転がり軸受、保持器セグメントおよび風力発電機の主軸支持構造
【課題】異音の発生や、破損のおそれが少ない転がり軸受及び、転がり軸受に安定して配置される保持器セグメントを提供する。
【解決手段】保持器セグメント１５ａは、ころを収容する第１ポケット２３ａ、２３ｃおよび第２ポケット２３ｂを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ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を含む。ここで、第１ポケットの周方向両側に位置する柱部の外径側には、第１ポケットに収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが設けられ、第２ポケットの周方向両側に位置する柱部２２ｂ、２２ｃの内径側には、第２ポケットに収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部２５ａ、２５ｂが設けられる。これにより、保持器セグメント１５ａは、ころ案内となる。
【解決手段】保持器セグメント１５ａは、ころを収容する第１ポケット２３ａ、２３ｃおよび第２ポケット２３ｂを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ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を含む。ここで、第１ポケットの周方向両側に位置する柱部の外径側には、第１ポケットに収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが設けられ、第２ポケットの周方向両側に位置する柱部２２ｂ、２２ｃの内径側には、第２ポケットに収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部２５ａ、２５ｂが設けられる。これにより、保持器セグメント１５ａは、ころ案内となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受、保持器セグメントおよび風力発電機の主軸支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受は、一般的には、外輪と、内輪と、外輪と内輪と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】
ここで、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転がり軸受については、大きな荷重を受ける必要があるため、転がり軸受自体も大型となる。そうすると、ころや保持器等の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】
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７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７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１０３と、複数の柱部１０３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。各ポケット１０４の周方向両側に位置する柱部１０３の内径側には、ポケット１０４に収容されるころが内径側へ抜け出るのを防止する内径側ころ止め部が設けられている。一方、外径側には、ころが外径側へ抜け出るのを防止する外径側ころ止め部は設けられておらず、平らである。また、柱部１０３の外径側の端面には、外輪との距離を保つための突出部１０６ａが設けられており、柱部１０３の内径側の端面には、内輪との距離を保つための突出部１０６ｂ（図示せず）が設けられている。
【０００５】
図８は、図７に示した保持器セグメント１０１ａを含む転がり軸受の一部を示す断面図である。図７および図８を参照して、保持器セグメント１０１ａを含む転がり軸受１１１の構成を説明すると、転がり軸受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、周方向の端面１０７が当接するように連なって組み合わされている。複数の保持器セグメント１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ等が連なって組み合わされ、転がり軸受１１１に含まれる一つの環状の保持器が形成されている。
【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】
特許文献１によると、保持器セグメント１０１ａは、柱部１０３の外径側端面に設けられた突出部１０６ａおよび内径側端面に設けられた突出部１０６ｂによって、外輪１１２および内輪１１３からの距離を保っている。すなわち、保持器セグメント１０１ａは、外輪１１２または内輪１１３によって案内される軌道輪案内である。
【０００７】
上記したように、各保持器セグメント１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ等は、独立しており、周方向に連結されていないため、保持器セグメント１０１ａ等が軌道輪案内である場合には、外輪１１２および内輪１１３の間で容易に移動し、径方向において、その位置は不安定となる。
【０００８】
具体的には、たとえば、上記した構成の転がり軸受１１１を、横向きに配置して使用した場合、保持器セグメント１０１ａが天の位置にあるときは、保持器セグメント１０１ａは、下方向に移動し、下部に位置する内輪１１３の外径面１１５と柱部１０３の内径側端面に設けられた突出部１０６ｂとが接触して、内輪１１３に案内される内輪案内となる。一方、保持器セグメント１０１ａが地の位置にあるときは、保持器セグメント１０１ａは下方向に動き、下部に位置する外輪１１２の内径面１１６と柱部１０３の外径側端面に設けられた突出部１０６ａとが接触して、外輪１１２に案内される外輪案内となる。
【０００９】
このように、保持器セグメント１０１ａが容易に径方向に移動し、転がり軸受１１１内における位置によって内輪案内となったり、外輪案内となったりすれば、保持器セグメント１０１ａの径方向の位置が不安定となり、外輪１１２や内輪１１３と接するときに異音が発生したり、保持器セグメント１０１ａが破損するおそれがある。
【００１０】
この発明の目的は、異音の発生や、破損のおそれが少ない転がり軸受を提供することである。
【００１１】
この発明の他の目的は、転がり軸受に安定して配置される保持器セグメントを提供することである。
【００１２】
この発明のさらに他の目的は、異音の発生や、破損のおそれが少ない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】
【００１３】
この発明に係る転がり軸受は、複数のころと、複数のころを保持する保持器とを備える。上記した保持器は、軸に沿う方向に延びる分割線によって複数の保持器セグメントに分割されている。各保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２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。柱部は、第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する。
【００１４】
このように構成することにより、保持器セグメントの柱部に設けられた外径側ころ止め部によって、保持器セグメントの内径側への移動が規制される。また、内径側ころ止め部によって、保持器セグメントの外径側への移動が規制される。その結果、保持器セグメントは、ころ案内となり、転がり軸受内において、安定して配置される。そうすると、保持器セグメントと外輪や内輪との接触による異音の発生や保持器セグメント等の破損を抑制することができる。ここで、第１ポケットとは、外径側へころが抜け出るのを防止する手段が設けられたポケットをいい、第２ポケットとは、内径側へころが抜け出るのを防止する手段が設けられたポケットをいう。また、保持器セグメントとは、一体型の環状の保持器を、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割した単位体であり、ころを収容するポケットを２つ以上含むものである。すなわち、複数の保持器セグメントが周方向に連なって組み合わさり、１つの環状の保持器が形成される。
【００１５】
保持器セグメントは、複数が集まって一つの環状の保持器を形成するため、その一つ一つの形状は小さく、かつ、単純である。したがって、製造が容易になり、生産性が向上するとともに、取扱い性や組み立て性も良好となる。
【００１６】
好ましくは、第１ポケットと第２ポケットの間に配置される柱部は、外径側ころ止め部および内径側ころ止め部を有する。こうすることにより、外径側ころ止め部および内径側ころ止め部を、一つの柱部に設けることができるため、第１ポケットと第２ポケットとを隣接することができ、保持器セグメントに含まれるポケット数を少なくすることが可能となる。
【００１７】
より好ましくは、保持器セグメントは、少なくとも３つポケットを有する。こうすることにより、第１ポケットまたは第２ポケットのいずれかを２つ以上含むことになる。そうすると、外径側ころ止め部または内径側ころ止め部についても、いずれかを２つ以上含むことになるため、転がり軸受内において、保持器セグメントがＰＣＤに対して傾くおそれがなくなり、安定性をさらに向上することができる。
【００１８】
さらに好ましくは、保持器セグメントは、樹脂製である。保持器セグメントは、一体型の保持器と比較して、小型であり、かつ、単純形状である。そうすると、保持器セグメントを樹脂製とすることにより、射出成型等による製造が可能になり、大量生産が容易になる。
【００１９】
さらに好ましくは、ころは、円錐ころである。上記した風力発電機の主軸等に使用される大型の転がり軸受においては、大きなスラスト荷重やモーメント荷重、ラジアル荷重等を受ける必要があるため、ころを円錐ころとした円錐ころ軸受が適用される。このような円錐ころ軸受に適用されると、円錐ころ軸受が大型となった場合でも、生産性が良好になるとともに、保持器セグメントを安定して転がり軸受内に配置することができ、外輪等との接触による異音の発生等を抑制することができる。
【００２０】
この発明の他の局面においては、保持器セグメントは、複数のころを保持し、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割される。また、保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２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、柱部は、第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する。
【００２１】
このような保持器セグメントは、ころによって案内されるため、転がり軸受の中で安定して配置される。そうすると、外輪や内輪との接触による異音の発生等が抑制されることになる。
【００２２】
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転がり軸受とを有する。上記した転がり軸受は、複数のころと、複数のころを保持する保持器とを備える。保持器は、軸に沿う方向に延びる分割線によって複数の保持器セグメントに分割されている。各保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２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、柱部は、第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する。
【００２３】
このような保持器セグメントを備える転がり軸受を有する風力発電機の主軸支持構造は、保持器セグメントが安定して配置されるため、異音が発生したり、破損したりするおそれは少なくなる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、保持器セグメントは、柱部に設けられた外径側ころ止め部によって、保持器セグメントの内径側への移動が規制される。また、柱部に設けられた内径側ころ止め部によって、保持器セグメントの外径側への移動が規制される。その結果、保持器セグメントは、ころ案内となり、転がり軸受内において、安定して配置される。そうすると、保持器セグメントと外輪や内輪との接触による異音の発生や保持器セグメント等の破損を抑制することができる。
【００２５】
また、このような保持器セグメントは、ころによって案内されるため、転がり軸受の中で安定して配置される。そうすると、外輪や内輪との接触が低減する。
【００２６】
さらに、このような保持器セグメントを備える転がり軸受を有する風力発電機の主軸支持構造は、保持器セグメントが安定して配置されるため、異音が発生したり、破損したりするおそれは少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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保持器セグメントを示す斜視図である。図１は、図２に示す保持器セグメントを、図２中の矢印Ａ−Ａで示す断面において切断した断面図である。なお、図１においては、保持器セグメントが保持する複数のころを点線で示しており、理解の容易の観点から、連結部２１ａ、２１ｂは図示していない。
【００２８】
図１および図２を参照して、保持器セグメント１５ａは、ころを収容する２つの第１ポケット２３ａ、２３ｃおよび１つの第２ポケット２３ｂを形成するように軸に沿う方向に延びる４つの柱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと、４つの柱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを連結するように周方向に延びる連結部２１ａ、２１ｂとを含む。連結部２１ａ、２１ｂは、転がり軸受に組み込まれた際に、複数の保持器セグメント１５ａ等が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を有している。すなわち、保持器セグメント１５ａは、一体型の環状の保持器を、軸に沿う方向に延びる分割線によって第１および第２ポケット２３ａ〜２３ｃを含むように切断し、分割した形状である。なお、ここでは、連結部２１ａ、２１ｂを複数含むこととしたが、一つであっても構わない。
【００２９】
第１ポケット２３ａの周方向両側に位置する柱部２２ａ、２２ｂの外径側には、第１ポケット２３ａに保持されるころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部２４ａ、２４ｂが設けられている。こうすることにより、保持器セグメント１５ａが軸の内径側、すなわち、図１中の矢印Ｂの方向へ動こうとしても、外径側ころ止め部２４ａ、２４ｂがころに引っ掛かり、保持器セグメント１５ａの内径側への移動を規制することができる。
【００３０】
また、第１ポケット２３ａに隣接する第２ポケット２３ｂの周方向両側に位置する柱部２２ｂ、２２ｃの内径側には、第２ポケット２３ｂに保持されるころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部２５ａ、２５ｂが設けられている。こうすることにより、保持器セグメント１５ａが軸の外径側、すなわち、図１中の矢印Ｂと逆の方向へ動こうとしても、内径側ころ止め部２５ａ、２５ｂがころに引っ掛かり、外径側への動きを規制することができる。
【００３１】
さらに、第２ポケット２３ｂに隣接する第１ポケット２３ｃの周方向両側に位置する柱部２２ｃ、２２ｄの外径側には、第１ポケット２３ｃに保持されるころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部２４ｃ、２４ｄが設けられている。こうすることにより、保持器セグメント１５ａが軸の内径側、すなわち、図３中の矢印Ｂの方向へ動こうとしても、外径側ころ止め部２４ｃ、２４ｄがころに引っ掛かり、保持器セグメント１５ａの内径側への移動を規制することができる。
【００３２】
以上より、保持器セグメント１５ａが、内径側へ動こうとしても第１ポケット２３ａ、２３ｃの外径側ころ止め部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが、ころに引っ掛り、内径側への動きが規制される。また、保持器セグメント１５ａが、外径側へ動こうとしても第２ポケット２３ｂの内径側ころ止め部２５ａ、２５ｂが、ころに引っ掛り、外径側への移動が規制される。そうすると、保持器セグメント１５ａの径方向の動きは、ころによって規制される。このような構成とすることにより、保持器セグメント１５ａは、いわゆるころ案内となり、径方向の位置が安定して配置される。
【００３３】
また、保持器セグメント１５ａ等は、各々独立しているため、転がり軸受内において、ＰＣＤ１６に対し、傾くおそれがある。しかし、保持器セグメント１５ａは、合計３つの第１および第２ポケット、具体的には、保持器セグメント１５ａの両端に２つの第１ポケット２３ａ、２３ｃおよび保持器セグメント１５ａの中央に１つの第２ポケット２３ｂを有するため、保持器セグメント１５ａがＰＣＤ１６に対して傾くおそれは少なくなり、安定性は良好である。
【００３４】
ここで、第１ポケット２３ａと第２ポケット２３ｂとの間に位置する柱部２２ｂは、その外径側に外径側ころ止め部２４ｂを有し、内径側に内径側ころ止め部２５ａを有する。また、第２ポケット２３ｂと第１ポケット２３ｃとの間に位置する柱部２２ｃについても同様に、その外径側に外径側ころ止め部２４ｃを有し、内径側に内径側ころ止め部２５ｂを有する。このように構成することにより、第１ポケット２３ａ、２３ｃと第２ポケット２３ｂを隣接することができるとともに、全体として、保持器セグメント１５ａに含まれる第１および第２ポケットを少なくすることができる。
【００３５】
図３は、図１、図２に示す保持器セグメント１５ａを備えた転がり軸受１１の一部を示す断面図である。図１、図２および図３を参照して、転がり軸受１１は、外輪１２と、内輪１３と、外輪１２および内輪１３との間に配置される複数のころ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、ころ１４ａ等を保持する複数の保持器セグメント１５ａ等とを備える。保持器セグメント１５ａに隣接する保持器セグメント１５ｂ、１５ｃは、周方向において最も端にある柱部２２ａ、２２ｄ等の外側の幅面２６が対面するように、転がり軸受１１内において周方向に配置される。保持器セグメント１５ａ、１５ｂ、１５ｃ等を複数連ねて組み合わせることにより、一つの環状の保持器を形成する。
【００３６】
上記したように、ころ案内である保持器セグメント１５ａ等を備えることにより、転がり軸受１１内において、保持器セグメント１５ａ等は、径方向に安定して配置される。したがって、保持器セグメント１５ａのうち、柱部２２ａ〜２２ｄの径方向外側の端面２７と外径側に位置する外輪１２の内径面１７との接触や、柱部２２ａ〜２２ｄの径方向内側の端面２８と内径側に位置する内輪１３の外径面１８との接触による異音の発生は抑制される。また、これに伴って、保持器セグメント１５ａが、外輪１２等との接触によって破損するおそれも少なくなる。
【００３７】
なお、ここでは、保持器セグメント１５ａは、ころを収容する第１および第２ポケットを３つ有することにしたが、第１および第２ポケットをそれぞれ２つ以上、合計で４つ以上のポケットを有することにしてもよい。図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、第１および第２ポケットをそれぞれ２つ、合計で４つのポケットを有する保持器セグメントの断面図である。まず、図４（Ａ）を参照して、保持器セグメント３１は、２つの第１ポケット３３ａ、３３ｃおよび２つの第２ポケット３３ｂ、３３ｄを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅと、複数の柱部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅを連結するように周方向に延びる連結部（図示せず）とを有する。第１ポケット３３ａ、３３ｃの周方向両側に位置する柱部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの外径側には、第１ポケット３３ａ、３３ｃに保持されるころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが設けられている。また、第２ポケット３３ｂ、３３ｄの周方向両側に位置する柱部３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅの内径側には、第２ポケット３３ｂ、３３ｄに保持されるころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが設けられている。
【００３８】
こうすることにより、４つの第１および第２ポケット３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄのうち、隣接しない２つの第１ポケット３３ａ、３３ｃの柱部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに設けられた外径側ころ止め部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄで、保持器セグメント３１の内径側への動きを規制し、隣接しない２つの第２ポケット３３ｂ、３３ｄの柱部３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅに設けられた内径側ころ止め部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄで、保持器セグメント３１の外径側への動きを規制することができる。したがって、交互に２つの第１および第２ポケットで外径側および内径側への動きを規制しているため、より安定して保持器セグメント３１を配置することができるとともに、転がり軸受内において、保持器セグメント３１がＰＣＤに対して傾くおそれはさらに少なくなる。
【００３９】
また、図４（Ｂ）に示すように、保持器セグメント３６は、２つの第１ポケット３７ａ、３７ｄおよび２つの第２ポケット３７ｂ、３７ｃを有し、隣接する第２ポケット３７ｂ、３７ｃの周方向両側に位置する柱部３８ｂ、３８ｃ、３８ｄに設けられた内径側ころ止め部で、外径側への動きを規制することができるようにし、保持器セグメント３６の両端側に位置する第１ポケット３７ａ、３７ｄの周方向両側に位置する柱部３８ａ、３８ｂ、３８ｄ、３８ｅに設けられた外径側ころ止め部で、内径側への動きを規制することができるようにしてもよい。この場合も、２つの第１および第２ポケットで外径側および内径側への動きを規制することになるため、上記と同様に、より安定して保持器セグメント３６を配置することができるとともに、転がり軸受内において、保持器セグメント３６がＰＣＤに対して傾くおそれはさらに少なくなる。
【００４０】
なお、上記の実施の形態においては、保持器セグメントに収容されるころは、円筒状の円筒ころや、軸方向に徐々に径が大きくなる円錐ころを用いてもよい。円錐ころを用いた場合、保持器セグメントのうち、円錐ころに当接する柱部の壁面の間隔は、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るようにしてもよい。
【００４１】
図５および図６は、上記した転がり軸受を主軸支持軸受４５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４２のケーシング４３は、高い位置で、旋回座軸受４１を介して支持台４０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４７を一端に固定する主軸４６は、ナセル４２のケーシング４３内で、軸受ハウジング４４に組み込まれた主軸支持軸受４５を介して、回転自在に支持されている、主軸４６の他端は増速機４８に接続され、この増速機４８の出力軸が発電機４９のロータ軸に結合されている。ナセル４２は、旋回用モータ５０により、減速機５１を介して任意の角度に旋回させられる。
【００４２】
軸受ハウジング４４に組み込まれた主軸支持軸受４５は、この発明の一実施形態に係る転がり軸受であって、複数のころと、複数のころを保持する保持器とを備える。上記した保持器は、軸に沿う方向に延びる分割線によって複数の保持器セグメントに分割されている。各保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２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。柱部は、第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する。
【００４３】
主軸支持軸受４５は、大きな風力を受けるブレード４７を一端に固定する主軸４６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４５自体も大型にする必要がある。ここで、分割が可能な保持器セグメントを備える転がり軸受とすることにより、保持器の生産性、取扱い性、組み立て性が良好となるため、転がり軸受自体の生産性も良好となる。また、上記した保持器セグメントはころ案内であるため、径方向に安定して配置されるため、外輪や内輪等と接触することは少なくなり、接触に伴う異音の発生が抑制されるとともに、接触による破損のおそれも減少する。
【００４４】
また、上記の実施の形態においては、保持器セグメントの周方向の端部が、柱部となるように分割されていたが、これに限らず、連結部において分割されていてもよい。このような場合、保持器セグメントは、隣接する保持器セグメントと、連結部において、連なることになる。
【００４５】
なお、このような保持器セグメント１５ａ等を備える転がり軸受を大型にした場合であっても、保持器セグメント１５ａ等は小型であり、かつ、単純形状であるため、その材質を樹脂製とし、射出成型等することによって、容易に製造することができる。こうすることにより、生産性が良好となる。
【００４６】
また、上記の実施の形態においては、保持器セグメント１５ａに含まれる連結部２１ａ、２１ｂは、予め所定の曲率を有するように構成している。しかし、連結部２１ａ、２１ｂを、可撓性のある樹脂等の部材で構成し、周方向に弾性を持たせ、製造時においては所定の曲率を有さず、真直ぐな形状とし、転がり軸受に組み込む際に、所定の曲率を持たせて組み込むことができるようにしてもよい。こうすることにより、製造時において、保持器セグメント１５ａ等をより単純な形状とすることができ、さらに生産性等が良好となる。
【００４７】
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】
【００４８】
この発明に係る保持器セグメントは、転がり軸受内において安定して配置され、この発明に係る転がり軸受は、保持器セグメントと外輪等との接触が少ないため、異音の抑制が要求される保持器セグメントおよび転がり軸受に有効に利用できる。また、この発明に係る風力発電機の主軸支持構造は、分割型である保持器セグメントが安定して配置される転がり軸受を含むため、大型で、異音の抑制が要求される場合に有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の一実施形態に係る保持器セグメントを、柱部を含む断面で切断した場合の断面図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る保持器セグメントの斜視図である。
【図３】この発明の一実施形態に係る転がり軸受の一部を示す断面図である。
【図４】この発明の他の実施形態に係る保持器セグメントの断面図であり、（Ａ）第１ポケットと第２ポケットが交互に設けられた場合、（Ｂ）第１ポケットと第２ポケットが交互に設けられていない場合を示す。
【図５】この発明に係る転がり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６】図５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７】従来における保持器セグメントの斜視図である。
【図８】図７に示す保持器セグメントを、柱部を含む断面で切断した場合の断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１１ 転がり軸受、１２ 外輪、１３ 内輪、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ ころ、１５ａ，１５ｂ、１５ｃ，３１，３６ 保持器セグメント、１６ ＰＣＤ、１７ 内径面、１８ 外径面、２１ａ，２１ｂ 連結部、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，３８ｅ 柱部、２３ａ，２３ｃ，３３ａ，３３ｃ，３７ａ，３７ｄ 第１ポケット、２３ｂ，３３ｂ，３３ｄ，３７ｂ，３７ｃ 第２ポケット、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ 外径側ころ止め部、２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ 内径側ころ止め部、２６ 幅面、２７，２８ 端面、４０ 支持台、４１ 旋回座軸受、４２ ナセル、４３ ケーシング、４４ 軸受ハウジング、４５ 主軸支持軸受、４６ 主軸、４７ ブレード、４８ 増速機、４９ 発電機、５０ 旋回用モータ、５１ 減速機。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受、保持器セグメントおよび風力発電機の主軸支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受は、一般的には、外輪と、内輪と、外輪と内輪と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】
ここで、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転がり軸受については、大きな荷重を受ける必要があるため、転がり軸受自体も大型となる。そうすると、ころや保持器等の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】
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７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７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１０３と、複数の柱部１０３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。各ポケット１０４の周方向両側に位置する柱部１０３の内径側には、ポケット１０４に収容されるころが内径側へ抜け出るのを防止する内径側ころ止め部が設けられている。一方、外径側には、ころが外径側へ抜け出るのを防止する外径側ころ止め部は設けられておらず、平らである。また、柱部１０３の外径側の端面には、外輪との距離を保つための突出部１０６ａが設けられており、柱部１０３の内径側の端面には、内輪との距離を保つための突出部１０６ｂ（図示せず）が設けられている。
【０００５】
図８は、図７に示した保持器セグメント１０１ａを含む転がり軸受の一部を示す断面図である。図７および図８を参照して、保持器セグメント１０１ａを含む転がり軸受１１１の構成を説明すると、転がり軸受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、周方向の端面１０７が当接するように連なって組み合わされている。複数の保持器セグメント１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ等が連なって組み合わされ、転がり軸受１１１に含まれる一つの環状の保持器が形成されている。
【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】
特許文献１によると、保持器セグメント１０１ａは、柱部１０３の外径側端面に設けられた突出部１０６ａおよび内径側端面に設けられた突出部１０６ｂによって、外輪１１２および内輪１１３からの距離を保っている。すなわち、保持器セグメント１０１ａは、外輪１１２または内輪１１３によって案内される軌道輪案内である。
【０００７】
上記したように、各保持器セグメント１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ等は、独立しており、周方向に連結されていないため、保持器セグメント１０１ａ等が軌道輪案内である場合には、外輪１１２および内輪１１３の間で容易に移動し、径方向において、その位置は不安定となる。
【０００８】
具体的には、たとえば、上記した構成の転がり軸受１１１を、横向きに配置して使用した場合、保持器セグメント１０１ａが天の位置にあるときは、保持器セグメント１０１ａは、下方向に移動し、下部に位置する内輪１１３の外径面１１５と柱部１０３の内径側端面に設けられた突出部１０６ｂとが接触して、内輪１１３に案内される内輪案内となる。一方、保持器セグメント１０１ａが地の位置にあるときは、保持器セグメント１０１ａは下方向に動き、下部に位置する外輪１１２の内径面１１６と柱部１０３の外径側端面に設けられた突出部１０６ａとが接触して、外輪１１２に案内される外輪案内となる。
【０００９】
このように、保持器セグメント１０１ａが容易に径方向に移動し、転がり軸受１１１内における位置によって内輪案内となったり、外輪案内となったりすれば、保持器セグメント１０１ａの径方向の位置が不安定となり、外輪１１２や内輪１１３と接するときに異音が発生したり、保持器セグメント１０１ａが破損するおそれがある。
【００１０】
この発明の目的は、異音の発生や、破損のおそれが少ない転がり軸受を提供することである。
【００１１】
この発明の他の目的は、転がり軸受に安定して配置される保持器セグメントを提供することである。
【００１２】
この発明のさらに他の目的は、異音の発生や、破損のおそれが少ない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】
【００１３】
この発明に係る転がり軸受は、複数のころと、複数のころを保持する保持器とを備える。上記した保持器は、軸に沿う方向に延びる分割線によって複数の保持器セグメントに分割されている。各保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２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。柱部は、第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する。
【００１４】
このように構成することにより、保持器セグメントの柱部に設けられた外径側ころ止め部によって、保持器セグメントの内径側への移動が規制される。また、内径側ころ止め部によって、保持器セグメントの外径側への移動が規制される。その結果、保持器セグメントは、ころ案内となり、転がり軸受内において、安定して配置される。そうすると、保持器セグメントと外輪や内輪との接触による異音の発生や保持器セグメント等の破損を抑制することができる。ここで、第１ポケットとは、外径側へころが抜け出るのを防止する手段が設けられたポケットをいい、第２ポケットとは、内径側へころが抜け出るのを防止する手段が設けられたポケットをいう。また、保持器セグメントとは、一体型の環状の保持器を、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割した単位体であり、ころを収容するポケットを２つ以上含むものである。すなわち、複数の保持器セグメントが周方向に連なって組み合わさり、１つの環状の保持器が形成される。
【００１５】
保持器セグメントは、複数が集まって一つの環状の保持器を形成するため、その一つ一つの形状は小さく、かつ、単純である。したがって、製造が容易になり、生産性が向上するとともに、取扱い性や組み立て性も良好となる。
【００１６】
好ましくは、第１ポケットと第２ポケットの間に配置される柱部は、外径側ころ止め部および内径側ころ止め部を有する。こうすることにより、外径側ころ止め部および内径側ころ止め部を、一つの柱部に設けることができるため、第１ポケットと第２ポケットとを隣接することができ、保持器セグメントに含まれるポケット数を少なくすることが可能となる。
【００１７】
より好ましくは、保持器セグメントは、少なくとも３つポケットを有する。こうすることにより、第１ポケットまたは第２ポケットのいずれかを２つ以上含むことになる。そうすると、外径側ころ止め部または内径側ころ止め部についても、いずれかを２つ以上含むことになるため、転がり軸受内において、保持器セグメントがＰＣＤに対して傾くおそれがなくなり、安定性をさらに向上することができる。
【００１８】
さらに好ましくは、保持器セグメントは、樹脂製である。保持器セグメントは、一体型の保持器と比較して、小型であり、かつ、単純形状である。そうすると、保持器セグメントを樹脂製とすることにより、射出成型等による製造が可能になり、大量生産が容易になる。
【００１９】
さらに好ましくは、ころは、円錐ころである。上記した風力発電機の主軸等に使用される大型の転がり軸受においては、大きなスラスト荷重やモーメント荷重、ラジアル荷重等を受ける必要があるため、ころを円錐ころとした円錐ころ軸受が適用される。このような円錐ころ軸受に適用されると、円錐ころ軸受が大型となった場合でも、生産性が良好になるとともに、保持器セグメントを安定して転がり軸受内に配置することができ、外輪等との接触による異音の発生等を抑制することができる。
【００２０】
この発明の他の局面においては、保持器セグメントは、複数のころを保持し、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割される。また、保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２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、柱部は、第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する。
【００２１】
このような保持器セグメントは、ころによって案内されるため、転がり軸受の中で安定して配置される。そうすると、外輪や内輪との接触による異音の発生等が抑制されることになる。
【００２２】
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転がり軸受とを有する。上記した転がり軸受は、複数のころと、複数のころを保持する保持器とを備える。保持器は、軸に沿う方向に延びる分割線によって複数の保持器セグメントに分割されている。各保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２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、柱部は、第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する。
【００２３】
このような保持器セグメントを備える転がり軸受を有する風力発電機の主軸支持構造は、保持器セグメントが安定して配置されるため、異音が発生したり、破損したりするおそれは少なくなる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、保持器セグメントは、柱部に設けられた外径側ころ止め部によって、保持器セグメントの内径側への移動が規制される。また、柱部に設けられた内径側ころ止め部によって、保持器セグメントの外径側への移動が規制される。その結果、保持器セグメントは、ころ案内となり、転がり軸受内において、安定して配置される。そうすると、保持器セグメントと外輪や内輪との接触による異音の発生や保持器セグメント等の破損を抑制することができる。
【００２５】
また、このような保持器セグメントは、ころによって案内されるため、転がり軸受の中で安定して配置される。そうすると、外輪や内輪との接触が低減する。
【００２６】
さらに、このような保持器セグメントを備える転がり軸受を有する風力発電機の主軸支持構造は、保持器セグメントが安定して配置されるため、異音が発生したり、破損したりするおそれは少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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保持器セグメントを示す斜視図である。図１は、図２に示す保持器セグメントを、図２中の矢印Ａ−Ａで示す断面において切断した断面図である。なお、図１においては、保持器セグメントが保持する複数のころを点線で示しており、理解の容易の観点から、連結部２１ａ、２１ｂは図示していない。
【００２８】
図１および図２を参照して、保持器セグメント１５ａは、ころを収容する２つの第１ポケット２３ａ、２３ｃおよび１つの第２ポケット２３ｂを形成するように軸に沿う方向に延びる４つの柱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと、４つの柱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを連結するように周方向に延びる連結部２１ａ、２１ｂとを含む。連結部２１ａ、２１ｂは、転がり軸受に組み込まれた際に、複数の保持器セグメント１５ａ等が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を有している。すなわち、保持器セグメント１５ａは、一体型の環状の保持器を、軸に沿う方向に延びる分割線によって第１および第２ポケット２３ａ〜２３ｃを含むように切断し、分割した形状である。なお、ここでは、連結部２１ａ、２１ｂを複数含むこととしたが、一つであっても構わない。
【００２９】
第１ポケット２３ａの周方向両側に位置する柱部２２ａ、２２ｂの外径側には、第１ポケット２３ａに保持されるころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部２４ａ、２４ｂが設けられている。こうすることにより、保持器セグメント１５ａが軸の内径側、すなわち、図１中の矢印Ｂの方向へ動こうとしても、外径側ころ止め部２４ａ、２４ｂがころに引っ掛かり、保持器セグメント１５ａの内径側への移動を規制することができる。
【００３０】
また、第１ポケット２３ａに隣接する第２ポケット２３ｂの周方向両側に位置する柱部２２ｂ、２２ｃの内径側には、第２ポケット２３ｂに保持されるころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部２５ａ、２５ｂが設けられている。こうすることにより、保持器セグメント１５ａが軸の外径側、すなわち、図１中の矢印Ｂと逆の方向へ動こうとしても、内径側ころ止め部２５ａ、２５ｂがころに引っ掛かり、外径側への動きを規制することができる。
【００３１】
さらに、第２ポケット２３ｂに隣接する第１ポケット２３ｃの周方向両側に位置する柱部２２ｃ、２２ｄの外径側には、第１ポケット２３ｃに保持されるころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部２４ｃ、２４ｄが設けられている。こうすることにより、保持器セグメント１５ａが軸の内径側、すなわち、図３中の矢印Ｂの方向へ動こうとしても、外径側ころ止め部２４ｃ、２４ｄがころに引っ掛かり、保持器セグメント１５ａの内径側への移動を規制することができる。
【００３２】
以上より、保持器セグメント１５ａが、内径側へ動こうとしても第１ポケット２３ａ、２３ｃの外径側ころ止め部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが、ころに引っ掛り、内径側への動きが規制される。また、保持器セグメント１５ａが、外径側へ動こうとしても第２ポケット２３ｂの内径側ころ止め部２５ａ、２５ｂが、ころに引っ掛り、外径側への移動が規制される。そうすると、保持器セグメント１５ａの径方向の動きは、ころによって規制される。このような構成とすることにより、保持器セグメント１５ａは、いわゆるころ案内となり、径方向の位置が安定して配置される。
【００３３】
また、保持器セグメント１５ａ等は、各々独立しているため、転がり軸受内において、ＰＣＤ１６に対し、傾くおそれがある。しかし、保持器セグメント１５ａは、合計３つの第１および第２ポケット、具体的には、保持器セグメント１５ａの両端に２つの第１ポケット２３ａ、２３ｃおよび保持器セグメント１５ａの中央に１つの第２ポケット２３ｂを有するため、保持器セグメント１５ａがＰＣＤ１６に対して傾くおそれは少なくなり、安定性は良好である。
【００３４】
ここで、第１ポケット２３ａと第２ポケット２３ｂとの間に位置する柱部２２ｂは、その外径側に外径側ころ止め部２４ｂを有し、内径側に内径側ころ止め部２５ａを有する。また、第２ポケット２３ｂと第１ポケット２３ｃとの間に位置する柱部２２ｃについても同様に、その外径側に外径側ころ止め部２４ｃを有し、内径側に内径側ころ止め部２５ｂを有する。このように構成することにより、第１ポケット２３ａ、２３ｃと第２ポケット２３ｂを隣接することができるとともに、全体として、保持器セグメント１５ａに含まれる第１および第２ポケットを少なくすることができる。
【００３５】
図３は、図１、図２に示す保持器セグメント１５ａを備えた転がり軸受１１の一部を示す断面図である。図１、図２および図３を参照して、転がり軸受１１は、外輪１２と、内輪１３と、外輪１２および内輪１３との間に配置される複数のころ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、ころ１４ａ等を保持する複数の保持器セグメント１５ａ等とを備える。保持器セグメント１５ａに隣接する保持器セグメント１５ｂ、１５ｃは、周方向において最も端にある柱部２２ａ、２２ｄ等の外側の幅面２６が対面するように、転がり軸受１１内において周方向に配置される。保持器セグメント１５ａ、１５ｂ、１５ｃ等を複数連ねて組み合わせることにより、一つの環状の保持器を形成する。
【００３６】
上記したように、ころ案内である保持器セグメント１５ａ等を備えることにより、転がり軸受１１内において、保持器セグメント１５ａ等は、径方向に安定して配置される。したがって、保持器セグメント１５ａのうち、柱部２２ａ〜２２ｄの径方向外側の端面２７と外径側に位置する外輪１２の内径面１７との接触や、柱部２２ａ〜２２ｄの径方向内側の端面２８と内径側に位置する内輪１３の外径面１８との接触による異音の発生は抑制される。また、これに伴って、保持器セグメント１５ａが、外輪１２等との接触によって破損するおそれも少なくなる。
【００３７】
なお、ここでは、保持器セグメント１５ａは、ころを収容する第１および第２ポケットを３つ有することにしたが、第１および第２ポケットをそれぞれ２つ以上、合計で４つ以上のポケットを有することにしてもよい。図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、第１および第２ポケットをそれぞれ２つ、合計で４つのポケットを有する保持器セグメントの断面図である。まず、図４（Ａ）を参照して、保持器セグメント３１は、２つの第１ポケット３３ａ、３３ｃおよび２つの第２ポケット３３ｂ、３３ｄを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅと、複数の柱部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅを連結するように周方向に延びる連結部（図示せず）とを有する。第１ポケット３３ａ、３３ｃの周方向両側に位置する柱部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの外径側には、第１ポケット３３ａ、３３ｃに保持されるころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが設けられている。また、第２ポケット３３ｂ、３３ｄの周方向両側に位置する柱部３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅの内径側には、第２ポケット３３ｂ、３３ｄに保持されるころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが設けられている。
【００３８】
こうすることにより、４つの第１および第２ポケット３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄのうち、隣接しない２つの第１ポケット３３ａ、３３ｃの柱部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに設けられた外径側ころ止め部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄで、保持器セグメント３１の内径側への動きを規制し、隣接しない２つの第２ポケット３３ｂ、３３ｄの柱部３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅに設けられた内径側ころ止め部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄで、保持器セグメント３１の外径側への動きを規制することができる。したがって、交互に２つの第１および第２ポケットで外径側および内径側への動きを規制しているため、より安定して保持器セグメント３１を配置することができるとともに、転がり軸受内において、保持器セグメント３１がＰＣＤに対して傾くおそれはさらに少なくなる。
【００３９】
また、図４（Ｂ）に示すように、保持器セグメント３６は、２つの第１ポケット３７ａ、３７ｄおよび２つの第２ポケット３７ｂ、３７ｃを有し、隣接する第２ポケット３７ｂ、３７ｃの周方向両側に位置する柱部３８ｂ、３８ｃ、３８ｄに設けられた内径側ころ止め部で、外径側への動きを規制することができるようにし、保持器セグメント３６の両端側に位置する第１ポケット３７ａ、３７ｄの周方向両側に位置する柱部３８ａ、３８ｂ、３８ｄ、３８ｅに設けられた外径側ころ止め部で、内径側への動きを規制することができるようにしてもよい。この場合も、２つの第１および第２ポケットで外径側および内径側への動きを規制することになるため、上記と同様に、より安定して保持器セグメント３６を配置することができるとともに、転がり軸受内において、保持器セグメント３６がＰＣＤに対して傾くおそれはさらに少なくなる。
【００４０】
なお、上記の実施の形態においては、保持器セグメントに収容されるころは、円筒状の円筒ころや、軸方向に徐々に径が大きくなる円錐ころを用いてもよい。円錐ころを用いた場合、保持器セグメントのうち、円錐ころに当接する柱部の壁面の間隔は、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るようにしてもよい。
【００４１】
図５および図６は、上記した転がり軸受を主軸支持軸受４５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４２のケーシング４３は、高い位置で、旋回座軸受４１を介して支持台４０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４７を一端に固定する主軸４６は、ナセル４２のケーシング４３内で、軸受ハウジング４４に組み込まれた主軸支持軸受４５を介して、回転自在に支持されている、主軸４６の他端は増速機４８に接続され、この増速機４８の出力軸が発電機４９のロータ軸に結合されている。ナセル４２は、旋回用モータ５０により、減速機５１を介して任意の角度に旋回させられる。
【００４２】
軸受ハウジング４４に組み込まれた主軸支持軸受４５は、この発明の一実施形態に係る転がり軸受であって、複数のころと、複数のころを保持する保持器とを備える。上記した保持器は、軸に沿う方向に延びる分割線によって複数の保持器セグメントに分割されている。各保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２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。柱部は、第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する。
【００４３】
主軸支持軸受４５は、大きな風力を受けるブレード４７を一端に固定する主軸４６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４５自体も大型にする必要がある。ここで、分割が可能な保持器セグメントを備える転がり軸受とすることにより、保持器の生産性、取扱い性、組み立て性が良好となるため、転がり軸受自体の生産性も良好となる。また、上記した保持器セグメントはころ案内であるため、径方向に安定して配置されるため、外輪や内輪等と接触することは少なくなり、接触に伴う異音の発生が抑制されるとともに、接触による破損のおそれも減少する。
【００４４】
また、上記の実施の形態においては、保持器セグメントの周方向の端部が、柱部となるように分割されていたが、これに限らず、連結部において分割されていてもよい。このような場合、保持器セグメントは、隣接する保持器セグメントと、連結部において、連なることになる。
【００４５】
なお、このような保持器セグメント１５ａ等を備える転がり軸受を大型にした場合であっても、保持器セグメント１５ａ等は小型であり、かつ、単純形状であるため、その材質を樹脂製とし、射出成型等することによって、容易に製造することができる。こうすることにより、生産性が良好となる。
【００４６】
また、上記の実施の形態においては、保持器セグメント１５ａに含まれる連結部２１ａ、２１ｂは、予め所定の曲率を有するように構成している。しかし、連結部２１ａ、２１ｂを、可撓性のある樹脂等の部材で構成し、周方向に弾性を持たせ、製造時においては所定の曲率を有さず、真直ぐな形状とし、転がり軸受に組み込む際に、所定の曲率を持たせて組み込むことができるようにしてもよい。こうすることにより、製造時において、保持器セグメント１５ａ等をより単純な形状とすることができ、さらに生産性等が良好となる。
【００４７】
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】
【００４８】
この発明に係る保持器セグメントは、転がり軸受内において安定して配置され、この発明に係る転がり軸受は、保持器セグメントと外輪等との接触が少ないため、異音の抑制が要求される保持器セグメントおよび転がり軸受に有効に利用できる。また、この発明に係る風力発電機の主軸支持構造は、分割型である保持器セグメントが安定して配置される転がり軸受を含むため、大型で、異音の抑制が要求される場合に有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の一実施形態に係る保持器セグメントを、柱部を含む断面で切断した場合の断面図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る保持器セグメントの斜視図である。
【図３】この発明の一実施形態に係る転がり軸受の一部を示す断面図である。
【図４】この発明の他の実施形態に係る保持器セグメントの断面図であり、（Ａ）第１ポケットと第２ポケットが交互に設けられた場合、（Ｂ）第１ポケットと第２ポケットが交互に設けられていない場合を示す。
【図５】この発明に係る転がり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６】図５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７】従来における保持器セグメントの斜視図である。
【図８】図７に示す保持器セグメントを、柱部を含む断面で切断した場合の断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１１ 転がり軸受、１２ 外輪、１３ 内輪、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ ころ、１５ａ，１５ｂ、１５ｃ，３１，３６ 保持器セグメント、１６ ＰＣＤ、１７ 内径面、１８ 外径面、２１ａ，２１ｂ 連結部、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，３８ｅ 柱部、２３ａ，２３ｃ，３３ａ，３３ｃ，３７ａ，３７ｄ 第１ポケット、２３ｂ，３３ｂ，３３ｄ，３７ｂ，３７ｃ 第２ポケット、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ 外径側ころ止め部、２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ 内径側ころ止め部、２６ 幅面、２７，２８ 端面、４０ 支持台、４１ 旋回座軸受、４２ ナセル、４３ ケーシング、４４ 軸受ハウジング、４５ 主軸支持軸受、４６ 主軸、４７ ブレード、４８ 増速機、４９ 発電機、５０ 旋回用モータ、５１ 減速機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のころと、前記複数のころを保持する保持器とを備える転がり軸受であって、
前記保持器は、軸に沿う方向に延びる分割線によって複数の保持器セグメントに分割されており、
前記各保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２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、
前記柱部は、前記第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、前記第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する、転がり軸受。
【請求項２】
前記第１ポケットと前記第２ポケットの間に位置する柱部は、前記外径側ころ止め部および前記内径側ころ止め部を有する、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記保持器セグメントは、少なくとも３つのポケットを有する、請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記保持器セグメントは、樹脂製である、請求項１〜３のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記ころは、円錐ころである、請求項１〜４のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項６】
複数のころを保持し、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割される保持器セグメントであって、
前記保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２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、
前記柱部は、前記第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、前記第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する、保持器セグメント。
【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転がり軸受とを有する風力発電機の主軸支持構造であって、
前記転がり軸受は、複数のころと、前記複数のころを保持する保持器とを備え、
前記保持器は、軸に沿う方向に延びる分割線によって複数の保持器セグメントに分割されており、
前記各保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２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、
前記柱部は、前記第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、前記第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する、風力発電機の主軸支持構造。
【請求項１】
複数のころと、前記複数のころを保持する保持器とを備える転がり軸受であって、
前記保持器は、軸に沿う方向に延びる分割線によって複数の保持器セグメントに分割されており、
前記各保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２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、
前記柱部は、前記第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、前記第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する、転がり軸受。
【請求項２】
前記第１ポケットと前記第２ポケットの間に位置する柱部は、前記外径側ころ止め部および前記内径側ころ止め部を有する、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記保持器セグメントは、少なくとも３つのポケットを有する、請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記保持器セグメントは、樹脂製である、請求項１〜３のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記ころは、円錐ころである、請求項１〜４のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項６】
複数のころを保持し、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割される保持器セグメントであって、
前記保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２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、
前記柱部は、前記第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、前記第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する、保持器セグメント。
【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転がり軸受とを有する風力発電機の主軸支持構造であって、
前記転がり軸受は、複数のころと、前記複数のころを保持する保持器とを備え、
前記保持器は、軸に沿う方向に延びる分割線によって複数の保持器セグメントに分割されており、
前記各保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２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、
前記柱部は、前記第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、前記第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する、風力発電機の主軸支持構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１７０５３８（Ｐ２００７−１７０５３８Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６８５８８（Ｐ２００５−３６８５８８）
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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