JP5857561B2 - Power generator - Google Patents

Power generator Download PDF

Info

Publication number
JP5857561B2
JP5857561B2 JP2011198354A JP2011198354A JP5857561B2 JP 5857561 B2 JP5857561 B2 JP 5857561B2 JP 2011198354 A JP2011198354 A JP 2011198354A JP 2011198354 A JP2011198354 A JP 2011198354A JP 5857561 B2 JP5857561 B2 JP 5857561B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotator
output
input
peripheral surface
outer ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011198354A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013060825A (en
JP2013060825A5 (en
Inventor
藤原 英樹
英樹 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2011198354A priority Critical patent/JP5857561B2/en
Priority to US13/606,695 priority patent/US9035476B2/en
Priority to ES12183632.4T priority patent/ES2505471T3/en
Priority to DK14166409.4T priority patent/DK2792880T3/en
Priority to DK12183632.4T priority patent/DK2568197T3/en
Priority to EP14166409.4A priority patent/EP2792880B1/en
Priority to ES14166409T priority patent/ES2724240T3/en
Priority to EP12183632.4A priority patent/EP2568197B1/en
Priority to CN201210337413.XA priority patent/CN102996366B/en
Publication of JP2013060825A publication Critical patent/JP2013060825A/en
Publication of JP2013060825A5 publication Critical patent/JP2013060825A5/ja
Priority to US14/535,787 priority patent/US9322395B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5857561B2 publication Critical patent/JP5857561B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Description

本発明は、外力による主軸の回転を増速機により増速させて発電機を駆動する発電装置に関する。   The present invention relates to a power generator that drives a generator by increasing the rotation of a main shaft by an external force with a speed increaser.

従来、風力発電装置として、ブレードにより風力を受けて当該ブレードに接続された主軸を回転させ、その主軸の回転を増速させて発電機を駆動させるために、増速機が用いられるものがある。図5に示すように、この増速機202は、主軸200の回転を入力して増速する遊星歯車機構203と、この遊星歯車機構203により増速された回転を入力して、さらにその回転を増速する高速段歯車機構204と、この高速段歯車機構204の回転トルクを出力する出力軸205とを備えている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a wind power generator, there is a wind power generator that uses a speed increasing device to drive a generator by receiving wind power from a blade, rotating a main shaft connected to the blade, and increasing the rotation speed of the main shaft. . As shown in FIG. 5, the speed increaser 202 inputs the rotation of the planetary gear mechanism 203 that receives the rotation of the main shaft 200 and increases the rotation, and further receives the rotation increased by the planetary gear mechanism 203. Is provided with a high-speed gear mechanism 204 that speeds up the rotation, and an output shaft 205 that outputs the rotational torque of the high-speed gear mechanism 204.

遊星歯車機構203は、主軸200と一体回転可能に連結された入力軸203aが回転すると、遊星キャリア203bが回転することによって、遊星歯車203cを介して太陽歯車203dが増速回転し、その回転を高速段歯車機構204の低速軸204aに伝達するようになっている。
高速段歯車機構204は、低速軸204aが回転すると、低速ギヤ204b及び第1中間ギヤ204cを介して中間軸204dを増速回転させ、さらに第2中間ギヤ204e及び高速ギヤ204fを介して出力軸205を増速回転させるようになっている。
増速機202の低速軸204a、中間軸204d及び出力軸205をそれぞれ回転自在に支持する軸受として、ころ軸受206〜211が多用されている(例えば、特許文献1参照)。
In the planetary gear mechanism 203, when the input shaft 203a connected to the main shaft 200 so as to rotate integrally is rotated, the planet carrier 203b is rotated, so that the sun gear 203d is rotated at an increased speed via the planetary gear 203c. It is transmitted to the low-speed shaft 204a of the high-speed gear mechanism 204.
When the low-speed shaft 204a rotates, the high-speed gear mechanism 204 rotates the intermediate shaft 204d through the low-speed gear 204b and the first intermediate gear 204c, and further outputs the output shaft through the second intermediate gear 204e and the high-speed gear 204f. 205 is rotated at a high speed.
As bearings that rotatably support the low-speed shaft 204a, the intermediate shaft 204d, and the output shaft 205 of the speed increaser 202, roller bearings 206 to 211 are frequently used (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−232186号公報JP 2007-232186 A

従来の風力発電装置では、高速回転する出力軸を支持するころ軸受において、ころの転動面や回転輪の軌道面にスメアリング(表層焼付きが起こる現象)が発生し、ころ軸受の寿命が低下するという問題があった。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、増速機の出力軸を支持するころ軸受にスメアリングが発生するのを効果的に抑制することができる発電装置を提供することを目的とする。
In conventional wind turbine generators, in roller bearings that support high-speed rotating output shafts, smearing (a phenomenon in which surface seizure occurs) occurs on the rolling surfaces of the rollers and the raceways of the rotating wheels, and the life of the roller bearings is reduced. There was a problem of lowering.
This invention is made in view of such a situation, and provides the electric power generating apparatus which can suppress effectively that smearing generate | occur | produces in the roller bearing which supports the output shaft of a gearbox. With the goal.

本願発明者は、スメアリングの発生メカニズムについて鋭意研究を重ねた。その結果、風力の低下により主軸の回転速度が急激に低下すると、重量の重い発電機のロータの慣性により、出力軸の回転速度よりも発電機の駆動軸の回転速度が上回ることによっていわゆるトルク抜け(荷重抜け)が発生し、このトルク抜けによって出力軸を支持するころ軸受に作用するラジアル荷重が減少し、ころ軸受のころと回転輪との転がり摩擦抵抗よりも、ころとそれを保持する保持器との摺動摩擦抵抗等が上回ることにより、ころの自転が遅れることを見出した。そして、この状態から風力の増加により主軸の回転速度が急激に増加したときに、増速の慣性トルクが加わり出力軸を支持するころ軸受に作用するラジアル荷重が増加するため、その瞬間にころに高荷重がかかった状態でころが回転輪との接触面で滑り、その接触面が昇温することにより、スメアリングが発生するという知見を得、かかる知見に基づいて本願発明を完成させた。   The inventor of the present application has made extensive studies on the mechanism of smearing. As a result, when the rotation speed of the main shaft rapidly decreases due to a decrease in wind power, the inertia of the heavy generator rotor causes the rotation speed of the generator drive shaft to exceed the rotation speed of the output shaft, so-called torque loss. (Load loss) occurs, and the radial load acting on the roller bearing that supports the output shaft is reduced by this torque loss, so that the roller and the roller that holds the roller retain it rather than the rolling friction resistance between the roller and the rotating wheel. It has been found that the roller rotation is delayed when the sliding frictional resistance with the container exceeds. From this state, when the rotational speed of the main shaft suddenly increases due to an increase in wind power, the increased inertial torque is applied and the radial load acting on the roller bearing that supports the output shaft increases. The inventors have obtained the knowledge that smearing occurs when the roller slides on the contact surface with the rotating wheel under high load and the contact surface is heated, and the present invention has been completed based on such knowledge.

すなわち、本発明は、外力により回転する主軸と、前記主軸の回転を入力して増速する回転伝達機構と、前記回転伝達機構の回転トルクを出力する出力軸を回転自在に支持するころ軸受とを有する増速機と、前記出力軸の回転を入力として回転する駆動軸を有するとともに、当該駆動軸と一体回転するロータの回転に伴って発電する発電機と、を備えた発電装置であって、前記出力軸に一体回転可能に設けられた入力回転体と、前記駆動軸に一体回転可能に設けられ、前記入力回転体の径方向内側又は径方向外側に同心上に配置された出力回転体と、前記入力回転体と出力回転体との間に配置され、前記入力回転体の回転速度が前記出力回転体の回転速度を上回る状態で、前記入力回転体と出力回転体とを一体回転可能に接続し、前記入力回転体の回転速度が前記出力回転体の回転速度を下回る状態で、前記入力回転体と出力回転体との接続を遮断する一方向クラッチとを備え、前記一方向クラッチは、内輪外周面及び外輪内周面と、当該内輪外周面と外輪内周面との間に形成された複数のくさび状空間において個別に配置された複数のころと、前記複数のころを円周方向に沿って所定間隔毎に保持する環状の保持器とを有し、前記ころが前記内輪外周面及び外輪内周面に噛み合うことにより前記入力回転体と出力回転体とを一体回転可能に接続し、その噛み合いを解除することにより前記接続を遮断するものであり、前記入力回転体と出力回転体との間に配置され、当該入力回転体及び出力回転体を互いに相対回転可能に支持する転がり軸受をさらに備え、前記転がり軸受は、複数の円筒ころと、この円筒ころの端面が摺接する内輪鍔部とを有する円筒ころ軸受であり、かつ前記円筒ころ軸受の内輪鍔部に、前記一方向クラッチの保持器の軸方向両端面が当接するように、前記一方向クラッチの軸方向両側にそれぞれ隣接して一対配置されており、前記一方向クラッチの外輪内周面は、円筒面とされており、前記円筒ころ軸受は、前記円筒ころが転動する外輪軌道面を有し、前記出力回転体は、前記入力回転体の径方向外側に配置され、当該出力回転体の内周面に前記一方向クラッチの外輪内周面及び前記円筒ころ軸受の外輪軌道面が形成されており、前記出力回転体は、前記駆動軸に着脱可能に固定されているとともに、前記入力回転体に対して軸方向に移動可能に配置されていることを特徴とする。 That is, the present invention includes a main shaft that is rotated by an external force, a rotation transmission mechanism that receives and accelerates rotation of the main shaft, and a roller bearing that rotatably supports an output shaft that outputs rotational torque of the rotation transmission mechanism. And a generator that has a drive shaft that rotates with the rotation of the output shaft as an input, and that generates electric power with the rotation of a rotor that rotates integrally with the drive shaft. An input rotator provided to be rotatable integrally with the output shaft; and an output rotator provided to be integrally rotatable with the drive shaft and arranged concentrically on the radially inner side or radially outer side of the input rotator. And between the input rotator and the output rotator, the input rotator and the output rotator can be rotated together in a state where the rotation speed of the input rotator exceeds the rotation speed of the output rotator. Connected to the input A one-way clutch that cuts off the connection between the input rotator and the output rotator in a state in which the rotation speed of the body is lower than the rotation speed of the output rotator. A plurality of rollers individually disposed in a circumferential surface, a plurality of wedge-shaped spaces formed between the outer circumferential surface of the inner ring and the inner circumferential surface of the outer ring, and the plurality of rollers at predetermined intervals along the circumferential direction. An annular cage that holds the inner ring outer peripheral surface and the outer ring inner peripheral surface, the input rotating body and the output rotating body are connected to each other so as to be integrally rotatable, and the meshing is released. And further comprising a rolling bearing disposed between the input rotator and the output rotator and supporting the input rotator and the output rotator so that they can rotate relative to each other. bearings, double A cylindrical roller bearing, and an inner ring collar portion with which the end surface of the cylindrical roller is in sliding contact, and the both end surfaces of the cage of the one-way clutch are in contact with the inner ring collar portion of the cylindrical roller bearing. A pair of adjacent ones are disposed adjacent to both axial sides of the one-way clutch so as to contact each other, and an inner peripheral surface of the outer ring of the one-way clutch is a cylindrical surface, and the cylindrical roller bearing is the cylindrical roller And the output rotating body is disposed on the radially outer side of the input rotating body, and the outer ring inner peripheral surface of the one-way clutch and the cylinder are arranged on the inner peripheral surface of the output rotating body. An outer ring raceway surface of the roller bearing is formed, and the output rotating body is detachably fixed to the drive shaft and is arranged to be movable in the axial direction with respect to the input rotating body. Features.

上記のように構成された発電装置によれば、前記一方向クラッチにより、入力回転体の回転速度が前記出力回転体の回転速度を上回るときは、入力回転体と出力回転体とを一体回転可能に接続し、入力回転体の回転速度が出力回転体の回転速度を下回ると、入力回転体と出力回転体との接続を遮断することができる。つまり、外力の低下により主軸を介して出力軸の回転速度が急激に低下しても、発電機のロータの慣性による回転が駆動軸を介して出力軸に伝達されるのを防止することができる。これにより、出力軸を支持しているころ軸受に作用するラジアル荷重の減少及びこれに伴うころの自転遅れを抑制することができる。したがって、この状態から外力変化により主軸の回転速度が急激に増加してころに高荷重がかかったときに、ころが回転輪との接触面で滑りにくくなるため、ころ軸受にスメアリングが発生するのを効果的に抑制することができる。   According to the power generator configured as described above, when the rotational speed of the input rotating body exceeds the rotational speed of the output rotating body, the input rotating body and the output rotating body can be rotated integrally by the one-way clutch. When the rotational speed of the input rotator is lower than the rotational speed of the output rotator, the connection between the input rotator and the output rotator can be disconnected. That is, even if the rotational speed of the output shaft rapidly decreases through the main shaft due to a decrease in external force, it is possible to prevent the rotation due to the inertia of the rotor of the generator from being transmitted to the output shaft through the drive shaft. . Thereby, the reduction of the radial load which acts on the roller bearing which supports the output shaft, and the rotation delay of the roller accompanying this can be suppressed. Therefore, when the rotational speed of the main shaft suddenly increases due to a change in external force from this state and a high load is applied to the rollers, the rollers are less likely to slip on the contact surface with the rotating wheels, so smearing occurs in the roller bearings. Can be effectively suppressed.

また、一方向クラッチのころと内輪外周面及び外輪内周面との噛み合いが解除されたときに、これらの間に隙間が生じることに起因して、入力回転体と出力回転体とが互いに径方向に相対移動するのを、転がり軸受によって防止することができる。したがって、発電装置の運転中に、入力回転体及び出力回転体が径方向にがたつくのを防止することができる。 In addition , when the meshing between the roller of the one-way clutch and the outer peripheral surface of the inner ring and the inner peripheral surface of the outer ring is released, a gap is generated between them, so that the input rotator and the output rotator have a diameter relative to each other. Relative movement in the direction can be prevented by the rolling bearing. Therefore, it is possible to prevent the input rotating body and the output rotating body from rattling in the radial direction during operation of the power generation device.

また、一方向クラッチの保持器の軸方向両端面が、一対の転がり軸受の軸方向端部にそれぞれ当接することにより、前記保持器が軸方向両側に移動するのを規制することができる。 Moreover , it can control that the said holder | retainer moves to an axial direction both sides by contacting the axial direction both end surfaces of the holder | retainer of a one-way clutch with the axial direction edge part of a pair of rolling bearing, respectively.

また、転がり軸受の内輪鍔部を、保持器の軸方向移動を規制する部材として兼用することができるため、転がり軸受の構造を簡略化することができる。 Moreover , since the inner ring collar part of a rolling bearing can be used also as a member which controls the axial movement of a cage | basket, the structure of a rolling bearing can be simplified.

また、出力回転体を、一方向クラッチの外輪内周面を有する外輪、及び各円筒ころ軸受の外輪軌道面を有する外輪として兼用することができるため、装置全体の構造を簡略化することができる。 Moreover , since the output rotating body can be used as an outer ring having an outer ring inner peripheral surface of a one-way clutch and an outer ring having an outer ring raceway surface of each cylindrical roller bearing, the structure of the entire apparatus can be simplified. .

また、出力回転体を駆動軸から取り外して入力回転体に対して軸方向へ移動させれば、入力回転体から出力回転体を取り外すことができる。これにより、一方向クラッチの外輪及び円筒ころ軸受の外輪を同時に取り外すことができるため、一方向クラッチ及び円筒ころ軸受のメンテナンス作業を容易に行うことができる。この際、発電機を移動させる必要がないため、前記メンテナンス作業をさらに容易に行うことができる。 Further , if the output rotator is detached from the drive shaft and moved in the axial direction with respect to the input rotator, the output rotator can be detached from the input rotator. Thereby, since the outer ring | wheel of a one-way clutch and the outer ring | wheel of a cylindrical roller bearing can be removed simultaneously, the maintenance operation | work of a one-way clutch and a cylindrical roller bearing can be performed easily. At this time, since it is not necessary to move the generator, the maintenance work can be performed more easily.

本発明の発電装置によれば、増速機の出力軸を支持するころ軸受にスメアリングが発生するのを効果的に抑制することができる。   According to the power generator of the present invention, it is possible to effectively prevent smearing from occurring in the roller bearing that supports the output shaft of the speed increaser.

本発明の一実施形態に係る風力発電装置を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the wind power generator which concerns on one Embodiment of this invention. 上記風力発電装置における増速機のころ軸受を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the roller bearing of the gearbox in the said wind power generator. 上記風力発電装置における増速機の出力軸と発電機の駆動軸との連結部分を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the connection part of the output shaft of a gearbox and the drive shaft of a generator in the said wind power generator. 上記風力発電装置における一方向クラッチを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the one way clutch in the said wind power generator. 従来の増速機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional gear box.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図1は、本発明の一実施形態に係る風力発電装置を示す概略側面図である。この風力発電装置(発電装置)1は、風力(外力)を受けて回転する主軸2と、この主軸2に連結された増速機3と、この増速機3に連結された発電機4とを備えており、主軸2の回転を増速機3で増速した状態で、発電機4が駆動される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic side view showing a wind turbine generator according to an embodiment of the present invention. This wind power generator (power generator) 1 includes a main shaft 2 that rotates in response to wind power (external force), a speed increaser 3 connected to the main shaft 2, and a generator 4 connected to the speed increaser 3. The generator 4 is driven in a state where the rotation of the main shaft 2 is increased by the speed increaser 3.

主軸2の先端部には、例えばブレード(図示省略)が一体回転可能に連結されており、このブレードは風力を受けると主軸2とともに回転するようになっている。
発電機4は、増速機3により増速された回転を入力して回転する駆動軸41と、発電機4に内蔵されたロータ42と、図示しないステータ等とを有する。ロータ42は駆動軸41に一体回転可能に連結されており、駆動軸41が回転してロータ42が駆動することに伴って発電するようになっている。
For example, a blade (not shown) is connected to the tip of the main shaft 2 so as to be integrally rotatable. The blade rotates together with the main shaft 2 when receiving wind force.
The generator 4 has a drive shaft 41 that rotates by inputting rotation increased by the speed increaser 3, a rotor 42 built in the generator 4, a stator (not shown), and the like. The rotor 42 is coupled to the drive shaft 41 so as to be integrally rotatable, and generates electric power as the drive shaft 41 rotates and the rotor 42 is driven.

増速機3は、主軸2の回転を入力してその回転を増速する歯車機構(回転伝達機構)30を備えている。この歯車機構30は、遊星歯車機構31と、この遊星歯車機構31により増速された回転を入力して、さらにその回転を増速する高速段歯車機構32とを備えている。
遊星歯車機構31は、内歯車(リングギヤ)31aと、主軸2に一体回転可能に連結された遊星キャリア(図示省略)に保持された複数の遊星歯車31bと、遊星歯車31bに噛み合う太陽歯車31cとを有している。これにより、前記主軸2とともに遊星キャリアが回転すると、遊星歯車31bを介して太陽歯車31cが回転し、その回転が高速段歯車機構32の低速軸33に伝達される。
The speed increaser 3 includes a gear mechanism (rotation transmission mechanism) 30 that inputs the rotation of the main shaft 2 and accelerates the rotation. The gear mechanism 30 includes a planetary gear mechanism 31 and a high-speed gear mechanism 32 that inputs the rotation accelerated by the planetary gear mechanism 31 and further accelerates the rotation.
The planetary gear mechanism 31 includes an internal gear (ring gear) 31a, a plurality of planetary gears 31b held by a planet carrier (not shown) coupled to the main shaft 2 so as to be integrally rotatable, and a sun gear 31c meshing with the planetary gear 31b. have. Accordingly, when the planet carrier rotates together with the main shaft 2, the sun gear 31 c rotates through the planetary gear 31 b, and the rotation is transmitted to the low speed shaft 33 of the high speed gear mechanism 32.

高速段歯車機構32は、低速ギヤ33aを有する前記低速軸33と、第1中間ギヤ34a及び第2中間ギヤ34bを有する中間軸34と、高速ギヤ35aを有する出力軸35とを備えている。
低速軸33は、その直径が例えば約1mの大型の回転軸からなり、主軸2と同心上に配置されている。低速軸33の軸方向両端部はころ軸受36a,36bにより回転自在に支持されている。
中間軸34は、低速軸33の上方に配置されており、その軸方向両端部はころ軸受37a,37bにより回転自在に支持されている。中間軸34の第1中間ギヤ34aは低速ギヤ33aと噛み合い、第2中間ギヤ34bは高速ギヤ35aと噛み合っている。
出力軸35は、中間軸34の上方に配置されており、回転トルクを出力するようになっている。出力軸35の軸方向の一端部35b及び他端部(出力端部)35c側は、それぞれころ軸受38,39により回転自在に支持されている。
The high speed gear mechanism 32 includes the low speed shaft 33 having a low speed gear 33a, the intermediate shaft 34 having a first intermediate gear 34a and a second intermediate gear 34b, and an output shaft 35 having a high speed gear 35a.
The low speed shaft 33 is a large rotating shaft having a diameter of about 1 m, for example, and is disposed concentrically with the main shaft 2. Both axial ends of the low speed shaft 33 are rotatably supported by roller bearings 36a and 36b.
The intermediate shaft 34 is disposed above the low-speed shaft 33, and both axial ends thereof are rotatably supported by roller bearings 37a and 37b. The first intermediate gear 34a of the intermediate shaft 34 meshes with the low speed gear 33a, and the second intermediate gear 34b meshes with the high speed gear 35a.
The output shaft 35 is disposed above the intermediate shaft 34 and outputs rotational torque. One end portion 35b and the other end portion (output end portion) 35c side of the output shaft 35 are rotatably supported by roller bearings 38 and 39, respectively.

以上の構成により、主軸2の回転は、遊星歯車機構31のギヤ比、低速ギヤ33aと第1中間ギヤ34aとのギヤ比、及び第2中間ギヤ34bと高速ギヤ35aとのギヤ比により3段階に増速されて、出力軸35の出力端部35cから回転トルクが出力される。すなわち、風力による主軸2の回転は、増速機3により3段階に増速されて、発電機4を駆動するようになっている。   With the above configuration, the rotation of the main shaft 2 is made in three stages depending on the gear ratio of the planetary gear mechanism 31, the gear ratio between the low speed gear 33a and the first intermediate gear 34a, and the gear ratio between the second intermediate gear 34b and the high speed gear 35a. And the rotational torque is output from the output end portion 35 c of the output shaft 35. That is, the rotation of the main shaft 2 by wind power is increased in three stages by the speed increaser 3 to drive the generator 4.

図2は、出力軸35の一端部35bを支持するころ軸受38を示す断面図である。図2において、ころ軸受38は、円筒ころ軸受からなり、出力軸35に外嵌固定された内輪38aと、ハウジング(図示省略)に固定された外輪38bと、内輪38aと外輪38bとの間に転動可能に配置された複数の円筒ころ38cと、各円筒ころ38cを円周方向に沿って所定間隔毎に保持する環状の保持器38dとを備えている。内輪38a、外輪38b、円筒ころ38cは例えば軸受鋼によって形成されており、保持器38dは例えば銅合金によって形成されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the roller bearing 38 that supports the one end 35 b of the output shaft 35. In FIG. 2, a roller bearing 38 is a cylindrical roller bearing, and is interposed between an inner ring 38a that is externally fitted and fixed to the output shaft 35, an outer ring 38b that is fixed to a housing (not shown), and an inner ring 38a and an outer ring 38b. A plurality of cylindrical rollers 38c arranged so as to be capable of rolling, and an annular cage 38d that holds each cylindrical roller 38c at predetermined intervals along the circumferential direction. The inner ring 38a, the outer ring 38b, and the cylindrical roller 38c are made of, for example, bearing steel, and the cage 38d is made of, for example, a copper alloy.

内輪38aは、その外周の軸方向中央部に形成された内輪軌道面38a1を有している。外輪38bは、内輪38aと同心上に配置されており、その内周の軸方向中央部に形成された外輪軌道面38b1と、この外輪軌道面38b1の軸方向両側に形成された一対の外輪鍔部38b2とを有している。外輪軌道面38b1は、内輪軌道面38a1に対向して配置されている。外輪鍔部38b2は、外輪38bの内周の軸方向両端部から径方向内側に向かって突出して形成されており、この外輪鍔部38b2に円筒ころ38cの端面が摺接するようになっている。   The inner ring 38a has an inner ring raceway surface 38a1 formed at the axial center of the outer periphery thereof. The outer ring 38b is disposed concentrically with the inner ring 38a, and has an outer ring raceway surface 38b1 formed at the axially central portion of the inner periphery thereof and a pair of outer ring rods formed on both axial sides of the outer ring raceway surface 38b1. Part 38b2. The outer ring raceway surface 38b1 is disposed to face the inner ring raceway surface 38a1. The outer ring flange 38b2 is formed to project radially inward from both axial ends of the inner periphery of the outer ring 38b, and the end surface of the cylindrical roller 38c is in sliding contact with the outer ring flange 38b2.

円筒ころ38cは、内輪38aの内輪軌道面38a1と外輪38bの外輪軌道面38b1との間に転動可能に配置されている。
保持器38dは、軸方向に離反して配置された一対の円環部38d1と、この円環部38d1の周方向に沿って等間隔おきに配置されて両円環部38d1同士を連結する複数の柱部38d2とを有している。一対の円環部38d1と隣接する柱部38d2との間には、それぞれポケット38d3が形成されており、このポケット38d3内に各円筒ころ38cが配置されている。
The cylindrical roller 38c is disposed so as to be able to roll between the inner ring raceway surface 38a1 of the inner ring 38a and the outer ring raceway surface 38b1 of the outer ring 38b.
The retainer 38d has a pair of annular portions 38d1 that are disposed apart from each other in the axial direction, and a plurality of retainers 38d that are disposed at equal intervals along the circumferential direction of the annular portion 38d1 and connect the annular portions 38d1 to each other. Column part 38d2. A pocket 38d3 is formed between the pair of annular portions 38d1 and the adjacent column portion 38d2, and each cylindrical roller 38c is disposed in the pocket 38d3.

図1において、風力発電装置1は、増速機3の出力軸35に一体回転可能に設けられた入力回転体5と、発電機4の駆動軸41に一体回転可能に設けられた出力回転体6と、入力回転体5と出力回転体6との間に配置された一方向クラッチ7と、一方向クラッチ7の軸方向両側に配置された一対の転がり軸受8とをさらに備えている。前記一方向クラッチ7及び転がり軸受8は、出力軸35の回転を入力回転体5及び出力回転体6を介して駆動軸41に伝達するようになっている In FIG. 1, the wind turbine generator 1 includes an input rotator 5 provided to be rotatable integrally with an output shaft 35 of the speed increaser 3 and an output rotator provided to be integrally rotatable with a drive shaft 41 of the generator 4. 6, a one-way clutch 7 disposed between the input rotator 5 and the output rotator 6, and a pair of rolling bearings 8 disposed on both axial sides of the one-way clutch 7. The one-way clutch 7 and the rolling bearing 8 transmit the rotation of the output shaft 35 to the drive shaft 41 via the input rotator 5 and the output rotator 6 .

図3は、増速機3の出力軸35と発電機4の駆動軸41との連結部分を示す断面図である。図3において、入力回転体5は、出力軸35と同心上に配置されており、その軸方向一端部(図3の左端部)から軸方向他端部(図3の右端部)に向けて、フランジ部51、大径部52及び小径部53をこの順に有している。
フランジ部51は、大径部52の外周面よりも径方向外側に延びて形成されており、出力軸35の出力端部35cに着脱可能に固定されている。具体的には、フランジ部51は、前記出力端部35cに形成されたフランジ部35c1に当接した状態で、図示しないボルト・ナットにより当該フランジ部35c1に締結固定されている。小径部53の端面と駆動軸41のフランジ部41aの端面との間には、隙間S1が形成されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a connecting portion between the output shaft 35 of the speed increaser 3 and the drive shaft 41 of the generator 4. In FIG. 3, the input rotator 5 is disposed concentrically with the output shaft 35, and extends from one axial end portion (left end portion in FIG. 3) to the other axial end portion (right end portion in FIG. 3). The flange portion 51, the large diameter portion 52, and the small diameter portion 53 are provided in this order.
The flange portion 51 is formed to extend radially outward from the outer peripheral surface of the large diameter portion 52 and is detachably fixed to the output end portion 35 c of the output shaft 35. Specifically, the flange portion 51 is fastened and fixed to the flange portion 35c1 by bolts and nuts (not shown) in contact with the flange portion 35c1 formed at the output end portion 35c. Between the end face and the end face of the flange portion 41a of the drive shaft 41 of the small diameter portion 53, a gap S1 is formed.

出力回転体6は、入力回転体5の径方向外側に同心上に配置されており、円筒部61と、この円筒部61の軸方向他端部(図3の右端部)に形成されたフランジ部62とを有している。
フランジ部62は、円筒部61の外周面よりも径方向外側に延びて形成されており、駆動軸41の一端部に着脱可能に固定されている。具体的には、フランジ部62は、駆動軸41の前記一端部に形成されたフランジ部41aに当接した状態で、図示しないボルト・ナットにより当該フランジ部41aに締結固定されている。
The output rotator 6 is arranged concentrically outside the input rotator 5 in the radial direction, and has a cylindrical portion 61 and a flange formed at the other axial end of the cylindrical portion 61 (the right end portion in FIG. 3). Part 62.
The flange portion 62 is formed to extend radially outward from the outer peripheral surface of the cylindrical portion 61, and is detachably fixed to one end portion of the drive shaft 41. Specifically, the flange portion 62 is fastened and fixed to the flange portion 41a by bolts and nuts (not shown) in contact with the flange portion 41a formed at the one end portion of the drive shaft 41.

円筒部61の内周面は円筒面とされており、円筒部61の軸方向一端部(図3の左端部)の内周面と、入力回転体5の大径部52の外周面との隙間には、円筒部61と入力回転体5の小径部53との間の環状空間を密封するための環状のシール部材10が設けられている。円筒部61の前記一端部側の端面と、この端面に対向する入力回転体5のフランジ部51の端面との間には、隙間S2が形成されている。これにより、駆動軸41から出力回転体を切り離した状態で、出力回転体6は入力回転体5に対して軸方向両側に移動可能となっている。 An inner peripheral surface of the cylindrical portion 61 is a cylindrical surface, and an inner peripheral surface of one end portion in the axial direction of the cylindrical portion 61 (left end portion in FIG. 3) and an outer peripheral surface of the large-diameter portion 52 of the input rotating body 5. In the gap, an annular seal member 10 for sealing an annular space between the cylindrical portion 61 and the small diameter portion 53 of the input rotating body 5 is provided. A gap S <b> 2 is formed between the end surface of the cylindrical portion 61 on the one end side and the end surface of the flange portion 51 of the input rotating body 5 facing the end surface. Thus, in a state that disconnects the output rotor 6 from the drive shaft 41, the output rotary member 6 is movable in both axial sides with respect to the input rotor 5.

図4は、一方向クラッチ7を示す断面図である。図3及び図4において、一方向クラッチ7は、内輪71及び外輪72と、この内輪71の外周面71aと外輪72の内周面72aとの間に配置された複数のころ73とを備えている。
内輪71は、入力回転体5の小径部53の軸方向中央部に外嵌して固定されており、小径部53と一体回転するようになっている。出力回転体6における円筒部61の軸方向中央部の領域Bは、一方向クラッチ7の外輪72とされている。したがって、円筒部61の領域Bの内周面に、前記内周面72aが形成されている。ころ73は、円柱形状であり、本実施形態では周方向に8つ配置されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the one-way clutch 7. 3 and 4, the one-way clutch 7 includes an inner ring 71 and an outer ring 72, and a plurality of rollers 73 disposed between the outer peripheral surface 71a of the inner ring 71 and the inner peripheral surface 72a of the outer ring 72. Yes.
The inner ring 71 is externally fitted and fixed to the central portion in the axial direction of the small-diameter portion 53 of the input rotator 5, and rotates integrally with the small-diameter portion 53. A region B in the axial center portion of the cylindrical portion 61 in the output rotator 6 is an outer ring 72 of the one-way clutch 7. Therefore, the inner peripheral surface 72 a is formed on the inner peripheral surface of the region B of the cylindrical portion 61. The rollers 73 have a cylindrical shape, and eight rollers 73 are arranged in the circumferential direction in this embodiment.

一方向クラッチ7は、各ころ73を円周方向に沿って所定間隔毎に保持する環状の保持器74と、各ころ73を一方向に弾性的に付勢する複数の弾性部材75とをさらに備えている。
保持器74は、軸方向に対向する一対の円環部74aと、両円環部74aの間で軸方向に延びかつ周方向等間隔に配列されて当該両円環部74aを連結する複数の柱部74bとを有している。両円環部74aと隣接する柱部74bとの間には複数のポケット74cが形成されており、各ポケット74cに各ころ73が個別に収容されている。
弾性部材75は、圧縮コイルバネからなり、保持器74の各ポケット74cに個別に収容されて柱部74bに取り付けられている。
The one-way clutch 7 further includes an annular cage 74 that holds the rollers 73 at predetermined intervals along the circumferential direction, and a plurality of elastic members 75 that elastically urge the rollers 73 in one direction. I have.
The cage 74 includes a pair of annular portions 74a facing each other in the axial direction, and a plurality of cage portions 74a extending in the axial direction between the annular portions 74a and arranged at equal intervals in the circumferential direction to connect the annular portions 74a. And a column portion 74b. A plurality of pockets 74c are formed between both annular portions 74a and adjacent column portions 74b, and each roller 73 is individually accommodated in each pocket 74c.
The elastic member 75 includes a compression coil spring, and is individually accommodated in each pocket 74c of the retainer 74 and attached to the column portion 74b.

図4において、内輪71の外周面71aにはころ73と同数(8つ)の平坦なカム面71a1が形成されており、外輪72の内周面72aは円筒面とされている。内輪71のカム面71a1と外輪72の円筒面との間には、くさび状空間Sが周方向に複数(8つ)形成されている。そして、ころ73は各くさび状空間Sに個別に配置されており、弾性部材75がころ73をくさび状空間Sが狭くなる方向に付勢している。ころ73の外周面は、内輪71のカム面71a1及び外輪72の円筒面に接触する接触面73aとなっており、この接触面73aは幅方向(軸方向)に真っ直ぐに形成されている。なお、一方向クラッチ7は、内外輪71,72間に、基油にエステル、増ちょう剤にウレア系のもの等を用いた温度変化に影響をうけにくい潤滑剤であるグリースが設けられた環境にある。   In FIG. 4, the same number (eight) of flat cam surfaces 71 a 1 as the rollers 73 are formed on the outer peripheral surface 71 a of the inner ring 71, and the inner peripheral surface 72 a of the outer ring 72 is a cylindrical surface. Between the cam surface 71a1 of the inner ring 71 and the cylindrical surface of the outer ring 72, a plurality (eight) of wedge-shaped spaces S are formed in the circumferential direction. The rollers 73 are individually arranged in each wedge-shaped space S, and the elastic member 75 urges the rollers 73 in the direction in which the wedge-shaped space S is narrowed. The outer peripheral surface of the roller 73 is a contact surface 73a that comes into contact with the cam surface 71a1 of the inner ring 71 and the cylindrical surface of the outer ring 72, and the contact surface 73a is formed straight in the width direction (axial direction). The one-way clutch 7 is an environment in which grease is provided between the inner and outer rings 71 and 72, which is a lubricant that is hardly affected by temperature changes using an ester as a base oil and a urea-based one as a thickener. It is in.

このように構成された一方向クラッチ7では、入力回転体5が増速回転することにより、入力回転体5の回転速度が、出力回転体6の回転速度を上回る場合には、内輪71が外輪72に対して一方向(図4の反時計回り方向)に相対回転しようとする。この場合、弾性部材75の付勢力により、ころ73はくさび状空間Sが狭くなる方向へ僅かに移動して、ころ73の接触面73aが内輪71の外周面71a及び外輪72の内周面72aに圧接し、一方向クラッチ7はころ73が内外輪71,72の間に噛み合った状態となる。これにより、内外輪71,72は前記一方向に一体回転可能となり、入力回転体5と出力回転体6とを一体回転可能に接続することができる。   In the one-way clutch 7 configured as described above, when the input rotator 5 rotates at an increased speed and the rotation speed of the input rotator 5 exceeds the rotation speed of the output rotator 6, the inner ring 71 is 72 to rotate relative to one direction (counterclockwise direction in FIG. 4). In this case, the roller 73 slightly moves in the direction in which the wedge-shaped space S is narrowed by the urging force of the elastic member 75, so that the contact surface 73 a of the roller 73 is the outer peripheral surface 71 a of the inner ring 71 and the inner peripheral surface 72 a of the outer ring 72. The one-way clutch 7 is in a state where the rollers 73 are engaged between the inner and outer rings 71 and 72. Thereby, the inner and outer rings 71 and 72 can be integrally rotated in the one direction, and the input rotating body 5 and the output rotating body 6 can be connected so as to be integrally rotatable.

また、入力回転体5が増速回転後に一定速回転となり、入力回転体5の回転速度が、出力回転体6の回転速度と同一になった場合には、ころ73が内外輪71,72の間に噛み合った状態で保持される。このため、一方向クラッチ7は、内外輪71,72の前記一方向への一体回転を維持し、入力回転体5及び出力回転体6は一体回転し続ける。   Further, when the input rotator 5 is rotated at a constant speed after the accelerated rotation and the rotation speed of the input rotator 5 is the same as the rotation speed of the output rotator 6, the rollers 73 are connected to the inner and outer rings 71 and 72. It is held in a state of being engaged with each other. Therefore, the one-way clutch 7 maintains the integral rotation of the inner and outer rings 71 and 72 in the one direction, and the input rotator 5 and the output rotator 6 continue to rotate integrally.

一方、入力回転体5が減速回転することにより、入力回転体5の回転速度が、出力回転体6の回転速度を下回る場合には、内輪71が外輪72に対して他方向(図4の時計回り方向)に相対回転しようとする。この場合には、弾性部材75の付勢力に抗して、ころ73がくさび状空間Sが広くなる方向へ僅かに移動することにより、ころ73と内外輪71,72との噛み合いが解除される。このように、ころ3の噛み合いが解除されることで、入力回転体5と出力回転体6との接続が遮断される。   On the other hand, when the rotational speed of the input rotator 5 is lower than the rotational speed of the output rotator 6 due to the input rotator 5 rotating at a reduced speed, the inner ring 71 moves in the other direction (the timepiece of FIG. Try to rotate relative to the rotation direction. In this case, the roller 73 slightly moves in the direction in which the wedge-shaped space S widens against the urging force of the elastic member 75, so that the engagement between the roller 73 and the inner and outer rings 71, 72 is released. . In this way, the engagement between the rollers 3 is released, so that the connection between the input rotator 5 and the output rotator 6 is cut off.

図3において、一対の転がり軸受8は、入力回転体5の小径部53と出力回転体6の円筒部61との間にそれぞれ配置されており、入力回転体5及び出力回転体6を互いに相対回転可能に支持している。また、各転がり軸受8は、その軸方向端部に一方向クラッチ7の保持器74の軸方向両端面にそれぞれ当接可能に、前記一方向クラッチ7の軸方向両側にそれぞれ隣接して配置されている。   In FIG. 3, the pair of rolling bearings 8 are respectively disposed between the small diameter portion 53 of the input rotator 5 and the cylindrical portion 61 of the output rotator 6, so that the input rotator 5 and the output rotator 6 are relative to each other. It is rotatably supported. Further, each rolling bearing 8 is disposed adjacent to both axial sides of the one-way clutch 7 so as to be able to abut on both axial end surfaces of the retainer 74 of the one-way clutch 7 at the axial end thereof. ing.

転がり軸受8は、内輪81及び外輪82と、内輪81と外輪82との間に転動可能に配置された複数の円筒ころ83とを備えた円筒ころ軸受からなる。
内輪81は、外周に形成された内輪軌道面81aと、この内輪軌道面81aの軸方向両側において径方向外側に向かって突出して形成された内輪鍔部81bとを有している。各内輪鍔部81bの内側面には、円筒ころ83の両端面がそれぞれ摺接するようになっている。また、一方向クラッチ7に隣接する内輪鍔部81bの外側面81b1は、一方向クラッチ7の保持器74の軸方向端面である円環部74aの外側面が当接する当接面とされている。
The rolling bearing 8 includes a cylindrical roller bearing provided with an inner ring 81 and an outer ring 82 and a plurality of cylindrical rollers 83 that are arranged between the inner ring 81 and the outer ring 82 so as to be able to roll.
The inner ring 81 has an inner ring raceway surface 81a formed on the outer periphery, and an inner ring flange 81b formed to project radially outward on both axial sides of the inner ring raceway surface 81a. Both end surfaces of the cylindrical roller 83 are in sliding contact with the inner surface of each inner ring collar 81b. The outer surface 81b1 of the inner ring collar 81b adjacent to the one-way clutch 7 is a contact surface with which the outer surface of the annular portion 74a that is the axial end surface of the retainer 74 of the one-way clutch 7 contacts. .

出力回転体6における円筒部61の軸方向両端部の領域A及び領域Cは、転がり軸受8の外輪82とされており、この領域A,Cの各内周面に外輪82の外輪軌道面82aが形成されている。この外輪軌道面82aと内輪軌道面81aとの間には、円筒ころ83が転動可能に配置されている。   A region A and a region C at both ends in the axial direction of the cylindrical portion 61 in the output rotator 6 serve as an outer ring 82 of the rolling bearing 8, and an outer ring raceway surface 82 a of the outer ring 82 is formed on each inner peripheral surface of the regions A and C. Is formed. A cylindrical roller 83 is disposed between the outer ring raceway surface 82a and the inner ring raceway surface 81a so as to be able to roll.

以上のように構成された風力発電装置1によれば、増速機3の出力軸35とともに一体回転する入力回転体5と、発電機4の駆動軸41とともに一体回転する出力回転体6との間に配置した一方向クラッチ7により、入力回転体5の回転速度が出力回転体6の回転速度を下回ると、入力回転体5と出力回転体6との接続を遮断することができる。つまり、風力の低下により主軸2を介して出力軸35の回転速度が急激に低下しても、発電機4のロータ42の慣性による回転が駆動軸41を介して出力軸35に伝達されるのを防止することができる。これにより、出力軸35を支持しているころ軸受38に作用するラジアル荷重の減少及びこれに伴う円筒ころ38cの自転遅れを抑制することができる。したがって、この状態から風力変化により主軸2の回転速度が急激に増加して円筒ころ38cに高荷重がかかったときに、円筒ころ38cが内輪38aとの接触面で滑りにくくなるため、ころ軸受38にスメアリングが発生するのを効果的に抑制することができる。   According to the wind power generator 1 configured as described above, the input rotating body 5 that rotates integrally with the output shaft 35 of the speed increaser 3 and the output rotating body 6 that rotates integrally with the drive shaft 41 of the generator 4. When the rotational speed of the input rotator 5 is lower than the rotational speed of the output rotator 6 by the one-way clutch 7 disposed therebetween, the connection between the input rotator 5 and the output rotator 6 can be disconnected. That is, even if the rotational speed of the output shaft 35 rapidly decreases via the main shaft 2 due to a decrease in wind power, the rotation due to the inertia of the rotor 42 of the generator 4 is transmitted to the output shaft 35 via the drive shaft 41. Can be prevented. As a result, it is possible to suppress a reduction in the radial load acting on the roller bearing 38 supporting the output shaft 35 and a rotation delay of the cylindrical roller 38c associated therewith. Accordingly, when the rotational speed of the main shaft 2 suddenly increases due to a change in wind force from this state and a high load is applied to the cylindrical roller 38c, the cylindrical roller 38c becomes difficult to slip on the contact surface with the inner ring 38a. Smearing can be effectively suppressed.

また、ロータ42の慣性による回転が出力軸35に伝達されるのを防止することにより、増速機3のころ軸受36a,36b,37a,37b,38,39等に作用する負荷を低減することができる。これにより、遊星歯車機構31の各歯車31b,31cや、高速段歯車機構32の各軸33〜35及びころ軸受36a,36b,37a,37b,38,39をいずれも小型化することができるため、増速機3を軽量化することができ、かつ低コストで製造することができる。
さらに、入力回転体5と出力回転体6との接続を遮断することにより、発電機4のロータ42は、急激に減速することなく慣性によって回転し続けるため、ロータ42の平均回転速度を上げることができる。これにより、発電機4の発電効率を向上させることができる。
Further, by preventing the rotation due to the inertia of the rotor 42 from being transmitted to the output shaft 35, the load acting on the roller bearings 36a, 36b, 37a, 37b, 38, 39, etc. of the speed increaser 3 can be reduced. Can do. As a result, the gears 31b and 31c of the planetary gear mechanism 31 and the shafts 33 to 35 of the high-speed gear mechanism 32 and the roller bearings 36a, 36b, 37a, 37b, 38, and 39 can all be downsized. The speed increaser 3 can be reduced in weight and can be manufactured at low cost.
Further, by disconnecting the connection between the input rotator 5 and the output rotator 6, the rotor 42 of the generator 4 continues to rotate due to inertia without suddenly decelerating, so the average rotational speed of the rotor 42 is increased. Can do. Thereby, the power generation efficiency of the generator 4 can be improved.

また、入力回転体5と出力回転体6との間には、これらを互いに相対回転可能に支持する転がり軸受8が配置されているため、一方向クラッチ7においてころ73と内外輪71,72との噛み合いが解除されることにより、くさび状空間Sでころ73と内外輪71,72との間に隙間が発生したときに、転がり軸受8によって入力回転体5及び出力回転体6が互いに径方向に相対移動するのを防止することができる。したがって、風力発電装置1の運転中に、入力回転体5及び出力回転体6が径方向にがたつくのを防止することができる。   Further, since a rolling bearing 8 is disposed between the input rotator 5 and the output rotator 6 so as to be relatively rotatable with each other, the roller 73 and the inner and outer rings 71 and 72 in the one-way clutch 7 are arranged. When the gap between the roller 73 and the inner and outer rings 71 and 72 is generated in the wedge-shaped space S, the input rotating body 5 and the output rotating body 6 are radially connected to each other by the rolling bearing 8. It is possible to prevent relative movement. Therefore, it is possible to prevent the input rotator 5 and the output rotator 6 from rattling in the radial direction during the operation of the wind turbine generator 1.

また、一対の転がり軸受8を、その軸方向端部に一方向クラッチ7の保持器74の軸方向両端面が当接可能に、一方向クラッチ7の軸方向両側にそれぞれ隣接して配置したので、各転がり軸受8の軸方向端部に前記保持器74の軸方向両端面を当接させることにより、前記保持器74が軸方向両側に移動するのを規制することができる。
また、転がり軸受8の内輪鍔部81bに、一方向クラッチ7の保持器74の軸方向両端面(円環部74aの外側面)を当接させるため、転がり軸受8の内輪鍔部81bを、前記保持器74の軸方向移動を規制する部材として兼用することができる。これにより、転がり軸受8の構造を簡略化することができる。
In addition, the pair of rolling bearings 8 are disposed adjacent to both axial sides of the one-way clutch 7 so that both axial end surfaces of the retainer 74 of the one-way clutch 7 can come into contact with the axial ends thereof. The axial movement of the cage 74 can be restricted by bringing both axial end surfaces of the cage 74 into contact with the axial ends of the rolling bearings 8.
Further, in order to bring both end surfaces in the axial direction of the retainer 74 of the one-way clutch 7 (outer surfaces of the annular portion 74a) into contact with the inner ring flange 81b of the rolling bearing 8, the inner ring flange 81b of the rolling bearing 8 is The retainer 74 can also be used as a member that restricts the axial movement of the retainer 74. Thereby, the structure of the rolling bearing 8 can be simplified.

また、出力回転体6の内周面に、一方向クラッチ7の外輪内周面72a及び転がり軸受8の外輪軌道面82aを形成したので、出力回転体6を、一方向クラッチ7の外輪72、及び各転がり軸受8の外輪82として兼用することができる。これにより、風力発電装置1全体の構造を簡略化することができる。
また、出力回転体6は、発電機4の駆動軸41に着脱可能に固定されるとともに、入力回転体5に対して軸方向に移動可能に配置されているため、出力回転体6を駆動軸41から取り外して入力回転体5に対して軸方向へ移動させれば、入力回転体5から出力回転体6を取り外すことができる。これにより、一方向クラッチ7の外輪72及び転がり軸受8の外輪82を同時に取り外すことができるため、一方向クラッチ7及び転がり軸受8のメンテナンス作業を容易に行うことができる。この際、発電機4を移動させる必要がないため、前記メンテナンス作業をさらに容易に行うことができる。
Moreover, since the outer ring inner peripheral surface 72a of the one-way clutch 7 and the outer ring raceway surface 82a of the rolling bearing 8 are formed on the inner peripheral surface of the output rotator 6, the output rotator 6 is connected to the outer ring 72 of the one-way clutch 7, Also, it can be used as the outer ring 82 of each rolling bearing 8. Thereby, the structure of the wind power generator 1 whole can be simplified.
The output rotator 6 is detachably fixed to the drive shaft 41 of the generator 4 and is movably disposed in the axial direction with respect to the input rotator 5, so that the output rotator 6 is connected to the drive shaft. The output rotator 6 can be removed from the input rotator 5 by removing it from 41 and moving it in the axial direction relative to the input rotator 5. Thereby, since the outer ring 72 of the one-way clutch 7 and the outer ring 82 of the rolling bearing 8 can be removed at the same time, the maintenance work of the one-way clutch 7 and the rolling bearing 8 can be easily performed. At this time, since the generator 4 does not need to be moved, the maintenance work can be performed more easily.

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、本実施形態においては、入力回転体が、出力軸に対して別部材として設けられているが、出力軸と一体に形成されていてもよい The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with appropriate modifications. For example, in this embodiment, the input rotating body is provided as a separate member with respect to the output shaft , but may be formed integrally with the output shaft .

た、本実施形態の発電装置は、外力として風力を用いる場合について例示したが、水力や火力等の他の外力を用いて発電する発電装置にも適用することができる。 Also, the power generating apparatus of the present embodiment has been illustrated for the case of using wind as an external force can be applied to a power generator that generates power using other external force, such as hydraulic or thermal power.

1:風力発電装置(発電装置)、2:主軸、3:増速機、4:発電機、5:入力回転体、6:出力回転体、7:一方向クラッチ、8:転がり軸受(円筒ころ軸受)、30:歯車機構(回転伝達機構)、35:出力軸、38:ころ軸受、41:駆動軸、42:ロータ、71a:外周面(内輪外周面)、72a:内周面(外輪内周面)、73:ころ、74:保持器、81b:内輪鍔部、82a:外輪軌道面、83:円筒ころ、S:くさび状空間   1: wind power generator (power generator), 2: main shaft, 3: gearbox, 4: generator, 5: input rotor, 6: output rotor, 7: one-way clutch, 8: rolling bearing (cylindrical roller) Bearing), 30: gear mechanism (rotation transmission mechanism), 35: output shaft, 38: roller bearing, 41: drive shaft, 42: rotor, 71a: outer peripheral surface (outer ring outer peripheral surface), 72a: inner peripheral surface (inner outer ring) Peripheral surface), 73: roller, 74: cage, 81b: inner ring collar part, 82a: outer ring raceway surface, 83: cylindrical roller, S: wedge-shaped space

Claims (1)

外力により回転する主軸と、
前記主軸の回転を入力して増速する回転伝達機構と、前記回転伝達機構の回転トルクを出力する出力軸を回転自在に支持するころ軸受とを有する増速機と、
前記出力軸の回転を入力として回転する駆動軸を有するとともに、当該駆動軸と一体回転するロータの回転に伴って発電する発電機と、を備えた発電装置であって、
前記出力軸に一体回転可能に設けられた入力回転体と、
前記駆動軸に一体回転可能に設けられ、前記入力回転体の径方向内側又は径方向外側に同心上に配置された出力回転体と、
前記入力回転体と出力回転体との間に配置され、前記入力回転体の回転速度が前記出力回転体の回転速度を上回る状態で、前記入力回転体と出力回転体とを一体回転可能に接続し、前記入力回転体の回転速度が前記出力回転体の回転速度を下回る状態で、前記入力回転体と出力回転体との接続を遮断する一方向クラッチとを備え、
前記一方向クラッチは、内輪外周面及び外輪内周面と、当該内輪外周面と外輪内周面との間に形成された複数のくさび状空間において個別に配置された複数のころと、前記複数のころを円周方向に沿って所定間隔毎に保持する環状の保持器とを有し、前記ころが前記内輪外周面及び外輪内周面に噛み合うことにより前記入力回転体と出力回転体とを一体回転可能に接続し、その噛み合いを解除することにより前記接続を遮断するものであり、
前記入力回転体と出力回転体との間に配置され、当該入力回転体及び出力回転体を互いに相対回転可能に支持する転がり軸受をさらに備え、
前記転がり軸受は、複数の円筒ころと、この円筒ころの端面が摺接する内輪鍔部とを有する円筒ころ軸受であり、かつ前記円筒ころ軸受の内輪鍔部に、前記一方向クラッチの保持器の軸方向両端面が当接するように、前記一方向クラッチの軸方向両側にそれぞれ隣接して一対配置されており、
前記一方向クラッチの外輪内周面は、円筒面とされており、
前記円筒ころ軸受は、前記円筒ころが転動する外輪軌道面を有し、
前記出力回転体は、前記入力回転体の径方向外側に配置され、当該出力回転体の内周面に前記一方向クラッチの外輪内周面及び前記円筒ころ軸受の外輪軌道面が形成されており、
前記出力回転体は、前記駆動軸に着脱可能に固定されているとともに、前記入力回転体に対して軸方向に移動可能に配置されていることを特徴とする発電装置
A spindle that rotates by external force;
A speed increaser having a rotation transmission mechanism for inputting and increasing the rotation of the main shaft; and a roller bearing for rotatably supporting an output shaft for outputting a rotational torque of the rotation transmission mechanism;
A generator having a drive shaft that rotates using the rotation of the output shaft as an input, and a generator that generates electric power as the rotor rotates integrally with the drive shaft,
An input rotator provided on the output shaft so as to be integrally rotatable;
An output rotator that is provided so as to be integrally rotatable with the drive shaft, and is arranged concentrically on the radially inner side or radially outer side of the input rotator;
It is arranged between the input rotator and the output rotator, and the input rotator and the output rotator are connected together so that the input rotator and the output rotator can rotate together in a state where the rotation speed of the input rotator exceeds the rotation speed of the output rotator. A one-way clutch that disconnects the connection between the input rotator and the output rotator in a state where the rotation speed of the input rotator is lower than the rotation speed of the output rotator,
The one-way clutch includes an inner ring outer peripheral surface and an outer ring inner peripheral surface, a plurality of rollers individually disposed in a plurality of wedge-shaped spaces formed between the inner ring outer peripheral surface and the outer ring inner peripheral surface, and the plurality of rollers An annular cage that holds the rollers at predetermined intervals along the circumferential direction, and the rollers are engaged with the outer peripheral surface of the inner ring and the inner peripheral surface of the outer ring, thereby connecting the input rotating body and the output rotating body. It is connected so that it can rotate integrally, and the connection is cut off by releasing its meshing,
A rolling bearing that is disposed between the input rotator and the output rotator and supports the input rotator and the output rotator so as to be relatively rotatable with respect to each other;
The rolling bearing is a cylindrical roller bearing having a plurality of cylindrical rollers and an inner ring collar portion with which an end surface of the cylindrical roller is in sliding contact, and an inner ring flange portion of the cylindrical roller bearing is provided with a retainer for the one-way clutch. A pair of adjacent ones are disposed adjacent to both axial sides of the one-way clutch so that both axial end surfaces abut .
The outer circumferential surface of the outer ring of the one-way clutch is a cylindrical surface,
The cylindrical roller bearing has an outer ring raceway surface on which the cylindrical roller rolls,
The output rotator is disposed on the radially outer side of the input rotator, and an outer ring inner peripheral surface of the one-way clutch and an outer ring raceway surface of the cylindrical roller bearing are formed on an inner peripheral surface of the output rotator. ,
The output rotating body is detachably fixed to the drive shaft and is arranged to be movable in the axial direction with respect to the input rotating body .
JP2011198354A 2011-09-12 2011-09-12 Power generator Expired - Fee Related JP5857561B2 (en)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011198354A JP5857561B2 (en) 2011-09-12 2011-09-12 Power generator
US13/606,695 US9035476B2 (en) 2011-09-12 2012-09-07 Power generating device
EP12183632.4A EP2568197B1 (en) 2011-09-12 2012-09-10 Power generating device
DK12183632.4T DK2568197T3 (en) 2011-09-12 2012-09-10 Power generating device
EP14166409.4A EP2792880B1 (en) 2011-09-12 2012-09-10 Power generating device
ES14166409T ES2724240T3 (en) 2011-09-12 2012-09-10 Power generation device
ES12183632.4T ES2505471T3 (en) 2011-09-12 2012-09-10 Power generation device
DK14166409.4T DK2792880T3 (en) 2011-09-12 2012-09-10 Power Generating Facilities
CN201210337413.XA CN102996366B (en) 2011-09-12 2012-09-12 Power generating equipment
US14/535,787 US9322395B2 (en) 2011-09-12 2014-11-07 Power generating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011198354A JP5857561B2 (en) 2011-09-12 2011-09-12 Power generator

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2013060825A JP2013060825A (en) 2013-04-04
JP2013060825A5 JP2013060825A5 (en) 2014-10-23
JP5857561B2 true JP5857561B2 (en) 2016-02-10

Family

ID=48185701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011198354A Expired - Fee Related JP5857561B2 (en) 2011-09-12 2011-09-12 Power generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5857561B2 (en)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160025073A1 (en) 2013-03-12 2016-01-28 Jtekt Corporation Shaft coupling device and wind power generation device
JP6142587B2 (en) 2013-03-12 2017-06-07 株式会社ジェイテクト Clutch unit and wind power generator
JP2014173698A (en) 2013-03-12 2014-09-22 Jtekt Corp Assembling method of clutch unit
JP6155713B2 (en) 2013-03-12 2017-07-05 株式会社ジェイテクト One-way clutch for wind power generator and wind power generator
KR20150123257A (en) 2013-03-12 2015-11-03 가부시키가이샤 제이텍트 Wind power generation device
JP6217150B2 (en) * 2013-06-10 2017-10-25 株式会社ジェイテクト Power generation device and rotating part support structure
JP2015031221A (en) 2013-08-05 2015-02-16 株式会社ジェイテクト Wind power generation device and rotation transmission device used in the same
JP6241124B2 (en) * 2013-08-12 2017-12-06 株式会社ジェイテクト Rotation transmission device and wind power generator equipped with the same
EP3034872B1 (en) * 2013-08-12 2019-02-20 Jtekt Corporation Wind power generation apparatus equipped with a rotation transmission device
JP6255792B2 (en) * 2013-08-12 2018-01-10 株式会社ジェイテクト Rotation transmission device and wind power generator equipped with the same
JP6191387B2 (en) 2013-08-29 2017-09-06 株式会社ジェイテクト Joint structure and wind power generator
JP6237116B2 (en) * 2013-10-28 2017-11-29 株式会社ジェイテクト Joint structure and wind power generator
CN103557271A (en) * 2013-11-20 2014-02-05 株洲高精传动技术有限公司 Wind power speed increasing box
JP6273832B2 (en) 2013-12-25 2018-02-07 株式会社ジェイテクト Split type cage, one-way clutch and joint for power generator
JP2015137722A (en) 2014-01-23 2015-07-30 株式会社ジェイテクト Split type retainer and joint for power generation device
JP6237273B2 (en) 2014-01-30 2017-11-29 株式会社ジェイテクト Joint member for wind power generator and wind power generator
JP2015169143A (en) * 2014-03-07 2015-09-28 株式会社ジェイテクト Power generation device and shaft coupling device used in the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9417045U1 (en) * 1994-10-22 1994-12-15 INA Wälzlager Schaeffler KG, 91074 Herzogenaurach Device for damping torsional vibrations in a drive train
JP3740443B2 (en) * 2002-06-25 2006-02-01 光洋精工株式会社 Pulley unit
DE102009004991A1 (en) * 2009-01-14 2010-07-15 Imo Holding Gmbh Wind turbine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013060825A (en) 2013-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5857561B2 (en) Power generator
JP6167499B2 (en) Power generator
JP6065505B2 (en) Power generator
JP2013060825A5 (en)
JP6015061B2 (en) Power generator
JP2013231448A (en) One-way clutch and power generating device
JP6064691B2 (en) Power generator
JP6155713B2 (en) One-way clutch for wind power generator and wind power generator
JP2013053713A (en) Roller bearing and wind power generator speed increasing gear
JP5917892B2 (en) Power generation device and one-way clutch
JP6090500B2 (en) One-way clutch
JP6217150B2 (en) Power generation device and rotating part support structure
JP6070300B2 (en) Power generation device and one-way clutch structure
JP2013053712A (en) Roller bearing and wind power generator speed increasing gear
JP6255792B2 (en) Rotation transmission device and wind power generator equipped with the same
JP2016200173A (en) One-way clutch unit and power generator
JP6090502B2 (en) One-way clutch and power generator
JP6064692B2 (en) Wind power generator
JP6142588B2 (en) Wind power generator
JP2014173545A (en) Shaft coupling device and wind power generation device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140820

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140909

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150522

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150602

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150630

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151117

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151130

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5857561

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees