(57)【要約】【課題】内外輪との摺動による摩耗を抑制することができる４点接触玉軸受用保持器を提供する。【解決手段】４点接触玉軸受（Ｂ）の転動体（７）を保持するための保持器１を、前記転動体（７）を保持する少なくとも１つのポケット（１７）を有し、かつ周方向（Ｑ）の両端にポケット（１７）の一部を形成する円弧状の部分ポケット凹部（１９）が形成された複数の板状の保持器片（１３）と、周方向に並べられた複数の前記保持器片（１３）の両側部（１３ｂ）に延設されて、これら複数の保持器片（１３）を連結する連結ケーブル（２１）と、前記連結ケーブル（２１）の両端部を、周方向の両端に位置する各保持器片（１３）に固定するケーブル固定具（２５）とを備える少なくとも１つの保持器片連結体（１５）から構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４点接触玉軸受の転動体を保持するための保持器であって、
前記転動体を保持する少なくとも１つのポケットを有し、かつ周方向の両端にポケットの一部を形成する円弧状の部分ポケット凹部が形成された複数の板状の保持器片と、
周方向に並べられた複数の前記保持器片の両側部に延設されて、これら複数の保持器片を連結する連結ケーブルと、
前記連結ケーブルの両端部を、周方向の両端に位置する各保持器片に固定するケーブル固定具と、
を備える少なくとも１つの保持器片連結体からなる４点接触玉軸受用保持器。
【請求項２】
請求項１に記載の４点接触玉軸受用保持器において、前記保持器片が熱可塑性樹脂から形成されている４点接触玉軸受用保持器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の４点接触玉軸受用保持器において、各保持器片連結体が、隣接する前記保持器片の側部間に介装された樹脂製のスペーサをさらに備えており、前記スペーサの前記保持器片の厚み方向における外形寸法が、前記保持器片の厚みよりも大きい４点接触玉軸受用保持器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の４点接触玉軸受用保持器において、当該保持器が周方向に分割された複数の保持器分割体からなり、各保持器分割体が、前記保持器片連結体で形成されている４点接触玉軸受用保持器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の４点接触玉軸受用保持器において、前記保持器片連結体の各周方向端部において、前記ケーブル固定具の周方向端と前記部分ポケット凹部の最深点との間の周方向距離が、当該保持器によって保持される転動体であるボールの半径よりも小さい４点接触玉軸受用保持器。
【請求項６】
内周面に外輪軌道溝が形成された外輪と、
外周面に内輪軌道溝が形成された内輪と、
前記外輪軌道溝と内輪軌道溝との間に介在する転動体である複数のボールと、
前記複数のボールを保持する、請求項１から５のいずれか一項に記載の保持器と、
を備える４点接触玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば風力発電用風車のブレードやナセルを旋回自在に支持するための４点接触玉軸に用いられる保持器の構造、およびこの保持器を備える４点接触玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電用の風車等に使用される旋回軸受として４点接触玉軸受が実用に供されている。このような軸受として一般的に大型のものが使用されるので、これに用いられる保持器も寸法の大きなものが必要になる。大型の保持器としては、潤滑性や重量面で有利な樹脂製の保持器は作製が困難であることから一般的に使用されておらず、圧延鋼板を機械加工することによって作製した鉄板保持器が使用されている。
【０００３】
保持器の潤滑は軸受空間に封入されたグリースのような潤滑油によって行われるが、４点接触玉軸受では保持器が軸受の内外輪と摺動することによって潤滑剤が排出され、鉄板保持器の場合は内外輪と金属接触することから保持器の摩耗が進行し易い。このような鉄板保持器の摩耗を防止する技術として、例えば、保持器の表面にリン酸塩被膜や樹脂被膜を形成するなどの表面処理を施すことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１１０７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、鉄板保持器に表面処理を施すことにより摩耗の進行をある程度遅らせることはできても、いずれ表面被膜が摩耗し、あるいは脱落してしまうことは避け難く、金属接触に伴う摩耗の進行を防止する根本的な対策にはならない。そこで、保持器を小寸法の構成単位で形成するようにすれば、保持器を樹脂から形成することが容易になるほか、摩耗抑制のための設計が容易となることが期待される。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するために、小寸法の構成単位から形成されていることにより、内外輪との摺動による摩耗を抑制することができる４点接触玉軸受用保持器、またはこれを用いた４点接触玉軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した目的を達成するために、本発明に係る４点接触玉軸受用保持器は、４点接触玉軸受の転動体を保持するための保持器であって、
前記転動体を保持する少なくとも１つのポケットを有し、かつ周方向の両端にポケットの一部を形成する円弧状の部分ポケット凹部が形成された複数の板状の保持器片と、
周方向に並べられた複数の前記保持器片の両側部に延設されて、これら複数の保持器片を連結する連結ケーブルと、
前記連結ケーブルの両端部を、周方向の両端に位置する各保持器片に固定するケーブル固定具と、
を備える少なくとも１つの保持器片連結体からなる。
【０００８】
この構成によれば、保持器が、多数に分割された比較的小さい寸法の構成単位である保持器片から形成される。このような小寸法の保持器片であれば、射出成型などによって樹
脂で形成することが容易になる。また、このような多数の保持器片を組み合わせて保持器を形成する場合、保持器全体として従来の構造や寸法を概ね維持しながら、摩耗防止のための改良を施すことが容易となる。これにより、内外輪との摺動による保持器の摩耗を抑制できる。
【０００９】
本発明の一実施形態において、前記保持器片が熱可塑性樹脂から形成されていてもよい。この構成によれば、内外輪との摺動による保持器の摩耗を極めて効果的に抑制することが可能になる。さらに、熱可塑性樹脂は射出成型に適しているので、保持器の加工性が向上し、コストを抑えることができる。
【００１０】
本発明の一実施形態において、各保持器片連結体が、隣接する前記保持器片の側部間に介装された樹脂製のスペーサをさらに備えており、前記スペーサの前記保持器片の厚み方向における外形寸法が、前記保持器片の厚みよりも大きく設定されていてもよい。この構成によれば、保持器片よりもスペーサが優先的に内外輪に接触するので、保持器片の摩耗を極めて効果的に防止することができる。
【００１１】
本発明の一実施形態において、当該保持器が周方向に分割された複数の保持器分割体からなり、各保持器分割体が、前記保持器片連結体で形成されていてもよい。例えば風力発電用風車のブレード支持など、軸受がモーメント荷重を受ける用途では、軸受における位相によって転動体の受ける荷重が大きく異なる場合がある。このような用途では、小さな荷重を受ける部分を通過する転動体の進行遅れが発生し、保持器の変形につながるおそれがある。上記構成によれば、このような軸受の用途に適用された場合にも、転動体の周方向の進行遅れを吸収して、保持器の変形を防止することが可能になる。
【００１２】
本発明の一実施形態において、前記保持器連結体の各周方向端部において、前記ケーブル固定具の周方向端と前記部分ポケット凹部の最深点との間の周方向距離が、当該保持器によって保持される転動体であるボールの半径よりも小さくてもよい。この構成によれば、保持器連結体の端部間において保持器連結体（ケーブル固定具）同士の接触が防止される。これによって、より確実に転動体の周方向の進行遅れを吸収し、ケーブル固定具の衝突に伴う破損を防止することが可能になる。
【００１３】
本発明に係る４点接触玉軸受は、
内周面に外輪軌道溝が形成された外輪と、
外周面に内輪軌道溝が形成された内輪と、
前記外輪軌道溝と内輪軌道溝との間に介在する転動体である複数のボールと、
前記複数のボールを保持する上記の保持器と、
を備えている。
【００１４】
この構成によれば、上記の保持器を採用することにより、内外輪との摺動による保持器の摩耗を抑制できるので、４点接触玉軸受の信頼性および寿命が向上する。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明に係る４点接触玉軸受用保持器または４点接触玉軸受によれば、保持器が小寸法の構成単位で形成されていることにより、樹脂での形成や設計上の改良によって内外輪との摺動による摩耗を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る４点接触玉軸受の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の軸受に使用される保持器を構成する保持器片を示す正面図である。
【図３】図１の軸受に使用される保持器を構成する保持器片連結体の連結部分を示す正面図である。
【図４】図２の保持器片のIV-IV線に沿った断面図である。
【図５】図２の保持器片の一端部を示す側面図である。
【図６】図３のVI-VI線に沿った断面図である。
【図７】図１の軸受に使用される保持器を構成する保持器片連結体の隣接部分を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００１８】
図１に、本発明の第１実施形態に係る４点接触玉軸受（以下、単に「軸受」という場合がある。）Ｂおよびこれに用いられる４点接触玉軸受用保持器（以下、単に「保持器」という。）１を示す。この４点接触玉軸受Ｂは、例えば、風力発電用風車のナセルやブレードを旋回自在に支持するために用いられる。同図に示すように、この軸受Ｂは、軌道輪である内輪３および外輪５と、転動体であるボール７とを備えている。ボール７は、内輪３の外周面に形成された内輪軌道溝３ａと外輪５の内周面に形成された外輪軌道溝５ａとの間に転動自在に介在している。図示の例では、軸受Ｂは２列のボール列を有しているが、単列のボール列を有していてもよい。各列のボール７は保持器１によって保持されている。内輪３，外輪５の各軌道溝３ａ，５ａは、いずれも２つの曲面で構成されている。各軌道溝３ａ，５ａを構成する２つの曲面は、例えば、それぞれ転動体としてのボール７よりも曲率半径が大きく、曲率中心が互いに異なるゴシックアーチ状の断面円弧状である。各ボール７は、内輪軌道溝３ａおよび外輪軌道溝５ａの各曲面に４点で接触している。内輪３と外輪５との間に形成された軸受空間９は、その両端部が１対のシール１１，１１によって封止されている。軸受空間９には潤滑剤として例えばグリースが充填されている。
【００１９】
この例では、保持器１は、周方向に等分割された複数（例えば３つ）の保持器分割体から構成されている。各保持器分割体は、複数の図２に示す保持器片１３を周方向に連結することにより構成した保持器片連結体１５で形成されている。保持器片連結体１５は、例えば６つの保持器片１３から構成されているが、保持器片連結体１５を構成する保持器片１３の数はこれに限定されない。
【００２０】
保持器片１３は、全体として周方向Ｑに帯状に延びる板状部材から形成されている。この保持器片１３には、少なくとも１つ（この例では４つ）の円形の開口であるポケット１７が形成されている。このポケット１７にボール７が保持される。さらに、保持器片１３の周方向Ｑの両端部には、それぞれ、ポケット１７の一部を形成する円弧状の部分ポケット凹部１９が形成されている。部分ポケット凹部１９は、保持器片１３が後述するように他の保持器片１３と連結され、または隣接して配置されることにより、当該他の保持器片１３の部分ポケット凹部１９と共に１つのポケット１７を形成する。なお、以下の説明において、隣接する２つの部分ポケット凹部１９によって形成されるポケット１７を、便宜上「組合せポケット１７Ａ」と呼ぶ場合がある。ポケット１７の直径は、保持器１によって保持されるボール７の直径よりもわずかに大きい値に設定される。また、部分ポケット凹部１９はポケット１７と同じ曲率半径を有する円弧状に形成される。
【００２１】
ポケット１７および部分ポケット凹部１９は、周方向Ｑに等間隔に配置されている。また、ポケット１７および部分ポケット凹部１９は、保持器片１３の両側辺（周方向Ｑに沿って延びる辺）１３ａ，１３ａから等間隔の位置に、すなわち保持器片１３の幅方向（４点接触玉軸受Ｂの軸心に平行な方向）Ｗの中央部分に配置されている。なお、本明細書では、保持器片１３におけるポケット１７が形成されていない側辺１３ａ寄りの幅方向領域を「側部１３ｂ」と呼ぶ。
【００２２】
保持器片１３は、この例では、熱可塑性樹脂から形成されている。保持器片１３を形成する素材は、耐摩耗性に優れる樹脂を用いることが好ましく、さらに加工性やコスト面から射出成型に適した熱可塑性樹脂が好ましい。このような熱可塑性樹脂として、例えばＰＡ６６，ＰＡ９Ｔ，ＰＯＭ，ＰＰＳ，ＰＥＥＫや、これらの樹脂をグラスファイバーで強化したものを使用することができる。もっとも、保持器片１３を形成する材料はこれらの例に限定されず、例えば鋼板であってもよい。
【００２３】
図３に示すように、各保持器片連結体１５において、周方向Ｑに並べられた複数の保持器片１３，１３が、２本の連結ケーブル２１，２１によって連結されている。具体的には、各保持器片１３の両側部１３ｂにそれぞれ、保持器片１３を周方向Ｑに貫通する連結用ケーブルガイド２３が形成されている。ここでの、「連結用ケーブルガイド２３」とは、連結ケーブル２１を周方向Ｑに挿通可能な通路を意味し、例えば溝や孔である。本実施形態では、図４に示すように、連結用ケーブルガイド２３として、保持器片１３の側辺１３ａから幅方向内側に凹む連結用溝２３Ａが形成されている。両側部１３ｂの各連結用溝２３Ａに、各１本の連結ケーブル２１（すなわち計２本の連結ケーブル２１，２１）が延設されている。この例では、連結ケーブル２１としてワイヤが用いられている。なお、連結用ケーブルガイド２３は溝ではなく、側部１３ｂに設けられた周方向Ｑの貫通孔であってもよい。もっとも、連結用ケーブルガイド２３を溝２３Ａとして設けることにより、保持器片連結体１５の周方向Ｑの長さや使用される保持器片１３の数にかかわらず、連結ケーブル２１による連結作業が容易になる。
【００２４】
図２に示すように、連結ケーブル２１は、保持器片連結体１５の周方向Ｑの両端（図２では保持器片連結体１５の一端のみを示す。）に位置する各保持器片１３に、ケーブル固定具２５によって固定されている。この例では、ケーブル固定具２５として図５に示す中空筒状の金具であるオーバルスリーブを用いている。ケーブル固定具２５であるオーバルスリーブに連結ケーブル２１の端部を挿通したうえでかしめることにより、連結ケーブル２１が保持器片連結体１５に固定されている。この状態で、各ケーブル固定具２５は、図２に示すように、保持器片連結体１５の端部に位置する保持器片１３の側部１３ｂの周方向端から周方向Ｑに突出するように設けられる。
【００２５】
図３に示すように、本実施形態では、各保持器片連結体１５は、隣接する保持器片１３，１３の側部１３ｂ，１３ｂ間に介装された樹脂製のスペーサ２７をさらに備えている。この例では、スペーサ２７は中空円柱状に形成されている。より具体的には、スペーサ２７の中空孔２７ａに連結ケーブル２１を挿通させた状態で、スペーサ２７の両端面（円柱形状の両底面）２７ｂ，２７ｂが、周方向Ｑの両側に配置された保持器片１３，１３の側部１３ｂ，１３ｂの周方向端に当接するように、スペーサ２７が隣接する保持器片１３，１３間に介装されている。なお、スペーサ２７の形状は、円柱形状に限定されない。
【００２６】
さらに、この例では、図６に示すように、スペーサ２７の、保持器片１３の厚みＴ方向における外形寸法Ｄｓが、保持器片１３の厚みＴよりも大きい。すなわち、この例では、スペーサ２７の上記外形寸法Ｄｓである円柱直径が、保持器片１３の厚みＴよりも大きい値に設定されている。
【００２７】
このように、保持器片連結体１５において隣接する保持器片１３間に、保持器片１３の厚みＴよりも大きい厚み方向寸法を有する樹脂製のスペーサ２７を介装することにより、保持器片１３よりもスペーサ２７が優先的に内外輪に接触する。したがって、内外輪との接触による保持器片１３の摩耗を極めて効果的に防止することができる。さらに、スペーサ２７を設けることによって、図１に示すように保持器１が軸受Ｂのボール７の径方向中央付近に安定的に保持される。これにより、保持器１と内外輪間に付着している潤滑剤も
安定的に保持されるので、一層効果的に保持器１の摩耗が防止される。
【００２８】
スペーサ２７を形成する樹脂材料は、特に限定されないが、例えば、自己潤滑性を有し、かつ耐摩耗性に優れるＰＴＦＥのようなフッ素系樹脂や、ベークライトのようなフェノール樹脂を用いることができる。
【００２９】
図７に示すように、本実施形態では、隣接する保持器片連結体１５，１５間において、組合せポケット１７Ａにボール７を保持した状態で、両保持器片連結体１５，１５のケーブル固定具２５，２５同士が接触しないように、部分ポケット凹部１９の寸法、およびケーブル固定具２５の保持器片１３の側部１３ｂの周方向端からの突出幅寸法が設定されている。すなわち、ポケット１７（組合せポケット１７Ａ）の直径は、保持器１によって保持されるボール７の直径Ｄｂよりもわずかに大きい値に設定されており、部分ポケット凹部１９の最深点Ｐはボール７に接触し得るから、保持器片連結体１５の各周方向端部において、ケーブル固定具２５の周方向端と部分ポケット凹部１９の最深点Ｐとの間の周方向距離Ｌ１が、保持器１によって保持されるボール７の半径Ｄｂ／２よりも小さくなるように、部分ポケット凹部１９の最深点Ｐと保持器片１３の側部１３ｂの周方向端との周方向距離Ｌ２およびケーブル固定具２５の周方向突出幅Ｗが設定されている。つまり、Ｄｂ／２＞Ｌ２＋Ｗ（＝Ｌ１）となっている。
【００３０】
例えば風力発電用風車のブレード支持など、軸受がモーメント荷重を受ける用途では、軸受における位相によって転動体の受ける荷重が大きく異なる場合がある。このような用途では、小さな荷重を受ける部分を通過する転動体の進行遅れが発生し、保持器１の変形につながるおそれがある。このような用途の軸受に適用された場合にも、本実施形態のように保持器１を複数の保持器分割体から形成することにより、転動体の周方向Ｑの進行遅れを吸収して、保持器１の変形を防止することが可能になる。さらに、隣接する保持器片連結体１５，１５間の間隔を上述したように組合せポケット１７Ａにボール７を保持した状態で、両保持器片連結体１５，１５のケーブル固定具２５，２５同士が接触しないように設定することにより、一層確実に転動体の周方向Ｑの進行遅れを吸収することができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、保持器１を複数（この例では３つ）の保持器分割体である保持器片連結体１５から構成しているが、保持器１は単一の保持器片連結体１５から構成してもよい。この場合、保持器１は周方向Ｑの１箇所のみで分離された形状となる。保持器１をこのように形成した場合は、単一の保持器片連結体１５の両端部に位置する２つの保持器片１３，１３が周方向Ｑに隣接することになり、この部分において、隣接するケーブル固定具２５，２５同士が接触しないように上記と同様の構成が採用される。
【００３２】
以上説明した本実施形態に係る保持器１およびこれを備える４点接触玉軸受Ｂによれば、保持器１が、多数に分割された比較的小さい寸法の構成単位である保持器片１３から形成される。このような小寸法の保持器片１３であれば、例えば射出成型などによって樹脂で形成することが容易になる。また、このように多数の保持器片１３を組み合わせて保持器１を形成する場合、保持器１全体として従来の構造や寸法を概ね維持しながら、摩耗防止のための上記で例示したような改良を施すことが容易となる。これにより、内外輪との摺動による保持器１の摩耗を抑制できる。
【００３３】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣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。
【符号の説明】
【００３４】
１  ４点接触玉軸受用保持器
３  内輪
５  外輪
３ａ  内輪軌道溝
５ａ  外輪軌道溝
７  ボール（転動体）
１３  保持器片
１５  保持器片連結体
１７  ポケット
１９  部分ポケット凹部
２１  連結ケーブル
２５  ケーブル固定具
２７  スペーサ
Ｂ  ４点接触玉軸受
【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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