JP3230920U - ベアリング抜き出し治具 - Google Patents

Abstract

【課題】狭小スペース内であっても、被装着物から短時間で容易にベアリングを抜き出すことができるベアリング抜き出し治具を提供する。【解決手段】ベアリング抜き出し治具１は、伸縮体１０、第１のプレート２０、第２のプレート３０、係合ロッド４０、及び支持ロッド６０から構成される。ベアリング８０が支持する主軸５０の分割面に第２のプレートを当接し、係合ロッドの係合片をベアリングの内輪８１の溝部に係合させる。伸縮体はシリンダ１１内にピストンロッドが収納されており、作動油を注入することでシリンダからピストンロッドが徐々に突き出される。ピストンロッドの突き出し量が大きくなるにつれて、増速機７０からベアリングが徐々に抜き出される。【選択図】図１

Description

本考案は、ベアリング抜き出し治具に関する。詳しくは、省スペース内であっても、被装着物から短時間で容易にベアリングを抜き出すことができるベアリング抜き出し治具に係るものである。

近年、地球環境への配慮から、クリーンエネルギーを利用した発電装置への関心が高まってきている。このような発電装置の一つとして、風力発電装置が挙げられる。風力発電装置は、風速によりブレードを回転させ、ブレードの回転によって得られる回転エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。

風力発電装置の構成としては、主にブレード、ブレードの回転を伝達する主軸、主軸の回転速度を高めるための増速機、回転速度を制御するブレーキ装置、さらには回転力を電気に変換するための発電機といった複数の機器から構成されている。そして、風力発電装置の稼働率を向上するうえでも、これら各機器が常に正常に動作するように、定期的なメンテナンスを行うことが非常に重要となる。

風力発電装置を構成する機器のなかでも、増速機は低速回転、中速回転、高速回転と変速回転による応力集中により故障発生率の高い機器である。また、増速機は主軸やブレーキ装置、さらには発電装置と接続されているため、増速機の何れかの部品が故障すると、その影響が他の機器にも影響し、風力発電装置全体の故障を誘引する原因ともなる。そして、増速機の中でも特にベアリングは回転効率を高めるために必須の部品であり、ベアリングの故障による風力発電装置全体への影響は非常に大きなものとなる。

増速機に用いられるベアリングの定期点検や交換作業に際しては、既存のベアリングを増速機から抜き出す作業が必要となるが、通常、ベアリングの抜き出し作業に際しては、例えば特許文献１に開示されているような治具が使用される。

ところで、増速機をはじめとして、風力発電装置を構成する機器の多くはナセルとよばれる筐体内に収納されている。ナセル内は各機器が配置されている関係上、作業スペースも限られており、作業者が狭小なスペースにて各機器のメンテナンスを行う必要がある。しかしながら、前記した特許文献１に記載のベアリング抜き出し治具においては、装置全体が大型化するため、省スペース内での作業には不向きであった。

一方、例えば特許文献２には、メンテナンス時におけるナセル内の作業空間を拡大することができる風力発電装置が開示されている。具体的には、ナセルの上部を覆う可動カバーが昇降可能に設置されており、風力発電装置のメンテナンス時には、可動カバーを通常位置から上方に昇降させることで、ナセル内の作業空間を確保できる構成となっている。

特開平８−２１６０４７公報 特開２０１７−２０７０２８公報

前記した特許文献２によると、ナセルを大型化することなく、メンテナンス時の必要な場合にだけナセル内の作業空間を所定に拡大することができるため、作業者にとって安全で、かつ短時間で効率的なメンテナンス作業を実現することができる。

しかしながら、特許文献２の装置では、ナセル内の鉛直方向の作業空間は確保することができても、ナセル内の水平方向の作業空間は依然として確保することができないため、例え特許文献１に記載の治具を使用したとしても、ベアリングの抜き出しを効率的に行い得るものとはなっていない。

そのため、従来のベアリングの交換作業においては、増速機をナセルから一旦下ろして工場に搬入し、工場内にて増速機からベアリングを抜き出したうえで、ベアリングの交換作業やメンテナンスを実施する必要があった。そして、メンテナンスの実施後に、ベアリングを再び増速機に組み付けて現場まで搬入しナセル内に設置する必要があったため、ベアリングの交換作業が煩雑なものとなっていた。

本考案は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、省スペース内であっても、被装着物から短時間で容易にベアリングを抜き出すことができるベアリング抜き出し治具を提供することを目的とするものである。

前記の目的を達成するために、本考案のベアリング抜き出し治具は、内輪、外輪、及び前記内輪と前記外輪の間に転動自在に配された転動体を有し、第１の主軸、及び該第１の主軸を内装する第２の主軸からなる主軸を支持するベアリングを被装着体から抜き出すベアリング抜き出し治具において、前記主軸の軸方向に沿って伸縮自在な伸縮体と、該伸縮体の一端側に接続された第１のプレートと、前記伸縮体の他端側に接続され、前記第１の軸の端面に当接する第２のプレートと、前記第１のプレートから前記ベアリングに向けて前記主軸の軸方向に沿って延出し、前記内輪、または前記外輪に形成された溝部に係合する係合片を有する係合ロッドとを備える。

ここで、主軸の軸方向に沿って伸縮自在な伸縮体を備えることにより、ベアリング抜き出し治具の全体を、伸縮体を介して伸縮させることができる。従って、ベアリング抜き出し治具を被装着体に設置する場合には、伸縮体を短くした状態にすることで、狭小な作業スペースであっても作業性を向上させることができる。

また、伸縮体の一端側に接続された第１のプレートを備えることにより、係る第１のプレートに後述する係合ロッドを接続し固定することができる。

また、伸縮体の他端側に接続され、第２の軸の端面に当接する第２のプレートを備えることにより、第２のプレートを第２の軸に当接することで、ベアリング抜き出し治具を固定することができる。従って、ベアリングの抜き出し作業を行う際に、ベアリング抜き出し治具が不安定になることを防止し、作業性を高めることができる。

また、第１のプレートからベアリングに向けて主軸の軸方向に沿って延出し、内輪、または外輪に形成された溝部に係合する係合片を有する係合ロッドを備えることにより、係合片をベアリングに形成された溝部に係合させることができる。このとき、係合片を溝部に係合させた状態で、伸縮体を主軸の軸方向に沿って伸長させることで、ベアリングを被装着体から抜き出すことができる。

また、第１のプレートは第２のプレートの外径よりも所定に大きい略円形であり、係合ロッドは、第１のプレートの周方向に沿って所定の間隔で複数設置されている場合には、円形のベアリングの周方向に沿って所定の間隔で係合片を係合させることができる。従って、ベアリングを安定し被装着体から抜き出すことができる。

また、係合ロッドは、第１のプレートから延出するロッドと、ロッドに接続された本体部を有し、複数の係合片が本体部に接続されている場合には、１本のロッドに対して本体部を介することで複数の係合片を接続することができる。そのため、ベアリングの抜き出し作業をより安定して行うことができる。

また、第２のプレートを貫通し、一端が第２の軸の端面に接続される支持ロッドを有する場合には、ベアリング抜き出し治具を被装着体に設置した際の第２のプレートの安定感を増すことができる。

本考案に係るベアリング抜き出し治具は、省スペース内であっても、被装着物から短時間で容易にベアリングを抜き出すことができる。

本考案の実施形態に係るベアリング抜き出し治具の全体図である。 本考案の実施形態に係る係合ロッドの部分拡大図である。 本考案の実施形態に係るベアリング抜き出し治具を用いて、被装着体からベアリングを抜き出している状態を示す図である。

以下、本考案の実施の形態に係るベアリング抜き出し治具について、図面を参照しながら説明し、本考案の理解に供する。

まず、本考案に係るベアリング抜き出し治具について、図１、及び図２に基づいて説明する。ベアリング抜き出し治具１は、伸縮体１０、第１のプレート２０、第２のプレート３０、及び係合ロッド４０から構成されており、主に風力発電装置のナセル内に設置される増速機７０（被装着体）に装備されているベアリング８０の交換、或いは点検に際して、増速機７０からベアリング８０を抜き出す際に使用するための治具である。

ここで、必ずしも、本考案のベアリング抜き出し治具１は、風力発電装置の増速機７０に装備されているベアリング８０の抜き出し作業にのみ適用されるものではなく、被装着体にベアリングが装備されている機器であれば、いかなる種類の機器にも適用することが可能である。

［伸縮体］
伸縮体１０は汎用的に使用される油圧シリンダであり、シリンダ１１、及びシリンダ１１内を往復動可能なピストン（図示しない）に接続されたピストンロッド１２から構成されている。シリンダ１１内には油圧室（図示しない）が形成されており、伸縮体１０の押し工程においては、ピストンロッド１２と反対側の油圧室に作動油が流入する。このとき、ピストンには押し出し方向の圧力が作用することで、ピストンロッド１２がシリンダ１１から突出し、伸縮体１０の全体長が長くなる。

一方、伸縮体１０の引き工程においては、ピストンロッド１２側の油圧室に作動油が流入する。このとき、ピストンにはシリンダ１１内に戻る方向の圧力が作用することで、ピストンロッド１２がシリンダ１１に収納され、伸縮体１０の全体長が短くなる。

ここで、必ずしも、伸縮体１０は油圧シリンダから構成されている必要はなく、伸縮体１０を伸縮可能に構成されれば、その機構は特に限定されるものではない。

また、必ずしも、油圧シリンダの構成として、押し工程、及び引き工程の何れも油圧により作動させる必要はなく、例えば、押し工程のみを油圧で作動させ、引き工程については手動で作動させるようにしてもよい。

［第１のプレート］
第１のプレート２０は略円形の平板状の金属板であり、伸縮体１０の一端側に設置されている。第１のプレート２０と伸縮体１０は、溶接、或いはボルトナット等の固定手段により一体化されている。なお、第１のプレート２０の形状は必ずしも円形である必要はない。

［第２のプレート］
第２のプレート３０は、第１のプレート２０と同じく略円形の平板状の金属板であり、第１のプレート２０よりも所定に外形が小さい板状体からなる。第２のプレート３０は第１のプレート２０と対向するように、その一面側が伸縮体１０の他端側（ピストンロッド１２の先端）に当接されている。なお、第２のプレート３０と伸縮体１０とは、単に当接しているだけであって、固定されている必要はない。また、第１のプレート２０と同様、第２のプレート３０の形状も必ずしも円形である必要はない。

第２のプレート３０の他面側は、増速機７０の略中心に貫通保持されている主軸５０に当接されている。主軸５０は、ブレード（図示しない）の回転力を、発電機（図示しない）に伝達するものであり、第１の軸５１、及び第１の軸５１を内装する第２の軸５２から構成されている。そして、第２のプレート３０は、分割された第１の軸５１の端面に当接されている。

［係合ロッド］
係合ロッド４０は、外周に螺子溝が螺刻され、主軸５０の軸方向に延出する長尺のロッド４１、ロッド４１の先端に接続された略直方体状の本体部４２、本体部４２に接続された一対の係合片４３から構成されている。

本体部４２とロッド４１との接続は、図２に示すように、本体部４２の一側に形成された雌螺子にロッド４１が螺合してナット（符号を付さない）により強固に固定される。本体部４２の他側には係合片４３の一端が嵌装される嵌装溝４４が形成されており、係る嵌装溝４４に係合片４３の一端を嵌装させた状態でボルトナット（符号を付さない）により強固に固定される。

係合片４３の他端は断面が略Ｃ字状からなり、係る係合片４３の他端が例えばベアリング８０の内輪８１に形成された溝内に入り込み、係合片４３とベアリング８０が係合するようになっている。

ここで、必ずしも、本体部４２に接続させる係合片４３は一対である必要はなく、１本の係合ロッド４０に対して１つの係合片４３が接続されていてもよい。但し、係合ロッド４０に複数の係合片４３を接続することにより、係合片４３とベアリング８０の係合状態が安定するため、係合片４３としては、少なくとも２つ以上を有していることが好ましい。

また、必ずしも、係合片４３はベアリング８０の内輪８１側に係合する必要はなく、外輪８２に形成された溝内に係合するようにしてもよい。

第１のプレート２０には、その端縁に沿って所定の間隔で雌螺子が形成されており、係る雌螺子とロッド４１の一端が螺合されたうえで、ナット（符号を付さない）により強固に固定されている。なお、本考案の実施形態においては、第１のプレート２０の周囲に沿って４本の係合ロッド４０が設置されているが、係合ロッド４０は等間隔に複数本を有していればよい。但し、ベアリング８０と係合片４３を係合させて安定的に抜き出し作業を行うには、係合ロッド４０は少なくとも４本程度を有することが好ましい。

［支持ロッド］
支持ロッド６０は、係合ロッド４０と同じく外周に螺子溝が螺刻されており、第２のプレート３０を貫通して主軸５０に沿って長尺に構成されており、主軸５０を挟んで対角上に２本設置されている。支持ロッド６０の一端は、伸縮体１０が伸縮した状態において第１のプレート２０に当接し、支持ロッド６０の他端は、主軸５０のうち第２の軸５２の分割面に形成された雌螺子に螺合される。

ここで、必ずしも、支持ロッド６０を有している必要はない。但し、支持ロッド６０を有することにより、ベアリング抜き出し治具１を増速機７０にセットしてベアリング８０を抜き出す際のベアリング抜き出し治具１の安定感を増すことができる。

また、必ずしも、支持ロッド６０は２本設置されている必要はない。但し、係合ロッド４０が１本の場合には、ベアリング８０の抜き出し作業時のベアリング抜き出し治具１に作用する応力が一部に集中するため、ベアリング８０の抜き出し作業が不安定となる虞がある。従って、ベアリング抜き出し作業を安定的に行うためにも、支持ロッド６０は主軸５０の周囲に等間隔で複数本が設置されていることが好ましい。

図３は、本考案の実施形態に係るベアリング抜き出し治具１を使用して、増速機７０からベアリング８０を抜き出す状態を示す図である。ベアリング抜き出し治具１を増速機７０に設置する場合、まず、ブレードと増速機７０を接続する主軸５０を増速機７０側の所定の位置の分割面で分割する。

主軸５０の分割面のうち、第１の軸５１に第２のプレート３０を押し付けるように当接させるとともに、支持ロッド６０の先端を第２の軸５２の分割面に形成された雌螺子に螺合させる。また、係合ロッド４０の本体部４２とロッド４１の螺合状態を調整しながら、ベアリング８０に対する係合片４３の長さが適当となるように調整する。長さの調整が完了したら係合片４３をベアリング８０の内輪８１に形成されている溝部に係合させる。

全ての係合ロッド４０の係合片４３をベアリング８０の内輪８１の溝部に係合したら、ベアリング抜き出し治具１のベアリング８０に対するセットが完了する。続いて、伸縮体１０を作動させるが、伸縮体１０の作動においては、シリンダ１１の一方側に作動油を注入することでピストンに押し出し方向の圧力を作用させる。このとき、ピストンロッド１２がシリンダ１１から突出し始める。

作動油の注入を継続することで、ピストンロッド１２が徐々に押し出され、それにともない係合片４３に係合されたベアリング８０が増速機７０から抜き出される。増速機７０からベアリング８０が完全に抜き出されたら作動油の注入を中止し、ベアリング８０と係合片４３の係合状態を解除することで抜き出し作業が完了する。

以上、本考案に係るベアリング抜き出し治具は、省スペース内であっても、被装着物から短時間で容易に抜き出すことができるものとなっている。

１ ベアリング抜き出し治具
１０ 伸縮体
１１ シリンダ
１２ ピストンロッド
２０ 第１のプレート
３０ 第２のプレート
４０ 係合ロッド
４１ ロッド
４２ 本体部
４３ 係合片
４４ 嵌装溝
５０ 主軸
５１ 第１の軸
５２ 第２の軸
６０ 支持ロッド
７０ 増速機
８０ ベアリング
８１ 内輪
８２ 外輪

Claims (4)

1. 内輪、外輪、及び前記内輪と前記外輪の間に転動自在に配された転動体を有し、第１の軸、及び該第１の軸を内装する第２の軸からなる主軸を支持するベアリングを被装着体から抜き出すベアリング抜き出し治具において、
   前記主軸の軸方向に沿って伸縮自在な伸縮体と、
   該伸縮体の一端側に接続された第１のプレートと、
   前記伸縮体の他端側に接続され、前記第１の軸の端面に当接する第２のプレートと、
   前記第１のプレートから前記ベアリングに向けて前記主軸の軸方向に沿って延出し、前記内輪、または前記外輪に形成され溝部に係合する係合片を有する係合ロッドと、を備える
   ベアリング抜き出し治具。
2. 前記第１のプレートは前記第２のプレートの外径よりも所定に大きい略円形であり、
   前記係合ロッドは、前記第１のプレートの周方向に沿って所定の間隔で複数設置されている
   請求項１に記載のベアリング抜き出し治具。
3. 前記係合ロッドは、前記第１のプレートから延出するロッドと、該ロッドに接続された本体部を有し、
   複数の前記係合片が前記本体部に接続された
   請求項１または請求項２に記載のベアリング抜き出し治具。
4. 前記第２のプレートを貫通し、一端が前記第２の軸の端面に接続される支持ロッドを有する、
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載のベアリング抜き出し治具。

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