JP2016211601A - 旋回軸受のシール構造および旋回軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 シール部材が軸受空間の外側に浮き上がったり内側に倒れ込んだりせずに適正な姿勢に維持され、軸受内部からのグリース漏れや外部からの異物混入を防止できる旋回軸受のシール構造を提供する。【解決手段】 このシール構造は、内外輪１，２間の軸受空間６の軸方向端部を密封する弾性体製のシール部材７Ａ，７Ｂを備えた旋回軸受に適用される。内外輪１，２のうちのいずれか一方の軌道輪２が、シール部材７Ａの保持用の嵌合凹部１２を有する。シール部材７Ａは、嵌合凹部１２に一部分を嵌め込むことで保持される基部２０と、この基部２０からそれぞれ軸方向の内側および外側に延びて内外輪１，２のうちの他方の軌道輪１の周面１ａに接する複数のシールリップ２１，２２とを有する。シール部材７Ａの基部２０を当接させてシール部材７Ａの姿勢を規制する基準面１３，１７を、一方の軌道輪２の複数箇所に設ける。【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば、風力発電装置のヨー、ブレード用の旋回座や、デッキクレーン、建設機械、物揚機械等、屋外または屋内に近接して使用される諸機械の旋回部に使用される旋回軸受のシール構造および旋回軸受に関する。

風力発電装置のヨー、ブレード用の旋回座等に使用される旋回軸受は、一般的にグリースにて潤滑される。この旋回軸受には、外部からの異物混入および軸受内部からのグリース漏れを防ぐためにゴム製のシール部材が装着されている（例えば特許文献１，２）。

上記ヨー、ブレード用の旋回軸受は、軸および軸箱に組み込まれていないため、一般の軸受と比較して、軸受の周辺部の剛性が低い。また、軸受自体も、大きさの割には軸方向、径方向寸法（断面）が小さいため、内外輪の剛性が低い。このように周辺部および内外輪の剛性が低いため、運転時に内外輪の変形が発生し易い。

一般的なシール部材は、ゴム材の内部に金属環からなる芯金を備えたものが多い。芯金を備えたシール部材は、金属の剛性があるため変形し難い。しかし、ヨー、ブレード用の旋回軸受では、内外輪間の狭い軸受空間内にシール部材を設ける必要があるため、芯金を備えたシール部材を採用することが難しい。

また、一般的なシール部材では、シールリップの緊迫力を保つため、ガータスプリングを使用することも多い。しかし、ヨー、ブレード用の旋回軸受は、先に記載したように軸方向、径方向寸法が小さいため、シール部材の断面厚さが薄く、ガータスプリングを使用した構成とすることも難しい。

したがって、ヨー、ブレード用の旋回軸受のシール部材は、ゴム材だけで構成せざるを得ない。このようなゴム材だけからなるシール部材は、芯金を備えたシール部材やガータスプリングを使用したシール部材よりも、ゴム材の経年寸法変化によるシールリップと軌道輪との締代の減少が大きい。そこで、ヨー、ブレード用の旋回軸受のシール部材では、前記内外輪の変形や、ゴム材の経年寸法変化による締代の減少を見込んで、初期締代を設定している。

特開２０１１−２７２３５号公報 特開２０１２−１１２４８８号公報

しかし、シール部材の組込み精度に問題があると、シールリップの締代が不十分となりグリース漏れが発生する可能性がある。特に、ヨー、ブレード用の旋回軸受は、直径が１０００ｍｍを超えるものが大半であり、シール部材の組込みが人の手作業で行われるため、組込み精度のばらつきが生じ易い。このため、組込み精度のばらつきを十分に考慮した設計とすることが重要である。

従来、組込み精度のばらつきを抑えるために、シール部材取付け側の軌道輪にシール部材の基部を固定した状態で、シール部材を取り付けている。例えば、特許文献１のシール構造では、図９に示すように、シール部材７の取付け側である一方の軌道輪（図の例では外輪２）に設けられた環状の嵌合凹部１２にシール部材７の基部２０に設けられた嵌合凸部２４を嵌め込んで、シール部材７を取り付けている。外輪２の嵌合凹部１２は、軸方向の外側（図の例では上側）に開口し、シール部材７の嵌合凸部２４は、基部本体２３から軸方向の内側（図の例では下側）に突出している。なお、前記軸方向の「外側」とは、内外輪１，２間の軸受空間６に対して「外側」であることを指す。

図９の例の場合、外輪２の上端面２ｃに、シール部材７の基部本体２３における嵌合凸部２４よりもシールリップ２１，２２から遠い末端部分の下面７０を当接させることで、シール部材７の姿勢を決める。つまり、外輪２の上端面２ｃが、シール部材７の姿勢を決める基準面であり、シール部材７の下面７０が、基準面に当接させる当接面である。嵌合凸部２４よりもシールリップ２１，２２から遠い面のみを当接面（下面７０）とするために、基部本体２３における嵌合凸部２４よりもシールリップ２１，２２に近い部分の下面７１は外輪２と非接触とするか、または接触圧が生じない程度の接触にしてある。

また、図１０に示すように、外輪２の周面７２からなる基準面に、基部本体２３における嵌合凸部２４よりもシールリップ２１，２２から遠い末端部分の周面７３を当接させるようにしても、シール部材７の姿勢を決めることができる。この場合も、当接面となるシール部材７の周面７３は、嵌合凸部２４よりもシールリップ２１，２２から最も遠くに位置している。図９の例と同様に、嵌合凸部２４よりもシールリップ２１，２２から遠い面のみを当接面（周面７３）とするために、基部本体２３における嵌合凸部２４よりもシールリップ２１，２２に近い部分の下面７１は外輪２と非接触とするか、または接触圧が生じない程度の接触にしてある。

このように当接面を嵌合凸部２４よりもシールリップ２１，２２から遠くに位置させる理由を、図１０のシール構造を例にとって説明する。
図１１（Ａ）は、シール部材７が内外輪１，２間に正しく組み込まれた軸受の停止状態を示す。軸受の回転時には、温度上昇に伴って軸受空間６の圧力が高まり、図１１（Ｂ）のように、シール部材７は固定状態の嵌合凸部２４を支点にしてシールリップ２１，２２が軸受空間６の外側へ押される方向に回転しようとする。シール部材７の当接面（周面７３）が嵌合凸部２４よりもシールリップ２１，２２から遠くに位置していると、外輪２の基準面（周面７２）が上記回転の力を受けるように作用する。外輪２の基準面（周面７２）にシール部材７の当接面（周面７３）が初期段階から接触しているため、シール部材７の回転が抑えられる。この軸受の回転時には、軸受空間６からの圧力により、主リップである内側のシールリップ２１が内輪１の外周面１ａに強く接触する状態となり、グリース漏れが生じ難い。

しかし、シール部材７を組み込むとき、シール部材７を強く押し込んでシール部材７に外力が作用すると、図１１（Ｃ）のように、シール部材７が嵌合凸部２４を支点にして、基部本体２３の下面７１が外輪２と接触するまで軸受空間６の内側に倒れ込む可能性がある。そうなった場合、主リップである内側のシールリップ２１が内輪１の外周面１ａから離れて、グリース漏れが発生するリスクが上昇する。

この発明の目的は、シール部材が軸受空間の外側に浮き上がったり内側に倒れ込んだりせずに適正な姿勢に維持され、軸受内部からのグリース漏れや外部からの異物混入を防止できる旋回軸受のシール構造を提供することである。

この発明の旋回軸受のシール構造は、軌道輪である内輪および外輪の互いに対向する周面にそれぞれ軌道溝が形成され、これら内外輪の軌道溝間に複数の転動体が設けられ、前記内外輪間の軸受空間の軸方向端部を密封する弾性体製のシール部材を備え、前記内外輪のうちのいずれか一方の軌道輪が前記シール部材の保持用の嵌合凹部を有し、前記シール部材は、前記嵌合凹部に一部分を嵌め込むことで保持される基部と、この基部からそれぞれ前記一方の軌道輪の軸方向の内側および外側に延びて前記内外輪のうちの他方の軌道輪の前記対向する周面に接する複数のシールリップとを有し、前記シール部材の前記基部を当接させて前記シール部材の姿勢を規制する基準面を、前記一方の軌道輪の複数箇所に設けたことを特徴とする。

この構成によると、一方の軌道輪の複数箇所に設けられる基準面の位置をそれぞれ適正に定めることで、軸受空間の圧力やシール部材取付け時の外力等により、一方の軌道輪の嵌合凹部に嵌め込まれた基部の一部を支点にして、複数のシールリップのいずれかが他方の軌道輪の周面から離れるようにシール部材が姿勢を変えることを規制できる。それにより、軸受空間からのグリース漏れや、外部から水分、塵埃等の異物が軸受空間へ侵入することを防止できる。

この発明において、前記一方の軌道輪の前記嵌合凹部は前記一方の軌道輪の軸方向の外側に開口し、前記シール部材の前記基部は、前記複数の基準面にそれぞれ当接させられる複数の当接面を有する基部本体と、この基部本体から軸方向の内側に突出し前記嵌合凹部に嵌め込まれる嵌合凸部とを有すると良い。
一方の軌道輪の嵌合凹部が軸方向の外側に開口し、この嵌合凹部に嵌め込まれるシール部材の嵌合凸部が軸方向の内側に突出していると、軸方向の外側から嵌合凸部を嵌合凹部に嵌め込むことで、シール部材の基部を一方の軌道輪に保持させることができ、シール部材の組込み性が向上する。

上記構成の場合、前記一方の軌道輪の前記複数の基準面は、前記嵌合凹部を挟んで前記一方の軌道輪の径方向の両側に位置すると良い。
複数の基準面が嵌合凹部を挟んで径方向の両側に位置すると、シール部材が嵌合凸部を支点にして、軸方向の内側のシールリップが他方の軌道輪の周面から離れるように姿勢を変えることも、軸方向の外側のシールリップが他方の軌道輪の周面から離れるように姿勢を変えることも規制できる。

この発明において、前記複数の基準面のうちの一つ基準面は、前記シール部材の前記基部が当接することで、前記基部における前記嵌合凹部に嵌め込まれた一部分を支点にして、前記シール部材の前記複数のシールリップのある側が軸方向の外側へ姿勢を変えるのを規制し、他の一つの基準面は、前記シール部材の前記基部が当接することで、前記基部における前記嵌合凹部に嵌め込まれた一部分を支点にして、前記シール部材の前記複数のシールリップのある側が軸方向の内側へ姿勢を変えるのを規制するのが良い。
この構成であると、軸受空間からグリースが漏れることを防止できると共に、外部から水分、塵埃等の異物が軸受空間へ侵入することを防止できる。

この発明において、前記複数箇所の基準面のうち、前記軸方向の内側に延びるシールリップに最も近い位置のシール基準面を、前記嵌合凹部に前記一部が嵌め込まれて保持された前記シール部材の前記基部が弾性的に押し当てられる位置とすることで、この押し当てによる前記シール部材の前記基部の弾性変形により、前記軸方向の内側に延びるシールリップの前記他方の軌道輪の前記対向する周面に対する押し付け力が付加されるようにしても良い。
この構成の場合、前記軸方向の内側の延びるシールリップに最も近い位置のシール基準面に前記シール部材の前記基部が押し当てられて弾性変形することで、その弾性復元力により、前記軸方向の内側に延びるシールリップ、いわゆるメインリップが他方の軌道輪の周面に強く押し当てられる。そのため、グリース漏れをより確実に防止することができる。
なお、他方の軌道輪の周面に対するシールリップの押し付け力は、シールリップの寸法の設計によっても調整できる。しかし、他方の軌道輪の周面に対するシールリップの押し付け力は、シールリップの軸方向の出入り、またはシールリップおよび他方の軌道輪の周面の精度が大きく影響する。シール部材は、成型で製造されかつ剛性が低い（薄い）。これ対して、軌道輪は、機械加工により製造されかつ剛性が高い。以上の理由から、シール部材よりも軌道輪の方が精度を高めやすい。このため、上記のように基準面に押し当ててシール部材の基部の姿勢を変えるようにことでシールリップの押し付け力を増加させるようにしたことで、より良好に押し付け力の増大が図れる。

この発明において、前記基準面は、前記一方の軌道輪の軸方向に沿う面であっても良く、前記一方の軌道輪の軸方向と垂直な面であっても良い。どちらの場合も、上述したこの発明の作用および効果が得られる。

この発明の旋回軸受は、前記いずれかのシール構造を適用したものであり、風力発電装置のブレードを主軸に対して、主軸軸心に略垂直な軸心回りに旋回自在に支持するものであっても良く、また風力発電装置のナセルを支持台に対して旋回自在に支持するものであっても良い。

この発明の旋回軸受のシール構造は、軌道輪である内輪および外輪の互いに対向する周面にそれぞれ軌道溝が形成され、これら内外輪の軌道溝間に複数の転動体が設けられ、前記内外輪間の軸受空間の軸方向端部を密封する弾性体製のシール部材を備え、前記内外輪のうちのいずれか一方の軌道輪が前記シール部材の保持用の嵌合凹部を有し、前記シール部材は、前記嵌合凹部に一部分を嵌め込むことで保持される基部と、この基部からそれぞれ前記一方の軌道輪の軸方向の内側および外側に延びて前記内外輪のうちの他方の軌道輪の前記対向する周面に接する複数のシールリップとを有し、前記シール部材の前記基部を当接させて前記シール部材の姿勢を規制する基準面を、前記一方の軌道輪の複数箇所に設けたため、シール部材が軸受空間の外側に浮き上がったり内側に倒れ込んだりせずに適正な姿勢に維持され、軸受内部からのグリース漏れや外部からの異物混入を防止できる。

この発明の一実施形態にかかるシール構造が適用された旋回軸受の断面図に部分拡大図を付け加えた図である。 同旋回軸受のシール構造の分解図である。 同旋回軸受のシール構造の作用の説明図その１である。 同旋回軸受のシール構造の作用の説明図その２である。 この発明の異なる実施形態にかかるシール構造が適用された旋回軸受の部分図である。 この発明のさらに異なる実施形態にかかるシール構造が適用された旋回軸受の部分図である。 風力発電装置の一例の一部を切り欠いて表わした斜視図である。 同風力発電装置の破断側面図である。 従来の旋回軸受のシール構造の断面図である。 比較例の旋回軸受のシール構造の断面図である。 図１０に示す旋回軸受のシール構造の作用の説明図である。

この発明の一実施形態を図１ないし図４と共に説明する。
この旋回軸受は、例えば風力発電装置のブレードを主軸に対して主軸軸心に略垂直な軸心回りに旋回自在に支持する軸受、または風力発電装置のナセルを支持台に対して旋回自在に支持する軸受として使用される。

図１に示すように、旋回軸受は、軌道輪である内輪１および外輪２と、これら内外輪１，２の互いに対向する周面である外周面１ａおよび内周面２ａにそれぞれ形成された軌道溝１ｂ，２ｂ間に転動自在に介在する複数の転動体としてのボール３とを備える。周方向に隣合うボール３，３間には、間座または保持器が介在している（図示せず）。

前記内外輪１，２の軌道溝１ｂ，２ｂは、いずれも二つの曲面で構成されている。各軌道溝１ｂ，２ｂを構成する二つの曲面は、それぞれボール３よりも曲率半径が大きく、曲率中心が互いに異なるゴシックアーチ状の断面円弧状である。各ボール３は、内輪１の軌道溝１ｂおよび外輪２の軌道溝２ｂの前記各曲面に接点で接して４点接触する。つまり、この旋回軸受は４点接触玉軸受として構成されている。前記間座は例えば樹脂材料からなる。この間座は、両側の転動体接触面が、中心部に至るに従って深く凹む球面を成す凹面形状とされている。前記保持器は、例えば鉄板から製造される。この鉄板からなる保持器は、内外輪１，２の間に配置され、ボール３が入るポケットを有している。

内輪１には、複数の貫通孔４が円周方向一定間隔おきに設けられている。これら貫通孔４は、例えば、内輪１を後述のナセルのケーシング、ブレード等に連結固定するために用いられる。外輪２にも、複数の貫通孔５が円周方向一定間隔おきに設けられている。これら貫通孔５は、例えば、外輪２を後述の支持台等に連結固定するために用いられる。内外輪１，２の各貫通孔４，５は、軸受軸方向に平行に形成されている。

シール構造について説明する。
内外輪１，２間の軸受空間６にはグリースが充填され、前記軸受空間６の軸方向の両端すなわち上下端がシール部材７Ａ，７Ｂによりそれぞれ密封されている。軸受空間６の上端のシール構造も下端のシール構造も同じ構造であるので、代表して上端のシール構造について説明する。なお、軸受空間６の軸方向の一方からグリースが漏れるのを防止する場合は、漏らしたくない側だけにシール部材を設けても良い。例えば、ブレード支持用の軸受の場合、軸受空間６のブレード側端にだけシール部材を設けることがある。

図２は軸受空間６の上端のシール構造の分解図である。同図に示すように、外輪２の内周面２ａの上端部には、シール部材７Ａを取り付けるための環状切欠き１０が設けられている。環状切欠き１０は、外輪２の内周面２ａから上端面２ｃに渡る断面形状が略長方形の主部１１と、この主部１１の径方向中間部から下方に延びる嵌合凹部１２とで構成される。主部１１の底面となる外輪２の上面の高さは嵌合凹部１２の両側で異なっており、内径側上面１３の方が外径側上面１４よりも低く形成されている。嵌合凹部１２の外周側の壁面には、圧入代としての環状溝１５が形成されている。この例の場合、環状溝１５は、嵌合凹部１２の軸方向の中間部よりも若干上側に位置し、断面形状が円弧状である。

シール部材７Ａは、ニトリル系、アクリル系等の弾性体からなり、前記環状切欠き１０に取り付けられる基部２０と、この基部２０からそれぞれ軸受空間６に対して内側および外側に斜めに延びる二つのシールリップ２１，２２とからなる。これら二つシールリップ２１，２２は共に、図１に示すシール部材７Ａの組込み状態において内輪１の外周面１ａに接触する。内側に延びるシールリップ２１は、主に軸受空間６からのグリース漏れを防ぐ主リップであり、外側に延びるシールリップ２２は、主に外部から水分、塵埃等の異物が軸受空間６へ侵入するのを防ぐ副リップである。

シール部材７Ａの基部２０は、前記環状切欠き１０の主部１１に配置される基部本体２３と、この基部本体２３から軸方向の内側に突出し前記嵌合凹部１２に嵌まり込む嵌合凸部２４とからなる。嵌合凸部２４の軸方向の突出長さは、嵌合凹部１２の軸方向深さよりも寸法が短い。また、嵌合凸部２４の径方向の幅は、嵌合凹部１２の径方向の幅よりも若干狭い。

嵌合凸部２４の外径側の面には、嵌合凹部１２の前記環状溝１５に圧入嵌合させる第１の環状突起２５が突出している。この第１の環状突起２５は、環状溝１５に対応する軸方向の位置にあり、かつ断面形状が円弧状である。また、嵌合凸部２４の内径側の面には、第１の環状突起２５よりも径方向寸法および軸方向寸法が共に小さい第２の環状突起２６が突出している。

シール部材７Ａを外輪２の環状切欠き１０に組み込むにあたっては、図１のように、基部本体２３を環状切欠き１０（図２）の主部１１（図２）に配置させ、かつ嵌合凸部２４を環状切欠き１０の嵌合凹部１２に圧入により嵌め込む。嵌合凸部２４を嵌合凹部１２に嵌め込んだ状態において、環状切欠き１０の主部１１の周面１６と基部本体２３の端面２９とが互いに離れている。また、嵌合凹部１２の底面１７と嵌合凸部２４の下面３０とが互いに離れている。

このシール部材７Ａの組込み状態では、嵌合凹部１２に嵌合凸部２４が嵌まり込むことで、シール部材７Ａの基部２０が外輪２の環状切欠き１０に保持される。このとき、第１の環状突起２５が環状溝１５に係合することで、嵌合凹部１２から嵌合凸部２４が抜けなくしている。また、第２の環状突起２６が嵌合凹部１２の内周側の壁面に押されて変形し、圧入代として機能する。これにより、シール部材７Ａの嵌合凸部２４は、外輪２に対して固定された状態となる。嵌合凹部１２を嵌合凸部２４の底面および壁面に接着剤で固定すれば、嵌合凸部２４の固定力がより一層高まる。

シール部材７Ａの組込み状態におけるシール部材７Ａが適正姿勢に維持されるように、外輪２に複数の基準面が設けられ、かつシール部材７Ａに前記基準面にそれぞれ当接させる複数の当接面が設けられている。この実施形態の場合、外輪２の基準面は、前記内径側上面１３および外径側上面１４の２面である。これらの基準面は、共に軸方向と垂直な面であり、互いに嵌合凹部１２を挟んで両側に位置している。また、シール部材７Ａの当接面は、基部本体２３の、嵌合凸部２４を挟んで両側の内径側下面２７および外径側下面２８である。

このシール構造の作用を図３と共に説明する。
シール部材７Ａの組込み状態では、図３（Ａ）のように、基準面である内径側上面１３および外径側上面１４に、当接面である内径側下面２７および外径側下面２８にそれぞれ当接する。内径側上面１３からなる基準面は、固定状態の嵌合凸部２４を支点にして、シール部材７Ａの嵌合凸部２４を除く部分がシールリップ２１，２２のある側が軸方向の内側へ姿勢を変えるように弾性変形するのを規制する。つまり、シール部材７Ａが軸受空間６の内側へ倒れ込むのを規制する。また、外径側上面１４からなる基準面は、固定状態の嵌合凸部２４を支点にして、シール部材７Ａの嵌合凸部２４を除く部分がシールリップ２１，２２のある側が軸方向の外側へ姿勢を変えるように弾性変形するのを規制する。つまり、シール部材７Ａが軸受空間６の外側へ浮き上がるのを規制する。

図３（Ｂ）のように、運転時に軸受空間６の圧力が高まると、シール部材７Ａのシールリップ２１，２２のある側が軸受空間６の外側に押される。それにより、軸方向の内側に位置する主リップとしてのシールリップ２１が内輪１の外周面１ａに強く押し付けられ、軸受空間６からグリースが漏れ難くなる。初期段階から基準面である外径側上面１４に当接面である外径側下面２８が当接しているため、シール部材７Ａが矢印方向に弾性変形することが抑制される。実際には、図３（Ｂ）のようにシール部材７Ａが回転しない。

図３（Ｃ）のように、組込み時等にシール部材７Ａに外力が加わると、シール部材７Ａのシールリップ２１，２２のある側が軸受空間６の内側へ押される。しかし、初期段階から基準面である内径側上面１３に当接面である内径側下面２７が当接しているため、シール部材７Ａが矢印方向に弾性変形することが抑制される。このため、シール部材７Ａが図３（Ｃ）のように回転することはなく、主リップとしてのシールリップ２１が内輪１の外周面１ａに接触した状態に保たれる。このため、軸受空間６からのグリース漏れが防止される。仮に、内径側上面１３に内径側下面２７が当接していないとすると、図３（Ｃ）に図示したようにシール部材７Ａが軸受空間６の内側へ倒れ込んで、主リップとしてのシールリップ２１が内輪１の外周面１ａから離れてしまい、軸受空間６からのグリース漏れが生じる。

嵌合凹部１２の両側に位置する二つの基準面と当接面との接触圧を比較した場合、内径側上面１３（基準面）と内径側下面２７（当接面）との接触圧の方が、外径側上面１４（基準面）と外径側下面２８（当接面）との接触圧よりも大きく設定してある。具体的には、主リップであるシールリップ２１に近い基準面である内径側上面１３を、シール部材７Ａの基部本体２３が弾性的に押し当てられる位置としてある。その理由を図４と共に説明する。

図４（Ａ）のシール構造は、シール部材７Ａが水平姿勢で、内径側上面１３（基準面）と内径側下面２７（当接面）のすきま、および外径側上面１４（基準面）と外径側下面２８（当接面）のすきまが共に零である状態を示す。この状態から、内径側上面１３を基部本体２３に押し付けると、図４（Ｂ）のように、シール部材７Ａの基部本体２３が弾性変形してシールリップ２１，２２のある側が軸受空間６の外側へ浮き上がり気味となる。これにより、軸方向の内側に位置する主リップとしてのシールリップ２１が内輪１の外周面１ａに強く押し当てられて、緊迫力および締代が増大する。そのため、軸受空間６からグリースが漏れを確実に防止することができる。

図４（Ａ）に示すシール部材７Ａが水平姿勢にある標準仕様のシール構造を、図４（Ｂ）のようにシール部材７Ａが軸受空間６の外側へ浮き上がり気味であるシール構造とする方法として、次の三つの方法がある。
・第１の方法は、基準面である外輪２の内径側上面１３の高さを高くする。
・第２の方法は、当接面であるシール部材７Ａの内径側下面２７の高さを低くする。
・第３の方法は、上記第１および第２の方法を併用する。
これらの方法では加工が困難な場合は、内径側上面１３と内径側下面２７との間に別部材からなる軟薄板（図示せず）を挟みこんで調整してもよい。

上記のようにシール部材７Ａを浮き上がり気味の姿勢とする場合でも、シール部材７Ａの水平姿勢に対する傾き角θは、最大でも１０°とするのが望ましい。傾き角θが大き過ぎると、主リップとしてのシールリップ２１が内輪１の外周面１ａに強く押し当てられ過ぎて軸受のトルクが増大するとともに、副リップとしてのシールリップ２２が内輪１の外周面１ａから離れて、外部から水分、塵埃等の異物が軸受空間６へ侵入することを招くからである。

シール部材７Ａを軸受空間６の外側へ浮き上がり気味にするだけであれば、前記方法とは逆に、基準面である外輪２の外径側上面１４の高さを低くする、または当接面であるシール部材７Ａの外径側下面２８の高さを高くすることも考えられる。しかし、これらの方法は、シール部材７Ａのシールリップ２１，２２のある側が軸受空間６の内側に倒れ込む方向のモーメントが発生するため、主リップである内側のシールリップ２１が内輪１の外周面１ａに対する押付け力が低下し、グリース漏れに対して不利になる。

上記実施形態のシール構造は、外輪２の基準面が環状切欠き１０の主部１１の内径側上面１３および外径側上面１４であるが、別の面を基準面としても良い。

図５に示すシール構造は、環状切欠き１０（図２参照）の主部１１（図２参照）の内径側上面１３および周面１６を基準面としている。これら二つの基準面は、互いに嵌合凹部１２を挟んで両側に位置している。内径側上面１３からなる基準面は軸方向と垂直な面であり、周面１６からなる基準面は軸方向に沿う面である。内径側上面１３に対する当接面は、図１〜図４の実施形態と同様に基部本体２３の内径側下面２７であり、周面１６に対する当接面は基部本体２３の端面２９である。環状切欠き１０の外径側上面１４は、基部本体２３の外径側下面２８と接しないように、外径側に行くに従い低位となる傾斜面になっている。

このシール構造の場合、周面１６からなる基準面に端面２９からなる当接面が当接することで、シール部材７Ａが軸受空間６の外側へ浮き上がることを規制する。他は、図１〜図４の実施形態と同じ構成であり、同じ構成箇所については図１〜図４の実施形態と同一の符号を付して表してある。

図６に示すシール構造は、外輪２の上面２ｃに環状切欠き１０（図２参照）の上方に突出して延びる突出部材４０を取り付け、この突出部材４０の下面４１を複数の基準面のうちの一つの基準面としている。もう一つの基準面は、図１〜図４の実施形態と同様に環状切欠き１０の主部１１（図２参照）の内径側上面１３である。内径側上面１３に対する当接面は、図１〜図４の各実施形態と同様に基部本体２３の内径側下面２７であり、突出部材４０の下面４１に対する当接面は基部本体２３の上面３１である。環状切欠き１０の外径側上面１４は、基部本体２３の外径側下面２８と接しないように、外径側に行くに従い低位となる傾斜面になっている。なお、突出部材４０は、外輪２の環状切欠き１０にシール部材７Ａを組み込んでから、外輪２に取り付けられる。

このシール構造の場合、突出部材４０の下面４１からなる基準面に基部本体２３の上面３１からなる当接面が当接することで、シール部材７Ａが軸受空間６の外側へ浮き上がることを規制する。他は、図１〜図４の実施形態と同じ構成であり、同じ構成箇所については図１〜図４の実施形態と同一の符号を付して表してある。

以上に説明した上端のシール構造では、シール部材７Ａを取り付けるための環状切欠き１０が外輪２に設けられ、シール部材７Ａのシールリップ２１，２２が内輪１の外周面１ａに接触する。つまり、外輪２が請求項で言う一方の軌道輪であり、内輪１が請求項で言う他方の軌道輪である。
対して、下端のシール構造では、シール部材７Ｂを取り付けるための環状切欠き１０が内輪１に設けられ、シール部材７Ｂのシールリップ２１，２２が外輪２の内周面に接触する。つまり、内輪１が請求項で言う一方の軌道輪であり、外輪２が請求項で言う他方の軌道輪である。
但し、これはこの実施形態に限ってのことであり、一方の軌道輪は内輪１、外輪２のいずれであっても良く、他方の軌道輪は外輪２、内輪１のいずれであっても良い。

以上の各実施形態のシール部材７Ａ，７Ｂは、主リップである軸方向内側のシールリップ２１および副リップである軸方向外側のシールリップ２２の二つのシールリップを有するが、シールリップの数は三つ以上であっても良い。その場合、最も軸方向内側のシールリップが主リップであり、残りのシールリップが副リップである。

図７および図８は風力発電装置の一例を示す。この風力発電装置５１は、支持台５２上にナセル５３を水平旋回自在に設け、このナセル５３のケーシング５４内に主軸５５を回転自在に支持し、この主軸５５のケーシング５４外に突出した一端に、旋回翼であるブレード５６を取り付けてなる。主軸５５の他端は増速機５７に接続され、増速機５７の出力軸５８が発電機５９のロータ軸に結合されている。

ナセル５３は、旋回軸受ＢＲ１により旋回自在に支持される。前記各実施形態のうちのいずれかのシール構造が適用された旋回軸受において、例えば、外輪２の外周面にギヤ等が設けられたものが、前記ナセル５３用の旋回軸受ＢＲ１に用いられる。図７に示すように、ケーシング５４に複数の駆動源６０が設置され、各駆動源６０に図示しない減速機を介してピニオンギヤが固定される。外輪２（図１）の前記ギヤが前記ピニオンギヤに噛み合うように配置される。例えば、外輪２が複数の貫通孔５により支持台５２に連結固定され、内輪１（図１）がケーシング５４に固定される。複数の駆動源６０を同期して駆動させ、この旋回駆動力を外輪２へ伝達する。よって、支持台５２に対してナセル５３が相対的に旋回可能となる。

ブレード５６は、旋回軸受ＢＲ２により旋回自在に支持される。この旋回軸受ＢＲ２は、前記各実施形態のうちのいずれかのシール構造が適用された旋回軸受において、例えば、内輪１の内周面にギヤを設けたものが適用される。主軸５５の突出した先端部５５ａには、ブレード５６を旋回駆動する駆動源が設けられる。前記先端部５５ａにこの旋回軸受の外輪２が連結固定され、内輪１の内周面に設けたギヤが、前記駆動軸のピニオンギヤに噛み合っている。この駆動源を駆動させ、この旋回駆動力を内輪１に伝達することで、ブレード５６が旋回可能となる。したがって、旋回軸受ＢＲ２は、風力発電装置のブレード５６を主軸５５に対して、主軸軸心Ｌ１に略垂直な軸心Ｌ２回りに旋回自在に支持する。このように、ブレード５６の角度およびナセル５３の向きを風の状態に合わせて随時変更する。

この発明の旋回軸受は、風力発電装置以外にも、例えば油圧ショベル、クレーン等の建設機械、工作機械の回転テーブル、砲座、パラボラアンテナ等に適用できる。

以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示し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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…内輪（他方の軌道輪）
１ａ…外周面（対向する周面）
１ｂ…軌道溝
２…外輪（一方の軌道輪）
１ｂ…内周面（対向する周面）
２ｂ…軌道溝
３…ボール（転動体）
６…軸受空間
７Ａ，７Ｂ…シール部材
１２…嵌合凹部
１３…内径側上面（基準面）
１４…外径側上面（基準面）
１６…周面（基準面）
２０…基部
２１，２２…シールリップ
２３…基部本体
２４…嵌合凸部
２７…内径側下面（当接面）
２８…外径側下面（当接面）
２９…端面（当接面）
３１…上面（当接面）
４１…下面（基準面）
５３…ナセル
５６…ブレード
ＢＲ１，ＢＲ２…旋回軸受

Claims (9)

1. 軌道輪である内輪および外輪の互いに対向する周面にそれぞれ軌道溝が形成され、これら内外輪の軌道溝間に複数の転動体が設けられ、前記内外輪間の軸受空間の軸方向端部を密封する弾性体製のシール部材を備えた旋回軸受のシール構造において、
   前記内外輪のうちのいずれか一方の軌道輪が前記シール部材の保持用の嵌合凹部を有し、前記シール部材は、前記嵌合凹部に一部分を嵌め込むことで保持される基部と、この基部からそれぞれ前記一方の軌道輪の軸方向の内側および外側に延びて前記内外輪のうちの他方の軌道輪の前記対向する周面に接する複数のシールリップとを有し、
   前記シール部材の前記基部を当接させて前記シール部材の姿勢を規制する基準面を、前記一方の軌道輪の複数箇所に設けたことを特徴とする旋回軸受のシール構造。
2. 請求項１に記載の旋回軸受のシール構造において、前記一方の軌道輪の前記嵌合凹部は前記一方の軌道輪の軸方向の外側に開口し、前記シール部材の前記基部は、前記複数の基準面にそれぞれ当接させられる複数の当接面を有する基部本体と、この基部本体から軸方向の内側に突出し前記嵌合凹部に嵌め込まれる嵌合凸部とを有する旋回軸受のシール構造。
3. 請求項２に記載の旋回軸受のシール構造において、前記一方の軌道輪の前記複数の基準面は、前記嵌合凹部を挟んで前記一方の軌道輪の径方向の両側に位置する旋回軸受のシール構造。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の旋回軸受のシール構造において、前記複数の基準面のうちの一つ基準面は、前記シール部材の前記基部が当接することで、前記基部における前記嵌合凹部に嵌め込まれた一部分を支点にして、前記シール部材の前記複数のシールリップのある側が軸方向の外側へ姿勢を変えるのを規制し、他の一つの基準面は、前記シール部材の前記基部が当接することで、前記基部における前記嵌合凹部に嵌め込まれた一部分を支点にして、前記シール部材の前記複数のシールリップのある側が軸方向の内側へ姿勢を変えるのを規制する旋回軸受のシール構造。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の旋回軸受のシール構造において、前記複数箇所の基準面のうち、前記軸方向の内側に延びるシールリップに最も近い位置のシール基準面を、前記嵌合凹部に前記一部が嵌め込まれて保持された前記シール部材の前記基部が弾性的に押し当てられる位置とすることで、この押し当てによる前記シール部材の前記基部の弾性変形により、前記軸方向の内側に延びるシールリップの前記他方の軌道輪の前記対向する周面に対する押し付け力が付加されるようにした旋回軸受のシール構造。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の旋回軸受のシール構造において、前記基準面が、前記一方の軌道輪の軸方向に沿う面である旋回軸受のシール構造。
7. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の旋回軸受のシール構造において、前記基準面が、前記一方の軌道輪の軸方向と垂直な面である旋回軸受のシール構造。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のシール構造を有し、風力発電装置のブレードを主軸に対して、主軸軸心に略垂直な軸心回りに旋回自在に支持する旋回軸受。
9. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のシール構造を有し、風力発電装置のナセルを支持台に対して旋回自在に支持する旋回軸受。

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