發(fā)電裝置和在發(fā)電裝置中使用的軸聯(lián)接裝置的制造方法
【專利摘要】發(fā)電裝置包括：單向離合器，設置在增速器的輸出軸和發(fā)電機的驅(qū)動軸之間，且限制輸出軸和驅(qū)動軸在一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)并允許輸出軸和驅(qū)動軸在另一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)；及多個彈性聯(lián)接構件，設置在輸出軸和驅(qū)動軸之間，在軸向方向上間隔開，且吸收在輸出軸和驅(qū)動軸之間的未對準。單向離合器設置在所述多個彈性聯(lián)接構件之間的區(qū)域的軸向外側(cè)的位置中。
【專利說明】
發(fā)電裝置和在發(fā)電裝置中使用的軸聯(lián)接裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明的一方面涉及通過使用諸如風力的動力產(chǎn)生電力的發(fā)電裝置和在發(fā)電裝置中使用的軸聯(lián)接裝置。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)上，已知風力發(fā)電裝置，其中風力被連接到主軸的葉片接收從而使主軸旋轉(zhuǎn)，主軸的旋轉(zhuǎn)通過增速器在速度上增加并且被傳輸?shù)桨l(fā)電機的驅(qū)動軸，并且連接到驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)子被旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電力。
[0003]在這種類型的發(fā)電裝置中，因為如果發(fā)電機的驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)由于風力的減小而減少則發(fā)電效率惡化，所以在增速器的輸出軸和發(fā)電機的驅(qū)動軸之間設置了單向離合器，并且即使輸出軸側(cè)上的旋轉(zhuǎn)速度減小，也通過切斷單向離合器使得驅(qū)動軸側(cè)通過轉(zhuǎn)子的慣性旋轉(zhuǎn)來維持發(fā)電效率(例如，參見專利文獻I)。
[0004]此外，因為有時在增速器的輸出軸和發(fā)電機的驅(qū)動軸之間出現(xiàn)未對準(比如偏心或偏角)，所以為了吸收該未對準，輸出軸和驅(qū)動軸有時通過軸聯(lián)接件連接，軸聯(lián)接件具有由合成樹脂制成的可彈性變形的連桿構件(彈性聯(lián)接構件)(例如，參見專利文獻2)。
[0005]相關技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻l:JP-A-2006-250034
[0008]專利文獻2:JP-A-2004-339953

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的問題
[0010]在專利文獻I中描述的單向離合器有時由于在輸出軸側(cè)上產(chǎn)生的振動而大幅急轉(zhuǎn)。由于此原因，例如，如果采納專利文獻2的連桿構件被設置在專利文獻I的單向離合器的在軸向方向上的每一個端部處的結構，則由于單向離合器的急轉(zhuǎn)引起的負載作用于由合成樹脂制成的連桿構件上，使得連桿構件上的負擔增加且其壽命會降低。
[0011]此外，存在風力發(fā)電裝置的增速器不被固定到機艙中的底板表面并且由固定到底板表面的發(fā)電機、用于主軸的支承單元等支撐的情形。在此情形中，因為在增速器上產(chǎn)生的振動大，所以單向離合器的急轉(zhuǎn)更大，使得彈性聯(lián)接構件上的負擔會進一步增加。
[0012]本發(fā)明的一方面的目的是提供發(fā)電裝置和在發(fā)電裝置中使用的軸聯(lián)接裝置，其中當彈性聯(lián)接構件和單向離合器單元被設置在增速器的輸出軸和發(fā)電機的輸入軸之間時，彈性聯(lián)接構件上的負擔能被減少。
[0013]解決問題的手段
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第一方面的發(fā)電裝置包括:增速器，所述增速器使驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)動力在速度上增加，并且所述增速器將所述旋轉(zhuǎn)動力從輸出軸輸出；發(fā)電機，所述發(fā)電機通過由驅(qū)動軸接收所述輸出軸的輸出而產(chǎn)生電力；單向離合器，所述單向離合器被設置在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間，并且所述單向離合器限制所述輸出軸和所述驅(qū)動軸在一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)，并且所述單向離合器允許所述輸出軸和所述驅(qū)動軸在另一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)；以及多個彈性聯(lián)接構件，所述多個彈性聯(lián)接構件被設置在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間，所述多個彈性聯(lián)接構件在軸向方向上間隔開，并且所述多個彈性聯(lián)接構件吸收在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間的未對準，并且所述單向離合器被設置在所述多個彈性聯(lián)接構件之間的區(qū)域的軸向外側(cè)的位置中。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，因為單向離合器被設置在所述多個彈性聯(lián)接構件之間的區(qū)域的外側(cè)的位置中，所以由于單向離合器的急轉(zhuǎn)引起的所述多個彈性聯(lián)接構件上的負載盡可能多地被抑制，使得彈性聯(lián)接構件上的負擔能夠被減少。
[0016]當所述單向離合器包括環(huán)體，所述環(huán)體與所述輸出軸或所述驅(qū)動軸一體地旋轉(zhuǎn)時，優(yōu)選的是:在所述多個彈性聯(lián)接構件之間設置間隔器構件，所述間隔器構件在比重上比所述環(huán)體低。
[0017]通過在所述多個彈性聯(lián)接構件之間設置在比重上比作為單向離合器的構成元件的環(huán)體低的間隔器，由于間隔器的急轉(zhuǎn)引起的負載被減小，使得彈性聯(lián)接構件上的負擔能夠盡可能多地被減少。
[0018]在所述發(fā)電機被固定到周圍環(huán)境并且所述增速器沒有被固定到周圍環(huán)境并且所述發(fā)電機支撐所述增速器的狀態(tài)下，優(yōu)選的是:所述單向離合器被設置得離所述驅(qū)動軸比所述多個彈性聯(lián)接構件離所述驅(qū)動軸近。
[0019]利用該結構，能夠使得單向離合器盡可能多地離開大幅振動的增速器并且被設置到靠近被固定到周圍環(huán)境的發(fā)電機。因此，由于增速器的振動引起的單向離合器的急轉(zhuǎn)被抑制，使得彈性聯(lián)接構件上的負擔能夠被減少。上面提到的“周圍環(huán)境”表示在發(fā)電機和增速器的周圍存在的地面(底板表面)、壁表面等。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第二方面的發(fā)電裝置包括:增速器，所述增速器使驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)動力在速度上增加，并且所述增速器將所述旋轉(zhuǎn)動力從輸出軸輸出；發(fā)電機，所述發(fā)電機通過由驅(qū)動軸接收所述輸出軸的輸出而產(chǎn)生電力；單向離合器，所述單向離合器被設置在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間，并且所述單向離合器限制所述輸出軸和所述驅(qū)動軸在一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)，并且所述單向離合器允許所述輸出軸和所述驅(qū)動軸在另一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)；以及彈性聯(lián)接構件，所述彈性聯(lián)接構件被設置在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間，并且所述彈性聯(lián)接構件吸收在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間的未對準，所述發(fā)電機被固定到周圍環(huán)境，所述增速器沒有被固定到周圍環(huán)境，并且所述發(fā)電機支撐所述增速器，并且所述單向離合器被設置得離所述驅(qū)動軸比所述彈性聯(lián)接構件離所述驅(qū)動軸近。
[0021]利用該結構，能夠使得單向離合器盡可能多地離開大幅振動的增速器并且被設置到靠近被固定到周圍環(huán)境的發(fā)電機。因此，由于增速器的振動引起的單向離合器的急轉(zhuǎn)被抑制，使得彈性聯(lián)接構件上的負擔能夠被減少。
[0022]優(yōu)選的是:單向離合器直接聯(lián)接到驅(qū)動軸。
[0023]利用該結構，單向離合器能夠合適地由被固定到周圍環(huán)境的發(fā)電機的驅(qū)動軸支撐，使得單向離合器的急轉(zhuǎn)較小并且由于彈性聯(lián)接構件的負載引起的彈性聯(lián)接構件上的負擔能夠被減少。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第三方面的軸聯(lián)接裝置是如下軸聯(lián)接裝置，所述軸聯(lián)接裝置連接增速器的輸出軸和發(fā)電機的驅(qū)動軸，所述增速器使驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)動力在速度上增加，所述發(fā)電機通過接收所述輸出軸的輸出而產(chǎn)生電力，并且軸聯(lián)接裝置包括:單向離合器，所述單向離合器限制所述輸出軸和所述驅(qū)動軸在一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)，并且所述單向離合器允許所述輸出軸和所述驅(qū)動軸在另一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)；間隔器構件，所述間隔器構件與所述單向離合器沿軸向方向布置；以及彈性聯(lián)接構件，所述彈性聯(lián)接構件被設置在所述間隔器構件的在所述軸向方向上的端部處，并且所述彈性聯(lián)接構件吸收在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間的未對準，所述單向離合器包括環(huán)體，所述環(huán)體與所述輸出軸或所述驅(qū)動軸一體地旋轉(zhuǎn)，并且所述間隔器構件由在比重上比所述環(huán)體低的構件形成。
[0025]發(fā)明優(yōu)點
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一方面，當彈性聯(lián)接構件和單向離合器單元被設置在發(fā)電裝置中的增速器的輸出軸和發(fā)電機的輸入軸之間時，彈性聯(lián)接構件上的負擔能夠被抑制。
[0027]附圖的簡要說明
[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的風力發(fā)電裝置的示意性側(cè)視圖。
[0029]圖2是圖1中所示的增速器和發(fā)電機的示意性側(cè)視圖。
[0030]圖3是示出了增速器和發(fā)電機之間的連接部分的示意性側(cè)視圖。
[0031]圖4是圖1中所示的單向離合器單元的側(cè)視圖(部分截面圖)。
[0032]圖5是圖4中的箭頭A-A上的截面圖。
[0033]圖6是示出了單向離合器和滾動軸承的放大的截面圖。
[0034]圖7是示出了圖1中所示的軸聯(lián)接單元的側(cè)視圖(部分截面圖)。
[0035]圖8是圖7中的箭頭B-B上的截面圖。
[0036]圖9是示出了在本發(fā)明的第二實施例中在增速器和發(fā)電機之間的連接部分的示意性側(cè)視圖。
[0037]圖10是示出了彈性聯(lián)接構件的變型的前視圖。
【具體實施方式】
[0038]下面，將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。
[0039]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的風力發(fā)電裝置的示意性側(cè)視圖。
[0040]風力發(fā)電裝置I設置有葉片(風接收構件)11、支柱12和機艙13。葉片11由設置在主軸2的一端處的多個葉片形成，并且通過接收風而使主軸2旋轉(zhuǎn)。機艙13設置有主軸2、用于支撐主軸2的支撐機構15、增加主軸2的旋轉(zhuǎn)速度的增速器3、通過由增速器3使旋轉(zhuǎn)動力在速度上增加而產(chǎn)生電力的發(fā)電機4、容納這些部件的機殼18等。支柱12以如下的方式支撐機艙13，所述方式使得機艙13能夠繞在豎直方向上的軸心水平旋轉(zhuǎn)。
[0041 ] 支撐機構15由具有滾動軸承15a和軸承殼體15b的軸承單元形成，滾動軸承15a以主軸2可旋轉(zhuǎn)的方式支撐主軸2，軸承殼體15b容納滾動軸承15a。軸承殼體15b被固定到機殼18中的底板表面。而且，發(fā)電機4也被固定到機殼18中的底板表面。相反，增速器3不被固定到底板表面或類似物，并且使增速器3在軸向方向上的一端側(cè)由支撐機構15通過主軸2支撐，并且使增速器3的另一端側(cè)由發(fā)電機4支撐。
[0042]圖2是示出了增速器3和發(fā)電機4的示意性側(cè)視圖。
[0043]例如，發(fā)電機4由感應發(fā)電機形成，并且具有驅(qū)動軸(輸入軸)41、并入風力發(fā)電機4中的轉(zhuǎn)子42、未示出的定子等，驅(qū)動軸41通過接收由增速器3在速度上增加的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子42以能夠一體地旋轉(zhuǎn)的方式被聯(lián)接到驅(qū)動軸41，并且發(fā)電機4通過利用驅(qū)動軸41的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動轉(zhuǎn)子42而產(chǎn)生電力。而且，驅(qū)動軸41設置有用于制動驅(qū)動軸41的制動器44。
[0044]增速器3設置有齒輪機構(旋轉(zhuǎn)傳遞機構)30，齒輪機構30接收主軸2的旋轉(zhuǎn)并且增加旋轉(zhuǎn)速度。齒輪機構30設置有行星齒輪機構31和高速級齒輪機構32，該高速級齒輪機構32接收由行星齒輪機構31在速度上增加的旋轉(zhuǎn)并且進一步增加旋轉(zhuǎn)速度。
[0045]行星齒輪機構31借助于主軸2的旋轉(zhuǎn)通過行星齒輪31b旋轉(zhuǎn)太陽齒輪31c，并且將旋轉(zhuǎn)傳遞到高速級齒輪機構32的低速軸33。
[0046]此外，高速級齒輪機構32將來自低速軸33的低速齒輪33a的旋轉(zhuǎn)動力通過中間軸34的中間齒輪34a和34b以及輸出軸35的高速齒輪35a傳遞到輸出軸35。主軸2的旋轉(zhuǎn)通過齒輪33a、34a、34b和35a之間的齒輪比在速度上增加，并且從輸出軸35的輸出端部35c輸出。
[0047]低速軸33由具有例如約Im直徑的大尺寸旋轉(zhuǎn)軸形成，并且低速軸33的兩端部在軸向方向上由滾子軸承36a和36b可旋轉(zhuǎn)地支撐。中間軸34被設置在低速軸33的上方，并且中間軸34的兩端部在軸向方向上由滾子軸承37a和37b可旋轉(zhuǎn)地支撐。輸出軸35被設置在中間軸34的上方，并且使輸出軸35的一個端部35b且使輸出軸35的另一端部(輸出端部)35c側(cè)在軸向方向上由滾子軸承38和39可旋轉(zhuǎn)地支撐。
[0048]風力發(fā)電裝置I設置有軸聯(lián)接單元10和單向離合器單元9，該軸聯(lián)接單元10以能夠一體地旋轉(zhuǎn)的方式連接增速器3的輸出軸35和發(fā)電機4的驅(qū)動軸41，該單向離合器單元9允許輸出軸35和驅(qū)動軸41在一個方向上相對旋轉(zhuǎn)，并且限制輸出軸35和驅(qū)動軸41在另一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)。軸聯(lián)接單元10和單向離合器單元9被設置成在軸向方向上對準，軸聯(lián)接單元10被設置在增速器3側(cè)上，并且單向離合器單元9被設置在發(fā)電機4側(cè)上。單向離合器單元9被設置在用于驅(qū)動軸41的制動器44的增速器3側(cè)上。軸聯(lián)接單元10和單向離合器單元9構成本實施例的軸聯(lián)接裝置。
[0049]圖3是示出了增速器3和發(fā)電機4之間的連接部分的示意性側(cè)視圖。
[0050]在增速器3的輸出軸35上設置了凸緣部35cl，并且軸聯(lián)接單元10被聯(lián)接到凸緣部35cl。此外，在發(fā)電機4的驅(qū)動軸41上設置了凸緣部41a，并且單向離合器單元9被聯(lián)接到凸緣部41a。
[0051]凸緣部25a被設置在軸聯(lián)接單元10的在軸向方向上的兩個端部上，并且凸緣部52a和62a也被設置在單向離合器單元9的兩個端部上。軸聯(lián)接單元10的一個凸緣部25a和增速器3的凸緣部35cl被聯(lián)接，并且軸聯(lián)接單元10的另一個凸緣部25a和單向離合器單元9的一個凸緣部52a被聯(lián)接。單向離合器單元9的另一個凸緣部62a被聯(lián)接到發(fā)電機4的凸緣部41a。軸聯(lián)接單元10還包括介入在凸緣部25a與凸緣部35cl和52a之間的彈性聯(lián)接構件(柔性構件)21。
[0052]圖4是示出了單向離合器單元的側(cè)視圖(部分截面圖)。圖5是圖4中的箭頭A-A上的截面圖。
[0053]單向離合器單元9設置有輸入旋轉(zhuǎn)體5、輸出旋轉(zhuǎn)體6、單向離合器7和滾動軸承8。輸入旋轉(zhuǎn)體5設置有軸部51和輸入側(cè)聯(lián)接部52，輸入側(cè)聯(lián)接部52被設置在軸部51的在軸向方向上的一個端部(圖4中的左端部)上。在輸入側(cè)聯(lián)接部52上，設置了凸緣部(凸緣板)52a，凸緣部5 2 a以能夠一體地旋轉(zhuǎn)且能夠可拆卸地附接的方式聯(lián)接到軸聯(lián)接單元1的凸緣部25a和彈性聯(lián)接構件21。凸緣部51和凸緣部52a通過鍵53以能夠一體地旋轉(zhuǎn)的方式聯(lián)合。此夕卜，凸緣部52a具有突出部52al(參見圖8)，突出部52al在外周部分的四個位置中以在周向方向上90°的間隔在徑向方向上向外突出。突出部52al實質(zhì)上通過緊固件22聯(lián)接到軸聯(lián)接單元10的凸緣部25a。
[0054]輸出旋轉(zhuǎn)體6與輸入旋轉(zhuǎn)體5同心地設置，并且設置有以中空圓筒形狀形成的圓筒部61和設置在圓筒部61的在軸向方向上的另一個端部(圖4中的右端部)上的輸出側(cè)聯(lián)接部62。輸出側(cè)聯(lián)接部62設置有四個凸緣部62a，該四個凸緣部62a以能夠一體地旋轉(zhuǎn)且能夠可拆卸地附接的方式連接到驅(qū)動軸41的凸緣部41a。凸緣部62a以在周向方向上90°的間隔從圓筒部61的外周表面在徑向方向上向外突出(參見圖5)。凸緣部62a通過由螺栓和螺母形成的緊固件23聯(lián)接到驅(qū)動軸41的凸緣部41a。
[0055]單向離合器7被設置在輸入旋轉(zhuǎn)體5和輸出旋轉(zhuǎn)體6之間的區(qū)域中，在此處這些部件重疊同時在徑向方向上彼此面對。此外，滾動軸承8被設置在輸入旋轉(zhuǎn)體5和輸出旋轉(zhuǎn)體6之間在單向離合器7的在軸向方向的兩側(cè)上。單向離合器7按順序設置以通過輸入旋轉(zhuǎn)體5和輸出旋轉(zhuǎn)體6以可連接和可斷開的方式將輸出軸35側(cè)上軸聯(lián)接單元10的旋轉(zhuǎn)傳遞到驅(qū)動軸41，并且滾動軸承8按順序設置以彼此支撐輸入旋轉(zhuǎn)體5和輸出旋轉(zhuǎn)體6。盡管滾動軸承8在本實施例的風力發(fā)電裝置I中被設置在單向離合器7的在軸向方向上的每一側(cè)上，但是可以采用滾動軸承8僅被設置在單向離合器7的在軸向方向上的一側(cè)上的結構。
[0056]在輸入旋轉(zhuǎn)體5的軸部51和輸出旋轉(zhuǎn)體6的圓筒部61之間，填充設置在內(nèi)部的用于潤滑單向離合器7和滾動軸承8的油脂(潤滑劑)。此外，用于將油脂供應到圓筒部61和軸部51之間的潤滑空間的油脂噴嘴(帶有止回閥的填充開口)64被附接到圓筒部61的外周部分。
[0057]圖6是示出了單向離合器和滾動軸承的放大的截面圖。
[0058]如圖5和圖6所示，單向離合器7設置有內(nèi)環(huán)71和外環(huán)72(環(huán)體)以及設置在內(nèi)環(huán)71的外周表面71a和外環(huán)72的內(nèi)周表面72a之間的多個滾子(接合元件)73。內(nèi)環(huán)71和外環(huán)72例如由金屬諸如軸承鋼形成。
[0059 ]內(nèi)環(huán)71通過被裝配在輸入旋轉(zhuǎn)體5的軸部51的在軸向方向上的中間部分上而被固定，并且與軸部51—體地旋轉(zhuǎn)。輸出旋轉(zhuǎn)體6的圓筒部61在軸向方向上的中間部分的區(qū)域B被制成單向離合器7的外環(huán)72。因此，圓筒部61的區(qū)域B的內(nèi)周表面形成滾子73滾動的外環(huán)內(nèi)周表面72a。在本實施例中，滾子73以實心圓柱形狀形成，并且在周向方向上在數(shù)目上設置8個。
[0060]單向離合器7還設置有以在周向方向上的預定間隔保持滾子73的環(huán)形保持器74和在一個方向上彈性地推動滾子73的多個彈性構件(推動構件)75。
[0061]如圖5所示，與滾子73的數(shù)目相同數(shù)目(八個)的平坦凸輪表面71al被形成在內(nèi)環(huán)71的外周表面71a上，并且外環(huán)72的內(nèi)周表面72a是圓筒形表面。在內(nèi)環(huán)71的凸輪表面71al和外環(huán)72的圓筒形表面72a之間，在周向方向上形成了設置滾子73的多個(八個)楔形空間S ο滾子73在楔形空間D變窄的方向上由彈性構件75推動。
[0062]在上述構造的單向離合器7中，當通過輸入旋轉(zhuǎn)體5以增加的速度旋轉(zhuǎn)而輸入旋轉(zhuǎn)體5的旋轉(zhuǎn)速度高于輸出旋轉(zhuǎn)體6的旋轉(zhuǎn)速度時，內(nèi)環(huán)71運轉(zhuǎn)以便在一個方向(圖5中的逆時針方向)上相對于外環(huán)72旋轉(zhuǎn)。在此情形中，通過彈性構件75的壓緊力，滾子73在楔形空間S變窄的方向上略微移動使得滾子73的外周表面與內(nèi)環(huán)71的凸輪表面71al及外環(huán)72的內(nèi)周表面72a壓力接觸，這導致滾子73與內(nèi)環(huán)71和外環(huán)72嚙合的狀況。這使得內(nèi)環(huán)71和外環(huán)72在一個方向上一體地旋轉(zhuǎn)，使得輸入旋轉(zhuǎn)體5和輸出旋轉(zhuǎn)體6能夠以能夠一體地旋轉(zhuǎn)的方式連接。
[0063]此外，當輸入旋轉(zhuǎn)體5的旋轉(zhuǎn)在以增加的速度旋轉(zhuǎn)之后變?yōu)楹愣ǖ乃俣刃D(zhuǎn)并且輸入旋轉(zhuǎn)體5的旋轉(zhuǎn)速度變得與輸出旋轉(zhuǎn)體6的旋轉(zhuǎn)速度相同時，滾子73被保持在內(nèi)環(huán)71和外環(huán)72嚙合的狀態(tài)。由于此原因，單向離合器7在一個方向上維持內(nèi)環(huán)71和外環(huán)72的一體旋轉(zhuǎn)，使得輸入旋轉(zhuǎn)體5和輸出旋轉(zhuǎn)體6繼續(xù)一體地旋轉(zhuǎn)。
[0064]另一方面，當輸入旋轉(zhuǎn)體5的旋轉(zhuǎn)速度由于輸入旋轉(zhuǎn)體5的旋轉(zhuǎn)減速而低于輸出旋轉(zhuǎn)體6的旋轉(zhuǎn)速度時，內(nèi)環(huán)71運轉(zhuǎn)以便在另一方向(圖5中的順時針方向)上相對于外環(huán)72旋轉(zhuǎn)。在此情形中，通過滾子73在楔形空間S抵抗彈性構件75的壓緊力而變寬的方向上略微移動，解除在滾子73與內(nèi)環(huán)71及外環(huán)72之間的嚙合。如上描述，通過解除滾子73的嚙合，輸入旋轉(zhuǎn)體5和輸出旋轉(zhuǎn)體6被斷開。
[0065]因此，即使輸出軸35的旋轉(zhuǎn)速度由于風力的減小而通過主軸2急劇地減小，發(fā)電機4的轉(zhuǎn)子42也不急劇地減速，而是通過將輸入旋轉(zhuǎn)體5和輸出旋轉(zhuǎn)體6斷開而借助于慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。因此，轉(zhuǎn)子42的平均旋轉(zhuǎn)速度能夠被增加，使得發(fā)電機4的發(fā)電效率能夠被提高。
[0066]在圖6中，在輸入旋轉(zhuǎn)體5的軸部51和輸出旋轉(zhuǎn)體6的圓筒部61之間設置了一對滾子軸承8，并且所述一對滾子軸承8以相對于彼此可旋轉(zhuǎn)的方式支撐輸入旋轉(zhuǎn)體5和輸出旋轉(zhuǎn)體6 ο此外，滾子軸承8被設置在單向離合器7在軸向方向上的兩側(cè)上以便通過墊片(定位器)91鄰接。通過將諸如SPCC的金屬的薄板材料成形為環(huán)而形成墊片91。
[0067]滾動軸承8每個均由圓柱形滾子軸承形成，該圓柱形滾子軸承設置有:作為滾道環(huán)的內(nèi)環(huán)81和外環(huán)82;滾動地設置在內(nèi)環(huán)81和外環(huán)82之間的多個圓柱形滾子(滾動元件)83;以及保持所述多個圓柱形滾子83之間的周向距離的保持器84。
[0068]內(nèi)環(huán)81每個均具有形成在外周上的內(nèi)環(huán)滾道表面81a和形成為在內(nèi)環(huán)滾道表面81a在軸向方向上的兩側(cè)上在徑向方向上向外突出的內(nèi)環(huán)邊沿部81b。圓柱形滾子83的兩個端表面與內(nèi)環(huán)邊沿部81b的內(nèi)側(cè)表面滑動接觸。
[0069]輸出旋轉(zhuǎn)體6中的圓筒部61在軸向方向上的兩個端部的區(qū)域A和區(qū)域C制成滾動軸承8的外環(huán)82，并且外環(huán)82的外環(huán)滾道表面82a形成在區(qū)域A和C的內(nèi)周表面上。圓柱形滾子83滾動地設置在外環(huán)滾道表面82a和內(nèi)環(huán)滾道表面81a之間。因此，輸出旋轉(zhuǎn)體6的圓筒部61也用作為單向離合器7的外環(huán)72和滾動軸承8的外環(huán)82，并且單向離合器7的外環(huán)內(nèi)周表面72a和滾動軸承8的外環(huán)滾道表面82a形成為具有相同的內(nèi)徑。換句話說，單向離合器7的外環(huán)72和滾動軸承8的外環(huán)82—體地形成。
[0070]如上描述，因為在輸入旋轉(zhuǎn)體5和輸出旋轉(zhuǎn)體6之間設置以相對于彼此可旋轉(zhuǎn)的方式支撐輸入旋轉(zhuǎn)體5和輸出旋轉(zhuǎn)體6的滾動軸承8，所以當在單向離合器7處解除在滾子73與內(nèi)環(huán)71及外環(huán)72之間的嚙合從而在楔形空間S中形成在滾子73與內(nèi)環(huán)71及外環(huán)72之間的空隙時，滾動軸承8能夠防止輸入旋轉(zhuǎn)體5和輸出旋轉(zhuǎn)體6在徑向方向上相對于彼此移動。因此，能夠在風力發(fā)電裝置I正操作的同時防止輸入旋轉(zhuǎn)體5和輸出旋轉(zhuǎn)體6在徑向方向上拍擊。
[0071]此外，單向離合器7的外環(huán)內(nèi)周表面72a和滾動軸承8的外環(huán)滾道表面82a形成在作為共用構件的輸出旋轉(zhuǎn)體6的圓筒部61的內(nèi)周表面上。為此原因，輸出旋轉(zhuǎn)體6能夠也用作單向離合器7的外環(huán)72和滾動軸承8的外環(huán)82。因此，能夠使風力發(fā)電裝置I的總體結構簡化。
[0072]圖7是示出了軸聯(lián)接單元的側(cè)視圖(部分截面圖)。圖8是圖7中的箭頭B-B上的截面圖。
[0073]軸聯(lián)接單元10設置有間隔器構件25和彈性聯(lián)接構件21。間隔器構件25設置有為中空圓筒形狀的圓筒部25b和設置在圓筒部25b在軸向方向上的兩個端部上的凸緣部25a。凸緣部25a在周向方向上的四個位置在徑向方向上向外突出，并且通過彈性聯(lián)接構件21聯(lián)接到輸出軸35的凸緣部35cl和單向離合器單元9的凸緣部52a(突出部52al)。
[0074]彈性聯(lián)接構件21具有通過它自己的撓曲(彈性變形)吸收在輸出軸35和驅(qū)動軸41(實質(zhì)上，單向離合器單元9)之間的未對準比如偏心或偏角(軸未對準)的功能。本實施例的彈性聯(lián)接構件21由呈環(huán)形狀的纖維增強合成樹脂材料等形成。在彈性聯(lián)接構件21上，在周向方向上以均勻間隔形成了總共八個螺栓插入孔。
[0075]如圖8中所示，聯(lián)接在一起的間隔器構件25的凸緣部25a和單向離合器單元9的凸緣部52a被設置在相對于周向方向在相位上偏移45°的狀態(tài)下，并且通過緊固件22被聯(lián)接到環(huán)形彈性聯(lián)接構件21。
[0076]此外，如圖7所示，盡管未示出，但是聯(lián)接在一起的間隔器構件25的凸緣部25a和輸出軸35的凸緣部35cl被設置在相對于周向方向在相位上偏移45°的狀態(tài)下，并且通過緊固件24被聯(lián)接到彈性聯(lián)接構件21。
[0077]如圖6所示，單向離合器7設置有作為構成元件的輸入旋轉(zhuǎn)體5的軸部51、輸出旋轉(zhuǎn)體6的圓筒部61、滾子73等，并且具有一定量的重量。為此，單向離合器7可能由于增速器3側(cè)和發(fā)電機4側(cè)上的振動而急轉(zhuǎn)。另一方面，軸聯(lián)接單元10中的彈性聯(lián)接構件21由合成樹脂制成，并且如果負擔由于單向離合器7的急轉(zhuǎn)施加負載而增加，則耐用性會明顯降低。
[0078]因為本實施例的單向離合器7被設置在軸聯(lián)接單元10中兩個彈性聯(lián)接構件21之間的區(qū)域的軸向外側(cè)的位置中，所以與當單向離合器7被設置在彈性聯(lián)接構件21之間時相比，由于單向離合器7的急轉(zhuǎn)引起的彈性聯(lián)接構件21上的負擔能夠被減少。
[0079]此外，在本實施例中，因為增速器3沒有固定到機艙13中機殼18的底板表面，所以容易出現(xiàn)振動并且該振動使得單向離合器7更可能急轉(zhuǎn);然而，在本實施例中，因為單向離合器7被設置在彈性聯(lián)接構件21的發(fā)電機4側(cè)上以便離開增速器3，所以伴隨增速器3的振動的單向離合器7的急轉(zhuǎn)能夠被抑制。因此，由于急轉(zhuǎn)引起的彈性聯(lián)接構件21上的負擔也能夠被減少。
[0080]進一步地，因為單向離合器7(單向離合器單元9)實質(zhì)上直接被聯(lián)接到發(fā)電機4，所以單向離合器7被發(fā)電機4牢固地支撐。因此，單向離合器7的急轉(zhuǎn)被合適地抑制，使得彈性聯(lián)接構件21上的負擔能夠被有效地減少。
[0081]本實施例的間隔器構件25由鋁合金等的輕質(zhì)構件形成，具體地，由在比重上低于構成單向離合器7的外環(huán)72、內(nèi)環(huán)71等的構件形成。為此原因，即使當間隔器構件25被設置在兩個彈性聯(lián)接構件21之間并且進一步被設置在增速器3的振動大的那側(cè)時，由于振動引起的急轉(zhuǎn)而作用于彈性聯(lián)接構件21上的負載也能夠被減小，使得彈性聯(lián)接構件21上的負擔能夠被減少。
[0082]當制動驅(qū)動軸41的制動器44如圖2中所示設置時，優(yōu)選的是:單向離合器7和結合了這個單向離合器7的單向離合器單元9被設置在增速器3和制動器44之間。這是因為:如果在制動器44和發(fā)電機4之間設置單向離合器7，有時比如當因為即使在旋轉(zhuǎn)期間應用制動器44也僅使增速器3側(cè)上的旋轉(zhuǎn)減速并且發(fā)電機4側(cè)上的旋轉(zhuǎn)借助于單向離合器7而繼續(xù)引起空轉(zhuǎn)所以出現(xiàn)發(fā)電機4的異常時，難以迅速停止發(fā)電機4。
[0083]圖9是示出了在本發(fā)明的第二實施例中增速器和發(fā)電機之間的連接部分的示意性側(cè)視圖。
[0084]在本實施例中，軸聯(lián)接單元10和單向離合器單元9在軸向方向上的放置與上述第一實施例中的放置不同。也就是說，在本實施例中，軸聯(lián)接單元10被設置在發(fā)電機4側(cè)，并且單向離合器單元9被設置在增速器3側(cè)。
[0085]因此，在本實施例中，單向離合器7(單向離合器單元9)也被設置在偏離兩個彈性聯(lián)接構件21之間的位置中，使得由于單向離合器7的急轉(zhuǎn)引起的彈性聯(lián)接構件21上的負擔能夠被減少。
[0086]然而，因為增速器3的振動容易傳遞到單向離合器7且單向離合器7的急轉(zhuǎn)在本實施例中會很大，所以就此而言上述第一實施例更有利。
[0087]本發(fā)明不限于上述實施例，而是可以在權利要求中描述的本發(fā)明的范圍內(nèi)被修改。
[0088]例如，盡管凸緣部(或者突出部)35cl、25a、52al和62a在上述實施例中被設置在周向方向上成間隔的四個位置中，但是它們可以被設置在三個位置或五個或更多個位置中，并且凸緣部可以以圓盤形狀形成。
[0089 ]單向離合器7的具體構造也可以被合適地變型。例如，可以使用斜撐代替滾子7 3。
[0090]而且，盡管輸出旋轉(zhuǎn)體6被設置在輸入旋轉(zhuǎn)體5的徑向外側(cè)，但是輸出旋轉(zhuǎn)體6可以被設置在輸入旋轉(zhuǎn)體5的徑向內(nèi)側(cè)。
[0091]而且，盡管在本實施例中輸出旋轉(zhuǎn)體6被制成單向離合器7的外環(huán)和滾動軸承8的外環(huán)，但是這些外環(huán)可以被設置為與輸出旋轉(zhuǎn)體分離的構件。
[0092]此外，盡管設置在輸入旋轉(zhuǎn)體和輸出旋轉(zhuǎn)體之間的滾動軸承是圓柱形滾子軸承以便在軸向方向上移動輸出旋轉(zhuǎn)體，但是當不在軸向方向上移動輸出旋轉(zhuǎn)體時，這些滾動軸承可以是球軸承。
[0093]盡管在上述實施例中軸聯(lián)接單元10設置有環(huán)形彈性聯(lián)接構件21，但是如在圖10中所示的變型中，軸聯(lián)接單元10可以設置有呈圓弧形狀形成的多個彈性聯(lián)接構件21。
[0094]可以采用彈性聯(lián)接構件21可以僅被設置在間隔器構件25在軸向方向上的一側(cè)的結構。
[0095]盡管在上述實施例中描述了利用風力作為驅(qū)動源操作的風力發(fā)電裝置，但是本實施例可以是利用諸如液壓動力或蒸汽壓力的不同驅(qū)動源操作的風力發(fā)電裝置。
[0096]本申請基于2014年3月7日提交的日本專利申請(特愿2014-045292)，該日本專利申請的內(nèi)容通過引用并入本文。
[0097]附圖標記說明
[0098]I:風力發(fā)電裝置;3:增速器;4:發(fā)電機;5:輸入旋轉(zhuǎn)體;6:輸出旋轉(zhuǎn)體;7:單向離合器;21:彈性聯(lián)接構件;25:間隔器構件;35:輸出軸;41:驅(qū)動軸;71:內(nèi)環(huán)(環(huán)體)；72:外環(huán)(環(huán)體)。
【主權項】
1.一種發(fā)電裝置，包括: 增速器，所述增速器使驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)動力在速度上增加，并且所述增速器將所述旋轉(zhuǎn)動力從輸出軸輸出； 發(fā)電機，所述發(fā)電機通過由驅(qū)動軸接收所述輸出軸的輸出而產(chǎn)生電力； 單向離合器，所述單向離合器被設置在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間，并且所述單向離合器限制所述輸出軸和所述驅(qū)動軸在一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)，并且所述單向離合器允許所述輸出軸和所述驅(qū)動軸在另一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)；以及 多個彈性聯(lián)接構件，所述多個彈性聯(lián)接構件被設置在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間，所述多個彈性聯(lián)接構件在軸向方向上間隔開，并且所述多個彈性聯(lián)接構件吸收在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間的未對準， 其中所述單向離合器被設置在所述多個彈性聯(lián)接構件之間的區(qū)域的軸向外側(cè)的位置中。2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)電裝置， 其中所述單向離合器包括環(huán)體，所述環(huán)體與所述輸出軸或所述驅(qū)動軸一體地旋轉(zhuǎn)，并且 其中在所述多個彈性聯(lián)接構件之間設置間隔器構件，所述間隔器構件在比重上比所述環(huán)體低。3.根據(jù)權利要求1或2所述的發(fā)電裝置， 其中在所述發(fā)電機被固定到周圍環(huán)境并且所述增速器沒有被固定到周圍環(huán)境并且所述發(fā)電機支撐所述增速器的狀態(tài)下，所述單向離合器被設置得離所述驅(qū)動軸比所述多個彈性聯(lián)接構件離所述驅(qū)動軸近。4.一種發(fā)電裝置，包括: 增速器，所述增速器使驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)動力在速度上增加，并且所述增速器將所述旋轉(zhuǎn)動力從輸出軸輸出； 發(fā)電機，所述發(fā)電機通過由驅(qū)動軸接收所述輸出軸的輸出而產(chǎn)生電力； 單向離合器，所述單向離合器被設置在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間，并且所述單向離合器限制所述輸出軸和所述驅(qū)動軸在一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)，并且所述單向離合器允許所述輸出軸和所述驅(qū)動軸在另一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)；以及 彈性聯(lián)接構件，所述彈性聯(lián)接構件被設置在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間，并且所述彈性聯(lián)接構件吸收在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間的未對準， 其中所述發(fā)電機被固定到周圍環(huán)境，并且所述增速器沒有被固定到周圍環(huán)境，并且所述發(fā)電機支撐所述增速器，并且 其中所述單向離合器被設置得離所述驅(qū)動軸比所述彈性聯(lián)接構件離所述驅(qū)動軸近。5.根據(jù)權利要求3或4所述的發(fā)電裝置， 其中所述單向離合器直接聯(lián)接到所述驅(qū)動軸。6.—種軸聯(lián)接裝置，所述軸聯(lián)接裝置連接增速器的輸出軸和發(fā)電機的驅(qū)動軸，所述增速器使驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)動力在速度上增加，所述發(fā)電機通過接收所述輸出軸的輸出而產(chǎn)生電力，所述軸聯(lián)接裝置包括: 單向離合器，所述單向離合器限制所述輸出軸和所述驅(qū)動軸在一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)，并且所述單向離合器允許所述輸出軸和所述驅(qū)動軸在另一個方向上的相對旋轉(zhuǎn)； 間隔器構件，所述間隔器構件與所述單向離合器沿軸向方向布置；以及彈性聯(lián)接構件，所述彈性聯(lián)接構件被設置在所述間隔器構件的在所述軸向方向上的端部處，并且所述彈性聯(lián)接構件吸收在所述輸出軸和所述驅(qū)動軸之間的未對準， 其中所述單向離合器包括環(huán)體，所述環(huán)體與所述輸出軸或所述驅(qū)動軸一體地旋轉(zhuǎn)，并且 其中所述間隔器構件由在比重上比所述環(huán)體低的構件形成。
【文檔編號】F16D41/06GK106068382SQ201580012203
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年2月27日 公開號201580012203.5, CN 106068382 A, CN 106068382A, CN 201580012203, CN-A-106068382, CN106068382 A, CN106068382A, CN201580012203, CN201580012203.5, PCT/2015/55758, PCT/JP/15/055758, PCT/JP/15/55758, PCT/JP/2015/055758, PCT/JP/2015/55758, PCT/JP15/055758, PCT/JP15/55758, PCT/JP15055758, PCT/JP1555758, PCT/JP2015/055758, PCT/JP2015/55758, PCT/JP2015055758, PCT/JP201555758
【發(fā)明人】藤原英樹
【申請人】株式會社捷太格特