專利名稱：再生能源型發(fā)電裝置和液壓泵的安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及經(jīng)由組合有液壓泵和液壓馬達的油壓傳動裝置而把旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)能向發(fā)電機傳遞的再生能源型發(fā)電裝置及其液壓泵的安裝方法。再生能源型發(fā)電裝置是利用風(fēng)、潮水、海流、河流等能夠再生的能源的發(fā)電裝置，例如能夠舉出風(fēng)カ發(fā)電裝置、潮水發(fā)電裝置、海流發(fā)電裝置、河流發(fā)電裝置等。
背景技術(shù)：
近年來，按照保護地球環(huán)境的觀點，正在進行包含利用風(fēng)カ的風(fēng)カ發(fā)電裝置和利用潮水、海流或河流的發(fā)電裝置的再生能源型發(fā)電裝置的普及。再生能源型發(fā)電裝置把風(fēng)、潮水、海流或河流的運動能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)能，進而把旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)能利用發(fā)電機轉(zhuǎn)換成電力。由于這種再生能源型發(fā)電裝置的旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速與現(xiàn)有發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速相比較小， 所以在旋轉(zhuǎn)體與發(fā)電機之間設(shè)置有機械式(齒輪式)的增速器。即利用增速器來把旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速增速到發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速，然后向發(fā)電機輸入。但以提高發(fā)電效率為目的而隨著再生能源型發(fā)電裝置大型化的進展，有增速器的重量和成本増加的傾向。因此，代替機械式增速器而采用組合了液壓泵和液壓馬達的油壓傳動裝置的再生能源型發(fā)電裝置正在被關(guān)注。例如專利文獻I和2所公開的風(fēng)カ發(fā)電裝置就具有由安裝在主軸周圍的液壓泵和被液壓泵的壓カ油所驅(qū)動的液壓馬達構(gòu)成的油壓傳動裝置。該風(fēng)カ發(fā)電裝置利用主軸的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動液壓泵，利用從該液壓泵送出的壓カ油使液壓馬達旋轉(zhuǎn)，利用該液壓馬達的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動發(fā)電機?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :美國專利申請公開第2010/0032959號說明書專利文獻2 :歐洲專利申請公開第09166576號說明書

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但風(fēng)カ發(fā)電裝置的主軸轉(zhuǎn)矩非常大，如何把該大轉(zhuǎn)矩從主軸向液壓泵傳遞就成為問題。一般地作為傳遞大轉(zhuǎn)矩的方法之一而知道是使用花鍵。但風(fēng)カ發(fā)電裝置的主軸例如是直徑I. 5m左右的大徑，對這種大徑的主軸來加工花鍵是困難的，且成本也上升。關(guān)于這點，在專利文獻I和2中并沒有公開液壓泵向主軸的具體固定結(jié)構(gòu)，使用油壓傳動裝置的風(fēng)カ發(fā)電裝置中，沒有任何表示解決上述問題的對策。對于風(fēng)カ發(fā)電裝置以外的再生能源型發(fā)電裝置，既然使用油壓傳動裝置，就也需要解決上述問題。解決問題的技術(shù)方案
于是，本發(fā)明的目的在于提供ー種再生能源型發(fā)電裝置及其液壓泵的安裝方法，能夠傳遞大的轉(zhuǎn)矩，即使在主軸直徑大的情況下，也具有容易且能夠以低成本進行加工的液壓泵的固定結(jié)構(gòu)。解決上述課題的本發(fā)明的再生能源型發(fā)電裝置具有安裝有旋翼的輪轂、一端部與所述輪轂連結(jié)的主軸、具有第一花鍵齒而與所述主軸是分體且被固定在該主軸的結(jié)合部件、具有與所述第一花鍵齒嚙合的第二花鍵齒并設(shè)置在所述主軸周圍的圓筒部件、經(jīng)由所述圓筒部件而安裝在所述主軸的液壓泵、被從所述液壓泵供給的壓力油驅(qū)動的液壓馬達、與所述液壓馬達連結(jié)的發(fā)電機，其中，利用所述結(jié)合部件的第一花鍵齒與所述圓筒部件的第二花鍵齒嚙合來經(jīng)由所述結(jié)合部件而把所述圓筒部件與所述主軸結(jié)合。根據(jù)上述再生能源型發(fā)電裝置，由于使被固定在主軸的結(jié)合部件的第一花鍵齒與被固定在液壓泵的圓筒部件的第二花鍵齒嚙合，所以能夠經(jīng)由結(jié)合部件和圓筒部件而把大轉(zhuǎn)矩從主軸向液壓泵傳遞。 由于上述結(jié)合部件和上述圓筒部件與主軸是分體，所以即使在主軸直徑大的情況下，也能夠分別容易且以低成本地對結(jié)合部件和圓筒部件進行花鍵加工。優(yōu)選的是，所述結(jié)合部件包括固定部，其被固定在所述主軸的外周面；第一花鍵部，其與所述主軸的外周面之間具有間隙，而在面向該間隙的內(nèi)周面形成有所述第一花鍵齒，所述圓筒部件具有第二花鍵部，該第二花鍵部在外周面的一部分形成有所述第二花鍵齒，把所述第二花鍵部插入所述主軸與所述第一花鍵部之間的所述間隙而使所述第一花鍵齒與所述第二花鍵齒嚙合。通過這樣在圓筒部件的外周形成第二花鍵齒，與為了與主軸外周面之間具有間隙而在圓筒部件的內(nèi)周形成第二花鍵齒的情況相比，能夠使圓筒部件(特別是第二花鍵部)變薄。因此，能夠縮小向圓筒部件安裝的液壓泵的外徑，能夠把液壓泵緊湊化。所述主軸與所述第一花鍵部之間的所述間隙也可以在所述主軸的軸向從所述輪轂朝向遠側(cè)端部進行開ロ，所述第二花鍵部從所述間隙開ロ的所述端部側(cè)向所述間隙內(nèi)插入。這樣地把結(jié)合部件的第一花鍵部的開ロ設(shè)置成從輪轂朝向遠側(cè)的端部，把圓筒部件的第二花鍵部從該第一花鍵部的開ロ向主軸與第一花鍵部的間隙插入的情況下，圓筒部件和安裝在它的液壓泵就成為比結(jié)合部件位于輪轂的更遠端。因此，通過使圓筒部件向輪轂的相反側(cè)軸向移動則能夠把圓筒部件和安裝在它的液壓泵從主軸卸下來。在結(jié)合部件安裝在主軸的狀態(tài)下，通過使圓筒部件向輪轂側(cè)移動則能夠把第二花鍵部插入到間隙內(nèi)而使與第一花鍵部卡合。即能夠使結(jié)合部件安裝在主軸不變地而把維修保養(yǎng)頻度高的液壓泵相對主軸裝卸。所述結(jié)合部件的所述固定部也可以通過沿所述主軸的周向設(shè)置的多個銷來向所述主軸的外周面固定。
通過這樣利用多個銷來把結(jié)合部件的固定部向主軸固定，能夠把大轉(zhuǎn)矩向結(jié)合部件傳遞。優(yōu)選的是，所述結(jié)合部件是具有所述主軸直徑以下直徑的圓筒狀或圓柱狀，包括被固定在所述主軸的與所述輪轂連結(jié)的所述一端部相反側(cè)的另一端部的固定部和在外周面形成有所述第一花鍵齒的第一花鍵部，所述圓筒部件在內(nèi)周面具有形成有所述第二花鍵齒的第二花鍵部。通過這樣把具有主軸直徑以下直徑的結(jié)合部件固定在主軸的輪轂相反側(cè)的端部(主軸的另一端部)，使圓筒部件向輪轂的相反側(cè)軸向移動則能夠把圓筒部件和安裝在它的液壓泵從主軸卸下來。在結(jié)合部件安裝在主軸的狀態(tài)下，通過使圓筒部件向輪轂側(cè)移動，能夠使圓筒部件的第二花鍵部而與第一花鍵部卡合。即能夠使結(jié)合部件安裝在主軸不變地而把維修保養(yǎng)頻度高的液壓泵相對主軸裝卸。
優(yōu)選的是，所述結(jié)合部件的所述固定部利用在該固定部與所述主軸的所述另一端部的接合面沿所述主軸的周向設(shè)置的多個銷和貫通所述結(jié)合部件地向所述主軸軸向延伸的緊固部件，固定在所述主軸的所述另一端部。通過這樣在結(jié)合部件的固定部與主軸另一端部的接合面設(shè)置多個銷，能夠把大轉(zhuǎn)矩從主軸向結(jié)合部件可靠地傳遞。當(dāng)由于主軸旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)矩向銷作用，則具有沿主軸軸向成分的力向結(jié)合部件作用，結(jié)合部件被銷向輪轂的相反側(cè)按壓。于是，通過設(shè)置緊固部件而能夠可靠地把結(jié)合部件向主軸的另一端部固定。優(yōu)選的是，所述接合面具有把從所述主軸朝向所述結(jié)合部件地在所述主軸的軸向突出的凸部和從所述結(jié)合部件朝向所述主軸地在所述主軸的軸向洼陷的凹部在所述主軸的周向交替設(shè)置的凹凸形狀，把所述多個銷設(shè)置在沿所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向而從所述凸部向所述凹部轉(zhuǎn)移的所述凸部與所述凹部的交界處。通過這樣把所述銷設(shè)置在所述凸部與所述凹部的交界處，使銷對于主軸或結(jié)合部件推回去的表面壓カ的合力轉(zhuǎn)矩向主軸的周向傾斜，能夠減小銷要把主軸和結(jié)合部件分離的主軸軸向的分力。由于所述接合面具有把所述凸部和所述凹部在主軸的周向交替設(shè)置的凹凸形狀，且所述凸部與所述凹部嵌合，所以能夠把主軸轉(zhuǎn)矩的一部分經(jīng)由該嵌合部位傳遞。由此，能夠減少應(yīng)該由銷負擔(dān)的轉(zhuǎn)矩。優(yōu)選的是，還具有被安裝在所述結(jié)合部件和所述圓筒部件位于距所述輪轂遠的ー側(cè)的端部的環(huán)狀按壓板，其跨越所述結(jié)合部件和圓筒部件而把所述第一花鍵齒與所述第二花鍵齒的嚙合部覆蓋，利用所述環(huán)狀按壓板來防止所述圓筒部件相對所述結(jié)合部件從所述主軸的軸向脫出。由此，能夠防止圓筒部件和安裝在它的液壓泵脫出。優(yōu)選的是，還具有把所述主軸自由旋轉(zhuǎn)地支承在裝置本體側(cè)的ー對主軸軸承，把所述結(jié)合部件、所述圓筒部件和所述液壓泵配置在所述ー對主軸軸承之間。
通過這樣把結(jié)合部件、圓筒部件和液壓泵配置在ー對主軸軸承之間，能夠在把靠近輪轂側(cè)的主軸軸承安裝在主軸不動的狀態(tài)下，裝卸比主軸軸承維修保養(yǎng)頻度高的液壓泵。由于省去拆卸靠近輪轂側(cè)的主軸軸承的麻煩，所以能夠以短時間容易地實施液壓泵的裝卸作業(yè)。優(yōu)選的是，還具有把所述主軸自由旋轉(zhuǎn)地支承在裝置本體側(cè)的ー對主軸軸承，把所述結(jié)合部件、所述圓筒部件和所述液壓泵配置在比所述ー對主軸軸承位于所述輪轂的更遠側(cè)。通過這樣把結(jié)合部件、圓筒部件和液壓泵配置在比一對主軸軸承還位于輪轂的遠偵牝能夠在把一對主軸軸承安裝在主軸不動的狀態(tài)下，裝卸比主軸軸承維修保養(yǎng)頻度高的液壓泵。由于省去拆卸主軸軸承的麻煩，所以能夠以短時間容易地實施液壓泵的裝卸作業(yè)。所述再生能源型發(fā)電裝置也可以是由所述旋翼接受風(fēng)而使所述主軸旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動所述發(fā)電機的風(fēng)カ發(fā)電裝置。本發(fā)明的液壓泵安裝方法是具有安裝有旋翼的輪轂、與所述輪轂連結(jié)的主軸、設(shè) 置在所述主軸周圍的液壓泵、被從所述液壓泵供給的壓力油驅(qū)動的液壓馬達、與所述液壓馬達連結(jié)的發(fā)電機的再生能源型發(fā)電裝置的液壓泵安裝方法，其中，具備把與所述主軸是分體且具有第一花鍵齒的結(jié)合部件固定在所述主軸的エ序、把所述液壓泵向具有與所述第一花鍵齒嚙合的第二花鍵齒的圓筒部件外周組裝的エ序、使所述結(jié)合部件的第一花鍵齒與所述圓筒部件的第二花鍵齒嚙合，經(jīng)由所述結(jié)合部件而使外周組裝有所述液壓泵的所述圓筒部件與所述主軸結(jié)合的エ序。根據(jù)上述液壓泵的安裝方法，由于使被固定在主軸的結(jié)合部件的第一花鍵齒與被固定在液壓泵的圓筒部件的第二花鍵齒嚙合，所以能夠經(jīng)由結(jié)合部件和圓筒部件而把大轉(zhuǎn)矩從主軸向液壓泵傳遞。由于上述結(jié)合部件和上述圓筒部件與主軸是分體，所以能夠分別容易且以低成本地對結(jié)合部件和圓筒部件進行花鍵加エ。且由于把液壓泵預(yù)先組裝到圓筒部件的外周，把這樣的圓筒部件經(jīng)由結(jié)合部件而與主軸結(jié)合，所以能夠容易進行液壓泵對于主軸的裝卸作業(yè)。也可以所述結(jié)合部件包括固定部，其被固定在所述主軸的外周面；第一花鍵部，其與所述主軸的外周面之間具有間隙，而在與該間隙相接的內(nèi)周面形成有所述第一花鍵齒，所述圓筒部件具有第二花鍵部，其在外周面的一部分形成有所述第二花鍵齒，在使所述圓筒部件與所述主軸結(jié)合的エ序中，把所述圓筒部件的所述第二花鍵部插入所述主軸與所述第一花鍵部之間的所述間隙而使所述第一花鍵齒與所述第二花鍵齒
ロ四合。通過這樣在圓筒部件的外周形成第二花鍵齒，與為了與主軸外周面之間具有間隙而在圓筒部件的內(nèi)周形成第二花鍵齒的情況相比，能夠使圓筒部件(特別是第二花鍵部)變薄。因此，能夠縮小向圓筒部件安裝的液壓泵的外徑，能夠把液壓泵緊湊化。也可以所述結(jié)合部件是具有所述主軸直徑以下直徑的圓柱狀，包括被固定在所述主軸的與所述輪轂連結(jié)的所述一端部相反側(cè)的另一端部的固定部和在外周面形成有所述第一花鍵齒的第一花鍵部，所述圓筒部件在內(nèi)周面具有形成有所述第二花鍵齒的第二花鍵部，在使所述圓筒部件與所述主軸結(jié)合的エ序中，使外周組裝有所述液壓泵的所述圓筒部件從所述結(jié)合部件朝向所述主軸并且沿所述主軸軸向移動來把該圓筒部件向所述結(jié)合部件的周圍嵌入，使所述第一花鍵齒與所述第二花鍵齒嚙合。由于上述結(jié)合部件具有主軸直徑以下的直徑且被固定在主軸一端部相反側(cè)的另一端部，所以通過使圓筒部件向輪轂的相反側(cè)軸向移動就能夠把圓筒部件和安裝在它的液壓泵從主軸卸下來。在結(jié)合部件安裝在主軸的狀態(tài)下，通過使圓筒部件向輪轂側(cè)移動則能夠使圓筒部件的第二花鍵部而與第一花鍵部卡合。即能夠使結(jié)合部件安裝在主軸不變地而把維修保養(yǎng)頻度高的液壓泵相對主軸裝卸。根據(jù)本發(fā)明，能夠傳遞大的轉(zhuǎn)矩，且即使在主軸直徑大的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)容易 且可以低成本進行加工的液壓泵的固定結(jié)構(gòu)。


圖I是把本發(fā)明第一實施例風(fēng)カ發(fā)電裝置的頂部放大表示的概略剖視圖；圖2是表示安裝在主軸的液壓泵周邊的放大圖；圖3是圖2的A-A剖視圖；圖4是表示比一對主軸軸承之間更靠后端側(cè)的主軸外周的液壓泵、圓筒部件和結(jié)合部件的概略剖視圖；圖5是表示第二實施例風(fēng)カ發(fā)電裝置的液壓泵周邊結(jié)構(gòu)的放大圖；圖6是圖5的B向視圖；圖7是圖5的C向視圖，表示固定部與主軸后端側(cè)端部的接合面；圖8是圖7的D部放大圖；圖9是從主軸的后方看主軸接合面的向視圖；圖10是表示設(shè)置在主軸與結(jié)合部件的平坦接合面的第二銷表面壓カ分布的圖；圖11是表示設(shè)置在沿主軸的旋轉(zhuǎn)方向而從凸部向凹部轉(zhuǎn)移的交界處的第二銷表面壓カ分布的圖；圖12是表示被安裝在ー對主軸軸承之間的主軸外周的液壓泵、圓筒部件和結(jié)合部件的概略剖視圖。
具體實施例方式以下，使用附圖來詳細說明本發(fā)明再生能源型發(fā)電裝置的實施例。在以下的說明中說明把本發(fā)明應(yīng)用在風(fēng)カ發(fā)電裝置的情況，但并不限定于此，本發(fā)明也能夠應(yīng)用在包含利用潮水、海流或河流的發(fā)電裝置的其他種類再生能源型發(fā)電裝置。被以下的實施例所記載的結(jié)構(gòu)零件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對配置等，只要沒有特定的記載，g趣就并不把本發(fā)明的范圍限定于此，而不過單單是說明例。圖I是把本發(fā)明第一實施例風(fēng)カ發(fā)電裝置的頂部放大表示的概略剖視圖。如圖I所示，本實施例的風(fēng)カ發(fā)電裝置I具備安裝有旋翼2的輪轂3、一端部與輪轂3連結(jié)的主軸4、被設(shè)置在主軸4周圍的液壓泵5、被從液壓泵5供給的壓力油驅(qū)動的液壓馬達6、與液壓馬達6連結(jié)的發(fā)電機7。且把主軸4、液壓泵5、液壓馬達6和發(fā)電機7配置在設(shè)置于塔15上的機艙16內(nèi)。液壓泵5被配置在把主軸4自由旋轉(zhuǎn)地支承在機艙16側(cè)的ー對主軸軸承8、9之間。且液壓泵5經(jīng)由設(shè)置在主軸4外周的圓筒部件10而被安裝在主軸4。液壓泵5經(jīng)由高壓油流路17A和低壓油流路17B而與液壓馬達6連接。把高壓油流路17A設(shè)置在液壓泵5的吐出側(cè)與液壓馬達6的吸入側(cè)之間，有被液壓泵5生成的高壓油流動。另ー方面，把低壓油流路17B設(shè)置在液壓馬達6的吐出側(cè)與液壓泵5的吸入側(cè)之間，有液壓馬達6工作完后的低壓油流動。圖2是表示安裝在主軸4的液壓泵5周邊的放大圖。圖3是圖2的A-A剖視圖。
如圖2所示，為了與設(shè)置在主軸4外周的圓筒部件10卡合而在主軸4的外周設(shè)置有結(jié)合部件20。結(jié)合部件20成環(huán)狀地被設(shè)置在主軸4的周圍，由被設(shè)置在一端的固定部21和設(shè)置在另一端的第一花鍵部22構(gòu)成。如圖3所示，固定部21利用沿主軸4的周向設(shè)置的多個第一銷23而被固定在主軸4的外周面。由于利用多個第一銷23來把結(jié)合部件20的固定部21向主軸4固定，所以能夠把大轉(zhuǎn)矩從主軸4向結(jié)合部件20傳遞。在主軸4的第一銷23周邊設(shè)置有臺階，固定部21也是與主軸4對應(yīng)的臺階形狀。通過主軸4的臺階與固定部21的臺階卡合來限制結(jié)合部件20向輪轂3側(cè)移動。向固定部21的輪轂3的相反側(cè)(以下叫做后端側(cè))端部延伸的第一花鍵部22與主軸4的外周面之間具有間隙S，在面向該間隙S的內(nèi)周面形成有第一花鍵齒(內(nèi)齒)24。該間隙S在輪轂3相反側(cè)的端部是開ロ。與結(jié)合部件20卡合的圓筒部件10由本體部11和第二花鍵部12構(gòu)成。本體部11在其外周安裝有液壓泵5。在本體部11的后端側(cè)設(shè)置有環(huán)狀的擋塊13，限制圓筒部件10向后端側(cè)移動(即防止圓筒部件10脫出)。該擋塊13與主軸4的臺階和固定部21的臺階的所述卡合部一起來限制結(jié)合部件20和圓筒部件10在主軸4軸向的移動。因此，被安裝在圓筒部件10的液壓泵5在主軸4的軸向不動。向本體部11的輪轂側(cè)端部延伸設(shè)置的第二花鍵部12在其外周面形成有第二花鍵齒(外齒)14。第二花鍵部12為了使其第二花鍵齒14與第一花鍵部22的第一花鍵齒24嚙合而向間隙S內(nèi)插入。通過第二花鍵齒14與第一花鍵齒24的嚙合而使圓筒部件10經(jīng)由結(jié)合部件20與主軸4結(jié)合。在上述液壓泵5的固定結(jié)構(gòu)的情況下，液壓泵5向主軸4的安裝按照以下的順序進行。首先，把具有第一花鍵齒24的結(jié)合部件20配置在主軸4的外周并用第一銷23固定在主軸4。ー對主軸軸承8、9中被配置在輪轂3側(cè)的主軸軸承8在把結(jié)合部件20向主軸4的外周安裝之前就預(yù)先被安裝在主軸4。另ー方面，把液壓泵5預(yù)先組裝在圓筒部件10的外周，而作為圓筒部件10和液壓泵5成為一體的液壓泵單元18。
接著，把液壓泵單元18 (圓筒部件10和液壓泵5)從主軸4的后端側(cè)配置在主軸4的外周。并使液壓泵單元18(圓筒部件10和液壓泵5)向輪轂側(cè)移動，把圓筒部件10的第二花鍵部12向間隙S內(nèi)插入，使第二花鍵齒14與第一花鍵齒24嚙合。然后，為了使液壓泵單元18 (圓筒部件10和液壓泵5)不向后端側(cè)脫出而把擋塊13安裝在主軸4的外周。最后，把ー對主軸軸承8、9中的被配置在后端側(cè)的主軸軸承9安裝在主軸4的外周。如圖2所示，液壓泵5包括有被安裝在圓筒部件10的本體部11外周的環(huán)狀凸輪25、利用該環(huán)狀凸輪25進行動作的活塞26、收容環(huán)狀凸輪25和活塞26的殼體27、被設(shè)置在殼體27與圓筒部件10之間的泵軸承28等多個零件。這樣由多個零件構(gòu)成的液壓泵5與主軸軸承8、9相比則需要頻繁地進行維修保養(yǎng)。 于是，通過把圓筒部件10和液壓泵5設(shè)置在ー對主軸軸承8、9之間，在裝卸包括維修保養(yǎng)頻度高的液壓泵5的液壓泵單元18時，僅把配置在后端側(cè)的主軸軸承9卸下就能夠進行該裝卸。即安裝著主軸軸承8和結(jié)合部件20不動地就能夠進行液壓泵單元18的裝卸。本實施例說明了把液壓泵5、圓筒部件10和結(jié)合部件20設(shè)置在ー對主軸軸承8、9之間的情況，但并不限定于此，也可以如圖4所示那樣，把液壓泵5、圓筒部件10和結(jié)合部件20設(shè)置在比ー對主軸軸承8、9之間位于更靠向后端側(cè)的主軸4的端部。圖4中，對于與圖2相同的部分則付與相同的符號而省略說明。在該情況下，由于把圓筒部件10和液壓泵5設(shè)置在比ー對主軸軸承8、9更靠后端偵牝所以不必卸下ー對主軸軸承8、9就能夠把圓筒部件10和液壓泵5卸下來。因此，能夠以短時間容易地實施包括維修保養(yǎng)頻度高的液壓泵5的液壓泵單元18的裝卸作業(yè)。如上所述，根據(jù)本實施例的風(fēng)カ發(fā)電裝置1，通過設(shè)置與主軸4是分體的結(jié)合部件20，即使在主軸4直徑大的情況下，也能夠把大的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由圓筒部件10向液壓泵5傳遞。由于結(jié)合部件20和圓筒部件10與主軸4是分體，所以能夠分別容易且以低成本地對結(jié)合部件20和圓筒部件10進行花鍵加工。由于在圓筒部件10的外周形成外齒的第二花鍵齒14，所以與為了與主軸4的外周面之間具有間隙而在圓筒部件10的內(nèi)周形成內(nèi)齒的第二花鍵齒14的情況相比，能夠使第ニ花鍵部12變薄。且由于使第二花鍵部12變薄而能夠降低被安裝在圓筒部件10狀態(tài)的液壓泵5的高度。且由于把第二花鍵部12從間隙S的后端側(cè)開ロ向間隙S內(nèi)插入，所以通過使具有第二花鍵部12的圓筒部件10向后端側(cè)移動就能夠把液壓泵5從主軸4卸下。把組裝有液壓泵5的圓筒部件10從主軸4的后端側(cè)安裝在主軸4的外周后，通過使其向輪轂3移動則使第二花鍵部12插入到間隙S內(nèi)而與第一花鍵部22卡合。即，把結(jié)合部件20安裝在主軸4不動，就能夠把維修保養(yǎng)頻度高的液壓泵5向主軸4裝卸。接著說明本發(fā)明的第二實施例。對于與上述實施例對應(yīng)的部分則付與相同的符號而省略說明，主要說明不同點。圖5是表示第二實施例風(fēng)カ發(fā)電裝置的液壓泵5周邊結(jié)構(gòu)的放大圖。圖6是圖5的B向視圖。圖6中為了容易說明而省略了液壓泵5。
如圖5和圖6所不,本實施例的風(fēng)カ發(fā)電裝直31具有設(shè)直在王軸4后端側(cè)端部的圓筒形狀的結(jié)合部件50、設(shè)置在該結(jié)合部件50和主軸4外周的圓筒部件40、被組裝在圓筒部件40的液壓泵5。圓筒部件40由本體部11和在內(nèi)周面形成有第二花鍵齒(內(nèi)齒)44的第二花鍵部42構(gòu)成。結(jié)合部件50由在外周面形成有第一花鍵齒(外齒)54的第一花鍵部52和被固定在主軸4后端側(cè)端部的固定部51構(gòu)成。第一花鍵齒54被設(shè)置成與圓筒部件40的第二花鍵齒44嚙合。把第一花鍵齒54和第二花鍵齒44的嚙合部覆蓋的環(huán)狀按壓板55跨越結(jié)合部件50和圓筒部件40地被安裝在結(jié)合部件50的后端側(cè)端面。利用該按壓板55來防止圓筒部件40向后端側(cè)脫出。如圖5和圖6所示，結(jié)合部件50的固定部51利用沿主軸4的軸向設(shè)置的多個緊 固部件56和沿主軸4的周向設(shè)置的多個第二銷53而被固定在主軸4。緊固部件56貫通結(jié)合部件50而與主軸4后端側(cè)的端部旋合。第二銷53在固定部51與主軸4后端側(cè)端部的接合面以規(guī)定的間隔被設(shè)置在主軸4的周向。圓筒狀的結(jié)合部件50優(yōu)選被形成其外徑是主軸4的直徑以下。例如也可以如圖5所示那樣，使結(jié)合部件50的外徑與主軸4的直徑相同。圖7是圖5的C向視圖，表示固定部51與主軸4后端側(cè)端部的接合面。圖8是圖7的D部放大圖。圖9是從主軸4的后方看主軸4接合面的向視圖。如圖7 圖9所示，固定部51與主軸4后端側(cè)端部的接合面具有把從主軸4朝向結(jié)合部件50并且在主軸4的軸向(圖7和圖8的上下方向)突出的凸部57和從結(jié)合部件50朝向主軸4并且在主軸4的軸向洼陷的凹部58在主軸4的周向交替設(shè)置的凹凸形狀。把第二銷53設(shè)置在沿主軸4的旋轉(zhuǎn)方向而從凸部57向凹部58轉(zhuǎn)移的凸部57與凹部58的交界處。把第二銷53這樣地設(shè)置在凸部57與凹部58的上述交界處的理由如下。圖10是表示設(shè)置在主軸4與結(jié)合部件50的平坦接合面的第二銷53表面壓カ分布的圖。圖11是表示設(shè)置在沿主軸4的旋轉(zhuǎn)方向而從凸部57向凹部58轉(zhuǎn)移的交界處的第二銷53表面壓カ分布的圖。如圖10所示，在接合面FL平坦的情況下，由于主軸4的旋轉(zhuǎn)而第二銷53受到主軸4周向的力F1，為了抵抗該カFl而在第二銷53外周面的法線方向產(chǎn)生有表面壓力。該表面壓カ的合力矢量F3在主軸4周向的分力與力Fl平衡，主軸4的軸向分力向使從結(jié)合部件50分開的方向按壓主軸4。由于從結(jié)合部件50受到的反力F2也同樣地產(chǎn)生有表面壓力。該表面壓カ的合力矢量F4在主軸4周向的分力與反力F2平衡，主軸4的軸向分力向使從主軸4分開的方向按壓結(jié)合部件50。其結(jié)果是，合力矢量F3的軸向成分與合力矢量F4的軸向成分是要使主軸4與結(jié)合部件50分開。當(dāng)然，例如通過利用緊固部件56把結(jié)合部件50固定在主軸4而能夠維持主軸4與結(jié)合部件50的接合，但要增加緊固部件56的個數(shù)。另ー方面，在把第二銷53設(shè)置在凹凸形狀接合面的凸部57與凹部58的上述交界處的情況下，如圖11所示，在圖10所示表面壓カ分布的基礎(chǔ)上在X和Y所示區(qū)域還產(chǎn)生表面壓カ。區(qū)域X的表面壓カ由于都是軸向成分朝向結(jié)合部件50的分力，所以所有的表面壓力的合力矢量F30與合力矢量F3(參照圖10)相比，向主軸4的周向傾斜。換言之，合力矢量F30的軸向成分與合力矢量F3相比變小。同樣地，區(qū)域Y的表面壓カ由于都是軸向成分朝向主軸4的分力，所以所有的表面壓カ的合力矢量F40與合力矢量F4(參照圖10)相比，向主軸4的周向傾斜。換言之，合力矢量F40的軸向成分與合力矢量F4相比變小。因此，通過把第二銷53設(shè)置在凹凸形狀接合面的凸部57與凹部58的上述交界處，使要使主軸4與結(jié)合部件50分開的軸向成分的カ變小，能夠減少緊固部件56的個數(shù)。如圖11所示，當(dāng)把角度Θ的表面壓カ設(shè)定為PqCos Θ，則合力矢量F30的角度β能夠如下表示。[數(shù)學(xué)式I]/ = tan'1^-^· ...(I)
/⑴ 在此，f (X):主軸4周向的分力、f(y):主軸4軸向的分力這些f(x)、f(y)由數(shù)學(xué)式⑵、數(shù)學(xué)式(3)表示。[數(shù)學(xué)式2]
πf(x) = f 2 Pocos2Ode ... (T)
)-d[數(shù)學(xué)式3]
πf(y) = j"+2 Ροζο^,θ ηθ θ · · · (3)只要使用上式，例如知道在α =0°的情況下(即圖10的情況)，則β =32. 5°，相對地在α = 5°的情況下則β = 29.6° ,在α = 10°的情況下則β = 26.8°。在上述液壓泵5的固定結(jié)構(gòu)的情況下，液壓泵5向主軸4的安裝按照以下的順序進行。首先，把結(jié)合部件50利用第二銷53和緊固部件56固定在主軸4后端側(cè)的端部(參照圖5)。ー對主軸軸承8、9在把結(jié)合部件50向主軸4固定之前就預(yù)先被安裝在主軸4的外周。另ー方面，把液壓泵5預(yù)先組裝在圓筒部件40的外周，變成圓筒部件40和液壓泵5成為一體的液壓泵單元18。接著，把液壓泵單元18 (圓筒部件40和液壓泵5)從主軸4的后端側(cè)安裝在主軸4的外周。這時，一邊使圓筒部件40的第二花鍵齒44與結(jié)合部件50的第一花鍵齒54嚙合，一邊把圓筒部件40向主軸4的外周安裝。最后，為了使液壓泵單元18 (圓筒部件10和液壓泵5)不向后端側(cè)脫出而安裝按壓板55。由于把液壓泵單元18 (圓筒部件40和液壓泵5)比ー對主軸軸承8、9設(shè)置在更靠后端側(cè)，所以在裝卸液壓泵單元18時不需要卸下ー對主軸軸承8、9。且由于結(jié)合部件50的外徑是主軸4的直徑以下，所以在把結(jié)合部件50安裝在主軸4不動的狀態(tài)下能夠裝卸被安裝在主軸4的主軸軸承8、9。因此，即使在對主軸軸承8、9進行維修保養(yǎng)時，也不需要把結(jié)合部件50從主軸4卸下。本實施例說明了把液壓泵5、圓筒部件40和結(jié)合部件50設(shè)置在比ー對主軸軸承8、9更靠后端側(cè)的情況，但并不限定于此，也可以如圖12所示那樣，把液壓泵5、圓筒部件40和結(jié)合部件50設(shè)置在ー對主軸軸承8、9之間。圖12中，對于與圖5相同的部分則付與相同的符號而省略說明。在該情況下，由于把圓筒部件40和液壓泵5設(shè)置在ー對主軸軸承8、9之間，所以在要卸下圓筒部件40和液壓泵5吋，僅通過把配置在后端側(cè)的主軸軸承9卸下，就能夠把它們卸下。如上所述，根據(jù)本實施例的風(fēng)カ發(fā)電裝置31，通過設(shè)置與主軸4是分體的結(jié)合部件50，即使在主軸4直徑大的情況下，也能夠把大的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由圓筒部件40向液壓泵5傳遞。由于結(jié)合部件50和圓筒部件40與主軸4是分體，所以能夠分別容易且以低成本地對結(jié)合部件50和圓筒部件40進行花鍵加工。由于結(jié)合部件50被固定在主軸4后端側(cè)的端部且具有主軸4直徑以下的直徑，所以通過使圓筒部件40向后端側(cè)移動就能夠把液壓泵5從主軸4卸下來。通過把組裝有液壓泵5的圓筒部件40安裝在主軸4和結(jié)合部件50的外周，能夠使圓筒部件40的第二花鍵齒44與結(jié)合部件50的第一花鍵齒54嚙合。即能夠把結(jié)合部件50安裝在主軸4不動地來 把維修保養(yǎng)頻度高的液壓泵5向主軸4裝卸。且由于把多個第二銷53設(shè)置在結(jié)合部件50與主軸4的接合面，所以能夠把大轉(zhuǎn)矩向結(jié)合部件50傳遞，使該結(jié)合部件50與主軸4 一體化地旋轉(zhuǎn)。當(dāng)由于主軸4的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)矩向第二銷53作用時，由于在該第二銷53按壓結(jié)合部件50的位置(即從結(jié)合部件50有反力向第二銷53作用的位置)經(jīng)由第二銷53而カ向主軸4的軸向的作用，所以成為第二銷53把結(jié)合部件50推出，若僅設(shè)置第二銷53則結(jié)合部件50從主軸4脫離。但由于設(shè)置有緊固部件56，所以能夠把結(jié)合部件50固定在主軸4。通過把第二銷53設(shè)置在凸部57與凹部58的交界處，使從主軸4向第二銷53作用的力與從結(jié)合部件50向第二銷53作用的反力的作用位置在主軸4的軸向錯開，能夠使在第二銷53按壓結(jié)合部件50的位置作用的朝向主軸4軸向的力的方向向主軸4的周向傾斜。由此，能夠減少向主軸4的軸向作用的力，能夠把第二銷53推出結(jié)合部件50的カ變小。由于接合面具有把凸部57和凹部58在主軸4的周向交替設(shè)置的凹凸形狀，且凸部57與凹部58嵌合，所以能夠把主軸4轉(zhuǎn)矩的一部分經(jīng)由該嵌合部位傳遞。由此，能夠減少向第二銷53作用的轉(zhuǎn)矩。由于具有環(huán)狀的按壓板55，所以能夠防止圓筒部件40脫出。由此，能夠防止液壓泵5脫出。且在上述實施例中，作為再生能源型發(fā)電裝置的具體例而說明了風(fēng)カ發(fā)電裝置I、31，但本發(fā)明也能夠應(yīng)用在風(fēng)カ發(fā)電裝置1、31以外的再生能源型發(fā)電裝置。例如也可以把本發(fā)明應(yīng)用在利用潮水、海流或河流的發(fā)電裝置，是塔15向海中或水中沉沒，且利用旋翼2接受潮水、海流或河流而使主軸4旋轉(zhuǎn)的發(fā)電裝置。符號說明I風(fēng)カ發(fā)電裝置 2旋翼 3輪轂 4主軸 5液壓泵6液壓馬達 7發(fā)電機 8主軸軸承 9主軸軸承10圓筒部件 11本體部 12第二花鍵部 13擋塊14第二花鍵齒 15塔 16機艙 17A高壓油流路17B低壓油流路 18液壓泵單元 20結(jié)合部件 21固定部
22第一花鍵部 23第一銷 24第一花鍵齒 25環(huán)狀凸輪26活塞 27殼體 28泵軸承 31風(fēng)力發(fā)電裝置40圓筒部件 42第二花鍵部 44第二花鍵齒 50結(jié)合部件
51固定部 52第一花鍵部 53第二銷 54第一花鍵齒55按壓板 56緊固部件 57凸部 58凹部S間隙 FL接合面
權(quán)利要求
1.ー種再生能源型發(fā)電裝置，具有 安裝有旋翼的輪轂、 一端部與所述輪轂連結(jié)的主軸、 具有第一花鍵齒并與所述主軸是分體且被固定在該主軸的結(jié)合部件、 具有與所述第一花鍵齒嚙合的第二花鍵齒并設(shè)置在所述主軸周圍的圓筒部件、 經(jīng)由所述圓筒部件而安裝在所述主軸的液壓泵、 被從所述液壓泵供給的壓力油驅(qū)動的液壓馬達、 與所述液壓馬達連結(jié)的發(fā)電機，其特征在干， 利用所述結(jié)合部件的第一花鍵齒與所述圓筒部件的第二花鍵齒嚙合來經(jīng)由所述結(jié)合部件而把所述圓筒部件與所述主軸結(jié)合。
2.如權(quán)利要求I所述的再生能源型發(fā)電裝置，其特征在干， 所述結(jié)合部件包括 固定部，其被固定在所述主軸的外周面； 第一花鍵部，其與所述主軸的外周面之間具有間隙，而在面向該間隙的內(nèi)周面形成有所述第一花鍵齒， 所述圓筒部件具有第二花鍵部，該第二花鍵部在外周面的一部分形成有所述第二花鍵齒， 把所述第二花鍵部插入所述主軸與所述第一花鍵部之間的所述間隙而使所述第一花鍵齒與所述第二花鍵齒嚙合。
3.如權(quán)利要求2所述的再生能源型發(fā)電裝置，其特征在于，所述主軸與所述第一花鍵部之間的所述間隙在所述主軸的軸向從所述輪轂朝向遠側(cè)端部進行開ロ， 所述第二花鍵部從所述間隙開ロ的所述端部側(cè)向所述間隙內(nèi)插入。
4.如權(quán)利要求2所述的再生能源型發(fā)電裝置，其特征在于，所述結(jié)合部件的所述固定部通過沿所述主軸的周向設(shè)置的多個銷來向所述主軸的外周面固定。
5.如權(quán)利要求I所述的再生能源型發(fā)電裝置，其特征在干， 所述結(jié)合部件是具有所述主軸直徑以下直徑的圓筒狀或圓柱狀，包括被固定在所述主軸的與所述輪轂連結(jié)的所述一端部相反側(cè)的另一端部的固定部和在外周面形成有所述第一花鍵齒的第一花鍵部， 所述圓筒部件在內(nèi)周面具有形成有所述第二花鍵齒的第二花鍵部。
6.如權(quán)利要求5所述的再生能源型發(fā)電裝置，其特征在于，所述結(jié)合部件的所述固定部利用多個銷和緊固部件固定在所述主軸的所述另一端部，所述銷在該固定部與所述主軸的所述另一端部的接合面沿所述主軸的周向設(shè)置，所述緊固部件貫通所述結(jié)合部件地向所述主軸軸向延伸。
7.如權(quán)利要求6所述的再生能源型發(fā)電裝置，其特征在于，所述接合面具有把凸部和凹部在所述主軸的周向交替設(shè)置的凹凸形狀，所述凸部從所述主軸朝向所述結(jié)合部件并且在所述主軸的軸向突出，所述凹部從所述結(jié)合部件朝向所述主軸并且在所述主軸的軸向洼陷， 把所述多個銷設(shè)置在沿所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向而從所述凸部向所述凹部轉(zhuǎn)移的所述凸部與所述凹部的交界處。
8.如權(quán)利要求5所述的再生能源型發(fā)電裝置，其特征在于，還具有被安裝在所述結(jié)合部件和所述圓筒部件的距所述輪轂遠的一側(cè)的端部的環(huán)狀按壓板，該環(huán)狀按壓板跨越所述結(jié)合部件和所述圓筒部件而把所述第一花鍵齒與所述第二花鍵齒的嚙合部覆蓋， 利用所述環(huán)狀按壓板來防止所述圓筒部件相對所述結(jié)合部件從所述主軸的軸向脫出。
9.如權(quán)利要求I所述的再生能源型發(fā)電裝置，其特征在于，還具有把所述主軸自由旋轉(zhuǎn)地支承在裝置本體側(cè)的ー對主軸軸承， 把所述結(jié)合部件、所述圓筒部件和所述液壓泵配置在所述ー對主軸軸承之間。
10.如權(quán)利要求I所述的再生能源型發(fā)電裝置，其特征在于，還具有把所述主軸自由旋轉(zhuǎn)地支承在裝置本體側(cè)的ー對主軸軸承， 把所述結(jié)合部件、所述圓筒部件和所述液壓泵配置在比所述ー對主軸軸承位于距所述輪轂的更遠側(cè)。
11.如權(quán)利要求I所述的再生能源型發(fā)電裝置，其特征在于，所述再生能源型發(fā)電裝置是通過所述旋翼接受風(fēng)而使所述主軸旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動所述發(fā)電機的風(fēng)カ發(fā)電裝置。
12.—種液壓泵的安裝方法，其是再生能源型發(fā)電裝置的液壓泵安裝方法，該再生能源型發(fā)電裝置具有安裝有旋翼的輪轂、與所述輪轂連結(jié)的主軸、設(shè)置在所述主軸周圍的液壓泵、被從所述液壓泵供給的壓力油驅(qū)動的液壓馬達、與所述液壓馬達連結(jié)的發(fā)電機，所述液壓泵的安裝方法特征在于，具備 把與所述主軸是分體且具有第一花鍵齒的結(jié)合部件固定在所述主軸的エ序、 把所述液壓泵向具有與所述第一花鍵齒嚙合的第二花鍵齒的圓筒部件的外周組裝的ェ序、 使所述結(jié)合部件的第一花鍵齒與所述圓筒部件的第二花鍵齒嚙合，經(jīng)由所述結(jié)合部件而使外周組裝有所述液壓泵的所述圓筒部件與所述主軸結(jié)合的エ序。
13.如權(quán)利要求12所述的液壓泵的安裝方法，其特征在干， 所述結(jié)合部件包括 固定部，其被固定在所述主軸的外周面； 第一花鍵部，其與所述主軸的外周面之間具有間隙，而在與該間隙相接的內(nèi)周面形成有所述第一花鍵齒， 所述圓筒部件具有第二花鍵部，其在外周面的一部分形成有所述第二花鍵齒， 在使所述圓筒部件與所述主軸結(jié)合的エ序，把所述圓筒部件的所述第二花鍵部插入所述主軸與所述第一花鍵部之間的所述間隙，使所述第一花鍵齒與所述第二花鍵齒嚙合。
14.如權(quán)利要求12所述的液壓泵的安裝方法，其特征在干， 所述結(jié)合部件是具有所述主軸直徑以下直徑的圓筒狀或圓柱狀，包括被固定在所述主軸的與所述輪轂連結(jié)的所述一端部相反側(cè)的另一端部的固定部和在外周面形成有所述第一花鍵齒的第一花鍵部， 所述圓筒部件在內(nèi)周面具有形成有所述第二花鍵齒的第二花鍵部， 在使所述圓筒部件與所述主軸結(jié)合的エ序中，使外周組裝有所述液壓泵的所述圓筒部件從所述結(jié)合部件朝向所述主軸，沿所述主軸軸向移動，把該圓筒部件向所述結(jié)合部件的周圍嵌入，使所述第一花鍵齒與所述第二花鍵齒嚙合。
全文摘要
提供一種再生能源型發(fā)電裝置及其液壓泵的安裝方法，能夠傳遞大的轉(zhuǎn)矩，即使在主軸直徑大的情況下，也具有容易且能夠以低成本進行加工的液壓泵的固定結(jié)構(gòu)。為了與設(shè)置在主軸(4)外周的圓筒部件(10)卡合而在主軸(4)的外周設(shè)置有結(jié)合部件(20)。結(jié)合部件(20)由固定部(21)、第一花鍵部(22)和第一銷(23)構(gòu)成。固定部(21)利用沿主軸(4)的周向設(shè)置的多個第一銷(23)而被固定在主軸(4)的外周面。向固定部(21)后端側(cè)的另一端部延伸設(shè)置的第一花鍵部(22)與主軸(4)的外周面之間具有間隙S，在面向該間隙S的內(nèi)周面形成有第一花鍵齒(24)。該間隙S在固定部(21)后端側(cè)的端部具有開口。
文檔編號F03D11/02GK102822512SQ20118000441
公開日2012年12月12日 申請日期2011年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月5日
發(fā)明者堤和久, 一柳卓 申請人:三菱重工業(yè)株式會社