JP2022179448A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 内輪アッシーを外輪に組込む際に、内輪アッシーを反転させても、セグメント保持器のセグメントがばらけることなく、セグメントのポケットから円すいころが脱落しない構造の円すいころ軸受を提供する。【解決手段】 円すいころ１５を収容するポケット１６のうち、周方向の端部に位置するポケット１６は、対向する柱部の外径側に案内爪２４を設けて円すいころ１５を内径側から挿入可能とし、周方向の端部に位置するポケット１６は、対向する柱部２３の内径側に案内爪２４を設けて円すいころ１５を外径側から挿入可能とし、両端のポケット１６に収容された円すいころ１５の外径側への脱落を防止する脱落防止部材３２を、内輪１１の大端面側から抜き差し可能に設け、セグメント２０の大径側弧状部２２の大径側側面に係合部２７に、環状に配置した各セグメント２０の大径側に巻き回される連結部材２５を通して固定した。【選択図】 図３

Description

この発明は、一般産業機械に用いる円すいころ軸受、特に、風力発電装置の主軸など外径が１ｍを超えるような大型の回転軸を回転自在に支持する円すいころ軸受に関する。

図２４の断面図に示すように、円すいころ軸受１００は、内輪１０１と、その外周に同芯状に配置された外輪１０２と、これら内輪１０１及び外輪１０２との間に配設される円すいころ１０３と、円すいころ１０３を周方向に一定間隔で保持する保持器１０４とによって構成される。

円すいころ軸受１００の保持器１０４は、一般的に鋼板製である。鋼板製の保持器１０４は、風力発電装置に使用されるような大型の円すいころ軸受１００の場合、円すいころ１０３も大型で使用本数も多いため、自重や保持した円すいころ１０３の重量により変形することがある。また、鋼板製の保持器１０４は、通常プレス加工によって製作されるが、外径が１ｍを超えるような大型のものになると、設備上の問題によって加工が困難になる。また、鋼板製の保持器１０４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たとしても、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することができる板厚には限界がある。一方、保持器１０４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、材料の無駄も多くなる。

これらの問題を解決するために、保持器１０４を図２５に示すような複数のセグメント１０４Ａに分割し、セグメント１０４Ａを環状に組合せたセグメント保持器がある（特許文献１）。このセグメント保持器としては樹脂製のものが主流になっている。

ところで、単列の円すいころ軸受１００を、例えば、風車に組込む際は、図２６に示すように、まず、内輪１０１、円すいころ１０３及び保持器１０４を一体化しておき、この一体化した内輪アッシーを、小径側を下に向けた反転状態にして外輪１０２に組込むようにしている。

ところが、図２５に示すような複数のセグメント１０４Ａを組合せたセグメント保持器の場合、内輪アッシーを反転させると、各セグメント１０４Ａがばらける。このセグメント１０４Ａがばらけるのを防止するために、環状に配置したセグメント１０４Ａの外周をワイヤーなどで縛り、環状に配置したセグメント１０４Ａを一体化するということが提案されている（特許文献２～４）。

特許第５０１０３５３号公報 特開２０１４-２０３９３号公報 特許第５７０２５３４号公報 特開２０１８-８０７４７号公報

図２５に示すセグメント１０４Ａを組合せた従来のセグメント保持器は、転動体案内方式であり、円すいころ１０３と外径側で接触する外径側の案内爪１０５を有するポケットと、円すいころ１０３と内径側で接触する内径側の案内爪１０６を有するポケットとを、周方向に交互に設けた構成になっており、円すいころ１０３は、セグメント１０４Ａのポケットに内径側と外径側から挿入されている。

このため、環状に配置した各セグメント１０４Ａをワイヤーなどで縛って一体化しても、内輪アッシーを反転させると、内径側から挿入した円すいころ１０３は外径側の案内爪１０５によって脱落が防止されるが、外径側から挿入した円すいころ１０３は内径側に案内爪１０６があるため、脱落してしまう。このため、組立てに手間が掛かるという問題がある。

また、内輪アッシーを外輪１０２に組込んだ後も、各セグメントを一体化するワイヤーなどの連結部材がそのまま残されていると、円すいころ軸受１００の運転中に連結部材が外れて故障に繋がる可能性がある。

そこで、この発明は、内輪アッシーを外輪に組込む際に、内輪アッシーを反転させても、セグメント保持器のセグメントがばらけることなく、また、セグメントのポケットから円すいころが脱落しないようにし、しかも内輪アッシーを外輪に組込んだ後に、各セグメントを一体化する連結部材を取外すことが可能な円すいころ軸受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、内輪と、その外周に同芯状に配置される外輪と、内輪及び外輪の間に配置される複数の円すいころと、円すいころを一定間隔に保持するポケットを有する保持器とを備え、内輪は、外周に各円すいころが転動する軌道面と、この軌道面を挟む軸方向の両側に円すいころの端面が接触する大鍔部と小鍔部を有し、保持器は、周方向に複数のセグメントに分割したセグメント保持器であり、セグメントは、所定間隔離して対向させた一対の小径側弧状部及び大径側弧状部と、この小径側弧状部及び大径側弧状部の間に架設した複数の柱部とを有し、隣り合う２つの柱部と小径側弧状部と大径側弧状部とによって囲まれる空間を、円すいころを収容するポケットとし、内輪、円すいころ及び保持器を一体化した内輪アッシーの状態で外輪に組込まれる円すいころ軸受において、各セグメントのポケットが周方向に少なくとも３個以上有し、各セグメントの周方向の端部以外に位置するポケットは、対向する柱部の外径側に案内爪を設けて円すいころをセグメントの内径側からポケット内に挿入可能とし、周方向の端部に位置するポケットは、対向する柱部の内径側に案内爪を設けて円すいころを外径側からポケット内に挿入可能とし、両端のポケットに収容された円すいころの外径側への脱落を防止する脱落防止部材を設け、前記脱落防止部材は着脱可能とし、前記セグメントの大径側弧状部の大径側側面に、連結部材およびこの連結部材の係合部を設け、前記係合部に前記連結部材を着脱可能に係合することにより環状に配置した各セグメントを連結することを特徴とする。

前記脱落防止部材は、前記セグメントの両端に位置する柱部の外径面に沿って設けられ、着脱可能に固定される。

また、前記セグメントの小径側弧状部および大径側弧状部の少なくとも一方における外径面の周方向端部付近に、前記脱落防止部材を軸方向に着脱可能とする脱落防止部材固定部を備える。

前記脱落防止部材固定部に対し、前記脱落防止部材を内輪大端面側から挿通し、前記脱落防止部材は内輪の大端面に係合する構造部を備え、前記内輪の大端面に係合する構造部に、前記連結部材の案内部を設けている。

前記脱落防止部材固定部を、隣り合うセグメントに向かって互いに開口する溝形形状に形成し、この隣り合うセグメントの対向する溝形形状の前記脱落防止部材固定部に対して共通する一つの前記脱落防止部材によって、隣り合うセグメントの両端のポケットに収容された円すいころの外径側への脱落を防止するようにしてもよい。

前記連結部材の端部相互は、締結部または締結部材により連結される。前記小径側弧状部の小径側側面に、小径側に突き出すウィング部を設け、環状に配置した各セグメントの大径側を連結部材で連結する際に、環状に配置した各セグメントの小径側の前記ウィング部に環状治具を嵌めることが好ましい。

前記セグメントの大径側弧状部の大径側側面の両端側に、前記係合部を有する突出部を設けることが好ましい。

前記内輪の大端面を下にして内輪の軌道面に円すいころを配置した状態で、円すいころの大径側端面と接触する内輪の大鍔部が内輪の中心軸に対して直交する直線に対する角度をＩ、前記大鍔部の先端の面取り幅をＨ、前記内輪の中心軸から円すいころの重心までの距離をｙ１、前記大鍔部の径をＪとしたときに、前記大鍔部の径は次の条件を満たすようにする。

（Ｊ／２）-Ｈ ｃｏs Ｉ＞ｙ１

前記連結部材により連結して隣り合うセグメント同士を突き合わして固定した状態で、前記内輪の小鍔部の径をＭ、円すいころの小径側の端面と接触する内輪の小鍔部が内輪の中心軸に対して直交する直線に対する角度をＬ、前記小鍔部の先端の面取り幅をＫ、円すいころを内輪の大鍔部の先端を中心にして回転させた際に、小鍔部の側面と円すいころの小径側の端面とが接触する接触点Ｃから中心軸までの距離をｙ３としたときに、小鍔部の高さは次の条件を満たしている。

（Ｍ／２）-Ｋ ｃｏs Ｌ＞ｙ３

前記環状治具は、内輪、円すいころ及び保持器を一体化した内輪アッシーを外輪に組込む前に取外すことができる。

前記連結部材及び脱落防止部材は、内輪アッシーを外輪に組込んだ後に、取外すことが好ましい。

また、複数のセグメントを周方向に無間隙に配置した場合に、最初に配置されるセグメントと最後に配置されるセグメントとの間にすき間を有する。ここで、室温において、すき間の周方向の寸法は、保持器セグメントの中央を通る円の円周の０．１２％よりも小さい。なお、最初のセグメントとは、複数のセグメントを周方向に順次連ねて配置する際に、最初に配置されるセグメントをいい、最後のセグメントとは、隣接するセグメントを当接させ、周方向に順次連ねて配置していった際に、最後に配置されるセグメントをいう。複数の保持器セグメントが周方向に連なって円すいころ軸受に組み込まれ、一つの環状の保持器を構成する。

前記セグメントは、樹脂製のものを使用する。前記樹脂の線膨張係数は、１．７×１０^－５／℃以下である。

前記セグメントを形成する樹脂としては、充填材として炭素繊維、ガラス繊維またはカーボンブラックを配合したポリエーテルエーテルケトンを使用することができる。前記樹脂中の充填材の充填比率は２０重量％以上、４０重量％以下として、セグメント間の周方向のすき間を上記した範囲とすることにより、保持器セグメント同士の衝突による強度的な不具合等や、セグメント同士の周方向の突っ張りあいによる変形等を防止することができる。

前記連結部材を複数に分割し、分割した各連結部材の端部相互のそれぞれを前記締結部または締結部材により連結するようにしてもよい。複数の前記締結部または締結部材は、円周状に等分に配置することが好ましい。

前記小径側弧状部の小径側側面に、小径側連結部材と、前記小径側連結部材との小径側係合部を設け、前記小径側係合部に前記小径側連結部材を着脱可能に係合することにより環状に配置した各セグメントを連結するようにしてもよい。

この発明に係る円すいころ軸受は、内輪、円すいころ及び保持器を一体化した内輪アッシーの状態で外輪に組込む際に、内輪アッシーを反転させても、環状に配置した各セグメントの大径側が連結部材によって連結されているため、各セグメントがばらけることがない。

また、円すいころを収容するポケットのうち、各セグメントの周方向の端部以外に位置するポケットは、柱部の外径側に案内爪を設け、円すいころをセグメントの内径側からポケット内に挿入しているので、内輪アッシーを反転させても、円すいころがポケットから脱落しない。

そして、円すいころを収容するポケットのうち、各セグメント周方向の端部に位置するポケットは、対向する柱部の内径側に案内爪を設けて円すいころを外径側からポケット内に挿入可能としているが、両端のポケットに収容された円すいころの外径側への脱落を防止する脱落防止部材を、小径側弧状部及び大径側弧状部の少なくとも一方における周方向両端側の外径面に設けた脱落防止部材固定部に対して内輪大端面側から抜き差し可能に、セグメントの両端に位置する柱部の外径面に沿って設けているので、セグメントの両端に位置するポケットに収容された円すいころは、内輪アッシーを反転させても、前記脱落防止部材によって脱落が防止される。また、端部に位置するポケットは、対向する柱部の内径側に案内爪を設けているので、セグメント保持器が転動体案内になる。

環状に配置した各セグメントの大径側を連結部材で締め付ける際に、環状に配置した各セグメントの小径側のウィング部に環状治具を嵌めることによって、各セグメントの小径側の開きを抑制することができる。

環状に配置した各セグメントの大径側の連結部材は、締結部または締結部材で連結されているので、内輪アッシーを外輪に組込んだ後に、締結部または締結部材を外すことにより、連結部材を取り外すことができ、運転中に連結部材が外れて故障するということを防止できる。

両端のポケットに収容された円すいころの外径側への脱落を防止する脱落防止部材も、小径側弧状部及び大径側弧状部の少なくとも一方における周方向両端側の外径面に設けた脱落防止部材固定部に対して内輪大端面側から抜き差し可能に設けているので、内輪アッシーを外輪に組込んだ後に、抜き取ることができる。

この発明に係る円すいころ軸受の実施形態を示す断面図である。 図１の円すいころ軸受に使用するセグメント保持器のセグメントを示す平面図である。 図１の円すいころ軸受に使用するセグメント保持器のセグメントを示す斜視図である。 図１の円すいころ軸受に使用するセグメント保持器のセグメントの断面図である。 図１の円すいころ軸受に使用するセグメント保持器のセグメントの他の例を示す断面図である。 図１の円すいころ軸受の外輪を外した状態を示す斜視図である。 図１の円すいころ軸受の外輪を外した状態の正面図である。 図２のセグメントへの円すいころの挿入方向を示す斜視図である。 図１の円すいころ軸受の組立て手順を示す斜視図である。 図９の組立て手順を別角度から見た斜視図である。 図１の円すいころ軸受の組立て手順における脱落防止部材の挿入方向を示す斜視図である。 図１１の状態から脱落防止部材を挿入した状態を示す斜視図である。 内輪の大端面を下にした状態で内輪に円すいころを配置した際における円すいころと内輪の大鍔部との関係を示す模式図である。 図１の円すいころ軸受の組立て手順における連結部材の結束前の状態を示す部分斜視図である。 図１の円すいころ軸受の組立て手順における連結部材を結束した後の状態を示す部分斜視図である。 図１５の断面図である。 図１６の状態から環状治具を外した断面図である。 内輪アッシーを反転させて外輪に組込む状態を示す断面図である。 内輪アッシーを外輪に組込んだ状態を示す断面図である。 内輪の軌道面に配置した円すいころの回転状態を示す模式図である。 内輪の軌道面に配置した円すいころを回転させたときの内輪の小鍔部の高さと円すいころとの関係を示す模式図である。 この発明に係る円すいころ軸受の他の実施形態を示す断面図である。 この発明に係る円すいころ軸受の他の実施形態を示す斜視図である。 従来の円すいころ軸受の断面図である。 従来の円すいころ軸受に使用されている保持器セグメントを構成するセグントに円すいころを挿入する状態を示す斜視図である。 従来の円すいころ軸受の組立て手順を示す断面図である。

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

この実施形態に係る円すいころ軸受１は、図１に示すように、内輪１１と、その外周に同芯状に配置される外輪１２と、内輪１１及び外輪１２の間に配置される複数の円すいころ１５と、円すいころ１５を一定間隔に保持するポケット１６を有する保持器１７とを備る。

外輪１２は、内周に各円すいころ１５が転動する軌道面１４を有する。

内輪１１は、外周に各円すいころ１５が転動する軌道面１３と、この軌道面１３を挟む軸方向の両側に円すいころ１５の端面が接触する大鍔部１９と小鍔部１８とを有する。

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

保持器１７は、図２に示すように、複数のセグメント２０からなるセグメント保持器である。

セグメント２０は、図２～図４に示すように、所定間隔離して対向させた一対の小径側弧状部２１及び大径側弧状部２２と、この小径側弧状部２１及び大径側弧状部２２の間に架設した複数の柱部２３とを有し、隣り合う２つの柱部２３と小径側弧状部２１と大径側弧状部２２とによって囲まれる空間を、円すいころ１５を収容するポケット１６にしている。

円すいころ１５を収容するポケット１６は、一つのセグメント２０に周方向に３個以上設けられている。この実施形態では、柱部２３を１つのセグメント２０に６つ設け、隣り合う柱部２３間に円すいころ１５を収納する５つのポケット１６を設けている。

この５つのポケット１６のうち、周方向の端部以外に位置するポケット１６、この実施形態では、中央部の３個のポケット１６の対向する柱部２３の外径側に、円すいころ１５の外径側への抜け出しを防止する案内爪２４を設け、図４に示すように、円すいころ１５をセグメント２０の内径側からポケット１６内に挿入可能としている。

周方向の端部に位置するポケット１６は、対向する柱部２３の内径側に案内爪２４を設けて円すいころ１５を外径側からポケット内に挿入可能とし、両端のポケット１６に収容された円すいころ１５の外径側への脱落を、セグメント２０の両端に位置する柱部２３の外径面に沿って設けた脱落防止部材３２によって防止している。脱落防止部材３２は、小径側弧状部２１及び大径側弧状部２２の周方向両端側の外径面に設けた脱落防止部材固定部３３に対して内輪１１の大端面側から抜き差し可能になっている。

円すいころ１５を収容するポケット１６のうち、周方向の端部に位置するポケット１６には、柱部２３の内径側に案内爪２４を設けているので、この端部のポケット１６に収容された円すいころ１５によって、保持器１７が転動体案内になる。

前記脱落防止部材３２の内輪１１の大端面側の端部には、脱落防止部材３２を小径側弧状部２１及び大径側弧状部２２の両端側外径面に設けた脱落防止部材固定部３３に対し内輪１１の大端面側から差し込んだ状態で、内輪１１の大端面に係合する構造部３４を備えている。

前記脱落防止部材３２の円すいころ１５と接する面は、Ｒ面に形成されている。

前記小径側弧状部２１及び大径側弧状部２２の両端側外径面に設ける脱落防止部材固定部３３は、図３及び図４に示すような、脱落防止部材固定部３３が挿通される穴を設けたもの以外に、図５に示すような、隣り合うセグメント２０に向かって互いに開口する溝形形状に形成したものでもよい。脱落防止部材固定部３３を図５に示すような互いに開口する溝形形状に形成した場合、この隣り合うセグメント２０の対向する溝形形状の脱落防止部材固定部３３に対して共通する一本の脱落防止部材３２を挿通し、この共通する一つの脱落防止部材３２によって、隣り合うセグメント２０の両端のポケット１６に収容された円すいころ１５の外径側への脱落を防止することができるので、部品点数の削減になる。

セグメント２０は、小径側弧状部２１と大径側弧状部２２の端面部同士が突き合わされた状態で環状に配置される。

セグメント２０の大径側弧状部２２の大径側側面の両端側には、環状に配置した各セグメント２０の大径側に配置される連結部材２５の係合部２７を有する突出部２６が軸方向に突出するように設けられている。セグメント２０の大径側弧状部２２の大径側側面の両端側にある突出部２６は、隣接するセグメント２０間の突出部２６同士の接触を避けるように設けることが好ましい。

前記脱落防止部材３２の内輪の大端面に係合する構造部３４にも、大径側の側面に、環状に配置した各セグメント２０の大径側に巻き回される連結部材２５が係合する溝形状の案内部３５を設けている。

セグメント２０の小径側弧状部２１の小径側側面には、小径側に突出するウィング部２８が設けられ、環状に配置した各セグメント２０の大径側を連結部材２５で結束する際に、図１５及び図１６に示すように、環状に配置した各セグメント２０の小径側のウィング部２８に環状治具３１を嵌め、連結部材２５の締め付けによるセグメント２０の小径側の広がりを抑制している。

前記環状治具３１は、図１６に示すように、内輪１１の小径側の端面に当接するリング部３１ａと、このリング部３１ａの軸方向の端部から外径側に向かって突設された係合部３１ｂとからなり、リング部３１ａを内輪１１の小径側の端面に当接させた状態で、係合部３１ｂを前記セグメント２０のウィング部２８に嵌めるようにしている。

各セグメント２０の大径側に巻き回される連結部材２５の端部は、ターンバックルなどの締結部材３０によって結束される。締結部材３０がターンバックルで構成される場合は、雌ねじ部を有する胴部を有し、このターンバックルの胴部に連結部材２５の端部に設けた雄ねじ部をねじ込むことにより、連結部材２５の端部相互を連結することができる。ターンバックルの胴部の回転により、連結部材２５に張力を与えることができ、締め付け方向と逆方向に胴部を回転させることにより、連結部材２５の両端の結束を解除することができる。

連結部材２５としては、ワイヤーまたはベルトを使用することができる。連結部材２５として、ワイヤーを使用する場合、締結部材３０としては、着脱可能なフックあるいはターンバックルを使用することができる。ターンバックルは、着脱可能であり、締め付け力が緩まず、また、締め付け力が調整可能であるため、最も好ましい。連結部材２５として、ベルトを使用する場合、締結部材３０としては、着脱可能なバックルを使用すると、締め付け力が緩まないので、好ましい。

セグメント２０は、樹脂製または鋼製である。セグメント２０を形成する樹脂としては、炭素繊維を配合したポリエーテルエーテルケトンまたはガラス繊維を配合したポリエーテルエーテルケトンを使用することができる。

セグメント２０を使用した円すいころ軸受１の組立ては、次のようにして行う。

まず、外輪２に組込む前に、図６及び図７に示すように、内輪１１、円すいころ１５及び保持器１７を一体化した内輪アッシーを組立てる。

この内輪アッシーを組立てるには、まず、図９及び図１０に示すように、内輪１１の大端面を下にした状態で、セグメント２０の中央の３ヵ所のポケット１６に入る円すいころ１５を内輪１１の軌道面１３上に並べる。

内輪１１の大端面を下にした状態で、円すいころ１５を軌道面１３上に配置していくと、円すいころ１５が自重により内輪１１から脱落する可能性がある。この円すいころ１５の内輪１１からの脱落を防止するために、内輪１１の中心軸から大鍔部１９の先端までの距離を、内輪１１の中心軸から円すいころ１５の重心までの距離よりも大きくしており、大鍔部１９の径Ｊは次式を満足する。

（Ｊ／２）-Ｈｃｏs Ｉ＞ｙ１

すなわち、図１３に示すように、内輪１１の大端面を下にして内輪１１の軌道面１３に円すいころ１５を配置した状態で、内輪１１の大鍔部１９の円すいころ１５と接触する側面が内輪１１の中心軸に対して直交する直線に対する角度をＩ、大鍔部１９の先端の面取り幅をＨ、内輪１１の中心軸から円すいころ１５の重心までの距離をｙ１、大鍔部１９の径をＪとしたとき、上記の式を満たせば、円すいころ１５の脱落を防止することができる。なお、図１３において、Ｄは円すいころ１５の大端面の径、Ｇは円すいころ１５の小端面の径、Ｆは円すいころ１５の長さ、Ｅは中心軸から軌道面１３の大鍔部１９側の端部までの距離を示している。

セグメント２０の端部に位置するポケット１６に、図８に示すように、円すいころ１５を外径側からあらかじめ挿入した状態で、セグメント２０を、図９及び図１０に示すように、円すいころ１５を並べた内輪１１に被せると、中央の３ヵ所のポケット１６内にセグメント２０の内径側から円すいころ１５が挿入される。

この後、図１１及び図１２に示すように、セグメント２０両端のポケット１６に収容された円すいころ１５の外径側への脱落を防止する脱落防止部材３２を、小径側弧状部２１及び大径側弧状部２２の周方向両端側の外径面に設けた脱落防止部材固定部３３に対して内輪１１の大端面側から差し込み、脱落防止部材３２の内輪の大端面に係合する構造部３４を、内輪１１の大端面に係合させる。

次に、図１６に示すように、環状に配列されたセグメント２０の小径側側面に突出するウィング部２８にＬ字型の環状治具３１を嵌め、大径側側面に突出する突出部２６の係合部２７と内輪の大端面に係合する構造部３４の案内部３５に連結部材２５を通し、セグメント２０の外径側に巻き回した連結部材２５の端部相互を締結部または締結部材３０によって結束し、締結部または締結部材３０によって連結部材２５を締め付けて、環状に配置した複数のセグメント２０を一体化する。

締結部または締結部材３０は、大径側弧状部２２の大径側の側面両端側に突出する突出部２６の間に位置し、両端側の突出部２６の間が締結部または締結部材３０の収容部になっている。

前記連結部材２５は、周方向に連続する一本でもよいが、周方向に複数に分割され、分割された各連結部材２５の端部相互をそれぞれ締結部または締結部材３０により結束するようにしてもよい。連結部材２５を複数に分割する場合、締結部または締結部材３０は、円周状に等分に配置することが好ましい。

環状に配置されたセグメント２０の外周に連結部材２５を巻き回し、連結部材２５を締結部または締結部材３０で締め付けると、環状に配置されたセグメント２０の小径側が開こうとするので、この開きを抑制するために、連結部材２５を締め付ける際には、環状に配置されたセグメント２０の小径側のウィング部２８に、Ｌ字型の環状治具３１を嵌めている。

環状治具３１は、図１６に示すように、環状に配置されたセグメント２０の小径側弧状部２１のウィング部２８に軸方向から被せられているので、内輪アッシーを組立てた後に、中心軸に沿って移動させることによって取外すことができる(図１７)。

次に、この内輪アッシーの外輪１２への組込みは、図１８に示すように、内輪アッシーの小径側を下に向けた反転状態にして行うことができる。

この内輪アッシーを外輪１２へ組込む際に、内輪アッシーを、小径側を下に向けた反転状態にしても環状に配置されたセグメント２０は外周側が連結部材２５によって連結されているので、セグメント２０がばらけることはない。

また、各セグメント２０のポケット１６内に挿入された円すいころ１５は、中央の３ヵ所のポケット１６については、柱部２３の外径側に設けた案内爪２４によってポケット１６から抜け出さない。また、セグメント２０の端部のポケット１６に外径側から挿入した円すいころ１６は、脱落防止部材３２によって外径側へ抜け出さない。

内輪アッシーを組立てる際に使用した環状治具３１は、外輪１２へ組込む際には取り除くようにする。

環状治具３１を取り除いた状態で、内輪アッシーを、小径側を下に向けた反転状態にしても、連結部材２５によって連結された各セグメント２０は、各セグメント２０のポケット１６に挿入保持された円すいころ１５が、内輪１１の軌道面１３の軸方向両側に位置する大鍔部１９と小鍔部１８との間に嵌まり、円すいころ１５が内輪１１の小鍔部１８に引っ掛っているため、各セグメント２０の脱落が防止される。

この各セグメント２０の脱落を防止する内輪１１の小鍔部１８の高さは、次の条件を満たしている。

内輪１１の大鍔部１９と小鍔部１８との間に嵌められた円すいころ１５が回転する場合、円すいころ１５の大端面が大鍔部１９に接していない時は、図２０の模式図に示すように、点Ａを中心に回転し、円すいころ１５の大端面が大鍔部１９に接している時は、点Ｂを中心に回転すると考えられる。

円すいころ１５の大端面が大鍔部１９に接し、点Ｂを中心に回転する場合、図２１の模式図に示すように、内輪１１の小鍔部１８の径Ｍが十分に大きければ、円すいころ１５の小径側の端面が、小鍔部１８の側面の点Ｃに接触するため、円すいころ１５の回転が抑制され、円すいころ１５が内輪１１の小鍔部１８に引っ掛かる。

この円すいころ１５が引っ掛かる小鍔部１８の側面の点Ｃは、図２１に示すように、円すいころ１５が回転した時の円すいころ１５の小端面角部の軌跡を描いたスプライン曲線と小鍔部１８の側面との交点であり、このとき、内輪１１の小鍔部１８の径Ｍは、次の条件を満たしている。

（Ｍ／２）-Ｋ ｃｏs Ｌ＞ｙ３

ここで、内輪１１の小鍔部１８の径をＭ、内輪１１の小鍔部１８の点Ｃ側の側面が内輪１１の中心軸に対して直交する直線に対する角度をＬ、小鍔部１８の先端の面取り幅をＫ、円すいころ１５を内輪１１の大鍔部１９の先端のＢ点を中心にして回転させた際に、小鍔部１８の側面と円すいころ１５の小径側の端面とが接触する接触点Ｃから中心軸までの距離をｙ３としている。

以上のように、内輪アッシーの小径側が下に向くように反転させて外輪１２に組込むことにより、図１９に示すように、円すいころ軸受１を組立てることができる。

図１９に示すように、円すいころ軸受１の組立てが完了すると、各セグメント２０の外周を締め付けている連結部材２５を、締結部または締結部材３０を緩めて取外しても各セグメント２０がばらけることがないので、円すいころ軸受１を装置に組込んだ後に、連結部材２５は取外しておくことができる。

また、連結部材２５を取外した後、脱落防止部材３２も脱落防止部材固定部３３から抜き取ることができる。

以上の実施形態は、小径側弧状部２１の小径側側面に、小径側に突き出すウィング部２８を設け、環状に配置した各セグメント２０の大径側を連結部材２５で結束する際に、環状に配置した各セグメント２０の小径側の前記ウィング部にＬ字型の環状治具３１を嵌めるようにしているが、図２２に示す実施形態のように、小径側弧状部２１の小径側側面に、小径側係合部３６を設け、この小径側係合部３６に、環状に配置した各セグメントの小径側に巻き回される連結部材３７を通し、この連結部材３７の端部相互を締結部または締結部材（図示省略）により着脱可能に結束するようにして、環状治具３１を使用しないようにしてもよい。

以上の実施形態では、脱落防止部材３２の内輪の大端面に係合する構造部３４に、環状に配置した各セグメント２０の大径側に巻き回される連結部材２５が係合する溝形状の案内部３５を設けているが、この案内部３５の形状を、図２３に示す実施形態のように、連結部材２５が通る孔形状にすることもできる。

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
１１：内輪
１２：外輪
１３：軌道面
１４：軌道面
１５：円すいころ
１６：ポケット
１７：保持器
１８：小鍔部
１９：大鍔部
２０：セグメント
２１：小径側弧状部
２２：大径側弧状部
２３：柱部
２４：案内爪
２５：連結部材
２６：突出部
２７：係合部
２８：ウィング部
３０：締結部または締結部材
３１：環状治具
３２：脱落防止部材
３３：脱落防止部材固定部
３４：内輪の大端面に係合する構造部
３５：案内部
３６：小径側係合部
３７：連結部材

Claims (17)

1. 内輪と、その外周に同芯状に配置される外輪と、内輪及び外輪の間に配置される複数の円すいころと、円すいころを一定間隔に保持するポケットを有する保持器とを備え、内輪は、外周に各円すいころが転動する軌道面と、この軌道面を挟む軸方向の両側に円すいころの端面が接触する大鍔部と小鍔部とを有し、保持器は、周方向に複数のセグメントに分割したセグメント保持器であり、セグメントは、所定間隔離して対向させた一対の小径側弧状部及び大径側弧状部と、この小径側弧状部及び大径側弧状部の間に架設した複数の柱部とを有し、隣り合う２つの柱部と小径側弧状部と大径側弧状部とによって囲まれる空間を、円すいころを収容するポケットとし、内輪、円すいころ及び保持器を一体化した内輪アッシーの状態で外輪に組込まれる円すいころ軸受において、各セグメントのポケットは周方向に少なくとも３個以上有し、各セグメントの周方向の端部以外に位置するポケットは、対向する柱部の外径側に案内爪を設けて円すいころをセグメントの内径側からポケット内に挿入可能とし、周方向の端部に位置するポケットは、対向する柱部の内径側に案内爪を設けて円すいころを外径側からポケット内に挿入可能とし、両端のポケットに収容された円すいころの外径側への脱落を防止する脱落防止部材を設け、前記脱落防止部材は着脱可能とし、前記セグメントの大径側弧状部の大径側側面に、連結部材およびこの連結部材の係合部を設け、前記係合部に前記連結部材を着脱可能に係合することにより環状に配置した各セグメントを連結することを特徴とする円すいころ軸受。
2. 前記脱落防止部材は、前記セグメントの両端に位置する柱部の外径面に沿って設けられ、着脱可能に固定されることを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。
3. 前記セグメントの小径側弧状部および大径側弧状部の少なくとも一方における外径面の周方向端部付近に、前記脱落防止部材を軸方向に着脱可能とする脱落防止部材固定部を備える請求項１または２に記載の円すいころ軸受。
4. 前記脱落防止部材固定部に対し、前記脱落防止部材を内輪大端面側から挿通し、前記脱落防止部材は内輪の大端面に係合する構造部を備え、前記内輪の大端面に係合する構造部に、前記連結部材の案内部を設けた請求項３記載の円すいころ軸受。
5. 前記脱落防止部材固定部を、隣り合うセグメントに向かって互いに開口する溝形形状に形成し、この隣り合うセグメントの対向する溝形形状の前記脱落防止部材固定部に対して共通する一つの前記脱落防止部材によって、隣り合うセグメントの両端のポケットに収容された円すいころの外径側への脱落を防止したことを特徴とする請求項３または４に記載の円すいころ軸受。
6. 前記連結部材の端部相互を締結部または締結部材により連結したことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の円すいころ軸受。
7. 前記小径側弧状部の小径側側面に、小径側に突き出すウィング部を設け、環状に配置した各セグメントの大径側を連結部材で連結する際に、環状に配置した各セグメントの小径側の前記ウィング部に環状治具を嵌めることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の円すいころ軸受。
8. 前記セグメントの大径側弧状部の大径側側面の両端側に、前記係合部を有する突出部を設けることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の円すいころ軸受。
9. 前記内輪の大端面を下にして内輪の軌道面に円すいころを配置した状態で、円すいころの大径側の端面と接触する内輪の大鍔部が内輪の中心軸に対して直交する直線に対する角度をＩ、前記大鍔部の先端の面取り幅をＨ、前記内輪の中心軸から円すいころの重心までの距離をｙ１、前記大鍔部の径をＪとしたときに、次の条件を満たすことを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の円すいころ軸受。
   （Ｊ／２）-Ｈ ｃｏs Ｉ＞ｙ１
10. 前記連結部材により連結して隣り合うセグメント同士を突き合わして固定した状態で、前記内輪の小鍔部の径をＭ、円すいころの小径側の端面と接触する内輪の小鍔部が内輪の中心軸に対して直交する直線に対する角度をＬ、前記小鍔部の先端の面取り幅をＫ、円すいころを内輪の大鍔部の先端を中心にして回転させた際に、小鍔部の側面と円すいころの小径側の端面とが接触する接触点Ｃから中心軸までの距離をｙ３としたときに、次の条件を満たすことを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の円すいころ軸受。
    （Ｍ／２）-Ｋ ｃｏs Ｌ＞ｙ３
11. 前記環状治具を、内輪、円すいころ及び保持器を一体化した内輪アッシーを外輪に組込む前に取外すことを特徴とする請求項７に記載の円すいころ軸受。
12. 前記連結部材及び脱落防止部材を、内輪アッシーを外輪に組込んだ後に取外すことを特徴とする請求項１～１１のいずれかに記載の円すいころ軸受。
13. 前記セグメントが、樹脂製であることを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の円すいころ軸受。
14. 前記セグメントを形成する樹脂が、炭素繊維を配合したポリエーテルエーテルケトンまたはガラス繊維を配合したポリエーテルエーテルケトンであることを特徴とする請求項１３に記載の円すいころ軸受。
15. 前記連結部材が複数に分割され、分割された各連結部材の端部相互のそれぞれを前記締結部または締結部材により連結することを特徴とする請求項６に記載の円すいころ軸受。
16. 複数の前記締結部または締結部材は、円周状に等分に配置することを特徴とする請求項１４に記載の円すいころ軸受。
17. 前記小径側弧状部の小径側側面に、小径側連結部材と、前記小径側連結部材との小径側係合部を設け、前記小径側係合部に前記小径側連結部材を着脱可能に係合することにより環状に配置した各セグメントを連結することを特徴とする請求項１～１６のいずれかに記載の円すいころ軸受。

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