(57)【要約】【課題】  より多くのころを収容可能な保持器を備えた自動調心ころ軸受を提供する【解決手段】  自動調心ころ軸受３１は、内輪３２と、外輪３３と、内輪３２および外輪３３の間に複列に配置される複数の球面ころ３４と、隣接する球面ころ３４の間隔を保持する保持器３５とを備える。保持器３５は、リング部と、リング部側面に複数の球面ころの各々の一方側端部を受け入れる複数の凹部とを有し、銅合金等により形成された円筒状の材料の端面に切削加工によって凹部を形成する揉み抜き保持器である。【選択図】      図１
2007024113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、
外輪と、
前記内輪および前記外輪の間に配置された複数の球面ころと、
リング部および前記リング部の側面に前記複数の球面ころの各々の一方側端部を受け入れる複数の凹部を有する保持器とを備える、自動調心ころ軸受。
【請求項２】
前記保持器は、隣接する前記凹部の間に、軸受回転時に前記球面ころと接触しない柱部を有する、請求項１に記載の自動調心ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動調心ころ軸受に関し、特に高荷重、低速回転下で使用される自動調心ころ軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から風力発電機用の増速機として、例えば、図６に示すような風力発電機用増速機１が知られている。風力発電機用増速機１は、風力を受けるブレードとともに回転する入力軸２と、発電機に接続された出力軸５との間に、入力軸２の回転を増速して出力軸５に伝達する第１増速機構および第２増速機構とを備える。
【０００３】
第１増速機構は、低速軸３に接続された太陽歯車１１と、ハウジングに固定された内歯歯車１２と、軸受１４を介して入力軸２に接続され、太陽歯車１１および内歯歯車１２に噛み合う遊星歯車１３とを備える遊星歯車機構６によって構成される。
【０００４】
第２増速機構は、低速軸３、中間軸４および出力軸５を歯車７〜１０によって連結する平行軸歯車機構であって、低速軸３の回転を歯車７〜１０により、中間軸４を介して出力軸５に伝達する。
【０００５】
ここで、入力軸２、低速軸３、および中間軸４を支持する軸受１４〜１８には、例えば、特開２００２−２１１９５号公報（特許文献１）に記載されているような自動調心ころ軸受が使用されることがある。同公報に記載されている自動調心ころ軸受２１は、図７に示すように、内輪２２と、外輪２３と、内輪２２および外輪２３の間に複列に配置された複数の球面ころ２４と、複数の球面ころ２４の間隔を保持する保持器２５とを備える。
【０００６】
保持器２５は、図８に示すように、リング部とリング部の端面から突出する柱部２５ａとを有し、隣接する柱部２５ａの間に球面ころ２４を収容するポケット２５ｂを有する。柱部２５ａは、球面ころ２４のピッチ円上に位置し、球面ころ２４の抜け止めおよび隣接する球面ころ２４の間隔を一定に保つ機能を有する。
【０００７】
上記構成の自動調心ころ軸受２１は、他の軸受と比較して定格荷重が高く、また、歯車の噛み合いによって生じる軸２，３，４の撓みに対して調心性を有しているので、このような場所に使用する軸受として好適である。
【特許文献１】特開２００２−２１１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、ブレードの大型化や風力発電機をより風速の強い場所へ設置する等、発電効率の向上のための取り組みがなされている。これに伴い、入力軸２、低速軸３、および中間軸４を支持する軸受１４〜１８に負荷される荷重も増大する。また、風力発電機用増速機１は高所に設置されるため、さらなる信頼性の向上およびメンテナンス周期の延伸が望まれる。
【０００９】
そこで、図７に示したような自動調心ころ軸受２１の軸受サイズを維持したまま、定格荷重を向上させることが望まれる。自動調心ころ軸受２１の定格荷重を向上させる方法としては、内輪２２および外輪２３の間に配置する球面ころ２４の本数を増加させることが考えられる。
【００１０】
しかし、自動調心ころ軸受２１の球面ころ２４の左右には、保持器２５の柱部２５ａが配置されており、柱部２５ａの強度確保の観点から柱部２５ａの太さを一定値以上にする必要がある。その結果、隣接する球面ころ２４の間隔を小さくして収容可能な球面ころ２４の本数を増やすことは困難であった。
【００１１】
そこで、この発明の目的は、より多くのころを収容可能な保持器を備えた自動調心ころ軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る自動調心ころ軸受は、内輪と、外輪と、内輪および外輪の間に配置された複数の球面ころと、リング部およびリング部の側面に複数の球面ころの各々の一方側端部を受け入れる複数の凹部を有する保持器とを備える。
【００１３】
上記構成の自動調心ころ軸受は、リング部の端面に設けられた複数の凹部で隣接する球面ころの間隔を一定に保つので、隣接する球面ころの間に柱部を設ける必要がない。その結果、より多くの球面ころを収容することが可能となるので、軸受サイズを維持したまま定格荷重を向上した自動調心ころ軸受を得ることができる。
【００１４】
好ましくは、保持器は、隣接する凹部の間に軸受回転時に球面ころと接触しない柱部を有する。上記構成の柱部は、軸受組立て時の球面ころの抜け止めとして機能するので、軸受の組立てが容易となる。また、軸受回転時に球面ころと接触しない柱部は高い強度を必要としないので、柱部を細くすることができる。その結果、柱部を設けても球面ころを収容する空間を十分に確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、収容可能な球面ころの本数を増加させることにより、軸受サイズを維持したまま定格荷重を向上した自動調心ころ軸受を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１および図２を参照して、この発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受３１を説明する。
【００１７】
自動調心ころ軸受３１は、図１に示すように、内輪３２と、外輪３３と、内輪３２および外輪３３の間に複列に配置される複数の球面ころ３４と、隣接する球面ころ３４の間隔を保持する保持器３５とを備える複列の自動調心ころ軸受である。
【００１８】
保持器３５は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、リング部３５ａと、リング部３５ａ側面に複数の球面ころ３４の各々の一方側端部を受け入れる複数の凹部３５ｂとを有する。この保持器３５は、銅合金等により形成された円筒状の材料の端面に切削加工によって凹部３５ｂを形成する揉み抜き保持器である。
【００１９】
この保持器３５は、複数の凹部３５ｂが隣接する球面ころ３４の間の間隔を一定に保つ機能を有しており、柱部を設ける必要がないので、隣接する球面ころ３４の間の間隔を小さくすることができる。その結果、軸受サイズを維持したままより多くの球面ころ３４を収容することが可能となり、定格荷重を向上した自動調心ころ軸受３１を得ることができる。
【００２０】
次に、図３および図４を参照して、この発明の他の実施形態に係る自動調心ころ軸受４１を説明する。
【００２１】
自動調心ころ軸受４１は、図３に示すように、内輪４２と、外輪４３と、内輪４２および外輪４３の間に複列に配置された複数の球面ころ４４と、隣接する球面ころ４４の間隔を保持する保持器４５とを備える。
【００２２】
保持器４５は、図４（ａ）に示すように、リング部４５ａと、リング部４５ａの側面に複数の球面ころ４４の各々の一方側端面を受け入れる複数の凹部４５ｂと、隣接する凹部４５ｂの間に軸受回転時に球面ころ４４と接触しない柱部４５ｃとを備える。
【００２３】
上記構成のような柱部４５ｃを設けることにより、軸受組立て時に球面ころ４４が脱落するのを防止することができるので、軸受の組立て作業が容易となる。また、軸受回転時に球面ころ４４と接触しない柱部４５ｃは高い強度を必要としないので、柱部４５ｃを細くすることができる。その結果、柱部４５ｃを設けても球面ころ４４を収容する空間を十分に確保することが可能となる。
【００２４】
また、図４（ｂ）に示すように、隣接する柱部４５ｃの球面ころ４４の挿入方向における間隔は、リング部４５ａから遠ざかる程広くなって、リング部４５ａ付近では球面ころ４４の転動面に沿う形状となっている。これにより、軸受組立て時の球面ころ４４の傾きを有効に抑制できるので、軸受の組立てがさらに容易となる。保持器製造時においても、このような形状とすることによって軸方向からの一度の切削加工でポケットを形成することができるので、製造工程を簡素化することができる。
【００２５】
さらに、保持器の他の実施形態として、柱部は複数の球面ころのピッチ円から外れた領域に位置する。隣接する球面ころの間隔はピッチ円上で最小となるので、柱部をピッチ円から外れた領域に配置することにより、柱部を太くすることが可能となる。
【００２６】
例えば、図５（ａ）に示すように、柱部５５ｂを球面ころ５４のピッチ円の上側に配置してもよいし、図５（ｂ）に示すように、柱部６５ｂを球面ころ６４のピッチ円の下側に配置してもよい。
【００２７】
さらには、図５（ｃ）に示すように、柱部７５ｂを球面ころ７４のピッチ円の上側と下側の両方に配置することとしてもよい。この場合は、上側と下側の柱部７５ｂの間に潤滑油溜まり７５ｄが形成されるので、球面ころ７４の転動面の潤滑性能を向上させる効果も期待できる。
【００２８】
上記の各実施形態における保持器として、揉み抜き保持器の例を示したが、これに限ることなく、射出成型による樹脂保持器にも、プレス成型による金属製保持器にも適用可能である。
【００２９】
次に、図６を参照して、この発明の一実施形態に係る風力発電機用増速機を説明する。
【００３０】
風力発電機用増速機１は、風力を受けるブレードとともに回転する入力軸２と、発電機に接続された出力軸５との間に、入力軸２の回転を増速して出力軸５に伝達する第１増速機構および第２増速機構とを備える。
【００３１】
第１増速機構は、低速軸３に接続された太陽歯車１１と、ハウジングに固定された内歯歯車１２と、軸受１４を介して入力軸２に接続され、太陽歯車１１および内歯歯車１２に噛み合う遊星歯車１３とを備える遊星歯車機構６によって構成される。
【００３２】
第１増速機構は、遊星歯車１３が入力軸２の回転に伴って太陽歯車１１の周りを公転する際に、内歯歯車１２と噛み合うことにより自転する。太陽歯車１１は、自転する遊星歯車１３と噛み合うことにより、入力軸２の回転を低速軸３に伝達する。このとき、太陽歯車１１と内歯歯車１２との歯数の差が大きい程、入力軸２の回転が増速されて低速軸３に伝達される。
【００３３】
第２増速機構は、低速軸３、中間軸４および出力軸５を歯車７〜１０によって連結する平行軸歯車機構であって、低速軸３の回転を歯車７〜１０により、中間軸４を介して出力軸５に伝達する。このとき、歯車７と歯車８、および、歯車９と歯車１０の歯数の差が大きい程、低速軸３の回転が増速されて出力軸５に伝達される。
【００３４】
上記構成の風力発電機用増速機１の入力軸２、低速軸３、および中間軸４を回転自在に支持する軸受１４〜１８に、図１〜図５に示したようなこの発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受を使用する。
【００３５】
上記構成の自動調心ころ軸受は、同じサイズの従来の自動調心ころ軸受と比較して収容可能な球面ころの本数が多いので、定格荷重が大きい。このような軸受を使用することによって、信頼性が高くメンテナンス周期を延伸した風力発電機用増速機１を得ることができる。
【００３６】
なお、上記にはこの発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受を風力発電機の増速機に使用する例を示したが、これに限ることなく、圧延機用ローラ等、高荷重、かつ、低速で回転する軸を支持する軸受として利用することが可能である。
【００３７】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
この発明は、高い信頼性やメンテナンス周期の延伸が要求される環境で使用される自動調心ころ軸受に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受を示す断面図である。
【図２】この発明の自動調心ころ軸受に使用される保持器の一実施形態であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は、平面図である。
【図３】この発明の他の実施形態に係る自動調心ころ軸受を示す断面図である。
【図４】図３の自動調心ころ軸受に使用される保持器の一例であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は、球面ころの挿入方向と平行なＡ−Ａ´断面で切断した図解的断面図である。
【図５】この発明の自動調心ころ軸受に使用される保持器の他の実施形態であって、柱部の位置を示す図である。
【図６】風力発電機用増速機の概略断面図である。
【図７】従来の自動調心ころ軸受を示す断面図である。
【図８】従来の自動調心ころ軸受の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  風力発電機用増速機、２  入力軸、３  低速軸、４  中間軸、５  出力軸、６  遊星歯車機構、７，８，９，１０  歯車、１１  太陽歯車、１２  内歯歯車、１３  遊星歯車、１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０  軸受、２１，３１，４１  自動調心ころ軸受、２２，３２，４２，５２，６２，７２  内輪、２３，３３，４３，５３，６３，７３  外輪、２４，３４，４４，５４，６４，７４  球面ころ、２５，３５，４５，５５，６５，７５  保持器、２５ａ，４５ｃ，５５ｂ，６５ｂ，７５ｂ  柱部、２５ｂ  ポケット、３５ａ，４５ａ  リング部、３５ｂ，４５ｂ  凹部、７５ｄ  潤滑油溜まり。
【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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