JP6573473B2 - Power split gear unit - Google Patents
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Description
本発明は動力分割歯車装置に関する。 The present invention relates to a power split gear device.
特許文献1から特に風力発電所において用いられる動力分割歯車装置が知られている。特許文献1から知られている動力分割歯車装置は、回転可能に支承されるとともに駆動歯部を有する駆動側の軸と、回転可能に支承されるとともに被動歯部を有する被動側の軸とを有しており、被動側の軸は駆動側の軸に対して同軸的に配置されている。当該動力分割歯車装置はさらに、複数の第一の遊星軸と、複数の第二の遊星軸とを有しており、前記第一の遊星軸の個々の遊星軸に、それぞれ第一の遊星歯部が成形されており、軸方向にずらされた状態で第二の遊星歯部が成形されており、前記第二の遊星軸の個々の遊星軸に、それぞれ第三の遊星歯部が成形されており、軸方向にずらされた状態で第四の遊星歯部が成形されている。特許文献1によれば第一の遊星軸の第一の遊星歯部は駆動側の軸の駆動歯部と噛み合っており、第二の遊星軸の第三の遊星歯部は第一の遊星軸の第二の遊星歯部と噛み合っている。特許文献1の動力分割歯車装置は全体で4個の第一の遊星軸を有しており、当該第一の遊星軸の第一の遊星歯部は、駆動側の軸の駆動歯部と噛み合っている。このような動力分割歯車装置によりすでに、大きな動力が高い変速比で伝達され得る。しかしながら変速比がさらに増大すると、動力分割歯車装置に対する構成空間が増大する結果となり、それにより、従来技術から知られている動力分割歯車装置に対する変速比の増大は、直接的には可能でない。 From Patent Document 1, a power split gear device used in a wind power plant is known. The power split gear device known from Patent Document 1 includes a drive-side shaft that is rotatably supported and has a drive tooth portion, and a driven-side shaft that is rotatably supported and has a driven tooth portion. And the driven shaft is arranged coaxially with the drive shaft. The power split gear device further includes a plurality of first planetary shafts and a plurality of second planetary shafts, and each planetary shaft of the first planetary shaft has a first planetary tooth. The second planetary tooth portion is formed in a state of being offset in the axial direction, and a third planetary tooth portion is formed on each planetary shaft of the second planetary shaft. The fourth planetary tooth portion is formed while being shifted in the axial direction. According to Patent Document 1, the first planetary tooth portion of the first planetary shaft meshes with the drive tooth portion of the drive-side shaft, and the third planetary tooth portion of the second planetary shaft is the first planetary shaft. Meshes with the second planetary tooth. The power split gear device of Patent Document 1 has four first planetary shafts as a whole, and the first planetary tooth portion of the first planetary shaft meshes with the drive tooth portion of the drive-side shaft. ing. With such a power split gear device, large power can already be transmitted with a high gear ratio. However, further increases in the transmission ratio result in an increase in the configuration space for the power split gear device, so that an increase in the gear ratio for the power split gear device known from the prior art is not directly possible.
従って、構成空間がスペースの点で最適化された状態で、変速比の増大を可能にする動力分割歯車装置が求められている。 Accordingly, there is a need for a power split gear device that allows an increase in gear ratio while the configuration space is optimized in terms of space.
上記の点に鑑み、本発明は新式の動力分割歯車装置を創出することを課題とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to create a new power split gear device.
上記の課題は請求項1に記載の動力分割歯車装置によって解決される。本発明に係る動力分割歯車装置では、第一の遊星軸の第一の遊星歯部は駆動歯部と噛み合っており、第二の遊星軸の第四の遊星歯部は、被動歯部と噛み合っており、第一の遊星軸の第二の遊星歯部は第二の遊星軸の第三の遊星歯部と噛み合っており、第一の遊星軸は不均一な角度分割によって円周にわたって配分されている。第一の遊星軸に対する不均一な角度分割により、第一の遊星軸と第二の遊星軸の位置はスペースの点で最適化された状態で選択され得る。特に構成空間がスペースの点で最適化された状態で、全体的に高い変速比が提供され得る。 The above problem is solved by the power split gear device according to claim 1. In the power split gear device according to the present invention, the first planetary tooth portion of the first planetary shaft meshes with the drive tooth portion, and the fourth planetary tooth portion of the second planetary shaft meshes with the driven tooth portion. The second planetary tooth portion of the first planetary shaft meshes with the third planetary tooth portion of the second planetary shaft, and the first planetary shaft is distributed over the circumference by non-uniform angular division. ing. Due to the non-uniform angular division with respect to the first planet axis, the positions of the first planet axis and the second planet axis can be selected optimized in terms of space. In particular, a high transmission ratio can be provided overall, with the configuration space being optimized in terms of space.
有利な発展的構成によれば、第一の遊星軸は不均一な角度分割によって円周にわたって配分されており、それにより第一の遊星軸のうちの一つが均一な角度分割の位置に対して正のオフセット角の分だけずらされていることと、第一の遊星軸のうちの一つが均一な角度分割の位置に対して負のオフセット角の分だけずらされていることが交互に行われ、これにより隣接する第一の遊星軸は交互に、比較的大きな角度間隔と比較的小さな角度間隔を有している。第二の遊星軸であって、当該第二の遊星軸の数は好適に第一の遊星軸の半分に相当する第二の遊星軸は、周方向においてそれぞれ、二つの第一の遊星軸の間に、比較的大きな角度間隔を有して設けられている。当該構成は、できる限り小さな構成空間で、全体的に高い変速比を確保するために特に好適である。 According to an advantageous development, the first planet axis is distributed over the circumference by non-uniform angular division, so that one of the first planet axes is relative to the position of the uniform angular division. It is alternately performed that the first offset is shifted by a positive offset angle and that one of the first planetary axes is shifted by a negative offset angle with respect to the uniform angle division position. Thereby, adjacent first planetary axes alternately have a relatively large angular spacing and a relatively small angular spacing. A second planetary axis, the number of the second planetary axis preferably corresponding to half of the first planetary axis, each of the two first planetary axes in the circumferential direction; In between, they are provided with a relatively large angular spacing. This configuration is particularly suitable in order to ensure a high gear ratio in the smallest possible configuration space.
オフセット角Δαの値に関しては好適に以下の式、すなわちΔα:1°≦Δα≦k*360°/N1が当てはまる。当該式においてN1は第一の遊星軸の第一の数であり、kは増倍定数であり、0.3≦k≦0.5である。オフセット角の値に関しては特に以下の式、すなわちΔα:ku*360°/N1≦Δα≦ko*360°/N1が当てはまり、当該式においてN1は第一の遊星軸の第一の数であり、kuおよびkoは増倍定数であり、kuは0.05であり、koは0.3である。オフセット角に対するこれらの設計は特に好適である。 As for the value of the offset angle Δα, the following formula is preferably applied: Δα: 1 ° ≦ Δα ≦ k * 360 ° / N1. In the formula, N1 is the first number of the first planetary axis, k is a multiplication constant, and 0.3 ≦ k ≦ 0.5. With regard to the value of the offset angle, in particular, the following formula applies: Δα: ku * 360 ° / N1 ≦ Δα ≦ ko * 360 ° / N1, where N1 is the first number of the first planetary axis, ku and ko are multiplication constants, ku is 0.05, and ko is 0.3. These designs for the offset angle are particularly suitable.
本発明の好適な発展的構成は従属請求項と、以下の詳細な説明に記載されている。本発明の実施の形態を図面に基づいてより詳しく説明するが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではない。図面に示されるのは以下の通りである。 Preferred developments of the invention are described in the dependent claims and in the following detailed description. Embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments. Shown in the drawings is the following.
本発明は、特に風力発電所において応用するための動力分割歯車装置に関する。図1から図3は本発明に係る動力分割歯車装置10の一の実施の形態を示している。動力分割歯車装置10は回転可能に支承されている駆動側の軸11であって、当該駆動側の軸に駆動歯部12が成形されている駆動側の軸を有しており、当該実施の形態において駆動歯部12は輪歯車25の内歯として形成されている。図1と図2の動力分割歯車装置10はさらに、回転可能に支承されている被動側の軸13であって、当該被動側の軸に被動歯部14が成形されている被動側の軸を有しており、図1の実施の形態において被動歯部14は太陽歯車26の外歯として形成されている。
The present invention relates to a power split gear device for application in a wind power plant in particular. 1 to 3 show an embodiment of a power
動力分割歯車装置10はさらに複数の第一の遊星軸15と、複数の第二の遊星軸16とを有している。第一の遊星軸15の個々の遊星軸に、それぞれ第一の遊星歯部17が成形されており、軸方向にずらされた状態で第二の遊星歯部18が成形されており、当該実施の形態において第一の遊星軸15の第一の遊星歯部17は、第一の遊星歯車19によって提供され、軸方向にずらされた第二の遊星歯部18は軸方向にずらされた第二の遊星歯車20によって提供される。第二の遊星軸16の個々の遊星軸は、第三の遊星歯部21と第四の遊星歯部22とを有しており、当該第四の遊星歯部は個々の第三の遊星歯部21に対して軸方向にずらされており、第二の遊星軸16の個々の第三の遊星歯部21は図に示す実施の形態において、第三の遊星歯車23によって提供されており、第二の遊星軸16の第四の遊星歯部22は、第二の遊星軸の軸方向にずらされた第四の遊星歯車24によって提供されている。
The power
第一の遊星歯車19によって提供されている、第一の遊星軸15の第一の遊星歯部17は駆動歯部12と噛み合っており、当該駆動歯部は上述の通り、平歯であり、実施されている形態では輪歯車25の内歯である。
The first
第四の遊星歯車24によって提供されている、第二の遊星軸16の第四の遊星歯部22は被動歯部14と噛み合っており、当該被動歯部は太陽歯車26の外歯として形成されている。
The fourth
さらに第二の遊星歯車20によって提供されている、第一の遊星軸15の第二の遊星歯部18と、第三の遊星歯車23によって提供されている第二の遊星軸16の第三の遊星歯部21は互いに噛み合っている。
In addition, the second
第一の遊星軸15は不均一な角度分割によって円周にわたって配分されており、第二の遊星軸16は好適に、1°より小さい許容誤差を除いて均一な角度分割によって円周にわたって配分されている。これにより動力分割歯車装置の全体的な変速比が所望のように高い状態で、遊星軸15,16もしくは遊星歯車の最適な構成が可能であり、それにより最適化された構成空間において動力分割歯車装置10の全体的に高い変速比が提供され得る。
The first
第一の遊星軸15の第一の数は偶数であるとともに、第二の遊星軸16の第二の数よりも大きい。第二の遊星軸16の第二の数は偶数または奇数である。図に示す実施の形態において動力分割歯車装置10は、6個の第一の遊星軸15と3個の第二の遊星軸16を含んでいる。しかしながら図1から図3において示されている第一の遊星軸15と第二の遊星軸16の数は純粋に例示的な性質を有している。図1から図3において示されているものとは異なり、動力分割歯車装置10が、8個の第一の遊星軸15と4個の第二の遊星軸16を有することも可能である。第一の遊星軸15と第二の遊星軸16の他の数も可能であるが、第一の遊星軸15の数は偶数であるとともに、第二の遊星軸16の数は好ましくは第一の遊星軸15の数の半分に相当する。
The first number of the first
第一の遊星軸15は不均一な角度分割によって円周にわたって配分されており、それにより第一の遊星軸15のうちの一つが均一な角度分割の位置に対して正のオフセット角+Δαの分だけずらされていることと、第一の遊星軸15のうちの一つが均一な角度分割の位置に対して負のオフセット角−Δαの分だけずらされていることが交互に行われる。このとき正のオフセット角は、個々の第一の遊星軸15の時計回りの方向におけるずれに相当し、負のオフセット角は、個々の第一の遊星軸15の時計回りの方向と逆のずれに相当する。
The first
このように第一の遊星軸15を、正のオフセット角の分だけ、および負のオフセット角の分だけ、時計回りの方向に、および時計回りの方向と反対に交互にずらすことにより、図3から分かるように、比較的大きな角度間隔β1を有して互いに隣接して配置される第一の遊星軸15の対と、比較的小さな角度間隔β2を有して互いに隣接して配置される第一の遊星軸15の対が交互に成立する。従って角β1,β2は以下の式、すなわちβ1=β+Δα,β2=β−Δαのように計算される。当該式においてβ=360°/N1であり、N1は第一の遊星軸15の第一の数である。
In this way, by alternately shifting the first
オフセット角Δαの値については式1°≦Δα≦k*360°/N1が当てはまり、当該式においてN1は第一の遊星軸の第一の数であり、kは増倍定数である。当該増倍定数kは好ましくは0.4である。 For the value of the offset angle Δα, the formula 1 ° ≦ Δα ≦ k * 360 ° / N1 applies, where N1 is the first number of the first planetary axis and k is a multiplication constant. The multiplication constant k is preferably 0.4.
Δαについては特に式ku*360°/N1≦Δα≦ko*360°/N1が該当し、当該式においてN1は第一の遊星軸の第一の数であり、kuおよびkoは増倍定数であり、kuは0.05であり、koは0.3である。 For Δα, the formula ku * 360 ° / N1 ≦ Δα ≦ ko * 360 ° / N1 applies, where N1 is the first number of the first planetary axis and ku and ko are multiplication constants. Yes, ku is 0.05, and ko is 0.3.
周方向において、好適に均一な角度分割によって円周にわたって配分されている第二の遊星軸16は好適に、比較的大きな角度間隔β1を有する二つの第一の遊星軸19の間に設けられており、特に好ましくは比較的大きな角度間隔β1を有するそれぞれ二つの第一の遊星軸15の間の中心に設けられている。
In the circumferential direction, the second
10 動力分割歯車装置
11 駆動側の軸
12 駆動歯部
13 被動側の軸
14 被動歯部
15 第一の遊星軸
16 第二の遊星軸
17 第一の遊星歯部
18 第二の遊星歯部
19 第一の遊星歯車
20 第二の遊星歯車
21 第三の遊星歯部
22 第四の遊星歯部
23 第三の遊星歯車
24 第四の遊星歯車
25 輪歯車
26 太陽歯車
DESCRIPTION OF
Claims (9)
回転可能に支承されている被動側の軸(13)であって、当該被動側の軸に被動歯部(14)が成形されている被動側の軸と、
第一の数の第一の遊星軸(15)であって、当該第一の遊星軸(15)の個々の遊星軸に、それぞれ第一の遊星歯部(17)が成形されており、軸方向にずらされた状態で第二の遊星歯部(18)が成形されている第一の数の第一の遊星軸と、
第二の数の第二の遊星軸(16)であって、当該第二の遊星軸(16)の個々の遊星軸に、それぞれ第三の遊星歯部(21)が成形されており、軸方向にずらされた状態で第四の遊星歯部(22)が成形されている、第二の数の第二の遊星軸と、
を有する動力分割歯車装置(10)であり、
前記第一の遊星軸(15)の前記第一の遊星歯部(17)は、前記駆動歯部(12)と噛み合っており、前記第二の遊星軸(16)の前記第四の遊星歯部(22)は、前記被動歯部(14)と噛み合っており、
前記第一の遊星軸(15)の前記第二の遊星歯部(18)は前記第二の遊星軸(16)の前記第三の遊星歯部(21)と噛み合っており、
前記第一の遊星軸(15)は不均一な角度分割によって円周にわたって配分されており、
前記第二の遊星軸(16)は均一な角度分割によって円周にわたって配分されており、
前記第二の遊星軸(16)は周方向においてそれぞれ、互いに比較的大きな角度間隔で設けられている二つの隣接する第一の遊星軸(15)の間に配置されている、動力分割歯車装置。 A drive-side shaft (11) rotatably supported, the drive-side shaft having a drive tooth portion (12) formed on the drive-side shaft;
A driven shaft (13) that is rotatably supported, and a driven shaft in which a driven tooth portion (14) is formed on the driven shaft;
The first planetary shafts (15) of the first number, each planetary shaft of the first planetary shaft (15) is formed with a first planetary tooth portion (17), respectively. A first number of first planetary shafts, wherein the second planetary teeth (18) are shaped in a displaced state;
A second planetary shaft (16) of the second number, each planetary shaft of the second planetary shaft (16) being formed with a third planetary tooth portion (21), respectively, A second number of second planetary shafts, wherein the fourth planetary teeth (22) are shaped in a displaced state;
A power split gear device (10) having
The first planetary tooth portion (17) of the first planetary shaft (15) meshes with the drive tooth portion (12), and the fourth planetary tooth of the second planetary shaft (16). Part (22) meshes with said driven tooth part (14),
The second planetary tooth (18) of the first planetary shaft (15) meshes with the third planetary tooth (21) of the second planetary shaft (16);
Said first planetary axis (15) is distributed over the circumference by non-uniform angular division;
Said second planetary axis (16) is distributed over the circumference by a uniform angular division ;
Each of the second planetary shafts (16) is disposed between two adjacent first planetary shafts (15) that are provided at relatively large angular intervals in the circumferential direction. .
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