JPH02494Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、常温より遥かに低い低温雰囲気中
に晒されて回転軸を支持するころがり軸受構造に
係り、特に軸受の潤滑用グリースが許容限界温度
以下にならないようにヒータの熱が軸受を有効に
加熱保温できるようにした低温用ころがり軸受構
造に関する。

［従来の技術］ 第２図は低温風洞の全体構成図を示し、１は機
内軸受、２は機外軸受で、機内軸受１は常温〜−
190℃に亘つて変化する低温ガスの流路内にある。

第３図に示す如く、機内軸受１は、風洞ダクト
３に固定した静翼４から延びたフランジ５端に設
けられて、静翼４の両側に動翼６，６を固定した
回転軸７を風洞中に軸支している。

かかる低温風洞の機内軸受１は、静翼に固定さ
れたボスに軸受ハウジングを直接設けてこれにこ
ろがり軸受を組み込むか、又は第４図に示す如
く、静翼４に固定されたボス８に軸受ハウジング
用フランジ５を連結し、この連結したフランジ５
にころがり軸受１０を組み込むことにより構成し
ている。そして、静翼４、ボス８及び回転軸７の
一部は低温ガスの流路内にあるので、運転条件に
よつて常温から−190℃の温度になる。従つて、
ころがり軸受１０は、静翼４からボス８、フラン
ジ５を通じて、又回転軸７を通じての熱伝導によ
つて冷却される一方、静翼４の前後の圧力差によ
つて生じる低温ガス流によつても冷却される。

ところが、ころがり軸受１０は、一般に、潤滑
手段にグリースが使われており、グリースの許容
限界温度を超えた過冷却がなされると、潤滑機能
が損われる故、ころがり軸受１０を上記許容限界
温度以下に下げないようにする必要がある。

そこで、従来は、第４図に示す如く、静翼４と
回転軸７間をカバー１１，１２で覆う一方、回転
軸７の軸廻りにカラー１３，１３とベークライト
製ラビリンスシール１４，１４とを設け、これら
により回転軸７廻りを低温ガス流からシールする
ことによつて過冷却を防止していた。また、ころ
がり軸受１０を挟持固定している軸受カバー１５
と軸受ハウジング用フランジ５とにヒータ１６を
直接取り付け、フランジ５及び軸受カバー１５の
熱伝導でころがり軸受１０を加熱することによ
り、静翼４、ボス８及び軸７からの過冷却を防止
していた。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来のものは、低温ガス流
による過冷却は有効に防止できるものの、ヒータ
１６を軸受ハウジング用フランジ５に直接取り付
けてあるためボス８側に逃げる熱がかなりあり、
ころがり軸受１０を加熱保温する効率が悪く、静
翼４、ボス８側からの過冷却を有効に防止するこ
とができなかつた。

なお、実開昭54−106442号公報の軸受装置にお
いては軸あるいは軸受取付部材を介してヒータ熱
が軸受に間接的に伝達されるため、軸または軸受
支持部材が熱容量の小さいものに限られる欠点が
あつた。

［考案の目的］ この考案の目的は、ころがり軸受に対するヒー
タの加熱効率低下の問題点に鑑み、最も近いルー
トを通つてヒータの熱をころがり軸受に供給する
ことによつて、上記欠点を除去して、熱の放散を
抑え、もつてころがり軸受を有効に加熱保温し、
ころがり軸受の信頼性を可及的に向上させること
ができる低温用ころがり軸受構造を得ることであ
る。

［考案の概要］ 上記目的に沿うこの考案の構成は、低温雰囲気
中に固定系からころがり軸受を介して回転軸を軸
支する軸受構造において、低温雰囲気に晒されて
上記固定系から延出されて先端部が上記軸受側を
軸支する固定系フランジと、熱伝導性の良好な材
料で形成されると共に上記軸受と軸受に近接する
上記固定系フランジとに一端部が直接接触し他端
部が上記固定系フランジとの間にその長手方向に
沿つて大きな断熱層を形成し、上記軸受を加熱保
温するためのヒータを支持する取付部材と、上記
ヒータを含む軸受を覆うように設けられた断熱材
層とを備えたことを特徴とする。これによりフラ
ンジから固定系に熱が放散することなくヒータの
熱をころがり軸受に伝えることができるように
し、ころがり軸受がグリースの許容限界温度以下
に低下しないようにしたものである。

［実施例］ この考案に係る低温用ころがり軸受構造の好適
一実施例を第１図に基づいて説明すれば以下の通
りである。なお、本実施例では従来例で述べた低
温風洞の機内軸受のみを扱うが、本考案は一般的
な低温用回転機械の軸受にも共通する。

第１図に示す如く風洞ダクト３と溶接構造で一
体になつている固定系静翼４のボス８に、ボル
ト・ナツト９締めされた固定系フランジ２０が連
結されている。この固定系フランジ２０は、半径
断面略Ｌ字形をしており、その先端部にはこれに
切欠２１を形成して、この切欠２１に、回転軸７
に嵌められたころがり軸受１０の外輪１０ａの一
側を係合するようになつている。当該フランジ２
０の材料は通常の金属材でもよいが、ステンレス
鋼等の熱伝導性の悪い材料を使うことが熱放散防
止上好ましい。

ころがり軸受１０の外輪１０ａの他側には、こ
れと係合する切欠２２を形成した半径断面略逆Ｌ
字形の取付部材２３の一端部が直接接触すると共
にこの取付部材２３の一端部はその一側部をころ
がり軸受１０に近接する上記フランジ２０の一側
に背中合わせにしてボルト等２４によりフランジ
２０に締め付けて、フランジ２０と取付部材２３
との各切込２１，２２内に上記軸受外輪１０ａを
挟持してある。このようなフランジ２０と背中合
わせにして締め付けた取付部材２３は、後述する
ヒータ１６との接触面積を増大させるべく、その
一端をフランジ２０の一側に沿つて径方向外方に
延出してある。そして、この延出部はフランジ２
０と非接触となるようにフランジ２０から離間さ
せ、熱放散を防止するようになつている。すなわ
ち、取付部材２３の他端部が固定系フランジ２０
に沿つて長手方向に所定の間隙を隔てて延出さ
れ、その延出部と固定系フランジ２０との間には
その間隙にヒータ熱が固定系フランジ２０に移動
することを阻止するための断熱層Ａが形成され
る。したがつて、取付部材２３はフランジ２０の
軸受外輪１０ａ側に近接する部分のみが接触する
こととなる。当該取付部材２３の材料は銅合金・
アルミ合金等の熱伝導性の良好な材料が選択され
る。

また、略逆Ｌ字形取付部材２３の他側には、こ
れに全面接触した電熱器等のヒータ１６が設けら
れ、取付部材２３を介してヒータ１６の熱を軸受
外輪１０ａに伝えこれを加熱保温するようになつ
ている。

一方、カバー１１，１２で覆われた静翼４と回
転軸７間には、ヒータ１６およびころがり軸受１
０を覆うように断熱材２５からなる断熱材層Ｂが
形成される。この断熱材層Ｂによりヒータ１６の
熱が外へ逃げないようになつている。

さて、上記のような構成において、ガス流路内
の温度が低下すると、ヒータ１６が作動してころ
がり軸受１０の外輪１０ａを加熱しはじめる。こ
の場合において、ボス８・フランジ２０が静翼４
からの熱伝導によつて大幅に冷却されているの
で、ころがり軸受１０にヒータ１６の熱を有効に
伝えるためには、フランジ２０からボス８へヒー
タ１６の熱が逃げるのをできるだけ阻止する必要
がある。

しかるところ、ヒータ１６が熱伝導性の良好な
取付部材２３と全面接触しているので、ヒータ１
６の熱が取付部材２３に有効に伝わり、しかも取
付部材２３は切欠２２を介して軸受外輪１０ａに
係合接触しているとともにフランジ２０に対して
はその軸受外輪１０ａ側に近接する部分のみが接
触しているので、取付部材２３に伝えられたヒー
タ１６の熱は最も近いルートを通つて集中的に軸
受外輪１０ａに伝えられ、さらに取付部材２３の
他端部側とフランジ２０との間に断熱層Ａが形成
されるためフランジ２０からボス８を経由して逃
げる熱は僅かになる。特にフランジ２０に熱伝導
性の悪い材料を使用すれば更に効果的である。

また、断熱材２５が、カバー１１，１２で覆わ
れた静翼４と回転軸７間にヒータ１６を含むころ
がり軸受１０を覆うように充填されているので、
ヒータ１６の熱が流路中へ逃げるのが防止でき
る。

このように、上記実施例によれば、従来の軸受
カバーを延出してこれにヒータ１６を全面接触さ
せるとともにフランジ２０に対しては一部接触に
止めるように構成したので、フランジ２０からの
熱放散を最小限に抑え、ころがり軸受１０を有効
に加熱保温して、これがグリースの許容限界温度
以下に下がるのを有効に防止することができる。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば次のような優れた
効果を発揮する。

(1) ヒータを設けた取付部材が、固定系フランジ
の軸受側に近接する部分のみに接触するように
したので、ほぼ全面部分に接触する従来のもの
に比して、フランジから固定系側に逃げる熱を
可及的に小さくすることができ、ころがり軸受
をヒータの熱で有効に加熱保温することができ
る。

(2) ヒータの熱が有効に使われるので、ヒータの
作動時間が短くなり、したがつて低温雰囲気を
形成するための冷媒の消費量が少なくて済み、
ランニングコストを低減化できる。

(3) ヒータによる加熱効率がよいので軸受温度コ
ントロールの追従性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る低温用ころがり軸受構
造の好適一実施例を示す断面図、第２図はこの考
案及び従来のころがり軸受構造に共通したその適
用例を示す低温風洞の全体構成図、第３図は第２
図の要部拡大図、第４図は従来の低温用ころがり
軸受構造を示す断面図である。 図中、４は固定系の例示である静翼、７は回転
軸、１０はころがり軸受、１６はヒータ、２０は
固定系フランジ、２３は取付部材、２４は締付ボ
ルトである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 低温雰囲気中に固定系からころがり軸受を介し
   て回転軸を軸支する軸受構造において、低温雰囲
   気に晒されて上記固定系から延出されて先端部が
   上記軸受側を軸支する固定系フランジと、熱伝動
   性の良好な材料で成形されると共に上記軸受と軸
   受に近接する上記固定系フランジとに一端部が直
   接接触し他端部が上記固定系フランジとの間にそ
   の長手方向に沿つて大きな断熱層を形成し、上記
   軸受を加熱保温するためのヒータを支持する取付
   部材と、上記ヒータを含む軸受を覆うように設け
   られた断熱材層とを備えた低温用ころがり軸受構
   造。