(57)【要約】【課題】円筒ころ軸受のメンテナンス時、内輪及び外輪の軌道面の目視観察に要するコストを抑える。【解決手段】内輪１と、外輪２のうち、両側につば７，８を有する軌道輪２に入れ溝１３を形成する。入れ溝１３は、内輪１及び外輪２の軌道面５，６間に対して円筒ころ３を軸方向に出し入れ可能な態様とする。保持器４は、円筒ころ３を軸方向一方に受ける第一の保持器分割体１６と、当該円筒ころ３を軸方向他方に受ける第二の保持器分割体１７と、これら保持器分割体１６，１７同士を軸受外部から着脱可能な状態で結合しているねじ部品１８とを有する。これにより、メンテナンス時、ねじ部品１８を抜き取って入れ溝１３側の保持器分割体１７を取り除き、軌道面５，６間の１本の円筒ころ３を入れ溝１３経由で軸受外部へ軸方向に抜き出し、軌道面５，６の観察空間を生じさせ得るようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪及び外輪の軌道面間に配置された複数の円筒ころと、これら円筒ころを周方向に等配する保持器とを備え、
前記内輪及び外輪のうち、少なくとも一つの軌道輪が、両側につばを有する円筒ころ軸受において、
前記少なくとも一つの軌道輪が、前記軌道面間に対して前記円筒ころを軸方向に出し入れ可能な態様で形成された入れ溝をもっており、
前記保持器が、前記円筒ころの軸方向一方の端面に対面する第一の保持器分割体と、当該円筒ころの軸方向他方の端面に対面する第二の保持器分割体と、これら保持器分割体同士を軸受外部から着脱可能な状態で結合しているねじ部品とを有することを特徴とする円筒ころ軸受。
【請求項２】
前記入れ溝に交差している前記つばが、前記円筒ころを周方向に案内するころ案内面と、当該入れ溝との交差領域で前記ころ案内面から周方向に向かって次第に軸方向に凹んだ凹面とを有する請求項１に記載の円筒ころ軸受。
【請求項３】
前記入れ溝が、円筒ころのころ直径よりも大きな溝幅の凹曲面状に形成されている請求項１又は２に記載の円筒ころ軸受。
【請求項４】
前記第一の保持器分割体が、環状部と、周方向に均等間隔で前記環状部から軸方向他方へ突き出たステー部とを有し、
前記ねじ部品が、前記第二の保持器分割体と前記ステー部とを軸方向に締結しており、
前記入れ溝が、前記両側のつばのうち、前記軸方向他方のつばを完全に分断するように形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の円筒ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、円筒ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置の主軸、建設機械、鉄鋼機械などの産業機械分野に使用される円筒ころ軸受では、軸受のメンテナンスのため、一定周期で軸受の運転状況を点検する必要がある。特に、産業機械分野に使用される超大型円筒ころ軸受の場合、大きな荷重が負荷されるため、内輪及び外輪の軌道面の状態を検査することが求められる。
【０００３】
一般に、円筒ころ軸受では、円筒状の軌道面を転がる円筒ころを軸方向両側で案内可能にすると共に軌道輪アセンブリを構成するため、内輪又は外輪は、両側に一対のつばを有する。従い、円筒ころ軸受が軸とハウジング間に組み込まれた使用状態のとき、保持器や、保持器に保持されている円筒ころを取り外すことができず、メンテナンス時に軌道面を目視観察することが困難である。そのため、軸受内部の隙間にサーチャ等を挿入して内輪の軌道面に押し付け、検査員の触感で検査を行うようにしている。
【０００４】
また、メンテナンス時に軌道面を観察し易くするため、軌道面に向けて開口している窓部を保持器に設けることが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２０２４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の保持器では、窓部から軌道面を観察可能な状態にするために内輪又は外輪を取り外す必要があり、メンテナンスのコストが高い。特に風力発電装置の主軸用軸受の場合、高所作業でのメンテナンスになるため、内輪又は外輪を取り外すのに要するコストが非常に高くなる。
【０００７】
上記の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、円筒ころ軸受のメンテナンス時、内輪及び外輪の軌道面の目視観察に要するコストを抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を達成するため、この発明は、内輪と、外輪と、前記内輪及び外輪の軌道面間に配置された複数の円筒ころと、これら円筒ころを周方向に等配する保持器とを備え、前記内輪及び外輪のうち、少なくとも一つの軌道輪が、両側につばを有する円筒ころ軸受において、前記少なくとも一つの軌道輪が、前記軌道面間に対して前記円筒ころを軸方向に出し入れ可能な態様で形成された入れ溝をもっており、前記保持器が、前記円筒ころの軸方向一方の端面に対面する第一の保持器分割体と、当該円筒ころの軸方向他方の端面に対面する第二の保持器分割体と、これら保持器分割体同士を軸受外部から着脱可能な状態で結合しているねじ部品とを有する構成を採用したものである。
【０００９】
両側につばを有する軌道輪に、片側のつばを完全に分断するような深さの入れ溝を形成すれば、内輪及び外輪の軌道面間に配置された円筒ころを軸方向に軸受外部へ抜き出し、また、軸受外部から軌道面間に円筒ころを軸方向に挿入することが可能な広さの空間を内輪及び外輪間に確保することができる。つばを完全に分断しても、保持器が第一及び第二の保持器分割体で円筒ころを軸方向両側から保持可能なものなので、通常、内輪及び外輪の軌道面間に配置された円筒ころが入れ溝から軸受外部へ脱け出ることは起こらない。メンテナンス時、作業者は、軸受外部からねじ部品を取り外し、入れ溝側に配置された第一の保持器分割体又は第二の保持器分割体を取り除き、内輪及び外輪の軌道面間から入れ溝経由で１本の円筒ころを軸受外部へ抜き出し、軸受外部の入れ溝側から、円筒ころの無くなった空間を通して内輪及び外輪の軌道面を目視観察することができる。その後、作業者は、円筒ころを入れ溝経由で内輪及び外輪の軌道面間に挿入し、ねじ部品で両保持器分割体を結合し、使用状態に戻すことができる。
【発明の効果】
【００１０】
このように、この発明は、上記構成の採用により、円筒ころ軸受のメンテナンス時、内輪及び外輪の軌道面の目視観察を行うために内輪又は外輪を軸又はハウジングから取り外す必要性がなくなるため、その目視観察に要するコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の第一実施形態に係る円筒ころ軸受を示す部分側面図
【図２】この発明の第一実施形態に係る円筒ころ軸受を示す断面図
【図３】図２に示す入れ溝ところ案内面の境界付近を軸受内部側から示す部分斜視図
【図４】図２に示す入れ溝を軸受内部側から径方向に視た様子を示す図
【図５】この発明の第一実施形態に係る保持器の両保持器分割体の結合を解除して１本の円筒ころを抜き出した状態を示す分解図
【図６】この発明の第二実施形態に係る円筒ころ軸受を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の第一実施形態に係る円筒ころ軸受を添付図面に基づいて説明する。
図１、図２に示すように、この円筒ころ軸受は、内輪１と、外輪２と、複数の円筒ころ３と、これら円筒ころ３を保持する保持器４とを備える。
【００１３】
これら内輪１、外輪２、保持器４の各中心軸は、設計上、一致している。以下、その中心軸に沿った方向のことを単に「軸方向」といい、その中心軸に直角な方向のことを単に「径方向」といい、その中心軸周りの円周方向のことを単に「周方向」という。
【００１４】
内輪１は、外面に円筒面状の軌道面５を有し、軌道面５において外径を最大とした環状の部品になっている。
【００１５】
外輪２は、内面に円筒面状の軌道面６とつば７，８とを有する環状の部品になっている。つば７，８は、軌道面６を境とした外輪２の両側にあり、軌道面６に対して径方向に高く突き出ている。
【００１６】
同軸に配置された内輪１及び外輪２の軌道面５，６は、径方向に対面しており、軌道面５，６間は、円環状の軸受内部空間になっている。円筒ころ３は、軌道面５，６間に配置されている。つば７，８は、軌道面５，６間を転がる円筒ころ３を周方向に案内する。
【００１７】
円筒ころ３は、中空状になっており、その外周面に軌道面５，６と転がり接触可能な転動面９を有する。また、円筒ころ３は、つば７に案内される端面１０と、つば８に案内される端面１１と、内周面１２とをもっている。内周面１２は、転動面９の転がり運動の中心であるころ中心軸を中心とした円筒面状になっている。
【００１８】
外輪２は、軌道面５，６間に対して円筒ころ３を軸方向に出し入れ可能な態様で形成された入れ溝１３をもっている。入れ溝１３は、片側のつば８と軸方向に交差し、その最深部においてつば８を完全に分断している凹曲面状に形成されている。入れ溝１３の周方向両端は、軸方向に沿った溝縁ｅ１，ｅ２になっている。入れ溝１３の最深部は、溝縁ｅ１，ｅ２間の溝幅Ｗを周方向に二等分する溝中央位置にあり、外輪２の軌道面６に対して径方向に高さをもたない。溝幅Ｗは、円筒ころ３のころ直径Ｄよりも大きく、入れ溝１３の曲率は、円筒ころ３の転動面９よりも小さい。すなわち、１本の円筒ころ３は、転動面９において入れ溝１３の最深部のみと径方向に接触している状態のとき、外輪２の軌道面６と同じ高さで入れ溝１３に支えられる。したがって、内輪１及び外輪２の軌道面５，６間に配置された円筒ころ３を軸方向に軸受外部へ抜き出し、また、軸受外部から軌道面５，６間に円筒ころ３を軸方向に挿入することが可能な広さの空間が、入れ溝１３によって内輪１及び外輪２間に確保されている。
【００１９】
入れ溝１３に交差しているつば８は、図３、図４に示すように、円筒ころ３を周方向に案内するころ案内面１４と、ころ案内面１４から軸方向に凹んだ凹面１５とを有する。凹面１５は、入れ溝１３によるつば８の分断箇所を境とした周方向両側にそれぞれ形成されている。入れ溝１３は、凹面１５の存在している周方向領域のみでつば８と軸方向に交差している。
【００２０】
ころ案内面１４は、周方向に沿ったつば表面からなる。ころ案内面１４は、軌道面５，６間を転がる円筒ころ３の図中左方の端面１１を周方向に案内する。
【００２１】
凹面１５は、入れ溝１３との交差領域でころ案内面１４から周方向に向かって次第に軸方向に凹んだ斜面からなる。つば８は、入れ溝１３の最深部において分断されているが、その最深部の周方向両側に存在する入れ溝１３との交差領域のそれぞれに、軌道面５，６間の軸受内部空間に面した凹面１５を有する。入れ溝１３の軸受内部側の溝終端縁ｅ３は、凹面１５に軸方向に連続している。このため、軌道面５，６間を転がる円筒ころ３の図中左方の端面１１と、この端面１１を周方向に案内するころ案内面１４から軸方向に次第に凹んだ溝終端縁ｅ３との接触が防止される。なお、図示では、凹面１５がころ案内面１４から入れ溝１３の最深部までに及んでいる例になっているが、入れ溝１３の溝縁ｅ１，ｅ２がそれぞれ凹面１５と軸方向に交差しておれば、前述の端面１１と溝終端縁ｅ３との接触防止を図ることが可能であり、凹面１５が入れ溝１３の最深部付近にまで及んでいる必要性はない。
【００２２】
図１、図２に示すように、保持器４は、軌道面５，６間に配置された円筒ころ３を周方向に等配するピン形保持器になっている。
【００２３】
保持器４は、円筒ころ３の軸方向一方（図１中の右方に相当する。以下、軸方向一方を「図中右方」と呼ぶ。）の端面１０に対面する第一の保持器分割体１６と、当該円筒ころ３の軸方向他方（図１中の左方に相当する。以下、軸方向他方を「図中左方」と呼ぶ。）の端面１１に対面する第二の保持器分割体１７と、これら保持器分割体１６，１７同士を軸受外部から着脱可能な状態で結合しているねじ部品１８とを有する。
【００２４】
第一の保持器分割体１６は、図５に示すように、環状部１９と、周方向に均等間隔で環状部１９から図中左方へ突き出た複数のステー部２０と、環状部１９とステー部２０を締結しているねじ部品２１とを有する。
【００２５】
環状部１９は、軌道面５，６間に配置された各円筒ころ３の図中右方の端面１０に軸方向に接触可能な円環状側面２２と、ステー部２０に対応の配置で図中右方に開口している座ぐり穴部２３とをもった環状部品からなる。
【００２６】
ステー部２０は、円筒ころ３の中空穴を通るピンからなる。ステー部２０の図中右方の端部には、雌ねじ２４が形成されている。
【００２７】
ねじ部品２１は、ステー部２０の雌ねじ２４に螺合する雄ねじ部品からなる。ねじ部品２１は、座ぐり穴部２３に収まる円柱形の頭部２５と、その頭部２５に形成された六角形の穴部２６とをもった六角穴付きボルトになっている。作業者が穴部２６に係合するねじ回し具を用いてねじ部品２１を雌ねじ２４にねじ込むことにより、環状部１９とステー部２０とが軸方向に締結される。
【００２８】
第二の保持器分割体１７は、入れ溝１３の存在するつば８側に配置され、第一の保持器分割体１６の環状部１９と左右対称な形状の環状部品からなる。すなわち、第二の保持器分割体１７は、軌道面５，６間に配置された各円筒ころ３の図中左方の端面１１に軸方向に接触可能な円環状側面２７と、ステー部２０に対応の配置で図中左方に開口している座ぐり穴部２８とをもっている。
【００２９】
ねじ部品１８は、ねじ部品２１と同様のボルトになっており、頭部２９に六角形の穴部３０を有する。ねじ部品１８は、ステー部２０の図中左方の端部に形成された雌ねじ３１に螺合する。作業者が穴部３０に係合するねじ回し具を用いてねじ部品１８を雌ねじ３１にねじ込むことにより、第二の保持器分割体１７と、第一の保持器分割体１６のステー部２０とが軸方向に締結される。
【００３０】
図１、図２に示すように、保持器分割体１６，１７同士を結合しているねじ部品１８の頭部２９は、保持器４の図中左方の側面において軸受外部へ露出している。ねじ部品１８は、保持器分割体１６，１７のいずれにも溶接、接着等で固着されておらず、ねじ回し具による穴部３０へのトルク付与のみで着脱可能になっている。
【００３１】
ねじ部品１８のねじ回し方向は、ねじ部品２１に対して逆の関係になっている。図示例では、ねじ部品１８が右ねじになっており、ねじ部品２１が左ねじになっている。これは、軸受運転中にステー部２０と環状部１９，第二の保持器分割体１７との締結が緩むことを防止するためである。
【００３２】
この円筒ころ軸受は、上述のようなものであり、保持器４の組立ては、次のように行うことができる。すなわち、環状部１９と全てのステー部２０とが、それぞれねじ部品２１で軸方向に締結されて第一の保持器分割体１６が組み立てられる。この第一の保持器分割体１６が、図５に示すように、外輪２と同軸に配置され、ステー部２０が軌道面６の内方に配置され、入れ溝１３と１本のステー部２０とが同位相に配置される。この配置状態で、１本の円筒ころ３が入れ溝１３経由で軸方向に軌道面６上へ挿入されて、当該円筒ころ３の中空穴を当該ステー部２０が貫通している状態とされる。次に、第一の保持器分割体１６と外輪２が相対回転させられて次のステー部２０が入れ溝１３と同位相にされ、同様に入れ溝１３経由で１本の円筒ころ３が挿入される。同様の作業を繰り返して、全てのステー部２０に円筒ころ３が差し込まれた状態とされる。その後、全てのステー部２０と第二の保持器分割体１７とがそれぞれねじ部品１８によって軸方向に締結されると、ステー部２０で円筒ころ３を周方向に等配する保持器４が完成すると共に、外輪アセンブリが完成する。
【００３３】
この円筒ころ軸受の使用状態は、図１、図２に示すような内輪１、外輪２、円筒ころ３及び保持器４の配置となっている。つば８は、入れ溝１３によって完全に分断されているが、保持器４が第一及び第二の保持器分割体１６，１７によって円筒ころ３を軸方向両側から保持可能なものなので、通常、内輪１及び外輪２の軌道面５，６間に配置された円筒ころ３が入れ溝１３から軸受外部へ脱け出ることは起こらない。その使用状態の円筒ころ軸受をメンテナンスするとき、軌道面５，６の目視観察を行う場合、軸受外部に露出したねじ部品１８の穴部３０にねじ回し具が接続されて、ねじ部品１８の抜き取り作業が行われる。全てのねじ部品１８が抜き取られると、第二の保持器分割体１７が軸受外部へ取り除くことが可能な状態になる。この状態で、入れ溝１３と同位相にある１本の円筒ころ３が入れ溝１３経由で軸受外部まで軸方向に抜き出される。内輪１及び外輪２の軌道面５，６間には、多数の円筒ころ３が残っている。これら残存の円筒ころ３の周方向間隔は、第二の保持器分割体１６のステー部２０によって保たれる。このため、軌道面５，６間は、円環状の軸受内部空間のままであり、図５に示すように、１本の円筒ころ３が無くなって１本のステー部２０のみが軌道面５，６間の中空に存在している観察空間が、入れ溝１３側から軸受外部に向かって開放されている状態となる。作業者は、軸受外部の入れ溝１３側から前述の観察空間を通して、軌道面５，６を目視観察することができる。
【００３４】
目視観察の終了後、抜き出された円筒ころ３、又は必要に応じて交換品の円筒ころ３が、入れ溝１３経由で内輪１及び外輪２の軌道面５，６間に軸方向に挿入され、当該円筒ころ３の中空穴をステー部２０が貫通している状態とされる。全てのステー部２０が円筒ころ３を保持している状態にされた後、全てのステー部２０と第二の保持器分割体１７とがそれぞれねじ部品１８によって軸方向に締結される。これにより、図１、図２に示すような使用状態に戻される。
【００３５】
このように、この円筒ころ軸受は、メンテナンス時、内輪１及び外輪２の軌道面５，６の目視観察を行うために内輪１又は外輪２を軸又はハウジングから取り外す必要性がないため、その目視観察に要するコストを抑えることができる。
【００３６】
また、この円筒ころ軸受は、入れ溝１３に交差しているつば８が円筒ころ３を周方向に案内するころ案内面１４と、当該入れ溝１３との交差領域でころ案内面１４から周方向に向かって次第に軸方向に凹んだ凹面１５とを有するので、軌道面５，６間を転がる円筒ころ３の端面１１が入れ溝１３の溝終端縁ｅ３に接触したり、引っ掛ったりすることを防止することができる。
【００３７】
また、この円筒ころ軸受は、入れ溝１３が円筒ころ３のころ直径Ｄよりも大きな溝幅Ｗの凹曲面状に形成されているので、円筒ころ３を入れ溝１３経由で軸方向に出し入れする際、円筒ころ３の転動面９に溝縁ｅ１，ｅ２を擦りにくく、転動面９の損傷を避けることができる。
【００３８】
また、この円筒ころ軸受は、第一の保持器分割体１６が環状部１９と、周方向に均等間隔で環状部１９から図中左方（軸方向他方）へ突き出たステー部２０とを有し、ねじ部品１８が第二の保持器分割体１７とステー部２０とを軸方向に締結しており、入れ溝１３が両側のつば７，８のうち、図中左方（軸方向他方）のつば８を完全に分断するように形成されているので、ねじ部品１８の着脱と、入れ溝１３経由での円筒ころ３の出し入れを軸受に対して同側（図中左方側）のみから実施することができる。
【００３９】
第一実施形態では、保持器４をピン形保持器にしたが、保持器は、円筒ころ軸受外部からのねじ部品の着脱によって入れ溝側の保持器分割体を着脱可能な分解、組立構造のものであればよく、保持器分割体は環状のものに限定されず、周方向に複数の保持器分割体を備えてもよい。他の保持器構造の一例としての第二実施形態を図６に基づいて説明する。なお、以下では、第一実施形態との相違点を述べるに留める。
【００４０】
図示のように、第二実施形態の保持器４’は、環状部１９’及び全てのステー部２０’が一体に形成された第一の保持器分割体１６’を備える。第一の保持器分割体１６’は、例えば、もみ抜きによって形成される。第二の保持器分割体１７と第一の保持器分割体１６’とを結合するねじ部品１８は、緩み止め機能をもったねじ部品にすることが好ましい。円筒ころ３’は中実体になっており、ステー部２０’は、円筒ころ３’の転動面９を受ける柱部になっている。
【００４１】
第二実施形態の円筒ころ軸受は、第一の保持器分割体１６’を一体の部品で構成しているので、部品点数を第一実施形態よりも少なくすることができる。
【００４２】
上述の各実施形態のように、ステー部は、第一及び第二の保持器分割体同士の結合及び軸方向間隔を保つ機能を果たせばよく、円筒ころの等配機能をステー部とは別の保持器部分で実現してもよい。例えば、第一の保持器分割体の環状部、第二の保持器分割体の環状部に、軸方向に対向する対のスタッドを形成し、円筒ころの両側に対のスタッドを遊嵌可能な対の凹所を形成し、対のスタッドで円筒ころの周方向間隔を保つようにし、ステー部を専ら前述の結合及び軸方向間隔を保つ機能部にしてもよい。
【００４３】
また、上述の各実施形態では、外輪のみが両側につばをもった単列の円筒ころ軸受を例示したが、内輪の両側につばをもった円筒ころ軸受の場合でも、内輪及び外輪のそれぞれの両側につばをもった円筒ころ軸受の場合でも、両側につばをもった各軌道輪に同様の入れ溝を形成する点で相違するだけなので、図示説明を省略する。例えば、内輪のみが両側につばをもった円筒ころ軸受の場合、内輪の外面に片側のつばを完全に分断する溝深さ、及びころ直径よりも大きな溝幅の凹曲面状の入れ溝を形成すれば、軌道面間に対して円筒ころを軸方向に出し入れ可能な空間を確保することができる。また、内輪及び外輪が両側につばをもった円筒ころの場合でも、内輪の外面及び外輪の内面のそれぞれの同側、かつ径方向に対向する位置に、同様の溝深さ及び溝幅の入れ溝を形成すれば、軌道面間に対して円筒ころを軸方向に出し入れ可能な空間を確保することができる。なお、両側のつばの片側は、つば輪でもよい。
【００４４】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４５】
１  内輪
２  外輪
３，３’  円筒ころ
４，４’  保持器
５，６  軌道面
７，８  つば
１３  入れ溝
１４  ころ案内面
１５  凹面
１６，１６’  第一の保持器分割体
１７  第二の保持器分割体
１８  ねじ部品
１９，１９’  環状部
２０，２０’  ステー部
Ｄ  ころ直径
Ｗ  溝幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
2017048875.tif 000005
【図４】
2017048875.tif 000006
【図５】
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【図６】
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