JP5757819B2 - 転がり軸受用セグメント保持器 - Google Patents

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Description

この発明は、円すいころ軸受等の転がり軸受のセグメント保持器に関し、風力発電機の主軸を支持する大型軸受等において使用される。
風力発電機の主軸用軸受のように超大型の転がり軸受においては、一体型の保持器の製造が困難であるため、複数の樹脂製セグメントを組み合わせたセグメント保持器を用いることが行われている（特許文献１、同２）。セグメント保持器においては、各セグメントを周方向に突き合わせて内輪の周りに環状に配置したとき、最初のセグメントと最後のセグメントとの間に生じる一定のスキマ、いわゆる最後スキマの大きさが重要な管理対象となる。
前記の最後スキマは、セグメントの熱膨張を考慮して一定以上に大きく設定する必要がある一方、セグメント相互の衝突による変形や摩耗、衝突音の軽減等を図る必要があるためその大きさに制限がある。その最後スキマの管理は、内輪の軌道面上に転動体を収納したセグメントを所定数環状に配列し、セグメント間の円周方向スキマを１箇所に集めて最後スキマを作り、その最後スキマを測定することにより行われる。
欧州特許出願公開１４０８２４８号公報 特開２０１０−８４８３５号公報
しかしながら、環状に配列した個々のセグメントは正確な環状になるとは限らず、個々のセグメントの姿勢に不揃いが生じることが多い。そのうえ、従来のセグメントの端面は平坦面であったので、セグメントの姿勢が不揃いであると、図１５に示したように、各セグメント１の端面２の軸方向、径方向の傾きも不揃いとなる。
そのため、セグメント１の端面２相互の接触位置３が個々に異なるので、このままでは精度の高い最後スキマを得ることができず、最後スキマの精度を上げるために、セグメント１の姿勢を個々に正し、接触位置３を整える作業が必要となる問題がある。
また、樹脂製のセグメントは射出成形によって製作されるので、成形したままでは正確な周方向長さが得られない。このため、最後スキマの規格を満足するためには、セグメントの両端面を僅かに削る調整作業が必要となる。また、円すいころ軸受の保持器を形成するセグメントの場合は、内輪軌道上に配置されたセグメントの両端面は三次元的な位置付けとなり、セグメント端面の傾きによりセグメント相互の接触位置が異なるため最後スキマに影響する。このため、保持器の配置順を決めないと一定の最後スキマが得られない。
さらに、一つの軸受を構成するために配列されるセグメントの数は通常１０個から数１０個程度であり、セグメントの円周方向長さの精度が最後スキマに直接影響するが、接触位置での精度管理をしないと無意味になってしまう。
そこで、この発明は、最後スキマの調整が容易にできる転がり軸受用セグメント保持器を提供することを課題とする。
前記の課題を解決するために、この発明は、所要数のポケットを設けたセグメントを環状に配置することにより構成された転がり軸受用セグメント保持器において、前記各セグメント端面の中央部分に周方向に突き出した接触面が形成され、隣接した他のセグメント端面の同様の接触面と相互に接触するようにし、前記接触面の位置が、セグメント端面の軸方向中央部に設定されたものである。
前記接触面の位置としては、セグメント端面の軸方向中央部で、かつセグメントの端面と外径面との境界を含む外径面側に片寄った位置が望ましい。このような限定を設けることにより、接触面大きさと位置とが一層限定される。
また、前記接触面とセグメント外径面との境界を含んだ当該外径面に削り量管理基準を設けた構成をとることが望ましい。接触面に僅かな量の削りを施してセグメントの周方向長さの調整の目安とする。
この発明によれば、セグメント相互の接触位置が端面中央部に設けられた接触面の範囲に限定されるので、最後スキマの測定に際してセグメントを内輪外径面上に環状に配列した際、セグメントの姿勢に多少の不揃いがあっても迅速に精度の高い最後スキマを形成することができる。また、最後スキマの誤差の範囲が小さいので、セグメントの周方向長さを調整する削り量は僅かでよく、最後スキマの調整・管理を容易に行うことができる。
また、セグメントの周方向長さを調整する削り加工を行う際に、セグメントの端面に設けられた凸部、凹部等の削り量管理基準を目安とすることにより、迅速かつ正確な調整を行うことができる。
図１は、実施形態１の円すいころ軸受の断面図である。 図２は、同上の一部を示す正面図である。 図３は、同上のセグメントの平面図である。 図４は、同上のセグメントの一部拡大斜視図である。 図５は、図４の場合の平面図である。 図６は、同上のセグメントの変形例の一部拡大斜視図である。 図７は、図６の場合の正面図である。 図８は、実施形態２のセグメントの一部拡大斜視図である。 図９は、図８の場合の平面図である。 図１０は、図８の場合の正面図である。 図１１は、実施形態２の変形例の一部拡大斜視図である。 図１２は、実施形態２の変形例の一部拡大斜視図である。 図１３は、実施形態２の変形例の一部拡大斜視図である。 図１４は、実施形態２の変形例の一部拡大斜視図である。 図１５は、従来例のセグメント保持器の一部正面図である。
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。
[実施形態１]
図１は、風力発電の主軸支持等に用いられる大型円すいころ軸受の一部を示すものであり、この円すいころ軸受は、内輪１１、外輪１２、これらの軌道面１３、１４の間に介在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を備えたセグメント保持器１７を主要な構成要素としている。
セグメント保持器１７は、図２に示したように、円周方向に複数に分割されたセグメント１８を環状に配列することにより構成されたものである。セグメント１８には、複数のポケット１６が設けられる（図３参照）。
前記セグメント１８の端面１９は、図４に示したように、軸方向（矢印Ｘ）の中央部に周方向（矢印Ｙ）に突き出した一定幅ｗ１（図５参照）の接触面２０が設けられる。接触面２０の軸方向両側は、接触面２０に対し軸方向の僅かな逃げ角θを有する端面部分２１となっている。前記の幅ｗ１は、セグメント１８の端面１９に作用する荷重に耐えられる範囲で可能な限り小さく設定することが望ましい。
前記のセグメント１８が多数環状に配列されると、隣接するセグメント１８相互は、それぞれの接触面２０において接触し、傾斜した端面部分２１相互が接触したり、接触面２０と端面部分２１が接触したりすることは避けられる。即ち、限定された範囲の接触面２０相互で接触する。これにより、最後スキマの誤差が小さくなる。
接触面２０の面積は、強度保持が可能な範囲内で、できるだけ小面積であることが望ましいので、図６に示したように、前記図４のセグメント１８において、外径面から幅ｗ２の部分の接触面２０及び端面部分２１を残し、その部分から内径面側に逃げ角δ（図７参照）をもって傾斜した端面部分２０ａ、２１ａを形成する。これにより、セグメント１８の端面１９の軸方向中央部、かつ径方向の中心よりも外径面側に片寄った位置に接触面２０を設けることができる。
前記のように、面積の小さい接触面２０を端面１９の中央部を含む位置に設けることにより、セグメント１８を環状に配列した際の最後スキマの精度が上がるが、さらに調整を加えるために、接触面２０に削り加工を加える場合がある。その場合の削り量の目安となるように、図８から図１０に示した実施形態２のセグメント１８においては、接触面２０とセグメント外径面との境界２２を含んだ外径面上に削り量管理基準としての凸部２３を設けている。この凸部２３は、接触面２０の軸方向の両端部に設けられる。
前記の凸部２３に代えて、凹部２４（図１１参照）、リブ２５（図１２参照）、溝２６（図１３参照）、刻線２７（図１４参照）等であってもよい。このような削り量管理基準が存在することにより、接触面２０に加える削り量の目安とすることができるので、削り加工が容易となり、加工精度も上がる。
１１ 内輪
１２ 外輪
１３、１４ 軌道面
１５ 円すいころ
１６ ポケット
１７ セグメント保持器
１８ セグメント
１９ 端面
２０ 接触面
２０ａ 端面部分
２１ 端面部分
２１ａ 端面部分
２２ 境界
２３ 凸部
２４ 凹部
２５ リブ
２６ 溝
２７ 刻線

Claims (6)

  1. 所要数のポケットを設けたセグメントを環状に配置することにより構成された転がり軸受用セグメント保持器において、前記各セグメント端面の中央部分に周方向に突き出した接触面が形成され、隣接した他のセグメント端面の同様の接触面と相互に接触するようにし、前記接触面の位置が、セグメント端面の軸方向中央部に設定され、前記接触面の軸方向両側の端面部分は、前記接触面に対し軸方向の逃げ角をもって傾斜し、前記接触面の位置が、セグメントの端面と外径面との境界を含み、径方向の中心よりも外径面側に片寄った位置に設定され、径方向内径側の端面部分は、前記接触面に対し径方向の逃げ角をもって傾斜していることを特徴とする転がり軸受用セグメント保持器。
  2. 前記接触面とセグメント外径面との境界を含んだ当該外径面に削り量管理基準を設けたことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受用セグメント保持器。
  3. 前記削り量管理基準が、前記接触面の軸方向両端部に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受用セグメント保持器。
  4. 前記削り量管理基準が、凸部であることを特徴とする請求項３に記載の転がり軸受用セグメント保持器。
  5. 前記削り量管理基準が、凹部であることを特徴とする請求項３に記載の転がり軸受用セグメント保持器。
  6. 請求項１から５のいずれかに記載の転がり軸受用セグメント保持器を用いた円すいころ軸受。
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