JP5342375B2

JP5342375B2 - 遊星軸受構造

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Publication number: JP5342375B2
Application number: JP2009195750A
Authority: JP
Inventors: 英朗西田; 秀一諫山
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2029-08-26
Also published as: WO2011024712A1; EP2472146A1; US20110172048A1; JP2011047455A; US8425360B2; EP2472146A4

Description

本発明は、たとえば風力発電装置の増速機等に適用される遊星軸受構造に関する。

風力発電装置は、風車翼を備えたロータヘッドが風力を受けて回転し、この回転を増速機により増速するなどして駆動される発電機により発電する装置である。
ロータヘッドの回転を増速する増速機には、たとえばプラネタリ型遊星歯車増速機構がある。このプラネタリ型遊星歯車増速機構は、入力軸と一体に回転するキャリアに取り付けられた複数の遊星歯車を備え、この遊星歯車が、出力軸と一体に回転する太陽歯車及び増速機のハウジングに固定された内歯車と噛合して公転するように構成されている。すなわち、プラネタリ型遊星歯車増速機構は、遊星歯車、太陽歯車及び内歯車に設定されたギア比に応じて、入力軸と連結されたキャリアの回転（遊星歯車の公転）数を増速し、増速された回転数で回転する太陽歯車の出力軸から出力する装置である。

上述したプラネタリ型遊星増速機構の遊星歯車は、それぞれが遊星軸受を介してキャリアに回動自在に支持されている。この遊星軸受には、通常転がり軸受や滑り軸受が使用されている。
遊星軸受に転がり軸受を使用する場合、軸受部の潤滑は油浴により行われる。この油浴は、キャリアが１回転するたびに、ハウジング内の下部にためた潤滑油の中を遊星歯車が１回通過することを利用している。
一方、遊星軸受に滑り軸受を使用する場合には、通常軸受部に対する強制給油が必要である。すなわち、潤滑油ポンプ等を用いて、軸受部の摺動面まで確実に潤滑油を供給する潤滑構造が必要になる。

また、車両減速部の潤滑構造としては、モータ側回転部材の内部に位置し、潤滑油の流れる方向に向かってモータ側回転部材の回転方向と反対廻りに延びる螺旋形状の潤滑油路を開示したものがある。（たとえば、特許文献１の図１等を参照）

特開２００８−２０２７４６号公報

上述したように、遊星軸受に滑り軸受を使用すると強制給油が必要になるから、強制給油を実現するためには、潤滑油ポンプや複雑な給油経路の形成が必要になる。このため、強制潤滑は、潤滑構造の複雑化等により工作に要する作業工数が増加するので、遊星軸受をコストアップさせる要因となるため好ましくない。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、軸受部に滑り軸受を用いた遊星軸受において、強制給油を不要とし、簡単な構成で確実に摺動面まで給油して潤滑することができる遊星軸受構造を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明の請求項１に係る遊星軸受構造は、キャリアに固定された遊星ピンと、軸方向に直交する２つの端面を有するとともに、軸穴内周面に滑り軸受を取り付けた遊星歯車とを備え、前記遊星ピンが前記滑り軸受を介して前記遊星歯車を回動自在に支持するとともに、前記遊星歯車の前記２つの端面が、前記遊星歯車の前記２つの端面に向き合う前記キャリアの対向壁面との間に一対の隙間を形成して回転する遊星軸受構造において、前記一対の隙間を形成する前記２つの端面と前記対向壁面とから選択される面に、対でそれぞれ互いに逆向きにしたスパイラルグルーブを備え、前記キャリアの回転により前記隙間が潤滑油の中で油浴された際、前記一対の隙間の一方から導入した潤滑油が前記遊星ピンと前記滑り軸受との間を通り、前記一対の隙間の他方から排出される潤滑油経路を形成したことを特徴とするものである。

このような遊星軸受構造によれば、一対の隙間を形成する２つの端面と対向壁面とから選択される面に、対でそれぞれ互いに逆向きにしたスパイラルグルーブを備え、キャリアの回転により隙間が潤滑油の中で油浴された際、一対の隙間の一方から導入した潤滑油が遊星ピンと滑り軸受との間を通り、一対の隙間の他方から排出される潤滑油経路を形成したので、遊星軸受構造が潤滑油内で油浴されることにより、一対の隙間毎に逆向きに設けられたスパイラルグルーブは、遊星歯車が回転することにより、一方の吸込側隙間で潤滑油を隙間内に吸い込む流れを形成し、他方の排出側隙間で潤滑油を隙間外へ排出（流出）させる流れを形成する。このため、遊星軸受構造が潤滑油内で油浴された状態では、逆向きのスパイラルグルーブが潤滑油ポンプと同様の役割を果たすので、遊星ピンと遊星歯車との間に配設された滑り軸受へ潤滑油を確実に供給して潤滑することができる。
この場合、一対の隙間毎にスパイラルグルーブを設ける面については、遊星歯車の両歯車端面に形成する組合せ、キャリア側の両対向壁面に形成する組合せ、あるいは、一方の隙間側で歯車端面に形成し、かつ、他方の隙間側で対向壁面に形成する組合せのいずれでもよい。

請求項１に記載の遊星軸受構造において、前記遊星ピンの外周面には、前記隙間と略一致する軸方向位置に形成されて円周方向へ連続する一対の円周溝と、該円周溝の間を連結するよう軸方向に形成された給油溝とを備えていることが好ましく、これにより、遊星ピンの外周面と滑り軸受の摺動面との間に潤滑油がまわりやすくなり、従って、潤滑油のより確実な供給が可能になる。
この場合、前記給油溝は、前記一対の隙間の前記一方から前記一対の隙間の前記他方へ向けて、前記遊星歯車の回転方向へ傾斜していることが好ましく、これにより、一方の吸込側隙間から吸い込んで他方の排出側隙間から流出させる潤滑油の流れは、より一層スムーズになる。

本発明の請求項４に係る遊星軸受構造は、キャリアに固定された遊星ピンと、軸方向に直交する２つの端面を有するとともに、軸穴内周面に滑り軸受を取り付けた遊星歯車とを備え、前記遊星ピンが前記滑り軸受を介して前記遊星歯車を回動自在に支持するとともに、前記遊星歯車の前記２つの端面が、前記遊星歯車の前記２つの端面に向き合う前記キャリアの対向壁面との間に一対の隙間を形成して回転する遊星軸受構造において、前記一対の隙間を形成する前記２つの端面と前記対向壁面とから選択される面に設けられ、前記一対の隙間に同じ向きのスパイラルグルーブを設けてともに吸い込み側隙間とし、前記遊星ピンの外周面には、前記隙間と略一致する軸方向位置に形成されて円周方向へ連続する一対の円周溝と、該円周溝の中間位置に形成されて円周方向へ連続する排油溝と、前記円周溝と前記排油溝とを連結するヘリングボーン溝とが形成され、前記遊星ピンの軸中心位置を貫通して設けた排油流路から前記排油溝へ放射状に貫通する複数の排油穴を設けて、前記キャリアの回転により前記隙間が潤滑油の中で油浴された際、前記吸込側隙間から導入した潤滑油が、前記円周溝から前記ヘリングボーン溝を通って前記排油溝へ流れた後、前記排油穴から前記排油流路を通って排出される潤滑油経路を形成したことを特徴とするものである。

このような遊星軸受構造によれば、一対の隙間を形成する２つの端面と対向壁面とから選択される面に設けられ、一対の隙間に同じ向きのスパイラルグルーブを設けてともに吸い込み側隙間とし、遊星ピンの外周面には、隙間と略一致する軸方向位置に形成されて円周方向へ連続する一対の円周溝と、該円周溝の中間位置に形成されて円周方向へ連続する排油溝と、円周溝と排油溝とを連結するヘリングボーン溝とが形成され、遊星ピンの軸中心位置を貫通して設けた排油流路から排油溝へ放射状に貫通する複数の排油穴を設けて、キャリアの回転により隙間が潤滑油の中で油浴された際、吸込側隙間から導入した潤滑油が、円周溝からヘリングボーン溝を通って排油溝へ流れた後、排油穴から排油流路を通って排出される潤滑油経路を形成したので、遊星軸受構造が潤滑油内で油浴されることにより、一対の吸込側隙間から吸い込んで潤滑油経路に供給する潤滑油量を増すことができる。また、遊星ピンの外周面にヘリングボーンを形成して排油溝の排油穴へ導くことにより、遊星ピンの外周面と滑り軸受の摺動面との間には、全周にわたって潤滑油が略均等に供給されるようになり、従って、確実な潤滑を行うことができる。

上記の発明において、前記スパイラルグルーブの断面積は、潤滑油の吸込方向または排出方向へ向けて、漸次縮小されることが好ましく、これにより、スパイラルグルーブにより潤滑油の流れを形成するポンプ機能はより一層向上する。

上記の発明において、前記スパイラルグルーブは、前記２つの端面または前記対向壁面と別部材に形成されてなることが好ましく、これにより、スパイラルグルーブの形成が容易になり、製造コストの低減が可能になる。なお、スパイラルグルーブを形成する好適な別部材としては、たとえばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の樹脂がある。

上述した本発明によれば、スパイラルグルーブにより形成されるポンプ機能を利用して潤滑油を供給するので、軸受部に滑り軸受を用いた遊星軸受の潤滑に従来の潤滑油ポンプを用いた強制給油が不要となる。すなわち、キャリアと遊星歯車との間に形成される溝の一面にスパイラルグルーブを形成するという簡単かつ単純な構成により、油浴時に潤滑油を取り込んで排出するポンプ機能を得ることができるので、摺動面まで確実に給油して潤滑する遊星軸受構造を低コストで提供することができる。
従って、この遊星軸受構造を風力発電装置の増速機等に適用すれば、増速機や風力発電装置のコスト低減に貢献するとともに、確実な潤滑により信頼性や耐久性の向上にも有効である。

本発明に係る遊星軸受構造について第１の実施形態を示す図で、（ａ）は（ｂ）に示す遊星歯車の左側面図、（ｂ）は遊星軸受構造を示す要部の断面図、（ｃ）は（ｂ）に示す遊星歯車の右側面図である。本発明の遊星軸受構造が適用される遊星歯車装置の一例として、プラネタリ型増速機の概要を示す図である。図２に示すプラネタリ型増速機を軸方向から見た概略構成図である。スパイラルグルーブを設ける構造の変形例として、別部材に形成したスパイラルグルーブを遊星歯車の歯車端面に張り付けた構造を示す遊星歯車の上部半断面図である。本発明の遊星軸受構造を増速機に適用した風力発電装置を示す側面図である。図５に示す風力発電装置について、ナセル内部の概略構造例を示す要部断面図である。本発明に係る遊星軸受構造について第２の実施形態を示す図で、（ａ）は（ｂ）に示す遊星歯車の左側面図、（ｂ）は遊星軸受構造を示す要部の断面図、（ｃ）は（ｂ）に示す遊星歯車の右側面図である。本発明に係る遊星軸受構造について第３の実施形態を示す図で、（ａ）は（ｂ）に示す遊星歯車の左側面図、（ｂ）は遊星軸受構造を示す要部の断面図、（ｃ）は（ｂ）に示す遊星歯車の右側面図である。図８（ｂ）に示す遊星ピンの断面図である。

以下、本発明に係る遊星軸受構造の一実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
本発明に係る遊星軸受構造は、たとえば風力発電装置の増速機等に好適である。図５に示す風力発電装置１は、基礎Ｂ上に立設されるタワー（「支柱」ともいう。）２と、タワー２の上端に設置されるナセル３と、略水平な横方向の回転軸線周りに回転可能に支持されてナセル３の前端部側に設けられるロータヘッド４とを有している。

ロータヘッド４には、その回転軸線周りに放射状にして複数枚（たとえば３枚）の風車翼５が取り付けられている。これにより、ロータヘッド４の回転軸線方向から風車翼５に当たった風の力が、ロータヘッド４を回転軸線周りに回転させる動力に変換されるようになっている。
ナセル３の外周面適所（たとえば上部等）には、周辺の風速値を測定する風速計７と、風向を測定する風向計８とが設置されている。

ナセル３の内部には、たとえば図６に示すように、ロータヘッド４と主軸９を介して連結された増速機１０と、増速機１０の出力軸１１に連結された発電機１２とが設置されている。すなわち、ロータヘッド４の回転数は、主軸９を介して連結された増速機１０に伝達されることにより、増速機１０の出力軸１１側が増速された値となる。そして、発電機１２が増速機１０を介して増速された出力側の回転数で駆動されることにより、発電機１２によって発電された電力が得られるようになっている。
さらに、ナセル３の内部には、風力発電装置１の各種運転制御を行う風車制御装置１３が設けられている。

上述した増速機１０は、通常複数段の増速機構を組み合わせた構成とされ、入力軸となる主軸９の回転数は、複数段階の増速を経て最終的な出力軸１１の出力回転数まで増速される。
図２及び図３は、本発明の遊星軸受構造が適用される遊星歯車装置の一例として、たとえば上述した増速機１０の第１段増速を行うプラネタリ型遊星歯車装置（以下、「プラネタリ型増速機」と呼ぶ）２０の概要を示している。このプラネタリ型増速機２０は、これを風力発電装置１の増速機として使用する場合、キャリア２１が主軸９に連結されて回転する。図示の構成例では、キャリア２１に３本の遊星ピン３０が固定され、各遊星ピン３０には、滑り軸受５０及び滑り軸受５０の軸受バックメタル５１を介して遊星歯車４０が回転自在に取り付けられている。
なお、図３における遊星ピン３０と滑り軸受５０との関係（内径及び外径の差）は、図示の都合上実際より極端に示されている。

また、プラネタリ型増速機２０は、入力軸となる主軸９と一体に回転するキャリア２１に取り付けられた３個の遊星歯車４０を備え、この遊星歯車４０が、出力軸２２と一体に回転する太陽歯車２３及びハウジング２４に固定された内歯車２５と噛合して公転するように構成されている。すなわち、プラネタリ型増速機２０は、遊星歯車４０、太陽歯車２３及び内歯車２５に設定されたギア比に応じて、主軸（入力軸）９と連結されたキャリア２１の回転（遊星歯車の公転）数を増速する装置であり、増速された回転数は太陽歯車２３と連結された出力軸２２から図示しない２段増速機構等に出力される。
また、キャリア２１とともに遊星歯車４０が公転するハウジング２４内には、たとえば図３に示す潤滑油面Ｌｏまで潤滑油が溜められている。この潤滑油面Ｌｏは、少なくとも公転する遊星歯車４０の軸穴４０ａが潤滑油内で油浴される程度の深さを有することが望ましい。

上述したプラネタリ型増速機２０は、たとえば図１に示すように、遊星ピン３０が遊星歯車４０を回転可能に支持する遊星軸受構造を備えている。すなわち、図示の遊星軸受構造は、キャリア２１に固定された遊星ピン３０と、軸穴４０ａの内周面に滑り軸受５０を取り付けた遊星歯車４０とを備え、遊星ピン３０が滑り軸受５０を介して遊星歯車４０を回動自在に支持するように構成されている。なお、この場合の滑り軸受５０は、たとえば軸受バックメタル５１の内周面にＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂を張り付けた構造となっている。
また、図示の遊星軸受構造は、遊星歯車４０の両端部となる左右の歯車端面４１Ｌ，４１Ｒが、キャリア２１の対向壁面２１Ｌ，２１Ｒとの間に、左右一対の隙間ＳＬ，ＳＲを形成して回転する。この隙間ＳＬ，ＳＲは、遊星歯車４０の歯車端面４１Ｌ，４１Ｒがキャリア２１と緩衝しないで回転できる程度に設定した微小隙間である。なお、本実施形態における左右は、たとえば図１（ｂ）に示した遊星歯車４０の紙面方向である。

このような遊星軸受構造において、左右一対の隙間ＳＬ，ＳＲを形成する歯車端面４１Ｌ，４１Ｒには、左右一対の隙間ＳＬ，ＳＲで逆向きにしたスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒが設けられている。このスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒは、遊星歯車４０の外周側から軸穴４０ａの内周側へ向けて、略円弧状の螺旋凹溝部を円周方向へ等ピッチに複数形成したものである。また、左右の歯車端面４１Ｌ，４１Ｒに形成されたスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒは、螺旋の渦巻き方向が遊星歯車４０及び滑り軸受５０の回転方向（矢印Ｒを参照）を基準として逆向きとなっている。
なお、図示の構成例では、左右の歯車端面４１Ｌ，４１Ｒにそれぞれ８本のスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒを形成しているが、これに限定されることはない。

上述したスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒは、キャリア２１の回転により隙間ＳＬ，ＳＲが潤滑油の中で油浴されると、遊星歯車４０の回転（自転）によって微小な隙間ＳＬ，ＳＲに潤滑油の流れを生じさせる。このとき、スパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒの向きは、遊星歯車４０の回転方向において逆向きとなるので、潤滑油の流れ方向もそれぞれ逆向きとなる。すなわち、図示の構成例においては、遊星歯車４０の右側となる歯車端面４１Ｒに形成されたスパイラルグルーブ４２Ｒが、潤滑油を外周側から軸穴４０ａの方向に吸い込む流れを形成し、同時に、遊星歯車４０の左側となる歯車端面４１Ｌに形成されたスパイラルグルーブ４２Ｌが、潤滑油を軸穴４０ａから外周方向へ排出する流れを形成する。

このため、潤滑油の中で油浴された遊星歯車４０の遊星軸受構造には、吸込側となる右側の隙間ＳＲから吸い込んで導入した潤滑油が遊星ピン３０と滑り軸受５０との間を通り、排出側となる左側の隙間ＳＬから排出される潤滑油経路が形成される。すなわち、微小な隙間ＳＬ，ＳＲの一面で回転するスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒは、潤滑油経路に潤滑油を押し込んで供給するポンプ機能とともに、遊星ピン３０と滑り軸受５０との摺動面を潤滑した潤滑油を吸い出すように排出するポンプ機能とを発揮するので、遊星ピン３０と遊星歯車４０との間に配設された滑り軸受５０へ潤滑油を確実に供給して潤滑することができる。

この場合、左右一対の隙間ＳＬ，ＳＲ毎にスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒを設ける面については、遊星歯車４０の歯車端面４１Ｌ，４１Ｒに形成する組合せ、キャリア２１側の対向壁面２１Ｌ，２１Ｒに形成する組合せ、あるいは、一方の隙間ＳＬまたは隙間ＳＲ側で歯車端面（４１Ｌまたは４１Ｒ）に形成し、かつ、他方の隙間ＳＲまたはＳＬ側で対向壁面（２１Ｒまたは２１Ｌ）に形成する組合せのいずれでもよい。すなわち、隙間ＳＬを形成する歯車端面４１Ｌまたは対向壁面２１Ｌのいずれか一方と、隙間ＳＬを形成する歯車端面４１Ｒまたは対向壁面２１Ｒのいずれか一方とにスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒを形成し、さらに、スパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒの向きを左右の隙間ＳＬ，ＳＲで逆向きとすれば、遊星歯車４０と一体に回転するスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒにより、あるいは、固定側のスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒが遊星歯車４０に対して相対的に回転した状況となることにより、潤滑油を吸い込んだり排出したりする流れを発生させるポンプ機能を得ることができる。

また、上述した遊星ピン３０には、隙間ＳＬ，ＳＲと略一致する軸方向位置に形成されて円周方向へ連続する左右一対の円周溝３１Ｌ，３１Ｒと、円周溝３１Ｌ，３１Ｒの間を連結するよう軸方向に形成された給油溝３２とを備えている。この場合の給油溝３２は、１本または遊星ピン３０の円周方向に等ピッチで複数本（たとえば、１８０度ピッチの２本や９０度ピッチの４本など）設けられている。
このような構成の遊星ピン３０を採用すれば、遊星ピン３０の外周面と滑り軸受５０の摺動面との間に潤滑油がまわりやすくなり、従って、潤滑油流路の流路抵抗が低減されて潤滑油のより確実な供給が可能になる。すなわち、潤滑油経路を流れる潤滑油の流れがスムーズになり、油温の低い潤滑油を安定供給して良好な潤滑を継続することができる。

ところで、上述したスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒの断面積は、すなわち潤滑油を吸い込んだり排出したりするスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒの流路断面積は、遊星歯車４０の外周側から内周側まで略同一としてもよいが、遊星歯車４０の外周側から内周側へ向けて漸次縮小されたものが望ましい。この場合の断面積は、スパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒの溝幅及び溝深さにより規定されるのであり、具体的な流路断面積の縮小構造としては、溝深さを同一にして溝幅を徐々に狭めたもの、溝幅を同一にして溝深さを徐々に浅くしたもの、あるいは、溝幅を徐々に狭めるとともに溝深さも徐々に浅くしたものがある。
このように、スパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒの断面積が外周側から内周側へ徐々に減少する変化をすることにより、スパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒにより潤滑油の流れを形成するポンプ機能は、潤滑油の流れが内周側へ徐々に昇圧されることになるため、より一層向上する。

また、上述した実施形態では、遊星歯車４０またはキャリア２１の金属面を機械加工することにより、歯車端面または対向壁面にスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒを直接形成している。しかし、このスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒは、歯車のような機械的強度を要求される部分でないため、たとえば図４に示す変形例のように、スパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒを別部材４３に形成して、遊星歯車４０Ａの歯車端面４１Ｌ，４１Ｒやキャリア２１の対向壁面２１Ｌ，２１Ｒに接着等により取り付けることも可能である。
このような別体構造のスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒは、たとえば樹脂成形等による形成が可能であるから、金属を機械加工して形成するスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒと比較すれば製造が容易になり、従って、製造コストの低減が可能になる。この場合、スパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒを形成する好適な別部材４３としては、たとえばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の樹脂がある。これらの樹脂を用いることで、歯車端面とキャリアの対向壁面との摺動性も向上させることができるようになる。

＜第２の実施形態＞
続いて、本発明に係る遊星軸受構造について、第２の実施形態を図７に基づいて説明する。なお、上述した実施形態及びその変形例と同様の部分については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
本実施形態の給油溝３２Ａは、上述した実施形態において軸方向に形成されている遊星ピン３０の給油溝３２を、入口側隙間から出口側隙間へ向けて遊星歯車４０の回転方向へ傾斜させたものである。すなわち、図示の構成例では、遊星ピン３０の外周面に、入口側の隙間ＳＲから出口側の隙間ＳＬへ向けて、図中に矢印Ｒで示す遊星歯車４０の回転方向へ傾斜した給油溝３２Ａが設けられている。

このような給油溝３２Ａを遊星ピン３０Ａに設けたことにより、吸込側の隙間ＳＲから吸い込んで排出側の隙間ＳＬから流出させる潤滑油の流れは、遊星歯車４０及び滑り軸受５０の回転方向に傾斜した給油溝３２Ａにより加速される。すなわち、給油溝３２Ａは、外周側の回転に引きずられるようにして、潤滑油を吸い込んで排出する方向の流れを加速する。
この結果、右側の隙間ＳＲから吸い込んで導入した潤滑油が遊星ピン３０と滑り軸受５０との間を通り、左側の隙間ＳＬから排出されるように構成された潤滑油経路は、潤滑油の流れがより一層スムーズになる。

＜第３の実施形態＞
続いて、本発明に係る遊星軸受構造について、第３の実施形態を図８及び図９に基づいて説明する。なお、上述した実施形態及びその変形例と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施形態では、左右一対の隙間ＳＬ，ＳＲを形成する歯車端面４１Ｌ，４１Ｒ及び対向壁面２１Ｌ，２１Ｒにおいて、いずれか一方の隙間形成面にスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒを設けることは同様であるが、その向きを同方向にしてともに吸い込み側の隙間としている。図示の構成例では、遊星歯車４０の左右両端部にスパイラルグルーブ４２Ｌ′，４２Ｒが形成され、左側の隙間ＳＬに設けるスパイラルグルーブ４２Ｌ′の向きについて、図１に示した実施形態のスパイラルグルーブ４２Ｌと逆向きにした点が異なっている。すなわち、遊星歯車４０の左右両端部に形成されたスパイラルグルーブ４２Ｌ′，４２Ｒの向きについては、遊星歯車４０及び滑り軸受５０の回転方向において同方向となっている。

また、遊星ピン３０Ｂの外周面には、隙間ＳＬ，ＳＲと略一致する軸方向位置に形成されて円周方向へ連続する左右一対の円周溝３１Ｌ，３１Ｒと、円周溝３１Ｌ，３１Ｒの略中間位置に形成されて円周方向へ連続する排油溝３３と、円周溝３１Ｌ，３１Ｒと排油溝３３とを連結するヘリングボーン溝３４とが形成されている。そして、遊星ピン３０Ｂの軸中心位置には、遊星ピン３０Ｂを軸方向に貫通して設けた排油流路３５から排油溝３３へ放射状に貫通する複数の排油穴３６を設けてある。なお、図示の構成例では、４５度ピッチの放射状に８本の排油穴３６を設けてあるが、これに限定されることはない。

このため、キャリア２１の回転により隙間ＳＬ，ＳＲが潤滑油の中で油浴された際には、いずれも吸込側となる左右の隙間ＳＬ，ＳＲから、スパイラルグルーブ４２Ｌ′，４２Ｒのポンプ機能により潤滑油が導入される。この潤滑油は、円周溝３１Ｌ，３１Ｒからヘリングボーン溝３４を通って排油溝３３へ流れた後、排油溝３３に開口する排油穴３６から排油流路３５を通って外部へ排出される。すなわち、隙間ＳＬ，ＳＲから吸い込んで導入した潤滑油は、円周溝３１Ｌ，３１Ｒからヘリングボーン溝３４を通って排油溝３３に導かれ、さらに、排油穴３６から排油流路３５へ導かれて遊星軸受構造の外部へ流出する潤滑油経路が形成される。なお、排油流路３５から流出した潤滑油は、たとえばキャリア２１とともに遊星歯車４０が公転するハウジング２４の下部に設けられた潤滑油溜め（図３の潤滑油面Ｌｏを参照）まで戻されて再循環する。

このような遊星軸受構造によれば、潤滑油内で油浴されることにより、左右一対の隙間ＳＬ，ＳＲが吸込側となるので、両隙間ＳＬ，ＳＲから吸い込んで潤滑油経路に供給する潤滑油量を増すことができる。しかも、遊星ピン３０Ｂの外周面にヘリングボーン３４を形成して排油溝３３の排油穴３６へ導くようにしたので、遊星ピン３０Ｂの外周面と滑り軸受５０の摺動面との間には、全周にわたって潤滑油が略均等に供給されるようになり、強制潤滑を行わなくても十分な潤滑油量を得て確実な潤滑を行うことができる。

このように、上述した各実施形態によれば、スパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｒにより形成されるポンプ機能を利用して潤滑油を供給するので、軸受部に滑り軸受を用いた遊星軸受の潤滑に従来の潤滑油ポンプを用いた強制給油が不要となる。すなわち、キャリア２１と遊星歯車４０との間に形成される隙間（溝）ＳＬ，ＳＲの一面にスパイラルグルーブ４２Ｌ，４２Ｌを形成するという簡単かつ単純な構成により、油浴時に潤滑油を取り込んで排出するポンプ機能を得ることができるので、滑り軸受５０の摺動面まで確実に給油して潤滑する遊星軸受構造を低コストで提供することができる。
従って、この遊星軸受構造を風力発電装置１の増速機１０等に適用すれば、増速機１０や風力発電装置１のコスト低減に貢献するとともに、確実な潤滑により信頼性や耐久性の向上にも有効である。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

１風力発電装置
３ナセル
４ロータヘッド
５風車翼
９主軸
１０増速機
１１出力軸
１２発電機
２０プラネタリ型遊星歯車装置（プラネタリ型増速機）
２１キャリア
２１Ｌ，２１Ｒ対向壁面
２２出力軸
２３太陽歯車
２４ハウジング
２５内歯車
３０，３０Ａ，３０Ｂ遊星ピン
３１Ｌ，３１Ｒ円周溝
３２，３２Ａ給油溝
３３排油溝
３４ヘリングボーン溝
３５排油流路
３６排油穴
４０，４０Ａ遊星歯車
４１Ｌ，４１Ｌ′，４１Ｒ歯車端面
４２Ｌ，４２Ｌ′，４２Ｒスパイラルグルーブ
４３別部材
５０滑り軸受
ＳＬ，ＳＲ隙間

Claims

キャリアに固定された遊星ピンと、軸方向に直交する２つの端面を有するとともに、軸穴内周面に滑り軸受を取り付けた遊星歯車とを備え、前記遊星ピンが前記滑り軸受を介して前記遊星歯車を回動自在に支持するとともに、前記遊星歯車の前記２つの端面が、前記遊星歯車の前記２つの端面に向き合う前記キャリアの対向壁面との間に一対の隙間を形成して回転する遊星軸受構造において、
前記一対の隙間を形成する前記２つの端面と前記対向壁面とから選択される面に、対でそれぞれ互いに逆向きにしたスパイラルグルーブを備え、
前記キャリアの回転により前記隙間が潤滑油の中で油浴された際、前記一対の隙間の一方から導入した潤滑油が前記遊星ピンと前記滑り軸受との間を通り、前記一対の隙間の他方から排出される潤滑油経路を形成したことを特徴とする遊星軸受構造。
前記遊星ピンの外周面には、前記隙間と略一致する軸方向位置に形成されて円周方向へ連続する一対の円周溝と、該円周溝の間を連結するよう軸方向に形成された給油溝とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の遊星軸受構造。
前記給油溝は、前記一対の隙間の前記一方から前記一対の隙間の前記他方へ向けて、前記遊星歯車の回転方向へ傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の遊星軸受構造。
キャリアに固定された遊星ピンと、軸方向に直交する２つの端面を有するとともに、軸穴内周面に滑り軸受を取り付けた遊星歯車とを備え、前記遊星ピンが前記滑り軸受を介して前記遊星歯車を回動自在に支持するとともに、前記遊星歯車の前記２つの端面が、前記遊星歯車の前記２つの端面に向き合う前記キャリアの対向壁面との間に一対の隙間を形成して回転する遊星軸受構造において、
前記一対の隙間を形成する前記２つの端面と前記対向壁面とから選択される面に設けられ、前記一対の隙間に同じ向きのスパイラルグルーブを設けてともに吸い込み側隙間とし、
前記遊星ピンの外周面には、前記隙間と略一致する軸方向位置に形成されて円周方向へ連続する一対の円周溝と、該円周溝の中間位置に形成されて円周方向へ連続する排油溝と、前記円周溝と前記排油溝とを連結するヘリングボーン溝とが形成され、
前記遊星ピンの軸中心位置を貫通して設けた排油流路から前記排油溝へ放射状に貫通する複数の排油穴を設けて、
前記キャリアの回転により前記隙間が潤滑油の中で油浴された際、前記吸込側隙間から導入した潤滑油が、前記円周溝から前記ヘリングボーン溝を通って前記排油溝へ流れた後、前記排油穴から前記排油流路を通って排出される潤滑油経路を形成したことを特徴とする遊星軸受構造。
前記スパイラルグルーブの断面積が、潤滑油の吸込方向または排出方向へ向けて、漸次縮小されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の遊星軸受構造。
前記スパイラルグルーブは、前記２つの端面または前記対向壁面と別部材に形成されてなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の遊星軸受構造。