特許第6003480号(P6003480)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6003480
(24)【登録日】2016年9月16日
(45)【発行日】2016年10月5日
(54)【発明の名称】ころ軸受
(51)【国際特許分類】
   F16C 33/51 20060101AFI20160923BHJP
   F16C 19/36 20060101ALI20160923BHJP
【FI】
   F16C33/51
   F16C19/36
【請求項の数】4
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2012-215931(P2012-215931)
(22)【出願日】2012年9月28日
(65)【公開番号】特開2014-70665(P2014-70665A)
(43)【公開日】2014年4月21日
【審査請求日】2015年8月20日
(73)【特許権者】
【識別番号】000001247
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト
(72)【発明者】
【氏名】寺本 武司
【審査官】 日下部 由泰
(56)【参考文献】
【文献】 実開昭51−015539(JP,U)
【文献】 特開2007−255534(JP,A)
【文献】 特開2011−137510(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16C 19/00−19/56,
33/30−33/66
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外輪と、内輪と、前記外輪および前記内輪の間に配置される複数のころと、前記複数のころを収容するポケットを円周方向に複数形成した保持器とからなり、この保持器は、円周方向に複数分割された複数の保持器セグメントからなるころ軸受において、
前記複数の保持器セグメントの円周方向一方側に円周方向に凹み、軸方向に連続した第1凹溝を形成し、前記第1凹溝に弾性部材を介挿し、前記弾性部材は、前記保持器セグメントの円周方向一方側に保持される一方、向かい合う前記保持器セグメントの円周方向他方側に当接することによって、向かい合う前記保持器セグメント間に円周方向に隙間を形成したことを特徴とするころ軸受。
【請求項2】
前記弾性部材は、前記保持器の軸方向に延びる円柱形状であり、ゴムからなることを特徴とする請求項1に記載のころ軸受。
【請求項3】
前記保持器は、保持器セグメントの前記第1凹溝の開口部に前記弾性部材側へ突出し、前記弾性部材に引っ掛かる突起状の引っかかり部を形成したことを特徴とする請求項1または2に記載のころ軸受。
【請求項4】
前記保持器は、前記複数の保持器セグメントの円周方向他方側に円周方向に凹み、軸方向に連続した第2凹溝を形成し、前記第1凹溝および前記第2凹溝間に弾性部材を介挿し、前記弾性部材によって前記保持器セグメント間に円周方向に隙間を形成したことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、保持器として複数の保持器セグメントを用いたころ軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、水平軸プロペラ式の風力発電装置においては、ブレードを取り付ける主軸を回転自在に支持するために、転がり軸受が用いられている。近年、風力発電装置の大型化に伴って、主軸の直径が数メートルを超えることもあり、このような大型の主軸を支持するために、転がり軸受も大型化している。大型の転がり軸受に用いられる保持器として、合成樹脂製の保持器が用いられる場合がある。この合成樹脂製の保持器は、溶接で組み立てる金属製の保持器に較べて、軽量であるとともに精度も確保し易いという利点がある。しかし、直径の大きい合成樹脂製の保持器を、射出成形で一体成形することは困難である。そこで、周方向に複数に分割した分割保持器が用いられている(例えば特許文献1参照)。
この分割保持器は、複数の保持器セグメントを環状に配列したものである。
【0003】
図7は従来の保持器セグメントの一例を示す要部斜視図である。この保持器セグメント100は、所定間隔離して対向させた一対の第1,第2連結部101,102と、各連結部101,102の間に架設した複数の柱部103とを有しており、隣合う柱部103と各連結部101,102とによって囲まれる空間を、転動体としての円すいころ(図示せず)を収容するポケット104として構成している。前記保持器セグメント100は、射出成形によって成形された合成樹脂製のものである。
【0004】
前記各柱部103の外周には、転がり軸受の外輪軌道面と摺接して保持器セグメント100の回転を案内する外側案内部114が突設されている。また、前記各柱部103の内周には、転がり軸受の内輪軌道面と摺接して保持器セグメント100の回転を案内する内側案内部115が軸方向に離して一対ずつ突設されている。各内側案内部115のうちの第2連結部102側の内側案内部115は、径方向内側から円すいころを抱持する抱持部を兼ねている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】ヨーロッパ特許公報EP2264325(A1)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来の分割保持器においては、円すいころの進み遅れや各保持器セグメント100の熱膨張等に起因して、隣接する一方の保持器セグメント100が他方の保持器セグメント100によって円周方向に押圧されることがある。このため、保持器セグメント同士の衝突や保持器セグメント自体の変形が生じて、保持器セグメント100が径方向に振動したり、転がり軸受の性能に悪影響を及ぼしたりするという問題があった。
【0007】
この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、隣合う保持器セグメントが円周方向へ相対的に移動することに起因して、保持器セグメントの損傷を防止することができるころ軸受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】
【0008】
前記目的を達成するためのこの発明は、外輪と、内輪と、前記外輪および前記内輪の間に配置される複数のころと、前記複数のころを収容するポケットを円周方向に複数形成した保持器とからなり、この保持器は、円周方向に複数分割された複数の保持器セグメントからなるころ軸受において、前記複数の保持器セグメントの円周方向一方側に円周方向に凹み、軸方向に連続した第1凹溝を形成し、前記第1凹溝に弾性部材を介挿し、前記弾性部材は、前記保持器セグメントの円周方向一方側に保持される一方、向かい合う前記保持器セグメントの円周方向他方側に当接することによって、向かい合う前記保持器セグメント間に円周方向に隙間を形成したことを要旨としている。
【0009】
このような構成の転がり軸受用の分割保持器によれば、隣合う保持器セグメントが円周方向へ相対的に移動しようとした場合に、隣合う一方の保持器セグメントと、他方の保持器セグメントの凹溝に介挿された弾性部材によって、保持器セグメント同士が直接接触しないため、保持器セグメント同士の衝突や保持器セグメント自体の変形をなくして、保持器セグメントの損傷を防止することができる。
【0010】
また、前記弾性部材は、前記保持器の軸方向に延びる円柱形状であり、ゴムからなることを要旨としている。そのため、弾性部材が保持器セグメントの軸方向全幅で接触を防止できるため、保持器セグメントの損傷を防止できる。また、弾性部材は円柱形状であり、凹溝が断面円形のため、弾性部材の変形に応じて弾性部材の弾性力を緩やかに増加させることができる。
【0011】
さらに、前記保持器は、保持器セグメントの前記第1凹溝の開口部に前記弾性部材側へ突出し、前記弾性部材に引っ掛かる突起状の引っかかり部を形成したことを要旨としている。そのため、弾性部材が保持器セグメントの第1凹溝から脱落しにくいため、はずれることによる保持器セグメントの損傷を防止できる。また、組付け性を向上させることができる。
【0012】
また、前記保持器は、前記複数の保持器セグメントの円周方向他方側に円周方向に凹み、軸方向に連続した第2凹溝を形成し、前記第1凹溝および前記第2凹溝間に弾性部材を介挿し、前記弾性部材によって前記保持器セグメント間に円周方向に隙間を形成したことを要旨としている。そのため、第1凹溝の弾性部材が第2凹溝に係合することにより、径方向でも保持器セグメントの急激な移動を防止できるため、より効果的に保持器の端面部の損傷を防止できる。また、組付け性をより向上させることができる。
【発明の効果】
【0013】
この発明に係る転がり軸受用の分割保持器及び転がり軸受によれば、隣合う保持器セグメントが円周方向への相対的に移動による衝突を防止して、保持器セグメントの損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】この発明の一実施形態に係る転がり軸受を示す要部断面図
図2】この発明の一実施形態に係る転がり軸受用の分割保持器を示す概略正面図
図3】この発明の一実施形態に係る転がり軸受用の分割保持器の一部を示す斜視図
図4】この発明の一実施形態に係る隣合う保持器セグメントの連結部どうしを弾性部材を介して当接させた状態を示す要部斜視図
図5】他の実施形態に係る転がり軸受用の分割保持器の一部を示す斜視図
図6】他の実施形態の隣合う保持器セグメントの連結部どうしを接続した状態を示す要部斜視図
図7】従来の保持器セグメントの一例を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図1はこの発明の一実施形態に係る転がり軸受としての円すいころ軸受10を示す要部断面図である。円すいころ軸受10は、風力発電装置の主軸を支持する大型のものであり、外輪11と内輪12との間に複数の転動体としての円すいころ13を配列し、各円すいころ13を、複数の前記保持器セグメント2からなる分割保持器1によって保持している。
前記外輪11の内周には、各円すいころ13が転走する外輪軌道面11aが形成されており、内輪12の外周には、各円すいころ13が転走する内輪軌道面12aが形成されている。内輪12の端部には、内輪軌道面12aを挟んで、円すいころ13の端面が接触する大鍔部12bと小鍔部12cとが設けられている。
【0016】
図2は、前記分割保持器1を示す概略正面図であり、図3は分割保持器1を構成する保持器セグメント2を示す斜視図である。この分割保持器1は、射出成形によって一体成形された合成樹脂製のものである。保持器の材料としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、或いはこれらの樹脂に補強用繊維を混入したもの等、一般的な合成樹脂製保持器の場合と同様の合成樹脂、ポリイミドまたはポリフタルアミドまたはポリエーテルケトン(PEK)またはポリエーテルエーテルケトン(PEEK)またはポリアミドイミド(PAI)またはポリイミド(PI)またはフェノール樹脂またはその他の合成樹脂が使用される。
【0017】
分割保持器1は、複数の円弧状の保持器セグメント2を、周方向に沿って環状に配列することによって構成されている。前記保持器セグメント2は、所定間隔離して対向させた第1連結部21及び第2連結部22と、各連結部21,22の相互間に架設した複数の柱部23とを備えており、隣合う2つの柱部23と各連結部21,22とによって囲まれる空間を、円すいころ13を収容するポケット24として構成している。
【0018】
各柱部23の外周の第1連結部21側には、円すいころ軸受10の外輪軌道面11aと摺接して保持器セグメント2の回転を案内する外側案内部25が、径方向外方に向けて突設されている。また、前記各柱部23の内周には、円すいころ軸受10の内輪軌道面12aと摺接して保持器セグメント2の回転を案内する内側案内部26が、径方向内方に向けて突設されている。
【0019】
内側案内部26は、第1連結部21側と、第2連結部22側の2つがある。第2連結部22側の内側案内部26の軸方向幅は、第1連結部21側の内側案内部26の軸方向幅よりも大きくなっている。また、第2連結部22側の内側案内部26の先端部(図3において下端部)には、周方向に延びる爪部26aが形成されている。この爪部26aのポケット24に臨む側面は、円すいころ13の転走面(外周面)に合致する曲面になっており、この爪部26aによって、円すいころ13を径方向内側から抱持している。すなわち、第2連結部22側の内側案内部26は、円すいころ13を抱持する抱持部を兼ねている。
【0020】
本発明の保持器セグメントは、図3に示すように、保持器セグメント2の円周方向の全長に亘って設けられている各連結部21,22の一端21a,22aに、保持器の円周方向に深さDだけ凹入し、軸方向に第1連結部21および第2連結部22に連続する凹部を形成する第1凹溝30とを有している。
【0021】
さらに、前記保持器1は、保持器セグメントの前記第1凹溝の開口部に前記弾性部材31側へ突出部21b、22bを形成し、前記弾性部材31に引っ掛かる突起状の引っかかり部を形成している。そのため、弾性部材31が保持器セグメントの第1凹溝30から脱落しにくい形状としている。
【0022】
図4に本発明の隣合う保持器セグメントの連結部どうしを接続した状態の一部の要斜視図を示す。
前記第1凹溝30には直径がdの断面円形の軸方向にのびる円柱状弾性部材31を介挿している。弾性部材31の直径dは第1凹溝30の溝深さDよりSだけ大きく、第1連結部21の端面21aと第2連結部22の端面22a面よりSだけ突出させている。
【0023】
弾性部材31は、前記保持器の軸方向に延びる円柱形状であり、ゴム材料である。そのため、弾性部材31が保持器セグメントの軸方向全幅で接触を防止できるようになっているとともに、弾性部材は円柱形状であり、凹溝が断面円形のため、弾性部材の変形に応じて弾性部材の弾性力を緩やかに増加させることができる。弾性部材31の材料としては、ポリウレタン、NBR(アクリロニトリルブタジエンゴム)CR(クロロプレンゴム)等を例示できる。
【0024】
以上のように、 分割保持器1は、隣合う一方の保持器セグメント2(以下「第1保持器セグメント2A」ともいう)の弾性部材31と、他方の保持器セグメント2(以下「第2保持器セグメント2B」ともいう)とを環状に配列されている。この状態で、環状に配列された、第1保持器セグメント2Aと第2保持器セグメント2Bとが円周方向にすきまSを保持して相互の接触をするのを規制する構成としている。
【0025】
以上の構成の分割保持器1は、第1保持器セグメント2Aの第1凹部に介挿された弾性部材31と第2保持器セグメント2Bの端面とを係合させているので、各保持器セグメント2とのすきまSを確保することができる。このため、円すいころ13の進み遅れや各保持器セグメント2の熱膨張等に起因して、第1保持器セグメント2Aが、これに隣接する第2保持器セグメント2Bによって周方向に押圧された場合でも、つまり、隣接する一方の各連結部21,22の端面21a、22aと、他方の各連結部21,22部の端面21c、22cとが押し合った場合でも、これら端面どうしが直接接触しないため損傷を防止することができる。
【0026】
図5は他の実施形態に係る転がり軸受用の分割保持器の一部を示す斜視図である。
ころ軸受の内外輪は一実施形態と同様であるので説明を割愛する。
【0027】
分割保持器110は、複数の円弧状の保持器セグメント120を、周方向に沿って環状に配列することによって構成されている。前記保持器セグメント120は、所定間隔離して対向させた第1連結部121及び第2連結部122と、各連結部121,122の相互間に架設した複数の柱部123とを備えており、隣合う2つの柱部123と各連結部121,122とによって囲まれる空間を、円すいころ113を収容するポケット124として構成している。
【0028】
各柱部123の外周の第1連結部121側には、円すいころ軸受10の外輪軌道面11aと摺接して保持器セグメント120の回転を案内する外側案内部125が、径方向外方に向けて突設されている。また、前記各柱部123の内周には、円すいころ軸受10の内輪軌道面12aと摺接して保持器セグメント120の回転を案内する内側案内部26が、径方向内方に向けて突設されている。
【0029】
内側案内部126は、第1連結部121側と、第2連結部122側の2つがある。第2連結部122側の内側案内部126の軸方向幅は、第1連結部121側の内側案内部126の軸方向幅よりも大きくなっている。また、第2連結部122側の内側案内部126の先端部(図5において下端部)には、周方向に延びる爪部126aが形成されている。この爪部126aのポケット124に臨む側面は、円すいころ13の転走面(外周面)に合致する曲面になっており、この爪部126aによって、円すいころ13を径方向内側から抱持している。すなわち、第2連結部122側の内側案内部126は、円すいころ13を抱持する抱持部を兼ねている。
【0030】
本発明の保持器セグメント120は、図5に示すように、保持器セグメント2の円周方向の全長に亘って設けられている各連結部121,122の一端121a,122aに、保持器の円周方向に深さE1だけ凹入し、軸方向に第1連結部121および第2連結部122に連続する凹部を形成する第1凹溝130とを有している。
【0031】
さらに、前記保持器110は、保持器セグメント120の前記第1凹溝130の開口部に前記弾性部材131側へ突出部121b、122bを形成し、前記弾性部材131に引っ掛かる突起状の引っかかり部を形成している。そのため、弾性部材131が保持器セグメントの第1凹溝130から脱落しにくい形状としている。
【0032】
本発明の保持器セグメント120は、さらに保持器セグメント120の円周方向の全長に亘って設けられている各連結部121,122の他端121c,122cに、保持器の円周方向に深さE2だけ凹入し、軸方向に第1連結部121および第2連結部122に連続する凹部を形成する第1凹溝140とを有している。
【0033】
図6に本発明の隣合う保持器セグメントの連結部どうしを接続した状態の一部の要斜視図を示す。
前記第1凹溝130には直径がeの断面円形の軸方向にのびる円柱状弾性部材131を介挿している。弾性部材131の直径eは第1凹溝130の溝深さE1より大きく、さらに、第2凹溝140の溝深さE2の合計よりmだけ大きく設定してあり、第1連結部21の端面21aと第2連結部22の端面22a面と隣り合う保持器セグメントの端面とmだけすきまを持たせている。
【0034】
分割保持器120は、図6に示すように、隣合う一方の保持器セグメント120A(以下「第1保持器セグメント120A」ともいう)の弾性部材131と、他方の保持器セグメント120B(以下「第2保持器セグメント120B」ともいう)と環状に配列されている。この状態で、環状に配列された第1保持器セグメント120Aと第2保持器セグメント120Bとが円周方向にすきまmを形成されて相互の接触をするのを規制する構成としている。
【0035】
以上の構成の分割保持器120は、第1保持器セグメント120Aと第2保持器セグメント120Bの端面との間に弾性部材131を当接させているので、各保持器セグメント120同士の接触を防止することができる。このため、円すいころの進み遅れや各保持器セグメントの熱膨張等に起因して、第1保持器セグメント120Aが、これに隣接する第2保持器セグメント120Bによって周方向に押圧された場合でも、つまり、隣接する一方の各連結部121,122の端面121a、122aと、他方の各連結部121,122部の端面121c,122cとが押し合った場合でも弾性部材131が径方向でも隣接する保持器セグメント120A,120Bの移動を防止できるため、より効果的に、これら端面同士の直接接触を防止して、保持器の端面部の損傷を防止することができる。
【0036】
上述した実施形態では、第1連結部の外周面の外径が第2連結部の外周面の外径よりも大きく、第1連結部と第2連結部が大径連結部と小径連結部で表現することができる。他の実施形態として保持器は、前記第1連結部板1の外周面の外径が第2連結部2の外周面の外径と略同じであってもよく、小径連結部を円錐ころ軸受の内輪の円錐軌道面の小径側に配置するものであっても良い。
【0037】
上述した実施形態では、円すいころ軸受の分割保持器に、弾性部材および隙間を適用した。他の実施形態として、円筒ころ軸受の分割保持器、あるいは樽型ころ軸受(凸面ころ軸受)の分割保持器に、弾性部材および隙間を適用することができる。
【符号の説明】
【0038】
1:分割保持器、2:保持器セグメント、21:第1連結部、22:第2連結部、23:柱部、24:ポケット、25:外側案内部、26:内側案内部、32:第1凹溝、31:弾性部材
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7