(57)【要約】【課題】組立工程における作業性がよく、軸受性能が損なわれず、構造が簡単で、加工が容易な、ころ軸受を提供する。【解決手段】外輪１０、内輪２０と、複数のころ３０とを有し、ころ３０は外周に転動面３１、両端部に一対のころ端面３２が形成され、外輪１０に、ころ３０が転走する外輪軌道１１と、外輪軌道１１の軸線方向両側端部から突出する一対の鍔面１３が形成された、ころ軸受１であって、ころ３０が、転動面３１を外輪軌道１１に接し、一方のころ端面３２が一方の鍔面１３に接し、他方のころ端面３２と他方の鍔面１３の間にガイド隙間Δを有して配置された状態から、ころ３０が、一方のころ端面３２を、一方の鍔面１３に接し、外輪軌道１１と反対方向に転倒したとき、他方のころ端面３２が、他方の鍔面１３に接する接触位置Ｐ３を超えて、他方の鍔面１３が外輪軌道１１と反対方向に延在し、ころ３０は、外輪１０に拘束される。【選択図】図１
2015117767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個の軌道輪と、前記２個の軌道輪の間に転動自在に配置された複数のころと、を有し、前記ころは外周に転動面、両側端部に一対のころ端面が形成され、前記２個の軌道輪の一方に、前記ころが転走する軌道面と、前記軌道面の軸線方向両側端部から突出する一対の鍔面が形成された、ころ軸受であって、
前記ころが、前記転動面を前記軌道面に接し、一方側の前記ころ端面が一方側の前記鍔面に接し、他方側の前記ころ端面と他方側の前記鍔面の間にガイド隙間を有して配置された状態から、
前記ころが、一方側の前記ころ端面を、一方側の前記鍔面に接し、前記軌道面と反対方向に転倒したとき、他方側の前記ころ端面が、他方側の前記鍔面に接する接触位置を超えて、
他方側の前記鍔面が前記軌道面と反対方向に延在することにより、前記ころは、前記一方の軌道輪に拘束されることを特徴とするころ軸受。
【請求項２】
前記一方の軌道輪の軸線と、前記ころの軸線を含む断面において、
前記一方側の鍔面の前記軌道面から最も離れた位置から、前記他方側の鍔面の前記軌道面から最も離れた位置までの距離が、
前記一方側の鍔面の前記軌道面から最も離れた位置から、前記ころの他方側のころ端面の前記軌道面に最も近い位置までの距離より短く形成され、前記ころが、前述の転倒をしたときに、他方側の前記ころ端面が、他方側の前記鍔面に接することを特徴とする請求項１に記載のころ軸受。
【請求項３】
前記ころ軸受は、円すいころ軸受であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のころ軸受。
【請求項４】
前記ころ軸受は、複数のセグメントからなる、セグメント式分割型保持器を有し、前記複数のころは、それぞれ前記セグメントに保持されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ころ軸受に係わる。
【背景技術】
【０００２】
風力発電用軸受等の大型の転がり軸受においては、保持器の成形や組立の便利さから、複数のセグメントを連結した、セグメント式分割型保持器を使用することが行われている。
【０００３】
セグメント式分割型保持器は、内輪と外輪との間において、転動体を保持する複数のセグメントを環状に組み合わせたものであり、一般的なセグメントは前記内輪にも前記外輪にも係合されていない。また、前記転動体がころである、ころ軸受においては、内輪または外輪に、ころ案内のための鍔が形成されているが、前記鍔は、前記ころの案内に必要な最小高さに形成され、前記ころの転倒時に前記ころを拘束することは考慮されていない。
【０００４】
通常の一体型の保持器を用いた、ころ軸受の場合は、保持器と転動体は内輪又は外輪と一体のアッセンブリを構成しているため、そのころ軸受の組立工程や、そのころ軸受の装置への組込工程において、前記転動体や前記保持器が、前記内輪または前記外輪から脱落することはない。
【０００５】
しかし、セグメント式分割型保持器を用いた場合は、セグメント相互が円周方向に拘束されていないため、そのころ軸受の組立工程において前記転動体や、保持器を構成する前記セグメントがばらばらになり、内輪または外輪から脱落し、組立作業に支障を来すことがある。特に、セグメント式分割型保持器は大型軸受に採用されるため、組立工程の作業性の向上を図ることは非常に重要である。
【０００６】
そこで、各セグメントに係合用の爪を設け、前記爪を、内輪又は外輪に係合し、各セグメントとこれに保持された転動体が、内輪又は外輪から脱落するおそれのないようにした転がり軸受がある。（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１６９３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示された分割型保持器と転がり軸受は、前記爪を、内輪又は外輪に係合するために、前記内輪又は前記外輪に係合溝等の係合手段を設ける必要がある。前記内輪又は前記外輪に前記係合溝を設けると、鍔強度等の軌道輪の強度低下が懸念される。また、鍔強度等の軌道輪の強度を確保するには、軌道幅の縮小が必要になり、寿命等、転がり軸受としての性能が犠牲になるという問題がある。
【０００９】
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、組立工程における作業性がよく、軸受性能が損なわれず、かつ構造が簡単で、加工が容易な、ころ軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、２個の軌道輪と、前記２個の軌道輪の間に転動自在に配置された複数のころと、を有し、前記ころは外周に転動面、両側端部に一対のころ端面が形成され、前記２個の軌道輪の一方に、前記ころが転走する軌道面と、前記軌道面の軸線方向両側端部から突出する一対の鍔面が形成された、ころ軸受であって、前記ころが、前記転動面を前記軌道面に接し、一方側の前記ころ端面が一方側の前記鍔面に接し、他方側の前記ころ端面と他方側の前記鍔面の間にガイド隙間を有して配置された状態から、前記ころが、一方側の前記ころ端面を、一方側の前記鍔面に接し、前記軌道面と反対方向に転倒したとき、他方側の前記ころ端面が、他方側の前記鍔面に接する接触位置を超えて、他方側の前記鍔面が前記軌道面と反対方向に延在することにより、前記ころは、前記一方の軌道輪に拘束されることである。
【００１１】
前記ころ軸受は、組立工程において、前記一方の軌道輪を側面を水平に配置され、前記ころは、前記軌道面の径方向外方から、一方側の前記ころ端面を、一方側の前記鍔面に接して、前記ころの前記転動面が前記軌道面に接するまで挿入されることがある。このとき、前記ころの重心が一方側の前記鍔面の半径方向前記軌道面と反対方向に外れて位置していると、前記ころの、他方側端部が半径方向前記軌道面と反対方向に転倒する。
【００１２】
本発明の構成によると、前記ころの他方側の前記ころ端面が、前記軌道輪の他方側の前記鍔面に前記接触位置で接することにより、前記ころは、前記軌道輪に拘束されるため、前記ころの前記軌道輪からの脱落が防止できる。このため、前記ころ軸受の前記組立工程の作業性が従来のころ軸受にくらべ、大幅に向上する。また、本発明の構成を達成する手段は、他方側の前記ころ端面と他方側の前記鍔面の間のガイド隙間を考慮して、他方側の前記鍔面の外周を形成することであり、軸受性能は損なわれず、構造は簡単で、加工も容易である。
【００１３】
上記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記ころ軸受の、前記一方の軌道輪の軸線と、前記ころの軸線を含む断面において、前記一方側の鍔面の前記軌道面から最も離れた位置から、前記他方側の鍔面の前記軌道面から最も離れた位置までの距離が、前記一方側の鍔面の前記軌道面から最も離れた位置から、前記ころの他方側のころ端面の前記軌道面に最も近い位置までの距離より短く形成され、前記ころが、前述の転倒をした時に、他方側の前記ころ端面が、他方側の前記鍔面に接することである。
【００１４】
本発明の構成によると、前記ころ軸受の設計時において、あらかじめ、前記ガイド隙間、前記両鍔面、前記ころの諸元を設定することにより、前記ころが、前述の転倒をした時に、他方側の前記ころ端面が、他方側の前記鍔面に確実に接し、前記ころの前記軌道輪からの脱落が防止できる。
【００１５】
上記の課題を解決するため、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記ころ軸受は、円すいころ軸受であることである。
【００１６】
従来の円すいころ軸受においては、前記他方側の鍔面すなわち小鍔面は、前記ころが、軸線方向に抜け出すことを防止できる最小の径方向の幅に形成されており、前記ころの転倒による脱落を防止することはできない。
本発明の構成によると、前記ころが転倒しようとしたとき、前記ころは、他方側の前記ころ端面すなわちころ小端面が、前記小鍔面に接して前記軌道輪に拘束されるため、前記組立工程における前記ころの前記軌道輪からの脱落が防止できる。
【００１７】
上記の課題を解決するため、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記ころ軸受は、複数のセグメントからなる、セグメント式分割型保持器を有し、前記複数のころは、それぞれ前記セグメントに保持されることである。
【００１８】
前記組立工程において、前記ころと前記セグメントは、集合体として、前記ころの一方側の端面を前記軌道輪の一方側の鍔面に接して配置される。前記集合体の重心は、前記ころのみの場合にくらべ、一方側の前記鍔面の半径方向前記軌道面と反対方向に外れやすい。また、前記集合体の質量は前記ころのみの場合にくらべ大きく、前述の配置において、前記セグメントに保持された前記ころは、前記ころのみの場合にくらべ、転倒しやすい。
本発明の構成によると、前記ころが転倒しようとしたとき、前記ころが前記軌道輪に拘束されることによる、前記ころの前記軌道輪からの脱落を防止する効果が、前記ころのみの場合にくらべ大きい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、組立工程におけるの作業性がよく、軸受性能が損なわれず、かつ構造が簡単で、加工が容易な、ころ軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態のころ軸受の断面図である。
【図２】本発明の第1の実施形態のころ軸受の作用を説明する説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の円すいころ軸受の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の円すいころ軸受の作用を説明する説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の円すいころ軸受のセグメントの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
この発明の第１の実施形態のころ軸受を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態のころ軸受の断面図である。
図１において、ころ軸受１は、一方の軌道輪である外輪１０と、他方の軌道輪である内輪２０と、複数の円筒形状のころ３０と、で構成される、円筒ころ軸受である。
【００２２】
外輪１０は、軸受鋼等の鋼材からなり、環状に形成されている。外輪１０は、内周に、ころ３０が転走する軌道面である、円筒形状の外輪軌道１１が形成されている。外輪１０の両端部は軸線に直角な平面である外輪端面１２となっている。外輪１０の外輪軌道１１の軸線方向両側端部には、縮径して突出する一対の鍔面１３が形成されている。両鍔面１３は軸線に直角な平面で、両鍔面１３の径方向内周端部は鍔面取り１４を経て、円筒面の鍔内周面１５に連なっている。
【００２３】
内輪２０は、軸受鋼等の鋼材からなり、環状に形成されている。内輪２０は、外周に、ころ３０が転走する軌道面である、円筒形状の内輪軌道２１が形成されている。
複数のころ３０は軸受鋼等の鋼材、もしくはセラミックからなり、円筒形状に形成されている。外周に円筒面の転動面３１、両側端部に平面に形成された、一対のころ端面３２を有している。転動面３１の両端部と両ころ端面３２の間は、それぞれころ面取り３３で連なっている。
【００２４】
図１において、複数のころ３０は、一方側のころ端面３２を、外輪１０の一方側の鍔面１３に接し、転動面３１を、外輪１０の外輪軌道１１、および内輪２０の内輪軌道２１に接して転動自在に配置されている。また、他方側のころ端面３２と他方側の鍔面１３の間にはガイド隙間Δを有している。
また、一方側の鍔面１３の外輪軌道１１から最も離れた位置Ｐ０から、他方側の鍔面１３の外輪軌道１１から最も離れた位置Ｐ１までの距離は、位置Ｐ０から、ころ３０の他方側のころ端面３２の外輪軌道１１に最も近い位置Ｐ２までの距離より短く形成されている。
【００２５】
図２は、本発明の第1の実施形態のころ軸受１の作用を説明する説明図であり、組立工程における外輪１０と、ころ３０の状態を、外輪１０の軸線と、ころ３０軸線を含む断面で示している。
【００２６】
組立工程において、外輪１０は外輪端面１２を水平に、組立台５０に配置され、ころ３０の転動面３１は外輪１０の外輪軌道１１に接し、一方側ころ端面３２が外輪１０の一方側の鍔面１３に接し配置される。しかし、図２におけるころ３０の重心Ｇが、内輪２０の一方側の鍔面１３の軌道面と反対方向に外れて位置しているため、ころ３０は、位置Ｐ０を支点として、他方側のころ端面３２を含む他方側の端部を外輪軌道１１と反対方向、すなわち半径方向内方に転倒する。
【００２７】
このとき、位置Ｐ０から、位置Ｐ１までの距離は、位置Ｐ０から、位置Ｐ２までの距離より短く形成されているため、他方側のころ端面３２は、他方側の鍔面１３において、位置Ｐ０からの距離が、位置Ｐ０から位置Ｐ２までの距離に等しい接触位置Ｐ３で、他方側の鍔面１３に接触する。また、位置Ｐ０から、位置Ｐ１までの距離は、位置Ｐ０から、接触位置Ｐ３までの距離より短く、鍔面１３は、接触位置Ｐ３を超えて外輪軌道１１と反対方向に延在する。この結果、ころ３０は、外輪１０に確実に拘束され、ころ軸受１の組立工程における、ころ３０の外輪１０からの脱落が防止でき、従来の類似構成のころ軸受にくらべ、作業性が大幅に向上する。
【００２８】
また、ころ軸受１は、ガイド隙間Δと鍔面１３の寸法を、所定の寸法に設定することで、ころ３０を拘束することができる。このため、特別な手段の増加による、ころ長さの減少、鍔強度の低下等の軸受性能の低下は生じない。また、構造は簡単で、加工も容易である。
このように、本発明の第１の実施形態のころ軸受１は、組立工程における作業性がよく、軸受性能が損なわれず、かつ構造が簡単で、加工が容易な、ころ軸受を提供することができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
この発明の第２の実施形態の円すいころ軸受を図面を参照して説明する。
図３は本発明の第２の実施形態の円すいころ軸受２の断面図であり、図４は第２の実施形態の円すいころ軸受２の作用を説明する説明図である。図５は第２の実施形態の円すいころ軸受２のセグメント式分割型保持器２４０のセグメント２４１の斜視図である。
【００３０】
第２の実施形態の円すいころ軸受２はころ２３０の形状、外輪２１０の外輪軌道２１１の形状、内輪２２０の内輪軌道２２１、鍔面２２４，２２５１の形状が第１の実施形態のころ軸受１と異なる。
第２の実施形態の円すいころ軸受２では、第１の実施形態のころ軸受１と共通の形状、構成、作用効果については説明を省略することにし、第１の実施形態のころ軸受１と異なる構成、作用効果についてのみ説明を行う。
【００３１】
図３において、円すいころ軸受２は、一方の軌道輪である内輪２２０と、他方の軌道輪である外輪２１０と、複数の円すい形状の円すいころ２３０と、セグメント式分割型保持器２４０と、で構成される円すいころ軸受である。
【００３２】
内輪２２０は、軸受鋼等の鋼材からなり、環状に形成されている。内輪２２０は、外周に円すい形状の内輪軌道２２１が形成されている。内輪２２０の内輪軌道２２１の大径方向の端部は内輪大端面２２２、内輪２２０の内輪軌道２２１の小径方向の端部は内輪小端面２２３となっている。内輪２２０の内輪軌道２２１の大径側の端部からは、拡径する一方側の鍔面としての大鍔面２２４、内輪軌道２２１の小径側の端部からは、拡径する他方側の鍔面としての小鍔面２２５が形成されている。
【００３３】
大鍔面２２４は円すい内面で、大鍔面２２４の径方向外周の端部は大鍔面取り２２６を経て、円筒面の大鍔外周面２２７に連なっている。小鍔面２２５は円すい面で、小鍔面２２５の径方向外周の端部は小鍔面取り２２８を経て、円筒面の小鍔外周面２２９に連なっている。
【００３４】
外輪２１０は、軸受鋼等の鋼材からなり、環状に形成されている。外輪２１０は、内周に円すい形状の外輪軌道２１１が形成されている。
複数の円すいころ２３０は軸受鋼等の鋼材、もしくはセラミックからなり、円すい形状に形成されている。外周に円すい面の転動面２３１、大径側端部に球面に形成された一方のころ端面としてのころ大端面２３２、小径側端部に平面に形成された他方のころ端面としてのころ小端面２３３を有している。
【００３５】
セグメント式分割型保持器２４０は、複数のセグメント２４１で構成されている。図５はセグメント２４１の斜視図である。各セグメント２４１は、２個の円周方向リブ２４３、２４４と軸方向リブ２４５、２４６を有し、２個の円周方向リブ２４３、２４４と軸方向リブ２４５、２４６によって、ころ２３０を収容するポケット２４２が構成されている。２個の円周方向リブ２４３、２４４のポケット２４２側の側面にはそれぞれ、ころ２３０の抜けを防止する突起２４７、２４８が形成されている。
【００３６】
図３において、複数のセグメント２４１に収容された複数の円すいころ２３０はころ大端面２３２を、内輪２２０の大鍔面２２４に接し、転動面２３１を内輪２２０の内輪軌道２２１に接して配置され、ころ小端面２３３と内輪２２０の小鍔面２２５の間にはガイド隙間Δ２を有している。また、ころ大端面２３２は球面に、内輪２２０の大鍔面２２４は円すい面に形成されているため、ころ大端面２３２と、大鍔面２２４のころ接触位置Ｐ２０における接触は、点または円周上の線となっている。ころ接触位置Ｐ２０から、小鍔面２２５の内輪軌道２２１から最も離れた位置Ｐ２１までの距離は、ころ接触位置Ｐ２０から、円すいころ２３０のころ小端面２３３の内輪軌道２２１に最も近い位置Ｐ２２までの距離より短く形成されている。
【００３７】
図４は、本発明の第２の実施形態の円すいころ軸受２の作用を説明する説明図であり、組立工程における内輪２２０と、ころ２３０の状態を、内輪２２０の軸線と、円すいころ２３０軸線を含む断面で示している。
【００３８】
円すいころ軸受２の組立工程において、内輪２２０は、内輪端面２２２を水平に、組立台２５０に配置され、各セグメント２４１に収容された円すいころ２３０は、転動面２３１を内輪２２０の内輪軌道２２１に接し、ころ大端面２３２を内輪２２０の大鍔面２２４に接して配置される。しかし、図４における円すいころ２３０とセグメント２４１の集合体の重心Ｇ２が、内輪２２０の大鍔面２２４の径方向内方に外れて位置しているため、円すいころ２３０は、ころ接触位置Ｐ２０を支点として、内輪軌道２２１と反対方向、すなわち半径方向外方に転倒する。
【００３９】
この時、ころ接触位置Ｐ２０から、位置Ｐ２１までの距離は、ころ接触位置Ｐ２０から、位置Ｐ２２までの距離より短く形成されているため、ころ小端面２３３が、ころ接触位置Ｐ２０から、位置Ｐ２２までの距離に等しい接触位置Ｐ２３で、小鍔面２２５に接触する。また、ころ接触位置Ｐ２０から、位置Ｐ２１までの距離は、ころ接触位置Ｐ２０から、接触位置Ｐ２３までの距離より短く、小鍔面２２５は、接触位置Ｐ２３を超えて内輪軌道２２１と反対方向に延在する。この結果、ころ２３０は、内輪２２０に確実に拘束される。この結果、円すいころ軸受２の組立工程における、円すいころ２３０の内輪２２０からの脱落が防止でき、従来の類似構成の円すいころ軸受にくらべ、作業性が大幅に向上する。
【００４０】
上述の第１の実施形態のころ軸受は、セグメント式分割型保持器を有しない円筒ころ軸受であるが、他の実施形態では、セグメント式分割型保持器を有する円筒ころ軸受であってもよい。
【００４１】
上述の第１の実施形態のころ軸受は、円筒ころ軸受であり、第２の実施形態は、円すいころ軸受であるが、他の実施形態では、球面ころを用いる自動調心ころ軸受等他の形式のころ軸受であってもよい。
【００４２】
上述の実施形態のころ軸受では、複数のころは、単列に配置されているが、他の実施形態では、複数のころは、複列等多列に配置されていてもよい。
【００４３】
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当然である。
【符号の説明】
【００４４】
１              ‥  ころ軸受
２              ‥  円すいころ軸受（ころ軸受）
１０，２１０    ‥  外輪（軌道輪）
１１，２１１    ‥  外輪軌道（軌道面）
１３            ‥  鍔面
２０，２２０    ‥  内輪（軌道輪）
２１，２２１    ‥  内輪軌道（軌道面）
２２４          ‥  大鍔面（鍔面）
２２５          ‥  小鍔面（鍔面）
３０，２３０    ‥  ころ
３１，２３１    ‥  転動面
３２            ‥  ころ端面
２３２          ‥  ころ大端面（ころ端面）
２３３          ‥  ころ小端面（ころ端面）
２４０          ‥  セグメント式分割型保持器
２４１          ‥  セグメント
Δ，Δ２        ‥  ガイド隙間
Ｐ３，Ｐ２３    ‥  接触位置    
【図１】
2015117767.tif 000003
【図２】
2015117767.tif 000004
【図３】
2015117767.tif 000005
【図４】
2015117767.tif 000006
【図５】
2015117767.tif 000007