(57)【要約】【課題】隣接する保持器セグメント同士の衝突を防止して、ころがスムーズに回転可能な円錐ころ軸受を採用した円錐ころ軸受を提供する。【解決手段】円錐ころ軸受３１は、内輪３２と、外輪３３と、円錐ころ３４と、内輪３２および外輪３３の間で周方向に順次連ねて配置される複数の保持器セグメント４１とを備える。そして、円錐ころ３４の転動面の任意の位置におけるころ径をＤ、円錐ころ３４のころ径の測定位置における内輪３２および外輪３３の軌道面間距離をｄとすると、全ての円錐ころ３４それぞれの転動面３４ｃの少なくとも１箇所で、Ｄ＞ｄを満たす。【選択図】図３
2008064245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、
外輪と、
前記内輪および前記外輪に接する転動面を有する複数の円錐ころと、
前記円錐ころを保持するポケットを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部、およびこの複数の柱部を連結するように周方向に延びる連結部を有し、前記内輪および前記外輪の間で周方向に順次連ねて配置される複数の保持器セグメントとを備え、
前記円錐ころの転動面の任意の位置におけるころ径をＤ、
前記円錐ころのころ径の測定位置における前記内輪および前記外輪の軌道面間距離をｄとすると、
全ての前記円錐ころそれぞれの転動面の少なくとも１箇所で、Ｄ＞ｄを満たす、円錐ころ軸受。
【請求項２】
前記円錐ころの転動面には、クラウニングが形成されており、
前記円錐ころのクラウニングの頂上におけるころ径をＤ１、
前記円錐ころのクラウニングの頂上に対応する位置の軌道面間距離をｄ１とすると、
全ての円錐ころで、Ｄ１＞ｄ１を満たす、請求項１に記載の円錐ころ軸受。
【請求項３】
全ての前記円錐ころの転動面全域で、Ｄ＞ｄを満たす、請求項１に記載の円錐ころ軸受。
【請求項４】
風を受けるブレードと、
その一端が前記ブレードに固定されてブレードとともに回転する主軸と、
前記主軸を回転自在に支持する円錐ころ軸受とを備える風力発電機の主軸支持構造であって、
前記円錐ころ軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪および前記外輪に接する転動面を有する複数の円錐ころと、前記円錐ころを保持するポケットを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部、およびこの複数の柱部を連結するように周方向に延びる連結部を有し、前記内輪および前記外輪の間で周方向に順次連ねて配置される複数の保持器セグメントとを備え、
前記円錐ころの転動面の任意の位置におけるころ径をＤ、
前記円錐ころのころ径の測定位置における前記内輪および前記外輪の軌道面間距離をｄとすると、
全ての前記円錐ころそれぞれの転動面の少なくとも１箇所で、Ｄ＞ｄを満たす、風力発電機の主軸支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、円錐ころ軸受、および主軸を支持する軸受として円錐ころ軸受を採用した風力発電機の主軸支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の風力発電機が、例えば、特開２００５−２０７５１７号公報（特許文献１）に記載されている。同公報に記載されている風力発電機は、支持台と、支持台上に旋回座軸受を介して水平旋回自在に配置される主要部品を格納するナセルと、軸受ハウジングに固定された軸受によって回転自在に支持される主軸と、主軸の一方端側にブレードと、主軸の他方端側に増速機および発電機とを備える。
【０００３】
上記構成の風力発電機は、風を受けて回転するブレードに伴って主軸が回転し、増速機によって主軸の回転が増速され、発電機で電力に変換される。この風力発電機の主軸は、ブレードが風を受けることによって生じるアキシアル荷重の他に、ブレードの自重によって生じるラジアル荷重やモーメント荷重を受ける。このため、主軸を支持する軸受には、ラジアル荷重、アキシアル荷重、およびモーメント荷重が同時に負荷される環境で使用可能な自動調心ころ軸受や円錐ころ軸受が使用される。
【０００４】
風力発電機の主軸のような大型の回転軸を支持する軸受には、生産性や組立性の観点から分割型の保持器が採用されることがある。例えば、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割した分割型の保持器に関する技術が、ヨーロッパ特許公報ＥＰ１４０８２４８Ａ２（特許文献２）に開示されている。図１５は、特許文献２に開示された分割型の保持器である保持器セグメントを示す斜視図である。図１５を参照して、保持器セグメント１０１ａは、ころを収容する複数のポケット１０４を形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、１０３ｅと、複数の柱部１０３ａ〜１０３ｅを連結するように周方向に延びる連結部１０２ａ、１０２ｂとを有する。
【０００５】
図１６は、図１５に示した保持器セグメント１０１ａを含むころ軸受の一部を示す断面図である。図１５および図１６を参照して、保持器セグメント１０１ａを含むころ軸受１１１の構成を説明すると、ころ軸受１１１は、外輪１１２と、内輪１１３と、複数のころ１１４と、複数のころ１１４を保持する複数の保持器セグメント１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ等とを有する。複数のころ１１４は、最もころの挙動が安定する位置であるＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ  Ｃｉｒｃｌｅ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）１０５付近において、複数の保持器セグメント１０１ａ等によって保持されている。複数のころ１１４を保持する保持器セグメント１０１ａは、周方向において隣接する同一形状の保持器セグメント１０１ｂ、１０１ｃと、周方向の最も外側にある柱部１０３ａ、１０３ｅが当接するように連なって配置されている。複数の保持器セグメント１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ等が連なって、ころ軸受１１１に組み込まれ、ころ軸受１１１に含まれる一つの環状の保持器が形成される。
【特許文献１】特開２００５−２０７５１７号公報
【特許文献２】ヨーロッパ特許公報ＥＰ１４０８２４８Ａ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記構成の保持器セグメント１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃを軸受に組み込む場合、熱膨張や製造誤差等を考慮して隣接する保持器セグメント間に円周方向の隙間が設けられている。そのため、軸受回転時に隣接する保持器セグメント同士が衝突して、衝突音が発生すると共に、接触部分に磨耗を生じたり、柱部の変形や破損といった問題を生じるおそれがある。
【０００７】
接触部分の磨耗は、隣接する保持器セグメント間の隙間をさらに大きくし、衝突音の増大や更なる磨耗の発生を引き起こす。また、柱部の変形や破損によりころを保持するポケットも変形するので、ころの回転不良を引き起こす恐れがある。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、隣接する保持器セグメント同士の衝突を防止して、ころがスムーズに回転可能な円錐ころ軸受、およびこのような円錐ころ軸受を採用した風力発電機の主軸支持構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る円錐ころ軸受は、内輪と、外輪と、内輪および外輪に接する転動面を有する複数の円錐ころと、円錐ころを保持するポケットを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部、およびこの複数の柱部を連結するように周方向に延びる連結部を有し、内輪および外輪の間で周方向に順次連ねて配置される複数の保持器セグメントとを備える。そして、円錐ころの転動面の任意の位置におけるころ径をＤ、円錐ころのころ径の測定位置における内輪および外輪の軌道面間距離をｄとすると、全ての円錐ころそれぞれの転動面の少なくとも１箇所で、Ｄ＞ｄを満たす。
【００１０】
上記構成のように、円錐ころ軸受の円周方向のいずれの位置においても軌道面間距離ｄをころ径Ｄより小さくする（以下、この関係を「負隙間」という）ことにより、円錐ころの横滑り等を防止して自転運動および公転運動がスムーズになる。その結果、隣接する保持器セグメント同士の衝突を抑制することができるので、衝突による騒音の発生、衝突部分の磨耗、および保持器の変形や破損を防止することが可能となる。
【００１１】
また、軌道面間距離を負隙間とすることにより、全ての円錐ころに内外輪を介して荷重が負荷される。
【００１２】
一実施形態として、円錐ころの転動面にはクラウニングが形成されており、円錐ころのクラウニングの頂上におけるころ径をＤ１、円錐ころのクラウニングの頂上に対応する位置の軌道面間距離をｄ１とすると、全ての円錐ころで、Ｄ１＞ｄ１を満たす。
【００１３】
他の実施形態として、全ての円錐ころの転動面全域で、Ｄ＞ｄを満たす。
【００１４】
転動面にクラウニングが形成されている円錐ころを使用する場合、軽荷重時には全ての円錐ころがクラウニングの頂上でのみ荷重を支持するので、Ｄ１＞ｄ１が成立する。一方、重荷重時には円錐ころが弾性変形して転動面全体で荷重を支持するので、全ての円錐ころの転動面全域で、Ｄ＞ｄが成立する。
【００１５】
この発明に係る風力発電機の主軸支持構造は、風を受けるブレードと、その一端がブレードに固定されてブレードとともに回転する主軸と、主軸を回転自在に支持する円錐ころ軸受とを備える。円錐ころ軸受に注目すると、内輪と、外輪と、内輪および外輪に接する転動面を有する複数の円錐ころと、円錐ころを保持するポケットを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部、およびこの複数の柱部を連結するように周方向に延びる連結部を有し、内輪および外輪の間で周方向に順次連ねて配置される複数の保持器セグメントとを備える。そして、円錐ころの転動面の任意の位置におけるころ径をＤ、円錐ころのころ径の測定位置における内輪および外輪の軌道面間距離をｄとすると、全ての円錐ころそれぞれの転動面の少なくとも１箇所で、Ｄ＞ｄを満たす。
【００１６】
上記構成の円錐ころ軸受を採用することにより、長寿命で信頼性の高い風力発電機の主軸支持構造を得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、軌道面間距離を負隙間とすることにより、円錐ころの横滑り等を防止して自転運動および公転運動がスムーズになる。その結果、隣接する保持器セグメント同士の衝突を抑制することができるので、衝突による騒音の発生、衝突部分の磨耗、および保持器の変形や破損を防止することが可能となる。また、常に全てのころで荷重を支持することができるので、長寿命で信頼性の高い風力発電機の主軸支持構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜図１４を参照して、この発明の一実施形態に係る主軸支持構造を採用した風力発電機１１、円錐ころ軸受３１、および円錐ころ軸受３１を主軸１６に組み込む方法を説明する。なお、図１および図２は風力発電機１１の内部構造を示す図、図３および図４は風力発電機１１の主軸１６を支持する円錐ころ軸受３１を示す図、図５〜図１１は保持器４１を示す図、図１２〜図１４は円錐ころ軸受３１を主軸１６に組み込む方法を示す図である。
【００１９】
まず、図１および図２を参照して、風力発電機１１は、支持台１２と、旋回座軸受１３と、ナセル１４と、ブレード１５と、主軸１６と、増速機１７と、発電機１８と、軸受ハウジング１９と、主軸支持用軸受としての円錐ころ軸受３１と、旋回用モータ２０と、減速機２１とを備える。
【００２０】
ナセル１４は、支持台１２の上に旋回座軸受１３を介して設置されており、旋回用モータ２０および減速機２１によって水平旋回自在となっている。また、風力発電機１１の主要部品である主軸１６、増速機１７、発電機１９、円錐ころ軸受３１、旋回用モータ２０、および減速機２１等を収容するハウジングとして機能する。
【００２１】
ブレード１５は、主軸１６の一端に固定されて風を受けて回転する。主軸１６は、一端がブレード１５に他端が増速機１７それぞれに接続されて、ブレード１５の回転を増速機１７を介して発電機１８に伝達する。また、軸受ハウジング１９に組み込まれた円錐ころ軸受３１によって、回転自在に支持されている。
【００２２】
円錐ころ軸受３１には、ブレード１５が受ける風力等によって大きなアキシアル荷重が負荷されると共に、ブレード１５の自重等によって大きなラジアル荷重および大きなモーメント荷重が負荷される。そこで、このような環境で使用される主軸支持用軸受として、図３に示すような、左右の内輪部材３２ａ，３２ｂを含む内輪３２と、外輪３３と、複数の円錐ころ３４と、複数の保持器セグメント４１ａ〜４１ｄを含む保持器４１と、内輪間座３５とを備える円錐ころ軸受３１を採用する。
【００２３】
内輪部材３２ａは、外径面に軌道面３６ａと、軌道面３６ａの一方側端部に小鍔３７ａと、他方側端部に大鍔３８ａと、大鍔３８ａ側の端面に軸方向に延びる複数のボルト穴３９ａとを有する。内輪部材３２ｂも同様の構成である。そして、この内輪部材３２ａ，３２ｂは、内輪間座３５を挟んで互いの小鍔３７ａ，３７ｂを向かい合わせて配置することによって内輪３２を構成する。外輪３３は、内輪部材３２ａ，３２ｂの軌道面３６ａ，３６ｂに対応する複列の軌道面３３ａ，３３ｂと、軸方向に貫通する複数の貫通穴３３ｃとを有する。
【００２４】
図４を参照して、円錐ころ３４は、小端面３４ａと、大端面３４ｂと、転動面３４ｃとを有し、小端面３４ａを内輪部材３２ａ，３２ｂの小鍔３７ａ，３７ｂ側に向けて内輪３２および外輪３３の間に配置される。また、転動面３４ｃにはクラウニングが形成されており、その頂上はころ長さの中央に位置する。なお、「転動面」とは、両端の面取り部を除いた部分の長さであって、軸受に組み込んだ時に内輪３２および外輪３３の軌道面３６ａ，３６ｂ，３３ａ，３３ｂと接し得る面を指す。
【００２５】
図５〜図１１を参照して、円錐ころ軸受３１に使用する保持器４１を説明する。なお、図５は、この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受に含まれる保持器セグメント４１ａを示す斜視図である。図６は、図５に示す保持器セグメント４１ａを、図５中の線ＶＩ−ＶＩを含み、軸に直交する平面で切断した場合の断面図である。また、図７は、図５に示す保持器セグメント４１ａを、柱部４４ａの中央を通り、円周方向に直交する平面で切断した場合の断面図である。なお、理解の容易の観点から、図６および図７において、保持器セグメント４１ａが保持する複数の円錐ころ３４を点線で示している。また、一点鎖線でＰＣＤ５２を示す。
【００２６】
図５〜図７を参照して、まず、円錐ころ軸受３１に含まれる保持器セグメント４１ａの構成について説明する。保持器セグメント４１ａは、一つの環状の保持器を、少なくともころを収容する一つのポケットを有するように、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割した形状である。保持器セグメント４１ａは、複数の円錐ころ３４を保持するポケット４３ａ、４３ｂ、４３ｃを形成するように軸に沿う方向に延びる４つの柱部４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄと、軸方向の両端に位置し、４つの柱部４４ａ〜４４ｄを連結するように周方向に延びる一対の連結部４５ａ、４５ｂと、軸方向の両端に位置し、周方向に突出する一対の突部４６ａ、４６ｂとを含む。
【００２７】
一対の連結部４５ａ、４５ｂおよび一対の突部４６ａ、４６ｂは、複数の保持器セグメント４１ａが円錐ころ軸受３１に組み込まれた際に、周方向に連なって一つの環状の保持器を形成するように、周方向において所定の曲率半径を有している。一対の連結部４５ａ、４５ｂおよび一対の突部４６ａ、４６ｂのうち、円錐ころ３４の小端面３４ａに位置する連結部４５ａ、突部４６ａの曲率半径は、円錐ころ３４の大端面３４ｂに位置する連結部４５ｂ、突部４６ｂの曲率半径よりも小さく構成されている。
【００２８】
一対の突部４６ａ、４６ｂは、他の保持器セグメントと端面５１ａ、５１ｂ同士を当接させて配置した場合に、保持器セグメント４１ａと他の保持器セグメントとの間に、円錐ころ３４を収容するポケットを形成する。
【００２９】
ポケット４３ａ〜４３ｃの周方向両側に位置する柱部４４ａ〜４４ｄの内径側および外径側には、円錐ころ３４を案内する案内面４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ、４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄが設けられている。このように構成することにより、保持器セグメント４１ａは、ころ案内となり、保持器セグメント４１ａの径方向への移動が規制される。柱部４４ａ〜４４ｄの外径側および内径側には、軸方向の中央部分において、径方向内側または外側に凹んだ形状で、周方向に貫通する油溝４９、５０が設けられている。この油溝４９、５０により、潤滑剤の循環が良好になる。
【００３０】
次に、この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受に含まれ、周方向に連なる保持器セグメント４１ａの周方向のすき間の寸法を調整する間座について説明する。図８は、円錐ころ軸受に含まれる間座５６の斜視図である。図８を参照して、間座５６の構成について説明すると、間座５６は、軸方向の両端に位置する端部５７ａ、５７ｂと、端部５７ａ、５７ｂ間に位置する中央部５８とを含む。端部５７ａ、５７ｂの軸方向の間隔は、上記した保持器セグメント４１ａに含まれる一対の連結部４５ａ、４５ｂの軸方向の間隔と同じである。また、中央部５８の内径面側および外径面側には、周方向に貫通する油溝６０ａ、６０ｂが設けられている。
【００３１】
次に、上記した保持器セグメント４１ａおよび間座５６を含む円錐ころ軸受の構成について説明する。図９は、複数の保持器セグメント４１ａ〜４１ｄおよび間座５６を周方向に配置させた円錐ころ軸受３１を、軸方向からみた概略断面図である。また、図１０は、図９中においてＸ示す部分の拡大断面図である。ここで、保持器セグメント４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは、保持器セグメント４１ａと同一形状であるため、その説明を省略する。なお、図９においては、保持器セグメント４１ａに保持される円錐ころ３４を省略している。また、ここでは、複数の保持器セグメント４１ａ〜４１ｄのうち、最初に配置される保持器セグメントを保持器セグメント４１ａとし、最後に配置される保持器セグメントを保持器セグメント４１ｄとする。
【００３２】
図９および図１０を参照して、円錐ころ軸受３１は、外輪３３と、内輪３２と、円錐ころ３４と、複数の保持器セグメント４１ａ〜４１ｄと、間座５６とを備える。保持器セグメント４１ａ〜４１ｄは、周方向において順次連ねられて配置される。ここでは、まず、最初に保持器セグメント４１ａが配置され、次に、保持器セグメント４１ｂが保持器セグメント４１ａと当接するように配置される。その後、保持器セグメント４１ｃが保持器セグメント４１ｂと当接するように配置され、順次、保持器セグメントが配置されていき、最後に、保持器セグメント４１ｄが配置される。ここで、隣接する２つの保持器セグメント４１ａ、４１ｂの間には、最初の保持器セグメント４１ａと最後の保持器セグメント４１ｄとの間を除いて、形成されるポケット３５ａに円錐ころ３４が配置される。
【００３３】
次に、最初の保持器セグメント４１ａと最後の保持器セグメント４１ｄとの間に配置される間座５６の配置状態について説明する。図１１は、図９においてＸＩで示す部分の拡大断面図である。図９および図１１を参照して、保持器セグメント４１ａ〜４１ｄを互いに当接するように順次連ねて配置していき、保持器セグメント４１ａと保持器セグメント４１ｄとの間に生じたすき間３９に、間座５６を配置させる。こうすることにより、保持器セグメント４１ａと間座５６との間に生じる周方向の最後すき間４０の寸法を、容易に所定範囲内に設定することができる。最後すき間とは、保持器セグメント４１ａ〜４１ｄを円周上にすき間なしに配置し、さらに、最後の保持器セグメント４１ｄと間座５６とをすき間なしに配置したときに、最初の保持器セグメント４１ａと、最初の保持器セグメント４１ａと最後の保持器セグメント４１ｄとの間に配置された間座５６との最大すき間をいう。
【００３４】
なお、最初の保持器セグメントとは、保持器セグメントを周方向に順次連ねて配置する際に、最初に配置される保持器セグメントをいい、最後の保持器セグメントとは、隣接する保持器セグメントを当接させ、周方向に順次連ねて配置していった際に、最後に配置される保持器セグメントをいう。このようにして配置したときに、最初の保持器セグメントと最後の保持器セグメントとの間に生じたすき間を、間座によって適正なすき間寸法となるように調整する。間座は、ころを収容するポケットを有さないものであり、少なくともころを収容する一つのポケットを有する保持器セグメントとは、異なるものである。
【００３５】
上記構成の円錐ころ軸受３１は、円錐ころ３４が軸方向に複列に配置されており、左右の列の円錐ころ３４の小端面３４ａ同士を突き合わせた背面組み合わせ軸受である。さらに、円錐ころ３４の転動面３４ｃの任意の位置におけるころ径をＤ、円錐ころ３４のころ径の測定位置における内輪３２および外輪３３の軌道面間距離をｄとすると、全ての円錐ころ３４それぞれの軌道面３４ｃの少なくとも１箇所で、Ｄ＞ｄを満たす。すなわち、軌道面間距離は負隙間となっている。
【００３６】
具体的には、円錐ころ軸受３１に負荷される荷重が小さい場合（軽荷重時）、軌道面３６ａ，３３ａと転動面３４ｃとはクラウニングの頂上でのみ接触する。すなわち、全ての円錐ころ３４のクラウニングの頂上でのみ負隙間（Ｄ１＞ｄ１）となっている。なお、ｄ１はクラウニングの頂上に対応する位置の軌道面間距離を指す。
【００３７】
一方、円錐ころ軸受３１に負荷される荷重が大きい場合（重荷重時）、円錐ころ３４の転動面３４ｃが弾性変形して、軌道面３６ａ，３３ａと転動面３４ｃとの接触面積が増加する。そして、転動面３４ｃの全域が軌道面３６ａ，３３ａと接触したときに、全ての円錐ころ３４の転動面３４ｃ全域で負隙間（Ｄ＞ｄ）となっている。
【００３８】
上記構成のように、軌道面間距離を負隙間とすることにより、円錐ころ３４の横滑り等を防止して自転運動および公転運動がスムーズになる。その結果、隣接する保持器セグメント同士の衝突を抑制することができるので、衝突による騒音の発生、衝突部分の磨耗、および保持器の変形や破損を防止することが可能となる。
【００３９】
また、円錐ころ軸受３１の軌道面間距離を負隙間とすることにより、全ての円錐ころ３４に内外輪３２，３３を介して荷重が負荷される。その結果、負荷領域と非負荷領域とを含む環境で使用する場合でも大きな荷重を支持することが可能となると共に、円錐ころ軸受３１の剛性が向上する。なお、「負荷領域」とは、主軸１９の円周方向において荷重が負荷される領域を指し、「非負荷領域」とは、荷重が負荷されない領域を指す。この負荷領域および非負荷領域は、風力発電機１１の主軸１９のように、回転時に所定の方向に偏った荷重が作用する環境で現れる。
【００４０】
上記構成の円錐ころ軸受３１を風力発電機１１の主軸１６を支持する軸受として使用することにより、長寿命で信頼性の高い風力発電機の主軸支持構造を得ることができる。
【００４１】
なお、上記実施形態における円錐ころ３４は、クラウニングの頂上が円錐ころ３４のころ長さの中央に位置する例を示したが、これに限ることなく、任意の位置に設定することができる。また、転動面３４ｃにクラウニングが形成されている例を示したが、この発明は、クラウニングが形成されていない円錐ころを採用した円錐ころ軸受にも適用することができる。
【００４２】
また、上記実施形態における円錐ころ軸受３１は、複列の例を示したが、これに限ることなく、単列であってもよいし、軌道面が３列以上ある多列の軸受であってもよい。また、円錐ころ軸受３１は、背面組み合わせの例を示したが、これに限ることなく、円錐ころ３４の大端面３４ｂ同士を突き合わせた正面組み合わせの軸受であってもよい。
【００４３】
背面組み合わせとした場合には、軸受の回転中心線ｌ０と、左右の列の円錐ころ３４および内外輪３２，３３の接触線ｌ１，ｌ２との交点α，βの間の距離（以下「作用点間距離」という）が長くなるので、剛性が向上する。
【００４４】
また、上記構成の円錐ころ３１に使用する保持器４１は、円周方向の任意の位置で切断されたあらゆる構成の分割型保持器を含むものとする。
【００４５】
次に、図１２〜図１４を参照して、円錐ころ軸受３１を主軸１６に組み込む方法を説明する。なお、図１２および図１３は円錐ころ軸受３１を主軸１６に組み込む前後の状態を示す図、図１４は円錐ころ軸受３１の一方の内輪部材３２ｂを主軸１６に組み込む主な工程を示すフロー図である。
【００４６】
大型の風力発電機１１の主軸１６に円錐ころ軸受３１を組み込む場合、地上で主軸１６を垂直に固定して作業を行う。まず、大鍔３８ａ側を下に向けて内輪部材３２ａを主軸１６に挿通する。次に、ポケット４３ａ，４３ｂ，４３ｃに円錐ころ３４を収容した保持器セグメント４１ａ〜４１ｄおよび間座５６を内輪部材３２ａの軌道面３６ａ上に順次連ねて配置する。ここで、風力発電機１１の主軸１６を支持する円錐ころ軸受３１は一般的にテーパ角が大きいので、円錐ころ３４は軌道面３６ａ上で拘束されていなくとも大鍔３８ａに引っ掛かって脱落することはない。さらに、内輪間座３５を主軸１６に挿通する。
【００４７】
次に、図１４を参照して、主軸１６に組み込む前に内輪部材３２ｂと外輪３３とを組み立てる（Ｓ１１）。具体的には、大鍔３８ｂ側を下に向けて内輪部材３２ｂを載置する。次に、ポケット４３ａ，４３ｂ，４３ｃに円錐ころ３４を収容した保持器セグメント４１ａ〜４１ｄを内輪部材３２ｂの軌道面３６ｂ上に順次連ねて配置する。次に、外輪３３の軌道面３３ｂと円錐ころ３４の転動面３４ｃとが適切に接するように外輪３３を組み込む。
【００４８】
次に、内輪部材３２ｂと外輪３３とを固定連結する（Ｓ１２）。具体的には、Ｌ字型の固定冶具１の一端と内輪部材３２ｂのボルト穴３９ｂとをボルト２によって固定し、他端と外輪３３の貫通穴３３ｃを固定棒３によって固定する。これにより、円錐ころ３４は軌道面３６ｂ，３３ｂの間で拘束されているので脱落することはない。
【００４９】
次に、図１２に示すように、固定連結された内輪部材３２ｂと外輪３３とを吊り上げて（Ｓ１３）、外輪３３の軌道面３３ａを下に向けて主軸１６に組み込む（Ｓ１４）。さらに、図１３に示すように、外輪３３の軌道面３３ａが内輪部材３２ａに組み込まれた円錐ころ３４と適切に接触していることを確認して固定冶具１を外す。
【００５０】
最後に、内輪３２と外輪３３との軌道面間距離ｄを調整する（Ｓ１５）。具体的には、予め内輪間座３５の幅寸法を調整しておき、内輪部材３２ａ，３２ｂの間に予圧を加えることによって軌道面間距離を所定値に設定する。
【００５１】
上記の組み込み手順とすることにより、円錐ころ軸受３１を主軸１６に組み込む際に円錐ころ３４および保持器セグメント４１ａ〜４１ｄが脱落するのを防止することができる。これにより、円錐ころ軸受３１の主軸１６への組込みが容易となる。
【００５２】
また、この発明は他の形式の軸受、例えば、自動調心ころ軸受等に適用してもその効果を得ることができる。しかし、前述のように円錐ころ軸受は軌道面間距離の調整が容易であるので、この発明は、特に円錐ころ軸受に適しているといえる。
【００５３】
なお、上記の組込み手順は一例であって、他の工程をさらに追加してもよいし、一部の工程の順序を入れ替える等してもよい。また、固定冶具１としては、内輪部材３２ｂと外輪３３とを固定連結することができるあらゆる構成のものを採用することができる。
【００５４】
さらに、汎用性の観点から内輪部材３２ａ，３２ｂの両方にボルト穴３９ａ，３９ｂを設けた例を示したが、組込み作業の観点からは小鍔３７ｂ側を下に向けて組み込む内輪部材３２ｂにのみボルト穴３９ｂを設ければ足りる。
【００５５】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
この発明は、円錐ころ軸受および風力発電機の主軸支持構造に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明の一実施形態に係る主軸支持構造を採用した風力発電機を示す図である。
【図２】図１に示す風力発電機の図解的側面図である。
【図３】図１に示す風力発電機の主軸を支持する円錐ころ軸受を示す図である。
【図４】図３に示す円錐ころの拡大図である。
【図５】この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受に含まれる保持器セグメントの斜視図である。
【図６】図５に示す保持器セグメントを、径方向に切断した場合の断面図である。
【図７】図５に示す保持器セグメントを、軸方向に切断した場合の断面図である。
【図８】円錐ころ軸受に含まれる間座を示す斜視図である。
【図９】複数の保持器セグメントおよび間座を周方向に配置した場合の円錐ころ軸受の概略断面図である。
【図１０】隣接する保持器セグメントを示す拡大断面図である。
【図１１】最初の保持器セグメントと最後の保持器セグメントとの間に間座を配置した場合の拡大断面図である。
【図１２】円錐ころ軸受の内輪部材の一方を主軸に組み込む前の状態を示す図である。
【図１３】円錐ころ軸受を主軸に組み込む後の状態を示す図である。
【図１４】円錐ころ軸受の内輪部材の一方を主軸に組み込む主な方法を示すフロー図である。
【図１５】従来における保持器セグメントの斜視図である。
【図１６】図１５に示す保持器セグメントを、径方向に切断した場合の断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  固定冶具、２  ボルト、３  固定棒、１１  風力発電機、１２  支持台、１３  旋回座軸受、１４  ナセル、１５  ブレード、１６  主軸、１７  増速機、１８  発電機、１９  軸受ハウジング、２０  旋回モータ、２１  減速機、３１  円錐ころ軸受、３２  内輪、３２ａ，３２ｂ  内輪部材、３３  外輪、３３ａ，３３ｂ  外輪軌道面、３３ｃ  貫通穴、３４  円錐ころ、３４ａ  小端面、３４ｂ  大端面、３４ｃ  転動面、３５  内輪間座、３６ａ，３６ｂ  内輪軌道面、３７ａ，３７ｂ  小鍔、３８ａ，３８ｂ  大鍔、３９ａ，３９ｂ  ボルト穴、  ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ  保持器セグメント、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ  ポケット、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ  柱部、４５ａ，４５ｂ  連結部、４６ａ，４６ｂ  突部、４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ  案内面、４９，５０，６０ａ，６０ｂ  油溝、５１ａ，５１ｂ  端面、５２  ＰＣＤ、５６  間座、５７ａ，５７ｂ  端部、５８  中央部、６９  すき間、７０  最後すき間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年12月18日(2007.12.18)
【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】
内輪と、
外輪と、
前記内輪および前記外輪に接する転動面を有する複数の円錐ころと、
前記円錐ころを保持するポケットを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部、およびこの複数の柱部を連結するように周方向に延びる連結部を有し、前記内輪および前記外輪の間で周方向に順次連ねて配置される複数の保持器セグメントとを備え、
隣接する前記保持器セグメントを互いに当接するように順次配置していくと、最初の保持器セグメントと最後の保持器セグメントとの間にはすき間が形成され、
前記円錐ころの転動面の任意の位置におけるころ径をＤ、
前記円錐ころのころ径の測定位置における前記内輪および前記外輪の軌道面間距離をｄとすると、
全ての前記円錐ころそれぞれの転動面の少なくとも１箇所で、Ｄ＞ｄを満たす、円錐ころ軸受。
【請求項２】
前記円錐ころの転動面には、クラウニングが形成されており、
前記円錐ころのクラウニングの頂上におけるころ径をＤ１、
前記円錐ころのクラウニングの頂上に対応する位置の軌道面間距離をｄ１とすると、
全ての円錐ころで、Ｄ１＞ｄ１を満たす、請求項１に記載の円錐ころ軸受。
【請求項３】
全ての前記円錐ころの転動面全域で、Ｄ＞ｄを満たす、請求項１に記載の円錐ころ軸受。
【請求項４】
風を受けるブレードと、
その一端が前記ブレードに固定されてブレードとともに回転する主軸と、
前記主軸を回転自在に支持する円錐ころ軸受とを備える風力発電機の主軸支持構造であって、
前記円錐ころ軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪および前記外輪に接する転動面を有する複数の円錐ころと、前記円錐ころを保持するポケットを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部、およびこの複数の柱部を連結するように周方向に延びる連結部を有し、前記内輪および前記外輪の間で周方向に順次連ねて配置される複数の保持器セグメントとを備え、
隣接する前記保持器セグメントを互いに当接するように順次配置していくと、最初の保持器セグメントと最後の保持器セグメントとの間にはすき間が形成され、
前記円錐ころの転動面の任意の位置におけるころ径をＤ、
前記円錐ころのころ径の測定位置における前記内輪および前記外輪の軌道面間距離をｄとすると、
全ての前記円錐ころそれぞれの転動面の少なくとも１箇所で、Ｄ＞ｄを満たす、風力発電機の主軸支持構造。