[发明专利]风力发电用增速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电用增速器。

背景技术

例如在专利文献1中公开有如图6～图8所示的风力发电用增速器。

图6及图7中，风力发电装置1具有竖立设置在地基6上的支柱2、在支柱2的上端设置的短舱3、及被组装成相对于该短舱3自由旋转的旋翼头4。旋翼头4上安装有多片（图示例中为3片）风车叶片（风车翼）5。在短舱3的内部，旋翼头4上连接有增速器20及发电机11。

当有风吹向风车叶片5时，旋翼头4会旋转，该旋翼头4的旋转以被增速器20增速的状态传递到发电机11。由此，能够将旋翼头4（虽有旋转力矩）的慢速旋转提升为100倍左右的速度，并能够从发电机11有效地获得发电输出。

如图8所示，所述增速器20在初级具备行星齿轮机构22，并且在中级和后级具备平行轴齿轮机构24、26。初级行星齿轮机构22主要包括：与输入轴28一体化的轮架32、固定于该轮架32的行星销34、旋转自如地支承于该行星销34的行星齿轮36、及与该行星齿轮36同时啮合的内齿轮38及恒星齿轮40。该以往例所涉及的行星齿轮机构22，从恒星齿轮40输出从轮架32输入的旋转。该恒星齿轮40与行星齿轮机构22的输出轴42一体化。输出轴42经由联轴器43与下一级的平行轴齿轮机构24的输入轴45连结。

通过增速器20的行星齿轮机构22及平行轴齿轮机构24、26的各齿轮机构增速后的旋转被输入到所述发电机11。

另外，图7所示的符号12为变压器，13为控制器，14为逆变器，15为逆变器冷却装置，16为润滑油冷却装置。

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）

风力发电设备被设计成其耐用期间为20年左右。因此对增速器也要求最起码确保20年左右的寿命。

然而，由于风力发电设备设置在自然环境下，有时会受到狂风或疾风的袭击。若有这种强风施加到风车叶片，则导致增速器呈从输入侧受到巨大的荷载的状态。因此，（即使按标准设计）有时也会导致增速器内各部件以过快的转速强制旋转的情况发生而成为引发故障的原因。

增速器一旦发生故障，则其损失严重，因此要重视可靠性的确保。通常，作为确保增速器可靠性的有效对策，设计时将各要件的安全系数（safety factor）设得较大。但是，若各要件的安全系数设得较大，则自然而然地使增速器整体大型化且重量变大，而产生导致制造成本及建设成本加大的问题。

发明内容

本发明是为了解决这种问题而完成的，其基本课题为通过克服新发现的“中间课题（后述）”来提供小型、重量轻、成本低且可靠性高、寿命长的风力发电用增速器。

本发明通过设为如下结构来解决上述课题，即一种风力发电用增速器，具备具有恒星齿轮的行星齿轮机构、及在该行星齿轮机构的后级设置的平行轴齿轮机构，所述行星齿轮机构的所述恒星齿轮一体地形成在该行星齿轮机构的输出轴上，该行星齿轮机构的所述输出轴的轴向的至少1个部位成为直径小于其两侧的小直径部，并且，相对于该恒星齿轮的齿线方向中央非对称地对所述恒星齿轮的齿面进行凸面加工。

由于本发明的所述中间课题及其解决原理并未公开，因而在此对本发明所着眼的该中间课题及其解决原理进行详细说明。

当风力发电设备的风车叶片遇到风时，随此在增速器的各部件产生旋转力矩。当增速器内的行星齿轮机构或平行轴齿轮机构传递该旋转力矩时必然产生振动。然而，行星齿轮机构与平行轴齿轮机构的旋转机制和转速都不相同，因此产生的振动特性（频率成分等）也各不相同。因此有时因输入的风的强度和脉动的方法，而导致这些振动彼此干扰而产生共振。其结果，尤其在轴承部中，原本为滚动接触的滚子（或滚珠）与内圈、外圈等引起滑行，由此容易产生崩刀等降低耐久性的迹象。

本发明将最大限度抑制行星齿轮机构与平行轴齿轮机构的共振的发生作为“中间课题”，并且，为避免引发新的不良情况而经深入研究想出用于解决该中间课题的结构。

本发明所涉及的风力发电用增速器中，行星齿轮机构的恒星齿轮与该行星齿轮机构的输出轴一体形成。其中所谓“一体形成”不是指，经由键或花键等连结2个部件（恒星齿轮部件与输出轴部件）之后被一体化，而是指恒星齿轮与输出轴一开始就作为1个部件而一体化。