(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
0004534380.tif 000002
【図２】
0004534380.tif 000003
【図３】
0004534380.tif 000004