CN102132040A - 自然能量回收系统的动力传递装置 - Google Patents

Abstract

不依赖摩擦赋予机构而以简便且可靠的结构避免电动机成为超转速状态。具备：电动机(Mo)；减速机(Go)，与该电动机(Mo)连结并具备输出轴(64A)；及流体制动机构(FBo)，以液体作为介质，相对于所述电动机(Mo)与减速机(Go)的输出轴(64A)之间的动力传递路径而附设，当所述输出轴(64A)的转速上升时，使该动力传递路径的旋转阻力增大。

Description

自然能量回收系统的动力传递装置

技术领域

本发明涉及一种自然能量回收系统的动力传递装置，尤其涉及一种具备防止其电动机超转速的功能的自然能量回收系统的动力传递装置。

背景技术

日本特开2007-146858号公报中的风力发电装置中公开有具备偏航控制(方位控制)机构的风力发电装置，该偏航控制机构构成为如下：通过电动机旋转驱动(偏航驱动)风力发电单元并使风车叶片始终朝向风向而使风力有效地作用于翼。该日本特开2007-146858号公报中公开有如下技术：若风速传感器探测到台风等强风，则使设置于电动机上的摩擦制动器工作，并固定或制动所述风速发电单元的旋转而防止电动机的超转速。

然而，在以自然为对象的风力发电系统中，若极强的疾风等过大负荷作用于风力发电单元，则导致该风力发电单元摆脱基于摩擦制动器的制动而旋转。此时，摩擦制动器由于摩擦片彼此直接以摩擦接触的状态旋转，因此有可能产生摩擦热而损伤该制动机构。

在日本特开2005-113899号公报中，针对这样的问题点公开有如下构成的技术：在摩擦制动器上安装温度检测传感器并始终检测该摩擦制动器的温度，若摩擦制动器上升至容许温度以上，则控制部结束该摩擦制动器对电动机的制动。

若想要以如在日本特开2005-113899号公报中公开的结构中止在产生来自负荷侧的强大的强制驱动时基于摩擦制动器的制动，则确实能够避免摩擦制动器的损伤。然而，这样会导致风力发电单元伴随在摩擦制动器的制动中止而直接承受该疾风的过大负荷进行旋转。为此，存在再次产生电动机以极高的转速强制旋转而被损伤之类的问题。

即，若想用电动机构筑例如偏航驱动装置的情况下，在2000kW的发电机时，在偏航驱动减速机本身中以1000～2000左右的高“减速比”设计(若相乘偏航旋转轮和基于小齿轮的减速比，则成为更高的减速比)。因此，若从能源回收构件侧承受台风、龙卷风、疾风等预想不到的巨大负荷，则减速机的输出轴侧被强制旋转，而电动机以相同值的高“增速比”被强制旋转。其结果，电动机成为以额定转速(通常在4极电动机中为1500rpm(50Hz)或1800rpm(60Hz))的数倍至10数倍的转速旋转的状态，难免被损伤。该情况在基于太阳光发电的驱动受光板的系统等中也相同。

并且，在日本特开2005-113899号公报中公开的技术中，以所述摩擦制动器工作的方式设计，但这仅仅是旋转停止后的状态时，即暂时停止的状态时，例如在通过电动机进行旋转的过程中，向相同旋转方向施以基于强烈疾风的旋转力时，由于摩擦制动器一开始就没有设计成工作的状态，所以也有电动机直接进入超高速旋转状态而无法完全对应之类的问题。

另外，上述日本特开2007-146858号公报、日本特开2005-113899号公报中形成的摩擦制动器控制是“控制部”根据传感器等的探测发出电或液压控制指令而使摩擦制动器工作的控制，所以有可靠性低之类的问题。这是因为，对于一开始就产生这种大的变动荷载，若考虑与平时大不相同的气候或气象状况，则可以认为当传感器因暴风雨或雷击等出故障，或控制部的控制基板被浸水，或配线等被物理断线时，无法发出执行制动的制动指令本身。

发明内容

本发明是为了解决这种以往未解决的问题而完成的，其课题在于，提供一种根本上重新研究对旋转系统赋予摩擦负荷这样的以往的制动体系，并能够以更简便且可靠的结构避免电动机成为超转速状态的自然能量回收系统的动力传递装置。

本发明是通过如下方案解决上述课题的，一种自然能量回收系统的动力传递装置，所述动力传递装置在回收风力、太阳光等自然能量的系统中使用，其具备：电动机；减速机，与该电动机连结并具备对被驱动机械进行驱动的输出轴；及流体制动机构，以液体作为介质，相对于所述电动机与减速机的输出轴之间的动力传递路径而附设，当所述输出轴的转速上升时，使该动力传递路径的旋转阻力增大。

在本发明中，当减速机的输出轴的转速上升时，“敢于”通过“将液体作为介质的流体制动机构”使该动力传递路径的旋转阻力增大。

在该点上成为与考虑到效率的通常的动力传递装置的设计逆行的设计。在本发明中，“将液体作为介质的流体制动机构”并非为利用了使用所谓的制动蹄片(摩擦片)的固体彼此的滑动摩擦的制动赋予机构，而是指“利用了在液体作为流体发挥作用时原本就有的性质的制动机构”。具体而言，是利用了例如液体从外部受力时的压缩阻力、改变形状时的变形阻力、物体在本身活动时的搅拌阻力、粘性阻力或者剪切阻力、在狭窄的流道内移动时的通过阻力等性质的制动的机构。

流体制动机构例如如后述的粘性联轴器，可以是直接插入于动力传递路径的构成构件而使之发挥作用的机构，并且，也可以成为如下结构：虽然未直接插入于动力传递路径的构成构件，但通过巧妙利用例如减速机内的润滑油的通过阻力来对想要进行更快的旋转运动的部件的活动赋予阻力。另外，也可以并用2个以上的流体制动机构。

流体制动机构并不是受电气控制指令而发挥作用的结构，而是当输出轴的转速上升时利用流体的性质而“自动”发挥作用的机械结构，所以无需电源或控制系统，并且也并不是利用滑动面处的摩擦，所以即使在产生暴风雨或雷击等气象状况严峻的情况下也能够期待稳定的工作。另外，由于能够基本上维持简单的结构，所以无需使装置整体复杂化而确保充分的制动功能，并且还有助于小型化、轻量化、低成本化。

本发明无需依赖摩擦赋予机构而能够以简便且可靠的结构避免电动机成超转速状态。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的一例所涉及的风力发电系统的偏航驱动用驱动装置的输入侧减速级的结构的(图2的向视I部分的)放大剖面图。

图2是表示上述偏航驱动用驱动装置的整体结构的剖面图。

图3是沿图1的向视III-III线的剖面图。

图4是沿图1的向视IV-IV线的剖面图。

图5是上述驱动装置中使用的隔板的(A)主视图及(B)侧视图。

图6是表示隔板的其他例子的相当于图4的剖面图。

图7是上述例子中的隔板的(A)主视图及(B)侧视图。

图8是表示本发明的其他实施方式的一例所涉及的偏航驱动用驱动装置的结构的相当于图2的剖面图。

图9是图8的主要部分放大剖面图。

图10是表示本发明的另一其他实施方式的一例所涉及的偏航驱动用驱动装置的结构的相当于图2的剖面图。

图11是图10的主要部分剖面图。

图12是表示本发明的另一其他实施方式的一例所涉及的偏航驱动用驱动装置的结构的相当于图2的剖面图。

图13是图12的主要部分放大剖面图。

图14是表示本发明的另一其他实施方式的一例所涉及的偏航驱动用驱动装置的结构的相当于图2的剖面图。

图15是图14的主要部分放大剖面图。

图16是表示本发明的另一其他实施方式的一例所涉及的偏航驱动用驱动装置的结构的相当于图2的剖面图。

图17是插入有上述实施方式所涉及的动力传递装置的风力发电系统的简要主视图。

图18是该侧视图。

图19是该表示风力发电系统中的发电单元的简要的立体图。

图20是该表示风力发电系统中的偏航驱动用驱动装置附近的结构的局部剖切的主视图。

具体实施方式

以下，对风力发电系统的驱动装置中应用本发明的实施方式的一例所涉及的自然能量回收系统的动力传递装置的情况的例子进行说明。

图17是风力发电系统10的简要主视图，18是该侧视图。

该风力发电系统(自然能量回收系统)10，在圆筒支柱11的最上部具备发电单元12。图19是表示发电单元12的简要的立体图。发电单元12上插入有偏航(Yaw)驱动用驱动装置(动力传递装置)14和桨距(Pitch)驱动用驱动装置16。偏航驱动用驱动装置14用于控制发电单元12整体的旋转角，在图示的例子中描绘出4个。桨距驱动用驱动装置16用于控制安装于头锥18的3片风车叶片20的桨距角。

在本实施方式中，由于在偏航驱动用驱动装置14中应用了本发明，所以在此对偏航驱动用驱动装置14进行详细说明。

图20是表示偏航驱动用驱动装置14附近的结构的局部剖切的主视图。

偏航驱动用驱动装置14具备电动机Mo和减速机Go。减速机Go的结构及作用在后面进行详细叙述。

偏航驱动用驱动装置14的输出轴64A上安装有偏航驱动用小齿轮24。偏航驱动用小齿轮24内啮合于构成偏航轴承26的内圈的环齿轮部28。该环齿轮部28固定于圆筒支柱11侧，构成偏航轴承26的外圈的外框部32固定于发电单元12的外壳主体34侧。根据该结构，通过电动机Mo使偏航驱动用驱动装置14的输出轴64A旋转，从而能够通过偏航驱动用小齿轮24及偏航轴承26的环齿轮部28的啮合使发电单元12整体绕圆筒支柱11的轴心36(图19)旋转。其结果，能够使头锥18朝向所希望的方向(例如迎风面的方向)，并能够有效地受到风压。

另外，风速较大时，通过偏航驱动用驱动装置14及桨距驱动用驱动装置16分别控制发电单元12的旋转角及风车叶片20的桨距角，以使风车叶片20所承受的风压变最小，并且通过制动单元39停止发电单元12的旋转。制动单元39由推力制动器39A、偏航制动卡钳39B、及制动盘39C等构成。该制动单元39抑制所谓的通常运行时的发电单元12的旋转，与后述的本发明所涉及的流体制动机构不同。

在此，对由驱动装置14的流体制动机构的功能阻止电动机Mo因从风车叶片20侧承受的极大风压并通过驱动装置14的输出轴超转速的结构进行详细说明。

如图2所示，该偏航驱动用驱动装置14具备电动机Mo、和串联连结内啮合行星齿轮机构的输入侧减速级40及输出侧减速级42的减速机Go。这是因为该减速机Go在功能上需要1/1000～1/2000这样极高的减速比。首先，对输入侧减速级40进行说明。

图1表示输入侧减速级40的详细内容。方便起见，图1没有左右对称地描绘。图1的左侧描绘了后述的外销58所存在的位置的剖面，图1的右侧描绘了不存在外销58的位置的剖面。图3、图4分别是沿图1的向视III-III线及IV-IV线的剖面图。

输入侧减速级40具备有与电动机轴一体(兼用)的输入轴44、设置于该输入轴44上的2个偏心体46、48、通过该偏心体46、48进行偏心量e的偏心摆动的2片(多片)外齿轮50、52、及该外齿轮50、52所内啮合的内齿轮54。外齿轮50、52其偏心相位正好偏移180度。即，2个外齿轮50、52一边维持向相互远离的方向偏心的状态一边摆动旋转。内齿轮54兼作输入侧减速级40的部分的外壳56。内齿轮54的内齿分别由圆筒状的外销58构成。内齿轮54的内齿数(外销58的数)在该例子中为“22”，比外齿轮50、52的外齿数“21”仅多1个。外齿轮50、52上通过内辊62间隙配合有内销60。内销60与(输入侧减速级40的)输出轴64成一体化。通过该内销60取出外齿轮50、52相对于处于固定状态的内齿轮54的相对旋转(自转)，并使之进一步从与该内销60一体化的(输入侧减速级40的)输出轴64输出至输出侧减速级42。

输出侧减速级42的结构除了减速比设定为大于输入侧减速级的减速比之外，机构学上具有与输入侧减速级40相同的结构或作用的动力传递路径。该例子中由于在输出侧减速级42上未应用本发明，所以仅对与输入侧减速级40的结构构件功能上类似的部件附加在末尾附上A的标记而省略重复说明。另外，输出侧减速级42的减速比大于输入侧减速级40的减速比，所以偏心量相对于外齿轮的外径的比率小于输入侧减速级40侧。

本发明所涉及的用于防止电动机Mo的超转速的流体制动机构FBo，在输入侧减速级40、输出侧减速级42中附设于输入侧减速级40。这种附设于输入侧减速级40侧(一般情况下更高速旋转的一侧)是因为如下原因：1)从输出轴64A侧观察时，相对于“更大地增速旋转”的旋转构件插入流体制动机构FBo，所以能够使可由流体制动机构FBo产生的转矩更有效地发挥效果，以及2)在减速比的大小关系上，偏心量相对于外齿轮的外径的比率较大的输入侧减速级40容易实现后述的作为流体泵的功能。

以下，对流体制动机构FBo进行详细说明。

主要参考图1、图4及图5，该实施方式中的流体制动机构FBo具备外齿轮50、52、2张遮蔽板70、72及隔板74。

外齿轮50、52是若输出轴64A侧被强制驱动旋转则其旋转被传递出来的部件。并且为如下部件：配设于润滑油(液体)中，如以下详细说明，通过2张遮蔽板70、72及隔板74的功能，随着其转速上昇，从润滑油承受的旋转阻力飞跃地增大。因此，在流体制动机构FBo中能够作为“传递来自输出轴侧的强制驱动旋转，配设于液体中，并根据转速的上昇而从液体承受的旋转阻力增大的旋转部”发挥作用。

遮蔽板70、72分别配置于2片外齿轮50、52的轴向外侧，并能够封闭该多个外齿轮50、52与所述内齿轮54之间的空间SPa、SPb。

将隔板74的单体形状示于图5。隔板74具备沿外销58的半径方向内侧的形状的凹部74A、及沿内齿轮54的不存在外销58的主体部分54A(参照图1)的内周的形状的外周部74B。隔板74具有这种形状，所以能够限制存在于各个外齿轮50、52的外周的空间SPa、SPb内的润滑油在轴向上相互来回。隔板74上形成有贯穿孔74P，该贯穿孔用于对限制润滑油在轴向上相互来回的程度进行规定。若取大贯穿孔74P的内径D1，则润滑油的相互来回变得更容易而减弱泵作用(流体制动机构FBo的制动功能)，若取小，则提高泵作用。另外，隔板74由具有比外齿轮50、52及内齿轮54等铁系材料的热膨胀率高的热膨胀率的材料，例如铝等形成。

接着，特别着眼于流体制动机构FBo的制动功能而说明该驱动装置14的作用。

若电动机Mo的与电动机轴一体(兼用)的输入轴44旋转，则2片外齿轮50、52通过2个偏心体46、48以180度的相位差偏心摆动。然而，各个外齿轮50、52其自传因内销60而被约束，所以各外齿轮50、52几乎只进行摆动。在该实施方式中，内齿轮54与外壳56成一体化，所以外齿轮50、52每摆动1次，与内齿轮54的啮合位置仅偏移1齿，相对于该内齿轮54只相对旋转(向与输入轴44的旋转相反的方向自转)相当于齿数差的角度。该相对旋转成分通过内销60从(输入侧减速级40的)输出轴64输出至输出侧减速级42。

在此，减速机Go的内部填充有润滑油。在该实施方式中，外齿轮50、52的轴向两侧配置有遮蔽板70、72，并且在各个外齿轮50、52的轴向中央配置有隔板74。因此，位于外齿轮50的半径方向外侧的润滑油无法从由遮蔽板70、外齿轮50、隔板74及内齿轮54封闭的空间SPa流出，只能通过隔板74的贯穿孔74P进行与邻接的空间SPb的来回。同理，位于外齿轮52的半径方向外侧的润滑油无法从由遮蔽板72、外齿轮52、隔板74及内齿轮54封闭的空间SPb流出，只能通过隔板74的贯穿孔74P进行与邻接的空间SPa的来回。

另一方面，外齿轮50、52其偏心相位偏移180度。因此，空间SPa和空间SPb各自的容积始终向相互反方向变化。即，变化成如下：当空间SPa的容积变得更大时，空间SPb的容积变得更小；空间SPa的容积变得更小时，空间SPb的容积变得更大。结果引起如下现象：在空间SPa及空间SPb中润滑油重复压缩或膨胀，并且，在各贯穿孔74P中润滑油从一方的空间SPa(或SPb)向另一方的空间SPb(或SPa)移动。

通常运行时，由该移动引起的阻力极小(稍小地设定贯穿孔74P的内径D1)。然而，若(输出侧减速级42的)输出轴64A因极大的风压强制旋转，则其旋转以极大的“增速比”增速，使外齿轮50、52比通常运行时更快速地旋转或摆动。众所周知，压力损失与流速的平方成比例，所以若外齿轮50、52要以超出预想的速度摆动，则想要在贯穿孔74P中来回的润滑油加速地变成较大阻力而抑制外齿轮50、52的摆动速度的上升。即，伴随输出轴64A的转速的上升，旋转阻力以远大于该转速上升的比率增大，结果防止输入轴(电动机轴)44的超转速。

在该实施方式中，由铝形成隔板74。因此当发电单元12因地区、季节等在高温下使用时，隔板74本身与铁系的外齿轮50、52或内齿轮54相比更加膨胀。因此，空间SPa和空间SPb的容积进一步减小的同时，空间SPa和空间SPb的密闭度也进一步提高。因此能够良好地抵消高温下润滑油的粘度下降而压力损失呈下降的趋势。在低温下使用发电单元12时，进行与此完全相反的抵消。

贯穿孔74P的内径D1的适当值依赖于空间SPa和空间SPb的密闭度及外齿轮50、52的偏心量e、及润滑油的粘度等。如空间SPa和空间SPb的密闭度高、外齿轮50、52的偏心量e大、润滑油的粘度高时或如通过润滑脂润滑时，在贯穿孔74P内的通过阻力容易变大，所以较大地取内径D1而较小地抑制通常运行时的压力损失。

并且，在寒冷地区使用时(润滑油的粘度高时)或在一整年几乎不发生台风等的地区使用时(超转速的可能性少时)，或者外齿轮50、52的偏心量e大、空间SPa和空间SPb的容积变化大时等，为了极力抑制通常时的压力损失，例如如图6及图7所示，也可以将隔板74-2的凹部74A(图5)设为每隔一个连结的大贯穿空间74D，使润滑油在该大贯穿空间74D中来回。这实质上与将贯穿孔74P设为每隔一个的大的内径的结构相同。

相反，在炎热地区使用时或易发生台风或龙卷风等的地区使用时，或者偏心量e小且空间SPa和空间SPb的容积变化小时等，较小设定贯穿孔74P的内径D1即可。

隔板74的贯穿孔74P有多个，所以根据所使用的地区或季节等暂时或持久地只封闭其一部分，从而可以在现场的贯穿孔74P的通过阻力的调整中应用。另外，即使隔板74中没有贯穿孔，也能够通过使基于遮蔽板的密闭度最佳化，并通过泵作用的应用来得到相应的制动效果。

例如，如前述的日本特开2007-146858号公报、2所示，想要通过对旋转部件施加摩擦负荷的类型的制动(所谓的摩擦制动)控制发电单元12基于强风的强制旋转时，不可避免地发生大量摩擦热，这直接关系到该摩擦制动器本身的损伤。但是，如果为了保护摩擦制动器而中止制动本身，则这次就会损伤电动机。为了利用供给摩擦负荷的类型的制动机构而避免这些不良情况双方，需要准备巨大容量的摩擦制动器而(无需中止制动)持续施加制动，这导致大幅的重量增大及成本增大。而且，如日本特开2005-113899号公报中技术所示，无法以停止时施加制动的设计保护旋转中的电动机，所以如果将设计变更为假设在旋转中也进行制动，则需要更大的制动容量。最根本的问题是，原本发生这种大的强制驱动负荷大多在暴风雨或雷击产生下等与一般大不相同的气象状况下产生。使这种非日常性的恶劣环境下进行的紧急避难性制动依赖基于“通过基于传感器探测从控制部发出控制指令来工作的摩擦制动器”的制动是危险的。这可以认为是因为如下原因：(1)若该传感器本身出故障，或控制部的控制基板被浸水，或配线等被物理断线，则无法发出用于执行制动的制动指令本身；而且，(2)假设即使插入巨大容量的摩擦制动器且正常发出控制指令，若摩擦制动器的滑动面(摩擦赋予面)的状态被暴露在暴风雨中而变得异常，则即使供给相同按压力也得不到相同摩擦力(制动力)。

本实施方式所涉及的流体制动机构FBo，既不是根据传感器系的探测通过电气控制进行工作，并且也不是对特定的滑动面赋予摩擦的类型，所以即使在恶劣环境下也不区分停止时、旋转时，而且超转速变得越严重越可靠地产生更强的制动力。因此，能够更安全地保护制动机构及电动机双方而免受损伤。

接着，利用图8及图9对本发明的其他实施方式的一例进行说明。

该实施方式所涉及的减速机G1除了流体制动机构的结构以外，与前面实施方式所涉及的减速机Go的基本结构相同，所以方便起见，对相同或功能上相同的部位附加后两位数相同的标记。电动机M1与前面实施方式的电动机Mo相同即可。如图8所示，在该实施方式中，在减速机G1的输入侧减速级140的输入轴144与该输入侧减速级140的输出轴164之间介入有所谓的粘性联轴器结构的流体制动机构FB1。该流体制动机构FB1中，在轴向交替配置有植设于输入侧减速级140的输入轴144的多个输入侧板(作为传递来自输出轴侧的强制驱动旋转的旋转部的第1板)167、和植设于输入侧减速级140的输出轴164并旋转慢于输入侧板167的多个输出侧板(第2板)168。各板167、168之间封装有粘性流体(液体)。另外，在该例子中，并用前面实施方式中的流体制动机构FBo，但也可以单独使用流体制动机构FB1。

输入侧板167的转速与输入轴(电动机轴)144的转速相同。并且，输出侧板168由于输入侧减速级140的减速比为1/21，因此以输入轴144的1/21的转速向与该输入轴144相反的方向旋转。当前，若将电动机M1的额定转速设为2000rpm，则(由于输入侧板167和输出侧板168的转向相反)所以两个板167、168的额定运行时的相对转速成为2000+2000/21＝2095rpm。在产生该相对转速的状况下，以基于两个板167、168的粘性流体的剪切阻力缩小到忽略不计的程度的方式设定流体制动机构FB1的各种要素。

在此，假设发生如下状况：减速机G1的(输出侧减速级142的)输出轴164A因巨大风压而被强制回转，例如电动机M1以额定转速的5倍旋转。此时，电动机M1的转速为10000rpm，相对转速成为10000+10000/21＝10476。粘性联轴器机构中的剪切阻力与相对转速的平方成比例。即，当电动机M1要以10000rpm旋转时，施加10476/2095≈5.0的平方，即与额定旋转时的剪切阻力相比25倍的剪切阻力。以相同的计算，当产生如电动机M1以额定转速的10倍旋转的状况时，施加与额定旋转时的剪切阻力相比100倍的剪切阻力。

实际上与并用前面的流体制动机构FBo的情况相辅，转速越从电动机M1的转速超出定额转速的1.5倍～2.0倍的附近上升，流体制动机构FB1中的剪切阻力越剧增，所以电动机M1无需达到这种转速而有效地防止超转速。粘性联轴器结构的高速侧由于是电动机轴144，所以即使是小型流体制动机构FB1也能够最有效地应用该流体制动机构FB1的制动容量。

该流体制动机构FB1也不区分旋转时、停止时，并且也不需要任何传感器和电气控制，好像要变成如成为问题的超转速状态时自动地(机械地)并显著地显现制动效果。而且，超转速状态越严重(强制旋转力越强)，旋转阻力以远大于该转速上升的比率增大，所以能够极其合理地抑制超转速。

由粘性联轴器结构构成本发明中的流体制动机构时，综上所述，如果是以同轴相对旋转的2个部件之间，则介入或配置的位置没有特别限定。因此，粘性联轴器结构的流体制动机构在基本上不选减速机的减速机构的结构的方面有利。例如，即使减速机采用内啮合行星齿轮机构的减速机构，外齿轮的数可以是1片也可以是3片，如从现在起说明，能够适合于各种结构的减速机构。

图10、图11表示其他结构例。

在该图10、图11的实施方式中，电动机M2的电动机轴244上通过连接轴245连结中心轴247，该中心轴247贯穿输出侧减速级242而延伸至该输出侧减速级242的输出轴264A的内侧。流体制动机构FB2介于该中心轴247与输出侧减速级242的输出轴264A之间。即，中心轴247侧植设多个中心轴侧板(作为传递来自输出轴侧的强制驱动旋转的旋转部的第1板)267，并且在输出轴264A侧也植设多个旋转慢于中心轴侧板267的输出侧板(第2板)268，板267、268通过粘性流体(液体)分别在轴向上交替配置。减速机G2的减速机构的基本结构与前面的实施方式相同。

根据该实施方式所涉及的结构，与前面的图8、图9的实施方式相比，流体制动机构FB2的低速侧成为输出侧减速级242的输出轴264A。因此，得到如下优点：输出侧减速级242的具有足够量的润滑油和足够大的热容量的输出轴264A本身良好地吸收由流体制动机构FB2产生的热。由此，能够进一步抑制流体制动机构FB2的温度上升，即使在如长时间强风大作的状况下也能够得到稳定的制动作用。

另外，流体制动机构FB2配置于减速装置214的比较下侧，所以因该流体制动机构FB2的发热而升温的输出侧减速级242的润滑油其比重变轻而上升到上部，所以也良好地进行基于自然对流的温度的扩散或发散。因此，能够综合地确保极高的稳健性，相对于天气情况等不确定的变动，能够进一步避免电动机M2，进而风力发电系统本身的破坏或损伤。

图12、图13表示另一其他实施方式。

该实施方式中的减速机G3成为如下结构：简单行星齿轮减速机构的前置级(输入侧减速级)370和内啮合行星齿轮减速机构的主减速机构(输出侧减速级)371通过平行轴齿轮组(中间减速级)372连结。

前置级370具备恒星齿轮375、外啮合于该恒星齿轮375的行星齿轮376、及该行星齿轮376所内啮合的内齿轮377。恒星齿轮375与形成于中央筒体374的端部内周的内齿374A相啮合，并与该电动机轴344一体旋转，其中，所述中央筒体通过键373套装在电动机M3的电动机轴344上。该前置级370以恒星齿轮输入、内齿轮固定、轮架输出的方式插入，并成为如下结构：若电动机轴344及恒星齿轮375旋转而行星齿轮376旋转，则该行星齿轮376的公转成分从与轮架成一体化的输出轴364输出。

平行轴齿轮组372由插入于前置级370的输出轴364的1个正小齿轮(或螺旋小齿轮)378、和同时与该正小齿轮378啮合的3个正齿轮(或螺旋齿轮)379构成。

主减速机构371是所谓的分配式内啮合行星齿轮减速机构，主要由如下构成：3根(仅表示1个)偏心体轴383，分别通过3个正齿轮379旋转；偏心体346A、348A，插入于各个偏心体轴383并相对于各偏心体轴383以同相位偏心；外齿轮350A、352A，卡合于各偏心体346A、348A；及该外齿轮350A、352A所内啮合的内齿轮354A。

在该主减速机构371中，外齿轮350A、352A(并非如上述实施方式通过配置于中央的偏心体246A、248A摆动旋转)通过以同相位插入于3根偏心体轴383的偏心体346A、348A同时以相同转速旋转来摆动旋转。内齿轮354与外壳388成一体化而被固定，外齿轮350A、352A与内齿轮354的相对旋转作为3根偏心体轴383的绕轴心O的公转成分从轮架体385取出。轮架体385通过花键386而与输出轴364A成一体化。输出轴364A上一体形成有输出轴小齿轮324。

在该实施方式中，减速机G3具有这种减速机构，粘性联轴器结构的流体制动机构FB3配置于前置级370的内齿轮377与电动机轴344之间。即，电动机轴344上通过键373插入有与该电动机轴343一体旋转的中央筒体374。中央筒体374上植设有多个电动机轴侧板(作为传递来自输出轴侧的强制驱动旋转的旋转部的第1板)367。另一方面，内齿轮377通过螺栓389固定于前置级370的外壳390。内齿轮377向轴向电动机侧延伸，该延伸的部分上植设有多个内齿轮侧板(固定状态的第2板)368，在轴向上与电动机轴侧板367相互交替重叠。两个板367、368之间封装有粘性流体(液体)，而形成粘性联轴器结构。

流体制动机构FB3的周边填充有兼作冷却功能的前置级370的润滑油。因此，结果，该流体制动机构FB3的电动机轴侧板367和内齿轮侧板368以相当于电动机轴344的转速(前置级370的输入轴转速)的相对转速相互对置。

根据该结构也能够得到与前述的实施方式几乎相同的作用效果。而且，在该实施方式中，由于流体制动机构FB3介于作为固定构件的前置级370的外壳390与电动机M3的电动机轴344之间，所以即使较大转矩施加到流体制动机构FB3，结果也能够用“发电单元12”这样的具有极大质量的构件对其进行稳定的阻止。这在热扩散的方面也有利。其结果能够确保极高的稳健性。

作为粘性联轴器结构的流体制动机构，还可以进一步设为例如如图14、图15所述的结构。

在该实施方式中，在电动机M4的电动机轴444与连接盖490之间配置粘性联轴器结构的流体制动机构FB4，并且由4级结构的简单行星齿轮减速机构470、491、492、293构成减速机G4。

电动机轴444的外周套装有通过键473与电动机轴444一体旋转的中央筒体474，该中央筒体474上植设有流体制动机构FB4的电动机轴侧板(作为传递来自输出轴侧的强制驱动旋转的旋转部的第1板)467。并且，连接盖490上通过螺栓495固定有环形构件494，该环形构件494上植设有多个外壳侧板(固定状态的第2板)468。电动机轴侧板467和外壳侧板468通过封装于封闭空间内的粘性流体(液体)相互交替重叠，从而构成粘性联轴器结构。

另外，在本实施方式中，将润滑脂通过供油管490a封装于连接外壳490内，该润滑脂还作为在粘性联轴器结构中使用的粘性流体发挥作用。由此，能够将连接外壳490内的所有润滑脂作为在该粘性联轴器结构中使用的粘性流体利用，所以在热容量上有利。但当然也可以由对各自适当地选择的物质构成两种润滑脂的特性。此时，以为避免两者混合而进一步提高流体制动机构FB4的密封度的方式构成即可。

作为流体制动机构FB4的作用效果，由于在电动机轴444与作为固定构件的连接盖490之间植设有电动机轴侧板467及外壳侧板468，所以得到定性上与上述实施方式相同的作用效果。

在该实施方式中，可以直接应用公知的简单行星齿轮减速机构的减速机G4作为减速机G4，只要使连接外壳490介于电动机M4与减速机G4之间，并在该连接外壳490内配置上述结构的流体制动机构FB4即可，所以容易变更设计。

图16表示本发明的另一其他实施方式的一例。

在该实施方式中，对实际上与前面的实施方式相同的部位也附加后两位数字相同的标记。在该实施方式中，利用这种减速机G3中通常具备的柱塞泵596的排出压作为流体制动机构FB5。

具体而言，仅对柱塞泵596的排出配管597追加适当节流量的节流孔(节流阀)596。柱塞泵596本身是公知的，其具备有对未图示的活塞供给行程的凸轮598。凸轮598与输入侧减速级540的输出轴564的旋转一同旋转，将根据该输出轴564的转速的排出压排出至排出配管597侧。

在该实施方式中，在该排出配管597的中途追加有适当节流量的节流孔599，所以若输入侧减速级540的输出轴564的转速变大，则在节流孔599中产生与在排出配管597流过的润滑油的通过速度的平方成比例的阻力。因此，根据该结构也能够得到与输出轴564A(或输出轴564)的转速的平方成比例的制动负荷，随着该输出轴564A的转速的上升，旋转阻力以大于该转速上升的比率增大，从而能够构成有效地发挥作用的流体制动机构FB5。

另外，泵无需一定是柱塞泵，也可以是所谓的内接齿轮式泵。

以上例示的“将液体作为介质的”流体制动机构FB1～FB5均利用了液体作为流体发挥作用时原本就有的性质(压缩阻力、变形阻力、搅拌阻力、粘性阻力、剪切阻力、通过阻力等)，而并非利用了固体与固体的摩擦阻力，所以即使在恶劣环境下也能够得到可靠的制动转矩。并且，无需为了产生制动转矩而采用特别的电源，也无需产生电气控制指令。因此，能够以简便的结构产生可靠性极高的制动转矩。

另外，在上述实施方式中，示出有在风力发电系统的偏航驱动用动力传递装置上应用本发明的例子。然而，本发明的应用并不限于风力发电系统的偏航驱动用动力传递装置，例如也能够应用于风力发电系统的桨距驱动用动力传递装置，进而也能够应用于以朝向太阳方向的方式驱动太阳光发电系统的受光板的动力传递装置等。即，能够将回收风力、太阳光等自然能量的系统中的风车叶片或受光板等能源回收构件同样应用于例如为使之朝向此时的最佳回收方向而使用的动力传递装置，从自然的巨大能源保护电动机的同时，甚至能够有效地保护风力发电系统或太阳光发电系统整体。

并且，本发明所涉及的流体制动机构本身也并不仅限于上述例，有关2种以上的流体制动机构的并用也并不限于上述例。例如，也可以并用利用粘性联轴器结构的制动和利用柱塞泵的制动。当并用2种以上的流体制动机构时，能够得到各个流体制动机构中的特性的相乘效果，所以可得到容易设计所希望的制动特性这样的优点。

与减速机的组合也不限于上述例，例如对图14的减速机可以应用图10及图11的粘性联轴器。进而也可以应用于除此以外的结构的减速机。

产业上的可利用性

本发明能够将回收风力、太阳光等自然能量的系统中的风车叶片或受光板等能源回收构件应用于例如为了使之朝向此时的最佳回收方向而使用的动力传递装置。

2008年8月25日申请的日本专利申请号2008-215975的说明书、附图及权利要求书中的公开其整体内容通过参照援用于本说明书中。

Claims (10)

1.一种自然能量回收系统的动力传递装置，所述动力传递装置在回收风力、太阳光等自然能量的系统中使用，其特征在于，具备：

电动机；

减速机，与该电动机连结并具备输出轴；及

流体制动机构，以液体作为介质，相对于所述电动机与减速机的输出轴之间的动力传递路径而附设，当所述输出轴的转速上升时，使该动力传递路径的旋转阻力增大。

2.如权利要求1所述的自然能量回收系统的动力传递装置，其特征在于，

所述减速机由2级以上的减速级构成，并且在输入侧的减速级附设有所述流体制动机构。

3.如权利要求1或2所述的自然能量回收系统的动力传递装置，其特征在于，

所述流体制动机构成为如下结构：被传递来自所述输出轴侧的强制驱动旋转的旋转部配设于所述液体中，该旋转部从所述液体承受的旋转阻力对应于该旋转部的转速的上升而增大。

4.如权利要求3所述的自然能量回收系统的动力传递装置，其特征在于，

所述流体制动机构为粘性联轴器，所述粘性联轴器在所述液体中轴向交替配置有作为所述旋转部的第1板和与该第1板同轴配置的第2板。

5.如权利要求4所述的自然能量回收系统的动力传递装置，其特征在于，

所述第1板设置于电动机的电动机轴或与此一体旋转的部件上，所述第2板设置于所述减速机的外壳或与此一体化的固定部件上。

6.如权利要求4所述的自然能量回收系统的动力传递装置，其特征在于，

所述第1板设置于电动机的电动机轴或与此一体旋转的部件上，所述第2板设置于旋转慢于该第1板的旋转部件上。

7.如权利要求3所述的自然能量回收系统的动力传递装置，其特征在于，

所述减速机具备内啮合行星齿轮减速机构，所述内啮合行星齿轮减速机构具有偏心摆动的多个外齿轮和该外齿轮所内啮合的内齿轮，

所述流体制动机构成为如下结构，即具备：作为所述旋转部的所述多个外齿轮；配置于该外齿轮的轴向外侧并封闭该多个外齿轮与所述内齿轮之间的空间的2张遮蔽板；及配置于各个所述多个外齿轮之间并限制该封闭了的空间内的润滑油在轴向上相互来回的隔板。

8.如权利要求7所述的自然能量回收系统的动力传递装置，其特征在于，

所述隔板上形成有贯穿孔，所述贯穿孔用于对限制所述润滑油在轴向上相互来回的程度进行规定。

9.如权利要求7或8所述的自然能量回收系统的动力传递装置，其特征在于，

所述隔板的热膨胀率大于所述外齿轮及内齿轮的热膨胀率。

10.如权利要求1至9中的任一项所述的自然能量回收系统的动力传递装置，其特征在于，

所述流体制动机构成为如下结构：在用于使所述减速机的润滑油循环的泵的排出配管上设有节流阀。

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