JP2020070818A - 複列軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】風力発電設備におけるドライブトレインの回転軸を支持する複列軸受において、相対的に高位置に配置された転動体を円滑に潤滑する。【解決手段】風力発電設備におけるドライブトレインの回転軸を支持する複列軸受は、内輪と、該内輪の径方向外側に配置された外輪と、内輪及び外輪の間に介在し、複列に配置された複数の転動体と、外輪を径方向に沿って貫通して配置されたノズルと、を備えている。複数の転動体は、複列軸受の軸方向における第１端側で第１転動体列を形成する複数の第１転動体と、複列軸受の軸方向における第２端側で第２転動体列を形成する複数の第２転動体と、を含む。内輪及び外輪は、それぞれ、第１端から第２端に向かって下方にずれるように水平方向に対して傾斜した中心軸を持つ。ノズルは、軸方向において第１転動体列と第２転動体列との間に設けられ、少なくとも第１転動体に向かって油を供給する少なくとも一つのノズル孔を含む。【選択図】図２

Description

本開示は、複列軸受に関する。

従来、回転軸の軸方向の異なる位置においてそれぞれ周方向に配置された複数の転動体列と、該転動体列介して径方向の内側及び外側にそれぞれ配置された内輪及び外輪とを備え、上記回転軸を回転可能に支持する複列軸受が知られている。例えば、特許文献１には、外輪の径方向外側から軸方向における上記複数の転動体列の間に潤滑用の油を供給するように構成された複列軸受が開示されている。

特表２００３−５２８２７１号公報

ところで、風力発電設備のドライブトレインにおいても、例えば、風車ロータと一体に回転する回転軸である主軸を複列軸受で支持することがある。このような場合、風車ロータの回転時に該風車ロータのハブに取り付けられた風車翼と、ナセルを介して上記風車ロータを回転可能に支持するタワーとの干渉を回避するために、風車の前側（つまりハブ側）が後側（つまり増速機側又は発電機側）よりも高くなるようにして、主軸が水平方向に対して傾斜した状態でナセル内に設置され得る。

上記のように傾斜した回転軸を、例えば特許文献１に開示された複列軸受で支持する場合、特に高位置側（前側又はハブ側）の転動体に潤滑用の油を供給することが難しい場合がある。すなわち、潤滑用に供給される油の粘度が低い場合は自重によって油が下方乃至低位置側に流れるから、風車の主軸のように回転速度が比較的低速な回転軸では軸受内に油が十分に飛散されず、全ての転動体に油を行き渡らせてそれらの外周に油膜を形成することが困難な場合がある。このため、特に、前側（上方側）に配置された転動体を十分に潤滑することが困難な場合があった。

上述した問題に鑑み、本開示の少なくとも一実施形態は、風力発電設備におけるドライブトレインの回転軸を支持する複列軸受において、相対的に高い位置に配置された転動体を円滑に潤滑することを目的とする。

（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る複列軸受は、
風力発電設備におけるドライブトレインの回転軸を支持する複列軸受であって、
内輪と、
前記内輪の径方向外側に配置された外輪と、
前記内輪及び前記外輪の間に介在し、複列に配置された複数の転動体と、
前記外輪を前記径方向に沿って貫通して配置されたノズルと、を備え、
前記複数の転動体は、
前記複列軸受の軸方向における第１端側にて第１転動体列を形成する複数の第１転動体と、
前記複列軸受の軸方向における第２端側にて第２転動体列を形成する複数の第２転動体と、を含み、
前記内輪及び前記外輪は、それぞれ、前記第１端から前記第２端に向かって下方にずれるように水平方向に対して傾斜した中心軸を有し、
前記ノズルは、前記軸方向において前記第１転動体列と前記第２転動体列との間に設けられ、少なくとも前記第１転動体に向かって油を供給するように構成された少なくとも一つのノズル孔を含む。

上記（１）の構成によれば、軸方向において第１転動体列と第２転動体列との間に設けられたノズルのノズル孔から、少なくとも第１転動体に向けて油が供給される。つまり、第２転動体列に対して軸方向の第１端側、すなわち第２転動体よりも相対的に高い位置に配置された第１転動体に向けて確実に油を供給することができる。よって、転動体に油を供給するためのノズルを具備しない従来の複列軸受に比べて、相対的に高い位置側に配置された転動体列（第１転動体列）を構成する複数の転動体（第１転動体）に十分な量の油を供給することができるから、転動体を円滑に潤滑することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の構成において、
前記ノズルは、前記径方向に沿う径方向流路を含み、
前記ノズル孔は、前記径方向流路に連通するとともに平面視にて前記軸方向に沿って存在してもよい。

上記（２）の構成によれば、外輪の径方向外側からノズルに供給された油は、径方向流路内を上記径方向の内側に向かって案内された後、平面視にて内輪及び外輪の軸方向に沿って存在するノズル孔を通って転動体に供給される。よって、軸方向において第１転動体列と第２転動体列との間に配置されたノズルのノズル孔から、少なくとも第１転動体に向け最短距離で油を供給することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の構成において、
前記ノズルは、前記第１転動体列側と前記第２転動体列側との両方に前記ノズル孔を有していてもよい。

上記（３）の構成によれば、軸方向において第１転動体列と第２転動体列との間に配置されたノズルのノズル孔から、軸方向の一方（例えば第１端側）及び他方（例えば第２端側）に配置された各転動体列（第１転動体列及び第２転動体列）に向けて油を供給することができる。よって、複列軸受における各転動体列の転動体を円滑に潤滑することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（３）に記載の構成において、
前記第１転動体列側の前記ノズル孔の断面積が前記第２転動体列側の前記ノズル孔の断面積より大きくてもよい。

上記（４）の構成によれば、第１転動体列側のノズル孔は第２転動体列側のノズル孔よりも断面積が大きく形成されるから、径方向流路内を通って径方向内側に導かれた油は、第１転動体列に向けてより多く供給される。つまり、複列軸受を構成する複数の転動体列のそれぞれに向けて油を供給できることに加え、従来では油の供給が困難だった第１転動体列により多くの油を供給することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（４）の何れか一つに記載の構成において、
前記ノズル孔は、前記軸方向において、前記ノズルの先端部の外径の２０％以上の長さを有していてもよい。

上記（５）の構成によれば、ノズル孔が内輪及び外輪の軸方向においてノズルの先端部の外径の２０％以上の長さを有するから、該ノズル孔を通過する油に軸方向に沿って指向性を持たせることができる。つまり、ノズル孔を通過する油を上記内輪及び外輪の軸方向に沿うようにして該ノズル孔から射出することができるから、各転動体列を円滑に潤滑することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の何れか一つに記載の構成において、
前記複列軸受は、
前記外輪の周方向の異なる位置に各々配置された複数の前記ノズルを備えていてもよい。

上記（６）の構成によれば、複数のノズルにより、外輪の周方向における異なる複数の位置から転動体列に油を供給することができる。従って、例えば外輪の周方向の一箇所のみから油を供給する場合に比べて、周方向においてより均一に、且つ効率的に転動体を潤滑することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（６）の何れか一つに記載の構成において、
前記複列軸受は、
前記転動体に供給された油を排出するための排油ラインをさらに備え、
前記外輪は、
前記周方向の異なる位置に該外輪を径方向に貫通する複数の貫通孔と、
前記周方向において下端から中心角２０°以内に配置され、前記油を前記排油ラインに排出するための排油口と、を含み、
前記ノズルは、前記外輪の周方向において前記外輪の下端から中心角２０°以上に存在する少なくとも一つの前記貫通孔に配置されていてもよい。

上記（７）の構成によれば、外輪の周方向において下端から中心角２０°以上に存在する貫通孔に配置されたノズルから少なくとも第１転動体に向けて油が供給され、余剰の油は外輪の周方向において下端から中心角２０°以内に配置された排油口から排油ラインに排出される。つまり、外輪の周方向において、ノズルが設けられる位置と排油口が設けられる位置との間に所定の距離を確保することができるから、ノズルから供給された油が排油口から排出されるまでの間に転動体を円滑に潤滑することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）に記載の構成において、
前記排油口は、各々の前記転動体列に対して前記ノズルが配置された空間の反対側で前記外輪の周方向に連続して環状に形成された空間に連通するように設けられていてもよい。

上記（８）の構成によれば、ノズルから供給された油は、各々の転動体列に対してノズルが配置された空間の反対側で外輪の周方向に連続して環状に形成された空間に連通するように設けられた排油口から排出される。つまり、ノズルを介して第１転動体列と第２転動体列との間に供給された油は、排油口から排出される前に各転動体列を通過するから、転動体を確実に潤滑することができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（８）の何れか一つに記載の構成において、
前記ノズルは、当該ノズルを前記外輪に対して前記径方向の予め設定された位置に固定するための固定部材を含んでいてもよい。

上記（９）の構成によれば、固定部材により、外輪に対して径方向の予め設定された位置にノズルを固定することができる。従って、例えば、外輪に対するノズルの径方向位置を、転動体に最も効率的に給油可能な径方向位置にノズル孔が配置されるように設定することにより、転動体を円滑に潤滑することができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）に記載の構成において、
前記ノズルは、外周の少なくとも一部に雄ねじが形成され、
前記固定部材は、前記雄ねじに螺合する雌ねじを内周にそれぞれ有し前記外輪に螺着されるカラーと前記カラーより前記径方向外側において前記ノズルに螺着されるナットとを含んでいてもよい。

上記（１０）の構成によれば、ナットが螺着されたノズルを、外輪に螺着されたカラー内に螺合させることで当該ノズルが外輪に取り付けられる。その際、外輪に対して径方向の予め設定された位置に配置されるようにカラーを取り付けるとともに、該カラーに対して径方向の予め設定された位置に配置されるようにノズルを取り付け、所謂ダブルナットの要領でナットとカラーとを締結することにより、外輪に対して径方向の予め設定された位置にノズルを固定することができる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１０）の何れか一つに記載の構成において、
前記ノズルは、前記ノズル孔から吐出された前記油が該ノズルに対向する前記転動体の回転中心軸より径方向外側に向けて噴射されるように配置されていてもよい。

上記（１１）の構成によれば、ノズル孔から吐出された油が、該ノズルに対向する転動体の回転中心軸より径方向外側に向けて噴射されるから、内輪の外周面と外輪の内周面との両面に接する転動体の外周面に対して、より効率的に油を供給することができる。従って、転動体と内輪、又は、転動体と外輪との間にそれぞれ効率的に油膜を形成することができるから、転動体及びこれに接する内輪及び外輪の損傷をより効果的に抑制することができる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１１）の何れか一つに記載の構成において、
前記複列軸受は、
前記ノズルに前記油を供給するための給油ラインをさらに備えていてもよい。

上記（１２）の構成によれば、給油ラインを通ってノズルに油が供給され、当該供給された油がノズルを介して外輪の径方向外側から内側に案内され、ノズル孔から転動体に向けて吐出される。よって、例えば、少なくとも回転軸の回転時には給油ラインからノズルに絶えず油が供給されるように構成することで、転動体に常時、油を供給することができる。

（１３）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１２）の何れか一つに記載の構成において、
前記転動体は、円筒状、円錐状又は樽型のころ、若しくは、玉を含んでもよい。

上記（１３）の構成によれば、円筒状、円錐状又は樽型のころ、若しくは、玉を含む転動体を備えた複列軸受において、上記（１）〜（１２）の何れか一つで述べた効果を享受することができる。

（１４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１３）の何れか一つに記載の構成において、
前記ノズルは、
前記貫通孔内で前記外輪の前記径方向内側に係止される大径部と、
段部を介して前記大径部の前記径方向内側に延在する小径部と、を含んでもよい。

上記（１４）の構成によれば、外輪の貫通孔内で、ノズルの大径部が外輪の径方向内側に係止される。すなわち、大径部により、外輪に対してノズルを径方向の予め設定された位置に容易に位置決めすることができる。そして、例えば、外輪の径方向における段部から小径部の先端までの長さを適切に設定することにより、ノズル孔から転動体に対して効率的に油を供給することができる。

（１５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１４）の何れか一つに記載の構成において、
前記転動体のうち最も前記ノズル側の端部と前記外輪の内周面との距離Ｌ_１、前記外輪の内周面と前記内輪の外周面との距離Ｌ_２の場合に、前記外輪と前記内輪との間の空間に露出する前記小径部の前記径方向における長さＬが、Ｌ_１＜Ｌ＜Ｌ_２を満たしてもよい。

上記（１５）の構成によれば、外輪と内輪との間の空間に露出する小径部の径方向における長さＬが、転動体のうち最もノズル側の端部と外輪の内周面との距離Ｌ１より長く、且つ、外輪の内周面と内輪の外周面との距離Ｌ２よりも短く形成される。従って、ノズルを外輪に取り付けた際に、ノズルの先端すなわち小径部のうち上記外輪の径方向における最も内側の端部と内輪の外周面との干渉を容易且つ確実に防止することができる。また、ノズル孔から吐出した油を、転動体に確実に供給することができる。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、風力発電設備におけるドライブトレインの回転軸を支持する複列軸受において、相対的に高い位置に配置された転動体を円滑に潤滑することができる。

本開示の少なくとも一実施形態に係る複列軸受が適用される風力発電設備の構成例を示す概略図である。 一実施形態における風力発電設備の複列軸受で支持した回転軸の構成例を示す側断面図である。 一実施形態における複列軸受へのノズルからの給油状態を模式的に示す図である。 幾つかの実施形態におけるノズル孔の例を示す図である。 一実施形態におけるノズルを外輪に固定した状態を示す概略断面図である。 一実施形態におけるノズルの外形を例示的に示す斜視図である。 一実施形態におけるノズルの配置と給油ラインとを模式的に示す図である。 一実施形態におけるノズルの例を示す図である。 幾つかの実施形態に係る複列軸受における転動体の例を示す図である。

以下、添付図面に従って本発明の例示的な実施形態について説明する。ただし、以下に示す幾つかの実施形態に記載された構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

先ず、本開示の少なくとも一実施形態に係る複列軸受が適用される風力発電設備について説明する。
図１は本開示の少なくとも一実施形態における風力発電設備の構成例を示す概略図である。図２は一実施形態に風力発電設備の複列軸受で支持した回転軸の構成例を示す側断面図であり、ハブとロータとの取り合い部の構成例を示す概略図である。
図１及び図２に非限定的に例示するように、本開示の少なくとも一実施形態における風力発電設備（以下、風車１とする）は、少なくとも一の風車翼２及び該風車翼２が取り付けられるハブ３を含む風車ロータ４と、該風車ロータ４と一体回転可能に連結された回転軸５を介して風車ロータ４の回転エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を生成する発電機６と、回転軸受けとしての複列軸受１０を介して風車ロータ４を回転可能に支持するナセル７と、ナセル７を旋回可能に支持するタワー８と、タワー８が立設されるベース９と、を備えている。なお、風車ロータ４の回転エネルギーを発電機６に伝達するための動力伝達経路を構成する一連の構成は所謂風車１のドライブトレインを構成し得る。

回転軸５には、当該回転軸５の回転を増速して伝達する増速機（非表示）が接続されていてもよい。この増速機は、油圧ポンプ及び油圧モーターを含む油圧式の増速機であってもよいし、機械式（ギア式）の増速機であってもよい。なお、他の実施形態では、回転軸５が発電機６と直接接続されたダイレクトドライブ方式を採用してもよい。
なお、回転軸５は、風車１のドライブトレインに含まれ得る回転する種々の軸（例えば風車１の主軸を含む）であってもよい。

次に、本開示の少なくとも一実施形態に係る複列軸受１０について詳しく説明する。
本開示の少なくとも一実施形態に係る複列軸受１０は、風車１における回転軸５を支持する回転軸受けとして実装され得る。
図３に非限定的に例示する複列軸受（複列円すいころ軸受）１０は、回転軸５をラジアル方向とスラスト方向から支持するように構成される。この複列軸受１０は、内輪１２と、該内輪１２の径方向外側に配置された外輪１４と、内輪１２及び外輪１４の間に介在し、複列に配置された複数の転動体２０と、外輪１４を径方向Ｄに沿って貫通して配置されたノズル３０と、を備えている。

内輪１２は、複列円すいころ軸受１０のＸ軸方向視にて回転軸５の周囲を囲むように設けられた環状の部材であり、回転軸５と結合している。
外輪１４は、Ｘ軸方向視にて内輪１２の周囲を囲むように設けられた環状の部材であり、その内側に配置される転動体２０を介して内輪１２の外周をラジアル方向とスラスト方向から支持するようになっている。この外輪１４は、内輪１２と同心に配置され得る。
そして、内輪１２及び外輪１４をそれぞれ通る、複列円すいころ軸受１０のＸ軸方向は図１に示す様に、中心軸Ａに対して角度α傾斜している。この場合、水平方向（中心軸Ａ）に対するＸ軸方向の傾斜角度αは、例えば３〜１０°であってもよく、例えば５°であってもよい。

第１転動体列２０Ａは、第２転動体列２０Ｂよりも風車１の前方側に配置されており、第１転動体列２０Ａ及び第２転動体列２０Ｂ共に、内輪１２の外周に沿って周方向に間隔を隔てて配置された複数の転動体２０で構成されている。
各転動体列は、各々の転動体２０を周方向において一定の間隔に保持するための保持器２６によって連結されていてもよい。

図３の一実施形態におけるノズル３０は、Ｘ軸方向において第１転動体列２０Ａと第２転動体列２０Ｂとの間に設けられている。このノズル３０は、少なくとも前側に配置された転動体２０に向かって油４０を供給するように構成された少なくとも一つのノズル孔３２を含む。
つまり、ノズル３０は、そのノズル孔３２が軸方向Ｘにおいて第１転動体列２０Ａと第２転動体列２０Ｂとの間であって、且つ、内輪１２と外輪１４との間の第１空間６２に配置されるように設けられている。また、ノズル孔３２は、単に上記第１空間６２内に油４０を供給するだけでなく、第１空間６２内において油４０を吐出すると共に、吐出された油４０が少なくとも第１転動体列２０Ａに向かうようにして設けられている。

上記のようにノズル３０を設けた構成によれば、軸方向Ｘにおいて第１転動体列２０Ａと第２転動体列２０Ｂとの間に設けられたノズル３０のノズル孔３２から、少なくとも前側に配置された転動体２０に向けて油４０が供給される。つまり、第２転動体２４よりも相対的に高い位置に配置された第１転動体２２に向けて確実に油４０を供給することができる。よって、転動体２０に油４０を供給するためのノズル３０を具備しない従来の複列軸受に比べて、傾斜角度αのために相対的に高い位置側に配置された第１転動体列２０Ａを構成する複数の転動体２０（例えば第１転動体２２）に十分な量の油４０を供給することができるから、転動体２０を円滑に潤滑することができるのである。

ここで、本開示の上記構成によれば、風車１の回転軸５のように回転速度が比較的低速な回転軸であって、回転の勢いによっては複列軸受１０内に油４０を十分に飛散できない場合であっても、少なくとも転動体２０に油４０を行き渡らせてそれらの外周に効果的に油膜を形成することができる。

図４は幾つかの実施形態に係る複列軸受におけるノズル孔の例を示す図である。図５は一実施形態におけるノズルを外輪に固定した状態を示す概略断面図である。
図３、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）に例示するように、幾つかの実施形態において、ノズル３０は、径方向Ｄに沿う径方向流路３６を含み、ノズル孔３２は、径方向流路３６に連通するとともに平面視にてＸ軸方向に沿って存在してもよい。
この場合、径方向流路３６は、ノズル３０の長手方向に沿って該ノズル３０の一端から他端の近傍にかけてノズル３０の内部に形成され得る（図３及び図４参照）。

このように径方向Ｄに沿う径方向流路３６と平面視にてＸ軸方向に沿うノズル孔３２とを含む構成によれば、外輪１４の径方向外側からノズル３０に供給された油４０は、径方向流路３６内を上記径方向Ｄの内側に向かって案内された後、平面視にて内輪１２及び外輪１４の中心軸（Ｘ軸方向）に沿って存在するノズル孔３２を通って転動体２０に供給される。よって、Ｘ軸方向において第１転動体列２０Ａと第２転動体列２０Ｂとの間に配置されたノズル３０のノズル孔３２から、転動体２０に向け最短距離で油４０を供給することができる。
なお、図５及び図６に示す様に、ノズル孔３２の向きをＸ軸方向に合わせる際、例えば、外輪１４に取り付けられた際に該外輪１４の径方向Ｄ外側に露出するノズル３０の一端に、ノズル孔３２の向きと一致するようにして予め罫書き線３８等の指標を設けるとともに、外輪１４の外周面１４ＡにＸ軸方向を示す指標を設け、これらの指標同士が合致するようにしてノズル３０を外輪１４に固定することでノズル孔３２の向きをＸ軸方向に合わせることができる。

なお、ノズル孔３２は、ノズル３０が外輪１４に取り付けられた状態における側面視にて、回転軸５のＸ軸方向に沿うようにして、径方向Ｄと直交する方向に沿って形成されていてもよい。また、ノズル孔３２は、上記側面視にてＸ軸方向よりも上方に向けて各転動体２０に油４０を供給するように形成されていてもよい。

幾つかの実施形態において、ノズル３０は、第１転動体列２０Ａ側と第２転動体列２０Ｂ側との両方にノズル孔３２を有していてもよい。
この場合、第１転動体列２０Ａ側と第２転動体列２０Ｂ側とに向けてそれぞれ一つずつノズル孔３２を有していてもよい（例えば図４（ｂ）及び図４（ｃ）参照）。その際、各ノズル孔３２が、平面視にてＸ軸方向に沿うように設けられていてもよい。また、第１転動体列２０Ａ側と第２転動体列２０Ｂ側とに向けてそれぞれ複数（例えば図４（ｄ）に非限定的に示す例では２つずつ）のノズル孔３２を有していてもよい。

このように第１転動体列２０Ａ側と第２転動体列２０Ｂ側との両方にノズル孔３２を有する構成によれば、Ｘ軸方向において第１転動体列２０Ａと第２転動体列２０Ｂとの間に配置されたノズル３０のノズル孔３２から、Ｘ軸方向の一方に配置された転動体列２０（第１転動体列２０Ａ）と他方に配置された転動体列２０（第２転動体列２０Ｂ）とに向けて油４０を供給することができる。よって、複列軸受１０における各転動体列２０の転動体２０を円滑に潤滑することができる。

幾つかの実施形態では、上記何れかに記載の構成において、第１転動体列２０Ａ側のノズル孔３２の断面積が第２転動体列２０Ｂ側のノズル孔３２の断面積より大きくてもよい。
つまり、ノズル３０は、例えば図４（ｃ）に非限定的に例示するように、風車１の前側すなわち相対的に上方側に配置された転動体２０に向けて油４０を供給するノズル孔３２の流路断面積が、下方側に配置された転動体２０に向けて油４０を供給するノズル孔３２の流路断面積より大きく形成されていてもよい。

このように、第１転動体列２０Ａ側のノズル孔３２が第２転動体列２０Ｂ側のノズル孔３２よりも断面積が大きく形成された構成によれば、径方向流路３６内を通って径方向Ｄ内側に導かれた油４０は、第１転動体列２０Ａに向けてより多く供給される（例えば図４参照）。つまり、複列軸受１０を構成する複数の転動体列２０のそれぞれに向けて油４０を供給できることに加え、従来では油４０の供給が困難だった第１転動体列２０Ａに向けてより多くの油４０を供給することができる。よって、風車１のドライブトレインの回転軸５を支持する複列軸受１０において、相対的に高い位置に配置された転動体２０（より詳細には転動体２０）を円滑に潤滑することができる。
なお、各ノズル孔３２は、各々の流路断面積が同じ大きさに形成されていてもよい。

幾つかの実施形態では、上記の何れかに記載の構成において、ノズル孔３２は、Ｘ軸方向において、ノズル３０の先端部３０Ｆの外径ｄの２０％以上の長さを有していてもよい（例えば図４（ａ）参照）。
このように構成すれば、ノズル孔３２が内輪１２及び外輪１４のＸ軸方向においてノズル３０の先端部３０Ｆ（図５参照）の外径ｄの２０％以上の長さを有するから、該ノズル孔３２を通過する油４０に指向性を持たせることができる。つまり、ノズル孔３２を通過する油４０を該ノズル孔３２から射出することができるから、各転動体列２０を円滑に潤滑することができる。

図７は一実施形態におけるノズルの配置と給油ラインとを模式的に示す図である。
図７に非限定的に例示するように、幾つかの実施形態において、複列軸受１０は、外輪１４の周方向Ｒの異なる位置に各々配置された複数のノズル３０を備えていてもよい。
この場合、各ノズル３０は、例えば複列軸受１０の最上部と最下部とを通る平面を境に対称な周方向位置に配置されていてもよい。また、各ノズル３０は、周方向において等間隔に配置されていてもよい。

このように外輪１４の周方向Ｒの異なる位置に複数のノズル３０を備えた構成によれば、複数のノズル３０により、外輪１４の周方向における異なる複数の位置から転動体列２０に油４０を供給することができる。従って、例えば外輪１４の周方向の一箇所のみから油４０を供給する場合に比べて、周方向においてより均一に、且つ効率的に転動体２０を潤滑することができる。

幾つかの実施形態では、上記何れかに記載の構成において、複列軸受１０は、ノズル３０に油４０を供給するための給油ライン５２をさらに備えていてもよい（図７参照）。
給油ライン５２は、例えば、図示しないオイルタンクなどに貯留されたオイルを給油ポンプ５８で昇圧し、配管又はホース等の流路を介してノズル３０に油４０を供給するように構成され得る。また、複数のノズル３０に油４０を供給する場合、給油ライン５２は、給油ポンプ５８で昇圧された油４０を複数の流路に分岐するためのマニホールドブロック５６や、該マニホールドブロック５６から各ノズル３０に油４０を輸送するための複数の給油経路を備えていてもよい。

このように給油ライン５２を備えた構成によれば、給油ライン５２を通ってノズル３０に油４０が供給され、供給された当該油４０がノズル３０を介して外輪１４の径方向外側から内側に案内され、ノズル孔３２から転動体２０に向けて吐出される。よって、例えば、回転軸の回転時には給油ライン５２からノズル３０に絶えず油が供給されるように構成することで、転動体２０に常時、油４０を供給することができる。

幾つかの実施形態において、複列軸受１０は、転動体２０に供給された油４０を排出するための排油ライン５４（図７参照）をさらに備えていてもよい。
排油ライン５４は、複列軸受１０から排出された油４０を回収し、各種配管等の流路、フィルタ、熱交換器（冷却器）及びオイルタンク等（以上図示していない）を経由して上記給油ライン５２に油４０を還流させる。
一方、外輪１４は、例えば図３及び図５に非限定的に例示するように、周方向の異なる位置に該外輪１４を径方向Ｄに貫通する複数の貫通孔１６を含んでいてもよく、周方向において下端から中心角２０°以内においては、油４０を排油ライン５４に排出するための排油口１８と、を含んでいてもよい。
貫通孔１６は、Ｘ軸方向において第１転動体列２０Ａと第２転動体列２０Ｂとの間に形成され得る。
そして、このように外輪１４が複数の貫通孔１６を有する場合、ノズル３０は、外輪１４の周方向において外輪１４の下端から中心角２０°以上に存在する少なくとも一つの貫通孔１６に配置されていてもよい。

このように、外輪１４の周方向において下端から中心角２０°以上に存在する貫通孔１６に配置されたノズル３０から少なくとも転動体２０に向けて油４０を供給し、余剰の油４０を外輪１４の周方向において下端から中心角２０°以内に配置された排油口１８から排油ライン５４に排出する構成によれば、外輪１４の周方向において、ノズル３０が設けられる位置と排油口１８が設けられる位置との間に所定の距離を確保することができるから、ノズル３０から供給された油４０が排油口１８から排出されるまでの間に転動体２０を円滑に潤滑することができる。
なお、周方向において例えば最上部に貫通孔１６を設ける場合、この最上部の貫通孔１６を通気用の所謂エアブリーザーとして用いてもよいし、最上部の貫通孔１６に給油用のノズル３０を配置してもよい。

幾つかの実施形態において、排油口１８は、各々の転動体列２０に対してノズル３０が配置された空間（第１空間６２）の反対側で外輪１４の周方向に連続して環状に形成された空間（第２空間６４）に連通するように設けられていてもよい（図５参照）。
上記第１空間６２は、径方向Ｄにおける内輪１２と外輪１４との間であって、且つ、Ｘ軸方向における第１転動体列２０Ａと第２転動体列２０Ｂとの間において、周方向に沿って環状に形成され得る。
上記第２空間６４は、Ｘ軸方向における第１転動体列２０Ａの前側（ハブ３側）と、Ｘ軸方向における第２転動体列２０Ｂの後側（回転軸側）とに形成され得る。排油口１８は、ハブ３側に形成される第２空間６４又は回転軸側に形成される第２空間６４のどちらに設けられてもよいが、例えば、傾斜した中心軸（Ｘ軸方向）においてより下方側に形成される第２空間６４に連通するようにして設けられてもよい。

このように排油口１８が第２空間６４に連通する構成によれば、ノズル３０から供給された油４０は、各々の転動体列２０に対してノズル３０が配置された第１空間６２の反対側で外輪１４の周方向Ｒに連続して環状に形成された第２空間６４に連通するように設けられた排油口１８から排出される。つまり、ノズル３０を介して第１転動体列２０Ａと第２転動体列２０Ｂとの間に供給された油４０は、排油口１８から排出される前に各転動体列２０を通過するから、転動体２０を確実に潤滑することができる。

図６は一実施形態におけるノズルの外形を例示的に示す斜視図である。
図３、図５及び図６に非限定的に例示するように、幾つかの実施形態において、ノズル３０は、当該ノズル３０を外輪１４に対して径方向Ｄの予め設定された位置に固定するための固定部材３４を含んでいてもよい。

このようにノズル３０が固定部材３４を含む構成によれば、固定部材３４により、外輪１４に対して径方向Ｄの予め設定された位置にノズル３０を固定することができる。従って、例えば、外輪１４に対するノズル３０の径方向位置を、転動体２０に最も効率的に給油可能な径方向位置にノズル孔３２が配置されるように設定することにより、転動体２０を円滑に潤滑することができる。

幾つかの実施形態において、ノズル３０は、例えば図５及び図６に非限定的に例示するように、外周の少なくとも一部に雄ねじ３０Ｄが形成されていてもよい。
そして、固定部材３４は、雄ねじ３０Ｄに螺合する雌ねじ（図示省略）を内周にそれぞれ有し外輪１４に螺着されるカラー３４Ａと該カラー３４Ａより径方向Ｄの外側においてノズル３０に螺着されるナット３４Ｂとを含んでいてもよい。

このように雄ねじ３０Ｄ、カラー３４Ａ及びナット３４Ｂを含む構成によれば、ナット３４Ｂが螺着されたノズル３０を、外輪１４に螺着されたカラー３４Ａ内に螺合させることで当該ノズル３０が外輪１４に取り付けられる。その際、外輪１４に対して径方向Ｄの予め設定された位置に配置されるようにカラー３４Ａを取り付けるとともに、該カラー３４Ａに対して径方向Ｄの予め設定された位置に配置されるようにノズル３０を取り付け、所謂ダブルナットの要領でナット３４Ｂとカラー３４Ａとを締結することにより、外輪１４に対して径方向Ｄの予め設定された位置にノズル３０を固定することができる。

幾つかの実施形態では、上記何れかに記載の構成において、ノズル３０は、貫通孔１６内で外輪１４の径方向内側に係止される大径部３０Ａと、段部３０Ｃを介して大径部３０Ａの径方向内側に延在する小径部３０Ｂと、を含んでいてもよい。

このようにノズル３０が大径部３０Ａと小径部３０Ｂとを含む構成によれば、外輪１４の貫通孔１６内で、ノズル３０の大径部３０Ａが外輪１４の径方向内側に係止される。すなわち、大径部３０Ａにより、外輪１４に対してノズル３０を径方向の予め設定された位置に容易に位置決めすることができる。そして、例えば、外輪１４の径方向Ｄにおける段部３０Ｃから小径部３０Ｂの先端（先端部３０Ｆ）までの長さを適切に設定することにより、ノズル孔３２から転動体２０に対して効率的に油４０を供給することができる。

図８は一実施形態におけるノズルの例を示す図である。
図８に非限定的に例示するように、幾つかの実施形態では、上記何れかの構成において、転動体２０のうち最もノズル３０側の端部Ｅと外輪１４の内周面１４Ｂ（図９（ｅ）参照）との距離をＬ１、外輪１４の内周面１４Ｂと内輪１２の外周面１２Ａとの距離をＬ２とした場合に、外輪１４と内輪１２との間の空間に露出する小径部３０Ｂの上記径方向Ｄにおける長さＬが、Ｌ１＜Ｌ＜Ｌ２を満たしてもよい。

このように、外輪１４と内輪１２との間の空間に露出する小径部３０Ｂの径方向Ｄにおける長さＬが、転動体２０のうち最もノズル３０側の端部Ｅと外輪１４の内周面１４Ｂとの距離Ｌ１より長く、且つ、外輪１４の内周面１４Ｂと内輪１２の外周面１２Ａとの距離Ｌ２よりも短く形成される構成によれば、ノズル３０を外輪１４に取り付けた際に、ノズル３０の先端すなわち小径部３０Ｂのうち上記外輪１４の径方向Ｄにおける最も内側の端部（先端部３０Ｆ）と内輪１２の外周面１２Ａとの干渉を容易且つ確実に防止することができる。また、ノズル孔３２から吐出した油４０を、転動体２０に確実に供給することができる。

幾つかの実施形態において、ノズル３０は、ノズル孔３２から吐出された油４０が該ノズル３０に対向する転動体２０の回転中心軸Ｂより径方向外側に向けて噴射されるように配置されていてもよい（例えば図４及び図５参照）。

このようにノズル孔３２から吐出された油４０が、該ノズル３０に対向する転動体２０の回転中心軸Ｂより径方向外側に向けて噴射される構成によれば、内輪１２の外周面１２Ａと外輪１４の内周面１４Ｂとの両面に接する転動体２０の外周面に対して、より効率的に油４０を供給することができる。従って、転動体２０と内輪１２、又は、転動体２０と外輪１４との間にそれぞれ効率的に油膜を形成することができるから、転動体２０及びこれに接する内輪１２及び外輪１４の損傷をより効果的に抑制することができる。

図９は幾つか実施形態に係る複列軸受における転動体の例を示す図である。
幾つかの実施形態において、転動体２０は、円筒状、円錐状又は樽型のころ２２、若しくは、玉２１を含んでもよい。
ここで、複列軸受１０は、転がり軸受のうち、主に径方向から回転軸を支持するラジアル軸受であればよく、種々の軸受けを適用し得る。例えば、複列軸受１０は、転動体２０に「玉（ボール）２１」を用いたラジアル玉軸受（図９（ａ）〜図９（ｃ）参照）であってもよい。この場合、深溝玉軸受（図９（ａ）参照）やアンギュラ玉軸受（図９（ｂ）参照）、或いは、自動調心玉軸受（図９（ｃ）参照）を適用し得る。或いは、複列軸受１０は、転動体２０に「ころ２２」を用いたラジアルころ軸受（図９（ｄ）〜図９（ｇ）参照）であってもよい。ラジアルころ軸受を適用する場合、例えば、転動体２０が円筒状（円筒ころ軸受：図９（ｄ）参照）であってもよいし、転動体２０が樽型（円筒ころ軸受：図９（ｇ）参照）であってもよいし、転動体２０が針状（針状ころ軸受：図示略）であってもよいし、転動体２０が円錐台状（円錐ころ軸受：図９（ｅ）参照）であってもよいし、自動調心ころ軸受（図９（ｇ）参照）であってもよい。

このように転動体２０が円筒状、円錐状又は樽型のころ２２、若しくは、玉２１を含む構成によれば、円筒状、円錐状又は樽型のころ２２、若しくは、玉２１を含む転動体２０を備えた複列軸受１０において、本開示の何れかで述べる効果を享受することができる。

以上説明した本開示の少なくとも一実施形態によれば、相対的に高い位置側に配置された第１転動体列２０Ａを構成する複数の転動体２０（例えば転動体２０）を円滑に潤滑することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変更を加えた形態や、これらの形態を組み合わせた形態も含む。

１ 風車（風力発電設備）
２ 風車翼
２Ａ 翼根部
３ ハブ
４ 風車ロータ
５ 回転軸
６ 発電機
７ ナセル
８ タワー
９ ベース
１０ 複列軸受（回転軸受け）
１２ 内輪
１２Ａ 外周面
１４ 外輪
１４Ａ 外周面
１４Ｂ 内周面
１６ 貫通孔
１８ 排油口
２０ 転動体
２０Ａ 第１転動体列
２０Ｂ 第２転動体列
２１ ボール
２２ ころ
２６ 保持器
３０ ノズル
３０Ａ 大径部
３０Ｂ 小径部
３０Ｃ 段部
３０Ｄ 雄ねじ（ねじ）
３０Ｆ 先端部
３２ ノズル孔
３４ 固定部材
３４Ａ カラー
３４Ｂ ナット
３６ 径方向流路
３８ 罫書き線（指標）
４０ 油
５２ 給油ライン
５４ 排油ライン
５６ マニホールドブロック
５８ 給油ポンプ
６２ 第１空間
６４ 第２空間
Ａ 水平面に並行で、Ｘ軸を真上から投影した軸
Ｄ 径方向
Ｘ 軸方向（外輪及び内輪の中心軸）

Claims (15)

1. 風力発電設備におけるドライブトレインの回転軸を支持する複列軸受であって、
   内輪と、
   前記内輪の径方向外側に配置された外輪と、
   前記内輪及び前記外輪の間に介在し、複列に配置された複数の転動体と、
   前記外輪を前記径方向に沿って貫通して配置されたノズルと、を備え、
   前記複数の転動体は、
   前記複列軸受の軸方向における第１端側にて第１転動体列を形成する複数の第１転動体と、
   前記複列軸受の軸方向における第２端側にて第２転動体列を形成する複数の第２転動体と、を含み、
   前記内輪及び前記外輪は、それぞれ、前記第１端から前記第２端に向かって下方にずれるように水平方向に対して傾斜した中心軸を有し、
   前記ノズルは、前記軸方向において前記第１転動体列と前記第２転動体列との間に設けられ、少なくとも前記第１転動体に向かって油を供給するように構成された少なくとも一つのノズル孔を含む
   複列軸受。
2. 前記ノズルは、前記径方向に沿う径方向流路を含み、
   前記ノズル孔は、前記径方向流路に連通するとともに平面視にて前記軸方向に沿って存在する
   請求項１に記載の複列軸受。
3. 前記ノズルは、前記第１転動体列側と前記第２転動体列側との両方に前記ノズル孔を有する
   請求項１又は２に記載の複列軸受。
4. 前記第１転動体列側の前記ノズル孔の断面積が前記第２転動体列側の前記ノズル孔の断面積より大きい
   請求項３に記載の複列軸受。
5. 前記ノズル孔は、前記軸方向において、前記ノズルの先端部の外径の２０％以上の長さを有する
   請求項１〜４の何れか一項に記載の複列軸受。
6. 前記外輪の周方向の異なる位置に各々配置された複数の前記ノズルを備えた
   請求項１〜５の何れか一項に記載の複列軸受。
7. 前記転動体に供給された油を排出するための排油ラインをさらに備え、
   前記外輪は、
   前記周方向の異なる位置に該外輪を径方向に貫通する複数の貫通孔と、
   前記周方向において下端から中心角２０°以内に配置され、前記油を前記排油ラインに排出するための排油口と、を含み、
   前記ノズルは、前記外輪の周方向において前記外輪の下端から中心角２０°以上に存在する少なくとも一つの前記貫通孔に配置されている
   請求項１〜６の何れか一項に記載の複列軸受。
8. 前記排油口は、各々の前記転動体列に対して前記ノズルが配置された空間の反対側で前記外輪の周方向に連続して環状に形成された空間に連通するように設けられている
   請求項７に記載の複列軸受。
9. 前記ノズルは、当該ノズルを前記外輪に対して前記径方向の予め設定された位置に固定するための固定部材を含む
   請求項１〜８の何れか一項に記載の複列軸受。
10. 前記ノズルは、外周の少なくとも一部に雄ねじが形成され、
    前記固定部材は、前記雄ねじに螺合する雌ねじを内周にそれぞれ有し前記外輪に螺着されるカラーと前記カラーより前記径方向外側において前記ノズルに螺着されるナットとを含む
    請求項９に記載の複列軸受。
11. 前記ノズルは、前記ノズル孔から吐出された前記油が該ノズルに対向する前記転動体の回転中心軸より径方向外側に向けて噴射されるように配置される
    請求項１〜１０の何れか一項に記載の複列軸受。
12. 前記ノズルに前記油を供給するための給油ラインをさらに備えた
    請求項１〜１１の何れか一項に記載の複列軸受。
13. 前記転動体は、円筒状、円錐状又は樽型のころ、若しくは、玉を含む
    請求項１〜１２の何れか一項に記載の複列軸受。
14. 前記ノズルは、
    前記貫通孔内で前記外輪の前記径方向内側に係止される大径部と、
    段部を介して前記大径部の前記径方向内側に延在する小径部と、を含む
    請求項１〜１３の何れか一項に記載の複列軸受。
15. 前記転動体のうち最も前記ノズル側の端部と前記外輪の内周面との距離Ｌ_１、前記外輪の内周面と前記内輪の外周面との距離Ｌ_２の場合に、前記外輪と前記内輪との間の空間に露出する前記小径部の前記径方向における長さＬが、Ｌ_１＜Ｌ＜Ｌ_２を満たす
    請求項１〜１４の何れか一項に記載の複列軸受。

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