JP2010190256A - 遊星増速機 - Google Patents

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    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

【課題】低速段サンギアが自動的に調芯され、ギアおよび軸受の損傷を防止すること。
【解決手段】低速段遊星歯車装置と、高速段遊星歯車装置とを備え、入力軸が低速段リングギアに接続され、低速段遊星ギアの軸の位置が固定されており、低速段サンギア３の軸３ａが高速段キャリア１２に接続されて、高速段サンギアに出力軸が接続された遊星増速機２５であって、前記低速段サンギア３の軸３ａの先端部に形成されたフランジ２０と、前記高速段キャリア１２に直付けされた、または前記高速段キャリア１２に形成されたカップリング１３の先端部に形成されたフランジ１６とが、スリーブ１４を介して結合されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、風車等に用いられて好適な遊星増速機に関するものである。
風車に用いられる遊星歯車装置（以下、「遊星増速機」という。）としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
特開２００５−２３３２７７号公報
しかしながら、このような従来の遊星増速機では、低速段（第１段）サンギアの軸の先端部に形成されたフランジが、複数のボルト・ナットを介して高速段キャリアに直接固定されている（直付けされている）。そのため、低速段サンギアの調芯性が悪く（低速段サンギアの中心と、低速段サンギアの周りを回転する低速段遊星ギアの中心との距離が、低速段遊星ギア毎に異なり）、低速段サンギアとの当たり、および低速段サンギアから受ける荷重が低速段遊星ギア毎に異なって、低速段サンギアや低速段遊星ギアの歯面が損傷したり、入力軸を回転可能に支持する軸受が損傷したりする恐れがある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、低速段サンギアが自動的に調芯され、ギアおよび軸受の損傷を防止することができる遊星増速機を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る遊星増速機は、低速段遊星歯車装置と、高速段遊星歯車装置とを備え、入力軸が低速段リングギアに接続され、低速段遊星ギアの軸の位置が固定されており、低速段サンギアの軸が高速段キャリアに接続されて、高速段サンギアに出力軸が接続された遊星増速機であって、前記低速段サンギアの軸の先端部に形成されたフランジと、前記高速段キャリアに直付けされた、または前記高速段キャリアに形成されたカップリングの先端部に形成されたフランジとが、スリーブを介して結合されている。
本発明に係る遊星増速機によれば、低速段サンギアの軸の先端部に形成されたフランジと、高速段キャリアに直付けされた、または高速段キャリアに形成されたカップリングの先端部に形成されたフランジとが、スリーブを介して結合されており、低速段サンギアが半径方向に（若干：僅かに）平行移動できるようになっている。
これにより、低速段サンギアを組み付けた際に、低速段サンギアが自動的に調芯され（低速段サンギアの中心と低速段遊星ギアの中心との距離がそれぞれ等しくなる位置に、低速段サンギアが自動的に移動し）、低速段サンギアおよび低速段遊星ギアの歯面、および入力軸を回転可能に支持する軸受の損傷を防止することができる。
本発明に係る遊星増速機は、低速段遊星歯車装置と、高速段遊星歯車装置とを備え、入力軸が低速段リングギアに接続され、低速段遊星ギアの軸の位置が固定されており、低速段サンギアの軸が高速段キャリアに接続されて、高速段サンギアに出力軸が接続された遊星増速機であって、一端部が、前記低速段サンギアの軸の先端部に形成されたフランジに取り付けられ、他端部が、前記高速段キャリアに取り付けられた可撓性を有するカップリングを介して結合されている。
本発明に係る遊星増速機によれば、一端部が、低速段サンギアの軸の先端部に形成されたフランジに取り付けられ、他端部が、高速段キャリア１２に取り付けられた可撓性を有するカップリングを介して、低速段サンギアと高速段キャリアとが結合されており、低速段サンギアが半径方向に（若干：僅かに）平行移動できるようになっている。
これにより、低速段サンギアを組み付けた際に、低速段サンギアが自動的に調芯され（低速段サンギアの中心と低速段遊星ギアの中心との距離がそれぞれ等しくなる位置に、低速段サンギアが自動的に移動し）、低速段サンギアおよび低速段遊星ギアの歯面、および入力軸を回転可能に支持する軸受の損傷を防止することができる。
本発明に係る風車は、低速段サンギアを組み付けた際に、低速段サンギアが自動的に調芯され（低速段サンギアの中心と低速段遊星ギアの中心との距離がそれぞれ等しくなる位置に、低速段サンギアが自動的に移動し）、低速段サンギアおよび低速段遊星ギアの歯面、および入力軸を回転可能に支持する軸受の損傷を防止することができる遊星増速機を備えている。
本発明に係る風車によれば、低速段サンギアおよび低速段遊星ギアの歯面、および入力軸を回転可能に支持する軸受の損傷が防止され、信頼性および耐久性を向上させることができる。
本発明によれば、低速段サンギアが自動的に調芯され、ギアおよび軸受の損傷を防止することができるという効果を奏する。
本発明の第１実施形態に係る遊星増速機の断面図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図１の要部を拡大した要部拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る遊星増速機の断面図であって、要部を拡大した要部拡大図である。 本発明の第３実施形態に係る遊星増速機の断面図であって、要部を拡大した要部拡大図である。
以下、本発明に係る遊星増速機の第１実施形態について、図１および図２を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る遊星増速機の断面図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、図２は図１の要部を拡大した要部拡大図である。
本実施形態に係る遊星増速機２５は、例えば、風車（図示せず）に用いられる遊星増速機である。図１（ａ）において、符号９は入力軸、符号１０は出力軸、符号１１は出力軸１０に連結された発電機である。入力軸９の側には低速段（第１段）遊星歯車装置（スター形遊星歯車装置）が設けられており、出力軸１０の側には高速段（第２段）遊星歯車装置（プラネタリ形遊星歯車装置）が設けられている。また、符号１は入力軸９に連結されて回転する低速段リングギア、符号２は低速段リングギア１に噛み合い、固定軸まわりに自転する低速段遊星ギア、符号３は低速段遊星ギア２に噛み合い回転する低速段サンギアである。
図１（ａ）および図１（ｂ）において、符号４は固定されている高速段リングギア、符号５はその高速段キャリア１２が低速段サンギア３の軸３ａに接続され公転しながら、高速段リングギア４に噛み合ってそれぞれが自転する高速段遊星ギア、符号６は高速段遊星ギア５によって回転駆動される高速段サンギアである。
なお、出力軸１０は高速段サンギア６の回転軸であり、これとともに回転する。
このような遊星増速機２０においては高速段リングギア４が固定されており、入力軸９の回転は低速段リングギア１、低速段遊星ギア２、低速段サンギア３、高速段遊星ギア５、高速段サンギア６に順次伝達され増速されて、増速された回転が出力軸１０から出力されるようになっている。
さて、図２に示すように、本実施形態において、低速段サンギア３の軸３ａと高速段キャリア１２とは、カップリング１３およびスリーブ１４を介して結合（連結）されている。
カップリング１３は、一端部（高速段キャリア１２の側に位置する端部）に第１のフランジ１５を有し、他端部（低速段サンギア３の側に位置する端部）に第１のフランジ１５よりも径の小さい第２のフランジ１６を有する、断面視Ｉ形状を呈する円柱形状の部材である。また、第１のフランジ１５および高速段キャリア１２には、板厚方向に貫通する貫通穴１７が周方向に沿って複数（例えば、４つ）形成されており、貫通穴１７にはそれぞれリーマボルト１８が挿通されている。そして、カップリング１３は、第１のフランジ１５の端面が高速段キャリア１２の表面に接するようにして、貫通穴１７に挿通されたリーマボルト１８と、リーマボルト１８の先端部（ボルトヘッドと反対の側に位置する端部）に形成された雄ネジ部１８ａに螺合するナット１９とにより高速段キャリア１２に固定されている（取り付けられている）。
なお、本実施形態において、リーマボルト１８およびナット１９は、リーマボルト１８のヘッドが第１のフランジ１５から突出し、ナット１９が高速段キャリア１２から突出するようにして締結されている。
また、低速段サンギア３から延びる軸３ａの先端部（カップリング１３と対向する側の端部）には、第２のフランジ１６と同じ径を有するフランジ２０が形成されている。
スリーブ１４は、第２のフランジ１６およびフランジ２０の外径と略同じ内径を有する中空円筒状の部材であり、剛性を有する材料または可撓性を有する材料で作られている。また、スリーブ１４は、その内周面と、第２のフランジ１６およびフランジ２０の外周面とが互いに接するようにして、第２のフランジ１６およびフランジ２０の半径方向外側に嵌合されている。
本実施形態に係る遊星増速機２０によれば、低速段サンギア３の軸３ａの先端部に形成されたフランジ２０と、高速段キャリア１２にリーマボルト１８およびナット１９を介して直付けされたカップリング１３の他端部に形成された第２のフランジ１６とが、スリーブ１４を介して結合されており、低速段サンギア３が半径方向に（若干：僅かに）平行移動できるようになっている。
これにより、低速段サンギア３を組み付けた際に、低速段サンギア３が自動的に調芯され（低速段サンギア３の中心と低速段遊星ギア２の中心との距離がそれぞれ等しくなる位置に、低速段サンギア３が自動的に移動し）、低速段サンギア３および低速段遊星ギア２の歯面、および入力軸９を回転可能に支持する軸受（図示せず）の損傷を防止することができる。
本発明に係る遊星増速機の第２実施形態について、図３を参照しながら説明する。図３は本実施形態に係る遊星増速機の断面図であって、要部を拡大した要部拡大図である。
図３に示すように、本実施形態に係る遊星増速機３０は、カップリング１３の代わりに、カップリング３１を備えているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
カップリング３１は、一端部（低速段サンギア３の側に位置する端部）に、フランジ２０と同じ径を有するフランジ３２を有する、断面視Ｔ形状を呈する円柱形状の部材であり、軸方向（長手方向）の長さは、第１実施形態のところで説明したカップリング１３よりも短い（カップリング１３の１／３程度である）。また、フランジ３２および高速段キャリア１２には、板厚方向に貫通する貫通穴３３が周方向に沿って複数（例えば、４つ）形成されており、貫通穴３３にはそれぞれリーマボルト１８が挿通されている。そして、カップリング３１は、カップリング３１の他端面（高速段キャリア１２の表面と対向する端面）が高速段キャリア１２の表面に接するようにして、貫通穴３３に挿通されたリーマボルト１８と、リーマボルト１８の先端部（ボルトヘッドと反対の側に位置する端部）に形成された雄ネジ部１８ａに螺合するナット１９とにより高速段キャリア１２に固定されている（取り付けられている）。
一方、カップリング３１の一端面中央部には、軸３ａの端面に向かって突出する、リーマボルト１８のボルトヘッドの高さ（厚み）よりも長い（高い）軸方向（長手方向）の長さ（高さ）を有する突部３４が形成されている。
これにより、ボルトヘッドの端面（頂面）が軸３ａの端面と接触することによるボルトヘッドの損傷を防止することができる。
なお、本実施形態において、リーマボルト１８およびナット１９は、リーマボルト１８のヘッドが第１のフランジ１５から突出し、ナット１９が高速段キャリア１２から突出するようにして締結されている。
また、スリーブ１４は、その内周面と、フランジ２０およびフランジ３２の外周面とが互いに接するようにして、フランジ２０およびフランジ３２の半径方向外側に嵌合されている。
本実施形態に係る遊星増速機３０によれば、低速段サンギア３の軸３ａの先端部に形成されたフランジ２０と、高速段キャリア１２にリーマボルト１８およびナット１９を介して直付けされたカップリング３１の一端部に形成されたフランジ３２とが、スリーブ１４を介して結合されており、低速段サンギア３が半径方向に（若干：僅かに）平行移動できるようになっている。
これにより、低速段サンギア３を組み付けた際に、低速段サンギア３が自動的に調芯され（低速段サンギア３の中心と低速段遊星ギア２の中心との距離がそれぞれ等しくなる位置に、低速段サンギア３が自動的に移動し）、低速段サンギア３および低速段遊星ギア２の歯面、および入力軸９を回転可能に支持する軸受（図示せず）の損傷を防止することができる。
また、本実施形態に係る遊星増速機３０によれば、第１実施形態のものよりも軸方向の長さが短いカップリング３１が用いられることとなるので、軸方向の寸法を小さくすることができて、小型化を図ることができる。
本発明に係る遊星増速機の第３実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４は本実施形態に係る遊星増速機の断面図であって、要部を拡大した要部拡大図である。
図４に示すように、本実施形態に係る遊星増速機４０は、カップリング１３およびスリーブ１４の代わりに、カップリング４１を備えているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
カップリング４１は、低速段サンギア３から延びる軸３ａの先端部（カップリング４１と対向する側の端部）に形成されたフランジ４２と略同じ径を有する円板形状の部材で、可撓性を有する材料で作られており、軸方向（長手方向）の長さは、第１実施形態のところで説明したカップリング１３よりも短い（カップリング１３の１／３程度である）。また、カップリング４１および高速段キャリア１２には、板厚方向に貫通する貫通穴４３が周方向に沿って複数（例えば、２つ）形成されており、貫通穴４３にはそれぞれリーマボルト１８が挿通されている。そして、カップリング４１は、カップリング４１の一端面（高速段キャリア１２の表面と対向する端面）の一部が高速段キャリア１２の表面に接するようにして、貫通穴４３に挿通されたリーマボルト１８と、リーマボルト１８の先端部（ボルトヘッドと反対の側に位置する端部）に形成された雄ネジ部１８ａに螺合するナット１９とにより高速段キャリア１２に固定されている（取り付けられている）。さらに、カップリング４１およびフランジ４２には、板厚方向に貫通する貫通穴４４が周方向に沿って複数（例えば、２つ）形成されており、貫通穴４４にはそれぞれリーマボルト１８が挿通されている。そして、カップリング４１は、カップリング４１の他端面（フランジ４２の端面と対向する端面）の一部がフランジ４２の端面に接するようにして、貫通穴４４に挿通されたリーマボルト１８と、リーマボルト１８の先端部（ボルトヘッドと反対の側に位置する端部）に形成された雄ネジ部１８ａに螺合するナット１９とによりフランジ４２に固定されている（取り付けられている）。
なお、本実施形態において、カップリング４１と高速段キャリア１２とを結合するリーマボルト１８およびナット１９は、リーマボルト１８のヘッドがカップリング４１から突出し、ナット１９が高速段キャリア１２から突出するようにして締結されている。一方、カップリング４１とフランジ４２とを結合するリーマボルト１８およびナット１９は、リーマボルト１８のヘッドがカップリング４１から突出し、ナット１９がフランジ４２から突出するようにして締結されている。
本実施形態に係る遊星増速機４０によれば、一端部が、リーマボルト１８およびナット１９を介して低速段サンギア３の軸３ａの先端部に形成されたフランジ４２に直付けされ、他端部が、リーマボルト１８およびナット１９を介して高速段キャリア１２に直付けされた可撓性を有するカップリング４１を介して、低速段サンギア３と高速段キャリア１２とが結合されており、低速段サンギア３が半径方向に（若干：僅かに）平行移動できるようになっている。
これにより、低速段サンギア３を組み付けた際に、低速段サンギア３が自動的に調芯され（低速段サンギア３の中心と低速段遊星ギア２の中心との距離がそれぞれ等しくなる位置に、低速段サンギア３が自動的に移動し）、低速段サンギア３および低速段遊星ギア２の歯面、および入力軸９を回転可能に支持する軸受（図示せず）の損傷を防止することができる。
また、本実施形態に係る遊星増速機４０によれば、第１実施形態のものよりも軸方向の長さが短いカップリング４１が用いられることとなるので、軸方向の寸法を小さくすることができて、小型化を図ることができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更・変形が可能である。
例えば、上述した実施形態では、締結手段としてリーマボルト１８およびナット１９を一具体例として挙げたが、リーマボルト１８およびナット１９の代わりに、ピンを用いてカップリングを高速段キャリア１２または低速段サンギア３に結合させることもできる。
この場合、ピンの先端部を高速段キャリア１２または低速段サンギア３に打ち込むだけで良くなるので、組立性（製作性）を向上させることができる。
また、上述した実施形態では、カップリング１３，３１がリーマボルト１８およびナット１９を介して高速段キャリア１２に結合されたものを一具体例として説明したが、これらカップリング１３，３１は、高速段キャリア１２と一体的に形成されたものであっても良い。
１ 低速段リングギア
２ 低速段遊星ギア
３ 低速段サンギア
３ａ 軸
６ 高速段サンギア
９ 入力軸
１０ 出力軸
１２ 高速段キャリア
１３ カップリング
１４ スリーブ
１６ 第２のフランジ（フランジ）
２０ フランジ
２５ 遊星増速機
３０ 遊星増速機
３１ カップリング
３２ フランジ
４０ 遊星増速機
４１ カップリング
４２ フランジ

Claims (3)

  1. 低速段遊星歯車装置と、高速段遊星歯車装置とを備え、入力軸が低速段リングギアに接続され、低速段遊星ギアの軸の位置が固定されており、低速段サンギアの軸が高速段キャリアに接続されて、高速段サンギアに出力軸が接続された遊星増速機であって、
    前記低速段サンギアの軸の先端部に形成されたフランジと、前記高速段キャリアに直付けされた、または前記高速段キャリアに形成されたカップリングの先端部に形成されたフランジとが、スリーブを介して結合されていることを特徴とする遊星増速機。
  2. 低速段遊星歯車装置と、高速段遊星歯車装置とを備え、入力軸が低速段リングギアに接続され、低速段遊星ギアの軸の位置が固定されており、低速段サンギアの軸が高速段キャリアに接続されて、高速段サンギアに出力軸が接続された遊星増速機であって、
    一端部が、前記低速段サンギアの軸の先端部に形成されたフランジに取り付けられ、他端部が、前記高速段キャリアに取り付けられた可撓性を有するカップリングを介して結合されていることを特徴とする遊星増速機。
  3. 請求項１または２に記載の遊星増速機を備えてなることを特徴とする風車。
JP2009032616A 2009-02-16 2009-02-16 遊星増速機 Active JP5155903B2 (ja)

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