JP2015021550A

JP2015021550A - 転がり軸受

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Publication number: JP2015021550A
Application number: JP2013149502A
Authority: JP
Inventors: 亮平保坂; Ryohei Hosaka
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2015-02-02

Abstract

【課題】複数のセグメントからなる保持器を有して、転動体が円滑に転動できるにも拘わらず、組み立ても容易な転がり軸受を提供する。【解決手段】円錐ころ軸受に、内輪２に固定される一方、外輪１、各円錐ころ３および保持器４に対して間隔をおいて位置し、かつ、保持器４に径方向に重なる円錐部５２を有する一体かつ環状の第１保持器脱落防止部材５を配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、保持器が複数個のセグメントからなる転がり軸受に関する。

従来、転がり軸受としては、特開２００７−２１１８３３号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この円錐ころ軸受は、風力発電機に設置されている。この円錐ころ軸受は、外輪と、内輪と、複数の円錐ころと、保持器とを備え、保持器は、複数のセグメントで構成され、各セグメントは、複数の円錐ころを保持するようになっている。

上記円錐ころ軸受等、風力発電機や核磁気共鳴装置などで使用される大型の転がり軸受では、環状一体型の保持器の制作が困難であることが知られている。上記円錐ころ軸受は、保持器を、複数のセグメントで構成することによって、保持器での円錐ころの保持を可能とし、円錐ころ同士の接触を防止し、円錐ころの転動を円滑にしている。

上記円錐ころ軸受は、例えば、次のように組み立てられる。すなわち、上記内輪の軸方向の大端面を、水平面に載置し、内輪の軸方向を鉛直方向に一致させる。その後、保持器および複数の円錐ころからなる保持器アッセンブリを、各円錐ころが内輪の外周軌道面に接触するように内輪の径方向の外方側から配置する。その後、保持器アッセンブリの円錐ころが外輪の内周軌道面上に位置するように、外輪を内輪に対して軸方向に相対移動させて、保持器アッセンブリに外輪を組み付けて、円錐ころ軸受の組み立てを完了する。

上記従来の保持器は、一体でなくて複数のセグメントからなっているから、各セグメントが他のセグメントに無関係に独立に運動できる。したがって、内輪が鉛直方向に直立して、保持器アッセンブリが内輪の外周軌道面に配置されている状態で、各セグメントが重力によって内輪から鉛直方向下方に頻繁に落下するという問題がある。このことから、従来の円錐ころ軸受は、組み立てが容易でないという問題がある。

特開２００７−２１１８３３号公報

そこで、本発明の課題は、複数のセグメントからなる保持器を有して、転動体が円滑に転動できるにも拘わらず、組み立ても容易な転がり軸受を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受は、
内周軌道面を有する外輪と、
外周軌道面を有する内輪と、
上記外輪の内周軌道面と、上記内輪の外周軌道面との間に配置された複数の転動体と、
仮想円上にその仮想円の周方向に重なるように配置可能な複数の円弧状のセグメントを有して、上記各セグメントが、上記転動体が配置されたポケットを有する保持器と、
上記内輪に固定される一方、上記外輪、上記転動体および上記保持器に対して間隔をおいて位置し、かつ、上記保持器に径方向に重なる保持器移動規制部を有する一体かつ環状の第１保持器脱落防止部材と
を備えることを特徴としている。

尚、上記径方向は、上記内輪の径方向（上記外輪の径方向とも略一致）をさす。

本発明によれば、保持器を複数のセグメントで構成しているから、たとえ転がり軸受が大型の軸受であったとしても、保持器で転動体を保持できて、円錐ころ同士の接触を防止できる。したがって、円錐ころの転動を円滑にできる。

また、本発明では、保持器と複数の転動体からなる保持器アッセンブリの上記複数の転動体が内輪の外周軌道面に配置されている状態で、第１保持器脱落防止部材を、保持器移動規制部が保持器に径方向に重なるように内輪に固定する。

したがって、保持器アッセンブリが内輪の外周軌道面に配置されている状態で、保持器アッセンブリに外輪を組み付ける際、たとえ、あるセグメントが傾いて内輪から落下しようとしても、そのセグメントを、第１保持器脱落防止部材の保持器移動規制部で受け止めることができ、そのセグメントが内輪から落下することを抑制できる。

したがって、保持器アッセンブリに外輪を組み付ける際にセグメントが落下しにくくなり、転がり軸受の組み付けを円滑に行うことができる。

また、一実施形態では、
上記内輪に固定される一方、上記外輪、上記転動体および上記保持器に対して間隔をおいて位置し、かつ、上記保持器に上記径方向に重なる保持器移動規制部を有する一体かつ環状の第２保持器脱落防止部材を備え、
上記第１保持器脱落部材は、上記内輪の上記外周軌道面の軸方向の一方側に固定される一方、上記第２保持器脱落部材は、上記内輪の上記外周軌道面の軸方向の他方側に固定されている。

上記実施形態によれば、第１保持器脱落部材と第２保持器脱落部材とが保持器を挟み付けるように存在し、保持器の軸方向の一方側と他方側との両方で保持器が内輪から脱落することを防止できる。したがって、内輪が如何なる方向を向いていても内輪からの保持器の脱落を確実に防止できる。

本発明によれば、複数のセグメントからなる保持器を有して、転動体が円滑に転動できるにも拘わらず、組み立ても容易な転がり軸受を実現できる。

本発明の転がり軸受の一実施形態である円錐ころ軸受の軸方向の模式断面図である。保持器のセグメントの形状を詳細に示す上記円錐ころ軸受の一部分の分解斜視図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の転がり軸受の一実施形態である円錐ころ軸受における円錐ころ３の中心軸を通る軸方向の模式断面図である。

図１に示すように、この円錐ころ軸受は、外輪１と、内輪２と、複数の円錐ころ３と、保持器４と、環状かつ一体の第１保持器脱落防止部材５と、環状かつ一体の第２保持器脱落部防止材６とを備える。上記円錐ころ３は、転動体を構成している。上記保持器４は、略環状の部材である。上記保持器４は、複数のセグメントからなっている。

上記外輪１は、内周円錐軌道面１１を有している。一方、内輪２は、外周円錐軌道面２１と、小鍔部２２と、大鍔部２３とを有する。上記小鍔部２２は、外周円錐軌道面２１の小径側に位置する一方、大鍔部２３は、外周円錐軌道面２１の大径側に位置している。

図１に示すように、上記小鍔部２２の外周面は、軸方向の一方側の端部に円筒外周面２４を有する一方、大鍔部２３の外周面は、軸方向の他方側の端部に円筒外周面２５を有している。上記大鍔部２３の外周円錐軌道面２１側の環状側面２８は、ころ案内面を構成している。

上記複数の円錐ころ３は、外輪１の内周円錐軌道面１１と、内輪２の外周円錐軌道面２１との間に保持器４によって保持された状態で周方向に互いに間隔をおいて配置されている。上記各円錐ころ３の大端面は、内輪２の環状側面２８で案内されている。

上記第１保持器脱落防止部材５は、円筒部５０と、円板部５１と、円錐部５２とを有する。上記円筒部５０は、軸方向に延在している。上記円筒部５０は、内輪２の小鍔部２２の円筒外周面２４に圧入されて固定されている。上記円板部５１は、円筒部５０の軸方向の一方側の端部から径方向に延在している。上記円錐部５２は、円板部５１の径方向の外方側の端部から径方向の外方側かつ軸方向の他方側に延在している。上記円錐部５２と内輪２の中心軸との径方向の距離は、円錐部５２が軸方向の他方側に行くにしたがって大きくなっている。

図１に示すように、上記第１保持器脱落防止部材５は、外輪１、各円錐ころ３および保持器４に対して間隔をおいて位置している。また、上記第１保持器脱落防止部材５の円錐部５２は、保持器４に径方向に重なっている。上記円錐部５２は、リブの機能を有している。上記円錐部５２は、第１保持器脱落防止部材５の保持器移動規制部を構成している。

上記第２保持器脱落防止部材６は、第１円筒部６０と、円板部６１と、第２円筒部６２とを有する。上記第１円筒部６０は、軸方向に延在している。上記第１円筒部６０は、内輪２の大鍔部２３の円筒外周面２５に圧入されて固定されている。上記円板部６１は、第１円筒部６０の軸方向の一方側の端部から径方向に延在している。上記第２円筒部６２は、円板部６１の径方向の外方側の端部から軸方向の一方側に延在している。

上記第２保持器脱落防止部材６は、外輪１、各円錐ころ３および保持器４に対して間隔をおいて位置している。上記第２保持器脱落防止部材６の第２円筒部６２は、保持器４に径方向に重なっている。上記第２円筒部６２は、リブの機能を有している。上記第２円筒部６２は、第２保持器脱落防止部材６の保持器移動規制部を構成している。上記保持器４のガイドは、円錐ころ３によるころガイドとなっている。このようにして、第１および第２保持器脱落防止部材５,６の製作で精度が必要ないようにしている。

図２は、保持器４のセグメント４１の形状を詳細に示す上記円錐ころ軸受の一部分の分解斜視図である。尚、図２は、保持器４のセグメント５１の形状を詳細に説明するための図であり、図２では、第１および第２保持器脱落防止部材５、６の図示は、省略する。

上記保持器４の各セグメント４１は、全て同一になっている。この円錐ころ軸受が有する複数のセグメント４１は、ある仮想円上にその仮想円の周方向に重なるように配置可能になっている。上記各セグメント４１を仮想円上に配置し、そのセグメント４１をその仮想円の軸方向の外方から見たとき、セグメント４１は円弧形状をしている。

図２に示すように、各セグメント４１は、上面と下面とがない箱形状をしている。上記各セグメント４１の箱部分の内面は、ポケット４６を構成し、円錐ころ３は、その箱部分に収容されている。このことから、上記各セグメント４１は、一つのみのポケット４６を有している。上記各セグメント４１は、第１円弧状部４２と、第２円弧状部４３と、第１転動面案内側面４４と、第２転動面案内側面４５とを有する。図２に示すように、上記第１円弧状部４２は、円錐ころ３の小端面７０に軸方向に対向する一方、第２円弧状部４３は、円錐ころ３の大端面７１に軸方向に対向している。

上記各セグメント４１を、上記仮想円上に配置したとき、上記第１転動面案内側面４４は、図２に矢印Ａで示す周方向の一方側に位置する一方、第２転動面案内側面４５は、周方向の他方側に位置している。上記第１および第２転動面案内側面４４,４５の夫々は、軸方向に延在している。上記第１転動面案内側面４４は、第１円弧状部４２の周方向の一方側の端部と、第２円弧状部４３の周方向の一方側の端部とを接続している一方、第２転動面案内側面４５は、第１円弧状部４２の周方向の他方側の端部と、第２円弧状部４３の周方向の他方側の端部とを接続している。上記第１および第２転動面案内側面４４,４５の夫々は、円錐ころ３の転動面である円錐外周面７３を案内している。上記各セグメント４１を、上記仮想円上に配置したとき、上記第１および第２転動面案内側面４４,４５の夫々は、円錐ころ軸受の径方向に延在している。

図１および図２を参照して、上記円錐部５２は、各セグメント４１の第１円弧状部４２に径方向に重なっている一方、第２円筒部６２は、各セグメント４１の第２円弧状部４３に径方向に重なっている。また、上記円錐部５２は、第１円弧状部４２の径方向の外方側の端面４８の一部に径方向に重なっている。

上記構成において、この円錐ころ軸受は、例えば、以下の手順で組み立てられる。

先ず、図１を参照して、上記内輪２の中心軸が鉛直方向に一致するように、内輪２の軸方向の大端面２９を、図示しない載置台の水平面に載置する。その後、保持器４および複数の円錐ころ３からなる保持器アッセンブリを、各円錐ころ３の転動面が内輪２の外周円錐軌道面２１に接触するように配置する。

ここで、このステップは、仕様によって以下のいずれかの手順で行う。すなわち、各セグメント４１のポケット４６に円錐ころ３を配置した後、ポケット４６に円錐ころ３が配置された各セグメント４１を、各円錐ころ３が内輪２の外周円錐軌道面２１に接触するように配置する。または、上記内輪２の外周円錐軌道面２１に転動面が接触するように全ての円錐ころ３を配置した後、各セグメント４１のポケット４６に円錐ころ３を配置するように各セグメント４１を内輪２の外周側に配置する。または、内輪２の外周側に各セグメント４１を配置した後、各円錐ころ３が内輪２の外周円錐軌道面２１に接触するように各円錐ころ３を各セグメント４１のポケット４６に配置する。

続いて、垂直に起立している状態の内輪２の鉛直方向の上方側から第１保持器脱落防止部材５の円筒部５０を小鍔部２２の円筒外周面２４に圧入して、内輪２に第１保持器脱落防止部材５を組み付ける。その後、内輪２の大端面２９が鉛直方向の上方側に向くように、内輪２の姿勢をひっくり返し、その後、第２保持器脱落防止部材６の第１円筒部６０を、内輪２の鉛直方向の上方側から大鍔部２３の円筒外周面２５に圧入して、内輪２に第２保持器脱落防止部材６を組み付ける。

最後に、内輪２に対して外輪１を軸方向に相対移動させて、上記保持器アッセンブリの円錐ころ３が外輪１の内周円錐軌道面１１上に位置するように、上記保持器アッセンブリに外輪１を組み付けて、円錐ころ軸受の組み立てを完了する。

上記実施形態によれば、保持器４を複数のセグメント４１で構成しているから、たとえ円錐ころ軸受が大型の軸受であったとしても、保持器４で円錐ころ３を保持できて、円錐ころ３同士の接触を防止できる。したがって、円錐ころ３の転動を円滑にできる。

また、上述のように、上記第１保持器脱落防止部材５は、内輪２が鉛直方向に直立して、保持器４と複数の円錐ころ３からなる保持器アッセンブリが内輪２の外周円錐軌道面２１に配置されている状態で、円錐部５２が保持器４に径方向に重なるように内輪２に固定された。

したがって、上記保持器アッセンブリが内輪２の外周円錐軌道面２１に配置されている状態で、上記保持器アッセンブリに外輪１を組み付ける際、たとえ、あるセグメント４１が傾いて内輪２から落下しようとしても、そのセグメント４１を、第１保持器脱落防止部材５の円錐部５２で受け止めることができ、そのセグメント４１が内輪２から落下することを抑制できる。

したがって、上記保持器アッセンブリに外輪１を組み付ける際にセグメント４１が落下することがなくて、円錐ころ軸受の組み付けを円滑に行うことができる。特に、この実施形態のように、各セグメント４１が一つのみのポケットしか有さなくて、セグメント４１の数が多い場合、仮に、保持器脱落防止部材が全く存在しなければ、セグメント４１の内輪２からの落下が頻繁に起こって、円錐ころ軸受の組立が容易ならないものとなるのである。

また、上記実施形態によれば、上記内輪２に固定される一方、外輪１、円錐ころ３および保持器４に対して間隔をおいて位置し、かつ、保持器４に径方向に重なる第２円筒部６２を有する一体かつ環状の第２保持器脱落防止部材６を、外周円錐軌道面２１の軸方向の第１保持器脱落防止部材５側とは反対側に有する。したがって、上記第１保持器脱落防止部材５と第２保持器脱落防止部材６とが保持器４を挟み付けるように存在し、保持器４の軸方向の一方側と他方側との両方で保持器４が内輪２から脱落することを防止できる。したがって、上記内輪２が如何なる方向を向いていても内輪２からの保持器４の脱落を確実に防止できる。

尚、上記実施形態では、内輪２の外周円錐軌道面２１の軸方向の両側に保持器脱落防止部材５,６が存在したが、この発明では、内輪の軌道面の軸方向の片側のみに保持器脱落防止部材が存在しても良い。仕様によっては、保持器脱落防止部材が、軸方向の片側のみに設けられても、内輪からの保持器のセグメントの落下を防止できるからである。尚、この場合、保持器脱落防止部材は、軸方向の一方側のみに設けられても良く、または、軸方向の他方側のみに設けられても良い。例えば、転がり軸受が、円錐ころ軸受の場合には、保持器脱落防止部材は、内輪の外周円錐軌道面の軸方向の大径側のみに設けられても良く、または、内輪の外周円錐軌道面の軸方向の小径側のみに設けられても良い。

また、上記実施形態では、保持器移動規制部が、円錐部５２や第２円筒部６２で、保持器移動規制部が、軸方向の断面で一の方向に延在する直線の形状をしていた。しかしながら、この発明では、保持器移動規制部は、軸方向の断面で二以上の直線が微分不可能に接続された形状であっても、曲線形状であっても、二以上の曲線が微分不可能に接続された形状であっても、一以上の直線と一以上の曲線とが微分不可能に接続された形状であっても良い。この発明では、保持器移動規制部は、円板部から保持器側に屈曲していさえすれば如何なる形状であっても良い。

また、上記実施形態では、保持器脱落防止部材５,６の円板部５１,６１が、略厳密に径方向に延在していたが、この発明では、円板部は、径方向に傾斜する方向に延在しても良く、径方向の延在成分を有する方向であれば、如何なる方向に延在しても良い。また、円板部は、径方向に延在する成分を有していれば、軸方向の断面において、直線でなくても良く、軸方向の断面において、例えば、曲線でも良く、いかなる線でも良い。

要するに、この発明では、保持器脱落防止部材は、外輪、転動体および保持器に間隔をおいて位置し、さらに、内輪に固定される固定部と、保持器に径方向に重なる保持器移動規制部とを有していれば、如何なる構造でも良い。

また、上記実施形態では、保持器脱落防止部材５,６を、内輪２の円筒外周面２４,２５に圧入により外嵌して固定した。しかしながら、この発明では、保持器脱落部材を、内輪に、キー係合やスプライン係合やセレーション係合や締結部材等で固定しても良く、保持器脱落部材を、内輪に、圧入以外の如何なる手段で固定しても良い。

また、上記実施形態では、上記第１保持器脱落防止部材５の保持器移動規制部である円錐部５２が、第１円弧状部４２の径方向の外方側の端面４８の一部に径方向に重なっていた。このように、この発明では、少なくとも一つの保持器脱落防止部材の保持器移動規制部が、保持器の各セグメントの円弧状部の径方向の外方側の端面に径方向に重なるようにすると、保持器の各セグメントの内輪からの離脱をより確実に抑制できて好ましい。尚、本発明の転がり軸受が、各セグメントの円弧状部の径方向の外方側の端面に径方向に重なる保持器移動規制部を有さなくても良いのは言うまでもない。

また、上記実施形態では、内輪２の中心軸が鉛直方向に略一致している状態で、保持器４と複数の円錐ころ３とからなる保持器アッセンブリの各円錐ころ３が内輪２の外周円錐軌道面２１に接触するように、保持器アッセンブリを内輪２の外周側に配置した。しかしながら、この発明では、内輪の中心軸が、鉛直方向に略一致していない状態で、保持器と複数の転動体とからなる保持器アッセンブリの各転動体が内輪の外周軌道面に接触するように、保持器アッセンブリを内輪の外周側に配置しても良い。保持器アッセンブリを内輪の外周側に配置するときの内輪の姿勢は、仕様に基づいて自在に変動させることができるのである。また、この発明では、保持器アッセンブリに外輪を組み付ける際に、内輪は如何なる方向を向いていても良い。

また、上記実施形態では、保持器４の各セグメント４１が一つのみのポケット４６を有していたが、この発明では、保持器の各セグメントは、他のセグメントに無関係かつ独立に一以上の如何なる数のポケットを有しても良い。

また、上記実施形態では、保持器４を構成する各セグメント４１が全て同一であったが、この発明では、保持器を構成する複数のセグメントが、互いに異なる二以上のセグメントを有しても良い。

また、上記実施形態では、保持器４を構成する各セグメント４１が、二つの円弧状部４２,４３を有して、保持器４が両持ちの構造であった。しかしながら、この発明では、保持器がもみ抜き保持器等であって、保持器を構成する各セグメントが、一つのみの円弧状部しか有さなくて、保持器が片持ちの構造であっても良い。この発明では、保持器は、複数のセグメントからなっていさえすれば、如何なる構造を有しても良い。

また、上記実施形態では、保持器４が、円錐ころ３を保持したが、この発明では、保持器は、円筒ころ、凸面ころ（球面ころ）、玉またはそれ以外の転動体を保持しても良い。

尚、上記実施形態および変形例で説明した構成のうちの二以上の構成を組み合わせて新たな実施形態を形成できることは、勿論である。また、本発明が、用途の限定がないことは言うまでもない。

１外輪
２内輪
３円錐ころ
４保持器
５第１保持器脱落防止部材
６第２保持器脱落防止部材
１１外輪の内周円錐軌道面
２１内輪の外周円錐軌道面
４１保持器のセグメント
４２セグメントの第１弧状部
４３セグメントの第２弧状部
４４第１転動面案内側面
４５第２転動面案内側面
４６保持器のポケット
５２第１保持器脱落防止部材の円錐部
６２第２保持器脱落防止部材の円筒部

Claims

内周軌道面を有する外輪と、
外周軌道面を有する内輪と、
上記外輪の内周軌道面と、上記内輪の外周軌道面との間に配置された複数の転動体と、
仮想円上にその仮想円の周方向に重なるように配置可能な複数の円弧状のセグメントを有して、上記各セグメントが、上記転動体が配置されたポケットを有する保持器と、
上記内輪に固定される一方、上記外輪、上記転動体および上記保持器に対して間隔をおいて位置し、かつ、上記保持器に径方向に重なる保持器移動規制部を有する一体かつ環状の第１保持器脱落防止部材と
を備えることを特徴とする転がり軸受。
請求項１に記載の転がり軸受において、
上記内輪に固定される一方、上記外輪、上記転動体および上記保持器に対して間隔をおいて位置し、かつ、上記保持器に上記径方向に重なる保持器移動規制部を有する一体かつ環状の第２保持器脱落防止部材を備え、
上記第１保持器脱落部材は、上記内輪の上記外周軌道面の軸方向の一方側に固定される一方、上記第２保持器脱落部材は、上記内輪の上記外周軌道面の軸方向の他方側に固定されていることを特徴とする転がり軸受。