CN103711656A - 发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发电装置。风力发电装置具备：输入旋转体，其设为能够与增速机的输出轴一体旋转；输出旋转体，其设为能够与发电机的驱动轴一体旋转；以及第一单向离合器，其配置于输入旋转体与输出旋转体之间。若主轴正向旋转，并且输入旋转体的旋转速度超过输出旋转体的旋转速度，则单向离合器将它们连接为能够一体旋转；若输入旋转体的旋转速度低于输出旋转体的旋转速度，则切断它们的连接。并且，风力发电装置还具备第二单向离合器，若主轴正向旋转，则能够将由该旋转产生的力向输入旋转体传递；若主轴欲向反方向旋转，则限制该旋转。

Description

发电装置

技术领域

本发明涉及利用增速机使由外力引起的主轴的旋转增速从而驱动发电机的发电装置。

背景技术

本申请主张于2012年10月3日提出的日本专利申请2012-221160号的优先权，并在此引用其全部内容。

以往，作为通过叶片被风吹动从而使主轴旋转来进行发电的风力发电装置，存在具备增速机的风力发电装置。上述增速机使主轴的旋转增速从而驱动发电机。

如图7所示，这种增速机202具备行星齿轮机构203、高速档齿轮机构204以及输出轴205。上述行星齿轮机构203输入主轴200的旋转从而对其增速。上述高速档齿轮机构204将被上述行星齿轮机构203增速后的旋转作为输入，从而进一步对旋转增速。上述输出轴205输出被上述高速档齿轮机构204增速后的旋转。发电机的驱动轴212与该输出轴205连结，在该驱动轴212，安装有发电机的转子（未图示）。

在行星齿轮机构203中，若与安装有未图示的叶片的主轴200以能够一体旋转的方式连结的输入轴203a旋转，则行星架203b旋转，由此，经由行星齿轮203c使太阳齿轮203d增速旋转。而且，使该旋转传递至高速档齿轮机构204的低速轴204a。在高速档齿轮机构204中，若低速轴204a旋转，则经由低速齿轮204b以及第一中间齿轮204c使中间轴204d增速旋转，并且经由第二中间齿轮204e以及高速齿轮204f使输出轴205增速旋转。在该增速机202中，作为将低速轴204a、中间轴204d以及输出轴205分别以自如旋转的方式支承的轴承，大多使用滚子轴承206～211（例如，参照日本特开2007-232186号公报）。

在现有的风力发电装置中，在支承高速旋转的输出轴205的滚子轴承210、211中，存在在滚子的滚动面、旋转轮的滚道面产生蹭伤（表层产生烧结的现象）从而滚子轴承210、211的寿命降低的问题。这种蹭伤并不局限于风力发电装置，即使在设于利用增速机使主轴的旋转增速从而驱动发电机的其他型式的发电装置的滚子轴承中，可以了解到也同样发生。

针对蹭伤产生的机理，本发明人反复深入研究。其结果是，若主轴的旋转速度由于外力（风力）降低从而急剧降低，则与转子一体旋转的发电机的驱动轴的旋转速度由于重量较大的发电机的转子的惯性而欲超过增速机的输出轴的旋转速度。由此，在输出轴产生所谓的扭矩损失（负载损失），从而作用于支承输出轴的滚子轴承的径向负载由于该扭矩损失而减少。其结果是，在滚子轴承中发现了如下情况：由于滚子和保持滚子的保持架的滑动摩擦阻力等超过滚子和旋转轮的滚动摩擦阻力，所以滚子自转延迟。而且，若主轴的旋转速度由于外力（风力）的增加而从该状态急剧增加，则由增速产生的转子的惯性扭矩施加于输出轴，从而作用于支承该输出轴的滚子轴承的径向负载急剧增加。因此，得到以下见解，即，在该瞬间（过渡状态），在高负载作用于滚子的状态下，由于在滚子与旋转轮之间产生滑动，并且滚子与旋转轮之间的接触面升温，所以产生蹭伤，基于该见解完成了本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种发电装置，该发电装置能够有效地抑制在支承增速机的输出轴的滚子轴承产生蹭伤。

本发明的发电装置的结构上的特征在于，所述发电装置具备：主轴，其通过外力旋转；增速机，其具有对上述主轴的旋转进行增速的旋转传递机构、输出被该旋转传递机构增速后的旋转的输出轴、以及将该输出轴支承为能够旋转的滚子轴承；以及发电机，其具有由于上述输出轴的旋转的输入而旋转的驱动轴、以及与该驱动轴一体旋转的转子，并且伴随着该转子的旋转进行发电，还具备：输入旋转体，其设为能够与上述输出轴一体旋转；输出旋转体，其设为能够与上述驱动轴一体旋转，并且在上述输入旋转体的径向内侧或者径向外侧配置于同心上；离合器，其配置于上述输入旋转体与上述输出旋转体之间，若上述主轴正向旋转，并且该输入旋转体的旋转速度超过该输出旋转体的旋转速度，则将该输入旋转体与该输出旋转体以能够一体旋转的方式连接，若上述输入旋转体的旋转速度低于上述输出旋转体的旋转速度，则切断该输入旋转体与该输出旋转体的连接；以及反转防止装置，若上述主轴向上述正向旋转，则该反转防止装置能够将由该旋转产生的力向上述输入旋转体传递，若上述主轴欲向反方向旋转，则该反转防止装置限制该旋转。

附图说明

图1是表示本发明的风力发电装置的一个实施方式的简要侧视图。

图2是表示风力发电装置中的增速机的滚子轴承的纵向剖视图。

图3是表示风力发电装置中的增速机的输出轴与发电机的驱动轴的连结部分的剖视图。

图4是表示风力发电装置所具备的输出旋转体以及第一单向离合器的横向剖视图。

图5是表示风力发电装置所具备的第二单向离合器及其周围部分的纵向剖视图。

图6是表示风力发电装置所具备的第二单向离合器的横向剖视图。

图7是表示现有增速机的剖视图。

具体实施方式

通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的其它特征、构件、过程、步骤、特性及优点会变得更加清楚，其中，附图标记表示本发明的要素。

以下，针对本发明的实施方式，一边参照附图一边进行说明。图1是表示本发明的风力发电装置的一个实施方式的简要侧视图。该风力发电装置（发电装置）1具备主轴2、增速机3、以及发电机4。上述主轴2受到风力（外力）而旋转。上述增速机3与上述主轴2连结。上述发电机4与上述增速机3连结。利用增速机3使主轴2的旋转增速，并利用该增速后的旋转来驱动发电机4。

在主轴2的前端部，以能够一体旋转的方式安装有叶片（省略图示），若该叶片受到风力则使主轴2旋转。发电机4具有驱动轴41、转子42、以及未图示的定子等。上述驱动轴41输入被增速机3增速后的输出轴35的旋转而旋转。上述转子42内置于发电机4。转子42与驱动轴41连结为能够一体旋转。通过转子42与驱动轴41一起旋转从而进行发电。

增速机3具备齿轮机构（旋转传递机构）30与输出轴35。上述齿轮机构30输入主轴2的旋转并对该旋转进行增速。上述输出轴35输出被该齿轮机构30增速后的旋转。齿轮机构30具备行星齿轮机构31与高速档齿轮机构32。上述高速档齿轮机构32输入被上述行星齿轮机构31增速后的旋转，并且对该旋转进行增速。行星齿轮机构31具有内齿轮（齿圈）31a、多个行星齿轮31b、以及太阳齿轮31c。上述行星齿轮31b保持于行星架（省略图示），该行星架与主轴2连结为能够一体旋转。上述太阳齿轮31c与行星齿轮31b啮合。由此，若行星架与主轴2一起旋转，则太阳齿轮31c经由行星齿轮31b而旋转，并且该旋转传递至高速档齿轮机构32的低速轴33。

高速档齿轮机构32具有上述低速轴33、中间轴34、以及高速齿轮35a。上述低速轴33具有低速齿轮33a。上述中间轴34具有第一中间齿轮34a以及第二中间齿轮34b。上述高速齿轮35a与输出轴35一体旋转。低速轴33由直径例如约为1m的大型旋转轴构成，低速轴33与主轴2配置于同心上。低速轴33的轴向两端部被滚子轴承36a、36b支承为自如旋转。中间轴34配置于低速轴33的上方，并且其轴向两端部被滚子轴承37a、37b支承为自如旋转。中间轴34的第一中间齿轮34a与低速齿轮33a啮合，第二中间齿轮34b与高速齿轮35a啮合。输出轴35配置于中间轴34的上方，并且输出旋转扭矩。输出轴35的轴向的一端部35b以及中途部35c分别被滚子轴承38、39支承为自如旋转。这样，增速机3具备将输出轴35支承为自如旋转的滚子轴承38、39等多个滚子轴承。

利用以上结构，主轴2的旋转能够通过行星齿轮机构31的传动比、低速齿轮33a与第一中间齿轮34a的传动比、以及第二中间齿轮34b与高速齿轮35a的传动比以三个阶段增速。能够从输出轴35的输出端部35d输出旋转扭矩。利用该输出来旋转驱动发电机4的驱动轴41。即，由风力引起的主轴2的旋转被增速机3以三个阶段增速后驱动发电机4。

图2是表示支承输出轴35的一端部35b的滚子轴承38的纵向剖视图。在图2中，滚子轴承38由圆柱滚子轴承构成。滚子轴承38具备内圈38a、外圈38b、多个圆柱滚子38c、以及环状的保持架38d。上述内圈38a外嵌固定于输出轴35。上述外圈38b固定于增速机3的壳体（省略图示）。上述圆柱滚子38c在上述内圈38a与外圈38b之间配置为能够滚动。上述保持架38d以沿圆周方向隔开规定间隔的方式保持各圆柱滚子38c。内圈38a、外圈38b、以及圆柱滚子38c例如由轴承钢形成，保持架38d例如由铜合金形成。

在内圈38a的外周的轴向中央部形成有内圈滚道面38a1。外圈38b与内圈38a配置于同心上。在外圈38b的内周的轴向中央部，形成有外圈滚道面38b1。上述外圈38b具有一对外圈锷部38b2，该对外圈锷部38b2在外圈滚道面38b1的轴向两侧形成。外圈滚道面38b1配置为与内圈滚道面38a1对置配置。外圈锷部38b2形成为从外圈38b的内周的轴向两端部朝向径向内侧突出，并且圆柱滚子38c的端面与该外圈锷部38b2滑动接触。

圆柱滚子38c配置于内圈38a的内圈滚道面38a1与外圈38b的外圈滚道面38b1之间，并且能够在这些滚道面上滚动。保持架38d具有一对圆环部38d1以及多个柱部38d2。上述圆环部38d1配置为沿轴向背离。多个柱部38d2沿上述圆环部38d1的周向隔开等间隔地配置，并且连结两圆环部38d1彼此。在一对圆环部38d1与沿周向相邻的柱部38d2之间形成有凹部38d3。在该凹部38d3设有圆柱滚子38c。

在图1中，风力发电装置1还具备输入旋转体5、输出旋转体6、离合器7、一对滚动轴承8、以及反转防止装置20。上述输入旋转体5设为能够与增速机3的输出轴35一体旋转。上述输出旋转体6设为能够与发电机4的驱动轴41一体旋转。上述离合器7配置于输入旋转体5与输出旋转体6之间。上述滚动轴承8配置于上述离合器7的轴向两侧。上述反转防止装置20配置于增速机3与输入旋转体5之间。在本实施方式中，配置于输入旋转体5与输出旋转体6之间的离合器7为单向离合器。另外，反转防止装置20也为单向离合器。因此，将离合器7称为第一单向离合器7，将反转防止装置20称为第二单向离合器20。

之后对第一单向离合器7的结构进行说明，在叶片（未图示）以及主轴2“正向旋转”的情况下，第一单向离合器7能够将输出轴35的旋转经由输入旋转体5以及输出旋转体6传递至驱动轴41。

而且，之后对第二单向离合器20的结构进行说明，若叶片（未图示）以及主轴2由于被单向的风吹动而“正向旋转”，则第二单向离合器20能够将由该旋转产生的力（扭矩）向输入旋转体5传递。然而，若叶片（未图示）以及主轴2由于风向突然变为反向从而在暂时停止之后欲“向反方向旋转”，则第二单向离合器20具有限制该旋转（使旋转不可能）的功能。

图3是表示增速机3的输出轴35与发电机4的驱动轴41的连结部分的剖视图。输入旋转体5与输出轴35设于同心上，并且从其轴向一端部（图3的左端部）朝向轴向另一端部（图3的右端部），依次具有凸缘部51、大径部52以及小径部53。凸缘部51形成为，比大径部52的外周面向径向外侧延伸，并且固定为能够装卸于输出轴35的输出端部35d。具体而言，利用未图示的螺栓、螺母将凸缘部51以在输出端部35d形成的凸缘部35d1抵接的状态紧固固定于凸缘部35d1。在小径部53的端面与驱动轴41的凸缘部41a的端面之间，设有缝隙S1。

在本实施方式中，输出旋转体6在输入旋转体5（大径部52以及小径部53）的径向外侧设于同心上。输出旋转体6具有圆筒部61与凸缘部62。上述凸缘部62在该圆筒部61的轴向另一端部（图3的右端部）形成。凸缘部62形成为，比圆筒部61的外周面向径向外侧延伸。凸缘部62固定为能够装卸于驱动轴41的一端部。具体而言，利用未图示的螺栓、螺母将凸缘部62以与在驱动轴41的一端部形成的凸缘部41a抵接的状态紧固固定于凸缘部41a。

圆筒部61的内周面形成为圆柱面。在圆筒部61的轴向一端部（图3的左端部）的内周面与输入旋转体5的大径部52的外周面之间的缝隙，设有环状的密封部件10，该密封部件10用于密封圆筒部61与输入旋转体5的小径部53之间的环状空间。在圆筒部61的上述一端部侧的端面与和该端面对置的输入旋转体5的凸缘部51的端面之间设有缝隙S2。由此，在将输出旋转体6从驱动轴41分开的状态下，输出旋转体6能够相对于输入旋转体5沿轴向移动。

图4是表示输出旋转体6以及单向离合器7的横向剖视图。在图3以及图4中，单向离合器7具备内圈71及外圈72、以及多个滚子73。上述滚子73配置于上述内圈71的外周面71a与外圈72的内周面72a之间。内圈71外嵌固定于输入旋转体5的小径部53的轴向中央部，并与小径部53一体旋转。输出旋转体6的圆筒部61的轴向中央部的区域B成为单向离合器7的外圈72。因此，在圆筒部61的区域B的内周面形成有上述内周面72a。滚子73为圆柱形状，并且在本实施方式中，沿周向配置有八个。并且，单向离合器7具备环状的保持架74与多个弹性部件75。上述保持架74沿圆周方向隔开规定间隔地保持各滚子73。上述弹性部件75单向地对各滚子73弹性地施力。

保持架74具有沿轴向对置的一对圆环部74a、以及连结两圆环部74a的多个柱部74b。柱部74b在两圆环部74a之间沿轴向延伸，并且以周向等间隔的方式排列。在两圆环部74a与沿周向相邻的柱部74b之间形成有凹部74c，各滚子73分别独立地收容于各凹部74c。

弹性部件75由压缩螺旋弹簧构成。弹性部件75分别独立地收容于保持架74的各凹部74c，并且安装于柱部74b。

在图4中，在内圈71的外周面71a，形成有与滚子73数量相同（八个）的平坦的凸轮面71a1。与此相对，外圈72的内周面72a形成为圆筒面。由此，在凸轮面71a1与凸轮面71a1的径向外侧的内周面72a的各部分之间，沿周向形成有多个（八个）楔状空间S。而且，滚子73分别独立地配置于各楔状空间S，并且弹性部件75向楔状空间S变窄的方向对滚子73施力。滚子73的外周面成为与凸轮面71a1以及内周面72a接触的接触面73a，并且该接触面73a沿宽度方向（轴向）笔直地形成。此外，在内外圈71、72之间，设有润滑剂（润滑油），该润滑剂为将酯用于基油中、将尿素系用于增稠剂中从而难以受到温度变化的影响的润滑剂。

采用如以上那样构成的风力发电装置1（参照图1），若未图示的叶片受到的风力增强，从而正向旋转的主轴2的旋转速度提高，则利用增速机3而增速旋转的输出轴35的旋转速度更加提高。由此，利用输出轴35对输入旋转体5加速，从而它们高速一体旋转。于是，在第一单向离合器7中，在图3以及图4中，若输入旋转体5的旋转速度提高，从而该输入旋转体5的旋转速度超过输出旋转体6的旋转速度，则内圈71欲相对于外圈72单向（在图4中为绕逆时针方向）相对旋转。在该情况下，成为如下状态：滚子73由于弹性部件75的作用力而向楔状空间S变窄的方向稍微移动，从而滚子73的接触面73a与内圈71的凸轮面71a1以及外圈72的内周面72a压接，并且滚子73啮合于内外圈71、72之间。由此，内外圈71、72能够向上述单向（在图4中为逆时针方向）一体旋转。即，成为使输入旋转体5与输出旋转体6以一体旋转的方式将二者连接的状态。由此，扭矩从输出旋转体6施加于驱动轴41，从而发电机4的转子42（参照图1）与该驱动轴41一起旋转，并且进行发电。

另外，输入旋转体5在增速旋转之后成为恒定速度旋转，并且在输入旋转体5的旋转速度与输出旋转体6的旋转速度相同的情况下，滚子73保持为啮合于内外圈71、72之间的状态。因此，单向离合器7维持内外圈71、72的朝向上述单向的一体旋转，并且输入旋转体5以及输出旋转体6继续一体旋转，进行发电。

另一方面，例如，未图示的叶片受到的风力减弱，从而正向旋转的主轴2的旋转速度降低，由此，若利用增速机3而增速旋转的输出轴35的旋转速度降低，则输入旋转体5的旋转速度也降低。此外，与此相对，驱动轴41以及输出旋转体6由于转子42的惯性力从而旋转速度不太降低。这样，在输入旋转体5的旋转速度降低并且输入旋转体5的旋转速度低于输出旋转体6的旋转速度的情况下，在单向离合器7中，内圈71相对于外圈72向另一方向（在图4中为绕顺时针方向）相对旋转。在该情况下，滚子73通过克服弹性部件75的作用力而向楔状空间S扩大的方向稍微移动，从而解除滚子73与内外圈71、72的啮合。通过这样解除滚子3的啮合，从而切断输入旋转体5与输出旋转体6的连接。此外，即使这样切断连接，在发电机4中，转子42也由于惯性力而继续旋转，并进行发电。

另外，在图3中，在输入旋转体5的小径部53与输出旋转体6的圆筒部61之间配置有一对滚动轴承8。上述滚动轴承8将输入旋转体5以及输出旋转体6支承为能够相互旋转。各滚动轴承8在单向离合器7的轴向两侧配置为彼此邻接。各滚动轴承8能够分别与单向离合器7的保持架74的轴向两端面抵接。

滚动轴承8具备内圈81、外圈82、以及多个圆柱滚子83。上述圆柱滚子83在内圈81与外圈82之间配置为能够滚动。滚动轴承8由圆柱滚子轴承构成。内圈81具有在外周形成的内圈滚道面81a、与内圈锷部81b。上述内圈锷部81b在上述内圈滚道面81a的轴向两侧形成为朝向径向外侧突出。圆柱滚子83的两端面分别与各内圈锷部81b的内侧面滑动接触。与单向离合器7邻接的内圈锷部81b的外侧面81b1成为供单向离合器7的保持架74的轴向端面、亦即圆环部74a的外侧面抵接的抵接面。

在本实施方式中，输出旋转体6的圆筒部61的轴向两端部的区域A以及区域C成为滚动轴承8的外圈82。在该区域A、C的各内周面形成有外圈82的外圈滚道面82a。而且，在该外圈滚道面82a与内圈滚道面81a之间，圆柱滚子83配置为能够滚动。

采用如以上那样构成的风力发电装置1（参照图1），若输入旋转体5的旋转速度低于输出旋转体6的旋转速度，则能够利用单向离合器7切断输入旋转体5与输出旋转体6的连接，其中，上述单向离合器7配置于输入旋转体5与输出旋转体6之间，上述输入旋转体5与增速机3的输出轴35一起一体旋转，上述输出旋转体6与发电机4的驱动轴41一起一体旋转。即，即使由于风力的下降，经由主轴2输出的输出轴35的旋转速度急剧下降，也能够防止由发电机4的转子42的惯性产生的旋转经由驱动轴41传递至输出轴35。

由此，能够抑制作用于支承输出轴35的滚子轴承38（参照图2）的径向负载减少、以及与此相伴的圆柱滚子38c的自转延迟，即，能够抑制圆柱滚子38c与内圈38a以及外圈38b之间的滑动。因此，即使由于风力的变化，主轴2的旋转速度从该状态急剧增加从而高负载作用于圆柱滚子38c，圆柱滚子38c也难以在与内圈38a接触的接触面滑动。因此，能够有效地抑制在滚子轴承38产生蹭伤。

另外，能够防止由转子42的惯性产生的旋转传递至输出轴35。

由此，能够减小作用于增速机3的滚子轴承36a、36b、37a、37b、38、39等的负荷。由此，能够将行星齿轮机构31的各齿轮31b、31c和高速档齿轮机构32的各轴33～35以及滚子轴承36a、36b、37a、37b、38、39全都小型化。其结果是，能够将增速机3轻量化，并且能够以低成本进行制造。并且，通过切断输入旋转体5与输出旋转体6的连接，从而发电机4的转子42不会急剧减速而是因惯性继续旋转，因此能够提高转子42的平均旋转速度。由此，能够提高发电机4的发电效率。

另外，在输入旋转体5与输出旋转体6之间，配置有将它们支承为能够相互旋转的滚动轴承8。在通过解除单向离合器7的滚子73与内外圈71、72的啮合，从而在楔状空间S中的滚子73与内外圈71、72之间产生缝隙时，利用滚动轴承8能够防止输入旋转体5以及输出旋转体6彼此沿径向相对移动。因此，在风力发电装置1的运转中，能够防止输入旋转体5以及输出旋转体6沿径向晃动。

接下来，针对第二单向离合器20，参照图1、图5以及图6进行说明。图5是表示第二单向离合器20及其周围部分的纵向剖视图，图6是其横向剖视图。第二单向离合器20具备外圈部件21与多个滚子22，其中，上述外圈部件21在输出轴35的径向外侧设为相对于该输出轴35同心状。

外圈部件21设为收纳于托架25的状态，该托架25固定于风力发电装置1的发电机室的地板26（参照图1）。如图1所示，该地板26是用于在发电机室内固定并设置发电机4的构造物。此外，也可以将增速机3固定于该地板26。因此，外圈部件21成为经由托架25相对于发电机室的地板26固定的状态，并且能够将作用于外圈部件21的力通过托架25向地板26传递。

在图6中，在外圈部件21的内周面以等间隔形成有多个凸轮面23。输出轴35的外周面35a为圆柱面。在输出轴35的外周面35e与各凸轮面23之间形成有楔状空间U。在各楔状空间U设有一个滚子22。滚子22为圆柱滚子。

另外，该第二单向离合器20还具备环状的保持架27与弹性部件24。上述保持架27沿圆周方向隔开规定间隔地保持各滚子22。上述弹性部件24单向地对各滚子22弹性地施力。上述保持架27以及弹性部件24与如图4所示的第一单向离合器7的保持架74以及弹性部件75具有相同的结构，这里省略其说明。

采用该第二单向离合器20，由于主轴2（参照图1）正向旋转，所以被增速机3增速后的输出轴35相对于外圈部件21单向（在图6中为绕逆时针）旋转，在上述状态下，各滚子22克服弹性部件24的作用力向楔状空间U扩大的方向稍微移动。由此，输出轴35能够以各滚子22不与输出轴35的外周面35e以及外圈部件21的凸轮面23啮合的方式单向（在图6中为绕逆时针）自由地旋转。其结果是，在图1中，从输出轴35通过输入旋转体5、第一单向离合器7以及输出旋转体6承受扭矩的驱动轴41能够旋转，并且发电机4进行发电。

与此相对，由于主轴2（参照图1）欲向反方向旋转，所以被增速机3增速后的输出轴35欲相对于外圈部件21向另一方向（在图6中为绕顺时针）旋转。由此，成为如下状态：各滚子22由于弹性部件24的作用力向楔状空间U变窄的方向稍微移动，从而与输出轴35的外周面35e以及外圈部件21的凸轮面23压接，并且啮合于上述外周面35e的一部分与凸轮面23之间。即，各滚子22啮入楔状空间U较窄侧的区域。于是，因为外圈部件21处于经由托架25相对于地板26固定了的状态，所以限制了输出轴35相对于该外圈部件21向另一方向（在图6中为绕顺时针）的旋转。

这样，若主轴2正向旋转，则第二单向离合器20将由该旋转产生的力向输入旋转体5传递从而使发电机4的驱动轴41旋转。然而，若主轴2欲向反方向旋转，则第二单向离合器20具备限制该旋转（使其成为不可能）的功能。

根据以上，在图1中，叶片受到吹向一方的风从而主轴2正向旋转来进行发电，若该风突然从上述状态减弱且风向变为相反方向，则叶片在暂时停止之后欲反转。若叶片欲反转，则主轴2以及输出轴35也欲向与进行发电的情况相反的相反方向旋转。这里，假设未设有本实施方式的第二单向离合器20，则成为如下状态：若输出轴35向反方向开始旋转，则设为能够与该输出轴35一体旋转的输入旋转体5的旋转速度成为负值从而低于输出旋转体6的旋转速度。其结果是，在设于上述输入旋转体5与输出旋转体6之间的第一单向离合器7中，输入旋转体5与输出旋转体6的连接被切断。在该情况下，叶片、主轴2以及输出轴35无限制地自由旋转，从机械角度考虑该状态不优选。

但是，在本实施方式的风力发电装置1中，因为设有第二单向离合器20，所以即使主轴2欲向反方向旋转，也由于对伴随该旋转的输出轴35的反转进行限制，从而能够防止主轴2向相反方向旋转。其结果是，叶片、主轴2以及输出轴35不会反转。即，即使主轴2欲这样反转，单向离合器20也能够约束输出轴35，并且能够防止反转。

此外，根据上述，在叶片以及主轴2从正向旋转的状态暂时停止而欲向反方向旋转的状态下，因为输出轴35未旋转，所以与该输出轴35为一体的输入旋转体5的旋转速度低于因惯性而旋转的输出旋转体6的旋转速度。因此，在第一单向离合器7（参照图4）中，由于解除了滚子73的啮合，所以切断了输入旋转体5与输出旋转体6的连接。因此，发电机4的驱动轴41以及转子42能够继续旋转，并且继续进行发电。

另外，在本实施方式中，如图1所示，在用于固定设置发电机4（或者增速机3）的构造物、亦即地板26，经由托架25固定有外圈部件21。因此，若主轴2欲向反方向旋转，则能够利用第二单向离合器20限制该旋转，此时能够将用于限制在外圈部件21产生旋转的力通过托架25传递至地板26。因此，能够将主轴2向反方向的旋转安全地限制为不会对其他机器造成影响。此外，在本实施方式中，虽然将传递用于限制旋转的力的构造物设为地板26，但是并不局限于地板26，只要是风车主体的一部分（发电机室的侧壁等）即可。

另外，在本实施方式中，对于将外圈部件21设于输出轴35的径向外侧，将第二单向离合器20设于第一单向离合器7附近的情况进行了说明。然而，除此之外也可，只要将外圈部件21在主轴2、输出轴35以及增速机3所具有的其他旋转动力传递轴（例如中间轴34等）中的任一个对象轴的径向外侧设为与该对象轴同心状即可。而且，只要在形成于该对象轴的外周面、与外圈部件21的凸轮面23彼此之间的楔状空间U设有多个滚子22即可。

但是，根据具备齿轮机构30的增速机3，因为输出轴35的扭矩比主轴2、以及其他旋转动力传递轴的扭矩小，所以优选如本实施方式那样将外圈部件21设于输出轴35的径向外侧。由此，能够以较小的力限制输出轴35的旋转。

并且，根据本实施方式的第二单向离合器20，若主轴2欲向反方向旋转，则能够迅速并且安全地限制该旋转。在采用如下结构的情况下，即，不利用本实施方式那种单向离合器20，例如，虽未图示，但是利用设置有检测主轴2等的反转的传感器，若该传感器检测到主轴2等的反转，则对输出轴35施加制动力的制动装置，来限制叶片以及主轴2的反转，在该情况下，从输出轴35反转的状态对该输出轴35施加制动力。因此，由于该输出轴35的惯性力而需要较大的制动力，并且在施加紧急制动的情况下，作为紧急制动的反动（反作用力）而产生冲击的冲击力作用于制动装置、以及固定该制动装置的地板等构造物。但是，在本实施方式中，具备具有凸轮面23的外圈部件21、以及滚子22，若输出轴35欲反转，则存在限制该反转的单向离合器20。因为这种单向离合器20还具备作为减震器的功能，所以不会产生上述那种冲击力。并且，不需要为了限制反转而用传感器检测该反转。因为若欲反转，则滚子22啮合于输出轴35的外周面35e与外圈部件21的凸轮面23之间从而限制该反转，所以能够迅速地阻止叶片以及主轴2反转。

此外，本发明不限定于上述实施方式，能够适当地变更来实施。例如，在本实施方式中，如图3所示，虽然输入旋转体5以及输出旋转体6设为分别相对于输出轴35以及驱动轴41为其他部件，但是也可以分别与输出轴35以及驱动轴41形成为一体。另外，将输出旋转体6形成为筒状，将该输出旋转体6在输入旋转体5的径向外侧配置于同心上。然而，例如也可以将输出旋转体6形成为轴状，将输入旋转体5形成为筒形状，将输出旋转体6在输入旋转体5的径向内侧配置于同心上。在该情况下，在第一单向离合器7中，只要在输入旋转体5的内周面形成有凸轮面即可。

另外，在上述实施方式（参照图6）中，将反转防止装置形成为在外圈部件21的内周面形成有凸轮面23的外圈凸轮型式的单向离合器20。然而，除此之外，虽未图示，但是也可以形成为如下内圈凸轮型式的单向离合器，即，将外圈部件21的内周面形成为圆筒面，在该外圈部件21的径向内侧的轴（输出轴35）的外周面形成有凸轮面。但是，在通常发电时，因为输出轴35相对于处于静止状态的外圈部件21以高速持续旋转，所以在构造上优选外圈凸轮型式的。

另外，如图1所示，支承输出轴35的滚子轴承39设置于托架25外。然而，也可以将滚子轴承39设于托架25内。即，也可以设为与第二单向离合器20邻接。并且，在该情况下，也可以将滚子轴承39设于单向离合器20的两侧。另外，如图3所示，虽然滚动轴承8配置于第一单向离合器7的轴向两侧，但是也可以仅配置于轴向一侧。

并且，本实施方式的发电装置例示了使用风力作为外力的情况。然而，也可以用于使用潮力、水力或者火力等其他外力发电的发电装置。

采用本发明的发电装置，能够有效地抑制在支承增速机的输出轴的滚子轴承产生蹭伤。

Claims (4)

1.一种发电装置，其具备：

主轴，其通过外力旋转；

增速机，其具有将所述主轴的旋转增速的旋转传递机构、输出被该旋转传递机构增速后的旋转的输出轴、以及将该输出轴支承为自如旋转的滚子轴承；以及

发电机，其具有由于所述输出轴的旋转的输入而旋转的驱动轴、以及与该驱动轴一体旋转的转子，并且该发电机伴随着该转子的旋转而发电，

所述发电装置的特征在于，具备：

输入旋转体，其设为能够与所述输出轴一体旋转；

输出旋转体，其设为能够与所述驱动轴一体旋转，并且在所述输入旋转体的径向内侧或者径向外侧与所述输入旋转体同心配置；

离合器，其配置于所述输入旋转体与所述输出旋转体之间，若所述主轴正向旋转，并且该输入旋转体的旋转速度超过该输出旋转体的旋转速度，则将该输入旋转体与该输出旋转体以能够一体旋转的方式连接，若所述输入旋转体的旋转速度低于所述输出旋转体的旋转速度，则切断该输入旋转体与该输出旋转体的连接，以及

反转防止装置，若所述主轴向所述正向旋转，则该反转防止装置能够允许基于该旋转的力向所述输入旋转体的传递，若所述主轴欲向反方向旋转，则该反转防止装置限制该旋转。

2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，

所述反转防止装置是上述主轴欲向反方向旋转时限制该旋转的单向离合器。

3.根据权利要求2所述的发电装置，其特征在于，

所述单向离合器具备：

外圈部件，其设于所述主轴、所述输出轴、以及所述增速机所具有的其他旋转动力传递轴中的任一个对象轴的径向外侧，并且在该外圈部件的内周面形成有多个凸轮面；以及

多个滚子，所述多个滚子设于在所述对象轴的外周面与所述凸轮面的每一个之间形成的楔状空间，并且，

当所述主轴欲向反方向旋转时，则所述滚子啮合于所述对象轴的外周面与所述凸轮面之间，从而限制所述主轴相对于所述外圈部件的旋转，

所述外圈部件固定于构造物，该构造物用于固定设置所述发电机或者所述增速机。

4.根据权利要求3所述的发电装置，其特征在于，

所述外圈部件设于所述输出轴的径向外侧。

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