特開 2024-74028 ころ軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024074028

(43)【公開日】2024-05-30

(54)【発明の名称】ころ軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/51 20060101AFI20240523BHJP

   F16C 19/36 20060101ALI20240523BHJP

   F16C 33/56 20060101ALI20240523BHJP

   F16C 33/50 20060101ALI20240523BHJP

【ＦＩ】

F16C33/51

F16C19/36

F16C33/56

F16C33/50

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022185073

(22)【出願日】2022-11-18

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(72)【発明者】

【氏名】西田 雄太

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA16

3J701AA25

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA34

3J701BA44

3J701BA45

3J701BA49

3J701BA50

3J701EA37

3J701EA76

3J701FA15

3J701FA31

3J701FA46

3J701GA24

3J701XB03

3J701XB11

3J701XB24

(57)【要約】

【課題】樹脂の射出成形品であるセグメントについて、スムーズに離型可能としつつ、その強度低下を抑制する。
【解決手段】セグメント１０は、周方向に間隔を空けて配置された複数の柱部１３と、軸方向に間隔を空けて配置され、複数の柱部１３を介して連結された一対の弧状部１１，１２と、柱部１３に設けられた爪部１５，１６とを一体に有する樹脂材料の射出成形品であり、かつその周方向寸法に対応する円周角θが５°以上３０°以下である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内輪及び外輪と、前記内輪と前記外輪の軌道面間に介在する複数のころと、複数のころを周方向に間隔を空けて保持する円環状の保持器とを備え、
前記保持器は、複数のセグメントを周方向に並べて配置することで形成され、
前記セグメントが、周方向に間隔を空けて配置された複数の柱部と、軸方向に間隔を空けて配置され、複数の柱部を介して連結された一対の弧状部と、柱部に設けられ、隣り合う２つの柱部と前記一対の弧状部とで形成されるポケットに収容されたころと接触して当該ころの径方向移動を規制する爪部と、を一体に有する樹脂材料の射出成形品であるころ軸受において、
前記セグメントの周方向長さに対応する円周角θを５°以上３０°以下にしたことを特徴とするころ軸受。

【請求項2】

柱部のうちポケットを形成するポケット面は、当該ポケット面が形成するポケットの周方向中央部を通って径方向に延びるポケット中心線に対して傾斜した勾配を有し、この勾配の傾斜角αが１５°以下である請求項１に記載のころ軸受。

【請求項3】

前記樹脂材料が、炭素繊維又はガラス繊維を配合したポリエーテルエーテルケトンを主原料としたものである請求項１に記載のころ軸受。

【請求項4】

複数のセグメントを円環状に連結した環状の連結部材を有し、
前記セグメントに、前記連結部材が着脱自在に係合される係合部が設けられ、該係合部が、前記一対の弧状部の何れか一方の周方向両端部に設けられている請求項１に記載のころ軸受。

【請求項5】

前記ころを円すいころとし、前記一対の弧状部のうちの一方を大径弧状部とし、前記一対の弧状部のうちの他方を前記大径弧状部よりも曲率半径が小さい小径弧状部とし、
前記大径弧状部に、前記係合部を有する突出部が一体に設けられている請求項４に記載のころ軸受。

【請求項6】

前記小径弧状部に、複数のセグメントを円環状形態に保持する環状治具の取り付け部が設けられている請求項５に記載のころ軸受。

【請求項7】

風力発電機の主軸支持に用いられる、前記外輪の外径が１ｍ以上である請求項１に記載のころ軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ころ軸受に関し、特に、風力発電機の主軸等、径が大きい大型の軸を回転自在に支持するために用いられるころ軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

ころ軸受は、内輪及び外輪と、内輪と外輪の軌道面間に介在する複数の転動体（ころ）と、ころを収容する複数のポケットが軸受の周方向に間隔を空けて設けられた円環状の保持器とを備える。このようなころ軸受のうち、例えば、風力発電機や産業機械などといった大型の機械装置の主軸支持用のころ軸受は、大荷重を支持する必要があることから、その構成部材も当然に大型となり、軸受外径（外輪外径）が１ｍを超えるような場合もある。この場合、保持器を円環状の一部材で構成するとなると、それ自体を精度良くかつ効率良く生産するのが容易ではなく、また、運搬や内外輪間への組み込み等に手間が掛かる。そこで、特に外径が１ｍを超えるような大型のころ軸受用の保持器には、例えば特開２００９－５２７４６号公報（特許文献１）に記載されているように、円弧状（扇状）をなした複数のセグメントを周方向に並べて配置することで形成される、いわゆるセグメント保持器が好適に使用される。

【0003】

セグメントの一例を図２３に示す。このセグメント１００は、周方向に間隔を空けて配置された複数の柱部１０１と、軸受の軸方向に間隔を空けて配置され、複数の柱部１０１を介して連結された一対の弧状部１０２とを備え、隣り合う２つの柱部１０１と一対の弧状部１０２との間にころ１０５の収容部となるポケット１０３が形成されている。このセグメント１００は、ポケット１０３に収容されたころがポケット１０３外に移動（脱落）するのを規制する爪部１０４を有している。爪部１０４は、保持器の案内方式に応じて柱部１０１の径方向外側及び／又は径方向内側の端部に設けられる。図示例のセグメント１００は、爪部１０４が径方向外側（図中上側）及び内側（図中下側）の端部双方に設けられた、転動体（ころ）案内方式の保持器を構成するセグメントである。このような構成を有するセグメント１００は、効率良く量産することができる樹脂の射出成形品とされるのが一般的である。

【0004】

図２３に示す樹脂製のセグメント１００は、図２４に概念的に示すように、セグメント１００の周方向中央部を通って径方向に延びる直線（セグメント中心線）ＣＬｓに沿って相対的に接近及び離反移動する一組の成形金型（内径側金型１１１及び外径側金型１１２）を用いて射出成形されるのが一般的である。この場合、金型１１１，１１２からのセグメント１００の抜き方向は、図中白抜き矢印で示す方向（径方向）となることから、セグメント１００の形状・サイズ等によってはアンダーカット部が出来、金型１１１，１１２からのセグメント１００の抜き取り（離型）が、セグメント１００の一部を変形（弾性変形）させなければセグメント１００を抜き取ることができない、いわゆる無理抜きとなる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９－５２７４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、外径が１ｍを超えるような大型のころ軸受用のセグメント１００を樹脂の射出成形品とする場合、セグメント１００に大荷重に耐えるための機械的強度を付与するためには、例えば、弾性率の大きいスーパーエンプラを主原料とした樹脂材料を使用する、セグメント各部の肉厚を極力大きくする、などといった対策が講じられる。しかしながらこのような対策が講じられると、セグメント１００が弾性変形し難くなる（セグメント各部の弾性変形量が小さくなる）ことから、セグメント１００が成形金型１１１，１１２から無理抜きされた際には、セグメント１００に割れや欠けなどの欠陥が生じ易くなる。

【0007】

図２３－２４に示すセグメント１００の場合、無理抜きの要因となるアンダーカット部は、一部の柱部１０１のうち、ポケット１０３を形成する側面（ポケット面）の一部となる。具体的には、図２４中白丸で囲う部分であり、計４箇所ある。そこで、上記ポケット面にいわゆる抜き勾配を設ければ、無理抜きを回避することが可能となる。しかしながら、抜き勾配を設けると、これを設けない場合に比べて柱部１０１の断面積（肉厚）が減少する分、柱部１０１、ひいてはセグメント１００の強度低下を招く。上記のような成形金型１１１，１１２を用いてセグメント１００を射出成形する場合、セグメント中心線ＣＬｓから周方向に離れた位置にある柱部１０１は、そのポケット面に大きな抜き勾配を設ける必要が生じるために、断面積の減少に由来する強度低下が使用上問題が生じるレベルに至るおそれがある。

【0008】

上記の実情に鑑み、本発明は、保持器を構成する樹脂材料の射出成形品であるセグメントについて、スムーズに離型可能としつつ、強度低下を使用上問題がない範囲に抑制可能とし、これを通じて、支持すべき軸を長期間にわたって精度良く支持することのできるころ軸受を提供することを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の目的を達成するために創案された本発明は、
内輪及び外輪と、内輪と外輪の軌道面間に介在する複数のころと、複数のころを周方向に間隔を空けて保持する円環状の保持器とを備え、
保持器が、複数のセグメントを周方向に並べて配置することで形成され、
上記セグメントが、周方向に間隔を空けて配置された複数の柱部と、軸方向に間隔を空けて配置され、複数の柱部を介して連結された一対の弧状部と、柱部に設けられ、隣り合う２つの柱部と一対の弧状部とで形成されるポケットに収容されたころと接触して当該ころの径方向移動を規制する爪部と、を一体に有する樹脂材料の射出成形品とされたころ軸受において、
セグメントの周方向長さに対応する円周角θを５°以上３０°以下にしたことを特徴とする。

【0010】

上記のように、複数の柱部、一対の弧状部及び爪部を一体に有する樹脂材料の射出成形品であるセグメントの円周角θを３０°以下にすれば、セグメント中心線ＣＬｓに沿って相対的に接近及び離反移動する一組の成形金型を用いてセグメントを樹脂で射出成形する場合に無理抜き回避のためのいわゆる抜き勾配を柱部（を成形する部分）に設けたとしても、柱部の断面積減少に由来するセグメントの強度低下を、使用上問題のない範囲に抑制することができる。一方、上記円周角θが５°未満であると、所望の負荷容量を具備したころを収容するためのポケットを形成できなくなる。従って、上記セグメントの円周角θを５°以上３０°以下とすれば、上記セグメントをスムーズに離型可能としつつ、上記セグメントの強度低下を使用上問題がない範囲に抑制することができる。

【0011】

柱部のうちポケットを形成する面であるポケット面は、当該ポケット面が形成するポケットの周方向中央部を通って径方向に延びるポケット中心線に対して傾斜した勾配を有するものとすることができる。この勾配は、成形金型からのセグメントの抜き取りをスムーズにする（無理抜きを回避する）ために設けられる、いわゆる抜き勾配に対応したものである。勾配の傾斜角αが１５°以下であれば、この勾配が設けられた柱部の断面積（肉厚）低下に由来する強度低下を使用上問題がない範囲に抑えることができる。

【0012】

上記構成は、セグメントの射出成形に用いる樹脂材料を、炭素繊維又はガラス繊維を配合したポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を主原料とした場合、すなわち、樹脂の射出成形品であるセグメントを高強度化するのに有利である反面、弾性率が大きく、セグメントを成形金型から無理抜きするのが難しい場合に好適に採用し得る。

【0013】

本発明に係るころ軸受は、複数のセグメントを円環状に連結した円環状の連結部材を有するものとすることができる。これにより、セグメントの姿勢が変化したり、セグメントがばらけたりするのを規制することができるので、ころ軸受の組立性を高めることができる。この場合、セグメントには、上記連結部材が着脱自在に係合される係合部を設けることができ、係合部は、セグメントを構成する一対の弧状部の何れか一方の周方向両端部に設けることができる。

【0014】

ころを円すいころとした場合、セグメントを構成する一対の弧状部のうちの一方は大径弧状部となり、一対の弧状部のうちの他方は大径弧状部よりも曲率半径が小さい小径弧状部となる。この場合、大径弧状部に、上記係合部を有する突出部を一体に設けることができる。小径弧状部には、複数のセグメントを円環状形態に保持する環状治具の取り付け部を設けることができる。

【0015】

本発明は、例えば、風力発電機の主軸支持に用いられる、外輪の外径が１ｍ以上とされるころ軸受に好適に採用し得る。

【発明の効果】

【0016】

以上から、本発明によれば、保持器を構成する樹脂材料の射出成形品であるセグメントについて、スムーズに離型可能としつつ、その強度低下を使用上問題がない範囲に抑制することができる。これにより、支持すべき軸を長期間にわたって精度良く支持することのできるころ軸受を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係るころ（円すいころ）軸受の縦断面図である。

【図2】図１に示す円すいころ軸受に組み込まれるセグメントの斜視図である。

【図3】図２に示すセグメントの断面図である。

【図4】図３の部分拡大図である。

【図5】図２に示すセグメントの成形用金型の概略断面図である。

【図6】セグメントの円周角と柱部の強度との関係を示す図である。

【図7】本発明の他の実施形態に係るころ（円すいころ）軸受の縦断面図である。

【図8】図７に示す円すいころ軸受に組み込まれるセグメントの斜視図である。

【図9】図８に示すセグメントに円すいころを挿入した状態を示す断面図である。

【図10】図７に示す円すいころ軸受から外輪を外した状態を示す斜視図である。

【図11】図７に示す円すいころ軸受の組立て手順を示す斜視図である。

【図12】図１１を別方向から見た斜視図である。

【図13】内輪に円すいころを配置した状態における円すいころと内輪の大鍔部との関係を示す図である。

【図14】図７に示す円すいころ軸受の組立途中の状態を示す斜視図である。

【図15】図７に示す円すいころ軸受の組立途中の状態を示す斜視図である。

【図16】図１５に示す内輪組立品の断面図である。

【図17】図１５に示す内輪組立品から環状治具を取り外した断面図である。

【図18】内輪組立品を外輪に組み込む状態を示す断面図である。

【図19】内輪組立品を外輪に組み込んだ状態を示す断面図である。

【図20】内輪の軌道面に配置した円すいころの回転状態を示す模式図である。

【図21】内輪の軌道面に配置した円すいころを回転させたときの内輪の小鍔部の高さと円すいころとの関係を示す模式図である。

【図22】本発明の他の実施形態に係る円すいころ軸受の縦断面図である。

【図23】従来のセグメントの概略斜視図である。

【図24】図２３に示すセグメントの成形用金型の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で方向性を示すために使用する「軸方向」、「径方向」及び「周方向」とは、それぞれ、軸受の軸方向、径方向及び周方向である。図１等には、「軸方向」、「径方向」及び「周方向」のそれぞれを矢印Ｘ、Ｙ、Ｚで示している。

【0019】

図１に、本発明の一実施形態に係るころ軸受の概略縦断面図を示す。同図に示すころ軸受１は、内輪２及び外輪３と、内輪２の外周面に形成された内側軌道面４と外輪３の内周面に形成された外側軌道面５との間に転動自在に配された複数の円すいころ６と、複数の円すいころ６を周方向に間隔を空けて（ここでは周方向等間隔で）保持する保持器７とを備える。従って、図１に示すころ軸受１は、円すいころ軸受である。内輪２は、内側軌道面４を挟む軸方向の両側に、円すいころ６の小端面及び大端面がそれぞれ接触する小鍔部８及び大鍔部９を有する。この円すいころ軸受１は、例えば風力発電機の主軸を回転自在に支持するために用いられる大型のものであり、円すいころ６の平均径は４０ｍｍ以上とされ、軸受外径（外輪３の外径）は１ｍ以上とされる。

【0020】

保持器７は、円弧状（扇状）をなした複数のセグメント１０（図２参照）を円環状に（一列に）並べて配置することで形成される、いわゆるセグメント保持器とされる。セグメント１０は、軸方向に間隔を空けて配置された一対の弧状部１１，１２と、周方向に間隔を空けて配置され、両弧状部１１，１２の間に径方向に沿うように介在して両弧状部１１，１２を連結する複数の柱部１３とを一体に有し、両弧状部１１，１２及び隣り合う２つの柱部１３によって囲まれる空間を、円すいころ６を収容するポケット１４としている。一方の弧状部１１は、他方の弧状部１２よりも曲率半径が大きい大径弧状部を構成し、他方の弧状部１２は、一方の弧状部１１よりも曲率半径が小さい小径弧状部を構成する。

【0021】

セグメント１０は、その周方向寸法に対応する円周角θが５°以上３０°以下とされる。図示例のセグメント１０は、円周角θを２４°とし、柱部１３を計６つ、ポケット１４を計５つ有する。以下、計６つ設けられる柱部１３を区別して説明する場合、図２の紙面左側から右側に向けて順に配置された柱部１３を、それぞれ第１柱部１３Ａ～第６柱部１３Ｆと言う。また、計５つ設けられるポケット１４を区別して説明する場合、図２の紙面左側から右側に向けて順に配置されたポケット１４を第１ポケット１４Ａ～第５ポケット１４Ｅと言う。

【0022】

図２の軸直交断面図である図３に示すように、第１ポケット１４Ａの周方向両側に位置する第１柱部１３Ａ及び第２柱部１３Ｂの径方向内側の端部には、第１ポケット１４Ａ側に突出し、第１ポケット１４Ａに収容された円すいころ６と径方向で接触可能な爪部（内径側爪部）１５が設けられている。また、第３ポケット１４Ｃの周方向両側に位置する第３柱部１３Ｃ及び第４柱部１３Ｄの径方向内側の端部、並びに第５ポケット１４Ｅの周方向両側に位置する第５柱部１３Ｅ及び第６柱部１３Ｆの径方向内側の端部にも、上記同様の内径側爪部１５が設けられている。このような内径側爪部１５が設けられていることにより、第１ポケット１４Ａ、第３ポケット１４Ｃ及び第５ポケット１４Ｅのそれぞれにはセグメント１０の外径側から円すいころ６が挿入され、これらポケット１４Ａ，１４Ｃ，１４Ｅに収容された円すいころ６の径方向内側への移動が規制される。

【0023】

第２ポケット１４Ｂの周方向両側に位置する第２柱部１３Ｂ及び第３柱部１３Ｃの径方向外側の端部には、第２ポケット１４Ｂ側に突出し、第２ポケット１４Ｂに収容された円すいころ６と径方向で接触可能な爪部（外径側爪部）１６が設けられている。また、第４ポケット１４Ｄの周方向両側に位置する第４柱部１３Ｄ及び第５柱部１３Ｅの径方向外側の端部にも上記同様の外径側爪部１６が設けられている。このような外径側爪部１６が設けられていることにより、第２ポケット１４Ｂ及び第４ポケット１４Ｄのそれぞれにはセグメント１０の内径側から円すいころ６が挿入され、これらポケット１４Ｂ，１４Ｄに収容された円すいころ６の径方向外側への移動（脱落）が規制される。

【0024】

以上より、上記のセグメント１０を円環状に配置することで形成される本実施形態の保持器７の案内方式は、ころ（転動体）案内である。

【0025】

セグメント１０は、樹脂材料の射出成形品とされ、その表面全体が成形金型により成形された成形面とされる。樹脂材料としては、例えば、強化用充填材としての炭素繊維（ＣＦ）又はガラス繊維（ＧＦ）を配合したポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を主原料としたものが使用される。充填材の配合比率は、樹脂材料全体に占める質量比で２０％以上４０％以下とする。これにより、ころ軸受（円すいころ軸受）１の運転時等にセグメント１０同士が衝突することによるセグメント１０の破損・変形や、セグメント１０同士の周方向の突っ張り合いによるセグメント１０の変形を防止することができる。

【0026】

セグメント１０の射出成形は、図５に示すように、図２３－２４を参照して説明した従来のセグメント１００と同様、セグメント１０の周方向中央部を通って径方向に延びるセグメント中心線ＣＬｓに沿って相対的に接近及び離反移動する一組の成形金型（内径側金型２１及び外径側金型２２）を用いて行われる。すなわち、両金型２１，２２間に、成形すべきセグメント１０の形状に対応したキャビティ２３が形成され、このキャビティ２３に充填した溶融状態の樹脂材料を冷却・固化させることによりセグメント１０が成形される。成形されたセグメント１０は、金型２１，２２が型開きするのに伴って金型２１，２２から抜き出される。

【0027】

セグメント１０を構成する柱部１３（１３Ａ～１３Ｆ）は径方向に沿うように配置され、またセグメントは上記態様で接近及び離反移動する成形金型２１，２２を用いて射出成形されることから、何らの対策も講じなければ、一部の柱部１３には、金型２１，２２からのセグメント１０の抜き取りをいわゆる無理抜きにさせるアンダーカット部が存在する場合がある。本実施形態のセグメント１０においては、第２柱部１３Ｂのうち第１ポケット１４Ａを形成する面（ポケット面１７Ａ）の外径側一部領域、第２柱部１３Ｂのうち第２ポケット１４Ｂを形成する面（ポケット面１７Ｂ）の内径側一部領域、第５柱部１３Ｅのうち第４ポケット１４Ｄを形成する面（ポケット面１７Ｃ）の内径側一部領域、及び第５柱部１３Ｅのうち第５ポケット１４Ｅを形成する面（ポケット面１７Ｄ）の外径側一部領域がアンダーカット部となり得る。

【0028】

そこで、上記のポケット面のアンダーカット部となり得る領域には、いわゆる抜き勾配に対応する勾配１８が設けられており、成形金型２１，２２からのセグメント１０の抜き取りが無理抜きとならないようにしている。

【0029】

図４に拡大して示す、第２柱部１３Ｂを参照して詳細に説明すると、第２柱部１３Ｂのうち第１ポケット１４Ａを形成するポケット面１７Ａは、これが形成する第１ポケット１４Ａの周方向中央部を通って径方向に延びる直線（ポケット中心線ＣＬｐ）に対して所定角度α傾斜した勾配１８であって、第１ポケット１４Ａの周方向の開口寸法を第１ポケット１４Ａの外径側開口部に向けて徐々に拡大させる勾配１８を有している。この勾配１８は、外径側に向けてセグメント中心線ＣＬｓとの離間距離が徐々に縮小するように形成される。また、第２柱部１３Ｂのうち第２ポケット１４Ｂを形成するポケット面１７Ｂは、これが形成する第２ポケット１４Ｂのポケット中心線ＣＬｐに対して所定角度α傾斜した勾配１８であって、第２ポケット１４Ｂの周方向の開口寸法を第２ポケット１４Ｂの内径側開口部に向けて徐々に拡大させる勾配１８を有している。

【0030】

勾配１８の傾斜角αを大きくするほど、成形金型２１からのセグメント１０の抜き取りをスムーズに行い得るというメリットがあるが、第２柱部１３Ｂの断面積（肉厚）が小さくなり、第２柱部１３Ｂ、ひいてはセグメント１０の強度低下を招くというデメリットがある。そのため、上記の傾斜角αは、セグメント１０の円周角θや、セグメント中心線ＣＬｓとポケット中心線ＣＬｐとがなす角度に応じて設定される。前述したようにセグメント１０の円周角θの最大値を３０°とする本発明においては、傾斜角αが円周角θの設定最大値３０°の半分以下である１５°以下に設定される。これにより、第２柱部１３Ｂの断面積が過剰に小さくなることによる第２柱部１３Ｂの過剰な強度低下を防止することができる。

【0031】

なお、セグメント１０の円周角θを上記のとおり５°以上３０°以下（５°≦θ≦３０°）としたのは、図６に示すように、本発明者が円周角θを３°、５°、１０°、２０°、３０°及び４０°に設定したセグメント１０のそれぞれについて解析を実施した結果、
・円周角θを５°未満である３°に設定した場合、所望の負荷能力を有するサイズの円すいころ６を収容可能なポケット１４を有するセグメント１０を得ることができなかったこと、
・円周角θを１０°及び２０°に設定した場合、所定の柱部１３にセグメント１０の無理抜きを回避するための抜き勾配（勾配１８）を設けても、その勾配１８が設けられた柱部１３に使用上問題となるような強度低下が生じず、強度の評価として「〇」の評価を与えることができたこと、
・円周角θを５°及び３０°に設定した場合、円周角θを１０°及び２０°に設定した場合に比べれば、抜き勾配（勾配１８）に由来する柱部１３の強度低下は大きくなったものの、使用上問題がないと評価できる「△」の評価を与えることができたこと、
・円周角θが４０°の場合、一部の柱部１３（特にセグメント中心線ＣＬｓから離れた位置にある柱部１３）に設ける上記の傾斜角αが大きくなってその柱部１３の強度低下が顕著となり、使用上問題が生じると考えられる「×」の評価を与えざるを得なかったこと、が判明したからである。

【0032】

前述した４つのポケット面１７Ａ～１７Ｄに設ける勾配１８の傾斜角αは全て同じにしても構わないが、ポケット面１７Ａ，１７Ｄに設ける勾配１８よりもセグメント中心線ＣＬｓに接近した位置に位置するポケット面１７Ｂ，１７Ｃに設ける勾配１８の傾斜角αは、ポケット面１７Ａ，１７Ｄに設ける勾配１８の傾斜角αよりも小さくするのが好ましい。これにより、第２柱部１３Ｂ及び第５柱部１３Ｅの肉厚減少量を必要最低限に留めることができるので、セグメント１０の強度低下を抑えることができる。従って、本実施形態においては、ポケット面１７Ａ，１７Ｄに設ける勾配１８の傾斜角αを同じにし、ポケット面１７Ｂ，１７Ｃに設ける勾配１８の傾斜角αは、ポケット面１７Ａ，１７Ｄに設ける勾配１８の傾斜角αよりも小さくするのが好ましい。なお、本実施形態では、アンダーカットとなる部分が設けられない上記以外のポケット面にも僅かな勾配１８を設けている（図示省略）。

【0033】

以上で説明したように、一対の弧状部１１，１２、複数の柱部１３及び爪部１５，１６を一体に有する樹脂材料の射出成形品であるセグメント１０の円周角θを３０°以下にすれば、図５に概念的に示すような一組の成形金型２１，２２、すなわちセグメント中心線ＣＬｓに沿って相対的に接近及び離反移動する一組の成形金型２１，２２を用いて上記セグメント１０を射出成形する場合に無理抜き回避のためのいわゆる抜き勾配を柱部１３（を成形する部分）に設けたとしても、柱部１３の断面積減少に由来するセグメント１０の強度低下を、使用上問題のない範囲に抑制することができる。そのため、セグメント１０の円周角θを３０°以下（５°以上３０°以下）とすれば、セグメント１０をスムーズに離型可能としつつ、セグメント１０の強度低下を使用上問題がない範囲に抑制することができる。従って、このセグメント１０を円環状に並べて配置することで保持器７が形成される本実施形態の円すいころ軸受１は、支持すべき軸を長期間にわたって精度良く支持することができる。

【0034】

本発明は、以上で説明した円すいころ軸受１のみならず、図７等に示す円すいころ軸受１にも適用することができる。図７に示す円すいころ軸受１は、主に、
（１）複数のセグメントを円環状に並べて配置することで形成される保持器７の案内方式が外輪案内方式である点、及び、
（２）複数のセグメントを連結する連結部材３２を有する点、
において図１に示す円すいころ軸受１と構成を異にしている。

【0035】

図７に示す円すいころ軸受１は、図１に示す円すいころ軸受１と同様に、内輪２と、外輪３と、複数の円すいころ６と、複数のセグメントからなる保持器（セグメント保持器）７とを備えており、例えば、風力発電機の主軸を支持するために用いられる大型の軸受である。すなわち、円すいころ６の平均径は４０ｍｍ以上、軸受（外輪３）外径は１ｍ以上とされる。

【0036】

セグメント３０は、図２等に示すセグメント１０と同様に、一対の弧状部１１，１２及び複数の柱部１３を一体に有する樹脂材料（例えば、ガラス繊維又は炭素繊維が配合されたポリエーテルエーテルケトンを主原料とする樹脂材料）の射出成形品とされ、両弧状部１１，１２及び隣り合う２つの柱部１３によって囲まれる空間を、円すいころ６を収容するポケット１４としている（図８及び図９）。但し、上記のとおり保持器７の案内方式が外輪案内である関係上、各柱部１３には、外径側爪部１６のみが設けられ、内径側爪部１５（図２参照）は設けられていない。従って、円すいころ６は、セグメント３０の内径側からポケット１４の内径側開口部を介してポケット１４に挿入され、ポケット１４に収容された円すいころ６の外径側への移動が外径側爪部１６によって規制される。

【0037】

詳細な図示は省略するが、このセグメント３０は、図２等に示すセグメント１０と同様に、円周角θが５°以上３０°以下とされ、かつ、柱部１３のポケット面は、ポケット面が形成するポケット１４のポケット中心線ＣＬｐに対して傾斜した勾配１８を有している。この勾配の傾斜角は１５°以下である。従って、このセグメント３０も、成形金型２１，２２（図５参照）からの無理抜きが回避されつつ、柱部１３の機械的強度の低下も抑制されている。

【0038】

図８及び図９に示すように、セグメント３０の柱部１３の軸方向の両端外面には、断面円弧状の凸部からなる案内突起３１が設けられている。案内突起３１は、図示例のように全ての柱部１３に設ける他、一部の柱部１３にのみ設けるようにしても構わない。円すいころ軸受１の駆動時（内輪２が嵌合された主軸の回転時）、保持器７は、外輪３の軌道面５にセグメント３０の案内突起３１を接触させた状態で周方向に移動（回転）する。

【0039】

セグメント３０の弧状部（大径弧状部）１１の周方向両端部には、セグメント３０（保持器７）の大径側に配置される円環状の連結部材３２（図１０等を参照）が着脱自在に係合する係合部３４が設けられており、この係合部３４は、大径弧状部１１の軸方向外側に突設された突出部３３に形成されている。周方向で隣り合う２つのセグメント３０に設けた突出部３３同士が干渉するのを防止するため、突出部３３は、セグメント３０の周方向端部よりも多少周方向内側（セグメント中心線ＣＬｓに接近した側）に設けられる。

【0040】

セグメント３０の小径弧状部１２には、セグメント３０（保持器７）の小径側に配置される環状治具４１（図１５，１６を参照）の取り付け部３５が設けられている。この取り付け部３５は、小径弧状部１２の全長に亘って設けられている。環状治具４１は、図１６に示すように、内輪２の小端面に当接するリング部４１ａと、このリング部４１ａの端部外周から径方向外側に向けて突設された断面Ｌ字状の係合部４１ｂとからなり、リング部４１ａを内輪２の小端面に当接させた状態で、セグメント３０の取り付け部３５を係合部４１ｂ（によって形成される周方向溝）に嵌め込むことによりセグメント３０（保持器７）に取り付けられる。

【0041】

セグメント３０の大径側に配置される連結部材３２には、ワイヤー等の線状体が使用され、ここでは、連結部材３２としての線状体の長手方向の端部同士を締結部材４０（図１０及び図１５参照）を用いて結束することによって円環状に形成されている。締結部材４０としてはターンバックルやフック等を使用することができ、ここではターンバックルを使用している。ターンバックルであれば、上記線状体の端部同士の連結及び連結解除を容易に行うことができる、締め付け力が緩まない、締め付け力（張力）を容易に調整することができる、などという利点がある。締結部材４０は、周方向で隣り合う２つの突出部３３間に収容するように配置する。

【0042】

円環状の連結部材３２を形成するに当たり、ターンバックル等の締結部材４０は必ずしも使用する必要はなく、線状体の端部同士を直接連結するようにしても構わない。

【0043】

円環状の連結部材３２は、ワイヤー等の線状体の他、ベルト等の帯状体を用いて形成することもできる。また、連結部材３２は、一本の線状体又は帯状体を用いて形成しても良いし、複数本の線状体又は帯状体を用いて形成しても良い。複数本の線状体又は帯状体を用いる場合、等長の線状体又は帯状体を用いるのが好ましい。

【0044】

以上の構成を有する図７に示す円すいころ軸受１は、内輪２、円すいころ６及び保持器７を一体化した内輪アッシーを組み立てた後、この内輪アッシーを外輪３に組み込むことによって組み立てることができる。

【0045】

内輪アッシーの組み立ては、まず、図１１及び図１２に示すように、内輪２の大端面を下にした状態で、内輪２の軌道面４上に円すいころ６を一列に並べて配置する。このとき、円すいころ６の自重により内輪２（軌道面４）から円すいころ６が脱落する可能性がある。この脱落を防止するため、内輪２の中心軸から大鍔部９の先端までの距離を、内輪２の中心軸から円すいころ６の重心までの距離よりも大きくしており、大鍔部９の外径Ｊは次式を満足する。
（Ｊ／２）－Ｈ・ｃｏｓＩ＞ｙ１

【0046】

すなわち、図１３に示すように、内輪２の大端面を下にして内輪２の軌道面４に円すいころ６を配置した状態で、内輪２の大鍔部９の円すいころ６と接触する側面が内輪２の中心軸に対して直交する直線に対する角度をＩとし、大鍔部９の先端の面取り幅をＨとし、内輪２の中心軸から円すいころ６の重心までの距離をｙ１とし、大鍔部９の外径をＪとしたとき、上記の関係式を満たせば、内輪２の軌道面４からの円すいころ９の脱落を防止することができる。なお、図１３中に示す符号Ｄ，Ｇ，Ｆ，Ｅは、それぞれ、円すいころ６の大端面の直径、円すいころ６の小端面の直径、円すいころ６の長さ、内輪２の中心軸から軌道面４の大鍔部９側の端部までの距離、を示している。

【0047】

円すいころ６を内輪２の軌道面４上に並べて配置した後、図１４に示すように、セグメント３０を外径側から被せると、セグメント３０に設けられたポケット１４の内径側開口部を介してポケット１４内に円すいころ６が挿入される。複数のセグメント３０が円環状に並べて配置された後、図１５に示すように、各セグメント３０の小径弧状部１２に設けられた取り付け部３５に環状治具４１を取り付ける。環状治具４１は、内輪２と同軸に配置した状態で軸方向に移動させることによってセグメント３０の取り付け部３５に取り付けることができる。また、各セグメント３０の大径側の外周に連結部材３２としての線状体を配置（巻き回す）ようにして大径弧状部１１の係合部３４に線状体を通し、線状体の端部同士を締結部材４０を用いて結束（連結）する。これにより、円環状に一列に並べて配置された複数のセグメント３０が一体化され、内輪２、円すいころ６及び保持器７が一体化した内輪アッシーが得られる。

【0048】

セグメント３０の外周に巻き回した線状体の端部同士を締結部材４０で連結すると、円環状に配置されたセグメント３０の小径側が開こうとするが、線状体の端部同士の連結作業をセグメント３０の小径弧状部１２に設けた取付部３５に環状治具４１を取り付けた状態で実行するので、連結作業中のセグメント３０の小径側の開きを抑制し、連結作業を効率良く実行することができる。

【0049】

環状治具４１は、内輪アッシーの組み立て完了後、内輪アッシー（セグメント３０の取り付け部３５）から取り外される（図１７参照）。環状治具４１は、これを軸方向に沿って移動させることによって内輪アッシーから取り外される。

【0050】

以上のようにして得られた内輪アッシー（環状治具４１が取り外された内輪アッシー）の外輪３への組み込みは、図１８－１９に示すように、内輪アッシーの小径側を下に向けた反転状態にして行う。このような状態で内輪アッシーを外輪３に組み込む際にも、円環状に配置された複数のセグメント３０は連結部材３２によって連結されているので、セグメント３０がばらけることはない。また、各セグメント３０のポケット１４内に収容された円すいころ６は、ポケット１４を形成する柱部１３に設けた爪部（外径側爪部１６）と鉛直方向で接触・係合するのでポケット１４からの脱落が規制される。

【0051】

また、環状治具４１を取り外した状態で内輪アッシーをその小径側を下に向けた反転状態にしても、連結部材３２によって連結された各セグメント３０は、そのポケット１４に収容された円すいころ６が内輪２の内側軌道面４の両側に位置する鍔部８，９間に嵌まり、円すいころ６が内輪２の小鍔部８に引っ掛かるようになっている。これにより、内輪アッシーからの各セグメント３０の脱落が防止される。セグメント３０の脱落を防止するには、内輪２の小鍔部８の高さ（径Ｍ）を以下に示す関係式を満たすように設定する。

【0052】

図２０に模式的に示すように、内輪２の小鍔部８と大鍔部９の間に嵌められた円すいころ６が回転する場合において、円すいころ６の大端面が大鍔部９に接していない時は点Ａを中心に回転し、円すいころ６の大端面が大鍔部９に接している時は点Ｂを中心に回転すると考えられる。

【0053】

円すいころ６の大端面が大鍔部９に接し、円すいころ６が点Ｂを中心に回転する場合、図２１に模式的に示すように、内輪２の小鍔部８の径が十分に大きければ、円すいころ６が小鍔部８と大鍔部９の間から離脱しようとしても円すいころ６の小端面が小鍔部８の点Ｃに接触するため、円すいころ６の回転が抑制され、円すいころ６が内輪２の小鍔部８に引っ掛かる。円すいころ６が引っ掛かる小鍔部８の点Ｃは、図２１に示すように、円すいころ６が回転した時の円すいころ６の小端面角部の軌跡を描いた曲線（スプライン曲線）と小鍔部８との交点である。このとき、小鍔部８の径をＭ、小鍔部８の点Ｃ側の側面が軸方向（内輪２の中心軸）に対してなす角度をＬ、小鍔部８の先端の面取り幅をＫ、円すいころ６を大鍔部９の先端部の点Ｂを中心にして回転させた際に小鍔部８と円すいころ６の小端面とが接触する点Ｃから内輪２の中心軸までの距離をｙ３とすると、下記の関係式を満たしている。
（Ｍ／２）－Ｋ・ｃｏｓＬ＞ｙ３

【0054】

以上のようにして、内輪アッシーを外輪３に組み込むことにより、円すいころ軸受１が組み立てられる（図１９参照）。

【0055】

図１９に示すように、円すいころ軸受１の組み立てが完了すると、複数のセグメント３０を連結している連結部材３２は取り外すことができる。連結部材３２を取り外しても、各セグメント３０は内輪２と外輪３の間に配置されているので、セグメント３０がばらける（保持器７が分解される）ことはない。

【0056】

以上で説明した本発明の他の実施形態に係る円すいころ軸受１は、セグメント３０の小径弧状部１２に環状治具４１の取り付け部３５を設けたものであるが、小径弧状部１２には、取り付け部３５に替えて、大径弧状部１１に設けた連結部材３２の係合部３４と同様の係合部３６を設け、この係合部３６に、係合部３４に係合させた円環状の連結部材３２と同様の連結部材３７を取り外し可能に係合させるようにしても構わない（図２２を参照）。

【0057】

以上、本発明の実施形態に係る円すいころ軸受１について説明したが、本発明の実施の形態はこれに限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜の変更を施すことができる。例えば、ころとして、円すいころ６以外のころ、例えば円筒ころが使用されるころ軸受（円筒ころ軸受）にも本発明を適用することができる。

【符号の説明】

【0058】

１ ころ軸受（円すいころ軸受）
２ 内輪
３ 外輪
６ 円すいころ
７ 保持器
８ 小鍔部
９ 大鍔部
１０ セグメント
１１ 弧状部（大径弧状部）
１２ 弧状部（小径弧状部）
１３ 柱部
１４ ポケット
１７Ａ ポケット面
２１ 成形金型
２２ 成形金型
２３ キャビティ
３０ セグメント
３２ 連結部材
３３ 突出部
３４ 係合部
３５ 取り付け部
４１ 環状治具
ＣＬｐ ポケット中心線
ＣＬｓ セグメント中心線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】