JP2007255628A - 円錐ころ軸受、間座および風力発電機の主軸支持構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】生産性が良好な円錐ころ軸受を提供する。
【解決手段】円錐ころ軸受は、外輪と、内輪と、外輪および内輪の間で周方向に連ねて配置され、小端面25a、25bに小端面側凹部26a、26bを有する複数の円錐ころ24a、24bと、隣接する円錐ころ24a、24bの間に配置され、ころピッチ円直径において隣接する円錐ころ24a、24bに当接する面の間隔が円錐ころ24a、24bの小端面25a、25bから大端面に向かって徐々に大きくなっており、小端面側凹部26a、26bに対応して軸方向に突出する小端面側凸部16a、16bが設けられた複数の間座11を含み、この複数の間座11が互いに分離して設けられている間座型保持器とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】円錐ころ軸受は、外輪と、内輪と、外輪および内輪の間で周方向に連ねて配置され、小端面25a、25bに小端面側凹部26a、26bを有する複数の円錐ころ24a、24bと、隣接する円錐ころ24a、24bの間に配置され、ころピッチ円直径において隣接する円錐ころ24a、24bに当接する面の間隔が円錐ころ24a、24bの小端面25a、25bから大端面に向かって徐々に大きくなっており、小端面側凹部26a、26bに対応して軸方向に突出する小端面側凸部16a、16bが設けられた複数の間座11を含み、この複数の間座11が互いに分離して設けられている間座型保持器とを備える。
【選択図】図1
Description
この発明は、円錐ころ軸受、間座および風力発電機の主軸支持構造に関し、特に、大型の円錐ころ軸受、これに含まれる間座および大型の風力発電機の主軸支持構造に関するものである。
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、プレス保持器、削り保持器、溶接保持器、ピン型保持器等、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。
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、各部材を分割すると、生産や組み立てが容易となる。
ここで、玉軸受において、保持器を分割した分割型の間座タイプの保持器に関する技術が、実開平5−92537号公報(特許文献1)に記載されている。
実開平5−92537号公報(段落番号0007、図1)
上記したプレス保持器やピン型保持器は、周方向に連なる環状部分を有するため、組み込み時において、保持器が内輪等から脱落するおそれは少ない。
一方、特許文献1に示す間座型保持器は、隣接する円錐ころの間に各間座が配置される構成である。間座は、各々が独立した部材であるため、各間座が周方向に連結されておらず、組み込み時において、その配置が崩れたり、間座が内輪等から脱落するおそれが高くなる。そうすると、円錐ころ軸受の生産性を悪化させてしまうことになる。
この発明の目的は、生産性が良好な円錐ころ軸受を提供することである。
この発明の他の目的は、脱落のおそれを低減した間座を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、生産性が良好な風力発電機の主軸支持構造を提供することである。
この発明に係る円錐ころ軸受は、外輪と、内輪と、外輪および内輪の間で周方向に連ねて配置され、端面に凹部を有する複数の円錐ころと、隣接する円錐ころの間に配置され、ころピッチ円直径において隣接する円錐ころに当接する面の間隔が円錐ころの小径側端面から大径側端面に向かって徐々に大きくなっており、凹部に対応して軸方向に突出する凸部が設けられた複数の間座を含み、この複数の間座が互いに分離して設けられている間座型保持器とを備える。
円錐ころと間座を周方向に交互に連ねて配置する際には、間座は、それぞれ独立した部材であるため、その配置が崩れたり、内輪等から脱落したりするおそれがある。しかし、このように構成することにより、間座に設けられた凸部と、隣接する円錐ころの端面に設けられ、凸部に対応する形状の凹部とを係合させて、間座の動きを規制することができる。したがって、内輪等に組み込んだ後において、間座の配置を安定させることができ、内輪等からの間座の脱落のおそれを低減することができる。その結果、円錐ころ軸受の生産性を良好にすることができる。
好ましくは、間座は、周方向に延び、円錐ころの端面と当接する突起部を含み、凸部は、突起部に設けられている。このように構成することにより、周方向に延びる突起部により、間座の軸方向への移動を規制することができる。したがって、その配置をより安定させることができる。さらに、突起部に設けられた凸部と、円錐ころの端面に設けられた凹部とを係合させることにより、容易に、凸部と凹部とを係合させることができる。
さらに好ましくは、凹部は、円錐ころの小端面に設けられている。一般的に、このような構成の円錐ころ軸受を組み込む際には、まず内輪の大鍔側、すなわち、大端面側を下向きにして配置し、大鍔に円錐ころの大端面を当接させるようにして配置し、組み込む。このような場合、円錐ころの小端面側は拘束されていないため、不安定である。しかし、このように構成することにより、間座に設けられた凸部と円錐ころの小端面に設けられた凹部とを係合させることができ、より、効果的に、間座の脱落のおそれを低減することができる。
この発明の他の局面においては、間座は、隣接する円錐ころの間に配置されたときに、ころピッチ円直径において隣接する円錐ころに当接する面の間隔が円錐ころの小径側端面から大径側端面に向かって徐々に大きくなっており、円錐ころの端面に設けられた凹部に対応して軸方向に突出する凸部が設けられている。
このような間座は、隣接する円錐ころの端面に設けられた凹部に凸部を係合させることにより、動きが規制される。したがって、組み込み時等において、脱落のおそれを低減することができる。
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円錐ころ軸受とを有する。円錐ころ軸受は、外輪と、内輪と、外輪および内輪の間で周方向に連ねて配置され、端面に凹部を有する複数の円錐ころと、隣接する円錐ころの間に配置され、ころピッチ円直径において隣接する円錐ころに当接する面の間隔が円錐ころの小径側端面から大径側端面に向かって徐々に大きくなっており、凹部に対応して軸方向に突出する凸部が設けられた複数の間座を含み、この複数の間座が互いに分離して設けられている間座型保持器とを備える。
このような風力発電機の主軸支持構造は、間座の脱落のおそれを低減した円錐ころ軸受を含むため、生産性が良好である。
この発明によれば、間座に設けられた凸部と、隣接する円錐ころの端面に設けられ、凸部に対応する形状の凹部とを係合させて、間座の動きを規制することができる。したがって、内輪等に組み込んだ後において、間座の配置を安定させることができ、内輪等からの間座の脱落のおそれを低減することができる。その結果、円錐ころ軸受の生産性を良好にすることができる。
また、このような間座は、隣接する円錐ころの端面に設けられた凹部に凸部を係合させることにより、動きが規制される。したがって、組み込み時等において、脱落のおそれを低減することができる。
また、このような風力発電機の主軸支持構造は、間座の脱落のおそれを低減した円錐ころ軸受を含むため、生産性が良好である。
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間座型保持器に含まれる間座11を示す斜視図である。図2を参照して、間座11は、外径面14aが外輪に対向し、内径面14bが内輪に対向するよう、隣接する円錐ころの間に配置される。
間座11は、円錐ころの転動面に沿った曲面を有する案内面12a、12bを含む。隣接する円錐ころの間に配置されたときに、ころピッチ円直径において隣接する円錐ころに当接する面である案内面12aと案内面12bとの周方向の間隔は、小径側端面13aから大径側端面13bに向かって徐々に大きくなっている。こうすることにより、隣接する円錐ころの間に間座11を配置したときに、間座11を円錐ころの転動面に沿うように配置することができ、円錐ころと間座11とのころ長さ方向の間隔を一定に保つことができる。
間座11の小径側端面13aおよび大径側端面13bの径方向の中央には、周方向に延び、隣接する円錐ころの間に配置したときに、円錐ころの小端面、大端面にそれぞれ当接する小径側突出部15aおよび大径側突出部15bが設けられている。間座11は、独立部材であり、後述するように、内輪等に組み込まれた後においても、その配置は不安定である。しかし、このように構成することにより、小径側突出部15aおよび大径側突出部15bを、隣接する円錐ころの小端面、大端面に当接させて、間座11の軸方向の移動を規制することができる。したがって、内輪等からの間座11の脱落を防止し、組み込み性を良好にすることができる。
ここで、小径側突出部15aの周方向の端部には、大径側端面13b側に向けて軸方向に突出する小端面側凸部16a、16bが設けられている。小端面側凸部16aは、案内面12a側、小端面側凸部16bは、案内面12b側に設けられる。この小端面側凸部16a、16bは、隣接する円錐ころの小端面に設けられた凹部に対応する形状であり、凹部と係合可能である。同様に、大径側突出部15bの周方向の端部にも、小径側端面13a側に向けて軸方向に突出する大端面側凸部17a等が設けられており、隣接する円錐ころの大端面に設けられた凹部に対応する形状を有する。
図3は、図2に示した間座11を含む間座型保持器を備える円錐ころ軸受21を、円錐ころ24a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。また、図1は、図3に示した円錐ころ軸受21の一部を、円錐ころ24aの小端面25a側から見た図である。また、図4は、図1における矢印IV−IVで円錐ころ24a等を切断した場合の断面図である。
図1、図2、図3および図4を参照して、円錐ころ軸受21は、外輪22と、内輪23と、外輪22および内輪23の間に配置された複数の円錐ころ24a、24bと、隣接する円錐ころ24a、24bの間に配置される間座11を複数含み、この複数の間座11が互いに分離して設けられている間座型保持器とを備える。
円錐ころ24a、24bの小端面25a、25bには、その中央部分において、軸方向に凹んだ小端面側凹部26a、26bが設けられている。また、円錐ころ24a、24bの大端面27a、27bにも、その中央部分において、軸方向に凹んだ大端面側凹部28a、28bが設けられている。
なお、小端面25a、25bおよび大端面27a、27bに設けられる小端面側凹部26a、26bおよび大端面側凹部28a、28bとして、円錐ころ24a、24bの小端面25a、25bおよび大端面27a、27bを研摩して仕上げる際に設けるぬすみ部分を利用してもよい。
ここで、上記した円錐ころ軸受21の組込み方法について、簡単に説明すると、まず、円錐ころ軸受21に含まれる内輪23の大鍔29b側を下向きにして、間座11と円錐ころ24a、24b等を周方向に連ねて交互に配置させていく。そして、最後の間座11、または円錐ころ24a等を配置させた後、その内輪を外輪に組み込む。
間座11は、円錐ころ24a、24bと交互に周方向に連ねられて配置される。ここで、間座11を隣接する円錐ころ24a、24bの間に配置させる場合には、間座11の小径側突出部15aに設けられ、軸方向に突出する小端面側凸部16a、16bは、隣接する円錐ころ24a、24bのうち、小端面25a、25b側に設けられた小端面側凹部26a、26bに、それぞれ係合するように配置される。また、間座11の大径側突出部15bに設けられた大端面側凸部17a、17bは、隣接する円錐ころ24a、24bのうち、大端面27a、27b側に設けられた大端面側凹部28a、28bに、それぞれ係合するように配置される。
この場合、小端面側凸部16a、16bや小径側突出部15a、大端面側凸部17a、17bや大径側突出部15b等を弾性変形させて、間座11を周方向や径方向からかち込むようにして、小端面側凸部16a等と、小端面側凹部26a等を係合させる。したがって、間座11は、弾性変形が容易な樹脂製であることが好ましい。
このように、間座11に設けられた小端面側凸部16a等と、隣接する円錐ころ24aに設けられた小端面側凹部26a等とを係合させることができる。そうすると、間座11が内輪23から脱落しようとしても、たとえば、隣接する円錐ころ24aの小端面側凹部26aと小端面側凸部16aとが引っ掛かり、間座11の動きを規制することができる。したがって、間座11の配置を安定させることができ、間座11の脱落のおそれを低減することができる。その結果、円錐ころ軸受21の生産性を良好にすることができる。
この場合、組み込み時等においては、間座11や円錐ころ24a等の動きを拘束する側板やバンド状のものを必要としないため、容易に組み込むことができる。
なお、上記の実施の形態においては、小端面側および大端面側に凸部を設けることにしたが、これに限らず、小端面側においてのみ、凸部を設けることにしてもよい。こうすることにより、容易に、隣接する円錐ころに設けられた小端面側凹部と間座の小端面側凸部とを係合させることができ、円錐ころ軸受の生産性が良好になる。
図5および図6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。
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、外輪と、内輪と、外輪および内輪の間で周方向に連ねて配置され、端面に凹部を有する複数の円錐ころと、隣接する円錐ころの間に配置され、ころピッチ円直径において隣接する円錐ころに当接する面の間隔が円錐ころの小径側端面から大径側端面に向かって徐々に大きくなっており、凹部に対応して軸方向に突出する凸部が設けられた複数の間座を含み、この複数の間座が互いに分離して設けられている間座型保持器とを備える。
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。ここで、円錐ころを保持する保持器を分割型とし、上記のような構成とすると、間座の脱落のおそれを低減することができる。そうすると、風力発電機の主軸支持構造の生産性を向上させることができる。
なお、上記の実施の形態において、円錐ころに設けられる小端面側凹部等は、軸方向に貫通していてもよい。
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。
この発明に係る円錐ころ軸受は、間座の脱落のおそれを低減することができるため、良好な生産性が要求される場合に、有効に利用される。
また、この発明に係る間座は、脱落のおそれを低減しているため、良好な生産性が要求される円錐ころ軸受に備えられる場合に、有効に利用される。
また、この発明に係る風力発電機の主軸支持構造は、間座の脱落のおそれを低減した円錐ころ軸受を含むため、良好な生産性が要求される場合に、有効に利用される。
11 間座、12a,12b 案内面、13a 小径側端面、13b 大径側端面、14a 外径面、14b 内径面、15a 小径側突出部、15b 大径側突出部、16a,16b 小端面側凸部、17a,17b 大端面側凸部、21 円錐ころ軸受、22 外輪、23 内輪、24a,24b 円錐ころ、25a,25b 小端面、26a,26b 小端面側凹部、27a,27b 大端面、28a,28b 大端面側凹部、29b 大鍔、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。
Claims (5)
- 外輪と、
内輪と、
前記外輪および前記内輪の間で周方向に連ねて配置され、端面に凹部を有する複数の円錐ころと、
隣接する前記円錐ころの間に配置され、ころピッチ円直径において隣接する前記円錐ころに当接する面の間隔が前記円錐ころの小径側端面から大径側端面に向かって徐々に大きくなっており、前記凹部に対応して軸方向に突出する凸部が設けられた複数の間座を含み、この複数の間座が互いに分離して設けられている間座型保持器とを備える、円錐ころ軸受。 - 前記間座は、周方向に延び、前記円錐ころの端面と当接する突起部を含み、
前記凸部は、前記突起部に設けられている、請求項1に記載の円錐ころ軸受。 - 前記凹部は、前記円錐ころの小端面に設けられている、請求項1または2に記載の円錐ころ軸受。
- 隣接する円錐ころの間に配置されたときに、ころピッチ円直径において隣接する前記円錐ころに当接する面の間隔が前記円錐ころの小径側端面から大径側端面に向かって徐々に大きくなっており、前記円錐ころの端面に設けられた凹部に対応して軸方向に突出する凸部が設けられている、間座。
- 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円錐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、
前記円錐ころ軸受は、外輪と、内輪と、前記外輪および前記内輪の間で周方向に連ねて配置され、端面に凹部を有する複数の円錐ころと、隣接する前記円錐ころの間に配置され、ころピッチ円直径において隣接する前記円錐ころに当接する面の間隔が前記円錐ころの小径側端面から大径側端面に向かって徐々に大きくなっており、前記凹部に対応して軸方向に突出する凸部が設けられた複数の間座を含み、この複数の間座が互いに分離して設けられている間座型保持器とを備える、風力発電機の主軸支持構造。
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JP2006082489A JP2007255628A (ja) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | 円錐ころ軸受、間座および風力発電機の主軸支持構造 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9995340B2 (en) * | 2011-05-13 | 2018-06-12 | Aktiebolaget Skf | Spacer for rolling bearing, notably used in a wind turbine |
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2006
- 2006-03-24 JP JP2006082489A patent/JP2007255628A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
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US9995340B2 (en) * | 2011-05-13 | 2018-06-12 | Aktiebolaget Skf | Spacer for rolling bearing, notably used in a wind turbine |
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