(57)【要約】【課題】静止荷重を受けることによる異常発生が抑制されており、軸受寿命が長い軸受装置、機械装置および軸受を提供する。【解決手段】ハウジング２０と、ハウジング２０に取り付けられている軸受３０とを備え、軸受３０は、ハウジング２０に接触した外輪３２を含み、外輪３２の周方向の一部は、軸受３０の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域になっており、外輪３２において負荷域を移動可能な移動部４０をさらに備える。【選択図】図１
2016095023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられている軸受とを備え、
前記軸受は、前記ハウジングに接触した外輪を含み、
前記外輪の周方向の一部は、前記軸受の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域になっており、
前記外輪において前記負荷域を移動可能な移動部をさらに備える、軸受装置。
【請求項２】
前記移動部は、前記外輪において前記負荷域を前記周方向に移動可能に設けられている、請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記外輪において前記ハウジングとの接触面には、前記周方向に延在する外輪溝部が形成されており、
前記外輪溝部の内部は、前記ハウジングから突出する突出部材により互いに独立し前記周方向に並ぶ第１空間と第２空間とに区分されており、
前記移動部は、前記第１空間を広げるように前記第１空間に第１媒体を供給可能に設けられている、請求項２に記載の軸受装置。
【請求項４】
前記外輪溝部内において前記外輪および前記ハウジングに接続されており、前記軸受の軸方向において前記第１空間を閉じる軸方向シール部材をさらに備える、請求項３に記載の軸受装置。
【請求項５】
前記外輪溝部内において前記外輪および前記ハウジングに接続されており、前記軸受の周方向において前記第１空間を閉じる周方向シール部材をさらに備える、請求項３または請求項４に記載の軸受装置。
【請求項６】
前記ハウジングは、前記第２空間と前記ハウジングの外部とをつなぐ流通路を含む、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の軸受装置。
【請求項７】
前記移動部は、油圧アクチュエータを含む、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の軸受装置。
【請求項８】
前記接触面における前記外輪と前記ハウジングとの摩擦力を低減させる摩擦力低減部をさらに備える、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の軸受装置。
【請求項９】
前記ハウジングにおいて前記外輪が接触する部分にはハウジング溝部が形成されており、
前記摩擦力低減部は、前記ハウジング溝部の内部に第２媒体を供給可能に設けられている、請求項８に記載の軸受装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の軸受装置を備える機械装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の軸受装置に備えられている、軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受装置、機械装置および軸受に関し、特に交換作業が困難な軸受を備える軸受装置、該軸受装置を備える機械装置、および当該軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受装置には、回転動作に伴う荷重が加えられるが、動作停止時（静止時）においても自重などによるラジアル荷重（静止荷重）が加えられる。軸受装置に対する静止荷重は、軸受装置の構成に応じて内輪または外輪の転走面において周方向における一部領域に加えられる。
【０００３】
転がり軸受を備える軸受装置では、たとえば内輪と回転軸とがはめあわされており、外輪と軸受装置のハウジングとがはめあわされている場合に、外輪に静止荷重（外輪静止荷重）が加えられる。外輪において静止荷重を受ける領域（以下、負荷域という）は周方向において外輪の一部に形成される。そのため、外輪負荷域は、転動体と外輪との間に形成される転がり接触部において外輪負荷域以外の他の領域と比べて負荷を受ける頻度が最も高く、金属疲労による剥離等の異常が発生しやすい。
【０００４】
また、すべり軸受を備える軸受装置では、軸受が軸受装置のハウジングとはめあわされている場合に、軸受に静止荷重（軸受静止荷重）が加えられる。ここで、転がり軸受における上記外輪静止荷重をすべり軸受における軸受静止荷重と置き換えることができ、すべり軸受の摺動面が軸の摺動面と比べて摺動距離が長いため摩耗が進みやすい。
【０００５】
これらのような軸受装置では、軸受交換が容易にかつ低コストで行える場合には、軸受に剥離等の異常発生や摩耗進行を受けて軸受寿命に達したとして軸受交換するのが一般的である。たとえば、特開２００２−２３５７５４号公報には、軸受交換を容易に行うための分割軸受が記載されている。また、特開２００４−０１１７３７号公報には、風車において軸受交換の頻度を減らすことを目的として、ショットピーリング処理が施された内輪を備える自動調心ころ軸受が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２３５７５４号公報
【特許文献２】特開２００４−０１１７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、大型の軸受装置や交換作業が困難な場所に設置されている軸受装置では、軸受交換が容易でなく高コストな場合がある。このような軸受装置の例としては、風力発電装置用軸受装置、潮力発電装置用軸受装置、大型船舶用軸受装置、大型トラック用軸受装置、大型タービン用軸受装置などがある。
【０００８】
特に、風力発電装置用軸受装置のドライブトレーンを構成する主軸受は、高所に配置されたナセル内に設けられているため、交換作業を行うにはドライブトレーン全体を地上に降ろす必要がある。また、主軸受を交換後のドライブトレーンを再びナセル内に設置し直す必要がある。そのため、軸受交換は非常に高コストであり、軸受交換を行わずに停止状態の風力発電装置をそのまま放置する場合もある。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、静止荷重を受けることによる異常発生が抑制されており、軸受寿命が長い軸受装置、機械装置および軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の軸受装置は、ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられている軸受とを備え、前記軸受は、前記ハウジングに接触した外輪を含み、前記外輪の周方向の一部は、前記軸受の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域になっており、前記外輪において前記負荷域を移動可能な移動部をさらに備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、静止荷重を受けることによる異常発生が抑制されており、軸受寿命が長い軸受装置、機械装置および軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に係る軸受装置を説明するための断面図である。
【図２】図１中の矢印ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。
【図３】図１中の矢印ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。
【図４】本実施の形態に係る軸受装置において、外輪の変形例を説明するための図である。
【図５】本実施の形態に係る軸受装置において、外輪の他の変形例を説明するための図である。
【図６】本実施の形態に係る軸受装置の変形例を説明するための断面図である。
【図７】図６中の矢印ＶＩＩ−ＶＩＩから見た断面図である。
【図８】本実施の形態に係る他の変形例を説明するための断面図である。
【図９】図８中の矢印ＩＸ−ＩＸから見た断面図である。
【図１０】図９中の領域Ｘの部分拡大図である。
【図１１】図８に示す軸方向シール部を示す断面図である。
【図１２】図１１中の矢印ＸＩＩから見た側面図である。
【図１３】図８に示す周方向シール部を示す側面図である。
【図１４】図１３中の矢印ＸＩＶ−ＸＩＶから見た断面図である。
【図１５】図１３中の矢印ＸＶ−ＸＶから見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００１４】
はじめに、本発明の実施の形態の概要を列挙する。
（１）ある実施例において、軸受装置１は、ハウジング２０と、ハウジング２０に取り付けられている軸受３０とを備え、軸受３０は、ハウジング２０に接触した外輪３２を含み、外輪３２の周方向の一部は、軸受３０の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域になっている。軸受装置１は、外輪３２，７２において負荷域を移動可能な移動部４０をさらに備える。
【００１５】
ここで、図１および図６を参照して、外輪３２，７２とは、軸受が転がり軸受３０である場合には複数の転動体３３と接触する転走面を有する外輪３２を指し、軸受が滑り軸受７０である場合には回転軸（転動軸）１０との摺動面を有する外輪７２を指す。外輪３２，７２は、軸受３０，７０の静止時におけるラジアル荷重（以下、単に静止荷重という）を受ける負荷域が軸受３０，７０の周方向（以下、単に周方向という）の一部に形成されていることから、本実施例における軸受３０，７０は外輪３２，７２に静止荷重が加えられるいわゆる外輪静止荷重の軸受である。
【００１６】
このような軸受３０，７０の外輪３２，７２における負荷域を移動部４０により移動させることで、静止荷重が外輪３２，７２の周方向における一部の特定領域に加えられ続ける（言い換えると、負荷域が外輪３２，７２の周方向において特定の位置に固定される）ことを回避することができる。その結果、軸受寿命が長い軸受装置１を得ることができる。なお、移動部４０による内輪３１における負荷域の移動は、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域と重ならない領域を新たな負荷域とするように移動させてもよいし、先の使用時における負荷域において最も大きな静止荷重を受けていた一部（最大面圧部）以外の領域と部分的に重なる領域を新たな負荷域とするように移動させてもよい。
【００１７】
また、移動部４０による負荷域の移動は、たとえば負荷域において局所的な金属疲労が進行して剥離等の異常が発生させる前に実施されてもよいし、負荷域において局所的な金属疲労が進行して剥離等の異常が確認された後に実施されてもよい。
【００１８】
いずれの場合にも、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域（少なくとも最大面圧部）と重ならない領域を負荷域として、交換作業を行うことなく１つの軸受装置１を継続して使用することができ、軸受寿命が長い軸受装置１を提供することができる。
【００１９】
（２）別の実施例において、移動部４０は、外輪３２，７２において負荷域を周方向に移動可能に設けられている。
【００２０】
このようにすれば、外輪３２，７２のたとえば全周にわたって負荷域を移動させることができるため、外輪３２，７２の周方向の全領域に少なくとも１度は負荷域が形成されるまで軸受装置１を継続して使用することができる。その結果、従来の軸受装置と比べて、軸受寿命が極めて長い軸受装置１を提供することができる。
【００２１】
（３）別の実施例において、外輪３２，７２においてハウジング２０との接触面３２Ａには、周方向に延在する外輪溝部３４，７４が形成されており、外輪溝部３４，７４の内部は、ハウジング２０から突出する突出部材２２により互いに独立し周方向に並ぶ第１空間３４Ａと第２空間３４Ｂとに区分されており、移動部４０は、第１空間３４Ａを広げるように第１空間３４Ａに第１媒体を供給可能に設けられている。
【００２２】
このようにすれば、外輪溝部３４，７４は外輪３２，７２の転走面以外の面上に形成されているため、移動部４０は転がり軸受３０の回転動作を妨げることなく負荷域を移動可能である。さらに、第１空間３４Ａと第２空間３４Ｂとは突出部材２２により区分されているため、第１空間３４Ａの周方向における一方端はハウジング２０に固定された突出部材２２により軸受装置１において固定端として構成されている。第１空間３４Ａの他方端は、外輪３２，７２とハウジング２０との接触面３２Ａ上に設けられた外輪溝部３４，７４の端部であり、外輪３２，７２がハウジング２０に対して周方向において相対的に移動可能であるため、軸受装置１において周方向に移動可能に構成されている。そのため、移動部４０は、第１空間３４Ａに第１媒体（気体、液体など）を供給することにより、上記他方端を突出部材２２（上記一方端）から周方向において離れるように移動させることができる。その結果、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域と異なる領域を負荷域とすることができる。したがって、軸受３０の交換作業を行うことなく１つの軸受装置１を継続して使用することができ、軸受寿命が長い軸受装置１を提供することができる。
【００２３】
（４）別の実施例において、ハウジング２０は、第２空間３４Ｂとハウジング２０の外部とをつなぐ流通路（第２貫通孔２４）を含む。
【００２４】
第１空間３４Ａおよび第２空間３４Ｂは、外輪溝部３４，７４の内部において突出部材２２が配置されている領域以外の領域に形成されており、第１空間３４Ａの容積と第２空間３４Ｂの容積との和は外輪３２，７２における負荷域の位置（異なる観点から言えば外輪溝部３４，７４と突出部材２２との相対的な位置関係）に依らず一定である。そのため、移動部４０により第１空間３４Ａを広げるように第１空間３４Ａに第１媒体が供給されると、第１空間３４Ａが周方向に広がって第１空間３４Ａの容積が大きくなるとともに第２空間３４Ｂの容積が小さくなる。そのため、軸受装置１が第２空間３４Ｂとハウジング２０の外部とをつなぐ第２貫通孔２４を含むことにより、第２空間３４Ｂに充填されていた第１媒体（気体、液体など）を外部に逃がすことができる。その結果、第２空間３４Ｂの容積が小さくなる際に第２空間３４Ｂ内の第１媒体が圧縮され、第２空間３４Ｂの圧力が高まり、移動部４０による負荷域の移動が妨げられることを抑制することができる。
【００２５】
（５）別の実施例において、移動部４０は、油圧アクチュエータを含む。
油圧アクチュエータとは、油圧として入力されたエネルギーを外輪３２，７２の動力に変換する任意の装置であり、たとえば油圧ポンプや油圧ジャッキなどであってもよい。移動部４０が油圧アクチュエータを含むことで、たとえば外輪３２，７２の外径がたとえば１メートル以上ある大型の軸受装置１であっても、移動部４０は大型の外輪３２，７２を移動（回転）させるのに必要な大きなトルクを容易に発生させることができる。また、油圧アクチュエータを含む移動部４０は高い安定性、制御性などを有している。そのため、油圧アクチュエータを含む移動部４０は、上記のようなサイズや設置場所等の制約により交換作業が困難な軸受３０，７０を備える軸受装置１の移動部４０として、好適である。
【００２６】
（６）別の実施例において、軸受装置１は、接触面２０Ａにおける外輪３２，７２とハウジング２０との摩擦力を低減させる摩擦力低減部５０をさらに備える。
【００２７】
たとえば外輪３２，７２とハウジング２０との接触面のうち鉛直方向の下方に位置する部分に軸受３０，７０の自重が負荷されている場合、当該部分には移動部４０による負荷域の移動を妨げる摩擦力が生じる。このような場合、摩擦力低減部５０により当該摩擦力を低減することにより、移動部４０による負荷域の移動を容易に行うことができる。
【００２８】
（７）別の実施例において、ハウジング２０において外輪３２が接触する部分にはハウジング溝部２５が形成されており、摩擦力低減部５０は、ハウジング溝部２５の内部に第２媒体を供給可能に設けられている。
【００２９】
このようにすれば、外輪３２，７２とハウジング２０とがこれらの接触面の少なくとも一部において第２媒体（気体、液体など）を介して接続されるため、外輪３２，７２とハウジング２０との摩擦力を低減することができる。この結果、移動部４０による負荷域の移動を容易に行うことができる。なお、移動部４０により第１空間３４Ａに供給される第１媒体と、摩擦力低減部５０によりハウジング溝部２５の内部に供給される第２媒体とは、同一の媒体（気体、液体など）であってもよいし、異なる媒体（気体、液体など）であってもよい。
【００３０】
（８）ある実施例における機械装置は、上記軸受装置１を備えている。
上述した軸受装置１は、任意の機械装置に備えられていればよいが、たとえば風力発電装置、潮力発電装置、大型船舶、大型トラック、大型タービンなどに備えられている。このような機械装置は、軸受寿命が長い軸受装置１を備えているため、従来の機械装置と比べて軸受寿命に達したことによる軸受３０，７０の交換作業の頻度を低減することができる。また、風力発電装置など、軸受３０，７０の交換作業が極めて高コストであり交換作業が困難であるために装置の寿命が軸受寿命に左右される機械装置では、機械装置自体を長寿命化することができる。
【００３１】
（９）ある実施例における軸受３０，７０は、上記軸受装置１に備えられている。
上述した軸受装置１は、軸受３０，７０の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域が周方向の一部に形成されている外輪３２，７２を含む軸受３０，７０を備えている。当該軸受３０，７０は、移動部４０により負荷域を移動可能に設けられている限りにおいて任意の構成を備えていればよく、転がり軸受３０であってもよいし、滑り軸受７０であってもよい。たとえば、外輪溝部３４，７４が形成されている軸受７０を含む滑り軸受７０であってもよい。このような軸受３０，７０は、移動部４０により負荷域を移動可能に設けられているため、負荷域が外輪３２，７２における所定の位置に固定されている従来の軸受装置に備えられている軸受と比べて、長寿命である。
【００３２】
次に、図１〜図３を参照して、本実施の形態に係る軸受装置１について説明する。軸受装置１は、回転軸１０と、ハウジング２０と、転がり軸受３０とを備える。
【００３３】
回転軸１０は、軸受装置１において回転可能に設けられている軸である。ハウジング２０は、軸受装置１において回転不能に設けられている部材である。
【００３４】
転がり軸受３０は、任意の構造を備えていればよいが、たとえば自動調心ころ軸受である。転がり軸受３０は、内輪３１と、外輪３２と、複数の転動体３３（たとえば球面ころ）とを含む。内輪３１はその外周面に複数の転動体３３と接触している転走面を有しており、外輪３２はその内周面に複数の転動体３３と接触している転走面を有している。
【００３５】
内輪３１はその転走面よりも内側において回転軸１０とははめあわされており、外輪３２はその転走面よりも外側においてハウジング２０とはめあわされている。内輪３１と回転軸１０とは、一体として回転可能に設けられている。外輪３２とハウジング２０とは、転がり軸受３０の稼働時には相対的な位置が変化しないようになっているが、後述するようにメンテナンス時などに周方向において相対的に移動可能に設けられている。すなわち、転がり軸受３０は、いわゆる外輪静止荷重の転がり軸受である。
【００３６】
外輪３２においてハウジング２０との接触面３２Ａには、周方向に延在する外輪溝部３４が形成されている。外輪溝部３４は周方向に延在しており、かつ周方向において端部を有している（全周に連なっていない）限りにおいて、周方向において任意の領域に任意の長さにわたって形成されていればよい。好ましくは、外輪溝部３４は外輪３２とハウジング２０との接触面３２Ａの大部分に渡って形成されている。このようにすれば、外輪溝部３４が周方向に広く形成されているため、周方向における外輪３２の移動可能範囲を長くとることができる。より好ましくは、外輪溝部３４は周方向において複数形成されており、複数の外輪溝部３４は回転軸１０を挟んで対向するように配置されている。このようにすれば、外輪溝部３４（の内部に形成される第１空間３４Ａ）に移動部４０によって第１媒体が供給されたときにも、第１媒体が外輪３２に対し径方向に及ぼす力を相殺して、第１媒体が外輪３２に対し周方向に及ぼす力を効果的に利用することができる。
【００３７】
外輪溝部３４は、１つの転がり軸受３０の軸方向（以下、単に軸方向という）において、少なくとも１つ形成されていればよく、複数形成されていてもよい。
【００３８】
外輪溝部３４は、軸方向において外輪溝部３４のハウジング２０との接触面３２Ａ上の任意の位置に形成されていればよいが、たとえば軸方向における中央に形成されている。
【００３９】
なお、外輪溝部３４の周方向における一方端部は、後述する第１空間３４Ａの周方向における固定端（突出部材２２と第１空間３４Ａとの接続端面）以外の端部を構成し、その他方端部は、後述する第２空間３４Ｂの周方向における固定端（突出部材２２と第２空間３４Ｂとの接続端面）以外の端部を構成している。
【００４０】
外輪溝部３４の内部は、ハウジング２０から突出する突出部材２２により互いに独立し周方向に並ぶ第１空間３４Ａと第２空間３４Ｂとに区分されている。つまり、第１空間３４Ａは、周方向に延びるように形成されており、周方向における一方の端部が突出部材２２と第１空間３４Ａとの接続端面であって、他方の端部が外輪溝部３４の周方向における一方端部である。また、第２空間３４Ｂは、周方向に延びるように形成されており、周方向における一方の端部が突出部材２２と第２空間３４Ｂとの接続端面であって、他方の端部が外輪溝部３４の周方向における他方端部である。
【００４１】
第１空間３４Ａが最も広がったときの第１空間３４Ａの周方向における両端部間と軸受３０の軸心との成す角度は、移動部４０がハウジング２０に対し外輪３２を移動可能な角度に相当し、たとえば１６０度程度とすることができる。
【００４２】
突出部材２２は、外輪３２とハウジング２０との接触面３２Ａよりも回転軸１０側に向かって突出している。突出部材２２は、任意の構成を備えていればよいが、たとえば転がり軸受３０の周方向において外輪溝部３４と嵌合可能に設けられている。このとき、突出部材２２と外輪溝部３４とが嵌合可能な領域は周方向にわたって広く形成されている。言い換えると、外輪溝部３４の周方向に垂直な断面形状は周方向にわたって等しく設けられており、かつ外輪溝部３４の周方向に垂直な断面形状と突出部材２２の周方向に垂直な断面形状とが等しく設けられている。このようにすれば、後述する移動部４０により第１空間３４Ａに第１媒体（たとえば高い圧力を有する油）を供給して第１空間３４Ａを周方向に広げるときにも、突出部材２２と外輪溝部３４との嵌合状態を維持しながら外輪３２をハウジング２０に対して相対的に移動させることができる。
【００４３】
突出部材２２には、第１空間３４Ａと外部とを接続するための第１貫通孔２３と、第２空間３４Ｂと外部とを接続するための第２貫通孔２４とが形成されている。つまり、外輪溝部３４の内部における第１貫通孔２３の開口端と、外輪溝部３４の内部における第２貫通孔２４の開口端とは、周方向において互いに反対方向に向いて形成されている。第１貫通孔２３と第２貫通孔２４とは互いに独立している。
【００４４】
移動部４０は、突出部材２２における第１貫通孔２３を介して第１空間３４Ａに接続されている。なお第２空間３４Ｂは、第２貫通孔２４を介してハウジング２０の外部に接続されている。移動部４０は、第１空間３４Ａを広げるように第１空間３４Ａに第１媒体を突出部材２２を介して供給可能に設けられている。移動部４０は、外輪３２における負荷域を移動可能な限りにおいて、任意の構成を備えていればよいが、たとえば油圧アクチュエータを含む。つまり、第１媒体は、気体や液体のうちから任意に選択され得るが、たとえば高い圧力の油である。
【００４５】
次に、本実施の形態に係る軸受装置１の作用効果について説明する。軸受装置１では、外輪３２においてハウジング２０との接触面３２Ａには、周方向に延在する外輪溝部３４が形成されており、外輪溝部３４の内部は、ハウジングから突出する突出部材２２により互いに独立し周方向に並ぶ第１空間３４Ａと第２空間３４Ｂとに区分されており、移動部４０は、第１空間３４Ａを広げるように第１空間３４Ａに第１媒体を突出部材２２を介して供給可能に設けられている。
【００４６】
そのため、外輪溝部３４は外輪３２の転走面以外の面上に形成されているので、移動部４０は転がり軸受３０の回転動作を妨げることなく負荷域を移動可能である。さらに、第１空間３４Ａと第２空間３４Ｂとは突出部材２２により区分されているため、第１空間３４Ａの周方向における一方端はハウジング２０に固定された突出部材２２により軸受装置１において固定端として構成されている。第１空間３４Ａの他方端は、外輪３２においてハウジング２０との接触面上に設けられた外輪溝部３４の端部であり、外輪３２がハウジングに対して周方向において相対的に移動することにより、軸受装置１において周方向に移動可能に構成されている。そのため、移動部４０は、第１空間３４Ａに第１媒体（気体、液体など）を供給することにより、上記他方端を突出部材２２（上記一方端）から周方向において離れるように移動させることができる。その結果、たとえば金属疲労が進行した先の使用時における負荷域（少なくとも最大面圧部）と重ならない領域を負荷域とすることができ、交換作業を行うことなく１つの軸受装置１を継続して使用することができる。
【００４７】
また、移動部４０は、第２空間３４Ｂと外部とをつなぐ貫通孔を含んでいるため、第１空間３４Ａが周方向に広がって第１空間３４Ａの容積が大きくなることにより第２空間３４Ｂの容積が小さくなっても、第２空間３４Ｂに充填されていた第１媒体（気体、液体など）を外部に逃がすことができる。その結果、第２空間３４Ｂの容積が小さくなる際に第２空間３４Ｂ内の第１媒体が圧縮され、第２空間３４Ｂの圧力が高まり、移動部４０による負荷域の移動が妨げられることを抑制することができる。
【００４８】
また、移動部４０は、油圧アクチュエータを含んでいるため、たとえば外径が１メートル以上ある大型の外輪３２をわずかに移動（回転）させる場合にも、十分に大きなトルクを容易に発生させることができる。また、このようにすれば、移動部４０は高い安定性、制御性などを有するため、軸受装置１の軸受寿命が移動部４０により制限されることを抑制することができる。
【００４９】
本実施の形態に係る軸受装置１は、軸受３０を備えている様々な機械装置に適用可能であるが、特に軸受３０の交換が容易に行えない機械装置に有利に適用される。図１に示すように、軸受装置１は、たとえば風力発電装置１００に備えられており、回転軸１０が旋回翼６０の中心軸として構成されていてもよい。
【００５０】
本実施の形態に係る軸受装置１に備えられている軸受３０は、上述のように、外輪３２におけるハウジング２０との接触面３２Ａに外輪溝部３４が周方向に延びるように形成されている。
【００５１】
図１を参照して、本実施の形態に係る軸受装置１は、外輪３２とハウジング２０との接触面２０Ａにおける摩擦力を低減させる摩擦力低減部５０をさらに備えていてもよい。
【００５２】
ハウジング２０において、外輪３２との接触面２０Ａにはハウジング溝部２５が形成されており、摩擦力低減部５０は、ハウジング溝部２５内に第２媒体を供給可能に設けられている。
【００５３】
ハウジング溝部２５は、移動部４０により外輪３２とハウジング２０とを相対的に移動させる際に外輪３２とハウジング２０との間で摩擦力が生じる領域（たとえば軸受３０よりも鉛直方向下方に位置する領域）の少なくとも一部上に形成される。ハウジング溝部２５は、たとえば軸受３０の周方向に延びるように形成されていてもよい。ハウジング溝部２５は、１つの軸受３０において１以上の任意の数だけ形成されていればよいが、たとえば外輪溝部３４と重ならない領域に複数形成されている。
【００５４】
このようにすれば、外輪３２とハウジング２０とがこれらの接触面２０Ａの少なくとも一部において第２媒体（気体、液体など）を介して接続されるため、外輪３２とハウジング２０との摩擦力を低減することができる。この結果、移動部４０による負荷域の移動を容易に行うことができる。
【００５５】
本実施の形態において、外輪溝部３４は軸方向における中央に形成されているが、図４および図５を参照して、外輪溝部３４は外輪３２において径方向における厚みが相対的に厚い部分に設けられていてもよい。たとえば、外輪３２が軸方向における端部が中央部よりも厚く設けられている場合には、外輪溝部３４は外輪３２の軸方向における一方端の近傍あるいは両端の近傍に形成されていてもよい。
【００５６】
外輪溝部３４やハウジング溝部２５が形成されていることにより、ラジアル荷重が負荷されたときの外輪３２の変形量は若干大きくなる。このような変形量の微増が許容できない場合には、図４および図５に示すように外輪３２における厚肉部に外輪溝部３４を形成することにより、当該変形量の増加を抑制することができる。
【００５７】
また、外輪溝部３４は、外輪３２における転走面以外の任意の面上に形成されていてもよく、たとえば外輪幅面（軸方向における端面）上に設けられていてもよい。このようにしても、ラジアル荷重が負荷されたときの外輪３２の変形量の増加を抑制することができ、かつ移動部４０によって外輪３２における負荷域を移動することができる。
【００５８】
また、本実施の形態に係る軸受装置１は転がり軸受３０を備えているが、図６および図７を参照して、滑り軸受７０を備えていてもよい。この場合には、移動部４０は、外輪７２における負荷域を移動可能に設けられていればよい。たとえば、回転軸（転動軸）１０とすべり接触する外輪７２を本実施の形態における外輪３２（図１参照）と同様の構成として設ければよい。すなわち、外輪７２においてハウジング２０との接触面７２Ａには、周方向に延在する外輪溝部７４が形成されており、外輪溝部７４の内部は、ハウジング２０から突出する突出部材２２により互いに独立し周方向に並ぶ第１空間７４Ａと第２空間７４Ｂとに区分されており、移動部４０は、第１空間７４Ａを広げるように第１空間７４Ａに第１媒体を突出部材２２を介して供給可能に設けられていてもよい。このようにしても、本実施の形態に係る軸受装置１、機械装置１００および軸受３０と同様の効果を奏することができる。
【００５９】
＜変形例＞
また、図８〜図１０、図１１および図１２を参照して、本実施の形態に係る軸受装置１は、第１空間３４Ａを軸方向において閉じる軸方向シール部材３５をさらに備えているのが好ましい。
【００６０】
また、図９、図１０、図１３〜図１５を参照して、軸受装置１は、第１空間３４Ａを周方向において閉じる周方向シール部材３６，３７をさらに備えているのが好ましい。
【００６１】
軸方向シール部材３５は、少なくともハウジング２０と外輪３２との接触面と外輪溝部３４において軸方向に交差する方向（たとえばラジアル方向）に沿って延びる内周面との接続部を覆うように設けられている。軸方向シール部材３５は、たとえば、シール部分３５１，３５２と、シール部分３５１，３５２間を接続する接続部分３５３とを有している。軸方向シール部材３５を構成する材料は、たとえば弾性を有し、第１媒体に対し耐性を有する任意の材料であればよいが、たとえばニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴムなどのゴム、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ＡＢＳ樹脂などの樹脂、あるいは上記材料を繊維強化した材料、異種材料で積層した材料を例示できる。
【００６２】
シール部分３５１，３５２は、軸方向シール部材３５のラジアル方向における外周端および内周端を構成可能に設けられている。シール部分３５１，３５２は、ラジアル方向においてハウジング２０と面接触または線接触している外周端Ｅ１と外輪３２（外輪溝部３４の軸方向および周方向に沿って延びる内周面の少なくとも一部）と面接触または線接触している内周端Ｅ２とを有しており、かつ、外輪溝部３４の上記内周面と面接触または線接触している側端Ｅ３を有している。シール部分３５１，３５２は、軸方向において第１空間３４Ａおよび第２空間３４Ｂを挟んで互いに対向している。言い換えると、シール部分３５１，３５２において側端Ｅ３の反対側に位置する側端は、第１空間３４Ａおよび第２空間３４Ｂに面している。
【００６３】
接続部分３５３は、たとえばシール部分３５１，３５２の内周端Ｅ２を接続するように設けられており、シール部分３５１，３５２の内周端Ｅ２と連なる内周端Ｅ２を有している。接続部分３５３において内周面Ｅ２の反対側に位置する外周面は、第１空間３４Ａおよび第２空間３４Ｂに面している。軸方向シール部材３５の内周面Ｅ２は、外輪溝部３４内において軸方向に沿って延びる内周面の全面と面接触するように設けられていてもよい。
【００６４】
軸方向シール部材３５において外輪溝部３４の内部に表出している部分（シール部分３５１，３５２において側端Ｅ３の反対側に位置する側端および接続部分３５３において内周面Ｅ２の反対側に位置する外周端）は、突出部材２２、周方向シール部材３６，３７と線接触または面接触しており、少なくとも突出部材２２および周方向シール部材３６と摺動可能に設けられている。なお、軸方向シール部材３５は、周方向シール部材３７と摺動可能に設けられていてもよい。
【００６５】
軸方向シール部材３５の周方向における一端および他端は、それぞれ外輪溝部３４の周方向における一端および他端とそれぞれ接続されている。軸方向シール部材３５は、周方向において第１空間３４Ａが形成されている側の一端が後述する周方向シール部材３７とも接続されている。また、軸方向シール部材３５は、周方向シール部材３６とも摺動可能に接続されているのが好ましい。
【００６６】
軸受装置１において外輪溝部３４が複数形成されている場合には、軸方向シール部材３５は各外輪溝部３４内において上述のように設けられているのが好ましい。図８〜図１０、図１１および図１２に示される２つの軸方向シール部材３５は、２つの外輪溝部３４内にそれぞれ配置され、当該外輪溝部３４内の第１空間３４Ａを軸方向においてシールしている。
【００６７】
このように軸方向シール部材３５が第１空間３４Ａとハウジング２０と外輪３２との内周面との接続部を覆うように設けられていれば、第１空間３４Ａに供給された第１媒体が上記接続部から外部へ漏れ出ることを抑制することができる。そのため、移動部４０は、軸受装置が軸方向シール部材を備えない場合と比べて、より少ない量の第１媒体によって第１空間３４Ａの上記他方端を移動させることができる。その結果、軸方向シール部材３５を備える軸受装置１は、軸方向シール部材３５を備えない軸受装置と比べて、より効率的に長い軸受寿命を実現できる。
【００６８】
周方向シール部材３６および周方向シール部材３７は、周方向において第１空間３４Ａを挟むように設けられている。周方向シール部材３６は、少なくとも第１空間３４Ａと、第１空間３４Ａと第２空間３４Ｂとを区分する突出部材２２とハウジング２０との接触面との接続部を覆うように設けられている。周方向シール部材３６は、周方向における一端Ｅ４が第１空間３４Ａに面しており、周方向における他端Ｅ５が突出部材２２と接続されている。周方向シール部材３６は、上述のように、軸方向シール部材３５と摺動可能に接続されている。周方向シール部材３６，３７を構成する材料は、たとえば弾性を有し、第１媒体に対し耐性を有する任意の材料であればよいが、たとえばニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴムなどのゴム、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ＡＢＳ樹脂などの樹脂、あるいは上記材料を繊維強化した材料、異種材料で積層した材料を例示できる。
【００６９】
周方向シール部材３７は、少なくともハウジング２０と外輪３２との接触面と外輪溝部３４においてラジアル方向に沿って延びる内周面との接続部を覆うように設けられている。周方向シール部材３７の周方向における一端Ｅ４は、第１空間３４Ａに面しており、かつ周方向シール部材３６の上記一端Ｅ４と第１空間３４Ａを挟んで対向している。周方向シール部材３７の周方向における他端Ｅ５は、外輪溝部３４の周方向における端部と接続されており、たとえば当該端部に固定されている。周方向シール部材３７は、軸方向シール部材３５に固定されていてもよい。
【００７０】
周方向シール部材３６，３７は、たとえば一端Ｅ４が他端Ｅ５よりも広く設けられている。一端Ｅ４には、他端Ｅ５側に向かって凹んでいる凹部３８が形成されている。上述のように、周方向シール部材３６，３７は、それぞれの一端Ｅ４が第１空間３４Ａに面するように配置されている。このとき、周方向シール部材３６，３７の当該一端Ｅ４においてラジアル方向の外周側に位置する部分はハウジング２０と線接触または面接触しており、内周側に位置する部分は軸方向シール部材３５と線接触または面接触している。また、周方向シール部材３６，３７の当該一端Ｅ４において軸方向の一方および他方の側に位置する部分は軸方向シール部材３５と線接触または面接触している。
【００７１】
周方向シール部材３６，３７の凹部３８内は第１空間３４Ａの一部を構成し、凹部３８内にも第１媒体が供給される。これにより、周方向シール部材３６，３７は、凹部３８内に供給された第１媒体によりハウジング２０または軸方向シール部材３５に押圧される。
【００７２】
このように周方向シール部材３６，３７が第１空間３４Ａとハウジング２０と外輪３２との内周面との接続部およびハウジング２０と突出部材２２との接続部を覆うように設けられていれば、第１空間３４Ａに供給された第１媒体が上記接続部に漏れ出ることを抑制することができる。そのため、移動部４０は、軸受装置が軸方向シール部材を備えない場合と比べて、より少ない量の第１媒体によって第１空間３４Ａの上記他方端を移動させることができる。その結果、軸方向シール部材３５を備える軸受装置１は、軸方向シール部材３５を備えない軸受装置と比べて、より効率的に長い軸受寿命を実現できる。
【００７３】
また、周方向シール部材３６，３７において一端Ｅ４に凹部３８が形成されていることにより、周方向シール部材３６，３７は、第１空間３４Ａに供給された第１媒体により凹部３８内からを押圧されることになる。そのため、周方向シール部材３６，３７の一端Ｅ４においてハウジング２０および軸方向シール部材３５と接触している上記部分は、凹部３８が形成されていない場合と比べてより強くハウジング２０および軸方向シール部材３５と接触することができる。
【００７４】
なお、図８〜図１０は、軸方向シール部材３５および周方向シール部材３６，３７が転がり軸受３０を備える軸受装置１に適用された例を示すが、上述した軸方向シール部材３５および周方向シール部材３６，３７は、図６および図７に示される滑り軸受７０を備える軸受装置１にも同様に適用され得る。
【００７５】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲のすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、交換作業が困難な軸受を備える軸受装置、機械装置、および軸受に特に有利に適用される。
【符号の説明】
【００７７】
１  軸受装置、１０  回転軸、２０  ハウジング、２２  突出部材、２３  第１貫通孔、２４  第２貫通孔、２５  ハウジング溝部、３０，７０  軸受、３１  内輪、３２，７２  外輪、３３  転動体、３４，７４  外輪溝部、３４Ａ，７４Ａ  第１空間、３４Ｂ，７４Ｂ  第２空間、４０  移動部、５０  摩擦力低減部、１００  機械装置。
【図１】
2016095023.tif 000003
【図２】
2016095023.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016095023.tif 000006
【図５】
2016095023.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016095023.tif 000009
【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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