JP2014514511A - 油潤滑式減摩軸受 - Google Patents

Abstract

本発明は、転動体を収容する軸受内部空間（４）を軸受外側から分離する軸シールと、この軸シールに軸受外側から作用して軸シールを軸方向で固定する締め付け機構（６）とを含んで、水平に配置された回転軸（Ｄ）に用いる油潤滑式減摩軸受に関する。本発明によると、締め付け機構（６）は、油の流出口（９）を備えている。

Description

本発明は、転動体を受ける軸受内部空間を軸受外側から分離する軸シールと、この軸シールを軸方向で固定するために前記軸受外側から軸シールに作用する締め付け機構とを含む、水平に配置された回転軸に用いる油潤滑式減摩軸受に関する。
詳細には、この減摩軸受は、たとえば、風力発電所で回転子を取り付けるために使用できる大型の減摩軸受として構成できる。

このような減摩軸受は、内輪と、外輪と、これらの内輪と外輪との間に配置された転動体とを含む。
転動体の態様および配置は、本発明の範囲内において限定されない。
この減摩軸受は、好ましくは径方向および軸方向で負荷を受けることができる。そのため、たとえば、回転軸に対して傾めに配置された円錐ころを設けることができる（特許文献１）。
また、この減摩軸受は、軸方向の軸受用の軸受列と径方向の軸受用の軸受列とを個別に含む軸方向／径方向の減摩軸受としても構成できる。
対応する減摩軸受が特許文献２から公知である。

最初に説明した特徴を備える減摩軸受は、特許文献３および特許文献１から公知である。
油が入った軸受の内部空間を封止して油漏れを防ぐために、軸方向に締め付けられる軸シールが、単純な軸シールリングの形式で設けられている。
封止機能を向上させるために、特許文献１では、個別の締め付けリングによって負荷をかけられた２つの軸シールリングが、減摩軸受の各端部側に前後に並べて設けられている。
それでも、長期にわたる運用で、ある程度の油が漏れるのを防ぐことはできない。
特に、油の充填レベルが高い場合、通気が不十分な場合、または、軸シールリングが損傷した場合には、油潤滑式減摩軸受の周囲を汚す大量の漏れが発生する可能性がある。

減摩軸受では、減摩軸受を油で一度だけ満たすか、または運用時に減摩軸受を新油で充填またはフラッシングすることが知られている。
対応する減摩軸受が特許文献４から公知である。
しかし、潤滑のための２つの選択肢とは関係なく、減摩軸受の周囲が漏油で汚れるという問題がある。

独国特許出願第ＤＥ １０ ２００７ ０４９ ０８７ Ａ１号 独国特許出願第ＤＥ １０ ２００８ ００９ ７４０ Ａ１号 独国特許出願第ＤＥ ２０ ２００５ ００７ ９０４ Ｕ１号 独国特許出願第ＤＤ ２３６ １４６ Ａ１号

こうした背景に対し、本発明は、油潤滑式減摩軸受で漏油による汚れを防ぐという目的に基づいている。

本発明によると、この目的は、上述した特徴を備える油潤滑式減摩軸受において、締め付け機構が油の流出口を備えるという長所によって達成される。
減摩軸受の回転軸が水平に配置されている場合、油の流出口は、下部に配置されている。その結果、軸受内部空間から漏出して軸シールを乗り越えた油は、重力のみによって流出口に移動する。

したがって、減摩軸受を正しい位置態様で設置する必要がある。そのために、たとえば、減摩軸受の上部または下部に、対応するマーキングを施すことができる。
重力のみに基づいて油を流出口に導くには、回転軸が設置状態において水平であることが好ましい。
ただし、上述した流出口への油の排出が確実に行われる限り、水平位置に対してある程度傾けることが可能である。

軸シールは、キャリアリングと、軸および／または軸受内輪を圧迫するシールリップとを通常備える単純な軸シールリングとして構成することができる。
本発明の文脈では、流出口を通って排出された油による軸受外側の汚れは、軸シールリングを複雑な構造にしなくても防ぐことができる。

流出口からの油の排出を制御するために、締め付け機構は、流出口に隣接する油収集空間を備えていることが好ましい。
油収集空間は、軸受内部空間から漏出して軸シールを乗り越えた油を収集し、流出口に導くために設けられている。

本発明の好ましい一実施形態によると、締め付け機構は、締め付けリングと締め付けねじとによって形成される。通常、締め付けねじは、締め付けリングを軸受外輪に対して引っ張り、それによって軸シールを軸方向で締め付ける。
ここで、締め付けリングは、内側が軸シールに隣接し、油の流出口から締め付けリングの内周の少なくとも一部に広がる排出溝を、油収集空間として含んでいてもよい。
軸受内部空間から漏れる油は、重力のみによって締め付け機構の流出口に容易に流れ得るため、複雑な封止手段を外側に設ける必要はない。
したがって、締め付けリングを周方向で締め付けリング区画に分割することもできる。ただし、接合部は、流出口が設けられている領域の外に位置している必要がある。
区画化された締め付けリングは、限られた条件の下で取り扱い、設置、および解体を容易に行うことができる。
これは、風力発電所等の大型減摩軸受の用途で有利である。
さらに、個別の区画を取り扱う際の重量も、大幅に軽減される。これは、難しい設置条件の場合に特に有利である。

本発明によると、軸シールを通過した油は、収集されて流出口を通って排出される。結果として、軸受外側、すなわち、減摩軸受の端部面の汚れが防止される。

本発明の文脈内で、この種の漏油を処理するためのさまざまな可能性が考えられる。
たとえば、漏油を制御された態様で排出し、貯蔵庫若しくは外部油タンクに案内するか、または軸受内部空間に戻することができる。これを行うには、ポンプの形式の移送装置と、対応する供給経路とを設ける。

漏油の戻しは、減摩軸受が軸受内部空間に直接開口する油路を備える場合は特に簡単な方法で実行することができる。この油路は、締め付け機構の流出口から独立して、通常は軸受外輪に形成される。
この種の油路は、油を定期的に補充したり、減摩軸受を油でフラッシングするために、実際に頻繁に使用される。
この種の実施形態では、減摩軸受の最適な潤滑を行いつつ、油を交換することもできる。
油を巡回路で案内する場合も、必要に応じて油を交換するか、少なくともフィルタ等を利用して清浄することができる。

漏油を締め付け機構から遠ざけるために、流出口の開口を締め付け機構、すなわち、好ましくは締め付けリングの軸受外側に直接設けることができる。
たとえば、この開口に排出ホース等を接続することができる。
本発明の一代替実施形態によると、締め付け機構の流出口は、減摩軸受の外輪に形成された排出チャネルに接続する。
排出された油は、外輪を通じて案内し、さらに端部側に案内することができる。

軸シールと、油の流出口を備えた締め付け機構とは、両方の軸受外側に設けるのが好ましい。

漏油は流出口を通じて案内されるため、複雑な封止処置を講じなくても、軸受外側の汚れを回避できる。
ただし、粉塵等の汚染物質が通過するのを防ぐために、流出口が配置された締め付け機構の内部領域と、軸受外側との間に、何らかの封止機能があると好都合である。
詳細には、締め付け機構と相互作用し、流出口を軸受外側から分離する、少なくとも１つの防塵シールを設けることができる。
特に好ましい一展開によると、締め付け機構は、径方向環状の膜を含み、この膜の軸方向両側に防塵シールが設けられる。
また、膜と２つの防塵シールとの間の中間領域を、グリースで充填することができる。

以下では、１つの代表的実施形態のみを示す図を使用して、本発明について説明する。

本発明による減摩軸受を示す図。 図１に示す減摩軸受の上部を示す図。 図１に示す減摩軸受の下部を示す図。

図面は、水平に配置された回転軸Ｄに大型の減摩軸受として提供される油潤滑式減摩軸受を示している。
このような水平回転軸Ｄを備える大型減摩軸受は、たとえば、風力発電所で回転子軸受として使用される。
この減摩軸受は、軸受外輪１と、軸受内輪２と、軸受外輪１と軸受内輪２との間に配置された転動体３ａ、３ｂとを含む。図示されている代表的な実施形態では、例として、転動体３ａの２つの軸受列による軸方向の支持と、転動体３ｂの１つの軸受列による径方向の支持とが提供される。
ただし、代替として、他の種類および配置の転動体を使用することも可能である。たとえば、円錐ころを使用した実施形態も可能である。

転動体３ａ、３ｂは、軸受外輪１と軸受内輪２との間の軸受内部空間４に配置されている。軸受内部空間４は、両側が軸シールリング５の形式の軸シールによって軸受外側から分離されている。
軸シールリング５を固定するために、軸方向で作用し、締め付けリング７と締め付けねじ８とで形成される締め付け機構６が端部側に設けられている。
軸受内部空間４を軸受外側から分離する軸シールリング５を設けても、特に軸受内部空間４に提供された油が多過ぎる場合や、軸受内部空間４の通気が不十分な場合に、油の通過を完全に排除することはできない。
軸シールリング５が損傷した場合も、大量の漏れ損失が発生する可能性がある。

減摩軸受の端部側が漏油で汚れるのを防ぐために、本発明では、締め付けリング７が油の流出口９を備えている。
ここで、減摩軸受は、流出口９が下部、好ましくは、締め付けリング７の最も低い部分に位置するように配置される。

対応する軸シールリング５を乗り越えた油を流出口に導くために、締め付けリング７は、排出溝１０を備えている。排出溝１０は、内側が軸シールリング５に隣接し、油の流出口９から締め付けリング７の内周に広がっている。
収集した油を排出するために、図示された代表的実施形態では、軸受外輪１に流出路１１が形成され、この流出路１１に締め付けリング７の流出口９が接続する。
油は、流出路１１を通じて、軸受外輪１の端部側に案内される。
代表的実施態様では、減摩軸受の両側に設けられた締め付けリング７が、共通の分岐した流出路１１を軸受外輪１内に有している。

さらに、締め付け機構６の流出口９から独立して、軸受内部空間４に直接開口する油路１２が設けられている。この油路１２を利用して、軸受内部空間４を新油で充填するか、またはフラッシングすることができる。
この種の実施形態では、図１に示すように、漏油を流出路１１からポンプＰを介していずれかの油路１２に戻し、それによって油を軸受内部空間４に供給するのが好適である。

本発明による締め付け機構６の流出口９により、漏油による軸受外側の汚れを、複雑な封止構造を用いなくても、簡単な手段により防ぐことができる。
ただし、締め付けリング７を少なくとも一定程度まで追加的に封止すると好都合である。そこで、代表的実施形態では、締め付けリング７が、径方向環状の膜１３と、膜１３の軸方向両側に配置された防塵シール１４とを備えている。
封止機能を向上させるために、膜１３と２つの防塵シール１４との間の中間領域を、グリースで充填することができる。

締め付けリング７の外側に複雑な封止を施す必要がないため、締め付けリング７を周方向で区画に分割することもできる。その結果、特に大型の減摩軸受では、設置および取り扱いが大幅に簡素化される。
さらに、図に示すように、軸受外輪１および軸受内輪２に、これらを慣習に従って固定するための孔を設けることができる。

Claims (13)

1. 転動体（３ａ、３ｂ）を受ける軸受内部空間（４）を軸受外側から分離する軸シールと、前記軸受外側から軸シールに作用して前記軸シールを軸方向で固定する締め付け機構（６）とを含んで、水平に配置された回転軸（Ｄ）に用いる油潤滑式減摩軸受において、
   前記締め付け機構（６）が、油の流出口（９）を備えていることを特徴とする油潤滑式減摩軸受。
2. 前記軸シールが、軸シールリング（５）であることを特徴とする請求項１記載の油潤滑式減摩軸受。
3. 前記締め付け機構（６）が、前記流出口（９）に隣接する油収集空間を含んでいることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の油潤滑式減摩軸受。
4. 前記締め付け機構（６）が、締め付けリング（７）と締め付けねじ（８）とによって構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の油潤滑式減摩軸受。
5. 前記締め付けリング（７）が、前記軸シールに内側を隣接させて前記油の流出口（９）から締め付けリング（７）の内周の少なくとも一部に広がる排出溝（１０）を含んでいることを特徴とする請求項４記載の油潤滑式減摩軸受。
6. 前記締め付けリング（７）が、周方向で締め付けリング区画に分割されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の油潤滑式減摩軸受。
7. 前記締め付け機構（６）の流出口（９）が、前記減摩軸受の軸受外輪（１）に形成した流出路（１１）に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の油潤滑式減摩軸受。
8. 前記流出路（１１）が、前記軸受外輪（１）の端部側に開口していることを特徴とする請求項７記載の油潤滑式減摩軸受。
9. 前記流出口（９）に収集された油を前記軸受内部空間（４）に戻す移送装置が、設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の油潤滑式減摩軸受。
10. 前記軸受内部空間（４）に直接開口する油路（１２）が、前記締め付け機構（６）の流出口（９）から独立して設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の油潤滑式減摩軸受。
11. 前記軸シールと前記油の流出口（９）を備える締め付け機構（６）とが、両方の軸受外側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の油潤滑式減摩軸受。
12. 前記締め付け機構（６）と相互作用して前記流出口（９）を軸受外側から分離する少なくとも１つの防塵シール（１４）が、設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の油潤滑式減摩軸受。
13. 前記締め付け機構（６）が径方向環状の膜（１３）を含み、前記防塵シール（１４）が前記膜（１３）の軸方向両側に設けられていることを特徴とする請求項１２記載の油潤滑式減摩軸受。

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