JP7453899B2 - 転がり軸受保持構造及びこれを使用する回転機械 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受保持構造及びこれを使用する回転機械に関する。

転がり軸受保持構造の転がり軸受に給油する給油方法の一つとして、転がり軸受の一方の側面から潤滑油を供給し、転がり軸受の他方の側面から潤滑油を排出する方法がある。この方法においては、転がり軸受は、転がり軸受の回転により、潤滑油が攪拌され、軸受損失が発生する。

こうした技術分野の背景技術として、特開２００８－１８５１１２号公報（以下、特許文献１）がある。

特許文献１には、外輪と、内輪と、複数の玉と、合成樹脂製冠形保持器と、内輪と外輪との間に設置されるシールド板と、を有し、軸方向から潤滑油が供給され、シールド板が、玉に対して潤滑油の供給方向の上流側に設置され、合成樹脂製冠形保持器の円環部が、玉に対して潤滑油の供給方向の下流側に設置される玉軸受（転がり軸受）が記載されている（特許文献１の要約参照）。そして、特許文献１には、潤滑油が攪拌され、発生するトルク（転がり軸受における軸受損失）を低減することが記載されている（特許文献１の０００７参照）。

特開２００８－１８５１１２号公報

特許文献１には、軸方向から潤滑油が供給され、シールド板が、玉に対して潤滑油の供給方向の上流側に設置される転がり軸受が記載されている。

しかし、特許文献１には、転がり軸受が支持する回転軸を軸方向に拘束する必要がある、転がり軸受保持構造及びこれを使用する回転機械は記載されていない。

そこで、本発明は、少ない部材で、転がり軸受が支持する回転軸を軸方向に拘束すると共に、転がり軸受における軸受損失を低減する転がり軸受保持構造及びこれを使用する回転機械を提供する。

上記した課題を解決するため、本発明の転がり軸受保持構造は、回転軸を支持し、内輪と転動体と外輪とを有する転がり軸受と、転がり軸受を内包するハウジングと、転がり軸受の内輪を回転軸に固定する内輪押えと、転がり軸受の外輪をハウジングに固定する外輪押さえと、を有し、転がり軸受の軸方向の一方向側のハウジングには、転がり軸受に供給される潤滑油が溜まる給油側油溜りが形成される。

そして、外輪押さえは、転がり軸受と給油側油溜りとの間に設置され、給油側油溜りと転がり軸受との間で潤滑油を流通させる切欠きを有し、外輪押さえの内径は、内輪の肩の外径よりも小さく形成され、外輪押さえは、転がり軸受側であって、その内径部分に、テーパ部が形成されることを特徴とする。

また、本発明の回転機械は、上記した転がり軸受保持構造を有することを特徴とする。

本発明によれば、少ない部材で、転がり軸受が支持する回転軸を軸方向に拘束すると共に、転がり軸受における軸受損失を低減する転がり軸受保持構造及びこれを使用する回転機械を提供することができる。

なお、上記した以外の課題、構成及び効果については、下記する実施例の説明により、明らかにされる。

実施例１に記載する転がり軸受保持構造２１の概略構成を説明する断面図である。 実施例２に記載する転がり軸受保持構造２２の概略構成を説明する断面図である。 実施例２に記載する切欠きを有する外輪押さえ１１０を説明する正面図である。 図３に記載するＣ－Ｃ´における外輪押さえ１１０を説明する断面図である。 実施例２に記載する切欠きを有する外輪押さえ１１０が設置される転がり軸受保持構造２２の概略構成を説明する断面図である。 実施例１に記載する転がり軸受保持構造２１を使用する回転機械１００の概略構成を説明する断面図である。

以下、本発明の実施例を、図面を使用し、説明する。なお、各図面において、実質的に同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。

先ず、実施例１に記載する転がり軸受保持構造２１の概略構成を説明する。

図１は、実施例１に記載する転がり軸受保持構造２１の概略構成を説明する断面図である。

実施例１に記載する転がり軸受保持構造（転がり軸受保持装置）２１は、転がり軸受が支持する回転軸を軸方向に拘束する（回転軸の軸方向変位を拘束する）必要がある回転機械（例えば、スクリュー圧縮機など）に使用される。

転がり軸受保持構造２１は、回転軸１を支持する転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂ、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂを内包するハウジング２、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂを回転軸１の軸方向に拘束する内輪押さえ１２、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂを回転軸１の軸方向に拘束する外輪押さえ１１、を有する。

なお、内輪押さえ１２は、内輪９ａ及び内輪９ｂを回転軸１に固定し、外輪押さえ１１は、外輪７ａ及び外輪７ｂをハウジング２に固定する。

転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂの軸方向の一方向側のハウジング２には、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂに供給される潤滑油が溜まる給油側油溜り３が形成される。そして、給油側油溜り３には、これに連通し、転がり軸受保持構造２１の鉛直方向下方に、給油孔４が形成される。

転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂの軸方向の他方向側のハウジング２には、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂから排出される潤滑油が溜まる排油側油溜り５が形成される。そして、排油側油溜り５には、これに連通し、転がり軸受保持構造２１の鉛直方向下方に、排油孔６が形成される。

つまり、転がり軸受保持構造２１は、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂの軸方向の一方向側から給油され、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂの軸方向の他方向側から排油される。

そして、内輪押さえ１２と外輪押さえ１１とは、転がり軸受１０ａと給油側油溜り３との間に設置される。つまり、内輪押さえ１２と外輪押さえ１１とは、転がり軸受１０ａに対する給油側に設置される。

転がり軸受１０ａは、回転軸１に設置される内輪９ａと、ハウジング２に設置される外輪７ａと、内輪９ａと外輪７ａとの間で回転する球状の玉である転動体８ａと、を有する。

転がり軸受１０ｂは、回転軸１に設置される内輪９ｂと、ハウジング２に設置される外輪７ｂと、内輪９ｂと外輪７ｂとの間で回転する球状の玉である転動体８ｂと、を有する。

なお、実施例１では、転がり軸受１０ａが給油側油溜り３側に、転がり軸受１０ｂが排油側油溜り５側に、設置される。

回転軸１には、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂの取付部となる、段差が形成される。また、回転軸１には、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂを軸方向に押える内輪押さえ１２が設置される。

そして、転がり軸受１０ａの内輪９ａ及び転がり軸受１０ｂの内輪９ｂは、この段差に設置され、この段差と内輪押さえ１２とに挟まれ、互いに密着するように設置される。なお、内輪押さえ１２は、ねじ込み又は焼き嵌めなどにより、回転軸１に固定される。

ハウジング２には、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂの取付部となる、段差が形成される。また、ハウジング２には、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂを軸方向に押える外輪押さえ１１が設置される。

そして、転がり軸受１０ａの外輪７ａ及び転がり軸受１０ｂの外輪７ｂは、この段差に設置され、この段差と外輪押さえ１１とに挟まれ、互いに密着するように設置される。なお、外輪押さえ１１は、ねじ込み又は焼き嵌めなどにより、ハウジング２に固定される。

なお、外輪７ａ及び外輪７ｂ並びに内輪９ａ及び内輪９ｂは、これら間で、転動体８ａ及び転動体８ｂを保持するため、内輪９ａは、給油側油溜り３側が、排油側油溜り５側よりも、その外径（転動体８ａ側）が大きく、内輪９ｂは、排油側油溜り５側が、給油側油溜り３側よりも、その外径（転動体８ｂ側）が大きく、外輪７ａは、排油側油溜り５側が、給油側油溜り３側よりも、その内径（転動体８ａ側）が小さく、外輪７ｂは、給油側油溜り３側が、排油側油溜り５側よりも、その内径（転動体８ｂ側）が小さく、形成される。

そして、実施例１では、外輪押さえ１１の内径（円形中空（ドーナツ状）断面の内側の直径）を、図１にΦｄとして示す、転がり軸受１０ａの外輪７ａの肩（外輪肩）の内径（給油側油溜り３側の外輪７ａの内径）よりも、小さく形成する。

なお、外輪押さえ１１の内径を、転がり軸受１０ａの内輪９ａの肩（内輪肩）の外径（給油側油溜り３側の内輪９ａの外径）よりも、大きく形成する。

これにより、少ない部材で、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂが支持する回転軸１を軸方向に拘束すると共に、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂにおける軸受損失を低減することができる。

また、外輪押さえ１１の内径を、図１にΦｄ１として示す、転動体８ａ及び転動体８ｂのピッチ円径（転動体８ａ及び転動体８ｂの中心が回転軸１の中心軸を中心に描く円の直径）よりも、小さく形成することが好ましい。なお、この場合も、外輪押さえ１１の内径は、転がり軸受１０ａの内輪９ａの肩の外径よりも、大きく形成される。

これにより、少ない部材で、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂが支持する回転軸１を軸方向に拘束すると共に、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂにおける軸受損失を更に低減することができる。

なお、潤滑油は、図示されない油ポンプや機器の高圧部から供給され、給油孔４を流通し、給油側油溜り３に、矢印Ａに示すように流入し、給油側油溜り３に滞留する。そして、給油側油溜り３に滞留する潤滑油は、転がり軸受１０ａ、転がり軸受１０ｂ、排油側油溜り５、排油孔６を流通し、図示されない機器の低圧部に、矢印Ｂに示すように流出する。

なお、給油側油溜り３に滞留する潤滑油は、回転機械１００の始動時から、給油孔４を流通し、給油側油溜り３に流入し、徐々に、その潤滑油の量が増加する。そして、給油側油溜り３に滞留する潤滑油の油面が、下方の外輪押さえ１１の内径を越えるようになれば、潤滑油が、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂに供給される。

回転軸１の回転に伴い、内輪９ａ及び内輪９ｂや転動体８ａ及び転動体８ｂは、回転する。内輪９ａ及び内輪９ｂは、回転軸１の回転速度と同じ速度で回転する。一方、転動体８ａ及び転動体８ｂは、回転軸１の回転速度よりも遅い速度で回転し、回転軸１の周りを公転運動する。

そして、内輪９ａ及び内輪９ｂや転動体８ａ及び転動体８ｂの回転運動により、潤滑油にも運動エネルギーが与えられる（潤滑油に運動エネルギーが奪われる）。この潤滑油に与えられる（この潤滑油に奪われる）運動エネルギーが、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂにおける軸受損失となる。

また、この潤滑油に与えられる運動エネルギーは、給油側油溜り３と転がり軸受１０ａとの間の開口部（給油側油溜り３から転がり軸受１０ａに潤滑油が流通する流通路）の面積が大きいほど、大きくなる。

そこで、実施例１では、外輪押さえ１１の内径を、転がり軸受１０ａの外輪７ａの肩の内径よりも、小さく形成する。また、外輪押さえ１１の内径を、転動体８ａ及び転動体８ｂのピッチ円径よりも、小さく形成する。そして、外輪押さえ１１の内径を、転がり軸受１０ａの内輪９ａの肩の外径よりも、大きく形成する。

これにより、給油側油溜り３と転がり軸受１０ａとの間の開口部の面積が小さくなり、内輪９ａ及び内輪９ｂや転動体８ａ及び転動体８ｂの回転運動により、潤滑油に与えられる運動エネルギーを小さくすることができる。

つまり、これにより、潤滑油の機能を維持すると共に、転動体８ａ及び転動体８ｂと潤滑油とが接触する面積を小さくすることができ、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂにおける軸受損失を低減することができる。

実施例１に記載する転がり軸受保持構造２１は、回転軸１を支持し、内輪（９ａ及び９ｂ）と転動体（８ａ及び８ｂ）と外輪（７ａ及び７ｂ）とを有する転がり軸受（１０ａ及び１０ｂ）と、転がり軸受（１０ａ及び１０ｂ）を内包するハウジング２と、転がり軸受（１０ａ及び１０ｂ）の内輪（９ａ及び９ｂ）を回転軸１に固定する内輪押え１２と、転がり軸受（１０ａ及び１０ｂ）の外輪（７ａ及び７ｂ）をハウジング２に固定する外輪押さえ１１と、を有する。

そして、転がり軸受（１０ａ及び１０ｂ）の軸方向の一方向側のハウジング２には、転がり軸受（１０ａ及び１０ｂ）に供給される潤滑油が溜まる給油側油溜り３が形成され、転がり軸受（１０ａ及び１０ｂ）の軸方向の他方向側のハウジング２には、転がり軸受（１０ａ及び１０ｂ）から排出される潤滑油が溜まる排油側油溜り５が形成される。

そして、実施例１では、特に、外輪押さえ１１は、転がり軸受１０ａと給油側油溜り３との間に設置され、外輪押さえ１１の内径は、転がり軸受１０ａの外輪７ａの肩の内径よりも小さく、転がり軸受１０ａの内輪８ａの肩の外径よりも大きく形成される。

実施例１によれば、少ない部材で（部品点数を抑制し）、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂが支持する回転軸１を軸方向に拘束すると共に、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂにおける軸受損失を低減する転がり軸受保持構造２１を提供することができる。

次に、実施例１に記載する転がり軸受保持構造２１を使用する回転機械１００の概略構成を説明する。

図６は、実施例１に記載する転がり軸受保持構造２１を使用する回転機械１００の概略構成を説明する断面図である。

回転機械１００は、例えば、スクリュー圧縮機などであり、太さが相違する２本の回転軸１（太い）及び回転軸１ａ（細い）、回転軸１に設置されるスクリュー部３１、回転軸１ａに設置されるスクリュー部３１ａ、を有する。

そして、回転機械１００は、回転軸１の両端に転がり軸受を有し、回転軸１ａの両端に転がり軸受を有する。つまり、２本の回転軸１及び回転軸１ａは、それぞれ、その両端が、転がり軸受により、支持される。

また、スクリュー部３１とスクリュー部３１ａとは接触し、例えば、回転軸１に設置されるスクリュー部３１が時計回りに回転することにより、回転軸１ａに設置されるスクリュー部３１ａが反時計回りに回転する。

なお、実施例１では、回転軸１の一方端を支持するために、転がり軸受保持構造２１を使用する。

特に、スクリュー圧縮機などの回転機械１００は、回転軸１が軸方向に変位すると、圧縮空気の漏れが増加し、回転機械１００の効率が低下する。

そこで、実施例１では、回転機械１００に、実施例１に記載する転がり軸受保持構造２１を、使用する。つまり、回転軸１の一方端に、転がり軸受保持構造２１を設置する。

これにより、回転軸１は軸方向に拘束される（例えば、圧縮空気の漏れを抑制する）と共に、潤滑油に与えられる運動エネルギーを小さくすることができ、転がり軸受における軸受損失を低減することができる。

そして、更に、回転軸１は軸方向に拘束されると共に、転がり軸受における軸受損失が低減されるため、回転機械１００の機械損失が低減され、回転機械１００の効率低下が抑制される。

実施例１によれば、機械損失を低減し、効率低下を抑制する回転機械１００を提供することができる。このため、実施例１によれば、効率の高い回転機械１００を提供することができる。

次に、実施例２に記載する転がり軸受保持構造２２の概略構成を説明する。

図２は、実施例２に記載する転がり軸受保持構造２２の概略構成を説明する断面図である。

なお、図２において、図１と同一の符号を付した部分は、実施例１と同様である。このため、実施例２の説明においては、実施例１と相違する部分を中心に説明する。

実施例１に記載する転がり軸受保持構造２１では、外輪押さえ１１０の内径を、転がり軸受１０ａの外輪７ａの肩の内径よりも、小さく形成する。また、外輪押さえ１１０の内径を、転動体８ａ及び転動体８ｂのピッチ円径よりも、小さく形成する。そして、外輪押さえ１１０の内径を、転がり軸受１０ａの内輪９ａの肩の外径よりも、大きく形成する。

一方、実施例２に記載する転がり軸受保持構造２２では、外輪押さえ１１０の内径を、図２にΦｄ２として示す、転がり軸受１０ａの内輪９ａの肩（内輪肩）の外径（給油側油溜り３側の内輪９ａの外径）よりも、小さく形成する。なお、外輪押さえ１１０の内径は、外輪押さえ１１０と内輪押さえ１２と接触を回避するため、内輪押さえ１２の外径よりも、大きく形成される。

そして、転がり軸受保持構造２２では、外輪押さえ１１０に、図２には図示されない、給油側油溜り３と転がり軸受１０ａとの間で潤滑油を流通させる（給油側油溜り３から転がり軸受１０ａに流通させる、又は、転がり軸受１０ａから給油側油溜り３に流通させる）貫通孔や切欠きを形成する。

なお、この貫通孔や切欠きは、外輪押さえ１１０の下半分に形成されることが好ましい。また、特に、切欠きは、外輪押さえ１１０の内径側から外径側に向かって、内径側に切り込まれる。

つまり、実施例２では、特に、外輪押さえ１１０は、転がり軸受１０ａと給油側油溜り３との間に設置され、給油側油溜り３と転がり軸受１０ａとの間で潤滑油を流通させる貫通孔や切欠きを有し、外輪押さえ１１０の内径は、転がり軸受１０ａの内輪９ａの肩の外径よりも小さく、内輪押さえ１２の外径よりも大きく形成される。

なお、外輪押さえ１１０には、外輪押さえ１１０と内輪９ａと接触を回避するため、転がり軸受１０ａ側であって、外輪押さえ１１０の内径部分に、テーパ部が形成される。このテーパ部は、回転軸１の軸方向であって、内径側から外径側に向かって広がり、給油側油溜り３側から転がり軸受１０ａ側に向かって広がる。

また、外輪押さえ１１０と内輪９ａと接触を回避するため、外輪押さえ１１０と内輪９ａとの間に、微小な隙間を形成してもよい。

実施例２によれば、給油側油溜り３と転がり軸受１０ａとの間の開口部は、外輪押さえ１１０と内輪９ａと接触を回避するためのテーパ部又は／及び微小な隙間と、外輪押さえ１１０に形成される潤滑油を流通させる貫通孔や切欠きと、になる。

これにより、給油側油溜り３と転がり軸受１０ａとの間の開口部の面積を小さくすることができ、潤滑油に与えられる運動エネルギーを小さくすることができ、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂにおける軸受損失を低減することができる。

次に、実施例２に記載する切欠きを有する外輪押さえ１１０を説明する。

図３は、実施例２に記載する切欠きを有する外輪押さえ１１０を説明する正面図である。

この外輪押さえ１１０は、外輪押さえ１１０の下半分（鉛直方向下方半分）の内径側に下切欠き１３と、外輪押さえ１１０の上半分（鉛直方向上方半分）の内径側に上切欠き１４と、が形成される。そして、下切欠き１３と上切欠き１４とは、対向するように形成されることが好ましい。また、下切欠き１３は、外輪押さえ１１０の下半分の内径側の最下端に形成され、上切欠き１４は、外輪押さえ１１０の上半分の内径側の最上端に形成されることが好ましい。

下切欠き１３と上切欠き１４とは、外輪押さえ１１０の内径側から外径側に向かって、内径側に切り込まれる。

そして、下切欠き１３の切り込み長さ（径方向長さ：外周縁）、及び、上切欠き１４の切り込み長さ（径方向長さ：外周縁）は、それぞれ、転がり軸受１０ａの内輪９ａの肩の外径（Φｄ２）よりも大きい。

更に、下切欠き１３の切り込み長さ、及び、上切欠き１４の切り込み長さは、それぞれ、転動体８ａ及び転動体８ｂのピッチ円径（Φｄ１）以上であり、転がり軸受１０ａの外輪７ａの肩の内径（Φｄ）以下であることが好ましい。

そして、下切欠き１３の切り込み幅（周方向長さ）、及び、上切欠き１４の切り込み幅（周方向長さ）は、それぞれ、内輪９ａ上を回転する（内輪９ａの円周上に設置される）転動体８ａの直径の１倍～１．５倍であることが好ましい。つまり、転動体８ａの直径をＬとする場合、下切欠き１３の切り込み幅、及び、上切欠き１４の切り込み幅は、それぞれ、Ｌ～１．５Ｌであることが好ましい。

これにより、潤滑油に与えられる運動エネルギーを小さくすることができ、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂにおける軸受損失を低減することができる。

なお、給油側油溜り３に滞留する潤滑油は、回転機械１００の始動時から、給油孔４を流通し、給油側油溜り３に流入し、徐々に、その潤滑油の量が増加する。そして、給油側油溜り３に滞留する潤滑油の油面が、下切欠き１３の下端部（径方向の外径側）を越えるようになれば、潤滑油が、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂに供給される。

これにより、回転機械１００の始動時から、潤滑油が、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂに供給されやすくなり、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂ、つまり、回転機械１００の信頼性が向上する。

次に、図３に記載するＣ－Ｃ´における外輪押さえ１１０を説明する。

図４は、図３に記載するＣ－Ｃ´における外輪押さえ１１０を説明する断面図である。

なお、図４において、外輪押さえ１１０の上側は、給油側油溜り３側であり、外輪押さえ１１０の下側は、転がり軸受１０ａ側である。また、図４において、外輪押さえ１１０の左側（Ｃ）は、回転軸１の回転方向の上流側であり、外輪押さえ１１０の右側（Ｃ´）は、回転軸１の回転方向の下流側である。

外輪押さえ１１０は、下切欠き１３と上切欠き１４とを有する。

下切欠き１３には、図４に示すように、その上流側であって、給油側油溜り３側に、回転軸１の回転方向の上流側から回転軸１の回転方向の下流側に向かって、内部に傾斜するテーパ状の傾斜部４１が、形成される。つまり、外輪押さえ１１０の給油側油溜り３側の壁面は、回転軸１の回転方向に向かって、転がり軸受１０ａ側に近づくような形状（傾斜部４１）を有する。

また、下切欠き１３には、図４に示すように、その下流側であって、転がり軸受１０ａ側に、回転軸１の回転方向の下流側から回転軸１の回転方向の上流側に向かって、内部に傾斜するテーパ状の傾斜部４２が、形成される。つまり、外輪押さえ１１０の転がり軸受１０ａ側の壁面は、回転軸１の回転逆方向に向かって、給油側油溜り３側に近づくような形状（傾斜部４２）を有する。

これにより、潤滑油に与えられる運動エネルギーを小さくすることができ、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂにおける軸受損失を低減することができると共に、給油側油溜り３から転がり軸受１０ａに潤滑油を流入しやすくすることができる。

また、上切欠き１４には、図４に示すように、その上流側であって、転がり軸受１０ａ側に、回転軸１の回転方向の上流側から回転軸１の回転方向の下流側に向かって、内部に傾斜するテーパ状の傾斜部４３が、形成される。つまり、外輪押さえ１１０の転がり軸受１０ａ側の壁面は、回転軸１の回転方向に向かって、給油側油溜り３側に近づくような（転がり軸受１０ａ側から離れるような）形状（傾斜部４３）を有する。

これにより、潤滑油に与えられる運動エネルギーを小さくすることができ、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂにおける軸受損失を低減することができると共に、転がり軸受１０ａから給油側油溜り３に潤滑油を流出しやすくすることができる。

次に、実施例２に記載する切欠きを有する外輪押さえ１１０が設置される転がり軸受保持構造２２の概略構成を説明する。

図５は、実施例２に記載する切欠きを有する外輪押さえ１１０が設置される転がり軸受保持構造２２の概略構成を説明する断面図である。

外輪押さえ１１０は、下切欠き１３の回転軸１の回転方向の上流側において、外輪押さえ１１０の給油側油溜り３側の壁面は、回転軸１の回転方向に進むにつれ、転がり軸受１０ａ側に近づくような形状（傾斜部４１）を有し、下切欠き１３の回転軸１の回転方向の下流側において、外輪押さえ１１０の転がり軸受１０ａ側の壁面は、回転軸１の回転逆方向に進むにつれ、給油側油溜り３側に近づくような形状（傾斜部４２）を有する。

このため、回転機械１００の運転中は、図４及び図５の矢印Ｄに示すように、潤滑油は、給油側油溜り３から転がり軸受１０ａに流入される。そして、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂを冷却するために十分な潤滑油を、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂに供給することができる。

一方、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂに過剰に潤滑油が供給されると、内輪７ａ及び内輪７ｂと外輪９ａ及び外輪９ｂとに挟まれる空間に占める潤滑油の割合が大きくなり、転動体８ａ及び転動体８ｂが潤滑油を攪拌することにより発生する、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂにおける軸受損失が大きくなる場合がある。

そこで、外輪押さえ１１０は、上切欠き１３の回転軸１の回転方向の上流側において、外輪押さえ１１０の転がり軸受１０ａ側の壁面は、回転軸１の回転方向に進むにつれ、給油側油溜り３側に近づくような形状（傾斜部４３）を有する。

このため、回転機械１００の運転中は、図４及び図５の矢印Ｅに示すように、潤滑油は、転がり軸受１０ａから給油側油溜り３に流出される。これにより、内輪７ａ及び内輪７ｂと外輪９ａ及び外輪９ｂとに挟まれる空間に占める潤滑油の割合を低減することができ、転動体８ａ及び転動体８ｂが潤滑油を攪拌することにより発生する、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂにおける軸受損失を低減することができる。

そして、転がり軸受保持構造２２は、給油側油溜り３と排油孔６とを連通するバイパス孔１５を有してもよい。なお、バイパス孔１５は、図示上、転がり軸受保持構造２２の最下端に形成されているが、バイパス孔１５の形成位置は、必ずしも転がり軸受保持構造２２の最下端に限定されるものではない。

ここで、潤滑油の流れを簡単に説明する。

潤滑油は、回転機械１００の運転中も、矢印Ａに示すように、給油孔４を流通し、給油側油溜り３に流入する。

給油側油溜り３に滞留する潤滑油は、矢印Ｄに示すように、外輪押さえ１１０の下切欠き１３を流通し、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂに供給される。転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂに供給される潤滑油は、転動体８ａ及び転動体８ｂにより攪拌され、攪拌損失により、潤滑油に運動エネルギーが与えられ、温度が上昇する。

温度が上昇した潤滑油の一部は、矢印Ｅに示すように、外輪押さえ１１０の上切欠き１４を流通し、給油側油溜り３に流出する。一方、温度が上昇した潤滑油の残部は、排油側油溜り５を流通し、矢印Ｂに示すように、排油孔６から流出する。

そして、外輪押さえ１１０の上切欠き１４を流通し、給油側油溜り３に流出した潤滑油と給油孔４から流入する潤滑油とは混合され、矢印Ｄに示すように、外輪押さえ１１０の下切欠き１３を流通し、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂに供給される。

これにより、内輪７ａ及び内輪７ｂと外輪９ａ及び外輪９ｂとに挟まれる空間に占める潤滑油の割合を低減すると共に、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂに、絶えず、温度が低い潤滑油を供給することができる。

また、給油側油溜り３に滞留する潤滑油の一部は、矢印Ｆに示すように、バイパス孔１５を流通し、矢印Ｂに示すように、排油孔６から流出される。つまり、外輪押さえ１１０の上切欠き１４を流通し、給油側油溜り３に流出した潤滑油と給油孔４から流入する潤滑油との一部は、バイパス孔１５を流通し、矢印Ｂに示すように、排油孔６から流出される。

なお、バイパス孔１５を流通する潤滑油の量は、概ね、外輪押さえ１１０の上切欠き１４を流通し、給油側油溜り３に流出した潤滑油と同等である。

これにより、回転機械１００の運転中において、給油側油溜り３に滞留する潤滑油の量を適正に維持すると共に、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂに、絶えず、温度が低い潤滑油を供給することができる。

実施例２によれば、少ない部材で、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂが支持する回転軸１を軸方向に拘束すると共に、転がり軸受１０ａ及び転がり軸受１０ｂにおける軸受損失を低減する転がり軸受保持構造２２を提供することができる。

そして、実施例２に記載する転がり軸受保持構造２２も、回転機械１００に使用することができ、実施例２によれば、回転軸１は軸方向に拘束されると共に、転がり軸受における軸受損失が低減されるため、回転機械１００の機械損失が低減され、回転機械１００の効率低下が抑制され、効率の高い回転機械１００を提供することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。

また、ある実施例の構成の一部を、他の実施例の構成の一部に置換することもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を追加することもできる。また、各実施例の構成の一部について、それを削除し、他の構成の一部を追加し、他の構成の一部と置換することもできる。

１、１ａ…回転軸、２…ハウジング、３…給油側油溜り、４…給油孔、５…排油側油溜り、６…排油孔、７ａ、７ｂ…外輪、８ａ、８ｂ…転動体、９ａ、９ｂ…内輪、１０ａ、１０ｂ…転がり軸受、１１、１１０…外輪押さえ、１２…内輪押さえ、１３…下切欠き、１４…上切欠き、１５…バイパス孔、２１、２２…転がり軸受保持構造、３１、３１ａ…スクリュー部、４１、４２、４３…傾斜部、１００…回転機械。

Claims (9)

1. 回転軸を支持し、内輪と転動体と外輪とを有する転がり軸受と、前記転がり軸受を内包するハウジングと、前記転がり軸受の内輪を前記回転軸に固定する内輪押さえと、前記転がり軸受の外輪を前記ハウジングに固定する外輪押さえと、を有し、前記転がり軸受の軸方向の一方向側のハウジングには、前記転がり軸受に供給される潤滑油が溜まる給油側油溜りが形成される転がり軸受保持構造であって、
   前記外輪押さえは、前記転がり軸受と前記給油側油溜りとの間に設置され、前記給油側油溜りと前記転がり軸受との間で潤滑油を流通させる切欠きを有し、前記外輪押さえの内径は、前記内輪の肩の外径よりも小さく形成され、
   前記外輪押さえは、転がり軸受側であって、その内径部分に、テーパ部が形成されることを特徴とする転がり軸受保持構造。
2. 請求項１に記載する転がり軸受保持構造であって、
   前記外輪押さえの内径は、前記内輪押さえの外径よりも大きく形成されることを特徴とする転がり軸受保持構造。
3. 請求項１に記載する転がり軸受保持構造であって、
   前記切欠きの切り込み長さは、前記内輪の肩の外径よりも大きく形成されることを特徴とする転がり軸受保持構造。
4. 請求項３に記載する転がり軸受保持構造であって、
   前記切欠きの切り込み長さは、前記転動体のピッチ円径以上であり、前記外輪の肩の内径以下であることを特徴とする転がり軸受保持構造。
5. 請求項１に記載する転がり軸受保持構造であって、
   前記切欠きは、前記外輪押さえの下半分の内径側に形成される下切欠きと、前記外輪押さえの上半分の内径側に形成される上切欠きと、によりなることを特徴とする転がり軸受保持構造。
6. 請求項５に記載する転がり軸受保持構造であって、
   前記下切欠きは、その上流側の給油側油溜り側に、内部に傾斜するテーパ状の傾斜部を有することを特徴とする転がり軸受保持構造。
7. 請求項５に記載する転がり軸受保持構造であって、
   前記下切欠きは、その下流側の転がり軸受側に、内部に傾斜するテーパ状の傾斜部を有することを特徴とする転がり軸受保持構造。
8. 請求項５に記載する転がり軸受保持構造であって、
   前記上切欠きは、その上流側の転がり軸受側に、内部に傾斜するテーパ状の傾斜部を有することを特徴とする転がり軸受保持構造。
9. 請求項１に記載する転がり軸受保持構造を有する回転機械。

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