WO2018181016A1 - 円筒ころ軸受と保持器およびその保持器の製造方法 - Google Patents

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WO2018181016A1
WO2018181016A1 PCT/JP2018/011759 JP2018011759W WO2018181016A1 WO 2018181016 A1 WO2018181016 A1 WO 2018181016A1 JP 2018011759 W JP2018011759 W JP 2018011759W WO 2018181016 A1 WO2018181016 A1 WO 2018181016A1
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WO
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cylindrical
cage
outer diameter
diameter side
cylindrical roller
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PCT/JP2018/011759
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悠介 山田
径生 堀
誠 静内
光洋 森内
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Ntn株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/24Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly
    • F16C19/26Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly with a single row of rollers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46Cages for rollers or needles
    • F16C33/54Cages for rollers or needles made from wire, strips, or sheet metal

Definitions

  • the present invention relates to a cylindrical roller bearing having a high load capacity, a cage applied to the cylindrical roller bearing, and a method of manufacturing the cage.
  • a cylindrical roller bearing having a high load capacity is, for example, a cylindrical roller bearing used in a speed increaser of a wind power generator.
  • cylindrical roller bearings In planetary gears and other equipment used in the gearboxes of wind power generators, there are cylindrical roller bearings in which the outer ring raceway surface is directly formed on the inner peripheral surface of a rotating machine part such as a gear.
  • a cylindrical roller bearing is comprised by the inner ring
  • roller bearing of patent document 1 is a roller type bearing with a retainer used for the idler bearing of the transmission for motor vehicles, for example.
  • the column portion has a portion positioned on the inner side with respect to the pitch circle of the roller arrangement, a portion positioned on the outer side, and an inclined portion connecting both portions, so that the rollers are held and retained. It is configured.
  • MIM metal injection
  • the cylindrical roller bearing which devised the shape of the retainer 4 made from a press was tried.
  • This cylindrical roller bearing includes an inner ring 2 having flanges 2b on the outer periphery of both ends, a plurality of cylindrical rollers 3, and a cage 4 that holds the plurality of cylindrical rollers 3, and an outer diameter side member (not shown).
  • the cylindrical roller 3 is incorporated in the outer diameter side member so as to roll on an outer ring raceway surface provided on the inner ring 2 and an inner ring raceway surface 2 a on the outer periphery of the inner ring 2.
  • the cage 4 includes a cylindrical roller holder 10 positioned on the inner diameter side of the position where the pitch circle diameter PCD of the arrangement of the cylindrical rollers 3 is formed, and the pitch circle diameter PCD from the axial end of the roller holder 10.
  • the side surface portion 11 extends to the outer diameter side from the formed position, and a plurality of retaining portions 12 that extend in the axial direction from the outer peripheral edge of the side surface portion 11 and are positioned between two adjacent cylindrical rollers 3.
  • the roller holding portion 10 is formed with a plurality of pockets 10a for accommodating the respective cylindrical rollers 3, and is guided by the outer peripheral surface of the collar 2b of the inner ring 2.
  • the retaining portion 12 restricts the cylindrical roller 3 from dropping to the outer diameter side.
  • the roller holding portion 10 is formed of a plurality of column portions arranged in the circumferential direction by forming the pocket 10a. It is difficult to ensure the strength of the corner formed by the column portion and the side surface portion 11.
  • the object of the present invention is a cylindrical roller bearing that can be applied to high load capacity applications, has excellent lubricity of the guide surface portion by the inner ring collar of the cage, has excellent strength of the cage, and is capable of sheet metal plastic working and its cage Is to provide.
  • Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a cage for a cylindrical roller bearing capable of producing the cage for a cylindrical roller bearing of the present invention efficiently and with excellent strength.
  • a cylindrical roller bearing according to the present invention includes an inner ring having flanges on the outer periphery of both ends, a plurality of cylindrical rollers, and a cage that holds the plurality of cylindrical rollers, and an outer ring raceway surface provided on an outer diameter side member;
  • the plurality of cylindrical rollers are incorporated in the outer diameter side member so as to roll on the inner ring raceway surface on the outer circumference of the inner ring.
  • the cage includes a cylindrical roller holding portion that is located on an inner diameter side of the pitch circle of the arrangement of the cylindrical rollers and has a plurality of pockets that accommodate the cylindrical rollers, and an axial end of the roller holding portion.
  • the cylindrical roller falls between the side surface portion extending from the pitch circle to the outer diameter side and the two adjacent cylindrical rollers extending in the axial direction from the outer peripheral edge of the side surface portion. And a plurality of retaining portions for restricting this.
  • a guide surface portion guided by the outer peripheral surface of the collar of the inner ring on the inner peripheral surface of the roller holding portion of the cage is inclined toward the outer diameter side toward the end side in the cage axial direction.
  • the guide surface portion includes an inclined portion that is inclined toward the outer diameter side toward an end side in the cage axial direction, and a straight portion that extends in the cage axial direction.
  • the guide surface portion guided by the outer peripheral surface of the inner ring collar on the inner peripheral surface of the roller holding portion of the cage is inclined toward the outer diameter side. That is, the guide surface portion has a tapered shape that is positioned on the outer diameter side as it reaches the end side in the cage axial direction.
  • the lubricating oil flows into the gap formed between the tapered guide surface portion and the outer peripheral surface of the inner ring collar, and the inflow amount of the lubricating oil increases. Therefore, the friction of the guide surface portion is reduced, and the temperature rise due to the friction is reduced.
  • the corner portion formed by the roller holding portion and the side surface portion of the cage is bent gently. Thereby, the intensity
  • the roller holding portion and the retaining portion are positioned on the inner diameter side and the outer diameter side of the pitch circle, respectively, and there is no cage portion positioned on the pitch circle. For this reason, a roller arrangement can be made dense and a high load capacity bearing can be realized. Furthermore, since the cage has a shape including the roller holding portion, the side surface portion, and the retaining portion having the above-described configuration, it can be manufactured by sheet metal plastic working.
  • the thickness near the bent portion between the cylindrical roller holding portion and the side surface portion may be thicker than the thickness of the other portion of the roller holding portion. Since the thickness near the bent portion is thicker than other portions, the strength of the bent portion is improved. Thereby, a bent part does not become a weak part of a cage.
  • a groove-shaped portion may be provided along an inner corner portion between the cylindrical roller holding portion and the side surface portion.
  • the groove-like part can be bent as a bending edge when folding between the part that becomes the roller holding part and the part that becomes the side part by a spatula drawing in the manufacturing process of the cage. .
  • the groove-like portion used for the spatula drawing remains as a groove-like portion even in the completed state.
  • this groove-shaped part is made into the groove width larger than the groove width required in order to make bending easy. As a result, the bent portion has a gentle bent shape, which is excellent in strength.
  • the cage according to the present invention includes an inner ring having flanges on outer circumferences at both ends, and a plurality of cylindrical rollers, and the outer ring raceway surface provided on the outer diameter side member and the inner ring raceway surface on the outer circumference of the inner ring
  • the present invention is applied to a cylindrical roller bearing incorporated in the outer diameter side member so that the cylindrical roller rolls.
  • the cage includes a cylindrical roller holding portion that is located on an inner diameter side of the pitch circle of the arrangement of the cylindrical rollers and that has a plurality of pockets for receiving the cylindrical rollers, and an axial end of the roller holding portion.
  • the cylindrical roller falls between the side surface portion extending from the pitch circle to the outer diameter side and the two adjacent cylindrical rollers extending in the axial direction from the outer peripheral edge of the side surface portion. And a plurality of retaining portions for restricting this.
  • a guide surface portion guided by the outer peripheral surface of the collar of the inner ring on the inner peripheral surface of the roller holding portion is inclined toward the outer diameter side toward the end side in the cage axial direction.
  • the cage of this configuration like the cylindrical roller bearing of the present invention, it can be applied to high load capacity applications, has excellent lubricity of the guide surface portion by the inner ring collar, has excellent strength, and is capable of sheet metal plastic working. .
  • the manufacturing method of the cylindrical roller bearing cage of the present invention is a method of manufacturing the cage of the present invention, and includes a preparation step of preparing a cylindrical material, and a groove shape in the vicinity of the end portion on the outer peripheral surface of the cylindrical material An outer diameter stepping step for forming a portion, a spatula drawing step for sparingly drawing the cylindrical material along the groove-like portion to form a flange-like portion extending to the outer diameter side, and the removal from the collar-like portion A retaining portion cutting step for cutting out so that a radial separation piece portion to be a retaining portion remains, a pocket processing step for cutting and forming the pocket in a portion of the cylindrical material remaining on the cylindrical surface, and And a retaining portion bending step in which the radial separation piece portion is bent after being incorporated into the pocket and the tip side portion thereof is used as the retaining portion.
  • the cage of the present invention can be manufactured by sheet metal plastic working, and the manufacturing can be easily performed. Further, as described above, the spatula can be easily reduced by forming the groove-like portion. Furthermore, when performing spatula drawing, the thickness near the bent portion between the roller holding portion and the side surface portion can be increased. This bent portion is a portion where the strength tends to be insufficient, and is preferably required to be thicker than other portions. In the production method of the present invention, the spatula is reduced, and the thickness can be increased without particularly increasing the thickness, so that the productivity is excellent.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 4. It is an expanded sectional view of the VII part of FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an installed state of a cylindrical roller bearing according to an embodiment of the present invention on a machine part.
  • FIG. 2 is a perspective view of the cylindrical roller bearing.
  • the cylindrical roller bearing 1 includes an inner ring 2, a plurality of cylindrical rollers 3, and a cage 4 that holds the plurality of cylindrical rollers 3.
  • An inner ring raceway surface 2 a is formed on the outer peripheral surface of the inner ring 2.
  • annular flanges 2b projecting radially outward are formed.
  • the cylindrical roller 3 rolls on the inner ring raceway surface 2 a of the inner ring 2.
  • the cylindrical roller bearing 1 is incorporated in the inner periphery of the outer diameter side member 5.
  • the outer diameter side member 5 is a rotating mechanical part such as a gear, and is a planetary gear used for a speed increaser of a wind power generator, for example.
  • Each cylindrical roller 3 of the cylindrical roller bearing 1 rolls on the outer diameter side raceway surface 5a.
  • a flange 5b is provided at one end in the axial direction of the outer diameter side member 5 (on the right side in FIG. 1). When the end surface of the cylindrical roller 3 abuts on the collar 5b, the axial position of the cylindrical roller 3 is regulated.
  • the outer diameter side member 5 may be an outer ring that is a component part of the cylindrical roller bearing.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the cage 4, and FIG. 3B is a cross-sectional view of IIIB-IIIB.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 3B.
  • FIG. 3A shows a IIIA-IIIA cross section of FIG. 3B.
  • FIG. 5 is a perspective view of the cage.
  • the retainer 4 has a cylindrical roller holding portion 10, a pair of side surface portions 11, and a plurality of retaining portions 12.
  • the roller holding part 10 has a plurality of pockets 10 a for accommodating the cylindrical rollers 3.
  • the pair of side surface parts 11 extend from both axial ends of the roller holding part 10 to the outer diameter side.
  • the retaining portion 12 extends axially inward from the outer diameter end of the side surface portion 11.
  • the roller holding portion 10 has a pair of annular portions 10b and 10b and a column portion 10c that connects the annular portions 10b and 10b.
  • the pair of annular portions 10b, 10b are arranged away from each other in the axial direction and extend parallel to the circumferential direction.
  • the column portions 10c are provided at regular intervals at a plurality of locations in the circumferential direction so as to connect the annular portions 10b and 10b.
  • An opening between adjacent column portions 10c constitutes the pocket 10a.
  • the shape of the pocket 10a is a rectangle.
  • the roller holding portion 10 as a whole is located on the inner diameter side of the pitch circle PC (the radial position forming the pitch circle diameter PCD) in the arrangement of the cylindrical rollers 3.
  • the inner peripheral surface of the annular portion 10b in the roller holding portion 10 constitutes a guide surface portion 10d that is guided by the outer peripheral surface of the flange portion 2b (see FIGS. 1 and 6) of the inner ring 2.
  • the side surface portion 11 has an annular portion 11a connected to the roller holding portion 10 and a plurality of separation piece portions 11b extending from the annular portion 11a.
  • the inner peripheral surface of the annular portion 11 a is in contact with the outer peripheral surface of the roller holding portion 10.
  • the separation piece portion 11b extends radially from the circumferential position corresponding to the column portion 10c in the annular portion 11a to the outer diameter side.
  • the side surface portion 11 extends from the inner diameter side to the outer diameter side of the pitch circle PC.
  • the retaining portion 12 extends inward in the axial direction from the outer diameter end of each separation piece portion 11 b of the side surface portion 11.
  • the retaining portion 12 is located on the outer diameter side of the pitch circle PC.
  • the retaining portions 12 on both sides in the axial direction are located between two adjacent cylindrical rollers 3.
  • the retaining portion 12 is located on the radially inner side of the inner diameter surface of the collar 5 b of the outer diameter side member 5.
  • the distal end (axially inner end) of the retaining portion 12 is located on the inner side in the axial direction than the axial end surface of the cylindrical roller 3.
  • the axial length of the retaining portion 12 is set to a length that can restrict the cylindrical roller 3 from slipping toward the outer diameter side.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG.
  • the thickness of the roller holding portion 10 is T1
  • the thickness (average thickness) of the side surface portion 11 is T2
  • the thickness (average thickness) of the retaining portion 12 is T3.
  • T1> T2> T3 is established. That is, the thickness decreases in the order of the roller holding portion 10, the side surface portion 11, and the retaining portion 12.
  • the side part 11 is comprised by the taper shape which thickness becomes thin gradually toward the front-end
  • the retaining portion 12 has a tapered shape in which the thickness gradually decreases from the base end (axially outer end) to the distal end (axially inner end). That is, the thickness is gradually reduced from the base end of the side surface portion 11 to the tip end of the retaining portion 12.
  • the thicknesses of the roller holding portion 10, the side surface portion 11, and the retaining portion 12 are constant, and the thickness changes stepwise in the order of the roller retaining portion 10, the side surface portion 11, and the retaining portion 12. It may be.
  • FIG. 9A and FIG. 9B showing the manufacturing process show shapes in which the wall thickness changes step by step.
  • the reason for setting the wall thickness as described above is as follows.
  • the roller holder 10 is positioned on the inner diameter side of the pitch circle diameter PCD, so the cage 4 serves as an inner ring guide, and the roller holder 10 receives a load acting on the cage 4 during operation. For this reason, the roller holding part 10 requires a large load resistance.
  • the side surface portion 11 is required to have a strength capable of supporting the retaining portion 12.
  • the retaining portion 12 is required to have a function of preventing the cylindrical roller 3 from dropping off to the outer diameter side when assembled, and is not required to have strength.
  • the magnitude of the load acting on each part of the cage 4 decreases in the order of the roller holding part 10, the side part 11, and the retaining part 12. Therefore, according to the required load resistance, the thickness of the roller holding portion 10, the side surface portion 11, and the retaining portion 12 of the cage 4 is reduced in the above order.
  • the side surface portion 11 and the retaining portion 12 When the thickness of the side surface portion 11 and the retaining portion 12 is thin, the side surface portion 11 and the retaining portion 12 can be bent with a relatively small force. For this reason, a bending process can be performed easily and accurately. Further, if the retaining portion 12 is thin, the retaining portion 12 does not interfere with the flange 5b of the outer diameter side member 5 even if the retaining portion 12 is located on the outer diameter side of the pitch circle diameter PCD. Thus, it is easy to arrange in a narrower area on the inner diameter side than the collar 5b.
  • the cage 4 is an inner ring guide.
  • the guide surface portion 10d guided by the outer peripheral surface of the collar 2b of the inner ring 2 on the inner peripheral surface of the roller holding portion 10 of the cage 4 is inclined toward the outer diameter side toward the outer end side in the cage axial direction. That is, the guide surface portion 10d has a tapered shape that spreads toward the outer diameter side toward the outer end side in the cage axial direction.
  • the taper angle ⁇ (FIG. 7) of the guide surface portion 10d is desirably large to some extent, and can be set to an appropriate angle according to the bearing specifications and bearing application within a range that does not impair the function of the inner ring guide. Good.
  • the cage 4 is provided with an annular groove-like portion 15 along an inner corner portion between the cylindrical roller holding portion 10 and the side surface portion 11.
  • the cross-sectional shape of the groove-like portion 15 is a shallow groove shape that is wide with respect to the depth.
  • the groove-like portion 15 is a groove formed to facilitate bending in the manufacturing process of the cage 4.
  • the groove-like portion 15 is generally formed in an arc shape in cross section before being bent.
  • the groove 15A is longer than the perfect circle in the width direction. That is, in this embodiment, the groove width is larger than the groove width required for the purpose of facilitating the bending.
  • the thickness of the vicinity 16 of the bent portion between the roller holding portion 10 and the side surface portion 11 of the cage 4 is thicker than the thickness of other portions of the roller holding portion 10.
  • the “near the bent portion” is a portion where the roller holding portion 10 and the side surface portion 11 are rounded when bent in the manufacturing process.
  • the thickness of the groove bottom of the groove-like portion 15 may be thinner than the thickness of other portions of the roller holding portion 10, It is desirable to make it as thick as possible.
  • This manufacturing method includes a preparation step (FIG. 8A), an outer diameter stepping step (FIG. 8B), a spatula drawing step (FIGS. 8C and 9), a retaining portion cutout step (FIG. 8D), and a pocket processing step (FIG. 8E). And a retaining portion bending step (FIG. 5).
  • the cylindrical material 20 is prepared.
  • the cylindrical material 20 is obtained by forming a plate material such as a steel plate into a cylindrical shape.
  • a method of forming the cylindrical material 20 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
  • 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 integrally formed by deep drawing.
  • a bending groove 15A is formed at a location that becomes the groove-like portion 15 in a completed cage state.
  • the bending groove 12A is also machined at the base end of the portion that becomes the retaining portion 12.
  • These bending grooves 12A and 15A are machined by, for example, a general-purpose lathe.
  • the thickness of the central portion 20a in the axial direction of the cylindrical material 20 is set to be the thickest.
  • the intermediate part 20b (refer FIG. 9) of the both sides is made thinner than the center part 20a.
  • the outer end portion 20c is made thinner than the intermediate portion 20b.
  • the cage 4 is not a shape that gradually decreases in thickness, but a shape that gradually decreases in a tapered shape.
  • the process of gradually thinning the taper is performed by turning in the outer diameter stepping step (FIG. 8B), together with the formation of the bending grooves 12A and 15A.
  • the stepped cylindrical material 20 is spatulated along the bending groove 15A to form a flange portion 23 extending to the outer diameter side.
  • bending is performed by pressing the roller R against the cylindrical material 20 while rotating the cylindrical material 20.
  • FIG. 9A shows an initial stage of bending
  • FIG. 9B shows an intermediate stage of bending.
  • This bending process is preferably performed, for example, in three to four stages so that the bending angle increases stepwise.
  • the collar portion 23 is cut out so that the radial separation piece portion 22 that becomes the retaining portion remains.
  • a plurality of notches 21 opened radially outward are formed by cutting out the collar-shaped intermediate portion 20b and the end portion 20c by laser processing using a three-dimensional laser processing machine.
  • the bottom of the depth of the notch 21 is located substantially at the center between the inner diameter end and the outer diameter end of the intermediate portion 20b.
  • a cylindrical portion of the cylindrical material 20 is cut out to form a pocket 10a.
  • the column part 10c is formed by this cutting.
  • the column part 10c comprises the part between the adjacent pockets 10a.
  • This cutting process is performed, for example, by laser processing using a three-dimensional laser processing machine.
  • the laser processed surface processed in the pocket processing step (FIG. 8E) and the retaining portion cutout step (FIG. 8D) may be finished by shot blasting. Subsequently, the retaining portion 12 is formed by the retaining portion bending step.
  • the cylindrical material 20 that has been subjected to the above-described steps is disposed with respect to the inner ring 2, and the cylindrical rollers 3 are incorporated into the pockets 10a.
  • the radial separation piece portion 22 is bent, and the tip end portion thereof constitutes the retaining portion 12.
  • the guide surface portion 10d of the roller retaining portion 10 of the retainer 4 has a tapered shape extending toward the outer diameter side toward the end in the cage axial direction.
  • lubricating oil flows into the taper-shaped gap produced between the guide surface portion 10d and the outer peripheral surface of the flange portion 2b of the inner ring 2, and the amount of inflowing lubricating oil increases. Therefore, the friction of the guide surface portion 10d is reduced, and the temperature rise due to the friction is reduced.
  • the corner portion formed by the roller holding portion 10 and the side surface portion 11 of the cage 4 is bent gently (a shape having a large corner R). This increases the strength in terms of shape.
  • the roller holding portion 10 and the retaining portion 12 are positioned on the inner diameter side and the outer diameter side of the pitch circle PC, respectively, and there is no cage portion positioned on the pitch circle PC. For this reason, a roller arrangement can be made dense and a high load capacity bearing can be realized. Furthermore, since the retainer 4 has a shape including the roller retaining portion 10, the side surface portion 11, and the retaining portion 12 described above, it can be manufactured by sheet metal plastic working.
  • the cage 4 has a groove-like portion 15 along an inner corner between the roller holding portion 10 and the side surface portion 11. Therefore, it is possible to bend along the groove-like portion 15 when performing a bend between the portion that becomes the roller holding portion 10 and the portion that becomes the side surface portion 11 in the manufacturing process of the cage 4 with a spatula. Thereby, it is easy to perform a bending process and can be finished with high accuracy.
  • the groove-like portion 15 used for the bending process remains as a groove shape even in the completed state.
  • the groove-shaped part 15 is made into the groove width larger than the groove width required in order to make it easy to bend. As a result, the bent portion has a gentle bent shape, which is excellent in strength.
  • bent portion vicinity 16 between the roller holding portion 10 and the side surface portion 11 of the cage 4 is thicker than the other portions, it is avoided that the bent portion vicinity 16 becomes a weak portion of the cage 4. A large thickness in the vicinity of the bent portion 16 is obtained when the spatula is drawn. Therefore, an additional process for obtaining a large thickness is not required and the manufacturing is simple.
  • the cage 4 of this embodiment can be manufactured by sheet metal plastic working, so that the manufacturing is simple. Further, by forming the groove-like portion 15, the spatula can be easily reduced. Furthermore, when the spatula is narrowed, the thickness of the vicinity 16 of the bent portion between the roller holding portion 10 and the side surface portion 11 is increased, so that it is not necessary to separately perform a thickening process and the productivity is excellent.
  • cylindrical roller bearing 1 is described in which the cylindrical roller 3 has two rows, but the present invention can also be applied to a single row or a double row cylindrical roller bearing in which three or more rows are arranged.
  • the speed increaser 30 of the wind turbine generator increases the rotation of the input shaft 31 and transmits it to the low-speed shaft 32, and increases the rotation of the low-speed shaft 32 and outputs it.
  • a secondary speed increasing device 35 that transmits to the shaft 34.
  • the input shaft 31 is connected to the main shaft of the windmill, and the output shaft 34 is connected to the generator.
  • support shafts 38 are provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the rotatable carrier 37.
  • the planetary gear 39 of each support shaft 38 is rotatably supported via the cylindrical roller bearing 1.
  • the planetary gear 39 is the outer diameter side member 5 in FIG.
  • the carrier 37 is provided so as to rotate integrally with the input shaft 31, and is rotatably supported by the casing 43 via bearings 41 and 42 (FIG. 11).
  • the planetary gear 39 supported by the carrier 37 meshes with an internal ring gear 44 provided in the casing 43 and meshes with an external sun gear 45 provided concentrically with the ring gear 44.
  • the sun gear 45 is provided on the low speed shaft 32.
  • the low speed shaft 32 is rotatably supported by the casing 43 via bearings 47 and 48.
  • the secondary speed increasing device 35 is constituted by a gear train.
  • the gear 50 fixed to the low speed shaft 32 meshes with the small diameter side gear 52 of the intermediate shaft 51
  • the large diameter side gear 53 of the intermediate shaft 51 meshes with the gear 54 of the output shaft 34.
  • the intermediate shaft 51 and the output shaft 34 are rotatably supported by the casing 43 by bearings 55 and 56 and bearings 57 and 58, respectively.
  • the gearbox 30 configured as described above will be described.
  • the carrier 37 integrated with the input shaft 31 turns.
  • the planetary gears 39 supported at a plurality of locations of the carrier 37 revolve.
  • the planetary gear 39 revolves while revolving while meshing with the fixed ring gear 44 to cause rotation.
  • the sun gear 45 that meshes with the planetary gear 39 that rotates while revolving rotates at an increased speed relative to the input shaft 31.
  • the rotation of the sun gear 45 is accelerated by the secondary speed increasing device 35 and transmitted to the output shaft 34.
  • the cylindrical roller bearing 1 is used for the speed increaser 30 of the wind power generator, but the cylindrical roller bearing 1 can also be used for other machines.
  • the outer diameter side member 5 is a rotating or non-rotating mechanical component other than the planetary gear 39.

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Abstract

保持器(4)は、ポケット(10a)が形成された円筒状のころ保持部(10)と、両側の側面部(11)と、抜け止め部(12)とを有する。ころ保持部(10)および抜け止め部(12)は、ピッチ円(PC)の内外にそれぞれ位置する。保持器(4)は、ころ保持部(10)の内周面の両端の案内面部(10d)で、内輪(2)のつば(2b)の外周面により案内される。案内面部(10d)は、保持器軸方向の端側に向かって外径側に傾斜している。

Description

円筒ころ軸受と保持器およびその保持器の製造方法 関連出願
 この出願は、2017年3月28日出願の特願2017-062325の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
 この発明は、高負荷容量の円筒ころ軸受と、これに適用される保持器とその保持器の製造方法に関する。このような高負荷容量の円筒ころ軸受は、例えば、風力発電装置の増速機に用いられる円筒ころ軸受である。
 風力発電装置の増速機に用いられる遊星歯車やその他の機器において、歯車のような回転する機械部品の内周面に外輪軌道面を直接に形成した円筒ころ軸受がある。このような円筒ころ軸受は、例えば、内輪、ころ、および保持器で構成されている。
 ころ軸受の保持器には、種々の形式があるが、低コスト化のためにプレス保持器が用いられることがある(例えば、特許文献1)。特許文献1のころ軸受は、例えば、自動車用トランスミッションのアイドラ軸受に用いられる保持器付きころ形式の軸受である。この保持器は、柱部が、ころ配列のピッチ円に対して内側に位置する部分と外側に位置する部分と両部分を繋ぐ傾斜部分とを有し、ころの保持と抜け止めとを行うように構成されている。また、円筒ころ軸受におけるMIM(メタルインジェクション)法の保持器として、表面に多数の油溝を設け、滑り接触面の潤滑性向上を図ることが提案されている(特許文献2)。
特開2014-29212号公報 特開2012-149755号公報
 特許文献1の保持器は、柱部の前記傾斜部分がピッチ円の箇所で隣り合うころ間に介在する。このため、ころを密に配列することができず、高負荷容量化が難しい。そこで、図14に示すようにプレス製の保持器4の形状を工夫した円筒ころ軸受を試みた。この円筒ころ軸受は、両端の外周につば2bを有する内輪2と、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、外径側部材(図示せず)に設けられた外輪軌道面と内輪2の外周の内輪軌道面2aとに円筒ころ3が転走するように外径側部材に組み込まれている。
 保持器4は、円筒ころ3の配列のピッチ円直径PCDを成す位置よりも内径側に位置する円筒状のころ保持部10と、前記ころ保持部10の軸方向端から前記ピッチ円直径PCDを成す位置よりも外径側まで延びる側面部11と、この側面部11の外周縁から軸方向に延びて隣り合う二つの前記円筒ころ3の間に位置する複数の抜け止め部12とを有する。ころ保持部10は、各円筒ころ3を収容する複数のポケット10aが形成され、内輪2のつば2bの外周面で案内される。抜け止め部12は、円筒ころ3が外径側に脱落することを規制する。
 しかしながら、図14の保持器は、ころ保持部10の内周面を内輪2のつば2bで案内する箇所Aを十分に潤滑するのが難しい。また、ころ保持部10は、ポケット10aを形成することにより、円周方向に並ぶ複数の柱部で形成される。この柱部と側面部11とが成す角部の強度を確保するのが難しい。
 この発明の目的は、高負荷容量の用途に適用でき、保持器の内輪つばによる案内面部の潤滑性に優れ、かつ保持器の強度に優れ、板金塑性加工が可能な円筒ころ軸受およびその保持器を提供することである。
 この発明の他の目的は、この発明の円筒ころ軸受の保持器を効率良く、かつ強度の優れたものに生産できる円筒ころ軸受の保持器の製造方法を提供することである。
 この発明の円筒ころ軸受は、両端の外周につばを有する内輪と、複数の円筒ころと、これら複数の円筒ころを保持する保持器とを備え、外径側部材に設けられた外輪軌道面と前記内輪の外周の内輪軌道面とに前記複数の円筒ころが転走するように前記外径側部材に組み込まれる。
 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各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、前記ころ保持部の軸方向端から前記ピッチ円よりも外径側まで延びる側面部と、前記側面部の外周縁から軸方向に延びて隣り合う二つの前記円筒ころの間に位置して前記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している。
 前記保持器の前記ころ保持部の内周面における前記内輪のつばの外周面で案内される案内面部が、保持器軸方向の端側に向かって外径側に傾斜している。また、前記案内面部は、保持器軸方向の端側に向かって外径側に傾斜する傾斜部と、保持器軸方向に延びるストレート部とを有する。これにより、保持器はストレート部で案内されるので、安定した回転が得られる。
 この構成によると、保持器のころ保持部の内周面における内輪のつばの外周面で案内される案内面部が向かって外径側に傾斜している。つまり、案内面部は、保持器軸方向の端側に至るに従って外径側に位置するテーパ状である。これにより、テーパ状の案内面部と内輪つばの外周面との間に生じる隙間に潤滑油が流入し、潤滑油の流入量が増える。そのため、案内面部の摩擦が軽減されて、摩擦による温度上昇が緩和される。保持器にテーパ状の案内面部が形成されることで、保持器のころ保持部と側面部とでなす角部が緩やかに曲がる形状となる。これにより、保持器の角部の強度が、形状的に強くなる。
 また、この保持器は、ころ保持部および抜け止め部がそれぞれピッチ円よりも内径側および外径側に位置し、ピッチ円上に位置する保持器部分が存在しない。このため、ころ配列を密にでき、高負荷容量の軸受を実現できる。さらに、保持器は、上述の構成のころ保持部、側面部、抜け止め部からなる形状であるので、板金塑性加工で製造することが可能となる。
 この発明において、前記円筒状のころ保持部と前記側面部との間の曲り部付近の肉厚が、前記ころ保持部の他の部分の肉厚よりも厚くてもよい。曲り部付近の肉厚が他の部分よりも厚いことで、曲がり部分の強度が向上する。これにより、曲がり部分が保持器の弱部となることがない。
 この構成の場合、前記円筒状のころ保持部と前記側面部との間の内角部に沿って、溝状部を有していてもよい。この溝状部があると、保持器の製造工程でころ保持部となる箇所と側面部となる箇所との間の折り曲げをへら絞りで行うときに、溝状部を曲げ縁として折り曲げることができる。これにより、加工が行い易く、精度良く仕上がる。このへら絞りに使用する溝状部が、完成状態においても溝状部として残る。なお、この溝状部は、曲げを容易にするのに必要となる溝幅よりも大きい溝幅とすることが好ましい。これにより、曲がり部分が緩やかな曲がり形状となり、強度的に優れたものとなる。
 この発明の保持器は、両端の外周につばを有する内輪と、複数の円筒ころとを備え、外径側部材に設けられた外輪軌道面と前記内輪の外周の内輪軌道面とに前記複数の円筒ころが転走す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適用される。
 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て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、前記ころ保持部の軸方向端から前記ピッチ円よりも外径側まで延びる側面部と、前記側面部の外周縁から軸方向に延びて隣り合う二つの前記円筒ころの間に位置して前記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している。
 前記ころ保持部の内周面における前記内輪のつばの外周面で案内される案内面部が、保持器軸方向の端側に向かって外径側に傾斜している。
 この構成の保持器によると、この発明の円筒ころ軸受と同様に、高負荷容量の用途に適用でき、内輪つばによる案内面部の潤滑性に優れ、かつ強度に優れ、板金塑性加工が可能である。
 この発明の円筒ころ軸受保持器の製造方法は、この発明の保持器を製造する方法であって、円筒状素材を準備する準備工程と、前記円筒状素材の外周面における端部近傍に溝状部を形成する外径段付け工程と、前記円筒状素材を前記溝状部に沿ってへら絞りして外径側へ延びるつば状部を形成するへら絞り工程と、前記つば状部から前記抜け止め部となる放射状の分離片部が残るように切り出す抜け止め部切り出し工程と、前記円筒状素材の円筒面状に残っている部分に前記ポケットを切り抜いて形成するポケット加工工程と、前記ころの前記ポケットへの組み込み後に前記放射状の分離片部を折り曲げてその先端側部分を前記抜け止め部とする抜止部曲げ工程とを備えている。
 この製造方法によると、この発明の保持器を板金塑性加工で製造することができて、製造が簡単に行える。また、上述のように、溝状部を形成することで、へら絞りが簡単に行える。さらに、へら絞りを行うときに、ころ保持部と側面部との間の曲り部付近の肉厚を厚くできる。この曲がり部分は強度が不足し易い箇所であり、他の箇所よりも厚肉であることが求められる好ましいが。本発明の製造方法では、へら絞りを行うことで、特に厚肉化の処理を行うことなく、厚肉とすることができるので、生産性に優れる。
 請求の範囲および/または明細書および/または図面に開示された少なくとも2つの構成のどのような組合せも、この発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の2つ以上のどのような組合せも、この発明に含まれる。
 この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
この発明の一実施形態に係る円筒ころ軸受の機械部品への設置状態を示す断面図である。 同円筒ころ軸受の斜視図である。 同円筒ころ軸受の保持器の断面図である。 図3AのIIIB-IIIB断面図である。 図3Bの部分拡大図である。 同保持器の斜視図である。 図4のVI-VI断面図である。 図6のVII部の拡大断面図である。 同保持器の製造方法の準備工程を示す説明図である。 同製造方法の外径段付け工程を示す説明図である。 同製造方法のへら絞り工程を示す説明図である。 同製造方法の抜け止め部切り出し工程を示す説明図である。 同製造方法のポケット加工工程を示す説明図である。 同へら絞り工程の詳細を説明する図である。 同へら絞り工程の詳細を説明する図である。 同ポケット加工工程の詳細を説明する図である。 同円筒ころ軸受が用いられた風力発電装置の増速機の断面図である。 図11のXII-XII断面図である。 遊星歯車に円筒ころ軸受が組み込まれた状態を一部破断して示した斜視図である。 従来の円筒ころ軸受の説明図である。
 この発明の一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機械部品への設置状態を示す断面図である。図2は、同円筒ころ軸受の斜視図である。円筒ころ軸受1は、内輪2と、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。内輪2の外周面に、内輪軌道面2aが形成されている。内輪2の保持器軸方向の両側に、径方向外側に突出する環状の鍔部2bが形成されている。円筒ころ3は、内輪2の内輪軌道面2aを転走する。
 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、歯車のような回転する機械部品であり、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が形成されている。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。外径側部材5の軸方向一端(図1の右側)に、内周面から内径側に突出するつば5bが設けられている。つば5bに円筒ころ3の端面が当接することで、円筒ころ3の軸方向位置が規制される。なお、外径側部材5は、円筒ころ軸受の構成部品となる外輪であってもよい。
 図3Aは保持器4の断面図で、図3BはそのIIIB-IIIB断面図である。図4は、図3Bの部分拡大図である。なお、図3Aは、図3BのIIIA-IIIA断面を示している。図5は、保持器の斜視図である。
 保持器4は、円筒状のころ保持部10と、一対の側面部11と、複数の抜け止め部12とを有する。ころ保持部10は、円筒ころ3を収容する複数のポケット10aを有する。一対の側面部11は、ころ保持部10の軸方向両端から外径側に延びる。抜け止め部12は、側面部11の外径端から軸方向内側に延びる。
 図3Aに示すように、ころ保持部10は、一対の環状部分10b,10bと、環状部分10b,10bを連結する柱部10cとを有している。一対の環状部分10b,10bは、軸方向に離れて配置され、円周方向に平行に延びている。柱部10cは、環状部分10b,10bを繋ぐように円周方向の複数箇所に一定間隔で設けられている。隣り合う柱部10cの間の開口部が、前記ポケット10aを構成する。この実施形態では、ポケット10aの形状は長方形である。ころ保持部10は、その全体が円筒ころ3の配列のピッチ円PC(ピッチ円直径PCDを成す径方向位置)よりも内径側に位置している。ころ保持部10における環状部分10bの内周面は、内輪2の鍔部2b(図1,図6参照)の外周面で案内される案内面部10dを構成している。
 図3Bに示すように、側面部11は、ころ保持部10に繋がる円環状部11aと、円環状部11aから延びる複数の分離片部11bとを有している。円環状部11aは、その内周面がころ保持部10の外周面に接触している。分離片部11bは、円環状部11aにおける柱部10cに対応する周方向位置から外径側に放射状に延びる。図3Aに示すように、側面部11は、ピッチ円PCよりも内径側から外径側にわたって延びている。
 抜け止め部12は、側面部11の各分離片部11bの外径端から軸方向内側に延びている。抜け止め部12は、ピッチ円PCよりも外径側に位置する。図1に示すポケット10aに円筒ころ3を収容した状態において、軸方向両側の抜け止め部12は、隣り合う2つの円筒ころ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の内径面よりも径方向内側に位置する。抜け止め部12の先端(軸方向内端)は、円筒ころ3の軸方向端面よりも軸方向の内側に位置している。抜け止め部12の軸方向長さは、円筒ころ3が外径側へ抜けるのを規制することが可能な長さに設定されている。
 図6は、図4のVI-VI断面図である。ころ保持部10の肉厚をT1、側面部11の肉厚(平均肉厚)をT2、抜け止め部12の肉厚(平均肉厚)をT3とする。この場合、T1>T2>T3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の順に肉厚が薄くなっている。この実施形態では、側面部11は、その基端(図6の下端)から先端(図6の上端)に向かって、肉厚が徐々に薄くなるテーパ形状で構成されている。また、抜け止め部12は、その基端(軸方向外端)から先端(軸方向内端)に向かって、肉厚が徐々に薄くなるテーパ形状で構成されている。つまり、側面部11の基端から抜け止め部12の先端にかけて、肉厚が徐々に薄くなるように構成されている。
 ただし、ころ保持部10、側面部11、および抜け止め部12の各肉厚が一定であって、ころ保持部10、側面部11、抜け止め部12の順に段階的に肉厚が変化していていてもよい。製造過程を示す図9A,図9Bは、段階的に肉厚が変わる形状を示している。
 上述のように肉厚を設定した理由は以下のとおりである。円筒ころ軸受1は、ころ保持部10がピッチ円直径PCDよりも内径側に位置するので、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には、抜け止め部12を支持することができる強度が要求される。抜け止め部12には、組み込み時に円筒ころ3が外径側に脱落するのを防止する機能が求められ、強度は要求されない。
 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、必要とされ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。
 側面部11および抜け止め部12の肉厚が薄いと、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。このため、曲げ加工を容易にかつ精度良く行うことができる。また、抜け止め部12の肉厚が薄いと、抜け止め部12がピッチ円直径PCDよりも外径側に位置していても、抜け止め部12を外径側部材5のつば5bに干渉しないように、つば5bよりも内径側の狭い領域に配置させ易い。
 図6に示すように、保持器4は内輪案内である。保持器4のころ保持部10の内周面における内輪2のつば2bの外周面で案内される案内面部10dは、保持器軸方向の外端側に向かって外径側に傾斜している。つまり、案内面部10dは、保持器軸方向の外端側に向かって外径側に広がるテーパ状である。テーパ状とすることにより、軸受外から軸受空間内に潤滑油が流入し易くなり、潤滑油の流入量を増やすことができる。案内面部10dのテーパ角度θ(図7)は、ある程度は傾斜角度が大きいことが望ましく、内輪案内の機能が損なわれない範囲で、軸受諸元や軸受用途に応じて適宜の角度に設定すればよい。
 また、保持器4は、円筒状のころ保持部10と側面部11との間の内角部に沿って、環状の溝状部15が設けられている。溝状部15の断面形状は、深さに対して幅が広い浅溝状とされている。溝状部15は、保持器4の製造工程において曲げ加工を容易にするために形成された溝である。溝状部15は、一般的には、曲げ加工前の状態で断面形状が円弧に形成される。本実施形態では、図8Bに一部を拡大して溝15Aを断面で示すように、真円よりも幅方向に長い形状である。すなわち、本実施形態では、折り曲げを容易にする目的から必要となる溝幅よりも大きい溝幅である。
 本実施形態では、保持器4のころ保持部10と側面部11との間の曲り部付近16の肉厚は、ころ保持部10の他の部分の肉厚よりも厚い。なお、「曲り部付近」は、ころ保持部10と側面部11とを製造過程で曲げたときに丸みが生じる部分である。ころ保持部10と側面部11との間の曲り部付近16のうち、溝状部15の溝底の肉厚は、ころ保持部10の他の部分の肉厚よりも薄くてもよいが、できるだけ厚くすることが望ましい。
 つぎに、保持器4の製造方法の一例を、図8A~図10と共に説明する。この製造方法は、準備工程(図8A)、外径段付け工程(図8B)、へら絞り工程(図8C、図9)、抜け止め部切り出し工程(図8D)、ポケット加工工程(図8E)および抜止部曲げ工程(図5)を含む。
 図8Aに示す準備工程では、円筒状素材20を準備する。円筒状素材20は、鋼板のような板材を円筒状に成形したものである。円筒状素材20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。
 図8Bに示す外径段付け工程では、保持器完成状態で溝状部15となる箇所に、曲げ加工用溝15Aが形成される。この工程では、抜け止め部12となる箇所の基端にも曲げ加工用溝12Aが加工される。これら曲げ加工用溝12A,15Aは、例えば、汎用旋盤で機械加工される。
 保持器4の肉厚を段付きとする場合、円筒状素材20の軸方向の中央部20aの肉厚が最も厚くなるようにする。また、その両側の中間部20b(図9参照)は中央部20aよりも肉厚が薄くなるようにする。さらに、外端側の端部20cは中間部20bよりも肉厚が薄くなるようにする。保持器4として完成した状態(図6参照)では、図9の中央部20aがころ保持部10となり、中間部20bが側面部11となり、端部20cが抜け止め部12となる。
 なお、図6の例では、保持器4は、段階的に薄肉となる形状ではなく、テーパ状に徐々に薄くなる形状としている。この場合、そのテーパ状に徐々に薄くする加工が、曲げ加工用溝12A,15Aの形成と共に、外径段付け工程(図8B)で旋削により行われる。
 図8Cに示すへら絞り工程では、段付き加工された円筒状素材20が曲げ加工用溝15Aに沿ってへら絞りされ、外径側へ延びるつば状部23が形成される。具体的には、図9Aおよび図9Bに示すように、円筒状素材20を回転させながら、円筒状素材20に対してローラRを押し付けて曲げ加工が行われる。図9Aは曲げ加工の初期段階を示し、図9Bは曲げ加工の中間段階を示す。この曲げ加工は、段階的に曲げ角度が大きくなるように、例えば、3~4段階に分けて行われるのが好ましい。図8Cに示すへら絞り工程を経ることで、保持器完成状態でころ保持部10と側面部11との間の曲り部付近16となる部分の肉厚が厚くなる。
 図8Dに示す抜け止め部切り出し工程では、抜け止め部となる放射状の分離片部22が残るように、つば状部23を切り出す。この工程では、つば状の中間部20bおよび端部20cを3次元レーザ加工機によるレーザ加工で切り出すことで、径方向外側に開口した複数の切欠き21が形成される。この製造方法の場合、図10に示すように、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、切欠き21の間に、径方向に延びる複数の分離片部22が形成される。
 図8Eに示すポケット加工工程では、円筒状素材20の円筒状に残っている部分が切り抜かれて、ポケット10aが形成される。この切抜きにより、柱部10cが形成される。柱部10cは、隣り合うポケット10a間の部分を構成する。この切り抜き加工は、例えば、3次元レーザ加工機によるレーザ加工で行われる。ポケット加工工程(図8E)および抜け止め部切り出し工程(図8D)で加工したレーザ加工面を、ショットブラストで仕上げ加工してもよい。つづいて、抜止部曲げ工程により、抜け止め部12が形成される。
 抜止部曲げ工程では、上述の各工程が完了した円筒状素材20が、内輪2に対して配置され、各ポケット10aに円筒ころ3が組み込みまれる。この状態で、放射状の分離片部22が折り曲げられて、その先端側部分が抜け止め部12を構成する。以上により、図2に示す保持器2の製造が完了する。
 この構成の円筒ころ軸受1およびその保持器4によると、保持器4のころ保持部10の案内面部10dが、保持器軸方向の端側に向かって外径側に延びるテーパ状である。これにより、案内面部10dと内輪2の鍔部2bの外周面との間に生じるテーパ状の隙間に潤滑油が流入し、潤滑油の流入量が増える。そのため、案内面部10dの摩擦が軽減されて、摩擦による温度上昇が緩和される。また、テーパ状の案内面部10dが形成されることで、保持器4のころ保持部10と側面部11とでなす角部が緩やか曲がる形状(すみRが大きな形状)となる。これにより、形状的に強度が大きくなる。
 また、保持器4は、ころ保持部10および抜け止め部12がそれぞれピッチ円PCよりも内径側および外径側に位置し、ピッチ円PC上に位置する保持器部分が存在しない。このため、ころ配列を密にでき、高負荷容量の軸受を実現できる。さらに、保持器4は、上述のころ保持部10、側面部11、抜け止め部12からなる形状であるので、板金塑性加工で製造することが可能となる。
 保持器4は、ころ保持部10と側面部11との間の内角部に沿って溝状部15を有している。そのため、保持器4の製造工程でころ保持部10となる箇所と側面部11となる箇所との間の折り曲げをへら絞りで行うときに、溝状部15に沿って折り曲げることができる。これにより、曲げ加工が行い易く、精度良く仕上げることができる。この曲げ加工に使用する溝状部15は、完成状態においても溝状として残る。なお、溝状部15は、折り曲げを容易にするために必要となる溝幅よりも大きい溝幅とすることが好ましい。これにより、曲がり部分が緩やかな曲がり形状となり、強度的に優れたものとなる。
 保持器4のころ保持部10と側面部11との間の曲り部付近16は、他の部分よりも厚いので、曲り部付近16が保持器4の弱部となることが回避される。曲がり部付近16の大きな肉厚は、へら絞りを行うときに得られる。したがって、大きな肉厚を得るための追加の工程が不要であり、製造が簡単である。
 また、この保持器4の製造方法によると、この実施形態の保持器4を板金塑性加工で製造することができるので、製造が簡単である。また、溝状部15を形成することで、へら絞りを簡単に行うことができる。さらに、へら絞りを行うときに、ころ保持部10と側面部11との間の曲り部付近16の肉厚が厚くなるので、別途厚肉化の処理を行う必要がなく、生産性に優れる。
 上記実施形態では、円筒ころ3が2列の円筒ころ軸受1について説明されているが、この発明は、円筒ころ3が単列または3列以上並ぶ複列の円筒ころ軸受にも適用できる。
 つぎに、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11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。
 図12、図13に示すように、遊星歯車装置33では、旋回自在なキャリア37の周方向複数箇所に支持軸38が設けられている。各支持軸38の遊星歯車39は、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、入力軸31と一体に回転するように設けられ、軸受41,42(図11)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に噛み合うとともに、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、低速軸32に設けられている。低速軸32は軸受47,48を介してケーシング43に回転自在に支持されている。
 二次増速装置35は、ギヤ列により構成されている。図11の二次増速装置35では、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の大径側ギヤ53が出力軸34のギヤ54に噛み合っている。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。
 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が旋回する。これにより、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。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。
 図11~13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以外の回転または非回転の機械部品となる。
 以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
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
10d…案内面部
11…側面部
12…抜け止め部
15…溝状部
16…曲り部付近
20…円筒状素材
21…切欠き
22…分離片部
23…つば状部
PC…円筒ころの配列のピッチ円
PCD…円筒ころの配列のピッチ円直径

Claims (5)

  1.  両端の外周につばを有する内輪と、複数の円筒ころと、これら複数の円筒ころを保持する保持器とを備え、外径側部材に設けられた外輪軌道面と前記内輪の外周の内輪軌道面とに前記複数の円筒ころが転走するように前記外径側部材に組み込まれる円筒ころ軸受であって、
     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、前記ころ保持部の軸方向端から前記ピッチ円よりも外径側まで延びる側面部と、前記側面部の外周縁から軸方向に延びて隣り合う二つの前記円筒ころの間に位置して前記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し、
     前記保持器の前記ころ保持部の内周面における前記内輪のつばの外周面で案内される案内面部が、保持器軸方向の端側に向かって外径側に傾斜している円筒ころ軸受。
  2.  請求項1に記載の円筒ころ軸受において、前記円筒状のころ保持部と前記側面部との間の曲り部付近の肉厚が、前記ころ保持部の他の部分の肉厚よりも厚い円筒ころ軸受。
  3.  請求項2に記載の円筒ころ軸受において、前記円筒状のころ保持部と前記側面部との間の内角部に沿って、溝状部を有する円筒ころ軸受。
  4.  両端の外周につばを有する内輪と、複数の円筒ころとを備え、外径側部材に設けられた外輪軌道面と前記内輪の外周の内輪軌道面とに前記複数の円筒ころが転走するように前記外径側部材に組み込まれる円筒ころ軸受の保持器であって、前記保持器は複数の円筒ころを保持し、
     前記円筒ころの配列のピッチ円よりも内径側に位置し、前記各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、
     前記ころ保持部の軸方向端から前記ピッチ円よりも外径側まで延びる側面部と、
     前記側面部の外周縁から軸方向に延びて隣り合う二つの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、を有し、
     前記ころ保持部の内面における前記内輪のつばの外周面で案内される案内面部が、保持器軸方向の端側に向かって外径側に傾斜している円筒ころ軸受の保持器。
  5.  請求項4に記載の保持器を製造する方法であって、
     円筒状素材を準備する準備工程と、
     前記円筒状素材の外周面における端部近傍に溝状部を形成する外径段付け工程と、
     前記円筒状素材を前記溝状部に沿ってへら絞りして外径側へ延びるつば状部を形成するへら絞り工程と、
     前記つば状部から前記抜け止め部となる放射状の分離片部が残るように切り出す抜け止め部切り出し工程と、
     前記円筒状素材の円筒面状に残っている部分に前記ポケットを切り抜いて形成するポケット加工工程と、
     前記ころの前記ポケットへの組み込み後に前記放射状の分離片部を折り曲げてその先端側部分を前記抜け止め部とする抜止部曲げ工程と、
     を備えた円筒ころ軸受の保持器の製造方法。
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