JP2012082915A - 遊星歯車減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】高効率のトルク伝達を実現しながら負荷容量を向上させることを可能とする。
【解決手段】偏心体１３４を有する偏心体軸１３２と、偏心体軸１３２を回転自在に支持する一対の偏心体軸受１５４と、偏心体軸受１５４とは別に設けられ、偏心体軸１３２を支持する補助軸受部材１４８と、偏心体１３４に連動して揺動する外歯歯車１４２と、外歯歯車１４２に内接噛合する内歯歯車１４４と、外歯歯車１４２の自転成分と同期するキャリヤ部材１５６と、を備える遊星歯車減速機１００において、補助軸受部材１４８は、その外周面において、内歯歯車１４４の内歯とは別体に構成された軸受ピン１５２により支持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、遊星歯車減速機に関する。

特許文献１の遊星歯車減速機は、偏心体を有する偏心体軸と、該偏心体軸を回転自在に支持する一対の偏心体軸受と、該偏心体軸受とは別に設けられ、該偏心体軸を支持する補助軸受部材と、前記偏心体に連動して揺動する外歯歯車と、該外歯歯車に内接噛合する内歯歯車と、該外歯歯車の自転成分と同期するキャリヤ部材と、を備えている。特許文献１の遊星歯車減速機では、偏心体軸が偏心体軸受だけでなく、偏心体軸受の間にあって補助軸受部材を構成する支持板でも支持されているので、偏心体軸の撓みや変形が抑制される。このため、偏心体軸受を小型化でき、遊星歯車減速機をその半径方向において小型化することができる。

特開２００７−８５５２４号公報（図５、図６）

しかしながら、特許文献１の図５では、支持板がその外周にあるケーシングに直接的に支持されている。即ち、ケーシングに対して支持板は滑り接触することとなり、伝達トルクにロスが生じて効率が悪い。また、寒い時に動かすとサーマルショックのおそれ（遊星歯車減速機内外の温度差によるケーシングと支持板とのかじりの発生）がある。

これに対して、特許文献１の図６では、ケーシングと支持板との間に内歯である外ピンを介在させ、外ピンを介して支持板がケーシングで支持される構成が示されている。しかし、この構成は、後述する理由により、伝達トルクの効率の低下や回転変動を招くおそれがあるものであった。

そこで、本発明は、前記の問題点を解決するべくなされたもので、高効率のトルク伝達を実現しながら負荷容量を向上させることが可能な遊星歯車減速機を提供することを課題とする。

本発明は、偏心体を有する偏心体軸と、該偏心体軸を回転自在に支持する一対の偏心体軸受と、該偏心体軸受とは別に設けられ、該偏心体軸を支持する補助軸受部材と、前記偏心体に連動して揺動する外歯歯車と、該外歯歯車に内接噛合する内歯歯車と、該外歯歯車の自転成分と同期するキャリヤ部材と、を備える遊星歯車減速機において、前記補助軸受部材は、その外周面において、前記内歯歯車の内歯とは別体に構成された軸受ピンにより支持されることにより、前記課題を解決したものである。

例えば、特許文献１の図６では、軸方向に一体とされた１つの同一の内歯を支持板と外歯歯車に対して用いている。このため、特許文献１の内歯には支持板及び外歯歯車によって生じる２つの角速度の違いに基づくねじれが生じる場合も出て、伝達トルクの効率の低下などを招く可能性がある。

即ち、本来的に、外歯歯車により生じる内歯(円筒状のピン)の角速度は外歯歯車の自転
に伴い変化する（噛合いの部分では最大角速度で、非噛合いの部分では角速度ゼロ）ものであるのに対して、支持板により生じる（支持板を支える）ピン（軸受ピン）の角速度はラジアル荷重との関係で各々の内歯の角速度とは異なってくる。

本発明では、補助軸受部材の外周面が、内歯とは別体の軸受ピンにより支持される。このため、内歯とは異なる角速度で軸受ピンが自在に回転可能とされているので、内歯と軸受ピンのそれぞれの本来的に生じる角速度を阻害せずにロスを少なくでき、高効率のトルク伝達を実現することができる。

また、本発明では、補助軸受部材を介して偏心体軸を軸受ピン、即ち軸受ピンの外周にあるケーシングでも支持するので、負荷トルクが増大しても偏心体軸にかかる曲げ応力を低減でき、負荷容量（負荷能力）を向上させることができる。

このような作用効果に着目すると、本発明は、偏心体を有する偏心体軸と、該偏心体軸を回転自在に支持する一対の偏心体軸受と、該偏心体軸受とは別に設けられ、該偏心体軸を支持する補助軸受部材と、前記偏心体に連動して揺動する外歯歯車と、該外歯歯車に内接噛合する内歯歯車と、該外歯歯車の自転成分と同期するキャリヤ部材と、を備える遊星歯車減速機において、前記キャリヤ部材の中央に設けられた貫通孔に挿通され、該キャリヤ部材と周方向に連結される軸部材を有し、前記補助軸受部材の中央に貫通孔が設けられ、該貫通孔に前記軸部材が嵌入されて固定されることにより、前記補助軸受部材が前記軸部材に支持される構成であってよい。

この場合には、補助軸受部材が、キャリヤ部材と周方向に連結された（一体的に回転する）軸部材に固定されて支持される、つまり軸部材を介してキャリヤ部材に支持されることで負荷容量（負荷能力）を向上させることができる。また、補助軸受部材は、その外周側において内歯（を構成するピン）と接触することがないので、伝達効率が低下することも防止される。

このように、前者の発明では、補助軸受部材（の外周面側）を、内歯とは別体に構成された軸受ピンにより支持している。そして、後者の発明では、補助軸受部材を、キャリヤと周方向に連結された軸部材により支持している。即ち、上記２つの発明は、補助軸受部材を適切に支持することにより、負荷容量を向上させつつ、減速機の伝達効率の低下を防止するという同一の思想に基づくものとなっている。

なお、補助軸受部材の後述する支持板と偏心体軸は相対回転するので、いずれの本発明でも、（必須ではないが）支持板と偏心体との間にはころ等の軸受部材が配置されることが望ましい。

本発明によれば、高効率のトルク伝達を実現しながら負荷容量を向上させることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る遊星歯車減速機を用いた風力発電機のヨー駆動装置の一例を示す縦断面図 図１における遊星歯車減速機の拡大図 図１における矢示IIIの横断面図 図１における矢示IVの横断面図 図１における矢示Ｖの横断面図 図１における矢示VIの拡大図 本発明の第２実施形態に係る遊星歯車減速機の縦断面図 図７における矢示VIIIの横断面図 図７における矢示IXの拡大図 上記実施形態に係る遊星歯車減速機が組み込まれている風力発電機の概略側面図 同風力発電機における発電ユニットの概略を示す斜視図 同風力発電機におけるヨー駆動装置付近の構成を示す一部破断の正面図

以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る遊星歯車減速機を風力発電機のヨー駆動装置に適用した場合の例について説明する。

はじめに、当該遊星歯車減速機が組み込まれている風力発電機の概略から、図１０〜図１２を用いて説明する。

この風力発電機１０は、図１０に示す如く、円筒支柱１１の最上部に発電ユニット１２を備える。発電ユニット１２には、ヨー（Ｙａｗ）駆動装置９９と、ピッチ（Ｐｉｔｃｈ）駆動装置９８が組み込まれている。ヨー駆動装置９９は、円筒支柱１１に対する発電ユニット１２全体の旋回角を制御するためのものであり、ピッチ駆動装置９８は、ノーズコーン１８に取り付けられる３枚の風車ブレードのピッチ角を制御するためのものである。

この実施形態では、ヨー駆動装置９９に本発明が適用されているため、ここではヨー駆動装置９９について説明する。

このヨー駆動装置９９は、図１、図１１、図１２に示す如く、モータＭｏ及びカップリングユニットＣｏ及び出力ピニオン１６８付きの４個の遊星歯車減速機１００及びそれぞれの出力ピニオン１６８と噛合する１個の旋回用の内歯歯車２８を備える（なお、旋回用の歯車として外歯歯車（図示略）を備え、出力ピニオンを該外歯歯車と外接噛合させるタイプのヨー駆動装置もある）。各遊星歯車減速機１００は、それぞれ発電ユニット１２の本体３４側の所定の位置に固定されている。図１２に示す如く、各遊星歯車減速機１００の出力ピニオン１６８が噛合している旋回用の内歯歯車２８は、円筒支柱１１側に固定されており、ヨーベアリング２６の内輪を構成している。ヨーベアリング２６の外輪３２は、発電ユニット１２の床面（本体）３４側に固定されている。なお、図１２の符号３９はヨー駆動装置９９のブレーキ機構である。ブレーキ機構３９は、ブレーキスラスタ３９Ａ、ブレーキキャリパ３９Ｂ、ブレーキディスク３９Ｃ等から構成される。

この構成により、各遊星歯車減速機１００のモータＭｏによって各出力ピニオン１６８を同時に回転させると、出力ピニオン１６８が内歯歯車２８と噛合しながら内歯歯車２８の中心３６に対して公転する。この結果、発電ユニット１２全体を、円筒支柱１１に固定されている内歯歯車２８の中心３６の周りで旋回させることができる。これにより、ノーズコーン１８を所望の方向（例えば風上の方向）に向けることができ、効率的に風圧を受けることができる。

次に、遊星歯車減速機１００について図２〜図６を用いて詳細に説明する。

なお、各図において、図面の上側が、実際に組み込まれる時の「上側」に相当している。

まず、遊星歯車減速機１００の構造について説明する。

遊星歯車減速機１００は、機能上、高減速比が必要とされるため、モータＭｏ（図１参照）の回転を減速する２段（複数段）の減速機構（第１、第２減速機構１０２、１０４）を上下方向に直列に連結したものである。モータＭｏの回転は、カップリングユニットＣｏを介して第１、第２減速機構１０２、１０４によって減速され、第２減速機構１０４の第２出力軸１６６の先端に取り付けられた出力ピニオン１６８に伝達される。

第１、第２減速機構１０２、１０４は、中心軸が鉛直方向に伸びる第１〜第３ケーシング１１４、１７０、１７２及び下カバー１７４の内部に上下方向に設置されており、下側ほど低速段となる減速機構である。なお、第３ケーシング１７２は、袴部１７２Ａを備え、ボルト１８８で発電ユニット１２の本体３４側に取り付けられている（図１２）。

図１に示す如く、第１減速機構１０２は、２枚の外歯歯車１１０と、外歯歯車１１０が内接噛合する内歯歯車１１２と、を備える。外歯歯車１１０は、偏心揺動しながら内歯歯車１１２と内接噛合する。この内接噛合によって生じる外歯歯車１１０の内歯歯車１１２に対する相対回転が、第１減速機構１０２の出力として取り出される。

第１減速機構１０２の第１入力軸１０６（カップリングユニットＣｏのカップリング機構Ｃ１から伸びる継軸）は、軸受１０７により支持されている。第１入力軸１０６には２つの偏心体１０８が設けられている。これらの偏心体１０８は、第１入力軸１０６に作用する荷重及びモーメントが相殺されるように１８０度の位相差で配置されている。偏心体１０８の外周にはそれぞれ、ころ１０９を介して、２枚の外歯歯車１１０が組み込まれている。

外歯歯車１１０は、内歯歯車１１２よりも僅かだけ（この例では「１」だけ）少ない歯数を有している。外歯歯車１１０は、外歯歯車１１０を貫通する貫通孔１１１を備えている。貫通孔１１１には内ピン１１８が遊嵌している。内ピン１１８の外側には、摺動促進部材として内ローラ１２０が取り付けられている。内ピン１１８は、キャリヤ部材１１９と一体化されている。そして、キャリヤ部材１１９は第１減速機構１０２の第１出力軸１２２と一体化されている。第１出力軸１２２は第２減速機構１０４の第２入力軸ともされている。なお、キャリヤ部材１１９の内側で軸受１０７が支持されている。

外歯歯車１１０の外歯と噛合する内歯は円筒状の外ピン１１６とされており、回転自在に第１ケーシング１１４の内周面に配置（支持）されている。即ち、内歯歯車１１２は、外ピン１１６と第１ケーシング１１４とで構成されている。第１ケーシング１１４は、第２ケーシング１７０とボルト１２６で接続されている。第２ケーシング１７０では、その最小内径部分で軸受１２４を介して第１出力軸１２２を支持している。なお、ボルト１２６は同時に、カップリングユニットＣｏの継カバーＣ２と第１ケーシング１１４とを接続している。

第２減速機構１０４は、偏心体１３４を有する偏心体軸１３２と、偏心体軸１３２を回転自在に支持する一対の偏心体軸受１５４と、偏心体軸受１５４とは別に設けられ、偏心体軸１３２を支持する補助軸受部材１４８と、偏心体１３４に連動して揺動する外歯歯車１４２と、外歯歯車１４２に内接噛合する内歯歯車１４４と、外歯歯車１４２の自転成分と同期するキャリヤ部材１５６と、を備えている。ここで、補助軸受部材１４８は、その外周面において、内歯歯車１４４の内歯とは別体に構成された軸受ピン１５２により支持されている。以下、第２減速機構について詳細に説明する。

第２減速機構１０４の構成は、いわゆる振分タイプの内接噛合遊星歯車減速機構とされている。即ち、この第２減速機構１０４では、スパーギヤセット１２７が第１出力軸１２２の回転を初段減速して、４本の偏心体軸１３２を回転させる。スパーギヤセット１２７は、第１出力軸１２２に設けられた１個のスパーピニオン１２８と、スパーピニオン１２８に噛合する４個（１個のみ図示）のスパーギヤ１３０と、を有する。図５に示す如く、各スパーギヤ１３０は偏心体軸１３２の上端部に取付けられている。偏心体軸１３２は、２つの偏心体軸受１５４により支持されている。２つの偏心体軸受１５４の間の偏心体軸１３２には、２つの偏心体１３４が互いに１８０度位相が異なるように設けられている。その２つの偏心体１３４はそれぞれ、軸方向で同じ位置にある他の３つの偏心体１３４と同じく、偏心体軸１３２に対して同位相で偏心している。図３に示す如く、偏心体１３４の外周面にはころ１３８が配置され、偏心体１３４は外歯歯車１４２の貫通孔１４２Ｂと係合している。なお、外歯歯車１４２は他にも、その中央に貫通孔１４２Ａと貫通孔１４２Ｂと同じ半径方向位置で貫通孔１４２Ｃとを備えている。外歯歯車１４２の外周面には外歯が形成され、内歯を備える内歯歯車１４４に内接噛合している。内歯は、円筒状の外ピン１４６（ピン部材）により構成され、第３ケーシング１７２に支持されている。

一方、２つの偏心体１３４の間には、図６に示す如く、偏心体軸１３２の軸心と同軸の同心体１３６が設けられている。同心体１３６は、偏心体軸１３２の端部よりも大径化されている。図４に示す如く、同心体１３６の外周にはころ１４０が配置され、同心体１３６は円板状の支持板１５０の貫通孔１５０Ｂと係合している。なお、支持板１５０は他にも、その中央に貫通孔１５０Ａと貫通孔１５０Ｂと同じ半径方向位置で貫通孔１５０Ｃとを備えている。支持板１５０の外周には軸受ピン１５２が配置されている。軸受ピン１５２は、第３ケーシング１７２に支持されている。即ち、軸受ピン１５２を介して偏心体軸１３２の同心体１３６から支持板１５０にかかる力を、支持板１５０の半径方向外側から第３ケーシング１７２で支持している。本実施形態では、外ピン１４６と軸受ピン１５２とは半径が同じで、内歯歯車１４４の周方向で、同一の位置に配置されている。このため、第３ケーシング１７２における外ピン１４６と軸受ピン１５２の支持位置の加工を容易に行うことができる。そして、図６に示す如く、第３ケーシング１７２と外ピン１４６及び軸受ピン１５２との間の第３ケーシング１７２の内周面には、潤滑剤を保持可能な潤滑溝１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃが、周方向にそれぞれ形成されている（このうち、潤滑溝１７２Ｃは、外ピン１４６を保持するための溝形成の際の刃具の逃げ部として形成）。このため、外ピン１４６及び軸受ピン１５２とは互いに影響を及ぼさず、最適に第３ケーシング１７２に支持される。なお、ころ１４０と支持板１５０とにより、補助軸受部材１４８が構成されている。

２つの偏心体軸受１５４を介して偏心体軸１３２はキャリヤ部材１５６に支持されている。キャリヤ部材１５６は、反負荷側キャリヤ１５８と負荷側キャリヤ１６０とから構成されている。負荷側キャリヤ１６０には軸方向に延びる柱部１６２が形成されている。柱部１６２は、２枚の外歯歯車１４２の貫通孔１４２Ｃと支持板１５０の貫通孔１５０Ｃとを貫通し、反負荷側キャリヤ１５８とボルト１６４で一体とされている。キャリヤ部材１５６は外歯歯車１４２の自転成分と同期し、本実施形態では（内歯歯車１４４が固定されているため）第２出力軸１６６（軸部材）と一体的に回転する。

第２出力軸１６６は、２枚の外歯歯車１４２の貫通孔１４２Ａと支持板１５０の貫通孔１５０Ａとを貫通する上端部１６６Ａの外周面と、２枚目の外歯歯車１４２の下側の外周面の両方に設けられたスプライン部１６６Ｂ、１６６Ｃにより、キャリヤ部材１５６の中央でキャリヤ部材１５６と周方向に連結されている。具体的には、反負荷側キャリヤ１５８、負荷側キャリヤ１６０の中央には貫通孔が設けられるとともに、その貫通孔の内周面に雌スプラインが形成されており、その雌スプラインに上記スプライン部１６６Ｂ、１６６Ｃがそれぞれ連結されている。この連結では、相対的に半径方向に移動を許容する若干のがたが設けられている（フロート連結）。第２出力軸１６６の下端部１６６Ｄには、出力ピニオン１６８が一体的に形成されている。これにより、キャリヤ部材１５６と第２出力軸１６６との相対的な芯ずれ等を吸収することが可能とされ、例えば出力ピニオン１６８に作用するラジアル荷重がキャリヤ部材１５６を通過することを防止することができる。なお、本実施形態では、第２出力軸１６６の軸方向で貫通孔１５０Ａに対向する部分の外径よりも貫通孔１５０Ａの内径が大きく、貫通孔１５０Ａの内周面と第２出力軸１６６の外周面との間には一定の隙間が設けてある。第２出力軸１６６は、軸受１８２（自動調心ころ軸受）を介して、第３ケーシング１７２に支持されている。第３ケーシング１７２の下側には、下カバー１７４がボルト１７８により取付けられている。なお、符号１７６は第２ケーシング１７０と第３ケーシング１７２とを固定するためのボルトである。また、符号１８０は、図５、図６に示す如く、キャリヤ部材１５６の反負荷側キャリヤ１５８の外周に配置されたころであり、反負荷側キャリヤ１５８を第３ケーシング１７２で回転可能に支持している。また、符号１８４、１８６はそれぞれ、オイルシールとカラーである。

次に、遊星歯車減速機１００の動作について説明する。

モータＭｏのモータ軸が回転すると、モータ軸に接続されたカップリング機構Ｃ１を介して第１入力軸１０６が一体的に回転する。すると、第１入力軸１０６に設けられた偏心体１０８が偏心回転し、外歯歯車１１０が内歯歯車１１２と内接噛合することで外歯歯車１１０が揺動回転する。内歯歯車１１２は第１ケーシング１１４により固定状態とされているため、外歯歯車１１０は、第１入力軸１０６が１回回転すると１回揺動して内歯歯車１１２との噛合位置が１歯だけ（歯数差分だけ）ずれる。この結果、外歯歯車１１０は、内歯歯車１１２に対して該歯数差に相当する角度だけ相対回転する（第１入力軸１０６の回転と逆方向に自転する）。内歯歯車１１２に対する外歯歯車１１０の相対回転（自転）は、内ピン１１８を介してキャリヤ部材１１９から取り出され、更にキャリヤ部材１１９と一体化されている第１出力軸１２２に出力として取り出される。

次に、第１出力軸１２２の出力（第２入力軸の入力）は、スパーギヤセット１２７により、減速され４本の偏心体軸１３２の回転とされる。その４本の偏心体軸１３２に同位相で組み込まれた偏心体１３４が同時に同一の回転速度で回転することによって、外歯歯車１４２が揺動回転する。内歯歯車１４４は第３ケーシング１７２と一体化され固定されており、外歯歯車１４２と内歯歯車１４４との相対回転は、４本の偏心体軸１３２の軸心周りの公転成分（外歯歯車１４２の自転成分）としてキャリヤ部材１５６から取り出される。キャリヤ部材１５６はスプライン部１６６Ｂ、１６６Ｃで第２出力軸１６６と連結されており、キャリヤ部材１５６の出力で、出力ピニオン１６８が回転することとなる。

本実施形態では、偏心体軸１３２を支持する支持板１５０（補助軸受部材１４８の外周面）が、内歯を構成する外ピン１４６とは別体の軸受ピン１５２により支持されている。このため、外ピン１４６とは異なる角速度で軸受ピン１５２が自在に回転可能とされているので内歯と軸受ピン１５２のそれぞれの本来的に生じる角速度を阻害せずにロスを少なくでき、高効率のトルク伝達を実現することができる。即ち、外歯歯車１４２により生じる内歯（外ピン１４６）の角速度は、外歯歯車１４２の自転に伴い変化できる（噛合いの部分では最大角速度で、非噛合いの部分では角速度ゼロ）。そして、支持板１５０により生じる軸受ピン１５２の角速度は、各々の内歯（外ピン１４６）の角速度とは関係なく、ラジアル荷重との関係で定めらる。

また、本実施形態では、支持板１５０を介して偏心体軸１３２を軸受ピン１５２、即ち軸受ピンの外周にある第３ケーシング１７２でも支持するので、負荷トルクが増大しても偏心体軸１３２にかかる曲げ応力を低減でき、負荷容量（負荷能力）を向上させることができる。

また、内歯を構成するピン部材である外ピン１４６と軸受ピン１５２の両方と第３ケーシング１７２との間に、潤滑剤を保持可能な潤滑溝が設けてあるので、外ピン１４６と軸受ピン１５２の両方の回転に対して長期間にわたり潤滑剤の供給が可能である。即ち、外ピン１４６と軸受ピン１５２の長期的に安定した回転を実現させ、トルク伝達のロスを更に低減することができる。

また、外歯歯車１４２の中央を貫通する第２出力軸１６６（軸部材）を有し、第２出力軸１６６はキャリヤ部材１５６の中央でキャリヤ部材１５６と周方向に連結されており、更に、第２出力軸１６６とキャリヤ部材１５６とは、フロート連結によって連結されている。このため、第２出力軸１６６とキャリヤ部材１５６との間に生じる芯ずれ等や軸方向の往復動や振動などを吸収することができる。例えば極めて強い風力によって出力ピニオン１６８側から作用してくる巨大なラジアル荷重が、第２出力軸１６６及びキャリヤ部材１５６を介して第２減速機構１０４内に侵入してくることを防止できる。なお、外歯歯車１４２の中央を第２出力軸１６６が貫通して（外歯歯車１４２の両側でキャリヤ部材１５６に連結して）いることで、第２出力軸１６６の芯ずれは、軸方向から大きく傾くことを防止できる。このため、出力ピニオン１６８の歯の内歯歯車２８への片当たりを防止でき、出力ピニオン１６８の長寿命化を促進することができる。

即ち、本実施形態によれば、高効率のトルク伝達を実現しながら負荷容量を向上させることが可能となる。

本発明について第１実施形態を挙げて説明したが、本発明は第１実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでも無い。

例えば、本実施形態においては、補助軸受部材１４８を構成する支持板１５０が支持板１５０の半径方向外側で第３ケーシング１７２により支持されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図７に示す第２実施形態の如くであってもよい。それは、キャリヤ部材の中央に設けられた貫通孔に挿通され、キャリヤ部材と周方向に連結される第２出力軸（軸部材）を有し、補助軸受部材の中央に貫通孔が設けられ、その貫通孔に第２出力軸が嵌入されて固定されることにより、補助軸受部材が第２出力軸に支持される構成であってよい。以下に説明する。なお、補助軸受部材と外ピン以外の構成については、既に説明した第１実施形態と基本的に同様である。このため、図中で同一又は同一の機能を有する部分に下２桁が同一の符号を付すにとどめ、重複説明を省略する。

図７に示す如く、補助軸受部材２４８は、ころ２４０と支持板２５０とを有する。支持板２５０の形状は、第１実施形態で示した支持板１５０とほぼ同じ形状を備える。しかし、図８に示す如く、支持板２５０の貫通孔２５０Ａの内周面と第２出力軸２６６の外周面との間には隙間がなく、嵌入されて（圧入されて）固定された状態である。支持板２５０の外周面には内歯歯車２４４の内歯を構成する外ピン２４６が配置されている（即ち、外ピン２４６は、軸方向で、２つの外歯歯車２４２に対して一体とされている）。外ピン２４６と支持板２５０の外周面との間には隙間Ｓｐが設けてあり（図９参照）、互いに非接触状態とされている。

即ち、本実施形態では、支持板２５０（補助軸受部材２４８）がキャリヤ部材２５６と同方向に連結された（一体的に回転する）第２出力軸２６６（軸部材）に固定されて支持される。つまり、第２出力軸２６６を介してキャリヤ部材２５６に支持されることで、負荷容量（負荷能力）を向上させることができる。また、支持板２５０（補助軸受部材２４８）は、その外周側において外ピン２４６と接触することがないので、伝達効率が低下することも防止される。即ち、本実施形態でも第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、図９に示す如く、第３ケーシング２７２の内周面には、第３ケーシング１７２と同等の位置で潤滑溝が設けられている。

そして、本実施形態では、内歯歯車２４４を構成する内歯である外ピン２４６が軸方向で一体とされているので、部品加工数の低減と部品数の低減とが可能となり、遊星歯車減速機２００の低コスト化を促進することができる。

また、上記実施形態においては、偏心体軸を支持する支持板が２枚の外歯歯車の間に配置されていたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、外歯歯車を軸方向に複数備え、補助軸受部材が複数の外歯歯車の軸方向の一方側に配置されていてもよい（極端には、偏心体軸受の外側でもよい）。その場合でも、偏心体軸を有効に支持できる。そして、従来の隣接した複数の偏心体と外歯歯車との構成を変更する必要がないので、外歯歯車が２枚だけでなく３枚以上であっても、本発明の構成を少ない設計変更で且つ低コストで実現することができる。また、補助軸受部材を、複数の外歯歯車の軸方向一方側に配置する構成を採用した場合には、第１実施形態のように支持板１５０の外周側を軸受ピン１５２で支持する構造においても、複数の外歯歯車に対応する複数の内歯歯車を、一体に形成された外ピンにより構成することができ（つまり、第１実施形態で別体に構成されていた外ピン１４６、１４６を一体化できる）、外ピンの加工工数、部品点数の削減を図ることができる。

また、上記実施形態においては、第１減速機構が内接噛合遊星歯車減速機で、第２減速機構がスパーギヤセットを用いた振り分けタイプの減速機であったが、本発明はこれに限定されず、第１減速機構が単純遊星歯車減速機であってもよいし、第１減速機構がなくてもよい。

また、上記実施形態においては、風力発電機のヨー駆動装置に適用されていたこともあって、第１減速機構と第２減速機構の両方がキャリヤ部材から出力を得ていたが、本発明はこれに限定されず、ケーシング（内歯歯車）から出力を取る形態であってもよい。その際には、キャリヤ部材の方が外部部材に固定され、外歯歯車の自転を拘束する形でキャリヤ部材が「外歯歯車の自転成分と同期する」ことになる。また、柱状部材は出力軸とならず、固定されるキャリヤ部材と周方向に連結される部材となる。用途も、本発明は、ヨー駆動装置に限定されず、ピッチ駆動装置に適用してもよく、さらには風力発電機にも限定されず、ロボット用減速機、建設機械等の走行用又は旋回用減速機など広く適用することができる。

また、上記実施形態においては、フロート連結は、２つのスプライン部で構成されていたが、その連結は２か所でなくてもよく、その他の部材、例えばキー結合で実現してもよい。もちろん、キャリヤ部材と第２出力軸との連結がフロート連結でなくてもよい。

また、上記実施形態においては、外ピンと軸受ピンの両方と第３ケーシングとの間に潤滑溝が設けてあったが、本発明はこれに限定されずに、外ピンと軸受ピンのいずれか一方のみに対応して潤滑溝が設けられてもよく、また潤滑溝が設けられなくてもよい。

また、上記実施形態においては、第２出力軸が外歯歯車の中央を貫通し、第２出力軸がキャリヤ部材の中央でキャリヤ部材と周方向に連結されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２出力軸が外歯歯車の中央を貫通するように軸方向に伸びていなくてよい。あるいは、キャリヤ部材と第２出力軸との間に更に減速機構を備える構成であってもよい。

また、上記実施形態においては、第２入力軸がそれぞれ設けられていたが、本発明はこれに限定されず、例えば偏心体軸に直接モータが連結されていてもよい。

本発明は、高効率のトルク伝達を実現しながら負荷容量を向上させているので、風力発電機に限らずロボット用減速機（ロボットアーム等）、建設機械等の走行用又は旋回用減速機など様々な分野で適用可能である。

１００、２００…遊星歯車減速機
１０２、２０２…第１減速機構
１０４、２０４…第２減速機構
１０６、２０６…第１入力軸
１０７、１２４、１８２、２０７、２２４、２８２…軸受
１０８、１３４、２０８、２３４…偏心体
１０９、１３８、１４０、１８０、２０９、２３８、２４０、２８０…ころ
１１０、１４２、２１０、２４２…外歯歯車
１１１、１４２Ａ〜１４２Ｃ、１５０Ａ〜１５０Ｃ、２１１、２４２Ａ〜２４２Ｃ、２５０Ａ〜２５０Ｃ…貫通孔
１１２、１４４、２１２、２４４…内歯歯車
１１４、２１４…第１ケーシング
１１６、１４６、２１６、２４６…外ピン
１１８、２１８…内ピン
１１９、１５６、２１９、２５６…キャリヤ部材
１２２、２２２…第１出力軸（第２入力軸）
１２７、２２７…スパーギヤセット
１２８、２２８…スパーピニオン
１３０、２３０…スパーギヤ
１３２、２３２…偏心体軸
１３６、２３６…同心体
１４８、２４８…補助軸受部材
１５０、２５０…支持板
１５２、２５２…軸受ピン
１５４、２５４…偏心体軸受
１５８、２５８…反負荷側キャリヤ
１６０、２６０…負荷側キャリヤ
１６２、２６２…柱部
１６６、２６６…第２出力軸
１６８、２６８…出力ピニオン
１７０、２７０…第２ケーシング
１７２、２７２…第３ケーシング
１７４、２７４…下カバー

Claims (7)

1. 偏心体を有する偏心体軸と、該偏心体軸を回転自在に支持する一対の偏心体軸受と、該偏心体軸受とは別に設けられ、該偏心体軸を支持する補助軸受部材と、前記偏心体に連動して揺動する外歯歯車と、該外歯歯車に内接噛合する内歯歯車と、該外歯歯車の自転成分と同期するキャリヤ部材と、を備える遊星歯車減速機において、
   前記補助軸受部材は、その外周面において、前記内歯歯車の内歯とは別体に構成された軸受ピンにより支持される
   ことを特徴とする遊星歯車減速機。
2. 請求項１において、
   前記内歯歯車の内歯は、ピン部材により構成され、
   少なくとも前記内歯と前記軸受ピンのうちのいずれかと該内歯又は該軸受ピンを支持するケーシングとの間に、潤滑剤を保持可能な潤滑溝が設けてある
   ことを特徴とする遊星歯車減速機。
3. 偏心体を有する偏心体軸と、該偏心体軸を回転自在に支持する一対の偏心体軸受と、該偏心体軸受とは別に設けられ、該偏心体軸を支持する補助軸受部材と、前記偏心体に連動して揺動する外歯歯車と、該外歯歯車に内接噛合する内歯歯車と、該外歯歯車の自転成分と同期するキャリヤ部材と、を備える遊星歯車減速機において、
   前記キャリヤ部材の中央に設けられた貫通孔に挿通され、該キャリヤ部材と周方向に連結される軸部材を有し、
   前記補助軸受部材の中央に貫通孔が設けられ、該貫通孔に前記軸部材が嵌入されて固定されることにより、前記補助軸受部材が前記軸部材に支持される
   ことを特徴とする遊星歯車減速機。
4. 請求項３において、
   前記内歯歯車が固定され、且つ前記軸部材が当該遊星歯車減速機の出力軸とされる
   ことを特徴とする遊星歯車減速機。
5. 請求項３又は４のいずれかにおいて、
   前記キャリヤ部材と前記軸部材とは、相対的に該軸部材の半径方向にがたを有しながら円周方向に連結するフロート連結によって連結されている
   ことを特徴とする遊星歯車減速機。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記外歯歯車を軸方向に複数備え、前記補助軸受部材が該複数の外歯歯車の軸方向の一方側に配置される
   ことを特徴とする遊星歯車減速機。
7. 請求項６において、
   前記内歯歯車を構成する内歯は、軸方向で一体とされている
   ことを特徴とする遊星歯車減速機。

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