(57)【要約】【課題】ボルト孔を有する転がり軸受装置においてボルト孔の防錆性能を向上させる。【解決手段】軌道輪である内輪（１）および外輪（３）と、これら内外輪の間に介装された複数の転動体（５）とを備える転がり軸受（Ｂ）を備える転がり軸受装置（ＢＡ）において、前記内輪（１）および外輪（３）の少なくとも一方の軌道輪にボルト孔（１ｂ，３ｂ）を形成し、前記少なくとも一方の軌道輪のボルト孔の孔壁（１５）に、繊維を植毛してなる植毛部（１７）を形成する。前記植毛部（１７）は固定ボルト（１３）の軸部の円筒部（１３ａ）に形成されてもよい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道輪である内輪および外輪と、これら内外輪の間に介装された複数の転動体とを備える転がり軸受を備える転がり軸受装置であって、
前記内輪および外輪の少なくとも一方の軌道輪にボルト孔が形成されており、
前記少なくとも一方の軌道輪のボルト孔の孔壁に、繊維を植毛してなる植毛部が形成されている、
転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受装置において、さらに、前記転がり軸受を支持する支持板と、前記ボルト孔に挿入されて前記転がり軸受を前記支持板に固定する固定ボルトとを備え、前記固定ボルトの軸部の円筒部に、繊維を植毛してなる植毛部が形成されている転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の軸受装置において、前記植毛部が、繊維長さの異なる複数の種類の繊維で構成されている転がり軸受装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の転がり軸受装置において、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転がり軸受装置。
【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転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、風力発電装置のような、屋外、沿岸部、洋上などの腐食性の高い環境で使用される大型の転がり軸受の用途が増加している。このような転がり軸受には、高度の耐食性、特に防錆性能が要求される。軸受の防錆には、防錆油のような防錆剤を用いることや、表面処理を施すことが提案されている（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】特許第５９０５６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような大型の転がり軸受は、軸箱や周囲の構造物にボルト固定によって支持される場合が多く、軸受の軌道輪（内輪、外輪）にボルト孔が設けられる。ボルト孔は、応力が集中する部分であり、腐食した箇所を起点としたクラックが発生することがあるので、防錆の必要性が高い。しかしながら、ボルト孔は、防錆油の保持や表面処理が難しい部分であり、防錆性能を向上させることが困難であった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するために、ボルト孔を有する転がり軸受装置においてボルト孔の防錆性能を向上させることにある。
【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、本発明に係る転がり軸受装置は、軌道輪である内輪および外輪と、これら内外輪の間に介装された複数の転動体とを備える転がり軸受を備える転がり軸受装置であって、前記内輪および外輪の少なくとも一方の軌道輪にボルト孔が形成されており、前記少なくとも一方の軌道輪のボルト孔の孔壁に、繊維を植毛してなる植毛部が形成されている。
【０００７】
この構成によれば、ボルト孔の孔壁に植毛部を設けることにより、この植毛部に防錆油を長期に渡って保持させることが可能になり、ボルト孔部分の防錆性能を向上させることができる。これにより、ボルト孔の腐食した箇所を起点としたクラックの発生を抑制することができるので、転がり軸受装置の信頼性が向上する。
【０００８】
本発明の一実施形態において、さらに、前記転がり軸受を支持する支持板と、前記ボルト孔に挿入されて前記転がり軸受を前記支持板に固定する固定ボルトとを備え、前記固定ボルトの軸部の円筒部に、繊維を植毛してなる植毛部が形成されていてもよい。大型の転がり軸受においては、ボルト孔の孔壁のみに植毛部を形成しても、植毛部の繊維長さとの関係で、植毛部と固定ボルトとの間に隙間が生じる場合がある。しかし、上記構成によれば、固定ボルト側にも植毛部を設けることにより、ボルト孔壁と固定ボルトとの間の空間を植毛部の繊維で埋めることが可能になるので、より効果的にボルト孔部分に防錆油を保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、前記植毛部が、繊維長さの異なる複数の種類の繊維で構成されていてもよい。この構成によれば、植毛部における防錆油の保持性能が向上する。
【００１０】
本発明の一実施形態において、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、本発明に係る転がり軸受装置によれば、ボルト孔を有する転がり軸受装置においてボルト孔の孔壁に植毛部を形成することにより、ボルト孔部分の防錆性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の転がり軸受装置の正面図である。
【図３】図２の転がり軸受装置のボルト孔周辺部分を拡大して示す断面図である。
【図４】図１の転がり軸受装置が適用される風力発電装置の概略構成の一例を示す断面図である。
【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実施形態に係る転がり軸受装置ＢＡを示す。この転がり軸受装置ＢＡは、例えば、風力発電用の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、転がり軸受装置ＢＡ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とを有する転がり軸受Ｂを備える。図示の例では、転がり軸受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、転がり軸受Ｂは４点接触玉軸受として構成されている。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、軸受空間７にはグリースが充填されている。
【００１５】
内輪１には複数の内輪ボルト孔１ｂが形成されている。内輪ボルト孔１ｂは、内輪１を軸心方向に貫通する貫通孔であり、軸心方向に平行に延びるように形成されている。同様に、外輪３にも、外輪３を軸心方向に貫通する、軸心方向に平行に延びる複数の外輪ボルト孔３ｂが形成されている。本実施形態では、内輪ボルト孔１ｂおよび外輪ボルト孔３ｂは、いずれもねじ部を有しないボルト挿通孔として形成されている。図２に示すように、これら複数の複数の内輪ボルト孔１ｂ，外輪ボルト孔３ｂは、それぞれ内輪１，外輪３の円周方向に等間隔で設けられている。
【００１６】
図１に示すように、転がり軸受装置ＢＡは、さらに、転がり軸受Ｂを支持する支持板１１と、各ボルト孔１ｂ，３ｂに挿入されて転がり軸受を支持板１１に固定する固定ボルト１３とを備えている。なお、同図では、代表として内輪ボルト孔１ｂに挿入された固定ボルト１３および内輪１側の支持板１１のみを示し、外輪３側の固定ボルトおよび支持板は省略している。
【００１７】
図３に示すように、各ボルト孔１ｂ，３ｂ（同図では代表して内輪ボルト孔１ｂのみ図示）の孔壁１５には、繊維を植毛してなる植毛部１７である孔壁植毛部１７Ａが形成されている。また、図示の例では、固定ボルト１３の軸部の円筒部１３ａの外周面に、繊維を植毛してなる植毛部１７であるボルト植毛部１７Ｂが形成されている。これら植毛部１７に防錆油が保持される。
【００１８】
植毛部１７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。
【００１９】
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。
【００２０】
短繊維の形状としては、植毛部１７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１７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が、防錆油を保持する能力が高い。
【００２１】
また、植毛部１７は、繊維長さの異なる複数の種類の繊維で構成されていることにより、防錆油を保持する能力が向上する。
【００２２】
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。
【００２３】
防錆油としては、例えば、ラストコート９００等を使用することができる。
【００２４】
なお、本実施形態では、内輪１および外輪３のいずれにもボルト孔を設け、かつ内輪ボルト孔１ｂおよび外輪ボルト孔３ｂのいずれにも孔壁植毛部１７Ａを設けた例を説明したが、孔壁植毛部１７Ａはいずれか一方のボルト孔にのみ設けられていてもよく、また、ボルト孔は内輪１および外輪３のいずれか一方のみに設けられていてもよい。
【００２５】
また、本実施形態では、ボルト孔１ｂ，３ｂのみならず固定ボルト１３にも植毛部１７としてボルト植毛部１７Ｂを形成した例を示した。大型の転がり軸受においては、ボルト孔の孔壁１５と固定ボルト１３の円筒部１３ａとの間の隙間が、例えば３ｍｍ程度にもなり、ボルト孔の孔壁１５のみに植毛部１７を形成しても、上述した植毛部１７の繊維長さとの関係で、植毛部１７と固定ボルト１３との間に隙間が生じる場合がある。そこで、本実施形態のように固定ボルト１３側にも植毛部１７を設けることにより、ボルト孔壁１５と固定ボルト１３との間の空間を植毛部１７の繊維で埋めることが可能になるので、より効果的にボルト孔部分に防錆油を保持することが可能になる。もっとも、ボルト植毛部１７Ｂは省略してもよい。
【００２６】
また、本実施形態では、ボルト孔１ｂ，３ｂの全体がボルト挿通孔として形成されている例を示したが、ボルト孔１ｂ，３ｂの一部がねじ孔として形成されていてもよい。その場合は、ボルト孔１ｂ，３ｂのうちボルト挿通孔として形成された部分の孔壁１５にのみ孔壁植毛部１７Ａを形成する。また、いずれの場合も、ボルト挿通孔部分の全体に孔壁植毛部１７Ａを形成する必要はなく、その一部にのみ孔壁植毛部１７Ａを形成してもよい。
【００２７】
図４に、転がり軸受装置ＢＡが使用される風力発電用の風車の一例を示す。この風車２１では、支持台２３上にナセル２５が水平旋回自在に設けられており、ナセル２５のケーシング２７内に主軸２９が回転自在に支持されている。主軸２９のケーシング２７外に突出した一端に、旋回翼であるブレード３１が取付けられている。主軸２９の他端は増速機３３に接続され、増速機３３の出力軸３５が発電機３７のロータ軸に連結されている。
【００２８】
本実施形態で示した４点接触玉軸受である転がり軸受Ｂを備える転がり軸受装置ＢＡは、ナセル２５を旋回自在に支持する第１旋回軸受装置４１および／またはブレード３１を旋回自在に支持する第２旋回軸受装置４３として使用される。
【００２９】
もっとも、転がり軸受Ｂとして、他のタイプの転がり軸受、例えば主軸２９を回転自在に支持する主軸軸受４５である急こう配複列円すいころ軸受や、自動調心球面ころ軸受などを使用してもよい。
【００３０】
以上説明した本実施形態に係る転がり軸受装置ＢＡによれば、ボルト孔１ｂ、３ｂの孔壁１５に植毛部１７を設けることにより、この植毛部１７に防錆油を長期に渡って保持させることが可能になり、ボルト孔部分の防錆性能を向上させることができる。これにより、ボルト孔１ｂ、３ｂの腐食した箇所を起点としたクラックの発生を抑制することができるので、転がり軸受装置ＢＡの信頼性が向上する。
【００３１】
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】
【００３２】
１  内輪
３  外輪
１ａ  内輪軌道溝
１ｂ  内輪ボルト孔（ボルト孔）
３ａ  外輪軌道溝
３ｂ  外輪ボルト孔（ボルト孔）
５  ボール（転動体）
１１  支持板
１３  固定ボルト
１５  孔壁
１７  植毛部
１７Ａ  孔壁植毛部
１７Ｂ  ボルト植毛部
Ｂ  転がり軸受
ＢＡ  転がり軸受装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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