发电设备和单向离合器结构制造技术

一种单向离合器结构，包括一对离合器构件和接合部件，所述一对离合器构件设置在输出轴与驱动轴之间以沿轴向方向彼此相对，接合部件置于这些离合器构件之间。当输出轴的旋转速度超过驱动轴的旋转速度时，接合部件与离合器部接合并且将输出轴与驱动轴以能够一体地旋转的方式连接。当输出轴的旋转速度变得低于驱动轴的旋转速度时，接合部件的接合被解除以切断输出轴与驱动轴之间的连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的一个方面涉及例如发电设备和用于该发电设备的单向离合器结构，该发电设备通过由增速齿轮装置增大由于外力而旋转的主轴的旋转速度来驱动发电机。
技术介绍
作为通过由接收风的叶片使主轴旋转而执行发电的风力发电设备，具有增速齿轮装置的装置是可用的。该增速齿轮装置增大主轴的旋转速度，使得发电机被驱动。如图8中所示，增速齿轮装置202设置有行星齿轮机构203、高速级齿轮机构204和输出轴205，该行星齿轮机构203接收主轴200的旋转并且增大主轴200的速度，该高速级齿轮机构204接收由该行星齿轮机构203增大了速度的旋转并且进一步增大旋转速度，该输出轴205将由该高速级齿轮机构204增大了速度的旋转输出。该输出轴205联接有发电机的驱动轴(未示出)，并且该驱动轴附接有发电机的转子。在行星齿轮机构203中，当以能够一体旋转的方式联接至主轴200 (主轴附接有未示出的叶片)的输入轴203a旋转时，行星架203b旋转，由此，太阳齿轮203d通过行星齿轮203c以增大的速度旋转。随后，该旋转传输至高速级齿轮机构204的低速轴204a。在高速级齿轮机构204中，当低速轴204a旋转时，中间轴204d通过低速齿轮204b和第一中间齿轮204c以增大的速度旋转，并且此外，输出轴205通过第二中间齿轮204e和高速齿轮204f以增大的速度旋转。并且，在该增速齿轮装置202中，作为以可旋转的方式支撑低速轴204a、中间轴204d和输出轴205的轴承，经常使用滚动轴承(滚子轴承)206至201(例如，见专利文献I)。相关技术文献专利文献专利文献1:JP-A-2007-232186
技术实现思路
本专利技术要解决的问题上述风力发电设备具有下述问题:在支撑以高速旋转的输出轴205的滚动轴承(滚子轴承)210和211处，擦损磨耗(发生表面咬粘的现象)发生在滚动元件(滚子)的滚动表面和旋转圈的滚道表面，并且这缩短了滚动轴承210和211的寿命。该擦损磨耗被认为类似地发生在设置于通过增速齿轮装置来增大主轴的旋转速度以驱动发电机的不同类型的发电设备中以及风力发电设备中的滚动轴承(滚子轴承)处。因此，本专利技术的一个方面的目的是提供一种发电设备，该发电设备能够抑制擦损磨耗出现在支撑增速齿轮装置的输出轴的滚动轴承处。解决问题的手段本申请的专利技术人对擦损磨耗的发生机理反复地进行了认真的研究。结果发现:当主轴的旋转速度由于外力(风力)的减小而急剧减小时，与转子一体地旋转的发电机的驱动轴的旋转速度由于具有较大重量的发电机的转子的惯性而试图超过增速齿轮装置的输出轴的旋转速度，由此，所谓的扭矩泄漏(载荷泄漏)发生在输出轴上；由于该扭矩泄漏，作用在支撑输出轴的滚动轴承上的径向载荷减小，并且在该滚动轴承处，滚动元件与保持该滚动元件的保持架之间的滑动摩擦阻力等超过滚动元件与旋转圈之间的滚动摩擦阻力，由此，滚动元件的旋转被延迟。此外，专利技术人获得下述发现并且基于该发现完成本专利技术:在主轴的旋转速度由于外力(风力)的增大而从该情况急剧增大的情况下，由于速度的增大而造成的转子的惯性扭矩添加至输出轴，使得作用在支撑该输出轴的滚动轴承上的径向载荷急剧增大。为此，在此时(瞬时条件下)，在较重的载荷作用在滚动元件上的情况下，在滚动元件与旋转圈之间发生滑动并且滚动元件与旋转圈之间的接触表面的温度升高，从而产生擦损磨耗。也就是说，本专利技术的一个方面是提供一种单向离合器结构，该单向离合器结构设置于包含在增速齿轮装置中的输出轴与发电机的驱动轴之间，所述增速齿轮装置增大通过外力而旋转的主轴的旋转速度，并且所述输出轴由滚动轴承支撑，所述单向离合器结构包括:第一离合器部和第二离合器部，所述第一离合器部与所述输出轴一体地旋转，所述第二离合器部与所述驱动轴一体地旋转，所述第一离合器部和所述第二离合器部设置在所述输出轴与所述驱动轴之间，以沿轴向方向彼此相对；以及接合元件，所述接合元件置于一对离合器部之间，其中，当所述主轴沿正常方向旋转并且所述输出轴的旋转速度超过所述驱动轴的旋转速度时，所述接合元件与所述一对离合器部接合，以连接所述输出轴和所述驱动轴，从而使所述输出轴和所述驱动轴能够一体地旋转，而当所述输出轴的旋转速度变得低于所述驱动轴的旋转速度时，所述接合元件的接合被解除，以切断所述输出轴与所述驱动轴之间的连接。根据上述方面，当增速齿轮装置的输出轴的旋转速度超过发电机的驱动轴的旋转速度时，输出轴和驱动轴连接，以使得输出轴和驱动轴能够一体地旋转，并且动力从输出轴传递至驱动轴。因此，驱动轴旋转以执行发电。相比之下，当输出轴的旋转速度变得小于驱动轴的旋转速度时，输出轴与驱动轴之间的连接(动力传递)被切断。因此，即使主轴的旋转速度由于外力的减小而急剧减小并且输出轴的旋转速度因此急剧减小时，也能够防止由于发电机的转子的惯性导致的旋转通过驱动轴传输至输出轴。因此，可以抑制作用在支撑输出轴的滚动轴承上的径向载荷的减小和伴随该减小的滚动元件的旋转的延迟。因此，即使主轴的旋转由于外力的改变而从该情况急剧增大并且较重的载荷作用在滚动轴承的滚动元件上时，滚动元件也不会容易地在与旋转圈接触的表面上滑动，使得可以抑制滚动轴承上擦损磨耗的产生。此外，优选的是:在所述一对离合器部之间沿着周向方向形成有多个楔形空间部，使得所述楔形空间部具有从周向方向上的一侧朝向另一侧逐渐增大的轴向尺寸，并且使得所述接合元件依次地设置在所述楔形空间部中的每个楔形空间部中，所述接合元件沿周向方向朝向所述楔形空间部的窄侧移动，从而与所述一对离合器部接合，以连接所述输出轴和所述驱动轴，从而使所述输出轴和所述驱动轴能够一体地旋转；并且，所述接合元件沿周向方向朝向所述楔形空间部的宽侧移动，从而解除所述接合元件的接合，以切断所述输出轴与所述驱动轴之间的连接。因此，可以获得下述结构，其中:在输出轴的旋转速度超过驱动轴的旋转速度的情况下，接合元件沿周向方向朝向楔形空间部的窄侧移动，以连接输出轴和驱动轴，从而使得输出轴和驱动轴能够一体地旋转；并且可以获得下述结构，其中:在输出轴的旋转速度变得小于驱动轴的旋转速度的情况下，接合元件沿周向方向朝向楔形空间部的宽侧移动，以切断输出轴与驱动轴之间的连接。此外，尽管输出轴和驱动轴的轴端部分(部件)可以分别构造为第一离合器部和第二离合器部，但优选的是，单向离合器还包括第一固定构件和第二固定构件，第一固定构件将第一离合器部附接并固定至输出轴，第二固定构件将第二离合器部附接并固定至驱动轴。在这种情况下，第一离合器部和第二离合器部与输出轴和驱动轴分开，使得有助于单向离合器结构的组装。此外，优选的是，单向离合器还包括调节构件，该调节构件调节输出轴与第一离合器部之间的轴向距离以及驱动轴与第二离合器部之间的轴向距离中的至少一者。并且在这种情况下，可以调节第一离合器部与第二离合器部之间的轴向距离。此外，本专利技术的另一方面提供了一种发电设备，该发电设备包括:主轴，所述主轴在外力的作用下旋转；增速齿轮装置，所述增速齿轮装置包括旋转传输机构、输出轴和滚动轴承，所述旋转传输机构增大所述主轴的旋转速度，所述输出轴输出通过所述旋转传输机构而增大了速度的旋转，所述滚动轴承以可旋转的方式支撑所述输出轴；发电机，所述发电机包括驱动轴和转子，所述驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单向离合器结构，所述单向离合器结构设置于包含在增速齿轮装置中的输出轴与发电机的驱动轴之间，所述增速齿轮装置增大通过外力而旋转的主轴的旋转速度，并且所述输出轴由滚动轴承支撑，所述单向离合器结构包括：第一离合器部和第二离合器部，所述第一离合器部与所述输出轴一体地旋转，所述第二离合器部与所述驱动轴一体地旋转，所述第一离合器部和所述第二离合器部设置在所述输出轴与所述驱动轴之间，以沿轴向方向彼此相对；以及接合元件，所述接合元件置于一对离合器部之间，其中，当所述主轴沿正常方向旋转并且所述输出轴的旋转速度超过所述驱动轴的旋转速度时，所述接合元件与所述一对离合器部接合，以连接所述输出轴和所述驱动轴，从而使所述输出轴和所述驱动轴能够一体地旋转，而当所述输出轴的旋转速度变得低于所述驱动轴的旋转速度时，所述接合元件的接合被解除，以切断所述输出轴与所述驱动轴之间的连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤原英树，高木刚，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：日本;JP