(57)【要約】【課題】ピンにかかる曲げモーメントを低減させたころ軸受を提供する。【解決手段】リング状の外輪１１と、外輪１１の内周側に配置されるリング状の内輪２０と、外輪１１および内輪２０上を転動する複数の円すいころ３０と、複数の円すいころ３０を円周方向に間隔を空けて回転可能に保持する保持器４０とからなり、保持器４０は、円すいころ３０を挟んで一側に配置される小径環状部材５０と、他側に配置される大径環状部材５５と、小径環状部材５０および大径環状部材５５を連結し、円すいころ３０のピン穴３１に挿通されるピン６０とからなる円すいころ軸受１０において、小径環状部材５０の慣性モーメントと、大径環状部材５５の慣性モーメントを同一にした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状の外輪と、前記外輪の内周側に配置されるリング状の内輪と、前記外輪および前記内輪上を転動する複数の円すいころと、前記複数の円すいころを円周方向に間隔を空けて回転可能に保持する保持器とからなり、前記保持器は、前記円すいころを挟んで一側に配置される小径環状部材と、他側に配置される大径環状部材と、前記小径環状部材および前記大径環状部材を連結し、前記円すいころのピン穴に挿通されるピンとからなる円すいころ軸受において、前記小径環状部材の慣性モーメントと、前記大径環状部材の慣性モーメントを同一にしたことを特徴とする円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピンを介して円すいころを回転可能に支持した円すいころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図５（特許文献１）に示すような円すいころ軸受は、円すいころ１３０のピン穴１３１にピン１６０を挿入し、ピン１６０の両端を小径環状部材１５０および大径環状部材１５５に連結している。小径環状部材１５０には、挿通穴１５１が貫通して形成され、挿通穴１５１に一対のテーパ部材１７０ａ、１７０ｂを介してピン１６０が支持され、溶接部１７１によって小径環状部材１５０およびピン１６０が一体化されている。前記大径環状部材１５５には、固定ねじ穴１５６が貫通して形成され、固定ねじ穴１５６にピン１６０が螺合されている。
【０００３】
内輪１２０に回転軸を取付けた状態で、外輪１１１に対し回転軸および内輪１２０が回転することによって、円すいころ１３０は外輪１１１の外輪側軌道面１１２上および内輪２０の内輪側軌道面１２３上を転動し、保持器１４０が内輪１２０と同方向へ回転する。回転軸および内輪１２０の荷重が外輪１１１に作用する。回転軸の回転方向において、回転軸および内輪１２０の荷重等の負荷がかかるところに向けて円すいころ１３０の進み遅れが発生し、負荷がかかるところから離れると進み遅れ戻しが発生し、円周方向に複数あるピン１６０の内、進み遅れ、進み遅れ戻しが発生したところにあるピン１６０がピン穴１３１に接触する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００９−１１３５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転軸および内輪１２０に加減速が発生すると、小径環状部材１５０および大径環状部材１５５の慣性モーメントの違いによって、ピン１６０に曲げモーメントが作用し、特にピン穴１３１に接触していないピン１６０にモーメント長さが長い分だけ大きな曲げモーメントが作用して、溶接部１７１の溶接強度が十分足りているかどうか問題となる。本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ピンにかかる曲げモーメントを低減させたころ軸受を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、リング状の外輪と、前記外輪の内周側に配置されるリング状の内輪と、前記外輪および前記内輪上を転動する複数の円すいころと、前記複数の円すいころを円周方向に間隔を空けて回転可能に保持する保持器とからなり、前記保持器は、前記円すいころを挟んで一側に配置される小径環状部材と、他側に配置される大径環状部材と、前記小径環状部材および前記大径環状部材を連結し、前記円すいころのピン穴に挿通されるピンとからなる円すいころ軸受において、前記小径環状部材の慣性モーメントと、前記大径環状部材の慣性モーメントを同一にしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ピンにかかる曲げモーメントを低減させたころ軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる円すいころ軸受の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる円すいころ軸受の図１のＡ矢視図である。
【図３】本発明の一実施形態における円すいころ軸受の図１のＢ矢視図である。
【図４】本発明の一実施形態における環状部材の重心位置、回転中心からの距離を表すための寸法図である。
【図５】従来のころ軸受の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態について、図１乃至図４を参酌しつつ説明する。図１は、円すいころ軸受の断面図、図２は、円すいころ軸受の図１のＡ矢視図、図３は、円すいころ軸受の図１のＢ矢視図、図４は、環状部材の重心位置、回転中心からの距離を表すための寸法図である。
【００１０】
図１に示すように、風力発電機は、ハウジング８０、８１と、ハウジング８０の内周に配置された一対の円すいころ軸受１０と、ハウジング８０、８１に一対の円すいころ軸受１０を介して回転可能に支持された図略の回転軸とを有する。
【００１１】
ハウジング８０は、円柱形状の嵌合穴と、他端で内径方向に延びるフランジ部とを有する。嵌合穴に一対の円すいころ軸受１０および間座８２が嵌合され、一対の円すいころ軸受１０間に間座８２が介挿されている。一対の円すいころ軸受１０および間座８２は、ハウジング８１およびハウジング８０のフランジ部の間で挟持されている。ハウジング８１は、円盤形状を有し、ハウジング８０の一端に固定される。
【００１２】
一対の円すいころ軸受１０は、大径側が背中合わせとなるように、ハウジング８０、８１に配置されている。一対の円すいころ軸受１０は、互いに同一形状を有し、同一の構成を有するので、一方の円すいころ軸受１０のみを説明し、他方の円すいころ軸受１０の説明を割愛する。
【００１３】
円すいころ軸受１０は、リング状の外輪１１と、外輪１１の内周側に配置されるリング状の内輪２０と、外輪１１および内輪２０間に配置されるリング状の保持器４０と、保持器４０の後述するピン６０に回転可能に支持される複数の円すいころ３０とからなっている。前記外輪１１、内輪２０、保持器４０、円すいころ３０は、いずれも金属製の材料で構成され、特に鉄系の材料がよく使われる。
【００１４】
前記外輪１１の内周には、外輪１１の軸線に対して傾斜した外輪側軌道面１２が形成されている。
【００１５】
前記内輪２０の外周には、内輪２０の軸線に対して傾斜した内輪側軌道面２３が形成されている。また内輪２０の外周には、内輪側軌道面２３を挟んで大径側に半径方向外方へ突出した大径側端部２５が形成され、内輪側軌道面２３を挟んで小径側に半径方向外方へ突出した小径側端部２１が形成されている。内輪２０の両端に、軸線と平行に摺動面２６が形成されている。
【００１６】
ハウジング８０、８１の内周には、内径方向へ突出したフランジ部が形成され、このフランジ部に当接する位置までハウジング８０、８１の内周にオイルシール７５が嵌合されている。ハウジング８０、８１にボルトを介してシール押さえ部材７６が固定され、前記フランジ部およびシール押さえ部材７６間でオイルシール７５が挟持されている。オイルシール７５の内周側のリップが摺動面２６に摺接する。
【００１７】
大径側端部２５の円すいころ３０側の端面には、円すいころ３０の大径側端面に接触する大径側内側端面２４が形成されている。小径側端部２１の円すいころ３０側の端面には、円すいころ３０の小径側端面に接触する小径側内側端面２２が形成されている。
【００１８】
図１乃至図３に示すように前記保持器４０は、リング状で小径の小径環状部材５０と、リング状で大径の大径環状部材５５と、前記小径環状部材５０および前記大径環状部材５５を連結するピン６０とからなっている。
【００１９】
前記小径環状部材５０には、ピン６０を挿通する挿通穴５１が貫通して形成されている。前記大径環状部材５５には、ピン６０を螺合する固定ねじ穴５６が貫通して形成されている。固定ねじ穴５６は、挿通穴５１に対応する位置に形成され、固定ねじ穴５６および挿通穴５１は円周方向に等間隔に複数形成されている。
【００２０】
前記ピン６０には、一端に工具が回転方向に係合する係合溝６１が形成され、他端に固定ねじ穴５６に螺合するおねじ６３が形成されている。ピン６０には、係合溝６１からおねじ６３にかけてピン穴３１に摺接する嵌合部６２が形成されている。挿通穴５１には、円筒形状のブッシュ７０が圧入固定され、このブッシュ７０にピン６０が回転可能に支持されている。挿通穴５１およびピン６０の外周間には、溶接部７１が設けられ、この溶接部７１を介してピン６０は小径環状部材５０に固定されている。ピン６０は内輪２０の円周方向に等間隔に複数設けられ、各ピン６０は円すいころ３０の後述するピン穴３１に挿通されている。これによって、各ピン６０に円すいころ３０が回転可能に支持されている。
【００２１】
前記円すいころ３０は、円すい形状から頂部を除去した形状を有するもので、前記外輪側軌道面１２と前記内輪側軌道面２３上を転動する転動面と、小径側の端面に形成された小径側端面と、大径側の端面に形成された大径側端面を有する。円すいころ３０には、ピン６０を挿通するピン穴３１が軸方向に形成されている。
【００２２】
図４に示すように小径環状部材５０の実線で囲った部分の重量をＷａと表す。重量Ｗａには、小径環状部材５０、ピン６０の小径環状部材５０に嵌合された部分、ブッシュ７０、溶接部７１の重量が含まれている。小径環状部材５０の実線で囲った部分の重心をＧａと表し、内輪２０の回転中心ｎから重心Ｇａまでの半径（距離）をＤａと表し、小径環状部材５０の実線で囲った部分の慣性モーメントをＩａと表す。慣性モーメントＩａは、Ｉａ＝Ｗａ×Ｄａ×Ｄａの式で表すことができる。
【００２３】
大径環状部材５５の実線で囲った部分の重量をＷｂと表す。重量Ｗｂには、大径環状部材５５、ピン６０の大径環状部材５５に嵌合された部分の重量が含まれている。大径環状部材５５の実線で囲った部分の重心をＧｂと表し、内輪２０の回転中心ｎから重心Ｇｂまでの半径（距離）をＤｂと表し、大径環状部材５５の実線で囲った部分の慣性モーメントをＩｂと表す。慣性モーメントＩｂは、Ｉｂ＝Ｗｂ×Ｄｂ×Ｄｂの式で表すことができる。
【００２４】
上述した実施形態は、慣性モーメントＩａと慣性モーメントＩｂを同一にしたことに特徴がある。すなわち、Ｉａ＝Ｉｂにしたことに特徴がある。このために、Ｄｂ＞Ｄａである関係上、Ｇｂ＜Ｇａにする必要がある。
【００２５】
続いて上述した構成にもとづいて、円すいころ軸受１０の作用について説明する。
【００２６】
内輪２０に図略の回転軸を嵌合させて使用する。外輪１１に対して回転軸および内輪２０が回転すると、円すいころ３０は外輪側軌道面１２上と内輪側軌道面２３上を転動しながら内輪２０の回転方向と同方向に移動する。ピン６０同士を小径環状部材５０および前記大径環状部材５５を介して内輪２０の円周方向に連結しているため、保持器４０は内輪２０と同方向に回転する。回転軸および内輪２０の荷重が外輪１１に作用する。回転軸の回転方向において、回転軸および内輪２０の荷重等の負荷がかかるところに向けて円すいころ３０の進み遅れが発生し、負荷がかかるところから離れると進み遅れ戻しが発生し、円周方向に複数あるピン６０の内、進み遅れ、進み遅れ戻しが発生したところにあるピン６０がピン穴３１に接触する。
【００２７】
回転軸および内輪２０に加減速が発生しても、小径環状部材５０および大径環状部材５５の慣性モーメントの違いがないため、ピン１６０に曲げモーメントが作用しない。この結果、前記曲げモーメントの観点から、ピン穴３１に接触していないピン６０の溶接部７１の溶接強度が十分足りているかどうか考慮する必要がない。
【００２８】
内輪２０に軸方向のスラスト力が作用すると、円すいころ３０の大径側端面が大径側内側端面２４に接触し、さらに円すいころ３０を介して外輪１１に前記スラスト力が作用する。
【００２９】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００３０】
上述した実施形態は、溶接部７１によってピン６０および小径環状部材５０を一体化した。他の実施形態として、メカニカルロックによってピン６０および小径環状部材５０を一体化しても良い。メカニカルロックは、ブッシュ７０および溶接部７１に代えて使用するもので、メカニカルロックの一部品をピン６０の軸方向に移動させることによって、メカニカルロックの他部品に内外径方向に緊迫力を与える機能を有する。この場合においても、回転軸および内輪２０に加減速が発生しても、小径環状部材５０および大径環状部材５５の慣性モーメントの違いがないため、ピン１６０に曲げモーメントが作用しない。この結果、前記曲げモーメントの観点からメカニカルロックの緊迫力が十分足りているかどうか考慮する必要がない。
【符号の説明】
【００３１】
１０：円すいころ軸受、３０：円すいころ、３１：ピン穴、４０：保持器、５０：小径環状部材、５１：挿通穴、５５：大径環状部材、５６：固定ねじ穴、６０：ピン
【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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