(57)【要約】【課題】シールリップ部によって形成される空間に適切な量のグリースを保持することが可能な旋回軸受用シールまたは旋回軸受を提供する。【解決手段】それぞれ軌道溝（１ａ，３ａ）が形成された軌道輪である内輪（１）および外輪（３）と、これら内外輪（１，３）の軌道溝間に介装された複数の転動体（５）とを備える旋回軸受（Ｂ）の軸受空間（７）の軸心方向の端部を封止する、弾性体製のシール（９）において、前記旋回軸受（Ｂ）の内輪（１）および外輪（３）の一方の軌道輪に固定される基部（１３）と、前記旋回軸受（Ｂ）の他方の軌道輪に接触する接触部（２１）を含む弾性を有するリップ部（１５）と、前記リップ部（１５）における前記接触部（２１）以外の部分の内側面に形成された、繊維を植毛してなる植毛部（２７）とを設ける。前記植毛部（２７）は旋回軸受（Ｂ）の軌道輪に形成されてもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ軌道溝が形成された軌道輪である内輪および外輪と、これら内外輪の軌道溝間に介装された複数の転動体とを備える旋回軸受の軸受空間の軸心方向の端部を封止する、弾性体製のシールであって、
前記旋回軸受の内輪および外輪の一方の軌道輪に固定される基部と、
前記旋回軸受の他方の軌道輪に接触する接触部を含む弾性を有するリップ部と、
前記リップ部における前記接触部以外の部分の内側面に形成された、繊維を植毛してなる植毛部と、
を有する旋回軸受用シール。
【請求項２】
請求項１に記載の旋回軸受用シールにおいて、前記リップ部が二股に分岐した第１分岐リップ部および第２分岐リップ部からなり、第１分岐リップ部および第２分岐リップ部にそれぞれ前記植毛部が形成されている旋回軸受用シール。
【請求項３】
請求項１または２に記載の旋回軸受用シールにおいて、前記繊維が合成樹脂繊維であり、前記植毛部が静電植毛によって形成されている旋回軸受用シール。
【請求項４】
それぞれ軌道溝が形成された内輪および外輪と、
前記内外輪の軌道溝間に介装された複数の転動体と
を備える旋回軸受であって、
軸受空間の軸心方向の端部が、請求項１から３のいずれか一項に記載の旋回軸受用シールによって封止されている旋回軸受。
【請求項５】
それぞれ軌道溝が形成された軌道輪である内輪および外輪と、
前記内外輪の軌道溝間に介装された複数の転動体と
軸受空間の軸心方向の端部を封止するシールと、
を備える旋回軸受であって、
前記内輪および外輪のうち前記シールのリップ部に接触する一方の軌道輪が、前記リップ部と接触する部分以外の部分の前記軸受空間に面する部分に形成された、繊維を植毛してなる植毛部を有する旋回軸受。
【請求項６】
請求項５に記載の旋回軸受において、前記シールのリップ部が二股に分岐した第１分岐リップ部および第２分岐リップ部からなる旋回軸受。
【請求項７】
請求項５または６に記載の旋回軸受において、前記繊維が合成樹脂繊維であり、前記植毛部が静電植毛によって形成されている旋回軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば風力発電用風車のブレードやナセルを旋回自在に支持するために用いられる旋回軸受に関し、特にはそのシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電用の風車等に使用される旋回軸受が実用に供されている。この旋回軸受は、一般的にグリースにて潤滑され、外部からの異物混入、または軸受内部からのグリース漏れを防ぐために、例えばゴムのような弾性材料で形成されたシールが装着されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０２７２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特に、風力発電装置に使用されるシールは、グリース漏れ防止が重要な機能となる。しかし、旋回軸受においては、一般に、給脂管からグリースを給脂する等の場合の軸受内部の圧力上昇や、外気に曝されることによる耐候劣化、摩耗による経年劣化等に起因して、シールのリップ部のグリース保持が困難である。予めリップ部に大量のグリースを塗布した場合は、軸受の回転トルクが増大するため有効な対策とならない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するために、シールリップ部によって形成される空間に適切な量のグリースを保持することが可能な旋回軸受用シールまたは旋回軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した目的を達成するために、本発明に係る旋回軸受用シールは、それぞれ軌道溝が形成された内輪および外輪と、これら内外輪の軌道溝間に介装された複数の転動体とを備える旋回軸受の軸受空間の軸心方向の端部を封止する、弾性体製のシールであって、前記旋回軸受の内輪および外輪の一方の軌道輪に固定される基部と、前記旋回軸受の他方の軌道輪に接触する接触部を含む弾性を有するリップ部と、前記リップ部における前記接触部以外の部分の内側面に形成された、繊維を植毛してなる植毛部とを有する。
【０００７】
また、本発明に係る旋回軸受は、前記植毛部を有するシールを備えた旋回軸受、または、前記植毛部を、シールのリップ部に形成する代わりに、前記内輪および外輪のうち前記シールのリップ部に接触する一方の軌道輪が、前記リップ部と接触する部分以外の部分の前記軸受空間に面する部分に形成した旋回軸受である。
【０００８】
この構成によれば、シールのリップ部と軌道輪とによって形成される環状の密封空間に面した部分に植毛部が形成されるので、この植毛部にグリースを保持させることにより、シールの摺動面に対して摺動を維持するのに適切な量のグリースを供給することが可能になる。これにより、リップ部へ予め大量のグリースを塗布する必要がなくなるので、軸受の回転トルクの低減が可能になる。また、リップ部の摩耗によって緊迫力が低下しても、密封性を維持することが可能になる。
【０００９】
本発明の一実施形態において、前記リップ部が二股に分岐した第１分岐リップ部および第２分岐リップ部からなり、第１分岐リップ部および第２分岐リップ部にそれぞれ前記植毛部が形成されていてもよい。
また、この場合も、植毛部は、シールのリップ部に形成する代わりに、旋回軸受の上記部分に形成してもよい。
この構成によれば、二股に分岐したリップ部と軸受の軌道輪との間に形成されるより狭い密封空間に植毛部を形成するので、より確実に植毛部にグリースを保持することが可能になる。
【００１０】
上記の旋回軸受用シールまたは旋回用軸受において、前記繊維が合成樹脂繊維であり、前記植毛部が静電植毛によって形成されていてもよい。この構成によれば、油による膨潤や溶解などが生じにくく化学的に安定であり、かつ、均質で密な植毛部を形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明に係る旋回軸受用シールまたは旋回軸受によれば、シールのリップ部と軌道輪との間の密封空間に面するように植毛部を形成することにより、この植毛部に、シール摺動面の摺動を確保するのに適切な量のグリースを保持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る旋回軸受の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の旋回軸受のシール周辺部を拡大して示す断面図である。
【図３】図２の旋回軸受の一変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る旋回軸受のシール周辺部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００１４】
図１に、本発明の第１実施形態に係る旋回軸受Ｂおよびこれに用いられる旋回軸受用シールを示す。この旋回軸受Ｂは、例えば、風力発電用風車のナセルやブレードを旋回自在に支持するために用いられる。同図に示すように、旋回軸受Ｂは、軌道輪である内輪１と、外輪３と、これら内外輪１，３の軌道溝１ａ，３ａ間に転動自在に介在する複数の転動体であるボール５とを備えている。図示の例では、旋回軸受Ｂは２列のボール列を有しているが、単列のボール列を有していてもよい。各列のボール５は図示しない保持器によって保持されている。保持器の代わりに、隣接するボール５，５間に間座を介在させてもよい。内輪１，外輪３の各軌道溝１ａ，３ａは、いずれも２つの曲面で構成されている。各軌道溝１ａ，３ａを構成する２つの曲面は、例えば、それぞれ転動体としてのボール５よりも曲率半径が大きく、曲率中心が互いに異なるゴシックアーチ状の断面円弧状である。各ボール５は、内輪軌道溝１ａおよび外輪軌道溝３ａの各曲面に４点で接触している。すなわち、旋回軸受Ｂは４点接触玉軸受として構成されている。
【００１５】
外輪３には、複数の貫通孔３ｂが円周方向に一定間隔おきに設けられている。これらの貫通孔３ｂは、例えば、外輪３を後述の支持台等に連結固定するために用いられる。内輪１にも複数の貫通孔１ｂが円周方向に一定間隔おきに設けられている。これらの貫通孔１ｂは、例えば内輪１を後述のナセルのケーシング等に連結固定するために用いられる。各貫通孔１ｂ，３ｂは、軸心方向に平行に延びるように形成されている。
【００１６】
図示の例では、内輪１および外輪３は、内輪１の端面が外輪３の端面に対して上方に偏位するように配置されている。内輪１と外輪３との間に形成された軸受空間７は、その両端部が１対のシール９，９によって封止されている。軸受空間７にはグリースが充填されている。シール９は、例えばニトリルまたはクロロプレン等の弾性体から形成されている。
【００１７】
図２に示すように、シール９は、シール本体部１１、基部１３およびリップ部１５を有している。基部１３は、シール本体部１１に一体に設けられて、内輪１および外輪３の一方の軌道輪に固定される。なお、同図は図１における上方の軸受端部を拡大して示しており、以下の説明では、便宜上、外輪３にシール９の基部１３が固定されている例について説明するが、図１から容易に理解されるように、旋回軸受Ｂの下方端部においては、内輪１側と外輪３側が入れ替わった構成となる。
【００１８】
図２に示すように、基部１３の固定は、例えば、外輪３の角部１９に形成された嵌合凹部１７に基部１３を嵌合させることによりなされる。もっとも、基部１３を外輪３に固定する態様は図示の例に限定されず、例えば、嵌合凹部１７を外輪３の端面３ｄに形成してもよい。
【００１９】
リップ部１５は、シール本体部１１の基部１３から離間した部分に一体的に設けられた、シール９の中でも特に弾性を有する部分であり、旋回軸受Ｂの他方の軌道輪（図示の例では外輪３）に接触する。以下、リップ部１５における軌道輪に接触する部分を接触部２１と呼ぶ。
【００２０】
本実施形態に係るリップ部１５は、軸心方向内外に二股に分岐した第１分岐リップ部１５ａおよび第２分岐リップ部１５ｂを有する。第１分岐リップ部１５ａおよび第２分岐リップ部１５ｂは、いずれも、リップ部１５に接触する軌道輪である内輪１の外周面１ｃに接触している。つまり、この例では、内輪１の外周面１ｃがリップ部１５に対する摺動面となる。また、第１，第２分岐リップ部１５ａ，１５ｂと内輪１の外周面１ｃとで囲まれた密封空間である環状空間２３が形成される。なお、本明細書における軸受空間７には、前記環状空間２３も含む。
【００２１】
本実施形態では、リップ部１５における接触部２１以外の部分の内側面（以下、単に「非接触面」と呼ぶ。）２５に、繊維を植毛してなる植毛部２７であるシール植毛部２７Ａが形成されている。より具体的には、第１分岐リップ部１５ａの環状空間２３に面する部分である非接触面２５および第２分岐リップ部１５ｂの環状空間２３に面する部分である非接触面２５に、それぞれシール植毛部２７Ａが形成されている。このシール植毛部２７Ａにグリースが保持されている。
【００２２】
植毛部２７は、短繊維を植毛して形成される。植毛方法としては、吹き付けや静電植毛を採用できる。保持器の内外径面や軌道輪肩部などの曲面部においても、多量の繊維を短時間で密に、各面に垂直に植毛できることから、静電植毛を採用することが好ましい。静電植毛方法としては、公知の方法を採用でき、例えば、静電植毛する範囲に接着剤を塗布し、短繊維を帯電させて静電気力により上記接着剤塗布面に略垂直に植毛した後、乾燥工程・仕上げ工程などを行なう方法が挙げられる。
【００２３】
植毛に用いる短繊維としては、植毛用短繊維として使用可能であれば特に限定されず、例えば、（１）ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテフタレートなどのポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル、ビニロンなどの合成樹脂繊維、（２）カーボン繊維、グラスファイバーなどの無機繊維、（３）レーヨン、アセテートなどの再生繊維や、綿、絹、麻、羊毛などの天然繊維が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。油による膨潤や溶解などが生じにくく化学的に安定であり、均質な繊維を多量に生産することができ、安価に入手することができるため、上記の中でも合成樹脂繊維を用いることが好ましい。
【００２４】
短繊維の形状としては、植毛部の形成箇所において、軸受機能に悪影響を与えるような他部材との干渉がない形状であれば特に限定されない。具体的な形状としては、例えば、長さ０．５〜２．０ｍｍ、太さ１０〜５０デシテックスのものが好ましく、植毛部の短繊維の密度としては、植毛した面積当たりに繊維の占める割合が１０〜３０％あることが好ましい。短繊維の形状としては、ストレートとベンド(繊維の先端が曲がっている)タイプのものがあり、また断面形状は円状と多角断面状のものがある。ベンドタイプの繊維はストレートに比べ、潤滑剤を保持する能力が高い。また多角断面形状の繊維は、円状断面に比べ、表面積が大きいことか、潤滑剤を保持する能力が高い。
【００２５】
接着剤としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などを主成分とする接着剤が挙げられる。例えば、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤などが挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２６】
なお、シール９のリップ部１５にシール植毛部２７Ａを形成する態様は、上記で説明した例に限定されない。例えば、図３に示すように、シール９において基部１３の外径側部分からリップ部１５を分岐させずに設けて、他方の軌道輪（図示の例では外輪３）の端面に接触させ、このリップ部１５の非接触面２５にシール植毛部２７Ａを形成してもよい。この場合、内輪１の外周面１ｃに軸方向に凹む嵌合凹部１７が形成され、この嵌合凹部１７にシール９の基部１３が嵌合固定されている。この例では、リップ部１５と内輪外周面および外輪内周面３ｃで囲まれた軸受空間７が環状の密封空間となる。
【００２７】
図４に、本発明の第２実施形態に係る旋回軸受Ｂを示す。本実施形態は、植毛部２７をシール９ではなく旋回軸受Ｂ側に軸受植毛部２７Ｂとして形成した点が第１実施形態と異なり、そのほかの軸受およびこれに用いられるシール９の基本構成は図１に示した第１実施形態と同様である。以下、主として第１実施形態と異なる点について説明し、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００２８】
図４に示すように、本実施形態では、内輪１および外輪３のうちシール９のリップ部１５に接触する一方の軌道輪（図示の例では内輪１）が、リップ部１５と接触する部分以外の部分の軸受空間７に面する部分（以下、単に「軸受側非接触面２９」という。）に形成された、軸受植毛部２７Ｂを有する。
【００２９】
より具体的には、図示の例では、リップ部１５の第１分岐リップ部１５ａおよび第２分岐リップ部１５ｂが、それぞれ、リップ部１５に接触する軌道輪である内輪１の外周面１ｃに接触している。軸受植毛部２７Ｂは、環状空間２３に面する、内輪１の外周面１ｃ上の軸受側非接触面２９に形成されている。この軸受植毛部２７Ｂにグリースが保持されている。
【００３０】
なお、軸受の軌道輪である内輪１または外輪３に軸受植毛部２７Ｂを形成する態様は、上記で説明した例に限定されない。例えば、図３に示した形状のシール９を採用する場合に、リップ部１５が接触する面である外輪３の端面３ｄの軸受側非接触面となる部分に軸受植毛部２７Ｂを形成してもよい。
【００３１】
なお、植毛部２７の材質、形成方法等は、第１実施形態について説明したものと同様である。
【００３２】
以上説明した各実施形態に係る旋回軸受用シール９および旋回軸受Ｂによれば、シール９のリップ部１５と軌道輪とによって形成される環状の密封空間に面した部分に植毛部２７が形成されるので、この植毛部２７にグリースを保持させることにより、シール９の摺動面に対して摺動を維持するのに適切な量のグリースを供給することが可能になる。これにより、リップ部１５へ予め大量のグリースを塗布する必要がなくなるので、軸受の回転トルクの低減が可能になる。また、リップ部１５の摩耗によって緊迫力が低下しても、密封性を維持することが可能になる。
【００３３】
特に、二股状のリップ部１５ａ，１５ｂを有するシール９を採用した場合には、二股に分岐したリップ部１５ａ，１５ｂと軸受の軌道輪との間に形成されるより狭い密封空間（環状空間２３）に植毛部２７を形成するので、より確実に植毛部２７にグリースを保持することが可能になる。
【００３４】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
１  内輪
３  外輪
１ａ  内輪軌道溝
３ａ  外輪軌道溝
５  ボール（転動体）
７  軸受空間
９  旋回軸受用シール
１１  本体部
１３  基部
１５  リップ部
１５ａ  第１分岐リップ部
１５ｂ  第２分岐リップ部
２７  植毛部
２７Ａ  シール植毛部
２７Ｂ  軸受植毛部
Ｂ  旋回軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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