JP2017145940A - 発電装置を駆動する駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトの回転軸に対して直交する直交軸周りの歯車の傾斜を低減する構造を有する駆動装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本出願は、流体の流動方向の変化に合わせて発電する発電装置の可動部位に設けられた従動歯車を駆動する駆動装置を開示する。駆動装置は、前記従動歯車に噛み合う駆動歯車と、前記駆動歯車に形成された貫通穴に挿通される回転シャフト部を有する駆動部と、を備える。前記駆動歯車は、前記貫通穴の輪郭を形成する内壁面を有する。前記回転シャフト部は、前記回転シャフト部の回転軸に直交する第１仮想平面及び前記第１仮想平面から前記回転軸の延設方向において離間した第２仮想平面上において、前記内壁面に圧接されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電装置を駆動する駆動装置に関する。

流体の運動エネルギを電気エネルギへ変換する様々な発電装置が知られている。たとえば、風車機器は、空気の運動エネルギを電気エネルギへ変換する（特許文献１及び２を参照）。特許文献１及び２は、風車機器のリングギアに噛み合うピニオンと減速機のシャフトとの間のスプライン結合構造を開示する。

発電装置は、電力を継続的に生成する必要があるので（たとえば、２０年以上の期間）、一般的な機械設備よりもメンテナンスフリーな構造が、発電装置に望まれる。一般的なスプライン結合構造が、発電装置の駆動に利用されるならば、メンテナンスを要する様々な不具合が、ピニオンとシャフトとの間の位置ズレ（たとえば、フレッティング）によって、引き起こされることもある。

特開２０１３−２０９９９１号公報 特開２００５−２３３０５５号公報

特許文献１の技術は、一般的なスプライン結合構造を採用し、ピニオンとシャフトとの間の位置ズレの課題に取り組んでいない。一方、特許文献２の技術は、シャフトの回転軸の延設方向におけるピニオンの微小摺動の低減に取り組む。この結果、ピニオンとシャフトとの間の連結に用いられるスプライン歯（内歯及び外歯）のフレッティング摩耗が低減される。このことは、発電装置に信頼性を向上させる。しかしながら、特許文献２の技術は、他の方向の位置ズレの低減に貢献しない。

本発明者等は、ピニオンが、シャフトの回転軸に対して直交する直交軸周りに傾斜するならば、ピニオン及び／又はピニオンと噛み合う発電装置の歯車が、局所的に過大な負荷を受け得るという課題を新たに見出した。

本発明は、シャフトの回転軸に対して直交する直交軸周りの歯車の傾斜を低減する構造を有する駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る駆動装置は、流体の流動方向の変化に合わせて発電する発電装置の可動部位に設けられた従動歯車を駆動する。駆動装置は、前記従動歯車に噛み合う駆動歯車と、前記駆動歯車に形成された貫通穴に挿通され、前記駆動歯車にスプライン結合又はキー結合された回転シャフト部を有する駆動部と、を備える。前記駆動歯車は、前記貫通穴の輪郭を形成する内壁面を有する。前記回転シャフト部は、前記回転シャフト部の回転軸に直交する第１仮想平面及び前記第１仮想平面から前記回転軸の延設方向において離間した第２仮想平面上において、前記内壁面に、前記回転軸に直交する方向に圧接されている。

上記構成によれば、回転シャフト部は、回転シャフト部の回転軸に直交する第１仮想平面及び第１仮想平面から回転軸の延設方向において離間した第２仮想平面上において、内壁面に、回転軸に直交する方向に圧接されるので、駆動歯車は、回転シャフト部の回転軸に対して直交する直交軸周りに傾斜しにくくなる。この結果、駆動歯車及び／又は従動歯車は、過大な負荷を受けにくくなる。したがって、発電装置は、高い信頼性を有し、長期間に亘ってメンテナンスを必要としない。

上記構成に関して、前記回転シャフト部は、前記第１仮想平面上で、前記内壁面に圧接される第１圧接部と、前記第２仮想平面上で、前記内壁面に圧接される第２圧接部と、前記第１圧接部と前記第２圧接部との間に位置する中間部と、を含んでもよい。前記内壁面と前記中間部との間の圧接力は、前記内壁面と前記第１圧接部及び前記第２圧接部それぞれとの間の圧接力よりも低くてもよい。

上記構成によれば、内壁面と中間部との間の圧接力は、内壁面と第１圧接部及び第２圧接部それぞれとの間の圧接力よりも低いので、回転シャフト部は、貫通穴に容易に挿入される。したがって、駆動装置は、容易に組み立てられる。

上記構成に関して、前記中間部は、前記貫通穴の径よりも小さな径を有してもよい。

上記構成によれば、中間部は、貫通穴の径よりも小さな径を有するので、回転シャフト部は、貫通穴に容易に挿入される。したがって、駆動装置は、容易に組み立てられる。

上記構成に関して、前記内壁面は、前記回転シャフト部が挿入される挿入口の輪郭を形成する第１内壁面と、前記挿入口よりも小さな径の開口部の輪郭を形成する第２内壁面と、を含んでもよい。前記回転シャフト部は、前記第１仮想平面よりも前記第２仮想平面において小さな径を有してもよい。前記第１圧接部は、前記第１内壁面に圧接されてもよい。前記第２圧接部は、前記第２内壁面に圧接されてもよい。

上記構成によれば、回転シャフト部は、第１仮想平面よりも前記第２仮想平面において小さな径を有するので、回転シャフト部は、挿入口から開口部へ容易に挿入される。第１圧接部は、回転シャフト部が挿入される挿入口の輪郭を形成する第１内壁面に圧接され、且つ、第２圧接部は、挿入口よりも小さな径の開口部の輪郭を形成する第２内壁面に圧接されるので、駆動歯車は、回転シャフト部の回転軸に対して直交する直交軸周りに傾斜しにくくなる。この結果、駆動歯車及び／又は従動歯車は、過大な負荷を受けにくくなる。したがって、発電装置は、高い信頼性を有し、長期間に亘ってメンテナンスを必要としない。

上記構成に関して、前記回転シャフト部は、前記貫通穴に挿入されるシャフトと、前記シャフトの先端面に接続された板材と、を含んでもよい。前記板材は、前記先端面から前記シャフトの半径方向に突出することにより、前記第２圧接部を形成してもよい。前記シャフトは、前記先端面から離間した位置において形成された前記第１圧接部を含んでもよい。

上記構成によれば、シャフトの先端面に接続された板材は、先端面からシャフトの半径方向に突出することにより、第２圧接部を形成し、且つ、シャフトは、先端面から離間した位置において形成された第１圧接部を含むので、駆動歯車は、回転シャフト部の回転軸に対して直交する直交軸周りに傾斜しにくくなる。この結果、駆動歯車及び／又は従動歯車は、過大な負荷を受けにくくなる。したがって、発電装置は、高い信頼性を有し、長期間に亘ってメンテナンスを必要としない。

上記構成に関して、前記第１仮想平面及び前記第２仮想平面は、前記回転シャフト部及び前記駆動歯車が重なる重畳領域の両端に位置してもよい。

上記構成によれば、第１仮想平面及び第２仮想平面は、回転シャフト部及び駆動歯車が重なる重畳領域の両端に位置するので、駆動歯車は、回転シャフト部の回転軸に対して直交する直交軸周りに傾斜しにくくなる。この結果、駆動歯車及び／又は従動歯車は、過大な負荷を受けにくくなる。したがって、発電装置は、高い信頼性を有し、長期間に亘ってメンテナンスを必要としない。

本発明の他の局面に係る駆動装置は、流体の流動方向の変化に合わせて発電する発電装置の可動部位に設けられた従動歯車を駆動する。駆動装置は、前記従動歯車に噛み合う駆動歯車と、前記駆動歯車に形成された貫通穴に挿通される回転シャフト部を有する駆動部と、を備える。前記回転シャフト部及び前記駆動歯車のうち少なくとも一方は、前記回転シャフト部の回転軸に直交する直交軸周りにおける前記駆動歯車の傾斜を抑制する圧入構造を有する。

上記構成によれば、回転シャフト部及び駆動歯車のうち少なくとも一方は、回転シャフト部の回転軸に直交する直交軸周りにおける回転シャフト部の傾斜を抑制する圧入構造を有するので、駆動歯車は、回転シャフト部の回転軸に対して直交する直交軸周りに傾斜しにくくなる。この結果、駆動歯車及び／又は従動歯車は、過大な負荷を受けにくくなる。したがって、発電装置は、高い信頼性を有し、長期間に亘ってメンテナンスを必要としない。

上述の技術は、シャフトの回転軸に対して直交する直交軸周りの歯車の傾斜を低減することができる。

第１実施形態の駆動装置の概略的な部分断面図である。 第２実施形態の連結構造の概略的な部分断面図である。 第３実施形態の連結構造の概略的な部分断面図である。 駆動装置が組み込まれた例示的な風車機器の概略的な斜視図である（第４実施形態）。 第４実施形態の駆動装置の概略的な断面図である。 図４に示される風車機器の概略的な部分断面図である。

添付の図面を参照して、駆動装置に関する様々な実施形態が以下に説明される。駆動装置に関する技術は、以下の説明によって、明確に理解可能である。駆動装置は、流体（気体や液体）の流動方向の変化に合わせて発電する発電装置の可動部位の駆動に好適に利用可能である。このような発電装置として例示される風車機器は、以下の技術原理によって、高い信頼性を有することができる。

＜第１実施形態＞
発電装置の可動部位を駆動するための駆動力を入力する回転シャフト部は、発電装置の可動部位に設けられた従動歯車に噛み合う駆動歯車に形成された貫通穴に挿入される。多くの場合、貫通穴への回転シャフト部の容易な挿入のために、貫通穴は、回転シャフト部の断面よりも大きく形成される。このことは、駆動歯車と回転シャフト部との間の遊びに帰結する。駆動歯車と回転シャフト部との間の遊びは、回転シャフト部の回転軸に直交する直交軸周りにおける駆動歯車の傾斜を生じさせる。本発明者等は、直交軸周りにおける駆動歯車の傾斜が、駆動歯車及び／又は従動歯車の摩耗や他の損傷を引き起こし得るという課題を見出した。第１実施形態において、直交軸周りにおける駆動歯車の傾斜を低減する技術が説明される。

図１は、第１実施形態の駆動装置１００の概略的な部分断面図である。図１を参照して、駆動装置１００が説明される。

駆動装置１００は、ピニオン２００と、駆動部と、を備える。ピニオン２００は、流体（気体や液体）の流動方向の変化に合わせて発電する発電装置（図示せず）の可動部位（図示せず）に設けられた従動歯車（図示せず）に噛み合う。本実施形態において、駆動歯車は、ピニオン２００によって例示される。

図１は、駆動部として、シャフト３００を概略的に示す。駆動部は、シャフト３００に加えて、ピニオン２００を回転させるための駆動力を生成する駆動源（たとえば、モータ（図示せず））を含んでもよい。駆動部は、駆動力を増大させる減速機構（図示せず）を更に含んでもよい。本実施形態の原理は、駆動部の特定の全体構造に限定されない。

本実施形態において、回転シャフト部は、シャフト３００によって例示される。シャフト３００は、モータの出力シャフトであってもよい。代替的に、シャフト３００は、減速機の出力シャフトであってもよい。更に代替的に、シャフト３００は、モータが生成した駆動力を伝達する他の伝達機構の一部として用いられてもよい。

シャフト３００は、ピニオン２００に形成された貫通穴に挿通される。シャフト３００は、スプラインシャフトとして形成されてもよい。この場合、ピニオン２００には、貫通穴として、スプライン穴が形成される。代替的に、シャフト３００は、ピニオン２００と、キーによって接続されてもよい。この場合、ピニオン２００には、貫通穴とともにキー溝が形成される。更に代替的に、シャフト３００からピニオン２００へ駆動力を伝達するための他の構造が利用されてもよい。本実施形態の原理は、シャフト３００とピニオン２００との間の特定の駆動力伝達構造に限定されない。

ピニオン２００は、シャフト３００と一体的に回転する。この結果、駆動力は、ピニオン２００と噛み合う従動歯車に伝達される。従動歯車への駆動力の伝達の結果、発電装置の可動部位は、駆動されることとなる。

ピニオン２００は、貫通穴の輪郭を形成する内壁面２１０を有する。シャフト３００は、内壁面２１０に隣接する外周面３１０を含む。

図１は、シャフト３００の回転軸ＲＡＸと、２つの仮想平面ＰＰ１，ＰＰ２と、を示す。仮想平面ＰＰ１，ＰＰ２はともに、回転軸ＲＡＸに対して直交する。仮想平面ＰＰ２は、仮想平面ＰＰ１から回転軸ＲＡＸの延設方向において離間している。シャフト３００の外周面３１０は、仮想平面ＰＰ１，ＰＰ２上において、ピニオン２００の内壁面２１０に対して回転軸ＲＡＸと直交する方向に圧接される。本実施形態において、第１仮想平面は、仮想平面ＰＰ１によって例示される。第２仮想平面は、仮想平面ＰＰ２によって例示される。

仮想平面ＰＰ１，ＰＰ２は、シャフト３００及びピニオン２００が重なり合う重畳領域内に位置する。仮想平面ＰＰ１，ＰＰ２は、重畳領域の両端に位置してもよい。代替的に、仮想平面ＰＰ１，ＰＰ２は、重畳領域の両端よりも内側に位置してもよい。本実施形態の原理は、仮想平面ＰＰ１，ＰＰ２の特定の位置に限定されない。

シャフト３００は、仮想平面ＰＰ１，ＰＰ２上において、ピニオン２００の貫通穴よりも大きな径を有する一方で、仮想平面ＰＰ１，ＰＰ２の間の区間において、ピニオン２００の貫通穴よりも小さな径を有してもよい。この場合、シャフト３００は、ピニオン２００の貫通穴に容易に挿入される。

代替的に、シャフト３００は、仮想平面ＰＰ１，ＰＰ２の間の区間に亘って、ピニオン２００の貫通穴よりも大きな径を有してもよい。この場合、シャフト３００は、仮想平面ＰＰ１，ＰＰ２の間の区間に亘って、圧入状態とされる。シャフト３００が、スプラインシャフトであるならば、大径合わせの技術が、全体的な圧入状態の形成に好適に利用可能である。

＜第２実施形態＞
駆動装置を設計する設計者は、第１実施形態に関連して説明された技術原理に基づいて、ピニオン及びシャフトが連結された様々な連結構造を構築することができる。第２実施形態において、例示的な連結構造が説明される。

図２は、第２実施形態の連結構造１０１の概略的な部分断面図である。図１及び図２を参照して、連結構造１０１が説明される。第１実施形態の説明は、第１実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

図２は、連結構造１０１として、ピニオン２００Ａとシャフト３００Ａとを示す。ピニオン２００Ａは、図１を参照して説明されたピニオン２００に対応する。ピニオン２００に関する説明は、ピニオン２００Ａに援用されてもよい。シャフト３００Ａは、図１を参照して説明されたシャフト３００に対応する。シャフト３００に関する説明は、シャフト３００Ａに援用されてもよい。

ピニオン２００Ａは、円筒状の主部２２０と、複数の外歯２３０と、を含む。複数の外歯２３０は、主部２２０から放射状に突出し、発電装置（図示せず）の従動歯車（図示せず）と噛み合う。

主部２２０は、第１面２２１と、第１面２２１とは反対側の第２面２２２と、を含む。第１面２２１及び第２面２２２は、シャフト３００Ａの回転軸ＲＡＸに略直交する。第２面２２２は、第１面２２１からピニオン２００Ａの厚さだけ離間する。第１面２２１は、図１を参照して説明された仮想平面ＰＰ１に対応する。仮想平面ＰＰ１に関する説明は、第１面２２１に援用されてもよい。第２面２２２は、図１を参照して説明された仮想平面ＰＰ２に対応する。仮想平面ＰＰ２に関する説明は、第２面２２２に援用されてもよい。

シャフト３００Ａは、第１面２２１に形成された挿入口から主部２２０内へ挿入される。シャフト３００Ａは、先端面３２０を含む。先端面３２０の直径は、第１面２２１に対応する位置におけるシャフト３００Ａの直径よりも小さい。先端面３２０は、挿入口とは反対側の開口部（第２面２２２上に現れる開口部）内で露出する。先端面３２０は、第２面２２２と略面一である。本実施形態において、回転シャフト部は、シャフト３００Ａによって例示される。

主部２２０は、第１環部２４０と、第２環部２５０と、第３環部２６０と、に概念的に区分される。第３環部２６０は、第１環部２４０と第２環部２５０との間に位置する。

第１環部２４０は、上述の第１面２２１を含む。加えて、第１環部２４０は、略円形の輪郭を描く内壁面２４１を含む。内壁面２４１は、上述の挿入口の輪郭を形成する。本実施形態において、第１内壁面は、内壁面２４１によって例示される。

第２環部２５０は、上述の第２面２２２を含む。加えて、第２環部２５０は、略円形の輪郭を描く内壁面２５１を含む。内壁面２５１は、シャフト３００Ａの先端面３２０が現れる上述の開口部の輪郭を形成する。内壁面２５１によって形成される略円形の開口部の直径は、挿入口よりも小さい。本実施形態において、第２内壁面は、内壁面２５１によって例示される。

第３環部２６０は、内壁面２６１を含む。上述の内壁面２４１，２５１とは異なり、内壁面２６１は、スプライン穴の輪郭を形成する。シャフト３００Ａは、第３環部２６０とスプライン結合される。

内壁面２４１，２５１，２６１は、図１を参照して説明された内壁面２１０に対応する。内壁面２１０に関する説明は、内壁面２４１，２５１，２６１に援用されてもよい。

シャフト３００Ａは、先端部３３１と、中間部３３２と、基端部３３３と、を含む。先端部３３１は、第２環部２５０によって取り囲まれる。先端部３３１は、上述の先端面３２０を含む。中間部３３２は、第３環部２６０によって取り囲まれる。中間部３３２は、第３環部２６０の内壁面２６１によって形成されるスプライン穴と相補的なスプラインシャフトを形成する。歯面合わせの技術は、中間部３３２と第３環部２６０との間のスプライン結合に適用されてもよい。基端部３３３は、第１環部２４０によって取り囲まれる。基端部３３３は、中間部３３２に施与されたスプライン加工に起因する切上部を含んでもよい。

先端部３３１の直径は、第２環部２５０の内径（すなわち、上述の開口部の直径）よりも僅かに大きい。したがって、先端部３３１の外周面は、第２環部２５０の内壁面２５１に圧接される。本実施形態において、第２圧接部は、先端部３３１によって例示される。

基端部３３３の直径は、第１環部２４０の内径（すなわち、上述の挿入口の直径）よりも僅かに大きい。したがって、基端部３３３の外周面は、第１環部２４０の内壁面２４１に圧接される。本実施形態において、第１圧接部は、基端部３３３によって例示される。

上述の如く、歯面合わせの技術が、中間部３３２と第３環部２６０との間のスプライン結合に適用されるので、中間部３３２の軸外径は、第３環部２６０の穴谷径よりも小さくてもよい。したがって、中間部３３２の軸外径と第３環部２６０の穴谷径との間に隙間が形成される。したがって、中間部３３２と第３環部２６０の内壁面２６１との間の圧接力（すなわち、回転軸ＲＡＸに直交する方向に作用する力）は、先端部３３１と第２環部２５０の内壁面２５１との間の圧接力及び基端部３３３と第１環部２４０の内壁面２４１との間の圧接力よりも小さくなる。この結果、ピニオン２００Ａへのシャフト３００Ａの挿入は、円滑に行われることとなる。

＜第３実施形態＞
駆動装置を設計する設計者は、連結構造に、シャフトからのピニオンの脱落を防止する機能を与えてもよい。第３実施形態において、ピニオンの脱落防止機能を有する例示的な連結構造が説明される。

図３は、第３実施形態の連結構造１０２の概略的な部分断面図である。図１及び図３を参照して、連結構造１０２が説明される。第２実施形態の説明は、第２実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

図３は、連結構造１０２として、ピニオン２００Ｂとシャフト組立体３００Ｂとを示す。ピニオン２００Ｂは、図１を参照して説明されたピニオン２００に対応する。ピニオン２００に関する説明は、ピニオン２００Ｂに援用されてもよい。シャフト組立体３００Ｂは、図１を参照して説明されたシャフト３００に対応する。シャフト３００に関する説明は、シャフト組立体３００Ｂに援用されてもよい。

第２実施形態と同様に、ピニオン２００Ｂは、複数の外歯２３０とを含む。第２実施形態の説明は、複数の外歯２３０に援用される。

ピニオン２００Ｂは、円筒状の主部２２０Ｂを更に含む。第２実施形態と同様に、主部２２０Ｂは、第１環部２４０と第３環部２６０とを含む。第２実施形態の説明は、これらの要素に援用される。

主部２２０Ｂは、第２環部２５０Ｂを更に含む。第２環部２５０Ｂは、第１環部２４０の第１面２２１とは反対側の第２面２２２Ｂを含む。第２実施形態とは異なり、第２面２２２Ｂには、第１面２２１上の挿入口よりも直径において大きい開口部が形成される。

第２環部２５０Ｂは、略円形の輪郭を描く内壁面２５１Ｂを更に含む。内壁面２５１Ｂは、上述の開口部の輪郭を形成する。第２環部２５０Ｂは、第３環部２６０と協働して、開口部から連なる凹部を形成する。

シャフト組立体３００Ｂは、シャフト３４０と、円板３５０と、を含む。シャフト３４０は、第１面２２１に形成された挿入口からピニオン２００Ｂ内に挿入される。シャフト３４０は、スプライン部３４１と、基端部３４２と、を含む。スプライン部３４１は、第３環部２６０によって取り囲まれる。スプライン部３４１は、第３環部２６０の内壁面２６１によって形成されるスプライン穴と相補的なスプラインシャフトを形成する。歯面合わせの技術は、スプライン部３４１と第３環部２６０との間のスプライン結合に適用されてもよい。基端部３４２は、第１環部２４０によって取り囲まれる。基端部３４２は、スプライン部３４１に施与されたスプライン加工に起因する切上部を含んでもよい。本実施形態において、回転シャフト部は、シャフト組立体３００Ｂによって例示される。

スプライン部３４１は、先端面３４３を含む。先端面３４３は、シャフト組立体３００Ｂの回転軸ＲＡＸに略直交する。先端面３４３には、ネジ穴や、円板３５０との接続に用いられる他の構造（たとえば、ピン穴）が形成される。

円板３５０は、上述の凹部に嵌入される。図３に示される如く、複数のボルトＢＬＴが、円板３５０に形成された貫通穴に挿通され、先端面３４３に形成されたネジ穴に螺合される。この結果、円板３５０は、スプライン部３４１の先端面３４３に固定される。本実施形態において、板材は、円板３５０によって例示される。

円板３５０の直径は、第２環部２５０Ｂの内径（すなわち、上述の開口部の直径）よりも僅かに大きい。したがって、円板３５０の外周面は、第２環部２５０Ｂの内壁面２５１Ｂに圧接される。本実施形態において、第２圧接部は、円板３５０によって例示される。

円板３５０からスプライン部３４１の長さだけ離間した基端部３４２の直径は、第１環部２４０の内径（すなわち、上述の挿入口の直径）よりも僅かに大きい。したがって、基端部３４２の外周面は、第１環部２４０の内壁面２４１に圧接される。本実施形態において、第１圧接部は、基端部３４２によって例示される。

図３に示される如く、円板３５０は、スプライン部３４１の先端面３４３から半径方向に突出する。したがって、円板３５０は、ピニオン２００Ｂが、シャフト３４０から脱落することを防止することができる。

＜第４実施形態＞
上述の実施形態に関連して説明された技術原理は、流体（気体や液体）の流動方向の変化に合わせて発電する発電装置の可動部位の駆動に好適に利用可能である。第４実施形態において、発電装置として機能する風車機器を駆動する駆動装置が説明される。

図４は、駆動装置が組み込まれた例示的な風車機器ＷＭＬの概略的な斜視図である。図４を参照して、風車機器ＷＭＬが説明される。

風車機器ＷＭＬは、タワーＴＷＨと、ナセルＮＣＨと、ハブＨＢＨと、３つのブレードＢＤＨと、を備える。タワーＴＷＨは、地面から立設される。ナセルＮＣＨは、タワーＴＷＨの上端に取り付けられる。ナセルＮＣＨは、タワーＴＷＨの上端で垂直軸周りに回転する。上述の実施形態の原理に従って構築された駆動装置は、タワーＴＷＨの上端でのナセルＮＣＨの回転運動に利用されてもよい。ハブＨＢＨは、ナセルＮＣＨに取り付けられる。ハブＨＢＨは、風車機器ＷＭＬが受ける風力に応じて回転する。３つのブレードＢＤＨは、ハブＨＢＨから放射状に延設される。ブレードＢＤＨそれぞれは、ハブＨＢＨ上で、ブレードＢＤＨの延設方向に沿う軸周りに回転する。第１実施形態の原理に従って構築された駆動装置は、ハブＨＢＨ上でのブレードＢＤＨそれぞれの回転運動に利用されてもよい。

図５は、第４実施形態の駆動装置１００Ｃの概略的な断面図である。図１及び図５を参照して、駆動装置１００Ｃが説明される。

駆動装置１００Ｃは、ハブＨＢＨ及び／又はブレードＢＤＨ内に配置される。駆動装置１００Ｃは、ブレードＢＤＨをハブＨＢＨ上で回転させるための回転力を生成する。

駆動装置１００Ｃは、ピニオン２００Ｃと、駆動部３００Ｃと、を備える。駆動部３００Ｃは、電動モータ３６０と、減速機３７０と、を備える。電動モータ３６０が生成した回転力は、減速機３７０を通じて、ピニオン２００Ｃへ伝達される。ピニオン２００Ｃは、図１を参照して説明されたピニオン２００に対応する。

電動モータ３６０は、主筐体３６１と、回転シャフト３６２と、を含む。回転シャフト３６２は、主筐体３６１から突出し、減速機３７０に連結される。回転シャフト３６２は、主筐体３６１内の電磁誘導によって生成された回転力によって回転される。回転シャフト３６２の回転は、減速機３７０に伝達される。

減速機３７０は、減速機構３７１と、出力シャフト３７２と、を含む。減速機構３７１は、様々な減速機（例えば、遊星歯車減速機や偏心型減速機）と同様の構造を有することができる。したがって、本実施形態の原理は、減速機構３７１の特定の構造に限定されない。

減速機構３７１は、電動モータ３６０の回転シャフト３６２に接続される。減速機構３７１は、回転数を低減させる一方で、トルクを増大させる。増大されたトルクは、減速機構３７１から出力シャフト３７２へ伝達される。この結果、出力シャフト３７２は、電動モータ３６０の回転シャフト３６２よりも低い回転数で回転する。出力シャフト３７２は、図１を参照して説明されたシャフト３００に対応する。

ピニオン２００Ｃは、上述の実施形態の原理にしたがって、出力シャフト３７２に取り付けられる。ピニオン２００Ｃは、出力シャフト３７２と一体的に回転することができる。

図６は、ハブＨＢＨとブレードＢＤＨとの境界の周囲における風車機器ＷＭＬの概略的な断面図である。図５及び図６を参照して、駆動装置１００Ｃの例示的な配置が説明される。

ハブＨＢＨには、開口部ＯＰＮが形成される。ハブＨＢＨは、開口部ＯＰＮの輪郭を形成する輪郭面ＣＴＳを含む。駆動装置１００Ｃは、輪郭面ＣＴＳに固定される。

風車機器ＷＭＬは、ボールベアリングＢＲＧを含む。ボールベアリングＢＲＧは、ハブＨＢＨとブレードＢＤＨとの間に配置される。

ハブＨＢＨは、ハブＨＢＨの外形輪郭を形成する外面ＯＵＳを含む。ブレードＢＤＨは、開口部ＯＰＮに対向する基端面ＰＸＳを含む。ボールベアリングＢＲＧは、外輪部ＯＲＧと、内輪部ＩＲＧと、複数のボールＢＬＬを含む。外輪部ＯＲＧは、外面ＯＵＳに固定される。外輪部ＯＲＧ内に配置された内輪部ＩＲＧは、基端面ＰＸＳに固定される。複数のボールＢＬＬは、外輪部ＯＲＧと、外輪部ＯＲＧと略同心に配置された内輪部ＩＲＧと、の間で転動する。したがって、内輪部ＩＲＧは、外輪部ＯＲＧ内で回転することができる。ブレードＢＤＨは、内輪部ＩＲＧとともに回転する。本実施形態において、可動部位は、ブレードＢＤＨによって例示される。

内輪部ＩＲＧは、複数のボールＢＬＬとは反対側の内面ＩＮＳを含む。内面ＩＮＳには、リングギアが形成される。ピニオン２００Ｃは、内面ＩＮＳに形成されたリングギアに噛み合う。したがって、内輪部ＩＲＧ及びブレードＢＤＨは、ピニオン２００Ｃとともに回転することができる。本実施形態において、従動歯車は、内面ＩＮＳに形成されたリングギアによって例示される。

上述の様々な実施形態の原理は、発電装置に要求される性能に適合するように、部分的或いは全体的に組み合わされてもよいし、変更されてもよい。上述の様々な実施形態において、風車機器の可動部位は、リングギアを介して、ピニオンから駆動力を受ける。代替的に、可動部位は、ピニオンに直接的に接続されてもよい（すなわち、ダイレクトドライブ方式）。

上述の実施形態の原理は、流体の流動方向の変化に合わせて発電する可動部位を有する発電装置の駆動に好適に利用可能である。

１００，１００Ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・駆動装置
２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ・・・・・・・・・・ピニオン
２１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内壁面
２４１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内壁面
２５１，２５１Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内壁面
３００，３００Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シャフト
３００Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シャフト組立体
３００Ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・駆動部
３３１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・先端部
３３２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・中間部
３３３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・基端部
３４０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シャフト
３４２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・基端部
３４３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・先端面
３５０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・円板
３７２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・出力シャフト
ＢＤＨ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ブレード
ＰＰ１，ＰＰ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・仮想平面
ＷＬＭ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・風車機器

Claims (7)

1. 流体の流動方向の変化に合わせて発電する発電装置の可動部位に設けられた従動歯車を駆動する駆動装置であって、
   前記従動歯車に噛み合う駆動歯車と、
   前記駆動歯車に形成された貫通穴に挿通され、前記駆動歯車にスプライン結合又はキー結合された回転シャフト部を有する駆動部と、を備え、
   前記駆動歯車は、前記貫通穴の輪郭を形成する内壁面を有し、
   前記回転シャフト部は、前記回転シャフト部の回転軸に直交する第１仮想平面及び前記第１仮想平面から前記回転軸の延設方向において離間した第２仮想平面上において、前記内壁面に、前記回転軸に直交する方向に圧接されている
   駆動装置。
2. 前記回転シャフト部は、前記第１仮想平面上で、前記内壁面に圧接される第１圧接部と、前記第２仮想平面上で、前記内壁面に圧接される第２圧接部と、前記第１圧接部と前記第２圧接部との間に位置する中間部と、を含み、
   前記内壁面と前記中間部との間の圧接力は、前記内壁面と前記第１圧接部及び前記第２圧接部それぞれとの間の圧接力よりも低い
   請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記中間部は、前記貫通穴の径よりも小さな径を有する
   請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記内壁面は、前記回転シャフト部が挿入される挿入口の輪郭を形成する第１内壁面と、前記挿入口よりも小さな径の開口部の輪郭を形成する第２内壁面と、を含み、
   前記回転シャフト部は、前記第１仮想平面よりも前記第２仮想平面において小さな径を有し、
   前記第１圧接部は、前記第１内壁面に圧接され、
   前記第２圧接部は、前記第２内壁面に圧接される
   請求項２又は３に記載の駆動装置。
5. 前記回転シャフト部は、前記貫通穴に挿入されるシャフトと、前記シャフトの先端面に接続された板材と、を含み、
   前記板材は、前記先端面から前記シャフトの半径方向に突出することにより、前記第２圧接部を形成し、
   前記シャフトは、前記先端面から離間した位置において形成された前記第１圧接部を含む
   請求項２又は３に記載の駆動装置。
6. 前記第１仮想平面及び前記第２仮想平面は、前記回転シャフト部及び前記駆動歯車が重なる重畳領域の両端に位置する
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の駆動装置。
7. 流体の流動方向の変化に合わせて発電する発電装置の可動部位に設けられた従動歯車を駆動する駆動装置であって、
   前記従動歯車に噛み合う駆動歯車と、
   前記駆動歯車に形成された貫通穴に挿通される回転シャフト部を有する駆動部と、を備え、
   前記回転シャフト部及び前記駆動歯車のうち少なくとも一方は、前記回転シャフト部の回転軸に直交する直交軸周りにおける前記駆動歯車の傾斜を抑制する圧入構造を有する
   駆動装置。

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