JP5961534B2 - 揺動内接噛合型の遊星歯車装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、揺動内接噛合型の遊星歯車装置及びその製造方法に関する。

特許文献１に、風力発電設備に組み込まれる揺動内接噛合型の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。

遊星歯車装置は、内歯歯車の軸心からオフセットされた位置に複数の偏心体軸を備え、遊星歯車は、各偏心体軸にそれぞれ備えられた偏心体によって揺動され、揺動しながら前記内歯歯車と噛合している。各偏心体軸には、該偏心体軸を駆動するために偏心体軸歯車が設けられている。各偏心体軸歯車は、１個の入力ピニオンと同時に噛合しており、入力ピニオンとともにケーシングの内部に設けられて、潤滑されている。

遊星歯車の軸方向両側には、ケーシングに支持された一対のフランジ部材が配置されており、偏心体軸を回転自在に支持している。フランジ部材は、外歯歯車の自転によって生じる偏心体軸の（内歯歯車の軸心周りの）公転によって回転する。一対のフランジ体のうちの一方が出力軸と一体化されている。

特許文献１の技術では、出力軸の先端には出力ピニオンが設けられており、該出力ピニオンと噛合している（ブレード側の）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している。

特開２０１１−１９４１号公報（図１）

上述したような構成の揺動内接噛合型の遊星歯車装置にあっては、偏心体軸のピッチ円径（内歯歯車の軸心から偏心体軸の軸心までの距離）をできるだけ大きく確保したいという要請がある。また、例えば、入力ピニオンと偏心体軸歯車の減速比をできるだけ大きく確保するために、ときに、偏心体軸歯車の外径を大きくしたいという要請が生じることもある。

しかしながら、偏心体軸のピッチ円径を大きく確保したり、あるいは、偏心体軸歯車の外径を大きく確保しようとしたりすると、偏心体軸に設けられる偏心体軸歯車（の外周）がケーシング（の内周）と干渉するため、ケーシングの大きさを大きくする必要が生じ、装置が大型化するという問題があった。

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、ケーシングの大きさを大きくすることなく、偏心体軸のピッチ円径をより大きく設計したり、あるいは、偏心体軸歯車の外径をより大きく設計したりすることのできる揺動内接噛合型の遊星歯車装置及びその製造方法を提供することをその課題としている。

本発明は、ケーシングと、偏心体を備えた複数の偏心体軸と、前記偏心体によって揺動される遊星歯車と、該遊星歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記偏心体軸に設けられ前記ケーシングの内部に配置される偏心体軸歯車と、前記遊星歯車と前記偏心体軸歯車との間に配置されるとともに前記ケーシングに支持されたフランジ部材と、を備えた揺動内接噛合型の遊星歯車装置において、前記ケーシングは、前記フランジ部材と径方向で対向するフランジ部材対向部と、前記偏心体軸歯車と径方向で対向する偏心体軸歯車対向部と、を有し、前記偏心体軸歯車対向部の内周面は、全周に亘って前記偏心体軸歯車の最外径よりも大きい内径を有し、前記偏心体軸歯車の最外径が、前記フランジ部材対向部の内周面の最小径よりも大きく、かつ前記フランジ部材対向部は、前記偏心体軸歯車の最外径よりも内径の大きい凹部を備えた構成とすることにより、上記課題を解決したものである。
本発明は、又、上記に記載の揺動内接噛合型の遊星歯車装置の製造方法であって、前記ケーシングの凹部と前記偏心体軸歯車の円周方向の位相を合せた状態で、前記凹部を前記偏心体軸歯車の径方向外側を通過させて、前記ケーシングと前記フランジ部材とを組み付けることにより、同じく上記課題を解決したものである。

本発明では、偏心体軸歯車の最外径が、ケーシングのフランジ部材に径方向で対向する内周面の最小径よりも大きい。偏心体軸歯車の最外径は、ケーシングの肉厚の一部に食い込む大きさとされている。

しかしながら、ケーシングには、該フランジ部材に径方向で対向する内周面に、偏心体軸歯車の最外径よりも内径の大きい凹部が形成されている。そのため、たとえ偏心体軸歯車の最外径が、ケーシングのフランジ部材に対向する内周面の最小径よりも大きくても、ケーシングの内周面と干渉することなく、偏心体軸歯車が設けられた偏心体軸をケーシング内の所定の位置に組み込むことができる。

本発明では、上記作用を、ａ）偏心体軸のピッチ円径をより大きく確保する； ｂ）偏心体軸歯車の外径をより大きく確保する； ｃ）ケーシングをより小型化する； という３つの効果のいずれに適用してもよく、これらの効果の組み合わせに適用してもよい。

本発明によれば、ケーシングの大きさを大きくすることなく、偏心体軸のピッチ円径をより大きく設定したり、あるいは、偏心体軸歯車の外径をより大きく設計したりすることのできる揺動内接噛合型の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揺動内接噛合型の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 図１のキャリヤピン近傍の拡大断面図

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揺動内接噛合型の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（図２では不図示）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（偏心体軸歯車）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、複数（この例では３本）、周方向に等間隔（この例では３本なので１２０度の間隔）に設けられている。なお、偏心体軸４０の本数は、３本に限定されず、間隔も必ずしも等間隔でなくてもよい。各偏心体軸４０は、内歯歯車３２の軸心Ｏ２からオフセットされた位置（ピッチ円ｒ１）において、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６０によってボルト７２、７４を介して連結されている。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。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６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ｄ１４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ｄ１１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ｄ１２の第２嵌入部６０Ｂ、中央部に該第１、第２嵌入部６０Ａ、６０Ｂの外径ｄ１１、ｄ１２よりも大きな外径ｄ１３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ｄ１１、ｄ１２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ｄ１３も、第１、第２嵌入部６０Ａ、６０Ｂの外径ｄ１１、ｄ１２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の軸方向一端側の第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の軸方向一端側は、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ｄ１７よりも大きい外径ｄ１５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）Ｌ１１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ｄ１８は、内歯歯車３２の外ピン３２Ｂの内接円径ｄ１７より小さい（ｄ１８＜ｄ１７）。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ｄ１８に対して、（ｄ１７−ｄ１８）に相当する肉厚の最低余裕Ｌ１３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）ｄ１１を中央大径部６０Ｃの外径（太さ）ｄ１３より小さくし（ｄ１１＜ｄ１３）、かつ、第１大径部４４Ｂの外径ｄ１５を、内歯歯車３２の外ピン３２Ｂの内接円径ｄ１７よりも大きくしていているため（ｄ１５＞ｄ１７）、結果として、第１嵌入部外側部４４Ｐには、最低余裕Ｌ１３より、（ｄ１３−ｄ１１）／２＋（ｄ１５−ｄ１７）／２に相当する分だけ、さらに大きな前記肉厚Ｌ１１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ｄ１９）が備えられている。第１対向部４４Ｃの外径ｄ１９は、該内歯歯車３２の内歯の内接円径ｄ１７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ｄ１５）と第１対向部４４Ｃ（外径ｄ１９）との間に生じている（ｄ１５−ｄ１９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）の内接円径ｄ１７よりも大きい外径ｄ１６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）Ｌ１２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ｄ１５、ｄ１６は、この実施形態では同一であり（ｄ１５＝ｄ１６）、第１、第２嵌入部６０Ａ、６０Ｂの外径ｄ１１、ｄ１２も同一であるため（ｄ１１＝ｄ１２）、第１、第２嵌入部外側部４４Ｐ、４６Ｐの厚みＬ１１、Ｌ１２も同一となっている（Ｌ１１＝Ｌ１２）。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ｄ２０は、該内歯歯車３２の外ピン３２Ｂの内接円径ｄ１７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ｄ１６）と第２対向部４６Ｃ（外径ｄ２０）との間に生じている（ｄ１６−ｄ２０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Ｄ１１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、Ｄ１１より小さいＤ１３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Ｄ１１は、ピニオン側隣接部５２Ｂの内径Ｄ１３より大きい（Ｄ１１＞Ｄ１３）。

この第１大径部対向部５２Ａの内径Ｄ１１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Ｄ１１が、ピニオン側隣接部５２Ｂの内径Ｄ１３より大きく、かつ第１大径部対向部５２Ａの内径Ｄ１１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ｄ１５として、できるだけ第１大径部対向部５２Ａの内径Ｄ１１に近い大きな寸法（ｄ１５≒Ｄ１１）を確保している。また、その一方で、（Ｄ１１＞Ｄ１３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の内径Ｄ１１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Ｄ１８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ｄ１５は、ピニオン側隣接部５２Ｂの内径Ｄ１３よりも大きい（ｄ１５＞Ｄ１３）。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Ｌ１９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フランジ部材４６に径方向で対向する内周面（第２大径部４６Ｂに対応する部分）５１Ａが、径方向内側に突出して外輪部を形成している（後述）。

要するに、この種の揺動内接噛合型の遊星歯車装置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と前記内周面５１Ａの滑り軸受とで、長いスパンＳ１２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。

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（の継カバー５１）の第２フランジ部材４６に径方向で対向する内周面５１Ａには、円周方向３箇所（１２０度の間隔、すなわち偏心体軸４０の本数と同一の個数で、偏心体軸４０の位相と同位相となる間隔）に、円弧状の凹部５１Ｂ（径方向の溝）が軸方向に沿って形成されている（図３、図５参照）。この凹部５１Ｂの形状および形成位置のケーシングの内周面５１Ａに対する関係は、振り分け歯車３６の大きさおよび組み付け位置に関係して規定されている。つまり、振り分け歯車３６の外径（歯の外接円径）は、ｄ１であり、最外径ｄ３（内歯歯車３２の軸心Ｏ２から最も遠い歯先までの距離）は、ケーシング５０（の継カバー５１）の第２フランジ部材４６に径方向で対向する内周面５１Ａの最小径ｒ２よりも大きい（ｄ３＞ｒ２）。また、凹部５１Ｂは、振り分け歯車３６の最外径ｄ３よりも径方向外側にまで穿設されている（最外径ｄ３よりも大きい内径を有している）。すなわち、この実施形態では、穿設された凹部５１Ｂの底面は、振り分け歯車３６の軸心Ｏ１と同心とされ、最深距離（内径：最底面での内歯歯車３２の軸心Ｏ２からの距離）ｒ５は、振り分け歯車３６の最外径ｄ３より大きい。すなわち、ｒ２＜ｄ３＜ｒ５である。

凹部５１Ｂは、継カバー５１を、振り分け歯車３６および第２フランジ部材４６の径方向外側に組み込むときに、振り分け歯車３６が通過可能であればよく、その寸法、形状は限定されない。

なお、この実施形態では、凹部５１Ｂの底面の最深距離ｒ５は、ケーシング５０（の継カバー５１）の振り分け歯車３６と径方向で対向する内周面５１Ｃの内径Ｄ６と同径（ｒ５＝Ｄ６）である。よって、ｒ２＜ｄ３＜Ｄ６ということでもある。ケーシング５０（の継カバー５１）の第２フランジ部材４６の近傍の最小外径は、この実施形態では、ｄ５である。

第２フランジ部材４６は、ケーシング５０（の継カバー５１）の第２フランジ部材４６に径方向で対向する内周面（第２大径部４６Ｂに対応する部分）５１Ａと接触し、滑り軸受６６にてケーシング５０（の継カバー５１）に支持されている。前述したように、第１、第２フランジ部材４４、４６は、キャリヤピン６０によって連結されており、第１フランジ部材４４は、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、この出力ブロック６２を自動調心ころ軸受６５と当該滑り軸受６６とで両持ち支持していることになる。

次に、この揺動内接噛合型の遊星歯車装置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、今、遊星歯車装置１２のケーシング５０（の継カバー５１）の第２フランジ部材４６の近傍の最小外径ｄ５が、従来と同等であるとする。この条件の下で、遊星歯車装置１２の強度をより増強させるには、偏心体軸４０のピッチ円径（内歯歯車３２の軸心Ｏ２からのオフセット量）ｒ１を大きくするのが有利である。ところが、偏心体軸４０のピッチ円径ｒ１を大きくすると、振り分け歯車３６の最外径ｄ３は、ケーシング５０（の継カバー５１）の内周部５１Ａの最小径ｒ２よりも大きくなって干渉（当接）してしまうため、従来と同様の外径（歯数）ｄ１の振り分け歯車３６をそのまま使うことができなくなってしまう（同一の減速比を確保することができなくなってしまう）。

しかしながら、本実施形態の構成によれば、ケーシング５０（の継カバー５１）は、第２フランジ部材４６に径方向に対向する内周面５１Ａに、軸方向に沿って振り分け歯車３６の最外径ｄ３よりも径方向外側（最深距離ｒ５＝振り分け歯車３６の近傍の内周径Ｄ６）にまで該振り分け歯車３６の軸心Ｏ１と同心に穿設された凹部５１Ｂを備えている。

そのため、組み付け時に、この凹部５１Ｂを利用して該凹部５１Ｂが振り分け歯車３６の径方向外側に位置するように、凹部５１Ｂと振り分け歯車３６の円周方向の位相を合わせることにより、振り分け歯車３６を、第２フランジ部材４６に径方向で対向する内周面５１Ａの部分を通過させることができる。これにより、（偏心体軸４０のピッチ円径ｒ１を大きくしたことにより）振り分け歯車３６の最外径ｄ３が、第２フランジ部材４６に径方向で対向する内周面５１Ａの最小径ｒ２よりも大きくなっているにも拘わらず、振り分け歯車３６を、第２フランジ部材４６の軸方向外側の位置（軸方向継カバー５１側の位置）組み付けることができる。また、継カバー５１を第２フランジ部材４６の軸方向外側に組み込むことができるという作用も得られる。

以上の作用は、見方を変えるならば、同一の大きさのケーシング、同一の偏心体軸のピッチ円径ならば、より大きな外径（より大きな減速比）の振り分け歯車を使用できるということを意味する。また、同一の偏心体軸のピッチ円径、同一の振り分け歯車の外径ならば、よりコンパクトな（内周面の最小径のより小さな）ケーシングを使用できるということでもある。勿論、組み合わせにより、これらの中庸を取った作用を得ることも可能である。

なお、第２フランジ部材４６は、内歯歯車３２の外ピン３２Ｂの軸方向規制にも寄与しているが、凹部５１Ｂは、円周方向の一部にのみ形成されているため、この機能が損なわれることはない。

また、組み付け後は、この凹部５１Ｂを、潤滑剤の通路として機能させることができ、第２フランジ部材４６の外周部の滑り軸受および振り分け歯車３６を潤滑することができる。すなわち、第２フランジ部材４６は、ケーシング５０（の継カバー５１）と接触し、滑り接触にてケーシング５０に支持されているが、この凹部５１Ｂが、潤滑油路として機能するため、高い回転安定性を長期に亘って確保することができる。また、第２フランジ部材４６の軸方向外側にあって、潤滑剤のゆき届きにくい振り分け歯車３６の、特に「歯部」を十分に潤滑することができる。

前述したように、凹部は、振り分け歯車が、ケーシングのフランジ部材と対向する部分を通過できる寸法、形状であればよいため、基本的には、偏心体軸の数と同数で、かつ該偏心体軸の位相と同位相に形成されていればよいが、この凹部の「潤滑剤の通路としての機能」に着目するならば、該凹部の数は必ずしも偏心体軸と同数に限定される必要はなく、偏心体軸の数よりも多くてもよい（偏心体軸歯車のないところにも形成してもよい）。凹部の形状も必ずしも円弧状でなくてもよく、例えば、矩形や楕円形であってもよい。

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、高い強度が要求され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、風力発電設備以外の種々の用途に適用してもよい。

１２…遊星歯車装置
２０…出力軸
３０…外歯歯車
３２…内歯歯車
４４…第１フランジ部材
４６…第２フランジ部材
５０…ケーシング
５１…継カバー
５２…ケーシング本体

Claims (4)

1. ケーシングと、偏心体を備えた複数の偏心体軸と、前記偏心体によって揺動される遊星歯車と、該遊星歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記偏心体軸に設けられ前記ケーシングの内部に配置される偏心体軸歯車と、前記遊星歯車と前記偏心体軸歯車との間に配置されるとともに前記ケーシングに支持されたフランジ部材と、を備えた揺動内接噛合型の遊星歯車装置において、
   前記ケーシングは、前記フランジ部材と径方向で対向するフランジ部材対向部と、前記偏心体軸歯車と径方向で対向する偏心体軸歯車対向部と、を有し、
   前記偏心体軸歯車対向部の内周面は、全周に亘って前記偏心体軸歯車の最外径よりも大きい内径を有し、
   前記偏心体軸歯車の最外径が、前記フランジ部材対向部の内周面の最小径よりも大きく、かつ
   前記フランジ部材対向部は、前記偏心体軸歯車の最外径よりも内径の大きい凹部を備えた
   ことを特徴とする揺動内接噛合型の遊星歯車装置。
2. 請求項１において、
   前記凹部の底面の最深部での内径は、前記偏心体軸歯車対向部の内径と同じである
   ことを特徴とする揺動内接噛合型の遊星歯車装置。
3. 請求項１または２において、
   前記フランジ部材は、前記ケーシングと接触し、滑り軸受にて前記ケーシングに支持されている
   ことを特徴とする揺動内接噛合型の遊星歯車装置。
4. 請求項１に記載の揺動内接噛合型の遊星歯車装置の製造方法であって、
   前記ケーシングの凹部と前記偏心体軸歯車の円周方向の位相を合せた状態で、
   前記凹部を前記偏心体軸歯車の径方向外側を通過させ、
   前記ケーシングと前記フランジ部材とを組み付ける
   ことを特徴とする揺動内接噛合型の遊星歯車装置の製造方法。

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