JP3040672B2 - 風車発電機用動翼軸受シール装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は風を受けて回転する風車
発電機用動翼の支持軸受部の雨滴侵入防止用シール装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に風車構造、図７に従来の風車発電
機用動翼支持軸受部の構造を示す。図６において、動翼
１は風を受けてＮ方向に回転し、この回転は回転軸２を
介して本体３に内蔵された増速機、発電機に伝達され、
電力を生み出す。

【０００３】動翼１は風向次第で翼角度を変えられる構
造となっており、動翼軸１ａが動翼支持軸受部４で支持
され図中のＭ方向に揺動する。

【０００４】図７は、従来の動翼支持軸受部の構造を示
し、図において動翼軸１ａは動翼支持軸受部４の軸受５
および軸受６で支持されており、図示していない機構に
より図示Ｍ方向に揺動する。

【０００５】そして軸受５はグリース潤滑されており、
グリースの洩漏防止のため上下にシール７及び８が設置
されている。

【０００６】さらに、シール７はカバー９により固定さ
れ、かつ動翼１の外周との間に漏れ防止に必要な緊迫力
を与えられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで前述のような
従来の風車発電機用動翼の支持軸受部構造においては、
以下に示す各種不具合点が存在する。

【０００８】１．シール７の外方は大気にさらされてお
り、風車が停止中に雨天となった場合、動翼１に付着し
た雨滴は動翼軸１ａを伝わってシール７の上方に溜ま
る。

【０００９】２．シール７が健全であれば雨滴は軸受５
の方向には侵入しない。しかし、動翼１は稼動中は常に
Ｍ方向の揺動を繰返すため、動翼１の外周と摺接してい
るシール７の内周面は摩耗は不可避である。摩耗が大き
くなると雨滴が侵入するようになる。また稼動中は軸受
５を潤滑しているグリースはシール７から外方へ漏出す
ることになる。

【００１０】３．雨滴が軸受５のグリース中に侵入する
ことにより、グリースは乳化し、稼動中には乳化したグ
リースがシール７から漏出するため、軸受５を潤滑する
グリース量は減少し、潤滑剤不足の状態となる。

【００１１】４．潤滑剤不足の結果、軸受の異常摩耗、
およびＭ方向の揺動運動不可の状態となり、正常な稼動
が出来なくなる。

【００１２】本発明は上記各不具合点を解消した新たな
風車発電機用動翼軸受シール装置を提供することを目的
としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の構成として本発明の風車発電機用動翼軸受シール装置
は、動翼軸が動翼支持軸受部の軸受に支承されて回動す
る風車発電機用動翼装置において、前記動翼軸周りに直
角方向につば状のシール板を張り出し固着し、該シール
板と動翼軸間にすき間を埋めるシール手段を設けると共
に、前記動翼支持軸受部の上端には、前記シール板下面
との間に相互にラビリンス部を形成したカバーを設け、
さらに、前記軸受の上下には、動翼支持軸受部を貫通す
るグリース供給孔を連通するとともに、該グリース供給
孔のそれぞれの外側に適宜シール手段を配設したことを
特徴としている。

【００１４】また、動翼軸が動翼支持軸受部の軸受に支
承されて回動する風車発電機用動翼装置において、前記
動翼軸周りに直角方向につば状のシール板を張り出し固
着し、該シール板と動翼軸間にすき間を埋めるシール手
段を設けると共に、前記動翼支持軸受部の上端部に、前
記シール板の下面との間の僅かなすき間をへだててシー
ル装着板を対向配設し、該シール装着板の、前記シール
板に対面する側にＯリング嵌入用溝を穿設し、該溝内に
装着したＯリングをシール装着板の外部より分割リング
を介して押圧するよう構成することも効果的である。

【００１５】

【作用】上記のように構成した本発明においては、動翼
軸から直角方向に張り出したシール板の下面と、軸受部
の上面とがラビリンス構造、又はＯリングの加圧手段と
から形成されたシール機構となったので、雨滴が侵入し
にくく、かつ、軸受部に達するすきまの距離も長く、し
かも屈曲していてさらに雨滴の侵入が防げる。

【００１６】しかもグリース供給孔より供給されたグリ
ースが軸受の上下より洩れるのを防止するシール手段も
設けられているので、軸受の潤滑も十分に果たせる。

【００１７】

【実施例】以下図面により本発明の実施例について説明
する。図１はシール機構をラビリンス構造とした請求項
１記載の発明の実施例で、ラビリンス材として銅合金と
鋼、および鋼同志を組合せた場合の例を示す。

【００１８】図において、動翼軸１ａは動翼支持軸受部
４の軸受５により支承されて回動する。その回動作用は
図７に示す従来装置同様に矢印Ｍ方向の揺動である。

【００１９】動翼支持軸受部４の端面にはカバー９が設
けられ、該カバー９の外方（上面）にはシール板１１が
対面して動翼軸１ａに焼ばめ等で取り付けられており、
該シール板１１と、動翼軸１ａとはＯリング１２により
シールされている。

【００２０】またシール板１１の片側（図の下面側）の
端面にはラビリンス部１３が設けられており、カバー９
の片側（図の上面側）に設けられたラビリンス部１４と
の間に微小な隙間を形成している。

【００２１】そしてラビリンス部１３およびラビリンス
部１４との開口部は動翼支持軸受部４の外周方向に位置
している。

【００２２】図１に示すラビリンス材が銅合金、鋼の場
合は、両ラビリンス部１３，１４は非接触とする。

【００２３】なお軸受５へのグリースの供給は、動翼支
持軸受部４に穿設した各グリース供給孔１５より行なわ
れる。また７はＯリング、８はシールである。

【００２４】図２は図１の場合と同様にシール機構がラ
ビリンス構造の場合の別の例を示すもので、本例では、
カバー９に樹脂板１６を固着させ該樹脂板１６にラビリ
ンス部１４を設けている。

【００２５】そして最外周のラビリンス部は相手ラビリ
ンス部とのすきまがほとんど零となるように設置してあ
る。その他の構成は図１の場合と同様である。

【００２６】鋼製ラビリンスの相手ラビリンス材として
は、軸傾きを生じて接触した場合に大きい面圧が負荷さ
れても 焼付きを生じ難く、なおかつ 摩耗を生じ易く 微小摺動してもフレッチングで大きい損傷に至らない 上記〜の性質を満足するものとして樹脂材が最適で
ある。

【００２７】又、鋼同志のとも金ではすぐに焼付きに至
り易く、固着しやすくなるためそれを防止する摺動材料
として軸受等で用いられている銅合金とする。

【００２８】さらに、図３は同様にシール機構としてラ
ビリンス構造を採用したさらに別の例で、本例では、カ
バー９のラビリンス部１４に樹脂コーティング１７を施
しており、最外周のラビリンス部は相手ラビリンスとす
きまがほとんど零となるよう設置してある。その他の構
造は図１、図２の場合と同様である。

【００２９】つぎに本発明の別の実施例としてＯリング
を押圧してシール機能をコントロールする手段を設けた
請求項２記載の発明の実施例を図４及び図５に示す。図
４は側断面図、図５は図４の縦断正面図である。

【００３０】図４、図５において、動翼軸１ａの外周に
真角方向につば状に張り出したシール板２１を焼ばめ等
で固着し、動翼軸１ａの外周面との間はＯリング１２で
シールしておく。

【００３１】動翼支持軸受部４の上端面にはシール装着
板２０がねじ２６で固着されていて、シール板２１の下
面とシール装着板２０の上面とはわずかな隙間で対面し
ている。

【００３２】シール装着板２０の上面側には、溝２７が
設けられ、溝２７内にＯリング２２と、Ｏリング２２の
外周に分割された分割リング２３とが嵌め込まれてい
る。

【００３３】分割リング２３は、シール装着板２１の外
周面からねじ２４で押圧すると、Ｏリング２２が変形し
てシール板２１下面とシール装着板２１の上面との間で
シールされると共に、一定の荷重を与えられた状態で摺
動する。

【００３４】ナット２５はねじ２４のゆるみ防止用であ
る。

【００３５】以上本発明の実施例につき縷々説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものでなく本発明
技術思想の範囲内において種々設計変更が可能であり、
それらは何れも本発明の技術的範囲に属する。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば次のよ
うな効果を奏する。

【００３７】（１）図１に示す構成を採用する場合、ラ
ビリンスの開口部が動翼を伝わった雨滴が直接流れ込む
位置にないため、雨滴の侵入は大きく減少できる。また
ラビリンス部は非接触であるため動力損失はなく、摩耗
も生じず、シール性能を維持でき、その結果軸受５に供
給されたグリースの乳化などの劣化もなく、軸受の摩
耗、損傷を防止できる。

【００３８】（２）図２に示す構成の場合、最外周のラ
ビリンス部のすきまをほとんど零とすることにより図１
の場合より雨滴の侵入防止効果は大となる。また片方の
ラビリンス部の材料として樹脂を用いることにより相手
ラビリンスと接触し、摺接しても焼付きなどの損傷は生
じず、摩擦係数も低いことより摩擦トルクも低く動翼は
スムーズに揺動させることができる。

【００３９】（３）図３に示す構成の場合の効果は図２
の場合とほぼ同様であるが、樹脂コーティングとするこ
とにより低コストとなる。

【００４０】（４）図４の構成を採用した場合も、雨滴
侵入防止用シールの開口部を動翼軸外周面からはなれた
外周側に設けたので動翼を伝わって来る雨滴の直接の流
れ込みが防止できる。そして、Ｏリングと分割リングと
を併用したことにより、組立て誤差に基づく過大な緊迫
力、あるいは過少な緊迫力となることが防止でき、Ｏリ
ングの寿命延長がはかられ、またシール作用は確実とな
る。さらに、たとえＯリングが摩耗しても分割リング板
をさらに押し込むことによりシール寿命は長く維持でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシール機構をラビリンス構造とした動
翼支持軸受部の実施例のシール部の断面図である。

【図２】図１の別の実施例のシール部の断面図である。

【図３】図１のさらに別の実施例のシール部の断面図で
ある。

【図４】本発明のシール機構としてＯリングを押圧して
シール機能をコントロールする手段を設けた実施例のシ
ール部の側断面図である。

【図５】図４の縦断正面図である。

【図６】従来の風車を示す概略図である。

【図７】従来の動翼支持軸受部の断面図である。

【符号の説明】

１ 動翼 １ａ 動翼軸 ２ 回転軸 ３ 本体 ４ 動翼支持軸受部 ５，６ 軸受 ７，１２ Ｏリング ８ シール ９ カバー １１ シール板 １３，１４ ラビリンス部 １５ グリース供給孔 １６ 樹脂板 １７ 樹脂コーティング ２０ シール装着板 ２１ シール板 ２２ Ｏリング ２３ 分割リング ２４，２６ ねじ ２７ 溝 Ｍ 動翼の揺動方向 Ｎ 動翼の回転方向

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16C 33/74 F16J 15/447

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動翼軸が動翼支持軸受部の軸受に支承さ
   れて回動する風車発電機用動翼装置において、前記動翼
   軸周りに直角方向につば状のシール板を張り出し固着
   し、該シール板と動翼軸間にすき間を埋めるシール手段
   を設けると共に、前記動翼支持軸受部の上端には、前記
   シール板下面との間に相互にラビリンス部を形成したカ
   バーを設け、さらに、前記軸受の上下には、動翼支持軸
   受部を貫通するグリース供給孔を連通するとともに、該
   グリース供給孔のそれぞれの外側に適宜シール手段を配
   設したことを特徴とする風車発電機用動翼軸受シール装
   置。
2. 【請求項２】 動翼軸が動翼支持軸受部の軸受に支承さ
   れて回動する風車発電機用動翼装置において、前記動翼
   軸周りに直角方向につば状のシール板を張り出し固着
   し、該シール板と動翼軸間にすき間を埋めるシール手段
   を設けると共に、前記動翼支持軸受部の上端部に、前記
   シール板の下面との間の僅かなすき間をへだててシール
   装着板を対向配設し、該シール装着板の、前記シール板
   に対面する側にＯリング嵌入用溝を穿設し、該溝内に装
   着したＯリングをシール装着板の外部より分割リングを
   介して押圧するよう構成したことを特徴とする風車発電
   機用動翼軸受シール装置。