JP2014020527A

JP2014020527A - 円筒ころ軸受

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Publication number: JP2014020527A
Application number: JP2012162622A
Authority: JP
Inventors: Hideki Fujiwara; 英樹藤原
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2014-02-03

Abstract

【課題】大型の転がり軸受の回転中において、軸受のラジアル荷重が軽荷重になると、ころの転動不良によってころとリテーナの公転速度が低下する。このときに、ころと外輪または内輪の軌道面との間ですべりが生じ、スミアリングが発生するという問題がある。
【解決手段】ころ１３０を転動可能に保持するリテーナ１４０を有する円筒ころ軸受において、ころ１３０の軸線方向の両側に、内輪１２０と同軸に円環部材１４８を配置し、隣り合う各ころ１３０の間に配置したスペーシング部材１４１を前記円環部材１４８で回転支持する。前記スペーシング部材１４８の外周を円筒形状にして、転動するころ１３０と接触したとき容易に回転できるように支持する。ころ１３０がリテーナ１４０と共に容易に公転できるので、軸受のラジアル荷重が軽荷重のときでも、ころ１３０とリテーナ１４０を確実に公転させることが出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は転がり軸受の構造に関わり、特に土木建設機械、製鉄機械、風力発電装置などに使用される大型の転がり軸受に関する。

土木建設機械、製鉄機械、風力発電装置などの用途では、負荷荷重が大きいのでころ軸受が多用される。また、これらの用途においては軸受の直径が1メートルを超える大きさのものも使用される。

風力発電装置を例にとって、図６によって転がり軸受の使用形態を説明する。風力発電装置は風車１の回転を増速機１０によって増速させて、発電機２の主軸を高速で回転させて発電している。増速機１０は、平行に設置した３本の回転軸１１，１２，１３をギアで結合した構成である。各回転軸の両端はそれぞれ転がり軸受で支持されていて、Ｙ３の箇所に円筒コロ軸受が使用されている。

円筒ころ軸受の構造を図７に示す。円筒ころ軸受９０は一般的に、内輪３０、外輪２０、ころ４０、リテーナ８０で構成される。ころ４０はリテーナのポケット８１内に一つずつ収容されて、円周方向に一定の間隔で配置されている。ころ４０ところ４０の間にリテーナ８０の柱８２があって、隣接するころ同士が直接接触しないようになっている。

図８によって、ラジアル荷重が負荷されて軸受が回転するときのころ４０に作用する力の状態を説明する。ラジアル荷重Ｐが負荷されて円筒ころ軸受の内輪３０が回転すると、荷重が負荷されている領域（荷重負荷圏）にあるころ４０には、それぞれＰ１，Ｐ２，Ｐ３の転動体荷重が負荷され、この荷重に応じて、各ころ４０と、内輪３０の軌道面３１および外輪２０の軌道面２１との間に摩擦力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が作用する。ころ４０はこの摩擦力によって転動する。転動したころ４０は、その進行方向にあるリテーナの柱部８２を押すことにより、リテーナ８０全体が円周方向に回転する。

ラジアル荷重の非負荷圏においては、ころ４０に前記摩擦力が発生しないので、ころ自体が公転する力を生じることはなく、ころ４０は、前述のリテーナ８０が回転することによって、柱８２に押されて公転運動をする。

こうして、ころ４０とリテーナ８０が相互に作用して、すべてのころ４０が転動して、長期にわたって円筒ころ軸受を使用することが出来る。

特開２００６−１３８３８１号公報特開２００４−１６２７７７号公報

風力発電装置においては、風車が回っている間でも、発電機２が発電を停止すると、増速機１０の回転軸１１，１２，１３を支える軸受に対するラジアル荷重が減少し、これらの支持軸受は極めて小さいラジアル荷重が負荷された状態で回転することになる。

風力発電装置に使用される大型軸受では、リテーナ８０のサイズは大きく、その質量が大きいため、リテーナ８０を公転させるためには円周方向の大きな力が必要である。上記のようにラジアル荷重が減少してころ４０と軌道面２１，３１との間で十分な摩擦力を得ることが出来ないときは、コロ４０と軌道面２１，３１との間でスリップが生じやすくなる。

また、負荷圏にあるころ４０が転動しながらリテーナ８０の柱部８２を押すときは、ころ４０と柱部８２とは滑り接触をしており、その接触部のすべり摩擦がころ４０の転動に対する抵抗となるので、ころ４０と軌道面２１，３１との間では更にスリップを生じやすくなる。

軸受の回転数が大きい時に前記スリップが生じると、ころ４０と軌道面２１，３１との接触部における潤滑膜が破壊され、スミアリングと呼ばれる摩耗が生じて、軸受の早期の不具合につながる。風力発電装置用の増速機では、発電機２に直結されている軸１３が最も高速で回転していて、ここに使用される円筒ころ軸受において特にスミアリングが生じやすいという問題がある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、この発明の課題は、直接的には、ころとリテーナの間のすべり摩擦を低減することであり、最終的な目的は、ころと、外輪または内輪の軌道面との間のスリップを防止して、軌道面のスミアリング発生を低減する転がり軸受を提供することである。

本発明の請求項１に記載する発明は、内周面に軌道面を有する外輪と、外周面に軌道面を有する内輪と、前記外輪の軌道面と前記内輪の軌道面との間の空間に、前記内輪の円周方向に複数配置されたころと、前記ころを円周方向に間隔を空けて配置するとともに前記ころを転動可能に保持するリテーナとを有する円筒ころ軸受であって、前記リテーナは、前記ころのその軸線方向の両側に、前記内輪の軸線と同軸に配置された円環部材と、隣り合う前記各ころの間に配置されるとともに、軸方向両端が前記円環部材で支持された円筒形状のスペーシング部材とを有しており、前記スペーシング部材は、これの外周が前記ころに接触できる位置に配置され、前記円環部材に回転可能に支持されていることを特徴としている。

本発明の請求項２に記載する発明は、前記内輪の外周面に前記軌道面を挟んで軸方向両側に肩部を設け、この肩部に内径側へ凹ませた段部を形成し、前記円環部材の内径寸法が、前記内輪の軌道面の外径寸法より小さく、前記段部の外径寸法よりも大きめに設定して、前記スペーシング部材の軸線を、前記ころの軸線をつないで得られるピッチ円より内径側に配置したことを特徴としている。

本発明の請求項３に記載する発明は、前記外輪の内周面に前記軌道面を挟んで軸方向両側に肩部を設け、この肩部に外径側へ凹ませた段部を形成し、前記円環部材の外径寸法が、前記外輪の軌道面の内径寸法より大きく、前記段部の外径寸法よりも小さめに設定して、前記スペーシング部材の軸線を、前記ころの軸線をつないで得られるピッチ円より外径側に配置したことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、ころとリテーナがスペーシング部材を介して転がり接触しているため、ころの転動に対して抵抗とならず、軸受のラジアル荷重が軽荷重のときでも効率よくリテーナを公転させることが出来る。

また、負荷圏のころが回動して、リテーナ全体を公転させるので、負荷圏のころの公転運動がそれぞれ他のころに伝達される。このため、軸受のラジアル荷重が軽荷重であっても、全てのころを一体として回動させることが出来る。
この結果、軌道面のスミアリングを低減出来て、寿命の長い軸受を得ることが出来る。

第２の発明によれば、ころところの間隔を小さくすることが出来るので、軸受に組み込むころの数を多くすることが出来る。この結果、軌道面のスミアリングを低減するとともに軸受の負荷容量を大きくすることが出来るので、より一層、寿命の長い軸受を得ることが出来る。

第３の発明によれば、スペーシング部材の直径を大きくすることが出来るので、スペーシング部材をより小さいな力で回転させることが出来る。この結果、ころが転動するときに、効率よくリテーナを回転させることが出来て、軌道面のスミアリングを更に低減することが出来る。第２の発明と同様に、軸受の負荷容量を大きくする効果も有しているので、より一層、寿命の長い軸受を得ることが出来る。

本発明に係る円筒ころ軸受の第１実施例を示す図である。第１実施例の円筒ころ軸受の軸方向中央断面図によって、ラジアル荷重が各ころに分散して負荷される状態を説明する図である。最下部のころに作用する荷重と摩擦力を説明する図である。本発明に係る円筒ころ軸受の第２実施例を示す図である。本発明に係る円筒ころ軸受の第３実施例を示す図である。風力発電装置の概略構造を示す図である。従来の円筒ころ軸受の一部を切り描いた斜視図である。従来の円筒ころ軸受が、ラジアル荷重を受けながら回転するときの、各ころに作用する力を説明する図である。

この発明の第１実施形態を図１を用いて説明する。
この発明にかかる円筒ころ軸受は、外輪１１０、内輪１２０、複数のころ１３０、およびリテーナ１４０で構成されている。

外輪１１０は、外径側が、風力発電装置などのハウジング（図は省略する）に嵌め合うように円筒形状に研磨加工されていて、内径側が、その軸方向両端に内径方向に突出し、円周方向に延在する鍔部１１１を有していて、両鍔部の間の窪んだ部分が円筒形状に研磨加工されて、ころ１３０が転動する軌道面１１５となっている。この軌道面１１５に連続する両鍔部１１１の内側面１１２は研磨加工され、ころ１３０が転動するときの案内面となっている。

内輪１２０は、内径側が、風力発電装置などの回転する主軸（図は省略する）に装着できるように円筒形状に研磨加工されている。内輪の外径側は、その軸方向中央部が円筒形状に研磨加工されて、ころが転動する軌道面１２５となっていて、両肩部に、軌道面の直径より小径となる段部１２２が形成されている。段部１２２と軌道面１２５は半径方向に延在する側面１２１でつながっている。

ころ１３０は、外径が、円筒形状に研磨加工されていて、両側の端面が、軸心に直角で互いに平行に研磨加工された平面となっている。その両端面の間の寸法は、外輪に設けた両鍔１１１の側面１１２の内幅よりわずかに小さく製作されている。

この発明にかかる円筒ころ軸受は、内輪１２０と外輪１１０とが同軸に組み合わされて、かつ、前記外輪１１０の軌道面１１５と内輪１２０の軌道面１２５が対向するように組み合わされる。複数のころ１３０が、前記外輪１１０の軌道面１１５と内輪１２０の軌道面１２５との間の空間に、その軸線が内外輪の軸線と平行に組み込まれ、かつ、これらのころ１３０は後述するスペーシング部材１４１によって、円周方向に等しい間隔で配置される。

リテーナ１４０はスペーシング部材１４１と円環部材１４８とブッシュ１５０とで構成されていて、スペーシング部材１４１は円環部材１４８に対して回転可能に支持されている。

円環部材１４８の平面部１４６には、その半径方向の幅のほぼ中央に、この発明にかかる円筒ころ軸受に組み込まれるころ１３０の個数と同じ数の穴１４９が、円周方向に等しい間隔で、平面部１４６に直角方向に貫通している。

各穴１４９の内径にはフッ素樹脂などの摩擦係数の小さい材料でできたブッシュ１５０が挿入されている。ブッシュ１５０は、内径、外径ともに円筒形状で、外径は穴１４９とタイトに組み込まれていて、円環部材１４８に対して回転しないようになっている。

スペーシング部材１４１は、軸方向中央部に設けた円筒形状のころ接触部１４２と、その軸方向両端に同軸に設けた円筒形状の回転支持部１４３とで構成されている。スペーシング部材１４１は、各ころ間に、その軸線がころ１３０の軸線と平行に組み込まれ、ころ接触部１４２が隣接するころ１３０と接するように配置される。ころ接触部１４２の外径は、隣接するころ１３０に同時に接するときに、内輪１２０の外径とは接触しないような大きさで製作されている。
スペーシング部材１４１は機械構造用炭素鋼等で製作され、その外径は、焼入れ硬化処理をされた後、研磨加工がされている。

両軸端の回転支持部１４３は、円筒ころ軸受の軸方向両側に組み込まれた円環部材１４８の前記ブッシュ１５０の内径に、回転可能なように隙間を持って挿入される。回転支持部１４３の両先端は、それぞれブッシュ１５０に挿入した側と反対の側に突出して、その突出部に止め輪１４７が装着されており、スペーシング部材１４１が円環部材１４８から抜け出ることはない。

なお、スペーシング部材１４１がより一層小さいトルクで回転できるように、ブッシュ１５０に代えて針状ころ軸受を使用してもよい。

円環部材１４８は、外輪１１０の内径と、内輪１２０の肩部に設けた段部１２２とで囲まれた軸方向両側の空間にそれぞれ配置される。円環部材１４８は、その外径が外輪１１０の内径より小さく設定され、内径が内輪両肩部の段部１２２の外径より大きく設定されていて、組み立てられたときに内輪１２０または外輪１１０と接触しない大きさとなっている。

対向する円環部材１４８の内幅の寸法は、内輪１２０の軸方向両側の側面１２１の間の寸法より大きく設定されていて、円環部材１４８が内輪１２０を挟み込むことがなく、リテーナ１４０と内外輪（１１０，１２０）は互いに拘束されずに運動することが出来る。

また、円環部材１４８の軸方向厚さは、段部１２２の軸方向長さより小さくして、内輪両肩部から突出しない大きさに設定されているので、軸受の端面を押して軸受を回転軸などに組み込む際に、圧入治具がリテーナ１４０と干渉せず、組み込み作業が容易になる。

以上のようにころ１３０とスペーシング部材１４１が円周方向に交互に組み立てられて、ころ１３０は円周方向に等しい間隔で配置される。第1実施例では、内輪側の肩部に段部１２２を設けたので、スペーシング部材１４１を、ころ１３０の軸線をつなぐピッチ円直径より内側で、かつ可能な限り内輪１２０に接近させて保持することが出来る。

スペーシング部材１４１は、隣接するふたつのころ１３０に接しているので、その軸心位置は、軸受の軸心から等しい距離でかつ、円周方向に等しい間隔で配置される。従ってリテーナ１４０全体としての軸線は、軸受と同軸に保持される。

軸受が回転するときにおいても、ころ１３０とスペーシング部材１４１が円周方向に交互に組み立てられているため、各ころ１３０は円周方向に等しい間隔を保ったまま公転運動をする。各スペーシング部材１４１は隣接するふたつのころ１３０に接していて、ころ１３０との相対的な配置を保ちながら公転するので、リテーナ１４０全体が軸受の軸心を中心とした回転運動をする。

本発明にかかる円筒ころ軸受では、スペーシング部材１４１をころ１３０のピッチ円より内径側に設置した。このため、隣接するころ１３０ところ１３０の距離を小さく設定することが出来るので、軸受に組み込むことが出来るころの本数を増加させることが出来る。この結果、軸受全体として荷重負荷容量が増加し、軸受の寿命を向上させることが出来る。

次に、風力発電装置の増速機に本発明にかかる円筒ころ軸受を組み込んだ時の、各部の動作を図２、図３で説明する。

外輪１１０が図示しない増速機のハウジングに固定され、内輪１２０が増速機の回転軸に外嵌されて（たとえば図６のＹ３の位置）、回転軸を支持している。風力発電装置のプロペラが回転して、増速機の軸１３が回転すると円筒ころ軸受の内輪１２０が回転する。増速機の出力軸は発電機に連結されていて、発電するときは回転軸に大きなトルク（発電トルク）が負荷される。増速機の回転軸は歯車で結合されているので、歯車のかみ合い部には発電トルクに相当する接線力が作用し、この接線力が回転軸を支持している軸受に対してラジアル荷重Ｐとして作用する。

軸受にラジアル荷重が作用するとき、そのラジアル荷重を受ける側（負荷圏）のころと、ラジアル荷重を受けない側（非負荷圏）のころが存在する。そこで、先ず、軸受の内輪が回転するときの負荷圏における各部の動作を説明する。

内軸に鉛直方向下向きにラジアル荷重Ｐが作用すると、図２に示すように、下方にある複数のころ１３０に圧接力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・が作用する。図中の矢印は荷重の負荷される方向と、その概略の大きさを示している。
図３に負荷圏にあるころの部分拡大図を示す。
内輪１２０が反時計回りの方向に回転するとき、ころ１３０は、ころ外径と内外輪の軌道面１１５，１２５との間に生じる摩擦力Ｆ１、Ｆ２，Ｆ３・・・（Ｆ１＝μＰ１ここでμ：摩擦係数）によって、時計回りの方向に自転しながら反時計回りの方向に公転運動をする。このとき、スペーシング部材１４１はころ１３０に押されて反時計回りの方向に公転運動をする。

ころ１３０がスペーシング部材１４１を押すとき、ころ１３０は自転しているので、ころ１３０とスペーシング部材１４１の接触部に摩擦力（以下、前記摩擦力Ｆ１、Ｆ２・・・と区別するために摩擦力ｆ１、ｆ２と表示し、図３にはころに作用する荷重を示す。）が生じる。ここでは、ころ１３０が時計回りの方向に自転しているので、スペーシング部材１４１は反時計回りに回転する。

スペーシング部材１４１が隣接する双方のころ１３０に同時に接触する場合でも、負荷圏にあるころ１３０はいずれも時計回りの方向に同じ速度で自転するので、スペーシング部材１４１が反時計回りの方向に回転すれば、各接触部Ｑ１，Ｑ２において、ころ１３０とスペーシング部材１４１の接線方向の速度は同一となり、ころ１３０とスペーシング部材１４１の接触部Ｑ１，Ｑ２はすべて転がり接触をする。

スペーシング部材１４１は、摩擦係数が小さいブッシュ１５０によって支持されていて、その回転トルクは非常に小さく、ころ１３０と接触して容易に回転することが出来るので、ころ１３０の自転運動に対する抵抗が大幅に低減できる。
この結果、ころ１３０と内外輪の軌道面（１１５，１２５）との間の摩擦力Ｆがリテーナ１４０を公転させる力として有効に伝達され、リテーナ全体を容易に公転させることが出来る。

特に風力発電装置では軸受の直径が大きく、ここに組み込まれるリテーナも必然的に直径が大きく、その重量も大きいものとなるので、ころ１３０とスペーシング部材１４１とは強い力で接することになる。このような用途においてころ１３０とスペーシング部材１４１が転がり接触をすることは、リテーナ１４０を容易に公転させるために、特に有利である。

次に、非負荷圏におけるころ１３０とリテーナ１４０の動きを説明する。
非負荷圏にあるころ１３０は、前記のような負荷荷重Ｐによる摩擦力Ｆが作用しないので、内外輪の軌道面（１１５，１２５））からころ１３０を転動させる力は作用しない。前述のように、リテーナ１４０が負荷圏のころ１３０によって反時計回りの方向に回転させられているので、非負荷圏では負荷圏における挙動とは逆に、ころ１３０が、スペーシング部材１４１に押されて反時計回りの方向に公転運動をする。

ころ１３０が公転運動をするときは、遠心力によってころ１３０は外輪１１０の軌道面１１５に押しつけられていて、ころは外輪軌道面上を滑りを生じることなく転動しようとする。

従ってスペーシング部材１４１がころ１３０を押すとき、ころ１３０は、時計回りの方向に自転するので、ころ１３０とスペーシング部材１４１の接触部では摩擦力ｆが発生して、スペーシング部材１４１は反時計回りの方向に回転する。前述したように、スペーシング部材１４１は、摩擦係数が小さいブッシュ１５０によって支持されているのでその回転トルクは非常に小さい。このため、ころ１３０とスペーシング部材１４１が接触しても、ころ１３０の動きを阻害せず、リテーナ１４０がころ１３０を押すときの抵抗を小さくすることが出来る。

逆にいえば、スペーシング部材１４１を回転させるために必要なトルクが大きいと、ころ１３０とスペーシング部材１４１が接触することによって、ころ１３０の自転する速さを低下させてしまう。自転するときのころ１３０の外周面の速度が、内外輪軌道面（１１５，１２５）の相対速度よりも小さくなると、ころ１３０と外輪軌道面（１１５，１２５）の間で滑り接触をすることになる。このときの滑り摩擦が抵抗となって、リテーナ１４０を公転させるために更に大きな力が必要となるが、本発明にかかる円筒ころ軸受では、スペーシング部材１４１が極めて低トルクで回転できるように支持されているので、リテーナ全体を容易に公転させることが出来る。

以上の説明によって明らかなように、軸受が回転するときに、ラジアル荷重の負荷圏、非負荷圏のすべての領域において、リテーナ１４０は、ころ１３０とスペーシング部材１４１が接触するだけで、ほかの部品、例えばスペーシング部材１４１と内輪外径１２５、円環部材１４８の外径と外輪鍔部１１１の内径、および円環部材１４８の内径と内輪段部１２２の外径と接触せずに公転運動をする。

そして、リテーナ１４０が回転するときの唯一の接触個所である、ころ１３０とスペーシング部材１４１において、スペーシング部材１４１を回転させるために必要な力が極めて小さくてすむので、リテーナ１４０の公転を阻害する力の発生を最大限に低減出来るのである。

前述したように、軸受が回転するときに、ころ１３０とリテーナ１４０を公転運動させる力は、ラジアル荷重Ｐに伴うころ１３０と軌道面（１１５，１２５）との間の摩擦力Ｆに依存している。風力発電装置においては、発電機が発電を停止してラジアル荷重Ｐが減少するような場合には、ころ１３０と軌道面（１１５，１２５）との間の摩擦力Ｆが減少するが、リテーナ１４０を公転運動させる力ｆが小さくてすむので、ころ１３０とリテーナ１４０は容易に移動し、軸受の内外輪の相対速度に応じた速度で公転する。

この結果、ころ１３０が軌道面（１１５，１２５）との間で滑り接触をすることなく転動し、ころ１３０と軌道面（１１５，１２５）の間でのスリップに伴う軌道面のスミアリングの発生が軽減されるので、耐久性に優れた軸受を提供することが出来る。

次に本発明にかかる第２実施例を図４を用いて説明する。
第２実施例は、第１実施例の構造に対して、スペーシング部材２４１の支持構造が異なる。スペーシング部材２４１は回転円筒であって円環部材２４８に固定されたピン２４２とブッシュ２５０で支持されている。

ピン２４２は段付きの円筒形状であって、軸方向の中央が大径の円筒形状に加工されていて、その両軸端部に小径の円筒形状の段部２４４が同軸に設けられている。大径部２４３と段部２４４とは軸線に直角方向に延在する端面２４５で連続している。大径部２４３の軸方向長さはころ１３０の軸方向長さよりやや長く設定されている。

円環部材２４８の平面部２４６には、その半径方向の幅のほぼ中央に、この発明にかかる円筒ころ軸受に組み込まれるころの個数と同じ数の穴２４９が、円周方向に等しい間隔で、平面部２４６に直角方向に貫通している。穴２４９の直径はピン２４２の段部２４４の直径とほぼ同一寸法で製作されている。

段部２４４の軸方向長さは円環部材２４８の厚さよりやや長く設定されており、段部２４４を前記穴２４９に挿入し、端面２４５を円環部材２４８に圧接した状態で、円環部材２４８から突出する部分がカシメられて、ピン２４２が円環部材２４８と一体に組み立てられる。第２実施例では、第１実施例に比して、ピン２４２が左右の円環部材２４８と堅固に固定されるので、リテーナ全体としての剛性が向上するというメリットがある。

大径部２４３の外側には、ブッシュ２５０を介して円筒形状のスペーシング部材２４１が同軸に外嵌されている。スペーシング部材２４１の軸方向長さは大径部２４３の軸方向長さよりわずかに小さく設定されている。スペーシング部材２４１の内径側には、軸方向両端部にブッシュ２５０がタイトに嵌合されている。ブッシュ２５０の材質はフッ素樹脂などの摩擦係数の小さい材料が使用される。なお、針状ころ軸受などを用いることによって回転トルクをより小さくすることが出来る。
ブッシュ２５０の内径と大径部２４３とは隙間を持って嵌合されていて、スペーシング部材２４１はピン２４２の周りを容易に回転することが出来る。

第２実施例においては、スペーシング部材２４１の支持方法が第１実施例と異なるだけで、ころ１３０と接触するときの動作は同様であるので、説明を省略する。

第２実施例においても、スペーシング部材２４１を回転させるために必要な力が極めて小さいので、ラジアル荷重Ｐに伴うころ１３０と軌道面（１１５、１２５）との間の摩擦力Ｆ１が減少しても、ころ１３０とリテーナ２４０を容易に公転させることが出来る。
この結果、ころ１３０が軌道面（１１５、１２５）との間で滑り接触をすることなく転動し、ころ１３０と軌道面（１１５、１２５）の間でのスリップに伴う軌道面（１１５、１２５）のスミアリングの発生が軽減されるので、耐久性に優れた軸受を提供することが出来る。

次に、第３実施例について図５によって説明する。
第３実施例は、第１実施例に対して、スペーシング部材３４１を、ころ１３０のピッチ円直径よりも外側に配置した点が異なる。第１実施例と異なる個所について説明する。

外輪３１０は、外径側が、風力発電装置などのハウジング（図は省略する）に嵌め合うように円筒形状に研磨加工されている。内径側は、その軸方向中央部が円筒形状に研磨加工されて、ころ１３０が転動する軌道面３１５となっていて、両肩部に、軌道面の直径より大径となる段部３１２が形成されている。段部３１２と軌道面３１５は半径方向に延在する側面３１１でつながっている。

内輪３２０は、内径側が、風力発電装置などの回転する主軸（図は省略する）に装着できるように円筒形状に研磨加工されている。外径側は、その軸方向両端に外径方向に突出し、円周方向に延在する鍔部３２１を有していて、両鍔部の間の窪んだ部分が円筒形状に研磨加工されて、ころ１３０が転動する軌道面３２５となっている。この軌道面３２５に連続する両鍔部３２１の内側面３２２は研磨加工され、ころ１３０が転動するときの案内面となっている。

スペーシング部材３４１は、第１実施例と同様に、軸方向中央部に設けた円筒形状のころ接触部３４２と、その軸方向両端に同軸に設けた円筒形状の回転支持部３４３とで構成されていて、両軸端の回転支持部３４３は、円筒ころ軸受の軸方向両側に組み込まれた円環部材３４８のブッシュ３５０の内径に、回転可能なように隙間を持って挿入される。スペーシング部材３４１は、各ころ間に、その軸線がころ１３０の軸線と平行に組み込まれ、ころ接触部３４２が隣接するころ１３０と接するように配置される。

第３実施例では、スペーシング部材３４１の軸線はころ１３０の中心線を結ぶピッチ円より外径側に配置されていて、ころ接触部３４２は、隣接するころ１３０に同時に接するときに、外輪の内径３１５とは接触しないような外径寸法で製作されている。

円環部材３４８は、外輪の両肩部に設けた段部３１２と、内輪３２０の外径とで囲まれた空間にそれぞれ配置される。円環部材３４８は、その外径が外輪両肩部の段部３１２の内径より小さく設定され、内径が内輪鍔部３２１の外径より大きく設定されていて、組み立てられたときに内輪鍔部３２１または外輪３１０と接触しない大きさとなっている。

以上のようにころ１３０とスペーシング部材３４１が円周方向に交互に組み立てられて、ころ１３０は円周方向に等しい間隔で配置される。第３実施例では、外輪側の肩部に段部３１２を設けたので、スペーシング部材３４１を、ころ１３０のピッチ円直径より外側で、かつ可能な限り外輪３１０に接近させて保持することが出来る。

第１実施例の場合と同様に、スペーシング部材３４１は、隣接するふたつのころ１３０に接しているので、その軸心位置は、軸受の軸心から等しい距離でかつ、円周方向に等しい間隔で配置される。従ってリテーナ全体としての軸線は、軸受と同軸に保持されて、軸受が回転するときにおいても、リテーナ全体が軸受の軸心を中心とした回転運動をする。

本発明にかかる円筒ころ軸受では、スペーシング部材３４１をころ１３０の軸心をつないで得られるピッチ円より外径側に設置した。このため、隣接するころ１３０ところ１３０の距離を小さく設定することが出来るので、軸受に組み込むことが出来るころの本数を増加させることが出来る。この結果、軸受全体として荷重負荷容量が増加し、軸受の寿命を向上させることが出来る。

さらに、第1実施例に比べて、組み込んだころの数が同等でありながら、スペーシング部材３４１のころ接触部３４２の直径を大きくすることが出来るので、スペーシング部材３４１を回転させる接線力を低減出来る。この結果、さらに効率よくリテーナ３４０を回転させることが出来るので、ラジアル荷重が低下したときの軌道面のスミアリングの発生を低減し、耐久性に優れた軸受を提供することが出来る。

なお、第３実施例のスペーシング部材を、第２実施例のスペーシング部材のようにピン軸に外嵌した円筒部材に変更しても良い。また、スペーシング部材１４１がより一層小さいトルクで回転できるように、ブッシュに代えて針状ころ軸受を使用してもよい。

（１１０）外輪
（１１１）鍔部
（１１５）外輪軌道面
（１２０）内輪
（１２２）段部
（１２５）内輪軌道面
（１３０）ころ
（１４０）リテーナ
（１４１）スペーシング部材
（１４２）ころ接触部
（１４３）回転支持部
（１４８）円環部材
（１５０）ブッシュ
（２４１）スペーシング部材
（２４２）ピン
（２４８）円環部材
（２５０）ブッシュ
（３１０）外輪
（３１２）段部
（３１５）外輪軌道面
（３２１）鍔部
（３２５）内輪軌道面
（３４０）リテーナ
（３４１）スペーシング部材
（３４８）円環部材
（３５０）ブッシュ

Claims

内周面に軌道面を有する外輪と
外周面に軌道面を有する内輪と
前記外輪の軌道面と前記内輪の軌道面との間の空間に、前記内輪の円周方向に複数配置されたころと
前記ころを円周方向に間隔を空けて配置するとともに前記ころを転動可能に保持するリテーナとを有する円筒ころ軸受であって、
前記リテーナは、前記ころの軸線方向の両側に、前記内輪の軸線と同軸に配置された円環部材と、
隣り合う前記各ころの間に配置されるとともに、軸方向両端が前記円環部材で直接または間接に支持された円筒形状のスペーシング部材とを有しており、
前記スペーシング部材は、これの外周が前記ころに接触できる位置に配置され、前記円環部材に回転可能に支持されていることを特徴とする円筒ころ軸受。
前記内輪の外周面に前記軌道面を挟んで軸方向両側に肩部を設け、この肩部に内径側へ凹ませた段部を形成し、前記円環部材の内径寸法が、前記内輪の軌道面の外径寸法より小さく、前記段部の外径寸法よりも大きめに設定して、前記スペーシング部材の軸線を、前記ころの軸線をつないで得られるピッチ円より内径側に配置したことを特徴とする請求項１に記載する円筒ころ軸受。
前記外輪の内周面に前記軌道面を挟んで軸方向両側に肩部を設け、この肩部に外径側へ凹ませた段部を形成し、前記円環部材の外径寸法が、前記外輪の軌道面の内径寸法より大きく、前記段部の内径寸法よりも小さめに設定して、前記スペーシング部材の軸線を、前記ころの軸線をつないで得られるピッチ円より外径側に配置したことを特徴とする請求項１に記載する円筒ころ軸受。