特許ウォッチ

公開番号2024074028
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-30
出願番号2022185073
出願日2022-11-18
発明の名称ころ軸受
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人
主分類F16C 33/51 20060101AFI20240523BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
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。
続きを表示（約 610 文字）【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。
続きを表示（約 2,800 文字）【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】以降は省略されています）

関連特許