(57)【要約】【課題】保持器セグメントの配置を安定させたころ軸受を提供する。【解決手段】ころ軸受は、外輪と、内輪と、外輪および内輪の間に配置される複数の円錐ころ１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、円錐ころ１２ａ〜１２ｃを保持するポケット１３ａ、１３ｂ、１３ｃを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、この複数の柱部１４ａ〜１４ｄを連結するように周方向に延びる連結部１５ａ、１５ｂ、および連結部１５ｂに設けられ、周方向に延びる溝２４ａを有し、外輪および内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１１ａと、溝２４ａに嵌め込まれた円環状のリングとを備える。【選択図】図１
2007239948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、
内輪と、
前記外輪および前記内輪の間に配置される複数のころと、
前記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、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、および前記連結部に設けられ、周方向に延びる溝を有し、前記外輪および前記内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、
前記溝に嵌め込まれた円環状のリングとを備える、ころ軸受。
【請求項２】
前記溝は、前記連結部の外径面に設けられている、請求項１に記載のころ軸受。
【請求項３】
前記リングは、弾性を有する、請求項１または２に記載のころ軸受。
【請求項４】
前記ころ軸受は、周方向に連ねた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配置され、周方向に延びる間座溝が設けられた間座を備え、
前記リングは、前記間座溝に嵌め込まれる、請求項１〜３のいずれかに記載のころ軸受。
【請求項５】
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保持器セグメントであって、
前記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と、
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と、
前記連結部に設けられ、周方向に延び、円環状のリングを嵌め込む溝とを有する、保持器セグメント。
【請求項６】
周方向に連ねた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配置される間座であって、
周方向に延び、円環状のリングを嵌め込む間座溝を有する、間座。
【請求項７】
風力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、ブレードとともに回転する主軸と、
固定部材に組み込まれ、前記主軸を回転自在に支持するころ軸受とを有する風力発電機の主軸支持構造であって、
前記ころ軸受は、外輪と、内輪と、前記外輪および前記内輪の間に配置される複数のころと、前記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、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、および前記連結部に設けられ、周方向に延びる溝を有し、前記外輪および前記内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、前記溝に嵌め込まれた円環状のリングとを備える、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、ころ軸受、保持器セグメント、間座および風力発電機の主軸支持構造に関し、特に、大型のころ軸受、大型のころ軸受に含まれる保持器セグメント、間座およびこのような大型のころ軸受を備える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】
ころ軸受は、一般的には、外輪と、内輪と、外輪および内輪の間に配置される複数のころと、複数のころを保持する保持器とから構成される。ころを保持する保持器については、その材質や製造方法等により、樹脂製保持器、プレス保持器、削り保持器、溶接保持器等、様々な種類があり、それぞれ用途や特性に応じて使い分けられている。また、保持器は通常、一体型、すなわち、環状の一つの部品で構成されている。
【０００３】
風を受けるためのブレードが取り付けられた風力発電機の主軸を支持するころ軸受については、大きな荷重を受ける必要があるため、ころ軸受自体も大型となる。そうすると、ころや保持器等、ころ軸受を構成する各構成部材も大型となり、部材の生産や組み立てが困難となる。このような場合、各部材を分割可能とすると、生産や組み立てが容易となる。
【０００４】
ここで、ころ軸受に含まれる保持器を、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１４０８２４８Ａ２（特許文献１）に開示されている。図１１は、特許文献１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１１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１２は、図１１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１１および図１２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】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】
保持器セグメントを周方向に連ねて配置させ、一つの環状の保持器を形成する場合、保持器セグメントの熱膨張等を考慮し、周方向にすき間を設ける必要がある。このようなすき間があると、各保持器セグメントは独立した部材であるため、ころ軸受に組み込まれた後において、軸方向や径方向にずれるおそれがある。そうすると、保持器セグメントの配置が不安定になってしまう。
【０００７】
この発明の目的は、保持器セグメントの配置を安定させたころ軸受を提供することである。
【０００８】
この発明の他の目的は、ころ軸受内において、その配置が安定した保持器セグメントを提供することである。
【０００９】
この発明のさらに他の目的は、ころ軸受内において、その配置が安定した間座を提供することである。
【００１０】
この発明のさらに他の目的は、長寿命を実現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】
【００１１】
この発明に係るころ軸受は、外輪と、内輪と、外輪および内輪の間に配置される複数のころと、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、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、および連結部に設けられ、周方向に延びる溝を有し、外輪および内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、溝に嵌め込まれた円環状のリングとを備える。
【００１２】
このように構成することにより、周方向に連ねられて配置される各々の保持器セグメントを、溝に嵌め込まれた円環状のリングによって連結することができる。そうすると、保持器セグメントの軸方向の動きや径方向の動きを規制することができる。したがって、各々の保持器セグメントの軸方向や径方向のずれを抑制することができ、保持器セグメントの配置を安定させることができる。この場合、周方向には、保持器セグメントは自由に動くことができるため、ころ軸受自体の機能を阻害することはない。また、円環状のリングは、各保持器セグメントの連結部に設けられた溝に嵌め込まれているため、各保持器セグメントから外れるおそれは少ない。
【００１３】
ここで、保持器セグメントとは、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単位体である。複数の保持器セグメントが周方向に連なってころ軸受に組み込まれ、一つの環状の保持器を形成する。
【００１４】
好ましくは、溝は、連結部の外径面に設けられている。このように構成することにより、外径側から保持器セグメントの動きを拘束することができるため、特に、径方向のずれを効果的に抑制することができる。
【００１５】
さらに好ましくは、リングは、弾性を有する。このように構成することにより、連結部に設けられた溝にリングを嵌め込む際に、リングの弾性変形を利用して、容易に嵌め込むことができる。
【００１６】
さらに好ましくは、ころ軸受は、周方向に連ねた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配置され、周方向に延びる間座溝が設けられた間座を備え、リングは、間座溝に嵌め込まれる。
【００１７】
周方向のすき間寸法を調整する際に、すき間調整用の間座を保持器セグメント間に配置する場合がある。この間座は、隣接する保持器セグメントから独立した部材であるため、その配置が不安定となる。しかし、間座に設けられた間座溝にリングを嵌め込むことにより、保持器セグメントと間座を連結させることができる。そうすると、間座の軸方向の動きや径方向の動きを規制することができる。したがって、間座の軸方向や径方向のずれを抑制することができ、間座の配置を安定させることができる。
【００１８】
ここで、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。
【００１９】
この発明の他の局面においては、保持器セグメントは、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保持器セグメントである。ここで、保持器セグメントは、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と、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と、連結部に設けられ、周方向に延び、円環状のリングを嵌め込む溝とを有する。
【００２０】
このような保持器セグメントは、周方向に連ねられて配置されたときに、連結部に設けられた溝に嵌め込まれた円環状のリングによって、互いに連結される。そうすると、軸方向の動きや径方向の動きを規制され、ころ軸受内において、その配置が安定する。
【００２１】
この発明のさらに他の局面においては、間座は、周方向に連ねた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配置される。ここで、間座、周方向に延び、円環状のリングを嵌め込む間座溝を有する。
【００２２】
このような間座は、間座溝に嵌め込まれた円環状のリングによって、隣接する保持器セグメントと連結される。そうすると、間座の軸方向の動きや径方向の動きが規制され、その配置が安定する。
【００２３】
この発明のさらに他の局面においては、風力発電機の主軸支持構造は、風力を受けるブレードと、その一端がブレードに固定され、ブレードとともに回転する主軸と、固定部材に組み込まれ、主軸を回転自在に支持するころ軸受とを有する。ここで、ころ軸受は、外輪と、内輪と、外輪および内輪の間に配置される複数のころと、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、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、および連結部に設けられ、周方向に延びる溝を有し、外輪および内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、溝に嵌め込まれた円環状のリングとを備える。
【００２４】
このような風力発電機の主軸支持構造は、ころ軸受に含まれる保持器セグメントの配置が安定しているため、ころ軸受が長寿命となり、ひいては、風力発電機の主軸支持構造も長寿命を実現することができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、周方向に連ねられて配置される各々の保持器セグメントを、溝に嵌め込まれた円環状のリングによって連結することができる。そうすると、保持器セグメントの軸方向の動きや径方向の動きを規制することができる。したがって、各々の保持器セグメントの軸方向や径方向のずれを抑制することができ、保持器セグメントの配置を安定させることができる。
【００２６】
また、このような保持器セグメントは、周方向に連ねられて配置されたときに、連結部に設けられた溝に嵌め込まれた円環状のリングによって、互いに連結される。そうすると、軸方向の動きや径方向の動きを規制され、ころ軸受内において、その配置が安定する。
【００２７】
また、このような間座は、間座溝に嵌め込まれた円環状のリングによって、隣接する保持器セグメントと連結される。そうすると、間座の軸方向の動きや径方向の動きが規制され、その配置が安定する。
【００２８】
また、このような風力発電機の主軸支持構造は、ころ軸受に含まれる保持器セグメントの配置が安定しているため、ころ軸受が長寿命となり、ひいては、風力発電機の主軸支持構造も長寿命を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１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１１ａを示す斜視図である。図２は、図１に示す保持器セグメント１１ａを、図１中の線ＩＩ−ＩＩ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３は、図１に示す保持器セグメント１１ａを、柱部１４ａ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２および図３において、保持器セグメント１１ａが保持する複数の円錐ころ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを点線で示している。また、一点鎖線でＰＣＤ２２を示す。
【００３０】
図１、図２および図３を参照して、まず、円錐ころ軸受に含まれる保持器セグメント１１ａの構成について説明する。保持器セグメント１１ａ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１１ａは、円錐ころ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを保持するポケット１３ａ、１３ｂ、１３ｃを形成するように、軸に沿う方向に延びる４つの柱部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと、軸方向の両端に位置し、４つの柱部１４ａ〜１４ｄを連結するように周方向に延びる一対の連結部１５ａ、１５ｂと、軸方向の両端に位置し、周方向に突出する一対の突部１６ａ、１６ｂとを含む。
【００３１】
一対の連結部１５ａ、１５ｂおよび一対の突部１６ａ、１６ｂは、複数の保持器セグメント１１ａが円錐ころ軸受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１５ａ、１５ｂおよび一対の突部１６ａ、１６ｂのうち、円錐ころ１２ａ〜１２ｃの小径側に位置する連結部１５ａ、突部１６ａの曲率半径は、円錐ころ１２ａ〜１２ｃの大径側に位置する連結部１５ｂ、突部１６ｂの曲率半径よりも小さく構成されている。
【００３２】
一対の突部１６ａ、１６ｂは、他の保持器セグメントと端面２１ａ、２１ｂ同士を当接させて配置した場合に、保持器セグメント１１ａと他の保持器セグメントとの間に、円錐ころを収容するポケットを形成する。
【００３３】
ポケット１３ａ〜１３ｃの周方向両側に位置する柱部１４ａ〜１４ｄの内径側および外径側には、案内面１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄが設けられている。このように構成することにより、保持器セグメントは、ころ案内となり、保持器セグメント１１ａの径方向への移動が規制される。柱部１４ａ〜１４ｄ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１９、２０が設けられている。この油溝１９、２０により、潤滑剤の循環が良好になる。
【００３４】
円錐ころ１２ａ〜１２ｃの大径側に位置する連結部１５ｂおよび突部１６ｂの外径面２３ａ上には、周方向の一方の端面２１ｂから他方の端面２１ｂに向かって、周方向に延びた溝２４ａが設けられている。溝２４ａは、径方向内側に凹んだ形状であり、断面形状は、略円弧状である。また、溝２４ａは、保持器セグメント１１ａを周方向に連ねて配置したときに、各々の保持器セグメント１１ａに設けられた溝２４ａと連ねられて円環状を形成する位置に設けられている。
【００３５】
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１１ａ等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４は、円錐ころ軸受に含まれる間座２６の斜視図である。図４を参照して、間座２６の構成について説明すると、間座２６は、軸方向の両端に位置する端部２７ａ、２７ｂと、端部２７ａ、２７ｂ間に位置する中央部２８とを含む。端部２７ａ、２７ｂの軸方向の間隔は、上記した保持器セグメント１１ａに含まれる一対の突部１６ａ、１６ｂの軸方向の間隔と同じである。また、中央部２８の内径面側および外径面側には、周方向に貫通する油溝３０ａ、３０ｂが設けられている。
【００３６】
ここで、間座２６の端部２７ｂの外径面２３ｂ上には、周方向の一方の端面２９ｂから他方の端面２９ｂに向かって、周方向に延びた間座溝２５が設けられている。間座溝２５は、径方向内側に凹んだ形状であり、断面形状は、略円弧状である。また、間座溝２５は、保持器セグメント１１ａ間に配置したときに、保持器セグメント１１ａに設けられた溝２４ａと連ねられて円環状を形成する位置に設けられている。
【００３７】
次に、上記した保持器セグメント１１ａおよび間座２６を含む円錐ころ軸受の構成について説明する。図５は、複数の保持器セグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ等および間座２６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６は、図５中においてＶＩで示す部分の拡大断面図である。ここで、保持器セグメント１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、保持器セグメント１１ａと同一形状であるため、その説明を省略する。なお、図５においては、保持器セグメント１１ａ等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１１ａ〜１１ｄ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１１ａ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１１ｄとする。
【００３８】
図５および図６を参照して、円錐ころ軸受３１は、外輪３２と、内輪３３と、複数の保持器セグメント１１ａ〜１１ｄと、間座２６とを備える。保持器セグメント１１ａ〜１１ｄ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１１ａが配置され、次に、保持器セグメント１１ｂが保持器セグメント１１ａと当接するように配置される。その後、保持器セグメント１１ｃが保持器セグメント１１ｂ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１１ｄが配置される。ここで、隣接する２つの保持器セグメント１１ａ、１１ｂ等の間には、最初の保持器セグメント１１ａと最後の保持器セグメント１１ｄ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。
【００３９】
保持器セグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃに設けられた溝２４ａ、２４ｂ、２４ｃには、リング４１が嵌め込まれている。リング４１は、円環状の部材であり、その直径は、保持器セグメント１１ａ〜１１ｃが環状の一つの保持器を形成したときに、溝２４ａ、２４ｂ、２４ｃを通る円の直径と同じである。保持器セグメント１１ａ〜１１ｃの組み込み時において、このようなリング４１を、各保持器セグメント１１ａ〜１１ｃに設けられた溝２４ａ〜２４ｃに嵌め込んで組み込む。
【００４０】
このように構成することにより、各々の保持器セグメント１１ａ〜１１ｃをリング４１によって連結することができ、保持器セグメント１１ａ〜１１ｃの軸方向、すなわち、図６において紙面表裏方向の動きや、径方向、すなわち、図６中の矢印Ｅの方向またはその逆の方向の動きを規制することができる。そうすると、保持器セグメント１１ａ〜１１ｃの軸方向や径方向のずれを抑制することができる。したがって、円錐ころ軸受３１内において、保持器セグメント１１ａ〜１１ｃの配置を安定させることができる。
【００４１】
この場合、周方向、すなわち、図６中の矢印Ｄの方向またはその逆の方向には、保持器セグメント１１ａ〜１１ｃは自由に動くことができるため、円錐ころ軸受３１自体の機能を阻害することはない。また、溝２４ａ〜２４ｃは、保持器セグメント１１ａ〜１１ｃが周方向に連ねて配置されたときに、円環状を形成しているため、溝２４ａ〜２４ｃに嵌め込まれたリング４１が、保持器セグメント１１ａ〜１１ｃから外れるおそれは少ない。
【００４２】
ここで、リング４１は、弾性を有することが好ましい。こうすることにより、各々の保持器セグメント１１ａ〜１１ｃに設けられた溝２４ａ〜２４ｃにリング４１を嵌める際に、リング４１の弾性変形を利用して、容易にリング４１を嵌めることができる。
【００４３】
また、リング４１は、金属製または樹脂製であることが好ましい。リング４１が金属製または樹脂製であれば、たとえば、生産性を良好にすることができる。
【００４４】
次に、最初の保持器セグメント１１ａと最後の保持器セグメント１１ｄとの間に配置される間座２６の配置状態について説明する。図７は、図５においてＶＩＩで示す部分の拡大断面図である。また、図８は、図７に示す部分を径方向外側、すなわち、外輪３２側から見た概略図である。図７および図８を参照して、保持器セグメント１１ａ等を順次当接するように連なって配置していき、保持器セグメント１１ａと保持器セグメント１１ｄとの間に生じたすき間３９に、間座２６を配置させる。こうすることにより、保持器セグメント１１ａと間座２６との間に生じる周方向の最後すき間４０の寸法を、容易に設定された範囲にすることができる。最後すき間とは、保持器セグメント１１ａ〜１１ｄ等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１１ｄと間座２６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１１ａと、最初の保持器セグメント１１ａと最後の保持器セグメント１１ｄとの間に配置された間座２６との最大すき間をいう。
【００４５】
ここで、間座２６に設けられた間座溝２５には、リング４１が嵌め込まれている。このように構成することにより、リング４１によって隣接する保持器セグメント１１ａ、１１ｄと間座２６とを連結することができ、間座２６の軸方向の動きや径方向の動きを規制することができる。そうすると、間座２６の軸方向や径方向のずれを抑制することができ、円錐ころ軸受３１内において、間座２６の配置を安定させることができる。なお、間座溝２５は、隣接する保持器セグメント１１ａ、１１ｄの間に配置されたときに、円環状を形成しているため、間座溝２５に嵌め込まれたリング４１が、間座２６から外れるおそれは少ない。
【００４６】
図９および図１０は、この発明の一実施形態に係るころ軸受を主軸支持軸受７５として適用した、風力発電機の主軸支持構造の一例を示している。主軸支持構造の主要部品を支持するナセル７２のケーシング７３は、高い位置で、旋回座軸受７１を介して支持台７０上に水平旋回自在に設置されている。風力を受けるブレード７７を一端に固定する主軸７６は、ナセル７２のケーシング７３内で、軸受ハウジング７４に組み込まれた主軸支持軸受７５を介して、回転自在に支持されている、主軸７６の他端は増速機７８に接続され、この増速機７８の出力軸が発電機７９のロータ軸に結合されている。ナセル７２は、旋回用モータ８０により、減速機８１を介して任意の角度に旋回させられる。
【００４７】
軸受ハウジング７４に組み込まれた主軸支持軸受７５は、この発明の一実施形態に係るころ軸受であって、外輪と、内輪と、外輪および内輪の間に配置される複数のころと、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、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、および連結部に設けられ、周方向に延びる溝を有し、外輪および内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、溝に嵌められている円環状のリングとを備える。
【００４８】
主軸支持軸受７５は、大きな風力を受けるブレード７７を一端に固定する主軸７６を支持するため、大きな荷重がかかることになる。そうすると、主軸支持軸受７５自体も大型にする必要がある。ここで、生産性向上等のため、一つの環状の保持器を分割した形状の保持器セグメントとする場合、各保持器セグメントは、各々が独立した部材であるため、その配置が軸方向や径方向にずれるおそれがある。ここで、上記のように構成することにより、保持器セグメントの軸方向の動きや径方向の動きを規制し、保持器セグメントの配置を安定させることができる。したがって、ころ軸受が長寿命となり、ひいては、風力発電機の主軸支持構造は、長寿命を実現することができる。
【００４９】
なお、上記の実施の形態においては、保持器セグメントの一対の連結部のうち、一方の連結部にのみ溝を設けることにしたが、これに限らず、双方の連結部に設けてもよい。また、溝および間座溝は、連結部の外径面上ではなく、軸方向の側面部分に設けてもよい。さらに、リングが外れない程度であれば、周方向の一部にのみ溝および間座溝が設けられている構成であってもよい。さらに、連結部等の径方向の中央部を貫通するように設けられていてもよい。なお、溝および間座溝の断面形状については、断面形状を略円弧状としたが、これに限らず、断面が多角形状等であってもよい。
【００５０】
また、上記の実施の形態においては、円錐ころ軸受は、円環状のリングを備えることにしたが、これに限らず、円錐ころ軸受に組み込まれる前は、たとえば、一本の針金のような線状部材であって、これを、円環状に折り曲げて溝に嵌め込み、その後、端部同士を結んで、円環状のリングとする構成であってもよい。なお、リングは、完全な円環状を形成していたが、これに限らず、一部において切断されていてもよい。すなわち、軸方向から見て略Ｃ字状のリングであっても構わない。
【００５１】
なお、上記の実施の形態においては、円錐ころ軸受は、間座を含むことにしたが、これに限らず、このような間座を含まないタイプの円錐ころ軸受についても、適用される。また、間座の形状についても、たとえば、略直方体形状や、中央部が周方向に膨出した形状等であっても構わない。さらに、隣接する保持器セグメントの間に、ころを配置しなくともよいし、間座と保持器セグメントとの間に、ころを配置してもよい。
【００５２】
また、上記の実施の形態においては、保持器セグメントは、周方向に突出する突部を有することにしたが、これに限らず、突部を有さないタイプ、すなわち、周方向外側に柱部が配置される構成の保持器セグメントについても、適用される。
【００５３】
なお、上記の実施の形態においては、保持器セグメントは、ころを収容するポケットを３つ有することにしたが、これに限らず、４つ以上のポケットを有することにしてもよい。このような構成の保持器セグメントは、案内面が設けられたポケットを多く有するため、より安定して径方向に配置される。
【００５４】
また、上記の実施の形態においては、ころ軸受に備えられるころとして、円錐ころを用いたが、これに限らず、円筒ころや針状ころ、棒状ころ等を用いてもよい。
【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】
この発明に係るころ軸受、保持器セグメントおよび間座は、保持器セグメントおよび間座は、保持器セグメントの配置を安定させることができるため、長寿命が要求されるころ軸受およびこのようなころ軸受に使用される保持器セグメント、間座に有効に利用される。
【００５７】
また、この発明に係る風力発電機の主軸支持構造についても、長寿命が要求される風力発電機の主軸支持構造に、有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】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２】図１に示す保持器セグメントを、図１中の線ＩＩ−ＩＩ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。
【図３】図１に示す保持器セグメントを、柱部の中央を通り、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。
【図４】円錐ころ軸受に含まれる間座を示す斜視図である。
【図５】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６】隣接する保持器セグメントを示す拡大断面図である。
【図７】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８】図７に示す部分を径方向外側からみた概略図である。
【図９】この発明に係る円錐ころ軸受を用いた風力発電機の主軸支持構造の一例を示す図である。
【図１０】図９に示す風力発電機の主軸支持構造の図解的側面図である。
【図１１】従来における保持器セグメントの斜視図である。
【図１２】図１１に示す保持器セグメントを、柱部を含み、軸に直交する平面で切断した場合の断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  保持器セグメント、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，３４  円錐ころ、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，３５ａ  ポケット、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ  柱部、１５ａ，１５ｂ  連結部、１６ａ，１６ｂ  突部、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ  案内面、１９，２０，３０ａ，３０ｂ  油溝、２１ａ，２１ｂ，２９ｂ  端面、２２  ＰＣＤ、２３ａ，２３ｂ  外径面、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ  溝、２５  間座溝、２６  間座、２７ａ，２７ｂ  端部、２８  中央部、３１  円錐ころ軸受、３２  外輪、３３  内輪、３９  すき間、４０  最後すき間、４１  リング、７０  支持台、７１  旋回座軸受、７２  ナセル、７３  ケーシング、７４  軸受ハウジング、７５  主軸支持軸受、７６  主軸、７７  ブレード、７８  増速機、７９  発電機、８０  旋回用モータ、８１  減速機。
【図１】
2007239948.tif 000003
【図２】
2007239948.tif 000004
【図３】
2007239948.tif 000005
【図４】
2007239948.tif 000006
【図５】
2007239948.tif 000007
【図６】
2007239948.tif 000008
【図７】
2007239948.tif 000009
【図８】
2007239948.tif 000010
【図９】
2007239948.tif 000011
【図１０】
2007239948.tif 000012
【図１１】
2007239948.tif 000013
【図１２】
2007239948.tif 000014