JP2009243586A

JP2009243586A - スラスト軸受の製造方法

Info

Publication number: JP2009243586A
Application number: JP2008090797A
Authority: JP
Inventors: Michio Hori; 径生堀; Atsushi Kuwabara; 温桑原
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-22

Abstract

【課題】管理が容易で内部すき間を負すき間としたスラスト軸受を、容易に製造することができるスラスト軸受の製造方法を提供する。
【解決手段】単列４点接触スラスト玉軸受２１の製造方法は、玉２４を挿入可能であり、内径面３４から軌道面２７ａまで貫通する転動体挿入孔３１を内輪２２に設ける工程と、内輪２２および外輪２３を組み合わせて、環状のスペース３５を形成する工程と、内輪２２および外輪２３の軌道面２７ａ、２７ｂと玉２４とのそれぞれの接触点２８ａ〜２９ｂの間隔を、外輪２３の熱的変形により大きくする接触点間隔拡大工程と、接触点２８ａ〜２９ｂの間隔を大きくした後に、環状のスペース３５に転動体挿入孔３１から玉２４を順次挿入する工程と、玉２４を挿入した後に、転動体挿入孔３１を塞ぐ工程と、玉２４を挿入した後に、大きくした接触点２８ａ〜２９ｂの間隔を玉２４の径よりも小さくする工程とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、スラスト軸受の製造方法に関し、特に、風力発電機のナセル、ブレードの旋回部に使用されるスラスト軸受の製造方法に関するものである。

一般的な風力発電機は、ブレードによって受けた風力エネルギーを基に、発電機等を利用して発電する。図１０は、従来における風力発電機の主軸支持構造の図解的側面図である。図１０を参照して、風力発電機１０１は、風力を受けるブレード１０２と、ブレード１０２を一端に固定する主軸１０３と、主軸１０３の他端に接続された増速機１０４と、ロータ軸を介して増速機１０４に連結された発電機１０５と、ナセル１０６とを含む。発電機１０５等は、ナセル１０６内に収容されている。ナセル１０６は、高所において、旋回軸受（図示せず）を介してタワー（図示せず）に旋回可能に取り付けられている。

風速が増大し、発電機の定格出力を超えると判断した場合、風力発電機１０１は、翼ピッチを制御することにより、出力が一定になるようコントロールしている。また、高いエネルギー取得効率の観点から、風向きとロータ軸との角度のずれも制御している。この角度のずれの制御は、ロータ荷重を大きくし、ブレード１０２の強度にも影響を与えるため、重要な役割を果たしている。ここで、ナセル１０６、ブレード１０２を支持する旋回軸受には、スラスト荷重を受けることができるスラスト軸受が使用される。

このようなナセルを支持するヨー軸受、およびブレードを支持するブレード支持軸受としては、特開平７−３１０６４５号公報（特許文献１）、特開２００５−３３７２６７号公報（特許文献２）、ＷＯ２００３−０５８０６２号公報（特許文献３）等に示す単列４点接触玉軸受や、複列４点接触玉軸受が用いられている。また、スラスト軸受として、ＤＥ１０７８０７６（特許文献４）、ＤＥ１７５４７３７Ｕ（特許文献５）、ＤＥ１７５４７２９Ｕ（特許文献６）等に示すように、外輪や内輪を軸方向に二分割し、それぞれの合わせ面を調整することにより、軸受の内部すき間を小さくしたり、内部すき間を負すき間とすることが可能なタイプもある。
特開平７−３１０６４５号公報特開２００５−３３７２６７号公報ＷＯ２００３−０５８０６２号公報ＤＥ１０７８０７６ＤＥ１７５４７３７ＵＤＥ１７５４７２９Ｕ

風力発電機に使用される旋回軸受には、ブレードやナセルが受ける風圧が荷重として作用する。ここで、軸受には、微細な揺動荷重が負荷されることになり、かつ、停止時間が長い。このような場合、繰り返し変動荷重を受けることによって、旋回軸受の軌道面と転動体の間に介在するグリースが排除されてしまい、軌道面と転動体とが金属接触してしまう。

このような金属接触による弊害を防止するために、グリース量を増加させたり、油膜形成能力の高いグリースを利用することが考えられるが、このような場合であっても、追加給脂等が必要となる。特に、上記した用途等に使用される場合、旋回軸受は高所へ取付けられているため、追加給脂が困難な場合もある。したがって、管理の面からもこのような対策を施すのは得策ではない。

また、軸受の内部すき間を負すき間とすることにより、このような金属接触による弊害を防止することも考えられる。この場合、特許文献４、５、６に示すように、外輪や内輪を軸方向に二分割し、合わせ面を調整してこれらを締結することにより内部すき間を負すき間とすることも考えられる。しかし、外輪や内輪を分割した際に生じる合わせ面の平面加工が増加することになり、工数が増加してしまう。また、分割した外輪や内輪を締結する必要があるため、締結部材や締結力の管理等も必要となり、管理が煩雑になる。

この発明の目的は、管理が容易で内部すき間を負すき間としたスラスト軸受を、容易に製造することができるスラスト軸受の製造方法を提供することである。

この発明に係るスラスト軸受の製造方法は、外径面に軌道面を有する内輪と、内径面に軌道面を有する外輪と、内輪および外輪を組み合わせて形成される環状のスペースに配置される複数の転動体とを備え、回転軸線を含む平面で切断した断面において、内輪および外輪のそれぞれの軌道面と転動体とが径方向のずれた点で接触してスラスト荷重を支持し、内輪および外輪の軌道面と転動体とのそれぞれの接触点の間隔が、転動体の径よりも小さいスラスト軸受の製造方法である。

ここで、スラスト軸受の製造方法は、転動体を挿入可能であり、外部から軌道面まで貫通する転動体挿入孔を内輪または外輪に設ける工程と、内輪および外輪を組み合わせて、環状のスペースを形成する工程と、内輪および外輪の軌道面と転動体とのそれぞれの接触点の間隔を、内輪または外輪の熱的変形または機械的変形により大きくする接触点間隔拡大工程と、接触点の間隔を大きくした後に、環状のスペースに転動体挿入孔から転動体を順次挿入する工程と、転動体を挿入した後に、転動体挿入孔を塞ぐ工程と、転動体を挿入した後に、大きくした接触点の間隔を転動体の径よりも小さくする工程とを備える。

このようなスラスト軸受の製造方法によると、軌道面と転動体の接触点の間隔を内輪または外輪の熱的変形または機械的変形により大きくして転動体を挿入し、転動体を挿入した後に接触点の間隔を小さくして、内部すき間を負すき間とすることができる。そうすると、内輪や外輪を分割しなくとも、軸受の内部すき間を負すき間とすることができる。したがって、管理が容易で内部すき間を負すき間としたスラスト軸受を、容易に製造することができる。

好ましくは、接触点間隔拡大工程は、外輪の外径側に加熱装置を配置し、加熱装置により外輪を熱膨張させて外輪の熱的変形を生じさせ、接触点の間隔を大きくする工程を含む。

また、接触点間隔拡大工程は、内輪の内径側に冷却装置を配置し、冷却装置により内輪を熱収縮させて内輪の熱的変形を生じさせ、接触点の間隔を大きくする工程を含むこととしてもよい。

また、接触点間隔拡大工程は、内輪および外輪のうち、少なくともいずれか一方にアキシャル方向の荷重を負荷して内輪および外輪のうち、少なくともいずれか一方に機械的変形を生じさせて接触点の間隔を大きくする工程を含むこととしてもよい。

さらに好ましくは、スラスト軸受は、風力発電機のブレードまたはナセルを支持するスラスト軸受である。

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、この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造されたスラスト軸受を、旋回軸受として適用した風力発電機の一例を示す図である。図２を参照して、風力発電機１１は、風を受けるブレード１２と、ブレード１２を一方端に固定された主軸１３と、主軸１３を支持する主軸支持軸受１４と、主軸支持軸受１４を組み込む軸受ハウジング１５と、主軸１３の他方端に取り付けられた増速機１６と、増速機１６に連結された発電機１７と、発電機１７等を覆うナセル１８とを含む。増速機１６の出力軸は、発電機１７のロータ軸に結合されている。ナセル１８は、旋回軸受１９でタワー２０上に旋回自在に支持されている。ナセル１８は、旋回用モータにより、減速機を介して任意の角度に旋回させられる。ここで、この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造されたスラスト軸受は、ナセル１８を旋回自在に支持する旋回軸受１９として適用される。また、ブレード１２を旋回可能に支持するスラスト軸受（図示せず）についても、この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造される。

次に、この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造されたスラスト軸受について説明する。まず、この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造されたスラスト軸受を、単列であって、４点で接触する単列４点接触スラスト玉軸受とした場合について説明する。図３は、この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造された単列４点接触スラスト玉軸受の一部を示す断面図である。図３は、単列４点接触スラスト玉軸受２１が支持する回転軸（図示せず）の回転軸線３０を含む平面で切断した場合の断面図である。回転軸線３０は、図中の二点鎖線で示している。

図３を参照して、単列４点接触スラスト玉軸受２１は、外径面に軌道面２７ａを有する環状の内輪２２と、内径面に軌道面２７ｂを有する環状の外輪２３と、内輪２２および外輪２３を組み合わせて形成される環状のスペースに配置される複数の転動体としての玉２４と、複数の玉２４の間に配置され、それぞれの玉２４を略等間隔に保持する間座２５と、軸受内部を密封するシール２６ａ、２６ｂとを含む。

単列４点接触スラスト玉軸受２１は、内輪２２および外輪２３のそれぞれの軌道面２７ａ、２７ｂと玉２４とが径方向のずれた４つの接触点２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂで接触する構成である。具体的には、玉２４は、軸方向の異なる位置の接触点２８ａ、２９ａで内輪２２と接触し、軸方向の異なる位置の接触点２８ｂ、２９ｂで外輪２３と接触する。接触点２８ａと接触点２８ｂ、および接触点２９ａと接触点２９ｂはそれぞれ、図中の一点鎖線で示すように、玉２４の中心を通る同一の直線上にある。単列４点接触スラスト玉軸受２１は、４点の接触点２８ａ〜２９ｂで接触して、スラスト荷重を支持する。すなわち、図３中の矢印ＩＩＩで示す方向、または、その逆の方向の荷重を支持する。

それぞれの接触点２８ａ〜２９ｂの間隔、すなわち、接触点２８ａと接触点２８ｂとの間隔、および接触点２８ａと接触点２８ｂとの間隔は、玉２４の径よりも小さい。すなわち、単列４点接触スラスト玉軸受２１の内部すき間は、負すき間であり、玉２４には、内輪２２および外輪２３から予圧が負荷されている。

内輪２２には、外部、ここでは、内輪２２の内径面３４から軌道面２７ａまで貫通する転動体挿入孔が設けられている。図４は、回転軸線３０および転動体挿入孔を含む平面で切断した場合の断面図である。図３および図４を参照して、内輪２２には、内径面３４から軌道面２７ａまで貫通する転動体挿入孔３１が設けられている。転動体挿入孔３１は、玉２４を挿入可能な大きさである。転動体挿入孔３１は、環状の内輪２２のうち、周方向の一部に設けられている。

また、転動体挿入孔３１には、止め栓３２が嵌合され、取り付けられている。止め栓３２は、略円柱状であって、転動体挿入孔３１に嵌合して転動体挿入孔３１を塞ぐ形状である。また、止め栓３２の一方の端面３３は、転動体挿入孔３１に嵌合されたときに、内輪２２の軌道面２７ａと連なって軌道面を形成する形状である。

次に、この発明に係る単列４点接触スラスト玉軸受２１の製造方法について説明する。まず、内輪２２に転動体挿入孔３１を設ける。この場合、上記したように、内輪２２の内径面３４から外径側に位置する軌道面２７ａまで貫通して、径方向に延びるように設ける。次に、内輪２２および外輪２３を組み合わせて、玉２４および間座２５が収容される環状のスペースを形成する。

その後、外輪２３の外径側にヒータ等からなる外輪加熱装置３６を配置し、外輪２３を加熱する。図１は、この場合における単列４点接触スラスト玉軸受２１の一部を示す断面図であり、図４に対応する。なお、理解の容易の観点から、単列４点接触スラスト玉軸受２１を簡略化して図示しており、断面のハッチングを省略している。

図１、図３および図４を参照して、外輪２３を外輪加熱装置３６により加熱すると、外輪２３は、図１中の点線で示すように、外径側および軸方向に熱膨張する。このようにして、接触点２８ａと接触点２８ｂとの間隔、および接触点２９ａと接触点２９ｂとの間隔を大きくする。すなわち、接触点２８ａと接触点２８ｂとの間隔、および接触点２９ａと接触点２９ｂとの間隔を、外輪２３の熱的変形により大きくする。ここで、外輪２３の加熱に際しては、加熱時間の短縮を図るために高温雰囲気の炉内に外輪２３を一定時間保持し、これを使用することにしてもよい。

このようにして接触点２８ａと接触点２８ｂとの間隔、および接触点２９ａと接触点２９ｂとの間隔を大きくした後に、環状のスペース３５に転動体挿入孔３１から玉２４を図１中の矢印Ｉで示す方向に順次挿入する。すなわち、挿入した玉２４を順次、図１の紙面表側方向または裏側方向に移動させながら、環状のスペース３５に玉２４を挿入する。

この場合、各玉２４間に、間座２５を挿入する。すなわち、玉２４と間座２５とを交互に挿入していく。こうすることにより、間座２５により、軸受内の周方向において玉２４を略等間隔に保持することができる。

このようにして玉２４および間座２５を全て挿入した後に、内径側から止め栓３２で転動体挿入孔３１を塞ぐ。そして、外輪２３の加熱を停止して冷却し、内輪２２と同じ温度にする。そうすると、熱膨張により大きくなった接触点２８ａ〜２９ｂの間隔が元に戻り、小さくなる。このようにして熱的変形により大きくした接触点２８ａ〜２９ｂの間隔を玉２４の径よりも小さくし、内部すき間を負すき間とする。

このような単列４点接触スラスト玉軸受２１の製造方法によると、軌道面２７ａ、２７ｂと玉２４の接触点２８ａ〜２９ｂの間隔を大きくして玉２４および間座２５を挿入し、玉２４および間座２５を全て挿入した後に、接触点２８ａと接触点２８ｂとの間隔、および接触点２９ａと接触点２９ｂとの間隔を小さくして、内部すき間を負すき間とすることができる。そうすると、内輪２２や外輪２３を分割しなくとも、軸受の内部すき間を負すき間とすることができる。したがって、管理が容易で内部すき間を負すき間とした単列４点接触スラスト玉軸受２１を、容易に製造することができる。

次に、この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造された他のスラスト軸受について説明する。図５は、この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造された複列４点接触スラスト玉軸受の一部を示す断面図である。また、図６は、図５に示す複列４点接触スラスト玉軸受を、転動体挿入孔を含む平面で切断した場合の断面図である。なお、図５は、上記した図３に対応し、図６は、上記した図４に対応する。このような複列４点接触スラスト玉軸受は、より大きなスラスト荷重を受けることができる。

図５および図６を参照して、複列４点接触スラスト玉軸受４１は、外径面に軌道面４７ａ、４７ｃを有する環状の内輪４２と、内径面に軌道面４７ｂ、４７ｄを有する環状の外輪４３と、内輪４２および外輪４３を組み合わせて形成される２列の環状のスペースに配置される複数の玉４４ａ、４４ｂと、複数の玉４４ａ、４４ｂの間に配置され、それぞれの玉４４ａ、４４ｂを略等間隔に保持する間座４５ａ、４５ｂと、シール４６ａ、４６ｂとを含む。

複列４点接触スラスト玉軸受４１は、軸方向に複列である。また、複列４点接触スラスト玉軸受４１は、内輪４２および外輪４３のそれぞれの軌道面４７ａ、４７ｂと玉４４ａとが径方向のずれた４つの接触点４８ａ、４８ｂ、４９ａ、４９ｂで接触し、内輪４２および外輪４３のそれぞれの軌道面４７ｃ、４７ｄと玉４４ｂとが径方向のずれた４つの接触点４８ｃ、４８ｄ、４９ｃ、４９ｄで接触する構成である。具体的には、玉４４ａは、軸方向の異なる位置の接触点４８ａ、４９ａで内輪４２と接触し、軸方向の異なる位置の接触点４８ｂ、４９ｂで外輪４３と接触する。同様に、玉４４ｂは、軸方向の異なる位置の接触点４８ｃ、４９ｃで内輪４２と接触し、軸方向の異なる位置の接触点４８ｄ、４９ｄで外輪４３と接触する。接触点４８ａと接触点４８ｂ、接触点４９ａと接触点４９ｂ、接触点４８ｃと接触点４８ｄ、接触点４９ｃと接触点４９ｄはそれぞれ、図中の一点鎖線で示すように、玉４４ａ、４４ｂの中心を通る直線上にある。

次に、複列４点接触スラスト玉軸受４１の製造方法について説明する。まず、内輪４２に、内径面５４から複列の各軌道面４７ａ、４７ｃまで貫通する２列の転動体挿入孔５１ａ、５１ｂを設ける。次に、内輪４２および外輪４３を組み合わせ、環状のスペース５５ａ、５５ｂを形成する。

次に、外輪４３の外径側に外輪加熱装置３６を配置させ、外輪加熱装置３６により外輪４３を加熱して、外輪４３を熱膨張させる。このようにして、接触点４８ａと接触点４８ｂ、および接触点４９ａと接触点４９ｂの間隔を大きくして、転動体挿入孔５１ａから玉４４ａおよび間座（図示せず）を交互に順次挿入していく。同様に、接触点４８ｃと接触点４８ｄ、および接触点４９ｃと接触点４９ｄの間隔を大きくして、転動体挿入孔５１ｂから玉４４ｂおよび間座（図示せず）を交互に順次挿入していく。なお、外輪４３の加熱については、内輪４２を外輪４３に組み合わせる前から行なってもよい。さらに、高温雰囲気炉内で予め外輪４３を加熱しておいてもよい。

そして、全ての玉４４ａ、４４ｂおよび間座を挿入し終わった後、一方の端面５３ａが軌道面を形成する止め栓５２ａによって、転動体挿入孔５１ａを塞ぎ、一方の端面５３ｂが軌道面を形成する止め栓５２ｂによって、転動体挿入孔５１ｂを塞ぐ。

このようにして、両列の玉４４ａ、４４ｂを外輪４３の一回の加熱で組み込む。このように一回の加熱で両列の玉４４ａ、４４ｂを組み込むのは、片方の列の玉を組み込んだ後に再度加熱すると、先に組み込んだ列の玉を介して内輪４２側も加熱され、内輪４２と外輪４３の温度差が得られにくく、外輪４３のみを熱膨張させて玉４４ａ、４４ｂを収容するスペースを大きくしにくいからである。

次に、この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造されたさらに他のスラスト軸受について説明する。図８は、この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造された複列２点接触スラスト玉軸受の一部を示す断面図である。なお、図８は、上記した図４、および図６に対応する。

図８を参照して、複列２点接触スラスト玉軸受６１は、外径面に軌道面６７ａ、６７ｃを有する環状の内輪６２と、内径面に軌道面６７ｂ、６７ｄを有する環状の外輪６３と、内輪６２および外輪６３を組み合わせて形成される２列の環状のスペースに配置される複数の玉６４ａ、６４ｂと、複数の玉６４ａ、６４ｂの間に配置され、それぞれの玉６４ａ、６４ｂを略等間隔に保持する間座６５ａ、６５ｂと、シール６６ａ、６６ｂとを含む。また、複列２点接触スラスト玉軸受６１には、転動体挿入孔７１ａ、７１ｂが設けられており、止め栓７２ａ、７２ｂによって塞がれている。

ここで、複列２点接触スラスト玉軸受６１は、軸方向に複列である。また、複列２点接触スラスト玉軸受６１は、内輪６２および外輪６３のそれぞれの軌道面６７ａ、６７ｂと玉６４ａとが径方向のずれた２つの接触点６８ａ、６８ｂで接触し、内輪６２および外輪６３のそれぞれの軌道面６７ｃ、６７ｄと玉６４ｂとが径方向のずれた２つの接触点６８ｃ、６８ｄで接触する構成である。具体的には、玉６４ａは、接触点６８ａで内輪６２と接触し、接触点６８ｂで外輪６３と接触する。同様に、玉６４ｂは、接触点６８ｃで内輪６２と接触し、接触点６８ｄで外輪６３と接触する。接触点６８ａと接触点６８ｂ、接触点６８ｃと接触点６８ｄはそれぞれ、図中の一点鎖線で示すように、玉６４ａ、６４ｂの中心を通る同一の直線上にある。

ここで、複列２点接触スラスト玉軸受６１の製造方法について簡単に説明する。図９は、図８に示す複列２点接触スラスト玉軸受６１を、転動体挿入孔を含む平面で切断した場合の断面図である。なお、図９は、上記した図７に対応する。

まず、内輪６２に２列の転動体挿入孔７１ａ、７１ｂを設けた後、内輪６２および外輪６３を組み合わせる。そして、一方の列の玉６４ａをそのまま転動体挿入孔７１ａから挿入する。その後、転動体挿入孔７１ａを止め栓７２ａで塞いだ後、外輪加熱装置３６を外輪６３の外径側に配置させる。そして、外輪６３を加熱し熱膨張させ、接触点６８ｃと接触点６８ｄの間隔を大きくした後、玉６４ｂを転動体挿入孔７１ｂから挿入する。この場合、複列２点接触スラスト玉軸受６１は、軸方向に動く余裕があるため、片方の列の玉６４ａを予め挿入した状態であっても、適切に玉６４ｂを挿入することができる。その後、止め栓により転動体挿入孔７１ｂを塞ぐ。

こうすることにより、複列２点接触スラスト玉軸受６１を製造することができる。

以上より、上記したスラスト軸受の製造方法によると、容易に、軸受の内部すき間を負すき間としたスラスト軸受を製造することができる。

なお、上記の実施の形態においては、外輪加熱装置により外輪を加熱して熱膨張させ、外輪の熱的変形により接触点の間隔を大きくすることにしたが、これに限らず、例えば、内輪の内径側に内輪冷却装置を配置し、これにより内輪を冷却して熱収縮させ、内輪の熱的変形により接触点の間隔を大きくすることにしてもよい。

また、接触点の間隔を大きくする接触点間隔拡大工程として、例えば、外輪および内輪のうち、少なくともいずれか一方にアキシャル方向の荷重を負荷して外輪および内輪のうち、少なくともいずれか一方に機械的変形を生じさせ、接触点の間隔を大きくする工程を含むこととしてもよい。こうすることによっても、接触点の間隔を大きくすることができる。この場合、負荷した荷重を除去することにより、接触点の間隔を小さくすることができる。また、外輪および内輪の双方にアキシャル方向の荷重を負荷して外輪および内輪の双方に機械的変形を加えることにしてもよい。さらに、機械的変形および熱的変形の双方により、接触点の間隔を大きくすることにしてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、内輪に転動体挿入孔を設けることにしたが、これに限らず、外輪に転動体挿入孔を設けることにしてもよい。この場合、例えば、外輪の外径面から軌道面まで貫通するように、転動体挿入孔を設ける。また、転動体挿入孔は、径方向および軸方向に延びるよう構成してもよい。さらに、複列の場合、周方向の異なる位置に、第一および第二の転動体挿入孔を設けることにしてもよい。

また、上記の実施の形態においては、各玉間に間座を挿入することにしたが、これに限らず、スラスト軸受は、環状の保持器を含む構成としてもよい。この場合、内輪および外輪を組み合わせる際に、環状に連なり、玉を収容するポケットが形成された保持器を環状のスペースに配置させるようにする。そして、保持器を周方向に回転させながら、ポケットの位置を転動体挿入孔に一致させ、各ポケットに転動体挿入孔から玉を収容するようにして挿入する。このように構成してもよい。また、保持器を有しない構成、すなわち、総転動体形式としてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、転動体を玉とした場合について説明したが、これに限らず、転動体は、ころ等であってもよい。

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。

この発明に係るスラスト軸受の製造方法は、風力発電機や油圧ショベル、トラッククレーン、ジブクレーンの旋回部において使用されるスラスト軸受を製造する際に、有効に利用される。

この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造された単列４点接触スラスト玉軸受の一部を示す断面図であり、玉を挿入する際の状態を示す図である。この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造されたスラスト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。この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造された単列４点接触スラスト玉軸受の一部を示す断面図である。この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造された単列４点接触スラスト玉軸受の一部を、転動体挿入孔を含む断面で切断した場合の断面図である。この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造された複列４点接触スラスト玉軸受の一部を示す断面図である。この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造された複列４点接触スラスト玉軸受の一部を、転動体挿入孔を含む断面で切断した場合の断面図である。この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造された複列４点接触スラスト玉軸受の一部を示す断面図であり、玉を挿入する際の状態を示す図である。この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造された複列２点接触スラスト玉軸受の一部を、転動体挿入孔を含む断面で切断した場合の断面図である。この発明に係るスラスト軸受の製造方法によって製造された複列２点接触スラスト玉軸受の一部を示す断面図であり、玉を挿入する際の状態を示す図である。従来における風力発電機の主軸支持構造の図解的側面図である。

符号の説明

１１風力発電機、１２ブレード、１３主軸、１４主軸支持軸受、１５軸受ハウジング、１６増速機、１７発電機、１８ナセル、１９旋回軸受、２０タワー、２１単列４点接触スラスト玉軸受、２２，４２，６２内輪、２３，４３，６３外輪、２４，４４ａ，４４ｂ，６４ａ，６４ｂ玉、２５，４５ａ，４５ｂ，６５ａ，６５ｂ間座、２６ａ，２６ｂ，４６ａ，４６ｂ，６６ａ，６６ｂシール、２７ａ，２７ｂ，４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ軌道面、２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂ，４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ，４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄ，６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄ接触点、３０回転軸線、３１，５１ａ，５１ｂ，７１ａ，７１ｂ転動体挿入孔、３２，５２ａ，５２ｂ，７２ａ，７２ｂ止め栓、３３，５３ａ，５３ｂ端面、３４，５４内径面、３５，５５ａ，５５ｂスペース、３６外輪加熱装置、４１複列４点接触スラスト玉軸受、６１複列２点接触スラスト玉軸受。

Claims

外径面に軌道面を有する内輪と、内径面に軌道面を有する外輪と、前記内輪および前記外輪を組み合わせて形成される環状のスペースに配置される複数の転動体とを備え、
回転軸線を含む平面で切断した断面において、前記内輪および前記外輪のそれぞれの軌道面と前記転動体とが径方向のずれた点で接触してスラスト荷重を支持し、前記内輪および前記外輪の軌道面と前記転動体とのそれぞれの接触点の間隔が、前記転動体の径よりも小さいスラスト軸受の製造方法であって、
前記転動体を挿入可能であり、外部から前記軌道面まで貫通する転動体挿入孔を前記内輪または前記外輪に設ける工程と、
前記内輪および前記外輪を組み合わせて、環状の前記スペースを形成する工程と、
前記内輪および前記外輪の軌道面と前記転動体とのそれぞれの接触点の間隔を、前記内輪または前記外輪の熱的変形または機械的変形により大きくする接触点間隔拡大工程と、
前記接触点の間隔を大きくした後に、環状の前記スペースに前記転動体挿入孔から前記転動体を順次挿入する工程と、
前記転動体を挿入した後に、前記転動体挿入孔を塞ぐ工程と、
前記転動体を挿入した後に、大きくした前記接触点の間隔を前記転動体の径よりも小さくする工程とを備える、スラスト軸受の製造方法。
前記接触点間隔拡大工程は、前記外輪の外径側に加熱装置を配置し、前記加熱装置により前記外輪を熱膨張させて前記外輪の熱的変形を生じさせ、前記接触点の間隔を大きくする工程を含む、請求項１に記載のスラスト軸受の製造方法。
前記接触点間隔拡大工程は、前記内輪の内径側に冷却装置を配置し、前記冷却装置により前記内輪を熱収縮させて前記内輪の熱的変形を生じさせ、前記接触点の間隔を大きくする工程を含む、請求項１または２に記載のスラスト軸受の製造方法。
前記接触点間隔拡大工程は、前記内輪および前記外輪のうち、少なくともいずれか一方にアキシャル方向の荷重を負荷して前記内輪および外輪のうち、少なくともいずれか一方に機械的変形を生じさせて前記接触点の間隔を大きくする工程を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のスラスト軸受の製造方法。
前記スラスト軸受は、風力発電機のブレードまたはナセルを支持するスラスト軸受である、請求項１〜４のいずれかに記載のスラスト軸受の製造方法。