(57)【要約】【課題】  グリース給脂時等で軸受の内部圧力が上昇した場合のシールリップ部の反転や浮き上りによるグリース漏れを防ぐことができ、かつシール取付溝からのシール部材の脱落を防止できるシール構造を提供する。【解決手段】  この旋回軸受のシール構造は、内輪１と外輪２間の軸受空間８の軸方向端部を密封する弾性体製のシール部材７Ａを備える。内輪１は、外周面１ａにシール取付溝１０を有する。シール部材７Ａは、内輪１の外周面１ａにおけるシール取付溝１０の軸方向両側部分に接する基部１２と、この基部１２から突出しシール取付溝１０に保持状態に挿入される挿入部１３と、基部１２と一体に設けられ先端が外輪２に接する主リップ１４とを備える。外輪１の内周面２ａにおける主リップ１４の先端が接する摺接面部２ａａよりも端部側に、径方向に突出する環状突起１１が設けられている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道輪である内輪および外輪の互いに対向する周面にそれぞれ軌道溝が形成され、これら内輪および外輪の各軌道溝間に複数の転動体が設けられ、前記内輪と前記外輪間の軸受空間の軸方向端部を密封する弾性体製のシール部材を備えた旋回軸受のシール構造において、
前記内輪および前記外輪のうちのいずれか一方の軌道輪は、前記対向する周面にシール取付溝を有し、
前記シール部材は、前記一方の軌道輪の前記対向する周面における前記シール取付溝の軸方向両側部分に接する基部と、この基部から突出し前記シール取付溝に保持状態に挿入される挿入部と、前記基部と一体に設けられ先端が前記内輪および前記外輪のうちの他方の軌道輪に接する１つまたは複数のシールリップ部とを有し、このシールリップ部の１つとして、先端に向かうに従って軸方向内側に位置するように傾斜して延び、先端が前記他方の軌道輪の前記対向する周面に接する主リップを含み、
前記他方の軌道輪の前記対向する周面における前記主リップの先端が接する摺接面部よりも端部側に、径方向に突出する環状突起が設けられていることを特徴とする旋回軸受のシール構造。
【請求項２】
請求項１に記載の旋回軸受のシール構造において、前記シール部材は、前記基部の前記軸受空間に面する軸方向端面に、前記一方の軌道輪の前記対向する周面に近い箇所ほど軸方向内側に位置する内部圧力受け部を有する旋回軸受のシール構造。
【請求項３】
請求項２に記載の旋回軸受のシール構造において、前記内部圧力受け部の少なくとも一部分が、前記一方の軌道輪の前記対向する周面に近づくに従い軸方向内側に位置するテーパ形状である旋回軸受のシール構造。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の旋回軸受のシール構造において、前記シール部材の前記挿入部は、前記シール取付溝に挿入されていない状態で軸方向寸法が前記シール取付溝よりも小さい挿入部本体と、この挿入部本体から軸方向の両側に延びるひれ状体とを有し、このひれ状体は、弾性変形により前記挿入部本体に重なるように撓むことで前記シール取付溝に収納される薄肉形状である旋回軸受のシール構造。
【請求項５】
請求項４に記載の旋回軸受のシール構造において、前記ひれ状体の径方向の厚さは０．８ｍｍ以上、かつ１．５ｍｍ以下である旋回軸受のシール構造。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の旋回軸受のシール構造において、前記ひれ状体の径方向の先端側を向く面は、前記挿入部本体から離れるほど先端側に対して後退する傾斜面であり、この傾斜面と中心線の向きが軸方向である円筒面とがなす角度が１５°以上、かつ３０°以下である旋回軸受のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、風力発電装置のヨー、ブレード用の旋回座や、デッキクレーン、建設機械、物揚機械等、屋外または屋内に近接して使用される諸機械の旋回部に使用される旋回軸受のシール構造および旋回軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２は一般的な旋回軸受の断面図である。図示するように、旋回軸受は、内輪１と、外輪２と、これら内輪１および外輪２の間に介在する複数の転動体３と、これら複数の転動体３を円周方向等間隔に保持する保持器４と、潤滑用グリースを軸受空間８に保持するシール部材３０Ａ，３０Ｂとを主要な構成要素としている。
【０００３】
前記シール部材３０Ａ，３０Ｂは、内輪１および外輪２のうちのいずれか一方の軌道輪（図の例では内輪１）に加工された凹形状のシール取付溝３１に基部３０ａを挿入して装着され、基部３０ａから延びるシールリップ部３０ｂが他方の軌道輪（図の例では外輪２）の幅面に締め代を持ってアキシアル接触している。このような一般的なシール構造では、軸受空間８の圧力上昇によってシールリップ部３０ｂと外輪２との接触部が開き、軸受空間８に封入されているグリースが漏れることがある。
【０００４】
上記グリース漏れの対策として、特許文献１，２に提案がなされている。特許文献１は、接着剤を用いてシール部材をシール取付溝に固定している。また、特許文献２は、シール取付溝の構造を変更して接着剤が不要な仕様としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２７２３５号公報
【特許文献２】特許第５６０６９７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１２に示す従来の一般的なシール構造では、前述のように、グリースを中間給脂する際等に、軸受空間８の圧力上昇によってシールリップ部３０ｂが開き、軸受空間８に封入されているグリースが漏れることがある。なお、グリースの中間給脂は、外輪２の外径面または内輪１の内径面に開口する給脂管３２から行われる。
【０００７】
特許文献１では、シール部材とシール取付溝の固定に使用する接着剤を、接着強度が比較的低いシラン系接着剤としたことにより、他の接着剤を使用する場合に比べてシール交換時の剥離作業性に優れる。しかし、それでも接着剤の剥離作業は必要であるため、シール交換の際に多大な工数を要する。
【０００８】
特許文献２に記載の旋回軸受のシール構造を図１３に示す。このシール構造は、シール部材４０が内部圧力を受けた場合、シール固定部４１が凸側軌道輪４２に設けられたシール取付溝４３のシール固定側傾斜部４４に押し付けられると共に、シールリップ部である主リップ４５が凹側軌道輪４６のシール摺動側傾斜部４７に押し付けられる。このとき、シール固定部４１の緊迫力と主リップ４５の緊迫力とが拮抗しているが、力のバランスが崩れることでシール固定部４１がずれることが懸念される。
【０００９】
この発明の目的は、グリース給脂時等で軸受の内部圧力が上昇した場合のシールリップ部の反転や浮き上りによるグリース漏れを防ぐことができ、かつシール取付溝からのシール部材の脱落を防止できる旋回軸受のシール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】
この発明の旋回軸受のシール構造は、軌道輪である内輪および外輪の互いに対向する周面にそれぞれ軌道溝が形成され、これら内輪および外輪の各軌道溝間に複数の転動体が設けられ、前記内輪と前記外輪間の軸受空間の軸方向端部を密封する弾性体製のシール部材を備えた旋回軸受に適用される。前記内輪および前記外輪のうちのいずれか一方の軌道輪は、前記対向する周面にシール取付溝を有し、前記シール部材は、前記一方の軌道輪の前記対向する周面における前記シール取付溝の軸方向両側部分に接する基部と、この基部から突出し前記シール取付溝に保持状態に挿入される挿入部と、前記基部と一体に設けられ先端が前記内輪および前記外輪のうちの他方の軌道輪に接する１つまたは複数のシールリップ部とを有し、このシールリップ部の１つとして、先端に向かうに従って軸方向内側に位置するように傾斜して延び、先端が前記他方の軌道輪の前記対向する周面に接する主リップを含み、前記他方の軌道輪の前記対向する周面における前記主リップの先端が接する摺接面部よりも端部側に、径方向に突出する環状突起が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、一方の軌道輪のシール取付溝にシール部材の挿入部を挿入することで、一方の軌道輪にシール部材が取り付けられる。この取付状態では、基部がシール取付溝の軸方向両側部分に接することによりシール部材が位置決めされ、かつ挿入部がシール取付溝に保持されることによりシール部材の位置ずれが防止される。このように取り付けられたシール部材の主リップが他方の軌道輪の対向する周面に接することで、軸受空間からのグリース漏れと外部から軸受空間の異物の侵入とが防止される。
【００１２】
グリース給脂時等に軸受空間の内部圧力が上昇すると、主リップが軸受空間の軸方向外側に押される。主リップは、先端に向かうに従って軸受空間の軸方向内側に位置するように傾斜しているため、軸受空間の軸方向外側に押されることで、他方の軌道輪の側に撓んで、先端が他方の軌道輪の対向する周面における摺接面部に強く押し付けられる。内部圧力が高くなり過ぎると、主リップの先端が摺接面部を超えるように主リップが反転しようとするが、摺接面部よりも端部側に設けられている環状突起が、主リップが上記のように反転することを規制する。このため、主リップの反転、およびそれに伴うシール部材のシール取付溝からの脱落を防止することができる。
【００１３】
この発明において、前記シール部材は、前記基部の前記軸受空間に面する軸方向端面に、前記一方の軌道輪の前記対向する周面に近い箇所ほど軸方向内側に位置する内部圧力受け部を有していてもよい。
この場合、内部圧力受け部が軸受空間の内部圧力を受けることによって、内部圧力受け部が一方の軌道輪の対向する周面に押し付けられる。これにより、シール部材の姿勢を、基部が一方の軌道輪の対向する周面に接する適正な姿勢に保持することができ、主リップの反転およびシール部材の脱落を防止する効果がより一層高まる。
【００１４】
前記内部圧力受け部の少なくとも一部分が、前記一方の軌道輪の前記対向する周面に近づくに従い軸方向内側に位置するテーパ形状であってもよい。
この場合、内部圧力受け部が軸受空間の内部圧力を受けたときに、内部圧力受け部のテーパ形状の部分が一方の軌道輪の対向する周面に強く押し付けられて、シール部材が適正な姿勢に保持され易い。
【００１５】
この発明において、前記シール部材の前記挿入部は、前記シール取付溝に挿入されていない状態で軸方向寸法が前記シール取付溝よりも小さい挿入部本体と、この挿入部本体から軸方向の両側に延びるひれ状体とを有し、このひれ状体は、弾性変形により前記挿入部本体に重なるように撓むことで前記シール取付溝に収納される薄肉形状であってもよい。
シール部材の挿入部が上記構成であると、挿入部をシール取付溝に押し込むと、ひれ状体がシール取付溝の壁面に押されて軸方向の寸法が小さくなる。これにより、挿入部をシール取付溝に挿入することができる。挿入部がシール取付溝に挿入された状態では、ひれ状体が自身の弾性復元力によりシール取付溝の壁面に押し付けられ、このことがシール取付溝から挿入部が抜けることの抵抗力となる。このため、シール部材に外力がかかったとしても、シール部材がシール取付溝から簡単には脱落しない。
【００１６】
前記ひれ状体の厚さが厚過ぎると挿入部のシール取付溝への挿入性が悪く、逆に薄過ぎるとシール部材が脱落し易い。また、ひれ状体１３ｂが薄過ぎると、製造面で形状崩れの原因となる。これらのことを考慮すると、前記ひれ状体の径方向の厚さは、０．８ｍｍ以上、かつ１．５ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００１７】
また、前記挿入部が前記シール取付溝に挿入され易いように、前記ひれ状体の径方向の先端側を向く面は、前記挿入部本体から離れるほど先端側に対して後退する傾斜面であるとよい。この傾斜面と中心線の向きが軸方向である円筒面とがなす角度は、１５°以上、かつ３０°以下であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の旋回軸受のシール構造は、軌道輪である内輪および外輪の互いに対向する周面にそれぞれ軌道溝が形成され、これら内輪および外輪の各軌道溝間に複数の転動体が設けられ、前記内輪と前記外輪間の軸受空間の軸方向端部を密封する弾性体製のシール部材を備え、前記内輪および前記外輪のうちのいずれか一方の軌道輪は、前記対向する周面にシール取付溝を有し、前記シール部材は、前記一方の軌道輪の前記対向する周面における前記シール取付溝の軸方向両側部分に接する基部と、この基部から突出し前記シール取付溝に保持状態に挿入される挿入部と、前記基部と一体に設けられ先端が前記内輪および前記外輪のうちの他方の軌道輪に接する１つまたは複数のシールリップ部とを有し、このシールリップ部の１つとして、先端に向かうに従って軸方向内側に位置するように傾斜して延び、先端が前記他方の軌道輪の前記対向する周面に接する主リップを含み、前記他方の軌道輪の前記対向する周面における前記主リップの先端が接する摺接面部よりも端部側に、径方向に突出する環状突起が設けられているため、グリース給脂時等で軸受の内部圧力が上昇した場合のシールリップ部の反転や浮き上りによるグリース漏れを防ぐことができ、かつシール取付溝からのシール部材の脱落を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態にかかるシール構造が適用された旋回軸受の断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】（Ａ）は同旋回軸受のシール部材の断面図、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図４】同旋回軸受にシール部材を取り付ける工程の説明図である。
【図５】（Ａ）は同旋回軸受の内部圧力が高くなった場合にシール部材に作用する力を示す説明図、（Ｂ）は比較例の旋回軸受の内部圧力が高くなった場合にシール部材に作用する力を示す説明図である。
【図６】この実施形態のシール部材と比較例のシール部材について、軸受空間に内部圧力が発生したときのシール部材の変形状態をＦＥＭ解析した結果を示す図である。
【図７】異なるシール部材の断面図である。
【図８】さらに異なるシール部材の断面図である。
【図９】さらに異なるシール部材の断面図である。
【図１０】風力発電装置の一例の一部を切り欠いて表わした斜視図である。
【図１１】同風力発電装置の破断側面図である。
【図１２】従来のシール構造が適用された旋回軸受の断面図である。
【図１３】特許文献２に記載の旋回軸受のシール構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の一実施形態を図１ないし図４と共に説明する。
この旋回軸受は、例えば風力発電装置のブレードを主軸に対して主軸軸心に略垂直な軸心回りに旋回自在に支持する軸受、または風力発電装置のナセルを支持台に対して旋回自在に支持する軸受として使用される。
【００２１】
図１に示すように、旋回軸受は、軌道輪である内輪１および外輪２と、これら内輪１および外輪２の互いに対向する周面である外周面１ａおよび内周面２ａにそれぞれ２列形成された軌道溝１ｂ，２ｂ間に転動自在に介在する各列複数の転動体３とを備える。転動体３はボールである。各列の複数の転動体３は、それぞれ保持器４によって周方向に離間した状態で保持されている。保持器４は、例えば鉄板から製造される。この鉄板からなる保持器４は、内輪１および外輪２の間に配置され、転動体３が入るポケットを有している。保持器４の代わりに間座を用いてもよい。
【００２２】
前記内輪１および外輪２の各軌道溝１ｂ，２ｂは、いずれも二つの曲面で構成されている。各軌道溝１ｂ，２ｂを構成する二つの曲面は、それぞれ転動体３よりも曲率半径が大きく、曲率中心が互いに異なるゴシックアーチ状の断面円弧状である。各転動体３は、内輪１の軌道溝１ｂおよび外輪２の軌道溝２ｂの前記各曲面に接点で接して４点接触する。つまり、この旋回軸受は４点接触玉軸受として構成されている。
【００２３】
内輪１には、複数の貫通孔５が円周方向一定間隔おきに設けられている。これら貫通孔５は、例えば、内輪１を後述のナセルのケーシング、ブレード等に連結固定するために用いられる。外輪２にも、複数の貫通孔６が円周方向一定間隔おきに設けられている。これら貫通孔６は、例えば、外輪２を後述の支持台等に連結固定するために用いられる。内外輪１，２の各貫通孔５，６は、軸受軸方向に平行に形成されている。
【００２４】
内輪１および外輪２は、軸方向端の位置、この例では上下端の位置が互いに段差δ分だけ異なっている。この例の場合、上端については、内輪１の軸方向端の方が外輪２の軸方向端よりも軸方向外側つまり上側に位置し、下端については、外輪２の軸方向端の方が内輪１の軸方向端よりも軸方向外側につまり下側に位置している。
【００２５】
そして、軸方向端が軸方向の外側に位置する軌道輪に取り付けられた環状のシール部材７Ａ，７Ｂにより、内輪１と外輪２間の軸受空間８の上下端がそれぞれ密封されている。軸受空間８内にはグリースが充填される。なお、軸受空間８の軸方向の一方からグリースが漏れるのを防止する場合は、漏らしたくない側だけにシール部材を設けても良い。例えば、ブレード支持用の軸受の場合、軸受空間８のブレード側端にだけシール部材を設けることがある。
【００２６】
以下、シール部材７Ａ，７Ｂによるシール構造について説明するが、軸受空間８の上端のシール構造も下端のシール構造も基本的に同じであるので、代表して上端のシール構造について説明する。
【００２７】
図１の部分拡大図である図２に示すように、内輪１の外周面１ａの上端付近に、シール部材７Ａを取り付けるためのシール取付溝１０が設けられている。図の例のシール取付溝１０は、外周面１ａから内径側（図の左側）に延びる断面形状が略長方形の溝である。また、外輪２の内周面２ａの上端には、内径側に突出する環状突起１１が設けられている。図の例の環状突起１１の断面形状は、突出端縁が上底となる台形状である。
【００２８】
シール部材７Ａは、ニトリル系、アクリル系等の弾性体からなり、内輪１の外周面１ａに接触して位置決めされる基部１２と、この基部１２から内径側に突出しシール取付溝１０に挿入される挿入部１３と、基部１２と一体に設けられ先端が外輪２に接するシールリップ部としての主リップ１４および副リップ１５とを備える。
【００２９】
前記基部１２は、シール部材７Ａの位置決めの基準となる部位であって、軸方向（図の上下方向）に延びる本体部分１２ａと、この本体部分１２ａの軸方向外側部（図の上部）から外径側（図の右側）に突出した突出部分１２ｂとを有し、本体部分１２ａの軸方向中央部から前記挿入部１３が内径側に突出している。図２の取付状態では、本体部分１２ａの内周面１２ａａが、内輪１の外周面１ａにおけるシール取付溝１０の軸方向両側部分に接する。
【００３０】
本体部分１２ａの軸方向内側端面つまり軸受空間８に面する端面には、内輪１の外周面１ａに近い箇所ほど軸方向内側に位置する内部圧力受け部１２ｃが設けられている。この例の内部圧力受け部１２ｃは、前記軸受空間８に面する端面における内輪１の外周面１ａに近接する部分に設けられ、内輪１の外周面１ａに近づくに従い軸方向内側に位置するテーパ形状である。内部圧力受け部１２ｃの内輪１の外周面１ａと接する部分は、断面円弧状の面取りが形成されている。
【００３１】
前記挿入部１３は、挿入部本体１３ａと、この挿入部本体１３ａの軸方向両側に形成された径方向に複数列（この例では２列）のひれ状体１３ｂとからなる。ひれ状体１３ｂは、弾性変形により挿入部本体１３ａに重なるように撓むことが可能な薄肉形状である。図３に示すように、挿入部本体１３ａの軸方向寸法Ａ１は、シール取付溝１０の軸方向寸法Ｂよりも小さい。挿入部１３がシール取付溝１０に挿入されていない状態では、ひれ状体１３ｂは軸方向に起立した姿勢をしている。このとき、挿入部本体１３ａの軸方向両側にある２つのひれ状体１３の先端間の軸方向寸法Ａ２は、シール取付溝１０の軸方向寸法Ｂよりも大きい。
【００３２】
挿入部１３をシール取付溝１０に押し込むと、ひれ状体１３がシール取付溝１０の壁面に押されて軸方向寸法が小さくなる。これにより、図２のように、挿入部１３をシール取付溝１０に挿入することができる。挿入部１３がシール取付溝１０に挿入された状態では、ひれ状体１３ｂが自身の弾性復元力によりシール取付溝１０の壁面に押し付けられ、このことがシール取付溝１０から挿入部１３が抜けることの抵抗力となる。このため、シール部材７Ａに外力がかかったとしても、シール部材７Ａがシール取付溝１０から簡単には脱落しない。
【００３３】
図３において、ひれ状体１３ｂの厚さが厚過ぎると挿入部１３のシール取付溝１０への挿入性が悪く、逆に薄過ぎるとシール部材７Ａが脱落し易い。また、ひれ状体１３ｂが薄過ぎると、製造面で形状崩れの原因となる。これらのことを考慮すると、ひれ状体１３ｂの径方向の厚さｔは、０．８ｍｍ以上、かつ１．５ｍｍ以下であるのが好ましい。加えて、挿入部１３の断面積ＳＳＥＡＬとシール取付溝１０の断面積ＳＧＲＯＯＶＥの比Ｒｓ（＝ＳＳＥＡＬ／ＳＧＲＯＯＶＥ）を、０．８≦Ｒｓ≦０．８８とするのが好ましい。
【００３４】
また、挿入部１３がシール取付溝１０に挿入され易いように、ひれ状体１３ｂの径方向の先端側である内径側を向く面は、挿入部本体１３ａから離れるほど先端側に対して後退する傾斜面１３ｂａ，１３ｂｂとされている。このテーパ面１３ｂａ，１３ｂｂと中心線の向きが軸方向である円筒面（図の例では挿入部１３の先端面）とがなす角度θは、１５°以上、かつ３０°以下であるのが好ましい。
【００３５】
前記主リップ１４は、図３（Ａ）に示すシール部材７Ａの取付前の状態では、基部本体１２ａの軸方向内側端から先端に向かうに従って軸方向内側に位置するように傾斜して延びている。図２に示すシール部材７Ａの取付状態では、主リップ１４は軸方向内側に湾曲して、その先端が外輪２の内周面２ａにおける摺接面部２ａａに接触する。なお、前記環状突起１１は、摺接面部２ａａよりも端部側に位置している。
【００３６】
副リップ１５は、図３（Ａ）に示すシール部材７Ａの取付前の状態では、基部１２の突出部分１２ｂから先端に向かうに従って軸方向内側に位置するように傾斜して外径側に延びている。図２に示すシール部材７Ａの取付状態では、副リップ１５は全体的に軸方向外側に撓んで、その先端が外輪２の幅面２ｃに接触する。
【００３７】
次に、図４と共にシール部材７Ａの取付順序を説明する。
まず、図４（Ａ）に鎖線で示すよう、シール部材７Ａを主リップ１４が真下を向く姿勢にし、主リップ１４を軸受空間８の上方に位置させる。上記姿勢における主リップ１４から内部圧力受け部１２ｃまでの最大径方向距離ＳＰが、内輪１の外周面１ａと外輪２の環状突起１１間の距離ＢＡを超えないように、シール部材７Ａの形状や各部の寸法が決められている。なお、図４の各図では、主リップ１４および副リップ１５の変形を無視して図示している。
【００３８】
上記姿勢のままシール部材７Ａを下方に下すことにより、図４（Ｂ）のように、主リップ１４が軸受空間８に進入する。内部圧力受け部１２ｃがシール取付溝１０よりも下方に位置するようになったら、図４（Ｃ）のように、シール部材７Ａの姿勢を変えながら挿入部１３をシール取付溝１０に近づける。そして、挿入部１３の先端がシール取付溝１０に入ったら、図４（Ｄ）のように、シール部材７Ａを内径側に押すことにより、挿入部１３がシール取付溝１０に挿入される。これにより、シール部材７Ａの取付けが完了する。
【００３９】
このシール構造によると、図２のように、内輪１のシール取付溝１０にシール部材７Ａの挿入部１３を挿入することにより、内輪１にシール部材７Ａが取り付けられる。この取付状態では、基部１２がシール取付溝１０の軸方向両側部分に接することによりシール部材７Ａが位置決めされ、かつ挿入部１３がシール取付溝１０に保持されることによりシール部材７Ａの位置ずれが防止される。このように取り付けられたシール部材７Ａの主リップ１４が外輪２の内周面２ａに接すると共に、副リップ１５が外輪２の幅面２ｃに接することで、軸受空間８からのグリース漏れと外部から軸受空間８への異物の侵入とが防止される。
【００４０】
グリース給脂時等に軸受空間８の内部圧力が上昇すると、主リップ１４が軸受空間８の軸方向外側に押される。主リップ１４は、先端に向かうに従って軸受空間８の軸方向内側に位置するように傾斜しているため、軸受空間８の軸方向外側に押されることで、外輪２の側に撓んで、先端が外輪２の内周面２ａにおける摺接面部２ａａに強く押し付けられる。内部圧力が高くなり過ぎると、主リップ１４の先端が摺接面部２ａａを超えて反転しようとするが、摺接面部２ａａよりも端部側に設けられている環状突起１１が、主リップ１４が上記のように反転することを規制する。このため、主リップ１４の反転、およびそれに伴うシール部材７Ａのシール取付溝１０からの脱落を防止することができる。
【００４１】
また、シール部材７Ａの基部１２に内部圧力受け部１２ｃが設けられていると、主リップ１４の反転を規制するのにより一層効果がある。すなわち、軸受空間８の内部圧力が上昇した場合、図５（Ａ）に矢印で示すようにシール部材７Ａに圧力がかかる。このうち符号２０で示す範囲内の圧力は、基部１２を内輪１の外周面１ａから浮かせるように作用するが、符号２１で示す範囲内の圧力は、基部１２を内輪１の外周面１ａに押し付けるように作用する。両方の力のバランスが釣り合うことで、シール部材７Ａの姿勢が、基部１２が内輪１の外周面１ａに接する適正な姿勢に保持される。これにより、基部１２が内輪１の外周面１ａから浮き上ってシール部材７Ａがシール取付溝１０から脱落することが防止される。
【００４２】
特に、この実施形態のように、内部圧力受け部１２ｃが内輪１の外周面１ａに近づくに従い軸方向内側に位置するテーパ形状であると、内部圧力受け部１２ｃが軸受空間８の内部圧力を受けたときに、内部圧力受け部１２ｃが内輪１の外周面１ａに強く押し付けられて、シール部材７Ａが適正な姿勢に保持され易い。符号２０で示す範囲内の圧力によって主リップ１４が外輪２の摺接面部２ａａに押し付けられているため、主リップ１４と摺接面部２ａａの密封性が損なわれることはない。
【００４３】
図５（Ｂ）に示す比較例のように、シール部材７Ａ´が内部圧力受け部１２ｃを有しない場合、軸受空間８の内部圧力のすべてが基部１２を内輪１の外周面１ａから浮かせるように作用するため、シール部材７Ａ’のシール取付溝１０からの脱落が起こり易い。
【００４４】
内部圧力受け部１２ｃが設けられていることの効果を確かめるために、実施形態のシール部材７Ａ（図５（Ａ））と比較例のシール部材７Ａ´（図５（Ｂ））について、軸受空間８に内部圧力が発生したときの変形状態をＦＥＭ解析で検証した。ＦＥＭ解析は、それぞれのシール部材７Ａ，７Ａ´につき、内部圧力を０ＭＰａ、０．５ＭＰａ、１ＭＰａに設定して行った。図６がその解析結果である。
【００４５】
上記解析から次のことが分かった。
・いずれのシール部材７Ａ，７Ａ´も、内部圧力の増加に伴って主リップ１４が変形する。しかし、実施形態のシール部材７Ａは、外輪２に設けられた環状突起１１によって主リップ１４の一定以上の変形が拘束されるため、主リップ１４の反転が起こらない。
・比較例のシール部材７Ａ´は、内部圧力によってシール取付溝１０から挿入部１３を抜く方向に力が働くため、０．５ＭＰａ前後で脱落すると推定される。
・実施形態のシール部材７Ａは、内部圧力受け部１２ｃを内輪１に押し付けることで、内部圧力が増加しても、シール部材７Ａの姿勢にほとんど変化が無く、内部圧力が高圧になってもシール部材７Ａの脱落を防止することができる。
【００４６】
まとめると、この実施形態のシール構造は、外輪２に設けられた環状突起１１、シール部材７Ａの基部１２に設けられた内部圧力受け部１２ｃ、およびシール部材７Ａの挿入部１３に設けられたひれ状体１３ｂによって、グリース給脂時等に軸受空間８の内部圧力が上昇した場合でも、主リップ１４の反転や、外輪２の摺動面部２ａａからの浮き上がりに伴うグリース漏れを防止することができると共に、シール取付溝１０からのシール部材７Ａの脱落を防止できる。接着剤を使用すること無く上記の効果が得られるので、シール部材７Ａの交換作業の工数を大幅に削減することができる。
【００４７】
上記実施形態のシール部材７Ａの内部圧力受け部１２ｃは、一部分が内輪１の外周面１ａに近づくに従い軸方向内側に位置するテーパ形状とされているが、この形状に限定されない。
【００４８】
例えば、図７のように、このシール部材７Ａの取付状態において、内部圧力受け部１２ｃのほぼ全域が、内輪１の外周面１ａに近づくに従い軸方向内側に位置するテーパ形状であってもよい。
【００４９】
また、図８のように、このシール部材７Ａの取付状態において、内輪１の外周面１ａに接する一部分が、段状に軸方向内側に突出した形状であってもよい。
【００５０】
さらに、図９のように、このシール部材７Ａの取付状態において、内部圧力受け部１２ｃが軸受空間８に対して凹となる球面形状であってもよい。
【００５１】
要は、基部１２の本体部分１２ａの軸方向内側端面つまり軸受空間８に面する端面が、内輪１の外周面１ａに近いほど軸方向内側に位置する形状であれば、シール部材７Ａを内輪１の外周面１ａに強く押し付ける効果が得られる。
【００５２】
以上に説明した上端のシール構造では、シール部材７Ａを取り付けるためのシール取付溝１０が内輪１に設けられ、シール部材７Ａのシールリップ部である主リップ１４および副リップ１５が外輪２に接触する。つまり、内輪１が請求項で言う一方の軌道輪であり、外輪２が請求項で言う他方の軌道輪である。
対して、下端のシール構造では、シール部材７Ｂを取り付けるためのシール取付溝１０が外輪２に設けられ、シール部材７Ｂの主リップ１４および副リップ１５が内輪１に接触する。つまり、外輪２が請求項で言う一方の軌道輪であり、内輪１が請求項で言う他方の軌道輪である。
但し、これはこの実施形態に限ってのことであり、一方の軌道輪は内輪１、外輪２のいずれであっても良く、他方の軌道輪は外輪２、内輪１のいずれであっても良い。
【００５３】
以上の各実施形態のシール部材７Ａ，７Ｂは、シールリップ部として主リップ１４および副リップ１５を有するが、シールリップ部は主リップ１４のみであってもよく、また主リップ１４および副リップ１５以外の別のシールリップ部を有していてもよい。
【００５４】
図１０および図１１は風力発電装置の一例を示す。この風力発電装置５１は、支持台５２上にナセル５３を水平旋回自在に設け、このナセル５３のケーシング５４内に主軸５５を回転自在に支持し、この主軸５５のケーシング５４外に突出した一端に、旋回翼であるブレード５６を取り付けてなる。主軸５５の他端は増速機５７に接続され、増速機５７の出力軸５８が発電機５９のロータ軸に結合されている。
【００５５】
ナセル５３は、旋回軸受ＢＲ１により旋回自在に支持される。前記各実施形態のうちのいずれかのシール構造が適用された旋回軸受において、例えば、外輪２の外周面にギヤ等が設けられたものが、前記ナセル５３用の旋回軸受ＢＲ１に用いられる。図１０に示すように、ケーシング５４に複数の駆動源６０が設置され、各駆動源６０に図示しない減速機を介してピニオンギヤが固定される。外輪２（図１）の前記ギヤが前記ピニオンギヤに噛み合うように配置される。例えば、外輪２が複数の貫通孔５により支持台５２に連結固定され、内輪１（図１）がケーシング５４に固定される。複数の駆動源６０を同期して駆動させ、この旋回駆動力を外輪２へ伝達する。よって、支持台５２に対してナセル５３が相対的に旋回可能となる。
【００５６】
ブレード５６は、旋回軸受ＢＲ２により旋回自在に支持される。この旋回軸受ＢＲ２は、前記各実施形態のうちのいずれかのシール構造が適用された旋回軸受において、例えば、内輪１の内周面にギヤを設けたものが適用される。主軸５５の突出した先端部５５ａには、ブレード５６を旋回駆動する駆動源が設けられる。前記先端部５５ａにこの旋回軸受の外輪２が連結固定され、内輪１の内周面に設けたギヤが、前記駆動軸のピニオンギヤに噛み合っている。この駆動源を駆動させ、この旋回駆動力を内輪１に伝達することで、ブレード５６が旋回可能となる。したがって、旋回軸受ＢＲ２は、風力発電装置のブレード５６を主軸５５に対して、主軸軸心Ｌ１に略垂直な軸心Ｌ２回りに旋回自在に支持する。このように、ブレード５６の角度およびナセル５３の向きを風の状態に合わせて随時変更する。
【００５７】
この発明の旋回軸受は、風力発電装置以外にも、例えば油圧ショベル、クレーン等の建設機械、工作機械の回転テーブル、砲座、パラボラアンテナ等に適用できる。
【００５８】
以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示し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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５９】
１…内輪（一方の軌道輪）
１ａ…外周面（対向する周面）
１ｂ…軌道溝
２…外輪（他方の軌道輪）
２ａ…内周面（対向する周面）
２ａａ…摺接面部
２ｂ…軌道溝
３…転動体
７Ａ，７Ｂ…シール部材
８…軸受空間
１０…シール取付溝
１１…環状突起
１２…基部
１２ｃ…内部圧力受け部
１３…挿入部
１３ａ…挿入部本体
１３ｂ…ひれ状体
１３ｂａ，１３ｂｂ…傾斜面
１４…主リップ
１５…副リップ
ＢＲ１，ＢＲ２…旋回軸受
【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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