CN105008715B - 使用于风力发电设备的减速装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用于风力发电设备(10)的减速装置(G1～G4)，其中，作为动力传递***的一部分，具备中空结构的空心轴(66)，该空心轴(66)的内部连结有朝向下一级的连结轴即动力传递部件(70)，该空心轴(60)的中空结构的一端部(66A)能够从前级侧外壳(45)露出，连结部(70)设为与构成动力传递***的其他部件相比在传递动力时容易产生特定变化的脆弱部，并且，该连结轴(70)设为可以在该减速装置(G1)本身装配于风力发电设备(10)的状态下从空心轴(66)的一端部(66A)向前级侧外壳(45)外取出该连接轴(70)。由此，得到能够在狭窄的短舱内更加轻松地进行维护操作的使用于风力发电设备的减速装置。

Description

使用于风力发电设备的减速装置

技术领域

本发明涉及一种使用于风力发电设备的减速装置。

背景技术

专利文献1中公开有使用于风力发电设备的减速装置。

作为使用于风力发电设备的减速装置有：用于使设置在支柱的最上部的短舱(发电室)在水平面内旋转的偏航(Yaw)驱动用减速装置，或用于改变风车叶片的角度的桨距(Pitch)驱动用减速装置等。

风力发电设备的短舱位于离地面非常高的位置，且仅确保有非常狭窄的空间。另一方面，每一个使用于风力发电设备的减速装置均具有相当大的重量。因此，搬入短舱内或搬入后的操作等相当麻烦。

因此，专利文献1中公开有将减速装置的外壳设为能够分离成包含正交齿轮机构的高速侧外壳体和包含末级减速机构的低速侧外壳体，并且将各自的润滑油封入各外壳体的结构。由此，能够进一步提高减速装置的操作性。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-231749号公报(图2～图4)

发明的概要

发明要解决的技术课题

然而，由于风力发电设备是设置于自然环境下的设备，有时会受到狂风或较强的疾风。在这种状况下，会产生巨大的风力负载从减速装置的输出侧输入的“动力逆流现象”。因此，减速装置等有时处于非常严峻的状态中，有时还需要进行维护。

根据专利文献1中公开的技术，由于外壳可分为高速侧外壳体和低速侧外壳体，因此能够在低速侧外壳体装配在短舱的状态下，仅分离(拆卸)高速侧外壳体而进行维护。但是，实际上即便如此，操作起来也并不轻松。

本发明是为了解决这种以往的问题而完成的，其课题在于提供一种能够在狭窄的短舱内更加轻松地进行维护操作的使用于风力发电设备的减速装置。

用于解决技术课题的手段

本发明通过设置成如下结构来解决上述课题，一种使用于风力发电设备的减速装置，其中，作为动力传递***的一部分具备中空结构的空心轴，在该空心轴的内部连结有朝向下一级的动力传递部件，该空心轴的所述中空结构的一端部能够从外壳露出，所述动力传递部件设为与构成动力传递***的其他部件相比在传递动力时容易产生特定变化的脆弱部，并且，该动力传递部件设为可以在该减速装置本身装配于风力发电设备的状态下从所述空心轴的所述一端部向外壳外取出该动力传递部件。

本发明中，作为构成动力传递***的轴具备中空结构的空心轴。并且，在该空心轴的内部连结有朝向下一级的动力传递部件。与构成动力传递***的其他部件相比，动力传递部件特意设为脆弱部，若动力传递中出现严峻的状况，则使构成该脆弱部的动力传递部件产生特定变化。

另一方面，空心轴的中空结构的一端部能够从外壳露出。并且，在动力传递部件产生了该特定变化后，可在减速装置本身装配于风力发电设备的状态下从空心轴的所述一端部向外壳外取出该动力传递部件。因此，维护非常轻松。

发明效果

根据本发明，能够得到一种能够在狭窄的短舱内更加轻松地进行维护操作的使用于风力发电设备的减速装置。

附图说明

图1是本发明的实施方式的一例所涉及的使用于风力发电设备的减速装置的整体剖视图。

图2是图1的主要部分放大剖视图。

图3是图1的上述减速装置的取出动力传递部件时的分解图。

图4是示意地表示上述风力发电设备中组装有上述减速装置的状态的立体图。

图5是本发明的另一实施方式的一例所涉及的相当于图1的减速装置的剖视图。

图6是图5的主要部分放大剖视图。

图7是本发明的又一实施方式的一例所涉及的相当于图2的主要部分放大剖视图。

图8是图7的减速装置的取出动力传递部件时的分解图。

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使用于风力发电设备的减速装置的结构进行详细说明。

本实施方式中，本发明适用于在风力发电设备的偏航驱动***中使用的减速装置。从风力发电设备的整体概略结构开始进行说明。

参考图4，该风力发电设备10在圆筒支柱(风力发电设备10的主体)11的最上部具备短舱(发电室)12。短舱12上组装有偏航(Yaw)驱动***14和桨距(Pitch)驱动***16。偏航驱动***14控制短舱12相对于圆筒支柱11的回转角。桨距驱动***16控制安装于整流罩18的3片风车叶片20的桨距角。

偏航驱动***14具备4个带有马达22及输出小齿轮24的减速装置G1～G4、及1个与各个输出小齿轮24啮合的回转齿轮28(回转齿轮28在该例子中为供输出小齿轮24内接的内齿轮，但也可以是供输出小齿轮24外接的外齿轮)。各减速装置G1～G4经由螺栓29(参考图1)分别固定于短舱12的结构体12A的预定位置。

根据该结构，若通过附设于各减速装置G1～G4的马达22使各个输出小齿轮24同时旋转，则该输出小齿轮24在与回转齿轮28啮合的同时相对于该回转齿轮28的中心36(参考图4)进行公转。其结果，能够使短舱12相对于固定在圆筒支柱11的回转齿轮28相对移动，并且通过反作用，能够使短舱12整体绕固定于圆筒支柱11的回转齿轮28的中心36回转。由此，能够使整流罩18朝向所希望的方向(例如迎风的方向)，并能够有效地承受风压。

由于所述偏航驱动***14的减速装置G1～G4均具有相同的结构，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使用于风力发电设备的偏航驱动***14的减速装置G1的整体剖视图，图2是图1的主要部分放大剖视图。

减速装置G1在动力传递路径上依次配置有马达22、正交齿轮减速机构40、第1平行轴减速机构41、第2平行轴减速机构42及偏心摆动型的行星齿轮减速机构44。其中，正交齿轮减速机构40、第1平行轴减速机构41、第2平行轴减速机构42容纳于前级侧外壳45内。

本实施方式中，前级侧外壳45具备兼作马达罩的侧罩45A、前级侧外壳主体45B、盖体45C及兼作与后级侧外壳48之间的桥梁的中继外壳45D，且通过螺栓43成为一体。前级侧外壳45的内部空间P1被油封(密封部件)71A～71C密封，且该内部空间P1封入有润滑剂。

马达22的马达轴46兼作正交齿轮减速机构40的输入轴，在前端以直切方式形成有准双曲面小齿轮47。另外，在该马达轴46的与负载相反的一侧的端部具备制动装置(省略图示)。

正交齿轮减速机构40具备准双曲面小齿轮47及准双曲面齿轮50。第1平行轴减速机构41具备小正齿轮54及正齿轮56。第2平行轴减速机构42具备小正齿轮60及正齿轮64。正齿轮64固定于中空结构的空心轴(第2平行轴减速机构42的输出轴)66。

如此，该实施方式的动力传递***在其一部分具备中空结构的空心轴66。并且，在该空心轴66的内部连结有朝向下一级的连结轴(动力传递部件)70。

对于空心轴66及连结轴70附近的结构，此后进行详述，在此首先对配置在空心轴66及连结轴70的后级的偏心摆动型的行星齿轮减速机构44进行说明。

行星齿轮减速机构44为所谓的中心曲柄式的偏心摆动型减速机构，其具备：经由连接环部件79与连结轴(动力传递部件)70连结的输入轴73；经由键75与该输入轴73成为一体的2个偏心体74；组装于该偏心体74的外周且通过该偏心体74进行摆动的2个外齿轮76；及该外齿轮76摆动的同时内啮合的内齿轮78。

另外，行星齿轮减速机构44容纳于后级侧外壳48。后级侧外壳48主要由第1外壳体48A、第2外壳体48B、负载相反侧罩体48C及负载侧罩体48D构成，且经由螺栓29固定于短舱12的结构体12A。后级侧外壳48的内部空间P2被油封(密封部件)71D、71E密封，且在该内部空间P2封入有润滑剂。

所述内齿轮78包括：与其中的第1外壳体48A成为一体的内齿轮主体78A、旋转自如地保持于该内齿轮主体78A而发挥内齿的作用的圆筒状的外销78B。内齿轮78的内齿数量(外销78B的数量)比外齿轮76的外齿数量稍多(该例子中仅多1个)。

多个(该例子中为12个)内销80与滑动促进部件81一同在同一圆周上贯穿外齿轮76。内销80与输出法兰(轮架)82成为一体，该输出法兰82与减速装置G1的输出轴84成为一体。

另外，各内销80的各端部被按压板86支承，按压板86隔着非常微小的间隙而与负载相反侧罩体48C的阶梯部48C1对置，使得仅在该按压板86受到较强的径向负载时与该阶梯部48C1接触。

输出轴84被组装于第2外壳体48B的内周的自动调心滚子轴承85和配置于第1外壳体48A的内周的滚子83支承。滚子83与内齿轮78的所述外销78B同轴配置，通过支承与输出轴84成为一体的输出法兰82，旋转自如地支承输出轴84的一端。

在输出轴84上经花键87连结有上述输出小齿轮24，该输出小齿轮24设为与已说明的回转齿轮28(图4)啮合的结构。

在此，对第2平行轴减速机构42的输出轴即所述空心轴66及连结于该空心轴66的内部的所述连结轴70附近的结构进行说明。

一并参考图2，空心轴66设为中空结构的一端部66A能够从前级侧外壳45露出。具体而言，空心轴66设为具有沿轴向贯穿的中空部66C的中空结构。空心轴66经一对密封球轴承88、90旋转自如地支承于前级侧外壳45，该中空结构的一端部66A比一个密封球轴承88更向轴向外侧延伸。其结果，空心轴66的一端部66A能够向前级侧外壳45外露出。

另外，该实施方式中，实际上该空心轴66的一端部66A由防尘用透明盖部件67封住。但是，能够通过卸掉螺栓68来简单地拆卸该盖部件67，一端部66A能够轻松地露出。并且，关于“能够露出”，无需使一端部66A比外壳侧面更向外侧突出，一端部66A也可以位于比外壳侧面更靠内侧的位置。

在空心轴66的内部连结有朝向下一级的连结轴(动力传递部件)70。

具体而言，连结轴70在一端部66A的附近具备与空心轴66连结的第1连结部70A，且该连接轴70在该第1连结部70A处连结于空心轴66的内部。本实施方式中，第1连结部70A经由衬套63设置于空心轴66的一端部66A的内侧。并且，连结轴70在从该空心轴66的另一端部66B突出的部分经由连接环部件79与下一级的部件即所述偏心摆动型行星齿轮减速机构44的输入轴73连结。

首先，从将连结轴70连结于空心轴66的内部的结构开始进行详细说明。

该实施方式中，并非将连结轴70与空心轴66本身直接连结，而是使衬套63介于两者之间。即，本实施方式中，具备经由键69在旋转方向上与空心轴66的内周卡合的衬套63(筒状部件)，连结轴70通过与该衬套63连结而连结于空心轴66的内部。具体而言，连结轴70与衬套63作为包含挡圈77的单一的组件A1而成为一体，且通过键69与空心轴66卡合。即，衬套63与空心轴66的连结是利用了键69的“间隙配合”。

另一方面，连结轴70的第1连结部70A与(与空心轴66成为一体的)衬套63之间的连结通过“过盈配合”来进行。过盈配合通过压入或热压配合来实现。该过盈配合为，第1连结部70A受到第1预定值S1以上的转矩时，在弹性变形的范围内，在连结轴70与空心轴66之间产生相对滑动的过盈配合。

第1预定值S1设为将大于马达22的额定转矩等效荷载且小于极值荷载的范围的预定的荷载换算成第1连结部70A部分的荷载的值。额定转矩等效荷载表示所连接的马达22输出额定转矩时施加于输出轴84的荷载。极值荷载是指在使用年限(在风力发电设备的减速装置的情况下为20年)期间，对输出轴84仅施加1次也不会被破坏的荷载。极值荷载在本实施方式中(虽然范围略宽)稍大于额定输出转矩等效荷载的2倍。

该实施方式中，连结轴70的第1连结部70A为本发明所涉及的“与构成动力传递***的其他部件相比在传递动力时容易产生特定变化的脆弱部”。其中，“特定变化”是指“动力传递部件受到特定转矩以上(该例子中为第1预定值S1以上)的转矩时，无法将该受到的转矩直接传递的变化”。该实施方式中，由于采用过盈配合，因此，若连结轴70受到第1预定值S1以上的转矩，则在第1连结部70A会产生“相对滑动”，该转矩将无法直接传递。因此，该“相对滑动”相当于特定变化，被设定成(与动力传递***的其他部件相比)容易产生该相对滑动的第1连结部70A相当于“脆弱部”。反言之，也可以看作由于连结轴70的第1连结部70A构成本发明所涉及的“脆弱部”，因此连结轴70在传递动力时变成容易产生特定变化(与空心轴66的相对滑动)。

另外，本实施方式中，具备能够从外部检测该特定变化(相对滑动)的产生的检测机构D1。具体而言，与空心轴66成为一体的衬套63的端面63A和连结轴70的端面70D大致配置在同一平面，该检测机构D1由横跨两个端面63A、70D而沿径向描绘的例如红色标记(连续的记号)构成(或者，也可以用前端尖锐的物体划出线或将较细的铜线等横跨于两个端面63A、70D)。由于经由透明的盖部件67能够观察得到该标记，因而若在空心轴66(衬套63)与连结轴70之间产生特定变化(相对滑动)则该标记就会错位，能够从外部观察得到产生该特定变化的情况。

接着，对连结轴70与下一级的部件即行星齿轮减速机构44的输入轴73之间的连结结构进行说明。

连结轴70在从空心轴66的另一端部66B突出的部分的端部具备第2连结部70B，该连结轴70经由该第2连结部70B与下一级的部件即行星齿轮减速机构44的输入轴73连结。具体而言，该连结经由连接环部件79进行。连接环部件79具备内花键79A。第2连结部70B具备外花键70B1，且与连接环部件79的内花键79A的轴向上的空心轴66侧的一部分79A1卡合。另一方面，下一级的偏心摆动型行星齿轮减速机构44的输入轴73的端部形成有外花键73A，该输入轴73的外花键73A与连接环部件79的内花键79A的轴向上与空心轴66相反的一侧的另一部分79A2卡合。因此，该实施方式中，动力经由连接环部件79直接在连结轴70的第2连结部70B与输入轴73之间进行传递。即，并未设为“脆弱部”。

另外，将连接环部件79的轴向长度设为较长，以便由空心轴66和连接环部件79包围连结轴70的总长。

另外，本实施方式中，连结轴70的(与空心轴66连结的)第1连结部70A的外径为d1，(与下一级部件连结的)第2连结部70B的外径为d2。并且，与空心轴66连结的连结部和与下一级连结的连结部之间的中间部70C的直径为d3，且d2＞d1＞d3。即，第1连结部70A与第2连结部70B之间的中间部70C设为比各连结部70A、70B的外径d1、d2小的直径d3。

并且，空心轴66的所述中空部66C内的空间P3通过油封71B、71C(密封部件)与该减速装置G1的前级侧外壳45内的封入润滑剂的空间P1隔离。即，本实施方式中，空心轴66贯穿前级侧外壳45。在空心轴66与前级侧外壳45之间配置有油封71B、71C，该前级侧外壳45的空间P1内的润滑剂无法进入空心轴66内的空间P3内。并且，后级侧外壳48也构成为，在其与压入于从后级侧外壳48突出的输入轴73的外周的衬套72之间配置有油封71D，后级侧外壳48内的润滑剂无法进入连接环部件79内的空间P4。结果，空心轴66内的空间P3及连接环部件79内的空间P4通过油封71B、71C、71D与减速装置G1的封入有润滑剂的空间P1、P2完全隔离，连结轴70上不会附着减速装置G1的润滑剂。

另外，该实施方式中，空心轴66的轴向尺寸为L1。另一方面，连结轴70与空心轴66的一端部66A附近连结，并且在从该空心轴66的另一端部66B突出的部分与下一级的部件即行星齿轮减速机构44的输入轴73连结。因此，连结轴70的总长L2相当长。并且，如上所述，连结轴70的第1连结部70A与第2连结部70B之间的中间部70C的外径d3设为比各连结部70A、70B的外径d1、d2小。

连结轴70之所以设为这种结构，是为了使该连结轴70在满足预定条件时向旋转方向仅扭曲变形预定的扭曲变形量(旋转角相位差)。

由于该结构并不是公知的，因而稍作详细说明。

该实施方式所涉及的连结轴70在作用于输出小齿轮24的荷载成为小于与所述第1预定值S1相对应的荷载的第2预定值S2以上时，向旋转方向扭曲变形与各减速装置G1～G4中的输出小齿轮24相对于回转齿轮28的各自的“侧隙之差”相当的预定角度以上。

在此，“作用于输出小齿轮24的荷载成为小于与第1预定值S1相对应的荷载的第2预定值S2以上时”的“第2预定值S2”通过考虑“施加有较强的风力负载时，在第1连结部70A产生特定变化(相对滑动)之前的阶段，通过使各减速装置均匀地承受荷载来避免荷载只集中在特定的减速装置上。”这一点而确定。

具体而言，马达22输出额定转矩时施加于输出小齿轮24的额定转矩等效荷载成为1个指标。另外，第2预定值S2也可以较低，但如果设为从过低的等级就开始产生扭曲变形，则不仅由马达22进行驱动时的响应性变差，而且难以确保必要的强度，因此当马达22输出疲劳等效荷载(马达的额定转矩的一半左右)的转矩时施加于输出小齿轮24的值实际上几乎成为下限。

另外，针对所述“侧隙之差”，理想的是回转齿轮28与输出小齿轮24之间的侧隙最小的减速装置的侧隙量和该侧隙最大的减速装置的侧隙量之差。更具体而言，是“短舱12通过风力负载进行旋转，由此侧隙最小的减速装置的侧隙堵塞(成为0)之后直到具有最大侧隙的减速装置的侧隙消失为止，具有该最大侧隙的减速装置的输出小齿轮24所旋转的角度”。

但是，由于侧隙最小的减速装置的连结轴70扭曲，因此当侧隙第二小的减速装置的输出小齿轮24与回转齿轮28啮合时，仅此即可得到基于2台减速装置的等分配效果，并且，由于该2台减速装置的连结轴70扭曲，由此当下一个减速装置的输出小齿轮24与回转齿轮28啮合时，可进一步得到等分配效果。如此一来，归根到底可将“侧隙之差”理解为任意2台减速装置中的侧隙之差。

另外，与侧隙之差“相当的角度”是指根据成为对象的连结轴70在动力传递***上的位置而乘以减速比(从输出小齿轮观察时为增速比)量的角度。例如，该实施方式中从输出小齿轮24观察时的行星齿轮减速机构44的增速比为43，因此成为43倍后的角度。

另外，图1～图3中的形成在连结轴70的端面70D的螺孔70T为当连结轴70难以拔出时，供拔出用夹具的螺钉螺合的部件。

接着，对该减速装置G1的作用进行说明。

参考图1，马达22的马达轴46的旋转通过正交齿轮减速机构40的准双曲面小齿轮47及准双曲面齿轮50的啮合被初级减速之后，经由第1平行轴减速机构41及第2平行轴减速机构42传递至空心轴66。

空心轴66的旋转经由连结轴70传递至偏心摆动型行星齿轮减速机构44的输入轴73。对于该部分的作用，之后进行详述。

若偏心摆动型行星齿轮减速机构44的输入轴73旋转，则外齿轮76(与内齿轮78内接的同时)经由偏心体74摆动旋转。其结果，输入轴73每旋转1次，外齿轮76摆动1次，相对于内齿轮78相位每次偏离(齿数差的量)1个齿的量(产生自转成分)。

通过经滑动促进部件81、内销80及输出法兰(轮架)82从输出轴84输出该自转分量，可实现行星齿轮减速机构44中的减速。

输出轴84的旋转经花键87传递至输出小齿轮24。输出小齿轮24与回转齿轮28啮合，并且，该回转齿轮28固定在圆筒支柱11。因此，通过反作用，输出小齿轮24自转的同时相对于回转齿轮28的中心36进行公转，短舱12相对于该圆筒支柱11侧的回转齿轮28的轴心36沿水平方向旋转(回转)。

在此，例如，假设因疾风等而产生使机舱12强制回转的“风力负载”。该风力负载逆向驱动偏航驱动***14，且经回转齿轮28欲使减速装置G1的输出小齿轮24旋转。若该风力负载为通常设想的范围内的(小于第1预定值S1的)转矩，则在连结轴70与空心轴66(与其成为一体的衬套63)之间不会产生相对滑动(不会产生特定变化)。即，该转矩直接经空心轴66继续向减速装置G1的第2平行轴减速机构42侧传递，最后被附设于马达22的未图示的制动装置阻止。其结果，由风引起的短舱12的活动被可靠地制动。当然，包含减速装置G1在内的偏航驱动***14的各部不会产生特别的异常现象。

但是，由于风力发电设备是设置在自然环境下的设备，有时会受到非常强的狂风或疾风。一般刮强风时，减速装置G1～G4的各旋转要件通过设置在马达22的与负载相反的一侧的制动装置而成为无法旋转的状态，防止短舱12因强风而以非控制状态进行回转。因此，包含减速装置G1在内的偏航驱动***14的各构成部件几乎在停止的状态下正面接受该较强的风力负载，会处于非常严峻的状态下。

因此，若没有准备任何对策，则包含减速装置G1在内的偏航驱动***14的某个部分中的无法承受该风力负载的部位可能会产生塑性变形。此时，若塑性变形部位例如为偏航驱动***14的回转齿轮28等，则其修复工作的规模非常庞大，需花费巨大的成本。

然而，根据本实施方式，连结轴70(的第1连结部70A)特意地设为，与构成动力传递***的其他部件相比传递动力时容易产生特定变化(与空心轴66的相对滑动)的“脆弱部”。因此，由于风力负载从输出小齿轮24侧施加，因而若连结轴70的第1连结部70A所受转矩超出第1预定值S1，则在(其他部件在传递动力时产生某些变化之前)该连结轴70的第1连结部70A与空心轴66之间产生作为特定变化的“与空心轴66的相对滑动”。

这样，该第1连结部70A不会传递第1预定值S1以上的转矩，因此能够自动防止偏航驱动***14的所有构成要件受到与该第1预定值S1相对应的转矩以上的转矩。

即，本实施方式中，当风力负载过大时，在动力传递***的各部件中，最先在连结轴70产生作为特定变化的“与空心轴66的相对滑动”，因此不会产生所谓的重大损坏，首先从这一点可以知道容易进行维护。

本实施方式中，即使检测出特定变化的产生，(由于采用了弹性变形内的过盈配合因而)在该过大的风力负载消失后，大多数情况下，能够(与产生特定变化前同样地)继续使用连结轴70。然而，在产生了这种特定变化后(或者产生了几次特定变化后)，连结轴70可能会呈现出某些异常征兆，因此优选取出连结轴70而对其进行实际检查。

此时，本实施方式中，如图3所示，通过卸下螺栓68来拆卸盖部件67，即可使空心轴66的中空结构的一端部66A向前级侧外壳45外露出。并且，能够(在该减速装置G1本身装配在风力发电设备10的短舱12的状态下)从该一端部66A向前级侧外壳45外取出连结轴70。即，完全不需要分解前级侧外壳45和后级侧外壳48就能够取出连结轴70。

并且，如果检查结果没有问题，则可直接使用该检查后的连结轴70，若发现异常，则能够从拔出的空心轴66的中空结构的一端部66A装配新的更换部件。因此，从这一点来看，维护相当简便。

除了这种基本的作用效果之外，上述实施方式中，如上所述，尤其是，由于采用与空心轴66连结的第1连结部70A设为脆弱部，并且作为特定变化在连结轴70与空心轴66之间产生相对滑动的结构，因此不仅能够保护偏航驱动***14的各部件免受过大转矩的影响，而且连结轴70本身也(即使具有脆弱部，并且产生了特定变化)不必立即进行更换。

并且，上述实施方式中，采用连结轴70的与空心轴66连结的第1连结部70A通过过盈配合进行连结的结构，因此通过设为维持基于该过盈配合的连结轴70与空心轴66的各自的弹性变形的结构，即使在滑动中途，也能够在第1连结部70A维持相当于第1预定值S1的转矩的传递。因此，例如，相比单纯关闭离合器等而完全切断减速装置内的动力传递的方法，能够进一步防止短舱12无秩序地摆晃(无制动功能且方向随着风向而不定的状态)。

并且，上述实施方式中，具备在旋转方向上与空心轴66的内周卡合的衬套(筒状部件)63，连结轴70通过过盈配合与该衬套63连结。由此，能够得到很多优点。即，想要在空心轴66的内部通过过盈配合直接连结连结轴70时，尤其将暂时从空心轴66取出的连结轴70再次***空心轴66内而重新连结时，需要通过过盈配合进行连结的同时还要进行组装，这将伴随诸多困难。然而，本实施方式所涉及的连结轴70在第2连结部70B只是通过花键在旋转方向上卡合连接环部件79和衬套63，因此，例如在取出时，将“连结轴70及衬套63的组件A1”连同挡圈77一同拔出，从而能够轻松地取出连结轴70(参考图3)。

并且，拔出后进行检查的结果，连结轴70并无特别的异常而重新组装时，或者发现某些异常而与新品进行更换时，只要再次利用键69(通过间隙配合)将该组件A1从空心轴66的中空结构的一端部66A***组装于前级侧外壳45的空心轴66的内部直到挡圈77卡止为止即可。因此，重新组装和更换非常轻松。尤其，能够在工厂内预先“以适当的过盈配合”制造连结轴70，因此能够非常准确地实现第1预定值S1的管理(滑动开始转矩的管理)。

另外，将组件A1通过间隙配合***空心轴66内的结构可能会产生微振磨损，但即使在空心轴66与衬套63之间产生微振磨损等而变得难以拔出，本实施方式中，也能够利用形成在连结轴70的端部的螺孔70T并使用未图示的夹具轻松地拔出连结轴70。

另外，上述实施方式中，连结轴70设为与空心轴66的一端部66A的附近连结，并且在从该空心轴66的另一端部66B突出的部分与偏心摆动型行星齿轮减速机构44的输入轴(下一级的部件)73连结的结构。因此，能够确保连结轴70的总长L2较长，并能够得到应用了“扭曲变形”的荷载等分配效果。

由于该作用效果并非是公知的，稍作详细说明。

如上所述，一般刮强风时，偏航驱动***14的各旋转要件通过设置在马达22的与负载相反的一侧的未图示的制动装置而成为无法旋转的状态，防止短舱12因强风而以非控制状态进行回转。

因此，在以往的偏航驱动***中，实际上，欲通过“仅1台”驱动***的因短舱12的活动而侧隙最先被填充的减速装置(方便起见，设为第1减速装置G1)来阻止该回转齿轮28的进一步旋转，因此存在其他减速装置G2～G4的输出小齿轮24维持与回转齿轮28之间的侧隙未被填充的状态，并无法从回转齿轮28侧接受风力负载的问题。

然而，根据本实施方式，首先，若侧隙最先被填充的第1减速装置G1的输出小齿轮24从回转齿轮28受到第2预定值S2以上的荷载，则通过该荷载，连结轴70扭曲变形。因此，(尽管减速装置G1～G4的各旋转要件通过制动装置处于旋转基本停止的状况)通过连结轴70的该扭曲变形，输出小齿轮24能够继续旋转，回转齿轮28也能够追随其而继续旋转。

其结果，以往仅施加于第1减速装置G1的来自回转齿轮28侧的荷载的一部分被分配到第2减速装置G2。并且，第2减速装置G2以及第3减速装置G3也能够扭曲变形，因此通过各减速装置G1～G4的连结轴70的扭曲变形，最终成为各减速装置G1～G4的各自的连结轴70承受大致相等的反作用力的状态。

总而言之，这表示，例如在如本实施方式那样偏航驱动***14由4个减速装置G1～G4构成的情况下，实际上(与以往相比)能够得到与风力负载大致减小至1/4的情况相同的作用效果。反言之，使连结轴70与空心轴66开始相对旋转的风力负载(与第1预定值S1的确定有关的风力负载)能够提高至大致4倍。

但是，该动力传递部件积极利用“扭曲变形”而得到“荷载等分配效果”的结构，在本发明中不一定是必须的。在未采用该结构时，只有施加于特定的减速装置的风力负载迅速超出第1预定值，容易产生滑动现象，但例如上述实施方式中，由于在第1连结部70A产生滑动，因而风力负载会自动地依次施加于具有第2(之后第3……)大侧隙的减速装置，因此，最终在所有的减速装置产生滑动的时刻得到荷载等分配效果。

并且，本实施方式中，连结轴70设为第1连结部70A与第2连结部70B之间的中间部70C的外径d3小于各连结部70A、70B的外径d1、d2。因此，即使是同样的总长L2也能够更大地确保上述扭曲变形，其结果，能够实现减速装置G1整体的小型化。并且，当连结轴70折损时，通过用适当的夹具夹持该直径较小的中间部70C，从而能够夹住残留在输入轴73侧的连结轴70的剩余部(省略图示)而进行拔出。

另外，本实施方式中，具备能够从外部检测出特定变化(相对滑动)的产生的检测机构D1，因此无需分解前级侧外壳45就能够确认是否产生了特定变化。具体而言，可通过观察横跨减速装置G1上部的与空心轴66成为一体的衬套63的端面63A和连结轴70的端面70D而沿径向描绘的红色标记(连续的记号)是否错位来确认是否产生了相对滑动。进行维护时，若能够通过该观察而确认到连结轴70上并未产生特定变化，则能够省略特意取出该连结轴70来进行检查的工作本身。考虑到不得不在非常狭窄的短舱12的空间内进行减速装置G1的维护的情况时，该效果实际上非常大。

并且，本实施方式中，空心轴66的一端部66A被盖部件67封住，因此能够防止垃圾等混入空心轴66内，并且能够维持观察的容易性。尤其，该实施方式中，盖部件67由透明的部件制成，因此无需取下盖部件67也能够确认有无特定变化，因此便利性特别高。

另外，本实施方式中，空心轴66的空间P3及连接环部件79的空间P4通过油封71B、71C、71D与该减速装置G1的封入有润滑剂的空间P1、P2隔离，因此，拔出连结轴70时，无需担心润滑剂滴落等。

另外，上述实施方式中，示出了在动力传递路径上依次配置有马达22、正交齿轮减速机构40、第1平行轴减速机构41、第2平行轴减速机构42及行星齿轮减速机构44的减速装置G1(～G4)，但在本发明中，偏航减速***的减速机构的具体结构并不特别限定于上述结构。

在图5、图6中示出采用蜗轮减速机构110来代替之前的实施方式中的正交齿轮减速机构40、第1平行轴减速机构41及第2平行轴减速机构42的减速装置G1a的结构例。其他3个减速装置(省略图示)也设为与减速装置G1a相同的结构。

另外，该实施方式中，马达朝与纸面正交的方向安装，但在该图5中，并未示出马达本身，而只示出了马达的安装孔114。

蜗轮减速机构110由蜗杆116和蜗轮118构成。蜗轮118(为该蜗轮减速机构110的输出轴)与蜗杆输出轴120成为一体。蜗杆输出轴120是中空的，且具有与之前的实施方式中的第2平行轴减速机构42的空心轴66相同的结构。连结轴70通过与之前的实施方式相同的连结结构连结于蜗杆输出轴120的内部。并且，连结轴70以与之前的实施方式的连结轴70相同的结构与下一级的部件即第1简单行星齿轮减速机构130的恒星齿轮132的旋转轴133连结。

第1简单行星齿轮减速机构130具备恒星齿轮132、行星齿轮134及内齿轮136，恒星齿轮132作为输入部件发挥作用，支承行星齿轮134的轮架138作为输出部件发挥作用。

在第1简单行星齿轮减速机构130的后级连结有第2简单行星齿轮减速机构140。第2简单行星齿轮减速机构140具备经花键139与所述轮架138连结的恒星齿轮142、行星齿轮144及内齿轮146，恒星齿轮142作为输入部件发挥作用，支承行星齿轮144的轮架148作为输出部件发挥作用。

另外，该实施方式中，不存在相当于之前的实施方式的油封71D的油封，空心轴66的内部未与封入有润滑剂的空间P5隔离。

该实施方式中，蜗杆输出轴120、连结轴70也具有与之前的实施方式的空心轴66、连结轴70相同的结构，因此能够得到与之前的实施方式相同的作用效果。因此，对与之前的实施方式实际上相同的部位标注与之前的实施方式相同的符号，并省略重复说明。

该实施方式中，蜗轮减速机构110的减速比设定为30以上(优选为40以上)。若将蜗轮减速机构110的减速比设定为30以上，则能够利用该蜗轮减速机构110本身所具有的自锁功能(不通过来自负载侧的荷载而旋转的功能)作为“制动装置”。因此，能够省略之前的实施方式中所必须的附设于马达22的制动装置，能够相应的降低成本。

并且，图7、图8中示出本发明的又一实施方式的一例。该减速装置G1b的基本结构与图1～图3的实施方式所涉及的减速装置G1相同。

不同的是，在之前的实施方式中，衬套63介于空心轴66与连结轴70之间，但本实施方式中，连结轴70通过键169直接连结于空心轴66的内部。由于也不需要挡圈(77)，因此省略。

由于与空心轴66连结的第1连结部70A采用基于键169的连结，因此与之前的实施方式相同地通过“间隙配合”来进行连结轴70从空心轴66的一端部66A的进出，因此较为轻松。但是，由于采用基于键169的连结，因此，即使施加有过大的风力负载，在该部分也不会产生相对滑动。即，该实施方式中，第1连结部70A并未构成脆弱部。

而该实施方式中，连结轴70的与空心轴66连结的第1连结部70A的外径为与之前的实施方式相同的d1，与下一级连结的第2连结部70B的外径也为与之前的实施方式相同的d2，相对于此，该第1连结部70A与第2连结部70B之间的中间部70Ca的外径为d3a且比之前的实施方式的外径d3稍小，而该部分即第1连结部70A和第2连结部70B之间的中间部70Ca本身成为“脆弱部”。即，有过大的风力负载输入时，该连结轴70本身的中间部70Ca产生塑性变形。换言之，该实施方式中，连结轴(动力传递部件)70的特定变化为该连结轴70本身的塑性变形。

在该实施方式中，也能够通过与之前的实施方式相同的结构来确认是否产生了特定变化。但是，与之前的实施方式不同，当确认到特定变化的产生时，立即更换连结轴70。

如上所述，连结轴70的取出、重新组装或更换非常轻松。并且，作为实际问题，施加有使连结轴70足以塑性变形的程度的风力负载的情况并不频繁，另一方面，“若塑性变形则为连结轴70”这种设想是可能的，因此也可预先储备，因此从实用方面来讲，并没有那么多障碍，尤其在能够降低初始成本(风力发电设备的建设成本)这一点来看，比图1～图3的实施方式优异。

其他部分与之前的图1～图3的实施方式相同，因此在图中仅限于对相同或类似的部分标注相同的符号，并省略重复说明。

如以上说明，本发明中，对于将动力传递部件的哪个部分设为何种形态的脆弱部，并无特别限定。例如，代替第1连结部，或除了第1连结部之外，也可以将第2连结部设为脆弱部。并且，在利用键连结第1连结部或第2连结部的情况下，也可以考虑使用容易塑性变形的细长键等方法。此时的特定变化是指键的塑性变形。

如此，脆弱部的形成未必一定限定为仅形成在1处或种类仅为1种。若脆弱部的结构不同，则所显现的特定变化也会发生变化，因此为了使某些动力传递部件的特定变化必须在其他部位的损坏等之前产生，有效的是具备多个脆弱部。此时，可以设定成特定变化在相同的风力负载下产生，也可以特意设定成稍微错开产生。例如可以采用如下2级结构，即，在图1～图3的结构中，除了形成第1连结部的基于过盈配合的第1脆弱部之外，还特意将连结部的中间部的强度设定得较低而形成第2脆弱部，并在出于粘连等某种原因而第1连结部的相对滑动并未正确地发挥作用时，在比其稍高的设定值下使连结轴本身塑性变形。

并且，如例示，减速装置的减速机构的结构也并未特别限定，例如，也可采用在从内齿轮的轴心偏移的位置具有多个具备偏心体的偏心体轴，且使各偏心体轴的偏心体同步旋转，从而使外齿轮摆动的被称为分配式的偏心摆动型行星齿轮减速机构。并且，也可采用锥形减速机构而代替准双曲面减速机构。当然也可以自由组合这些减速机构。

产业上的可利用性

本发明除了能够适用于偏航驱动用减速装置之外，也同样能够适用于桨距驱动用减速装置。

2013年2月28日申请的日本专利申请第2013-040127号的说明书、附图及权利要求书中公开的全部内容通过参考分别援用于本说明书中。

符号说明

10-风力发电设备，11-圆筒支柱，12-短舱(发电室)，14-偏航驱动***，16-桨距驱动***，18-整流罩，20-风车叶片，22-马达，24-输出小齿轮，44-行星齿轮减速机构，66-空心轴，70-连结轴(动力传递部件)，70A-第1连结部，70B-第2连结部，70C-中间部，73-输入轴，76-外齿轮，78-内齿轮，84-输出轴，G1～G4-减速装置。

Claims (10)

1.一种使用于风力发电设备的减速装置，其特征在于，

作为动力传递***的一部分且具备中空结构的空心轴，

在该空心轴的内部连结有朝向下一级的动力传递部件，

该空心轴的所述中空结构的一端部能够从外壳露出，

所述动力传递部件设为与构成动力传递***的其他部件相比在传递动力时容易产生特定变化的脆弱部，并且

该动力传递部件设为可以在该减速装置本身装配于所述风力发电设备的状态下从所述空心轴的所述中空结构的一端部向外壳外取出该动力传递部件。

2.根据权利要求1所述的使用于风力发电设备的减速装置，其特征在于，

所述动力传递部件中，与所述空心轴或与该空心轴成为一体的部件连结的连结部设为所述脆弱部，

所述特定变化为该动力传递部件和所述空心轴或与该空心轴成为一体的部件之间的相对滑动。

3.根据权利要求2所述的使用于风力发电设备的减速装置，其特征在于，

所述连结部通过过盈配合连结。

4.根据权利要求2或3所述的使用于风力发电设备的减速装置，其特征在于，

所述减速装置还具备在旋转方向上与所述空心轴的内周卡合的筒状部件，

所述动力传递部件通过过盈配合与该筒状部件连结。

5.根据权利要求1所述的使用于风力发电设备的减速装置，其特征在于，

所述动力传递部件的所述特定变化为该动力传递部件本身的塑性变形。

6.根据权利要求1或2所述的使用于风力发电设备的减速装置，其特征在于，

所述动力传递部件与所述空心轴的所述中空结构的一端部的附近连结，并且在从该空心轴的另一端部突出的部分与所述下一级连结。

7.根据权利要求6所述的使用于风力发电设备的减速装置，其特征在于，

所述动力传递部件中，与所述空心轴连结的连结部和与所述下一级连结的连结部之间的外径设为比各连结部的外径小。

8.根据权利要求1或2所述的使用于风力发电设备的减速装置，其特征在于，

所述减速装置还具备能够从外部检测所述特定变化的产生的检测机构。

9.根据权利要求1或2所述的使用于风力发电设备的减速装置，其特征在于，

所述空心轴的所述中空结构的一端部被盖部件封住。

10.根据权利要求1或2所述的使用于风力发电设备的减速装置，其特征在于，

所述空心轴的内部通过密封部件与该减速装置的封入有润滑剂的空间隔离。