(57)【要約】【課題】保持器セグメントの破損のおそれを低減し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、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を備える。ここで、保持器セグメント１１ａ、１１ｂの周方向の端部である端面２１ｂ、２１ｃには、隣接する保持器セグメントの周方向の端部である端面２１ｂ、２１ｃに連結される凸状連結部２３ｂおよび凹状連結部２４ｃが設けられている。【選択図】図１
2007285507.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、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を備えるころ軸受であって、
前記保持器セグメントの周方向の端部には、隣接する保持器セグメントの周方向の端部に連結される連結部が設けられている、ころ軸受。
【請求項２】
前記保持器セグメントは、周方向外側に突出した凸部が設けられた第一保持器セグメントと、周方向内側に凹み前記凸部と係合する凹部が設けられた第二保持器セグメントとを含み、
前記第一および第二保持器セグメントは、前記凸部と前記凹部とを係合させて連結される、請求項１に記載のころ軸受。
【請求項３】
前記凸部および前記凹部は、径方向から嵌め込まれる、請求項２に記載のころ軸受。
【請求項４】
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、その周方向の端部には、隣接する保持器セグメントの周方向の端部に連結される間座連結部が設けられている間座を備える、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を有し、
前記保持器セグメントの周方向の端部には、隣接する保持器セグメントの周方向の端部に連結される連結部が設けられている、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、その周方向の端部には、隣接する保持器セグメントの周方向の端部に連結される間座連結部が設けられている、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、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を備え、
前記保持器セグメントの周方向の端部には、隣接する保持器セグメントの周方向の端部に連結される連結部が設けられている、風力発電機の主軸支持構造。
【請求項８】
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、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を備えるころ軸受であって、
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が対向する周方向の端部を除いて、前記保持器セグメントの周方向の端部には、隣接する保持器セグメントの周方向の端部に連結される連結部が設けられており、
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、すき間が設けられている、ころ軸受。
【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１４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１４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１５は、図１４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１４および図１５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】
上記した保持器セグメントは、一体型の保持器と異なり、分割されているため、その形状が単純となり、かつ、一つ一つの部材が小さいため、生産性を良好にすることができる。しかし、ころ軸受に組み込む際に、周方向に連ねて配置した場合、各々が独立した部材であるため、その挙動が不安定になる。そうすると、隣接する保持器セグメント同士で接触して異音を発生させたり、周方向の端部の摩擦や摩耗を生じさせ、保持器セグメントを破損させるおそれがある。特に、上記した風力発電機の主軸支持構造に使用される場合においては、高速回転時における挙動の安定性が要求される。
【０００７】
この発明の目的は、保持器セグメントの破損のおそれを低減し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、破損のおそれを低減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、保持器セグメントの破損のおそれを低減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、生産性が良好で、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、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を備える。ここで、保持器セグメントの周方向の端部には、隣接する保持器セグメントの周方向の端部に連結される連結部が設けられている。
【００１２】
このように構成することにより、周方向の端部に設けられた連結部により、周方向に連ねて配置され、隣接する保持器セグメント同士を連結することができる。そうすると、周方向に連ねられた各々の保持器セグメントの挙動を安定させることができる。したがって、隣接する保持器セグメント同士が接触して発生する異音や、隣接する保持器セグメント同士の接触による摩擦や摩耗を抑制して、保持器セグメントの破損のおそれを低減することができる。
【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、保持器セグメントは、周方向外側に突出した凸部が設けられた第一保持器セグメントと、周方向内側に凹み凸部と係合する凹部が設けられた第二保持器セグメントとを含む。ここで、第一および第二保持器セグメントは、凸部と凹部とを係合させて連結される。
【００１５】
このように構成することにより、第一保持器セグメントに設けられた凸部と、第二保持器セグメントに設けられた凹部を係合させることにより、容易に、かつ、確実に、各々の保持器セグメントを連結させることができる。
【００１６】
さらに好ましくは、凸部および凹部は、径方向から嵌め込まれる。保持器セグメントは、周方向に順次連ねるようにして、ころ軸受内に組み込まれる。ここで、このように凸部と凹部を径方向から嵌め込むようにして係合させることにより、たとえば、保持器セグメントが周方向に引っ張られた場合であっても、係合状態を維持し、連結が外れることを防止することができる。
【００１７】
さらに好ましくは、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、その周方向の端部には、隣接する保持器セグメントの周方向の端部に連結される間座連結部が設けられている間座を備える。
【００１８】
周方向に設けられたすき間の寸法を調整する際に、すき間調整用の間座を配置する場合がある。この間座は独立した部材であるため、その挙動は不安定であり、隣接する保持器セグメントとの間において、接触による異音を発生させたり、周方向の端部の摩擦や摩耗を引き起こして、保持器セグメントの破損させるおそれがある。しかし、このように構成することにより、周方向の端部に設けられた間座連結部によって、隣接する保持器セグメントと間座とを連結することができる。そうすると、間座の挙動が安定し、隣接する保持器セグメントとの間に発生する異音や摩擦、摩耗を抑制することができ、隣接する保持器セグメントの破損のおそれを低減することができる。
【００１９】
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。
【００２０】
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って、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を有する。ここで、保持器セグメントの周方向の端部には、隣接する保持器セグメントの周方向の端部に連結される連結部が設けられている。
【００２１】
このような保持器セグメントは、周方向の端部に設けられた連結部によって、隣接する保持器セグメントと連結することができるため、その挙動を安定させることができる。そうすると、隣接する保持器セグメントの間において発生する異音や、隣接する保持器セグメント同士の摩擦や摩耗を抑制することができ、保持器セグメントの破損のおそれを低減することができる。
【００２２】
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、その周方向の端部には、隣接する保持器セグメントの周方向の端部に連結される間座連結部が設けられている。
【００２３】
このような間座は、間座の周方向の端部に設けられた間座連結部によって、隣接する保持器セグメントと連結することができる。そうすると、間座の挙動が安定することになり、隣接する保持器セグメントとの間において発生する異音や、隣接する保持器セグメントとの摩擦や摩耗を抑制することができ、保持器セグメントの破損のおそれを低減することができる。また、間座自身の破損のおそれも低減することができる。
【００２４】
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、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を備える。ここで、保持器セグメントの周方向の端部には、隣接する保持器セグメントの周方向の端部に連結される連結部が設けられている。
【００２５】
このような風力発電機の主軸支持構造は、保持器セグメントの破損のおそれを低減させたころ軸受を含むため、長寿命を実現することができる。
【００２６】
この発明のさらに他の局面においては、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、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を備える。ここで、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が対向する周方向の端部を除いて、保持器セグメントの周方向の端部には、隣接する保持器セグメントの周方向の端部に連結される連結部が設けられている。また、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は、すき間が設けられている。
【００２７】
このように構成することにより、ころ軸受に含まれるすべての保持器セグメントの連結状態を適切に維持することができる。また、連結された保持器セグメントが熱収縮や熱膨張によって破損するおそれを低減することができる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、周方向の端部に設けられた連結部により、周方向に連ねて配置され、隣接する保持器セグメント同士を連結することができる。そうすると、周方向に連ねられた各々の保持器セグメントの挙動を安定させることができる。したがって、隣接する保持器セグメント同士が接触して発生する異音や、隣接する保持器セグメント同士の接触による摩擦や摩耗を抑制して、保持器セグメントの破損のおそれを低減することができる。
【００２９】
また、このような保持器セグメントは、周方向の端部に設けられた連結部によって、隣接する保持器セグメントと連結することができるため、その挙動を安定させることができる。そうすると、隣接する保持器セグメントの間において発生する異音や、隣接する保持器セグメント同士の摩擦や摩耗を抑制することができ、保持器セグメントの破損のおそれを低減することができる。
【００３０】
また、このような間座は、間座の周方向の端部に設けられた間座連結部によって、隣接する保持器セグメントと連結することができる。そうすると、間座の挙動が安定することになり、隣接する保持器セグメントとの間において発生する異音や、隣接する保持器セグメントとの摩擦や摩耗を抑制することができ、保持器セグメントの破損のおそれを低減することができる。
【００３１】
また、このような風力発電機の主軸支持構造は、保持器セグメントの破損のおそれを低減させたころ軸受を含むため、長寿命を実現することができる。
【００３２】
さらに、このようなころ軸受は、ころ軸受に含まれるすべての保持器セグメントの連結状態を適切に維持することができる。また、連結された保持器セグメントが熱収縮や熱膨張によって破損するおそれを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
ここで、保持器セグメント１１ａの周方向の端部である一方側の端面２１ａには、周方向外側に突出した凸部が設けられた凸状連結部２３ａを有する。この凸状連結部２３ａは、端面２１ａの一部を周方向外側に突出させた形状であり、凸状連結部２３ａを通り、径方向に直交する平面で切断した場合に、凸状連結部２３ａの周方向外側に位置する先端部分が、断面略円弧状となるような形状である。一方、他方側の端面２１ａには、周方向内側に凹んだ凹部が設けられた凹状連結部２４ａを有する。凹状連結部２４ａは、上記した凸状連結部２３ａを受け入れる形状である。すなわち、凸状連結部２３ａと凹状連結部２４ａとは、係合可能である。
【００３９】
ここで、保持器セグメント１１ａは、周方向の端部である端面２１ａにおいて、周方向外側に突出した凸部連結部２３ａが設けられた第一保持器セグメントであり、かつ、周方向の端部である端面２１ａにおいて、周方向内側に凹んだ凹部連結部２４ａが設けられた第二保持器セグメントである。なお、保持器セグメント１１ａのうち、大径側に位置する端面２１ｂについても同様に、一方側の端面２１ｂに凸状連結部２３ｂ、他方側の端面２１ｂに、上記した凸状連結部２３ｂを受け入れる形状の凹状連結部２４ｂが設けられている。
【００４０】
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。
【００４１】
ここで、間座２６の周方向の端部である端面２９ａのうち、後述する最後の保持器セグメントと当接する一方側の端面２９ａ、２９ｂには、周方向の端部である端面２１ａ、２１ｂに設けられた凸状連結部２３ａ、２３ｂを受け入れる形状の凹状の間座連結部２５ａ、２５ｂが設けられている。
【００４２】
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６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７は、図６中においてＶＩＩ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。
【００４３】
図６および図７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。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３５に円錐ころ３４が配置される。
【００４４】
ここで、保持器セグメント１１ａ〜１１ｄを周方向に連ねて配置する際に、凸状連結部２３ａ等と凹状連結部２４ａ等とを係合させ、保持器セグメント１１ａ〜１１ｄを連結させて配置する。図１は、隣接する保持器セグメント１１ａ、１１ｂの連結部を連結させる状態を示す斜視図である。図１、図６および図７を参照して、保持器セグメント１１ａと保持器セグメント１１ｂを連結させて配置させる場合を説明する。まず、最初の保持器セグメント１１ａを配置し、その次に配置される保持器セグメント１１ｂを周方向に連ねて配置させる。この場合、保持器セグメント１１ａの周方向の端部である端面２１ｂに設けられた凸状連結部２３ｂに、保持器セグメント１１ｂの周方向の端部である端面２１ｃに設けられた凹状連結部２４ｃを係合させて、保持器セグメント１１ａと保持器セグメント１１ｂとを連結し、周方向に連ねて配置する。
【００４５】
この場合、径方向、すなわち、図１中に示す矢印Ａの方向または逆の方向に、保持器セグメント１１ｂを動かし、凹状連結部２４ｃに凸状連結部２３ｂを嵌め込むようにして、隣接する保持器セグメント１１ａ、１１ｂを連結する。このように構成することにより、たとえば、連結後において、保持器セグメント１１ａ、１１ｂが周方向に引っ張られた場合であっても、係合状態を維持し、保持器セグメント１１ａ、１１ｂの連結が外れることを防止することができる。
【００４６】
同様にして、保持器セグメント１１ｂ、１１ｃについても、保持器セグメント１１ｂの端面２１ｄに設けられた凸状連結部２３ｃおよび保持器セグメント１１ｃの端面２１ｅに設けられた凹状連結部２４ｄを係合させ、保持器セグメント１１ｂ、１１ｃを連結する。このようにして隣接する保持器セグメント１１ａ〜１１ｄを連結して順次連ねて配置させ、円錐ころ軸受３１を組立てる。こうすることにより、周方向に連ねて配置された保持器セグメント１１ａ〜１１ｄ等の挙動を安定させることができる。そうすると、隣接する保持器セグメント１１ａ〜１１ｄの間で発生する異音や、摩擦や摩耗を低減することができる。したがって、保持器セグメント１１ａ〜１１ｄの破損を防止することができる。
【００４７】
また、凸状連結部２３ａ等および凹状連結部２４ａ等を係合させて連結しているため、容易に、かつ、確実に、隣接する保持器セグメント１１ａ〜１１ｄを連結することができる。
【００４８】
ここで、周方向に連ねた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とが対向する周方向の端部を除いて、保持器セグメントの周方向の端部に、隣接する保持器セグメント１１ａ〜１１ｄの周方向の端部に連結される連結部を設け、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、すき間を設けるようにしてもよい。
【００４９】
このように構成することにより、環状に連結される保持器セグメント１１ａ〜１１ｄのうち、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との間が連結されず、フリーな状態となる。また、その間にすき間が設けられているため、各保持器セグメント１１ａ〜１１ｄが製造誤差を有していても、円錐ころ軸受３１に含まれるすべての保持器セグメント１１ａ〜１１ｄを確実に連結することができる。したがって、保持器セグメント１１ａ〜１１ｄの連結状態を適切に維持することができる。また、１箇所がフリーであり、すき間を有するため、熱による収縮や膨張による寸法変化を吸収することができる。したがって、連結された保持器セグメント１１ａ〜１１ｄが、熱収縮や熱膨張により破損するおそれを低減することができる。
【００５０】
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８は、図６においてＶＩＩＩで示す部分の拡大断面図である。図５、図６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。
【００５１】
ここで、間座２６を最後の保持器セグメント１１ｄに連ねて配置する際に、間座２６の周方向の端部である端面２９ｂに設けられた凹状の間座連結部２５ｂを、最後の保持器セグメント１１ｄの周方向の端部である一方側の端面２１ｆに設けられた凸状連結部２３ｄに係合させるようにして、連結させる。
【００５２】
こうすることにより、独立した部材である間座２６と、これに隣接する最後の保持器セグメント１１ｄとを連結させて配置させることができる。したがって、間座２６と最後の保持器セグメント１１ｄとの間に発生する異音や、間座２６と最後の保持器セグメント１１ｄとの間の摩擦や摩耗を抑制することができ、隣接する最後の保持器セグメント１１ｄの破損を防止することができる。また、間座２６自身についても、その挙動を安定させることができるため、間座２６の破損も防止することができる。
【００５３】
なお、上記の実施の形態においては、凸状連結部２３ａ等は、その周方向の先端部分が断面略円弧状であり、凹状連結部２４ａ等はこれを受け入れる形状であったが、これに限らず、他の形状であってもよい。図９は、この場合の保持器セグメントの連結部を、連結部の中央を通り、軸方向に直交する平面で切断した場合の断面図であり、（Ａ）連結前、（Ｂ）連結後を示す。まず、図９（Ａ）を参照して、保持器セグメントの連結部４１ａは、径方向に延びる爪部４３ａを有し、爪部４３ａには、周方向に突出する鍵部４５ａが設けられている。一方、隣接する保持器セグメントの連結部４１ｂにも同様に、爪部４３ｂおよび鍵部４５ｂが設けられている。連結部４１ａは、爪部４３ｂを受け入れる形状の穴部４２ａを有し、穴部４２ａには、鍵部４５ｂを係合させる段部４４ａが設けられている。隣接する保持器セグメントの連結部４１ｂにも同様に、穴部４２ｂ、段部４４ｂが設けられている。
【００５４】
ここで、径方向、すなわち、図９（Ａ）の矢印Ｂで示す方向に連結部４１ａ側を移動させる。そうすると、図９（Ｂ）に示すように、連結部４１ａの爪部４３ａが、連結部４１ｂの穴部４２ｂに嵌まり込み、さらに爪部４３ａに設けられた鍵部４５ａが、穴部４２ｂに設けられた段部４４ｂに係合するように連結される。同様に、連結部４１ｂの爪部４３ｂが、連結部４１ａの穴部４２ａに嵌まり込み、さらに爪部４３ｂに設けられた鍵部４５ｂが、穴部４２ａに設けられた段部４４ａに係合するように連結される。
【００５５】
このように構成することにより、穴部４２ａ、４２ｂと爪部４３ｂ、４３ａ同士が嵌まり込み、段部４４ａ、４４ｂと鍵部４５ｂ、４５ａ同士が係合することになるため、より強固に、連結部４１ａ、４１ｂを連結させることができる。
【００５６】
また、図１０に示すように、同様の構成、すなわち、穴部４７ａ、４７ｂ、爪部４８ａ、４８ｂ、段部４９ａ、４９ｂ、鍵部５０ａ、５０ｂが設けられた連結部４６ａ、４６ｂ同士を、周方向、すなわち、図１０中の矢印Ｃの方向に嵌め込んで係合させるようにしてもよい。
【００５７】
さらに、連結部の形状については、他の形状であってもよい。図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）は、この場合の連結部の連結状態を、連結部の中央を通り、径方向に直交する平面で切断した場合の断面図である。まず、図１１（Ａ）を参照して、連結部は、端面５２の一部が周方向に突出し、その先端が断面略三角形状の凸状連結部５１ａと、これを受け入れる形状の凹状連結部５１ｂであってもよい。こうすることにより、一旦、連結させた後は、凸状連結部５１ａの引掛け部５３ａが凹状連結部５１ｂの壁部５３ｂに引っかかり、連結状態を維持することができる。
【００５８】
また、図１１（Ｂ）に示すように、連結部５６ａ、５６ｂは、断面略Ｌ字状であってもよい。このような形状であれば、断面略Ｌ字状の部分のうち、軸方向に突出した突出部５７ａ、５７ｂを係合させることにより、連結状態を維持することができる。なお、図１１（Ｃ）に示すように、断面略Ｌ字状の連結部６１ａ、６１ｂのうち、突出部６２ａ、６２ｂが、軸方向に対して、角度を有していてもよい。
【００５９】
また、図１１（Ｄ）を参照して、凸状連結部６６ａは、その軸方向の中央において、空間部６７を有する形状であってもよい。こうすることにより、空間部６７を利用して、たとえば、凸状連結部６６ａを弾性変形させて、凹状連結部６６ｂに容易に嵌め込んで係合させ、連結することができる。
【００６０】
図１２および図１３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。
【００６１】
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、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を備える。ここで、保持器セグメントの周方向の端部には、隣接する保持器セグメントの周方向の端部に連結される連結部が設けられている。
【００６２】
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し、上記のように構成することにより、保持器セグメントの破損を防止することができる。そうすると、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。
【００６３】
なお、上記の実施の形態においては、凸状連結部と凹状連結部とをそれぞれ一つの保持器セグメントの両方の端部に設けることにしたが、これに限らず、周方向の両端部に凸状連結部が設けられた第一保持器セグメントと、周方向の両端部に凹状連結部が設けられた第二保持器セグメントとを、周方向に交互に連ねて配置させるように構成してもよい。
【００６４】
また、上記の実施の形態においては、凸状連結部と凹状連結部とを係合させることにより、隣接する保持器セグメント同士を連結することにしたが、これに限らず、たとえば、互いに係合するピン状の部材を利用して、隣接する保持器セグメントを連結する等、他の方法で連結してもよい。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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】
【００６９】
この発明に係るころ軸受は、保持器セグメントの破損のおそれを低減することができるため、長寿命が要求されるころ軸受に有効に利用される。
【００７０】
この発明に係る保持器セグメントは、破損のおそれを低減しているため、長寿命が要求されるころ軸受に備えられる場合に、有効に利用される。
【００７１】
この発明に係る間座は、隣接する保持器セグメントの破損のおそれを低減しているため、長寿命が要求されるころ軸受に備えられる場合に、有効に利用される。
【００７２】
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】
【００７３】
【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連結部を示す斜視図である。
【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】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７】隣接する保持器セグメントを示す拡大断面図である。
【図８】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９】この発明の他の実施の形態に係る保持器セグメントの連結部の係合状態を示す断面図であり、（Ａ）連結前、（Ｂ）連結後を示す。
【図１０】この発明のさらに他の実施の形態に係る保持器セグメントの連結部を示す断面図である。
【図１１】この発明のさらに他の実施の形態に係る保持器セグメントの連結部を示す断面図であり、（Ａ）先端の断面が略三角形状の連結部、（Ｂ）断面略Ｌ字状の連結部、（Ｃ）断面略Ｌ字状であって、突出部が角度を有する連結部、（Ｄ）凸状連結部の中央に空間部を有する連結部を示す。
【図１２】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１３】図１２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１４】従来における保持器セグメントの斜視図である。
【図１５】図１４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】
【００７４】
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  保持器セグメント、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，３４  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  案内面、１９，２０，３０ａ，３０ｂ  油溝、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，５２  端面、２２  ＰＣＤ、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，５１ａ，６６ａ  凸状連結部、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，５１ｂ，６６ｂ  凹状連結部、２５ａ，２５ｂ  間座連結部、２６  間座、２７ａ，２７ｂ  端部、２８  中央部、２９ａ，２９ｂ  端面、３１  円錐ころ軸受、３２  外輪、３３  内輪、３９  すき間、４０  最後すき間、４１ａ，４１ｂ，４６ａ，４６ｂ，５６ａ，５６ｂ，６１ａ，６１ｂ  連結部、４２ａ，４２ｂ，４７ａ，４７ｂ  穴部、４３ａ，４３ｂ，４８ａ，４８ｂ  爪部、４４ａ，４４ｂ，４９ａ，４９ｂ  段部、４５ａ，４５ｂ，５０ａ，５０ｂ  鍵部、５３ａ  引掛け部、５３ｂ  壁部、５７ａ，５７ｂ，６２ａ，６２ｂ  突出部、６７  空間部、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。
【図１】
2007285507.tif 000003
【図２】
2007285507.tif 000004
【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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