JP2011208700A - 転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】内外輪が非分割形であって、保持器が保持器セグメントの配列によって構成された転がり軸受において、組み付け時にころや保持器が脱落する問題を解決することである。
【解決手段】内輪11及び外輪12の各軌道13、14の間に保持器15に保持された転動体16が介在され、前記内輪11及び外輪12は非分割形の円環状に形成され、前記保持器15が複数の保持器セグメント19を円環状に組み合わせて構成された転がり軸受において、前記保持器15を相互に隣接する前記保持器セグメント19の端面相互を突き合わせ、その突き合わせた端面相互を弾性クリップ25により円環状に連結して構成した。
【選択図】図1
【解決手段】内輪11及び外輪12の各軌道13、14の間に保持器15に保持された転動体16が介在され、前記内輪11及び外輪12は非分割形の円環状に形成され、前記保持器15が複数の保持器セグメント19を円環状に組み合わせて構成された転がり軸受において、前記保持器15を相互に隣接する前記保持器セグメント19の端面相互を突き合わせ、その突き合わせた端面相互を弾性クリップ25により円環状に連結して構成した。
【選択図】図1
Description
この発明は、転がり軸受に関し、特に、その保持器として複数の保持器セグメントを円環状に組み合わせて構成されたものを用いた転がり軸受に関するものである。
従来、風力発電機における主軸支持用軸受等に用いられる直径2mを超える超大型の円すいころ軸受における転動体の保持器は、生産や組み立て等の容易さを考慮して、多数の保持器セグメントを円環状に配列した保持器を用いることが行われる(特許文献1)。
また、前記のような超大型の転がり軸受でなくても、例えば、比較的大型の自動調心ころ軸受において、製造コストの低減を図るために樹脂製保持器を使用し(特許文献2)、さらに一層の製造コストの低減を図るために、保持器を3〜4個の樹脂製保持器セグメントの組み合わせによって構成することが考えられる。
なお、エンジンのクランクシャフトを支持する分割形軸受のように、保持器及び内外輪を2分割した分割型軸受は、装置への組み付け上分割せざるを得ないものであり(特許文献3)、大型保持器の生産や組み立ての容易さを考慮して、保持器のみをセグメント化するものとは目的を異にする。
前述した従来の超大型の円すいころ軸受におけるように、保持器の生産性や組み立て性を考慮してセグメント化した場合、保持器セグメントを単に円環状に配列しただけでは、軸受を装置に組み付ける場合に、ころとともに保持器セグメントが軌道輪から外れるおそれがあるため、その取り扱いに注意が必要となり、作業性の向上を阻む要因となっていた。
また、前記の大型自動調心ころ軸受の場合は、大きく調心させて外輪の幅面から内輪・保持器・ころのアッセンブリが飛び出した場合に、保持器ところが内輪から脱落する恐れがある。
そこで、この発明は、内外輪が非分割形であって保持器が保持器セグメントの配列によって構成された転がり軸受において、組み付け時にころや保持器が脱落する問題を解決することを課題とする。
前記の課題を解決するために、この発明は、内輪及び外輪の各軌道の間に保持器に保持された転動体が介在され、前記内輪及び外輪は非分割形の円環状に形成され、前記保持器が複数の保持器セグメントを円環状に組み合わせて構成された転がり軸受において、前記保持器は、相互に隣接する前記保持器セグメントの端面相互を突き合わせ、その突き合わせた端面相互を弾性クリップにより円環状に連結して構成されたものである。
この発明によれば、隣接する保持器セグメントの端面相互が弾性クリップによって円環状に連結されるため、組み付け時等において、ころや保持器の脱落を防止することができる。
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態1]
図1から図8に示したように、実施形態1の円すいころ軸受は、風力発電機の主軸支持用の軸受に用いられる超大型のものである。この円すいころ軸受は、通常のものと同様に、内輪11の軌道13及び外輪12の軌道14の間に保持器15によって保持された転動体16が介在される。内輪11の軌道13の小径側に沿って小つば17、大径側に沿って大つば18がそれぞれ形成される。この場合の転動体16は円すいころである。
図1から図8に示したように、実施形態1の円すいころ軸受は、風力発電機の主軸支持用の軸受に用いられる超大型のものである。この円すいころ軸受は、通常のものと同様に、内輪11の軌道13及び外輪12の軌道14の間に保持器15によって保持された転動体16が介在される。内輪11の軌道13の小径側に沿って小つば17、大径側に沿って大つば18がそれぞれ形成される。この場合の転動体16は円すいころである。
前記内輪11及び外輪12は非分割形の円環状に形成され、前記保持器15は、図2に示したように多数の保持器セグメント19を円環状に組み合わせることによってかご型に構成されている。
保持器セグメント19は樹脂製であり、周方向に長い長方形の枠形をなし、
内輪11の軌道13の大つば18に沿った辺が上部長辺21a、小つば17に沿った辺が下部長辺21b、周方向の左右の辺が短辺22a、22bを構成する。左右の短辺22a、22bの間に3本の中間柱部23が等間隔に設けられ、これらの間に5か所のポケット27が形成される。各ポケット27に前記の転動体16が収納される。
内輪11の軌道13の大つば18に沿った辺が上部長辺21a、小つば17に沿った辺が下部長辺21b、周方向の左右の辺が短辺22a、22bを構成する。左右の短辺22a、22bの間に3本の中間柱部23が等間隔に設けられ、これらの間に5か所のポケット27が形成される。各ポケット27に前記の転動体16が収納される。
なお、前記の短辺22a、22b及び3本の中間柱部23には、転動体16の抜け出しを防止するための係合縁を設ける場合がある。
前記の各保持器セグメント19は、隣接するものの端面24相互を突き合わせ、その突き合わせた端面24間に連結手段を設けることにより円環状の保持器15が構成される。前記の連結手段として、この実施形態1の場合は樹脂製の弾性クリップ25を用いている。
前記の弾性クリップ25は、図3及び図4に示したように、上部屈曲片25aと下部屈曲片25b及びこれら両者を結合する連結部26とからなる断面コの字形をなすものである。上部屈曲片25a及び下部屈曲片25bの先端部内面には、上部及び下部長辺21a、21bの長さ方向のリブ28、28が設けられる。
その上部屈曲片25a及び下部屈曲片25bの左右方向(長辺21a、21bの長さ方向)の幅は、前記端面24の突き合わせ面の両側にある短辺22a、22bを合わせた大きさの幅内にある。また、その上下方向(短辺22a、22bの長さ方向)の幅は、上部長辺21aの幅内にある大きさを有する(図2参照)。
前記弾性クリップ25によって各保持器セグメント19を連結する方法は、内輪11の軌道13上に、あらかじめ全ての保持器セグメント19をすき間なく配列しておき、その弾性クリップ25の上下部屈曲片25a、25bを上下方向に弾性変形させながら広げ、上部長辺21aにおいて前記端面24の両側に渡る範囲に差し込み、連結部26を保持器セグメント19の側面に押し当てる。これによって、上下部屈曲部片25a、25bがリブ28、28の部分に応力を集中させながら弾性的に両側の保持器セグメント19を挟持し連結する。
このようにしてすべての保持器セグメント19の上部長辺21a側における端面24の突き合わせ部分に弾性クリップ25を取り付けることにより、保持器セグメント19が内輪11の軌道13上において円環状に連結された保持器15が構成される。前記の弾性クリップ25は、すべての保持器セグメント19の連結を終わった後は外してもよい。
なお、弾性クリップ25を、図5に示したように、保持器セグメント19の上部長辺21aの端面24の突き合わせ部分だけでなく、下部長辺21bの端面24の突き合わせ部分においても取り付けるようにしてもよい。
[実施形態2]
図6及び図7示した実施形態2の場合は、保持器セグメント19の表面側において、前記の端面24の両側における短辺22a、22bと上部長辺21aの幅内に2個所の小係合凹部29aが設けられる。保持器セグメント19の裏面側においても同様の位置に小係合凹部29bが設けられる(図7参照)。また、上部長辺21aの側面において、端面24の両側に2個所の小係合凹部30が設けられる。
図6及び図7示した実施形態2の場合は、保持器セグメント19の表面側において、前記の端面24の両側における短辺22a、22bと上部長辺21aの幅内に2個所の小係合凹部29aが設けられる。保持器セグメント19の裏面側においても同様の位置に小係合凹部29bが設けられる(図7参照)。また、上部長辺21aの側面において、端面24の両側に2個所の小係合凹部30が設けられる。
この場合の弾性クリップ25も、上下部屈曲片25a、25b及び両者間の連結部26によって断面コの字形に形成される点は前記の場合と同様であるが、上下部屈曲片25a、25bの対向内面に前記の各2個所の小係合凹部29a、29bに対応した各2個所の小係合凸部31a、31bがそれぞれ設けられる。また、連結部26の内面においても、前記2箇所の小係合凹部30に対応して2箇所の小係合凸部32が設けられる。
前記弾性クリップ25を、前述の場合と同様にして保持器セグメント19の端面24の両側において、上部長辺21aに弾性的に嵌めると、前記の各小係合凸部31a、31bがそれぞれ各小係合凹部29a、29bに嵌合されると同時に、小係合凸部32が小係合凹部30に嵌合される。この弾性クリップ25によって、隣接した両方の保持器セグメント19が連結される。
この実施形態2の場合は、弾性クリップ25の小係合凸部31a、31b、32が保持器セグメント19側の小係合凹部29a、29b、30に嵌合されることにより、一層強い連結力が得られる。
なお、この場合も図5の場合と同様に弾性クリップ25を上部長辺21a側と、下部長辺21b側の両方に取り付けてもよい。
[実施形態3]
図8に示した実施形態3の弾性クリップ25は、前記実施形態1の弾性クリップ25の下端面後端部に内径方向に突き出した脚部33を設けている。この脚部33に対向して、内輪11の大つば18の内側に係合段差部34が形成され、前記の脚部33がその係合段差部34に係合される。
図8に示した実施形態3の弾性クリップ25は、前記実施形態1の弾性クリップ25の下端面後端部に内径方向に突き出した脚部33を設けている。この脚部33に対向して、内輪11の大つば18の内側に係合段差部34が形成され、前記の脚部33がその係合段差部34に係合される。
脚部33と係合段差部34との係合によって、保持器15及び転動体16が安定よく案内されるので、小つば17(図1参照)を省略することができる。
[実施形態4]
図9から図12に示した実施形態4は、いわゆる蟻継手によって隣接する保持器セグメント19の端面24相互を連結するようにしたものである。図9は、大型の自動調心ころ軸受の保持器15を三分割した樹脂製の保持器セグメント19によって構成したものを示している。
図9から図12に示した実施形態4は、いわゆる蟻継手によって隣接する保持器セグメント19の端面24相互を連結するようにしたものである。図9は、大型の自動調心ころ軸受の保持器15を三分割した樹脂製の保持器セグメント19によって構成したものを示している。
相互に突き合う保持器セグメント19の一方の端面24の中間部分において蟻35が保持器15の径方向に設けられる(図10、図11参照)。他方の端面にはこれに対向して同じ方向の蟻溝36が設けられる(図12参照)。前記蟻35の中間部に、その蟻35と同じ高さで、その幅方向の両側に膨らんだ円弧状の係合凸部37が設けられる。これに対向して、蟻溝36の中間部に、その蟻溝36と同じ深さで、その幅方向に膨らんだ円弧状の係合凹部38が設けられる。
前記の係合凸部37は、その素材の弾性及び幅方向への膨らみの度合いを適宜選定することにより、蟻溝36の側壁を弾性的に押し広げると同時にそれ自身も圧縮され、そのような弾性変形状態で該蟻溝36内を進み、係合凹部38に達するとそれ自身の弾性で元の状態に戻るようになっている。
各保持器セグメント19の端面相互を前記の蟻35と蟻溝36を相互に嵌め合わせて蟻継手を構成するとともに、係合凸部37と係合凹部38とを係合させる。
さらに、これらの蟻継手の部分に前述の弾性クリップ25を嵌めることにより(図9、図10参照)、一層拘束力の大きい継手が構成される。弾性クリップ25としては、図6及び図7に示したような小係合凸部31a、31b、32を有するものを使用することができる。この点は以下に述べる実施形態4の変形例1から5の場合も同様である。
図13及び図14は、前記実施形態4の変形例1であり、この場合は、前記の場合と90°向きを変え、蟻35及び蟻溝36の方向を保持器15の軸線方向に形成したものである。
図15及び図16は、変形例2であり、この場合は蟻35に所定の間隔をおいて前記と同様の同じ大きさの円弧状の係合凸部37を3個所に設け、また蟻溝36に所定の間隔をおいて前記と同様の円弧状の係合凹部38を3個所に設けたものである。これらの係合凸部37及び係合凹部38をそれぞれ3個所に設け、これらを相互に係合させることにより、蟻継手の拘束力が一層増す。
図17及び図18は変形例3であり、3個所の係合凸部37及び係合凹部38の大きさを中間部のものは、前述の各場合と同様の大きさに設定し、その両側の一方は相対的に小さく、他方のものは相対的に大きく形成したものである。各端面24において、最小の大きさの係合凸部37、係合凹部38が配置された端部をa、その反対側の端部をbとする。
両方の端面24を結合させる場合は、両方の端面24を対向させ、蟻35の一方の端部a側を蟻溝36の端部b側から差し込む。蟻35の各係合凸部37が、蟻溝36の対応する大きさの係合凹部38に接近するまでは小さい抵抗で進むが、係合凸部37と係合凹部38が係合する際に大きい抵抗が働き、両者がそれぞれ弾性変形して相互に係合される。
この場合も3個所において係合されるので大きい拘束力が得られるが、比較的小さい抵抗で押し込むことができる利点がある。
図19(a)(b)は同じく変形例4であり、前記の蟻35及び蟻溝36のアンダーカット部39にアールを付与した例を示す。接触面積が増え、蟻35の立上り部及び蟻溝36の開放縁の角度が一層鋭角となるので、蟻継手による拘束力が増大する。
[実施形態5]
図20(a)(b)に示した実施形態5は、隣接する保持器セグメント19の対向する一方の端面24の中央部に連結凸部41及び他方の端面24の中央部に連結凹部42を設け、両者の相補的な嵌合部に軸方向の連結ピン43を差し込んで連結したものである。前記連結ピン43は、樹脂製であり、中間部の径が両端部の径より大きくなるようにわずかなテーパが付与され、その連結ピン43及びテーパ穴44を弾性変形させながら強く差し込むようにしている。これにより、連結ピン43の抜け止めや、連結部分のガタツキを防止するようにしている。
図20(a)(b)に示した実施形態5は、隣接する保持器セグメント19の対向する一方の端面24の中央部に連結凸部41及び他方の端面24の中央部に連結凹部42を設け、両者の相補的な嵌合部に軸方向の連結ピン43を差し込んで連結したものである。前記連結ピン43は、樹脂製であり、中間部の径が両端部の径より大きくなるようにわずかなテーパが付与され、その連結ピン43及びテーパ穴44を弾性変形させながら強く差し込むようにしている。これにより、連結ピン43の抜け止めや、連結部分のガタツキを防止するようにしている。
この連結部分にも弾性クリップ25を嵌合することにより、一層拘束力の大きい継手が構成される。また、連結ピン43の抜け出しも防止することができる。
図21(a)(b)に示した実施形態5の変形例は、隣接する保持器セグメント19の対向する一方の端面24において、軸方向の一方に片寄って突き出した連結凸部41aと、他方端面24に前記連結凸部41aと反対側に片寄って突き出した連結凸部41bとが相互に軸方向に接するように相補的に嵌合している。
前記一方の連結凸部41aの軸方向の対向面と他方の連結凸部41bの軸方向の対向面に軸方向の連結ピン43が差し込まれる。具体的には、一方の連結凸部41aに連結ピン43の半分を差し込み、他方の連結凸部41bをその連結ピン43の突き出した部分に差し込む。これによって、連結ピン43の両端部が各連結凸部41a、41bの内部に隠れ、連結ピン43の抜け出しが防止される。
この場合も連結部分にも弾性クリップ25を嵌合することにより、一層拘束力の大きい継手が構成される。
11 内輪
12 外輪
13 軌道
14 軌道
15 保持器
16 転動体
17 小つば
18 大つば
19 保持器セグメント
21a 上部長辺
21b 下部長辺
22a、22b 短辺
23 中間柱部
24 端面
25 弾性クリップ
25a 上部屈曲片
25b 下部屈曲片
26 連結部
27 ポケット
28 リブ
29a、29b 小係合凹部
30 小係合凹部
31a、31b 小係合凸部
32 小係合凸部
33 脚部
34 係合段差部
35 蟻
36 蟻溝
37 係合凸部
38 係合凹部
39 アンダーカット部
41、41a、41b 連結凸部
42 連結凹部
43 連結ピン
44 テーパ穴
12 外輪
13 軌道
14 軌道
15 保持器
16 転動体
17 小つば
18 大つば
19 保持器セグメント
21a 上部長辺
21b 下部長辺
22a、22b 短辺
23 中間柱部
24 端面
25 弾性クリップ
25a 上部屈曲片
25b 下部屈曲片
26 連結部
27 ポケット
28 リブ
29a、29b 小係合凹部
30 小係合凹部
31a、31b 小係合凸部
32 小係合凸部
33 脚部
34 係合段差部
35 蟻
36 蟻溝
37 係合凸部
38 係合凹部
39 アンダーカット部
41、41a、41b 連結凸部
42 連結凹部
43 連結ピン
44 テーパ穴
Claims (11)
- 内輪及び外輪の各軌道の間に保持器に保持された転動体が介在され、前記内輪及び外輪は非分割形の円環状に形成され、前記保持器が複数の保持器セグメントを円環状に組み合わせて構成された転がり軸受において、前記保持器は、相互に隣接する前記保持器セグメントの端面相互を突き合わせ、その突き合わせた端面相互を弾性クリップにより円環状に連結して構成されたことを特徴とする転がり軸受。
- 前記弾性クリップにより隣接する保持器セグメントの端面の両側にわたる範囲を弾性的に挟持するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受。
- 前記隣接する保持器セグメントの相互に突き合わされた端面の両側にそれぞれ小係合凹部が設けられ、前記弾性クリップの内面にも前記各小係合凹部に対応した一対の小係合凸部が設けられ、前記弾性クリップの小係合凸部が前記保持器セグメント側の小係合凹部に嵌合されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の転がり軸受。
- 前記軸受が円すいころ軸受であり、その内輪の円すい形状の軌道の小径側に大つばが設けられ、前記大つばの内側に係合段差部が形成され、その係合段差部に係合する脚部が前記弾性クリップに設けられたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の転がり軸受。
- 隣接する一方の保持器セグメントの端面に設けられた蟻と、他方の保持器セグメントの端面に前記蟻に対向して設けられた蟻溝とが相互に係合され蟻継手を構成することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の転がり軸受。
- 前記蟻及び蟻溝の方向が該保持器セグメントの径方向又は軸方向のいずれかであることを特徴とする請求項5記載の転がり軸受。
- 前記蟻の長さ方向の中間部に当該蟻と同じ高さでその幅より大きい径の円形係合部が設けられ、前記蟻溝の長さ方向中間部に前記円形係合部に対応してこれに係合される円形凹部が設けられ、前記円形係合部が弾性変形により前記蟻溝を通過して前記円形凹部に嵌合されることを特徴とする請求項5又は6に記載の転がり軸受。
- 前記円形係合部及びこれと同一径の円形凹部がそれぞれ複数個所に所要の間隔をおいて設けられたことを特徴とする請求項7に記載の転がり軸受。
- 前記複数の円形係合部及び円形凹部が、それぞれ径の小さいものから順に同一間隔で配置され、同一順位のものはそれぞれ同一径に形成されたことを特徴とする請求項7又は8に記載の転がり軸受。
- 隣接する保持器セグメントの突き合わせ端面の一方に設けられた連結凸部と、他方の突き合わせ端面に前記連結凸部に対向して設けられた連結凹部の相補的な嵌合部分に連結ピンを挿通することにより前記保持器セグメントが連結され、前記連結ピンはその中間部の径が両端部の径より大きくなるようにわずかなテーパが付与され、これを前記嵌合部分に強制的に差し込むようにしたことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の転がり軸受。
- 隣接する保持器セグメントの突き合わせ端面の軸方向の一方に片寄って突き出した連結凸部と、他方の突き合わせ面に前記連結凸部と反対側に片寄って突き出した連結凸部とが相互に軸方向に接するように嵌合され、前記両方の連結凸部の軸方向の対向面間に連結ピンが差し込まれ、その連結ピンの両端部が各連結凸部の内部に隠れた状態に差し込まれたことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の転がり軸受。
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