CN102822512A - 再生能源型发电装置和液压泵的安装方法 - Google Patents

Abstract

提供一种再生能源型发电装置及其液压泵的安装方法，能够传递大的转矩，即使在主轴直径大的情况下，也具有容易且能够以低成本进行加工的液压泵的固定结构。为了与设置在主轴(4)外周的圆筒部件(10)卡合而在主轴(4)的外周设置有结合部件(20)。结合部件(20)由固定部(21)、第一花键部(22)和第一销(23)构成。固定部(21)利用沿主轴(4)的周向设置的多个第一销(23)而被固定在主轴(4)的外周面。向固定部(21)后端侧的另一端部延伸设置的第一花键部(22)与主轴(4)的外周面之间具有间隙S，在面向该间隙S的内周面形成有第一花键齿(24)。该间隙S在固定部(21)后端侧的端部具有开口。

Description

再生能源型发电装置和液压泵的安装方法

技术领域

本发明涉及经由组合有液压泵和液压马达的油压传动装置而把旋转体的旋转能向发电机传递的再生能源型发电装置及其液压泵的安装方法。再生能源型发电装置是利用风、潮水、海流、河流等能够再生的能源的发电装置，例如能够举出风力发电装置、潮水发电装置、海流发电装置、河流发电装置等。

背景技术

近年来，按照保护地球环境的观点，正在进行包含利用风力的风力发电装置和利用潮水、海流或河流的发电装置的再生能源型发电装置的普及。再生能源型发电装置把风、潮水、海流或河流的运动能转换成旋转体的旋转能，进而把旋转体的旋转能利用发电机转换成电力。

由于这种再生能源型发电装置的旋转体转速与现有发电机的额定转速相比较小，所以在旋转体与发电机之间设置有机械式(齿轮式)的增速器。即利用增速器来把旋转体的转速增速到发电机的额定转速，然后向发电机输入。

但以提高发电效率为目的而随着再生能源型发电装置大型化的进展，有增速器的重量和成本增加的倾向。因此，代替机械式增速器而采用组合了液压泵和液压马达的油压传动装置的再生能源型发电装置正在被关注。

例如专利文献1和2所公开的风力发电装置就具有由安装在主轴周围的液压泵和被液压泵的压力油所驱动的液压马达构成的油压传动装置。该风力发电装置利用主轴的旋转来驱动液压泵，利用从该液压泵送出的压力油使液压马达旋转，利用该液压马达的旋转来驱动发电机。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第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

发明要解决的问题

但风力发电装置的主轴转矩非常大，如何把该大转矩从主轴向液压泵传递就成为问题。一般地作为传递大转矩的方法之一而知道是使用花键。但风力发电装置的主轴例如是直径1.5m左右的大径，对这种大径的主轴来加工花键是困难的，且成本也上升。

关于这点，在专利文献1和2中并没有公开液压泵向主轴的具体固定结构，使用油压传动装置的风力发电装置中，没有任何表示解决上述问题的对策。

对于风力发电装置以外的再生能源型发电装置，既然使用油压传动装置，就也需要解决上述问题。

解决问题的技术方案

于是，本发明的目的在于提供一种再生能源型发电装置及其液压泵的安装方法，能够传递大的转矩，即使在主轴直径大的情况下，也具有容易且能够以低成本进行加工的液压泵的固定结构。

解决上述课题的本发明的再生能源型发电装置具有：安装有旋翼的轮毂、一端部与所述轮毂连结的主轴、具有第一花键齿而与所述主轴是分体且被固定在该主轴的结合部件、具有与所述第一花键齿啮合的第二花键齿并设置在所述主轴周围的圆筒部件、经由所述圆筒部件而安装在所述主轴的液压泵、被从所述液压泵供给的压力油驱动的液压马达、与所述液压马达连结的发电机，其中，

利用所述结合部件的第一花键齿与所述圆筒部件的第二花键齿啮合来经由所述结合部件而把所述圆筒部件与所述主轴结合。

根据上述再生能源型发电装置，由于使被固定在主轴的结合部件的第一花键齿与被固定在液压泵的圆筒部件的第二花键齿啮合，所以能够经由结合部件和圆筒部件而把大转矩从主轴向液压泵传递。

由于上述结合部件和上述圆筒部件与主轴是分体，所以即使在主轴直径大的情况下，也能够分别容易且以低成本地对结合部件和圆筒部件进行花键加工。

优选的是，所述结合部件包括：

固定部，其被固定在所述主轴的外周面；

第一花键部，其与所述主轴的外周面之间具有间隙，而在面向该间隙的内周面形成有所述第一花键齿，

所述圆筒部件具有第二花键部，该第二花键部在外周面的一部分形成有所述第二花键齿，

把所述第二花键部插入所述主轴与所述第一花键部之间的所述间隙而使所述第一花键齿与所述第二花键齿啮合。

通过这样在圆筒部件的外周形成第二花键齿，与为了与主轴外周面之间具有间隙而在圆筒部件的内周形成第二花键齿的情况相比，能够使圆筒部件(特别是第二花键部)变薄。因此，能够缩小向圆筒部件安装的液压泵的外径，能够把液压泵紧凑化。

所述主轴与所述第一花键部之间的所述间隙也可以在所述主轴的轴向从所述轮毂朝向远侧端部进行开口，

所述第二花键部从所述间隙开口的所述端部侧向所述间隙内插入。

这样地把结合部件的第一花键部的开口设置成从轮毂朝向远侧的端部，把圆筒部件的第二花键部从该第一花键部的开口向主轴与第一花键部的间隙插入的情况下，圆筒部件和安装在它的液压泵就成为比结合部件位于轮毂的更远端。

因此，通过使圆筒部件向轮毂的相反侧轴向移动则能够把圆筒部件和安装在它的液压泵从主轴卸下来。在结合部件安装在主轴的状态下，通过使圆筒部件向轮毂侧移动则能够把第二花键部插入到间隙内而使与第一花键部卡合。

即能够使结合部件安装在主轴不变地而把维修保养频度高的液压泵相对主轴装卸。

所述结合部件的所述固定部也可以通过沿所述主轴的周向设置的多个销来向所述主轴的外周面固定。

通过这样利用多个销来把结合部件的固定部向主轴固定，能够把大转矩向结合部件传递。

优选的是，所述结合部件是具有所述主轴直径以下直径的圆筒状或圆柱状，包括：被固定在所述主轴的与所述轮毂连结的所述一端部相反侧的另一端部的固定部和在外周面形成有所述第一花键齿的第一花键部，

所述圆筒部件在内周面具有形成有所述第二花键齿的第二花键部。

通过这样把具有主轴直径以下直径的结合部件固定在主轴的轮毂相反侧的端部(主轴的另一端部)，使圆筒部件向轮毂的相反侧轴向移动则能够把圆筒部件和安装在它的液压泵从主轴卸下来。在结合部件安装在主轴的状态下，通过使圆筒部件向轮毂侧移动，能够使圆筒部件的第二花键部而与第一花键部卡合。

即能够使结合部件安装在主轴不变地而把维修保养频度高的液压泵相对主轴装卸。

优选的是，所述结合部件的所述固定部利用在该固定部与所述主轴的所述另一端部的接合面沿所述主轴的周向设置的多个销和贯通所述结合部件地向所述主轴轴向延伸的紧固部件，固定在所述主轴的所述另一端部。

通过这样在结合部件的固定部与主轴另一端部的接合面设置多个销，能够把大转矩从主轴向结合部件可靠地传递。

当由于主轴旋转而转矩向销作用，则具有沿主轴轴向成分的力向结合部件作用，结合部件被销向轮毂的相反侧按压。于是，通过设置紧固部件而能够可靠地把结合部件向主轴的另一端部固定。

优选的是，所述接合面具有把从所述主轴朝向所述结合部件地在所述主轴的轴向突出的凸部和从所述结合部件朝向所述主轴地在所述主轴的轴向洼陷的凹部在所述主轴的周向交替设置的凹凸形状，

把所述多个销设置在沿所述主轴的旋转方向而从所述凸部向所述凹部转移的所述凸部与所述凹部的交界处。

通过这样把所述销设置在所述凸部与所述凹部的交界处，使销对于主轴或结合部件推回去的表面压力的合力转矩向主轴的周向倾斜，能够减小销要把主轴和结合部件分离的主轴轴向的分力。

由于所述接合面具有把所述凸部和所述凹部在主轴的周向交替设置的凹凸形状，且所述凸部与所述凹部嵌合，所以能够把主轴转矩的一部分经由该嵌合部位传递。由此，能够减少应该由销负担的转矩。

优选的是，还具有被安装在所述结合部件和所述圆筒部件位于距所述轮毂远的一侧的端部的环状按压板，其跨越所述结合部件和圆筒部件而把所述第一花键齿与所述第二花键齿的啮合部覆盖，

利用所述环状按压板来防止所述圆筒部件相对所述结合部件从所述主轴的轴向脱出。

由此，能够防止圆筒部件和安装在它的液压泵脱出。

优选的是，还具有把所述主轴自由旋转地支承在装置本体侧的一对主轴轴承，把所述结合部件、所述圆筒部件和所述液压泵配置在所述一对主轴轴承之间。

通过这样把结合部件、圆筒部件和液压泵配置在一对主轴轴承之间，能够在把靠近轮毂侧的主轴轴承安装在主轴不动的状态下，装卸比主轴轴承维修保养频度高的液压泵。由于省去拆卸靠近轮毂侧的主轴轴承的麻烦，所以能够以短时间容易地实施液压泵的装卸作业。

优选的是，还具有把所述主轴自由旋转地支承在装置本体侧的一对主轴轴承，把所述结合部件、所述圆筒部件和所述液压泵配置在比所述一对主轴轴承位于所述轮毂的更远侧。

通过这样把结合部件、圆筒部件和液压泵配置在比一对主轴轴承还位于轮毂的远侧，能够在把一对主轴轴承安装在主轴不动的状态下，装卸比主轴轴承维修保养频度高的液压泵。由于省去拆卸主轴轴承的麻烦，所以能够以短时间容易地实施液压泵的装卸作业。

所述再生能源型发电装置也可以是由所述旋翼接受风而使所述主轴旋转并驱动所述发电机的风力发电装置。

本发明的液压泵安装方法是具有：安装有旋翼的轮毂、与所述轮毂连结的主轴、设置在所述主轴周围的液压泵、被从所述液压泵供给的压力油驱动的液压马达、与所述液压马达连结的发电机的再生能源型发电装置的液压泵安装方法，其中，具备：

把与所述主轴是分体且具有第一花键齿的结合部件固定在所述主轴的工序、

把所述液压泵向具有与所述第一花键齿啮合的第二花键齿的圆筒部件外周组装的工序、

使所述结合部件的第一花键齿与所述圆筒部件的第二花键齿啮合，经由所述结合部件而使外周组装有所述液压泵的所述圆筒部件与所述主轴结合的工序。

根据上述液压泵的安装方法，由于使被固定在主轴的结合部件的第一花键齿与被固定在液压泵的圆筒部件的第二花键齿啮合，所以能够经由结合部件和圆筒部件而把大转矩从主轴向液压泵传递。

由于上述结合部件和上述圆筒部件与主轴是分体，所以能够分别容易且以低成本地对结合部件和圆筒部件进行花键加工。且由于把液压泵预先组装到圆筒部件的外周，把这样的圆筒部件经由结合部件而与主轴结合，所以能够容易进行液压泵对于主轴的装卸作业。

也可以所述结合部件包括：

固定部，其被固定在所述主轴的外周面；

第一花键部，其与所述主轴的外周面之间具有间隙，而在与该间隙相接的内周面形成有所述第一花键齿，

所述圆筒部件具有第二花键部，其在外周面的一部分形成有所述第二花键齿，

在使所述圆筒部件与所述主轴结合的工序中，把所述圆筒部件的所述第二花键部插入所述主轴与所述第一花键部之间的所述间隙而使所述第一花键齿与所述第二花键齿啮合。

通过这样在圆筒部件的外周形成第二花键齿，与为了与主轴外周面之间具有间隙而在圆筒部件的内周形成第二花键齿的情况相比，能够使圆筒部件(特别是第二花键部)变薄。因此，能够缩小向圆筒部件安装的液压泵的外径，能够把液压泵紧凑化。

也可以所述结合部件是具有所述主轴直径以下直径的圆柱状，包括：被固定在所述主轴的与所述轮毂连结的所述一端部相反侧的另一端部的固定部和在外周面形成有所述第一花键齿的第一花键部，

所述圆筒部件在内周面具有形成有所述第二花键齿的第二花键部，

在使所述圆筒部件与所述主轴结合的工序中，使外周组装有所述液压泵的所述圆筒部件从所述结合部件朝向所述主轴并且沿所述主轴轴向移动来把该圆筒部件向所述结合部件的周围嵌入，使所述第一花键齿与所述第二花键齿啮合。

由于上述结合部件具有主轴直径以下的直径且被固定在主轴一端部相反侧的另一端部，所以通过使圆筒部件向轮毂的相反侧轴向移动就能够把圆筒部件和安装在它的液压泵从主轴卸下来。在结合部件安装在主轴的状态下，通过使圆筒部件向轮毂侧移动则能够使圆筒部件的第二花键部而与第一花键部卡合。即能够使结合部件安装在主轴不变地而把维修保养频度高的液压泵相对主轴装卸。

根据本发明，能够传递大的转矩，且即使在主轴直径大的情况下，也能够实现容易且可以低成本进行加工的液压泵的固定结构。

附图说明

图1是把本发明第一实施例风力发电装置的顶部放大表示的概略剖视图；

图2是表示安装在主轴的液压泵周边的放大图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是表示比一对主轴轴承之间更靠后端侧的主轴外周的液压泵、圆筒部件和结合部件的概略剖视图；

图5是表示第二实施例风力发电装置的液压泵周边结构的放大图；

图6是图5的B向视图；

图7是图5的C向视图，表示固定部与主轴后端侧端部的接合面；

图8是图7的D部放大图；

图9是从主轴的后方看主轴接合面的向视图；

图10是表示设置在主轴与结合部件的平坦接合面的第二销表面压力分布的图；

图11是表示设置在沿主轴的旋转方向而从凸部向凹部转移的交界处的第二销表面压力分布的图；

图12是表示被安装在一对主轴轴承之间的主轴外周的液压泵、圆筒部件和结合部件的概略剖视图。

具体实施方式

以下，使用附图来详细说明本发明再生能源型发电装置的实施例。在以下的说明中说明把本发明应用在风力发电装置的情况，但并不限定于此，本发明也能够应用在包含利用潮水、海流或河流的发电装置的其他种类再生能源型发电装置。

被以下的实施例所记载的结构零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特定的记载，旨趣就并不把本发明的范围限定于此，而不过单单是说明例。

图1是把本发明第一实施例风力发电装置的顶部放大表示的概略剖视图。

如图1所示，本实施例的风力发电装置1具备：安装有旋翼2的轮毂3、一端部与轮毂3连结的主轴4、被设置在主轴4周围的液压泵5、被从液压泵5供给的压力油驱动的液压马达6、与液压马达6连结的发电机7。且把主轴4、液压泵5、液压马达6和发电机7配置在设置于塔15上的机舱16内。液压泵5被配置在把主轴4自由旋转地支承在机舱16侧的一对主轴轴承8、9之间。且液压泵5经由设置在主轴4外周的圆筒部件10而被安装在主轴4。

液压泵5经由高压油流路17A和低压油流路17B而与液压马达6连接。把高压油流路17A设置在液压泵5的吐出侧与液压马达6的吸入侧之间，有被液压泵5生成的高压油流动。另一方面，把低压油流路17B设置在液压马达6的吐出侧与液压泵5的吸入侧之间，有液压马达6工作完后的低压油流动。

图2是表示安装在主轴4的液压泵5周边的放大图。图3是图2的A-A剖视图。

如图2所示，为了与设置在主轴4外周的圆筒部件10卡合而在主轴4的外周设置有结合部件20。

结合部件20成环状地被设置在主轴4的周围，由被设置在一端的固定部21和设置在另一端的第一花键部22构成。

如图3所示，固定部21利用沿主轴4的周向设置的多个第一销23而被固定在主轴4的外周面。由于利用多个第一销23来把结合部件20的固定部21向主轴4固定，所以能够把大转矩从主轴4向结合部件20传递。

在主轴4的第一销23周边设置有台阶，固定部21也是与主轴4对应的台阶形状。通过主轴4的台阶与固定部21的台阶卡合来限制结合部件20向轮毂3侧移动。

向固定部21的轮毂3的相反侧(以下叫做后端侧)端部延伸的第一花键部22与主轴4的外周面之间具有间隙S，在面向该间隙S的内周面形成有第一花键齿(内齿)24。该间隙S在轮毂3相反侧的端部是开口。

与结合部件20卡合的圆筒部件10由本体部11和第二花键部12构成。

本体部11在其外周安装有液压泵5。在本体部11的后端侧设置有环状的挡块13，限制圆筒部件10向后端侧移动(即防止圆筒部件10脱出)。该挡块13与主轴4的台阶和固定部21的台阶的所述卡合部一起来限制结合部件20和圆筒部件10在主轴4轴向的移动。因此，被安装在圆筒部件10的液压泵5在主轴4的轴向不动。

向本体部11的轮毂侧端部延伸设置的第二花键部12在其外周面形成有第二花键齿(外齿)14。

第二花键部12为了使其第二花键齿14与第一花键部22的第一花键齿24啮合而向间隙S内插入。通过第二花键齿14与第一花键齿24的啮合而使圆筒部件10经由结合部件20与主轴4结合。

在上述液压泵5的固定结构的情况下，液压泵5向主轴4的安装按照以下的顺序进行。

首先，把具有第一花键齿24的结合部件20配置在主轴4的外周并用第一销23固定在主轴4。一对主轴轴承8、9中被配置在轮毂3侧的主轴轴承8在把结合部件20向主轴4的外周安装之前就预先被安装在主轴4。

另一方面，把液压泵5预先组装在圆筒部件10的外周，而作为圆筒部件10和液压泵5成为一体的液压泵单元18。

接着，把液压泵单元18(圆筒部件10和液压泵5)从主轴4的后端侧配置在主轴4的外周。并使液压泵单元18(圆筒部件10和液压泵5)向轮毂侧移动，把圆筒部件10的第二花键部12向间隙S内插入，使第二花键齿14与第一花键齿24啮合。

然后，为了使液压泵单元18(圆筒部件10和液压泵5)不向后端侧脱出而把挡块13安装在主轴4的外周。

最后，把一对主轴轴承8、9中的被配置在后端侧的主轴轴承9安装在主轴4的外周。

如图2所示，液压泵5包括有：被安装在圆筒部件10的本体部11外周的环状凸轮25、利用该环状凸轮25进行动作的活塞26、收容环状凸轮25和活塞26的壳体27、被设置在壳体27与圆筒部件10之间的泵轴承28等多个零件。这样由多个零件构成的液压泵5与主轴轴承8、9相比则需要频繁地进行维修保养。

于是，通过把圆筒部件10和液压泵5设置在一对主轴轴承8、9之间，在装卸包括维修保养频度高的液压泵5的液压泵单元18时，仅把配置在后端侧的主轴轴承9卸下就能够进行该装卸。即安装着主轴轴承8和结合部件20不动地就能够进行液压泵单元18的装卸。

本实施例说明了把液压泵5、圆筒部件10和结合部件20设置在一对主轴轴承8、9之间的情况，但并不限定于此，也可以如图4所示那样，把液压泵5、圆筒部件10和结合部件20设置在比一对主轴轴承8、9之间位于更靠向后端侧的主轴4的端部。图4中，对于与图2相同的部分则付与相同的符号而省略说明。

在该情况下，由于把圆筒部件10和液压泵5设置在比一对主轴轴承8、9更靠后端侧，所以不必卸下一对主轴轴承8、9就能够把圆筒部件10和液压泵5卸下来。因此，能够以短时间容易地实施包括维修保养频度高的液压泵5的液压泵单元18的装卸作业。

如上所述，根据本实施例的风力发电装置1，通过设置与主轴4是分体的结合部件20，即使在主轴4直径大的情况下，也能够把大的转矩经由圆筒部件10向液压泵5传递。

由于结合部件20和圆筒部件10与主轴4是分体，所以能够分别容易且以低成本地对结合部件20和圆筒部件10进行花键加工。

由于在圆筒部件10的外周形成外齿的第二花键齿14，所以与为了与主轴4的外周面之间具有间隙而在圆筒部件10的内周形成内齿的第二花键齿14的情况相比，能够使第二花键部12变薄。且由于使第二花键部12变薄而能够降低被安装在圆筒部件10状态的液压泵5的高度。

且由于把第二花键部12从间隙S的后端侧开口向间隙S内插入，所以通过使具有第二花键部12的圆筒部件10向后端侧移动就能够把液压泵5从主轴4卸下。把组装有液压泵5的圆筒部件10从主轴4的后端侧安装在主轴4的外周后，通过使其向轮毂3移动则使第二花键部12插入到间隙S内而与第一花键部22卡合。即，把结合部件20安装在主轴4不动，就能够把维修保养频度高的液压泵5向主轴4装卸。

接着说明本发明的第二实施例。对于与上述实施例对应的部分则付与相同的符号而省略说明，主要说明不同点。

图5是表示第二实施例风力发电装置的液压泵5周边结构的放大图。图6是图5的B向视图。图6中为了容易说明而省略了液压泵5。

如图5和图6所示，本实施例的风力发电装置31具有：设置在主轴4后端侧端部的圆筒形状的结合部件50、设置在该结合部件50和主轴4外周的圆筒部件40、被组装在圆筒部件40的液压泵5。

圆筒部件40由本体部11和在内周面形成有第二花键齿(内齿)44的第二花键部42构成。

结合部件50由在外周面形成有第一花键齿(外齿)54的第一花键部52和被固定在主轴4后端侧端部的固定部51构成。

第一花键齿54被设置成与圆筒部件40的第二花键齿44啮合。把第一花键齿54和第二花键齿44的啮合部覆盖的环状按压板55跨越结合部件50和圆筒部件40地被安装在结合部件50的后端侧端面。利用该按压板55来防止圆筒部件40向后端侧脱出。

如图5和图6所示，结合部件50的固定部51利用沿主轴4的轴向设置的多个紧固部件56和沿主轴4的周向设置的多个第二销53而被固定在主轴4。

紧固部件56贯通结合部件50而与主轴4后端侧的端部旋合。

第二销53在固定部51与主轴4后端侧端部的接合面以规定的间隔被设置在主轴4的周向。

圆筒状的结合部件50优选被形成其外径是主轴4的直径以下。例如也可以如图5所示那样，使结合部件50的外径与主轴4的直径相同。

图7是图5的C向视图，表示固定部51与主轴4后端侧端部的接合面。图8是图7的D部放大图。图9是从主轴4的后方看主轴4接合面的向视图。

如图7～图9所示，固定部51与主轴4后端侧端部的接合面具有把从主轴4朝向结合部件50并且在主轴4的轴向(图7和图8的上下方向)突出的凸部57和从结合部件50朝向主轴4并且在主轴4的轴向洼陷的凹部58在主轴4的周向交替设置的凹凸形状。

把第二销53设置在沿主轴4的旋转方向而从凸部57向凹部58转移的凸部57与凹部58的交界处。把第二销53这样地设置在凸部57与凹部58的上述交界处的理由如下。

图10是表示设置在主轴4与结合部件50的平坦接合面的第二销53表面压力分布的图。图11是表示设置在沿主轴4的旋转方向而从凸部57向凹部58转移的交界处的第二销53表面压力分布的图。

如图10所示，在接合面FL平坦的情况下，由于主轴4的旋转而第二销53受到主轴4周向的力F1，为了抵抗该力F1而在第二销53外周面的法线方向产生有表面压力。该表面压力的合力矢量F3在主轴4周向的分力与力F1平衡，主轴4的轴向分力向使从结合部件50分开的方向按压主轴4。由于从结合部件50受到的反力F2也同样地产生有表面压力。该表面压力的合力矢量F4在主轴4周向的分力与反力F2平衡，主轴4的轴向分力向使从主轴4分开的方向按压结合部件50。

其结果是，合力矢量F3的轴向成分与合力矢量F4的轴向成分是要使主轴4与结合部件50分开。当然，例如通过利用紧固部件56把结合部件50固定在主轴4而能够维持主轴4与结合部件50的接合，但要增加紧固部件56的个数。

另一方面，在把第二销53设置在凹凸形状接合面的凸部57与凹部58的上述交界处的情况下，如图11所示，在图10所示表面压力分布的基础上在X和Y所示区域还产生表面压力。区域X的表面压力由于都是轴向成分朝向结合部件50的分力，所以所有的表面压力的合力矢量F30与合力矢量F3(参照图10)相比，向主轴4的周向倾斜。换言之，合力矢量F30的轴向成分与合力矢量F3相比变小。同样地，区域Y的表面压力由于都是轴向成分朝向主轴4的分力，所以所有的表面压力的合力矢量F40与合力矢量F4(参照图10)相比，向主轴4的周向倾斜。换言之，合力矢量F40的轴向成分与合力矢量F4相比变小。

因此，通过把第二销53设置在凹凸形状接合面的凸部57与凹部58的上述交界处，使要使主轴4与结合部件50分开的轴向成分的力变小，能够减少紧固部件56的个数。

如图11所示，当把角度θ的表面压力设定为P₀cosθ，则合力矢量F30的角度β能够如下表示。

[数学式1]

$\mathrm{\β}={\tan }^{-1}\frac{f\left(y\right)}{f\left(x\right)}...\left(1\right)$

在此，f(x)：主轴4周向的分力、f(y)：主轴4轴向的分力

这些f(x)、f(y)由数学式(2)、数学式(3)表示。

[数学式2]

$f\left(x\right)={\∫}_{-d}^{\frac{\mathrm{\π}}{2}}P{\cos }^2\mathrm{\θd\θ}...\left(2\right)$

[数学式3]

$f\left(y\right)={\∫}_{+d}^{\frac{\mathrm{\π}}{2}}\mathrm{Po}\cos \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\θd\θ}...\left(3\right)$

只要使用上式，例如知道在α＝0°的情况下(即图10的情况)，则β＝32.5°，相对地在α＝5°的情况下则β＝29.6°，在α＝10°的情况下则β＝26.8°。

在上述液压泵5的固定结构的情况下，液压泵5向主轴4的安装按照以下的顺序进行。

首先，把结合部件50利用第二销53和紧固部件56固定在主轴4后端侧的端部(参照图5)。一对主轴轴承8、9在把结合部件50向主轴4固定之前就预先被安装在主轴4的外周。

另一方面，把液压泵5预先组装在圆筒部件40的外周，变成圆筒部件40和液压泵5成为一体的液压泵单元18。

接着，把液压泵单元18(圆筒部件40和液压泵5)从主轴4的后端侧安装在主轴4的外周。这时，一边使圆筒部件40的第二花键齿44与结合部件50的第一花键齿54啮合，一边把圆筒部件40向主轴4的外周安装。

最后，为了使液压泵单元18(圆筒部件10和液压泵5)不向后端侧脱出而安装按压板55。

由于把液压泵单元18(圆筒部件40和液压泵5)比一对主轴轴承8、9设置在更靠后端侧，所以在装卸液压泵单元18时不需要卸下一对主轴轴承8、9。

且由于结合部件50的外径是主轴4的直径以下，所以在把结合部件50安装在主轴4不动的状态下能够装卸被安装在主轴4的主轴轴承8、9。因此，即使在对主轴轴承8、9进行维修保养时，也不需要把结合部件50从主轴4卸下。

本实施例说明了把液压泵5、圆筒部件40和结合部件50设置在比一对主轴轴承8、9更靠后端侧的情况，但并不限定于此，也可以如图12所示那样，把液压泵5、圆筒部件40和结合部件50设置在一对主轴轴承8、9之间。图12中，对于与图5相同的部分则付与相同的符号而省略说明。在该情况下，由于把圆筒部件40和液压泵5设置在一对主轴轴承8、9之间，所以在要卸下圆筒部件40和液压泵5时，仅通过把配置在后端侧的主轴轴承9卸下，就能够把它们卸下。

如上所述，根据本实施例的风力发电装置31，通过设置与主轴4是分体的结合部件50，即使在主轴4直径大的情况下，也能够把大的转矩经由圆筒部件40向液压泵5传递。

由于结合部件50和圆筒部件40与主轴4是分体，所以能够分别容易且以低成本地对结合部件50和圆筒部件40进行花键加工。

由于结合部件50被固定在主轴4后端侧的端部且具有主轴4直径以下的直径，所以通过使圆筒部件40向后端侧移动就能够把液压泵5从主轴4卸下来。通过把组装有液压泵5的圆筒部件40安装在主轴4和结合部件50的外周，能够使圆筒部件40的第二花键齿44与结合部件50的第一花键齿54啮合。即能够把结合部件50安装在主轴4不动地来把维修保养频度高的液压泵5向主轴4装卸。

且由于把多个第二销53设置在结合部件50与主轴4的接合面，所以能够把大转矩向结合部件50传递，使该结合部件50与主轴4一体化地旋转。

当由于主轴4的旋转而转矩向第二销53作用时，由于在该第二销53按压结合部件50的位置(即从结合部件50有反力向第二销53作用的位置)经由第二销53而力向主轴4的轴向的作用，所以成为第二销53把结合部件50推出，若仅设置第二销53则结合部件50从主轴4脱离。但由于设置有紧固部件56，所以能够把结合部件50固定在主轴4。

通过把第二销53设置在凸部57与凹部58的交界处，使从主轴4向第二销53作用的力与从结合部件50向第二销53作用的反力的作用位置在主轴4的轴向错开，能够使在第二销53按压结合部件50的位置作用的朝向主轴4轴向的力的方向向主轴4的周向倾斜。由此，能够减少向主轴4的轴向作用的力，能够把第二销53推出结合部件50的力变小。

由于接合面具有把凸部57和凹部58在主轴4的周向交替设置的凹凸形状，且凸部57与凹部58嵌合，所以能够把主轴4转矩的一部分经由该嵌合部位传递。由此，能够减少向第二销53作用的转矩。

由于具有环状的按压板55，所以能够防止圆筒部件40脱出。由此，能够防止液压泵5脱出。

且在上述实施例中，作为再生能源型发电装置的具体例而说明了风力发电装置1、31，但本发明也能够应用在风力发电装置1、31以外的再生能源型发电装置。

例如也可以把本发明应用在利用潮水、海流或河流的发电装置，是塔15向海中或水中沉没，且利用旋翼2接受潮水、海流或河流而使主轴4旋转的发电装置。

符号说明

1风力发电装置    2旋翼    3轮毂    4主轴    5液压泵

6液压马达    7发电机    8主轴轴承    9主轴轴承

10圆筒部件    11本体部    12第二花键部    13挡块

14第二花键齿    15塔    16机舱    17A高压油流路

17B低压油流路    18液压泵单元    20结合部件    21固定部

22第一花键部    23第一销    24第一花键齿    25环状凸轮

26活塞    27壳体    28泵轴承    31风力发电装置

40圆筒部件    42第二花键部    44第二花键齿    50结合部件

51固定部    52第一花键部    53第二销    54第一花键齿

55按压板    56紧固部件    57凸部    58凹部

S间隙    FL接合面

Claims (14)

1.一种再生能源型发电装置，具有：

安装有旋翼的轮毂、

一端部与所述轮毂连结的主轴、

具有第一花键齿并与所述主轴是分体且被固定在该主轴的结合部件、

具有与所述第一花键齿啮合的第二花键齿并设置在所述主轴周围的圆筒部件、

经由所述圆筒部件而安装在所述主轴的液压泵、

被从所述液压泵供给的压力油驱动的液压马达、

与所述液压马达连结的发电机，其特征在于，

利用所述结合部件的第一花键齿与所述圆筒部件的第二花键齿啮合来经由所述结合部件而把所述圆筒部件与所述主轴结合。

2.如权利要求1所述的再生能源型发电装置，其特征在于，

所述结合部件包括：

固定部，其被固定在所述主轴的外周面；

第一花键部，其与所述主轴的外周面之间具有间隙，而在面向该间隙的内周面形成有所述第一花键齿，

所述圆筒部件具有第二花键部，该第二花键部在外周面的一部分形成有所述第二花键齿，

把所述第二花键部插入所述主轴与所述第一花键部之间的所述间隙而使所述第一花键齿与所述第二花键齿啮合。

3.如权利要求2所述的再生能源型发电装置，其特征在于，所述主轴与所述第一花键部之间的所述间隙在所述主轴的轴向从所述轮毂朝向远侧端部进行开口，

所述第二花键部从所述间隙开口的所述端部侧向所述间隙内插入。

4.如权利要求2所述的再生能源型发电装置，其特征在于，所述结合部件的所述固定部通过沿所述主轴的周向设置的多个销来向所述主轴的外周面固定。

5.如权利要求1所述的再生能源型发电装置，其特征在于，

所述结合部件是具有所述主轴直径以下直径的圆筒状或圆柱状，包括：被固定在所述主轴的与所述轮毂连结的所述一端部相反侧的另一端部的固定部和在外周面形成有所述第一花键齿的第一花键部，

所述圆筒部件在内周面具有形成有所述第二花键齿的第二花键部。

6.如权利要求5所述的再生能源型发电装置，其特征在于，所述结合部件的所述固定部利用多个销和紧固部件固定在所述主轴的所述另一端部，所述销在该固定部与所述主轴的所述另一端部的接合面沿所述主轴的周向设置，所述紧固部件贯通所述结合部件地向所述主轴轴向延伸。

7.如权利要求6所述的再生能源型发电装置，其特征在于，所述接合面具有把凸部和凹部在所述主轴的周向交替设置的凹凸形状，所述凸部从所述主轴朝向所述结合部件并且在所述主轴的轴向突出，所述凹部从所述结合部件朝向所述主轴并且在所述主轴的轴向洼陷，

把所述多个销设置在沿所述主轴的旋转方向而从所述凸部向所述凹部转移的所述凸部与所述凹部的交界处。

8.如权利要求5所述的再生能源型发电装置，其特征在于，还具有被安装在所述结合部件和所述圆筒部件的距所述轮毂远的一侧的端部的环状按压板，该环状按压板跨越所述结合部件和所述圆筒部件而把所述第一花键齿与所述第二花键齿的啮合部覆盖，

利用所述环状按压板来防止所述圆筒部件相对所述结合部件从所述主轴的轴向脱出。

9.如权利要求1所述的再生能源型发电装置，其特征在于，还具有把所述主轴自由旋转地支承在装置本体侧的一对主轴轴承，

把所述结合部件、所述圆筒部件和所述液压泵配置在所述一对主轴轴承之间。

10.如权利要求1所述的再生能源型发电装置，其特征在于，还具有把所述主轴自由旋转地支承在装置本体侧的一对主轴轴承，

把所述结合部件、所述圆筒部件和所述液压泵配置在比所述一对主轴轴承位于距所述轮毂的更远侧。

11.如权利要求1所述的再生能源型发电装置，其特征在于，所述再生能源型发电装置是通过所述旋翼接受风而使所述主轴旋转并驱动所述发电机的风力发电装置。

12.一种液压泵的安装方法，其是再生能源型发电装置的液压泵安装方法，该再生能源型发电装置具有：安装有旋翼的轮毂、与所述轮毂连结的主轴、设置在所述主轴周围的液压泵、被从所述液压泵供给的压力油驱动的液压马达、与所述液压马达连结的发电机，所述液压泵的安装方法特征在于，具备：

把与所述主轴是分体且具有第一花键齿的结合部件固定在所述主轴的工序、

把所述液压泵向具有与所述第一花键齿啮合的第二花键齿的圆筒部件的外周组装的工序、

使所述结合部件的第一花键齿与所述圆筒部件的第二花键齿啮合，经由所述结合部件而使外周组装有所述液压泵的所述圆筒部件与所述主轴结合的工序。

13.如权利要求12所述的液压泵的安装方法，其特征在于，

所述结合部件包括：

固定部，其被固定在所述主轴的外周面；

第一花键部，其与所述主轴的外周面之间具有间隙，而在与该间隙相接的内周面形成有所述第一花键齿，

所述圆筒部件具有第二花键部，其在外周面的一部分形成有所述第二花键齿，

在使所述圆筒部件与所述主轴结合的工序，把所述圆筒部件的所述第二花键部插入所述主轴与所述第一花键部之间的所述间隙，使所述第一花键齿与所述第二花键齿啮合。

14.如权利要求12所述的液压泵的安装方法，其特征在于，

所述结合部件是具有所述主轴直径以下直径的圆筒状或圆柱状，包括：被固定在所述主轴的与所述轮毂连结的所述一端部相反侧的另一端部的固定部和在外周面形成有所述第一花键齿的第一花键部，

所述圆筒部件在内周面具有形成有所述第二花键齿的第二花键部，

在使所述圆筒部件与所述主轴结合的工序中，使外周组装有所述液压泵的所述圆筒部件从所述结合部件朝向所述主轴，沿所述主轴轴向移动，把该圆筒部件向所述结合部件的周围嵌入，使所述第一花键齿与所述第二花键齿啮合。

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