JP5030072B2 - 分割された外レース及び一体の内レースを持つ２列アンギュラコンタクト転がり軸受 - Google Patents

Description

本発明は、分割された外レース及び一体の内レースを持ち、かつこれらのレースの間で２列に並んでその転動路上を転がる複数の転動体を含む２列アンギュラコンタクト転がり軸受であって、転動体が保持器により互いに等間隔に保持され、外レースが軸線方向に分割されて構成され、かつ結合素子により互いに結合される２つの個別レースから成っているものに関する。

このようなアンギュラコンタクト転がり軸受の製造の際、個々の構成部分の組立て後、別々の外レース部分を互いに結合するか又は少なくとも拘束して、転がり軸受の輸送、取扱い及び取付けを妨げないようにすることが、しばしば必要である。他の場合には、取付けの際の障害、特に脱落する軸受構成部分の汚れ及び軸受密閉片の損傷を生じることがある。

一体の外レース及び分割された内レースを持つアンギュラコンタクト転がり軸受では、外レースを拘束するため、特別なクランプ環を使用することが既に公知であり、これらのクランプ環は半径方向外側に例えば弾性的に撓む突起を備えており、両方の内レースの半径方向内側に設けられる切欠き又はアンダカットへこれらの突起をはめることができる。こうして両方の内レースの軸線方向における相互固定及び予荷重付与が行われる。

しかしこのようなクランプ環は実際の使用において問題があり、更にクランプ環の半径方向突起のはめ込みによるはまり合いで当接させるため、内レースの内側に特別な切欠き又はアンダカットを必要とする。このようなクランプ環を使用する場合、アンギュラコンタクト転がり軸受の組込み又は輸送の際それが損傷するか、ゆがめられるか、又は内レースのアンダカットにおけるその拘束部から押出され、これが、組込み場所に対するアンギュラコンタクト転がり軸受の最初の僅かな傾きによってひき起こされる。従ってこのようなばね環の拘束作用が失われる危険があり、それによりアンギュラコンタクト転がり軸受が損傷する。

ドイツ連邦共和国特許第５９２２４７号明細書から、分割された外レース及び一体の内レースを持つ２列アンギュラコンタクト転がり軸受が公知であり、そのレースが２つの個別レースから成り、これらの個別レースの間に２つの半環部材から成る間隔環が設けられている。半環部材は、環フランジにより個別レースに結合され、環フランジが一方の個別レースの内縁にある対応凹所にはまり、それにより間隔環の半径方向運動が防止されるようにしている。間隔環による個別レースの結合はドイツ連邦共和国特許第５９２２４７号明細書には記載されてない。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３６２１３８１号明細書から２列アンギュラコンタクト転がり軸受が公知であり、外レース及び内レースが分割され、それぞれ個別レースから成っている。その図２による実施例では、外レースの両方の個別レースがクランプにより互いに摩擦結合され、内レースの個別レースの間には間隔環が設けられている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４０１８号明細書は、分割された内レース及び一体の外レースを持つＸ配置又はＤ配置の２列アンギュラコンタクト転がり軸受を示し、内レースが軸線方向に分割されて形成され、結合素子によりはまり合いで互いに結合される２つの個別レースから成っている。同時に間隔環として役立つこの結合素子は、永続的な軸線方向予荷重を発生するために使用され、例えば接着結合により個別レースに分離不可能に結合されている。

同様にドイツ連邦共和国実用新案第２０２００２４０号から、分割された内レースと一体の外レースから成る２列アンギュラコンタクト転がり軸受が公知であり、その内レースの両方の個別レースが結合素子により互いに結合され、結合素子が一方の個別レースに圧力ばめで結合され、他方の個別レースに動きばめで結合されている。

分割された内レースの結合は比較的問題ないが、外レースの結合は今まで問題を生じた。これは特に次の点にある。即ち分割された外レースを結合するため当業者は、できるだけ固定した摩擦結合をねらう解決策を好んだ。なぜならば、この結合は同時にアンギュラコンタクト転がり軸受の予荷重付与を可能にするので、既に予め設定された予荷重でアンギュラコンタクト転がり軸受を組立てることができるからである。

本発明の基礎になっている課題は、従来技術の欠点を回避し、外レースを形成する両方の個別レースを互いに結合して、アンギュラコンタクト転がり軸受の輸送及び組立ての際これらの個別レースをまとめ、かつ外レースの相対ねじれを可能にする、分割された外レース及び一体の内レースを持つ２列アンギュラコンタクト転がり軸受を提供することである。

本発明の基礎になっている認識は、外レースの個別レースが結合素子によりはまり合いで遊びを許すように互いに結合され、結合素子が個別レースの周面にある段部にまたがって載っていることによって、与えられた課題が驚くほど簡単に解決される、ということである。

従って本発明は、分割された外レース及び一体の内レースを持ち、かつこれらのレースの間で２列に並んでその転動路上を転がる複数の転動体を含む２列アンギュラコンタクト転がり軸受であって、転動体が保持器により互いに等間隔に保持され、外レースが軸線方向に分割されて構成され、かつ結合素子により互いに結合される２つの個別レースからなっているものから出発する。本発明の特徴として、外レースの個別レースが、結合素子によりはまり合いで遊びを許すように互いに結合され、個別レースの周面がそれぞれ少なくとも１つの段部を持ち、これらの段部上に結合素子がまたがって載り、個別レースの段部が溝を持ち、結合素子の鉤素子がこの溝へはまり込み、個別レースが互いにねじれ可能であるようになっている。

この構造によって、外レースの個別レースが、比較的ゆるいけれども互いに確実に結合されているようにすることができる。この構成は驚くべき効果を可能にする。本発明は、特に結合素子によりアンギュラコンタクト転がり軸受の予荷重付与をねらった従来公知の解決策を意識的に避けた。外レースの充分確実に互いに結合される個別レースは、全く意識的に甘受されるある程度の軸線方向及び／又は半径方向遊びを持っている。なぜならば、個別レースが互いにねじられることにより、アンギュラコンタクト転がり軸受の傾きをひき起こすことがある輸送の際、転がり軸受の沈下現象を回避することができる。外レースの個別レースの回転自由度は、転動体のある程度の自己調節を行う。更に組込みの際アンギュラコンタクト転がり軸受に軸線方向荷重をかけることができる。なぜならば、外レースの個別レースにはまり合い結合される結合素子も同様にこれを可能にするからである。

更に結合素子が一方の個別レースに摩擦結合され、他方の個別レースにはまり合いで結合されているようにすることができる。

他の実際的な展開では、少なくとも１つの溝の幅が鉤素子の直径より大きいようにすることができる。

本発明の他の実際的な構成は、結合素子の半径方向外側が、個別レースの周面より半径方向内方に設けられていることを特徴としている。その代わりに、結合素子の半径方向外側が個別レースの周面と同一面をなしているようにすることができる。

更に別の構成によれば、結合素子が一体の又は分割されて環として形成されているようにすることができる。その代わりに、結合素子が個別レースとをそれぞれはまり合いで結合される多数の桟から成っているか。又は結合素子がＵ字状輪郭を持つクランプ帯として構成されていることも可能である。

本発明の別の特徴として、結合素子がその縁範囲に多数のねじ穴を備え、これらのねじ穴へねじボルトがねじ込まれており、ねじボルトが少なくとも一方の個別レースにはまり合いで結合されている。

この構成の有利な展開では、鉤素子が、半径方向内方へ突出する縁として又はねじボルトとして形成されているようにすることができる。

本発明の特に実際的な実施形態では、結合素子が間隔素子として構成されて、個別レースにはまり合いで結合される結合素子によって、個別レースの軸線方向間隔が生じるようにしている。

本発明の他の有利な実施形態は、両方の個別レースが対称に形成され、それにより一方の個別レースの段部に、他方の個別レースの溝に応じて溝が削り込まれていることを特徴としている。

本発明の特に好ましい構成では、一方の個別レースの溝が他方の個別レースの溝より軸線方向に幅広い。

本発明の別の構成では、外レースの個別レースの間に間隔環が設けられている。

最後に、アンギュラコンタクト転がり軸受が円錐ころ軸受として構成され、風力設備の回転子主軸受装置の固定軸受として使用されることを特徴とする、本発明の構成が特に有利である。

本発明が、添付図面により若干の実施例について以下に詳細に説明される。

図１〜５には、Ｘ配置の円錐ころ軸受１として構成されて例えば風力設備の回転子主軸受装置の固定軸受として設けられる２列アンギュラコンタクト転がり軸受が示されている。

円錐ころ軸受１は、外レース２、内レース３、及びこれらのレース２，３の間で２列に並んで転動路６，７，８，９を転がる複数の転動体１１を含み、これらの転動体１１は保持器１０により互いに等間隔に保たれている。円錐ころ軸受１の内レース３は一体に形成され、外レース２は軸線方向に２つの個別レース１２及び１３に分割されて構成されている。

内レース３の個別レース１２及び１３は、それぞれその周面１４，１５の縁範囲に段部１６，１７を持ち、これらの段部１６，１７上に結合素子１８がまたがって載っている。更に実施例におけるすべての軸受は潤滑孔１９を持っている。左の個別レース１２の段部１６には、半径方向内方へ向くそれぞれ１つの溝２０が削り込まれて、結合素子１８用の支持部として役立つ。この溝２０に結合素子１８の鉤素子２１がはまっている。

図１による第１実施例では、両方の個別レース１２，１３が対称に形成されているので、段部１７にも溝２２が溝２０のように削り込まれている。図１による結合素子１８は一体の又は分割された環２３として形成され、その縁範囲にそれぞれ多数のねじ穴２４を備え、これらのねじ穴へねじボルト２５がねじ込まれている。ねじボルト２５は環２３と２分割外レース２の個別レース１２，１３とのはまり合い結合に役立つので、ここでは鉤素子２１として役立つねじボルト２５の下端のみが重要である。溝２０及び２１の幅はねじボルト２５の直径より大きくてもよいので、僅かな軸線方向遊びが生じる。

この軸線方向遊びにより、外レース２の個別レース１２及び１３は２〜３ｍｍだけ左方又は右方へ動かされ、これがアンギュラコンタクト転がり軸受の後での組込みに役立つにもかかわらず、輸送の際アンギュラコンタクト転がり軸受から個別レース１２，１３の脱落の効果的な防止を可能にする。ねじボルト２５は溝２０，２２内にそれぞれゆるく設けられている。しかし少なくとも１列のねじボルト２５を溝２０又は２２へ固定的にねじ込むことも可能である。同様に環２３の代わりに、複数の個々の桟を使用でき、これらの桟は個別レース２３，１３の１つにそれぞれねじ止めされる。

結合素子１８の半径方向外側は、外レース２の周面１４及び１５より少し半径方向内方にある。しかし結合素子１８の上側が周面１４及び１５と同一面をなすことも可能である。しかし重要なことは、結合素子１８が周面１４，１５から半径方向に突出しないことであり、それによりアンギュラコンタクト転がり軸受の組込みが困難にならない。

外レース２の両方の個別レース１２及び１３は、その軸線方向内側端縁で互いに突き当たらず、結合素子１８により生じる相互間隔を持っている。従って図１による実施例では、結合素子１８は間隔体又は間隔環の機能も引受ける。

図２に示す類似の解決策では、個別レース１２が段部１６に溝２０を備えている。結合素子１８は複数例えば３つの桟２６から成り、これらの桟２６が一方の側で個別レース１３の段部１７上に載り、ねじボルトにより個別レースに摩擦結合されている。

桟２６の他方の側は半径方向内方へ突出する鉤素子としての縁２７を持ち、この縁２７が個別レース１２の溝２０へはまっている。縁２７と段部縁２８との間には間隙２９が残り、この間隙により軸線方向遊びが保証される。更にはまり合いだけで個別レース１２に結合される桟２６によって、両方の個別レース１２と１３を互いにねじることが可能である。複数の個々の桟２６の代わりに、図２による実施例では、図１の環２３に類似な環を使用することも可能である。

図３〜５は本発明によるアンギュラコンタクト転がり軸受の３つの別の実施例が示され、そこには結合素子１８は示されていない。これらの実施例では、図１で使用されるねじボルト２５付き環２３又は図２に示す桟２６に相当する結合素子を使用することができる。しかし外縁に半径方向内方へ曲げられて後述する溝へはまる縁を持つＵ字状輪郭のクランプ環を使用することも、本発明の範囲内にある。

図３において個別レース１２は溝２０を持ち、この溝へ結合素子１８の鉤素子２１をはまり合いで入れることができる。個別レース１３は、図２の実施例と同じように、個別レース１２に比べて軸線方向に長い。溝３０は、個別レース１２の溝２０に対してできるだけ小さい間隔を持つように、段部１７に形成されている。溝２０及び３０へはまる鉤素子を持つ図示しない結合素子は、軸線方向幅に関してそれに応じて狭い。鉤素子と溝壁３１との間隔は、個別レース１２と１３との軸線方向相対遊びの程度を決定するので、この間隔により軸線方向遊びが設定される。

図４に示すアンギュラコンタクト転がり軸受の実施例では、外レース２の個別レース１２と１３との間に間隔環３２が設けられている。図示しない結合素子は、その鉤素子で個別レース１２の溝２０及び個別レース１３の段部１７にある溝３３へはまり、こうして両方の個別レース１２，１３を結合している。しかし２つの結合素子の使用も可能である。この場合第１の結合素子は溝２０及び間隔環３２の溝３４ははまり、第２の結合素子例えば鋼から成るクランプ環は個別レース１３の溝３３及び間隔環３２の溝３５へはまる。

図５にはアンギュラコンタクト転がり軸受の第５実施例が示され、図４の円錐ころ軸受のように個別レース１２の段部１６に溝２０を持ち、両方の個別レース１２及び１３が対称に構成されているので、個別レース１３も溝３６を有する段部１７を持っている。溝２０及び３６には、ここには示してない結合素子の鉤素子がはまり、それにより両方の個別レース１２と１３が互いに結合され、かつ拘束されている。溝２０は溝３６より少し幅広く形成されているので、僅かな軸線方向遊び及び個別レース１２，１３のねじれ可能性が可能にある。

なお述べるべきことは、本発明によるアンギュラコンタクト転がり軸受の上述した実施例は例示的にすぎず、本発明による構成は、Ｄ配置の２列球面ころ軸受又は２つ又はそれ以上の軸受からなる軸受装置においても同じように実現可能なことである。

本発明によるアンギュラコンタクト転がり軸受の第１実施例を断面図で示す。 本発明によるアンギュラコンタクト転がり軸受の第２実施例を断面図で示す。 本発明によるアンギュラコンタクト転がり軸受の第３実施例を断面図で示す。 本発明によるアンギュラコンタクト転がり軸受の第４実施例を断面図で示す。 本発明によるアンギュラコンタクト転がり軸受の第５実施例を断面図で示す。

符号の説明

１ 円錐ころ軸受
２ 外レース
３ 内レース
４，５ 列
６，７，８，９ 転動路
１０ 保持器
１１ 転動体
１２，１３ 個別レース
１４，１５ 周面
１６，１７ 段部
１８ 結合素子
１９ 潤滑孔
２０，２２，３０，３３，３４，３５，３６ 溝
２１ 鉤素子
２３ 環
２４ ねじ穴
２５ ねじボルト
２６ 桟
２７ 縁
２８ 段部縁
２９ 間隙
３１ 溝壁
３２ 間隔環

Claims (14)

1. 分割された外レース（２）及び一体の内レース（３）を持ち、かつこれらのレース（２，３）の間で２列（４，５）に並んでその転動路（６，７，８，９）上を転がる複数の転動体（１１）を含む２列アンギュラコンタクト転がり軸受であって、転動体（１１）が保持器（１０）により互いに等間隔に保持され、外レース（２）が軸線方向に分割されて構成され、かつ結合素子（１８）により互いに結合される２つの個別レース（１２，１３）から成っているものにおいて、外レース（２）の個別レース（１２，１３）が、結合素子（１８）によりはまり合いで遊びを許すように互いに結合され、個別レース（１２，１３）の周面（１４，１５）がそれぞれ少なくとも１つの段部（１６，１７）を持ち、これらの段部（１６，１７）上に結合素子（１８）がまたがって載り、個別レース（１２，１３）の段部（１６，１７）が溝（２０，２２，３０，３３，３６）を持ち、結合素子（１８）の鉤素子（２１，２７）がこの溝（２０，２２，３０，３３，３６）へはまり込み、個別レース（１２，１３）が互いにねじれ可能であり、結合素子（１８）がその縁範囲に多数のねじ穴（２４）を備え、これらのねじ穴（２４）へねじボルト（２５）がねじ込まれており、ねじボルト（２５）が少なくとも一方の個別レース（１２，１３）にはまり合いで結合されていることを特徴とする、アンギュラコンタクト転がり軸受。
2. 結合素子（１８）が一方の個別レース（１２，１３）に摩擦結合され、他方の個別レース（１３，１２）にはまり合いで結合されていることを特徴とする、請求項１に記載のアンギュラコンタクト転がり軸受。
3. 少なくとも１つの溝（２０，２２，３０，３３，３６）の幅が鉤素子（２１，２７）の直径より大きいことを特徴とする、請求項１又は２に記載のアンギュラコンタクト転がり軸受。
4. 結合素子（１８）の半径方向外側が、個別レース（１２，１３）の周面（１４，１５）より半径方向内方に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のアンギュラコンタクト転がり軸受。
5. 結合素子（１８）の半径方向外側が個別レース（１２，１３）の周面（１４，１５）と同一面をなしていることを特徴とする、請求項１に記載のアンギュラコンタクト転がり軸受。
6. 結合素子（１８）が環（２３）として形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のアンギュラコンタクト転がり軸受。
7. 結合素子（１８）が、個別レース（１２，１３）とそれぞれはまり合いで結合される多数の桟（２６）から成っていることを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載のアンギュラコンタクト転がり軸受。
8. 結合素子（１８）が、ねじボルト（２５）を含む断面で見てＵ字状断面となる環状部材により構成されていることを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載のアンギュラコンタクト転がり軸受。
9. 鉤素子（２１）が、半径方向内方へ突出するねじボルト（２５）として形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のアンギュラコンタクト転がり軸受。
10. 結合素子（１８）が間隔素子として構成されて、個別レース（１２，１３）にはまり合いで結合される結合素子（１８）によって、個別レース（１２，１３）の軸線方向間隔が生じるようにしていることを特徴とする、請求項１に記載のアンギュラコンタクト転がり軸受。
11. 両方の個別レース（１２，１３）が対称に形成され、それにより一方の個別レース（１２，１３）の段部（１６，１７）に、他方の個別レース（１２，１３）の溝（２０，２２，３０，３３，３６）に応じて溝（２０，２２，３０，３３，３６）が削り込まれていることを特徴とする、請求項１に記載のアンギュラコンタクト転がり軸受。
12. 一方の個別レース（１２，１３）の溝（２０，２２，３０，３３，３６）が他方の個別レース（１３，１２）の溝（２０，２２，３０，３３，３６）より軸線方向に幅広いことを特徴とする、請求項１に記載のアンギュラコンタクト転がり軸受。
13. 外レース（２）の個別レース（１２，１３）の間に間隔環（３２）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のアンギュラコンタクト転がり軸受。
14. アンギュラコンタクト転がり軸受が円錐ころ軸受（１）として構成され、風力設備の回転子主軸受装置の固定軸受として使用されることを特徴とする、請求項１に記載のアンギュラコンタクト転がり軸受。

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