CN103765050A - 风力发电用增速器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种风力发电用增速器,其体积小、重量轻、成本低且可靠性高、寿命长。风力发电用增速器(50)具备行星齿轮机构(52)。增速器(50)具备:行星齿轮(68),构成行星齿轮机构(52)的一部件;及行星销(64),经由滚子轴承(76)以能够旋转的方式支承行星齿轮(68)。在行星齿轮(68)与滚子轴承(76)之间、或滚子轴承(76)与行星销(64)之间、或者在这二者形成有供润滑剂进入的间隙(S1、S2)。

Description

风力发电用增速器
技术领域
本发明涉及一种风力发电用增速器。
背景技术
例如专利文献1中公开有如图25~图27所示的风力发电用增速器。
在图25及图26中,风力发电装置1具有:支柱2,竖立地设置于基台6上;短舱3,设置于支柱2的上端;及旋翼头4,装配成相对于该短舱3旋转自如。旋翼头4上安装有多片(图示的例子中为3片)风车叶片(风车翼)5。在短舱3的内部,增速器20及发电机11连接于旋翼头4。
当风吹到风车叶片5时,旋翼头4旋转,该旋翼头4的旋转以利用增速器20增速的状态传递至发电机11。由此,能够将旋翼头4(虽然有转矩)的速度缓慢的旋转增速至100倍左右的速度,并能够从发电机11有效地得到发电输出。另外,图26所示的符号12为变压器,13为控制器,14为逆变器,15为逆变器冷却器,16为润滑油冷却器。
如图27所示,所述增速器20在前段具备行星齿轮机构22,且在中段及后段具备平行轴齿轮机构24、26。从输入轴28输入的旋翼头4的主轴(省略图示)的旋转被合计3段的齿轮机构22、24、26增速,并从输出轴30输出。输出轴30上连结有前述发电机11。
所述行星齿轮机构22主要由与输入轴28一体化的轮架32、固定于该轮架32的行星销34、以旋转自如的方式支承于该行星销34的行星齿轮36、由该行星齿轮36同时啮合的内齿轮38及恒星齿轮40构成。在该例子中,恒星齿轮40与行星齿轮机构22的输出轴42一体化,并且内齿轮38与壳体44一体化。
另外,在所述行星销34与行星齿轮36之间设置有滚子轴承46,以能够应对从风车叶片5侧输入的大转矩。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-144533号公报(图6~图8)
发明内容
发明要解决的技术课题
风力发电设备的耐用期限设计为20年左右。因此,要求增速器也基本确保20年左右的寿命。
然而,风力发电设备设置在自然环境下,因此实际情况为,(即使在根据指导方针进行设计的情况下)因强风和疾风等引起的有关增速器的故障很多。增速器一旦发生故障,则其损失重大,因此确保可靠性非常重要。
通常,确保增速器的可靠性的有效对策中最主要的是在设计时增加各要件的安全性(安全系数)。但是,若增加各要件的安全性,则理所当然导致增速器整体大型化且重量也变大,产生导致制造成本、建设成本增大的问题。本发明是为了解决上述问题而提出的,其基本课题在于通过克服新发现的中间课题(后述)来提供一种体积小、重量轻、成本低且可靠性高、寿命长的风力发电用增速器。
用于解决技术课题的手段
本发明的一方式涉及一种具备行星齿轮机构的风力发电用增速器。该增速器具备:齿轮,构成行星齿轮机构的一部件;及支承部件,经由轴承以能够旋转的方式支承齿轮。在齿轮与轴承之间、或轴承与支承部件之间、或者在这二者设置有多个环状部件。在多个环状部件的内周侧及外周侧的至少其中之一形成有供润滑剂进入的间隙。
本发明的另一方式也涉及一种具备行星齿轮机构的风力发电用增速器。该增速器具备:行星齿轮机构的行星齿轮;及轮架,经由轴承以能够旋转的方式支承所述行星齿轮和与所述行星齿轮一体旋转的行星销。在轮架与轴承的外圈之间、或行星销与轴承的内圈之间、或者在这二者设置有多个环状部件。在多个环状部件的内周侧及外周侧的至少其中之一形成有供润滑剂进入的间隙。
另外,本发明的又一方式也涉及一种具备行星齿轮机构的风力发电用增速器。该增速器具备:齿轮,构成行星齿轮机构的一部件;及支承部件,经由轴承以能够旋转的方式支承齿轮。在轴承中的除相对旋转的部位以外的任意部位形成间隙,该间隙能够使齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对沿半径方向进行微小位移。润滑剂进入间隙内。在隔着间隙相对置的2个表面中的至少其中之一设置凹部。
即,该方式中,在齿轮和支承部件经由轴承相对旋转的部位以外的任意部位形成润滑剂能够进入的“间隙”。该间隙容许齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对沿半径方向进行微小位移。
并且,本发明的又一方式也涉及一种具备行星齿轮机构的风力发电用增速器。该增速器具备:齿轮,构成行星齿轮机构的一部件;及支承部件,经由轴承以能够旋转的方式支承该齿轮,在所述轴承中的除相对旋转的部位以外的任意部位形成间隙,该间隙能够使所述齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对沿径向进行微小位移,并且具有将液体密封于该间隙内的密封部件。
另外,在该情况下,进行密封的无需“只是间隙内的液体”,还包含除间隙内的液体之外将周边的一部分液体(以从减速器内的空间隔离的状态)一同密封的结构。并且,被密封的“液体”中除如润滑油这种液态原料外,还包含润滑脂等半固态原料,且可以与增速器内的润滑剂相同也可以不同。并且,被密封的“液体”无需一定是所谓“润滑剂”。
并且,本发明的又一方式也涉及一种具备行星齿轮机构的风力发电用增速器。该增速器具备:齿轮,构成所述行星齿轮机构的一部件;及支承部件,经由轴承以能够旋转的方式支承该齿轮,在所述轴承中的除相对旋转的部位以外的任意部位形成间隙,该间隙能够使所述齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对沿径向进行微小位移,并且具备润滑剂能够进入且向该间隙开口的润滑通路。
该方式中,在齿轮与支承部件经由轴承相对旋转的部位以外的任意部位形成润滑通路开口且润滑剂能够进入的“间隙”。该间隙容许齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对沿径向进行微小位移。
然而,该方式中,本发明中的润滑剂能够流入的润滑通路相对于“间隙”开口,但未必一定要利用泵等积极地向间隙供给润滑剂,也可以例如利用因轴或齿轮的旋转产生的离心力等向间隙供给润滑剂。
本发明的所述中间课题及其解决原理并非为众所周知的,因此,在此,对本发明着眼的该中间课题及其解决原理进行详细说明。
风力发电设备的风车叶片上有时会瞬间强烈地施加“风速和风向变化的风”。例如,若强烈的疾风施加于风车叶片上,则对增速器的各部件瞬间施加强烈的加速转矩。然而,由于增速器的前端连结有高速旋转的发电机作为负载,因此,增速器的各部件因惯性而无法瞬间追随该加速转矩而增大转速。其结果,当加速转矩的上升急剧时,导致该急剧上升的加速转矩(像施加到静止的各部件上一样)瞬间全部施加到各部件上。
另外,当例如风向急剧变化的恶劣天气时,有时由于“突然的逆风”等而从风车叶片的相反侧施加风力。如此一来,会产生该风车叶片的转速瞬间大幅下降的现象。此时,从输入轴侧向增速器的各部件施加较强的减速转矩。但是,(与施加加速转矩时不同)当突然施加较强的减速转矩时,即使风车叶片的旋转方向不成为相反方向,也会产生目前为止在各齿轮的齿面间形成的齿隙的形成方向反转的现象。这是因为输入轴从“赋予驱动力的状态”变为“赋予制动力的状态”。齿隙反转时,由于各齿轮的齿面彼此直接碰撞,因此可认为对齿面(此时为与通常驱动时相反侧的面)施加强烈的冲击。在该状态下,如果该“突然的逆风”停止而再加速时,齿面的齿隙会再次反转。因此,最终若天气恶劣而刮风,则每发生这种状况,齿面彼此的冲突都会反复进行,导致从两侧频繁地对各齿面施加冲击。
本发明以如下思路进行发明,即推测对于风力发电用增速器的故障,不仅是强风时连续施加的较大转矩,反而因这种“风速和风向的急剧变化”而在增速器的各部件上瞬间(峰值性)产生的较大的负载或冲击也会产生较大的影响,并且将缓和这种强烈的瞬间负载或冲击这一点作为“中间课题”来掌握,通过克服该中间课题来解决上述基本课题。
本发明的一方式中,在齿轮与轴承之间、或轴承与支承部件之间、或者在这二者设置多个环状部件。在该多个环状部件的内周侧及外周侧的至少其中之一形成有供润滑剂进入的间隙。本发明的另一方式中,在轮架与轴承的外圈之间、或行星销与轴承的内圈之间、或者在这二者设置多个环状部件。在该多个环状部件的内周侧及外周侧的至少其中之一形成有供润滑剂进入的间隙。
目前,若输入轴的转速由于“风速和风向的急剧变化”等原因而急剧变化,则增速器原本想要瞬间在该时刻自动形成最稳定的啮合状态。此时根据本发明,由于上述间隙的存在,作为结果,齿轮、轴承、环状部件及支承部件中的至少2者彼此、或者轮架、轴承、环状部件及行星销中的至少2者彼此能够相对沿半径方向进行微小位移。其结果,由于上述间隙的形成形态发生变化而产生间隙内的润滑剂的移动(进出),因此同时会产生想要妨碍该润滑剂的移动(尤其是想要从间隙出来的移动)的阻力。通过该阻力,(如果没有阻力就会导致直接急剧上升)能够使负载或冲击减弱。
本发明所涉及的风力发电用增速器组装于设置在易刮强风的地区或风向不稳定的地区即风的湍流较大的地区的风力发电设备中时,尤其有效地发挥作用,但其设置场所并无特别限定。
发明效果
根据本发明能够得到一种体积小、重量轻、成本低且可靠性高、寿命长的风力发电用增速器。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的剖视图。
图2是表示图1的增速器的整体结构的剖视图。
图3是表示本发明的第2实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的剖视图。
图4是从图3的右侧观察行星销、滚子轴承、环状部件、润滑剂及行星齿轮的示意平面图。
图5是表示本发明的第3实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的剖视图。
图6是表示本发明的第4实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的剖视图。
图7是表示图6的增速器的整体结构的剖视图。
图8是表示本发明的第5实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的剖视图。
图9是表示本发明的第6实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的剖视图。
图10是表示本发明的第7实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的平面图。
图11是表示第7实施方式的变形例所涉及的风力发电用增速器的主要部分的平面图。
图12(a)、(b)是表示本发明的第8实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的平面图及剖视图。
图13是表示本发明的第9实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的剖视图。
图14是表示本发明的第10实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的剖视图。
图15是表示本发明的又一实施方式的一例的风力发电用增速器的主要部分的剖视图。
图16是表示图15的增速器的整体结构的剖视图。
图17是表示本发明的又一实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的剖视图。
图18是表示本发明的又一实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的剖视图。
图19是表示本发明的实施方式的又一例的风力发电用增速器的主要部分的剖视图。
图20是表示图19的增速器的整体结构的剖视图。
图21是示意表示图20的导油体的结构的剖视图。
图22是表示本发明的另一实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的剖视图。
图23是表示本发明的又一实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的剖视图。
图24是表示本发明的又一实施方式所涉及的风力发电用增速器的行星齿轮机构的基本结构的构架图。
图25是表示以往(及本发明)的风力发电设备的整体结构的一例的主视图。
图26是表示图25的风力发电设备的短舱的内部结构的立体图。
图27是表示设置于图25的风力发电设备的短舱内的以往的风力发电用增速器的一例的剖视图。
具体实施方式
以下,根据附图对本发明的实施方式的一例进行详细说明。
对于组装有本发明所涉及的增速器的风力发电设备的基本结构,与已利用图26、图27进行的说明相同,因此省略重复说明,以下,对增速器本身的结构进行详细说明。
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的风力发电用增速器50的主要部分的剖视图,图2为其整体剖视图。
首先,参考图2,该风力发电用增速器50在前段具备行星齿轮机构52,且在中段及后段具备第1平行轴齿轮机构54及第2平行轴齿轮机构56。从输入轴58输入的主轴(省略图示)的旋转被合计3段的齿轮机构52、54、56增速,并从输出轴60输出。输出轴60上连结有发电机(与以往的发电机11相同:参考图26),并进行规定的发电。
所述行星齿轮机构52主要由如下构成:轮架62,与输入轴58一体化;行星销64,双支承于该轮架62;3个(图2中仅图示1个)行星齿轮68,以旋转自如的方式支承于该行星销64;内齿轮70,与该行星齿轮68同时内啮合;恒星齿轮72,与行星齿轮68同时外啮合;及后述(多个)环状部件88。该实施方式中,恒星齿轮72直接形成于行星齿轮机构52的输出轴80,内齿轮70与壳体74被一体化(固定)。图2中省略(多个)环状部件88的部件之间的边界的图示。
所述轮架62中,圆盘状的一对轮架凸缘62A、62B经由连结部62C连结/对置,且在该一对轮架凸缘62A、62B之间组装有所述行星齿轮68、内齿轮70及恒星齿轮72。轮架凸缘62A、62B通过轴承75、78(连同输入轴58一起)以旋转自如的方式支承于增速器50的壳体74。
所述行星销64压入到该一对轮架凸缘62A、62B而被双支承。所述行星齿轮68经由滚子轴承76及环状部件88以能够旋转的方式被该行星销64支承。即,该实施方式中,行星齿轮68相当于权利要求1的“齿轮”,滚子轴承76相当于“轴承”,行星销64相当于“支承部件”。
在此,一并参考图1,对本实施方式的增速器的行星齿轮附近的结构进行更详细说明。
如前所述,行星齿轮68经由滚子轴承76及环状部件88以能够旋转的方式支承于(支承部件即)行星销64。该实施方式中,2个滚子轴承76沿轴向并列配置。每个滚子轴承76具备内圈76A、外圈76B、滚子(滚动体)76C及保持器76D。滚子轴承76的内圈76A经由间隔件82(82A~82C)在轮架凸缘62A、62B之间沿轴向被定位。并且,滚子轴承76的外圈76B经由滚子76C、中间的间隔件82B及保持器76D相对于内圈76A沿轴向被定位。
本实施方式所涉及的风力发电用增速器50中,在行星齿轮68与滚子轴承76(的外圈76B)之间设置多个、例如5个环状部件88A~88E。本说明书中,有时统称5个环状部件88A~88E为环状部件88。5个环状部件88A~88E沿轴向排列。
行星齿轮68具备中心孔68A。中心孔68A中形成有槽68B,该槽68B上卡合有挡圈84。并且,5个环状部件88A~88E中位于轴向外侧即两端部的部件88A、88E上分别设置有用于限制5个环状部件88A~88E的轴向移动的台阶部88AA、88EA。环状部件88E的台阶部88EA卡止于挡圈84,环状部件88A的台阶部88AA卡止于行星齿轮68所对应的台阶部68C。由此,环状部件88相对于行星齿轮68沿轴向被定位。
环状部件88A的内周面88AB及环状部件88E的内周面88EB上分别形成有槽88AC、88EC,这些槽88AC、88EC上分别卡合有挡圈85A、85E。由此,环状部件88相对于2个滚子轴承76的外圈76B的端部76A1、76B1沿轴向被定位。由此,行星齿轮68经由环状部件88沿轴向被定位,该行星齿轮68的轴向移动被限制。
然而,行星齿轮68的半径方向的微小移动并没有特别被限制。对于圆周方向的移动,至少对滚子轴承76(的外圈76B)完全没有限制。即,在环状部件88的内周侧形成有较小间隔的间隙S1,而外周侧形成有较大的间隙S2。更具体而言,间隙S1形成于环状部件88的内周面与滚子轴承76的外圈76B的外周面之间,间隙S2形成于环状部件88的外周面与行星齿轮68的中心孔68A的周面之间。因此,由于该2个间隙S1及S2的存在,行星齿轮68能够相对于支承部件即行星销64沿半径方向进行微小位移。另外,上述间隙S1、S2中的其中之一不存在亦可。
本实施方式中,间隙S1设定为滚子轴承76的外径d1的0.3%(3/1000)左右的大小。间隙S1及间隙S2使行星齿轮68与滚子轴承76的外圈76B能够相对沿半径方向进行微小位移。本实施方式中,滚子轴承76以与支承部件即行星销64一体化的状态被组装,因此,行星齿轮68相对于滚子轴承76进行微小位移。
行星齿轮68能够相对于滚子轴承76进行微小位移是指,作为结果,行星齿轮68相对于内齿轮70及恒星齿轮72除因通常的齿隙导致的圆周方向的微小位移之外,还能够沿半径方向进行间隙S1及间隙S2的量的微小位移。
增速器50内的润滑剂(润滑油)能够进入间隙S1及间隙S2内。对于间隙S1及间隙S2内的润滑剂的功能,之后进行详细说明。
接着,对本实施方式所涉及的风力发电用增速器50的作用进行说明。
风车叶片5的旋转经由旋翼头4的主轴传递至增速器50的输入轴58。输入轴58的旋转经由轮架62(轮架凸缘62A、62B)作为行星齿轮68的公转而输入到行星齿轮机构52中,通过行星齿轮68、内齿轮70及恒星齿轮72这3者的相对旋转,被增速的旋转从恒星齿轮72向行星齿轮机构52的输出轴80输出。
行星齿轮机构52的输出轴80的旋转经由联轴器79被第1平行轴齿轮机构54放大,并被第2平行轴齿轮机构56进一步放大之后,最终从该增速器50的输出轴60输出。增速器50的输出轴60连结于发电机11,因此,最终能够在使风车叶片5的旋转增速的基础上使发电机11旋转,并能够有效进行风力发电。
以下,着眼于间隙S1及间隙S2的功能,对行星齿轮机构52的作用进行更详细说明。
若与输入轴58一体化的轮架62(轮架凸缘62A、62B)旋转,则随着该轮架凸缘62A、62B的旋转,行星销64绕行星齿轮机构52的轴心公转,因此,行星齿轮68以与恒星齿轮72外接并与内齿轮70内接的状态旋转。
行星销64与行星齿轮68的圆周方向的相对旋转,主要通过滚子轴承76的内圈76A与外圈76B经由该滚子轴承76的滚子76C相对旋转来实现。这是因为,由于间隙S1、间隙S2的间隔均极其狭窄,若要在滚子轴承76的外圈76B与环状部件88之间、或环状部件88与行星齿轮68之间、或者在这二者产生圆周方向的相对旋转,则存在于间隙S1、间隙S2内的润滑剂产生剪切应力。即,伴随该剪切应力的产生,对行星销64与行星齿轮68的圆周方向的相对旋转的阻力,在间隙S1、间隙S2处远远大于滚子轴承76处,因此作为结果,(与间隙S1、间隙S2的存在无关),滚子轴承76的外圈76B、环状部件88及行星齿轮68(至少在通常运转时)几乎不进行相对旋转。
另一方面,天气恶劣时,尤其在如风向频繁改变的强风刮起时等情况下,风车叶片5的旋转转矩变动(或急剧变化),因此施加于行星齿轮68的来自轮架62的公转推动力也同样变动。由此,从内齿轮70和恒星齿轮72接受的啮合反作用力也变动,因此施加于间隙S1和间隙S2部分的径向荷载发生变动。其结果,重复行星齿轮68相对于行星销64(具体为与其一体化的滚子轴承76的外圈76B)沿半径方向进行微小位移的状态。
通过该微小位移,若在圆周方向的某一部分的间隙S1的间隔变窄,则存在于该部分的润滑剂被挤压并挤出至间隙S1外。相反,在直径方向的相反侧,间隙S1的间隔扩大,润滑剂进入间隙S1内。此时,尤其在间隙S1的间隔变得更窄而间隙S1内的润滑剂被挤压并挤出时,润滑剂中产生较强的压缩应力及因在狭窄空间被强制移动而产生的剪切应力。
通过产生该压缩应力和剪切应力,能够防止在隔着该间隙S1的2个部件之间,峰值性负载从一侧直接(保持原样)传递到另一侧。即,在环状部件88与滚子轴承76的外圈76B之间,若不存在间隙S1,则直接急剧大幅上升并急剧下降的冲击性转矩的传递被抑制。
对于间隙S2也相同,在行星齿轮68与环状部件88之间,若不存在间隙S2,则直接急剧大幅上升并急剧下降的冲击性转矩的传递被抑制。
并且,假设,若一直在间隙S1内的润滑剂的圆周方向的剪切应力的范围内一体旋转的环状部件88与滚子轴承76的外圈76B之间施加超过该剪切应力的圆周方向的负载,则在该环状部件88与滚子轴承76的外圈76B之间产生“滑动”,因此认为通过该新产生的滑动,也能够发挥冲击的吸收效果。
对于间隙S2也相同,认为通过行星齿轮68与环状部件88之间的滑动,也能够发挥冲击的吸收效果。
另外,通过抑制急剧的转矩变动的传递,能够降低齿隙反转的频率,假设即使发生反转,也能够进一步降低反转时的齿面的冲击。认为在设置于风向不稳定的地区的风力发电设备的情况下,该效果实际上不小。
另外,在本实施方式所涉及的风力发电用增速器50的情况下,行星齿轮68为3个,进行动力传递的啮合点合计存在6处,而各行星齿轮68的节圆和公转轨道(相对于轮架62的行星销64的位置)一定因制造误差而有所偏差。另外,内齿轮70及恒星齿轮72的同轴性也未必能准确地得到确保。
因此,在以往的(具备行星齿轮机构的)风力发电用增速器的情况下,存在仅在某一“特定的啮合点”易施加较大的传递转矩的负载的趋势。当然,若仅在特定的啮合点受到较大的传递转矩的负载,则导致该特定的啮合点的损伤进一步增强,而该影响在施加有急剧上升并急剧下降的冲击性转矩的情况下变得更加明显。
根据本实施方式所涉及的增速器50,由于间隙S1和间隙S2的存在,3个行星齿轮68能够分别相对于内齿轮70及恒星齿轮72沿半径方向进行微小位移,因此也得到能够即时(瞬间)在该时刻自动且更轻松地形成最稳定的啮合状态的效果。能够自动形成该稳定的啮合状态的功能不仅在施加有冲击性转矩的情况下,而且在风向不那么急剧变化的情况下也始终被维持,因此认为也有助于更低频率区域内的变动成分的吸收。
其结果,由于间隙S1、间隙S2及该间隙S1、间隙S2内的润滑剂的存在,从风车叶片5至发电机11的能量的总量大致相同,并且尤其能够降低施加于各部件的负载的峰值,并减少瞬间产生过大负载和冲击。其结果,能够更稳定地传递从风车叶片5输入的转矩,能够大大延长增速器的寿命。
另外,本实施方式中,环状部件88本身相对于行星销64(及与其一体化的滚子轴承76的外圈76B)沿半径方向进行微小位移,并且,行星齿轮68能够相对于该环状部件88沿半径方向进行微小位移,因此可以进一步扩大能够良好地吸收变动成分的频率区域。
并且,本实施方式中,环状部件88沿轴向被分割,因此润滑剂能够从邻接的环状部件之间的间隙进入到间隙S1和间隙S2。由此,通过设置更多润滑剂的通路,能够使润滑剂更容易进入间隙S1和间隙S2内,并能够提高冲击吸收效果。这种作用效果在间隙S1和间隙S2比较窄时,或这些间隙沿轴向较长时更加明显。
另外,对于想要吸收变动的频率区域有效的是,在支承部件即行星销64与滚子轴承76(的内圈76A)之间另外形成间隙S3(图1中以虚线图示)。
另外,替代将上述环状部件88配置于行星齿轮68与滚子轴承76的外圈76B之间,或者除配置于行星齿轮68与滚子轴承76的外圈76B之间之外,也可以将上述环状部件88配置于滚子轴承76的内圈76A与行星销64之间。
间隙S1的大小也不限定于间隙S1的内径(上述实施方式中为滚子轴承76的外圈76B的外径)的3/1000。若对间隙的形成位置、形成个数或大小(间隔)进行变更,则能够进行微小位移的部件的惯性质量和位移的形态会变得不同,因此可以调整能够良好地吸收变动(负载变动)的区域的频率成分。因此,可以考虑设置风力发电设备的地区内实际所刮的风的性质而适当进行设定。
图3是表示本发明的第2实施方式所涉及的风力发电用增速器91的主要部分的剖视图。
风力发电用增速器91中,在行星齿轮68与滚子轴承76(的外圈76B)之间设置多个、例如5个环状部件100A~100E。与第1实施方式相同地,在5个环状部件100A~100E的内周侧形成有较小间隔的间隙S1,而外周侧形成有较大的间隙S2。更具体而言,间隙S1形成于环状部件100B的内周面与滚子轴承76的外圈76B的外周面之间,间隙S2形成于环状部件100D的外周面与行星齿轮68的中心孔的周面之间。
5个环状部件100A~100E中位于轴向中间位置的3个环状部件100B、100C、100D依次沿半径方向排列,环状部件100A、100E分别位于这些部件100B、100C、100D的轴向外侧即两端部。在3个环状部件100B、100C、100D中沿半径方向相邻的2个之间设置间隙。即,在环状部件100B与环状部件100C之间设置间隙S4,在环状部件100C与环状部件100D之间设置间隙S5。润滑剂能够从例如环状部件100A与3个环状部件100B、100C、100D之间的间隙进入到间隙S4、间隙S5。间隙S4及间隙S5发挥与间隙S1和间隙S2相同的功能。
环状部件100A、100E在限制行星齿轮68的轴向移动方面,分别具有与第1实施方式的环状部件88A、88E相同的结构。
图4是从图3的右侧观察行星销64、滚子轴承76、环状部件100E、润滑剂104及行星齿轮68的示意平面图。图4中省略间隙S1的显示。
其他结构与第1实施方式相同,因此图3、图4中仅对与第1实施方式相同或功能类似的部分标注相同符号,并省略重复说明。
根据本实施方式所涉及的风力发电用增速器91,能够发挥与第1实施方式所涉及的风力发电用增速器50相同的作用效果。另外,本实施方式所涉及的风力发电用增速器91中,3个环状部件100B、100C、100D沿半径方向配置,且各个之间设置有间隙S4、S5。由此,直列式存在吸收冲击的作用,因此能够提高冲击吸收效果。
图5是表示本发明的第3实施方式所涉及的风力发电用增速器120的主要部分的剖视图。
风力发电用增速器120的行星齿轮83由行星齿轮部83A及支承该行星齿轮部83A的行星销部83C构成。由该结构例可知,可将“齿轮”定义为经由轴承以能够旋转的方式支承于支承部件的部件或部件组、且具有齿部的部件或部件组。而且,该(包含行星销部83C的)行星齿轮83通过配置于两侧的支承部件即轮架84(一对轮架凸缘84A、84B)被双支承为,经由滚子轴承86及多个环状部件122A~122F相对于该轮架84能够旋转。行星齿轮83经由滚子轴承86能够与轮架凸缘84A、84B相对旋转。滚子轴承86具备内圈86A、外圈86B及滚子86C。
风力发电用增速器120中,在轮架凸缘84A与滚子轴承86的外圈86B之间设置多个、例如3个环状部件122A~122C。3个环状部件122A~122C沿轴向排列。在轮架凸缘84B与滚子轴承86的外圈86B之间设置多个、例如3个环状部件122D~122F。3个环状部件122D~122F沿轴向排列。
在轮架凸缘84A与3个环状部件122A~122C之间、及轮架凸缘84B与3个环状部件122D~122F之间形成有供润滑剂进入的间隙S6。在3个环状部件122A~122C与滚子轴承86(的外圈86B)之间、及3个环状部件122D~122F与滚子轴承86(的外圈86B)之间形成有供润滑剂进入的间隙S7。即,在3个环状部件122A~122C的内周侧及外周侧这二者形成有间隙S6、S7。对于3个环状部件122D~122F也相同。
其他结构与第1实施方式相同,因此图5中仅对与第1实施方式相同或功能类似的部分标注相同符号,并省略重复说明。
本实施方式所涉及的结构也能够与第1实施方式相同,即行星齿轮83能够相对于支承部件即轮架84沿半径方向进行微小位移。但是,由于该实施方式所涉及的行星齿轮83一体包含行星销部83C,因此进行微小位移的部件的惯性质量大于第1实施方式。因此,根据设计,有可能在更低频率的区域能够良好地进行变动吸收。
并且,本实施方式所涉及的结构中,与第1实施方式相同,即润滑剂能够从邻接的环状部件之间的间隙进入到间隙S6和间隙S7,因此能够提高冲击吸收效果。
对于本实施方式,除间隙S6、S7之外,也可以在滚子轴承86的内圈86A与行星齿轮83之间形成间隙S8(图5中以虚线图示)。并且,还可以另外在行星齿轮83的行星齿轮部83A与行星销部83C之间设置间隙S9(图5中以虚线图示)。由此,除了由轮架84处的间隙S6、S7(及S8)产生的变动吸收效果之外,在行星齿轮部83A与行星销部83C之间(根据想要吸收的频率成分)也能够得到有效的变动吸收效果。另外,行星齿轮部83A与行星销部83C可以一体形成而非分体形成。
替代设置于轮架84与滚子轴承86的外圈86B之间,或除此之外,也可以将多个环状部件设置于行星销部83C与滚子轴承86的内圈86A之间。
对于第1、第2及第3实施方式,若间隙的形成位置和大小或相位不同,则能够吸收变动的频率区域也会变得不同,因此,通过考虑设置风力发电设备的地区的性质而能够进行更有效的变动吸收。
第1、第2及第3实施方式中,对多个环状部件中邻接的2个部件的对置面与旋转轴正交或与旋转轴平行的情况进行了说明,但并不限定于此,例如多个环状部件中邻接的2个部件的对置面相对于旋转轴倾斜亦可。即,以将1个环状部件相对于旋转轴倾斜地进行分割的形式设置多个环状部件亦可。
并且,第2实施方式中,对环状部件沿轴向及径向这两个方向进行了分割,但也可以仅沿径向分割。
图6是表示本发明的第4实施方式所涉及的风力发电用增速器250的主要部分的剖视图,图7为其整体剖视图。
首先,参考图7,该风力发电用增速器250在前段具备行星齿轮机构252,且在中段及后段具备第1平行轴齿轮机构254及第2平行轴齿轮机构256。从输入轴258输入的主轴(省略图示)的旋转被合计3段的齿轮机构252、254、256增速,并从输出轴260输出。输出轴260上连结有发电机(与以往的发电机11相同:参考图26),并进行规定的发电。
所述行星齿轮机构252主要由如下构成:轮架262,与输入轴258一体化;行星销264,双支承于该轮架262;3个(图7中仅图示1个)行星齿轮268,以旋转自如的方式支承于该行星销264;内齿轮270,与该行星齿轮268同时内啮合;恒星齿轮272,与行星齿轮268同时外啮合;及后述环状部件288。该实施方式中,恒星齿轮272直接形成于行星齿轮机构252的输出轴280,内齿轮270与壳体274被一体化(固定)。
所述轮架262中,圆盘状的一对轮架凸缘262A、262B经由连结部262C连结/对置,且在该一对轮架凸缘262A、262B之间组装有所述行星齿轮268、内齿轮270及恒星齿轮272。轮架凸缘262A、262B通过轴承275、278(连同输入轴258一起)以旋转自如的方式支承于增速器250的壳体274。
所述行星销264压入到该一对轮架凸缘262A、262B而被双支承。所述行星齿轮268经由滚子轴承276及环状部件288以能够旋转的方式被该行星销264支承。即,该实施方式中,行星齿轮268相当于权利要求1的“齿轮”,滚子轴承276相当于“轴承”,行星销264相当于“支承部件”。
在此,一并参考图6,对本第4实施方式的增速器250的行星齿轮268附近的结构进行更详细说明。
如前所述,行星齿轮268经由滚子轴承276及环状部件288以能够旋转的方式支承于(支承部件即)行星销264。该实施方式中,2个滚子轴承276沿轴向并列配置。每个滚子轴承276具备内圈276A、外圈276B、滚子(滚动体)276C及保持器276D。滚子轴承276的内圈276A经由间隔件282(282A~282C)在轮架凸缘262A、262B之间沿轴向被定位。并且,滚子轴承276的外圈276B经由滚子276C、中间的间隔件282B及保持器276D相对于内圈276A沿轴向被定位。
本实施方式所涉及的风力发电用增速器250中,在行星齿轮268与滚子轴承276(的外圈276B)之间设置环状部件288。环状部件288的外周面288A上设置有凹部即沿周向延伸的多个槽288AA。
另外,本实施方式中,槽288AA沿周向连接为一圈,但也可以为在周向上间断的几处槽。
行星齿轮268具备中心孔268A。中心孔268A中形成有槽268B,该槽268B上卡合有挡圈284。并且,在环状部件288的轴向两端部分别设置有用于限制环状部件288的轴向移动的台阶部288B、288C。环状部件288的轴向一端的台阶部288B卡止于挡圈284,环状部件288的另一端的台阶部288C卡止于行星齿轮268所对应的台阶部268C。由此,环状部件288相对于行星齿轮268沿轴向被定位。
环状部件288的内周面288D上形成有2个槽288DA、288DB,这些槽288DA、288DB上分别卡合有挡圈285A、285B。由此,环状部件288相对于2个滚子轴承276的外圈276B的端部276A1、276B1沿轴向被定位。由此,行星齿轮268经由环状部件288沿轴向被定位,该行星齿轮268的轴向移动被限制。
然而,行星齿轮268的半径方向的微小移动并没有特别被限制。对于圆周方向的移动,至少对滚子轴承276(的外圈276B)完全没有限制。即,在环状部件288的内周侧形成有较小间隔的间隙S201,而外周侧形成有较大的间隙S202。更具体而言,间隙S201形成于环状部件288的内周面288D与滚子轴承276的外圈276B的外周面之间,间隙S202形成于环状部件288的外周面288A与行星齿轮268的中心孔268A的周面之间。因此,由于该2个间隙S201及S202的存在,行星齿轮268能够相对于支承部件即行星销264沿半径方向进行微小位移。另外,上述间隙S201、S202中的其中之一不存在亦可。
本实施方式中,间隙S201设定为滚子轴承276的外径d201的0.3%(3/1000)左右的大小。间隙S201及间隙S202使行星齿轮268与滚子轴承276的外圈276B能够相对沿半径方向进行微小位移。本实施方式中,滚子轴承276以与支承部件即行星销264一体化的状态被组装,因此,行星齿轮268相对于滚子轴承276进行微小位移。
行星齿轮268能够相对于滚子轴承276进行微小位移是指,作为结果,行星齿轮268相对于内齿轮270及恒星齿轮272除因通常的齿隙导致的圆周方向的微小位移之外,还能够沿半径方向进行间隙S201及间隙S202的量的微小位移。
以下,着眼于间隙S201及间隙S202的功能,对行星齿轮机构252的作用进行更详细说明。
若与输入轴258一体化的轮架262(轮架凸缘262A、262B)旋转,则随着该轮架凸缘262A、262B的旋转,行星销264绕行星齿轮机构252的轴心公转,因此,行星齿轮268以与恒星齿轮272外接并与内齿轮270内接的状态旋转。
行星销264与行星齿轮268的圆周方向的相对旋转,主要通过滚子轴承276的内圈276A与外圈276B经由该滚子轴承276的滚子276C相对旋转来实现。这是因为,由于间隙S201、间隙S202的间隔均极其狭窄,若要在滚子轴承276的外圈276B与环状部件288之间、或环状部件288与行星齿轮268之间、或者在这二者产生圆周方向的相对旋转,则存在于间隙S201、间隙S202内的润滑剂产生剪切应力。即,伴随该剪切应力的产生,对行星销264与行星齿轮268的圆周方向的相对旋转的阻力,在间隙S201、间隙S202处远远大于滚子轴承276处,因此作为结果,(与间隙S201、间隙S202的存在无关),滚子轴承276的外圈276B、环状部件288及行星齿轮268(至少在通常运转时)几乎不进行相对旋转。
另一方面,天气恶劣时,尤其在风向频繁改变的强风刮起时等情况下,风车叶片5的旋转转矩变动(或急剧变化),因此施加于行星齿轮268的来自轮架262的公转推动力也同样变动。由此,从内齿轮270和恒星齿轮272接受的啮合反作用力也变动,因此施加于间隙S201和间隙S202部分的径向荷载发生变动。其结果,重复行星齿轮268相对于行星销264(具体为与其一体化的滚子轴承276的外圈276B)沿半径方向进行微小位移的状态。
若通过该微小位移,在圆周方向的某一部分的间隙S201的间隔变窄,则存在于该部分的润滑剂被挤压并挤出至间隙S201外。相反,在直径方向的相反侧,间隙S201的间隔扩大,润滑剂进入间隙S201内。此时,尤其在间隙S201的间隔变得更窄而间隙S201内的润滑剂被挤压并挤出时,润滑剂中产生较强的压缩应力及因在狭窄空间被强制移动而产生的剪切应力。
通过产生该压缩应力和剪切应力,能够防止在隔着该间隙S201的2个部件之间,峰值性负载从一侧直接(保持原样)传递到另一侧。即,在环状部件288与滚子轴承276的外圈276B之间,若不存在间隙S201,则直接急剧大幅上升并急剧下降的冲击性转矩的传递被抑制。
对于间隙S202也相同,在行星齿轮268与环状部件288之间,若不存在间隙S202,则直接急剧大幅上升并急剧下降的冲击性转矩的传递被抑制。
并且,假设,若一直在间隙S201内的润滑剂的圆周方向的剪切应力的范围内一体旋转的环状部件288与滚子轴承276的外圈276B之间施加超过该剪切应力的圆周方向的负载,则在该环状部件288与滚子轴承276的外圈276B之间产生“滑动”,因此认为通过该新产生的滑动,也能够发挥冲击的吸收效果。
对于间隙S202也相同,认为通过行星齿轮268与环状部件288之间的滑动,也能够发挥冲击的吸收效果。
另外,通过抑制急剧的转矩变动的传递,能够降低齿隙反转的频率,假设即使发生反转,也能够进一步降低反转时的齿面的冲击。认为在设置于风向不稳定的地区的风力发电设备的情况下,该效果实际上不小。
另外,在本实施方式所涉及的风力发电用增速器250的情况下,行星齿轮268为3个,进行动力传递的啮合点合计存在6处,而各行星齿轮268的节圆和公转轨道(相对于轮架262的行星销264的位置)一定因制造误差而有所偏差。另外,内齿轮270及恒星齿轮272的同轴性也未必能准确地得到确保。
因此,在以往的(具备行星齿轮机构的)风力发电用增速器的情况下,存在仅在某一“特定的啮合点”易施加较大的传递转矩的负载的趋势。当然,若仅在特定的啮合点受到较大的传递转矩的负载,则导致该特定的啮合点的损伤进一步增强,而该影响在施加有急剧上升并急剧下降的冲击性转矩的情况下变得更加明显。
根据本实施方式所涉及的增速器250,由于间隙S201和间隙S202的存在,3个行星齿轮268能够分别相对于内齿轮270及恒星齿轮272沿半径方向进行微小位移,因此也得到能够即时(瞬间)在该时刻自动且更轻松地形成最稳定的啮合状态的效果。能够自动形成该稳定的啮合状态的功能不仅在施加有冲击性转矩的情况下,而且在风向不那么急剧变化的情况下也始终被维持,因此认为也有助于更低频率区域内的变动成分的吸收。
其结果,由于间隙S201、间隙S202及该间隙S201、间隙S202内的润滑剂的存在,从风车叶片5至发电机211的能量的总量大致相同,并且尤其能够降低施加于各部件的负载的峰值,并减少瞬间产生过大负载和冲击。其结果,能够更稳定地传递从风车叶片5输入的转矩,能够大大延长增速器的寿命。
另外,本实施方式中,环状部件288本身能够相对于行星销264(及与其一体化的滚子轴承276的外圈276B)沿半径方向进行微小位移,并且,行星齿轮268能够相对于该环状部件288沿半径方向进行微小位移,因此可以进一步扩大能够良好地吸收变动成分的频率区域。
并且,本实施方式中,在形成间隙S202的环状部件288的外周面288A上设置多个槽288AA,因此能够增加可容纳于间隙S202内的润滑剂的量。并且,由于槽288AA的存在,外周面288A的润湿性上升,想要妨碍润滑剂移动的阻力变大。其结果,能够提高冲击吸收效果。
另外,替代环状部件288的外周面288A,或者除此之外,也可以在行星齿轮268的中心孔268A的周面设置凹部。
另外,对于想要吸收变动的频率区域有效的是,在支承部件即行星销264与滚子轴承276(的内圈276A)之间另外形成间隙S203(图6中以虚线图示)。
另外,替代行星齿轮268与滚子轴承276的外圈276B之间,或者除行星齿轮268与滚子轴承276的外圈276B之间之外,也可以将上述环状部件288配置于滚子轴承276的内圈276A与行星销264之间。
间隙S201的大小也不限定于间隙S201的内径(上述实施方式中为滚子轴承276的外圈276B的外径)的3/1000。若对间隙的形成位置、形成个数或大小(间隔)进行变更,则能够进行微小位移的部件的惯性质量和位移的形态会变得不同,因此可以调整能够良好地吸收变动(负载变动)的区域的频率成分。因此,可以考虑设置风力发电设备的地区内实际所刮的风的性质而适当进行设定。
图8是表示本发明的第5实施方式所涉及的风力发电用增速器291的主要部分的剖视图。
风力发电用增速器291中,在行星齿轮268与滚子轴承276(的外圈276B)之间设置环状部件300。在环状部件300的内周面300A设置有凹部即沿周向延伸的多个槽300AA。
其他结构与第4实施方式相同,因此图8中仅对与第4实施方式相同或功能类似的部分标注相同符号,并省略重复说明。
根据本实施方式所涉及的风力发电用增速器291,能够发挥与第4实施方式所涉及的风力发电用增速器250相同的作用效果。尤其,本实施方式中,在形成间隙S201的环状部件300的内周面300A设置了多个槽300AA,因此能够增加可容纳于间隙S201内的润滑剂的量。并且,由于槽300AA的存在,内周面300A的润湿性上升,想要妨碍润滑剂移动的阻力变大。其结果,能够提高冲击吸收效果。
另外,替代环状部件300的内周面300A,或者除此之外,也可以在滚子轴承276的外圈276B的外周面设置凹部。
图9是表示本发明的第6实施方式所涉及的风力发电用增速器320的主要部分的剖视图。
风力发电用增速器320中,在行星齿轮268与滚子轴承276(的外圈276B)之间设置环状部件322。在环状部件322的内周面322A及外周面322B分别设置有凹部即沿轴向延伸的多个槽322AA、322BB。内周面322A的槽322AA与外周面322B的槽322BB的轴向间隔即宽度不同。
其他结构与第4实施方式相同,因此图9中仅对与第4实施方式相同或功能类似的部分标注相同符号,并省略重复说明。
根据本实施方式所涉及的风力发电用增速器320,能够发挥与第4实施方式所涉及的风力发电用增速器250相同的作用效果。尤其,本实施方式中,在形成间隙S201的环状部件322的内周面322A设置了多个槽322AA,并且在形成间隙S202的环状部件322的外周面322B设置了多个槽322BB,因此能够增加分别可容纳于间隙S201及间隙S202内的润滑剂的量。并且,对于各间隙S201及间隙S202,由于槽322AA、322BB的存在,内周面322A、外周面322B的润湿性上升,想要妨碍润滑剂移动的阻力变大。其结果,比第1实施方式及第2实施方式的情况更能够提高冲击吸收效果。
另外,替代环状部件322的内周面322A,或者除此之外,也可以在滚子轴承276的外圈276B的外周面设置凹部。并且,替代环状部件322的外周面322B,或者除此之外,也可以在行星齿轮268的中心孔268A的周面设置凹部。
图10是表示本发明的第7实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的平面图。该增速器的结构中,除在环状部件的外周面形成的槽的朝向之外,与第4实施方式所涉及的增速器250的结构相同。图10对应于从图9的右侧观察的平面图。图10中省略对间隙S201的显示。
本实施方式所涉及的增速器中,在行星齿轮268与滚子轴承276(的外圈276B)之间设置环状部件330。在环状部件330的外周面330A设置凹部即沿轴向延伸的多个槽330AA。润滑剂332进入到间隙S202内。
本实施方式中,遍及环状部件330的轴向整个长度而设置槽330AA。另外,也可以只在轴向的一部分设置槽。
根据本实施方式所涉及的风力发电用增速器,能够发挥与第4实施方式所涉及的风力发电用增速器250相同的作用效果。尤其,本实施方式中,多个槽330AA沿轴向延伸,因此与沿周向延伸时相比,间隙S202内的润滑剂332向周向挤出时的阻力变大。从而能够进一步提高冲击吸收效果。
图11是表示第7实施方式的变形例所涉及的风力发电用增速器的主要部分的平面图。本变形例中,除在环状部件330的外周面330A之外,还在行星齿轮334的中心孔334A的周面设置沿轴向延伸的多个槽334AA。另外,也可以不具有环状部件330的外周面330A的槽330AA。
图12(a)、(b)是表示本发明的第8实施方式所涉及的风力发电用增速器的主要部分的平面图及剖视图。该增速器的结构中,除在环状部件的外周面形成的凹部的形态之外,与第4实施方式所涉及的增速器250的结构相同。图12(a)对应于从图6的右侧观察的平面图。图12(a)、(b)中省略对间隙S201的显示。
本实施方式所涉及的增速器中,在行星齿轮268与滚子轴承276(的外圈276B)之间设置环状部件340。在环状部件340的外周面340A设置凹部即多个压窝344。能够任意设定多个压窝344的形状、大小、深度及覆盖率。间隙S202中进入有润滑剂342。
根据本实施方式所涉及的风力发电用增速器,能够发挥与第4实施方式所涉及的风力发电用增速器250相同的作用效果。
另外,替代环状部件340的外周面340A,或者除此之外,也可以在行星齿轮268的中心孔268A的周面设置多个压窝。
图13是表示本发明的第9实施方式所涉及的风力发电用增速器350的主要部分的剖视图。
虽然在第4实施方式中,在行星齿轮268与滚子轴承276之间设置了环状部件288,并在该环状部件288的内周侧设置了间隙S201且在外周侧设置了间隙S202,但本实施方式中未设置环状部件而直接在行星齿轮268的中心孔268A与滚子轴承276的外圈276B之间设置供润滑剂进入的间隙S204。
在形成间隙S204的行星齿轮268的中心孔268A的周面设置凹部即沿周向延伸的多个槽268AA。
其他结构与第4实施方式相同,因此图13中仅对与第4实施方式相同或功能类似的部分标注相同符号,并省略重复说明。
根据本实施方式所涉及的风力发电用增速器350,能够发挥与第4实施方式所涉及的风力发电用增速器250相同的作用效果。
另外,替代行星齿轮268的中心孔268A,或者除此之外,也可以在滚子轴承276的外圈276B的外周面设置凹部。
并且,替代间隙S204的形成,或者除形成间隙S204之外,在滚子轴承276的内圈276A与行星销(支承部件)264之间形成间隙S206(图13中以虚线图示),并在隔着该间隙S206相对置的面的至少其中之一设置凹部(图13中以虚线图示),也能够得到相同的作用效果。
图14是表示本发明的第10实施方式所涉及的风力发电用增速器360的主要部分的剖视图。
在该实施方式中,行星齿轮283由行星齿轮部283A及支承该行星齿轮部283A的行星销部283C构成。由该结构例可知,本发明中的“齿轮”可定义为经由轴承以能够旋转的方式支承于支承部件的部件或部件组、且具有齿部的部件或部件组。而且,该(包含行星销部283C的)行星齿轮283通过配置于两侧的支承部件即轮架284(一对轮架凸缘284A、284B)被双支承为,经由滚子轴承286相对于该轮架284能够旋转。行星齿轮283经由滚子轴承286能够与轮架凸缘284A、284B相对旋转。滚子轴承286具备内圈286A、外圈286B及滚子286C。
在轮架284(一对轮架凸缘284A、284B)与滚子轴承286(的外圈268B)之间形成有供润滑剂进入的间隙S205。即,该实施方式中,(包含行星销部283C的)行星齿轮283相当于本发明的“齿轮”,轮架284(一对轮架凸缘284A、284B)相当于经由滚子轴承286以能够旋转的方式支承该“齿轮”的“支承部件”。
在形成间隙S205的轮架凸缘284A、284B的各内周面284A1、284B1设置凹部即沿周向延伸的多个槽284AA、284BB。
根据该实施方式所涉及的结构也与第1实施方式相同,即行星齿轮283能够相对于支承部件即轮架284沿半径方向进行微小位移。但是,由于该实施方式所涉及的行星齿轮283一体包含行星销部283C,因此进行微小位移的部件的惯性质量大于第1实施方式。因此,根据设计,有可能在更低频率的区域能够良好地进行变动吸收。
并且,该实施方式中,在形成间隙S205的各轮架凸缘284A、284B的内周面284A1、284B1设置了多个槽284AA、284BB,因此能够增加可容纳于间隙S205内的润滑剂的量。并且,由于槽284AA、284BB的存在,内周面284A1、284B1的润湿性上升,想要妨碍润滑剂移动的阻力变大。其结果,能够提高冲击吸收效果。
另外,替代轮架凸缘284A、284B的内周面284A1、284B1,或者除此之外,也可以在滚子轴承286的外圈286B的外周面设置凹部。
对于该实施方式,也可以代替间隙S205,或者除间隙S205之外,也可以在滚子轴承286的内圈286A与行星齿轮283之间形成间隙S207(图14中以虚线图示),并在隔着该间隙S207相对置的面的至少其中之一设置凹部(图14中以虚线图示)。并且,还可以代替在上述轮架284形成间隙S205(或S207),或者除此之外,也可以在行星齿轮283的行星齿轮部283A与行星销部283C之间设置间隙S208(图14中以虚线图示),并在隔着该间隙S208相对置的面的至少其中之一设置凹部(图14中以虚线图示)。并且,还可以在行星齿轮部283A与行星销部283C之间配置如第4至第8实施方式的任一个中说明的环状部件(省略图示)。由此,除了由轮架284处的间隙S205(或S207)产生的变动吸收效果之外,在行星齿轮部283A与行星销部283C之间(根据想要吸收的频率成分)也能够得到有效的变动吸收效果。另外,行星齿轮部283A与行星销部283C可以一体形成而非分体形成。
此外,也可以在轮架284(一对轮架凸缘284A、284B)与滚子轴承286(的外圈286B)之间配置如第1至第5实施方式的任一个中说明的环状部件(省略图示)。
其他结构与第4实施方式相同,因此图14中仅对与上述实施方式相同或功能类似的部分标注相同符号,并省略重复说明。
对于第4至第10实施方式,若间隙的形成位置和大小或相位不同,则能够吸收变动的频率区域也会变得不同,因此,通过考虑设置风力发电设备的地区的性质而能够进行更有效的变动吸收。
并且,在第4至第10实施方式中,在隔着供润滑剂进入的间隙相对置的面的至少其中之一设置的凹部,当其为槽时,槽的数量越多越能够提高冲击吸收效果,且当其为压窝时,压窝的数量越多越能够提高冲击吸收效果。并且,与仅在隔着间隙相对置的一个面上设置凹部相比,在两个面均设置凹部时更能够提高冲击吸收效果。
第4至第7实施方式及第9、第10实施方式中,对在隔着间隙相对置的面的至少其中之一形成的槽沿周向或轴向延伸的情况进行了说明,但槽的形成位置不限于此。例如,槽可以相对于旋转轴倾斜即形成为螺旋状。此外,槽形成在隔着间隙相对置的面的二者时,可以使形成在一个面上的槽的延伸方向与形成在另一个面上的槽的延伸方向不同。可使多个槽或压窝的宽度、大小、及深度不同,当形成于2个面以上时,也可以按各个面使个数、宽度、大小、深度等不同。
图15是表示本发明的又一实施方式的一例的风力发电用增速器450的主要部分的剖视图,图16为其整体剖视图。
首先,参考图16,该风力发电用增速器450在前段具备行星齿轮机构452,且在中段及后段具备第1平行轴齿轮机构454及第2平行轴齿轮机构456。从输入轴458输入的主轴(省略图示)的旋转被合计3段的齿轮机构452、454、456增速,并从输出轴460输出。输出轴460上连结有发电机(与以往的发电机11相同:参考图26),并进行规定的发电。
所述行星齿轮机构452主要由如下构成:轮架462,与输入轴458一体化;行星销464,双支承于该轮架462;3个(图15中仅图示1个)行星齿轮468,以旋转自如的方式支承于该行星销464;内齿轮470,与该行星齿轮468同时内啮合;及恒星齿轮472,与行星齿轮468同时外啮合。该实施方式中,恒星齿轮472直接形成于行星齿轮机构452的输出轴480,内齿轮470与壳体474被一体化(固定)。
所述轮架462中,圆盘状的一对轮架凸缘462A、462B经由连结部462C连结/对置,且在该一对轮架凸缘462A、462B之间组装有所述行星齿轮468、内齿轮470及恒星齿轮472。轮架凸缘462A、462B通过轴承475、478(连同输入轴458一起)以旋转自如的方式支承于增速器450的壳体474。
所述行星销464压入到该一对轮架凸缘462A、462B而被双支承。所述行星齿轮468经由滚子轴承476以能够旋转的方式被该行星销464支承。即,该实施方式中,行星齿轮468相当于权利要求1的“齿轮”,滚子轴承476相当于“轴承”,行星销464相当于“支承部件”。
在此,一并参考图15,对本实施方式的增速器450的行星齿轮468附近的结构进行更详细说明。
如前所述,行星齿轮468经由滚子轴承476以能够旋转的方式支承于(支承部件即)行星销464。该实施方式中,2个滚子轴承476沿轴向并列配置。每个滚子轴承476具备内圈476A、外圈476B、滚子(滚动体)476C及保持器476D。
滚子轴承476的内圈476A隔着间隔件481被夹持在行星销464的突出部464P与轮架凸缘462B的突出部462B1之间,由此沿轴向被定位。并且,滚子轴承476的外圈476B经由滚子476C、中间的间隔件481及保持器476D相对于内圈476A沿轴向被定位。
然而,行星齿轮468的径向的微小移动并没有特别被限制。
该实施方式中,在行星齿轮468与滚子轴承476(的外圈476B)之间设置环状部件488。在环状部件488的内周侧形成有较小间隔的间隙S401,而外周侧形成有较大的间隙S402。
具体而言,在环状部件488的轴向一端侧形成有槽488S而卡止有挡圈471,并与滚子轴承476的外圈476B的端部476B1抵接。并且,在环状部件488的另一端侧形成有突起488P而卡止有挡圈485,并与滚子轴承476的外圈476B的端部476B2抵接。由此,环状部件488相对于滚子轴承476的外圈476B的轴向移动被限制。
行星齿轮468具备中心孔469。中心孔469的轴向两端的第1内周部469A与第2内周部469B的内径D401、D402不同。中央部469C设为与直径较大侧的第2内周部469B的内径D402相同。其结果,在行星齿轮468的一端侧形成台阶部468A。环状部件488的一端侧与该行星齿轮468的台阶部468A抵接,并且另一端侧与卡合于行星齿轮468的挡圈490抵接,由此限制行星齿轮468的轴向移动。
如前所述,分别在环状部件488与外圈476B之间形成间隙S401,且在环状部件488与行星齿轮468的中心孔469之间形成间隙S402。因此,该环状部件488在径向的移动不完全受限制。
该实施方式中,较大的间隙S402设定为滚子轴承476的外圈476B的外径d401的0.3%(3/1000)左右的(径向的)大小,其结果,通过间隙S401、S402,行星齿轮468能够相对于滚子轴承476、进而相对于(支承部件即)行星销464进行微小位移。
另外,该(较大的)间隙S402的大小并不限定于滚子轴承476的外圈476B的外径d401(即间隙内径)的3/1000。若对间隙的形成位置、形成个数或大小(间隔)进行变更,则能够进行微小位移的部件的惯性质量和位移的形态会变得不同,因此可以调整能够良好地吸收变动(负载变动)的区域的频率成分(由这一观点,可以不具有例如间隙S401、S402中之一)。因此,应该考虑在设置风力发电设备的地区内实际所刮的风的性质而进行设定。
行星齿轮468能够相对于滚子轴承476沿径向进行微小位移是指,作为结果,行星齿轮468相对于内齿轮470及恒星齿轮472除因通常的齿隙导致的圆周方向的微小位移之外,还能够沿径向进行相当于该间隙S401、S402的量的微小位移。
另一方面,在行星齿轮468的第1内周部469A与行星销464的突出部464P之间设置有第1油封487。在行星齿轮468的第2内周部469B与(输入轴的相反侧的)轮架凸缘462B的突出部462B1之间设置有第2油封489。第1内周部469A的内径为D401,第2内周部469B的内径为D402,因此第1油封487及第2油封489的直径也根据这些内径而不同。
第1油封487及第2油封489与行星销464、轮架凸缘462B及行星齿轮468一同密封包含间隙S401、S402在内的一对滚子轴承476及环状部件488的附近的空间SP401。
本实施方式的情况下,在该被密封的空间SP401内还包含一对滚子轴承476,因此封入有润滑剂作为“液体”。该润滑剂可与增速器450内的润滑剂相同,或者也可以不同。空间SP401与增速器450内的空间SP402被隔离,因此作为封入到该密闭空间SP401的润滑剂,也可以封入特性更适合的润滑剂(例如粘度更高的润滑油、或像润滑脂那种半固态润滑剂)。
接着,对该实施方式所涉及的风力发电用增速器450的作用进行说明。
风车叶片5的旋转经由旋翼头4的主轴传递至增速器450的输入轴458。输入轴458的旋转经由轮架462(一对轮架凸缘462A、462B)作为行星齿轮468的公转而输入到行星齿轮机构452中,通过行星齿轮468、内齿轮470及恒星齿轮472这3者的相对旋转,被增速的旋转从恒星齿轮472向行星齿轮机构452的输出轴480输出。
行星齿轮机构452的输出轴480的旋转经由联轴器479被第1平行轴齿轮机构454放大,并被第2平行轴齿轮机构456进一步放大之后,最终从该增速器450的输出轴460输出。增速器450的输出轴460连结于发电机411,因此,最终能够在使风车叶片5的旋转增速的基础上使发电机411旋转,并能够有效进行风力发电。
以下,着眼于间隙S401、S402的功能,对行星齿轮机构452的作用进行更详细说明。
若与输入轴458一体化的轮架462(轮架凸缘462A、462B)旋转,则随着该轮架462的旋转,行星销464绕行星齿轮机构452的轴心公转,因此,行星齿轮468以与恒星齿轮472外接并与内齿轮470内接的状态旋转。
行星销464与行星齿轮468的圆周方向的相对旋转,基本上通过该滚子轴承476的内圈476A与外圈476B经由滚子轴承476的滚子476C相对旋转来实现。即,在滚子轴承476的外圈476B与环状部件488之间、及环状部件488与行星齿轮468之间几乎不产生相对旋转。
这是因为,原本滚子轴承476的滚子476C的滚动阻力就小,并且间隙S401、S402其间隔均极其狭窄,若要产生相对旋转,则密封于该间隙S401、S402内的润滑剂产生剪切应力,由此,相对于该相对旋转的阻力变得非常大。
在此,天气恶劣时,尤其在风向频繁改变的强风刮起时等情况下,风车叶片5的旋转转矩变动(或急剧变化),因此施加于行星齿轮468的来自轮架462的公转推动力也同样变动。由此,从内齿轮470和恒星齿轮472接受的啮合反作用力也变动,因此施加于间隙S401、S402部分的径向荷载发生变动。其结果,因该径向荷载的变动,行星齿轮468一边使间隙S401、S402的圆周方向的某一部分的间隔变窄(一边推开润滑剂)一边进行位移。此时,在各直径方向的相反侧使间隙S401、S402的间隔更宽,一边吸入周围的润滑剂一边进行位移。因此,最终密闭空间SP401内的润滑剂对行星齿轮468的位移发挥阻尼器的作用,若不具有间隙S401、S402,则直接急剧大幅上升后马上急剧下降的这种(各齿轮468、470、472之间的)冲击性转矩的传递被抑制。
并且,假设,若一直在间隙S401、S402内的润滑剂的圆周方向的剪切应力的范围内一体旋转的行星齿轮468与滚子轴承476的外圈476B之间施加超过该剪切应力的圆周方向的负载,则在该行星齿轮468与滚子轴承476的外圈476B之间产生“滑动”,因此认为通过该新产生的滑动,也能够发挥冲击的吸收效果。
另外,通过抑制急剧的转矩变动,能够降低齿隙反转的频率,即使发生反转,也能够进一步降低反转时的齿面的冲击。认为在设置于风向不稳定的地区的风力发电设备的情况下,该效果实际上不小。
另外,在该实施方式所涉及的风力发电用增速器450的情况下,行星齿轮468为3个,进行动力传递的啮合点合计存在6处,而各行星齿轮468的节圆和公转轨道(相对于轮架462的行星销464的位置)一定因制造误差而有所偏差。另外,内齿轮470及恒星齿轮472的同轴性也未必能准确地得到确保。
因此,在以往的(具备行星齿轮机构的)风力发电用增速器的情况下,存在仅在某一“特定的啮合点”易施加较大的传递转矩的负载的趋势。当然,若仅在特定的啮合点受到较大的传递转矩的负载,则导致该特定的啮合点的损伤进一步增强,而该影响在施加有急剧上升并急剧下降这样的冲击性转矩的情况下变得更加明显。
根据该实施方式所涉及的增速器450,由于间隙S401、S402的存在,3个行星齿轮468能够分别相对于内齿轮470及恒星齿轮472沿径向进行微小位移,因此也得到能够即时(瞬间)在该时刻自动且更轻松地形成最稳定的啮合状态的效果。能够自动形成该稳定的啮合状态的功能不仅在施加有冲击性转矩的情况下,而且在风向不那么急剧变化的情况下也始终被维持,因此认为也有助于更低频率区域内的变动成分的吸收。
其结果,由于间隙S401、S402及在该间隙S401、S402内“被密封的润滑剂的存在”,尤其能够降低施加于各部件的负载的峰值,并减少瞬间产生过大负载和冲击。其结果,能够更稳定地传递从风车叶片5输入的转矩,能够大大延长增速器的寿命。即,由于间隙S401、S402内的润滑剂被密封,因此即使在间隙S401、S402想要变窄时也无法向轴向流出。因此,通过想要沿该轴向移动的润滑剂的反作用力,压力上升,并增大相应冲击吸收效果(阻尼效果)。
另外,在该实施方式中,通过设置环状部件488而形成2处间隙S401、S402,但对于想要吸收变动的频率区域有效的是,在支承部件即行星销464与滚子轴承476(的内圈476A)之间也形成间隙S403(图15中以虚线图示)。
并且,可以省略组装环状部件488。例如,也可以在滚子轴承476(的外圈476B)与行星齿轮468之间直接形成(1个)间隙。
将该结构例示于图17。
该实施方式中,2个滚子轴承476也沿轴向并列配置。每个滚子轴承476具备内圈476A、外圈476B、滚子(滚动体)476C及保持器476D这一方面也相同。但是,滚子轴承476的内圈476A经由间隔件482(482A~482C)在轮架凸缘462A、462B之间沿轴向被定位。并且,滚子轴承476的外圈476B经由滚子476C、中间的间隔件482B及保持器476D相对于内圈476A沿轴向被定位。
行星齿轮468具备单一直径的中心孔468K。中心孔468K上形成有槽468L,该槽468L上卡合有挡圈477。由此,行星齿轮468相对于2个滚子轴承476的外圈476B的轴向外侧的端部476A1、476B1沿轴向被定位,且该行星齿轮468的轴向移动被限制。
该实施方式中,在外圈476B与行星齿轮468的中心孔468K之间形成有间隙S404。通过该间隙S404,允许行星齿轮468与滚子轴承476的外圈476B(或外圈476B与沿径向一体化的支承部件即行星销464)相对沿径向进行微小位移。
并且,该实施方式中,在行星齿轮468与支承部件即行星销464之间(更具体而言,在行星齿轮468与组装于行星销464的间隔件482A、482C之间)设置有油封491A、491B。由此,由行星齿轮468、行星销464及该间隔件482A、482C形成密闭空间SP403。
另外,如该例子中,在行星齿轮468与支承部件即行星销464之间设置有其他部件即间隔件482A、482C等时,若在行星销464与该间隔件482A、482C之间配置O型环(省略图示)等,则能够进一步提高密封性。
密闭空间SP403内封入有与上述实施方式相同的润滑剂(液体)。另外,该实施方式中,密闭空间SP403内封入有与增速器450内的润滑剂相同类型的润滑剂。
由此,当密闭空间内密封有与增速器450内的润滑剂相同的润滑剂时,不仅润滑剂的管理容易,还可以得到如下优点,即假如密封空间SP403内的润滑剂与增速器内的润滑剂因漏出而一部分混合在一起,也完全不会发生化学变化等。
在该实施方式中,也能够得到基本与图15的实施方式相同的作用效果。该实施方式中,(虽然应吸收负载变动的区域的频率成分的设定自由度多少会减小)因不存在环状部件而结构相应简单,且能够进一步降低成本。
其他结构与图15的实施方式相同,因此图17中仅对与上述实施方式相同或功能类似的部分标注相同符号,并省略重复说明。
另外,为了吸收负载变动而设置间隙的结构除此之外也能够采用各种结构。关键在于,只要在轴承中的除轴承本来的相对旋转的部位以外的任意部位形成能够使齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对沿径向进行微小位移的间隙即可。
因此,能够由例如图18所示的结构形成间隙。
在图18的间隙结构例中,行星齿轮483由行星齿轮部483A及支承该行星齿轮部483A的行星销部483C构成。由该例可知,本发明中的“齿轮”可定义为经由轴承以能够旋转的方式支承于支承部件的部件或部件组、且具有齿部的部件或部件组。而且,该(包含行星销部483C的)行星齿轮483通过配置于两侧的支承部件即轮架484(一对轮架凸缘484A、484B)被双支承为,经由滚子轴承486相对于该轮架484能够旋转。行星齿轮483经由滚子轴承486能够与轮架凸缘484A、484B相对旋转。滚子轴承486具备内圈486A、外圈486B及滚子486C。
在该实施方式中,本发明所涉及的间隙S406形成于轮架484(一对轮架凸缘484A、484B)与滚子轴承486(的外圈486B)之间。即,该实施方式中,(包含行星销部483C的)行星齿轮483相当于本发明的“齿轮”,轮架484(一对轮架凸缘484A、484B)相当于经由滚子轴承486以能够旋转的方式支承该“齿轮”的“支承部件”。
而且,在滚子轴承486的轴向的行星齿轮483侧,分别在轮架凸缘484A与行星销部483C上的间隔件473之间配置油封479A,在轮架凸缘484B与行星销部483C上的台阶部之间配置油封479B,并形成包含间隙S406及滚子轴承486在内的密闭空间SP406。密闭空间SP406内封入有与增速器内不同的(粘度更高的)润滑剂。另外,符号473A表示O型环。
根据该实施方式所涉及的结构也能够与前述图15的实施方式相同,即行星齿轮483能够相对于支承部件即轮架484沿径向进行微小位移,并能够得到由被密封的润滑剂产生的阻尼效果。
该实施方式所涉及的行星齿轮483一体包含行星销部483C,因此进行微小位移的部件的惯性质量大于上述实施方式。因此,根据设计,有可能在更低频率的区域能够良好地进行变动吸收。
另外,对于该实施方式,替代间隙S406,或者除间隙S406之外,也可以在滚子轴承486的内圈486A与行星齿轮483之间形成间隙S407(图18中以虚线图示)。并且,替代在上述轮架484上形成间隙S406(或S407),或除此之外,也可以在行星齿轮483的行星齿轮部483A与行星销部483C之间设置间隙S408(图18中以虚线图示)。
由此,除了由轮架484处的间隙S406(或S407)产生的变动吸收效果之外,也能够在行星齿轮部483A与行星销部483C之间(根据想要吸收的频率成分)得到有效的变动吸收效果。另外,行星齿轮部483A与行星销部483C可以一体形成,也可以分体构成。
另外,图15的实施方式中所示的环状部件的配置也能够适用于该图18所示的实施方式中。在图18所示的实施方式中附设环状部件时,在一对轮架凸缘484A、484B与滚子轴承486的外圈486B之间、或行星销部483C被一体化的行星齿轮483中的该行星销部483C与滚子轴承486的内圈486A之间的任一者或者二者配置该环状部件即可。
最主要的是,在本发明中,环状部件可配置在齿轮与轴承之间、或轴承与支承部件之间的任一者,另外,可以任意配置多个也可以只配置1个,还可以不进行配置。配置环状部件时,间隙可只设置在该环状部件的外周侧,也可以只设置在内周侧,还可以设置在外周侧及内周侧这二者。
由此,在本发明中,对于具体在哪个位置以何种大小形成间隙并没有特别限定。关键是作为结果,只要能够以如下方式形成间隙即可,即(不管有无环状部件)在轴承中的除相对旋转的部位以外的任意部位,能够使齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对沿径向进行微小位移。
若间隙的形成位置和大小或相位不同,则能够吸收变动的频率区域也会变得不同,因此,通过考虑设置风力发电设备的地区的性质而能够进行更有效的变动吸收。
其他结构与上述实施方式相同,因此图18中仅对与上述实施方式相同或功能类似的部分标注相同符号,并省略重复说明。
另外,上述图15~图18的实施方式中,不仅密封了“能够使齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对沿径向进行微小位移的间隙的液体”,还将包含周边的轴承和环状部件等在内的空间的液体也一同进行密封,但在本发明中,关键在于,只要该间隙内的液体(以从减速器内的空间隔离的状态)被密封即可,未必一定要连周边的液体也一同进行密封。
并且,对于密封的方法也没有特别限定,例如(并非如所述实施方式中采用的配置油封的结构)可以采用在间隔件及与该间隔件相对置的部件之间配置O型环的结构。
图19是表示本发明的又一实施方式的一例的风力发电用增速器650的主要部分的剖视图,图20为其整体剖视图。
首先,参考图20,该风力发电用增速器650在前段具备行星齿轮机构652,且在中段及后段具备第1平行轴齿轮机构654及第2平行轴齿轮机构656。从输入轴658输入的主轴(省略图示)的旋转被合计3段的齿轮机构652、654、656增速,并从输出轴660输出。输出轴660上连结有发电机(与以往的发电机11相同:参考图26),并进行规定的发电。
所述行星齿轮机构652主要由如下构成:轮架662,与输入轴658一体化;行星销664,双支承于该轮架662;3个(图20中仅图示1个)行星齿轮668,以旋转自如的方式支承于该行星销664;内齿轮670,与该行星齿轮668同时内啮合;及恒星齿轮672,与行星齿轮668同时外啮合。该实施方式中,恒星齿轮672直接形成于行星齿轮机构652的输出轴680,内齿轮670与壳体674被一体化(固定)。
所述轮架662中,圆盘状的一对轮架凸缘662A、662B经由连结部662C连结/对置,且在该一对轮架凸缘662A、662B之间组装有所述行星齿轮668、内齿轮670及恒星齿轮672。轮架凸缘662A、662B通过轴承675、678(连同输入轴658一起)以旋转自如的方式支承于增速器650的壳体674。
所述行星销664压入到该一对轮架凸缘662A、662B而被双支承。所述行星齿轮668经由滚子轴承676以能够旋转的方式被该行星销664支承。即,该实施方式中,行星齿轮668相当于权利要求1的“齿轮”,滚子轴承676相当于“轴承”,行星销664相当于“支承部件”。
在此,一并参考图19,对本实施方式的增速器650的行星齿轮668附近的结构进行更详细说明。
如前所述,行星齿轮668经由滚子轴承676以能够旋转的方式支承于(支承部件即)行星销664。该实施方式中,2个滚子轴承676沿轴向并列配置。每个滚子轴承676具备内圈676A、外圈676B、滚子(滚动体)676C及保持器676D。
滚子轴承676的内圈676A通过在轮架凸缘662A、662B之间被间隔件681A、681B及后述的导油体720夹持而沿轴向被定位。并且,滚子轴承676的外圈676B经由滚子676C、导油体720及保持器676D相对于内圈676A沿轴向被定位。
然而,行星齿轮668的径向的微小移动并没有特别被限制。
该实施方式中,在行星齿轮668与滚子轴承676的外圈676B之间设置环状部件688。在该环状部件688的内周侧形成有较小间隔的间隙S601,而外周侧形成有较大的间隙S602。
具体而言,在环状部件688的轴向一端侧形成有槽688S而卡止有挡圈671,并与滚子轴承676的外圈676B的端部676B1抵接。并且,在环状部件688的另一端侧形成有突起688P而卡止有挡圈685,并与滚子轴承676的外圈676B的端部676B2抵接。由此,环状部件688相对于滚子轴承676的外圈676B的轴向移动被限制。
另外,所述挡圈685也卡合于行星齿轮668的槽668S上。环状部件688的一端侧与行星齿轮668的台阶部668A抵接,并且另一端侧与该挡圈685抵接,由此限制行星齿轮668的轴向移动。
如前所述,分别在环状部件688与外圈676B之间形成间隙S601,且在环状部件688与行星齿轮668的内周之间形成间隙S602。因此,该环状部件688在径向的移动不完全受限制。
该实施方式中,较大的间隙S602设定为滚子轴承676的外圈676B的外径d601的0.3%(3/1000)左右的(径向的)大小,其结果,通过间隙S601、S602,行星齿轮668能够相对于滚子轴承676、进而相对于(支承部件即)行星销664进行微小位移。
另外,该(较大的)间隙S602的大小并不限定于滚子轴承676的外圈676B的外径d601(即间隙内径)的3/1000。若对间隙的形成位置、形成个数或大小(间隔)进行变更,则能够进行微小位移的部件的惯性质量和位移的形态会变得不同,因此可以调整能够良好地吸收变动(负载变动)的区域的频率成分(由这一观点,可以不具有例如间隙S601、S602中之一)。因此,应该考虑在设置风力发电设备的地区内实际所刮的风的性质而进行设定。
行星齿轮668能够相对于滚子轴承676沿径向进行微小位移是指,作为结果,行星齿轮668相对于内齿轮670及恒星齿轮672除因通常的齿隙导致的圆周方向的微小位移之外,还能够沿径向进行相当于该间隙S601、S602的量的微小位移。
在此,该实施方式中具备润滑剂能够进入且向间隙S601、S602开口的润滑通路710。具体而言,该润滑通路710具备沿支承部件即行星销664的轴心轴向形成的轴向通路712、及从该轴向通路712径向形成且向间隙S601、S602开口的径向通路714。
轴向通路712在行星销664的端面具有其一端侧的开口部712A,经由该开口部712A,增速器650内的润滑油能够流入到行星销664内。轴向通路712的另一端侧延伸至稍微超过行星销664的轴向中央的附近(未贯穿行星销664)。
径向通路714具备第1~第3径向通路714A~714C。
第1径向通路714A形成于行星销664内,其一端具有与径向通路714连通的开口部714A1,而另一端具有向该行星销664的外周开口的开口部714A2。
第2径向通路714B形成于配置在行星销664与环状部件688之间的导油体720内,其一端具有与第1径向通路714A连通的开口部714B1,而另一端具有从2个并排的滚子轴承676之间向所述间隙S601开口的开口部714B2。
第3径向通路714C沿径向贯穿环状部件688而形成,其一端具有与间隙S601连通的开口部714C1,而另一端具有向间隙S602开口的开口部714C2。
所述导油体720是为了顺畅地连通第1~第3径向通路714A~714C而设置的,如图21中(忽略各部位的大小而示意地)示出的其截面,整体呈包围行星销664的外周的环形形状,并配置于2个滚子轴承676之间。行星销664与导油体720彼此相对旋转,因此,导油体720上遍及其内周整周而形成有内周槽720A,以便行星销664内的第1径向通路714A在任何位置都能够使该第2径向通路714B的一端侧的开口部714B1与该第1径向通路714A连通。并且,导油体720与环状部件688也彼此相对旋转,因此,导油体720上遍及其外周整周而形成有外周槽720B,以使该第2径向通路714B的另一端侧的开口部714B2在任何位置都能够与第3径向通路714C连通。
导油体720中,在该导油体720与行星销664之间配置有密封部件725、726,以及在导油体720与环状部件688之间配置有密封部件722、724,以使流入到内周槽720A或者外周槽720B内的润滑剂不会漏出到轴向两侧的滚子轴承676侧(参考图19)。但是,该部分为进行滑动的部分,并且,功能上并不要求完全密封,因此密封压力无需过强。
以上结构的结果,与轴向通路712不贯穿行星销664、且设置有被密封的导油体720相结合,通过由行星销664的旋转产生的离心力引入到轴向通路712内的润滑剂的全部量被供给到间隙S601及S602中。
接着,对该实施方式所涉及的风力发电用增速器650的作用进行说明。
风车叶片5的旋转经由旋翼头4的主轴传递至增速器650的输入轴658。输入轴658的旋转经由轮架662(一对轮架凸缘662A、662B)作为行星齿轮668的公转而输入到行星齿轮机构652中,通过行星齿轮668、内齿轮670及恒星齿轮672这3者的相对旋转,被增速的旋转从恒星齿轮672向行星齿轮机构652的输出轴680输出。
行星齿轮机构652的输出轴680的旋转经由联轴器679被第1平行轴齿轮机构654放大,并被第2平行轴齿轮机构656进一步放大之后,最终从该增速器650的输出轴660输出。增速器650的输出轴660连结于发电机611,因此,最终能够在使风车叶片5的旋转增速的基础上使发电机611旋转,并能够有效进行风力发电。
以下,着眼于间隙S601、S602的功能,对行星齿轮机构652的作用进行更详细说明。
若与输入轴658一体化的轮架662(轮架凸缘662A、662B)旋转,则随着该轮架662的旋转,行星销664绕行星齿轮机构652的轴心公转,因此,行星齿轮668以与恒星齿轮672外接并与内齿轮670内接的状态旋转。
行星销664与行星齿轮668的圆周方向的相对旋转,基本上通过该滚子轴承676的内圈676A与外圈676B经由滚子轴承676的滚子676C相对旋转来实现。即,在滚子轴承676的外圈676B与环状部件688之间、及环状部件688与行星齿轮668之间几乎不产生相对旋转。
这是因为,原本滚子轴承676的滚子676C的滚动阻力就小,并且间隙S601、S602其间隔均极其狭窄,若要产生相对旋转,则该间隙S601、S602内的润滑剂产生剪切应力,由此,相对于该相对旋转的阻力变得非常大。
在此,天气恶劣时,尤其在风向频繁改变的强风刮起时等情况下,风车叶片5的旋转转矩变动(或急剧变化),因此施加于行星齿轮668的来自轮架662的公转推动力也同样变动。由此,从内齿轮670和恒星齿轮672接受的啮合反作用力也变动,因此施加于间隙S601、S602部分的径向荷载发生变动。其结果,因该径向荷载的变动,行星齿轮668一边使间隙S601、S602的圆周方向的某一部分的间隔变窄(一边推开润滑剂)一边进行位移。此时,在直径方向的相反侧,间隙S601、S602的间隔想要变得更宽,而一边吸入周围的润滑剂一边进行位移。因此,最终间隙S601、S602内的润滑剂相对于行星齿轮668的位移发挥阻尼器的作用,若不具有间隙S601、S602,则直接急剧大幅上升后马上急剧下降的(各齿轮668、670、672之间的)冲击性转矩的传递被抑制。
间隙S601、S602非常狭窄,处于润滑剂难以遍布的状况下,但本实施方式中,通过行星销664或者行星齿轮668的旋转而离心力作用于存在于径向通路714内的润滑剂时,存在于该径向通路714内的润滑剂向径向外侧移动直至间隙S601、S602,并且随此产生增速器650内的润滑油被引入到轴向通路712内的现象。而且,在本实施方式中,径向通路714经由导油体720无论在任何旋转状态下,都从多个(该例子中为2个)并排的滚子轴承676之间向间隙S601、S602连通/开口。因此,能够对位于滚子轴承676的径向外侧的间隙S601、S602始终顺畅地供给润滑剂。
其结果,间隙S601、S602内始终维持被润滑剂填满的状态,因此能够良好地发挥上述阻尼功能。
并且,假设,若一直在间隙S601、S602内的润滑剂的圆周方向的剪切应力的范围内一体旋转的行星齿轮668与滚子轴承676的外圈676B之间施加超过该剪切应力的圆周方向的负载,则在该行星齿轮668与滚子轴承676的外圈676B之间产生“滑动”,因此认为通过该新产生的滑动,也能够发挥冲击的吸收效果。
另外,通过抑制急剧的转矩变动的传递,能够降低齿隙反转的频率,假设即使发生反转,也能够进一步降低反转时的齿面的冲击。认为在设置于风向不稳定的地区的风力发电设备的情况下,该效果实际上不小。
另外,在该实施方式所涉及的风力发电用增速器650的情况下,行星齿轮668为3个,进行动力传递的啮合点合计存在6处,而各行星齿轮668的节圆和公转轨道(相对于轮架662的行星销664的位置)一定因制造误差而有所偏差。另外,内齿轮670及恒星齿轮672的同轴性也未必能准确地得到确保。
因此,在以往的(具备行星齿轮机构的)风力发电用增速器的情况下,存在仅在某一“特定的啮合点”易施加较大的传递转矩的负载的趋势。当然,若仅在特定的啮合点受到较大的传递转矩的负载,则导致该特定的啮合点的损伤进一步增强,而该影响在施加有急剧上升并急剧下降这样的冲击性转矩的情况下变得更加明显。
根据该实施方式所涉及的增速器650,由于间隙S601、S602的存在,3个行星齿轮668能够分别相对于内齿轮670及恒星齿轮672沿径向进行微小位移,因此也得到能够即时(瞬间)在该时刻自动且更轻松地形成最稳定的啮合状态的效果。能够自动形成该稳定的啮合状态的功能不仅在施加有冲击性转矩的情况下,而且在风向不那么急剧变化的情况下也始终被维持,因此认为也有助于更低频率区域内的变动成分的吸收。
其结果,由于间隙S601、S602及在该间隙S601、S602内的润滑剂的存在,尤其能够降低施加于各部件的负载的峰值,并减少瞬间产生过大负载和冲击。其结果,能够更稳定地传递从风车叶片5输入的转矩,能够大大延长增速器的寿命。
另外,在该实施方式中,通过设置环状部件688而形成2处间隙S601、S602,但对于想要吸收变动的频率区域有效的是,在支承部件即行星销664与滚子轴承676(的内圈676A)之间也形成间隙S603(图19中以虚线图示)。相反,也可以只形成间隙S601~S603中的例如任一个。
并且,可以省略环状部件688的组装。例如,可以在滚子轴承676(的外圈676B)与行星齿轮668之间直接形成(1个)间隙。
将该结构例示于图22。
该实施方式中,2个滚子轴承676也沿轴向并列配置。每个滚子轴承676具备内圈676A、外圈676B、滚子(滚动体)676C及保持器676D这一方面也相同。但是,滚子轴承676的内圈676A经由间隔件682(682A~682C)在轮架凸缘662A、662B之间沿轴向被定位。并且,滚子轴承676的外圈676B经由滚子676C、中间的间隔件682B及保持器676D相对于内圈676A沿轴向被定位。
行星齿轮668具备单一直径的中心孔668K。中心孔668K上形成有槽668L,该槽668L上卡合有挡圈677。由此,行星齿轮668相对于2个滚子轴承676的外圈676B的轴向外侧的端部676A1、676B1沿轴向被定位,且该行星齿轮668的轴向移动被限制。
该实施方式中,分别在外圈676B与行星齿轮668的中心孔668K之间形成有间隙S604,在内圈676A与行星销664之间形成有间隙S605。通过该间隙S604、S605,容许行星齿轮668与滚子轴承676的外圈676B(或外圈676B与沿径向一体化的支承部件即行星销664)相对沿径向进行微小位移,并且,容许滚子轴承676的内圈676A与行星销664相对沿径向进行微小位移。
在该实施方式中润滑剂也能够进入,且作为向间隙S605开口的润滑通路710,设置有沿支承部件即行星销664的轴心轴向形成的轴向通路712、及从该轴向通路712径向形成多个(该例子中为2条)且向间隙S605开口的径向通路714。具体的结构与上述实施方式中的轴向通路712及径向通路714的第1径向通路714A的结构相同。
由此,至少能够对润滑通路710直接开口的间隙S605供给充分的润滑剂。另外,该例子中,间隙S604内供给有存在于滚子轴承676之间的润滑剂。由此,在本发明中,并不要求润滑通路必须对所形成的所有间隙都直接开口。
在该实施方式中,也基本能够得到与上述实施方式相同的作用效果。该实施方式中,(虽然应吸收负载变动的区域的频率成分的设定自由度多少会减小)由于不存在环状部件且润滑通路的构成也简单,因此结构简单,能够进一步降低成本。
其他结构与上述实施方式相同,因此图22中仅对与上述实施方式相同或功能类似的部分标注相同符号,并省略重复说明。
另外,为了吸收负载变动而设置间隙的结构,除此之外也能够采用各种结构。关键在于,只要在轴承中的除轴承本来的相对旋转的部位以外的任意部位形成能够使齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对沿径向进行微小位移的间隙即可。
因此,例如能够形成如图23所示结构的间隙。
在图23的间隙结构例中,行星齿轮683由行星齿轮部683A及支承该行星齿轮部683A的行星销部683C构成。由该例可知,本发明中的“齿轮”可定义为经由轴承以能够旋转的方式支承于支承部件的部件或部件组、且具有齿部的部件或部件组。而且,该(包含行星销部683C的)行星齿轮683通过配置于两侧的支承部件即轮架684(一对轮架凸缘684A、684B)被双支承为,经由滚子轴承686相对于该轮架684能够旋转。行星齿轮683经由滚子轴承686能够与轮架凸缘684A、684B相对旋转。滚子轴承686具备内圈686A、外圈686B及滚子686C。
在该实施方式中,间隙S606形成于轮架684(一对轮架凸缘684A、684B)与滚子轴承686的外圈686B之间。即,该实施方式中,(包含行星销部683C的)行星齿轮683相当于本发明的“齿轮”,轮架684(一对轮架凸缘684A、684B)相当于经由滚子轴承686以能够旋转的方式支承该“齿轮”的“支承部件”。并且,轮架684(一对轮架凸缘684A、684B)与滚子轴承686的内圈686A之间形成有间隙S607。另外,行星齿轮683的行星齿轮部683A与行星销部683C之间形成有间隙S608。
而且,润滑剂也能够进入,且作为向间隙S607开口的润滑通路740,设置有沿行星齿轮683的行星销部683C的轴心轴向形成的轴向通路742、及作为从该轴向通路742沿径向形成且向间隙S607开口的径向通路744的多个(该例子中为2条)径向通路744A。
轴向通路742与径向通路744(744A)的具体结构与上述实施方式中的轴向通路712及径向通路714的第1径向通路714A的结构相同。但是,该实施方式中,轴向通路742在行星销部683C的中途不会停止,而是成为完全贯穿行星销部683C的贯穿孔。其结果,对于负载侧(图23的右侧)的间隙S607,除径向通路714A之外,行星销部683C与轴承容纳部746的封闭板747之间的空间744B也向间隙S607开口,并作为该间隙S607的润滑通路740的径向通路744的一部分发挥作用。
另外,对于间隙S608,形成有与间隙S607共用的轴向通路742、及多个(该例子中在轴向2个部位沿周向形成2条,即共计4条)径向通路744C、744D。
根据该实施方式所涉及的结构也与前述实施方式相同,即行星销部683C能够相对于支承部件即轮架684(684A、684B)沿径向进行微小位移,并且行星齿轮部683A能够相对于行星销部683C进行微小位移,能够得到由润滑剂产生的阻尼效果。
另外,对于该实施方式的间隙S606~S608也无需一定要全部形成。行星齿轮部683A与行星销部683C可以一体形成,也可以分体构成。
另外,上述实施方式中所示的环状部件的配置也能够适用于该图23所示的实施方式中。在图23所示的实施方式中附设环状部件时,在一对轮架凸缘684A、684B与滚子轴承686的外圈686B之间、或行星销部683C与滚子轴承686的内圈686A之间的任一者或者二者配置该环状部件即可。
最主要的是,在本发明中,环状部件可配置在齿轮与轴承之间、或轴承与支承部件之间的任一者另外,可以任意配置多个也可以只配置1个,还可以不进行配置。配置环状部件时,间隙可只设置在该环状部件的外周侧,也可以只设置在内周侧,还可以设置在外周侧及内周侧这二者。
由此,在本发明中,对于具体在哪个位置以何种大小形成间隙并没有特别限定。关键是作为结果,能够以如下方式形成间隙即可,即(与环状部件的有无无关地)在轴承中的除相对旋转的部位以外的任意部位,能够使齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对沿径向进行微小位移。
若间隙的形成位置和大小或相位不同,则能够吸收变动的频率区域也会变得不同,因此,通过考虑设置风力发电设备的地区的性质而能够进行更有效的变动吸收。
但是,优选在“简单行星齿轮机构”的“行星齿轮”的支承部分适用本发明。这是因为,由于其结构简单且廉价,并且行星齿轮具有公转成分与自转成分且以被夹持在内齿轮与恒星齿轮的状态进行旋转,因此该行星齿轮因间隙的存在而能够沿径向进行微小位移从而产生的效果非常显著。
另外,行星齿轮的个数在上述实施方式中为3个,但可以为2个,还可以为4个以上,并无特别限定。
其他结构与上述实施方式相同,因此图23中仅对与上述实施方式相同或功能类似的部分标注相同符号,并省略重复说明。
另外,上述图1~23的实施方式中,均构成为将“能够使齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对沿径向进行微小位移的间隙”对增速器内的空间开放,从润滑通路侧流入的润滑剂到达间隙之后,能够回流到增速器内的空间中。然而,在本发明中,也可以构成为不使间隙内的空间与减速器内的空间连通,间隙或者包含间隙在内的微小空间在朝向该间隙的润滑通路的开口以外的部分密封(即,以使减速器内的空间与间隙或者包含间隙在内的微小空间被划分)。此时,间隙内的润滑剂基本上不会在润滑通路内循环流动,当通过支承部件和齿轮的旋转产生离心力时,以对间隙内的润滑剂进一步施加压力的形态进行作用。根据设为这种结构,也能够得到本发明所要的作用效果。相反,作为定性趋势,支承部件和齿轮的旋转越快,(因离心力变大)越能够提高间隙内的润滑剂的压力,因此能够得到间隙被缩小时产生更强的(更可靠的)推斥力的阻尼效果,由这一点可能会得到更满意的作用效果。
并且,在上述实施方式中,关于润滑通路由沿支承部件的轴向设置的轴向通路、及从该轴向通路沿径向形成并向间隙开口的径向通路构成,但外部分割通路的形成形态也并不特别限定于该例子,例如,相对于轴向和径向倾斜或者形成为曲线状亦可。润滑通路的形成条数也没有特别限定,可以形成有多条。
另外,在上述实施方式中,关于连通径向通路的周向的槽形成于导油体720的内周及外周,但也可以形成于行星销的外周和环状部件的内周。关键是只要该“连通径向通路的周向的槽”形成于能够相对旋转的2个部件的至少一者即可。
并且,在上述实施方式中,将仅封入到增速器内的润滑剂供给到间隙内,但是当然也可以采用利用泵被强制输送的润滑剂经由润滑通路供给到间隙内的结构。根据该方法,能够更加可靠地将润滑剂供给到间隙内。
另外,在上述实施方式中,作为行星齿轮机构采用了简单行星齿轮结构的行星齿轮机构,但本发明中的行星齿轮机构并不限定于简单行星齿轮结构的行星齿轮机构。例如,日本特开2003-278849号公报中公开有图24的构架图所示的行星齿轮机构。
该行星齿轮机构93不具有恒星齿轮,而具有2个与行星销部94C一体化的相同齿数的行星齿轮部94A、94B,并具备与各行星齿轮94A、94B啮合且具有不同齿数的2个内齿轮95A、95B。将该行星齿轮机构93适用于风力发电用增速器(省略整体图示)中时,以如下形态使用,即2种内齿轮95A、95B中的一个内齿轮95A与输入轴92连结,轮架97(如果需要,可隔着行星齿轮94设置一对)与输出轴96连结。
该行星齿轮机构93的结构虽然有些复杂,但具有能够相应地以各种形态设计增速器的优点。因此,作为对设置空间的制约性较大的风力发电用增速器,主要在尺寸和形状方面能够进行有效利用。
例如,该行星齿轮机构93如前述不具有恒星齿轮,因此很容易在中央部形成较大的中空部(省略图示)。因此,需要在输入轴92的周围(或内侧)配设某些控制设备或传感器、配管等时,能够有效利用该中空部。另外,该行星齿轮机构93能够轻松地设计约5倍至30倍的增速,因此,如果需要,可以以1段完成后段的平行轴齿轮机构(省略图示),此时,能够减少重量和轴向尺寸。
在具有上述结构的行星齿轮机构93的风力发电用增速器的情况下,具体而言成为如下结构,即由2个行星齿轮部94A、94B与行星销部94C一体化形成的“行星齿轮94”通过未图示的轴承双支承于存在于其两侧的支承部件即轮架97。因此,能够通过与图24所示的结构相类似的结构而适用本发明。
另外,在该行星齿轮机构93中,2个内齿轮95A、95B中的一个内齿轮95A经由轴承98以旋转自如的方式支承于壳体99,因此根据设计,能够在该内齿轮95A、轴承98及支承该内齿轮95A的壳体99这3者之间形成本发明所涉及的多个环状部件及间隙。
换言之,本发明所涉及的“齿轮”并不限定于行星齿轮,根据行星齿轮机构的结构,也能够适用于内齿轮或恒星齿轮。
如上所述,关于行星齿轮机构已知有各种结构,本发明可以适用于任意结构的行星齿轮机构。只是优选在“简单行星齿轮机构”的“行星齿轮”的支承部分适用本发明。这是因为,由于其结构简单且廉价,并且行星齿轮具有公转成分和自转成分且以被夹持在内齿轮与恒星齿轮的状态进行旋转,因此该行星齿轮因间隙的存在而能够沿半径方向进行微小位移从而产生的效果非常显著。另外,行星齿轮的齿轮个数在上述实施方式中为3个,但可以为2个,还可以为4个以上,并无特别限定。
另外,在上述实施方式中,均采用了滚子轴承作为轴承,但在本发明中,轴承的种类未必限定于滚子轴承。根据发电容量或行星齿轮机构的结构,例如还可以采用球轴承和滑动轴承。而且,在上述实施方式中,轴承均具有内圈及外圈这二者,但在本发明中,在不形成间隙侧可以为省略内圈或外圈的轴承。
即使在采用任意结构的轴承的情况下,除作为轴承的原本的(齿轮与支承部件之间的)进行相对旋转的部位以外,均存在本发明所涉及的间隙。例如,采用滑动轴承作为轴承的情况下,齿轮与支承部件之间的通常运转时的相对旋转始终由该滑动轴承的部分进行。因此,该滑动轴承中的除进行相对旋转的部位以外,本发明所涉及的间隙单独存在。换言之,虽然“轴承中的相对旋转的部位”上不可避免地存在间隙,但该轴承中相对旋转的部位的间隙不包含于本发明的间隙中。就“轴承中相对旋转的部位的间隙”而言,例如为具有内外圈的轴承时,则为内圈-滚动体-外圈之间的间隙,若不具有内外圈中的其中之一时,则为内外圈的一者-滚动体-构成滚动体的滚动面的部件之间的间隙。
产业上的可利用性
本发明能够利用于具备行星齿轮机构的风力发电用增速器中。
2011年9月7日申请的日本申请号2011-195406、2011年9月7日申请的日本申请号2011-195407、2011年9月26日申请的日本申请号2011-209952、2011年9月26日申请的日本申请号2011-209953的说明书、附图及权利要求书中公开的全部内容通过参考援用于本说明书中。
符号的说明:
1-风力发电设备,3-短舱,4-旋翼头,5-风车叶片,11-发电机,50-增速器,52-行星齿轮机构,58-输入轴,60-输出轴,62-轮架,64-行星销,68-行星齿轮,70-内齿轮,72-恒星齿轮,74-壳体,76-滚子轴承,88A~88E-环状部件,S1~S9-间隙。

Claims (21)

1.一种风力发电用增速器,其具备行星齿轮机构,该风力发电用增速器的特征在于,具备:
齿轮,构成所述行星齿轮机构的一部件;及
支承部件,经由轴承以能够旋转的方式支承所述齿轮,
在所述齿轮与轴承之间、或所述轴承与所述支承部件之间、或者在这二者设置有多个环状部件,
在所述多个环状部件的内周侧及外周侧的至少其中之一形成有供润滑剂进入的间隙。
2.一种风力发电用增速器,其具备行星齿轮机构,该风力发电用增速器的特征在于,具备:
所述行星齿轮机构的行星齿轮;及
轮架,经由轴承以能够旋转的方式支承所述行星齿轮和与所述行星齿轮一体旋转的行星销,
在所述轮架与所述轴承的外圈之间、或所述行星销与所述轴承的内圈之间、或者在这二者设置有多个环状部件,
在所述多个环状部件的内周侧及外周侧的至少其中之一形成有供润滑剂进入的间隙。
3.根据权利要求1或2所述的风力发电用增速器,其特征在于,
所述多个环状部件沿轴向排列。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的风力发电用增速器,其特征在于,
所述多个环状部件沿半径方向排列。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的风力发电用增速器,其特征在于,
所述多个环状部件中,位于轴向外侧的部件上设置有用于限制所述多个环状部件的轴向移动的台阶部。
6.一种风力发电用增速器,其具备行星齿轮机构,该风力发电用增速器的特征在于,具备:
齿轮,构成所述行星齿轮机构的一部件;及
支承部件,经由轴承以能够旋转的方式支承所述齿轮,
在所述轴承中的除相对旋转的部位以外的任意部位形成间隙,该间隙能够使所述齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对沿半径方向进行微小位移,
润滑剂进入所述间隙内,
在隔着所述间隙相对置的2个表面中的至少其中之一设置凹部。
7.根据权利要求6所述的风力发电用增速器,其特征在于,
所述凹部为槽。
8.根据权利要求6或7所述的风力发电用增速器,其特征在于,
在所述齿轮与轴承之间或所述轴承与所述支承部件之间设置有环状部件,
在该环状部件的内周侧及外周侧的至少其中之一形成有所述间隙。
9.根据权利要求8所述的风力发电用增速器,其特征在于,
在该环状部件的内周侧及外周侧这二者形成有所述间隙,
在该环状部件的内周面及外周面这二者设置有凹部。
10.一种风力发电用增速器,其具备行星齿轮机构,该风力发电用增速器的特征在于,具备:
齿轮,构成所述行星齿轮机构的一部件;及
支承部件,经由轴承以能够旋转的方式支承该齿轮,
在所述轴承中的除相对旋转的部位以外的任意部位形成间隙,该间隙能够使所述齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对沿径向进行微小位移,并且
具有将液体密封于该间隙内的密封部件。
11.根据权利要求10所述的风力发电用增速器,其特征在于,
在所述齿轮的轴向两端的内周部与所述支承部件之间配置所述密封部件。
12.根据权利要求10所述的风力发电用增速器,其特征在于,
所述齿轮的轴向两端的内周部的内径不同,
所述密封部件的直径也分别不同。
13.一种风力发电用增速器,其具备行星齿轮机构,该风力发电用增速器的特征在于,具备:
齿轮,构成所述行星齿轮机构的一部件;及
支承部件,经由轴承以能够旋转的方式支承该齿轮,
在所述轴承中的除相对旋转的部位以外的任意部位形成间隙,该间隙能够使所述齿轮、轴承及支承部件中的至少2者彼此相对沿径向进行微小位移,并且
具备润滑剂能够进入且向该间隙开口的润滑通路。
14.根据权利要求13所述的风力发电用增速器,其特征在于,
所述润滑通路具备:轴向通路,沿所述支承部件的轴向设置;及径向通路,从该轴向通路沿径向形成且向所述间隙开口。
15.根据权利要求14所述的风力发电用增速器,其特征在于,
所述轴承沿轴向并排设置多个,所述径向通路从该多个并排的轴承之间向所述间隙开口。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的风力发电用增速器,其特征在于,
至少包含所述间隙的微小空间在该间隙的所述开口以外的部分密封。
17.根据权利要求14或15所述的风力发电用增速器,其特征在于,
所述径向通路分别形成在能够相对旋转的2个部件上,在该2个部件的至少其中之一形成有与所述径向通路连通的周向槽。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的风力发电用增速器,其特征在于,
所述行星齿轮机构为简单行星齿轮机构。
19.根据权利要求6至18中任一项所述的风力发电用增速器,其特征在于,
所述齿轮为所述行星齿轮机构的行星齿轮,
该行星齿轮通过作为所述支承部件的行星销支承为相对于该行星销能够旋转,并且
所述轴承具备内圈或外圈,
所述间隙形成于所述行星销与该轴承的内圈之间或所述齿轮与该轴承的外圈之间。
20.根据权利要求6至18中任一项所述的风力发电用增速器,其特征在于,
所述齿轮为所述行星齿轮机构的行星齿轮,
该行星齿轮连同与该齿轮一体旋转的行星销一起,通过作为所述支承部件的所述行星齿轮机构的轮架支承为相对于该轮架能够旋转,并且
所述轴承具备内圈或外圈,
所述间隙形成于所述行星销与该轴承的内圈之间或该轮架与该轴承的外圈之间。
21.根据权利要求10至20中任一项所述的风力发电用增速器,其特征在于,
在所述齿轮与轴承之间或所述轴承与所述支承部件之间设置有环状部件,在该环状部件的内周侧及外周侧的至少其中之一形成有所述间隙。
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