(57)【要約】      （修正有）【課題】セグメントを円環状に連結してころ軸受に使用される保持器を形成する際に、セグメント同士が干渉せず、セグメントの連結部に無理な力が発生しないようにすることである。【解決手段】円周上に２個以上配置されるセグメント１８によって構成されるころ軸受の保持器において、一つのセグメント１８には２個以上の円すいころ１５を保持するためのポケット１６を有し、セグメント１８のポケット１６には円すいころ１５の脱落を防止する凸部を設け、各セグメントの両端のポケット１６を隣接するセグメント１８のポケット１６に重ね合わせ、重ね合わせたポケット１６に円すいころ１５を嵌め入れて各セグメント１８を互いに連結するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周上に２個以上配置されるセグメントによって構成されるころ軸受の保持器において、一つのセグメントには２個以上の転動体を保持するためのポケットを有し、各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせ、重ね合わせたポケットに転動体を嵌め入れて各セグメントを互いに連結することを特徴とするころ軸受の保持器。
【請求項２】
各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、外径側に位置するポケットの内径部に、内径側に位置するポケットの内径側に引っ掛かる円周方向の突起部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のころ軸受の保持器。
【請求項３】
各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、内径側に位置するポケットの外径部に、外径側に位置するポケットの外径側に引っ掛かる円周方向の突起部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のころ軸受の保持器。
【請求項４】
各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、内径側に位置するポケットには転動体の脱落を防止するための締め代を設けている請求項１〜３のいずれかに記載のころ軸受の保持器。
【請求項５】
各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、内径側に位置するポケットには転動体の脱落を防止するための締め代が凸部である請求項４に記載のころ軸受の保持器。
【請求項６】
一つのセグメントに３個以上の転動体を保持するポケットを有し、そのセグメントの両端のポケットと転動体との間に形成される円周方向隙間δ１を、それ以外のポケットと転動体との間に形成される円周方向隙間δ２よりも広く形成している請求項１〜５のいずれかに記載のころ軸受の保持器。
【請求項７】
セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、外径側に位置するポケットの端部の柱と、内径側に位置するポケットの柱とに互いに係合する段差部を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のころ軸受の保持器。
【請求項８】
隣り合うセグメントを連結した際に形成されるセグメントの外径側のポケット間に形成される隙間δ３と、内径側のポケット間に形成される隙間δ４との関係をδ３＞δ４にしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のころ軸受の保持器。
【請求項９】
内輪と、外輪と、内輪と外輪の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数のころと、そのころを保持する請求項１〜８のいずれかに記載の保持器とを有するころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、風力発電装置の主軸を支持する大型のころ軸受、特に円すいころ軸受や産業機械特に外径が１ｍを超えるような大型の円すいころ軸受に使用される保持器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
円すいころ軸受の保持器は、通常、鋼板の保持器が使用され、内輪と転動体は保持器によって一体化されている。
【０００３】
そのため、円すいころ軸受は、内輪と転動体と保持器を組み立てた内輪構成体と外輪とを、それぞれ別々に装置の軸、ハウジングに組込んでいる。
【０００４】
昨今、風力発電装置は、大型化の一途を辿っており、使用される軸受のサイズも大きくなっており、それに伴い量産するための製造設備も大きく変わることから、コストと機能を両立した設計仕様が望まれている。
【０００５】
ところで、鋼板の保持器は、通常プレス加工により製作されるが、外径１ｍを超えるような大型のサイズになると、設備上の問題によりプレス加工が難しくなる。また、強度面を確保するために、板厚を大きくしたくても、板厚に対する加工上の制約もあり、プレス加工には限界がある。一方、削り出し保持器では、プレス品と比較し、大幅なコストアップとなり、マテリアルロスの観点からも無駄が多くなる。
【０００６】
このような鋼板の保持器の課題を克服するため、円すいころ軸受の保持器を、円周上に２個以上配置される樹脂製のセグメントによって構成する場合もある。
【０００７】
ところが、保持器をセグメントに分割した場合、転動体がセグメント単位で分離してしまうので、内輪組み立て構成体と外輪とを一体化した状態で組み込みができるような特定のアプリケーションにしか適用できない。
【０００８】
即ち、内輪組み立て構成体と外輪とを別々に、装置の軸やハウジングに組込むことができなくなるため、冶工具を用いて、軸受を組み立てた状態で装置に組込むなどの工夫が必要となる。その場合、冶工具は、軸やハウジングの組込み後に抜取るなどの作業ができない。
【０００９】
一方、樹脂成形で１ｍを超えるような大型の一体リングを成形することはできないので、特許文献１〜３にもセグメント同士を連結して円環状態した保持器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−１４９５４９号公報
【特許文献２】特開２００７−６４４３７号公報
【特許文献３】ＷＯ２００７１３１４７８Ａ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示されたセグメントタイプの保持器は、周辺スペースに余裕がない場合に、転動体のサイズを小さくしなければならず、機能面で円すいころ軸受の定格荷重の制約が発生するという問題がある。
【００１２】
また、特許文献３の保持器は、各セグメントの両端に、隣接するセグメントを連結する連結部を設けてセグメントを円環状に連結している。
【００１３】
ところが、各セグメントの両端に、隣接するセグメントの連結部を順次連結し、最後の一個のセグメントを連結して円環状を完成させる場合に、最後の一個のセグメントを嵌め入れる隙間間隔が狭いと、セグメントが干渉して嵌らない可能性が生じる。逆に、最後の一個のセグメントを嵌め入れる隙間間隔が広すぎた場合に、隣り合うセグメントの連結部を無理やり連結すると、連結部に大きな力が発生し、連結部が破損したり、円環状に配置したセグメントに歪が生じる恐れがある。このため、各セグメントのポケットの寸法管理と共に、連結部の寸法管理もきっちりと行う必要があり、運用が困難である。
【００１４】
そこで、この発明は、セグメントを円環状に連結する際に、セグメント同士が干渉せず、セグメントの連結部に無理な力が発生しない、大型のころ軸受、特に円すいころ軸受に使用される保持器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記の課題を解決するために、この発明は、円周上に２個以上配置されるセグメントによって構成されるころ軸受の保持器において、一つのセグメントには２個以上の転動体を保持するためのポケットを有し、各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせ、重ね合わせたポケットに転動体を嵌め入れて各セグメントを互いに連結することを特徴とする。
【００１６】
各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、外径側に位置するポケットの内径部に、内径側に位置するポケットの内径側に引っ掛かる円周方向の突起部を設けることができる。
【００１７】
また、各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、内径側に位置するポケットの外径部に、外径側に位置するポケットの外径側に引っ掛かる円周方向の突起部を設けることができる。
【００１８】
また、各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、内径側に位置するポケットには転動体の脱落を防止するための締め代を設けることが好ましい。
【００１９】
各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、内径側に位置するポケットには転動体の脱落を防止するための締め代を凸部によって構成することができる。
【００２０】
一つのセグメントに３個以上の転動体を保持するポケットを有し、そのセグメントの両端のポケットと転動体との間に形成される円周方向隙間δ１を、それ以外のポケットと転動体との間に形成される円周方向隙間δ２よりも広く形成するようにしてもよい。
【００２１】
セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、外径側に位置するポケットの端部の柱と、内径側に位置するポケットの柱とに互いに係合する段差部を設けるようにしてもよい。
【００２２】
セグメントの両端の柱の根元部には、すみＲを設けることが望ましい。
【００２３】
隣り合うセグメントを連結した際に形成されるセグメントの外径側のポケット間に形成される隙間δ３と、内径側のポケット間に形成される隙間δ４との関係をδ３＞δ４にすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、セグメントの両端のポケットを、隣接するセグメントのポケットに重ね合わせ、重ね合わせたポケットに転動体を嵌め入れて各セグメントを互いに連結するので、セグメントの両端に連結部材を設ける必要がなく、軸受の定格荷重の低下を極力抑えることができる。
【００２５】
各セグメントの両端のポケットが連結部を構成するので、セグメントの長さと連結部の長さの寸法管理を別々に行う必要がなく、生産性が向上する。
同じ形状のセグメントを組み合わせて円環状にするので、加工治具や成形金型が一つで対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態１の円すいころ軸受の断面図である。
【図２】実施形態１のセグメントを連結した状態の斜視図である。
【図３】（ａ）は実施形態１の２つのセグメントを分離した状態で示す斜視図、（ｂ）は実施形態１の２つのセグメントを重ねた状態を示す斜視図、（ｃ）は実施形態１の２つのセグメントを重ねて転動体を嵌め入れて連結した状態を示す斜視図である。
【図４】連結した２つのセグメントの縦断面図である。
【図５】セグメントの別な実施形態２を示す斜視図である。
【図６】実施形態１のセグメントのポケットの板厚の関係を示す斜視図である。
【図７】実施形態１のセグメントを連結する際の段差部を示す斜視図である。
【図８】実施形態１のセグメントの端部の柱部のすみＲを示す斜視図である。
【図９】実施形態１のセグメントを連結した際に各セグメント間に形成される隙間の関係を示す斜視図である。
【図１０】セグメントの別な実施形態３を示す斜視図である。
【図１１】セグメントの別な実施形態４を示す斜視図である。
【図１２】図１１のセグメントの連結状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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]
【００２８】
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を備えた保持器１７を主要な構成要素としている。
【００２９】
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。
【００３０】
保持器１７は、図２に示すように、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るものである。
【００３１】
一つのセグメント１８には、２個以上の円すいころ１５を保持するためのポケット１６を有する。
【００３２】
図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す実施形態のセグメント１８は、外径側ポケット部１６ａと内径側ポケット部１６ｂを隣り合うように形成したものである。図３（ａ）に示すように、隣接するセグメント１８の外径側ポケット部１６ａの下方位置に、隣接するセグメント１８の内径側ポケット部１６ｂが重なるように、一方の隣接するセグメント１８を軸方向に移動させることにより、図３（ｂ）に示すように、隣接するセグメント１８の重なり部分に、円すいころ１５を保持するポケット１６が形成される。そして、図３（ｃ）に示すように、外径側ポケット部１６ａと内径側ポケット部１６ｂが重なるポケット１６に、円すいころ１５を外径側から内径側に向かって圧入すると、隣り合う２個のセグメント１８が連結される。
【００３３】
セグメント１８の内径側ポケット部１６ｂの外径側ポケット部１６ａ側の内径部には、隣接するセグメント１８を重ね合わせた状態で内径側ポケット部１６ｂの内径側に引っ掛かる円周方向の突起部１６ｃが設けられている。
【００３４】
隣接するセグメント１８の外径側ポケット部１６ａと内径側ポケット部１６ｂを重ね合わせて形成されるポケット１６の内面には、図４に示すように、円すいころ１５を外径側から内径側に向かって圧入した際に、円すいころ１５の脱落を防止する凸部１６ｄを設けている。
【００３５】
図３に示す実施形態のセグメント１８では、隣接するセグメント１８を重ね合わせた状態で、内径側ポケット部１６ｂの内径側に引っ掛かる円周方向の突起部１６ｃを、内径側ポケット部１６ｂの外径側ポケット部１６ａ側の内径部に設けたが、図５に示す実施形態では、隣接するセグメント１８を重ね合わせた状態で、外径側ポケット部１６ａの外径側に引っ掛かる円周方向の突起部１６ｅを、内径側ポケット部１６ｂの外径部に設けている。
【００３６】
ポケット１６を形成する外径側ポケット部１６ａの板厚ｔ２と、内径側ポケット部１６の板厚ｔ１との関係は、図６に示すように、ｔ２≠ｔ１の関係、即ち、両者の板厚を異ならせることにより、保持器１７全体の剛性バランスを均一にすることが可能となる。
【００３７】
セグメント１８の外径側ポケット部１６ａの端部の柱に、図７に示すように段差１６ｆを設け、この段差１６ｆに係合する段差を内径側ポケット部１６ｂの柱に設けることにより、隣り合うセグメント１８を連結した際の柱の強度を向上させることができる。
【００３８】
セグメント１８の両端の柱の根元部に、図８に示すように、すみＲを設けることにより、ポケット１６の強度を確保することができる。
【００３９】
図９に示すように、隣り合うセグメント１８を連結した際に形成されるセグメント１８の外径側ポケット部１６ａ同士の隙間δ３と、内径側ポケット部１６ｂ同士の隙間δ４との関係は、δ３＞δ４とする。これにより、セグメント１８同士の衝突荷重は外径側で、円すいころ１５との衝突荷重は内径側ポケット部１６ｂで受けることができるので、荷重の分散が行える。
【００４０】
図１０は、一つのセグメント１８に、３個以上の円すいころ１５を保持するポケット１６を設けた実施形態であり、この実施形態では、セグメント１８の両端のポケット１６と円すいころ１５との間の円周方向隙間δ１を、その他のポケット１６と円すいころ１５との間の円周方向隙間δ２よりも広く、即ち、δ１＞δ２の関係にすることにより、セグメント１８を連結した際に、両端のポケット１６で円すいころ１５に加わる荷重が大きくならないようにしている。
【００４１】
図１１も図１０の実施形態と同様に、３個以上の円すいころ１５を保持するポケット１６を設けた実施形態である。
【００４２】
この図１１の実施形態では、円すいころ１５の脱落を防止する突起部１９を、各ポケット１６を形成する柱部の上方に設けている。
【００４３】
図１２は、図１１の実施形態のセグメント１８を連結した状態を示している。
【００４４】
以上の実施形態のセグメント１８を形成する材料としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を使用することができる。
【００４５】
なお、以上の実施形態は円すいころ軸受について述べたが、円筒ころ軸受の保持器にも適用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１１  内輪
１２  外輪
１３、１４  軌道面
１５  円すいころ
１６  ポケット
１６ａ  外径側ポケット部
１６ｂ  内径側ポケット部
１６ｃ  突起部
１６ｄ  凸部
１６ｅ  突起部
１６ｆ  段差
１７  保持器
１８  セグメント
１９  突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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