WO2016072290A1 - 軸受装置、機械装置、軸受、軸受の状態監視装置、軸受監視システム及び風力発電設備 - Google Patents

軸受装置、機械装置、軸受、軸受の状態監視装置、軸受監視システム及び風力発電設備 Download PDF

Info

Publication number
WO2016072290A1
WO2016072290A1 PCT/JP2015/079927 JP2015079927W WO2016072290A1 WO 2016072290 A1 WO2016072290 A1 WO 2016072290A1 JP 2015079927 W JP2015079927 W JP 2015079927W WO 2016072290 A1 WO2016072290 A1 WO 2016072290A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
space
circumferential direction
outer ring
inner ring
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/079927
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英之 筒井
坂口 智也
Original Assignee
Ntn株式会社
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
Priority claimed from JP2014227182A external-priority patent/JP2016089997A/ja
Priority claimed from JP2015159450A external-priority patent/JP2016095023A/ja
Priority claimed from JP2015161903A external-priority patent/JP2016095024A/ja
Application filed by Ntn株式会社 filed Critical Ntn株式会社
Publication of WO2016072290A1 publication Critical patent/WO2016072290A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/06Ball or roller bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/38Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/06Ball or roller bearings
    • F16C23/08Ball or roller bearings self-adjusting
    • F16C23/082Ball or roller bearings self-adjusting by means of at least one substantially spherical surface
    • F16C23/086Ball or roller bearings self-adjusting by means of at least one substantially spherical surface forming a track for rolling elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/31Wind motors

Definitions

  • the present invention relates to a bearing device, a mechanical device, a bearing, a bearing state monitoring device, a bearing monitoring system, and a wind power generation facility, and in particular, a bearing device including a bearing that is difficult to replace, a mechanical device including the bearing device, the bearing,
  • the present invention relates to a bearing state monitoring device, a bearing monitoring system, and wind power generation equipment.
  • ⁇ Load is applied to the bearing device as it rotates, but radial load (static load) due to its own weight is applied even when operation is stopped (when stationary).
  • the static load applied to the bearing device is applied to a partial region in the circumferential direction on the rolling surface of the inner ring or the outer ring depending on the configuration of the bearing device.
  • a static load (outer ring stationary load) is applied to the outer ring when the outer ring and the housing of the bearing device are fitted together.
  • a region that receives a static load in the outer ring (hereinafter referred to as a load region) is formed in a part of the outer ring in the circumferential direction. For this reason, the outer ring load region is most frequently subjected to a load at the rolling contact portion formed between the rolling elements and the outer ring compared to other regions other than the outer ring load region, and abnormalities such as peeling due to metal fatigue occur. It's easy to do.
  • a static load (bearing static load) is applied to the bearing.
  • the outer ring static load in the rolling bearing can be replaced with the bearing static load in the sliding bearing, and the sliding surface of the sliding bearing has a longer sliding distance than the sliding surface of the shaft, and thus wear easily proceeds.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-235754 describes a split bearing that facilitates bearing replacement.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-011737 describes a self-aligning roller bearing having an inner ring that has been subjected to shot peeling treatment for the purpose of reducing the frequency of bearing replacement in a wind turbine.
  • bearing devices include a wind turbine generator bearing device, a tidal power generator bearing device, a large marine bearing device, a large truck bearing device, and a large turbine bearing device.
  • the main bearing constituting the drive train of the wind turbine generator bearing device is provided in the nacelle arranged at a high place, it is necessary to lower the entire drive train to the ground in order to perform the replacement work. In addition, it is necessary to re-install the drive train after replacing the main bearing in the nacelle. Therefore, bearing replacement is very expensive, and the wind power generator in a stopped state may be left as it is without performing bearing replacement.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems.
  • the main object of the present invention is to suppress the occurrence of abnormalities due to receiving static loads, and to be configured to suppress the occurrence of abnormalities due to bearing devices, mechanical devices and bearings having a long bearing life, and receiving static loads.
  • Another object of the present invention is to provide a bearing state monitoring device, a bearing monitoring system, and a wind power generation facility including them.
  • the bearing device of the present invention includes a housing and a bearing attached to the housing, and the bearing includes an outer ring in contact with the housing, and a part of the outer ring in the circumferential direction receives a radial load when the bearing is stationary. It is a load region, and further includes a moving part that can move the load region in the outer ring.
  • the bearing device of the present invention includes a bearing including an inner ring and an outer ring formed so as to surround the outer periphery of the inner ring.
  • the outer ring rotates in the circumferential direction of the bearing, while the inner ring rotates in the circumferential direction.
  • a part of the inner ring in the circumferential direction is a load region that receives a radial load when the bearing is stationary, and further includes a moving part that can move the load region in the inner ring.
  • the state monitoring device of the present invention is a bearing state monitoring device in a bearing device.
  • the bearing of the bearing device includes an inner ring and an outer ring.
  • One of the inner ring and the outer ring is a rotating ring configured to rotate in the circumferential direction of the bearing when the bearing is operated, and the other of the inner ring and the outer ring is configured not to rotate in the circumferential direction of the bearing when the bearing is operated.
  • It is a stationary wheel.
  • a part of the stationary wheel in the circumferential direction includes a load region that receives a radial load.
  • the bearing device includes a moving part.
  • the moving unit is configured to be movable in the load range of the stationary wheel.
  • the state monitoring device includes a monitoring unit and a signal output unit.
  • the monitoring unit monitors the state of the stationary wheel.
  • the signal output unit outputs a signal for instructing movement of the stationary wheel load range by the moving unit based on the monitoring result of the monitoring unit.
  • the bearing monitoring system of the present invention includes a bearing device and a bearing state monitoring device in the bearing device.
  • the bearing of the bearing device includes an inner ring and an outer ring.
  • One of the inner ring and the outer ring is a rotating ring configured to rotate in the circumferential direction of the bearing when the bearing is operated, and the other of the inner ring and the outer ring is configured not to rotate in the circumferential direction of the bearing when the bearing is operated.
  • It is a stationary wheel.
  • a part of the stationary wheel in the circumferential direction includes a load region that receives a radial load.
  • the bearing device includes a moving unit configured to be movable in a load region of the stationary wheel.
  • the state monitoring device includes a monitoring unit and a signal output unit.
  • the monitoring unit monitors the state of the stationary wheel.
  • the signal output unit outputs a signal for instructing movement of the load region of the stationary wheel to the moving unit based on the monitoring result of the monitoring unit.
  • the moving unit is configured to move in the load region of the stationary wheel based on the signal from the signal output unit.
  • the present invention it is possible to provide a bearing device, a mechanical device, and a bearing in which the occurrence of abnormality due to receiving a static load is suppressed and the bearing life is long.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the bearing device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view seen from an arrow II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along arrow III-III in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a modification of the outer ring in the bearing device according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another modification of the outer ring in the bearing device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a modification of the bearing device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view seen from arrows VII-VII in FIG. 6.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining another modified example according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view seen from an arrow IX-IX in FIG. It is the elements on larger scale of the area
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along arrow XIV-XIV in FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view seen from the arrow XV-XV in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a planetary gear mechanism of a bearing device according to a second embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a bearing device according to a second embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII in FIG.
  • FIG. 10 is a side view for explaining a fixed shaft in the bearing device according to the second embodiment. It is the top view seen from arrow XX in FIG.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line XXII-XXII in FIG.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line XXIII-XXIII in FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XXIV-XXIV in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a mechanical device according to a second embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a bearing device according to a third embodiment.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view taken along line XXVII-XXVII in FIG. 26.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a modification of the bearing device according to the third embodiment.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view taken along line XXIX-XXIX in FIG. 28.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a modification of the bearing device according to the second embodiment and the third embodiment.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view taken along line XXXI-XXI in FIG. 30.
  • FIG. 32 is a side view of the circumferential seal member shown in FIG. 31.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view seen from an arrow XXXIV-XXXIV in FIG. 33.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view seen from an arrow XXXV-XXXV in FIG.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing another modification of the axial seal member shown in FIG. 30.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view showing still another modification of the axial seal member shown in FIG. 30. It is a side view which shows the modification of the circumferential direction sealing member shown in FIG.
  • FIG. 40 is a cross-sectional view taken along arrow XL-XL in FIG. 39.
  • FIG. 40 is a cross-sectional view taken along arrow XLI-XLI in FIG. 39.
  • FIG. 32 is a side view showing another modification of the circumferential seal member shown in FIG. 31.
  • FIG. 43 is a cross-sectional view seen from the arrow XLIII-XLIII in FIG.
  • FIG. 43 is a cross-sectional view seen from the arrow XLIV-XLIV in FIG. 42. It is the figure which showed roughly the whole structure of the wind power generation facility shown as an example of the mechanical installation with which the bearing monitoring system of this invention is applied. It is a functional block diagram which shows functionally the structure of the bearing monitoring system by Embodiment 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a bearing device in a fourth embodiment.
  • FIG. 47 is a functional block diagram functionally showing the configuration of the state monitoring system (CMS) controller shown in FIG. 46. It is a flowchart for demonstrating the procedure of the process performed by a CMS controller.
  • FIG. 10 is a functional block diagram functionally showing the configuration of a CMS controller in a fifth embodiment. 10 is a flowchart for illustrating a procedure of processing executed by a CMS controller in the fifth embodiment. It is a functional block diagram which shows the structure of the bearing monitoring system by Embodiment 6 functionally. 53 is a flowchart for explaining a procedure of processing executed by the CMS controller shown in FIG. 52.
  • FIG. 52 is a flowchart for explaining a procedure of processing executed by the CMS controller shown in FIG. 52.
  • 10 is a cross-sectional view for explaining a modification of the bearing device in the fourth to sixth embodiments.
  • 18 is a flowchart for explaining a procedure of processing executed by the CMS controller in the seventh embodiment.
  • 25 is a flowchart for illustrating a procedure of processing executed by the CMS controller in the eighth embodiment.
  • 22 is a flowchart for illustrating a procedure of processing executed by the CMS controller in the ninth embodiment.
  • the bearing device 1 includes a housing 20 and a bearing 30 attached to the housing 20, and the bearing 30 includes an outer ring 32 in contact with the housing 20. Part of the bearing 30 is a load region that receives a radial load when the bearing 30 is stationary.
  • the bearing device 1 further includes a moving unit 40 that can move the load region in the outer rings 32 and 72.
  • the outer rings 32, 72 indicate the outer rings 32 having rolling surfaces that come into contact with a plurality of rolling elements 33.
  • the outer ring 72 having a sliding surface with the rotating shaft (rolling shaft) 10 is indicated.
  • a load region that receives a radial load hereinafter simply referred to as a static load
  • the bearings 30 and 70 in this embodiment are so-called outer ring static load bearings in which a static load is applied to the outer rings 32 and 72.
  • the moving unit 40 By moving the load areas in the outer rings 32 and 72 of the bearings 30 and 70 by the moving unit 40, a static load is continuously applied to a part of the specific area in the circumferential direction of the outer rings 32 and 72 (in other words, the load It is possible to avoid that the area is fixed at a specific position in the circumferential direction of the outer rings 32 and 72. As a result, the bearing device 1 having a long bearing life can be obtained.
  • the movement of the load region in the inner ring 31 by the moving unit 40 may be performed so that a region that does not overlap with the load region at the time of previous use in which metal fatigue has progressed may be a new load region. A region that partially overlaps a region other than a portion (maximum surface pressure portion) that has received the largest static load in the load region at the time may be moved as a new load region.
  • the movement of the load region by the moving unit 40 may be performed, for example, before local metal fatigue progresses in the load region and an abnormality such as peeling occurs, or local metal fatigue occurs in the load region. It may be carried out after progress and confirmation of an abnormality such as peeling.
  • one bearing device 1 is continuously used without performing replacement work, with the load area (at least the maximum surface pressure part) that does not overlap with the load area (at least the maximum surface pressure part) at the time of previous use where metal fatigue has progressed.
  • the bearing device 1 having a long bearing life can be provided.
  • the moving unit 40 is provided in the outer rings 32 and 72 so as to be movable in the circumferential direction in the load region.
  • the load region can be moved over, for example, the entire circumference of the outer rings 32, 72. Therefore, the bearing device 1 until the load region is formed at least once in the entire circumferential region of the outer rings 32, 72. Can be used continuously. As a result, it is possible to provide the bearing device 1 having an extremely long bearing life compared to the conventional bearing device.
  • outer ring grooves 34, 74 extending in the circumferential direction are formed on the contact surfaces 32A of the outer rings 32, 72 with the housing 20, and the insides of the outer ring grooves 34, 74 are
  • the projecting member 22 projecting from the housing 20 is divided into a first space 34A and a second space 34B that are arranged in the circumferential direction independently of each other, and the moving unit 40 extends into the first space 34A so as to expand the first space 34A.
  • the first medium is provided so as to be supplied.
  • the moving portion 40 can move in the load region without hindering the rotation operation of the rolling bearing 30. It is. Furthermore, since the first space 34 ⁇ / b> A and the second space 34 ⁇ / b> B are separated by the protruding member 22, one end in the circumferential direction of the first space 34 ⁇ / b> A is fixed at the fixed end in the bearing device 1 by the protruding member 22 fixed to the housing 20. It is configured as.
  • the other end of the first space 34 ⁇ / b> A is an end of an outer ring groove 34, 74 provided on a contact surface 32 ⁇ / b> A between the outer rings 32, 72 and the housing 20, and the outer rings 32, 72 are circumferential with respect to the housing 20. Since it is relatively movable, the bearing device 1 is configured to be movable in the circumferential direction. Therefore, the moving unit 40 moves the other end away from the protruding member 22 (the one end) in the circumferential direction by supplying the first medium (gas, liquid, etc.) to the first space 34A. it can. As a result, an area different from the load area at the time of previous use in which metal fatigue has progressed can be set as the load area. Therefore, one bearing device 1 can be continuously used without performing the replacement work of the bearing 30, and the bearing device 1 having a long bearing life can be provided.
  • the housing 20 includes a flow passage (second through hole 24) that connects the second space 34B and the outside of the housing 20.
  • the first space 34A and the second space 34B are formed in regions other than the region where the protruding member 22 is disposed inside the outer ring groove portions 34 and 74, and the volume of the first space 34A and the volume of the second space 34B. Is constant regardless of the position of the load region in the outer rings 32 and 72 (relative positional relationship between the outer ring groove portions 34 and 74 and the protruding member 22 from a different viewpoint). Therefore, when the first medium is supplied to the first space 34A so as to expand the first space 34A by the moving unit 40, the first space 34A expands in the circumferential direction and the volume of the first space 34A increases and the second volume increases. The volume of the space 34B becomes small.
  • the bearing device 1 includes the second through hole 24 that connects the second space 34B and the outside of the housing 20, the first medium (gas, liquid, etc.) filled in the second space 34B is released to the outside. be able to.
  • the volume of the second space 34B decreases, the first medium in the second space 34B is compressed, the pressure of the second space 34B is increased, and the movement of the load area by the moving unit 40 is prevented from being hindered. can do.
  • the moving unit 40 includes a hydraulic actuator.
  • the hydraulic actuator is an arbitrary device that converts energy input as hydraulic pressure into power of the outer rings 32 and 72, and may be, for example, a hydraulic pump or a hydraulic jack. Since the moving unit 40 includes a hydraulic actuator, the moving unit 40 moves (rotates) the large outer rings 32 and 72 even if the outer ring 32 and 72 has a large bearing device 1 having an outer diameter of, for example, 1 meter or more. It is possible to easily generate a large torque necessary for the generation.
  • the moving unit 40 including the hydraulic actuator has high stability, controllability, and the like. Therefore, the moving unit 40 including the hydraulic actuator is suitable as the moving unit 40 of the bearing device 1 including the bearings 30 and 70 that are difficult to exchange due to the restrictions on the size and the installation location as described above.
  • the bearing device 1 further includes a friction force reducing unit 50 that reduces the friction force between the outer rings 32 and 72 and the housing 20 on the contact surface 20A.
  • the housing groove portion 25 is formed in a portion of the housing 20 where the outer ring 32 contacts, and the frictional force reduction portion 50 is provided in the housing groove portion 25 so as to be able to supply the second medium. It has been.
  • the outer rings 32 and 72 and the housing 20 are connected to each other through at least a part of these contact surfaces via the second medium (gas, liquid, etc.), the outer rings 32 and 72 and the housing 20 are connected to each other.
  • the frictional force can be reduced.
  • the load area can be easily moved by the moving unit 40.
  • the first medium supplied to the first space 34A by the moving unit 40 and the second medium supplied to the inside of the housing groove 25 by the frictional force reducing unit 50 are the same medium (gas, liquid, etc.). It may be a different medium (gas, liquid, etc.).
  • a mechanical device in an embodiment includes the bearing device 1.
  • the bearing device 1 described above may be provided in any mechanical device, but is provided in, for example, a wind power generator, a tidal power generator, a large ship, a large truck, a large turbine, and the like. Since such a mechanical device includes the bearing device 1 having a long bearing life, it is possible to reduce the frequency of replacement work of the bearings 30 and 70 due to reaching the bearing life as compared with the conventional mechanical device. Further, in a mechanical device such as a wind turbine generator, since the replacement work of the bearings 30 and 70 is extremely expensive and difficult to perform, the life of the device depends on the bearing life, and the mechanical device itself is extended. be able to.
  • the bearings 30 and 70 in an embodiment are provided in the bearing device 1.
  • the bearing device 1 described above includes the bearings 30 and 70 including the outer rings 32 and 72 in which a load region that receives a radial load when the bearings 30 and 70 are stationary is formed in a part of the circumferential direction.
  • the bearings 30 and 70 may have any configuration as long as they are provided so as to be movable in the load region by the moving unit 40, and may be rolling bearings 30 or sliding bearings 70. Good.
  • the sliding bearing 70 including the bearing 70 in which the outer ring groove portions 34 and 74 are formed may be used.
  • Such bearings 30 and 70 are provided in a conventional bearing device in which the load area is fixed at a predetermined position in the outer rings 32 and 72 because the load area can be moved by the moving unit 40. Longer life than bearings.
  • the bearing device 201 includes a bearing 230 including an inner ring 231 and an outer ring 232 formed so as to surround the outer periphery of the inner ring 231, and when the bearing 230 is operated, the outer ring 232 is While the inner ring 231 rotates in the circumferential direction, the inner ring 231 does not rotate in the circumferential direction, and a part of the inner ring 231 in the circumferential direction is a load region that receives a radial load when the bearing 230 is stationary.
  • 231 further includes a moving unit 250 that can move the load range.
  • the bearing 230 in this embodiment is a so-called inner ring static load (or axial static load) bearing 230 in which a static load is applied to the inner ring 231.
  • a rolling bearing or a sliding bearing can be employed.
  • the inner ring 231 may be configured as a fixed shaft, and the outer ring 232 may be configured as a bearing.
  • the load region in the inner ring 231 of the bearing 230 By moving the load region in the inner ring 231 of the bearing 230 by the moving unit 250, a static load continues to be applied to some specific region in the circumferential direction R of the inner ring 231 (in other words, the load region is the inner ring 231). (Fixed at a specific position in the circumferential direction R) can be avoided. As a result, the bearing device 201 having a long bearing life can be obtained.
  • the movement of the load region in the inner ring 231 by the moving unit 250 may be performed so that a region that does not overlap with the load region at the time of previous use in which metal fatigue has progressed is used as a new load region. A region that partially overlaps a region other than a portion (maximum surface pressure portion) that has received the largest static load in the load region at the time may be moved as a new load region.
  • the movement of the load region by the moving unit 250 may be performed, for example, before local metal fatigue progresses in the load region and an abnormality such as peeling occurs, or local metal fatigue occurs in the load region. It may be carried out after progress and confirmation of an abnormality such as peeling.
  • one bearing device 201 is continuously used without performing a replacement operation with a load area (at least the maximum surface pressure portion) that does not overlap with the load area at the time of previous use where metal fatigue has progressed.
  • the bearing device 201 having a long bearing life can be provided.
  • the moving unit 250 is provided in the inner ring 231 so as to be movable in the circumferential direction R in the load region.
  • the load range in the inner ring 231 can be easily moved. Further, since the load region can be moved over the entire circumference of the inner ring 231, the bearing device 201 is continuously used until, for example, the load region is formed at least once in the entire region in the circumferential direction R of the inner ring 231. Can do. As a result, it is possible to provide the bearing device 201 having an extremely long bearing life compared to the conventional bearing device.
  • the bearing 230 is a rolling bearing, and has a planetary shaft 221 to which the inner ring 231 is fixed when the bearing 230 is operated, an annular shape, and the planetary shaft 221 on the inner peripheral side thereof.
  • a spacer 234 that is fitted and connected to the inner ring 231 and is integrally movable with the inner ring 231 is provided on the contact surface 231A of the spacer 234 with the planet shaft 221.
  • a spacer groove portion 235 extending in the circumferential direction is formed, and the interior of the spacer groove portion 235 is separated from the first space 235A and the first space 235A arranged in the circumferential direction R independently of each other by the protruding member 227 protruding from the planetary shaft 221.
  • the moving part 250 is provided so as to be able to supply the first medium to the first space 235A so as to expand the first space 235A.
  • the spacer groove 235 is formed on the spacer 234 (on a surface other than the rolling surface of the inner ring 231), the load is not hindered by the moving part 250 without hindering the rotation operation of the rolling bearing 230.
  • the area can be moved.
  • the first space 235A and the second space 235B are separated by a projecting member 227 positioned on the planetary shaft 221 at least in the circumferential direction, one end in the circumferential direction R of the first space 235A is formed by the projecting member 227.
  • the bearing device 201 is configured as a fixed end.
  • the other end of the first space 235 ⁇ / b> A is an end of a spacer groove 235 provided on the contact surface 231 ⁇ / b> A of the spacer 234 with the planetary shaft 221, and the inner ring 231 is relative to the planetary shaft 221 in the circumferential direction R. Therefore, the bearing device 201 is configured to be movable in the circumferential direction R. Therefore, the moving unit 250 moves the other end away from the protruding member 227 (the one end) in the circumferential direction R by supplying the first medium (gas, liquid, etc.) to the first space 235A. Can do. As a result, an area different from the load area at the time of previous use in which metal fatigue has progressed can be set as the load area. Therefore, one bearing device 201 can be continuously used without exchanging the bearing 230, and the bearing device 201 having a long bearing life can be provided.
  • the bearing device 201 includes a flow passage (second flow hole 224) that connects the second space 235B and the outside of the bearing device 201.
  • the first space 235A and the second space 235B are formed in regions other than the region where the protruding member 227 is disposed inside the spacer groove portion 235, and the volume of the first space 235A and the volume of the second space 235B Is constant regardless of the position of the load region in the inner ring 231 (relative positional relationship between the spacer groove 235 and the protruding member 227 from a different point of view). Therefore, when the first medium is supplied to the first space 235A so as to expand the first space 235A by the moving unit 250, the first space 235A expands in the circumferential direction R, and the volume of the first space 235A increases. The volume of the two spaces 235B is reduced.
  • the bearing device 201 includes a flow path that connects the second space 235B and the outside.
  • the planetary shaft 221 includes the second flow hole 224 that connects the second space 235B and the outside of the planetary shaft 221.
  • the first medium can be supplied to the first space 235A and the first medium (gas, liquid, etc.) filled in the second space 235B can be released to the outside.
  • the volume of the second space 235B decreases, the first medium in the second space 235B is compressed, the pressure of the second space 235B is increased, and the movement of the load area by the moving unit 250 is prevented from being hindered. can do.
  • the position of the protruding member 227 can be changed between a state where it protrudes from the surface of the planetary shaft 221 and a state where it does not protrude from the surface.
  • Such a bearing device 201 is suitable when the planetary gear mechanism 200 is provided.
  • a planetary gear 220 having a bearing (inner ring 231) and a spacer 234 attached in advance is prepared, and the planetary gear 220 is attached to the support portion (carrier 222). Install in place. That is, the planetary gear 220 and the carrier 222 are arranged so that the portion (hole) where the planetary shaft 221 is supported in the carrier 222 and the through hole into which the planetary shaft 221 is inserted in the inner ring 231 and the spacer 234 overlap.
  • the planetary shaft 221 is simultaneously inserted into the hole of the carrier 222 and the through hole of the inner ring 231 and the spacer 234. Therefore, when the protruding member 227 is provided so as to always protrude from the surface of the planetary shaft 221, it is impossible to assemble the planetary gear mechanism 200 by the general assembling method as described above.
  • the carrier 222 is divided in the axial direction or the hole of the carrier 222 is divided in the radial direction. It can be assembled as a planetary gear mechanism. However, with such a planetary gear mechanism, it is difficult to achieve the same strength and alignment accuracy as those of the conventional planetary gear mechanism assembled by the general assembling operation as described above.
  • the protruding member 227 is provided so as to be able to change the position between a state protruding from the surface of the planetary shaft 221 and a state not protruding from the surface.
  • the bearing device 201 further includes a frictional force reducing unit 260 that reduces the frictional force between the inner ring 231 and the planetary shaft 221, and is fixed to the contact surface 221 ⁇ / b> A of the planetary shaft 221 with the inner ring 231.
  • a shaft groove 225 is formed, a third space is formed between the fixed shaft groove 225 and the inner ring 231, and the frictional force reduction unit 260 is provided so as to be able to supply the second medium in the third space. It has been.
  • the bearing 230 is a rolling bearing, and further includes a planetary shaft 221 to which the inner ring 231 is fixed, and a support portion 280 that supports the planetary shaft 221, and the planetary shaft 221 in the support portion 280.
  • a support groove 281 extending in the circumferential direction R is formed on the contact surface with the inner surface, and the inside of the support groove 281 is arranged in the circumferential direction R independently of each other by the protrusion 283 protruding from the planetary shaft 221. It is divided into a fourth space 281A and a fifth space 281B, and the moving unit 250 is provided so as to supply the first medium to the fourth space 281A so as to expand the fourth space 281A.
  • the planetary shaft 221 is provided so as to be relatively movable in the circumferential direction R with respect to the support portion 280, and one end of the fourth space 281A is located inside the support portion groove portion 281 by the convex portion 283. It is configured to be movable in the circumferential direction R. Therefore, the moving part 250 moves the other end away from the protruding member 227 (the one end) in the circumferential direction R by supplying the first medium (gas, liquid, etc.) to the fourth space 281A. Can do. As a result, an area different from the load area at the time of use where the metal fatigue has progressed can be set as the load area, and one bearing device 201 can be continuously used without replacement work. Can provide a long bearing device 201.
  • the moving portion 250 can move in the load region without hindering the rotation operation of the rolling bearing 230.
  • the bearing 230 is a sliding bearing, and further includes a planetary shaft 221 to which the inner ring 231 is fixed, and a support portion 280 that supports the planetary shaft 221.
  • the moving part 250 is provided so as to be able to move the load region in the inner ring 231 by moving the inner ring 231 relative to the support part 280.
  • the load area can be different from the load area at the time of previous use where the metal fatigue has progressed.
  • One bearing device 201 can be continuously used without performing it, and the bearing device 201 having a long bearing life can be provided.
  • a support portion groove portion 281 extending in the circumferential direction R is formed on the contact surface of the support portion 280 with the planetary shaft 221, and the inside of the support portion groove portion 281 is disposed on the planetary shaft.
  • the fourth space 281A and the fifth space 281B are arranged in the circumferential direction R independently of each other by the convex portion 283 projecting from the head 221, and the moving unit 250 extends into the fourth space 281A so as to expand the fourth space 281A.
  • the first medium is provided so as to be supplied.
  • the planetary shaft 221 is provided so as to be relatively movable in the circumferential direction R with respect to the support portion 280, and one end of the fourth space 281A is located inside the support portion groove portion 281 by the convex portion 283. It is configured to be movable in the circumferential direction R. Therefore, the moving part 250 moves the other end away from the protruding member 227 (the one end) in the circumferential direction R by supplying the first medium (gas, liquid, etc.) to the fourth space 281A. Can do. As a result, an area different from the load area at the time of use where the metal fatigue has progressed can be set as the load area, and one bearing device 201 can be continuously used without replacement work. Can provide a long bearing device 201.
  • the support portion groove portion 281 is formed on a surface other than the sliding surface between the inner ring 231 (planet shaft 221) and the outer ring 232, the moving portion 250 moves in the load region without disturbing the rotation operation of the sliding bearing 230. Is possible.
  • a frictional force reducing unit 260 that reduces the frictional force between the planetary shaft 221 and the support unit 222 is further provided, and the fixed shaft groove 225 is formed on the contact surface 221A of the planetary shaft 221 with the support unit 222.
  • a sixth space is formed between the fixed shaft groove 225 and the planetary shaft 221, and the frictional force reduction unit 260 is provided in the sixth space so as to be able to supply the second medium. Yes.
  • the first medium supplied to the first space 235A by the moving unit 250 and the second medium supplied to the inside of the sixth space by the frictional force reducing unit 260 are the same medium (gas, liquid, etc.). It may be a different medium (gas, liquid, etc.).
  • the moving unit 250 includes a hydraulic actuator.
  • the hydraulic actuator is an arbitrary device that converts energy input as hydraulic pressure into power of the outer ring 232, and may be, for example, a hydraulic pump or a hydraulic jack. Since the moving unit 250 includes a hydraulic actuator, the moving unit 250 has a large torque necessary to move (rotate) the large inner ring, even if the inner ring has a large bearing device 201 having an outer diameter of 1 meter or more. Can be easily generated.
  • the moving unit 250 including the hydraulic actuator has high stability, controllability, and the like. Therefore, the moving unit 250 including the hydraulic actuator is suitable as the moving unit 250 of the bearing device 201 including the bearing 230 that is difficult to exchange due to restrictions such as the size and the installation location as described above.
  • a mechanical device 100 includes the bearing device 201.
  • the above-described bearing device 201 may be provided in any mechanical device 100.
  • a mechanical device having a planetary gear mechanism such as a wind power generator or a tidal power generator, a large rolling roller, a guide roller, or the like. What is necessary is just to be provided in the mechanical apparatus. Since the mechanical device 100 includes the bearing device 201 having a long bearing life, the frequency of the replacement operation of the bearing 230 due to the fact that the bearing life has been reached can be reduced as compared with the conventional mechanical device. In addition, in a mechanical device such as a wind power generation device in which the replacement operation of the bearing 230 is extremely expensive and the replacement operation is difficult, the life of the device depends on the bearing life. it can.
  • a bearing 230 according to another embodiment is provided in the bearing device 201.
  • the bearing device 201 described above includes the bearing 230 including an inner ring 231 in which a load region that receives a radial load when the bearing 230 is stationary is formed in a part in the circumferential direction R.
  • the bearing 230 may have any configuration, and may be a rolling bearing 230 or a sliding bearing 230. Since such a bearing 230 is provided so that the load area can be moved by the moving part 250, compared with a bearing provided in a conventional bearing device in which the load area is fixed at a specific position in the inner ring 231. Long life.
  • the bearing device 1 includes a rotating shaft 10, a housing 20, and a rolling bearing 30.
  • the rotary shaft 10 is a shaft that is rotatably provided in the bearing device 1.
  • the housing 20 is a member provided in the bearing device 1 so as not to rotate.
  • the rolling bearing 30 may have an arbitrary structure, but is, for example, a self-aligning roller bearing.
  • Rolling bearing 30 includes an inner ring 31, an outer ring 32, and a plurality of rolling elements 33 (for example, spherical rollers).
  • the inner ring 31 has a rolling surface in contact with the plurality of rolling elements 33 on its outer peripheral surface
  • the outer ring 32 has a rolling surface in contact with the plurality of rolling elements 33 on its inner peripheral surface. ing.
  • the inner ring 31 is fitted to the rotary shaft 10 on the inner side of the rolling surface
  • the outer ring 32 is fitted to the housing 20 on the outer side of the rolling surface.
  • the inner ring 31 and the rotating shaft 10 are provided so as to be integrally rotatable.
  • the outer ring 32 and the housing 20 are arranged such that their relative positions do not change when the rolling bearing 30 is in operation, but are relatively movable in the circumferential direction during maintenance as described later. That is, the rolling bearing 30 is a so-called outer ring static load rolling bearing.
  • an outer ring groove 34 extending in the circumferential direction is formed on a contact surface 32 ⁇ / b> A with the housing 20.
  • the outer ring groove portion 34 extends in the circumferential direction and has an end portion in the circumferential direction (not connected to the entire circumference)
  • the outer ring groove portion 34 is formed in any region in the circumferential direction over an arbitrary length. Just do it.
  • the outer ring groove 34 is formed over most of the contact surface 32 ⁇ / b> A between the outer ring 32 and the housing 20. In this way, since the outer ring groove 34 is widely formed in the circumferential direction, the movable range of the outer ring 32 in the circumferential direction can be increased.
  • a plurality of outer ring groove portions 34 are formed in the circumferential direction, and the plurality of outer ring groove portions 34 are arranged so as to face each other with the rotation shaft 10 interposed therebetween.
  • the first medium is supplied to the outer ring groove part 34 (the first space 34A formed inside) by the moving part 40, the force exerted by the first medium on the outer ring 32 in the radial direction.
  • the force exerted by the first medium on the outer ring 32 in the circumferential direction can be effectively utilized.
  • At least one outer ring groove portion 34 may be formed in the axial direction of one rolling bearing 30 (hereinafter simply referred to as the axial direction), and a plurality of outer ring groove portions 34 may be formed.
  • the outer ring groove portion 34 may be formed at an arbitrary position on the contact surface 32A of the outer ring groove portion 34 with the housing 20 in the axial direction.
  • the outer ring groove portion 34 is formed at the center in the axial direction.
  • One end portion in the circumferential direction of the outer ring groove portion 34 constitutes an end portion other than a fixed end (connection end surface between the protruding member 22 and the first space 34A) in the circumferential direction of the first space 34A described later, and the other side.
  • the end portion constitutes an end portion other than a fixed end (a connecting end surface between the protruding member 22 and the second space 34B) in the circumferential direction of the second space 34B described later.
  • the inside of the outer ring groove portion 34 is divided into a first space 34A and a second space 34B that are arranged in the circumferential direction independently of each other by the protruding member 22 protruding from the housing 20. That is, the first space 34A is formed so as to extend in the circumferential direction, and one end portion in the circumferential direction is a connection end surface between the protruding member 22 and the first space 34A, and the other end portion is an outer ring groove portion. 34 is one end in the circumferential direction.
  • the second space 34B is formed so as to extend in the circumferential direction, and one end in the circumferential direction is a connection end surface between the protruding member 22 and the second space 34B, and the other end is an outer ring groove portion. 34 is the other end in the circumferential direction.
  • the angle formed between both end portions in the circumferential direction of the first space 34 ⁇ / b> A when the first space 34 ⁇ / b> A is most expanded and the axis of the bearing 30 corresponds to an angle at which the moving unit 40 can move the outer ring 32 with respect to the housing 20.
  • it can be set to about 160 degrees.
  • the protruding member 22 protrudes toward the rotating shaft 10 from the contact surface 32A between the outer ring 32 and the housing 20.
  • the protrusion member 22 should just be provided with arbitrary structures, it is provided so that the outer ring groove part 34 can be fitted in the circumferential direction of the rolling bearing 30, for example. At this time, the region in which the protruding member 22 and the outer ring groove 34 can be fitted is formed wide in the circumferential direction.
  • the cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction of the outer ring groove portion 34 is equally provided in the circumferential direction, and the cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction of the outer ring groove portion 34 and the cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction of the protruding member 22 are Equally provided.
  • the projecting member 22 and the outer ring can also be used when the first medium 34 (for example, oil having a high pressure) is supplied to the first space 34A by the moving unit 40 described later to expand the first space 34A in the circumferential direction.
  • the outer ring 32 can be moved relative to the housing 20 while maintaining the fitting state with the groove 34.
  • the projecting member 22 is formed with a first through hole 23 for connecting the first space 34A and the outside, and a second through hole 24 for connecting the second space 34B and the outside. That is, the opening end of the first through hole 23 inside the outer ring groove portion 34 and the opening end of the second through hole 24 inside the outer ring groove portion 34 are formed in opposite directions in the circumferential direction. The first through hole 23 and the second through hole 24 are independent of each other.
  • the moving part 40 is connected to the first space 34 ⁇ / b> A via the first through hole 23 in the protruding member 22.
  • the second space 34 ⁇ / b> B is connected to the outside of the housing 20 through the second through hole 24.
  • the moving unit 40 is provided so that the first medium can be supplied to the first space 34A via the protruding member 22 so as to expand the first space 34A.
  • the moving unit 40 may have an arbitrary configuration as long as it can move the load region in the outer ring 32, and includes, for example, a hydraulic actuator. That is, the first medium can be arbitrarily selected from gas and liquid, but is, for example, high pressure oil.
  • an outer ring groove portion 34 extending in the circumferential direction is formed on the contact surface 32 ⁇ / b> A of the outer ring 32 with the housing 20, and the inside of the outer ring groove portion 34 is independent of each other by the protruding members 22 protruding from the housing.
  • the first space 34A and the second space 34B are arranged in the circumferential direction, and the moving unit 40 supplies the first medium to the first space 34A via the protruding member 22 so as to expand the first space 34A. It is provided as possible.
  • the moving unit 40 can move in the load region without hindering the rotation operation of the rolling bearing 30. Furthermore, since the first space 34 ⁇ / b> A and the second space 34 ⁇ / b> B are separated by the protruding member 22, one end in the circumferential direction of the first space 34 ⁇ / b> A is fixed at the fixed end in the bearing device 1 by the protruding member 22 fixed to the housing 20. It is configured as.
  • the other end of the first space 34A is an end portion of the outer ring groove portion 34 provided on the contact surface with the housing 20 in the outer ring 32, and the outer ring 32 moves relative to the housing in the circumferential direction.
  • the bearing device 1 is configured to be movable in the circumferential direction. Therefore, the moving unit 40 moves the other end away from the protruding member 22 (the one end) in the circumferential direction by supplying the first medium (gas, liquid, etc.) to the first space 34A. it can. As a result, for example, a region that does not overlap with a load region (at least the maximum surface pressure portion) at the time of use where metal fatigue has progressed can be set as a load region, and one bearing device 1 can be continued without replacement work. Can be used.
  • the moving unit 40 since the moving unit 40 includes a through hole that connects the second space 34B and the outside, the first space 34A expands in the circumferential direction and the volume of the first space 34A increases, so that the volume of the second space 34B increases. Even if the volume is reduced, the first medium (gas, liquid, etc.) filled in the second space 34B can be released to the outside. As a result, when the volume of the second space 34B decreases, the first medium in the second space 34B is compressed, the pressure of the second space 34B is increased, and the movement of the load area by the moving unit 40 is prevented from being hindered. can do.
  • the moving part 40 since the moving part 40 includes a hydraulic actuator, for example, even when the large outer ring 32 having an outer diameter of 1 meter or more is slightly moved (rotated), a sufficiently large torque can be easily generated. it can.
  • the moving unit 40 since the moving unit 40 has high stability, controllability, and the like, it is possible to suppress the bearing life of the bearing device 1 from being limited by the moving unit 40.
  • the bearing device 1 according to the first embodiment can be applied to various mechanical devices including the bearing 30, but is particularly advantageously applied to a mechanical device in which the bearing 30 cannot be easily replaced.
  • the bearing device 1 may be provided in, for example, a wind power generator 100, and the rotary shaft 10 may be configured as the central axis of the swirl blade 60.
  • the bearing 30 provided in the bearing device 1 according to the first embodiment is formed such that the outer ring groove portion 34 extends in the circumferential direction on the contact surface 32A of the outer ring 32 with the housing 20.
  • the bearing device 1 may further include a friction force reducing unit 50 that reduces the friction force on the contact surface 20 ⁇ / b> A between the outer ring 32 and the housing 20.
  • a housing groove portion 25 is formed on the contact surface 20 ⁇ / b> A with the outer ring 32, and the frictional force reduction portion 50 is provided in the housing groove portion 25 so that the second medium can be supplied.
  • the housing groove 25 is a region where frictional force is generated between the outer ring 32 and the housing 20 when the outer ring 32 and the housing 20 are relatively moved by the moving unit 40 (for example, a region positioned vertically below the bearing 30). ).
  • the housing groove portion 25 may be formed to extend in the circumferential direction of the bearing 30, for example.
  • the housing groove portion 25 only needs to be formed in an arbitrary number of one or more in one bearing 30, but for example, a plurality of housing groove portions 25 are formed in a region that does not overlap with the outer ring groove portion 34.
  • the outer ring 32 and the housing 20 are connected via the second medium (gas, liquid, etc.) in at least a part of the contact surface 20A, so that the frictional force between the outer ring 32 and the housing 20 is reduced. Can be reduced. As a result, the load area can be easily moved by the moving unit 40.
  • the outer ring groove portion 34 is formed in the center in the axial direction.
  • the outer ring groove portion 34 is formed in a portion where the outer ring 32 is relatively thick in the radial direction. It may be provided.
  • the outer ring groove portion 34 may be formed in the vicinity of one end or the vicinity of both ends in the axial direction of the outer ring 32.
  • the deformation amount of the outer ring 32 when a radial load is applied is slightly increased. In the case where such a slight increase in the deformation amount cannot be allowed, the increase in the deformation amount can be suppressed by forming the outer ring groove portion 34 in the thick portion of the outer ring 32 as shown in FIGS. .
  • the outer ring groove portion 34 may be formed on an arbitrary surface other than the rolling surface in the outer ring 32, and may be provided, for example, on the outer ring width surface (end surface in the axial direction). Even if it does in this way, the increase in the deformation
  • the bearing device 1 includes the rolling bearing 30, the sliding device 70 may be provided with reference to FIGS.
  • the movement part 40 should just be provided so that the load area
  • the outer ring 72 that is in sliding contact with the rotating shaft (rolling shaft) 10 may be provided in the same configuration as the outer ring 32 (see FIG. 1) in the first embodiment. That is, in the outer ring 72, an outer ring groove portion 74 extending in the circumferential direction is formed on the contact surface 72 ⁇ / b> A with the housing 20, and the inside of the outer ring groove portion 74 is surrounded by the protruding members 22 protruding from the housing 20.
  • first space 74A and a second space 74B arranged in the direction, and the moving unit 40 can supply the first medium to the first space 74A via the protruding member 22 so as to expand the first space 74A. It may be provided. Even if it does in this way, the effect similar to the bearing apparatus 1, the mechanical apparatus 100, and the bearing 30 which concerns on this Embodiment 1 can be show
  • the bearing device 1 8 to 10, 11 and 12, the bearing device 1 according to the first embodiment further includes an axial seal member 35 for closing the first space 34A in the axial direction. Is preferred.
  • the bearing device 1 preferably further includes circumferential seal members 36 and 37 that close the first space 34A in the circumferential direction.
  • the axial seal member 35 is provided so as to cover at least a connection portion between a contact surface between the housing 20 and the outer ring 32 and an inner peripheral surface extending in a direction (for example, radial direction) intersecting the axial direction in the outer ring groove portion 34. ing.
  • the axial seal member 35 includes, for example, seal portions 351 and 352 and a connection portion 353 that connects between the seal portions 351 and 352.
  • the material constituting the axial seal member 35 may be any material having elasticity and resistance to the first medium.
  • nitrile rubber hydrogenated nitrile rubber
  • acrylic rubber silicone rubber
  • fluorine Rubber such as rubber, ethylene propylene rubber, styrene butadiene rubber, natural rubber, fluorine resin, polyimide resin, polyamide imide resin, polyether ether ketone resin, polyphenylene sulfide resin, polyamide resin, polyethylene resin, polyacetal resin, polyethylene terephthalate resin, polyurethane
  • resins such as resins, epoxy resins, unsaturated polyester resins, phenol resins, and ABS resins, materials obtained by reinforcing the above materials with fibers, and materials laminated with different materials.
  • the seal portions 351 and 352 are provided so that the outer peripheral end and the inner peripheral end in the radial direction of the axial seal member 35 can be configured.
  • the seal portions 351 and 352 include an outer peripheral end E1 that is in surface contact or line contact with the housing 20 in the radial direction, and an outer ring 32 (at least part of an inner peripheral surface that extends along the axial direction and the circumferential direction of the outer ring groove portion 34). It has an inner peripheral end E2 in surface contact or line contact, and a side end E3 in surface contact or line contact with the inner peripheral surface of the outer ring groove 34.
  • the seal portions 351 and 352 are opposed to each other across the first space 34A and the second space 34B in the axial direction. In other words, the side end located on the opposite side of the side end E3 in the seal portions 351 and 352 faces the first space 34A and the second space 34B.
  • the connecting portion 353 is provided so as to connect, for example, the inner peripheral ends E2 of the seal portions 351 and 352, and has an inner peripheral end E2 that is continuous with the inner peripheral ends E2 of the seal portions 351 and 352.
  • the outer peripheral surface located on the opposite side of the inner peripheral surface E2 in the connection portion 353 faces the first space 34A and the second space 34B.
  • the inner peripheral surface E2 of the axial seal member 35 may be provided so as to be in surface contact with the entire inner peripheral surface extending along the axial direction in the outer ring groove portion 34.
  • a portion of the axial seal member 35 exposed inside the outer ring groove portion 34 (a side end located on the opposite side of the side end E3 in the seal portions 351 and 352 and a side opposite to the inner peripheral surface E2 in the connection portion 353)
  • the outer peripheral edge is in line contact or surface contact with the protruding member 22 and the circumferential seal members 36 and 37, and is provided so as to be slidable at least with the protruding member 22 and the circumferential seal member 36.
  • the axial seal member 35 may be provided so as to be slidable with the circumferential seal member 37.
  • One end and the other end in the circumferential direction of the axial seal member 35 are respectively connected to one end and the other end in the circumferential direction of the outer ring groove 34.
  • One end of the axial seal member 35 on the side where the first space 34A is formed in the circumferential direction is also connected to a circumferential seal member 37 described later.
  • the axial seal member 35 is preferably slidably connected to the circumferential seal member 36.
  • the axial seal member 35 is preferably provided in each outer ring groove portion 34 as described above.
  • the two axial seal members 35 shown in FIGS. 8 to 10, 11 and 12 are disposed in the two outer ring groove portions 34, respectively, and seal the first space 34A in the outer ring groove portion 34 in the axial direction. ing.
  • the axial seal member 35 is provided so as to cover the connection portion between the first space 34A and the inner peripheral surface of the housing 20 and the outer ring 32, the first medium supplied to the first space 34A is stored. Leakage from the connection part to the outside can be suppressed. Therefore, the moving part 40 can move the other end of the first space 34 ⁇ / b> A with a smaller amount of the first medium than in the case where the bearing device does not include the axial seal member. As a result, the bearing device 1 including the axial seal member 35 can realize a longer bearing life more efficiently than a bearing device not including the axial seal member 35.
  • the circumferential seal member 36 and the circumferential seal member 37 are provided so as to sandwich the first space 34A in the circumferential direction.
  • the circumferential seal member 36 is provided so as to cover at least a connection portion between the contact surface of the housing 20 and the protruding member 22 that partitions the first space 34A, the first space 34A, and the second space 34B.
  • the circumferential seal member 36 has one end E4 in the circumferential direction facing the first space 34A and the other end E5 in the circumferential direction connected to the protruding member 22.
  • the circumferential seal member 36 is slidably connected to the axial seal member 35.
  • the material constituting the circumferential seal members 36 and 37 may be any material having elasticity and resistance to the first medium.
  • nitrile rubber hydrogenated nitrile rubber
  • acrylic rubber silicone rubber
  • Rubbers such as fluorine rubber, ethylene propylene rubber, styrene butadiene rubber, natural rubber, fluorine resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyetheretherketone resin, polyphenylene sulfide resin, polyamide resin, polyethylene resin, polyacetal resin, polyethylene terephthalate resin
  • resins such as polyurethane resins, epoxy resins, unsaturated polyester resins, phenol resins and ABS resins, or materials obtained by fiber-reinforced or laminated with different materials.
  • the circumferential seal member 37 is provided so as to cover at least a connection portion between the contact surface between the housing 20 and the outer ring 32 and the inner circumferential surface extending along the radial direction in the outer ring groove portion 34.
  • One end E4 in the circumferential direction of the circumferential seal member 37 faces the first space 34A, and faces the one end E4 of the circumferential seal member 36 with the first space 34A interposed therebetween.
  • the other end E5 in the circumferential direction of the circumferential seal member 37 is connected to an end in the circumferential direction of the outer ring groove 34, and is fixed to the end, for example.
  • the circumferential seal member 37 may be fixed to the axial seal member 35.
  • one end E4 of the circumferential seal members 36 and 37 is provided wider than the other end E5.
  • the one end E4 is formed with a recess 38 that is recessed toward the other end E5.
  • the circumferential seal members 36 and 37 are arranged so that one end E4 thereof faces the first space 34A.
  • the portion located on the outer peripheral side in the radial direction at the one end E4 of the circumferential seal members 36 and 37 is in line contact or surface contact with the housing 20, and the portion located on the inner peripheral side is the axial seal member 35.
  • portions of the circumferential seal members 36 and 37 located on one and the other sides in the axial direction at the one end E4 are in line contact or surface contact with the axial seal member 35.
  • the recesses 38 of the circumferential seal members 36 and 37 constitute a part of the first space 34 ⁇ / b> A, and the first medium is also supplied into the recesses 38.
  • the circumferential seal members 36 and 37 are pressed against the housing 20 or the axial seal member 35 by the first medium supplied into the recess 38.
  • the circumferential seal members 36 and 37 are provided so as to cover the connection portion between the first space 34A and the inner peripheral surface of the housing 20 and the outer ring 32 and the connection portion between the housing 20 and the protruding member 22.
  • the first medium supplied to the first space 34A can be prevented from leaking to the connection portion. Therefore, the moving part 40 can move the other end of the first space 34 ⁇ / b> A with a smaller amount of the first medium than in the case where the bearing device does not include the axial seal member.
  • the bearing device 1 including the axial seal member 35 can realize a longer bearing life more efficiently than a bearing device not including the axial seal member 35.
  • the circumferential seal members 36 and 37 are pressed from the inside of the recess 38 by the first medium supplied to the first space 34A. Will be. Therefore, the portion in contact with the housing 20 and the axial seal member 35 at one end E4 of the circumferential seal members 36 and 37 is stronger than the case where the recess 38 is not formed. 35 can be contacted.
  • the bearing device 201 may have any configuration as long as it includes the planetary shaft 221 and the bearing 230 in which the inner ring 231 is fixed to the planetary shaft 221.
  • the bearing device 201 includes a planetary gear mechanism 200, for example.
  • the planetary gear mechanism 200 includes a sun gear 210, a planetary gear 220, a planetary bearing 230, and an internal gear 240.
  • the sun gear 210 is joined to the output shaft 211.
  • the planetary gear 220 is connected to the planetary shaft 221 via the planetary bearing 230.
  • the planetary shaft 221 is supported by a carrier 222 (support portion).
  • the carrier 222 is rotatably provided in the bearing device 201. That is, the planetary gear 220 is supported by the carrier 222 so as to be able to revolve.
  • the planetary bearing 230 is, for example, a rolling bearing.
  • the planetary bearing 230 may have an arbitrary structure, but is a self-aligning roller bearing, for example.
  • the planetary bearing 230 includes an inner ring 231, an outer ring 232, and a plurality of rolling elements 233 (for example, spherical rollers).
  • the inner ring 231 has a rolling surface in contact with the plurality of rolling elements 233 on its outer peripheral surface
  • the outer ring 232 has a rolling surface in contact with the plurality of rolling elements 233 on its inner peripheral surface. ing.
  • the inner ring 231 is fitted to the planetary shaft 221 on the inner side in the radial direction from the rolling surface
  • the outer ring 232 is fitted to the planetary gear 220 on the outer side in the radial direction from the rolling surface.
  • the inner ring 231 and the planetary shaft 221 are relatively movable in the circumferential direction R, and are provided so as to be revolved by the carrier 222.
  • the outer ring 232 and the planetary gear 220 are fixed to each other and rotatably provided as a unit.
  • wheel 232 itself may be comprised as the planetary gear 220, and may be provided rotatably. That is, the rolling bearing 230 is a so-called inner ring static load rolling bearing.
  • any number of rolling bearings 230 may be attached to one planetary shaft 221.
  • two rolling bearings 230 are attached to one planetary shaft 221.
  • the two rolling bearings 230 are arranged in parallel with the spacer 234 in the axial direction, for example, and are relatively positioned by the spacer 234.
  • the spacer 234 is provided in an annular shape like the inner ring 231, and is fitted to the planetary shaft 221 inside thereof.
  • the spacer 234 and the inner ring 231 are fixed to each other so as to be integrally movable at least in the circumferential direction R and the radial direction of the rolling bearing 230 (hereinafter simply referred to as the radial direction).
  • the inner ring 231 and the spacer 234 are provided, for example, so as to be fitted in the axial direction.
  • the inner ring 231 is provided with a recess recessed in the axial direction from the surface connected to the spacer 234 in the axial direction, and the spacer 234 is axially extended from the surface connected to the inner ring 231 in the axial direction.
  • a projecting convex portion is provided, and the inner ring 231 and the spacer 234 may be fixed to each other and movably provided by fitting the convex portion of the spacer 234 into the concave portion of the inner ring 231.
  • the inner ring 231 and the spacer 234 may be fixed to each other and movably provided as one unit by fitting a convex portion provided on the inner ring 231 and a concave portion provided on the spacer 234.
  • a spacer groove 235 extending in the circumferential direction R is formed on the contact surface of the spacer 234 with the planetary shaft 221.
  • the spacer groove portion 235 extends in the circumferential direction R and has an end in the circumferential direction R (not connected to the entire circumference), the spacer groove portion 235 has an arbitrary length in an arbitrary region in the circumferential direction R. It is only necessary to be formed over.
  • a contact portion 236 that slides with the outer peripheral surface 221A of the planetary shaft 221 is formed in part in the circumferential direction R on the inner peripheral surface 234A of the spacer 234.
  • the spacer groove 235 is formed over most of the contact surface between the inner ring 231 and the planetary shaft 221.
  • the spacer groove portion 235 is widely formed in the circumferential direction R, the movable range of the inner ring 231 in the circumferential direction R can be increased. More preferably, a plurality of spacer grooves 235 are formed in the circumferential direction R, and the plurality of spacer grooves 235 are arranged to face each other with the planetary shaft 221 interposed therebetween. In this manner, even when the first medium is supplied to the spacer groove portion 235 (the first space 235A formed inside the spacer groove portion 235) by the moving portion 250, the first medium is not removed from the inner ring 231.
  • the force exerted on the inner ring 231 in the circumferential direction R can be effectively utilized by offsetting the force exerted on the radial direction.
  • At least one spacer groove portion 235 is formed in the axial direction of one rolling bearing 230 (hereinafter simply referred to as the axial direction), and a plurality of spacer grooves 235 may be formed.
  • the plurality of spacer grooves 235 may have the same configuration or may be different from each other.
  • the spacer groove 235 may be formed at an arbitrary position on the contact surface of the spacer groove 235 with the planetary shaft 221 in the axial direction, and is formed at the center in the axial direction, for example.
  • One end portion of the spacer groove portion 235 in the circumferential direction R constitutes an end portion other than a fixed end (a connection end surface between the protruding member 227 and the first space 235A) in the circumferential direction R of the first space 235A described later.
  • the other end portion constitutes an end portion other than a fixed end (a connecting end surface between the protruding member 227 and the second space 235B) in the circumferential direction R of the second space 235B described later.
  • the interior of the spacer groove 235 is divided into a first space 235A and a second space 235B that are arranged in the circumferential direction R independently of each other by a protruding member 227 protruding from the planetary shaft 221. That is, the first space 235A is formed so as to extend in the circumferential direction R, and one end portion in the circumferential direction R is a connection end surface between the protruding member 227 and the first space 235A, and the other end portion is This is one end of the spacer groove 235 in the circumferential direction R.
  • the second space 235B is formed to extend in the circumferential direction R, and one end in the circumferential direction R is a connection end surface between the protruding member 227 and the second space 235B, and the other end is It is the other end portion in the circumferential direction R of the spacer groove portion 235.
  • the spacer 234 is provided so as to be movable in the circumferential direction R integrally with the inner ring 231 as described above, the spacer 234 and the inner ring 231 are movable relative to the planetary shaft 221. is there. Therefore, the spacer groove portion 235 provided in the spacer 234 and the protruding member 227 positioned with respect to the planetary shaft 221 are provided so that the relative positional relationship can be changed.
  • the shape of the spacer groove portion 235 and the protruding member 227 is constant, so that one of the first space 235A and the second space 235B is respectively As it spreads, it changes so that the other narrows.
  • the angle formed between both ends in the circumferential direction R of the first space 235A and the axis of the bearing 230 when the first space 235A is most expanded is an angle at which the moving unit 250 can move the inner ring 231 with respect to the planetary shaft 221. For example, about 150 degrees.
  • the protruding member 227 protrudes toward the outer ring 232 side from the contact surface between the inner ring 231 and the planetary shaft 221 from the first hole 228A in the inner ring 231.
  • the protruding member 227 is fitted in the spacer groove portion 235 in the axial direction with one end portion in the radial direction being supported by the support member 229 inside the first hole 228A. .
  • the first hole 228A can accommodate the protruding member 227 on the planetary shaft 221 and can be positioned in the circumferential direction R and the axial direction.
  • the first hole 228A is provided, for example, so as to extend in the radial direction through the axis of the inner ring 231.
  • the first hole 228A can accommodate the two protruding members 227, and the two protruding members 227 protrude from the first hole 228A toward the outer ring 232 side.
  • the planetary shaft 221 is formed with a second hole 228B that is continuous with the first hole 228A and extends in a direction intersecting the first hole 228A, for example, in the axial direction.
  • the second hole 228B can accommodate the support member 229 and is provided so that the support member 229 can be positioned in the circumferential direction R and the radial direction.
  • the second hole 228B is connected to the end surface of the planetary shaft 221 in the axial direction, and the support member 229 is put in and out of the planetary shaft 221 with the planetary shaft 221 and the planetary bearing 230 and the spacer 234 fitted together. It is provided to make it possible.
  • the support member 229 is connected to the projecting member 227 inside the first hole 228A and is provided so as to support the projecting member 227 in the radial direction.
  • the connection surface between the protruding member 227 and the support member 229 is inclined with respect to the axial direction and the radial direction.
  • the support member 229 is inserted into the second hole 228B opened at the end surface in the axial direction A of the planetary shaft 221 and pushed into the first hole 228A, thereby being accommodated in the first hole 228A.
  • the protruding member 227 that has been moved can be moved in the radial direction until it is fitted to the spacer groove 235.
  • the protruding member 227 protrudes from the surface of the planetary shaft 221 depending on whether the supporting member 229 is connected (whether the supporting member 229 is inserted into the first hole 228A) and from the surface. It is provided so that it can be changed to a state where it does not protrude.
  • a region where the protruding member 227 and the spacer groove 235 can be fitted is formed wide in the circumferential direction R.
  • the cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction R of the spacer groove portion 235 is equally provided in the circumferential direction R, and the cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction R of the spacer groove portion 235 and the circumferential direction R of the protruding member 227 are The vertical cross-sectional shape is approximately equal.
  • the protruding member 227 and The inner ring 231 and the spacer 234 can be moved relative to the planetary shaft 221 while maintaining the fitted state with the spacer groove 235.
  • the planetary shaft 221 has a first flow hole 223 for connecting the first space 235A and the outside, and a second space 235B for connecting the outside and the outside.
  • a second flow hole 224 is formed. That is, the first flow hole 223 and the second flow hole 224 are arranged so as to sandwich the protruding member 227 and the first hole 228A in the circumferential direction R.
  • the first flow hole 223 and the second flow hole 224 provided across the protruding member 227 are provided to be connectable to the same spacer groove portion 235.
  • the first circulation holes 223, the second circulation holes 224, the protruding members 227, and the spacer grooves 235 are provided rotationally symmetrically in the circumferential direction R. It is preferable.
  • the moving unit 250 is provided so as to be connectable to the first space 235 ⁇ / b> A via the first flow hole 223 in the planetary shaft 221.
  • a hose inlet 251 for connecting a hose capable of flowing the first medium to the first flow hole 223 is connected to the moving unit 250, and maintenance of the bearing device 201 is performed.
  • the hose may be introduced from the hose inlet 251 and connected to the first flow hole 223. That is, the moving unit 250 may not be connected to the first flow hole 223 when the bearing device 201 is in operation.
  • the second space 235 ⁇ / b> B is connected to the outside of the bearing device 201 via the second flow hole 224.
  • the moving unit 250 is provided so as to supply the first medium to the first space 235A via the planetary shaft 221 so as to expand the first space 235A.
  • the moving unit 250 may have an arbitrary configuration as long as it can move the load region in the inner ring 231, and includes, for example, a hydraulic actuator. That is, the first medium can be arbitrarily selected from gas and liquid, but is, for example, high pressure oil.
  • a spacer groove portion 235 extending in the circumferential direction R is formed on the contact surface of the inner ring 231 with the planetary shaft 221, and the inside of the spacer groove portion 235 protrudes from the planetary shaft 221.
  • the member 227 is divided into a first space 235A and a second space 235B arranged in the circumferential direction R independently of each other.
  • the moving unit 250 is provided so as to be able to supply the first medium to the first space 235A via the protruding member 227 so as to expand the first space 235A.
  • the bearing device 201 when the bearing device 201 is operated, the outer ring 232 rotates in the circumferential direction R, while the inner ring 231 is configured not to rotate in the circumferential direction R. Thus, the load range can be moved. At this time, since the spacer groove portion 235 is formed on the spacer 234 (on a surface other than the rolling surface of the inner ring 231), the moving portion 250 moves in the load region without hindering the rotation operation of the rolling bearing 230. Is possible. Further, since the first space 235A and the second space 235B are separated by the protruding member 227, one end in the circumferential direction R of the first space 235A is fixed in the bearing device 201 by the protruding member 227 fixed to the planetary shaft 221.
  • the other end of the first space 235 ⁇ / b> A is an end portion of a spacer groove portion 235 provided on the contact surface between the spacer 234 and the planetary shaft 221, and the inner ring 231 and the spacer 234 are circumferential with respect to the planetary shaft 221. Since it is relatively movable in R, the bearing device 201 is configured to be movable in the circumferential direction R. Therefore, the moving unit 250 moves the other end away from the protruding member 227 (the one end) in the circumferential direction R by supplying the first medium (gas, liquid, etc.) to the first space 235A. Can do.
  • the protruding member 227 protrudes from the surface of the planetary shaft 221 depending on whether the supporting member 229 is connected (whether the supporting member 229 is inserted into the first hole 228A) and from the surface. It is provided so that it can be changed to a state where it does not protrude. Therefore, when the planetary shaft 221 and the inner ring 231 and the spacer 234 are fitted together, the projecting member 227 is accommodated in the first hole 228A of the planetary shaft 221 and the planetary shaft 221 and the inner ring 231 and the spacer are inserted. After fitting 234, the protruding member 227 and the spacer groove 235 can be fitted.
  • the bearing device 201 including the planetary gear mechanism can be assembled even if the carrier 222 is divided in the axial direction or the hole of the carrier 222 is not divided in the radial direction.
  • bearing device 201 according to Embodiment 2 further includes a friction force reduction unit 260 that reduces the friction force on the contact surface between inner ring 231 and planetary shaft 221. Also good.
  • a planetary shaft groove 225 is formed on the contact surface with the inner ring 231.
  • the planetary shaft groove portion 225 is a region where frictional force is generated between the inner ring 231 and the planetary shaft 221 when the moving portion 250 moves the inner ring 231 and the planetary shaft 221 relatively (for example, vertically above the bearing 230). Formed on at least a part of the region).
  • the planetary shaft groove 225 is formed so as to extend in the circumferential direction R, for example. Any number of planetary shaft grooves 225 may be formed in any number of one or more in one bearing 230. For example, a plurality of planetary shaft grooves 225 are formed in a region that does not overlap with the spacer groove 235 (a region where the first hole 228A is not formed). Has been.
  • the planetary shaft 221 is formed with a third flow hole 226 for connecting the planetary shaft groove 225 and the outside.
  • the planetary shaft groove portion 225 is connected to the friction force reducing portion 260 through the third flow hole 226.
  • the frictional force reducing unit 260 is provided so that the second medium can be supplied into the planetary shaft groove portion 225 through the third flow hole 226.
  • the frictional force between the inner ring 231 and the planetary shaft 221 is achieved. Can be reduced. As a result, the load area can be easily moved by the moving unit 250.
  • bearing device 201 may be provided in wind power generator 202, for example.
  • the wind power generator 202 includes a blade 270 that is a swirl blade, a main shaft 271 that is connected to the blade 270 at one end so as to include a central axis of the blade 270, and a speed increasing device 274 that is connected to the other end of the main shaft 271. It has.
  • the main shaft 271 is supported by the housing 273 via a bearing.
  • the speed increaser 274 includes an output shaft 275 (the output shaft 211 shown in FIG.
  • the output shaft 275 is connected to the generator 276.
  • the housing 273, the speed increaser 274, and the generator 276 are stored inside a nacelle 279 as a machine room.
  • One end of the main shaft 271 protrudes outside the nacelle 279 and is connected to the blade 270.
  • the bearing device 201 is included in a speed increasing device 274 for increasing the rotation of the blade 270 in the wind power generator 202, and the rotation of the blade 270 is input to the bearing device 201 via the carrier 222 (see FIG. 17).
  • the output shaft 211 integral with the sun gear 210 is provided.
  • the wind power generator 202 is a mechanical device whose life of the device depends on the bearing life because the replacement operation of the bearing 230 is extremely expensive and difficult to replace, but the mechanical device itself Can extend the service life.
  • the bearing 230 provided in the bearing device 201 according to the second embodiment is formed such that the spacer groove 235 extends in the circumferential direction R on the contact surface 231A of the spacer 234 with the planetary shaft 221 as described above. ing.
  • the bearing device 201 according to the third embodiment basically includes the same configuration as that of the bearing device 201 according to the second embodiment, but the moving unit 250 supports the fixed shaft (planetary shaft 221) (carrier). 280) is different in that the load area in the inner ring 231 is provided so as to be movable in the circumferential direction R by using the support groove provided in 280).
  • the planetary shaft 221 is rotatably provided integrally with the inner ring 231 in the circumferential direction R.
  • the planetary shaft 221 is supported by the carrier 280.
  • the planetary gear 220 is supported by a carrier 280 so as to be able to revolve.
  • the planetary shaft 221 in the third embodiment is provided so as to be rotatable (rotatable) with respect to the carrier 280 when the moving unit 250 is operated.
  • the planetary shaft 221 is preferably supported by the carrier 280 so as not to rotate when the moving unit 250 is not operated, for example, when the bearing device 201 is operated.
  • a support groove 281 extending in the circumferential direction R is formed on the contact surface of the carrier 280 with the planetary shaft 221. As long as the support groove 281 extends in the circumferential direction R and has an end in the circumferential direction R (not connected to the entire circumference), the support groove 281 has an arbitrary length in an arbitrary region in the circumferential direction R. It is only necessary to be formed over. From a different point of view, a contact portion 282 that slides with the outer peripheral surface 221A of the planetary shaft 221 is partially formed in the circumferential direction R on the inner peripheral surface 280A of the carrier 280. That is, the contact portion 282 is formed in a convex shape with respect to the bottom surface of the support portion groove portion 281.
  • the support groove 281 is formed over most of the contact surface between the carrier 280 and the planetary shaft 221.
  • the movable range of the planetary shaft 221 (inner ring 231) in the circumferential direction R can be increased.
  • a plurality of support groove portions 281 are formed in the circumferential direction R, and the plurality of support groove portions 281 are arranged so as to face each other with the planetary shaft 221 interposed therebetween.
  • a plurality of contact portions 282 are formed in the circumferential direction R, and the plurality of contact portions 282 are arranged to face each other with the planetary shaft 221 interposed therebetween.
  • At least one support groove 281 is formed in the axial direction of one rolling bearing 230 (hereinafter simply referred to as the axial direction), and a plurality of support grooves 281 may be formed.
  • the plurality of support portion groove portions 281 may have the same configuration or may be different from each other.
  • the support groove 281 may be formed at an arbitrary position on the contact surface of the support groove 281 with the planetary shaft 221 in the axial direction.
  • the support groove 281 is formed at the center in the axial direction.
  • the planetary shaft 221 is formed with a convex portion 283 provided so as to be able to fit in the support portion groove portion 281 in the axial direction.
  • the top surface of the convex portion 283 forms a contact surface between the carrier 280 and the planetary shaft 221.
  • a plurality of convex portions 283 are formed, and the plurality of convex portions 283 are arranged to face each other with the planetary shaft 221 interposed therebetween.
  • One end portion of the support groove portion 281 in the circumferential direction R constitutes a fixed end in the circumferential direction R of the fourth space 281A, and the other end portion constitutes a fixed end in the circumferential direction R of the fifth space 281B. Yes.
  • the inside of the support groove 281 is divided into a fourth space 281A and a fifth space 281B that are arranged in the circumferential direction R independently of each other by a convex portion 283 protruding from the planetary shaft 221. That is, the fourth space 281A and the fifth space 281B are formed so as to extend in the circumferential direction R, respectively, one end in the circumferential direction R is configured by the convex portion 283, and the other end is the support groove portion. 281.
  • the moving unit 250 is provided to be able to supply the first medium to the fourth space 281A so as to expand the fourth space 281A.
  • the fourth space 281A and the moving unit 250 may be provided so that the first medium can be circulated by an arbitrary method.
  • the fourth space is located on the planetary shaft 221 at a position close to the convex portion 283 in the circumferential direction R.
  • a fourth flow hole 284 that connects 281A and the outside is formed, and the moving unit 250 is provided through the fourth flow hole 284 so that the first medium can be supplied to the fourth space 281A.
  • the carrier 280 is formed with a fifth flow hole 285 for connecting the support groove 281 and the outside.
  • the fifth flow hole 285 is preferably provided so as to connect the vicinity of one end of the support groove 281 and the outside.
  • one each of the fourth flow hole 284 and the fifth flow hole 285 is connected to one support groove portion 281, and either one is formed between the contact portion 282 and the convex portion 283. It is provided so as to be connected to the fourth space 281A or the fifth space 281B.
  • the bearing device 201 according to the second embodiment is provided so that the load region can be moved by rotating the inner ring 231 and the spacer 234 in the circumferential direction R with respect to the planetary shaft 221 supported and fixed by the carrier 222.
  • the bearing device 201 according to the third embodiment can move the load region by rotating the planetary shaft 221 and the inner ring 231 supported by the carrier 280 in the circumferential direction R with respect to the carrier 280. Is provided.
  • the load region in the inner ring 231 can be moved at a predetermined timing, it is possible to suppress the occurrence of abnormality such as separation in the region due to the specific region continuously receiving the static load in the inner ring 231. It is possible to provide a bearing device, a mechanical device and a bearing having a long bearing life.
  • the planetary bearing 230 is configured as a rolling bearing, but is not limited thereto, and may be configured as a sliding bearing, for example. That is, the inner ring 231 may be configured as a slide bearing shaft (planetary shaft 221), and the outer ring 232 may be configured as a slide bearing bearing in sliding contact with the planetary shaft 221.
  • the planetary gear 220 is fixed to and integrally rotated with the bearing of the slide bearing, or is configured to be rotatable while being configured as a bearing of the slide bearing.
  • the planetary shaft 221 is provided as a shaft of a sliding bearing as a fixed member, and is supported by a carrier 280 so as to be able to revolve.
  • the planetary bearing 230 is a so-called shaft stationary load sliding bearing because the planetary shaft 221 as the inner ring 231 is formed with a load region that receives a static load in a part in the circumferential direction R. That is, the moving unit 250 is provided so as to be movable in the circumferential direction R in a load region formed on the planetary shaft 221 (inner ring 231). That is, the moving unit 250 is provided so that the planetary shaft 221 can rotate (rotate) in the circumferential direction R with respect to the carrier 280.
  • the moving unit 250 includes, for example, a hydraulic actuator.
  • a planetary shaft groove 286 is formed on the contact surface with the carrier 280.
  • the planetary shaft groove portion 286 is connected to the frictional force reducing portion via the third flow hole 287.
  • the frictional force reduction unit may be provided in the planetary shaft groove 286 so as to be able to supply the second medium.
  • the moving unit 250 can move in the load region without hindering the rotational operation of the sliding bearing 230.
  • an area that does not overlap with the load area (at least the maximum surface pressure portion) at the time of previous use in which metal fatigue has progressed can be set as the load area, and one bearing device 201 can be continued without replacement work. Can be used.
  • the bearing device 201 preferably further includes axial seal members 291 and 292 that close the first space 235A in the axial direction.
  • the bearing device 201 preferably further includes circumferential seal members 293 and 294 that close the first space 235A in the circumferential direction.
  • the axial seal members 291 and 292 intersect at least the contact surface between the spacer 234 and the planetary shaft 221 and the spacer groove portion 235 (see FIGS. 17 and 18) in the axial direction. It is provided so as to cover the connecting portion with the inner peripheral surface extending along (for example, the radial direction). Further, the axial seal members 291 and 292 serve as connection portions between the connecting surfaces of the protruding member 227 and the planetary shaft 221 (the outer peripheral surface of the protruding member 227 and the inner peripheral surface of the first hole 228A) and the first space 235A. It is provided to cover.
  • One axial seal member 291, 292 is provided at a position facing each other across the first space 235 ⁇ / b> A in the axial direction.
  • the axial seal members 291 and 292 are respectively provided along the circumferential direction R (see FIG. 18).
  • one end (contact portion 236) and the other end (contact portion 236) of the spacer groove portion 235 in the circumferential direction. are provided in a semicircular arc shape.
  • the axial seal member 291 faces the first space 235 ⁇ / b> A, and the circumferential seal members 293, 294 and the protruding member 227 (particularly from the first hole 228 ⁇ / b> A of the planetary shaft 221).
  • the protrusion 227E) protruding in the radial direction is in surface contact or line contact.
  • the axial seal member 291 is slidably provided with the circumferential seal member 293 and the protruding member 227.
  • the axial seal member 291 may be fixed to the circumferential seal member 294.
  • the axial seal member 291 is in surface contact with the axial seal member 292.
  • the axial seal member 291 preferably has a surface extending along the axial direction and a surface extending along the radial direction, and the two surfaces are preferably in surface contact with the axial seal member 292, respectively.
  • the axial seal member 291 has, for example, an outer peripheral end in the radial direction in surface contact or line contact with the spacer 234 and an inner peripheral end in surface contact with the planetary shaft 221.
  • the axial seal member 292 is disposed between the axial seal member 291 and the spacer 234 in the axial direction.
  • the axial seal member 292 is disposed behind the axial seal member 291 as viewed from the first space 235A.
  • the axial direction sealing member 292 has an outer peripheral end in the radial direction in surface contact or line contact with the spacer 234, and an inner peripheral end in surface contact or line contact with the axial direction seal member 291.
  • One end in the axial direction of the axial seal member 292 is in surface contact or line contact with the axial seal member 291, and the other end is in surface contact or line contact with the spacer 234.
  • the axial seal member 292 is restricted by the spacer 234 from moving in the axial direction in the spacer groove 235.
  • the axial seal member 292 is restricted by the spacer 234 from moving radially outward in the spacer groove 235.
  • the axial seal members 291 and 292 may be any material having elasticity and resistance to the first medium, for example, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, acrylic rubber, silicone rubber, fluorine rubber, Rubber such as ethylene propylene rubber, styrene butadiene rubber, natural rubber, fluorine resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyether ether ketone resin, polyphenylene sulfide resin, polyamide resin, polyethylene resin, polyacetal resin, polyethylene terephthalate resin, polyurethane resin, Examples thereof include a resin such as an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a phenol resin, an ABS resin, a material obtained by reinforcing the above materials with fibers, or a material laminated with different materials.
  • the axial seal members 291 and 292 are preferably provided in the spacer grooves 235 as described above.
  • the two spacer groove portions 235 are formed, it is preferable that two axial seal members 291 and 292 are disposed in each spacer groove portion 235, respectively.
  • the axial seal members 291 and 292 have, for example, an L-shaped cross section perpendicular to the circumferential direction R (see FIG. 18).
  • 32 is an enlarged cross-sectional view of the axial seal members 291 and 292 shown in FIG.
  • the axial direction seal members 291 and 292 are, for example, in the cross section, portions 911 and 921 formed so as to extend along the radial direction, and portions (portions 911 and 921 formed so as to extend along the axial direction). And 912 and 922 projecting in the axial direction.
  • the portion 911 formed to extend along the radial direction of the axial seal member 291 is located in the portion 912 formed to extend along the axial direction.
  • the side surface is in surface contact with the axial seal member 292.
  • the portion 911 of the axial seal member 291 faces the first space 235A on the side surface opposite to the side surface in surface contact with the axial seal member 292, and the circumferential seal members 293, 294 and
  • the protruding member 227 (the convex portion 227E thereof) is in surface contact or line contact.
  • the outer peripheral end and the inner peripheral end of the portion 911 of the axial seal member 291 are in surface contact or line contact with the spacer 234 and the planetary shaft 221, respectively.
  • the outer peripheral surface and the inner peripheral surface in the radial direction are in surface contact or line contact with the axial seal member 292 and the planetary shaft 221, respectively.
  • the portion 921 formed so as to extend along the radial direction of the axial seal member 292 is sandwiched by spacers 234 in the axial direction.
  • the spacer groove portion 235 has two inner peripheral surfaces extending in the radial direction and facing each other, and the portion 921 of the axial seal member 292 is the two inner peripheral surfaces of the spacer groove portion 235. It is in surface contact with the surface.
  • the above-described portion 921 of the axial seal member 292 and the portion 922 formed to extend along the axial direction of the axial seal member 292 have the outer peripheral surface and the inner peripheral surface in the radial direction as the spacer 234 and the axial direction, respectively.
  • the seal member 291 is in surface contact or line contact.
  • the axial seal members 291 and 292 are provided so as to cover the connection portion between the first space 235A and the inner peripheral surface of the spacer 234 and the planetary shaft 221, the first space 235A is supplied to the first space 235A.
  • One medium can be prevented from leaking out from the connecting portion.
  • the axial seal member 291 is pressed toward the axial seal member 292 in the axial direction by the first medium supplied to the first space 235A.
  • the axial seal member 292 is pressed toward the spacer 234 by the axial seal member 291.
  • the axial seal member 292 is positioned in the axial direction by a spacer 234 fixed to the planetary shaft 221.
  • the axial seal member 292 is elastically deformed so as to protrude in the radial direction when pressed in the axial direction. Therefore, the surface contact or line contact portion between the planetary shaft 221 and the axial seal member 291, between the axial seal member 291 and the axial seal member 292, and between the axial seal member 292 and the spacer 234 is As the axial seal member 292 is elastically deformed, it is pressed in a direction orthogonal to the extending direction of the contact portion. As a result, each contact portion can exhibit high sealing performance.
  • the moving part 250 can move the other end of the first space 235 ⁇ / b> A by a smaller amount of the first medium as compared with the case where the bearing device does not include the axial seal member.
  • the bearing device 201 including the axial seal members 291 and 292 can achieve a longer bearing life more efficiently than a bearing device that does not include the axial seal members 291 and 292.
  • the circumferential seal member 293 and the circumferential seal member 294 are provided so as to sandwich the first space 235A in the circumferential direction.
  • the circumferential seal member 293 includes at least a contact surface between the protruding member 227 and the spacer 234 and a connection surface between the protruding member 227 and the planetary shaft 221 (an outer peripheral surface of the protruding member 227 and an inner peripheral surface of the first hole 228A).
  • the first space 235A is provided so as to cover the connecting portion.
  • the circumferential seal member 293 has one end E1 in the circumferential direction facing the first space 235A.
  • the one end E1 is located closer to the first flow hole 223 in the circumferential direction than the connection surface between the protruding member 227 and the planetary shaft 221.
  • the other end E2 in the circumferential direction of the circumferential seal member 293 is connected to the protruding member 227, and is fixed to the protruding member 227, for example.
  • the circumferential seal member 294 covers at least the connection portion between the contact surface between the spacer 234 and the planetary shaft 221 and the inner circumferential surface extending in the radial direction in the spacer groove portion 235. Is provided. One end E1 in the circumferential direction of the circumferential seal member 294 faces the first space 235A, and faces the one end E1 of the circumferential seal member 293 with the first space 235A interposed therebetween. The other end E2 in the circumferential direction of the circumferential seal member 294 is connected to an end portion (contact portion 236) in the circumferential direction of the spacer groove portion 235, and is fixed to the end portion, for example.
  • the portion located on the outer peripheral side in the radial direction is in line contact or surface contact with the spacer 234, and the portion located on the inner peripheral side is the planetary shaft 221.
  • Line contact or surface contact with portions of the circumferential seal members 293 and 294 located on one and the other side in the axial direction at the one end E1 are in line contact or surface contact with the axial seal member 291.
  • the circumferential seal member 293 is slidably connected to the axial seal member 291 as described above.
  • the circumferential seal member 294 may be fixed to the axial seal member 291.
  • the material constituting the circumferential seal members 293 and 294 may be any material having elasticity and resistance to the first medium.
  • nitrile rubber hydrogenated nitrile rubber
  • acrylic rubber silicone rubber
  • Rubbers such as fluorine rubber, ethylene propylene rubber, styrene butadiene rubber, natural rubber, fluorine resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyetheretherketone resin, polyphenylene sulfide resin, polyamide resin, polyethylene resin, polyacetal resin, polyethylene terephthalate resin
  • resins such as polyurethane resins, epoxy resins, unsaturated polyester resins, phenol resins and ABS resins, or materials obtained by fiber-reinforced or laminated with different materials.
  • one end E1 of the circumferential seal members 293 and 294 is provided wider than the other end E2.
  • the one end E1 is formed with a recess 295 that is recessed toward the other end E2.
  • the circumferential seal members 293 and 294 are disposed such that one end E1 thereof faces the first space 235A. Therefore, the concave portion 295 of the circumferential seal members 293 and 294 constitutes a part of the first space 235 ⁇ / b> A, and the first medium is also supplied into the concave portion 295.
  • the circumferential seal members 293 and 294 are pressed against the spacer 234, the planetary shaft 221 or the axial seal member 291 by the first medium supplied into the recess 295.
  • the circumferential seal members 293 and 294 have a Y-shaped cross section perpendicular to the circumferential direction.
  • the moving part 250 can move the other end of the first space 235 ⁇ / b> A with a smaller amount of the first medium as compared with the case where the bearing device does not include the circumferential seal member.
  • the bearing device 201 including the circumferential seal members 293 and 294 can realize a longer bearing life more efficiently than a bearing device not including the circumferential seal members 293 and 294.
  • the circumferential seal members 293 and 294 are pressed from within the recess 295 by the first medium supplied to the first space 235A. Will be. Therefore, the above-mentioned portion that is in contact with the spacer 234 and the planetary shaft 221 at one end E1 of the circumferential seal members 293 and 294 is more strongly connected to the spacer 234 and the planetary shaft 221 than when the recess 295 is not formed. Can touch.
  • the axial seal members 291 and 292 are not limited to the configuration shown in FIG. 36 to 38 are views showing modifications of the axial seal members 291 and 292.
  • FIG. 36 to 38 only the configuration of the axial seal member and the spacer 234 is shown, and the others are not shown.
  • the spacer 234 and the first space 235A shown in FIGS. 36 to 38 have basically the same configuration as the spacer 234 and the first space 235A shown in FIGS.
  • the axial seal member 291 may be constituted by two axial seal members 291A and 291B formed so as to sandwich the axial seal member 292 in the radial direction.
  • Each of the axial seal members 291A and 291B has a portion formed so as to extend along the radial direction and a portion formed so as to extend along the axial direction.
  • the portions of the axial seal members 291A and 291B that are formed so as to extend along the radial direction are respectively connected to the axial seal member 292 on the side surface where the portions formed so as to extend along the axial direction are located. It is in surface contact and faces the first space 235A on the side surface opposite to the side surface.
  • the portion formed so as to extend along the radial direction of the axial seal member 291A and the portion formed so as to extend along the radial direction of the axial seal member 291B are provided so as to be continuous in the radial direction. ing.
  • the inner peripheral end of the portion formed to extend along the radial direction of the axial seal member 291A and the outer peripheral end of the portion formed to extend along the radial direction of the axial seal member 291B are: It arrange
  • an outer peripheral surface is in surface contact with the spacer 234, and an inner peripheral surface is in surface contact with the axial direction sealing member 292.
  • the inner peripheral end of the axial seal member 291A and the outer peripheral end of the axial seal member 291B may be in contact with each other or may be provided so as to be in contact with each other.
  • the axial seal members 291A and 291B are pressed toward the axial seal member 292 in the axial direction by the first medium supplied to the first space 235A.
  • the axial seal member 292 is elastically deformed as described above, it is between the planetary shaft 221 (see FIG. 30) and the axial seal member 291A, and between the axial seal member 291A and the axial seal member 292.
  • the surface contact or line contact portion between the axial seal member 292 and the axial seal member 291B, between the axial seal member 291B and the spacer 234, and between the axial seal member 292 and the spacer 234 is As the axial seal member 292 is elastically deformed, it is pressed in a direction orthogonal to the extending direction of the contact portion. Therefore, each contact part can exhibit high sealing performance.
  • the axial seal member 291 may be formed as a sharp tip having a sharp outer peripheral end formed so as to extend along the radial direction.
  • the portion of the axial seal member 291 that is formed so as to extend in the radial direction has a side surface facing the first space 235 ⁇ / b> A as one plane, and is located on the opposite side to the side surface.
  • the side surface is constituted by two planes extending in a direction intersecting each other.
  • the two planes are a plane provided to form an acute angle with respect to the side surface facing the first space 235A, and a plane provided substantially parallel to the side surface facing the first space 235A.
  • the axial seal member 292 is preferably provided so as to be in surface contact with the two planes of the axial seal member 291.
  • the axial seal member 291 is pressed toward the axial seal member 292 in the axial direction by the first medium supplied to the first space 235A, thereby causing the axial seal member 292 to move in the radial direction. It can be elastically deformed so as to protrude. Accordingly, between the planetary shaft 221 (see FIG. 30) and the axial seal member 291, between the axial seal member 291 and the axial seal member 292, and between the axial seal member 292 and the spacer 234. The surface contact or line contact portion is pressed in a direction orthogonal to the extending direction of the contact portion as the axial seal member 292 is elastically deformed. Therefore, each contact part can exhibit high sealing performance.
  • axial seal members 291 and 292 shown in FIGS. 30, 35, and 36 are provided so as to face each other in the axial direction with the first space 235 ⁇ / b> A sandwiched in the spacer groove 34. It is not a thing.
  • axial seal member 296 may be provided, for example, so as to surround first space 235A together with planetary shaft 221 (see FIG. 30). At this time, the axial seal member 296 is preferably formed along the inner peripheral surface of the spacer groove 235 of the spacer 234.
  • the axial seal member 296 has an inner peripheral surface 297 located on the inner side in the radial direction and the axial direction facing the first space 235 ⁇ / b> A, and an outer peripheral surface 298 positioned on the opposite side of the inner peripheral surface 297. It is preferably in surface contact with the inner peripheral surface of the seat groove 235.
  • the axial seal member 296 has an inner peripheral end in the radial direction in surface contact or line contact with the planetary shaft 221 (see FIG. 30).
  • the axial seal member 296 is U-shaped when the cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction of the spacer groove 235 is square, and C-shaped when the semi-circular shape. In this case, the portion located on the outer peripheral side in the radial direction at the one end E1 (see FIG. 31) of the circumferential seal members 293 and 294 (see FIG. 31) is in line contact or surface contact with the axial seal member 296. .
  • the axial seal member 296 intersects with the contact surface between the spacer 234 and the planetary shaft 221 and the axial direction in the spacer groove portion 235 (see FIGS. 17 and 18) (for example, in the radial direction).
  • the axial seal member 296 prevents the first medium supplied to the first space 235 ⁇ / b> A from leaking outside from the connection portion if the connection portion with the inner peripheral surface extending along the surface is covered. can do. Therefore, the moving unit 250 can move the other end of the first space 235 ⁇ / b> A with a smaller amount of the first medium than in the case where the bearing device does not include the axial seal member.
  • the bearing device 201 including the axial seal member 296 can achieve a longer bearing life more efficiently than a bearing device not including the axial seal member 296.
  • the circumferential seal members 293 and 294 are not limited to the configurations shown in FIGS. 39 to 44 are views showing modifications of the circumferential seal members 293 and 294.
  • FIG. 39 to 41 the circumferential seal members 293 and 294 may have a V-shaped cross section perpendicular to the circumferential direction.
  • the width (thickness) of the portion constituting one end E1 of the circumferential seal members 293 and 294 may be approximately the same as the thickness of the portion constituting the other end E2.
  • the circumferential seal members 293 and 294 are provided such that the width (thickness) of the portion constituting the one end E1 is narrower (thinner) than the thickness of the portion constituting the other end E2. It may be done.
  • One end E1 and the other end E2 of the circumferential seal members 293 and 294 shown in FIGS. 39 to 44 correspond to one end E1 and the other end E2 of the circumferential seal members 293 and 294 shown in FIGS.
  • the circumferential seal members 293 and 294 shown in FIGS. 39 to 44 have the same effects as the circumferential seal members 293 and 294 shown in FIGS. 33 to 35 by being arranged in the bearing device. Can do.
  • the circumferential seal members 293 and 294 shown in FIGS. 42 to 44 face the concave portion 295, and the thickness of the portion constituting one end E1 is the same as the thickness of the portion constituting the other end E2. Compared to the case where the thicknesses of both portions are equal, they can be easily deformed when pressed from within the recesses 295 by the first medium. Therefore, for example, even if the material constituting the circumferential seal members 293 and 294 is a material having a relatively low elastic modulus, one end E1 of the circumferential seal members 293 and 294 is provided with the spacer 234, the planetary shaft 221 and the shaft. The directional seal member 291 can be in strong contact.
  • the axial seal members 291 and 292 and the circumferential seal members 293 and 294 can be applied to the bearing device 201 that includes a rolling bearing or a sliding bearing as the bearing 230.
  • FIG. 45 is a diagram schematically showing an overall configuration of a wind power generation facility shown as an example of a mechanical facility to which the bearing monitoring system of the present invention is applied.
  • the wind power generation facility includes a wind power generation device 100, a monitoring server 130, a communication server 132, and a communication line 134.
  • the state of a bearing for example, a main bearing that receives a main shaft or a bearing that is used in a gearbox
  • CMS Condition Monitoring System
  • the monitoring data is output to the communication server 132 wirelessly or by wire.
  • a load area moving mechanism capable of moving the load area of the outer ring, which is a stationary ring, is provided for the bearing to be monitored by the CMS. Status is monitored. Based on the CMS monitoring result, a signal for instructing movement of the outer ring load range by the load range movement mechanism is output to the communication server 132.
  • the communication server 132 receives the data output from the wind power generator 100 and transmits the received data to the monitoring server 130 via the communication line 134 such as the Internet.
  • the monitoring server 130 receives data from the communication server 132 via the communication line 134.
  • a signal for instructing the movement of the stationary wheel in the load range in the bearing to be monitored is notified to the remote monitoring server 130, and the maintenance worker goes to the site according to the notification.
  • the maintenance work for moving the outer ring load region can be performed by moving outward and operating the load region moving mechanism.
  • FIG. 46 is a functional block diagram functionally showing the configuration of the bearing monitoring system according to the fourth embodiment.
  • the bearing monitoring system includes a bearing device 301, a vibration sensor 110, a CMS controller 120, and a monitoring server 130.
  • the bearing device 301 includes a bearing 30 and a moving unit 40.
  • the bearing 30 is a rolling bearing.
  • the inner ring is a rotating ring configured to rotate in the circumferential direction of the bearing 30 when the bearing 30 is operated, and the outer ring is when the bearing 30 is operated. It is a stationary wheel configured not to rotate in the circumferential direction of the bearing 30.
  • the bearing 30 is described as being composed of a self-aligning roller bearing.
  • the bearing 30 is not limited to this, and may be a cylindrical roller bearing, a ball bearing, a tapered roller bearing, or the like. May be.
  • the moving unit 40 includes a load region moving mechanism 42 configured to be movable in the load region of the outer ring (stationary wheel) of the bearing 30.
  • a load region moving mechanism 42 configured to be movable in the load region of the outer ring (stationary wheel) of the bearing 30.
  • the bearing device 301 is provided with a load range moving mechanism 42 for moving the load range of the outer ring by rotating the outer ring which is a stationary wheel in the circumferential direction.
  • a load range moving mechanism 42 for moving the load range of the outer ring by rotating the outer ring which is a stationary wheel in the circumferential direction.
  • the vibration sensor 110 detects the vibration of the bearing 30 and outputs the detected value to the CMS controller 120.
  • the vibration sensor 110 is constituted by, for example, an acceleration sensor using a piezoelectric element.
  • the CMS controller 120 collects vibration data of the bearing 30 detected by the vibration sensor 110.
  • the CMS controller 120 can collect various data in addition to the vibration data of the bearing 30. For example, in order to monitor the load of the bearing 30, the power generation amount PWR of the wind power generator 100 and the rotation speed N ( Data corresponding to the number of rotations of the bearing 30) is also collected. Then, the CMS controller 120 monitors the state of the bearing 30 based on the collected data, and outputs the monitoring result to the monitoring server 130.
  • the CMS controller 120 monitors the state of the outer ring (stationary ring) of the bearing 30 based on the detection signal of the vibration sensor 110.
  • the CMS controller 120 detects an abnormality in the outer ring of the bearing 30, the CMS controller 120 outputs a signal for instructing movement of the outer ring load region to the monitoring server 130.
  • the detailed configuration of the CMS controller 120 will be described in detail later.
  • the monitoring server 130 accumulates the monitoring data output from the CMS controller 120 and notifies the monitor of the state of the bearing 30 by a notification means such as a display device or a sound device. Then, the maintenance worker who has confirmed in the monitoring server 130 that the outer ring load region of the bearing 30 needs to move moves to the work site and moves the outer ring load region of the bearing 30 by operating the load region moving mechanism. Maintenance work can be performed.
  • the movement of the outer ring load region of the bearing 30 by the load region moving mechanism 42 can be performed using the hydraulic actuator 140.
  • the hydraulic actuator 140 includes, for example, an electric oil pump, an oil tank, a rotation angle sensor for confirming the amount of movement in the load region, and the like.
  • the hydraulic actuator 140 may be carried by an operator during maintenance work and connected to the load range moving mechanism 42, or may be always installed in the wind power generator 100.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a bearing device 301 according to the fourth embodiment.
  • 47 is a cross-sectional view seen from the arrow IV-IV in FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view seen from the arrow VV in FIG.
  • the outer ring 32 is a stationary wheel that is fitted into the housing 20 and does not rotate when the bearing 30 is operated.
  • the outer ring 32 has a rolling surface that contacts the plurality of rolling elements 33.
  • a load region that receives a radial load (hereinafter simply referred to as a static load) when the bearing 30 is stationary is formed in a part of the circumferential direction (hereinafter simply referred to as a circumferential direction) of the bearing 30.
  • This is a so-called outer ring static load bearing in which a static load is applied to the outer ring 32.
  • the load region in the outer ring 32 of the bearing 30 is moved by a load region moving mechanism 42 (FIG. 46) configured by an outer ring groove portion 34 and a protruding member 22 which will be described later, so that a static load is generated in the circumferential direction of the outer ring 32. It can be avoided that the load area continues to be added to a specific area (in other words, the load area is fixed at a specific position in the circumferential direction of the outer ring 32). As a result, the bearing device 301 having a long bearing life can be obtained.
  • the movement of the load region of the outer ring 32 may be moved so that a region that does not overlap with the load region at the time of previous use where metal fatigue has progressed becomes a new load region, or the load region at the time of previous use.
  • the region that partially overlaps the region other than the portion (maximum surface pressure portion) that has received the largest static load may be moved as a new load region.
  • one bearing device 301 is continued without performing a bearing replacement operation, with a load area that does not overlap with the load area (at least the maximum surface pressure portion) at the time of previous use where metal fatigue has progressed.
  • the bearing device 301 having a long bearing life.
  • the bearing device 301 includes the rotary shaft 10, the housing 20, and the bearing 30.
  • the bearing 30 includes an inner ring 31, an outer ring 32, and a plurality of rolling elements 33 (for example, spherical rollers).
  • the inner ring 31 has a rolling surface in contact with the plurality of rolling elements 33 on its outer peripheral surface
  • the outer ring 32 has a rolling surface in contact with the plurality of rolling elements 33 on its inner peripheral surface.
  • the inner ring 31 is fitted with the rotary shaft 10 on the inner side of the rolling surface
  • the outer ring 32 is fitted with the housing 20 on the outer side of the rolling surface.
  • the inner ring 31 and the rotating shaft 10 are provided so as to be integrally rotatable.
  • the relative position of the outer ring 32 and the housing 20 does not change when the bearing 30 is in operation, the outer ring 32 and the housing 20 are provided to be relatively movable in the circumferential direction during maintenance or the like by a load area moving mechanism.
  • an outer ring groove 34 extending in the circumferential direction is formed on a contact surface 32 ⁇ / b> A with the housing 20.
  • the outer ring groove portion 34 extends in the circumferential direction and has an end portion in the circumferential direction (not connected to the entire circumference)
  • the outer ring groove portion 34 is formed in any region in the circumferential direction over an arbitrary length. Just do it.
  • the outer ring groove portion 34 is formed over most of the contact surface 32 ⁇ / b> A between the outer ring 32 and the housing 20. In this way, since the outer ring groove 34 is widely formed in the circumferential direction, the movable range of the outer ring 32 in the circumferential direction can be increased.
  • a plurality of outer ring groove portions 34 are formed in the circumferential direction, and the plurality of outer ring groove portions 34 are arranged so as to face each other with the rotation shaft 10 interposed therebetween.
  • the force exerted on the outer ring 32 in the radial direction is canceled out.
  • the force exerted by the hydraulic pressure on the outer ring 32 in the circumferential direction can be effectively utilized.
  • At least one outer ring groove portion 34 may be formed in the axial direction of one bearing 30 (hereinafter simply referred to as the axial direction), and a plurality of outer ring groove portions 34 may be formed.
  • the outer ring groove portion 34 may be formed at an arbitrary position on the contact surface 32A of the outer ring groove portion 34 with the housing 20 in the axial direction, but is formed at the center in the axial direction, for example.
  • One end portion in the circumferential direction of the outer ring groove portion 34 constitutes an end portion other than a fixed end (connection end surface between the protruding member 22 and the first space 34A) in the circumferential direction of the first space 34A described later, and the other side.
  • the end portion constitutes an end portion other than a fixed end (a connecting end surface between the protruding member 22 and the second space 34B) in the circumferential direction of the second space 34B described later.
  • the inside of the outer ring groove portion 34 is divided into a first space 34A and a second space 34B that are arranged in the circumferential direction independently of each other by the protruding member 22 protruding from the housing 20. That is, the first space 34A is formed so as to extend in the circumferential direction, and one end portion in the circumferential direction is a connection end surface between the protruding member 22 and the first space 34A, and the other end portion is an outer ring groove portion. 34 is one end in the circumferential direction.
  • the second space 34B is formed so as to extend in the circumferential direction, and one end in the circumferential direction is a connection end surface between the protruding member 22 and the second space 34B, and the other end is an outer ring groove portion. 34 is the other end in the circumferential direction.
  • the angle formed between the end portions in the circumferential direction of the first space 34A when the first space 34A is most expanded and the axis of the bearing 30 corresponds to an angle at which the outer ring 32 can move with respect to the housing 20, for example, It can be about 160 degrees.
  • the protruding member 22 protrudes toward the rotating shaft 10 from the contact surface 32A between the outer ring 32 and the housing 20.
  • the protrusion member 22 should just be provided with arbitrary structures, it is provided so that the outer ring groove part 34 can be fitted in the circumferential direction of the bearing 30, for example. At this time, the region in which the protruding member 22 and the outer ring groove 34 can be fitted is formed wide in the circumferential direction.
  • the cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction of the outer ring groove portion 34 is equally provided in the circumferential direction, and the cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction of the outer ring groove portion 34 and the cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction of the protruding member 22 are Equally provided. In this way, even when hydraulic pressure is supplied to the first space 34A by the hydraulic actuator 140 and the first space 34A is expanded in the circumferential direction, the outer ring is maintained while the fitting state between the protruding member 22 and the outer ring groove 34 is maintained. 32 can be moved relative to the housing 20.
  • the protruding member 22 is formed with a first through hole 23 for connecting the first space 34A to the outside, and a second through hole 24 for connecting the second space 34B to the outside. That is, the opening end of the first through hole 23 inside the outer ring groove portion 34 and the opening end of the second through hole 24 inside the outer ring groove portion 34 are formed in opposite directions in the circumferential direction. The first through hole 23 and the second through hole 24 are independent of each other.
  • the hydraulic actuator 140 is connected to the first space 34 ⁇ / b> A through the first through hole 23 in the protruding member 22.
  • the second space 34 ⁇ / b> B is connected to the outside of the housing 20 through the second through hole 24.
  • the hydraulic actuator 140 supplies hydraulic pressure to the first space 34A via the protruding member 22 so as to expand the first space 34A.
  • an outer ring groove portion 34 extending in the circumferential direction is formed on a contact surface 32 ⁇ / b> A of the outer ring 32 with the housing 20.
  • the inside of the outer ring groove 34 is divided into a first space 34A and a second space 34B that are independent of each other and are arranged in the circumferential direction by the protruding member 22 protruding from the housing.
  • the hydraulic actuator 140 supplies hydraulic pressure to the first space 34A via the protruding member 22 so as to expand the first space 34A.
  • the outer ring groove portion 34 is formed on a surface other than the rolling surface of the outer ring 32, the load region can be moved by the hydraulic actuator 140 without hindering the rotation operation of the bearing 30. Furthermore, since the first space 34 ⁇ / b> A and the second space 34 ⁇ / b> B are separated by the protruding member 22, one end in the circumferential direction of the first space 34 ⁇ / b> A is fixed at the fixed end of the bearing device 301 by the protruding member 22 fixed to the housing 20. It is configured as. The other end of the first space 34A is an end portion of the outer ring groove portion 34 provided on the contact surface with the housing 20 in the outer ring 32, and the outer ring 32 moves relative to the housing in the circumferential direction.
  • the bearing device 301 is configured to be movable in the circumferential direction. Therefore, by supplying hydraulic pressure to the first space 34A by the hydraulic actuator 140, the other end can be moved away from the protruding member 22 (the one end) in the circumferential direction. As a result, for example, a region that does not overlap with a load region (at least the maximum surface pressure portion) at the time of use where metal fatigue has progressed can be set as a load region, and one bearing device 301 can be continued without replacement work. Can be used.
  • the protruding member 22 since the protruding member 22 includes the second through hole 24 that connects the second space 34B and the outside, the first space 34A expands in the circumferential direction, and the volume of the first space 34A increases. Even if the volume of the space 34B is reduced, the medium filled in the second space 34B can be released to the outside. As a result, when the volume of the second space 34B decreases, the medium in the second space 34B is compressed, the pressure in the second space 34B is increased, and the movement of the load area by the hydraulic actuator 140 is prevented from being hindered. Can do.
  • the bearing device 301 can be applied to various mechanical devices including the bearing 30, but is advantageously applied particularly to a mechanical device in which the bearing 30 cannot be easily replaced.
  • the bearing device 301 is provided in the wind power generator 100, and the rotating shaft 10 is configured as the central axis of the swirl blade 60.
  • the bearing 30 provided in the bearing device 301 according to the fourth embodiment is formed such that the outer ring groove 34 extends in the circumferential direction on the contact surface 32A of the outer ring 32 with the housing 20.
  • the bearing device 301 may further include a friction force reducing unit 50 that reduces the friction force on the contact surface 20 ⁇ / b> A between the outer ring 32 and the housing 20.
  • a housing groove portion 25 is formed on the contact surface 20 ⁇ / b> A with the outer ring 32, and the frictional force reducing portion 50 is provided in the housing groove portion 25 so that a medium (gas, liquid, etc.) can be supplied.
  • the housing groove portion 25 is a region where a frictional force is generated between the outer ring 32 and the housing 20 when the outer ring 32 and the housing 20 are relatively moved by the hydraulic actuator 140 (for example, a region positioned vertically below the bearing 30). ).
  • the housing groove 25 is formed so as to extend in the circumferential direction of the bearing 30, for example.
  • the housing groove portion 25 only needs to be formed in an arbitrary number of 1 or more in one bearing 30. For example, a plurality of housing groove portions 25 may be formed in a region that does not overlap with the outer ring groove portion 34.
  • the outer ring 32 and the housing 20 are connected via the medium (gas, liquid, etc.) in at least a part of these contact surfaces 20A, so that the frictional force between the outer ring 32 and the housing 20 is reduced. be able to.
  • the load area can be easily moved by the hydraulic actuator 140.
  • FIG. 48 is a functional block diagram functionally showing the configuration of the CMS controller 120 shown in FIG. Referring to FIG. 48, CMS controller 120 includes a filter 112, a monitoring unit 116 including a frequency analysis unit 114 and a diagnosis unit 115, and a communication device 118.
  • the filter 112 allows a signal component higher than a predetermined frequency to pass through the vibration waveform of the bearing 30 received from the vibration sensor 110 and blocks a low-frequency component.
  • the filter 112 is provided to remove a direct current component included in the vibration waveform of the bearing 30. Note that the filter 112 may be omitted if the detection signal of the vibration sensor 110 does not include a DC component.
  • the frequency analysis unit 114 receives the vibration waveform of the bearing 30 from which the DC component has been removed from the filter 112. Then, the frequency analysis unit 114 performs frequency analysis on the received vibration waveform of the bearing 30 and outputs the frequency analysis result to the diagnosis unit 115. As an example, the frequency analysis unit 114 performs a fast Fourier transform (FFT) process on the vibration waveform of the bearing 30 received from the filter 112, and outputs a peak frequency exceeding a preset threshold value to the diagnosis unit 115.
  • FFT fast Fourier transform
  • the diagnosis unit 115 performs an abnormality diagnosis of the bearing 30 based on the frequency analysis result of the frequency analysis unit 114.
  • the bearing 30 constituted by a rolling bearing, when a defect occurs in the inner ring 31, the outer ring 32, the rolling element 33, or the cage, vibration having the following characteristic frequency is generated according to the site where the defect occurs.
  • vibration having a characteristic frequency of approximately 0.6 ⁇ Z ⁇ fr is generated, and the outer ring 32 If a defect occurs, vibration having a characteristic frequency of approximately 0.4 ⁇ Z ⁇ fr is generated. Further, when a defect occurs in the rolling element 33, vibration having a characteristic frequency of about (4 to 6) ⁇ fr is generated, and when a defect occurs in the cage, about 0.4 ⁇ fr. A vibration having a characteristic frequency is generated.
  • the diagnosis unit 115 determines whether or not the bearing 30 is abnormal by comparing the frequency analysis result of the frequency analysis unit 114 with each of the above characteristic frequencies.
  • the diagnosis unit 115 performs an abnormality diagnosis of the outer ring 32 that is a stationary wheel based on the frequency analysis result of the frequency analysis unit 114.
  • the diagnosis unit 115 notifies the communication device 118 to that effect, and the communication device 118 sends a signal for instructing the movement of the outer ring load region of the bearing 30 to the communication server 132.
  • the monitoring server 130 FIG. 45.
  • FIG. 49 is a flowchart for explaining the procedure of processing executed by the CMS controller 120.
  • vibration of bearing 30 is detected by vibration sensor 110 (step S10), and CMS controller 120 performs frequency analysis on the detected vibration waveform (step S20).
  • the CMS controller 120 determines whether an abnormality has occurred in the outer ring 32 of the bearing 30 based on the frequency analysis result of the vibration waveform (step S30). Specifically, when it is determined in the frequency analysis result of the vibration waveform that vibration having a characteristic frequency of approximately 0.4 ⁇ Z ⁇ fr is occurring, it is determined that an abnormality has occurred in the outer ring 32. Is done.
  • CMS controller 120 If it is determined that an abnormality has occurred in outer ring 32 (YES in step S30), CMS controller 120 outputs a signal for instructing movement of load region of outer ring 32 to monitoring server 130 by communication device 118. (Step S40). If it is determined that no abnormality has occurred in outer ring 32 (NO in step S30), step S40 is skipped and the process proceeds to step S50.
  • the CMS controller 120 may perform abnormality diagnosis on the inner ring 31, the rolling elements 33, and the cage in addition to the outer ring 32, and transmit the diagnosis result to the monitoring server 130.
  • the bearing device 301 includes the load region moving mechanism 42 that can move the load region of the outer ring 32 that is a stationary wheel.
  • the CMS controller 120 performs an abnormality diagnosis of the outer ring 32 and determines that an abnormality has occurred in the outer ring 32
  • the CMS controller 120 outputs a signal for instructing movement of the outer ring load region of the bearing 30 to the monitoring server 130.
  • the outer ring load region of the bearing 30 can be moved in a timely maintenance operation. Therefore, according to the fourth embodiment, it is possible to suppress the occurrence of abnormality due to the outer ring 32 of the bearing 30 receiving a static load, and to realize a long life of the bearing 30.
  • Embodiment 5 In Embodiment 4 described above, when it is diagnosed that an abnormality has occurred in the outer ring 32 that is a stationary wheel, a signal for instructing movement of the load region of the outer ring 32 is output from the CMS controller 120 to the monitoring server 130. Even if no abnormality has occurred in the outer ring 32, the total load received by the bearing 30 (for example, the total rotational speed of the shaft supported by the bearing 30, the total power generation amount of the wind power generator 100, etc.) The load range of the outer ring 32 may be moved based on or periodically.
  • the bearing monitoring system according to the fifth embodiment is different from the bearing monitoring system according to the fourth embodiment in the configuration of the CMS controller.
  • FIG. 50 is a functional block diagram functionally showing the configuration of the CMS controller 120A in the fifth embodiment.
  • CMS controller 120A includes a monitoring unit 116A and a communication device 118.
  • the monitoring unit 116A monitors the total load received by the bearing 30.
  • the total load amount is an integrated amount of the load received from the beginning of operation of the bearing 30, and the load received by the bearing 30 corresponds to, for example, the rotational speed N of the shaft supported by the bearing 30 (the rotational speed of the bearing 30). ), Or a power generation amount PWR generated by rotating the shaft. That is, the total load received by the bearing 30 can be indicated by the total number of rotations, the total amount of power generation, etc. from the beginning of the operation of the bearing 30.
  • the rotation speed N and the power generation amount PWR are detected by a rotation sensor and a power sensor (not shown), respectively.
  • the monitoring unit 116A calculates the total load received by the bearing 30 by receiving the rotational speed N of the shaft supported by the bearing 30 and the detected value of the power generation amount PWR of the wind power generator 100 and accumulating those values. To do. When the total load received by the bearing 30 exceeds a predetermined threshold value, the monitoring unit 116A notifies the communication device 118 to that effect, and the communication device 118 instructs the outer ring load region of the bearing 30 to move. A signal for output is output to the monitoring server 130 (FIG. 45) via the communication server 132.
  • FIG. 51 is a flowchart for explaining a procedure of processes executed by the CMS controller 120A according to the fifth embodiment.
  • CMS controller 120A detects the load received by bearing 30 (step S110).
  • the rotational speed N of the main shaft supported by the bearing 30, the power generation amount PWR of the wind power generator 100, and the like can be detected as the load received by the bearing 30.
  • the CMS controller 120A calculates the total load received by the bearing 30 by integrating the detected loads (step S120). Then, the CMS controller 120A determines whether or not the calculated total load amount exceeds a predetermined threshold value (step S130). This threshold value can be determined based on past data regarding the occurrence of an abnormality in the outer ring 32, a load experiment, or the like.
  • CMS controller 120A uses monitoring device 130 to send a signal for instructing movement of outer ring 32 to a load range by communication device 118. (Step S140). If it is determined that the total load amount does not exceed the threshold value (NO in step S130), step S140 is skipped and the process proceeds to step S150.
  • the load area of the outer ring 32 is moved.
  • the outer ring 32 is periodically changed regardless of the load received by the bearing 30.
  • the load range may be moved.
  • the load area of the outer ring 32 is set based on the total load received by the bearing 30 or periodically. By moving, the occurrence of abnormality in the bearing 30 can be suppressed, and the life of the bearing 30 can be extended.
  • a signal for instructing the movement of the load region of the outer ring 32 that is a stationary wheel is output from the CMS controller 120 (120A) to the monitoring server 130, and the operator performs hydraulic pressure during maintenance of the equipment.
  • the load area of the outer ring 32 is moved by operating the actuator 140.
  • a signal for instructing movement of the load region of the outer ring 32 is sent from the CMS controller 120 (120A) to the hydraulic actuator.
  • the load is moved and the outer ring 32 is automatically moved in the load range.
  • FIG. 52 is a functional block diagram functionally showing the configuration of the bearing monitoring system according to the sixth embodiment.
  • the bearing monitoring system includes a bearing device 301A, a vibration sensor 110, and a CMS controller 120B.
  • the bearing device 301A includes a bearing 30 and a moving unit 40A, and the moving unit 40A includes a load area moving mechanism 42 and a hydraulic actuator 44. That is, in this bearing device 301A, the hydraulic actuator 44 is provided as a part of the moving unit 40A, and is installed in the wind power generator 100 as a component of the bearing device 301A.
  • the hydraulic actuator 44 receives a signal from the CMS controller 120B for instructing movement of the outer ring 32 (FIGS. 1 to 3) of the bearing 30 from the CMS controller 120B, the load area moving mechanism moves the load area of the outer ring.
  • the hydraulic pressure is output to 42.
  • the hardware configuration of the hydraulic actuator 44 is the same as that of the hydraulic actuator 140 shown in FIG.
  • the CMS controller 120B monitors the state of the outer ring (stationary ring) of the bearing 30 based on the detection signal of the vibration sensor 110.
  • the CMS controller 120 ⁇ / b> B outputs a signal for instructing movement of the outer ring load region to the hydraulic actuator 44.
  • wheel load area is implemented automatically.
  • FIG. 53 is a flowchart for explaining the procedure of processing executed by the CMS controller 120B shown in FIG. Referring to FIG. 53, this flowchart includes step S42 instead of step S40 in the flowchart shown in FIG.
  • step S30 CMS controller 120B sends a signal for instructing movement of load region of outer ring 32 to the hydraulic actuator of moving unit 40A. 44 (FIG. 52) (step S42).
  • step S42 is skipped and the process proceeds to step S50.
  • a signal for instructing the load range movement of the outer ring 32 is output from the CMS controller 120 ⁇ / b> B to the hydraulic actuator 44 based on the abnormality diagnosis result of the bearing 30. 5, based on the total load received by the bearing 30 or periodically, a signal for instructing the movement of the outer ring 32 to move to the load region may be output from the CMS controller 120 ⁇ / b> B to the hydraulic actuator 44. Good.
  • the signal for instructing the movement of the load region of the outer ring 32 is output from the CMS controller 120 (120A) to the hydraulic actuator. It can be done automatically.
  • the outer ring groove 34 is formed in the center in the axial direction.
  • the outer ring groove 34 has a relative thickness in the radial direction in the outer ring 32. It may be provided in a thick part.
  • the outer ring groove 34 may be formed near one end or both ends in the axial direction of the outer ring 32.
  • the deformation amount of the outer ring 32 when a radial load is applied is slightly increased. In the case where such a slight increase in the deformation amount cannot be permitted, the increase in the deformation amount can be suppressed by forming the outer ring groove portion 34 in the thick portion of the outer ring 32 as shown in FIGS. .
  • the outer ring groove portion 34 may be formed on an arbitrary surface other than the rolling surface in the outer ring 32, and may be provided, for example, on the outer ring width surface (end surface in the axial direction). Even if it does in this way, the deformation amount increase of the outer ring
  • the bearing device 301 (1A) includes the rolling bearing 30.
  • the bearing device 301 (1A) may include the sliding bearing 70.
  • the load area moving mechanism may be provided so as to be movable in the load area of the outer ring 72.
  • wheel 72 which carries out sliding contact with the rotating shaft (rolling shaft) 10 as a structure similar to the above-mentioned outer ring
  • the inside of the outer ring groove portion 74 is divided into a first space 74A and a second space 74B that are arranged in the circumferential direction independently of each other by the protruding member 22 protruding from the housing 20. Then, hydraulic pressure may be supplied to the first space 74A via the protruding member 22 so as to expand the first space 74A by the hydraulic actuator 140 (44).
  • the bearing 30 of the bearing device 301 is configured such that the inner ring and the outer ring are configured as a rotating ring and a stationary ring, respectively.
  • an inner ring and an outer ring are configured as a stationary ring and a rotating ring, respectively.
  • a load region that receives the static load in the inner ring is formed in a part of the inner ring in the circumferential direction (the width varies depending on the load condition). For this reason, the load region is more likely to have an abnormality such as delamination due to metal fatigue than other regions that do not receive a static load.
  • the bearing device 301 is provided with a load area moving mechanism 242 that can move the load area of the inner ring of the bearing 230 by rotating the inner ring that is a stationary ring in the circumferential direction of the bearing. Then, by operating the load region moving mechanism 242 by the hydraulic actuator 140, the inner ring load region of the bearing 230 can be moved, and the life of the bearing 230 can be extended.
  • the inner ring 231 has a load region for receiving a static load formed in a part of the circumferential direction R of the bearing 230, and the bearing 230 is a so-called inner ring static load (a static load applied to the inner ring 231 ( Or a bearing with a shaft static load).
  • the bearing 230 is a rolling bearing.
  • the outer ring 232 is a rotating ring that rotates in the circumferential direction of the bearing when the bearing is operated, and the inner ring 231 is a stationary ring that does not rotate when the bearing is operated.
  • Such a load region in the inner ring 231 of the bearing 230 is a load region moving mechanism 242 configured by a spacer groove 235, a first flow hole 223, a second flow hole 224, a protruding member 227, and a hole 228, which will be described later (FIG. 46). ),
  • the static load continues to be applied to a part of the specific region in the circumferential direction R of the inner ring 231 (in other words, the load region is fixed at a specific position in the circumferential direction R of the inner ring 231). It can be avoided. As a result, the bearing device 301 having a long bearing life can be obtained.
  • the movement of the load area of the inner ring 231 may be moved so that the area that does not overlap with the load area at the time of previous use where the metal fatigue has progressed becomes a new load area, or the load area at the time of previous use.
  • the region that partially overlaps the region other than the portion (maximum surface pressure portion) that has received the largest static load may be moved as a new load region.
  • bearing device 301 may have any configuration as long as it includes a fixed shaft 221 and a bearing 230 on which inner ring 231 is fixed to fixed shaft 221.
  • the bearing device 301 includes, for example, the planetary gear mechanism 200 (FIG. 16).
  • the planetary gear mechanism 200 includes a sun gear 210, a planetary gear 220, a planetary bearing 230, and an internal gear 240.
  • the sun gear 210 is joined to the output shaft 211 (FIG. 17).
  • the planetary gear 220 is connected to the planetary shaft 221 via the planetary bearing 230.
  • the planetary shaft 221 is supported by a carrier 222 (support portion).
  • the carrier 222 is rotatably provided in the bearing device 301. That is, the planetary gear 220 is supported by the carrier 222 so as to be able to revolve.
  • the planetary bearing 230 includes an inner ring 231, an outer ring 232, and a plurality of rolling elements 233 (for example, spherical rollers).
  • the inner ring 231 has a rolling surface in contact with the plurality of rolling elements 233 on its outer peripheral surface
  • the outer ring 232 has a rolling surface in contact with the plurality of rolling elements 33 on its inner peripheral surface. ing.
  • the inner ring 231 is fitted to the planetary shaft 221 on the inner side in the radial direction from the rolling surface
  • the outer ring 232 is fitted to the planetary gear 220 on the outer side in the radial direction from the rolling surface.
  • the inner ring 231 and the planetary shaft 221 are relatively movable in the circumferential direction R, and are provided so as to be revolved by the carrier 222.
  • the outer ring 232 and the planetary gear 220 are fixed to each other and rotatably provided as a unit.
  • the outer ring 232 itself may be configured as a planetary gear 220 and provided rotatably.
  • any number of bearings 230 may be attached to one planetary shaft 221.
  • two bearings 230 are attached to one planetary shaft 221.
  • the two bearings 230 are arranged in parallel with the spacer 234 in the axial direction thereof, and are relatively positioned by the spacer 234.
  • the spacer 234 is provided in an annular shape like the inner ring 231, and is fitted to the planetary shaft 221 inside thereof.
  • the spacer 234 and the inner ring 231 are fixed to each other and movably provided at least in the circumferential direction R and the radial direction of the bearing 230 (hereinafter simply referred to as the radial direction).
  • the inner ring 231 and the spacer 234 are provided, for example, so as to be fitted in the axial direction.
  • the inner ring 231 is provided with a recess recessed in the axial direction from the surface connected to the spacer 234 in the axial direction, and the spacer 234 is axially extended from the surface connected to the inner ring 231 in the axial direction.
  • a projecting convex portion is provided, and the inner ring 231 and the spacer 234 may be fixed to each other and movably provided by fitting the convex portion of the spacer 234 into the concave portion of the inner ring 231. . Further, the inner ring 231 and the spacer 234 may be fixed to each other and movably provided as one unit by fitting a convex portion provided on the inner ring 231 and a concave portion provided on the spacer 234. A spacer groove portion 235 extending in the circumferential direction R is formed on the contact surface of the spacer 234 with the planetary shaft 21.
  • the spacer groove portion 235 extends in the circumferential direction R and has an end in the circumferential direction R (not connected to the entire circumference), the spacer groove portion 235 has an arbitrary length in an arbitrary region in the circumferential direction R. It is only necessary to be formed over.
  • a contact portion 236 that slides with the outer peripheral surface 221A of the planetary shaft 221 is formed in part in the circumferential direction R on the inner peripheral surface 234A of the spacer 234.
  • the spacer groove 235 is formed over most of the contact surface between the inner ring 231 and the planetary shaft 221.
  • the spacer groove portion 235 is widely formed in the circumferential direction R, the movable range of the inner ring 231 in the circumferential direction R can be increased. More preferably, a plurality of spacer grooves 235 are formed in the circumferential direction R, and the plurality of spacer grooves 235 are arranged to face each other with the planetary shaft 221 interposed therebetween. In this way, even when hydraulic pressure is supplied to the spacer groove 235 (first space 235A formed inside the spacer groove 235) by the hydraulic actuator 140, the hydraulic pressure exerts on the inner ring 231 in the radial direction. By canceling the force, the force exerted by the hydraulic pressure on the inner ring 231 in the circumferential direction R can be effectively used.
  • At least one spacer groove portion 235 may be formed in the axial direction of one bearing 230 (hereinafter simply referred to as the axial direction), and a plurality of spacer groove portions 235 may be formed.
  • the plurality of spacer grooves 35 may have the same configuration or may be different.
  • the spacer groove 235 may be formed at an arbitrary position on the contact surface of the spacer groove 235 with the planetary shaft 221 in the axial direction, and is formed at the center in the axial direction, for example.
  • One end portion of the spacer groove portion 235 in the circumferential direction R constitutes an end portion other than a fixed end (a connection end surface between the protruding member 227 and the first space 235A) in the circumferential direction R of the first space 235A described later.
  • the other end portion constitutes an end portion other than a fixed end (a connecting end surface between the protruding member 227 and the second space 235B) in the circumferential direction R of the second space 235B described later.
  • the interior of the spacer groove 235 is divided into a first space 235A and a second space 235B that are arranged in the circumferential direction R independently of each other by a protruding member 227 protruding from the planetary shaft 221. That is, the first space 235A is formed so as to extend in the circumferential direction R, and one end portion in the circumferential direction R is a connection end surface between the protruding member 227 and the first space 235A, and the other end portion is This is one end of the spacer groove 235 in the circumferential direction R.
  • the second space 235B is formed to extend in the circumferential direction R, and one end in the circumferential direction R is a connection end surface between the protruding member 227 and the second space 235B, and the other end is It is the other end portion in the circumferential direction R of the spacer groove portion 235.
  • the spacer 234 is provided so as to be movable in the circumferential direction R integrally with the inner ring 231 as described above, the spacer 234 and the inner ring 231 are movable relative to the planetary shaft 221. is there. Therefore, the spacer groove portion 235 provided in the spacer 234 and the protruding member 227 positioned with respect to the planetary shaft 221 are provided so that the relative positional relationship can be changed.
  • the shape of the spacer groove portion 235 and the protruding member 227 is constant, so that one of the first space 235A and the second space 235B is respectively As it spreads, it changes so that the other narrows.
  • the angle formed between both ends in the circumferential direction R of the first space 235A when the first space 235A expands most and the axis of the bearing 230 corresponds to an angle at which the inner ring 231 can move with respect to the planetary shaft 221.
  • it can be set to about 150 degrees.
  • the protruding member 227 protrudes toward the outer ring 232 side from the contact surface between the inner ring 231 and the planetary shaft 221 from the first hole 228A in the inner ring 231.
  • the protruding member 227 is fitted in the spacer groove portion 235 in the axial direction with one end portion in the radial direction being supported by the support member 229 inside the first hole 228A. .
  • the first hole 228A is provided on the planetary shaft 221 so as to accommodate the protruding member 227 and to be able to position the protruding member 227 in the circumferential direction R and the axial direction.
  • the first hole 228A is provided, for example, so as to extend in the radial direction through the axis of the inner ring 231. In this case, the first hole 228A can accommodate the two protruding members 227, and the two protruding members 227 protrude from the first hole 228A toward the outer ring 232 side.
  • the planetary shaft 221 is formed with a second hole 228B that is continuous with the first hole 228A and extends in a direction intersecting the first hole 228A, for example, in the axial direction.
  • the second hole 228B can accommodate the support member 229 and is provided so that the support member 229 can be positioned in the circumferential direction R and the radial direction.
  • the second hole 228B is continuous with the end surface of the planetary shaft 221 in the axial direction, and the support member 229 can be inserted into and removed from the planetary shaft 221 with the planetary shaft 221 and the bearing 230 and the spacer 234 fitted together. Is provided.
  • the support member 229 is connected to the projecting member 227 inside the first hole 228A and is provided so as to support the projecting member 227 in the radial direction.
  • the connection surface between the protruding member 227 and the support member 229 is inclined with respect to the axial direction and the radial direction.
  • the support member 229 is inserted into the second hole 228B opened at the end surface in the axial direction A of the planetary shaft 221 and pushed into the first hole 228A, thereby being accommodated in the first hole 228A.
  • the protruding member 227 that has been moved can be moved in the radial direction until it is fitted to the spacer groove 235.
  • the protruding member 227 protrudes from the surface of the planetary shaft 221 depending on whether the supporting member 229 is connected (whether the supporting member 229 is inserted into the first hole 228A) and from the surface. It is provided so that it can be changed to a state where it does not protrude.
  • a region where the protruding member 227 and the spacer groove 235 can be fitted is formed wide in the circumferential direction R.
  • the cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction R of the spacer groove portion 235 is equally provided in the circumferential direction R, and the cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction R of the spacer groove portion 235 and the circumferential direction R of the protruding member 227 are The vertical cross-sectional shape is approximately equal.
  • the planetary shaft 221 has a first flow hole 223 for connecting the first space 235A and the outside, and a second flow for connecting the second space 235B and the outside.
  • a hole 224 is formed. That is, the first flow hole 223 and the second flow hole 224 are arranged so as to sandwich the protruding member 227 and the first hole 228A in the circumferential direction R.
  • the first flow hole 223 and the second flow hole 224 provided across the protruding member 227 are provided to be connectable to the same spacer groove portion 235.
  • the first circulation holes 223, the second circulation holes 224, the protruding members 227, and the spacer grooves 235 are provided rotationally symmetrically in the circumferential direction R. It is preferable.
  • the hydraulic actuator 140 is provided so as to be connectable to the first space 235A via the first flow hole 223 in the planetary shaft 221.
  • a hose inlet 251 for connecting a hose that is connected to the hydraulic actuator 140 and can flow oil to the first flow hole 223 is formed.
  • the hose may be introduced from the introduction port 251 and connected to the first flow hole 223. That is, the hydraulic actuator 140 may not be connected to the first flow hole 223 when the bearing device 301 is operated.
  • the second space 235 ⁇ / b> B is connected to the outside of the bearing device 301 via the second flow hole 224.
  • the hydraulic actuator 140 supplies hydraulic pressure to the first space 235A via the planetary shaft 221 so as to expand the first space 235A.
  • a spacer groove portion 235 extending in the circumferential direction R is formed on the contact surface of the inner ring 231 with the planetary shaft 221, and the interior of the spacer groove portion 235 protrudes from the planetary shaft 221.
  • the member 227 is divided into a first space 235A and a second space 235B arranged in the circumferential direction R independently of each other.
  • the hydraulic actuator 140 supplies hydraulic pressure to the first space 235A via the protruding member 227 so as to expand the first space 235A.
  • the spacer groove portion 235 is formed on the spacer 234 (on a surface other than the rolling surface of the inner ring 231), the load range can be moved by the hydraulic actuator 140 without hindering the rotation operation of the bearing 230. It is. Furthermore, since the first space 235A and the second space 235B are separated by the protruding member 227, one end in the circumferential direction R of the first space 235A is fixed in the bearing device 301 by the protruding member 227 fixed to the planetary shaft 221. It is configured as a fixed end.
  • the other end of the first space 235 ⁇ / b> A is an end portion of a spacer groove 235 provided on the contact surface between the spacer 234 and the planetary shaft 221, and the inner ring 231 and the spacer 234 are circumferential with respect to the planetary shaft 221. Since it is relatively movable in R, the bearing device 301 is configured to be movable in the circumferential direction R. Therefore, by supplying hydraulic pressure to the first space 235A by the hydraulic actuator 140, the other end can be moved away from the protruding member 227 (the one end) in the circumferential direction R.
  • the protruding member 227 protrudes from the surface of the planetary shaft 221 depending on whether the supporting member 229 is connected (whether the supporting member 229 is inserted into the first hole 228A) and from the surface. It is provided so that it can be changed to a state where it does not protrude. Therefore, when the planetary shaft 221 and the inner ring 231 and the spacer 234 are fitted together, the projecting member 227 is accommodated in the first hole 228A of the planetary shaft 221 and the planetary shaft 221 and the inner ring 231 and the spacer are inserted. 34 and the spacer groove portion 235 can be fitted together.
  • the bearing device 301 having the planetary gear mechanism can be assembled even if the carrier 222 is divided in the axial direction or the hole of the carrier 222 is not divided in the radial direction.
  • bearing device 301 in the seventh embodiment may further include a friction force reduction unit 260 that reduces the friction force on the contact surface between inner ring 231 and planetary shaft 221. Good.
  • a planetary shaft groove 225 is formed on the contact surface with the inner ring 231.
  • the planetary shaft groove 225 is a region where a frictional force is generated between the inner ring 231 and the planetary shaft 221 when the inner ring 231 and the planetary shaft 221 are relatively moved by the hydraulic actuator 140 (for example, vertically above the bearing 230). Formed on at least a part of the region).
  • the planetary shaft groove 225 is formed so as to extend in the circumferential direction R, for example. Any number of planetary shaft grooves 225 may be formed in any number of one or more in one bearing 230.
  • a plurality of planetary shaft grooves 225 are formed in a region that does not overlap with the spacer groove 235 (a region where the first hole 228A is not formed). Has been.
  • the planetary shaft 221 is formed with a third flow hole 226 for connecting the planetary shaft groove 225 and the outside.
  • the planetary shaft groove portion 225 is connected to the friction force reducing portion 260 through the third flow hole 226.
  • the frictional force reducing unit 260 is provided so as to be able to supply a medium to the planetary shaft groove 225 through the third flow hole 226.
  • the inner ring 231 and the planetary shaft 221 are connected via a medium (gas, liquid, etc.) in at least a part of these contact surfaces, so that the frictional force between the inner ring 231 and the planetary shaft 221 is reduced. can do.
  • the load area can be easily moved by the hydraulic actuator 140.
  • the bearing device 301 in the seventh embodiment can be applied to various mechanical devices including the bearing 230, but is advantageously applied particularly to a mechanical device in which the bearing 230 cannot be easily replaced.
  • bearing device 301 is included in gear box 274 for increasing the rotation of blade 270 in wind power generator 100, and the rotation of blade 270 is performed by the carrier. It is input to the bearing device 301 via 222 (FIG. 17) and output from the output shaft 211 (FIG. 17) integral with the sun gear 210.
  • the wind turbine generator 100 is a mechanical device whose life of the device depends on the bearing life because the replacement operation of the bearing 230 is extremely expensive and difficult to replace, but the mechanical device itself Can extend the service life.
  • CMS controller 120C in the seventh embodiment includes a diagnostic unit 115A instead of diagnostic unit 115 in the configuration of CMS controller 120 in the fourth embodiment.
  • the diagnosis unit 115A performs an abnormality diagnosis of the bearing 30 based on the frequency analysis result of the frequency analysis unit 114.
  • the diagnosis unit 115A performs an abnormality diagnosis of the inner ring 231 (FIG. 17) that is a stationary wheel based on the frequency analysis result of the frequency analysis unit 114.
  • the diagnosis unit 115A notifies that to the communication device 118, and the communication device 118 sends a signal instructing movement of the inner ring load region of the bearing 230 via the communication server 132.
  • the data is output to the monitoring server 130 (FIG. 45).
  • FIG. 55 is a flowchart for explaining a procedure of processes executed by the CMS controller 120C in the seventh embodiment. Referring to FIG. 55, this flowchart includes steps S32 and S44 in place of steps S30 and S40 in the flowchart in the fourth embodiment shown in FIG.
  • the CMS controller 120C causes an abnormality in the inner ring 231 of the bearing 230 based on the frequency analysis result of the vibration waveform. It is determined whether or not there is (step S32). Specifically, when it is determined in the frequency analysis result of the vibration waveform that vibration having a characteristic frequency of approximately 0.6 ⁇ Z ⁇ fr is occurring, it is determined that an abnormality has occurred in the inner ring 231. Is done.
  • CMS controller 120C If it is determined that an abnormality has occurred in inner ring 231 (YES in step S32), CMS controller 120C outputs a signal for instructing movement of load region of inner ring 231 to monitoring server 130 by communication device 118. (Step S44). If it is determined that no abnormality has occurred in inner ring 231 (NO in step S32), step S44 is skipped and the process proceeds to step S50. Although not particularly illustrated, the CMS controller 120C may perform abnormality diagnosis on the outer ring 232, the rolling element 233, and the cage in addition to the inner ring 231, and transmit the diagnosis result to the monitoring server 130.
  • the same effect as in the fourth embodiment can be obtained.
  • Embodiment 8 In the seventh embodiment, when it is diagnosed that an abnormality occurs in the inner ring 231 that is a stationary wheel, a signal for instructing movement of the load range of the inner ring 231 is output from the CMS controller 120C to the monitoring server 130. However, even if no abnormality has occurred in the inner ring 231, the load range of the inner ring 231 may be moved based on the total load received by the bearing 230 or periodically.
  • FIG. 56 is a flowchart for explaining a procedure of processes executed by the CMS controller 120D in the eighth embodiment. Referring to FIG. 56, this flowchart includes step S142 instead of step S140 in the flowchart in the fifth embodiment shown in FIG.
  • step S130 if it is determined in step S130 that the total load received by bearing 230 has exceeded the threshold value (YES in step S130), CMS controller 120D instructs to move load region of inner ring 231.
  • the signal is output to the monitoring server 130 by the communication device 118 (step S142). If it is determined that the total load amount does not exceed the threshold value (NO in step S130), step S142 is skipped, and the process proceeds to step S150.
  • the load area of the inner ring 231 is moved.
  • the inner ring 231 is periodically changed regardless of the load received by the bearing 230.
  • the load range may be moved.
  • a signal for instructing the movement of the load region of the inner ring 231 that is a stationary wheel is output from the CMS controller 120C (120D) to the monitoring server 130, and the operator performs hydraulic pressure during maintenance of the equipment.
  • the load range of the inner ring 231 is moved by operating the actuator 140.
  • a signal for instructing movement of the load region of the inner ring 231 is sent from the CMS controller 120C (120D) to the hydraulic actuator based on the abnormality diagnosis result of the bearing 230 and the total load received by the bearing 230. Is output, and the load zone movement of the inner ring 231 is automatically performed.
  • FIG. 57 is a flowchart for explaining a procedure of processes executed by the CMS controller 120E in the ninth embodiment. Referring to FIG. 57, this flowchart includes step S46 in place of step S44 in the flowchart shown in FIG.
  • step S32 determines whether an abnormality has occurred in the inner ring 231 (YES in step S32). If it is determined in step S32 that an abnormality has occurred in the inner ring 231 (YES in step S32), the CMS controller 120E sends a signal for instructing movement of the inner ring 231 to a load range to the hydraulic actuator of the moving unit 40A. 44 (FIG. 52) (step S46). When it is determined that no abnormality has occurred in the inner ring 231 (NO in step S32), step S46 is skipped, and the process proceeds to step S50.
  • the signal for instructing the load range movement of the inner ring 231 is output from the CMS controller 120E to the hydraulic actuator 44 based on the abnormality diagnosis result of the bearing 230.
  • this corresponds to the eighth embodiment. Then, based on the total load received by the bearing 230 or periodically, a signal for instructing the load range movement of the inner ring 231 may be output from the CMS controller 120E to the hydraulic actuator 44.
  • this ninth embodiment can provide the same effects as those of the sixth embodiment.
  • Modification 5 the configuration of the bearing device 301 is basically the same as that of the bearing device 301 described with reference to FIGS. 16 to 24, but a support portion (carrier) that supports the fixed shaft (planetary shaft 221). 280) is different from the above-described bearing device 301 in that the load area of the inner ring 231 can be moved in the circumferential direction R by the hydraulic actuator 140 (44) using a support groove provided in 280).
  • the planetary shaft 221 is rotatably provided integrally with the inner ring 231 in the circumferential direction R.
  • the planetary shaft 221 is supported by the carrier 280.
  • the planetary gear 220 is supported by a carrier 280 so as to be able to revolve.
  • the planetary shaft 221 is provided so as to be rotatable (rotatable) with respect to the carrier 280 when the hydraulic actuator 140 (44) is operated.
  • the planetary shaft 221 is preferably supported by the carrier 280 so as not to rotate when the hydraulic actuator 140 (44) is not operated, for example, when the bearing device 301 is operated.
  • a support groove 281 extending in the circumferential direction R is formed on the contact surface of the carrier 280 with the planetary shaft 221. As long as the support groove 281 extends in the circumferential direction R and has an end in the circumferential direction R (not connected to the entire circumference), the support groove 281 has an arbitrary length in an arbitrary region in the circumferential direction R. It is only necessary to be formed over. From a different point of view, a contact portion 282 that slides with the outer peripheral surface 221A of the planetary shaft 221 is partially formed in the circumferential direction R on the inner peripheral surface 280A of the carrier 280. That is, the contact portion 282 is formed in a convex shape with respect to the bottom surface of the support portion groove portion 281.
  • the support groove 281 is formed over most of the contact surface between the carrier 280 and the planetary shaft 221.
  • the movable range of the planetary shaft 221 (inner ring 231) in the circumferential direction R can be increased.
  • a plurality of support groove portions 281 are formed in the circumferential direction R, and the plurality of support groove portions 281 are arranged so as to face each other with the planetary shaft 221 interposed therebetween.
  • a plurality of contact portions 282 are formed in the circumferential direction R, and the plurality of contact portions 282 are arranged to face each other with the planetary shaft 221 interposed therebetween.
  • At least one support groove 281 is formed in the axial direction of one rolling bearing 230, and a plurality of support grooves 281 may be formed.
  • the plurality of support portion groove portions 281 may have the same configuration or may be different from each other.
  • the support groove 281 may be formed at an arbitrary position on the contact surface of the support groove 281 with the planetary shaft 221 in the axial direction.
  • the support groove 281 is formed at the center in the axial direction.
  • the planetary shaft 221 is formed with a convex portion 283 provided so as to be able to fit in the support portion groove portion 281 in the axial direction.
  • the top surface of the convex portion 283 forms a contact surface between the carrier 280 and the planetary shaft 221.
  • a plurality of convex portions 283 are formed, and the plurality of convex portions 283 are arranged to face each other with the planetary shaft 221 interposed therebetween.
  • One end portion of the support groove portion 281 in the circumferential direction R constitutes a fixed end in the circumferential direction R of the fourth space 281A, and the other end portion constitutes a fixed end in the circumferential direction R of the fifth space 281B. Yes.
  • the inside of the support groove 281 is divided into a fourth space 281A and a fifth space 281B that are arranged in the circumferential direction R independently of each other by a convex portion 283 protruding from the planetary shaft 221. That is, the fourth space 281A and the fifth space 281B are formed so as to extend in the circumferential direction R, respectively, one end in the circumferential direction R is configured by the convex portion 283, and the other end is the support groove portion. 281.
  • the hydraulic actuator 140 (44) is provided so as to supply hydraulic pressure to the fourth space 281A so as to expand the fourth space 281A.
  • the fourth space 281 ⁇ / b> A and the hydraulic actuator 140 (44) need only be provided so that oil can be circulated by an arbitrary method.
  • the fourth axis 221 has a fourth position at a position close to the convex portion 283 in the circumferential direction R.
  • a fourth flow hole 284 connecting the space 281A and the outside is formed, and the hydraulic actuator 140 (44) is provided so as to be able to supply hydraulic pressure to the fourth space 281A via the fourth flow hole 284.
  • the carrier 280 is formed with a fifth flow hole 285 for connecting the support groove 281 and the outside.
  • the fifth flow hole 285 is preferably provided so as to connect the vicinity of one end of the support groove 281 and the outside.
  • each of the fourth flow hole 284 and the fifth flow hole 285 is connected to one support portion groove portion 281, and either one is formed between the contact portion 282 and the convex portion 283. It is provided to be connected to the fourth space 281A or the fifth space 281B.
  • the load region can be moved by rotating the inner ring 231 and the spacer 234 in the circumferential direction R with respect to the planetary shaft 221 supported and fixed by the carrier 222.
  • the load region can be moved by rotating the planetary shaft 221 and the inner ring 231 supported by the carrier 280 in the circumferential direction R with respect to the carrier 280.
  • the load region in the inner ring 231 can be moved at a predetermined timing, it is possible to suppress the occurrence of abnormality such as separation in the region due to the specific region continuously receiving the static load in the inner ring 231. be able to.
  • the bearing 230 is a rolling bearing, but is not limited thereto, and may be, for example, a sliding bearing. That is, the inner ring 231 may be configured as a slide bearing shaft (planetary shaft 221), and the outer ring 232 may be configured as a slide bearing bearing in sliding contact with the planetary shaft 221.
  • the planetary gear 220 is fixed and integrally rotatable with a bearing of a sliding bearing, or is configured to rotate as a bearing of a sliding bearing.
  • the planetary shaft 221 is provided as a shaft of a sliding bearing as a fixed member, and is supported by a carrier 280 so as to be able to revolve.
  • the planetary bearing 230 is a so-called shaft stationary load sliding bearing because the planetary shaft 221 as the inner ring 231 is formed with a load region that receives a static load in a part in the circumferential direction R. That is, the load area moving mechanism is provided to be movable in the circumferential direction R in the load area formed on the planetary shaft 221 (inner ring 231). That is, the load range moving mechanism is provided so that the planetary shaft 221 can rotate (rotate) in the circumferential direction R with respect to the carrier 280.
  • a planetary shaft groove portion 286 is formed on the contact surface with the carrier 280.
  • the planetary shaft groove portion 286 is connected to the frictional force reducing portion via the third flow hole 287.
  • the frictional force reducing unit may be provided in the planetary shaft groove 286 so as to be able to supply a medium.
  • the load range can be moved by the hydraulic actuator 140 (44) without hindering the rotational operation of the sliding bearing 230.
  • an area that does not overlap with the load area (at least the maximum surface pressure portion) at the time of use where the metal fatigue has progressed can be set as the load area, and one bearing device 1 can be continued without replacement work. Can be used.
  • the present invention is particularly advantageously applied to a bearing device, a mechanical device, and a bearing having a bearing that is difficult to exchange.
  • 1,201 bearing device 10 rotating shaft, 20 housing, 22 projecting member, 23 first through hole, 24 second through hole, 25 housing groove, 30, 70 bearing, 31 inner ring, 32, 72 outer ring, 33 rolling element, 34, 74 outer ring groove part, 34A, 74A first space, 34B, 74B second space, 40 moving part, 50 frictional force reducing part, 100, 202 mechanical device (wind power generator), 200 planetary gear mechanism, 210 sun gear, 211 output shaft, 220 planetary gear, 221 planetary shaft, 221A outer peripheral surface, 222,280 carrier (support part), 223 first flow hole, 224 second flow hole, 225 planet shaft groove, 226 third flow hole, 227 projecting Member, 227E, 283 convex portion, 228A first hole, 228B second hole, 229 support member, 30 planetary bearings (rolling bearings, sliding bearings), 231 inner rings, 232 outer rings, 233 rolling elements, 234 spacers, 235 spacer grooves, 235A first space, 235

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

 ハウジング(20)と、ハウジング(20)に取り付けられている軸受(30)とを備え、軸受(30)は、ハウジング(20)に接触した外輪(32)を含み、外輪(32)の周方向の一部は、軸受(30)の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域になっており、外輪(32)において負荷域を移動可能な移動部(40)をさらに備える。

Description

軸受装置、機械装置、軸受、軸受の状態監視装置、軸受監視システム及び風力発電設備
 本発明は、軸受装置、機械装置、軸受、軸受の状態監視装置、軸受監視システム及び風力発電設備に関し、特に交換作業が困難な軸受を備える軸受装置、該軸受装置を備える機械装置、当該軸受、当該軸受の状態監視装置、軸受監視システム及び風力発電設備に関する。
 軸受装置には、回転動作に伴う荷重が加えられるが、動作停止時(静止時)においても自重などによるラジアル荷重(静止荷重)が加えられる。軸受装置に対する静止荷重は、軸受装置の構成に応じて内輪または外輪の転走面において周方向における一部領域に加えられる。
 転がり軸受を備える軸受装置では、たとえば内輪と回転軸とがはめあわされており、外輪と軸受装置のハウジングとがはめあわされている場合に、外輪に静止荷重(外輪静止荷重)が加えられる。外輪において静止荷重を受ける領域(以下、負荷域という)は周方向において外輪の一部に形成される。そのため、外輪負荷域は、転動体と外輪との間に形成される転がり接触部において外輪負荷域以外の他の領域と比べて負荷を受ける頻度が最も高く、金属疲労による剥離等の異常が発生しやすい。
 また、すべり軸受を備える軸受装置では、軸受が軸受装置のハウジングとはめあわされている場合に、軸受に静止荷重(軸受静止荷重)が加えられる。ここで、転がり軸受における上記外輪静止荷重をすべり軸受における軸受静止荷重と置き換えることができ、すべり軸受の摺動面が軸の摺動面と比べて摺動距離が長いため摩耗が進みやすい。
 これらのような軸受装置では、軸受交換が容易にかつ低コストで行える場合には、軸受に剥離等の異常発生や摩耗進行を受けて軸受寿命に達したとして軸受交換するのが一般的である。たとえば、特開2002-235754号公報には、軸受交換を容易に行うための分割軸受が記載されている。また、特開2004-011737号公報には、風車において軸受交換の頻度を減らすことを目的として、ショットピーリング処理が施された内輪を備える自動調心ころ軸受が記載されている。
特開2002-235754号公報 特開2004-011737号公報
 しかしながら、大型の軸受装置や交換作業が困難な場所に設置されている軸受装置では、軸受交換が容易でなく高コストな場合がある。このような軸受装置の例としては、風力発電装置用軸受装置、潮力発電装置用軸受装置、大型船舶用軸受装置、大型トラック用軸受装置、大型タービン用軸受装置などがある。
 特に、風力発電装置用軸受装置のドライブトレーンを構成する主軸受は、高所に配置されたナセル内に設けられているため、交換作業を行うにはドライブトレーン全体を地上に降ろす必要がある。また、主軸受を交換後のドライブトレーンを再びナセル内に設置し直す必要がある。そのため、軸受交換は非常に高コストであり、軸受交換を行わずに停止状態の風力発電装置をそのまま放置する場合もある。
 本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、静止荷重を受けることによる異常発生が抑制されており、軸受寿命が長い軸受装置、機械装置及び軸受、並びに、静止荷重を受けることによる異常発生を抑制するように構成された軸受装置における軸受の状態監視装置、軸受監視システム、及びそれらを備える風力発電設備を提供することにある。
 本発明の軸受装置は、ハウジングと、ハウジングに取り付けられている軸受とを備え、軸受は、ハウジングに接触した外輪を含み、外輪の周方向の一部は、軸受の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域になっており、外輪において負荷域を移動可能な移動部をさらに備える。
 本発明の軸受装置は、内輪と、内輪の外周を囲むように形成された外輪とを含む軸受を備え、軸受の作動時は外輪が軸受の周方向に回転する一方、内輪は周方向に回転しないように構成されており、内輪の周方向の一部は、軸受の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域となっており、内輪において負荷域を移動可能な移動部をさらに備える。
 本発明の状態監視装置は、軸受装置における軸受の状態監視装置である。軸受装置の軸受は、内輪及び外輪を含む。内輪及び外輪の一方は、軸受の作動時に軸受の周方向に回転するように構成された回転輪であり、内輪及び外輪の他方は、軸受の作動時に軸受の周方向に回転しないように構成された静止輪である。静止輪の周方向の一部は、ラジアル荷重を受ける負荷域を含む。軸受装置は、移動部を含む。移動部は、静止輪の負荷域を移動可能に構成される。そして、状態監視装置は、監視部と、信号出力部とを備える。監視部は、静止輪の状態を監視する。信号出力部は、監視部の監視結果に基づいて、移動部による静止輪の負荷域の移動を指示するための信号を出力する。
 また、本発明の軸受監視システムは、軸受装置と、軸受装置における軸受の状態監視装置とを備える。軸受装置の軸受は、内輪及び外輪を含む。内輪及び外輪の一方は、軸受の作動時に軸受の周方向に回転するように構成された回転輪であり、内輪及び外輪の他方は、軸受の作動時に軸受の周方向に回転しないように構成された静止輪である。静止輪の周方向の一部は、ラジアル荷重を受ける負荷域を含む。軸受装置は、静止輪の負荷域を移動可能に構成された移動部を含む。状態監視装置は、監視部と、信号出力部とを含む。監視部は、静止輪の状態を監視する。信号出力部は、監視部の監視結果に基づいて、静止輪の負荷域の移動を指示するための信号を移動部へ出力する。移動部は、信号出力部からの信号に基づいて静止輪の負荷域を移動するように構成される。
 本発明によれば、静止荷重を受けることによる異常発生が抑制されており、軸受寿命が長い軸受装置、機械装置および軸受を提供することができる。
実施の形態1に係る軸受装置を説明するための断面図である。 図1中の矢印II-IIから見た断面図である。 図1中の矢印III-IIIから見た断面図である。 実施の形態1に係る軸受装置において、外輪の変形例を説明するための図である。 実施の形態1に係る軸受装置において、外輪の他の変形例を説明するための図である。 実施の形態1に係る軸受装置の変形例を説明するための断面図である。 図6中の矢印VII-VIIから見た断面図である。 実施の形態1に係る他の変形例を説明するための断面図である。 図8中の矢印IX-IXから見た断面図である。 図9中の領域Xの部分拡大図である。 図8に示す軸方向シール部を示す断面図である。 図11中の矢印XIIから見た側面図である。 図8に示す周方向シール部を示す側面図である。 図13中の矢印XIV-XIVから見た断面図である。 図13中の矢印XV-XVから見た断面図である。 実施の形態2に係る軸受装置の遊星歯車機構を説明するための図である。 実施の形態2に係る軸受装置を説明するための断面図である。 図17中の線分XVIII-XVIIIにおける断面図である。 実施の形態2に係る軸受装置における固定軸を説明するための側面図である。 図19中の矢印XXから見た上面図である。 図19中の線分XXI-XXIにおける断面図である。 図19中の線分XXII-XXIIにおける断面図である。 図19中の線分XXIII-XXIIIにおける断面図である。 図17中の線分XXIV-XXIVにおける断面図である。 実施の形態2に係る機械装置を説明するための断面図である。 実施の形態3に係る軸受装置を説明するための断面図である。 図26中の線分XXVII-XXVIIにおける断面図である。 実施の形態3に係る軸受装置の変形例を説明するための断面図である。 図28中の線分XXIX-XXIXにおける断面図である。 実施の形態2および実施の形態3に係る軸受装置の変形例を説明するための断面図である。 図30中の線分XXXI-XXXIにおける断面図である。 図30に示す軸方向シール部材の断面図である。 図31に示す周方向シール部材の側面図である。 図33中の矢印XXXIV-XXXIVから見た断面図である。 図33中の矢印XXXV-XXXVから見た断面図である。 図30に示す軸方向シール部材の変形例を示す断面図である。 図30に示す軸方向シール部材の他の変形例を示す断面図である。 図30に示す軸方向シール部材のさらに他の変形例を示す断面図である。 図31に示す周方向シール部材の変形例を示す側面図である。 図39中の矢印XL-XLから見た断面図である。 図39中の矢印XLI-XLIから見た断面図である。 図31に示す周方向シール部材の他の変形例を示す側面図である。 図42中の矢印XLIII-XLIIIから見た断面図である。 図42中の矢印XLIV-XLIVから見た断面図である。 本発明の軸受監視システムが適用される機械設備の一例として示される風力発電設備の全体構成を概略的に示した図である。 実施の形態4による軸受監視システムの構成を機能的に示す機能ブロック図である。 実施の形態4における軸受装置を説明するための断面図である。 図46に示す状態監視システム(CMS)コントローラの構成を機能的に示す機能ブロック図である。 CMSコントローラにより実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態5におけるCMSコントローラの構成を機能的に示す機能ブロック図である。 実施の形態5におけるCMSコントローラにより実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態6による軸受監視システムの構成を機能的に示す機能ブロック図である。 図52に示すCMSコントローラにより実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態4~6における軸受装置の変形例を説明するための断面図である。 実施の形態7におけるCMSコントローラにより実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態8におけるCMSコントローラにより実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態9におけるCMSコントローラにより実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。
 以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。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。
 はじめに、本発明の実施の形態の概要を列挙する。
 (1)ある実施例において、軸受装置1は、ハウジング20と、ハウジング20に取り付けられている軸受30とを備え、軸受30は、ハウジング20に接触した外輪32を含み、外輪32の周方向の一部は、軸受30の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域になっている。軸受装置1は、外輪32,72において負荷域を移動可能な移動部40をさらに備える。
 ここで、図1および図6を参照して、外輪32,72とは、軸受が転がり軸受30である場合には複数の転動体33と接触する転走面を有する外輪32を指し、軸受が滑り軸受70である場合には回転軸(転動軸)10との摺動面を有する外輪72を指す。外輪32,72は、軸受30,70の静止時におけるラジアル荷重(以下、単に静止荷重という)を受ける負荷域が軸受30,70の周方向(以下、単に周方向という)の一部に形成されていることから、本実施例における軸受30,70は外輪32,72に静止荷重が加えられるいわゆる外輪静止荷重の軸受である。
 このような軸受30,70の外輪32,72における負荷域を移動部40により移動させることで、静止荷重が外輪32,72の周方向における一部の特定領域に加えられ続ける(言い換えると、負荷域が外輪32,72の周方向において特定の位置に固定される)ことを回避することができる。その結果、軸受寿命が長い軸受装置1を得ることができる。なお、移動部40による内輪31における負荷域の移動は、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域と重ならない領域を新たな負荷域とするように移動させてもよいし、先の使用時における負荷域において最も大きな静止荷重を受けていた一部(最大面圧部)以外の領域と部分的に重なる領域を新たな負荷域とするように移動させてもよい。
 また、移動部40による負荷域の移動は、たとえば負荷域において局所的な金属疲労が進行して剥離等の異常が発生させる前に実施されてもよいし、負荷域において局所的な金属疲労が進行して剥離等の異常が確認された後に実施されてもよい。
 いずれの場合にも、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域(少なくとも最大面圧部)と重ならない領域を負荷域として、交換作業を行うことなく1つの軸受装置1を継続して使用することができ、軸受寿命が長い軸受装置1を提供することができる。
 (2)別の実施例において、移動部40は、外輪32,72において負荷域を周方向に移動可能に設けられている。
 このようにすれば、外輪32,72のたとえば全周にわたって負荷域を移動させることができるため、外輪32,72の周方向の全領域に少なくとも1度は負荷域が形成されるまで軸受装置1を継続して使用することができる。その結果、従来の軸受装置と比べて、軸受寿命が極めて長い軸受装置1を提供することができる。
 (3)別の実施例において、外輪32,72においてハウジング20との接触面32Aには、周方向に延在する外輪溝部34,74が形成されており、外輪溝部34,74の内部は、ハウジング20から突出する突出部材22により互いに独立し周方向に並ぶ第1空間34Aと第2空間34Bとに区分されており、移動部40は、第1空間34Aを広げるように第1空間34Aに第1媒体を供給可能に設けられている。
 このようにすれば、外輪溝部34,74は外輪32,72の転走面以外の面上に形成されているため、移動部40は転がり軸受30の回転動作を妨げることなく負荷域を移動可能である。さらに、第1空間34Aと第2空間34Bとは突出部材22により区分されているため、第1空間34Aの周方向における一方端はハウジング20に固定された突出部材22により軸受装置1において固定端として構成されている。第1空間34Aの他方端は、外輪32,72とハウジング20との接触面32A上に設けられた外輪溝部34,74の端部であり、外輪32,72がハウジング20に対して周方向において相対的に移動可能であるため、軸受装置1において周方向に移動可能に構成されている。そのため、移動部40は、第1空間34Aに第1媒体(気体、液体など)を供給することにより、上記他方端を突出部材22(上記一方端)から周方向において離れるように移動させることができる。その結果、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域と異なる領域を負荷域とすることができる。したがって、軸受30の交換作業を行うことなく1つの軸受装置1を継続して使用することができ、軸受寿命が長い軸受装置1を提供することができる。
 (4)別の実施例において、ハウジング20は、第2空間34Bとハウジング20の外部とをつなぐ流通路(第2貫通孔24)を含む。
 第1空間34Aおよび第2空間34Bは、外輪溝部34,74の内部において突出部材22が配置されている領域以外の領域に形成されており、第1空間34Aの容積と第2空間34Bの容積との和は外輪32,72における負荷域の位置(異なる観点から言えば外輪溝部34,74と突出部材22との相対的な位置関係)に依らず一定である。そのため、移動部40により第1空間34Aを広げるように第1空間34Aに第1媒体が供給されると、第1空間34Aが周方向に広がって第1空間34Aの容積が大きくなるとともに第2空間34Bの容積が小さくなる。そのため、軸受装置1が第2空間34Bとハウジング20の外部とをつなぐ第2貫通孔24を含むことにより、第2空間34Bに充填されていた第1媒体(気体、液体など)を外部に逃がすことができる。その結果、第2空間34Bの容積が小さくなる際に第2空間34B内の第1媒体が圧縮され、第2空間34Bの圧力が高まり、移動部40による負荷域の移動が妨げられることを抑制することができる。
 (5)別の実施例において、移動部40は、油圧アクチュエータを含む。
 油圧アクチュエータとは、油圧として入力されたエネルギーを外輪32,72の動力に変換する任意の装置であり、たとえば油圧ポンプや油圧ジャッキなどであってもよい。移動部40が油圧アクチュエータを含むことで、たとえば外輪32,72の外径がたとえば1メートル以上ある大型の軸受装置1であっても、移動部40は大型の外輪32,72を移動(回転)させるのに必要な大きなトルクを容易に発生させることができる。また、油圧アクチュエータを含む移動部40は高い安定性、制御性などを有している。そのため、油圧アクチュエータを含む移動部40は、上記のようなサイズや設置場所等の制約により交換作業が困難な軸受30,70を備える軸受装置1の移動部40として、好適である。
 (6)別の実施例において、軸受装置1は、接触面20Aにおける外輪32,72とハウジング20との摩擦力を低減させる摩擦力低減部50をさらに備える。
 たとえば外輪32,72とハウジング20との接触面のうち鉛直方向の下方に位置する部分に軸受30,70の自重が負荷されている場合、当該部分には移動部40による負荷域の移動を妨げる摩擦力が生じる。このような場合、摩擦力低減部50により当該摩擦力を低減することにより、移動部40による負荷域の移動を容易に行うことができる。
 (7)別の実施例において、ハウジング20において外輪32が接触する部分にはハウジング溝部25が形成されており、摩擦力低減部50は、ハウジング溝部25の内部に第2媒体を供給可能に設けられている。
 このようにすれば、外輪32,72とハウジング20とがこれらの接触面の少なくとも一部において第2媒体(気体、液体など)を介して接続されるため、外輪32,72とハウジング20との摩擦力を低減することができる。この結果、移動部40による負荷域の移動を容易に行うことができる。なお、移動部40により第1空間34Aに供給される第1媒体と、摩擦力低減部50によりハウジング溝部25の内部に供給される第2媒体とは、同一の媒体(気体、液体など)であってもよいし、異なる媒体(気体、液体など)であってもよい。
 (8)ある実施例における機械装置は、上記軸受装置1を備えている。
 上述した軸受装置1は、任意の機械装置に備えられていればよいが、たとえば風力発電装置、潮力発電装置、大型船舶、大型トラック、大型タービンなどに備えられている。このような機械装置は、軸受寿命が長い軸受装置1を備えているため、従来の機械装置と比べて軸受寿命に達したことによる軸受30,70の交換作業の頻度を低減することができる。また、風力発電装置など、軸受30,70の交換作業が極めて高コストであり交換作業が困難であるために装置の寿命が軸受寿命に左右される機械装置では、機械装置自体を長寿命化することができる。
 (9)ある実施例における軸受30,70は、上記軸受装置1に備えられている。
 上述した軸受装置1は、軸受30,70の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域が周方向の一部に形成されている外輪32,72を含む軸受30,70を備えている。当該軸受30,70は、移動部40により負荷域を移動可能に設けられている限りにおいて任意の構成を備えていればよく、転がり軸受30であってもよいし、滑り軸受70であってもよい。たとえば、外輪溝部34,74が形成されている軸受70を含む滑り軸受70であってもよい。このような軸受30,70は、移動部40により負荷域を移動可能に設けられているため、負荷域が外輪32,72における所定の位置に固定されている従来の軸受装置に備えられている軸受と比べて、長寿命である。
 (10)ある実施例において、軸受装置201は、内輪231と、内輪231の外周を囲むように形成された外輪232とを含む軸受230を備え、軸受230の作動時は外輪232が軸受230の周方向に回転する一方、内輪231は周方向に回転しないように構成されており、内輪231の周方向の一部は、軸受230の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域となっており、内輪231において負荷域を移動可能な移動部250をさらに備える。
 図17を参照して、内輪231は、軸受230の静止時におけるラジアル荷重(以下、単に静止荷重という)を受ける負荷域が軸受230の周方向R(以下、単に周方向Rという)の一部に形成されていることから、本実施例における軸受230は内輪231に静止荷重が加えられるいわゆる内輪静止荷重(あるいは軸静止荷重)の軸受230である。なお、軸受230には、たとえば転がり軸受や滑り軸受などを採用することができる。軸受230が滑り軸受である場合には、内輪231は固定軸として構成されており、外輪232は軸受として構成されていればよい。
 このような軸受230の内輪231における負荷域を移動部250により移動させることで、静止荷重が内輪231の周方向Rにおける一部の特定領域に加えられ続ける(言い換えると、負荷域が内輪231の周方向Rにおいて特定の位置に固定される)ことを回避することができる。その結果、軸受寿命が長い軸受装置201を得ることができる。なお、移動部250による内輪231における負荷域の移動は、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域と重ならない領域を新たな負荷域とするように移動させてもよいし、先の使用時における負荷域において最も大きな静止荷重を受けていた一部(最大面圧部)以外の領域と部分的に重なる領域を新たな負荷域とするように移動させてもよい。
 また、移動部250による負荷域の移動は、たとえば負荷域において局所的な金属疲労が進行して剥離等の異常が発生させる前に実施されてもよいし、負荷域において局所的な金属疲労が進行して剥離等の異常が確認された後に実施されてもよい。
 いずれの場合にも、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域(少なくとも最大面圧部)と重ならない領域を負荷域として、交換作業を行うことなく1つの軸受装置201を継続して使用することができ、軸受寿命が長い軸受装置201を提供することができる。
 (11)別の実施例において、移動部250は、内輪231において負荷域を周方向Rに移動可能に設けられている。
 このようにすれば、内輪231における負荷域を容易に移動させることができる。また、内輪231の全周にわたって負荷域を移動させることができるため、たとえば内輪231の周方向Rの全領域に少なくとも1度は負荷域が形成されるまで軸受装置201を継続して使用することができる。その結果、従来の軸受装置と比べて、軸受寿命が極めて長い軸受装置201を提供することができる。
 (12)別の実施例において、軸受230は、転がり軸受であり、軸受230の作動時に内輪231が固定されている遊星軸221と、円環状であって、その内周側において遊星軸221とはめあわされるとともに内輪231と接続されており、内輪231と一体として遊星軸221に対し移動可能に設けられている間座234とをさらに備え、間座234において遊星軸221との接触面231Aには、周方向に延在する間座溝部235が形成されており、間座溝部235の内部は、遊星軸221から突出する突出部材227により互いに独立し周方向Rに並ぶ第1空間235Aと第2空間235Bとに区分されており、移動部250は、第1空間235Aを広げるように第1空間235Aに第1媒体を供給可能に設けられている。
 このようにすれば、間座溝部235は間座234上に(内輪231の転走面以外の面上に)形成されているため、移動部250により転がり軸受230の回転動作を妨げることなく負荷域を移動可能である。さらに、第1空間235Aと第2空間235Bとは少なくとも周方向において遊星軸221に位置決めされた突出部材227により区分されているため、第1空間235Aの周方向Rにおける一方端は突出部材227により軸受装置201において固定端として構成されている。第1空間235Aの他方端は、間座234において遊星軸221との接触面231A上に設けられた間座溝部235の端部であり、内輪231が遊星軸221に対して周方向Rにおいて相対的に移動可能であるため、軸受装置201において周方向Rに移動可能に構成されている。そのため、移動部250は、第1空間235Aに第1媒体(気体、液体など)を供給することにより、上記他方端を突出部材227(上記一方端)から周方向Rにおいて離れるように移動させることができる。その結果、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域と異なる領域を負荷域とすることができる。したがって、軸受230の交換作業を行うことなく1つの軸受装置201を継続して使用することができ、軸受寿命が長い軸受装置201を提供することができる。
 (13)別の実施例において、軸受装置201は、第2空間235Bと軸受装置201の外部とをつなぐ流通路(第2流通孔224)を含む。
 第1空間235Aおよび第2空間235Bは、間座溝部235の内部において突出部材227が配置されている領域以外の領域に形成されており、第1空間235Aの容積と第2空間235Bの容積との和は内輪231における負荷域の位置(異なる観点から言えば間座溝部235と突出部材227との相対的な位置関係)によらず一定である。そのため、移動部250により第1空間235Aを広げるように第1空間235Aに第1媒体が供給されると、第1空間235Aが周方向Rに広がって第1空間235Aの容積が大きくなるとともに第2空間235Bの容積が小さくなる。そのため、軸受装置201が第2空間235Bと外部とをつなぐ流通路を含む、たとえば遊星軸221が第2空間235Bと遊星軸221の外部とを接続する第2流通孔224を含むことにより、第1空間235Aに第1媒体を供給するとともに第2空間235Bに充填されていた第1媒体(気体、液体など)を外部に逃がすことができる。その結果、第2空間235Bの容積が小さくなる際に第2空間235B内の第1媒体が圧縮され、第2空間235Bの圧力が高まり、移動部250による負荷域の移動が妨げられることを抑制することができる。
 (14)別の実施例において、突出部材227は遊星軸221の表面から突出した状態と、表面から突出していない状態とに位置変更可能となっている。
 このような軸受装置201は遊星歯車機構200を備える場合に好適である。遊星歯車機構200の一般的な組み立て作業では、まず軸受(内輪231)と間座234とが予め取り付けられた遊星歯車220を準備し、これを支持部(キャリア222)において遊星歯車220が取り付けられる所定の位置に設置する。つまり、キャリア222において遊星軸221が支持される部分(穴)と、内輪231および間座234において遊星軸221が挿入される貫通孔とが重なるように遊星歯車220とキャリア222とを配置する。次に、遊星軸221をキャリア222の穴と内輪231および間座234の貫通孔に同時に挿入する。そのため、突出部材227が遊星軸221の表面から常に突出した状態として設けられている場合には、上記のような一般的な組み立て方法で遊星歯車機構200を組み立てることが不可能である。
 また、突出部材227が遊星軸221の表面から常に突出した状態として設けられている場合にも、キャリア222が軸方向に分割されているか、あるいはキャリア222の穴が半径方向に分割されていれば遊星歯車機構として組み立てることは可能となる。しかし、そのような遊星歯車機構では、上記のような一般的な組み立て作業によって組み立てられた従来の遊星歯車機構と同等の強度や位置合わせ精度を実現することは困難である。
 これに対し、本実施例における軸受装置201では、突出部材227は遊星軸221の表面から突出した状態と、表面から突出していない状態とに位置変更可能に設けられていることにより、軸受装置201は高強度で高い位置合わせ精度を有する遊星歯車機構200を備えることができる。
 (15)別の実施例において、軸受装置201は、内輪231と遊星軸221との摩擦力を低減させる摩擦力低減部260をさらに備え、遊星軸221において内輪231との接触面221Aには固定軸溝部225が形成されており、固定軸溝部225と内輪231との間には第3空間が形成されており、摩擦力低減部260は、第3空間内に第2媒体を供給可能に設けられている。
 たとえば内輪231と遊星軸221との接触面において鉛直方向の上方に位置する部分に軸受230の自重が負荷されている場合、当該部分には移動部250による負荷域の移動を妨げる摩擦力が生じる。このような場合、摩擦力低減部260により当該摩擦力を低減することにより、移動部250による負荷域の移動を容易に行うことができる。
 (16)別の実施例において、軸受230は転がり軸受であり、内輪231が固定されている遊星軸221と、遊星軸221を支持する支持部280とをさらに備え、支持部280において遊星軸221との接触面には、周方向Rに延在する支持部溝部281が形成されており、支持部溝部281の内部は、遊星軸221から突出する凸部283により互いに独立し周方向Rに並ぶ第4空間281Aと第5空間281Bとに区分されており、移動部250は、第4空間281Aを広げるように第4空間281Aに第1媒体を供給可能に設けられている。
 このようにすれば、遊星軸221が支持部280に対して周方向Rにおいて相対的に移動可能に設けられており、第4空間281Aの一方端は凸部283により支持部溝部281の内部を周方向Rに移動可能に構成されている。そのため、移動部250は、第4空間281Aに第1媒体(気体、液体など)を供給することにより、上記他方端を突出部材227(上記一方端)から周方向Rにおいて離れるように移動させることができる。その結果、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域と異なる領域を負荷域とすることができ、交換作業を行うことなく1つの軸受装置201を継続して使用することができ、軸受寿命が長い軸受装置201を提供することができる。
 また、支持部溝部281は内輪231の転走面以外の面上に形成されているため、移動部250は転がり軸受230の回転動作を妨げることなく負荷域を移動可能である。
 (17)別の実施例において、軸受230は滑り軸受であり、内輪231が固定されている遊星軸221と、遊星軸221を支持する支持部280とをさらに備える。移動部250は、支持部280に対して内輪231を相対的に移動させることにより、内輪231において負荷域を移動可能に設けられている。
 このようにすれば、軸静止荷重の滑り軸受230を備える軸受装置201であっても、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域と異なる領域を負荷域とすることができ、交換作業を行うことなく1つの軸受装置201を継続して使用することができ、軸受寿命が長い軸受装置201を提供することができる。
 (18)別の実施例において、支持部280において遊星軸221との接触面には、周方向Rに延在する支持部溝部281が形成されており、支持部溝部281の内部は、遊星軸221から突出する凸部283により互いに独立し周方向Rに並ぶ第4空間281Aと第5空間281Bとに区分されており、移動部250は、第4空間281Aを広げるように第4空間281Aに第1媒体を供給可能に設けられている。
 このようにすれば、遊星軸221が支持部280に対して周方向Rにおいて相対的に移動可能に設けられており、第4空間281Aの一方端は凸部283により支持部溝部281の内部を周方向Rに移動可能に構成されている。そのため、移動部250は、第4空間281Aに第1媒体(気体、液体など)を供給することにより、上記他方端を突出部材227(上記一方端)から周方向Rにおいて離れるように移動させることができる。その結果、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域と異なる領域を負荷域とすることができ、交換作業を行うことなく1つの軸受装置201を継続して使用することができ、軸受寿命が長い軸受装置201を提供することができる。
 また、支持部溝部281は内輪231(遊星軸221)と外輪232との滑り面以外の面上に形成されているため、移動部250は滑り軸受230の回転動作を妨げることなく負荷域を移動可能である。
 (19)別の実施例において、遊星軸221と支持部222との摩擦力を低減させる摩擦力低減部260をさらに備え、遊星軸221において支持部222との接触面221Aには固定軸溝部225が形成されており、固定軸溝部225と遊星軸221との間には第6空間が形成されており、摩擦力低減部260は、第6空間内に第2媒体を供給可能に設けられている。
 たとえば内輪231と遊星軸221との接触面において鉛直方向の上方に位置する部分に軸受230の自重が負荷されている場合、当該部分には移動部250による負荷域の移動を妨げる摩擦力が生じる。このような場合、摩擦力低減部260により当該摩擦力を低減することにより、移動部250による負荷域の移動を容易に行うことができる。なお、移動部250により第1空間235Aに供給される第1媒体と、摩擦力低減部260により第6空間の内部に供給される第2媒体とは、同一の媒体(気体、液体など)であってもよいし、異なる媒体(気体、液体など)であってもよい。
 (20)移動部250は、油圧アクチュエータを含む。
 油圧アクチュエータとは、油圧として入力されたエネルギーを外輪232の動力に変換する任意の装置であり、たとえば油圧ポンプや油圧ジャッキなどであってもよい。移動部250が油圧アクチュエータを含むことで、たとえば内輪の外径が1メートル以上ある大型の軸受装置201であっても、移動部250は大型の内輪を移動(回転)させるのに必要な大きなトルクを容易に発生させることができる。また、油圧アクチュエータを含む移動部250は高い安定性、制御性などを有している。そのため、油圧アクチュエータを含む移動部250は、上記のようなサイズや設置場所等の制約により交換作業が困難な軸受230を備える軸受装置201の移動部250として、好適である。
 (21)ある実施例における機械装置100は、上記軸受装置201を備えている。
 上述した軸受装置201は、任意の機械装置100に備えられていればよいが、たとえば風力発電装置、潮力発電装置などの遊星歯車機構を有する機械装置や、大型の圧延ローラやガイドローラなどの機械装置に備えられていればよい。このような機械装置100は、軸受寿命が長い軸受装置201を備えているため、従来の機械装置と比べて軸受寿命に達したことによる軸受230の交換作業の頻度を低減することができる。また、風力発電装置など、軸受230の交換作業が極めて高コストであり交換作業が困難であるために装置の寿命が軸受寿命に左右される機械装置では、機械装置自体を長寿命化することができる。
 (22)別の実施例における軸受230は、上記軸受装置201に備えられている。
 上述した軸受装置201は、軸受230の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域が周方向Rの一部に形成されている内輪231を含む軸受230を備えている。当該軸受230は、移動部250により負荷域を移動可能に設けられている限りにおいて任意の構成を備えていればよく、転がり軸受230であってもよいし、すべり軸受230であってもよい。このような軸受230は、移動部250により負荷域を移動可能に設けられているため、負荷域が内輪231における特定の位置に固定されている従来の軸受装置に備えられている軸受と比べて、長寿命である。
 (実施の形態1)
 次に、図1~図3を参照して、実施の形態1に係る軸受装置1について説明する。軸受装置1は、回転軸10と、ハウジング20と、転がり軸受30とを備える。
 回転軸10は、軸受装置1において回転可能に設けられている軸である。ハウジング20は、軸受装置1において回転不能に設けられている部材である。
 転がり軸受30は、任意の構造を備えていればよいが、たとえば自動調心ころ軸受である。転がり軸受30は、内輪31と、外輪32と、複数の転動体33(たとえば球面ころ)とを含む。内輪31はその外周面に複数の転動体33と接触している転走面を有しており、外輪32はその内周面に複数の転動体33と接触している転走面を有している。
 内輪31はその転走面よりも内側において回転軸10とははめあわされており、外輪32はその転走面よりも外側においてハウジング20とはめあわされている。内輪31と回転軸10とは、一体として回転可能に設けられている。外輪32とハウジング20とは、転がり軸受30の稼働時には相対的な位置が変化しないようになっているが、後述するようにメンテナンス時などに周方向において相対的に移動可能に設けられている。すなわち、転がり軸受30は、いわゆる外輪静止荷重の転がり軸受である。
 外輪32においてハウジング20との接触面32Aには、周方向に延在する外輪溝部34が形成されている。外輪溝部34は周方向に延在しており、かつ周方向において端部を有している(全周に連なっていない)限りにおいて、周方向において任意の領域に任意の長さにわたって形成されていればよい。好ましくは、外輪溝部34は外輪32とハウジング20との接触面32Aの大部分に渡って形成されている。このようにすれば、外輪溝部34が周方向に広く形成されているため、周方向における外輪32の移動可能範囲を長くとることができる。より好ましくは、外輪溝部34は周方向において複数形成されており、複数の外輪溝部34は回転軸10を挟んで対向するように配置されている。このようにすれば、外輪溝部34(の内部に形成される第1空間34A)に移動部40によって第1媒体が供給されたときにも、第1媒体が外輪32に対し径方向に及ぼす力を相殺して、第1媒体が外輪32に対し周方向に及ぼす力を効果的に利用することができる。
 外輪溝部34は、1つの転がり軸受30の軸方向(以下、単に軸方向という)において、少なくとも1つ形成されていればよく、複数形成されていてもよい。
 外輪溝部34は、軸方向において外輪溝部34のハウジング20との接触面32A上の任意の位置に形成されていればよいが、たとえば軸方向における中央に形成されている。
 なお、外輪溝部34の周方向における一方端部は、後述する第1空間34Aの周方向における固定端(突出部材22と第1空間34Aとの接続端面)以外の端部を構成し、その他方端部は、後述する第2空間34Bの周方向における固定端(突出部材22と第2空間34Bとの接続端面)以外の端部を構成している。
 外輪溝部34の内部は、ハウジング20から突出する突出部材22により互いに独立し周方向に並ぶ第1空間34Aと第2空間34Bとに区分されている。つまり、第1空間34Aは、周方向に延びるように形成されており、周方向における一方の端部が突出部材22と第1空間34Aとの接続端面であって、他方の端部が外輪溝部34の周方向における一方端部である。また、第2空間34Bは、周方向に延びるように形成されており、周方向における一方の端部が突出部材22と第2空間34Bとの接続端面であって、他方の端部が外輪溝部34の周方向における他方端部である。
 第1空間34Aが最も広がったときの第1空間34Aの周方向における両端部間と軸受30の軸心との成す角度は、移動部40がハウジング20に対し外輪32を移動可能な角度に相当し、たとえば160度程度とすることができる。
 突出部材22は、外輪32とハウジング20との接触面32Aよりも回転軸10側に向かって突出している。突出部材22は、任意の構成を備えていればよいが、たとえば転がり軸受30の周方向において外輪溝部34と嵌合可能に設けられている。このとき、突出部材22と外輪溝部34とが嵌合可能な領域は周方向にわたって広く形成されている。言い換えると、外輪溝部34の周方向に垂直な断面形状は周方向にわたって等しく設けられており、かつ外輪溝部34の周方向に垂直な断面形状と突出部材22の周方向に垂直な断面形状とが等しく設けられている。このようにすれば、後述する移動部40により第1空間34Aに第1媒体(たとえば高い圧力を有する油)を供給して第1空間34Aを周方向に広げるときにも、突出部材22と外輪溝部34との嵌合状態を維持しながら外輪32をハウジング20に対して相対的に移動させることができる。
 突出部材22には、第1空間34Aと外部とを接続するための第1貫通孔23と、第2空間34Bと外部とを接続するための第2貫通孔24とが形成されている。つまり、外輪溝部34の内部における第1貫通孔23の開口端と、外輪溝部34の内部における第2貫通孔24の開口端とは、周方向において互いに反対方向に向いて形成されている。第1貫通孔23と第2貫通孔24とは互いに独立している。
 移動部40は、突出部材22における第1貫通孔23を介して第1空間34Aに接続されている。なお第2空間34Bは、第2貫通孔24を介してハウジング20の外部に接続されている。移動部40は、第1空間34Aを広げるように第1空間34Aに第1媒体を突出部材22を介して供給可能に設けられている。移動部40は、外輪32における負荷域を移動可能な限りにおいて、任意の構成を備えていればよいが、たとえば油圧アクチュエータを含む。つまり、第1媒体は、気体や液体のうちから任意に選択され得るが、たとえば高い圧力の油である。
 次に、本実施の形態1に係る軸受装置1の作用効果について説明する。軸受装置1では、外輪32においてハウジング20との接触面32Aには、周方向に延在する外輪溝部34が形成されており、外輪溝部34の内部は、ハウジングから突出する突出部材22により互いに独立し周方向に並ぶ第1空間34Aと第2空間34Bとに区分されており、移動部40は、第1空間34Aを広げるように第1空間34Aに第1媒体を突出部材22を介して供給可能に設けられている。
 そのため、外輪溝部34は外輪32の転走面以外の面上に形成されているので、移動部40は転がり軸受30の回転動作を妨げることなく負荷域を移動可能である。さらに、第1空間34Aと第2空間34Bとは突出部材22により区分されているため、第1空間34Aの周方向における一方端はハウジング20に固定された突出部材22により軸受装置1において固定端として構成されている。第1空間34Aの他方端は、外輪32においてハウジング20との接触面上に設けられた外輪溝部34の端部であり、外輪32がハウジングに対して周方向において相対的に移動することにより、軸受装置1において周方向に移動可能に構成されている。そのため、移動部40は、第1空間34Aに第1媒体(気体、液体など)を供給することにより、上記他方端を突出部材22(上記一方端)から周方向において離れるように移動させることができる。その結果、たとえば金属疲労が進行した先の使用時における負荷域(少なくとも最大面圧部)と重ならない領域を負荷域とすることができ、交換作業を行うことなく1つの軸受装置1を継続して使用することができる。
 また、移動部40は、第2空間34Bと外部とをつなぐ貫通孔を含んでいるため、第1空間34Aが周方向に広がって第1空間34Aの容積が大きくなることにより第2空間34Bの容積が小さくなっても、第2空間34Bに充填されていた第1媒体(気体、液体など)を外部に逃がすことができる。その結果、第2空間34Bの容積が小さくなる際に第2空間34B内の第1媒体が圧縮され、第2空間34Bの圧力が高まり、移動部40による負荷域の移動が妨げられることを抑制することができる。
 また、移動部40は、油圧アクチュエータを含んでいるため、たとえば外径が1メートル以上ある大型の外輪32をわずかに移動(回転)させる場合にも、十分に大きなトルクを容易に発生させることができる。また、このようにすれば、移動部40は高い安定性、制御性などを有するため、軸受装置1の軸受寿命が移動部40により制限されることを抑制することができる。
 本実施の形態1に係る軸受装置1は、軸受30を備えている様々な機械装置に適用可能であるが、特に軸受30の交換が容易に行えない機械装置に有利に適用される。図1に示すように、軸受装置1は、たとえば風力発電装置100に備えられており、回転軸10が旋回翼60の中心軸として構成されていてもよい。
 本実施の形態1に係る軸受装置1に備えられている軸受30は、上述のように、外輪32におけるハウジング20との接触面32Aに外輪溝部34が周方向に延びるように形成されている。
 図1を参照して、本実施の形態1に係る軸受装置1は、外輪32とハウジング20との接触面20Aにおける摩擦力を低減させる摩擦力低減部50をさらに備えていてもよい。
 ハウジング20において、外輪32との接触面20Aにはハウジング溝部25が形成されており、摩擦力低減部50は、ハウジング溝部25内に第2媒体を供給可能に設けられている。
 ハウジング溝部25は、移動部40により外輪32とハウジング20とを相対的に移動させる際に外輪32とハウジング20との間で摩擦力が生じる領域(たとえば軸受30よりも鉛直方向下方に位置する領域)の少なくとも一部上に形成される。ハウジング溝部25は、たとえば軸受30の周方向に延びるように形成されていてもよい。ハウジング溝部25は、1つの軸受30において1以上の任意の数だけ形成されていればよいが、たとえば外輪溝部34と重ならない領域に複数形成されている。
 このようにすれば、外輪32とハウジング20とがこれらの接触面20Aの少なくとも一部において第2媒体(気体、液体など)を介して接続されるため、外輪32とハウジング20との摩擦力を低減することができる。この結果、移動部40による負荷域の移動を容易に行うことができる。
 本実施の形態1において、外輪溝部34は軸方向における中央に形成されているが、図4および図5を参照して、外輪溝部34は外輪32において径方向における厚みが相対的に厚い部分に設けられていてもよい。たとえば、外輪32が軸方向における端部が中央部よりも厚く設けられている場合には、外輪溝部34は外輪32の軸方向における一方端の近傍あるいは両端の近傍に形成されていてもよい。
 外輪溝部34やハウジング溝部25が形成されていることにより、ラジアル荷重が負荷されたときの外輪32の変形量は若干大きくなる。このような変形量の微増が許容できない場合には、図4および図5に示すように外輪32における厚肉部に外輪溝部34を形成することにより、当該変形量の増加を抑制することができる。
 また、外輪溝部34は、外輪32における転走面以外の任意の面上に形成されていてもよく、たとえば外輪幅面(軸方向における端面)上に設けられていてもよい。このようにしても、ラジアル荷重が負荷されたときの外輪32の変形量の増加を抑制することができ、かつ移動部40によって外輪32における負荷域を移動することができる。
 また、本実施の形態1に係る軸受装置1は転がり軸受30を備えているが、図6および図7を参照して、滑り軸受70を備えていてもよい。この場合には、移動部40は、外輪72における負荷域を移動可能に設けられていればよい。たとえば、回転軸(転動軸)10とすべり接触する外輪72を本実施の形態1における外輪32(図1参照)と同様の構成として設ければよい。すなわち、外輪72においてハウジング20との接触面72Aには、周方向に延在する外輪溝部74が形成されており、外輪溝部74の内部は、ハウジング20から突出する突出部材22により互いに独立し周方向に並ぶ第1空間74Aと第2空間74Bとに区分されており、移動部40は、第1空間74Aを広げるように第1空間74Aに第1媒体を突出部材22を介して供給可能に設けられていてもよい。このようにしても、本実施の形態1に係る軸受装置1、機械装置100および軸受30と同様の効果を奏することができる。
 (変形例1)
 また、図8~図10、図11および図12を参照して、本実施の形態1に係る軸受装置1は、第1空間34Aを軸方向において閉じる軸方向シール部材35をさらに備えているのが好ましい。
 また、図9、図10、図13~図15を参照して、軸受装置1は、第1空間34Aを周方向において閉じる周方向シール部材36,37をさらに備えているのが好ましい。
 軸方向シール部材35は、少なくともハウジング20と外輪32との接触面と外輪溝部34において軸方向に交差する方向(たとえばラジアル方向)に沿って延びる内周面との接続部を覆うように設けられている。軸方向シール部材35は、たとえば、シール部分351,352と、シール部分351,352間を接続する接続部分353とを有している。軸方向シール部材35を構成する材料は、たとえば弾性を有し、第1媒体に対し耐性を有する任意の材料であればよいが、たとえばニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴムなどのゴム、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ABS樹脂などの樹脂、あるいは上記材料を繊維強化した材料、異種材料で積層した材料を例示できる。
 シール部分351,352は、軸方向シール部材35のラジアル方向における外周端および内周端を構成可能に設けられている。シール部分351,352は、ラジアル方向においてハウジング20と面接触または線接触している外周端E1と外輪32(外輪溝部34の軸方向および周方向に沿って延びる内周面の少なくとも一部)と面接触または線接触している内周端E2とを有しており、かつ、外輪溝部34の上記内周面と面接触または線接触している側端E3を有している。シール部分351,352は、軸方向において第1空間34Aおよび第2空間34Bを挟んで互いに対向している。言い換えると、シール部分351,352において側端E3の反対側に位置する側端は、第1空間34Aおよび第2空間34Bに面している。
 接続部分353は、たとえばシール部分351,352の内周端E2を接続するように設けられており、シール部分351,352の内周端E2と連なる内周端E2を有している。接続部分353において内周面E2の反対側に位置する外周面は、第1空間34Aおよび第2空間34Bに面している。軸方向シール部材35の内周面E2は、外輪溝部34内において軸方向に沿って延びる内周面の全面と面接触するように設けられていてもよい。
 軸方向シール部材35において外輪溝部34の内部に表出している部分(シール部分351,352において側端E3の反対側に位置する側端および接続部分353において内周面E2の反対側に位置する外周端)は、突出部材22、周方向シール部材36,37と線接触または面接触しており、少なくとも突出部材22および周方向シール部材36と摺動可能に設けられている。なお、軸方向シール部材35は、周方向シール部材37と摺動可能に設けられていてもよい。
 軸方向シール部材35の周方向における一端および他端は、それぞれ外輪溝部34の周方向における一端および他端とそれぞれ接続されている。軸方向シール部材35は、周方向において第1空間34Aが形成されている側の一端が後述する周方向シール部材37とも接続されている。また、軸方向シール部材35は、周方向シール部材36とも摺動可能に接続されているのが好ましい。
 軸受装置1において外輪溝部34が複数形成されている場合には、軸方向シール部材35は各外輪溝部34内において上述のように設けられているのが好ましい。図8~図10、図11および図12に示される2つの軸方向シール部材35は、2つの外輪溝部34内にそれぞれ配置され、当該外輪溝部34内の第1空間34Aを軸方向においてシールしている。
 このように軸方向シール部材35が第1空間34Aとハウジング20と外輪32との内周面との接続部を覆うように設けられていれば、第1空間34Aに供給された第1媒体が上記接続部から外部へ漏れ出ることを抑制することができる。そのため、移動部40は、軸受装置が軸方向シール部材を備えない場合と比べて、より少ない量の第1媒体によって第1空間34Aの上記他方端を移動させることができる。その結果、軸方向シール部材35を備える軸受装置1は、軸方向シール部材35を備えない軸受装置と比べて、より効率的に長い軸受寿命を実現できる。
 周方向シール部材36および周方向シール部材37は、周方向において第1空間34Aを挟むように設けられている。周方向シール部材36は、少なくとも第1空間34Aと、第1空間34Aと第2空間34Bとを区分する突出部材22とハウジング20との接触面との接続部を覆うように設けられている。周方向シール部材36は、周方向における一端E4が第1空間34Aに面しており、周方向における他端E5が突出部材22と接続されている。周方向シール部材36は、上述のように、軸方向シール部材35と摺動可能に接続されている。周方向シール部材36,37を構成する材料は、たとえば弾性を有し、第1媒体に対し耐性を有する任意の材料であればよいが、たとえばニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴムなどのゴム、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ABS樹脂などの樹脂、あるいは上記材料を繊維強化した材料、異種材料で積層した材料を例示できる。
 周方向シール部材37は、少なくともハウジング20と外輪32との接触面と外輪溝部34においてラジアル方向に沿って延びる内周面との接続部を覆うように設けられている。周方向シール部材37の周方向における一端E4は、第1空間34Aに面しており、かつ周方向シール部材36の上記一端E4と第1空間34Aを挟んで対向している。周方向シール部材37の周方向における他端E5は、外輪溝部34の周方向における端部と接続されており、たとえば当該端部に固定されている。周方向シール部材37は、軸方向シール部材35に固定されていてもよい。
 周方向シール部材36,37は、たとえば一端E4が他端E5よりも広く設けられている。一端E4には、他端E5側に向かって凹んでいる凹部38が形成されている。上述のように、周方向シール部材36,37は、それぞれの一端E4が第1空間34Aに面するように配置されている。このとき、周方向シール部材36,37の当該一端E4においてラジアル方向の外周側に位置する部分はハウジング20と線接触または面接触しており、内周側に位置する部分は軸方向シール部材35と線接触または面接触している。また、周方向シール部材36,37の当該一端E4において軸方向の一方および他方の側に位置する部分は軸方向シール部材35と線接触または面接触している。
 周方向シール部材36,37の凹部38内は第1空間34Aの一部を構成し、凹部38内にも第1媒体が供給される。これにより、周方向シール部材36,37は、凹部38内に供給された第1媒体によりハウジング20または軸方向シール部材35に押圧される。
 このように周方向シール部材36,37が第1空間34Aとハウジング20と外輪32との内周面との接続部およびハウジング20と突出部材22との接続部を覆うように設けられていれば、第1空間34Aに供給された第1媒体が上記接続部に漏れ出ることを抑制することができる。そのため、移動部40は、軸受装置が軸方向シール部材を備えない場合と比べて、より少ない量の第1媒体によって第1空間34Aの上記他方端を移動させることができる。その結果、軸方向シール部材35を備える軸受装置1は、軸方向シール部材35を備えない軸受装置と比べて、より効率的に長い軸受寿命を実現できる。
 また、周方向シール部材36,37において一端E4に凹部38が形成されていることにより、周方向シール部材36,37は、第1空間34Aに供給された第1媒体により凹部38内からを押圧されることになる。そのため、周方向シール部材36,37の一端E4においてハウジング20および軸方向シール部材35と接触している上記部分は、凹部38が形成されていない場合と比べてより強くハウジング20および軸方向シール部材35と接触することができる。
 なお、図8~図10は、軸方向シール部材35および周方向シール部材36,37が転がり軸受30を備える軸受装置1に適用された例を示すが、上述した軸方向シール部材35および周方向シール部材36,37は、図6および図7に示される滑り軸受70を備える軸受装置1にも同様に適用され得る。
(実施の形態2)
 次に、図16~図24を参照して、実施の形態2に係る軸受装置201について説明する。軸受装置201は、遊星軸221と、内輪231が遊星軸221に固定されている軸受230とを備える限りにおいて任意の構成を備えていればよい。軸受装置201は、たとえば遊星歯車機構200を備える。
 遊星歯車機構200は、太陽歯車210と、遊星歯車220と、遊星軸受230と、内歯車240とを含む。太陽歯車210は、出力軸211と接合されている。
 遊星歯車220は、遊星軸221と遊星軸受230を介して接続されている。遊星軸221は、キャリア222(支持部)により支持されている。キャリア222は、軸受装置201において回転可能に設けられている。つまり、遊星歯車220は、キャリア222により公転可能に支持されている。
 遊星軸受230は、たとえば転がり軸受である。遊星軸受230は、任意の構造を備えていればよいが、たとえば自動調心ころ軸受である。遊星軸受230は、内輪231と、外輪232と、複数の転動体233(たとえば球面ころ)とを含む。内輪231はその外周面に複数の転動体233と接触している転走面を有しており、外輪232はその内周面に複数の転動体233と接触している転走面を有している。
 内輪231はその転走面よりも径方向の内側において遊星軸221とははめあわされており、外輪232はその転走面よりも径方向の外側において遊星歯車220とはめあわされている。内輪231と遊星軸221とは、周方向Rにおいて相対的に移動可能であって、キャリア222によって公転可能に設けられている。外輪232と遊星歯車220とは互いに固定され一体として回転可能に設けられている。あるいは外輪232自体が遊星歯車220として構成されて回転可能に設けられていてもよい。すなわち、転がり軸受230は、いわゆる内輪静止荷重の転がり軸受である。なお、軸受装置201の作動時には、外輪232が周方向Rに回転する一方、内輪231は周方向Rに回転しないように構成されている。
 軸受装置201において、転がり軸受230は1つの遊星軸221に任意の数だけ取り付けられていればよいが、たとえば1つの遊星軸221に2つの転がり軸受230が取り付けられている。2つの転がり軸受230は、たとえばその軸方向において間座234を挟んで平行に配置され、間座234により相対的に位置決めされている。
 図17および図24を参照して、間座234は、内輪231と同様に円環状に設けられており、その内部において遊星軸221とはめあわされている。間座234と内輪231とは、少なくとも周方向Rおよび転がり軸受230の径方向(以下、単に径方向という)において互いに固定され一体として移動可能に設けられている。内輪231と間座234とは、たとえば軸方向において嵌合可能に設けられている。たとえば、内輪231には軸方向において間座234と接続される面から軸方向に凹んだ凹部が設けられているとともに、間座234には軸方向において内輪231と接続される面から軸方向に突出した凸部が設けられており、間座234の凸部が内輪231の凹部に嵌合されることにより内輪231と間座234とが互いに固定され一体として移動可能に設けられていてもよい。また、内輪231に設けられた凸部と間座234に設けられた凹部とが嵌合されることにより内輪231と間座234とが互いに固定され一体として移動可能に設けられていてもよい。間座234において遊星軸221との接触面には、周方向Rに延在する間座溝部235が形成されている。
 間座溝部235は周方向Rに延在しており、かつ周方向Rにおいて端部を有している(全周に連なっていない)限りにおいて、周方向Rにおいて任意の領域に任意の長さにわたって形成されていればよい。異なる観点から言えば、間座234の内周面234Aには、遊星軸221の外周面221Aと摺動する接触部236が周方向Rにおいて一部分に形成されている。好ましくは、間座溝部235は内輪231と遊星軸221との接触面の大部分に渡って形成されている。このようにすれば、間座溝部235が周方向Rに広く形成されているため、周方向Rにおける内輪231の移動可能範囲を長くとることができる。より好ましくは、間座溝部235は周方向Rにおいて複数形成されており、複数の間座溝部235は遊星軸221を挟んで対向するように配置されている。このようにすれば、間座溝部235(間座溝部235の内部に形成される第1空間235A)に移動部250によって第1媒体が供給されたときにも、第1媒体が内輪231に対し径方向に及ぼす力を相殺して、第1媒体が内輪231に対し周方向Rに及ぼす力を効果的に利用することができる。
 間座溝部235は、1つの転がり軸受230の軸方向(以下、単に軸方向という)において、少なくとも1つ形成されていればよく、複数形成されていてもよい。複数の間座溝部235は、それぞれ同一の構成を備えていてもよいし、異なっていてもよい。
 間座溝部235は、軸方向において間座溝部235の遊星軸221との接触面上の任意の位置に形成されていればよいが、たとえば軸方向における中央に形成されている。
 なお、間座溝部235の周方向Rにおける一方端部は、後述する第1空間235Aの周方向Rにおける固定端(突出部材227と第1空間235Aとの接続端面)以外の端部を構成し、その他方端部は、後述する第2空間235Bの周方向Rにおける固定端(突出部材227と第2空間235Bとの接続端面)以外の端部を構成している。
 間座溝部235の内部は、遊星軸221から突出する突出部材227により互いに独立し周方向Rに並ぶ第1空間235Aと第2空間235Bとに区分されている。つまり、第1空間235Aは、周方向Rに延びるように形成されており、周方向Rにおける一方の端部が突出部材227と第1空間235Aとの接続端面であって、他方の端部が間座溝部235の周方向Rにおける一方端部である。また、第2空間235Bは、周方向Rに延びるように形成されており、周方向Rにおける一方の端部が突出部材227と第2空間235Bとの接続端面であって、他方の端部が間座溝部235の周方向Rにおける他方端部である。
 ここで、間座234は、上述のように、内輪231と一体として周方向Rに移動可能に設けられているため、間座234および内輪231は遊星軸221に対して相対的に移動可能である。そのため、間座234に設けられている間座溝部235と遊星軸221に対して位置決めされている突出部材227とは相対的な位置関係が変更可能に設けられている。間座溝部235と突出部材227との相対的な位置関係が変更されると、間座溝部235および突出部材227の形状は一定であるため、第1空間235Aおよび第2空間235Bはそれぞれ一方が広がると他方が狭まるように変化する。
 第1空間235Aが最も広がったときの第1空間235Aの周方向Rにおける両端部間と軸受230の軸心との成す角度は、移動部250が遊星軸221に対し内輪231を移動可能な角度に相当し、たとえば150度程度とすることができる。
 突出部材227は、内輪231において第1の穴228Aから内輪231と遊星軸221との接触面よりも外輪232側に向かって突出している。突出部材227は、径方向における一方の端部が第1の穴228Aの内部において支持部材229により支持されている状態で、他方の端部が間座溝部235と軸方向において嵌合している。
 第1の穴228Aは、遊星軸221において、突出部材227を収容可能であり、かつ周方向Rおよび軸方向において突出部材227を位置決め可能に設けられている。第1の穴228Aは、たとえば内輪231の軸心を通って径方向に延びるように設けられている。この場合には、第1の穴228Aは2つの突出部材227を収容可能であって、2つの突出部材227は第1の穴228Aから外輪232側に向かってそれぞれ突出している。
 遊星軸221には、第1の穴228Aと連なるとともに第1の穴228Aと交差する方向、たとえば軸方向に延びる第2の穴228Bが形成されている。第2の穴228Bは、支持部材229を収容可能であって、周方向Rおよび径方向において支持部材229を位置決め可能に設けられている。第2の穴228Bは、遊星軸221の軸方向における端面に連なっており、遊星軸221と遊星軸受230および間座234とをはめあせている状態で支持部材229を遊星軸221に対して出し入れ可能とするように設けられている。
 支持部材229は、第1の穴228Aの内部において突出部材227と接続されて突出部材227を径方向において支持可能に設けられている。突出部材227と支持部材229との接続面は、軸方向および径方向に対して傾斜している。これにより、支持部材229を遊星軸221の軸方向Aにおける端面に開口した第2の穴228Bに挿入して第1の穴228Aの内部にまで押し込むことにより、第1の穴228Aの内部に収容されていた突出部材227を径方向に移動させて間座溝部235と嵌合するまで突出させることができる。
 つまり、突出部材227は、支持部材229との接続の有無(支持部材229が第1の穴228Aの内部に挿入されているか否か)によって、遊星軸221の表面から突出した状態と、表面から突出しない状態とに変更可能に設けられている。
 間座234において、突出部材227と間座溝部235とが嵌合可能な領域は周方向Rにわたって広く形成されている。言い換えると、間座溝部235の周方向Rに垂直な断面形状は周方向Rにわたって等しく設けられており、かつ間座溝部235の周方向Rに垂直な断面形状と突出部材227の周方向Rに垂直な断面形状とがほぼ等しく設けられている。このようにすれば、後述する移動部250により第1空間235Aに第1媒体(たとえば高い圧力を有する油)を供給して第1空間235Aを周方向Rに広げるときにも、突出部材227と間座溝部235との嵌合状態を維持しながら内輪231および間座234を遊星軸221に対して相対的に移動させることができる。
 図18、図19および図20を参照して、遊星軸221には、第1空間235Aと外部とを接続するための第1流通孔223と、第2空間235Bと外部とを接続するための第2流通孔224とが形成されている。つまり、第1流通孔223および第2流通孔224は、周方向Rにおいて突出部材227および第1の穴228Aを挟むように配置されている。突出部材227を挟んで設けられている第1流通孔223と第2流通孔224とは、同一の間座溝部235に接続可能に設けられている。周方向Rにおいて複数の間座溝部235が形成されている場合には、第1流通孔223、第2流通孔224、突出部材227および間座溝部235は、周方向Rにおいて回転対称に設けられているのが好ましい。
 移動部250は、遊星軸221における第1流通孔223を介して第1空間235Aに接続可能に設けられている。軸受装置201には、たとえば移動部250に接続されており、第1媒体を流通可能なホースを第1流通孔223に接続するためのホース導入口251が形成されており、軸受装置201のメンテナンス時などにホース導入口251から上記ホースを導入して第1流通孔223に接続させてもよい。つまり、移動部250は、軸受装置201の運転時などにおいては第1流通孔223と接続されていなくてもよい。なお、第2空間235Bは、第2流通孔224を介して軸受装置201の外部と接続されている。
 移動部250は、第1空間235Aを広げるように、遊星軸221を介して第1空間235Aに第1媒体を供給可能に設けられている。移動部250は、内輪231における負荷域を移動可能な限りにおいて、任意の構成を備えていればよいが、たとえば油圧アクチュエータを含む。つまり、第1媒体は、気体や液体のうちから任意に選択され得るが、たとえば高い圧力の油である。
 次に、本実施の形態に係る軸受装置201の作用効果について説明する。軸受装置201は、内輪231において遊星軸221との接触面には、周方向Rに延在する間座溝部235が形成されており、間座溝部235の内部は、遊星軸221から突出する突出部材227により互いに独立し周方向Rに並ぶ第1空間235Aと第2空間235Bとに区分されている。移動部250は、第1空間235Aを広げるように、第1空間235Aに突出部材227を介して第1媒体を供給可能に設けられている。
 そのため、軸受装置201の作動時には外輪232が周方向Rに回転する一方、内輪231は周方向Rに回転しないように構成されていても、軸受装置201のメンテナンス時など移動部250を作動させることにより、負荷域を移動させることができる。このとき、間座溝部235は間座234上に(内輪231の転走面以外の面上に)形成されているため、移動部250は転がり軸受230の回転動作を妨げることなく負荷域を移動可能である。さらに、第1空間235Aと第2空間235Bとは突出部材227により区分されているため、第1空間235Aの周方向Rにおける一方端は遊星軸221に固定された突出部材227により軸受装置201において固定端として構成されている。第1空間235Aの他方端は、間座234と遊星軸221との接触面上に設けられた間座溝部235の端部であり、内輪231および間座234が遊星軸221に対して周方向Rにおいて相対的に移動可能であるため、軸受装置201において周方向Rに移動可能に構成されている。そのため、移動部250は、第1空間235Aに第1媒体(気体、液体など)を供給することにより、上記他方端を突出部材227(上記一方端)から周方向Rにおいて離れるように移動させることができる。その結果、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域(少なくとも最大面圧部)と重ならない領域を負荷域とすることができる。したがって、軸受230の交換作業を行うことなく1つの軸受装置201を継続して使用することができる。
 また、突出部材227は、支持部材229との接続の有無(支持部材229が第1の穴228Aの内部に挿入されているか否か)によって、遊星軸221の表面から突出した状態と、表面から突出しない状態とに変更可能に設けられている。そのため、遊星軸221と内輪231および間座234とを嵌め合わせる際には突出部材227が遊星軸221の第1の穴228A内に収容されている状態とし、遊星軸221と内輪231および間座234とを嵌め合わせた後に突出部材227と間座溝部235とを嵌合させることができる。その結果、キャリア222が軸方向に分割されているか、あるいはキャリア222の穴が半径方向に分割されていなくても、遊星歯車機構を備える軸受装置201を組み立てることが可能であるため、軸受装置201は高強度で高い位置合わせ精度を有する遊星歯車機構200を備えることができる。
 図17、図20および図22を参照して、実施の形態2に係る軸受装置201は、内輪231と遊星軸221との接触面における摩擦力を低減させる摩擦力低減部260をさらに備えていてもよい。
 遊星軸221において、内輪231との接触面には遊星軸溝部225が形成されている。遊星軸溝部225は、移動部250により内輪231と遊星軸221とを相対的に移動させる際に内輪231と遊星軸221との間で摩擦力が生じる領域(たとえば軸受230よりも鉛直方向上方に位置する領域)の少なくとも一部上に形成される。遊星軸溝部225は、たとえば周方向Rに延びるように形成されている。遊星軸溝部225は、1つの軸受230において1以上の任意の数形成されていればよいが、たとえば間座溝部235と重ならない領域(第1の穴228Aが形成されていない領域)に複数形成されている。
 遊星軸221には、遊星軸溝部225と外部とを接続するための第3流通孔226が形成されている。遊星軸溝部225は、第3流通孔226を介して摩擦力低減部260と接続されている。摩擦力低減部260は、第3流通孔226を介して遊星軸溝部225の内部に第2媒体を供給可能に設けられている。
 このようにすれば、内輪231と遊星軸221とがこれらの接触面の少なくとも一部において第2媒体(気体、液体など)を介して接続されるため、内輪231と遊星軸221との摩擦力を低減することができる。この結果、移動部250による負荷域の移動を容易に行うことができる。
 実施の形態2に係る軸受装置201は、軸受230を備えている様々な機械装置に適用可能であるが、特に軸受230の交換が容易に行えない機械装置に有利に適用される。図25を参照して、軸受装置201は、たとえば風力発電装置202に備えられていてもよい。風力発電装置202は、旋回翼であるブレード270と、ブレード270の中心軸を含むように、一端においてブレード270に接続された主軸271と、主軸271の他端に接続された増速機274とを備えている。主軸271は、軸受を介してハウジング273に支持されている。さらに、増速機274は、出力軸275(図17に示す出力軸211)を含んでおり、出力軸275は、発電機276に接続されている。ハウジング273、増速機274、発電機276は、機械室としてのナセル279の内部に格納されている。主軸271の一端はナセル279の外部に突出してブレード270に接続されている。
 軸受装置201は風力発電装置202においてブレード270の回転を増速するための増速機274に含まれており、ブレード270の回転はキャリア222(図17参照)を介して軸受装置201に入力され、太陽歯車210と一体の出力軸211(図17参照)から出力されるように設けられている。
 このようにすれば、風力発電装置202は、軸受230の交換作業が極めて高コストであり交換作業が困難であるために装置の寿命が軸受寿命に左右される機械装置であるが、機械装置自体を長寿命化することができる。
 実施の形態2に係る軸受装置201に備えられている軸受230は、上述のように、間座234における遊星軸221との接触面231Aに間座溝部235が周方向Rに延びるように形成されている。
 (実施の形態3)
 次に、図26および図27を参照して、実施の形態3に係る軸受装置201について説明する。実施の形態3に係る軸受装置201は、基本的には実施の形態2に係る軸受装置201と同様の構成を備えるが、移動部250が固定軸(遊星軸221)を支持する支持部(キャリア280)に設けられている支持部溝部を用いて内輪231における負荷域を周方向Rに移動可能に設けられている点で異なる。
 遊星軸221は、周方向Rにおいて内輪231と一体として回転可能に設けられている。遊星軸221は、キャリア280により支持されている。遊星歯車220は、キャリア280により公転可能に支持されている。さらに、実施の形態3における遊星軸221は、移動部250を稼働させた時に、キャリア280に対して回転可能(自転可能)に設けられている。遊星軸221は、移動部250を稼働させていない時、たとえば軸受装置201の運転動作時には、キャリア280に自転不能に支持されているのが好ましい。
 キャリア280において遊星軸221との接触面には、周方向Rに延在する支持部溝部281が形成されている。支持部溝部281は周方向Rに延在しており、かつ周方向Rにおいて端部を有している(全周に連なっていない)限りにおいて、周方向Rにおいて任意の領域に任意の長さにわたって形成されていればよい。異なる観点から言えば、キャリア280の内周面280Aには、遊星軸221の外周面221Aと摺動する接触部282が周方向Rにおいて一部分に形成されている。つまり、接触部282は、支持部溝部281の底面に対して凸状に形成されている。
 好ましくは、支持部溝部281はキャリア280と遊星軸221との接触面の大部分に渡って形成されている。このようにすれば、支持部溝部281が周方向Rに広く形成されているため、周方向Rにおける遊星軸221(内輪231)の移動可能範囲を長くとることができる。より好ましくは、支持部溝部281は周方向Rにおいて複数形成されており、複数の支持部溝部281は遊星軸221を挟んで対向するように配置されている。言い換えると、接触部282は周方向Rにおいて複数形成されており、複数の接触部282は遊星軸221を挟んで対向するように配置されている。
 支持部溝部281は、1つの転がり軸受230の軸方向(以下、単に軸方向という)において、少なくとも1つ形成されていればよく、複数形成されていてもよい。複数の支持部溝部281は、それぞれ同一の構成を備えていてもよいし、異なっていてもよい。
 支持部溝部281は、軸方向において支持部溝部281の遊星軸221との接触面上の任意の位置に形成されていればよいが、たとえば軸方向における中央に形成されている。
 遊星軸221には、支持部溝部281と軸方向において嵌合可能に設けられている凸部283が形成されている。凸部283の頂面は、キャリア280と遊星軸221との接触面を成している。好ましくは、凸部283は複数形成されており、複数の凸部283は遊星軸221を挟んで対向するように配置されている。
 このようにすれば、支持部溝部281に移動部250によって第1媒体が供給されたときにも、第1媒体が遊星軸221に対し径方向に及ぼす力を相殺して、第1媒体が遊星軸221に対し周方向Rに及ぼす力のみを利用することができる。
 なお、支持部溝部281の周方向Rにおける一方端部は第4空間281Aの周方向Rにおける固定端を構成し、その他方端部は第5空間281Bの周方向Rにおける固定端を構成している。
 支持部溝部281の内部は、遊星軸221から突出する凸部283により互いに独立し周方向Rに並ぶ第4空間281Aと第5空間281Bとに区分されている。つまり、第4空間281Aおよび第5空間281Bは、それぞれ周方向Rに延びるように形成されており、周方向Rにおける一方の端部が凸部283により構成され、他方の端部が支持部溝部281により構成されている。
 移動部250は、第4空間281Aを広げるように第4空間281Aに第1媒体を供給可能に設けられている。第4空間281Aと移動部250とは任意の方法により第1媒体を流通可能に設けられていればよいが、たとえば遊星軸221には周方向Rにおいて凸部283に近接する位置に第4空間281Aと外部とを接続する第4流通孔284が形成されており、移動部250は第4流通孔284を介して第4空間281Aに第1媒体を供給可能に設けられている。
 キャリア280には、支持部溝部281と外部とを接続するための第5流通孔285が形成されている。第5流通孔285は、支持部溝部281の一方端部の近傍と外部とを接続するように設けられているのが好ましい。このとき、第4流通孔284および第5流通孔285は、それぞれ1つずつが1つの支持部溝部281に接続されるとともに、いずれか一方が接触部282と凸部283との間に形成される第4空間281Aまたは第5空間281Bに接続されるように設けられている。
 つまり、実施の形態2に係る軸受装置201は、キャリア222に支持され固定された遊星軸221に対して内輪231および間座234を周方向Rに回転させることにより負荷域を移動可能に設けられているのに対し、実施の形態3に係る軸受装置201は、キャリア280に対して該キャリア280に支持された遊星軸221および内輪231を周方向Rに回転させることにより負荷域を移動可能に設けられている。
 このようにしても、内輪231における負荷域を所定のタイミングで移動可能であるため、内輪231において特定の領域が静止荷重を受け続けることにより当該領域に剥離等の異常が発生することを抑制することができ、軸受寿命が長い軸受装置、機械装置および軸受を提供することができる。
 実施の形態3に係る軸受装置201は、遊星軸受230が転がり軸受として構成されているがこれに限られるものではなく、たとえば滑り軸受として構成されていてもよい。つまり、内輪231が滑り軸受の軸(遊星軸221)として構成されており、外輪232が遊星軸221とすべり接触する滑り軸受の軸受として構成されていてもよい。
 図28および図29を参照して、遊星歯車220は、滑り軸受の軸受と固定され一体として回転可能に設けられているか、あるいは滑り軸受の軸受として構成されて回転可能に設けられている。遊星軸221は、固定部材として、滑り軸受の軸として設けられており、キャリア280により公転可能に支持されている。
 この場合、内輪231としての遊星軸221に静止荷重を受ける負荷域が周方向Rの一部に形成されていることから、遊星軸受230はいわゆる軸静止荷重の滑り軸受である。つまり、移動部250は、遊星軸221(内輪231)に形成されている負荷域を周方向Rに移動可能に設けられている。すなわち、移動部250は、遊星軸221をキャリア280に対して周方向Rに回転可能(自転可能)に設けられている。移動部250は、たとえば油圧アクチュエータを含む。
 たとえば、図28および図29に示すように、遊星軸221において、キャリア280との接触面には遊星軸溝部286が形成されている。遊星軸溝部286は、第3流通孔287を介して摩擦力低減部と接続されている。摩擦力低減部は遊星軸溝部286の内部に第2媒体を供給可能に設けられていてもよい。
 このようにすれば、移動部250は滑り軸受230の回転動作を妨げることなく負荷域を移動可能である。その結果、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域(少なくとも最大面圧部)と重ならない領域を負荷域とすることができ、交換作業を行うことなく1つの軸受装置201を継続して使用することができる。
 (変形例2)
 また、図30を参照して、本実施の形態に係る軸受装置201は、第1空間235Aを軸方向において閉じる軸方向シール部材291,292をさらに備えているのが好ましい。また、図31を参照して、軸受装置201は、第1空間235Aを周方向において閉じる周方向シール部材293,294をさらに備えているのが好ましい。
 図30に示されるように、軸方向シール部材291,292は、少なくとも間座234と遊星軸221との接触面と、間座溝部235(図17および図18参照)において軸方向に交差する方向(たとえばラジアル方向)に沿って延びる内周面との接続部を覆うように設けられている。さらに、軸方向シール部材291,292は、突出部材227と遊星軸221との接続面(突出部材227の外周面および第1の穴228Aの内周面)と第1空間235Aとの接続部を覆うように設けられている。軸方向シール部材291,292は、軸方向において第1空間235Aを挟んで対向する位置に、それぞれ1つずつ設けられている。軸方向シール部材291,292は、それぞれ周方向R(図18参照)に沿うように設けられており、たとえば間座溝部235の周方向における一端(接触部236)と他端(接触部236)との間に渡って半円弧状に設けられている。
 図30に示されるように、軸方向シール部材291は、第1空間235Aに面しており、周方向シール部材293,294、および突出部材227(特に、遊星軸221の第1の穴228Aからラジアル方向に突出している凸部227E)と面接触または線接触している。軸方向シール部材291は、周方向シール部材293および突出部材227と摺動可能に設けられている。軸方向シール部材291は、周方向シール部材294と固定されていてもよい。
 図30に示されるように、軸方向シール部材291は、軸方向シール部材292と面接触している。軸方向シール部材291は、軸方向に沿って延びる面とラジアル方向に沿って延びる面とを有し、当該2面がそれぞれ軸方向シール部材292と面接触しているのが好ましい。
 軸方向シール部材291は、たとえばラジアル方向における外周端が間座234と面接触または線接触しており、内周端が遊星軸221と面接触している。
 図30に示されるように、軸方向シール部材292は、軸方向において軸方向シール部材291と間座234との間に配置されている。軸方向シール部材292は、第1空間235Aから見て軸方向シール部材291の後方に配置されている。軸方向シール部材292は、ラジアル方向における外周端が間座234と面接触または線接触しており、内周端が軸方向シール部材291と面接触または線接触している。軸方向シール部材292は、軸方向における一端が軸方向シール部材291と面接触または線接触しており、他端が間座234と面接触または線接触している。軸方向シール部材292は、間座溝部235内において軸方向への移動が間座234により制限されている。軸方向シール部材292は、間座溝部235内においてラジアル方向の外周側への移動が間座234によって制限されている。
 軸方向シール部材291,292は、たとえば弾性を有し、第1媒体に対し耐性を有する任意の材料であればよいが、たとえばニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴムなどのゴム、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ABS樹脂などの樹脂、あるいは上記材料を繊維強化した材料、異種材料で積層した材料を例示できる。
 軸受装置201において間座溝部235が複数形成されている場合には、軸方向シール部材291,292は各間座溝部235内において上述のように設けられているのが好ましい。2つの間座溝部235が形成されている場合には、各間座溝部235内にそれぞれ2つの軸方向シール部材291,292が配置されるのが好ましい。
 図30および図32を参照して、軸方向シール部材291,292は、たとえば周方向R(図18参照)に直交する断面の形状がL字状である。なお、図32は、図30に示される軸方向シール部材291,292の拡大断面図である。軸方向シール部材291,292は、たとえば当該断面において、ラジアル方向に沿って延びるように形成されている部分911,921と、軸方向に沿って延びるように形成されている部分(部分911,921に対し軸方向に突出している部分)912,922とを有している。
 図30および図32に示されるように、軸方向シール部材291のラジアル方向に沿って延びるように形成されている部分911は、軸方向に沿って延びるように形成されている部分912が位置する側の側面において軸方向シール部材292と面接触している。軸方向シール部材291の上記部分911は、軸方向シール部材292と面接触している側面とは反対側に位置する側面において第1空間235Aに面しており、周方向シール部材293,294および突出部材227(の凸部227E)と面接触または線接触している。また、軸方向シール部材291の上記部分911の外周端および内周端は、それぞれ間座234および遊星軸221に面接触または線接触している。軸方向シール部材291の上記部分912は、ラジアル方向における外周面および内周面がそれぞれ軸方向シール部材292および遊星軸221に面接触または線接触している。
 図30および図32に示されるように、軸方向シール部材292のラジアル方向に沿って延びるように形成されている部分921は、軸方向において間座234により挟持されている。具体的には、間座溝部235はラジアル方向に沿って延び、かつ互いに対向する2つの内周面を有し、軸方向シール部材292の上記部分921は間座溝部235の当該2つの内周面と面接触している。軸方向シール部材292の上記部分921、および軸方向シール部材292の軸方向に沿って延びるように形成されている部分922は、ラジアル方向における外周面および内周面がそれぞれ間座234および軸方向シール部材291に面接触または線接触している。
 このように軸方向シール部材291,292が第1空間235Aと間座234の内周面と遊星軸221との接続部を覆うように設けられていれば、第1空間235Aに供給された第1媒体が上記接続部から外部へ漏れ出ることを抑制することができる。具体的には、軸方向シール部材291は、第1空間235Aに供給された第1媒体によって、軸方向において軸方向シール部材292側に押圧される。軸方向シール部材292は、軸方向シール部材291により間座234に向けて押圧される。このとき、軸方向シール部材292は、遊星軸221に対して固定されている間座234により、軸方向に位置決めされている。そのため、軸方向シール部材292は、軸方向に押圧されることにより、ラジアル方向へ突出するように弾性変形する。そのため、遊星軸221と軸方向シール部材291との間、軸方向シール部材291と軸方向シール部材292との間、軸方向シール部材292と間座234との間の面接触または線接触部分は、軸方向シール部材292の弾性変形に伴って当該接触部分の延在方向に対し直交する方向に押圧されることになる。その結果、各接触部分は高いシール性を発揮することができる。これにより、移動部250は、軸受装置が軸方向シール部材を備えない場合と比べて、より少ない量の第1媒体によって第1空間235Aの上記他方端を移動させることができる。軸方向シール部材291,292を備える軸受装置201は、軸方向シール部材291,292を備えない軸受装置と比べて、より効率的に長い軸受寿命を実現できる。
 図31に示されるように、周方向シール部材293と周方向シール部材294とは、周方向において第1空間235Aを挟むように設けられている。周方向シール部材293は、少なくとも突出部材227と間座234との接触面および突出部材227と遊星軸221との接続面(突出部材227の外周面および第1の穴228Aの内周面)と、第1空間235Aとの接続部を覆うように設けられている。周方向シール部材293は、周方向における一端E1が第1空間235Aに面している。当該一端E1は、突出部材227と遊星軸221との上記接続面よりも、周方向において第1流通孔223側に位置している。周方向シール部材293は、周方向における他端E2が突出部材227と接続されており、たとえば突出部材227に固定されている。
 図31に示されるように、周方向シール部材294は、少なくとも間座234と遊星軸221との接触面と間座溝部235においてラジアル方向に沿って延びる内周面との接続部を覆うように設けられている。周方向シール部材294の周方向における一端E1は、第1空間235Aに面しており、かつ周方向シール部材293の上記一端E1と第1空間235Aを挟んで対向している。周方向シール部材294の周方向における他端E2は、間座溝部235の周方向における端部(接触部236)と接続されており、たとえば当該端部に固定されている。
 このとき、周方向シール部材293,294の当該一端E1において、ラジアル方向の外周側に位置する部分は間座234と線接触または面接触しており、内周側に位置する部分は遊星軸221と線接触または面接触している。また、周方向シール部材293,294の当該一端E1において軸方向の一方および他方の側に位置する部分は、軸方向シール部材291と線接触または面接触している。
 周方向シール部材293は、上述のように、軸方向シール部材291と摺動可能に接続されている。周方向シール部材294は、軸方向シール部材291に固定されていてもよい。周方向シール部材293,294を構成する材料は、たとえば弾性を有し、第1媒体に対し耐性を有する任意の材料であればよいが、たとえばニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴムなどのゴム、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ABS樹脂などの樹脂、あるいは上記材料を繊維強化した材料、異種材料で積層した材料を例示できる。
 図33~図35を参照して、周方向シール部材293,294は、たとえば一端E1が他端E2よりも広く設けられている。一端E1には、他端E2側に向かって凹んでいる凹部295が形成されている。上述のように、周方向シール部材293,294は、それぞれの一端E1が第1空間235Aに面するように配置されている。そのため、周方向シール部材293,294の凹部295内は第1空間235Aの一部を構成し、凹部295内にも第1媒体が供給される。これにより、周方向シール部材293,294は、凹部295内に供給された第1媒体により間座234、遊星軸221、または軸方向シール部材291に押圧される。図35に示されるように、周方向シール部材293,294は、周方向に直交する断面の形状がY字状である。
 また、上述のように、周方向シール部材293,294がそれぞれ上記接続部を覆うようにもうけられていれば、第1空間235Aに供給された第1媒体が上記接続部に漏れ出ることを抑制することができる。そのため、移動部250は、軸受装置が周方向シール部材を備えない場合と比べて、より少ない量の第1媒体によって第1空間235Aの上記他方端を移動させることができる。その結果、周方向シール部材293,294を備える軸受装置201は、周方向シール部材293,294を備えない軸受装置と比べて、より効率的に長い軸受寿命を実現できる。
 また、周方向シール部材293,294において一端E1に凹部295が形成されていることにより、周方向シール部材293,294は、第1空間235Aに供給された第1媒体により凹部295内からを押圧されることになる。そのため、周方向シール部材293,294の一端E1において間座234および遊星軸221と接触している上記部分は、凹部295が形成されていない場合と比べてより強く間座234および遊星軸221と接触することができる。
 軸方向シール部材291,292は、図30に示される構成に限られるものではない。図36~図38は、軸方向シール部材291,292の変形例を示す図である。なお、図36~図38では、軸方向シール部材および間座234の構成のみを示し、他は図示していない。図36~図38に示される間座234および第1空間235Aは、図30および図31に示される間座234および第1空間235Aと基本的に同様の構成を備えている。
 図36を参照して、軸方向シール部材291は、ラジアル方向において軸方向シール部材292を挟むように形成された2つの軸方向シール部材291A,291Bにより構成されていてもよい。軸方向シール部材291A,291Bは、それぞれラジアル方向に沿って延びるように形成されている部分と、軸方向に沿って延びるように形成されている部分とを有している。軸方向シール部材291A,291Bのラジアル方向に沿って延びるように形成されている部分は、それぞれ軸方向に沿って延びるように形成されている部分が位置する側の側面において軸方向シール部材292と面接触しており、当該側面とは反対側に位置する側面において第1空間235Aに面している。軸方向シール部材291Aのラジアル方向に沿って延びるように形成されている部分、および軸方向シール部材291Bのラジアル方向に沿って延びるように形成されている部分は、ラジアル方向に連なるように設けられている。軸方向シール部材291Aのラジアル方向に沿って延びるように形成されている部分の内周端と、軸方向シール部材291Bのラジアル方向に沿って延びるように形成されている部分の外周端とは、軸方向シール部材292と軸方向に重なる位置において互いに対向するように配置されている。軸方向シール部材291Bの軸方向に沿って延びるように形成されている部分は、外周面が間座234と面接触し、内周面が軸方向シール部材292と面接触している。なお、軸方向シール部材291Aの上記内周端と軸方向シール部材291Bの上記外周端とは、接触していてもよいし、接触可能に設けられていてもよい。
 このようにしても、軸方向シール部材291A,291Bは、第1空間235Aに供給された第1媒体により軸方向において軸方向シール部材292側に押圧される。その結果、軸方向シール部材292が上述のように弾性変形するため、遊星軸221(図30参照)と軸方向シール部材291Aとの間、軸方向シール部材291Aと軸方向シール部材292との間、軸方向シール部材292と軸方向シール部材291Bとの間、軸方向シール部材291Bと間座234との間、および軸方向シール部材292と間座234との間の面接触または線接触部分は、軸方向シール部材292の弾性変形に伴って当該接触部分の延在方向に対し直交する方向に押圧されることになる。そのため、各接触部分は高いシール性を発揮することができる。
 図37を参照して、軸方向シール部材291は、ラジアル方向に沿って延びるように形成されている部分の外周端が尖鋭な形状の尖端として形成されていてもよい。軸方向シール部材291のラジアル方向に沿って延びるように形成されている部分は、第1空間235Aに面している側面が1つの平面として構成されており、当該側面とは反対側に位置する側面が互いに交差する方向に延びる2つの平面により構成されている。当該2つの平面は、第1空間235Aに面している側面に対して鋭角を成すように設けられている面、および第1空間235Aに面している側面と略平行に設けられている面である。このとき、軸方向シール部材292は、軸方向シール部材291の上記2つの平面とそれぞれ面接触可能に設けられているのが好ましい。
 このようにしても、軸方向シール部材291は、第1空間235Aに供給された第1媒体により軸方向において軸方向シール部材292側に押圧されることにより、軸方向シール部材292をラジアル方向へ突出するように弾性変形させることができる。これにより、遊星軸221(図30参照)と軸方向シール部材291との間、軸方向シール部材291と軸方向シール部材292との間、および軸方向シール部材292と間座234との間の面接触または線接触部分は、軸方向シール部材292の弾性変形に伴って当該接触部分の延在方向に対し直交する方向に押圧されることになる。そのため、各接触部分は高いシール性を発揮することができる。
 図30、図35および図36に示される軸方向シール部材291,292は、間座溝部34内において第1空間235Aを挟んで軸方向に対向するように設けられているが、これに限られるものではない。図37を参照して、軸方向シール部材296は、たとえば遊星軸221(図30参照)とともに第1空間235Aを囲むように設けられていてもよい。このとき、軸方向シール部材296は、間座234の間座溝部235の内周面に沿うように形成されているのが好ましい。言い換えると、軸方向シール部材296は、ラジアル方向および軸方向において内側に位置する内周面297が第1空間235Aに面しており、内周面297の反対側に位置する外周面298が間座溝部235の内周面と面接触しているのが好ましい。軸方向シール部材296は、ラジアル方向における内周端が遊星軸221(図30参照)と面接触または線接触している。
 軸方向シール部材296は、間座溝部235の上記周方向に直交する断面の形状が方形状の場合に当該断面の形状がコ字状であり、半円形状の場合にC字状である。この場合、周方向シール部材293,294(図31参照)の上記一端E1(図31参照)においてラジアル方向の外周側に位置する部分は、軸方向シール部材296と線接触または面接触している。
 このようにしても、軸方向シール部材296が間座234と遊星軸221との接触面と、間座溝部235(図17および図18参照)において軸方向に交差する方向(たとえばラジアル方向)に沿って延びる内周面との接続部を覆うように設けられていれば、第1空間235Aに供給された第1媒体が上記接続部から外部へ漏れ出ることを当該軸方向シール部材296により抑制することができる。そのため、移動部250は、軸受装置が軸方向シール部材を備えない場合と比べて、より少ない量の第1媒体によって第1空間235Aの上記他方端を移動させることができる。その結果、軸方向シール部材296を備える軸受装置201は、軸方向シール部材296を備えない軸受装置と比べて、より効率的に長い軸受寿命を実現できる。
 周方向シール部材293,294は、図33~図35に示される構成に限られるものではない。図39~図44は、周方向シール部材293,294の変形例を示す図である。図39~図41を参照して、周方向シール部材293,294は、周方向に直交する断面の形状がV字状であってもよい。このとき、周方向シール部材293,294の一端E1を構成する部分の幅(厚み)は、他端E2を構成する部分の厚みと同等程度であってもよい。また、図42~図44を参照して、周方向シール部材293,294は、一端E1を構成する部分の幅(厚み)が他端E2を構成する部分の厚みと比べて狭く(薄く)設けられていてもよい。
 図39~図44に示される周方向シール部材293,294の一端E1および他端E2が、図31、図33~図35に示される周方向シール部材293,294の一端E1および他端E2と同様に軸受装置内に配置されることにより、図39~図44に示される周方向シール部材293,294は図33~図35に示される周方向シール部材293,294と同様の効果を奏することができる。
 また、図42~図44に示される周方向シール部材293,294は、上述のように、凹部295に面しており一端E1を構成する部分の厚みが他端E2を構成する部分の厚みと比べて薄いため、両部分の厚みが同等である場合と比べて、第1媒体により凹部295内から押圧されたときに容易に変形することができる。そのため、たとえば周方向シール部材293,294を構成する材料が比較的に弾性率の低い材料であっても、周方向シール部材293,294の一端E1は、間座234、遊星軸221、および軸方向シール部材291と強く接触することができる。
 なお、軸方向シール部材291,292および周方向シール部材293,294は、軸受230として転がり軸受または滑り軸受を備える軸受装置201に適用され得る。
 (実施の形態4)
 (風力発電設備の構成)
 図45は、本発明の軸受監視システムが適用される機械設備の一例として示される風力発電設備の全体構成を概略的に示した図である。図45を参照して、風力発電設備は、風力発電装置100と、監視サーバ130と、通信サーバ132と、通信回線134とを含む。風力発電装置100は、当該装置に備えられる軸受(たとえば、主軸を受ける主軸受や、増速機に用いられる軸受等)の状態を状態監視システム(以下「CMS(Condition Monitoring System)」とも称する。)により監視し、監視データを無線又は有線により通信サーバ132へ出力する。
 後ほど詳細に説明するが、この実施の形態4では、CMSの監視対象の軸受について静止輪である外輪の負荷域を移動可能な負荷域移動機構が設けられており、CMSによりその軸受の外輪の状態が監視される。そして、CMSの監視結果に基づいて、負荷域移動機構による外輪負荷域の移動を指示するための信号が通信サーバ132へ出力される。
 通信サーバ132は、風力発電装置100から出力されたデータを受信し、受信したデータをインターネット等の通信回線134を介して監視サーバ130へ送信する。監視サーバ130は、通信サーバ132から通信回線134を介してデータを受信する。これにより、CMSの監視結果に基づいて、監視対象の軸受において静止輪の負荷域移動を指示するための信号が遠隔の監視サーバ130に通知され、メンテナンス作業者は、当該通知に応じて現場へ出向き、負荷域移動機構を作動させることにより外輪負荷域を移動させるメンテナンス作業を実施することができる。
 図46は、実施の形態4による軸受監視システムの構成を機能的に示す機能ブロック図である。図46を参照して、軸受監視システムは、軸受装置301と、振動センサ110と、CMSコントローラ120と、監視サーバ130とを含む。
 軸受装置301は、軸受30と、移動部40とを含む。軸受30は、転がり軸受であり、この実施の形態4では、内輪は、軸受30の作動時に軸受30の周方向に回転するように構成された回転輪であり、外輪は、軸受30の作動時に軸受30の周方向に回転しないように構成された静止輪である。なお、以下では、軸受30は、自動調心ころ軸受により構成されるものとして説明するが、軸受30はこれに限定されるものではなく、円筒ころ軸受や、玉軸受、円すいころ軸受等であってもよい。
 移動部40は、軸受30の外輪(静止輪)の負荷域を移動可能に構成された負荷域移動機構42を含む。外輪には静止荷重が加わるところ、外輪において静止荷重を受ける負荷域は、周方向において外輪の一部(荷重条件によってその広さは異なる。)に形成される。このため、負荷域は、静止荷重を受けないその他の領域と比べて、金属疲労による剥離等の異常が発生しやすい。
 そこで、この実施の形態4に従う軸受装置301では、静止輪である外輪を周方向に回転移動させることによって外輪の負荷域を移動するための負荷域移動機構42を設けたものである。この負荷域移動機構42を油圧アクチュエータ140により作動させることによって、軸受30の外輪負荷域を移動させ、軸受30の長寿命化を図ることができる。なお、負荷域移動機構42の詳細な構成については、後ほど詳しく説明する。
 振動センサ110は、軸受30の振動を検出し、その検出値をCMSコントローラ120へ出力する。振動センサ110は、たとえば、圧電素子を用いた加速度センサによって構成される。
 CMSコントローラ120は、振動センサ110によって検出される軸受30の振動データを収集する。CMSコントローラ120は、軸受30の振動データの他、種々のデータを収集可能であり、たとえば、軸受30の負荷を監視するために、風力発電装置100の発電量PWRや、主軸の回転数N(軸受30の回転数に相当する。)等のデータも収集する。そして、CMSコントローラ120は、収集されたデータに基づいて軸受30の状態を監視し、その監視結果を監視サーバ130へ出力する。
 特に、CMSコントローラ120は、振動センサ110の検出信号に基づいて軸受30の外輪(静止輪)の状態を監視する。そして、CMSコントローラ120は、軸受30の外輪の異常を検知すると、外輪負荷域の移動を指示するための信号を監視サーバ130へ出力する。なお、CMSコントローラ120の詳細な構成については、後ほど詳しく説明する。
 監視サーバ130は、CMSコントローラ120から出力される監視データを蓄積するとともに、表示装置や音声装置等の報知手段によって軸受30の状態を監視者に報知する。そして、軸受30の外輪負荷域の移動が必要であることを監視サーバ130において確認したメンテナンス作業者は、現場へ出向いて負荷域移動機構を作動させることにより、軸受30の外輪負荷域を移動させるメンテナンス作業を実施することができる。
 なお、負荷域移動機構42による軸受30の外輪負荷域の移動は、油圧アクチュエータ140を用いて行なうことができる。油圧アクチュエータ140は、たとえば、電動油ポンプ、油タンク、負荷域の移動量を確認するための回転角度センサ等によって構成される。油圧アクチュエータ140は、メンテナンス作業時に作業者により運び込まれて負荷域移動機構42に接続されてもよいし、風力発電装置100に常時据え付けられていてもよい。
 (軸受装置の構成)
 図1~図3は、図46に示した軸受装置301の構成を説明する図である。図1は、実施の形態4における軸受装置301を説明するための断面図である。図47は、図1中の矢印IV-IVから見た断面図であり、図3は、図1中の矢印V-Vから見た断面図である。
 図1~図3を参照して、はじめに、軸受装置301に概要について説明する。外輪32は、ハウジング20に嵌め合わされており、軸受30の作動時に回転しない静止輪である。外輪32は、複数の転動体33と接触する転走面を有する。外輪32は、軸受30の静止時におけるラジアル荷重(以下、単に静止荷重という)を受ける負荷域が軸受30の周方向(以下、単に周方向という)の一部に形成されており、軸受30は、外輪32に静止荷重が加えられるいわゆる外輪静止荷重の軸受である。
 このような軸受30の外輪32における負荷域を、後述の外輪溝部34及び突出部材22によって構成される負荷域移動機構42(図46)により移動させることで、静止荷重が外輪32の周方向における一部の特定領域に加えられ続ける(言い換えると、負荷域が外輪32の周方向において特定の位置に固定される)ことを回避することができる。その結果、軸受寿命が長い軸受装置301を得ることができる。
 なお、外輪32の負荷域の移動は、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域と重ならない領域を新たな負荷域とするように移動させてもよいし、先の使用時における負荷域において最も大きな静止荷重を受けていた一部(最大面圧部)以外の領域と部分的に重なる領域を新たな負荷域とするように移動させてもよい。
 いずれの場合にも、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域(少なくとも最大面圧部)と重ならない領域を負荷域として、軸受の交換作業を行うことなく1つの軸受装置301を継続して使用することができ、軸受寿命が長い軸受装置301を提供することができる。
 以下、軸受装置301の詳細な構成について説明する。軸受装置301は、回転軸10と、ハウジング20と、軸受30とを備える。軸受30は、内輪31と、外輪32と、複数の転動体33(たとえば球面ころ)とを含む。内輪31はその外周面に複数の転動体33と接触している転走面を有しており、外輪32はその内周面に複数の転動体33と接触している転走面を有している。
 内輪31はその転走面よりも内側において回転軸10と嵌め合わされており、外輪32はその転走面よりも外側においてハウジング20と嵌め合わされている。内輪31と回転軸10とは、一体として回転可能に設けられている。外輪32とハウジング20とは、軸受30の稼働時には相対的な位置が変化しないようになっているが、負荷域移動機構によってメンテナンス時などに周方向において相対的に移動可能に設けられている。
 外輪32においてハウジング20との接触面32Aには、周方向に延在する外輪溝部34が形成されている。外輪溝部34は周方向に延在しており、かつ周方向において端部を有している(全周に連なっていない)限りにおいて、周方向において任意の領域に任意の長さにわたって形成されていればよい。好ましくは、外輪溝部34は、外輪32とハウジング20との接触面32Aの大部分に渡って形成されている。このようにすれば、外輪溝部34が周方向に広く形成されているため、周方向における外輪32の移動可能範囲を長くとることができる。より好ましくは、外輪溝部34は周方向において複数形成されており、複数の外輪溝部34は回転軸10を挟んで対向するように配置されている。このようにすれば、外輪溝部34(の内部に形成される第1空間34A)に油圧アクチュエータ140によって油圧が供給されたときにも、油圧が外輪32に対し径方向に及ぼす力を相殺して、油圧が外輪32に対し周方向に及ぼす力を効果的に利用することができる。
 外輪溝部34は、1つの軸受30の軸方向(以下、単に軸方向という)において、少なくとも1つ形成されていればよく、複数形成されていてもよい。外輪溝部34は、軸方向において外輪溝部34のハウジング20との接触面32A上の任意の位置に形成されていればよいが、たとえば軸方向における中央に形成されている。
 なお、外輪溝部34の周方向における一方端部は、後述する第1空間34Aの周方向における固定端(突出部材22と第1空間34Aとの接続端面)以外の端部を構成し、その他方端部は、後述する第2空間34Bの周方向における固定端(突出部材22と第2空間34Bとの接続端面)以外の端部を構成している。
 外輪溝部34の内部は、ハウジング20から突出する突出部材22により互いに独立し周方向に並ぶ第1空間34Aと第2空間34Bとに区分されている。つまり、第1空間34Aは、周方向に延びるように形成されており、周方向における一方の端部が突出部材22と第1空間34Aとの接続端面であって、他方の端部が外輪溝部34の周方向における一方端部である。また、第2空間34Bは、周方向に延びるように形成されており、周方向における一方の端部が突出部材22と第2空間34Bとの接続端面であって、他方の端部が外輪溝部34の周方向における他方端部である。
 第1空間34Aが最も広がったときの第1空間34Aの周方向における両端部間と軸受30の軸心との成す角度は、ハウジング20に対して外輪32を移動可能な角度に相当し、たとえば160度程度とすることができる。
 突出部材22は、外輪32とハウジング20との接触面32Aよりも回転軸10側に向かって突出している。突出部材22は、任意の構成を備えていればよいが、たとえば軸受30の周方向において外輪溝部34と嵌合可能に設けられている。このとき、突出部材22と外輪溝部34とが嵌合可能な領域は周方向にわたって広く形成されている。言い換えると、外輪溝部34の周方向に垂直な断面形状は周方向にわたって等しく設けられており、かつ外輪溝部34の周方向に垂直な断面形状と突出部材22の周方向に垂直な断面形状とが等しく設けられている。このようにすれば、油圧アクチュエータ140により第1空間34Aに油圧を供給して第1空間34Aを周方向に広げるときにも、突出部材22と外輪溝部34との嵌合状態を維持しながら外輪32をハウジング20に対して相対的に移動させることができる。
 突出部材22には、第1空間34Aを外部と接続するための第1貫通孔23と、第2空間34Bを外部と接続するための第2貫通孔24とが形成されている。つまり、外輪溝部34の内部における第1貫通孔23の開口端と、外輪溝部34の内部における第2貫通孔24の開口端とは、周方向において互いに反対方向に向いて形成されている。第1貫通孔23と第2貫通孔24とは互いに独立している。
 油圧アクチュエータ140は、突出部材22における第1貫通孔23を介して第1空間34Aに接続される。なお、第2空間34Bは、第2貫通孔24を介してハウジング20の外部に接続されている。油圧アクチュエータ140は、第1空間34Aを広げるように突出部材22を介して第1空間34Aに油圧を供給する。
 次に、軸受装置301の作用効果について説明する。軸受装置301では、外輪32においてハウジング20との接触面32Aには、周方向に延在する外輪溝部34が形成されている。外輪溝部34の内部は、ハウジングから突出する突出部材22により互いに独立し周方向に並ぶ第1空間34Aと第2空間34Bとに区分されている。油圧アクチュエータ140は、第1空間34Aを広げるように第1空間34Aに突出部材22を介して油圧を供給する。
 外輪溝部34は外輪32の転走面以外の面上に形成されているので、軸受30の回転動作を妨げることなく油圧アクチュエータ140により負荷域を移動可能である。さらに、第1空間34Aと第2空間34Bとは突出部材22により区分されているため、第1空間34Aの周方向における一方端はハウジング20に固定された突出部材22により軸受装置301において固定端として構成されている。第1空間34Aの他方端は、外輪32においてハウジング20との接触面上に設けられた外輪溝部34の端部であり、外輪32がハウジングに対して周方向において相対的に移動することにより、軸受装置301において周方向に移動可能に構成されている。そのため、油圧アクチュエータ140により第1空間34Aに油圧を供給することにより、上記他方端を突出部材22(上記一方端)から周方向において離れるように移動させることができる。その結果、たとえば金属疲労が進行した先の使用時における負荷域(少なくとも最大面圧部)と重ならない領域を負荷域とすることができ、交換作業を行うことなく1つの軸受装置301を継続して使用することができる。
 また、突出部材22は、第2空間34Bと外部とをつなぐ第2貫通孔24を含んでいるため、第1空間34Aが周方向に広がって第1空間34Aの容積が大きくなることにより第2空間34Bの容積が小さくなっても、第2空間34Bに充填されていた媒体を外部に逃がすことができる。その結果、第2空間34Bの容積が小さくなる際に第2空間34B内の媒体が圧縮され、第2空間34Bの圧力が高まり、油圧アクチュエータ140による負荷域の移動が妨げられることを抑制することができる。
 このように、外輪溝部34及び突出部材22によって構成される負荷域移動機構に油圧アクチュエータ140を接続して油圧を与えることによって、たとえば外径が1メートル以上ある大型の外輪32をわずかに移動(回転)させる場合にも、十分に大きなトルクを容易に発生させることができる。
 軸受装置301は、軸受30を備えている様々な機械装置に適用可能であるが、特に軸受30の交換が容易に行えない機械装置に有利に適用される。この実施の形態4では、軸受装置301は、風力発電装置100に備えられており、回転軸10が旋回翼60の中心軸として構成される。
 本実施の形態4に係る軸受装置301に備えられている軸受30は、上述のように、外輪32におけるハウジング20との接触面32Aに外輪溝部34が周方向に延びるように形成されている。
 図1を参照して、軸受装置301は、外輪32とハウジング20との接触面20Aにおける摩擦力を低減させる摩擦力低減部50をさらに備えていてもよい。
 ハウジング20において、外輪32との接触面20Aにはハウジング溝部25が形成されており、摩擦力低減部50は、ハウジング溝部25内に媒体(気体、液体など)を供給可能に設けられている。
 ハウジング溝部25は、油圧アクチュエータ140により外輪32とハウジング20とを相対的に移動させる際に外輪32とハウジング20との間で摩擦力が生じる領域(たとえば軸受30よりも鉛直方向下方に位置する領域)の少なくとも一部上に形成される。ハウジング溝部25は、たとえば軸受30の周方向に延びるように形成される。ハウジング溝部25は、1つの軸受30において1以上の任意の数だけ形成されていればよいが、たとえば外輪溝部34と重ならない領域に複数形成されていてもよい。
 このようにすれば、外輪32とハウジング20とがこれらの接触面20Aの少なくとも一部において媒体(気体、液体など)を介して接続されるため、外輪32とハウジング20との摩擦力を低減することができる。この結果、油圧アクチュエータ140による負荷域の移動を容易に行うことができる。
 (CMSコントローラの構成)
 図48は、図46に示したCMSコントローラ120の構成を機能的に示す機能ブロック図である。図48を参照して、CMSコントローラ120は、フィルタ112と、周波数分析部114及び診断部115を含む監視部116と、通信装置118とを含む。
 フィルタ112は、振動センサ110から受ける軸受30の振動波形について、予め定められた周波数よりも高い信号成分を通過させ、低周波成分を遮断する。このフィルタ112は、軸受30の振動波形に含まれる直流成分を除去するために設けられたものである。なお、振動センサ110の検出信号が直流成分を含まないものであれば、フィルタ112を省略してもよい。
 周波数分析部114は、直流成分が除去された軸受30の振動波形をフィルタ112から受ける。そして、周波数分析部114は、その受けた軸受30の振動波形に対して周波数分析を行ない、周波数分析結果を診断部115へ出力する。一例として、周波数分析部114は、フィルタ112から受ける軸受30の振動波形に対して高速フーリエ変換(FFT)処理を行ない、予め設定されたしきい値を超えるピーク周波数を診断部115へ出力する。
 診断部115は、周波数分析部114の周波数分析結果に基づいて、軸受30の異常診断を実行する。転がり軸受によって構成される軸受30においては、内輪31、外輪32、転動体33又は保持器に欠陥が生じた場合、欠陥が生じた部位に応じた以下の特徴周波数を有する振動が発生する。
 すなわち、転動体33の数をZ、軸の回転速度をfrとすると、内輪31に欠陥が生じた場合には、凡そ0.6×Z×frの特徴周波数を有する振動が発生し、外輪32に欠陥が生じた場合には、凡そ0.4×Z×frの特徴周波数を有する振動が発生する。また、転動体33に欠陥が生じた場合には、凡そ(4~6)×frの特徴周波数を有する振動が発生し、保持器に欠陥が生じた場合には、凡そ0.4×frの特徴周波数を有する振動が発生する。
 診断部115は、周波数分析部114の周波数分析結果を上記の各特徴周波数と比較することによって、軸受30の異常の有無を判定する。特に、この実施の形態4では、診断部115は、周波数分析部114の周波数分析結果に基づいて、静止輪である外輪32の異常診断を実行する。そして、外輪32の異常が検知されると、その旨が診断部115から通信装置118へ通知され、通信装置118は、軸受30の外輪負荷域の移動を指示するための信号を通信サーバ132を介して監視サーバ130(図45)へ出力する。
 図49は、CMSコントローラ120により実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。図49を参照して、振動センサ110によって軸受30の振動が検出され(ステップS10)、CMSコントローラ120は、検出された振動波形に対して周波数分析を行なう(ステップS20)。
 次いで、CMSコントローラ120は、振動波形の周波数分析結果に基づいて、軸受30の外輪32に異常が生じているか否かを判定する(ステップS30)。具体的には、振動波形の周波数分析結果において、凡そ0.4×Z×frの特徴周波数を有する振動が発生していると判断される場合に、外輪32に異常が生じているものと判定される。
 そして、外輪32に異常が生じているものと判定されると(ステップS30においてYES)、CMSコントローラ120は、外輪32の負荷域移動を指示するための信号を通信装置118によって監視サーバ130へ出力する(ステップS40)。なお、外輪32に異常は生じていないものと判定されると(ステップS30においてNO)、ステップS40はスキップされ、ステップS50へ処理が移行される。なお、特に図示しないが、CMSコントローラ120は、外輪32の他、内輪31、転動体33及び保持器についても異常診断を行ない、その診断結果を監視サーバ130へ送信するようにしてもよい。
 以上のように、この実施の形態4においては、軸受装置301は、静止輪である外輪32の負荷域を移動可能な負荷域移動機構42を備える。CMSコントローラ120は、外輪32の異常診断を行ない、外輪32に異常が生じているものと判定すると、軸受30の外輪負荷域の移動を指示するための信号を監視サーバ130へ出力する。これにより、適時のメンテナンス作業において、軸受30の外輪負荷域を移動させることができる。したがって、この実施の形態4によれば、軸受30の外輪32が静止荷重を受けることによる異常発生を抑制し、軸受30の長寿命化を実現することができる。
 (実施の形態5)
 上記の実施の形態4では、静止輪である外輪32に異常が生じていると診断された場合に、外輪32の負荷域の移動を指示するための信号がCMSコントローラ120から監視サーバ130へ出力されるものとしたが、外輪32に異常が生じていなくても、軸受30が受ける総負荷量(たとえば、軸受30が支持する軸の総回転数や風力発電装置100の総発電量等)に基づいて、或いは定期的に、外輪32の負荷域を移動するようにしてもよい。
 この実施の形態5による軸受監視システムは、実施の形態4における軸受監視システムとCMSコントローラの構成が異なる。
 図50は、実施の形態5におけるCMSコントローラ120Aの構成を機能的に示す機能ブロック図である。図50を参照して、このCMSコントローラ120Aは、監視部116Aと、通信装置118とを含む。
 監視部116Aは、軸受30が受けた総負荷量を監視する。総負荷量とは、軸受30が稼働当初から受けた負荷の積算量であり、軸受30が受ける負荷は、たとえば、軸受30が支持する軸の回転数N(軸受30の回転数に相当する。)や、当該軸が回転することによって発電された発電量PWR等によって示され得る。すなわち、軸受30が受けた総負荷量は、軸受30の稼働当初からの総回転数や総発電量等によって示され得る。なお、回転数Nや発電量PWRは、それぞれ図示されない回転センサや電力センサによって検出される。
 監視部116Aは、軸受30が支持する軸の回転数Nや、風力発電装置100の発電量PWRの検出値を受け、それらの値を積算することによって、軸受30が受けた総負荷量を算出する。そして、軸受30が受けた総負荷量が所定のしきい値を超えると、その旨が監視部116Aから通信装置118へ通知され、通信装置118は、軸受30の外輪負荷域の移動を指示するための信号を通信サーバ132を介して監視サーバ130(図45)へ出力する。
 図51は、実施の形態5におけるCMSコントローラ120Aにより実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。図51を参照して、CMSコントローラ120Aは、軸受30が受ける負荷を検知する(ステップS110)。ここでは、軸受30が支持する主軸の回転数Nや風力発電装置100の発電量PWR等が、軸受30が受ける負荷として検知され得る。
 次いで、CMSコントローラ120Aは、検知された負荷を積算することによって、軸受30が受けた総負荷量を算出する(ステップS120)。そして、CMSコントローラ120Aは、算出された総負荷量が所定のしきい値を超えたか否かを判定する(ステップS130)。このしきい値は、外輪32の異常発生に関する過去のデータや負荷実験等に基づいて決定され得る。
 そして、総負荷量がしきい値を超えたものと判定されると(ステップS130においてYES)、CMSコントローラ120Aは、外輪32の負荷域移動を指示するための信号を通信装置118によって監視サーバ130へ出力する(ステップS140)。なお、総負荷量はしきい値を超えていないと判定されると(ステップS130においてNO)、ステップS140はスキップされ、ステップS150へ処理が移行される。
 なお、上記においては、軸受30が受けた総負荷量がしきい値を超えると、外輪32の負荷域を移動するものとしたが、軸受30が受ける負荷の程度に拘わらず定期的に外輪32の負荷域を移動させてもよい。
 以上のように、この実施の形態5によれば、軸受30に異常が発生する前であっても、軸受30が受けた総負荷量に基づいて、或いは定期的に、外輪32の負荷域を移動することによって、軸受30の異常発生を抑制し、軸受30の長寿命化を図ることができる。
 (実施の形態6)
 上記の実施の形態4,5では、静止輪である外輪32の負荷域の移動を指示するための信号がCMSコントローラ120(120A)から監視サーバ130へ出力され、設備のメンテナンス時に作業者が油圧アクチュエータ140を操作することにより外輪32の負荷域を移動させるものとした。
 この実施の形態6では、軸受30の異常診断結果や軸受30が受けた総負荷量に基づいて、外輪32の負荷域の移動を指示するための信号がCMSコントローラ120(120A)から油圧アクチュエータへ出力され、外輪32の負荷域移動が自動で実施される。
 図52は、実施の形態6による軸受監視システムの構成を機能的に示す機能ブロック図である。図52を参照して、この軸受監視システムは、軸受装置301Aと、振動センサ110と、CMSコントローラ120Bとを含む。
 軸受装置301Aは、軸受30と、移動部40Aとを含み、移動部40Aは、負荷域移動機構42と、油圧アクチュエータ44とを含む。すなわち、この軸受装置301Aでは、油圧アクチュエータ44が移動部40Aの一部として設けられ、軸受装置301Aの構成要素として風力発電装置100に据え付けられる。そして、油圧アクチュエータ44は、軸受30の外輪32(図1~図3)の負荷域移動を指示するための信号をCMSコントローラ120Bから受けると、外輪の負荷域を移動するように負荷域移動機構42へ油圧を出力する。なお、油圧アクチュエータ44のハード構成は、図46に示した油圧アクチュエータ140と同じである。
 CMSコントローラ120Bは、振動センサ110の検出信号に基づいて軸受30の外輪(静止輪)の状態を監視する。そして、CMSコントローラ120Bは、軸受30の外輪の異常を検知すると、外輪負荷域の移動を指示するための信号を油圧アクチュエータ44へ出力する。これにより、CMSコントローラ120Bからの指令に基づいて、外輪負荷域の移動が自動で実施される。
 図53は、図52に示したCMSコントローラ120Bにより実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。図53を参照して、このフローチャートは、図49に示したフローチャートにおいて、ステップS40に代えてステップS42を含む。
 すなわち、ステップS30において外輪32に異常が生じているものと判定されると(ステップS30においてYES)、CMSコントローラ120Bは、外輪32の負荷域移動を指示するための信号を移動部40Aの油圧アクチュエータ44(図52)へ出力する(ステップS42)。なお、外輪32に異常は生じていないものと判定されたときは(ステップS30においてNO)、ステップS42はスキップされ、ステップS50へ処理が移行される。
 なお、図52,11では、軸受30の異常診断結果に基づいて、外輪32の負荷域移動を指示するための信号がCMSコントローラ120Bから油圧アクチュエータ44へ出力されるものとしたが、実施の形態5に対応して、軸受30が受けた総負荷量に基づいて、或いは定期的に、外輪32の負荷域移動を指示するための信号をCMSコントローラ120Bから油圧アクチュエータ44へ出力するようにしてもよい。
 以上のように、この実施の形態6によれば、外輪32の負荷域の移動を指示するための信号がCMSコントローラ120(120A)から油圧アクチュエータへ出力されるので、外輪32の負荷域移動を自動で実施することができる。
 (変形例3)
 上記の各実施の形態4~6においては、外輪溝部34は軸方向における中央に形成されているが、図4及び図5を参照して、外輪溝部34は外輪32において径方向における厚みが相対的に厚い部分に設けられてもよい。たとえば、外輪32が軸方向における端部が中央部よりも厚く設けられている場合には、外輪溝部34は外輪32の軸方向における一方端の近傍或いは両端の近傍に形成されていてもよい。
 外輪溝部34やハウジング溝部25が形成されていることにより、ラジアル荷重が負荷されたときの外輪32の変形量は若干大きくなる。このような変形量の微増が許容できない場合には、図4及び図5に示すように外輪32における厚肉部に外輪溝部34を形成することにより、当該変形量の増加を抑制することができる。
 また、外輪溝部34は、外輪32における転走面以外の任意の面上に形成されていてもよく、たとえば外輪幅面(軸方向における端面)上に設けられていてもよい。このようにしても、ラジアル荷重が負荷されたときの外輪32の変形量増加を抑制することができる。
 (変形例4)
 上記の各実施の形態4~6においては、軸受装置301(1A)は、転がり軸受の軸受30を備えるものとしたが、図6及び図54を参照して、滑り軸受70を備えていてもよい。この場合には、負荷域移動機構は、外輪72における負荷域を移動可能に設けられていればよい。たとえば、回転軸(転動軸)10と滑り接触する外輪72を上述の外輪32(図1)と同様の構成として設ければよい。すなわち、外輪72においてハウジング20との接触面72Aには、周方向に延在する外輪溝部74が形成される。外輪溝部74の内部は、ハウジング20から突出する突出部材22により互いに独立し周方向に並ぶ第1空間74Aと第2空間74Bとに区分される。そして、油圧アクチュエータ140(44)により、第1空間74Aを広げるように第1空間74Aに突出部材22を介して油圧を供給すればよい。
 (実施の形態7)
 再び図46を参照して、実施の形態4では、軸受装置301の軸受30は、内輪及び外輪がそれぞれ回転輪及び静止輪として構成されるものとしたが、この実施の形態7では、軸受装置301の軸受230は、内輪及び外輪がそれぞれ静止輪及び回転輪として構成される。
 そして、静止輪である内輪には、静止荷重が加わるところ、内輪において静止荷重を受ける負荷域は、周方向において内輪の一部(荷重条件によってその広さは異なる。)に形成される。このため、負荷域は、静止荷重を受けないその他の領域と比べて、金属疲労による剥離等の異常が発生しやすい。
 そこで、この実施の形態7に従う軸受装置301では、静止輪である内輪を軸受の周方向に回転移動させることによって軸受230の内輪の負荷域を移動可能な負荷域移動機構242が設けられる。そして、負荷域移動機構242を油圧アクチュエータ140により作動させることによって、軸受230の内輪負荷域を移動させ、軸受230の長寿命化を図ることができる。
 (軸受装置の構成)
 図16~図24は、実施の形態7における軸受装置301の構成を説明する図である。まず図17を参照して、内輪231は、静止荷重を受ける負荷域が軸受230の周方向Rの一部に形成されており、軸受230は内輪231に静止荷重が加えられるいわゆる内輪静止荷重(あるいは軸静止荷重)の軸受である。軸受230は、転がり軸受であり、この実施の形態7では、外輪232が軸受の作動時に軸受の周方向に回転する回転輪であり、内輪231が軸受の作動時に回転しない静止輪である。
 このような軸受230の内輪231における負荷域を、後述の間座溝部235、第1流通孔223、第2流通孔224、突出部材227及び穴228によって構成される負荷域移動機構242(図46)により移動させることで、静止荷重が内輪231の周方向Rにおける一部の特定領域に加えられ続ける(言い換えると、負荷域が内輪231の周方向Rにおいて特定の位置に固定される)ことを回避することができる。その結果、軸受寿命が長い軸受装置301を得ることができる。
 なお、内輪231の負荷域の移動は、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域と重ならない領域を新たな負荷域とするように移動させてもよいし、先の使用時における負荷域において最も大きな静止荷重を受けていた一部(最大面圧部)以外の領域と部分的に重なる領域を新たな負荷域とするように移動させてもよい。
 図16~図24を参照して、軸受装置301は、固定軸221と、内輪231が固定軸221に固定されている軸受230とを備える限りにおいて、任意の構成を備えていればよい。軸受装置301は、たとえば遊星歯車機構200(図16)を備える。
 遊星歯車機構200は、太陽歯車210と、遊星歯車220と、遊星軸受230と、内歯車240とを含む。太陽歯車210は、出力軸211(図17)と接合されている。
 遊星歯車220は、遊星軸221と遊星軸受230を介して接続されている。遊星軸221は、キャリア222(支持部)により支持されている。キャリア222は、軸受装置301において回転可能に設けられている。つまり、遊星歯車220は、キャリア222により公転可能に支持されている。
 遊星軸受230は、内輪231と、外輪232と、複数の転動体233(たとえば球面ころ)とを含む。内輪231はその外周面に複数の転動体233と接触している転走面を有しており、外輪232はその内周面に複数の転動体33と接触している転走面を有している。
 内輪231はその転走面よりも径方向の内側において遊星軸221と嵌め合わされており、外輪232はその転走面よりも径方向の外側において遊星歯車220と嵌め合わされている。内輪231と遊星軸221とは、周方向Rにおいて相対的に移動可能であって、キャリア222によって公転可能に設けられている。外輪232と遊星歯車220とは互いに固定され一体として回転可能に設けられている。或いは、外輪232自体が遊星歯車220として構成されて回転可能に設けられていてもよい。なお、軸受装置301の作動時には、外輪232が周方向Rに回転する一方、内輪231は周方向Rに回転しないように構成されている。
 軸受装置301において、軸受230は1つの遊星軸221に任意の数だけ取り付けられていればよいが、たとえば1つの遊星軸221に2つの軸受230が取り付けられている。2つの軸受230は、たとえばその軸方向において間座234を挟んで平行に配置され、間座234により相対的に位置決めされている。
 図17及び図24を参照して、間座234は、内輪231と同様に円環状に設けられており、その内部において遊星軸221と嵌め合わされている。間座234と内輪231とは、少なくとも周方向R及び軸受230の径方向(以下、単に径方向という)において互いに固定され一体として移動可能に設けられている。内輪231と間座234とは、たとえば軸方向において嵌合可能に設けられている。たとえば、内輪231には軸方向において間座234と接続される面から軸方向に凹んだ凹部が設けられているとともに、間座234には軸方向において内輪231と接続される面から軸方向に突出した凸部が設けられており、間座234の凸部が内輪231の凹部に嵌合されることにより内輪231と間座234とが互いに固定され一体として移動可能に設けられていてもよい。また、内輪231に設けられた凸部と間座234に設けられた凹部とが嵌合されることにより内輪231と間座234とが互いに固定され一体として移動可能に設けられていてもよい。間座234において遊星軸21との接触面には、周方向Rに延在する間座溝部235が形成されている。
 間座溝部235は周方向Rに延在しており、かつ周方向Rにおいて端部を有している(全周に連なっていない)限りにおいて、周方向Rにおいて任意の領域に任意の長さにわたって形成されていればよい。異なる観点から言えば、間座234の内周面234Aには、遊星軸221の外周面221Aと摺動する接触部236が周方向Rにおいて一部分に形成されている。好ましくは、間座溝部235は内輪231と遊星軸221との接触面の大部分に渡って形成されている。このようにすれば、間座溝部235が周方向Rに広く形成されているため、周方向Rにおける内輪231の移動可能範囲を長くとることができる。より好ましくは、間座溝部235は周方向Rにおいて複数形成されており、複数の間座溝部235は遊星軸221を挟んで対向するように配置されている。このようにすれば、間座溝部235(間座溝部235の内部に形成される第1空間235A)に油圧アクチュエータ140によって油圧が供給されたときにも、油圧が内輪231に対し径方向に及ぼす力を相殺して、油圧が内輪231に対し周方向Rに及ぼす力を効果的に利用することができる。
 間座溝部235は、1つの軸受230の軸方向(以下、単に軸方向という)において、少なくとも1つ形成されていればよく、複数形成されていてもよい。複数の間座溝部35は、それぞれ同一の構成を備えていてもよいし、異なっていてもよい。
 間座溝部235は、軸方向において間座溝部235の遊星軸221との接触面上の任意の位置に形成されていればよいが、たとえば軸方向における中央に形成されている。
 なお、間座溝部235の周方向Rにおける一方端部は、後述する第1空間235Aの周方向Rにおける固定端(突出部材227と第1空間235Aとの接続端面)以外の端部を構成し、その他方端部は、後述する第2空間235Bの周方向Rにおける固定端(突出部材227と第2空間235Bとの接続端面)以外の端部を構成している。
 間座溝部235の内部は、遊星軸221から突出する突出部材227により互いに独立し周方向Rに並ぶ第1空間235Aと第2空間235Bとに区分されている。つまり、第1空間235Aは、周方向Rに延びるように形成されており、周方向Rにおける一方の端部が突出部材227と第1空間235Aとの接続端面であって、他方の端部が間座溝部235の周方向Rにおける一方端部である。また、第2空間235Bは、周方向Rに延びるように形成されており、周方向Rにおける一方の端部が突出部材227と第2空間235Bとの接続端面であって、他方の端部が間座溝部235の周方向Rにおける他方端部である。
 ここで、間座234は、上述のように、内輪231と一体として周方向Rに移動可能に設けられているため、間座234及び内輪231は遊星軸221に対して相対的に移動可能である。そのため、間座234に設けられている間座溝部235と遊星軸221に対して位置決めされている突出部材227とは相対的な位置関係が変更可能に設けられている。間座溝部235と突出部材227との相対的な位置関係が変更されると、間座溝部235及び突出部材227の形状は一定であるため、第1空間235A及び第2空間235Bはそれぞれ一方が広がると他方が狭まるように変化する。
 第1空間235Aが最も広がったときの第1空間235Aの周方向Rにおける両端部間と軸受230の軸心との成す角度は、遊星軸221に対して内輪231を移動可能な角度に相当し、たとえば150度程度とすることができる。
 突出部材227は、内輪231において第1の穴228Aから内輪231と遊星軸221との接触面よりも外輪232側に向かって突出している。突出部材227は、径方向における一方の端部が第1の穴228Aの内部において支持部材229により支持されている状態で、他方の端部が間座溝部235と軸方向において嵌合している。
 第1の穴228Aは、遊星軸221において、突出部材227を収容可能であり、かつ周方向R及び軸方向において突出部材227を位置決め可能に設けられている。第1の穴228Aは、たとえば内輪231の軸心を通って径方向に延びるように設けられている。この場合には、第1の穴228Aは2つの突出部材227を収容可能であって、2つの突出部材227は第1の穴228Aから外輪232側に向かってそれぞれ突出している。
 遊星軸221には、第1の穴228Aと連なるとともに第1の穴228Aと交差する方向、たとえば軸方向に延びる第2の穴228Bが形成されている。第2の穴228Bは、支持部材229を収容可能であって、周方向R及び径方向において支持部材229を位置決め可能に設けられている。第2の穴228Bは、遊星軸221の軸方向における端面に連なっており、遊星軸221と軸受230及び間座234とを嵌め合わせている状態で支持部材229を遊星軸221に対して出し入れ可能とするように設けられている。
 支持部材229は、第1の穴228Aの内部において突出部材227と接続されて突出部材227を径方向において支持可能に設けられている。突出部材227と支持部材229との接続面は、軸方向及び径方向に対して傾斜している。これにより、支持部材229を遊星軸221の軸方向Aにおける端面に開口した第2の穴228Bに挿入して第1の穴228Aの内部にまで押し込むことにより、第1の穴228Aの内部に収容されていた突出部材227を径方向に移動させて間座溝部235と嵌合するまで突出させることができる。
 つまり、突出部材227は、支持部材229との接続の有無(支持部材229が第1の穴228Aの内部に挿入されているか否か)によって、遊星軸221の表面から突出した状態と、表面から突出しない状態とに変更可能に設けられている。
 間座234において、突出部材227と間座溝部235とが嵌合可能な領域は周方向Rにわたって広く形成されている。言い換えると、間座溝部235の周方向Rに垂直な断面形状は周方向Rにわたって等しく設けられており、かつ間座溝部235の周方向Rに垂直な断面形状と突出部材227の周方向Rに垂直な断面形状とがほぼ等しく設けられている。このようにすれば、油圧アクチュエータ140により第1空間235Aに油圧を供給して第1空間235Aを周方向Rに広げるときにも、突出部材227と間座溝部235との嵌合状態を維持しながら内輪231及び間座234を遊星軸21に対して相対的に移動させることができる。
 図18~図20を参照して、遊星軸221には、第1空間235Aと外部とを接続するための第1流通孔223と、第2空間235Bと外部とを接続するための第2流通孔224とが形成されている。つまり、第1流通孔223及び第2流通孔224は、周方向Rにおいて突出部材227及び第1の穴228Aを挟むように配置されている。突出部材227を挟んで設けられている第1流通孔223と第2流通孔224とは、同一の間座溝部235に接続可能に設けられている。周方向Rにおいて複数の間座溝部235が形成されている場合には、第1流通孔223、第2流通孔224、突出部材227及び間座溝部235は、周方向Rにおいて回転対称に設けられているのが好ましい。
 図23を参照して、油圧アクチュエータ140は、遊星軸221における第1流通孔223を介して第1空間235Aに接続可能に設けられている。軸受装置301には、たとえば油圧アクチュエータ140に接続されて油を流通可能なホースを第1流通孔223に接続するためのホース導入口251が形成されており、軸受装置301のメンテナンス時などにホース導入口251から上記ホースを導入して第1流通孔223に接続させてもよい。つまり、油圧アクチュエータ140は、軸受装置301の運転時などにおいては第1流通孔223と接続されていなくてもよい。なお、第2空間235Bは、第2流通孔224を介して軸受装置301の外部と接続されている。そして、油圧アクチュエータ140は、第1空間235Aを広げるように、遊星軸221を介して第1空間235Aに油圧を供給する。
 次に、本実施の形態7における軸受装置301の作用効果について説明する。軸受装置301は、内輪231において遊星軸221との接触面には、周方向Rに延在する間座溝部235が形成されており、間座溝部235の内部は、遊星軸221から突出する突出部材227により互いに独立し周方向Rに並ぶ第1空間235Aと第2空間235Bとに区分されている。油圧アクチュエータ140は、第1空間235Aを広げるように、第1空間235Aに突出部材227を介して油圧を供給する。
 このとき、間座溝部235は間座234上に(内輪231の転走面以外の面上に)形成されているので、軸受230の回転動作を妨げることなく油圧アクチュエータ140により負荷域を移動可能である。さらに、第1空間235Aと第2空間235Bとは突出部材227により区分されているため、第1空間235Aの周方向Rにおける一方端は遊星軸221に固定された突出部材227により軸受装置301において固定端として構成されている。第1空間235Aの他方端は、間座234と遊星軸221との接触面上に設けられた間座溝部235の端部であり、内輪231及び間座234が遊星軸221に対して周方向Rにおいて相対的に移動可能であるため、軸受装置301において周方向Rに移動可能に構成されている。そのため、油圧アクチュエータ140により第1空間235Aに油圧を供給することにより、上記他方端を突出部材227(上記一方端)から周方向Rにおいて離れるように移動させることができる。
 また、突出部材227は、支持部材229との接続の有無(支持部材229が第1の穴228Aの内部に挿入されているか否か)によって、遊星軸221の表面から突出した状態と、表面から突出しない状態とに変更可能に設けられている。そのため、遊星軸221と内輪231及び間座234とを嵌め合わせる際には突出部材227が遊星軸221の第1の穴228A内に収容されている状態とし、遊星軸221と内輪231及び間座34とを嵌め合わせた後に突出部材227と間座溝部235とを嵌合させることができる。その結果、キャリア222が軸方向に分割されているか、或いはキャリア222の穴が半径方向に分割されていなくても、遊星歯車機構を備える軸受装置301を組み立てることが可能であるため、軸受装置301は高強度で高い位置合わせ精度を有する遊星歯車機構200を備えることができる。
 図17、図20及び図22を参照して、実施の形態7における軸受装置301は、内輪231と遊星軸221との接触面における摩擦力を低減させる摩擦力低減部260をさらに備えていてもよい。
 遊星軸221において、内輪231との接触面には遊星軸溝部225が形成されている。遊星軸溝部225は、油圧アクチュエータ140により内輪231と遊星軸221とを相対的に移動させる際に内輪231と遊星軸221との間で摩擦力が生じる領域(たとえば軸受230よりも鉛直方向上方に位置する領域)の少なくとも一部上に形成される。遊星軸溝部225は、たとえば周方向Rに延びるように形成されている。遊星軸溝部225は、1つの軸受230において1以上の任意の数形成されていればよいが、たとえば間座溝部235と重ならない領域(第1の穴228Aが形成されていない領域)に複数形成されている。
 遊星軸221には、遊星軸溝部225と外部とを接続するための第3流通孔226が形成されている。遊星軸溝部225は、第3流通孔226を介して摩擦力低減部260と接続されている。摩擦力低減部260は、第3流通孔226を介して遊星軸溝部225の内部に媒体を供給可能に設けられている。
 このようにすれば、内輪231と遊星軸221とがこれらの接触面の少なくとも一部において媒体(気体、液体など)を介して接続されるため、内輪231と遊星軸221との摩擦力を低減することができる。この結果、油圧アクチュエータ140による負荷域の移動を容易に行うことができる。
 実施の形態7における軸受装置301は、軸受230を備えている様々な機械装置に適用可能であるが、特に軸受230の交換が容易に行えない機械装置に有利に適用される。図25を参照して、この実施の形態7では、軸受装置301は、風力発電装置100においてブレード270の回転を増速するための増速機274に含まれており、ブレード270の回転はキャリア222(図17)を介して軸受装置301に入力され、太陽歯車210と一体の出力軸211(図17)から出力されるように設けられている。
 このようにすれば、風力発電装置100は、軸受230の交換作業が極めて高コストであり交換作業が困難であるために装置の寿命が軸受寿命に左右される機械装置であるが、機械装置自体を長寿命化することができる。
 (CMSコントローラの説明)
 再び図48を参照して、この実施の形態7におけるCMSコントローラ120Cは、実施の形態4におけるCMSコントローラ120の構成において、診断部115に代えて診断部115Aを含む。
 診断部115Aは、周波数分析部114の周波数分析結果に基づいて、軸受30の異常診断を実行する。特に、診断部115Aは、周波数分析部114の周波数分析結果に基づいて、静止輪である内輪231(図17)の異常診断を実行する。そして、内輪231の異常が検知されると、その旨が診断部115Aから通信装置118へ通知され、通信装置118は、軸受230の内輪負荷域の移動を指示する信号を通信サーバ132を介して監視サーバ130(図45)へ出力する。
 図55は、実施の形態7におけるCMSコントローラ120Cにより実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。図55を参照して、このフローチャートは、図49に示した実施の形態4におけるフローチャートにおいて、ステップS30,S40に代えてそれぞれステップS32,S44を含む。
 すなわち、ステップSS20において、振動センサ110により検出された振動波形に対して周波数分析が行なわれると、CMSコントローラ120Cは、振動波形の周波数分析結果に基づいて、軸受230の内輪231に異常が生じているか否かを判定する(ステップS32)。具体的には、振動波形の周波数分析結果において、凡そ0.6×Z×frの特徴周波数を有する振動が発生していると判断される場合に、内輪231に異常が生じているものと判定される。
 そして、内輪231に異常が生じているものと判定されると(ステップS32においてYES)、CMSコントローラ120Cは、内輪231の負荷域移動を指示するための信号を通信装置118によって監視サーバ130へ出力する(ステップS44)。なお、内輪231に異常は生じていないものと判定されると(ステップS32においてNO)、ステップS44はスキップされ、ステップS50へ処理が移行される。なお、特に図示しないが、CMSコントローラ120Cは、内輪231の他、外輪232、転動体233及び保持器についても異常診断を行ない、その診断結果を監視サーバ130へ送信するようにしてもよい。
 以上のように、この実施の形態7によっても、実施の形態4と同様の効果が得られる。
 (実施の形態8)
 上記の実施の形態7では、静止輪である内輪231に異常が生じていると診断された場合に、内輪231の負荷域の移動を指示するための信号がCMSコントローラ120Cから監視サーバ130へ出力されるものとしたが、内輪231に異常が生じていなくても、軸受230が受けた総負荷量に基づいて、或いは定期的に、内輪231の負荷域を移動するようにしてもよい。
 図56は、実施の形態8におけるCMSコントローラ120Dにより実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。図56を参照して、このフローチャートは、図51に示した実施の形態5におけるフローチャートにおいて、ステップS140に代えてステップS142を含む。
 すなわち、ステップS130において、軸受230が受けた総負荷量がしきい値を超えたものと判定されると(ステップS130においてYES)、CMSコントローラ120Dは、内輪231の負荷域移動を指示するための信号を通信装置118によって監視サーバ130へ出力する(ステップS142)。なお、総負荷量はしきい値を超えていないと判定されると(ステップS130においてNO)、ステップS142はスキップされ、ステップS150へ処理が移行される。
 なお、上記においては、軸受230が受けた総負荷量がしきい値を超えると、内輪231の負荷域を移動するものとしたが、軸受230が受ける負荷の程度に拘わらず定期的に内輪231の負荷域を移動させてもよい。
 以上のように、この実施の形態8によっても、実施の形態5と同様の効果が得られる。
 (実施の形態9)
 上記の実施の形態7,8では、静止輪である内輪231の負荷域の移動を指示するための信号がCMSコントローラ120C(120D)から監視サーバ130へ出力され、設備のメンテナンス時に作業者が油圧アクチュエータ140を操作することにより内輪231の負荷域を移動させるものとした。
 この実施の形態9では、軸受230の異常診断結果や軸受230が受けた総負荷量に基づいて、内輪231の負荷域の移動を指示するための信号がCMSコントローラ120C(120D)から油圧アクチュエータへ出力され、内輪231の負荷域移動が自動で実施される。
 図57は、実施の形態9におけるCMSコントローラ120Eにより実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。図57を参照して、このフローチャートは、図55に示したフローチャートにおいて、ステップS44に代えてステップS46を含む。
 すなわち、ステップS32において内輪231に異常が生じているものと判定されると(ステップS32においてYES)、CMSコントローラ120Eは、内輪231の負荷域移動を指示するための信号を移動部40Aの油圧アクチュエータ44(図52)へ出力する(ステップS46)。なお、内輪231に異常は生じていないものと判定されたときは(ステップS32においてNO)、ステップS46はスキップされ、ステップS50へ処理が移行される。
 なお、上記では、軸受230の異常診断結果に基づいて、内輪231の負荷域移動を指示するための信号がCMSコントローラ120Eから油圧アクチュエータ44へ出力されるものとしたが、実施の形態8に対応して、軸受230が受けた総負荷量に基づいて、或いは定期的に、内輪231の負荷域移動を指示するための信号をCMSコントローラ120Eから油圧アクチュエータ44へ出力するようにしてもよい。
 以上のように、この実施の形態9によっても、実施の形態6と同様の効果が得られる。
 (変形例5)
 この変形例5では、軸受装置301の構成について、基本的には図16~図24で説明した軸受装置301と同様の構成を備えるが、固定軸(遊星軸221)を支持する支持部(キャリア280)に設けられる支持部溝部を用いて、油圧アクチュエータ140(44)により内輪231の負荷域を周方向Rに移動可能とする点で、上述の軸受装置301と異なる。
 図26及び図27を参照して、この変形例5における軸受装置301においては、遊星軸221は、周方向Rにおいて内輪231と一体として回転可能に設けられている。遊星軸221は、キャリア280により支持されている。遊星歯車220は、キャリア280により公転可能に支持されている。さらに、遊星軸221は、油圧アクチュエータ140(44)を作動させた時に、キャリア280に対して回転可能(自転可能)に設けられている。遊星軸221は、油圧アクチュエータ140(44)の非作動時、たとえば軸受装置301の運転動作時には、キャリア280に自転不能に支持されているのが好ましい。
 キャリア280において遊星軸221との接触面には、周方向Rに延在する支持部溝部281が形成されている。支持部溝部281は周方向Rに延在しており、かつ周方向Rにおいて端部を有している(全周に連なっていない)限りにおいて、周方向Rにおいて任意の領域に任意の長さにわたって形成されていればよい。異なる観点から言えば、キャリア280の内周面280Aには、遊星軸221の外周面221Aと摺動する接触部282が周方向Rにおいて一部分に形成されている。つまり、接触部282は、支持部溝部281の底面に対して凸状に形成されている。
 好ましくは、支持部溝部281はキャリア280と遊星軸221との接触面の大部分に渡って形成されている。このようにすれば、支持部溝部281が周方向Rに広く形成されているため、周方向Rにおける遊星軸221(内輪231)の移動可能範囲を長くとることができる。より好ましくは、支持部溝部281は周方向Rにおいて複数形成されており、複数の支持部溝部281は遊星軸221を挟んで対向するように配置されている。言い換えると、接触部282は周方向Rにおいて複数形成されており、複数の接触部282は遊星軸221を挟んで対向するように配置されている。
 支持部溝部281は、1つの転がり軸受230の軸方向において、少なくとも1つ形成されていればよく、複数形成されていてもよい。複数の支持部溝部281は、それぞれ同一の構成を備えていてもよいし、異なっていてもよい。
 支持部溝部281は、軸方向において支持部溝部281の遊星軸221との接触面上の任意の位置に形成されていればよいが、たとえば軸方向における中央に形成されている。
 遊星軸221には、支持部溝部281と軸方向において嵌合可能に設けられている凸部283が形成されている。凸部283の頂面は、キャリア280と遊星軸221との接触面を成している。好ましくは、凸部283は複数形成されており、複数の凸部283は遊星軸221を挟んで対向するように配置されている。
 このようにすれば、油圧アクチュエータ140(44)によって支持部溝部281に油圧が供給されたときにも、油圧が遊星軸221に対し径方向に及ぼす力を相殺して、油圧が遊星軸221に対し周方向Rに及ぼす力のみを利用することができる。
 なお、支持部溝部281の周方向Rにおける一方端部は第4空間281Aの周方向Rにおける固定端を構成し、その他方端部は第5空間281Bの周方向Rにおける固定端を構成している。
 支持部溝部281の内部は、遊星軸221から突出する凸部283により互いに独立し周方向Rに並ぶ第4空間281Aと第5空間281Bとに区分されている。つまり、第4空間281A及び第5空間281Bは、それぞれ周方向Rに延びるように形成されており、周方向Rにおける一方の端部が凸部283により構成され、他方の端部が支持部溝部281により構成されている。
 油圧アクチュエータ140(44)は、第4空間281Aを広げるように第4空間281Aに油圧を供給可能に設けられている。第4空間281Aと油圧アクチュエータ140(44)とは任意の方法により油を流通可能に設けられていればよいが、たとえば遊星軸221には周方向Rにおいて凸部283に近接する位置に第4空間281Aと外部とを接続する第4流通孔284が形成されており、油圧アクチュエータ140(44)は第4流通孔284を介して第4空間281Aに油圧を供給可能に設けられている。
 キャリア280には、支持部溝部281と外部とを接続するための第5流通孔285が形成されている。第5流通孔285は、支持部溝部281の一方端部の近傍と外部とを接続するように設けられているのが好ましい。このとき、第4流通孔284及び第5流通孔285は、それぞれ1つずつが1つの支持部溝部281に接続されるとともに、いずれか一方が接触部282と凸部283との間に形成される第4空間281A又は第5空間281Bに接続されるように設けられている。
 つまり、図16~図24で説明した軸受装置301では、キャリア222に支持され固定された遊星軸221に対して内輪231及び間座234を周方向Rに回転させることにより負荷域を移動可能としているのに対し、この変形例5では、キャリア280に対して当該キャリア280に支持された遊星軸221及び内輪231を周方向Rに回転させることにより負荷域を移動可能としている。
 このようにしても、内輪231における負荷域を所定のタイミングで移動可能であるため、内輪231において特定の領域が静止荷重を受け続けることにより当該領域に剥離等の異常が発生することを抑制することができる。
 (変形例6)
 上記の変形例5では、軸受230は、転がり軸受であるとしたがこれに限られるものではなく、たとえば滑り軸受であってもよい。つまり、内輪231が滑り軸受の軸(遊星軸221)として構成されており、外輪232が遊星軸221と滑り接触する滑り軸受の軸受として構成されていてもよい。
 図28及び図29を参照して、遊星歯車220は、滑り軸受の軸受と固定され一体として回転可能に設けられているか、或いは滑り軸受の軸受として構成されて回転可能に設けられている。遊星軸221は、固定部材として、滑り軸受の軸として設けられており、キャリア280により公転可能に支持されている。
 この場合、内輪231としての遊星軸221に静止荷重を受ける負荷域が周方向Rの一部に形成されていることから、遊星軸受230はいわゆる軸静止荷重の滑り軸受である。つまり、負荷域移動機構は、遊星軸221(内輪231)に形成されている負荷域を周方向Rに移動可能に設けられている。すなわち、負荷域移動機構は、遊星軸221をキャリア280に対して周方向Rに回転可能(自転可能)に設けられている。
 たとえば、図28及び図29に示すように、遊星軸221において、キャリア280との接触面には遊星軸溝部286が形成されている。遊星軸溝部286は、第3流通孔287を介して摩擦力低減部と接続されている。摩擦力低減部は遊星軸溝部286の内部に媒体を供給可能に設けられていてもよい。
 このようにすれば、滑り軸受230の回転動作を妨げることなく油圧アクチュエータ140(44)により負荷域を移動可能である。その結果、金属疲労が進行した先の使用時における負荷域(少なくとも最大面圧部)と重ならない領域を負荷域とすることができ、交換作業を行うことなく1つの軸受装置1を継続して使用することができる。
 以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態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。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲のすべての変更が含まれることが意図される。
 本発明は、交換作業が困難な軸受を備える軸受装置、機械装置、および軸受に特に有利に適用される。
 1,201 軸受装置、10 回転軸、20 ハウジング、22 突出部材、23 第1貫通孔、24 第2貫通孔、25 ハウジング溝部、30,70 軸受、31 内輪、32,72 外輪、33 転動体、34,74 外輪溝部、34A,74A 第1空間、34B,74B 第2空間、40 移動部、50 摩擦力低減部、100,202 機械装置(風力発電装置)、200 遊星歯車機構、210 太陽歯車、211 出力軸、220 遊星歯車、221 遊星軸、221A 外周面、222,280 キャリア(支持部)、223 第1流通孔、224 第2流通孔、225 遊星軸溝部、226 第3流通孔、227 突出部材、227E,283 凸部、228A 第1の穴、228B 第2の穴、229 支持部材、230 遊星軸受(転がり軸受、滑り軸受)、231 内輪、232 外輪、233 転動体、234 間座、235 間座溝部、235A 第1空間、235B 第2空間、236,282 接触部、240 内歯車、250 移動部、251 ホース導入口、260 摩擦力低減部、270 ブレード、271 主軸、273 ハウジング、274 増速機、276 発電機、279 ナセル、281 支持部溝部、281A 第4空間、281B 第5空間、284 第4流通孔、285 第5流通孔、291,291A,291B,292,296 軸方向シール部材、293,294 周方向シール部材、295 凹部。

Claims (33)

  1.  ハウジングと、
     前記ハウジングに取り付けられている軸受とを備え、
     前記軸受は、前記ハウジングに接触した外輪を含み、
     前記外輪の周方向の一部は、前記軸受の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域になっており、
     前記外輪において前記負荷域を移動可能な移動部をさらに備える、軸受装置。
  2.  前記移動部は、前記外輪において前記負荷域を前記周方向に移動可能に設けられている、請求項1に記載の軸受装置。
  3.  前記外輪において前記ハウジングとの接触面には、前記周方向に延在する外輪溝部が形成されており、
     前記外輪溝部の内部は、前記ハウジングから突出する突出部材により互いに独立し前記周方向に並ぶ第1空間と第2空間とに区分されており、
     前記移動部は、前記第1空間を広げるように前記第1空間に第1媒体を供給可能に設けられている、請求項2に記載の軸受装置。
  4.  前記外輪溝部内において前記外輪および前記ハウジングに接続されており、前記軸受の軸方向において前記第1空間を閉じる軸方向シール部材をさらに備える、請求項3に記載の軸受装置。
  5.  前記外輪溝部内において前記外輪および前記ハウジングに接続されており、前記軸受の周方向において前記第1空間を閉じる周方向シール部材をさらに備える、請求項3または請求項4に記載の軸受装置。
  6.  前記ハウジングは、前記第2空間と前記ハウジングの外部とをつなぐ流通路を含む、請求項3~請求項5のいずれか1項に記載の軸受装置。
  7.  前記移動部は、油圧アクチュエータを含む、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の軸受装置。
  8.  前記接触面における前記外輪と前記ハウジングとの摩擦力を低減させる摩擦力低減部をさらに備える、請求項3~請求項5のいずれか1項に記載の軸受装置。
  9.  前記ハウジングにおいて前記外輪が接触する部分にはハウジング溝部が形成されており、
     前記摩擦力低減部は、前記ハウジング溝部の内部に第2媒体を供給可能に設けられている、請求項8に記載の軸受装置。
  10.  内輪と、前記内輪の外周を囲むように形成された外輪とを含む軸受を備え、
     前記軸受の作動時は前記外輪が前記軸受の周方向に回転する一方、前記内輪は前記周方向に回転しないように構成されており、
     前記内輪の前記周方向の一部は、前記軸受の静止時においてラジアル荷重を受ける負荷域となっており、
     前記内輪において前記負荷域を移動可能な移動部をさらに備える、軸受装置。
  11.  前記移動部は、前記内輪において前記負荷域を前記周方向に移動可能に設けられている、請求項10に記載の軸受装置。
  12.  前記軸受は、転がり軸受であり、
     前記軸受の作動時に前記内輪が固定されている固定軸と、
     円環状であって、その内周側において前記固定軸とはめあわされるとともに前記内輪と接続されており、前記内輪と一体として前記固定軸に対し移動可能に設けられている間座とをさらに備え、
     前記間座において前記固定軸との接触面には、前記周方向に延在する間座溝部が形成されており、
     前記間座溝部の内部は、前記固定軸から突出する突出部材により互いに独立し前記周方向に並ぶ第1空間と第2空間とに区分されており、
     前記移動部は、前記第1空間を広げるように前記第1空間に第1媒体を供給可能に設けられている、請求項11に記載の軸受装置。
  13.  前記間座溝部内において前記間座および前記固定軸に接続されており、前記軸受の軸方向において前記第1空間を閉じる軸方向シール部材をさらに備える、請求項12に記載の軸受装置。
  14.  前記間座溝部内において前記間座、前記固定軸、および前記軸方向シール部材に接続されており、前記軸受の周方向において前記第1空間を閉じる周方向シール部材をさらに備える、請求項13に記載の軸受装置。
  15.  前記第2空間と前記軸受装置の外部とをつなぐ流通路を備える、請求項12~請求項14のいずれか1項に記載の軸受装置。
  16.  前記突出部材は前記固定軸の表面から突出した状態と、前記表面から突出しない状態とに位置変更可能となっている、請求項12~請求項15のいずれか1項に記載の軸受装置。
  17.  前記内輪と前記固定軸との摩擦力を低減させる摩擦力低減部をさらに備え、
     前記固定軸において前記内輪との接触面には固定軸溝部が形成されており、
     前記固定軸溝部と前記内輪との間には第3空間が形成されており、
     前記摩擦力低減部は、前記第3空間内に第2媒体を供給可能に設けられている、請求項12に記載の軸受装置。
  18.  前記軸受は、転がり軸受であり、
     前記内輪が固定されている固定軸と、
     前記固定軸を支持する支持部とをさらに備え、
     前記支持部において前記固定軸との接触面には、前記周方向に延在する支持部溝部が形成されており、
     前記支持部溝部の内部は、前記固定軸から突出する凸部により互いに独立し前記周方向に並ぶ第4空間と第5空間とに区分されており、
     前記移動部は、前記第4空間を広げるように前記第4空間に第1媒体を供給可能に設けられている、請求項11に記載の軸受装置。
  19.  前記軸受は、滑り軸受であり、
     前記内輪が固定されている固定軸と、
     前記固定軸を支持する支持部とをさらに備え、
     前記移動部は前記支持部に対して前記内輪を相対的に移動させることにより、前記内輪において前記負荷域を移動可能に設けられている、請求項11に記載の軸受装置。
  20.  前記支持部において前記固定軸との接触面には、前記周方向に延在する支持部溝部が形成されており、
     前記支持部溝部の内部は、前記固定軸から突出する凸部により互いに独立し前記周方向に並ぶ第4空間と第5空間とに区分されており、
     前記移動部は、前記第4空間を広げるように前記第4空間に第1媒体を供給可能に設けられている、請求項19に記載の軸受装置。
  21.  前記支持部溝部内において前記支持部および前記固定軸に接続されており、前記軸受の軸方向において前記第4空間を閉じる軸方向シール部材をさらに備える、請求項20に記載の軸受装置。
  22.  前記支持部溝部内において前記支持部、前記固定軸、および前記軸方向シール部材に接続されており、前記軸受の周方向において前記第4空間を閉じる周方向シール部材をさらに備える、請求項21に記載の軸受装置。
  23.  前記固定軸と前記支持部との摩擦力を低減させる摩擦力低減部をさらに備え、
     前記固定軸において前記支持部との接触面には固定軸溝部が形成されており、
     前記固定軸溝部と前記固定軸との間には第6空間が形成されており、
     前記摩擦力低減部は、前記第6空間内に第2媒体を供給可能に設けられている、請求項18~請求項22のいずれか1項に記載の軸受装置。
  24.  請求項1~請求項23のいずれか1項に記載の軸受装置を備える機械装置。
  25.  請求項1~請求項23のいずれか1項に記載の軸受装置に備えられている、軸受。
  26.  軸受装置における軸受の状態監視装置であって、
     前記軸受装置の軸受は、内輪及び外輪を含み、
     前記内輪及び前記外輪の一方は、前記軸受の作動時に前記軸受の周方向に回転するように構成された回転輪であり、
     前記内輪及び前記外輪の他方は、前記軸受の作動時に前記軸受の周方向に回転しないように構成された静止輪であり、
     前記静止輪の周方向の一部は、ラジアル荷重を受ける負荷域を含み、
     前記軸受装置は、前記静止輪の前記負荷域を移動可能に構成された移動部を含み、
     前記状態監視装置は、
     前記静止輪の状態を監視する監視部と、
     前記監視部の監視結果に基づいて、前記移動部による前記静止輪の前記負荷域の移動を指示するための信号を出力する信号出力部とを備える、軸受の状態監視装置。
  27.  前記軸受の振動を検出する振動センサをさらに備え、
     前記監視部は、前記振動センサの検出信号に基づいて前記静止輪の異常診断を実行し、
     前記信号出力部は、前記監視部の異常診断結果に基づいて前記信号を出力する、請求項26に記載の軸受の状態監視装置。
  28.  前記信号出力部からの前記信号を遠隔の監視サーバへ送信するための通信装置をさらに備える、請求項26又は請求項27に記載の軸受の状態監視装置。
  29.  軸受装置と、
     前記軸受装置における軸受の状態監視装置とを備え、
     前記軸受装置の軸受は、内輪及び外輪を含み、
     前記内輪及び前記外輪の一方は、前記軸受の作動時に前記軸受の周方向に回転するように構成された回転輪であり、
     前記内輪及び前記外輪の他方は、前記軸受の作動時に前記軸受の周方向に回転しないように構成された静止輪であり、
     前記静止輪の周方向の一部は、ラジアル荷重を受ける負荷域を含み、
     前記軸受装置は、前記静止輪の前記負荷域を移動可能に構成された移動部を含み、
     前記状態監視装置は、
     前記静止輪の状態を監視する監視部と、
     前記監視部の監視結果に基づいて、前記静止輪の前記負荷域の移動を指示するための信号を前記移動部へ出力する信号出力部とを含み、
     前記移動部は、前記信号出力部からの前記信号に基づいて前記静止輪の前記負荷域を移動するように構成される、軸受監視システム。
  30.  前記状態監視装置は、前記軸受の振動を検出する振動センサをさらに含み、
     前記監視部は、前記振動センサの検出信号に基づいて前記静止輪の異常診断を実行し、
     前記信号出力部は、前記監視部の異常診断結果に基づいて前記移動部へ前記信号を出力する、請求項29に記載の軸受監視システム。
  31.  前記移動部は、油圧アクチュエータを含む、請求項29又は請求項30に記載の軸受監視システム。
  32.  請求項26から請求項28のいずれか1項に記載の軸受の状態監視装置を備える風力発電設備。
  33.  請求項29から請求項31のいずれか1項に記載の軸受監視システムを備える風力発電設備。
PCT/JP2015/079927 2014-11-07 2015-10-23 軸受装置、機械装置、軸受、軸受の状態監視装置、軸受監視システム及び風力発電設備 WO2016072290A1 (ja)

Applications Claiming Priority (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014227051 2014-11-07
JP2014227182A JP2016089997A (ja) 2014-11-07 2014-11-07 軸受の状態監視装置、軸受監視システム及び風力発電設備
JP2014-227182 2014-11-07
JP2014-227051 2014-11-07
JP2014227052 2014-11-07
JP2014-227052 2014-11-07
JP2015159450A JP2016095023A (ja) 2014-11-07 2015-08-12 軸受装置、機械装置および軸受
JP2015-159450 2015-08-12
JP2015161903A JP2016095024A (ja) 2014-11-07 2015-08-19 軸受装置、機械装置および軸受
JP2015-161903 2015-08-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016072290A1 true WO2016072290A1 (ja) 2016-05-12

Family

ID=55909016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/079927 WO2016072290A1 (ja) 2014-11-07 2015-10-23 軸受装置、機械装置、軸受、軸受の状態監視装置、軸受監視システム及び風力発電設備

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2016072290A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106226059A (zh) * 2016-08-26 2016-12-14 瓦房店轴承集团有限责任公司 轴承密封圈密封性能试验机
ES2723800A1 (es) * 2018-02-23 2019-09-02 Laulagun Bearings S L Rodamiento con pista de rodadura rotatoria y método de mantenimiento de rodamiento con pista de rodadura rotatoria
CN111238802A (zh) * 2020-01-19 2020-06-05 湖北三江航天红峰控制有限公司 高低温加压环境o形圈压缩率试验装置
US11539317B2 (en) 2021-04-05 2022-12-27 General Electric Renovables Espana, S.L. System and method for detecting degradation in wind turbine generator bearings

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004036747A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 主軸装置及び予圧制御方法
JP2010089508A (ja) * 2008-10-08 2010-04-22 Heidelberger Druckmas Ag 印刷機
JP2010106867A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Nsk Ltd 軸受装置及びその組立方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004036747A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 主軸装置及び予圧制御方法
JP2010089508A (ja) * 2008-10-08 2010-04-22 Heidelberger Druckmas Ag 印刷機
JP2010106867A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Nsk Ltd 軸受装置及びその組立方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106226059A (zh) * 2016-08-26 2016-12-14 瓦房店轴承集团有限责任公司 轴承密封圈密封性能试验机
CN106226059B (zh) * 2016-08-26 2019-02-26 瓦房店轴承集团有限责任公司 轴承密封圈密封性能试验机
ES2723800A1 (es) * 2018-02-23 2019-09-02 Laulagun Bearings S L Rodamiento con pista de rodadura rotatoria y método de mantenimiento de rodamiento con pista de rodadura rotatoria
CN111238802A (zh) * 2020-01-19 2020-06-05 湖北三江航天红峰控制有限公司 高低温加压环境o形圈压缩率试验装置
CN111238802B (zh) * 2020-01-19 2021-11-12 湖北三江航天红峰控制有限公司 高低温加压环境o形圈压缩率试验装置
US11539317B2 (en) 2021-04-05 2022-12-27 General Electric Renovables Espana, S.L. System and method for detecting degradation in wind turbine generator bearings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016072290A1 (ja) 軸受装置、機械装置、軸受、軸受の状態監視装置、軸受監視システム及び風力発電設備
US20200284352A1 (en) Shaft Seal Assembly
CN102918265B (zh) 混合式风力叶轮机叶片轴承
CN106151474B (zh) 干井轴组件
WO2014091617A1 (ja) 風力発電装置及びその建設方法
US10428801B2 (en) Wind power generation device
JP2016089997A (ja) 軸受の状態監視装置、軸受監視システム及び風力発電設備
EP2096303A1 (en) Windturbine comprising a bearing seal
US20160025073A1 (en) Shaft coupling device and wind power generation device
EP2918861B1 (en) Cage bearing with oil retaining shield
CN110546377B (zh) 用于风力涡轮机的转子轴的振动连接的接头
JP6144287B2 (ja) 風力発電装置
KR101131920B1 (ko) 하이브리드 공기포일베어링
JP6513558B2 (ja) 密封構造体
WO2017086153A1 (ja) 軸受装置及び回転機械
JP4442461B2 (ja) 液体潤滑フォイル式動圧軸受
JP2006097733A (ja) 駆動力伝達装置
JP2016095023A (ja) 軸受装置、機械装置および軸受
DK2796711T3 (en) Wear sensor for a wind turbine
JP2016095024A (ja) 軸受装置、機械装置および軸受
JP2018071645A (ja) 軸継手機構
CN104483117A (zh) 一种水下挠性装置的疲劳试验方法及装置
JP2007002725A (ja) 補修用巻きブッシュ及びガスタービン用可変静翼の支持軸受装置
EP2985485A1 (en) Clutch unit assembly method
JP2003314699A (ja) リップを有するリング状シールの交換装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15856430

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15856430

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1