JP2020045937A

JP2020045937A - Bearing device

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Publication number: JP2020045937A
Application number: JP2018173302A
Authority: JP
Inventors: 健太郎壹岐; Kentaro Iki; 近藤　博光; Hiromitsu Kondo; 博光近藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2020-03-26

Abstract

To provide a bearing device capable of preventing oil leakage in a simplified structure in a bearing device of under race lubrication.SOLUTION: In a bearing device, a shaft 1 which is fitted to an inner ring 7 is supported in a freely rotatable manner by a roll bearing 2 of which an outer ring 6 is supported by a housing 5 of a bearing use apparatus, and an inner ring oil supply hole 11 is provided for supplying a lubricant to the inner ring 7 by under race lubrication. An inner lid 17 and an outer lid 15 covering the inside and outside of the roll bearing 2 in an axial direction of the bearing use apparatus are installed in the housing 5. Labyrinth clearance forming means 4 for forming an annular labyrinth clearance is provided between the inner lid 17 and the shaft 1, and the annular labyrinth clearance is formed in a tapered shape which is tilted in such a manner that a diameter becomes greater as it becomes closer from a far-side end to a closer-side end with respect to the roll bearing 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、軸受装置に関し、例えば、ガスタービン等に用いられるアンダーレース潤滑の軸受装置に関する。 The present invention relates to a bearing device, for example, to an under-race lubricated bearing device used for a gas turbine or the like.

図７（Ａ）および図８に示すように、高速運転で使用されるガスタービン等の軸受装置は、転がり軸受５０への確実な給油のためにアンダーレース潤滑を採用している。高速回転において、オイルシール等の接触シールは発熱が問題になり使用できない。そのため、図７（Ｂ）に示すように、非接触シール５１を採用し、外部と開放された状態になっている。 As shown in FIGS. 7A and 8, a bearing device such as a gas turbine used in high-speed operation employs under-race lubrication for reliable lubrication of the rolling bearing 50. In high-speed rotation, contact seals such as oil seals cannot be used because of heat generation. Therefore, as shown in FIG. 7 (B), a non-contact seal 51 is adopted, and the state is open to the outside.

ガスタービンの軸受の潤滑や潤滑油漏れを防止する技術に関する先行技術文献としては、特許文献１〜４等がある。
（特許文献１，２）ガスタービンの主軸ラビリンス部に潤滑油漏れを防止するために圧縮空気を導入する構成となっている。潤滑油の漏れ防止に関するものであるが、その潤滑油の漏れ防止に用いる高温の圧縮空気を冷却することが目的である。 Prior art documents relating to technologies for lubricating bearings of gas turbines and preventing leakage of lubricating oil include Patent Documents 1 to 4.
(Patent Documents 1 and 2) Compressed air is introduced into a main shaft labyrinth part of a gas turbine in order to prevent leakage of lubricating oil. The present invention relates to prevention of leakage of lubricating oil, and an object of the present invention is to cool high-temperature compressed air used for preventing leakage of lubricating oil.

（特許文献３）
特許文献３は、ガスタービンに使用される軸受の潤滑方法に関するもので、従来適用されていた外輪溝に形成した外輪外径に抜けるオリフィスに対し、軸受の非機能的表面である外輪内径保持器ランド部にスロットを形成した技術である。 (Patent Document 3)
Patent Document 3 relates to a method of lubricating a bearing used in a gas turbine, and an outer ring inner diameter retainer which is a non-functional surface of a bearing against an orifice formed in an outer ring groove formed in an outer ring groove which has been conventionally applied. This is a technique in which a slot is formed in a land portion.

（特許文献４）
特許文献４は、ガスタービンエンジンに使用される軸受の潤滑油の給油構造に関するもので、アンダーレース潤滑により給油効率を著しく向上させると共に、供給する潤滑油の一部を軸受の振動減衰に利用するものである。但し、潤滑油の漏れに関する言及はない。 (Patent Document 4)
Patent Literature 4 relates to a lubricating oil supply structure for a bearing used in a gas turbine engine, in which the lubrication efficiency is significantly improved by under-race lubrication, and a part of the supplied lubricating oil is used for damping the vibration of the bearing. Things. However, there is no mention of leakage of lubricating oil.

実開昭５５−１４２６３５号公報Japanese Utility Model Publication No. 55-142635 実公昭５９−１０３５３号公報Japanese Utility Model Publication No. 59-10353 特表２０１４−５３０３３３号公報JP 2014-530333 A 実開平２−１２４３１８号公報JP-A-2-124318

特許文献１，２では、排油の漏れに対して圧縮空気を用いていたが、構造が複雑になると共に付帯設備が必要となる。 In Patent Literatures 1 and 2, compressed air is used for oil leakage, but the structure becomes complicated and additional facilities are required.

この発明の目的は、アンダーレース潤滑の軸受装置において、簡略化された構造で油漏れを防ぐことができる軸受装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a bearing device which has a simplified structure and can prevent oil leakage in an underrace lubricated bearing device.

この発明の軸受装置は、軸受使用機器のハウジングに外輪が支持された転がり軸受により内輪に嵌合する軸が回転自在に支持され、前記内輪にアンダーレース潤滑により潤滑油を供給する給油孔が設けられ、前記転がり軸受の前記軸受使用機器の軸方向内外をそれぞれ覆う内蓋および外蓋が前記ハウジングに設置された軸受装置において、
前記内蓋と前記軸との間に、環状のラビリンス隙間を形成するラビリンス隙間形成手段が設けられ、前記環状のラビリンス隙間は、前記転がり軸受に対して遠い側の端部から近い側の端部に近づくに従って大径となるように傾斜するテーパ形状に形成されている。 In a bearing device of the present invention, a shaft fitted to an inner ring is rotatably supported by a rolling bearing in which an outer ring is supported by a housing of a device using the bearing, and an oil supply hole for supplying lubricating oil by underrace lubrication is provided in the inner ring. In the bearing device, wherein the inner cover and the outer cover that respectively cover the inside and outside in the axial direction of the bearing using equipment of the rolling bearing are installed in the housing,
A labyrinth gap forming means for forming an annular labyrinth gap is provided between the inner lid and the shaft, and the annular labyrinth gap is an end portion closer to an end farther from the rolling bearing. Is formed in a tapered shape that is inclined so as to have a larger diameter as it approaches.

この構成によると、内輪の給油孔からアンダーレース潤滑により内輪に潤滑油が供給される。また内蓋と軸との間の環状のラビリンス隙間が、転がり軸受に対して遠い側の端部から近い側の端部に近づくに従って大径となるように傾斜するテーパ形状に形成されているため、軸受装置の運転により、潤滑油は遠心力でラビリンス隙間内の大径側に順次移動し、最終的に内蓋内に戻る。具体的には以下の作用効果を奏する。 According to this configuration, the lubricating oil is supplied from the oil supply hole of the inner race to the inner race by underrace lubrication. In addition, the annular labyrinth gap between the inner lid and the shaft is formed in a tapered shape that is inclined so as to have a larger diameter as the distance from the end farther from the rolling bearing to the end closer to the rolling bearing is increased. By the operation of the bearing device, the lubricating oil sequentially moves to the large diameter side in the labyrinth gap by centrifugal force, and finally returns to the inside of the inner lid. Specifically, the following operational effects are obtained.

(1).軸受装置の運転時、内蓋内からラビリンス隙間まで漏れ出した潤滑油は、軸の回転により遠心力を受けて外径側に押し上げられる。(2).この遠心力で押し上げられた潤滑油は、内蓋側の部品の内周面に接触する。(3).内蓋側の部品に接触した潤滑油は、跳ね返りで軸側の部品の外周面に再度接触する。(4).この軸側の部品の外周面に接触した潤滑油は、再度遠心力で外径側に押し上げられる。以下、(2)→(3)→(4)の繰り返しで、ラビリンス隙間まで漏れ出した潤滑油は内蓋内に戻る。このように付帯設備等を用いることなく、軸受装置の運転時の遠心力を利用した簡略化された構造で油漏れを防ぐことができる。 (1) During operation of the bearing device, the lubricating oil leaked from the inside of the inner lid to the labyrinth gap receives centrifugal force due to rotation of the shaft and is pushed up to the outer diameter side. (2) The lubricating oil pushed up by the centrifugal force contacts the inner peripheral surface of the component on the inner lid side. (3) The lubricating oil that has come into contact with the component on the inner lid side rebounds and comes into contact with the outer peripheral surface of the component on the shaft side again. (4) The lubricating oil that has come into contact with the outer peripheral surface of the component on the shaft side is pushed up again to the outer diameter side by centrifugal force. Hereinafter, by repeating (2) → (3) → (4), the lubricating oil leaked to the labyrinth gap returns to the inside of the inner lid. As described above, it is possible to prevent oil leakage with a simplified structure using centrifugal force during operation of the bearing device without using any additional equipment or the like.

前記ラビリンス隙間の径方向寸法は、軸方向の位置によって異なる大きさに形成されていてもよい。環状のラビリンス隙間においては、毛細管現象により潤滑油の移動が生じ得るが、ラビリンス隙間の径方向寸法を軸方向の位置によって異なる大きさとすることで、毛細管現象による潤滑油の移動をより効果的に高めることができる。例えば、転がり軸受に対して遠い軸方向側のラビリンス隙間の径方向寸法が、転がり軸受に近い軸方向側の径方向寸法よりも狭くなっている場合、毛細管現象により潤滑油はラビリンス隙間内の大径側により移動し易くなることで、潤滑油がより漏れにくくなる。 The radial dimension of the labyrinth gap may be different depending on the position in the axial direction. In the annular labyrinth gap, the movement of the lubricating oil may occur due to the capillary phenomenon, but by making the radial dimension of the labyrinth gap different depending on the position in the axial direction, the movement of the lubricating oil due to the capillary phenomenon can be more effectively performed. Can be enhanced. For example, if the radial dimension of the labyrinth gap on the axial side far from the rolling bearing is smaller than the radial dimension on the axial side close to the rolling bearing, the lubricating oil in the labyrinth gap will increase due to the capillary phenomenon. The easier movement on the radial side makes the lubricating oil more difficult to leak.

前記ラビリンス隙間形成手段は、前記内蓋の内周面に設けられたラビリンス部品と、前記軸の外周面に設けられた内間座とを有し、前記ラビリンス隙間は、前記ラビリンス部品の内周面と前記内間座の外周面との間に形成されていてもよい。この場合、転がり軸受が剥離し、ラビリンス部品の内周面と内間座の外周面とが接触し摩耗等が生じた場合でも、ラビリンス部品および内間座を交換することで済むため、安価に交換することができる。 The labyrinth gap forming means has a labyrinth component provided on an inner peripheral surface of the inner lid, and an inner spacer provided on an outer peripheral surface of the shaft, and the labyrinth gap is formed on an inner periphery of the labyrinth component. It may be formed between a surface and an outer peripheral surface of the inner spacer. In this case, even if the rolling bearing peels off and the inner peripheral surface of the labyrinth component comes into contact with the outer peripheral surface of the inner spacer and wear occurs, the labyrinth component and the inner spacer can be replaced, thereby reducing the cost. Can be exchanged.

少なくとも前記内間座の外周面に、軸方向幅の全幅にわたり螺旋状の凹みが形成されていてもよい。この場合、軸受装置の運転時、潤滑油は、軸の回転により遠心力を受けて外径側に押し上げられると共に、螺旋状の凹みに沿ってラビリンス隙間の小径側から大径側に戻る力が作用する。このように遠心力と螺旋状の凹みに沿った戻り力とを共に使用することで、油漏れをより確実に防ぐことができる。 A helical recess may be formed at least on the outer peripheral surface of the inner spacer over the entire width in the axial direction. In this case, during operation of the bearing device, the lubricating oil receives centrifugal force due to rotation of the shaft and is pushed up to the outer diameter side, and the force returning from the small diameter side to the large diameter side of the labyrinth gap along the spiral recess. Works. By using both the centrifugal force and the return force along the spiral recess, oil leakage can be more reliably prevented.

この発明の軸受装置は、軸受使用機器のハウジングに外輪が支持された転がり軸受により内輪に嵌合する軸が回転自在に支持され、前記内輪にアンダーレース潤滑により潤滑油を供給する給油孔が設けられ、前記転がり軸受の前記軸受使用機器の軸方向内外をそれぞれ覆う内蓋および外蓋が前記ハウジングに設置された軸受装置において、前記内蓋と前記軸との間に、環状のラビリンス隙間を形成するラビリンス隙間形成手段が設けられ、前記環状のラビリンス隙間は、前記転がり軸受に対して遠い側の端部から近い側の端部に近づくに従って大径となるように傾斜するテーパ形状に形成されている。このため、アンダーレース潤滑の軸受装置において、簡略化された構造で油漏れを防ぐことができる。 In the bearing device of the present invention, a shaft fitted to the inner ring is rotatably supported by a rolling bearing in which an outer ring is supported by a housing of a device using the bearing, and an oil supply hole for supplying lubricating oil by underrace lubrication is provided in the inner ring. In a bearing device in which an inner lid and an outer lid that respectively cover the inside and outside of the rolling bearing using the bearing in the axial direction are formed in the housing, an annular labyrinth gap is formed between the inner lid and the shaft. A labyrinth gap forming means is provided, and the annular labyrinth gap is formed in a tapered shape that is inclined so as to have a larger diameter as it approaches an end closer to a side closer to the rolling bearing from a far end. I have. For this reason, in the bearing device of the underrace lubrication, it is possible to prevent oil leakage with a simplified structure.

この発明の実施形態に係る軸受装置の断面図である。It is a sectional view of a bearing device concerning an embodiment of this invention. （Ａ）は図１のIIA部の拡大図、（Ｂ）は図１のIIB部の拡大図である。(A) is an enlarged view of the IIA part of FIG. 1, and (B) is an enlarged view of the IIB part of FIG. 同軸受装置の潤滑油の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of lubricating oil of the bearing device. 同軸受装置の作用効果を説明するラビリンス隙間形成手段等の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a labyrinth gap forming means and the like for explaining the operation and effect of the bearing device. この発明の他の実施形態に係る軸受装置のラビリンス隙間付近の拡大断面図である。It is an expanded sectional view near the labyrinth gap of the bearing device concerning other embodiments of this invention. この発明のさらに他の実施形態に係る軸受装置のラビリンス隙間付近の拡大断面図である。It is an expanded sectional view near the labyrinth gap of the bearing device concerning yet another embodiment of this invention. （Ａ）は従来構造の軸受装置の断面図、（Ｂ）は同図７（Ａ）のVII(B)部の拡大図である。7A is a cross-sectional view of a bearing device having a conventional structure, and FIG. 7B is an enlarged view of a portion VII (B) of FIG. 7A. 従来構造の軸受装置の潤滑油の流れを説明する図である。It is a figure explaining a flow of lubricating oil of a bearing device of a conventional structure.

［第１の実施形態］
この発明の実施形態に係る軸受装置を図１ないし図４と共に説明する。この軸受装置は、例えば、高速運転で使用されるガスタービン等の軸受使用機器の軸受装置として使用される。
図１に示すように、軸受装置は、軸１、転がり軸受２、軸受周辺部材３およびラビリンス隙間形成手段４を備える。この軸受装置は、転がり軸受２への確実な給油のために後述するアンダーレース潤滑を採用している。 [First Embodiment]
A bearing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This bearing device is used, for example, as a bearing device of a bearing-using device such as a gas turbine used in high-speed operation.
As shown in FIG. 1, the bearing device includes a shaft 1, a rolling bearing 2, a bearing peripheral member 3, and a labyrinth gap forming means 4. This bearing device employs an under-race lubrication described later for reliable lubrication of the rolling bearing 2.

＜転がり軸受２＞
軸受使用機器におけるハウジング５に、転がり軸受２の外輪６が支持され、転がり軸受２の内輪７に軸１が回転自在に支持されている。
ハウジング５には、開口端付近から内部に向かうに従って大径となる段付きの内周面が形成されている。ハウジング５のうち、開口端付近における小径の内周面に、外輪外周面が嵌合されている。 <Rolling bearing 2>
The outer ring 6 of the rolling bearing 2 is supported by the housing 5 of the equipment using the bearing, and the shaft 1 is rotatably supported by the inner ring 7 of the rolling bearing 2.
The housing 5 is formed with a stepped inner peripheral surface whose diameter increases from near the opening end toward the inside. The outer peripheral surface of the outer ring is fitted to the small-diameter inner peripheral surface of the housing 5 near the opening end.

図２（Ｂ）に示すように、転がり軸受２は、内輪７と、外輪６と、内外輪７，６間に介在された複数の玉８と、これら玉８を円周方向一定間隔おきに保持する保持器９とを有する。軸１がガスタービンの主軸である場合、転がり軸受２は三点接触玉軸受である。この場合、内輪７は、軸方向に分割された二つの内輪分割体７ａ，７ａを有する。各内輪分割体７ａは、後述するスリーブ１０の外周面に嵌合されている。内輪分割体７ａには、内輪内周面から内輪軌道面に渡って径方向に貫通する給油孔１１が設けられ、この給油孔１１から内輪軌道面にアンダーレース潤滑により潤滑油が供給される。なお転がり軸受２は、三点接触玉軸受に限定されるものではなく、アンギュラ玉軸受，深溝玉軸受または円筒ころ軸受であってもよい。 As shown in FIG. 2B, the rolling bearing 2 includes an inner ring 7, an outer ring 6, a plurality of balls 8 interposed between the inner and outer rings 7, 6, and the balls 8 are arranged at regular intervals in a circumferential direction. And a retainer 9 for retaining. When the shaft 1 is the main shaft of a gas turbine, the rolling bearing 2 is a three-point contact ball bearing. In this case, the inner ring 7 has two inner ring divided bodies 7a, 7a divided in the axial direction. Each inner ring divided body 7a is fitted on an outer peripheral surface of a sleeve 10 described later. The inner ring split body 7a is provided with an oil supply hole 11 penetrating in a radial direction from the inner peripheral surface of the inner ring to the inner ring raceway surface, and lubricating oil is supplied from the oil supply hole 11 to the inner raceway surface by underlace lubrication. Note that the rolling bearing 2 is not limited to a three-point contact ball bearing, but may be an angular ball bearing, a deep groove ball bearing, or a cylindrical roller bearing.

＜軸受周辺部材３＞
図１に示すように、軸受周辺部材３は、軌道輪押え部材（後述）と、予圧付与手段１２と、ノズル１３とを有する。前記軌道輪押え部材は、転がり軸受２の軌道輪である内外輪７，６を軸方向に押える部材であって、外蓋１５、軸受蓋１６、内蓋１７、外間座１９、スリーブ１０およびナット２０を有する。外蓋１５は、有底の円筒形状であり、転がり軸受２における軸受使用機器の軸方向外側を覆い且つ図１右側の外輪端面を押える。この外蓋１５は、ハウジング５の開口端付近における小径の内周面に印籠嵌合され、複数のボルト２１によりハウジング５に固定されている。 <Bearing peripheral member 3>
As shown in FIG. 1, the bearing peripheral member 3 includes a bearing ring holding member (described later), a preload applying unit 12, and a nozzle 13. The above-mentioned bearing ring holding member is a member for axially holding the inner and outer rings 7, 6 which are the bearing rings of the rolling bearing 2, and includes an outer cover 15, a bearing cover 16, an inner cover 17, an outer spacer 19, a sleeve 10, and a nut. 20. The outer lid 15 has a cylindrical shape with a bottom and covers the rolling bearing 2 in the axial direction outside of a device using the bearing and presses the outer ring end face on the right side in FIG. 1. The outer lid 15 is fitted to a small-diameter inner peripheral surface near the opening end of the housing 5 and is fixed to the housing 5 by a plurality of bolts 21.

外蓋１５の一側縁部と前記外輪端面との間には、転がり軸受２に定圧の予圧を与える予圧付与手段１２が介在されている。予圧付与手段１２として、例えば、環状の板バネまたは圧縮コイルばね等が適用される。転がり軸受２は、予圧付与手段１２により予圧を与えることで、軸方向のガタを抑え、後述するラビリンス隙間δ（図２（Ａ））を小さくし得る。なお予圧付与手段１２は、転がり軸受２に定位置の予圧を与えるものであってもよい。 Preload applying means 12 for applying a constant preload to the rolling bearing 2 is interposed between one side edge of the outer lid 15 and the outer ring end face. As the preload applying means 12, for example, an annular leaf spring or a compression coil spring is applied. The rolling bearing 2 can suppress the backlash in the axial direction by applying a preload by the preload applying means 12, and can reduce a labyrinth gap δ (FIG. 2A) described later. Note that the preload applying means 12 may apply preload at a fixed position to the rolling bearing 2.

ハウジング５における大径の内周面には、内蓋１７が嵌合され、この内蓋１７は、複数のボルト２２によりハウジング５に固定されている。ハウジング５における中径の内周面に、環状の軸受蓋１６が嵌合され、この軸受蓋１６は、内蓋１７の一側縁部と外輪端面との間に介在されている。軸受蓋１６は、ハウジング５における中径の内周面に嵌合される円筒部１６ａと、この円筒部１６ａの軸方向一端部から内径側に延びるフランジ部１６ｂとで断面Ｌ字形状に形成されている。前記フランジ部１６ｂが図１左側の外輪端面を押えるように配設されている。 An inner lid 17 is fitted to a large-diameter inner peripheral surface of the housing 5, and the inner lid 17 is fixed to the housing 5 by a plurality of bolts 22. An annular bearing cover 16 is fitted to a medium-diameter inner peripheral surface of the housing 5, and the bearing cover 16 is interposed between one side edge of the inner cover 17 and an outer ring end surface. The bearing lid 16 is formed in an L-shaped cross-section by a cylindrical portion 16a fitted to a medium-diameter inner peripheral surface of the housing 5 and a flange portion 16b extending from one axial end of the cylindrical portion 16a to the inner diameter side. ing. The flange portion 16b is provided so as to press the outer ring end surface on the left side in FIG.

軸１は、軸方向先端部から順次、小径部１ａと、フランジ部１ｂと、大径部１ｃとを備え、これらは一体に成形されている。大径部１ｃは、小径部１ａよりも大径で且つフランジ部１ｂよりも小径である。フランジ部１ｂは、小径部１ａよりも大径で小径部１ａとの間で段差面を成す。
小径部１ａの外周面にはスリーブ１０が嵌合され、スリーブ１０は、図１左側の内輪端面および後述する内間座２３の一端面を押える。スリーブ１０は、内輪内周面が嵌合される中径の円筒部と、前記内輪端面を押える大径の円筒部と、前記内間座２３の一端面を押える小径の円筒部とを有する。但し、中径の円筒部の軸方向寸法は、内輪幅よりも若干小さく設定されている。外間座１９は、小径部１ａの外周面に嵌合され、図１右側の内輪端面を押える。小径部１ａの端部には雄ねじ部が形成され、この雄ねじ部に螺合させたナット２０により外間座１９が締め付けられている。 The shaft 1 includes a small-diameter portion 1a, a flange portion 1b, and a large-diameter portion 1c in this order from the axial end portion, and these are integrally formed. The large diameter portion 1c has a larger diameter than the small diameter portion 1a and a smaller diameter than the flange portion 1b. The flange portion 1b has a larger diameter than the small diameter portion 1a and forms a step surface with the small diameter portion 1a.
A sleeve 10 is fitted on the outer peripheral surface of the small diameter portion 1a, and the sleeve 10 presses the inner ring end surface on the left side of FIG. 1 and one end surface of an inner spacer 23 described later. The sleeve 10 has a medium-diameter cylindrical portion to which the inner peripheral surface of the inner ring is fitted, a large-diameter cylindrical portion for pressing the inner ring end surface, and a small-diameter cylindrical portion for pressing one end surface of the inner spacer 23. However, the axial dimension of the medium diameter cylindrical portion is set slightly smaller than the inner ring width. The outer spacer 19 is fitted to the outer peripheral surface of the small diameter portion 1a and presses the inner ring end surface on the right side in FIG. A male screw portion is formed at the end of the small diameter portion 1a, and the outer spacer 19 is fastened by a nut 20 screwed to the male screw portion.

ノズル１３は、潤滑油を転がり軸受２に供給するノズルであって、外蓋１５における底部の中央部から軸方向内側に突出する。このノズル１３は、外蓋１５の外部に設けられた潤滑油供給源（図示せず）に配管接続されている。軸１の端部には、軸方向に所定距離延びる中空部が形成される。ノズル１３は、軸１の回転軸心Ｌに同軸に設けられている。 The nozzle 13 is a nozzle that supplies lubricating oil to the rolling bearing 2, and protrudes inward in the axial direction from the center of the bottom of the outer lid 15. The nozzle 13 is connected to a lubricating oil supply source (not shown) provided outside the outer lid 15 by piping. At the end of the shaft 1, a hollow portion extending a predetermined distance in the axial direction is formed. The nozzle 13 is provided coaxially with the rotation axis L of the shaft 1.

スリーブ１０、軸１には、内輪７の給油孔１１に連通する径方向の油路２４，２５が形成されている。
外蓋１５、内蓋１７における下部には、転がり軸受２の潤滑に供された潤滑油を排出する排油孔２６，２７が形成されている。 The sleeve 10 and the shaft 1 are formed with radial oil passages 24 and 25 communicating with the oil supply hole 11 of the inner ring 7.
Oil drain holes 26 and 27 for discharging the lubricating oil used for lubricating the rolling bearing 2 are formed in lower portions of the outer lid 15 and the inner lid 17.

＜ラビリンス隙間形成手段４＞
図１および図２（Ａ）に示すように、ラビリンス隙間形成手段４は、内蓋１７と軸１との間に、環状のラビリンス隙間δを形成する手段である。環状のラビリンス隙間δは、転がり軸受２に対して遠い側の端部から近い側の端部に近づくに従って大径となるように傾斜するテーパ形状に形成されている。この例のラビリンス隙間δは、軸方向に沿って一定の大きさに設定されている。この大きさは、設計等によって任意に定める値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な値を求めて定められる。ラビリンス隙間形成手段４は、内蓋１７の内周面に設けられた固定側のラビリンス部品１８と、軸１の小径部１ａの外周面に設けられた回転側の内間座２３とを有する。これらラビリンス部品１８の内周面と内間座２３の外周面との間に、前記ラビリンス隙間δが形成されている。 <Labyrinth gap forming means 4>
As shown in FIG. 1 and FIG. 2A, the labyrinth gap forming means 4 is a means for forming an annular labyrinth gap δ between the inner lid 17 and the shaft 1. The annular labyrinth gap δ is formed in a tapered shape that is inclined such that the diameter increases as it approaches the end closer to the rolling bearing 2 from the end farther from the rolling bearing 2. The labyrinth gap δ in this example is set to a constant size along the axial direction. This magnitude is a value arbitrarily determined by design or the like, and is determined, for example, by obtaining an appropriate value by one or both of a test and a simulation. The labyrinth gap forming means 4 has a fixed-side labyrinth part 18 provided on the inner peripheral surface of the inner lid 17 and a rotating-side inner spacer 23 provided on the outer peripheral surface of the small-diameter portion 1 a of the shaft 1. The labyrinth gap δ is formed between the inner peripheral surface of the labyrinth part 18 and the outer peripheral surface of the inner spacer 23.

内蓋１７は、軸方向一方側の内周面が大径部１７ａ、他方側（転がり軸受側）の内周面が小径部１７ｂに形成され、小径部１７ｂと大径部１７ａとを繋ぐ環状の段差１７ｃが設けられている。ラビリンス部品１８は、内蓋１７の小径部１７ｂ，大径部１７ａにそれぞれ嵌合固定される小径部１８ａ，大径部１８ｂを有し、これら小径部１８ａ，大径部１８ｂを繋ぐ環状の段差１８ｃが内蓋１７の段差１７ｃに当接するように形成されている。このラビリンス部品１８の内周面１８ｄは、軸方向一方側から他方側に向かうに従って大径となるように傾斜している。 The inner lid 17 has an inner peripheral surface formed on one side in the axial direction as a large-diameter portion 17a, and an inner peripheral surface on the other side (rolling bearing side) formed as a small-diameter portion 17b, and has an annular shape connecting the small-diameter portion 17b and the large-diameter portion 17a. Step 17c is provided. The labyrinth part 18 has a small-diameter portion 18a and a large-diameter portion 18b fitted and fixed respectively to the small-diameter portion 17b and the large-diameter portion 17a of the inner lid 17, and an annular step connecting the small-diameter portion 18a and the large-diameter portion 18b. 18 c is formed so as to contact the step 17 c of the inner lid 17. The inner peripheral surface 18d of the labyrinth part 18 is inclined so that the diameter increases from one side in the axial direction to the other side.

内間座２３は、小径部１ａの外周面に嵌合され、フランジ部１ｂとスリーブ１０との間で軸方向に位置決めされる。内間座２３は、ラビリンス部品１８の幅と同一幅に設けられている。この内間座２３の外周面２３ａは、ラビリンス部品１８の内周面１８ｄに所定間隔を隔てて平行に対向するように形成されている。つまりラビリンス部品１８の内周面１８ｄと内間座２３の外周面２３ａとの間に、ラビリンス隙間δが形成されている。 The inner spacer 23 is fitted on the outer peripheral surface of the small diameter portion 1a, and is positioned in the axial direction between the flange portion 1b and the sleeve 10. The inner spacer 23 has the same width as the labyrinth component 18. The outer peripheral surface 23a of the inner spacer 23 is formed so as to face the inner peripheral surface 18d of the labyrinth part 18 in parallel with a predetermined interval. That is, a labyrinth gap δ is formed between the inner peripheral surface 18d of the labyrinth part 18 and the outer peripheral surface 23a of the inner spacer 23.

＜潤滑油の流れについて＞
図３に示すように、潤滑油は、潤滑油供給源から順次、ノズル、油路２５，２４を経由して内輪給油孔１１に供給され、内外輪７，６の軌道面、玉８および保持器９の潤滑に供される。転がり軸受２の潤滑に供された潤滑油は、重力により内蓋１７内および外蓋１５内の下方に移動した後、各排油孔２６，２７からハウジング５の外部にポンプ等により排出され回収される。回収された潤滑油は再利用される。 <Flow of lubricating oil>
As shown in FIG. 3, the lubricating oil is sequentially supplied from the lubricating oil supply source to the inner ring oil supply hole 11 via the nozzles and the oil passages 25 and 24, and the raceway surfaces of the inner and outer rings 7 and 6, the ball 8 and the holding oil It is used for lubrication of the vessel 9. The lubricating oil used for lubricating the rolling bearing 2 moves downward in the inner lid 17 and the outer lid 15 by gravity, and is then discharged from the oil drain holes 26 and 27 to the outside of the housing 5 by a pump or the like and collected. Is done. The recovered lubricating oil is reused.

＜作用効果＞
図４に示すように、内蓋１７と軸１との間の環状のラビリンス隙間δが、転がり軸受２（図１）に対して遠い側の端部から近い側の端部に近づくに従って大径となるように傾斜するテーパ形状に形成されているため、軸受装置の運転により、潤滑油は遠心力でラビリンス隙間δ内の大径側に順次移動し、最終的に内蓋内に戻る。具体的には以下の作用効果を奏する。
(1).軸受装置の運転時、内蓋１７内からラビリンス隙間δまで漏れ出した潤滑油は、軸１の回転により遠心力を受けて外径側に押し上げられる。(2).この遠心力で押し上げられた潤滑油は、ラビリンス部品１８の内周面に接触する。(3).ラビリンス部品１８に接触した潤滑油は、跳ね返りで内間座２３の外周面における内蓋内側（漏洩方向とは逆側）に再度接触する。(4).この内間座２３の外周面に接触した潤滑油は、再度遠心力で外径側に押し上げられる。以下、(2)→(3)→(4)の繰り返しで、ラビリンス隙間δまで漏れ出した潤滑油は内蓋内に戻る。このように付帯設備等を用いることなく、軸受装置の運転時の遠心力を利用した簡略化された構造で油漏れを防ぐことができる。 <Effects>
As shown in FIG. 4, the annular labyrinth gap δ between the inner lid 17 and the shaft 1 has a larger diameter as the distance from the end farther from the rolling bearing 2 (FIG. 1) to the end closer to the rolling bearing 2 (FIG. 1). The lubricating oil is sequentially moved to the large diameter side in the labyrinth gap δ by the centrifugal force by the operation of the bearing device, and finally returns to the inside of the inner lid due to the operation of the bearing device. Specifically, the following operational effects are obtained.
(1) During the operation of the bearing device, the lubricating oil leaking from the inside of the inner lid 17 to the labyrinth gap δ receives centrifugal force due to the rotation of the shaft 1 and is pushed up to the outer diameter side. (2) The lubricating oil pushed up by the centrifugal force contacts the inner peripheral surface of the labyrinth part 18. (3) The lubricating oil that has come into contact with the labyrinth part 18 rebounds and comes into contact with the inner lid inside (the opposite side to the leak direction) on the outer peripheral surface of the inner spacer 23. (4) The lubricating oil in contact with the outer peripheral surface of the inner spacer 23 is again pushed to the outer diameter side by centrifugal force. Hereinafter, by repeating (2) → (3) → (4), the lubricating oil leaked to the labyrinth gap δ returns to the inside of the inner lid. As described above, it is possible to prevent oil leakage with a simplified structure using centrifugal force during operation of the bearing device without using any additional equipment or the like.

ラビリンス隙間形成手段４は、内蓋１７の内周面に設けられたラビリンス部品１８と、軸１の外周面に設けられた内間座２３とを有し、ラビリンス隙間δは、ラビリンス部品１８の内周面と内間座２３の外周面との間に形成されているため、転がり軸受２が剥離し、ラビリンス部品１８の内周面と内間座２３の外周面とが接触し摩耗等が生じた場合でも、ラビリンス部品１８および内間座２３を交換することで済むため、安価に交換することができる。従来構造では、転がり軸受が剥離することにより、内蓋の内周面と軸の外周面とが接触し摩耗等が生じた場合、軸と内蓋を交換する必要があり、費用が嵩む。 The labyrinth gap forming means 4 has a labyrinth part 18 provided on the inner peripheral surface of the inner lid 17 and an inner spacer 23 provided on the outer peripheral surface of the shaft 1. Since it is formed between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the inner spacer 23, the rolling bearing 2 peels off, and the inner peripheral surface of the labyrinth part 18 and the outer peripheral surface of the inner spacer 23 come into contact with each other, causing wear and the like. Even if it occurs, the labyrinth part 18 and the inner spacer 23 need only be replaced, so that they can be replaced at low cost. In the conventional structure, when the inner peripheral surface of the inner lid comes into contact with the outer peripheral surface of the shaft due to peeling of the rolling bearing and wear or the like occurs, it is necessary to replace the shaft and the inner lid, which increases costs.

転がり軸受２には、予圧付与手段１２により予圧が与えられているため、軸方向のガタを抑え、ラビリンス隙間δを小さく設定することができる。例えば、呼び寸法でラビリンス隙間δの軸方向長さが１ｍｍで使用される転がり軸受（軸受呼び番号「６９０５」相当）のアキシアル隙間が０．０４ｍｍ〜０．１２ｍｍで、内間座２３とラビリンス部品１８の軸方向すきまの製造公差が±０．１ｍｍの場合、予圧を与えない場合のラビリンス隙間δの軸方向長さは０．７６ｍｍ〜１．２４ｍｍになるが、転がり軸受２に予圧を与えるとラビリンス隙間δの軸方向長さは０．８ｍｍ〜１．２ｍｍに抑えることができる。よって、安定して潤滑油の漏れを抑制することができる。 Since the preload is applied to the rolling bearing 2 by the preload applying means 12, the backlash in the axial direction can be suppressed, and the labyrinth gap δ can be set small. For example, the axial clearance of a rolling bearing (equivalent to bearing nominal number "6905") having a nominal dimension of labyrinth gap δ having an axial length of 1 mm is 0.04 mm to 0.12 mm, the inner spacer 23 and a labyrinth part. When the manufacturing tolerance of the axial clearance of No. 18 is ± 0.1 mm, the axial length of the labyrinth gap δ when no preload is applied is 0.76 mm to 1.24 mm, but when a preload is applied to the rolling bearing 2. The axial length of the labyrinth gap δ can be suppressed to 0.8 mm to 1.2 mm. Therefore, leakage of the lubricating oil can be suppressed stably.

＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。 <Other embodiments>
In the following description, the same reference numerals are given to portions corresponding to the items previously described in each embodiment, and overlapping description will be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as in the previously described embodiment unless otherwise specified. The same operation and effect can be obtained from the same configuration. Not only the combinations of the parts specifically described in the respective embodiments but also the embodiments can be partially combined with each other as long as the combination is not particularly hindered.

前述の実施形態では、ラビリンス隙間δが軸方向に沿って一定の大きさに設定されていたが、この例に限定されるものではない。
図５に示すように、ラビリンス隙間δの径方向寸法は、軸方向の位置によって異なる大きさに形成されていてもよい。環状のラビリンス隙間δにおいては、毛細管現象により潤滑油の移動が生じ得るが、ラビリンス隙間δの径方向寸法を軸方向の位置によって異なる大きさとすることで、毛細管現象による潤滑油の移動をより効果的に高めることができる。具体的には、ラビリンス隙間δは、軸方向一方側（転がり軸受に対して遠い側）の端部が最小の大きさｅで、軸方向他方側（転がり軸受に近い側）の端部に近づくに従って大きくなり、この軸方向他方側の端部で最大の大きさｆになるように形成されている。この場合、毛細管現象により潤滑油はラビリンス隙間δ内の大径側により移動し易くなることで、潤滑油がより漏れにくくなる。 In the above-described embodiment, the labyrinth gap δ is set to a constant size along the axial direction. However, the present invention is not limited to this example.
As shown in FIG. 5, the radial dimension of the labyrinth gap δ may be formed to have different sizes depending on the position in the axial direction. In the annular labyrinth gap δ, the movement of the lubricating oil may occur due to the capillary phenomenon, but by making the radial dimension of the labyrinth gap δ different depending on the position in the axial direction, the movement of the lubricating oil by the capillary phenomenon is more effective. Can be increased. Specifically, the labyrinth gap δ has a minimum size e at one end in the axial direction (a side farther from the rolling bearing) and approaches an end on the other side in the axial direction (a side closer to the rolling bearing). , And is formed so as to have the maximum size f at the other end in the axial direction. In this case, the lubricating oil is more easily moved to the larger diameter side in the labyrinth gap δ due to the capillary phenomenon, so that the lubricating oil is more difficult to leak.

ラビリンス隙間δは、軸方向一方側よりも他方側が大きい部分が軸方向の一部にあればよい。この場合にも毛細管現象により潤滑油がより漏れにくくなる。図５では、ラビリンス部品１８の内周面１８ｄは、軸方向に対して一定の傾斜角度を成しているが、例えば、異なる傾斜角度から成るものであってもよく、軸方向に平行な平坦部と傾斜部とが繋がるものであってもよい。内間座２３の外周面２３ａについても同様である。 The labyrinth gap δ may be such that a portion where the other side is larger than the one side in the axial direction is a part in the axial direction. Also in this case, the lubricating oil is less likely to leak due to the capillary phenomenon. In FIG. 5, the inner peripheral surface 18d of the labyrinth part 18 has a constant inclination angle with respect to the axial direction. The part and the inclined part may be connected. The same applies to the outer peripheral surface 23a of the inner spacer 23.

図６に示すように、内間座２３の外周面に、軸方向幅の全幅にわたり螺旋状の凹み２９が形成されていてもよい。螺旋状の凹み２９は、内間座２３の外周面に雄ねじを形成することで螺旋状の凹み２９が設けられる。この場合、軸受装置の運転時、潤滑油は、軸の回転により遠心力を受けて外径側に押し上げられると共に、螺旋状の凹み２９に沿ってラビリンス隙間δの小径側から大径側に戻る力が作用する。このように遠心力と螺旋状の凹み２９に沿った戻り力とを共に使用することで、油漏れをより確実に防ぐことができる。 As shown in FIG. 6, a spiral recess 29 may be formed on the outer peripheral surface of the inner spacer 23 over the entire width in the axial direction. The spiral recess 29 is provided with a spiral recess 29 by forming a male screw on the outer peripheral surface of the inner spacer 23. In this case, during operation of the bearing device, the lubricating oil receives centrifugal force due to rotation of the shaft and is pushed up to the outer diameter side, and returns from the small diameter side of the labyrinth gap δ to the large diameter side along the spiral recess 29. Force acts. By using both the centrifugal force and the return force along the spiral recess 29, oil leakage can be more reliably prevented.

図示しないが、内間座の外周面に螺旋状の凹みが形成されると共に、ラビリンス部品の内周面に螺旋状の凹みが形成されてもよい。ラビリンス部品の内周面のみに螺旋状の凹みが形成されてもよい。
軸受装置は、ガスタービン以外の各種機器に適用可能である。この場合にも潤滑油の漏れを抑制することができる。 Although not shown, a spiral depression may be formed on the outer peripheral surface of the inner spacer, and a spiral depression may be formed on the inner peripheral surface of the labyrinth component. A spiral depression may be formed only on the inner peripheral surface of the labyrinth part.
The bearing device is applicable to various devices other than the gas turbine. Also in this case, leakage of the lubricating oil can be suppressed.

以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described based on the embodiments, the embodiments disclosed herein are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

２…転がり軸受、４…ラビリンス隙間形成手段、５…ハウジング、６…外輪、７…内輪、１１…内輪給油孔、１５…外蓋、１７…内蓋、１８…ラビリンス部品、２３…内間座、凹み２９、δ…ラビリンス隙間
2 rolling bearing, 4 labyrinth clearance forming means, 5 housing, 6 outer ring, 7 inner ring, 11 inner ring lubrication hole, 15 outer cover, 17 inner cover, 18 labyrinth parts, 23 inner spacer , Depression 29, δ ... Labyrinth gap

Claims

軸受使用機器のハウジングに外輪が支持された転がり軸受により内輪に嵌合する軸が回転自在に支持され、前記内輪にアンダーレース潤滑により潤滑油を供給する給油孔が設けられ、前記転がり軸受の前記軸受使用機器の軸方向内外をそれぞれ覆う内蓋および外蓋が前記ハウジングに設置された軸受装置において、
前記内蓋と前記軸との間に、環状のラビリンス隙間を形成するラビリンス隙間形成手段が設けられ、前記環状のラビリンス隙間は、前記転がり軸受に対して遠い側の端部から近い側の端部に近づくに従って大径となるように傾斜するテーパ形状に形成されている軸受装置。 A shaft fitted to the inner ring is rotatably supported by a rolling bearing in which the outer ring is supported by the housing of the equipment using the bearing, and an oil supply hole for supplying lubricating oil by under-race lubrication is provided in the inner ring, and In a bearing device in which an inner lid and an outer lid that respectively cover the inside and outside in the axial direction of a bearing using device are installed in the housing,
A labyrinth gap forming means for forming an annular labyrinth gap is provided between the inner lid and the shaft, and the annular labyrinth gap is an end portion closer to an end farther from the rolling bearing. The bearing device is formed in a tapered shape that is inclined so as to have a larger diameter as approaching.

請求項１に記載の軸受装置において、前記ラビリンス隙間の径方向寸法は、軸方向の位置によって異なる大きさに形成されている軸受装置。 2. The bearing device according to claim 1, wherein a radial dimension of the labyrinth gap is formed to be different depending on an axial position. 3.

請求項１または請求項２に記載の軸受装置において、前記ラビリンス隙間形成手段は、前記内蓋の内周面に設けられたラビリンス部品と、前記軸の外周面に設けられた内間座とを有し、前記ラビリンス隙間は、前記ラビリンス部品の内周面と前記内間座の外周面との間に形成されている軸受装置。 In the bearing device according to claim 1 or 2, the labyrinth gap forming means includes a labyrinth component provided on an inner peripheral surface of the inner lid and an inner spacer provided on an outer peripheral surface of the shaft. The bearing device, wherein the labyrinth gap is formed between an inner peripheral surface of the labyrinth component and an outer peripheral surface of the inner spacer.

請求項３に記載の軸受装置において、少なくとも前記内間座の外周面に、軸方向幅の全幅にわたり螺旋状の凹みが形成されている軸受装置。 4. The bearing device according to claim 3, wherein a helical recess is formed at least on an outer peripheral surface of the inner spacer over an entire width in an axial direction. 5.