(57)【要約】ハウジング（３）内で伝達シャフト（２）を支持するための軸受組立体（１）は軸方向で位置決めされない軸受（５）と、軸方向（ＡＡ´）において運動しないようにシャフト（２）を位置決めする一対のアンギュラ軸受（７、８）とを有し、それによって、シャフト（２）が半径方向及び（又は）軸方向の負荷力（Ｆｒａｄ、Ｆａｘ）を受けるようになっており、その特徴とするところは、ハウジング（３）が２つのアンギュラ軸受（７、８）の各々のための所望の剛性を得るように改変され、それによって、２つの軸受（７、８）間の負荷分配が誘起されることである。
2008527259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向で位置決めされない軸受（５）と、軸方向（ＡＡ´）において運動しないようにシャフト（２）を位置決めする一対のアンギュラ軸受（７、８）とを有し、それによって上記シャフト（２）が半径方向及び（又は）軸方向の負荷力（Ｆｒａｄ、Ｆａｘ）を受けるようになった、ハウジング（３）内で伝達シャフト（２）を支持するための軸受組立体（１）において、
上記ハウジング（３）が上記２つのアンギュラ軸受（７、８）の各々のための所望の剛性を得るように改変され、それによって、当該２つの軸受（７、８）間の負荷分配が誘起されることを特徴とする軸受組立体。
【請求項２】
上記ハウジング（３）の剛性は、上記アンギュラ軸受の一方（８）が半径方向の負荷力（Ｆｒａｄ）の小さな部分ではなく、軸方向の負荷力（Ｆａｘ）を上記シャフト（２）から上記ハウジング（３）へ主として伝達するように、局部的に改変され、上記アンギュラ軸受（８）が軸方向軸受（８）として言及され、他方の上記アンギュラ軸受（７）が半径方向軸受（７）として言及されることを特徴とする請求項１に記載の軸受組立体。
【請求項３】
上記軸方向軸受（８）が、主要な軸方向の負荷力を加えられるような少なくとも軸方向（ＡＡ´）において剛性であるが半径方向（ＲＲ´）においては従順であるような上記ハウジングの部分（１８）に固定されることを特徴とする請求項２に記載の軸受組立体。
【請求項４】
上記ハウジングの関連する部分が同ハウジングの残りの部分（２７）よりも一層可撓性にされる区域（２６）を有することを特徴とする請求項３に記載の軸受組立体。  
【請求項５】
一層可撓性の上記区域（２６）が半径方向の負荷力の成分とは無関係になるように環状となっていることを特徴とする請求項４に記載の軸受組立体。
【請求項６】
一層可撓性の上記区域（２６）が上記ハウジングの取り巻き部分（１８、２７）に関して減少した剛性を得るように局部的にのみ輪郭付けされることを特徴とする請求項４に記載の軸受組立体。
【請求項７】
一層可撓性の上記区域（２６）が上記アンギュラ軸受（７、８）間に位置することを特徴とする請求項４に記載の軸受組立体。
【請求項８】
上記軸方向軸受（８）を支持する上記ハウジング（３）の上記部分（１８）が当該ハウジングの残りの部分（２７）から外方へ突出することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項９】
上記軸方向軸受（８）を支持する上記ハウジング（３）の上記部分（１８）が当該ハウジングの残りの部分（２７）内へ内方に突出することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項１０】
上記軸方向軸受（８）を支持する上記ハウジング（３）の上記部分（１８）が当該ハウジング（３）の別個のフランジ部分（１８）として実現されることを特徴とする請求項８又は９のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項１１】
上記一対のアンギュラ軸受（７、８）がいわゆる表面合わせの形状即ちＯ字形状で装着されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項１２】
上記一対のアンギュラ軸受（７、８）がいわゆる背中合わせの形状即ちＸ字形状で装着されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項１３】
上記アンギュラ軸受（７、８）が別個の接触角度（Ｂ、Ｃ）を有することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項１４】
上記半径方向軸受（７）の上記接触角度（Ｂ）が上記軸方向軸受（８）の上記接触角度（Ｃ）よりも小さいことを特徴とする請求項２及び１３に記載の軸受組立体。
【請求項１５】
上記シャフト（２）が少なくとも１つの歯車（９）を支持することを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項１６】
上記アンギュラ軸受（７、８）が上記歯車（９）の片側（６）に位置し、一方、上記軸方向で位置決めされない軸受（５）が当該歯車（９）の反対側（４）に位置することを特徴とする請求項１５に記載の軸受組立体。
【請求項１７】
上記アンギュラ軸受（７、８）及び上記軸方向で位置決めされない軸受（５）が上記歯車（９）の同じ側（４）に位置することを特徴とする請求項１５に記載の軸受組立体。
【請求項１８】
上記軸方向で位置決めされない軸受が両軸方向への上記シャフトの運動を許容しながら当該シャフトを支持する円筒状のローラ軸受であることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項１９】
軸方向で位置決めされない軸受（５）と、軸方向（ＡＡ´）において運動しないようにシャフト（２）を位置決めする一対のアンギュラ軸受（７、８）とを有し、それによって上記シャフト（２）が半径方向及び（又は）軸方向の負荷力（Ｆｒａｄ、Ｆａｘ）を受けるようになった、ハウジング（３）内で伝達シャフト（２）を支持するための軸受組立体（１）において、
上記シャフト（２）から上記一対のアンギュラ軸受（７、８）を通して上記ハウジング（３）へ負荷力（Ｆｒａｄ、Ｆａｘ）を伝達するための２つの実質上独立の力流れ経路が設けられ、この場合、第１の上記力流れ経路が実質的に軸方向の負荷力（Ｆａｘ）のみを伝達するために当該シャフト（２）から当該アンギュラ軸受の一方（８）を通って当該ハウジング（３）に至り、一方、第２の上記力流れ経路が実質的に半径方向の負荷力（Ｆｒａｄ）のみを伝達するために該シャフト（２）から当該アンギュラ軸受の他方（７）を通って該ハウジング（３）に至ることを特徴とする軸受組立体。
【請求項２０】
上記アンギュラ軸受が先細りローラ軸受であることを特徴とする請求項１ないし１９のいずれかに記載の軸受組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハウジング内で伝達シャフトを支持するための軸受組立体に関する。
特に、本発明はハウジング内で伝達シャフトを支持するためのいわゆる極静的形式(ｈｙｐｅｒｓｔａｔｉｃ)の軸受組立体に関し、この組立体は、一方では、例えば内側軸受リング上にフランジを有しないＮＵ形式の円筒状軸受のような軸方向で位置決めされない軸受と、他方では、更にシャフトが半径方向及び（又は）軸方向の負荷力を受けるように、軸方向において運動しないようにシャフトを位置決めする、例えば一対の先細りローラ軸受のような一対のアンギュラ軸受と、を有する。
【背景技術】
【０００２】
シャフトの一端が両軸方向において位置決めされ、他端が軸方向において拘束されないようなこのような軸受組立体は、作動中のシャフトの軸方向の熱膨張による転がり素子の圧搾及び軸受内の増大する張力を回避できるという利点を有することが知られている。
【０００３】
更に、このような軸受組立体により支持されるシャフトはハウジングに対して容易に着脱できることが知られている。その理由は、シャフトが軸受の完全な着脱を必要とすることなく軸方向で位置決めされない軸受に対して出入り摺動できるからである。
【０００４】
この理由のため、軸方向で位置決めされない軸受は、そこを通してシャフトをハウジング内に挿入させるハウジングの孔から最も遠い位置に配置することができる。
しかし、上述の形式の極静的軸受組立体の既知のデザインはまたある欠点を有する。その理由は、対をなすアンギュラ軸受上の負荷力が極めて不均一に分布し、それによって、シャフトが第１の方向に回転しているときには一方のアンギュラ軸受がほぼすべての半径方向及び軸方向の負荷力を受け、シャフトが反対方向に回転しているときには他方の軸受がすべての半径方向及び軸方向の負荷力を受けるからである。
【０００５】
この欠点は、風力タービンのロータに接続されたようなシャフトが例であるような、シャフトが大半の時間にわたって一方向にのみ回転し極めて例外的に反対方向に回転するように支持されている場合に、一層重大になる。
【０００６】
換言すれば、シャフトの回転方向に応じて、対をなすアンギュラ軸受のうちの第１又は第２の軸受はシャフトの回転中に負荷力を全く又は殆ど受けない。
そのため、シャフトが一回転方向にのみ大半回転していて、それによって、例えばはすば歯車間の相互作用によりシャフト上に軸方向の実質的な負荷成分が存在する場合、一方の軸受は大半の時間にわたって負荷を受けず、そのため、この軸受に関連するコストは正当であるとは認められない。
【０００７】
更に、この軸受は負荷力を全く又は殆ど受けないので、この軸受内で転がり素子がスリップする危険性が大いにあり、これは軸受の早期の損傷を招く。
例えば風力タービンの歯車箱の高速シャフトのような高速で回転し、それによって実質的な負荷を受けないシャフトに対しては、転がり素子のそのようなスリップが一層発生し易い。
【０００８】
ある既知の軸受組立体においては、この問題は、最も少なく負荷された軸受にある予備負荷を常に作用させるバネ等を追加することにより解決される。
しかし、バネが適正に機能するのを許容するためには、いかなる負荷をも殆ど受けずバネにより予備負荷される軸受の外側リングは軸方向に自由に運動できる必要があり、これは逆負荷状態の場合の軸受の支持機能と矛盾する。
【０００９】
更に、バネを備えたこのような軸受組立体の生産及び組立ては一層困難である。
既知の軸受組立体の別の欠点は、対をなす両方の先細りローラ軸受が、シャフトの回転方向に応じて、すべての又はほぼすべての負荷力を受け、このため、軸受を大型の寸法にする必要があることである。
【００１０】
もちろん、これはまたこのような既知の軸受組立体のコスト／価格にとってマイナスの結果を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の狙いは、上述及び他の欠点の１又はそれ以上を示さない、例えば風力タービンに使用される軸受組立体のような軸受組立体である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的のため、本発明は上述の形式の軸受組立体に関し、この軸受組立体では、ハウジングは２つのアンギュラ軸受の各々のための所望の剛性を与えるように適合化されており、それによって、２つの軸受間の負荷分配が誘起される。
【００１３】
本発明に係るこのような軸受組立体の重要な利点は、両方のアンギュラ軸受が負荷力を受け、その結果、軸受上での一層等しい負荷分配が得られ、軸受の一層小型化を許容し、軸受組立体を一層安価でコンパクトにすることである。
【００１４】
このような軸受組立体の別の利点は、両方のアンギュラ軸受上での負荷の拡散により、一方のアンギュラ軸受内での転がり素子のスリップの危険性がなく、そのため、軸受の期待された寿命が保証されることである。
【００１５】
このような利点は、例えば風力タービンの歯車箱内の高速シャフトの場合のような、大半の時間にわたって一つの回転方向にのみ高速で回転するシャフトにとって特に重要である。
【００１６】
本発明に係る軸受組立体の好ましい実施の形態によれば、アンギュラ軸受の少なくとも１つは、半径方向の負荷力の小さな部分ではなく、軸方向の負荷力をシャフトからハウジングへ主として伝達するように、ハウジング内で固定され、このアンギュラ軸受は軸方向軸受として言及され、対の他方のアンギュラ軸受は半径方向軸受として言及される。
【００１７】
この実施の形態に係るこのような軸受組立体の利点は、ある回転方向に回転しているシャフトに対して、軸方向軸受が軸方向の負荷力をハウジングに主として伝達し、一方、半径方向軸受は、主として半径方向の負荷力を伝達し、従って主として半径方向負荷又は軸方向負荷を伝達するのに適合化された異なる幾何学形状を備えたアンギュラ軸受を選択できることである。
【００１８】
本発明に係る軸受組立体の別の好ましい実施の形態によれば、軸方向軸受は、少なくとも１つの軸方向において剛直であるが半径方向において比較的従順なハウジングの一部に固定される。
【００１９】
この実施の形態に係る軸受組立体の利点は、半径方向アンギュラ軸受及び軸方向アンギュラ軸受をそれぞれ通してハウジングに伝達される半径方向及び軸方向の負荷力における負荷力の分割が容易に実現されることである。
【００２０】
以下、いかなる限定的な特徴をも有さない例として本発明の特徴を良好に示す本発明について、添付図面を言及しながら、ハウジング内で伝達シャフトを支持するための本発明に係る軸受組立体の実施の形態のある好ましい形を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１に示す軸受組立体１はハウジング３内で伝達シャフト２を支持することを意図し、シャフト２の軸方向一端４で、軸方向で位置決めされない軸受５を有し、シャフト２の軸方向他端６の近傍で、軸方向ＡＡ´において運動しないようにシャフト２を位置決めする一対のアンギュラ軸受特に一対の先細りローラ軸受７、８を有する。
【００２２】
軸方向で位置決めされない軸受５と一対の先細りローラ軸受７、８との間で、シャフト２は別の平行なシャフト（図１には示さない）に固定された別の歯車１０からトルクを受け取るためのピニオンギヤ９の形をした歯車を具備する。
【００２３】
歯車１０は例えば風力タービンのロータブレードにより駆動することができ、それによって、ローラブレードの低速度の回転が、例えば遊星歯車ステージにおいて、シャフト２の高速度回転に変換される。
【００２４】
シャフト２は例えばその軸方向端部６で発電機に接続するように意図することができる。
２つの歯車９、１０間の相互作用は３つの成分に分割できるいくつかの負荷力を生じさせる。
【００２５】
まず、もちろん、歯車９、１０の周辺部に対して接線方向に向いたトルクを伝達するための接線方向の力成分Ｆｔａｎが存在し、それによって、この場合、接線方向の力Ｆｔａｎは小さな円と十字とで図１に普通に示すような紙面から裏側に向かい、この負荷力Ｆｔａｎはまた、例えば歯車１０が反対の回転方向に回転する場合には、紙面から表側に向かうことができる。
【００２６】
第２に、シャフト２は回転軸線ＡＡ´に対して垂直に回転軸線ＡＡ´の方に向かう半径方向の力Ｆｒａｄを受ける。
最後に、シャフト２はまた回転軸線ＡＡ´に平行な方向に向き、この場合、一対の先細りローラ軸受７、８の方に向いた軸方向の成分Ｆａｘを受ける。
【００２７】
軸方向の負荷力Ｆａｘは典型的には歯車９、１０上の螺旋噛合が適用される場合に顕著であり、それによって、歯車９、１０の回転方向、螺旋噛合の形、及び、歯車９が歯車１０を駆動しているか又は歯車１０により駆動されているかどうかの状態は、この軸方向の成分Ｆａｘが一対の先細りローラ軸受７、８の方に向かうか又はこれから離れる方向に向かうかを決定する。
【００２８】
しかし、図１の状況においては、状態は、大半の時間にわたって軸方向の負荷力Ｆａｘが一対の先細りローラ軸受７、８の方に向かうものと思われる。
シャフト２をその適所に保持するため、軸受５、７、８はハウジング３との相互作用によりシャフト２上で負荷力Ｆｒａｄ及びＦａｘを平衡させなければならない。
【００２９】
図１の場合、軸方向で位置決めされない軸受５は外側の軸受リング１２においてフランジ１１を有するが内側の軸受リング１３においてフランジを有しないＮＵ形式の円筒状ローラ軸受５である。
【００３０】
その結果、この円筒状軸受５はシャフト２からハウジング３への軸方向の負荷力Ｆａｘの伝達を許さず、そのため、シャフト２はシャフト２の軸方向端部４において軸方向ＡＡ´におけるいかなる運動からも拘束されない。
【００３１】
シャフト２の軸方向の位置は一対の先細りローラ軸受７、８により提供され、それによって、これらの先細りローラ軸受７、８の外側軸受リング７、８はそれぞれハウジング３の外側フランジ部分１８上及びハウジング３の端カバー１９上の当接部１６、１７によりハウジング３の肩部１５に対して保持され、また、それによって、内側軸受リング２０はスペーサリング２２及びナット２３によりシャフト２の肩部２１に対して保持される。
【００３２】
図１の場合、一対の先細りローラ軸受７、８はいわゆる背中合わせの形状即ちＸ形状として装着される。
これは、そこを通して先細り軸受７、８がシャフト２からハウジング３へ負荷力を伝達するような圧力ライン２５により形成される圧力円錐の頂部２４が互いの方に向くことを意味する。
【００３３】
普通の知識である上述の軸受組立体１の利点は、シャフト２が軸方向一端４において軸方向の運動から拘束されず、そのため、シャフト２が例えば加熱のために軸方向ＡＡ´に膨張した場合に、軸受５、７、８内の増大する張力の問題が生じない。その理由は、端部４がシャフト２の軸方向ＡＡ´において１つの自由度を有するからである。
【００３４】
しかし、本発明の第１の特異性は、以後軸方向軸受８としても言及する先細りローラ軸受８が、主要な軸方向の負荷力が加わるような軸方向ＡＡ´において比較的剛直ではあるが半径方向ＲＲ´においては比較的従順であるハウジング３の部分１８に固定されていることである。
【００３５】
その結果、軸方向軸受８は半径方向の負荷力Ｆｒａｄ  の小部分ではなく軸方向の負荷力Ｆａｘをシャフト２からハウジング３へ主として伝達する。
しかし、半径方向軸受７としても言及される他方の先細りローラ軸受７はこのような半径方向の負荷力Ｆｒａｄを伝達することができる。
【００３６】
ハウジング３の部分１８の剛性における上述の差異を得るため、関連する部分１８の区域２６は例えばハウジング３の残りの部分２７よりも一層可撓性にすることができ、それによって、好ましくは、区域２６は、半径方向の負荷力の成分とは無関係となり、かつ先細りローラ軸受７、８間に位置するように、環状となる。図１の場合、軸方向軸受８を支持しているハウジング３の部分１８はハウジング３の別個のフランジ部分１８として実現され、この部分はボルト２８によりハウジングに固定され、ハウジングの残りの部分から外方に突出し、ボルト２９により上述のカバー１９によってシールされる。
【００３７】
この場合、部分１８の可撓性は、他の方法ではなく、先細りローラ軸受７、８間のハウジング３の角度区域２６においてフランジ１８を幾分薄くすることにより得られる。
しかし、本発明によれば、他の手段により、例えばハウジングの異なる部分２６、２７のために、軸方向ＡＡ´において一層従順な及び一層剛直な特徴をそれぞれ有する異なる種類の材料を使用することにより、同じ結果を得ることができる。
【００３８】
付加的な変形は、ある輪郭付けをフランジ１８に提供することであり、それによって、一層可撓性にされた区域２６はハウジングの周囲部分１８、２７に関して減少した剛性を得るように局部的にのみ輪郭付けされる。
【００３９】
本発明に係る軸受組立体１の別の特異性は、半径方向軸受７及び軸方向軸受８がそれぞれ別個の接触角度Ｂ、Ｃを有し、この場合、接触角度は、外側の軸受トラック３０に垂直な直線２５と回転面に平行な直線３１との間の角度を意味する。
【００４０】
特に、半径方向軸受７の接触角度Ｂは軸方向軸受８の接触角度Ｃよりも小さい。
更に、図１の形状においては、好ましくは、半径方向軸受７は、軸方向軸受８よりも、歯車９の一層近くに位置する。
【００４１】
本発明に係る軸受組立体１の作動は簡単で、次の通りである。
ハウジング３の外側フランジ部分１８が半径方向ＲＲ´において比較的従順にされているので、軸方向軸受８は半径方向の負荷力Ｆｒａｄをハウジング３に伝達できないか又はその伝達が限定される。
【００４２】
これは、主として、すべての半径方向の負荷力Ｆｒａｄが円筒状の軸受５及び半径方向軸受７によりハウジング３に伝達されることを意味する。
他方、軸方向におけるハウジング３のフランジ部分１８の剛性のため、軸方向の負荷力Ｆａｘは軸方向軸受８を介してハウジングに伝達される。
【００４３】
そのため、実際には、シャフト２から一対の先細りローラ軸受７、８を通してハウジング３へ負荷力Ｆｒａｄ及びＦａｘを伝達するための２つの実質上独立した力流れ経路が存在し、この場合、第１の力流れ経路はシャフト２から一方の先細りローラ軸受特に軸方向軸受８を通ってハウジング３に至り、実質上単独で、軸方向の負荷力Ｆａｘの伝達を行い、一方、第２の力流れ経路はシャフト２から他方の先細りローラ軸受特に半径方向軸受７を通ってハウジング３に至り、実質上単独で、半径方向の負荷力Ｆｒａｄの伝達を行う。
【００４４】
このような軸受組立体１は既知の極静的軸受組立体より優れていることは明白である。その理由は、負荷力Ｆｒａｄ及びＦａｘが一対の先細りローラ軸受７、８間で分配されるからであり、一方、既知の軸受組立体においては、一方の先細りローラ軸受のみが全部又はほぼ全部の負荷を担うからである。
【００４５】
その結果、先細りローラ軸受７、８は一層小さな寸法を有することができ、これは、軸受組立体１のコスト／価格にとっても、このような軸受組立体１を装着するのに必要な空間にとってそれ故軸受組立体１の小型化にとっても、有利である。
【００４６】
更に、半径方向軸受７内でのスリップが回避されることは明らかである。その理由は、この軸受が転がり素子を強制回転させるようにハウジング３に半径方向の負荷力Ｆｒａｄを伝達するからである。
【００４７】
その結果、本発明に係る軸受組立体１の寿命は既知の軸受組立体に関して改善される。
これらの利点は、例えばシャフト２が風力タービンの歯車箱内の高速シャフト２である場合のような、シャフトが大半の時間にわたって高速度及び低トルク負荷で同じ回転方向に回転するような歯車ユニットにとって特に重要であることは明らかである。
【００４８】
本発明に係る軸受組立体１はまたシャフト２の容易な着脱にとっても有利である。
ボルト２８、２９を単に緩めるだけで、先細りローラ軸受７、８及びシャフト２を取り外すことができ、シャフト２の装着も、逆の順番でこれを行うことにより同じく容易となる。
【００４９】
軸方向軸受８の接触角度Ｃは半径方向軸受７の接触角度Ｂよりも小さい。それは、ハウジング３への軸方向の負荷力Ｆａｘのより良好な伝達を許容するからである。
半径方向軸受７が軸方向軸受８よりもピニオンギヤ９の一層近くにあるような図１に係る軸受組立体１はまた、軸方向軸受８が半径方向の負荷力Ｆｒａｄにより影響をあまり受けないという利点を有し、このため、軸方向軸受８を介してのハウジング３への半径方向の力Ｆｒａｄの伝達を阻止するために半径方向ＲＲ´において十分可撓性であるハウジング部分１８を実現することが一層容易になる。
【００５０】
本発明によれば、好ましくは、軸受７、８間の負荷分配を最適化するために、いくつかのパラメータが相互に調整される。
これらのパラメータは、例えば：
−  ハウジング３の剛性；
−  組立体におけるＦａｘ／Ｆｒａｄ比；
−  位置決めされた及び位置決めされない軸受に関する歯車の軸方向相対位置；
−  先細りローラ軸受７、８の接触角度Ｂ、Ｃ；及び
−  静的状態における及び作動中における、軸受７、８上のクリアランス及び予荷重；
である。
【００５１】
本発明は図１の実施の形態に限定されない。
例えば、図２には、本発明に係る軸受組立体１の別の実施の形態を示し、この場合、一対の先細りローラ軸受７、８はいわゆる表面合わせの形状即ちＯ形状として装着される。
【００５２】
これは、そこを通して先細りローラ軸受７、８がシャフト２からハウジング３へ負荷力を伝達するような圧力ライン２５により形成される圧力円錐の頂部２４が、互いから離れる方向に向くことを意味する。
【００５３】
この実施の形態に係るこのような軸受組立体１は、シャフト２が円筒状の軸受５の方へ向かう軸方向の負荷力Ｆａｘを受ける場合に、特に利益がある。
この場合、半径方向軸受７は依然としてピニオンギヤ９の一層近くに位置し、それによって、半径方向軸受７の圧力円錐の頂部２４はピニオンギヤ９の一層近くにあり、その結果、一層剛直な軸受組立体１が得られ、半径方向の負荷力Ｆｒａｄはこの半径方向軸受７によりハウジング３に容易に伝達される。
【００５４】
本発明に係る軸受組立体１の別の実施の形態を図３に示し、この場合、ハウジングのフランジ部分１８はハウジングの残りの部分２７内へ内方に突出する。
図１ないし４は、アンギュラ軸受７、８が歯車９の片側６にあり、一方、軸方向で位置決めされない軸受５が歯車９の反対側４に位置するような本発明の実施の形態を示すが、アンギュラ軸受７、８及び軸方向で位置決めされない軸受５が歯車９の同じ側に位置するようないわゆる片持ち梁形式の軸受組立体に本発明を適用することもできる。
【００５５】
このような片持ち梁形式の軸受組立体のいくつかの形状を図５ないし８に示し、この場合、シャフト２は半径方向軸受７、軸方向軸受８及び軸方向で位置決めされない軸受５により歯車９の片側で支持される。
【００５６】
これらの図から、軸受７、８、９の特定の構成に関係する限り、いかなる制約も存在しないことは明らかである。
最後に、本発明はまた、次のように一層一般的な用語で述べることができる。
【００５７】
本発明は複数の回転可能な部材をその間に介在させた一対の相対回転できる軸受表面を有する形式の軸受組立体に関する。特に、ただしこれに限定されないが、本発明は、例えば風力タービンの歯車箱内で高速シャフトを支持するために歯車箱内での一対のこのような軸受の使用に関する。
【００５８】
軸受の反力が作用するような異なる経路の剛性を操作することにより負荷分配をどのように決定できるかを説明する。
この説明は風力タービンのための歯車箱内の高速シャフトの仕事原理についての紹介を含む。
【００５９】
図４には、このような高速シャフトの形状を示す。シャフト２は３つの力を導入するピニオンギヤ９を有する：
−  シャフトの回転軸線に沿って２つの右側の軸受の方に向かう力１（Ｆａｘ）；
−  シャフトの回転軸線に垂直な力２（Ｆｒａｄ）；
−  歯車の周辺部に対して接線方向に力３（Ｆｔａｎ）。
【００６０】
シャフトは３つの軸受により軸方向及び半径方向で支持される。左側の軸受５は典型的には円筒状のローラ軸受であり、半径方向においてのみ力を支える。中間の軸受７及び右側の軸受８は共にアンギュラ軸受（先細りローラ軸受）である。これらの軸受はＸ又はＯ形状として装着することができる。
【００６１】
本発明は、２つの先細りローラ軸受間の負荷分配に影響を及ぼすすべてのパラメータを計算及び操作する。
−  異なる負荷経路の剛性；
−  アンギュラ軸受の接触角度；
−  軸受レイアウトにおける遊び。
【００６２】
この結果、最も関連があり新たなパラメータは２つの先細りローラ軸受の負荷伝達経路の相対剛性である。この剛性は軸方向（Ｋ１、Ｋ４）及び半径方向（Ｋ２、Ｋ３）の双方において考察すべきである。
【００６３】
軸受７及び軸受８の半径方向の負荷経路の剛性を操作することにより、半径方向の負荷を２つの軸受間で有益に分割することができる。これは、２つの軸受（７及び８）間で最適な負荷分配を誘起させる。軸受の角度接触のため、軸方向で誘起される力も決定することができる。
【００６４】
すべての包含されたパラメータを考慮することにより、最適な軸受デザインを達成することができ、最適な軸受寿命を得る。
可能な履行の例として、図１は２つの先細りローラ軸受の各々のための所望の剛性を得るために軸受ハウジングをどのように改変できるかを示す。
【００６５】
図１の２つの先細りローラ軸受間の負荷分配は、例えば、対をなす他方の先細りローラ軸受とは異なる寸法及び（又は）角度を有する一方の先細りローラ軸受の使用により、優先的に選択することができる。これに加えて又はこれの代わりに、負荷分配は、対をなす他方の軸受のために提供されるものよりも一層剛直な軸方向／半径方向の支持を伴う一方の軸受を提供するように、各軸受に対して、支持構造体、典型的には半径方向外側の支持構造体の設計により、優先的に選択することができる。支持構造体が必要な支持特性を具備することができるような方法の例は、支持構造体の壁厚及び壁可撓性の優先的な選択である。
【００６６】
本発明は上述し図面に示した実施の形態に限定されず、トルクを伝達するためのこのような歯車ユニット１は、本発明の要旨から逸脱することなく、異なる形状及び寸法として実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る軸受組立体の断面図である。
【図２】本発明に係る軸受組立体の他の実施の形態の図１と同様の図である。
【図３】本発明に係る軸受組立体の他の実施の形態の図１と同様の図である。
【図４】本発明に係る軸受組立体の一層概略的な図である。
【図５】本発明の別の実施の形態を概略的に示す図である。
【図６】本発明の別の実施の形態を概略的に示す図である。
【図７】本発明の別の実施の形態を概略的に示す図である。
【図８】本発明の別の実施の形態を概略的に示す図である。
【図１】
2008527259.tif 000003
【図２】
2008527259.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008527259.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年11月22日(2007.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向で位置決めされない軸受（５）と、軸方向（ＡＡ´）において運動しないようにシャフト（２）を位置決めする一対のアンギュラ軸受（７、８）とを有し、それによって上記シャフト（２）が半径方向及び（又は）軸方向の負荷力（Ｆｒａｄ、Ｆａｘ）を受けるようになった、ハウジング（３）内で伝達シャフト（２）を支持するための軸受組立体（１）において、
上記ハウジング（３）が上記２つのアンギュラ軸受（７、８）の各々のための所望の剛性を得るように改変され、それによって、当該２つの軸受（７、８）間の負荷分配が誘起され、一方のアンギュラ軸受はハウジングの残りの部分よりも一層可撓性にされた区域（２６）をもつハウジングの部分に固定され、２つのアンギュラ軸受（７，８）は別個の接触角度（Ｂ，Ｃ）を持つ
ことを特徴とする軸受組立体。
【請求項２】
上記ハウジング（３）の剛性は、上記アンギュラ軸受の一方（８）が半径方向の負荷力（Ｆｒａｄ）の小さな部分ではなく、軸方向の負荷力（Ｆａｘ）を上記シャフト（２）から上記ハウジング（３）へ主として伝達するように、局部的に改変され、上記アンギュラ軸受（８）が軸方向軸受（８）として言及され、他方の上記アンギュラ軸受（７）が半径方向軸受（７）として言及されることを特徴とする請求項１に記載の軸受組立体。
【請求項３】
上記軸方向軸受（８）が、主要な軸方向の負荷力を加えられるような少なくとも軸方向（ＡＡ´）において剛性であるが半径方向（ＲＲ´）においては従順であるような上記ハウジングの部分（１８）に固定されることを特徴とする請求項２に記載の軸受組立体。
【請求項４】
一層可撓性の上記区域（２６）が半径方向の負荷力の成分とは無関係になるように環状となっていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項５】
一層可撓性の上記区域（２６）が上記ハウジングの取り巻き部分（１８、２７）に関して減少した剛性を得るように局部的にのみ輪郭付けされることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項６】
一層可撓性の上記区域（２６）が上記アンギュラ軸受（７、８）間に位置することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項７】
上記軸方向軸受（８）を支持する上記ハウジング（３）の上記部分（１８）が当該ハウジングの残りの部分（２７）から外方へ突出することを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項８】
上記軸方向軸受（８）を支持する上記ハウジング（３）の上記部分（１８）が当該ハウジングの残りの部分（２７）内へ内方に突出することを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項９】
上記軸方向軸受（８）を支持する上記ハウジング（３）の上記部分（１８）が当該ハウジング（３）の別個のフランジ部分（１８）として実現されることを特徴とする請求項７又は８のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項１０】
上記一対のアンギュラ軸受（７、８）がいわゆる表面合わせの形状即ちＯ字形状で装着されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項１１】
上記一対のアンギュラ軸受（７、８）がいわゆる背中合わせの形状即ちＸ字形状で装着
されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項１２】
上記半径方向軸受（７）の上記接触角度（Ｂ）が上記軸方向軸受（８）の上記接触角度（Ｃ）よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし１１に記載の軸受組立体。
【請求項１３】
上記シャフト（２）が少なくとも１つの歯車（９）を支持することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項１４】
上記アンギュラ軸受（７、８）が上記歯車（９）の片側（６）に位置し、一方、上記軸方向で位置決めされない軸受（５）が当該歯車（９）の反対側（４）に位置することを特徴とする請求項１３に記載の軸受組立体。
【請求項１５】
上記アンギュラ軸受（７、８）及び上記軸方向で位置決めされない軸受（５）が上記歯車（９）の同じ側（４）に位置することを特徴とする請求項１３に記載の軸受組立体。
【請求項１６】
上記軸方向で位置決めされない軸受が両軸方向への上記シャフトの運動を許容しながら当該シャフトを支持する円筒状のローラ軸受であることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の軸受組立体。
【請求項１７】
上記アンギュラ軸受が先細りローラ軸受であることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載の軸受組立体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この目的のため、本発明は上述の形式の軸受組立体に関し、この軸受組立体では、ハウジングは２つのアンギュラ軸受の各々のための所望の剛性を与えるように適合化されており、それによって、２つの軸受間の負荷分配が誘起される。
一方のアンギュラ軸受はハウジングの残りの部分よりも一層可撓性にされた区域をもつハウジングの部分に固定され、２つのアンギュラ軸受は別個の接触角度を持つ。
【国際調査報告】
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