JP2008163999A - Conical roller bearing, conical roller bearing incorporating method and main spindle supporting structure of wind power generator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、円錐ころ軸受、円錐ころ軸受の組み込み方法および風力発電機の主軸支持構造に関し、特に、大型の円錐ころ軸受、その組み込み方法および大型の風力発電機の主軸支持構造に関するものである。 The present invention relates to a tapered roller bearing, a method for incorporating a tapered roller bearing, and a main shaft support structure for a wind power generator, and more particularly, to a large tapered roller bearing, a method for incorporating the same, and a main shaft support structure for a large wind power generator.
ころ軸受は、一般的には、外輪と、内輪と、外輪および内輪の間に配置される複数のころと、複数のころを保持する保持器とから構成される。ころを保持する保持器については、その材質や製造方法等により、樹脂製保持器、プレス保持器、削り保持器、溶接保持器等、様々な種類があり、それぞれ用途や特性に応じて使い分けられている。また、保持器は通常、一体型、すなわち、環状の一つの部品で構成されている。 The roller bearing is generally composed of an outer ring, an inner ring, a plurality of rollers disposed between the outer ring and the inner ring, and a cage that holds the plurality of rollers. There are various types of cages for holding rollers, such as resin cages, press cages, shaving cages, and welded cages, depending on the material and manufacturing method. ing. In addition, the cage is usually composed of a single piece, that is, an annular part.
風を受けるためのブレードが取り付けられた風力発電機の主軸を支持するころ軸受については、大きな荷重を受ける必要があるため、ころ軸受自体も大型となる。そうすると、ころや保持器等、ころ軸受を構成する各構成部材も大型となり、部材の生産や組み立てが困難となる。このような場合、各部材を分割可能とすると、生産や組み立てが容易となる。 A roller bearing that supports a main shaft of a wind power generator to which a blade for receiving wind is attached needs to receive a large load, so that the roller bearing itself is also large. If it does so, each structural member which comprises a roller bearing, such as a roller and a holder | retainer, will also become large sized, and production and assembly of a member will become difficult. In such a case, if each member can be divided, production and assembly are facilitated.
ここで、ころ軸受に含まれる保持器を、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割した分割型の保持器に関する技術が、ヨーロッパ特許公報1408248A2(特許文献1)に開示されている。図20は、特許文献1に開示された分割型の保持器である保持器セグメントを示す斜視図である。図20を参照して、保持器セグメント101aは、ころを収容する複数のポケット104を形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部103a、103b、103c、103d、103eと、複数の柱部103a〜103eを連結するように周方向に延びる連結部102a、102bとを有する。
Here, a technique relating to a split type retainer in which a retainer included in a roller bearing is divided by a dividing line extending in a direction along the axis is disclosed in European Patent Publication No. 1408248A2 (Patent Document 1). FIG. 20 is a perspective view showing a cage segment which is a split type cage disclosed in Patent Document 1. FIG. Referring to FIG. 20, the
図21は、図20に示した保持器セグメント101aを含むころ軸受の一部を示す断面図である。図20および図21を参照して、保持器セグメント101aを含むころ軸受111の構成を説明すると、ころ軸受111は、外輪112と、内輪113と、複数のころ114と、複数のころ114を保持する複数の保持器セグメント101a、101b、101c等とを有する。複数のころ114は、最もころの挙動が安定する位置であるPCD(Pitch Circle Diameter)105付近において、複数の保持器セグメント101a等によって保持されている。複数のころ114を保持する保持器セグメント101aは、周方向において隣接する同一形状の保持器セグメント101b、101cと、周方向の最も外側にある柱部103a、103eが当接するように連なって配置されている。複数の保持器セグメント101a、101b、101c等が連なって、ころ軸受111に組み込まれ、ころ軸受111に含まれる一つの環状の保持器が形成される。
一般に、大型の円錐ころ軸受を上下方向に延びる回転軸に組み込む際には、まず、内輪の大径側端面を下向きにして配置し、内輪の軌道面上に、円錐ころおよび保持器を配置する。そして、円錐ころおよび保持器が配置された内輪をクレーン等で吊り上げて、回転軸に組み込む。 In general, when a large tapered roller bearing is incorporated into a rotary shaft extending in the vertical direction, first, the end surface on the large diameter side of the inner ring is disposed downward, and the tapered roller and the cage are disposed on the raceway surface of the inner ring. . And the inner ring | wheel with which the tapered roller and the holder | retainer are arrange | positioned is lifted with a crane etc., and it incorporates in a rotating shaft.
ここで、内輪の小径側端面を下向きにして吊り下げた場合、円錐ころおよび保持器が、内輪から脱落してしまうことになる。このような場合、環状の一つの部品から構成される保持器については、内輪および保持器を連結固定することにより、円錐ころ等の脱落を防止することができる。しかし、上記した保持器セグメントは、周方向に分割されており、各々が独立した部材である。そうすると、円錐ころ等の脱落を防止するためには、内輪および各保持器セグメントを連結固定しなければならず、多大な労力が生じる。その結果、円錐ころおよび保持器が配置された内輪を回転軸に組み込むことが困難となり、円錐ころ軸受の生産性を悪化させてしまうことになる。 Here, when the small-diameter side end face of the inner ring is suspended downward, the tapered rollers and the cage are dropped from the inner ring. In such a case, about the cage | basket comprised from one cyclic | annular component, falling off of a tapered roller etc. can be prevented by connecting and fixing an inner ring and a cage | basket. However, the cage segments described above are divided in the circumferential direction, and each is an independent member. Then, in order to prevent the tapered rollers and the like from falling off, the inner ring and each cage segment must be connected and fixed, resulting in great labor. As a result, it becomes difficult to incorporate the inner ring in which the tapered rollers and the cage are arranged into the rotating shaft, and the productivity of the tapered roller bearing is deteriorated.
この発明の目的は、組み込み性が良好な円錐ころ軸受を提供することである。 An object of the present invention is to provide a tapered roller bearing with good assemblability.
この発明の他の目的は、組み込み性が良好な円錐ころ軸受の組み込み方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a method for assembling a tapered roller bearing with good assemblability.
この発明のさらに他の目的は、生産性が良好な風力発電機の主軸支持構造を提供することである。 Still another object of the present invention is to provide a main shaft support structure for a wind power generator with good productivity.
この発明に係る円錐ころ軸受は、円錐ころと、円錐ころの小径側端部に小鍔を有する外輪と、円錐ころの小径側端部に小鍔を有しない内輪と、円錐ころを保持するポケットを少なくとも一つ有し、周方向に分割された複数の保持器セグメントとを備える。 The tapered roller bearing according to the present invention includes a tapered roller, an outer ring having a small flange at a small diameter side end portion of the tapered roller, an inner ring having no small flange at a small diameter side end portion of the tapered roller, and a pocket for holding the tapered roller. And a plurality of cage segments divided in the circumferential direction.
このように構成することにより、円錐ころ軸受の組み込み時において、外輪に円錐ころおよび保持器セグメントを配置させる際に、外輪の小鍔に円錐ころの小端面を当接させるようにして、円錐ころを配置することができる。そうすると、円錐ころの配置を崩すことなく、外輪に円錐ころおよび保持器セグメントを配置することができる。また、外輪に配置した円錐ころの上方から内輪を組み込む際にも、内輪は、円錐ころの小径側端部に小鍔を有していないため、内輪と円錐ころとが干渉することはない。したがって、このような円錐ころ軸受は、組み込み性が良好になる。 With this configuration, when the tapered roller bearing is installed, when the tapered roller and the cage segment are disposed on the outer ring, the tapered roller is arranged so that the small end surface of the tapered roller is in contact with the small ring of the outer ring. Can be arranged. Then, the tapered roller and the cage segment can be arranged on the outer ring without breaking the arrangement of the tapered roller. Further, when the inner ring is assembled from above the tapered roller disposed on the outer ring, the inner ring does not have a small flange at the small diameter side end portion of the tapered roller, so that the inner ring and the tapered roller do not interfere with each other. Therefore, such a tapered roller bearing has good assemblability.
ここで、保持器セグメントとは、一つの環状の保持器を、少なくとも円錐ころを収容する一つのポケットを有するように、分割した単位体である。複数の保持器セグメントが周方向に連なって円錐ころ軸受に組み込まれ、一つの環状の保持器を形成する。 Here, the cage segment is a unit body obtained by dividing one annular cage so as to have at least one pocket for accommodating tapered rollers. A plurality of cage segments are connected to the tapered roller bearing in a circumferential direction to form one annular cage.
好ましくは、内輪は、円錐ころの大径側端部に大鍔を有する。ここで、外輪の小鍔の案内面と大鍔の案内面とのころ長さ方向の距離は、円錐ころのころ長さよりも長い。こうすることにより、円錐ころの転動面と内輪および外輪の軌道面とが当接するようになるため、荷重を適切に受けることができる。 Preferably, the inner ring has a large flange at the end portion on the large diameter side of the tapered roller. Here, the distance in the roller length direction between the guide surface of the small collar of the outer ring and the guide surface of the large collar is longer than the roller length of the tapered roller. By doing so, the rolling surfaces of the tapered rollers come into contact with the raceways of the inner ring and the outer ring, so that a load can be appropriately received.
さらに好ましくは、内輪の小径側端部の外径面の外径寸法は、先端に向かって小さくなる。こうすることにより、内輪の組み込み時において、より確実に内輪と円錐ころとの干渉を防止することができ、円滑に内輪を組み込むことができる。 More preferably, the outer diameter size of the outer diameter surface of the end portion on the small diameter side of the inner ring decreases toward the tip. By doing so, when the inner ring is assembled, the interference between the inner ring and the tapered roller can be prevented more reliably, and the inner ring can be smoothly assembled.
さらに好ましくは、内輪の小径側端部の外径面の角部には、面取りが設けられている。こうすることにより、さらに組み込み性を良好にすることができる。 More preferably, a chamfer is provided at a corner of the outer diameter surface of the inner diameter of the inner ring. By doing so, the incorporation property can be further improved.
この発明の他の局面においては、円錐ころ軸受の組み込み方法は、円錐ころと、円錐ころの小径側端部に小鍔を有する外輪と、円錐ころの小径側端部に小鍔を有しない内輪と、円錐ころを保持するポケットを少なくとも一つ有し、周方向に分割された複数の保持器セグメントとを備える円錐ころ軸受の組み込み方法である。ここで、円錐ころ軸受の組み込み方法は、外輪の軌道面と円錐ころの転動面が当接し、外輪の小鍔と円錐ころの小端面が当接するように外輪に円錐ころおよび保持器セグメントを配置する。そして、内輪の軌道面と円錐ころの転動面が当接するように上方から内輪を回転軸に組み込む。 In another aspect of the present invention, a tapered roller bearing is assembled by a tapered roller, an outer ring having a small flange at a small diameter side end of the tapered roller, and an inner ring having no small flange at a small diameter side end of the tapered roller. And a method of assembling a tapered roller bearing comprising at least one pocket for holding the tapered roller and a plurality of cage segments divided in the circumferential direction. Here, the tapered roller bearing is assembled in such a way that the raceway surface of the outer ring and the rolling surface of the tapered roller are in contact with each other, and the tapered ring and the cage segment are attached to the outer ring so that the small ring of the outer ring and the small end surface of the tapered roller are in contact with each other. Deploy. Then, the inner ring is incorporated into the rotating shaft from above so that the raceway surface of the inner ring and the rolling surface of the tapered roller come into contact with each other.
このような円錐ころ軸受の組み込み方法によれば、外輪の小鍔により、円錐ころの配置を崩すことなく円錐ころおよび保持器セグメントを配置することができる。また、内輪には小鍔が設けられていないため、内輪を上方から組み込む際に、内輪と円錐ころとが干渉することはない。したがって、組み込み性が良好になる。 According to such a method for assembling the tapered roller bearing, the tapered roller and the cage segment can be arranged without breaking the arrangement of the tapered roller by the small ring of the outer ring. In addition, since the inner ring is not provided with a gavel, the inner ring and the tapered roller do not interfere when the inner ring is assembled from above. Therefore, the installability is improved.
この発明のさらに他の局面においては、風力発電機の主軸支持構造は、風力を受けるブレードと、その一端がブレードに固定され、ブレードとともに回転する主軸と、ハウジングに組み込まれ、主軸を回転自在に支持する円錐ころ軸受とを有する風力発電機の主軸支持構造である。ここで、円錐ころ軸受は、円錐ころと、円錐ころの小径側端部に小鍔を有する外輪と、円錐ころの小径側端部に小鍔を有しない内輪と、円錐ころを保持するポケットを少なくとも一つ有し、周方向に分割された複数の保持器セグメントとを備える。 In still another aspect of the present invention, the main shaft support structure of the wind power generator includes a blade that receives wind power, a main end that is fixed to the blade, and that rotates together with the blade, and is incorporated in the housing so that the main shaft can rotate freely. A main shaft support structure of a wind power generator having a tapered roller bearing to be supported. Here, the tapered roller bearing includes a tapered roller, an outer ring having a small flange at the small diameter side end portion of the tapered roller, an inner ring having no small flange at the small diameter side end portion of the tapered roller, and a pocket for holding the tapered roller. And a plurality of cage segments that are divided in the circumferential direction.
このような風力発電機の主軸支持構造は、組み込み性が良好な円錐ころ軸受を含むため、生産性が良好である。 Since the main shaft support structure of such a wind power generator includes a tapered roller bearing with good assemblability, productivity is good.
この発明によれば、円錐ころ軸受の組み込み時において、外輪に円錐ころおよび保持器セグメントを配置させる際に、外輪の小鍔に円錐ころの小端面を当接させるようにして、円錐ころを配置することができる。そうすると、円錐ころの配置を崩すことなく、外輪に円錐ころおよび保持器セグメントを配置することができる。また、外輪に配置した円錐ころの上方から内輪を組み込む際にも、内輪は、円錐ころの小径側端部に小鍔を有していないため、内輪と円錐ころとが干渉することはない。したがって、このような円錐ころ軸受は、組み込み性が良好になる。 According to the present invention, when the tapered roller bearing is installed, when the tapered roller and the cage segment are disposed on the outer ring, the tapered roller is disposed so that the small end surface of the tapered roller is brought into contact with the small collar of the outer ring. can do. Then, the tapered roller and the cage segment can be arranged on the outer ring without breaking the arrangement of the tapered roller. Further, when the inner ring is assembled from above the tapered roller disposed on the outer ring, the inner ring does not have a small flange at the small diameter side end portion of the tapered roller, so that the inner ring and the tapered roller do not interfere with each other. Therefore, such a tapered roller bearing has good assemblability.
また、このような円錐ころ軸受の組み込み方法によれば、外輪の小鍔により、円錐ころの配置を崩すことなく円錐ころおよび保持器セグメントを配置することができる。また、内輪には小鍔が設けられていないため、内輪を上方から組み込む際に、内輪と円錐ころとが干渉することはない。したがって、組み込み性が良好になる。 Further, according to such a method for incorporating a tapered roller bearing, the tapered roller and the cage segment can be arranged without breaking the arrangement of the tapered roller by the small ring of the outer ring. In addition, since the inner ring is not provided with a gavel, the inner ring and the tapered roller do not interfere when the inner ring is assembled from above. Therefore, the installability is improved.
また、このような風力発電機の主軸支持構造は、組み込み性が良好な円錐ころ軸受を含むため、生産性が良好である。 Moreover, since the main shaft support structure of such a wind power generator includes a tapered roller bearing with good assemblability, productivity is good.
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図2は、この発明の一実施形態に係る複列円錐ころ軸受に含まれる保持器セグメント11aを示す斜視図である。図3は、図2に示す保持器セグメント11aを、図2中の線III−IIIを含み、軸に直交する平面で切断した場合の断面図である。また、図4は、図2に示す保持器セグメント11aを、柱部14aの中央を通り、円周方向に直交する平面で切断した場合の断面図である。なお、理解の容易の観点から、図3および図4において、保持器セグメント11aが保持する複数の円錐ころ12a、12b、12cを点線で示している。また、一点鎖線でPCD22を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a perspective view showing a
図2、図3および図4を参照して、まず、円錐ころ軸受に含まれる保持器セグメント11aの構成について説明する。保持器セグメント11aは、一つの環状の保持器を、少なくともころを収容する一つのポケットを有するように、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割した形状である。保持器セグメント11aは、円錐ころ12a、12b、12cを保持するポケット13a、13b、13cを形成するように、軸に沿う方向に延びる4つの柱部14a、14b、14c、14dと、軸方向の両端に位置し、4つの柱部14a〜14dを連結するように周方向に延びる一対の連結部15a、15bと、軸方向の両端に位置し、周方向に突出する一対の突部16a、16bとを含む。なお、ここでいう軸とは、円錐ころ12a等の回転軸を指す。
With reference to FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4, first, the structure of the
一対の連結部15a、15bおよび一対の突部16a、16bは、複数の保持器セグメント11aが円錐ころ軸受に組み込まれた際に、周方向に連なって一つの環状の保持器を形成するように、周方向において所定の曲率半径を有している。一対の連結部15a、15bおよび一対の突部16a、16bのうち、円錐ころ12a〜12cの小径側に位置する連結部15a、突部16aの曲率半径は、円錐ころ12a〜12cの大径側に位置する連結部15b、突部16bの曲率半径よりも小さく構成されている。
The pair of connecting
一対の突部16a、16bは、他の保持器セグメントと端面21a、21b同士を当接させて配置した場合に、保持器セグメント11aと他の保持器セグメントとの間に、円錐ころを収容するポケットを形成する。
The pair of
ポケット13a〜13cの周方向両側に位置する柱部14a〜14dの内径側および外径側には、ころを案内する案内面17a、17b、17c、17d、18a、18b、18c、18dが設けられている。このように構成することにより、保持器セグメントは、ころ案内となり、保持器セグメント11aの径方向への移動が規制される。柱部14a〜14dの外径側および内径側には、軸方向の中央部分において、径方向内側または外側に凹んだ形状で、周方向に貫通する油溝19、20が設けられている。この油溝19、20により、潤滑剤の循環が良好になる。
次に、この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受に含まれ、周方向に連なる保持器セグメント11a等の周方向のすき間の寸法を調整する間座について説明する。図5は、円錐ころ軸受に含まれる間座26の斜視図である。図5を参照して、間座26の構成について説明すると、間座26は、軸方向の両端に位置する端部27a、27bと、端部27a、27b間に位置する中央部28とを含む。端部27a、27bの軸方向の間隔は、上記した保持器セグメント11aに含まれる一対の連結部15a、15bの軸方向の間隔と同じである。また、中央部28の内径面側および外径面側には、周方向に貫通する油溝30a、30bが設けられている。
Next, a spacer that is included in the tapered roller bearing according to the embodiment of the present invention and that adjusts the circumferential clearance such as the
次に、上記した保持器セグメント11aおよび間座26を含む円錐ころ軸受の構成について説明する。図6は、複数の保持器セグメント11a、11b、11c、11d等および間座26を周方向に配置させた円錐ころ軸受31を、軸方向からみた概略断面図である。また、図7は、図6中においてVIIで示す部分の拡大断面図である。ここで、保持器セグメント11b、11c、11dは、保持器セグメント11aと同一形状であるため、その説明を省略する。なお、図6においては、保持器セグメント11a等に保持される円錐ころ34を省略している。また、ここでは、複数の保持器セグメント11a〜11dのうち、最初に配置される保持器セグメントを保持器セグメント11aとし、最後に配置される保持器セグメントを保持器セグメント11dとする。
Next, the configuration of the tapered roller bearing including the
図6および図7を参照して、円錐ころ軸受31は、外輪32と、内輪33と、円錐ころ34と、複数の保持器セグメント11a〜11dと、間座26とを備える。外輪32および内輪33の構成については、後述する。保持器セグメント11a〜11dは、周方向において、順次連ねられて配置される。ここでは、まず、最初に保持器セグメント11aが配置され、次に、保持器セグメント11bが保持器セグメント11aと当接するように配置される。その後、保持器セグメント11cが保持器セグメント11bと当接するように配置され、順次、保持器セグメントが配置されていき、最後に、保持器セグメント11dが配置される。ここで、隣接する2つの保持器セグメント11a、11b等の間には、最初の保持器セグメント11aと最後の保持器セグメント11dとの間を除いて、形成されるポケット35aに円錐ころ34が配置される。
6 and 7, the tapered
次に、最初の保持器セグメント11aと最後の保持器セグメント11dとの間に配置される間座26の配置状態について説明する。図8は、図6においてVIIIで示す部分の拡大断面図である。図6および図8を参照して、保持器セグメント11a等を順次当接するように連なって配置していき、保持器セグメント11aと保持器セグメント11dとの間に生じたすき間39に、間座26を配置させる。こうすることにより、保持器セグメント11aと間座26との間に生じる周方向の最後すき間40の寸法を、容易に設定された範囲にすることができる。最後すき間とは、保持器セグメント11a〜11d等を円周上にすき間なしに配置し、さらに、最後の保持器セグメント11dと間座26とをすき間なしに配置したときに、最初の保持器セグメント11aと、最初の保持器セグメント11aと最後の保持器セグメント11dとの間に配置された間座26との最大すき間をいう。
Next, the arrangement state of the
なお、最初の保持器セグメントとは、保持器セグメントを周方向に順次連ねて配置する際に、最初に配置される保持器セグメントをいい、最後の保持器セグメントとは、隣接する保持器セグメントを当接させ、周方向に順次連ねて配置していった際に、最後に配置される保持器セグメントをいう。このようにして配置したときに、最初の保持器セグメントと最後の保持器セグメントとの間に生じたすき間を、間座によって、適正なすき間寸法となるように調整する。間座は、ころを収容するポケットを有さないものであり、少なくともころを収容する一つのポケットを有する保持器セグメントとは、異なるものである。 The first cage segment refers to the cage segment that is placed first when the cage segments are sequentially arranged in the circumferential direction, and the last cage segment refers to the adjacent cage segment. The cage segments are arranged last when they are brought into contact with each other and sequentially arranged in the circumferential direction. When arranged in this manner, the gap generated between the first cage segment and the last cage segment is adjusted by the spacer so as to have an appropriate gap size. The spacer does not have a pocket for accommodating the roller, and is different from a cage segment having at least one pocket for accommodating the roller.
次に、上記した円錐ころ軸受31を複列円錐ころ軸受とした場合において、複列円錐ころ軸受を回転軸に組み込む際の複列円錐ころ軸受の組み込み方法について説明する。
Next, in the case where the above-described
図1は、この発明の一実施形態に係る複列円錐ころ軸受を示す断面図である。図9は、図1中のIXで示す部分の拡大断面図である。図1および図9を参照して、複列円錐ころ軸受41は、外輪42と、小径側端部48a、48bが互いに対向するように配置された2つの内輪43a、43bと、外輪42およびそれぞれの内輪43a、43bの間に配置される複数の円錐ころ44a、44bと、それぞれの円錐ころ44a、44bを保持する上述した複数の保持器セグメント45a、45bおよび間座(図示せず)と、内輪43aと内輪43bとの間に配置される内輪間座46とを備える。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a double row tapered roller bearing according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a portion indicated by IX in FIG. Referring to FIGS. 1 and 9, double row tapered
外輪42には、2つの軌道面51a、51bが設けられている。また、内輪43a、43bは、それぞれ軌道面51c、51dを有する。円錐ころ44aは、その転動面52aが軌道面51a、51cに当接するように、外輪42と内輪43aの間に配置される。同様に、円錐ころ44bは、その転動面52bが軌道面51b、51dに当接するように、外輪42と内輪43bとの間に配置される。
The
ここで、外輪42は、円錐ころ44a、44bの小径側端部に小鍔49a、49bを有する。複列円錐ころ軸受41の組み込み時において、小鍔49a、49bの案内面50a、50bは、それぞれ円錐ころ44a、44bの小端面53a、53bと当接可能である。なお、案内面50aは、軌道面51aと略垂直であること、または円錐ころ44aを配置した状態において小端面53aと略平行であることが好ましい。同様に、案内面50bは、軌道面51bと略垂直であること、または円錐ころ44bを配置した状態において小端面53bと略平行であることが好ましい。
Here, the
内輪43aは、円錐ころ44aの大径側端部に大鍔55aを有するが、小径側端部48aに小鍔を有しない。すなわち、内輪43aの大径側端部には大鍔55aが設けられているが、内輪43a小径側端部48aには小鍔が設けられていない。内輪43aの小径側端部48aの最大外径寸法L1は、円錐ころ44aのころ内接円径寸法L2以下である(図9参照)。また、内輪43bは、内輪43aと同様に、円錐ころ44bの大径側端部に大鍔55bを有するが、小径側端部48bに小鍔を有しない。
The
図10は、上記した図1および図9に示す複列円錐ころ軸受41を、回転軸47に組み込む際の手順の概略を示すフローチャートである。また、図11〜図15は、各工程における各部材の配置を示す断面図である。図1、図9〜図15を参照して、上記した構成の複列円錐ころ軸受41を回転軸47に組み込む際の組み込み方法について説明する。
FIG. 10 is a flowchart showing an outline of a procedure for incorporating the double row tapered
まず、一方の内輪43bの大径側端面56bを下向きにして、回転軸47に組み込む(図10(A)、図11)。その後、内輪43bの軌道面51dと一方の円錐ころ44bの転動面52bとが当接し、内輪43bの大鍔55bの案内面50dが円錐ころ44bの大端面54bに当接するように、円錐ころ44bおよび保持器セグメント45bを配置する(図10(B)、図12)。円錐ころ44bおよび保持器セグメント45bの配置については、上記したように複数の保持器セグメント45bを周方向に連ねるように、内輪43bの軌道面51d上に配置する。さらに、最初の保持器セグメント45bと最後の保持器セグメント45bとの間に、間座を配置する。この場合、円錐ころ44bの大端面54bが、内輪43bの大鍔55bの案内面50dに当接するように配置されているため、大端面54bが大鍔55bに引っ掛かることになり、円錐ころ44bおよび保持器セグメント45bの配置が崩れることはない。
First, the large-diameter
次に、内輪43bの小径側端部48bと当接するように、上方から回転軸47に内輪間座46を組み込む(図10(C)、図13)。
Next, the
その後、円錐ころ44bの転動面52bと外輪42の軌道面51bとが当接し、小鍔49bの案内面50bと円錐ころ44bの小端面53bとが当接するように、上方から外輪42を配置する(図10(D)、図14)。この場合、小鍔49bが、円錐ころ44bの小端面53bに引っ掛っているため、外輪42の配置が崩れることはない。
Thereafter, the
次に、外輪42の軌道面51aと他方の円錐ころ44aの転動面52aとが当接し、小鍔49aの案内面50aと円錐ころ44aの小端面53aとが当接するように、円錐ころ44aおよび保持器セグメント45aを配置する(図10(E)、図15)。この場合も上記と同様に、各保持器セグメント45a等を周方向に連ねるようにして配置する。また、この場合においても、円錐ころ44aの小端面53aが、小鍔49aに引っ掛かることになり、円錐ころ44aおよび保持器セグメント45aの配置が崩れることはない。
Next, the tapered
その後、他方の内輪43aの大径側端面56aを上向きにして、円錐ころ44aの転動面52aと内輪43aの軌道面51cとが当接するように、上方から回転軸47に内輪43aを組み込む(図10(F)、図1、図9)。この場合、内輪43aの小径側端部48aには、小鍔が設けられていないため、円錐ころ44aと内輪43aとが干渉することはない。また、内輪43aの小径側端部48aの最大外径寸法L1は、円錐ころ44aのころ内接円径寸法L2以下であるため、内輪43aの小径側端部48aが円錐ころ44aと干渉することなく、内輪43aを回転軸47に組み込むことができる。
Thereafter, the
なお、組み込んだ状態においては、円錐ころ44a、44bの小端面53a、53bが小鍔49a、49bの案内面50a、50bに当接しているが、複列円錐ころ軸受41に荷重が負荷されると、誘起スラスト荷重が発生し、円錐ころ44a、44bの大端面54a、54bが大鍔55a、55bの案内面50c、50dと当接するようになる。
In the assembled state, the
このように構成することにより、複列円錐ころ軸受41の組み込み性を良好にすることができる。すなわち、このような複列円錐ころ軸受41の組み込み方法によれば、外輪42に設けられた小鍔49aにより、その配置を崩すことはなく円錐ころ44aおよび保持器セグメント45aを配置することができる。また、内輪43aの小径側端部48aには、小鍔が設けられていないため、内輪43aの組み込み時において、内輪43aと円錐ころ44aとが干渉することはない。したがって、組み込み性が良好になる。
By comprising in this way, the incorporating property of the double row tapered
また、複列円錐ころ軸受41を組み込んだ状態において、内輪43aの大鍔55aの案内面50cと小鍔49aの案内面50aとのころ長さ方向の距離L3は、円錐ころ44aのころ長さL4よりも長くすることが好ましい(図9参照)。こうすることにより、円錐ころ44aの転動面52aと外輪42および内輪43aの軌道面51a、51cとが適切に当接するようになるため、適切に円錐ころ44aによって荷重を受けることができる。なお、大鍔55bの案内面50dと小鍔49bの案内面50bとのころ長さ方向の距離と円錐ころ44bのころ長さとの関係についても同様とすることが好ましい。
In a state that incorporates a double row tapered
また、内輪の小径側端部の外径面の外径寸法は、先端に向かって小さくなることが好ましい。例えば、回転中心軸を通る断面において、小径側端部を構成する外径面を示す線と回転中心軸線とのなす角度は、0°よりも大きくすることが好ましい。図16は、複列円錐ころ軸受に含まれる内輪の小径側端部付近を示す拡大断面図である。図16に示す断面は回転中心軸を通る。図16において、小径側端部48cを構成する外径面を示す線57aと回転軸47の回転中心軸に平行な線57bとのなす角度θは、0°よりも大きくすることが好ましい。こうすることにより、内輪43cの小径側端部48cの外径面の外径寸法を、先端に向かって小さくすることができる。したがって、内輪43cを回転軸47に組み込む際に、円滑に内輪43cを組み込むことができる。なお、外径面は複数の平面および曲面で構成し、外径面の外径寸法を先端に向かって小さくするようにしてもよい。
Moreover, it is preferable that the outer diameter size of the outer diameter surface of the inner ring at the small diameter side end portion decreases toward the tip. For example, in the cross section passing through the rotation center axis, it is preferable that the angle formed by the line indicating the outer diameter surface constituting the small diameter side end portion and the rotation center axis is greater than 0 °. FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the small-diameter side end portion of the inner ring included in the double-row tapered roller bearing. The section shown in FIG. 16 passes through the rotation center axis. In FIG. 16, it is preferable that an angle θ formed by a
また、内輪の小径側端部の外径面の角部には、面取りが設けられることにしてもよい。図17は、この場合における内輪の一部を示す拡大断面図であり、図16に対応する。図17を参照して、内輪43dの小径側端部48dの外径面の角部58には、断面がR形状の面取りが設けられている。こうすることにより、内輪43dを回転軸47に組み込む際に、取扱い性が向上し、組み込み性が良好になる。なお、面取りは、C面取りであってもよい。
Further, a chamfer may be provided at a corner portion of the outer diameter surface of the end portion on the small diameter side of the inner ring. FIG. 17 is an enlarged sectional view showing a part of the inner ring in this case, and corresponds to FIG. Referring to FIG. 17, a
図18および図19は、この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受を主軸支持軸受75として適用した、風力発電機の主軸支持構造の一例を示している。主軸支持構造の主要部品を支持するナセル72のケーシング73は、高い位置で、旋回座軸受71を介して支持台70上に水平旋回自在に設置されている。風力を受けるブレード77を一端に固定する主軸76は、ナセル72のケーシング73内で、軸受ハウジング74に組み込まれた主軸支持軸受75を介して、回転自在に支持されている、主軸76の他端は増速機78に接続され、この増速機78の出力軸が発電機79のロータ軸に結合されている。ナセル72は、旋回用モータ80により、減速機81を介して任意の角度に旋回させられる。
18 and 19 show an example of a main shaft support structure of a wind power generator to which a tapered roller bearing according to an embodiment of the present invention is applied as a main
軸受ハウジング74に組み込まれた主軸支持軸受75は、この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受であって、円錐ころと、円錐ころの小径側端部に小鍔を有する外輪と、円錐ころの小径側端部に小鍔を有しない内輪と、円錐ころを保持するポケットを少なくとも一つ有し、周方向に分割された複数の保持器セグメントとを備える。
A main shaft support bearing 75 incorporated in the bearing
主軸支持軸受75は、大きな風力を受けるブレード77を一端に固定する主軸76を支持するため、大きな荷重がかかることになり、軸受自体も大型にする必要がある。ここで、保持器を分割型とし、上記のような構成とすると、円錐ころ軸受を主軸76に組み込む際に、容易に組み込むことができる。したがって、風力発電機の主軸支持構造の生産性を良好にすることができる。
Since the main shaft support bearing 75 supports the
なお、上記の実施の形態においては、複列円錐ころ軸受として使用した場合について説明したが、これに限らず、単列の円錐ころ軸受として使用した場合についても適用される。また、円錐ころ軸受は、間座を含むことにしたが、これに限らず、このような間座を含まないタイプの円錐ころ軸受についても、適用される。また、円錐ころ軸受に含まれる保持器セグメントは、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割した形状としたが、これに限らず、周方向に分割される種々の形状の保持器セグメントに適用される。 In addition, in said embodiment, although the case where it used as a double row tapered roller bearing was demonstrated, it is applied not only to this but the case where it uses as a single row tapered roller bearing. Further, the tapered roller bearing includes a spacer, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a tapered roller bearing of a type that does not include such a spacer. In addition, the cage segment included in the tapered roller bearing has a shape divided by a dividing line extending in the direction along the axis. However, the cage segment is not limited to this, and is applied to various shapes of cage segments divided in the circumferential direction. The
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
また、この発明に係る円錐ころ軸受は、良好な組み込み性が要求される場合に有効に利用される。 Further, the tapered roller bearing according to the present invention is effectively used when good assemblability is required.
また、この発明に係る円錐ころ軸受の組み込み方法は、良好な組み込み性が要求される場合に有効に利用される。 Moreover, the method for assembling the tapered roller bearing according to the present invention is effectively used when good assemblability is required.
また、この発明に係る風力発電機の主軸支持構造は、大型の風力発電機の主軸支持構造に、有効に利用される。 The main shaft support structure for a wind power generator according to the present invention is effectively used for the main shaft support structure for a large-scale wind power generator.
11a,11b,11c,11d,45a,45b 保持器セグメント、12a,12b,12c,34,44a,44b 円錐ころ、13a,13b,13c,35a ポケット、14a,14b,14c,14d 柱部、15a,15b 連結部、16a,16b 突部、17a,17b,17c,17d,18a,18b,18c,18d,50a,50b,50c,50d 案内面、19,20,30a,30b 油溝、21a,21b 端面、22 PCD、26 間座、27a,27b 端部、28 中央部、31 円錐ころ軸受、32,42 外輪、33,43a,43b,43c,43d 内輪、39 すき間、40 最後すき間、41 複列円錐ころ軸受、46 内輪間座、47 回転軸、48a,48b,48c,48d 小径側端部、49a,49b 小鍔、51a,51b,51c,51d 軌道面、52a,52b 転動面、53a,53b 小端面、54a,54b 大端面、55a,55b 大鍔、56a,56b 大径側端面、57a,57b 線、58 角部、70 支持台、71 旋回座軸受、72 ナセル、73 ケーシング、74 軸受ハウジング、75 主軸支持軸受、76 主軸、77 ブレード、78 増速機、79 発電機、80 旋回用モータ、81 減速機。 11a, 11b, 11c, 11d, 45a, 45b Cage segment, 12a, 12b, 12c, 34, 44a, 44b Tapered roller, 13a, 13b, 13c, 35a Pocket, 14a, 14b, 14c, 14d Pillar part, 15a, 15b Connecting part, 16a, 16b Protruding part, 17a, 17b, 17c, 17d, 18a, 18b, 18c, 18d, 50a, 50b, 50c, 50d Guide surface, 19, 20, 30a, 30b Oil groove, 21a, 21b End face , 22 PCD, 26 spacer, 27a, 27b end, 28 center, 31 tapered roller bearing, 32, 42 outer ring, 33, 43a, 43b, 43c, 43d inner ring, 39 clearance, 40 last clearance, 41 double row cone Roller bearing, 46 Inner ring spacer, 47 Rotating shaft, 48a, 48b, 48c, 48d Small diameter side end 49a, 49b small rod, 51a, 51b, 51c, 51d raceway surface, 52a, 52b rolling surface, 53a, 53b small end surface, 54a, 54b large end surface, 55a, 55b large rod, 56a, 56b large diameter side end surface, 57a 57b line, 58 corners, 70 support base, 71 swivel bearing, 72 nacelle, 73 casing, 74 bearing housing, 75 spindle support bearing, 76 spindle, 77 blade, 78 speed increaser, 79 generator, 80 for turning Motor, 81 reducer.
Claims (6)
前記円錐ころの小径側端部に小鍔を有する外輪と、
前記円錐ころの小径側端部に小鍔を有しない内輪と、
前記円錐ころを保持するポケットを少なくとも一つ有し、周方向に分割された複数の保持器セグメントとを備える、円錐ころ軸受。 With tapered rollers,
An outer ring having a small flange on the small diameter side end of the tapered roller;
An inner ring that does not have a small flange at the small diameter side end of the tapered roller;
A tapered roller bearing comprising: a plurality of cage segments having at least one pocket for holding the tapered roller and divided in a circumferential direction.
前記外輪の小鍔の案内面と前記大鍔の案内面とのころ長さ方向の距離は、前記円錐ころのころ長さよりも長い、請求項1に記載の円錐ころ軸受。 The inner ring has a large flange at the large diameter side end of the tapered roller,
2. The tapered roller bearing according to claim 1, wherein a distance in a roller length direction between the guide surface of the small collar of the outer ring and the guide surface of the large collar is longer than the roller length of the tapered roller.
前記外輪の軌道面と前記円錐ころの転動面が当接し、前記外輪の小鍔と前記円錐ころの小端面が当接するように前記外輪に前記円錐ころおよび前記保持器セグメントを配置し、
前記内輪の軌道面と前記円錐ころの転動面が当接するように上方から前記内輪を回転軸に組み込む、円錐ころ軸受の組み込み方法。 At least one tapered roller, an outer ring having a small flange at the small diameter side end of the tapered roller, an inner ring having no small flange at the small diameter side end of the tapered roller, and a pocket for holding the tapered roller A method of assembling a tapered roller bearing comprising a plurality of cage segments divided in the circumferential direction,
The tapered roller and the cage segment are arranged on the outer ring so that the raceway surface of the outer ring and the rolling surface of the tapered roller are in contact with each other, and a small edge surface of the outer ring and a small end surface of the tapered roller are in contact with each other.
A method of assembling a tapered roller bearing, wherein the inner ring is incorporated into a rotating shaft from above so that the raceway surface of the inner ring and the rolling surface of the tapered roller abut.
その一端が前記ブレードに固定され、ブレードとともに回転する主軸と、
ハウジングに組み込まれ、前記主軸を回転自在に支持する円錐ころ軸受とを有する風力発電機の主軸支持構造であって、
前記円錐ころ軸受は、円錐ころと、前記円錐ころの小径側端部に小鍔を有する外輪と、前記円錐ころの小径側端部に小鍔を有しない内輪と、前記円錐ころを保持するポケットを少なくとも一つ有し、周方向に分割された複数の保持器セグメントとを備える、風力発電機の主軸支持構造。 A blade that receives wind,
One end of which is fixed to the blade and rotates with the blade;
A main shaft support structure of a wind power generator, which is incorporated in a housing and has a tapered roller bearing that rotatably supports the main shaft,
The tapered roller bearing includes a tapered roller, an outer ring having a small flange at a small diameter side end portion of the tapered roller, an inner ring having no small flange at a small diameter side end portion of the tapered roller, and a pocket for holding the tapered roller. And a plurality of retainer segments divided in the circumferential direction.
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