JP2015169143A - 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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Abstract

【課題】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可能な発電装置を提供する。
【解決手段】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、出力軸の出力を駆動軸で受けて発電する発電機とを備えている発電装置であって、出力軸と駆動軸との間には、両軸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、互いに軸方向に間隔をあけて配置されかつ両軸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が設けられており、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ことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、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）。
特開２００６−２５００３４号公報 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を備えている発電装置であって、前記出力軸と前記駆動軸との間には、両軸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、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が設けられており、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ことを特徴とする。
本発明によれば、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、当該弾性継手部材を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を備え、当該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、発電装置であって、前記出力軸と前記駆動軸との間には、両軸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、両軸間のミスアライメントを吸収する弾性継手部材とが設けられており、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。
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、を備えており、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ことを特徴とする。
本発明によれば、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、弾性継手部材を負担を抑制することできる。
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１に示される増速機及び発電機の概略側面図である。 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４におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 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７におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。 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。 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とによって本発明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。
本発明の一方向クラッチ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、特許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。
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を備えている発電装置であって、
    前記出力軸と前記駆動軸との間には、両軸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、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が設けられており、
    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ことを特徴とする発電装置。
  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を備え、当該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、発電装置であって、
    前記出力軸と前記駆動軸との間には、両軸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、両軸間のミスアライメントを吸収する弾性継手部材とが設けられており、
    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のいずれか１項に記載の発電装置。
  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、を備えており、
    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ことを特徴とする軸継手装置。
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