[发明专利]变速装置及风力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种变速装置及风力发电装置。

背景技术

以往，公知有利用作为自然能源的风力进行发电的风力发电装置。该种风力发电装置在设于支柱上的机舱(nacelle)上设置有：安装有风车旋转翼的旋翼头、与该旋翼头连结成一体旋转的主轴、与在风车旋转翼上受到风力而旋转的主轴连结的增速器、被增速器的轴输出驱动的发电机。

在这样构成的风力发电装置中，具有将风力变换为旋转力的风车旋转翼的旋翼头以及主轴进行旋转，产生轴输出，经由与主轴连结的增速器将转速增速，将增速后的轴输出传递给发电机。因此，风力发电装置能够将风力变换为旋转力而得到的轴输出作为发电机驱动源，利用风力作为发电机的动力进行发电。

作为上述的风力发电装置的增速器(变速装置)，例如如图7至图9所示，公知有下述结构，即，组合平行齿轮而构成，并在形成于输入轴和输出轴之间的变速级上设置若干个小齿轮轴(变速轴)。另外，组合了平齿轮的增速器通过设置多个与第一级的大齿轮啮合的小齿轮轴，能够减轻重量。

对图示的增速器10而言，设置在输入轴Si上的输入齿轮(大齿轮)11和设置在输出轴So上的输出齿轮(小齿轮)12之间经过小齿轮轴Sv连结，该小齿轮轴Sv在两端部具有齿数不同的齿轮13、14，并在周向上配置了4组。

即，增速器10的小齿轮轴Sv根据输入齿轮11与所啮合的齿轮13的齿数比，从输入轴Si的转速开始进行增速。进而，增速器10的输出轴So根据和齿轮13同轴的齿轮14与所啮合的输出齿轮12的齿数比，从变速轴Sv的转速开始进行增速。

因此，图示的增速器10为两级增速器，进行在输入轴Si的转速和变速轴Sv的转速之间增速的第一阶段的增速和在变速轴Sv的转速和输出轴So的转速之间的增速的第二阶段的增速。

此外，作为上述的风力发电装置的增速器，例如有下述结构，即，在第一级的低速级中使用平行轴齿轮将动力路径分配成多个，在所分配的各输出轴上连结有行星齿轮(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平8-177711号公报

发明内容

近年来，风力发电装置具有大输出化以及大型化的倾向，因此为了减轻支柱或地基等的负担，要求传动轮系(drive train)或机舱结构的轻型化。

在组合平行齿轮而构成的以往的增速器10中，只要设置多个小齿轮轴Sv进行输出，就能够减薄齿宽而减轻重量。但是，在将设置了多个的齿轮轴Sv的输出在最终级的输出轴So上返回为1个轴的情况下，在具有小齿轮轴Sv数量的齿轮14同排配置时，1级中所能增速的增速比受到齿轮14大小的限制。

以下参照图8对上述的增速比的限制进行具体说明。

在图示的例子中，4根小齿轮轴Sv按90度间距(pitch)配置。在这种情况下，为了增大与设置在各小齿轮轴Sv上的4个齿轮14啮合的输出齿轮12的增速比，需要使输出齿轮12的齿数较少而成为小径，并且使齿轮14的齿数较多而成为大径。但是，由于4个齿轮14同排(同一平面上)配置，因此为了防止与相邻的齿轮14的干涉，需要确保适当的间隙(clearance)L的配置。因此，能够保证所需最小限度的间隙L的值成为能设定的增速比的界限。

此外，在上述的增速器10中，若在平行齿轮中使用单面斜齿轮则不能够抵消推力，因此需要在各轴上设置推力轴承。

此外，对于增速器10的壳体15，由于是简单的平面形状，因此为了确保刚性需要在平面部上设置肋部等。

出于这样的背景，在组合平行齿轮而构成的变速装置中，能够以少的级数得到大的齿数比(变速比；增速比及溅速比)并且还能够实现轻型化的装置的开发受到期待。另外，变速装置如果将输入轴和输出轴调换，则增速器变为减速器，或者减速器变为增速器。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种变速装置及具备该变速装置的风力发电装置，能够以较少的级数获得较大的齿数比，并且能够实现轻型化。

本发明为了实现上述课题，采用下述装置。

本发明的变速装置通过组合平行齿轮而构成，在输入轴上设置的的输入齿轮和在输出轴上设置的输出齿轮之间，经由变速轴连结，该变速轴在两端部具有齿数不同的齿轮，并在周向上配置了多个，其特征在于，具有多个的所述变速轴的输出轴侧齿轮与在所述输出轴的轴向上错开设置了多个的所述输出齿轮在周向上交替地啮合。