专利名称：动力传递装置及动力传递装置的联轴器单元的制作方法
技术领域：
本申请主张基于2010年4月30日申请的日本专利申请第2010-105680号、2010 年5月18日申请的日本专利申请第2010-114781号、2010年8月2日申请的日本专利申请第2010-173973号、2011年3月8日申请的日本专利申请第2010-50640号的优先权。其申请的全部内容通过参照援用于本说明书中。本发明涉及一种尤其如风力发电设备的动力传递装置那样适合应用于有时偶尔被输入过大负荷的装置的动力传递装置及动力传递装置的联轴器单元。
背景技术：
专利文献1中公开有使用于风力发电设备的短舱(发电室)的偏航控制或风车叶片的节距控制的减速装置。风力发电设备由于在自然环境下设置，因此有时受到狂风或疾风。该专利文献1中公开如下技术，即当设定值以上的过大转矩从风车叶片侧输入时，使滑动联轴器工作并遮断驱动系统的动力传递来防止该驱动系统的过负荷的技术。该滑动联轴器滑行后无需直接重复使用，具备对滑行进行检测的传感器，并设计成停止下一个维护时显示出应该进行滑动联轴器的维护作业的情况。专利文献1 :US2007-0098549A1 (权利要求 1，段落
)但是，风力发电系统的维护不能那样频繁地进行，因此滑行一次需要进行维护作业的系统极其不便，结果不得不将开始滑动的阈值设定成如巨大的台风等来临时开始工作那样的非常高的水平。反过来说，这种现象说明基本的驱动系统必须具有直到施加那种过大负荷为止不会损坏而继续运转的耐久性，不得不造成装置的大型化。
发明内容
本发明为解决这种以往的问题而完成的，其课题在于在尤其适合应用于对一时施加大负荷有顾虑的状况的动力传递装置中，无需徒然地增大装置的大小，减轻维护作业的负荷，且有效地保护装置整体。本发明是通过设为如下结构来解决上述课题的，在第1部件与第2部件之间传递动力的动力传递装置中，所述第1部件具有空心部，并且所述第2部件的外径设定成稍微大于所述第1部件的所述空心部的内径的大小，由此第1部件和第2部件以过盈配合方式嵌合，并且在所述第1部件的所述空心部的内周及所述第2部件的外周的至少一方的表面实施如下表面处理当施加超过预定值的过大转矩时滑行，并且当该过大转矩消失时停止所述滑行，在第1部件与第2部件之间再次进行应在该动力传递装置中进行的原来的转矩传递。如上述滑动联轴器，当对动力传递系统施加预定值以上的过大转矩时作为开始滑行的结构的安全装置，“滑行”为用于保护装置的紧急保护动作，滑行1次之后，可以认为以后无法完成原来的转矩传递。实际上，上述专利文献1中也没有设想过滑行后连维护作业都没有就直接重复使用滑动联轴器的情况。但是根据发明人的多次试验结果，能够得出如下见解若在第1部件的空心部的内周及第2部件的外周的至少一方的表面实施特定的表面处理的基础上进行过盈配合，则重复得到a)当施加超过预定值的过大转矩时，发生滑行和b)当该过大转矩消失时，停止所述滑行，在第1部件与第2部件之间再次进行应在该动力传递装置中进行的原来的转矩传递这样的2个作用。这是根据确认了像即使在重复多次有目的地实际附加过大转矩并故意发生强制性滑行的试验时，也能够再次确保原来的传递转矩容量这样的表面处理实际存在而得到的见解(后面详细叙述)。根据本发明，就算不使装置整体徒然地大型化，也可通过不传递而释放出一时输入的能量的一部分来防止直接对装置内的各要件施加该过大转矩，且能够使之自动恢复。发明效果根据本发明，无需徒然地增大装置的大小就可以减轻维护作业的负荷的同时，有效地保护装置整体。
图1是采用本发明的实施方式的一例所涉及的动力传递装置的风力发电设备的减速装置的整体截面图。图2是应用上述减速装置的风力发电设备的主视图。图3是表示在上述风力发电设备的短舱装入上述减速装置的样子的立体图。图4是表示上述风力发电设备的偏航驱动装置的结构的主要部分截面图。图5是在图1的减速装置中应用的本发明的实施方式的一例所涉及的动力传递装置的主要部分截面图。图6是本发明的实施方式的一例所涉及的联轴器单元的整体截面图。图7是应用本发明的另一其他实施方式的一例所涉及的动力传递装置的风力发电设备的减速装置的整体截面图。图8是应用本发明的另一其他实施方式的一例所涉及的动力传递装置的风力发电设备的减速装置的整体截面图。图9是应用本发明的另一其他实施方式的一例所涉及的动力传递装置的风力发电设备的减速装置的整体截面图。图中10-风力发电设备，11-圆筒支柱，12-短舱(发电室)，14-偏航驱动装置， 16-节距驱动装置，18-头锥，20-风车叶片，22-马达，24-输出小齿轮，66-连接轴(第2部件)，66A-槽，68-衬套(第1部件)。
具体实施例方式下面，对本发明的实施方式的一例所涉及的动力传递装置进行详细说明。首先，从应用该动力传递装置的风力发电设备的概要进行说明。参照图2及图3可知，该风力发电设备10在圆筒支柱11的最上部具备短舱(发电室)12。短舱12装入有偏航(Yaw)驱动装置14和节距(Pitch)驱动装置16。偏航驱动装置14为用于控制短舱12整体相对于圆筒支柱11的回转角的装置，节距驱动装置16为用于控制安装于头锥18的3片风车叶片20的螺距角的装置。该实施方式中，由于在偏航驱动装置14中应用本发明，因此在此对偏航驱动装置 14进行说明。该偏航驱动装置14具备4个带有马达22及输出小齿轮M的减速装置Gl G4 以及1个与各个输出小齿轮24啮合的回转用内齿轮观。各减速装置Gl G4被固定在各个短舱12的主体侧的预定位置。一并参照图4可知，各减速装置Gl G4的各个输出小齿轮M所啮合的回转用内齿轮观被固定在圆筒支柱11侧，构成偏航轴承30的内圈。偏航轴承30的外圈30A被固定在短舱12的主体12A侧。另外，图4的标记25为偏航驱动装置 14的制动机构。根据该结构，若使各输出小齿轮对通过各减速装置Gl G4的马达22同时旋转， 则该输出小齿轮对与内齿轮观啮合的同时，相对内齿轮观的中心36(参照图3)公转。其结果，能够使短舱12整体绕固定于圆筒支柱11的内齿轮观的中心36回转。由此，能够将头锥18朝向期望的方向(例如迎风方向)，并能够有效地承受风压。所述减速装置Gl G4由于分别具有相同的结构，因此在此对减速装置Gl进行说明。参照图1可知，就减速装置Gl而言，马达22、正交齿轮机构40、平行轴减速机构42 及末级减速机构44在动力传递路径上依次配置于外壳Ca内。另外，外壳Ca可分离为高速侧外壳体46和低速侧外壳体48。下面按照动力传递路径上的顺序进行说明。马达22的马达轴50兼作正交齿轮机构40的输入轴。正交齿轮机构40具备在马达轴50的前端直切形成的准双曲面小齿轮52 和与该准双曲面小齿轮52啮合的准双曲面齿轮M，将马达轴50的旋转方向变更为直角方向。准双曲面齿轮M被固定在中间轴56。在中间轴56直接形成有平行轴减速机构42的正小齿轮58。平行轴减速机构42具备该正小齿轮58和与该正小齿轮58啮合的正齿轮60。 正齿轮60通过键61被固定在空心轴62。空心轴62通过键64与连接轴66连结。连接轴66与衬套68压入嵌合。在该实施方式中，本发明所涉及的动力传递装置 Tl应用于该连接轴66及衬套68的结合部。对连接轴66及衬套68的结构在后面进行详细叙述。末级减速机构44具备有与衬套68 —体旋转的(该末级减速机构44的)输入轴 72、设置于该输入轴72的2个偏心体74、通过该偏心体74偏心摆动的2片外齿轮76、及该外齿轮76所内啮合的内齿轮78。2片外齿轮76其偏心相位正好偏离180度，维持向相互背离的方向偏心的状态的同时摆动旋转。内齿轮78与低速侧外壳体48成为一体化。内齿轮78的内齿由各个圆柱形的外销78A构成。内齿轮78的内齿数(外销78A的数)比外齿轮76的外齿数仅多1个。外齿轮76上间隙嵌合有内销80。内销80与输出法兰82成为一体化，该输出法兰82与减速装置Gl的输出轴84成为一体化。该实施方式中成为如下结构由于内齿轮78与低速侧外壳体48成为一体化，因此若末级减速机构44的输入轴72旋转，则外齿轮76通过偏心体74摆动，该外齿轮76相对内齿轮的相对旋转(自转)通过内销80及输出法兰82从输出轴84取出。并且成为如下结构输出轴84上通过花键86固定或连结有上述的输出小齿轮24，该输出小齿轮M与已说明的回转用内齿轮观(图3、图4) 啮合。
在此，一并参照图5对包含连接轴66及衬套68的动力传递装置Tl的结构进行详细说明。衬套68具备空心部68A，相当于本发明中的第1部件。连接轴66其前端部66B嵌合于该空心部68A，相当于本发明的第2部件。连接轴66的前端部66B的外径dl被设定成稍微大于衬套68的空心部68A(具体而言为空心部68A中嵌入连接轴66的前端部66B的部分)的内径Dl的大小。即，连接轴66与衬套68的尺寸为形成过盈配合的关系，在该实施方式中通过压入嵌合。连接轴66的前端部66B形成有多条环状槽66A(该实施方式中为4条)。除了在该槽66A中，还在连接轴66的前端部66B的外周涂布有粘结剂。更具体而言，粘结剂均勻涂布在连接轴66的前端部66B的外周，在压入衬套68时滑落的粘结剂以在该槽66A中无间隙的状态填充。作为粘结剂，在该实施方式中使用用于防止振动装置的螺纹松动等市售的粘结剂(例如，Henkel Japan株式会社制造，商品名LOCtite242、243等)通过该结构可实现如下结构与连接轴66和衬套68以压入(过盈配合)方式嵌合相互作用，当施加超过预定值的过大转矩时滑行，并且当该过大转矩消失时，恢复成能够在连接轴66与衬套68之间再次传递转矩直至所述预定值为止的状态。另外，在本发明中， “当该过大转矩消失时，停止滑行”未必一定指被输入的转矩达到预定值以下时“马上停止滑行”，而包含“被输入的转矩比预定值低某种程度时停止滑行”之类的概念。发明人的试验中，通过上述结构实际确认了如下内容即使施加过大转矩，例如滑行100次以上之后，也能在每次该过大转矩消失时恢复成能传递与当初可传递的转矩相同程度的转矩的状态。并且还确认了，作为开始滑行的阈值的所述预定值及滑行一次后的恢复的程度，通过改变过盈配合的程度、槽66A的数、轴向宽度W1、轴向间隔Ll及深度(省略图示)、槽以外部分的表面粗糙度，粘结剂的粘结强度及硬度(或弹性系数)等而发生变化。 通过这些调整至少能够进行如下表面处理能够恢复成传递转矩直至预定值的状态。并且，根据发明人的进一步的试验还确认了，实施适当的表面处理后，当施加超过所述预定值的过大转矩而发生滑行的情况下，在继续进行滑行的期间，可以维持相当于该预定值的转矩传递，而且也完全可以进行停止滑行后的恢复。该特性意味着例如应用于风力发电设备的动力传递装置时，放出由风引起的过大转矩的同时，在某种程度上能够制动短舱的活动，并且若停止滑行，则还能够自动恢复，该特性根据用途将成为非常优选的特性。发明人认为，“发生该滑行一维持相当于预定值的转矩的传递及中止滑行一向能够进行通常的(不到预定值的)转矩传递的状态恢复”这一机理可能是因为通过适当的 “表面处理”，能够对衬套68、连接轴66及粘结剂这3者施加压力从而在可弹性变形的范围内产生可传递转矩的应力的界限。总而言之，可推测出如下机理i)在3者的结合部产生足以阻止被输入的转矩的“应力”的期间可以进行该转矩的“传递”，并且ii)若被输入的转矩超过能够在结合部中发生的应力而变大，则无法传递其增加的转矩而发生“滑行”，但即使滑行，弹性变形的应力量也能够维持转矩传递，并且iii)此时在第1部件与第2部件之间的结合部实际发生的变形只要在该结合部中的弹性变形的范围内(还未达到塑性变形的程度)，则若过大转矩消失就可恢复至当初的转矩传递状态。总之，施加过大转矩时发生滑行并且能够维持相当于预定值的转矩传递，且若过大转矩消失，则停止滑行并且能够恢复至当初的转矩传递状态那样的表面处理是能够实现的。在该意思来讲，本发明中的“在第1部件的空心部的内周及第2部件的外周的至少一方的表面实施的表面处理”除了为在第1部件、第2部件本身形成槽等机械性凹凸的狭义的表面处理的概念之外，还包括涂布粘结剂的处理等对第1部件与第2部件的连结状态或弹性变形状态带来影响的广义的表面处理的概念。换言之，本发明的表面处理还可以是“第1部件与第2部件双方同时在弹性变形的范围内进行以过盈配合方式的嵌合的表面处理”。即，以往的压入等过盈配合由于没有考虑到“反复滑行”，因此为了尽量以简单的作业实现坚固的一体化，设置一方(通常为具有空心部的第1部件)更软于另一方并且带有“塑性变形”的嵌合。由此，一旦开始滑行，则传递转矩就急剧下降(无法维持相当于开始滑行时的转矩值的转矩传递)。并且，一旦滑行结束，则过大转矩被消除并且即使停止滑行也无法恢复至当初的坚固的一体化状态。是否为基于弹性变形的范围内的过盈配合的嵌合，例如可通过在反复进行第1部件与第2部件的“嵌合”与“分离”时，各自是否恢复到各自的原来的状态来判断。进行“弹性变形的范围内的嵌合”时，即使反复进行嵌合与分离，第1部件的内周与第2部件的外周在分离时双方都会分别返回至每次嵌合前的内径及外径。如图6所示，该实施方式所涉及的连接轴66具有与空心轴62连结的连结部66D。 连结部66D上形成有容纳用于连结连接轴66与空心轴62的前述的键64的键槽66C。并且，衬套68具有在其空心轴相反一侧嵌合末级减速机构44的输入轴72的连结部68C。在该连结部68C形成有用于连结衬套68与输入轴72 (的花键70)的花键68B。S卩，连接轴66 与衬套68构成1对(1套)“联轴器单元67”。对通过构成联轴器单元67而得到的作用效果进行后述。另外，回到图1，该实施方式中连接轴66与衬套68容纳于独立的连接外壳46A。该连接外壳46A上形成有窗口 46A1，可从连接外壳46A的外部观察连接轴66与衬套68。以横跨66、68双方的方式对连接轴66与衬套68做“记号”，通过从窗口 46A1观察其记号的位置是否偏离，慎重起见能够确认该连接轴66与衬套68滑行的情况。下面，对包含该实施方式所涉及的动力传递装置Tl的减速装置Gl的作用进行说明。马达22的马达轴50的旋转通过正交齿轮机构40的准双曲面小齿轮52与准双曲面齿轮讨的啮合被初级减速，同时旋转轴的方向变更90度来传递至平行轴减速机构42的中间轴56。中间轴56的旋转通过正小齿轮58与正齿轮60的啮合减速，并通过键61传递至空心轴62。空心轴62的旋转通过嵌入于连接轴66的键槽66C的键64传递至连接轴66。 连接轴66的旋转通过填充于槽66A内的粘结剂和基于压入的嵌合传递至衬套68，通过该衬套68的内周侧的花键68B及输入轴外周的花键70传递至末级减速机构44的输入轴72。
若末级减速机构44的输入轴72旋转，则由于外齿轮76通过偏心体74 (与内齿轮 78内接的同时)摆动旋转，因此产生与内齿轮78的啮合位置依次偏离的现象。其结果，末级减速机构44的输入轴72每旋转1圈时，外齿轮1体摆动，相位相对于(处于固定状态的) 内齿轮78以1齿的量偏离(产生自转成分)。通过内销80、输出法兰82将该自转成分取出至输出轴84侧，由此实现根据末级减速机构44的减速。输出轴84的旋转通过花键86传递至输出小齿轮对。输出小齿轮M与回转用内齿轮观啮合，并且，该内齿轮观被固定在圆筒支柱11侧，因此最终短舱12本身通过反作用相对该圆筒支柱11向水平方向旋转。在此，假设由于疾风等作用于风车叶片20而使短舱12回转的巨大的转矩从偏航驱动用的减速装置Gl的输出小齿轮M侧被输入进来。该巨大的“外在负荷”从相反侧驱动该减速装置Gl的末级减速机构44，并通过花键70、68B使衬套68旋转。只要该旋转转矩为设想内(预定值以下)的转矩，就不会在衬套68与连接轴66之间发生滑行而转矩直接进一步传递至减速装置Gl的平行轴齿轮机构42侧，最后通过附设于马达22的未图示的制动装置阻止。其结果由风引起的短舱12的活动确实被制动。并且，这时不会在减速装置 Gl的各部发生特别的异常。但是，若从输出小齿轮M侧(衬套68侧)输入超过预定值的转矩，则(若直接以其原来状态则有在减速装置Gl的各部发生异常的危险，由此)在衬套68与连接轴66之间发生滑行。由此，能够在此放出来自输出小齿轮对侧的过大转矩的一部分。因此，短舱12 多少会随风水平旋转，但能够防止马达或齿轮机构的破损等(这时，能够通过制动传递至马达22侧的相当于预定值的转矩来将相应的制动力赋予至短舱12)。并且，暴风停止时，衬套68与连接轴66自动恢复至原来的转矩传递状态，因此能够直接继续进行风力发电。根据本实施方式所涉及的动力传递装置Tl，由于不需要用于应付过大转矩的传感器或电控制系统，因此即使在控制系统因雷击或浸水等而容易受到损伤的恶劣气候状态下也可进行可靠度高的工作。另外，由于能够从形成在连接外壳46A的窗口 46A1确认连接轴66和衬套68是否在上一次维护时至下一次维护为止的期间进行滑行，因此能够引起维护时作业人员的注
辰、ο其中，该实施方式中，本发明所涉及的动力传递装置Tl以“联轴器单元67”的形式具体化。因此，可以得到以下优点能够以在工厂中的制造阶段中进行确认或调整以得到如设定那样的转矩传递特性及转矩恢复特性的方式，并且万一发生不良情况时，也能够通过在现场(狭窄的短舱内)仅替换“一个零件”得到解决。并且，根据工厂内的实际的滑动试验得到的转矩特性，还可以从多个联轴器单元 “选择”对该减速装置Gl来说实际具有最妥当的转矩特性的联轴器单元67。并且，(不限定于风力发电的用途)以单体贩卖联轴器单元(67)时，也可以通过根据实际测定的转矩特性对各个联轴器单元(67)进行分类，从而以实际转矩特性作为基础对产品进行区分。无论在任何情况，都可以在工厂内执行这样的调整或选择，由此容易操作且能够得到转矩特性的再现性、可靠度极高的“联轴器单元67”。但是，本发明所涉及的动力传递装置Tl未必一定需要基于这种“联轴器单元”的形式，例如也可以直接在减速装置的输入轴、中间轴、输出轴等轴上安装来进一步谋求节省空间。图7中示出其例子。该实施方式所涉及的动力传递装置T2中，使减速装置GlO的平行轴齿轮机构100 的空心轴102作为本发明所涉及的动力传递装置T2的(具有空心部102A的)第1部件发挥作用的同时，使末级减速机构104的输入轴106直接作为第2部件发挥作用。如在图7 的圆B内放大图示，输入轴106中形成有多个(该例子中为7个)与前面的实施方式中的连接轴66相同的槽106A，该槽106A内填充有粘结剂。有关该槽106A与粘结剂的压入的基本结构与前面的实施方式相同。另外，该实施方式中，如在圆A内放大图示，与构成内齿轮108的内齿的外销108A 相同直径的滚子110与该外销108A同轴地延伸，该滚子110发挥输出法兰112的轴承的作用。对其他结构由于与前面的实施方式相同，因此在图7中对相同或类似的部分附加相同的标记而省略重复说明。根据该实施方式所涉及的结构，在前面的实施方式中作为“联轴器单元”占有的空间消失，能够使装置整体的大小进一步小型化，并且还降低零件数。另外，装入有本发明所涉及的动力传递装置的装置不限定于如上述的减速装置。 在图8表示本发明的另一其他实施方式的一例。该实施方式中，在由2级摆动内接式行星齿轮机构构成的减速装置G20中装入本发明所涉及的动力传递装置T3、T4。前级及后级行星齿轮机构120、124的基本结构与前面的实施方式中的末级减速机构44相同。该实施方式中，使前级行星齿轮机构120的输出法兰122作为本发明所涉及的动力传递装置Τ3的(具有空心部122Α的)第1部件发挥作用的同时，使后级行星齿轮机构 124的输入轴1 作为第2部件发挥作用。如在图8的圆A内放大图示，后级行星齿轮机构 124的输入轴1 上形成有多个槽U6A，除了在该槽126A内，还在输入轴126的外周涂布粘结剂，在此基础上该输入轴1 与输出法兰122通过压入以过盈配合方式嵌合。并且，该实施方式中，使后级行星齿轮机构IM的输出小齿轮1 作为本发明所涉及的动力传递装置T4的(具有空心部128A的)第1部件发挥作用的同时，使后级行星齿轮机构124的输出轴130作为第2部件发挥作用。后级行星齿轮机构124的输出轴130上也形成有多个槽130A，除了在该槽130A内，还在输出轴130的外周涂布粘结剂，在此基础上该输出轴130与输出小齿轮128以过盈配合方式压入嵌合。在这种减速装置中，也可通过这种结构实施本发明中意图的可在滑动之后恢复转矩的表面处理，并能够相应地得到本发明本来的效果。并且，该实施方式中，与最初的实施方式相比，对应“联轴器单元”占有的空间所消失的部分，可使装置整体进一步小型化，并且还降低零件数。图9中表示本发明的另一其他实施方式的一例。该实施方式中，在由4级简单行星齿轮机构141 144构成的减速装置G30装入本发明所涉及的动力传递装置T5、T6。S卩，在该实施方式中，使初级简单行星齿轮机构141的输出轮架体150作为本发明所涉及的动力传递装置T5的(具有空心部150A的)第1部件发挥作用的同时，使第2级简单行星齿轮机构142的输入轴152作为第2部件发挥作用。第2级简单行星齿轮机构142 的输入轴152上形成有多个槽(省略图示)，除了在该槽内，还在输入轴152的外周涂布粘结剂，在此基础上该输入轴152与输出轮架体150以过盈配合方式压入嵌合。并且，在该实施方式中，使第2级简单行星齿轮机构142的输出轮架体156作为本发明所涉及的动力传递装置T6的(具有空心部156A的)第1部件发挥作用的同时，使第 3级简单行星齿轮机构143的输入轴158作为第2部件发挥作用。第3级简单行星齿轮机构143的输入轴158上形成有多个槽(省略图示)，除了在该槽内，还在输入轴158的外周涂布粘结剂，在此基础上该输入轴158与输出轮架体156以过盈配合方式压入嵌合。对这种结构的减速装置G30也可应用本发明，并得到相应的效果。另外，在该实施方式中，代替上述应用位置，或者除了上述应用位置，与前面的实施方式所涉及的动力传递装置T4相同，也可使最后级行星齿轮机构144的输出小齿轮160作为本发明所涉及的(具有空心部160A的)第1部件发挥作用的同时，使最后级星齿轮机构144的输出轴162作为第2部件发挥作用。在该实施方式中，也能得到本发明特有的效果，并且可直接装在动力传递路径上， 因此可防止增加零件数，还可维持装置整体的小型化。这样，在本发明中，没有特别限定在什么样的驱动系统的什么样的部位应用本发明。但是，如目前为止的实施方式，进一步优选不是如以与马达相同的转速旋转的(如以高速旋转那样的)部位。这是因为不优选在发生滑动时发生高速的滑动。关于表面处理的方法，总之只要实施如下表面处理，即在第1部件的空心部的内周及第2部件的外周的至少一方的表面施加超过预定值的过大转矩时滑行，并且在该过大转矩消失时在第1部件与第2部件之间再次传递所述预定值那样的原来的转矩，具体的处理就不特别限定在上述实施方式中的例子。形成上述实施方式中例示的槽的表面处理除了容易制造，而且滑行时的机械性损伤也少，且在可形成并用粘结剂等所需的保证空间这点上比较适合，作为形成槽的处理以外的处理，例如有喷丸加工或滚花加工之类的处理。并且，利用稍大的磨石的滚磨也有效。这些“在部件的表面形成机械性凹凸的处理”尤其作为与槽的形成并用来处理槽以外的表面的例子也较佳。当然，也可以仅采用这些手法来代替槽。并且，也可以在第2部件的空心部的内周(不在第1部件的外周)侧形成这种(包含槽的)机械性凹凸。尤其如图8的动力传递装置T4，所操纵的转矩较大的部位，优选在内周形成。当然也可以在第1部件、第2部件的双方形成。这样进行的“在部件的表面形成机械性凹凸的处理”在进一步保证“嵌合作业”的难易程度较低的同时，能够高效地保持预定值。另一方面，如粘结剂的涂布，对第1部件与第2部件的连结状态或弹性变形状态带来影响的表面处理有时对本发明发挥非常有效的作用。除了粘结剂的涂布之外，高粘性填充剂的涂布、介入硬质薄膜或薄片等也相当于该粘结剂的涂布。例如，将所谓在牵引传动用油中尤其能够期待高剪切应力的油作为填充剂使用，也适合在例如用于滑行的时间变得比较长的用途等中也有效。另外，本发明所涉及的表面处理优选地还要使用槽等机械性凹凸等，但也可以仅涂布粘结剂等。并且，即使不完全使用粘结剂，也可通过材料的选择和制造手法的研究来实现本发明。发明人在可作为前述的结构所涉及的风力发电设备的偏航驱动用减速装置使用的动力传递装置中实际进行各种各样的试验，例如，使用轴承钢(例如，JIS G 4805的SUJ2) 作为第1部件，并采用淬火或回火后实施磨削的材料，使用渗碳钢(例如，JIS G 4053的 SCM420)作为第2部件，并采用渗碳、淬火或回火后进行滚磨后的材料，在弹性变形的范围内压入嵌合，由此得到至少高达数10次以上的再现效果。另外，在该试验例中，具体而言， 将第1部件的内径及第2部件的外径设定为第1部件、第2部件双方能够在弹性变形的范围内压入且以应作为风力发电设备的偏航驱动装置的减速装置滑行的转矩(预定值)滑行。 另外，当为上述实施方式的偏航驱动装置时，若考虑末级减速机构44的减速比等，则该“预定值”为400Nm 600Nm，但在本试验中设定为500Nm。
11
在该反复试验中可通过极高的再现性来实现实际的反复操作并且实现如下作用 A)即使赋予各种大小的过大转矩，也能在发生滑行的期间将大概500Nm的转矩传递作为所述“相当于预定值的转矩”维持或确保；B)停止施加过大转矩并且赋予不到500Nm的通常水平的转矩时，可恢复至不用滑行就可以进行动力传递的状态。 另外，上述实施方式中，为了实现过盈配合，采用了基于简易且低成本的“压入”的嵌合，但需要更强的嵌合(更强的转矩传递)时，基于热压配合、冷缩配合等的嵌合为有效。总而言之，作为用于有效地实现本发明的作用的条件，以能够兼顾如下2个条件的方式选定材料及表面处理即可，其2个条件为(1)第1部件与第2部件能够在弹性变形的范围内通过过盈配合嵌合；( 能够将大于应在通常驱动时传递的最大转矩且小于有装置破损危险的转矩的范围内开始滑行的转矩作为“预定值”设定。在该观点中，即使不“另外”实施已说明的广义的表面处理，只要材料其本身具有能够兼顾上述(1)、(2)条件的适当的表面状态，则有时也能够仅通过该材料的选择来实现本发明的作用。例如，虽然价格高， 但钨或包含钨的材料(超硬合金或高速钢等)或者包含钛的材料等有时仅通过用通常的制造手法制造为所需的形状就能够得到能够兼顾上述(1)、(2)条件的特性。另外，也可以并行进行即使反复滑行也尽量避免经长期发生烧粘的烧粘防止处理等方法。并且，上述实施方式中示出在偏航驱动用减速装置中应用本发明的例子，但本发明例如同样可以应用于节距驱动装置的减速装置中，并且，在除风力发电以外的用途，尤其在一时成为过负荷状态的可能性高的用途中同样可以应用。即，若从发明的作用效果的方面推测，例如在如矿山用的输送装置或加工机械的切屑的输送装置那样的，像在啮入异物时容易发生过大转矩那样的用途中也可以应用。并且，也可应用于甲板起重机的回转、盾构掘进机的钻头驱动、施工用铲土机的回转等用途。即，这是因为在这些用途中也有可能形成因在作业时受到风的影响或受到重物的惯性力的影响、或者受到与障碍物或地下的岩石等碰撞而从作业对象物侧突然受到较大的反作用力，从而从负荷侧暂时接受较强转矩的状况。本发明中，也可应用于这样的用途，并且得到同样的作用效果。另外，从本发明的宗旨考虑，本发明所涉及的“施加超过预定值的过大转矩时滑行，并且该过大转矩消失时停止滑行，在第1部件与第2部件之间再次进行应在该动力传递装置中进行的原来的转矩传递”的语句应解释为如下。即，就“施加超过预定值的过大转矩时滑行”而言，在发生滑行的期间未必一定需要传递相当于该预定值的转矩，仅传递小于相当于该预定值的转矩、甚至小于在通常时传递的转矩的转矩即可。并且，如已叙述，就“该过大转矩消失时停止滑行”而言，未必一定指被输入的转矩成为预定值以下时“马上停止滑行”，而包含“被输入的转矩变得低于预定值一定程度时停止滑行”之类的概念。并且，就“在第1部件与第2部件之间再次进行应在该动力传递装置中进行的原来的转矩传递”是指未必一定要求确保100%的转矩恢复，只要恢复到可传递驱动动力传递装置的驱动对象物所需的转矩的状态即可。更具体而言，例如，“开始滑行的预定值(开始滑行的转矩)”可通过反复进行来变化。即，在本发明中，只要在大于在通常驱动时设想的最大传递转矩且小于装置有破损危险的传递转矩的范围内设定“预定值”即可，因此只要(停止滑行后)能够恢复至不滑行至属于该范围内的“预定值”的状态，则该“预定值”本身可以通过反复滑行来变化。例如，像作为实施方式例示那样的风力发电设备的偏航驱动装置中，由于发生滑行的设定值充分大于由通常马达的输出传递的转矩，因此即使恢复后的转矩比原来的转矩多少有所下降，也能够完全没有问题地通过来自马达侧的转矩驱动或回转短舱。只要能够在偏航驱动装置中完全没有问题地驱动或回转短舱，则可以认为已恢复到 “再次进行应在该动力传递装置中进行的原来的转矩传递”的状态。
另外，关于“再次”的语句，恢复的次数也受用途的较大影响。当为发生滑行的频度本身原本就没那么高的用途，例如为像作为实施方式例示那样的风力发电设备的偏航驱动装置之类的用途时，即使滑行数次左右也能够恢复到可在第1部件与第2部件之间再次驱动短舱的回转的原来的转矩传递的程度，则实际上就能够几乎无障碍地发挥作为偏航驱动装置的作用，并且能够继续进行风力发电设备的运转。但是，像在输送装置啮入异物时发生过大转矩那样，在比较频繁地发生过大转矩的用途中，可以考虑为例如要求数百次恢复， 根据情况需要数千次左右的恢复。总而言之，在与该动力传递装置的用途(发生滑行的频度)的关系中，只要能够恢复该动力传递装置的通常的运转无大障碍地继续进行的次数， 则也可以认为可以说成本发明所涉及的“在第1部件与第2部件之间再次进行应在该动力传递装置中进行的原来的转矩传递”。
权利要求
1.一种动力传递装置，在第1部件与第2部件之间传递动力，其特征在于，所述第1部件具有空心部，并且，所述第2部件的外径设定成稍微大于所述第1部件的所述空心部的内径的大小，由此所述第1部件和第2部件以过盈配合方式嵌合，并且，在所述第1部件的所述空心部的内周及所述第2部件的外周的至少一方的表面实施如下表面处理当施加超过预定值的过大转矩时滑行，并且当该过大转矩消失时停止所述滑行，在第1部件与第2部件之间再次进行应在该动力传递装置中进行的原来的转矩传递。
2.如权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，所述表面处理为在施加超过所述预定值的过大转矩而发生所述滑行时，在所述第1部件与第2部件之间维持相当于所述预定值的转矩传递的表面处理。
3.如权利要求2所述的动力传递装置，其特征在于，所述表面处理为所述第1部件和第2部件双方均在弹性变形的范围内进行以所述过盈配合方式的嵌合的表面处理。
4.如权利要求1 3中任一项所述的动力传递装置，其特征在于，所述表面处理包含在所述第1部件的所述空心部的内周及所述第2部件的外周的至少一方的表面形成机械性凹凸的处理。
5.如权利要求4所述的动力传递装置，其特征在于，所述形成机械性凹凸的处理包含在所述第1部件的所述空心部的内周及所述第2部件的外周的至少一方的表面形成环状槽的处理。
6.如权利要求1 3中任一项所述的动力传递装置，其特征在于，所述表面处理包含在所述第1部件的所述空心部的内周及所述第2部件的外周的至少一方的表面涂布粘结剂的处理。
7.如权利要求1 3中任一项所述的动力传递装置，其特征在于，所述表面处理为在所述第1部件的所述空心部的内周及所述第2部件的外周的至少一方的表面并用形成机械性凹凸的处理和涂布粘结剂的处理的表面处理。
8.如权利要求1 3中任一项所述的动力传递装置，其特征在于，所述过盈配合通过压入实现。
9.如权利要求1 3中任一项所述的动力传递装置，其特征在于，所述第1部件和第2部件容纳在外壳内，并且，在该外壳形成有用于确认该第1部件和第2部件滑行的情况的窗口。
10.一种将权利要求1 9中任一项所述的动力传递装置作为本身的驱动力传递系统的一部分的风力发电设备的动力传递装置。
11.一种动力传递装置，在第1部件与第2部件之间传递动力，其特征在于，所述第1部件具有空心部，并且，所述第2部件的外径设定成稍微大于所述第1部件的所述空心部的内径的大小，由此所述第1部件和第2部件双方均在弹性变形的范围内且以施加超过预定值的过大转矩时滑行的强度的过盈配合方式嵌合。
12.如权利要求11所述的动力传递装置，其特征在于，在所述第1部件的所述空心部的内周及所述第2部件的外周的至少一方的表面实施用于进行以所述强度的过盈配合方式嵌合的表面处理。
13.一种动力传递装置的联轴器单元，其特征在于，由轴部件和具有空心部的衬套构成，所述轴部件的外径设定成稍微大于所述衬套的所述空心部的内径的大小，由此所述衬套和轴部件以过盈配合方式嵌合，在所述衬套的所述空心部的内周及所述轴部件的外周的至少一方的表面实施如下表面处理当从第1、第2部件的任意一方输入超过预定值的过大转矩时滑行，并且当该过大转矩消失时停止所述滑行，在第1部件与第2部件之间再次进行应在该动力传递装置中进行的原来的转矩传递。
14.一种动力传递装置的联轴器单元，其特征在于，由轴部件和具有空心部的衬套构成，所述轴部件的外径设定成稍微大于所述衬套的所述空心部的内径的大小，由此所述衬套和轴部件双方均在弹性变形的范围内且以施加超过预定值的过大转矩时滑行的强度的过盈配合方式嵌合。
15.如权利要求14所述的动力传递装置的联轴器单元，其特征在于，在所述衬套的所述空心部的内周及所述轴部件的外周的至少一方的表面实施用于进行以所述强度的过盈配合方式嵌合的表面处理。
16.如权利要求13 15中任一项所述的动力传递装置的联轴器单元，其特征在于，所述轴部件及衬套分别具备有可与其他动力传递轴连结的连结部。
全文摘要
本发明提供一种动力传递装置及动力传递装置的联轴器单元，其课题在于无需徒然地增大装置的大小，减轻维护作业的负荷的同时，有效地保护装置整体。衬套(第1部件)(68)具有空心部(68A)，并且连接轴(第2部件)(66)的外径(d1)被设定成稍微大于衬套(68)的空心部(68A)的内径(D1)的大小，由此衬套(68)和连接轴(66)以过盈配合方式嵌合，并且在衬套(68)的空心部(68A)的内周及连接轴(66)的外周的至少一方的表面实施如下表面处理当施加超过预定值的过大转矩时滑行，并且当该过大转矩消失时停止所述滑行，在衬套(68)与连接轴(66)之间再次进行不到所述预定值的原来的转矩传递。
文档编号F03D11/02GK102235326SQ20111010373
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月22日 优先权日2010年4月30日
发明者峯岸清次, 矢野雄二, 阿部瞬, 鹤身洋 申请人:住友重机械工业株式会社