JP6916220B2 - 軸受洗浄方法 - Google Patents

Description

本開示は、グリース潤滑式の軸受を洗浄するための軸受洗浄方法に関する。

陸上や海上に設置される風車が知られている。この種の風車は、例えば、再生エネルギ発電装置の一種である風力発電装置として利用される。風力発電装置では、風力エネルギによって風車翼が設けられたロータを回転させ、当該ロータに回転軸（主軸）を介して連結された発電機を駆動することで電気エネルギを発生させる。

風車では、様々な稼働条件下で良好な信頼性を確保すべく、グリースを潤滑剤として使用するグリース潤滑式の軸受が用いられている。例えば、風を受けるための風車翼は、ロータ本体（ハブ）に対してピッチ軸受を介して取り付けられることで、風車翼が受ける風力エネルギを調整可能に構成されている。また風車のロータは陸上や海上に立設されるタワーに対してヨー軸受を介して取り付けられることで、ロータが風向きに追従するように旋回可能なように構成されている。

このようなピッチ軸受やヨー軸受では、グリース潤滑剤が使用されているが、風車の稼働によって生じる金属摩耗粉などの汚れ成分が増加することから、所定の周期でグリースの補給又は交換作業などのメンテナンスを行う必要がある。ここで軸受に対してグリースの補給又は交換作業を実施する際には、汚れ成分を含む既存のグリースを予め排出し、その後、新たなグリースを補給することが好ましい。そのためメンテナンス時には、軸受から使用済みのグリースを排出するための洗浄作業が必要となる。

特許文献１及び特許文献２は、上述のようなピッチ軸受やヨー軸受ではなく、風車の主軸を回転可能に支持するための主軸軸受に関するものではあるが、グリース潤滑式の軸受の洗浄手法の一例が開示されている。これらの文献では、軸受が有するハウジングを部分的に取外し、軸受の内部にあるグリースを手作業にて大まかに除去する。その後、軸受に対して洗浄カバーを取り付けた状態で、洗浄カバーに設けられた穴を介してスプレー洗浄を行うことで、グリースの排出作業を行っている。このようなスプレー洗浄は、洗浄カバーに設けられた各穴に対して、約３分間ずつ行う必要があるとされている。

欧州特許公報第２９３７５６４号明細書 米国特許公報第２０１５／３７７２９４号明細書

上記特許文献１及び特許文献２では、略水平方向に沿って延在する主軸を回転可能に支持する主軸軸受を洗浄対象としており、主軸軸受の上部から供給された洗浄剤がグリースとともに軸受の下部から排出している。このように特許文献１及び特許文献２の技術は、略水平方向に沿って延在する回転軸を支持する軸受を前提としたものであるため、風車のピッチ軸受やヨー軸受に適用することができない。

また上記特許文献１及び特許文献２では、スプレー洗浄作業を実施する前に、手作業によるグリース除去を行う必要がある。更に、スプレー洗浄作業においても、洗浄カバーに設けられた各穴に対して長時間のスプレー作業を行う必要がある。そのため、グリース洗浄に要する時間や作業負担が大きい。

本発明の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、風車のピッチ軸受又はヨー軸受に使用されるグリースを効率的に洗浄可能な軸受洗浄方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る軸受洗浄方法は上記課題を解決するために、
互いに相対的に旋回可能な内輪及び外輪を備える、風車に使用されるグリース潤滑式の軸受を洗浄するための軸受洗浄方法であって、
前記軸受の中心軸に対する垂直面が略水平になる状態において、前記軸受の下部に設けられた排出部に対して下方側から対向するように受部材を設置する受部材設置工程と、
前記軸受の上部に設けられた供給部に対して洗浄剤を供給した後、前記内輪及び前記外輪を相対的に旋回させて攪拌してグリースを軟化させ、前記排出部から排出されるグリースの前記洗浄剤との混合物を前記受部材によって回収する洗浄工程と、
を備える。

上記（１）の方法によれば、グリース潤滑式の軸受に対して上方側から軸受の内部に洗浄剤が供給される。この状態で軸受の内輪及び外輪を相対的に旋回させることで、軸受内部でグリースと洗浄剤とが混合（攪拌）され、グリースが軟化される。軸受の排出部に下方側から対向する位置には予め受部材を配置しておくことで、軸受内部で混合されたグリースと洗浄剤との混合物は、排出部から受部材に落下することで回収される。このような手法を採用することで、軸受に使用されているグリースを効果的に洗浄できる。

（２）幾つかの実施形態では上記（１）の方法において、
前記供給部は、前記内輪及び前記外輪の間に形成される上側隙間であって、
前記洗浄工程では、前記上側隙間の周方向に沿った複数箇所に前記洗浄剤が供給される。

上記（２）の方法によれば、内輪及び外輪の間に形成された上側隙間に対して洗浄剤が供給される。このような洗浄剤の供給は、上側隙間の周方向に沿った複数箇所に行われることにより、軸受内部の広範囲にわたって洗浄剤を行き渡らせることができる。

（３）幾つかの実施形態では上記（１）又は（２）の方法において、
前記排出部は、前記内輪及び前記外輪の間に形成される下側隙間であって、
前記受部材は、前記下側隙間に沿って周方向全体にわたって延在する。

上記（３）の方法によれば、混合物の回収を行うための受部材は、混合物が排出される内輪及び外輪の間に形成される下側隙間の形状に沿って周方向全体にわたって設けられる。これにより、下側隙間から排出される混合物の的確な回収が可能となる。

（４）幾つかの実施形態では上記（１）から（３）のいずれか一方法において、
前記受部材は、前記軸受又は前記軸受の周辺部材に対してマグネットを介して支持される。

上記（４）の方法によれば、軸受から排出される混合物の回収に用いられる受部材は、軸受又は軸受の周辺部材に対してマグネットの磁力によって取り付けられる。そのため、受部材は脱着可能に取り付けられるため、取り扱いが容易である。

（５）幾つかの実施形態では上記（１）から（４）のいずれか一方法において、
前記洗浄工程を複数回繰り返す。

上記（５）の方法によれば、上述の洗浄工程を繰り返し実施することで、軸受の内部に存在するグリースを的確に外部に排出できる。

（６）幾つかの実施形態では上記（１）から（５）のいずれか一方法において、
前記洗浄工程では、前記軸受をシールした状態で、吸引機を用いて前記混合物を吸引することにより前記混合物の排出を行う。

上記（６）の方法によれば、混合物を排出する際に吸引機を用いることで、負圧を利用して混合物の効率的な排出が可能となる。

（７）幾つかの実施形態では上記（６）の方法において、
前記吸引機は、フレキシブルチューブを介して前記排出部に接続される。

上記（７）の方法によれば、吸引機が、混合物が排出される排出部に対してフレキシブルチューブを介して接続される。そのため、限られた作業エリアにおいて、吸引機の位置を柔軟に変更することができる。

（８）幾つかの実施形態では上記（１）から（７）のいずれか一方法において、
前記軸受は前記内輪及び前記外輪の一方に風車翼が連結されるとともに他方にハブが連結されたピッチ軸受である。

上記（８）の方法によれば、風車翼をハブに対してピッチ旋回可能に支持するピッチ軸受において、軸受のグリース洗浄ができる。

（９）幾つかの実施形態では上記（８）の方法において、
前記垂直面が略水平になるように、前記ハブを回転させる回転工程を更に備える。

上記（９）の方法によれば、軸受の中心軸に対する垂直面が非水平な状態にある場合には、ハブを回転させることで略水平に調整することができる。

（１０）幾つかの実施形態では上記（８）又は（９）の方法において、
前記ピッチ軸受は、前記ハブに対して前記風車翼を旋回させることでフェザー状態とファイン状態との間を移動可能に構成され、
前記洗浄工程では、前記フェザー状態から所定の駆動範囲で前記内輪及び前記外輪を相対的に旋回させる。

上記（１０）の方法によれば、軸受の内部に洗浄剤が供給された状態で内輪及び外輪を相対的に旋回させる際に、軸受の駆動範囲をフェザー状態を基準に所定の駆動範囲に制限する。この駆動範囲を十分狭く設定することで、内輪及び外輪を相対的に旋回させる際に風車翼に風が作用することで生じる力を少なく抑えることができるので、作業中にハブが回転する風エネルギを効果的に防止できる。

（１１）幾つかの実施形態では上記（１）から（７）のいずれか一方法において、
前記軸受は、前記内輪及び前記外輪の一方に前記風車のタワーが連結されるとともに他方にナセルが連結されたヨー軸受である。

上記（１１）の方法によれば、風車のタワーに対してナセルを旋回可能に支持するヨー軸受において、軸受のグリース洗浄ができる。

（１２）幾つかの実施形態では上記（１）の方法において、
前記洗浄工程では、前記洗浄剤がより速い流速で供給される。

上記（１２）の方法によれば、洗浄工程では、より速い流速で洗浄剤を供給することで、軸受の内部に残存するグリースをより効果的に排出することができる。尚、このように速い流速を有する洗浄剤の吹き付けは、例えば、スプレー機による噴射や、ポンプを用いた加圧、ノズルのような細い先端からの噴射によって実現できる。

（１３）幾つかの実施形態では上記（１２）の方法において、
前記洗浄工程では、前記軸受をシールした状態で、吸引機を用いて前記混合物を吸引することにより前記混合物の排出を行う。

上記（１３）の方法によれば、混合物を排出する際に吸引機を用いることで、負圧を利用して混合物の効率的な排出が可能となる。

（１４）幾つかの実施形態では上記（１）から（１３）のいずれか一方法において、前記洗浄工程の後、前記洗浄剤とは異なる第２の洗浄剤を前記供給部に供給し、前記排出部から前記グリースの前記第２の洗浄剤との混合物を排出する洗浄工程を更に備える。

上記（１４）の方法によれば、洗浄工程の後、さらに異なる洗浄剤を供給部に異なる方法で供給し、洗浄工程に変化を与えることにより軸受の内部に残存するグリースをより効果的に排出することができる。

（１５）幾つかの実施形態では上記（６）又は（１３）の方法において、
前記吸引機は、フレキシブルチューブを介して前記排出部に接続される。

上記（１５）の方法によれば、吸引機が、混合物が排出される排出部に対してフレキシブルチューブを介して接続される。そのため、限られた作業エリアにおいて、吸引機の位置を柔軟に変更することができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、風車のピッチ軸受又はヨー軸受に使用されるグリースを効率的に洗浄可能な軸受洗浄方法を提供できる。

風力発電装置の全体構成図である。 図１の風力発電装置の正面図である。 本発明の少なくとも一実施形態に係る軸受洗浄方法を工程毎に示すフローチャートである。 図３の洗浄工程Ｓ１００を工程毎に示すフローチャートである。 図４のステップＳ１０５における受部材の設置位置を側方から示す断面図である。 図５のＡ−Ａ線断面図である。 図５のＢ領域の拡大断面図である。 図４のステップＳ１０６で形成される供給部を示す上視図である。 図４のステップＳ１０７で使用される供給ツールの一例である。 図３の第２洗浄工程Ｓ２００を工程毎に示すフローチャートである。 図１のヨー軸受に対して洗浄工程Ｓ１００を実施する様子を示す模式図である。 図１１のＤ領域の拡大断面図である。

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

まず本発明の少なくとも一実施形態に係る軸受洗浄方法の実施対象について説明する。以下の説明では、実施対象である軸受を備える風車の一例として風力発電装置について述べる。ただし、本発明は潮流発電装置、海流発電装置、河流発電装置等の他の再生エネルギ型発電装置を含むグリース潤滑式の軸受を備える他の装置においても広く適用可能である。又は、直径５００ｍｍ以上の大型軸受で周りの大物構造物を分解しないと軸受を容易に交換できないような、例えば旋回式クレーンやショベル、リフトなど旋回を必要とする軸受にも適用可能である。

図１は風力発電装置１の全体構成図であり、図２は図１の風力発電装置１の正面図である。風力発電装置１は、風車翼２及びハブ４で構成されるロータ３と、ロータ３のハブ４に連結される回転軸６と、電力を生成する発電機１６と、回転軸６の回転エネルギを所定の増速比で発電機１６に伝える増速機１０とを備える。
尚、ハブ４はスピナー５によって覆われている。

風力発電装置１では、図２に示すように、正面から見た際に、３つの風車翼２（２ａ、２ｂ、２ｃ）がハブ４に対して等間隔（１２０度間隔）で取り付けられている。これらの風車翼２は互いに等しい長手方向長さを有しており、それぞれの翼根部７において、ピッチ軸受１００を介してハブ４に接続されている。本実施形態では、ピッチ軸受１００の内輪及び外輪には、それぞれ風車翼２及びハブ４が固定されることにより、各風車翼２は、ハブ４に対して風車翼２がピッチ方向（長手軸回り）に旋回可能に構成される。ハブ４に対する風車翼２のピッチ角度は、不図示のアクチュエータによって可変であり、フェザー状態とファイン状態との間でピッチ角度を制御することにより風車翼２が受ける風力エネルギを調整可能に構成されている。

またロータ３に連結された回転軸６は、図１に示すように、洋上又は地上に立設されたタワー８上に設置されたナセル３０内において、軸受箱１９に収納された主軸軸受２０によってナセル３０に対して回転自在に支持される。軸受箱１９は、ナセル３０のナセル台板３０Ａによって支持される。

ナセル３０はヨー軸受２００を介してタワー８上に旋回可能に設置されている。ヨー軸受２００の内輪及び外輪には、それぞれタワー８及びナセル３０が固定されることにより、ナセル３０はタワー８に対してヨー方向に旋回可能に構成される。タワー８に対するナセル３０のヨー角度は、不図示のアクチュエータによって可変であり、当該ナセル方向を制御することにより、風力発電装置１が受ける風に対して、ナセル３０が支持するロータ３が追従するように旋回可能に構成されている。

続いて本発明の少なくとも一実施形態に係る軸受洗浄方法を用いてピッチ軸受１００を洗浄する過程を具体的に説明する。図３は本発明の少なくとも一実施形態に係る軸受洗浄方法を工程毎に示すフローチャートである。軸受洗浄方法は、洗浄剤を用いて洗浄を行う洗浄工程Ｓ１００のみの場合、又は、第２の洗浄剤を用いて洗浄を行う第２の洗浄工程Ｓ２００を伴う場合と、を備える。洗浄工程Ｓ１００及び第２の洗浄工程Ｓ２００は、図３に示すように、順次実施されることによって、ピッチ軸受１００を多段階にわたって洗浄することができる。

続いて洗浄工程Ｓ１００の具体的内容について説明する。図４は図３の洗浄工程Ｓ１００を工程毎に示すフローチャートである。

まず洗浄対象となるピッチ軸受１００を特定し（ステップＳ１０１）、ピッチ軸受１００の姿勢を確認する（ステップＳ１０２）。具体的には、図２に示すようにハブ４に取り付けられた３つの風車翼２ａ、２ｂ、２ｃのうち、洗浄対象となる一つの風車翼２を特定するとともに、当該特定された風車翼２がハブ４に対してどの位置にあるかが確認される。これにより、洗浄対象となる風車翼２に対応するピッチ軸受１００が、どのような姿勢で存在しているかが特定される。

続いてステップＳ１０２で特定されたピッチ軸受１００の姿勢に基づいて、ピッチ軸受１００の軸受面１０２が略水平であるか否かが判定される（ステップＳ１０３）。ピッチ軸受１００の軸受面１０２は、後述の図５に示すように、ピッチ軸受１００の中心軸Ｃに対する垂直面として規定される。図２の例では、風車翼２ａは鉛直方向を基準として角度０度の位置にあるため、ピッチ軸受１００の軸受面１０２は略水平となる。一方の風車翼２ｂ、２ｃは、鉛直方向を基準として、それぞれ１２０度、２４０度の位置にあることから、ピッチ軸受１００の軸受面１０２は非水平となる。
尚、ステップＳ１０３では、軸受面１０２が厳密に水平であるか否かを判断してもよいし、これに代えて、軸受面１０２が水平から所定角度範囲内にあるか否かを判断してもよい。

続いてピッチ軸受１００の軸受面１０２が略水平である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、処理を後述のステップＳ１０５に進める。図２を例に説明すると、風車翼２ａに対応するピッチ軸受１００を洗浄対象とする場合には、当該ピッチ軸受１００の軸受面１０２は略水平であるため、続くステップＳ１０４を省略し、ステップＳ１０５が実施される。

一方、ピッチ軸受１００の軸受面１０２が非水平である場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ピッチ軸受１００の軸受面１０２が略水平になるように、ハブ４を回転させる（ステップＳ１０４）。図２を例に説明すると、風車翼２ｂ、２ｃに対応するピッチ軸受１００を洗浄対象とする場合には、当該ピッチ軸受１００の軸受面１０２は非水平であるためステップＳ１０４が実施される。これにより、風車翼２ｂ、２ｃを、鉛直方向に対して角度０度の位置（つまり図２の風車翼２ａの位置）まで移動することで、風車翼２ｂ、２ｃに対応するピッチ軸受１００の軸受面１０２を略水平にすることができる。

ステップＳ１０４におけるハブ４の回転動作は、例えば、ロータ３の回転を許容した状態で、ハブ４に対する風車翼２のピッチ角度を制御することによって、風車翼２が受ける風力エネルギを調整することによって行ってもよいし、風力発電装置１がターニング装置を備える場合にはターニング装置を制御することによって行ってもよい。又は、インバーター式発電システムを採用していれば、インバーターを操作して発電機を回転して、ロータを回転しても良い。

尚、以下の工程では、このように略水平にされた軸受面１０２の姿勢を安定的に維持するために、ロータ３の回転を禁止してもよい。このようなロータ３の回転の禁止は、例えば、不図示のロック機構や制動機構を用いて実現される。

続いて、洗浄対象となるピッチ軸受１００の下方側に受部材１１０を設置する（ステップＳ１０５）。ここで図５は図４のステップＳ１０５における受部材１１０の設置位置を側方から示す断面図であり、図６は図５のＡ−Ａ線断面図であり、図７は図５のＢ領域の拡大断面図である。

ピッチ軸受１００は、互いに相対的に旋回可能な内輪１０４と外輪１０６との間に転動体１０８が保持された構成を有する。転動体１０８は、内輪１０４及び外輪１０６との間に形成された内部空間１０５（図７を参照）に収納されており、当該内部空間１０５には潤滑用のグリース（不図示）が注入されている。内輪１０４は風車翼２に対してボルト１０３ａによって固定されるとともに、外輪１０６はボルト１０３ｂによってハブ４に対して固定される。このようなピッチ軸受１００がハブ４と風車翼２との間に配置されることで、内輪１０４に固定された風車翼２は、外輪１０６に固定されたハブ４に対してピッチ方向（風車翼２の中心軸回り）に旋回可能に構成される。

尚、ピッチ軸受１００は、転動体１０８の形状によって、例えば玉軸受、複列円筒コロ軸受、クロスローラー軸受などの各種形態を採用可能である。

ステップＳ１０５では、図７に示すように、ハブ４の内部空間４ａにおいて、ピッチ軸受１００の下部に設けられた排出部１２０に対向するように、受部材１１０が設置される。排出部１２０は、ピッチ軸受１００の内部空間１０５に連通した排出路１２２を有する。この排出路１２２には内部空間１０５に存在するグリースが外部に漏れ出すことを防止するためのオイルシール部材１２４が設けられている。このような排出部１２０からは、グリースと洗浄剤５０との混合物５２が排出され、当該排出された混合物５２を受けられる位置に受部材１１０が配置される。

尚、排出部１２０の排出路１２２は、ピッチ軸受１００の内輪１０４及び外輪１０６の間に存在する隙間を利用しており、風車翼２の周方向に沿ってリング状に開口する。そのため、受部材１１０もまた、このような隙間に対応するように風車翼２の周方向に沿ってリング状に延在している。

ハブ４内に配置された受部材１１０は、図７に示すように、その端部が周囲（内輪１０４及びハブ４の内壁）に密接することで、排出部１２０から排出される混合物５２が周囲に飛散しないように構成されているが、受部材１１０は、周囲（内輪１０４及びハブ４の内壁）から離間して配置されてもよい。

受部材１１０はハブ４側に直接的又は間接的に支持される。図７の例では、受部材１１０は、支持部材１１２を介してハブ４の内壁４ｂに対して安定的に支持される。支持部材１１２は、受部材１１０に接続されたアーム部１１２ａと、アーム部１１２ａのうち受部材１１０とは反対側に設けられたマグネット部１１２ｂと、を備える。マグネット部１１２ｂは、永久磁石を含んで構成されており、ハブ４の内壁４ｂに対して磁力によって脱着可能に取り付けられている。
尚、アーム部１１２ａはリジッドでもよく、フレキシブルでもよい。

尚、受部材１１０の底部には、受部材１１０で受けた混合物を回収用の容器１１６に送るためのフレキシブルチューブ１１４が接続される。これにより、受部材１１０に排出された混合物は、受部材１１０の底部からフレキシブルチューブ１１４を通って容器１１６に回収される。フレキシブルチューブ１１４は、例えばビニルホースや蛇腹状配管等の柔軟な材料によって形成されている。そのため、混合物の回収先である容器１１６を、ハブ４内において構造体等の他の構成に対して干渉しない位置に柔軟に配置できる。

続いてピッチ軸受１００の上部に供給部１３０を形成する（ステップＳ１０６）。供給部１３０は、洗浄剤５０をピッチ軸受１００の内部空間１０５に供給するための構成であり、上方に向けて開口する。ここで図８は図４のステップＳ１０６で形成される供給部１３０を示す上視図である。
尚、図８では、供給部１３０をわかりやすく示すために、ピッチ軸受１００の内輪１０４に接続されている風車翼２は省略されている。

供給部１３０は、ピッチ軸受１００を構成する内輪１０４及び外輪１０６の間に存在する隙間である供給路１３２を利用して形成される（図７を参照）。供給路１３２は排出路１２２と同様に、風車翼２の周方向に沿ってリング状に開口しており、通常時は不図示のオイルシール部材によって封止されているため、ステップＳ１０６では、当該オイルシール部材を取り外すことで供給路１３２を外部に対して開放することで、図８に示すように、上方に向けてリング状に開口する供給部１３０が形成される。

続いてステップＳ１０６で形成した供給部１３０に対して、洗浄剤５０を供給する（ステップＳ１０７）。洗浄剤５０の供給は、図７に示すように、供給部１３０に対して上方側から行われる。洗浄剤は、ピッチ軸受１００に使用される既存グリースに比べて基油粘度が低い液体であり、例えば、低粘度を有する潤滑油である。供給部１３０に供給された洗浄剤５０は、供給路１３２を介してピッチ軸受１００の内部空間１０５へと導かれる。尚、洗浄剤はより速い流速となる吹き付けなどでもすることもできる。こうした洗浄剤の吹き付けは、例えば、スプレー機による噴射や、ポンプを用いた加圧、ノズルのような細い先端からの噴射によって実現できる。

上述したように供給部１３０は、風車翼２の周方向に沿ったリング状に開口した供給路１３２を有する。そのため、ステップＳ１０７における洗浄剤５０の供給は、リング状に開口した供給路１３２の任意の位置に対して行うことが可能である。例えば、図８ではハブ４の外表面上には、ハブ４の内部空間４ａを介してアクセス可能な作業台４ｃが前方側に設けられており、当該作業台４ｃに到達した作業者によって、供給部１３０の任意の位置に対して洗浄剤５０の供給が行うことができる。または、ナセルカバーのトップ側からも供給できる。

供給部１３０に対する洗浄剤５０の供給は、図８に矢印で示すように、周方向に沿った複数位置に対して行われてもよい。これにより、ピッチ軸受１００の広範囲に対して洗浄剤を行き渡らせることができる。洗浄剤５０が供給可能な範囲は、作業台４ｃからのアクセスできる範囲に限定されるが、所定の供給ツール１４０を用いることで、その範囲を効果的に広げることも可能である。

図９は図４のステップＳ１０７で使用される供給ツール１４０の一例である。この供給ツール１４０は、洗浄剤５０が供給される供給口１４１を有する供給管１４２と、供給管１４２に連通し、洗浄剤５０を一時的に貯留可能に構成されたタンク部１４４と、タンク部１４４に連通し、タコ状に分岐する複数の配管１４６と、を備える。複数の配管１４６の先端にはマグネット部１４７が設けられており、洗浄剤５０の供給対象となるピッチ軸受１００の供給部１３０対して着脱可能に固定できるように構成される。ステップＳ１０７では、例えば、リング状の供給部１３０の周方向に沿った複数位置に対してマグネット部１４７を取り付けることで、供給管１４２に供給される洗浄剤５０を複数の配管１４６を傾いて供給部１３０の広範囲に渡って洗浄剤を行き渡らすことができる。このような供給ツール１４０を用いることで、作業台４ｃのような限られた作業スペースから、ピッチ軸受１００の広範囲に対して洗浄剤５０の供給が可能となる。または、足場があれば、ジョウロで少しずつ供給してもよい。

尚、各配管１４６には、洗浄剤５０の流量を調整するためのコック１４８が設けられている。これにより、複数の配管１４６が取り付けられた先にある供給部１３０の各位置に対して、所定の流量で洗浄剤５０を供給することができる。

続いてピッチ軸受１００の内輪１０４及び外輪１０６を相対的に旋回させる（ステップＳ１０８）。このときピッチ軸受１００の内部空間１０５には、ステップＳ１０７で供給された洗浄剤５０がピッチ軸受１００の潤滑用のグリース（汚れ成分を含む）とともに存在しているため、内輪１０４及び外輪１０６が相対的に回転することにより攪拌される。その結果、グリースは洗浄剤５０との混合物５２となり、軟化される。

ステップＳ１０８における内輪１０４及び外輪１０６の相対的な旋回は、ピッチ用のアクチュエータで動かす。

尚、ステップＳ１０８における内輪１０４及び外輪１０６の相対的な回転の駆動回数は、必要に応じて調整可能である。すなわち、ピッチ軸受１００の内部空間１０５においてグリースと洗浄剤５０とが十分に攪拌される程度に、相対的な旋回の駆動回数（例えば５回）を設定するとよい。

続いてピッチ軸受１００の下部に設けられた排出部１２０から混合物５２を排出する（ステップＳ１０９）。排出部１２０は、ピッチ軸受１００の内部空間１０５に貯留されている混合物５２（グリース及び洗浄剤５０）を外部に排出するための構造であり、図６を参照して上述したように、ピッチ軸受１００の内部空間１０５に連通した排出路１２２と、排出路１２２の出口に設けられたオイルシール部材１２４とを含む。へら等でオイルシールを押して隙間をつくり、排出するか、オイルシールを部分的に外してオイルを排出する。

尚、ステップＳ１０９ではオイルシール部材１２４を排出路１２２から取り外すことにより排出路１２２を完全に開放することで、内部空間１０５に存在する混合物５２を排出するようにしてもよい。

このように排出部１２０から排出された混合物５２は、ステップＳ１０５で設置された受部材１１０によって受けられ、フレキシブルチューブ１１４を通って容器１１６に回収される（ステップＳ１１０）。

尚、ステップＳ１０９及びＳ１１０における混合物５２の排出・回収は、排出部１２０に対して負圧を作用させることで、内部空間１０５から混合物５２を吸い出すように実施されてもよい。この場合、図７において容器１１６として容器内蔵型の吸引機を用いることで、フレキシブルチューブ１１４を介して負圧を排出部１２０に作用させることができる。このとき、受部材１１０は図７に示すように端部を周囲のピッチ軸受１００又はハブ４に対して密着させることによりピッチ軸受１００をシール状態することで、排出部１２０に対して負圧が効果的に作用するようにしてもよい。または、直接上側から吸引してもよい。

尚、ピッチ軸受１００のシール状態は、ステップＳ１０６で供給部１３０を形成する際に供給路１３２から取り除いたシール部材（不図示）を元に戻すことで、さらに向上させることも可能である。これにより、排出部１２０に対して負圧をより効果的に作用させることができる。

そして上述のステップＳ１０７〜Ｓ１１０は、必要に応じて繰り返される（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１１における繰り返し回数は任意でよいが、例えば排出部１２０から排出される混合物５２に含まれるグリースの量が十分少なくなる程度まで繰り返すとよい。このように洗浄工程を繰り返すことで、ピッチ軸受１００の内部空間１０５に存在するグリースを効果的に洗い出すことができる。

続いて上述の洗浄工程Ｓ１００の後に実施される第２の洗浄工程Ｓ２００について説明する。図１０は図３の第２の洗浄工程Ｓ２００を工程毎に示すフローチャートである。

第２の洗浄工程Ｓ２００では、供給部１３０からピッチ軸受１００の内部空間１０５に対して第２の洗浄剤６０が、先の洗浄工程とは異なる方法、例えば、先の洗浄工程が重力落下式であれば、吹き付け式で供給されても良い（ステップＳ２０１）。供給部１３０は、洗浄工程Ｓ１００に続いて第２の洗浄工程Ｓ２００を実施する場合には、すでに図４のステップＳ１０６で形成したものを共用することもできる。第２の洗浄剤６０は、洗浄剤５０と同じであってもよいし、異なってもよい。また、第２の混合物の排出では、先の洗浄工程とは異なる方法、例えば、先の洗浄工程が重力落下式であれば、吸引式で排出されても良い（ステップＳ２０２）。

先の洗浄工程が重量落下式で先ずグリースを前記内輪及び前記外輪を相対的に旋回させて攪拌してグリースを軟化させ、次に第２の洗浄工程において、第２の洗浄剤６０の吹き付けによって、内部空間１０５に対して、より高圧な第２の洗浄剤６０の供給を行うことで、先の洗浄工程Ｓ１００では洗浄し切れなかったグリースを更に洗い流すこともできる。さらに、第２の洗浄工程において、前記内輪及び前記外輪を相対的に旋回させて攪拌してグリースを軟化させることもできる。

尚、ステップＳ２０１における第２の洗浄剤６０の供給は、洗浄工程Ｓ１００のステップＳ１０７における洗浄剤５０の供給と同様に、リング状の供給部１３０に対して周方向に沿った複数位置に実施されてもよい。

また第２の洗浄剤６０を吹き付けする場合は、供給部１３０からピッチ軸受１００の内部空間１０５にある転動体１０８を狙って行ってもよい。この場合、第２の洗浄剤６０は供給部１３０の供給路１３２に挿入可能な先細ノズルを用いることで、転動体１０８に対して直接第２の洗浄剤６０を吹き付けたり、隣接する転動体同士の間にある隙間を狙って吹き付けることで、転動体１０８の周囲に存在するグリースを的確に洗い出すことができる。尚、この第２の洗浄工程の吹き付けの例は、先の洗浄工程に適用し、第２の洗浄工程を省略しても良い。

続いてステップＳ２０１で供給された第２の洗浄剤６０は、ピッチ軸受１００の内部空間１０５においてグリースと混合することで第２の混合物を形成し、排出部１２０から外部に排出される（ステップＳ２０２）。そして排出部１２０から外部に排出された第２の混合物は、洗浄工程Ｓ１００のＳ１０５で設置された受部材１１０によって受けられ、図７に示すようにフレキシブルチューブ１１４を介して所定の容器１１６に回収される（ステップＳ２０３）。

尚、ステップＳ２０２及びＳ２０３における第２混合物の排出・回収もまた、上述の洗浄工程Ｓ１００のステップＳ１０９及びＳ１１０と同様に、排出部１２０に対して負圧を作用させることで、内部空間１０５から第２混合物を吸い出すように実施されてもよい。

上述の実施形態では、軸受洗浄方法をピッチ軸受１００に対して適用した場合について説明したが、他の軸受に対しても同様に適用可能である。ここでは他の例として、洗浄対象を風力発電装置１のヨー軸受２００とした軸受洗浄方法について、以下に簡潔に説明する。図１１は図１のヨー軸受２００に対する受部材１１０の設置例を示す模式図であり、図１２は図１１のＤ領域の拡大断面図である。

ヨー軸受２００は、図１を参照して前述したように、洋上又は陸上に設置されたタワー８に対して、ナセル３０を旋回可能に支持するための軸受である。ヨー軸受２００もまた、タワー８に接続された内輪２０２と、ナセル３０に接続された外輪２０４と、内輪２０２と外輪２０４との間に設けられた内部空間に収容される転動体２０６と、を備えるグリース潤滑式軸受であり、ピッチ軸受１００と類似の構成を有する。ヨー軸受２００の内輪２０２及び外輪２０４には、それぞれタワー８及びナセル３０が固定されることにより、ナセル３０はタワー８に対して風向に旋回可能に構成される。尚、風車の構造により、内輪と外輪がナセルとタワーにそれぞれ取り付けられる構造もある。

図１２に示すように、ヨー軸受２００の内輪２０２及び外輪２０４の間には内部空間２０５が存在しており、潤滑用のグリース（不図示）が封入されている。前述のピッチ軸受１００の場合と同様に、ヨー軸受２００の上部には、内部空間２０５から上方側に伸びる連通路２０８を利用した供給部２１０を形成することができる。またヨー軸受２００の下部には、内部空間２０５から下方側に伸びる連通路２１２を利用した排出部２１４を形成することができる。このような供給部２１０、排出部２１４は、上述のピッチ軸受１００の場合と同様に連通路２０８、２１２を含んで構成され、必要に応じて、これらを封止するオイルシール部材（不図示）を取り外すことで構成してもよい。

このようにヨー軸受２００は前述のピッチ軸受１００と類似の構造を有しているため、上述の軸受洗浄方法をピッチ軸受１００と同様に適用することができる。詳述は省略するが、洗浄時に用いられる受部材１１０は、図１１及び図１２に示すように、リング状の排出部２１４に下方側から対向するように設置される。そして洗浄工程Ｓ１００においては、供給部２１０から洗浄剤５０を供給し、内輪２０２及び外輪２０４を相対的に旋回させた後、排出部２１４から排出される混合物５２を受部材１１０で回収する。また、ピッチ軸受１００と同様に、第２の洗浄工程Ｓ２００を設けてもよい。

以上説明したように上述の実施形態によれば、洗浄工程の繰り返し、又は、第２の洗浄工程も伴って実施されることによって、ピッチ軸受１００又はヨー軸受２００を多段階にわたって洗浄することができる。その結果、風力発電装置１のピッチ軸受１００又はヨー軸受２００に使用されるグリースを効率的に洗浄できる。

本発明の少なくとも一実施形態は、グリース潤滑式の軸受を洗浄するための軸受洗浄方法に利用可能である。

１ 風力発電装置
２ 風車翼
３ ロータ
４ ハブ
４ｃ 作業台
５ スピナー
６ 回転軸
７ 翼根部
８ タワー
１０ 増速機
１６ 発電機
２０ 主軸軸受
３０ ナセル
１００ ピッチ軸受
１０２ 軸受面
１１０ 受部材
１１２ 支持部材
１１２ａ アーム部
１１２ｂ マグネット部
１１４ フレキシブルチューブ
１２０ 排出部
１２２ 排出路
１３０ 供給部
１３２ 供給路
１４０ 供給ツール
１４１ 供給口
１４２ 供給管
１４４ タンク部
１４６ 配管
１４７ マグネット部
１４８ コック
２００ ヨー軸受
２１０ 供給部
２１４ 排出部

Claims (15)

1. 互いに相対的に旋回可能な内輪及び外輪を備える、風車に使用されるグリース潤滑式の軸受を洗浄するための軸受洗浄方法であって、
   前記軸受の中心軸に対する垂直面が略水平になる状態において、前記軸受の下部に設けられた排出部に対して下方側から対向するように受部材を設置する受部材設置工程と、
   前記垂直面が略水平になる状態において、前記軸受の上部に設けられ、前記内輪及び前記外輪の間に配置された転動体から見て上方に向けて開口する供給部に対して洗浄剤を供給した後、前記内輪及び前記外輪を相対的に旋回させて攪拌してグリースを軟化させ、前記転動体から見て前記供給部とは反対側に下方に向けて開口した前記排出部から排出される前記グリースの前記洗浄剤との混合物を前記受部材によって回収する洗浄工程と、
   を備える、軸受洗浄方法。
2. 前記供給部は、前記内輪及び前記外輪の間に形成される上側隙間であって、
   前記洗浄工程では、前記上側隙間の周方向に沿った複数箇所に前記洗浄剤が供給される、請求項１に記載の軸受洗浄方法。
3. 前記排出部は、前記内輪及び前記外輪の間に形成される下側隙間であって、
   前記受部材は、前記下側隙間に沿って周方向全体にわたって延在する、請求項１又は２に記載の軸受洗浄方法。
4. 前記受部材は、前記軸受又は前記軸受の周辺部材に対してマグネットを介して支持される、請求項１から３のいずれか一項に記載の軸受洗浄方法。
5. 前記洗浄工程を複数回繰り返す、請求項１から４のいずれか一項に記載の軸受洗浄方法。
6. 前記洗浄工程では、前記軸受をシールした状態で、吸引機を用いて前記混合物を吸引することにより前記混合物の排出を行う、請求項１から５のいずれか一項に記載の軸受洗浄方法。
7. 前記吸引機は、フレキシブルチューブを介して前記排出部に接続される、請求項６に記載の軸受洗浄方法。
8. 前記軸受は前記内輪及び前記外輪の一方に風車翼が連結されるとともに他方にハブが連結されたピッチ軸受である、請求項１から７のいずれか一項に記載の軸受洗浄方法。
9. 前記垂直面が略水平になるように、前記ハブを回転させる回転工程を更に備える、請求項８に記載の軸受洗浄方法。
10. 前記ピッチ軸受は、前記ハブに対して前記風車翼を旋回させることでフェザー状態とファイン状態との間を移動可能に構成され、
    前記洗浄工程では、前記フェザー状態から所定の駆動範囲で前記内輪及び前記外輪を相対的に旋回させる、請求項８又は９に記載の軸受洗浄方法。
11. 前記軸受は、前記内輪及び前記外輪の一方に前記風車のタワーが連結されるとともに他方にナセルが連結されたヨー軸受である、請求項１から７のいずれか一項に記載の軸受洗浄方法。
12. 前記洗浄工程では、前記洗浄剤がスプレー機による噴射、又は、ノズルの先端からの噴射により供給される、請求項１に記載の軸受洗浄方法。
13. 前記洗浄工程では、前記軸受をシールした状態で、吸引機を用いて前記混合物を吸引することにより前記混合物の排出を行う、請求項１２に記載の軸受洗浄方法。
14. 前記洗浄工程の後、前記洗浄剤とは異なる第２の洗浄剤を前記供給部に供給し、前記排出部から前記グリースの前記第２の洗浄剤との混合物を排出する洗浄工程を更に備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載の軸受洗浄方法。
15. 前記吸引機は、フレキシブルチューブを介して前記排出部に接続される、請求項６又は１２に記載の軸受洗浄方法。

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