転がり軸受装置
【課題】
転がり軸受装置内部に異物が浸入するのを防止し、信頼性の向上を図った転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】
円筒状のハウジング２と、このハウジング２に内挿され、コンプレッサ部品が固定された回転軸３と、この回転軸３とハウジング２との間に介装され、このハウジング２に対して回転軸３を回転自在に支承し、内輪１４、１６と外輪１３、１５と、これら内外輪間に転動自在に収容された複数の転動体１８および内外輪間に装着されたシール１９とを有する密封型の一対の転がり軸受４、５とを備えた転がり軸受装置において、回転軸３と接触する内輪１４、１６の軸方向外方側の幅面に環状溝２４が形成され、この環状溝２４にＯリング等からなる弾性リング２５が装着されると共に、この弾性リング２５が内輪１４、１６の幅面から僅かに突出して回転軸３の肩部３ａおよび固定ナット２３に弾性接触している。
転がり軸受装置内部に異物が浸入するのを防止し、信頼性の向上を図った転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】
円筒状のハウジング２と、このハウジング２に内挿され、コンプレッサ部品が固定された回転軸３と、この回転軸３とハウジング２との間に介装され、このハウジング２に対して回転軸３を回転自在に支承し、内輪１４、１６と外輪１３、１５と、これら内外輪間に転動自在に収容された複数の転動体１８および内外輪間に装着されたシール１９とを有する密封型の一対の転がり軸受４、５とを備えた転がり軸受装置において、回転軸３と接触する内輪１４、１６の軸方向外方側の幅面に環状溝２４が形成され、この環状溝２４にＯリング等からなる弾性リング２５が装着されると共に、この弾性リング２５が内輪１４、１６の幅面から僅かに突出して回転軸３の肩部３ａおよび固定ナット２３に弾性接触している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラ式コンプレッサ等の部品が固定された回転軸を支承する転がり軸受装置に関し、特に、燃料電池用のコンプレッサ装置に用いられる転がり軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、外部から供給された水素と酸素とを化学反応させて電気エネルギーを取り出す発電装置で、この燃料電池に用いられる電解質によって、例えば、自動車用の燃料電池に一般的に適用される固体高分子型をはじめ、リン酸電解質型、溶融炭酸塩型、固体酸化物型等の種類に分類されている。いずれの形式の燃料電池にあっても、電解質または電解質膜の両面をカソード（酸素極）とアノード（燃料極）の両電極で挟持させ、カソード側には酸化剤ガスとして空気中の酸素を供給すると共に、アノード側には燃料ガスとして水素を供給するようにしたものを単セルとし、セパレータを介した各セルを積層させてスタックとするようにしている。
【０００３】
このような燃料電池のカソード側へ空気を圧送して供給するために、排ガスタービンによりコンプレッサを駆動させるようにしたターボチャージャ方式やモータでコンプレッサを駆動させるようにしたモータ駆動方式がある。また、燃料電池に酸素および水素を供給する際、例えば、固体高分子型等では、燃料として直接水素を使用する直接水素型においても、水蒸気を加えて反応させる必要がある。さらに、例えば、燃料にガソリン等を使用する改質燃料型においては、非常に高温の水蒸気が必要となる。このように水蒸気を必要とするため、エネルギー効率を上げる目的で一般的に水蒸気を圧送するコンプレッサが使用されている。
【０００４】
このコンプレッサにおいては、回転軸に取り付けられたインペラを回転自在に支承するのに転がり軸受が使用されるが、インペラの背面空間が負圧から正圧になる時に水蒸気が転がり軸受内に浸入する場合がある。一般的に、転がり軸受のうち回転側となる内輪と回転軸のハメアイはしまりばめとし、固定側となる外輪とハウジングはすきまばめとするため、すきまばめとされる外輪とハウジングとの隙間から水蒸気等が転がり軸受装置の内部に浸入してくる恐れがある。
【０００５】
この問題を解決したものとして、図８に示す転がり軸受装置が知られている。この転がり軸受装置５０は、ハウジング５１と、このハウジング５１に嵌挿された回転軸５２と、ハウジング５１に対して回転軸５２を回転自在に支承する一対の転がり軸受５３、５４とを備えている。
【０００６】
回転軸５２の一端部は一方の転がり軸受５３から突出し、その先端側にインペラ５５が取り付けられている。このインペラ５５の背面と転がり軸受５３との間にはシール部が設けられている。このシール部は、回転軸５２に外挿されたブッシュ５６と、このブッシュ５６の外周面に形成された溝に装着されたシーリング部材５７と、バックプレート５８と転がり軸受５３との間に配設されたバッフル５９とを備えている。ここで、シーリング部材５７はブッシュ５６の外周面とバックプレート５８の内周面との隙間を密封している。また、ブッシュ５６の端部は転がり軸受５３の内輪５３ｂの側面に当接されている。
【０００７】
この転がり軸受装置５０は、回転軸５２の高速回転に伴ってインペラ５５が回転し、水蒸気吸込み口６０から吸い込まれた水蒸気がインペラ５５によって加圧され、インペラハウジング６１とバックプレート５８とで形成される加圧ボリュート６２を通って水蒸気吐出し口６３から圧送される。
【０００８】
ここで、一対の転がり軸受５３、５４において、内輪５３ｂ、５４ｂ側は回転軸５２としまりばめとなっているが、外輪５３ａ、５４ａ側はハウジング５１とすきまばめとなっている。そして、図９に示すように、外輪５３ａ、５４ａの外周面には環状溝６４が形成され、この環状溝６４にＯリング６５が装着されている。このＯリング６５が外輪５３ａ、５４ａとハウジング５１とに密着し、両者間の隙間が密封されている。これにより、インペラ５５の背面空間６６が負圧から正圧になる時に、水蒸気が一対の転がり軸受５３、５４の内部に浸入するのを防止することができる。
【特許文献１】特開２００３−２０２０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
こうした従来の転がり軸受装置５０において、転がり軸受５３、５４の嵌合部の隙間から水蒸気が浸入するのを防止するため、ハウジング５１とすきまばめとなる外輪５３ａ、５４ａの外周面に環状溝６４が形成され、この環状溝６４にＯリング６５が装着されている。しかしながら、嵌合部にＯリング６５を装着する場合、転がり軸受５３、５４をハウジング５１に嵌挿する時に、ハウジング５１の角部でＯリング６５が削り取られたり、損傷する恐れがある。こうした不具合は組立後に検査することが難しく、おのずと組立作業が慎重にならざるを得ない。これでは作業性が低下してコスト高騰を招いて好ましくない。また、Ｏリング６５の損傷により密封性を著しく低下させることになり、品質面から信頼性の向上が望まれていた。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、転がり軸受装置内部に異物が浸入するのを防止し、信頼性の向上を図った転がり軸受装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、燃料電池のコンプレッサ装置に用いられる転がり軸受装置であって、円筒状のハウジングと、このハウジングに嵌挿され、前記コンプレッサ装置の部品が固定された回転軸と、この回転軸と前記ハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支承し、内輪と外輪と、これら内外輪間に転動自在に収容された複数の転動体および前記内外輪間に装着されたシールとを有する密封型の一対の転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、前記回転軸または前記ハウジングと接触する前記内輪および外輪のうち少なくとも一方の軌道輪の幅面に環状溝が形成され、この環状溝に弾性リングが装着されると共に、この弾性リングが前記軌道輪の幅面から僅かに突出して前記回転軸またはハウジングに弾性接触している構成を採用した。
【００１２】
このように、円筒状のハウジングと、このハウジングに内挿され、コンプレッサ部品が固定された回転軸と、この回転軸とハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して回転軸を回転自在に支承し、内輪と外輪と、これら内外輪間に転動自在に収容された複数の転動体および内外輪間に装着されたシールとを有する密封型の一対の転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、回転軸またはハウジングと接触する内輪および外輪のうち少なくとも一方の軌道輪の幅面に環状溝が形成され、この環状溝に弾性リングが装着されると共に、この弾性リングが軌道輪の幅面から僅かに突出して回転軸またはハウジングに弾性接触しているので、転がり軸受の嵌合部を通って一対の転がり軸受の内部に浸入するのを防止することができ、従来のように、転がり軸受を回転軸またはハウジングに嵌合する時に、弾性リングが削り取られたり、損傷する恐れがない。したがって、加圧された水蒸気等の異物が一対の転がり軸受の内部に浸入するのを効果的に防止することができると共に、組立作業が簡便化でき、コスト低減ができて信頼性の向上を図ることができる。
【００１３】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記弾性リングのうち前記軌道輪の幅面から突出する部分の体積が、前記環状溝と弾性リングとの空間容積よりも小さく設定されていれば、弾性リングが弾性変形する部分が環状溝内に収まり、幅面と相手部材との間にすきまが発生しない。したがって、転がり軸受の軸方向位置決め精度を確保することができ、使用中に弾性リングにクリープが発生して転がり軸受の締付力が低下するのを防止することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明のように、前記弾性リングが前記環状溝に加硫接着により一体に接合されていれば、運搬・組立時に弾性リングが環状溝から脱落するのを防止することができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明のように、前記環状溝の開口部の溝幅が溝底部の溝幅よりも小さく形成されていれば、運搬・組立時に弾性リングが環状溝から脱落するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る転がり軸受装置は、燃料電池のコンプレッサ装置に用いられる転がり軸受装置であって、円筒状のハウジングと、このハウジングに嵌挿され、前記コンプレッサ装置の部品が固定された回転軸と、この回転軸と前記ハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支承し、内輪と外輪と、これら内外輪間に転動自在に収容された複数の転動体および前記内外輪間に装着されたシールとを有する密封型の一対の転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、前記回転軸または前記ハウジングと接触する前記内輪および外輪のうち少なくとも一方の軌道輪の幅面に環状溝が形成され、この環状溝に弾性リングが装着されると共に、この弾性リングが前記軌道輪の幅面から僅かに突出して前記回転軸またはハウジングに弾性接触しているので、転がり軸受の嵌合部を通って一対の転がり軸受の内部に浸入するのを防止することができ、従来のように、転がり軸受を回転軸またはハウジングに嵌合する時に、弾性リングが削り取られたり、損傷する恐れがない。したがって、加圧された水蒸気等の異物が一対の転がり軸受の内部に浸入するのを効果的に防止することができると共に、組立作業が簡便化でき、コスト低減ができて信頼性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
円筒状のハウジングと、このハウジングに内挿され、コンプレッサ部品が固定された回転軸と、この回転軸と前記ハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支承し、内輪と外輪と、これら内外輪間に転動自在に収容された複数の転動体および前記内外輪間に装着されたシールとを有する密封型の一対の転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、前記回転軸と接触する前記内輪の軸方向外方側の幅面に環状溝が形成され、この環状溝にＯリング等からなる弾性リングが装着されると共に、この弾性リングが前記内輪の幅面から僅かに突出して前記回転軸に弾性接触している。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る転がり軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の軸受部を示す要部拡大図である。なお、同一部品、同一部位には同じ符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１９】
この転がり軸受装置１は、ハウジング２と、このハウジング２に嵌挿された回転軸３と、ハウジング２に対して回転軸３を回転自在に支承する一対の転がり軸受４、５とを備えている。
【００２０】
回転軸３の一端部は一方の転がり軸受４から突出し、その先端側に固定ナット６を介してインペラ７が取り付けられている。ハウジング２の内周には小径部８が形成され、回転軸３の肩部３ａと僅かな径方向すきまを介して対峙し、所謂ラビリンスシール９が構成されている。このラビリンスシール９によってインペラ７の背面７ａと転がり軸受４とが閉塞されている。また、ハウジング２には蓋部材２２が取り付けられている。この蓋部材２２の内周には回転軸３に摺接する軸シール２２ａが装着され、ハウジング２の開口部が閉塞されている。
【００２１】
この転がり軸受装置１は、回転軸３の高速回転に伴ってインペラ７が回転し、水蒸気吸込み口１０から吸い込まれた水蒸気が、インペラ７によって加圧され、インペラハウジング１１とハウジング２とで形成される加圧ボリュート１２を通って圧送される。
【００２２】
ここで、図２に拡大して示すように、一対の転がり軸受４、５は深溝玉軸受からなる。この転がり軸受４（５）は、内周に外側転走面１３ａ（１５ａ）が形成された外輪１３（１５）と、外周に内側転走面１４ａ（１６ａ）が形成された内輪１４（１６）と、両転走面１３ａ（１５ａ）、１４ａ（１６ａ）間に保持器１７を介して転動自在に収容された転動体（ボール）１８と、外輪１３（１５）の両端部に装着されたシール１９、１９とを備えている。このシール１９、１９により軸受内部に封入された潤滑グリースが外部に漏洩するのを防止すると共に、外部から水蒸気等の異物が軸受内部に浸入するのを防止している。
【００２３】
外輪１３、１５間および内輪１４、１６間には間座２０、２１が装着され、一対の転がり軸受４、５が位置決めされている。すなわち、外輪１３、１５は、間座２０とハウジング２および蓋部材２２により挟持された状態で軸方向に位置決め固定されると共に、内輪１４、１６は、間座２１と回転軸３の肩部３ａおよび固定ナット２３により挟持された状態で位置決め固定されている。なお、一対の転がり軸受４、５をアンギュラ玉軸受とし、間座２０、２１により転がり軸受４、５に予圧を付与するようにしても良い。これにより、回転軸３の触れを抑制することができ、転がり軸受装置１の剛性を向上させることができる。
【００２４】
本実施形態は、内輪１４（１６）の軸方向外方側の幅面に旋削加工によって環状溝２４が形成されている。ここで、内輪１４（１６）の軸方向外方側の幅面とは、一対の転がり軸受４、５間の内部に対して軸方向外方側に位置する幅面を指している。この環状溝２４には、Ｏリング等からなる弾性リング２５が装着されている。この弾性リング２５が回転軸３の肩部３ａおよび固定ナット２３に弾性接触している。これにより、液密的に外部と一対の転がり軸受４、５の内部とを遮断し、図１に示すインペラ７の背面空間２６が負圧から正圧になる時に、水蒸気が内輪１４（１６）と回転軸３との嵌合部を通って一対の転がり軸受４、５の内部に浸入するのを防止することができる。また、従来のように、転がり軸受４、５を回転軸３に嵌合する時に、回転軸３のねじ部等で弾性リング２５が削り取られたり、損傷する恐れがない。したがって、組立作業が簡便化でき、コスト低減ができると共に、信頼性の向上を図ることができる。
【００２５】
ここでは、内輪１４（１６）の軸方向外方側の幅面に環状溝２４が形成された構成を例示したが、図示はしないが、内輪の両方の幅面に環状溝を形成し、それらの環状溝に弾性リングを装着すれば、加圧された水蒸気等が内輪と回転軸との嵌合部を通って一対の転がり軸受の内部に浸入するのを一層防止することができる。
【００２６】
弾性リング２５は耐熱性、耐薬品性に優れたアクリルゴム、フッ素ゴム、あるいはエチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）で形成されるのが好ましい。中でも、このエチレン・プロピレンゴムは、エチレンとプロピレンおよび架橋用のジエンモノマーとの三元共重合体で、非共役ジエンモノマーである第３成分を共重合することで硫黄架橋（加硫）が可能となり、反発弾性、溶剤性に優れている。
【００２７】
なお、ここでは弾性リング２５は断面が円形のものを例示したが、これに限らず、例えば、図３に示すように、環状溝２４にシックリと装着できる矩形断面で構成されていても良い。図３（ａ）に示す弾性リング２７は、相手部材（回転軸３の肩部３ａまたは固定ナット２３）に弾性接触する側が尖塔形状に形成され、加硫接着によって環状溝２４に一体接合されている。これにより、緊迫力が増して密封性が向上すると共に、運搬・組立時に弾性リング２７が環状溝２４から脱落するのを防止することができる。また、図３（ｂ）に示す弾性リング２８は、相手部材に弾性接触する側にシールリップ２８ａが突設され、加硫接着によって環状溝２４に一体接合されている。これにより、相手部材の接触面の寸法・形状が多少劣悪であってもその接触面に密着することができ密封性が一層向上する。
【００２８】
図４は、前述した弾性リングの内輪の幅面からの突出度合いを示した説明図であるが、例えば、図３（ａ）に例示した弾性リング２７の場合、幅面１４ｂから突出する断面三角形状の体積Ａは、環状溝２４と弾性リング２７との空間容積Ｂ、Ｂよりも小さく設定するのが好ましい（Ａ＜２Ｂ）。弾性リング２７は相手部材に弾性接触した際にその突出部が圧縮されて環状溝２４内に膨出するが、もし、突出する体積Ａが空間容積Ｂ、Ｂよりも大きくなった場合、軸受組立時に弾性変形した突出部が環状溝２４内に収まり切らずに幅面１４ｂからはみ出し、幅面１４ｂと相手部材との間にすきまが発生することになる。こうしたすきまは、転がり軸受４、５の軸方向位置決め精度を低下させるだけでなく、使用中に弾性リング２７にクリープが発生した場合、転がり軸受４、５の締付力が低下して好ましくない。
【００２９】
図５は内輪単体を示す要部断面図であるが、前述した環状溝２４の変形例を示している。図５（ａ）に示す内輪１４’の環状溝２９は、幅面１４ｂに開口する入口部の溝幅が溝底部の溝幅よりも小さく形成されている。これにより、弾性リング（図示せず）を環状溝２９に接合しなくても運搬・組立時に弾性リングが環状溝２９から脱落するのを効果的に防止することができる。なお、脱落防止のための形状はこれに限らず、環状溝の開口部が狭く形成されてれば良く、例えば、図５（ｂ）に示すように、内輪３０に断面が蟻溝形状をなす環状溝３１が形成されていても良い。これにより、環状溝３１の開口部の溝幅を小さくでき内輪３０の幅面１４ｂの面積を確保することができると共に、運搬・組立時に弾性リング（図示せず）が環状溝３１から脱落するのを効果的に防止することができる。
【実施例２】
【００３０】
図６は、本発明に係る転がり軸受装置の第２の実施形態を示す要部断面図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態（図２）と弾性リングの装着部位のみが異なるだけで、その他同一部位、同一部品、あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。
【００３１】
本実施形態は、ハウジング２に対して回転軸３を回転自在に支承する一対の転がり軸受３２、３３を備えている。この転がり軸受３２、３３は深溝玉軸受からなり、内周に外側転走面１３ａ（１５ａ）が形成された外輪３４（３６）と、外周に内側転走面１４ａ（１６ａ）が形成された内輪３５（３７）と、両転走面１３ａ（１５ａ）、１４ａ（１６ａ）間に保持器１７を介して転動自在に収容された転動体１８と、外輪３４（３６）の両端部に装着されたシール１９、１９とを備えている。
【００３２】
ここで、外輪３４（３６）の軸方向外方側の幅面に環状溝３８が形成されている。この環状溝３８には、Ｏリング等からなる弾性リング３９が装着されている。この弾性リング３９がハウジング２あるいは蓋部材２２の肩部２ａ、２２ｂに弾性接触している。これにより、液密的に外部と一対の転がり軸受３２、３３の内部とを遮断し、図１に示すインペラ７の背面空間２６が負圧から正圧になる時に、水蒸気が外輪３４（３６）とハウジング２との嵌合部を通って一対の転がり軸受３２、３３の内部に浸入するのを防止することができる。
【００３３】
また、従来のように、転がり軸受３２、３３をハウジング２に嵌合する時に、ハウジング２の角部等で弾性リング３９が削り取られたり、損傷する恐れがない。したがって、組立作業が簡便化でき、コスト低減ができると共に、信頼性の向上を図ることができる。
【実施例３】
【００３４】
図７は、本発明に係る転がり軸受装置の第３の実施形態を示す要部断面図である。なお、この実施形態は、前述した実施形態（図２、図６）を組み合わせたもので、前述した実施形態と同一部位、同一部品、あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。
【００３５】
本実施形態は、ハウジング２に対して回転軸３を回転自在に支承する一対の転がり軸受４０、４１を備えている。この転がり軸受４０、４１は深溝玉軸受からなり、内周に外側転走面１３ａ（１５ａ）が形成された外輪３４（３６）と、外周に内側転走面１４ａ（１６ａ）が形成された内輪１４（１６）と、両転走面１３ａ（１５ａ）、１４ａ（１６ａ）間に保持器１７を介して転動自在に収容された転動体１８と、外輪３４（３６）の両端部に装着されたシール１９、１９とを備えている。
【００３６】
ここで、内輪１４（１６）および外輪３４（３６）の双方の軸方向外方側の幅面に環状溝２４、３８が形成され、それぞれ弾性リング２５、３９が装着されている。そして、これらの弾性リング２５、３９が相手部材に弾性接触している。これにより、液密的に外部と一対の転がり軸受４０、４１の内部とを遮断し、図１に示すインペラ７の背面空間２６が負圧から正圧になる時に、水蒸気が嵌合部を通って一対の転がり軸受４０、４１の内部に浸入するのを確実に防止することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る転がり軸受装置は、あらゆる形式のコンプレッサ等の部品が固定された回転軸を支承する転がり軸受装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る転がり軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の軸受部を示す要部拡大図である。
【図３】（ａ）は、本発明に係る弾性リングの他の実施形態を示す断面図である。 （ｂ）は、本発明に係る弾性リングのさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る弾性リングの内輪の幅面からの突出度合いを示した説明図である。
【図５】（ａ）は、本発明に係る内輪における環状溝の他の実施形態を示す断面図である。 （ｂ）は、本発明に係る内輪における環状溝のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明に係る転がり軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】本発明に係る転がり軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。
【図８】従来の転がり軸受装置を示す縦断面図である。
【図９】図８の軸受部を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受装置
２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハウジング
２ａ、３ａ、２２ｂ・・・・・・・・・・・肩部
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転軸
４、５、３２、３３、４０、４１・・・・・転がり軸受
６、２３・・・・・・・・・・・・・・・・固定ナット
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラ
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・背面
８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径部
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラビリンスシール
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・水蒸気吸込み口
１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラハウジング
１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・加圧ボリュート
１３、１５、３４、３６・・・・・・・・・外輪
１３ａ、１５ａ・・・・・・・・・・・・・外側転走面
１４、１４’、１６、３０、３５、３７・・内輪
１４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・幅面
１７・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１８・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
１９・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
２０、２１・・・・・・・・・・・・・・・間座
２２・・・・・・・・・・・・・・・・・・蓋部材
２２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・軸シール
２４、２９、３１、３８・・・・・・・・・環状溝
２５、２７、２８、３９・・・・・・・・・弾性リング
２６・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラの背面空間
２８ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・シールリップ
５０・・・・・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受装置
５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハウジング
５２・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転軸
５３、５４・・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受
５３ａ、５４ａ・・・・・・・・・・・・・外輪
５３ｂ、５４ｂ・・・・・・・・・・・・・内輪
５５・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラ
５６・・・・・・・・・・・・・・・・・・ブッシュ
５７・・・・・・・・・・・・・・・・・・シーリング部材
５８・・・・・・・・・・・・・・・・・・バックプレート
５９・・・・・・・・・・・・・・・・・・バッフル
６０・・・・・・・・・・・・・・・・・・水蒸気吸込み口
６１・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラハウジング
６２・・・・・・・・・・・・・・・・・・加圧ボリュート
６３・・・・・・・・・・・・・・・・・・水蒸気吐出し口
６４・・・・・・・・・・・・・・・・・・環状溝
６５・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｏリング
６６・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラの背面空間
Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・弾性リングが突出する体積
Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・弾性リングと環状溝との空間容積
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラ式コンプレッサ等の部品が固定された回転軸を支承する転がり軸受装置に関し、特に、燃料電池用のコンプレッサ装置に用いられる転がり軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、外部から供給された水素と酸素とを化学反応させて電気エネルギーを取り出す発電装置で、この燃料電池に用いられる電解質によって、例えば、自動車用の燃料電池に一般的に適用される固体高分子型をはじめ、リン酸電解質型、溶融炭酸塩型、固体酸化物型等の種類に分類されている。いずれの形式の燃料電池にあっても、電解質または電解質膜の両面をカソード（酸素極）とアノード（燃料極）の両電極で挟持させ、カソード側には酸化剤ガスとして空気中の酸素を供給すると共に、アノード側には燃料ガスとして水素を供給するようにしたものを単セルとし、セパレータを介した各セルを積層させてスタックとするようにしている。
【０００３】
このような燃料電池のカソード側へ空気を圧送して供給するために、排ガスタービンによりコンプレッサを駆動させるようにしたターボチャージャ方式やモータでコンプレッサを駆動させるようにしたモータ駆動方式がある。また、燃料電池に酸素および水素を供給する際、例えば、固体高分子型等では、燃料として直接水素を使用する直接水素型においても、水蒸気を加えて反応させる必要がある。さらに、例えば、燃料にガソリン等を使用する改質燃料型においては、非常に高温の水蒸気が必要となる。このように水蒸気を必要とするため、エネルギー効率を上げる目的で一般的に水蒸気を圧送するコンプレッサが使用されている。
【０００４】
このコンプレッサにおいては、回転軸に取り付けられたインペラを回転自在に支承するのに転がり軸受が使用されるが、インペラの背面空間が負圧から正圧になる時に水蒸気が転がり軸受内に浸入する場合がある。一般的に、転がり軸受のうち回転側となる内輪と回転軸のハメアイはしまりばめとし、固定側となる外輪とハウジングはすきまばめとするため、すきまばめとされる外輪とハウジングとの隙間から水蒸気等が転がり軸受装置の内部に浸入してくる恐れがある。
【０００５】
この問題を解決したものとして、図８に示す転がり軸受装置が知られている。この転がり軸受装置５０は、ハウジング５１と、このハウジング５１に嵌挿された回転軸５２と、ハウジング５１に対して回転軸５２を回転自在に支承する一対の転がり軸受５３、５４とを備えている。
【０００６】
回転軸５２の一端部は一方の転がり軸受５３から突出し、その先端側にインペラ５５が取り付けられている。このインペラ５５の背面と転がり軸受５３との間にはシール部が設けられている。このシール部は、回転軸５２に外挿されたブッシュ５６と、このブッシュ５６の外周面に形成された溝に装着されたシーリング部材５７と、バックプレート５８と転がり軸受５３との間に配設されたバッフル５９とを備えている。ここで、シーリング部材５７はブッシュ５６の外周面とバックプレート５８の内周面との隙間を密封している。また、ブッシュ５６の端部は転がり軸受５３の内輪５３ｂの側面に当接されている。
【０００７】
この転がり軸受装置５０は、回転軸５２の高速回転に伴ってインペラ５５が回転し、水蒸気吸込み口６０から吸い込まれた水蒸気がインペラ５５によって加圧され、インペラハウジング６１とバックプレート５８とで形成される加圧ボリュート６２を通って水蒸気吐出し口６３から圧送される。
【０００８】
ここで、一対の転がり軸受５３、５４において、内輪５３ｂ、５４ｂ側は回転軸５２としまりばめとなっているが、外輪５３ａ、５４ａ側はハウジング５１とすきまばめとなっている。そして、図９に示すように、外輪５３ａ、５４ａの外周面には環状溝６４が形成され、この環状溝６４にＯリング６５が装着されている。このＯリング６５が外輪５３ａ、５４ａとハウジング５１とに密着し、両者間の隙間が密封されている。これにより、インペラ５５の背面空間６６が負圧から正圧になる時に、水蒸気が一対の転がり軸受５３、５４の内部に浸入するのを防止することができる。
【特許文献１】特開２００３−２０２０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
こうした従来の転がり軸受装置５０において、転がり軸受５３、５４の嵌合部の隙間から水蒸気が浸入するのを防止するため、ハウジング５１とすきまばめとなる外輪５３ａ、５４ａの外周面に環状溝６４が形成され、この環状溝６４にＯリング６５が装着されている。しかしながら、嵌合部にＯリング６５を装着する場合、転がり軸受５３、５４をハウジング５１に嵌挿する時に、ハウジング５１の角部でＯリング６５が削り取られたり、損傷する恐れがある。こうした不具合は組立後に検査することが難しく、おのずと組立作業が慎重にならざるを得ない。これでは作業性が低下してコスト高騰を招いて好ましくない。また、Ｏリング６５の損傷により密封性を著しく低下させることになり、品質面から信頼性の向上が望まれていた。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、転がり軸受装置内部に異物が浸入するのを防止し、信頼性の向上を図った転がり軸受装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、燃料電池のコンプレッサ装置に用いられる転がり軸受装置であって、円筒状のハウジングと、このハウジングに嵌挿され、前記コンプレッサ装置の部品が固定された回転軸と、この回転軸と前記ハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支承し、内輪と外輪と、これら内外輪間に転動自在に収容された複数の転動体および前記内外輪間に装着されたシールとを有する密封型の一対の転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、前記回転軸または前記ハウジングと接触する前記内輪および外輪のうち少なくとも一方の軌道輪の幅面に環状溝が形成され、この環状溝に弾性リングが装着されると共に、この弾性リングが前記軌道輪の幅面から僅かに突出して前記回転軸またはハウジングに弾性接触している構成を採用した。
【００１２】
このように、円筒状のハウジングと、このハウジングに内挿され、コンプレッサ部品が固定された回転軸と、この回転軸とハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して回転軸を回転自在に支承し、内輪と外輪と、これら内外輪間に転動自在に収容された複数の転動体および内外輪間に装着されたシールとを有する密封型の一対の転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、回転軸またはハウジングと接触する内輪および外輪のうち少なくとも一方の軌道輪の幅面に環状溝が形成され、この環状溝に弾性リングが装着されると共に、この弾性リングが軌道輪の幅面から僅かに突出して回転軸またはハウジングに弾性接触しているので、転がり軸受の嵌合部を通って一対の転がり軸受の内部に浸入するのを防止することができ、従来のように、転がり軸受を回転軸またはハウジングに嵌合する時に、弾性リングが削り取られたり、損傷する恐れがない。したがって、加圧された水蒸気等の異物が一対の転がり軸受の内部に浸入するのを効果的に防止することができると共に、組立作業が簡便化でき、コスト低減ができて信頼性の向上を図ることができる。
【００１３】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記弾性リングのうち前記軌道輪の幅面から突出する部分の体積が、前記環状溝と弾性リングとの空間容積よりも小さく設定されていれば、弾性リングが弾性変形する部分が環状溝内に収まり、幅面と相手部材との間にすきまが発生しない。したがって、転がり軸受の軸方向位置決め精度を確保することができ、使用中に弾性リングにクリープが発生して転がり軸受の締付力が低下するのを防止することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明のように、前記弾性リングが前記環状溝に加硫接着により一体に接合されていれば、運搬・組立時に弾性リングが環状溝から脱落するのを防止することができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明のように、前記環状溝の開口部の溝幅が溝底部の溝幅よりも小さく形成されていれば、運搬・組立時に弾性リングが環状溝から脱落するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る転がり軸受装置は、燃料電池のコンプレッサ装置に用いられる転がり軸受装置であって、円筒状のハウジングと、このハウジングに嵌挿され、前記コンプレッサ装置の部品が固定された回転軸と、この回転軸と前記ハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支承し、内輪と外輪と、これら内外輪間に転動自在に収容された複数の転動体および前記内外輪間に装着されたシールとを有する密封型の一対の転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、前記回転軸または前記ハウジングと接触する前記内輪および外輪のうち少なくとも一方の軌道輪の幅面に環状溝が形成され、この環状溝に弾性リングが装着されると共に、この弾性リングが前記軌道輪の幅面から僅かに突出して前記回転軸またはハウジングに弾性接触しているので、転がり軸受の嵌合部を通って一対の転がり軸受の内部に浸入するのを防止することができ、従来のように、転がり軸受を回転軸またはハウジングに嵌合する時に、弾性リングが削り取られたり、損傷する恐れがない。したがって、加圧された水蒸気等の異物が一対の転がり軸受の内部に浸入するのを効果的に防止することができると共に、組立作業が簡便化でき、コスト低減ができて信頼性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
円筒状のハウジングと、このハウジングに内挿され、コンプレッサ部品が固定された回転軸と、この回転軸と前記ハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支承し、内輪と外輪と、これら内外輪間に転動自在に収容された複数の転動体および前記内外輪間に装着されたシールとを有する密封型の一対の転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、前記回転軸と接触する前記内輪の軸方向外方側の幅面に環状溝が形成され、この環状溝にＯリング等からなる弾性リングが装着されると共に、この弾性リングが前記内輪の幅面から僅かに突出して前記回転軸に弾性接触している。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る転がり軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の軸受部を示す要部拡大図である。なお、同一部品、同一部位には同じ符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１９】
この転がり軸受装置１は、ハウジング２と、このハウジング２に嵌挿された回転軸３と、ハウジング２に対して回転軸３を回転自在に支承する一対の転がり軸受４、５とを備えている。
【００２０】
回転軸３の一端部は一方の転がり軸受４から突出し、その先端側に固定ナット６を介してインペラ７が取り付けられている。ハウジング２の内周には小径部８が形成され、回転軸３の肩部３ａと僅かな径方向すきまを介して対峙し、所謂ラビリンスシール９が構成されている。このラビリンスシール９によってインペラ７の背面７ａと転がり軸受４とが閉塞されている。また、ハウジング２には蓋部材２２が取り付けられている。この蓋部材２２の内周には回転軸３に摺接する軸シール２２ａが装着され、ハウジング２の開口部が閉塞されている。
【００２１】
この転がり軸受装置１は、回転軸３の高速回転に伴ってインペラ７が回転し、水蒸気吸込み口１０から吸い込まれた水蒸気が、インペラ７によって加圧され、インペラハウジング１１とハウジング２とで形成される加圧ボリュート１２を通って圧送される。
【００２２】
ここで、図２に拡大して示すように、一対の転がり軸受４、５は深溝玉軸受からなる。この転がり軸受４（５）は、内周に外側転走面１３ａ（１５ａ）が形成された外輪１３（１５）と、外周に内側転走面１４ａ（１６ａ）が形成された内輪１４（１６）と、両転走面１３ａ（１５ａ）、１４ａ（１６ａ）間に保持器１７を介して転動自在に収容された転動体（ボール）１８と、外輪１３（１５）の両端部に装着されたシール１９、１９とを備えている。このシール１９、１９により軸受内部に封入された潤滑グリースが外部に漏洩するのを防止すると共に、外部から水蒸気等の異物が軸受内部に浸入するのを防止している。
【００２３】
外輪１３、１５間および内輪１４、１６間には間座２０、２１が装着され、一対の転がり軸受４、５が位置決めされている。すなわち、外輪１３、１５は、間座２０とハウジング２および蓋部材２２により挟持された状態で軸方向に位置決め固定されると共に、内輪１４、１６は、間座２１と回転軸３の肩部３ａおよび固定ナット２３により挟持された状態で位置決め固定されている。なお、一対の転がり軸受４、５をアンギュラ玉軸受とし、間座２０、２１により転がり軸受４、５に予圧を付与するようにしても良い。これにより、回転軸３の触れを抑制することができ、転がり軸受装置１の剛性を向上させることができる。
【００２４】
本実施形態は、内輪１４（１６）の軸方向外方側の幅面に旋削加工によって環状溝２４が形成されている。ここで、内輪１４（１６）の軸方向外方側の幅面とは、一対の転がり軸受４、５間の内部に対して軸方向外方側に位置する幅面を指している。この環状溝２４には、Ｏリング等からなる弾性リング２５が装着されている。この弾性リング２５が回転軸３の肩部３ａおよび固定ナット２３に弾性接触している。これにより、液密的に外部と一対の転がり軸受４、５の内部とを遮断し、図１に示すインペラ７の背面空間２６が負圧から正圧になる時に、水蒸気が内輪１４（１６）と回転軸３との嵌合部を通って一対の転がり軸受４、５の内部に浸入するのを防止することができる。また、従来のように、転がり軸受４、５を回転軸３に嵌合する時に、回転軸３のねじ部等で弾性リング２５が削り取られたり、損傷する恐れがない。したがって、組立作業が簡便化でき、コスト低減ができると共に、信頼性の向上を図ることができる。
【００２５】
ここでは、内輪１４（１６）の軸方向外方側の幅面に環状溝２４が形成された構成を例示したが、図示はしないが、内輪の両方の幅面に環状溝を形成し、それらの環状溝に弾性リングを装着すれば、加圧された水蒸気等が内輪と回転軸との嵌合部を通って一対の転がり軸受の内部に浸入するのを一層防止することができる。
【００２６】
弾性リング２５は耐熱性、耐薬品性に優れたアクリルゴム、フッ素ゴム、あるいはエチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）で形成されるのが好ましい。中でも、このエチレン・プロピレンゴムは、エチレンとプロピレンおよび架橋用のジエンモノマーとの三元共重合体で、非共役ジエンモノマーである第３成分を共重合することで硫黄架橋（加硫）が可能となり、反発弾性、溶剤性に優れている。
【００２７】
なお、ここでは弾性リング２５は断面が円形のものを例示したが、これに限らず、例えば、図３に示すように、環状溝２４にシックリと装着できる矩形断面で構成されていても良い。図３（ａ）に示す弾性リング２７は、相手部材（回転軸３の肩部３ａまたは固定ナット２３）に弾性接触する側が尖塔形状に形成され、加硫接着によって環状溝２４に一体接合されている。これにより、緊迫力が増して密封性が向上すると共に、運搬・組立時に弾性リング２７が環状溝２４から脱落するのを防止することができる。また、図３（ｂ）に示す弾性リング２８は、相手部材に弾性接触する側にシールリップ２８ａが突設され、加硫接着によって環状溝２４に一体接合されている。これにより、相手部材の接触面の寸法・形状が多少劣悪であってもその接触面に密着することができ密封性が一層向上する。
【００２８】
図４は、前述した弾性リングの内輪の幅面からの突出度合いを示した説明図であるが、例えば、図３（ａ）に例示した弾性リング２７の場合、幅面１４ｂから突出する断面三角形状の体積Ａは、環状溝２４と弾性リング２７との空間容積Ｂ、Ｂよりも小さく設定するのが好ましい（Ａ＜２Ｂ）。弾性リング２７は相手部材に弾性接触した際にその突出部が圧縮されて環状溝２４内に膨出するが、もし、突出する体積Ａが空間容積Ｂ、Ｂよりも大きくなった場合、軸受組立時に弾性変形した突出部が環状溝２４内に収まり切らずに幅面１４ｂからはみ出し、幅面１４ｂと相手部材との間にすきまが発生することになる。こうしたすきまは、転がり軸受４、５の軸方向位置決め精度を低下させるだけでなく、使用中に弾性リング２７にクリープが発生した場合、転がり軸受４、５の締付力が低下して好ましくない。
【００２９】
図５は内輪単体を示す要部断面図であるが、前述した環状溝２４の変形例を示している。図５（ａ）に示す内輪１４’の環状溝２９は、幅面１４ｂに開口する入口部の溝幅が溝底部の溝幅よりも小さく形成されている。これにより、弾性リング（図示せず）を環状溝２９に接合しなくても運搬・組立時に弾性リングが環状溝２９から脱落するのを効果的に防止することができる。なお、脱落防止のための形状はこれに限らず、環状溝の開口部が狭く形成されてれば良く、例えば、図５（ｂ）に示すように、内輪３０に断面が蟻溝形状をなす環状溝３１が形成されていても良い。これにより、環状溝３１の開口部の溝幅を小さくでき内輪３０の幅面１４ｂの面積を確保することができると共に、運搬・組立時に弾性リング（図示せず）が環状溝３１から脱落するのを効果的に防止することができる。
【実施例２】
【００３０】
図６は、本発明に係る転がり軸受装置の第２の実施形態を示す要部断面図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態（図２）と弾性リングの装着部位のみが異なるだけで、その他同一部位、同一部品、あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。
【００３１】
本実施形態は、ハウジング２に対して回転軸３を回転自在に支承する一対の転がり軸受３２、３３を備えている。この転がり軸受３２、３３は深溝玉軸受からなり、内周に外側転走面１３ａ（１５ａ）が形成された外輪３４（３６）と、外周に内側転走面１４ａ（１６ａ）が形成された内輪３５（３７）と、両転走面１３ａ（１５ａ）、１４ａ（１６ａ）間に保持器１７を介して転動自在に収容された転動体１８と、外輪３４（３６）の両端部に装着されたシール１９、１９とを備えている。
【００３２】
ここで、外輪３４（３６）の軸方向外方側の幅面に環状溝３８が形成されている。この環状溝３８には、Ｏリング等からなる弾性リング３９が装着されている。この弾性リング３９がハウジング２あるいは蓋部材２２の肩部２ａ、２２ｂに弾性接触している。これにより、液密的に外部と一対の転がり軸受３２、３３の内部とを遮断し、図１に示すインペラ７の背面空間２６が負圧から正圧になる時に、水蒸気が外輪３４（３６）とハウジング２との嵌合部を通って一対の転がり軸受３２、３３の内部に浸入するのを防止することができる。
【００３３】
また、従来のように、転がり軸受３２、３３をハウジング２に嵌合する時に、ハウジング２の角部等で弾性リング３９が削り取られたり、損傷する恐れがない。したがって、組立作業が簡便化でき、コスト低減ができると共に、信頼性の向上を図ることができる。
【実施例３】
【００３４】
図７は、本発明に係る転がり軸受装置の第３の実施形態を示す要部断面図である。なお、この実施形態は、前述した実施形態（図２、図６）を組み合わせたもので、前述した実施形態と同一部位、同一部品、あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。
【００３５】
本実施形態は、ハウジング２に対して回転軸３を回転自在に支承する一対の転がり軸受４０、４１を備えている。この転がり軸受４０、４１は深溝玉軸受からなり、内周に外側転走面１３ａ（１５ａ）が形成された外輪３４（３６）と、外周に内側転走面１４ａ（１６ａ）が形成された内輪１４（１６）と、両転走面１３ａ（１５ａ）、１４ａ（１６ａ）間に保持器１７を介して転動自在に収容された転動体１８と、外輪３４（３６）の両端部に装着されたシール１９、１９とを備えている。
【００３６】
ここで、内輪１４（１６）および外輪３４（３６）の双方の軸方向外方側の幅面に環状溝２４、３８が形成され、それぞれ弾性リング２５、３９が装着されている。そして、これらの弾性リング２５、３９が相手部材に弾性接触している。これにより、液密的に外部と一対の転がり軸受４０、４１の内部とを遮断し、図１に示すインペラ７の背面空間２６が負圧から正圧になる時に、水蒸気が嵌合部を通って一対の転がり軸受４０、４１の内部に浸入するのを確実に防止することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る転がり軸受装置は、あらゆる形式のコンプレッサ等の部品が固定された回転軸を支承する転がり軸受装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る転がり軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の軸受部を示す要部拡大図である。
【図３】（ａ）は、本発明に係る弾性リングの他の実施形態を示す断面図である。 （ｂ）は、本発明に係る弾性リングのさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る弾性リングの内輪の幅面からの突出度合いを示した説明図である。
【図５】（ａ）は、本発明に係る内輪における環状溝の他の実施形態を示す断面図である。 （ｂ）は、本発明に係る内輪における環状溝のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明に係る転がり軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】本発明に係る転がり軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。
【図８】従来の転がり軸受装置を示す縦断面図である。
【図９】図８の軸受部を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受装置
２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハウジング
２ａ、３ａ、２２ｂ・・・・・・・・・・・肩部
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転軸
４、５、３２、３３、４０、４１・・・・・転がり軸受
６、２３・・・・・・・・・・・・・・・・固定ナット
７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラ
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・背面
８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径部
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラビリンスシール
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・水蒸気吸込み口
１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラハウジング
１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・加圧ボリュート
１３、１５、３４、３６・・・・・・・・・外輪
１３ａ、１５ａ・・・・・・・・・・・・・外側転走面
１４、１４’、１６、３０、３５、３７・・内輪
１４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・幅面
１７・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１８・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
１９・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
２０、２１・・・・・・・・・・・・・・・間座
２２・・・・・・・・・・・・・・・・・・蓋部材
２２ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・軸シール
２４、２９、３１、３８・・・・・・・・・環状溝
２５、２７、２８、３９・・・・・・・・・弾性リング
２６・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラの背面空間
２８ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・シールリップ
５０・・・・・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受装置
５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハウジング
５２・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転軸
５３、５４・・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受
５３ａ、５４ａ・・・・・・・・・・・・・外輪
５３ｂ、５４ｂ・・・・・・・・・・・・・内輪
５５・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラ
５６・・・・・・・・・・・・・・・・・・ブッシュ
５７・・・・・・・・・・・・・・・・・・シーリング部材
５８・・・・・・・・・・・・・・・・・・バックプレート
５９・・・・・・・・・・・・・・・・・・バッフル
６０・・・・・・・・・・・・・・・・・・水蒸気吸込み口
６１・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラハウジング
６２・・・・・・・・・・・・・・・・・・加圧ボリュート
６３・・・・・・・・・・・・・・・・・・水蒸気吐出し口
６４・・・・・・・・・・・・・・・・・・環状溝
６５・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｏリング
６６・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラの背面空間
Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・弾性リングが突出する体積
Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・弾性リングと環状溝との空間容積
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池のコンプレッサ装置に用いられる転がり軸受装置であって、
円筒状のハウジングと、
このハウジングに嵌挿され、前記コンプレッサ装置の部品が固定された回転軸と、
この回転軸と前記ハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支承し、内輪と外輪と、これら内外輪間に転動自在に収容された複数の転動体および前記内外輪間に装着されたシールとを有する密封型の一対の転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、
前記回転軸または前記ハウジングと接触する前記内輪および外輪のうち少なくとも一方の軌道輪の幅面に環状溝が形成され、この環状溝に弾性リングが装着されると共に、この弾性リングが前記軌道輪の幅面から僅かに突出して前記回転軸またはハウジングに弾性接触していることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記弾性リングのうち前記軌道輪の幅面から突出する部分の体積が、前記環状溝と弾性リングとの空間容積よりも小さく設定されている請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記弾性リングが前記環状溝に加硫接着により一体に接合されている請求項１または２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
前記環状溝の開口部の溝幅が溝底部の溝幅よりも小さく形成されている請求項１または２に記載の転がり軸受装置。
【請求項１】
燃料電池のコンプレッサ装置に用いられる転がり軸受装置であって、
円筒状のハウジングと、
このハウジングに嵌挿され、前記コンプレッサ装置の部品が固定された回転軸と、
この回転軸と前記ハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支承し、内輪と外輪と、これら内外輪間に転動自在に収容された複数の転動体および前記内外輪間に装着されたシールとを有する密封型の一対の転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、
前記回転軸または前記ハウジングと接触する前記内輪および外輪のうち少なくとも一方の軌道輪の幅面に環状溝が形成され、この環状溝に弾性リングが装着されると共に、この弾性リングが前記軌道輪の幅面から僅かに突出して前記回転軸またはハウジングに弾性接触していることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記弾性リングのうち前記軌道輪の幅面から突出する部分の体積が、前記環状溝と弾性リングとの空間容積よりも小さく設定されている請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記弾性リングが前記環状溝に加硫接着により一体に接合されている請求項１または２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
前記環状溝の開口部の溝幅が溝底部の溝幅よりも小さく形成されている請求項１または２に記載の転がり軸受装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−３２５８６（Ｐ２００７−３２５８６Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１２１３２（Ｐ２００５−２１２１３２）
【出願日】平成１７年７月２２日（２００５．７．２２）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２２日（２００５．７．２２）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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