JP6912966B2 - 複列自動調心ころ軸受 - Google Patents
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Description
この場合、ころに荷重が負荷された際に、2列のころ間にある内輪の中つばまたは間座の側への荷重が発生する。これにより、ころの端面が中つばまたは間座によって確実に案内され、ころが安定した回転をすることができる。
ころ長さの中央から最大径となる位置までの距離が長いほど、ころに荷重が負荷された際に、前記中つばまたは間座の側へ大きな荷重が発生する。接触角が大きいころは回転が不安定となりがちであるが、接触角の大きいころの前記距離を長くすることで、回転の安定化を図ることができる。
風力発電装置の主軸を支持する複列自動調心ころ軸受には、ブレードやロータヘッドの自重によるラジアル荷重、および風力によるアキシアル荷重が作用する。軸受幅方向に並ぶ2列のころのうち片方のころ列はラジアル荷重とアキシアル荷重の両方を受け、もう片方の列のころは殆どラジアル荷重だけを受ける。その場合、アキシアル荷重を受ける列のころは接触角が大きいころとし、殆どラジアル荷重だけを受ける列のころは接触角が小さいころとすることで、左右各列のころの接触面圧をほぼ均等にすることができる。
前記定められた間隔は、設計等によって任意に定める間隔である。
前記DLCは、ダイヤモンドライクカーボン(Diamond-like Carbon)の略称である。
この場合、ころ転動面、内輪および外輪の各軌道面の摩耗が生じ難くなり、前記DLC被膜が無いものより、耐摩耗性の向上を図ることができる。
この複列自動調心ころ軸受1は、内輪2と外輪3との間に軸受幅方向に並ぶ左右2列のころ4,5が介在している。外輪3の軌道面3aは球面状であり、左右各列のころ4,5は外周面が外輪3の軌道面3aに沿う断面形状である。言い換えると、ころ4,5の外周面は、外輪3の軌道面3aに沿った円弧を中心線C1,C2回りに回転させた回転曲面である。内輪2には、左右各列のころ4,5の外周面に沿う断面形状の複列の軌道面2a,2bが形成されている。内輪2の外周面の両端には、つば(小つば)6,7がそれぞれ設けられている。内輪2の外周面の中央部、すなわち左列のころ4と右列のころ5間に、中つば8が設けられている。左右各列のころ4,5は、それぞれ保持器11,12により保持されている。
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
他の実施形態に係る複列自動調心ころ軸受を図4と共に説明する。
この複列自動調心ころ軸受1は、傾斜角度付きの保持器12Aを備えている。同図4に示す右列用の一方の保持器12Aは、ころ長さの中央B2から最大径となる位置A2までの距離K2が大きい方のころ5を保持する保持器である。この保持器12Aは、柱部12Abの外径面12Dが基端側から先端側に向かうに従って半径方向内方に傾斜する傾斜角度βを有する。この傾斜角度βは、軸受中心軸Oに対する角度である。保持器12Aの傾斜角度βは、零よりも大きく、前記距離K2が大きい方のころ5の最大径角α2以下の範囲(0<β≦α2)に設定されている。前記最大径角α2は、軸受中心軸Oに垂直な平面に対する、右列のころ5の最大径D2maxとなる位置A2の傾き角である。
図5に示すように、左右各列のころ4,5は、それぞれころ転動面13の端部13b及び13cにクラウニングCwを有するものであってもよい。この例のクラウニングCwは、ころ転動面13の端部13b及び13cをころ転動面13の基準Rよりも小さくすることで、ドロップ量を大きくする複合Rクラウニングが適用されている。クラウニングCwを設けないころ中央部13aの長さLs(以下、「ストレート長さ」)は、ころ全長L1(L2)の50%〜70%、好ましくは60%とするとよい。
各列のころ4,5がこのようなクラウニングCw(図5)を有する場合、エッジ応力の緩和を図ることができる。なお前記複合Rクラウニングに代えて、ころ転動面13の端部13b及び13cが対数曲線で表現される対数クラウニングにしてもよい。
図8に示すように、各列のころ4,5は、ころ転動面13にDLC被膜14を有するものであってもよい。この例のDLC被膜14は、基材であるころ4,5との密着性が高い多層構造が採用されている。DLC被膜14は、表面層16と、中間層17と、応力緩和層18とを有する。表面層16は、炭素供給源として固体ターゲットのグラファイトのみを使用し、水素混入量を抑えたDLCを主体とする膜である。中間層17は、表面層16と前記基材との間に形成される、少なくともCrまたはWを主体とする層である。応力緩和層18は、中間層17と表面層16との間に形成される。
なお、この例では、各ころ4,5の外周面のみにDLC被膜14を設けているが、さらに各ころ4,5の両端面にDLC被膜14を設けても良い。特に、中つば8(図4)に案内される各ころ4,5の一端面にDLC被膜14を設けた場合、各ころ4,5の前記一端面が摩耗し難くなり、ころ4,5の耐摩耗性をより高め得る。
図9に示すように、内輪2は、各小つば6,7(図4)のうち、ころ長さの中央B2から最大径となる位置A2までの距離K2が長いころ5の軸方向外側の端面に臨む小つば7に、前記ころ5を軸受内に挿入する入れ溝15を備えてもよい。図10に示すように、内輪2の前記小つば7の円周方向一箇所に、円弧形状の入れ溝15が設けられている。この入れ溝15の円弧15aの曲率半径は、挿入すべきころ5(図9)の最大径に応じて適宜設定されている。内輪2にこのような入れ溝15を備えた場合、右列のころ5の軸受内への組込性をさらに向上させることができる。
2…内輪
3…外輪
3a…軌道面
4,5…ころ
6,7…小つば
8…中つば
11,12,12A…保持器
11a,12a…円環部
11b,12b,12Ab…柱部
13…ころ転動面
14…DLC被膜
15…入れ溝
26…主軸
A1,A2…ころの最大径となる位置
B1,B2…ころ長さの中央
Cw…クラウニング
D1max,D2max…ころの最大径
K1,K2…ころ長さの中央からころの最大径となる位置までの距離
L1,L2…ころ長さ
θ1,θ2…接触角
Claims (8)
- 内輪と外輪との間に、軸受幅方向に並んで2列にころが介在し、前記外輪の軌道面が球面状であり、前記2列のころは外周面が前記外輪の軌道面に沿う断面形状である複列自動調心ころ軸受であって、
前記2列のころは、それぞれの長さおよび最大径が互いに等しく、かつそれぞれのころ長さの中央から最大径となる位置までの距離が互いに異なることを特徴とする複列自動調心ころ軸受。 - 請求項1に記載の複列自動調心ころ軸受において、前記2列のころのうちいずれか一方のころは、最大径となる位置がころ長さの中央に対して軸受幅方向の内側にずれている複列自動調心ころ軸受。
- 請求項1または請求項2に記載の複列自動調心ころ軸受において、前記2列のころのうち、ころ長さの中央から最大径となる位置までの距離が長い方のころは、前記距離が短い方のころよりも接触角が大きい複列自動調心ころ軸受。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の複列自動調心ころ軸受において、風力発電装置の主軸の支持に用いられる複列自動調心ころ軸受。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の複列自動調心ころ軸受において、前記各列のころをそれぞれ保持する保持器を備え、各保持器は、各列のころの軸方向内側の端面を案内する環状の円環部と、この円環部から軸方向に延び且つ円周方向に沿って定められた間隔置きに設けられた複数の柱部とを備え、これら柱部間に前記ころを保持するポケットが設けられ、ころ長さの中央から最大径となる位置までの距離が長い方のころを保持する一方の保持器は、前記柱部の外径面が基端側から先端側に向かうに従って半径方向内方に傾斜する傾斜角度を有する複列自動調心ころ軸受。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の複列自動調心ころ軸受において、前記各ころは、ころ転動面にDLC被膜を有する複列自動調心ころ軸受。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の複列自動調心ころ軸受において、前記各ころは、ころ転動面の端部にクラウニングを有する複列自動調心ころ軸受。
- 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の複列自動調心ころ軸受において、前記内輪は、この内輪の外周面における前記2列のころ間に設けられ前記2列のころを案内する中つばと、前記外周面の両端にそれぞれ設けられ各列のころの軸方向外側の端面に臨む小つばとを備え、前記内輪は、前記各小つばのうち、ころ長さの中央から最大径となる位置までの距離が長いころの軸方向外側の端面に臨む小つばに、前記ころを軸受内に挿入する入れ溝を備えた複列自動調心ころ軸受。
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