WO2011024898A1

WO2011024898A1 - 遊星軸受構造

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Publication number: WO2011024898A1
Application number: PCT/JP2010/064486
Authority: WO
Inventors: 秀一諫山; 西田　英朗
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2011-03-03
Also published as: JP2011047454A; EP2472132A4; EP2472132A1; US20120177311A1

Abstract

　軸受部に滑り軸受を用いた風力発電装置の遊星軸受において、分割面を有する摺動面の油膜形成を改善して安定させることにより、焼き付きや摩耗が生じるリスクを低減できる風力発電装置の遊星軸受構造である。増速機を構成する遊星歯車の軸穴内周面に取り付けられた滑り軸受（５０Ａ）を備え、滑り軸受（５０Ａ）が遊星歯車とともにキャリアに固定された遊星ピンを軸に回転する遊星軸受構造において、滑り軸受（５０Ａ）の摺動面が、軸方向の合わせ面により形成されて回転方向と交差する１または複数の分割線（Ｌａ）を備え、該分割線（Ｌａ）が、軸方向において傾斜した状態に形成されている。

Description

遊星軸受構造

　本発明は、たとえば風力発電装置の遊星増速機構等に適用される遊星軸受構造に関する。

　風力発電装置は、風車翼を備えたロータヘッドが風力を受けて回転し、この回転を増速機により増速するなどして駆動される発電機により発電する装置である。
　ロータヘッドの回転を増速する増速機には、たとえばプラネタリ型遊星歯車増速機構がある。このプラネタリ型遊星歯車増速機構は、入力軸と一体に回転するキャリアに取り付けられた複数の遊星歯車を備え、この遊星歯車が、出力軸と一体に回転する太陽歯車及び増速機のハウジングに固定された内歯車と噛合して公転するように構成されている。すなわち、プラネタリ型遊星歯車増速機構は、遊星歯車、太陽歯車及び内歯車に設定されたギア比に応じて、入力軸と連結されたキャリアの回転（遊星歯車の公転）数を増速し、太陽歯車と連結された出力軸から出力する装置である。

　上述したプラネタリ型遊星増速機構の遊星歯車は、それぞれが遊星軸受を介してキャリアに回動自在に支持されている。この遊星軸受には、通常転がり軸受や合わせ面のない一体型の滑り軸受が使用されている。
　しかし、転がり軸受は、滑り軸受に比べて高コストであること、相対的に寿命が短くメンテナンスが必要になるといった欠点がある。
　一方、合わせ面のない一体型の滑り軸受は、合わせ面を有する分割型の滑り軸受に比べて高コストであり、しかも後述する油膜形成に係る問題があるため、安価な合わせ面を有する分割型滑り軸受を、遊星歯車に対しても安全に適用する技術が望まれている。

　図１０には、合わせ面を有する分割型の滑り軸受を使用した従来の軸受構造が示されている。図示の軸受構造において、滑り軸受５０は半割円筒状に分割して製造された後、分割線Ｌで接合されて静止部材６０の内周面に取り付けて使用され、回転軸Ｓが滑り軸受５０の内周で回転する。
　このとき、静止側となる滑り軸受５０の摺動面では、図中に白抜き矢印で示す方向の軸受荷重（ラジアル荷重）が作用するともに、回転軸Ｓの回転により軸受内の摺動面に潤滑油の油膜が形成され、油膜の潤滑油に圧力を発生させる。従って、滑り軸受５０の摺動面は、油膜を形成する潤滑油の圧力によって回転軸Ｓとの接触が防止される。なお、図中の符号５１は、滑り軸受５０の外周に配設された軸受バックメタルである。

　一方、図１２Ａは、従来の遊星軸受構造に合わせ面を有する分割型の滑り軸受を適用した場合を示している。図示の遊星軸受構造において、滑り軸受５０は、軸受バックメタル５１を介して遊星歯車４０の内周面に取り付けて使用される。この場合、滑り軸受５０は、遊星歯車４０及び軸受バックメタル５１とともに、キャリア（不図示）側に固定された遊星ピン３０の外周を回転するので、すなわち、滑り軸受５０が公転しながら自転するため、トルクにより公転軌道の接線方向に軸受荷重が作用する。
　このとき、滑り軸受５０と遊星ピン３０との摺動面では、図中に白抜き矢印で示す方向の軸受荷重（ラジアル荷重）が生じるとともに、滑り軸受５０が回転することにより、軸受内の摺動面に潤滑油の油膜が形成され、油膜の潤滑油に圧力を発生させる。従って、滑り軸受５０の摺動面は、油膜を形成する潤滑油の圧力によって遊星ピン３０との接触が防止される。なお、遊星軸受に滑り軸受５０を使用する場合には、通常軸受部に対する強制給油が必要であるから、潤滑油ポンプ等を用いて摺動面まで確実に潤滑油を供給する潤滑構造が採用される。

　上述した滑り軸受５０は、たとえば平板にＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂を張り付けた後、これを半円筒形状等にプレス成形してから組み合わせて円筒形状にした構造となっている。すなわち、ＰＥＥＫ樹脂を用いた滑り軸受５０は、たとえば図１１Ａに示すように、一対の半割円筒５０ａ，５０ｂを接合して円筒形状にするなど、製造上の問題から摺動面に合わせ面（以下、「分割線」ともいう）がない円筒形状にすることはできず、従って、両半割円筒の接合面に形成される分割線Ｌの存在は避けられない。なお、この場合の分割線Ｌは、遊星歯車４０及び滑り軸受５０の回転方向と直交するように形成されている。
　このような滑り軸受は、ＰＥＥＫ樹脂を使用しないものにおいても、一体の円筒形状として製造する場合と比較すれば、分割線Ｌが形成される半割れや巻きブッシュの構造を採用することで安価に製造することができる。

　また、内燃機関のクランク軸等を支持する軸受構造には、半割円筒形状の上メタル及び下メタルを組み合わせて円筒形状の滑り軸受とするものがある。この軸受構造は、遊星歯車４０と共に滑り軸受５０が回転する遊星軸受構造とは異なり、滑り軸受側が回転しない構造となっている（たとえば、特許文献１の図１等を参照。）。

特開２００４－２４５３８８号公報

　ところで、風力発電装置のプラネタリ型遊星増速機構等においては、遊星軸受に滑り軸受を使用した場合、遊星軸受が低速回転になると、遊星ピンが滑り軸受面に接触することは避けられない。このため、滑り軸受面の材料としては、耐熱性の高い軟質合金や樹脂系材料が採用され、さらに、摺動面に潤滑油の圧力を発生させて焼き付きや摩耗を防止している。
　しかし、軸受側が回転するとともに摺動面に分割線Ｌが存在している滑り軸受においては、分割線Ｌの位置では摺動面の油膜圧力の形成は困難になるので、軸受性能は著しく低下する。

　具体的に説明すると、回転軸Ｓが回転する通常の滑り軸受（図１０参照）の場合、たとえば静止側の滑り軸受５０に存在する分割線Ｌを水平位置に配置しておけば、回転軸から作用する下向きの軸受荷重位置が分割線Ｌと一致することはない。
　これに対して、滑り軸受５０側が回転する遊星軸受構造（図１２Ａ参照）では、滑り軸受５０の回転位置に応じて、軸受荷重を受ける摺動面の位置が変動する。このため、たとえば図１２Ｂに示すように、摺動面に作用する軸受荷重位置と分割線Ｌとが一致しない状況では、摺動面に良好な油膜圧力分布Ｐが形成されるため、潤滑油の圧力によって遊星ピン３０と滑り軸受５０との接触が防止される。

　しかし、滑り軸受５０側が回転し、たとえば図１２Ｃに示すように、摺動面に作用する軸受荷重位置と分割線Ｌとが一致した状況では、分割線Ｌから潤滑油の圧力が抜けるため、摺動面に良好な油膜圧力分布Ｐが形成されず、従って、潤滑油の圧力によって遊星ピン３０との接触を防止することは困難になる。すなわち、図１２Ｃに示すように、摺動面に形成される油膜圧力分布Ｐ′は、分割面Ｌの位置で油膜圧力がほとんどなくなるので、潤滑油の圧力で遊星ピン３０が摺動面に接触することを防止するのは困難になる。従って、滑り軸受５０の摺動面に遊星ピン３０が接触して、軸受の焼き付きや摩耗を生じることが懸念される。なお、図１１Ｂにおいて、図中の符号Ｆ１は油膜圧力が発生する領域（油膜分布Ｐ′の油圧が高い領域）を示し、符号Ｇ１は油膜圧力が発生しない領域（油膜分布Ｐ′の油圧が低い領域）を示している。
　本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、軸受部に滑り軸受を用いた風力発電装置の遊星軸受において、分割面Ｌを有する摺動面の油膜形成を改善して安定させることにより、焼き付きや摩耗が生じるリスクを低減できる風力発電装置等に適用可能な遊星軸受構造を提供することにある。

　本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
　本発明の第１の態様に係る遊星軸受構造は、増速機を構成する遊星歯車の軸穴内周面に取り付けられた滑り軸受を備え、該滑り軸受が前記遊星歯車とともにキャリアに固定された遊星ピンを軸に回転する遊星軸受構造において、前記滑り軸受の摺動面が、軸方向の合わせ面により形成されて回転方向と交差する１または複数の分割線を備え、前記分割線が、軸方向において傾斜した状態または階段状に形成されている。

　このような遊星軸受構造によれば、滑り軸受の摺動面が、軸方向の合わせ面により形成されて回転方向と交差する１または複数の分割線を備え、この分割線が、軸方向において傾斜した状態または階段状に形成されているので、摺動面の分割線において軸受荷重が作用する領域は、軸方向の全長にわたることはない。すなわち、滑り軸受の摺動面では、滑り軸受の回転方向と直交する軸方向の直線上において、略線状の細長い領域でのみ遊星ピンに接して軸受荷重が発生するので、この軸受荷重作用領域と傾斜した状態または階段状に形成された分割線とは、一部領域でのみ交差または一致する。そして、軸受荷重作用領域と交差または一致する分割線の領域は、滑り軸受の回転とともに軸方向へ移動することになるので、軸受荷重を支えている油膜圧力が発生する領域範囲において、分割線の影響で油膜圧力がたたなくなる領域の割合は、分割線を遊星歯車及び滑り軸受けの回転方向と直交するように形成した場合よりも小さくなる。

　上記の第１の態様において、前記滑り軸受の幅方向は複数に分割されていることが好ましく、これにより、大型化する滑り軸受の製造が容易になる。
　特に、分割線を階段状にする場合には、複数に分割された滑り軸受で、相互に分割線を回転方向へずらすことにより、すなわち分割線の位相をずらすことにより容易に階段状の分割を実現できる。

　本発明の第２の態様に係る遊星軸受構造は、増速機を構成する遊星歯車の軸穴内周面に取り付けられた滑り軸受を備え、該滑り軸受が前記遊星歯車とともにキャリアに固定された遊星ピンを軸に回転する遊星軸受構造において、前記滑り軸受の摺動面が、軸方向の合わせ面により形成されて回転方向と交差する１または複数の分割線を備え、前記摺動面の分割線位置に軸受荷重回避部を設け、前記分割線の回転方向両側で軸受荷重を受ける。

　このような遊星軸受構造によれば、滑り軸受の摺動面が、軸方向の合わせ面により形成されて回転方向と交差する１または複数の分割線を備え、摺動面の分割線位置に軸受荷重回避部を設けるとともに、分割線の回転方向両側で軸受荷重を受けるようにしたので、分割線位置に軸受荷重が作用して油膜圧力がたたなくなることを防止するとともに、分割線の回転方向両側に形成される油膜圧力により軸受荷重を支持することができる。
　この場合の軸受荷重回避部は、摺動面の自転により描かれる二重円回転軌跡の外円と遊星ピンの外周面との間に形成された凹部空間や、摺動面の自転により描かれる円形の回転軌跡より外周側に形成された凹部空間であることが好ましい。
　具体例を示すと、たとえば半割円筒を組み合わせて２本の分割線が形成される場合、滑り軸受を楕円形状として長軸に分割線を配置すれば、摺動面に遊星ピンと接触しない凹部空間が形成される。また、他の具体例としては、滑り軸受の外周に配設される軸受バックメタルの内周面に対し、分割線と一致する位置に凹部を形成することにより、摺動面の分割線位置で滑り軸受の剛性が低下するので、軸受荷重により変形して凹部空間を形成するようにしてもよい。

　上述した本発明によれば、増速機の軸受部に滑り軸受を用いた風力発電装置の遊星軸受において、摺動面の分割線から油膜圧力が抜けることを防止または抑制し、分割線位置における油膜形成を改善して安定させることにより、また、油膜圧力が抜けてしまう分割線位置以外の部分で軸受荷重を支持することにより、焼き付きや摩耗が生じるリスクを低減ですることができる。この結果、分割線の形成が避けられないＰＥＥＫ樹脂を使用した滑り軸受はもとより、安価な製造が可能となる半割れ構造や巻きブッシュ構造の滑り軸受を遊星軸受に採用することが可能になるので、風力発電装置の増速機に安価な滑り軸受を採用するとともに、装置の信頼性や耐久性を向上させることができる。

本発明に係る遊星軸受構造において、遊星軸受構造に用いられている滑り軸受に関する第１の実施形態を示す図で、滑り軸受の分割構造を示す分解斜視図である。本発明に係る遊星軸受構造において、遊星軸受構造に用いられている滑り軸受に関する第１の実施形態を示す図で、図１Ａの滑り軸受分割線に作用する荷重の説明図である。本発明の遊星軸受構造が適用される遊星歯車装置の一例として、プラネタリ型増速機の概要を示す図である。図２に示すプラネタリ型増速機を軸方向から見た概略構成図である。本発明の遊星軸受構造を増速機に適用した風力発電装置を示す側面図である。図４に示す風力発電装置について、ナセル内部の概略構造例を示す要部断面図である。本発明に係る遊星軸受構造において、遊星軸受構造に用いられている滑り軸受に関する第２の実施形態を示す図で、滑り軸受の分割構造を示す分解斜視図である。本発明に係る遊星軸受構造において、遊星軸受構造に用いられている滑り軸受に関する第２の実施形態を示す図で、図６Ａの滑り軸受分割線に作用する荷重の説明図である。本発明に係る風力発電装置の遊星軸受構造において、遊星軸受構造に用いられている滑り軸受に関する第３の実施形態を示す図で、滑り軸受の分割構造を示す分解斜視図である。本発明に係る風力発電装置の遊星軸受構造において、遊星軸受構造に用いられている滑り軸受に関する第３の実施形態を示す図で、図７Ａの滑り軸受分割線に作用する荷重の説明図である。本発明に係る遊星軸受構造において、遊星軸受構造に用いられている滑り軸受に関する第４の実施形態を示す側面図である。本発明に係る遊星軸受構造において、遊星軸受構造に用いられている滑り軸受に関する第５の実施形態を示す側面図である。滑り軸受を用いた従来の軸受構造を示す側面図である。図１０に示す軸受構造の滑り軸受について、従来の分割構造を示す分解斜視図である。図１０に示す軸受構造の滑り軸受について、図１１Ａの滑り軸受分割線に作用する荷重の説明図である。合わせ面を有する分割型の滑り軸受側が回転する遊星軸受構造の問題を説明する図であり、遊星軸受構造を示す側面図である。合わせ面を有する分割型の滑り軸受側が回転する遊星軸受構造の問題を説明する図であり、分割線に荷重が作用しない状態における油膜の圧力分布を示している。合わせ面を有する分割型の滑り軸受側が回転する遊星軸受構造の問題を説明する図であり、分割線に荷重が作用する状態における油膜の圧力分布を示している。

　以下、本発明に係る風力発電装置等に適用される遊星軸受構造について、その一実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
　本発明に係る遊星軸受構造は、たとえば風力発電装置の増速機等に好適である。図４に示す風力発電装置１は、基礎Ｂ上に立設されるタワー（「支柱」ともいう。）２と、タワー２の上端に設置されるナセル３と、略水平な横方向の回転軸線周りに回転可能に支持されてナセル３の前端部側に設けられるロータヘッド４とを有している。

　ロータヘッド４には、その回転軸線周りに放射状にして複数枚（たとえば３枚）の風車翼５が取り付けられている。これにより、ロータヘッド４の回転軸線方向から風車翼５に当たった風の力が、ロータヘッド４を回転軸線周りに回転させる動力に変換されるようになっている。
　ナセル３の外周面適所（たとえば上部等）には、周辺の風速値を測定する風速計７と、風向を測定する風向計８とが設置されている。

　ナセル３の内部には、たとえば図５に示すように、ロータヘッド４と主軸９を介して連結された増速機１０と、増速機１０の出力軸１１に連結された発電機１２とが設置されている。すなわち、ロータヘッド４の回転数は、主軸９を介して連結された増速機１０に伝達されることにより、増速機１０の出力軸１１側が増速された値となる。そして、発電機１２が増速機１０を介して増速された出力側の回転数で駆動されることにより、発電機１２によって発電された電力が得られるようになっている。
　さらに、ナセル３の内部には、風力発電装置１の各種運転制御を行う風車制御装置１３が設けられている。

　上述した増速機１０は、通常複数段の増速機構を組み合わせた構成とされ、入力軸となる主軸９の回転数は、複数段階の増速を経て最終的な出力軸１１の出力回転数まで増速される。
　図２及び図３は、本発明の遊星軸受構造が適用される遊星歯車装置の一例として、たとえば上述した増速機１０の第１段増速を行うプラネタリ型遊星歯車装置（以下、「プラネタリ型増速機」と呼ぶ）２０の概要を示している。このプラネタリ型増速機２０は、これを風力発電装置１の増速機として使用する場合、キャリア２１が主軸９に連結されて回転する。図示の構成例では、キャリア２１に３本の遊星ピン３０が固定され、各遊星ピン３０には、滑り軸受５０及び滑り軸受５０の軸受バックメタル５１を介して遊星歯車４０が回転自在に取り付けられている。
　なお、図３における遊星ピン３０と滑り軸受５０との関係（内径及び外径の差）は、図示の都合上実際より極端に示されている。

　また、プラネタリ型増速機２０は、入力軸となる主軸９と一体に回転するキャリア２１に取り付けられた３個の遊星歯車４０を備え、この遊星歯車４０が、出力軸２２と一体に回転する太陽歯車２３及びハウジング２４に固定された内歯車２５と噛合して公転するように構成されている。すなわち、プラネタリ型増速機２０は、遊星歯車４０、太陽歯車２３及び内歯車２５に設定されたギア比に応じて、主軸（入力軸）９と連結されたキャリア２１の回転（遊星歯車の公転）数を増速する装置であり、増速された回転数は太陽歯車２３と連結された出力軸２２から図示しない２段増速機構等に出力される。
　また、キャリア２１とともに遊星歯車４０が公転するハウジング２４内には、たとえば図３に示す潤滑油面Ｌｏまで潤滑油が溜められている。この潤滑油面Ｌｏは、少なくとも公転する遊星歯車４０の軸穴４０ａが潤滑油内に油浴される程度の深さを有することが望ましい。

　上述したように、風力発電装置１の増速機１０においては、遊星歯車４０の軸穴４０ａの内周面に取り付けられた滑り軸受５０が、遊星歯車４０とともにキャリア２１に固定された遊星ピン３０を軸に回転する。
　図１Ａに示す本実施形態の滑り軸受５０Ａは、摺動面をＰＥＥＫ樹脂とした一対の半割円筒５０ａ，５０ｂを接合して円筒形状にしたものである。このため、滑り軸受５０Ａは、軸方向の合わせ面により形成されて回転方向と交差する２本の分割線Ｌａを備え、この分割線Ｌａは、軸方向において傾斜した状態となっている。すなわち、半割円筒５０ａ，５０ｂの軸方向に延びる両端面が合わせ面となり、回転方向と交差する２本の分割線Ｌａを形成している。この分割線Ｌａ及びその周辺領域Ｇ２は、軸受荷重を受けると油膜圧力が微小隙間から抜けてしまうので、油膜圧力が発生しない領域となる。

　図１Ａおよび図１Ｂに示す実施形態では、上述した分割線Ｌａが、滑り軸受５０Ａの軸方向において傾斜した状態に形成されている。すなわち、半割円筒５０ａ，５０ｂの端面は、軸方向と平行な線から傾斜する斜めの線とされ、従って、分割線Ｌａは、滑り軸受５０の回転方向と交差はするものの、直交から傾斜角度を有するものとなる。
　この場合の傾斜角度は、軸受内の摺動面に油膜圧力が発生する領域Ｆ２（図１Ｂ参照）より大きく傾斜させることが望ましい。すなわち、滑り軸受５０Ａが回転することにより、摺動面に対する軸受圧力の作用位置が回転方向へ移動しても、分割線Ｌａの少なくとも一部が必ず領域Ｆ２の外部に存在するように、換言すれば、分割線Ｌａが全長にわたって領域Ｆ２内に入ることがないように傾斜させればよい。なお、図１Ａおよび図１Ｂに示すような半割円筒５０ａ，５０ｂを組み合わせる構造では、傾斜した２本の分割線Ｌａが存在する範囲を周長の１／５以上とするように、すなわち、摺動面の円周において１／５以上の範囲に分割面Ｌａが存在するよう傾斜させることが望ましい。

　このような風力発電装置１の遊星軸受構造とすれば、滑り軸受５０Ａの摺動面が、回転方向と交差する２本の分割線Ｌａを備え、この分割線Ｌａが、軸方向において傾斜した状態に形成されているので、摺動面の分割線Ｌａに作用する軸受荷重が軸方向の全長にわたることはない。
　すなわち、滑り軸受５０Ａの摺動面では、滑り軸受５０Ａの回転方向と直交する軸方向の直線上において、遊星ピン３０が接する略線状の細長い領域にのみ軸受荷重が作用するが、分割線Ｌａを傾斜した状態に形成したため、摺動面の軸受荷重作用領域（油膜圧力が発生する領域Ｆ２）と、分割線Ｌａとは、滑り軸受５０Ａの摺動面を斜めに横断する分割線Ｌａの一部領域でのみ交差して重なり合うこととなる。従って、分割線Ｌａは、摺動面の軸方向幅を長軸とするような略楕円形状の軸受荷重作用領域Ｆ２と、全長にわたって交差及び重複することはない。

　従って、軸受荷重作用領域Ｆ２に分割線Ｌａが交差及び重複して油膜圧力がたたない領域が存在する状況であっても、同時に軸受荷重作用領域Ｆ２には分割線Ｌａと交差及び重複せずに油膜圧力が形成される領域が存在するようになり、この油膜圧力により軸受荷重を支持することができる。
　従って、分割面Ｌａに軸受荷重が作用しても、油膜圧力のたたない領域が低減したことにより、滑り軸受５０Ａに焼き付きや摩耗が生じるリスクを低減できる。この結果、上述したように、合わせ面が避けられないＰＥＥＫ樹脂を使用した分割型の滑り軸受５０Ａを風力発電装置１の遊星軸受として採用できるだけでなく、同様に分割面Ｌａが形成される他の滑り軸受についても、具体的には安価な製造が可能となる半割れ構造及び巻きブッシュ構造の滑り軸受についても、風力発電装置１の遊星軸受に採用することができる。

＜第２の実施形態＞
　続いて、本発明に係る遊星軸受構造について、第２の実施形態を図６Ａおよび図６Ｂに基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　図６Ａに示す実施形態の滑り軸受５０Ｂは、傾斜した分割線Ｌａに代えて、軸方向において階段状となる分割線Ｌｂが形成されている。この分割線Ｌｂ及びその周辺領域Ｇ３は、軸受荷重を受けると油膜圧力が抜けてしまうので、油膜圧力が発生しない領域となる。なお、図示の構成例では、分割線Ｌｂが３段階の階段状となっているが、これに限定されることはない。

　このような分割線Ｌｂは、軸方向において階段状に形成されているので、摺動面の分割線Ｌｂに作用する軸受荷重が軸方向の全長にわたることはない。すなわち、滑り軸受５０Ｂの摺動面では、軸受荷重は、遊星ピン３０に接し滑り軸受５０Ｂの回転方向と直交する線状の狭い領域に作用する。このため、摺動面の軸受荷重作用領域（油膜圧力が発生する領域Ｆ３）と、階段状に形成されている分割線Ｌｂとは、滑り軸受５０Ｂの摺動面を階段状に横断する分割線Ｌｂの一部領域でのみ交差する。この場合の交差は、分割線Ｌｂの回転方向と直交する部分に重なり合う状態も包含する。すなわち、分割線Ｌｂは、摺動面の軸方向幅を長軸とするような略楕円形状の軸受荷重作用領域Ｆ３と、全長にわたって交差することはない。

　従って、軸受荷重作用領域Ｆ３に分割線Ｌｂが交差及び重複して油膜圧力がたたない領域が存在する状況であっても、同時に軸受荷重作用領域Ｆ３には分割線Ｌｂと交差及び重複せずに油膜圧力が形成される領域が存在するようになり、この油膜圧力により軸受荷重を支持することができる。
　従って、分割面Ｌｂに軸受荷重が作用しても、油膜圧力のたたない領域が低減したことにより、滑り軸受５０Ｂに焼き付きや摩耗が生じるリスクを低減できる。この結果、上述したように、合わせ面が避けられないＰＥＥＫ樹脂を使用した滑り軸受５０Ｂを風力発電装置１の遊星軸受として採用できるだけでなく、同様に分割面Ｌｂが形成される他の滑り軸受についても、風力発電装置１の遊星軸受に採用することができる。
　また、分割線Ｌｂを階段状としたことにより、滑り軸受５０Ｂに円周方向の力が作用しても、滑り軸受５０Ｂを構成する半割円筒５０ａ、５０ｂが軸方向に相互にずれないという利点がある。

＜第３の実施形態＞
　続いて、本発明に係る遊星軸受構造について、第３の実施形態を図７Ａおよび図７Ｂに基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　図７Ａに示す実施形態の滑り軸受５０Ｃは、滑り軸受５０Ｃの幅方向（軸方向）が複数に分割されている。図示の構成例では、幅方向を３分割した滑り軸受５０ａ１と５０ｂ１，５０ａ２と５０ｂ２，５０ａ３と５０ｂ３とのそれぞれの分割線Ｌｂを回転方向へ相互にずらすことにより、すなわち、分割線Ｌｂの位相をずらすことにより、滑り軸受５０Ｃ全体として階段状の分割線を容易に形成することができる。

　また、滑り軸受５０Ｃの幅方向を複数に分割することにより、風力発電装置１の大型化に伴って同様に大型化する増速機１０についても、滑り軸受５０Ｃの製造が容易になる。
　また、このような滑り軸受の分割構造は、階段状の分割線Ｌｂを形成するものに限定されることはなく、傾斜した分割線Ｌａを形成した滑り軸受５０Ａ等の大型化にも適用可能である。

＜第４の実施形態＞
　続いて、本発明に係る遊星軸受構造について、第４の実施形態を図８に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　図８に示す実施形態の滑り軸受５０Ｄは、風力発電装置１の増速機１０に適用されるものであり、遊星歯車４０の軸穴４０ａの内周面に取り付けられて、遊星歯車４０とともにキャリア２１に固定された遊星ピン３０を軸に回転する。

　この実施形態では、滑り軸受５０Ｄの摺動面が、軸方向の合わせ面により形成されて回転方向と交差する１または複数の分割線Ｌを備えている。そして、摺動面の分割線位置には軸受荷重回避部５２が設けられ、分割線Ｌの回転方向両側に油膜圧力を形成して軸受荷重を受けるように構成されている。この軸受荷重回避部５２は、摺動面の自転により描かれる二重円回転軌跡の外円と遊星ピン３０の外周面との間に形成された凹部空間であり、たとえば半割円筒５０ａ，５０ｂを組み合わせて２本の分割線Ｌが形成される滑り軸受５０Ｄの場合、楕円形状とした滑り軸受５０Ｄの長軸に分割線Ｌを配置することにより、摺動面に遊星ピン３０と接触しない凹部空間が形成され、かつ、凹部空間の両側に形成した油膜圧力で軸受荷重を支持することができる。すなわち、この場合の軸受荷重回避部５２は、楕円形状とした滑り軸受５０Ｄの長軸及び短軸により二重円回転軌跡が描かれ、長軸により描かれる大径の外円側回転軌跡と遊星ピン３０の外周面との間に形成され、摺動面に遊星ピン３０が接触しない凹部空間である。

　このような風力発電装置１の遊星軸受構造は、滑り軸受５０Ｄの摺動面が、回転方向と交差する１または複数の分割線Ｌを備え、摺動面の分割線位置に軸受荷重回避部５２となる凹部空間を設けるとともに、分割線Ｌの回転方向両側で軸受荷重を受けるようにした。
　このとき、分割線Ｌの回転方向両側に油膜圧力（図中に符号Ｐ″で示す油膜圧力分布を参照）が形成されて、この油膜圧力により摺動面に作用する軸受荷重を支持することができるので、滑り軸受５０Ｄに焼き付きや摩耗が生じるリスクを低減できる。

＜第５の実施形態＞
　最後に、本発明に係る遊星軸受構造について、第５の実施形態を図９に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　図９に示す実施形態の滑り軸受５０Ｅは、風力発電装置１の増速機１０に適用されるものであり、遊星歯車４０の軸穴４０ａの内周面に取り付けられて、遊星歯車４０とともにキャリア２１に固定された遊星ピン３０を軸に回転する。

　この実施形態では、滑り軸受５０Ｅの摺動面が、軸方向の合わせ面により形成されて回転方向と交差する１または複数の分割線Ｌを備えている。そして、摺動面の分割線位置には軸受荷重回避部５２Ａが設けられ、分割線Ｌの回転方向両側に油膜圧力を形成して軸受荷重を受けるように構成されている。この軸受荷重回避部５２Ａは、摺動面の自転により描かれる円形の回転軌跡より外周側に形成された凹部空間であり、たとえば半割円筒５０ａ，５０ｂを組み合わせて２本の分割線Ｌが形成される滑り軸受５０Ｅの場合、滑り軸受５０Ｅの外周に配設される軸受バックメタル５１の内周面の、分割線Ｌと一致する位置に形成した凹部が軸受荷重回避部５２Ａとなる。

　上述した軸受荷重回避部５２Ａを形成することにより、摺動面の分割線位置では滑り軸受５０Ｅの剛性が低下するので、すなわち、軸受荷重を受けた滑り軸受５０Ｅが軸受荷重回避部５２Ａの凹部側へ撓み、軸受荷重により変形した滑り軸受５０Ｅの摺動面と遊星ピン３０との間に凹部空間が形成される。従って、摺動面の分割線位置には、遊星ピン３０と接触しない領域、あるいは、通常よりかなり小さな軸受荷重しか作用しない領域の凹部空間が形成され、かつ、凹部空間の両側には油膜圧力（図中に符号Ｐ″で示す油膜圧力分布を参照）が形成されて、軸受荷重を支持することができるので、滑り軸受５０Ｅに焼き付きや摩耗が生じるリスクを低減できる。

　このように、上述した各実施形態の遊星軸受構造によれば、滑り軸受の摺動面に形成された分割線から油膜圧力が抜けることを防止または抑制し、分割線位置における油膜形成を改善して安定させることができる。また、油膜圧力が抜けてしまう分割線位置以外の部分で軸受荷重を支持することができる。この結果、滑り軸受の摺動面においては、焼き付きや摩耗が生じるリスクが低減するので、風力発電装置の増速機を構成する遊星軸受構造として、分割線の形成が避けられないＰＥＥＫ樹脂を使用した滑り軸受はもとより、安価な製造が可能となる半割れ構造や巻きブッシュ構造の滑り軸受を遊星軸受に採用することも可能になる。従って、風力発電装置の増速機に安価な滑り軸受を採用するとともに、装置の信頼性や耐久性を向上させることができる。
　なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、たとえば略Ｃ字状に成形して合わせ面（分割面）が１つの場合にも適用可能であるなど、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

１　風力発電装置
３　ナセル
４　ロータヘッド
５　風車翼
９　主軸
１０　増速機
１１　出力軸
１２　発電機
２０　プラネタリ型遊星歯車装置（プラネタリ型増速機）
２１　キャリア
２２　出力軸
２３　太陽歯車
２４　ハウジング
２５　内歯車
３０　遊星ピン
４０　遊星歯車
５０，５０Ａ～５０Ｅ　滑り軸受
５１　軸受バックメタル
５２，５２Ａ　軸受荷重回避部
Ｌ，Ｌａ，Ｌｂ　合わせ面（分割線）

Claims

　増速機を構成する遊星歯車の軸穴内周面に取り付けられた滑り軸受を備え、該滑り軸受が前記遊星歯車とともにキャリアに固定された遊星ピンを軸に回転する遊星軸受構造において、
　前記滑り軸受の摺動面が、軸方向の合わせ面により形成されて回転方向と交差する１または複数の分割線を備え、
　前記分割線が、軸方向において傾斜した状態または階段状に形成されている遊星軸受構造。
　前記滑り軸受の幅方向が複数に分割されている請求項１に記載の遊星軸受構造。
　増速機を構成する遊星歯車の軸穴内周面に取り付けられた滑り軸受を備え、該滑り軸受が前記遊星歯車とともにキャリアに固定された遊星ピンを軸に回転する遊星軸受構造において、
　前記滑り軸受の摺動面が、軸方向の合わせ面により形成されて回転方向と交差する１または複数の分割線を備え、
　前記摺動面の分割線位置に軸受荷重回避部を設け、前記分割線の回転方向両側で軸受荷重を受ける遊星軸受構造。
　前記軸受荷重回避部が、前記摺動面の自転により描かれる二重円回転軌跡の外円と前記遊星ピンの外周面との間に形成された凹部空間である請求項３に記載の遊星軸受構造。
　前記軸受荷重回避部が、前記摺動面の自転により描かれる円形の回転軌跡より外周側に形成された凹部空間である請求項３に記載の遊星軸受構造。