JP2020051445A - グリースの搬送装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転がり軸受から所定の搬送先まで、必要な量だけ使用済みのグリースを搬送することができるグリースの搬送装置を提供する。【解決手段】グリースの搬送装置１０は、転がり軸受６１内に一端が連通しかつ他端がグリースの搬送先２０に接続され、グリースを流動させることができる流動管１１と、転がり軸受６１内のグリースを流動管１１から排出させる排出装置１２と、流動管１１の途中に接続され、グリース搬送用の圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置１３とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、コンベア用ローラを支持する転がり軸受や風力発電装置の主軸を支持する転がり軸受等に適用することができるグリースの搬送装置及び方法に関する。

例えば、風力発電装置は、一般に、主軸に接続されたブレードにより風力を受けて当該主軸を回転させ、その主軸の回転を発電機に伝達して発電を行う。この風力発電装置の主軸は、転がり軸受によって回転自在に支持される。また、主軸には、ブレードにかかる風力で軸方向荷重や径方向荷重が負荷され、運転中に主軸に撓みが発生するため、転がり軸受には、主軸の撓みを吸収することが可能な自動調心ころ軸受が主に用いられている。

主軸を支持する転がり軸受は、内部に充填されたグリースによって潤滑されるが、当該グリースは使用によって劣化するため、劣化の程度に応じて交換する必要が生じる。従来、転がり軸受内のグリースは、風力発電装置の定期点検時に一部が取り出され、その硬さ（ちょう度）等から劣化の程度が人為的に調査され、その結果、劣化が進んでいると判断された場合に交換されていた。

また、風力発電装置の保守装置として、グリースを自動で供給する供給ポンプと、グリースの供給圧力を測定する圧力センサとを備え、転がり軸受内のグリースの劣化の程度に応じて変化するグリースの供給圧力を定期的に自動測定し、その供給圧力からグリースの劣化の程度を判断してグリースを交換する技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１５４４７２号公報

上記のように風力発電装置の定期点検に合わせて転がり軸受内のグリースの硬さを人為的に調査する方法では、高所にある風力発電装置のナセル内まで作業者が出向かなければならないので、作業が煩雑となる。また、特許文献１記載の技術は、グリースの自動供給を前提とした技術であるため、当該自動供給の設備を持たない風力発電装置には適用することができない。また、当該技術は、新しいグリースを転がり軸受内に供給するときの圧力から間接的に使用済みのグリースの劣化の程度を判断するため、その判断が新たに供給されるグリースの影響を受けてしまう。また、転がり軸受の内部やハウジングの内部にグリースが存在しない空間が生じている場合、例えば、転がり軸受の回転によってグリースが転がり軸受外やハウジング外に押し出されたり、軸とハウジングとの間のシール等からグリースが漏れ出したりすることによって空間が生じた場合、その空間が新たにグリースを供給するときの圧力に影響を与える。以上より、特許文献１記載の技術は、グリースの劣化の程度を正確に判断し難い。

以上のような問題を解決するため、例えば、グリースを流動させることができる流動管の一端を転がり軸受内に連通し、この流動管の他端を所定の搬送先、例えばグリースの状態を調査する調査装置等に接続し、転がり軸受内のグリースを流動管に排出して搬送先まで搬送することが考えられる。これによって、風力発電装置のナセルまで出向かなくても使用済みのグリースの状態を直接的に調査することが可能になる。

しかしながら、この方法では、転がり軸受から搬送先に至るまでの間で流動管内にグリースを充満させる必要があるので、転がり軸受から多くのグリースを排出する必要がある。そのため、排出されたグリースの量に相当する多量の新たなグリースを転がり軸受に補充する必要が生じる。また、調査終了後も流動管にはグリースが残ったままになるので、次に調査を行うときに、流動管に残った古いグリースを取り除く必要がある。

本発明は、以上のような実情に鑑み、転がり軸受からグリースの搬送先まで、必要な量だけグリースを搬送することができるグリースの搬送装置及び方法を提供することを目的とする。

（１）本発明におけるグリースの搬送装置は、転がり軸受内に一端が連通しかつ他端がグリースの搬送先に接続された流動管と、前記転がり軸受内のグリースを前記流動管から排出させる排出装置と、前記流動管の途中に接続され、グリース搬送用の圧縮空気を前記流動管に供給する圧縮空気供給装置と、を備えている。

以上の構成を有するグリースの搬送装置によれば、まず、排出装置によって転がり軸受内の劣化した使用済みグリースを流動管から排出し、当該グリースを圧縮空気供給装置が接続される流動管の途中を越える位置までを流動させ、その後、圧縮空気供給装置から圧縮空気を供給することで、圧縮空気供給装置の接続部分を越えたグリースのみを搬送先まで搬送することができる。したがって、圧縮空気供給装置が接続される流動管の途中までは、グリースが充満することになるが、それ以降は、必要量だけグリースを搬送することができる。

（２） 好ましくは、前記流動管における前記圧縮空気供給装置の接続部分よりも転がり軸受側には、当該転がり軸受から前記搬送先へ向かう方向のグリースの流動を許容しその逆方向の流動を阻止する逆止弁が設けられている。

（３） 好ましくは、前記圧縮空気供給装置が、前記流動管の長さ方向の複数個所に圧縮空気を供給する。
このような構成によって、転がり軸受からグリースの搬送先までの距離が長く、流動管の長さが長い場合であっても、複数段階に分けてグリースを確実に搬送することができる。

（４） 好ましくは、前記排出装置が、前記転がり軸受内に新たなグリースを供給する給脂装置である。
この構成によれば、転がり軸受内に供給された新たなグリースによって転がり軸受内の劣化したグリースを押し出して流動管から排出することができる。

（５） 好ましくは、前記圧縮空気供給装置が、前記流動管の途中に接続される供給管と、圧縮空気を生成し当該圧縮空気を前記供給管を介して前記流動管に供給する圧縮空気供給源とを備えている。
このような構成によって、圧縮空気供給源によって生成された圧縮空気を供給管を介して流動管に供給することができる。

（６） 好ましくは、前記供給管に、前記流動管から前記圧縮空気供給源へ向かう方向のグリースの流れを阻止する逆止弁を備えている。
このような構成によって、流動管から供給管へのグリースの逆流を防止することができる。

（７） 本発明におけるグリースの搬送方法は、転がり軸受内のグリースを流動管から排出させ、当該流動管の途中の所定位置を越える位置までグリースを流動させる工程と、前記流動管の前記所定位置に圧縮空気を供給し、当該圧縮空気によって前記所定位置を越えたグリースを搬送先まで搬送する工程と、を含む。

以上のグリースの搬送方法によれば、まず、転がり軸受内の劣化したグリースを流動管から排出し、当該グリースを流動管の途中の所定位置を越える位置までを流動させ、その後、流動管の所定位置に圧縮空気を供給することで、所定位置を越えたグリースのみを搬送先まで搬送することができる。所定位置を越えた必要量のグリースを搬送先に搬送することができる。

本発明のグリースの搬送装置及び方法によれば、転がり軸受からグリースの搬送先まで、必要な量だけグリースを搬送することができる。

グリースの搬送装置の第１実施形態を示す概略的な構成図である。 グリースの搬送装置の作用を示す説明図である。 グリースの搬送装置の第２実施形態を示す概略的な構成図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、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及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。

図１は、グリースの搬送装置の一実施形態を示す概略的な側面図である。
本実施形態のグリースの搬送装置１０は、転がり軸受６１の内部に充填されたグリースを所定の搬送先２０に搬送する装置である。本実施形態においてグリース搬送の対象となる転がり軸受６１は、例えば風力発電装置の主軸７０を回転自在に支持する転がり軸受である。一般に、この転がり軸受６１には、ラジアル荷重及びアキシアル荷重を負荷可能でかつ主軸７０の撓みを吸収可能な自動調心ころ軸受が採用される。転がり軸受６１は、軸受ハウジング６７に収容されている。

［転がり軸受６１の構成］
転がり軸受６１は、外輪６２と、内輪６３と、転動体６４と、保持器６５とを有している。外輪６２は円環状に形成されている。外輪６２の内周には、凹球面状の軌道面６２ａが形成されている。外輪６２の軸方向中央部には、グリースの注入孔６２ｂが形成されている。グリースは、給脂装置１２によって軸受ハウジング６７に形成された給脂口６８ｂから軸受ハウジング６７内に供給され、さらに注入孔６２ｂから転がり軸受６１内に充填される。

内輪６３は円環状に形成されている。内輪６３の外周には、軸方向の中央側が凸となるように複列の曲面状の軌道面６３ａが形成されている。内輪６３の外周の軸方向両端部には、一対の鍔部６３ｂが設けられている。内輪６３の内周面には主軸７０が圧入され、内輪６３が主軸７０に一体回転可能に固定される。

転動体６４は、外輪６２の軌道面６２ａと内輪６３の軌道面６３ａとの間に転動自在に複列に配置された球面ころにより構成されている。転動体６４は、一対の鍔部６３ｂによって軸方向外側への移動が制限され、転がり軸受６１外への脱落が防止されている。
転がり軸受６１は、外輪６２の軌道面６２ａ上で転動体６４が軸方向へ移動することによって主軸７０の撓み等による変形を吸収することができる。

軸受ハウジング６７は、ハウジング本体６８と、蓋体６９とを備えている。
ハウジング本体６８には、外輪６２を嵌合させるための装着孔６８ａが形成されている。外輪６２の外周面は、装着孔６８ａに嵌合されている。
蓋体６９は、ハウジング本体６８の装着孔６８ａと主軸７０との間の環状の空間を軸方向両側から覆っている。蓋体６９は、中央に主軸７０を通すための開口６９ａが形成された円板形状に形成されている。蓋体６９は、ハウジング本体６８の軸方向側面にボルト等によって固定されている。転がり軸受６１側に位置する蓋体６９の一側面には、外輪６２側へ向けて突出し、ハウジング本体６８の装着孔６８ａに嵌合される環状の突条部６９ｂが設けられている。

転がり軸受６１の外輪６２と内輪６３との間の環状空間にはグリースが充填される。また、グリースは、蓋体６９によって外部への漏洩が阻止されている。そして、蓋体６９には、転がり軸受６１に充填されたグリースを外部に排出するための排出孔６９ｃが形成されている。この排出孔６９ｃは、転がり軸受６１に充填されたグリースを所定の搬送先２０まで搬送するために利用される。

［搬送装置１０の構成］
搬送装置１０は、流動管１１と、排出装置１２と、圧縮空気供給装置１３とを備えている。
（流動管１１）
流動管１１は、グリースを流動させることができる管である。流動管１１の一端は、軸受ハウジング６７の蓋体６９に形成された排出孔６９ｃに接続されている。したがって、流動管１１の一端は、転がり軸受６１内に連通されている。流動管１１は、転がり軸受６１内から排出孔６９ｃを介して排出されるグリースを流動させることができる。

流動管１１の他端は、グリースの搬送先２０に接続されている。本実施形態では、グリースの状態を調査する調査装置が搬送先とされている。この調査装置２０としては、例えばグリースの物性（硬さ（ちょう度）や粘度等）を測定する装置や、グリースに摩耗粉が含まれているか否かを調査する装置を挙げることができる。

流動管１１の途中には、逆止弁１６が設けられている。この逆止弁１６は、転がり軸受６１からグリースの搬送先２０へ向かう方向のグリースの流れを許容し、その逆方向のグリースの流れを阻止している。

流動管１１は、第１の管１１ａと第２の管１１ｂと継手１１ｃとを有している。第１の管１１ａの一端は、排出孔６９ｃに接続され、第２の管１１ｂの一端は、調査装置２０に接続されている。第１の管１１ａの他端と第２の管１１ｂの他端とは継手１１ｃによって接続されている。前述の逆止弁１６は、第１の管１１ａに設けられている。

継手１１ｃは、第１の管１１ａと第２の管１１ｂとを接続しかつ互いに連通させるものである。継手１１ｃは、第１の管１１ａが接続される第１の接続口１１ｃ１と、第２の管１１ｂが接続される第２の接続口１１ｃ２とを有している。また、継手１１ｃは、第１及び第２の管１１ａ，１１ｂ以外の他の管を接続し、当該他の管を第１及び第２の管１１ａ，１１ｂに連通させるための第３の接続口１１ｃ３を有している。したがって、継手１１ｃは、互いに連通する３つの接続口１１ｃ１〜１１ｃ３を有している。継手１１ｃとしては、例えば、Ｙ字継手を用いることができる。

（排出装置１２）
排出装置１２は、転がり軸受６１内に充填されたグリースを流動管１１から排出させる装置である。本実施形態では、前述の給脂装置１２が排出装置として利用される。給脂装置１２は、転がり軸受６１内に新しいグリースを供給することによって、転がり軸受６１内の劣化したグリースを排出孔６９ｃから押し出し、流動管１１に排出することができる。

なお、排出装置１２としては、転がり軸受６１からグリースを押し出すものに限らず、吸い出すものであってもよい。例えば、流動管１１の終端部や、調査装置２０の出口等にポンプ等の吸引装置（図示省略）を接続し、当該吸引装置によって流動管１１内を負圧とすることによって、転がり軸受６１内のグリースを流動管１１へ排出してもよい。

（圧縮空気供給装置１３）
圧縮空気供給装置１３は、流動管１１の途中にグリース搬送用の圧縮空気を供給するものである。具体的に、圧縮空気供給装置１３は、供給管２１と、圧縮空気供給源２２と、流量調整弁２３と、逆止弁２４とを有している。

供給管２１は、一端が継手１１ｃの第３の接続口１１ｃ３に接続されている。供給管２１の他端は、圧縮空気供給源２２に接続されている。
圧縮空気供給源２２は、圧縮空気を生成し、供給管２１を介して継手１１ｃ（流動管１１の途中）に圧縮空気を供給する。圧縮空気供給源２２としては、コンプレッサ、ブロア、加圧ポンプ等を採用することができる。

流量調整弁２３は、圧縮空気供給源２２から供給される圧縮空気の流量を調整する。
逆止弁２４は、圧縮空気供給源２２から継手１１ｃへ向かう方向の空気の流れを許容し、その逆方向の空気の流れを阻止する。また、逆止弁２４は、継手１１ｃから圧縮空気供給源２２に向かう方向のグリースの流れを阻止する。

［搬送装置１０の作用］
以下、グリースの搬送装置１０の作用について説明する。図２は、搬送装置１０の作用を説明するための断面図である。
図２（ａ）に示すように、転がり軸受６１内のグリースを所定の搬送先である調査装置に搬送するには、まず、排出装置としての給脂装置１２を作動し、転がり軸受６１内に新たなグリースを供給する。転がり軸受６１内の使用済みのグリースＧは、新たに供給されたグリースによって排出孔６９ｃから押し出され、流動管１１内を流動する。

流動管１１内のグリースＧが継手１１ｃを越えて所定位置Ａまで到達すると、給脂装置１２が停止する。グリースが所定位置Ａまで到達したことは、例えば、流動管１１にセンサ２５を設けることによって検出することができる。あるいは、給脂装置１２から供給されるグリースの量と同量のグリースＧが排出孔６９ｃから排出されると想定し、給脂装置１２の給脂量が所定に達したときに所定位置ＡにグリースＧが到達したものと判断してもよい。なお、供給管２１には逆止弁２４が設けられているので、継手１１ｃに到ったグリースＧは供給管２１には流れず、流動管１１の第２の管１１ｂを流動する。

次に、図２（ｂ）に示すように、圧縮空気供給源２２を作動し、供給管２１を介して継手１１ｃに圧縮空気を供給する。これにより、継手１１ｃを越えたグリースＧが圧縮空気により押され、調査装置２０に搬送される。また、流動管１１に設けられた逆止弁１６は、継手１１ｃ内のグリースＧが第１の管１１ａへ逆流するのを防止する。圧縮空気によって搬送されたグリースが調査装置２０に到ると、圧縮空気供給源２２が動作を停止する。そして、調査装置２０において、グリースＧの状態について所定の調査が行われる。

圧縮空気によるグリースの搬送距離は、流量調整弁２３によって調整される。例えば、圧縮空気供給源２２の作動時間を一定とし、当該作動時間に調査装置２０までの距離だけグリースが搬送されるように、圧縮空気の流量が流量調整弁２３によって制御される。なお、グリースの搬送距離は、圧縮空気の流量調整によって制御するに限らず、一定流量の圧縮空気によるグリースの搬送時間を調整することによって制御することもできる。

調査装置２０においてグリースの状態について調査が行われた後は、再び圧縮空気供給源２２を作動することによって、調査装置２０内のグリースを外部に排出することができる。
以上より、本実施形態の搬送装置は、転がり軸受６１から調査装置２０までの間で流動管１１内にグリースを充満させなくても、必要量のグリースのみを調査装置２０まで搬送することができる。そのため、転がり軸受６１内のグリースの状態を調べるために転がり軸受６１から多くのグリースを排出しなくてもよい。

また、本実施形態では、転がり軸受６１内のグリースが流動管１１を介して調査装置２０に送られるので、転がり軸受６１から離れた位置でグリースの状態を調査することが可能となる。そのため、転がり軸受６１が風力発電装置の主軸７０の支持に用いられる場合、高所にある転がり軸受６１の設置場所まで出向かなくてもグリースの状態を調査することができる。そして、調査結果に基づいてグリースの劣化の程度を判断することで、適切な時期にグリースを交換することができる。なお、調査装置２０を転がり軸受６１の近くに設置する場合でも、その設置場所を自由に選定することができる。

［第２の実施形態］
図３は、搬送装置の第２実施形態を示す概略的な構成図である。
本実施形態の搬送装置１０は、圧縮空気供給装置１３が、流動管１１の長さ方向の複数個所に圧縮空気を供給するように構成されている。具体的に、圧縮空気供給装置１３は、２台の圧縮空気供給源２２と、２本の供給管２１とを備えている。また、流動管１１は、第１の管１１ａと、第２の管１１ｂと、第３の管１１ｄと、２個の継手１１ｃとを備えている。第１の管１１ａと第２の管１１ｂとは一方の継手１１ｃによって接続され、第２の管１１ｂと第３の管１１ｄとは他方の継手１１ｃによって接続されている。また、各継手１１ｃには、それぞれ供給管２１が接続されている。

本実施形態の搬送装置１０は、給脂装置１２によって一方の継手１１ｃを超える位置まで流動するグリースを、転がり軸受６１により近い圧縮空気供給源２２と供給管２１とを用いて次の継手１１ｃを越える位置まで搬送する。その後、転がり軸受６１からより離れた次の圧縮空気供給源２２と供給管２１とを用いて調査装置２０までグリースを搬送する。すなわち、本実施形態では、複数の圧縮空気供給源２２と供給管２１とを用いて複数段階に分けてグリースを搬送する。このような構成によって、転がり軸受６１から調査装置２０までの距離が大きく離れている場合であっても、グリースを確実に調査装置２０にまで搬送することができ、個々の圧縮空気供給源２２として小型で小容量のものを用いることができる。なお、本実施形態において、供給管２１、圧縮空気供給源２２、及び継手１１ｃは、３つ以上設けられていてもよい。

本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
本発明の搬送装置は、風力発電装置の主軸を支持する転がり軸受に限らず、あらゆる用途で用いられる転がり軸受で使用されるグリースを搬送することができる。また、上記実施形態で説明した自動調心ころ軸受に限らず、あらゆる転がり軸受で使用されるグリースを搬送することができる。

また、搬送装置は、グリースの状態を調査する調査装置に限らず、あらゆる搬送先にグリースを搬送するものとすることができる。例えば、使用済みのグリースを廃棄するための廃棄容器にグリースを搬送するために本発明の搬送装置を用いることができる。

１０：搬送装置、１１：流動管、１２：給脂装置（排出装置）、１３：圧縮空気供給装置、１６：逆止弁、２０：搬送先（調査装置）、２１：供給管、２２：圧縮空気供給源、２４：逆止弁、６１：転がり軸受

Claims (7)

1. 転がり軸受内に一端が連通しかつ他端がグリースの搬送先に接続された流動管と、
   前記転がり軸受内のグリースを前記流動管から排出させる排出装置と、
   前記流動管の途中に接続され、グリース搬送用の圧縮空気を前記流動管に供給する圧縮空気供給装置と、を備えている、グリースの搬送装置。
2. 前記流動管における前記圧縮空気供給装置の接続部分よりも転がり軸受側には、当該転がり軸受から前記搬送先へ向かう方向のグリースの流動を許容しその逆方向の流動を阻止する逆止弁が設けられている、請求項１に記載のグリースの搬送装置。
3. 前記圧縮空気供給装置が、前記流動管の長さ方向の複数個所に圧縮空気を供給する、請求項１又は２に記載のグリースの搬送装置。
4. 前記排出装置が、前記転がり軸受内に新たなグリースを供給する給脂装置である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のグリースの搬送装置。
5. 前記圧縮空気供給装置が、前記流動管の途中に接続される供給管と、圧縮空気を生成して前記供給管に供給する圧縮空気供給源とを備えている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のグリースの搬送装置。
6. 前記供給管に、前記流動管から前記圧縮空気供給源へ向かう方向のグリースの流れを阻止する逆止弁を備えている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のグリースの搬送装置。
7. 転がり軸受内のグリースを流動管から排出させ、当該流動管の途中の所定位置を越える位置までグリースを流動させる工程と、
   前記流動管の前記所定位置に圧縮空気を供給し、当該圧縮空気によって前記所定位置を越えたグリースを搬送先まで搬送する工程と、を含む、グリースの搬送方法。

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