JP2016095023A - Bearing device, mechanical device, and bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸受装置、機械装置および軸受に関し、特に交換作業が困難な軸受を備える軸受装置、該軸受装置を備える機械装置、および当該軸受に関する。 The present invention relates to a bearing device, a mechanical device, and a bearing, and particularly relates to a bearing device including a bearing that is difficult to exchange, a mechanical device including the bearing device, and the bearing.
軸受装置には、回転動作に伴う荷重が加えられるが、動作停止時(静止時)においても自重などによるラジアル荷重(静止荷重)が加えられる。軸受装置に対する静止荷重は、軸受装置の構成に応じて内輪または外輪の転走面において周方向における一部領域に加えられる。 A load associated with the rotational operation is applied to the bearing device, but a radial load (static load) due to its own weight or the like is applied even when the operation is stopped (at rest). The static load applied to the bearing device is applied to a partial region in the circumferential direction on the rolling surface of the inner ring or the outer ring depending on the configuration of the bearing device.
転がり軸受を備える軸受装置では、たとえば内輪と回転軸とがはめあわされており、外輪と軸受装置のハウジングとがはめあわされている場合に、外輪に静止荷重(外輪静止荷重)が加えられる。外輪において静止荷重を受ける領域(以下、負荷域という)は周方向において外輪の一部に形成される。そのため、外輪負荷域は、転動体と外輪との間に形成される転がり接触部において外輪負荷域以外の他の領域と比べて負荷を受ける頻度が最も高く、金属疲労による剥離等の異常が発生しやすい。 In a bearing device including a rolling bearing, for example, when an inner ring and a rotating shaft are fitted together, a static load (outer ring stationary load) is applied to the outer ring when the outer ring and a housing of the bearing device are fitted together. A region that receives a static load in the outer ring (hereinafter referred to as a load region) is formed in a part of the outer ring in the circumferential direction. For this reason, the outer ring load region is most frequently subjected to a load at the rolling contact portion formed between the rolling elements and the outer ring compared to other regions other than the outer ring load region, and abnormalities such as peeling due to metal fatigue occur. It's easy to do.
また、すべり軸受を備える軸受装置では、軸受が軸受装置のハウジングとはめあわされている場合に、軸受に静止荷重(軸受静止荷重)が加えられる。ここで、転がり軸受における上記外輪静止荷重をすべり軸受における軸受静止荷重と置き換えることができ、すべり軸受の摺動面が軸の摺動面と比べて摺動距離が長いため摩耗が進みやすい。 Further, in a bearing device including a slide bearing, a static load (bearing static load) is applied to the bearing when the bearing is fitted to the housing of the bearing device. Here, the outer ring static load in the rolling bearing can be replaced with the bearing static load in the sliding bearing, and the sliding surface of the sliding bearing has a longer sliding distance than the sliding surface of the shaft, and thus wear easily proceeds.
これらのような軸受装置では、軸受交換が容易にかつ低コストで行える場合には、軸受に剥離等の異常発生や摩耗進行を受けて軸受寿命に達したとして軸受交換するのが一般的である。たとえば、特開2002−235754号公報には、軸受交換を容易に行うための分割軸受が記載されている。また、特開2004−011737号公報には、風車において軸受交換の頻度を減らすことを目的として、ショットピーリング処理が施された内輪を備える自動調心ころ軸受が記載されている。 In such a bearing device, if the bearing can be replaced easily and at low cost, it is common to replace the bearing assuming that the bearing has reached the end of its service life due to occurrence of abnormalities such as peeling and the progress of wear. . For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-235754 describes a split bearing for easily performing bearing replacement. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-011737 describes a self-aligning roller bearing having an inner ring that has been subjected to shot peeling treatment in order to reduce the frequency of bearing replacement in a wind turbine.
しかしながら、大型の軸受装置や交換作業が困難な場所に設置されている軸受装置では、軸受交換が容易でなく高コストな場合がある。このような軸受装置の例としては、風力発電装置用軸受装置、潮力発電装置用軸受装置、大型船舶用軸受装置、大型トラック用軸受装置、大型タービン用軸受装置などがある。 However, in a large-sized bearing device and a bearing device installed in a place where replacement work is difficult, there are cases where the replacement of the bearing is not easy and the cost is high. Examples of such bearing devices include a wind turbine generator bearing device, a tidal power generator bearing device, a large marine bearing device, a large truck bearing device, and a large turbine bearing device.
特に、風力発電装置用軸受装置のドライブトレーンを構成する主軸受は、高所に配置されたナセル内に設けられているため、交換作業を行うにはドライブトレーン全体を地上に降ろす必要がある。また、主軸受を交換後のドライブトレーンを再びナセル内に設置し直す必要がある。そのため、軸受交換は非常に高コストであり、軸受交換を行わずに停止状態の風力発電装置をそのまま放置する場合もある。 In particular, since the main bearing constituting the drive train of the bearing device for a wind turbine generator is provided in a nacelle arranged at a high place, it is necessary to lower the entire drive train to the ground in order to perform replacement work. In addition, it is necessary to re-install the drive train after replacing the main bearing in the nacelle. Therefore, bearing replacement is very expensive, and the wind power generator in a stopped state may be left as it is without performing bearing replacement.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、静止荷重を受けることによる異常発生が抑制されており、軸受寿命が長い軸受装置、機械装置および軸受を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems. A main object of the present invention is to provide a bearing device, a mechanical device, and a bearing in which the occurrence of abnormality due to receiving a static load is suppressed and the bearing life is long.
本発明の軸受装置は、ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられている軸受とを備え、前記軸受は、前記ハウジングに接触した外輪を含み、前記外輪の周方向の一部は、前記軸受の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域になっており、前記外輪において前記負荷域を移動可能な移動部をさらに備える。 The bearing device of the present invention includes a housing and a bearing attached to the housing, and the bearing includes an outer ring in contact with the housing, and a part in a circumferential direction of the outer ring is when the bearing is stationary. It is a load area which receives a radial load in, and further comprises a moving part which can move the load area in the outer ring.
本発明によれば、静止荷重を受けることによる異常発生が抑制されており、軸受寿命が長い軸受装置、機械装置および軸受を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a bearing device, a mechanical device, and a bearing in which occurrence of abnormality due to receiving a static load is suppressed and the bearing life is long.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
はじめに、本発明の実施の形態の概要を列挙する。
(1)ある実施例において、軸受装置1は、ハウジング20と、ハウジング20に取り付けられている軸受30とを備え、軸受30は、ハウジング20に接触した外輪32を含み、外輪32の周方向の一部は、軸受30の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域になっている。軸受装置1は、外輪32,72において負荷域を移動可能な移動部40をさらに備える。
First, the outline of the embodiment of the present invention will be enumerated.
(1) In one embodiment, the
ここで、図1および図6を参照して、外輪32,72とは、軸受が転がり軸受30である場合には複数の転動体33と接触する転走面を有する外輪32を指し、軸受が滑り軸受70である場合には回転軸(転動軸)10との摺動面を有する外輪72を指す。外輪32,72は、軸受30,70の静止時におけるラジアル荷重(以下、単に静止荷重という)を受ける負荷域が軸受30,70の周方向(以下、単に周方向という)の一部に形成されていることから、本実施例における軸受30,70は外輪32,72に静止荷重が加えられるいわゆる外輪静止荷重の軸受である。
Here, referring to FIG. 1 and FIG. 6, when the bearings are rolling
このような軸受30,70の外輪32,72における負荷域を移動部40により移動させることで、静止荷重が外輪32,72の周方向における一部の特定領域に加えられ続ける(言い換えると、負荷域が外輪32,72の周方向において特定の位置に固定される)ことを回避することができる。その結果、軸受寿命が長い軸受装置1を得ることができる。なお、移動部40による内輪31における負荷域の移動は、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域と重ならない領域を新たな負荷域とするように移動させてもよいし、先の使用時における負荷域において最も大きな静止荷重を受けていた一部(最大面圧部)以外の領域と部分的に重なる領域を新たな負荷域とするように移動させてもよい。
By moving the load areas in the
また、移動部40による負荷域の移動は、たとえば負荷域において局所的な金属疲労が進行して剥離等の異常が発生させる前に実施されてもよいし、負荷域において局所的な金属疲労が進行して剥離等の異常が確認された後に実施されてもよい。
Further, the movement of the load region by the moving
いずれの場合にも、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域(少なくとも最大面圧部)と重ならない領域を負荷域として、交換作業を行うことなく1つの軸受装置1を継続して使用することができ、軸受寿命が長い軸受装置1を提供することができる。
In any case, one bearing
(2)別の実施例において、移動部40は、外輪32,72において負荷域を周方向に移動可能に設けられている。
(2) In another Example, the moving
このようにすれば、外輪32,72のたとえば全周にわたって負荷域を移動させることができるため、外輪32,72の周方向の全領域に少なくとも1度は負荷域が形成されるまで軸受装置1を継続して使用することができる。その結果、従来の軸受装置と比べて、軸受寿命が極めて長い軸受装置1を提供することができる。
In this way, the load region can be moved over, for example, the entire circumference of the
(3)別の実施例において、外輪32,72においてハウジング20との接触面32Aには、周方向に延在する外輪溝部34,74が形成されており、外輪溝部34,74の内部は、ハウジング20から突出する突出部材22により互いに独立し周方向に並ぶ第1空間34Aと第2空間34Bとに区分されており、移動部40は、第1空間34Aを広げるように第1空間34Aに第1媒体を供給可能に設けられている。
(3) In another embodiment,
このようにすれば、外輪溝部34,74は外輪32,72の転走面以外の面上に形成されているため、移動部40は転がり軸受30の回転動作を妨げることなく負荷域を移動可能である。さらに、第1空間34Aと第2空間34Bとは突出部材22により区分されているため、第1空間34Aの周方向における一方端はハウジング20に固定された突出部材22により軸受装置1において固定端として構成されている。第1空間34Aの他方端は、外輪32,72とハウジング20との接触面32A上に設けられた外輪溝部34,74の端部であり、外輪32,72がハウジング20に対して周方向において相対的に移動可能であるため、軸受装置1において周方向に移動可能に構成されている。そのため、移動部40は、第1空間34Aに第1媒体(気体、液体など)を供給することにより、上記他方端を突出部材22(上記一方端)から周方向において離れるように移動させることができる。その結果、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域と異なる領域を負荷域とすることができる。したがって、軸受30の交換作業を行うことなく1つの軸受装置1を継続して使用することができ、軸受寿命が長い軸受装置1を提供することができる。
In this way, since the outer
(4)別の実施例において、ハウジング20は、第2空間34Bとハウジング20の外部とをつなぐ流通路(第2貫通孔24)を含む。
(4) In another embodiment, the
第1空間34Aおよび第2空間34Bは、外輪溝部34,74の内部において突出部材22が配置されている領域以外の領域に形成されており、第1空間34Aの容積と第2空間34Bの容積との和は外輪32,72における負荷域の位置(異なる観点から言えば外輪溝部34,74と突出部材22との相対的な位置関係)に依らず一定である。そのため、移動部40により第1空間34Aを広げるように第1空間34Aに第1媒体が供給されると、第1空間34Aが周方向に広がって第1空間34Aの容積が大きくなるとともに第2空間34Bの容積が小さくなる。そのため、軸受装置1が第2空間34Bとハウジング20の外部とをつなぐ第2貫通孔24を含むことにより、第2空間34Bに充填されていた第1媒体(気体、液体など)を外部に逃がすことができる。その結果、第2空間34Bの容積が小さくなる際に第2空間34B内の第1媒体が圧縮され、第2空間34Bの圧力が高まり、移動部40による負荷域の移動が妨げられることを抑制することができる。
The
(5)別の実施例において、移動部40は、油圧アクチュエータを含む。
油圧アクチュエータとは、油圧として入力されたエネルギーを外輪32,72の動力に変換する任意の装置であり、たとえば油圧ポンプや油圧ジャッキなどであってもよい。移動部40が油圧アクチュエータを含むことで、たとえば外輪32,72の外径がたとえば1メートル以上ある大型の軸受装置1であっても、移動部40は大型の外輪32,72を移動(回転)させるのに必要な大きなトルクを容易に発生させることができる。また、油圧アクチュエータを含む移動部40は高い安定性、制御性などを有している。そのため、油圧アクチュエータを含む移動部40は、上記のようなサイズや設置場所等の制約により交換作業が困難な軸受30,70を備える軸受装置1の移動部40として、好適である。
(5) In another embodiment, the moving
The hydraulic actuator is an arbitrary device that converts energy input as hydraulic pressure into power of the
(6)別の実施例において、軸受装置1は、接触面20Aにおける外輪32,72とハウジング20との摩擦力を低減させる摩擦力低減部50をさらに備える。
(6) In another embodiment, the
たとえば外輪32,72とハウジング20との接触面のうち鉛直方向の下方に位置する部分に軸受30,70の自重が負荷されている場合、当該部分には移動部40による負荷域の移動を妨げる摩擦力が生じる。このような場合、摩擦力低減部50により当該摩擦力を低減することにより、移動部40による負荷域の移動を容易に行うことができる。
For example, when the weights of the
(7)別の実施例において、ハウジング20において外輪32が接触する部分にはハウジング溝部25が形成されており、摩擦力低減部50は、ハウジング溝部25の内部に第2媒体を供給可能に設けられている。
(7) In another embodiment, the
このようにすれば、外輪32,72とハウジング20とがこれらの接触面の少なくとも一部において第2媒体(気体、液体など)を介して接続されるため、外輪32,72とハウジング20との摩擦力を低減することができる。この結果、移動部40による負荷域の移動を容易に行うことができる。なお、移動部40により第1空間34Aに供給される第1媒体と、摩擦力低減部50によりハウジング溝部25の内部に供給される第2媒体とは、同一の媒体(気体、液体など)であってもよいし、異なる媒体(気体、液体など)であってもよい。
In this way, since the
(8)ある実施例における機械装置は、上記軸受装置1を備えている。
上述した軸受装置1は、任意の機械装置に備えられていればよいが、たとえば風力発電装置、潮力発電装置、大型船舶、大型トラック、大型タービンなどに備えられている。このような機械装置は、軸受寿命が長い軸受装置1を備えているため、従来の機械装置と比べて軸受寿命に達したことによる軸受30,70の交換作業の頻度を低減することができる。また、風力発電装置など、軸受30,70の交換作業が極めて高コストであり交換作業が困難であるために装置の寿命が軸受寿命に左右される機械装置では、機械装置自体を長寿命化することができる。
(8) A mechanical device in an embodiment includes the
The
(9)ある実施例における軸受30,70は、上記軸受装置1に備えられている。
上述した軸受装置1は、軸受30,70の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域が周方向の一部に形成されている外輪32,72を含む軸受30,70を備えている。当該軸受30,70は、移動部40により負荷域を移動可能に設けられている限りにおいて任意の構成を備えていればよく、転がり軸受30であってもよいし、滑り軸受70であってもよい。たとえば、外輪溝部34,74が形成されている軸受70を含む滑り軸受70であってもよい。このような軸受30,70は、移動部40により負荷域を移動可能に設けられているため、負荷域が外輪32,72における所定の位置に固定されている従来の軸受装置に備えられている軸受と比べて、長寿命である。
(9) The
The
次に、図1〜図3を参照して、本実施の形態に係る軸受装置1について説明する。軸受装置1は、回転軸10と、ハウジング20と、転がり軸受30とを備える。
Next, with reference to FIGS. 1-3, the
回転軸10は、軸受装置1において回転可能に設けられている軸である。ハウジング20は、軸受装置1において回転不能に設けられている部材である。
The rotating
転がり軸受30は、任意の構造を備えていればよいが、たとえば自動調心ころ軸受である。転がり軸受30は、内輪31と、外輪32と、複数の転動体33(たとえば球面ころ)とを含む。内輪31はその外周面に複数の転動体33と接触している転走面を有しており、外輪32はその内周面に複数の転動体33と接触している転走面を有している。
Although the rolling
内輪31はその転走面よりも内側において回転軸10とははめあわされており、外輪32はその転走面よりも外側においてハウジング20とはめあわされている。内輪31と回転軸10とは、一体として回転可能に設けられている。外輪32とハウジング20とは、転がり軸受30の稼働時には相対的な位置が変化しないようになっているが、後述するようにメンテナンス時などに周方向において相対的に移動可能に設けられている。すなわち、転がり軸受30は、いわゆる外輪静止荷重の転がり軸受である。
The
外輪32においてハウジング20との接触面32Aには、周方向に延在する外輪溝部34が形成されている。外輪溝部34は周方向に延在しており、かつ周方向において端部を有している(全周に連なっていない)限りにおいて、周方向において任意の領域に任意の長さにわたって形成されていればよい。好ましくは、外輪溝部34は外輪32とハウジング20との接触面32Aの大部分に渡って形成されている。このようにすれば、外輪溝部34が周方向に広く形成されているため、周方向における外輪32の移動可能範囲を長くとることができる。より好ましくは、外輪溝部34は周方向において複数形成されており、複数の外輪溝部34は回転軸10を挟んで対向するように配置されている。このようにすれば、外輪溝部34(の内部に形成される第1空間34A)に移動部40によって第1媒体が供給されたときにも、第1媒体が外輪32に対し径方向に及ぼす力を相殺して、第1媒体が外輪32に対し周方向に及ぼす力を効果的に利用することができる。
An
外輪溝部34は、1つの転がり軸受30の軸方向(以下、単に軸方向という)において、少なくとも1つ形成されていればよく、複数形成されていてもよい。
At least one
外輪溝部34は、軸方向において外輪溝部34のハウジング20との接触面32A上の任意の位置に形成されていればよいが、たとえば軸方向における中央に形成されている。
The outer
なお、外輪溝部34の周方向における一方端部は、後述する第1空間34Aの周方向における固定端(突出部材22と第1空間34Aとの接続端面)以外の端部を構成し、その他方端部は、後述する第2空間34Bの周方向における固定端(突出部材22と第2空間34Bとの接続端面)以外の端部を構成している。
One end portion in the circumferential direction of the outer
外輪溝部34の内部は、ハウジング20から突出する突出部材22により互いに独立し周方向に並ぶ第1空間34Aと第2空間34Bとに区分されている。つまり、第1空間34Aは、周方向に延びるように形成されており、周方向における一方の端部が突出部材22と第1空間34Aとの接続端面であって、他方の端部が外輪溝部34の周方向における一方端部である。また、第2空間34Bは、周方向に延びるように形成されており、周方向における一方の端部が突出部材22と第2空間34Bとの接続端面であって、他方の端部が外輪溝部34の周方向における他方端部である。
The inside of the outer
第1空間34Aが最も広がったときの第1空間34Aの周方向における両端部間と軸受30の軸心との成す角度は、移動部40がハウジング20に対し外輪32を移動可能な角度に相当し、たとえば160度程度とすることができる。
The angle formed between both end portions in the circumferential direction of the
突出部材22は、外輪32とハウジング20との接触面32Aよりも回転軸10側に向かって突出している。突出部材22は、任意の構成を備えていればよいが、たとえば転がり軸受30の周方向において外輪溝部34と嵌合可能に設けられている。このとき、突出部材22と外輪溝部34とが嵌合可能な領域は周方向にわたって広く形成されている。言い換えると、外輪溝部34の周方向に垂直な断面形状は周方向にわたって等しく設けられており、かつ外輪溝部34の周方向に垂直な断面形状と突出部材22の周方向に垂直な断面形状とが等しく設けられている。このようにすれば、後述する移動部40により第1空間34Aに第1媒体(たとえば高い圧力を有する油)を供給して第1空間34Aを周方向に広げるときにも、突出部材22と外輪溝部34との嵌合状態を維持しながら外輪32をハウジング20に対して相対的に移動させることができる。
The protruding
突出部材22には、第1空間34Aと外部とを接続するための第1貫通孔23と、第2空間34Bと外部とを接続するための第2貫通孔24とが形成されている。つまり、外輪溝部34の内部における第1貫通孔23の開口端と、外輪溝部34の内部における第2貫通孔24の開口端とは、周方向において互いに反対方向に向いて形成されている。第1貫通孔23と第2貫通孔24とは互いに独立している。
The protruding
移動部40は、突出部材22における第1貫通孔23を介して第1空間34Aに接続されている。なお第2空間34Bは、第2貫通孔24を介してハウジング20の外部に接続されている。移動部40は、第1空間34Aを広げるように第1空間34Aに第1媒体を突出部材22を介して供給可能に設けられている。移動部40は、外輪32における負荷域を移動可能な限りにおいて、任意の構成を備えていればよいが、たとえば油圧アクチュエータを含む。つまり、第1媒体は、気体や液体のうちから任意に選択され得るが、たとえば高い圧力の油である。
The moving
次に、本実施の形態に係る軸受装置1の作用効果について説明する。軸受装置1では、外輪32においてハウジング20との接触面32Aには、周方向に延在する外輪溝部34が形成されており、外輪溝部34の内部は、ハウジングから突出する突出部材22により互いに独立し周方向に並ぶ第1空間34Aと第2空間34Bとに区分されており、移動部40は、第1空間34Aを広げるように第1空間34Aに第1媒体を突出部材22を介して供給可能に設けられている。
Next, the effect of the
そのため、外輪溝部34は外輪32の転走面以外の面上に形成されているので、移動部40は転がり軸受30の回転動作を妨げることなく負荷域を移動可能である。さらに、第1空間34Aと第2空間34Bとは突出部材22により区分されているため、第1空間34Aの周方向における一方端はハウジング20に固定された突出部材22により軸受装置1において固定端として構成されている。第1空間34Aの他方端は、外輪32においてハウジング20との接触面上に設けられた外輪溝部34の端部であり、外輪32がハウジングに対して周方向において相対的に移動することにより、軸受装置1において周方向に移動可能に構成されている。そのため、移動部40は、第1空間34Aに第1媒体(気体、液体など)を供給することにより、上記他方端を突出部材22(上記一方端)から周方向において離れるように移動させることができる。その結果、たとえば金属疲労が進行した先の使用時における負荷域(少なくとも最大面圧部)と重ならない領域を負荷域とすることができ、交換作業を行うことなく1つの軸受装置1を継続して使用することができる。
Therefore, since the
また、移動部40は、第2空間34Bと外部とをつなぐ貫通孔を含んでいるため、第1空間34Aが周方向に広がって第1空間34Aの容積が大きくなることにより第2空間34Bの容積が小さくなっても、第2空間34Bに充填されていた第1媒体(気体、液体など)を外部に逃がすことができる。その結果、第2空間34Bの容積が小さくなる際に第2空間34B内の第1媒体が圧縮され、第2空間34Bの圧力が高まり、移動部40による負荷域の移動が妨げられることを抑制することができる。
In addition, since the moving
また、移動部40は、油圧アクチュエータを含んでいるため、たとえば外径が1メートル以上ある大型の外輪32をわずかに移動(回転)させる場合にも、十分に大きなトルクを容易に発生させることができる。また、このようにすれば、移動部40は高い安定性、制御性などを有するため、軸受装置1の軸受寿命が移動部40により制限されることを抑制することができる。
Moreover, since the moving
本実施の形態に係る軸受装置1は、軸受30を備えている様々な機械装置に適用可能であるが、特に軸受30の交換が容易に行えない機械装置に有利に適用される。図1に示すように、軸受装置1は、たとえば風力発電装置100に備えられており、回転軸10が旋回翼60の中心軸として構成されていてもよい。
The
本実施の形態に係る軸受装置1に備えられている軸受30は、上述のように、外輪32におけるハウジング20との接触面32Aに外輪溝部34が周方向に延びるように形成されている。
As described above, the bearing 30 provided in the
図1を参照して、本実施の形態に係る軸受装置1は、外輪32とハウジング20との接触面20Aにおける摩擦力を低減させる摩擦力低減部50をさらに備えていてもよい。
Referring to FIG. 1,
ハウジング20において、外輪32との接触面20Aにはハウジング溝部25が形成されており、摩擦力低減部50は、ハウジング溝部25内に第2媒体を供給可能に設けられている。
In the
ハウジング溝部25は、移動部40により外輪32とハウジング20とを相対的に移動させる際に外輪32とハウジング20との間で摩擦力が生じる領域(たとえば軸受30よりも鉛直方向下方に位置する領域)の少なくとも一部上に形成される。ハウジング溝部25は、たとえば軸受30の周方向に延びるように形成されていてもよい。ハウジング溝部25は、1つの軸受30において1以上の任意の数だけ形成されていればよいが、たとえば外輪溝部34と重ならない領域に複数形成されている。
The
このようにすれば、外輪32とハウジング20とがこれらの接触面20Aの少なくとも一部において第2媒体(気体、液体など)を介して接続されるため、外輪32とハウジング20との摩擦力を低減することができる。この結果、移動部40による負荷域の移動を容易に行うことができる。
In this way, the
本実施の形態において、外輪溝部34は軸方向における中央に形成されているが、図4および図5を参照して、外輪溝部34は外輪32において径方向における厚みが相対的に厚い部分に設けられていてもよい。たとえば、外輪32が軸方向における端部が中央部よりも厚く設けられている場合には、外輪溝部34は外輪32の軸方向における一方端の近傍あるいは両端の近傍に形成されていてもよい。
In the present embodiment, the outer
外輪溝部34やハウジング溝部25が形成されていることにより、ラジアル荷重が負荷されたときの外輪32の変形量は若干大きくなる。このような変形量の微増が許容できない場合には、図4および図5に示すように外輪32における厚肉部に外輪溝部34を形成することにより、当該変形量の増加を抑制することができる。
By forming the outer
また、外輪溝部34は、外輪32における転走面以外の任意の面上に形成されていてもよく、たとえば外輪幅面(軸方向における端面)上に設けられていてもよい。このようにしても、ラジアル荷重が負荷されたときの外輪32の変形量の増加を抑制することができ、かつ移動部40によって外輪32における負荷域を移動することができる。
Further, the outer
また、本実施の形態に係る軸受装置1は転がり軸受30を備えているが、図6および図7を参照して、滑り軸受70を備えていてもよい。この場合には、移動部40は、外輪72における負荷域を移動可能に設けられていればよい。たとえば、回転軸(転動軸)10とすべり接触する外輪72を本実施の形態における外輪32(図1参照)と同様の構成として設ければよい。すなわち、外輪72においてハウジング20との接触面72Aには、周方向に延在する外輪溝部74が形成されており、外輪溝部74の内部は、ハウジング20から突出する突出部材22により互いに独立し周方向に並ぶ第1空間74Aと第2空間74Bとに区分されており、移動部40は、第1空間74Aを広げるように第1空間74Aに第1媒体を突出部材22を介して供給可能に設けられていてもよい。このようにしても、本実施の形態に係る軸受装置1、機械装置100および軸受30と同様の効果を奏することができる。
Moreover, although the
<変形例>
また、図8〜図10、図11および図12を参照して、本実施の形態に係る軸受装置1は、第1空間34Aを軸方向において閉じる軸方向シール部材35をさらに備えているのが好ましい。
<Modification>
8-10, 11 and 12, the
また、図9、図10、図13〜図15を参照して、軸受装置1は、第1空間34Aを周方向において閉じる周方向シール部材36,37をさらに備えているのが好ましい。
Referring to FIGS. 9, 10, and 13 to 15, the
軸方向シール部材35は、少なくともハウジング20と外輪32との接触面と外輪溝部34において軸方向に交差する方向(たとえばラジアル方向)に沿って延びる内周面との接続部を覆うように設けられている。軸方向シール部材35は、たとえば、シール部分351,352と、シール部分351,352間を接続する接続部分353とを有している。軸方向シール部材35を構成する材料は、たとえば弾性を有し、第1媒体に対し耐性を有する任意の材料であればよいが、たとえばニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴムなどのゴム、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ABS樹脂などの樹脂、あるいは上記材料を繊維強化した材料、異種材料で積層した材料を例示できる。
The
シール部分351,352は、軸方向シール部材35のラジアル方向における外周端および内周端を構成可能に設けられている。シール部分351,352は、ラジアル方向においてハウジング20と面接触または線接触している外周端E1と外輪32(外輪溝部34の軸方向および周方向に沿って延びる内周面の少なくとも一部)と面接触または線接触している内周端E2とを有しており、かつ、外輪溝部34の上記内周面と面接触または線接触している側端E3を有している。シール部分351,352は、軸方向において第1空間34Aおよび第2空間34Bを挟んで互いに対向している。言い換えると、シール部分351,352において側端E3の反対側に位置する側端は、第1空間34Aおよび第2空間34Bに面している。
The
接続部分353は、たとえばシール部分351,352の内周端E2を接続するように設けられており、シール部分351,352の内周端E2と連なる内周端E2を有している。接続部分353において内周面E2の反対側に位置する外周面は、第1空間34Aおよび第2空間34Bに面している。軸方向シール部材35の内周面E2は、外輪溝部34内において軸方向に沿って延びる内周面の全面と面接触するように設けられていてもよい。
The connecting
軸方向シール部材35において外輪溝部34の内部に表出している部分(シール部分351,352において側端E3の反対側に位置する側端および接続部分353において内周面E2の反対側に位置する外周端)は、突出部材22、周方向シール部材36,37と線接触または面接触しており、少なくとも突出部材22および周方向シール部材36と摺動可能に設けられている。なお、軸方向シール部材35は、周方向シール部材37と摺動可能に設けられていてもよい。
A portion of the
軸方向シール部材35の周方向における一端および他端は、それぞれ外輪溝部34の周方向における一端および他端とそれぞれ接続されている。軸方向シール部材35は、周方向において第1空間34Aが形成されている側の一端が後述する周方向シール部材37とも接続されている。また、軸方向シール部材35は、周方向シール部材36とも摺動可能に接続されているのが好ましい。
One end and the other end of the
軸受装置1において外輪溝部34が複数形成されている場合には、軸方向シール部材35は各外輪溝部34内において上述のように設けられているのが好ましい。図8〜図10、図11および図12に示される2つの軸方向シール部材35は、2つの外輪溝部34内にそれぞれ配置され、当該外輪溝部34内の第1空間34Aを軸方向においてシールしている。
When a plurality of outer
このように軸方向シール部材35が第1空間34Aとハウジング20と外輪32との内周面との接続部を覆うように設けられていれば、第1空間34Aに供給された第1媒体が上記接続部から外部へ漏れ出ることを抑制することができる。そのため、移動部40は、軸受装置が軸方向シール部材を備えない場合と比べて、より少ない量の第1媒体によって第1空間34Aの上記他方端を移動させることができる。その結果、軸方向シール部材35を備える軸受装置1は、軸方向シール部材35を備えない軸受装置と比べて、より効率的に長い軸受寿命を実現できる。
As described above, if the
周方向シール部材36および周方向シール部材37は、周方向において第1空間34Aを挟むように設けられている。周方向シール部材36は、少なくとも第1空間34Aと、第1空間34Aと第2空間34Bとを区分する突出部材22とハウジング20との接触面との接続部を覆うように設けられている。周方向シール部材36は、周方向における一端E4が第1空間34Aに面しており、周方向における他端E5が突出部材22と接続されている。周方向シール部材36は、上述のように、軸方向シール部材35と摺動可能に接続されている。周方向シール部材36,37を構成する材料は、たとえば弾性を有し、第1媒体に対し耐性を有する任意の材料であればよいが、たとえばニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴムなどのゴム、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ABS樹脂などの樹脂、あるいは上記材料を繊維強化した材料、異種材料で積層した材料を例示できる。
The
周方向シール部材37は、少なくともハウジング20と外輪32との接触面と外輪溝部34においてラジアル方向に沿って延びる内周面との接続部を覆うように設けられている。周方向シール部材37の周方向における一端E4は、第1空間34Aに面しており、かつ周方向シール部材36の上記一端E4と第1空間34Aを挟んで対向している。周方向シール部材37の周方向における他端E5は、外輪溝部34の周方向における端部と接続されており、たとえば当該端部に固定されている。周方向シール部材37は、軸方向シール部材35に固定されていてもよい。
The
周方向シール部材36,37は、たとえば一端E4が他端E5よりも広く設けられている。一端E4には、他端E5側に向かって凹んでいる凹部38が形成されている。上述のように、周方向シール部材36,37は、それぞれの一端E4が第1空間34Aに面するように配置されている。このとき、周方向シール部材36,37の当該一端E4においてラジアル方向の外周側に位置する部分はハウジング20と線接触または面接触しており、内周側に位置する部分は軸方向シール部材35と線接触または面接触している。また、周方向シール部材36,37の当該一端E4において軸方向の一方および他方の側に位置する部分は軸方向シール部材35と線接触または面接触している。
For example, one end E4 of the
周方向シール部材36,37の凹部38内は第1空間34Aの一部を構成し、凹部38内にも第1媒体が供給される。これにより、周方向シール部材36,37は、凹部38内に供給された第1媒体によりハウジング20または軸方向シール部材35に押圧される。
The
このように周方向シール部材36,37が第1空間34Aとハウジング20と外輪32との内周面との接続部およびハウジング20と突出部材22との接続部を覆うように設けられていれば、第1空間34Aに供給された第1媒体が上記接続部に漏れ出ることを抑制することができる。そのため、移動部40は、軸受装置が軸方向シール部材を備えない場合と比べて、より少ない量の第1媒体によって第1空間34Aの上記他方端を移動させることができる。その結果、軸方向シール部材35を備える軸受装置1は、軸方向シール部材35を備えない軸受装置と比べて、より効率的に長い軸受寿命を実現できる。
As described above, if the
また、周方向シール部材36,37において一端E4に凹部38が形成されていることにより、周方向シール部材36,37は、第1空間34Aに供給された第1媒体により凹部38内からを押圧されることになる。そのため、周方向シール部材36,37の一端E4においてハウジング20および軸方向シール部材35と接触している上記部分は、凹部38が形成されていない場合と比べてより強くハウジング20および軸方向シール部材35と接触することができる。
Further, since the
なお、図8〜図10は、軸方向シール部材35および周方向シール部材36,37が転がり軸受30を備える軸受装置1に適用された例を示すが、上述した軸方向シール部材35および周方向シール部材36,37は、図6および図7に示される滑り軸受70を備える軸受装置1にも同様に適用され得る。
8 to 10 show an example in which the
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲のすべての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiment of the present invention has been described as above, the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、交換作業が困難な軸受を備える軸受装置、機械装置、および軸受に特に有利に適用される。 The present invention is particularly advantageously applied to a bearing device, a mechanical device, and a bearing including a bearing that is difficult to exchange.
1 軸受装置、10 回転軸、20 ハウジング、22 突出部材、23 第1貫通孔、24 第2貫通孔、25 ハウジング溝部、30,70 軸受、31 内輪、32,72 外輪、33 転動体、34,74 外輪溝部、34A,74A 第1空間、34B,74B 第2空間、40 移動部、50 摩擦力低減部、100 機械装置。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記ハウジングに取り付けられている軸受とを備え、
前記軸受は、前記ハウジングに接触した外輪を含み、
前記外輪の周方向の一部は、前記軸受の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域になっており、
前記外輪において前記負荷域を移動可能な移動部をさらに備える、軸受装置。 A housing;
A bearing attached to the housing,
The bearing includes an outer ring contacting the housing;
A portion of the outer ring in the circumferential direction is a load region that receives a radial load when the bearing is stationary,
The bearing device further includes a moving part that can move the load region in the outer ring.
前記外輪溝部の内部は、前記ハウジングから突出する突出部材により互いに独立し前記周方向に並ぶ第1空間と第2空間とに区分されており、
前記移動部は、前記第1空間を広げるように前記第1空間に第1媒体を供給可能に設けられている、請求項2に記載の軸受装置。 An outer ring groove portion extending in the circumferential direction is formed on a contact surface with the housing in the outer ring,
The inside of the outer ring groove is divided into a first space and a second space that are independent of each other by a protruding member that protrudes from the housing and is arranged in the circumferential direction.
The bearing device according to claim 2, wherein the moving unit is provided to be able to supply the first medium to the first space so as to expand the first space.
前記摩擦力低減部は、前記ハウジング溝部の内部に第2媒体を供給可能に設けられている、請求項8に記載の軸受装置。 A housing groove is formed in a portion of the housing that contacts the outer ring,
The bearing device according to claim 8, wherein the frictional force reduction unit is provided so as to be able to supply the second medium inside the housing groove portion.
Priority Applications (1)
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PCT/JP2015/079927 WO2016072290A1 (en) | 2014-11-07 | 2015-10-23 | Bearing device, mechanical device, bearing, bearing status monitoring device, bearing monitoring system, and wind power generation facility |
Applications Claiming Priority (2)
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JP2014227051 | 2014-11-07 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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