JP5832959B2 - 遊星歯車装置 - Google Patents

Description

本発明は、遊星歯車装置に関する。

特許文献１に、風力発電設備に組み込まれる遊星歯車装置が開示されている。この遊星歯車装置は、駆動源であるモータと連結され、風車ブレードのピッチ角を調整するための減速装置として使用されるもので、遊星歯車と、該遊星歯車が内接噛合する内歯歯車と、を備えている。

遊星歯車の軸方向両側には、一対のフランジ部材が配置されている。一対のフランジ部材は、柱部材（キャリヤピン）を介して連結され、さらに出力軸と一体化され、巨大な「出力ブロック」の一部を構成している。出力軸には、風車ブレード（相手部材）側の内歯歯車と噛合する出力ピニオンが備えられている。

この遊星歯車装置は、モータの回転を減速された出力ピニオンの回転として取り出し、該出力ピニオンと噛合している内歯歯車を回転させることによって、風車ブレードのピッチ角を変更する。

特開２０１１−１９４１号公報（図１）

出力軸に設けられた出力ピニオンを相手部材の歯車と噛合させるタイプの遊星歯車装置にあっては、構造上、出力軸に伝達トルクに応じたラジアル荷重が掛かる。

このため、徒に各構成部材の大きさを大きくすることなく、この出力軸に掛かるラジアル荷重を確実に受け止め得る強度を、いかにして確保するかが、従来、大きな問題の一つとされていた。

本発明は、この問題を解消するためになされたものであって、出力ピニオンを介して伝達されてくるラジアル荷重に対する強度を、より高く維持することのできる遊星歯車装置を提供することをその課題としている。

本発明は、遊星歯車と、該遊星歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記遊星歯車の軸方向両側に配置される一対のフランジ部材と、該一対のフランジ部材を連結する柱部材と、前記フランジ部材と一体化される出力軸と、該出力軸に設けられ相手部材側の歯車と噛合する出力ピニオンと、を有し、前記柱部材の少なくとも一端側は、前記フランジ部材に嵌入される構成とされた遊星歯車装置において、前記柱部材が嵌入される側のフランジ部材は、前記内歯歯車の内歯の内接円径よりも大きい外径を有する大径部を備え、前記内歯歯車は、内歯歯車本体と、該内歯歯車本体に設けられた支持溝に回転自在に支持され、前記内歯歯車の内歯を構成する外ピンと、を有し、前記フランジ部材の前記大径部よりも軸方向前記内歯歯車側に、該内歯歯車の前記外ピンの内接円径よりも外径が小さく、該外ピンと径方向に対向する対向部を備え、該対向部は、前記外ピンの前記支持溝からの脱落を防止する外ピン支持部として機能する構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

本発明では、柱部材が嵌入されるフランジ部材は、内歯歯車の内歯の内接円形よりも大きい外径を有する大径部を備えるようにしている。すなわち、この「大径部」において、フランジ部材は内歯歯車の内歯の内接円径よりも大きい。したがって、この大径部の存在により、柱部材が嵌入されている部分の外側に必要な肉厚を確保しつつ、該柱部材の径（特に嵌入部における径）やピッチ円（フランジ部材の中心から柱部材の中心までの距離）をより大きく設定することができる。そのため、出力軸と一体化される一対のフランジ部材および柱部材全体の強度をより高めることができ、出力ピニオンを介して出力軸にラジアル荷重が掛かったとしても、該ラジアル荷重を高い強度にて受け止めることができる。

本発明によれば、出力ピニオンを介して伝達されてくるラジアル荷重に対する強度を、より高く維持することのできる遊星歯車装置が得られる。

本発明の実施形態の一例に係る遊星歯車装置の断面図 図１の遊星歯車装置が風力発電設備のピッチ駆動装置の減速装置として組み付けられている状態を模式的に示した斜視図 図１の要部拡大断面図 図１の矢視ＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図 図１の矢視Ｖ−Ｖ線に沿う断面図 本発明の他の実施形態の一例を示す図３相当の要部拡大断面図 本発明のさらに他の実施形態の一例を示す図３相当の要部拡大断面図

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例に係る遊星歯車装置の断面図、図２は、図１の遊星歯車装置が風力発電設備のピッチ駆動装置の減速装置として組み付けられている状態を模式的に示した斜視図である。

図２を参照して、本実施形態は、該遊星歯車装置１２を、風力発電設備１０（全体は図示略）の風車ブレード１４の向き（ピッチ角）を調整するピッチ駆動装置１６に適用している。

このピッチ駆動装置１６は、モータ１８、該モータ１８の回転を減速する遊星歯車装置１２、および風車ブレード１４側に設けられ該遊星歯車装置１２の出力軸２０に設けられた出力ピニオン２２と噛合する歯車（２４：実際の位置とは若干異なる）とで主に構成されている。

モータ１８の回転によって遊星歯車装置１２の出力軸２０および出力ピニオン２２が回転し、これにより、該出力ピニオン２２と噛合している歯車２４が回転し、風車ブレード１４のピッチ角が変更される。風車ブレード１４のピッチ角を適正な角度とすることにより、より効率的に風圧を受けることができる。なお、符号２１はナセル、２３はナセル２１を支柱２５上で水平回転させるヨー駆動装置である。

以下、図１を参照して遊星歯車装置１２の構成を詳細に説明する。なお、図３は、図１の要部拡大断面図、図４、図５は、それぞれ図１の矢視ＩＶ−ＩＶ線、Ｖ−Ｖ線に沿う断面図である。

この遊星歯車装置１２は、いわゆる揺動内接噛合型と称される遊星歯車装置であり、外歯歯車３０（遊星歯車）と、該外歯歯車３０が内接噛合する内歯歯車３２とを備える。

遊星歯車装置１２の入力軸３４は、モータ１８側の端部に図示せぬモータ軸が挿入される中空部３４Ａを有している。入力軸３４の反モータ側の端部には、入力ピニオン３４Ｂが直切り形成されている。入力ピニオン３４Ｂは、複数（この例では３個）の振り分け歯車３６と同時に噛合している。各振り分け歯車３６は、スプライン３８を介して偏心体軸４０とそれぞれ連結されている。

偏心体軸４０は、一対の円錐ころ軸受４２を介して後述する第１、第２フランジ部材４４、４６に両持ち支持されている。偏心体軸４０には、該偏心体軸４０の軸心Ｏ１に対して偏心した外周を有する偏心体４８が一体的に形成されている。この例では、偏心体４８は各偏心体軸４０ごとに２個形成されており、該２個の偏心体４８の偏心位相は１８０度ずれている。偏心体４８の外周にはころ軸受４９が配置され、該ころ軸受４９を介して外歯歯車３０が揺動可能に組み込まれている。

外歯歯車３０は、揺動しながら内歯歯車３２に内接噛合している。内歯歯車３２は、この実施形態では、ケーシング５０（のケーシング本体５２）と一体化された内歯歯車本体３２Ａと、該内歯歯車本体３２Ａの支持溝３２Ａ１に回転自在に支持された外ピン３２Ｂとで主に構成されている。外ピン３２Ｂは、内歯歯車３２の内歯を構成している。内歯歯車３２の内歯の数（外ピン３２Ｂの本数）は、外歯歯車３０の外歯の数よりもわずかだけ（この例では１だけ）多い（図４参照）。

外歯歯車３０の軸方向両側には、一対のフランジ部材（第１フランジ部材４４および第２フランジ部材４６）が配置されている。第１、第２フランジ部材４４、４６は、外歯歯車３０のキャリヤピン孔３０Ａを（非接触で）貫通するキャリヤピン（柱部材）６０によって連結されている。第１、第２フランジ部材４４、４６のうち第１フランジ部材４４が、出力軸２０と（当初から一部材として）一体化されている。このため、出力軸２０、第１フランジ部材４４、キャリヤピン６０、および第２フランジ部材４６は、相互に連結されて巨大な出力ブロック６２を構成している。

出力軸２０の先端には、前記出力ピニオン２２が出力スプライン６４および出力ボルト６６を介して固定されている。前述したように、出力ピニオン２２は、前記風車ブレード（相手部材）１４側に固定された歯車２４と噛合している（図２参照）。

ここで、主に図３を参照して、第１、第２フランジ部材４４、４６およびキャリヤピン（柱部材）６０に関係する構成について詳細に説明する。

キャリヤピン６０は、この実施形態では、周方向に等間隔（１２０度の間隔）に３本配置されている。各キャリヤピン６０のピッチ円径（直径、第１、第２フランジ部材４４、４６の中心からキャリヤピン６０の軸心までの距離の２倍）は、全てｄ４であり、等しい。各キャリヤピン６０は、第１フランジ部材４４とも第２フランジ部材４６とも別の部材で構成されている。具体的には、キャリヤピン６０は、第１、第２フランジ部材４４、４６より強度が高く、耐低温脆性に優れる鋼系の素材で形成されている。

キャリヤピン６０は、軸方向一端側（負荷側）に第１フランジ部材４４に嵌入される外径ｄ１の第１嵌入部６０Ａ、他端側（反負荷側）に第２フランジ部材４６に嵌入される外径ｄ２の第２嵌入部６０Ｂ、中央部に該第１、第２嵌入部６０Ａ、６０Ｂの外径ｄ１、ｄ２よりも大きな外径ｄ３を有する中央大径部６０Ｃを備える。なお、この実施形態では、第１、第２嵌入部６０Ａ、６０Ｂの外径ｄ１、ｄ２は同一であるが、異なっていてもよい。また、中央大径部６０Ｃの外径ｄ３も、第１、第２嵌入部６０Ａ、６０Ｂの外径ｄ１、ｄ２と同一とされていてもよい。

第１フランジ部材４４側の構成から説明すると、第１フランジ部材４４には、キャリヤピン６０の一端側の第１嵌入部６０Ａが嵌入されるキャリヤピン孔４４Ａが貫通形成されている。すなわち、この実施形態では、キャリヤピン６０の一端側は、第１嵌入部６０Ａを介して第１フランジ部材４４と連結される。具体的には、キャリヤピン６０は、該キャリヤピン６０の第１段部６０Ｄが第１フランジ部材４４の軸方向側面に当接するまで嵌入され、この状態で台座７０付きのボルト７２が締め込まれる。

（キャリヤピン６０の第１嵌入部６０Ａが嵌入される）第１フランジ部材４４は、内歯歯車３２の内歯（この実施形態では外ピン３２Ｂ）の内接円径ｄ７よりも大きい外径ｄ５を有する第１大径部４４Ｂを備えている。この結果、（第１フランジ部材４４の）キャリヤピン６０の第１嵌入部６０Ａの径方向外側部分４４Ｐ（以下、単に第１嵌入部外側部４４Ｐと称す）には、所定の肉厚（寸法）Ｌ１が確保されている。

この大小関係に関してより具体的に説明すると、キャリヤピン６０は外歯歯車３０を貫通している。このため、外歯歯車３０を貫通しているキャリヤピン６０の中央大径部６０Ｃでの外接円径ｄ８は、内歯歯車３２の外ピン３２Ｂの内接円径ｄ７より小さい（ｄ８＜ｄ７）。したがって、該第１フランジ部材４４での、第１嵌入部外側部４４Ｐには、キャリヤピン６０の中央大径部６０Ｃでの外接円径ｄ８に対して、（ｄ７−ｄ８）に相当する肉厚の最低余裕Ｌ３が確保されることになる。

そして、この実施形態では、さらに、第１嵌入部６０Ａの外径（太さ）ｄ１を中央大径部６０Ｃの外径（太さ）ｄ３より小さくし（ｄ１＜ｄ３）、かつ、第１大径部４４Ｂの外径ｄ５を、内歯歯車３２の外ピン３２Ｂの内接円径ｄ７よりも大きくしていているため（ｄ５＞ｄ７）、結果として、第１嵌入部外側部４４Ｐには、最低余裕Ｌ３より、（ｄ３−ｄ１）／２＋（ｄ５−ｄ７）／２に相当する分だけ、さらに大きな前記肉厚Ｌ１が確保されているものである。

なお、この実施形態では、第１フランジ部材４４には、第１大径部４４Ｂよりも軸方向内歯歯車３２側に、該内歯歯車３２と径方向に対向する第１対向部４４Ｃ（外径ｄ９）が備えられている。第１対向部４４Ｃの外径ｄ９は、該内歯歯車３２の内歯の内接円径ｄ７よりも（僅かに）小さい。この第１対向部４４Ｃは、外ピン３２Ｂの支持溝３２Ａ１からの脱落を防止する外ピン支持部として機能している。第１大径部４４Ｂ（外径ｄ５）と第１対向部４４Ｃ（外径ｄ９）との間に生じている（ｄ５−ｄ９の）段部４４Ｄは、外ピン３２Ｂの軸方向負荷側の端部と対峙している。したがって、当然のことながら、第１大径部４４Ｂとキャリヤピン６０は、径方向から見て重なっている（この実施形態では第１大径部４４Ｂは、径方向から見てキャリヤピン６０と１００％重なっている）。また、第１フランジ部材４４の軸方向内側の側面は、外歯歯車３０の位置決めにも寄与している。

一方、第２フランジ部材４６には、キャリヤピン６０の他端側が嵌入される有底のキャリヤピン穴４６Ａが形成されている。すなわち、この実施形態ではキャリヤピン６０の一端側のみならず、他側端も第２嵌入部６０Ｂを介して第２フランジ部材４６と連結されている。具体的には、キャリヤピン６０の他端側は、その端面６０Ｆが第２フランジ部材４６のキャリヤピン穴４６Ａの底部４６Ａ１に当接するまで嵌入され、この状態で、ワッシャ７４付きのボルト７６が締め込まれる。

（キャリヤピン６０の第２嵌入部６０Ｂが嵌入される）第２フランジ部材４６も、内歯歯車３２の外ピン３２Ｂ（内歯）の内接円形ｄ７よりも大きい外径ｄ６を有する第２大径部４６Ｂを備えており、（第２フランジ部材４６の）キャリヤピン６０の第２嵌入部６０Ｂの径方向外側部分４６Ｐ（以下、単に第２嵌入部外側部４６Ｐと称す）に、第１フランジ部材４４側と同様に大きな厚み（寸法）Ｌ２が確保されている。

すなわち、結果としてこの実施形態では、キャリヤピン６０の両端が第１、第２フランジ部材４４、４６にそれぞれ嵌入され、第１、第２フランジ部材４４、４６の双方が、第１、第２大径部４４Ｂ、４６Ｂを備えていることになる。

なお、第１、第２大径部４４Ｂ、４６Ｂの外径ｄ５、ｄ６は、この実施形態では同一であり（ｄ５＝ｄ６）、第１、第２嵌入部６０Ａ、６０Ｂの外径ｄ１、ｄ２も同一であるため（ｄ１＝ｄ２）、第１、第２嵌入部外側部４４Ｐ、４６Ｐの厚みＬ１、Ｌ２も同一となっている（Ｌ１＝Ｌ２）。しかし、これらは第１フランジ部材４４側と第２フランジ部材４６側とで互いに異なっていてもよい。

また、第２フランジ部材４６側においても、第２大径部４６Ｂよりも軸方向において内歯歯車３２側に、該内歯歯車３２と径方向に対向する第２対向部４６Ｃが備えられている。第２対向部４６Ｃの外径ｄ１０は、該内歯歯車３２の外ピン３２Ｂの内接円径ｄ７よりも（僅かに）小さい。この第２対向部４６Ｃも、（第１対向部４４Ｃと同様に）外ピン３２Ｂの支持溝３２Ａ１からの脱落を防止する外ピン支持部として機能している。

第２大径部４６Ｂ（外径ｄ６）と第２対向部４６Ｃ（外径ｄ１０）との間に生じている（ｄ６−ｄ１０の）段部４６Ｄは、前記段部４４Ｄと同様に、外ピン３２Ｂの軸方向反負荷側の軸方向端部と対峙している。また、第２フランジ部材４６の側面は、外歯歯車３０の位置決めにも寄与している。

次に、遊星歯車装置１２のケーシング５０に関係する構成について説明する。遊星歯車装置１２のケーシング５０は、（モータカバー兼用の）継カバー５１、（内歯歯車３２の内歯歯車本体３２Ａと兼用の）ケーシング本体５２、および負荷側カバー５３とで主に形成され、それぞれボルト５５、５６によって連結されている。

ケーシング５０（のケーシング本体５２）の第１大径部４４Ｂに対向する部分５２Ａ（以下、単に第１大径部対向部５２Ａと称す）の内径はＤ１である。第１大径部対向部５２Ａと軸方向において出力ピニオン２２側に隣接する隣接部５２Ｂ（以下、単にピニオン側隣接部５２Ｂと称す）の内径は、Ｄ１より小さいＤ３である。すなわち、ケーシング本体５２の第１大径部対向部５２Ａの内径Ｄ１は、ピニオン側隣接部５２Ｂの内径Ｄ３より大きい（Ｄ１＞Ｄ３）。

この第１大径部対向部５２Ａの内径Ｄ１の加工は機械加工によって行われる。第１大径部対向部５２Ａの内径Ｄ１が、ピニオン側隣接部５２Ｂの内径Ｄ３より大きく、かつ第１大径部対向部５２Ａの内径Ｄ１が機械加工によって精度よく加工されることにより、加工誤差があっても干渉しない範囲で、第１大径部４４Ｂの外径ｄ５として、できるだけ第１大径部対向部５２Ａの内径Ｄ１に近い大きな寸法（ｄ５≒Ｄ１）を確保している。また、その一方で、（Ｄ１＞Ｄ３であるため）ケーシング本体５２は、第１大径部対向部５２Ａより、ピニオン側隣接部５２Ｂの方が厚くなっていて強度が高い。そこで、遊星歯車装置１２全体をロータヘッド側の部材に固定するためのフランジ部５２Ｆは、この肉厚とされたピニオン側隣接部５２Ｂの近傍の外周に設けられている。

なお、第１大径部対向部５２ＡのＤ１は、内歯歯車３２の内歯歯車本体３２Ａの支持溝３２Ａ１以外の部分の内径Ｄ８と同一である。また、第１フランジ部材４４の第１大径部４４Ｂの外径ｄ５は、ピニオン側隣接部５２Ｂの内径Ｄ３よりも大きい（ｄ５＞Ｄ３）。しかし、第１大径部４４Ｂの負荷側の端部が、傾斜面４４Ｋで構成されているため、第１フランジ部材４４は、第１大径部対向部５２Ａとピニオン側隣接部５２Ｂとの間の段差５２Ｄを越えて軸方向負荷側に拡大された大きな厚みＬ９を確保している。

ところで、本実施形態では、（第１フランジ部材４４より小径とされた）出力軸２０は、第１大径部４４Ｂよりも軸方向出力ピニオン２２側で自動調心ころ軸受６５によって支持されている。しかし、第１大径部４４Ｂと内歯歯車３２（の外ピン３２Ｂ）との間の軸方向範囲における該第１フランジ部材４４の第１大径部４４Ｂとケーシング５０（のケーシング本体５２）との間には、軸受は配置されていない。また、第２フランジ部材４６の第２大径部４６Ｂの外周は、ケーシング５０（の継カバー５１）に直接接触して「滑り軸受」を構成している。具体的には、ケーシング５０の継カバー５１の第２大径部４６Ｂに対応する部分５１Ａ（以下単に第２大径部対向部５１Ａと称す）が、径方向内側に突出して外輪部を形成している。

要するに、この種の揺動内接噛合遊星歯車装置１２にあっては、第１、第２大径部４４Ｂ、４６Ｂとケーシング５０との間の双方に軸受が配置されることが多いが、この実施形態で第１大径部４４Ｂとケーシング５０（のケーシング本体５２）との間には敢えて軸受を配置していない、ということになる。これは、出力ブロック６２の剛性が高いため、自動調心ころ軸受６５と第２大径部対向部５１Ａの滑り軸受とで、長いスパンＳ２で２点支持できることから、この２点支持だけで十分な支持がなし得ると考えられるためである。

また、第２大径部４６Ｂでの第２フランジ部材４６の支持を「（転動体を有さない）滑り軸受による支持」としているのは、ａ）第２大径部４６Ｂは出力ピニオン２２から大きく離れており、かつ、ｂ）遊星歯車装置１２全体をロータヘッド側の部材（図示略）に固定するためのフランジ部５２Ｆ（ラジアル荷重に対して反力を提供する部分）が、自動調心ころ軸受６５の近傍に配置されている、という事情等から、第２大径部４６Ｂの近傍に掛かるラジアル荷重は、大きくはないと考えられること、さらには、ｃ）第２フランジ部材４６の回転速度（ケーシング５０との相対回転速度）は非常に遅いため、摺動面の摩耗の心配が少ない、ｄ）低コストである、等の理由による。

なお、ケーシング５０（の継カバー５１）の前記第２大径部対向部５１Ａには、円周方向３箇所（１２０度の間隔）に、円弧状の切り欠き５１Ｂ（径方向の溝）が軸方向に沿って形成されている（図１、図５参照）。この切り欠き５１Ｂの形状および形成位置は、振り分け歯車３６の大きさおよび組み付け位置に対応している。つまり、この切り欠き５１Ｂを利用して（該切り欠き５１Ｂが振り分け歯車３６の外側に位置するようにした上で）振り分け歯車３６の外側にケーシング５０（の継カバー５１）が組み付けられる。これにより、偏心体軸４０のピッチ円（第１、第２フランジ部材４４、４６の中心から偏心体軸４０の軸心Ｏ１までの距離）および振り分け歯車３６の大きさを（同一寸法の継カバー５１に対して）できるだけ大きく確保することができる。なお、組み付け後は、切り欠き５１Ｂは、潤滑剤の通路として機能する。

次に、遊星歯車装置１２の作用について説明する。

図示せぬモータ１８が回転すると、遊星歯車装置１２の入力軸３４が回転する。入力軸３４が回転すると入力ピニオン３４Ｂを介して３個の振り分け歯車３６が同時に同方向に回転する。この結果、３本の偏心体軸４０が回転し、各偏心体軸４０の軸方向同位置にある偏心体４８が同期して偏心回転する。

これにより、外歯歯車３０が揺動し、外歯歯車３０と内歯歯車３２との噛合位置が回転してゆく。外歯歯車３０の歯数は内歯歯車３２の歯数（外ピン３２Ｂの本数）よりも１だけ少ないため、偏心体軸４０が１回回転して噛合位置が一周するごとに、外歯歯車３０は、（固定状態にある内歯歯車３２に対して）相対的に１歯分だけ回転する（自転する）。

この自転成分が、偏心体軸４０の公転として第１、第２フランジ部材４４、４６に伝達される。第１、第２フランジ部材４４、４６は、キャリヤピン６０を介して連結されており、第１フランジ部材４４は、出力軸２０と一体化されている。このため、該第１、第２フランジ部材４４、４６に伝達されてきた外歯歯車３０の自転成分は、出力軸２０の回転として取り出され、該出力軸２０の先端に設けられた出力ピニオン２２を回転させる。

出力ピニオン２２の回転は、風車ブレード１４側に設けられた歯車２４を回転させ、風車ブレード１４のピッチ角度が変更される。

ここで、従来の設計事情について簡単に説明しておくと、従来は、フランジ部材の外周には、軸受が配置されることが多く、また、配置されないときでも、フランジ部材の外周で外ピンを支持させたりする設計等と相まって、フランジ部材の外径は内歯歯車の内歯の内接円径よりも小さく設計されていた。したがって、（フランジ部材の）キャリヤピンの嵌入部外側部の厚みを確保するために、キャリヤピンのピッチ円径や外径（太さ）も相応に小さく設計され、キャリヤピン周りの強度が低下する傾向があった（もしくは十分な強度を維持するには遊星歯車装置自体が大型化する傾向があった）。

そのため、これを嫌って、（フランジ部材の）キャリヤピンの嵌入部外側部の厚みをそれほど大きく確保しなくて済むように、フランジ部材とキャリヤピンを始めから（１個の部材として）一体化した構成も提案されている。しかし、フランジ部材とキャリヤピンを一体化する構成は、キャリヤピンの素材をフランジ部材の素材（鋳物）に合わせざるを得ず、キャリヤピンの強度を確保するのが困難になるという新たな問題が生じていた。特に、本実施形態のように、遊星歯車装置を風力発電設備に組み込むような場合には、冬季の低温脆性について、十分な素材特性を得るのが難しいという問題が生じることもあった。さらには、風力発電設備は概して山地や洋上にあり、しかも遊星歯車装置が組み込まれるナセルは、地面或いは海面から非常に高い位置にあるため、ケーシングとキャリヤピンが一体化されていると、分解してより軽量化することができず、メンテナンス時等において取り扱いが不便になるという問題も生じていた。

しかしながら、この実施形態においては、第１、第２フランジ部材４４、４６は、双方とも、キャリヤピン６０が嵌入され、かつ、内歯歯車３２の内歯（外ピン３２Ｂ）の内接円径ｄ７よりも大きい外径ｄ５、ｄ６を有する第１、第２大径部４４Ｂ、４６Ｂをそれぞれ備えている。そのため、第１、第２フランジ部材４４、４６のキャリヤピン６０との連結部付近、より具体的には、第１、第２嵌入部外側部４４Ｐ、４６Ｐ（第１、第２嵌入部６０Ａ、６０Ｂの径方向外側部分）に、大きな厚み（寸法）Ｌ１、Ｌ２を確保し得るようになり、出力軸２０側からのラジアル荷重を確実に受け止めることができる。

換言するならば、この第１、第２大径部４４Ｂ、４６Ｂの存在により、キャリヤピン６０が嵌入されている部分の外側に必要な厚みＬ１、Ｌ２を確保しつつ、該キャリヤピン６０の径（特に嵌入部における径）ｄ１やピッチ円径（フランジ部材の中心から柱部材の中心までの距離の２倍）ｄ４をより大きく設定することができる。そのため、出力軸２０と一体化される一対の第１、第２フランジ部材４４、４６およびキャリヤピン６０全体の強度（出力ブロック６２全体の強度）をより高めることができ、出力ピニオン２２を介して出力軸２０にラジアル荷重が掛かったとしても、該ラジアル荷重を高い強度にて受け止めることができる。

また、キャリヤピン６０自体を（第１、第２フランジ部材４４、４６とは異なる）より強度が高く、より低温脆性のない素材で構成することができる。さらには、結果として、偏心体軸４０の径方向外側部分にも寸法的な余裕が生じるため、偏心体軸４０のピッチ円径や外径（太さ）についても、同様に、より大きな値を確保することができる。

一般に、遊星歯車装置１２のケーシング５０（のケーシング本体５２）の外径（径方向寸法）は、主に内歯歯車３２の内歯（外ピン３２Ｂ）のピッチ円とリンクする。上記実施形態では内歯歯車３２のピッチ円は（従来と比較して）不変であるため、ケーシング本体５２自体の外径も基本的に従来と同等の大きさを維持できる。このことは、ケーシング本体５２の外径を大きくすることなく、対ラジアル荷重をより高めることができることを意味する。また、見方を変えるならば、同一のラジアル荷重に対してならば、遊星歯車装置１２全体の外径をより縮小できる可能性を有していることを意味する。

また、本実施形態では、ピニオン側隣接部５２Ｂ（第１大径部対向部５２Ａと軸方向において出力ピニオン２２側に隣接する隣接部）のさらに出力側で出力軸２０が自動調心ころ軸受６５によって支持され、一方、第１大径部４４Ｂと内歯歯車３２との間の軸方向範囲における該第１大径部４４Ｂとケーシング５０（のケーシング本体５２）との間には軸受が配置されない構成を採用している。この構成は、前述したように、本実施形態では出力ブロック６２の剛性を高めることができるため、該出力ブロック６２を長いスパンＳ２で２点支持できるようになることを利用したものであるが、これにより、第１大径部４４Ｂとケーシング５０との間に軸受がない分、該第１大径部４４Ｂの外径ｄ５をより大きく確保することができている。

その一方で、第１大径部４４Ｂよりも軸方向において第１フランジ部材４４の内歯歯車３２側に、該内歯歯車３２の外ピン３２Ｂ（内歯）の内接円径ｄ７よりも（僅かに）外径ｄ９が小さく、該内歯歯車３２と径方向に対向する第１対向部４４Ｃが備えられるように構成したため、第１フランジ部材４４によって内歯歯車３２の外ピン３２Ｂの支持も合わせて行うこともできている。

また、遊星歯車装置１２のケーシング５０（のケーシング本体５２）の第１大径部対向部５２Ａ（ケーシング５０の第１大径部４４Ｂに対向する部分）の内径Ｄ１が、ピニオン側隣接部５２Ｂ（第１大径部対向部５２Ａの軸方向出力ピニオン２２側の部分）よりも大きく形成されている。これにより、（ケーシング５０の外径寸法が大きくなるのを防止しつつ）フランジ部５２Ｆに近いピニオン側隣接部５２Ｂの強度を高く維持し、かつ第１フランジ部材４４の第１大径部４４Ｂの外径ｄ５をより大きく確保することが可能となっている。また、第１大径部４４Ｂの径方向外側に存在する潤滑剤が、負荷側に流れにくく、特に、遊星歯車装置１２を縦置きで使用するような用途において潤滑剤が落下しにくいという効果も得られている。とりわけ本実施形態では、第１大径部４４Ｂの外径ｄ５が、ピニオン側隣接部５２Ｂの内径Ｄ３よりも大きく形成されていることから、第１フランジ部材４４の第１大径部４４Ｂとケーシング５０（のケーシング本体５２）との間で、段部５２Ｄの近傍の空間（潤滑剤通路となる空間）をカギ型に曲げることができているため、潤滑剤の保持に関して一層顕著な効果を得ることができる。

なお、上記実施形態においては、第２フランジ部材４６の外周を、ケーシング５０（の継カバー５１）に形成した第２大径部対向部５１Ａと摺動させることによって滑り軸受を構成するようにしていたが、例えば、図６に示されるように、この部分にころ１０２を配置することによってころ軸受１０５を形成するようにしてもよい。

この図６の例では、内歯歯車１３２の内歯を構成する外ピン１３２Ｂを支持する支持溝１３２Ａ１をケーシング１５０（のケーシング本体１５２）の端部にまで延長・形成し、この延長した部分に外ピン１３２Ｂと同径（或いは外ピン１３２Ｂよりもわずかに大きな径）のころ１０２を、外ピン１３２Ｂと同一の円周方向位置に、外ピン１３２Ｂと同数配置するようにしている。

なお、第２大径部１４６Ｂの外周には、ころ１０２の転動面１４６Ｅが形成されている。これにより、ケーシング１５０や第２大径部１４６Ｂの寸法（ｄ６）を先の実施形態と基本的に同一に維持したまま、支持溝１３２Ａ１を外輪、第２大径部１４６Ｂを内輪とするころ軸受１０５を形成することができ、第２フランジ部材４６をより円滑に回転・支持することができる。

なお、図示はしていないが、この構成は、第１フランジ部材４４の側のケーシング５０（のケーシング本体５２）と第１大径部４４Ｂとの間にも同様に適用することができる。

その他の構成は、先の実施形態と同様であるため、図中で同一または実質的に同一の部位に同一の符号を付すに止め、重複説明を省略する。

また、上記実施形態においては、キャリヤピン６０を、第１フランジ部材４４とも第２フランジ部材４６とも別の部材で構成し、キャリヤピン６０の両端が第１、第２フランジ部材４４、４６にそれぞれ嵌入され、かつ、一対のフランジ部材４４、４６の双方が第１、第２大径部４４Ｂ、４６Ｂを備える構成としていた。

しかしながら、本発明は、例えば、図７に示されるように、キャリヤピンの片側は、第１フランジ部材または第２フランジ部材のいずれかと始めから同一の部材で一体化させるようにしてもよい。図７の例ではキャリヤピン（６０）を第１フランジ部材（４４）と一体化し、キャリヤピン付きの第１フランジ部材２４４としている。これにより、例えば、該一体化した側については、第１フランジ部材（４４）のキャリヤピン（６０）の第１嵌入部外側部（４４Ｐ）に厚みを持たせる必要性が（嵌入タイプほどには）大きくならないため、（図示はしないが）、例えば、この部分に専用の軸受を配置する等の設計変更を行うことが容易になる等のメリットが得られるようになる。尤も、図７に示されるように、キャリヤピン（６０）をフランジ部材と一体化した側においても、第１大径部２４４Ｂを先の実施形態と同様な大きさで形成し、より強度の増強を図るようにしてもよい。その他の構成は、最初の実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。

また、上記実施形態においては、本発明に係る遊星歯車装置の減速機構として、偏心体軸が内歯歯車の軸心からオフセットした位置に複数設けられるタイプの揺動内接噛合式の遊星歯車機構が採用されていたが、本発明に係る遊星歯車装置の具体的な減速機構はこれに限定されるものではなく、例えば、偏心体軸が内歯歯車の軸心位置に１個のみ存在するタイプの揺動内接噛合式の遊星歯車機構や単純遊星歯車機構の遊星歯車装置であってもよい。

また、本遊星歯車装置は、上記実施形態のように、コンパクト性が要求されるとともに、特に出力軸の負荷側（出力ピニオン２２）から、風力による強いラジアル荷重が逆入力されてくる虞のある風力発電設備のピッチ駆動装置に組み込む減速装置等に適用すると、特に顕著な効果が得られるが、本発明に係る遊星歯車装置の用途は、特にこれに限定されるものではなく、同様に、例えば、風力発電設備のヨー駆動装置（ナセルの旋回駆動装置）に適用してもよく、さらには、建設機械やクレーンの旋回駆動用の遊星歯車装置など、種々の用途に適用してもよい。

１２…遊星歯車装置
２０…出力軸
２２…出力ピニオン
３０…外歯歯車
３２…内歯歯車
３４…入力軸
４４…第１フランジ部材
４４Ｂ…第１大径部
４４Ｃ…第１対向部
４４Ｐ…第１嵌入部外側部
４６…第２フランジ部材
４６Ｂ…第２大径部
４６Ｃ…第２対向部
４６Ｐ…第２嵌入部外側部
５０…ケーシング
５１…継カバー
５１Ａ…第２大径部対向部
５２…ケーシング本体
５２Ａ…第１大径部対向部
５２Ｂ…ピニオン側隣接部
６０…キャリヤピン
６０Ａ…第１嵌入部
６０Ｂ…第２嵌入部
６０Ｃ…中央大径部
６２…出力ブロック

Claims (6)

1. 遊星歯車と、該遊星歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記遊星歯車の軸方向両側に配置される一対のフランジ部材と、該一対のフランジ部材を連結する柱部材と、前記フランジ部材と一体化される出力軸と、該出力軸に設けられ相手部材側の歯車と噛合する出力ピニオンと、を有し、前記柱部材の少なくとも一端側は、前記フランジ部材に嵌入される構成とされた遊星歯車装置において、
   前記柱部材が嵌入される側のフランジ部材は、前記内歯歯車の内歯の内接円径よりも大きい外径を有する大径部を備え、
   前記内歯歯車は、内歯歯車本体と、該内歯歯車本体に設けられた支持溝に回転自在に支持され、前記内歯歯車の内歯を構成する外ピンと、を有し、
   前記フランジ部材の前記大径部よりも軸方向前記内歯歯車側に、該内歯歯車の前記外ピンの内接円径よりも外径が小さく、該外ピンと径方向に対向する対向部を備え、
   該対向部は、前記外ピンの前記支持溝からの脱落を防止する外ピン支持部として機能する
   ことを特徴とする遊星歯車装置。
2. 請求項１において、
   前記大径部と前記柱部材が径方向から見て重なっている
   ことを特徴とする遊星歯車装置。
3. 請求項１または２において、
   前記出力軸は、前記大径部よりも軸方向前記出力ピニオン側で軸受によって支持され、かつ前記フランジ部材の前記大径部と前記内歯歯車との間の軸方向範囲には、軸受が配置されない
   ことを特徴とする遊星歯車装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記柱部材は、その両端が前記フランジ部材に嵌入され、前記一対のフランジ部材の双方が前記大径部を備えている
   ことを特徴とする遊星歯車装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   当該遊星歯車装置のケーシングの前記大径部に対向する部分の内径が、該大径部に対向する部分と軸方向において前記出力ピニオン側に隣接する隣接部の内径よりも大きい
   ことを特徴とする遊星歯車装置。
6. 請求項５において、
   前記大径部の外径が、前記隣接部の内径よりも大きい
   ことを特徴とする遊星歯車装置。

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