日本精工(NSK)は12月16日、風力発電機の主軸用に信頼性を高めた、自動調心ころ軸受の新製品を開発し、グローバルで販売開始したと発表。高負荷容量化を追求した新形式の保持器を、既存の2つの対策技術と組み合わせたもので、3つの対策技術を適用した製品は同社初とアピールしている。

  • NSKの「風力発電機主軸用高信頼性自動調心ころ軸受」の主な特徴

風力発電機主軸用の軸受には一般的に、ブレード(羽根)の重量や風による変動荷重を支える役割があり、高負荷容量で調心性(取付誤差の許容能力が広く、軸やハウジングがたわんでも自動調整する性質)が高い、自動調心ころ軸受が使われる。

この軸受けは、2列の軌道をもつ内輪と、軌道が球面の外輪との間に、転動面がたる形のころを組込んだもの。顧客の想定よりも早期に損傷する主な原因は「軸受の軌道面の摩耗」で、過酷な使用環境下で想定以上の重荷重を受けた際に、軸受のころと外輪・内輪の間で潤滑機能を果たしている油膜形成が不足することで発生する。高信頼性の実現のためには、軌道面の耐摩耗性の向上が欠かせないという。

  • 風力発電機の主軸(左)と、NSKが開発・販売開始した「風力発電機主軸用高信頼性自動調心ころ軸受」(右)のイメージ

日本精工が新たに開発した軸受では、標準品に対して軌道面の摩耗量を1/10以下に低減し、軸受の耐久性を大幅に向上。具体的には、長寿命材料「Super-TF」と高硬度被膜「DLC被膜」という2つの既存の対策技術に加え、高負荷容量化を追求した新開発の「新形式保持器(ECAタイプ)」(案内輪を廃止した形状のもの)も採用しており、これら3つの対策技術を適用した製品はNSK初だという。

同社では新製品により、風力発電機のメンテナンス頻度低減や、部品交換に伴うダウンタイム(稼働停止期間)の削減などを通じて、安定稼働に寄与すると説明。この製品と併せて状態監視ソリューションも顧客に提案し、風力発電機の補修市場向けビジネスを拡大するとしている。

なお、風力発電機の搭載部品が故障した場合は、高額な修理コストが発生するほか、山上や洋上といった立地では部品交換の作業期時間や、大型クレーンなど部品交換用設備の調達リードタイムも長くなることから、長期のダウンタイムにつながる。このため風力発電機用軸受には早期損傷しないよう、高い信頼性が求められているとのこと。