JP2014020391A

JP2014020391A - ころ軸受

Info

Publication number: JP2014020391A
Application number: JP2012156560A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Miyaji; 武志宮地
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2014-02-03

Abstract

【課題】保持器セグメント、ころ及び内輪の一体性を確保することができ、容易に組み立てることができるころ軸受を提供する。
【解決手段】隣り合う保持器セグメントの一方の保持器セグメントの第１リム部２１は、他方の保持器セグメント側に向かって延びる第１延長部２１ａを有している。他方の保持器セグメントの第２リム部２２は、一方の保持器セグメント側に向かって延びるとともに、第１延長部２１ａに対して軸方向に対向配置される第２延長部２２ａを有している。第１，２延長部２１ａ，２２ａに設けられた第１，第２凸部７，８と、第１延長部２１ａと第２延長部２２ａとの間のポケット２４に収容される円すいころ４の軸方向両側の端面４ａ，４ｂに設けられた第１，第２凹部１１，１２とを嵌合させて、円すいころ４を第１，第２延長部２１ａ，２２ａに対して回転自在に連結している。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の保持器セグメントを環状に配列した分割保持器を備えたころ軸受に関する。

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７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り、図８は従来の保持器セグメントを用いた円すいころ軸受を示す要部断面図である。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、この第１，第２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、隣り合う柱部１０３と第１，第２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１１３（図８参照）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。

円すいころ軸受１１０は、外輪１１１と内輪１１２との間に複数の円すいころ１１３を配列し、各円すいころ１１３を、複数の前記保持器セグメント１００からなる分割保持器１２０によって保持している。内輪１１２の外周には、各円すいころ１１３が転動する軌道面１１２ａが形成されており、この軌道面１１２ａを挟んで、円すいころ１１３の端面が接触する大鍔部１１２ｂと小鍔部１１２ｃとが設けられている。
前記円すいころ軸受１１０は、例えば、各保持器セグメント１００を、内輪１１２の外周に沿って環状に配列し、各保持器セグメント１００のポケット１０４に円すいころ１１３を順次挿入した後、内輪１１２を各保持器セグメント１００及び円すいころ１１３とともに、予めハウジングに装着された外輪１１１に嵌め込むことにより組み立てられる。

ヨーロッパ特許公報ＥＰ２２６４３２５（Ａ１）

従来の円すいころ軸受１１０は、内輪１１２を外輪１１１に嵌め込む前の状態において、各保持器セグメント１００同士は分離された状態で内輪１１２の外周面に配列されているため、保持器セグメント１００が円すいころ１０４とともに内輪１１２から脱落し易い。このため、内輪１１２を各保持器セグメント１００及び円すいころ１１３とともに、ハウジングに装着された外輪１１１に嵌め込む作業が困難となり、円すいころ軸受１１０を組み立てるのに多くの工数を要するという問題があった。
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、保持器セグメント、ころ及び内輪の一体性を確保することができ、容易に組み立てることができるころ軸受を提供することを目的とする。

本発明のころ軸受は、外輪と、内輪と、前記外輪に形成された外軌道面と前記内輪に形成された内軌道面との間に転動自在に配置された複数のころと、各ころを外抱きして保持するとともに周方向に複数に分割されている分割保持器とを備え、前記分割保持器は、軸方向に所定間隔離して対向させた第１，第２リム部と、この第１，第２リム部の間に架設した複数の柱部とを有し、隣り合う柱部と前記第１，第２リム部とによって囲まれる空間を、前記ころ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、周方向に沿って環状に配列してなるころ軸受であって、隣り合う保持器セグメントのうちの一方の保持器セグメントの第１リム部は、他方の保持器セグメント側に向かって延びる第１延長部を有し、前記他方の保持器セグメントの第２リム部は、前記一方の保持器セグメント側に向かって延びるとともに、前記第１延長部に対して軸方向に対向配置されて当該第１延長部との間に前記ポケットを形成している第２延長部を有し、前記第１延長部と第２延長部との間のポケットに収容されるころの軸方向一端面及び前記第１延長部の当該ポケット側の側面のうちの、一方の面に設けられた第１凸部と、他方の面に設けられた第１凹部とを嵌合させて、当該ころを前記第１延長部に対して回転自在に連結し、前記第１延長部と第２延長部との間のポケットに収容されるころの軸方向他端面及び前記第２延長部の当該ポケット側の側面のうちの一方の面に設けられた第２凸部と、他方の面に設けられた第２凹部とを嵌合させて、当該ころを前記第２延長部に対して回転自在に連結していることを特徴とする。

上記のように構成されたころ軸受によれば、第１延長部と第２延長部との間に形成されたポケットにころを収容する際に、当該ころの軸方向両側の端面を、凹部と凸部との嵌合により、第１延長部及び第２延長部にそれぞれ回転自在に連結することができる。すなわち、隣り合う保持器セグメントの端部同士をころを介して互いに連結することができるため、各保持器セグメントの一体性を確保することができる。これにより、各保持器セグメントを環状に配列した内輪を外輪に嵌め込む際に、内輪に添わせた保持器セグメントがころとともに内輪から脱落するのを防止することができる。
また、第１延長部と第２延長部との間に形成されたポケットに収容されるころは、第１，第２延長部に対して回転自在に連結されるため、その回転を阻害することなく、隣り合う保持器セグメントを連結することができる。

前記ころ軸受は、前記第１凸部が設けられた前記一方の面が、前記第１延長部のポケット側の側面であり、前記第１凹部が設けられた前記他方の面が、前記ころの軸方向一端面であり、前記第２凸部が設けられた前記一方の面が、前記第２延長部のポケット側の側面であり、前記第２凹部が設けられた前記他方の面が、前記ころの軸方向他端面であることが好ましい。
この場合、第１延長部と第２延長部との間に形成されたポケットに収容されるころには、第１凹部及び第２凹部が設けられ、第１凸部及び第２凸部が突出して設けれることがないため、当該ころをその他のポケットにも収容することができる。すなわち、第１延長部と第２延長部との間に形成されたポケットに収容されるころ、及びその他のポケットに収容されるころとして、同じ形状のころを用いることができるため、ころ軸受の構成を簡素化することができる。

本発明のころ軸受によれば、各保持器セグメント、ころ及び内輪の一体性を確保することができるので、ころ軸受を容易且つ効率的に組み立てることができる。

本発明の一実施形態に係る円すいころ軸受を示す要部断面図である。上記円すいころ軸受の分割保持器を示す概略側面図である。上記分割保持器の保持器セグメントを示しており、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。上記円すいころ軸受の円すいころを示す断面図である。隣り合う上記保持器セグメントを連結した状態を示す概略平面図である。隣り合う上記保持器セグメントの連結方法を示す概略平面図である。従来の保持器セグメントの一例を示す斜視図である。従来の保持器セグメントを用いた円すいころ軸受を示す要部断面図である。

以下、本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、本発明の一実施形態に係る円すいころ軸受を示す要部断面図である。本実施形態の円すいころ軸受１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２と、内輪３と、外輪２と内輪３との間に配列された複数の円すいころ４と、各円すいころ４を外抱きして保持するとともに周方向に複数に分割された分割保持器５とを備えている。

外輪２の内周には、円すいころ４が転動するように、円すい面からなる外軌道面２ａが形成されている。内輪３の外周には、外軌道面２ａと対向する位置に円すいころ４が転動するように、円すい面からなる内軌道面３ａが形成されている。また、内輪３の外周には、内軌道面３ａを挟んで径方向外方に突出し、円すいころ４の軸方向両側の端面４ａ，４ｂがそれぞれ接触する大鍔部３ｂと小鍔部３ｃとが形成されている。

図２は、分割保持器５を示す概略側面図である。また、図３は、その分割保持器５を構成する保持器セグメント６を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
分割保持器５は、円弧状に形成された複数の保持器セグメント６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。保持器セグメント６は、軸方向に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２２と、この第１，第２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、隣り合う２つの柱部２３と前記第１，第２リム部２１，２２とによって囲まれる空間を、円すいころ４を収容するポケット２４として構成している。この保持器セグメント６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。

柱部２３は、保持器セグメント６の一端側６ａから他端側６ｂに向かって、第１柱部２３ａ、第２柱部２３ｂ及び第３柱部２３ｃの３本がこの順に等間隔に配置されて構成されている。また、図３（ｂ）に示すように、各柱部２３ａ〜２３ｃのポケット２４側の側面には、円すいころ４が径方向外方に抜け出さないように、円すいころ４の外周面に沿う円弧面２３ａ１，２３ｂ１，２３ｃ１が形成されている。これにより、保持器セグメント６は、各柱部２３ａ〜２３ｃのポケット２４に収容された円すいころ４を外抱きした状態で保持するようになっている。

第１リム部２１は、図３（ａ）に示すように、第１柱部２３ａから保持器セグメント６の他端側６ｂに向かって延びて形成されており、第３柱部２３ｃよりも前記他端側６ｂに所定長さ突出する第１延長部２１ａを有している。第１延長部２１ａの突出長さＬ１は、各柱部２３ａ〜２３ｃの形成ピッチをＰとし、周方向の厚みをＴとすると、
Ｌ１＝Ｐ−Ｔ
となるように設定されている。つまり、前記突出長さＬ１は、保持器セグメント６の他端側６ｂに、一つのポケット２４を構成できる長さに設定されている。第１延長部２１ａのポケット２４を構成する側面２１ａ１には、軸方向に突出する第１凸部７が形成されている。

第２リム部２２は、第３柱部２３ｃから保持器セグメント６の一端側６ａに向かって延びて形成されており、第１柱部２３ａよりも前記一端側６ａに所定長さ突出する第２延長部２２ａを有している。第２延長部２２ａの突出長さＬ２は、第１延長部２１ａの突出長さＬ１と略同一長さに設定されている。つまり、前記突出長さＬ２は、保持器セグメント６の一端側６ａに、一つのポケット２４を構成できる長さに設定されている。第２延長部２２ａのポケット２４を構成する側面２２ａ１には、軸方向に突出する円柱状の第２凸部８が形成されている。

図４は、円すいころ４を示す断面図である。また、図５は、隣り合う保持器セグメント６を連結した状態を示す概略平面図である。円すいころ４の軸方向一端面４ａには、隣り合う一方の保持器セグメント６（以下「第１保持器セグメント６Ａ」ともいう）の第１凸部７に嵌合させる円形断面の第１凹部１１が形成されている。また、円すいころ４の軸方向他端面４ｂには、隣り合う他方の保持器セグメント６（以下「第２保持器セグメント６Ｂ」ともいう）の第２凸部８に嵌合させる円形断面の第２凹部１２が形成されている。第１，第２凹部１１，１２は、これら凹部１１，１２の各軸心が円すいころ４の軸心Ｘ上に配置されるように形成されている。
円すいころ４の軸方向両側の端面４ａ，４ｂには、第１保持器セグメント６Ａの第１凸部７及び第２保持器セグメント６Ｂの第２凸部８に、第１，第２凹部１１，１２をそれぞれ導き入れるための入れ溝（図示省略）が形成されている。

図５に示すように、第１保持器セグメント６Ａにおける第１リム部２１の第１延長部２１ａは、第２保持器セグメント６Ｂの第１リム部２１に向かって延びるように配置されている。また、第２保持器セグメント６Ｂにおける第２リム部２２の第２延長部２２ａは、第１保持器セグメント６Ａの第２リム部２２に向かって延びるとともに、第１保持器セグメント６Ａの第１延長部２１ａに対して軸方向に対向して配置されている。これにより、第１保持器セグメント６Ａの第１延長部２１ａ及び第３柱部２３ｃと、第２保持器セグメント６Ｂの第２延長部２２ａ及び第１柱部２３ａとによって囲まれる空間は、円すいころ４を収容するポケット２４として構成されている。

第１保持器セグメント６Ａの第１凸部７、及び第２保持器セグメント６Ｂの第２凸部８には、円すいころ４の第１，第２凹部１１，１２がそれぞれ嵌合されている。これにより、第１保持器セグメント６Ａの第１延長部２１ａ及び第２保持器セグメント６Ｂの第２延長部２２ａに対して、円すいころ４が回転自在に連結されるとともに、第１，第２保持器セグメント６Ａ，６Ｂは、円すいころ４を介して互いに組合わされた状態で連結されている。

図６は、隣り合う保持器セグメントの連結方法を示す概略平面図である。隣り合う第１保持器セグメント６Ａと第２保持器セグメント６Ｂとを組み合わせて連結する場合、第１保持器セグメント６Ａの各柱部２３ａ〜２３ｃ間のポケット２４に円すいころ４を収容するとともに、第１保持器セグメント６Ａの第１凸部７に円すいころ４の第１凹部１１を嵌合させる。この状態で、第２保持器セグメント６Ｂの第２凸部８を第１保持器セグメント６Ａの第２凹部１２に嵌合させる。これにより、第１保持器セグメント６Ａと第２保持器セグメント６Ｂとは、円すいころ４を介して互いに連結される。

このようにして、複数の保持器セグメント６を円すいころ４により環状に組み合わせる際、最後に組み合わせる保持器セグメント６同士は、予め互いに隣接配置させた状態で、両保持器セグメント６の第１，第２凸部７，８に、円すいころ４の第１，第２凹部１１，１２を同時に嵌合させることになる。その際、本実施形態では、前記入れ溝を介して第１，第２凸部７，８を第１，第２凹部１１，１２にそれぞれ嵌合させることができるため、円すいころ４を両保持器セグメント６に容易に連結することができる。

以上の構成の円すいころ軸受１によれば、隣り合う一方の保持器セグメント６の第１延長部２１ａと、他方の保持器セグメント６の第２延長部２２ａとの間に形成されたポケット２４に円すいころ４を収容する際に、当該円すいころ４の軸方向両側の端面４ａ，４ｂを、第１，第２凹部１１，１２と第１，第２凸部７，８との嵌合により、第１，第２延長部２１ａ，２２ａにそれぞれ回転自在に連結することができる。すなわち、隣り合う保持器セグメント６の端部同士を円すいころ４を介して互いに連結することができるため、各保持器セグメント６の一体性を確保することができる。これにより、各保持器セグメント６を環状に配列した内輪３を外輪２に嵌め込む際に、一旦内輪３に添わせた保持器セグメント６が円すいころ４とともに内輪３から脱落するのを防止することができるため、円すいころ軸受１を容易且つ効率的に組み立てることができる。
また、円すいころ４は、第１，第２延長部２１ａ，２２ａに対して回転自在に連結されるため、その回転を阻害することなく、隣り合う保持器セグメント６を連結することができる。

また、第１延長部２１ａと第２延長部２２ａとの間に形成されたポケット２４に収容される円すいころ４には、第１凹部１１及び第２凹部１２が設けられ、第１凸部７及び第２凸部８が突出して設けれることがないため、当該円すいころ４を各柱部２３ａ〜２３ｃ間に形成されたその他のポケット２４にも収容することができる。すなわち、第１延長部２１ａと第２延長部２２ａとの間に形成されたポケット２４に収容される円すいころ、及びその他のポケット２４に収容される円すいころとして、すべて同じ形状の円すいころ４を用いることができるため、円すいころ軸受１の構成を簡素化することができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、第１凸部７を第１延長部２１ａに設け、第１凹部１１を円すいころ４に設けているが、第１凸部７を円すいころ４に設け、第１凹部１１を第１延長部２１ａに設けてもよい。また、第２凸部８を第２延長部２２ａに設け、第２凹部１２を円すいころ４に設けているが、第２凸部８を円すいころ４に設け、第２凹部１２を第２延長部２２ａに設けてもよい。なお、第１凸部７又は第２凸部８を円すいころ４に設ける場合、各柱部２３ａ〜２３ｃ間のポケット２４に収容される円すいころ４には、第１凸部７又は第２凸部８を設けずに、第１延長部２１ａと第２延長部２２ａとの間のポケット２４に収容される円すいころ４にのみ、第１凸部７又は第２凸部８を設ければよい。さらに、本発明は、円すいころ軸受以外に、円筒ころ軸受にも適用することができる。

１：円すいころ軸受（ころ軸受）、２：外輪、２ａ：外軌道面、３：内輪、３ａ：内軌道面、４：円すいころ（ころ）、５：分割保持器、６：保持器セグメント、７：第１凸部、８：第２凸部、１１：第１凹部、１２：第２凹部、２１：第１リム部、２１ａ：第１延長部、２２：第２リム部、２２ａ：第２延長部、２３：柱部、２４：ポケット

Claims

外輪と、内輪と、前記外輪に形成された外軌道面と前記内輪に形成された内軌道面との間に転動自在に配置された複数のころと、各ころを外抱きして保持するとともに周方向に複数に分割されている分割保持器とを備え、
前記分割保持器は、軸方向に所定間隔離して対向させた第１，第２リム部と、この第１，第２リム部の間に架設した複数の柱部とを有し、隣り合う柱部と前記第１，第２リム部とによって囲まれる空間を、前記ころ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、周方向に沿って環状に配列してなるころ軸受であって、
隣り合う保持器セグメントのうちの一方の保持器セグメントの第１リム部は、他方の保持器セグメント側に向かって延びる第１延長部を有し、
前記他方の保持器セグメントの第２リム部は、前記一方の保持器セグメント側に向かって延びるとともに、前記第１延長部に対して軸方向に対向配置されて当該第１延長部との間に前記ポケットを形成している第２延長部を有し、
前記第１延長部と第２延長部との間のポケットに収容されるころの軸方向一端面及び前記第１延長部の当該ポケット側の側面のうちの、一方の面に設けられた第１凸部と、他方の面に設けられた第１凹部とを嵌合させて、当該ころを前記第１延長部に対して回転自在に連結し、
前記第１延長部と第２延長部との間のポケットに収容されるころの軸方向他端面及び前記第２延長部の当該ポケット側の側面のうちの一方の面に設けられた第２凸部と、他方の面に設けられた第２凹部とを嵌合させて、当該ころを前記第２延長部に対して回転自在に連結していることを特徴とするころ軸受。
前記第１凸部が設けられた前記一方の面が、前記第１延長部のポケット側の側面であり、前記第１凹部が設けられた前記他方の面が、前記ころの軸方向一端面であり、
前記第２凸部が設けられた前記一方の面が、前記第２延長部のポケット側の側面であり、前記第２凹部が設けられた前記他方の面が、前記ころの軸方向他端面である請求項１に記載のころ軸受。