(57)【要約】【課題】生産性が良好であり、転動体を円滑に転動させることができる転がり軸受を提供する。【解決手段】円錐ころ軸受３１は、周方向に分割可能な外輪３２と、外輪３２の軌道面上に配置される複数の円錐ころ３４と、円錐ころ３４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、軌道輪の軌道面上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、１１ｂ、１１ｃと、分割された外輪セグメント３２ａ、３２ｂを互いに締結する締結手段としてのボルト４１ａ、４１ｂおよびボルト穴４２ａ、４２ｂとを備える。【選択図】図１
2007292305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に分割可能な軌道輪と、
前記軌道輪の軌道面上に配置される複数の転動体と、
前記転動体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、前記軌道輪の軌道面上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、
分割された前記軌道輪を互いに締結する締結手段とを備える、転がり軸受。
【請求項２】
分割された前記軌道輪同士が当接する部分の角部には、面だらしが設けられている、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
分割された前記軌道輪の位置を決める位置決め手段を含む、請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
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転がり軸受とを有する風力発電機の主軸支持構造であって、
前記転がり軸受は、周方向に分割可能な軌道輪と、前記軌道輪の軌道面上に配置される複数の転動体と、前記転動体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、前記軌道輪の軌道面上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、分割された前記軌道輪を互いに締結する締結手段とを備える、風力発電機の主軸支持構造。
【請求項５】
周方向および径方向に分割可能な軌道輪と、
前記軌道輪の軌道面上に配置される複数の転動体と、
前記転動体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、前記軌道輪の軌道面上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、
周方向に分割された前記軌道輪を互いに締結する締結手段とを備える、転がり軸受。
【請求項６】
前記転がり軸受は、複列の転がり軸受であって、
前記軌道輪は、軸方向の転動体左右列間で径方向に分割される、請求項５に記載の転がり軸受。
【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転がり軸受とを有する風力発電機の主軸支持構造であって、
前記転がり軸受は、周方向および径方向に分割可能な軌道輪と、前記軌道輪の軌道面上に配置される複数の転動体と、前記転動体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、前記軌道輪の軌道面上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、周方向に分割された前記軌道輪を互いに締結する締結手段とを備える、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、転がり軸受および風力発電機の主軸支持構造に関し、特に、大型の転がり軸受およびこのような大型の転がり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。
【０００６】
また、ころ軸受に含まれる軌道輪を分割した分割型の軌道輪に関する技術が、実用新案登録２５２１９１４号（特許文献２）に開示されている。
【特許文献１】ヨーロッパ特許公報ＥＰ１４０８２４８Ａ２
【特許文献２】実用新案登録２５２１９１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、外輪や内輪、保持器等の軸受構成部材を分割可能とすると、個々の部材の製造や運搬が容易になる。特に、上記したような風力発電機の主軸を支持する場合等に使用されるような大型の転がり軸受では、その効果が大きい。外輪や内輪等の軌道輪を分割すると、転がり軸受の組立て時において、分割した軌道輪を結合する必要がある。ここで、組立て時において、分割された軌道輪同士の結合が十分でないと、軌道面がずれたり、すき間が生じるおそれがある。そうすると、転動体を円滑に転動させることができない。
【０００８】
この発明の目的は、生産性が良好であり、転動体を円滑に転動させることができる転がり軸受を提供することである。
【０００９】
この発明の他の目的は、生産性が良好であり、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】
【００１０】
この発明に係る転がり軸受は、周方向に分割可能な軌道輪と、軌道輪の軌道面上に配置される複数の転動体と、転動体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、軌道輪の軌道面上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、分割された軌道輪を互いに締結する締結手段とを備える。
【００１１】
このように構成することにより、転がり軸受の構成部材のうち、軌道輪および保持器が分割されているため、製造や運搬が容易になる。ここで、このような転がり軸受を組立てる際には、軌道輪同士を互いに締結する締結手段によって、分割された軌道輪を結合することができる。そうすると、分割された軌道輪を確実に結合することができるため、軌道面がずれたり、すき間が生じるおそれは低減する。したがって、生産性が良好になり、転動体を円滑に転動させることができる。
【００１２】
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転がり軸受に組み込まれ、一つの環状の保持器を形成する。
【００１３】
好ましくは、分割された軌道輪同士が当接する部分の角部には、面だらしが設けられている。軌道輪を分割すると、分割された軌道輪の角部には、鋭角なエッジが生じてしまう。ここで、分割された軌道輪を結合する際に、軌道面に段差が生じると、分割された軌道輪の当接部分において、角部のエッジと転動体とが接触してしまうことになる。そうすると、転動体を円滑に転動させることができない。しかし、このように構成することにより、軌道面に段差が生じた場合であっても、転動体は、角部のエッジと接触することはない。したがって、転動体を円滑に転動させることができる。ここで、面だらしとは、鋭角なエッジを有する角部を削って丸め、鋭角なエッジをなくしたものをいう。
【００１４】
さらに好ましくは、分割された軌道輪の位置を決める位置決め手段を含む。こうすることにより、分割された軌道輪を結合する際に、軌道輪の位置がずれることはない。そうすると、転がり軸受を正確に組立てることが容易になる。したがって、生産性が良好になる。
【００１５】
さらに好ましくは、軌道輪は、外輪と、内輪とを含む。外輪および内輪は、周方向に分割可能であり、分割された外輪同士が当接する部分と分割された内輪同士が当接する部分との周方向の位置は、異なる位置である。分割された軌道輪においては、分割された部分は、他の部分と比較して強度が劣る。外輪および内輪を分割可能とした場合、強度の劣る部分の周方向の位置を同じにすると、転がり軸受において、周方向のその部分の強度が、大きく劣ることになる。この強度の大きく劣る部分に荷重が負荷されると、転がり軸受が破損するおそれがある。しかし、このように構成することにより、外輪における強度の劣る部分と内輪における強度の劣る部分とを異なる位置にすることができる。したがって、外輪における強度の劣る部分と、内輪における強度の劣る部分とを分散することができる。その結果、転がり軸受の破損のおそれを低減することができる。
【００１６】
この発明の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転がり軸受とを有する。転がり軸受は、周方向に分割可能な軌道輪と、軌道輪の軌道面上に配置される複数の転動体と、転動体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、軌道輪の軌道面上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、分割された軌道輪を互いに締結する締結手段とを備える。
【００１７】
このような風力発電機の主軸支持構造は、生産性が良好であり、転動体を円滑に転動させることができる転がり軸受を含むため、生産性が良好であり、長寿命を実現することができる。
【００１８】
この発明のさらに他の局面においては、転がり軸受は、周方向および径方向に分割可能な軌道輪と、軌道輪の軌道面上に配置される複数の転動体と、転動体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、軌道輪の軌道面上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、周方向に分割された軌道輪を互いに締結する締結手段とを備える。
【００１９】
このように構成することにより、転がり軸受の構成部材のうち、軌道輪および保持器が分割されているため、製造や運搬が容易になる。この場合、軌道輪は、周方向および径方向に分割可能であるため、軌道輪を構成する各部品をさらに小さくすることができる。ここで、このような転がり軸受を組立てる際には、周方向に分割された軌道輪同士を互いに締結する締結手段によって、周方向に分割された軌道輪を結合することができる。そうすると、周方向に分割された軌道輪を確実に結合することができるため、軌道面がずれたり、すき間が生じるおそれは低減する。したがって、生産性が良好になり、転動体を円滑に転動させることができる。
【００２０】
好ましくは、転がり軸受は、複列の転がり軸受であって、軌道輪は、軸方向の転動体左右列間で径方向に分割される。こうすることにより、軸方向の両側から軌道輪を配置させて組み込むことができ、組み込み性を向上することができる。また、軸方向から転動体に対して予圧を与えることができるため、転動体をさらに円滑に転動させることができる。
【００２１】
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転がり軸受とを有する。転がり軸受は、周方向および径方向に分割可能な軌道輪と、軌道輪の軌道面上に配置される複数の転動体と、転動体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、軌道輪の軌道面上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、周方向に分割された軌道輪を互いに締結する締結手段とを備える。
【００２２】
このような風力発電機の主軸支持構造は、生産性が良好であり、転動体を円滑に転動させることができる転がり軸受を含むため、生産性が良好であり、長寿命を実現することができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、転がり軸受の構成部材のうち、軌道輪および保持器が分割されているため、製造や運搬が容易になる。ここで、このような転がり軸受を組立てる際には、軌道輪同士を互いに締結する締結手段によって、分割された軌道輪を結合することができる。そうすると、分割された軌道輪を確実に結合することができるため、軌道面がずれたり、すき間が生じるおそれは低減する。したがって、生産性が良好になり、転動体を円滑に転動させることができる。
【００２４】
また、このような転がり軸受は、転がり軸受の構成部材のうち、軌道輪および保持器が分割されているため、製造や運搬が容易になる。この場合、軌道輪は、周方向および径方向に分割可能であるため、軌道輪を構成する各部品をさらに小さくすることができる。ここで、このような転がり軸受を組立てる際には、周方向に分割された軌道輪同士を互いに締結する締結手段によって、周方向に分割された軌道輪を結合することができる。そうすると、周方向に分割された軌道輪を確実に結合することができるため、軌道面がずれたり、すき間が生じるおそれは低減する。したがって、生産性が良好になり、転動体を円滑に転動させることができる。
【００２５】
また、このような風力発電機の主軸支持構造は、生産性が良好であり、転動体を円滑に転動させることができる転がり軸受を含むため、生産性が良好であり、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】
【００２６】
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２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３は、図２に示す保持器セグメント１１ａを、図２中の線ＩＩＩ−ＩＩＩ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４は、図２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３および図４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。
【００２７】
図２、図３および図４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。
【００２８】
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。
【００２９】
保持器セグメント１１ａ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、一対の突部１６ａ、１６ｂにより、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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５は、円錐ころ軸受に含まれる間座２６の斜視図である。図５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。間座２６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１１ａとは、異なるものである。
【００３２】
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１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、軸方向から見た概略断面図である。また、図６は、図１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６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。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。
【００３３】
図１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、複数の円錐ころ３４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。また、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３５に円錐ころ３４が配置される。
【００３４】
ここで、軌道輪である外輪３２は、２つの外輪セグメント３２ａ、３２ｂに分割可能である。すなわち、外輪３２は、周方向に２つに分割された外輪セグメント３２ａ、３２ｂを結合した構成である。２つの外輪セグメント３２ａ、３２ｂは、外輪３２の径方向の中心３６を通り、円周方向に直交する平面３７で、外輪３２を切断した形状である。外輪セグメント３２ａ、３２ｂは、外輪セグメント３２ａの当接面４４ａ、４４ｃを、それぞれ外輪セグメント３２ｂの当接面４４ｂ、４４ｄに当接させて組み合わされる。このように外輪３２を分割可能とすることにより、個々の外輪セグメント３２ａ、３２ｂの製造や運搬が容易になる。ここで、製造が容易になるとは、個々の部材の大きさが小さくなるという点で容易になるという意味である。また、上記したように、円錐ころ３４を保持する保持器についても、周方向に分割された保持器セグメント１１ａ〜１１ｄを複数連ねて形成されているため、その製造や運搬が容易になる。したがって、円錐ころ軸受３１の生産性を向上させることができる。
【００３５】
ここで、分割された外輪セグメント３２ａ、３２ｂには、貫通穴４３ａ、４３ｂおよび互いを締結するボルト４１ａ、４１ｂを螺合させるボルト穴４２ａ、４２ｂが設けられている。ボルト穴４２ａ、４２ｂおよび貫通穴４３ａ、４３ｂは、当接面４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄに対し直交する方向に向かって延びるように設けられている。また、外輪セグメント３２ａ、３２ｂには、外輪セグメント３２ａ、３２ｂの外周面から内径側に凹んだ凹部４５ａ、４５ｂが設けられている。貫通穴４３ａ、４３ｂは、当接面４４ｃ、４４ｂから凹部４５ａ、４５ｂまで延びている。貫通穴４３ｂ、４３ａは、外輪セグメント３２ａ、３２ｂを組み合わせたときに、ボルト穴４２ａ、４２ｂを露出させる。このような凹部４５ａ、４５ｂを設けることにより、貫通穴４３ｂ、４３ａにボルト４１ａ、４１ｂを挿通させて、容易に、ボルト４１ａ、４１ｂをボルト穴４２ａ、４２ｂに螺合させることができる。
【００３６】
また、外輪セグメント３２ａ、３２ｂには、当接面４４ａ、４４ｂから、外輪セグメント３２ａ、３２ｂの内部側に延びる位置決め穴４７ａ、４７ｂが設けられている。この位置決め穴４７ａ、４７ｂは、外輪セグメント３２ａ、３２ｂを適切に組み合わせたときに、すなわち、軌道面が真円を描くように、当接面４４ａと当接面４４ｂ、当接面４４ｃと当接面４４ｄを当接させて組み合わせたときに、相互に対向する位置に設けられている。対向する位置に設けられたそれぞれの位置決め穴４７ａ、４７ｂは、その径も同じように構成されており、位置決めピン４８を圧入することが可能である。
【００３７】
ここで、２つの外輪セグメント３２ａ、３２ｂを結合させる方法について説明する。２つの外輪セグメント３２ａ、３２ｂは、それぞれの当接面４４ａ〜４４ｄを当接させ、内径側に形成される軌道面が真円となるように組み合わされる。この場合、上記した位置決め穴４７ａ、４７ｂに位置決めピン４８を圧入して組み合わせる。こうすることにより、外輪セグメント３２ａ、３２ｂを正確に組立てることが容易になる。組み合わせた後、締結手段としてのボルト４１ａ、４１ｂをボルト穴４２ａ、４２ｂに螺合させる。このようにして、２つの外輪セグメント３２ａ、３２ｂを互いに締結して結合する。
【００３８】
このように構成することにより、ボルト４１ａ、４１ｂおよびボルト穴４２ａ、４２ｂによって、外輪セグメント３２ａ、３２ｂ同士を確実に締結して結合することができる。そうすると、外輪セグメント３２ａ、３２ｂの配置がずれたり、外輪セグメント３２ａ、３２ｂ間に、すき間が生じるおそれが低減される。したがって、軌道面の真円が維持でき、円錐ころ３４を円滑に転動させることができる。
【００３９】
また、外輪セグメント３２ａ、３２ｂの角部には、面だらし４９ａ、４９ｂが設けられている（図６参照）。すなわち、外輪セグメント３２ａ、３２ｂの角部の鋭角なエッジは削られている。このように構成することにより、円錐ころ軸受３１を組立てた際において、軌道面に段差が生じた場合であっても、外輪セグメント３２ａ、３２ｂの角部の鋭角なエッジと円錐ころ３４とが接触することはない。したがって、円錐ころ３４を円滑に転動させることができる。
【００４０】
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１においてＶＩＩで示す部分の拡大断面図である。図１、図５および図７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。
【００４１】
なお、上記の実施の形態においては、軌道輪のうち、外輪のみを分割することにしたが、これに限らず、内輪についても分割可能とすることにしてもよい。図８は、この場合の円錐ころ軸受の概略断面図である。図８を参照して、円錐ころ軸受５１は、分割可能な外輪５２および内輪５３と、複数の円錐ころ５４と、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５５とを備える。外輪５２は、周方向に分割された２つの外輪セグメント５２ａ、５２ｂを結合した構成であり、内輪５３は、周方向に分割された２つの内輪セグメント５３ａ、５３ｂを結合した構成である。円錐ころ軸受５１は、分割された外輪セグメント５２ａ、５２ｂ同士、内輪セグメント５３ａ、５３ｂ同士を互いに締結して結合するボルト５６ａ、５６ｂおよびボルト穴５７ａ、５７ｂ等の締結手段を備える。
【００４２】
上記したように、軌道輪を周方向に分割可能な構成にすることにより、円錐ころ軸受の各構成部品の製造や運搬を容易にして円錐ころ軸受の生産性を向上することは、上記および図１、図８等によって明らかである。ここで、軌道輪を周方向および径方向に分割可能な構成としてもよい。
【００４３】
図１３は、この発明のさらに他の実施形態に係る発明であり、軌道輪としての外輪を周方向および径方向に分割した場合の複列の円錐ころ軸受を示す概略断面図である。また、図１４は、図１３に示す複列の円錐ころ軸受のうち、外輪を周方向および径方向に分割した外輪セグメントと、内輪を周方向に分割した内輪セグメントとを示す斜視図である。
【００４４】
図１３および図１４を参照して、複列の円錐ころ軸受６１は、外輪６２と、内輪６３と、複数の円錐ころ６４ａ、６４ｂと、複数の保持器セグメント６５ａ、６５ｂとを備える。内輪６３は、軸方向の中央に円錐ころ６４ａ、６４ｂを案内する案内部６６を有する。円錐ころ６４ａ、６４ｂおよび円錐ころ６４ａ、６４ｂを保持する保持器セグメント６５ａ、６５ｂは、円錐ころ６４ａ、６４ｂの大端面側が対向するように、複列に配置される。案内部６６の案内面６７ａ、６７ｂにより、円錐ころ６４ａ、６４ｂの大端面側が案内される。なお、円錐ころ６４ａ、６４ｂ、保持器セグメント６５ａ、６５ｂおよび間座の周方向の配置については、上記と同様であるため、その説明を省略する。
【００４５】
ここで、軌道輪としての外輪６２は、周方向および径方向に分割可能である。具体的には、周方向および径方向に分割された外輪セグメント６２ａ、６２ｂは、外輪６２を、外輪６２の径方向の中心を通り円周方向に直交する平面、および軸方向の中央を通り外輪６２の径方向の中心軸線に垂直な平面６９で切断した形状である。なお、内輪セグメント６３ａは、内輪６３を、内輪６３の径方向の中心を通り円周方向に直交する平面で切断した形状である。外輪セグメント６２ａ、６２ｂは、円錐ころ６４ａ、６４ｂの大端面側に位置する端面６８ａ、６８ｂが当接するように配置される。
【００４６】
このような複列の円錐ころ軸受６１は、複列の円錐ころ軸受６１の構成部材のうち、外輪６２、内輪６３および保持器が分割されているため、製造や運搬が容易になる。この場合、外輪６２は、周方向および径方向に分割可能であるため、外輪６２を構成する外輪セグメント６２ａ、６２ｂをさらに小さくすることができる。ここで、このような複列の円錐ころ軸受６１を組立てる際には、上記したように周方向に分割された外輪セグメント６２ａ同士、外輪セグメント６２ｂ同士、内輪セグメント６３ａ同士を互いに締結する締結手段によって、周方向に分割された外輪６２および内輪６３を結合することができる。そうすると、周方向に分割された外輪６２および内輪６３を確実に結合することができるため、軌道面がずれたり、すき間が生じるおそれは低減する。その後、周方向に結合された外輪セグメント６２ａ、６２ｂを軸方向から組み込む。このようにして、複列の円錐ころ軸受６１を組み立てる。したがって、生産性が良好になり、円錐ころ６４ａ、６４ｂを円滑に転動させることができる。
【００４７】
この場合、外輪６２は、軸方向のころ左右列間で径方向に分割されているため、このような複列の円錐ころ軸受６１は、外輪セグメント６２ａ、６２ｂを軸方向の両側、すなわち、図１３中の矢印の方向から配置させて組み込むことができる。したがって、組み込み性を向上することができる。この場合、さらに複列の円錐ころ軸受６１の内方側に向かって円錐ころ６４ａ、６４ｂに予圧を与えることができる。そうすると、円錐ころ６４ａ、６４ｂの大端面を案内面６７ａ、６７ｂに積極的に当接させ、案内することができる。したがって、円錐ころ６４ａ、６４ｂをさらに円滑に転動させることができる。
【００４８】
なお、上記の実施の形態については、外輪６２を軸方向の中央部で径方向に分割した形状としたが、これに限らず、外輪６２を軸方向における他の部分で径方向に分割した形状としてもよいし、外輪６２を軸方向における複数の部分で径方向に分割した形状としてもよい。また、外輪セグメント６２ａ、６２ｂの軸方向の端面６８ａ、６８ｂ同士を当接することにしたが、これに限らず、端面６８ａ、６８ｂ同士が当接しない構成としてもよい。また、分割した部分が軌道面に含まれる場合には、上記のように分割面の角部に面だらしを設けることにしてもよい。さらに、径方向に分割された外輪セグメント６２ａ、６２ｂ同士を締結することにしてもよい。さらに、内輪についても軸方向および周方向に分割可能な構成としてもよい。また、上記構成は、単列の円錐ころ軸受にも適用される。
【００４９】
さらに、上記の実施の形態においては、円錐ころ軸受に適用した場合について説明したが、これに限らず、自動調心ころ軸受に適用してもよい。
【００５０】
図１５は、この発明のさらに他の実施形態に係る自動調心ころ軸受を示す概略断面図であり、図１３に対応する部分である。また、図１６は、図１５に示す自動調心ころ軸受のうち、外輪を周方向および径方向に分割した外輪セグメントと、内輪を周方向に分割した内輪セグメントとを示す斜視図である。
【００５１】
図１５および図１６を参照して、自動調心ころ軸受９１は、外輪９２と、内輪９３と、複数の球面ころ９４ａ、９４ｂと、複数の保持器セグメント９５ａ、９５ｂとを備える。内輪９３は、軸方向の中央に球面ころ９４ａ、９４ｂを案内する案内部９６を有する。球面ころ９４ａ、９４ｂおよび球面ころ９４ａ、９４ｂを保持する保持器セグメント９５ａ、９５ｂは、球面ころ９４ａ、９４ｂの大端面側が対向するように、複列に配置される。案内部９６の案内面９７ａ、９７ｂにより、球面ころ９４ａ、９４ｂの大端面側が案内される。なお、球面ころ９４ａ、９４ｂ、保持器セグメント９５ａ、９５ｂおよび間座の周方向の配置については、上記した円錐ころ軸受の場合と同様であるため、その説明を省略する。
【００５２】
ここで、軌道輪としての外輪９２は、周方向および径方向に分割可能である。具体的には、周方向および径方向に分割された外輪セグメント９２ａ、９２ｂは、外輪９２を、外輪９２の径方向の中心を通り円周方向に直交する平面、および軸方向の中央を通り外輪９２の径方向の中心軸線に垂直な平面９９で切断した形状である。なお、内輪セグメント９３ａは、内輪９３を、内輪９３の径方向の中心を通り円周方向に直交する平面で切断した形状である。外輪セグメント９２ａ、９２ｂは、球面ころ９４ａ、９４ｂの大端面側に位置する端面９８ａ、９８ｂが当接するように配置される。
【００５３】
このような構成の自動調心ころ軸受９１についても、図１３に示す複列の円錐ころ軸受６１と同様に、生産性を良好とし、球面ころ９４ａ、９４ｂを円滑に転動させることができる。
【００５４】
図９および図１０は、この発明の一実施形態に係る円錐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。
【００５５】
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円錐ころ軸受であって、周方向に分割可能な外輪と、外輪の軌道面上に配置され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、外輪の軌道面上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、分割された外輪を互いに締結する締結手段とを備える。
【００５６】
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、上記のように構成することにより、円錐ころを円滑に転動させ、円錐ころ軸受の生産性を向上させることができる。そうすると、このような円錐ころ軸受を備える風力発電機の主軸支持構造についても、生産性を向上させ、長寿命とすることができる。
【００５７】
また、軸受ハウジング７４に組み込まれた主軸支持軸受７５は、この発明のさらに他の実施形態に係る複列の円錐ころ軸受であって、軸方向および周方向に分割可能な外輪と、外輪の軌道面上に配置され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、外輪の軌道面上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、周方向に分割された外輪を互いに締結する締結手段とを備える。
【００５８】
このように構成することによっても、円錐ころを円滑に転動させ、円錐ころ軸受の生産性を向上させることができる。そうすると、このような円錐ころ軸受を備える風力発電機の主軸支持構造についても、生産性を向上させ、長寿命とすることができる。
【００５９】
さらに、軸受ハウジング７４に組み込まれた主軸支持軸受７５は、この発明のさらに他の実施形態に係る自動調心ころ軸受であって、軸方向および周方向に分割可能な外輪と、外輪の軌道面上に配置される複数の球面ころと、球面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、外輪の軌道面上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、周方向に分割された外輪を互いに締結する締結手段とを備える。
【００６０】
このように構成することによっても、球面ころを円滑に転動させ、自動調心ころ軸受の生産性を向上させることができる。そうすると、このような自動調心ころ軸受を備える風力発電機の主軸支持構造についても、生産性を向上させ、長寿命とすることができる。
【００６１】
なお、上記の実施の形態においては、２つの外輪セグメントを締結する締結手段として、ボルトおよびボルト穴を用いることにしたが、これに限らず、他の締結手段によって、外輪セグメント同士を締結することにしてもよい。たとえば、強力な接着性を有する接着剤で締結してもよいし、外輪の外径面に環状の溝を設け、その溝に外径側からリング状の部材を嵌め込むようにして外輪セグメント同士を拘束し、締結することにしてもよい。
【００６２】
また、上記した図１〜図８に示す実施の形態においては、外輪および内輪は、それぞれ外輪または内輪の中央を通り、軸に直交する平面で２つに切断した形状としたが、これに限らず、たとえば、上記の実施の形態において、円周方向に９０度ずつ４つに分割可能な構成としてもよいし、それ以上の数に分割可能な構成としてもよい。また、分割された軌道輪は、それぞれ異なる形状であってもよい。
【００６３】
また、上記の実施の形態においては、位置決め手段として、位置決めピンを位置決め穴に圧入させて、互いの軌道輪を位置決めすることにしたが、これに限らず、他の手段によって位置決めをしてもよい。たとえば、互いの軌道輪の当接面に、相互に係合する凹凸状の係合部を設け、この係合部を係合させることによって、位置決めをしてもよい。
【００６４】
なお、上記の実施の形態においては、保持器セグメント１１ａ〜１１ｄは、周方向に突出する突部１６ａ、１６ｂを有することにしたが、これに限らず、突部１６ａ、１６ｂ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。
【００６５】
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。
【００６６】
また、上記の実施の形態においては、転がり軸受に備えられる転動体として、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、玉、球面ころ等を用いてもよい。
【００６７】
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】
【００６８】
この発明に係る転がり軸受は、良好な生産性および長寿命が要求される場合に、有効に利用される。
【００６９】
この発明に係る風力発電機の主軸支持構造についても、良好な生産性および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】
【００７０】
【図１】この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受を軸に直交する平面で切断した場合の概略断面図である。
【図２】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３】図２に示す保持器セグメントを、図２中の線ＩＩＩ−ＩＩＩ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４】図２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５】円錐ころ軸受に含まれる間座を示す斜視図である。
【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】この発明の他の実施形態に係る円錐ころ軸受の概略断面図である。
【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。
【図１３】この発明のさらに他の実施形態に係る複列の円錐ころ軸受の概略断面図である。
【図１４】図１３に示す複列の円錐ころ軸受に備えられる外輪セグメントおよび内輪セグメントを示す斜視図である。
【図１５】この発明のさらに他の実施形態に係る自動調心ころ軸受の概略断面図である。
【図１６】図１５に示す自動調心ころ軸受に備えられる外輪セグメントおよび内輪セグメントを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７１】
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，５５，６５ａ，６５ｂ，９５ａ，９５ｂ  保持器セグメント、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，３４，５４，６４ａ，６４ｂ  円錐ころ、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，３５  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，６７ａ，６７ｂ，９７ａ，９７ｂ  案内面、１９，２０，３０ａ，３０ｂ  油溝、２１ａ，２１ｂ，６８ａ，６８ｂ，９８ａ，９８ｂ  端面、２２  ＰＣＤ、２６  間座、２７ａ，２７ｂ  端部、２８  中央部、３１，５１，６１  円錐ころ軸受、３２，５２，６２，９２  外輪、３２ａ，３２ｂ，５２ａ，５２ｂ，６２ａ，６２ｂ，９２ａ，９２ｂ  外輪セグメント、３３，５３，６３，９３  内輪、３６  中心、３７，６９，９９  平面、３９  すき間、４０  最後すき間、４１ａ，４１ｂ，５６ａ，５６ｂ  ボルト、４２ａ，４２ｂ，５７ａ，５７ｂ  ボルト穴、４３ａ，４３ｂ  貫通穴、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ、当接面、４５ａ，４５ｂ  凹部、４７ａ，４７ｂ  位置決め穴、４８  位置決めピン、４９ａ，４９ｂ  面だらし、５３ａ，５３ｂ，６３ａ，９３ａ  内輪セグメント、５８ａ，５８ｂ  当接部、６６，９６  案内部、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、９１  自動調心ころ軸受、９４ａ，９４ｂ  球面ころ。
【図１】
2007292305.tif 000003
【図２】
2007292305.tif 000004
【図３】
2007292305.tif 000005
【図４】
2007292305.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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【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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