JP2020045911A - 円すいころ軸受の保持器 - Google Patents

Abstract

【課題】内輪に治具を固定するためのねじ穴を設ける必要がなく、外輪組立て後に治具を容易に取り外すことを可能にする。【解決手段】環状に配置した保持器セグメント２０の隣り合う端部に、大径側もしくは小径側に突出する突起部２５を設け、この隣り合う突起部２５に、周方向に貫通する貫通孔２６を設け、保持器セグメント２０を連結する治具３０を、隣り合う突起部相互を周方向から挟み、突起部２５の貫通孔２６に連通するねじ孔３１を有する挟持片３２と、前記突起部２５の貫通孔２６に挿通され、挟持片３２のねじ孔３１にねじ込まれる固定ねじ３３とを備えた構成とし、保持器セグメント２０の隣り合う端部の突起部２５を、治具３０の挟持片３２で挟み、固定ねじ３３を、挟持片３２のねじ孔３１から突起部２５の貫通孔２６に挿通し、挟持片３２と突起部２５とを固定ねじ３３によって連結した。【選択図】図２

Description

この発明は、一般産業機械に用いられる転がり軸受、特に、風力発電機などの大型機械に使用される円すいころ軸受の保持器に関する。

円すいころ軸受は、内輪と、その外周に同芯状に配置された外輪と、これら内輪及び外輪との間に配設される円すいころと、円すいころを周方向に一定間隔で保持する保持器で構成される。

この円すいころ軸受の組み立て時には、保持器に保持された状態の円すいころを内輪と組み合わせて内輪アッセンブリを構成し、この内輪アッセンブリを外輪に組み込んでいる。

ところで、風力発電機に使用される円すいころ軸受は、発電機が大型化していることに対応して、大型化の傾向がある。

大型の円すいころ軸受は、使用される円すいころも大型で使用本数も多いため、保持器の自重や保持した円すいころの重量により保持器が変形する場合がある。保持器が変形すると回転性能の低下を招くため、当該変形に配慮した組み立て工程が求められることから、組み立て工程の煩雑性の原因となる。

保持器を大型にする場合には、その板厚を大きくすることで強度を確保することができるが、一般に、大型の部品は製造設備上の問題によりプレス加工が難しく、加工上の制約からプレス加工に使用可能な板厚には限界がある。一方、保持器を削り出しにより製造すると、プレス品と比較して大幅なコストアップとなり、材料の無駄が多くなる。

これらの問題を解決するために、環状の保持器を複数の保持器セグメントに分割し、これらの保持器セグメントを組み合わせた構成の分割型の保持器が知られている（特許文献１）。

この特許文献１には、大径側及び小径側の側面にそれぞれ軸方向に突出して構成された連結部材を有する保持器セグメントを用い、連結部材にワイヤーを巻きかけることで隣接する保持器セグメント同士を連結した分割型の保持器が開示されている。これらの連結部材は、小径側の側面に設けられているものには周方向に伸びる貫通孔が、大径側の側面に設けられているものは外周面側に溝がそれぞれ形成されており、当該連結部材の貫通孔及び溝にワイヤーを通し、当該ワイヤーの両端を所定の張力に調節して固定することで隣接する保持器セグメント同士を連結している。

また、特許文献２、特許文献３には、環状に配置した保持器セグメントの隣り合う端部相互を、内輪の大鍔側幅面にねじ固定した治具によって連結する円すいころ軸受の保持器
も知られている。

国際公開第ＷＯ２０１３／０９２２１７号 特開２０１４−２０５０７号公報 特開２０１５−１３５１４３号公報

しかし、特許文献１の保持器においては、クリップを用いてワイヤーを固定している。このため、ワイヤーの両端を所定の張力を与えてクリップで固定する際に、ワイヤーに与える張力が十分得られない場合がある。

ワイヤーに所定の張力が与えられない場合には、セグメント間に遊びが生じ、ワイヤーと保持器の摺動による摩耗が発生するなどの問題があった。

また、特許文献２や特許文献３の円すいころ軸受の保持器は、内輪の大鍔側幅面に、保持器セグメントを連結する治具を固定するためのねじ穴を設ける必要があり、ねじ穴によって内輪強度を低下すると共に、ねじ穴加工による原価高の要因になる。

そこで、この発明は、内輪の大鍔側幅面に、保持器セグメントを連結する治具を固定するためのねじ穴を設ける必要がなく、円すいころ軸受の組み立て時に反転作業を行っても、環状に配置した保持器セグメントが分離せず、外輪組立て後に保持器セグメントを連結する治具を容易に取り外すことが可能な円すいころ軸受の保持器を提供しようとするものである。

上記の課題を解決するため、この発明は、軸方向に平行に配列された、小径側弧状部と、大径側弧状部と、前記小径側弧状部と大径側弧状部とを接続する柱部とを有し、前記柱部間に円すいころを収容するポケットを設けた保持器セグメントを、複数環状に配置し、環状に配置した前記保持器セグメントの隣り合う端部相互を治具によって連結する円すいころ軸受の保持器において、前記環状に配置した前記保持器セグメントの隣り合う端部に、大径側もしくは小径側に突出する突起部を設け、この隣り合う突起部に、周方向に貫通する貫通孔を設け、前記治具は、隣り合う突起部相互を周方向から挟み、前記突起部の貫通孔に連通するねじ孔を有する挟持片と、前記突起部の貫通孔に挿通され、前記挟持片のねじ孔にねじ込まれる固定ねじとを備え、環状に配置した前記保持器セグメントの隣り合う端部に設けられた前記突起部を、前記治具の挟持片で挟み、前記固定ねじを、前記挟持片のねじ孔から前記突起部の貫通孔に挿通し、前記挟持片と前記突起部とを固定ねじによって連結することを特徴とする。

前記挟持片の外径部に、前記環状に配置した前記保持器セグメントの隣り合う端部相互の前記小径側弧状部と大径側弧状部間に架け渡される、ころ抑え板を設けるようにしてもよい。

また、前記治具は、前記環状に配置した前記保持器セグメントの隣り合う端部相互の前記小径側弧状部と大径側弧状部間の外径面に架け渡される、ころ抑え板と、このころ抑え板の軸方向の両端に設けられた、前記小径側弧状部の内径側端面と大径側弧状部の外径側端面とを挟む一対の固定片と、この一対の固定片のうちの一方の内径部に、前記小径側弧状部もしくは大径側弧状部の内径面に引っ掛かる係合爪と、他方の固定片に設けられた軸心方向のねじ孔に、ねじ込まれ、先端が前記小径側弧状部の内径側端面もしくは大径側弧状部の外径側端面に押し付けられる固定ねじとによって構成することもでき、前記小径側弧状部の内径側端面もしくは大径側弧状部の外径側端面に、前記固定ねじの先端が引っ掛かる段差部を設けることもできる。

この発明は、以上のように、環状に配置した前記保持器セグメントの隣り合う端部相互を固定ねじを使用した治具によって連結することができるので、組み立てが容易であり、組立て後に治具を簡単に取り外すことができる。

この発明の実施形態の保持器を用いた円すいころ軸受の断面図である。 図１の保持器セグメントを連結した状態を平面的に見た概略図である。 図１の実施形態の保持器に円すいころを収容した状態を軸方向から見た概略図である。 この発明の他の実施形態の保持器を用いた円すいころ軸受の断面図である。 図４の保持器セグメントを連結した状態を平面的に見た概略図である。 図４の実施形態の保持器に円すいころを収容した状態を軸方向から見た概略図である。 この発明の他の実施形態の保持器を用いた円すいころ軸受の断面図である。 図７の保持器セグメントを連結した状態を平面的に見た概略図である。 図７の実施形態の保持器の変形例を用いた円すいころ軸受の断面図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、風力発電の主軸等の支持に用いられる大型円すいころ軸受の断面図であり、図２は、図１の実施形態の保持器を平面的に見た概略図、図３は、図１の実施形態の保持器を軸方向から見た概略図である。

この円すいころ軸受１は、内輪１１、外輪１２、これらの軌道面１３、１４の間に配列された多数の円すいころ１５及び各円すいころ１５を一定間隔に保持するポケット１６を備えた保持器１７とからなる。

風力発電の主軸等の支持に用いられる大型円すいころ軸受の場合、円すいころ１５の平均径は４０ｍｍ以上、軸受外径は１ｍ以上である。

内輪１１の軌道面１３の小径側には、小つば部１８、大径側には大つば部１９がそれぞれ形成され、これらの両方のつば部１８、１９によって円すいころ１５の転動を案内している。

保持器１７は、図２及び図３に示すように、円周方向に複数に分割された保持器セグメント２０を環状に配列し、環状に配置した前記保持器セグメントの隣り合う端部相互を治具３０によって連結して構成される。

前記保持器セグメント２０は、図２に示すように、軸方向に平行に配列された、小径側弧状部２１と、大径側弧状部２２と、前記小径側弧状部２１と大径側弧状部２２とを接続する柱部２３とを有し、前記柱部間に円すいころを収容するポケット１６を設けている。

前記保持器セグメント２０の大径側弧状部２２の両端には、大径側に突出する突起部２５が設けられている。この大径側弧状部２２の両端に設けられた隣り合う突起部２５には、周方向に貫通する貫通孔２６を設けている。

前記治具３０は、隣り合う保持器セグメント２０の突起部２５を周方向から挟み、前記突起部２５の貫通孔２６に連通するねじ孔３１を有する挟持片３２と、前記突起部２５の貫通孔２６に挿通され、前記挟持片３２のねじ孔３１にねじ込まれる固定ねじ３３とを備えている。

前記治具３０によって隣り合う保持器セグメント２０を連結するには、環状に配置した前記保持器セグメント２０の隣り合う端部に設けられた前記突起部２５を、前記治具３０の挟持片３２で挟み、前記固定ねじ３３を、前記挟持片３２のねじ孔３１から前記突起部２５の貫通孔２６に挿通し、前記挟持片３２と前記突起部２５とを固定ねじ３３によって固定する。

図１〜図３に示す実施形態では、保持器セグメント２０の柱部２３の外径面に、円すいころ１５の外径側への脱落を防止する案内爪２７を設けている。

前記固定ねじ３３としては、アイボルトを用いることができ、図１に示すように、円すいころ軸受を組立てた後に、固定ねじ３３を前記突起部２５の貫通孔２６から抜き取ることにより、治具３０を容易に取り除くことができる。

なお、図１〜図３に示す実施形態では、治具３０によって固定する突起部２５を、保持器セグメント２０の大径側弧状部２２の両端に設けているが、突起部２５を、保持器セグメント２０の小径側弧状部２１の両端に設けて、保持器セグメント２０を連結するようにしてもよい。

次に、図４及び図５に示す実施形態は、環状に配置した保持器セグメント２０の隣り合う端部に、周方向に貫通する貫通孔２６を備えた大径側に突出する突起部２５を設け、この隣り合う突起部２５を、治具３０の挟持片３２によって挟み、固定ねじ３３を、挟持片３２のねじ孔３１から突起部２５の貫通孔２６に挿通し、挟持片３２と突起部２５とを固定ねじ３３によって固定して環状に配置した保持器セグメント２０を連結するという点は、図１〜図３に示す実施形態と同じである。

この図４及び図５に示す実施形態は、保持器セグメント２０の柱部２３の内径面と外径面に、円すいころ１５の案内爪２８、２９を設けた実施形態である。この実施形態では、図５に示すように、保持器セグメント２０の両端の柱部２３に、内径側の案内爪２８を設け、隣り合う保持器セグメント２０を連結する治具３０に、小径側弧状部２１と大径側弧状部２２間の外径面に架け渡される、ころ案内板３４を設けることにより、隣り合う保持器セグメント２０の連結部分での円すいころ１５の外径側への脱落を防止している。

次に、図７〜図９は、保持器セグメント２０を連結する治具３０の別の実施形態を示している。

図６〜図８に示す治具３０は、環状に配置した保持器セグメント２０の隣り合う端部の小径側弧状部２１と大径側弧状部２２間の外径面に架け渡される、ころ抑え板３５と、このころ抑え板３５の軸方向の両端に設けられた、小径側弧状部２１の内径側端面と大径側弧状部２２の外径側端面とを挟む一対の固定片３６、３７と、この一対の固定片３６、３７のうちの一方の固定片３６の内径部に、小径側弧状部２１の内径面に引っ掛かる係合爪３８と、他方の固定片３７に設けられた軸心方向のねじ孔３９に、ねじ込まれ、先端が大径側弧状部２２の外径側端面に押し付けられる固定ねじ４０とからなる。

図６〜図８に示す実施形態の治具３０によって隣り合う保持器セグメント２０を連結するには、環状に配置した保持器セグメント２０の隣り合う小径側弧状部２１の内径面に、治具３０の固定片３６の係合爪３８を引っ掛けた後、大径側弧状部２２の固定片３７のねじ孔３９に固定ねじ４０をねじ込み、固定ねじ４０の先端を大径側弧状部２２に押し付けて固定することにより行う。

次に、図９に示す実施形態は、図６〜図８に示す実施形態の治具３０の変形例であり、大径側弧状部２２の外径側端面に、前記固定ねじ４０の先端が引っ掛かる段差部４１を設けている。

図６〜図８に示す実施形態と、図９に示す実施形態では、一対の固定片３６、３７のうちの内径側の固定片３６に、小径側弧状部２１の内径面に引っ掛かる係合爪３８を設け、大径側の固定片３７にねじ孔３９を設けているが、外径側の固定片３７に、大径側弧状部２２の内径面に引っ掛かる係合爪３８を設け、内径側の固定片３６にねじ孔３９を設けるようにしてもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１ ：円すいころ軸受
１７ ：保持器
２０ ：保持器セグメント
２１ ：小径側弧状部
２２ ：大径側弧状部
２３ ：柱部
２４ ：ポケット
２５ ：突起部
２６ ：貫通孔
２７ ：案内爪
２８ ：案内爪
２９ ：案内爪
３０ ：治具
３１ ：ねじ孔
３２ ：挟持片
３３ ：固定ねじ
３４ ：案内板
３５ ：抑え板
３６、３７ ：固定片
３８ ：係合爪
３９ ：ねじ孔
４０ ：固定ねじ
４１ ：段差部

Claims (4)

1. 軸方向に平行に配列された、小径側弧状部と、大径側弧状部と、前記小径側弧状部と大径側弧状部とを接続する柱部とを有し、前記柱部間に円すいころを収容するポケットを設けた保持器セグメントを、複数環状に配置し、環状に配置した前記保持器セグメントの隣り合う端部相互を治具によって連結する円すいころ軸受の保持器において、前記環状に配置した前記保持器セグメントの隣り合う端部に、大径側もしくは小径側に突出する突起部を設け、この隣り合う突起部に、周方向に貫通する貫通孔を設け、前記治具は、隣り合う突起部相互を周方向から挟み、前記突起部の貫通孔に連通するねじ孔を有する挟持片と、前記突起部の貫通孔に挿通され、前記挟持片のねじ孔にねじ込まれる固定ねじとを備え、環状に配置した前記保持器セグメントの隣り合う端部に設けられた前記突起部を、前記治具の挟持片で挟み、前記固定ねじを、前記挟持片のねじ孔から前記突起部の貫通孔に挿通し、前記挟持片と前記突起部とを固定ねじによって連結することを特徴とする円すいころ軸受の保持器。
2. 前記挟持片の外径部に、前記環状に配置した前記保持器セグメントの隣り合う端部相互の前記小径側弧状部と大径側弧状部間に架け渡される、ころ抑え板を設けたことを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受の保持器。
3. 軸方向に平行に配列された、小径側弧状部と、大径側弧状部と、前記小径側弧状部と大径側弧状部とを接続する柱部とを有し、前記柱部間に円すいころを収容するポケットを設けた保持器セグメントを複数環状に配置し、環状に配置した前記保持器セグメントの隣り合う端部相互を治具によって連結した円すいころ軸受の保持器において、前記治具が、前記環状に配置した前記保持器セグメントの隣り合う端部相互の前記小径側弧状部と大径側弧状部間の外径面に架け渡される、ころ抑え板と、このころ抑え板の軸方向の両端に設けられた、前記小径側弧状部の内径側端面と大径側弧状部の外径側端面とを挟む一対の固定片と、この一対の固定片のうちの一方の内径部に、前記小径側弧状部もしくは大径側弧状部の内径面に引っ掛かる係合爪と、他方の固定片に設けられた軸心方向のねじ孔に、ねじ込まれ、先端が前記小径側弧状部の内径側端面もしくは大径側弧状部の外径側端面に押し付けられる固定ねじとからなる円すいころ軸受の保持器。
4. 前記小径側弧状部の内径側端面もしくは大径側弧状部の外径側端面に、前記固定ねじの先端が引っ掛かる段差部を設けたことを特徴とする請求項３記載の円すいころ軸受の保持器。

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