发电设备及旋转部分支承结构的制作方法_4

文档序号:9552980阅读:来源:国知局
器7的(第二示例的)旋转部分支承结构17,如果在高速轴35中第一轴部段51的旋转速度超过第二轴部段52的旋转速度,则第一轴部段51与第二轴部段52以能够一体地旋转的方式彼此连接,如果第一轴部段51的旋转速度变得低于第二轴部段52的旋转速度,则第一轴部段51与第二轴部段52之间的连接被断开(即,第一轴部段51与第二轴部段52之间的动力传递被断开)。
[0109]这样,如果在高速轴35中与增速机3的输出齿轮40 —体地旋转的第一轴部段51的旋转速度变得低于第二轴部段52的旋转速度,则第一轴部段51与第二轴部段52之间的连接(动力传递)被单向离合器7断开。因此,即使主轴2的旋转速度由于风力降低而突然降低且因而输出齿轮40和第一轴部段51的旋转速度突然降低,第二轴部段52也会由于惯性而旋转,因此,防止突然的扭矩损失,并且能够抑制对第二轴部段52进行支承的滚子轴承38的滚子38c的旋转延迟。因而,即使当主轴2的旋转速度由于风力改变而从该状态突然增大、并且第一轴部段51与第二轴部段52彼此再次连接以使得第二轴部段52通过接受自第一轴部段51的旋转力而旋转时,滚子38c难以在与对第二轴部段52进行支承的滚子轴承38中的内圈38a和外圈38b的接触表面(图3中的38al和38b 1)上滑动,因而,能够抑制滚子轴承38中出现卡伤。另外,还能够抑制对第一轴部段51进行支承的滚子轴承39 (见图2)中出现卡伤。
[0110]此外,由于在该实施方式中单向离合器7设置为高速轴35的一部分,即设置在第一轴部段51与第二轴部段52之间,因此旋转部分支承结构17能够被制造得紧凑。
[0111]此外,由于圆柱滚子轴承61设置为邻近于滚子58 (对应于接合元件)排的离合器滚子轴承部段,因此即使滚子58与第一离合器构件56和第二离合器构件57的接合被释放,与第一离合器构件56 —体地旋转的第一轴部段51和与第二离合器构件57 —体地旋转的第二轴部段52也能够被以可相对旋转的方式支承。因此,第二轴部段52能够相对于第一轴部段51旋转,同时保持其与第一轴部段51的同轴对准。
[0112]此外,如上所述,用作接合元件的圆柱滚子58的外周表面(接触表面58a)形成为沿轴向方向直线延伸。此外,离合器滚子轴承部段由圆柱滚子轴承61形成,所述轴承的滚动元件是圆柱滚子61b,并且所述滚子的外周表面形成为沿轴向方向直线延伸。因此,由于圆柱滚子58和圆柱滚子61b能够在第一离合器构件56上沿轴向方向滑动,因此第一离合器构件56和第二离合器构件57能够沿轴向方向相对移动(即,第一离合器构件56和第二离合器构件57形成为允许沿轴向方向相对移动)。
[0113]此外,如图6中所示出的,圆筒形部分54的端表面54a与第二轴部段52的端表面52a之间设置有沿轴向方向的间隙el,并且中央轴部分55的端表面55a与第一轴部段51的端表面51a之间设置有沿轴向方向的间隙e2。这些间隙el和e2设定成各自大于第一轴部段51和第二轴部段52的沿轴向方向的移动量。顺便指出的是,“沿轴向方向的移动量”指的是第一轴部段51的沿轴向方向的延伸量与第二轴部段52的沿轴向方向的延伸量的总和的最大值(所设计的最大值)。应当指出的是,沿轴向方向的延伸是由第一轴部段51和第二轴部段52由于温度增大而沿轴向方向的膨胀所引起的。
[0114]换言之,间隙el和间隙e2是各自设置成允许固定在第一轴部段51上的第一离合器构件56和固定在第二轴部段52上的第二离合器构件57沿轴向方向相对移动的间隙,间隙el和间隙e2各自设定为该相对移动的最大容许量,并且间隙el和间隙e2各自设定成大于第一轴部段51和第二轴部段52的沿轴向方向的移动量(沿轴向方向的延伸量的总和)。
[0115]根据上述内容,由于集成有第一离合器构件56的第一轴部段51和集成有第二离合器构件57的第二轴部段52能够沿轴向方向相对移动,因此即使高速轴35由于温度改变而膨胀/收缩,该膨胀/收缩也能够被释放,因此,能够防止高速轴35中出现大的热应力。
[0116][(第三示例的)旋转部分支承结构]
[0117]图7是示出(第三示例的)旋转部分支承结构17的截面图。在图2和图7中,如上述那样,该旋转部分支承结构17包括能够通过接受输出齿轮40的旋转力而旋转并将该旋转力传递至驱动轴41的高速轴35、以及以可旋转的方式支承高速轴35的滚子轴承38和39 ο
[0118]如图7中所示出的,在该实施方式中,高速轴35包括第一轴部段71、第二轴部段72和设置在第一轴部段71与第二轴部段72之间的连接部段73,其中,第一轴部段71与输出齿轮40 —体地旋转,第二轴部段72由滚子轴承39支承。换言之,高速轴35包括彼此分开的第一轴部段71和第二轴部段72。然而,第一轴部段71和第二轴部段72布置在同一轴向线上。
[0119]输出齿轮40装配且固定在第一轴部段71的外部上。顺便指出的是,滚子轴承38(见图2)设置在第一轴部段71的一侧上,以便以可旋转的方式支承第一轴部段71。
[0120]第一轴部段71在其轴端处具有圆筒形部分74,第二轴部段72在其轴端处具有中央轴部分75。中央轴部分75布置在圆筒形部分74沿径向方向的内侧,并且中央轴部分75和圆筒形部分74同轴地布置。此外,中央轴部分75与圆筒形部分74之间形成有环形空间,连接部段73设置在该空间中。
[0121]此外,圆筒形部分74的端表面74a与第二轴部段72的端表面72a之间设置有沿轴向方向的间隙el,并且中央轴部分75的端表面75a与第一轴部段71的端表面71a之间设置有沿轴向方向的间隙e2。
[0122]连接部段73由单向离合器7形成,其将第一轴部段71与第二轴部段72以能够一体地旋转的方式彼此连接或者断开(释放)该连接。该单向离合器7包括第一离合器部段和第二离合器部段,其中,第一离合器部段设置在圆筒形部分74的内周侧上并且与圆筒形部分74 —体地旋转,第二离合器部段与中央轴部分75 —体地旋转。在该实施方式中,第一离合器部段由与形成圆筒形部分74的构件不同的第一离合器构件56形成,第二离合器部段由与形成中央轴部分75的构件不同的第二离合器构件57形成。第一离合器构件56由固定在圆筒形部分74上的圆筒形构件形成,第二离合器构件57由固定在中央轴部分75上的圆筒形构件形成。顺便指出的是,第一离合器部段可以由圆筒形部分74的内周部分的一部分形成,第二离合器部段可以由中央轴部分75的外周部分的一部分形成。
[0123]此外,单向离合器7包括布置在第一离合器构件56与第二离合器构件57之间的接合元件。在该实施方式中,接合构件由滚子(圆柱滚子)58形成。应当指出的是,图7的单向离合器7的结构与图6的单向离合器7相同。
[0124]图7的单向离合器7的侧视截面与前述实施方式(图6)的单向离合器7的侧视截面相同,将参照图5对图7的单向离合器7进行描述。该单向离合器7还包括环形保持架59和弹性构件(施压构件)60,其中,环形保持架59用于将各滚子58保持成沿周向方向成规定间隔,弹性构件(施压构件)60各自在沿周向方向的一个方向上弹性地挤压滚子58 ο
[0125]此外,第一离合器构件56的内周表面56a形成为圆筒形表面,并且第二离合器构件57的外周表面57a上形成有与滚子58的数量相同的(即,八个)平坦的凸轮面57al。因此,凸轮面57al与第一离合器构件56的内周表面56a之间形成有与滚子58的数量相同的(即,八个)楔形空间S。每个楔形空间S中布置有一个滚子58。
[0126]顺便指出的是,形成各楔形空间S的第一离合器构件56的内周表面56a由沿周向方向连续的圆筒形表面形成,但内周表面56a可以由沿周向方向并不连续的弧形表面形成,比如下述独立的弧形表面:在周向方向上在所述独立的弧形表面之间布置有平坦表面或拐点。
[0127]每个滚子58由弹性构件60朝向楔形空间S变小的方向挤压。滚子58具有与第二离合器构件57的凸轮面57al和第一离合器构件56的内周表面56a接触的接触表面58a,即滚子58的外周表面,并且该接触表面58a形成为沿宽度方向(轴向方向)直线延伸。
[0128]另外参照图7,该单向离合器7还包括设置在圆筒形部分74与中央轴部分75之间的离合器滚动轴承部段。该实施方式的离合器滚动轴承的结构与图6的离合器滚动轴承相同(即,该实施方式的离合器滚动轴承由圆柱滚子轴承61形成),并且该实施方式的离合器滚动轴承设置成在轴向方向上邻近于由多个滚子58组成的滚子排(接合元件排)。圆柱滚子轴承61具有外圈部分、内圈部分以及布置在外圈部分与内圈部分之间的圆柱滚子61b,圆柱滚子6 lb通过在外圈部分的内周表面和内圈部分的外周表面上滚动而移动。
[0129]在该实施方式中,内圈部分对应于固定在中央轴部分75上的内圈61a,而外圈部分由呈圆筒形形状的第一离合器构件56的一部分形成。换言之,呈圆筒形形状的第一离合器构件56的一部分也用作圆柱滚子轴承61的外圈。
[0130]当使用圆柱滚子轴承61时,即使圆柱滚子58 (对应于单向离合器7的接合元件)与第一离合器构件56和第二离合器构件57的接合被释放,第一离合器构件56和第二离合器构件57也能够被以可相对旋转的方式支承,随后将对这种情况进行描述。
[0131]如上述那样构造的(第三示例的)旋转部分支承结构17的功能与图6中示出的(第二示例的)旋转部分支承结构17的功能相同,在高速轴35中,如果第一轴部段71的旋转速度超过第二轴部段72的旋转速度,(第三示例的)旋转部分支承结构17的单向离合器7将第一轴部段71与第二轴部段72以能够一体地旋转的方式彼此连接,如果第一轴部段71的旋转速度变得低于第二轴部段72的旋转速度,(第三示例的)旋转部分支承结构17的单向离合器7断开第一轴部段71与第二轴部段72之间的连接(S卩,断开第一轴部段71与第二轴部段72之间的动力传递)。
[0132]这样,如果在高速轴35中与增速机3的输出齿轮40 —体地旋转的第一轴部段71的旋转速度超过第二轴部段72的旋转速度,则第一轴部段71与第二轴部段72以能够一体地旋转的方式彼此连接,以将动力从输出齿轮40和第一轴部段71传递至第二轴部段72。因而,驱动轴41 (见图2)旋转而产生电力。
[0133]相反,如果与增速机3的输出齿轮40 —体地旋转的第一轴部段71的旋转速度变得低于第二轴部段72的旋转速度,第一轴部段71与第二轴部段72之间的连接(动力传递)被单向离合器7断开。因此,即使主轴2的旋转速度由于风力降低而突然降低、且因而输出齿轮40和第一轴部段71的旋转速度突然降低,第二轴部段72也会由于惯性而旋转,因此,防止突然的扭矩损失,并且能够抑制对第二轴部段52进行支承的滚子轴承39的滚子39c的旋转延迟。因而,即使当主轴2的旋转速度由于风力改变而从该状态突然增大、并且第一轴部段71与第二轴部段72彼此再次连接以使得第二轴部段72通过接受自第一轴部段71的旋转力而旋转时,滚子39c难以在与对第二轴部段72进行支承的滚子轴承39中的内圈39a和外圈39b的接触表面上滑动,因而,能够抑制滚子轴承39中出现卡伤。另外,还能够抑制对第一轴部段51进行支承的滚子轴承38(见图2)中出现卡伤。
[0134][替代性方案]
[0135]替代性地,旋转部分支承结构17可以包括(第二示例)和(第三示例)中描述的两种结构。换言之,高速轴35可以包括被滚子轴承38支承的第一轴部段、固定有输出齿轮40的第二轴部段、以及被滚子轴承39支承的第三轴部段,从而(第二示例中)描述的连接部段53(见图6)可以设置在第一轴部段与第二轴部段之间,并且从而(第三示例中)描述的连接部段73可以设置在第二轴部段与第三轴部段之间。
[0136]在该情况下,旋转部分支承结构构造成使得:如果输出齿轮40以增大的速度旋转,则第一轴部段、第二轴部段和第三轴部段能够一体地旋转,而如果输出齿轮40以减小的速度旋转,则第一轴部段与第二轴部段之间的
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