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WO2015133383A1 - 発電装置及びこれに用いる軸継手装置 - Google Patents

発電装置及びこれに用いる軸継手装置 Download PDF

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WO2015133383A1
WO2015133383A1 PCT/JP2015/055758 JP2015055758W WO2015133383A1 WO 2015133383 A1 WO2015133383 A1 WO 2015133383A1 JP 2015055758 W JP2015055758 W JP 2015055758W WO 2015133383 A1 WO2015133383 A1 WO 2015133383A1
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WO
WIPO (PCT)
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way clutch
shaft
drive shaft
output shaft
generator
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2015/055758
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English (en)
French (fr)
Inventor
藤原　英樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
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Publication date
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Priority to CN201580012203.5A priority patent/CN106068382A/zh
Priority to US15/123,606 priority patent/US10132362B2/en
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the aspect of the present invention relates to a power generation device that generates power using power such as wind power and a shaft coupling device used therefor.
  • the main shaft is rotated by receiving wind power from a blade connected to the main shaft, and the rotation of the main shaft is accelerated by a speed increaser and transmitted to the drive shaft of the generator, and the rotor connected to the drive shaft is A wind turbine generator that generates power by rotating is known.
  • this type of wind power generator since the power generation efficiency deteriorates when the rotational speed of the drive shaft of the generator decreases due to a decrease in wind power, there is a gap between the output shaft of the speed increaser and the drive shaft of the generator. Even if rotation of the output shaft side decelerates by providing a directional clutch, power generation efficiency is maintained by disconnecting the unidirectional clutch and rotating the drive shaft side by the inertial force of the rotor (for example, patents) Reference 1).
  • misalignment such as eccentricity and declination may occur between the output shaft of the gearbox and the drive shaft of the generator, and the output shaft and drive shaft are elastically deformed to absorb this.
  • connection is made through a shaft coupling having a possible synthetic resin link member (elastic joint member) (for example, see Patent Document 2).
  • the one-way clutch described in Patent Document 1 may swing greatly due to vibration generated on the output shaft side. Therefore, for example, when the link member of the cited document 2 is provided at both axial ends of the one-way clutch of Patent Document 1, the load caused by the swing of the one-way clutch acts on the link member made of synthetic resin, and the link There is a possibility that the burden on the member increases and the life thereof is reduced.
  • the step-up gear of the wind power generator may not be fixed to the floor surface in the nacelle, but may be supported by a generator fixed to the floor surface, a bearing unit for the main shaft, or the like.
  • the vibration generated in the speed increaser is increased, the swing of the one-way clutch is further increased, which may further increase the burden on the elastic joint member.
  • aspects of the present invention provide a power generator capable of reducing the burden on an elastic joint member when an elastic joint member and a one-way clutch unit are provided between an output shaft of a speed increaser and an input shaft of a generator. It aims at providing the shaft coupling apparatus used for this.
  • a power generator includes a speed increaser that increases the rotational power of a drive source and outputs the output from an output shaft, a power generator that receives the output of the output shaft by a drive shaft, A one-way clutch provided between the output shaft and the drive shaft, restricting relative rotation in one direction between the output shaft and the drive shaft and allowing relative rotation in the other direction; and the output shaft and the drive shaft A plurality of elastic coupling members that are arranged at an axial interval and absorb misalignment between the output shaft and the drive shaft, and the one-way clutch, It arrange
  • the one-way clutch is disposed at a position away from between the plurality of elastic joint members, a load due to the swing of the one-way clutch acts on the plurality of elastic joint members. This can be suppressed as much as possible, and the burden on the elastic joint member can be reduced.
  • the one-way clutch has a ring body that rotates integrally with the output shaft or the drive shaft
  • a spacer member having a specific gravity smaller than that of the ring body is provided between the plurality of elastic joint members. It is preferable to be provided.
  • the one-way clutch When the generator is fixed to the surrounding environment and the speed increaser is supported by the generator without being fixed to the surrounding environment, the one-way clutch is driven more than the plurality of elastic joint members. It is preferable to arrange on the shaft side. With such a configuration, the one-way clutch can be arranged as far as possible from the gearbox with high vibration and located near the generator fixed to the surrounding environment. Therefore, the swinging of the one-way clutch due to the vibration of the speed increaser can be suppressed, and the burden on the elastic joint member can be reduced.
  • the “ambient environment” refers to the ground (floor surface), wall surface, and the like around the generator and the speed increaser.
  • a power generator includes a speed increaser that increases the rotational power of a drive source and outputs the output from an output shaft, a power generator that receives the output of the output shaft by a drive shaft, A one-way clutch provided between the output shaft and the drive shaft, restricting relative rotation in one direction between the output shaft and the drive shaft and allowing relative rotation in the other direction; and the output shaft and the drive shaft
  • An elastic coupling member that absorbs misalignment between the output shaft and the drive shaft, the generator is fixed to the surrounding environment, and the speed increaser is fixed to the surrounding environment
  • the one-way clutch is arranged closer to the drive shaft than the elastic joint member.
  • the one-way clutch can be placed as close as possible to the gearbox with high vibration and placed near the generator fixed in the surrounding environment. Therefore, the swinging of the one-way clutch due to the vibration of the speed increaser can be suppressed, and the burden on the elastic joint member can be reduced.
  • the one-way clutch is preferably directly connected to the drive shaft.
  • the one-way clutch can be favorably supported by the drive shaft of the generator fixed to the surrounding environment, the swing of the one-way clutch is further reduced, and the elastic joint member due to the load is reduced. The burden can be reduced.
  • a shaft coupling device is a shaft that connects an output shaft of a speed increaser that increases the rotational power of a drive source and a drive shaft of a generator that receives the output of the output shaft and generates power.
  • a one-way clutch that restricts relative rotation in one direction between the output shaft and the drive shaft and allows relative rotation in the other direction; and a spacer member that is arranged side by side in the axial direction with the one-way clutch.
  • an elastic coupling member that is provided at an axial end of the spacer member and absorbs misalignment between the output shaft and the drive shaft, and the one-way clutch is connected to the output shaft or the drive
  • a ring body that rotates integrally with the shaft is provided, and the spacer member is formed of a member having a specific gravity smaller than that of the ring body.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a wind turbine generator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the speed increaser and the generator shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic side view showing a connection portion between the speed increaser and the generator.
  • FIG. 4 is a side view (partially sectional view) of the one-way clutch unit shown in FIG. 1.
  • 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the one-way clutch and the rolling bearing.
  • FIG. 9 is a schematic side view showing a connection portion between the speed increaser and the generator in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a front view showing a modification of the elastic joint member.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a wind turbine generator according to a first embodiment of the present invention.
  • 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 generates power by using the main shaft 2, a support mechanism 15 for supporting the main shaft 2, a speed increasing device 3 for increasing the rotation speed of the main shaft 2, and the rotational power increased by the speed increasing device 3.
  • the machine 4 and the casing 18 etc. which accommodate these are provided.
  • the support column 12 supports the nacelle 13 so as to be able to turn horizontally around the vertical axis.
  • the support mechanism 15 is composed of a bearing unit having a rolling bearing 15a that rotatably supports the main shaft 2 and a bearing housing 15b that houses the rolling bearing 15a.
  • the bearing housing 15 b is fixed to the floor surface in the casing 18.
  • the generator 4 is also fixed to the floor surface in the casing 18.
  • the speed increaser 3 is not fixed to the floor surface or the like, and one end side in the axial direction is supported by the support mechanism 15 via the main shaft 2 and the other end side is supported by the generator 4. Yes.
  • FIG. 2 is a schematic side view showing the speed increaser 3 and the generator 4.
  • the generator 4 is constituted by, for example, an induction generator, and inputs a rotation speed increased by the speed increaser 3 to be rotated (input shaft) 41, a rotor 42 built in the power generator 4, and an illustration. 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 is configured to generate electricity by driving the rotor 42 by the rotation of the drive shaft 41.
  • the drive shaft 41 is provided with a brake 44 for braking the drive shaft 41.
  • the speed increaser 3 includes a gear mechanism (rotation transmission mechanism) 30 that inputs the rotation of the main shaft 2 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 rotates the sun gear 31 c through the planetary gear 31 b by the rotation of the main shaft 2 and transmits the rotation to the low-speed shaft 33 of the high-speed gear mechanism 32.
  • the high speed gear mechanism 32 transmits rotational power from the low speed gear 33 a of the low speed shaft 33 to the output shaft 35 via the intermediate gears 34 a and 34 b of the intermediate shaft 34 and the high speed gear 35 a of the output shaft 35.
  • the rotation of the main shaft 2 is accelerated by the gear ratio of each gear 33a, 34a, 34b, 35a and is output from the output end 35c of the output shaft 35.
  • the low speed shaft 33 is composed of a large rotating shaft having a diameter of, for example, about 1 m, and both end portions in the axial direction are rotatably supported by roller bearings 36a and 36b.
  • the intermediate shaft 34 is disposed above the low-speed shaft 33, and both axial ends thereof are rotatably supported by roller bearings 37a and 37b.
  • the output shaft 35 is disposed above the intermediate shaft 34, and one end portion 35b and the other end portion (output end portion) 35c side in the axial direction are rotatably supported by roller bearings 38 and 39, respectively. .
  • the wind turbine generator 1 includes a shaft coupling unit 10 that connects the output shaft 35 of the speed increaser 3 and the drive shaft 41 of the generator 4 so as to be integrally rotatable, and a relative relationship between the output shaft 35 and the drive shaft 41 in one direction.
  • a one-way clutch unit 9 that permits rotation and restricts relative rotation in the other direction.
  • the shaft coupling unit 10 and the one-way clutch unit 9 are arranged side by side in the axial direction.
  • the shaft coupling unit 10 is arranged on the speed increaser 3 side and the one-way clutch unit 9 is arranged on the generator 4 side.
  • the one-way clutch unit 9 is provided closer to the speed increaser 3 than the brake 44 for the drive shaft 41.
  • the shaft coupling unit 10 and the one-way clutch unit 9 constitute the shaft coupling device of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic side view showing a connection portion between the speed increaser 3 and the generator 4.
  • the output shaft 35 of the speed increaser 3 is provided with a flange portion 35c1, and the shaft coupling unit 10 is connected to the flange portion 35c1.
  • the drive shaft 41 of the generator 4 is provided with a flange portion 41a, and the one-way clutch unit 9 is connected to the flange portion 41a.
  • Flange portions 25 a are provided at both axial ends of the shaft coupling unit 10, and flange portions 52 a and 62 a are also provided at both ends of the one-way clutch unit 9.
  • the shaft coupling unit 10 also includes an elastic coupling member (flexible member) 21 interposed between the flange portion 25a and the flange portions 35c1 and 52a.
  • FIG. 4 is a side view (partially sectional view) showing the one-way clutch unit.
  • 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • the one-way clutch unit 9 includes an input rotator 5, an output rotator 6, a one-way clutch 7, and a rolling bearing 8.
  • the input rotator 5 includes a shaft portion 51 and an input side connecting portion 52 provided at one axial end portion (left end portion in FIG. 4) of the shaft portion 51.
  • the input side connecting portion 52 is provided with a flange portion (flange plate) 52a that is connected to the flange portion 25a of the shaft coupling unit 10 and the elastic joint member 21 so as to be integrally rotatable and detachable.
  • the shaft portion 51 and the flange portion 52a are coupled by a key 53 so as to be integrally rotatable. Further, the flange portion 52a has projecting portions 52a1 (see FIG. 8) projecting radially outward at 90 ° intervals in the circumferential direction at four locations on the outer peripheral portion.
  • the joint unit 10 is connected to the flange portion 25 a via the fastener 22.
  • the output rotator 6 is disposed concentrically with the input rotator 5 and is provided at a cylindrical portion 61 formed in a cylindrical shape and at the other axial end portion (right end portion in FIG. 4) of the cylindrical portion 61.
  • the output side connecting portion 62 is provided with four flange portions 62a connected to the flange portion 41a of the drive shaft 41 so as to be integrally rotatable and detachable.
  • the flange portion 62a protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the cylindrical portion 61 at 90 ° intervals in the circumferential direction (see FIG. 5).
  • this flange part 62a is connected with the flange part 41a of the drive shaft 41 by the fastener 23 which consists of a volt
  • the one-way clutch 7 is disposed between the input rotator 5 and the output rotator 6 in a portion where they overlap each other in the radial direction. Further, the rolling bearings 8 are disposed between the input rotator 5 and the output rotator 6 on both axial sides of the one-way clutch 7.
  • the one-way clutch 7 is provided to transmit the rotation of the shaft coupling unit 10 on the output shaft 35 side to the drive shaft 41 via the input rotator 5 and the output rotator 6 so as to be able to be connected and disconnected.
  • the rotating body 5 and the output rotating body 6 are provided to support each other.
  • the rolling bearings 8 are disposed on both axial sides of the one-way clutch 7, but may be disposed only on one axial side of the one-way clutch 7.
  • Grease for lubricating the one-way clutch 7 and the rolling bearing 8 disposed therein is filled between the shaft portion 51 of the input rotator 5 and the cylindrical portion 61 of the output rotator 6.
  • a grease nipple an oil supply port with a check valve 64 for supplying grease to the lubricating space between the cylindrical portion 61 and the shaft portion 51 is attached to the outer peripheral portion of the cylindrical portion 61.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the one-way clutch and the rolling bearing.
  • the one-way clutch 7 includes a plurality of inner rings 71 and outer rings 72 (ring bodies) and a plurality of one-way clutches 7 disposed between the outer peripheral surface 71 a of the inner ring 71 and the inner peripheral surface 72 a of the outer ring 72. And a roller (engagement element) 73.
  • the inner and outer rings 71 and 72 and the rollers 73 are made of metal such as bearing steel, for example.
  • the inner ring 71 is fixed by being fitted to an axially intermediate portion of the shaft portion 51 of the input rotator 5, and rotates integrally with the shaft portion 51.
  • a region B in the axial direction intermediate portion of the cylindrical portion 61 in the output rotating body 6 is an outer ring 72 of the one-way clutch 7. Accordingly, the inner peripheral surface of the region B of the cylindrical portion 61 constitutes an outer ring inner peripheral surface 72a on which the rollers 73 roll.
  • the rollers 73 are formed in a cylindrical shape, and eight rollers are provided in the circumferential direction.
  • the one-way clutch 7 includes an annular retainer 74 that holds each roller 73 at predetermined intervals along the circumferential direction, and a plurality of elastic members (biasing members) that elastically bias each roller 73 in one direction. 75).
  • the same number (eight) of flat cam surfaces 71a1 as the rollers 73 are formed on the outer peripheral surface 71a of the inner ring 71, and the inner peripheral surface 72a of the outer ring 72 is formed in a cylindrical surface. .
  • a plurality of wedge spaces S in which the rollers 73 are arranged are formed in the circumferential direction (eight locations). The roller 73 is urged by the elastic member 75 in the direction in which the wedge-shaped space S is narrowed.
  • the inner ring 71 is An attempt is made to rotate relative to the outer ring 72 in one direction (counterclockwise direction in FIG. 5).
  • the roller 73 slightly moves in the direction in which the wedge-shaped space S is narrowed by the urging force of the elastic member 75, and the outer peripheral surface of the roller 73 becomes the cam surface 71 a 1 of the inner ring 71 and the inner peripheral surface 72 a of the outer ring 72.
  • the rollers 73 are brought into pressure contact, and the rollers 73 are engaged between the inner and outer rings 71 and 72.
  • the inner and outer rings 71 and 72 can be integrally rotated in one direction, and the input rotating body 5 and the output rotating body 6 can be connected so as to be integrally rotatable.
  • the rollers 73 are connected to the inner and outer rings 71 and 72. It is held in a state of being engaged with each other. Therefore, the one-way clutch 7 maintains the integral rotation of the inner and outer rings 71 and 72 in the one direction, and the input rotator 5 and the output rotator 6 continue to rotate integrally.
  • the rotor 42 of the generator 4 is disconnected by disconnecting the connection between the input rotating body 5 and the output rotating body 6. Continue to rotate by inertia without decelerating rapidly. Therefore, the average rotational speed of the rotor 42 can be increased, and the power generation efficiency of the generator 4 can be improved.
  • the pair of rolling bearings 8 are respectively disposed between the shaft portion 51 of the input rotator 5 and the cylindrical portion 61 of the output rotator 6, so that the input rotator 5 and the output rotator 6 are relative to each other. It is rotatably supported.
  • the rolling bearings 8 are arranged adjacent to each other on both sides in the axial direction of the one-way clutch 7 via washers (positioning tools) 91.
  • the washer 91 is configured by forming a metal thin plate material such as SPCC into a ring shape.
  • the rolling bearing 8 includes an inner ring 81 and an outer ring 82 as raceway rings, a plurality of cylindrical rollers (rolling elements) 83 disposed between the inner ring 81 and the outer ring 82, and a plurality of cylindrical rollers 83. It consists of a cylindrical roller bearing provided with a cage 84 that holds the gap in the direction.
  • the inner ring 81 has an inner ring raceway surface 81a formed on the outer periphery, and an inner ring flange 81b formed to project radially outward on both axial sides of the inner ring raceway surface 81a. Both end surfaces of the cylindrical roller 83 are in sliding contact with the inner surface of each inner ring collar 81b.
  • a region A and a region C at both ends in the axial direction of the cylindrical portion 61 in the output rotator 6 serve as an outer ring 82 of the rolling bearing 8, and an outer ring raceway surface 82 a of the outer ring 82 is formed on each inner peripheral surface of the regions A and C. Is formed.
  • a cylindrical roller 83 is disposed between the outer ring raceway surface 82a and the inner ring raceway surface 81a so as to be able to roll. Therefore, the cylindrical portion 61 of the output rotator 6 serves as the outer ring 72 of the one-way clutch 7 and the outer ring 82 of the rolling bearing 8, and the outer ring inner peripheral surface 72 a of the one-way clutch 7 and the outer ring raceway surface of the rolling bearing 8.
  • 82a has the same inner diameter.
  • the outer ring 72 of the one-way clutch 7 and the outer ring 82 of the rolling bearing 8 are integrally formed.
  • the rolling bearing 8 is disposed between the input rotator 5 and the output rotator 6 so as to be relatively rotatable with each other, the roller 73 and the inner and outer rings 71 in the one-way clutch 7. , 72 is released, and when the gap 73 is generated between the roller 73 and the inner and outer rings 71, 72 in the wedge-shaped space S, the input rotating body 5 and the output rotating body 6 are moved by the rolling bearing 8. It is possible to prevent relative movement in the radial direction. Therefore, it is possible to prevent the input rotator 5 and the output rotator 6 from rattling in the radial direction during the operation of the wind turbine generator 1.
  • the outer ring inner peripheral surface 72a of the one-way clutch 7 and the outer ring raceway surface 82a of the rolling bearing 8 are formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 61 of the output rotating body 6 that is a common member. Therefore, the output rotating body 6 can be used as the outer ring 72 of the one-way clutch 7 and the outer ring 82 of each rolling bearing 8. Thereby, the structure of the wind power generator 1 whole can be simplified.
  • FIG. 7 is a side view (partially sectional view) showing the shaft coupling unit.
  • 8 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • the shaft coupling unit 10 includes a spacer member 25 and an elastic coupling member 21.
  • the spacer member 25 includes a cylindrical cylindrical portion 25b and flange portions 25a provided at both ends in the axial direction of the cylindrical portion 25b.
  • the flange portion 25a protrudes radially outward at four locations in the circumferential direction.
  • the flange portion 35c1 of the output shaft 35 and the flange portion 52a (projection portion 52a1) of the one-way clutch unit 9 are interposed via the elastic joint member 21. Connected.
  • the elastic joint member 21 has a misalignment or deviation (shaft misalignment) between the output shaft 35 and the drive shaft 41 (substantially one-way clutch unit 9) due to its own bending (elastic deformation). It has a function to absorb alignment.
  • the elastic joint member 21 of the present embodiment is formed in a ring shape from a fiber reinforced synthetic resin material or the like. A total of eight bolt insertion holes are formed in the elastic joint member 21 at equal intervals in the circumferential direction.
  • the flange portion 25a of the spacer member 25 and the flange portion 52a of the one-way clutch unit 9 which are connected to each other are arranged in a state of being shifted by 45 ° with respect to the circumferential direction.
  • the elastic joint member 21 is connected via a fastener 22.
  • the flange portion 25a of the spacer member 25 and the flange portion 35c1 of the output shaft 35 which are connected to each other are also arranged with a phase shifted by 45 ° in the circumferential direction, although not shown.
  • Each is connected to the elastic joint member 21 via a fastener 24.
  • the one-way clutch 7 includes a shaft portion 51 of the input rotator 5, a cylindrical portion 61 of the output rotator 6, rollers 73, and the like, and has a certain amount of weight. Has been. For this reason, there is a possibility that the whirling may occur due to vibrations on the speed increaser 3 side or the generator 4 side.
  • the elastic coupling member 21 in the shaft coupling unit 10 is made of synthetic resin, and if the load is increased by applying a load due to the swing of the one-way clutch 7, the durability may be greatly reduced. .
  • the one-way clutch 7 of the present embodiment is disposed at a position that is axially deviated from between the two elastic joint members 21 in the shaft coupling unit 10, the one-way clutch 7 is disposed between the two elastic joint members 21. In comparison with this, the burden on the elastic joint member 21 due to the swing of the one-way clutch 7 can be reduced.
  • the speed increaser 3 is not fixed to the floor surface of the casing 18 in the nacelle 13 so that vibration is likely to occur, and the one-way clutch 7 is more easily swung around by this vibration.
  • the one-way clutch 7 is disposed closer to the generator 4 than the elastic joint member 21 and is away from the speed increaser 3. Swinging can be suppressed. Therefore, the burden on the elastic joint member 21 due to the swinging can be reduced.
  • the spacer member 25 of the present embodiment is formed of a lightweight member such as an aluminum alloy, specifically, a member having a specific gravity smaller than that of the outer ring 72 and the inner ring 71 constituting the one-way clutch 7. Therefore, even when the spacer member 25 is disposed between the two elastic joint members 21 and is disposed on the side of the gearbox 3 where vibrations are large, the elastic joint member 21 is swung around by the vibrations. The acting load can be reduced, and the burden on the elastic joint member 21 can be reduced.
  • the one-way clutch 7 and the one-way clutch unit 9 incorporating the same are provided between the gearbox 3 and the brake 44. It is preferable to arrange between them. Assuming that the one-way clutch 7 is disposed between the brake 44 and the generator 4, even if the brake 44 is applied during rotation, the rotation on the gearbox 3 side only decelerates, and the generator 4 side This is because the rotation is continued and idled by the one-way clutch 7 and it is difficult to quickly stop the generator 4 when the generator 4 is abnormal.
  • FIG. 9 is a schematic side view showing a connection portion between the speed increaser and the generator in the second embodiment of the present invention.
  • the axial arrangement of the shaft coupling unit 10 and the one-way clutch unit 9 is different from that in the first embodiment. That is, in this embodiment, the shaft coupling unit 10 is disposed on the generator 4 side, and the one-way clutch unit 9 is disposed on the speed increaser 3 side.
  • the one-way clutch 7 (one-way clutch unit 9) is disposed at a position away from between the two elastic joint members 21, and the load on the elastic joint member 21 due to the swing of the one-way clutch 7 is increased. Can be reduced.
  • the vibration of the speed increaser 3 is easily transmitted to the one-way clutch 7 and the swing of the one-way clutch 7 may be increased. Therefore, in this respect, the first embodiment described above. Is more advantageous.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified within the scope of the invention described in the claims.
  • the flange part (or protrusion part) 35c1, 25a, 52a1, 62a was provided in four places at intervals in the circumferential direction, it is provided in three places or five places or more.
  • the flange portion may be formed in a disk shape.
  • the specific form of the one-way clutch 7 can also be changed as appropriate.
  • a sprag can be used instead of the roller 73.
  • the output rotator 6 is disposed on the radially outer side of the input rotator 5, but may be disposed on the radially inner side of the input rotator 5.
  • the output rotary body 6 is made into the outer ring
  • the rolling bearing disposed between the input rotator and the output rotator is a cylindrical roller bearing for moving the output rotator in the axial direction.
  • the output rotator is not moved in the axial direction, It may be a ball bearing.
  • the shaft coupling unit 10 includes the link-shaped elastic coupling member 21 in the above embodiment, the shaft coupling unit 10 may include a plurality of elastic coupling members 21 formed in an arc shape as in the modification shown in FIG. Good.
  • the elastic joint member 21 may be provided only on one side of the spacer member 25 in the axial direction.
  • the present invention may be a power generator that operates using another drive source such as hydraulic power or steam pressure.

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Abstract

　発電装置は、増速器の出力軸と発電機の駆動軸との間に設けられ、出力軸と駆動軸との一方向の相対回転を規制し他方向の相対回転を許容する一方向クラッチと、出力軸と駆動軸との間に設けられ、互いに軸方向に間隔をあけて配置されかつ出力軸と駆動軸との間のミスアライメントを吸収する複数の弾性継手部材とを備える。一方向クラッチは、複数の弾性継手部材の間から外れた位置に配置されている。

Description

発電装置及びこれに用いる軸継手装置
　本発明の態様は、風力等の動力を用いて発電する発電装置及びこれに用いる軸継手装置に関する。
　従来、主軸に接続されたブレードにより風力を受けて当該主軸を回転させ、その主軸の回転を増速機により増速させて発電機の駆動軸に伝達し、この駆動軸に接続されたロータを回転させることで発電を行うようにした風力発電装置が知られている。
　この種の風力発電装置においては、風力の低下によって発電機の駆動軸の回転数が低下すると発電効率が悪化してしまうため、増速機の出力軸と発電機の駆動軸との間に一方向クラッチを設け、出力軸側の回転が減速しても一方向クラッチを切断して駆動軸側をロータの慣性力で回転させることによって発電効率を維持することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
　また、増速機の出力軸と発電機の駆動軸との間には、偏心や偏角等のミスアライメントが生じることがあるため、これを吸収するために出力軸と駆動軸とを弾性変形可能な合成樹脂製のリンク部材（弾性継手部材）を有する軸カップリングを介して接続する場合がある（例えば、特許文献２参照）。
日本国特開２００６－２５００３４号公報 日本国特開２００４－３３９９５３号公報
　特許文献１記載の一方向クラッチは、出力軸側に生じた振動によって大きく振れ回ることがある。そのため、例えば特許文献１の一方向クラッチの軸方向両端部に引用文献２のリンク部材を設けた構成とすると、一方向クラッチの振れ回りによる荷重が合成樹脂製のリンク部材に作用し、当該リンク部材にかかる負担が増大してその寿命が低下してしまう可能性がある。
　また、風力発電装置の増速機は、ナセル内の床面に固定されず、当該床面に固定された発電機や主軸用の軸受ユニット等によって支持されることがある。この場合、増速機に生じる振動が大きくなるため、一方向クラッチの振れ回りも一層大きくなり、弾性継手部材に与える負担がより増大する可能性がある。
　本発明の態様は、増速機の出力軸と発電機の入力軸との間に弾性継手部材と一方向クラッチユニットを設ける場合に、弾性継手部材の負担を軽減することが可能な発電装置及びこれに用いる軸継手装置を提供することを目的とする。
　本発明の第１の観点による発電装置は、駆動源の回転動力を増速して出力軸から出力する増速機と、前記出力軸の出力を駆動軸で受けて発電する発電機と、前記出力軸と前記駆動軸との間に設けられ、前記出力軸と前記駆動軸との一方向の相対回転を規制し他方向の相対回転を許容する一方向クラッチと、前記出力軸と前記駆動軸との間に設けられ、互いに軸方向に間隔をあけて配置されかつ前記出力軸と前記駆動軸との間のミスアライメントを吸収する複数の弾性継手部材と、を備え、前記一方向クラッチが、複数の弾性継手部材の間から軸方向に外れた位置に配置されている。
　本発明の第１の観点によれば、一方向クラッチが複数の弾性継手部材の間から外れた位置に配置されているので、この一方向クラッチの振れ回りによる荷重が複数の弾性継手部材に作用するのを可及的に抑制し、当該弾性継手部材の負担を軽減することができる。
　前記一方向クラッチが、前記出力軸又は前記駆動軸と一体的に回転する輪体を有している場合、複数の前記弾性継手部材の間には、前記輪体よりも比重の小さいスペーサ部材が設けられていることが好ましい。
　複数の弾性継手部材の間に、一方向クラッチの構成要素である輪体よりも比重の小さいスペーサを設けることよって、このスペーサの振れ回りによる荷重が小さくなるので、弾性継手部材の負担を可及的に小さくすることができる。
　前記発電機が周囲の環境に固定され、前記増速機が周囲の環境に固定されずに前記発電機に支持されている場合は、前記一方向クラッチが前記複数の弾性継手部材よりも前記駆動軸側に配置されていることが好ましい。
　このような構成によって、一方向クラッチを振動の大きい増速機からできるだけ離し、周囲の環境に固定された発電機の近くに配置することができる。したがって、増速機の振動による一方向クラッチの振れ回りを抑制し、弾性継手部材に与える負担を軽減することができる。なお、上記「周囲の環境」とは、発電機及び増速機の周囲にある地面（床面）や壁面等をいう。
　本発明の第２の観点による発電装置は、駆動源の回転動力を増速して出力軸から出力する増速機と、前記出力軸の出力を駆動軸で受けて発電する発電機と、前記出力軸と前記駆動軸との間に設けられ、前記出力軸と前記駆動軸との一方向の相対回転を規制し他方向の相対回転を許容する一方向クラッチと、前記出力軸と前記駆動軸とに設けられ、前記出力軸と前記駆動軸との間のミスアライメントを吸収する弾性継手部材と、を備え、前記発電機は周囲の環境に固定され、前記増速機は周囲の環境に固定されずに前記発電機に支持されており、前記一方向クラッチが前記弾性継手部材よりも前記駆動軸側に配置されている。
　このような構成によって、一方向クラッチを振動の大きい増速機からできるだけ離し、周囲の環境に固定された発電機の近くに配置することができる。したがって、増速機の振動による一方向クラッチの振れ回りを抑制し、弾性継手部材に与える負担を軽減することができる。
　前記一方向クラッチは、前記駆動軸に直結されていることが好ましい。
　このような構成によって、周囲の環境に固定された発電機の駆動軸によって一方向クラッチを好適に支持することができ、当該一方向クラッチの振れ回りをより小さくし、その荷重による弾性継手部材の負担を軽減することができる。
　本発明の第３の観点による軸継手装置は、駆動源の回転動力を増速する増速機の出力軸と、前記出力軸の出力を受けて発電する発電機の駆動軸とを接続する軸継手装置であって、前記出力軸と前記駆動軸との一方向の相対回転を規制し他方向の相対回転を許容する一方向クラッチと、前記一方向クラッチと軸方向に並べて配置されたスペーサ部材と、前記スペーサ部材の軸方向端部に設けられ、前記出力軸と前記駆動軸との間のミスアライメントを吸収する弾性継手部材と、を備え、前記一方向クラッチが、前記出力軸又は前記駆動軸と一体的に回転する輪体を有しており、前記スペーサ部材が、前記輪体よりも比重の小さい部材により形成されている。
　本発明の態様によれば、発電装置における増速機の出力軸と発電機の入力軸との間に弾性継手部材と一方向クラッチユニットを設ける場合に、弾性継手部材の負担を抑制することできる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る風力発電装置の概略側面図である。 図２は、図１に示される増速機及び発電機の概略側面図である。 図３は、増速機と発電機との接続部分を示す概略側面図である。 図４は、図１に示される一方向クラッチユニットの側面図（一部断面図）である。 図５は、図４におけるＡ－Ａ矢視断面図である。 図６は、一方向クラッチ及び転がり軸受を拡大して示す断面図である。 図７は、図１に示される軸継手ユニットを示す側面図（一部断面図）である。 図８は、図７におけるＢ－Ｂ矢視断面図である。 図９は、本発明の第２の実施形態における増速機と発電機との接続部分を示す概略側面図である。 図１０は、弾性継手部材の変形例を示す正面図である。
　以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る風力発電装置の概略側面図である。
　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によって増速された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。
　支持機構１５は、主軸２を回転自在に支持する転がり軸受１５ａと、転がり軸受１５ａを収容した軸受ハウジング１５ｂとを有する軸受ユニットから構成されている。軸受ハウジング１５ｂは、ケーシング１８内の床面に固定されている。また、発電機４もケーシング１８内の床面に固定されている。これに対して増速機３は、床面等に固定されておらず、軸方向の一端側が主軸２を介して支持機構１５に支持されるとともに、同他端側が発電機４によって支持されている。
　図２は、増速機３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により増速された回転を入力して回転する駆動軸（入力軸）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、発電機４は、駆動軸４１の回転でロータ４２を駆動することによって発電するように構成されている。また、駆動軸４１には、当該駆動軸４１を制動するためのブレーキ４４が設けられている。
　増速機３は、主軸２の回転を入力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、主軸２の回転によって遊星歯車３１ｂを介して太陽歯車３１ｃを回転させ、その回転を高速段歯車機構３２の低速軸３３に伝達する。
　また、高速段歯車機構３２は、低速軸３３の低速ギヤ３３ａから、中間軸３４の中間ギヤ３４ａ、３４ｂ及び出力軸３５の高速ギヤ３５ａを介して出力軸３５に回転動力を伝達する。主軸２の回転は、各ギヤ３３ａ，３４ａ，３４ｂ，３５ａのギヤ比によりに増速され、出力軸３５の出力端部３５ｃから出力される。
　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、軸方向両端部はころ軸受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の上方に配置されており、その軸方向両端部はころ軸受３７ａ，３７ｂにより回転自在に支持されている。出力軸３５は、中間軸３４の上方に配置されており、その軸方向の一端部３５ｂ及び他端部（出力端部）３５ｃ側は、それぞれころ軸受３８，３９により回転自在に支持されている。
　風力発電装置１は、増速機３の出力軸３５と、発電機４の駆動軸４１とを一体回転可能に接続する軸継手ユニット１０と、出力軸３５と駆動軸４１との一方向の相対回転を許容し、他方向の相対回転を規制する一方向クラッチユニット９とを備えている。軸継手ユニット１０と一方向クラッチユニット９とは軸方向に並べて配置され、軸継手ユニット１０が増速機３側、一方向クラッチユニット９が発電機４側に配置されている。一方向クラッチユニット９は、駆動軸４１用のブレーキ４４よりも増速機３側に設けられている。なお、軸継手ユニット１０と一方向クラッチユニット９とによって本実施形態の軸継手装置が構成されている。
　図３は、増速機３と発電機４との接続部分を示す概略側面図である。
　増速機３の出力軸３５にはフランジ部３５ｃ１が設けられ、このフランジ部３５ｃ１に軸継手ユニット１０が連結されている。また、発電機４の駆動軸４１にはフランジ部４１ａが設けられ、このフランジ部４１ａに一方向クラッチユニット９が連結されている。
　軸継手ユニット１０の軸方向両端部にはフランジ部２５ａが設けられると共に、一方向クラッチユニット９の両端部にもフランジ部５２ａ、６２ａが設けられている。そして、軸継手ユニット１０の一方のフランジ部２５ａと増速機３のフランジ部３５ｃ１とが連結され、軸継手ユニット１０の他方のフランジ部２５ａと一方向クラッチユニット９の一方のフランジ部５２ａとが連結されている。一方向クラッチユニット９の他方のフランジ部６２ａは、発電機４のフランジ部４１ａに連結されている。また、軸継手ユニット１０は、フランジ部２５ａとフランジ部３５ｃ１，５２ａとの間に介在する弾性継手部材（撓み部材）２１をも含んでいる。
　図４は、一方向クラッチユニットを示す側面図（一部断面図）である。図５は、図４におけるＡ－Ａ矢視断面図である。
　一方向クラッチユニット９は、入力回転体５と、出力回転体６と、一方向クラッチ７と、転がり軸受８とを備えている。入力回転体５は、軸部５１と、この軸部５１の軸方向一端部（図４における左端部）に設けられた入力側連結部５２とを備えている。この入力側連結部５２には、軸継手ユニット１０のフランジ部２５ａ及び弾性継手部材２１に一体回転可能かつ着脱可能に連結されるフランジ部（フランジ板）５２ａが設けられている。軸部５１とフランジ部５２ａとはキー５３により一体回転可能に結合されている。また、フランジ部５２ａは、外周部の４箇所において周方向に９０゜間隔で径方向外方に突出する突出部５２ａ１（図８参照）を有しており、この突出部５２ａ１が実質的に軸継手ユニット１０のフランジ部２５ａに締結具２２を介して連結されている。
　出力回転体６は、入力回転体５と同心上に配置されており、円筒形状に形成された円筒部６１と、この円筒部６１の軸方向他端部（図４における右端部）に設けられた出力側連結部６２とを備えている。この出力側連結部６２には、駆動軸４１のフランジ部４１ａに一体回転可能かつ着脱可能に接続される４個のフランジ部６２ａが設けられている。フランジ部６２ａは、周方向に９０゜間隔で円筒部６１の外周面から径方向外方に突出している（図５参照）。そして、このフランジ部６２ａが、ボルト及びナットからなる締結具２３によって駆動軸４１のフランジ部４１ａに連結されている。
　一方向クラッチ７は、入力回転体５と出力回転体６との間であって、これらが径方向で互いに対向してオーバーラップしている部分に配置されている。また、転がり軸受８は、入力回転体５と出力回転体６との間であって一方向クラッチ７の軸方向両側に配置されている。一方向クラッチ７は、出力軸３５側の軸継手ユニット１０の回転を入力回転体５及び出力回転体６を介して駆動軸４１に断接可能に伝達するために設けられ、転がり軸受８は入力回転体５と出力回転体６とを互いに支持するために設けられている。なお、本実施形態の風力発電装置１は、転がり軸受８が一方向クラッチ７の軸方向両側に配置されているが、一方向クラッチ７の軸方向一方側のみに配置されていてもよい。
　入力回転体５の軸部５１と出力回転体６の円筒部６１との間には、その内部に配置された一方向クラッチ７及び転がり軸受８を潤滑するためのグリース（潤滑剤）が充填される。また、円筒部６１の外周部には、円筒部６１と軸部５１との間の潤滑空間にグリースを供給するためのグリースニップル（逆止弁付き給油口）６４が取り付けられている。
　図６は、一方向クラッチ及び転がり軸受を拡大して示す断面図である。
　図５及び図６に示すように、一方向クラッチ７は、内輪７１及び外輪７２（輪体）と、この内輪７１の外周面７１ａと外輪７２の内周面７２ａとの間に配置された複数のころ（係合子）７３とを備えている。内外輪７１，７２やころ７３は、例えば、軸受鋼等の金属によって形成される。
　内輪７１は、入力回転体５の軸部５１の軸方向中間部に嵌合されることによって固定されており、軸部５１と一体回転するようになっている。出力回転体６における円筒部６１の軸方向中間部の領域Ｂは、一方向クラッチ７の外輪７２とされている。したがって、円筒部６１の領域Ｂの内周面が、ころ７３が転動する外輪内周面７２ａを構成している。本実施形態では、ころ７３が円柱形状に形成され、周方向に８個設けられている。
　一方向クラッチ７は、各ころ７３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７４と、各ころ７３を一方向に弾性的に付勢する複数の弾性部材（付勢部材）７５とをさらに備えている。
　図５に示すように、内輪７１の外周面７１ａにはころ７３と同数（８つ）の平坦なカム面７１ａ１が形成されており、外輪７２の内周面７２ａは円筒面に形成されている。内輪７１のカム面７１ａ１と外輪７２の円筒面７２ａとの間には、各ころ７３が配置されるくさび状空間Ｓが周方向に複数（８箇所）形成されている。ころ７３は、弾性部材７５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。
　以上のように構成された一方向クラッチ７では、入力回転体５が増速回転することにより、入力回転体５の回転速度が、出力回転体６の回転速度を上回る場合には、内輪７１が外輪７２に対して一方向（図５の反時計回り方向）に相対回転しようとする。この場合、弾性部材７５の付勢力により、ころ７３はくさび状空間Ｓが狭くなる方向へ僅かに移動して、ころ７３の外周面が内輪７１のカム面７１ａ１及び外輪７２の内周面７２ａに圧接し、ころ７３が内外輪７１，７２の間に噛み合った状態となる。これにより、内外輪７１，７２は一方向に一体回転可能となり、入力回転体５と出力回転体６とを一体回転可能に接続することができる。
　また、入力回転体５が増速回転後に一定速回転となり、入力回転体５の回転速度が、出力回転体６の回転速度と同一になった場合には、ころ７３が内外輪７１，７２の間に噛み合った状態で保持される。このため、一方向クラッチ７は、内外輪７１，７２の前記一方向への一体回転を維持し、入力回転体５及び出力回転体６は一体回転し続ける。
　一方、入力回転体５が減速回転することにより、入力回転体５の回転速度が、出力回転体６の回転速度を下回る場合には、内輪７１が外輪７２に対して他方向（図５の時計回り方向）に相対回転しようとする。この場合には、弾性部材７５の付勢力に抗して、ころ７３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７３と内外輪７１，７２との噛み合いが解除される。このように、ころ７３の噛み合いが解除されることで、入力回転体５と出力回転体６との接続が遮断される。
　したがって、風力の低下により主軸２を介して出力軸３５の回転速度が急激に低下しても、入力回転体５と出力回転体６との接続を遮断することにより、発電機４のロータ４２は、急激に減速することなく慣性によって回転し続ける。そのため、ロータ４２の平均回転速度を上げることができ、発電機４の発電効率を向上させることができる。
　図６において、一対の転がり軸受８は、入力回転体５の軸部５１と出力回転体６の円筒部６１との間にそれぞれ配置されており、入力回転体５及び出力回転体６を互いに相対回転可能に支持している。また、各転がり軸受８は、一方向クラッチ７の軸方向両側にそれぞれワッシャ（位置決め具）９１を介して隣接して配置されている。ワッシャ９１は、ＳＰＣＣ等の金属製の薄板材をリング状に形成することによって構成されている。
　転がり軸受８は、軌道輪としての内輪８１及び外輪８２と、内輪８１と外輪８２との間に転動可能に配置された複数の円筒ころ（転動体）８３と、複数の円筒ころ８３の周方向の間隔を保持する保持器８４とを備えた円筒ころ軸受からなる。
　内輪８１は、外周に形成された内輪軌道面８１ａと、この内輪軌道面８１ａの軸方向両側において径方向外側へ突出して形成された内輪鍔部８１ｂとを有している。各内輪鍔部８１ｂの内側面には、円筒ころ８３の両端面がそれぞれ摺接するようになっている。
　出力回転体６における円筒部６１の軸方向両端部の領域Ａ及び領域Ｃは、転がり軸受８の外輪８２とされており、この領域Ａ，Ｃの各内周面に外輪８２の外輪軌道面８２ａが形成されている。この外輪軌道面８２ａと内輪軌道面８１ａとの間には、円筒ころ８３が転動可能に配置されている。したがって、出力回転体６の円筒部６１は、一方向クラッチ７の外輪７２と転がり軸受８の外輪８２とを兼ねており、一方向クラッチ７の外輪内周面７２ａと転がり軸受８の外輪軌道面８２ａとは、同一の内径に形成されている。言い換えると、一方向クラッチ７の外輪７２と転がり軸受８の外輪８２とは一体に形成されている。
　以上のように、入力回転体５と出力回転体６との間には、これらを互いに相対回転可能に支持する転がり軸受８が配置されているため、一方向クラッチ７においてころ７３と内外輪７１，７２との噛み合いが解除されることにより、くさび状空間Ｓでころ７３と内外輪７１，７２との間に隙間が発生したときに、転がり軸受８によって入力回転体５及び出力回転体６が互いに径方向に相対移動するのを防止することができる。したがって、風力発電装置１の運転中に、入力回転体５及び出力回転体６が径方向にがたつくのを防止することができる。
　また、一方向クラッチ７の外輪内周面７２ａ及び転がり軸受８の外輪軌道面８２ａは、共通の部材である出力回転体６の円筒部６１の内周面に形成されている。そのため、出力回転体６を、一方向クラッチ７の外輪７２、及び各転がり軸受８の外輪８２として兼用することができる。これにより、風力発電装置１全体の構造を簡素化することができる。
　図７は、軸継手ユニットを示す側面図（一部断面図）である。図８は、図７におけるＢ－Ｂ矢視断面図である。
　軸継手ユニット１０は、スペーサ部材２５と、弾性継手部材２１とを備えている。スペーサ部材２５は、円筒形状の円筒部２５ｂと、円筒部２５ｂの軸方向両端部に設けられたフランジ部２５ａとを備えて構成されている。フランジ部２５ａは、周方向の４箇所において径方向外方に突出しており、出力軸３５のフランジ部３５ｃ１及び一方向クラッチユニット９のフランジ部５２ａ（突出部５２ａ１）に弾性継手部材２１を介して連結される。
　この弾性継手部材２１は、自身の撓み（弾性変形）によって出力軸３５と駆動軸４１（実質的には一方向クラッチユニット９）との間の偏心や偏角（軸心のずれ）等のミスアライメントを吸収する機能を有している。本実施形態の弾性継手部材２１は、繊維強化合成樹脂材料等によってリング形状に形成されている。そして、弾性継手部材２１には、合計８個のボルト挿通孔が周方向に等間隔で形成されている。
　図８に示すように、互いに連結されるスペーサ部材２５のフランジ部２５ａと、一方向クラッチユニット９のフランジ部５２ａとは、周方向に関して４５゜位相がずれた状態で配置され、それぞれリング状の弾性継手部材２１に締結具２２を介して連結されている。
　また、図７に示すように、互いに連結されるスペーサ部材２５のフランジ部２５ａと出力軸３５のフランジ部３５ｃ１も、図示はしていないが周方向に関して４５゜位相がずれた状態で配置され、それぞれ締結具２４を介して弾性継手部材２１に連結されている。
　図６に示すように、一方向クラッチ７は、入力回転体５の軸部５１、出力回転体６の円筒部６１、ころ７３等をその構成要素として備えており、ある程度の重量を有するものとされている。そのため、増速機３側や発電機４側の振動によって振れ回りが生じる可能性がある。一方、軸継手ユニット１０における弾性継手部材２１は合成樹脂製であり、一方向クラッチ７の振れ回りによる荷重が付与されることによって負担が増大すると、耐久性が大きく低下してしまう可能性がある。
　本実施形態の一方向クラッチ７は、軸継手ユニット１０における２つの弾性継手部材２１の間から軸方向に外れた位置に配置されているので、両弾性継手部材２１の間に配置されている場合に比べて、この一方向クラッチ７の振れ回りによる弾性継手部材２１の負担を軽減することができる。
　また、本実施形態においては、増速機３がナセル１３内のケーシング１８の床面に固定されていないので振動が生じ易くなっており、この振動によって一方向クラッチ７がより振れ回りしやすくなるが、本実施形態では、一方向クラッチ７が弾性継手部材２１よりも発電機４側に配置され、増速機３から遠ざけられているので、増速機３の振動に伴う一方向クラッチ７の振れ回りを抑制することができる。したがって、当該振れ回りによる弾性継手部材２１の負担も軽減することができる。
　さらに、一方向クラッチ７（一方向クラッチユニット９）は、実質的に発電機４に直結されているので、当該発電機４によって強固に支持されるようになる。したがって、一方向クラッチ７の振れ回りは好適に抑制され、弾性継手部材２１の負担を効果的に軽減することができる。
　本実施形態のスペーサ部材２５は、アルミニウム合金等の軽量な部材、具体的には一方向クラッチ７を構成する外輪７２及び内輪７１等よりも比重の小さい部材により形成されている。そのため、当該スペーサ部材２５が２つの弾性継手部材２１の間に配置され、しかも振動の大きい増速機３側に配置されている場合であっても、当該振動による振れ回りで弾性継手部材２１に作用する荷重を小さくすることができ、弾性継手部材２１の負担を軽減することができる。
　なお、図２に示すように、駆動軸４１を制動するブレーキ４４が設けられている場合、一方向クラッチ７やこれを内蔵した一方向クラッチユニット９は、増速機３と、ブレーキ４４との間に配置されることが好ましい。仮にブレーキ４４と発電機４との間に一方向クラッチ７が配置されていたとすると、回転中にブレーキ４４をかけても、増速機３側の回転が減速するだけで、発電機４側の回転は一方向クラッチ７によって継続し空転するため、発電機４の異常時等に発電機４を迅速に止めることが困難になるからである。
　図９は、本発明の第２の実施形態における増速機と発電機との接続部分を示す概略側面図である。
　本実施形態では、軸継手ユニット１０と一方向クラッチユニット９との軸方向の配置が、前述の第１の実施形態とは異なっている。すなわち、本実施形態では、軸継手ユニット１０が発電機４側に配置され、一方向クラッチユニット９が増速機３側に配置されている。
　したがって、本実施形態においても一方向クラッチ７（一方向クラッチユニット９）は、２つの弾性継手部材２１の間から外れた位置に配置され、一方向クラッチ７の振れ回りによる弾性継手部材２１の負担を軽減することができる。
　ただし、本実施形態では、増速機３の振動が一方向クラッチ７に伝わりやすくなり、一方向クラッチ７の振れ回りも大きくなる可能性があるため、この点においては上述の第１の実施形態の方が有利である。
　本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された発明の範囲内において変更することが可能である。
　例えば、上記実施形態では、フランジ部（または突出部）３５ｃ１、２５ａ、５２ａ１、６２ａが、周方向に間隔をあけて４箇所に設けられていたが、３箇所又は５箇所以上に設けられていてもよく、フランジ部は円盤状に形成されていてもよい。
　一方向クラッチ７の具体的形態についても適宜変更することができる。例えば、ころ７３に変えてスプラグを用いることができる。
　また、出力回転体６は、入力回転体５の径方向外側に配置されているが、入力回転体５の径方向内側に配置されていてもよい。
　さらに、上記実施形態では、出力回転体６を、一方向クラッチ７の外輪及び転がり軸受８の外輪としているが、これらの外輪を出力回転体に対して別部材として設けてもよい。
　また、入力回転体と出力回転体との間に配置される転がり軸受は、出力回転体を軸方向へ移動させるために円筒ころ軸受としているが、出力回転体を軸方向へ移動させない場合には玉軸受としてもよい。
　軸継手ユニット１０は、上記実施形態ではリンク形状の弾性継手部材２１を備えていたが、図１０に示す変形例のように、円弧形状に形成された複数の弾性継手部材２１を備えていてもよい。
　弾性継手部材２１は、スペーサ部材２５の軸方向一方側のみに設けられていてもよい。
　上記実施形態では、風力を駆動源として作動する風力発電装置について説明したが、本発明は水力や蒸気圧等の他の駆動源によって作動する発電装置であってもよい。
　本出願は、２０１４年３月７日出願の日本特許出願（特願２０１４－０４５２９２）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、３：増速機、４：発電機、５：入力回転体、６：出力回転体、７：一方向クラッチ、２１：弾性継手部材、２５：スペーサ部材、３５：出力軸、４１：駆動軸、７１：内輪（輪体）、７２：外輪（輪体）

Claims (6)

  1. 　駆動源の回転動力を増速して出力軸から出力する増速機と、
    　前記出力軸の出力を駆動軸で受けて発電する発電機と、
    　前記出力軸と前記駆動軸との間に設けられ、前記出力軸と前記駆動軸との一方向の相対回転を規制し他方向の相対回転を許容する一方向クラッチと、
    　前記出力軸と前記駆動軸との間に設けられ、互いに軸方向に間隔をあけて配置されかつ前記出力軸と前記駆動軸との間のミスアライメントを吸収する複数の弾性継手部材と、
    を備え、
    　前記一方向クラッチが、複数の弾性継手部材の間から軸方向に外れた位置に配置されている、
    　発電装置。
  2. 　前記一方向クラッチが、前記出力軸又は前記駆動軸と一体的に回転する輪体を有しており、
    　複数の前記弾性継手部材の間には、前記輪体よりも比重の小さいスペーサ部材が設けられている、請求項１に記載の発電装置。
  3. 　前記発電機が周囲の環境に固定され、前記増速機が周囲の環境に固定されずに前記発電機に支持されている場合において、
    　前記一方向クラッチが前記複数の弾性継手部材よりも前記駆動軸側に配置されている、請求項１又は２に記載の発電装置。
  4. 　駆動源の回転動力を増速して出力軸から出力する増速機と、
    　前記出力軸の出力を駆動軸で受けて発電する発電機と、
    　前記出力軸と前記駆動軸との間に設けられ、前記出力軸と前記駆動軸との一方向の相対回転を規制し他方向の相対回転を許容する一方向クラッチと、
    　前記出力軸と前記駆動軸との間に設けられ、前記出力軸と前記駆動軸との間のミスアライメントを吸収する弾性継手部材と、
    を備え、
    　前記発電機は周囲の環境に固定され、前記増速機は周囲の環境に固定されずに前記発電機に支持されており、
    　前記一方向クラッチが前記弾性継手部材よりも前記駆動軸側に配置されていることを特徴とする発電装置。
  5. 　前記一方向クラッチが前記駆動軸に直結されている、請求項３又は４に記載の発電装置。
  6. 　駆動源の回転動力を増速する増速機の出力軸と、前記出力軸の出力を受けて発電する発電機の駆動軸とを接続する軸継手装置であって、
    　前記出力軸と前記駆動軸との一方向の相対回転を規制し他方向の相対回転を許容する一方向クラッチと、
    　前記一方向クラッチと軸方向に並べて配置されたスペーサ部材と、
    　前記スペーサ部材の軸方向端部に設けられ、前記出力軸と前記駆動軸との間のミスアライメントを吸収する弾性継手部材と、
    を備え、
    　前記一方向クラッチが、前記出力軸又は前記駆動軸と一体的に回転する輪体を有しており、
    　前記スペーサ部材が、前記輪体よりも比重の小さい部材により形成されている、
    　軸継手装置。
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