JP2014066303A

JP2014066303A - ピン型保持器、及びこれを備えた転がり軸受

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Publication number: JP2014066303A
Application number: JP2012211998A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Teramoto; 武司寺本; Hideki Fujiwara; 英樹藤原
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2014-04-17
Also published as: EP2713068A2; CN103671553A; US20140086521A1; EP2713068A3

Abstract

【課題】転動体とピンとの間の潤滑を良好に行うことができるピン型保持器を提供する。
【解決手段】ピン型保持器１４は、転がり軸受１０の周方向に配列された複数の転動体１３の中心に形成された貫通孔に挿通される複数のピン１８と、当該ピン１８の軸方向の両端部において複数のピン１８を相互に連結する環状の保持部材２１，２２とを備えており、ピン１８には、当該ピン１８の内部に設けられるとともに潤滑剤を充填可能な充填空間と、当該充填空間からピン１８の外周面に潤滑剤を供給するための供給孔とが形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、風力発電装置の主軸を支持するための転がり軸受等に好適に適用することができるピン型保持器、及びこれを備えた転がり軸受に関する。

風力発電機の主軸を支持するために使用される転がり軸受としては、例えば円すいころ軸受があり、その保持器にはピン型保持器が使用される場合がある（例えば、特許文献１参照）。このピン型保持器は、円すいころの軸方向両側に配置された一対の保持リングと、周方向に間隔をあけて配設され、一対の保持リングに両端が連結される複数のピンとを備えている。そして、円すいころの中心軸線上に形成された貫通孔にピンを挿通させることによって、複数の円すいころの周方向の間隔が保持されるようになっている。

特開２００８−２５６１６８号公報

上記のようなピン型保持器の場合、円すいころの貫通孔とピンとの摺接面にはグリースによる潤滑が必要になる。しかし、貫通孔とピンとの隙間が小さいために貫通孔の内部にグリースが入り難い。このため、グリースの充填が非常に面倒な作業となっていた。
また、風力発電機の主軸を支持するための転がり軸受は非常に大型であり、ピン型保持器の保持リングも同様に大型となる。しかし、大型の保持リングは、保管や運搬等の取り扱いが困難になるという欠点がある。

さらに、ピン型保持器の保持リングは、転がり軸受の径方向寸法に応じてその径方向寸法が設定されるため、異なる径方向寸法の転がり軸受の間で保持リングを共用することが困難であった。

本発明は、以上のような実情に鑑み、転動体とピンとの間の潤滑を好適に行うことができるピン型保持器及び転がり軸受を提供すること等を目的とする。

（１）本発明に係るピン型保持器は、転がり軸受の周方向に配列された複数の転動体の貫通孔に挿通される複数のピンと、各ピンの軸方向両端部において複数のピンを相互に連結する一対の環状の保持部材とを備えており、前記ピンには、当該ピンの内部に設けられるとともに潤滑剤を充填可能な充填空間と、当該充填空間から前記ピンの外周面に潤滑剤を供給するための供給孔とが形成されていることを特徴とする。

本発明のピン型保持器は、潤滑剤を充填可能な充填空間と、当該充填空間から前記ピンの外周面に潤滑剤を供給するための供給孔とがピンに形成されているので、充填空間内に充填された潤滑剤を、供給孔を介してピンの外周面に供給し、ピンの外周面と貫通孔の内周面との隙間を好適に潤滑することができる。

（２）前記ピンは、円筒形状に形成され、前記供給孔は、前記ピンの内周面と外周面とに渡って径方向に貫通して形成されていることが好ましい。
このような構成によって、ピンの筒内を充填空間として利用することができ、この充填空間に充填したグリースを供給孔からピンの外周面に供給することができる。

（３）前記保持部材は、前記ピンの軸心を中心に揺動可能に連結される複数のリンク部材により構成されていることが好ましい。
このような構成によって、保持部材を構成する各リンク部材やピンに動きが生じやすくなり、供給孔からピンの外周面に供給された潤滑剤を、ピンの外周面と貫通孔の内周面との隙間全体に行き渡らせ易くすることができる。また、各リンク部材やピンの動きによって転動体からピンに付与される荷重を吸収することが可能となり、ピンの耐久性を高めることができる。また、保持部材は、転がり軸受に組み付けられていない状態では小型の部品となるため、保管や運搬等の取り扱いが容易になる。また、リンク部材の数を変えることによって保持環の径方向寸法を変更することが可能となるので、径方向寸法が異なる転がり軸受の間でリンク部材を共用することができる。

（４）複数の前記ピンと、これらの複数の前記ピンを連結する前記リンク部材とによって、保持器セグメントが構成されており、複数の前記保持器セグメントを他の前記リンク部材によって周方向に連結することによって当該ピン型保持器が構成されていることが好ましい。
複数のピンと、これらの複数のピンを連結するリンク部材とによって保持器セグメントを形成することによって、全ての部品が分解された状態に比べて、転がり軸受にピン型保持器を組み付ける作業が容易となる。

（５）前記保持部材は、周方向の一箇所で分断されていてもよい。
このような構成によって、各リンク部材やピンにより動きが生じ易くなり、転動体からピンに付与される荷重をより確実に吸収し、衝撃を緩和することができる。

（６）本発明に係る転がり軸受は、内輪と、この内輪の径方向外側に配設された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に周方向に配列された複数の転動体と、複数の転動体の周方向の間隔を保持する上記（１）〜（５）のいずれか１つのピン型保持器と、を備えていることを特徴とする。

本発明のピン型保持器及び転がり軸受によれば、転動体とピンとの間の潤滑を好適に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る転がり軸受の一部の縦断面図である。図１のII矢視図である。円すいころとピン型保持器との関係を示す断面説明図である。保持器セグメントに分解されたピン型保持器を示す断面説明図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る転がり軸受の一部の縦断面図、図２は、図１のII矢視図である。
本実施形態の転がり軸受１０は、例えば、風力発電装置の主軸を支持するために使用されるものであり、環状の内輪１１と、この内輪１１の径方向外方に配置された環状の外輪１２と、内輪１１と外輪１２との間に周方向に配列された複数の転動体１３と、複数の転動体１３の周方向の間隔を保持するピン型保持器１４とを備えている。

内輪１１は、円すい形状に形成された内輪軌道１１ａと、この内輪軌道１１ａの軸方向両側に形成され、径方向外方に突出する小鍔部１１ｂと大鍔部１１ｃとを有している。外輪１２は、円すい形状に形成された外輪軌道１２ａを有している。転動体１３は、截頭円すい（円すい台）形状に形成された円すいころとされており、内輪軌道１１ａ及び外輪軌道１２ａ上を転動可能である。円すいころ１３は、小鍔部１１ｂ及び大鍔部１１ｃによって軸方向の移動が制限されている。また、円すいころ１３の中心軸線上には、貫通孔１６が形成されている。

図３は、円すいころ１３及びピン型保持器１４を示す断面説明図である。
ピン型保持器１４は、円すいころ１３に形成された貫通孔１６に挿入される複数のピン１８と、各ピン１８の軸方向両端部において複数のピン１８を相互に連結する一対の保持部材２１，２２とを有しており、全体として環状に形成されている。ピン１８は、全長に渡って一定の外径を有する円筒形状（中空形状）に形成されている。このピン１８の筒内部は、グリース等の潤滑剤を充填可能な充填空間Ｓとされている。

また、ピン１８には、充填空間Ｓからピン１８の外周面へ向けて径方向に貫通する供給孔１９が形成されている。供給孔１９は、ピン１８の外周面の周方向に関して複数列で、ピン１８の長さ方向全体に亘って複数個形成されている。また、供給孔１９は、円すいころ１３の貫通孔１６の全体に亘る範囲で形成されている。

円すいころ１３の小端面側に配置された保持部材２１と、大端面側に配置された他方の保持部材２２とは、それぞれ複数のリンク部材２１ａ，２１ｂ、２２ａ，２２ｂを環状に連結することによって構成されている。また、一対の保持部材２１，２２は、それぞれ内側リンク部材２１ａ，２２ａと外側リンク部材２１ｂ，２２ｂとを備え、内側リンク部材２１ａ，２２ａと外側リンク部材２１ｂ，２２ｂとは、周方向交互に配置されている。また、一対の保持部材２１，２２の内側リンク部材２１ａ，２２ａ同士が対向して配置され、外側リンク部材２１ｂ，２２ｂ同士が対向して配置されている。

各ピン１８は、内側リンク部材２１ａ，２２ａ及び外側リンク部材２１ｂ，２２ｂの端部に形成された孔２１ｃ，２２ｃに挿通されることによって隣接するリンク部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ同士を連結している。ピン１８における外側リンク部材２１ｂ，２２ｂの外側には、Ｃリング等の抜け止め部材２３が取り付けられている。そして、この抜け止め部材２３によって、ピン１８に対する内側リンク部材２１ａ，２２ａ及び外側リンク部材２１ｂ，２２ｂの離脱が防止されている。

以上の構成によって、周方向に隣接する内側リンク部材２１ａ，２２ａと外側リンク部材２１ｂ，２２ｂとは、ピン１８の中心回りに互いに揺動可能（屈曲可能）な状態で連結されている。
なお、外側リンク部材２１ｂ，２２ｂは、抜け止め部材２３に変えて溶接等によってピン１８に固定されていてもよい。但し、溶接による固定は、ピン１８やリンク部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに熱影響を与え、歪みの発生等の原因になる可能性があるため、本実施形態のように抜け止め部材２３を用いることがより好適である。

本実施形態のピン型保持器１４は、ピン１８に対して充填空間Ｓと供給孔１９とが形成され、充填空間Ｓに充填された潤滑剤を供給孔１９を介してピン１８の外周面に供給することができる。したがって、ピン１８の外周面と貫通孔１６の内周面との摺動部分を好適に潤滑することができる。また、供給孔１９は、ピン１８の外周面の周方向に関して複数列で、ピン１８の長さ方向全体に亘って複数個形成されているので、ピン１８の外周面と貫通孔１６の内周面との略全体に亘って潤滑油を供給することができる。

また、本実施形態のピン型保持器１４は、ピン１８とリンク部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂとから構成され、周方向に隣接するリンク部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、互いに屈曲可能に構成されている。そのため、転がり軸受１０の回転（内輪１１と外輪１２の相対回転）に伴って、リンク部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂやピン１８には周方向や径方向の動きが生じ易くなる。そして、ピン１８の外周面に供給された潤滑油は、ピン１８の動きによってピン１８の外周面と貫通孔１６との隙間全体に拡がり易くなり、ピン１８と円すいころ１３との間の潤滑を好適に行うことができる。

また、円すいころ１３からピン１８に付与される荷重は、ピン１８に動きによって吸収され、衝撃も緩和される。これにより、ピン１８の耐久性を高めることが可能となる。また、ピン１８は円筒形状に形成されているので、肉厚を確保して強度を高めるのが困難となるが、ピン１８の動きによって円すいころ１３から受ける荷重や衝撃を低減することができるので、必要な強度を容易に確保することができる。

また、保持部材２１，２２は、複数のリンク部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂによって構成されているので、このリンク部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの数を変更することによって、径方向寸法の異なるピン型保持器１４を形成することができる。したがって、円すいころ１３の周方向ピッチが共通し、かつ径方向寸法が異なる転がり軸受１０の間で、リンク部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの共用することができ、製造コストの低減を図ることができる。

本実施形態のピン型保持器１４は、例えば、次のような方法で転がり軸受１０に組み付けることができる。まず、第１の方法として、円すいころ１３を一つずつ内輪軌道１１ａ上に配置しながら貫通孔１６にピン１８を挿通し、リンク部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂで連結していく方法がある。ただし、この方法では、組み付ける過程で、円すいころ１３やリンク部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂが内輪１１から離脱し易くなるという欠点がある。

第２の方法として、環状のピン型保持器１４を周方向の一箇所で分断した状態（紐状の状態）に予め組み立てておき、これを内輪軌道１１ａ上に巻き付け、分断された箇所をリンク部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂにより連結する方法がある。この方法であれば、組み付けの過程で内輪１１から円すいころ１３やピン型保持器１４が離脱し難くなり、好適である。

また、第３の方法として、図４に示されるように、円すいころ１３に挿通した２本のピン１８を内側リンク部材２１ａ，２２ａで連結した保持器セグメント１５を予め組み立てておき、複数の保持器セグメント１５を内輪軌道１１ａ上に配置しながら外側リンク部材２１ｂ，２２ｂによって連結する方法がある。この方法は、第２の方法に比べると、組付けの過程で内輪１１から保持器セグメント１５が離脱し易くなるが、全ての部品が分解された状態で一から組み付ける第１の方法よりは、内輪１１に対する組み付けが容易となる。また、予め保持器セグメント１５を形成しておくことによって、全ての部品が分解された状態よりも部品点数が少なくなり、ピン型保持器１４を周方向の一箇所で分断した形態よりもサイズが小さくなるため、保管や運搬等の取り扱いがより容易になる。保持器セグメント１５において、内側リンク部材２１ａ，２２ａは、ピン１８に対して溶接や圧入により固定してもよいし、その他の方法により固定してもよい。

本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において種々の変形及び変更が可能である。
例えば、ピン型保持器１４は、周方向の一箇所で分断された形態で使用することもできる。この場合、転がり軸受１０の回転に伴ってリンク部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂやピン１８には、より動きが生じやすくなるので、円すいころ１３からピン１８に付与される荷重を好適に吸収し、衝撃を緩和することができる。

保持部材２１，２２を構成する各リンク部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、３本以上のピン１８に渡って設けられていてもよい。この場合、当該リンク部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、転がり軸受１０の軸心を中心とした円弧状に形成されていることが好ましい。

また、ピン１８は、長さ方向の一端部が閉塞されていてもよい。これにより、ピン１８の端部から潤滑剤が漏れ出るのを抑制することができる。
本発明は、風力発電装置の主軸を支持するための転がり軸受１０に限らず、あらゆる装置に用いられる転がり軸受１０に適用することができる。また、本発明の転がり軸受１０における転動体１３は、円すいころに限らず、円筒ころ、樽型ころ、玉であってもよい。

１０：転がり軸受、１１：内輪、１２：外輪、１３：円すいころ（転動体）、１４：ピン型保持器、１５：保持器セグメント、１６：貫通孔、１８：ピン、１９：供給孔、２１：保持部材、２１ａ：内側リンク部材、２１ｂ：外側リンク部材、２２：保持部材、２２ａ：内側リンク部材、２２ｂ：外側リンク部材、Ｓ：充填空間

Claims

転がり軸受の周方向に配列された複数の転動体の貫通孔に挿通される複数のピンと、各ピンの軸方向両端部において複数のピンを相互に連結する一対の環状の保持部材とを備えており、
前記ピンには、当該ピンの内部に設けられるとともに潤滑剤を充填可能な充填空間と、当該充填空間から前記ピンの外周面に潤滑剤を供給するための供給孔とが形成されていることを特徴とするピン型保持器。
前記ピンは、円筒形状に形成され、前記供給孔は、前記ピンの内周面と外周面とにわたって径方向に貫通して形成されている、請求項１に記載のピン型保持器。
前記保持部材は、前記ピンの軸心を中心に揺動可能に連結される複数のリンク部材により構成されている、請求項１又は２に記載のピン型保持器。
複数の前記ピンと、これらの複数の前記ピンを連結する前記リンク部材とによって、保持器セグメントが構成されており、複数の前記保持器セグメントを他の前記リンク部材によって周方向に連結することによって当該ピン型保持器が構成されている、請求項３に記載のピン型保持器。
前記保持部材が、周方向の一箇所で分断されている、請求項３又は４に記載のピン型保持器。
内輪と、この内輪の径方向外側に配設された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に周方向に配列された複数の転動体と、複数の転動体の周方向の間隔を保持する請求項１〜５のいずれか１つに記載のピン型保持器と、を備えていることを特徴とする転がり軸受。