JP2011169392A - 分割型保持器のセグメント及び転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】分割型保持器のセグメントが軸受の軌道輪から分離されていることにより、軸受を装置に組み込む際に、保持器を構成するセグメントが軌道輪から外れ、組み込み作業に支障を来すことがある。かかる支障を解消することである。
【解決手段】分割型保持器のセグメント２１は、円すいころを保持するポケット２２が設けられた主体部２３と、その主体部２３に設けられた内輪係合爪２４、２５とからなり、前記内輪係合爪２４、２５を内輪に係合させるようにした。
【選択図】図２

Description

この発明は、分割型保持器の一構成要素であるセグメント及びこれを用いた転がり軸受に関するものである。

ターンテーブル用軸受、風力発電用軸受等の大型の転がり軸受においては、保持器の成形や組立の便利さから、複数のセグメントに分割された分割型保持器を使用することが従来から行われている（特許文献１、２）。

実願昭５２−８７８７５（実開昭５４−１５１４５号）の公開されたマイクロフィルム 特開２００９−５２７４６号公報

前記特許文献１、２に開示されたように、分割型保持器は、内輪と外輪との間において複数のセグメントを環状に組み合わせたものであるため、各セグメントは内輪にも外輪にも係合されていない。

通常の一体型の保持器を用いた軸受の場合は、保持器と転動体は内輪又は外輪と一体のアッセンブリを構成しているため、その軸受を装置に組み込む際に、保持器と転動体が内外輪から外れることはない。

しかし、セグメントを組み合わせて構成した分割型保持器を用いた場合は、セグメント相互が円周方向に拘束されていないため、その軸受を装置に組み込む際に保持器を構成するセグメントがばらばらになり、これに保持されたころが落下し、組み込み作業に支障を来すことがある。特に、分割型保持器は大型軸受に採用されるため、組み込み時の作業性の向上を図ることは非常に重要である。

そこで、この発明は、分割型保持器のセグメントにおいて、内輪又は外輪から外れることがなく、これに保持されたころが落下するおそれのないようにすること及びその分割型保持器を用いた転がり軸受を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、分割型保持器のセグメントに係る発明は、転がり軸受の転動体を保持する分割型保持器のセグメントにおいて、前記セグメントは、前記転動体を保持するポケットが設けられた主体部と、その主体部に設けられた係合爪とからなり、前記係合爪によって当該主体部を転がり軸受の内輪又は外輪のいずれか一方に係合させる構成としたものである。

前記転動体を前記ポケットに非分離状態に保持するポケットの構成として、当該ポケットの内輪側又は外輪側のいずれか一方の開口部を弾性変形させ当該転動体をスナップインできるようにした構成を採用することができる。

また、前記セグメントの主体部を内輪又は外輪に非分離状態に係合させる前記の係合爪は、脚部と、その脚部の先端部に設けられた先端爪部とによりより構成され、前記先端爪部を内輪又は外輪のいずれか一方に係合させるようにした構成を採用することができる。

この発明に係る分割型保持器のセグメントは以上のようなものであるため、これを組み込んだ転がり軸受においては、各セグメントが内輪又は外輪に対し非分離状態に係合される。このため、軸受を装置に組み込む際に、セグメントが内輪又は外輪から外れることがない。さらに、転動体がセグメントに対し非分離状態に係合される構成を併用することにより、転動体がセグメントから外れることも防止することができる。よって、装置に対する軸受の組み込み時の作業性が向上する。

（ａ）は、実施形態１の円すいころ軸受の断面図、（ｂ）図はその一部変形例である。 は、同上の分割型保持器の一部省略斜視図である。 は、同上のセグメントの断面図である。 は、同上の内輪の一部省略斜視図である。 は、同上のセグメントの変形例１の断面図である。 は、同上のセグメントの変形例３の斜視図である。 は、同上の変形例４の円筒ころ軸受の断面図である。 （ａ）は、同上のころと保持器の係合構造の例１の断面図、（ｂ）図は、（ａ）図の場合における縦断側面図である。 （ａ）は、ころと保持器の係合構造の例２の分解斜視図、（ｂ）図は（ａ）図の組立状態の断面図である。 （ａ）は、ころと保持器の係合構造の例３の分解斜視図、（ｂ）図は（ａ）図の組立状態の断面図である。 は、実施形態２の一部省略断面図である。 は、同上のセグメントの斜視図である。 は、同上のセグメントの断面図である。 は、実施形態３の一部省略断面図である。 は、同上のセグメントの斜視図である。 は、同上のセグメントの断面図である。

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

[実施形態１]
添付の図１から図４に示したように、実施形態１は、分割型保持器１１とその分割型保持器１１を使用した円すいころ軸受１２及び前記分割型保持器１１を構成するセグメント２１（図２参照）に関するものである。

円すいころ軸受１２は、通常のものと同様に、内輪１３の外周に外輪１４が同芯状態に配置され、内輪１３の外径面に軸方向に傾斜した内輪軌道１５が形成される。その内輪軌道１５の小径側に小つば部１６が形成され、大径側に大つば部１７が形成される。外輪１４の内径面には、前記内輪軌道１５に対向し、軸方向に傾斜した外輪軌道１８が形成される。

前記の内輪軌道１５と外輪軌道１８との間に、分割型保持器１１に保持された多数の円すいころ１９が介在される。

前記の分割型保持器１１を構成するセグメント２１は、図２に示したように、１個の円すいころ１９に対応して１個ずつ分割形成されたものである。前記セグメント２１を相互にすき間なく環状に配列することにより、１つの円すい環状の分割型保持器１１が構成される。

各セグメント２１は、円すいころ１９を収納するポケット２２を設けた矩形の主体部２３と、円すいころ１９の小径側の２個所のコーナ部に設けられた一対の内輪係合爪２４、大径側の２個所のコーナ部に設けられた一対の内輪係合爪２５の合計４本の内輪係合爪２４、２５とにより構成される。

セグメント２１の主体部２３は、図２に示したように、円すい環状の分割型保持器１１の円すい面内にあり、従って、周方向の幅は大径側の方が小径側に比べて若干大きくなるテーパ状に形成される。

前記の小径側の一対の内輪係合爪２４及び大径側の一対の内輪係合爪２５は、それぞれ内輪１３方向に延び出した脚部２４ａ、２５ａ（図１（ａ）参照）の下端に内向き（内輪係合爪２４と内輪係合爪２５が相互に向き合う方向）に屈曲した先端爪部２４ｂ、２５ｂを形成したものである。

図３に示したように、小径側の一対の内輪係合爪２４は、下端の爪部２４ａ側が相互に若干接近するようにテーパ角θが付与される。図示を省略しているが、大径側の一対の内輪係合爪２５も同様のテーパ角θを有する。

なお、図１（ａ）に示したものは、小径側の内輪係合爪２４、大径側の内輪係合爪２５が、いずれも内輪１３の幅面から外方にはみ出した形状となっているが、図１（ｂ）に示したように、内輪１３の幅面からはみ出さない形状とする場合もある。

前記内輪１３の小径側の端面と、大径側の端面には、全周にわたり係合溝２６、２７が形成され（図１、図４参照）、これらの係合溝２６、２７に前記の内輪係合爪２４、２５の先端爪部２４ｂ、２５ｂがそれぞれ係合される。これにより、各セグメント２１は内輪１３に対して係合一体化され、内輪案内型の分割型保持器１１が構成される。

なお、セグメント２１の材料は、従来の転がり軸受において使用実績のあるＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＰＡ６６、ＰＡ４６等の樹脂材料のほか、鉄、黄銅等の金属材料板を用いることができる。

次に、以上述べたセグメント２１に関する種々の変形例について説明する。
「セグメントの変形例１」
図５に示した変形例１は、各セグメント２１の内輪係合爪２４の補強を図るために、小径側の同一平面内にある一対の内輪係合爪２４の間にアーチ形の補強リブ２８を一体化したものである。図示を省略しているが、大径側の一対の内輪係合爪２５の相互間においても同様の補強構造が採られる。

「同変形例２」
図示を省略しているが、セグメント２１を内輪１３に係合する場合に、それほど大きな係合力を必要としない場合、又は組立上、一方向の拘束で可能な場合は、大径側又は小径側のいずれか一方の一対の内輪係合爪２４、２５と、これに対応したいずれか一方の係合溝２６、２７を省略した構造を採ることができる。

「同変形例３」
図６に示したように、１個のセグメント２１に２個所のポケット２２を設け、２個の円すいころ１９を１個のセグメント２１によって保持する構成を採ることもできる。３個所以上のポケット２２を設けてもよい。

「同変形例４」
図７に示したように、円筒ころ軸受３１においても、その円筒ころ３２を保持する分割型保持器１１をセグメント２１ごとに内輪係合爪２４、２５を設け、その先端爪部２４ｂ、２５ｂを内輪１３の両端面に設けた係合溝２６、２７に係合させる構成を採ることができる。

次に、ころ１９とセグメント２１の非分離構造の諸例について説明する。
「非分離構造の例１」
図８（ａ）に示した例は、ポケット２２の内輪側及び外輪側の開口幅Ａを弾性変形によって円すいころ１９の通過を許容する程度に、その円すいころ１９の直径より狭く形成した構成である。円すいころ１９は、これらの開口縁に対し径方向にｘのポケットすき間を有する。この構成によると、円すいころ１９は、ポケット２２にスナップインされ、ポケット２２のから外部に逸脱することが防止される。

なお、図８（ｂ）に示したように、セグメント２１の内輪係合爪２４、２５の先端係合爪２４ｂ、２５ｂの係合溝２６、２７の径方向のすき間ｙ（即ち、セグメント２１と内輪１３とのすき間ｙ）は、ｙ＞ｘの関係となるように設定される。この関係は、分割型保持器１１が転動体案内となるために必要な要件である。

「非分離構造の例２」
前記ポケットの内輪側の開口幅Ａを円すいころ１９の直径より狭く形成する構成として、図９（ａ）（ｂ）に示したように、内輪１３側の開口縁に弾性変形可能な係合突起４１を設けた構成を採ることができる。この構成によると、円すいころ１９をポケット２２にスナップインさせる際に、ポケット２２の開口縁の全体を弾性変形させる必要がなく、その一部の係合突起４１のみを弾性変形すればよいので、軽くスナップインさせることができる。

「非分離構造の例３」
図１０（ａ）（ｂ）に示した例は、ポケット２２の軸方向の両内端面に内向きに突き出して支持凸部４３が設けられ、その支持凸部４３を円すいころ１９の両端面の中心部に設けられた凹部４４に係合させる構成である。

[実施形態２]
次に、図１１から図１３に基づいて、実施形態２に係る円すいころ軸受１２及びその分割型保持器１１のセグメント２１について説明する。

この場合の円すいころ軸受１２及びセグメント２１の基本的な構成は、前述の実施形態１の場合と同様であるので、同一部分には同一符号を付して示すにとどめ、主として相違点について説明する。

相違点の一は、セグメント２１の内輪係合爪２４、２５に関するものである。即ち、主体部２３の内面において、小径側の一対の内輪係合爪２４及び大径側の一対の内輪係合爪２５は、実施形態１の場合より内寄り（両方の内輪係合爪２４、２５が相互に軸方向に接近した位置関係）に設けられ、先端爪部２４ｂ、２５ｂが反対向き（外向き）に形成されている（図１２参照）。

前記の内輪係合爪２４は、図１１に示したように、内輪１２の小つば部１６内側面に沿って差し込み得る位置に設けられる。また、他方の内輪係合爪２５は、大つば部１７の内側面に沿って差し込み得る位置に設けられる。

相違点の二は、図１１に示したように、小つば部１６と大つば部１７の各内側面にそれぞれ係合溝３３、３４が形成された点である。前記内輪係合爪２４、２５の先端爪部２４ｂ、２５ｂがそれぞれ係合溝３３，３４に係合される。これによって、各セグメント２１は内輪１３と係合一体化され、内輪案内型の分割型保持器１１が構成される。

以上のように、この実施形態２のセグメント２１は、内輪係合爪２４、２５によって内輪１３に係合させる内輪案内型である点で前記実施形態１の場合と共通するが、内輪係合爪２４、２５が小つば部１６と大つば部１７の内側面に係合させる点で相違している。

なお、図示を省略しているが、この場合も前記の実施形態１における「変形例１〜４」（図５〜図７参照）と同様の変形構造を採ることができる。また、ころ１９とセグメント２１の非分離構造の諸例についても前述の「非分離構造の例１〜例３」（図８〜図１０参照）の構造を採ることができる。

[実施形態３]
次に、図１４から図１５に基づいて、実施形態３に係る円すいころ軸受１２及びこれに用いる分割型保持器１１のセグメント２１について説明する。

この場合の円すいころ軸受１２及びセグメント２１の基本的な構成は、前述の実施形態１の場合と同様であるので、同一部分には同一符号を付して示すにとどめ、主として相違点について説明する。

相違点の一は、セグメント２１の外輪係合爪３５、３６に関するものである。即ち、この場合の４本の外輪係合爪３５、３６は、主体部２３の外面に上向きに設けられる。小径側の一対の外輪係合爪３５は、主体部２３の小径側の２個所のコーナ部に設けられ、また大径側の一対の係合爪３６は大径側の２個所のコーナ部に設けられる。これらの外輪係合爪３５、３６は、外輪１４の両端面と平行に上向きに延びた脚部３５ａ、３６ａの先端部に、内向きに屈曲した先端爪部３５ｂ、３６ｂを設けたものである。

相違点の二は、前記の先端爪部３５ｂ、３６ｂに対応した係合溝３７、３８（図１４参照）が外輪１４の両端面に設けられる点である。これらの係合溝３７、３８に各外輪係合爪３５、３６の先端爪部３５ｂ、３６ｂを係合させることにより、各セグメント２１が外輪１４と係合一体化され、外輪案内型の分割型保持器１１が構成される。

上記のように、実施形態３は、セグメント２１を外輪係合爪３５、３６によって外輪１４に係合一体化した外輪案内型である点において前記の実施形態１、２の場合と相違する。

なお、この場合も実施形態１における「変形例１〜４」（図５〜図７参照）図と同様の変形構造を採ることができる。また、ころ１９とセグメント２１の非分離構造の諸例についても前述の「非分離構造の例１〜例３」（図８〜図１０参照）の構造を採ることができる。

１１ 分割型保持器
１２ 円すいころ軸受
１３ 内輪
１４ 外輪
１５ 内輪軌道
１６ 小つば部
１７ 大つば部
１８ 外輪軌道
１９ 円すいころ
２１ セグメント
２２ ポケット
２３ 主体部
２４、２５ 内輪係合爪
２４ａ、２５ａ 脚部
２４ｂ、２５ｂ 先端爪部
２６、２７ 係合溝
２８ 補強リブ
３１ 円筒ころ軸受
３２ 円筒ころ
３３、３４ 係合溝
３５、３６ 外輪係合爪
３５ａ、３６ａ 脚部
３５ｂ、３６ｂ 先端爪部
３７、３８ 係合溝
４１ 係合突起
４３ 支持凸部
４４ 凹部

Claims (11)

1. 転がり軸受の転動体を保持する分割型保持器のセグメントにおいて、前記セグメントは、前記転動体を保持するポケットが設けられた主体部と、その主体部に設けられた係合爪とからなり、前記係合爪によって当該主体部を転がり軸受の内輪又は外輪のいずれか一方に係合させたことを特徴とする分割型保持器のセグメント。
2. 前記ポケットが、前記転動体を非分離状態に保持する構成であることを特徴とする請求項１に記載の分割型保持器のセグメント。
3. 前記転動体を非分離状態に保持する前記ポケットの構成が、当該ポケットの内輪側又は外輪側のいずれか一方の開口部を弾性変形させ前記転動体をスナップインできるようにした構成であることを特徴とする請求項２に記載の分割型保持器のセグメント。
4. 前記ポケットに前記転動体をスナップインさせる構成が、内輪側の開口縁に弾性変形可能な係合突起を設けた構成であることを特徴とする請求項３に記載の分割型保持器のセグメント。
5. 前記転動体がころであり、そのころを前記ポケットに非分離状態に保持する構成が、当該ポケットの軸方向の両内端面に内向きに突き出して設けられた支持凸部を前記ころの両端面に設けられた凹部に係合させる構成であることを特徴とする請求項１に記載の分割型保持器のセグメント。
6. 前記セグメントの主体部に設けられた係合爪が、脚部と、その脚部の先端部に設けられた先端爪部とにより構成され、前記先端爪部が、前記内輪又は外輪のいずれか一方に係合されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の分割型保持器のセグメント。
7. 前記脚部が、前記セグメントの主体部から内輪方向に延びるように形成され、前記先端爪部が、前記内輪の端面に係合されるように軸方向内向きに屈曲形成されたことを特徴とする請求項６に記載の分割型保持器のセグメント。
8. 前記脚部が、前記セグメントの主体部から内輪方向に延びるように形成され、前記先端爪部が、前記内輪つば部の内側面に係合されるように軸方向外向きに屈曲形成されたことを特徴とする請求項６に記載の分割型保持器のセグメント。
9. 前記脚部が、前記セグメントの主体部から外輪方向に延びるように形成され、前記先端爪部が、前記外輪端面に係合されるように軸方向内向きに屈曲形成されたことを特徴とする請求項６に記載の分割型保持器のセグメント。
10. 内外の軌道輪の間に保持器によって保持された転動体を介在した転がり軸受において、前記保持器として請求項１から９のいずれかに記載されたセグメントを環状に配列して構成した分割型保持器を用いたことを特徴とする転がり軸受。
11. 前記転がり軸受が円筒ころ軸受又は円すいころ軸受のいずれかであることを特徴とする請求項１０に記載の転がり軸受。

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