(57)【要約】【課題】  転がり軸受の保持器において、保持器セグメント相互間の周方向の隙間寸法を小さくし、転がり軸受の回転時に転動体の進み遅れに起因して発生する騒音及び保持器セグメントの損傷を防止すること。【解決手段】  本保持器５０は、内輪及び外輪と同心の円弧形状をなすとともに樹脂素材で構成された複数の保持器セグメント６０を、周方向に沿って環状に配列してなる。各保持器セグメント６０の矩形枠状の周側面に、保持器セグメント６０が周方向に熱膨張するのを抑制する鋼製の枠体１１０を嵌合した。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との間に配置された複数の転動体を転動自在に保持する転がり軸受の保持器であって、
軸方向に所定間隔を隔てて互いに対向して対をなす合成樹脂製の第１及び第２のリム部と、この対をなす第１及び第２のリム部の両者の間に架け渡されているとともに、前記転動体を収容するためのポケットを互いの間で周方向に形成する合成樹脂製の複数の柱部とを有する複数の保持器セグメントを、周方向に沿って環状に配列してなり、
前記第１及び第２のリム部に沿って、前記保持器セグメントが周方向に熱膨張するのを抑制する金属製の膨脹抑制部材を設けたことを特徴とする転がり軸受の保持器。
【請求項２】
前記膨張抑制部材が、前記第１のリム部の周方向に沿う外側面、前記第２のリム部の周方向に沿う外側面、周方向一端部の柱部の外端面、及び周方向他端部の柱部の外端面で構成される矩形状の周側面を包囲する枠体である請求項１記載の転がり軸受の保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受の保持器に関し、たとえば、風力発電装置の主軸を回転自在に支持する大型の転がり軸受の保持器にかかる。
【背景技術】
【０００２】
従来、水平軸プロペラ式の風力発電装置においては、ブレードを取り付ける主軸を回転自在に支持するために、転がり軸受が用いられている。
近年、風力発電装置の大型化に伴って、主軸の直径が数メートルを超えることもあり、このような大型の主軸を支持するために、転がり軸受も大型化している。
大型の転がり軸受に用いられる保持器として、合成樹脂製の保持器が用いられる場合がある。この合成樹脂製の保持器は、溶接で組み立てる鋼製の保持器に較べて、軽量であるとともに精度も確保し易いという利点がある。しかし、直径の大きい合成樹脂製の保持器を、射出成形で一体成形することは困難である。
【０００３】
そこで、周方向に複数に分割した分割保持器が用いられている。この分割保持器は、複数の保持器セグメントを周方向に沿って環状に配列している。
この種の保持器セグメントの典型的な例としては、特許文献１にて開示されているものを挙げることができる。
図７は特許文献１に開示されている保持器セグメント１の斜視図、図８は特許文献１に開示されている保持器セグメント１を使用した転がり軸受２の概略正面図である。
【０００４】
図７及び図８を参照して、前記特許文献１にかかる保持器セグメント１は、内輪３及び外輪４と同心の円弧形状をなしている。この保持器セグメント１は、軸方向に所定間隔を隔てて互いに対向して対をなす第１及び第２のリム部５ａ，５ｂと、この対をなす第１及び第２のリム部５ａ，５ｂの両者の間に架け渡されるとともに、転動体（図示せず。）を収容するためのポケット６を互いの間で周方向に形成する複数の柱部７とを備えている。
【０００５】
転がり軸受２において、前記保持器セグメント１は、内輪３と外輪４との間で周方向に沿って環状に連ねて使用される。ところが、保持器セグメント１の材質が金属よりも熱膨張係数の大きい合成樹脂であるため、当該保持器セグメント１の周方向への熱膨張を見越して、図８に示すように、隣合う保持器セグメント１同士の間にそれぞれ隙間８が周方向に沿って生じるように設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２５５６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したように、前記の転がり軸受２では、隣合う保持器セグメント１同士の間に隙間８が生じるように設定されているため、転がり軸受２の回転時に転動体の進み遅れに起因して、隣合う保持器セグメント１の端部同士が衝突する。その結果、騒音が発生したり、保持器セグメント１が損傷したりするおそれがある。
本発明は、前記技術的課題に鑑みなされたもので、保持器セグメント相互間の周方向の隙間寸法を小さくし、転がり軸受の回転時に転動体の進み遅れに起因して発生する騒音及び保持器セグメントの損傷を防止できる転がり軸受の保持器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明にかかる転がり軸受の保持器は、内輪と外輪との間に配置された複数の転動体を転動自在に保持する転がり軸受の保持器であって、軸方向に所定間隔を隔てて互いに対向して対をなす合成樹脂製の第１及び第２のリム部と、この対をなす第１及び第２のリム部の両者の間に架け渡されているとともに、前記転動体を収容するためのポケットを互いの間で周方向に形成する合成樹脂製の複数の柱部とを有する複数の保持器セグメントを、周方向に沿って環状に配列してなり、前記第１及び第２のリム部に沿って、前記保持器セグメントが周方向に熱膨張するのを抑制する金属製の膨脹抑制部材を設けたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、前記膨脹抑制部材によって、保持器セグメントが周方向に熱膨張するのを抑制することができる。そのため、隣合う保持器セグメント同士の周方向の隙間寸法を小さく設定できる。
【００１０】
前記膨張抑制部材は、前記第１のリム部の周方向に沿う外側面、前記第２のリム部の周方向に沿う外側面、周方向一端部の柱部の外端面、及び周方向他端部の柱部の外端面で構成される矩形状の周側面を包囲する枠体であるのが好ましい。
この場合、膨張抑制部材が枠体であるので、保持器セグメントが周方向に熱膨張するのをより効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、保持器セグメント相互間の周方向の隙間を小さく設定できるので、転がり軸受の回転時に転動体の進み遅れに起因して発生する騒音及び保持器セグメントの損傷を防止できる転がり軸受の保持器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態にかかる保持器を使用した転がり軸受の概略図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】保持器の概略正面図である。
【図４】保持器セグメントの斜視図である。
【図５】保持器セグメントの分解斜視図である。
【図６】保持器セグメントの他の実施の形態を示す斜視図である。
【図７】従来の保持器セグメントの斜視図である。
【図８】従来の保持器セグメントを使用した転がり軸受の概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態にかかる保持器５０を使用した転がり軸受１０の概略、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
図１及び図２を参照して、本転がり軸受１０は、風力発電装置の主軸を支持する大型の転がり軸受である。この転がり軸受１０は、内輪２０、外輪３０、複数の円すいころ４０、及びこれらの円すいころ４０を転動自在に支持する保持器５０を備えている。それゆえに、本転がり軸受１０は、円すいころ軸受である。
【００１４】
内輪２０及び外輪３０は、ともに、軸受鋼や浸炭鋼などの軸受用鋼を用いて環状に形成された部材である。内輪２０は、その外周に、円すいころ４０が転動する内輪軌道面２１が周方向に沿って形成されている。一方、外輪３０は、内輪２０と同心であって、その内周に、円すいころ４０が転動する外輪軌道面３１が内輪軌道面２１に対向した状態で周方向に沿って形成されている。
【００１５】
複数の円すいころ４０は、内輪２０と外輪３０との間に配置されている。これらの円すいころ４０は、それぞれ、内輪軌道面２１及び外輪軌道面３１上を転動可能であり、これによって、内輪２０及び外輪３０が相対回転自在とされている。
本実施の形態にかかる保持器５０は、内輪２０及び外輪３０と同心の環状部材である。この保持器５０は、たとえば、炭素繊維等で強化されたポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂などの合成樹脂を用いて形成されている。保持器５０は、内輪２０及び外輪３０の間で円すいころ４０を保持している。なお、保持器５０は、ポリアミド樹脂を用いて形成してもよい。
【００１６】
図３は保持器５０の概略正面図である。同図を参照して、保持器５０は、複数の保持器セグメント６０を、周方向に沿って隙間１２０を設けて環状に配列することによって構成されている。
図４は保持器５０を構成する保持器セグメント６０の斜視図、図５は同保持器セグメント６０の分解斜視図である。
図４及び図５を参照して、各保持器セグメント６０は、それぞれ、前記の内輪２０及び外輪３０と同心の円弧形状をなしている。これらの保持器セグメント６０は、それぞれ、軸方向に所定間隔を隔てて互いに対向して対をなす第１及び第２のリム部７１，７２と、この対をなす第１及び第２のリム部７１，７２の相互間に架け渡されている複数の柱部８０とを備えている。この保持器セグメント６０では、それぞれの隣合う２つの柱部８０と第１及び第２のリム部７１，７２とによって囲まれる空間を、前記の円すいころ４０を収容するポケット９０として構成している。これにより、周方向に沿って複数のポケット９０が形成される。なお、保持器セグメント６０は、前記の合成樹脂を用いた射出成形による一体成形品である。
【００１７】
各柱部８０は、それぞれ、保持器セグメント６０の一端側から他端側（図４において左端側から右端側）に向かって、第１の柱部８１、第２の柱部８２、第３の柱部８３、第４の柱部８４及び第５の柱部８５の５本がこの順に等間隔で設けられている。
対をなす第１及び第２のリム部７１，７２は、それぞれ、第１〜第５の柱部８１〜８５に至る範囲に設けられている。
【００１８】
前記各柱部８０（８１〜８５）は、それぞれ、その外周の軸方向一端側（第１のリム部７１側）に、径方向外方に突出する突起１００が形成されている。この突起１００は、保持器セグメント６０の両端から作用する周方向の荷重によって径方向外方へ変形するのを防止するために設けられたものであって、当該突起１００を前記の外輪軌道面３１（図２参照）に摺接させている。
【００１９】
各保持器セグメント６０には、その周方向の熱膨張を抑制するための枠体（膨張抑制部材）１１０が嵌め込まれている。この枠体１１０は、第１のリム部７１の周方向に沿う外側面７１ａ、第２のリム部７２の周方向に沿う外側面７２ａ、第１の柱部８１の外端面８１ａ、及び第５の柱部８５の外端面８５ａで構成された矩形枠状の周側面Ａ（図５参照）を包囲している。この枠体１１０は鉄やステンレス鋼等の熱膨張係数の低い金属で形成されている。
【００２０】
前記枠体１１０は、鋼板をプレス加工して一体成形したものであり、保持器セグメント６０が周方向に熱膨張する際に生じる力に耐える強度を有している。
前記の構成において、保持器セグメント６０の矩形枠状の周側面Ａに嵌合した鋼製の枠体１１０によって、枠体１１０の内側の合成樹脂製の保持器セグメント６０が周方向へ熱膨張するのを容易且つ効果的に抑制することができる。そのため、隣合う保持器セグメント６０同士の周方向の隙間１２０（図１参照）の寸法を、従来に比して、小さく設定できるようになる。このように、前記隣合う保持器セグメント６０同士の隙間１２０の寸法を小さくできるので、転がり軸受１０の回転時に円すいころ４０の進み遅れに起因して生じていた保持器セグメント６０の端部同士の衝突が発生し難くなる。その結果、前記端部同士が衝突するエネルギーを小さくすることができるため、騒音の発生や保持器セグメント６０の破損を防止することができる。さらに、隙間１２０の寸法を小さくした分、各保持器セグメント６０の周長を長くすることができるので、円すいころ４０の数を増やすことができる。このため、転がり軸受１０の負荷容量を増大させることができる。
【００２１】
したがって、本転がり軸受１０の保持器５０は、風力発電装置の主軸を回転自在に支持する、大型の転がり軸受の保持器として、特に好適なものとなる。
なお、本発明は前記の実施の形態に限定されるものではない。たとえば、前記の実施の形態においては、枠体１１０が保持器セグメント６０の周側面Ａに嵌合されている場合を示したが、これをインサート成形によって前記周側面Ａに一体化してもよい。
【００２２】
また、膨張抑制部材としては、前記枠体１１０に代えて、図６に示すように、第１及び第２リム部７１，７２の外側面７１ａ，７２ａを覆う側板１２０ａの両端に、第１及び第２リム部７１，７２の両端面に引っ掛ける掛止片１２０ｂを設けた一対のフック１２０で構成してもよい。この場合にも、前記フック１２０をインサート成形によって第１及び第２リム部７１，７２に一体化してもよい。
さらに、前記何れの膨張抑制部材についても、第１及び第２リム部７１，７２及び両端の柱部８０である樹脂成形部分に埋め込まれていてもよい。また、前記樹脂成形部分と膨張抑制部材とが接合により一体化されている場合には、膨張抑制部材は少なくとも第１及び第２リム部７１，７２部分に設けられていればよい。
【００２３】
前記の実施の形態においては、本発明を円すいころ軸受１０の保持器５０に適用した例について記載した。しかし、本発明はそのような構成に限定されない。玉軸受及び円筒ころ軸受などの転がり軸受の保持器に、本発明を適用してもかまわない。
【００２４】
また、前記の実施の形態では、本発明を外径寸法が大きな風力発電用主軸の転がり軸受けの保持器に適用した例について記載したが、風力発電用のほか、旋回座用軸の転がり軸受のような他の転がり軸受の保持器に対して、本発明を適用してもかまわない。
その他、別紙の特許請求の範囲内での種々の設定変更及び修正を加え得ることは勿論である。
【００２５】
本明細書で開示した実施の形態は単に例示であって、本発明が前述した実施の形態のみに限定されるわけではない。本発明の範囲は、本明細書の記載内容を参酌した上で、別紙の特許請求の範囲によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。
【符号の説明】
【００２６】
１０：転がり軸受、２０：内輪、３０：外輪、４０：円すいころ、５０：保持器、６０：保持器セグメント、７１：第１リム部、７２：第２リム部、８０（８１〜８５）：柱部、９０：ポケット、１１０：枠体（膨張抑制部材）、１２０：隙間
【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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