JP2011202714A - 風力発電装置主軸用円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸受サイズが大型であっても、鉄板等からなる保持器が変形しにくく、かつ転動体の自転すべりを抑制することができる風力発電装置主軸用円すいころ軸受を提供する
【解決手段】 風力発電装置主軸用円すいころ軸受１Ａは、外周面に軌道面２ａを有する内輪２と、内周面に軌道面３ａを有する外輪３と、内輪２の軌道面２ａと外輪３の軌道面３ａとの間に円周方向に転動自在に設けられた複数の転動体４と、各転動体４を円周方向に転動自在に保持する保持器５とを備える。保持器５の端面を、この保持器５の周辺に存在する部品である周辺部品の内周面または外周面、例えば内輪２の外周面で案内する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、円すいころ軸受に関し、より詳しくは、風力発電装置の主軸を支持する大型の円すいころ軸受に関する。

風力発電装置のロータ（ハブとブレードからなり、風を受けて回転する部分）には、あらゆる方向からの風荷重が作用する。そのため、ロータを支持する主軸受として、ラジアル方向にもアキシアル方向にも荷重負荷能力の高い円すいころ軸受を使用することが多い。通常、円すいころ軸受には、特許文献１に開示されているような鉄板製保持器が使用される。鉄板製保持器は、数多くの転動体を保持することができ、軸受を長寿命化できるため、一般に２０年以上の寿命が要求される風力発電装置の主軸受にも多く採用されている。

特開平１１−３３６７６８号公報

しかし、近年の発電効率の向上を目的とした風力発電装置の大型化に伴い、主軸受も大型化しており、従来の鉄板製保持器の適用が難しくなってきている。すなわち、従来の鉄板製保持器は変形しやすく、自重により楕円形に変形する傾向がある。その傾向は大型になるほど顕著である。保持器が変形すると、転動体を収容するポケットが変形し、転動体の自転を妨げる恐れがある。さらに、従来の保持器は、転動体によって支持・案内されているため、保持器の全重量が特定の転動体に作用する。その結果、保持器の重量が大きいほど転動体の自転（転動）が妨げられ、転動体が正規の自転数未満で公転（軸受中心回りの回転）する現象、いわゆる自転すべりが起きる。この自転すべりが起きると、スミアリング損傷を生じる恐れがある。

この発明の目的は、軸受サイズが大型であっても、鉄板等からなる保持器が変形しにくく、かつ転動体の自転すべりを抑制することができる風力発電装置主軸用円すいころ軸受を提供することである。

この発明の風力発電装置主軸用円すいころ軸受は、外周面に軌道面を有する内輪と、内周面に軌道面を有する外輪と、前記内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に円周方向に転動自在に設けられた複数の転動体と、各転動体を円周方向に転動自在に保持する保持器とを備え、前記保持器は、軸方向の端部に内径側または外径側へ突出したつば部を有し、このつば部の径方向を向く端面を、この保持器の周辺に存在する部品である周辺部品の内周面または外周面で案内することを特徴とする。周辺部品は、具体的には内輪、外輪、間座、軸、ハウジング等である。

この構成によれば、保持器のつば部の端面を周辺部品の内周面または外周面で案内することにより、軸受サイズが大型であっても、保持器が自重で楕円形に変形することが抑制される。そのため、保持器のポケットが変形して、転動体の自転が妨げられることを避けられる。また、保持器のつば部の端面を周辺部品の内周面または外周面で案内すれば、保持器の重量が転動体に作用しないため、転動体の自転すべりを抑制できる。それにより、スミアリング損傷の発生を防止できる。

この発明において、前記保持器の前記つば部の前記端面を、前記周辺部品の前記内周面または外周面で案内し、かつ前記保持器の前記つば部の前記端面に隣接する軸方向を向く側面を、前記周辺部材の前記内周面または外周面に隣接する側面で案内しても良い。
このように、保持器のつば部の端面を周辺部品の内周面または外周面で案内し、かつ保持器のつば部の側面を周辺部材の側面で案内すれば、周辺部品の内周面または外周面だけで案内する場合に比べて、保持器から転動体に作用する力が軽減され、転動体の自転すべりをより一層抑制できる。

前記周辺部品は、軸受中心回りに回転する回転体であって良い。内輪回転の場合、内輪や軸が回転体であり、外輪回転の場合、外輪やハウジングが回転体である。
保持器を回転体で案内することで、保持器に公転方向への駆動力が作用し、保持器が転動体を円周方向に押し戻そうとする力が小さくなるため、転動体の自動すべりが抑制される。

前記回転体は、前記内輪または外輪であるのが望ましい。その場合、前記保持器の前記つば部の前記端面を、前記回転体の軌道面以外の面で案内するのが良い。
保持器のつば部の端面を軌道輪である内輪または外輪で案内することで、軸受中心に対する案内面の心ずれを抑制することができる。軸受に隣接する間座等は、軸やハウジングに対してすきま嵌めされることが多い。そのため、軸やハウジングの周面を案内面とした場合、軸受中心と保持器の回転中心がずれることがあり、保持器と転動体が径方向に干渉して転動体の自転が妨げられる恐れがある。
また、保持器のつば部の端面を内輪または外輪の軌道面以外の面で案内すれば、保持器を案内する軌道輪の軌道面と転動体間の油膜形成が妨げられることがなく、上記軌道面に有害な傷が生じることがない。

この発明において、前記周辺部品が前記内輪である場合、前記保持器の前記つば部の前記端面を前記内輪の大つばの外周面で案内するのが良い。
円すいころ軸受の運転時、保持器の回転に伴う遠心力によって、潤滑剤は保持器の内周面の勾配に沿って移動する。すなわち、潤滑剤は内輪の小つば側から大つば側へ流れる。したがって、内輪の大つば側に潤滑剤が溜まり易く、案内面である内輪の大つばの外周面に潤滑剤が潤沢に供給される。そのため、保持器のつば部の端面を内輪の大つばの外周面で案内することで、案内面における内輪と保持器の摩耗を抑制することができる。

この発明において、前記周辺部品における前記保持器を案内する面である案内面を凹凸面とするのが良い。あるいは、前記保持器における前記周辺部品により案内される面である被案内面を凹凸面としても良い。
周辺部品の案内面および保持器の被案内面の両方またはいずれか一方を凹凸面とすることで、周辺部品と保持器との間を潤滑剤が円滑に流れることが可能になり、内輪および外輪の軌道面、ならびに周辺部品の案内面に潤沢な潤滑剤を供給することができる。

この発明において、前記周辺部品における前記保持器を案内する面である案内面に、軸受中心と同心のらせん状溝を設けるのが良い。あるいは、前記保持器における前記周辺部品により案内される面である被案内面に、軸受中心と同心のらせん状溝を設けても良い。
周辺部品の案内面または保持器の被案内面にらせん状溝を設けると、周辺部品と保持器との相対回転により、潤滑剤がらせん状溝に取り込まれたり、らせん状溝から溢れ出たりすることで、潤滑剤の移動が促進される。それにより、内輪および外輪の軌道面、ならびに周辺部品の案内面への潤滑剤の供給が良好に行われる。

この発明において、前記保持器に軟窒化処理を施しても良い。
保持器に軟窒化処理を施すことで、保持器の被案内面が硬化される。それにより、保持器の被案内面の摩耗を抑制することができる。

この発明において、前記保持器の材質を高力黄銅としても良い。
高力黄銅は自己潤滑性に優れる。そのため、保持器の材質を高力黄銅とすれば、保持器の摩耗を抑制することができる。なお、高力黄銅は鋼よりも線膨張係数が高いため、保持器を鋼製の周辺部品で案内する場合、保持器の内周面を被案内面とするのが望ましい。

この発明の風力発電装置主軸用円すいころ軸受は、外周面に軌道面を有する内輪と、内周面に軌道面を有する外輪と、前記内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に円周方向に転動自在に設けられた複数の転動体と、各転動体を円周方向に転動自在に保持する保持器とを備え、前記保持器は、軸方向の端部に内径側または外径側へ突出したつば部を有し、このつば部の径方向を向く端面を、この保持器の周辺に存在する部品である周辺部品の内周面または外周面で案内するため、軸受サイズが大型であっても、鉄板等からなる保持器が変形しにくく、かつ転動体の自転すべりを抑制することができる。

（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる風力発電装置主軸用円すいころ軸受の断面図、（Ｂ）はそのＩＢ部拡大図である。 （Ａ）は同風力発電装置主軸用円すいころ軸受の分解斜視図、（Ｂ）はそのIIＢ部拡大図である。 同風力発電装置主軸用円すいころ軸受の保持器の部分拡大図である。 （Ａ）はこの発明の異なる実施形態にかかる風力発電装置主軸用円すいころ軸受の断面図、（Ｂ）はそのIVＢ部拡大図である。 同風力発電装置主軸用円すいころ軸受の分解斜視図である。 同風力発電装置主軸用円すいころ軸受の組立過程の転動体および保持器の状態を示す図である。 この発明のさらに異なる実施形態にかかる風力発電装置主軸用円すいころ軸受の断面図である。 この発明のさらに異なる実施形態にかかる風力発電装置主軸用円すいころ軸受の断面図である。 この発明のさらに異なる実施形態にかかる風力発電装置主軸用円すいころ軸受の断面図である。 この発明のさらに異なる実施形態にかかる風力発電装置主軸用円すいころ軸受の断面図である。 この発明のさらに異なる実施形態にかかる風力発電装置主軸用円すいころ軸受の断面図である。 この発明のさらに異なる実施形態にかかる風力発電装置主軸用円すいころ軸受の断面図である。 風力発電装置の一部を切り欠いて表した斜視図である。

この発明の一実施形態を図１〜図３と共に説明する。この風力発電装置主軸用円すいころ軸受１Ａは、単列の円すいころ軸受であって、軌道輪である内輪２および外輪３と、これら内外輪２，３間に介在する円すいころからなる複数個の転動体４と、各転動体４を保持する保持器５とを備えている。

内輪２は、外周に円すい面からなる軌道面２ａが形成されたものであり、軌道面２ａの大径側および小径側にそれぞれ大つば２ｂおよび小つば２ｃを有する。大つば２ｂの外周面は円筒面であり、小つば２ｃの外周面は軌道面２ａと平行な円すい面である。外輪３は、内周に内輪２の軌道面２ａに対向する軌道面３ａが形成されたものであり、つば無しとされている。円すいころからなる転動体４は、外周面が転動面として形成され、上記両軌道面２ａ，３ａ間で転動自在となっている。内輪２、外輪３、および転動体４の材質は、例えば軸受鋼である。

内輪２は、大つば２ｂおよび小つば２ｃにより、転動体４が軌道面２ａの両側へ移動するのを拘束している。これに対して、外輪３は、つば無しであるため、転動体４が軌道面３ａから大径側へ移動するのを拘束しない非拘束軌道輪である。なお、転動体４が軌道面３ａから小径側へ移動することについては、外輪３自体で規制している。

保持器５は、円周方向に所定の間隔で設けられた複数のポケット６を有し、これらポケット６内で各転動体４をそれぞれ円周方向に離間して転動自在に保持する。詳しくは、保持器５は、円すいころからなる転動体４の大径側で円周方向に連なる大環状部５ａと、転動体４の小径側で円周方向に連なる小環状部５ｂと、これら大環状部５ａと小環状部５ｂとを連結する複数の柱部５ｃとからなる。これにより、転動体４の大径側を収納する部分の円周方向幅が広く、小径側を収納する部分の円周方向幅が狭い台形状のポケット６が形成されている。保持器５は金属板、例えば鉄板のプレス加工品であり、表面に軟窒化処理の一種である塩浴軟窒化処理、低温塩窒化処理等の表面処理、例えばタフトライド処理（登録商標）が施されている。

保持器５の大環状部５ａの軸方向外側部分は、内径側へ延びる大つば部５ａａとされている。この大つば部５ａａの端面Ｇ１は、内輪２の大つば２ｂの外周面Ｆ１と僅かなすきまを介して対向している。また、保持器５の小環状部５ｂの軸方向外側部分は、内輪２の小つば２ｃの外周面と垂直に内径側へ延びる小つば部５ｂａとされている。この小つば部５ｂａの端面Ｇ２は、内輪２の小つば２ｃの外周面Ｆ２と僅かなすきまを介して対向している。これにより、保持器５は、内輪２の大つば２ｂおよび小つば２ｃの各端面Ｇ１，Ｇ２が内輪２の大小つば２ｂ，２ｃの各外周面Ｆ１，Ｆ２により案内される。すなわち、内輪２の大小つば２ｂ，２ｃの各外周面Ｆ１，Ｆ２が、保持器５を案内する案内面であり、保持器５の大小つば部５ａａ，５ｂａの各端面Ｇ１，Ｇ２が、内輪２により案内される被案内面である。

言い換えると、保持器５の大小つば部５ａａ，５ｂａの各端面Ｇ１，Ｇ２が、内輪２の軌道面以外の面（大小つば２ｂ，２ｃの各外周面Ｆ１，Ｆ２）で案内される。また、保持器５の大小つば部５ａａ，５ｂａの各端面Ｇ１，Ｇ２が、軸受中心Ｏ回りに回転する回転体（内輪２）により案内される。さらに、保持器５の大小つば部５ａａ，５ｂａの各端面Ｇ１，Ｇ２が、この保持器５の周辺に存在する部品である周辺部品（内輪２）により案内される。

図２（Ａ）に示すように、被案内面である保持器５の大つば部５ａａの端面Ｇ１には、円周方向に等間隔で複数の切欠き７が設けられている。よって、大つば部５ａａの端面Ｇ１は凹凸面とされている。軸方向から見た切欠き７の形状は、例えば図３に示すような略半円形である。これは、切欠き７の周辺部に応力集中が生じることを避けるためである。また、切欠き７である凹部と切欠き７以外の箇所である凸部の境目８において、凹部の外形と凸部の外形とが緩やかな曲線で接続されている。これは、保持器５が内輪２とエッジ接触することを避けるためである。

図１（Ｂ）および図２（Ｂ）に示すように、案内面である内輪２の小つば２ｃの外周面Ｆ２には、軸受中心Ｏ（図１（Ａ））と同心のらせん状溝９が設けられている。このらせん状溝９の断面形状は、例えば半円形とされる。これは、らせん状溝９の周辺部に応力集中が生じることを避けるためである。

この風力発電装置主軸用円すいころ軸受１Ａは、保持器５を周辺部品である内輪２で案内する。それにより、軸受サイズが大型であっても、保持器５が自重で楕円形に変形することが抑制され、保持器５のポケット６の変形により転動体４の自転が妨げられることが避けられる。また、保持器５を内輪２で案内すれば、保持器５の重量が転動体４に作用しないため、転動体４の自転すべりを抑制できる。特に、周辺部品としての内輪２は軸受中心Ｏ回りに回転する回転体であるため、保持器５に公転方向への駆動力が作用し、保持器５が転動体４を円周方向に押し戻そうとする力が小さくなり、転動体４の自動すべりがより一層抑制される。それにより、スミアリング損傷の発生を防止できる。

また、保持器５を内輪２で案内することで、軸受中心Ｏに対する案内面（大小つば２ｂ，２ｃの各外周面Ｆ１，Ｆ２）の心ずれを抑制することができる。軸受に隣接する間座（図示せず）等は、軸やハウジング（図示せず）に対してすきま嵌めされることが多い。そのため、軸やハウジングの周面を案内面とした場合、軸受中心Ｏと保持器５の回転中心がずれることがあり、保持器５と転動体４が径方向に干渉して転動体４の自転が妨げられる恐れがある。案内面は内輪２の軌道面２ａ以外の大小つば２ｂ，２ｃの各外周面Ｆ１，Ｆ２であるため、軌道面２ａと転動体４間の油膜形成が妨げられることがなく、軌道面２ａに有害な傷が生じることがない。

さらに、この実施形態では、被案内面である保持器５の大つば部５ａａの端面Ｇ１に切欠き７を設けて、被案内面を凹凸面としたため、内輪２と保持器５との間を潤滑剤が円滑に流れることが可能になり、内輪２の軌道面２ａ、ならびに内輪２の案内面に潤沢な潤滑剤を供給することができる。案内面である内輪２の大つば２ｂの外周面Ｆ１を凹凸面としても、上記と同様の作用・効果が得られる。

さらに、この実施形態では、案内面である内輪２の小つば部２ｃの外周面Ｆ２に、軸受中心Ｏと同心のらせん状溝９が設けられているため、内輪２と保持器５との相対回転により、潤滑剤がらせん状溝９に取り込まれたり、らせん状溝９から溢れ出たりすることで、潤滑剤の移動が促進される。それにより、内輪２の軌道面２ａおよび案内面（大小つば２ｂ，２ｃの各外周面Ｆ１，Ｆ２）への潤滑剤の供給が良好に行われる。被案内面である保持器５の小つば部５ｂａの端面Ｇ２にらせん状溝を設けても、上記と同様の作用・効果が得られる。

保持器５は例えばタフトライド処理等の軟窒化処理が施されて、保持器５の表面が硬化されている。そのため、被案内面である保持器５の大小つば部５ａａ，５ｂａの端面Ｇ１，Ｇ２の摩耗が抑制される。

保持器５の材質を、高力黄銅としても良い。高力黄銅は自己潤滑性に優れる。そのため、保持器５の材質を高力黄銅とすれば、保持器５の摩耗を抑制することができる。なお、高力黄銅は鋼よりも線膨張係数が高いため、保持器５を鋼製の周辺部品で案内する場合、保持器５の内周側を向く面を被案内面とするのが望ましい。

図４および図５はこの発明の異なる実施形態を示す。この風力発電装置主軸用円すいころ軸受１Ｂも、前記同様、単列の円すいころ軸受である。前記実施形態（１Ａ）と異なる点についてのみ説明し、基本的構成が同じ箇所については、同一符号を付して表し、説明を省略する。

第１の異なる点は、内輪２に小つばが無く、大つば２ｂだけで保持器５を案内することである。保持器５の小環状部５ｂも、小つば部が設けられていない。したがって、内輪２の大つば２ｂの外周面Ｆ１が、保持器５の大つば部５ａａの端面Ｇ１を案内する案内面であり、保持器５の大つば部５ａａの端面Ｇ１が、内輪２により案内される被案内面である。

第２の異なる点は、上記のように保持器５の大つば部５ａａの端面Ｇ１を、内輪２の大つば２ｂの外周面Ｆ１で径方向に案内する（径方向位置を規制するように案内する）ことに加えて、保持器５の大つば部５ａａの端面Ｇ１に隣接する軸方向を向く側面Ｇ３を、内輪２の外周面Ｆ１に隣接する側面Ｆ３で軸方向に案内する（軸方向位置を規制するように案内する）ことである。詳しくは、図４（Ｂ）の部分拡大図に示すように、内輪２の大つば２ｂの外径側を向く面１０は、大径部１０ａ、小径部１０ｂ、およびこれら大径部１０ａと小径部１０ｂ間の段差部１０ｃからなり、小径部１０ｂが径方向の案内面である外周面Ｆ１とされ、段差部１０ｃが軸方向の案内面である側面Ｆ３とされている。また、保持器５の大つば部５ａａの端面Ｇ１が、内輪２により径方向に案内される被案内面であり、大つば部５ａａの側面Ｇ３が内輪２により軸方向に案内される被案内面である。

このように、保持器５を、内輪２の大つば２ｂの外周面Ｆ１と側面Ｆ３とで案内すれば、外周面だけで案内する場合に比べて、保持器５から転動体４に作用する力が軽減され、転動体４の自転すべりをより一層抑制できる。なお、保持器５を径方向に案内する面に軸方向の傾斜を与えることで、保持器５の軸方向の移動を規制しても良い。

組立状態では、保持器５の大つば部５ａａと転動体４とで内輪２の大つば２ｂを挟んだ状態となっている。そのため、この風力発電装置主軸用円すいころ軸受１Ｂは、次のようして組立てる。すなわち、図６に実線で示すように、大つば部５ａａを曲げ成形する前の円すい状の保持器５の各ポケット６に各転動体４を配列しておき、この転動体４を保持した保持器５の内側に内輪２を軸方向大径側から挿入した後、同図に鎖線で示すように、保持器５の大環状部５ａの軸方向外側部分を内径側に折り曲げて大つば部５ａａを形成する。

上記風力発電装置主軸用円すいころ軸受１Ａ，１Ｂは、保持器５が内輪２により案内されるが、保持器５を内輪２以外の周辺部材で案内してもよい。以下、保持器５が内輪２以外の周辺部材に案内される風力発電装置主軸用円すいころ軸受の例を示す。以下の例では、前記実施形態と基本構成が同じ箇所については、前記実施形態と同一符号を付して表し、説明を省略する。

図７に示す風力発電装置主軸用円すいころ軸受１Ｃは、保持器５を外輪３で案内する。すなわち、保持器５の大環状部５ａおよび小環状部５ｂの軸方向外側部分は、それぞれ外輪３の内周面と垂直に外径側へ延びる大つば部５ａｂおよび小つば部５ｂｂとされ、これら大小つば部５ａｂ，５ｂｂの各端面Ｇ４，Ｇ５が、それぞれ外輪３の内周面における軌道面３ａの両側部Ｆ４，Ｆ５と僅かなすきまを介して対向している。この円すいころ軸受１Ｃの場合、外輪３の内周面における軌道面３ａの両側部Ｆ４，Ｆ５が保持器５を案内する案内面であり、保持器５の大小つば部５ａｂ，５ｂｂの各端面Ｇ４，Ｇ５が外輪３により案内される被案内面である。

図８に示す風力発電装置主軸用円すいころ軸受１Ｄは、保持器５を外輪３で径方向および軸方向に案内する。すなわち、保持器５の大環状部５ａの軸方向外側部分は、外径側へ延びる大つば部５ａｂとされ、この大つば部５ａｂの端面Ｇ４が、外輪３の内周面の大径端に設けられた段差部１１の径方向を向く内周面Ｆ４´に僅かなすきまを介して対向し、かつ大つば部５ａｂの前記端面Ｇ４に隣接する側面Ｇ５が、前記段差部１１の軸方向を向く側面Ｆ５に僅かなすきまを介して対向している。この円すいころ軸受１Ｄの場合、外輪３の内周面における段差部１１の内周面Ｆ４´が保持器５を径方向に案内する案内面であり、保持器５の大つば部５ａｂの端面Ｇ４が外輪３により径方向に案内される被案内面である。また、外輪３の内周面における段差部１１の側面Ｆ５が保持器５を軸方向に案内する案内面であり、保持器５の大つば部５ａｂの側面Ｇ５が外輪３により軸方向に案内される被案内面である。なお、保持器５の小環状部５ｂには、小つば部が設けられていない。

図９に示す風力発電装置主軸用円すいころ軸受１Ｅは、保持器５を内輪２の軌道面大径側および小径側に隣接して設けた一対の内輪間座１２，１３で案内する。すなわち、保持器５の大環状部５ａおよび小環状部５ｂの軸方向外側部分は、それぞれ内径側へ延びる大つば部５ａａおよび小つば部５ｂａとされ、大つば部５ａａの端面Ｇ６が軌道面大径側の内輪間座１２の外周面Ｆ６と僅かなすきまを介して対向し、かつ小つば部５ｂａの端面Ｇ７が軌道面小径側の内輪間座１３の外周面Ｆ７と僅かなすきまを介して対向している。この円すいころ軸受１Ｅの場合、内輪間座１２，１３の外周面Ｆ６，Ｆ７が保持器５を案内する案内面であり、保持器５の大小つば部５ａａ，５ｂａの各端面Ｇ６，Ｇ７が内輪間座１２，１３によりそれぞれ案内される被案内面である。

図１０に示す風力発電装置主軸用円すいころ軸受１Ｆは、保持器５を外輪３の軌道面大径側および小径側に隣接して設けた一対の外輪間座１４，１５で案内する。すなわち、保持器５の大環状部５ａおよび小環状部５ｂの軸方向外側部分は、それぞれ外径側へ延びる大つば部５ａｂおよび小つば部５ｂｂとされ、大つば部５ａｂの端面Ｇ８が軌道面大径側の外輪間座１４の内周面Ｆ８と僅かなすきまを介して対向し、かつ小つば部５ｂｂの端面Ｇ９が軌道面小径側の外輪間座１５の内周面Ｆ９と僅かなすきまを介して対向している。この円すいころ軸受１Ｆの場合、外輪間座１４，１５の外周面Ｆ８，Ｆ９が保持器５を案内する案内面であり、保持器５の大小つば部５ａｂ，５ｂｂの各端面Ｇ８，Ｇ９が外輪間座１４，１５によりそれぞれ案内される被案内面である。

図１１に示す風力発電装置主軸用円すいころ軸受１Ｇは、保持器５を内輪２および軸１６で案内する。軸１６は大径部１６ａと小径部１６ｂとを有する段付きであり、その段面１６ｃが内輪２の軌道面小径側の端面に当接している。軸１６の小径部１６ｂの外周には、内輪２および内輪間座１２が嵌合している。保持器５の大環状部５ａおよび小環状部５ｂの軸方向外側部分は、それぞれ内径側へ延びる大つば部５ａａおよび小つば部５ｂａとされ、大つば部５ａｂの端面Ｇ１０が内輪２の大つば２ｂの外周面Ｆ１０と僅かなすきまを介して対向し、かつ小つば部５ｂｂの端面Ｇ１１が軸１６の大径部１６ａの外周面Ｆ１１と僅かなすきまを介して対向している。この円すいころ軸受１Ｇの場合、内輪２の大つば２ｂの外周面Ｆ１０および軸１６の大径部１６ａの外周面Ｆ１１が保持器５を案内する案内面であり、保持器５の大小つば部５ａａ，５ｂａの各端面Ｇ１０，Ｇ１１がそれぞれ内輪２および軸１６で案内される被案内面である。

図１２に示す風力発電装置主軸用円すいころ軸受１Ｈは、保持器５を外輪３およびハウジング１７で案内する。ハウジング１７は大径部１７ａと小径部１７ｂとを有する段付きであり、その段面１７ｃが外輪３の軌道面大径側の端面に当接している。ハウジング１７の大径部１７ａの内周には、外輪３および外輪間座１５が嵌合している。保持器５の大環状部５ａおよび小環状部５ｂの軸方向外側部分は、それぞれ外径側へ延びる大つば部５ａｂおよび小つば部５ｂｂとされ、大つば部５ａｂの端面Ｇ１２がハウジング１７の小径部１７ｂの内周面Ｆ１２と僅かなすきまを介して対向し、かつ小つば部５ｂｂの端面Ｇ１３が外輪３の内周面Ｆ１３と僅かなすきまを介して対向している。この円すいころ軸受１Ｈの場合、ハウジング１７の小径部１７ｂの内周面Ｆ１２および外輪３の内周面Ｆ１３が保持器５を案内する案内面であり、保持器５の大小つば部５ａｂ，５ｂｂの各端面Ｇ１２，Ｇ１３がそれぞれハウジング１７と外輪３とで案内される被案内面である。

この発明の風力発電装置主軸用円すいころ軸受１Ａ〜１Ｈは、例えば図１３に示す風力発電装置の主軸用として使用される。図の風力発電装置２１は、支持台２２上にナセル２３を水平旋回自在に設け、このナセル２３のケーシング２４内に主軸２５を回転自在に設け、この主軸２５のケーシング２４外に突出した一端部にロータ２６を取付けてある。ロータ２６は、ハブ２７と、このハブ２７に旋回自在に支持された複数のブレード２８とでなる。主軸２５の他端は、増幅機２９に接続され、増幅機２９の出力軸３０が発電機３１のロータ軸に結合されている。

図例の風力発電装置２１では、前記主軸２５を回転自在に支持する１つの主軸受として、円すいころ軸受１Ａ〜１Ｈのうちのいずれかが使用されている。この場合、円すいころ軸受１Ａ〜１Ｈは、内輪回転となる。ロータ２６を円すいころ軸受１Ａ〜１Ｈの外輪３に接続して、外輪回転としても良い（図示せず）。その場合、外輪３の軌道面３ａ以外の外周面が、保持器５を案内する案内面となる。外輪回転であっても、内輪回転の場合と同様の作用・効果を奏する。また、主軸受は、複列の円すいころ軸受１Ａ〜１Ｈと円筒ころ軸受を組み合して構成してもよい。あるいは、単列円すいころ軸受１Ａ〜１Ｈを背面合わせで組み合わせて構成してもよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ…風力発電装置用円すいころ軸受
２…内輪（周辺部品、回転体）
２ａ…内輪の軌道面
２ｂ…大つば
３…外輪
３ａ…外輪の軌道面
４…転動体
５…保持器
７…切欠き（凹凸面の凹部）
９…らせん状溝
１０ｃ…外周面の段差部（側面）
１２，１３…内輪間座（周辺部材）
１４，１５…外輪間座（周辺部材）
１６…軸（周辺部材）
１７…ハウジング（周辺部材）
２１…風力発電装置
２５…主軸
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ４´，Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７，Ｆ８，Ｆ９，Ｆ１０，Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３…案内面
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７，Ｇ８，Ｇ９，Ｇ１０，Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ１３…被案内面
Ｏ…軸受中心

Claims (12)

1. 外周面に軌道面を有する内輪と、内周面に軌道面を有する外輪と、前記内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に円周方向に転動自在に設けられた複数の転動体と、各転動体を円周方向に転動自在に保持する保持器とを備えた、風力発電装置主軸用円すいころ軸受において、
   前記保持器は、軸方向の端部に内径側または外径側へ突出したつば部を有し、このつば部の径方向を向く端面を、この保持器の周辺に存在する部品である周辺部品の内周面または外周面で案内することを特徴とする風力発電装置主軸用円すいころ軸受。
2. 請求項１において、前記保持器の前記つば部の前記端面を、前記周辺部品の前記内周面または外周面で案内し、かつ前記保持器の前記つば部の前記端面に隣接する軸方向を向く側面を、前記周辺部材の前記内周面または外周面に隣接する側面で案内する風力発電装置主軸用円すいころ軸受。
3. 請求項１または請求項２において、前記周辺部品は、軸受中心回りに回転する回転体である風力発電装置主軸用円すいころ軸受。
4. 請求項３において、前記回転体は、前記内輪または外輪である風力発電装置主軸用円すいころ軸受。
5. 請求項４において、前記保持器の前記つば部の前記端面を、前記回転体の軌道面以外の面で案内する風力発電装置主軸用円すいころ軸受。
6. 請求項１において、前記周辺部品は前記内輪であり、前記保持器の前記つば部の前記端面を前記内輪の大つばの外周面で案内する風力発電装置主軸用円すいころ軸受。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記周辺部品における前記保持器を案内する面である案内面を凹凸面とした風力発電装置主軸用円すいころ軸受。
8. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記保持器における前記周辺部品により案内される面である被案内面を凹凸面とした風力発電装置主軸用円すいころ軸受。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項おいて、前記周辺部品における前記保持器を案内する面である案内面に、軸受中心と同心のらせん状溝を設けた風力発電装置主軸用円すいころ軸受。
10. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記保持器における前記周辺部品により案内される面である被案内面に、軸受中心と同心のらせん状溝を設けた風力発電装置主軸用円すいころ軸受。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項において、前記保持器に軟窒化処理を施した風力発電装置主軸用円すいころ軸受。
12. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項において、前記保持器の材質を高力黄銅とした風力発電装置主軸用円すいころ軸受。