WO2005050038A1

WO2005050038A1 - 複列自動調心ころ軸受および風力発電機主軸支持装置

Info

Publication number: WO2005050038A1
Application number: PCT/JP2004/016977
Authority: WO
Inventors: Naoki Nakagawa; Masaharu Hori; Takeshi Maeda; Souichi Yagi; Mitsuo Sasabe; Nobuyuki Mori
Original assignee: Ntn Corporation
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2005-06-02
Also published as: EP1705392B2; EP1705392B1; US7918649B2; US20070127858A1; EP1705392A4; DE602004025042D1; EP1705392A1; ES2339457T5; ES2339457T3

Abstract

　片方の列でスラスト荷重を受ける用途、例えば、風力発電機主軸支持装置等に適用される。その場合に、負荷に応じた適正な支持が各列で行えて、実質寿命を延長することができ、また材料に無駄のない経済的な複列自動調心ころ軸受を提供する。内輪２と外輪３との間に複列にころ４，５を介在させる。外輪３の軌道面３ａを球面状とし、ころ４，５の外径面を外輪３の軌道面３ａに沿う形状とする。左右の列のころ４，５を、互いにころ長さＬ１，Ｌ２が異なるものとする。また、左右の列の接触角θ１，θ２を互いに異ならせる。

Description

明細書

複列自動調心ころ軸受および風力発電機主軸支持装置

技術分野

[0001] この発明は、左右両列の球面ころに不均等な荷重が負荷される用途、例えば風力発電機の主軸を支持する軸受等に適用される複列自動調心ころ軸受、およびそれを備えた風力発電機主軸支持装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、クリーンで無尽蔵なエネルギを利用できる風力発電が注目されて、る。大型の風力発電設備では、風車を備えた発電機本体が地上力数十 mの高さに設置されているので、風車のブレードの主軸を支持する軸受の保守には大変な労力と危険が伴う。そのため、風力発電機の主軸を支持する軸受には、高い信頼性と耐久寿命が要求される。

[0003] 風力発電機の主軸を回転自在に支持するのに好適な自動調心ころ軸受は、例えば特開 2004— 11737号公報に開示されて、る。この公報に開示されて、るように、大型の風力発電機における主軸用軸受には、図 15に示すような大型の複列自動調心ころ軸受 51が用いられることが多い。主軸 50は、ブレード 49が取付けられた軸であり、風力を受けることによって回転し、その回転を増速機（図示せず)で増速して発電機を回転させ、発電する。

[0004] 風を受けて発電している際に、ブレード 49を支える主軸 50は、ブレード 49にかかる風力による軸方向荷重 (軸受スラスト荷重）と、径方向荷重 (軸受ラジアル荷重）が負荷される。複列自動調心ころ軸受 51は、ラジアル荷重とスラスト荷重を同時に負荷することができ、かつ調心性を持っため、軸受ハウジング 48の精度誤差や、取付誤差による主軸 50の傾きを吸収でき、かつ運転中の主軸 50の橈みを吸収できる。そのため、風力発電機主軸用軸受に適した軸受であり、利用されている（例えば、 NTN社カタログ「新世代風車用軸受」 A65. CAT. No. 8404/04/JE, 2003年 5月 1日発行)。

[0005] しかしながら、風車においては、ラジアル荷重に比べて一方向のスラスト荷重が大きく、複列のころ 54, 55のうち、スラスト荷重を受ける列のころ 54力もっぱらラジアル荷重とスラスト荷重を同時に負荷することになる。そのため、転がり疲労寿命が短くなる。カロえて、反対側の列では軽負荷となり、ころ 55が内外輪 52, 53の軌道面 52a, 5 3aで滑りを生じ、表面損傷や摩耗を生じるという問題がある。そのため、軸受サイズが大きなものを用いたり、潤滑性を高めることで対処されるが、軽負荷側では余裕が大きくなり過ぎて、不経済である。また、無人で運転されたり、ブレード 49が大型となるために高所に設置される風力発電機主軸用軸受では、メンテナンスフリー等のために、潤滑面でも簡易なものとすることが望まれる。

発明の開示

[0006] この発明の目的は、左右の列に非対称の負荷が作用する用途に用いられた場合に、負荷に応じた適正な支持が各列で行えて、実質寿命を延長することができ、また材料、処理、または加工等に無駄のない経済的な複列自動調心ころ軸受を提供することである。

[0007] この発明の第 1構成に係る複列自動調心ころ軸受は、内輪と外輪との間に複列に球面ころを配置した複列自動調心ころ軸受であって、左右の列の軸受部分における負荷容量を互いに異ならせている。この互いに異ならせる負荷容量は、ラジアル負荷およびスラスト負荷に対するいずれの負荷容量であっても、また両方であっても良い。

[0008] 左右の列の軸受部分における負荷容量を互いに異ならせる構成としては、左右の列のころを、互いに寸法および形状の少なくとも片方が異なるものとしても良い。例えば、寸法を異ならせる例としては、左右の列のころを、互いにころ長さが異なるものとしても良い。また、形状を異ならせる例としては、左右いずれか片方の列のころを、中心に孔を有する中空ころとしても良い。左右のころを、径方向寸法が異なるものとしても良い。左右の列の軸受部分における負荷容量を互いに異ならせる構成として、この他に、左右の列の接触角を互いに異ならせても良い。左右の列のころを、互いにころ長さが異なるものとし、かつ左右の列の接触角を互いに異ならせても良!、。

なお、この複列自動調心ころ軸受は、左右の列に作用する負荷が互いに異なる箇所に使用され、例えばスラスト荷重が負荷される列では、接触角は大きくし、ころのころ長さは大きくし、反対側の列では接触角は小さくし、ころのころ長さは小さくする。

[0009] 上記のように、左右の列のころのころ長さを異ならせことなどで、左右の列の負荷容量を互いに異ならせると、左右の列に非対称の負荷が作用する用途に用いられた場合に、負荷に応じた適正な支持が各列で行える。これにより、軽負荷側の列で、負荷容量の余裕が大きくなり過ぎて材料の無駄が生じることが防止でき、また軽負荷のために生じるころの滑りが発生し難くなり、表面損傷や摩耗が生じ難い。これらにより、総合的に軸受の実質寿命が向上する。

[0010] 詳しくは、ころのころ長さまたは外径等の寸法を異ならせた場合は、寸法の大きいころ列の負荷容量が増大する。また、寸法の小さいころ列では、ころの自重が軽くなることで、滑りが軽減され、摩耗、表面損傷が軽減される。片方のころ列のころを中空ころとした場合も、その列のころの自重が軽くなることで、滑りが軽減され、摩耗、表面損傷が軽減される。

[0011] 接触角につ、ては、接触角が大きくなるに従、、ラジアル負荷に対してスラスト負荷の支持力の割合が増大する。そのため、接触角を大きくした列のスラスト支持力が大きくなる。接触角を小さくした方のころ列では、ころと軌道面との接触応力が大きくなり、これによつて滑りが軽減され、摩耗、表面損傷が軽減される。

[0012] 左右の列の負荷容量を異ならせる構成として、ころのころ長さを異ならせる場合や、接触角を異ならせる場合は、ころ径を異ならせる場合に比べて、内外輪の肉厚確保のための内外輪の径方向寸法の設計変更が僅かで済み、あるいは設計変更が不要となり、左右列が非対称であっても設計，製造が容易である。

左右の列のころの自重を異ならせ滑りを軽減させる構成として、左右いずれか片方の列のころを、中心に孔を有する中空ころとする場合は、内外輪については従来の対称型のものと同じで済み、より設計，製造が容易である。

[0013] この発明における上記各構成の複列自動調心ころ軸受は、いずれも、外輪を軸方向に並ぶ 2つの分割外輪に分割しても良、。

外輪を分割構造とすることで、 2つの分割外輪を個々に製造すれば良いため、非対称の外輪の製造が容易となる。

[0014] 上記のように外輪を分割構造とする場合に、 2つの分割外輪の間に隙間を設け、これら分割外輪間に予圧を負荷しても良い。予圧は、小さい方のころ列の側力負荷することが好ましい。

このように予圧を負荷することにより、ころの滑りを積極的に抑制することができる。したがって外輪を分割構造として製造の容易を図りながら、上記滑りの抑制が得られる。

[0015] この発明の第 2構成に係る自動調心ころ軸受は、内輪と外輪との間に複列に球面ころを配置した複列の自動調心ころ軸受であって、自動調心ころ軸受は、軸受の全体を、それぞれ分割内輪、分割外輪、および単列のころを有する左右の列毎の軸受分割体に分割し、左右の軸受分割体における負荷または寿命に関係する構成要素を互いに異ならせている。

[0016] このように、左右の列の軸受分割体における負荷または寿命に関係する構成要素を互いに異ならせると、左右の列に非対称の負荷が作用する用途に用いられた場合に、負荷に応じた適正な支持が各列で行える。これにより、軽負荷側の列で、負荷容量や定格寿命の余裕が大きくなり過ぎて材料ゃ改質処理，加工等の無駄が生じることが防止できる。軸受を左右の軸受分割体に分割するため、このような左右の列で互いに負荷または寿命に関係する構成要素を異ならせることが簡単に行える。また、重負荷側の軸受分割体のみに、負荷容量，寿命を高めるための措置を施したものとすれば良、ため、軸受の全体にこれらの措置を施す場合に比べて製造コストが低減される。

[0017] 左右の列の軸受分割体の相互間で互いに異ならせる負荷または寿命に関係する構成要素としては、材質、表面改質処理、および表面粗さのいずれか一つまたは複数であっても良い。

[0018] これら材質、表面改質処理、および表面粗さの、ずれかを異ならせる場合に、分割内輪、分割外輪、およびころのうちの少なくとも一つについて異ならせる。表面改質処理および表面粗さについては、分割内輪および分割外輪の場合は軌道面、ころの場合は転動面にっ、て、表面改質処理または表面粗さを異ならせる。

[0019] 材質を異ならせる場合、例えば軽負荷側を通常の軸受に用いられる高炭素クロム鋼とし、重負荷側を浸炭材等とする。軽負荷側は通常の高炭素クロム鋼等を用いることで、材料コストが安くて済む。

表面改質処理としては、表面硬度を高める処理、例えば窒化処理等があり、重負荷側のみに処理を施す。軽負荷側は表面改質処理を省くことで、コスト低下が図れる表面粗さについては、重負荷側の表面粗さを小さくする。表面粗さが小さくなると、潤滑性が向上し、長寿命となる。軽負荷側は、表面粗さを軸受の標準程度とすることで、加工コストが軽減される。

[0020] 左右の列の軸受分割体は、互いに寸法が同じであっても良い。すなわち、左右の列の軸受分割体の相互間で、分割内輪、分割外輪、およびころの寸法が同じであつても良い。左右の列の軸受分割体の寸法が同じであっても、上記のように材質、表面改質処理、および表面粗さ等のいずれか一つが異なっておれば、負荷に応じた適正な支持が各列で行えて、実質寿命を延長することができる。

[0021] 左右の列の軸受分割体の相互間で互いに異ならせる負荷または寿命に関係する構成要素の一つとして、左右の軸受分割体の軸方向寸法、およびころの軸方向寸法を異ならせても良い。

左右の列のころの軸方向寸法を異ならせると、左右の列の負荷容量が変わる。この場合は、負荷に応じた適正な支持が各列で行える。これにより、軽負荷側の列で、負荷容量や寿命の余裕が大きくなり過ぎて材料等の無駄が生じることが防止できるだけでなぐ軽負荷のために生じるころの滑りが発生し難くなり、総合的に軸受の実質寿命が向上する。

軸受を分割構造とするため、各列の分割内輪や分割外輪を個々に製造すれば良いため、非対称の自動調心ころ軸受が容易に製造できる。

[0022] 左右の軸受分割体の軸方向寸法を異ならせた場合も、さらに、互いに異ならせる負荷または寿命に関係する構成要素として、材質、軌道面またはころ表面の表面改質処理、軌道面またはころ転動面の表面粗さの、ずれか一つ以上を異ならせても良!ヽ

[0023] この発明の上記各構成の自動調心ころ軸受は、 2つの分割外輪の間に隙間を設け、これら分割外輪間に予圧を負荷しても良い。予圧は、軽負荷ころ列の側力負荷することが好ましい。

このように予圧を負荷することにより、ころの滑りを積極的に抑制することができる。したがって軸受分割構造として製造の容易を図りながら、上記滑りの抑制が得られる

[0024] この発明の第 3構成に係る自動調心ころ軸受組は、単列の自動調心ころ軸受を軸方向に 2個並べて設けてなり、両側の単列自動調心ころ軸受における負荷または寿命に関係する構成要素を互いに異ならせたものである。

この第 3構成では上記各例のような 2つの軸受分割体を合わせて一つの軸受としたものの代わりに、単独で機能する単列の自動調心ころ軸受を 2個並べて設け、その 2 個の単列自動調心ころ軸受を、負荷または寿命に関係する構成要素が互いに異ならせている。この構成の場合も、左右の列の非対称負荷に対して、負荷に応じた適正な支持が各列で行えて、実質寿命を延長することができ、また材料に無駄のない経済的なものにできるという効果が得られる。

[0025] この発明のさらに他の実施形態に係る複列自動調心ころ軸受は、一方列の球面ころのころ長さを Ll、他方列の球面ころのころ長さを L2、一方列の球面ころと軌道輪との接触面に生ずる接触だ円の長径を Aとしたとき、次の寸法関係が成立する。

[0026] LKL2

L1 >A

上記のように、左右の列の球面ころのころ長さを異ならせるようにすれば、それぞれの球面ころの負荷容量が異なったものとなる。従って、負荷容量が大きくなる列にころ長さが大きな球面ころを用い、軽負荷側の列にころ長さが小さな球面ころを用いれば、負荷に応じた適正な支持が各列で行なえ、軸受寿命が長くなる。軽負荷側の列の球面ころの場合、ころ長さを短くするにも限度がある。すなわち、使用時における荷重を十分に支持できるだけのころ長さが必要である。そこで、本発明では、軽負荷側の球面ころのころ長さを、球面ころと軌道輪との接触面に生じる接触だ円の長径よりも大きくなるようにする。接触だ円の長径よりも大きなころ長さを有する球面ころであれば、使用時の荷重に十分耐えることができ、長寿命となる。

[0027] 球面ころと軌道輪の軌道面とが荷重を受けると、その接触面は弾性変形し、接点の周りにだ円形の接触面が生じる。このだ円形の接触面が「接触だ円」である。

[0028] 球面ころとしては、ころの最大径の位置がころ長さの中央に位置する対称ころでもよ V、し、ころの最大径の位置がころ長さの中央力も外れて、る非対称ころでもよ!/、。

[0029] この発明のさらに他の実施形態に係る複列自動調心ころ軸受は、一方列の球面ころの稜線の曲率半径を Rl、他方列の球面ころの稜線の曲率半径を R2、一方列の球面ころに接する内輪軌道面の曲率半径を N1、他方列の球面ころに接する内輪軌道面の曲率半径を N2としたとき、次の寸法関係が成立するようにする。

[0030] N1/RKN2/R2

自動調心ころ軸受においては、通常、球面ころの稜線の曲率半径 Rよりも内輪軌道面の曲率半径 _Nの方が大きい。 NZRの比率が相対的に小さくて 1に近いと、運転時の接触だ円の大きさが大きくなり、接触部における最大負荷応力は小さくなる。一方、 NZRの比率が相対的に大きいと接触だ円の大きさが小さくなり、接触部における最大負荷応力は大きくなる。従って、上記のように、左右の列の NZRの比率を異ならせるようにすれば、負荷に応じた適正な面圧コントロールを各列で行なえる。

[0031] 高負荷側の列における NZRの比率が相対的に小さいものであれば、自動調心ころの両端近傍でのエッジ応力が大きくなり、この部分における早期摩耗や剥離の問題が生じる可能性がある。そこで、高負荷側列における NZRの比率を相対的に大きくしてエッジ応力を低減させる。

[0032] 軽負荷側の列では球面ころと軌道面との間で滑りが生じ易ぐころのスキューも生じやすい。そこで、軽負荷側の列においては、 NZRの比率を相対的に小さくして接触だ円の大きさを大きくすることにより、ころのスキューの発生を抑制する。

[0033] NZRの比率を変更するには、左右の列の球面ころの稜線の曲率半径を異ならせたり、あるいは左右の列の内輪軌道面の曲率半径を異ならせたりすればよい。球面ころの稜線の曲率半径および内輪軌道面の曲率半径の両者を異ならせるようにしてもよい。そこで、一つの実施形態では、一方列の球面ころの曲率半径 R1を、他方列の球面ころの曲率半径 R2よりも大きくする。他の実施形態では、一方列の球面ころに接する内輪軌道面の曲率半径 N1を、他方列の球面ころに接する内輪軌道面の曲率半径 N2よりも小さくする。 [0034] 好ましくは、曲率半径 R1の一方列の球面ころは、曲率半径 R2の他方列の球面ころよりも、小さなころ長さを有している。このような構成であれば、ころ長さが大きくて負荷容量の大きい球面ころのエッジ応力を低減でき、またころ長さが小さくて負荷容量の小さい球面ころのスキューを効果的に抑制できる。

[0035] この発明における上記各構成の複列自動調心ころ軸受は、いずれも、風力発電機のブレードが取付けられた主軸を支持する主軸支持軸受として使用されるものであつても良い。

風力発電機の主軸支持軸受は、主軸に取付けられたブレードに作用する風圧で、上記のように片方の列にスラスト荷重が偏って作用するため、この発明における左右非対称の複列自動調心ころ軸受の効果が有効に発揮され、実質軸受寿命の向上効果が得られる。

[0036] この発明に係る風力発電機主軸支持装置は、ブレードが取付けられた主軸を、ハウジングに設置された 1個または複数の軸受により支持し、上記いずれか一個または複数の軸受を、この発明における上記の、ずれかの構成の複列自動調心ころ軸受としたものである。その場合に、上記ブレードから遠い方の列の軸受部分を、近い方の軸受部分よりも負荷容量が大きいもの、または定格寿命が寿命が長いものとする。この構成とすることで、主軸支持軸受となる複列自動調心ころ軸受の実質軸受寿命の向上効果が得られる。

図面の簡単な説明

[0037] この発明は、添付の図面を参考にして以下の好適な実施形態の説明力もより明瞭に理解されるであろう。しカゝしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付のクレームによって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一部分を示す。

[図 1]この発明の第 1実施形態に力かる複列自動調心ころ軸受の部分断面図である。

[図 2]この発明の第 2実施形態にかかる複列自動調心ころ軸受の設置状態を示す部分断面図である。

[図 3]この発明の第 3実施形態に力かる複列自動調心ころ軸受の設置状態を示す部分断面図である。

[図 4]第 3実施形態の変形例にかかる複列自動調心ころ軸受の部分断面図である。

[図 5]この発明の第 4実施形態に力かる自動調心ころ軸受の部分断面図である。

[図 6]同自動調心ころ軸受の設置状態を示す部分断面図である。

[図 7]この発明の第 5実施形態に力かる自動調心ころ軸受の部分断面図である。

[図 8]第 5実施形態の変形例 1にかかる自動調心ころ軸受^ aの部分断面図である。

[図 9]第 5実施形態の変形例 2にかかる自動調心ころ軸受組の部分断面である。

[図 10]この発明の第 6実施形態に力かる複列自動調心ころ軸受を示す断面図である

[図 11]ころ長さ寸法の小さな球面ころと内輪軌道面との接触面に生じた接触だ円を示す図解図である。

[図 12]この発明の第 7実施形態に力かる自動調心ころ軸受について、各列の球面ころと内輪軌道面との関係を説明するための図であり、 (a)は球面ころが内輪軌道面に当接している状態を模式的に示し、 (b)は球面ころと内輪軌道面との間の接触部に生じる接触だ円を示し、（c)は球面ころの両端部における荷重分布を示している。

[図 13]この発明の第 1一第 7実施形態に係る自動調心ころ軸受を用いた風力発電機主軸支持装置の切欠斜視図である。

[図 14]同風力発電機主軸支持装置の破断側面図である。

[図 15]従来例の断面図である。

発明を実施するための最良の形態

この発明の第 1実施形態を図 1と共に説明する。この複列自動調心ころ軸受 1は、内輪 2と外輪 3との間に複列に、いわゆる球面ころ 4, 5を介在させてある。各列のころ 4, 5は、それぞれ保持器 6により保持されている。保持器 6は、各列毎に別個に設けられたものである。外輪 3の軌道面 3aは球ころ状とし、各列のころ 4, 5の外周面は、外輪 3の軌道面 3aに沿う断面形状、すなわち軌道面 3aに沿った円弧をころ中心線 C 1, C2まわりに回転させた回転曲面としてある。外輪 3は、外径面における両列間の中間に油溝 7を有し、油溝 7から内径面に貫通する油孔 8が、円周方向の 1箇所または複数箇所に設けられている。内輪 2は、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を有し、両軌道面 2a, 2bの間、および両端に、鍔 9一 11がそれぞれ設けられている。内輪 2は、鍔無しのものであっても良い。

[0039] 左右の列のころ 4, 5は、中心線 CI, C2に沿ったころ長さ LI, L2が互いに異なるものとされ、かつ左右の列の軸受部分 la, lbは、互いに接触角 0 1, 0 2が異なるものとされている。この場合に、ころ長さの大きなころ 5の列に対応する軸受部分 lbの接触角 Θ 2の方が、ころ長さの小さなころ 4の列の軸受部分 laの接触角 θ 1よりも大きく設定されている。両列のころ 4, 5の外径は、例えば最大径が同じとされる。両列のころ 4, 5の外径は、互いに異なっていても良い。例えば、ころ長さの大きなころ 5の方が、ころ長さの小さなころ 5よりも外径が大きくされて、ても良、。

[0040] この構成の複列自動調心ころ軸受 1は、左右の列に非対称の負荷が作用する用途、例えば片方の列にスラスト荷重とラジアル荷重とを受け、もう片方の列には殆どラジアル荷重のみを受けるような用途に用いられる。具体的には、風力発電機の主軸支持軸受等に用いられる。その場合に、スラスト荷重を負荷する列を、接触角 Θ 2が大きぐかっころ長さ L2が大きなころ 5の列とする。なお、各列のころ 4, 5自体の形状は、非対称ころであっても、また非対称ころでなくても良い。

[0041] このように、スラスト負荷列について、接触角 0 2を大きくし、かっころ 5のころ長さ L 2を大きくすることによって、スラスト負荷負荷能力を大きくしたため、転がり疲労寿命が向上する。反対側の列は、接触角 θ 1を小さくし、かっころ 4のころ長さ L1を小さくしたため、ころ 4と軌道面 2a, 3aとの接触応力が大きくなり、かっころ 4の自重が軽くなることで、滑りが軽減される。そのため、軽負荷でも、ころ 4の滑りが生じ難ぐ表面損傷を生じ難い。これらの作用から、総合的に、風力発電機主軸支持軸受等となる複列自動調心ころ軸受 1の実質寿命が向上する。

[0042] 図 2は、この発明の第 2実施形態を示す。この複列自動調心ころ軸受 1Aは、図 1に示した第 1実施形態の複列自動調心ころ軸受 1において、外輪 3を、軸方向に並ぶ 2 つの分割外輪 3A, 3B〖こ、両列の間で分割したものである。両分割外輪 3A, 3Bは、自然状態、つまり両分割外輪 3A, 3Bの球面状の軌道面 3Aa, 3Baが同じ球面上に位置する状態で、互いの間に隙間 dが生じるように設けられる。この複列自動調心ころ軸受 1Aは、軸受ハウジング 20に設置した状態で、予圧付与手段 21によって、両側の分割外輪 3A, 3Bの隙間 dが狭まるように予圧が付与される。予圧付与手段 21 には、ばね部材または締め付けねじ等が用いられる。ばね部材を用いる場合、例えば円周方向複数箇所に配置されて外輪 3の端面に接する圧縮ばねとされる。予圧付与手段 21は、小さ、方のころ 4側の外輪分割体 3A力付与するようにすることが好ましい。

[0043] このように、外輪 3を分割構造とすると、非対称形状の外輪 3を簡単に製造することができる。また、外輪 3を分割構造として予圧を与えることで、ころ 4の滑りを積極的に抑帘 Uすることができる。

この第 2実施形態におけるその他の構成，効果は、第 1実施形態と同じであり、対応部分に同一符号を付してある。

[0044] なお、図 2の例のように、外輪 3を分割する構成に加えて、図 3に変形例として示す複列自動調心ころ軸受 1Bのように、内輪 2も、軸方向に並ぶ 2つの分割内輪 2A, 2B に分割しても良い。内輪 2を分割すると、左右非対称な内輪 2の製造が容易になる。

[0045] 図 4は、この発明の第 3実施形態を示す。この複列自動調心ころ軸受 1Cは、片方の列のころ 4を、中心に孔 4bを有する中空ころとしたものである。この例では、左右の列の接触角 0 1, 0 2を互いに同じとし、かつ両列のころ 4, 5のころ長さおよび外径を同じとしている。その他の構成は、図 1に示す第 1実施形態と同じである。

[0046] この第 3実施形態の場合、片方の列のころ 4が中空ころとされることで、ころ 4の材料が節減される。また、この列のころ 4に作用する負荷が小さくても、ころ 4の自重が軽くなることによって滑りが軽減され、摩耗、表面損傷が軽減される。

[0047] 次に、この発明の第 4実施形態を図 5,図 6と共に説明する。この自動調心ころ軸受 1Dは、複列の自動調心ころ軸受であって、軸受 1Dの全体を、左右の列毎の軸受分割体 IDA, 1DBに分割し、左右の軸受分割体 IDA, 1DBにおける負荷または寿命に関係する構成要素を互いに異ならせたものである。

[0048] この自動調心ころ軸受 1Dは、内輪 2と外輪 3との間に複列にころ 4を介在させ、外輪 3の軌道面 3aを球面状とし、ころ 4の外周面を外輪 3の軌道面に沿う形状とした複列の軸受である。内輪 2および外輪 3は、左右の分割内輪 2A, 2B、および分割外輪 3A, 3Bにそれぞれ分割されており、上記各軸受分割体 IDA, 1DBは、それぞれ分割内輪 2A, 2B、分割外輪 3A, 3B、および単列のころ 4を有する。各列のころ 4は、それぞれの軸受分割体 IDA, 1DBに設けられた環状の保持器 15のポケット 15a内に保持されている。内輪 2は、両端、および両列のころ 4の間に鍔 2b, 2cを有するものであり、中央の鍔 2cは、各分割内輪 2A, 2Bに設けられた分割鍔 2ca, 2cbが合わさって構成されている。

[0049] 左右の軸受分割体 IDA, 1DBの形状および寸法は、この実施形態では、互いに同じものとされている。左右の軸受分割体 IDA, 1DBにおいて、互いに異ならせる負荷または寿命に関係する構成要素は、材質、表面改質処理、および表面粗さのいずれかであり、そのうちの一つまたは複数が異なるものとされる。

[0050] これら材質、表面改質処理、および表面粗さの!/、ずれかを異ならせる場合に、分割内輪 2A, 2B、分割外輪 3A, 3B、およびころ 4のうちの少なくとも一つについて異ならせる。表面改質処理および表面粗さについては、分割内輪 2A, 2Bおよび分割外輪 3A, 3Bの場合は軌道面 2a, 3a、ころ 4の場合は外周面力もなる転動面について、表面改質処理または表面粗さを変える。どの部位について変えるかの組み合わせは自在であり、例えば、分割内輪 2A, 2Bと分割外輪 3A, 3Bとについて、材質、表面改質処理、および表面粗さのいずかを異ならせて、ころ 4は左右の列で同じとしても良ぐまた内輪 2A, 2B、分割外輪 3A, 3B、およびころ 4の全てについて、材質、表面改質処理、および表面粗さの、ずれかを異ならせても良、。

[0051] 材質を異ならせる場合、軽負荷側は、軸受として一般に用いられる安価な材料、例えば高炭素クロム鋼 CFIS規格の SUJ材)を用いる。重負荷側には、硬度または転がり疲労寿命が軽負荷側よりも優れた材質を用いる。軽負荷側が高炭素クロム鋼である場合、重負荷側は、例えば高清浄度鋼 (VP材)や、高速度鋼 (M50材)、または次の各鋼材 (1)ズ2)等を用いる。これらの材質は、内輪 2、外輪 3、およびころ 4のいずれについても適用できる。

[0052] 上記鋼材 (1)ズ2)は、いずれも特開 2000— 204444号公報に開示されたものであり、異物混入環境下や高温環境下においても、優れた転動疲労寿命を有する。

鋼材 (1)の成分は、合金元素の含有量が質量％で、 Cを 0. 6%以上 1. 3%以下、 S iを 0. 3%以上 3. 0%以下、 Mnを 0. 2%以上 1. 5%以下、 Pを 0. 03%以下、 Sを 0 . 03%以下、 Crを 0. 3%以上 5. 0%以下、 Niを 0. 1%以上 3. 0%以下、 A1を 0. 0 50%以下、 Tiを 0. 003%以下、 Oを 0. 0015%以下、 Nを 0. 015%以下含み、残部が Feおよび不可避不純物力もなる。この鋼材 (1)は、焼入れ処理後または浸炭窒化処理後に焼戻し処理された構成を有し、かつ前記焼戻し処理後の硬さが HRC58 以上であり、かつ最大の炭化物寸法が 8 m以下であることが好ましい。前記鋼材 (1) は、質量％で、 0. 05%以上 0. 25%未満の Moおよび 0. 05%以上 1. 0%以下の Vの少なくとも一種をさらに含んでいるものであっても良い。

[0053] 鋼材 (2)の成分は、合金元素の含有量が質量％で、 Cを 0. 6%以上 1. 3%以下、 S iを 0. 3%以上 3. 0%以下、 Mnを 0. 2%以上 1. 5%以下、 Pを 0. 03%以下、 Sを 0 . 03%以下、 Crを 0. 3%以上 5. 0%以下、 Niを 0. 1%以上 3. 0%以下、 A1を 0. 0 50%以下、 Tiを 0. 003%以下、 Oを 0. 0015%以下、 Nを 0. 015%以下で各元素を少なくとも含み、残部が Feからなる。この鋼材 (2)は、焼入れ処理後または浸炭窒化処理後に焼戻し処理された構成を有し、かつ前記焼戻し処理後の硬さが HRC58 以上であり、かつ最大の炭化物寸法が 8 μ m以下であることが好ましい。

[0054] 表面改質処理を異ならせる場合、例えば、軽負荷側は一般的な焼入れ等の熱処理を施したものとするか、あるいは特に表面処理を施さないものとする。重負荷側は、軽負荷側よりも表面硬度を高めるための表面改質処理を施す。表面硬度を高めるための処理としては、窒化処理、ショットピー-ング、ダイヤモンドカーボン処理（DLC 処理)等が採用できる。ショットピー-ングは、熱処理後に行われるが、圧縮残留応力を与えることで硬度を高めることができる。

[0055] 表面粗さを異ならせる場合、軽負荷側は、例えば RaO. 2— 0. 25程度とし、重負荷側は RaO. 16以下、好ましくは、 RaO. 10以下、または RaO. 05以下とする。 RaO. 1 0—0. 13、または RaO. 13—0. 16の程度であっても良い。この表面粗さの範囲は、重負荷側の分割内輪 2B,分割外輪 3Bの軌道面、およびころ 4の転動面のいずれについても適用できる。表面粗さを小さくすると、加工に手間が力かるが、潤滑性が良くなり、耐久性が向上する。

[0056] 両分割外輪 3A, 3Bは、自然状態、つまり両分割外輪 3A, 3Bの球面状の軌道面 3 aが同じ球面上に位置する状態で、互いの間に隙間 dが生じるように設けられる。この自動調心ころ軸受 IDは、図 6のように軸受ハウジング 20に設置した状態で、予圧付与手段 21によって、両側の分割外輪 3A, 3Bの隙間 dが狭まるように予圧が付与される。予圧付与手段 21には、ばね部材または締め付けねじ等が用いられる。ばね部材を用いる場合、例えば円周方向複数箇所に配置されて外輪 3の端面に接する圧縮ばねとされる。予圧付与手段 21は、軽負荷側の外輪分割体 3Aから付与するよう〖こすることが好ましい。このように予圧を与えるようにした場合、ころ 4の滑りを積極的に抑帘 Uすることができる。

[0057] 上記第 4実施形態に係る自動調心ころ軸受 1Dによると、左右の列の軸受分割体 1 DA, 1DBにおける負荷または寿命に関係する構成要素を互いに異ならせたため、左右の列に非対称の負荷が作用する用途に用いられた場合に、負荷に応じた適正な支持が各列で行える。これにより、軽負荷側の列で、負荷容量や定格寿命の余裕が大きくなり過ぎて材料ゃ改質処理，加工等の無駄が生じることが防止できる。軸受 1Dを左右の軸受分割体 IDA, 1DBに分割するため、このような左右の列で互いに負荷または寿命に関係する構成要素を異ならせることが簡単に行える。また、重負荷側の軸受分割体 1DBのみに、特殊な材料や、表面改質処理、表面粗さの向上加工を行えば良いため、軸受 1Dの全体にこれらの材料，表面改質処理、表面粗さ向上加工を行う場合に比べて製造コストが低減される。特に、後に示すような風力発電機の主軸支持軸に適用した場合は、その風力で主軸に作用する特性に応じた適正な支持が行えて、実質寿命の延長効果が高い。

[0058] 図 7は、この発明の第 5実施形態を示す。この第 5実施形態の自動調心ころ軸受 1E は、左右の列の軸受分割体 1EA, 1EBの間で互いに異ならせる負荷または寿命に関係する構成要素の一つを、左右の軸受分割体 1EA, 1EBの軸方向寸法、およびころ 4の軸方向寸法としたものである。この例では、重負荷側の分割内輪 2Bおよび分割外輪 3Bの軸方向幅を、軽負荷側の分割内輪 2Aおよび分割外輪 3Aよりも長くし、かつ重負荷側のころ 4の長さを、軽負荷側のころ 4よりも長くしてある。これに伴い、左右の列の軸受分割体 1EA, 1EBは、互いに接触角 0 a, 0 bが異なるものとされている。この場合に、ころ長さの大きなころ 4の列に対応する軸受分割体 1EBの接触角 Θ bの方が、ころ長さの小さなころ 4の列の軸受分割体 1EAの接触角 Θ aよりも大きく設定されている。両列のころ 4の外径は、例えば最大径が同じとされる。両列のころ 4の外径は、互いに異なっていても良い。例えば、ころ長さの大きなころ 4の方力ころ長さの小さなころ 4よりも外径が大きくされて、ても良、。

[0059] 左右の軸受分割体 1EA, 1EBの材質、表面改質処理、および表面粗さについては、互いに同じとしても良ぐまた重負荷側の軸受分割体 1EBにっき、上記実施形態と同じく軽負荷側の軸受分割体 1EAよりも優れたものとしてもよい。この第 5実施形態における他の構成は、第 4実施形態と同じである。

[0060] この第 5実施形態の場合、片方の列の軸受分割体 1EB列のころ 4のころ長さを大きくし、また接触角 Θ bを大きくしたため、スラスト負荷負荷能力が大きくなり、転がり疲労寿命が向上する。反対側の列は、接触角 Θ aを小さくし、かっころ 4のころ長さを小さくしたため、ころ 4と軌道面 2a, 3aとの接触応力が大きくなり、かっころ 4の自重が軽くなることで、滑りが軽減される。そのため、軽負荷でも、ころ 4の滑りが生じ難ぐ表面損傷を生じ難い。これらの作用から、総合的に、風力発電機主軸支持軸受等となる複列自動調心ころ軸受 1Eの実質寿命が向上する。左右の軸受分割体 1EA, 1EB の材質、表面改質処理、および表面粗さのいずれかを上記のように異ならせた場合は、さらに自動調心ころ軸受 1Eの実質寿命が向上する。

[0061] また、自動調心ころ軸受 1Eを 2つの軸受分割体 1EA, 1EBに分割した構造としたため、このような左右非対象の自動調心ころ軸受 1Eを簡単に製造することができ、また重負荷側の軸受分割体 1EBだけをころ長さの大きなものとすれば良いため、軸受全体を大寸法のものにする場合に比べて材料の無駄がなく、コスト低下が図れる。

[0062] なお、上記第 4一第 5実施形態は、いずれも、複列自動調心ころ軸受 1Dおよび 1E を分割した構造のものとした力図 8または図 9に示すように、単列の自動調心ころ軸受 IOC, 10Dを軸方向に 2個並べて設けた自動調心ころ軸受組 10としても良い。この場合に、両側の単列の自動調心ころ軸受 IOC, 10Dにおける負荷または寿命に関係する構成要素を互いに異ならせたものとする。両側の外輪 3の軌道面 3aは、略同一の球面上に沿うものとする。

[0063] 図 8の変形例 1は、両側の単列の自動調心ころ軸受 IOC, 10Dを、相互間で寸法が互いに等しぐ材質、表面改質処理、および表面粗さのいずれかを相互の間で異ならせたものである。材質、表面改質処理、および表面粗さをどのように異ならせるかは、図 5,図 6に示した第 4実施形態と同様である。

[0064] 図 9の変形例 2は、両側の単列の自動調心ころ軸受 10E, 10Fを、相互間で内外輪 2, 3の軸方向寸法、およびころ 4の軸方向寸法を互いに異ならせたものである。

[0065] この変形例 1および 2のように、単独で機能する単列の自動調心ころ軸受を 2個並ベて設け、その 2個の単列自動調心ころ軸受 IOC, 10Dまたは 10Eおよび 10Fを、負荷または寿命に関係する構成要素が互いに異なるものとしても、上記のような左右の列の非対称負荷に対して、負荷に応じた適正な支持が各列で行えて、実質寿命を延長することができ、また材料に無駄のない経済的なものにできるという効果が得られる。傷が軽減される。

[0066] 図 10および図 11を参照して、この発明の第 6実施形態に係る複列自動調心ころ軸受を説明する。

[0067] 複列自動調心ころ軸受 1Fは、内輪 22と、外輪 26と、両軌道輪の間に複列に配置した球面ころ 12, 13と、これらのころ 12, 13を保持する保持器 14とを備える。保持器 14は、各列毎に別個に設けられたものである。外輪 26の軌道面 26aは球面状に形成されており、各列のころ 12, 13の外周面は、外輪 26の軌道面 26aに沿う球面形状を有している。

[0068] 外輪 26は、その外径面における中間位置に油溝 7Aを有し、さらに油溝 7Aから内径面にまで貫通する油孔 8Aを有している。油孔 8Aは、円周方向の 1箇所または複数箇所に設けられている。

[0069] 図示した実施形態における内輪 22は、幅方向の両端に外鍔 24, 25を有し、また中間に中鍔 23を有している。なお、他の実施形態として、鍔無しの内輪を用いることも可能である。内輪 22は、各列のころ 12, 13の外周面に沿う断面形状の複列の軌道面 22a, 22bを有している。

[0070] 左右の列のころ 12, 13の中心線 CI, C2に沿ったころ長さ寸法に注目すると、図中右側列のころ 13の長さ寸法 L2は、左側列のころ 12の長さ寸法 L1よりも大きくされている。また、図示した実施形態では、左右の列の軸受部分 10a, 10bは、互いに接触角 0 1, 0 2が異なるものとされる。この場合、長さ寸法の大きなころ 13の列に対応する軸受部分 10bの接触角 Θ 2の方が、長さ寸法の小さなころ 12の列の軸受部分 10a の接触角 Θ 1よりも大きく設定されている。

[0071] 両列のころ 12, 13の外径は、例えば最大径が同じとされる。変更例として、両列のころ 12, 13の外径を互いに異ならせてもよい。例えば、長さ寸法の大きなころ 13の方が、長さ寸法の小さなころ 12よりも大きな外径を有するようにしてもよい。各列のころ 12, 13の形状に関しては、ころの最大径の位置がころ長さの中央に位置する対称ころであってもよ!/、し、ころの最大径の位置がころ長さの中央から外れて!/、る非対称ころであってもよい。

[0072] 図 11は、小さなころ長さ寸法 L1を有するころ 12が、内輪 22の軌道面 22a上に位置して、る状態を模式的に示して、る。ころ 12と内輪 22の軌道面 22aとが荷重を受けると、その接触面は弾性変形し、接点の周りにだ円形の接触面、すなわち接触だ円 2 7aが生じる。図示していないが、ころ 13と外輪 26の軌道面 26aとの接触面においても同様の接触だ円が生じる。ころ 12のころ長さ寸法 L1は、接触だ円 27aの長径 Aよりも大きくなるようにされてヽる。

[0073] 上記構成の複列自動調心ころ軸受 1Fは、左右の列に非対称の負荷が作用する用途、例えば一方の列にスラスト荷重とラジアル荷重とを受け、他方の列にはもっぱらラジアル荷重のみを受けるような用途に用いられる。この場合、スラスト荷重およびラジアル荷重を受ける高負荷列側にころ長さ寸法の大きなころ 13を用い、もっぱらラジアル荷重のみを受ける軽負荷側列にころ長さ寸法の小さなころ 12を用いる。

[0074] 上記のように、高負荷側列にころ長さ寸法の大きなころ 13を配置し、軽負荷側列にころ長さ寸法の小さなころ 12を配置することにより、各列の負荷状況に応じた適正な支持を行なうことができる。すなわち、高負荷側列では負荷能力が増大しているので、転がり疲労寿命が向上する。また、軽負荷側列ではころ長さ寸法の小さなころ 12と軌道面 26a, 22aとの接触応力が大きくなり、かっころの自重が小さくなるので滑りが軽減される。

[0075] さらに、ころ長さ寸法を小さくしたころ 12においても、そのころ長さ寸法 L1は接触だ円 27aの長径 Aよりも大きいので、使用時におけるラジアル荷重に十分に耐えることができる。 [0076] 図 12は、この発明の第 7実施形態にかかる自動調心ころ軸受について、各列のころと、それに接する内輪軌道面との関係を説明するための図である。（a)は、ころが内輪軌道面に当接している状態を模式的に示し、（b)は、ころと内輪軌道面との間の接触部に生じる接触だ円を示し、（c)は、ころの両端部における荷重分布を示している。

[0077] 図 12 (a)に示すように、ころ長さの小さな左列のころ 12の稜線の曲率半径、つまり中心線 CI, C2 (図 10)を含む断面に表れる外形線の曲率半径を Rl、ころ長さの大きな右列のころ 13の稜線の曲率半径を R2、左列の内輪軌道面 22aの曲率半径を N 1、右列の内輪軌道面 22bの曲率半径を N2とすると、次の寸法関係が成立するようにする。ここで、ころ 12, 13の稜線とは球面 12, 13の中心線 CI, C2を含む断面に表れる外形線をいう。

[0078] N1/RKN2/R2

上記の寸法関係を得るには、次の、ずれかの設計をすればょ、。

[0079] (1)左右の列のころ 12, 13の稜線の曲率半径を異ならせる。図示した実施形態では、ころ長さの小さな左列のころ 12の曲率半径 R1を、ころ長さの大きな右列のころ 1 3の曲率半径 R2よりも大きくする。

[0080] (2)左右の列の内輪軌道面 22a, 22bの曲率半径を異ならせる。図示した実施形態では、右列の内輪軌道面 22bの曲率半径を左列の内輪軌道面 22aよりも大きくする。

[0081] (3)上記の（1)および（2)の両者を実施する。

[0082] ころと内輪軌道面とが荷重を受けると、その接触面は弾性変形し、接点の周りにだ円形の接触面が生じる。このだ円形の接触面が接触だ円である。内輪軌道面の曲率半径 Nところの稜線の曲率半径 Rとの比率 NZRが相対的に小さくて 1に近いと、運転時の接触だ円の大きさが大きくなり、一方、 NZRの値が相対的に大きくなると運転時の接触だ円の大きさが小さくなる。

[0083] 従って、図 12 (b)に示すように、ころ長さの大きな右列のころ 13と右列の内輪軌道面 22bとの間の接触部に生じる接触だ円 27aの大きさは相対的に小さくなる。接触だ円 27aの大きさが小さくなれば、図 12 (c)に示す面圧分布ようにころ 13の両端部におけるエッジロードが低減する。

[0084] ころ長さの小さな左列のころ 12と左列の内輪軌道面 22aとの間の接触部に生じる接触だ円 27aの大きさは相対的に大きくなる。接触だ円 27aの大きさが大きくなれば、内輪から伝達されるころの駆動力が大きくなるため、ころの姿勢は安定しやすい。また、スキューの回転軸となる部分が広いため、摩擦抵抗によりスキューは抑えられる。図 12 (c)に示すように、エッジ応力が大きくなる力負荷荷重が小さいため問題にはならない。

[0085] 上記構成の複列自動調心ころ軸受 1Fは、左右の列に非対称の負荷が作用する用途、例えば一方の列にスラスト荷重とラジアル荷重とを受け、他方の列にはもっぱらラジアル荷重のみを受けるような用途に用いられる。この場合、スラスト荷重およびラジアル荷重を受ける高負荷列側にころ長さが大きなころ 13を用い、もっぱらラジアル荷重のみを受ける軽負荷側列にころ長さの小さなころ 12を用いる。

[0086] 上記のように、高負荷側列にころ長さの大きなころ 13を配置し、軽負荷側列にころ長さの小さなころ 12を配置することにより、各列の負荷状況に応じた適正な支持を行なうことができる。すなわち、高負荷側列では負荷能力が増大しているので、転がり疲労寿命が向上する。また、軽負荷側列ではころ長さの小さなころ 12と軌道面 22a, 26 aとの接触面積が広くなり、かっころの自重が小さくなるので滑りが軽減される。

[0087] さらに、ころ長さを大きくした高負荷側列のころ 13のエッジ応力を低減するために、内輪軌道面 22bの曲率半径 N2ところ 13の稜線の曲率半径 R2との比率 N2ZR2を相対的に大きくして接触だ円の大きさを小さくしているので、高負荷側列におけるころの寿命をより延ばすことが期待できる。ころ長さ寸法を小さくした軽負荷側列のころ 12に対しては、内輪軌道面 22aの曲率半径 N 1ところ 12の稜線の曲率半径 R1との比率 N1ZR1を相対的に小さくして接触だ円の大きさを大きくしてスキューに対する摩擦抵抗を大きくしているので、スキューを効果的に抑制できる。

[0088] この発明は、左右の列のころに不均等な荷重が作用する複列自動調心ころ軸受ぉよびそのような軸受を備えた風力発電機の主軸支持構造に有利に利用され得る。

[0089] 図 13,図 14は、この発明の第 1一第 7実施形態に係る複列自動調心ころ軸受を用いた風力発電機主軸支持装置の一例を示す。支持台 31上に旋回座軸受 32 (図 14 )を介してナセル 33のケーシング 33aが水平旋回自在に設置されて!、る。ナセル 33 のケーシング 33a内には、軸受ハウジング 34に設置された主軸支持軸受 35を介して主軸 36が回転自在に設置され、主軸 36のケーシング 33a外に突出した部分に、旋回翼となるブレード 37が取付けらている。主軸 36の他端は、増速機 38に接続され、増速機 38の出力軸が発電機 39のロータ軸に結合されている。ナセル 33は、旋回用モータ 40により、減速機 41を介して任意の角度に旋回させられる。

[0090] 主軸支持軸受 35は、図示の例では 2個並べて設置してあるが、 1個であっても良い。この主軸支持軸受 35に、上記第 1一第 7実施形態のいずれかの複列自動調心ころ軸受 1, 1A, IB, 1C, ID, IE, 1Fが用いられる。この場合、ブレード 37から遠い方の列のころに大きな負荷が力かるので、ころ長さ寸法の大きなころを用いる。ブレード 37に近い方の列のころには主としてラジアル荷重のみが加わるので、ころ長さ寸法の小さなころを用いる。

[0091] 風力発電機の風車が静止する無風状態においては、大きなラジアル荷重が作用するので、この荷重に耐えられるようにするために、ブレード 37に近い方の列に位置するころのころ長さ寸法を、このころと軌道輪との接触面に生ずる接触だ円の長径よりも大きくする。

[0092] さらに、図 12に示すように、ブレード 37に近い方の列のころの稜線の曲率半径を R 1、ブレード 37に遠い方の列のころの稜線の曲率半径を R2、ブレードに近い方の列の内輪軌道面の曲率半径を N1、ブレードに遠い方の列の内輪軌道面の曲率半径を N2としたとき、次の寸法関係が成立するように設計する。

[0093] N1/RKN2/R2

なお、図示した実施形態では、左右の列のころのころ長さを異ならせていたが、他の実施形態として、左右の列のころのころ長さを同じにしてもょ、。

[0094] この発明は、左右の列のころに不均等な荷重が作用する複列自動調心ころ軸受ぉよびそのような軸受を備えた風力発電機の主軸支持構造に有利に利用され得る。

[0095] このように風力発電機の主軸支持軸受 35に、上記実施形態の複列自動調心ころ軸受 1, 1A, IB, 1C, ID, IE, 1Fを適用した場合、ブレード 37に対して遠い方の列がスラスト荷重負荷列となる。そのため、このスラスト荷重負荷列側に、ころ幅の大きい列が配置されるように複列自動調心ころ軸受 1, 1A, IB, 1Eを設置する。図 4の第 3実施形態の複列自動調心ころ軸受 1Cを使用する場合は中実のころ 4側の列をスラスト荷重負荷列側とする。

[0096] このように風力発電機の主軸支持軸受 35に、例えば、上記実施形態の複列自動調心ころ軸受 1Dを適用した場合、ブレード 37に対して遠い方の列がスラスト荷重負荷列となる。そのため、このスラスト荷重負荷列側に、負荷容量の大きい、あるいは定格寿命の長!ヽ軸受分割体 1DBが配置されるように複列自動調心ころ軸受 1Dを設置する。

[0097] なお、上記主軸支持軸受 35として、図 8,図 9等に示す単列の自動調心ころ軸受 1 OC, 10Dまたは 10E, 10Fを並べた自動調心ころ軸受組 10を用いても良い。

[0098] 以上のとおり、図面を参考しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、添付のクレーム力定まるこの発明の範囲内のものと解釈される。

Claims

請求の範囲

[I] 内輪と外輪との間に複列に球面ころを配置した複列自動調心ころ軸受であって、左右の列の軸受部分における負荷容量を互いに異ならせた複列自動調心ころ軸受。

[2] 請求項 1において、左右の列のころを、互いに寸法および形状の少なくとも片方が異なるものとした複列自動調心ころ軸受。

[3] 請求項 1において、

左右の列のころを、互いにころ長さが異なるものとした複列自動調心ころ軸受。

[4] 請求項 1において、

左右いずれか片方の列のころを、中心に孔を有する中空ころとした複列自動調心ころ軸受。

[5] 請求項 1において、

左右の列の接触角を互、に異ならせた複列自動調心ころ軸受。

[6] 請求項 1において、

左右の列のころを、互いにころ長さが異なるものとし、かつ左右の列の接触角を互いに異ならせた複列自動調心ころ軸受。

[7] 請求項 1にお、て、外輪を、軸方向に並ぶ 2つの分割外輪に分割した複列自動調心ころ軸受。

[8] 請求項 7において、 2つの分割外輪の間に隙間を設け、これら分割外輪間に予圧を負荷した複列自動調心ころ軸受。

[9] 請求項 1にお、て、風力発電機のブレードが取付けられた主軸を支持する主軸支持軸受として使用されるものである複列自動調心ころ軸受。

[10] ブレードが取付けられた主軸を、ノ、ウジングに設置された 1個または複数の軸受により支持し、上記いずれか一個または複数の軸受を、請求項 1に記載の複列自動調心ころ軸受とし、この複列自動調心ころ軸受における上記ブレード力遠い方の列の軸受部分を、近い方の軸受部分よりも負荷容量が大きいものとした風力発電機主軸支持装置。

[II] 内輪と外輪との間に複列にころを配置した複列自動調心ころ軸受であって、

軸受の全体を、それぞれ分割内輪、分割外輪、および単列のころを有する左右の列毎の軸受分割体に分割し、左右の軸受分割体における負荷または寿命に関係する構成要素を互いに異ならせた複列自動調心ころ軸受。

[12] 請求項 11にお!/、て、左右の列の軸受分割体の相互間で互いに異ならせる負荷または寿命に関係する構成要素の一つ力分割内輪、分割外輪、およびころのうちの少なくとも一つの材質である複列自動調心ころ軸受。

[13] 請求項 11にお!/、て、左右の列の軸受分割体の相互間で互いに異ならせる負荷または寿命に関係する構成要素の一つ力分割内輪、分割外輪、およびころのうちの少なくとも一つの軌道面またはころ転動面の表面改質処理である複列自動調心ころ軸受。

[14] 請求項 11にお!/、て、左右の列の軸受分割体の相互間で互いに異ならせる負荷または寿命に関係する構成要素の一つ力分割内輪、分割外輪、およびころのうちの少なくとも一つの軌道面またはころ転動面の表面粗さである複列自動調心ころ軸受。

[15] 請求項 11において、左右の列の軸受分割体およびそのころの寸法を互いに同じとした複列自動調心ころ軸受。

[16] 請求項 11において、互いに異ならせる負荷または寿命に関係する構成要素の一つ力左右の軸受分割体の内外輪の軸方向寸法、およびころの軸方向寸法である複列自動調心ころ軸受。

[17] 請求項 11において、 2つの分割外輪の間に隙間を設け、これら分割外輪間に予圧を負荷した複列自動調心ころ軸受。

[18] 請求項 11に記載の自動調心ころ軸受であって、風力発電機のブレードが取付けられた主軸を支持する主軸支持軸受として使用されるものである複列自動調心ころ軸受。

[19] 単列の自動調心ころ軸受を軸方向に 2個並べて設けてなり、両側の単列自動調心ころ軸受における負荷または寿命に関係する構成要素を互いに異ならせた複列自動調心ころ軸受糸且。

[20] 請求項 19に記載の自動調心ころ軸受であって、風力発電機のブレードが取付けられた主軸を支持する主軸支持軸受として使用されるものである複列自動調心ころ軸受組。

[21] ブレードが取付けられた主軸を、ノ、ウジングに設置された 1個または複数の軸受により支持し、上記いずれか一個または複数の軸受を、請求項 11に記載の自動調心ころ軸受とし、この自動調心ころ軸受における上記ブレードから遠い方の列の軸受分割体を、近い方の軸受分割体よりも、負荷容量が大きいもの、または定格寿命が長いものとした風力発電機主軸支持装置。

[22] 請求項 1において、一方列のころのころ長さを Ll、他方列のころのころ長さを L2、一方列のころと軌道輪との接触面に生ずる接触だ円の長径を Aとしたとき、

LKL2,

L1 >A

の寸法関係が成立する複列自動調心ころ軸受。

[23] 請求項 22に記載において、前記ころは、ころの最大径の位置がころ長さの中央に位置する対称ころである、複列自動調心ころ軸受。

[24] 請求項 22に記載において、前記ころは、ころの最大径の位置がころ長さの中央から外れている非対称ころである、複列自動調心ころ軸受。

[25] 請求項 1において、一方列のころの稜線の曲率半径を Rl、他方列のころの稜線の曲率半径を R2、一方列のころに接する内輪軌道面の曲率半径を Nl、他方列のころに接する内輪軌道面の曲率半径を N2としたとき、

N1/RKN2/R2

の寸法関係が成立する複列自動調心ころ軸受。

[26] 請求項 25において、前記一方列のころの曲率半径 R1は、前記他方列のころの曲率半径 R2よりも大きい、複列自動調心ころ軸受。

[27] 請求項 25において、前記一方列のころに接する内輪軌道面の曲率半径 N1は、前記他方列のころに接する内輪軌道面の曲率半径 N2よりも小さい、複列自動調心ころ軸受。

[28] 請求項 25において曲率半径 R1の前記一方列のころは、曲率半径 R2の前記他方列のころよりも、小さいころ長さを有している、複列自動調心ころ軸受。