专利名称：外转子/无铁心型风力发电机的发电机轴的固定结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及外转子/无铁心型风力发电机的发电机轴的固定结构。
背景技术：
近年来，从二氧化碳的排出削减、化石燃料的消耗削减等的观点出发，利用风能、 太阳能等各种自然能的发电机引起注目。
在利用风能的风力发电机的情况下，采用外转子型、内转子型等转子结构。
其中，在外转子型的风力发电机的情况下，尤其是在强风时等而大的离心力作用于外转子，因此该发电机的发电机轴产生变形而成为故障的主要原因等的情况较多地产生，因此尤其需要使相对于发电机轴的轴支承体或风力发电设备的杆等的固定结构牢固。
在专利文献1中，公开有如下构成的风力发电装置，在旋转的转子轴上安装有萨沃尼斯叶片的萨沃尼斯式风力发电装置，在转子轴上沿中心轴从下端设置规定长度的轴孔，并且在该转子轴的下端安装有中空轴外转子型发电机。
在该专利文献1的情况下，没有特别考虑相对于发电机轴的轴支承体或杆等的牢固的固定结构。
专利文献1 日本特开2007-107496号公报
发明内容
本发明要解决的问题点在于，即使在强风时等发电机的发电机轴也不会产生变形并能够减少故障主要原因的外转子/无铁心型风力发电机的发电机轴的固定结构不存在这一方面。
本发明涉及利用风车的旋转力进行发电的外转子/无铁心型风力发电机的发电机轴的固定结构，其主要特征在于，在从外转子/无铁心型风力发电机的发电机主体突出的发电机轴的端部设置螺纹，并且构成为在将从发电机主体突出的发电机轴嵌装而进行轴支承的轴支承体侧，将螺母与所述发电机轴的螺纹螺接而对轴支承体进行螺纹拧紧固定。
发明效果 根据本发明的第一方面，能够提供一种即使在大负荷作用于发电机轴的情况下， 也能防止发电机轴的变形并大幅减少故障主要原因，而且，还能够使轴支承体相对于发电机设备的杆等的连接结构牢固的外转子/无铁心型风力发电机。
根据本发明的第二方面，能够提供一种以由固定支承体、旋转支承体形成的轴支承体的结构为基础，与第一方面同样地，即使在大负荷作用于发电机轴的情况下，也能防止发电机轴的变形并大幅减少故障主要原因，而且，还能够使轴支承体相对于发电机设备的杆等的连接结构牢固的外转子/无铁心型风力发电机。
根据本发明的第三方面，能够提供一种即使在大负荷作用于发电机轴上时，也能够防止该发电机轴的变形并大幅减少故障主要原因，而且，还能够使轴支承体相对于发电机设备的杆等的连接结构牢固的外转子/无铁心型风力发电机，所述发电机轴为在外转子
3内内置有与该外转子同轴反转的一级或多级的无铁心型线圈体的发电机主体的发电机轴。
具体实施例方式本发明的目的在于，提供一种即使在强风时等发电机的发电机轴也不会产生变形并能够减少故障主要原因的外转子/无铁心型风力发电机的发电机轴的固定结构。
本发明是利用风车的旋转力进行发电的外转子/无铁心型风力发电机的发电机轴的固定结构，在从外转子/无铁心型风力发电机的发电机主体突出的发电机轴的端部设置螺纹，并且构成为具备轴支承体，该轴支承体包括将由从发电机主体突出的发电机轴嵌装而轴支承为固定状态的固定支承体；及与固定支承体同轴配置且经由轴承结合，并将发电机轴嵌装而轴支承为能够旋转的旋转支承体，在所述固定支承体的下部侧，将螺母与所述发电机轴的螺纹螺接而对固定支承体进行螺纹拧紧固定，从而实现上述目的。
实施例 以下，参照图1至图3，详细说明本发明的实施例的外转子/无铁心型风力发电机的发电机轴的固定结构。
本实施例的外转子/无铁心型风力发电机1的发电机轴13的固定结构是将从外转子/无铁心型风力发电机1的发电机主体10突出的发电机轴13牢固地固定在轴支承体 11上的结构。
如图1所示，本实施例的外转子/无铁心型风力发电机1构成为例如配置在回转磨坊型(垂直轴类型)的风车2的下端与将该风车2支承为距地面规定的高度的杆3的上端之间，利用在风能的作用下进行旋转的风车2的旋转力而得到发电输出。
所述风车2构成为，相对于风车轴3经由臂4安装例如3枚叶片5，并将风车轴3 的下端部3a安装于所述外转子/无铁心型风力发电机1。
关于所述外转子/无铁心型风力发电机1，参照图2、图3进行具体说明。
所述外转子/无铁心型风力发电机1具有发电机主体10和将该发电机主体10支承为能够旋转的轴支承体11。
所述发电机主体10具有接受所述风车2的旋转力而进行旋转的外转子12 ；轴支承该外转子12的中央部并能够使该外转子12旋转的发电机轴13 ；及在由所述发电机轴13 支承中央部的状态下内置在外转子12内的圆盘状的无铁心型线圈体(被压缩成圆盘状的线圈束)14。
所述发电机轴13在下端设置螺纹13a，在上端侧设置大径部13b，在该大径部1 的下侧设置突出圆板部13c。
所述外转子12将下侧开口的碟形圆盘状的上部转子21和上侧开口的碟形圆盘状的下部转子31以上下配置的方式对合并接合，在两者的外周附近位置，使用排列成圆形的多个固定螺栓22固定成一体。
对于所述外转子12中的上部转子21，使发电机轴13的上端部与所述上部转子21 的中央部下侧嵌合，并且在所述上部转子21的中央部设置向上侧突出的圆柱状的风车安装部21a。
构成为在所述风车安装部21a上圆形配置地设有多个螺纹孔21b，与所述风车轴3 的下端部3a接合而通过未图示的安装螺栓将上部转子21和风车轴3的下端部3a结合成一体，传递风车轴3的旋转力。
另外，在所述发电机轴13的大径部1 的上表面侧与其附近的上部转子21的内底部之间配置主轴承23，而将上部转子21轴支承为能够旋转，因此将外转子12轴支承为能够旋转。
在所述上部转子21的内底部中的所述主轴承23的外侧位置设置具有比大径部 13b稍大的内径的圆形突部25，在该圆形突部25的下端面在整周上设置圆形齿轮26。
在所述上部转子21的内底部中的外周附近位置，以使端面与内底面面对的状态将需要数目的磁铁M呈圆形配置地埋设。
所述下部转子31形成为与所述上部转子21呈上下大致对称的形状。即，构成为在所述下部转子31的中央部上表面设有供所述突出圆板部13c进入的圆形凹状阶梯部32， 并且使所述发电机轴13贯通该圆形凹状阶梯部32的中心位置。
另外，在下部转子31的内底部中的外周附近位置，以使端面与内底面面对的状态且以与所述上部转子21侧的磁铁M相对的配置将需要数目的磁铁M呈圆形配置地埋设。
通过此种上部转子21、下部转子31的结构，在两者的内部形成收容无铁心型线圈体14的收容室33。
在所述下部转子31的下表面侧的中央部设置向下侧突出的圆柱状的安装部34， 在该安装部34呈圆形配置地设置螺纹孔35。
所述无铁心型线圈体14在所述收容室33内与所述外转子12同轴配置，并且在其中央部设置具有供所述上部转子21的圆形突部25进入的内径的上孔和比所述发电机轴13 的大径部Hb稍大径的下孔，而供大径部1 贯通。
并且，经由配置在大径部1 的下端外周与所述无铁心型线圈体14的下孔之间的轴承46将无铁心型线圈体14通过所述发电机轴13支承为能够旋转。
另外，在所述无铁心型线圈体14的上表面，与所述上部转子21侧的磁铁M对应配置且以接近的状态配置线圈部41，同样地在所述无铁心型线圈体14的下表面，与所述下部转子31侧的磁铁M对应配置且以接近的状态配置线圈部41。
此外，所述无铁心型线圈体14的上下的各线圈部41中的各线圈部输出端42构成为配置在与该无铁心型线圈体14的下表面面对的位置，与位于所述圆形凹状阶梯部32内的发电机轴13的突出圆板部13c相对。
并且，构成为经由与设置在所述突出圆板部13c的上表面的所述各线圈部输出端 42对应配置的各电刷(集电环)43、及与该各电刷43连接的输出电缆44，取出发电机主体 10产生的发电输出。
也可以取代所述线圈部输出端42、电刷43的结构，而使用例如无电刷型的集电环、无火花型的集电环。
在所述无铁心型线圈体14中的形成下孔的圆形突出部1 的上表面侧(上孔侧) 在整周设置与所述圆形突部25的圆形齿轮沈同样的圆形齿轮45。
另外，在所述发电机轴13的大径部1 外周安装位于所述上孔内且使旋转轴为水平方向的多个反转用齿轮51，并将该反转用齿轮51分别与所述圆形齿轮26、圆形齿轮45 进行齿轮结合。
根据此种结构，构成为使所述外转子12沿图2所示的箭头a方向旋转时，无铁心
5型线圈体14通过反转用齿轮51沿图2所示的箭头b方向反向旋转。
S卩，构成为使用反转用齿轮51使所述外转子12和无铁心型线圈体14同轴反转。
接下来，详细叙述所述轴支承体11。所述轴支承体11将所述发电机轴13嵌装在中央孔61a内并使其向下方突出，形成为固定支承体61和旋转支承体71的重合结构，该固定支承体61从下侧将螺母62旋入发电机轴13的螺纹13a而进行固定支承，该旋转支承体 71以密接状态配置在该固定支承体61上且使所述发电机轴13贯通与设置在中央部的所述中央孔61a同径的贯通孔71a。
S卩，构成为所述旋转支承体71相对于固定支承体61经由设置在它们两者间的轴承63支承为能够旋转，并且使设置在旋转支承体71的下表面外周部的圆形突条71b嵌入到设置在固定支承体61的上表面外周部的圆形槽61b，由此，旋转支承体71在固定支承体 61上密接且能够平滑地旋转。
构成为在所述固定支承体61的侧面上与中央孔61a的轴线方向正交配置地设有螺纹孔64，从固定支承体61的下侧嵌入所述杆3的上端部，使用螺栓65将所述轴支承体 11安装在杆3的上端部。
构成为在所述旋转支承体71上以与所述下部转子31中的安装部34的螺纹孔35 对应配置的方式配置安装螺栓72，在组装旋转支承体71和固定支承体61的前阶段，将该旋转支承体71安装在所述下部转子31上，然后将固定支承体61组装在旋转支承体71上。
在所述旋转支承体71中的贯通孔71a的上端部配置发电机轴13用的支承轴承 73。
此外，在图2中，52是分别配置在上部转子21与无铁心型线圈体14之间以及下部转子31与无铁心型线圈体14之间的滚子轴承。
接下来，关于上述结构的外转子/无铁心型风力发电机1的发电机轴13和所述轴支承体11的固定结构，参照图4进行说明。
将所述外转子/无铁心型风力发电机1的发电机轴13嵌装固定于所述轴支承体 11上时，将发电机轴13按照旋转支承体71的贯通孔71a、固定支承体61的中央孔61a的顺序进行嵌装，并使设置于发电机轴13的螺纹13a向固定支承体61的下部突出。
接下来，通过使螺母62与所述螺纹13a螺接而如图4所示进行拧紧固定，从而将所述发电机轴13的下端侧牢固地固定在所述固定支承体61的下部。
根据本实施例的发电机轴13和轴支承体11的固定结构，即使在例如强风时等伴随风车2的高速旋转等而大负荷经由外转子/无铁心型发电机1的外转子12作用于发电机轴13的情况下，该发电机轴13也能由所述固定支承体61牢固地支承，从而能够防止发电机轴13的变形并大幅减少故障主要原因。
另外，上述的本实施例的发电机轴13和轴支承体11的固定结构将发电机轴13的下端侧牢固地固定在固定支承体61的下部，因此关于使用图2所示的螺栓65将轴支承体 11安装在杆3的上端部的所谓轴支承体11相对于杆3的连接结构，发电机轴13的存在不会成为障碍，由此，存在能够使轴支承体11相对于杆3的连接结构也牢固的优点。
此外，在上述外转子/无铁心型风力发电机1中，作为发电机主体10，示出了将1 级的无铁心型线圈体14配置在外转子12内的情况，但除此之外，即使是在外转子内配置2 级、3级、4级等更多级的无铁心型线圈体的结构的外转子/无铁心型风力发电机的情况下，通过采用上述固定结构，也能够防止发电机轴13的变形并大幅减少故障主要原因，而且， 能够起到使轴支承体11相对于杆3的连接结构也牢固的效果。
工业实用性 本发明并不局限于上述这样的的与回转磨坊型的风车连结的风力发电机的情况， 还能够作为与达里厄(darrieus)型、萨沃尼斯(savonius)型等垂直轴型的各种风车连结而进行发电的外转子型风力发电机广泛应用。而且，并不局限于外转子/无铁心型结构，也能够应用于通常的外转子/定子结构的风力发电机。
图1是示出包含本发明的实施例的外转子/无铁心型风力发电机的风力发电设备的简图。
图2是本实施例的外转子/无铁心型风力发电机的简要分解剖视图。
图3是本实施例的外转子/无铁心型风力发电机的简要俯视图。
图4是示出本实施例的发电机轴和轴支承体的固定结构的局部剖视图。
标号说明 1外转子/无铁心型风力发电机 2 风车 3 杆 3风车轴 3a下端部 4 臂 5 叶片 10发电机主体 11轴支承体 12外转子 13发电机轴 13a 螺纹 13b大径部 13c突出圆板部 14无铁心型线圈体 14a圆形突出部 21上部转子 21a风车安装部 21b螺纹孔 22固定螺栓 23主轴承 24 磁铁 25圆形突部 26圆形齿轮 30中转子 31下部转子 32圆形凹状阶梯部 33收容室 34安装部 35螺纹孔 41线圈部 42线圈部输出端 43电刷 44输出电缆 45圆形齿轮 46轴承 51反转用齿轮 52滚子轴承 61固定支承体 61a中央孔 61b圆形槽 62螺母 63轴承 64螺纹孔 65螺栓 71旋转支承体 71a贯通孔 71b圆形突条 72安装螺栓 73支承轴承
权利要求
1.一种外转子/无铁心型风力发电机的发电机轴的固定结构，利用风车的旋转力进行发电，其特征在于，在从外转子/无铁心型风力发电机的发电机主体突出的发电机轴的端部设置螺纹，并且构成为在将从发电机主体突出的发电机轴嵌装而进行轴支承的轴支承体侧，将螺母与所述发电机轴的螺纹螺接而对轴支承体进行螺纹拧紧固定。
2.一种外转子/无铁心型风力发电机的发电机轴的固定结构，利用风车的旋转力进行发电，其特征在于，在从外转子/无铁心型风力发电机的发电机主体突出的发电机轴的端部设置螺纹，并且构成为具备轴支承体，该轴支承体包括将从发电机主体突出的发电机轴嵌装而轴支承为固定状态的固定支承体；及与固定支承体同轴配置且经由轴承结合，并将发电机轴嵌装而轴支承为能够旋转的旋转支承体，在所述固定支承体的下部侧，将螺母与所述发电机轴的螺纹螺接而对固定支承体进行螺纹拧紧固定。
3.根据权利要求1或2所述的外转子/无铁心型风力发电机的发电机轴的固定结构， 其特征在于，所述发电机主体在外转子内内置有与该外转子同轴反转的一级或多级的无铁心型线圈体。
全文摘要
本发明提供一种即使在强风时等发电机的发电机轴也不会产生变形，并能够减少故障主要原因的外转子/无铁心型风力发电机的发电机轴的固定结构。本发明的外转子/无铁心型风力发电机(1)的固定结构为在从该风力发电机(1)的发电机主体(10)突出的发电机轴(13)的端部设置螺纹(13a)，并且在嵌装有从发电机主体(10)突出的发电机轴(13)而进行轴支承的轴支承体(11)侧，将螺母(62)与发电机轴(13)的螺纹(13a)螺接而对轴支承体(11)进行螺纹拧紧固定。
文档编号F03D11/04GK102187096SQ200980141768
公开日2011年9月14日 申请日期2009年3月6日 优先权日2009年1月7日
发明者原明绪 申请人:诺亚株式会社