(57)【要約】【課題】転がり軸受の周囲を高圧の流体が流動するような環境下であっても、内外輪間の環状空間に流体が浸入することを阻止し、耐久性の低下を防ぐことができる転がり軸受装置を提供する。【解決手段】ハウジング２０の内周面に固定される外輪１２と、外輪１２に対向して配置され回転部材に固定される内輪１１と、内外輪間に介装される複数個の転動体１３と、ハウジング２０と外輪１２の外周面との間に周方向に間隔をあけて複数形成され軸方向に連通する軸方向溝３６と、外輪１２の軸方向端面に径方向に延びて形成される径方向溝３８と、外輪１２の軸方向端面の角部に形成され軸方向溝３６と径方向溝とを連通する周方向溝４０と、内外輪間の環状空間をシールするシール部材２４，２５とを備え、シール部材２４，２５は、外輪１２または内輪１１に固定され、外輪１２または内輪１１との間に隙間ｔを形成するとともに、隙間ｔに凹設されたグリース溜を形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに固定され、回転部材を回転自在に支持する転がり軸受と、
を備える転がり軸受装置であって、
前記転がり軸受は、
前記ハウジングの内周面に固定される外輪と、
前記外輪に対向して配置され、前記回転部材に固定される内輪と、
前記外輪と前記内輪との間に介装される複数個の転動体と、
前記ハウジングと前記外輪の外周面との間に周方向に間隔をあけて複数形成され、軸方向に連通する軸方向溝と、
前記外輪の軸方向端面に径方向に延びて形成される径方向溝と、
前記外輪の軸方向端面の角部に形成され、前記軸方向溝と前記径方向溝とを連通する周方向溝と、
前記外輪と前記内輪との間の環状空間をシールするシール部材と、
を備え、
前記シール部材は、前記外輪または前記内輪に固定され、前記外輪または前記内輪との間に隙間を形成するとともに、前記隙間に凹設されたグリース溜を形成した転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タービンシャフト等の高速回転する回転軸を転がり軸受に回転自在に挿通し、ハウジングに固定支持する転がり軸受装置は、ハウジング内を流れる流体により、転がり軸受が周囲に気体や液体等の流体が流動する環境下にある。この転がり軸受内に上記の流体が浸入すると、転がり軸受内に充填されていたグリースが押し出されて漏出することにより、転がり軸受内のグリースが減少する場合がある。この場合には、転がり軸受の潤滑不良が発生し、耐久性が低下することがある。このため、このような環境下において使用される転がり軸受装置には、転がり軸受内に流体が浸入することを阻止するシール部材を備えている。また、このような高速回転する回転軸に使用されるシール部材には、摺動抵抗による回転負荷が小さいものが求められている。
【０００３】
特許文献１には、外輪の軸方向端面および外周面に設けられた溝部と、内外輪間に介装された複数の転動体と、内外輪間の環状空間をシールするシール部材とを備えた転がり軸受装置が開示されている。この転がり軸受装置は、ハウジング内を流れる流体を外輪の軸方向端面および外周面に設けられた溝部を流路として流すとともに、転がり軸受の周囲を流動する流体をシール部材により浸入を阻止している。このシール部材は、外輪または内輪に固定され、対向する内外輪との間に小さな隙間を形成することにより、シールを構成し、非接触にシールして、摺動抵抗による回転負荷をなくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３１８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ハウジング内を流れる流体が高速・高圧な場合、転がり軸受の周囲を流動する流体も高圧となることから、シールを構成する隙間から流体が浸入することとなる。そして、内外輪間の環状空間内に充填されていたグリースが漏出することにより潤滑不良が発生し、耐久性が低下する場合があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、転がり軸受の周囲を高圧の流体が流動するような環境下であっても、内外輪間の環状空間に流体が浸入することを阻止し、耐久性の低下を防ぐことができる転がり軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係わる発明は、ハウジングと、前記ハウジングに固定され、回転部材を回転自在に支持する転がり軸受と、を備える転がり軸受装置であって、前記転がり軸受は、前記ハウジングの内周面に固定される外輪と、前記外輪に対向して配置され、前記回転部材に固定される内輪と、前記外輪と前記内輪との間に介装される複数個の転動体と、前記ハウジングと前記外輪の外周面との間に周方向に間隔をあけて複数形成され、軸方向に連通する軸方向溝と、前記外輪の軸方向端面に径方向に延びて形成される径方向溝と、前記外輪の軸方向端面の角部に形成され、前記軸方向溝と前記径方向溝とを連通する周方向溝と、前記外輪と前記内輪との間の環状空間をシールするシール部材と、を備え、前記シール部材は、前記外輪または前記内輪に固定され、前記外輪または前記内輪との間に隙間を形成するとともに、前記隙間に凹設されたグリース溜を形成した。
【０００８】
上記のように構成した請求項１の発明によれば、ハウジング内を高速・高圧の流体が流れると、流体は外輪の軸方向端面に形成された径方向溝と周方向溝とから成る流路を経由して、外輪の外周面に形成された軸方向溝から成る流路へ流れる。この流体の一部は転がり軸受の周囲を流動し、シール部材と内外輪との隙間に入り込むが、隙間に凹設されたグリース溜により隙間を密封しているので、内外輪間の環状空間に流体が浸入することを阻止することができる。従って、内外輪間の環状空間に充填されたグリースの漏出が阻止され、潤滑不良による耐久性の低下を防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、転がり軸受の周囲を高圧の流体が流動するような環境下であっても、内外輪間の環状空間に流体が浸入することを阻止し、耐久性の低下を防ぐことができる転がり軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る転がり軸受装置を示す概略断面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】転がり軸受を示す斜視図である。
【図４】軸心を通る面で切断した転がり軸受を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態の転がり軸受装置を図面に従って説明する。
図１に示されるように、転がり軸受装置は、ハウジング２０に装着された転がり軸受１０を備えている。転がり軸受１０は、内輪１１および外輪１２と、内外輪間に介装された転動体である玉１３と、玉１３を保持する保持器１４とから構成されている。
【００１２】
内輪１１は環状に形成され、外周面の軸方向略中央部には内輪軌道面１６が周方向全周にわたり形成されている。内輪１１の内周面は、回転部材である回転軸１７が嵌合して固定されている。内輪１１は、回転軸１７の回転とともに一体的に回転する。
【００１３】
外輪１２は環状に形成され、内輪１１と同一軸心に、径方向外側に対向して配置されている。外輪１２の内周面の軸方向略中央部には外輪軌道面１９が周方向全周にわたり形成されている。外輪１２は、外周面がハウジング２０に嵌合されることによって固定されている。
【００１４】
保持器１４は、フェノール樹脂等の合成樹脂によって環状に形成され、玉１３を収容する複数のポケット２２を周方向に等間隔に有している。玉１３は、保持器１４の各ポケット２２に収容され、周方向において所定の間隔に保持され、内輪軌道面１６と外輪軌道面１９との間を転動する。
【００１５】
外輪１２の内周面には、外輪軌道面１９を挟んで、軸方向両側部にそれぞれシール部材２４，２５が取り付けられている。シール部材２４，２５は環状に形成され、外輪１２の内周面の軸方向両側部に嵌合されて外輪１２に固定されている。シール部材２４，２５の内周面２４ａ，２５ａは、内輪１１の外周面に対して隙間ｔが形成されるように配置され、非接触のシールを構成している。そして、隙間ｔの途中には、グリース溜となる凹設された溝部２４ｂ，２５ｂが周方向全周にわたり形成されている。この溝部２４ｂ，２５ｂにはグリースが封入され、グリースにより隙間ｔの途中を密閉している。また、シール部材２４とシール部材２５との間にも、玉１３の転動を潤滑するためのグリースが充填されている。
【００１６】
回転軸１７の外周面には、内輪１１が嵌合されている箇所（被嵌合部２６）よりも外径が大きい大径部２７が形成されており、内輪１１は、その軸方向一端部（右端部）が被嵌合部２６と大径部２７との間の段部２８に当接することによって、回転軸１７に対する軸方向一方側（右方向）への相対移動が規制されている。
【００１７】
ハウジング２０には、外輪１２が嵌合されている箇所（被嵌合部３０）よりも内径が小さい小径部３１が形成されており、外輪１２は、その軸方向他端部（左端部）が被嵌合部３０と小径部３１との間の段部３２に当接することによって、ハウジング２０に対する軸方向他方側（左方向）への相対移動が規制されている。
【００１８】
外輪１２の外周面の軸方向中央部には、周方向全周にわたり凹部３５が形成されている。また、この外周面の軸方向両側には、軸方向に延びる軸方向溝３６が形成されている。この軸方向溝３６は、図２〜図４に示すように、周方向に間隔をあけて多数形成されている。軸方向溝３６の深さは、凹部３５と略同一であり、シール部材２４，２５と内輪１１の外周面との間に形成されたシール隙間ｔよりも十分に大きい寸法に形成されている。
【００１９】
ハウジング２０に形成された段部３２に対して当接する外輪１２の軸方向端部（左端部）には、径方向に延びる径方向溝３８が形成されている。この径方向溝３８は、軸方向溝３６と同様に周方向に間隔をあけて多数形成されている。また、本実施形態では、軸方向溝３６と径方向溝３８とは同数形成されるとともに、周方向に関して同じ位置に形成されている。
【００２０】
また、軸方向溝３６が形成された外輪１２の外周面と、径方向溝３８が形成された外輪１２の軸方向端面との角部には、周方向溝４０が周方向全周にわたり形成されている。この周方向溝４０は、全ての軸方向溝３６と径方向溝３８とを互いに連通させている。
【００２１】
図１に示すように、軸方向溝３６および径方向溝３８は、ハウジング２０内を流れる流体を流通させる流路４１を構成している。この流体の一部は、転がり軸受１０の周囲において流動する。
【００２２】
以上のように構成された転がり軸受１０によれば、外輪１２の軸方向端面に形成された径方向溝３８と周方向溝４０と、周方向溝４０に連通し、外輪の外周面に形成された軸方向溝３６が形成されているので、ハウジング２０内を流れる流体を、図１に矢印で示すように流すことができる。
【００２３】
また、外輪１２の外周面の軸方向中央部形成された凹部３５によって流路４１が拡大されているので、軸方向溝３６を通過する流体の流動抵抗をより小さくすることができる。
【００２４】
このように、ハウジング２０内を流れる流体の多くを流路４１へ流すことができるが、流体の一部は、転がり軸受１０の周囲において流動する。転がり軸受１０の周囲には、外輪１２に固定されたシール部材２４，２５と対向する内輪１１との間に隙間ｔが形成されている。
【００２５】
ハウジング２０内を流れる流体が高速・高圧な場合、転がり軸受１０の周囲を流動する流体も高圧となり、転がり軸受１０の周囲を流動する流体も高圧となる。転がり軸受１０の周囲を流動する高圧の流体は、シール部材２４，２５と内輪１１との隙間ｔに入り込むが、隙間ｔに凹設された溝部２４ｂ，２５ｂにグリースを封入して隙間を密封しているので、内外輪間の環状空間に流体が浸入することを阻止することができる。従って、内外輪間の環状空間に充填されたグリースが漏出することが阻止され、潤滑不良による耐久性の低下を防ぐことができる。
【００２６】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で適宜変更することが可能である。
【００２７】
例えば、本実施形態では、内外輪間の環状空間をシールするシール部材２４，２５を外輪１２に固定しているが、シール部材２４，２５を内輪１１に固定し、対向する外輪１２との間に隙間ｔおよび溝部２４ｂ，２５ｂを形成してもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、グリース溜となる溝部２４ｂ，２５ｂは、シール部材２４，２５にのみ設けているが、シール部材２４，２５と内輪１１の双方に形成してもよい。封入するグリースの量を増加させることにより、より密封性を高めることができる。
【００２９】
また、本発明は、本実施形態とは異なる形式の溝玉軸受や、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受等の種々の軸受に対して適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０：転がり軸受、  １１：内輪、  １２：外輪、  １３：玉（転動体）、
１４：保持器、  １６：内輪軌道面、  １７：回転軸（回転部材）、
１９：外輪軌道面、  ２０：ハウジング、  ２２：ポケット、
２４：シール部材、  ２４ａ：内周面、  ２４ｂ：溝部、
２５：シール部材、  ２５ｂ：溝部、  ２５ａ：内周面、
２６：被嵌合部、  ２７：大径部、  ２８：段部、
３０：被嵌合部、  ３１：小径部、  ３２：段部、
３５：凹部、  ３６：軸方向溝、  ３８：径方向溝、  ４０：周方向溝、
４１：流路、
ｔ：隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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