JP2018194014A - Method of manufacturing cylindrical roller bearing and holder - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、外輪を有しない形式の円筒ころ軸受、例えば風力発電装置の増速機等に用いられる円筒ころ軸受、および保持器の製造方法に関する。 The present invention relates to a cylindrical roller bearing of a type that does not have an outer ring, for example, a cylindrical roller bearing used for a speed increaser of a wind power generator, and a method for manufacturing a cage.
風力発電装置の増速機には遊星歯車装置が用いられている。遊星歯車装置の遊星歯車を支持する軸受としては、主にラジアル荷重の負荷能力が高い円筒ころ軸受が用いられる。 また、遊星歯車の直径を小さくして減速機全体の小型化を図るために、図18に示すように、遊星歯車39を支持する円筒ころ軸受1を、内輪2、円筒ころ3、および保持器4で構成された外輪無しの形式とした増速機も実用されている。外輪無しの円筒ころ軸受1の場合、円筒ころ3は、遊星歯車39の内径面に形成された軌道面を転走する。図18の例では、二つの円筒ころ軸受1を軸方向に並べて配置している。
A planetary gear device is used for a speed increaser of a wind power generator. As a bearing for supporting the planetary gear of the planetary gear device, a cylindrical roller bearing having a high load capacity for radial load is mainly used. In order to reduce the diameter of the planetary gear and reduce the size of the entire speed reducer, as shown in FIG. 18, the cylindrical roller bearing 1 that supports the
特許文献1に、遊星歯車装置の遊星歯車の支持に適した保持器付きころが提案されている。この保持器付きころの保持器は、ころが内径側へも外径側へも脱落しない形状とされている。他にも、特許文献2〜4に、ころの脱落を防止できる形状の保持器、およびその製造方法が提案されている。特許文献2はスラストころ軸受用の保持器に関し、特許文献3,4は針状ころ軸受用の保持器に関する。
特許文献4に記載されているように、特に大量に生産される軸受の保持器については、生産コストの観点から、プレス加工で保持器のポケット等を打ち抜くことで製造している。また、特許文献2に記載されているように、保持器の曲げ工程にコイニング加工等のプレスによる曲げ加工が用いられている。一般には、プレス加工または削り加工により保持器を製造する。
As described in
上記のように遊星歯車の支持に外輪無しの円筒ころ軸受を用いることで、減速機の小型化を図ることができる。さらに減速機の小型化を図るために、外輪無しの円筒ころ軸受1のサイズを小さくすることが検討されている。その場合、負荷容量を維持しつつ、軸受サイズを小さくするには、ころ本数を増加する必要がある。しかし、図19に示す標準的な円筒ころ軸受1において、単にころ本数を増加させようとすると、保持器4の柱部10dの断面積が小さくなってしまい、保持器4の強度不足が懸念される。なお、標準的な円筒ころ軸受1とは、保持器4の柱部10dが円筒ころ3の配列のピッチ円PC(ピッチ円直径PCD)上に位置する軸受のことを言う。
As described above, the reduction gear can be reduced in size by using the cylindrical roller bearing without an outer ring for supporting the planetary gear. In order to further reduce the size of the reduction gear, it has been studied to reduce the size of the cylindrical roller bearing 1 without an outer ring. In that case, in order to reduce the bearing size while maintaining the load capacity, it is necessary to increase the number of rollers. However, in the standard cylindrical roller bearing 1 shown in FIG. 19, if the number of rollers is simply increased, the cross-sectional area of the
保持器4の強度不足の対策として、図20に示すように、保持器4の柱部10dを前記ピッチ円PCよりも外径側に配置させることで、保持器4の柱部10dの断面積を極端に小さくすることなく、ころ間を狭くして、ころ本数を増加させることが考えられる。しかし、遊星歯車39の内径面には円筒ころ3の軸方向位置を規制するつば39aが設けられているため、ピッチ円PCよりも外径側に配置された柱部10dが前記つば39aと干渉してしまう。よって、保持器4の柱部10dをピッチ円PCよりも外径側に配置することは困難である。
As a countermeasure against insufficient strength of the
また、図21に示すように、保持器4の柱部10dをピッチ円PCよりも内径側に配置させることによっても、ころ間を狭くして、ころ本数を増加させることができる。しかし、この場合は、円筒ころ軸受1を遊星歯車39に組み込む際に、円筒ころ3が外径側へ脱落してしまうという問題がある。このため、保持器4の柱部10dをピッチ円PCよりも内径側に配置させる場合、円筒ころ3が外径側へ脱落しないように保持器4の形状を工夫する必要がある。
上記外輪を有しない形式の円筒ころ軸受の課題は、風力発電装置の増速機の遊星歯車装置が用いられているものに限らず、一般の用途に用いられるものにも言える。
In addition, as shown in FIG. 21, by arranging the
The subject of the cylindrical roller bearing of the type having no outer ring is not limited to the one in which the planetary gear device of the speed increaser of the wind power generator is used, but can be said to be used in general applications.
なお、特許文献1に記載の保持器付きころは、柱部によってころの外径側への抜け止めを行い、柱部とは別に設けられたころ保持爪によってころの内径側への抜け止めを行う。
In addition, the roller with a cage described in
この発明の目的は、軸受サイズを大きくすることなく、ころ本数を増加させることができ、また、外径側部材の内周面に設けられたつばとの干渉を避けつつ、外径側部材への組み込み時等における円筒ころの脱落を防止できる円筒ころ軸受を提供することである。
また、この発明の他の目的は、上記円筒ころ軸受に用いられる保持器を効率良く、かつ安価に製造することができる製造方法を提供することである。
The object of the present invention is to increase the number of rollers without increasing the bearing size, and to avoid the interference with the flange provided on the inner peripheral surface of the outer diameter side member. It is an object of the present invention to provide a cylindrical roller bearing that can prevent the cylindrical roller from dropping off when the cylinder is assembled.
Another object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of efficiently and inexpensively manufacturing a cage used in the cylindrical roller bearing.
この発明の円筒ころ軸受は、内輪と複数の円筒ころと保持器とを備え、内周面に外径側軌道面が形成され、この外径側軌道面の軸方向片側から内径側に突出するつばを有する外径側部材における前記外径側軌道面を前記円筒ころが転走し、かつ前記円筒ころの軸方向位置が前記外径側部材の前記つばによって規制されるように、前記外径側部材に組み込まれる。
この円筒ころ軸受において、前記保持器は、前記円筒ころの配列のピッチ円よりも内径側に位置し、前記円筒ころを収容する複数のポケットが形成された円筒状のころ保持部と、このころ保持部における前記外径側部材の前記つばのある側と軸方向反対側の軸方向端から外径側に延びる側面部と、この側面部における前記ピッチ円よりも外径側の位置から前記つばがある側へ軸方向に延びて隣合う前記円筒ころの間に位置し、これら円筒ころが外径側に脱落することを規制する複数の抜け止め部とを有することを特徴とする。
The cylindrical roller bearing according to the present invention includes an inner ring, a plurality of cylindrical rollers, and a cage, an outer diameter side raceway surface is formed on the inner peripheral surface, and the outer diameter side raceway surface projects from one axial side to the inner diameter side. The outer diameter so that the cylindrical roller rolls on the outer diameter side raceway surface in the outer diameter side member having a collar, and the axial position of the cylindrical roller is regulated by the collar of the outer diameter side member. Built into the side member.
In this cylindrical roller bearing, the retainer is positioned on the inner diameter side of the pitch circle of the arrangement of the cylindrical rollers, and a cylindrical roller holding portion in which a plurality of pockets for accommodating the cylindrical rollers are formed, and the rollers A side surface portion extending from the axial end opposite to the flange side of the outer diameter side member in the holding portion to the outer diameter side, and the collar from the position on the outer diameter side of the pitch circle in the side surface portion. It has a plurality of retaining portions that extend in the axial direction to a certain side and are positioned between the adjacent cylindrical rollers and restrict the cylindrical rollers from dropping off to the outer diameter side.
この円筒ころ軸受は、内輪、円筒ころ、および保持器で構成され、軸受部品として独立した外輪を有しないため、外輪を有する形式の円筒ころ軸受と比べて外径が小さい。このため、円筒ころ軸受が組み込まれる外径側部材、例えば遊星歯車を小型化することができる。また、この形式の軸受は、総ころ形とはできず、保持器が必須となるが、保持器のころ保持部を円筒ころの配列のピッチ円よりも内径側に位置させたため、ころ保持部が前記ピッチ円上に位置する場合と比べて、ころ間を狭くして、ころ本数を増加させることができる。これにより、負荷容量を維持しつつ、軸受サイズを小さくすることができる。 This cylindrical roller bearing is composed of an inner ring, a cylindrical roller, and a cage, and does not have an independent outer ring as a bearing component. Therefore, the outer diameter of the cylindrical roller bearing is smaller than that of a cylindrical roller bearing having an outer ring. For this reason, the outer diameter side member in which the cylindrical roller bearing is incorporated, for example, a planetary gear can be reduced in size. Also, this type of bearing cannot be a full-roller type, and a cage is essential, but the roller holder of the cage is positioned on the inner diameter side of the pitch circle of the arrangement of cylindrical rollers. Can be made narrower and the number of rollers can be increased as compared with the case where is positioned on the pitch circle. Thereby, bearing size can be made small, maintaining load capacity.
この円筒ころ軸受は、ころ保持部が前記ピッチ円よりも内径側に位置するため、保持器が内輪案内となり、運転時に保持器に作用する負荷がころ保持部で受けられる。抜け止め部は、組み込み時等に円筒ころが外径側に脱落するのを防止する機能のみが求められる。このため、抜け止め部が、ころ保持部の一方端に側面部を介して繋がる片持ち支持状であっても、強度上の問題とならない。また、抜け止め部は、外径側部材のつばのある側と軸方向反対側からつばがある側へ軸方向に延びているため、つばの内径寸法に関わりなく、つばと干渉しないように配置することができる。 In this cylindrical roller bearing, since the roller holding portion is located on the inner diameter side of the pitch circle, the cage serves as an inner ring guide, and a load acting on the cage during operation is received by the roller holding portion. The retaining portion is only required to have a function of preventing the cylindrical roller from dropping off to the outer diameter side during assembling or the like. For this reason, even if the retaining portion has a cantilever support shape connected to one end of the roller holding portion via the side surface portion, there is no problem in strength. In addition, the retaining part extends in the axial direction from the side with the collar of the outer diameter side member to the side with the collar, so that it does not interfere with the collar regardless of the inner diameter of the collar. can do.
この発明において、前記保持器の前記抜け止め部は、その先端が、前記円筒ころの軸方向中央よりも前記つばがある側に位置するのがよい。
この場合、円筒ころが外径側に脱落することを確実に防止できる。
In the present invention, it is preferable that the retaining portion of the retainer is positioned at a tip end of the retainer on a side where the collar is present from an axial center of the cylindrical roller.
In this case, it is possible to reliably prevent the cylindrical roller from dropping off to the outer diameter side.
この発明において、前記保持器の前記側面部は、前記各ポケットの間と周方向の同位相に位置しそれぞれが互いに分離した状態で外径側に延びる複数の分離部を有していてもよい。
側面部は、抜け止め部を支持することができるだけの強度があればよい。そのため、側面部は、ポケット間の周方向箇所が局所的に外径側へ延びる形状としても、強度上の問題とならない。この形状とすることにより、側面部の全体を円環状とする場合と比べて、材料の無駄を省いて、保持器の軽量化を図ることができる。
In this invention, the said side part of the said holder | retainer may have several isolation | separation parts which are located in the same phase of the circumferential direction between each said pocket, and are extended in the outer diameter side in the state mutually isolate | separated from each other. .
The side portion only needs to have a strength sufficient to support the retaining portion. Therefore, even if the side surface portion has a shape in which a circumferential portion between the pockets locally extends to the outer diameter side, there is no problem in strength. By adopting this shape, it is possible to reduce the weight of the cage while eliminating waste of materials as compared with the case where the entire side surface portion is formed into an annular shape.
この発明において、前記保持器は、前記側面部および前記抜け止め部の各肉厚が前記ころ保持部の肉厚よりも薄くてもよい。
側面部および抜け止め部の肉厚が薄いと、側面部および抜け止め部の曲げ加工を比較的小さな力で行うことができ、曲げ加工を容易にかつ精度良く行うことができる。
In this invention, each thickness of the said side part and the said retaining part may be thinner than the thickness of the said roller holding part.
If the thickness of the side surface portion and the retaining portion is thin, the side surface portion and the retaining portion can be bent with a relatively small force, and the bending process can be performed easily and accurately.
この発明の保持器の製造方法は、円筒状で円周方向に並ぶ複数のポケットが形成されたころ保持部と、このころ保持部の軸方向一端から外径側に延びる側面部と、この側面部の外径端における前記ポケット間の部分の周方向位置から軸方向他端側に延びる抜け止め部とを有し、前記複数のポケットに円筒ころがそれぞれ収容される保持器に適用される。
この保持器の製造方法は、素材となる板材を円筒状に成形する過程と、円筒状に成形された加工中途品の軸方向中央部に位置して前記保持器の前記ころ保持部となる部分の所定箇所に、レーザ加工により前記ポケットを加工する過程と、前記加工中途品の軸方向一端側の前記側面部および前記抜け止め部となる部分を、へら絞り加工により外径側に広げてつば状に成形する過程と、前記つば状に成形された部分における前記ポケットの周方向範囲に、レーザ加工により径方向に延び外径端が開口した複数の切欠きを加工する過程と、前記各切欠きの間の帯状部分における前記保持器の前記抜け止め部となる部分を、前記ポケットに前記円筒ころを収容する作業の障害とならない程度の角度に軸方向他端側に曲げる過程と、前記ポケットに前記円筒ころが収容された後、前記保持器の前記抜け止め部となる部分を、軸方向と平行となるように軸方向他端側に曲げて前記抜け止め部とする過程とを含む。
A method of manufacturing a cage according to the present invention includes a roller holding portion formed with a plurality of pockets arranged in a circumferential direction in a cylindrical shape, a side portion extending from one end in the axial direction of the roller holding portion to an outer diameter side, and the side surface. And a retainer that extends from the circumferential position of the portion between the pockets at the outer diameter end of the portion toward the other end in the axial direction, and is applied to a cage in which cylindrical rollers are respectively accommodated in the plurality of pockets.
The method of manufacturing the cage includes a process of forming a plate material as a material into a cylindrical shape, and a portion serving as the roller holding portion of the cage that is located in the axially central portion of a cylindrically processed product. The process of machining the pocket by laser machining at a predetermined position of the workpiece, and the side part on the one end side in the axial direction of the machined part and the part serving as the retaining part are widened to the outer diameter side by spatula drawing. Forming a plurality of notches that are radially extended by laser processing and have outer diameter ends opened in the circumferential direction range of the pockets in the collar-shaped portion; and Bending the portion of the belt-shaped portion between the notches to the retaining portion of the retainer to the other end in the axial direction at an angle that does not hinder the operation of housing the cylindrical roller in the pocket; To the above After the cylindrical roller is housed, and a process to the missing portions as a stopper portion, the axial direction and the retaining portion is bent to become so in the other axial end parallel of said retainer.
この保持器の製造方法によると、加工中途品の軸方向両側部をつば状に成形する過程でへら絞り加工を採用することにより、金型が不要となり、大きな設計変更でなければ特別な製造治具なしに保持器の設計変更をすることができる。また、金型が不要であることから、コスト低減が可能となる。特に、保持器が少量生産である場合に有利である。さらに、レーザ加工によりポケットおよび抜け止め部を加工することで、これらポケットおよび抜け止め部の形状を自由にかつ容易に加工することができる。なお、削り加工によって保持器を製造することも可能であるが、削り加工では、削り量が多く、材料費、加工費共に高くなる。 According to this cage manufacturing method, by adopting a spatula drawing process in the process of forming both sides in the axial direction of the product being processed into a collar shape, there is no need for a mold, and if there is no major design change, a special manufacturing process is required. The design of the cage can be changed without tools. In addition, since no mold is required, cost can be reduced. In particular, it is advantageous when the cage is produced in small quantities. Furthermore, by processing the pocket and the retaining portion by laser processing, the shape of the pocket and the retaining portion can be processed freely and easily. Although the cage can be manufactured by shaving, the amount of shaving is large and both material cost and processing cost are high.
この発明の円筒ころ軸受は、内輪と複数の円筒ころと保持器とを備え、内周面に外径側軌道面が形成され、この外径側軌道面の軸方向片側から内径側に突出するつばを有する外径側部材における前記外径側軌道面を前記円筒ころが転走し、かつ前記円筒ころの軸方向位置が前記外径側部材の前記つばによって規制されるように、前記外径側部材に組み込まれる円筒ころ軸受において、前記保持器は、前記円筒ころの配列のピッチ円よりも内径側に位置し、前記円筒ころを収容する複数のポケットが形成された円筒状のころ保持部と、このころ保持部における前記外径側部材の前記つばのある側と軸方向反対側の軸方向端から外径側に延びる側面部と、この側面部における前記ピッチ円よりも外径側の位置から前記つばがある側へ軸方向に延びて隣合う前記円筒ころの間に位置し、これら円筒ころが外径側に脱落することを規制する複数の抜け止め部とを有するため、軸受サイズを大きくすることなく、ころ本数を増加させることができ、また、外径側部材の内周面に設けられたつばとの干渉を避けつつ、外径側部材への組み込み時等における円筒ころの脱落を防止できる。 The cylindrical roller bearing according to the present invention includes an inner ring, a plurality of cylindrical rollers, and a cage, an outer diameter side raceway surface is formed on the inner peripheral surface, and the outer diameter side raceway surface projects from one axial side to the inner diameter side. The outer diameter so that the cylindrical roller rolls on the outer diameter side raceway surface in the outer diameter side member having a collar, and the axial position of the cylindrical roller is regulated by the collar of the outer diameter side member. In the cylindrical roller bearing incorporated in the side member, the cage is located on the inner diameter side of the pitch circle of the arrangement of the cylindrical rollers, and a cylindrical roller holding portion in which a plurality of pockets for accommodating the cylindrical rollers are formed A side surface extending from the axial end opposite to the flange side of the outer diameter side member of the roller holding portion to the outer diameter side, and an outer diameter side of the pitch circle in the side surface portion. Extends axially from position to the side with the collar Since it has a plurality of retaining portions that are located between the adjacent cylindrical rollers and restrict the cylindrical rollers from falling off to the outer diameter side, the number of rollers can be increased without increasing the bearing size. In addition, it is possible to prevent the cylindrical roller from falling off when being assembled into the outer diameter side member while avoiding interference with the collar provided on the inner peripheral surface of the outer diameter side member.
この発明の保持器の製造方法は、円筒状で円周方向に並ぶ複数のポケットが形成されたころ保持部と、このころ保持部の軸方向一端から外径側に延びる側面部と、この側面部の外径端における前記ポケット間の部分の周方向位置から軸方向他端側に延びる抜け止め部とを有し、前記複数のポケットに円筒ころがそれぞれ収容される保持器の製造方法であって、素材となる板材を円筒状に成形する過程と、円筒状に成形された加工中途品の軸方向中央部に位置して前記保持器の前記ころ保持部となる部分の所定箇所に、レーザ加工により前記ポケットを加工する過程と、前記加工中途品の軸方向一端側の前記側面部および前記抜け止め部となる部分を、へら絞り加工により外径側に広げてつば状に成形する過程と、前記つば状に成形された部分における前記ポケットの周方向範囲に、レーザ加工により径方向に延び外径端が開口した複数の切欠きを加工する過程と、前記各切欠きの間の帯状部分における前記保持器の前記抜け止め部となる部分を、前記ポケットに前記円筒ころを収容する作業の障害とならない程度の角度に軸方向他端側に曲げる過程と、前記ポケットに前記円筒ころが収容された後、前記保持器の前記抜け止め部となる部分を、軸方向と平行となるように軸方向他端側に曲げて前記抜け止め部とする過程とを含むため、前記円筒ころ軸受に用いられる保持器を効率良く安価に製造することができる。 A method of manufacturing a cage according to the present invention includes a roller holding portion formed with a plurality of pockets arranged in a circumferential direction in a cylindrical shape, a side portion extending from one end in the axial direction of the roller holding portion to an outer diameter side, and the side surface. A retainer portion extending from the circumferential position of the portion between the pockets at the outer diameter end of the portion to the other end side in the axial direction, and a cylindrical roller is accommodated in each of the plurality of pockets. In the process of forming a plate material as a material into a cylindrical shape, and at a predetermined position of a portion that becomes the roller holding portion of the cage that is located in the axially central portion of the cylindrically processed intermediate product A process of machining the pocket by machining, and a process of forming the side part on the one end side in the axial direction of the halfway product and the part to be the retaining part to the outer diameter side by spatula drawing and forming into a collar shape , The part shaped like a collar A step of machining a plurality of notches extending in a radial direction by laser processing and having an outer diameter end opened in a circumferential range of the pocket in the pocket, and the retaining portion of the retainer in a belt-like portion between the notches Bending the portion to the other end side in the axial direction at an angle that does not hinder the operation of housing the cylindrical roller in the pocket, and after the cylindrical roller is received in the pocket, And a process of bending the part that becomes the retaining part to the other end side in the axial direction so as to be parallel to the axial direction to make the retaining part, the cage used for the cylindrical roller bearing can be efficiently and inexpensively Can be manufactured.
この発明の実施形態を図面と共に説明する。
図1はこの発明の一実施形態に係る円筒ころ軸受の使用状態を示す断面図、図2は同円筒ころ軸受の斜視図である。この円筒ころ軸受1は、外周面に内輪軌道面2aが形成された内輪2と、前記内輪軌道面2aを転走する複数の円筒ころ3と、これら複数の円筒ころ3を保持する保持器4とを備える。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing a use state of a cylindrical roller bearing according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the cylindrical roller bearing. The
図1に示すように、円筒ころ軸受1は、外径側部材5の内周に組み込まれる。外径側部材5は、例えば風力発電装置の増速機に用いられる遊星歯車である。外径側部材5の内周面には外径側軌道面5aが形成されており、この外径側軌道面5aを円筒ころ軸受1の各円筒ころ3が転走する。また、外径側部材5の軸方向片側には、内周面から内径側に突出するつば5bが設けられている。このつば5bは、円筒ころ3の端面が当接することで、円筒ころ3の軸方向位置を規制する。
As shown in FIG. 1, the
図3(A)は保持器4の断面図、図3(B)はそのIIIB−IIIB断面図、図4は図3(B)の部分拡大図である。なお、図3(A)は図3(B)のIIIA−IIIA断面を示している。また、図5は保持器の斜視図である。
保持器4は、円筒ころ3を収容する複数のポケット10aを有する円筒状のころ保持部10と、このころ保持部10の軸方向一端から外径側に延びる側面部11と、この側面部11の外径端から軸方向他端側に延びる複数の抜け止め部12とを有する。側面部11のあるころ保持部10の一方端は、前記外径側部材5のつば5bがある側と軸方向反対側である。
3A is a cross-sectional view of the
The
図3(A)に示すように、前記ころ保持部10は、互いに軸方向に離れて対面する一対の環状部分10b,10cと、これら環状部分10b,10cを繋ぐように円周方向の複数箇所に設けられた柱部10dとからなる。隣合う柱部10dと両環状部分10b,10cとで囲まれた開口部が前記ポケット10aとなる。ポケット10aの形状は長方形である。ころ保持部10は、全体が円筒ころ3の配列のピッチ円PC(ピッチ円直径PCD)よりも内径側に位置している。
As shown in FIG. 3A, the
図3(B)、図4に示すように、前記側面部11は、ころ保持部10に繋がる円環状部11aと、この円環状部11aにおける前記柱部10dの周方向位置から局所的に外径側に放射状に延びる複数の分離部11bとからなる。側面部11は、前記ピッチ円PCの内径側から外径側に亘って拡がっている。
As shown in FIGS. 3 (B) and 4, the
前記抜け止め部12は、側面部11の各分離部11bの外径端から軸方向他端側に延びている。各抜け止め部12は、前記ピッチ円PCよりも外径側に位置する。図1のように各ポケット10aに円筒ころ3を収容した状態において、抜け止め部12が隣合う円筒ころ3の間に位置する。抜け止め部12は、外径側部材5のつば5bの内径面よりも内径側に位置していてもよく、外径側に位置していてもよい。抜け止め部12の長さは、その先端が、円筒ころ3の軸方向中央Aよりもつば5bがある側に位置する長さとされている。これにより、円筒ころ3が外径側へ抜けることが規制される。
The retaining
図4のVI−VI断面図である図6に示すように、ころ保持部10の肉厚をa、側面部11の肉厚をb、抜け止め部12の肉厚をcとした場合、a>b>cの関係が成り立つ。つまり、ころ保持部10、側面部11、抜け止め部12の順に肉厚が次第に薄くなっている。これは、以下の理由による。
As shown in FIG. 6 which is a VI-VI sectional view of FIG. 4, when the thickness of the
すなわち、この円筒ころ軸受1は、ころ保持部10が前記ピッチ円PCよりも内径側に位置するため、保持器4が内輪案内となり、運転時に保持器4に作用する負荷がころ保持部10で受けられる。このため、ころ保持部10は大きな負荷抵抗力を要する。側面部11は、抜け止め部12を支持することができるだけの強度が要求される。抜け止め部12には、組み込み時等に円筒ころが外径側に脱落するのを防止する機能のみが求められ、強度が要求されない。つまり、保持器4の各部に作用する負荷の大きさは、ころ保持部10、側面部11、抜け止め部12の順に小さくなる。そこで、必要とする負荷抵抗力に応じて、保持器4のころ保持部10、側面部11、および抜け止め部12の肉厚を上記の順に薄くする。
That is, in this
また、側面部11および抜け止め部12の肉厚が薄いと、後述する側面部11および抜け止め部12の曲げ加工を比較的小さな力で行うことができるため、曲げ加工を容易にかつ精度良く行うことができる。
Further, when the
次に、保持器4の製造方法の一例を、図7〜図11と共に説明する。
第1の過程では、図7(A)に示すように、素材となる板材を円筒状に成形する。図7(A)は、円筒状に成形された加工中途品20を、中心線(図示せず)を通る平面で切断した断面の一部を示している。図7(B)〜(D)、および図11(A)〜(C)も同様である。素材となる板材は、例えば鋼板である。鋼板は、炭素量が少ない(0.3%以下)鋼材からなっているのが望ましい。
Next, an example of a method for manufacturing the
In the first process, as shown in FIG. 7A, a plate material as a material is formed into a cylindrical shape. FIG. 7A shows a part of a cross section obtained by cutting a
板材を円筒状に成形する方法としては、例えば円環状の板材を深絞り加工で円筒状にする方法が採用される。あるいは、矩形の板材を円筒状に丸め、その丸めた板材の突き合わせ部分を溶接で接合する方法を採用してもよい。ただし、風力発電装置の増速機等のように、メンテナンス無しで長期間(例えば20年)使用される軸受の保持器の場合、深絞り加工により一体的に成形すると、品質が安定して望ましい。 As a method of forming the plate material into a cylindrical shape, for example, a method of forming an annular plate material into a cylindrical shape by deep drawing is employed. Or you may employ | adopt the method of rounding a rectangular board | plate material to cylindrical shape and joining the butt | matching part of the rounded board | plate material by welding. However, in the case of a bearing retainer that is used for a long time (for example, 20 years) without maintenance, such as a gearbox of a wind power generator, it is desirable that the quality is stable if it is formed integrally by deep drawing. .
第2の過程では、図7(B)に示すように、旋盤による切削加工で円筒状の加工中途品20の一端側の外周面に段付けを行う。すなわち、他端側部20aの肉厚はそのままで、その一端側の中間部20bは他端側部20aよりも肉厚を薄く、さらに一端側の端部20cは中間部20bよりも肉厚を薄くする。保持器4として完成した状態(図3、図5参照)で、他端側部20aはころ保持部10となり、中間部20bは側面部11となり、端部20cは抜け止め部12となる。
In the second process, as shown in FIG. 7B, stepping is performed on the outer peripheral surface on one end side of the cylindrically processed
第3の過程では、図8に示すように、レーザ加工により加工中途品20の他端側部20aに周方向に並ぶ複数のポケット10aを加工する。素材となる鋼材の炭素量が少ないため、レーザ加工によって焼きが入らない。後述の第5の過程の場合も同様である。保持器4として完成した状態(図3、図5参照)で、加工中途品20の他端側部20aにおけるポケット10aの軸方向両側の部分がころ保持部10の環状部分10b,10cとなり、ポケット10a間の部分がころ保持部10の柱部10dとなる。なお、図8は、加工中途品20を展開して表わした図である。
In the third process, as shown in FIG. 8, a plurality of
第4の過程では、図7(C),(D)に示すように、加工中途品20の他端側部20aと中間部20bの境界線に沿って、中間部20bおよび端部20cを外径側に広げてつば状に成形する。この成形は、図9に示すように、へら絞り加工によって段階的に行う。具体的には、回転させた加工中途品20に対してローラRを押し付けて行う。第3の過程と第4の過程は、順番が逆であってもよい。
In the fourth process, as shown in FIGS. 7C and 7D, the
第5の過程では、図10に示すように、つば状の中間部20bおよび端部20cに、レーザ加工により径方向に延び外径端が開口した複数の切欠き21を加工する。この製造方法の場合、切欠き21の深さの底が、中間部20bの内径端と外径端のほぼ中央に位置する。このように複数の切欠き21を加工することにより、各切欠き21の間に径方向に延びる複数の帯状部分22が形成される。
In the fifth process, as shown in FIG. 10, a plurality of
第6の過程では、図11(A)に示すように、帯状部分22のうちの端部20cを軸方向他端側に曲げる。端部20cの曲げ角度は、次の過程(第7の過程)でポケット10aに円筒ころ3を収容する作業の障害とならない程度とする。これにより、加工中途品20が半完成の保持器4Aとなる。
In the sixth process, as shown in FIG. 11A, the
第7の過程では、図11(B)に示すように、内輪2の外周に半完成の保持器4Aを嵌め、この半完成の保持器4Aの各ポケット10a(図示せず)に外径側から円筒ころ3を収容する。
In the seventh process, as shown in FIG. 11 (B), a
第8の過程では、図11(C)に示すように、半完成の保持器4Aの端部20cを軸方向と平行となるように軸方向他端側に曲げて抜け止め部12とする。これにより、保持器4が完成すると共に、円筒ころ軸受1が組み立てられる。半完成の保持器4Aの他端側部20aは、完成した保持器4のころ保持部10となり、半完成の保持器4Aの中間部20bは、完成した保持器4の側面部11となる。
In the eighth process, as shown in FIG. 11C, the
この保持器の製造方法によると、第4の過程において、加工中途品20の中間部20bおよび端部20cを外径側に広げてつば状に成形する加工に、へら絞り加工が用いられる。これにより、金型が不要となり、大きな設計変更でなければ特別な製造治具なしに保持器4の設計変更をすることができる。また、金型が不要であることから、コスト低減が可能となる。特に、風力発電装置の増速機に用いられる円筒ころ軸受用のように、保持器4が少量生産である場合に有利である。
According to this cage manufacturing method, in the fourth step, the spatula drawing process is used for the process of expanding the
また、第3の過程において加工中途品20の他端側部20aにポケット10aを形成する加工、および第5の過程において加工中途品20の中間部20bおよび端部20cに複数の切欠き21を形成する加工に、レーザ加工が用いられている。これにより、ポケット10aおよび抜け止め部12の形状を自由にかつ容易に加工することができる。なお、削り加工によって保持器を製造することも可能であるが、削り加工では、削り量が多く、材料費、加工費共に高くなる。
Further, in the third process, the
この円筒ころ軸受1は、内輪2、円筒ころ3、および保持器4で構成され、軸受部品として独立した外輪を有しないため、外輪を有する形式の円筒ころ軸受と比べて外径が小さい。このため、円筒ころ軸受1が組み込まれる外径側部材5(図1参照)を小型化することができる。また、保持器4のころ保持部10を円筒ころ3の配列のピッチ円PCよりも内径側に位置させたため、ころ保持部10がピッチ円PC上に位置する場合と比べて、ころ間を狭くして、ころ本数を増加させることができる。これにより、負荷容量を維持しつつ、軸受サイズを小さくすることができる。
The
先に説明したように、保持器4の抜け止め部12は、組み込み時等に円筒ころが外径側に脱落するのを防止する機能のみが求められ、強度が要求されない。このため、抜け止め部12が、ころ保持部10の一方端に側面部11を介して繋がる片持ち支持状であっても、強度上の問題とならない。抜け止め部12は、外径側部材5のつば5bのある側と軸方向反対側からつば5bがある側に延びているため、つば5bの内径寸法に関わりなく、つば5bと干渉しないように配置することができる。
As described above, the retaining
さらに、この円筒ころ軸受1は、先に説明したように、保持器4の各部の肉厚を、ころ保持部10、側面部11、抜け止め部12の順に次第に薄くしている。このように、保持器4の肉厚を上記のように先細り形状とすることで、側面部11および抜け止め部12の曲げ加工を比較的小さな力で行うことができ、曲げ加工を容易にかつ精度良く行うことができる。特に、図7〜図11に示す製造方法のように、加工中途品20の外周面に段付けを行った後、側面部11および抜け止め部12の曲げ加工すると、より一層容易にかつ精度良く加工することができる。
Further, as described above, in the
この実施形態の保持器4は、抜け止め部12の先端が、円筒ころ3の軸方向中央Aよりも外径側部材5のつば5bがある側に位置している。このため、円筒ころ3が外径側に脱落することを確実に防止できる。
In the
さらに、この実施形態の保持器4は、側面部11が、ころ保持部10に繋がる円環状部11aと、この円環状部11aにおける柱部10dの周方向位置から局所的に外径側に放射状に延びる複数の分離部11bとからなる。これにより、側面部11の全体を円環状とする場合と比べて、材料の無駄を省いて、保持器4の軽量化を図ることができる。
Furthermore, in the
図1〜図6に示す保持器4は、強度向上のために側面部11が円環状部11aを有するが、強度上の問題が無ければ、図12に示すように、円環状部11a(図3(B)参照)が無く、ころ保持部10の軸方向一端から直接に分離部11bが外径側に延びる形状としてもよい。その場合、保持器4の軽量化をより一層図ることができる。
In the
また、保持器10は、図13に示すように、側面部11が全体に円環状になっていて、この円環状の側面部11の外径端から局所的に抜け止め部12が軸方向他端側に延びる形態であってもよい。
Further, as shown in FIG. 13, the
図14,図15は異なる保持器の製造方法を示す。図7〜図11の製造方法では、円筒状の加工中途品20の外周面に段付けを行うことにより、保持器4に完成したときに、ころ保持部10、側面部11、抜け止め部12の順に肉厚が薄くなるようにしている。これに対し、図14、図15の製造方法では、第1の過程において、図14(A)に示すように、素材となる板材を円筒状に成形した後、段付けを行わずに以下の過程を実行する。
14 and 15 show different methods of manufacturing the cage. In the manufacturing method of FIGS. 7 to 11, the
すなわち、第2の過程で、レーザ加工により加工中途品20に複数のポケット10aを加工する(図8参照)。次に、第3の過程で、図14(B),(C)に示すように、円筒状の加工中途品20における軸方向の一端側部20dを、へら絞り加工によって外径側に広げてつば状に成形する。第2の過程と第3の過程は、順番が逆であってもよい。軸方向の一端側部20dは、保持器4として完成した状態(図3、図5参照)で側面部11および抜け止め部12になる部分である。なお、へら絞り加工に先行して、他端側部20aと一端側部20dとの境界部に旋盤等によって環状溝(図示せず)を形成しておくと、へら絞り加工による成形を容易に行うことができる。
以下の過程は、図7〜図11の製造方法と同じであるため、説明を省略する。図15(A),(B),(C)の過程は、図11(A),(B),(C)の過程にそれぞれ対応する。
That is, in the second process, the plurality of
The following process is the same as the manufacturing method of FIGS. The processes in FIGS. 15A, 15B, and 15C correspond to the processes in FIGS. 11A, 11B, and 11C, respectively.
上記のようにへら絞り加工によって円筒状の加工中途品20の軸方向の一端側部20dをつば状に成形すると、一端側部20dが外径側に広がるときに引き伸ばされるため、つば状になった一端側部20dの肉厚が他端側部20aよりも薄くなる。このため、保持器4として完成した状態(図3、図5参照)で、ころ保持部10よりも側面部11および抜け止め部12の肉厚を薄くすることができる。
As described above, when the one
上記各実施形態は円筒ころ3が単列の円筒ころ軸受1を示すが、この発明は、円筒ころ3が2列または3列以上並ぶ複列の円筒ころ軸受にも適用できる。
Although each said embodiment shows the
次に、図1に示す円筒ころ軸受1が使用された風力発電装置の増速機について説明する。
図16に示すように、風力発電装置の増速機30は、入力軸31の回転を増速して低速軸32に伝達する遊星歯車装置33と、低速軸32の回転を増速して出力軸34に伝達する二次増速装置35とを備える。入力軸31は、風車の主軸に接続され、出力軸34は発電機に接続される。
Next, a description will be given of a step-up gear for a wind turbine generator using the
As shown in FIG. 16, the step-up
図16、図17に示すように、遊星歯車装置33は、旋回自在なキャリア37の周方向複数箇所に支持軸38が設けられ、各支持軸38の遊星歯車39が円筒ころ軸受1を介して回転自在に支持されている。遊星歯車39は、図1における外径側部材5である。キャリア37は、前記入力軸31と一体に回転するように設けられ、軸受41,42(図16)を介してケーシング43に旋回自在に支持されている。キャリア37に支持された各遊星歯車39は、ケーシング43に設けられた内歯のリングギヤ44に噛み合い、かつ、このリングギヤ44と同心位置に設けられた外歯の太陽歯車45と噛み合う。太陽歯車45は、前記低速軸32に設けられている。低速軸32は軸受47,48(図16)を介してケーシング43に回転自在に支持されている。
As shown in FIGS. 16 and 17, the
図16に示すように、二次増速装置35は、ギヤ列により構成されている。図16の例では、二次増速装置35は、低速軸32に固定されたギヤ50が中間軸51の小径側ギヤ52に噛み合い、中間軸51に設けられた大径側ギヤ53が出力軸34のギヤ54に噛み合うギヤ列とされている。中間軸51および出力軸34は、それぞれ軸受55,56および軸受57,58によってケーシング43に回転自在に支持されている。
As shown in FIG. 16, the secondary
上記構成の増速機30の動作を説明する。入力軸31が回転すると、入力軸31と一体のキャリア37が旋回し、キャリア37の複数箇所に支持された遊星歯車39が公転移動する。このとき遊星歯車39は、固定のリングギヤ44に噛み合いながら公転することで、自転を生じる。この公転しながら自転する遊星ギヤ39に噛み合う太陽歯車45は、入力軸31に対して増速されて回転する。この太陽歯車45の回転が二次増速装置35で増速されて出力軸34に伝えられる。
The operation of the
以上の説明では、円筒ころ軸受1を風力発電装置の増速機30に使用する例を示したが、この円筒ころ軸受1は他の機械にも使用することができる。その場合、外径側部材5は、遊星歯車39以外の回転部材または非回転部材となる。
Although the example which uses the
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention based on embodiment was demonstrated, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1…円筒ころ軸受
2…内輪
2a…内輪軌道面
3…円筒ころ
4…保持器
5…外径側部材
5a…外径側軌道面
5b…つば
10…ころ保持部
10a…ポケット
11…側面部
11a…分離部
12…抜け止め部
20…加工中途品
21…切欠き
22…帯状部分
PC…ピッチ円
PCD…ピッチ円直径
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記保持器は、前記円筒ころの配列のピッチ円よりも内径側に位置し、前記円筒ころを収容する複数のポケットが形成された円筒状のころ保持部と、このころ保持部における前記外径側部材の前記つばのある側と軸方向反対側の軸方向端から外径側に延びる側面部と、この側面部における前記ピッチ円よりも外径側の位置から前記つばがある側へ軸方向に延びて隣合う前記円筒ころの間に位置し、これら円筒ころが外径側に脱落することを規制する複数の抜け止め部とを有することを特徴とする円筒ころ軸受。 In an outer diameter side member comprising an inner ring, a plurality of cylindrical rollers and a cage, an outer diameter side raceway surface formed on an inner peripheral surface, and having a flange protruding from one axial side of the outer diameter side raceway surface to the inner diameter side A cylindrical roller bearing incorporated in the outer diameter side member so that the cylindrical roller rolls on the outer diameter side raceway surface and an axial position of the cylindrical roller is regulated by the collar of the outer diameter side member. In
The retainer is positioned on the inner diameter side of the pitch circle of the arrangement of the cylindrical rollers, and has a cylindrical roller holding portion in which a plurality of pockets for receiving the cylindrical rollers are formed, and the outer diameter of the roller holding portion. A side surface portion extending from the axial end opposite to the flange side of the side member to the outer diameter side, and an axial direction from the position on the outer diameter side of the pitch circle in the side surface portion to the side with the flange A cylindrical roller bearing comprising: a plurality of retaining portions that are positioned between the adjacent cylindrical rollers extending to the outside and that prevent the cylindrical rollers from dropping off to the outer diameter side.
素材となる板材を円筒状に成形する過程と、
円筒状に成形された加工中途品の軸方向中央部に位置して前記保持器の前記ころ保持部となる部分の所定箇所に、レーザ加工により前記ポケットを加工する過程と、
前記加工中途品の軸方向一端側の前記側面部および前記抜け止め部となる部分を、へら絞り加工により外径側に広げてつば状に成形する過程と、
前記つば状に成形された部分における前記ポケットの周方向範囲に、レーザ加工により径方向に延び外径端が開口した複数の切欠きを加工する過程と、
前記各切欠きの間の帯状部分における前記保持器の前記抜け止め部となる部分を、前記ポケットに前記円筒ころを収容する作業の障害とならない程度の角度に軸方向他端側に曲げる過程と、
前記ポケットに前記円筒ころが収容された後、前記保持器の前記抜け止め部となる部分を、軸方向と平行となるように軸方向他端側に曲げて前記抜け止め部とする過程とを含む保持器の製造方法。 A cylindrical roller holder having a plurality of pockets arranged in the circumferential direction, a side surface extending from one axial end of the roller holder to the outer diameter side, and the pocket at the outer diameter end of the side surface A retainer portion extending from the circumferential position of the portion to the other end side in the axial direction, and a method of manufacturing a cage in which cylindrical rollers are respectively accommodated in the plurality of pockets,
The process of forming the material plate into a cylindrical shape,
A process of processing the pocket by laser processing at a predetermined position of a portion to be the roller holding portion of the cage located in the axial central portion of the mid-processed product formed in a cylindrical shape,
A process of forming the side part on the one end side in the axial direction of the halfway product and the part to be the retaining part to the outer diameter side by spatula drawing and forming into a collar shape,
In the circumferential direction range of the pocket in the collar-shaped portion, a process of machining a plurality of notches that extend in the radial direction by laser processing and have outer diameter ends opened;
Bending the portion of the belt-like portion between the notches to be the retaining portion of the cage to the other end in the axial direction at an angle that does not hinder the operation of housing the cylindrical roller in the pocket; ,
After the cylindrical roller is accommodated in the pocket, a step of bending the portion that serves as the retaining portion of the cage to the other end side in the axial direction so as to be parallel to the axial direction to form the retaining portion. A method for manufacturing a cage.
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