JP2008163999A - 円錐ころ軸受、円錐ころ軸受の組み込み方法および風力発電機の主軸支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】組み込み性が良好な円錐ころ軸受を提供する。
【解決手段】複列円錐ころ軸受４１は、円錐ころ４４ａ、４４ｂと、円錐ころ４４ａ、４４ｂの小径側の端部に小鍔４９ａ、４９ｂを有する外輪４２と、円錐ころ４４ａ、４４ｂの小径側の端部に小鍔を有しない内輪４３ａ、４３ｂと、円錐ころ４４ａ、４４ｂを保持するポケットを少なくとも一つ有し、周方向に分割された複数の保持器セグメント４５ａ、４５ｂとを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、円錐ころ軸受、円錐ころ軸受の組み込み方法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、その組み込み方法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、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。

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。

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２０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２０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。

図２１は、図２０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２０および図２１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。
ヨーロッパ特許公報１４０８２４８Ａ２

一般に、大型の円錐ころ軸受を上下方向に延びる回転軸に組み込む際には、まず、内輪の大径側端面を下向きにして配置し、内輪の軌道面上に、円錐ころおよび保持器を配置する。そして、円錐ころおよび保持器が配置された内輪をクレーン等で吊り上げて、回転軸に組み込む。

ここで、内輪の小径側端面を下向きにして吊り下げた場合、円錐ころおよび保持器が、内輪から脱落してしまうことになる。このような場合、環状の一つの部品から構成される保持器については、内輪および保持器を連結固定することにより、円錐ころ等の脱落を防止することができる。しかし、上記した保持器セグメントは、周方向に分割されており、各々が独立した部材である。そうすると、円錐ころ等の脱落を防止するためには、内輪および各保持器セグメントを連結固定しなければならず、多大な労力が生じる。その結果、円錐ころおよび保持器が配置された内輪を回転軸に組み込むことが困難となり、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、組み込み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、組み込み性が良好な円錐ころ軸受の組み込み方法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、円錐ころと、円錐ころの小径側端部に小鍔を有する外輪と、円錐ころの小径側端部に小鍔を有しない内輪と、円錐ころを保持するポケットを少なくとも一つ有し、周方向に分割された複数の保持器セグメントとを備える。

このように構成することにより、円錐ころ軸受の組み込み時において、外輪に円錐ころおよび保持器セグメントを配置させる際に、外輪の小鍔に円錐ころの小端面を当接させるようにして、円錐ころを配置することができる。そうすると、円錐ころの配置を崩すことなく、外輪に円錐ころおよび保持器セグメントを配置することができる。また、外輪に配置した円錐ころの上方から内輪を組み込む際にも、内輪は、円錐ころの小径側端部に小鍔を有していないため、内輪と円錐ころとが干渉することはない。したがって、このような円錐ころ軸受は、組み込み性が良好になる。

ここで、保持器セグメントとは、一つの環状の保持器を、少なくとも円錐ころを収容する一つのポケットを有するように、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円錐ころ軸受に組み込まれ、一つの環状の保持器を形成する。

好ましくは、内輪は、円錐ころの大径側端部に大鍔を有する。ここで、外輪の小鍔の案内面と大鍔の案内面とのころ長さ方向の距離は、円錐ころのころ長さよりも長い。こうすることにより、円錐ころの転動面と内輪および外輪の軌道面とが当接するようになるため、荷重を適切に受けることができる。

さらに好ましくは、内輪の小径側端部の外径面の外径寸法は、先端に向かって小さくなる。こうすることにより、内輪の組み込み時において、より確実に内輪と円錐ころとの干渉を防止することができ、円滑に内輪を組み込むことができる。

さらに好ましくは、内輪の小径側端部の外径面の角部には、面取りが設けられている。こうすることにより、さらに組み込み性を良好にすることができる。

この発明の他の局面においては、円錐ころ軸受の組み込み方法は、円錐ころと、円錐ころの小径側端部に小鍔を有する外輪と、円錐ころの小径側端部に小鍔を有しない内輪と、円錐ころを保持するポケットを少なくとも一つ有し、周方向に分割された複数の保持器セグメントとを備える円錐ころ軸受の組み込み方法である。ここで、円錐ころ軸受の組み込み方法は、外輪の軌道面と円錐ころの転動面が当接し、外輪の小鍔と円錐ころの小端面が当接するように外輪に円錐ころおよび保持器セグメントを配置する。そして、内輪の軌道面と円錐ころの転動面が当接するように上方から内輪を回転軸に組み込む。

このような円錐ころ軸受の組み込み方法によれば、外輪の小鍔により、円錐ころの配置を崩すことなく円錐ころおよび保持器セグメントを配置することができる。また、内輪には小鍔が設けられていないため、内輪を上方から組み込む際に、内輪と円錐ころとが干渉することはない。したがって、組み込み性が良好になる。

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、ハウジングに組み込まれ、主軸を回転自在に支持する円錐ころ軸受とを有する風力発電機の主軸支持構造である。ここで、円錐ころ軸受は、円錐ころと、円錐ころの小径側端部に小鍔を有する外輪と、円錐ころの小径側端部に小鍔を有しない内輪と、円錐ころを保持するポケットを少なくとも一つ有し、周方向に分割された複数の保持器セグメントとを備える。

このような風力発電機の主軸支持構造は、組み込み性が良好な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、円錐ころ軸受の組み込み時において、外輪に円錐ころおよび保持器セグメントを配置させる際に、外輪の小鍔に円錐ころの小端面を当接させるようにして、円錐ころを配置することができる。そうすると、円錐ころの配置を崩すことなく、外輪に円錐ころおよび保持器セグメントを配置することができる。また、外輪に配置した円錐ころの上方から内輪を組み込む際にも、内輪は、円錐ころの小径側端部に小鍔を有していないため、内輪と円錐ころとが干渉することはない。したがって、このような円錐ころ軸受は、組み込み性が良好になる。

また、このような円錐ころ軸受の組み込み方法によれば、外輪の小鍔により、円錐ころの配置を崩すことなく円錐ころおよび保持器セグメントを配置することができる。また、内輪には小鍔が設けられていないため、内輪を上方から組み込む際に、内輪と円錐ころとが干渉することはない。したがって、組み込み性が良好になる。

また、このような風力発電機の主軸支持構造は、組み込み性が良好な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複列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。

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。なお、ここでいう軸とは、円錐ころ１２ａ等の回転軸を指す。

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。

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。

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、ころを案内する案内面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。

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に含まれる一対の連結部１５ａ、１５ｂ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。

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、軸方向からみ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。

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、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。外輪３２および内輪３３の構成については、後述する。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３５ａに円錐ころ３４が配置される。

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。

なお、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。

次に、上記した円錐ころ軸受３１を複列円錐ころ軸受とした場合において、複列円錐ころ軸受を回転軸に組み込む際の複列円錐ころ軸受の組み込み方法について説明する。

図１は、この発明の一実施形態に係る複列円錐ころ軸受を示す断面図である。図９は、図１中のＩＸで示す部分の拡大断面図である。図１および図９を参照して、複列円錐ころ軸受４１は、外輪４２と、小径側端部４８ａ、４８ｂが互いに対向するように配置された２つの内輪４３ａ、４３ｂと、外輪４２およびそれぞれの内輪４３ａ、４３ｂの間に配置される複数の円錐ころ４４ａ、４４ｂと、それぞれの円錐ころ４４ａ、４４ｂを保持する上述した複数の保持器セグメント４５ａ、４５ｂおよび間座（図示せず）と、内輪４３ａと内輪４３ｂとの間に配置される内輪間座４６とを備える。

外輪４２には、２つの軌道面５１ａ、５１ｂが設けられている。また、内輪４３ａ、４３ｂは、それぞれ軌道面５１ｃ、５１ｄを有する。円錐ころ４４ａは、その転動面５２ａが軌道面５１ａ、５１ｃに当接するように、外輪４２と内輪４３ａの間に配置される。同様に、円錐ころ４４ｂは、その転動面５２ｂが軌道面５１ｂ、５１ｄに当接するように、外輪４２と内輪４３ｂとの間に配置される。

ここで、外輪４２は、円錐ころ４４ａ、４４ｂの小径側端部に小鍔４９ａ、４９ｂを有する。複列円錐ころ軸受４１の組み込み時において、小鍔４９ａ、４９ｂの案内面５０ａ、５０ｂは、それぞれ円錐ころ４４ａ、４４ｂの小端面５３ａ、５３ｂと当接可能である。なお、案内面５０ａは、軌道面５１ａと略垂直であること、または円錐ころ４４ａを配置した状態において小端面５３ａと略平行であることが好ましい。同様に、案内面５０ｂは、軌道面５１ｂと略垂直であること、または円錐ころ４４ｂを配置した状態において小端面５３ｂと略平行であることが好ましい。

内輪４３ａは、円錐ころ４４ａの大径側端部に大鍔５５ａを有するが、小径側端部４８ａに小鍔を有しない。すなわち、内輪４３ａの大径側端部には大鍔５５ａが設けられているが、内輪４３ａ小径側端部４８ａには小鍔が設けられていない。内輪４３ａの小径側端部４８ａの最大外径寸法Ｌ_１は、円錐ころ４４ａのころ内接円径寸法Ｌ_２以下である（図９参照）。また、内輪４３ｂは、内輪４３ａと同様に、円錐ころ４４ｂの大径側端部に大鍔５５ｂを有するが、小径側端部４８ｂに小鍔を有しない。

図１０は、上記した図１および図９に示す複列円錐ころ軸受４１を、回転軸４７に組み込む際の手順の概略を示すフローチャートである。また、図１１〜図１５は、各工程における各部材の配置を示す断面図である。図１、図９〜図１５を参照して、上記した構成の複列円錐ころ軸受４１を回転軸４７に組み込む際の組み込み方法について説明する。

まず、一方の内輪４３ｂの大径側端面５６ｂを下向きにして、回転軸４７に組み込む（図１０（Ａ）、図１１）。その後、内輪４３ｂの軌道面５１ｄと一方の円錐ころ４４ｂの転動面５２ｂとが当接し、内輪４３ｂの大鍔５５ｂの案内面５０ｄが円錐ころ４４ｂの大端面５４ｂに当接するように、円錐ころ４４ｂおよび保持器セグメント４５ｂを配置する（図１０（Ｂ）、図１２）。円錐ころ４４ｂおよび保持器セグメント４５ｂの配置については、上記したように複数の保持器セグメント４５ｂを周方向に連ねるように、内輪４３ｂの軌道面５１ｄ上に配置する。さらに、最初の保持器セグメント４５ｂと最後の保持器セグメント４５ｂとの間に、間座を配置する。この場合、円錐ころ４４ｂの大端面５４ｂが、内輪４３ｂの大鍔５５ｂの案内面５０ｄに当接するように配置されているため、大端面５４ｂが大鍔５５ｂに引っ掛かることになり、円錐ころ４４ｂおよび保持器セグメント４５ｂの配置が崩れることはない。

次に、内輪４３ｂの小径側端部４８ｂと当接するように、上方から回転軸４７に内輪間座４６を組み込む（図１０（Ｃ）、図１３）。

その後、円錐ころ４４ｂの転動面５２ｂと外輪４２の軌道面５１ｂとが当接し、小鍔４９ｂの案内面５０ｂと円錐ころ４４ｂの小端面５３ｂとが当接するように、上方から外輪４２を配置する（図１０（Ｄ）、図１４）。この場合、小鍔４９ｂが、円錐ころ４４ｂの小端面５３ｂに引っ掛っているため、外輪４２の配置が崩れることはない。

次に、外輪４２の軌道面５１ａと他方の円錐ころ４４ａの転動面５２ａとが当接し、小鍔４９ａの案内面５０ａと円錐ころ４４ａの小端面５３ａとが当接するように、円錐ころ４４ａおよび保持器セグメント４５ａを配置する（図１０（Ｅ）、図１５）。この場合も上記と同様に、各保持器セグメント４５ａ等を周方向に連ねるようにして配置する。また、この場合においても、円錐ころ４４ａの小端面５３ａが、小鍔４９ａに引っ掛かることになり、円錐ころ４４ａおよび保持器セグメント４５ａの配置が崩れることはない。

その後、他方の内輪４３ａの大径側端面５６ａを上向きにして、円錐ころ４４ａの転動面５２ａと内輪４３ａの軌道面５１ｃとが当接するように、上方から回転軸４７に内輪４３ａを組み込む（図１０（Ｆ）、図１、図９）。この場合、内輪４３ａの小径側端部４８ａには、小鍔が設けられていないため、円錐ころ４４ａと内輪４３ａとが干渉することはない。また、内輪４３ａの小径側端部４８ａの最大外径寸法Ｌ_１は、円錐ころ４４ａのころ内接円径寸法Ｌ_２以下であるため、内輪４３ａの小径側端部４８ａが円錐ころ４４ａと干渉することなく、内輪４３ａを回転軸４７に組み込むことができる。

なお、組み込んだ状態においては、円錐ころ４４ａ、４４ｂの小端面５３ａ、５３ｂが小鍔４９ａ、４９ｂの案内面５０ａ、５０ｂに当接しているが、複列円錐ころ軸受４１に荷重が負荷されると、誘起スラスト荷重が発生し、円錐ころ４４ａ、４４ｂの大端面５４ａ、５４ｂが大鍔５５ａ、５５ｂの案内面５０ｃ、５０ｄと当接するようになる。

このように構成することにより、複列円錐ころ軸受４１の組み込み性を良好にすることができる。すなわち、このような複列円錐ころ軸受４１の組み込み方法によれば、外輪４２に設けられた小鍔４９ａにより、その配置を崩すことはなく円錐ころ４４ａおよび保持器セグメント４５ａを配置することができる。また、内輪４３ａの小径側端部４８ａには、小鍔が設けられていないため、内輪４３ａの組み込み時において、内輪４３ａと円錐ころ４４ａとが干渉することはない。したがって、組み込み性が良好になる。

また、複列円錐ころ軸受４１を組み込んだ状態において、内輪４３ａの大鍔５５ａの案内面５０ｃと小鍔４９ａの案内面５０ａとのころ長さ方向の距離Ｌ_３は、円錐ころ４４ａのころ長さＬ_４よりも長くすることが好ましい（図９参照）。こうすることにより、円錐ころ４４ａの転動面５２ａと外輪４２および内輪４３ａの軌道面５１ａ、５１ｃとが適切に当接するようになるため、適切に円錐ころ４４ａによって荷重を受けることができる。なお、大鍔５５ｂの案内面５０ｄと小鍔４９ｂの案内面５０ｂとのころ長さ方向の距離と円錐ころ４４ｂのころ長さとの関係についても同様とすることが好ましい。

また、内輪の小径側端部の外径面の外径寸法は、先端に向かって小さくなることが好ましい。例えば、回転中心軸を通る断面において、小径側端部を構成する外径面を示す線と回転中心軸線とのなす角度は、０°よりも大きくすることが好ましい。図１６は、複列円錐ころ軸受に含まれる内輪の小径側端部付近を示す拡大断面図である。図１６に示す断面は回転中心軸を通る。図１６において、小径側端部４８ｃを構成する外径面を示す線５７ａと回転軸４７の回転中心軸に平行な線５７ｂとのなす角度θは、０°よりも大きくすることが好ましい。こうすることにより、内輪４３ｃの小径側端部４８ｃの外径面の外径寸法を、先端に向かって小さくすることができる。したがって、内輪４３ｃを回転軸４７に組み込む際に、円滑に内輪４３ｃを組み込むことができる。なお、外径面は複数の平面および曲面で構成し、外径面の外径寸法を先端に向かって小さくするようにしてもよい。

また、内輪の小径側端部の外径面の角部には、面取りが設けられることにしてもよい。図１７は、この場合における内輪の一部を示す拡大断面図であり、図１６に対応する。図１７を参照して、内輪４３ｄの小径側端部４８ｄの外径面の角部５８には、断面がＲ形状の面取りが設けられている。こうすることにより、内輪４３ｄを回転軸４７に組み込む際に、取扱い性が向上し、組み込み性が良好になる。なお、面取りは、Ｃ面取りであってもよい。

図１８および図１９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、円錐ころと、円錐ころの小径側端部に小鍔を有する外輪と、円錐ころの小径側端部に小鍔を有しない内輪と、円錐ころを保持するポケットを少なくとも一つ有し、周方向に分割された複数の保持器セグメントとを備える。

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り、軸受自体も大型にする必要がある。ここで、保持器を分割型とし、上記のような構成とすると、円錐ころ軸受を主軸７６に組み込む際に、容易に組み込むことができる。したがって、風力発電機の主軸支持構造の生産性を良好にすることができる。

なお、上記の実施の形態においては、複列円錐ころ軸受として使用した場合について説明したが、これに限らず、単列の円錐ころ軸受として使用した場合についても適用される。また、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、円錐ころ軸受に含まれる保持器セグメントは、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割した形状としたが、これに限らず、周方向に分割される種々の形状の保持器セグメントに適用される。

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。

また、この発明に係る円錐ころ軸受は、良好な組み込み性が要求される場合に有効に利用される。

また、この発明に係る円錐ころ軸受の組み込み方法は、良好な組み込み性が要求される場合に有効に利用される。

また、この発明に係る風力発電機の主軸支持構造は、大型の風力発電機の主軸支持構造に、有効に利用される。

この発明の一実施形態に係る複列円錐ころ軸受を示す断面図である。 この発明の一実施形態に係る複列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。 円錐ころ軸受に含まれる間座を示す斜視図である。 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。 隣接する保持器セグメントを示す拡大断面図である。 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１に示す複列円錐ころ軸受の一部を示す拡大断面図である。 図１に示す複列円錐ころ軸受の組み込み方法の概略を示すフローチャートである。 回転軸に一方の内輪を組み込んだ状態を示す断面図である。 一方の円錐ころおよび保持器セグメントを配置した状態を示す断面図である。 内輪間座を配置した状態を示す断面図である。 外輪を配置した状態を示す断面図である。 他方の円錐ころおよび保持器セグメントを配置した状態を示す断面図である。 この発明の他の実施形態に係る複列円錐ころ軸受に含まれる内輪の一部を示す拡大断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る複列円錐ころ軸受に含まれる内輪の一部を示す拡大断面図である。 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１８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。 従来における保持器セグメントの斜視図である。 図２０に示す保持器セグメントを、径方向に切断した場合の断面図である。

符号の説明

１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，４５ａ，４５ｂ 保持器セグメント、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，３４，４４ａ，４４ｂ 円錐ころ、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，３５ａ 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，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ 案内面、１９，２０，３０ａ，３０ｂ 油溝、２１ａ，２１ｂ 端面、２２ ＰＣＤ、２６ 間座、２７ａ，２７ｂ 端部、２８ 中央部、３１ 円錐ころ軸受、３２，４２ 外輪、３３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ 内輪、３９ すき間、４０ 最後すき間、４１ 複列円錐ころ軸受、４６ 内輪間座、４７ 回転軸、４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ 小径側端部、４９ａ，４９ｂ 小鍔、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ 軌道面、５２ａ，５２ｂ 転動面、５３ａ，５３ｂ 小端面、５４ａ，５４ｂ 大端面、５５ａ，５５ｂ 大鍔、５６ａ，５６ｂ 大径側端面、５７ａ，５７ｂ 線、５８ 角部、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。

Claims (6)

1. 円錐ころと、
   前記円錐ころの小径側端部に小鍔を有する外輪と、
   前記円錐ころの小径側端部に小鍔を有しない内輪と、
   前記円錐ころを保持するポケットを少なくとも一つ有し、周方向に分割された複数の保持器セグメントとを備える、円錐ころ軸受。
2. 前記内輪は、前記円錐ころの大径側端部に大鍔を有し、
   前記外輪の小鍔の案内面と前記大鍔の案内面とのころ長さ方向の距離は、前記円錐ころのころ長さよりも長い、請求項１に記載の円錐ころ軸受。
3. 前記内輪の小径側端部の外径面の外径寸法は、先端に向かって小さくなる、請求項１または２に記載の円錐ころ軸受。
4. 前記内輪の小径側端部の外径面の角部には、面取りが設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の円錐ころ軸受。
5. 円錐ころと、前記円錐ころの小径側端部に小鍔を有する外輪と、前記円錐ころの小径側端部に小鍔を有しない内輪と、前記円錐ころを保持するポケットを少なくとも一つ有し、周方向に分割された複数の保持器セグメントとを備える円錐ころ軸受の組み込み方法であって、
   前記外輪の軌道面と前記円錐ころの転動面が当接し、前記外輪の小鍔と前記円錐ころの小端面が当接するように前記外輪に前記円錐ころおよび前記保持器セグメントを配置し、
   前記内輪の軌道面と前記円錐ころの転動面が当接するように上方から前記内輪を回転軸に組み込む、円錐ころ軸受の組み込み方法。
6. 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、
   ハウジングに組み込まれ、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、円錐ころと、前記円錐ころの小径側端部に小鍔を有する外輪と、前記円錐ころの小径側端部に小鍔を有しない内輪と、前記円錐ころを保持するポケットを少なくとも一つ有し、周方向に分割された複数の保持器セグメントとを備える、風力発電機の主軸支持構造。

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