CN105473850A - 旋转传递装置以及设置有该旋转传递装置的风力发电设备 - Google Patents

Abstract

一种旋转传递装置，其设置有单向离合器，该单向离合器设置在增速机的输出轴与发电机的输入轴之间、在输出轴的旋转速度高于输入轴的旋转速度的同时以能够一体地旋转的方式连接输出轴和输入轴、并且在输出轴的旋转速度低于输入轴的旋转速度的同时切断输出轴与输入轴之间的连接。该旋转传递装置还设置有测量单元和获取单元，其中，该测量单元测量单向离合器的状态，该状态根据施加至单向离合器的负载的大小而变化，该获取单元基于通过测量单元的测量结果来获取施加至单向离合器的负载。

Description

旋转传递装置以及设置有该旋转传递装置的风力发电设备

技术领域

本发明的方面涉及一种旋转传递装置以及配备有该旋转传递装置的风力发电设备。

背景技术

按照常规，已知一种风力发电设备，在该风力发电设备中，叶片在接受风力时使连接至叶片的主轴旋转，并且增速器将主轴的旋转增速，从而驱动发电机。另外，还已知一种技术，在该技术中，在增速器的输出轴与发电机的输入轴之间设置有单向离合器，以抑制发电机的由于风力等的变化所造成的惯性转矩的变化并且以减小施加至增速器的负载(例如，参照专利文献1)。

该单向离合器配备有内圈、外圈和滚子，其中，该内圈设置在输入轴和输出轴中的一者侧，该外圈设置在输入轴和输出轴中的另一者侧，滚子设置在形成在内圈与外圈之间的楔形空间中，该单向离合器构造成使得滚子在输出轴的旋转速度高于输入轴的旋转速度的情况下移动至楔形空间中的较窄区域并且与内圈和外圈接合，从而将输出轴以能够一体地旋转的方式连接至输入轴，并且该单向离合器构造成使得滚子在输出轴的旋转速度低于输入轴的旋转速度的情况下移动至楔形空间的较宽区域并且被解除接合，从而切断输出轴与输入轴之间的连接。

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专利文献

专利文献1：JP-A-2013-60825

发明内容

本发明所要解决的问题

然而，即使单向离合器设置在增速器与发电机之间，由于施加至增速器的负载仍然较大，因此增速器是装置中的很可能引起问题的一个装置。此外，如果大的负载施加至增速器，则大的负载同样地也施加至单向离合器，由此发生问题的可能性很高。因此，期望的是，应该掌握施加至增速器和单向离合器的负载的状态来防止问题的发生。

此外，如果外圈的内周面和内圈的外周面(该内周面和外周面在下文中被称为“接合面”)——滚子与该内周面和外周面接合——由于风力发电设备的长期使用而被磨损，则在楔形空间中由内圈和外圈的接合面形成的角度(楔角)逐渐地变大并且在外圈与内圈之间易于发生“滑动”。这种“滑动”可能造成不适当的驱动动力传递和发电效率的劣化。为此，重要的是，掌握接合面的磨损状态并防止发电效率方面的劣化。

本发明的方面意在提供一种旋转传递装置，该旋转传递装置能够掌握施加至增速器和单向离合器的负载以用于例如防止问题的发生并用于提早检测问题，并且本发明的方面意在提供一种配备有该旋转传递装置的风力发电设备。

本发明的另一方面意在提供一种旋转传递装置，该旋转传递装置能够掌握单向离合器的内圈和外圈的接合面的磨损状态，并且本发明的另一方面意在提供一种配备有该旋转传递装置的风力发电设备。

解决问题的方式

(1)本发明的第一方面包括旋转传递装置，该旋转传递装置包括：单向离合器，该单向离合器设置在增速器的输出轴与发电机的输入轴之间，其中，该增速器在风力发电设备中将主轴的旋转增速，输出轴的旋转被输入至该发电机的输入轴以产生电力，在输出轴的旋转速度高于输入轴的旋转速度的状态下，该单向离合器使输出轴与输入轴之间以能够一体地旋转的方式连接，并且在输出轴的旋转速度低于输入轴的旋转速度的状态下，该单向离合器切断输出轴与输入轴之间的连接；测量部，该测量部测量单向离合器的状态，该状态根据施加至单向离合器的负载而变化；以及获取部，该获取部基于测量部的测量结果来获取施加至单向离合器的负载。

在这种构型的情况下，测量部测量单向离合器的状态，并且获取部基于测量部的测量结果来获取施加至单向离合器的负载，由此能够掌握施加至单向离合器和增速器的负载的状态。因此，在获取部获取过大的负载的情况下，可以采取用于防止在单向离合器和增速器中发生问题的措施。

(2)单向离合器可以包括：内圈和外圈；以及多个接合元件，所述多个接合元件设置在内圈与外圈之间，接合元件可以与内圈和外圈接合以使输出轴与输入轴之间以能够一体地旋转的方式连接，并且接合元件可以被解除接合以切断该连接，并且测量部可以测量通过接合元件的接合而在内圈或外圈中产生的形变。

沿周向方向施加至单向离合器的负载(转矩负载)与在内圈或外圈中产生的形变相关。因此，施加至单向离合器的负载能够通过利用测量部测量形变来获取。

(3)单向离合器可以包括：内圈和外圈；以及多个接合元件，所述多个接合元件设置在内圈与外圈之间，接合元件可以与内圈和外圈接合以使输出轴与输入轴之间以能够一体地旋转的方式连接，并且接合元件可以被解除接合以切断该连接，并且测量部可以测量接合元件在接合元件与内圈和外圈接合时沿轴向方向的移动量。

沿周向方向施加至单向离合器的负载(转矩负载)与在接合元件与内圈和外圈接合时接合元件沿轴向方向的移动量相关。因此，施加至单向离合器的负载能够通过测量所述移动量来获取。

(4)单向离合器可以在外圈的内周面或内圈的外周面上形成凸轮面以在内圈与外圈之间形成楔形空间。

在这种情况下，当接合元件与凸轮面接合时，负载沿法向方向被施加至凸轮面，并且由于该负载而在形成有凸轮面的外圈或内圈中发生形变。负载和形变随着沿周向方向施加至单向离合器的负载变大而变大。因此，沿周向方向施加至单向离合器的负载能够通过测量该形变来获取。

此外，接合元件在与凸轮面接合的过程中沿周向方向移动。移动量随着沿周向方向施加至单向离合器的负载变大而变大。因此，沿周向方向施加至单向离合器的负载能够通过测量该移动量来获取。

(5)单向离合器可以包括用作接合元件的楔块。

在这种情况下，每个楔块在与凸轮面接合的过程中沿周向方向移动。移动量随着沿周向方向施加至单向离合器的负载变大而变大。因此，沿周向方向施加至单向离合器的负载能够通过该测量移动量来获取。

(6)本发明的第二方面包括风力发电设备，该风力发电设备包括：增速器，该增速器将通过风力而旋转的主轴的旋转增速，并且该增速器将该旋转从输出轴输出；发电机，输出轴的旋转通过发电机的输入轴输入至发电机以产生电力；以上提到的旋转传递装置；以及测量部，该测量部根据旋转传递装置的获取部所获取的负载来测量发电机的电力负载。

在这种构型的情况下，例如，在施加至单向离合器的负载较大的情况下，减小发电机中的电力负载，由此能够减小施加至单向离合器的负载并且能够防止在单向离合器和增速器中发生问题。

(7)以上提到的风力发电设备优选地包括传输部，该传输部将指示单向离合器的状态的信息或指示施加至单向离合器的负载的信息传输至风力发电设备的外部。

在这种构型的情况下，例如，在风力发电设备配备有用于从外部监测风力发电设备的操作监测装置的情况下，施加至单向离合器和增速器的负载的状态、电力负载的调节状态等能够通过将单向离合器的状态以及施加至单向离合器的负载传输至操作监测装置来远程掌握。

(8)本发明的第三方面包括旋转传递装置，该旋转传递装置包括单向离合器，该单向离合器设置在增速器的输出轴与发电机的输入轴之间，其中，该增速器将通过风力而旋转的主轴的旋转增速并且该增速器将该旋转从输出轴输出，输出轴的旋转被输入至发电机的输入轴以产生电力，其中，该单向离合器包括：内圈，该内圈设置在输出轴和输入轴中的一者上；外圈，该外圈设置在输出轴和输入轴中的另一者上；以及滚子，滚子设置在内圈与外圈之间的楔形空间中，其中，在输出轴的旋转速度高于输入轴的旋转速度的情况下，该单向离合器通过将滚子与内圈和外圈接合而使输出轴与输入轴之间以能够一体地旋转的方式连接，并且在输出轴的旋转速度低于输入轴的旋转速度的情况下，该单向离合器通过解除接合而切断该连接，并且其中，该旋转传递装置还包括检测机构，该检测机构检测内圈与外圈之间的由发电机的负载转矩的变化所引起的扭转角。

当输出轴的旋转经由单向离合器传递至输入轴并且发电机的转子被旋转以产生电力时，如果用于使转子旋转的负载转矩增大，则单向离合器的滚子移动至楔形空间的较窄区域并且在运动期间于内圈与外圈之间发生相对旋转。随着楔角由于内圈和外圈的接合面的磨损而增大，用作相对运动的角度的“扭转角”变得越来越大。因此，内圈和外圈的接合面的磨损状态能够通过检测扭转角来掌握，由此能够在单向离合器效率变低之前实施诸如单向离合器的更换、维修等之类的措施。

(9)旋转传递装置还可以包括判定部，该判定部基于根据负载转矩的变化量而定的扭转角来判定单向离合器的内圈和外圈的磨损状态。

在这种构型的情况下，能够基于判定部的判定结果实施单向离合器的诸如更换、维修等之类的措施。

(10)检测机构可以包括：第一检测部，第一检测部检测内圈的绝对角度；第二检测部，第二检测部检测外圈的绝对角度；以及计算部，该计算部获得第一检测部和第二部的检测值之间的差。

在这种构型的情况下，能够检测内圈与外圈之间的扭转角。

(11)此外，检测机构可以包括检测部，该检测部直接检测由于内圈与外圈之间的相对旋转所造成的角度的变化。

在这种构型的情况下，也能够检测到内圈与外圈之间的扭转角。另外，能够减少由于检测部的数量，因此检测机构能够以廉价的方式构造。

(12)旋转传递装置可以包括传输部，该传输部将判定部的判定结果传输至风力发电设备的外部。

在这种构型的情况下，例如，在风力发电设备配备有用于从外部监测风力发电设备的操作监测装置的情况下，例如内圈和外圈的磨损状态能够通过将判定部的判定结果传输至操作监测装置而被远程掌握。

(13)本发明的第四方面包括风力发电设备，该风力发电设备包括：增速器，该增速器将通过风力而旋转的主轴的旋转增速，并且该增速器将该旋转从增速器的输出轴输出；发电机，输出轴的旋转通过发电机的输入轴被输入至发电机以产生电力；以及以上提到的旋转传递装置。

本发明的优势

根据本发明的方面，能够掌握施加至增速器和单向离合器的负载，并且该特征用于防止问题的发生并用于提早地检测问题。

根据本发明的另一方面，能够掌握单向离合器的外圈和内圈的磨损状态。

附图说明

图1是示出了根据本发明的第一实施方式的风力发电设备的示意性侧视图。

图2是示出了风力发电设备中的增速器的输出轴与发电机的输入轴之间的连接部的剖视图。

图3是示出了风力发电设备中的单向离合器的剖视图。

图4是示出了风力发电设备1中的单向离合器的一部分的放大剖视图。

图5是示出了根据本发明的第二实施方式的单向离合器的剖视图。

图6是示出了单向离合器的一部分的放大剖视图。

图7是示出了根据本发明的第三实施方式的单向离合器的一部分的放大剖视图。

图8是示出了根据本发明的第四实施方式的风力发电设备的示意性侧视图。

图9是示出了风力发电设备中的增速器的输出轴与发电机的输入轴之间的连接部的剖视图。

图10是示出了风力发电设备中的单向离合器的剖视图。

图11是示出了风力发电设备中的单向离合器的一部分的放大剖视图。

图12是示出了发电转矩的变化量与扭转角之间的关系的曲线图。

图13是示出了根据本发明的第五实施方式的风力发电设备中的增速器的输出轴与发电机的输入轴之间的连接部的剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图对根据本发明的实施方式进行描述。

【第一实施方式】

图1是示出了根据本发明的第一实施方式的风力发电设备的示意性侧视图。该风力发电设备(发电设备)1配备有主轴2、增速器3、发电机4和控制单元9，其中，该主轴2通过接受风力(外力)而旋转，该增速器3连接至该主轴2，该发电机4连接至该增速器3，该控制单元9用于控制该发电机4的操作，其中，该发电机4在主轴2的旋转通过增速器3增速的状态下被驱动。

主轴2的末端部连接有例如叶片(未示出)以能够与叶片一体地旋转，并且叶片设计成在接受风力时与主轴2一起旋转。

发电机4具有驱动轴(输入轴)41、转子42和未示出的定子等，其中，该驱动轴41在通过增速器3增速的旋转被输入至驱动轴(输入轴)41时旋转，该转子42结合在发电机4中。转子42连接至驱动轴41以能够与驱动轴41一体地旋转，并且驱动轴41旋转以驱动转子42，从而产生电力。

增速器3配备有齿轮机构(旋转传递机构)30，主轴2的旋转被输入至该齿轮机构30并且在该齿轮机构30中该旋转被增速。该齿轮机构30配备有行星齿轮机构31和高速级齿轮机构32，其中，通过行星齿轮机构31增速的旋转被输入至该高速齿轮机构32并且在该高速级齿轮机构32中该旋转被进一步地增速。

行星齿轮机构31具有内齿轮(环形齿轮)31a、多个行星齿轮31b和太阳齿轮31c，其中，所述多个行星齿轮31b由连接至主轴2的行星架(未示出)保持以能够与行星架一体地旋转，该太阳齿轮31c与行星齿轮31b啮合。在这种构型的情况下，当行星架与主轴2一起旋转时，太阳齿轮31c经由行星齿轮31b而被旋转，并且该旋转被传递至高速级齿轮机构32的低速轴33。

高速级齿轮机构32配备有：具有低速齿轮33a的低速轴33、具有第一中间齿轮34a和第二中间齿轮34b的中间轴34、以及具有高速齿轮35a的输出轴35。

低速轴33由直径为例如约1m的大旋转轴形成，并且与主轴2同轴地设置。低速轴33的在轴向方向上的两个端部由滚子轴承36a和36b以可旋转的方式支承。

中间轴34设置在低速轴33的上方，并且中间轴的在轴向方向上的两个端部由滚子轴承37a和37b以可旋转的方式支承。中间轴34的第一中间齿轮34a与低速齿轮33a接合，并且第二中间齿轮34b与高速齿轮35a接合。

输出轴35设置在中间轴34的上方并且设计成将旋转转矩输出。输出轴35的在轴向方向上的一个端部35b和另一端部(输出端部)35c分别由滚子轴承38和39以可旋转的方式支承。

在以上提到的构型的情况下，主轴2的旋转根据行星齿轮机构31的传动比、低速齿轮33a与第一中间齿轮34a之间的传动比以及第二中间齿轮34b与高速齿轮35a之间的传动比分三级增速，并且旋转转矩从输出轴35的输出端部35c被输出。换句话说，主轴2的通过风力而进行的旋转通过增速器3被分三级增速并且用于驱动发电机4。

风力发电设备1还配备有输入转子5、输出转子6、单向离合器7和旋转传递装置11，其中，该输入转子5设置在增速器3的输出轴35上以能够与输出轴35一体地旋转，该输出转子6设置在发电机4的驱动轴41上以能够与驱动轴41一体地旋转，该单向离合器7设置在输入转子5与输出转子6之间，该旋转传递装置11具有设置在单向离合器7的在轴向方向上的两侧的一对滚动轴承8。单向离合器7设计成将输出轴35的旋转经由输入转子5和输出转子6传递至驱动轴41。在根据该实施方式的风力发电设备1中，滚动轴承8设置在单向离合器7的在轴向方向上的两侧；然而，也可以使用具有仅设置在单向离合器7的在轴向方向上的一侧的滚动轴承8的单向离合器。

图2是示出了增速器3的输出轴35与发电机4的驱动轴41之间的连接部的剖视图。在图2中，输入转子5与输出轴35同轴地设置，并且输入转子5具有圆筒部51和凸缘部52，其中，该凸缘部52形成在圆筒部51的在轴向方向上的另一端部(图2中的左端部)处。

凸缘部52形成为从圆筒部51的外周面沿径向方向向外延伸并且以可拆卸的方式固定至输出轴35的输出端部35c。更具体地，在与形成在输出轴35的输出端部35c处的凸缘部35c1接触的同时，凸缘部52利用未示出的螺栓和螺母紧固并固定至凸缘部35c1。圆筒部51的内周面是圆筒面。

输出转子6设置在输入转子5的在径向方向上的内侧部上以与输入转子5同轴，并且输出转子6沿从输出转子的在轴向方向上的一个端部(图2中的右端部)至其另一端部(图2中的左端部)的方向依次具有凸缘部61、大径部62和小径部63。

凸缘部61形成为从大径部62的外周面沿径向方向向外延伸并且以可拆卸的方式固定至驱动轴41。更具体地，在与形成在驱动轴41上的凸缘部41a接触的同时，凸缘部61利用未示出的螺栓和螺母紧固并固定至凸缘部41a。在小径部63的端面与输出轴35的凸缘部35c1的端面之间形成有间隙S1。

在输入转子5的圆筒部51的在轴向方向上的一个端部(图2中的右端部)的内周面与输出转子6的大径部62的外周面之间的间隙中设置有环形密封构件10，用于对圆筒部51与大径部62之间的环形空间进行气密密封。在输入转子5的圆筒部51的所述一个端部侧的端面与输出转子6的凸缘部61的与所述一个端部侧的端面相对的端面之间形成有间隙S2。借助于该间隙S2和以上提到的间隙S1，输出转子6能够在输出转子6与驱动轴41断开连接的状态下沿轴向方向相对于输入转子5移动。

图3是示出了单向离合器7的剖视图。如图2和图3中所示，单向离合器7配备有外圈71、内圈72、多个滚子(接合元件)73和多个弹性构件75，其中，所述多个滚子73设置在外圈71的内周面71a与内圈72的外周面72a之间，所述多个弹性构件75用于沿一个方向弹性地偏置(energizing)滚子73。

外圈71由输入转子5的圆筒部51的一部分构成，更具体的是由圆筒部51的在轴向方向上的中央部分的区域构成。此外，在外圈71的内周面71a上形成有外圈凸轮面71a1。内圈72由输出转子6的小径部63的一部分构成，更具体的是由小径部63的在轴向方向上的中央部分的区域B构成。在该实施方式中，沿周向方向设置有具有柱状形状且数量为八个的滚子73。弹性构件75由压缩螺旋弹簧形成并且容置在外圈71的内周面71a中形成的容置凹槽76中。

在图3中，在外圈71的内周面71a上形成有几乎是平坦的且与滚子73一样多(八个)的外圈凸轮面71a1。每个外圈凸轮面71a1沿径向方向相对于外圈71的内周面的切线L的方向向外倾斜了预定角度X(例如，7度至10度)。此外，在外圈凸轮面71a1与内圈72的外周面72a之间沿周向方向形成有多个(八个)楔形空间S。外圈凸轮面71a1的最大内径d1(跨过相对于切线L而言位于径向方向上最外部处的点的内径)设定成不大于输入转子5的内周面5a(该内周面5a上压配有待稍后描述的滚动轴承8的外圈81)的内径d2。

每个滚子73均设置在各个楔形空间S中，并且弹性构件75沿使楔形空间S变窄的方向偏置滚子73。滚子73的外周面用作与外圈凸轮面71a1和内圈的外周面72a接触的接触面73a，并且该接触面73a形成为沿宽度方向(轴向方向)是直的。单向离合器7在下述环境中使用：在内圈72与外圈71之间供应有用作润滑剂的油脂，其包含作为基油的酯和作为增稠剂的基于尿素的化合物，且几乎不受温度变化影响。

形成在外圈71的内周面71a中的容置凹部76形成与从外圈凸轮面71a1的在周向方向上的一个端部接连。容置凹部76具有接触面76a，其中，在弹性构件75的一个端部与滚子73接触的状态下，弹性构件75的另一端部与接触面76a接触，并且容置凹部76还具有限制面76b，该限制面76b用于限制与接触面76a接触的弹性构件75通过离心力沿径向方向向外移动。此外，弹性构件75在弹性构件的两个端部与接触面76a和滚子73接触的状态下被保持在接触面76a与滚子73之间。因此，根据该实施方式的单向离合器7没有配备用于将所述多个滚子73沿周向方向保持有一定间隔并用于安装弹性构件75的保持架(例如，参照第二实施方式)。

在如上述那样构造的单向离合器7中，在输入转子5的旋转增速时，在输入转子5的旋转速度变得高于输出转子6的旋转速度的情况下，外圈71趋于沿一个方向(图3中的逆时针方向)相对于内圈72相对地旋转。在这种情况下，弹性构件75的偏置力使滚子73沿使楔形空间S变窄的方向略微地移动，并且滚子73的外周面(接触面)73a与外圈凸轮面71a1和内圈的外周面72a压力接触，由此单向离合器7被保持处于滚子73被接合在内圈72与外圈71之间的状态下。因此，内圈72和外圈71能够沿所述一个方向一体地旋转，由此输入转子5和输出转子6能够以能够一体地旋转的方式连接至彼此。

此外，在输入转子5的旋转增速之后并且在输入转子5的旋转速度变得恒定且等于输出转子6的旋转速度时，滚子73被保持处于被接合在内圈72与外圈71之间的状态下。因此，单向离合器71被保持处于内圈71和外圈71沿所述一个方向一体地旋转的状态下，并且输入转子5和输出转子6继续一体地旋转。

另一方面，在输入转子5的旋转减小时，在输入转子5的旋转速度变得低于输出转子6的旋转速度的情况下，外圈71趋于沿另一方向(图3中的顺时针方向)相对于内圈72相对地旋转。在这种情况下，滚子73抵抗弹性构件75的偏置力沿使楔形空间S变宽的方向略微地移动，由此，滚子73与内圈72和外圈71之间的接合被解除。由于滚子73的接合以这种方式被解除，因此，输入转子5与输出转子6之间的连接被切断。

在图2中，成对使用的滚动轴承8分别设置在输入转子5的圆筒部51与输出转子6的小径部63之间，从而支承输入转子5和输出转子6使得转子能够相对于彼此旋转。滚动轴承8是配备有外圈81、内圈82和多个圆柱滚子83的圆柱滚子轴承，其中，所述多个圆柱滚子83以可旋转的方式设置在外圈81与内圈82之间。

外圈81具有外圈滚道面81a和外圈肋状部81b，其中，该外圈滚道面81a形成在外圈81的内周上，外圈肋状部81b形成为在外圈滚道面81a的在轴向方向上的两侧沿径向方向向内突出。外圈81的外周面配装在输入转子5的内周面5a上。圆柱滚子83的两个端面分别与外圈肋状部81b的内侧面滑动接触。

输出转子6的小径部63的在轴向方向上的两个端部的区域A和区域C用作滚子轴承8的内圈82，并且区域A和C的外周面构造为内圈82的内圈滚道面82a。圆柱滚子83以可旋转的方式设置在内圈滚道面82a与外圈滚道面81a之间。

在根据该实施方式的风力发电设备1中，当输入转子5的旋转速度变得低于输出转子6的旋转速度时，输入转子5与输出转子6之间的连接能够通过设置在输入转子5与输出转子6之间的单向离合器7切断，其中，输入转子5与增速器3的输出轴35一体地旋转，输出转子6与发电机4的驱动轴41一体地旋转。换句话说，即使输出轴35的旋转速度由于风力的降低而经由主轴2急剧降低，也能够防止发电机4的转子42的惯性旋转经由驱动轴41传递至输出轴35。因此，能够抑制施加至用于支承输出轴35的滚动轴承38的径向负载减小、以及滚动轴承38的圆柱滚子的伴随这种减小的自转延迟。因此，当主轴2的旋转速度由于风力的变化而从以上提到的状态急剧增大并且高负载被施加至滚子轴承38的圆柱滚子时，滚子轴承38的圆柱滚子的在圆柱滚子的与内圈接触的接触面上的滑动变得困难，由此能够有效地抑制滚子轴承38上的擦损磨耗的发生。

此外，由于防止了转子42的惯性旋转传递至输出轴35，因此能够减小施加至滚子轴承36a、36b、37a、37b、38和39的负载。因此，行星齿轮机构31的所有齿轮31b和31c、高速级齿轮机构32的轴33至35以及滚子轴承36a、36b、37a、37b、38和39能够被制造得紧凑，由此增速器3能够被制造得重量较轻并且能够以低成本生产。

另外，由于输入转子5与输出转子6之间的连接被切断，因此发电机4的转子42的旋转速度不会急剧地降低并且转子通过惯性继续旋转，由此能够提高转子42的平均旋转速度。因此，能够提高发电机4的发电效率。

更进一步地，在输入转子5与输出转子6之间设置有滚动轴承8，滚动轴承8用于支承输入转子5和输出转子6以使它们能够相对于彼此旋转；因此，当通过解除单向离合器7中的滚子73与内圈72和外圈71之间的接合而在楔形空间S中于滚子73与内圈72和外圈71之间产生间隙时，能够防止输入转子5和输出转子6通过滚动轴承8沿径向方向相对于彼此移动。因此，在风力发电设备1的操作期间，能够防止输入转子5和输出转子6沿径向方向颤动。

图4是示出了风力发电设备1中的单向离合器7的一部分的放大剖视图。

如图3和图4中所示，在构成旋转传递装置11的单向离合器7上设置有用于检测在外圈71中产生的应变的应变传感器(测量部)13。这些应变传感器13以等间隔设置在外圈71的外周面上的四个地方处。此外，在外圈凸轮面71a的径向方向上的外侧、外圈71的外周面中，应变传感器13设置下述区域中：通过与滚子73接合向所述区域直接施加力。

更具体地，当在外圈凸轮面71a1与内圈的外周面72a没有接合的状态下、例如在外圈71和内圈72停止并且没有动力被传递的状态下，滚子73(在图4中由实线指示)与凸轮面71a1之间的接触点假定为α时，以及当在滚子73通过向单向离合器7施加转矩负载而与外圈凸轮面71a1和内圈的外周面72a最大程度地接合的状态下，滚子73(在图4中由双点划线指示)与凸轮面71a1之间的接触点假定为β时，应变传感器13设置成使得从接触点α与β沿凸轮面71a1的法向方向延伸的虚线包括与外圈71的外周面相交的点α’与β’之间的区域。此外，如图2中所示，应变传感器13设置成与滚子73的轴向中心D对准。

另外，当滚子73与外圈凸轮面71a1接合时，在外圈71的径向方向上的外侧产生应变，并且应变传感器13测量该应变。

每个应变传感器13的测量值通过未示出的无线传输器传输至控制单元9。如图1中所示，控制单元9配备有用于获取单向离合器7的转矩负载的获取部15、用于对发电机4中的电力负载(发电量)进行调节的电力负载调节部16以及用于存储以下表格的存储部17：该表格表明外圈71中产生的应变与施加至外圈71的转矩负载之间的关系。

获取部15读取由相应的应变传感器13测得的应变、获得应变的平均值或中间值并参考存储在存储部17中的表格，从而获得对应于应变值的转矩负载。

另外，电力负载调节部16根据通过获取部15获取的转矩负载对发电机4中的电力负载进行调节。例如，在通过获取部15获取的转矩负载较大的情况下，电力负载调节部16对电力负载进行调节以降低发电机4的输出(发电量)。因此，降低了施加至单向离合器7的转矩负载并且减小了施加至单向离合器7的负担，由此能够防止诸如损坏之类的问题发生。此外，由于也能够以类似的方式降低施加至增速器3的转矩负载，因此能够防止在增速器3中发生问题。能够采取各种类型的常规已知的方法作为对发电机4的电力负载进行调节的方法(例如，参照JP-A-2008-278725)。

控制单元9还具有传输部18，用于将指示在外圈71中产生的应变测量值和所获取的转矩负载的信息传输至操作监测装置(操作监测装置)20。该操作监测装置20始终通过利用例如从控制单元9传输的指示应变测量值和转矩负载的信息来监测风力发电设备1的操作状态、是否发生问题等。此外，操作监测装置20能够总体上监测多个风力发电设备1的操作状态等。

【第二实施方式】

图5是示出了根据本发明的第二实施方式的单向离合器7的剖视图，并且图6是示出了单向离合器7的一部分的放大剖视图。

在根据该实施方式的单向离合器7中，在内圈72的外周面72a上形成有几乎平坦的凸轮面72a1，外圈71的内周面71a形成为圆筒面，并且在面72a1与面71a之间形成有楔形空间S。在各楔形空间S中设置有用作接合元件的滚子73。在内圈72与外圈71之间设置有用于将滚子73沿周向方向保持成预定间隔的环状保持架74。

保持架74具有一对环状部74a和多个柱状部74b，其中，所述一对环状部74a在轴向方向上彼此相向，所述多个柱状部74b在两个环状部74a之间沿轴向方向延伸并且沿周向方向以等间距设置以连接两个环状部74a。多个腔74c中的每个腔均形成在两个环状部74a之间以及彼此相邻的柱状部74b之间，由此每个滚子73均容置在每个腔74c中。此外，在腔74c中设置用于沿一个方向弹性地偏置滚子73的弹性构件75。

此外，在该实施方式中，内圈72设置在输入转子5侧，并且外圈71设置在输出转子6侧。

在根据该实施方式的单向离合器7中，在输入转子5的旋转增速时，在输入转子5的旋转速度变得高于输出转子6的旋转速度的情况下，内圈72趋于沿一个方向(图5中的逆时针方向)相对于外圈71相对地旋转；然而，弹性构件75的偏置力使滚子73沿使楔形空间S变窄的方向略微地移动，并且滚子73的接触面73a与内圈72的凸轮面72a1和外圈71的内周面71a压力接触，由此单向离合器7被保持处于滚子73被接合在内圈72与外圈71之间的状态下。因此，内圈72和外圈71能够沿所述一个方向一体地旋转，由此输入转子5和输出转子6能够以能够一体地旋转的方式连接至彼此。

此外，在输入转子5的旋转增速之后并且在输入转子5的旋转速度变得恒定且等于输出转子6的旋转速度时，滚子73被保持处于被接合在内圈72与外圈71之间的状态下。因此，单向离合器7被保持处于内圈72和外圈71沿所述一个方向一体地旋转的状态下，并且输入转子5和输出转子6继续一体地旋转。

另一方面，在输入转子5的旋转减小时，在输入转子5的旋转速度变得低于输出转子6的旋转速度的情况下，内圈72趋于沿另一方向(图4中的顺时针方向)相对于外圈71相对地旋转。在这种情况下，滚子73抵抗弹性构件75的偏置力沿使楔形空间S变宽的方向略微地移动，由此滚子73与内圈72和外圈71之间的接合被解除。由于滚子73的接合以这种方式被解除，因此输入转子5与输出转子6之间的连接被切断。

如图6中所示，在保持架74的柱状部74b上设置有间隙传感器21。该间隙传感器21安装在柱状部74b的与滚子73相对的侧面上。间隙传感器21检测滚子73与间隙传感器之间的间隙(空隙)g。在该实施方式中，如图5中所示，沿周向方向以等间隔设置有四个间隙传感器21。换句话说，间隙传感器21设置成用于八个滚子73中的四个滚子73，也就是说，每隔一个滚子设置一个间隙传感器21。

在输入转子5的旋转速度变得高于输出转子6的旋转速度的情况下，滚子73沿使楔形空间S变窄的方向移动，并且滚子73与间隙传感器21之间的间隙g变小。相反地，在输入转子5的旋转速度变得低于输出转子6的旋转速度的情况下，滚子73沿使楔形空间S变宽的方向移动，并且滚子73与间隙传感器21之间的间隙g变大。

因此，滚子73与内圈72和外圈71的接合程度、即施加至单向离合器7的转矩负载能够通过测量滚子73与间隙传感器21之间的间隙g进行掌握。更具体地，表明间隙传感器21的测量值与转矩负载之间的关系的表格存储在控制单元9的存储部17中，并且获取部15构造成通过读取间隙传感器21的测量值并通过参考所述表格而获得转矩负载。

因此，该实施方式展现了与第一实施方式的操作优势类似的操作优势。

【第三实施方式】

图7是示出了根据本发明的第三实施方式的单向离合器7的一部分的放大剖视图。

根据该实施方式的单向离合器7与根据第二实施方式的单向离合器7的类似之处在于间隙传感器21设置在保持架74上，而不同之处在于使用了楔块作为接合元件73。此外，单向离合器7的内圈72由输入转子5的轴部53构成，并且内圈72的外周面72a由轴部53的外周53a构成。因此，在内圈72的外周面72a上没有形成与根据第二实施方式的凸轮面相同的那些凸轮面，由此外周面72a形成为圆筒面。

楔块73具有第一接触面73b和第二接触面73c，其中，第一接触面73b与内圈72的外周面72a接触，第二接触面73c与外圈71的内周面71a接触，并且第一接触面73b和第二接触面73c分别形成为外凸的接近弧形形状。此外，分别与内圈72的外周面72a和外圈71的内周面71a接触的第一接触面73b与第二接触面73c之间的距离通过楔块73的倾斜改变；当内圈72沿由箭头a指示的方向旋转时，楔块73沿由箭头e指示的方向倾斜并且第一接触面73b与第二接触面73c之间的距离变大。相反地，当内圈72沿由箭头b指示的方向旋转时，楔块73沿与由箭头e指示的方向相反的方向倾斜并且第一接触面73b与第二接触面73c之间的距离变小。

此外，在第一接触面73b与第二接触面73c之间的距离变大的情况下，楔块73与内圈72的外周面72a和外圈71的内周面71a接合；相反地，在第一接触面73b与第二接触面73c之间的距离变小的情况下，楔块73与内圈72的外周面72a和外圈71的内周面71a的接合被解除。因此，当内圈72趋于沿由箭头a指示的方向相对于外圈71相对地旋转时，内圈72以能够一体地旋转的方式连接至外圈71；当内圈72沿由箭头b指示的方向相对于外圈71相对地旋转时，内圈72与外圈71之间的连接被切断。

此外，设置在保持架74的柱状部74b上的间隙传感器21测量间隙传感器与楔块73之间的间隙g。随后，楔块73与内圈72和外圈71的接合程度、即施加至单向离合器7的转矩负载能够通过测量楔块73与间隙传感器21之间的间隙g来掌握。更具体地，表明间隙传感器21的测量值与转矩负载之间的关系的表格存储在控制单元9的存储部17中，并且获取部15构造成通过读取间隙传感器21的测量值并通过参考所述表格获得转矩负载。

因此，该实施方式也展现了与第一实施方式的操作优势类似的操作优势。

此外，在该实施方式中，不需要在单向离合器7的内圈72(轴部53)上形成凸轮面，从而能够减小单向离合器7的生产成本。此外，由于轴部53能够用作内圈72，因此能够进一步地减小生产成本，并且能够简化单向离合器7的结构并且使其在径向方向上紧凑。另外，由于与滚子的刚度和转矩能力相比，能够更容易地提高楔块73的刚度和转矩能力，因此楔块73的在径向方向和轴向方向上的尺寸能够被制造得较小。因此，单向离合器7的在径向方向和轴向方向上的尺寸能够被制造得较小，由此单向离合器7能够被制造得紧凑。因此，通过如上述那样将单向离合器7制造得紧凑，能够使旋转传递装置11在径向方向和轴向方向上整体紧凑。因此，即使在增速器3的输出轴35与发电机4的驱动轴41之间的空间较小的情况下，仍能够适当地设置旋转传递装置11。

此外，本发明可以进行适当地修改和实施，而不受以上提到的实施方式限制。例如，例如可以使用用于测量单向离合器7的温度的温度传感器以及用于测量单向离合器7的振动的振动传感器作为用于测量单向离合器7的状态的测量部。由于在施加至单向离合器7的负载、例如转矩负载变大时，单向离合器7中产生的热能变大，因此施加至单向离合器7的负载能够通过测量单向离合器7的温度来掌握。类似地，由于在施加至单向离合器7的负载变大时，振动变大，因此施加至单向离合器7的负载能够通过测量在单向离合器7中产生的振动来掌握。

尽管在上述第二实施方式中使用间隙传感器21作为构成测量部的传感器，但也可以使用用于测量内圈72的应变的应变传感器13。在这种情况下，应变传感器13可以仅设置在与凸轮面72a1的在径向方向上的内侧对应的位置处。

此外，尽管在第一实施方式中使用应变传感器13作为构成测量部的传感器，但也可以使用在第二实施方式和第三实施方式中描述的间隙传感器21。

尽管在上述实施方式中，通过利用测量部13和21进行测量得到的信息以无限的方式传输，但该信息也可以通过例如数据记录器的记录装置来记录，并且可以从记录装置定期地提取。

【第四实施方式】

图8是示出了根据本发明的第四实施方式的风力发电设备的示意性侧视图。在该实施方式中，与根据第一实施方式至第三实施方式的部件相同或类似的部件由相同的附图标记指示并且省略这些部件的重复描述。

风力发电设备101还配备有输入转子105、输出转子106、单向离合器107和旋转传递装置111，其中，该输入转子105设置在增速器3的输出轴35上以能够与输出轴35一体地旋转，该输出转子106设置在发电机4的驱动轴41上以能够与驱动轴41一体地旋转，该单向离合器107设置在输入转子105与输出转子106之间，该旋转传递装置111具有设置在单向离合器107的在轴向方向上的两侧的一对滚动轴承108。单向离合器107设计成将输出轴35的旋转经由输入转子105和输出转子106传递至驱动轴41。在该实施方式中，滚动轴承108设置在单向离合器107的在轴向方向上的两侧；然而，也可以使用具有仅设置在单向离合器107的在轴向方向上的一侧的滚动轴承108的单向离合器。

图9是示出了增速器3的输出轴35与发电机4的驱动轴41之间的连接部的剖视图。在图9中，输入转子105与输出轴35同轴地设置，并且输入转子105沿从输入转子的在轴向方向上的一个端部(图9中的左端部)至输入转子的另一端部(图9中的右端部)的方向依次具有凸缘部151、大径部152和小径部153。

凸缘部151形成为从大径部152的外周面沿径向方向向外延伸并且以可拆卸的方式固定至输出轴35的输出端部35c。更具体地，在与形成在输出端部35c上的凸缘部35c1接触的同时，凸缘部151利用未示出的螺栓和螺母紧固并固定至凸缘部35c1。在小径部153的端面与驱动轴41的凸缘部41a的端面之间形成有间隙S11。

输出转子106设置在输入转子105的在径向方向上的外侧部上以与输入转子105同轴，并且输出转子106具有圆筒部161和凸缘部162，其中，该凸缘部162形成在圆筒部161的在轴向方向上的另一端部(图9中的右端部)上。

凸缘部162形成为从圆筒部161的外周面沿径向方向向外延伸并且以可拆卸的方式固定至驱动轴41的一个端部。更具体地，在与形成在驱动轴41的所述一个端部上的凸缘部41a接触的同时，凸缘部162利用未示出的螺栓和螺母紧固并固定至凸缘部41a。

圆筒部161的内周面形成为圆筒面，并且在圆筒部161的在轴向方向上的一个端部(图9中的左端部)的内周面与输入转子105的大径部152的外周面之间的间隙中设置有环形密封构件110，用于对圆筒部161与输入转子105的小径部153之间的环形空间进行气密密封。在圆筒部161的所述一个端部侧的端面与输入转子105的凸缘部151的与所述一个端部侧的端面相对的端面之间形成有间隙S12。借助于这种构型，输出转子106能够在输出转子106与驱动轴41断开连接的状态下在轴向方向上的两侧相对于输入转子105移动。

图10是示出了单向离合器107的剖视图。如图9和图10中所示，单向离合器107配备有内圈171、外圈172和多个滚子173，其中，所述多个滚子173设置在内圈171的外周面171a与外圈172的内周面172a之间。

内圈171配装在输入转子105的小径部153的在轴向方向上的中央部分上并且固定至该中央部分以与小径部153一体地旋转。输出转子106的圆筒部161的在轴向方向上的中央部分处的区域B用作单向离合器107的外圈172。因此，圆筒部161的区域B的内周面用作外圈172的内周面172a。在该实施方式中，沿周向方向设置有具有柱状形状且数量为八的滚子173。

单向离合器107还配备有用于将相应的滚子173沿周向方向保持成预定间隔的环状保持架174以及用于沿一个方向弹性地偏置滚子173的多个弹性构件175。

保持架174具有一对环状部174a和多个柱状部174b，其中，所述一对环状部174a在轴向方向上彼此相向，所述多个柱状部174b在两个环状部174a之间沿轴向方向延伸并且沿周向方向设置成等间隔以连接两个环状部174a。多个腔174c中的每个腔均形成在两个环状部174a之间、彼此相邻的柱状部174b之间，由此每个滚子173均容置在每个腔174c中。

由压缩螺旋弹簧形成的弹性构件175容置在保持架174的每个腔174c中并且附接至柱状部174b。

在图10中，在内圈171的外周面171a上形成有平坦且与滚子173一样多(八个)的凸轮面171a1，并且外圈172的内周面172a是圆筒面。在内圈171的凸轮面171a1与外圈172的圆筒面之间沿周向方向形成有多个(八个)楔形空间S10。此外，每个滚子173均设置在每个楔形空间S10中，并且弹性构件175沿使楔形空间S10变窄的方向偏置滚子173。滚子173的外周面用作与内圈171的凸轮面171a1和外圈172的圆筒面接触的接触面173a，并且该接触面173a形成为沿宽度方向(轴向方向)是直的。单向离合器107在下述环境中使用：在内圈171与外圈172之间供应有用作润滑剂的油脂，其包含作为基油的酯和作为增稠剂的基于尿素的化合物，且几乎不受温度变化影响。

在如上述那样构造的单向离合器107中，在输入转子105的旋转增速时，在输入转子105的旋转速度变得高于输出转子106的旋转速度的情况下，内圈171趋于沿一个方向(图10中的逆时针方向)相对于外圈172相对地旋转。在这种情况下，弹性构件175的偏置力使滚子173沿使楔形空间S10变窄的方向略微地移动，并且滚子173的接触面173a与内圈171的外周面171a和外圈172的内周面172a压力接触，由此单向离合器107被保持处于滚子173被接合在内圈171与外圈172之间的状态。因此，内圈171和外圈172能够沿所述一个方向一体地旋转，由此输入转子105和输出转子106能够以能够一体地旋转的方式连接至彼此。

此外，在输入转子105的旋转增速之后并且在输入转子105的旋转速度变得恒定且等于输出转子106的旋转速度时，滚子173被保持处于被接合在内圈171与外圈172之间的状态下。因此，单向离合器107被保持处于内圈171和外圈172沿所述一个方向一体地旋转的状态下，并且输入转子105和输出转子106继续一体地旋转。

另一方面，在输入转子105的旋转减小时，在输入转子105的旋转速度变得低于输出转子106的旋转速度的情况下，内圈171趋于沿另一方向(图10中的顺时针方向)相对于外圈172相对地旋转。在这种情况下，滚子173抵抗弹性构件175的偏置力沿使楔形空间S10变宽的方向略微地移动，由此滚子173与内圈171和外圈172之间的接合被解除。由于滚子173的接合以这种方式被解除，因此输入转子105与输出转子106之间的连接被切断。

在图9中，成对使用的滚动轴承108分别设置在输入转子105的小径部153与输出转子106的圆筒部161之间，从而支承输入转子105和输出转子106使得滚子能够相对于彼此旋转。此外，滚动轴承108设置成与单向离合器107的在轴向方向上的两个侧部相邻，使得滚动轴承108的在轴向方向上的端部能够与单向离合器107的保持架174的在轴向方向上的两个端面接触。

滚动轴承108是配备有内圈181、外圈182和多个圆柱滚子183的圆柱滚子轴承，其中，所述多个圆柱滚子183以可旋转的方式设置在内圈181与外圈182之间。

内圈181具有内圈滚道面181a和内圈肋状部181b，其中，该内圈滚道面181a形成在内圈181的外周上，该内圈肋状部181b形成为在内圈滚道面181a的在轴向方向上的两侧沿径向方向向外突出。圆柱滚子183的两个端面分别与相应的内圈肋状部181b的内侧面滑动接触。此外，内圈肋状部181b的与单向离合器107相邻的外侧面181b1用作与环状部174a的外侧面接触的接触面，其中，该环状部174a的外侧面用作单向离合器107的保持架174的在轴向方向上的端面。

输出转子106的圆筒部161的在轴向方向上的两个端部的区域A和区域C用作滚动轴承108的外圈182，并且在区域A和区域C的内周面上形成有外圈182的外圈滚道面182a。圆柱滚子183以可旋转的方式设置在外圈滚道面182a与内圈滚道面181a之间。

如图9中所示，旋转传递装置111配备有检测机构，该检测机构包括用于检测输入转子105和内圈171的旋转角度(绝对角度)的输入侧检测部(第一检测部)112、以及用于检测输出转子106和外圈172的旋转角度(绝对角度)的输出侧检测部(第二检测部)113。输入侧检测部112由磁编码器构成并且配备有脉冲器环112a和磁检测器112b，其中，该脉冲器环112a具有沿周向方向交替地磁化的N极和S极，该磁检测器112b用于检测脉冲器环112a中的磁变化。脉冲器环112a安装在输入转子105的凸缘部151的外周面上。此外，磁检测器112b设置在脉冲器环112的在径向方向上的外侧，在脉冲器环112a与磁检测器112b之间设置有空间。

类似地，输出侧检测部113也由磁编码器构成并且配备有脉冲器环113a和磁检测器113b。脉冲器环113a安装在输出转子106的凸缘部162的外周面上。磁检测器113b设置在脉冲器环113a的在径向方向上的外侧，在脉冲器环113a与磁检测器113b之间设置有空间。

输入侧检测部112的脉冲器环112a和输出侧检测部113的脉冲器环113a分别与输入转子105和输出转子106一起旋转。N极和S极借助于脉冲器环112a和113a的旋转而交替地经过磁检测器112b和113b的检测面附近。

磁检测器112b和113b——其各自结合例如霍尔元件的磁检测元件——将由于脉冲器环112a和113b的旋转而造成的磁通量方向的变化转换成电信号、并且将所述电信号输出。因此，磁检测器112b和113b的输出信号对应于输入转子105和输出转子106的旋转角度。磁检测器112b和113b的输出信号随后顺序地传输至控制单元90(参见图8)。

如图8中所示，控制单元90配备有作为功能部的计算部91、判定部92和传输部93，它们作为旋转传递装置111(或检测机构)的部件。输入侧检测部112的输出信号和输出侧检测部113的输出信号被输入至计算部91，并且计算部91从相应的输出信号得出输入转子105与输出转子106的相对旋转角度。输入侧检测部112和输出侧检测部113的输出信号能够通过有线或无线的方式传输至计算部91。

在输入转子105和输出转子106以相同的旋转速度一体地旋转的情况下，输入侧检测部112和输出侧检测部113的输出信号变得相同。在这种状态下，当用于使发电机4的转子42旋转的发电转矩(负载转矩)增大时，单向离合器107的滚子173移动至楔形空间S10的较窄区域，如图11中的箭头所示，并且在该移动时，输出转子106的旋转相对于输入转子105的旋转延迟，由此两个转子相对于彼此略微地旋转。此外，这种相对旋转的角度、即输入转子105与输出转子106的扭转角α能够获得为输入侧检测部112的输出信号与输出侧检测部113的输出信号之间的差。

发电转矩的变化量以及由计算部91得到的输入转子105与输出转子106之间的扭转角α分别输入至控制单元90的判定部92。能够从发电机4的输出电流的变化量转换得到发电转矩的变化量。判定部92随后基于随发电转矩的变化量而改变的扭转角α、来判定外圈172的内周面172a和内圈171的凸轮面171a1——它们与滚子173接合——的磨损、即外圈172的接合面172a和内圈172的接合面171a1的磨损状态。

输入转子105与输出转子106之间的扭转角α根据楔形空间S10的楔角θ(参见图11)改变。另外，楔角θ随着外圈172的接合面172a和内圈172的接合面171a1的磨损的发展而变得越来越大。因此，可以这么说：扭转角α随着接合面172a和171a1的磨损发展而变得越来越大。在该实施方式中，通过将根据发电转矩的变化量确定的扭转角α与预定阈值进行比较，而判定接合面172的磨损状态。下面将对具体示例进行描述。

图12是示出了发电转矩的变化量与扭转角α之间的关系的曲线图。在该曲线图中设定了用于设定阈值的第一阈值线L1。例如，在发电转矩的变化量是T的情况下，如果此刻扭转角α在低于阈值线L1的区域(A)中(在扭转角α1的情况下)，则判定部92判定接合面172a和171a1的磨损较小；如果扭转角α在高于第一阈值线L1的区域(B)中(在扭转角α2的情况下)，则判定部92判定接合面172a和171a1的磨损较大。例如，如果扭转角α高于第一阈值线L1，则可以判定存在高的故障风险。

控制单元90的传输部93将判定部92的判定结果顺序地传输至设置在风力发电设备101的外部的操作监测装置(操作监测机构)20。操作监测装置20始终基于从控制单元90传输的判定结果监测风力发电设备101的操作状态、有无发生问题等并且还监测单向离合器107的接合面172a和171a1的磨损状态。在通过判定部92判定接合面172a和171a1的磨损较大的情况下，判定结果被告知对操作监测装置20进行操作的操作者。因此，在发电效率变低之前或在风力发电设备101发生故障之前，能够停止风力发电设备101，并且能够实施对单向离合器107的诸如更换、维修等之类的措施。传输部93能够通过有线或无线的方式传输判定结果。可以根据判定部92的判定结果通过自动控制而使风力发电设备101停止。

此外，判定部92的判定结果可以从传输部93或操作监测装置20传输至安装在部件制造厂中的通信机构。在这种情况下，指示需要进行部件更换的信息能够快速地传输至部件生产厂，由此能够加快对部件更换的准备，能够缩短风力发电设备101的操作停止时间，并且能够提高风力发电设备1的盈利能力。

此外，如图12中所示，还可以设定除第一阈值线L1以外的第二阈值线L2。该第二阈值线L2指示用于部件更换的准备时间或准备参考时间。因此，例如，在扭转角α在第一阈值线L1与第二阈值线L2的范围中(在扭转角α3的情况下)，可以判定：接合面172a和171a1的磨损状态处于以下状态：单向离合器107不会即刻发生故障，但优选的是应该准备进行部件更换。此外，优选的是，判定部92的判定结果应该从传输部93或操作监测装置20传输至与风力发电设备101相关的各种管理公司和部件制造厂的通信机构等。在这种情况下，例如，已经接收到判定结果的部件制造厂能够试探管理公司等是否将订购替换部件。因此，能够顺利地执行用于替换部件的订购工作，并且也能够快速地执行更换工作。因此，能够缩短风力发电设备1的操作停止时间，并且能够提高风力发电设备1的盈利能力。此外，在对更多的风力发电设备进行管理的情况下，能够更容易地管理所述更多的风力发电设备。

【第五实施方式】

图13是示出了根据本发明的第五实施方式的风力发电设备中的增速器的输出轴与发电机的输入轴之间的连接部的剖视图。

根据该实施方式的旋转传递装置111配备有检测机构，该检测机构具有用于直接检测输入转子105与输出转子106之间的相对旋转角度的信号检测部114。该检测部114如在第四实施方式的情况下那样由例如编码器构成，并且检测部114具有检测器114a和脉冲器环114b，其中，该检测器114a安装在输入转子105上，该脉冲器环114b安装成与检测器114a的内周侧相对并且安装在输出转子106侧。当输入转子105和输出转子106相对地旋转时，检测部114能够直接地检测相对旋转的角度(扭转角)。因此，在该实施方式中，能够减少检测部的数量，并且不需要根据第四实施方式的用于得到扭转角的计算部91(参见图8)，由此该检测机构能够以简单且廉价的方式构造。由于其他构型与根据第四实施方式的那些构型相同，因此省略那些构型的详细描述。

本发明能够进行适当地修改，而不受以上提到的实施方式限制。例如，在以上提到的实施方式中，构成检测机构的检测部112至114中的每个检测部均不局限于磁编码器，而是也能够使用光编码器。此外，能够适当地选择并使用诸如分解器(resolver)和电位计之类的其他旋转角度检测器。

尽管每个以上提到的实施方式均构造成使得检测部的检测结果和判定部的判定结果被顺序地传输，但该信息也可以通过诸如数据记录器之类的记录装置存储、并且可以从记录装置定期地提取。

尽管在以上实施方式中，检测机构得到了通过发电机4的发电转矩的变化所产生的扭转角，但检测机构也可以得到由于在发电机4的转子的旋转加速或减速时产生的惯性转矩所产生的扭转角。此外，例如在风力发电设备101的正常操作期间或在维修等期间，可以利用检测机构执行扭转角的检测。

另外，尽管控制单元90的判定部92可以构造成始终判定接合面172a和171a1的磨损状态，但检测部也可以构造成在已经满足特定条件的情况下判定磨损状态。例如，尽管风速是主轴2的旋转起始速度并且主轴2的旋转稳定的状态被用作标准状态，但检测部也可以构造成基于在负载转矩从标准状态下的负载转矩增大了预定量时所产生的扭转角而判定磨损状态。能够通过利用在满足这些特定条件时得到的扭转角以及负载转矩的变化量来判定磨损状态，来抑制由于条件变化造成的错误判定。

本申请基于于2013年8月12日提交的日本专利申请(专利申请2013-167421)、以及于2013年8月12日提交的日本专利申请(专利申请2013-167449)，并且这些申请的全部内容通过参引并入本文中。

附图标记的描述

1、101：风力发电设备，2：主轴，3：增速器，4：发电机，7、107：单向离合器，11、111：旋转传递装置，13：应变传感器(测量部)，15：获取部，16：电力负载调节部，18：传输部，20：操作监测装置，21：间隙传感器(测量部)，35：输出轴，41：驱动轴(输入轴)，71：外圈，71a：内周面，71a1：凸轮面，72：内圈，72a：外周面，72a1：凸轮面，73：接合元件(滚子、楔块)，S：楔形空间，112：输入侧检测部(第二检测部)，113：输出侧检测部(第一检测部)，114：检测部，171：内圈，171a：凸轮面(接合面)，172：外圈，172a：内周面(接合面)，91：计算部，92：检测部，93：传输部，S10：楔形空间，α：扭转角

Claims (13)

1.一种旋转传递装置，包括：

单向离合器，所述单向离合器设置在增速器的输出轴与发电机的输入轴之间，其中，所述增速器将风力发电设备中的主轴的旋转增速，所述输出轴的旋转被输入至所述发电机的所述输入轴以产生电力，在所述输出轴的旋转速度高于所述输入轴的旋转速度的状态下，所述单向离合器使所述输出轴与所述输入轴之间以能够一体地旋转的方式连接，并且在所述输出轴的旋转速度低于所述输入轴的旋转速度的状态下，所述单向离合器切断所述输出轴与所述输入轴之间的连接；

测量部，所述测量部测量所述单向离合器的状态，所述状态根据施加至所述单向离合器的负载而变化；以及

获取部，所述获取部基于所述测量部的测量结果来获取施加至所述单向离合器的所述负载。

2.根据权利要求1所述的旋转传递装置，其中，所述单向离合器包括：

内圈和外圈；以及

多个接合元件，所述多个接合元件设置在所述内圈与所述外圈之间，

其中，所述接合元件与所述内圈和所述外圈接合以使所述输出轴与所述输入轴之间以能够一体地旋转的方式连接，并且所述接合元件解除接合以切断连接，以及

其中，所述测量部测量通过所述接合元件的接合而在所述内圈或所述外圈中产生的形变。

3.根据权利要求1所述的旋转传递装置，其中，所述单向离合器包括：

内圈和外圈；以及

多个接合元件，所述多个接合元件设置在所述内圈与所述外圈之间，

其中，所述接合元件与所述内圈和所述外圈接合以使所述输出轴与所述输入轴之间以能够一体地旋转的方式连接，并且所述接合元件解除接合以切断连接，以及

其中，所述测量部测量在所述接合元件与所述内圈和所述外圈接合时所述接合元件沿周向方向的移动量。

4.根据权利要求2或3所述的旋转传递装置，其中，所述单向离合器在所述外圈的内周面或所述内圈的外周面上包括凸轮面以在所述内圈与所述外圈之间形成楔形空间。

5.根据权利要求3所述的旋转传递装置，其中，所述单向离合器包括用作所述接合元件的楔块。

6.一种风力发电设备，包括：

增速器，所述增速器将通过风力而旋转的主轴的旋转增速，并且所述增速器将旋转从输出轴输出；

发电机，所述输出轴的旋转通过所述发电机的输入轴被输入至所述发电机以产生电力；

根据权利要求1至5中的任一项所述的旋转传递装置；以及

测量部，所述测量部根据所述旋转传递装置的所述获取部所获取的所述负载来测量所述发电机的电力负载。

7.根据权利要求6所述的风力发电设备，还包括：

传输部，所述传输部将指示所述单向离合器的状态的信息或指示施加至所述单向离合器的负载的信息传输至所述风力发电设备的外部。

8.一种旋转传递装置，包括：

单向离合器，所述单向离合器设置在增速器的输出轴与发电机的输入轴之间，其中，所述增速器将通过风力而旋转的主轴的旋转增速并且所述增速器将旋转从所述输出轴输出，所述输出轴的旋转被输入至所述发电机的所述输入轴以产生电力，

其中，所述单向离合器包括：

内圈，所述内圈设置在所述输出轴和所述输入轴中的一者上；

外圈，所述外圈设置在所述输出轴和所述输入轴中的另一者上；以及

滚子，所述滚子设置在所述内圈与所述外圈之间的楔形空间中，

其中，在所述输出轴的旋转速度高于所述输入轴的旋转速度的情况下，所述单向离合器通过使所述滚子与所述内圈和所述外圈接合而使所述输出轴与所述输入轴之间以能够一体地旋转的方式连接，并且在所述输出轴的旋转速度低于所述输入轴的旋转速度的情况下，所述单向离合器通过解除接合而切断连接，以及

其中，所述旋转传递装置还包括检测机构，所述检测机构检测所述内圈与所述外圈之间的由所述发电机的负载转矩的变化所造成的扭转角。

9.根据权利要求8所述的旋转传递装置，还包括：

判定部，所述判定部基于根据所述负载转矩的变化量的所述扭转角来确定所述单向离合器的所述内圈和所述外圈的磨损状态。

10.根据权利要求8或9所述的旋转传递装置，其中，所述检测机构包括：

第一检测部，所述第一检测部检测所述内圈的绝对角度；

第二检测部，所述第二检测部检测所述外圈的绝对角度；以及

计算部，所述计算部获得所述第一检测部和所述第二检测部的检测值之间的差。

11.根据权利要求8或9所述的旋转传递装置，其中，所述检测机构包括检测部，所述检测部直接检测由于所述内圈与所述外圈之间的相对旋转所造成的角度的变化。

12.根据权利要求9所述的旋转传递装置，还包括：

传输部，所述传输部将所述判定部的判定结果传输至所述风力发电设备的外部。

13.一种风力发电设备，包括：

增速器，所述增速器将通过风力而旋转的主轴的旋转增速，并且所述增速器将旋转从所述增速器的输出轴输出；

发电机，所述输出轴的旋转通过所述发电机的输入轴被输入至所述发电机以产生电力；以及

根据权利要求8至12中的任一项所述的旋转传递装置。