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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-05-14
(45)【発行日】2025-05-22
(54)【発明の名称】複列円すいころ軸受
(51)【国際特許分類】
F16C 19/38 20060101AFI20250515BHJP
F16C 33/58 20060101ALI20250515BHJP
F16C 33/36 20060101ALI20250515BHJP
【ＦＩ】
F16C19/38
F16C33/58
F16C33/36
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2024040170
(22)【出願日】2024-03-14
(62)【分割の表示】P 2020092067の分割
【原出願日】2020-05-27
(65)【公開番号】P2024069478
(43)【公開日】2024-05-21
【審査請求日】2024-03-28
(31)【優先権主張番号】P 2019175909
(32)【優先日】2019-09-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000102692
【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100087941
【弁理士】
【氏名又は名称】杉本 修司
(74)【代理人】
【識別番号】100112829
【弁理士】
【氏名又は名称】堤 健郎
(74)【代理人】
【識別番号】100155963
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】100150566
【弁理士】
【氏名又は名称】谷口 洋樹
(74)【代理人】
【識別番号】100213470
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 真二
(72)【発明者】
【氏名】顔 偉達
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 智仁
【審査官】松江川 宗
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１７／１６４３２５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／０９５４５２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１４／１２９６５８（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｃ １９／００－１９／５６，３３／３０－３３／６６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
正面組合せの複列円すいころ軸受であって、アキシアル荷重が主に負荷される側の列である荷重負荷列の接触角が、反対側の列である非負荷側列の接触角よりも大きく、
前記非負荷側列のころのころ長さところ径のいずれか一方または両方が、前記荷重負荷列のころのころ長さところ径よりも大きい複列円すいころ軸受。
【請求項2】
請求項１に記載の複列円すいころ軸受において、２５°≦荷重負荷列の接触角≦３５°
５°≦非負荷側列の接触角≦１５°
である複列円すいころ軸受。
【請求項3】
請求項１または請求項２に記載の複列円すいころ軸受において、両列のころピッチ円直径の比（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）が、０．９≦（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）≦１．１
である複列円すいころ軸受。
【請求項4】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の複列円すいころ軸受において、内輪が両列の軌道面の間に中つばを有し，この中つばの厚みＴＨが、ＴＨ≦０．１５×内輪幅
である複列円すいころ軸受。
【請求項5】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の複列円すいころ軸受である風力発電装置主軸用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、左右列非対称設計の複列円すいころ軸受、例えば、風力発電装置主軸用軸受等の複列円すいころ軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
調心輪つき円すいころ軸受として、複列円すいころ軸受の左右列のころ長さ、ころ径等を互いに異ならせることにより、アキシアルを負荷する列の負荷容量を高めることが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００６－１７７４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
正面組合せの複列円すいころ軸受と円筒ころ軸受とを組み合わせる配置は、風車主軸用の軸受装置としてよく採用されている。
複列円すいころ軸受の強度不足の要因の一つは、アキシアル荷重により両列のころに不均衡負荷が発生し、両列の仕様が同じである場合、アキシアル荷重が主に負荷される側の列である荷重負荷列が先に疲労限度に至ると考えられる。そのため、通常の設計思想では荷重負荷列の負荷容量を大きくする。
複列円すいころ軸受の強度不足の要因の一つは、アキシアル荷重により両列のころに不均衡負荷が発生し、両列の仕様が同じである場合、アキシアル荷重が主に負荷される側の列である荷重負荷列が先に疲労限度に至ると考えられる。そのため、通常の設計思想では荷重負荷列の負荷容量を大きくする。
【0005】
しかし、風車の風荷重は一定ではないため、非負荷側列に大きな荷重が負荷されることがあり、非負荷側列の高負荷容量も必要となる。そのため、従来の設計思想では、非負荷側列の負荷容量が不足し、非負荷側列の安全率が基準に対して厳しくなる。
【0006】
この発明の目的は、接触角の適正化により、アキシアル荷重が主に一方向から作用し、また逆方向にもアキシアル荷重が作用する場合が生じる荷重条件下で、両列の負荷荷重を均衡化し、軸受全体として長寿命化が達成できる複列円すいころ軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明の複列円すいころ軸受は、正面組合せの複列円すいころ軸受であって、
アキシアル荷重が主に負荷される側の列である荷重負荷列の接触角が、反対側の列である非負荷側列の接触角よりも大きく、かつ両列の接触角の差が１５°以上である。
なお、前記「主に」とは、アキシアル荷重の方向が定まっていればその方向を、アキシアル荷重の方向が変動することがある場合は、多くの時間アキシアル荷重が作用する方向を示す。
アキシアル荷重が主に負荷される側の列である荷重負荷列の接触角が、反対側の列である非負荷側列の接触角よりも大きく、かつ両列の接触角の差が１５°以上である。
なお、前記「主に」とは、アキシアル荷重の方向が定まっていればその方向を、アキシアル荷重の方向が変動することがある場合は、多くの時間アキシアル荷重が作用する方向を示す。
【0008】
この構成によると、荷重負荷列の接触角が非負荷側列の接触角よりも大きいため、荷重負荷列のアキシアル荷重の負荷能力が高まる。その反面、荷重負荷列のラジアル荷重の負荷能力が低減する。複列円すいころ軸受では、作用する荷重は一般的に、アキシアル荷重よりもラジアル荷重の方が大きく、ラジアル荷重は両列で負荷することになる。そのため複列円すいころ軸受は、軸受全体としてアキシアル荷重とラジアル荷重との負荷能力の均衡化を図る必要がある。
この場合に、両列の接触角の差を１５°以上と大きくしたため、荷重負荷列の接触角をある程度大きくしながら、非負荷側列の接触角を十分に小さくできる。非負荷側列の接触角が小さくなることで、非負荷側列のラジアル荷重の負荷能力が高まり、荷重負荷列のラジアル荷重の負荷能力の低減が補える。これにより、アキシアル荷重とラジアル荷重の両方を考慮すると、両列の負荷荷重が均衡化し、両列の寿命が均衡化して軸受全体の長寿命化が達成できる。
この場合に、両列の接触角の差を１５°以上と大きくしたため、荷重負荷列の接触角をある程度大きくしながら、非負荷側列の接触角を十分に小さくできる。非負荷側列の接触角が小さくなることで、非負荷側列のラジアル荷重の負荷能力が高まり、荷重負荷列のラジアル荷重の負荷能力の低減が補える。これにより、アキシアル荷重とラジアル荷重の両方を考慮すると、両列の負荷荷重が均衡化し、両列の寿命が均衡化して軸受全体の長寿命化が達成できる。
【0009】
この発明において、非負荷側列のころのころ長さところ径のいずれか一方または両方が、荷重負荷列のころのころ長さところ径よりも大きくてもよい。
複列円すいころ軸受は、荷重の方向や大きさが大きく変動する条件で使用される場合がある。例えば、風力発電装置主軸用軸受として使用する場合、風車の風荷重は大きく変化するため、非負荷側列に大きな荷重が負荷される場合がある。このような場合に、非負荷側列のころのころ長さところ径のいずれか一方または両方が、荷重負荷列のころのころ長さところ径よりも大きく形成されていると、非負荷側列に大きなアキシアル荷重とラジアル荷重が負荷されても、安全率の基準を満足させることが容易となる。
複列円すいころ軸受は、荷重の方向や大きさが大きく変動する条件で使用される場合がある。例えば、風力発電装置主軸用軸受として使用する場合、風車の風荷重は大きく変化するため、非負荷側列に大きな荷重が負荷される場合がある。このような場合に、非負荷側列のころのころ長さところ径のいずれか一方または両方が、荷重負荷列のころのころ長さところ径よりも大きく形成されていると、非負荷側列に大きなアキシアル荷重とラジアル荷重が負荷されても、安全率の基準を満足させることが容易となる。
【0010】
この発明において、両列の接触角の差を１５°以上するだけでなく、各列の接触角につき、次の条件を充足することがより好ましい。
２５°≦荷重負荷列の接触角≦３５°
５°≦非負荷側列の接触角≦１５°
荷重負荷列の接触角が２５°以上であり、非負荷側列の接触角が１５°以下であると、両列の軸受中心軸上における両列の作用点間距離Ｍが、左右対称設計の複列円すいころ軸受の５０％～７５％程度になる。そのため、非負荷側列のラジアル荷重の負荷割合が、左右対称設計の複列円すいころ軸受よりも高くなる。このように非負荷側列のラジアル荷重の負荷割合が高くなることで、アキシアル荷重が一方向に偏って作用する使用条件下で、対称設計よりも両列の荷重の均等化が実現できる。
荷重負荷列の接触角が３５°以上であると、荷重負荷列のラジアル荷重の負荷能力が低減するため、好ましくない。また、非負荷側列の接触角が５°以下であると、アキシアル荷重が反対方向に作用した場合に、アキシアル荷重の負荷能力が不足する。
２５°≦荷重負荷列の接触角≦３５°
５°≦非負荷側列の接触角≦１５°
荷重負荷列の接触角が２５°以上であり、非負荷側列の接触角が１５°以下であると、両列の軸受中心軸上における両列の作用点間距離Ｍが、左右対称設計の複列円すいころ軸受の５０％～７５％程度になる。そのため、非負荷側列のラジアル荷重の負荷割合が、左右対称設計の複列円すいころ軸受よりも高くなる。このように非負荷側列のラジアル荷重の負荷割合が高くなることで、アキシアル荷重が一方向に偏って作用する使用条件下で、対称設計よりも両列の荷重の均等化が実現できる。
荷重負荷列の接触角が３５°以上であると、荷重負荷列のラジアル荷重の負荷能力が低減するため、好ましくない。また、非負荷側列の接触角が５°以下であると、アキシアル荷重が反対方向に作用した場合に、アキシアル荷重の負荷能力が不足する。
【0011】
この発明において、両例のころピッチ円直径の比（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）が、
０．９≦（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）≦１．１
であってもよい。
両列で接触角を異ならせると、両列の間で必要な中つばの高さに差が生じる。この中つばの高さの差を抑えるため、両列のピッチ円直径の比（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）を定量的に定めておくことが好ましく、ピッチ円直径の比（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）を、上記の、
０．９≦（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）≦１．１
となる範囲に設定することで、両列間で中つばの高さの差が大きくなり過ぎることを抑制できる。
０．９≦（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）≦１．１
であってもよい。
両列で接触角を異ならせると、両列の間で必要な中つばの高さに差が生じる。この中つばの高さの差を抑えるため、両列のピッチ円直径の比（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）を定量的に定めておくことが好ましく、ピッチ円直径の比（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）を、上記の、
０．９≦（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）≦１．１
となる範囲に設定することで、両列間で中つばの高さの差が大きくなり過ぎることを抑制できる。
【0012】
この発明において、内輪が両列の軌道面間に中つばを有する場合、この中つばの厚みＴＨが、
ＴＨ≦０．１５×内輪幅
であることが好ましい。
中つばは、アキシアル荷重が作用する場合にころの軸方向の移動を抑えるためにある程度の厚みＴＨ必要であるが、中つばの厚みＴＨが０．１５×内輪幅の範囲を超えて大きくなると、中つばによって軌道面幅、ころ長さが無駄に小さくなる。
ＴＨ≦０．１５×内輪幅
であることが好ましい。
中つばは、アキシアル荷重が作用する場合にころの軸方向の移動を抑えるためにある程度の厚みＴＨ必要であるが、中つばの厚みＴＨが０．１５×内輪幅の範囲を超えて大きくなると、中つばによって軌道面幅、ころ長さが無駄に小さくなる。
【0013】
この発明の風力発電装置主軸用軸受は、この発明の前記のうちのいずれかの構成の複列円すいころ軸受とされる。
風力発電装置主軸用軸受の場合、風車の風荷重が時によって大きく変動するため、この発明の複列円すいころ軸受の構成であることによる作用，効果が、効果的に発揮される。
風力発電装置主軸用軸受の場合、風車の風荷重が時によって大きく変動するため、この発明の複列円すいころ軸受の構成であることによる作用，効果が、効果的に発揮される。
【発明の効果】
【0014】
この発明の複列円すいころ軸受は、正面組合せの複列円すいころ軸受であって、アキシアル荷重が主に負荷される側の列である荷重負荷列の接触角が、反対側の列である非負荷側列の接触角よりも大きく、かつ両列の接触角の差が１５°以上であるため、接触角の適正化により、アキシアル荷重が主に一方向から作用し、かつ逆方向にもアキシアル荷重が作用する場合が生じる荷重条件下で、両列の負荷荷重を均衡化し、軸受全体として長寿命化が達成できる。
【0015】
また、この発明の風力発電装置主軸用軸受は、この発明の複列円すいころ軸受からなるため、風車の風荷重が大きく変動しても、両列の負荷荷重を均衡化し、軸受全体として長寿命化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】この発明の第１の実施形態に係る複列円すいころ軸受の部分断面図である。
【図2】同複列円すいころ軸受の各部の寸法を示す断面図である。
【図3】同複列円すいころ軸受における両列のころの部分破断正面図である。
【図4】従来の対称品および第１の実施形態に係る設計(1)、設計(2)の複列円すいころ軸受の荷重負荷列における疲労荷重での転動体荷重分布のシミュレーション例を示す説明図である。
【図5】従来の対称品および第１の実施形態に係る設計(1)、設計(2)の複列円すいころ軸受の非負荷側列における疲労荷重での転動体荷重分布のシミュレーション例を示す説明図である。
【図6】この発明の他の実施形態に係る複列円すいころ軸受の部分断面図である。
【図7】同複列円すいころ軸受と円筒ころ軸受とを組み合わせた軸受装置の断面図である。
【図8】第１の実施形態に係る複列円すいころ軸受を風力発電装置主軸用軸受として用いた風力発電装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
＜第１の実施形態＞
この発明の第１の実施形態を図１、図２と共に説明する。
この複列円すいころ軸受１は、左右の列Ａ，Ｂの接触角θＡ，θＢが互いに異なる左右非対称型で、かつ正面組み合わせ型とされている。この複列円すいころ軸受１は、内輪２と、外輪３と、これら内外輪２，３の複列の軌道面４，５間にそれぞれ介在した複列のころ６，７と、各列のころ６，７をそれぞれ保持する２つの保持器８，９とで構成される。各列のころ６，７は円すいころであり、軸受幅方向の中央側が大径とされている。
この発明の第１の実施形態を図１、図２と共に説明する。
この複列円すいころ軸受１は、左右の列Ａ，Ｂの接触角θＡ，θＢが互いに異なる左右非対称型で、かつ正面組み合わせ型とされている。この複列円すいころ軸受１は、内輪２と、外輪３と、これら内外輪２，３の複列の軌道面４，５間にそれぞれ介在した複列のころ６，７と、各列のころ６，７をそれぞれ保持する２つの保持器８，９とで構成される。各列のころ６，７は円すいころであり、軸受幅方向の中央側が大径とされている。
【0018】
この実施形態では、内輪２が複列の軌道面４，４を持つ単独の部材で構成され、外輪３が単列外輪３Ａ，３Ｂで構成されている正面組み合わせ型である。
【0019】
内輪２の両列の軌道面４，４は、軸受幅方向の中央側が大径となるテーパ面とされ、内輪２の外周面には、両列の軌道面４，４の間に中つば１１が設けられている。中つば１１は、幅方向の中央付近から非負荷列側列端に至る範囲の外周面部が、非負荷列側列Ｂ側に次第に低くなるテーパ面状とされている。各軌道面４，４の軸受端部側には隣接して端つば１２，１２が設けられている。
【0020】
外輪３の両列の軌道面５，５は、軸受幅方向の中央側が大径となるテーパ面であり、内輪の軌道面４，４とは、ころ６，７の外周面の傾斜角度分だけ相違している。外輪３はつばを有しておらず、両列の外輪３Ａ，３Ｂの間に外輪間座３Ｃが介在している。
【0021】
この複列円すいころ軸受１は、図の左側の列Ａが荷重負荷列、右側の列Ｂが非負荷側列であり、内外輪２，３の軌道面４，５の傾斜角度の差、およびころ６，７のテーパ角度により、荷重負荷列Ａの接触角θＡが、非負荷側列Ｂの接触角θＢよりも大きく形成されている。荷重負荷列Ａは、内輪回転の場合内輪２に作用するアキシアル荷重F、あるいは外輪回転の場合外輪３Ａに作用するアキシアル荷重Ｇが主に負荷される側の列である。非負荷側列Ｂは荷重負荷列Ａと反対側の列である。
【0022】
荷重負荷列Ａの接触角θＡと非負荷側列Ｂの接触角θＢとの差は、１５°以上とされている。また、各列Ａ，Ｂの接触角θＡ，θＢは、次式を満たす範囲とされている。
２５°≦（荷重負荷列Ａの接触角θＡ）≦３５°
５°≦（非負荷側列Ｂの接触角θＢ）≦１５°
２５°≦（荷重負荷列Ａの接触角θＡ）≦３５°
５°≦（非負荷側列Ｂの接触角θＢ）≦１５°
【0023】
両列Ａ，Ｂのころ６，７のころ長さおよびころ径については、いずれも、非負荷側列Ｂのころ７のころ長さＬＢ（図２）およびころ径ＤＢの方が、荷重負荷列Ａのころ長さＬＡおよびころ径ＤＡ（図示せず）よりも大きくされている。なお、非負荷側列Ｂのころ７のころ長さＬＢおよびころ径ＤＢのいずれか一方だけが荷重負荷列Ａより大きくされてもよい。ころ６，７の端部が外周面に面取部が設けられている場合、ころ長さＬＡ，ＬＢの比較について、面取部の幅を含む長さ同士で比較しても、面取部の幅を含まない長さ同士で比較してもよい。ころ径ＤＡ，ＤＢは、各列のころ６，７の最大径である。
Ａ列ころ６の大端面中央にセンター穴６－１(図３参照)を設けている。Ｂ列ころ７の大端面中央にセンター穴７－１、小端面に円環状の識別印７－２を設けている。
Ａ列ころ６の大端面中央にセンター穴６－１(図３参照)を設けている。Ｂ列ころ７の大端面中央にセンター穴７－１、小端面に円環状の識別印７－２を設けている。
【0024】
両列Ａ，Ｂのころ配列のピッチ円直径ＰＣＤＡ，ＰＣＤＢは、その比（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）について、
０．９≦（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）≦１．１とされている。
０．９≦（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）≦１．１とされている。
【0025】
内輪２の両列Ａ，Ｂの軌道面４．４の間の中つば１１の厚みＴＨについては、
ＴＨ≦０．１５×内輪幅Ｗ
とされている。
前記中つば１１のＡ列側の高さＨＡとＢ列側の高さＨＢについては、
ＨＡ≧ＨＢ （ＨＡ＝ＨＢが望ましい）
とされている。
前記中つば１１のＡ列ころとの接触点の高さＣＡとＢ列ころとの接触点の高さＣＢについては、
｜ＣＡ－ＣＢ|≦３mm
とされている。
ＴＨ≦０．１５×内輪幅Ｗ
とされている。
前記中つば１１のＡ列側の高さＨＡとＢ列側の高さＨＢについては、
ＨＡ≧ＨＢ （ＨＡ＝ＨＢが望ましい）
とされている。
前記中つば１１のＡ列ころとの接触点の高さＣＡとＢ列ころとの接触点の高さＣＢについては、
｜ＣＡ－ＣＢ|≦３mm
とされている。
【0026】
＜作用、効果、詳細構成＞
この構成によると、荷重負荷列Ａの接触角θＡ（図１）が非負荷側列Ｂの接触角θＢよりも大きいため、荷重負荷列Ａのアキシアル荷重の負荷能力が高まる。その反面、荷重負荷列Ａのラジアル荷重の負荷能力が低減する。複列円すいころ軸受では、作用する荷重は一般的に、アキシアル荷重よりもラジアル荷重の方が大きく、ラジアル荷重は両列で負荷することになる。そのため複列円すいころ軸受は、軸受全体としてアキシアル荷重とラジアル荷重との負荷能力の均衡化を図る必要がある。
この場合に、両列Ａ，Ｂの接触角θＡ，θＢの差を１５°以上と大きくしたため、荷重負荷列Ａの接触角θＡをある程度大きくしながら、非負荷側列Ｂの接触角θＢを十分に小さくできる。非負荷側列Ｂの接触角θＢが小さくなることで、非負荷側列Ｂのラジアル荷重の負荷能力が高まり、荷重負荷列Ａのラジアル荷重の負荷能力の低減が補える。これにより、アキシアル荷重とラジアル荷重の両方を考慮すると、両列Ａ，Ｂの負荷荷重が均衡化し、両列Ａ，Ｂの寿命が均衡化して軸受全体の長寿命化が達成できる。
この構成によると、荷重負荷列Ａの接触角θＡ（図１）が非負荷側列Ｂの接触角θＢよりも大きいため、荷重負荷列Ａのアキシアル荷重の負荷能力が高まる。その反面、荷重負荷列Ａのラジアル荷重の負荷能力が低減する。複列円すいころ軸受では、作用する荷重は一般的に、アキシアル荷重よりもラジアル荷重の方が大きく、ラジアル荷重は両列で負荷することになる。そのため複列円すいころ軸受は、軸受全体としてアキシアル荷重とラジアル荷重との負荷能力の均衡化を図る必要がある。
この場合に、両列Ａ，Ｂの接触角θＡ，θＢの差を１５°以上と大きくしたため、荷重負荷列Ａの接触角θＡをある程度大きくしながら、非負荷側列Ｂの接触角θＢを十分に小さくできる。非負荷側列Ｂの接触角θＢが小さくなることで、非負荷側列Ｂのラジアル荷重の負荷能力が高まり、荷重負荷列Ａのラジアル荷重の負荷能力の低減が補える。これにより、アキシアル荷重とラジアル荷重の両方を考慮すると、両列Ａ，Ｂの負荷荷重が均衡化し、両列Ａ，Ｂの寿命が均衡化して軸受全体の長寿命化が達成できる。
【0027】
また、非負荷側列Ｂのころ７のころ長さＬＢが、荷重負荷列Ａのころのころ長さＬＡよりも大きい。そのため、次の利点が得られる。
複列円すいころ軸受は、荷重の方向や大きさが大きく変動する条件で使用される場合がある。例えば、風力発電装置主軸用軸受として使用する場合、風車の風荷重は大きく変化するため、非負荷側列に大きな荷重が負荷される場合がある。このような場合に、非負荷側列Ｂのころ７のころ長さＬＢが、荷重負荷列Ａのころ６のころ長さＬＡよりも大きく形成されていると、非負荷側列Ｂに大きな荷重が負荷されても、安全率の基準を満足させることが容易となる。
ころ端面にセンター穴６－１，７－１、識別印７－２を設けることで、異種ころ組みの防止ができる。
複列円すいころ軸受は、荷重の方向や大きさが大きく変動する条件で使用される場合がある。例えば、風力発電装置主軸用軸受として使用する場合、風車の風荷重は大きく変化するため、非負荷側列に大きな荷重が負荷される場合がある。このような場合に、非負荷側列Ｂのころ７のころ長さＬＢが、荷重負荷列Ａのころ６のころ長さＬＡよりも大きく形成されていると、非負荷側列Ｂに大きな荷重が負荷されても、安全率の基準を満足させることが容易となる。
ころ端面にセンター穴６－１，７－１、識別印７－２を設けることで、異種ころ組みの防止ができる。
【0028】
両列の接触角θＡ，θＢは、その差を１５°以上するだけでなく、前記の条件、
２５°≦荷重負荷列Ａの接触角θＡ≦３５°
５°≦非負荷側列Ｂの接触角θＢ≦１５°
を充足しているため、アキシアル荷重が一方向に偏って作用する使用条件下で、対称設計よりも両列の荷重の均等化が実現できるなどの効果が得られる。
荷重負荷列Ａの接触角θＡが２５°以上であり、非負荷側列の接触角が１５°以下であると、両列Ａ，Ｂの軸受中心軸Ｏ上における両列の作用点ＰＡ，ＰＢ間の距離Ｍが、左右対称設計の複列円すいころ軸受の５０～７５％程度になる。そのため、非負荷側列Ｂのラジアル荷重の負荷割合が、左右対称設計の複列円すいころ軸受よりも高くなる。このように非負荷側列Ｂのラジアル荷重の負荷割合が高くなることで、アキシアル荷重が一方向に偏って作用する使用条件下で、対称設計よりも両列の荷重の均等化が実現できる。
荷重負荷列Ａの接触角θＡ角が３５°を超えると、荷重負荷列Ａのラジアル荷重の負荷能力が低減するため、好ましくない。また、非負荷側列Ｂの接触角θＢが５°未満であると、アキシアル荷重が反対方向に作用した場合に、アキシアル荷重の負荷能力が不足する。
２５°≦荷重負荷列Ａの接触角θＡ≦３５°
５°≦非負荷側列Ｂの接触角θＢ≦１５°
を充足しているため、アキシアル荷重が一方向に偏って作用する使用条件下で、対称設計よりも両列の荷重の均等化が実現できるなどの効果が得られる。
荷重負荷列Ａの接触角θＡが２５°以上であり、非負荷側列の接触角が１５°以下であると、両列Ａ，Ｂの軸受中心軸Ｏ上における両列の作用点ＰＡ，ＰＢ間の距離Ｍが、左右対称設計の複列円すいころ軸受の５０～７５％程度になる。そのため、非負荷側列Ｂのラジアル荷重の負荷割合が、左右対称設計の複列円すいころ軸受よりも高くなる。このように非負荷側列Ｂのラジアル荷重の負荷割合が高くなることで、アキシアル荷重が一方向に偏って作用する使用条件下で、対称設計よりも両列の荷重の均等化が実現できる。
荷重負荷列Ａの接触角θＡ角が３５°を超えると、荷重負荷列Ａのラジアル荷重の負荷能力が低減するため、好ましくない。また、非負荷側列Ｂの接触角θＢが５°未満であると、アキシアル荷重が反対方向に作用した場合に、アキシアル荷重の負荷能力が不足する。
【0029】
また、接触角θＡ，θＢの大きさにより両列Ａ，Ｂでの中つば１１の両側の高さの差を抑えるためには、両列のピッチ円直径ＰＣＤＡ，ＰＣＤＢの比（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）を定量的にすることが好ましい。
この実施形態では、前記のように両例Ａ，Ｂのころピッチ円直径の比（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）が、
０．９≦（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）≦１．１
とされている。
このため、両列Ａ，Ｂ間で中つば１１の両側の高さの差が大きくなり過ぎることを抑制できる。
この実施形態では、前記のように両例Ａ，Ｂのころピッチ円直径の比（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）が、
０．９≦（ＰＣＤＡ／ＰＣＤＢ）≦１．１
とされている。
このため、両列Ａ，Ｂ間で中つば１１の両側の高さの差が大きくなり過ぎることを抑制できる。
【0030】
中つば１１の厚みＴＨに関しては、前記のように、
ＴＨ≦０．１５×内輪幅Ｗ
であることが好ましい。
中つば１１は、アキシアル荷重が作用する場合にころ６，７の軸方向の移動を抑えるためにある程度の厚みＴＨ必要であるが、中つば６，７の厚みＴＨが０．１５×内輪幅Ｗの範囲を超えて大きくなると、中つば１１によって軌道面幅、ころ長さが無駄に小さくなる。
ＴＨ≦０．１５×内輪幅Ｗ
であることが好ましい。
中つば１１は、アキシアル荷重が作用する場合にころ６，７の軸方向の移動を抑えるためにある程度の厚みＴＨ必要であるが、中つば６，７の厚みＴＨが０．１５×内輪幅Ｗの範囲を超えて大きくなると、中つば１１によって軌道面幅、ころ長さが無駄に小さくなる。
【0031】
＜計算結果＞
表１に、同一サイズで各設計での安全率と基本定格寿命を比較して示す。表中の非対称設計(1),(2)は図１，２の実施形態品を、非対称設計（３）は両列Ａ，Ｂの接触角θＡ，θＢの差が１５°未満となる比較例を示す。各列のころ長さ、ころ径、安全率については、対称設計品（両列の接触角が同じである従来品）の値を、それぞれころ長さＬ、ころ径ＤＷ、安全率Ｓ０Ａ、Ｓ０Ｂで示し、非対称設計(1), (2)の各値では、従来品の各値の倍率で示している。基本定格寿命については、対称設計品のＡ列（アキシアル荷重負荷列）の値をＬＡで示し、各設計における各列の基本定格寿命及び総合寿命では、ＬＡの倍率で示している。
表1に示した結果より、実施形態品となる非対称設計(1),(2)では、対称品の約２倍の基本定格寿命を達成し、安全率も対称品とほぼ同程度であることが分かる。
表１に、同一サイズで各設計での安全率と基本定格寿命を比較して示す。表中の非対称設計(1),(2)は図１，２の実施形態品を、非対称設計（３）は両列Ａ，Ｂの接触角θＡ，θＢの差が１５°未満となる比較例を示す。各列のころ長さ、ころ径、安全率については、対称設計品（両列の接触角が同じである従来品）の値を、それぞれころ長さＬ、ころ径ＤＷ、安全率Ｓ０Ａ、Ｓ０Ｂで示し、非対称設計(1), (2)の各値では、従来品の各値の倍率で示している。基本定格寿命については、対称設計品のＡ列（アキシアル荷重負荷列）の値をＬＡで示し、各設計における各列の基本定格寿命及び総合寿命では、ＬＡの倍率で示している。
表1に示した結果より、実施形態品となる非対称設計(1),(2)では、対称品の約２倍の基本定格寿命を達成し、安全率も対称品とほぼ同程度であることが分かる。
【0032】
図４、図５は、アキシアル荷重負荷列Ａおよびアキシアル非負荷側列Ｂにおける疲労荷重での軸受全周の転動体荷重分布をそれぞれ示す。対称品では、アキシアル荷重負荷列Ａの転動体荷重分布曲線（図４（Ａ））の径が、アキシアル非負荷側列Ｂにおける転動体荷重分布曲線（図５（Ａ））に比べて大幅に大きくなっている。これに対し、実施形態品（非対称品）では、アキシアル荷重負荷列Ａの転動体荷重分布曲線（図４（Ｂ）（Ｃ））とアキシアル非負荷側列Ｂの転動体荷重分布曲線（図５（Ｂ）、（Ｃ））の径とに大きな差が生じておらず、両列Ａ、Ｂの転動体荷重分が均衡化していることが分かる。
なお、実施形態品（非対称品）は、アキシアル非負荷側列Ｂでは転動体荷重分布曲線（図５（Ｂ）、（Ｃ））がアキシアル荷重負荷列Ａの転動体荷重分布曲線（図５（Ａ））よりも若干大きいが、対称品のアキシアル荷重負荷列Ａにおける転動体荷重分布曲線（図４（Ａ））の径が大幅に大きくなっているため、両列Ａ、Ｂの全体として、実施形態品（非対称品）の方が転動体荷重分布曲線が小さくなっている。
なお、実施形態品（非対称品）は、アキシアル非負荷側列Ｂでは転動体荷重分布曲線（図５（Ｂ）、（Ｃ））がアキシアル荷重負荷列Ａの転動体荷重分布曲線（図５（Ａ））よりも若干大きいが、対称品のアキシアル荷重負荷列Ａにおける転動体荷重分布曲線（図４（Ａ））の径が大幅に大きくなっているため、両列Ａ、Ｂの全体として、実施形態品（非対称品）の方が転動体荷重分布曲線が小さくなっている。
【0033】
【表1】
【0034】
＜他の実施形態＞
図６は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態において、特に説明する事項の他は、図１～図５と共に説明した第１の実施形態と同様である。第１の実施形態では、内輪２が複列の軌道面４，４を持つ単独の部材で構成されているが、図6の実施形態では、内輪２が２個の単列内輪２Ａ，２Ｂからなる。これに伴い、中つば１１は、２つの単列中つば１１Ａ，１１Ｂで構成される。外輪３は、第１の実施形態と同様に、２個の単列外輪３Ａ，３Ｂで構成されている。このように、２個の単列円すいころ軸受１Ａ，１Ｂで構成されている。同図において、図１の保持器８，９は、図示が省略されている。
このように構成した場合も、第１の実施形態で説明した各作用、効果が得られる。
図６は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態において、特に説明する事項の他は、図１～図５と共に説明した第１の実施形態と同様である。第１の実施形態では、内輪２が複列の軌道面４，４を持つ単独の部材で構成されているが、図6の実施形態では、内輪２が２個の単列内輪２Ａ，２Ｂからなる。これに伴い、中つば１１は、２つの単列中つば１１Ａ，１１Ｂで構成される。外輪３は、第１の実施形態と同様に、２個の単列外輪３Ａ，３Ｂで構成されている。このように、２個の単列円すいころ軸受１Ａ，１Ｂで構成されている。同図において、図１の保持器８，９は、図示が省略されている。
このように構成した場合も、第１の実施形態で説明した各作用、効果が得られる。
【0035】
＜円筒軸受との組み合わせ例＞
図７は、複列円すいころ軸受１と円筒ころ軸受１５とを組み合わせた軸受装置の一例を示す。この軸受装置は、風車や各種の産業機械の主軸の支持などに適用される。
主体１６の前後部が、複列円すいころ軸受１と、円筒ころ軸受１５とを介してハウジング１７に支持されている。複列円すいころ軸受１は、図6に示す実施形態を用いているが、図１に示す第１の実施形態に係る複列円すいころ軸受１であってもよい。円筒ころ軸受１５は、内輪１８，外輪１９、および円筒ころ２０、および保持器（図示せず）を有する。ハウジング１７は、この例では円筒状の一つの部材で構成されているが、軸１を支持する複列円すいころ軸受１および円筒ころ軸受１５は、それぞれ個別のハウジング（図示せず）に設置されていてもよい。
図７は、複列円すいころ軸受１と円筒ころ軸受１５とを組み合わせた軸受装置の一例を示す。この軸受装置は、風車や各種の産業機械の主軸の支持などに適用される。
主体１６の前後部が、複列円すいころ軸受１と、円筒ころ軸受１５とを介してハウジング１７に支持されている。複列円すいころ軸受１は、図6に示す実施形態を用いているが、図１に示す第１の実施形態に係る複列円すいころ軸受１であってもよい。円筒ころ軸受１５は、内輪１８，外輪１９、および円筒ころ２０、および保持器（図示せず）を有する。ハウジング１７は、この例では円筒状の一つの部材で構成されているが、軸１を支持する複列円すいころ軸受１および円筒ころ軸受１５は、それぞれ個別のハウジング（図示せず）に設置されていてもよい。
【0036】
＜風力発電装置＞
図８は、この発明の実施形態に係る複列円すいころ軸受１を用いた風力発電装置の一例を示す。支持台２１上に旋回座軸受２２を介してナセル２３のケーシング２３ａが水平旋回自在に設置されている。ナセル２３のケーシング２３ａ内には、軸受ハウジング２４に設置された風力発電装置主軸用軸受２５を介して主軸２６が回転自在に設置され、主軸２６のケーシング２３ａ外に突出した部分に、旋回翼となるブレード２７が取り付けられている。主軸２６の他端は、増速機２８に接続され、増速機２８の出力軸が発電機２９のロータ軸に結合されている。風力発電装置主軸用軸受２５は、図示の例では２個並べて設置してあるが、１個であってもよい。
前記各風力発電装置主軸用軸受２５に図１，２の第１の実施形態、または図6に示す第２の実施形態に係る複列円すいころ軸受１が用いられる。2個の軸受２５，２５のうち、前記複列円すいころ軸受１はどこであってもよい。
図８は、この発明の実施形態に係る複列円すいころ軸受１を用いた風力発電装置の一例を示す。支持台２１上に旋回座軸受２２を介してナセル２３のケーシング２３ａが水平旋回自在に設置されている。ナセル２３のケーシング２３ａ内には、軸受ハウジング２４に設置された風力発電装置主軸用軸受２５を介して主軸２６が回転自在に設置され、主軸２６のケーシング２３ａ外に突出した部分に、旋回翼となるブレード２７が取り付けられている。主軸２６の他端は、増速機２８に接続され、増速機２８の出力軸が発電機２９のロータ軸に結合されている。風力発電装置主軸用軸受２５は、図示の例では２個並べて設置してあるが、１個であってもよい。
前記各風力発電装置主軸用軸受２５に図１，２の第１の実施形態、または図6に示す第２の実施形態に係る複列円すいころ軸受１が用いられる。2個の軸受２５，２５のうち、前記複列円すいころ軸受１はどこであってもよい。
【0037】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、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。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0038】
１…複列円すいころ軸受
１Ａ，１Ｂ…単列円すいころ軸受
２…内輪、
２Ａ，２Ｂ…単列内輪
３…外輪
３Ａ，３Ｂ…単列外輪
３Ｃ…外輪間座
４．５…軌道面
６．７…ころ
６－１．７－１…ころ端面センター穴
７－２…ころ端面識別印
８，９…保持器
１１…中つば
１１Ａ，１１Ｂ…片列中つば
１２…端つば
１５…円筒ころ軸受
１６…主軸
１７…ハウジング
１８…内輪
１９…外輪
２０…ころ
２１…支持台
２２…旋回座軸受
２３…ナセル
２３a…ケーシング
２４…軸受ハウジング
２５…主軸支持軸受
２６…主軸
２７…ブレード
２８…増速機
２９…発電機
Ａ…アキシアル荷重負荷列
Ｂ…アキシアル荷重非負荷側列
θＡ，θＢ…接触角
ＤＡ，ＤＢ…ころ径
ＬＢ，ＬＢ…ころ長さ
ＰＣＤＡ，ＰＣＤＢ…ピッチ円直径
HA，HB…中つばの高さ
CA，CB…中つばところの接触点の高さ
１Ａ，１Ｂ…単列円すいころ軸受
２…内輪、
２Ａ，２Ｂ…単列内輪
３…外輪
３Ａ，３Ｂ…単列外輪
３Ｃ…外輪間座
４．５…軌道面
６．７…ころ
６－１．７－１…ころ端面センター穴
７－２…ころ端面識別印
８，９…保持器
１１…中つば
１１Ａ，１１Ｂ…片列中つば
１２…端つば
１５…円筒ころ軸受
１６…主軸
１７…ハウジング
１８…内輪
１９…外輪
２０…ころ
２１…支持台
２２…旋回座軸受
２３…ナセル
２３a…ケーシング
２４…軸受ハウジング
２５…主軸支持軸受
２６…主軸
２７…ブレード
２８…増速機
２９…発電機
Ａ…アキシアル荷重負荷列
Ｂ…アキシアル荷重非負荷側列
θＡ，θＢ…接触角
ＤＡ，ＤＢ…ころ径
ＬＢ，ＬＢ…ころ長さ
ＰＣＤＡ，ＰＣＤＢ…ピッチ円直径
HA，HB…中つばの高さ
CA，CB…中つばところの接触点の高さ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】