(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側軌道輪及び外側軌道輪と、これら両軌道輪の間で周方向に形成される複数の空間に個別に配置される複数の係合子と、前記係合子を保持するポケットが周方向に沿って複数設けられている環状の保持器と、前記ポケットに設けられ前記係合子を周方向一方に付勢する弾性部材と、を備え、
前記内側軌道輪及び前記外側軌道輪の一方の軌道輪が他方の軌道輪に対して相対的に前記周方向一方に回転することで、前記係合子が前記弾性部材の付勢力により前記両軌道輪に噛み込まれたロック状態となって前記両軌道輪を一体回転可能とし、前記一方の軌道輪が前記他方の軌道輪に対して相対的に周方向他方に回転することで、前記噛み込みを解除した空転状態となって前記一方の軌道輪の相対回転を許容する一方向クラッチであって、
前記保持器は、前記一方の軌道輪と前記他方の軌道輪との間において前記一方の軌道輪の回転に伴って周方向に揺動可能に配置されており、
前記保持器には、前記空転状態で前記他方の軌道輪の周面に当接することで、当該保持器の前記周方向他方への揺動を規制する他方揺動規制ストッパが設けられており、
前記保持器は、当該保持器の前記周方向他方への揺動が規制されると、前記係合子が前記弾性部材の付勢力により当接する当接面を有し、
前記当接面は、当該当接面に前記係合子が当接することで、前記係合子と前記一方の軌道輪との間に隙間が形成されるように、前記係合子を前記保持器と前記他方の軌道輪との間に噛み込ませる形状とされている、一方向クラッチ。
【請求項２】
前記保持器には、前記他方の軌道輪の周面に当接することで、当該保持器の前記周方向一方への揺動を規制する一方揺動規制ストッパが設けられている、請求項１に記載の一方向クラッチ。
【請求項３】
前記保持器には、前記一方の軌道輪の周面に対して摺動可能な摺動部が設けられている、請求項１又は２に記載の一方向クラッチ。
【請求項４】
前記保持器は、軸方向に対向する一対の円環部と、これら両円環部を連結する複数の柱部とを有し、周方向に隣り合う前記柱部同士の間が前記ポケットとされており、
前記柱部の前記周方向他方側の側面には、径方向内側から径方向外側に向かうに従って前記ポケット側に漸次突出するテーパ面が形成されており、
前記テーパ面が前記当接面とされている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブレードにより風力を受けて当該ブレードに接続された主軸を回転させ、その主軸の回転を増速機により増速させて発電機を駆動するようにした風力発電装置が知られている。また、風力の変動等に起因する発電機の慣性トルクの変動を抑制し、増速機にかかる負荷を低減するため、増速機の出力軸と発電機の入力軸との間に一方向クラッチを設ける技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
前記一方向クラッチは、出力軸に一体回転可能に設けられる内側軌道輪と、入力軸に一体回転可能に設けられる外側軌道輪と、両軌道輪の間で周方向に複数形成されたくさび状空間に個別に配置された複数のころと、を備えている。内側軌道輪には、環状の保持器が外嵌して固定されており、この保持器には、各ころを個別に収容するポケットが周方向に複数形成されている。そして、各ポケットには、ころをくさび状空間の狭い領域側に付勢する弾性部材が設けられている。
【０００４】
このように構成された一方向クラッチは、出力軸の回転速度が入力軸の回転速度を上回る場合には、ころがくさび状空間の狭い領域側に移動して内側軌道輪と外側軌道輪との間に噛み込むことで、出力軸と入力軸とを一体回転可能に接続する。また、一方向クラッチは、出力軸の回転速度が入力軸の回転速度を下回る場合には、ころがくさび状空間の広い領域側に移動して前記噛み込みを解除することで、出力軸と入力軸の接続を遮断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−７４３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
風力発電装置に用いられる一方向クラッチは非常に大型となる。このため、風力の低下により増速機の出力軸の回転速度が低下し、一方向クラッチの前記噛み込みが解除されると、発電機の入力軸は、発電機のロータや一方向クラッチの外輪の慣性力等によって回転を継続するため、一方向クラッチの前記噛み込みが解除された空転時間が長くなる。そして、この空転時間が長くなると、一方向クラッチのころと外輪軌道輪の内周面との間で滑りによる発熱が生じ、ころが摩耗するなど、一方向クラッチにダメージを与えることがある。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、空転状態で回転している軌道輪と係合子との間に滑りが発生するのを防止することができる一方向クラッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一方向クラッチは、内側軌道輪及び外側軌道輪と、これら両軌道輪の間で周方向に形成される複数の空間に個別に配置される複数の係合子と、前記係合子を保持するポケットが周方向に沿って複数設けられている環状の保持器と、前記ポケットに設けられ前記係合子を周方向一方に付勢する弾性部材と、を備え、前記内側軌道輪及び前記外側軌道輪の一方の軌道輪が他方の軌道輪に対して相対的に前記周方向一方に回転することで、前記係合子が前記弾性部材の付勢力により前記両軌道輪に噛み込まれたロック状態となって前記両軌道輪を一体回転可能とし、前記一方の軌道輪が前記他方の軌道輪に対して相対的に周方向他方に回転することで、前記噛み込みを解除した空転状態となって前記一方の軌道輪の相対回転を許容する一方向クラッチであって、前記保持器は、前記一方の軌道輪と前記他方の軌道輪との間において前記一方の軌道輪の回転に伴って周方向に揺動可能に配置されており、前記保持器には、前記空転状態で前記他方の軌道輪の周面に当接することで、当該保持器の前記周方向他方への揺動を規制する他方揺動規制ストッパが設けられており、前記保持器は、当該保持器の前記周方向他方への揺動が規制されると、前記係合子が前記弾性部材の付勢力により当接する当接面を有し、前記当接面は、当該当接面に前記係合子が当接することで、前記係合子と前記一方の軌道輪との間に隙間が形成されるように、前記係合子を前記保持器と前記他方の軌道輪との間に噛み込ませる形状とされていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、一方の軌道輪が他方の軌道輪に対して相対的に周方向他方に回転し、前記噛み込みを解除した空転状態になると、保持器は一方の軌道輪の回転に伴って周方向他方に揺動する。そして、保持器に設けられた他方揺動規制ストッパが他方の軌道輪に当接することで、保持器の周方向他方への揺動が規制される。そうすると、係合子は弾性部材の付勢力により保持器の当接面に当接し、保持器と他方の軌道輪との間に係合子が噛み込むことで、係合子と一方の軌道輪との間に隙間が形成される。したがって、空転状態で回転している一方の軌道輪と係合子との間に滑りが発生するのを防止することができる。その結果、前記滑りによる発熱が生じることはないので、係合子が摩耗するなど、一方向クラッチにダメージを与えるのを防止することができる。
【００１０】
前記一方向クラッチにおいて、前記保持器には、前記他方の軌道輪の周面に当接することで、当該保持器の前記周方向一方への揺動を規制する一方揺動規制ストッパが設けられているのが好ましい。
この場合、一方の軌道輪が他方の軌道輪に対して相対的に周方向一方に回転するときに、保持器が周方向一方へ必要以上に揺動するのを防止することができる。
【００１１】
前記一方向クラッチにおいて、前記保持器には、前記一方の軌道輪の周面に対して摺動可能な摺動部が設けられているのが好ましい。この場合、一方の軌道輪が他方の軌道輪に対して相対的に回転するときに、一方の軌道輪の周面に対して摺動部が摺動することで、保持器を一方の軌道輪の回転に伴って容易に揺動させることができる。
【００１２】
前記一方向クラッチにおいて、前記保持器は、軸方向に対向する一対の円環部と、これら両円環部を連結する複数の柱部とを有し、周方向に隣り合う前記柱部同士の間が前記ポケットとされており、前記柱部の前記周方向他方側の側面には、径方向内側から径方向外側に向かうに従って前記ポケット側に漸次突出するテーパ面が形成されており、前記テーパ面が前記当接面とされているのが好ましい。
この場合、保持器の柱部に形成されたテーパ面が、空転状態で係合子が当接する当接面として機能するため、簡単な構成により保持器と他方の軌道輪との間に係合子を噛み込ませることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一方向クラッチによれば、空転状態で回転している軌道輪と係合子との間に滑りが発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る一方向クラッチを備えた風力発電装置を示す概略側面図である。
【図２】上記風力発電装置における増速機の出力軸と発電機の駆動軸との連結部分を示す断面図である。
【図３】上記一方向クラッチの一方向クラッチを示す断面図である。
【図４】上記一方向クラッチのロック状態における要部を示す拡大断面図である。
【図５】上記一方向クラッチの空転状態における要部を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る一方向クラッチを備えた風力発電装置における増速機の出力軸と発電機の駆動軸との連結部分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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詳述する。
［第１実施形態］
＜風力発電装置＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る一方向クラッチを備えた風力発電装置を示す概略側面図である。この風力発電装置（発電装置）１は、風力（外力）を受けて回転する主軸２と、この主軸２に連結されている増速機３と、この増速機３に連結されている発電機４とを備えている。風力発電装置１は、風力による主軸２の回転を増速機３で増速させて発電機４に伝達し、当該発電機４を駆動させることによって発電する。
【００１６】
主軸２の先端部には、ブレード（図示省略）が一体回転可能に取り付けられており、このブレードは風力を受けると主軸２を回転させる。
発電機４は、増速機３により増速された出力軸３５の回転を入力して回転する駆動軸（入力軸）４１と、発電機４に内蔵されているロータ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、駆動軸４１が回転してロータ４２が駆動することに伴って発電するようになっている。
【００１７】
＜増速機＞
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。
【００１８】
遊星歯車機構３１は、内歯車（リングギヤ）３１ａと、主軸２に一体回転可能に連結された遊星キャリア（図示省略）に保持された複数の遊星歯車３１ｂと、遊星歯車３１ｂに噛み合う太陽歯車３１ｃとを有している。これにより、前記主軸２とともに遊星キャリアが回転すると、遊星歯車３１ｂを介して太陽歯車３１ｃが回転し、その回転が高速段歯車機構３２の低速軸３３に伝達される。
【００１９】
高速段歯車機構３２は、低速ギヤ３３ａを有する前記低速軸３３と、第１中間ギヤ３４ａ及び第２中間ギヤ３４ｂを有する中間軸３４と、高速ギヤ３５ａを有する出力軸３５とを備えている。
低速軸３３は、主軸２と同心上に配置されている。低速軸３３の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。
【００２０】
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。中間軸３４の第１中間ギヤ３４ａは低速ギヤ３３ａと噛み合い、第２中間ギヤ３４ｂは高速ギヤ３５ａと噛み合っている。
出力軸３５は、中間軸３４の上方に配置されており、回転トルクを出力するようになっている。出力軸３５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。
【００２１】
以上の構成により、主軸２の回転は、遊星歯車機構３１のギヤ比、低速ギヤ３３ａと第１中間ギヤ３４ａとのギヤ比、及び第２中間ギヤ３４ｂと高速ギヤ３５ａとのギヤ比により３段階に増速されて、出力軸３５の出力端部３５ｃから回転トルクが出力される。すなわち、風力による主軸２の回転は、増速機３により３段階に増速されて、発電機４を駆動するようになっている。
【００２２】
＜一方向クラッチユニット＞
風力発電装置１は、増速機３の出力軸３５の他端部３５ｃと発電機４の駆動軸４１との間に設けられた一方向クラッチユニットＵを備えている。一方向クラッチユニットＵは、増速機３の出力軸３５に一体回転可能に連結されている入力回転体（内側回転体）５と、発電機４の駆動軸４１に一体回転可能に連結されている出力回転体（外側回転体）６とを備えている。また、一方向クラッチユニットＵは、入力回転体５と出力回転体６との間に配置された一方向クラッチ７と、一方向クラッチ７の軸方向両側に所定間隔をあけて配置された一対の転がり軸受８とをさらに備えている。一方向クラッチ７は、出力軸３５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に伝達するものである。
【００２３】
図２は、増速機３の出力軸３５と発電機４の駆動軸４１との連結部分を示す断面図である。入力回転体５は、出力軸３５と同心上に配置されており、その軸方向一端部（図２の軸方向一方側の端部）から軸方向他端部（図２の軸方向他方側の端部）に向けて、フランジ部５１、大径部５２及び小径部５３をこの順に有している。
【００２４】
フランジ部５１は、大径部５２の外周面よりも径方向外側に延びて形成されており、出力軸３５の出力端部３５ｃに着脱可能に固定されている。具体的には、フランジ部５１は、前記出力端部３５ｃに形成されたフランジ部３５ｃ１に当接した状態で、図示しないボルト・ナットにより当該フランジ部３５ｃ１に締結固定されている。
【００２５】
出力回転体６は、入力回転体５の径方向外側に同心上に配置されており、円筒部６１と、この円筒部６１の軸方向他端部に形成されたフランジ部６２とを有している。
なお、本実施形態では、入力回転体５及び出力回転体６は、それぞれ出力軸３５及び駆動軸４１に対して別体として設けられているが、それぞれ出力軸３５及び駆動軸４１と一体に形成されていてもよい。
【００２６】
フランジ部６２は、円筒部６１の外周面よりも径方向外側に延びて形成されており、駆動軸４１の一端部に着脱可能に固定されている。具体的には、フランジ部６２は、駆動軸４１の前記一端部に形成されたフランジ部４１ａに当接した状態で、図示しないボルト・ナットにより当該フランジ部４１ａに締結固定されている。
円筒部６１の軸方向一端部には、円筒部６１の内周面と入力回転体５の大径部５２の外周面との間の環状空間を密封する環状のシール部材１０が設けられている。
【００２７】
＜一方向クラッチ＞
図３は、一方向クラッチ７を示す断面図である。図２及び図３において、一方向クラッチ７は、内輪（内側軌道輪）７１及び外輪（外側軌道輪）７２と、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。
【００２８】
内輪７１は、入力回転体５の小径部５３の軸方向中央部に外嵌して固定されており、小径部５３と一体回転する。そして、出力回転体６における円筒部６１の軸方向中央部の領域Ｂが、一方向クラッチ７の外輪７２として機能している。したがって、円筒部６１の領域Ｂの内周面は、外輪７２の内周面７２ａとされている。ころ７３は、円柱形状であり、本実施形態では周方向に８つ配置されている。なお、本実施形態では、出力回転体６（円筒部６１）を、一方向クラッチ７の外輪７２としているが、この外輪７２を出力回転体６に対して別体として設けてもよい。
【００２９】
さらに、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を周方向一方に弾性的に付勢する複数の弾性部材７５とを備えている。保持器７４は、例えば樹脂部材からなり、軸方向に対向する一対の円環部７６と、これら両円環部７６を連結する複数の柱部７７とを有している。なお、保持器７４は、一対の円環部７６を金属部材とし、柱部７７を樹脂部材としてもよい。
【００３０】
保持器７４の柱部７７は、両円環部７６の間で軸方向に延びかつ周方向等間隔に配列されている。そして、保持器７４には、周方向に隣り合う柱部７７と両円環部７６との間に複数のポケット７８が形成されており、各ポケット７８には各ころ７３が個別に収容されている。
弾性部材７５は、圧縮コイルバネからなり、保持器７４の各ポケット７８においてころ７３の周方向他方側に個別に収容されている。そして、弾性部材７５の一端部は柱部７７の周方向一方側の側面に当接し、弾性部材７５の他端部はころ７３の外周面７３ａに当接している。
【００３１】
図３において、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が形成されている。これに対して、外輪７２の内周面７２ａは円筒面とされている。これにより、カム面７１ａ１と内周面７２ａとの間には、くさび状空間７９が周方向に複数（８つ）形成されている。そして、ころ７３は各くさび状空間７９に個別に配置されており、弾性部材７５がころ７３をくさび状空間７９の狭い領域側（周方向一方）に付勢している。ころ７３の外周面７３ａは、カム面７１ａ１及び内周面７２ａに接触する接触面とされている。
【００３２】
このように構成された一方向クラッチ７では、外輪７２が内輪７１に対して相対的に周方向一方に回転しようとすると、弾性部材７５の付勢力により、ころ７３はくさび状空間７９の狭い領域側へ僅かに移動して、ころ７３の外周面７３ａが内輪７１の外周面７１ａ及び外輪７２の内周面７２ａに圧接する。これにより、一方向クラッチ７は、ころ７３が内外輪７１，７２の間に噛み込まれたロック状態となる。このように、一方向クラッチ７がロック状態になると、内外輪７１，７２は周方向一方に一体回転可能となり、入力回転体５と出力回転体６とが一体回転可能に接続される。
【００３３】
一方、外輪７２が内輪７１に対して相対的に周方向他方に回転しようとすると、ころ７３が弾性部材７５の付勢力に抗してくさび状空間７９の広い領域側に僅かに移動することで、ころ７３と内外輪７１，７２との噛み込みが解除される。このように、ころ３の噛み込みが解除されることで、外輪７２の周方向他方への相対回転が許容され、入力回転体５と出力回転体６との接続が遮断される。これにより、一方向クラッチ７は、駆動軸４１及び出力回転体６がロータ４２の慣性力によって回転を継続する空転状態となる。なお、この空転状態においても、発電機４はロータ４２が慣性力により回転を継続するので発電が行われる。
【００３４】
＜転がり軸受＞
図２において、入力回転体５と出力回転体６との間の環状空間には、一方向クラッチ７の軸方向両側に所定間隔をあけて一対の転がり軸受８がそれぞれ配置されている。これら一対の転がり軸受８は、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。各転がり軸受８は、例えば円筒ころ軸受からなり、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８３とを備えている。
【００３５】
なお、本実施形態では、転がり軸受８として円筒ころ軸受を用いているが、深溝玉軸受など他の転がり軸受を用いてもよい。また、一対の転がり軸受８として、同じ種類の転がり軸受（円筒ころ軸受）を用いているが、例えば一方を円筒ころ軸受とし、他方を深溝玉軸受にするなど、互いに異なる種類の転がり軸受を用いてもよい。
【００３６】
本実施形態では、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が、転がり軸受８の外輪８２として機能しており、この領域Ａ，Ｃの各内周面が外輪８２の外軌道面８２ａとされている。この外軌道面８２ａと、内輪８１の外周に形成された内軌道面８１ａとの間には、円筒ころ８３が転動可能に配置されている。
なお、本実施形態では、出力回転体６（円筒部６１）を、各転がり軸受８の外輪８２としているが、これらの外輪８２を出力回転体６に対して別体として設けてもよい。
【００３７】
＜摺動部＞
図４は、一方向クラッチ７のロック状態における要部を示す拡大断面図である。また、図５は、一方向クラッチ７の空転状態における要部を示す拡大断面図である。図４及び図５において、保持器７４は、内輪７１と外輪７２との間において外輪７２の回転に伴って周方向に揺動可能に配置されている。具体的には、保持器７４の各柱部７７の外周面には、外輪７２の内周面７２ａに対して摺動可能な摺動部９１が突設されている。摺動部９１は例えば樹脂部材からなり、その外周面９１ａは外輪７２の内周面７２ａに面接触するように円弧面とされている。
【００３８】
これにより、保持器７４は、外輪７２が周方向一方又は周方向他方に回転すると、その内周面７２ａに摺動部９１の外周面９１ａが摺動することで、保持器７４が外輪７２の回転方向へ揺動する。なお、摺動部９１は、円環部７６の外周面に突設されていてもよい。
【００３９】
＜一方揺動規制ストッパ＞
保持器７４の柱部７７の内周面には、保持器７４の周方向一方への揺動を規制する一方揺動規制ストッパ９２が突設されている。一方揺動規制ストッパ９２は、柱部７７の内周面において、空転状態（図５）で内輪７１のカム面７１ａ１から離反するとともに、ロック状態（図４）でカム面７１ａ１に当接する位置に設けられている。一方揺動規制ストッパ９２は例えば樹脂部材からなり、その先端面９２ａはカム面７１ａ１に面接触するように平坦面とされている。
【００４０】
これにより、図５に示す状態から外輪７２が周方向一方に相対回転して保持器７４が周方向一方に僅に揺動すると、図４に示すように一方揺動規制ストッパ９２の先端面９２ａが内輪７１のカム面７１ａ１に当接し、保持器７４の周方向一方への揺動が規制される。なお、一方揺動規制ストッパ９２は保持器７４の円環部７６の内周面に突設されていてもよい。
【００４１】
＜他方揺動規制ストッパ＞
保持器７４の円環部７６の内周面には、保持器７４の周方向他方への揺動を規制する他方揺動規制ストッパ９３が突設されている。他方揺動規制ストッパ９３は、円環部７６の内周面において、ロック状態（図４）で内輪７１のカム面７１ａ１から離反するとともに、空転状態（図５）でカム面７１ａ１に当接する位置に設けられている。他方揺動規制ストッパ９３は例えば樹脂部材からなり、その先端面９３ａはカム面７１ａ１に面接触するように平坦面とされている。
【００４２】
これにより、図４に示す状態から外輪７２が周方向他方に相対回転して保持器７４が周方向他方に僅に揺動すると、図５に示すように他方揺動規制ストッパ９３の先端面９３ａが内輪７１のカム面７１ａ１に当接し、保持器７４の周方向他方への揺動が規制される。なお、他方揺動規制ストッパ９３は保持器７４の柱部７７の内周面に突設されていてもよい。
【００４３】
＜当接面＞
保持器７４の柱部７７における周方向他方側の側面７７ａは、径方向内端から径方向中央部にかけて形成された平坦面７７ｂと、径方向中央部から径方向外端にかけて形成されたテーパ面７７ｃとからなる。このテーパ面７７ｃは、保持器７４が空転状態で他方揺動規制ストッパ９３により周方向他方への揺動が規制されたときに、ころ７３が弾性部材７５の付勢力により当接する当接面とされている。
【００４４】
当接面７７ｃは、ころ７３が当接すると、ころ７３の外周面７３ａと外輪７２の内周面７２ａとの間に隙間Ｓが形成されるように、ころ７３を保持器７４と内輪７１との間に噛み込ませる形状とされている。具体的には、当接面７７ｃは、側面７７ａの径方向中央部から径方向外端に向かうに従ってポケット７８側に漸次突出するように傾斜して形成されている。
【００４５】
＜作用効果＞
以上の構成により、外輪７２が内輪７１に対して相対的に周方向他方に回転して空転状態になると、保持器７４側の摺動部９１が外輪７２の内周面７２ａに対して摺動することで、保持器７４は外輪７２の回転に伴って周方向他方に揺動する。そして、図５に示すように、他方揺動規制ストッパ９３が内輪７１のカム面７１ａ１に当接することで、保持器７４の周方向他方への揺動が規制される。
【００４６】
そうすると、ころ７３は弾性部材７５の付勢力により柱部７７の当接面７７ｃに当接し、保持器７４と内輪７１との間にころ７３が噛み込むことで、ころ７３と外輪７２との間に隙間Ｓが形成される。したがって、空転状態で回転している外輪７２ところ７３との間に滑りが発生するのを防止することができる。その結果、前記滑りによる発熱が生じることはないので、ころ７３が摩耗するなど、一方向クラッチ７にダメージを与えるのを防止することができる。
【００４７】
また、上記空転状態から外輪７２が内輪７１に対して相対的に周方向一方に回転すると、保持器７４側の摺動部９１が外輪７２の内周面７２ａに対して摺動することで、保持器７４は外輪７２の回転に伴って周方向一方に揺動する。これにより、図４に示すように、柱部７７の当接面７７ｃがころ７３の外周面７３ａから離反することで、保持器７４と内輪７１との間におけるころ７３の噛み込みが解除される。
【００４８】
そうすると、ころ７３は、弾性部材７５の付勢力によりくさび状空間７９の狭い領域側に僅かに移動することで、内外輪７１，７２の間に噛み込まれたロック状態となる。そして、一方向揺動規制ストッパ９２がカム面７１ａ１に当接することで、保持器７４の周方向一方への揺動が規制される。これにより、保持器７４が周方向一方へ必要以上に揺動するのを防止することができる。
【００４９】
また、保持器７４には、外輪７２の内周面７２ａに対して周方向に摺動可能な摺動部９１が設けられているので、外輪７２が内輪７１に対して相対的に回転するときに、外輪７２の内周面７２ａに対して摺動部９１が摺動することで、保持器７４を外輪７２の回転に伴って容易に揺動させることができる。
また、保持器７４の柱部７７に形成されたテーパ面７７ｃが、空転状態でころ７３が当接する当接面として機能するため、簡単な構成により保持器７４と内輪７１との間にころ７３を噛み込ませることができる。
【００５０】
［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係る一方向クラッチを備えた風力発電装置における増速機の出力軸と発電機の駆動軸との連結部分を示す断面図である。第２実施形態の一方向クラッチ７は、その保持器７４が軸方向他方側に配置された転がり軸受８の保持器としても機能している点で、第１実施形態と相違する。
【００５１】
図６において、本実施形態の風力発電装置１における一方向クラッチユニットＵは、一方向クラッチ７の軸方向両側に配置された一対の転がり軸受８が、深溝玉軸受により構成されている。各転がり軸受８は、内輪８４及び外輪８５と、内外輪８４，８５の間に転動可能に配置された複数の玉８６と、各玉８６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８７とを備えている。内輪８４の外周には玉８６が転動する内軌道面８４ａが形成され、外輪８５の内周には玉８６が転動する外軌道面８５ａが形成されている。
【００５２】
本実施形態では、転がり軸受８の外輪８５は、出力回転体６の円筒部６１に対して別体として設けられている。したがって、本実施形態の円筒部６１では、その軸方向両端部は転がり軸受８の外輪８２として機能しておらず、軸方向中央部の領域Ｂが一方向クラッチ７の外輪７２として機能しているだけである。
【００５３】
軸方向一方側の転がり軸受８の保持器８７は、いわゆるもみ抜き型の保持器からなり、軸方向に対向する一対の円環部８７ａと、これら両円環部８７ａを連結する複数の柱部８７ｂとを有している。
一方、軸方向他方側の転がり軸受８の保持器８７は、いわゆる冠型の保持器からなり、軸方向一方側に配置された単一の円環部８７ｃと、この円環部８７ｃから軸方向他方側に延びる複数の柱部８７ｄとを有している。円環部８７ｃは、一方向クラッチ７の保持器７４における軸方向他方側の円環部７６と一体に形成されている。なお、一方向クラッチ７の保持器７４は、軸方向一方側の転がり軸受８の保持器８７と一体に形成されていてもよい。
【００５４】
以上の構成により、外輪７２（出力回転体６）が内輪７１に対して相対的に回転すると、各転がり軸受８の外輪８５が出力回転体６と共に回転することで、玉８６は内軌道面８４ａ及び外軌道面８５ａを転動し周方向に回転移動（公転）する。そして、軸方向他方側の転がり軸受８の玉８６が回転移動することで、当該玉８６を保持する保持器８７と共に一方向クラッチ７の保持器７４が周方向に回転する。これにより、一方向クラッチ７の保持器７４は、外輪７２の回転に伴って周方向に揺動可能とされている。
【００５５】
以上、第２実施形態の一方向クラッチにおいても、第１実施形態と同様の作用効果を奏するとともに、以下の作用効果を奏する。すなわち、一方向クラッチ７の保持器７４は、転がり軸受８の保持器８７と一体に形成することで、外輪７２の回転に伴って周方向に揺動するので、第１実施形態のように保持器７４に摺動部９１（図４参照）を設ける必要がない。したがって、一方向クラッチ７の構成を簡略化することができる。
【００５６】
［その他］
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、本発明の一方向クラッチは、外力として風力を用いる風力発電装置１に適用する場合について例示したが、水力や火力等の他の外力を用いて発電する発電装置や、発電装置以外の装置にも適用することができる。また、上記実施形態では、一方向クラッチ７の係合子として、ころ７３を用いているが、スプラグを用いてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、増速機３側に接続された入力回転体５を内側回転体とし、発電機４側に接続された出力回転体６を外側回転体としているが、入力回転体５を外側回転体とし、出力回転体６を内側回転体としてもよい。
但し、この場合には、空転状態で内側回転体である出力回転体６が回転するため、その回転に伴う遠心力により一方向クラッチのころが径方向外方に移動し、外輪ところとの間で滑りが発生し易くなる。このため、本発明の一方向クラッチは、上記実施形態のように、外側回転体である入力回転体５と内側回転体である出力回転体６との間に設けるのが好ましい。
【符号の説明】
【００５８】
７：一方向クラッチ、７１：内輪（内側軌道輪，他方の軌道輪）、７２：外輪（外側軌道輪，一方の軌道輪）、７３：ころ（係合子）、７４：保持器、７５：弾性部材、７６：円環部、７７：柱部、７７ｃ：テーパ面（当接面）、７８：ポケット、９１：摺動部、９２：一方揺動規制ストッパ、９３：他方揺動規制ストッパ、Ｓ：隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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