JP2014159836A - Cage for rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、風力発電装置の主軸を支持する大型のころ軸受、特に円すいころ軸受や産業機械特に外径が1mを超えるような大型の円すいころ軸受に使用される保持器に関するものである。 The present invention relates to a cage used for a large roller bearing that supports a main shaft of a wind turbine generator, particularly a tapered roller bearing or an industrial machine, particularly a large tapered roller bearing having an outer diameter exceeding 1 m.
円すいころ軸受の保持器は、通常、鋼板の保持器が使用され、内輪と転動体は保持器によって一体化されている。 As a retainer of a tapered roller bearing, a retainer of a steel plate is usually used, and the inner ring and the rolling element are integrated by the retainer.
そのため、円すいころ軸受は、内輪と転動体と保持器を組み立てた内輪構成体と外輪とを、それぞれ別々に装置の軸、ハウジングに組込んでいる。 For this reason, in the tapered roller bearing, an inner ring structure and an outer ring in which an inner ring, a rolling element and a cage are assembled are separately incorporated in the shaft and housing of the device.
昨今、風力発電装置は、大型化の一途を辿っており、使用される軸受のサイズも大きくなっており、それに伴い量産するための製造設備も大きく変わることから、コストと機能を両立した設計仕様が望まれている。 In recent years, wind power generators have been getting larger and the size of the bearings used has increased, and the production facilities for mass production have changed drastically. Is desired.
ところで、鋼板の保持器は、通常プレス加工により製作されるが、外径1mを超えるような大型のサイズになると、設備上の問題によりプレス加工が難しくなる。また、強度面を確保するために、板厚を大きくしたくても、板厚に対する加工上の制約もあり、プレス加工には限界がある。一方、削り出し保持器では、プレス品と比較し、大幅なコストアップとなり、マテリアルロスの観点からも無駄が多くなる。 By the way, the steel plate cage is usually manufactured by press working. However, when the size is larger than the outer diameter of 1 m, the press working becomes difficult due to a problem in equipment. Further, even if it is desired to increase the plate thickness in order to secure the strength surface, there is a limitation in processing for the plate thickness, and there is a limit in press processing. On the other hand, the machined cage has a significant cost increase compared to the press product, and is wasteful from the viewpoint of material loss.
このような鋼板の保持器の課題を克服するため、円すいころ軸受の保持器を、円周上に2個以上配置される樹脂製のセグメントによって構成する場合もある。 In order to overcome the problem of the steel plate cage, the cage of the tapered roller bearing may be constituted by two or more resin segments arranged on the circumference.
ところが、保持器をセグメントに分割した場合、転動体がセグメント単位で分離してしまうので、内輪組み立て構成体と外輪とを一体化した状態で組み込みができるような特定のアプリケーションにしか適用できない。 However, when the cage is divided into segments, the rolling elements are separated in segment units, so that the cage can be applied only to a specific application in which the inner ring assembly structure and the outer ring can be assembled in an integrated state.
即ち、内輪組み立て構成体と外輪とを別々に、装置の軸やハウジングに組込むことができなくなるため、冶工具を用いて、軸受を組み立てた状態で装置に組込むなどの工夫が必要となる。その場合、冶工具は、軸やハウジングの組込み後に抜取るなどの作業ができない。 That is, since the inner ring assembly structure and the outer ring cannot be separately assembled into the shaft or housing of the apparatus, it is necessary to devise such as assembling the bearing into the apparatus in an assembled state using a jig tool. In that case, the jig cannot be removed after the shaft or housing is assembled.
一方、樹脂成形で1mを超えるような大型の一体リングを成形することはできないので、特許文献1〜3にもセグメント同士を連結して円環状態した保持器が開示されている。
On the other hand, since a large-sized integral ring exceeding 1 m cannot be formed by resin molding,
しかしながら、特許文献1や特許文献2に開示されたセグメントタイプの保持器は、周辺スペースに余裕がない場合に、転動体のサイズを小さくしなければならず、機能面で円すいころ軸受の定格荷重の制約が発生するという問題がある。
However, the segment type cages disclosed in
また、特許文献3の保持器は、各セグメントの両端に、隣接するセグメントを連結する連結部を設けてセグメントを円環状に連結している。 Moreover, the cage | basket of patent document 3 provides the connection part which connects an adjacent segment in the both ends of each segment, and connects the segment in the annular | circular shape.
ところが、各セグメントの両端に、隣接するセグメントの連結部を順次連結し、最後の一個のセグメントを連結して円環状を完成させる場合に、最後の一個のセグメントを嵌め入れる隙間間隔が狭いと、セグメントが干渉して嵌らない可能性が生じる。逆に、最後の一個のセグメントを嵌め入れる隙間間隔が広すぎた場合に、隣り合うセグメントの連結部を無理やり連結すると、連結部に大きな力が発生し、連結部が破損したり、円環状に配置したセグメントに歪が生じる恐れがある。このため、各セグメントのポケットの寸法管理と共に、連結部の寸法管理もきっちりと行う必要があり、運用が困難である。 However, when connecting the connecting portions of adjacent segments to both ends of each segment in order, and connecting the last one segment to complete the annular shape, if the gap interval for fitting the last one segment is narrow, There is a possibility that the segments do not fit due to interference. On the other hand, if the gap between the last segment is too wide and the connecting portions of adjacent segments are forcibly connected, a large force is generated in the connecting portion, the connecting portion may be damaged, There is a risk of distortion in the arranged segments. For this reason, it is necessary to precisely manage the dimensions of the connecting portions as well as the dimensions of the pockets of each segment, which is difficult to operate.
そこで、この発明は、セグメントを円環状に連結する際に、セグメント同士が干渉せず、セグメントの連結部に無理な力が発生しない、大型のころ軸受、特に円すいころ軸受に使用される保持器を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention provides a cage used for a large roller bearing, particularly a tapered roller bearing, in which when the segments are connected in an annular shape, the segments do not interfere with each other and an excessive force is not generated in the connecting portion of the segments. It is an issue to provide.
前記の課題を解決するために、この発明は、円周上に2個以上配置されるセグメントによって構成されるころ軸受の保持器において、一つのセグメントには2個以上の転動体を保持するためのポケットを有し、各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせ、重ね合わせたポケットに転動体を嵌め入れて各セグメントを互いに連結することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a roller bearing retainer composed of two or more segments arranged on the circumference, in which one segment holds two or more rolling elements. The pockets at both ends of each segment are overlapped with the pockets of the adjacent segments, and rolling elements are fitted into the overlapped pockets to connect the segments to each other.
各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、外径側に位置するポケットの内径部に、内径側に位置するポケットの内径側に引っ掛かる円周方向の突起部を設けることができる。 In a state where the pockets at both ends of each segment are overlapped with the pockets of the adjacent segments, a circumferential protrusion that hooks on the inner diameter side of the pocket located on the inner diameter side is provided on the inner diameter portion of the pocket located on the outer diameter side. be able to.
また、各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、内径側に位置するポケットの外径部に、外径側に位置するポケットの外径側に引っ掛かる円周方向の突起部を設けることができる。 In addition, in a state where the pockets at both ends of each segment are overlapped with the pockets of the adjacent segments, the circumferential direction hooks on the outer diameter side of the pocket located on the outer diameter side on the outer diameter portion of the pocket located on the inner diameter side. A protrusion can be provided.
また、各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、内径側に位置するポケットには転動体の脱落を防止するための締め代を設けることが好ましい。 Moreover, it is preferable to provide a margin for preventing the rolling elements from falling off in the pocket located on the inner diameter side in a state where the pockets at both ends of each segment are overlapped with the pockets of the adjacent segment.
各セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、内径側に位置するポケットには転動体の脱落を防止するための締め代を凸部によって構成することができる。 In the state where the pockets at both ends of each segment are overlapped with the pockets of the adjacent segments, a tightening allowance for preventing the rolling elements from falling off can be formed by a convex portion in the pocket located on the inner diameter side.
一つのセグメントに3個以上の転動体を保持するポケットを有し、そのセグメントの両端のポケットと転動体との間に形成される円周方向隙間δ1を、それ以外のポケットと転動体との間に形成される円周方向隙間δ2よりも広く形成するようにしてもよい。 One segment has a pocket for holding three or more rolling elements, and a circumferential gap δ1 formed between the pockets at both ends of the segment and the rolling element is defined as a gap between the other pocket and the rolling element. It may be formed wider than the circumferential gap δ2 formed therebetween.
セグメントの両端のポケットを隣接するセグメントのポケットに重ね合わせた状態で、外径側に位置するポケットの端部の柱と、内径側に位置するポケットの柱とに互いに係合する段差部を設けるようにしてもよい。 In a state where the pockets at both ends of the segment are overlapped with the pockets of the adjacent segment, a stepped portion that engages with the column at the end of the pocket positioned on the outer diameter side and the column of the pocket positioned at the inner diameter side is provided. You may do it.
セグメントの両端の柱の根元部には、すみRを設けることが望ましい。 It is desirable to provide a corner R at the base of the pillars at both ends of the segment.
隣り合うセグメントを連結した際に形成されるセグメントの外径側のポケット間に形成される隙間δ3と、内径側のポケット間に形成される隙間δ4との関係をδ3>δ4にすることが好ましい。 It is preferable that the relationship between the gap δ3 formed between the outer diameter side pockets of the segment formed when the adjacent segments are connected and the gap δ4 formed between the inner diameter side pockets is δ3> δ4. .
この発明によれば、セグメントの両端のポケットを、隣接するセグメントのポケットに重ね合わせ、重ね合わせたポケットに転動体を嵌め入れて各セグメントを互いに連結するので、セグメントの両端に連結部材を設ける必要がなく、軸受の定格荷重の低下を極力抑えることができる。 According to this invention, the pockets at both ends of the segments are overlapped with the pockets of the adjacent segments, and the rolling elements are fitted into the overlapped pockets to connect the segments to each other. Therefore, it is possible to suppress the decrease in the rated load of the bearing as much as possible.
各セグメントの両端のポケットが連結部を構成するので、セグメントの長さと連結部の長さの寸法管理を別々に行う必要がなく、生産性が向上する。
同じ形状のセグメントを組み合わせて円環状にするので、加工治具や成形金型が一つで対応できる。
Since the pockets at both ends of each segment constitute the connecting portion, it is not necessary to separately manage the length of the segment and the length of the connecting portion, thereby improving productivity.
By combining segments with the same shape into an annular shape, a single processing jig or molding die can be used.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態1]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[Embodiment 1]
図1は、風力発電の主軸支持等に用いられる大型円すいころ軸受の一部を示すものであり、この円すいころ軸受は、内輪11、外輪12、これらの軌道面13、14の間に介在された多数の円すいころ15及び各円すいころ15を一定間隔に保持するポケット16を備えた保持器17を主要な構成要素としている。
FIG. 1 shows a part of a large tapered roller bearing used for supporting a main shaft of wind power generation. The tapered roller bearing is interposed between an
風力発電の主軸支持等に用いられる大型円すいころ軸受の場合、円すいころ15の平均径は40mm以上、軸受外径は1m以上である。
In the case of a large tapered roller bearing used for supporting the main shaft of wind power generation, the
保持器17は、図2に示すように、円周方向に複数に分割されたセグメント18を環状に配列することにより構成されるものである。
As shown in FIG. 2, the
一つのセグメント18には、2個以上の円すいころ15を保持するためのポケット16を有する。
One
図3(a)(b)(c)に示す実施形態のセグメント18は、外径側ポケット部16aと内径側ポケット部16bを隣り合うように形成したものである。図3(a)に示すように、隣接するセグメント18の外径側ポケット部16aの下方位置に、隣接するセグメント18の内径側ポケット部16bが重なるように、一方の隣接するセグメント18を軸方向に移動させることにより、図3(b)に示すように、隣接するセグメント18の重なり部分に、円すいころ15を保持するポケット16が形成される。そして、図3(c)に示すように、外径側ポケット部16aと内径側ポケット部16bが重なるポケット16に、円すいころ15を外径側から内径側に向かって圧入すると、隣り合う2個のセグメント18が連結される。
The
セグメント18の内径側ポケット部16bの外径側ポケット部16a側の内径部には、隣接するセグメント18を重ね合わせた状態で内径側ポケット部16bの内径側に引っ掛かる円周方向の突起部16cが設けられている。
On the inner diameter side of the outer diameter
隣接するセグメント18の外径側ポケット部16aと内径側ポケット部16bを重ね合わせて形成されるポケット16の内面には、図4に示すように、円すいころ15を外径側から内径側に向かって圧入した際に、円すいころ15の脱落を防止する凸部16dを設けている。
On the inner surface of the
図3に示す実施形態のセグメント18では、隣接するセグメント18を重ね合わせた状態で、内径側ポケット部16bの内径側に引っ掛かる円周方向の突起部16cを、内径側ポケット部16bの外径側ポケット部16a側の内径部に設けたが、図5に示す実施形態では、隣接するセグメント18を重ね合わせた状態で、外径側ポケット部16aの外径側に引っ掛かる円周方向の突起部16eを、内径側ポケット部16bの外径部に設けている。
In the
ポケット16を形成する外径側ポケット部16aの板厚t2と、内径側ポケット部16の板厚t1との関係は、図6に示すように、t2≠t1の関係、即ち、両者の板厚を異ならせることにより、保持器17全体の剛性バランスを均一にすることが可能となる。
As shown in FIG. 6, the relationship between the thickness t2 of the outer diameter
セグメント18の外径側ポケット部16aの端部の柱に、図7に示すように段差16fを設け、この段差16fに係合する段差を内径側ポケット部16bの柱に設けることにより、隣り合うセグメント18を連結した際の柱の強度を向上させることができる。
As shown in FIG. 7, a
セグメント18の両端の柱の根元部に、図8に示すように、すみRを設けることにより、ポケット16の強度を確保することができる。
The strength of the
図9に示すように、隣り合うセグメント18を連結した際に形成されるセグメント18の外径側ポケット部16a同士の隙間δ3と、内径側ポケット部16b同士の隙間δ4との関係は、δ3>δ4とする。これにより、セグメント18同士の衝突荷重は外径側で、円すいころ15との衝突荷重は内径側ポケット部16bで受けることができるので、荷重の分散が行える。
As shown in FIG. 9, the relationship between the gap δ3 between the outer diameter
図10は、一つのセグメント18に、3個以上の円すいころ15を保持するポケット16を設けた実施形態であり、この実施形態では、セグメント18の両端のポケット16と円すいころ15との間の円周方向隙間δ1を、その他のポケット16と円すいころ15との間の円周方向隙間δ2よりも広く、即ち、δ1>δ2の関係にすることにより、セグメント18を連結した際に、両端のポケット16で円すいころ15に加わる荷重が大きくならないようにしている。
FIG. 10 shows an embodiment in which a
図11も図10の実施形態と同様に、3個以上の円すいころ15を保持するポケット16を設けた実施形態である。
FIG. 11 is also an embodiment in which pockets 16 for holding three or more
この図11の実施形態では、円すいころ15の脱落を防止する突起部19を、各ポケット16を形成する柱部の上方に設けている。
In the embodiment of FIG. 11, a
図12は、図11の実施形態のセグメント18を連結した状態を示している。
FIG. 12 shows a state in which the
以上の実施形態のセグメント18を形成する材料としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を使用することができる。
As a material for forming the
なお、以上の実施形態は円すいころ軸受について述べたが、円筒ころ軸受の保持器にも適用できる。 In addition, although the above embodiment described the tapered roller bearing, it is applicable also to the holder | retainer of a cylindrical roller bearing.
11 内輪
12 外輪
13、14 軌道面
15 円すいころ
16 ポケット
16a 外径側ポケット部
16b 内径側ポケット部
16c 突起部
16d 凸部
16e 突起部
16f 段差
17 保持器
18 セグメント
19 突起部
11
Claims (9)
A roller bearing having an inner ring, an outer ring, a plurality of rollers assembled with a gap in the circumferential direction between the inner ring and the outer ring, and the cage according to any one of claims 1 to 8. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013030674A JP2014159836A (en) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Cage for rolling bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013030674A JP2014159836A (en) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Cage for rolling bearing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014159836A true JP2014159836A (en) | 2014-09-04 |
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ID=51611658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013030674A Pending JP2014159836A (en) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Cage for rolling bearing |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2014159836A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020127445A1 (en) | 2020-10-19 | 2022-04-21 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Roller bearing cage with cage lock and method for assembling the roller bearing cage |
-
2013
- 2013-02-20 JP JP2013030674A patent/JP2014159836A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020127445A1 (en) | 2020-10-19 | 2022-04-21 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Roller bearing cage with cage lock and method for assembling the roller bearing cage |
US11965550B2 (en) | 2020-10-19 | 2024-04-23 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Rolling bearing cage comprising a cage lock, and method for mounting said rolling bearing cage |
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