JP5260159B2 - Rolling bearing for wind power generator - Google Patents

Rolling bearing for wind power generator Download PDF

Info

Publication number
JP5260159B2
JP5260159B2 JP2008161932A JP2008161932A JP5260159B2 JP 5260159 B2 JP5260159 B2 JP 5260159B2 JP 2008161932 A JP2008161932 A JP 2008161932A JP 2008161932 A JP2008161932 A JP 2008161932A JP 5260159 B2 JP5260159 B2 JP 5260159B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rolling
wind power
bearing
rolling element
rolling bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008161932A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010001996A (en
Inventor
伸幸 二之湯
勝利 村松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp filed Critical NTN Corp
Priority to JP2008161932A priority Critical patent/JP5260159B2/en
Publication of JP2010001996A publication Critical patent/JP2010001996A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5260159B2 publication Critical patent/JP5260159B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing for a wind power generator capable of improving durability, and capable of reducing the size and weight, while restraining damage of a raceway member caused by vibration and impact. <P>SOLUTION: A ball 13 for constituting an angular ball bearing 1 for rotatably supporting a rotary member rotating inside a reduction gear for constituting a yaw driving device or a pitch driving device of the wind power generator to a member oppositely arranged to the rotary member, is constituted of a sintered body expressed by a composition formula of Si<SB>6-Z</SB>Al<SB>Z</SB>O<SB>Z</SB>N<SB>8-Z</SB>, mainly composed of &beta;sialon for satisfying 0.1&le;z&le;3.5 and composed of a residual pat of an impurity, and a Young's modulus is set to 180 GPa-270 GPa. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、風力発電装置用転がり軸受に関し、より特定的には、βサイアロンを主成分とする焼結体からなる構成部品を備えた風力発電装置用転がり軸受に関するものである。   The present invention relates to a rolling bearing for a wind power generator, and more specifically, to a rolling bearing for a wind power generator that includes a component made of a sintered body containing β sialon as a main component.

風力発電装置においては、ブレードで風を受けてブレードに接続された主軸を回転させ、当該主軸の回転を増速機において増速した上で、発電機のロータを回転させることにより発電が行なわれる。ここで、風力発電装置の周囲における風を効率よく利用する目的で、あるいは強風時における風力発電装置の破損を回避する目的で、風力発電装置には、ヨー駆動装置やピッチ駆動装置が設置される(たとえば特許文献1参照)。ヨー駆動装置は、風力発電装置のナセル(ブレードに接続された主軸を支持するとともに、主軸に接続された増速機、発電機などを格納する機械室)を、当該ナセルを支持するタワー上において旋回させる機能を有している。これにより、ブレードの回転軸を周囲の風の状態に応じて所望の方向に調整することができる。また、ピッチ駆動装置はブレードの付け根部分に配置され、ブレードを、当該ブレードの長手方向を軸として回動させる機能を有している。これにより、ブレードが風から受ける力の大きさや向きを調整することができる。   In a wind turbine generator, power is generated by receiving wind from a blade, rotating a main shaft connected to the blade, increasing the rotation of the main shaft in a gearbox, and then rotating a rotor of the generator. . Here, for the purpose of efficiently using the wind around the wind turbine generator or for avoiding damage to the wind turbine generator during strong winds, the wind turbine generator is provided with a yaw drive device or a pitch drive device. (For example, refer to Patent Document 1). The yaw drive device is a nacelle of a wind power generator (a machine room that supports a main shaft connected to a blade and stores a speed increaser, a generator, etc. connected to the main shaft) on a tower that supports the nacelle. It has a function of turning. Thereby, the rotating shaft of a braid | blade can be adjusted to a desired direction according to the state of the surrounding wind. The pitch driving device is disposed at the base portion of the blade and has a function of rotating the blade around the longitudinal direction of the blade. Thereby, the magnitude | size and direction of the force which a braid | blade receives from a wind can be adjusted.

上記ヨー駆動装置およびピッチ駆動装置は、モータなどの動力源と、動力源から出力された回転を減速してピニオンギアなどに出力する減速機とを備えている。そして、この減速機の内部においては、回転部材が転がり軸受(以下、風力発電装置用転がり軸受という)により回転自在に支持されている。
特開2005−113899号公報
The yaw driving device and the pitch driving device include a power source such as a motor and a speed reducer that decelerates the rotation output from the power source and outputs it to a pinion gear or the like. In the reduction gear, a rotating member is rotatably supported by a rolling bearing (hereinafter referred to as a rolling bearing for a wind power generator).
JP 2005-113899 A

ここで、風力発電装置は、山岳地に設置される場合も多く、低温、強風、落雷などの苛酷な自然環境の下で運転される。また、上述のように、ヨー駆動装置やピッチ駆動装置は、ナセルを支持するタワー上の高所に設置されるため、メンテナンスフリー化および小型軽量化の強い要求もある。そのため、ヨー駆動装置やピッチ駆動装置に含まれる減速機内の風力発電装置用転がり軸受に対しては、高い耐久性と小型軽量化が求められている。   Here, wind power generators are often installed in mountainous areas, and are operated under severe natural environments such as low temperatures, strong winds, and lightning strikes. Further, as described above, since the yaw driving device and the pitch driving device are installed at a high place on the tower that supports the nacelle, there is a strong demand for maintenance-free and miniaturization and weight reduction. Therefore, high durability and reduction in size and weight are required for the rolling bearings for wind power generators in the reduction gears included in the yaw driving device and pitch driving device.

これに対し、風力発電装置用転がり軸受の転動体として、窒化珪素製の転動体が採用され得る。窒化珪素は、転動体の素材として一般的に採用される鋼に比べて軽量でかつ耐久性が高い。そのため、転動体の素材として窒化珪素を採用することにより、上記風力発電装置用転がり軸受の耐久性の向上および小型軽量化に寄与することができる。   On the other hand, a rolling element made of silicon nitride can be adopted as the rolling element of the rolling bearing for the wind power generator. Silicon nitride is lighter and more durable than steel generally used as a material for rolling elements. Therefore, by adopting silicon nitride as a material for the rolling elements, it is possible to contribute to improvement in durability and reduction in size and weight of the rolling bearing for wind power generator.

一方、上記風力発電装置用転がり軸受に対しては、突風などに伴う衝撃や振動が作用するおそれがある。ここで、窒化珪素は、鋼に比べてヤング率が大きく、弾性変形しにくいという特徴がある。そのため、鋼製の転動体に比べて、窒化珪素製の転動体と軌道部材との接触面積は小さくなり、接触面圧が大きくなる傾向にある。したがって、風力発電装置用転がり軸受の転動体として窒化珪素製の転動体が採用されている場合、振動や衝撃が作用すると、軌道部材に圧痕などの損傷が発生しやすくなる。そして、軌道部材に圧痕などの損傷が発生した場合、転がり軸受の寿命が大幅に低下するおそれがある。   On the other hand, there is a risk that impacts and vibrations associated with gusts and the like may act on the rolling bearing for wind power generator. Here, silicon nitride has a characteristic that it has a Young's modulus larger than that of steel and is less likely to be elastically deformed. For this reason, the contact area between the rolling element made of silicon nitride and the raceway member is smaller than the rolling element made of steel, and the contact surface pressure tends to increase. Therefore, when a rolling element made of silicon nitride is employed as a rolling element for a rolling bearing for a wind power generator, damage such as indentation is likely to occur on the race member when vibration or impact is applied. And when damages, such as an indentation, generate | occur | produce in a track member, there exists a possibility that the lifetime of a rolling bearing may fall significantly.

そこで、本発明の目的は、振動や衝撃に起因した軌道部材の損傷を抑制しつつ、耐久性の向上および小型軽量化を達成することが可能な風力発電装置用転がり軸受を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a rolling bearing for a wind turbine generator that can achieve improved durability and reduction in size and weight while suppressing damage to a raceway member due to vibration or impact. .

本発明に従った風力発電装置用転がり軸受は、風力発電装置のヨー駆動装置またはピッチ駆動装置を構成する減速機の内部において回転する回転部材を、当該回転部材に対向するように配置される部材に対して回転自在に支持する風力発電装置用転がり軸受である。この風力発電装置用転がり軸受は、軌道部材と、軌道部材に接触し、円環状の軌道上に配置される転動体とを備えている。そして、転動体は、窒化珪素からなる場合に比べて軌道部材に対する衝撃を抑制することが可能なセラミックスからなっている。より具体的には、たとえば転動体は、窒化珪素からなる場合に比べてヤング率が小さくなるセラミックスからなっている。   A rolling bearing for a wind turbine generator according to the present invention is a member that is disposed so that a rotating member that rotates inside a reduction gear that constitutes a yaw driving device or a pitch driving device of a wind turbine generator is opposed to the rotating member. It is the rolling bearing for wind power generators supported rotatably with respect to. This rolling bearing for a wind turbine generator includes a race member and a rolling element that contacts the race member and is disposed on an annular raceway. And the rolling element consists of ceramics which can suppress the impact with respect to a track member compared with the case where it consists of silicon nitride. More specifically, for example, the rolling element is made of ceramics having a Young's modulus smaller than that of silicon nitride.

本発明の風力発電装置用転がり軸受によれば、衝撃が作用した場合でも軌道部材における損傷が抑制されるため、振動や衝撃に起因した軌道部材の損傷を抑制しつつ、耐久性の向上および小型軽量化を達成することが可能な風力発電装置用転がり軸受を提供することができる。   According to the rolling bearing for a wind turbine generator of the present invention, since damage to the race member is suppressed even when an impact is applied, the durability is improved and the size is reduced while suppressing damage to the race member due to vibration or impact. It is possible to provide a rolling bearing for a wind turbine generator that can achieve weight reduction.

本発明の一の局面における風力発電装置用転がり軸受は、風力発電装置のヨー駆動装置またはピッチ駆動装置を構成する減速機の内部において回転する回転部材を、当該回転部材に対向するように配置される部材に対して回転自在に支持する風力発電装置用転がり軸受である。この風力発電装置用転がり軸受は、軌道部材と、軌道部材に接触し、円環状の軌道上に配置される転動体とを備えている。そして、転動体は、βサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される。   A rolling bearing for a wind turbine generator according to one aspect of the present invention is disposed so that a rotating member that rotates inside a reduction gear that constitutes a yaw driving device or a pitch driving device of the wind turbine generator is opposed to the rotating member. It is a rolling bearing for wind power generators supported rotatably with respect to a member. This rolling bearing for a wind turbine generator includes a race member and a rolling element that contacts the race member and is disposed on an annular raceway. And a rolling element is comprised from the sintered compact which has (beta) sialon as a main component and consists of remainder impurities.

本発明の他の局面における風力発電装置用転がり軸受は、風力発電装置のヨー駆動装置またはピッチ駆動装置を構成する減速機の内部において回転する回転部材を、当該回転部材に対向するように配置される部材に対して回転自在に支持する風力発電装置用転がり軸受である。この風力発電装置用転がり軸受は、軌道部材と、軌道部材に接触し、円環状の軌道上に配置される転動体とを備えている。そして、転動体は、βサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される。   A rolling bearing for a wind turbine generator according to another aspect of the present invention is disposed so that a rotating member that rotates in a reduction gear that constitutes a yaw driving device or a pitch driving device of the wind turbine generator is opposed to the rotating member. It is a rolling bearing for wind power generators supported rotatably with respect to a member. This rolling bearing for a wind turbine generator includes a race member and a rolling element that contacts the race member and is disposed on an annular raceway. And a rolling element is comprised from the sintered compact which has (beta) sialon as a main component and consists of a remainder sintering auxiliary agent and an impurity.

本発明の一の局面における風力発電装置用転がり軸受においては、転動体に軽量かつ耐久性の高いセラミックスであるβサイアロン焼結体(βサイアロンを主成分とする焼結体)が採用されている。そのため、風力発電装置用転がり軸受の耐久性の向上および小型軽量化が達成される。さらに、βサイアロン焼結体は、窒化珪素(Si)やアルミナ(Al)などの一般的なセラミックスからなる焼結体に比べてヤング率が小さい。そのため、ヤング率が高いことに起因した振動や衝撃による軌道部材の損傷を抑制することができる。以上のように、本発明の一の局面における風力発電装置用転がり軸受によれば、振動や衝撃に起因した軌道部材の損傷を抑制しつつ、耐久性の向上および小型軽量化を達成することが可能な風力発電装置用転がり軸受を提供することができる。 In the rolling bearing for a wind turbine generator according to one aspect of the present invention, a β sialon sintered body (sintered body containing β sialon as a main component), which is a lightweight and highly durable ceramic, is employed as the rolling element. . Therefore, improvement in durability and reduction in size and weight of the rolling bearing for wind power generator are achieved. Further, the β sialon sintered body has a Young's modulus smaller than a sintered body made of a general ceramic such as silicon nitride (Si 3 N 4 ) or alumina (Al 2 O 3 ). Therefore, damage to the track member due to vibration or impact caused by a high Young's modulus can be suppressed. As described above, according to the rolling bearing for a wind turbine generator according to one aspect of the present invention, it is possible to achieve an improvement in durability and a reduction in size and weight while suppressing damage to the raceway member due to vibration or impact. A possible rolling bearing for a wind turbine generator can be provided.

また、本発明の他の局面における風力発電装置用転がり軸受は、基本的には上記本発明の一の局面における風力発電装置用転がり軸受と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。しかし、本発明の他の局面における風力発電装置用転がり軸受では、焼結体が焼結助剤を含む点で上記本発明の一の局面における風力発電装置用転がり軸受とは異なっている。本発明の他の局面における風力発電装置用転がり軸受によれば、焼結助剤の採用により、焼結体の気孔率を低下させやすくなり、十分な耐久性を安定して確保することが可能な風力発電装置用転がり軸受を容易に提供することができる。   In addition, the rolling bearing for wind power generator according to another aspect of the present invention basically has the same configuration as the rolling bearing for wind power generator according to one aspect of the present invention, and exhibits the same effects. However, the rolling bearing for wind power generator according to another aspect of the present invention is different from the rolling bearing for wind power generator according to one aspect of the present invention in that the sintered body contains a sintering aid. According to the rolling bearing for wind power generators in another aspect of the present invention, the adoption of the sintering aid makes it easy to lower the porosity of the sintered body, and it is possible to stably ensure sufficient durability. It is possible to easily provide a rolling bearing for a wind power generator.

なお、焼結助剤としては、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、珪素(Si)、チタン(Ti)、希土類元素の酸化物、窒化物、酸窒化物のうち少なくとも一種類以上を採用することができる。また、上記本発明の一の局面における風力発電装置用転がり軸受と同等の作用効果を奏するためには、焼結助剤は、焼結体のうち20質量%以下とすることが望ましい。   As the sintering aid, at least one of magnesium (Mg), aluminum (Al), silicon (Si), titanium (Ti), rare earth element oxide, nitride, and oxynitride is employed. be able to. In order to achieve the same effect as that of the rolling bearing for wind power generator according to one aspect of the present invention, the sintering aid is preferably 20% by mass or less in the sintered body.

上記風力発電装置用転がり軸受において好ましくは、上記βサイアロンは、Si6−ZAl8−Zの組成式で表され、0.1≦z≦3.5を満たす。 In the rolling bearing for wind power generator, preferably, the β sialon is represented by a composition formula of Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z and satisfies 0.1 ≦ z ≦ 3.5.

本発明者は、βサイアロン焼結体からなる転動体の転動疲労寿命とβサイアロンの組成との関係を詳細に調査した。その結果、以下の知見が得られた。βサイアロンは、燃焼合成を含む製造工程を採用することにより、上記zの値(以下、z値という)が0.1以上となる種々の組成を有するものを安価に製造することができる。そして、一般に転動疲労寿命に大きな影響を与える硬度は、製造の容易なz値4.0以下の範囲において、ほとんど変化しない。しかしながら、βサイアロン焼結体からなる転動体の転動疲労寿命とz値との関係を詳細に調査したところ、z値が3.5を超えると転動体の転動疲労寿命が低下することが分かった。   The inventor has investigated in detail the relationship between the rolling fatigue life of a rolling element made of a β sialon sintered body and the composition of β sialon. As a result, the following knowledge was obtained. By adopting a production process including combustion synthesis, β sialon can be produced inexpensively with various compositions having a value of z (hereinafter referred to as z value) of 0.1 or more. In general, the hardness that greatly affects the rolling fatigue life hardly changes in the range of the z value of 4.0 or less that is easy to manufacture. However, when the relationship between the rolling fatigue life of the rolling element made of β sialon sintered body and the z value is investigated in detail, when the z value exceeds 3.5, the rolling fatigue life of the rolling element may decrease. I understood.

より具体的には、z値が0.1以上3.5以下の範囲においては、転動疲労寿命はほぼ同等で、転がり軸受の運転時間が所定時間を超えると、転動体の表面に剥離が発生して破損する。これに対し、z値が3.5を超えると転動体が摩耗しやすくなり、これに起因して転動疲労寿命が低下する。つまり、z値が3.5となる組成を境界として、βサイアロンからなる転動体の破損モードが変化し、z値が3.5を超えると転動疲労寿命が低下するという現象が明らかとなった。したがって、βサイアロン焼結体からなる転動体において、安定して十分な寿命を確保するためには、z値を3.5以下とすることが好ましい。以上のように、上記βサイアロンを0.1≦z≦3.5を満たすものとすることにより、安価で、かつ耐久性に優れた風力発電装置用転がり軸受を提供することができる。   More specifically, when the z value is in the range of 0.1 to 3.5, the rolling fatigue life is substantially the same. Occurs and breaks. On the other hand, if the z value exceeds 3.5, the rolling elements are likely to be worn, resulting in a decrease in the rolling fatigue life. That is, it becomes clear that the failure mode of the rolling element made of β sialon changes with the composition having the z value of 3.5 as a boundary, and the rolling fatigue life decreases when the z value exceeds 3.5. It was. Therefore, in the rolling element made of β sialon sintered body, the z value is preferably set to 3.5 or less in order to ensure a stable and sufficient life. As described above, by making the β sialon satisfy 0.1 ≦ z ≦ 3.5, it is possible to provide a rolling bearing for a wind power generator that is inexpensive and excellent in durability.

上記風力発電装置用転がり軸受において好ましくは、上記βサイアロンは、Si6−ZAl8−Zの組成式で表され、0.5≦z≦3.0を満たす。 In the rolling bearing for wind power generator, preferably, the β sialon is represented by a composition formula of Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z and satisfies 0.5 ≦ z ≦ 3.0.

これにより、振動や衝撃が作用した場合における風力発電装置用転がり軸受の耐久性を一層向上させることができる。   Thereby, durability of the rolling bearing for wind power generators when a vibration and an impact act can be improved further.

上記風力発電装置用転がり軸受において好ましくは、上記転動体のヤング率は180GPa以上270GPa以下である。   In the rolling bearing for wind power generator, preferably, the rolling member has a Young's modulus of 180 GPa or more and 270 GPa or less.

転動体のヤング率が高くなると、転動体を構成する素材(βサイアロン焼結体)の強度が上昇する傾向にある。しかし、その反面、転動体のヤング率が高くなると、転動体が弾性変形しにくくなるため、軌道部材との接触面積が小さくなり、接触面圧が高くなる。その結果、軌道部材に損傷が発生し易くなる。一方、転動体のヤング率が低くなると、転動体が弾性変形しやすくなるため、軌道部材との接触面積が大きくなり、接触面圧が低くなる。しかし、その反面、転動体のヤング率が低くなると、これに伴って転動体を構成する素材の強度が低下する傾向にある。そのため、転動体のヤング率は、転動体を構成する素材の強度と軌道部材との間における接触面圧の低減とのバランスを確保可能な範囲とすることが必要である。   When the Young's modulus of the rolling element increases, the strength of the material (β sialon sintered body) constituting the rolling element tends to increase. However, when the Young's modulus of the rolling element is increased, the rolling element is less likely to be elastically deformed, so that the contact area with the raceway member is reduced and the contact surface pressure is increased. As a result, the track member is likely to be damaged. On the other hand, when the Young's modulus of the rolling element becomes low, the rolling element is easily elastically deformed, so that the contact area with the raceway member increases and the contact surface pressure decreases. However, on the other hand, when the Young's modulus of the rolling element becomes low, the strength of the material constituting the rolling element tends to decrease. For this reason, the Young's modulus of the rolling element needs to be within a range in which a balance between the strength of the material constituting the rolling element and the reduction of the contact surface pressure between the race members can be secured.

より具体的には、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率が180GPa未満の場合、転動体を構成する素材の強度低下の影響が接触面圧の低減の効果を上回り、転動体の転動疲労寿命が低下する。また、軌道部材との接触面積が増大することに伴い、軌道部材との間に作用する摩擦力が増加して軸受トルクが上昇するという問題も発生する。したがって、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率は、180GPa以上であることが好ましく、220GPa以上であることがより好ましい。   More specifically, when the Young's modulus of the rolling element made of β sialon sintered body is less than 180 GPa, the influence of the strength reduction of the material constituting the rolling element exceeds the effect of reducing the contact surface pressure, and the rolling element rolling Dynamic fatigue life is reduced. In addition, as the contact area with the raceway member increases, the frictional force acting between the raceway member and the bearing torque increases. Therefore, the Young's modulus of the rolling element made of the β sialon sintered body is preferably 180 GPa or more, and more preferably 220 GPa or more.

一方、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率が270GPaを超えると、接触面圧の増加の影響が転動体を構成する素材の強度上昇の効果を上回り、軌道部材の転走面に圧痕などの損傷が発生しやすくなる。したがって、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率は、270GPa以下であることが好ましく、260GPa以下であることが好ましい。   On the other hand, if the Young's modulus of the rolling element made of β sialon sintered body exceeds 270 GPa, the effect of increasing the contact surface pressure exceeds the effect of increasing the strength of the material constituting the rolling element, and the indentation is formed on the rolling surface of the race member. Damage is likely to occur. Therefore, the Young's modulus of the rolling element made of the β sialon sintered body is preferably 270 GPa or less, and preferably 260 GPa or less.

上記風力発電装置用転がり軸受においては、軌道部材は鋼からなるものとすることができる。この場合、当該軌道部材の表面硬度はHV680以上であることが好ましい。これにより、振動や衝撃が作用した場合における軌道部材の損傷を抑制することができる。   In the rolling bearing for wind power generator, the race member may be made of steel. In this case, the surface hardness of the track member is preferably HV680 or more. Thereby, damage to the track member when vibration or impact is applied can be suppressed.

上記風力発電装置用転がり軸受において好ましくは、上記転動体は、軌道部材と接触する面である転走面を含む領域に、内部よりも緻密性の高い層である緻密層を有している。   In the rolling bearing for wind power generator, preferably, the rolling element has a dense layer, which is a denser layer than the inside, in a region including a rolling surface which is a surface in contact with the race member.

上述のβサイアロン焼結体からなる転動体においては、その緻密性が転動疲労寿命に大きく影響する。これに対し、上記構成によれば、転走面を含む領域に内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されていることにより、転動疲労寿命が向上する。その結果、十分な耐久性を安定して確保することが可能な風力発電装置用転がり軸受を提供することができる。   In the rolling element made of the above-described β sialon sintered body, the denseness greatly affects the rolling fatigue life. On the other hand, according to the said structure, a rolling fatigue life improves because the dense layer which is a layer denser than the inside is formed in the area | region containing a rolling surface. As a result, it is possible to provide a rolling bearing for a wind power generator capable of stably ensuring sufficient durability.

ここで、緻密性の高い層とは、焼結体において空孔率の低い(密度の高い)層であって、たとえば以下のように調査することができる。まず、βサイアロン焼結体からなる転動体の表面に垂直な断面において転動体を切断し、当該断面を鏡面ラッピングする。その後、鏡面ラッピングされた断面を光学顕微鏡の斜光(暗視野)にて、たとえば50〜100倍程度で撮影し、300DPI(Dot Per Inch)以上の画像として記録する。このとき、白色の領域として観察される白色領域は、空孔率の高い(密度の低い)領域に対応する。したがって、白色領域の面積率が低い領域は、当該面積率が高い領域に比べて緻密性が高い。そして、記録された画像を、画像処理装置を用いて輝度閾値により2値化処理した上で白色領域の面積率を測定し、当該面積率により、撮影された領域の緻密性を知ることができる。   Here, the high-density layer is a layer having a low porosity (high density) in the sintered body, and can be investigated as follows, for example. First, the rolling element is cut in a cross section perpendicular to the surface of the rolling element made of β sialon sintered body, and the cross section is mirror-wrapped. Thereafter, the mirror-wrapped cross section is photographed with oblique light (dark field) of an optical microscope at, for example, about 50 to 100 times and recorded as an image of 300 DPI (Dot Per Inch) or more. At this time, the white region observed as a white region corresponds to a region with high porosity (low density). Therefore, a region where the area ratio of the white region is low is denser than a region where the area ratio is high. The recorded image is binarized using a luminance threshold using an image processing apparatus, and then the area ratio of the white area is measured, and the density of the photographed area can be known from the area ratio. .

つまり、上記風力発電装置用転がり軸受において好ましくは、上記焼結体は、転走面を含む領域に内部よりも白色領域の面積率の低い層である緻密層が形成されている。なお、上記撮影は、ランダムに5箇所以上で行ない、上記面積率は、その平均値で評価することが好ましい。また、上記焼結体の内部における上記白色領域の面積率は、たとえば15%以上である。また、βサイアロン焼結体からなる転動体の転動疲労寿命を一層向上させるためには、上記緻密層は100μm以上の厚みを有していることが好ましい。   That is, in the rolling bearing for a wind power generator, preferably, the sintered body is formed with a dense layer that is a layer having a lower area ratio of the white region than the inside in the region including the rolling surface. In addition, it is preferable to perform the said imaging | photography at 5 or more places at random, and to evaluate the said area ratio by the average value. Moreover, the area ratio of the said white area | region inside the said sintered compact is 15% or more, for example. In order to further improve the rolling fatigue life of the rolling element made of β sialon sintered body, the dense layer preferably has a thickness of 100 μm or more.

上記風力発電装置用転がり軸受において好ましくは、緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は7%以下である。   In the rolling bearing for wind power generator, preferably, when the cross section of the dense layer is observed with oblique light of an optical microscope, the area ratio of the white region observed as a white region is 7% or less.

白色領域の面積率が7%以下となる程度に上記緻密層の緻密性を向上させることで、βサイアロン焼結体からなる転動体の転動疲労寿命がより向上する。したがって、上記構成により、本発明の風力発電装置用転がり軸受の耐久性を一層向上させることができる。   By improving the denseness of the dense layer to such an extent that the area ratio of the white region is 7% or less, the rolling fatigue life of the rolling element made of the β sialon sintered body is further improved. Therefore, the durability of the rolling bearing for wind power generator of the present invention can be further improved by the above configuration.

上記風力発電装置用転がり軸受において好ましくは、緻密層の表面を含む領域には、緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている。   In the rolling bearing for a wind power generator, a high-density layer, which is a layer having a higher density than the other areas in the dense layer, is preferably formed in the region including the surface of the dense layer.

緻密性のさらに高い高緻密層が緻密層の表面を含む領域に形成されることにより、βサイアロン焼結体からなる転動体の転動疲労に対する耐久性がより向上し、風力発電装置用転がり軸受の寿命を一層向上させることができる。   By forming a dense layer with higher density in the region including the surface of the dense layer, the rolling element made of β sialon sintered body is more durable against rolling fatigue, and is a rolling bearing for wind power generators. Can further improve the service life.

上記風力発電装置用転がり軸受において好ましくは、高緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は3.5%以下である。   In the rolling bearing for wind power generator, preferably, when the cross section of the high-density layer is observed with oblique light of an optical microscope, the area ratio of the white region observed as a white region is 3.5% or less.

白色領域の面積率が3.5%以下となる程度に上記高緻密層の緻密性を向上させることで、βサイアロン焼結体からなる転動体の転動疲労寿命がより向上する。したがって、上記構成により、本発明の風力発電装置用転がり軸受の耐久性を一層向上させることができる。   By improving the denseness of the highly dense layer to such an extent that the area ratio of the white region is 3.5% or less, the rolling fatigue life of the rolling element made of the β sialon sintered body is further improved. Therefore, the durability of the rolling bearing for wind power generator of the present invention can be further improved by the above configuration.

以上の説明から明らかなように、本発明の風力発電装置用転がり軸受によれば、振動や衝撃に起因した軌道部材の損傷を抑制しつつ、耐久性の向上および小型軽量化を達成することが可能な風力発電装置用転がり軸受を提供することができる。   As is apparent from the above description, according to the rolling bearing for wind power generator of the present invention, it is possible to improve durability and reduce size and weight while suppressing damage to the raceway member due to vibration and impact. A possible rolling bearing for a wind turbine generator can be provided.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

図1は、本発明の一実施の形態における風力発電装置の構成を示す概略図である。まず、図1を参照して、本発明の一実施の形態におけるヨー駆動装置およびピッチ駆動装置を備えた風力発電装置について説明する。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a wind turbine generator according to an embodiment of the present invention. First, with reference to FIG. 1, the wind power generator provided with the yaw drive device and pitch drive device in one embodiment of this invention is demonstrated.

図1を参照して、本実施の形態における風力発電装置90は、主軸91と、主軸91の軸方向に交差する方向に突出する複数のブレード92と、増速機94および発電機96を格納するナセル99と、ナセル99を支持するタワー97とを備えている。主軸91は、ナセル99内に進入し、増速機94に接続されている。増速機94には出力軸95が接続され、増速機94において増速された主軸の回転が当該出力軸95から出力可能となっている。さらに、出力軸95は発電機96に接続されている。   Referring to FIG. 1, wind power generator 90 in the present embodiment stores main shaft 91, a plurality of blades 92 protruding in a direction intersecting with the axial direction of main shaft 91, speed increaser 94, and generator 96. And a tower 97 that supports the nacelle 99. The main shaft 91 enters the nacelle 99 and is connected to the speed increaser 94. An output shaft 95 is connected to the speed increaser 94, and the rotation of the main shaft increased in speed by the speed increaser 94 can be output from the output shaft 95. Further, the output shaft 95 is connected to the generator 96.

ここで、主軸91とブレード92との間には、ピッチ駆動装置50が配置されている。ピッチ駆動装置50は、モータ80と、モータ80の回転を減速する減速機70と、減速機70の出力軸に接続されたピニオンギア60とを備えている。このピニオンギア60は、ブレード92の根元部分に形成されたギア92Aと噛み合っている。これにより、ピッチ駆動装置50は、ブレード92を、長手方向を軸として回動させることができる。一方、ヨー駆動装置40も、ピッチ駆動装置50と同様に、モータ80と、モータ80の回転を減速する減速機70と、減速機70の出力軸に接続されたピニオンギア60とを備えている。そして、このピニオンギア60は、タワー97の上端部分に形成されたギア97Aと噛み合っている。これにより、ヨー駆動装置40は、ナセル99をタワー97上において旋回させることができる。   Here, a pitch driving device 50 is disposed between the main shaft 91 and the blade 92. The pitch driving device 50 includes a motor 80, a speed reducer 70 that decelerates the rotation of the motor 80, and a pinion gear 60 connected to the output shaft of the speed reducer 70. The pinion gear 60 meshes with a gear 92 A formed at the root portion of the blade 92. Thereby, the pitch drive device 50 can rotate the blade 92 about the longitudinal direction as an axis. On the other hand, the yaw drive device 40 also includes a motor 80, a speed reducer 70 that decelerates the rotation of the motor 80, and a pinion gear 60 connected to the output shaft of the speed reducer 70, similarly to the pitch drive device 50. . The pinion gear 60 meshes with a gear 97 </ b> A formed at the upper end portion of the tower 97. Thereby, the yaw drive device 40 can turn the nacelle 99 on the tower 97.

次に、風力発電装置90の動作について説明する。ブレード92が風を受けると、主軸91が軸周りに回転する。この主軸91の回転は、主軸91に接続された増速機94において増速され、出力軸95から出力される。さらに、出力軸95の回転は、出力軸95に接続された発電機96に伝達される。そして、この回転を受けて、発電機96の内部では、ステータに対してロータが回転し、発電が行なわれる。ここで、風力発電装置90の周囲における風の状況に応じて、風を効率よく利用する目的で、あるいは強風時における風力発電装置90の破損を回避する目的で、ヨー駆動装置40がナセル99を旋回させるとともに、ピッチ駆動装置50がブレード92を回動させる。   Next, the operation of the wind power generator 90 will be described. When the blade 92 receives wind, the main shaft 91 rotates around the axis. The rotation of the main shaft 91 is increased by a speed increaser 94 connected to the main shaft 91 and output from the output shaft 95. Further, the rotation of the output shaft 95 is transmitted to a generator 96 connected to the output shaft 95. In response to this rotation, the rotor rotates relative to the stator in the generator 96 to generate power. Here, the yaw drive device 40 causes the nacelle 99 to be used in order to efficiently use the wind according to the wind condition around the wind power generator 90 or to avoid damage to the wind power generator 90 during a strong wind. While turning, the pitch drive device 50 rotates the blade 92.

次に、上記ヨー駆動装置40およびピッチ駆動装置50について説明する。図2は、本発明の一実施の形態における風力発電装置用転がり軸受としてのアンギュラ玉軸受を備えたヨー駆動装置およびピッチ駆動装置の構成を説明するための概略断面図である。   Next, the yaw driving device 40 and the pitch driving device 50 will be described. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration of a yaw drive device and a pitch drive device provided with an angular ball bearing as a rolling bearing for a wind power generator according to an embodiment of the present invention.

図2を参照して、上述のように、ヨー駆動装置40およびピッチ駆動装置50は、それぞれモータ80、減速機70およびピニオンギア60を備えている。モータ80は、出力軸としての主軸81を備えており、当該主軸81が減速機70に接続されている。減速機70は、サンギア71と、プラネタリギア72と、アウターギア76と、第1回転体73Aと、第2回転体73Bと、保持部材74と、出力軸75と、一対のアンギュラ玉軸受1とを備えている。   Referring to FIG. 2, as described above, yaw driving device 40 and pitch driving device 50 include motor 80, reduction gear 70, and pinion gear 60, respectively. The motor 80 includes a main shaft 81 as an output shaft, and the main shaft 81 is connected to the speed reducer 70. The reduction gear 70 includes a sun gear 71, a planetary gear 72, an outer gear 76, a first rotating body 73A, a second rotating body 73B, a holding member 74, an output shaft 75, and a pair of angular ball bearings 1. It has.

サンギア71は、モータ80の主軸81に接続され、当該主軸81と一体に回転可能に配置されている。アウターギア76は、サンギア71を取り囲むように配置されている。プラネタリギア72は、サンギア71およびアウターギア76に噛み合いつつサンギア71の周囲を回転(公転)可能に配置されている。第1回転体73Aは、プラネタリギア72を回転(自転)可能に支持するとともに、プラネタリギア72のサンギア71周りの回転に伴い回転可能に配置されている。第2回転体73Bは、第1回転体73Aと一体に回転可能に配置されている。保持部材74は、円環状の形状を有し、第1回転体73Aおよび第2回転体73Bの外周側を取り囲むように配置され、図示しない減速機70の内壁に対して固定されている。第1回転体73Aおよび第2回転体73Bは、回転体73を構成し、当該回転体73は、プラネタリギア72のサンギア71周りの回転を支持するプラネタリキャリアとして機能する。出力軸75は、第1回転体73Aおよび第2回転体73Bの回転軸を含む位置に配置され、第1回転体73Aおよび第2回転体73Bと一体に回転可能となっている。   The sun gear 71 is connected to the main shaft 81 of the motor 80 and is disposed so as to be rotatable integrally with the main shaft 81. The outer gear 76 is disposed so as to surround the sun gear 71. The planetary gear 72 is disposed so as to rotate (revolve) around the sun gear 71 while meshing with the sun gear 71 and the outer gear 76. The first rotating body 73A supports the planetary gear 72 so that it can rotate (spin), and is arranged so as to rotate as the planetary gear 72 rotates around the sun gear 71. The second rotating body 73B is disposed so as to be rotatable integrally with the first rotating body 73A. The holding member 74 has an annular shape, is disposed so as to surround the outer peripheral sides of the first rotating body 73A and the second rotating body 73B, and is fixed to an inner wall of the speed reducer 70 (not shown). The first rotating body 73A and the second rotating body 73B constitute a rotating body 73, and the rotating body 73 functions as a planetary carrier that supports the rotation of the planetary gear 72 around the sun gear 71. The output shaft 75 is disposed at a position including the rotation shafts of the first rotating body 73A and the second rotating body 73B, and can rotate integrally with the first rotating body 73A and the second rotating body 73B.

アンギュラ玉軸受1は、第1回転体73Aと保持部材74との間、および第2回転体73Bと保持部材74との間のそれぞれに嵌め込まれ、第1回転体73Aおよび第2回転体73Bを保持部材74に対して回転自在に支持している。つまり、アンギュラ玉軸受1は、風力発電装置90のヨー駆動装置40またはピッチ駆動装置50を構成する減速機70の内部において回転する回転部材としての第1回転体または第2回転体を、当該第1回転体または第2回転体に対向するように配置される保持部材74に対して回転自在に支持する風力発電装置用転がり軸受である。   The angular ball bearing 1 is fitted between the first rotating body 73A and the holding member 74, and between the second rotating body 73B and the holding member 74, and the first rotating body 73A and the second rotating body 73B are fitted. The holding member 74 is rotatably supported. That is, the angular ball bearing 1 includes the first rotating body or the second rotating body as a rotating member that rotates inside the speed reducer 70 that constitutes the yaw driving device 40 or the pitch driving device 50 of the wind power generator 90, and the first rotating body. This is a rolling bearing for a wind power generator that is rotatably supported with respect to a holding member 74 that is arranged to face the first rotating body or the second rotating body.

次に、減速機70の動作について説明する。図2を参照して、モータ80の回転が主軸81の回転として出力されると、主軸81と一体にサンギア71が回転する。このとき、固定されたアウターギア76および回転するサンギア71にか噛み合うプラネタリギア72は、サンギア71の周りを回転する。これにより、プラネタリキャリアとして機能する回転体73は、アンギュラ玉軸受1により保持部材74に対して支持されつつ、プラネタリギア72のサンギア71周りの回転とともに回転する。そして、出力軸75が回転体73と一体に回転し、当該回転がピニオンギア60の回転として出力される。このとき、サンギア71の回転数は、サンギア71の歯数およびアウターギア76の歯数に応じて減速されて回転体73に伝達される。そのため、モータ80の主軸81の回転は、減速機70において減速されて、ピニオンギア60の回転に変換される。   Next, the operation of the speed reducer 70 will be described. Referring to FIG. 2, when rotation of motor 80 is output as rotation of main shaft 81, sun gear 71 rotates together with main shaft 81. At this time, the planetary gear 72 that meshes with the fixed outer gear 76 and the rotating sun gear 71 rotates around the sun gear 71. Thereby, the rotating body 73 functioning as a planetary carrier rotates with the rotation of the planetary gear 72 around the sun gear 71 while being supported by the angular ball bearing 1 with respect to the holding member 74. Then, the output shaft 75 rotates integrally with the rotating body 73, and the rotation is output as the rotation of the pinion gear 60. At this time, the rotational speed of the sun gear 71 is decelerated according to the number of teeth of the sun gear 71 and the number of teeth of the outer gear 76 and transmitted to the rotating body 73. Therefore, the rotation of the main shaft 81 of the motor 80 is decelerated by the speed reducer 70 and converted into the rotation of the pinion gear 60.

次に、上記アンギュラ玉軸受1について説明する。図3は、本発明の一実施の形態における風力発電装置用転がり軸受としてのアンギュラ玉軸受の構成を示す概略断面図である。また、図4は、図3の要部を拡大して示した概略部分断面図である。   Next, the angular ball bearing 1 will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an angular ball bearing as a rolling bearing for a wind turbine generator in an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view showing an enlarged main part of FIG.

図3および図4を参照して、アンギュラ玉軸受1は、第1軌道部材としての外輪11と、第2軌道部材としての内輪12と、複数の転動体としての玉13と、保持器14とを備えている。外輪11の内周面には、円環状の第1転走面しての外輪転走面11Aが形成されている。内輪12の外周面には、外輪転走面11Aに対向する円環状の第2転走面としての内輪転走面12Aが形成されている。また、複数の玉13には、転動体転走面としての玉転走面13A(玉13の表面)が形成されている。そして、当該玉13は、外輪転走面11Aおよび内輪転走面12Aの各々に玉転走面13Aにおいて接触し、円環状の保持器14により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。これにより、外輪11と内輪12とは互いに相対的に回転可能となっている。   3 and 4, the angular ball bearing 1 includes an outer ring 11 as a first race member, an inner ring 12 as a second race member, balls 13 as a plurality of rolling elements, and a cage 14. It has. An outer ring rolling surface 11 </ b> A as an annular first rolling surface is formed on the inner peripheral surface of the outer ring 11. On the outer peripheral surface of the inner ring 12, an inner ring rolling surface 12A as an annular second rolling surface facing the outer ring rolling surface 11A is formed. In addition, a plurality of balls 13 is formed with a ball rolling surface 13A (the surface of the ball 13) as a rolling element rolling surface. The balls 13 are in contact with each of the outer ring rolling surface 11A and the inner ring rolling surface 12A at the ball rolling surface 13A, and are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction by an annular retainer 14. It is rotatably held on an annular track. Thereby, the outer ring | wheel 11 and the inner ring | wheel 12 can rotate relatively mutually.

ここで、アンギュラ玉軸受1においては、玉13と外輪11との接触点と、玉13と内輪12との接触点とを結ぶ直線は、ラジアル方向(アンギュラ玉軸受1の回転軸に垂直な方向)に対して角度をなしている。そのため、ラジアル方向の荷重だけでなく、アキシャル方向の荷重をも受けることが可能であるとともに、ラジアル方向の荷重が負荷されると、アキシャル方向(アンギュラ玉軸受1の回転軸の方向)への分力が生じる。図2を参照して、本実施の形態の減速機70では、一対のアンギュラ玉軸受1が互いに逆向きに配置されていることにより、当該分力が相殺されている。   Here, in the angular ball bearing 1, a straight line connecting the contact point between the ball 13 and the outer ring 11 and the contact point between the ball 13 and the inner ring 12 is a radial direction (a direction perpendicular to the rotation axis of the angular ball bearing 1). ). Therefore, not only the load in the radial direction but also the load in the axial direction can be received, and when the load in the radial direction is applied, the load in the axial direction (the direction of the rotating shaft of the angular ball bearing 1) is reduced. Power is generated. With reference to FIG. 2, in the speed reducer 70 of the present embodiment, the pair of angular ball bearings 1 are arranged in opposite directions, so that the component forces are offset.

そして、本実施の形態における転動体としての玉13は、Si6−ZAl8−Zの組成式で表され、0.1≦z≦3.5を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成され、ヤング率が180GPa以上270GPa以下となっている。 Then, balls 13 serving as rolling elements in this embodiment is represented by a composition formula of Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z, composed mainly of β-sialon satisfying 0.1 ≦ z ≦ 3.5 And the Young's modulus is 180 GPa or more and 270 GPa or less.

さらに、図4を参照して、玉13の転走面である玉転走面13Aを含む領域には、内部13Cよりも緻密性の高い層である玉緻密層13Bが形成されている。この玉緻密層13Bの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は7%以下である。そのため、本実施の形態おけるアンギュラ玉軸受1は、振動や衝撃に起因した軌道部材の損傷を抑制しつつ、耐久性の向上および小型軽量化を達成することが可能な風力発電装置用転がり軸受となっている。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。   Furthermore, referring to FIG. 4, a ball dense layer 13 </ b> B that is a layer having a higher density than the inside 13 </ b> C is formed in a region including a ball rolling surface 13 </ b> A that is a rolling surface of the ball 13. When the cross section of the dense ball layer 13B is observed with oblique light from an optical microscope, the area ratio of the white region observed as a white region is 7% or less. Therefore, the angular ball bearing 1 according to the present embodiment is a rolling bearing for a wind power generator that can achieve improved durability and reduced size and weight while suppressing damage to the raceway member due to vibration and impact. It has become. The impurities include inevitable impurities including those derived from raw materials or those mixed in the manufacturing process.

さらに、図4を参照して、玉緻密層13Bの表面である玉転走面13Aを含む領域には、玉緻密層13B内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である玉高緻密層13Dが形成されている。玉高緻密層13Dの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は3.5%以下となっている。これにより、玉13の転動疲労に対する耐久性がより向上し、アンギュラ玉軸受1の耐久性が一層向上している。   Furthermore, referring to FIG. 4, in the region including the ball rolling surface 13 </ b> A that is the surface of the ball dense layer 13 </ b> B, the ball high density that is a layer having a higher density than the other regions in the ball dense layer 13 </ b> B. Layer 13D is formed. When the cross section of the ball height dense layer 13D is observed with oblique light from an optical microscope, the area ratio of the white region observed as a white region is 3.5% or less. Thereby, the durability with respect to the rolling fatigue of the ball 13 is further improved, and the durability of the angular ball bearing 1 is further improved.

なお、上記本実施の形態においては、アンギュラ玉軸受1を構成する玉13は、βサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されていてもよい。焼結助剤を含むことで、焼結体の気孔率を低下させやすくなり、十分な耐久性を安定して確保することが可能なアンギュラ玉軸受1を、容易に提供することができる。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。   In the present embodiment, the balls 13 constituting the angular ball bearing 1 may be composed of a sintered body mainly composed of β sialon and composed of the remaining sintering aid and impurities. By including a sintering aid, the porosity of the sintered body can be easily lowered, and the angular ball bearing 1 capable of stably ensuring sufficient durability can be easily provided. The impurities include inevitable impurities including those derived from raw materials or those mixed in the manufacturing process.

次に、本実施の形態における風力発電装置用転がり軸受の製造方法について説明する。図5は、本発明の一実施の形態における風力発電装置用転がり軸受の製造方法の概略を示す図である。また、図6は、本発明の一実施の形態におけるβサイアロン焼結体からなる転動体の製造方法の概略を示す図である。   Next, the manufacturing method of the rolling bearing for wind power generators in this Embodiment is demonstrated. FIG. 5 is a diagram showing an outline of a method for manufacturing a rolling bearing for a wind turbine generator according to an embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 6 is a figure which shows the outline of the manufacturing method of the rolling element which consists of (beta) sialon sintered compact in one embodiment of this invention.

図5を参照して、本実施の形態における風力発電装置用転がり軸受の製造方法においては、まず、軌道部材を製造する軌道部材製造工程と、転動体を製造する転動体製造工程とが実施される。具体的には、軌道部材製造工程では、外輪11、内輪12などが製造される。一方、転動体製造工程では、玉13などが製造される。   Referring to FIG. 5, in the method for manufacturing a rolling bearing for a wind turbine generator according to the present embodiment, first, a race member manufacturing process for manufacturing a race member and a rolling element manufacturing process for manufacturing a rolling element are performed. The Specifically, in the race member manufacturing process, the outer ring 11, the inner ring 12, and the like are manufactured. On the other hand, in the rolling element manufacturing process, balls 13 and the like are manufactured.

そして、軌道部材製造工程において製造された軌道部材と、転動体製造工程において製造された転動体とを組み合わせることにより、風力発電装置用転がり軸受を組立てる組立工程が実施される。具体的には、たとえば外輪11および内輪12と、玉13とを組み合わせることにより、アンギュラ玉軸受1が組立てられる。そして、転動体製造工程は、たとえば以下のβサイアロン焼結体からなる転動体の製造方法を用いて実施される。   And the assembly process which assembles the rolling bearing for wind power generators is implemented by combining the track member manufactured in the track member manufacturing process, and the rolling element manufactured in the rolling element manufacturing process. Specifically, the angular ball bearing 1 is assembled by combining the outer ring 11 and the inner ring 12 and the ball 13, for example. And a rolling element manufacturing process is implemented using the manufacturing method of the rolling element which consists of the following (beta) sialon sintered compact, for example.

図6を参照して、本実施の形態におけるβサイアロン焼結体からなる転動体の製造方法においては、まず、βサイアロンの粉末を準備するβサイアロン粉末準備工程が実施される。βサイアロン粉末準備工程においては、たとえば燃焼合成法を採用した製造工程により、安価にβサイアロンの粉末を製造することができる。   Referring to FIG. 6, in the method for manufacturing a rolling element made of a β sialon sintered body in the present embodiment, first, a β sialon powder preparation step of preparing β sialon powder is performed. In the β sialon powder preparation step, β sialon powder can be produced at low cost by, for example, a production step employing a combustion synthesis method.

次に、βサイアロン粉末準備工程において準備されたβサイアロンの粉末に、焼結助剤を添加して混合する混合工程が実施される。この混合工程は、焼結助剤を添加しない場合、省略することができる。   Next, a mixing step is performed in which a sintering aid is added to and mixed with the β sialon powder prepared in the β sialon powder preparation step. This mixing step can be omitted if no sintering aid is added.

次に、図6を参照して、上記βサイアロンの粉末またはβサイアロンの粉末と焼結助剤との混合物を、転動体の概略形状に成形する成形工程が実施される。具体的には、上記βサイアロンの粉末またはβサイアロンの粉末と焼結助剤との混合物に、プレス成形、鋳込み成形、押し出し成形、転動造粒などの成形手法を適用することにより、玉13などの概略形状に成形された成形体が作製される。   Next, referring to FIG. 6, a forming step is performed in which the β sialon powder or a mixture of β sialon powder and a sintering aid is formed into a schematic shape of a rolling element. Specifically, by applying a molding technique such as press molding, cast molding, extrusion molding, rolling granulation, or the like to the above β sialon powder or a mixture of β sialon powder and a sintering aid, the ball 13 Thus, a molded body formed into a general shape such as is produced.

次に、上記成形体の表面が加工されることにより、当該成形体が焼結後に所望の転動体の形状により近い形状になるよう成形される焼結前加工工程が実施される。具体的には、グリーン体加工などの加工手法を適用することにより、上記成形体が焼結後に玉13などの形状により近い形状になるように加工される。この焼結前加工工程は、成形工程において上記成形体が成形された段階で、焼結後に所望の転動体の形状に十分近い形状が得られる状態である場合には省略することができる。   Next, a pre-sintering processing step is performed in which the surface of the molded body is processed so that the molded body is shaped to be closer to the shape of the desired rolling element after sintering. Specifically, by applying a processing method such as green body processing, the molded body is processed to have a shape closer to the shape of the ball 13 or the like after sintering. This pre-sintering processing step can be omitted if the shape is sufficiently close to the shape of the desired rolling element after sintering at the stage where the molded body is formed in the forming step.

次に、図6を参照して、上記成形体が焼結される焼結工程が実施される。具体的には、上記成形体が、たとえば1MPa以下の圧力下でヒータ加熱、マイクロ波やミリ波による電磁波加熱などの加熱方法により加熱されて焼結されることにより、玉13などの概略形状を有する焼結体が作製される。焼結は、不活性ガス雰囲気中または窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において、1550℃以上1800℃以下の温度域に上記成形体が加熱されることにより実施される。不活性ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素などが採用可能であるが、製造コスト低減の観点から、窒素が採用されることが好ましい。   Next, referring to FIG. 6, a sintering step is performed in which the molded body is sintered. Specifically, for example, the molded body is heated and sintered by a heating method such as heating with an electromagnetic wave using microwaves or millimeter waves under a pressure of 1 MPa or less, so that the rough shape of the ball 13 or the like is obtained. A sintered body having the same is produced. Sintering is performed by heating the molded body to a temperature range of 1550 ° C. or higher and 1800 ° C. or lower in an inert gas atmosphere or a mixed gas atmosphere of nitrogen and oxygen. As the inert gas, helium, neon, argon, nitrogen, or the like can be employed, but nitrogen is preferably employed from the viewpoint of reducing manufacturing costs.

次に、焼結工程において作製された焼結体の表面が加工され、当該表面を含む領域が除去される仕上げ加工が実施されることにより、転動体を完成させる仕上げ工程が実施される。具体的には、焼結工程において作製された焼結体の表面を研磨することにより、転動体としての玉13などを完成させる。以上の工程により、本実施の形態におけるβサイアロン焼結体からなる転動体は完成する。   Next, a finishing process for completing the rolling elements is performed by performing a finishing process in which the surface of the sintered body produced in the sintering process is processed and a region including the surface is removed. Specifically, the balls 13 as rolling elements are completed by polishing the surface of the sintered body produced in the sintering step. Through the above steps, the rolling element made of the β sialon sintered body in the present embodiment is completed.

ここで、上記焼結工程における焼結により、焼結体の表面から厚み500μm程度の領域には、内部よりも緻密性が高く、断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が7%以下である緻密層が形成される。さらに、焼結体の表面から厚み150μm程度の領域には、緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性が高く、断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が3.5%以下である高緻密層が形成される。したがって、仕上げ工程においては、除去される焼結体の厚みは、特に転走面となるべき領域において150μm以下とすることが好ましい。これにより、玉転走面13Aを含む領域に、高緻密層を残存させ、玉13の転動疲労寿命を向上させることができる。   Here, as a result of sintering in the above-described sintering step, a region having a thickness of about 500 μm from the surface of the sintered body is denser than the inside, and when the cross section is observed with oblique light of an optical microscope, the white region A dense layer in which the area ratio of the observed white region is 7% or less is formed. Furthermore, the region having a thickness of about 150 μm from the surface of the sintered body has a higher density than the other regions in the dense layer, and is observed as a white region when the cross section is observed with an oblique light of an optical microscope. A highly dense layer in which the area ratio of the white region is 3.5% or less is formed. Therefore, in the finishing step, it is preferable that the thickness of the sintered body to be removed is 150 μm or less particularly in a region to be a rolling surface. Thereby, a highly dense layer can remain in the region including the ball rolling surface 13A, and the rolling fatigue life of the ball 13 can be improved.

なお、上記焼結工程は、βサイアロンの分解を抑制するため、0.01MPa以上の圧力下で行なうことが好ましく、低コスト化を考慮すると大気圧以上の圧力下で行なうことがより好ましい。また、製造コストを抑制しつつ緻密層を形成するためには、焼結工程は1MPa以下の圧力下で行なうことが好ましい。また、βサイアロン焼結体からなる転動体のヤング率を180GPa以上270GPa以下の所望の値に調整するためには、たとえばβサイアロン粉末準備工程において準備されるβサイアロン粉末のz値を、0.1≦z≦3.5の範囲で調節すればよい。より具体的には、z値を増加させることにより、βサイアロン焼結体のヤング率を低下させることができる。   The sintering step is preferably performed under a pressure of 0.01 MPa or higher in order to suppress the decomposition of β sialon, and more preferably performed under a pressure of atmospheric pressure or higher in consideration of cost reduction. Moreover, in order to form a dense layer while suppressing manufacturing costs, the sintering process is preferably performed under a pressure of 1 MPa or less. Further, in order to adjust the Young's modulus of the rolling element made of the β sialon sintered body to a desired value of 180 GPa or more and 270 GPa or less, for example, the z value of the β sialon powder prepared in the β sialon powder preparation step is set to 0. What is necessary is just to adjust in the range of 1 <= z <= 3.5. More specifically, the Young's modulus of the β sialon sintered body can be decreased by increasing the z value.

また、上記実施の形態における外輪11および内輪12の素材としては、たとえばJIS規格SUJ2などの高炭素クロム軸受鋼、SCM420などの機械構造用合金鋼、S53Cなどの機械構造用炭素鋼などの鋼を採用することができる。   Further, as the material of the outer ring 11 and the inner ring 12 in the above embodiment, for example, high carbon chromium bearing steel such as JIS standard SUJ2, alloy steel for machine structure such as SCM420, steel such as carbon steel for machine structure such as S53C, and the like. Can be adopted.

上記実施の形態においては、本発明の風力発電装置用転がり軸受の一例としてアンギュラ玉軸受について説明したが、本発明の転がり軸受はこれに限られず、深溝玉軸受、円すいころ軸受、ニードル軸受など種々の形式の転がり軸受に採用することができる。また、上記実施の形態においては、本発明の転がり軸受の軌道部材として、外輪および内輪が採用される場合について説明したが、軌道部材は、転動体が表面を転走するように使用される軸、ハウジングなどの部材であってもよい。すなわち、軌道部材は、転動体が転走するための転走面が形成された部材であればよい。   In the above embodiment, the angular ball bearing has been described as an example of the rolling bearing for wind power generator according to the present invention. It can be used for a type of rolling bearing. In the above embodiment, the case where the outer ring and the inner ring are employed as the race members of the rolling bearing of the present invention has been described. However, the race member is a shaft used so that the rolling elements roll on the surface. Or a member such as a housing. That is, the raceway member should just be a member in which the rolling surface for a rolling element to roll was formed.

以下、本発明の実施例1について説明する。種々のz値を有するβサイアロン焼結体からなる転動体を有する転がり軸受を作製し、z値と転動疲労寿命(耐久性)との関係を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。   Embodiment 1 of the present invention will be described below. Rolling bearings having rolling elements made of β sialon sintered bodies having various z values were produced, and tests for investigating the relationship between the z value and the rolling fatigue life (durability) were conducted. The test procedure is as follows.

まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法でz値を0.1〜4の範囲で作製したβサイアロンの粉末を準備し、上記実施の形態において図6に基づいて説明した転動体の製造方法と基本的に同様の方法で、z値が0.1〜4である転動体を作製した。具体的な作製方法は以下のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム(住友化学株式会社製、AKP30)および酸化イットリウム(H.C.Starck社製、Yttriumoxide grade C)とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で球体に成形し、さらに冷間静水圧成形(CIP)で加圧を行ない、球状の成形体を得た。   First, a method for producing a test bearing to be tested will be described. First, β sialon powder prepared by a combustion synthesis method with a z value in the range of 0.1 to 4 is prepared, and is basically the same as the rolling element manufacturing method described in the above embodiment based on FIG. The rolling element whose z value is 0.1-4 by the method was produced. A specific manufacturing method is as follows. First, β sialon powder refined to submicron, aluminum oxide (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., AKP30) and yttrium oxide (manufactured by HC Starck Co., Ltd., Yttrium oxide grade C) as a ball mill Were mixed by wet mixing. Then, granulation was performed with a spray dryer to produce granulated powder. The granulated powder was molded into a sphere with a mold and further pressurized by cold isostatic pressing (CIP) to obtain a spherical molded body.

引き続き当該成形体に対して1次焼結として常圧焼結を行なった後、圧力200MPaの窒素雰囲気中でHIP(Hot Isostatic Press;熱間静水圧焼結)処理することで、焼結球体を製造した。次に、当該焼結球体にラッピング加工を行ない、3/8インチセラミック球(JIS等級 G5)とした。そして、別途準備した軸受鋼(JIS規格SUJ2)製の軌道輪と組み合わせて、JIS規格6206型番の軸受を作製した(実施例A〜J)。また、比較のため、窒化珪素からなる転動体、すなわちz値が0である転動体も上記βサイアロンからなる転動体と同様の方法で作製し、同様に軸受に組立てた(比較例A)。   Subsequently, after performing atmospheric pressure sintering as primary sintering for the molded body, the sintered spheres are obtained by performing HIP (Hot Isostatic Press) in a nitrogen atmosphere at a pressure of 200 MPa. Manufactured. Next, lapping was performed on the sintered spheres to obtain 3/8 inch ceramic spheres (JIS grade G5). And the bearing of the JIS standard 6206 model number was produced in combination with the bearing ring made from bearing steel (JIS standard SUJ2) prepared separately (Example AJ). For comparison, a rolling element made of silicon nitride, that is, a rolling element having a z value of 0 was also produced in the same manner as the rolling element made of β sialon, and similarly assembled to a bearing (Comparative Example A).

次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたJIS規格6206型番の軸受に対し、最大接触面圧Pmax:3.2GPa、軸受回転数:2000rpm、潤滑:タービン油VG68(清浄油)の循環給油、試験温度:室温、の条件の下で運転する疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、転動体に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。また、試験中止後、軸受を分解して転動体の破損状態を確認した。 Next, test conditions will be described. Maximum contact surface pressure P max : 3.2 GPa, bearing rotational speed: 2000 rpm, lubrication: circulating oil supply of turbine oil VG68 (clean oil), test temperature: room temperature for the JIS standard 6206 model bearing manufactured as described above A fatigue test was performed under the conditions of The vibration of the bearing during operation is monitored by the vibration detection device, and the test is stopped when the rolling element is damaged and the vibration of the bearing exceeds a predetermined value. Recorded as bearing life. In addition, after the test was stopped, the bearing was disassembled to confirm the damaged state of the rolling elements.

表1に本実施例の試験結果を示す。表1においては、各実施例および比較例における寿命が、比較例A(窒化珪素)における寿命を1とした寿命比で表されている。また、破損形態は、転動体の表面に剥離が発生した場合「剥離」、剥離が発生することなく表面が摩耗して試験が中止された場合「摩耗」と記載されている。   Table 1 shows the test results of this example. In Table 1, the life in each Example and Comparative Example is expressed as a life ratio with the life in Comparative Example A (silicon nitride) as 1. The damage form is described as “peeling” when peeling occurs on the surface of the rolling element, and “wearing” when the surface is worn without peeling and the test is stopped.

表1を参照して、z値が0.1以上3.5以下となっている本発明の実施例A〜Hでは、窒化珪素(比較例A)と比較して遜色ない寿命を有している。また、破損形態も窒化珪素の場合と同様に「剥離」となっている。これに対し、z値が3.5を超える実施例Iでは、寿命が低下するとともに、転動体に摩耗が観察される。すなわち、z値が3.8である実施例Iでは、最終的には転動体に剥離が発生しているものの、転動体における摩耗が影響し、寿命が低下したものと考えられる。さらに、z値が4である実施例Jにおいては、短時間に転動体の摩耗が進行し、転がり軸受の耐久性がさらに低下している。   Referring to Table 1, Examples A to H of the present invention in which the z value is 0.1 or more and 3.5 or less have a life comparable to that of silicon nitride (Comparative Example A). Yes. Further, the form of breakage is “peeling” as in the case of silicon nitride. On the other hand, in Example I in which the z value exceeds 3.5, the life is shortened and wear is observed on the rolling elements. That is, in Example I in which the z value is 3.8, it is considered that although the rolling element finally peeled off, the life of the rolling element was affected by the wear of the rolling element. Furthermore, in Example J in which the z value is 4, the wear of the rolling elements proceeds in a short time, and the durability of the rolling bearing is further reduced.

以上のように、z値が0.1以上3.5以下の範囲においては、βサイアロン焼結体からなる転動体を備えた転がり軸受の耐久性は、窒化珪素の焼結体からなる転動体を備えた転がり軸受とほぼ同等である。これに対し、z値が3.5を超えると転動体が摩耗しやすくなり、これに起因して転動疲労寿命が低下する。さらに、z値が大きくなると、βサイアロンからなる転動体の破損原因が「剥離」から「摩耗」に変化し、転動疲労寿命が一層低下することが明らかとなった。このように、z値を0.1以上3.5以下とすることにより、安価で、かつ耐久性に優れたβサイアロン焼結体からなる転動体が得られることが確認された。   As described above, when the z value is in the range of 0.1 to 3.5, the rolling bearing provided with the rolling element made of β sialon sintered body has the durability of the rolling element made of the silicon nitride sintered body. It is almost equivalent to a rolling bearing with On the other hand, if the z value exceeds 3.5, the rolling elements are likely to be worn, resulting in a decrease in the rolling fatigue life. Furthermore, it has been clarified that when the z value increases, the cause of breakage of the rolling element made of β sialon changes from “peeling” to “wear”, and the rolling fatigue life is further reduced. Thus, it was confirmed that a rolling element made of a β sialon sintered body that is inexpensive and excellent in durability can be obtained by setting the z value to 0.1 or more and 3.5 or less.

なお、表1を参照して、z値が3を超える3.5の実施例Hにおいては、転動体には僅かな摩耗が発生しており、寿命も実施例A〜Gに比べて低下している。このことから、十分な耐久性をより安定して確保するためには、z値は3以下とすることが望ましいといえる。   In addition, with reference to Table 1, in Example H in which the z value exceeds 3.5, a slight amount of wear has occurred in the rolling elements, and the service life has also decreased compared to Examples A to G. ing. From this, it can be said that the z value is desirably 3 or less in order to ensure sufficient durability more stably.

また、上記実験結果より、窒化珪素からなる転動体と同等以上の耐久性(寿命)を得るには、z値は2以下とすることが好ましく、1.5以下とすることが、より好ましい。一方、燃焼合成を採用した製造工程によるβサイアロン粉体の作製の容易性を考慮すると、十分に自己発熱による反応が期待できる0.5以上のz値を採用することが好ましい。   From the above experimental results, the z value is preferably 2 or less, and more preferably 1.5 or less, in order to obtain durability (life) equal to or greater than that of a rolling element made of silicon nitride. On the other hand, in view of the ease of production of β sialon powder by a production process employing combustion synthesis, it is preferable to employ a z value of 0.5 or more at which a reaction due to self-heating can be sufficiently expected.

以下、本発明の実施例2について説明する。種々のz値を有するβサイアロン焼結体からなる転動体を有する転がり軸受を作製し、当該転がり軸受に対して衝撃が作用する環境下におけるz値と転動疲労寿命との関係を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。   Embodiment 2 of the present invention will be described below. A test for producing a rolling bearing having rolling elements made of β-sialon sintered bodies having various z values and investigating the relationship between the z value and the rolling fatigue life in an environment in which an impact is applied to the rolling bearing. Was done. The test procedure is as follows.

まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法でz値を0.1〜3.5の範囲で作製したβサイアロンの粉末を準備し、上記実施例1と同様の方法で、z値が0.1〜3.5である転動体を作製した。そして、別途準備した様々な鋼材を素材として製作した軌道輪と組み合わせて、JIS規格6206型番の軸受を作製した(実施例A〜J)。軌道輪を構成する鋼としては、JIS規格SUJ2、SCM420、SCr420、S53C、S45C、S40CおよびAISI規格M50を採用した。また、比較のため、窒化珪素からなる転動体、すなわちz値が0である転動体も上記βサイアロンからなる転動体と同様の方法で作製し、同様に軸受に組立てた(比較例A)。   First, a method for producing a test bearing to be tested will be described. First, β sialon powder prepared by a combustion synthesis method with a z value in the range of 0.1 to 3.5 is prepared, and the z value is 0.1 to 3.5 by the same method as in Example 1 above. A rolling element was produced. And the bearing of the JIS standard 6206 model number was produced in combination with the bearing ring produced using the various steel materials prepared separately as a raw material (Examples AJ). As steel constituting the race, JIS standards SUJ2, SCM420, SCr420, S53C, S45C, S40C and AISI standard M50 were adopted. For comparison, a rolling element made of silicon nitride, that is, a rolling element having a z value of 0 was also produced in the same manner as the rolling element made of β sialon, and similarly assembled to a bearing (Comparative Example A).

次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたJIS規格6206型番の軸受に対し、最大接触面圧Pmax:2.5GPa、軸受回転数:500rpm、潤滑:タービン油VG68循環給油、加振条件:2500N(50Hz)、試験温度:室温の条件の下で運転する加振衝撃疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、軸受に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。また、試験中止後、軸受を分解して軸受の破損状態を確認した。 Next, test conditions will be described. For the bearing of the JIS standard 6206 model number manufactured as described above, the maximum contact surface pressure P max : 2.5 GPa, the bearing rotation speed: 500 rpm, lubrication: turbine oil VG68 circulating oil supply, vibration conditions: 2500 N (50 Hz), Test temperature: An excitation shock fatigue test was performed under the condition of room temperature. The vibration of the bearing during operation is monitored by the vibration detection device, and the test is stopped when the bearing is damaged and the vibration of the bearing exceeds a predetermined value. Recorded as the lifetime of. In addition, after the test was stopped, the bearing was disassembled to confirm the damaged state of the bearing.

表2に本実施例の試験結果を示す。表2においては、各欄内の上段に各実施例および比較例における寿命が、軌道輪の材質をSUJ2とした場合の比較例A(窒化珪素)の寿命を1とした寿命比で表されている。また、各欄内の下段には、軸受の破損部位(軌道輪または玉)が記載されている。   Table 2 shows the test results of this example. In Table 2, the life in each example and comparative example is shown in the upper part of each column as a life ratio with the life of Comparative Example A (silicon nitride) as 1 when the material of the bearing ring is SUJ2. Yes. Moreover, the damaged part (bearing ring or ball) of the bearing is described in the lower part of each column.

表2を参照して、z値が0.5以上3.0以下となっている本発明の実施例C〜Hは、窒化珪素(比較例A)と比較して明確に長寿命となっている。ここで、表2に示すように、破損部位は窒化珪素の場合と同様に軌道部材(軌道輪)となっており、破損形態は剥離であった。これに対し、z値が3.0を超える実施例IおよびJでは、寿命が低下するとともに、転動体(玉)の破損(剥離)が先行する。すなわち、z値が3.25である実施例Iでは、衝撃の影響によりβサイアロン焼結体からなる軸受部品(玉)に損傷が生じ、寿命が低下したものと考えられる。さらに、z値が3.5である実施例Jおいては、さらに短時間に転動体の剥離が生じ、転がり軸受の耐久性が一層低下している。   Referring to Table 2, Examples C to H of the present invention having a z value of 0.5 or more and 3.0 or less clearly have a longer life than silicon nitride (Comparative Example A). Yes. Here, as shown in Table 2, the damaged part was a track member (track ring) as in the case of silicon nitride, and the damaged form was delamination. On the other hand, in Examples I and J in which the z value exceeds 3.0, the life is shortened and the rolling element (ball) is damaged (peeled) first. That is, in Example I in which the z value is 3.25, it is considered that the bearing part (ball) made of the β sialon sintered body is damaged due to the impact and the life is shortened. Furthermore, in Example J in which the z value is 3.5, the rolling elements are peeled off in a shorter time, and the durability of the rolling bearing is further reduced.

一方、z値が0.5より小さい実施例AおよびBでは、寿命が比較例Aとほぼ同じ程度にまで低下するとともに、軌道部材の破損(剥離)が先行する。すなわち、z値が0.25である実施例Bでは、z値が0(窒化珪素)である比較例Aとの物性の差が小さくなる。そのため、βサイアロン焼結体からなる玉と、当該玉に相対する軌道部材との衝突によって、一方的に軌道部材側に損傷が生じ、窒化珪素焼結体からなる玉を採用した比較例A並みにまで寿命が低下したものと考えられる。   On the other hand, in Examples A and B in which the z value is smaller than 0.5, the lifetime is reduced to substantially the same level as in Comparative Example A, and the raceway member is preceded by breakage (peeling). That is, in Example B in which the z value is 0.25, the difference in physical properties from Comparative Example A in which the z value is 0 (silicon nitride) is reduced. Therefore, the collision between the ball made of the β sialon sintered body and the race member facing the ball unilaterally causes damage on the race member side, and the same as Comparative Example A employing the ball made of the silicon nitride sintered body. It is thought that the lifetime was reduced to

さらに、表2を参照して、z値が0.5以上3.0以下となっている場合であっても、相対する軌道輪の硬度(表面硬度)がHV680未満である場合、軌道輪の硬度がHV680以上の場合に比べて寿命が低下する傾向にある。これは、軌道輪の硬度が低い場合、βサイアロン焼結体からなる玉と、当該玉に相対する軌道部材との衝突によって、軌道部材側に損傷が生じ易くなるためであると考えられる。   Furthermore, referring to Table 2, even when the z value is 0.5 or more and 3.0 or less, when the hardness (surface hardness) of the opposite bearing ring is less than HV680, The life tends to be shorter than when the hardness is HV680 or higher. This is thought to be because when the hardness of the raceway is low, damage to the raceway member is likely to occur due to the collision between the ball made of β sialon sintered body and the raceway member facing the ball.

以上のように、z値が3.0を超えるとβサイアロン焼結体からなる軸受部品自身が破損し易くなる一方、z値が0.5未満では、相手部材との間の接触面圧が増加し、相手部材に損傷が発生しやすくなる。そして、z値を0.5以上3.0以下とすることにより、転動体を構成する素材の強度と、軌道部材との間の接触面圧の低減とのバランスが確保される。その結果、軸受に対して衝撃が作用する環境下において、βサイアロン焼結体からなる転動体を含む転がり軸受の寿命が向上することが確認された。特に、軌道部材が鋼からなる場合、軌道部材の物性と転動体の物性とがほどよく調和して、衝撃、振動等による損傷の発生を抑制することができる。このように、転動体を構成するβサイアロンのz値を0.5以上3.0以下とすることにより、振動や衝撃が作用した場合における転がり軸受の耐久性を向上させることができることが確認された。   As described above, when the z value exceeds 3.0, the bearing part itself made of the β sialon sintered body is easily damaged, whereas when the z value is less than 0.5, the contact surface pressure between the mating member is low. It increases, and damage to the mating member is likely to occur. And by making z value 0.5 or more and 3.0 or less, the balance of the intensity | strength of the raw material which comprises a rolling element and the reduction of the contact surface pressure between track members is ensured. As a result, it was confirmed that the life of a rolling bearing including a rolling element made of a β sialon sintered body is improved in an environment in which an impact is applied to the bearing. In particular, when the race member is made of steel, the physical properties of the race member and the physical properties of the rolling elements are well matched, and the occurrence of damage due to impact, vibration, or the like can be suppressed. Thus, it was confirmed that the durability of the rolling bearing when vibration or impact is applied can be improved by setting the z value of β sialon constituting the rolling element to 0.5 or more and 3.0 or less. It was.

また、軌道部材が鋼からなる場合、当該軌道部材の損傷を抑制するため、軌道部材の表面硬度はHV680以上とすることが好ましいことが確認された。   In addition, when the race member is made of steel, it was confirmed that the surface hardness of the race member is preferably HV680 or more in order to suppress damage to the race member.

以下、本発明の実施例3について説明する。本発明の風力発電装置用転がり軸受を構成するβサイアロンからなる転動体の緻密層および高緻密層の形成状態を調査する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。   Embodiment 3 of the present invention will be described below. A test was conducted to investigate the formation state of the dense layer and the highly dense layer of the rolling elements made of β sialon constituting the rolling bearing for wind power generator of the present invention. The test procedure is as follows.

はじめに、燃焼合成法で作製した組成がSiAlONであるβサイアロンの粉末(株式会社イスマンジェイ製、商品名メラミックス)を準備し、上記実施の形態において図6に基づいて説明した転動体の製造方法と同様の方法で、一辺が約10mmの立方体試験片を作製した。具体的な製造方法は次のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム(住友化学株式会社製、AKP30)および酸化イットリウム(H.C.Starck社製、Yttriumoxide grade C)とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で所定の形状に成形し、さらに冷間静水圧成形(CIP)で加圧を行ない、成形体を得た。引き続き当該成形体を圧力0.4MPaの窒素雰囲気中で1650℃に加熱して焼結することで(常圧焼結)、上記立方体試験片を製造した。 First, a β sialon powder (product name: Melamix manufactured by Isman Jay Co., Ltd.) having a composition of Si 5 AlON 7 prepared by a combustion synthesis method was prepared, and the rolling element described in the above embodiment based on FIG. A cubic test piece having a side of about 10 mm was produced in the same manner as in the manufacturing method. A specific manufacturing method is as follows. First, β sialon powder refined to submicron, aluminum oxide (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., AKP30) and yttrium oxide (manufactured by HC Starck Co., Ltd., Yttrium oxide grade C) as a ball mill Were mixed by wet mixing. Then, granulation was performed with a spray dryer to produce granulated powder. The granulated powder was molded into a predetermined shape with a mold and further pressed by cold isostatic pressing (CIP) to obtain a molded body. Subsequently, the cube test piece was manufactured by heating and sintering the molded body at 1650 ° C. in a nitrogen atmosphere having a pressure of 0.4 MPa (atmospheric pressure sintering).

その後、当該試験片を切断し、切断された面をダイヤモンドラップ盤でラッピングした後、酸化クロムラップ盤による鏡面ラッピングを実施することにより、立方体の中心を含む観察用の断面を形成した。そして、当該断面を光学顕微鏡(株式会社ニコン製、マイクロフォト−FXA)の斜光で観察し、倍率50倍のインスタント写真(フジフイルム株式会社製 FP−100B)を撮影した。その後、得られた写真の画像を、スキャナーを用いて(解像度300DPI)パーソナルコンピューターに取り込んだ。そして、画像処理ソフト(三谷商事株式会社製 WinROOF)を用いて輝度閾値による2値化処理を行なって(本実施例での2値化分離閾値:140)、白色領域の面積率を測定した。   Thereafter, the test piece was cut, and the cut surface was lapped with a diamond lapping machine, and then mirror lapping with a chromium oxide lapping machine was performed to form a cross section for observation including the center of the cube. And the said cross section was observed with the oblique light of the optical microscope (the Nikon Corporation make, Microphoto-FXA), and the 50-times-magnification instant photograph (Fujifilm Corporation FP-100B) was image | photographed. Thereafter, the obtained photographic image was taken into a personal computer using a scanner (resolution: 300 DPI). And the binarization process by a brightness | luminance threshold value was performed using the image processing software (Mitani Corporation WinROOF) (binarization separation threshold value in a present Example: 140), and the area ratio of the white area | region was measured.

次に、試験結果について説明する。図7は、試験片の上記観察用の断面を光学顕微鏡の斜光で撮影した写真である。また、図8は、図7の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により2値化処理した状態を示す一例である。また、図9は、図7の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により2値化処理して白色領域の面積率を測定する際に、画像処理を行なう領域(評価領域)を示す図である。図7において、写真上側が試験片の表面側であり、上端が表面である。   Next, test results will be described. FIG. 7 is a photograph of the cross section for observation of the test piece taken with oblique light from an optical microscope. FIG. 8 is an example showing a state in which the image of the photograph of FIG. 7 is binarized using a luminance threshold using image processing software. FIG. 9 shows an area (evaluation area) for image processing when the image of FIG. 7 is binarized by the luminance threshold value using the image processing software and the area ratio of the white area is measured. FIG. In FIG. 7, the upper side of the photograph is the surface side of the test piece, and the upper end is the surface.

図7および図8を参照して、上記実施の形態と同様の製造方法により作製された本実施例における試験片は、表面を含む領域に内部よりも白色領域の少ない層が形成されていることがわかる。そして、図9に示すように、撮影された写真の画像を試験片の最表面からの距離に応じて3つの領域(最表面からの距離が150μm以内の領域、150μmを超え500μm以内の領域、500μmを超え800μm以内の領域)に分け、領域毎に画像解析を行なって白色領域の面積率を算出したところ、表3に示す結果が得られた。表3においては、図9に示した各領域を1視野として、無作為に撮影された5枚の写真から得られる5視野における白色領域の面積率の、平均値と最大値とが示されている。   Referring to FIGS. 7 and 8, in the test piece in this example manufactured by the same manufacturing method as in the above embodiment, a layer having a white area smaller than the inside is formed in the area including the surface. I understand. Then, as shown in FIG. 9, the photographed photograph image is divided into three regions according to the distance from the outermost surface of the test piece (the region within 150 μm from the outermost surface, the region within 150 μm and within 500 μm, When the area ratio of the white area was calculated by performing image analysis for each area and obtaining the area ratio of the white area, the results shown in Table 3 were obtained. Table 3 shows the average value and the maximum value of the area ratio of the white area in five fields of view obtained from five photographs taken at random with each field shown in FIG. 9 as one field of view. Yes.

表3を参照して、本実施例における白色領域の面積率は、内部において18.5%であったのに対し、表面からの深さが500μm以下である領域においては3.7%、表面からの深さが150μm以下の領域においては1.2%となっていた。このことから、上記実施の形態と同様の上記製造方法により作製された本実施例における試験片においては、表面を含む領域に内部よりも白色領域の少ない緻密層および高緻密層が形成されていることが確認された。   Referring to Table 3, the area ratio of the white region in the present example was 18.5% inside, whereas it was 3.7% in the region having a depth of 500 μm or less from the surface. It was 1.2% in the region where the depth from the region was 150 μm or less. From this, in the test piece in the present example produced by the above manufacturing method similar to the above embodiment, a dense layer and a highly dense layer having a white region less than the inside are formed in the region including the surface. It was confirmed.

以下、本発明の実施例4について説明する。本発明の風力発電装置用転がり軸受を構成するβサイアロン焼結体からなる転動体の転動疲労寿命を確認する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。   Embodiment 4 of the present invention will be described below. A test was conducted to confirm the rolling fatigue life of the rolling element made of the β sialon sintered body constituting the rolling bearing for wind power generator of the present invention. The test procedure is as follows.

まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法で作製した組成がSiAlONであるβサイアロンの粉末(株式会社イスマンジェイ製、商品名メラミックス)を準備し、上記実施の形態において図6に基づいて説明した転動体の製造方法と同様の方法で直径9.525mmの3/8インチセラミック球を作製した。具体的な製造方法は次のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム(住友化学株式会社製、AKP30)および酸化イットリウム(H.C.Starck社製、Yttriumoxide grade C)とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で球体に成形し、さらに冷間静水圧成形(CIP)で加圧を行ない球状の成形体を得た。 First, a method for producing a test bearing to be tested will be described. First, a β sialon powder (product name: Melamix manufactured by Isman Jay Co., Ltd.) having a composition of Si 5 AlON 7 prepared by a combustion synthesis method was prepared, and the rolling element described in the above embodiment based on FIG. A 3/8 inch ceramic sphere having a diameter of 9.525 mm was produced in the same manner as the production method described above. A specific manufacturing method is as follows. First, β sialon powder refined to submicron, aluminum oxide (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., AKP30) and yttrium oxide (manufactured by HC Starck Co., Ltd., Yttrium oxide grade C) as a ball mill Were mixed by wet mixing. Then, granulation was performed with a spray dryer to produce granulated powder. The granulated powder was molded into a sphere with a mold, and further pressurized by cold isostatic pressing (CIP) to obtain a spherical molded body.

次に、当該成形体に対して焼結後の加工代が所定の寸法となるようにグリーン体加工を行ない、引き続き当該成形体を圧力0.4MPaの窒素雰囲気中で1650℃に加熱して焼結することで、焼結球体を製造した。次に、当該焼結球体にラッピング加工を行ない、3/8インチセラミック球(転動体;JIS等級 G5)とした。そして、別途準備した軸受鋼(JIS規格SUJ2)製の軌道輪と組み合わせて、JIS規格6206型番の軸受を作製した。ここで、上記焼結球体に対するラッピング加工により除去される焼結球体の厚み(加工代)を8段階に変化させ、8種類の軸受を作製した(実施例A〜H)。一方、比較のため、窒化珪素および焼結助剤からなる原料粉末を用いて加圧焼結法により焼結した焼結球体(日本特殊陶業株式会社製 EC141)に対して、上述と同様にラッピング加工を行ない、別途準備した軸受鋼(JIS規格SUJ2)製の軌道輪と組み合わせて、JIS規格6206型番の軸受を作製した(比較例A)。ラッピング加工による加工代は0.25mmとした。   Next, the green body is processed so that the processing allowance after sintering becomes a predetermined dimension, and the green body is subsequently heated to 1650 ° C. in a nitrogen atmosphere at a pressure of 0.4 MPa. By sintering, sintered spheres were produced. Next, lapping was performed on the sintered spheres to obtain 3/8 inch ceramic spheres (rolling elements; JIS grade G5). And the bearing of the JIS standard 6206 model number was produced in combination with the bearing ring made from bearing steel (JIS standard SUJ2) prepared separately. Here, the thickness (processing allowance) of the sintered sphere removed by the lapping process on the sintered sphere was changed in eight stages, and eight types of bearings were produced (Examples A to H). On the other hand, for comparison, lapping is performed on sintered spheres (EC 141 manufactured by Nippon Special Ceramics Co., Ltd.) sintered by pressure sintering using raw material powders composed of silicon nitride and a sintering aid in the same manner as described above. Processing was performed, and a bearing of JIS standard 6206 model number was manufactured in combination with a bearing ring (JIS standard SUJ2) prepared separately (Comparative Example A). The machining allowance for lapping was 0.25 mm.

次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたJIS規格6206型番の軸受に対し、最大接触面圧Pmax:3.2GPa、軸受回転数:2000rpm、潤滑:タービン油VG68(清浄油)の循環給油、試験温度:室温、の条件の下で運転する疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、転動体に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。なお、試験数は実施例、比較例ともに15個ずつとし、そのL10寿命を算出した上で、比較例Aに対する寿命比で耐久性を評価した。 Next, test conditions will be described. Maximum contact surface pressure P max : 3.2 GPa, bearing rotational speed: 2000 rpm, lubrication: circulating oil supply of turbine oil VG68 (clean oil), test temperature: room temperature for the JIS standard 6206 model bearing manufactured as described above A fatigue test was performed under the conditions of The vibration of the bearing during operation is monitored by the vibration detection device, and the test is stopped when the rolling element is damaged and the vibration of the bearing exceeds a predetermined value. Recorded as bearing life. The number of tests was 15 in each of the examples and the comparative examples, and after calculating the L 10 life, the durability was evaluated by the life ratio with respect to Comparative Example A.

表4に本実施例の試験結果を示す。表4を参照して、実施例の軸受の寿命は、その製造コスト等を考慮するといずれも良好であるといえる。そして、加工代を0.5mm以下とすることにより転動体の表面に緻密層を残存させた実施例D〜Gの軸受の寿命は、比較例Aの寿命の1.5〜2倍程度となっていた。さらに、加工代を0.15mm以下とすることにより転動体の表面に高緻密層を残存させた実施例A〜Cの軸受の寿命は、比較例Aの寿命の3倍程度となっていた。このことから、本発明の風力発電装置用転がり軸受は、耐久性において優れていることが確認された。そして、本発明の風力発電装置用転がり軸受は、βサイアロン焼結体からなる転動体の加工代を0.5mm以下として、表面に緻密層を残存させることにより寿命が向上し、加工代を0.15mm以下として、表面に高緻密層を残存させることにより寿命がさらに向上することが分かった。   Table 4 shows the test results of this example. Referring to Table 4, it can be said that the life of the bearings of the examples is all good considering the manufacturing cost and the like. The life of the bearings of Examples D to G in which the dense layer remains on the surface of the rolling element by setting the machining allowance to 0.5 mm or less is about 1.5 to 2 times the life of Comparative Example A. It was. Furthermore, the life of the bearings of Examples A to C in which the high-density layer remained on the surface of the rolling element by setting the machining allowance to 0.15 mm or less was about three times the life of Comparative Example A. From this, it was confirmed that the rolling bearing for wind power generators of the present invention is excellent in durability. And the rolling bearing for wind power generators of the present invention has a machining life of a rolling element made of β sialon sintered body of 0.5 mm or less, and the life is improved by leaving a dense layer on the surface. It was found that the lifetime was further improved by leaving the highly dense layer on the surface at a thickness of .15 mm or less.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。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。   The embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and should not be construed as being restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の風力発電装置用転がり軸受は、耐久性の向上や小型軽量化が求められる風力発電装置用転がり軸受に、特に有利に適用され得る。   The rolling bearing for wind power generator according to the present invention can be particularly advantageously applied to a rolling bearing for wind power generator that is required to be improved in durability and reduced in size and weight.

本発明の一実施の形態における風力発電装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the wind power generator in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるヨー駆動装置およびピッチ駆動装置の構成を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the structure of the yaw drive device and pitch drive device in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるアンギュラ玉軸受の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the angular ball bearing in one embodiment of this invention. 図3の要部を拡大して示した概略部分断面図である。FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view showing an enlarged main part of FIG. 3. 本発明の一実施の形態における風力発電装置用転がり軸受の製造方法の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the manufacturing method of the rolling bearing for wind power generators in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるβサイアロン焼結体からなる転動体の製造方法の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the manufacturing method of the rolling element which consists of (beta) sialon sintered compact in one embodiment of this invention. 試験片の観察用の断面を光学顕微鏡の斜光で撮影した写真である。It is the photograph which image | photographed the cross section for observation of a test piece with the oblique light of the optical microscope. 図7の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により2値化処理した状態を示す一例である。It is an example which shows the state which binarized the image of the photograph of FIG. 7 with the brightness | luminance threshold value using image processing software. 画像処理を行なう領域(評価領域)を示す図である。It is a figure which shows the area | region (evaluation area | region) which performs image processing.

符号の説明Explanation of symbols

1 アンギュラ玉軸受、11 外輪、11A 外輪転走面、12 内輪、12A 内輪転走面、13 玉、13A 玉転走面、13B 玉緻密層、13C 内部、13D 玉高緻密層、14 保持器、40 ヨー駆動装置、50 ピッチ駆動装置、60 ピニオンギア、70 減速機、71 サンギア、72 プラネタリギア、73 回転体、73A 第1回転体、73B 第2回転体、74 保持部材、75 出力軸、76 アウターギア、80 モータ、81 主軸、90 風力発電装置、91 主軸、92 ブレード、92A ギア、94 増速機、95 出力軸、96 発電機、97 タワー、97A ギア、99 ナセル。   1 angular contact ball bearing, 11 outer ring, 11A outer ring rolling surface, 12 inner ring, 12A inner ring rolling surface, 13 balls, 13A ball rolling surface, 13B ball dense layer, 13C inside, 13D ball high dense layer, 14 cage, 40 yaw driving device, 50 pitch driving device, 60 pinion gear, 70 speed reducer, 71 sun gear, 72 planetary gear, 73 rotating body, 73A first rotating body, 73B second rotating body, 74 holding member, 75 output shaft, 76 Outer gear, 80 motor, 81 main shaft, 90 wind power generator, 91 main shaft, 92 blade, 92A gear, 94 speed increaser, 95 output shaft, 96 generator, 97 tower, 97A gear, 99 nacelle.

Claims (8)

風力発電装置のヨー駆動装置またはピッチ駆動装置を構成する減速機の内部において回転する回転部材を、前記回転部材に対向するように配置される部材に対して回転自在に支持する風力発電装置用転がり軸受であって、
軌道部材と、
前記軌道部材に接触し、円環状の軌道上に配置される転動体とを備え、
前記転動体は、Si 6−Z Al 8−Z の組成式で表され、0.1≦z≦3.5を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成され、
前記転動体は、前記軌道部材と接触する面である転走面を含む領域に、内部よりも緻密性の高い層である緻密層を有しており、
前記緻密層の表面を含む領域には、前記緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている、風力発電装置用転がり軸受。
Rolling for a wind power generator that rotatably supports a rotating member that rotates inside a reduction gear that constitutes a yaw driving device or a pitch driving device of the wind power generating device, with respect to a member that is disposed so as to face the rotating member. A bearing,
A track member;
A rolling element that contacts the raceway member and is disposed on an annular raceway,
The rolling element is represented by a composition formula of Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z, as a main component β-sialon satisfying 0.1 ≦ z ≦ 3.5, a sintered body consisting of the balance impurities Configured,
The rolling element has a dense layer that is a dense layer than the inside in a region including a rolling surface that is a surface that contacts the raceway member,
A rolling bearing for a wind turbine generator, wherein a high-density layer, which is a layer having a higher density than other areas in the dense layer, is formed in a region including the surface of the dense layer.
風力発電装置のヨー駆動装置またはピッチ駆動装置を構成する減速機の内部において回転する回転部材を、前記回転部材に対向するように配置される部材に対して回転自在に支持する風力発電装置用転がり軸受であって、
軌道部材と、
前記軌道部材に接触し、円環状の軌道上に配置される転動体とを備え、
前記転動体は、Si 6−Z Al 8−Z の組成式で表され、0.1≦z≦3.5を満たすβサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成され、
前記転動体は、前記軌道部材と接触する面である転走面を含む領域に、内部よりも緻密性の高い層である緻密層を有しており、
前記緻密層の表面を含む領域には、前記緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている、風力発電装置用転がり軸受。
Rolling for a wind power generator that rotatably supports a rotating member that rotates inside a reduction gear that constitutes a yaw driving device or a pitch driving device of the wind power generating device, with respect to a member that is disposed so as to face the rotating member. A bearing,
A track member;
A rolling element that contacts the raceway member and is disposed on an annular raceway,
The rolling element is mainly composed of β sialon represented by a composition formula of Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z and satisfying 0.1 ≦ z ≦ 3.5, and the remaining sintering aid and impurities. Composed of a sintered body consisting of
The rolling element has a dense layer that is a dense layer than the inside in a region including a rolling surface that is a surface that contacts the raceway member,
A rolling bearing for a wind turbine generator, wherein a high-density layer, which is a layer having a higher density than other areas in the dense layer, is formed in a region including the surface of the dense layer.
前記βサイアロンは、Si6−ZAl8−Zの組成式で表され、0.5≦z≦3.0を満たす、請求項1または2に記載の風力発電装置用転がり軸受。 The rolling bearing for a wind turbine generator according to claim 1 or 2, wherein the β sialon is represented by a composition formula of Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z and satisfies 0.5 ≦ z ≦ 3.0. . 前記転動体のヤング率は180GPa以上270GPa以下である、請求項1〜のいずれか1項に記載の風力発電装置用転がり軸受。 The rolling bearing for wind power generators according to any one of claims 1 to 3 whose Young's modulus of said rolling element is 180 GPa or more and 270 GPa or less. 前記転動体のヤング率は220GPa以上260GPa以下である、請求項1〜のいずれか1項に記載の風力発電装置用転がり軸受。 The rolling bearing for wind power generators according to any one of claims 1 to 3 whose Young's modulus of said rolling element is 220 GPa or more and 260 GPa or less. 前記軌道部材は鋼からなり、
前記軌道部材の表面硬度はHV680以上となっている、請求項1〜のいずれか1項に記載の風力発電装置用転がり軸受。
The track member is made of steel,
The rolling bearing for wind power generators according to any one of claims 1 to 5 , wherein the raceway member has a surface hardness of HV680 or more.
前記緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は7%以下である、請求項1〜のいずれか1項に記載の風力発電装置用転がり軸受。 The wind power generation according to any one of claims 1 to 6 , wherein when the cross section of the dense layer is observed with oblique light from an optical microscope, the area ratio of the white region observed as a white region is 7% or less. Rolling bearing for equipment. 前記高緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は3.5%以下である、請求項1〜のいずれか1項に記載の風力発電装置用転がり軸受。 When observing the cross section of the high-density layer with oblique illumination of the optical microscope, the area ratio of the white region observed as a white area is 3.5% or less, according to any one of claims 1-7 Rolling bearings for wind power generators.
JP2008161932A 2008-06-20 2008-06-20 Rolling bearing for wind power generator Expired - Fee Related JP5260159B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008161932A JP5260159B2 (en) 2008-06-20 2008-06-20 Rolling bearing for wind power generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008161932A JP5260159B2 (en) 2008-06-20 2008-06-20 Rolling bearing for wind power generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010001996A JP2010001996A (en) 2010-01-07
JP5260159B2 true JP5260159B2 (en) 2013-08-14

Family

ID=41583873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008161932A Expired - Fee Related JP5260159B2 (en) 2008-06-20 2008-06-20 Rolling bearing for wind power generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5260159B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011141081A (en) 2010-01-07 2011-07-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Air-conditioning monitoring system, its control method, air conditioner, and centralized monitoring device
JP5726021B2 (en) * 2010-08-30 2015-05-27 京セラ株式会社 Spherical body and rolling support device using the same
JP6232692B2 (en) 2012-09-24 2017-11-22 株式会社ジェイテクト Torque limiter, windmill and wind power generator
CN109185061B (en) * 2018-08-29 2021-02-12 扬州大学 Wind gust power generation system
CN109653950B (en) * 2018-12-29 2023-08-29 南京高速齿轮制造有限公司 Yaw pitch mechanism
CN113090466A (en) * 2021-05-20 2021-07-09 徐桂云 Piezoelectric function yawing type wind driven generator

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0772108B2 (en) * 1988-04-16 1995-08-02 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing β-sialon sintered body
JPH11223220A (en) * 1998-02-05 1999-08-17 Koyo Seiko Co Ltd Rolling bearing
WO1999063125A1 (en) * 1998-06-04 1999-12-09 Nsk Ltd. Rolling bearing
JP2000097243A (en) * 1998-09-21 2000-04-04 Toshiba Corp Bearing and bearing unit
JP2001012475A (en) * 1999-04-28 2001-01-16 Nsk Ltd Rolling bearing
JP2001146479A (en) * 1999-11-16 2001-05-29 Ngk Spark Plug Co Ltd Silicon nitride ceramic ball and ceramic ball bearing using the same
JP2002029852A (en) * 2000-07-21 2002-01-29 Ngk Spark Plug Co Ltd Sintered silicon nitride compact, silicon nitride ball, silicon nitride bearing ball, ball bearing, motor with bearing, hard disk device and polygon scanner
JP2003322154A (en) * 2002-05-09 2003-11-14 Nsk Ltd Rolling element for rolling bearing
JP2004091272A (en) * 2002-09-02 2004-03-25 Matsushita Masashi beta-SIALON SINTERED COMPACT
DE10250459A1 (en) * 2002-10-30 2004-05-13 Fag Kugelfischer Ag Rolling bearings in aircraft
JP2006016233A (en) * 2004-06-30 2006-01-19 Ngk Spark Plug Co Ltd Silicon nitride sintered compact and silicon nitride tool, cutting insert, and cutting tool
JP2007182334A (en) * 2006-01-05 2007-07-19 Ismanj:Kk Beta sialon sintered body
JP2008008397A (en) * 2006-06-29 2008-01-17 Ntn Corp Tapered roller bearing

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010001996A (en) 2010-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009115139A (en) Rolling member of rolling bearing for wind power generation device and rolling bearing for wind power generation device
JP5260159B2 (en) Rolling bearing for wind power generator
US8371758B2 (en) Rolling contact member and rolling bearing
JP5260158B2 (en) Rolling bearings for machine tools
WO2008075535A1 (en) Rolling bearing, hub unit, rolling member, universal joint, torque transmission member for universal joint, and process for producing the same
WO2009154226A1 (en) Bearing part and rolling bearing
JP5219018B2 (en) Rolling bearing, hub unit, rolling member and manufacturing method thereof
JP5093811B2 (en) Rolling bearing for motor
JP5093812B2 (en) Rolling bearing for generator
JP2010101382A (en) Rolling bearing
JP5093813B2 (en) Rolling bearing
JP2010001949A (en) Roller bearing for ball screw support
JP5550029B2 (en) Manufacturing method of rolling member
JP2010001190A (en) Roller bearing for gas turbine
JP2010001994A (en) Rolling bearing for prime mover
JP2009097658A (en) Rolling member and rolling bearing
JP2010001942A (en) Bearing part and rolling bearing
JP5024788B2 (en) Sliding device, sliding member and manufacturing method thereof
JP2010002012A (en) Rotary bearing
JP2010000241A (en) Roll bearing for ct scanner
JP2010000576A (en) Ball bush for machining tool
JP2010001995A (en) Rolling bearing
JP2010001991A (en) Base isolation device
JP2010001943A (en) Bearing part and rolling bearing
JP2010001941A (en) Torque transmission member for universal joint and universal joint

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110527

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120425

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120508

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120625

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20121218

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130301

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20130308

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130402

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130425

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160502

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees