专利名称：再生能源发电装置及液压泵的安装方法
技术领域：
本发明涉及经由组合了液压泵及液压电动机的液压变速箱，向发电机传递转子的转动能量的再生能源发电装置及该液压泵的安装方法。另外，再生能源发电装置是利用了风、潮流、海流、河流等的可再生能源的发电装置，例如，可以列举风力发电装置、潮流发电装置、海流发电装置、河流发电装置等。
背景技术：
近年来，从保护地球环境的观点出发，正在普及包含利用了风力的风力发电装置、利用了潮流、海流或河流的发电装置的再生能源发电装置。在再生能源发电装置中，将风、潮流、海流或河流的动能变换为转子的转动能量，再将将转子的转动能量通过发电机变换为电力。在这种再生能源发电装置中，目前，由于转子的转数小于发电机的额定转数，所以在转子和发电机之间设置机械(齿轮式)增速机。即，在转子的转数由增速机增速到发电机的额定转数之后，输入到发电机。但是，以提高发电效率为目的，随着再生能源发电装置的大型化的发展，增速机的重量及成本处于增加的趋势。因此，代替机械增速机，采用了组合液压泵及液压电动机的液压变速箱的再生能源发电装置一直备受瞩目。例如，专利文献I及2中，公开了包括由绕主轴安装的液压泵和通过液压泵的液压油驱动的液压电动机构成的液压变速箱的风力发电装置。该风力发电装置通过主轴的旋转来驱动液压泵，用从该液压泵送给的压油旋转液压电动机，通过该液压电动机的旋转来驱动发电机。现有技术文献专利文献专利文献I :美国专利申请公开2010/0032959号说明书专利文献2 :欧洲专利申请公开第09166576号说明书
发明内容
发明要解决的课题但是，风力发电装置的主轴的扭矩非常大，而如何将该大扭矩从主轴传递到液压泵成为一个问题。例如，作为普通的传递旋转轴的扭矩的方法之一，已知有使用可以低成本容易地加工的键的方法，但以键难以可靠地传递上述较大的扭矩。在这方面，在专利文献I及2中未公开液压泵到主轴的具体的固定构造，没有表示任何使用了液压变速箱的风力发电装置的上述问题的解决方案。另外，在风力发电装置以外的再生能源发电装置中，既然使用液压变速箱，当然也需要解决上述问题。
因此，本发明的目的在于，提供可以传递大的扭矩，具有可以进行容易且低成本加工的液压泵的固定构造的再生能源发电装置及该液压泵的安装方法。用于解决课题的方案解决上述课题的本发明的再生能源发电装置包括轮毂，安装有旋翼；主轴，其一端部连结到所述轮毂；圆筒构件，其绕所述主轴设置；液压泵，其经由所述圆筒构件安装在所述主轴上；液压电动机，其由从所述液压泵供给的压油驱动；以及发电机，其连结到所述液压电动机，其特征在于，在所述主轴的周方向形成多个由形成在所述主轴的外周面上的第I槽及形成在所述圆筒构件的内周面上的第2槽构成的键槽，以使所述键槽沿所述主轴的轴方向延伸，包括嵌入在各键槽中的多个键。根据所述再生能源发电装置，由于以多个键连结主轴和圆筒构件，所以能够经由 多个键，将大的扭矩从主轴传递到液压泵。另外，由于各键能够以短时间容易地制作，所以即使设置多个也可以很廉价。另外，所述多个键由嵌入所述键槽中的一个的基准键和嵌入在其它所述键槽中的被分割成一对键片的分割键构成，所述一对键片分别成为沿着所述主轴的径方向的侧面的至少一部分相对于所述主轴的轴方向倾斜的倾斜面，还包括使所述一对键片的至少一方在所述键槽内、所述主轴的轴方向上进退的键片移动机构。这样，将由具有倾斜面的一对键片构成的分割键设置在键槽内，使至少一方的键片在主轴的轴方向上进退，从而能够将该进退的键片的主轴周方向的中心位置通过倾斜面的作用而向主轴的周方向偏移。因此，由于可调节作为分割键整体的截面形状，因此，即使第I槽和第2槽的位置向周方向稍微偏移，也能够使分割键的截面形状与由第I槽及第2槽构成的键槽的形状相配。因此，能够使分割键的侧面贴合(fit)键槽的侧壁面，对所有的键均等地施加负荷。另外，嵌入在多个键槽中的一个的基准键也可以不分割而使用一体的键。所述分割键在与所述主轴的轴方向平行且沿着所述主轴的径方向的分割面上被分割，所述一对键片的所述侧面中，接触到所述第I槽及所述第2槽的任意一方的槽侧壁面的部分是与所述主轴的轴方向平行的侧面，所述一对键片的所述倾斜面是接触到所述第I槽及所述第2槽的另一方的槽侧壁面的部分，所述键片移动机构使所述一对键片双方在所述键槽内沿所述主轴的轴方向进退。这样，接触到所述另一方的槽侧壁面的部分成为倾斜面，将在沿主轴的径方向的分割面上分割成一对键片的分割键设置在键槽内，使一对键片的双方沿主轴的轴方向进退，由此，能够使这些键片的主轴周方向的中心位置通过倾斜面的作用而偏移。因此，由于可调节作为分割键整体的截面形状，因此，能够使分割键的侧面贴合键槽的侧壁面，对所有的键均等地施加负荷。所述一对键片由嵌入在所述第I槽中的第I键片和嵌入在所述第2槽中的第2键片构成，
所述第I键片及所述第2键片的任意一方的凸部卡合在另一方键片的凹部中，所述一对键片的所述倾斜面是相互接触的所述凸部及所述凹部的侧面。这样，将分割成分别嵌入在第I槽及第2槽中的、且以侧面为倾斜面的凸部和凹部相互卡合的第I键片和第2键片的分割键设置在键槽内，并使第I键片或第2键片沿主轴的轴方向进退，从而能够使该进退的键片的主轴周方向的中心位置通过倾斜面的作用而偏移。所述液压泵包括安装在所述圆筒构件外周上的环状凸轮构件、利用该环状凸轮构件进行动作的多个活塞、以及对该多个活塞进行导向的汽缸而构成，外周上安装有所述环状凸轮构件的所述圆筒构件，由在所述主轴的周方向上被分
害I]、对各键槽设置的多个分割片构成，各分割片与邻接的分割片之间的接触面，相对于所述主轴的径方向倾斜，以使其随着面向所述主轴的径方向外方而向所述主轴的旋转方向偏移。在所述圆筒构件的外周中设置所述液压泵，来自液压泵的活塞的力经由环状凸轮构件作用在圆筒构件上。该力的合力在主轴的切线方向及径方向上分别作为切线方向分力及半径方向分力而作用。通过该切线方向分力，弯矩作用在所述分割片上，使分割片在与主轴的旋转方向的相反侧产生隆起。因此，通过使各分割片与相接的分割片的接触面倾斜，半径方向分力将分割片的旋转方向侧的端部向主轴侧按压，因此，可防止分割片的隆起。所述环状凸轮构件沿所述主轴的周方向分割，且由多个圆弧状片构成，所述圆筒构件的所述分割片的个数nl和所述圆弧状片的个数n2之比nl/n2以nl/n2 = l/m(其中，m为自然数。)表示，所述圆筒构件的所述分割片的分割部位和所述环状凸轮构件的所述圆弧状片的分割部位的所述主轴周方向的位置也可以一致。这样，将环状凸轮构件分割成多个圆弧状片，使这些圆弧状片的分割部位和圆筒构件的分割部位的主轴周方向的位置一致，从而能够减少圆弧状片的分割片侧的角部悬挂在分割片外周上，或分割片的圆弧状片侧的角部悬挂在圆弧状片上。另外，通过将与各分割片的外周相接的圆弧状片的数量设为m个，来自液压泵的活塞的力经由m个圆弧状片均等地作用在各分割片上。由此，能够经由各分割片，使作用在对各分割片分别设置的键的力均等。所述环状凸轮构件由在所述主轴的周方向上分割的、多个圆弧状片构成，所述圆筒构件的所述分割片的个数nl和所述圆弧状片的个数n2之比nl/n2以nl/n2 = l/m(其中，m为自然数。)表示，所述圆筒构件的所述分割片的分割部位和所述环状凸轮构件的所述圆弧状片的分割部位的所述主轴的周方向的位置也可以相互偏移。这样，将环状凸轮构件分割成多个圆弧状片，使这些圆弧状片的分割部位和圆筒构件的分割部位的主轴周方向的位置偏移，从而能够形成使所有的圆弧状片的分割片侧的角部抵接到分割片的内周面，并且使所有的分割片的圆弧状片侧的角部抵接到圆弧状片的外周面的状态。由此，能够防止圆弧状片的分割片侧的角部悬挂在分割片的圆弧状片侧的角部上。另外，通过将相接在各分割片的外周上的圆弧状片的数量设为m个，来自液压泵的活塞的力经由m个圆弧状片均等地作用在各分割片上。由此，能够经由各分割片，使作用在对各分割片分别设置的键的力均等。各键槽在与连结到所述主轴的所述轮毂的所述一端部的相反侧的另一端部中开Π,还可以包括盖构件，其拆装自由设置在所述主轴的所述另一端部侧上，堵塞所述键槽的开口。由于所述键槽有开口，因此，可以在将安装液压泵的圆筒构件嵌装在主轴外周后， 将键插入在键槽中，能够大幅度地缩短液压泵的安装时间。另外，通过具备上述盖构件，可防止键拔出。各键槽的所述第I槽，在与连结到所述主轴的所述轮毂的所述一端部的相反侧的另一端部中闭合，各键槽的所述第2槽在所述主轴的所述另一端部中开口，还包括保持所述圆筒构件的保持构件，其拆装自由地设置在所述主轴的所述另一端部侧，以使所述圆筒构件堵塞所述第2槽的开口。由于具备以堵塞所述第2槽的开口的方式保持所述圆筒构件的保持构件，因此，可防止液压泵的拔出。所述液压泵、所述圆筒构件、所述键槽及所述键设置在与连结到所述主轴的所述轮毂的所述一端部相反侧的另一端部上，还包括在所述主轴的所述一端部和所述另一端部之间，将所述主轴旋转自如地支承在装置主体侧上的一对主轴轴承。这样，通过将圆筒构件及液压泵配置在距轮毂远于一对主轴轴承的一侧，在主轴上直接安装在一对主轴轴承上的状态下，可以进行维护频度高于主轴轴承的液压泵的拆装。通过节省卸下主轴轴承的时间，能够以短时间、容易地实施液压泵的拆装作业。另外，所述再生能源发电装置也可以是通过以所述旋翼承受风而使所述主轴旋转，驱动所述发电机的风力发电装置。另外，本发明提供再生能源发电装置的液压泵的安装方法，该再生能源发电装置包括安装有旋翼的轮毂；其一端部连结到所述轮毂的主轴；绕所述主轴设置的圆筒构件；经由所述圆筒构件安装在所述主轴上的液压泵；通过从所述液压泵供给的压油驱动的液压电动机；以及连结到所述液压电动机的发电机，其特征在于，在所述主轴的周方向上形成多个由形成在所述主轴的外周面上的第I槽及形成在所述圆筒构件的内周面上的第2槽构成的键槽，以使该键槽沿着所述主轴的轴方向延伸。根据所述液压泵的安装方法，由于用多个键连结所述主轴和所述圆筒构件，所以能够经由这些键，将大的扭矩从主轴传递到液压泵。另外，由于各键能够以短时间、容易地制作，因此，即使设置多个也可以很廉价。各键槽在与连结到所述主轴的所述轮毂的所述一端部的相反侧的另一端部中开Π,
在从所述主轴的所述另一端部插入所述液压泵及所述圆筒构件后，从所述开口向所述键槽插入地嵌入所述键，并通过盖构件堵塞所述键槽的所述开口。由于上述键槽具有开口，因此，可以在将安装液压泵的圆筒构件嵌装在主轴后，将键插入到键槽中，能够大幅度地缩短液压泵的安装时间。另外，通过具备所述盖构件，可防止键拔出。各键槽在与连结所述主轴的所述轮毂的所述一端部的相反侧的另一端部中闭合，各键槽的所述第2槽在所述主轴的所述另一端部中开口，在所述主轴的外周面的所述第I槽中嵌入了所述键后，从所述主轴的所述另一端部插入所述液压泵及所述圆筒构件，并通过保持构件堵塞所述第2槽的开口。由于上述键槽的上述另一端部闭合，所以键不会被拔出。 另外，通过具备所述保持构件，堵塞开口，可防止液压泵的拔出。发明效果根据本发明，即使在主轴为大径的情况下，也可容易地且以低成本来构筑可以将大扭矩传递到液压泵的固定构造。
图I是放大表示本发明第I实施方式的风力发电装置顶部的概略剖面图。图2是表示安装在主轴的液压泵的周边的放大图。图3是图2的A-A剖面图。图4是分割键的立体图。图5是图3的B向视图。图6(a)是表示在键槽内主轴的轴方向上移动第I键片的情况的图。图6(b)是表示在键槽内主轴的轴方向上移动第I键片的情况的图。图6(c)是表示在键槽内主轴的轴方向上移动第I键片的情况的图。图7是表示在主轴上安装有液压泵的状态的图。图8是表示安装在主轴上的液压泵周边的放大图。图9是图8的G-G剖面图。图10是分割键的立体图。图11是图9的H向视图。图12(a)是表示在键槽内主轴的轴方向上移动第I键片及第2键片的情况的图。图12(b)是表示在键槽内主轴的轴方向上移动第I键片及第2键片的情况的图。图13是安装有液压泵的主轴的剖面图，是表示主轴、圆筒构件、凸轮环的图。图14是表示作用在圆筒构件的分割片上的力的图。图15是安装有液压泵的主轴的剖面图，是表示主轴、圆筒构件、其它凸轮环的图。标号说明I风力发电装置2 旋翼3 轮毂4 主轴
5液压泵6液压电动机7发电机8主轴轴承9主轴轴承10圆筒构件
IOA分割片IOB接触面11主体部15 塔架I6 机舱17A高压油流路17B低压油流路18液压泵组件20第 I 槽2I 第 2 槽25 键槽26 活塞27 壳体28泵轴承29凸轮环29A圆弧状片30 键(key) 30A 基准键30B分割键34第I键片34A、34B 侧面34C，34D 侧面36第2键片36A、36B 侧面36C、36D 侧面38螺钉孔39调节螺钉40盖构件50 第 I 槽51 第 2 槽54B分割键55 键槽56保持构件62分割键
64第I键片64A 侧面64B 侧面66第2键片66A 侧面66B 侧面68螺钉孔70第I调节螺钉·72第2调节螺钉
具体实施例方式下面，使用附图详细地说明本发明的风力发电装置的实施方式。另外，在下面的说明中，说明适用于风力发电装置的情况，但不限定于此，也可以适用于水力发电装置。另外，下面的实施例所记载的结构零件的尺寸、材质、形状、只要其相对配置等没有特别地特定的记载，就不是将本发明的范围限定于此的意思，只不过仅为说明例子。图I是放大表示本发明第I实施方式的风力发电装置的顶部的概略剖面图。如图I所示，本实施方式的风力发电装置I包括安装有旋翼2的轮毂3 ;其一端部连结到轮毂3的主轴4 ;绕主轴4设置的液压泵5 ;通过从液压泵5供给的压油驱动的液压电动机6 ;与液压电动机6连结的发电机7。另外,主轴4、液压泵5、液压电动机6及发电机7设置在塔架15上设置的机舱16内。液压泵5配置于在机舱16侧旋转自如地支承主轴4的一对主轴轴承8、9的轮毂侧的相反侧的端部。另外,液压泵5经由设置在主轴4外周的圆筒构件10，安装在主轴4上。另外，液压泵5经由高压油流路17A及低压油流路17B连接到液压电动机6。高压油流路17A设置在液压泵5的输出侧和液压电动机6的吸入侧之间，流过由液压泵5生成的高压油。另一方面，低压油流路17B设置在液压电动机6的输出侧和液压泵5的吸入侧之间，流过由液压电动机6进行了工作之后的低压油。图2是表示安装在主轴4上的液压泵5的周边的放大图。图3是图2的A-A剖面图。另外，在图3中，省略液压泵5的图示。如图2及图3所示，在主轴4的与轮毂3相反侧(下面，称为后端侧)的端部，设置多个键槽25。在主轴4的周方向上形成多个各键槽25，以使键槽沿主轴4的轴方向延伸。各键槽25在主轴4的后端侧的另一端部有开口。在主轴4的另一端部上拆装自由地安装盖构件40，以堵塞该开口。而且，各键槽25由形成在主轴4外周面上的第I槽20及形成在圆筒构件10内周面上的第2槽21构成。第I槽20和第2槽21形成在相互对置的位置。另外，在键槽25中分别嵌入基准键30A及分割键30B。基准键30A由具有棱柱形状的I个键构成，嵌入在多个键槽25中的一个部位。基准键30A先于分割键30B插入键槽25内。分割键30B由一对键片34、36构成，分割键30B嵌入在剩余的键槽25中。
图4是分割键30B的立体图。另外，图5是图3的B向视图。如图4及图5所示，分割键30B由嵌入形成在主轴4的第I槽20中且具有凸形状的第I键片34、以及嵌入形成在圆筒构件10的第2槽21中且具有凹形状的第2键片36构成。设置分割键30B，以使第I键片34的凸部与第2键片36的凹部进行卡合。第I键片34的凸部及第2键片36的凹部的沿主轴4的径方向的侧面34A、34B、36A、36B即第I键片34和第2键片36接触的接触面，相对于主轴4的轴方向倾斜。第I键片34凸部的两侧面34A、34B平行，固定地形成两侧面34A、34B之间的宽度。
另外，第2键片36凹部的两侧面36A、36B也平行，固定地形成两侧面36A、36B之间的览度。第2键片36的主轴4轴方向的长度与键槽25的主轴4轴方向的长度相同地形成，第2键片36总是固定于键槽25内。另一方面，第I键片34的主轴4轴方向的长度短于第2键片36的主轴4轴方向的长度，即，第I键片34的主轴4轴方向的长度短于键槽25的主轴4轴方向长度地形成。由此，在键槽25的轮毂侧的前端面和第I键片34之间及第I键片34和盖构件40之间，形成间隙。另外，分割键30B包括使第I键片34在键槽25内、在主轴4的轴方向上进退的键片移动机构。键片移动机构由与设置在第I键片34的端面上的螺钉孔38螺合的调节螺钉39构成，通过调节螺钉39的旋转，能够使第I键片34在轴方向上移动上述间隙的量。图6是表示在键槽25内主轴4的轴方向上移动第I键片34的情况的图，关于第I键片34的各自的位置，左侧中表示图3的C-C向视图，右侧表示该向视图的剖面图(D-D剖面图、E-E剖面图、F-F剖面图)。另外，图6(a)中表示第I键片34位于键槽25的最里部的状态，图6 (b)中表示第I键片34位于键槽25的中央部的状态，图6 (c)中表示第I键片34位于键槽25的入口部的状态。另外，D-D剖面图、E-E剖面图及F-F剖面图都是沿着键槽25的中央位置的剖面图。如图6(a) (C)所示，通过使第I键片34凸部的侧面34A及34B —边接触到第2键片36凹部的侧面36A及36B，一边将第I键片34在主轴4的轴方向上移动，第I键片34的主轴4周方向的中心位置CL偏移。这是由于，第I键片34的侧面34A及34B和第2键片36的侧面36A及36B，相对于主轴4的轴方向倾斜。因此，能够任意调节作为分割键32的整体的截面形状，使分割键32的侧面贴合键槽25的主轴4周方向侧的壁面，对所有的键30均等地施加负荷。在上述的液压泵5的固定构造的情况下，以下面的顺序进行向主轴4安装液压泵5。图7是表示在主轴4上安装了液压泵5的状态的图。如图7所示，在圆筒构件10的外周上预先装配液压泵5，形成圆筒构件10和液压泵5成为一体的液压泵组件18 (圆筒构件10及液压泵5)。而且，将液压泵组件18 (圆筒构件10及液压泵5)安装在主轴4的外周上，以使形成在主轴4上的第I槽20和形成在圆筒构件10上的第2槽21成为相互对置的位置。另夕卜，一对主轴轴承8、9在先于将圆筒构件10设置在主轴4外周上之前预先安装在主轴4上。接着，将基准键30A安装在键槽25内。接着，在剩余的键槽25内也分别安装分割键30B。此时，如上述，使第I键片34相对于第2键片36在主轴4的轴方向及周方向上移动，并将分割键30B安装在键槽25内。在剩余所有的键槽25内设置分割键30后，接着，在主轴4后端侧的端部安装盖构件40，以使基准键30A及分割键30B不被拔出。 最后，安装用于支承液压泵5的泵轴承28。另外，液压泵5的装配可以在先于将圆筒构件10安装在主轴4之前预先进行，也可以在将圆筒构件10安装在主轴4之后进行。但是，如图2所示，就液压泵5来说，是由安装在圆筒构件10的主体部11的外周上的凸轮环29、通过该凸轮环29进行动作的活塞26、收纳凸轮环29及活塞26的壳体27、设置在壳体27和圆筒构件10之间的泵轴承28等多个零件构成的。这样，由多个零件构成的液压泵5需要比主轴轴承8、9频繁地进行维护。因此，通过将圆筒构件10及液压栗5设直在后于一对王轴轴承8、9间的后端侧，在拆装包含维护频度高的液压泵5的液压泵组件18时，可以不卸下一对主轴轴承8、9，而进行该组件的拆装。如上述，根据本实施方式的液压泵5的固定构造，由于将主轴4和圆筒构件10用多个键30A、30B连结，因此，能够将大的扭矩从主轴4传递到液压泵5。由于这些各键30A、30B能够以短时间、容易地制作，因此，即使设置多个也可以很廉价。另外，设置基准键30A和分割键30B，首先，将基准键30A安装在键槽25中，接着，在剩余的键槽25中安装分割键30B，由此，能够容易且以短时间安装多个键30A、30B的安装作业。即，在第I个键槽25中安装基准键30A时，分割键30B没有进入其它键槽25，也能够使主轴4及圆筒构件10在周方向上移动，因此，能够以短时间、容易地安装基准键30A。接着，例如，在第2个键槽25中也要安装基准键30A时，基准键30A已经进入第I个键槽25，由此，不能使主轴4及圆筒构件10在周方向上移动，因此，在第2槽21相对于第I槽20的相对的位置稍微偏移时，安装作业需要大量的时间。但是，在本发明中，作为分割键30B，通过设置具有相对于主轴4的轴方向倾斜的侧面34A、34B、36A、36B的一对键片34、36，能够使第I键片34相对于第2键片36在主轴4的周方向上移动，因此，即使第2槽21相对于第I槽20的相对的位置稍微偏移，也能够以短时间、容易地安装分割键30B。另外，在键槽25内安装分割键30B时，能够使第I键片34在主轴4的轴方向上移动并且也在周方向上移动，因此，能够使一对键片34、36的侧面34C、34D、36C、36D紧帖第I槽20及第2槽21的周方向侧的壁面。由此，能够对基准键30A及分割键30B均等地施加负荷。另外，由于键槽25有开口，因此，在安装液压泵组件18 (圆筒构件10及液压泵5)之后，能够安装基准键30A及分割键30B。由此，例如，与安装液压泵组件18，以使液压泵组件18的键槽嵌合在已经安装在主轴4上的键中的情况相比，更能够大幅度缩短安装时间。而且，由于包括盖构件40，可防止基准键30A及分割键30B拔出。接着，说明本发明的第2实施方式。在下面的说明中，对与上述实施方式对应的部分标注相同的标号并省略说明，主要对不同点进行说明。图8是表示安装在主轴4上的液压泵5周边的放大图。图9是图8的G-G剖面图。另外，在图9中，省略液压泵5的图示。如图8及图9所示，在主轴4后端侧的端部设置形成在主轴4外周面上的第I槽50 ;形成在圆筒构件10内周面上的第2槽51 ;基准键30A ;多个分割键54B ；以及用于防止液压泵5的拔出的保持构件56。第2槽51在主轴4后端侧的另一端部有开口。在主轴4的另一端部，拆装自由地安装有保持构件56，以堵塞该第2槽51的开口。图10是分割键62的立体图。另外，图11是图9的H向视图。
如图10及图11所示，分割键54B由与主轴4的轴方向平行且在沿主轴4的径方向的分割面上分割的一对键片64、66构成。第I键片64及第2键片66的侧面中，接触到第2槽51的周方向侧的壁面的侧面64B、66B，形成平行于主轴4的轴方向的侧面。另外，第I键片64及第2键片66的侧面中，形成接触到第I槽50周方向侧的壁面的侧面64A、66A，以使该侧面相对于主轴4的轴方向倾斜。这些侧面64A、66A的倾斜角形成为与后述的第I槽50的倾斜角相同的角度。形成第I槽50，以使其相对于主轴4的轴方向倾斜。另外，第I槽50的轴方向的长度长于多个分割键54B的轴方向的长度地形成。由此，多个分割键54B能够在轴方向上移动。第I槽50在主轴4后端侧的另一端部闭合，所以基准键30A及多个分割键54B不会从后端侧被拔出。分割键54B包括使第I键片64及第2键片66在键槽55内主轴4的轴方向上进退的键片移动机构。键片移动机构由嵌合在第I键片34端面中设置的螺钉孔68中的第I调节螺钉70、以及嵌合在第2键片36端面中设置的螺钉孔68的第2调节螺钉72构成。第I槽50及第2槽51的轴方向的长度长于第I键片64及第2键片66的轴方向的长度，所以通过使第I调节螺钉70及第2调节螺钉72旋转，能够使第I键片64及第2键片66分别向轴方向移动。具体而言，在使第I调节螺钉70向夹紧方向旋转时，第I键片64向后端侧移动。另一方面，当使第I调节螺钉70向松开的方向旋转时，第I键片64向轮毂侧移动。另外，第2键片64也与第I键片66同样地移动。而且，当使第I调节螺钉70和第2调节螺钉72分别向相反方向旋转时，第I键片64及第2键片66向相互不同的方向移动。图12是表示在键槽55内将第I键片64及第2键片66在主轴4的轴方向上移动的情况的图，关于第I键片64及第2键片66各自的位置，右侧中表示图9的J-J向视图，左侧中表示该向视图的剖面图(K-K剖面图，L-L剖面图)。另外，图12(a)中表示第I键片64及第2键片66位于键槽55的中央部的状态，图12(b)中表示第I键片64及第2键片66分别位于键槽55的中央部、后端侧的状态。另外，K-K剖面图及L-L剖面图是沿着键槽55的中央位置的剖面图。如图12(a)及图12(b)所示，使第I键片64及第2键片66的侧面64A、66A接触到第I槽50的主轴4周方向侧的壁面，并且将第I键片64及第2键片66在主轴4的轴方向上移动，从而插入到第I键片64及第2键片66的第I槽50内的部位的主轴4周方向的中心位置CL偏移。这是因为，第I槽50周方向侧的壁面、第I键片64的侧面64A和第2键片66的侧面66A相对于主轴4的轴方向倾斜。因此，能够任意调节作为分割键62整体的截面形状，使分割键62的侧面贴合键槽55周方向侧的壁面，对所有的键30A、62均等地施加负荷。在上述的液压泵5的固定构造的情况下，按照下面的顺序进行向主轴4安装液压泵5。如图8所示，首先，在第I槽50内嵌入分割键62。此时，插入第I键片64，以使其抵接第I槽50内的轮毂侧的端面，接着，在第I槽50内的后端侧的端部中插入第2键片66。然后，使第2键片66向轮毂侧移动，使侧面66A紧贴第I槽50的周方向壁面。然后，为了·微调节，使第I键片64向后端侧移动，使侧面64A紧贴第I槽50的周方向壁面。此时，只将分割键62的下部嵌入在第I槽50内，上部露出于主轴4的外周面。另外，最初插入到第I槽50内的键片将与具有螺钉孔68的端面相反侧的端面的面积大的一方键片配置在第I槽50内的轮毂侧(里侧)。另一方面，在圆筒构件10的外周上预先装配液压泵5，形成圆筒构件10和液压泵5成为一体的液压泵组件18 (圆筒构件10及液压泵5)。另外，液压泵5的装配可以与将分割键62嵌入在第I槽50内的作业并行地进行，也可以在将圆筒构件10安装在主轴4之后进行。接着，将液压泵组件18 (圆筒构件10及液压泵5)从主轴4的后端侧安装在主轴4的外周上。此时，一边使分割键62的上部嵌合在圆筒构件10的第2槽51内，一边安装液压泵组件18。接着，在主轴4的后端部上安装保持构件56，以使液压泵组件18 (圆筒构件10及液压泵5)不会向后端侧拔出。最后，安装用于支承液压泵5的泵轴承28。如上述，根据本实施方式的液压泵5的固定构造，通过设置由一对键片64、66构成的分割键54B，使第I键片64及第2键片66在主轴4的轴方向上移动，能够使第I键片64及第2键片66的侧面64A、66A紧贴第I槽50的周方向侧的壁面。由此，能够对基准键30A及分割键54B均等地施加负荷。另外，由于用保持构件56堵塞第2槽51的开口，因此，可防止液压泵组件18 (圆筒构件10及液压泵5)的拔出。接着，说明本发明的第3实施方式。图13是安装了液压泵5的主轴4的剖面图，是表示主轴4、圆筒构件10、凸轮环29的图。如图13所示，设置在主轴4外周上的圆筒构件10，由在主轴4的周方向上被分割的多个分割片IOA构成。圆筒构件10被分割，以使其分割数与键槽25的数量相同，以对于各键槽25分别对应一个分割片IOA来设置。各分割片IOA与邻接的分割片IOA之间的接触面IOB相对于主轴4的径方向倾斜，以随着面向主轴4的径方向外方，向主轴4的旋转方向偏移。如图14所示，液压泵5的活塞26作用在分割片IOA上的活塞26的负荷的合力，作用在凸轮环29的外周上。此时，在主轴4的切线方向及径方向上分别作用切线方向分力F2及半径方向分力Fl。通过该切线方向分力F2，在分割片IOA上作用弯矩。该弯矩是切线方向分力F2乘以分割片10的高度H的弯矩，该弯矩使分割片10在与主轴4的旋转方向相反侧形成隆起。另外，半径方向分力Fl是将分割片IOA按压在主轴4上的分力。半径方向分力Fl作用在分割片10外周的周方向的正中间即中央部附近。由于分割片10的接触面IOB向主轴4的旋转方向倾斜，所以半径方向分力Fl相比基准键30作用在主轴4的旋转方向侧的位置。 另一方面，从主轴4作用由半径方向分力Fl的反作用力及弯矩的反作用力构成的表面压。这些表面压在与主轴4的旋转方向相反侧的端部附近变大相当弯矩作用的量。因此，这些表面压的合力F3作用在分割片10的与主轴4的旋转方向相反侧的端部附近的位置。半径方向分力Fl作用在将合力F3作用的位置设为中心，离开距离e的位置，所以通过将分割片IOA按压在主轴4上的方向的力矩产生作用，可抑制分割片IOA的隆起。另外，如图13所示，设置在圆筒构件10外周的凸轮环29，由在主轴4的周方向上分割的多个圆弧状片29A构成。凸轮环29的圆弧状片29A的分割部位和圆筒构件10的分割片IOA的分割部位的
主轴4的周方向的位置一致。此时的圆筒构件10的分割片IOA的个数nl和圆弧状片29A的个数n2之比nl/n2用下面的式(I)表示。nl/n2 = 1/m (其中，m 为自然数。)· · ·式(I)凸轮环29由圆弧状片29A构成，这些圆弧状片29A的分割部位和圆筒构件10的分割片IOA的分割部位的主轴4的周方向的位置一致，由此，能够减少圆弧状片29A的分割片侧的角部悬挂在分割片IOA外周上，或分割片IOA的圆弧状片侧的角部悬挂在圆弧状片29A 上。另外，通过将与各分割片IOA的外周相接的圆弧状片29A的数量设为m个，来自液压泵5的活塞26的力经由m个圆弧状片29A均等地作用在各分割片IOA上。由此，能够经由各分割片10A，使作用在对各分割片IOA分别设置的基准键30A及分割键30B的力均等。另外，在本实施方式中，说明了凸轮环29的圆弧状片29A的分割部位和圆筒构件10的分割片IOA的分割部位的主轴4周方向的位置一致的情况，但不限定于此，如图15所示，凸轮环29的圆弧状片29A的分割部位和圆筒构件10的分割片IOA的分割部位的主轴4的周方向的位置也可以相互偏移。此时的圆筒构件10的分割片IOA的个数nl和圆弧状片29A的个数n2之比nl/n2也用上述式(I)表示。凸轮环29由圆弧状片29A构成，这些圆弧状片29A的分割部位和圆筒构件10的分割片IOA的分割部位的主轴4的周方向的位置相互偏移，由此，能够形成使所有的圆弧状片29A的分割片侧的角部抵接分割片IOA的内周面，并且，使所有的分割片IOA的圆弧状片侧的角部抵接圆弧状片29A的外周面的状态。由此，能够防止圆弧状片29A的分割片侧的角部悬挂在分割片IOA的圆弧状片侧的角部上。另外，在圆弧状片29A的分割部位和分割片IOA的分割部位的位置相互偏移的情况下，也与圆弧状片29A的分割部位和分割片IOA的分割部位的位置一致的情况一样，来自液压泵5的活塞26的力经由m个圆弧状片29A均等地作用在各分割片IOA上。由此，能够经由各分割片10A，使作用在基准键30A及分割键30B的力均等。另外，在上述的各实施方式中，作为再生能源发电装置的具体例子，说明了风力发电装置1，但本发明也可以适用于风力发电装置I以外的再生能源发电装置。例如，在利用了潮流、海流或河流的发电装置中，即，在使塔架15沉入海中或水中，通过旋翼2承受潮流、海流或河流，从而主轴4进行旋转 那 样的发电装置中也可以适用本发明。
权利要求
1.一种再生能源发电装置，包括 轮毂，安装有旋翼； 主轴，其一端部连结到所述轮毂； 圆筒构件，其绕所述主轴设置； 液压泵，其经由所述圆筒构件安装在所述主轴上； 液压电动机，其由从所述液压泵供给的压油驱动；以及 发电机，其连结到所述液压电动机，其特征在于， 在所述主轴的周方向形成多个由形成在所述主轴的外周面上的第I槽及形成在所述圆筒构件的内周面上的第2槽构成的键槽，以使所述键槽在所述主轴的轴方向上延伸， 包括嵌入在各键槽中的多个键。
2.权利要求I所述的再生能源发电装置，其特征在于， 所述多个键由嵌入所述键槽中的一个的基准键和嵌入在其它所述键槽中的被分割成一对键片的分割键构成， 所述一对键片分别成为沿着所述主轴的径方向的侧面的至少一部分相对于所述主轴的轴方向倾斜的倾斜面， 还包括使所述一对键片的至少一方在所述键槽内、所述主轴的轴方向上进退的键片移动机构。
3.权利要求2所述的再生能源发电装置，其特征在于， 所述分割键在与所述主轴的轴方向平行且沿着所述主轴的径方向的分割面上被分割，所述一对键片的所述侧面中，接触到所述第I槽及所述第2槽的任意一方的槽侧壁面的部分是与所述主轴的轴方向平行的侧面， 所述一对键片的所述倾斜面是接触到所述第I槽及所述第2槽的另一方的槽侧壁面的部分， 所述键片移动机构使所述一对键片双方在所述键槽内所述主轴的轴方向上进退。
4.权利要求2所述的再生能源发电装置，其特征在于， 所述一对键片由嵌入在所述第I槽中的第I键片和嵌入在所述第2槽中的第2键片构成， 所述第I键片及所述第2键片的任意一方的凸部卡合在另一方键片的凹部中， 所述一对键片的所述倾斜面是相互接触的所述凸部及所述凹部的侧面。
5.权利要求2所述的再生能源发电装置，其特征在于， 所述基准键由未分割的一体键构成。
6.权利要求I 5中任一项所述的再生能源发电装置，其特征在于， 所述液压泵包括安装在所述圆筒构件外周上的环状凸轮构件、利用该环状凸轮构件进行动作的多个活塞、以及对该多个活塞进行导向的汽缸而构成， 外周上安装有所述环状凸轮构件的所述圆筒构件，由在所述主轴的周方向上被分割、对各键槽设置的多个分割片构成， 各分割片与邻接的分割片之间的接触面，相对于所述主轴的径方向倾斜，以使其随着面向所述主轴的径方向外方而向所述主轴的旋转方向偏移。
7.权利要求6所述的再生能源发电装置，其特征在于，所述环状凸轮构件由在所述主轴的周方向上被分割的、多个圆弧状片构成， 所述圆筒构件的所述分割片的个数nl和所述圆弧状片的个数n2之比nl/n2用下式表示， nl/n2 = 1/m其中，m为自然数， 所述圆筒构件的所述分割片的分割部位和所述环状凸轮构件的所述圆弧状片的分割部位的所述主轴周方向的位置一致。
8.权利要求6所述的再生能源发电装置，其特征在于， 所述环状凸轮构件由在所述主轴的周方向上被分割的、多个圆弧状片构成， 所述圆筒构件的所述分割片的个数nl和所述圆弧状片的个数n2之比nl/n2用下式表示，nl/n2 = 1/m其中，m为自然数， 所述圆筒构件的所述分割片的分割部位和所述环状凸轮构件的所述圆弧状片的分割部位的所述主轴的周方向的位置相互偏移。
9.权利要求I 8中任一项所述的再生能源发电装置，其特征在于， 各键槽在与连结到所述主轴的所述轮毂的所述一端部的相反侧的另一端部中开口，还包括盖构件，其拆装自由地设置在所述主轴的所述另一端部侧上，堵塞所述键槽的开口。
10.权利要求I 8中任一项所述的再生能源发电装置，其特征在于， 各键槽的所述第I槽，在与连结到所述主轴的所述轮毂的所述一端部的相反侧的另一端部中闭合， 各键槽的所述第2槽在所述主轴的所述另一端部中开口， 还包括保持所述圆筒构件的保持构件，其拆装自由地设置在所述主轴的所述另一端部侦牝以使所述圆筒构件堵塞所述第2槽的开口。
11.权利要求I 10中任一项所述的再生能源发电装置，其特征在于， 所述液压泵、所述圆筒构件、所述键槽及所述键设置在与连结到所述主轴的所述轮毂的所述一端部相反侧的另一端部上， 还包括在所述主轴的所述一端部和所述另一端部之间，将所述主轴旋转自如地支承在装置主体侧上的一对主轴轴承。
12.权利要求I所述的再生能源发电装置，其特征在于， 所述再生能源发电装置是通过以所述旋翼承受风而使所述主轴旋转，从而驱动所述发电机的风力发电装置。
13.—种再生能源发电装置的液压泵的安装方法，该再生能源发电装置包括安装有旋翼的轮毂；其一端部连结到所述轮毂的主轴；绕所述主轴设置的圆筒构件；经由所述圆筒构件安装在所述主轴上的液压泵；通过从所述液压泵供给的压油驱动的液压电动机；以及连结到所述液压电动机的发电机，其特征在于， 在所述主轴的周方向上形成多个由形成在所述主轴的外周面上的第I槽及形成在所述圆筒构件的内周面上的第2槽构成的键槽，以使该键槽沿着所述主轴的轴方向延伸。在所述多个键槽中分别嵌入键，并将所述圆筒构件固定在所述主轴上。
14.权利要求13所述的液压泵的安装方法，其特征在于， 各键槽在与连结到所述主轴的所述轮毂的所述一端部的相反侧的另一端部中开口， 在从所述主轴的所述另一端部插入所述液压泵及所述圆筒构件后，从所述开口向所述键槽插入地嵌入所述键，并通过盖构件堵塞所述键槽的所述开口。
15.权利要求13所述的液压泵的安装方法，其特征在于， 各键槽在与连结所述主轴的所述轮毂的所述一端部的相反侧的另一端部中闭合， 各键槽的所述第2槽在所述主轴的所述另一端部中开口， 在所述主轴的外周面的所述第I槽中嵌入了所述键后，从所述主轴的所述另一端部插入所述液压泵及所述圆筒构件，并通过保持构件堵塞所述第2槽的开口。
全文摘要
本发明提供可以传递大的扭矩，具有可以容易且低成本进行加工的液压泵的固定构造的再生能源发电装置及该液压泵的安装方法。在主轴(4)后端侧的端部设置多个键槽(25)。多个嵌入键(30A)、(30B)嵌入在各键槽(25)中。多个键(30A)、(30B)由嵌入多个键槽(25)中的一个槽的基准键(30A)和嵌入在剩余的键槽(25)中的分割键(30B)构成。分割键(30B)由嵌入形成在主轴(4)的第1槽(20)中且具有凸形状的第1键片(34)和嵌入形成在圆筒构件(10)的第2槽(21)中且具有凹形状的第2键片(36)构成。设置一对键片(34)、(36)，以使第1键片(34)的凸部与第2键片(36)的凹部卡合。第1键片(34)的凸部及第2键片(36)的凹部的沿着主轴(4)的径方向的侧面(34A)、(34B)、(36A)、(36B)，即，第1键片(34)和第2键片(36)接触的接触面相对于主轴(4)的轴方向倾斜。
文档编号F03D11/02GK102959247SQ20118003165
公开日2013年3月6日 申请日期2011年4月5日 优先权日2011年4月5日
发明者堤和久, 一柳卓 申请人:三菱重工业株式会社