(57)【要約】【課題】外輪から内輪及びころを分離した状態で、内輪からころが脱落するのを防止する。【解決手段】総ころ軸受１０の内輪１１に取り付けられるころ脱落防止具１９は、外輪１２からころ１３及び内輪１１を分離した状態で内輪１１からのころ１３の脱落を防止するストッパ２１を有する。ストッパ２１は、各ころ１３間に挿入された状態で各ころ１３の姿勢を支持する複数の支持部２３を備える。また、支持部２３は、内輪１１の大つば部１６側でころ１３間に挿入され、小つば部１５と協働して各ころ１３を支持する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪軌道面を有する外輪と、
内輪軌道面を有する内輪と、
前記外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動可能に配置された総ころ式の複数のころと、
前記内輪に取り付けられ、前記外輪から前記ころ及び前記内輪を分離した状態で前記内輪からの前記ころの脱落を防止するストッパを備えたころ脱落防止具と、を有していることを特徴とする総ころ軸受。
【請求項２】
前記ストッパは、前記内輪と同一の軸心を有する環状に形成されており、各ころ間に挿入されることによって各ころの姿勢を支持する複数の支持部を周方向に間隔をあけて備えている請求項１に記載の総ころ軸受。
【請求項３】
前記支持部が、前記内輪軌道面の軸方向の一端部側で各ころ間に挿入され、前記内輪軌道面の同軸方向の他端部に形成された前記内輪のつば部と協働して各ころを支持するように構成されている請求項２記載の総ころ軸受。
【請求項４】
前記ストッパが、前記内輪と同一の軸心を有する環状のベース面に対して軸方向に移動可能に嵌合されており、
前記支持部が、前記ストッパを軸方向に移動させることによって、各ころ間に対して挿脱可能に構成されている請求項２又は３に記載の総ころ軸受。
【請求項５】
前記ころ脱落防止具は、前記支持部が各ころ間に挿入される位置と、各ころ間から離脱する位置とで前記ストッパを位置決めする位置決め手段を備えている請求項４に記載の総ころ軸受。
【請求項６】
前記位置決め手段が、前記ベース面に対する前記ストッパの嵌合面に対して出没可能に前記ストッパに設けられかつ当該嵌合面から突出する方向へ付勢された係合部材と、前記ベース面に形成され、前記支持部が各ころ間に挿入されたときに前記係合部材が係合する第１凹部と、前記ベース面に形成され、前記支持部が各ころ間から離脱したときに前記係合部材が係合する第２凹部と、を備えている請求項５に記載の総ころ軸受。
【請求項７】
前記第１，第２凹部が、前記ベース面に周方向に形成された溝である請求項６に記載の総ころ軸受。
【請求項８】
総ころ軸受の内輪に取り付けられ、前記総ころ軸受の外輪から内輪及びころを分離した状態で、前記内輪からのころの脱落を防止するストッパを備えていることを特徴とする総ころ軸受用のころ脱落防止具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば風力発電機の主軸支持用として使用される総ころ軸受及びこれに用いるころ脱落防止具に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電機では、主軸の支持用として単列の円すいころ軸受が使用される場合がある。この主軸支持用の円すいころ軸受は、通常、外径が１ｍ以上あり、非常に大型であるため、円すいころ軸受を組み立てたり分解したりする作業は、図５（ａ）に示すように、内輪１１の小つば部１５側を下にした状態で円すいころ軸受１を横向きにし（軸心を上下方向に向け）、内輪１１および円すいころ１３を上下に昇降させることによって行われる。
【０００３】
円すいころ１３を保持するための保持器を備えた円すいころ軸受の場合、この保持器にクレーンを連結し、保持器とともに円すいころ１３及び内輪１１を吊り上げることが可能である。しかし、円すいころ軸受１が保持器を備えていない総ころ式である場合、図５（ａ）に示すように、内輪１１にアイボルト４０等を取り付けてクレーンを連結し、内輪１１を直接吊り上げなければならない。ところが、内輪１１を直接吊り上げると、図５（ｂ）に示すように内輪１１から円すいころ１３が脱落してしまうという問題がある。
【０００４】
なお、下記特許文献１には、風力発電機の主軸支持用として用いられる転がり軸受の運搬や組立に関する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−４６４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、外輪から内輪及びころを分離した状態で、内輪からころが脱落するのを防止することができる総ころ軸受及びこれに用いるころ脱落防止具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の総ころ軸受は、外輪軌道面を有する外輪と、内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動可能に配置された総ころ式の複数のころと、前記内輪に取り付けられ、前記外輪から前記ころ及び前記内輪を分離した状態で前記内輪からのころの脱落を防止するストッパを備えたころ脱落防止具と、を有していることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の総ころ軸受用のころ脱落防止具は、総ころ軸受の内輪に取り付けられ、前記総ころ軸受の外輪から内輪及びころを分離した状態で、前記内輪からのころの脱落を防止するストッパを備えていることを特徴とする。
以上の各発明によれば、総ころ軸受の組立や分解を行う場合に、外輪から内輪及びころが分離した状態となってもストッパによって内輪からのころの脱落を防止することができる。
【０００８】
前記ストッパは、前記内輪と同軸心の環状に形成することができ、さらに、各ころ間に挿入されることによって各ころの姿勢を支持する複数の支持部を周方向に間隔をあけて備えることができる。総ころ軸受の隣接するころ間には隙間が形成されるので、この隙間に支持部を挿入することによってころを支持し、内輪からの脱落を防止することができる。
【０００９】
さらに、前記支持部は、前記内輪軌道面の軸方向の一端部側で各ころ間に挿入され、同軸方向の他端部に形成された内輪のつば部と協働して各ころを支持するように構成することができる。この場合、支持部をころの軸方向全体に亘る範囲に挿入する必要はなく、軸方向の一端部側に挿入すれば足りるので、支持部をコンパクトに構成することができる。
【００１０】
前記ストッパは、前記内輪と同軸心の環状のベース面に対して軸方向に移動可能に嵌合され、前記支持部は、前記ストッパを軸方向に移動させることによって、各ころ間に対して挿脱可能に構成されることが好ましい。この構成によれば、ベース面にストッパを嵌合し、このベース面に対してストッパを軸方向に移動させるだけで、各ころ間に支持部を挿入したり、各ころ間から支持部を離脱させたりすることができる。
【００１１】
さらに、前記ころ脱落防止具は、前記支持部が各ころ間に挿入される位置と、各ころ間から離脱する位置とで前記ストッパを位置決めする位置決め手段を備えていることが好ましい。これにより、支持部を各ころ間に対する挿入位置と離脱位置とに切り換えて位置決めすることができる。
【００１２】
前記位置決め手段は、前記ベース面に対する前記ストッパの嵌合面から出没可能に前記ストッパに設けられかつ当該嵌合面から突出する方向へ付勢された係合部材と、前記ベース面に形成され、前記支持部が各ころ間に挿入されたときに前記係合部材が係合する第１凹部と、前記ベース面に形成され、前記支持部が各ころ間から離脱したときに前記係合部材が係合する第２凹部と、を備えることができる。このような構成によって、ストッパを容易に軸方向に移動させることができ、かつ、容易に所定の位置に位置決めすることができる。
【００１３】
また、この場合には、第１，第２凹部を、前記ベース面に周方向に沿って形成された環状の溝として構成することができる。この場合、ころ間の位置に応じて支持部を周方向に移動させたとしても、係合部材を第１，第２凹部に係合させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ころ脱落防止具によって、外輪から内輪及びころを分離した状態で内輪からころが脱落するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る総ころ軸受１０の断面図である。この総ころ軸受１０は、主として風力発電機の主軸支持用に使用され、内輪１１と、外輪１２と、円すいころ１３とを有する。内輪１１の外周面には内輪軌道面１４が形成され、この内輪軌道面１４の一方（小径側）の軸方向端部には小つば部１５が形成され、大径側の軸方向端部には大つば部１６が形成されている。外輪１２の内周面には外輪軌道面１７が形成されている。内輪軌道面１４と外輪軌道面１７との間には複数の円すいころ１３が転動可能に設けられている。この総ころ軸受１０には、円すいころ１３を保持するための保持器は設けられていない。
【００１６】
前記総ころ軸受１０には、外輪１２から円すいころ１３及び内輪１１を分離したときに（図５（ｂ）参照）、内輪１１からの円すいころ１３の脱落を防止するためのころ脱落防止具１９が設けられている。ころ脱落防止具１９は、図２に示すように、内輪１１の大つば部１６側の外周面に装着された環状のベース部材２０と、このベース部材２０の外周面（ベース面）２０ａに設けられた環状のストッパ２１とを備えている。ベース部材２０は、ボルト等によって着脱可能に、又は、溶接等によって着脱不能に内輪１１に固定されている。
【００１７】
ストッパ２１は、ベース部材２０の外周面２０ａに嵌合される環状の嵌合部２２と、この嵌合部２２から軸方向に突出する複数の支持部２３とを備えている。嵌合部２２はベース部材２０の外周面に軸方向摺動可能に嵌合されている。支持部２３は、複数の円すいころ１３のＰ．Ｃ．Ｄよりも外周側（円すいころ１３の中心線Ｏよりも径方向外側）に配置され、嵌合部２２の円すいころ１３側の側面から円すいころ１３へ向けて、外輪軌道面１７に接触しないように軸方向へ突出している。
【００１８】
図３は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図４は図１のＢ矢視図である。支持部２３は、円すいころ１３と同じ数だけ設けられ、各円すいころ１３の間（隙間Ｓ）に対応するように周方向に間隔をあけて配置されている。また、支持部２３は、円すいころ１３間に形成される略三角形状の隙間Ｓに適合した形状、具体的には断面三角形状（三角柱形状）に形成されている。
【００１９】
支持部２３は、ベース部材２０上で嵌合部２２を軸方向に摺動させることによって、各円すいころ１３間に挿入される位置（図２に実線で示す；以下「挿入位置」という）と、各円すいころ１３間から離脱する位置（図２に２点鎖線で示す；以下「離脱位置」という）との間で移動可能とされている。
【００２０】
各円すいころ１３間に挿入された支持部２３は、円すいころ１３の外周面に当接する。そして、支持部２３は、外輪１２から内輪１１を取り外す際に（図５（ｂ）参照）、小つば部１５（図１参照）とともに円すいころ１３を支持し、円すいころ１３が内輪１１から径方向外側へ脱落するのを防止する。
【００２１】
図２に示すように、ころ脱落防止具１９は、支持部２３が挿入位置にある状態と離脱位置にある状態とでストッパ２１を位置決めする位置決め手段２５を備えている。この位置決め手段２５は、所謂ボールディテント機構であり、嵌合部２２の内周面から径方向外方へ向けて形成された有底の保持穴２６と、この保持穴２６に挿入された付勢部材としての圧縮コイルバネ２７と、保持穴２６内に挿入された係合部材としてのボール２８と、ベース部材２０の外周面に形成され、ボール２８が嵌り込んで係合する凹部３０，３１とを備えている。ボール２８は、嵌合部２２の内周面に対して出没可能であり、圧縮コイルバネ２７によって当該内周面から突出する方向に付勢されている。
圧縮コイルバネ２７とボール２８とが挿入された保持穴２６は、周方向に間隔をあけて複数形成されている。各保持穴２６は、互いに軸方向に関して同位置に配置されている。
【００２２】
凹部３０，３１は、支持部２３を挿入位置に配置したときにボール２８が嵌り込む挿入側凹部（第１凹部）３０と、離脱位置に配置したときにボール２８が嵌り込む離脱側凹部（第２凹部）３１とからなる。この挿入側凹部３０及び離脱側凹部３１は、ベース部材２０の周方向に沿って延びる環状の溝とされている。
したがって、嵌合部２２を軸方向に摺動させ、支持部２３を挿入位置又は離脱位置に配置すると、ボール２８が挿入側凹部３０又は離脱側凹部３１に嵌り込み、支持部２３が各位置に位置決めされる。なお、嵌合部２２の摺動を容易にするため、圧縮コイルバネ２７とボール２８とが挿入された保持穴２６は、周方向３箇所以上に形成するのが好ましい。
【００２３】
以上の構成において、総ころ軸受１０を組み立てる場合や分解する場合には、支持部２３を挿入位置へ移動して円すいころ１３の間に挿入する。これによって、各円すいころ１３は、小つば部１５と支持部２３とによって支持され、内輪１１からの脱落が防止される。また、総ころ軸受１０を組み立てた後に主軸の支持のために使用する場合は、支持部２３を離脱位置へ移動する。これによって、支持部２３が内輪１１の回転（円すいころ１３の回転）の障害になることはない。
支持部２３は、小つば部１５と協働して円すいころ１３を支持しているので、支持部２３を、円すいころ１３の軸方向全体に亘るように長く形成する必要はなく、支持部２３をコンパクトに短く形成することができる。
【００２４】
円すいころ１３と内輪１１との周方向の相対位置は回転によって変化し得るが、本実施の形態では、挿入側凹部３０及び離脱側凹部３１が周方向に沿って延びる環状の溝とされているので、離脱位置において支持部２３の軸方向の位置を位置決めした状態で、円すいころ１３間の位置に合わせて支持部２３を周方向に回転させることができ、その後、支持部２３を挿入位置へ移動することによって、ボール２８を挿入側凹部３０に確実に嵌め込むことができる。なお、挿入側凹部３０及び離脱側凹部３１は、溝状ではなく球面状に形成されていてもよい。この場合、内輪１１を回転させることによって、円すいころ１３間の位置に支持部２３を合わせることが可能である。
【００２５】
離脱側凹部３１が環状の溝とされている場合、この離脱側凹部３１の溝底は、複数の保持穴２６の周方向位置（間隔）と同じ位置（間隔）において部分的に深く形成することが好ましい。この場合、保持穴２６に挿入されたボール２８が溝底の深い部分に嵌め込まれることによって、ストッパ２１がベース部材２０に対して周方向に位置決めされる。そのため、内輪１１が回転したときに、ストッパ２１が慣性により内輪１１に対して相対回転してしまうことを抑制することができる。特に、この場合には、ストッパ２１をベース部材２０に対して周方向に移動させた際に、全てのボール２８が溝底の深い部分に嵌め込まれるようにするため、複数の保持穴２６の周方向間隔を一定にすることが望ましい。
【００２６】
ストッパ２１が慣性により内輪１１に対して相対回転しないよう、ストッパ２１をベース部材２０に固定してもよい。ストッパ２１を固定するための手段としては、例えば、ストッパ２１とベース部材２０との接触面に窪み部を形成し、この窪み部に楔部材（キー部材）を挿入する方法がある。また、ストッパ２１を固定するための他の手段として、ベース部材２０に雌ねじを形成するとともにストッパ２１に貫通孔を形成し、貫通孔から挿入したボルトを雌ねじに螺合する方法等がある。これらの方法の場合、離脱側凹部３１にボール２８を嵌合させることで、ストッパ２１の窪み部とベース部材２０の窪み部との位置合わせや、雌ねじと貫通孔との位置合わせを容易に行うことができる。
【００２７】
本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に含まれる範囲で適宜設計変更可能である。例えば、ころ脱落防止具１９のベース部材２０やストッパ２１は、複数のセグメントを周方向に連結することによって環状に形成されたものであってもよい。
ころ脱落防止具１９のベース部材２０は、内輪１１と一体に形成されていてもよい。また、ベース部材２０を省略することも可能である。この場合、ストッパ２１を直接内輪１１の外周面（この場合、当該外周面がベース面となる）に軸方向に摺動可能に嵌合し、当該外周面に挿入側凹部３０及び離脱側凹部３１を形成すればよい。また、圧縮コイルバネ２７とボール２８とが挿入された保持穴２６は、ストッパ２１に対して１箇所又は２箇所に形成してもよい。
【００２８】
ころ脱落防止具１９は、総ころ軸受１０の組立時や分解時のみ内輪１１に取り付けて使用し、総ころ軸受１０の使用時は内輪１１から取り外すようにしても良い。これにより、ころ脱落防止具１９を別の総ころ軸受１０にも使用することができる。また、この場合、支持部２３を挿入位置と離脱位置とで位置決めする位置決め手段２５を不要としてもよく、支持部２３が円すいころ１３間に挿入されるようにころ脱落防止具１９を内輪１１に取り付ければよい。
【００２９】
ころ脱落防止具１９は、内輪１１の大つば部１６側の外周面に限らず、小つば部１５側の外周面に設けることもできる。この場合、ストッパ２１の支持部２３と大つば部１６とによって円すいころ１３を支持可能となる。
ストッパ２１の支持部２３の形状は、円すいころ１３間に挿入可能でかつ円すいころ１３を支持可能な形状であれば、断面三角形状に限らず、断面円形状、断面四角形状等であってもよい。
本発明は、円すいころ軸受に限らず、円筒ころ軸受にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係る総ころ軸受の断面図である。
【図２】図１の総ころ軸受における要部の拡大断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１のＢ矢視図である。
【図５】従来技術に係る総ころ軸受の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  総ころ軸受
１１  内輪
１２  外輪
１３  円すいころ
１４  内輪軌道面
１５  小つば部
１６  大つば部
１７  外輪軌道面
１９  脱落防止具
２０  ベース部材
２１  ストッパ
２３  支持部
２５  位置決め手段
２８  ボール
３０  挿入側凹部（第１凹部）
３１  離脱側凹部（第２凹部）
【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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