受構造が同一なので、一端側だけを示し他端側の図示を省略している。
【0008】
この高速発電機は、ハウジング1の一部に軸受フランジ2があり、該軸受フランジ2に形成した軸受収容穴3内に収容される軸受ライナ4と、該軸受ライナ4内に嵌入されロータの回転軸5を支承する二組の軸受本体6,7と、軸受収容穴3の内周と軸受ライナ4の外周との間に介在し該軸受ライナ4を支える環状シール部材8とを備えた軸受構造を有し、軸受予圧を軸受ライナ4で閉ループにしている。ロータの回転軸5にはタービン側の回転軸のスプラインシャフト部9が直結される。
【0009】
この軸受構造は、外部に通じる貫通穴16を軸受ライナ4に開け、回り止めを兼ねるシース型熱電対18を貫通穴16に通してあり、軸受本体6,7を軸受ライナ4内の2箇所に配設し、2箇所の該軸受本体6,7の端面間に間座20を設け、軸受ライナ4の端部内周に螺着されるロックナット24を回り止め用のワッシャを介して設け、軸受をユニット化して構成されている。
【0010】
ハウジング1の軸受フランジ2は、軸受収容穴3を有し、タービン側に面した端部に内向きフランジ2aが形成されており、軸受収容穴3の内周に沿ってコ字形断面の環状溝3aが本実施形態の場合4箇所に間隔を置いて設けられ、環状溝3aの位置を回避して軸受収容穴3の半径方向に沿った貫通孔1aが開けられている。
【0011】
軸受ライナ4は、円筒形をしており、奥側の端部に内向きフランジ14を有し、これとは反対側の端部内周に雌ねじ15が刻設され、円筒形の周壁に半径方向に沿って貫通穴16が開けられており、この貫通穴16が軸受フランジ2に開けられた外部に通じる貫通孔1aに真直に通じている。内向きフランジ14の内面に対向して円錐形の板バネ17が小径部を該内向きフランジ14に近接させて配置されている。
【0012】
軸受本体6,7は、高速ベアリングと称されるものであって、同一のものを二組設け、いずれも内輪11及び外輪12と、これらの周面間に配設した複数のボール13とを備え、外輪12の外周面が軸受ライナ4の内周面に嵌合している。一方の軸受本体6の外輪12の端面が板バネ17の大径部に対向し、他方の軸受本体7の外輪12の端面がロックナット24に対向配置されている。
【0013】
環状シール部材8は、本実施形態の場合Oリングからなり、軸受フランジ2の内周に沿った各環状溝3aにそれぞれ配設され、軸受収容穴3の内周面と軸受ライナ4の外周面との間に介在しており、軸受ライナ4及びこれの内部にある軸受本体6,7や間座20等の全体を支える。環状シール部材8の数量は2以上適宜設定することができる。
【0014】
間座20は、軸受本体6,7の内輪11及び外輪12と同様の内径及び外径を有する内輪21及び外輪22からなり、内輪21が両軸受本体6,7の内輪11の端面間に挟まれ、外輪22が軸受ライナ4の内周面に嵌着され両軸受本体6,7の外輪12の端面間に挟まれて組み込まれている。
【0015】
軸受のユニット化は、軸受ライナ4内に雌ねじ15のある端部側から板バネ17、これに隣接する一方の軸受本体6、間座20、他方の軸受本体7を組み込み、ロックナット24を雌ねじ15に螺合させ締付けて回り止めワッシャ25で回り止めし、軸受組立体を形成して行われる。この軸受組立体は、軸受収容穴3内の各環状溝3aに環状シール部材8を配置しておき、軸受収容穴3に、ケーシング1の内向きフランジ1aとは反対側の端部から挿入される。その後、貫通孔1a及び貫通穴16に亘ってシース型熱電対18を通して回り止めされる。
【0016】
このようにユニットとして組立てられた軸受組立体の軸受ライナ4の内部は、ロータの回転軸5が挿通された状態において、該軸受ライナ4の円筒形周壁、内向きフランジ14、板バネ17、及びロックナット24等によって閉じられている。
【0017】
なお、本発明は、上記実施の形態によっては限定されず、種々の変形及び変更が可能である。例えば、マイクロガスタービン用高速発電機以外の各種回転軸の軸受として適用可能であり、軸受本体が三組以上あってもよく、環状シール部材及び環状溝を2箇所もしくは3箇所、又は5箇所以上に配設してもよく、端面間座の軸線方向の寸法は軸受本体と同じでも異なっていてもい。
【0018】
【発明の効果】
本発明は、次のような効果を奏する。▲1▼軸受収容穴の内周と軸受ライナの外周との間に介在し該軸受ライナを支える環状シール部材を備えることにより、回転軸が常に重心中心で回転できる。▲2▼軸受予圧を軸受ライナで閉ループにしていることにより、回転軸の熱膨張等に基づく影響が少ない。▲3▼外部に通じる貫通穴を軸受ライナに開け、棒状の熱電対を貫通穴に通すことにより、熱電対に回り止めを兼ねさせることができる。▲4▼軸受本体を軸受ライナ内の複数箇所に配設し、複数の該軸受本体の端面間に間座を設けることにより、潤滑油の撹拌損失を大幅に低減することができる。▲5▼軸受ライナの端部内周に螺着されるロックナットと、該ロックナットを回り止めするワッシャとを設けることにより、軸受ライナに対しロックナットを確実に固定することができる。▲6▼軸受をユニット化していることにより、回転軸及びこれに組み付けられている部材と、ユニット化した軸受組立体との着脱が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係るマイクロガスタービン用高速発電機の軸受構造を示す断面図である。
【図2】 図1の部分断面図である。
【図3】 従来の高速発電機の軸受構造を示した断面図である。
【符号の説明】
1 ハウジング
1a 貫通孔
2 軸受フランジ
2a 内向きフランジ
3 軸受収容穴
3a 環状溝
4 軸受ライナ
5 ロータの回転軸
6,7 軸受本体
8 環状シール部材
9 スプラインシャフト部
11 内輪
12 外輪
13 ボール
14 内向きフランジ
15 雌ねじ
16 貫通穴
17 板バネ
18 シース型熱電対
20 間座
21 内輪
22 外輪
24 ロックナット

Claims (4)

  1. 軸受フランジの軸受収容穴に収容される軸受ライナと、該軸受ライナ内に嵌入され回転軸を支承する軸受本体とを備え、前記軸受フランジの前記軸受け収納穴から外部に通じる貫通孔と連通する貫通穴を前記軸受ライナに開け、回り止めを兼ねる棒状の熱電対を、該軸受けフランジの該貫通孔と該軸受ライナの該貫通穴に通すことを特徴とする軸受構造。
  2. 前記軸受収容穴の内周と前記軸受ライナの外周との間に介在し該軸受ライナを支える環状シール部材を備えることを特徴とする請求項1に記載の軸受構造。
  3. 前記軸受本体を前記軸受ライナ内の複数箇所に配設し、複数の該軸受本体の端面間に間座を設けることを特徴とする請求項1又は2に記載の軸受構造。
  4. 軸受をユニット化していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の軸受構造。
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Citations (4)

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