JP2016223460A - 旋回軸受のシール構造および旋回軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 内外輪に対してシール部材が傾いて組み込まれているか否かを目視で確認することができる旋回軸受のシール構造および旋回軸受を提供する。
【解決手段】 このシール構造は、内外輪１，２間の軸受空間６の軸方向端部を密封する弾性体製のシール部材７Ａ，７Ｂを備えた旋回軸受に適用される。シール部材７Ａ，７Ｂは、内外輪１，２のうちのいずれか一方の軌道輪２に保持される基部２０と、この基部２０からそれぞれ異なる向きで内外輪１，２のうちの他方の軌道輪１に向かって延びる三つのシールリップ２１，２２，２３とを有する。これら三つのシールリップのうちの少なくとも軸受空間６に近い二つのシールリップ２１，２２が他方の軌道輪１の対向する周面１ａに接触する。軸受空間６から最も遠いシールリップ２３は、シール部材７Ａが正しい組込み状態か否かを目視で判断できる形態とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば、風力発電装置のヨー、ブレード用の旋回座や、デッキクレーン、建設機械、物揚機械等、屋外または屋内に近接して使用される諸機械の旋回部に使用される旋回軸受のシール構造および旋回軸受に関する。

風力発電装置のヨー、ブレード用の旋回座等に使用される旋回軸受は、一般的にグリースにて潤滑される。この旋回軸受には、外部からの異物混入および軸受内部からのグリース漏れを防ぐためにゴム製のシール部材が装着されている（例えば特許文献１，２）。特許文献１，２の例にも見られるように、一般的なシール部材は２枚のシールリップを備えている。軸方向の内側に位置するシールリップは主リップであり、軸受内部からのグリース漏れを防ぐことが主な役割である。軸方向の外側に位置するシールリップは副リップであり、外部から水分、塵埃等の異物が軸受内部へ侵入するのを防ぐことが主な役割である。

上記ヨー、ブレード用の旋回軸受は、軸および軸箱に組み込まれていないため、一般の軸受と比較して、軸受の周辺部の剛性が低い。また、軸受自体も、大きさの割には軸方向、径方向寸法(断面)が小さいため、内外輪の剛性が低い。このように周辺部および内外輪の剛性が低いため、運転時に内外輪の変形が発生し易い。

一般的なシール部材は、ゴム材の内部に金属環からなる芯金を備えたものが多い。芯金を備えたシール部材は、金属の剛性があるため変形し難い。しかし、ヨー、ブレード用の旋回軸受では、内外輪間の狭い軸受空間内にシール部材を設ける必要があるため、芯金を備えたシール部材を採用することが難しい。

また、一般的なシール部材では、シールリップの緊迫力を保つため、ガータスプリングを使用することも多い。しかし、ヨー、ブレード用の旋回軸受は、先に記載したように軸方向、径方向寸法(断面)が小さいため、シール部材の断面厚さが薄く、ガータスプリングを使用した構成とすることも難しい。

したがって、ヨー、ブレード用の旋回軸受のシール部材は、ニトリルゴム等のゴム材だけで構成せざるを得ない。このようなゴム材だけからなるシール部材は、芯金を備えたシール部材やガータスプリングを使用したシール部材よりも、ゴム材の経年寸法変化によるシールリップと軌道輪との締代の減少が大きい。そこで、ヨー、ブレード用の旋回軸受のシール部材では、前記内外輪の変形や、ゴム材の経年寸法変化による締代の減少を見込んで、初期締代を設定している。

特開２０１１−２７２３５号公報 特開２０１２−１１２４８８号公報

しかし、シール部材の組込み精度に問題があると、シールリップの締代が不十分となりグリース漏れが発生する可能性がある。特に、ヨー、ブレード用の旋回軸受は、直径が１０００ｍｍを超えるものが大半であり、シール部材の組込みが人の手作業で行われるため、組込み精度のばらつきが生じ易い。このため、組込み精度のばらつきを十分に考慮した設計とすることが重要である。

組込み精度で問題となるのは、軌道輪に対するシール部材の傾斜、つまり軌道輪の軸心とシール部材の中心とが一致せずに組み込まれることである。ニトリルゴム等のゴム材は金属部品と比較すると弾性変形量が大きく、理想の組込み位置からのずれや、傾きが大きくなる可能性がある。ずれ、傾きの向きによっては、軸受内部からのグリース漏れに繋がる。

例えば、図１０に示す特許文献１のシール構造の場合、シール部材７が取り付けられる一方の軌道輪、例えば外輪２に対してシール部材７が傾いていると、シールリップ２１，２２の接触不良が生じる。すなわち、図１１（Ａ）のように軸方向内側のシールリップ２１が内輪１の外周面１ａから離れるか、または図１１（Ｂ）のように軸方向外側のシールリップ２２が内輪１の外周面１ａから離れる。図１１（Ａ）の場合には、軸受空間６からのグリース漏れが生じ、図１１（Ｂ）の場合には、外部から水分、塵埃等の異物が軸受空間６へ侵入が生じる。

特に、主リップであるシールリップ２１は副リップであるシールリップ２２に隠れて外から見えないので、図１１（Ａ）のように、シールリップ２１の接触不良があっても目視で確認することが難しい。そのため、シール部材７が正しく組み込まれているか否かを容易に確認できる方法が求められる。

この発明の目的は、内外輪に対してシール部材が傾いて組み込まれているか否かを目視で確認することができる旋回軸受のシール構造および旋回軸受を提供することである。

この発明の旋回軸受のシール構造は、軌道輪である内輪および外輪の互いに対向する周面にそれぞれ軌道溝が形成され、これら内外輪の軌道溝間に複数の転動体が設けられ、前記内外輪間の軸受空間の軸方向端部を密封する弾性体製のシール部材を備え、前記シール部材は、前記内外輪のうちのいずれか一方の軌道輪に保持される基部と、この基部からそれぞれ異なる向きで前記内外輪のうちの他方の軌道輪に向かって延びる三つのシールリップとを有し、これら三つのシールリップのうちの少なくとも前記軸受空間に近い二つのシールリップが前記他方の軌道輪の前記対向する周面に接触し、前記軸受空間から最も遠いシールリップは、前記シール部材が正しい組込み状態か否かを目視で判断できる形態としたことを特徴とする。

この構成によると、三つのシールリップのうちの少なくとも軸受空間に最も近いシールリップおよび軸受空間に二番目に近いシールリップが他方の軌道輪の対向する周面に接触する。軸受空間に最も近いシールリップは、軸受空間からのグリース漏れを防止し、かつ軸受空間に二番目に近いシールリップは、外部から軸受空間への水分、塵埃等の異物の侵入を防止する。
軸受空間から最も遠いシールリップは、シール部材が正しい組込み状態か否かを目視で判断できる形態であるため、このシールリップの状態を観察することで、シール部材が正しい組込み状態か否かを目視で確認することができる。

この発明において、前記軸受空間から最も遠いシールリップは、前記シール部材が正しい組込み状態にあるとき前記他方の軌道輪の前記対向する周面に非接触であると良い。
この構成によると、シール部材の組込み時において、軸受空間から最も遠いシールリップが他方の軌道輪の対向する周面に非接触である場合は、シール部材が正しく組み込まれたと判断され、軸受空間から最も遠いシールリップが他方の軌道輪の対向する周面に接触している場合は、シール部材が傾いて組み込まれたと判断される。この判断は、目視により容易に行える。また、軸受空間から最も遠いシールリップが他方の軌道輪の対向する周面に非接触であると、通常運転時のトルクの増大を招かずに済む。

上記構成において、前記内輪および外輪が互いに相対的に傾斜して、前記三つのシールリップのうちの前記軸受空間に最も近いシールリップが前記他方の軌道輪の前記対向する周面から離れた状態となった場合に、前記軸受空間から最も遠いシールリップが前記他方の軌道輪の前記対向する周面に接触する形態とすると良い。
この構成によると、内輪および外輪が互いに相対的に傾斜した場合に、軸受空間に最も近いシールリップが他方の軌道輪の対向する周面から離れた状態となっても、軸受空間から最も遠いシールリップが他方の軌道輪の対向する周面に接触することで、軸受空間からのグリース漏れを防止できる。この場合、軸受空間から最も遠いシールリップが他方の軌道輪の対向する周面に接触することによりトルクが増大するが、軸受空間に最も近いシールリップが他方の軌道輪の対向する周面から離れたことによりトルクが減少するため、全体としてのトルクはほとんど変動しない。

この発明において、前記一方の軌道輪は前記シール部材を保持するための嵌合凹部を有し、前記シール部材は、前記嵌合凹部に一部分を嵌め込むことで前記基部が保持されると良い。
この構成は、シール部材を一方の軌道輪の正しい位置に正しい姿勢で取り付けるのに有効である。

この発明において、前記三つのシールリップのうちの前記軸受空間に最も近いシールリップは、前記基部から前記他方の軌道輪に向かうに従い前記軸受空間に近づく傾斜姿勢であり、残りの二つのシールリップは、前記基部から前記他方の軌道輪に向かうに従い前記軸受空間から遠ざかる傾斜姿勢であっても良い。

軸受空間に最も近いシールリップは、主に軸受空間からのグリース漏れを防止する役割を持つ。同シールリップが軸受空間に近づく傾斜姿勢であると、運転時に軸受空間の内圧を受けた場合に、他方の軌道輪の対向する周面に強く押し付けられて、グリース漏れの防止に有効に作用する。
軸受空間に２番目に近いシールリップは、主に外部から軸受空間への異物の侵入を防止する役割を持つ。同シールリップが軸受空間から遠ざかる傾斜姿勢であると、外圧を受けた場合に、他方の軌道輪の対向する周面に強く押し付けられて、異物の侵入防止に有効に作用する。
軸受空間から最も遠いシールリップは、主にシール部材が正しい組込み状態か否かの判断材料となる役割を持つ。同シールリップは、通常時はグリース漏れの防止にも異物の侵入防止にも関与しないので、シール性能に関しては傾斜の向きは特に問われない。同シールリップを、軸受空間に２番目に近いシールリップと同じ向きの傾斜姿勢とすることで、シール部材をコンパクトな構成とすることができる。

上記構成において、前記三つのシールリップのうちの前記軸受空間に最も近いシールリップの先端面は、前記他方の軌道輪の前記対向する周面に接触する接点から内向きに延びる内向き面と、前記接点から外向きに延びる外向き面とを有し、前記内向き面と前記対向する周面とが成す角度よりも、前記外向き面と前記対向する周面とが成す角度の方が小さく、
前記軸受空間に２番目に近いシールリップの先端面は、前記他方の軌道輪の前記対向する周面に接触する接点から内向きに延びる内向き面と、前記接点から外向きに延びる外向き面とを有し、前記内向き面と前記対向する周面とが成す角度の方が、前記外向き面と前記対向する周面とが成す角度よりも小さく、
前記軸受空間から最も遠いシールリップの先端面は、前記内輪および外輪が互いに相対的に傾斜したときに前記他方の軌道輪の前記対向する周面に接触する接点から内向きに延びる内向き面と、前記接点から外向きに延びる外向き面とを有し、前記内向き面と前記対向する周面とが成す角度よりも、前記外向き面と前記対向する周面とが成す角度の方が小さいのが望ましい。

軸受空間に最も近いシールリップは、前述のように、軸受空間からのグリース漏れを防止する役割を持つ。また、軸受空間から最も遠いシールリップは、シール部材が正しい組込み状態か否かの判断材料となる役割の他に、内輪および外輪が互いに相対的に傾斜した場合に軸受空間からのグリース漏れを防止する役割を併せ持つ。このように、軸受空間からのグリース漏れを防止する役割を持つシールリップについては、前記内向き面と前記対向する周面とが成す角度よりも、前記外向き面と前記対向する周面とが成す角度の方が小さいことが、グリース漏れの防止に有効である。
軸受空間に２番目に近いシールリップは、前述のように、外部から軸受空間への異物の侵入を防止する役割を持つ。このシールリップについては、前記内向き面と前記対向する周面とが成す角度の方が、前記外向き面と前記対向する周面とが成す角度よりも小さいことが、異物の侵入防止に有効である。

この発明の旋回軸受は、前記いずれかのシール構造を適用したものであり、風力発電装置のブレードを主軸に対して、主軸軸心に略垂直な軸心回りに旋回自在に支持するものであっても良く、また風力発電装置のナセルを支持台に対して旋回自在に支持するものであっても良い。

この発明の旋回軸受のシール構造は、軌道輪である内輪および外輪の互いに対向する周面にそれぞれ軌道溝が形成され、これら内外輪の軌道溝間に複数の転動体が設けられ、前記内外輪間の軸受空間の軸方向端部を密封する弾性体製のシール部材を備えた旋回軸受のシール構造において、前記シール部材は、前記内外輪のうちのいずれか一方の軌道輪に保持される基部と、この基部からそれぞれ異なる向きで前記内外輪のうちの他方の軌道輪に向かって延びる三つのシールリップとを有し、これら三つのシールリップのうちの少なくとも前記軸受空間に近い二つのシールリップが前記他方の軌道輪の前記対向する周面に接触し、前記軸受空間から最も遠いシールリップは、前記シール部材が正しい組込み状態か否かを目視で判断できる形態としたため、内外輪に対してシール部材が傾いて組み込まれているか否かを目視で確認することができる。

この発明の一実施形態にかかるシール構造が適用された旋回軸受の断面図に部分拡大図を付け加えた図である。 同旋回軸受のシール構造の分解図である。 同シール構造のシール部材の各シールリップの詳細を示す図である。 同シール構造の作用の説明図その１である。 同シール構造の作用の説明図その２である。 同シール構造の異なる適用例の作用の説明図である。 同シール構造のさらに異なる適用例の作用の説明図である。 風力発電装置の一例の一部を切り欠いて表わした斜視図である。 同風力発電装置の破断側面図である。 従来の旋回軸受のシール構造の断面図である。 同旋回軸受のシール構造の作用の説明図である。

この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。
この旋回軸受は、例えば風力発電装置のブレードを主軸に対して主軸軸心に略垂直な軸心回りに旋回自在に支持する軸受、または風力発電装置のナセルを支持台に対して旋回自在に支持する軸受として使用される。

図１に示すように、旋回軸受は、軌道輪である内輪１および外輪２と、これら内外輪１，２の互いに対向する周面である外周面１ａおよび内周面２ａにそれぞれ形成された軌道溝１ｂ，２ｂ間に転動自在に介在する複数の転動体としてのボール３とを備える。周方向に隣合うボール３，３間には、間座または保持器が介在している（図示せず）。

前記内外輪１，２の軌道溝１ｂ，２ｂは、いずれも二つの曲面で構成されている。各軌道溝１ｂ，２ｂを構成する二つの曲面は、それぞれボール３よりも曲率半径が大きく、曲率中心が互いに異なるゴシックアーチ状の断面円弧状である。各ボール３は、内輪１の軌道溝１ｂおよび外輪２の軌道溝２ｂの前記各曲面に接点で接して４点接触する。つまり、この旋回軸受は４点接触玉軸受として構成されている。前記間座は例えば樹脂材料からなる。この間座は、両側の転動体接触面が、中心部に至るに従って深く凹む球面を成す凹面形状とされている。前記保持器は、例えば鉄板から製造される。この鉄板からなる保持器は、内外輪１，２間に配置され、ボール３が入るポケットを有している。

内輪１には、複数の貫通孔４が円周方向一定間隔おきに設けられている。これら貫通孔４は、例えば、内輪１を後述のナセルのケーシング等に連結固定するために用いられる。外輪２にも、複数の貫通孔５が円周方向一定間隔おきに設けられている。これら貫通孔５は、例えば、外輪２を後述の支持台等に連結固定するために用いられる。内外輪１，２の各貫通孔４，５は、軸受軸方向に平行に形成されている。

シール構造について説明する。
内外輪１，２間の軸受空間６にはグリースが充填され、前記軸受空間６の軸方向の両端すなわち上下端がシール部材７Ａ，７Ｂによりそれぞれ密封されている。軸受空間６の上端のシール構造も下端のシール構造も同じ構造であるので、代表して上端のシール構造について説明する。

図２は軸受空間６の上端のシール構造の分解図である。同図に示すように、外輪２の内周面２ａの上端部には、シール部材７Ａを取り付けるための環状切欠き１０が設けられている。環状切欠き１０は、外輪２の内周面２ａから上端面２ｃに渡る断面形状が略長方形の主部１１と、この主部１１の径方向中間部から下方に延びる嵌合凹部１２とで構成される。主部１１の底面となる外輪２の上面の高さは嵌合凹部１２の両側で異なっており、内径側上面１３の方が外径側上面１４よりも低く形成されている。内径側上面１３は水平面であり、外径側上面１４は外径側に行くに従い低位となる傾斜面である。嵌合凹部１２の外周側の壁面には、圧入代としての環状溝１５が形成されている。この例の場合、環状溝１５は、嵌合凹部１２の軸方向の中間部よりも若干上側に位置し、断面形状が円弧状である。

シール部材７Ａは、ニトリル系、アクリル系等の弾性体からなり、前記環状切欠き１０に取り付けられる基部２０と、この基部２０からそれぞれ異なる向きで内径側に延びる三つのシールリップ２１，２２，２３とからなる。軸受空間６に最も近いシールリップ２１は、外輪２の軸方向の内側に延び、残りの二つのシールリップ２２，２３は前記軸方向の外側に延びている。なお、前記軸方向の「内側」、「外側」とは、軸受空間６に対して内側であるか外側であるかを指す。

前記三つのシールリップのうちの軸受空間６に近い二つのシールリップ２１，２２は、図１に示すシール部材７Ａの正しい組込み状態において内輪１の外周面１ａに接触する。軸受空間６に最も近いシールリップ２１は、主に軸受空間６からのグリース漏れを防ぐ主リップであり、軸受空間６に２番目に近いシールリップ２２は、主に外部から水分、塵埃等の異物が軸受空間６へ侵入するのを防ぐ副リップである。軸受空間６から最も遠いシールリップ２３は、図１に示すシール部材７Ａの正しい組込み状態において内輪１の外周面１ａに非接触である。このシールリップ２３は、シール部材７Ａが正しく組み込まれた否かを判断する傾斜検知用リップである。

シール部材７Ａの基部２０は、前記環状切欠き１０の主部１１に配置される基部本体２０ａと、この基部本体２０ａから軸方向の内側に突出し前記嵌合凹部１２に嵌まり込む嵌合凸部２０ｂとからなる。嵌合凸部２０ｂの軸方向の突出長さは、嵌合凹部１２の軸方向深さよりも寸法が短い。また、嵌合凸部２０ｂの径方向の幅は、嵌合凹部１２の径方向の幅よりも若干狭い。

嵌合凸部２０ｂの外径側の面には、嵌合凹部１２の前記環状溝１５に圧入嵌合させる第１の環状突起２５が突出している。この第１の環状突起２５は、環状溝１５に対応する軸方向の位置にあり、かつ断面形状が円弧状である。また、嵌合凸部２０ｂの内径側の面には、第１の環状突起２５よりも径方向寸法および軸方向寸法が共に小さい第２の環状突起２６が突出している。

シール部材７Ａを外輪２の環状切欠き１０に組み込むにあたっては、図１のように、基部本体２０ａを環状切欠き１０（図２）の主部１１（図２）に配置させ、かつ嵌合凸部２０ｂを環状切欠き１０の嵌合凹部１２に圧入により嵌め込む。嵌合凸部２０ｂを嵌合凹部１２に嵌め込んだ状態において、環状切欠き１０の主部１１の周面１６にシール部材７Ａの基部本体２０ａの端面２９が当接する。環状切欠き１０の前記内径側上面１３とシール部材７Ａの基部本体２０ａの内径側下面２７とは互いに離れている。また、環状切欠き１０の前記外径側上面１４とシール部材７Ａの基部本体２０ａの外径側下面２８も互いに離れている。さらに、嵌合凹部１２の底面１７と嵌合凸部２０ｂの下面３０も互いに離れている。

このシール部材７Ａの組込み状態では、嵌合凹部１２に嵌合凸部２０ｂが嵌まり込むことで、シール部材７Ａの基部２０が外輪２の環状切欠き１０に保持される。このとき、第１の環状突起２５が環状溝１５に係合することで、嵌合凹部１２から嵌合凸部２０ｂが抜けなくしている。また、第２の環状突起２６が嵌合凹部１２の内周側の壁面に押されて変形し、圧入代として機能する。これにより、シール部材７Ａの嵌合凸部２０ｂは、外輪２に対して周方向、径方向、および軸方向に完全に固定された状態となる。嵌合凹部１２を嵌合凸部２０ｂの底面および壁面に接着剤で固定すれば、嵌合凸部２０ｂの固定力がより一層高まる。

この実施形態の場合、環状切欠き１０の主部１１の周面１６が、組込み状態においてシール部材７Ａを適正姿勢に維持させる基準面となる。周面１６は、軸方向に沿う面である。この基準面に当接させるシール部材７Ａの当接面は、基部本体２０ａの端面２９である。図の例では、基準面が前記周面１６だけであるが、基準面を２面以上としてもよい。その場合、基準面は、軸方向に沿う面であってもよく、軸方向と垂直な面であっても良い。

図３は、各リールリップ２１，２２，２３の詳細を示す図である。
軸受空間６に最も近い主リップとしてのシールリップ２１は、基部２０から外輪２の軸方向の内側に斜めに延びている。つまり、先端側に行くに従い軸受空間６に近づく傾斜姿勢である。また、このシールリップ２１の先端面は、内輪１の外周面１ａに接触する接点Ｐ１から内向きに延びる内向き面２１ａと、外向きに延びる外向き面２１ｂとで構成される。内向き面２１ａと内輪１の外周面１ａとが成す角度をθ１ａ、外向き面２１ｂと内輪１の外周面１ａとが成す角度をθ１ｂとした場合、θ１ａ＞θ１ｂの関係となるようにしてある。

主リップであるシールリップ２１は、前述のように、軸受空間６からのグリース漏れを防止する役割を持つ。シールリップ２２が軸受空間６の中心に近づく傾斜姿勢であると、運転時に軸受空間６の内圧を受けた場合に、内輪１の外周面１ａに強く押し付けられて、グリース漏れの防止に有効に作用する。また、内向き面２１ａと内輪１の外周面１ａとが成す角度θ１ａよりも、外向き面２１ｂと内輪１の外周面１ａとが成す角度θ１ｂの方が小さいと、グリース漏れの防止に有利である。

軸受空間６に２番目に近い副リップとしてのシールリップ２２は、基部２０から外輪２の軸方向の外側に延びている。つまり、先端側に行くに従い軸受空間６の中心から遠ざかる傾斜姿勢である。また、このシールリップ２２の先端面は、内輪１の外周面１ａに接触する接点Ｐ２から内向きに延びる内向き面２２ａと、外向きに延びる外向き面２２ｂとで構成される。内向き面２２ａと内輪１の外周面１ａとが成す角度をθ２ａ、外向き面２２ｂと内輪１の外周面１ａとが成す角度をθ２ｂとした場合、θ２ａ＜θ２ｂの関係となるようにしてある。

副リップであるシールリップ２２は、前述のように、外部から軸受空間６への異物の侵入を防止する役割を持つ。シールリップ２２が軸受空間６の中心から遠ざかる傾斜姿勢であると、外力を受けた場合に、内輪１の外周面１ａに強く押し付けられて、異物の侵入防止に有効に作用する。また、内向き面２２ａと内輪１の外周面１ａとが成す角度θ２ａの方が、外向き面２２ｂと内輪１の外周面１ａとが成す角度θ２ｂよりも小さいと、異物の侵入防止に有利である。

軸受空間から最も遠い傾斜検知用リップとしてのシールリップ２３も、シールリップ２２と同様に、基部２０から外輪２の軸方向の外側に延びている。つまり、先端側に行くに従い軸受空間６の中心から遠ざかる傾斜姿勢である。また、このシールリップ２３の先端面は、内輪１の外周面１ａに接触した場合の接点Ｐ３から内向きに延びる内向き面２３ａと、外向きに延びる外向き面２３ｂとで構成される。内向き面２３ａと内輪１の外周面１ａとが成す角度をθ３ａ、外向き面２３ｂと内輪１の外周面１ａとが成す角度をθ３ｂとした場合、θ３ａ＞θ３ｂの関係となるようにしてある。

傾斜検知用リップであるシールリップ２３は、前述のシール部材７Ａが正しい組込み状態か否かの判断材料となる役割の他に、後述するように内輪１および外輪２が互いに相対的に傾斜した場合に軸受空間６からのグリース漏れを防止する役割を併せ持つ。但し、通常時には、シールリップ２３は、グリース漏れの防止に関与しない。そのため、グリース漏れの防止には不利であるが、シール部材７Ａのコンパクト化を図るのに有利なように、シールリップ２２と同じ軸受空間６の中心から遠ざかる傾斜姿勢としてある。一方で、グリース漏れの防止に有利なように、内向き面２３ａと内輪１の外周面１ａとが成す角度θ３ａよりも、外向き面２３ｂと内輪１の外周面１ａとが成す角度θ３ｂの方が小さくしてある。

このシール構造の作用を図４、図５と共に説明する。
シール部材７Ａの正しい組込み状態では、図４（Ａ）のように、外輪２の基準面である周面１６にシール部材７Ａの当接面である端面２９が当接することで、固定状態の嵌合凸部２０ｂを除くシール部材７Ａの部分が外側へ浮き上がるのを規制する。つまり、軸受空間６の内圧上昇により、シールリップ２１，２２，２３が外側へ変位するように弾性変形するのを規制する。これにより、主リップであるシールリップ２１が内輪１の外周面１ａに接触する状態に保たれて、軸受空間６からのグリース漏れが防止される。このようにシール部材７Ａが正しく組み込まれた状態での運転時には、シールリップ２３が内輪１の外周面１ａに非接触であるため、トルクの増大を招かない。

組込み時に外力が加わることで、図４（Ｂ）のように、シール部材７Ａが軸受空間６の内側へ倒れ込むことがある。その場合、傾斜検知用リップであるシールリップ２３が内輪１の外周面１ａに接触する。このようにシールリップ２３が内輪１の外周面１ａに接触した場合、シール部材７Ａが正しく組み込まれていないと判断する。逆に、シールリップ２３が内輪１の外周面１ａに非接触である場合は、シール部材７Ａが正しく組み込まれたと判断する。このように、シールリップ２３が内輪１の外周面１ａに接触しているか接触していないかを観察するだけで良いので、この判断は目視により容易に行える。

また、図５のように、運転中に内輪１および外輪２が互いに相対的に傾斜することがある。その場合、主リップであるシールリップ２１が内輪１の外周面１ａから離れた状態となる。しかし、傾斜検知用リップであるシールリップ２３が内輪１の外周面１ａに接触することで、軸受空間６からのグリース漏れを防止できる。この場合、シールリップ２３が内輪１の外周面１ａに接触することによりトルクが増大するが、シールリップ２１が内輪１の外周面１ａから離れたことによりトルクが減少するため、全体としてのトルクはほとんど変動しない。

以上に説明した上端のシール構造では、シール部材７Ａを取り付けるための環状切欠き１０が外輪２に設けられ、シール部材７Ａのシールリップ２１，２２が内輪１の外周面１ａに接触する。つまり、外輪２が請求項で言う一方の軌道輪であり、内輪１が請求項で言う他方の軌道輪である。
対して、下端のシール構造では、シール部材７Ｂを取り付けるための環状切欠き１０が内輪１に設けられ、シール部材７Ｂのシールリップ２１，２２が外輪２の内周面に接触する。つまり、内輪１が請求項で言う一方の軌道輪であり、外輪２が請求項で言う他方の軌道輪である。
但し、これはこの実施形態に限ってのことであり、一方の軌道輪は内輪１、外輪２のいずれであっても良く、他方の軌道輪は外輪２、内輪１のいずれであっても良い。

以上のように、このシール構造は、主リップ（２１）および副リップ（２２）の外側に傾斜検知用リップ（２３）を設けたことにより、シール部材７Ａが正しい組込み状態か否か判断することができると共に、内輪１および外輪２が互いに相対的に傾斜した場合における軸受空間６からのグリース漏れを防止することができる。このシール構造に用いられるシール部材７Ａ，７Ｂは、主リップ（２１）および副リップ（２２）だけからなるシール部材に比べて、傾斜検知用リップ（２３）の分だけ多くの材料を要するが、製造工程は変わらないので、わずかなコストアップにしかならない。

図６は上記シール構造の異なる適用例を示す。この適用例では、内輪１の上端の高さが、シール部材７Ａの傾斜検知用リップであるシールリップ２３の先端の高さよりも低い。そのため、図６（Ｂ）のように、シール部材７Ａが傾斜して組み込まれていても、シールリップ２３の先端が内輪１の外周面１ａに接触しない。そこで、この適用例の場合は、シールリップ２３の先端の径方向位置を直接測定し、この測定値φｘｘｘと、予め分かっている内輪１の外周面１ａの径方向位置とを比較することで、シール部材７Ａが傾斜しているか否かを判断する。

上記のように、シールリップ２３の先端の径方向位置を直接測定するのに代えて、図７のように傾斜検知用治具４０を用いても良い。傾斜検知用治具４０は、例えば内輪１と同径の円形体であり、内輪１の上に内輪１と軸心を一致させて載置して使用される。この場合、シール部材７Ａが傾斜していると、シールリップ２３の先端が傾斜検知用治具４０の外周面４０ａに接触する。すなわち、傾斜検知用治具４０を用いることで、図４に示す適用例と同様に、シール部材７Ａが傾斜しているか否かを目視で判断することができる。

図８および図９は風力発電装置の一例を示す。この風力発電装置５１は、支持台５２上にナセル５３を水平旋回自在に設け、このナセル５３のケーシング５４内に主軸５５を回転自在に支持し、この主軸５５のケーシング５４外に突出した一端に、旋回翼であるブレード５６を取り付けてなる。主軸５５の他端は増速機５７に接続され、増速機５７の出力軸５８が発電機５９のロータ軸に結合されている。

ナセル５３は、旋回軸受ＢＲ１により旋回自在に支持される。前記各実施形態のうちのいずれかのシール構造が適用された旋回軸受において、例えば、外輪２の外周面にギヤ等が設けられたものが、前記ナセル５３用の旋回軸受ＢＲ１に用いられる。図８に示すように、ケーシング５４に複数の駆動源６０が設置され、各駆動源６０に図示しない減速機を介してピニオンギヤが固定される。外輪２（図１）の前記ギヤが前記ピニオンギヤに噛み合うように配置される。例えば、外輪２が複数の貫通孔５により支持台５２に連結固定され、内輪１（図１）がケーシング５４に固定される。複数の駆動源６０を同期して駆動させ、この旋回駆動力を外輪２へ伝達する。よって、支持台５２に対してナセル５３が相対的に旋回可能となる。

ブレード５６は、旋回軸受ＢＲ２により旋回自在に支持される。この旋回軸受ＢＲ２は、前記各実施形態のうちのいずれかのシール構造が適用された旋回軸受において、例えば、内輪１の内周面にギヤを設けたものが適用される。主軸５５の突出した先端部５５ａには、ブレード５６を旋回駆動する駆動源が設けられる。前記先端部５５ａにこの旋回軸受の外輪２が連結固定され、内輪１の内周面に設けたギヤが、前記駆動軸のピニオンギヤに噛み合っている。この駆動源を駆動させ、この旋回駆動力を内輪１に伝達することで、ブレード５６が旋回可能となる。したがって、旋回軸受ＢＲ２は、風力発電装置のブレード５６を主軸５５に対して、主軸軸心Ｌ１に略垂直な軸心Ｌ２回りに旋回自在に支持する。このように、ブレード５６の角度およびナセル５３の向きを風の状態に合わせて随時変更する。

この発明の旋回軸受を、風力発電装置以外の油圧ショベル、クレーン等の建設機械、工作機械の回転テーブル、砲座、パラボラアンテナ等にも適用できる。

以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示し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。本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。

１…内輪（他方の軌道輪）
１ａ…外周面（対向する周面）
１ｂ…軌道溝
２…外輪（一方の軌道輪）
１ｂ…内周面（対向する周面）
２ｂ…軌道溝
３…ボール（転動体）
６…軸受空間
７Ａ，７Ｂ…シール部材
１２…嵌合凹部
２０…基部
２１，２２，２３…シールリップ
２１ａ，２２ａ，２３ａ…内向き面
２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ…外向き面
５３…ナセル
５６…ブレード
ＢＲ１，ＢＲ２…旋回軸受
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…接点

Claims (8)

1. 軌道輪である内輪および外輪の互いに対向する周面にそれぞれ軌道溝が形成され、これら内外輪の軌道溝間に複数の転動体が設けられ、前記内外輪間の軸受空間の軸方向端部を密封する弾性体製のシール部材を備えた旋回軸受のシール構造において、
   前記シール部材は、前記内外輪のうちのいずれか一方の軌道輪に保持される基部と、この基部からそれぞれ異なる向きで前記内外輪のうちの他方の軌道輪に向かって延びる三つのシールリップとを有し、これら三つのシールリップのうちの少なくとも前記軸受空間に近い二つのシールリップが前記他方の軌道輪の前記対向する周面に接触し、前記軸受空間から最も遠いシールリップは、前記シール部材が正しい組込み状態か否かを目視で判断できる形態としたことを特徴とする旋回軸受のシール構造。
2. 請求項１に記載の旋回軸受のシール構造において、前記軸受空間から最も遠いシールリップは、前記シール部材が正しい組込み状態にあるとき前記他方の軌道輪の前記対向する周面に非接触である旋回軸受のシール構造。
3. 請求項２に記載の旋回軸受のシール構造において、前記内輪および外輪が互いに相対的に傾斜して、前記三つのシールリップのうちの前記軸受空間に最も近いシールリップが前記他方の軌道輪の前記対向する周面から離れた状態となった場合に、前記軸受空間から最も遠いシールリップが前記他方の軌道輪の前記対向する周面に接触する形態とした旋回軸受のシール構造。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の旋回軸受のシール構造において、前記一方の軌道輪は前記シール部材を保持するための嵌合凹部を有し、前記シール部材は、前記嵌合凹部に一部分を嵌め込むことで前記基部が保持される旋回軸受のシール構造。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の旋回軸受のシール構造において、前記三つのシールリップのうちの前記軸受空間に最も近いシールリップは、前記基部から前記他方の軌道輪に向かうに従い前記軸受空間に近づく傾斜姿勢であり、残りの二つのシールリップは、前記基部から前記他方の軌道輪に向かうに従い前記軸受空間から遠ざかる傾斜姿勢である旋回軸受のシール構造。
6. 請求項５に記載の旋回軸受のシール構造において、前記三つのシールリップのうちの前記軸受空間に最も近いシールリップの先端面は、前記他方の軌道輪の前記対向する周面に接触する接点から内向きに延びる内向き面と、前記接点から外向きに延びる外向き面とを有し、前記内向き面と前記対向する周面とが成す角度よりも、前記外向き面と前記対向する周面とが成す角度の方が小さく、
   前記軸受空間に２番目に近いシールリップの先端面は、前記他方の軌道輪の前記対向する周面に接触する接点から内向きに延びる内向き面と、前記接点から外向きに延びる外向き面とを有し、前記内向き面と前記対向する周面とが成す角度の方が、前記外向き面と前記対向する周面とが成す角度よりも小さく、
   前記軸受空間から最も遠いシールリップの先端面は、前記内輪および外輪が互いに相対的に傾斜したときに前記他方の軌道輪の前記対向する周面に接触する接点から内向きに延びる内向き面と、前記接点から外向きに延びる外向き面とを有し、前記内向き面と前記対向する周面とが成す角度よりも、前記外向き面と前記対向する周面とが成す角度の方が小さい、
   旋回軸受のシール構造。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のシール構造を有し、風力発電装置のブレードを主軸に対して、主軸軸心に略垂直な軸心回りに旋回自在に支持する旋回軸受。
8. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のシール構造を有し、風力発電装置のナセルを支持台に対して旋回自在に支持する旋回軸受。

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