保持器付き転がり軸受
【課題】運転時に分割型保持器２０ｂを構成する各保持器素子２１ｃ、２１ｃ同士が円周方向に変位して、隣り合うこれら各保持器素子２１ｃ、２１ｃ同士が激しく衝突しない構造を実現する。
【解決手段】複数の保持器素子２１ｃ、２１ｃを円周方向に関して直列に組み合わせる事により全体を円すい筒状にした状態で、隣り合う上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃの対向する円周方向端面同士の円周方向に関する総ての隙間の合計Ｈと、この保持器のピッチ円Ｐ21c の周長Ｌとの関係を、０＜Ｈ≦０．００１Ｌとする。これにより、上記課題を解決する。
【解決手段】複数の保持器素子２１ｃ、２１ｃを円周方向に関して直列に組み合わせる事により全体を円すい筒状にした状態で、隣り合う上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃの対向する円周方向端面同士の円周方向に関する総ての隙間の合計Ｈと、この保持器のピッチ円Ｐ21c の周長Ｌとの関係を、０＜Ｈ≦０．００１Ｌとする。これにより、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る保持器付き転がり軸受は、風力発電装置を構成するロータ（ブレード等の羽付きの回転体）の回転中心部に結合固定した回転軸、或はこの回転軸と発電機との間に設けた変速機を構成する回転軸を、上記風力発電装置のハウジングに対して回転自在に支持する為に利用する。
【０００２】
近年、二酸化炭素の削減等により地球環境を改善する事を目的として、自然エネルギを利用する発電方法である風力発電が注目される様になっている。図１１〜１２は風力発電装置の従来構造の１例として、特許文献１に記載された構造を示している。図１１はプロペラ形風力発電装置の全体構成図である。風車１は、風の運動エネルギを取り込むブレード２とロータ３、ハウジング４、及びこのハウジング４を地上から十分に（例えば約４０ｍ）離れた高さ位置に設置する為のタワー５から構成される。又、このハウジング４の内部には、図１２に示す様に、回転軸６、転がり軸受７、７、増速機８、発電機９が納まっており、この回転軸６は、転がり軸受７、７によって、上記ハウジング４に、回転自在に取り付けられている。そして、風の運動エネルギから上記ブレード２が取り込んだ回転力は、上記回転軸６に伝達され、更に、上記増速機８で増速されてから上記発電機９に伝達され、発電する。
【０００３】
上記風車１を構成する転がり軸受７、７や上記増速機８等の変速機内部で使用される軸受は、大きなラジアル荷重を支承すべく、ころ軸受等を使用する。この様に、風力発電装置で使用するころ軸受は、この風力発電装置が鉄塔の上等の高所に設けられており、交換等のメンテナンス作業を行ないにくい。この為、上記ころ軸受が早期に寿命に達してしまう事は好ましくない。従って、上記風力発電装置のメンテナンス作業を長期間（最低でも２０年間、好ましくは、より長期間）行なわなくても済む様にする為、上記ころ軸受の耐久寿命も十分に確保できる様にする事が望まれる。
【０００４】
図１３は、この様なころ軸受の１例として、従来から知られている円すいころ軸受１０の構造を示している。この円すいころ軸受１０は、外輪１１と内輪１２と複数の円すいころ１３、１３と、保持器１４とを備えている。
このうちの外輪１１は、内周面の中間部に円すい凹面状の外輪軌道１５を設けている。
又、上記内輪１２は、外周面の中間部に円すい凸面状の内輪軌道１６を設けている。又、この内輪１２の外周面両端部のうち、大径側端部（図１３の左端部）には大径側鍔部１７を、小径側端部（図１３の右端部）には小径側鍔部１８を、それぞれ形成している。
又、上記複数の円すいころ１３、１３は、外周面を円すい凸面状としている。又、次述する保持器１４により保持された状態で、上記外輪軌道１５と上記内輪軌道１６との間に転動自在に設けられている。
又、上記保持器１４は、円すい筒状に形成され、円周方向に亙って複数のポケット１９、１９を等間隔に形成して、これら各ポケット１９、１９内に１個ずつ、上記各円すいころ１３、１３を、転動自在に保持している。
【０００５】
この様な上記保持器１４は、通常は全体が円すい筒状の単一部材から成る、所謂一体型保持器が使用されている。しかし、上記風力発電装置等の主軸等、大きな荷重を受ける環境で使用される場合、上記円すいころ軸受１０は大型化して、この円すいころ軸受１０を構成する上記保持器１４もやはり大型化する。この為、製造装置の能力を超えてしまい、上述した様な一体型の保持器１４を製造する事が困難になる事が考えられる。又、製造できた場合でも、組み立て装置の能力を超えてしまっている場合には、やはり組み立て作業を行なう事が困難になる事が考えられる。
そこで、上述した様に上記円すいころ軸受１０が大型化した場合に、上記一体型保持器の代わりに、所謂分割型保持器を使用する場合がある。図１４はこの分割型保持器の構造を説明する為の模式図である。この分割型保持器２０は、それぞれが円弧状に形成された複数の保持器素子２１、２１を円周方向に関して直列に組み合わせる事により、全体を円すい筒状としている。この様な分割型保持器２０を構成する上記各保持器素子２１、２１は、上記一体型保持器の大きさに比べて、小型である。この為、製造装置や組み立て装置の能力を超える可能性は小さい。
【０００６】
又、特許文献１には、分割型保持器の構造が記載されている。図１５は、この従来から知られている分割型保持器の構造を説明する為の模式図である。この分割型保持器２０ａは、それぞれが円弧状に形成された複数の保持器素子２１ａ、２１ａを、結合する事なく円周方向に関して直列に組み合わせる事により、全体を円すい筒状としている。そして、上記分割型保持器２０ａは、上記各保持器素子２１ａ、２１ａを円周方向に直列に並べた状態で、隣り合う各保持器素子２１ａ、２１ａ同士の円周方向端面のうちの、対向する端面同士の間に隙間を存在させている。この隙間の長さの合計は、図１５に示す様に、これら各保持器素子２１ａ、２１ａ同士を隙間なく並べた状態で、最初の保持器素子２１ａの一端面と最後の保持器素子２１ａの他端面との間の隙間Ｘの長さに等しくなる。上記特許文献１に記載された発明では、この様な隙間Ｘの長さを、上記分割型保持器２０ａのピッチ円Ｐ21a の０．１５〜１％の範囲に規制している。
上記各保持器素子２１ａ、２１ａは、それぞれ図１６に示す様に、軸方向両端部に設けられた、それぞれが円弧状である１対のリム部２２ａ、２２ａ同士を備える。又、これら両リム部２２ａ、２２ａ同士を、複数の柱部２３ａ、２３ａで結合している。又、これら両リム部２２ａ、２２ａの内側面と、円周方向に隣り合う各柱部２３ａ、２３ａの円周方向側面とにより周囲を囲まれる部分を、前記各円すいころ１３、１３を転動自在に保持する為のポケット１９ａ、１９ａとしている。そして、これら各ポケット１９ａ、１９ａの内面のうち、円周方向両端部を、上記各円すいころ１３、１３の転動面を案内する各柱部２３ａ、２３ａの案内面としている。
【０００７】
この様な分割型保持器２０ａの場合、軸受内部の温度上昇による上記各保持器素子２１ａ、２１ａの円周方向への熱膨張を考慮して、上記隙間Ｘの長さを規制している。軸受内部の温度が上昇した場合、上記分割型保持器２０ａを構成する上記各保持器素子２１ａ、２１ａは熱膨張する。そして、この熱膨張により、上記隙間Ｘと、総ての上記各保持器素子２１ａ、２１ａの円周方向への熱膨張量の総和との差分が円周方向隙間として残る。しかし、運転時の軸受内部の温度がそれほど高くならない場合には、上記熱膨張量の総和が上記隙間Ｘに対して小さくなり、この隙間Ｘに近い隙間が円周方向に残ってしまう。この様に、円周方向に比較的大きな隙間が残ると、運転時に上記各保持器素子２１ａ、２１ａの円周方向への変位量が増えて、隣り合う各保持器素子２１ａ、２１ａ同士の円周方向端面同士が強く衝突し合う。この為、異音が発生したり、この衝突により大きな応力が発生し、長期間の使用に伴って、これら各保持器素子２１ａ、２１ａが破損する可能性が考えられる。
【０００８】
又、特許文献２に記載された分割型保持器は、上記特許文献１に記載された分割型保持器２０ａと同様に、それぞれが円弧状に形成された複数の保持器素子２１ｂ、２１ｂを、円周方向に関して直列に組み合わせる事により、全体を円すい筒状としている。但し、上記特許文献２に記載された分割型保持器は、隣り合う上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂ同士を機械的に結合している。図１７〜１８は、この結合状態を説明する為の、これら各保持器素子２１ｂ、２１ｂの円周方向端部を示す斜視図である。これら各保持器素子２１ｂ、２１ｂは、円周方向一端部に接合凸部２４を、他端部にこの接合凸部２４と係合する接合凹部２５を、それぞれ形成している。そして、これら接合凸部２４と接合凹部２５とを図１８に示す様に係合させ、更に、超音波溶着により溶着して、互いに結合している。
【０００９】
この様な、特許文献２に記載されている分割型保持器の場合、隣り合う上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂ同士の間に円周方向の隙間を設けていない。この為、上述した特許文献１の分割型保持器２０ａの様に、軸受の運転時に前記各保持器素子２１ａ、２１ａが円周方向へ変位する事により隣り合う上記各保持器素子２１ａ、２１ａの対向する円周方向端面同士が激しく衝突する問題は生じない。しかし、軸受内部の温度上昇により上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂが熱膨張した場合に、次の様な問題が考えられる。軸受内部の温度が上昇すると、上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂは、あらゆる方向に熱膨張しようとする。しかし、上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂは機械的に結合されており、これら各保持器素子２１ｂ、２１ｂの対向する円周方向端面同士の間には隙間を設けていない。この為、上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂの円周方向両端面は、円周方向に拡がる方向へは熱膨張する事ができず、この円周方向に熱膨張できない分が、上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂの各ポケットの案内面等の変形として現れてしまう。そして、この変形により、これら各ポケットが保持している転動体を拘束してしまい、異音の発生や、トルク上昇等を引き起こし、上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂが破損してしまう事が考えられる。
【００１０】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２４６８２５号明細書
【特許文献２】特開２００４−１２５０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、軸受運転時にこの保持器を構成する各保持器素子同士が円周方向に変位する事で、隣り合うこれら各保持器素子同士が激しく衝突し、異音が発生したり、破損したりする事を防止して耐久性を確保でき、しかも、温度上昇時にポケットの内面が歪む事を防止できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の対象となる保持器付き転がり軸受は、内輪と、外輪と、複数個の転動体と、保持器とを備える。
このうちの、内輪は、外周面に外輪軌道を有する。
又、上記外輪は、内周面に外輪軌道を有する。
又、上記各転動体は、上記外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられている。
又、上記保持器は、それぞれが円弧状に形成された複数の保持器素子を円周方向に関して直列に組み合わせる事により、全体を円筒状若しくは円すい筒状とした、所謂分割型保持器である。又、これら各保持器素子は、軸方向両端部に設けられた、それぞれが円弧状である１対のリム部同士を、複数の柱部で結合して成る。又、これら両リム部の内側縁と円周方向に隣り合う各柱部の円周方向側縁とにより周囲を囲まれる部分を、上記各転動体を転動自在に保持する為のポケットとしている。
【００１３】
特に、本発明の保持器付き転がり軸受に於いては、上記各保持器素子を、機械的に結合せず、円周方向に直列に組み合わせて円筒状若しくは円すい筒状の保持器とした状態で、隣り合う各保持器素子の対向する円周方向端面同士の円周方向に関する隙間の合計Ｈと、この保持器のピッチ円の周長Ｌとの関係を、常温（２０℃）で、Ｈ≦０．００１Ｌとしている。即ち、上記各保持器素子を、或る１つの保持器素子を基準として、これら各保持器素子を、隙間なく円周方向に直列に組み合わせた状態で、先頭となる保持器素子の円周方向一端面と最後尾となる保持器素子の円周方向他端面との円周方向に関する距離である、上記合計値Ｈを、上記周長Ｌの０．００１倍以下の正の値としている。
【００１４】
上述の様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記合計値Ｈと上記周長Ｌとの関係を、０＜Ｈ≦０．００１Ｌとする。
又、この様な請求項１〜２に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した様に、上記各ポケット内での上記各転動体の、保持器の径方向に関する変位を許容する径方向隙間を、これら各ポケットの内面と上記各転動体の転動面との間に設ける。
又、この様な請求項１〜３に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、上記保持器の外周面と、前記外輪の内周面である案内周面とを摺接若しくは近接対向させる事でこの保持器の径方向の位置決めを図る外輪案内構造、又は、この保持器の内周面と、前記内輪の外周面である案内周面とを摺接若しくは近接対向させる事でこの保持器の径方向の位置決めを図る内輪案内構造の何れかである軌道面案内構造とする。
【００１５】
又、この様な請求項４に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、上記各案内周面（外輪案内構造の場合には上記外輪の内周面、内輪案内構造の場合には上記内輪の外周面）と摺接若しくは近接対向する上記保持器の周面を、上記各柱部の一部に設けられた案内部とする。又、この案内部の一部に、潤滑剤を保持又は供給する為の切り欠き部を形成する。
又、この様な請求項１〜５に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項６に記載した様に、上記各柱部の円周方向両側面のうち、上記案内周面側に近い部分に、各転動体の転動面との係合に基づいて上記保持器の径方向位置を規制する案内面を設ける。
又、この様な請求項４〜６に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項７に記載した様に、上記各柱部の円周方向側面の一部で、径方向に関する位置が上記案内周面と反対寄り部分に、係止突部を形成する。又、上記各ポケット内で互いに対向するこれら係止突部の先端縁同士の円周方向に関する距離を、各転動体の外径よりも小さくする。
又、この様な請求項１〜７に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項８に記載した様に、上記各保持器素子の円周方向端面を、軸方向中央部が突出した凸形状とする。
又、この様な請求項１〜８に記載した発明を実施する場合に好ましくは、上記各転動体を請求項９に記載した様なころとする。
又、この様な請求項１〜９に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項１０に記載した様に、上記保持器を、芳香族ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド等の合成樹脂により作製する。
【発明の効果】
【００１６】
上述の様に構成する本発明の保持器付き転がり軸受は、保持器を構成する、隣り合う各保持器素子の対向する円周方向端面同士の間の隙間が大きくなり過ぎない様に、設ける隙間を規制している。この様に円周方向の隙間を規制する事で、上記軸受の運転時にこの軸受内部の温度が上昇せず、上記各保持器素子の円周方向に関する熱膨張量が小さい場合にも、これら各保持器素子が円周方向に大きく変位する事を防止して、隣り合うこれら各保持器素子の対向する円周方向端面同士が激しく衝突する事を防止できる。
又、上記軸受の運転時にこの軸受内部の温度が上昇して、上記各保持器素子が熱膨張した場合、これら各保持器素子の円周方向両端面は、上記隙間を設けている分だけ、円周方向へ拡がる方向に熱膨張する事ができるので、円周方向に隣り合う上記各保持器素子同士が結合されている場合に比べて、各ポケットの案内面等の変形量を小さく抑える事ができる。この為、これら各ポケットの案内面が、保持している転動体を拘束してしまう事で発生する、異音や、トルクの上昇を防止して、上記各保持器素子の耐久性の向上、延いてはこれら各保持器素子を組み込んだ転がり軸受の耐久性の向上を図る事ができる。
【００１７】
又、請求項３に記載した様に、上記各ポケットの内面と各転動体の転動面との間に、これら各ポケット内でのこれら各転動体の、上記保持器の径方向に関する変位を許容する径方向隙間を設ける構造にすれば、軸受内部の温度上昇に伴って上記各保持器素子が径方向外方に熱膨張しても、上記各ポケットの内面がこれら各玉を拘束してしまう事を防止できる。
又、請求項４に記載した様に、外輪案内構造、又は、内輪案内構造の何れかの軌道面案内構造にする事で、上記軸受の運転時にこの保持器が傾斜する事を防止できる。この為、上記各ポケットの内面と上記各転動体の転動面とが強く摩擦し合う事を防止して、回転抵抗が大きくなる事も防止できる。特に、内輪案内構造の場合には、軸受内部の温度が上昇して、上記各保持器素子が径方向外方に熱膨張する事を妨げる事がない。この為、上記各保持器素子に過大な内部応力が発生する事を防止して、上記各ポケットの内面が歪む事を防止できる。
又、請求項５に記載した様に、上記外輪、又は内輪の何れかの案内周面と摺接若しくは近接対向する上記保持器の周面を、各柱部の一部に設けられた案内部として、この案内部の一部に、潤滑剤を保持又は供給する切り欠き部を形成すれば、軸受内部の潤滑性を向上して、この軸受内部の温度が上昇する事を防止できる。又、上記切り欠き部を設けた分、上記案内部と上記案内周面との接触面積を少なくする事ができる。この為、運転時の軸受トルクを小さく抑える事ができ、摩擦による発熱も少なく抑える事ができる。
又、請求項６に記載した様に、上記各柱部の円周方向両側面のうち、案内周面（外輪案内構造の場合には上記外輪の内周面、内輪案内構造の場合には上記内輪の外周面）側に近い部分に、上記各転動体の転動面との係合に基づいて上記保持器の径方向位置を規制する案内面を設ける構造にする事で、この保持器が熱膨張等した場合でも、内輪案内構造から転動体案内構造へ、又は転動体案内構造から外輪案内構造へと上記保持器の案内構造を運転時に移行する事ができる。この為、熱膨張により上記保持器の径方向の位置決めが図れなくなる事はない。
又、請求項７に記載した様に、上記各柱部の円周方向側面の一部で、径方向に関する位置が上記案内周面と反対寄り部分に係止突部を形成する事で、保持器及び各転動体を、外輪の内周面と内輪の外周面との間に組み込む以前であっても、上記各転動体がこれら各係止突部を設けた径方向側に上記各ポケットから脱落する事を防止できる。この為、転がり軸受の組立作業が容易になる。
又、請求項８に記載した様に、上記各保持器素子の円周方向端面を、軸方向中央部が突出した凸形状にすれば、これら各保持器素子を組み込む際に、これら各保持器素子の円周方向端面を円周方向に弾性変形する事ができる為、組み込み作業を容易に行なう事ができる。又、上記軸受の運転時に、隣り合う上記各保持器素子の対向する円周方向端面同士が衝突した場合にも、この様に、これら各保持器素子の円周方向端面が円周方向に弾性変形できる為、衝撃を緩和する事ができる。更に、温度上昇に基づいて前記隙間が消滅した後にも、熱膨張分の吸収を図れる。
又、請求項９に記載した様に、転動体をころにすれば、上記軸受の負荷容量を大きくする事ができる。
又、請求項１０に記載した様に、上記保持器を、芳香族ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド等の合成樹脂から作れば、軽量で、自己潤滑性、低摩擦特性、耐食性、静音性等の点に優れた保持器を得る事ができる。又、この様な、合成樹脂製の保持器は、大量生産に適した射出成形等により製造する事が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［実施の形態の第１例］
図１〜４は、請求項１〜５、７〜１０に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の保持器付き転がり軸受の特徴は、この転がり軸受を構成する保持器の構造に工夫した点にある。この特徴部分以外の構造及び作用は、前述の図１３に示した転がり軸受を含め、従来から知られている転がり軸受の場合と同様である。この為、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００１９】
図１は、本例の保持器付き転がり軸受を構成している分割型保持器の構造を説明する為の模式図である。この分割型保持器２０ｂは、図１に示す様に、それぞれが、芳香族ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド等の合成樹脂を射出成形して成る、複数の保持器素子２１ｃ、２１ｃを、機械的に結合せず、円周方向に関して直列に組み合わせる事により、全体を円筒状若しくは円すい筒状に構成している。又、この様に組み合わせた状態で、隣り合う上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃの対向する円周方向端面同士の間に存在する総ての隙間の合計Ｈと、この保持器のピッチ円Ｐ21c の周長Ｌとの関係を、０＜Ｈ≦０．００１Ｌとしている。尚、図１では、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃ同士を隙間なく並べた状態で、最初の保持器素子２１ｃの一端面と最後の保持器素子２１ｃの他端面との間の隙間の長さとして、上記Ｈを示している。
【００２０】
又、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃは、図２〜３に示す様に、全体が円弧状に形成されている。又、軸方向両端部に設けられた、それぞれが円弧状である１対のリム部２２ｂ、２２ｂ同士を、複数の柱部２３ｂ、２３ｂで結合している。又、これら両リム部２２ｂ、２２ｂの内側面と円周方向に隣り合う各柱部２３ｂ、２３ｂの円周方向側面とにより周囲を囲まれる部分を、各円すいころ１３、１３を転動自在に保持する為のポケット１９ｂ、１９ｂとしている。又、これら各ポケット１９ｂ、１９ｂの内面のうち、各柱部２３ｂ、２３ｂの円周方向側面を、上記各円すいころ１３、１３の転動面を案内する為の案内面としている。
又、上記各ポケット１９ｂ、１９ｂ内での各円すいころ１３、１３の、上記分割型保持器２０ｂの径方向に関する変位を許容する径方向隙間Ａを、これら各ポケット１９ｂ、１９ｂの内面と上記円すいころ１３、１３の転動面との間に設けている。
又、上記各柱部２３ｂ、２３ｂのうち、上記分割型保持器２０ｂの径方向内端部には案内部２６、２６を設けており、これら各案内部２６、２６の径方向内側面と、内輪１２の外周面である案内周面２７とを摺接若しくは近接対向させる事で、この分割型保持器２０ｂの径方向に関する位置決めを図る、内輪案内構造としている。又、これら各案内部２６、２６は、円周方向に互いに対向しているこれら各案内部２６、２６の先端縁同士の円周方向に関する距離Ｂ1 を、軸方向位置で対応する上記各円すいころ１３、１３の外径Ｄよりも小さく（Ｂ1 ＜Ｄ）している。
又、上記各案内部２６、２６の上記分割型保持器２０ｂの軸方向中央部には、潤滑剤を保持又は供給する切り欠き部２８、２８を形成している。
又、上記各柱部２３ｂ、２３ｂの円周方向側面の外径寄り部分の、軸方向両端部分に、それぞれ係止突部２９、２９を形成している。又、上記各ポケット１９ｂ、１９ｂ内で互いに対向している、これら各係止突部２９、２９の先端縁同士の円周方向に関する距離Ｃ1 を、軸方向位置で対応する各円すいころ１３、１３の外径Ｄよりも小さく（Ｃ1 ＜Ｄ）している。
又、上記図１〜３に示している各保持器素子２１ｃ、２１ｃは、これら各保持器素子２１ｃ、２１ｃの円周方向端面の形状を平坦面としている。これに対して、図４の模式図に示す様に、これら各保持器素子２１ｃ、２１ｃの円周方向端部に位置する柱部２３ｂを、ポケット１９ｂと反対側に凸に湾曲させる事で、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃの円周方向端面の形状を、軸方向中央部が突出した凸形状としても良い。
【００２１】
上述の様に本例の保持器付き転がり軸受は、上記分割型保持器２０ｂを構成する、隣り合う上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃ同士を機械的に結合せず、これら各保持器素子２１ｃ、２１ｃの対向する円周方向端面同士の間の総ての隙間の合計Ｈを規制している。従って、上記保持器付転がり軸受の運転時に、この転がり軸受内部の温度が上昇せず、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃの円周方向への熱膨張量が小さい場合でも、円周方向に大きな隙間が存在しないので、これら各保持器素子２１ｃ、２１ｃの円周方向への変位量を小さく抑える事ができる。この為、隣り合うこれら各保持器素子２１ｃ、２１ｃの対向する円周方向端面同士が激しく衝突する事を防止できる。
又、上記転がり軸受の運転時にこの軸受内部の温度が上昇して、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃが熱膨張した場合、これら各保持器素子２１ｃ、２１ｃの円周方向両端面は、上記隙間Ｈを設けている分だけ、円周方向へ拡がる方向に熱膨張する事ができる。この為、円周方向に隣り合う上記各保持器素子同士が機械的に結合されている場合に比べて、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃに生じる内部応力を小さくできる。そして、上記各ポケット１９ｂ、１９ｂの案内面等の変形量を小さく抑えられる。この為、これら各ポケット１９ｂ、１９ｂの案内面が、保持している前記各円すいころ１３、１３を拘束してしまう事で発生する、異音や、トルクの上昇を防止して、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃの耐久性、延いてはこれら各保持器素子２１ｃ、２１ｃを組み込んだ軸受の耐久性の向上を図る事ができる。
【００２２】
又、上記各ポケット１９ｂ、１９ｂの内面と上記各円すいころ１３、１３の転動面との間に、これら各ポケット１９ｂ、１９ｂ内でのこれら各円すいころ１３、１３の、上記分割型保持器２０ｂの径方向に関する変位を許容する前記径方向隙間Ａを設けているので、軸受内部の温度が上昇しこの分割型保持器２０ｂが径方向外方に熱膨張した場合でも、上記各ポケット１９ｂ、１９ｂの内面が上記円すいころ１３、１３を拘束してしまう様な事を防止できる。
又、上記分割型保持器２０ｂの各案内部２６、２６の径方向内側面と、上記案内周面２７とを摺接若しくは近接対向させて、この分割型保持器２０ｂの径方向に関する位置決めを図る内輪案内構造にしているので、上記軸受の運転時にこの分割型保持器２０ｂが傾斜する様な事を防止できる。この為、上記各ポケット１９ｂ、１９ｂの内周縁と上記各円すいころ１３、１３の転動面とが強く摩擦し合う事がなく、回転抵抗が大きくなる事もない。又、転がり軸受内部の温度が上昇した場合に、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃが径方向外方に熱膨張する事を妨げない。この為、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃに過大な内部応力が発生する事を防止できる。
又、上記案内周面２７と摺接若しくは近接対向する前記各案内部２６、２６の一部に、潤滑剤を保持又は供給する切り欠き部２８、２８を形成している為、軸受内部の潤滑性を向上して、この軸受内部の温度が上昇する事を防止できる。又、上記各切り欠き部２８、２８を設けた分、上記各案内部２６、２６の径方向内側面と上記案内周面２７との接触面積を少なくする事ができる。この為、運転時の軸受トルクを小さく抑える事ができ、摩擦による発熱も少なくする事ができる。又、上記各案内部２６、２６は、円周方向に互いに対向しているこれら各案内部の先端縁同士の円周方向に関する距離Ｂ1 を、軸方向位置で対応する上記各円すいころ１３、１３の直径Ｄよりも小さくしている為、これら各円すいころ１３、１３を上記各ポケット１９ｂ、１９ｂ内に組み付けた後、内輪１２の周囲に組み付ける以前の状態でも、上記各円すいころ１３、１３が上記各ポケット１９ｂ、１９ｂから、径方向内方に脱落する事を防止できる。
又、前記各柱部２３ｂ、２３ｂの円周方向側面の一部で、径方向に関する位置が上記案内周面２７と反対寄り部分の軸方向両端部に形成した前記各係止突部２９、２９の先端縁同士の円周方向に関する距離Ｃ1 を、軸方向位置で対応する各円すいころ１３、１３の外径Ｄよりも小さく（Ｃ1 ＜Ｄ）している為、これら各円すいころを上記各ポケット１９ｂ、１９ｂ内に組み付けた後、外輪１１の内径側に組み付ける以前の状態でも、上記各円すいころ１３、１３が上記各ポケット１９ｂ、１９ｂから、径方向外方に脱落する事を防止できる。これらにより、保持器付転がり軸受の組立作業の容易化を図れる。
又、上記図４に示す様に、上記各保持器素子２１ｃの円周方向端面の形状を軸方向中央部が突出した凸形状にする事で、これら各保持器素子２１ｃを組み込む際に、これら各保持器素子２１ｃの円周方向端面の突出部を円周方向に弾性変形する事で、組み込み作業を容易に行なう事ができる。又、上記転がり軸受の運転時に、隣り合う上記各保持器素子２１ｃの対向する円周方向端面同士が衝突した場合にも、この様に、これら各保持器素子２１ｃの円周方向端面の突出部を円周方向に弾性変形できる為、衝撃を緩和する事ができる。更に、温度上昇時に前記隙間が消滅した後の状態でも、熱膨張分を吸収して、上記各ポケット１９ｂ、１９ｂが歪む事を防止できる。
又、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃは、芳香族ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイドの何れかの合成樹脂を射出成形して成る為、軽量で、自己潤滑性、低摩擦特性、耐食性、静音性等の点に優れた保持器を得る事ができる。又、この様に、射出成形で形成できる為、大量生産に適している。
【００２３】
尚、前期各切り欠き部２８、２８を形成する位置は、本例の様に前記各案内部２６、２６の軸方向中央部に限らない。又、本例の様に上記各案内部２６、２６にそれぞれ１箇所だけでなく、例えば軸方向両端部等の複数個所に形成しても良い。
又、上記各係止突部２９、２９は、本例の様に、上記各柱部２３ｂ、２３ｂの外径寄り部分の、軸方向両端部にそれぞれ形成する構造に限らず、軸方向に連続した形状の係止突部にしても良い。
又、本例は転動体として前記各円すいころ１３、１３を使用しているが、円筒ころや、ニードル等を使用したころ軸受に対して適応しても同様の効果を得る事ができる。
【００２４】
［実施の形態の第２例］
図５〜６は、請求項１〜１０に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の保持器付き転がり軸受の分割型保持器を構成している各保持器素子２１ｄは、各柱部２３ｃ、２３ｃの円周方向両側面のうち、内輪１２の外周面である案内周面２７に近い部分に、各円すいころ１３、１３の転動面との係合に基づいて上記分割型保持器の径方向位置を規制する、案内面３０、３０を設けている。
【００２５】
この様な本例の保持器付き転がり軸受によれば、上記分割型保持器が、熱膨張や遠心力等により、内輪案内構造が成立しない状態（各案内部２６、２６の径方向内側面と上記案内周面２７との距離が大きくなり、摺接若しくは近接対向できない状態）になった場合に、上記各案内面３０、３０が上記各円すいころ１３、１３の転動面と係合する事により、上記分割型保持器の径方向外側への変位を規制できる。上記分割型保持器の径方向内側への変位は、上記各保持器素子２１ｄ同士が円周方向に突っ張り合う事で規制する。この様にして、運転時に内輪案内構造から転動体案内構造へ移行する事ができる。
【００２６】
又、本例では内輪案内構造を採用しているが、上記各柱部２３ｃ、２３ｃの円周方向側面の外径寄り部分に形成した各係止突部２９、２９と、上記円すいころ１３、１３の転動面との径方向隙間Ｌ1 （図示せず。）の大きさと、上記各案内部２６、２６の径方向内側面と上記案内周面２７との間の距離の大きさＬ2 （図示せず。）との関係を、Ｌ1 ＜Ｌ2 とすれば、常に上記分割型保持器の径方向の変位が上記各円すいころ１３、１３に拠り規制される、転動体案内構造にする事ができる。
その他の部分の構成及び作用に就いては、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２７】
［実施の形態の第３例］
図７〜８は、請求項１〜５、７〜１０に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の保持器付き転がり軸受の分割型保持器を構成している保持器素子２１ｅは、各柱部２３ｄ、２３ｄのうち、この保分割型保持器の径方向に関して外端部に、案内部２６ａ、２６ａを設けている。そして、これら案内部２６ａ、２６ａの径方向外側面と、外輪１１の内周面である案内周面２７ａとを摺接若しくは近接対向させる事で、上記分割型保持器の径方向に関する位置決めを図る、外輪案内構造としている。又、これら各案内部２６ａ、２６ａは、円周方向に互いに対向しているこれら各案内部２６ａ、２６ａの先端縁同士の円周方向に関する距離Ｂ2 を、軸方向位置で対応する各円すいころの外径Ｄよりも小さく（Ｂ2 ＜Ｄ）している。
又、これら各案内部２６ａ、２６ａの、上記分割型保持器の軸方向中央部には、潤滑剤を保持又は供給する切り欠き部２８ａ、２８ａを形成している。
又、上記各柱部２３ｄ、２３ｄの円周方向側面の径方向内寄り部分の軸方向両端部分に、それぞれ係止突部２９ａ、２９ａを形成している。又、各ポケット１９ｃ、１９ｃ内で互いに対向しているこれら各係止突部２９ａ、２９ａの先端縁同士の円周方向に関する距離Ｃ2 を、軸方向位置で対応する各円すいころ１３、１３の外径Ｄよりも小さく（Ｃ2 ＜Ｄ）している。
【００２８】
この様な、本例の保持器付き転がり軸受は、上記分割型保持器の各案内部２６ａ、２６ａの径方向外側面と、上記案内周面２７ａとを摺接若しくは近接対向させて、この分割型保持器の径方向に関する位置決めを図る外輪案内構造にしているので、上記軸受の運転時に回転速度が高速になった場合でも、上記分割型保持器が遠心力等の力により振れ回り運動等を起こしたり、傾斜したりする様な事を効果的に防止できる。この為、上記各ポケット１９ｃ、１９ｃの内周縁と上記各円すいころ１３、１３の転動面とが強く摩擦し合う事がなく、回転抵抗が大きくなる事もない。
又、上記各案内部２６ａ、２６ａの、円周方向に互いに対向しているこれら各案内部２６ａ、２６ａの先端縁同士の円周方向に関する距離Ｂ2 を、軸方向位置で対応する上記各円すいころ１３、１３の直径Ｄよりも小さく（Ｂ2 ＜Ｄ）している為、組立途中で、上記各円すいころ１３、１３が径方向外方に、上記各ポケット１９ｃ、１９ｃから脱落する事を防止できる。
又、前記各柱部２３ｄ、２３ｄの円周方向側面の一部で、径方向に関する位置が上記案内周面２７ａと反対寄り部分の軸方向両端部に形成した前記各係止突部２９ａ、２９ａの円周方向に関する距離Ｃ2 を、軸方向位置で対応する各円すいころ１３、１３の外径Ｄよりも小さく（Ｃ2 ＜Ｄ）している為、組立途中で、上記各円すいころ１３、１３が径方向内方に、上記各ポケット１９ｃ、１９ｃから脱落する事を防止できる。本例の構造の場合には、前述の図４に示した凸形状の柱部構造を採用する事により、温度上昇時に上記各案内部２６ａ、２６ａの径方向外側面と上記案内周面２７ａとの摺接部の面圧上昇を抑えられる。
その他の部分の構成及び作用に就いては、上述した実施の形態の第１例とほぼ同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２９】
［実施の形態の第４例］
図９〜１０は、請求項１〜１０に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の保持 器付き転がり軸受の分割型保持器を構成している保持器素子２１ｆは、上記各柱部２３ｅ、２３ｅの円周方向両側面のうち、外輪１１の内周面である案内周面２７ａに近い部分に、各円すいころ１３、１３の転動面との係合に基づいて上記分割型保持器の径方向位置を規制する、案内面３０ａ、３０ａを設けている。そして、上記転がり軸受は、比較的低温、且つ低速での運転時には、これら各案内面３０ａ、３０ａと上記各円すいころ１３、１３の転動面との係合に基づいて上記分割型保持器の径方向に関する、位置決めを図る転動体案内構造により運動する。この際、上記案内周面２７ａと上記保持器素子２１ｆの各案内部２６ａ、２６ａの径方向外側面とは、当接及び近接対向する事はなく、僅かな隙間Ｅ（図１０）を介して対向する。
【００３０】
この様な、本例の保持器付き転がり軸受は、運転時に内部の温度が上昇したり、回転速度上昇に伴って上記各保持器素子２１ｆに作用する遠心力が大きくなると、この保持器素子２１ｆが熱膨張して径方向外方に変位すると、各案内部２６ａ、２６ａの径方向外側面と上記案内周面２７ａとが摺接又は近接対向する。即ち、転動体案内構造から外輪案内構造へと移行する。
この様に、運転時に転動体案内構造から外輪案内構造へと移行する事で、上記各案内面３０ａ、３０ａと上記各円すいころ１３、１３の転動面との係合が外れた場合にも、上記分割型保持器が傾斜したり、遠心力により振れ回り運動したりする事を防止できる。
その他の部分の構成及び作用に就いては、上述した実施の形態の第３例とほぼ同様であるから、重複する説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、各保持器素子を円周方向に並べた状態での円周方向隙間を説明する為の、保持器の模式図。
【図２】同じく、保持器素子の斜視図。
【図３】同じく、外輪と内輪と円すいころと保持器とを組み合わせた状態での、図２のイ−イ断面図に相当する図。
【図４】同じく、保持器素子の端部の構造の別例を説明する為の模式図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す、保持器素子の斜視図。
【図６】同じく、外輪と内輪と円すいころと保持器とを組み合わせた状態での、図５のロ−ロ断面図に相当する図。
【図７】本発明の実施の形態の第３例を示す、保持器素子の斜視図。
【図８】同じく、外輪と内輪と円すいころと保持器とを組み合わせた状態での、図７のハ−ハ断面図。
【図９】本発明の実施の形態の第４例を示す、保持器素子の斜視図。
【図１０】同じく、外輪と内輪と円すいころと保持器とを組み合わせた状態での、図９のニ−ニ断面図。
【図１１】本発明の対象となる円すいころ軸受を組み込む風力発電装置の１例を示す図。
【図１２】同じく風力発電装置のハウジング内部を示す部分切断斜視図。
【図１３】従来構造の円すいころ軸受の断面図。
【図１４】分割型保持器の構造を説明する為の模式図。
【図１５】従来構造の分割型保持器の１例での円周方向隙間を説明する為の模式図。
【図１６】従来構造の１例を示す、保持器素子の斜視図。
【図１７】同じく、他の構造の保持器素子の特徴部分を説明する為の図で、保持器素子の円周方向両端部の斜視図。
【図１８】同じく、隣り合う保持器素子の円周方向端面同士を結合した状態での、これら各保持器素子の円周方向両端部の斜視図。
【符号の説明】
【００３２】
１ 風車
２ ブレード
３ ロータ
４ ハウジング
５ タワー
６ 回転軸
７ 転がり軸受
８ 増速機
９ 発電機
１０、１０ａ 円すいころ軸受
１１ 外輪
１２ 内輪
１３ 円すいころ
１４、１４ａ 保持器
１５ 外輪軌道
１６ 内輪軌道
１７ 大径側鍔部
１８ 小径側鍔部
１９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ ポケット
２０、２０ａ、２０ｂ 分割型保持器
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ 保持器素子
２２、２２ａ、２２ｂ リム部
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ 柱部
２４ 接合凸部
２５ 接合凹部
２６、２６ａ 案内部
２７、２７ａ 案内周面
２８、２８ａ 切り欠き部
２９、２９ａ 係止突部
３０、３０ａ 案内面
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る保持器付き転がり軸受は、風力発電装置を構成するロータ（ブレード等の羽付きの回転体）の回転中心部に結合固定した回転軸、或はこの回転軸と発電機との間に設けた変速機を構成する回転軸を、上記風力発電装置のハウジングに対して回転自在に支持する為に利用する。
【０００２】
近年、二酸化炭素の削減等により地球環境を改善する事を目的として、自然エネルギを利用する発電方法である風力発電が注目される様になっている。図１１〜１２は風力発電装置の従来構造の１例として、特許文献１に記載された構造を示している。図１１はプロペラ形風力発電装置の全体構成図である。風車１は、風の運動エネルギを取り込むブレード２とロータ３、ハウジング４、及びこのハウジング４を地上から十分に（例えば約４０ｍ）離れた高さ位置に設置する為のタワー５から構成される。又、このハウジング４の内部には、図１２に示す様に、回転軸６、転がり軸受７、７、増速機８、発電機９が納まっており、この回転軸６は、転がり軸受７、７によって、上記ハウジング４に、回転自在に取り付けられている。そして、風の運動エネルギから上記ブレード２が取り込んだ回転力は、上記回転軸６に伝達され、更に、上記増速機８で増速されてから上記発電機９に伝達され、発電する。
【０００３】
上記風車１を構成する転がり軸受７、７や上記増速機８等の変速機内部で使用される軸受は、大きなラジアル荷重を支承すべく、ころ軸受等を使用する。この様に、風力発電装置で使用するころ軸受は、この風力発電装置が鉄塔の上等の高所に設けられており、交換等のメンテナンス作業を行ないにくい。この為、上記ころ軸受が早期に寿命に達してしまう事は好ましくない。従って、上記風力発電装置のメンテナンス作業を長期間（最低でも２０年間、好ましくは、より長期間）行なわなくても済む様にする為、上記ころ軸受の耐久寿命も十分に確保できる様にする事が望まれる。
【０００４】
図１３は、この様なころ軸受の１例として、従来から知られている円すいころ軸受１０の構造を示している。この円すいころ軸受１０は、外輪１１と内輪１２と複数の円すいころ１３、１３と、保持器１４とを備えている。
このうちの外輪１１は、内周面の中間部に円すい凹面状の外輪軌道１５を設けている。
又、上記内輪１２は、外周面の中間部に円すい凸面状の内輪軌道１６を設けている。又、この内輪１２の外周面両端部のうち、大径側端部（図１３の左端部）には大径側鍔部１７を、小径側端部（図１３の右端部）には小径側鍔部１８を、それぞれ形成している。
又、上記複数の円すいころ１３、１３は、外周面を円すい凸面状としている。又、次述する保持器１４により保持された状態で、上記外輪軌道１５と上記内輪軌道１６との間に転動自在に設けられている。
又、上記保持器１４は、円すい筒状に形成され、円周方向に亙って複数のポケット１９、１９を等間隔に形成して、これら各ポケット１９、１９内に１個ずつ、上記各円すいころ１３、１３を、転動自在に保持している。
【０００５】
この様な上記保持器１４は、通常は全体が円すい筒状の単一部材から成る、所謂一体型保持器が使用されている。しかし、上記風力発電装置等の主軸等、大きな荷重を受ける環境で使用される場合、上記円すいころ軸受１０は大型化して、この円すいころ軸受１０を構成する上記保持器１４もやはり大型化する。この為、製造装置の能力を超えてしまい、上述した様な一体型の保持器１４を製造する事が困難になる事が考えられる。又、製造できた場合でも、組み立て装置の能力を超えてしまっている場合には、やはり組み立て作業を行なう事が困難になる事が考えられる。
そこで、上述した様に上記円すいころ軸受１０が大型化した場合に、上記一体型保持器の代わりに、所謂分割型保持器を使用する場合がある。図１４はこの分割型保持器の構造を説明する為の模式図である。この分割型保持器２０は、それぞれが円弧状に形成された複数の保持器素子２１、２１を円周方向に関して直列に組み合わせる事により、全体を円すい筒状としている。この様な分割型保持器２０を構成する上記各保持器素子２１、２１は、上記一体型保持器の大きさに比べて、小型である。この為、製造装置や組み立て装置の能力を超える可能性は小さい。
【０００６】
又、特許文献１には、分割型保持器の構造が記載されている。図１５は、この従来から知られている分割型保持器の構造を説明する為の模式図である。この分割型保持器２０ａは、それぞれが円弧状に形成された複数の保持器素子２１ａ、２１ａを、結合する事なく円周方向に関して直列に組み合わせる事により、全体を円すい筒状としている。そして、上記分割型保持器２０ａは、上記各保持器素子２１ａ、２１ａを円周方向に直列に並べた状態で、隣り合う各保持器素子２１ａ、２１ａ同士の円周方向端面のうちの、対向する端面同士の間に隙間を存在させている。この隙間の長さの合計は、図１５に示す様に、これら各保持器素子２１ａ、２１ａ同士を隙間なく並べた状態で、最初の保持器素子２１ａの一端面と最後の保持器素子２１ａの他端面との間の隙間Ｘの長さに等しくなる。上記特許文献１に記載された発明では、この様な隙間Ｘの長さを、上記分割型保持器２０ａのピッチ円Ｐ21a の０．１５〜１％の範囲に規制している。
上記各保持器素子２１ａ、２１ａは、それぞれ図１６に示す様に、軸方向両端部に設けられた、それぞれが円弧状である１対のリム部２２ａ、２２ａ同士を備える。又、これら両リム部２２ａ、２２ａ同士を、複数の柱部２３ａ、２３ａで結合している。又、これら両リム部２２ａ、２２ａの内側面と、円周方向に隣り合う各柱部２３ａ、２３ａの円周方向側面とにより周囲を囲まれる部分を、前記各円すいころ１３、１３を転動自在に保持する為のポケット１９ａ、１９ａとしている。そして、これら各ポケット１９ａ、１９ａの内面のうち、円周方向両端部を、上記各円すいころ１３、１３の転動面を案内する各柱部２３ａ、２３ａの案内面としている。
【０００７】
この様な分割型保持器２０ａの場合、軸受内部の温度上昇による上記各保持器素子２１ａ、２１ａの円周方向への熱膨張を考慮して、上記隙間Ｘの長さを規制している。軸受内部の温度が上昇した場合、上記分割型保持器２０ａを構成する上記各保持器素子２１ａ、２１ａは熱膨張する。そして、この熱膨張により、上記隙間Ｘと、総ての上記各保持器素子２１ａ、２１ａの円周方向への熱膨張量の総和との差分が円周方向隙間として残る。しかし、運転時の軸受内部の温度がそれほど高くならない場合には、上記熱膨張量の総和が上記隙間Ｘに対して小さくなり、この隙間Ｘに近い隙間が円周方向に残ってしまう。この様に、円周方向に比較的大きな隙間が残ると、運転時に上記各保持器素子２１ａ、２１ａの円周方向への変位量が増えて、隣り合う各保持器素子２１ａ、２１ａ同士の円周方向端面同士が強く衝突し合う。この為、異音が発生したり、この衝突により大きな応力が発生し、長期間の使用に伴って、これら各保持器素子２１ａ、２１ａが破損する可能性が考えられる。
【０００８】
又、特許文献２に記載された分割型保持器は、上記特許文献１に記載された分割型保持器２０ａと同様に、それぞれが円弧状に形成された複数の保持器素子２１ｂ、２１ｂを、円周方向に関して直列に組み合わせる事により、全体を円すい筒状としている。但し、上記特許文献２に記載された分割型保持器は、隣り合う上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂ同士を機械的に結合している。図１７〜１８は、この結合状態を説明する為の、これら各保持器素子２１ｂ、２１ｂの円周方向端部を示す斜視図である。これら各保持器素子２１ｂ、２１ｂは、円周方向一端部に接合凸部２４を、他端部にこの接合凸部２４と係合する接合凹部２５を、それぞれ形成している。そして、これら接合凸部２４と接合凹部２５とを図１８に示す様に係合させ、更に、超音波溶着により溶着して、互いに結合している。
【０００９】
この様な、特許文献２に記載されている分割型保持器の場合、隣り合う上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂ同士の間に円周方向の隙間を設けていない。この為、上述した特許文献１の分割型保持器２０ａの様に、軸受の運転時に前記各保持器素子２１ａ、２１ａが円周方向へ変位する事により隣り合う上記各保持器素子２１ａ、２１ａの対向する円周方向端面同士が激しく衝突する問題は生じない。しかし、軸受内部の温度上昇により上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂが熱膨張した場合に、次の様な問題が考えられる。軸受内部の温度が上昇すると、上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂは、あらゆる方向に熱膨張しようとする。しかし、上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂは機械的に結合されており、これら各保持器素子２１ｂ、２１ｂの対向する円周方向端面同士の間には隙間を設けていない。この為、上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂの円周方向両端面は、円周方向に拡がる方向へは熱膨張する事ができず、この円周方向に熱膨張できない分が、上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂの各ポケットの案内面等の変形として現れてしまう。そして、この変形により、これら各ポケットが保持している転動体を拘束してしまい、異音の発生や、トルク上昇等を引き起こし、上記各保持器素子２１ｂ、２１ｂが破損してしまう事が考えられる。
【００１０】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２４６８２５号明細書
【特許文献２】特開２００４−１２５０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、軸受運転時にこの保持器を構成する各保持器素子同士が円周方向に変位する事で、隣り合うこれら各保持器素子同士が激しく衝突し、異音が発生したり、破損したりする事を防止して耐久性を確保でき、しかも、温度上昇時にポケットの内面が歪む事を防止できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の対象となる保持器付き転がり軸受は、内輪と、外輪と、複数個の転動体と、保持器とを備える。
このうちの、内輪は、外周面に外輪軌道を有する。
又、上記外輪は、内周面に外輪軌道を有する。
又、上記各転動体は、上記外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられている。
又、上記保持器は、それぞれが円弧状に形成された複数の保持器素子を円周方向に関して直列に組み合わせる事により、全体を円筒状若しくは円すい筒状とした、所謂分割型保持器である。又、これら各保持器素子は、軸方向両端部に設けられた、それぞれが円弧状である１対のリム部同士を、複数の柱部で結合して成る。又、これら両リム部の内側縁と円周方向に隣り合う各柱部の円周方向側縁とにより周囲を囲まれる部分を、上記各転動体を転動自在に保持する為のポケットとしている。
【００１３】
特に、本発明の保持器付き転がり軸受に於いては、上記各保持器素子を、機械的に結合せず、円周方向に直列に組み合わせて円筒状若しくは円すい筒状の保持器とした状態で、隣り合う各保持器素子の対向する円周方向端面同士の円周方向に関する隙間の合計Ｈと、この保持器のピッチ円の周長Ｌとの関係を、常温（２０℃）で、Ｈ≦０．００１Ｌとしている。即ち、上記各保持器素子を、或る１つの保持器素子を基準として、これら各保持器素子を、隙間なく円周方向に直列に組み合わせた状態で、先頭となる保持器素子の円周方向一端面と最後尾となる保持器素子の円周方向他端面との円周方向に関する距離である、上記合計値Ｈを、上記周長Ｌの０．００１倍以下の正の値としている。
【００１４】
上述の様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記合計値Ｈと上記周長Ｌとの関係を、０＜Ｈ≦０．００１Ｌとする。
又、この様な請求項１〜２に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した様に、上記各ポケット内での上記各転動体の、保持器の径方向に関する変位を許容する径方向隙間を、これら各ポケットの内面と上記各転動体の転動面との間に設ける。
又、この様な請求項１〜３に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、上記保持器の外周面と、前記外輪の内周面である案内周面とを摺接若しくは近接対向させる事でこの保持器の径方向の位置決めを図る外輪案内構造、又は、この保持器の内周面と、前記内輪の外周面である案内周面とを摺接若しくは近接対向させる事でこの保持器の径方向の位置決めを図る内輪案内構造の何れかである軌道面案内構造とする。
【００１５】
又、この様な請求項４に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、上記各案内周面（外輪案内構造の場合には上記外輪の内周面、内輪案内構造の場合には上記内輪の外周面）と摺接若しくは近接対向する上記保持器の周面を、上記各柱部の一部に設けられた案内部とする。又、この案内部の一部に、潤滑剤を保持又は供給する為の切り欠き部を形成する。
又、この様な請求項１〜５に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項６に記載した様に、上記各柱部の円周方向両側面のうち、上記案内周面側に近い部分に、各転動体の転動面との係合に基づいて上記保持器の径方向位置を規制する案内面を設ける。
又、この様な請求項４〜６に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項７に記載した様に、上記各柱部の円周方向側面の一部で、径方向に関する位置が上記案内周面と反対寄り部分に、係止突部を形成する。又、上記各ポケット内で互いに対向するこれら係止突部の先端縁同士の円周方向に関する距離を、各転動体の外径よりも小さくする。
又、この様な請求項１〜７に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項８に記載した様に、上記各保持器素子の円周方向端面を、軸方向中央部が突出した凸形状とする。
又、この様な請求項１〜８に記載した発明を実施する場合に好ましくは、上記各転動体を請求項９に記載した様なころとする。
又、この様な請求項１〜９に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項１０に記載した様に、上記保持器を、芳香族ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド等の合成樹脂により作製する。
【発明の効果】
【００１６】
上述の様に構成する本発明の保持器付き転がり軸受は、保持器を構成する、隣り合う各保持器素子の対向する円周方向端面同士の間の隙間が大きくなり過ぎない様に、設ける隙間を規制している。この様に円周方向の隙間を規制する事で、上記軸受の運転時にこの軸受内部の温度が上昇せず、上記各保持器素子の円周方向に関する熱膨張量が小さい場合にも、これら各保持器素子が円周方向に大きく変位する事を防止して、隣り合うこれら各保持器素子の対向する円周方向端面同士が激しく衝突する事を防止できる。
又、上記軸受の運転時にこの軸受内部の温度が上昇して、上記各保持器素子が熱膨張した場合、これら各保持器素子の円周方向両端面は、上記隙間を設けている分だけ、円周方向へ拡がる方向に熱膨張する事ができるので、円周方向に隣り合う上記各保持器素子同士が結合されている場合に比べて、各ポケットの案内面等の変形量を小さく抑える事ができる。この為、これら各ポケットの案内面が、保持している転動体を拘束してしまう事で発生する、異音や、トルクの上昇を防止して、上記各保持器素子の耐久性の向上、延いてはこれら各保持器素子を組み込んだ転がり軸受の耐久性の向上を図る事ができる。
【００１７】
又、請求項３に記載した様に、上記各ポケットの内面と各転動体の転動面との間に、これら各ポケット内でのこれら各転動体の、上記保持器の径方向に関する変位を許容する径方向隙間を設ける構造にすれば、軸受内部の温度上昇に伴って上記各保持器素子が径方向外方に熱膨張しても、上記各ポケットの内面がこれら各玉を拘束してしまう事を防止できる。
又、請求項４に記載した様に、外輪案内構造、又は、内輪案内構造の何れかの軌道面案内構造にする事で、上記軸受の運転時にこの保持器が傾斜する事を防止できる。この為、上記各ポケットの内面と上記各転動体の転動面とが強く摩擦し合う事を防止して、回転抵抗が大きくなる事も防止できる。特に、内輪案内構造の場合には、軸受内部の温度が上昇して、上記各保持器素子が径方向外方に熱膨張する事を妨げる事がない。この為、上記各保持器素子に過大な内部応力が発生する事を防止して、上記各ポケットの内面が歪む事を防止できる。
又、請求項５に記載した様に、上記外輪、又は内輪の何れかの案内周面と摺接若しくは近接対向する上記保持器の周面を、各柱部の一部に設けられた案内部として、この案内部の一部に、潤滑剤を保持又は供給する切り欠き部を形成すれば、軸受内部の潤滑性を向上して、この軸受内部の温度が上昇する事を防止できる。又、上記切り欠き部を設けた分、上記案内部と上記案内周面との接触面積を少なくする事ができる。この為、運転時の軸受トルクを小さく抑える事ができ、摩擦による発熱も少なく抑える事ができる。
又、請求項６に記載した様に、上記各柱部の円周方向両側面のうち、案内周面（外輪案内構造の場合には上記外輪の内周面、内輪案内構造の場合には上記内輪の外周面）側に近い部分に、上記各転動体の転動面との係合に基づいて上記保持器の径方向位置を規制する案内面を設ける構造にする事で、この保持器が熱膨張等した場合でも、内輪案内構造から転動体案内構造へ、又は転動体案内構造から外輪案内構造へと上記保持器の案内構造を運転時に移行する事ができる。この為、熱膨張により上記保持器の径方向の位置決めが図れなくなる事はない。
又、請求項７に記載した様に、上記各柱部の円周方向側面の一部で、径方向に関する位置が上記案内周面と反対寄り部分に係止突部を形成する事で、保持器及び各転動体を、外輪の内周面と内輪の外周面との間に組み込む以前であっても、上記各転動体がこれら各係止突部を設けた径方向側に上記各ポケットから脱落する事を防止できる。この為、転がり軸受の組立作業が容易になる。
又、請求項８に記載した様に、上記各保持器素子の円周方向端面を、軸方向中央部が突出した凸形状にすれば、これら各保持器素子を組み込む際に、これら各保持器素子の円周方向端面を円周方向に弾性変形する事ができる為、組み込み作業を容易に行なう事ができる。又、上記軸受の運転時に、隣り合う上記各保持器素子の対向する円周方向端面同士が衝突した場合にも、この様に、これら各保持器素子の円周方向端面が円周方向に弾性変形できる為、衝撃を緩和する事ができる。更に、温度上昇に基づいて前記隙間が消滅した後にも、熱膨張分の吸収を図れる。
又、請求項９に記載した様に、転動体をころにすれば、上記軸受の負荷容量を大きくする事ができる。
又、請求項１０に記載した様に、上記保持器を、芳香族ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド等の合成樹脂から作れば、軽量で、自己潤滑性、低摩擦特性、耐食性、静音性等の点に優れた保持器を得る事ができる。又、この様な、合成樹脂製の保持器は、大量生産に適した射出成形等により製造する事が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［実施の形態の第１例］
図１〜４は、請求項１〜５、７〜１０に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の保持器付き転がり軸受の特徴は、この転がり軸受を構成する保持器の構造に工夫した点にある。この特徴部分以外の構造及び作用は、前述の図１３に示した転がり軸受を含め、従来から知られている転がり軸受の場合と同様である。この為、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００１９】
図１は、本例の保持器付き転がり軸受を構成している分割型保持器の構造を説明する為の模式図である。この分割型保持器２０ｂは、図１に示す様に、それぞれが、芳香族ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド等の合成樹脂を射出成形して成る、複数の保持器素子２１ｃ、２１ｃを、機械的に結合せず、円周方向に関して直列に組み合わせる事により、全体を円筒状若しくは円すい筒状に構成している。又、この様に組み合わせた状態で、隣り合う上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃの対向する円周方向端面同士の間に存在する総ての隙間の合計Ｈと、この保持器のピッチ円Ｐ21c の周長Ｌとの関係を、０＜Ｈ≦０．００１Ｌとしている。尚、図１では、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃ同士を隙間なく並べた状態で、最初の保持器素子２１ｃの一端面と最後の保持器素子２１ｃの他端面との間の隙間の長さとして、上記Ｈを示している。
【００２０】
又、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃは、図２〜３に示す様に、全体が円弧状に形成されている。又、軸方向両端部に設けられた、それぞれが円弧状である１対のリム部２２ｂ、２２ｂ同士を、複数の柱部２３ｂ、２３ｂで結合している。又、これら両リム部２２ｂ、２２ｂの内側面と円周方向に隣り合う各柱部２３ｂ、２３ｂの円周方向側面とにより周囲を囲まれる部分を、各円すいころ１３、１３を転動自在に保持する為のポケット１９ｂ、１９ｂとしている。又、これら各ポケット１９ｂ、１９ｂの内面のうち、各柱部２３ｂ、２３ｂの円周方向側面を、上記各円すいころ１３、１３の転動面を案内する為の案内面としている。
又、上記各ポケット１９ｂ、１９ｂ内での各円すいころ１３、１３の、上記分割型保持器２０ｂの径方向に関する変位を許容する径方向隙間Ａを、これら各ポケット１９ｂ、１９ｂの内面と上記円すいころ１３、１３の転動面との間に設けている。
又、上記各柱部２３ｂ、２３ｂのうち、上記分割型保持器２０ｂの径方向内端部には案内部２６、２６を設けており、これら各案内部２６、２６の径方向内側面と、内輪１２の外周面である案内周面２７とを摺接若しくは近接対向させる事で、この分割型保持器２０ｂの径方向に関する位置決めを図る、内輪案内構造としている。又、これら各案内部２６、２６は、円周方向に互いに対向しているこれら各案内部２６、２６の先端縁同士の円周方向に関する距離Ｂ1 を、軸方向位置で対応する上記各円すいころ１３、１３の外径Ｄよりも小さく（Ｂ1 ＜Ｄ）している。
又、上記各案内部２６、２６の上記分割型保持器２０ｂの軸方向中央部には、潤滑剤を保持又は供給する切り欠き部２８、２８を形成している。
又、上記各柱部２３ｂ、２３ｂの円周方向側面の外径寄り部分の、軸方向両端部分に、それぞれ係止突部２９、２９を形成している。又、上記各ポケット１９ｂ、１９ｂ内で互いに対向している、これら各係止突部２９、２９の先端縁同士の円周方向に関する距離Ｃ1 を、軸方向位置で対応する各円すいころ１３、１３の外径Ｄよりも小さく（Ｃ1 ＜Ｄ）している。
又、上記図１〜３に示している各保持器素子２１ｃ、２１ｃは、これら各保持器素子２１ｃ、２１ｃの円周方向端面の形状を平坦面としている。これに対して、図４の模式図に示す様に、これら各保持器素子２１ｃ、２１ｃの円周方向端部に位置する柱部２３ｂを、ポケット１９ｂと反対側に凸に湾曲させる事で、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃの円周方向端面の形状を、軸方向中央部が突出した凸形状としても良い。
【００２１】
上述の様に本例の保持器付き転がり軸受は、上記分割型保持器２０ｂを構成する、隣り合う上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃ同士を機械的に結合せず、これら各保持器素子２１ｃ、２１ｃの対向する円周方向端面同士の間の総ての隙間の合計Ｈを規制している。従って、上記保持器付転がり軸受の運転時に、この転がり軸受内部の温度が上昇せず、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃの円周方向への熱膨張量が小さい場合でも、円周方向に大きな隙間が存在しないので、これら各保持器素子２１ｃ、２１ｃの円周方向への変位量を小さく抑える事ができる。この為、隣り合うこれら各保持器素子２１ｃ、２１ｃの対向する円周方向端面同士が激しく衝突する事を防止できる。
又、上記転がり軸受の運転時にこの軸受内部の温度が上昇して、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃが熱膨張した場合、これら各保持器素子２１ｃ、２１ｃの円周方向両端面は、上記隙間Ｈを設けている分だけ、円周方向へ拡がる方向に熱膨張する事ができる。この為、円周方向に隣り合う上記各保持器素子同士が機械的に結合されている場合に比べて、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃに生じる内部応力を小さくできる。そして、上記各ポケット１９ｂ、１９ｂの案内面等の変形量を小さく抑えられる。この為、これら各ポケット１９ｂ、１９ｂの案内面が、保持している前記各円すいころ１３、１３を拘束してしまう事で発生する、異音や、トルクの上昇を防止して、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃの耐久性、延いてはこれら各保持器素子２１ｃ、２１ｃを組み込んだ軸受の耐久性の向上を図る事ができる。
【００２２】
又、上記各ポケット１９ｂ、１９ｂの内面と上記各円すいころ１３、１３の転動面との間に、これら各ポケット１９ｂ、１９ｂ内でのこれら各円すいころ１３、１３の、上記分割型保持器２０ｂの径方向に関する変位を許容する前記径方向隙間Ａを設けているので、軸受内部の温度が上昇しこの分割型保持器２０ｂが径方向外方に熱膨張した場合でも、上記各ポケット１９ｂ、１９ｂの内面が上記円すいころ１３、１３を拘束してしまう様な事を防止できる。
又、上記分割型保持器２０ｂの各案内部２６、２６の径方向内側面と、上記案内周面２７とを摺接若しくは近接対向させて、この分割型保持器２０ｂの径方向に関する位置決めを図る内輪案内構造にしているので、上記軸受の運転時にこの分割型保持器２０ｂが傾斜する様な事を防止できる。この為、上記各ポケット１９ｂ、１９ｂの内周縁と上記各円すいころ１３、１３の転動面とが強く摩擦し合う事がなく、回転抵抗が大きくなる事もない。又、転がり軸受内部の温度が上昇した場合に、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃが径方向外方に熱膨張する事を妨げない。この為、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃに過大な内部応力が発生する事を防止できる。
又、上記案内周面２７と摺接若しくは近接対向する前記各案内部２６、２６の一部に、潤滑剤を保持又は供給する切り欠き部２８、２８を形成している為、軸受内部の潤滑性を向上して、この軸受内部の温度が上昇する事を防止できる。又、上記各切り欠き部２８、２８を設けた分、上記各案内部２６、２６の径方向内側面と上記案内周面２７との接触面積を少なくする事ができる。この為、運転時の軸受トルクを小さく抑える事ができ、摩擦による発熱も少なくする事ができる。又、上記各案内部２６、２６は、円周方向に互いに対向しているこれら各案内部の先端縁同士の円周方向に関する距離Ｂ1 を、軸方向位置で対応する上記各円すいころ１３、１３の直径Ｄよりも小さくしている為、これら各円すいころ１３、１３を上記各ポケット１９ｂ、１９ｂ内に組み付けた後、内輪１２の周囲に組み付ける以前の状態でも、上記各円すいころ１３、１３が上記各ポケット１９ｂ、１９ｂから、径方向内方に脱落する事を防止できる。
又、前記各柱部２３ｂ、２３ｂの円周方向側面の一部で、径方向に関する位置が上記案内周面２７と反対寄り部分の軸方向両端部に形成した前記各係止突部２９、２９の先端縁同士の円周方向に関する距離Ｃ1 を、軸方向位置で対応する各円すいころ１３、１３の外径Ｄよりも小さく（Ｃ1 ＜Ｄ）している為、これら各円すいころを上記各ポケット１９ｂ、１９ｂ内に組み付けた後、外輪１１の内径側に組み付ける以前の状態でも、上記各円すいころ１３、１３が上記各ポケット１９ｂ、１９ｂから、径方向外方に脱落する事を防止できる。これらにより、保持器付転がり軸受の組立作業の容易化を図れる。
又、上記図４に示す様に、上記各保持器素子２１ｃの円周方向端面の形状を軸方向中央部が突出した凸形状にする事で、これら各保持器素子２１ｃを組み込む際に、これら各保持器素子２１ｃの円周方向端面の突出部を円周方向に弾性変形する事で、組み込み作業を容易に行なう事ができる。又、上記転がり軸受の運転時に、隣り合う上記各保持器素子２１ｃの対向する円周方向端面同士が衝突した場合にも、この様に、これら各保持器素子２１ｃの円周方向端面の突出部を円周方向に弾性変形できる為、衝撃を緩和する事ができる。更に、温度上昇時に前記隙間が消滅した後の状態でも、熱膨張分を吸収して、上記各ポケット１９ｂ、１９ｂが歪む事を防止できる。
又、上記各保持器素子２１ｃ、２１ｃは、芳香族ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイドの何れかの合成樹脂を射出成形して成る為、軽量で、自己潤滑性、低摩擦特性、耐食性、静音性等の点に優れた保持器を得る事ができる。又、この様に、射出成形で形成できる為、大量生産に適している。
【００２３】
尚、前期各切り欠き部２８、２８を形成する位置は、本例の様に前記各案内部２６、２６の軸方向中央部に限らない。又、本例の様に上記各案内部２６、２６にそれぞれ１箇所だけでなく、例えば軸方向両端部等の複数個所に形成しても良い。
又、上記各係止突部２９、２９は、本例の様に、上記各柱部２３ｂ、２３ｂの外径寄り部分の、軸方向両端部にそれぞれ形成する構造に限らず、軸方向に連続した形状の係止突部にしても良い。
又、本例は転動体として前記各円すいころ１３、１３を使用しているが、円筒ころや、ニードル等を使用したころ軸受に対して適応しても同様の効果を得る事ができる。
【００２４】
［実施の形態の第２例］
図５〜６は、請求項１〜１０に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の保持器付き転がり軸受の分割型保持器を構成している各保持器素子２１ｄは、各柱部２３ｃ、２３ｃの円周方向両側面のうち、内輪１２の外周面である案内周面２７に近い部分に、各円すいころ１３、１３の転動面との係合に基づいて上記分割型保持器の径方向位置を規制する、案内面３０、３０を設けている。
【００２５】
この様な本例の保持器付き転がり軸受によれば、上記分割型保持器が、熱膨張や遠心力等により、内輪案内構造が成立しない状態（各案内部２６、２６の径方向内側面と上記案内周面２７との距離が大きくなり、摺接若しくは近接対向できない状態）になった場合に、上記各案内面３０、３０が上記各円すいころ１３、１３の転動面と係合する事により、上記分割型保持器の径方向外側への変位を規制できる。上記分割型保持器の径方向内側への変位は、上記各保持器素子２１ｄ同士が円周方向に突っ張り合う事で規制する。この様にして、運転時に内輪案内構造から転動体案内構造へ移行する事ができる。
【００２６】
又、本例では内輪案内構造を採用しているが、上記各柱部２３ｃ、２３ｃの円周方向側面の外径寄り部分に形成した各係止突部２９、２９と、上記円すいころ１３、１３の転動面との径方向隙間Ｌ1 （図示せず。）の大きさと、上記各案内部２６、２６の径方向内側面と上記案内周面２７との間の距離の大きさＬ2 （図示せず。）との関係を、Ｌ1 ＜Ｌ2 とすれば、常に上記分割型保持器の径方向の変位が上記各円すいころ１３、１３に拠り規制される、転動体案内構造にする事ができる。
その他の部分の構成及び作用に就いては、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２７】
［実施の形態の第３例］
図７〜８は、請求項１〜５、７〜１０に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の保持器付き転がり軸受の分割型保持器を構成している保持器素子２１ｅは、各柱部２３ｄ、２３ｄのうち、この保分割型保持器の径方向に関して外端部に、案内部２６ａ、２６ａを設けている。そして、これら案内部２６ａ、２６ａの径方向外側面と、外輪１１の内周面である案内周面２７ａとを摺接若しくは近接対向させる事で、上記分割型保持器の径方向に関する位置決めを図る、外輪案内構造としている。又、これら各案内部２６ａ、２６ａは、円周方向に互いに対向しているこれら各案内部２６ａ、２６ａの先端縁同士の円周方向に関する距離Ｂ2 を、軸方向位置で対応する各円すいころの外径Ｄよりも小さく（Ｂ2 ＜Ｄ）している。
又、これら各案内部２６ａ、２６ａの、上記分割型保持器の軸方向中央部には、潤滑剤を保持又は供給する切り欠き部２８ａ、２８ａを形成している。
又、上記各柱部２３ｄ、２３ｄの円周方向側面の径方向内寄り部分の軸方向両端部分に、それぞれ係止突部２９ａ、２９ａを形成している。又、各ポケット１９ｃ、１９ｃ内で互いに対向しているこれら各係止突部２９ａ、２９ａの先端縁同士の円周方向に関する距離Ｃ2 を、軸方向位置で対応する各円すいころ１３、１３の外径Ｄよりも小さく（Ｃ2 ＜Ｄ）している。
【００２８】
この様な、本例の保持器付き転がり軸受は、上記分割型保持器の各案内部２６ａ、２６ａの径方向外側面と、上記案内周面２７ａとを摺接若しくは近接対向させて、この分割型保持器の径方向に関する位置決めを図る外輪案内構造にしているので、上記軸受の運転時に回転速度が高速になった場合でも、上記分割型保持器が遠心力等の力により振れ回り運動等を起こしたり、傾斜したりする様な事を効果的に防止できる。この為、上記各ポケット１９ｃ、１９ｃの内周縁と上記各円すいころ１３、１３の転動面とが強く摩擦し合う事がなく、回転抵抗が大きくなる事もない。
又、上記各案内部２６ａ、２６ａの、円周方向に互いに対向しているこれら各案内部２６ａ、２６ａの先端縁同士の円周方向に関する距離Ｂ2 を、軸方向位置で対応する上記各円すいころ１３、１３の直径Ｄよりも小さく（Ｂ2 ＜Ｄ）している為、組立途中で、上記各円すいころ１３、１３が径方向外方に、上記各ポケット１９ｃ、１９ｃから脱落する事を防止できる。
又、前記各柱部２３ｄ、２３ｄの円周方向側面の一部で、径方向に関する位置が上記案内周面２７ａと反対寄り部分の軸方向両端部に形成した前記各係止突部２９ａ、２９ａの円周方向に関する距離Ｃ2 を、軸方向位置で対応する各円すいころ１３、１３の外径Ｄよりも小さく（Ｃ2 ＜Ｄ）している為、組立途中で、上記各円すいころ１３、１３が径方向内方に、上記各ポケット１９ｃ、１９ｃから脱落する事を防止できる。本例の構造の場合には、前述の図４に示した凸形状の柱部構造を採用する事により、温度上昇時に上記各案内部２６ａ、２６ａの径方向外側面と上記案内周面２７ａとの摺接部の面圧上昇を抑えられる。
その他の部分の構成及び作用に就いては、上述した実施の形態の第１例とほぼ同様であるから、重複する説明は省略する。
【００２９】
［実施の形態の第４例］
図９〜１０は、請求項１〜１０に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の保持 器付き転がり軸受の分割型保持器を構成している保持器素子２１ｆは、上記各柱部２３ｅ、２３ｅの円周方向両側面のうち、外輪１１の内周面である案内周面２７ａに近い部分に、各円すいころ１３、１３の転動面との係合に基づいて上記分割型保持器の径方向位置を規制する、案内面３０ａ、３０ａを設けている。そして、上記転がり軸受は、比較的低温、且つ低速での運転時には、これら各案内面３０ａ、３０ａと上記各円すいころ１３、１３の転動面との係合に基づいて上記分割型保持器の径方向に関する、位置決めを図る転動体案内構造により運動する。この際、上記案内周面２７ａと上記保持器素子２１ｆの各案内部２６ａ、２６ａの径方向外側面とは、当接及び近接対向する事はなく、僅かな隙間Ｅ（図１０）を介して対向する。
【００３０】
この様な、本例の保持器付き転がり軸受は、運転時に内部の温度が上昇したり、回転速度上昇に伴って上記各保持器素子２１ｆに作用する遠心力が大きくなると、この保持器素子２１ｆが熱膨張して径方向外方に変位すると、各案内部２６ａ、２６ａの径方向外側面と上記案内周面２７ａとが摺接又は近接対向する。即ち、転動体案内構造から外輪案内構造へと移行する。
この様に、運転時に転動体案内構造から外輪案内構造へと移行する事で、上記各案内面３０ａ、３０ａと上記各円すいころ１３、１３の転動面との係合が外れた場合にも、上記分割型保持器が傾斜したり、遠心力により振れ回り運動したりする事を防止できる。
その他の部分の構成及び作用に就いては、上述した実施の形態の第３例とほぼ同様であるから、重複する説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、各保持器素子を円周方向に並べた状態での円周方向隙間を説明する為の、保持器の模式図。
【図２】同じく、保持器素子の斜視図。
【図３】同じく、外輪と内輪と円すいころと保持器とを組み合わせた状態での、図２のイ−イ断面図に相当する図。
【図４】同じく、保持器素子の端部の構造の別例を説明する為の模式図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す、保持器素子の斜視図。
【図６】同じく、外輪と内輪と円すいころと保持器とを組み合わせた状態での、図５のロ−ロ断面図に相当する図。
【図７】本発明の実施の形態の第３例を示す、保持器素子の斜視図。
【図８】同じく、外輪と内輪と円すいころと保持器とを組み合わせた状態での、図７のハ−ハ断面図。
【図９】本発明の実施の形態の第４例を示す、保持器素子の斜視図。
【図１０】同じく、外輪と内輪と円すいころと保持器とを組み合わせた状態での、図９のニ−ニ断面図。
【図１１】本発明の対象となる円すいころ軸受を組み込む風力発電装置の１例を示す図。
【図１２】同じく風力発電装置のハウジング内部を示す部分切断斜視図。
【図１３】従来構造の円すいころ軸受の断面図。
【図１４】分割型保持器の構造を説明する為の模式図。
【図１５】従来構造の分割型保持器の１例での円周方向隙間を説明する為の模式図。
【図１６】従来構造の１例を示す、保持器素子の斜視図。
【図１７】同じく、他の構造の保持器素子の特徴部分を説明する為の図で、保持器素子の円周方向両端部の斜視図。
【図１８】同じく、隣り合う保持器素子の円周方向端面同士を結合した状態での、これら各保持器素子の円周方向両端部の斜視図。
【符号の説明】
【００３２】
１ 風車
２ ブレード
３ ロータ
４ ハウジング
５ タワー
６ 回転軸
７ 転がり軸受
８ 増速機
９ 発電機
１０、１０ａ 円すいころ軸受
１１ 外輪
１２ 内輪
１３ 円すいころ
１４、１４ａ 保持器
１５ 外輪軌道
１６ 内輪軌道
１７ 大径側鍔部
１８ 小径側鍔部
１９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ ポケット
２０、２０ａ、２０ｂ 分割型保持器
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ 保持器素子
２２、２２ａ、２２ｂ リム部
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ 柱部
２４ 接合凸部
２５ 接合凹部
２６、２６ａ 案内部
２７、２７ａ 案内周面
２８、２８ａ 切り欠き部
２９、２９ａ 係止突部
３０、３０ａ 案内面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、これら各転動体を転動自在に保持する保持器とを備え、この保持器は、それぞれが円弧状に形成された複数の保持器素子を円周方向に関して直列に組み合わせる事により、全体を円筒状若しくは円すい筒状とした分割型保持器であり、上記各保持器素子は、軸方向両端部に設けられた、それぞれが円弧状である１対のリム部同士を、複数の柱部で結合して成り、これら両リム部の内側縁と円周方向に隣り合う各柱部の円周方向側縁とにより周囲を囲まれる部分を、上記各転動体を転動自在に保持する為のポケットとした保持器付き転がり軸受に於いて、
上記各保持器素子を円周方向に直列に組み合わせて円筒状若しくは円すい筒状の保持器とした状態で、隣り合う各保持器素子の対向する円周方向端面同士の円周方向に関する隙間の合計Ｈと、この保持器のピッチ円の周長Ｌとの関係が、常温で、Ｈ≦０．００１Ｌである事を特徴とする保持器付き転がり軸受。
【請求項２】
隣り合う各保持器素子の対向する円周方向端面同士の円周方向に関する隙間の合計Ｈと、保持器のピッチ円の周長Ｌとの関係が、常温で、０＜Ｈ≦０．００１Ｌである、請求項１に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項３】
各ポケット内での各転動体の、保持器の径方向に関する変位を許容する径方向隙間を、これら各ポケットの内面とこれら各転動体の転動面との間に設けている、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項４】
保持器の周面と、外輪の内周面と内輪の外周面とのうちの何れかの周面である案内周面とを近接対向させる事で、この保持器の径方向に関する位置決めを図っている、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項５】
案内周面と近接対向する保持器の周面が、各柱部の一部に設けられた案内部であり、この案内部の一部に、潤滑剤を保持又は供給する切り欠き部を形成している、請求項４に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項６】
各柱部の円周方向両側面のうち、案内周面側に近い部分に、各転動体の転動面との係合に基づいて保持器の径方向位置を規制する案内面を設けている、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項７】
各柱部の円周方向側面の一部で、径方向に関する位置が案内周面と反対寄り部分に係止突部を形成し、ポケット内で互いに対向する係止突部の先端縁同士の円周方向に関する距離を、各転動体の外径よりも小さくした、請求項４〜６のうちの何れか１項に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項８】
各保持器素子の円周方向端面が、軸方向中央部が突出した凸形状である、請求項１〜７のうちの何れか１項に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項９】
転動体がころである、請求項１〜８のうちの何れか１項に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項１０】
保持器が、芳香族ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイドの何れかの合成樹脂から成る、請求項１〜９のうちの何れか１項に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項１】
外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、これら各転動体を転動自在に保持する保持器とを備え、この保持器は、それぞれが円弧状に形成された複数の保持器素子を円周方向に関して直列に組み合わせる事により、全体を円筒状若しくは円すい筒状とした分割型保持器であり、上記各保持器素子は、軸方向両端部に設けられた、それぞれが円弧状である１対のリム部同士を、複数の柱部で結合して成り、これら両リム部の内側縁と円周方向に隣り合う各柱部の円周方向側縁とにより周囲を囲まれる部分を、上記各転動体を転動自在に保持する為のポケットとした保持器付き転がり軸受に於いて、
上記各保持器素子を円周方向に直列に組み合わせて円筒状若しくは円すい筒状の保持器とした状態で、隣り合う各保持器素子の対向する円周方向端面同士の円周方向に関する隙間の合計Ｈと、この保持器のピッチ円の周長Ｌとの関係が、常温で、Ｈ≦０．００１Ｌである事を特徴とする保持器付き転がり軸受。
【請求項２】
隣り合う各保持器素子の対向する円周方向端面同士の円周方向に関する隙間の合計Ｈと、保持器のピッチ円の周長Ｌとの関係が、常温で、０＜Ｈ≦０．００１Ｌである、請求項１に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項３】
各ポケット内での各転動体の、保持器の径方向に関する変位を許容する径方向隙間を、これら各ポケットの内面とこれら各転動体の転動面との間に設けている、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項４】
保持器の周面と、外輪の内周面と内輪の外周面とのうちの何れかの周面である案内周面とを近接対向させる事で、この保持器の径方向に関する位置決めを図っている、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項５】
案内周面と近接対向する保持器の周面が、各柱部の一部に設けられた案内部であり、この案内部の一部に、潤滑剤を保持又は供給する切り欠き部を形成している、請求項４に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項６】
各柱部の円周方向両側面のうち、案内周面側に近い部分に、各転動体の転動面との係合に基づいて保持器の径方向位置を規制する案内面を設けている、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項７】
各柱部の円周方向側面の一部で、径方向に関する位置が案内周面と反対寄り部分に係止突部を形成し、ポケット内で互いに対向する係止突部の先端縁同士の円周方向に関する距離を、各転動体の外径よりも小さくした、請求項４〜６のうちの何れか１項に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項８】
各保持器素子の円周方向端面が、軸方向中央部が突出した凸形状である、請求項１〜７のうちの何れか１項に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項９】
転動体がころである、請求項１〜８のうちの何れか１項に記載した保持器付き転がり軸受。
【請求項１０】
保持器が、芳香族ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイドの何れかの合成樹脂から成る、請求項１〜９のうちの何れか１項に記載した保持器付き転がり軸受。
【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】
【公開番号】特開２００９−９７５２５（Ｐ２００９−９７５２５Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６６６４１（Ｐ２００７−２６６６４１）
【出願日】平成１９年１０月１２日（２００７．１０．１２）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１２日（２００７．１０．１２）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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