この発明の実施形態を図1と共に説明する 。この旋回軸受は、例えば、風力発電用風車 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 たは風車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。

 旋回軸受は、内輪1と、外輪2と、これら� �外輪1,2の複列の軌道溝1a,1b,2a,2b間にそれぞれ 転動自在に介在する各列複数のボール3と、� �列のボール3を別々にポケット4aで保持する� �持器4とを備える。内外輪1,2の軌道溝1a,1b,2a,2 bは、いずれも2つの曲面1aa,1ab,1ba,1bb,2aa,2ab,2ba, 2bbで構成されている。各軌道溝を構成する2� �の曲面は、それぞれボール3よりも曲率半径� ��大きく、曲率中心が互いに異なる断面円弧� ��である。各軌道溝1a,1b,2a,2bを構成する一対� �曲面間は、溝部1ac,1bc,2ac,2bcになっている。� �ボール3は、内輪軌道溝1a,1bおよび外輪軌道� �,2a,2bの前記各曲面に接点Pで接して4点接触す る。すなわち、この旋回軸受は4点接触複列� �軸受として構成されている。内輪1および外� ��2には、取付用ボルト孔5,6がそれぞれ設けら れている。内外輪1,2間の軸受空間にはグリー スが充填され、この軸受空間の軸方向の両端 がシール部材7により密封されている。

 軸受サイズは、内径dが1000~4700mm、外径Dが 1300~5000mmである。ボール3の直径Dwは、各列同� ��で30~80mmである。内輪軌道溝1aを構成する曲� ��1aa,1abの曲率、および外輪軌道溝2aを構成す� ��曲面2aa,2abの曲率はいずれも同じである。内 輪軌道溝1bおよび外輪軌道溝2bについても同� �である。内外輪1,2の軌道溝間距離ei,eoは、設 計上は同じであり、Dw<ei(またはeo)<1.7Dwの 関係が成り立つものとされている。軌道溝間 距離ei(eo)とは、実際に組み込むボール3と同� �サイズの鋼球を2個の軌道溝1a,1b(2a,2b)にそれ� ��れ押しつけて2点接触(鋼球が溝底に最も接� �する箇所)させた時の2個の鋼球の中心間距離 である。

 例えば、内輪1の軌道溝間距離eiを測定す� ��場合、複列の軌道溝1a,1bに、組み込むボー� �3と同じサイズの鋼球をそれぞれ径方向に押� ��付ける。このとき、一方の鋼球は曲面1aa,1ab の各2点で接触し、他方の鋼球は曲面1ba,1bbの� ��2点で接触する。これら軌道溝1a,1bに押し付� ��た二個の鋼球の軸方向の最短距離を測定す� ��。この測定値に前記鋼球の直径寸法を加え� ��値を軌道溝間距離eiとする。外輪2の軌道溝� ��距離eoについても同様に求める。

 図2および図3は、この旋回軸受の軌道溝� �加工する研削装置、およびこの研削装置の� �石をドレスするドレス装置を示す。研削装� �31は、鉛直方向に垂下して設けた砥石軸32に2 枚の円板状の砥石33A,33Bが所定の間隔を開け� �取付けられ、前記砥石軸32の下方に、内輪1� �たは外輪2となるワークW1,W2を支持して回転� �せる回転テーブル34が設置されている。砥石 33A,33Bは、その外周部の断面形状が、内輪軌� �溝1a,1bおよび外輪軌道溝2a,2bの断面形状と同� ��である。また、両砥石33A,33Bの取付間隔は、 前記軌道溝間距離ei,eoと同一にしてある。砥� ��軸32は、回転テーブル34の真上にある位置(� �3)から側方に外れた位置(図2)までの範囲内で 、回転テーブル34の径方向(X軸方向)に移動可� ��であり、かつ上下に昇降可能である。

 ドレス装置35は、フレーム36上にドレス装 置本体37をX軸方向に進退駆動可能に設け、こ のドレス装置本体37から砥石軸32側へ突出さ� �たドレスヘッド38に、砥石ドレッサー39を取� ��けたものである。砥石ドレッサー39は、砥� �33A,33Bの外周部が嵌り込むドレス溝40A,40Bを有 する。

 内輪1となるワークW1は、外周面に2条の円 周溝W1a,W1bが旋削により形成されている。こ� �円周溝W1a,W1bを砥石33A,33Bで研削することによ り、軌道溝1a,1bに加工する。その方法は、図2 に示すように、回転テーブル34に支持された� ��ークW1の外周側に砥石33A,33Bを所定の高さに� ��置させ、回転テーブル34および砥石軸32を回 転させながら、砥石33A,33BをワークW1に向けて 前進させる。それにより、砥石33A,33Bが円周� �W1a,W1bに進入して研削を行い、両円周溝W1a,W1b が同時に軌道溝1a,1bに加工される。

 外輪2となるワークW2は、内周面に2条の円 周溝W2a,W2bが旋削により形成されている。こ� �円周溝W2a,W2bを砥石33A,33Bで研削することによ り、軌道溝2a,2bに加工する。その方法は、図3 に示すように、回転テーブル34に支持された� ��ークW2の内周側に砥石33A,33Bを所定の高さに� ��置させ、回転テーブル34および砥石軸32を回 転させながら、砥石33A,33BをワークW2に向けて 前進させる。それにより、砥石33A,33Bが円周� �W2a,W2bに進入して研削を行い、両円周溝W2a,W2b が同時に軌道溝2a,2bに加工される。

 研削面が摩耗した砥石33A,33Bをドレスする 場合は、砥石軸32を回転テーブル34から側方� �外れた位置(図2)にし、回転状態にある砥石� �32に対して、ドレス装置本体37を前進させる� ��それにより、砥石ドレッサー39のドレス溝40 A,40Bに砥石33A,33Bの外周部がそれぞれ嵌り込み 、両砥石33A,33Bが同時にドレスされる。

 このようにワークW1(ワークW2)の複列の円� ��溝W1a,W1b(W2a,W2b)を砥石33A,33Bで同時に研削し� �軌道溝1a,1b(2a,2b)に加工するので、各列の軌� �溝を別工程で加工する場合のように、各列� �機械精度や砥石送り精度の誤差が生じるこ� �がなく、軌道溝間距離ei(eo)の精度が良い。� �のため、軌道溝間距離ei,eoの相互差δeを抑え ることができる。しかも、各列の軌道溝1a,1b( 2a,2b)を同時に加工すると、加工効率が良い。

 この実施形態の場合、内輪軌道溝1a,1bを� �成する曲面1aa,1ab,1ba,1bb、および外輪軌道溝2a ,2bを構成する曲面2aa,2ab,2ba,2bbの曲率が同じで あるので、ワークW1の円周溝W1a,W1bの研削とワ ークW2の円周溝W2a,W2bの研削を同じ砥石33A,33B� �用いて行うことができ、かつ同一の砥石ド� �ッサー39で砥石33A,33Bをドレスすることがで� �る。このため、内外輪1,2の軌道溝1a,1b,2a,2bが 同じ条件で加工されることになり、理論上で は、軌道溝間距離の相互差δeを零にできる。 また、風車用の旋回軸受のようにボールのピ ッチ円直径が大きい旋回軸受では、内輪1お� �び外輪2の互いに対応する軌道溝1a,1b,2a,2bの� �率を同じにしても、その影響は少ない。

 本軸受形式では、軸受に過大なアキシア� ��荷重が作用した場合、軌道溝1a,1b,2a,2b(「各� ��道溝」と称す)内面の転動体接触点が肩側に 移動することによって、各軌道溝の内面に生 じる接触楕円が各軌道溝から外れる「肩乗り 上げ」が危惧される。このため、図4(A)、(B)� �示すように、外輪2における軌道溝2a,2bの肩� �さ寸法H2、および内輪1における軌道溝1a,1bの 肩高さ寸法H1を大きく設定する必要がある。� ��方、軌道溝1a,1b,2a,2bを砥石33A,33Bで研削する� ��合、各軌道溝の肩高さ寸法H1,H2が大きくな� �に従い、砥石33A,33Bの接触箇所が周速大の外� ��部から周速小の幅面へと近づくため、研削� ��に過度に昇温するおそれがある。そのため� ��砥石33A,33Bの材質、粒度、ドレッサーの条件 に留意する必要がある。

 この実施形態に係る軌道溝加工方法では� ��軌道溝1a,1b(2a,2b)を加工する砥石33A,33Bを成形 する際に、図5に示すように例えばロータリ� �ドレッサーRDを使用する。このロータリード レッサーRDは、例えば中空の略円筒形状に形� ��され、図示外の回転軸に嵌合されて使用さ� ��る。ロータリードレッサーRDの外周に形成� �れるドレス溝40A,40Bに、砥石33A,33Bの外周部を それぞれ嵌り込ませた状態で、前記回転軸を 回転駆動することで、研削面が摩耗した砥石 33A,33Bが同時にドレスされる。

 図6に示すように、このロータリードレッサ ーRDのダイヤモンド粒RDaの突き出し量δ1を0.1m mより大きく0.5mm未満とする。この実施形態で は突き出し量δ1を、例えば0.2mmとする。ロー� ��リードレッサーRDは、「結合材」の表面RD1� �複数のダイヤモンド粒RDaを突出状態に設け� �なる。
 前記「ダイヤモンド粒RDaの突き出し量δ1」� ��は、結合材の表面RD1から半径方向外方に飛� ��出している砥粒1ケ当たりの平均突出量をい う。
 このロータリードレッサーRDを使用して成� �される砥石33A,33Bは、アランダム系材質のも� ��が鉄系材質である内外輪1,2を加工するうえ� ��好ましい。「アランダム」はアルミナ系砥� ��と同義であり、このアルミナ系砥粒は、素� ��種として、例えば、褐色アルミナ質研摩材� ��解砕型アルミナ質研摩材、淡紅色アルミナ� ��研摩材、白色アルミナ質研削材、人造エメ� ��ー研削材等がある。

 前記褐色アルミナ質研摩材は、アルミナ� ��鉱石を電気炉で溶融還元してアルミナ分を� ��くし、凝固させた塊を粉砕整粒したもので� ��って、若干量の酸化チタニウムを含む褐色� ��コランダム結晶および非晶質部分を含む。� ��記解砕型アルミナ質研摩材は、アルミナ質� ��料を電気炉で溶融し、凝固させた塊を通常� ��機械的粉砕によらない方法で解砕し整粒し� ��ものであって、主に単一結晶のコランダム� ��含む。前記淡紅色アルミナ質研摩材は、ア� ��ミナ質原料に若干量の酸化クロムその他を� ��え電気炉で溶融し、凝固させた塊を粉砕整� ��したものであって、淡紅色のコランダム結� ��を含む。前記白色アルミナ質研削材は、高� ��度アルミナを電気炉で溶融し、凝固させた� ��を粉砕整粒したものであって、純粋な白色� ��ランダム結晶を含む。前記人造エメリー研� ��材は、アルミナ質鉱石を電気炉で溶融還元� ��、凝固させた灰黒色の塊を粉砕整粒したも� ��であって、コランダム結晶およびムライト� ��晶その他を含む。

 この実施形態に係る軌道溝加工方法では� ��前記アランダムを含む砥石33A,33Bとして、粒 度40以上70未満の砥石、例えば粒度54の砥石を 使用した。また、軌道溝1a,1b,2a,2bの表面粗さ� ��Ra0.2μm以上1.2μm以下とした。

 比較例として、ロータリードレッサーRD� �ダイヤモンド粒RDaの突き出し量δ1を0.1mmとし 、このロータリードレッサーRDを使用してセ� ��ミックス系材質の砥石を成形した。この砥� ��の粒度として例えば粒度70のものを使用し� �。この砥石を用いて軌道溝1a,1b(2a,2b)を加工� �た場合、同軌道溝1a,1b(2a,2b)が過度に昇温す� �場合があった。

 実施形態に係る前記アランダムを含み、� ��度54の砥石を用いて軌道溝1a,1b(2a,2b)を加工� �る場合、軌道溝1a,1b(2a,2b)の肩高さ寸法H1,H2が 大きくなるに従って、砥石33A,33Bの接触箇所� �周速大の外径部から周速小の幅面へと近づ� �が、ダイヤモンド粒RDaの突き出し量δ1を0.1mm より大きく、0.5mm未満としたロータリードレ� ��サーRDを使用して成形した、アランダムを� �む砥石33A,33Bであって粒度40以上70未満の砥石 33A,33Bを用いることで、軌道溝1a,1b(2a,2b)の加� �時における過度の昇温を未然に防止するこ� �が可能となる。

 なお、軌道溝1a,1b(2a,2b)の過度の昇温を防� ��するための砥石33A,33Bの材質、粒度、および ドレッサーの条件を適用することにより、軌 道溝1a,1b(2a,2b)の表面粗さは粗くなるが、本製 品は通常1min-1以下の極低速で使用されるため 、発熱の問題はなく使用可能である。

 この旋回軸受は、軸受形式を4点接触玉軸 受とし、かつボール3を複列に配置したため� �構成が簡単でありながら定格荷重が大きい� �単純計算で、単列の場合に比べて、定格荷� �が2倍である。

 また、内外輪1,2の複列の軌道溝1a,1b,2a,2b� �同時に加工することにより、軌道溝間距離� �相互差δeを小さくでき、各列の軌道溝1a,1b,2a ,2bで荷重を均等に負荷させて、長寿命化を達 成できる。軌道溝間距離の相互差δeは小さい ほど良いが、これを追求しすぎると、生産性 が悪くなり、コスト高になる。そこで、軸受 寿命と生産性やコストとの比較検討の結果、 前記軸受サイズ・仕様の旋回軸受において、 軌道溝間距離の相互差δeを5μm~50μmとした。

 その根拠を以下に記す。前記軸受サイズ� ��仕様の旋回軸受において、軌道溝間距離の� ��互差δeが異なる複数の旋回軸受を製作し、� ��れぞれのボール3と内外輪1,2との各接点Pに� �用する応力を測定した。風力発電ブレード� �持用旋回軸受は、一般的に安全係数So≧1.5と なるように内部設計されている。風力発電機 の認定精度として広く認知されているロイド (Germanisher Lloyd:GL)にて、上のように規定され� ��いる。なお、安全係数Soは、So=Co/Pomax(Co:基� �静定格荷重、Pomax:最大静等価荷重)であらわ� ��れる。この安全係数の規定値に対し、5%の� �全率を見込んだ設計品(最大荷重時にSo=1.58と なる設計品)での結果を図7のグラフに示す。� ��道溝間距離の相互差δeが5μm以下であると、 生産性が悪くなって採算ラインに合わないほ どコストが高くなり、軌道溝間距離の相互差 δeが50μm以上であると、旋回軸受の寿命に問� ��があることが分かった。そこで、軌道溝間� ��離の相互差は5μm~50μmの範囲内にあるのが良 いとの結論に至った。特に、軸受の軽量化に は軌道溝間距離の相互差の管理が重要となる 。

 以上の説明のように、この旋回軸受は、� ��成が簡単で定格荷重が大きく、比較的低コ� ��トで寿命が長いことから、風力発電用ブレ� ��ド支持用の旋回軸受21(図9)またはナセルの� �ー支持用の旋回軸受22(図9)に適する。風力発 電用以外では、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、パラボ ラアンテナ等に適用できる。

 上記実施形態の軌道溝研削装置11は、内� �用のワークW1の円周溝W1a,W1bおよび外輪用ワ� �クW2の円周溝W2a,W2bを同じ砥石33A,33Bで研削す� ��が、別の砥石で研削してもよい。その場合� ��、両方の砥石を同一の砥石ドレッサー39で� �レスする構成とすることにより、内外輪1,2� �軌道溝1a,1b,2a,2bを同じ条件で加工するように できる。ドレッサー溝39の溝40A,40Bは別々に製 作された後、溝40A,40Bの上下端面を重ね合わ� �る方法をとっても良い。

 以上のとおり、図面を参照しながら好適� ��実施例を説明したが、当業者であれば、本� ��明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更� ��よび修正を容易に想定するであろう。した� ��って、そのような変更および修正は、請求� ��範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈� ��れる。