(57)【要約】【課題】  組立性の向上が可能な遊星歯車一体軸受を提供する。【解決手段】  この遊星歯車一体軸受は、内周面に軌道２を有する遊星歯車１と、前記軌道２上に円周方向に転動自在に配置された複数の転動体３と、これらの転動体３を円周方向に離間して転動自在に収容する複数のポケット５を有するリング状の保持器４とを備える。遊星歯車１は、その内周面に転動体３を軸方向に位置決めする複数のつば部１ａ，１ｂ，１ｃを有する。保持器４のポケット５における保持器内径側の開口部の円周方向を向く部位に、転動体３の保持器内径側への抜け止めを図る抜け止め部５ａを設ける。この抜け止め部５ａに当接させた転動体３のピッチ円半径Ｒ１と、遊星歯車１の軌道２に当接させた転動体３のピッチ円半径Ｒ２の差ｄを、つば部１ａ，１ｂ，１ｃの高さｈ以上に設定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に軌道を有する遊星歯車と、前記軌道上に円周方向に転動自在に配置された複数の転動体と、これらの転動体を円周方向に離間して転動自在に収容する複数のポケットを有するリング状の保持器とを備え、前記遊星歯車がその内周面に転動体を軸方向に位置決めする複数のつば部を有する遊星歯車一体軸受において、
前記保持器のポケットにおける保持器内径側の開口部の円周方向を向く部位に転動体の保持器内径側への抜け止めを図る抜け止め部を設け、この抜け止め部に当接させた転動体のピッチ円半径と、前記遊星歯車の軌道に当接させた転動体のピッチ円半径の差を、前記つば部の高さ以上に設定したことを特徴とする遊星歯車一体軸受。
【請求項２】
請求項１において、前記保持器を、前記遊星歯車で案内するものとした遊星歯車一体軸受。
【請求項３】
請求項２において、前記保持器を、前記遊星歯車のつば部内周面で案内するものとした遊星歯車一体軸受。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記保持器のポケットにおける保持器外径側の開口部の円周方向を向く部位に、転動体の保持器外径側への抜け止めを図る第２の抜け止め部を設けた遊星歯車一体軸受。
【請求項５】
請求項４において、前記保持器のポケットにおける第１または第２の抜け止め部の各ポケットでの円周方向の対向距離を、保持器を弾性変形させることで転動体が通過可能な寸法となるように設定した遊星歯車一体軸受。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記保持器の側面に、吊り上げ用のタップ穴である吊りタップ穴を設けた遊星歯車一体軸受。
【請求項７】
請求項６において、前記吊りタップ穴を、円周方向に等配して３つ設けた遊星歯車一体軸受。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記保持器のポケットにおける前記第１の抜け止め部よりも遊星歯車寄りの円周方向を向く部位に、転動体の保持器内径側への抜け止めを図る第３の抜け止め部を設け、この第３の抜け止め部の各ポケットでの円周方向の対向距離を、前記転動体の直径よりも小さく、かつ第１の抜け止め部の対向距離よりも大きく設定した遊星歯車一体軸受。
【請求項９】
請求項８において、前記保持器のポケットにおける第３の抜け止め部の各ポケットでの円周方向の対向距離を、保持器を弾性変形させることで転動体が通過可能な寸法となるように設定した遊星歯車一体軸受。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記保持器に前記転動体を収容してなる組立体の内径側に挿入する遊星ピンの端部に、チャンファを設けた遊星歯車一体軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、変速機等に使用される遊星歯車において、歯車の内周面を軸受の軌道面として使用する遊星歯車一体軸受に関する。より詳しくは、例えば、風力発電装置の増速機等に使用される大形の遊星歯車一体軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置の増速機に使用される遊星歯車は、増速機の軽量化やコンパクト化を目的として、軸受の外輪を省略し、歯車の内周面を軸受の軌道面として使用することがある( 例えば特許文献１，Ｆｉｇ．３）。この遊星歯車が、軸受の転動体を軸方向に離間する複数のつば部を有する場合、歯車に転動体を組み込むには、歯車の内径側に置いた保持器のポケットに向かって転動体を径方向に圧入する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２００５  ０４９  １８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、遊星歯車は、通常の軸受外輪に比べて外径の形状が複雑で質量も大きいため、取り扱いが難しく、前記圧入作業が容易でない。
さらに、軸受メーカが歯車を除いた軸受部だけを供給する場合、前記圧入作業は増速機メーカが実施する必要があり、圧入装置を備えていない等の問題が懸念される。
【０００５】
この発明の目的は、組立性の向上が可能な遊星歯車一体軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の遊星歯車一体軸受は、内周面に軌道を有する遊星歯車と、前記軌道上に円周方向に転動自在に配置された複数の転動体と、これらの転動体を円周方向に離間して転動自在に収容する複数のポケットを有するリング状の保持器とを備え、前記遊星歯車がその内周面に転動体を軸方向に位置決めする複数のつば部を有する遊星歯車一体軸受において、前記保持器のポケットにおける保持器内径側の開口部の円周方向を向く部位に転動体の保持器内径側への抜け止めを図る抜け止め部を設け、この抜け止め部に当接させた転動体のピッチ円半径と、前記遊星歯車の軌道に当接させた転動体のピッチ円半径の差を、前記つば部の高さ以上に設定したことを特徴とする。
【０００７】
この構成によると、予め転動体を保持器のポケットに収容して組立体（以下、サブアセンブリと言う) とすることで、このサブアセンブリを遊星歯車のつば部に妨げられることなく遊星歯車の内径部に向かって軸方向に挿入することができる。そのため、遊星歯車の内径側に保持器を配置してから、保持器のポケットに向かって転動体を径方向に圧入するという従来のような圧入作業が不要となる。すなわち、保持器のポケットに収容した転動体を内径側に片寄せた状態のサブアセンブリを遊星歯車の内径部に挿入後、保持器ポケット内の転動体を遊星歯車に向かって外径側に押し込むことで組み込みが完了するので、組立性が向上する。
【０００８】
この発明において、前記保持器を、前記遊星歯車で案内するものとしても良い。このように、保持器を遊星歯車で案内することで、運転時の保持器の挙動を安定させることができる。保持器を転動体のみで案内する場合、保持器はそのポケットの抜け止め部で案内されることになり、径方向に大きく振れ回る。
【０００９】
前記保持器を前記遊星歯車で案内する場合には、遊星歯車のつば部の内周面で保持器を案内するのが望ましい。このように、保持器を遊星歯車のつば部の内周面で案内すると、保持器と遊星歯車の軌道が接触しないため、軌道に有害な傷が生じない。
【００１０】
この発明において、前記保持器のポケットにおける保持器外径側の開口部の円周方向を向く部位に、転動体の保持器外径側への抜け止めを図る第２の抜け止め部を設けても良い。
このように、保持器のポケットにおける保持器外径側の開口部の円周方向を向く部位に、転動体の保持器外径側への抜け止めを図る第２の抜け止め部を設けた場合、サブアセンブリの取り扱い性が向上する。すなわち、サブアセンブリの状態において、転動体が保持器の外径側からも脱落しない。
【００１１】
この発明において、前記保持器のポケットにおける第１または第２の抜け止め部の各ポケットでの円周方向の対向距離を、保持器を弾性変形させることで転動体が通過可能な寸法となるように設定するのが望ましい。このように構成した場合、保持器を弾性変形させることで転動体がポケットを通過可能となるので、サブアセンブリの製作が容易になる。すなわち、転動体をポケットに圧入してサブアセンブリを容易に組み立てることができる。
【００１２】
この発明において、前記保持器の側面に、吊り上げ用のタップ穴である吊りタップ穴を設けても良い。
風力発電装置の増速機に使用される遊星歯車は重いので、取り扱いが難しく、その内径部に前記サブアセンブリを挿入するのは容易でない。保持器の側面に吊りタップ穴を設けた場合、その吊りタップ穴を利用して保持器の側面につりタップを着脱可能に取付けることができるので、サブアセンブリを吊り上げて遊星歯車に挿入することができ、サブアセンブリの遊星歯車への挿入性が向上する。
この場合に、前記吊りタップ穴を、円周方向に等配して３つ設けても良い。このように、吊りタップ穴を円周方向に等配して３つ設けた場合、遊星歯車にサブアセンブリを組み込む際に、両者の軸心を合わせ易くなる。すなわち、2 点つりや4 点つりに比べ、サブアセンブリの水平を取り易くなる。
【００１３】
この発明において、前記保持器のポケットにおける前記第１の抜け止め部よりも遊星歯車寄りの円周方向を向く部位に、転動体の保持器内径側への抜け止めを図る第３の抜け止め部を設け、この第３の抜け止め部の各ポケットでの円周方向の対向距離を、前記転動体の直径よりも小さく、かつ第１の抜け止め部の対向距離よりも大きく設定しても良い。
この構成の場合、サブアセンブリの取り扱い性が向上する。すなわち、第３の抜け止め部によって、転動体を保持器のポケット内に一時的に固定することができ、遊星歯車にサブアセンブリを組み込む際に、転動体が保持器から脱落したり、保持器のポケット内で移動したりすることがない。また、サブアセンブリの内径側への遊星ピンの挿入性も向上する。すなわち、遊星歯車に向かってポケット内の外径側に押し込められた後の転動体が、保持器の内径側に寄るのを第３の抜け止め部で阻止することができるので、転動体が遊星ピン挿入の妨げとなることがない。
この場合に、前記保持器のポケットにおける第３の抜け止め部の各ポケットでの円周方向の対向距離を、保持器を弾性変形させることで転動体が通過可能な寸法となるように設定するのが望ましい。このように、前記第３の抜け止め部の対向距離を、保持器を弾性変形させることで転動体が通過可能な寸法とすることで、サブアセンブリの取り扱い性が向上する。すなわち、保持器のポケット内において、転動体を第３の抜け止め部を跨いで径方向に容易に行き来させることができる。
【００１４】
この発明において、前記保持器に前記転動体を収容してなるサブアセンブリの内径側に挿入する遊星ピンの端部に、挿入案内用のチャンファを設けても良い。このようにチャンファを設けた場合、遊星ピンの挿入性が向上する。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の遊星歯車一体軸受は、内周面に軌道を有する遊星歯車と、前記軌道上に円周方向に転動自在に配置された複数の転動体と、これらの転動体を円周方向に離間して転動自在に収容する複数のポケットを有するリング状の保持器とを備え、前記遊星歯車がその内周面に転動体を軸方向に位置決めする複数のつば部を有する遊星歯車一体軸受において、前記保持器のポケットにおける保持器内径側の開口部の円周方向を向く部位に転動体の保持器内径側への抜け止めを図る抜け止め部を設け、この抜け止め部に当接させた転動体のピッチ円半径と、前記遊星歯車の軌道に当接させた転動体のピッチ円半径の差を、前記つば部の高さ以上に設定したため、転動体を収容した保持器が遊星歯車に対して着脱可能となり、遊星歯車一体軸受の組み立て性を向上させることができ、転動体の圧入装置を持たない増速機メーカにおいても同軸受の組み立てが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一実施形態にかかる遊星歯車一体軸受の断面図である。
【図２】同軸受の分解斜視図である。
【図３】この発明の他の実施形態にかかる遊星歯車一体軸受におけるサブアセンブリの分解斜視図である。
【図４】同サブアセンブリの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の一実施形態を図１および図２と共に説明する。図１はこの実施形態の遊星歯車一体軸受の断面図を示し、図２はその分解斜視図を示す。この遊星歯車一体軸受は、図１のように、内周面に軌道２を有する遊星歯車１と、前記軌道２上に円周方向に転動自在に配置された複数の転動体３と、これらの転動体３を転動自在に保持するリング状の保持器４とを備える。遊星歯車１の内周面の軌道２は、図２のように軸方向に並ぶ複列（ここでは２列）とされ、各軌道２上にそれぞれ複数の転動体３が転動自在に配置される。保持器４は前記複列の軌道２に対応して２つが軸方向に並べて配置される。これらの保持器４は、それぞれ円周方向の複数箇所に転動体収容用のポケット５を有する。これらのポケット５に転動体３をそれぞれ収容することで、各転動体３が円周方向に離間して転動自在に保持される。ここでは、ポケット５に収容される転動体３が円筒ころである。ポケット５は、保持器４の両側部において円周方向に延びる２条の環状帯部６，７と、これら両帯部６，７間に掛け渡される柱部８とで囲まれて形成される。
【００１８】
遊星歯車１の内周面には、図２に示すように、前記複列の転動体３を軸方向に離間して位置決めする３つのつば部１ａ，１ｂ，１ｃが軸方向に並べて設けられている。すなわち、第１のつば部１ａは遊星歯車１の内周面の軸方向の一端部に設けられ、第２のつば部１ｂが前記第１のつば部とで１つの軌道２を挟む遊星歯車１の内周面の軸方向の中間位置に設けられ、第３のつば部１ｃが前記第２のつば部１ｂとでもう１つの軌道２を挟む遊星歯車１の内周面の軸方向の他端部に設けられている。これらのつば部１ａ，１ｂ，１ｃは、遊星歯車１の内周面において円周方向に延びるリング状の突条として形成され、その突出高さｈは互いに同じとされている。
【００１９】
保持器４の各ポケット５では、その円周方向に対向する一対の内壁面が、一部を除いて互いに平行な平坦面に形成されている。ポケット５における保持器内径側の開口部では、図２に示すように、互いに円周方向を向く対向部位に、転動体３の保持器内径側への抜け止めを図る抜け止め部５ａが設けられている。ここでは、各対向部位において、軸方向に離間してそれぞれ２つの抜け止め部５ａが配置されている。つまり、１ポケット５につき、４つの抜け止め部５ａが設けられている。各抜け止め部５ａは、爪状の突起として設けられている。そして、図１に示すように、この抜け止め部５ａに当接させた転動体３のピッチ円半径Ｒ１と、遊星歯車１の軌道２に当接させた転動体３のピッチ円半径Ｒ２の差ｄが、遊星歯車１のつば部１ａ，１ｂ，１ｃの高さｈ以上となるように、抜け止め部５ａの径方向位置を設定している。
【００２０】
このように抜け止め部５ａの径方向位置を設定すると、予め転動体３を保持器４のポケット５に収容してサブアセンブリ９（図２）とすることで、このサブアセンブリ９を遊星歯車１のつば部１ａ，１ｂ，１ｃに妨げられることなく遊星歯車１の内径部に向かって軸方向に挿入することができ、遊星歯車１の内径側に保持器４を配置してから、保持器４のポケット５に向かって転動体３を径方向に圧入するという従来のような圧入作業が不要となる。すなわち、保持器４のポケット５に収容した転動体３を内径側に片寄せた状態のサブアセンブリ９を遊星歯車１の内径部に挿入後、保持器ポケット５内の転動体３を遊星歯車１に向かって外径側に押し込むことで組み込みが完了するので、組立性が向上する。
【００２１】
また、この遊星歯車一体軸受では、保持器４を、遊星歯車１で案内している。具体的には、保持器４を、遊星歯車１のつば部１ａ，１ｂ，１ｃの内周面で案内している。このように、保持器４を遊星歯車１で案内することで、運転時の保持器４の挙動を安定させることができる。保持器４を転動体３のみで案内する場合、保持器４はそのポケット５の抜け止め部５ａで案内されることになり、径方向に大きく振れ回る。特に、保持器４を遊星歯車１のつば部１ａ，１ｂ，１ｃの内周面で案内すると、保持器４と遊星歯車１の軌道２が接触しないため、軌道２に有害な傷が生じない。保持器４に転動体３を収容してなるサブアセンブリ９の内径側に遊星ピン１０を挿入した後は、遊星ピン１０で転動体３が外径側に押し込まれるので、転動体３と保持器ポケット５の抜け止め部５ａとが干渉し合うことはない。
【００２２】
また、保持器４の各ポケット５における抜け止め部５ａの円周方向の対向距離は、保持器４を弾性変形させることで転動体３が通過可能な寸法となるように設定されている。このように寸法を設定すると、保持器４を弾性変形させることで転動体３がポケット５を通過可能となるので、サブアセンブリ９の製作が容易になる。すなわち、転動体３をポケット５に圧入してサブアセンブリ９を容易に組み立てることができる。
【００２３】
また、この遊星歯車一体軸受では、図２のように、保持器４の側面に、吊り上げ用のタップ穴である吊りタップ穴１１を設けている。ここでは、前記吊りタップ穴１１を、円周方向に等配して３つ設けている。
風力発電装置の増速機に使用される遊星歯車は重いので、取り扱いが難しく、その内径部に前記サブアセンブリ９を挿入するのは容易でない。保持器４の側面に吊りタップ穴１１を設けた場合、その吊りタップ穴１１を利用して図２のように保持器４の側面につりタップ１２を着脱可能に取付けることができるので、サブアセンブリ９を吊り上げて遊星歯車１に挿入することができ、サブアセンブリ９の遊星歯車１への挿入性が向上する。前記吊りタップ穴１１を、円周方向に等配して３つ設けた場合、遊星歯車１にサブアセンブリ９を組み込む際に、両者の軸心を合わせ易くなる。すなわち、２点つりや４点つりに比べ、サブアセンブリ９の水平を取り易くなる。
【００２４】
また、この実施形態では、図２のように、保持器４に転動体３を収容してなる前記サブアセンブリ９の内径側に挿入する遊星ピン１０の端部に、挿入案内用の面取りであるチャンファ１０ａ、いわゆるリードインチャンファを設けている。このように、遊星ピン１０の端部にチャンファ１０ａを設けることで、前記サブアセンブリ９への遊星ピン１０の挿入性が向上する。
【００２５】
図３および図４は、この発明の他の実施形態を示す。なお遊星歯車１や遊星ピン１０の構成については、先の実施形態の場合と同様であるので、ここでは図示を省略している。また、この実施形態において、特に説明した事項の他は、第１の実施形態と同様である。この実施形態の遊星歯車一体軸受では、図３に分解斜視図で示すように、保持器４を、一側部の環状帯部６と柱部８とが一体となった保持器本体部４Ａと、他側部の環状帯部７からなる保持器蓋部４Ｂとで構成し、保持器本体部４Ａと保持器蓋部４Ｂを鋲１３で締結して一体化するようにしている。すなわち、保持器本体部４Ａの各ポケット５に転動体３を入れた後、保持器蓋部４Ｂで保持器本体部４Ａの柱部８突出側を蓋することでサブアセンブリ９を組み立てる。
【００２６】
また、この実施形態では、図４に示すように、保持器４の各ポケット５の円周方向に対向する一対の内壁面が、内径側と外径側に区分される２つの部分円筒面で形成され、保持器内径側の開口部の円周方向に対向する部位に先の実施形態の場合と同様の第１の抜け止め部５ａが設けられ、保持器外径側の開口部の円周方向に対向する部位には転動体３の外径側への抜け止めを図る第２の抜け止め部５ｂが設けられている。なお、ポケット５の側面は、外周部の断面が円弧状に形成されていて、この円弧に沿う部分のうち、転動体３が係合する部分が前記第２の抜け止め部５ｂとなる。第１の抜け止め部５ａの円周方向の対向距離Ｗ１、および第２の抜け止め部５ｂの円周方向の対向距離Ｗ２は、転動体３が通過できない寸法とされている。このため、鋲１３で締結後のサブアセンブリ９から転動体３が脱落することはない。
【００２７】
さらに、この実施形態では、保持器ポケット５における前記2 つの部分円筒面の境界部、つまり第１の抜け止め部５ａよりも遊星歯車１寄りの円周方向を向く部位を、転動体３の保持器内径側への抜け止めを図る第３の抜け止め部５ｃとしている。この第３の抜け止め部５ｃの各ポケット５での円周方向の対向距離Ｗ３は、転動体３の直径よりも小さく、かつ第１の抜け止め部５ａの対向距離Ｗ１よりも大きく設定されている。
【００２８】
このように第３の抜け止め部５ｃを設けることにより、サブアセンブリ９の取り扱い性が向上する。すなわち、第３の抜け止め部５ｃによって、転動体３を保持器４のポケット５内に一時的に固定することができ、遊星歯車１にサブアセンブリ９を組み込む際に、転動体３が保持器４から脱落したり、保持器４のポケット５内で移動したりすることがない。また、サブアセンブリ９の内径側への遊星ピン１０（図２参照）の挿入性も向上する。すなわち、遊星歯車１に向かってポケット５内の外径側に押し込められた後の転動体３が、保持器４の内径側に寄るのを第３の抜け止め部５ｃで阻止することができるので、転動体３が遊星ピン１０の挿入の妨げとなることがない。
【００２９】
前記第３の抜け止め部５ｃの各ポケット５での円周方向の対向距離Ｗ３は、保持器４を弾性変形させることで転動体３が通過可能な寸法となるように設定されている。このように、第３の抜け止め部５ｃの対向距離Ｗ３を、保持器４を弾性変形させることで転動体３が通過可能な寸法とすることで、サブアセンブリ９の取り扱い性が向上する。すなわち、保持器４のポケット５内において、転動体３を第３の抜け止め部５ｃを跨いで径方向に容易に行き来させることができる。
【００３０】
なお、第１および第２の抜け止め部５ａ，５ｂの対向距離Ｗ１，Ｗ２も、保持器４を弾性変形させることで転動体３が通過可能な寸法となるように設定しても良い。このように寸法を設定すると、保持器４を弾性変形させることで転動体３がポケット５を通過可能となるので、サブアセンブリ９の取り扱い性が向上する。すなわち、サブアセンブリ９を製作する際に、転動体３をポケット５に対して径方向に圧入することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…遊星歯車
１ａ，１ｂ，１ｃ…つば部
２…軌道
３…転動体
４…保持器
５…ポケット
５ａ…第１の抜け止め部
５ｂ…第２の抜け止め部
５ｃ…第３の抜け止め部
９…サブアセンブリ
１０…遊星ピン
１０ａ…チャンファ
１１…吊りタップ穴
Ｒ１，Ｒ２…転動体のピッチ円半径
ｈ…つば部の高さ
【図１】
2012082877.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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