(57)【要約】【課題】ジェットエンジンやガスタービンエンジン等の作動中、もし軸受内輪にクラックが発生した場合にも、亀裂の伝播を防止できる軸受を提供する。【解決手段】内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体とを備え、前記内輪の内周面と軸との間に嵌め合い力を与えて使用する転がり軸受において、前記内輪外周面の前記内輪軌道以外の部分に開口する亀裂伝播防止穴が、周方向に複数設けられる。もし内輪軌道面にクラックが発生したとしても、軸方向への亀裂の伝播が内輪端面に到達する前に、当該亀裂伝播防止穴に到達したところで止められ、それ以上の伝播を防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体とを備え、前期内輪の内周面と軸との間に嵌め合い力を与えて使用する転がり軸受において、
前記内輪外周面の前記内輪軌道以外の部分に開口する亀裂伝播防止穴が、周方向に複数設けられていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記亀裂伝播防止穴が、前記転がり軸受の軸線方向で前記内輪軌道の一方の側に設けられた第１の亀裂伝播防止穴と、前記内輪軌道の他方の側に設けられた第２の亀裂伝播防止穴とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記第１の亀裂伝播防止穴と前記第２の亀裂伝播防止穴とは、周方向位相が異なっていることを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記第１の亀裂伝播防止穴と前記第２の亀裂伝播防止穴とは、周方向位相が少なくとも一部で重複していることを特徴とする請求項２又は３に記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記第１の亀裂伝播防止穴と前記第２の亀裂伝播防止穴とは、周方向位相が同じであることを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記第１の亀裂伝播防止穴の相互の間隔と、前記第２の亀裂伝播防止穴の相互の間隔とが異なっていることを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記亀裂伝播防止穴が複列とされていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項８】
前記第１の亀裂伝播防止穴と前記第２の亀裂伝播防止穴の少なくとも何れか一方が、複列とされていることを特徴とする請求項２〜６に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジェットエンジンやガスタービンエンジン及び工作機械に用いられる転がり軸受の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジェットエンジン等の高速回転、高荷重条件で使用される転がり軸受においては、軸受の内輪は軸としまり嵌めされ、軸と一体回転する。軸の回転中に軸受の内輪軌道面にクラックが生じた場合、遠心力及びしまり嵌めによるフープ応力が負荷されていることにより、当該クラックが軸の軸線方向に内輪外周面に沿って進展し、亀裂が内輪端面にまで至る場合がある。また、クラックが内径方向に進展する場合には、内輪が割損する可能性がある。この場合には、嵌め合い代が消失することにより内輪と軸との間にクリープが発生し、場合によっては、軸を円滑に回転させる機能が低減することがある。
【０００３】
尚、以下の説明においては、内輪軌道面に当初発生するものを「クラック」と称し、このクラックが遠心力等により進展したものを「亀裂」と称する。
【０００４】
かかる遠心力、しまり嵌めによる亀裂の発生を抑えるために、特許文献１〜３に記載された軸受が提案されている。特許文献１に示された軸受は、内輪に形成された円形断面の通油孔を、円周方向に亙って長い長円形とすることで、内輪に発生する応力集中を緩和しようとするものである。
【０００５】
また、特許文献２に示された軸受は、セラミック製内輪と、鋼材製軸体との熱膨張率の差に起因して、当該内輪の内周両端部の面取り部から亀裂等が発生するのを防止するため、内輪の面取り部の中心線平均粗さ（Ｒａ）を１．６μｍ以下とすることにより、微視的な亀裂発生を防止して、大きな亀裂が発生するのを防止しようとするものである。
【０００６】
また、特許文献３に示された軸受は、内輪を構成する鋼の炭素含有率とクロム含有率等を特定することにより、１３０ＭＰａを超えるような高いはめあい応力下での使用に耐えることができ、浸炭処理あるいは浸炭窒化処理にかかる時間を従来より短縮できる軸受を提供しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許弟３１１４４３８号公報
【特許文献２】特開平１１−２０１１７４号公報
【特許文献３】特許弟３３５１０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された軸受は、亀裂の発生を防止する為、その原因となる応力集中を回避する為のものであり、もしクラックが発生した場合の、亀裂の進展を防止する為のものではない。また、特許文献２に記載された軸受も、特許文献１と同様、微視的な亀裂発生を防止する為のものであり、もしクラックが発生した場合の、亀裂の進展を防止する為のものではない。更に、特許文献３に記載された軸受は、内輪を構成する鋼の成分等を特定することにより、そもそもクラックの発生しにくい軸受を提供するものであり、もしクラックが発生した場合の、亀裂の進展を防止する為のものではない。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、ジェットエンジン等の作動中、もし軸受内輪にクラックが発生した場合にも、亀裂の伝播を防止できる軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１の発明は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体とを備え、前記内輪の内周面と軸との間に嵌め合い力を与えて使用する転がり軸受において、前記内輪外周面の前記内輪軌道以外の部分に開口する亀裂伝播防止穴が、周方向に複数設けられている転がり軸受を特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項２の発明は、亀裂伝播防止穴が、前記転がり軸受の軸線方向で前記内輪軌道の一方の側に設けられた第１の亀裂伝播防止穴と、前記内輪軌道の他方の側に設けられた第２の亀裂伝播防止穴とを備えている転がり軸受を特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項３の発明は、第１の亀裂伝播防止穴と前記第２の亀裂伝播防止穴とは、周方向位相が異なっている転がり軸受を特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項４の発明は、第１の亀裂伝播防止穴と前記第２の亀裂伝播防止穴とは、周方向位相が少なくとも一部で重複している転がり軸受を特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項５の発明は、第１の亀裂伝播防止穴と前記第２の亀裂伝播防止穴とは、周方向位相が同じである転がり軸受を特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項６の発明は、第１の亀裂伝播防止穴の相互の間隔と、前記第２の亀裂伝播防止穴の相互の間隔とが異なっている転がり軸受を特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項７の発明は、亀裂伝播防止穴が複列とされている転がり軸受を特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項８の発明は、第１の亀裂伝播防止穴と前記第２の亀裂伝播防止穴の少なくとも何れか一方が、複列とされている転がり軸受を特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に係る転がり軸受によれば、亀裂伝播防止穴が内輪軌道面以外の部分に円周方向に複数設けられていることにより、もし内輪軌道面にクラックが発生したとしても、軸方向への亀裂の伝播が内輪端面に到達する前にその手前にある当該亀裂伝播防止穴に到達したところで止められ、それ以上の伝播を防止できる。
【００１９】
また、本発明の請求項２に係る転がり軸受によれば、亀裂伝播防止穴が内輪軌道面の一方の側に設けられた第１の亀裂伝播防止穴と、前記内輪軌道の他方の側に設けられた第２の亀裂伝播防止穴とを備え、内輪軌道面の両側に設けられていることにより、内輪両端面への亀裂伝播を防止することが出来る。
【００２０】
また、本発明の請求項３に係る転がり軸受によれば、第１の亀裂伝播防止穴と前記第２の亀裂伝播防止穴とは、周方向位相が異なっていることにより、製造が容易でありながら内輪端面への亀裂伝播を防止できる。
【００２１】
また、本発明の請求項４に係る転がり軸受によれば、第１の亀裂伝播防止穴と前記第２の亀裂伝播防止穴とは、周方向位相が少なくとも一部で重複していることにより、周方向のどの位相においても第１又は第２の何れかの亀裂伝播防止穴が存在する事により、当該亀裂伝播防止穴の設けられた側の内輪端面への亀裂伝播を防止できる。
【００２２】
また、本発明の請求項５に係る転がり軸受によれば、第１の亀裂伝播防止穴と前記第２の亀裂伝播防止穴とは周方向位相が同じであるので、当該亀裂伝播防止穴の間でクラックが生じた場合は、内輪両端面への亀裂伝播を防止することが出来る。
【００２３】
また、本発明の請求項６に係る転がり軸受によれば、第１の亀裂伝播防止穴の相互の間隔と、前記第２の亀裂伝播防止穴の相互の間隔とが異なっていることにより、内輪軌道面両側における内輪と軸との間の嵌め合い力を調整することができる。
【００２４】
また、本発明の請求項７に係る転がり軸受によれば、亀裂伝播防止穴が複列とされていることにより、これら複列の亀裂伝播防止穴の位相を調整することで、内輪端面への亀裂伝播を防止することが出来る。
【００２５】
また、本発明の請求項８に係る転がり軸受によれば、第１の亀裂伝播防止穴と前記第２の亀裂伝播防止穴の少なくとも何れか一方が複列とされていることにより、これら複列の亀裂伝播防止穴の位相を調整することで、内輪端面への亀裂伝播を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は本発明の第一実施形態の転がり軸受を示す部分断面図、（ｂ）は部分平面図、
【図２】本発明の第二実施形態の転がり軸受を示す部分平面図、
【図３】本発明の第三実施形態の転がり軸受を示す部分平面図、
【図４】本発明の第四実施形態の転がり軸受を示す部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基き説明する。
【００２８】
［第一実施形態］
図１（ａ）は、第一の実施形態の転がり軸受の構造を示す部分断面図、図１（ｂ）は外輪側から見た内輪の部分平面図である。図１（ａ）に示すように、転がり軸受１は、外周面２ｂに内輪軌道面２ａを有する内輪２と、内周面３ｂに外輪軌道面３ａを有する外輪３と、内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体（ころ）４と、複数の転動体４を周方向に等間隔に保持する保持器５とを備えている。内輪２は、不図示の軸にしまり嵌めされている。
【００２９】
図１（ｂ）に示すように、内輪２の軸線方向（図の左右方向）において、内輪軌道面２ａ以外の部分に、亀裂伝播防止穴２ｃが周方向に複数設けられている。この亀裂伝播防止穴２ｃは、円周方向に長さＬを持った長穴とされ、内輪内周面２ｄから内輪外周面２ｂにかけて内輪２を径方向に貫通して（図１（ａ）参照）形成されている。
【００３０】
亀裂伝播防止穴２ｃは、図１（ｂ）の例では、内輪軌道面２ａの一方の側２ｆと他方の側２ｇとで位相が異なっている。そして、一方の側２ｆに設けられた第１の亀裂伝播防止穴２ｃの位相と、他方の側２ｇに設けられた第２の亀裂伝播防止穴２ｃの位相とが周方向で一部重複している。即ち、周方向長さＬの亀裂伝播防止穴２ｃの一部である、例えば長さｌの部分（他の重複部分は図示を省略）で重複している。
【００３１】
かかる構成により、基本的には両亀裂伝播防止穴２ｃ間で発生したクラック５が進展した亀裂６は、図示されているように両亀裂伝播防止穴２ｃにてそれ以上の伝播は防止される。このため、亀裂伝播防止穴２ｃのさらに外側に位置する嵌め合い残留面２ｅ（図１（ａ）参照）は亀裂がないままの状態で軸との嵌めあいを依然として維持される。これにより、定常運転状態ほどでは無いにしても、軸の回転力をある程度伝達でき、クリープの発生を抑制することが出来る。
【００３２】
又、周方向のどの位相においても第１又は第２の双方、又は何れか一方の亀裂伝播防止穴２ｃが存在するので、たとえ一方の側において、隣接する亀裂伝播防止穴２ｃの間のスペースｓ内を通って亀裂が内輪端面に到達したとしても、他方の側における嵌め合い残留面２ｅでの内輪と軸との嵌めあいが維持され、同様に、クリープの発生を抑制することが出来る。
【００３３】
なお、本実施形態においては、内輪軌道面２ａの両側に亀裂伝播防止穴２ｃが設けられているが、一方の側だけであっても良い。この場合であっても、一方の側の端面までの亀裂伝播を防止できることにより、一方の側における嵌め合い残留面２ｅでの内輪と軸との嵌めあいが維持され、同様に、クリープの発生を抑制することが出来る。
【００３４】
［第二実施形態］
図２は、第二の実施形態の転がり軸受を示す部分平面図である。
【００３５】
内輪軌道面２ａの両側には、一方の側２ｆと他方の側２ｇにおいて、周方向位相が同じ位置で亀裂伝播防止穴２ｃが設けられている。かかる構成とする事により、亀裂６の内輪両端面への亀裂伝播を確実に止めることができ、比較的大きい力での軸と内輪２との嵌めあいを維持することが出来る。
【００３６】
［第三実施形態］
図３は、第三の実施形態の転がり軸受を示す部分平面図である。
【００３７】
本実施形態においても、内輪軌道面２ａの両側２ｆ、２ｇに亀裂伝播防止穴２ｃが設けられているが、亀裂伝播防止穴２ｃの間隔が、一方の側と他方の側において異なっている。亀裂伝播防止穴２ｃの間隔が短い側は、軸と内輪２との嵌めあい力がどうしても小さくなりがちな為、嵌め合い力をある程度維持したいし亀裂の伝播も防ぎたい場合に、嵌め合い力を維持したい側の亀裂伝播防止穴２ｃの間隔を広くすることで対応することが出来る。
【００３８】
［第四実施形態］
図４は、第四の実施形態の転がり軸受を示す部分平面図である。
【００３９】
本実施形態においては、内輪軌道面２ａの少なくとも一方の側（図示の例では両側２ｆ、２ｇ）に、亀裂伝播防止穴２ｃが複列（図示の例では両側にそれぞれ２列ずつ）設けられている。一方の側および他方の側の各々において、２列の亀裂伝播防止穴２ｃの円周方向位相はそれぞれ異なっている。かかる構成とする事により、亀裂伝播防止穴２ｃによって内輪端面に至る亀裂の伝播を確実に防止できる。
【符号の説明】
【００４０】
１  転がり軸受
２  内輪
２ａ  内輪軌道面
２ｂ  内輪外周面
２ｃ  亀裂伝播防止穴
２ｄ  内輪内周面
２ｅ  嵌め合い残留面
３  外輪
４  転動体
５  保持器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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