JPH04231719A - 高温作動環境用軸受アセンブリ - Google Patents
高温作動環境用軸受アセンブリInfo
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- JPH04231719A JPH04231719A JP3133396A JP13339691A JPH04231719A JP H04231719 A JPH04231719 A JP H04231719A JP 3133396 A JP3133396 A JP 3133396A JP 13339691 A JP13339691 A JP 13339691A JP H04231719 A JPH04231719 A JP H04231719A
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
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- Support Of The Bearing (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、航空機エンジンのロータのような高速要素
を支持する軸受アセンブリに関し、特に環境温度が低温
状態から１５００°Ｆのような高温までの範囲に及ぶエ
ンジン運転環境で用いるのに適当なロータ支持軸受アセ
ンブリに関する。
を支持する軸受アセンブリに関し、特に環境温度が低温
状態から１５００°Ｆのような高温までの範囲に及ぶエ
ンジン運転環境で用いるのに適当なロータ支持軸受アセ
ンブリに関する。
【０００１】
【従来の技術】比較的低温で作動している航空機ジェッ
トエンジンは、適正なロータ支持や潤滑条件に関して特
に難しい問題がない。潤滑油温度が約３００°Ｆを越え
なければ、潤滑油を妥当な長い使用寿命の間維持できる
。他方、エンジン温度が著しく上昇し、エンジンに使用
する潤滑油が６００ないし７００°Ｆのように高い温度
にさらされる場合、このような潤滑油は使用するたびご
とに特別な処理を施す、たとえばシンナーを添加する必
要がある。上述したような条件下で使用するロータ支持
軸受アセンブリは、特に欠点をもたない。他方、エンジ
ンの能力を増大する要求はいつもあり、この要求にはエ
ンジン運転温度を高くすること、たとえば１２００−１
５００°Ｆの範囲の温度とすることが伴う。このような
高温で用いるのに適当な潤滑油を提供する経費はさてお
き、その潤滑油を普通の金属製軸受ユニットおよび軸受
支持構造に使用できるとしても、金属製軸受ユニットが
高いエンジン温度で満足に機能すると認められない問題
がある。耐熱ドライ（または非潤滑）セラミック母材複
合材料軸受を使用することができるが、通常の金属製軸
受取付けモードをセラミック軸受ユニットに適用すると
、内レースの熱応力や外レースのゆるみが極端に大きく
なる。これは、通常の金属製軸受取付け方法は、セラミ
ック軸受ユニットを金属製支持構造によってエンジンに
組み込んだ場合に起こるような、熱膨張差を打ち消す仕
組みをもたないからである。また、従来の取付け技術で
は、軸受ユニットをエンジンの運転中ずっと緊締してお
くことができない。
トエンジンは、適正なロータ支持や潤滑条件に関して特
に難しい問題がない。潤滑油温度が約３００°Ｆを越え
なければ、潤滑油を妥当な長い使用寿命の間維持できる
。他方、エンジン温度が著しく上昇し、エンジンに使用
する潤滑油が６００ないし７００°Ｆのように高い温度
にさらされる場合、このような潤滑油は使用するたびご
とに特別な処理を施す、たとえばシンナーを添加する必
要がある。上述したような条件下で使用するロータ支持
軸受アセンブリは、特に欠点をもたない。他方、エンジ
ンの能力を増大する要求はいつもあり、この要求にはエ
ンジン運転温度を高くすること、たとえば１２００−１
５００°Ｆの範囲の温度とすることが伴う。このような
高温で用いるのに適当な潤滑油を提供する経費はさてお
き、その潤滑油を普通の金属製軸受ユニットおよび軸受
支持構造に使用できるとしても、金属製軸受ユニットが
高いエンジン温度で満足に機能すると認められない問題
がある。耐熱ドライ（または非潤滑）セラミック母材複
合材料軸受を使用することができるが、通常の金属製軸
受取付けモードをセラミック軸受ユニットに適用すると
、内レースの熱応力や外レースのゆるみが極端に大きく
なる。これは、通常の金属製軸受取付け方法は、セラミ
ック軸受ユニットを金属製支持構造によってエンジンに
組み込んだ場合に起こるような、熱膨張差を打ち消す仕
組みをもたないからである。また、従来の取付け技術で
は、軸受ユニットをエンジンの運転中ずっと緊締してお
くことができない。
【０００２】
【発明の目的】したがって、この発明の目的は、従来の
欠点を克服した、高温運転環境で用いるのに適当な軸受
アセンブリを提供することにある。
欠点を克服した、高温運転環境で用いるのに適当な軸受
アセンブリを提供することにある。
【０００３】この発明の別の目的は、軸受ユニットとし
てセラミック複合材料を使用し、軸受ユニットの装着お
よび支持を金属製部品で行うが、熱膨張差を打ち消すよ
うに、そして軸受ユニットがエンジン運転の間中緊締状
態に留まるように行う、軸受アセンブリを提供すること
にある。
てセラミック複合材料を使用し、軸受ユニットの装着お
よび支持を金属製部品で行うが、熱膨張差を打ち消すよ
うに、そして軸受ユニットがエンジン運転の間中緊締状
態に留まるように行う、軸受アセンブリを提供すること
にある。
【０００４】簡潔に説明すると、この発明は、航空機ジ
ェットエンジンのロータのような高速ロータを支持する
軸受アセンブリであって、軸受が１５００°Ｆまでの環
境で作動する支持軸受アセンブリを提供する。軸受アセ
ンブリは、内レースと外レースを有し、これらの内外レ
ース間に複数の転がり要素が介在するセラミック母材複
合材料製の軸受ユニットを含む。軸受ユニットを２対の
対向する円筒形ケージで支持する。内側ケージ対で内レ
ースを保持し、外側ケージ対で外レースを保持する。ケ
ージはその一端にフランジ手段を有し、またフランジか
らケージの反対端位置まである距離延在する支持アーム
が円周方向に間隔をあけて配置されている。ケージ反対
端では支持アームがレース部材とはまり合うフィンガー
構造を含み、支持アーム間の間隙がケージ本体にスロッ
トを画定する。フィンガー構造に担持された固定用ピン
および／または溝がレースに形成した通路とはまり合う
。支持アームは半径方向に可撓性であるが、接線または
円周方向には剛性で、こうして半径方向の可撓性が支持
部品の半径方向の熱膨張の差を許容する一方、軸受ユニ
ットを支持状態かつ半径方向拘束状態に保つ。ケージは
熱膨張特性の値が大きく、一方、アセンブリ内の他の金
属製部品は中間の値の、またセラミック軸受ユニットは
最小の値の熱膨張特性を有する。
ェットエンジンのロータのような高速ロータを支持する
軸受アセンブリであって、軸受が１５００°Ｆまでの環
境で作動する支持軸受アセンブリを提供する。軸受アセ
ンブリは、内レースと外レースを有し、これらの内外レ
ース間に複数の転がり要素が介在するセラミック母材複
合材料製の軸受ユニットを含む。軸受ユニットを２対の
対向する円筒形ケージで支持する。内側ケージ対で内レ
ースを保持し、外側ケージ対で外レースを保持する。ケ
ージはその一端にフランジ手段を有し、またフランジか
らケージの反対端位置まである距離延在する支持アーム
が円周方向に間隔をあけて配置されている。ケージ反対
端では支持アームがレース部材とはまり合うフィンガー
構造を含み、支持アーム間の間隙がケージ本体にスロッ
トを画定する。フィンガー構造に担持された固定用ピン
および／または溝がレースに形成した通路とはまり合う
。支持アームは半径方向に可撓性であるが、接線または
円周方向には剛性で、こうして半径方向の可撓性が支持
部品の半径方向の熱膨張の差を許容する一方、軸受ユニ
ットを支持状態かつ半径方向拘束状態に保つ。ケージは
熱膨張特性の値が大きく、一方、アセンブリ内の他の金
属製部品は中間の値の、またセラミック軸受ユニットは
最小の値の熱膨張特性を有する。
【０００５】この発明の上記および他の目的を達成する
ために、高温環境で作動する高速ロータシャフトを支持
するロータ支持軸受アセンブリは、ロータシャフトのあ
る軸線方向長さ部分を包囲する内レース部材、外レース
部材および内外レース部材間に捕捉的に保持された転が
り要素を含む軸受ユニットを備える。１対の可撓構造の
第１支持部材が、上記内レース部材と同心で、内レース
部材の互いに反対側それぞれに一つずつ配置され、内レ
ース部材との相互はめ合い連接部を有する。１対の可撓
構造の第２支持部材が、上記１対の第１支持部材の半径
方向外方に位置し、上記外レース部材と同心で、外レー
ス部材の互いに反対側それぞれに一つずつ配置され、外
レース部材との相互はめ合い連接部を有する。ハウジン
グが上記１対の第２支持部材を密接に包囲する。軸線方
向に反対の力で緊締する手段が、それぞれのケージ対を
軸線方向にそれと関連したレース部材に対して押しつけ
る作用をなす。上記支持部材、ハウジングおよび軸受ユ
ニットをそれぞれ、高、中および低熱膨張係数を有する
材料からつくり、こうして高温環境でのロータシャフト
の作動中、可撓構造の支持部材は、外方へハウジングよ
り大きく熱膨張するが、ハウジングの熱膨張が小さいた
め半径方向内方へたわませられ、それとともに外レース
に半径方向の拘束を押しつけて、軸受ユニット内の外レ
ースのゆるみを防止する。
ために、高温環境で作動する高速ロータシャフトを支持
するロータ支持軸受アセンブリは、ロータシャフトのあ
る軸線方向長さ部分を包囲する内レース部材、外レース
部材および内外レース部材間に捕捉的に保持された転が
り要素を含む軸受ユニットを備える。１対の可撓構造の
第１支持部材が、上記内レース部材と同心で、内レース
部材の互いに反対側それぞれに一つずつ配置され、内レ
ース部材との相互はめ合い連接部を有する。１対の可撓
構造の第２支持部材が、上記１対の第１支持部材の半径
方向外方に位置し、上記外レース部材と同心で、外レー
ス部材の互いに反対側それぞれに一つずつ配置され、外
レース部材との相互はめ合い連接部を有する。ハウジン
グが上記１対の第２支持部材を密接に包囲する。軸線方
向に反対の力で緊締する手段が、それぞれのケージ対を
軸線方向にそれと関連したレース部材に対して押しつけ
る作用をなす。上記支持部材、ハウジングおよび軸受ユ
ニットをそれぞれ、高、中および低熱膨張係数を有する
材料からつくり、こうして高温環境でのロータシャフト
の作動中、可撓構造の支持部材は、外方へハウジングよ
り大きく熱膨張するが、ハウジングの熱膨張が小さいた
め半径方向内方へたわませられ、それとともに外レース
に半径方向の拘束を押しつけて、軸受ユニット内の外レ
ースのゆるみを防止する。
【０００６】この発明の上記および他の目的、特徴およ
び効果をさらに明確にするために、以下にこの発明を添
付の図面を参照しながらさらに詳しく説明する。図面中
の同じ符号は同じ要素を示す。
び効果をさらに明確にするために、以下にこの発明を添
付の図面を参照しながらさらに詳しく説明する。図面中
の同じ符号は同じ要素を示す。
【０００７】
【具体的な構成】この発明の軸受アセンブリを、エンジ
ンロータを支持するために航空機ジェットエンジンに使
用するような好適な実施例について説明する。この軸受
アセンブリは、いつでもそして広い範囲の軸受作動温度
にわたって軸受ユニットをタイトに保つので、高温そし
て軸受ユニットおよびアセンブリ支持構成要素の膨張が
軸受ユニットのゆるみやたるみの問題をもたらす、他の
環境にも使用できることが、当業者には理解できるはず
である。
ンロータを支持するために航空機ジェットエンジンに使
用するような好適な実施例について説明する。この軸受
アセンブリは、いつでもそして広い範囲の軸受作動温度
にわたって軸受ユニットをタイトに保つので、高温そし
て軸受ユニットおよびアセンブリ支持構成要素の膨張が
軸受ユニットのゆるみやたるみの問題をもたらす、他の
環境にも使用できることが、当業者には理解できるはず
である。
【０００８】図１は、この発明の原理に従って構成した
軸受アセンブリの縦中心断面図である。ロータシャフト
１０はジェットエンジン構造（図示せず）の一部を構成
する中空な構成要素である。シャフト１０にはフランジ
１２が設けられ、その一部がシャフトから外方へ半径方
向に短い距離突出し、次の一部が短い軸線方向距離延び
、こうして後述する通りの理由からフランジ１２はクラ
ンプ構造を呈する。ロータシャフト１０の長さの一部は
軸受ユニット１４内に支承されている。軸受ユニット１
４は、内レース部材１８、外レース部材２０およびこれ
らの２つのレース間にはさまれた複数の転がり要素２２
を含む。転がり要素２２はボールでもローラでもよい。 軸受ユニット１４は、エンジン内に後述するような種々
の構成要素および／またはすべての構成要素で支持され
る。全体としては、これらの構成要素および軸受ユニッ
トが構成する軸受アセンブリは、最小の航空機不使用時
間にて簡単にすばやく現場で装填および交換することが
できる自蔵式の構造パッケージとすることができる。さ
らに、軸受アセンブリの製作は注意深く管理された条件
下で行われるが、一方、軸受ユニットの現場での交換ま
たは組み直しは、戦争状態や限定された可使時間という
拘束の下で行わざるを得ないので、交換用パッケージア
センブリを用いることにより、軸受ユニットの心合わせ
を誤る（ミスアライメント）恐れ、その他の保守、修理
上の欠点が少なくなる。パッケージアセンブリは、主な
アセンブリ保持要素として内スリーブ２４および外スリ
ーブ２６を含む。内スリーブ２４を使用する場合、これ
はシャフト外面と内レース部材１８との間に介在する。 サンプハウジング２８が構成要素のアセンブリ全体を包
囲する一方、エンジン構造の固定部材（図示せず）、た
とえば、エンジンケーシングの一部から固定的に支持さ
れる。外スリーブ２６を使用する場合、これはサンプケ
ーシング内面に隣接し、かつサンプケーシングと軸受ユ
ニット外レース部材２０との間に介在する。
軸受アセンブリの縦中心断面図である。ロータシャフト
１０はジェットエンジン構造（図示せず）の一部を構成
する中空な構成要素である。シャフト１０にはフランジ
１２が設けられ、その一部がシャフトから外方へ半径方
向に短い距離突出し、次の一部が短い軸線方向距離延び
、こうして後述する通りの理由からフランジ１２はクラ
ンプ構造を呈する。ロータシャフト１０の長さの一部は
軸受ユニット１４内に支承されている。軸受ユニット１
４は、内レース部材１８、外レース部材２０およびこれ
らの２つのレース間にはさまれた複数の転がり要素２２
を含む。転がり要素２２はボールでもローラでもよい。 軸受ユニット１４は、エンジン内に後述するような種々
の構成要素および／またはすべての構成要素で支持され
る。全体としては、これらの構成要素および軸受ユニッ
トが構成する軸受アセンブリは、最小の航空機不使用時
間にて簡単にすばやく現場で装填および交換することが
できる自蔵式の構造パッケージとすることができる。さ
らに、軸受アセンブリの製作は注意深く管理された条件
下で行われるが、一方、軸受ユニットの現場での交換ま
たは組み直しは、戦争状態や限定された可使時間という
拘束の下で行わざるを得ないので、交換用パッケージア
センブリを用いることにより、軸受ユニットの心合わせ
を誤る（ミスアライメント）恐れ、その他の保守、修理
上の欠点が少なくなる。パッケージアセンブリは、主な
アセンブリ保持要素として内スリーブ２４および外スリ
ーブ２６を含む。内スリーブ２４を使用する場合、これ
はシャフト外面と内レース部材１８との間に介在する。 サンプハウジング２８が構成要素のアセンブリ全体を包
囲する一方、エンジン構造の固定部材（図示せず）、た
とえば、エンジンケーシングの一部から固定的に支持さ
れる。外スリーブ２６を使用する場合、これはサンプケ
ーシング内面に隣接し、かつサンプケーシングと軸受ユ
ニット外レース部材２０との間に介在する。
【０００９】サンプケーシング２８の一端に内ねじ（め
ねじ）３０を設け、ロータシャフト１２の端部部分に外
ねじ（おねじ）３２を設け、これらのねじ切り部分にそ
れぞれ外嵌および内嵌ロックナット３４、３６をはめ、
これらにより軸受アセンブリをエンジン内に軸線方向拘
束条件にてロックする。サンプハウジング２８は環状の
包囲されたサンプまたは通路３８を含み、この通路３８
は後述するような目的のために冷却媒体の供給源に連結
され、サンプ通路３８の内部には通路のまわりの円周方
向に間隔をあけて多数のポート４０があけられている。
ねじ）３０を設け、ロータシャフト１２の端部部分に外
ねじ（おねじ）３２を設け、これらのねじ切り部分にそ
れぞれ外嵌および内嵌ロックナット３４、３６をはめ、
これらにより軸受アセンブリをエンジン内に軸線方向拘
束条件にてロックする。サンプハウジング２８は環状の
包囲されたサンプまたは通路３８を含み、この通路３８
は後述するような目的のために冷却媒体の供給源に連結
され、サンプ通路３８の内部には通路のまわりの円周方
向に間隔をあけて多数のポート４０があけられている。
【００１０】図１と合わせて図２および図３も参照して
、軸受ユニットの必須の主要な支持要素を説明する。 軸受ユニットの主たる支持は２対の細長いケージ、すな
わち外レース部材２０の支持と関連したケージ４２、４
４および内レース部材１８の支持と関連したケージ４６
、４８によって行う。ケージ部材は、一端に半径方向フ
ランジ部分を有し、またフランジ部分から軸線方向に延
在する複数の支持アームを有する細長い、大体円筒形の
本体から構成され、支持アームは円周方向に間隔をあけ
たアーム配列として配置され、したがってケージ本体に
は長さ方向に向いたスロットができる。これらのアーム
は本体の他端で後述するようなフィンガー構造をなす。
、軸受ユニットの必須の主要な支持要素を説明する。 軸受ユニットの主たる支持は２対の細長いケージ、すな
わち外レース部材２０の支持と関連したケージ４２、４
４および内レース部材１８の支持と関連したケージ４６
、４８によって行う。ケージ部材は、一端に半径方向フ
ランジ部分を有し、またフランジ部分から軸線方向に延
在する複数の支持アームを有する細長い、大体円筒形の
本体から構成され、支持アームは円周方向に間隔をあけ
たアーム配列として配置され、したがってケージ本体に
は長さ方向に向いたスロットができる。これらのアーム
は本体の他端で後述するようなフィンガー構造をなす。
【００１１】図２に１対の外ケージの一方、すなわち図
１の右側にあるケージ４４を示す。なお、１対のケージ
が外レース部材を支持する配置関係にあるときこれらの
ケージは互いに軸線方向心合わせ関係にあり、他方のケ
ージ４２はケージ４４と同様であるが、逆向きである。 ケージ４４は、一端に半径方向フランジ５０が形成され
、このフランジ５０は図２に示すように外向き部分５２
を有し、また図１からわかるように内向き部分５４も有
する。部品の組立時に、外側部分５２はスリーブ２６の
内面に係合し、内側部分５４は外側シールシェル５５の
外面に係合する。外側シールシェル５５はケージ４４内
に同心的に収容される円筒部材であり、その端部フラン
ジ５６は、部品の組立時に、ケージ４４のフランジ５０
と当接する。
１の右側にあるケージ４４を示す。なお、１対のケージ
が外レース部材を支持する配置関係にあるときこれらの
ケージは互いに軸線方向心合わせ関係にあり、他方のケ
ージ４２はケージ４４と同様であるが、逆向きである。 ケージ４４は、一端に半径方向フランジ５０が形成され
、このフランジ５０は図２に示すように外向き部分５２
を有し、また図１からわかるように内向き部分５４も有
する。部品の組立時に、外側部分５２はスリーブ２６の
内面に係合し、内側部分５４は外側シールシェル５５の
外面に係合する。外側シールシェル５５はケージ４４内
に同心的に収容される円筒部材であり、その端部フラン
ジ５６は、部品の組立時に、ケージ４４のフランジ５０
と当接する。
【００１２】ケージ４４には、フランジ部分５０から軸
線方向に延在する複数の支持アーム５８が円周方向に間
隔をあけて配置され、それぞれのアーム間の間隔が細長
いスロット６０を画定し、支持アームにある程度の可撓
性を与えている。すなわち、各支持アーム５８は、半径
方向荷重がかけられたとき、ある程度たわむことができ
、またその熱膨張が構造部品の存在により妨げられ、所
定の熱的条件と関連した範囲まで完全に膨張することが
できないとき、半径方向にたわみ降伏することができる
。支持アーム５８はケージ本体の他端でフィンガー構造
６２の形態になっており、これらのフィンガー構造６２
はこの実施例では２つの別々のフィンガー、すなわち関
連する支持アーム５８から半径方向外方へずれたフィン
ガー６４と、支持アームから半径方向内方へずれたフィ
ンガー６６とからなる。これら２つのフィンガー６４、
６６は半径方向ブリッジ部材６８でつながれ、図示のケ
ージ実施例では、ブリッジ部材６８は２つのフィンガー
６４、６６間に軸線方向に延在する固定用ピン７０を担
持している。これらの固定用ピン７０は、外レース部材
がケージ部材と相互はめ合い関係、すなわち連接してい
るとき、外レース部材２０の各軸線方向または反対側面
に形成された軸線方向盲穴７２（図２の外レース部材２
０の左端に円で示す）にはまる。固定用ピン７０は、特
に、ケージと外レース部材との間の相対的回転運動を防
止する役目を果たす。外レース部材２０がケージ４４に
装着されているとき、レース外周面がフィンガー６４の
内面に隣接し、レース内周面がフィンガー６６の外面に
隣接する。
線方向に延在する複数の支持アーム５８が円周方向に間
隔をあけて配置され、それぞれのアーム間の間隔が細長
いスロット６０を画定し、支持アームにある程度の可撓
性を与えている。すなわち、各支持アーム５８は、半径
方向荷重がかけられたとき、ある程度たわむことができ
、またその熱膨張が構造部品の存在により妨げられ、所
定の熱的条件と関連した範囲まで完全に膨張することが
できないとき、半径方向にたわみ降伏することができる
。支持アーム５８はケージ本体の他端でフィンガー構造
６２の形態になっており、これらのフィンガー構造６２
はこの実施例では２つの別々のフィンガー、すなわち関
連する支持アーム５８から半径方向外方へずれたフィン
ガー６４と、支持アームから半径方向内方へずれたフィ
ンガー６６とからなる。これら２つのフィンガー６４、
６６は半径方向ブリッジ部材６８でつながれ、図示のケ
ージ実施例では、ブリッジ部材６８は２つのフィンガー
６４、６６間に軸線方向に延在する固定用ピン７０を担
持している。これらの固定用ピン７０は、外レース部材
がケージ部材と相互はめ合い関係、すなわち連接してい
るとき、外レース部材２０の各軸線方向または反対側面
に形成された軸線方向盲穴７２（図２の外レース部材２
０の左端に円で示す）にはまる。固定用ピン７０は、特
に、ケージと外レース部材との間の相対的回転運動を防
止する役目を果たす。外レース部材２０がケージ４４に
装着されているとき、レース外周面がフィンガー６４の
内面に隣接し、レース内周面がフィンガー６６の外面に
隣接する。
【００１３】ここで、「相互はめ合い連接」とは、軸受
ユニットのレースとそれらと関連するケージフィンガー
構造との間の位置関係を表現し、フィンガー構造の突出
する構造がレースの構造にその内外両側で嵌合し、その
結果、冷間組立後のレースのどんな半径方向移動も、関
連するフィンガー構造と一体的になることを意味する。
ユニットのレースとそれらと関連するケージフィンガー
構造との間の位置関係を表現し、フィンガー構造の突出
する構造がレースの構造にその内外両側で嵌合し、その
結果、冷間組立後のレースのどんな半径方向移動も、関
連するフィンガー構造と一体的になることを意味する。
【００１４】ケージ−レース嵌合形態において、フィン
ガー６４、６６は図１に明示するように外レース部材２
０の軸線方向厚さ部分を包囲し、外側フィンガー６４の
軸線方向長さが内側フィンガー６６のそれより長く、一
方のケージ４４の外側フィンガー６４が他方のケージ４
２の外側フィンガーと向かい合い、それから僅かに離れ
、相互間に外レース部材２０を包囲する環状スペース通
路７４を画定している。この通路７４はサンプ通路３８
と、サンプハウジング２８のポート４０および外スリー
ブ２６にあけたポート７６を通して連通している。ケー
ジフィンガー６４には短いスロット７８が設けられ、こ
れらの短いスロット７８は、たとえば２つが、各フィン
ガーの内面にそのフィンガーの横に並んだ固定用ピン７
０の両側に形成されている。これらの短いスロット７８
は、フィンガー６４の軸線方向長さ全長にわたって延び
、半径方向内方へ環状ブリッジ部材６８に続き、そこか
ら再び軸線方向にコースを変えて、フィンガー６６の内
面に形成した短いスロット延長部７８ｂとなる。これら
の短いスロット７８およびその延長部７８ｂが構成する
動脈（流通路）に沿って、冷却媒体がサンプ通路３８か
ら外レース部材２０と接触しながら流れ、外レース部材
２０を冷却する。冷却媒体は、図１から分かるように、
動脈から転がり要素２２へ流れ出すにつれて、これらの
転がり要素２２も冷却する。
ガー６４、６６は図１に明示するように外レース部材２
０の軸線方向厚さ部分を包囲し、外側フィンガー６４の
軸線方向長さが内側フィンガー６６のそれより長く、一
方のケージ４４の外側フィンガー６４が他方のケージ４
２の外側フィンガーと向かい合い、それから僅かに離れ
、相互間に外レース部材２０を包囲する環状スペース通
路７４を画定している。この通路７４はサンプ通路３８
と、サンプハウジング２８のポート４０および外スリー
ブ２６にあけたポート７６を通して連通している。ケー
ジフィンガー６４には短いスロット７８が設けられ、こ
れらの短いスロット７８は、たとえば２つが、各フィン
ガーの内面にそのフィンガーの横に並んだ固定用ピン７
０の両側に形成されている。これらの短いスロット７８
は、フィンガー６４の軸線方向長さ全長にわたって延び
、半径方向内方へ環状ブリッジ部材６８に続き、そこか
ら再び軸線方向にコースを変えて、フィンガー６６の内
面に形成した短いスロット延長部７８ｂとなる。これら
の短いスロット７８およびその延長部７８ｂが構成する
動脈（流通路）に沿って、冷却媒体がサンプ通路３８か
ら外レース部材２０と接触しながら流れ、外レース部材
２０を冷却する。冷却媒体は、図１から分かるように、
動脈から転がり要素２２へ流れ出すにつれて、これらの
転がり要素２２も冷却する。
【００１５】特に図２から明らかなように、外側シール
シェル５５には、多数の穴８０がシェルのまわりに円周
方向に間隔をあけて設けられ、これらの穴８０は、後で
内側ケージ４６、４８について説明するように、アセン
ブリ内で冷却媒体の流れをアセンブリの内部領域に連通
する作用をなす。構成部品を組み立てた時、外側シール
シェル５５の端部に設けた半径方向フランジ５６は、半
径方向でサンプハウジング２８の内面に隣接し、また軸
線方向の片面では外スリーブ２６の端部エッジおよびケ
ージ４２、４４の端部フランジ５０両方と係合する。フ
ランジ５６の軸線方向の他面は、内嵌ロックナット３６
またはサンプハウジング２８に形成した内部環状ストッ
パ８２’の面と係合する。
シェル５５には、多数の穴８０がシェルのまわりに円周
方向に間隔をあけて設けられ、これらの穴８０は、後で
内側ケージ４６、４８について説明するように、アセン
ブリ内で冷却媒体の流れをアセンブリの内部領域に連通
する作用をなす。構成部品を組み立てた時、外側シール
シェル５５の端部に設けた半径方向フランジ５６は、半
径方向でサンプハウジング２８の内面に隣接し、また軸
線方向の片面では外スリーブ２６の端部エッジおよびケ
ージ４２、４４の端部フランジ５０両方と係合する。フ
ランジ５６の軸線方向の他面は、内嵌ロックナット３６
またはサンプハウジング２８に形成した内部環状ストッ
パ８２’の面と係合する。
【００１６】つぎに、他方の、つまり内側の１対のケー
ジ４６、４８について図３を参照しながら、説明する。 図３にも片方のケージ４８だけを示すが、ケージ４６は
、組立状態でケージ４８に対して軸線方向心合せ関係で
逆向きである点を除いては、あらゆる面でケージ４８と
同一である。ケージ４８は、ケージ本体の一端にフラン
ジ部分８２を有する。図３では、フランジ部分８２の一
部を破断して示してある。破断部分は図１に示されてい
るので、こちらを参照して説明する。破断部分は短い軸
線方向長さの部分およびこれにつながる環状内側フラン
ジ８４を含み、内側フランジ８４は軸線方向で外嵌ロッ
クナット３４のフランジ付き内方部分に当接する。なお
、ケージ４６の同様の部分はシャフトフランジ１２に当
接する。破断部分はさらにラビリンスシール部材８６も
含む。このシール部材８６は複数のシールリング８８を
含み、軸受ユニットに近接したリングには貫通通路９０
があけられている。図１では、ケージ４８およびラビリ
ンスシール部材８６を一体として図示してあるが、これ
らを別々の部材としてもよく、場合によってはラビリン
スシールをすべて除いてもよい。
ジ４６、４８について図３を参照しながら、説明する。 図３にも片方のケージ４８だけを示すが、ケージ４６は
、組立状態でケージ４８に対して軸線方向心合せ関係で
逆向きである点を除いては、あらゆる面でケージ４８と
同一である。ケージ４８は、ケージ本体の一端にフラン
ジ部分８２を有する。図３では、フランジ部分８２の一
部を破断して示してある。破断部分は図１に示されてい
るので、こちらを参照して説明する。破断部分は短い軸
線方向長さの部分およびこれにつながる環状内側フラン
ジ８４を含み、内側フランジ８４は軸線方向で外嵌ロッ
クナット３４のフランジ付き内方部分に当接する。なお
、ケージ４６の同様の部分はシャフトフランジ１２に当
接する。破断部分はさらにラビリンスシール部材８６も
含む。このシール部材８６は複数のシールリング８８を
含み、軸受ユニットに近接したリングには貫通通路９０
があけられている。図１では、ケージ４８およびラビリ
ンスシール部材８６を一体として図示してあるが、これ
らを別々の部材としてもよく、場合によってはラビリン
スシールをすべて除いてもよい。
【００１７】図３に戻ると、ケージ４８には、細長い軸
線方向に延在する複数の支持アーム９２が円周方向に間
隔をあけて配置され、支持アーム９２間には長いスロッ
ト９４が介在する。支持アーム９２は、本体の他端では
、半径方向内方へずれたフィンガー９６として形成され
、これらのフィンガー９６は短い半径方向部材９８によ
り支持アーム９２に接合されている。固定用ピン１００
が部材９８から軸線方向に延在し、各固定用ピン１００
の両側には短いスロット１０２が形成されている。これ
らの短いスロット１０２は、フィンガー９４の外面に形
成され、部材９８に半径方向に向かう延長部を有し、各
支持アーム９２の外面で終端する。組立状態では、内レ
ース部材１８の内周面がフィンガー９８の外面に隣接し
、固定用ピン１００が内レース部材１８に片面から他面
まで形成した通路１０４にはまる。これらの固定用ピン
１００は前述した固定用ピン７０と同じ作用をなす。
線方向に延在する複数の支持アーム９２が円周方向に間
隔をあけて配置され、支持アーム９２間には長いスロッ
ト９４が介在する。支持アーム９２は、本体の他端では
、半径方向内方へずれたフィンガー９６として形成され
、これらのフィンガー９６は短い半径方向部材９８によ
り支持アーム９２に接合されている。固定用ピン１００
が部材９８から軸線方向に延在し、各固定用ピン１００
の両側には短いスロット１０２が形成されている。これ
らの短いスロット１０２は、フィンガー９４の外面に形
成され、部材９８に半径方向に向かう延長部を有し、各
支持アーム９２の外面で終端する。組立状態では、内レ
ース部材１８の内周面がフィンガー９８の外面に隣接し
、固定用ピン１００が内レース部材１８に片面から他面
まで形成した通路１０４にはまる。これらの固定用ピン
１００は前述した固定用ピン７０と同じ作用をなす。
【００１８】短いスロット１０２は内レース部材１８の
まわりに、アセンブリの内側領域に存在する冷却媒体の
ための連通通路を形成する。冷却媒体は外側ケージ対４
２、４４の長いスロット６０を通って内側領域に向かい
、外側シェル部材５５の穴８０を通過し、そしてラビリ
ンスシールの最内側リング８８の通路９０を通過し、転
がり要素２２に流れるとともに、短いスロット１０２に
到着する。外レース部材２０のまわりを通過した冷却媒
体の流れは、内側領域の冷却媒体とともに、短いスロッ
トで画定された通路を流れ、内スリーブ２４およびロー
タシャフト１０それぞれに形成したポート１０６および
１０８を通って外に出る。この使用済み冷却媒体は、こ
の後、図示しない手段によりシャフト内部から外に流し
て、再使用または廃棄のために捕集することができる。
まわりに、アセンブリの内側領域に存在する冷却媒体の
ための連通通路を形成する。冷却媒体は外側ケージ対４
２、４４の長いスロット６０を通って内側領域に向かい
、外側シェル部材５５の穴８０を通過し、そしてラビリ
ンスシールの最内側リング８８の通路９０を通過し、転
がり要素２２に流れるとともに、短いスロット１０２に
到着する。外レース部材２０のまわりを通過した冷却媒
体の流れは、内側領域の冷却媒体とともに、短いスロッ
トで画定された通路を流れ、内スリーブ２４およびロー
タシャフト１０それぞれに形成したポート１０６および
１０８を通って外に出る。この使用済み冷却媒体は、こ
の後、図示しない手段によりシャフト内部から外に流し
て、再使用または廃棄のために捕集することができる。
【００１９】図５に、変形した軸受ユニット１１４の主
要部分を示す。すなわち、ここで用いている内レース部
材１１８および外レース部材１２０は、転がり要素１２
２が、図１−３の構成に用いたボールとは異なるローラ
である場合に用いるものである。ケージ４２、４４と同
様に、外側ケージ対１４２、１４４のフィンガー構造１
６４は、関連した支持アーム１５８に担持された１対の
フィンガーを備える。さらに、内レース１１８はボール
リテイナ側壁部分１１９を含む。すぐに分かる相違点は
、固定用ピン１７０を、前述したピン７０の軸線方向の
向きではなくて、半径方向に向けて配置することである
。これらの固定用ピン１７０は、ピンがフィンガー１６
４の短いスロット１７８間に位置することに関しては、
図１−３の実施例と同様にフィンガー構造に配列されて
いる。これら以外の、図１−３に関連して説明した部品
に対応する図５の部品は、図１−３に使用したのと同じ
符号で示してある。
要部分を示す。すなわち、ここで用いている内レース部
材１１８および外レース部材１２０は、転がり要素１２
２が、図１−３の構成に用いたボールとは異なるローラ
である場合に用いるものである。ケージ４２、４４と同
様に、外側ケージ対１４２、１４４のフィンガー構造１
６４は、関連した支持アーム１５８に担持された１対の
フィンガーを備える。さらに、内レース１１８はボール
リテイナ側壁部分１１９を含む。すぐに分かる相違点は
、固定用ピン１７０を、前述したピン７０の軸線方向の
向きではなくて、半径方向に向けて配置することである
。これらの固定用ピン１７０は、ピンがフィンガー１６
４の短いスロット１７８間に位置することに関しては、
図１−３の実施例と同様にフィンガー構造に配列されて
いる。これら以外の、図１−３に関連して説明した部品
に対応する図５の部品は、図１−３に使用したのと同じ
符号で示してある。
【００２０】固定用ピン１７０がはまる外レース部材１
２０上の対応形状の構造は、内レース部材１１８に形成
した構造と同じに示してある。図６から分かるように、
外レース部材１２０の軸線方向反対側面にノッチ１２９
が形成され、これらのノッチ１２９は軸線方向および半
径方向末端が盲終端になっている。
２０上の対応形状の構造は、内レース部材１１８に形成
した構造と同じに示してある。図６から分かるように、
外レース部材１２０の軸線方向反対側面にノッチ１２９
が形成され、これらのノッチ１２９は軸線方向および半
径方向末端が盲終端になっている。
【００２１】アセンブリを低温状態の使用環境に装填す
ると、ある大きさの軸線方向反対向きの圧縮力が軸受ユ
ニットレースに加えられ、これらのレースを安定した軸
線方向固定位置に保持する。エンジンの運転中、そして
ケージが軸線方向に熱膨張する度合いがレース部材のそ
れより大きい場合、この圧縮力がさらに増加し、軸受ユ
ニットに支承されたロータシャフトに対する軸受ユニッ
トの軸線方向位置を維持する機能を果たす。この作用を
図７に示す。図７から分かるように、ケージの軸線方向
熱膨張により、これらの要素とレースケージとの間のし
まりばめが増強される。
ると、ある大きさの軸線方向反対向きの圧縮力が軸受ユ
ニットレースに加えられ、これらのレースを安定した軸
線方向固定位置に保持する。エンジンの運転中、そして
ケージが軸線方向に熱膨張する度合いがレース部材のそ
れより大きい場合、この圧縮力がさらに増加し、軸受ユ
ニットに支承されたロータシャフトに対する軸受ユニッ
トの軸線方向位置を維持する機能を果たす。この作用を
図７に示す。図７から分かるように、ケージの軸線方向
熱膨張により、これらの要素とレースケージとの間のし
まりばめが増強される。
【００２２】冷間はめ合い状態で、ケージ４２、４４の
フィンガー６４の外面が外スリーブ２６の内面（または
外スリーブを使用しないときにはハウジング２８の内面
）と界面接触する一方、フィンガー９６と内スリーブ２
４の外面との間には、たとえば約０．０１５インチの隙
間ができる。温度が、たとえば約１２００−１５００°
Ｆの範囲にあるエンジン運転中、ハウジング２８は半径
方向に熱膨張する。金属製ハウジングは熱膨張係数がセ
ラミック軸受ユニットより大きいので、外レース２０が
ゆるくなるなりがちである。しかし、ハウジング２８よ
り熱膨張係数が大きいケージ部材も半径方向に膨張する
が、ハウジングにより拘束され、その結果、支持アーム
５８は半径方向内方へ反らされ、フィンガー構造６２お
よび固定用ピン７０が半径方向の拘束を外レース２０に
加える。図７はこれがどのようにして起こるかを説明し
、軸受の膨張と支持アームの内方への反りの和がハウジ
ングの膨張に等しいことを示している。同時に、ロータ
シャフト１０および内スリーブ２４は半径方向にケージ
４６、４８に抗して熱膨張し、軸受内レース−軸受支持
シャフトしまりばめを形成する。
フィンガー６４の外面が外スリーブ２６の内面（または
外スリーブを使用しないときにはハウジング２８の内面
）と界面接触する一方、フィンガー９６と内スリーブ２
４の外面との間には、たとえば約０．０１５インチの隙
間ができる。温度が、たとえば約１２００−１５００°
Ｆの範囲にあるエンジン運転中、ハウジング２８は半径
方向に熱膨張する。金属製ハウジングは熱膨張係数がセ
ラミック軸受ユニットより大きいので、外レース２０が
ゆるくなるなりがちである。しかし、ハウジング２８よ
り熱膨張係数が大きいケージ部材も半径方向に膨張する
が、ハウジングにより拘束され、その結果、支持アーム
５８は半径方向内方へ反らされ、フィンガー構造６２お
よび固定用ピン７０が半径方向の拘束を外レース２０に
加える。図７はこれがどのようにして起こるかを説明し
、軸受の膨張と支持アームの内方への反りの和がハウジ
ングの膨張に等しいことを示している。同時に、ロータ
シャフト１０および内スリーブ２４は半径方向にケージ
４６、４８に抗して熱膨張し、軸受内レース−軸受支持
シャフトしまりばめを形成する。
【００２３】「中間（ｉｎ ｂｅｔｗｅｅｎ）」の熱
的過渡運転中、軸受ユニットは、それぞれのケージと内
外のスリーブとの間に隙間を保って、ケージで支持され
る。ケージ４６、４８の支持アームは主として冷間およ
び熱的過渡エンジン運転状態で使用される。
的過渡運転中、軸受ユニットは、それぞれのケージと内
外のスリーブとの間に隙間を保って、ケージで支持され
る。ケージ４６、４８の支持アームは主として冷間およ
び熱的過渡エンジン運転状態で使用される。
【００２４】図４は、半径方向および接線方向または直
線的荷重がかかった時にケージ構造がどのように機能す
るかを説明する。直接の半径方向荷重について考えると
、その荷重と一致しているケージ構造の支持アームは、
その荷重を支えることに関して、たわみ性で、すなわち
弱い。このことは、１２時および６時の位置の支持アー
ムを通過する真に鉛直方向にかけられた荷重に関して示
されている。他方、３時および９時の位置の支持アーム
は、そこに作用する荷重を支える上で、剛性で、すなわ
ち強い。荷重の方向が変わるにつれて、それぞれのアー
ムは弱いから強いに、またその反対に変わる。したがっ
て、もしも荷重が水平方向にかかると、３時および９時
の位置のアームは弱く、６時および１２時の位置のアー
ムは強い。
線的荷重がかかった時にケージ構造がどのように機能す
るかを説明する。直接の半径方向荷重について考えると
、その荷重と一致しているケージ構造の支持アームは、
その荷重を支えることに関して、たわみ性で、すなわち
弱い。このことは、１２時および６時の位置の支持アー
ムを通過する真に鉛直方向にかけられた荷重に関して示
されている。他方、３時および９時の位置の支持アーム
は、そこに作用する荷重を支える上で、剛性で、すなわ
ち強い。荷重の方向が変わるにつれて、それぞれのアー
ムは弱いから強いに、またその反対に変わる。したがっ
て、もしも荷重が水平方向にかかると、３時および９時
の位置のアームは弱く、６時および１２時の位置のアー
ムは強い。
【００２５】図８は、レースをそれと関連する支持ケー
ジと相互はめ合いする別の態様を示す。外レースを相互
はめ合いする態様のみを示すが、内レースについても同
じことが言える。レース２０に、その軸線方向反対側に
ノッチ２１を設ける。これらのノッチ２１は半径方向に
レース内周面から外周面まで貫通する。ケージ支持アー
ム上のフィンガー構造は、軸線方向部分２５および半径
方向部分２７を有するラグ２３として形成する。これら
のラグ２３がノッチ２１とはまり合い、構成要素の相互
はめ合い連接を達成する。
ジと相互はめ合いする別の態様を示す。外レースを相互
はめ合いする態様のみを示すが、内レースについても同
じことが言える。レース２０に、その軸線方向反対側に
ノッチ２１を設ける。これらのノッチ２１は半径方向に
レース内周面から外周面まで貫通する。ケージ支持アー
ム上のフィンガー構造は、軸線方向部分２５および半径
方向部分２７を有するラグ２３として形成する。これら
のラグ２３がノッチ２１とはまり合い、構成要素の相互
はめ合い連接を達成する。
【００２６】図８はまた、どのようにしてストッパ１２
７を内外両スリーブの内面に形成して、「ブレードアウ
ト」状態に起因する大きな軸受荷重による、過剰な支持
アーム曲げや破損の恐れを防止するかを示している。こ
れらのストッパ１２７を、ストッパが隣接する支持アー
ム間の長いスロット６０にはまるように配置する。図４
にもこれらのストッパ１２７の配置を示す。
７を内外両スリーブの内面に形成して、「ブレードアウ
ト」状態に起因する大きな軸受荷重による、過剰な支持
アーム曲げや破損の恐れを防止するかを示している。こ
れらのストッパ１２７を、ストッパが隣接する支持アー
ム間の長いスロット６０にはまるように配置する。図４
にもこれらのストッパ１２７の配置を示す。
【００２７】前述したように、軸受ユニットは繊維強化
セラミック母材複合材料から作ることができる。ハウジ
ングには、熱膨張係数が前述した通りである限りで、種
々の材料を使用できる。熱膨張係数は、たとえば、軸受
ユニット、ハウジングおよびケージ構成要素それぞれに
ついて、２．０ｘ１０−６ｉｎ／ｉｎ／°Ｆ、６．０ｘ
１０−６ｉｎ／ｉｎ／°Ｆおよび８．０ｘ１０−６ｉｎ
／ｉｎ／°Ｆとすればよい。ハウジング２８用の代表的
な材料としてはチタン合金が、ケージ用の材料としては
鉄系合金、たとえばＡ２８６またはニッケル系合金、た
とえばＲ４１がある。
セラミック母材複合材料から作ることができる。ハウジ
ングには、熱膨張係数が前述した通りである限りで、種
々の材料を使用できる。熱膨張係数は、たとえば、軸受
ユニット、ハウジングおよびケージ構成要素それぞれに
ついて、２．０ｘ１０−６ｉｎ／ｉｎ／°Ｆ、６．０ｘ
１０−６ｉｎ／ｉｎ／°Ｆおよび８．０ｘ１０−６ｉｎ
／ｉｎ／°Ｆとすればよい。ハウジング２８用の代表的
な材料としてはチタン合金が、ケージ用の材料としては
鉄系合金、たとえばＡ２８６またはニッケル系合金、た
とえばＲ４１がある。
【００２８】冷却媒体に関しては、空気が最も好適であ
るが、他のガス冷却材も同様に使用できる。そのほかに
、乾燥潤滑剤、たとえば黒鉛粉末を冷却媒体の流れに同
伴させることができる。
るが、他のガス冷却材も同様に使用できる。そのほかに
、乾燥潤滑剤、たとえば黒鉛粉末を冷却媒体の流れに同
伴させることができる。
【００２９】以上、この発明の好適な実施例を図面を参
照しながら説明したが、この発明はこれらの実施例に厳
密に限定されず、当業者であれば、この発明の要旨から
逸脱しない範囲内で、種々の変更や変形を加えることが
できる。
照しながら説明したが、この発明はこれらの実施例に厳
密に限定されず、当業者であれば、この発明の要旨から
逸脱しない範囲内で、種々の変更や変形を加えることが
できる。
【図１】この発明の原理に従って構成した軸受アセンブ
リの中心縦断面図であり、ロータシャフトを完全に示す
。
リの中心縦断面図であり、ロータシャフトを完全に示す
。
【図２】軸受外レース部材の支持に用いる構成要素の分
解斜視図であり、軸受アセンブリを収容するサンプハウ
ジングおよび外スリーブについては一部だけ示す。
解斜視図であり、軸受アセンブリを収容するサンプハウ
ジングおよび外スリーブについては一部だけ示す。
【図３】内レース部材の支持に用いる構成要素の分解斜
視図である。
視図である。
【図４】レースをロータシャフトに対して心合わせ関係
に維持しながら、ケージ部材が半径方向荷重を支える機
能を果たす原理の説明図である。
に維持しながら、ケージ部材が半径方向荷重を支える機
能を果たす原理の説明図である。
【図５】図１に示した軸受アセンブリの一部の半部断面
図であり、ケージフィンガー構造に担持された固定用ピ
ンが軸線方向にではなく半径方向に向いており、レース
部材の反対側面に形成したノッチ内に位置する、変形し
た外ケージ構造を示す。
図であり、ケージフィンガー構造に担持された固定用ピ
ンが軸線方向にではなく半径方向に向いており、レース
部材の反対側面に形成したノッチ内に位置する、変形し
た外ケージ構造を示す。
【図６】図５のノッチを設けた外レース部材の斜視図で
ある。
ある。
【図７】軸受アセンブリを高温運転環境で使用する際に
起こる代表的な熱膨張の概略説明図で、軸線方向および
半径方向膨張パラメータはそれぞれ、種々の支持および
アセンブリ構成要素の熱膨張にもかかわらず、軸受ユニ
ットを心合わせ状態に維持する、アセンブリの軸線方向
締めつけとケージ構造の膨張補償機能を例示する。
起こる代表的な熱膨張の概略説明図で、軸線方向および
半径方向膨張パラメータはそれぞれ、種々の支持および
アセンブリ構成要素の熱膨張にもかかわらず、軸受ユニ
ットを心合わせ状態に維持する、アセンブリの軸線方向
締めつけとケージ構造の膨張補償機能を例示する。
【図８】ケージフィンガー構造をレース部材に連接する
変形例を示す部分的斜視図であり、アセンブリハウジン
グまたは外スリーブいずれかの内面にストッパを設け、
これらのストッパを用いてケージアーム部材が半径方向
荷重下でたわみ得る範囲を限定し、これにより「ブレー
ドアウト」状態による支持アームの破損を防止する構成
を説明する。
変形例を示す部分的斜視図であり、アセンブリハウジン
グまたは外スリーブいずれかの内面にストッパを設け、
これらのストッパを用いてケージアーム部材が半径方向
荷重下でたわみ得る範囲を限定し、これにより「ブレー
ドアウト」状態による支持アームの破損を防止する構成
を説明する。
１０ ロータシャフト
１２ フランジ
１４、１１４ 軸受ユニット
１８、２０ 内、外レース部材
２２ 転がり要素
２４、２６ 内、外スリーブ
２８ サンプハウジング
３４、３６ ロックナット
３８ 通路
４２、４４、４６、４８ ケージ
５０ フランジ
５５ シールシェル
５８、９２ 支持アーム
６０、９４ 長いスロット
６２ フィンガー構造
６４、６６、９６ フィンガー
７０、１００ 固定用ピン
７８、１０２ 短いスロット
８６ ラビリンスシール
Claims (24)
- 【請求項１】ロータシャフトを支持する軸受アセンブリ
において、ロータシャフトのある軸線方向長さ部分を包
囲する内レース部材、外レース部材および内外レース部
材間に捕捉的に保持された転がり要素を含む軸受ユニッ
トと、上記内レース部材と同心に、内レース部材の互い
に反対側それぞれに一つずつ配置され、内レース部材と
の相互はめ合い連接部を有する１対の可撓構造の第１支
持部材と、上記１対の第１支持部材の半径方向外方に位
置し、上記外レース部材と同心に、外レース部材の互い
に反対側それぞれに一つずつ配置され、外レース部材と
の相互はめ合い連接部を有する１対の可撓構造の第２支
持部材と、上記１対の第２支持部材を包囲するハウジン
グと、それぞれのケージ対を軸線方向にそれと関連した
レース部材に対して押しつける軸線方向に反対の力で緊
締する手段とを備え、上記支持部材、ハウジングおよび
軸受ユニットをそれぞれ、高、中および低熱膨張係数を
有する材料からつくり、こうして高温環境でのロータシ
ャフトの作動中、可撓構造の支持部材は、外方へハウジ
ングより大きく熱膨張するが、ハウジングの熱膨張が小
さいため半径方向内方へたわませられ、それとともに外
レースに半径方向の拘束を押しつけて、軸受ユニット内
の外レースのゆるみを防止するロータ支持軸受アセンブ
リ。 - 【請求項２】上記第１および第２支持部材対の可撓構造
の支持部材はそれぞれ細長いケージ状本体からなり、こ
の本体は本体一端に連続な包囲部分を有し、また本体一
端から本体の反対端を画定する共通な終端位置までの距
離を延在する複数の軸線方向に向いた支持アームを有し
、上記支持アームはその終端位置で関連する支持アーム
から半径方向にずれた構造部分を含むフィンガー構造を
なし、そして上記支持アームは円周方向に間隔をあけて
円形配列体として配置され、支持アームの隣接するもの
同士の間に長さ方向スロットを画定し、上記フィンガー
構造の表面はフィンガー構造がはまり合うレース部材の
表面と対応する形状に形成された請求項１に記載のロー
タ支持軸受アセンブリ。 - 【請求項３】第１対ケージのフィンガー構造が関連する
支持アームの半径方向内方へずれており、内レース部材
が上記第１対ケージのフィンガー構造上に収容される請
求項２に記載のロータ支持軸受アセンブリ。 - 【請求項４】第２対ケージのフィンガー構造がそれぞれ
第１および第２フィンガー部分を有し、第１フィンガー
部分が関連する支持アームの半径方向内方へずれており
、第２フィンガー部分が関連する支持アームの半径方向
外方へずれており、外レース部材がこの第２対ケージの
フィンガー構造それぞれの第１および第２フィンガー部
分間に包囲される請求項２に記載のロータ支持軸受アセ
ンブリ。 - 【請求項５】上記内外レース部材はともに環形状で、軸
線方向の反対側面を有し、上記ケージ部材はフィンガー
構造にピン部材を担持しており、上記レース部材両方が
上記ピンを受け入れる盲穴を有し、上記ピンは盲穴内に
あるとき上記内外レース部材とそれぞれの支持ケージと
の間の相対的回転運動を防止する請求項２に記載のロー
タ支持軸受アセンブリ。 - 【請求項６】上記ピンがケージフィンガー部分の横に沿
って軸線方向に延在し、レース部材の盲穴が軸線方向に
レース部材の２つの軸線方向反対側面からある距離延在
する請求項５に記載のロータ支持軸受アセンブリ。 - 【請求項７】上記ピンが支持フィンガーの半径方向に延
在し、レース部材の盲穴が半径方向に各レース部材の少
なくとも１つの円周面からそのレース部材の隣の軸線方
向面まである距離延在する請求項５に記載のロータ支持
軸受アセンブリ。 - 【請求項８】円筒形シールシェルが第２対ケージ部材そ
れぞれと同心に配置され、各円筒形シールシェルがその
一端にフランジを有し、上記フランジが関連する第２対
ケージの包囲端部分と軸線方向に当接し、シールシェル
の反対端が各フィンガー構造の半径方向延在部分と係合
する請求項２に記載のロータ支持軸受アセンブリ。 - 【請求項９】第２対ケージを包囲するハウジングが内側
環状フランジを含み、このフランジが、上記アセンブリ
を所定の軸線方向位置に緊締したとき、シールシェルの
端部フランジを停止させることのできるストッパを構成
する請求項８に記載のロータ支持軸受アセンブリ。 - 【請求項１０】上記軸線方向に反対の力で緊締する手段
が、その構成要素として上記ハウジングおよびロータシ
ャフトに設けられたねじ手段と、このねじ手段と係合可
能なロックナットとを含み、上記ロックナットはロック
方向に前進したとき、上記支持部材対それぞれの一方の
ケージ部材に対して一方向の力を加え、各対の他方のケ
ージ部材を当接に対して停止させ、これにより反力を他
方のケージ部材に上記一方のケージ部材に加えられる力
の方向とは反対の方向に伝える請求項９に記載のロータ
支持軸受アセンブリ。 - 【請求項１１】上記ハウジングはサンプ通路を含み、こ
のサンプ通路は冷却媒体の供給源に連結され、上記サン
プ通路は外レース部材に対面する位置に出口を有し、上
記第２対ケージのフィンガー構造には冷却媒体の流れを
上記外レース部材および転がり要素に導く通路手段が形
成され、上記冷却媒体はその進入点から軸線方向に反対
方向に上記ケージ部材の長さ方向スロットを通って流れ
、各シールシェルは関連するケージ支持アームの内方の
空間をシールシェルで囲まれた空間と連結するポート手
段を有し、上記シールシェルで囲まれた空間が上記転が
り要素および内レース部材に対して開いており、これに
より上記シールシェルで囲まれた空間に入った冷却媒体
が上記内レース部材および転がり要素の上に流れてこれ
らを冷却することができ、さらに上記第１対ケージ部材
のフィンガー構造には冷却媒体の流れを上記内レース部
材に導く通路手段が形成され、上記シャフトは中空なシ
ャフトであり、上記第１対ケージ部材通路手段からの流
れ出口の領域に冷却媒体の流れをシャフトに導入するた
めのポート手段を有し、こうして冷却媒体の流れを使用
済み媒体処理部に送ることができる請求項２に記載のロ
ータ支持軸受アセンブリ。 - 【請求項１２】上記ハウジングのサンプ通路がハウジン
グの外部に形成した環状エンクロージャで画定された請
求項１１に記載のロータ支持軸受アセンブリ。 - 【請求項１３】外スリーブが上記第２対ケージとハウジ
ングとの間に包囲関係で介在する請求項２に記載のロー
タ支持軸受アセンブリ。 - 【請求項１４】内スリーブが上記シャフトを包囲し、シ
ャフトと第１対ケージとの間に介在する請求項２に記載
のロータ支持軸受アセンブリ。 - 【請求項１５】さらに、軸線方向に向いたラビリンスシ
ール・ユニットが軸受ユニットの各軸線方向側面に配置
され、上記第１対ケージとシールシェルとの間に介在す
る請求項１１に記載のロータ支持軸受アセンブリ。 - 【請求項１６】上記ラビリンスシール・ユニットが少な
くとも２つのラビリンスリングを軸線方向に間隔をあけ
て有し、これら２つのリングが上記シールシェルのポー
ト手段の位置に関して軸線方向に対称に配置され、軸受
ユニットに近接したラビリンスリングがこれら２つのリ
ング間の空間を軸受ユニットに隣接する空間領域と連通
する貫通通路を有する請求項１５に記載のロータ支持軸
受アセンブリ。 - 【請求項１７】上記ラビリンスシール・ユニットが上記
第１対ケージに連結された請求項１５に記載のロータ支
持軸受アセンブリ。 - 【請求項１８】上記ラビリンスシール・ユニットが上記
シールシェルそれぞれの端部フランジに連結された請求
項１７に記載のロータ支持軸受アセンブリ。 - 【請求項１９】上記ラビリンスシール・ユニットが上記
シールシェルと一体に形成された請求項１８に記載のロ
ータ支持軸受アセンブリ。 - 【請求項２０】上記内レース部材が軸線方向対面接触関
係で配置された２つの環状部材からなり、少なくとも一
方の環状部材にはその接触面に隣接して複数の半径方向
通路が形成され、これらの通路が上記一方の環状部材の
内周面から同じ環状部材の外面に形成されたレースコー
スと連通する位置まで延在する請求項１１に記載のロー
タ支持軸受アセンブリ。 - 【請求項２１】各支持アームのフィンガー構造が軸線方
向部分とこの軸線方向部分を支持アームに連結する半径
方向部分とを有するラグを含み、上記レース部材にはノ
ッチがその軸線方向反対側面から内方へ形成され、上記
ラグが上記ノッチとはまり合ってレースをケージ部材に
相互はめ合い関係で連接する請求項２に記載のロータ支
持軸受アセンブリ。 - 【請求項２２】上記ハウジングの内面にストッパが間隔
をあけて円状に配列され、上記第２対ケージの長さ方向
スロットが上記ストッパを受け入れ、上記ストッパが、
異常な荷重を受けたときに第２対ケージに生じるような
円周方向の移動を限定する請求項２に記載のロータ支持
軸受アセンブリ。 - 【請求項２３】上記外スリーブの内面にストッパが間隔
をあけて円状に配列され、上記第２対ケージの長さ方向
スロットが上記ストッパを受け入れ、上記ストッパが、
異常な荷重を受けたときに第２対ケージに生じるような
円周方向の移動を限定する請求項１３に記載のロータ支
持軸受アセンブリ。 - 【請求項２４】上記内スリーブの外面にストッパが間隔
をあけて円状に配列され、上記第１対ケージの長さ方向
スロットが上記ストッパを受け入れ、上記ストッパが、
異常な荷重を受けたときに第１対ケージに生じるような
円周方向の移動を限定する請求項１４に記載のロータ支
持軸受アセンブリ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/528,520 US5052828A (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Bearing assembly for use in high temperature operating environment |
| US528,520 | 1990-05-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04231719A true JPH04231719A (ja) | 1992-08-20 |
Family
ID=24106012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3133396A Pending JPH04231719A (ja) | 1990-05-25 | 1991-05-10 | 高温作動環境用軸受アセンブリ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5052828A (ja) |
| JP (1) | JPH04231719A (ja) |
| DE (1) | DE4116369A1 (ja) |
| FR (1) | FR2662477A1 (ja) |
| GB (1) | GB2245035A (ja) |
| IT (1) | IT1248387B (ja) |
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1991
- 1991-05-10 IT ITMI911278A patent/IT1248387B/it active IP Right Grant
- 1991-05-10 JP JP3133396A patent/JPH04231719A/ja active Pending
- 1991-05-16 FR FR9105946A patent/FR2662477A1/fr active Pending
- 1991-05-17 GB GB9110727A patent/GB2245035A/en not_active Withdrawn
- 1991-05-18 DE DE4116369A patent/DE4116369A1/de not_active Ceased
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS61175313A (ja) * | 1985-01-29 | 1986-08-07 | Nippon Seiko Kk | 間座付ころがり軸受 |
Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19940823 |