CN102817797B - 风力发电设备的动力传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风力发电设备的动力传递装置(减速装置)，其具备第1、第2简单行星齿轮机构(42、44)及容纳该第1、第2简单行星齿轮机构(42、44)的输出部件(低速部件)(66、86)的外壳(88、90)，输出部件(66、86)具备第1对置面(66F、86F1、86F2)，外壳具备第2对置面(88F、90F1、90F2)，该第1对置面与第2对置面(66F与88F、86F1与90F1、86F2与90F2)相互对置配置成在组装时不接触但在输出部件(66、86)中所传递的荷载超过预定值(L66、L86)时接触，所述预定值设定为小于可在该输出部件(66、86)中传递的极限即极值荷载(Lm66、Lm86)的值。通过本发明，无需使动力传递装置本身大型化，能在从外部施加巨大负载时有效地防止各要件的破损或故障等。

Description

风力发电设备的动力传递装置

技术领域

本发明涉及一种动力传递装置，尤其涉及一种适合在风力发电设备中使用的动力传递装置。

背景技术

风力发电设备中组装有用于进行通过马达的驱动力使短舱(发电室)在水平面内相对于风旋转的偏航控制的减速装置、用于进行相对于风改变风车叶片的方向(倾斜度)的桨距控制的减速装置、或使缓慢旋转的风车叶片加速来导入发电机的加速装置等动力传递装置。

专利文献1中公开有对短舱进行偏航驱动的减速装置。该减速装置中使用组合有从输出部件取出行星齿轮的公转的简单行星齿轮机构和取出自转的摆动内啮合型行星齿轮机构的减速机构。

输出部件上设置有输出小齿轮。输出小齿轮与设置于风力发电设备的圆筒支柱侧的外齿轮啮合，若该输出小齿轮旋转，则(安装有减速装置的)短舱因其反作用而相对圆筒支柱回转驱动。

专利文献1：日本专利公开2007-205575号公报(图1)

由于风力发电设备设置在自然环境下，因此有时会受到狂风或疾风的影响。存在如下问题，即若这种强风施加于风车叶片，则风力发电设备内的动力传递装置变为从输出部件侧被施加巨大的风力负载的状态，对减速装置内的各部件等过度施加较强的转矩，有时会导致破损。

另一方面，风力发电设备的动力传递装置需安装在狭小的空间内，所以对该动力传递装置的小型化的要求非常强烈。并且，用于安装动力传递装置的风力发电设备的主体侧(例如，偏航驱动用的减速装置时为短舱的结构体)的安装孔的大小等是固定的，因此还有无法自由地大型化该动力传递装置本身的问题。

发明内容

本发明是为了解决这种以往的问题而完成的，其目的在于提供一种动力传递装置，无需使动力传递装置本身大型化，即使在从外部施加巨大负载的情况下也有效地防止各要件的破损或故障等。

本发明提供一种具备行星齿轮机构和容纳该行星齿轮机构的外壳的风力发电设备的动力传递装置，通过如下方式构成风力发电设备的动力传递装置来解决上述课题，即所述行星齿轮机构包括具备第1对置面的低速部件，所述外壳具备第2对置面，该第1对置面、第2对置面相互对置配置成在组装时不接触但在所述低速部件中传递的荷载超过预定值时接触，并且，所述预定值设定为比所述低速部件中能够传递的极限即极值荷载小的值。

本发明所涉及的动力传递装置的行星齿轮机构中，低速部件具备第1对置面，外壳具备第2对置面。第1对置面、第2对置面相互对置配置成在组装时不接触但在低速部件中传递的荷载超过预定值时接触(在组装时具有这种特性的微小间隙形成于第1对置面、第2对置面之间)。第1对置面、第2对置面开始接触的“预定值”设定为小于极值荷载的值。“极值荷载”是指该低速部件中能够传递的极限荷载，后面进行详细叙述。

根据本发明所涉及的动力传递装置，低速部件在大多数运转中都无需与外壳接触就能够顺畅地旋转，并且当施加于低速部件的荷载超过预定值时，第1对置面、第2对置面接触，低速部件能够从外壳侧获得支承反作用力。

施加于低速部件的荷载越大，第1对置面、第2对置面的接触压力就越大。因此，第1对置面、第2对置面作为施加于低速部件的荷载越大而越能发挥更强大作用的“制动机构”发挥作用。其结果，动力传递***的各部件的荷载负担降低，防止发生破损或故障等。

发明效果

根据本发明所涉及的动力传递装置，无需使动力传递装置本身大型化，能够在从外部施加巨大负载的情况下也有效地防止各要件的破损或故障等。

附图说明

图1是本发明的实施方式的一例所涉及的风力发电设备中使用的减速装置(动力传递装置)的整体截面图。

图2是图1的减速装置的主要部分放大图。

图3是沿图1的减速装置的III-III线的截面图。

图4是本发明的其他实施方式的一例所涉及的风力发电设备中使用的减速装置的整体截面图。

图5是本发明的另一其他实施方式的一例所涉及的风力发电设备中使用的减速装置的整体截面图。

图6是应用图1的减速装置的风力发电设备的主视图。

图7是示意地表示上述风力发电设备的短舱中组装有图1的减速装置的形态的立体图。

图中：10-风力发电设备，11-圆筒支柱，12-短舱(发电室)，14-偏航驱动装置，16-桨距驱动装置，22-马达，24-输出小齿轮，42、44-第1、第2简单行星齿轮机构，60A～60C-行星齿轮，66、86-输出部件，66F、86F1、86F2-第1对置面，88、90-外壳，88F、90F1、90F2-第2对置面，L66、L86-预定值，Lm66～Lm86-极值荷载。

具体实施方式

以下，参考附图，对本发明的实施方式的一例所涉及的风力发电设备的减速装置(动力传递装置)进行详细说明。

首先，从应用该减速装置的风力发电设备的偏航驱动装置的概要进行说明。

参考图6及图7，该风力发电设备10在圆筒支柱11的最上部具备短舱(发电室)12。图6、图7中，描述有偏航(Yaw)驱动装置14和桨距(Pitch)驱动装置16。偏航驱动装置14为用于控制短舱12整体相对于圆筒支柱11的回转角的装置，桨距驱动装置16为用于控制安装于头锥18的3片风车叶片20的桨距角的装置。

该实施方式中，本发明应用于偏航驱动装置14，因此在此对偏航驱动装置14进行说明。

该偏航驱动装置14具备带有马达22及输出小齿轮24的4个减速装置G1～G4、及与各个输出小齿轮24啮合的1个回转用内齿轮28(回转用内齿轮28有时也为外齿轮)。各减速装置G1～G4分别固定于短舱12的结构体(风力发电设备的主体：参考图1)12A侧的预定位置。

如图6、图7所示，各减速装置G1～G4的各个输出小齿轮24所啮合的回转用内齿轮28固定于圆筒支柱11侧。

根据该结构，若通过各减速装置G1～G4的马达22使各输出小齿轮24同时旋转，则该输出小齿轮24与回转用内齿轮28啮合的同时相对于回转用内齿轮28的中心36(参考图7)进行公转。其结果，能够使短舱12的结构体12A相对于圆筒支柱11(上固定的回转用内齿轮28)进行相对移动，并能够使短舱12整体绕固定于圆筒支柱11的回转用内齿轮28的中心36回转。由此，能够使头锥18朝向所希望的方向(例如迎风的方向)，且能够有效地承受风压。

由于各所述减速装置G1～G4具有相同的结构，因此在此对减速装置G1进行说明。

图1是本发明的实施方式的一例所涉及的风力发电设备中使用的减速装置(动力传递装置)的整体截面图，图2是图1的减速装置的主要部分放大图，图3是沿图1的减速装置的III-III线的截面图。

减速装置G1在动力传递路径上依次具备马达22(图1中省略图示：参考图7)、蜗杆减速机构40、第1简单行星齿轮机构42及第2简单行星齿轮机构44。

以下依动力传递路径上的顺序进行说明。

马达22在图1中省略图示，通过安装螺栓孔46向与图1的纸面垂直的方向安装。马达22的马达轴(省略图示)上通过未图示的联轴器连结有蜗杆减速机构40的蜗杆小齿轮48。蜗杆小齿轮48与蜗轮50啮合，将动力的传递方向改变90度。蜗轮50固定于中间轴52。中间轴52通过联轴器54与第1简单行星齿轮机构42的输入轴56连结。

第1简单行星齿轮机构42具备形成于输入轴56的恒星齿轮58、与该恒星齿轮58啮合的3个行星齿轮60A～60C(参考图3)、将各行星齿轮60A～60C支承为旋转自如的轮架销62A～62C及各行星齿轮60A～60C所内啮合的内齿轮64。第1简单行星齿轮机构42构成为从固定有轮架销62A～62C的输出部件66取出通过恒星齿轮58的旋转而产生的行星齿轮60A～60C的公转。第1简单行星齿轮机构42的输出部件66通过花键68与第2简单行星齿轮机构44的输入轴70连结。

第2简单行星齿轮机构44具备形成于输入轴70的恒星齿轮78、与该恒星齿轮78啮合的3个行星齿轮80A～80C(仅图示80A)、将各行星齿轮80A～80C支承为旋转自如的轮架销82A～82C(仅图示82A)及各行星齿轮80A～80C所内啮合的内齿轮84。第2简单行星齿轮机构44构成为从固定有轮架销82A～82C的输出部件86取出通过恒星齿轮78的旋转而产生的行星齿轮80A～80C的公转。第2简单行星齿轮机构44的输出部件86由轮架部86A、通过花键86B与该轮架部86A连结的轴部86C构成，轴部86C的端部上一体固定有前述输出小齿轮24。

主要利用图2进一步详细说明本发明的主要部分的结构。

该实施方式中，第1简单行星齿轮机构42的输出部件(低速部件)66上形成有本发明所涉及的第1对置面66F，容纳该第1简单行星齿轮机构42的外壳88中形成有本发明所涉及的第2对置面88F。

第1对置面66F、第2对置面88F具有彼此在组装时(已组装减速装置G1的状态：未对输出部件66施加负载时)不接触但在输出部件66中传递的荷载超过预定值L66时(由于输出部件66的轴心的偏离或部件本身的变形等)接触的特性。即，在组装减速装置G1时，第1对置面66F、第2对置面88F彼此隔开微小间隙δ1对置配置，并不接触。

另一方面，第2简单行星齿轮机构44中，输出部件86及容纳该输出部件86的外壳90中也分别形成有负载相反侧第1、第2对置面86F1、90F1及负载侧第1、第2对置面86F2、90F2。第2简单行星齿轮机构44的输出部件86由一对圆锥滚子轴承92、94支承，负载相反侧第1、第2对置面86F1、90F1及负载侧第1、第2对置面86F2、90F2双方均形成于该一对圆锥滚子轴承92、94的轴向外侧位置(比负载相反侧的圆锥滚子轴承92更靠负载相反侧(输出小齿轮24的相反侧))。

第2简单行星齿轮机构44的负载相反侧第1、第2对置面86F1、90F1及负载侧第1、第2对置面86F2、90F2也分别具有在组装时(已组装减速装置G1的状态：对输出部件86未施加荷载时)不接触但在输出部件86中传递的荷载超过设定的预定值L86时(由于输出部件86的轴心的偏离或部件本身的变形等)接触的特性。即，组装减速装置G1时，负载相反侧第1、第2对置面86F1、90F1及负载侧第1、第2对置面86F2、90F2分别隔开微小间隙δ2、δ3对置配置，并不接触。

该第2简单行星齿轮机构44中的微小间隙δ2、δ3的大小(由于荷载传递的机理不同所以不能一概而论，但通常)大于第1简单行星齿轮机构42中的所述微小间隙δ1。并且，负载相反侧第1、第2对置面86F1、90F1的微小间隙δ2(由于相对于输出小齿轮24更远、且直径更大，所以)稍微大于负载侧第1、第2对置面86F2、90F2的微小间隙δ3。顺便说一下，末级中的微小间隙δ3的大小具体而言在1.5～3.0MW(1500～3000kW)等级的风力发电设备中大致为40～100μm左右。

现在，若假设“风力负载”通过回转用内齿轮28从减速装置G1的输出小齿轮24侧输入，则该风力负载欲使减速装置G1的各旋转要件旋转。而且，若传递到减速装置G1的动力传递路径上的荷载(转矩)变大，则在轮架销或轮架本身产生(主要为扭曲方向的)弹性变形。其结果，例如在输出部件86产生径向的变形。并且，此时，输出部件86中除圆周方向的旋转转矩之外同时还输入通过回转用内齿轮28及输出小齿轮24的啮合而产生的径向荷载，但通过该回转用内齿轮28及输出小齿轮24的啮合而产生的径向荷载与被输入的“风力负载”成比例地变大，因此“风力负载”越大，输出部件86的轴心偏离(即径向位移)也变得越大。对输出部件86而言，该径向荷载的影响尤其大。另外，同时还会输入各种干扰荷载。由于这种原因，输出部件86上会伴随与风力负载相应的轴心偏离或变形而产生径向位移。

另一方面，输出部件66中，由于来自马达22(或者输出小齿轮24)的减速比(或者增速比)或荷载的传递机理与输出部件86不同，所以虽然绝对值不同，但仍然会在输出部件66中产生与风力负载相应的轴心偏离或变形。就输出部件66而言，对第1、第2简单行星齿轮机构42、44的浮式装配(为了具有自动调心功能而带有“游隙”的装配)的影响也较大。

在以上任一情况下，输出部件66、86的轴心偏离或变形都与该输出部件66、86中传递的荷载有较强的关联。即，定性而言，风力负载越大，输出部件66、86在各第1、第2对置面上的半径方向的位移越大。并且，该轴心偏离或变形的量(径向位移)根据输出部件66、86的材料、形状、尺寸及来自输出小齿轮24的增速比等发生变化。

因此，通过采用以下顺序，能够制造能够以较高的重复性使各第1、第2对置面彼此在输出部件66、86中传递的荷载分别超过预定值L66、L86的时刻接触的减速装置G1，即：(a)、预先通过实验或模拟实验等探测或确认在输出部件66、86中传递的荷载分别超过预定值L66、L86的时刻，第1对置面66F与第2对置面88F正好接触的微小间隙δ1、负载相反侧第1对置面86F1与第2对置面90F1正好接触的微小间隙δ2、或者负载侧第1对置面86F2与第2对置面90F2正好接触的微小间隙δ3；(b)、以在组装时各对置面之间形成上述大小的微小间隙δ1～δ3的方式设计输出部件66、86及外壳88、90的形状或尺寸。

在此，在说明该预定值L66、L86时，2个荷载定义为如下。

[极值荷载Lm66、Lm86]

极值荷载Lm66、Lm86是指在使用年限(风力发电设备的减速装置为20年)内，对输出部件66、86施加1次而不会产生破坏的荷载(在该输出部件66、86中能够传递的极限荷载)。极值荷载Lm66、Lm86在本实施方式中，(范围稍微大但)为额定输出转矩等效荷载Ls66、Ls86的2倍有余。如同此例，在2MW等级的风力发电设备中，减速装置的数量为4台时，极值荷载Lm86大致为30～120kNm。极值荷载Lm66与其相比小出与减速比的差异所对应的量。

[额定转矩等效荷载Ls66、Ls86]

额定转矩等效荷载Ls66、Ls86分别指所连接的马达22输出额定转矩时，施加于输出部件66、86的荷载。将从马达22至输出部件66、86的减速比分别设为Gr66、Gr86时(Gr66＜Gr86)，输出部件66的额定转矩等效荷载Ls66成为输出部件86的额定转矩等效荷载Ls86的Gr66/Gr86倍。由于Gr66/Gr86小于1，所以Ls66＜Ls86。

本实施方式中，该预定值L66、L86设定为小于输出部件66、86各自的极值荷载Lm66、Lm86的值(L66＜Lm66、L86＜Lm86)。进一步具体而言，预定值L66、L86设定为与额定转矩等效荷载Ls66、Ls86相等。优选范围为额定转矩等效荷载Ls66、Ls86的-10％至+30％左右。这是因为若预定值L66、L86过小，则从马达22侧驱动时会频繁接触，另一方面，若过大则有无法发挥适当的破损防止效果的可能性。另外，进一步优先考虑机械的保护时，也可降低至额定转矩等效荷载Ls66、Ls86的1/3至1/2左右(1/3至1/2左右为下限)。

另外，各第1对置面66F、86F1、86F2及第2对置面88F、90F1、90F2分别由与第1、第2简单行星齿轮机构42、44的轴向平行的面(本实施方式中为铅垂面)构成。并且，本实施方式所涉及的减速装置(动力传递装置)G1虽然具有第1、第2简单行星齿轮机构42、44的多个简单行星齿轮机构，但是在这些齿轮机构中特别是在配置于末级的第2简单行星齿轮机构44中，对于分别形成于输出部件(低速部件86及外壳88的负载侧第1、第2对置面86F2、90F2来说，在减速装置G1设置于短舱12的结构体12A时，上述负载侧第1、第2对置面86F2、90F2形成在与该短舱12的结构体12A位于同一平面上的位置。其目的在于通过使到短舱12的结构体12A(风力发电设备的主体侧的部件)为止的轴向距离设为最短(因为在同一平面上所以轴向距离为零)来由短舱12的结构体12A从该外壳90的外侧直接支承外壳90本身。

并且，在该实施方式中，第1简单行星齿轮机构42的输出部件66与第2简单行星齿轮机构44的输出部件86之间也形成有在输出部件66的荷载增大时接触的对置面66G、86G。本发明并不禁止这样在除了输出部件与外壳之间以外的2个部件之间形成在施加的荷载增大时接触的对置面。

其次，对该减速装置G1的作用进行说明。

[通过马达22积极地偏航驱动短舱12时]

马达22的马达轴的旋转通过蜗杆减速机构40的蜗杆小齿轮48与蜗轮50的啮合进行初级减速，通过联轴器54传递至第1简单行星齿轮机构42的输入轴56。

若第1简单行星齿轮机构42的输入轴56旋转，则形成于该输入轴56上的恒星齿轮58旋转，行星齿轮60A～60C在内齿轮64的内侧公转。该公转成分通过轮架销82A～82C从输出部件66被取出，并通过花键68传递至(末级的)第2简单行星齿轮机构44的输入轴70。

在第2简单行星齿轮机构44中也发挥与第1简单行星齿轮机构42相同的减速作用，从输出部件86的轮架部86A取出行星齿轮80A～80C的公转，并通过花键86B传递于轴部86C。

输出部件86的旋转直接成为输出小齿轮24。输出小齿轮24与回转用内齿轮28啮合，并且该回转用内齿轮28固定于圆筒支柱11上，因此输出小齿轮24通过反作用而在进行自转的同时相对于回转用内齿轮28的中心36进行公转(参考图7)。减速装置G1因固定于短舱12的结构体12A，其结果，短舱12相对于该圆筒支柱11侧的回转用内齿轮28的轴心36沿水平方向旋转(回转)。

在此，风不那么强时，通常大多能够以该马达22的额定输出转矩的1/2以下的转矩实现基于马达22的偏航驱动。因此，基于马达22的通常的偏航驱动时的多数情况下，输出部件66、86及外壳88、90的各第1对置面与第2对置面(66F与88F、86F1与90F1、86F2与90F2)不会接触。因此，输出部件66、86能够以游离状态旋转，当传递来自马达22的驱动力时，几乎不产生传递损耗。

另一方面，在抵抗由于强风或者风向的变化而作用于短舱12的旋转力并且同时偏航驱动该短舱12时，马达22以接近额定输出转矩的转矩来驱动减速装置G1。因此，当预定值L66、L86设定为小于额定转矩等效荷载Ls66、Ls86的值时几乎一定(当预定值L66、L86设定在额定转矩等效荷载Ls66、Ls86的附近时，仅施加微小的干扰)会分别对输出部件66、86施加预定值L66、L86以上的荷载。因此，当初维持在各第1、第2对置面之间的微小间隙δ1～δ3堵闭而该第1、第2对置面彼此接触。由此，输出部件66、86分别在通过外壳88、90支承的同时进行旋转，由于抑制其以上的轴心偏离等而能够继续进行稳定的旋转。

[从输出小齿轮24侧输入风力负载时]

本实施方式中，从输出小齿轮24侧输入风力负载时，通过蜗杆减速机构40的自锁功能(从负载侧施加有引起旋转的因素时，也不会产生旋转的功能)，包括输出部件66、86在内的减速装置G1的各部件维持停止状态。因此，短舱12并不会由于风而在无控制状态下摇摆。

在此，由于风或者风向的变化而作用于短舱12的旋转力不太强且传递至输出部件66、86的荷载在预定值L66、L86以下时，减速装置G1内的各部件在强度上完全没有问题，能够在停止的状态下阻止来自输出小齿轮24侧的转矩等。

另一方面，在风较强，例如疾风等作用于风车叶片20，而欲使短舱12强制旋转的“巨大的风力负载”从减速装置G1的输出小齿轮24侧输入时，该巨大的风力负载欲(通过输出小齿轮24)旋转减速装置G1的各部件。而且，若此时在减速装置G1的输出部件66、86中传递的荷载分别超过预定值L66、L86，则各第1对置面与第2对置面(66F与88F、86F1与90F1、86F2与90F2)彼此会相互接触。

本实施方式中，该预定值L66、L86设定为额定转矩等效荷载Ls66、Ls86左右。该值从极值荷载Lm66、Lm86来看仅为1/2左右的大小。因此，在减速装置G1的输出部件66、86中传递的荷载尚且远小于极值荷载Lm66、Lm86时，第1、第2对置面66F、88F、负载相反侧第1、第2对置面86F1、90F1及负载侧第1、第2对置面86F2、90F2彼此必定接触。

由此，各对置面中的输出部件66、86的支承刚性显著提高，进一步抑制轴心偏离的变大或变形的增大。而且，风力荷载越大，来自该外壳88、90侧的反作用力越大，因此其结果，风力负载越大，在各对置面彼此之间产生的摩擦也就变得越大，并获得较大的“制动作用”。因此，能够降低减速装置G1各部件中产生的弯曲应力或扭曲应力，并避免破损。

尤其，如上述实施方式，为了低成本化，针对从输出小齿轮24侧输入的风力负载，代替(未配备制动力“可变”的专用制动构件且减速比为30以上的)蜗杆减速机构40的自锁功能所使用的减速装置G1中，由于能够维持各部件完全停止的状态，所以暴露于极为苛刻的状态中的可能性较大，但本实施方式中，由于在风力负载较大时有效地发挥制动功能，因此能够减轻蜗杆减速机构40的自锁功能负担，并且能够相应地减轻各部件的荷载负担。

并且，这些作用并不是通过例如利用传感器等进行电控制而能够获得的作用，所以即使在基于台风或激烈的雷雨等而产生的停电环境下也能够可靠地获得。

另外，由于与例如为了保护减速装置或马达而截断来自输出小齿轮24侧的驱动力从而导致短舱的回转完全游离的结构不同，因此短舱12并不会在无控制状态下摇摆。这在保护整个风力发电设备的观点上是极为重要的作用。

并且，根据上述实施方式，(多个)第1、第2简单行星齿轮机构42、44中最靠近安装减速装置G1的短舱12侧的结构体(风力发电设备的主体侧的部件)12A的第2简单行星齿轮机构44的输出部件86具备有负载相反侧第1对置面86F1及负载侧第1对置面86F2。另外，负载侧第1对置面86F2形成在与安装减速装置G1的短舱12侧的结构体12A相同的平面上(轴向距离为零)。因此，能够使安装有外壳90的短舱12侧的结构体12A的刚性有效地用于输出部件86的支承刚性的提高。

并且，在上述实施方式中，共计在3处形成有本发明所涉及的第1、第2对置面(若加上输出部件之间的对置面则为4处)，因此高负载时的整个驱动***的支承刚性非常高。并且，第1、第2对置面由与第1、第2简单行星齿轮机构42、44的轴向平行的面形成，因此结构简单，其形成本身较轻松，并且效果的重复性较高。

另外，在上述实施方式中，在支承输出部件86的一对轴承92、94的轴向外侧位置形成负载相反侧第1对置面86F1、第2对置面90F1及负载侧第1对置面86F2、第2对置面90F2，因此能够将输出部件86的荷载大小灵敏地反应在对置面之间的微小间隙δ2、δ3的变化。因此，荷载的大小与微小间隙δ2、δ3的变化的相关关系的重复性较高。并且，根据该结构能够更有效地发挥支承功能或制动功能。

图4表示本发明的其他实施方式的结构例。

该实施方式所涉及的减速装置G1a与之前的实施方式所涉及的减速装置G1的不同点为以下3点：(a)采用第3、第4简单行星齿轮机构102、104来代替蜗杆减速机构(40)；(b)该第3、第4简单行星齿轮机构102、104之间组装有转矩限制联轴器106；(c)由于无法获得在之前的实施方式中获得的蜗杆减速机构(40)的自锁功能，所以在马达100中组装有未图示的制动机构。

减速装置G1a中以直线式依次排列有马达100、第3、第4简单行星齿轮机构102、104及第1、第2简单行星齿轮机构42、44。

关于前级侧的第3、第4简单行星齿轮机构102、104，未特别形成本发明所涉及的第1、第2对置面。后级侧的第1、第2简单行星齿轮机构42、44的结构包含第1对置面66F与第2对置面88F、负载相反侧第1对置面86F1与负载相反侧第2对置面90F1、负载侧第1对置面86F2与负载侧第2对置面90F2的结构在内，与之前的实施方式的第1、第2简单行星齿轮机构42、44的结构相同。因此，在各对置面中能够获得与之前的实施方式中的减速装置G1完全相同的作用效果。

并且，该实施方式中，设为在转矩限制联轴器106中实际传递的转矩变得大于极限预定值Lmt1时，该转矩限制联轴器106开始滑行的结构。

其结果，即使从输出小齿轮24侧输入的荷载变得大于与该极限预定值Lmt1相当的荷载，也能够可靠地防止减速装置G1a被破坏。另外，在转矩限制联轴器106工作时，也能够在减速装置G1a的各部件中产生相当于该极限预定值Lmt1的反作用力，因此短舱12不会在无控制状态下随风摇摆。

其他的结构及作用效果与之前的实施方式相同，所以对图中与之前的实施方式相同或类似的部分附加相同符号，并省略重复说明。

图5中示出本发明的另一其他实施方式的例子。

图5中示出有风力发电设备的桨距驱动装置16(参考图7)中使用的减速装置G1b。该减速装置G1b具备被称作所谓摆动内啮合型的行星齿轮机构202。

马达204的马达轴204A的前端形成有螺旋小齿轮206。螺旋小齿轮206与3个(仅图示1个)螺旋齿轮208啮合。3个螺旋齿轮208分别固定于3条(仅图示1个)偏心体轴210。偏心体轴210上设置有用于摆动2片行星齿轮212、214的偏心体216、218。偏心体216、218分别相对各偏心体轴210以同相位偏心。通过各偏心体216、218分别以同相位且相同的转速而同时进行的旋转，行星齿轮212、214相互以180度的相位差摆动，并分别与内齿轮220内啮合。

另外，马达204中附设有未图示的制动机构。

内齿轮220由主体220A和旋转自如地组装于该主体220A的圆柱销220B构成。内齿轮220的主体220A与外壳230成为一体而被固定，行星齿轮212、214与内齿轮220的相对旋转作为围绕3条偏心体轴210的轴心O1的公转成分(即行星齿轮212、214的自转成分)而从输出部件232被取出。

该实施方式所涉及的减速装置G1b的输出部件232中，轮架部232A和轴部232C成为一体。输出部件232通过自动调心滚子轴承234支承于外壳230。构成所述内齿轮220的内齿的圆柱销220B向比内齿轮220与行星齿轮212、214的啮合位置更向轴向负载侧延伸，该延伸部220B1作为支承输出部件232(的轮架部232A)的轴承发挥作用。

该实施方式中，输出部件232的第1对置面232F及容纳输出部件232的外壳230的第2对置面230F形成于支承偏心体轴210的(负载侧的)轴承236的半径向外侧位置。

而且，在该实施方式中，第1对置面232F、第2对置面230F也相互对置配置成在组装时不接触但在输出部件232中传递的荷载超过预定值L232时接触，并且所述预定值L232设定为比输出部件232中能够传递的极限即极值荷载Lm232小的值(具体而言为施加于输出部件232的额定转矩等效荷载Ls232左右)。

根据该结构，在该减速装置G1b中也能够提高对输出部件232施加较强的风力负载时的该输出部件232的支承刚性，并且能够获得适当的制动功能。并且，第1对置面232F、第2对置面230F形成于支承偏心体轴210的轴承236的半径方向外侧位置，因此还能够同时提高输入较强荷载时的偏心体轴210的支承刚性，并且能够获得适当的制动力，从而能够减轻附设于马达204的制动机构的负担，并且能够相应地减轻行星齿轮机构202等各部件的荷载负荷。总而言之，如该实施方式，当为多个偏心体轴210从内齿轮220的轴心偏离配置且各自贯穿行星齿轮212、214的摆动内啮合型行星齿轮机构202时，支承偏心体轴210的轴承236的半径方向外侧的输出部件232的厚度能够轻易变薄，且强度更高，所以该结构是有效的。

关于其他结构，与之前的实施方式相同，因此省略重复说明。

另外，上述实施方式中，使第1对置面、第2对置面均直接形成于输出部件或外壳本身，但本发明中的“输出部件”、“外壳”的用语分别包括通过压入、粘结或螺栓等而与输出部件或外壳的主体成为一体，结果构成输出部件或外壳的一部分的“附加部件”的概念。输出部件和外壳均为大部件且制造成本较高，所以将作为其一部分的第1对置面、第2对置面设为适当的形成状态的设计具有缺乏灵活性的倾向。但是，若设为由这种附加部件形成该第1对置面、第2对置面，则该附加部件因材料的选定或加工、硬化处理的自由度高，所以能够大幅扩大制动性或耐久性的设计自由度。

并且，在上述实施方式中，将本发明应用于风力发电设备的偏航驱动装置的减速装置或桨距驱动装置的“减速装置”，但是本发明若从发明的作用效果面去推想，也可应用于配置在风力发电设备的发电机的前级的“增速装置”中(在增速装置中使用的行星齿轮机构中，本发明所涉及的“低速部件”具体而言成为行星齿轮机构的输入部件)。即，“低速部件”是指行星齿轮机构旋转的部件中转速相对较小的部件。

风力发电设备的增速装置用于将风车叶片的(虽有转矩但)较缓慢的旋转转换成最适合有效地驱动发电机的快速旋转。风力发电设备的增速装置大多在其输入级组装简单行星齿轮机构。如前所述，该简单行星齿轮机构通常为了获得自动调心功能而相对(与外壳成为一体的)内齿轮以浮式状态组装恒星齿轮或行星齿轮，实际上，根据该浮式组装，(负载不过大时)能够获得相应的自动调心功能。

但是有如下可能性，即施加具有破损危险的过大负载时，自动调心功能并不一定良好地发挥功能，输入部件(低速部件)的轴心的倾斜度反而变大，或由此产生更大的弯曲应力。通过应用本发明，在这种情况下，输入部件能够从外壳获得支承反作用力，并且，能够获得适当的制动。其结果，能够减轻增速装置的各部件的负载，并且尤其能够避免发电机过度旋转的状况。

另外，本发明从其结构及作用效果来看，不限于风力发电设备的动力传递装置，例如，还能够应用于在甲板起重机的回转、盾构掘进机的钻头驱动、建设用铲土机的回转等中使用的减速装置(动力传递装置)中。这是因为，在这些用途中，工作中会受到风的影响、受到重件的惯性力的影响或与障碍物或地下的岩石等发生碰撞而突然从工作对象物侧受到大的负载(反作用力)，根据状况有可能形成类似于风力发电设备的动力传递装置由于巨大的风力负载而欲被强制旋转的状况。

尤其，这种用途的减速装置大多设为如下结构，即通常在输出部件(低速部件)的端部具有输出小齿轮，且该输出小齿轮与相对于安装有减速装置的主体而进行相对移动的对象部件上安装的齿轮啮合。这种结构中，若在工作期间施加来自外部的较强的负载，则对输出部件不仅施加旋转转矩还施加(基于所述齿轮与输出小齿轮的啮合的)较强的径向荷载。该径向荷载基本上与已施加的负载成比例地产生，所以负载越大，输出部件的半径方向的变形或偏心变得越大。因此，本发明还能够应用于这种用途的减速装置(动力传递装置)中，并获得相同的作用效果。

另外，在风力发电设备以外的用途中应用本发明时，将在搭载该动力传递装置的各机械的使用年限内对低速部件仅施加一次也不会破坏的传递的极限荷载换称为“极值荷载”，并设定预定值即可。

在任意用途中使用时，本发明中，只要动力传递装置的减速机构或增速机构的具体结构具备行星齿轮机构，就没有特别限定。

并且，上述实施方式中，以预定值为马达的额定转矩等效荷载左右的方式，设定第1对置面与第2对置面之间的间隙，从而在施加于低速部件的荷载还未变得那么大时就发挥外壳的支承功能。但是，只要预定值设定为小于极值荷载的值，就能够相应地获得本发明所意图的作用效果。预定值(第1对置面与第2对置面之间的间隙)可考虑传递损失、支承功能或制动性能等来适当地设定。

并且，上述实施方式中，在与风力发电设备的主体侧的部件最靠近的行星齿轮机构的低速部件形成本发明所涉及的第1对置面，但是未必一定要形成于该位置，也不必与主体侧的部件位于相同的平面上。此时，至少对外壳所具有的刚性也能够充分地应用。

并且，本发明中，未必一定要在多个部位形成第1对置面、第2对置面，即使仅在一个部位形成也能够相应地获得上述作用效果。仅在1个部位形成时的形成部位并没有特别限定，但是例如使配置于减速装置G1的末级的行星齿轮机构的输出部件具备第1对置面即可。若构成为配置于末级的行星齿轮机构的输出部件具备第1对置面，则例如在马达驱动时该输出部件的第1对置面与外壳的第2对置面的相对滑动的速度极为缓慢(例如为0.1rpm的级别)，因此能够降低因低速部件与外壳的滑动而产生的磨损或发热的可能性。并且，例如也可形成于末级以外的行星齿轮机构的低速部件。此时，第1对置面、第2对置面中的热负载变大，但是能够更加减小该第1对置面、第2对置面中应承受的荷载。

并且，上述实施方式中，第1对置面、第2对置面均形成于支承输出部件的一对轴承的轴向外侧位置，但是本发明中，例如关于将第1对置面、第2对置面形成于低速部件的哪个位置并没有特别限定。

并且，在本发明中，行星齿轮机构的结构也没有特别限定于上述实施方式的例子。例如，也可以是偏心体轴在行星齿轮机构的中央仅配置1个的所谓中央曲柄型的摆动内啮合型行星齿轮机构。

本申请主张基于2011年6月6日申请的日本专利申请第2011-126618号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

Claims (10)

1.一种风力发电设备的动力传递装置，其具备行星齿轮机构和容纳该行星齿轮机构的外壳，其特征在于，

所述行星齿轮机构的低速部件具备第1对置面，所述外壳具备第2对置面，

该第1对置面、第2对置面在组装时不接触但在所述低速部件中传递的荷载超过预定值时接触，并且，

所述预定值设定为比所述低速部件中能够传递的极限即极值荷载小的值。

2.如权利要求1所述的风力发电设备的动力传递装置，其特征在于，

所述动力传递装置为减速装置，该减速装置在输出轴上具有与设置于风力发电设备的主体侧的齿轮啮合的小齿轮，所述动力传递装置包括用于取出所述行星齿轮机构的行星齿轮的自转或公转的输出部件，该输出部件用作所述低速部件。

3.如权利要求1或2所述的风力发电设备的动力传递装置，其特征在于，

所述动力传递装置在末级具有行星齿轮机构，

配置于该末级的行星齿轮机构的所述低速部件具备所述第1对置面。

4.如权利要求1或2所述的风力发电设备的动力传递装置，其特征在于，

该动力传递装置具有包括所述行星齿轮机构在内的多个减速机构，

该多个减速机构中，所述行星齿轮机构配置在与安装该动力传递装置的所述风力发电设备的主体侧的部件最靠近的位置。

5.如权利要求1或2所述的风力发电设备的动力传递装置，其特征在于，

所述第1对置面、第2对置面与安装所述动力传递装置的所述风力发电设备的主体侧的部件形成于同一平面上。

6.如权利要求1或2所述的风力发电设备的动力传递装置，其特征在于，

所述第1对置面、第2对置面分别由与所述行星齿轮机构的轴向平行的面构成。

7.如权利要求1或2所述的风力发电设备的动力传递装置，其特征在于，

所述预定值设定于在与该动力传递装置连接的马达输出额定转矩时施加于所述低速部件的荷载以上的范围内。

8.如权利要求1或2所述的风力发电设备的动力传递装置，其特征在于，

所述动力传递装置具备支承所述低速部件的一对轴承，

所述第1对置面、第2对置面形成于该一对轴承的轴向外侧位置。

9.如权利要求1或2所述的风力发电设备的动力传递装置，其特征在于，

在该动力传递装置的多个位置处具备所述第1对置面、第2对置面。

10.如权利要求1或2所述的风力发电设备的动力传递装置，其特征在于，

所述行星齿轮机构具备多个设置有用于摆动行星齿轮的偏心体的偏心体轴，并且，

该多个偏心体轴在从该行星齿轮机构的内齿轮的轴心偏移的位置贯穿所述行星齿轮，并且，

所述行星齿轮机构由所述行星齿轮在该内齿轮的内侧进行摆动的摆动内啮合型行星齿轮机构构成，

所述第1对置面、第2对置面形成在支承所述偏心体轴的轴承的半径方向外侧位置。