JP2013242018A

JP2013242018A - 転がり軸受用の分割保持器及びそれを用いた転がり軸受

Info

Publication number: JP2013242018A
Application number: JP2012116524A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Miyaji; 武志宮地
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2013-12-05
Also published as: CN103423308A; EP2667045A1; US8851761B2; US20130315522A1

Abstract

【課題】隣合う保持器セグメントが径方向へ相対的に移動することに起因して、保持器セグメントに異常摩耗が生じるのを防止することができる転がり軸受用の分割保持器を提供する。
【解決手段】転動体を収容する複数のポケット２４を形成した保持器セグメント２を、周方向に沿って環状に配列した転がり軸受用の分割保持器１である。隣合う一方の保持器セグメントのリム部２１，２２の端面に突起３１を設け、他方の保持器セグメント２リム部２１，２２の端面に凹溝３２を設けた。前記突起３１と凹溝３２とを組み合わせて、隣合う保持器セグメント２どうしが径方向へ相対移動するのを防止した。
【選択図】図４

Description

この発明は、複数の保持器セグメントを環状に配列した転がり軸受用の分割保持器及びそれを用いた転がり軸受に関する。

従来、水平軸プロペラ式の風力発電装置においては、ブレードを取り付ける主軸を回転自在に支持するために、転がり軸受が用いられている。近年、風力発電装置の大型化に伴って、主軸の直径が数メートルを超えることもあり、このような大型の主軸を支持するために、転がり軸受も大型化している。大型の転がり軸受に用いられる保持器として、合成樹脂製の保持器が用いられる場合がある。この合成樹脂製の保持器は、溶接で組み立てる金属製の保持器に較べて、軽量であるとともに精度も確保し易いという利点がある。しかし、直径の大きい合成樹脂製の保持器を、射出成形で一体成形することは困難である。そこで、周方向に複数に分割した分割保持器が用いられている（例えば特許文献１参照）。この分割保持器は、複数の保持器セグメントを環状に配列したものである。

図８は従来の保持器セグメントの一例を示す要部斜視図である。この保持器セグメント１００は、所定間隔離して対向させた一対の第１，第２リム部１０１，１０２と、各リム部１０１，１０２の間に架設した複数の柱部１０３とを有しており、隣合う柱部１０３と各リム部１０１，１０２とによって囲まれる空間を、転動体としての円すいころ（図示せず）を収容するポケット１０４として構成している。前記保持器セグメント１００は、射出成形によって成形された合成樹脂製のものである。

前記各柱部１０３の外周には、転がり軸受の外輪軌道面と摺接して保持器セグメント１００の回転を案内する外側案内部１１４が突設されている。また、前記各柱部１０３の内周には、転がり軸受の内輪軌道面と摺接して保持器セグメント１００の回転を案内する内側案内部１１５が軸方向に離して一対ずつ突設されている。各内側案内部１１５のうちの第２リム部１０２側の内側案内部１１５は、径方向内側から円すいころを抱持する抱持部を兼ねている。

ヨーロッパ特許公報ＥＰ２２６４３２５（Ａ１）

従来の分割保持器においては、円すいころ１１３の進み遅れや各保持器セグメント１００の熱膨張等に起因して、隣接する一方の保持器セグメント１００が他方の保持器セグメント１００によって周方向に押圧されることがある。この場合、隣接する一方の各リム部１０１，１０２の端面と、他方の各リム部１０１，１０２の端面とが押し合うので、両端面において径方向の滑りが生じて、隣接する保持器セグメント１００の位置が、径方向へ相対的にずれる場合がある。このような保持器セグメント１００の位置ずれが生じると、隣接する一方の保持器セグメント１００については、その外側案内部１１４の外周面が外輪軌道面に強く押し付けられた状態で、当該外側軌道面と摺接することになる。また、他方の保持器セグメント１００については、その内側案内部１１５の内周面が内輪軌道に強く押し付けられた状態で、当該内側軌道面と摺接することになる。このため、これら外側案内部１１４及び内側案内部１１５に異常摩耗が生じて、保持器セグメント１００が径方向に振動したり、摩耗粉によって転がり軸受の性能に悪影響を及ぼしたりするという問題があった。

この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、隣合う保持器セグメントが径方向へ相対的に移動することに起因して、保持器セグメントに異常摩耗が生じるのを防止することができる転がり軸受用の分割保持器及びそれを用いた転がり軸受を提供することを目的とする。

（１）前記目的を達成するためのこの発明に係る転がり軸受用の分割保持器は、所定間隔離して対向させた一対のリム部と、この一対のリム部の間に架設した複数の柱部とを有し、隣合う柱部と前記一対のリム部とによって囲まれる空間を、転動体を収容するポケットとして構成している複数の合成樹脂製の保持器セグメントを、隣合う一方の保持器セグメントのリム部の端面と他方の保持器セグメントのリム部の端面とを対向させた状態で、周方向に沿って環状に配列した転がり軸受用の分割保持器であって、
前記保持器セグメントが、
前記柱部の外周に突設され、転がり軸受の外輪軌道面と摺接して保持器の回転を案内する外側案内部と、
前記柱部の内周に突設され、転がり軸受の内輪軌道面と摺接して保持器の回転を案内する内側案内部と、
前記リム部の一端に設けられた周方向に突出する突起と、前記リム部の他端に設けられた周方向に凹入する凹溝とを有し、隣合う一方の保持器セグメントの前記突起と他方の保持器セグメントの凹溝とを互いに組み合わせた状態で、隣合う保持器セグメントのリム部どうしが押し合うことにより当該保持器セグメントが径方向へ相対移動するのを規制する移動規制手段と、を備えることを特徴とすることを特徴とする。

このような構成の転がり軸受用の分割保持器によれば、隣合う保持器セグメントのリム部どうしが押し合った場合に、隣合う一方の保持器セグメントの突起と、この突起に組み合わせた他方の保持器セグメントの凹溝とによって、隣合う保持器セグメントどうしが径方向へ相対移動するのを規制することができる。このため、外側案内部及び内側案内部が軌道面に強く押し付けられた状態で当該軌道面と摺接するのを防止することができる。

（２）前記保持器セグメントの突起は、頂部の稜線が保持器の軸方向に延びる三角柱形状であり、前記溝部は、前記突起に合致する断面三角形の切欠きであるのが好ましい。
この場合、隣合う保持器セグメントの突起と凹溝とを容易且つ確実に組み合わせることができる。

また、この発明に係る転がり軸受は、外輪の軌道面と内輪の軌道面との間に、保持器によって保持された転動体を介在している転がり軸受であって、前記保持器が、前記（１）又は（２）に記載の保持器であることを特徴とする。
この転がり軸受についても、隣合う保持器セグメントのリム部どうしが押し合った場合に、隣合う保持器セグメントの位置が径方向へ相対的にずれるのを防止することができるので、外側案内部及び内側案内部が、軌道面に強く押し付けられた状態で当該軌道面と摺接するのを防止することができる。

この発明に係る転がり軸受用の分割保持器及び転がり軸受によれば、隣合う保持器セグメントが径方向へ相対的に移動することに起因して、保持器セグメントに異常摩耗が生じるのを防止することができる。

この発明の一実施形態に係る転がり軸受を示す要部断面図である。この発明の一実施形態に係る転がり軸受用の分割保持器を示す概略正面図である。保持器セグメントを示す斜視図である。隣合う保持器セグメントのリム部どうしを接続した状態を示す斜視図である。隣合う保持器セグメントのリム部どうしを分離した状態を示す要部斜視図である。分割保持器の他の実施形態を示す要部斜視図である。突起と溝部の他の実施形態を示す要部正面図である。従来の保持器セグメントの一例を示す斜視図である。

以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図１はこの発明の一実施形態に係る転がり軸受としての円すいころ軸受１０を示す要部断面図である。円すいころ軸受１０は、風力発電装置の主軸を支持する大型のものであり、外輪１１と内輪１２との間に複数の転動体としての円すいころ１３を配列し、各円すいころ１３を、複数の前記保持器セグメント２からなる分割保持器１によって保持している。
前記外輪１１の内周には、各円すいころ１３が転走する外輪軌道面１１ａが形成されており、内輪１２の外周には、各円すいころ１３が転走する内輪軌道面１２ａが形成されている。内輪１２の端部には、内輪軌道面１２ａを挟んで、円すいころ１３の端面が接触する大鍔部１２ｂと小鍔部１２ｃとが設けられている。

図２は、前記分割保持器１を示す概略正面図であり、図３は分割保持器１を構成する保持器セグメント２を示す斜視図である。
分割保持器１は、複数の円弧状の保持器セグメント２を、周方向に沿って環状に配列することによって構成されている。前記保持器セグメント２は、所定間隔離して対向させた第１リム部２１及び第２リム部２１，２２と、各リム部２１，２２の相互間に架設した複数の柱部２３とを備えており、隣合う２つの柱部２３と各リム部２１，２２とによって囲まれる空間を、転動体を収容するポケット２４として構成している。この分割保持器１は、射出成形によって一体成形された合成樹脂製のものである。

各リム部２１，２２は、保持器セグメント２の周方向の全長に亘って設けられている。各リム部２１，２２の一端２１ａ，２２ａには、周方向に突出する突起３１が設けられている。この突起３１は、基端部から先端に向かって径方向幅が漸次減少する三角柱形状のものであり、その頂部の稜線３１ａが分割保持器１の軸方向に沿って延びている（図５参照）。突起３１の断面形状は二等辺三角形であり、その頂角は、例えば９０〜１２０度に設定されている。また、突起３１の基端部の径方向幅は、各リム部２１，２２の径方向幅と同一である。

各リム部２１，２２の他端２１ｂ，２２ｂには、周方向に凹入する凹溝３２が形成されている。この凹溝３２は断面形状が二等辺三角形の切欠きからなり、その谷底に沿った線が保持器セグメント２の軸方向に沿って延びている。前記凹溝３２は、これに隣接された保持器セグメント２の突起３１と合致する形状になっている（図４参照）。

各柱部２３の外周の第１リム部２１側には、円すいころ軸受１０の外輪軌道面１１ａと摺接して保持器セグメント２の回転を案内する外側案内部２５が、径方向外方に向けて突設されている。また、前記各柱部２３の内周には、円すいころ軸受１０の内輪軌道面１２ａと摺接して保持器セグメント２の回転を案内する内側案内部２６が、径方向内方に向けて突設されている。

内側案内部２６は、第１リム部２１側の突片２６ａと、第２リム部２２側の突片２６ｂとによって構成されている。第２リム部２２側の突片２６ｂの軸方向幅は、第１リム部２１側の突片２６ａの軸方向幅よりも大きくなっている。また、第２リム部２２側の突片２６ｂの先端部（図３において下端部）には、周方向に延びる爪部２６ｃが形成されている。この爪部２６ｃのポケット２４に臨む側面は、円すいころ１３の転走面（外周面）に合致する曲面になっており、この爪部２６ｃによって、円すいころ１３を径方向内側から抱持している。すなわち、第２リム部２２側の突片２６ｂは、円すいころ１３を抱持する抱持部を兼ねている。
なお、各柱部２３のうち、周方向の両端部の柱部２３は、周方向幅ｔ１が他の柱部２３のそれよりも薄くなっている。

分割保持器１は、図４に示すように、隣合う一方の保持器セグメント２（以下「第１保持器セグメント２Ａ」ともいう）の突起３１と、他方の保持器セグメント２（以下「第２保持器セグメント２Ｂ」ともいう）の凹溝３２とを合致させた状態で、環状に配列されている。この状態で、前記合致させた突起３１と凹溝３２とは、第１保持器セグメント２Ａと第２保持器セグメント２Ｂとが径方向に相対移動するのを規制する移動規制手段Ｘを構成している。

以上の構成の分割保持器１は、第１保持器セグメント２Ａの突起３１と第２保持器セグメント２Ｂの凹溝３２とを組み合わせているので、各保持器セグメント２の一体性を確保することができる。このため、円すいころ１３の進み遅れや各保持器セグメント２の熱膨張等に起因して、第１保持器セグメント２Ａが、これに隣接する第２保持器セグメント２Ｂによって周方向に押圧された場合でも、つまり、隣接する一方の各リム部２１，２２の端面と、他方の各リム部２１，２２部の端面とが押し合った場合でも、これら端面どうしが径方向に滑って、両保持器セグメントＡ，Ｂの位置が、径方向へ相対的にずれるのを防止することができる。これにより、外側案内部２５及び内側案内部２６が、外輪軌道面１１ａ及び内輪軌道面１２ａにそれぞれ強く押し付けられた状態で、当該外輪軌道面１１ａ及び内輪軌道面１２ａそれぞれ摺接することに起因して、外側案内部２５及び内側案内部２６に異常摩耗が生じるのを防止することができる。この結果、保持器セグメント２が径方向に振動したり、摩耗粉によって円すいころ軸受１０の性能に悪影響を及ぼしたりするのを防止することができる。

また、移動規制手段Ｘを構成する突起３１及び凹溝３２の断面形状が三角形であるので、隣合う保持器セグメント２の一方と他方とを、周方向に相対移動させるだけで、突起３１と凹溝３２とを確実に合致させることができる。このため、保持器セグメント２を環状に配列する作業が容易となる。
なお、隣合う保持器セグメント２の相互間には、各保持器セグメント２を環状に配列し易くするための僅かなすきまを設けていてもよく、この場合、互いに組み合わせた突起３１と凹溝３２との間にも、前記すきまに相当するすきまが構成される。

図６は分割保持器１の他の実施の形態を示す要部斜視図である。この実施形態に係る分割保持器１は、円すいころ１３を径方向外側から抱持するタイプのものである。この分割保持器１の保持器セグメント２は、突片状の外側案内部２５及び内側案内部２６が、それぞれ軸方向に所定間隔離した状態で、柱部２３毎に一対ずつ設けられている。各外側案内部２５の頂部には、円すいころ１３を径方向外側から抱持するための爪部２５ａが周方向に突設されている。すなわち、この分割保持器１においては、一対の外側案内部２５が円すいころ１３を抱持する抱持部を兼ねている。

この保持器セグメント２についても、各リム部２１，２２の一端２１ａ，２２ａに、図３に示す保持器セグメント２と同様な突起３１が、他端２１ｂ，２２ｂに、図３に示す保持器セグメント２と同様な凹溝３２がそれぞれ設けられている。
この実施形態に係る分割保持器１についても、突起３１と凹溝３２とを組み合わせた状態で、各保持器セグメント２が環状に配列されている。
したがって、図３に示す分割保持器１と同様に、外側案内部２５及び内側案内部２６が、外輪軌道面１１ａ及び内輪軌道面１２ａにそれぞれ強く押し付けられることに起因して、当該外側案内部２５及び内側案内部２６に異常摩耗が生じるのを防止することができる。

この発明に係る分割保持器１は、前記した実施形態に限定されるものではない。例えば、保持器セグメント２の突起３１及び凹溝３２は、各リム部２１，２２の端面の径方向中央側のみに突設してもよく（図７ａ参照）、各端面にそれぞれ複数個ずつ形成してもよい（図７ｂ参照）。また、突起３１及び凹溝３２の断面形状は、前記した三角形に限らず、円弧形や台形等の他の形状に形成して実施してもよい（図７ｃ参照）。さらに、突起３１を第１，第２リム部２１，２２の他端面２１ｂ，２２ｂ側に設け、凹溝３２を一端面２１ａ，２２ａ側に設けてもよい。

また、以上においては、移動規制手段Ｘを構成する突起３１及び凹溝３２を、第１，第２リム部２１，２２のみに設けた場合を説明したが、第１，第２リム部２１，２２に加えて、保持器セグメント２の周方向の一方側端部の柱部２３及び他方側端部の柱部２３にも突起及び凹溝をそれぞれ設けてもよい。
この場合、隣合う一方の柱部２３の突起と他方の柱部の凹溝とを合致させることにより、両保持器セグメント２が径方向へ相対移動するのをより強固に規制することができるとともに、隣合う柱部２３どうしの一体性を確保することができるので、両端の柱部２３の周方向厚みを、中間の柱部２３よりも薄肉にした場合でも、その剛性を良好に確保することができる。なお、両端の柱部２３の周方向厚みを中間の柱部２３と同じ厚みにして、当該柱部２３に前記突起及び凹溝を設けてもよい。

１：分割保持器、２：保持器セグメント、２１：第１リム部、２２：第２リム部、２３：柱部、２４：ポケット、２５：外側案内部、２６：内側案内部、３１：突起、３２：凹溝、Ｘ：移動規制手段

Claims

所定間隔離して対向させた一対のリム部と、この一対のリム部の間に架設した複数の柱部とを有し、隣合う柱部と前記一対のリム部とによって囲まれる空間を、転動体を収容するポケットとして構成している複数の合成樹脂製の保持器セグメントを、隣合う一方の保持器セグメントのリム部の端面と他方の保持器セグメントのリム部の端面とを対向させた状態で、周方向に沿って環状に配列した転がり軸受用の分割保持器であって、
前記保持器セグメントが、
前記柱部の外周に突設され、転がり軸受の外輪軌道面と摺接して保持器の回転を案内する外側案内部と、
前記柱部の内周に突設され、転がり軸受の内輪軌道面と摺接して保持器の回転を案内する内側案内部と、
前記リム部の一端に設けられた周方向に突出する突起と、前記リム部の他端に設けられた周方向に凹入する凹溝とを有し、隣合う一方の保持器セグメントの前記突起と他方の保持器セグメントの凹溝とを互いに組み合わせた状態で、隣合う保持器セグメントのリム部どうしが押し合うことにより当該保持器セグメントが径方向へ相対移動するのを規制する移動規制手段と、
を備えることを特徴とする転がり軸受用の分割保持器。
前記突起が、頂部の稜線が保持器の軸方向に延びる三角柱形状であり、前記溝部が、前記突起に合致する断面三角形の切欠きである請求項１記載の転がり軸受用の分割保持器。
外輪の軌道面と内輪の軌道面との間に、保持器によって保持された転動体を介在している転がり軸受であって、前記保持器が、請求項１又は２に記載の保持器であることを特徴とする転がり軸受。