WO2014199901A1 - 発電装置、及び回転部支持構造体 - Google Patents

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藤原　英樹
高木　剛
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株式会社ジェイテクト
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Definitions

  • One aspect of 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, and a rotating portion support structure used in the power generator.
  • Some wind turbine generators that generate power by rotating a main shaft by receiving wind from a blade include a gearbox.
  • This speed increaser increases the rotation of the main shaft to drive the generator.
  • the speed increaser 202 receives the rotation of the main shaft 200 to increase the speed of the planetary gear mechanism 203 and the rotation increased by the planetary gear mechanism 203 as inputs, and further increases the rotation speed.
  • the high-speed gear mechanism 204 is provided.
  • a high-speed shaft 205 for outputting the rotation increased by the high-speed gear mechanism 204 is provided, and a drive shaft (not shown) of a generator is connected to the high-speed shaft 205.
  • the machine rotor is installed.
  • the planet carrier 203b is rotated, and thereby the sun gear via the planetary gear 203c is rotated. 203d is rotated at an increased speed. Then, this rotation is transmitted to the low speed shaft 204 a of the high speed gear mechanism 204.
  • the high-speed gear mechanism 204 when the low-speed shaft 204a rotates, the intermediate shaft 204d is rotated at an increased speed through the low-speed gear 204b and the first intermediate gear 204c, and further, the high-speed shaft through the second intermediate gear 204e and the output gear 204f. 205 is rotated at an increased speed.
  • rolling bearings (roller bearings) 206 to 211 are frequently used as bearings that rotatably support the low-speed shaft 204a, the intermediate shaft 204d, and the high-speed shaft 205 (for example, Patent Documents). 1).
  • smearing surface layer on a rolling surface of a rolling element (roller) or a raceway surface of a rotating wheel.
  • seizure occurs
  • Such smearing is not limited to a wind power generator, but is also a rolling bearing (roller bearing) provided in another type of power generator that drives the generator by increasing the rotation of the main shaft with a speed increaser. It is conceivable that this occurs in the same manner.
  • one embodiment of the present invention is a power generation device that can suppress smearing from occurring in a rolling bearing that supports a high-speed shaft that is rotated by a speed increaser and rotates, and a rotating unit used in the power generation device
  • An object is to provide a support structure.
  • the inventor of the present application conducted extensive research on the mechanism of smearing.
  • the rotational speed of the main shaft suddenly decreases due to a decrease in external force (wind force)
  • the rotor speed is increased by the inertia of the heavy-duty generator rotor and the rotational speed of the high-speed shaft that is rotated by the speed increaser.
  • torque loss load loss
  • the first aspect of the present invention includes a main shaft that rotates by an external force, a rotation transmission mechanism that accelerates the rotation of the main shaft, and an output gear that outputs rotation increased by the rotation transmission mechanism.
  • a speed increasing gear a high-speed shaft that can rotate by receiving the rotational force of the output gear, a rolling bearing that rotatably supports the high-speed shaft, and a drive shaft that rotates with the rotation of the high-speed shaft as an input
  • a rotor that rotates integrally with the drive shaft, and is provided between the generator that generates power as the rotor rotates, the output gear, and the high-speed shaft, and the main shaft rotates in the positive direction.
  • the output gear and the high-speed shaft are connected so as to be integrally rotatable, and the rotational speed of the output gear is the rotational speed of the high-speed shaft.
  • a one-way clutch which disconnects the fast axis, comprising a power generating device including.
  • the output gear And the high-speed shaft are connected so as to be integrally rotatable, and power is transmitted from the output gear to the high-speed shaft and the drive shaft.
  • power is generated by rotating the drive shaft and the rotor.
  • the connection (power transmission) between the output gear and the high speed shaft is interrupted.
  • the high-speed shaft performs inertia rotation together with the rotor and drive shaft of the generator. Therefore, sudden torque loss is prevented, and the rotation delay of the rolling elements of the rolling bearing that supports the high-speed shaft can be suppressed. For this reason, the rotational speed of the main shaft rapidly increases from this state due to a change in external force, and the output gear and the high-speed shaft are connected.
  • the rolling bearing that supports the rolling bearing it is difficult for the rolling elements to slip on the contact surface with the rotating wheel, and it is possible to suppress the occurrence of smearing in the rolling bearing.
  • the output gear is provided on the outer peripheral side of the high speed shaft concentrically with the high speed shaft, and the one-way clutch is interposed between the output gear and the high speed shaft.
  • the one-way clutch is provided on the inner peripheral side of the output gear, the first clutch portion rotating integrally with the output gear, the second clutch portion rotating integrally with the high speed shaft, It is preferable to have an engaging member interposed between the pair of clutch portions.
  • a one-way clutch can be configured on the radially inner side of the output gear.
  • a main shaft that is rotated by an external force, a rotation transmission mechanism that accelerates the rotation of the main shaft, and an output gear that outputs the rotation accelerated by the rotation transmission mechanism.
  • a speed increasing gear a high-speed shaft that can rotate by receiving the rotational force of the output gear, a rolling bearing that rotatably supports the high-speed shaft, and a drive shaft that rotates with the rotation of the high-speed shaft as an input
  • a generator having a rotor that rotates integrally with the drive shaft, and a generator that generates electric power as the rotor rotates, wherein the high-speed shaft is a first shaft that rotates integrally with the output gear.
  • the rotational speed of the first shaft portion is When the rotational speed of the second shaft portion is exceeded, the first shaft portion and the second shaft portion are connected so as to be integrally rotatable, and the rotational speed of the first shaft portion is equal to the rotational speed of the second shaft portion. If it falls below, the electric power generating apparatus which is a one-way clutch which interrupts
  • the one-way clutch The connection (power transmission) between the first shaft portion and the second shaft portion is interrupted. Therefore, the rotational speed of the main shaft is rapidly reduced due to a decrease in external force, and even if the rotational speed of the output gear and the first shaft portion is suddenly reduced along with this, the second shaft portion performs inertial rotation. Sudden torque loss is prevented, and the rotation delay of the rolling elements of the rolling bearing that supports the high-speed shaft (second shaft portion) can be suppressed.
  • the rotational speed of the main shaft rapidly increases from this state due to a change in external force, the first shaft portion and the second shaft portion are connected, and the second shaft portion receives the rotational force from the first shaft portion. Even if it rotates, in the rolling bearing that supports the second shaft portion, the rolling element is less likely to slip on the contact surface with the rotating wheel, and it is possible to suppress the occurrence of smearing in the rolling bearing.
  • one of the first shaft portion and the second shaft portion has a cylindrical portion at a shaft end portion, and the other has a diameter of the cylindrical portion.
  • a central shaft portion located on the inner side in the direction at the shaft end, and the one-way clutch is provided on an inner peripheral side of the cylindrical portion, the first clutch portion rotating integrally with the cylindrical portion, the central shaft portion, It is preferable to have the 2nd clutch part which rotates integrally, and the engaging element interposed between a pair of these clutch parts.
  • a one-way clutch can be formed on a part of the high-speed shaft.
  • the one-way clutch further includes a rolling bearing portion for clutch that supports the first clutch portion and the second clutch portion so as to be relatively rotatable. It is preferable to have it. In this case, the positioning of the first clutch portion and the second clutch portion in the radial direction is performed by the clutch rolling bearing portion.
  • the rolling bearing portion for clutch is interposed between the outer ring portion, the inner ring portion, the outer ring portion and the inner ring portion, and the inner peripheral surface of the outer ring portion and It has cylindrical rollers that roll on the outer peripheral surface of the inner ring portion, and it is preferable that the first clutch portion and the second clutch portion are relatively movable in the axial direction.
  • the first clutch portion and the second clutch portion are relatively movable in the axial direction, even if the high-speed shaft expands and contracts due to a temperature change, the expansion and contraction can be released, such as the high-speed shaft It is possible to prevent a large thermal stress from being generated.
  • the first clutch portion and the second clutch portion are allowed to move in the axial direction, and the maximum allowable amount of the relative movement is the first allowable amount. It is preferable that the amount of movement in the axial direction between the shaft portion and the second shaft portion is set larger. In this case, since the first clutch portion and the second clutch portion can be moved relative to each other in the axial direction, even if the high-speed shaft expands and contracts due to a temperature change, the expansion and contraction can be released, and the high-speed shaft Generation of a large thermal stress can be prevented.
  • a rotation transmission mechanism that accelerates the rotation of the main shaft that is rotated by an external force, and a speed increaser having an output gear that outputs the rotation accelerated by the rotation transmission mechanism.
  • a drive shaft that is rotated by the output from the speed increaser and a rotor that rotates integrally with the drive shaft, and a generator that generates electric power as the rotor rotates.
  • a rotating part support structure which is rotatable by receiving the rotational force of the output gear and capable of transmitting the rotational force to the drive shaft, and rotatably supports the high-speed shaft.
  • a speed increaser having a rotation transmission mechanism that accelerates rotation of a main shaft that is rotated by an external force, and an output gear that outputs rotation increased by the rotation transmission mechanism.
  • a drive shaft that is rotated by the output from the speed increaser, and a generator that includes a rotor that rotates integrally with the drive shaft, and that generates power as the rotor rotates.
  • a rotating part support structure which is rotatable by receiving the rotational force of the output gear and capable of transmitting the rotational force to the drive shaft, and rotatably supporting the high-speed shaft.
  • the high-speed shaft includes a first shaft portion that rotates integrally with the output gear, a second shaft portion that is supported by the rolling bearing, the first shaft portion, and the second shaft. And a joint part provided between the joint part, When the rotation speed of the first shaft portion exceeds the rotation speed of the second shaft portion with the main shaft rotating in the forward direction, the first shaft portion and the second shaft portion can be rotated together.
  • a rotating part that is a one-way clutch that disconnects the connection between the first shaft part and the second shaft part when the rotational speed of the first shaft part falls below the rotational speed of the second shaft part.
  • Including a support structure According to the 4th aspect of this invention, there can exist an effect similar to the electric power generating apparatus of said (3).
  • the power generation device and the rotating part support structure of the aspect of the present invention it is possible to suppress the occurrence of smearing in the rolling bearing that supports the high-speed shaft that is rotated by the speed increaser and rotates.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing an embodiment of a power generator of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic side view showing the speed increaser, the rotating part support structure, and the generator.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a rolling bearing that rotatably supports a high-speed shaft.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the rotating part support structure (first example).
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the one-way clutch.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a rotating part support structure (second example).
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a rotating part support structure (third example).
  • FIG. 8 is an explanatory view illustrating a modified example of the one-way clutch.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a speed increaser according to related art.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing an embodiment of a power generator of the present invention.
  • the power generator of the present embodiment is a wind power generator having a main shaft 2 that is rotated by wind power (external force).
  • the wind power generator 1 includes a blade (wind receiving member) 11, a support 12, and a nacelle 13.
  • the blade 11 is constituted by a plurality of blades provided at the tip of the main shaft 2 and rotates the main shaft 2 by receiving wind.
  • the nacelle 13 includes a main shaft 2, a support mechanism 15 for supporting the main shaft 2, a speed increasing device 3 that increases the rotation speed of the main shaft 2, a high speed shaft 35 that rotates at high speed by the output of the speed increasing device 3, and this
  • the rotating part support structure 17 having a bearing or the like for supporting the high-speed shaft 35, the generator 4 that generates electric power by the rotational power from the high-speed shaft 35, and the casing 18 for housing them are provided.
  • the support column 12 supports the nacelle 13 so as to be able to turn horizontally around the vertical axis.
  • FIG. 2 is a schematic side view showing the speed increaser 3, the rotating part support structure 17, and the generator 4.
  • the generator 4 is composed of, for example, an induction generator, and receives a rotation of a high-speed shaft 35 accelerated by the speed increaser 3 to rotate, a rotor 42 built in the generator 4, And a stator that does not.
  • the rotor 42 is coupled to the drive shaft 41 so as to be integrally rotatable, and the generator 4 generates power as the drive shaft 41 rotates and the rotor 42 is driven.
  • the generator 4 also has a brake 44 that brakes the drive shaft 41. The brake 44 can restrain the rotation of the drive shaft 41.
  • the speed increaser 3 includes a gear mechanism (rotation transmission mechanism) 30 that receives the rotation of the main shaft 2 as an input 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 planetary carrier (not shown) connected to the main shaft 2 so as to be integrally rotatable, and a sun gear 31c meshing with the planetary gear 31b. have.
  • ring gear internal gear
  • planetary carrier not shown
  • sun gear 31c meshing with the planetary gear 31b.
  • 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 gear 40.
  • 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 end portions in the axial direction of the low speed shaft 33 are rotatably supported by rolling bearings (roller bearings) 36a and 36b.
  • the intermediate shaft 34 is disposed in the vicinity of the low-speed shaft 33, and both axial ends thereof are rotatably supported by rolling bearings (roller bearings) 37a and 37b.
  • the first intermediate gear 34 a of the intermediate shaft 34 meshes with the low speed gear 33 a, and the second intermediate gear 34 b meshes with the output gear 40.
  • the output gear 40 outputs the rotation accelerated by the gear mechanism (rotation transmission mechanism) 30 as described above.
  • the high speed shaft 35 is disposed in the vicinity of the intermediate shaft 34, can rotate upon receiving the output of the output gear 40, and can output a rotational torque.
  • the high speed shaft 35 is rotatably supported by rolling bearings (38, 39) on one end 35b side and the other end 35c side in the axial direction, respectively.
  • the high-speed shaft 35 and the drive shaft 41 are connected by a joint 19 and can transmit power between each other.
  • the rotation of the main shaft 2 is made in three stages according to 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 output gear 40.
  • Rotational torque is output from the output end 35c of the high-speed shaft 35. That is, the rotation of the main shaft 2 by wind power is increased in three stages by the speed increaser 3, and the generator 4 can be driven.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing rolling bearings (38, 39) that support the high-speed shaft 35 rotatably.
  • each of these rolling bearings (38, 39) is a roller bearing, and in particular comprises a cylindrical roller bearing.
  • One roller bearing 38 and the other roller bearing 39 have the same configuration.
  • the roller bearing 38 will be described as a representative.
  • the roller bearing 38 includes a plurality of inner rings 38a that are externally fitted and fixed to the high-speed shaft 35, outer rings 38b that are fixed to the housing 3a of the speed increaser 3, and a plurality of roller bearings that are rotatably disposed between the inner rings 38a and the outer rings 38b.
  • the roller 38c and an annular retainer 38d that holds the rollers 38c at predetermined intervals along the circumferential direction are provided.
  • the inner ring 38a, the outer ring 38b, and the roller 38c are made of, for example, bearing steel, and the cage 38d is made of, for example, a copper alloy.
  • An inner ring raceway surface 38a1 is formed in the axial center of the outer periphery of the inner ring 38a.
  • the inner ring 38a has a pair of outer ring collar portions 38a2 formed on both sides in the axial direction.
  • the outer ring 38b is disposed concentrically with the inner ring 38a, and an outer ring raceway surface 38b1 is formed at the axially central portion of the inner periphery thereof.
  • the outer ring raceway surface 38b1 is disposed to face the inner ring raceway surface 38a1.
  • the roller 38c is disposed between the inner ring raceway surface 38a1 and the outer ring raceway surface 38b1, and rolls on these raceway surfaces 38a1 and 38b1.
  • the rotating portion support structure 17 is rotated by receiving the rotational force of the output gear 40, and can transmit the rotational force to the drive shaft 41, and the high-speed shaft And roller bearings 38 and 39 which rotatably support 35.
  • the rotating part support structure 17 will be mainly described.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the rotating part support structure 17 (first example).
  • the rotating portion support structure 17 includes the high-speed shaft 35 that can rotate by receiving the rotational force of the output gear 40, and the roller bearings 38 and 39 that rotatably support the high-speed shaft 35.
  • a one-way clutch 7 provided between the output gear 40 and the high-speed shaft 35 is further provided.
  • the output gear 40 is an annular gear provided concentrically with the high speed shaft 35 and provided on the outer peripheral side of the high speed shaft 35.
  • the one-way clutch 7 is interposed between the annular output gear 40 and the high speed shaft 35.
  • a plurality of teeth that mesh with the intermediate gear 34 b are formed on the outer peripheral surface of the output gear 40.
  • the one-way clutch 7 has a first clutch portion that is provided on the inner peripheral side of the output gear 40 and rotates integrally with the output gear 40, and a second clutch portion that rotates integrally with the high-speed shaft 35.
  • the first clutch portion includes a first clutch member 23 that is a separate member from the output gear 40
  • the second clutch portion includes a second clutch member 24 that is a separate member from the high-speed shaft 35.
  • a cylindrical mounting member 50 is fixed to the outer peripheral surface of the high-speed shaft 35
  • the second clutch member 24 is fixed to the central portion in the axial direction of the mounting member 50.
  • the first clutch member 23 is a cylindrical member fixed to the inner peripheral surface of the output gear 40, and the second clutch member 24 is fixed to the outer peripheral side of the high-speed shaft 35 via an attachment member 50. It consists of a cylindrical member.
  • the first clutch portion may be configured by a part of the inner peripheral side of the output gear 40, and the second clutch portion is a part of the outer peripheral side of the high speed shaft 35 (or the attachment member 50). You may be comprised by the part.
  • the one-way clutch 7 has an engagement element interposed between the first clutch member 23 and the second clutch member 24.
  • the engaging element includes a roller (cylindrical roller) 25.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the one-way clutch 7.
  • the one-way clutch 7 includes an annular cage 26 that holds the rollers 25 at predetermined intervals along the circumferential direction, and an elastic member (attached) that elastically biases the rollers 25 toward one side in the circumferential direction. Force member) 28.
  • the inner peripheral surface 23 a of the first clutch member 23 is formed in a cylindrical surface, but the same number (eight) of flat cam surfaces 24 a 1 as the rollers 25 are formed on the outer peripheral surface 24 a of the second clutch member 24. ing. Therefore, wedge-shaped spaces S are formed between the cam surfaces 24 a 1 and the inner peripheral surface 23 a of the first clutch member 23, and the same number (eight) wedge-shaped spaces S as the rollers 25 are formed. ing.
  • One roller 25 is arranged in one wedge-shaped space S.
  • the inner peripheral surface 23a of the first clutch member 23 that forms each wedge-shaped space S is configured by a cylindrical surface that is continuous in the circumferential direction, but is not a circular arc surface that is not continuous in the circumferential direction, for example, in the middle of the circumferential direction.
  • An independent circular arc surface in which a flat surface or an inflection point is interposed may be used.
  • each roller 25 is urged by the elastic member 28 in the direction in which the wedge-shaped space S is narrowed.
  • the outer peripheral surface of the roller 25 is a contact surface 25a that contacts the cam surface 24a1 of the second clutch member 24 and the inner peripheral surface 23a of the first clutch member 23.
  • the contact surface 25a is in the width direction (axial direction). It is formed straight.
  • the one-way clutch 7 further has a rolling bearing portion for clutch provided between the output gear 40 and the high speed shaft 35.
  • the rolling bearing for clutch includes cylindrical roller bearings 8a and 8b, and is provided on both sides in the axial direction of a roller array (engagement element array) including a plurality of rollers 25.
  • the cylindrical roller bearing 8a and the cylindrical roller bearing 8b have the same configuration, and are respectively interposed between the outer ring portion, the inner ring portion, and the outer ring portion and the inner ring portion.
  • the inner ring portion is an inner ring 8a1 (8b1) fixed to the mounting member 50, but the outer ring portion is a part of the first clutch member 23 that is cylindrical (both sides in the axial direction). Consists of. That is, a part of the first clutch member 23 that is cylindrical (both sides in the axial direction) is also used as an outer ring for the cylindrical roller bearing 8a (8b). According to these cylindrical roller bearings 8a and 8b, as will be described later, the engagement between the cylindrical roller 25, which is an engagement element of the one-way clutch 7, and the first clutch member 23 and the second clutch member 24 is released. Even if it becomes, the 1st clutch member 23 and the 2nd clutch member 24 can be supported so that relative rotation is possible.
  • the function of the rotation part support structure 17 (1st example) comprised as mentioned above is demonstrated.
  • the rotation speed output from the gearbox 3 increases thereby.
  • the rotational speed of the output gear 40 increases.
  • the first clutch member 23 that rotates integrally with the output gear 40 is The two clutch members 24 try to rotate in one direction (the direction of arrow R1 in FIG. 5).
  • the roller 25 slightly moves in the direction in which the wedge-shaped space S is narrowed (in the clockwise direction in FIG. 5), and the contact surface 25a of the roller 25 is moved.
  • the roller 25 is brought into contact with the first and second clutch members 23, 24 by being pressed against the inner peripheral surface 23 a of the first clutch member 23 and the outer peripheral surface 24 a (cam surface 24 a 1) of the second clutch member 24. .
  • the second clutch member 24 together with the first clutch member 23 integrally rotates in the one direction (R1). That is, the output gear 40 to which the first clutch member 23 is fixed and the high-speed shaft 35 to which the second clutch member 24 is fixed are connected to rotate integrally.
  • the roller 25 is located between the first and second clutch members 23, 24. Are held in mesh. For this reason, the integral rotation of the first and second clutch members 23, 24, that is, the integral rotation of the output gear 40 and the high speed shaft 35 is maintained.
  • the output gear 40 rotates at a reduced speed.
  • the first clutch member 23 that rotates integrally with the output gear 40 is replaced with the second clutch member.
  • Rotate 24 in the other direction the direction opposite to the arrow R1 in FIG. 5.
  • the roller 25 slightly moves in the direction in which the wedge-shaped space S widens against the urging force of the elastic member 28, so that the roller 25 and the first and second clutch members 23 and 24 are moved. The meshing is released.
  • the engagement of the rollers 25 is released, the connection between the output gear 40 to which the first clutch member 23 is fixed and the high-speed shaft 35 to which the second clutch member 24 is fixed is released.
  • the rotating part support structure 17 including the one-way clutch 7, when the rotation speed of the output gear 40 exceeds the rotation speed of the high-speed shaft 35, When the rotation speed of the output gear 40 is lower than the rotation speed of the high-speed shaft 35 when the high-speed shaft 35 is connected so as to be integrally rotatable, the connection between the output gear 40 and the high-speed shaft 35 is cut off (that is, the output gear 40 and the high-speed shaft 35). The power transmission to and from the shaft 35 is cut off).
  • the rotation speed of the output gear 40 exceeds the rotation speed of the high-speed shaft 35, and the output gear 40 and the high-speed shaft 35 are connected so as to be integrally rotatable, so that the output gear 40, the high-speed shaft 35 and the drive shaft 41 ( The power is transmitted to (see FIG. 2). Thereby, the drive shaft 41 and the rotor 42 are rotated to generate power.
  • the connection (power transmission) between the output gear 40 and the high speed shaft 35 is interrupted.
  • the high-speed shaft 35 is connected to the rotor 42 and the drive shaft of the generator 4. Since the inertial rotation is performed together with 41, sudden torque loss is prevented, and the rotation delays of the rollers 38c, 39c of the roller bearings 38, 39 supporting the high-speed shaft 35 can be suppressed. As a result, the rotational speed of the main shaft 2 suddenly increases from this state due to the change in wind power, the output gear 40 and the high speed shaft 35 are connected again, and the high speed shaft 35 receives the rotational force from the output gear 40 and rotates.
  • rollers 38c and 39c are less likely to slip on the contact surfaces (38a1 and 38b1 in the case of FIG. 3) with the inner and outer rings 38a and 38b.
  • the occurrence of smearing at 38 and 39 can be suppressed.
  • the rotating part support structure 17 can be made compact by configuring the one-way clutch 7 on the radially inner side of the output gear 40. Since the cylindrical roller bearings 8a and 8b are provided adjacent to the row of the rollers 25 as the engaging members as the rolling bearing portions for the clutch, the rollers 25, the first clutch member 23, and the second clutch are provided. Even when the engagement with the member 24 is released, the output gear 40 that rotates integrally with the first clutch member 23 and the high-speed shaft 35 that rotates integrally with the second clutch member 24 are supported in a relatively rotatable manner. Can do. For this reason, the output gear 40 can relatively rotate while maintaining the concentric arrangement with the high-speed shaft 35.
  • the outer peripheral surface (contact surface 25a) of the cylindrical roller 25 serving as the engagement element is formed straight in the axial direction.
  • the rolling bearing part for clutches consists of the cylindrical roller bearing 8a (8b), the rolling element is the cylindrical roller 8a2 (8b2), The outer peripheral surface is formed straight in the axial direction.
  • the output gear 40 that is integral with the first clutch member 23 and the high-speed shaft 35 that is integral with the second clutch member 24 are relatively movable in the axial direction. Even if 35 expands and contracts, the expansion and contraction can be released, and a large thermal stress can be prevented from being generated in the high-speed shaft 35.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the rotating part support structure 17 (second example). 2 and 6, as described above, the rotating portion support structure 17 can rotate by receiving the rotational force of the output gear 40, and can transmit the rotational force to the drive shaft 41. 35, and roller bearings 38 and 39 that rotatably support the high-speed shaft 35.
  • the high-speed shaft 35 includes a first shaft portion 51 that rotates integrally with the output gear 40, a second shaft portion 52 that is supported by the roller bearing 38, and the first shaft. And a joint portion 53 provided between the portion 51 and the second shaft 52. That is, the high-speed shaft 35 includes the first shaft portion 51 and the second shaft portion 52 that are divided. However, the first shaft portion 51 and the second shaft portion 52 are arranged on the same axis.
  • the output gear 40 is fixed by being fitted around the first shaft portion 51.
  • the roller bearing 39 (refer FIG. 2) is provided in the 1st axial part 51 side, and supports this 1st axial part 51 rotatably.
  • the first shaft portion 51 has a cylindrical portion 54 at its shaft end portion
  • the second shaft portion 52 has a central shaft portion 55 at its shaft end portion.
  • the central shaft portion 55 is located inside the cylindrical portion 54 in the radial direction, and the central shaft portion 55 and the cylindrical portion 54 are disposed concentrically.
  • An annular space is formed between the central shaft portion 55 and the cylindrical portion 54, and a joint portion 53 is provided in this space.
  • an axial gap e1 is provided between the end surface 54a of the cylindrical portion 54 and the end surface 52a of the second shaft portion 52, and the end surface 55a of the central shaft portion 55 and the end surface 51a of the first shaft portion 51 are provided. Between the two, an axial gap e2 is provided.
  • the joint portion 53 includes a one-way clutch 7 that connects the first shaft portion 51 and the second shaft portion 52 so as to be integrally rotatable, and interrupts (releases) this connection.
  • the one-way clutch 7 is provided on the inner peripheral side of the cylindrical portion 54 and rotates integrally with the cylindrical portion 54.
  • the one-way clutch 7 is provided on the outer peripheral side of the central shaft portion 55 and rotates integrally with the central shaft portion 55.
  • a second clutch portion in the present embodiment, the first clutch portion includes a first clutch member 56 that is a separate member from the cylindrical portion 54, and the second clutch portion includes a second clutch member 57 that is a separate member from the central shaft portion 55. .
  • the first clutch member 56 is made of a cylindrical member fixed to the cylindrical portion 54
  • the second clutch member 57 is made of a cylindrical member fixed to the central shaft portion 55.
  • the first clutch portion may be constituted by a part on the inner peripheral side of the cylindrical portion 54
  • the second clutch portion is constituted by a part on the outer peripheral side of the central shaft portion 55. May be.
  • the one-way clutch 7 has an engagement element interposed between the first clutch member 56 and the second clutch member 57.
  • the engaging element includes a roller (cylindrical roller) 58.
  • the cross section of the one-way clutch 7 is the same as that of the one-way clutch 7 in the embodiment (FIG. 4), and the one-way clutch 7 shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG.
  • the one-way clutch 7 includes an annular cage 59 that holds each roller 58 at predetermined intervals along the circumferential direction, and an elastic member (attached) that elastically biases each roller 58 toward one side in the circumferential direction. Force member 60).
  • the inner peripheral surface 56a of the first clutch member 56 is formed into a cylindrical surface, but the same number (eight) of flat cam surfaces 57a1 as the rollers 58 are formed on the outer peripheral surface 57a of the second clutch member 57. Is formed. Therefore, wedge-shaped spaces S are formed between the cam surfaces 57a1 and the inner peripheral surface 56a of the first clutch member 56, and the same number (eight) wedge-shaped spaces S as the rollers 58 are formed. ing.
  • One roller 58 is arranged in one wedge-shaped space S.
  • the inner circumferential surface 56a of the first clutch member 56 that forms each wedge-shaped space S is formed by a cylindrical surface that is continuous in the circumferential direction, but is not a circular arc surface that is not continuous in the circumferential direction, for example, in the middle of the circumferential direction.
  • An independent circular arc surface in which a flat surface or an inflection point is interposed may be used.
  • each roller 58 is urged by the elastic member 60 in the direction in which the wedge-shaped space S is narrowed.
  • the outer peripheral surface of the roller 58 is a contact surface 58a that contacts the cam surface 57a1 of the second clutch member 57 and the inner peripheral surface 56a of the first clutch member 56.
  • the contact surface 58a is in the width direction (axial direction). It is formed straight.
  • the one-way clutch 7 further includes a clutch rolling bearing portion provided between the cylindrical portion 54 and the central shaft portion 55.
  • the rolling bearing for clutch includes a cylindrical roller bearing 61 and is provided adjacent to an axial direction of a roller array (engagement element array) including a plurality of rollers 58.
  • the cylindrical roller bearing 61 includes an outer ring portion, an inner ring portion, and a cylindrical roller 61b that is interposed between the outer ring portion and the inner ring portion and rolls on the inner peripheral surface of the outer ring portion and the outer peripheral surface of the inner ring portion. Yes.
  • the inner ring portion is the inner ring 61 a fixed to the central shaft portion 55, but the outer ring portion is formed of a part of the first clutch member 56 that is cylindrical. That is, a part of the cylindrical first clutch member 56 is also used as an outer ring for the cylindrical roller bearing 61.
  • the cylindrical roller bearing 61 as will be described later, the engagement between the cylindrical roller 58, which is an engagement element of the one-way clutch 7, and the first clutch member 56 and the second clutch member 57 is released.
  • the first clutch member 56 and the second clutch member 57 can be supported so as to be relatively rotatable.
  • the function of the rotation part support structure 17 (2nd example) comprised as mentioned above is demonstrated.
  • the rotation speed output from the gearbox 3 increases thereby.
  • the rotational speeds of the output gear 40 and the first shaft portion 51 (see FIG. 6) of the high speed shaft 35 are increased.
  • the first shaft portion 51 rotates together with the first shaft portion 51.
  • the first clutch member 56 that attempts to rotate in one direction (the direction of the arrow R1 in FIG.
  • the roller 58 is the first.
  • the second clutch members 56 and 57 are held in a meshed state. For this reason, the integral rotation of the first and second clutch members 56, 57, that is, the integral rotation of the first shaft portion 51 and the second shaft portion 52 is maintained.
  • the first shaft portion 51 of the high speed shaft 35 rotates at a reduced speed.
  • the clutch member 56 attempts to rotate in the other direction (the direction opposite to the arrow R1 in FIG. 5) with respect to the second clutch member 57.
  • the roller 58 slightly moves in the direction in which the wedge-shaped space S widens against the urging force of the elastic member 60, so that the roller 58 and the first and second clutch members 56, 57 are moved.
  • the meshing is released.
  • the connection between the first shaft portion 51 to which the first clutch member 56 is fixed and the second shaft portion 52 to which the second clutch member 57 is fixed is released.
  • the rotation speed of the first shaft part 51 is the rotation speed of the second shaft part 52 in the high-speed shaft 35.
  • the first shaft portion 51 and the second shaft portion 52 are connected so as to be integrally rotatable, and when the rotation speed of the first shaft portion 51 is lower than the rotation speed of the second shaft portion 52, the first shaft portion The connection between the first shaft portion 51 and the second shaft portion 52 is cut off (that is, the power transmission between the first shaft portion 51 and the second shaft portion 52 is cut off).
  • the one-way clutch 7 causes the first shaft portion 51 to rotate.
  • the connection (power transmission) between the first shaft portion 51 and the second shaft portion 52 is interrupted. Therefore, even if the rotational speed of the main shaft 2 rapidly decreases due to the decrease in wind power, and the rotational speeds of the output gear 40 and the first shaft portion 51 rapidly decrease accordingly, the second shaft portion 52 performs inertial rotation. As a result, sudden torque loss is prevented, and the rotation delay of the roller 38c of the roller bearing 38 that supports the second shaft portion 52 can be suppressed.
  • the rotational speed of the main shaft 2 suddenly increases due to the change in wind power from this state, the first shaft portion 51 and the second shaft portion 52 are connected again, and the first shaft portion 51 and the second shaft portion 52 are connected again.
  • the roller 38c is in contact with the inner and outer rings 38a and 38b (38a1 and 38b1 in the case of FIG. 3). It becomes difficult to slip, and the occurrence of smearing in the roller bearing 38 can be suppressed. Furthermore, the occurrence of smearing in the roller of the roller bearing 39 (see FIG. 2) that supports the first shaft portion 51 can also be suppressed.
  • the one-way clutch 7 is formed between a part of the high-speed shaft 35, that is, between the first shaft portion 51 and the second shaft portion 52, so that the rotating portion support structure 17 is compact. Can be realized. Further, since the cylindrical roller bearing 61 is provided adjacent to the row of the rollers 58 that are the engaging members as the rolling bearing portion for the clutch, these rollers 58, the first clutch member 56, and the second clutch member 57 are provided. The first shaft 51 that rotates integrally with the first clutch member 56 and the second shaft 52 that rotates integrally with the second clutch member 57 are supported in a relatively rotatable manner even when the engagement with the first clutch member 56 is released. be able to. For this reason, the second shaft portion 52 can relatively rotate while maintaining the concentric arrangement with the first shaft portion 51.
  • the outer peripheral surface (contact surface 58a) of the cylindrical roller 58 serving as the engagement element is formed straight in the axial direction.
  • the rolling bearing part for clutches consists of the cylindrical roller bearing 61,
  • the rolling element is the cylindrical roller 61b,
  • the outer peripheral surface is formed straight in the axial direction.
  • an axial gap e ⁇ b> 1 is provided between the end surface 54 a of the cylindrical portion 54 and the end surface 52 a of the second shaft portion 52, and the end surface 55 a of the central shaft portion 55 and the second end surface 52 a.
  • a gap e ⁇ b> 2 in the axial direction is provided between the end surface 51 a of the one shaft portion 51.
  • the gap e1 and the gap e2 are set to be larger than the axial movement amounts of the first shaft portion 51 and the second shaft portion 52, respectively.
  • the “axial movement amount” is the maximum value (design maximum value) of the sum of the axial extension amount of the first shaft portion 51 and the axial extension amount of the second shaft portion 52. .
  • the axial extension is caused by the axial expansion of the first shaft portion 51 and the second shaft portion 52 due to a temperature rise.
  • the gap e1 and the gap e2 are each moved in the axial direction by the first clutch member 56 fixed to the first shaft portion 51 and the second clutch member 57 fixed to the second shaft portion 52.
  • the clearance e1 and the clearance e2 are respectively set as the maximum allowable amount of the relative movement, and the clearance e1 and the clearance e2 are respectively connected to the first shaft portion 51 and the first shaft 51. It is set to be larger than the amount of axial movement with the biaxial portion 52 (sum of the amount of extension in the axial direction).
  • the first shaft portion 51 that is integral with the first clutch member 56 and the second shaft portion 52 that is integral with the second clutch member 57 are relatively movable in the axial direction. Even if the high-speed shaft 35 expands and contracts, the expansion and contraction can be escaped, and generation of a large thermal stress on the high-speed shaft 35 can be prevented.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the rotating part support structure 17 (third example). 2 and 7, as described above, the rotating portion support structure 17 can rotate by receiving the rotational force of the output gear 40 and can transmit the rotational force to the drive shaft 41. 35, and roller bearings 38 and 39 that rotatably support the high-speed shaft 35.
  • the high-speed shaft 35 includes a first shaft portion 71 that rotates integrally with the output gear 40, a second shaft portion 72 that is supported by the roller bearing 39, and the first shaft. And a joint portion 73 provided between the portion 71 and the second shaft 72. That is, the high speed shaft 35 includes the first shaft portion 71 and the second shaft portion 72 which are divided. However, the first shaft portion 71 and the second shaft portion 72 are arranged on the same axis.
  • the output gear 40 is externally fitted and fixed to the first shaft portion 71.
  • the roller bearing 38 (refer FIG. 2) is provided in the 1st axial part 71 side, and supports this 1st axial part 71 rotatably.
  • the first shaft portion 71 has a cylindrical portion 74 at its shaft end portion
  • the second shaft portion 72 has a central shaft portion 75 at its shaft end portion.
  • the central shaft portion 75 is located inside the cylindrical portion 74 in the radial direction, and the central shaft portion 75 and the cylindrical portion 74 are arranged concentrically.
  • An annular space is formed between the central shaft portion 75 and the cylindrical portion 74, and a joint portion 73 is provided in this space.
  • an axial gap e1 is provided between the end surface 74a of the cylindrical portion 74 and the end surface 72a of the second shaft portion 72, and the end surface 75a of the central shaft portion 75 and the end surface 71a of the first shaft portion 71 are provided. Between the two, an axial gap e2 is provided.
  • the joint portion 73 includes a one-way clutch 7 that connects the first shaft portion 71 and the second shaft portion 72 so as to be integrally rotatable, and interrupts (releases) this connection.
  • the one-way clutch 7 has a first clutch portion that is provided on the inner peripheral side of the cylindrical portion 74 and rotates integrally with the cylindrical portion 74, and a second clutch portion that rotates integrally with the central shaft portion 75.
  • the first clutch portion is composed of a first clutch member 56 made of a member different from the cylindrical portion 74
  • the second clutch portion is made of a second clutch member 57 made of a member separate from the central shaft portion 75.
  • the first clutch member 56 is made of a cylindrical member fixed to the cylindrical portion 74
  • the second clutch member 57 is made of a cylindrical member fixed to the central shaft portion 75.
  • the first clutch part may be constituted by a part on the inner peripheral side of the cylindrical part 74
  • the second clutch part is constituted by a part on the outer peripheral side of the central shaft part 75. May be.
  • the one-way clutch 7 has an engagement element interposed between the first clutch member 56 and the second clutch member 57.
  • the engaging element includes a roller (cylindrical roller) 58.
  • the one-way clutch 7 shown in FIG. 7 and the one-way clutch 7 shown in FIG. 6 have the same configuration.
  • the cross section of the one-way clutch 7 shown in FIG. 7 is the same as the cross section of the one-way clutch 7 in the embodiment (FIG. 6), and the one-way clutch 7 shown in FIG. 7 will be described with reference to FIG.
  • the one-way clutch 7 includes an annular cage 59 that holds each roller 58 at predetermined intervals along the circumferential direction, and an elastic member (attached) that elastically biases each roller 58 toward one side in the circumferential direction. Force member 60).
  • the inner peripheral surface 56a of the first clutch member 56 is formed into a cylindrical surface, but the same number (eight) of flat cam surfaces 57a1 as the rollers 58 are formed on the outer peripheral surface 57a of the second clutch member 57. Is formed. Therefore, wedge-shaped spaces S are formed between the cam surfaces 57a1 and the inner peripheral surface 56a of the first clutch member 56, and the same number (eight) wedge-shaped spaces S as the rollers 58 are formed. ing.
  • One roller 58 is arranged in one wedge-shaped space S.
  • the inner circumferential surface 56a of the first clutch member 56 that forms each wedge-shaped space S is formed by a cylindrical surface that is continuous in the circumferential direction, but is not a circular arc surface that is not continuous in the circumferential direction, for example, in the middle of the circumferential direction.
  • An independent circular arc surface in which a flat surface or an inflection point is interposed may be used.
  • each roller 58 is urged by the elastic member 60 in the direction in which the wedge-shaped space S is narrowed.
  • the outer peripheral surface of the roller 58 is a contact surface 58a that contacts the cam surface 57a1 of the second clutch member 57 and the inner peripheral surface 56a of the first clutch member 56.
  • the contact surface 58a is in the width direction (axial direction). It is formed straight.
  • the one-way clutch 7 further includes a clutch rolling bearing portion provided between the cylindrical portion 74 and the central shaft portion 75.
  • the clutch rolling bearing of the present embodiment has the same configuration as the clutch rolling bearing shown in FIG. 6 (consisting of a cylindrical roller bearing 61), and is adjacent to a roller row (engagement row) consisting of a plurality of rollers 58 in the axial direction. Is provided.
  • the cylindrical roller bearing 61 includes an outer ring portion, an inner ring portion, and a cylindrical roller 61b that is interposed between the outer ring portion and the inner ring portion and rolls on the inner peripheral surface of the outer ring portion and the outer peripheral surface of the inner ring portion. Yes.
  • the inner ring portion is the inner ring 61 a fixed to the central shaft portion 75, but the outer ring portion is formed of a part of the first clutch member 56 that is cylindrical. That is, a part of the cylindrical first clutch member 56 is also used as an outer ring for the cylindrical roller bearing 61.
  • the cylindrical roller bearing 61 as will be described later, the engagement between the cylindrical roller 58, which is an engagement element of the one-way clutch 7, and the first clutch member 56 and the second clutch member 57 is released.
  • the first clutch member 56 and the second clutch member 57 can be supported so as to be relatively rotatable.
  • the function of the rotating part support structure 17 (third example) configured as described above is the same as the function of the rotating part support structure 17 (second example) shown in FIG. (Third example)
  • the one-way clutch 7 when the rotational speed of the first shaft portion 71 exceeds the rotational speed of the second shaft portion 72 in the high-speed shaft 35, the first shaft portion 71 and the second shaft portion. 72 is connected so as to be integrally rotatable, and when the rotation speed of the first shaft portion 71 is lower than the rotation speed of the second shaft portion 72, the connection between the first shaft portion 71 and the second shaft portion 72 is cut off (that is, The power transmission between the first shaft portion 71 and the second shaft portion 72 is cut off).
  • connection (power transmission) between the second shaft portion 72 and the second shaft portion 72 are interrupted. Therefore, even if the rotational speed of the main shaft 2 rapidly decreases due to the decrease in wind power, and the rotational speed of the output gear 40 and the first shaft portion 71 decreases rapidly with this, the second shaft portion 72 performs inertial rotation. As a result, sudden torque loss is prevented, and the rotation delay of the roller 39c of the roller bearing 39 that supports the second shaft portion 52 can be suppressed. As a result, the rotational speed of the main shaft 2 suddenly increases from this state due to the change in wind power, the first shaft portion 71 and the second shaft portion 72 are connected again, and the first shaft portion 71 to the second shaft portion 72 are connected again.
  • roller bearing 39 Even when the roller bearing 39 is rotated by receiving a rotational force, in the roller bearing 39 supporting the second shaft portion 72, the roller 39c becomes difficult to slip on the contact surface with the inner and outer rings 39a, 39b, and the roller bearing 39 is smeared. Can be suppressed. Furthermore, the occurrence of smearing in the roller of the roller bearing 38 (see FIG. 2) that supports the first shaft portion 51 can also be suppressed.
  • the rotating part support structure 17 may include both the structures described in the (second example) and the (third example). That is, the high-speed shaft 35 is configured by a first shaft portion supported by the roller bearing 38, a second shaft portion to which the output gear 40 is fixed, and a third shaft portion supported by the roller bearing 39.
  • the joint portion 53 (see FIG. 6) described in the (second example) is provided between the first shaft portion and the second shaft portion, and the (first) is provided between the second shaft portion and the third shaft portion. It is good also as a structure which provided the joint part 73 (refer FIG. 7) demonstrated in 3 examples.
  • FIG. 8 is an explanatory view for explaining a modified example of the one-way clutch 7.
  • the engaging element in each of the embodiments is a roller
  • the engaging element may be a sprag 90 shown in FIG.
  • the outer peripheral surface 24a of the second clutch member 24 is a cylindrical surface.
  • Other configurations are the same as those in each of the embodiments described above, and a description thereof is omitted here.
  • a case will be described in which the sprag 90 is used as the engaging element of the rotating portion support structure 17 shown in FIG.
  • the sprag 90 includes a first contact surface 90b that contacts the outer peripheral surface 24a of the second clutch member 24, and a second contact surface 90c that contacts the inner peripheral surface 23a of the first clutch member 23.
  • the first contact surface 90b and the second contact surface 90c are each formed in a convex shape and a substantially arc shape.
  • the distance between the contact point between the outer peripheral surface 24a and the first contact surface 90b and the contact point between the inner peripheral surface 23a and the second contact surface 90c depends on the inclination of the sprag 90.
  • the second clutch member 24 changes and rotates relatively in the direction of arrow a
  • the sprag 90 tilts in the direction of arrow e, and the distance between the contact points increases.
  • the second clutch member 24 rotates in the direction of arrow b the sprag 90 tilts in the direction opposite to the arrow e, and the distance between the contact points decreases.
  • the power generation device and the like of the present invention are not limited to the illustrated forms, but may be other forms within the scope of the present invention.
  • the rolling bearing that supports the high-speed shaft 35 has been described as a roller bearing.
  • another type of rolling bearing may be used, for example, a ball bearing.
  • the wind power generator is not limited to the horizontal axis type shown in FIG. 1, but may be a vertical axis type whose main axis is vertical, although not shown.
  • the power generation device may be other than the wind power generation device, and may be, for example, a small-medium scale hydroelectric power generation device or a tidal current power generation device. This application is based on a Japanese patent application filed on June 10, 2013 (Japanese Patent Application No. 2013-121924), the contents of which are incorporated herein by reference.

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Abstract

　発電装置は、外力により回転する主軸と、増速機と、高速軸と、軸受と、発電機と、出力ギヤと高速軸との間に設けられた一方向クラッチとを備える。一方向クラッチは、主軸が正方向に回転している状態で、出力ギヤの回転速度が高速軸の回転速度を上回ると、出力ギヤと高速軸とを一体回転可能に接続し、出力ギヤの回転速度が高速軸の回転速度を下回ると、出力ギヤと高速軸との接続を遮断する。

Description

発電装置、及び回転部支持構造体
　本発明の一態様は、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、及びこの発電装置に用いられる回転部支持構造体に関する。
　ブレードが風を受けることにより主軸を回転させて発電を行う風力発電装置として、増速機を備えているものがある。この増速機は主軸の回転を増速させて発電機を駆動させる。
　図９に示すように、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により増速させた回転を入力として、さらに回転を増速する高速段歯車機構２０４とを備えている。そして、高速段歯車機構２０４により増速された回転を出力する高速軸２０５が設けられており、この高速軸２０５に、発電機の駆動軸（図示せず）が連結され、この駆動軸に発電機のロータが取り付けられている。
　遊星歯車機構２０３では、図外のブレードが取り付けられている主軸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が回転し、これにより、遊星歯車２０３ｃを介して太陽歯車２０３ｄを増速回転させる。そして、この回転を高速段歯車機構２０４の低速軸２０４ａに伝達させる。
　高速段歯車機構２０４では、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及び出力ギヤ２０４ｆを介して高速軸２０５を増速回転させる。
　そして、この増速機２０２では、低速軸２０４ａ、中間軸２０４ｄ、及び高速軸２０５をそれぞれ回転自在に支持する軸受として、転がり軸受（ころ軸受）２０６～２１１が多用されている（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開２００７－２３２１８６号公報
　図９に示される風力発電装置では、高速回転する高速軸２０５を支持する転がり軸受（ころ軸受）２１０，２１１において、転動体（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、転がり軸受２１０，２１１の寿命が低下するという問題があった。
　なお、このようなスメアリングは、風力発電装置に限らず、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他の型式の発電装置に設けられている転がり軸受（ころ軸受）においても、同様に発生することが考えられる。
　そこで、本発明の一態様は、増速機によって増速されて回転する高速軸を支持する転がり軸受にスメアリングが発生するのを抑制することができる発電装置、及び発電装置に用いられる回転部支持構造体を提供することを目的とする。
　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、外力（風力）の低下により主軸の回転速度が急激に低下すると、重量の大きい発電機のロータの慣性により、増速機によって増速されて回転する高速軸の回転速度よりも、ロータと一体回転する発電機の駆動軸の回転速度の方が上回ろうとすることによって、いわゆるトルク抜け（荷重抜け）が高速軸に発生し、このトルク抜けによって、高速軸を支持する転がり軸受において、転動体と回転輪との転がり摩擦抵抗よりも、転動体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、転動体の自転が遅れることを見出した。そして、この状態から外力（風力）の増加により主軸の回転速度が急激に増加すると、ロータの慣性トルクが高速軸に加わって、この高速軸を支持する転がり軸受に作用するラジアル荷重が急激に増加する。このため、その瞬間（過渡状態）では、転動体に高荷重が作用した状態で、転動体と回転輪との間で滑りが生じ、転動体と回転輪との間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発明を完成させた。
　（１）すなわち、本発明の第１の態様は、外力により回転する主軸と、前記主軸の回転を増速する回転伝達機構、及びこの回転伝達機構により増速された回転を出力する出力ギヤを有する増速機と、前記出力ギヤの回転力を受けて回転可能となる高速軸と、前記高速軸を回転自在に支持している転がり軸受と、前記高速軸の回転を入力として回転する駆動軸、及びこの駆動軸と一体回転するロータを有し、このロータの回転に伴って発電する発電機と、前記出力ギヤと前記高速軸との間に設けられ、前記主軸が正方向に回転している状態で、当該出力ギヤの回転速度が当該高速軸の回転速度を上回ると、当該出力ギヤと当該高速軸とを一体回転可能に接続し、当該出力ギヤの回転速度が当該高速軸の回転速度を下回ると、当該出力ギヤと当該高速軸との接続を遮断する一方向クラッチとを、備えた発電装置を含む。
　本発明の第１の態様によれば、増速機の出力ギヤと高速軸との間に設けられている一方向クラッチによって、出力ギヤの回転速度が高速軸の回転速度を上回ると、出力ギヤと高速軸とは一体回転可能に接続され、出力ギヤから、高速軸及び駆動軸へ動力伝達される。これにより、駆動軸及びロータを回転させて発電が行われる。
　これに対して、出力ギヤの回転速度が高速軸の回転速度を下回ると、出力ギヤと高速軸との接続（動力伝達）が遮断される。したがって、外力の低下により主軸の回転速度が急激に低下し、これに伴って出力ギヤの回転速度が急激に低下しても、高速軸は、発電機のロータ及び駆動軸と共に慣性回転を行うことから、急激なトルク抜けが防止され、この高速軸を支持する転がり軸受の転動体の自転遅れを抑制することができる。このため、この状態から外力の変化により主軸の回転速度が急激に増加して、出力ギヤと高速軸とが接続され、出力ギヤから高速軸が回転力を受けて回転しても、この高速軸を支持している転がり軸受において、転動体が回転輪との接触面で滑りにくくなり、転がり軸受にスメアリングが発生するのを抑制することができる。
　（２）また、前記（１）の発電装置において、前記出力ギヤは、前記高速軸と同心上で当該高速軸の外周側に設けられ当該高速軸との間に前記一方向クラッチを介在させている円環状のギヤであり、前記一方向クラッチは、前記出力ギヤの内周側に設けられ当該出力ギヤと一体回転する第１クラッチ部と、前記高速軸と一体回転する第２クラッチ部と、これら一対のクラッチ部の間に介在する係合子とを有しているのが好ましい。
　この場合、出力ギヤの径方向内側に一方向クラッチを構成することができる。
　（３）また、本発明の第２の態様は、外力により回転する主軸と、前記主軸の回転を増速する回転伝達機構、及びこの回転伝達機構により増速された回転を出力する出力ギヤを有する増速機と、前記出力ギヤの回転力を受けて回転可能となる高速軸と、前記高速軸を回転自在に支持している転がり軸受と、前記高速軸の回転を入力として回転する駆動軸、及びこの駆動軸と一体回転するロータを有し、この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、前記高速軸は、前記出力ギヤと一体回転する第１軸部と、前記転がり軸受によって支持されている第２軸部と、前記第１軸部と前記第２軸との間に設けられている継手部とを有し、前記継手部は、前記主軸が正方向に回転している状態で、前記第１軸部の回転速度が前記第２軸部の回転速度を上回ると、当該第１軸部と当該第２軸部とを一体回転可能に接続し、前記第１軸部の回転速度が前記第２軸部の回転速度を下回ると、当該第１軸部と当該第２軸部との接続を遮断する一方向クラッチである、発電装置を含む。
　本発明の第２の態様によれば、高速軸において、増速機の出力ギヤと一体回転する第１軸部の回転速度が、第２軸部の回転速度を下回ると、一方向クラッチによって、第１軸部と第２軸部との接続（動力伝達）が遮断される。したがって、外力の低下により主軸の回転速度が急激に低下し、これに伴って出力ギヤ及び第１軸部の回転速度が急激に低下しても、第２軸部は慣性回転を行うことから、急激なトルク抜けが防止され、この高速軸（第２軸部）を支持する転がり軸受の転動体の自転遅れを抑制することができる。このため、この状態から外力の変化により主軸の回転速度が急激に増加して、第１軸部と第２軸部とが接続され、第１軸部から第２軸部が回転力を受けて回転しても、この第２軸部を支持している転がり軸受において、転動体が回転輪との接触面で滑りにくくなり、転がり軸受にスメアリングが発生するのを抑制することができる。
　（４）また、前記（３）の発電装置において、前記第１軸部と前記第２軸部との内の一方は、円筒部を軸端部に有し、他方が、この円筒部の径方向内側に位置する中央軸部を軸端部に有し、前記一方向クラッチは、前記円筒部の内周側に設けられ当該円筒部と一体回転する第１クラッチ部と、前記中央軸部と一体回転する第２クラッチ部と、これら一対のクラッチ部の間に介在する係合子とを有しているのが好ましい。
　この場合、高速軸の一部に一方向クラッチを構成することができる。
　（５）また、前記（２）又は（４）の発電装置において、前記一方向クラッチは、前記第１クラッチ部と前記第２クラッチ部とを相対回転自在に支持するクラッチ用転がり軸受部を更に有しているのが好ましい。
　この場合、クラッチ用転がり軸受部によって、第１クラッチ部と第２クラッチ部との径方向についての位置決めが行われる。
　（６）また、前記（５）の発電装置において、前記クラッチ用転がり軸受部は、外輪部と、内輪部と、これら外輪部と内輪部との間に介在し当該外輪部の内周面及び当該内輪部の外周面を転動する円筒ころとを有し、前記第１クラッチ部と前記第２クラッチ部とは、軸方向に相対移動可能であるのが好ましい。
　この場合、第１クラッチ部と第２クラッチ部とは、軸方向に相対移動可能であるため、温度変化に起因して高速軸が伸縮しても、その伸縮を逃がすことができ、高速軸等に大きな熱応力が発生するのを防ぐことができる。
　（７）また、前記（４）に記載の発電装置において、前記第１クラッチ部と前記第２クラッチ部との軸方向の相対移動が許容され、当該相対移動の最大許容量が、前記第１軸部と前記第２軸部との軸方向移動量よりも大きく設定されているのが好ましい。
　この場合、第１クラッチ部と第２クラッチ部とは、軸方向に相対移動可能であるため、温度変化に起因して高速軸が伸縮しても、その伸縮を逃がすことができ、高速軸に大きな熱応力が発生するのを防ぐことができる。
　（８）また、本発明の第３の態様は、外力により回転する主軸の回転を増速する回転伝達機構、及びこの回転伝達機構により増速された回転を出力する出力ギヤを有する増速機と、前記増速機からの出力により回転する駆動軸、及びこの駆動軸と一体回転するロータを有し、このロータの回転に伴って発電する発電機と、を備えている発電装置のための、回転部支持構造体であって、前記出力ギヤの回転力を受けて回転可能であって、当該回転力を前記駆動軸に伝達可能である高速軸と、前記高速軸を回転自在に支持している転がり軸受と、前記出力ギヤと前記高速軸との間に設けられ、前記主軸が正方向に回転している状態で、当該出力ギヤの回転速度が当該高速軸の回転速度を上回ると、当該出力ギヤと当該高速軸とを一体回転可能に接続し、当該出力ギヤの回転速度が当該高速軸の回転速度を下回ると、当該出力ギヤと当該高速軸との接続を遮断する一方向クラッチとを備えた回転部支持構造体を含む。
　本発明の第３の態様によれば、前記（１）の発電装置と同様の作用効果を奏することができる。
　（９）また、本発明の第４の態様は、外力により回転する主軸の回転を増速する回転伝達機構、及びこの回転伝達機構により増速された回転を出力する出力ギヤを有する増速機と、前記増速機からの出力により回転する駆動軸、及びこの駆動軸と一体回転するロータを有し、このロータの回転に伴って発電する発電機とを備えている発電装置のための、回転部支持構造体であって、前記出力ギヤの回転力を受けて回転可能であって、当該回転力を前記駆動軸に伝達可能である高速軸と、前記高速軸を回転自在に支持している転がり軸受とを備え、前記高速軸は、前記出力ギヤと一体回転する第１軸部と、前記転がり軸受によって支持されている第２軸部と、前記第１軸部と前記第２軸との間に設けられている継手部とを有し、前記継手部は、前記主軸が正方向に回転している状態で、前記第１軸部の回転速度が前記第２軸部の回転速度を上回ると、当該第１軸部と当該第２軸部とを一体回転可能に接続し、前記第１軸部の回転速度が前記第２軸部の回転速度を下回ると、当該第１軸部と当該第２軸部との接続を遮断する一方向クラッチである、回転部支持構造体を含む。
　本発明の第４の態様によれば、前記（３）の発電装置と同様の作用効果を奏することができる。
　本発明の態様の発電装置、及び回転部支持構造体によれば、増速機によって増速されて回転する高速軸を支持する転がり軸受にスメアリングが発生するのを抑制することができる。
図１は、本発明の発電装置の実施の一形態を示す概略側面図である。 図２は、増速機、回転部支持構造体、及び発電機を示す概略側面図である。 図３は、高速軸を回転自在に支持する転がり軸受を示す断面図である。 図４は、回転部支持構造体（第１例）を説明する断面図である。 図５は、一方向クラッチの横断面図である。 図６は、回転部支持構造体（第２例）を説明する断面図である。 図７は、回転部支持構造体（第３例）を説明する断面図である。 図８は、一方向クラッチの変形例を説明する説明図である。 図９は、関連技術の増速機を示す断面図である。
　以下、本発明の実施形態について説明する。
　図１は、本発明の発電装置の実施の一形態を示す概略側面図である。本実施形態の発電装置は、風力（外力）により回転する主軸２を有している風力発電装置である。この風力発電装置１は、ブレード（受風部材）１１、支柱１２、及びナセル１３を備えている。ブレード１１は、主軸２の先端に設けられた複数枚の羽根により構成され、風を受けることによって主軸２を回転させる。ナセル１３は、主軸２と、この主軸２を支持するための支持機構１５と、主軸２の回転を増速する増速機３と、増速機３の出力により高速回転する高速軸３５及びこの高速軸３５を支持する軸受等を有する回転部支持構造体１７と、高速軸３５からの回転動力によって発電する発電機４と、これらを収容するケーシング１８等を備えている。支柱１２は、上下方向の軸心回りに水平旋回可能にナセル１３を支持している。
　図２は、増速機３、回転部支持構造体１７、及び発電機４を示す概略側面図である。発電機４は、例えば誘導発電機により構成され、増速機３により増速された高速軸３５の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機４は発電を行う。また、この発電機４は、駆動軸４１を制動するブレーキ４４を有している。ブレーキ４４は駆動軸４１の回転を拘束することができる。
　増速機３は、主軸２の回転を入力と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、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。
　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、出力ギヤ４０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、転がり軸受（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の近傍に配置されており、その軸方向両端部は、転がり軸受（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は出力ギヤ４０と噛み合っている。出力ギヤ４０は、前記のような歯車機構（回転伝達機構）３０により増速された回転を出力する。
　高速軸３５は、中間軸３４の近傍に配置されており、出力ギヤ４０の出力を受けて回転可能であり、回転トルクを出力可能である。高速軸３５は、その軸方向の一端部３５ｂ側及び他端部３５ｃ側において、それぞれ転がり軸受（３８，３９）により回転自在に支持されている。高速軸３５と駆動軸４１とはジョイント１９によって連結されており、相互間で動力伝達可能である。
　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と出力ギヤ４０とのギヤ比により３段階に増速されて、高速軸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を駆動することができる。
　図３は、高速軸３５を回転自在に支持する転がり軸受（３８，３９）を示す断面図である。本実施形態では、これら転がり軸受（３８，３９）それぞれは、ころ軸受であり、特に円筒ころ軸受からなる。一方のころ軸受３８と、他方のころ軸受３９とは同じ構成であり、ここでは、代表してころ軸受３８について説明する。
　ころ軸受３８は、高速軸３５に外嵌固定された内輪３８ａと、増速機３のハウジング３ａ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ころ３８ｃと、各ころ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、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。
　内輪３８ａの外周の軸方向中央部には内輪軌道面３８ａ１が形成されている。また、内輪３８ａは、軸方向両側に形成された一対の外輪鍔部３８ａ２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外輪軌道面３８ｂ１が形成されている。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。ころ３８ｃは、内輪軌道面３８ａ１と外輪軌道面３８ｂ１との間に配置されており、これら軌道面３８ａ１，３８ｂ１を転動する。
　そして、図２において、前記回転部支持構造体１７は、前記出力ギヤ４０の回転力を受けて回転可能であってその回転力を駆動軸４１に伝達可能である高速軸３５と、この高速軸３５を回転自在に支持しているころ軸受３８，３９とを有している。以下、この回転部支持構造体１７について主に説明する。
〔回転部支持構造体（第１例）〕
　図４は、回転部支持構造体１７（第１例）を説明する断面図である。この回転部支持構造体１７は、前記のとおり、出力ギヤ４０の回転力を受けて回転可能となる高速軸３５と、この高速軸３５を回転自在に支持しているころ軸受３８，３９とを有している他に、出力ギヤ４０と高速軸３５との間に設けられている一方向クラッチ７を更に備えている。
　出力ギヤ４０は、高速軸３５と同心上でかつこの高速軸３５の外周側に設けられている円環状のギヤである。そして、この環状である出力ギヤ４０と高速軸３５との間に一方向クラッチ７が介在している。出力ギヤ４０の外周面に、中間ギヤ３４ｂ（図２参照）と噛み合う複数の歯が形成されている。
　一方向クラッチ７は、出力ギヤ４０の内周側に設けられこの出力ギヤ４０と一体回転する第１クラッチ部と、高速軸３５と一体回転する第２クラッチ部とを有している。本実施形態では、第１クラッチ部は、出力ギヤ４０とは別部材からなる第１クラッチ部材２３からなり、第２クラッチ部は、高速軸３５と別部材からなる第２クラッチ部材２４からなる。さらに、本実施形態では、高速軸３５の外周面に、筒状の取り付け部材５０が固定されており、この取り付け部材５０の軸方向中央部に、前記第２クラッチ部材２４が固定されている。
　第１クラッチ部材２３は、出力ギヤ４０の内周面に固定されている筒状の部材からなり、第２クラッチ部材２４は、高速軸３５の外周側に、取り付け部材５０を介して固定されている筒状の部材からなる。なお、前記第１クラッチ部は、出力ギヤ４０の内周側の一部によって構成されていてもよく、また、前記第２クラッチ部は、高速軸３５（又は取り付け部材５０）の外周側の一部によって構成されていてもよい。
　そして、一方向クラッチ７は、第１クラッチ部材２３と第２クラッチ部材２４との間に介在する係合子を有している。本実施形態では、前記係合子はころ（円筒ころ）２５からなる。
　図５は、一方向クラッチ７の横断面図である。一方向クラッチ７は、各ころ２５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２６と、各ころ２５を周方向一方側に向かって弾性的に付勢する弾性部材（付勢部材）２８とを更に備えている。
　第１クラッチ部材２３の内周面２３ａは、円筒面に形成されているが、第２クラッチ部材２４の外周面２４ａには、ころ２５と同数（８つ）の平坦なカム面２４ａ１が形成されている。このため、各カム面２４ａ１と第１クラッチ部材２３の内周面２３ａとの間には、くさび状空間Ｓが形成されており、ころ２５と同数（８つ）のくさび状空間Ｓが形成されている。そして、一つのくさび状空間Ｓに一つのころ２５が配置されている。
　なお、各くさび状空間Ｓを形成する第１クラッチ部材２３の内周面２３ａは、周方向に連続する円筒面によって構成されているが、周方向に連続しない円弧面、例えば、周方向の途中に平坦面や変曲点が介在するような独立した円弧面であってもよい。
　また、各ころ２５は、弾性部材２８によってくさび状空間Ｓが狭くなる方向に付勢されている。ころ２５の外周面は、第２クラッチ部材２４のカム面２４ａ１及び第１クラッチ部材２３の内周面２３ａに接触する接触面２５ａとなっており、この接触面２５ａは幅方向（軸方向）に真っ直ぐに形成されている。
　さらに、図４において、一方向クラッチ７は、出力ギヤ４０と高速軸３５との間に設けられているクラッチ用転がり軸受部を更に有している。本実施形態では、前記クラッチ用転がり軸受は、円筒ころ軸受８ａ，８ｂからなり、複数のころ２５からなるころ列（係合子列）の軸方向両側に設けられている。円筒ころ軸受８ａと、円筒ころ軸受８ｂとは同じ構成であり、それぞれ外輪部と、内輪部と、これら外輪部と内輪部との間に介在し外輪部の内周面及び内輪部の外周面を転動する円筒ころ８ａ２（８ｂ２）とを有している。
　本実施形態では、前記内輪部は、取り付け部材５０に固定されている内輪８ａ１（８ｂ１）であるが、前記外輪部は、円筒状である第１クラッチ部材２３の一部（軸方向両側部）からなる。つまり、円筒状である第１クラッチ部材２３の一部（軸方向両側部）を、円筒ころ軸受８ａ（８ｂ）のための外輪として、兼用している。
　これら円筒ころ軸受８ａ，８ｂによれば、後に説明するが、一方向クラッチ７の係合子である円筒ころ２５と、第１クラッチ部材２３及び第２クラッチ部材２４との噛み合いが解除された状態になっても、第１クラッチ部材２３と第２クラッチ部材２４とを相対回転自在に支持することができる。
　以上のように構成された回転部支持構造体１７（第１例）の機能について説明する。
　主軸２（図１参照）が正方向に回転している状態で、例えば、風力が強くなって主軸２の回転数が増えると、これにより増速機３が出力する回転速度が大きくなって、出力ギヤ４０（図４参照）の回転速度が増す。このように、出力ギヤ４０が増速回転することにより、出力ギヤ４０の回転速度が高速軸３５の回転速度を上回る場合には、この出力ギヤ４０と一体回転する第１クラッチ部材２３が、第２クラッチ部材２４に対して一方向（図５の矢印Ｒ１方向）に回転しようとする。
　この場合、弾性部材２８の付勢力（復元力）により、ころ２５はくさび状空間Ｓが狭くなる方向（図５の場合、時計回り方向）へ僅かに移動して、ころ２５の接触面２５ａが第１クラッチ部材２３の内周面２３ａ及び第２クラッチ部材２４の外周面２４ａ（カム面２４ａ１）に圧接し、ころ２５が第１及び第２クラッチ部材２３，２４の間に噛み合った状態となる。これにより、第１クラッチ部材２３と共に第２クラッチ部材２４は、前記一方向（Ｒ１）に一体回転する。つまり、第１クラッチ部材２３が固定されている出力ギヤ４０と、第２クラッチ部材２４が固定されている高速軸３５とが、一体回転する接続状態となる。
　また、出力ギヤ４０が増速回転後に一定速回転となり、出力ギヤ４０の回転速度が高速軸３５の回転速度と同一になった場合、ころ２５が第１及び第２クラッチ部材２３，２４の間に噛み合った状態で保持される。このため、第１及び第２クラッチ部材２３，２４の一体回転、つまり、出力ギヤ４０と高速軸３５との一体回転が維持される。
　一方、例えば、風力が弱くなって主軸２の回転数が減ると、出力ギヤ４０が減速回転する。このように、出力ギヤ４０が減速回転することにより、出力ギヤ４０の回転速度が高速軸３５の回転速度を下回る場合、この出力ギヤ４０と一体回転する第１クラッチ部材２３が、第２クラッチ部材２４に対して他方向（図５の矢印Ｒ１と反対の方向）に回転しようとする。
　この場合、弾性部材２８の付勢力に抗して、ころ２５は、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２５と、第１及び第２クラッチ部材２３，２４との噛み合いが解除される。このころ２５の噛み合いが解除されることで、第１クラッチ部材２３が固定されている出力ギヤ４０と、第２クラッチ部材２４が固定されている高速軸３５との接続が解除される。
　以上のように、前記一方向クラッチ７を備えている回転部支持構造体１７（第１例）によれば、出力ギヤ４０の回転速度が高速軸３５の回転速度を上回ると、出力ギヤ４０と高速軸３５とを一体回転可能に接続し、出力ギヤ４０の回転速度が高速軸３５の回転速度を下回ると、出力ギヤ４０と高速軸３５との接続を遮断する（つまり、出力ギヤ４０と高速軸３５との間の動力伝達を遮断する）。
　したがって、出力ギヤ４０の回転速度が高速軸３５の回転速度を上回り、出力ギヤ４０と高速軸３５とが一体回転可能に接続されることで、出力ギヤ４０から、高速軸３５及び駆動軸４１（図２参照）へ動力伝達される。これにより、駆動軸４１及びロータ４２を回転させて発電が行われる。
　これに対して、出力ギヤ４０の回転速度が高速軸３５の回転速度を下回ると、出力ギヤ４０と高速軸３５との接続（動力伝達）が遮断される。このため、風力の低下により主軸２の回転速度が急激に低下し、これに伴って出力ギヤ４０の回転速度が急激に低下しても、高速軸３５は、発電機４のロータ４２及び駆動軸４１と共に慣性回転を行うことから、急激なトルク抜けが防止され、この高速軸３５を支持するころ軸受３８，３９のころ３８ｃ，３９ｃそれぞれの自転遅れを抑制することができる。
　この結果、この状態から風力の変化により主軸２の回転速度が急激に増加して、出力ギヤ４０と高速軸３５とが再び接続され、出力ギヤ４０から高速軸３５が回転力を受けて回転しても、この高速軸３５を支持しているころ軸受３８，３９において、ころ３８ｃ，３９ｃが内外輪３８ａ，３８ｂとの接触面（図３の場合、３８ａ１，３８ｂ１）で滑りにくくなり、ころ軸受３８，３９にスメアリングが発生するのを抑制することができる。
　また、本実施形態では、出力ギヤ４０の径方向内側に、一方向クラッチ７を構成することにより、回転部支持構造体１７のコンパクト化が可能となる。
　また、クラッチ用転がり軸受部として、円筒ころ軸受８ａ，８ｂが、係合子であるころ２５の列に隣接して設けられていることから、これらころ２５と、第１クラッチ部材２３及び第２クラッチ部材２４との噛み合いが解除された状態になっても、第１クラッチ部材２３と一体回転する出力ギヤ４０と、第２クラッチ部材２４と一体回転する高速軸３５とを相対回転自在に支持することができる。このため、出力ギヤ４０は、高速軸３５と同心上の配置を維持したまま相対回転することができる。
　また、前記のとおり、係合子となる円筒ころ２５の外周面（接触面２５ａ）は軸方向に真っ直ぐに形成されている。そして、クラッチ用転がり軸受部は円筒ころ軸受８ａ（８ｂ）からなり、その転動体は、円筒ころ８ａ２（８ｂ２）であり、その外周面は軸方向に真っ直ぐに形成されている。このため、円筒ころ２５及び円筒ころ８ａ２（８ｂ２）は、第１クラッチ部材２３との間で軸方向の滑りが許容されることから、第１クラッチ部材２３と第２クラッチ部材２４とは、軸方向に相対移動可能となる（軸方向の相対移動が許容された構成となっている）。
　以上より、第１クラッチ部材２３と一体である出力ギヤ４０と、第２クラッチ部材２４と一体である高速軸３５とは、軸方向に相対移動可能であるため、温度変化に起因して高速軸３５が伸縮しても、前記伸縮を逃がすことができ、高速軸３５に大きな熱応力が発生するのを防ぐことができる。
〔回転部支持構造体（第２例）〕
　図６は、回転部支持構造体１７（第２例）を説明する断面図である。図２と図６とにおいて、この回転部支持構造体１７は、前記のとおり、出力ギヤ４０の回転力を受けて回転可能であって、この回転力を駆動軸４１に伝達可能である高速軸３５と、この高速軸３５を回転自在に支持しているころ軸受３８，３９とを有している。
　本実施形態では、図６に示すように、高速軸３５は、出力ギヤ４０と一体回転する第１軸部５１と、ころ軸受３８によって支持されている第２軸部５２と、これら第１軸部５１と第２軸５２との間に設けられている継手部５３とを有している。つまり、高速軸３５は、分割されている第１軸部５１と第２軸部５２とからなる。ただし、これら第１軸部５１と第２軸部５２とは、同一軸線上に配置されている。
　出力ギヤ４０は、第１軸部５１に外嵌して固定されている。なお、ころ軸受３９（図２参照）は、第１軸部５１側に設けられており、この第１軸部５１を回転可能に支持している。
　第１軸部５１は、その軸端部に円筒部５４を有しており、第２軸部５２は、その軸端部に中央軸部５５を有している。中央軸部５５は、円筒部５４の径方向内側に位置しており、中央軸部５５と円筒部５４とは、同心上に配置されている。そして、これら中央軸部５５と円筒部５４との間に環状の空間が形成されており、この空間に継手部５３が設けられている。
　また、円筒部５４の端面５４ａと第２軸部５２の端面５２ａとの間には、軸方向の隙間ｅ１が設けられており、中央軸部５５の端面５５ａと第１軸部５１の端面５１ａとの間には、軸方向の隙間ｅ２が設けられている。
　継手部５３は、第１軸部５１と第２軸部５２とを一体回転可能に接続したり、この接続を遮断（解除）したりする一方向クラッチ７からなる。この一方向クラッチ７は、円筒部５４の内周側に設けられこの円筒部５４と一体回転する第１クラッチ部と、中央軸部５５の外周側に設けられこの中央軸部５５と一体回転する第２クラッチ部とを有している。本実施形態では、第１クラッチ部は、円筒部５４とは別部材からなる第１クラッチ部材５６からなり、第２クラッチ部は、中央軸部５５と別部材からなる第２クラッチ部材５７からなる。第１クラッチ部材５６は、円筒部５４に固定されている筒状の部材からなり、第２クラッチ部材５７は、中央軸部５５に固定されている筒状の部材からなる。なお、前記第１クラッチ部は、円筒部５４の内周側の一部によって構成されていてもよく、また、前記第２クラッチ部は、中央軸部５５の外周側の一部によって構成されていてもよい。
　そして、一方向クラッチ７は、第１クラッチ部材５６と第２クラッチ部材５７との間に介在する係合子を有している。本実施形態では、前記係合子はころ（円筒ころ）５８からなる。
　この一方向クラッチ７の横断面は、前記実施形態（図４）の一方向クラッチ７の横断面と同じであり、図５を参考にして図６に示す一方向クラッチ７について説明する。一方向クラッチ７は、各ころ５８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５９と、各ころ５８を周方向一方側に向かって弾性的に付勢する弾性部材（付勢部材）６０とを更に備えている。
　そして、第１クラッチ部材５６の内周面５６ａは、円筒面に形成されているが、第２クラッチ部材５７の外周面５７ａには、ころ５８と同数（８つ）の平坦なカム面５７ａ１が形成されている。このため、各カム面５７ａ１と第１クラッチ部材５６の内周面５６ａとの間には、くさび状空間Ｓが形成されており、ころ５８と同数（８つ）のくさび状空間Ｓが形成されている。そして、一つのくさび状空間Ｓに一つのころ５８が配置されている。
　なお、各くさび状空間Ｓを形成する第１クラッチ部材５６の内周面５６ａは、周方向に連続する円筒面によって構成されているが、周方向に連続しない円弧面、例えば、周方向の途中に平坦面や変曲点が介在するような独立した円弧面であってもよい。
　また、各ころ５８は、弾性部材６０によってくさび状空間Ｓが狭くなる方向に付勢されている。ころ５８の外周面は、第２クラッチ部材５７のカム面５７ａ１及び第１クラッチ部材５６の内周面５６ａに接触する接触面５８ａとなっており、この接触面５８ａは幅方向（軸方向）に真っ直ぐに形成されている。
　さらに、図６に示すように、一方向クラッチ７は、円筒部５４と中央軸部５５との間に設けられるクラッチ用転がり軸受部を更に有している。本実施形態では、前記クラッチ用転がり軸受は、円筒ころ軸受６１からなり、複数のころ５８からなるころ列（係合子列）の軸方向隣りに設けられている。円筒ころ軸受６１は、外輪部と、内輪部と、これら外輪部と内輪部との間に介在し外輪部の内周面及び内輪部の外周面を転動する円筒ころ６１ｂとを有している。
　本実施形態では、前記内輪部は、中央軸部５５に固定されている内輪６１ａであるが、前記外輪部は、円筒状である第１クラッチ部材５６の一部からなる。つまり、円筒状である第１クラッチ部材５６の一部を、円筒ころ軸受６１のための外輪として、兼用している。
　この円筒ころ軸受６１によれば、後に説明するが、一方向クラッチ７の係合子である円筒ころ５８と、第１クラッチ部材５６及び第２クラッチ部材５７との噛み合いが解除された状態になっても、第１クラッチ部材５６と第２クラッチ部材５７とを相対回転自在に支持することができる。
　以上のように構成された回転部支持構造体１７（第２例）の機能について説明する。
　主軸２（図１参照）が正方向に回転している状態で、例えば、風力が強くなって主軸２の回転数が増えると、これにより増速機３が出力する回転速度が大きくなって、出力ギヤ４０及び高速軸３５の第１軸部５１（図６参照）の回転速度が増す。このように、第１軸部５１が増速回転することにより、第１軸部５１の回転速度が、第２軸部５２の回転速度を上回る場合には、この第１軸部５１と一体回転する第１クラッチ部材５６が、第２クラッチ部材５７に対して一方向（図５の矢印Ｒ１方向）に回転しようとする。
　この場合、弾性部材６０の付勢力（復元力）により、ころ５８はくさび状空間Ｓが狭くなる方向（図５の場合、時計回り方向）へ僅かに移動して、ころ５８の接触面５８ａが第１クラッチ部材５６の内周面５６ａ及び第２クラッチ部材５７の外周面５７ａ（カム面５７ａ１）に圧接し、ころ５８が第１及び第２クラッチ部材５６，５７の間に噛み合った状態となる。これにより、第１クラッチ部材５６と共に第２クラッチ部材５７は、前記一方向（Ｒ１）に一体回転する。つまり、第１クラッチ部材５６が固定されている第１軸部５１と、第２クラッチ部材５７が固定されている第２軸部５２とが、一体回転する接続状態となる。
　また、高速軸３５の第１軸部５１が増速回転後に一定速回転となり、第１軸部５１の回転速度が第２軸部５２の回転速度と同一になった場合、ころ５８が第１及び第２クラッチ部材５６，５７の間に噛み合った状態で保持される。このため、第１及び第２クラッチ部材５６，５７の一体回転、つまり、第１軸部５１と第２軸部５２との一体回転が維持される。
　一方、例えば、風力が弱くなって主軸２の回転数が減ると、高速軸３５の第１軸部５１が減速回転する。このように、第１軸部５１が減速回転することにより、第１軸部５１の回転速度が、第２軸部５２の回転速度を下回る場合、この第１軸部５１と一体回転する第１クラッチ部材５６が、第２クラッチ部材５７に対して他方向（図５の矢印Ｒ１と反対の方向）に回転しようとする。
　この場合、弾性部材６０の付勢力に抗して、ころ５８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５８と、第１及び第２クラッチ部材５６，５７との噛み合いが解除される。このころ５８の噛み合いが解除されることで、第１クラッチ部材５６が固定されている第１軸部５１と、第２クラッチ部材５７が固定されている第２軸部５２との接続が解除される。
　以上のように、前記一方向クラッチ７を備えている回転部支持構造体１７（第２例）によれば、高速軸３５において、第１軸部５１の回転速度が第２軸部５２の回転速度を上回ると、第１軸部５１と第２軸部５２とを一体回転可能に接続し、第１軸部５１の回転速度が第２軸部５２の回転速度を下回ると、第１軸部５１と第２軸部５２との接続を遮断する（つまり、第１軸部５１と第２軸部５２との間の動力伝達を遮断する）。
　このように、高速軸３５において、増速機３の出力ギヤ４０と一体回転する第１軸部５１の回転速度が、第２軸部５２の回転速度を下回ると、一方向クラッチ７によって、第１軸部５１と第２軸部５２との接続（動力伝達）が遮断される。したがって、風力の低下により主軸２の回転速度が急激に低下し、これに伴って出力ギヤ４０及び第１軸部５１の回転速度が急激に低下しても、第２軸部５２は慣性回転を行うことから、急激なトルク抜けが防止され、この第２軸部５２を支持するころ軸受３８のころ３８ｃの自転遅れを抑制することができる。この結果、この状態から風力の変化により主軸２の回転速度が急激に増加して、第１軸部５１と第２軸部５２とが再び接続され、第１軸部５１から第２軸部５２が回転力を受けて回転しても、この第２軸部５２を支持しているころ軸受３８において、ころ３８ｃが内外輪３８ａ，３８ｂとの接触面（図３の場合、３８ａ１，３８ｂ１）で滑りにくくなり、ころ軸受３８にスメアリングが発生するのを抑制することができる。さらに、第１軸部５１を支持するころ軸受３９（図２参照）のころにおけるスメアリングの発生についても、抑制することができる。
　また、本実施形態では、高速軸３５の一部、つまり、第１軸部５１と第２軸部５２との間に、一方向クラッチ７を構成することにより、回転部支持構造体１７のコンパクト化が可能となる。
　また、クラッチ用転がり軸受部として、円筒ころ軸受６１が、係合子であるころ５８の列に隣接して設けられていることから、これらころ５８と、第１クラッチ部材５６及び第２クラッチ部材５７との噛み合いが解除された状態になっても、第１クラッチ部材５６と一体回転する第１軸部５１と、第２クラッチ部材５７と一体回転する第２軸５２とを相対回転自在に支持することができる。このため、第２軸部５２は、第１軸部５１と同心上の配置を維持したまま相対回転することができる。
　また、前記のとおり、係合子となる円筒ころ５８の外周面（接触面５８ａ）は軸方向に真っ直ぐに形成されている。そして、クラッチ用転がり軸受部は円筒ころ軸受６１からなり、その転動体は、円筒ころ６１ｂであり、その外周面は軸方向に真っ直ぐに形成されている。このため、円筒ころ５８及び円筒ころ６１ｂは、第１クラッチ部材５６との間で軸方向の滑りが許容されることから、第１クラッチ部材５６と第２クラッチ部材５７とは、軸方向に相対移動可能となる（軸方向の相対移動が許容された構成となっている）。
　また、図６に示すように、円筒部５４の端面５４ａと第２軸部５２の端面５２ａとの間には、軸方向の隙間ｅ１が設けられており、中央軸部５５の端面５５ａと第１軸部５１の端面５１ａとの間には、軸方向の隙間ｅ２が設けられている。これら隙間ｅ１及び隙間ｅ２は、それぞれ、第１軸部５１と第２軸部５２との軸方向移動量よりも大きく設定されている。なお、前記「軸方向移動量」とは、第１軸部５１の軸方向の伸張量と第２軸部５２の軸方向の伸張量との和の最大値（設計上の最大値）である。なお、軸方向の伸張は、温度上昇による第１軸部５１及び第２軸部５２の軸方向の膨張に起因する。
　つまり、隙間ｅ１及び隙間ｅ２それぞれは、第１軸部５１に固定されている第１クラッチ部材５６と、第２軸部５２に固定されている第２クラッチ部材５７とによる、軸方向の相対移動を許容するために設けられている隙間であり、この相対移動の最大許容量として、隙間ｅ１及び隙間ｅ２がそれぞれ設定されており、これら隙間ｅ１及び隙間ｅ２それぞれが、第１軸部５１と第２軸部５２との軸方向移動量（前記軸方向の伸張量との和）よりも大きく設定されている。
　以上より、第１クラッチ部材５６と一体である第１軸部５１と、第２クラッチ部材５７と一体である第２軸部５２とは、軸方向に相対移動可能であるため、温度変化に起因して高速軸３５が伸縮しても、その伸縮を逃がすことができ、高速軸３５に大きな熱応力が発生するのを防ぐことができる。
〔回転部支持構造体（第３例）〕
　図７は、回転部支持構造体１７（第３例）を説明する断面図である。図２と図７とにおいて、この回転部支持構造体１７は、前記のとおり、出力ギヤ４０の回転力を受けて回転可能であって、この回転力を駆動軸４１に伝達可能である高速軸３５と、この高速軸３５を回転自在に支持しているころ軸受３８，３９とを有している。
　本実施形態では、図７に示すように、高速軸３５は、出力ギヤ４０と一体回転する第１軸部７１と、ころ軸受３９によって支持されている第２軸部７２と、これら第１軸部７１と第２軸７２との間に設けられている継手部７３とを有している。つまり、高速軸３５は、分割されている第１軸部７１と第２軸部７２とからなる。ただし、これら第１軸部７１と第２軸部７２とは、同一軸線上に配置されている。
　出力ギヤ４０は、第１軸部７１に外嵌して固定されている。なお、ころ軸受３８（図２参照）は、第１軸部７１側に設けられており、この第１軸部７１を回転可能に支持している。
　第１軸部７１は、その軸端部に円筒部７４を有しており、第２軸部７２は、その軸端部に中央軸部７５を有している。中央軸部７５は、円筒部７４の径方向内側に位置しており、中央軸部７５と円筒部７４とは、同心上に配置されている。そして、これら中央軸部７５と円筒部７４との間に環状の空間が形成されており、この空間に継手部７３が設けられている。
　また、円筒部７４の端面７４ａと第２軸部７２の端面７２ａとの間には、軸方向の隙間ｅ１が設けられており、中央軸部７５の端面７５ａと第１軸部７１の端面７１ａとの間には、軸方向の隙間ｅ２が設けられている。
　継手部７３は、第１軸部７１と第２軸部７２とを一体回転可能に接続したり、この接続を遮断（解除）したりする一方向クラッチ７からなる。この一方向クラッチ７は、円筒部７４の内周側に設けられこの円筒部７４と一体回転する第１クラッチ部と、中央軸部７５と一体回転する第２クラッチ部とを有している。本実施形態では、第１クラッチ部は、円筒部７４とは別部材からなる第１クラッチ部材５６からなり、第２クラッチ部は、中央軸部７５と別部材からなる第２クラッチ部材５７からなる。第１クラッチ部材５６は、円筒部７４に固定されている筒状の部材からなり、第２クラッチ部材５７は中央軸部７５に固定されている筒状の部材からなる。なお、前記第１クラッチ部は、円筒部７４の内周側の一部によって構成されていてもよく、また、前記第２クラッチ部は、中央軸部７５の外周側の一部によって構成されていてもよい。
　そして、一方向クラッチ７は、第１クラッチ部材５６と第２クラッチ部材５７との間に介在する係合子を有している。本実施形態では、前記係合子はころ（円筒ころ）５８からなる。なお、図７に示す一方向クラッチ７と、図６に示す一方向クラッチ７とは同じ構成である。
　図７に示す一方向クラッチ７の横断面は、前記実施形態（図６）の一方向クラッチ７の横断面と同じとなり、図５を参考にして図７に示す一方向クラッチ７について説明する。一方向クラッチ７は、各ころ５８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５９と、各ころ５８を周方向一方側に向かって弾性的に付勢する弾性部材（付勢部材）６０とを更に備えている。
　そして、第１クラッチ部材５６の内周面５６ａは、円筒面に形成されているが、第２クラッチ部材５７の外周面５７ａには、ころ５８と同数（８つ）の平坦なカム面５７ａ１が形成されている。このため、各カム面５７ａ１と第１クラッチ部材５６の内周面５６ａとの間には、くさび状空間Ｓが形成されており、ころ５８と同数（８つ）のくさび状空間Ｓが形成されている。そして、一つのくさび状空間Ｓに一つのころ５８が配置されている。
　なお、各くさび状空間Ｓを形成する第１クラッチ部材５６の内周面５６ａは、周方向に連続する円筒面によって構成されているが、周方向に連続しない円弧面、例えば、周方向の途中に平坦面や変曲点が介在するような独立した円弧面であってもよい。
　また、各ころ５８は、弾性部材６０によってくさび状空間Ｓが狭くなる方向に付勢されている。ころ５８の外周面は、第２クラッチ部材５７のカム面５７ａ１及び第１クラッチ部材５６の内周面５６ａに接触する接触面５８ａとなっており、この接触面５８ａは幅方向（軸方向）に真っ直ぐに形成されている。
　さらに、図７に示すように、一方向クラッチ７は、円筒部７４と中央軸部７５との間に設けられるクラッチ用転がり軸受部を更に有している。本実施形態の前記クラッチ用転がり軸受は、図６に示すクラッチ用転がり軸受と同じ構成であり（円筒ころ軸受６１からなり）、複数のころ５８からなるころ列（係合子列）の軸方向隣りに設けられている。円筒ころ軸受６１は、外輪部と、内輪部と、これら外輪部と内輪部との間に介在し外輪部の内周面及び内輪部の外周面を転動する円筒ころ６１ｂとを有している。
　本実施形態では、前記内輪部は、中央軸部７５に固定されている内輪６１ａであるが、前記外輪部は、円筒状である第１クラッチ部材５６の一部からなる。つまり、円筒状である第１クラッチ部材５６の一部を、円筒ころ軸受６１のための外輪として、兼用している。
　この円筒ころ軸受６１によれば、後に説明するが、一方向クラッチ７の係合子である円筒ころ５８と、第１クラッチ部材５６及び第２クラッチ部材５７との噛み合いが解除された状態になっても、第１クラッチ部材５６と第２クラッチ部材５７とを相対回転自在に支持することができる。
　以上のように構成された回転部支持構造体１７（第３例）の機能は、図６に示す回転部支持構造体１７（第２例）の機能と同様であり、回転部支持構造体１７（第３例）の一方向クラッチ７によれば、高速軸３５において、第１軸部７１の回転速度が第２軸部７２の回転速度を上回ると、第１軸部７１と第２軸部７２とを一体回転可能に接続し、第１軸部７１の回転速度が第２軸部７２の回転速度を下回ると、第１軸部７１と第２軸部７２との接続を遮断する（つまり、第１軸部７１と第２軸部７２との間の動力伝達を遮断する）。
　このように、高速軸３５において、増速機３の出力ギヤ４０と一体回転する第１軸部７１の回転速度が、第２軸部７２の回転速度を上回ると、第１軸部７１と第２軸部７２とは一体回転可能に接続され、出力ギヤ４０及び第１軸部７１から、第２軸部７２へ動力伝達される。これにより、駆動軸４１（図２参照）を回転させて発電が行われる。
　これに対して、増速機３の出力ギヤ４０と一体回転する第１軸部７１の回転速度が、第２軸部７２の回転速度を下回ると、一方向クラッチ７によって、第１軸部７１と第２軸部７２との接続（動力伝達）が遮断される。したがって、風力の低下により主軸２の回転速度が急激に低下し、これに伴って出力ギヤ４０及び第１軸部７１の回転速度が急激に低下しても、第２軸部７２は慣性回転を行うことから、急激なトルク抜けが防止され、この第２軸部５２を支持するころ軸受３９のころ３９ｃの自転遅れを抑制することができる。この結果、この状態から風力の変化により主軸２の回転速度が急激に増加して、第１軸部７１と第２軸部７２とが再び接続され、第１軸部７１から第２軸部７２が回転力を受けて回転しても、この第２軸部７２を支持しているころ軸受３９において、ころ３９ｃが内外輪３９ａ，３９ｂとの接触面で滑りにくくなり、ころ軸受３９にスメアリングが発生するのを抑制することができる。さらに、第１軸部５１を支持するころ軸受３８（図２参照）のころにおけるスメアリングの発生についても、抑制することができる。
〔その他〕
　また、回転部支持構造体１７は、前記（第２例）と前記（第３例）で説明した構造の双方を備えたものとしてもよい。つまり、高速軸３５を、ころ軸受３８によって支持される第１軸部と、出力ギヤ４０が固定されている第２軸部と、ころ軸受３９によって支持される第３軸部とからなる構成とし、第１軸部と第２軸部との間に前記（第２例）で説明した継手部５３（図６参照）を設け、第２軸部と第３軸部との間に前記（第３例）で説明した継手部７３（図７参照）を設けた構成としてもよい。
　この場合、出力ギヤ４０が増速回転すると、第１軸部と第２軸部と第３軸部とは一体回転し、出力ギヤ４０が減速回転すると、第１軸部と第２軸部との接続が遮断され、かつ、第２軸部と第３軸部との接続が遮断されるようにすればよい。これにより、ころ軸受３８，３９におけるスメアリングの発生を抑制することができる。
　なお、図６及び図７に示す各実施形態では、第１軸部に円筒部が設けられ、第２軸部に中央軸部が設けられている場合について説明したが、反対であってもよく、第１軸部と第２軸部との内の一方が、円筒部を軸端部に有しており、他方が、この円筒部の径方向内側に位置する中央軸部を軸端部に有していればよい。
　図８は、一方向クラッチ７の変形例を説明する説明図である。前記各実施形態の係合子はころであったが、係合子は図８に示すスプラグ９０であってもよい。また、この場合、第２クラッチ部材２４の外周面２４ａは円筒面からなる。その他の構成は、前記各実施形態と同様であり、ここでは説明を省略する。図４に示す回転部支持構造体１７の係合子を、スプラグ９０とした場合について説明する。
　スプラグ９０は、第２クラッチ部材２４の外周面２４ａに当接する第１当接面９０ｂと、第１クラッチ部材２３の内周面２３ａに当接する第２当接面９０ｃとを備えており、第１当接面９０ｂ及び第２当接面９０ｃはそれぞれ凸状かつ略円弧状に形成されている。
　そして、外周面２４ａと第１当接面９０ｂとの接触点と、内周面２３ａと第２当接面９０ｃとの接触点との距離（接触点間の距離）は、スプラグ９０の傾きによって変化し、第２クラッチ部材２４が矢印ａ方向に相対回転したときは、スプラグ９０は矢印ｅ方向に傾き、前記接触点間の距離が拡大する。逆に、第２クラッチ部材２４が矢印ｂ方向に回転したときは、スプラグ９０は矢印ｅとは反対方向に傾き、接触点間の距離は縮小する。
　前記接触点間の距離が拡大すると、スプラグ９０と、第１クラッチ部材２３及び第２クラッチ部材２４とは噛み合い、逆に、前記接触点間の距離が縮小すると、スプラグ９０と、第１クラッチ部材２３及び第２クラッチ部材２４との噛み合いが解除される。したがって、第２クラッチ部材２４が第１クラッチ部材２３に対して矢印ａ方向に回転しようとしたときに、第１クラッチ部材２３と第２クラッチ部材２４とが一体回転可能に接続され、矢印ｂ方向に相対回転したときに、この接続が遮断されるようになっている。
　また、本発明の発電装置等は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。前記実施形態では、高速軸３５を支持する転がり軸受を、ころ軸受として説明したが、他の型式の転がり軸受であってもよく、例えば、玉軸受であってもよい。
　また、風力発電装置は、図１に示す水平軸タイプのものに限らず、図示しないが、主軸が垂直となる垂直軸タイプのものであってもよい。また、発電装置は、風力発電装置以外であってもよく、例えば、小中規模の水力発電装置や潮流発電装置であってもよい。
　本出願は、２０１３年６月１０日出願の日本特許出願（特願２０１３－１２１９２４）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　１：風力発電装置（発電装置）　　２：主軸　　３：増速機
　４：発電機　　７：一方向クラッチ
　８ａ，８ｂ：円筒ころ軸受（クラッチ用転がり軸受部）
　８ａ１：内輪（内輪部）　　８ａ２：円筒ころ
　１７：回転部支持構造体
　２３：第１クラッチ部材（第１クラッチ部）
　２４：第２クラッチ部材（第２クラッチ部）
　２５：円筒ころ（係合子）　　３０：歯車機構（回転伝達機構）
　３５：高速軸
　３８：ころ軸受（転がり軸受）　　３９：ころ軸受（転がり軸受）
　４０：出力ギヤ　　４１：駆動軸　　４２：ロータ　　５１：第１軸部
　５２：第２軸部　　５３：継手部　　５４：円筒部　　５５：中央軸部
　５６：第１クラッチ部材（第１クラッチ部）
　５７：第２クラッチ部材（第２クラッチ部）
　５８：ころ（係合子）
　６１：円筒ころ軸受（クラッチ用転がり軸受部）
　６１ａ：内輪（内輪部）　　６１ｂ：円筒ころ　　７３：継手部
　７４：円筒部　　７５：中央軸部
　７６：第１クラッチ部材（第１クラッチ部）
　７７：第２クラッチ部材（第２クラッチ部）
　７８：ころ（係合子）
　８１：円筒ころ軸受（クラッチ用転がり軸受部）
　９０：スプラグ（係合子）

Claims (9)

  1. 　外力により回転する主軸と、
    　前記主軸の回転を増速する回転伝達機構、及びこの回転伝達機構により増速された回転を出力する出力ギヤを有する増速機と、
    　前記出力ギヤの回転力を受けて回転可能となる高速軸と、
    　前記高速軸を回転自在に支持している転がり軸受と、
    　前記高速軸の回転を入力として回転する駆動軸、及びこの駆動軸と一体回転するロータを有し、このロータの回転に伴って発電する発電機と、
    　前記出力ギヤと前記高速軸との間に設けられ、前記主軸が正方向に回転している状態で、当該出力ギヤの回転速度が当該高速軸の回転速度を上回ると、当該出力ギヤと当該高速軸とを一体回転可能に接続し、当該出力ギヤの回転速度が当該高速軸の回転速度を下回ると、当該出力ギヤと当該高速軸との接続を遮断する一方向クラッチと、
    　を備えた発電装置。
  2. 　前記出力ギヤは、前記高速軸と同心上で当該高速軸の外周側に設けられ当該高速軸との間に前記一方向クラッチを介在させている円環状のギヤであり、
    　前記一方向クラッチは、前記出力ギヤの内周側に設けられ当該出力ギヤと一体回転する第１クラッチ部と、前記高速軸と一体回転する第２クラッチ部と、これら一対のクラッチ部の間に介在する係合子とを有している請求項１に記載の発電装置。
  3. 　外力により回転する主軸と、
    　前記主軸の回転を増速する回転伝達機構、及びこの回転伝達機構により増速された回転を出力する出力ギヤを有する増速機と、
    　前記出力ギヤの回転力を受けて回転可能となる高速軸と、
    　前記高速軸を回転自在に支持している転がり軸受と、
    　前記高速軸の回転を入力として回転する駆動軸、及びこの駆動軸と一体回転するロータを有し、この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、
    　前記高速軸は、前記出力ギヤと一体回転する第１軸部と、前記転がり軸受によって支持されている第２軸部と、前記第１軸部と前記第２軸との間に設けられている継手部と、を有し、
    　前記継手部は、前記主軸が正方向に回転している状態で、前記第１軸部の回転速度が前記第２軸部の回転速度を上回ると、当該第１軸部と当該第２軸部とを一体回転可能に接続し、前記第１軸部の回転速度が前記第２軸部の回転速度を下回ると、当該第１軸部と当該第２軸部との接続を遮断する一方向クラッチである、発電装置。
  4. 　前記第１軸部と前記第２軸部との内の一方は、円筒部を軸端部に有し、他方が、この円筒部の径方向内側に位置する中央軸部を軸端部に有し、
    　前記一方向クラッチは、前記円筒部の内周側に設けられ当該円筒部と一体回転する第１クラッチ部と、前記中央軸部と一体回転する第２クラッチ部と、これら一対のクラッチ部の間に介在する係合子とを有している請求項３に記載の発電装置。
  5. 　前記一方向クラッチは、前記第１クラッチ部と前記第２クラッチ部とを相対回転自在に支持するクラッチ用転がり軸受部を更に有している請求項２又は４に記載の発電装置。
  6. 　前記クラッチ用転がり軸受部は、外輪部と、内輪部と、これら外輪部と内輪部との間に介在し当該外輪部の内周面及び当該内輪部の外周面を転動する円筒ころと、を有し、
    　前記第１クラッチ部と前記第２クラッチ部とは、軸方向に相対移動可能である請求項５に記載の発電装置。
  7. 　前記第１クラッチ部と前記第２クラッチ部との軸方向の相対移動が許容され、当該相対移動の最大許容量が、前記第１軸部と前記第２軸部との軸方向移動量よりも大きく設定されている請求項４に記載の発電装置。
  8. 　外力により回転する主軸の回転を増速する回転伝達機構、及びこの回転伝達機構により増速された回転を出力する出力ギヤを有する増速機と、
    　前記増速機からの出力により回転する駆動軸、及びこの駆動軸と一体回転するロータを有し、このロータの回転に伴って発電する発電機と、
    　を備えている発電装置のための、回転部支持構造体であって、
    　前記出力ギヤの回転力を受けて回転可能であって、当該回転力を前記駆動軸に伝達可能である高速軸と、
    　前記高速軸を回転自在に支持している転がり軸受と、
    　前記出力ギヤと前記高速軸との間に設けられ、前記主軸が正方向に回転している状態で、当該出力ギヤの回転速度が当該高速軸の回転速度を上回ると、当該出力ギヤと当該高速軸とを一体回転可能に接続し、当該出力ギヤの回転速度が当該高速軸の回転速度を下回ると、当該出力ギヤと当該高速軸との接続を遮断する一方向クラッチと、
    　を備えた回転部支持構造体。
  9. 　外力により回転する主軸の回転を増速する回転伝達機構、及びこの回転伝達機構により増速された回転を出力する出力ギヤを有する増速機と、
    　前記増速機からの出力により回転する駆動軸、及びこの駆動軸と一体回転するロータを有し、このロータの回転に伴って発電する発電機と、
    　を備えている発電装置のための、回転部支持構造体であって、
    　前記出力ギヤの回転力を受けて回転可能であって、当該回転力を前記駆動軸に伝達可能である高速軸と、
    　前記高速軸を回転自在に支持している転がり軸受と、
    　を備え、
    　前記高速軸は、前記出力ギヤと一体回転する第１軸部と、前記転がり軸受によって支持されている第２軸部と、前記第１軸部と前記第２軸との間に設けられている継手部と、を有し、
    　前記継手部は、前記主軸が正方向に回転している状態で、前記第１軸部の回転速度が前記第２軸部の回転速度を上回ると、当該第１軸部と当該第２軸部とを一体回転可能に接続し、前記第１軸部の回転速度が前記第２軸部の回転速度を下回ると、当該第１軸部と当該第２軸部との接続を遮断する一方向クラッチである、回転部支持構造体。
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