CN201918866U - 旋转电机和风力发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供旋转电机和风力发电系统。该旋转电机构成为，从转子铁芯的旋转轴支承部侧的端部到旋转轴部被插入旋转轴支承部时最初接触到旋转轴支承部的部分的长度大于从旋转轴支承部的定子侧的端部到定子铁芯的与旋转轴支承部相反的一侧的端部的长度。

Description

旋转电机和风力发电系统

技术领域

本实用新型涉及旋转电机和风力发电系统，尤其涉及具有转子以及在半径方向上与转子相对的定子的旋转电机和风力发电系统。

背景技术

以往，例如日本特开2006-6023号公报公开了具有转子以及在半径方向上与转子相对的定子的旋转电机。

上述日本特开2006-6023号公报所公开的发电机(旋转电机)具有：转子；在半径方向上与转子相对的定子；收容转子和定子的外壳(壳体)；与转子连接并且经由一对轴承可旋转地支承于外壳上的旋转轴。在该发电机中，在转子的外周设置有永久磁铁。另外，转子和定子被配置为，转子的永久磁铁与定子的卷绕有线圈的定子铁芯在半径方向上相对。另外，在上述日本特开2006-6023号公报记载的发电机中，旋转轴的从转子起突出的部分的长度比较短。因此，可知，在组装发电机时，在将旋转轴插入轴承时，在旋转轴的前端被插入轴承之前，转子的永久磁铁与定子铁芯成为相对的状态。其结果是，在将转子插入轴承时，为了避免转子与定子铁芯通过磁力相互吸引而接触的状况，需要极其谨慎地进行作业。

然而，在上述日本特开2006-6023号公报记载的现有发电机中，在组装时需要极其谨慎地进行作业，所以具有这样的问题：组装非常困难，需要很长时间。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述课题而完成的，该实用新型的目的之一在于，提供能够容易且快速地进行组装作业的旋转电机和风力发电系统。

为了达到上述目的，本实用新型第一方面的旋转电机具有：旋转轴部；转子，其包括转子铁芯，该转子铁芯与旋转轴部连接；定子，其包括定子铁芯，该定子铁芯被配置为在半径方向上与转子铁芯相对；壳体，其设有凹部，该凹部收纳转子和定子； 以及旋转轴支承部，其设置在壳体上，以能够旋转的方式支承旋转轴部，该旋转电机构成为：从转子铁芯的旋转轴支承部侧的端部到旋转轴部被插入旋转轴支承部时最初接触到旋转轴支承部的部分为止的、旋转轴部延伸的方向上的长度，大于从旋转轴支承部的定子侧的端部到定子铁芯的与旋转轴支承部相反的一侧的端部为止的、旋转轴部延伸的方向上的长度。

在该第一方面的旋转电机中，如上所述，构成为：从转子铁芯的旋转轴支承部侧的端部到旋转轴部被插入旋转轴支承部时最初接触到旋转轴支承部的部分为止的、旋转轴部延伸的方向上的长度，大于从旋转轴支承部的定子侧的端部到定子铁芯的与旋转轴支承部相反的一侧的端部为止的、旋转轴部延伸的方向上的长度。由此，在旋转轴部最初接触到旋转轴支承部的状态下，转子铁芯与定子铁芯在半径方向上不是相对的。并且之后，以旋转轴支承部为导向将旋转轴部插入到旋转轴支承部中，由此，即使转子铁芯与定子铁芯在半径方向上相对，也能够利用旋转轴支承部来抑制因包含在转子铁芯中的永久磁铁的磁力而使转子铁芯向定子铁芯侧移动的状况。其结果是，抑制了转子与定子铁芯因磁力相互吸引而发生接触的状况，所以，能够容易且快速地进行组装。另外，只需调节旋转轴部的长度等使得满足本实用新型的长度关系，即可抑制转子与定子铁芯因磁力相互吸引而发生接触的状况，因此，不需要为了抑制转子的移动而使用用于固定转子的专用夹具。从该方面讲，也能够容易且快速地进行组装作业。

本实用新型的第二方面的风力发电系统具有发电机和叶片，其中，该发电机设有：旋转轴部；转子，其包括转子铁芯，该转子铁芯与旋转轴部连接；定子，其包括定子铁芯，该定子铁芯被配置为在半径方向上与转子铁芯相对；壳体，其设有凹部，该凹部收纳转子和定子；以及旋转轴支承部，其设置在壳体上，以能够旋转的方式支承旋转轴部，所述叶片与旋转轴部连接，其中，从转子铁芯的旋转轴支承部侧的端部到旋转轴部被插入旋转轴支承部时最先接触到旋转轴支承部的部分为止的、旋转轴部延伸的方向上的长度，大于从旋转轴支承部的定子侧的端部到定子铁芯的与旋转轴支承部相反的一侧的端部为止的、旋转轴部延伸的方向上的长度。

在该第二方面的风力发电系统中，如上所述，构成为：从转子铁芯的旋转轴支承部侧的端部到旋转轴部被插入旋转轴支承部时最初接触到旋转轴支承部的部分为止的、旋转轴部延伸的方向上的长度，大于从旋转轴支承部的定子侧的端部到定子铁 芯的与旋转轴支承部相反的一侧的端部为止的、旋转轴部延伸的方向上的长度。由此，在旋转轴部最初接触到旋转轴支承部的状态下，转子铁芯与定子铁芯在半径方向上不是相对的。并且之后，以旋转轴支承部为导向将旋转轴部插入旋转轴支承部中，由此，即使转子铁芯与定子铁芯在半径方向上相对，也能够利用旋转轴支承部来抑制因包含在转子铁芯中的永久磁铁的磁力而使转子铁芯向定子铁芯侧移动的状况。其结果是，抑制了转子与定子铁芯因磁力相互吸引而发生接触的状况，所以，能够得到可容易且快速地进行组装的风力发电系统。另外，只需调节旋转轴部的长度等使得满足本实用新型的长度关系，即可抑制转子与定子铁芯因磁力相互吸引而发生接触的状况，因此，不需要为了抑制转子的移动而使用用于固定转子的专用夹具。从该方面讲，也能够得到可容易且快速地进行组装作业的风力发电系统。

附图说明

图1是示出本实用新型的第一实施方式的风力发电系统的整体结构的图。

图2是本实用新型的第一实施方式的风力发电系统的发电机的剖面图。

图3是本实用新型的第一实施方式的发电机的轴承的剖面图。

图4是示出将本实用新型的第一实施方式的发电机的转子安装到壳体上之前的状态的图。

图5是示出本实用新型的第一实施方式的发电机的转子与壳体接触的状态的图。

图6是示出本实用新型的第一实施方式的发电机的转子在壳体上被插入到旋转轴支承孔中的状态的图。

图7是示出本实用新型的第一实施方式的发电机的转子被安装在壳体上的状态的图。

图8是本实用新型的第二实施方式的发电机的剖面图。

图9是示出将本实用新型的第二实施方式的发电机的转子安装到壳体上之前的状态的图。

图10是示出本实用新型的第二实施方式的发电机的转子与壳体接触的状态的图。

图11是示出本实用新型的第二实施方式的发电机的转子在壳体上被插入到轴 承上的状态的图。

图12是示出本实用新型的第二实施方式的发电机的转子被安装在壳体上的状态的图。

图13是示出本实用新型的第一实施方式和第二实施方式的变形例的风力发电系统的整体结构的图。

图14是本实用新型的第一实施方式和第二实施方式的变形例的发电机的轴承的剖面图。

图15是本实用新型的第二实施方式的变形例的发电机的旋转轴的剖面图。

具体实施方式

下面，根据附图来说明本实用新型的实施方式。

(第一实施方式)

首先，参照图1至图4，对本实用新型的第一实施方式的风力发电系统100的结构进行说明。另外，在第一实施方式中，对将风力发电系统100中使用的本实用新型的旋转电机用作发电机1的例子进行说明。

如图1所示，风力发电系统100由发电机1、用于收纳发电机1的机舱2、转子毂3、叶片4以及塔架5构成。发电机1收纳于机舱2中。另外，转子毂3安装于发电机1的后述的旋转轴33上。另外，在转子毂3上安装有多个叶片4。并且，机舱2安装于塔架(支承柱)5上。

如图4所示，发电机1由壳体11、定子21和转子31构成。壳体11形成为圆柱形状。另外，在壳体11上，设置有收纳定子21和转子31的凹部12。而且，在壳体11的凹部12中，设置有用于插入转子31的旋转轴33的旋转轴支承孔13。并且，在壳体11的凹部12中，设置有由贯通孔构成的螺钉插入孔13a，所述贯通孔用于使后述的螺钉42穿过。另外，以覆盖壳体11的凹部12的方式，设置有盖部14(参照图2)。这里，旋转轴支承孔13是本实用新型的“旋转轴支承部”和“第一旋转轴支承孔”的一例。

定子21由定子铁芯22和线圈23构成。定子铁芯22例如由层叠的硅钢板构成。另外，在定子铁芯22上设置有多个槽(未图示)。另外，线圈23收纳在定子铁芯22的槽内。另外，线圈23例如由可通入U相、V相和W相这三相电流的多个线圈构 成。

转子31包括转子铁芯32和旋转轴33。转子铁芯32具有扁平的圆柱形状，并与旋转轴33连接。并且，旋转轴33被设置为仅在转子铁芯32的定子21的旋转轴支承孔13侧(箭头Z1方向)突出而延伸。由此，在第一实施方式中，旋转轴33以单侧支承状可旋转地被定子21的旋转轴支承孔13支承。另外，转子铁芯32例如由层叠的硅钢板构成，并且在转子铁芯32的外周部上设置有永久磁铁32a。另外，在旋转轴33的前端侧(箭头Z1方向侧)，设置有用于与后述的轴承螺母38进行旋合的螺钉部34。这里，旋转轴33是本实用新型的“旋转轴部”和“第一旋转轴”的一例。

另外，如图3所示，在旋转轴33上，预先安装有第一滚珠轴承35和第二滚珠轴承36。由此，与轴承为一个时相比，能够进一步限制旋转轴33在X方向上的移动。另外，第一滚珠轴承35由内轮35a、外轮35b和滚珠35c构成。此外，第二滚珠轴承36由内轮36a、外轮36b和滚珠36c构成。并且，在第一滚珠轴承35与第二滚珠轴承36之间，设置有轴套37。并且，通过轴套37，将第一滚珠轴承35与第二滚珠轴承36之间的间隔保持为规定的间隔。这里，第一滚珠轴承35与第二滚珠轴承36是本实用新型的“旋转轴支承部”和“第一轴承”的一例。

另外，旋转轴33的箭头Z2方向侧的直径D1构成为比旋转轴33的箭头Z1方向侧的直径D2大。并且，第一滚珠轴承35和第二滚珠轴承36的内径为D2。由此，由具有直径D1的旋转轴33的部分与具有直径D2的旋转轴33的部分之间的边界的台阶部33a，限制第一滚珠轴承35和第二滚珠轴承36在箭头Z2方向侧的移动。另外，通过将轴承螺母38与旋转轴33进行旋合，来限制第一滚珠轴承35和第二滚珠轴承36在箭头Z1方向侧的移动。

这里，在第一实施方式中，通过旋转轴33的台阶部33a和轴承螺母38，来夹持第一滚珠轴承35和第二滚珠轴承36以及轴套37，由此，在第一滚珠轴承35的内轮35a上，沿箭头Z1方向施加有应力。此外，在第一滚珠轴承35的外轮35b上，沿与内轮35a相反的箭头Z2方向施加有应力。另外，在第二滚珠轴承36的内轮36a上，沿箭头Z2方向施加有应力。另外，在第二滚珠轴承36的外轮36b上，沿与内轮36a相反的箭头Z1方向施加有应力。由此，在滚珠35c上，在A点和B点受力。另外，在滚珠36c上，在C点和D点受力。通过如上所述地施加应力，来消除第一滚珠轴承35和第二滚珠轴承36的间隙(游隙)。

另外，如图2所示，在壳体11的凹部12的内底面上设置具有螺钉部的轴承压紧件41。并且，通过将螺钉42旋合在轴承压紧件41的螺钉部中来将第一滚珠轴承35和第二滚珠轴承36固定在壳体11的凹部12中。

这里，在第一实施方式中，如图4所示，构成为：旋转轴33延伸的方向(Z方向)上的长度L1大于旋转轴33延伸的方向(Z方向)上的长度L2(L1＞L2)，其中，所述长度L1是从转子铁芯32的旋转轴支承孔13侧(箭头Z1方向侧)的端部32b到旋转轴33被插入旋转轴支承孔13时第二滚珠轴承36的最初接触到旋转轴支承孔13的部分(第二滚珠轴承36的箭头Z1方向侧的端部36d)的长度，所述长度L2是从旋转轴支承孔13的定子21侧的端部13b到定子铁芯22的与旋转轴支承孔13相反的一侧(箭头Z2方向侧)的端部22a的长度。换言之，构成为：Z方向上的长度L1大于Z方向上的长度L3与定子铁芯22在Z方向上的长度L4(定子铁芯22的厚度)的合计长度(L1＞L3+L4)，其中，所述长度L1是从转子铁芯32的旋转轴支承孔13侧的端部32b到第二滚珠轴承36的箭头Z1方向侧的端部36d的长度，所述长度L3是从旋转轴支承孔13的定子21侧的端部13b到定子铁芯22的旋转轴支承孔13侧的端部22b的长度。

另外，在第一实施方式中，构成为：Z方向上的长度L1大于Z方向上的长度L5(L1＞L5)，其中，所述长度L1是从转子铁芯32的旋转轴支承孔13侧的端部32b到第二滚珠轴承36的箭头Z1方向侧的端部36d的长度，所述长度L5是从旋转轴支承孔13的定子21侧的端部13b到壳体11的与旋转轴支承孔13相反的一侧(箭头Z2方向侧)的端部11a的长度。

下面，参照图4至图7，说明将转子31安装到壳体11上时的组装方法(制造方法)。

如图4所示，通过人手或起重机等，将转子31配置在壳体11的箭头Z2方向侧。此时，以旋转轴33的半径方向的中心线C2与壳体11的旋转轴支承孔13的半径方向的中心线C1大致一致的方式，将转子31配置在壳体11的箭头Z2方向侧。此时，轴承压紧件41临时固定在第一滚珠轴承35的箭头Z2方向侧的表面上。

接着，如图5所示，使第二滚珠轴承36的箭头Z1方向侧的端部36d与旋转轴支承孔13的定子21侧(箭头Z2方向侧)的端部13b接触。此时，从转子铁芯32的旋转轴支承孔13侧的端部32b到第二滚珠轴承36的箭头Z1方向侧的端部36d为 止的、Z方向上的长度L1大于从旋转轴支承孔13的定子21侧的端部13b到定子铁芯22的箭头Z2方向侧的端部22a为止的、Z方向上的长度L2(L1＞L2(参照图4))，所以，成为转子铁芯32与定子铁芯22在半径方向(X方向)上不相对的状态。由此，转子铁芯32与定子铁芯22不会因永久磁铁32a的磁力相互吸引而接触。另外，在图5所示的状态下，从转子铁芯32的旋转轴支承孔13侧的端部32b到定子铁芯22的箭头Z2方向侧的端部22a为止的、Z方向上的长度(间隔)L6是根据转子铁芯32的大小(转子铁芯32的磁力的强度)而设定的，对于较小的转子铁芯32，例如设定为大约5mm以上且大约10mm以下，对于较大的转子铁芯32，例如设定为大约30mm以上且大约40mm以下，但并不限于这些例示性的尺寸。

接着，如图6所示，维持转子铁芯32与定子铁芯22不接触的状态，同时以旋转轴支承孔13为导向，将旋转轴33(第一滚珠轴承35和第二滚珠轴承36)插入到旋转轴支承孔13中。另外，在第二滚珠轴承36的端部36d被插入到旋转轴支承孔13中的状态下，由旋转轴支承孔13来限制旋转轴33在X方向(半径方向)上的移动。然后，如图6所示，在转子铁芯32的箭头Z1方向侧的端部32b成为与定子铁芯22的箭头Z2方向侧的端部22a相同的高度的状态下，第二滚珠轴承36完全地嵌入到旋转轴支承孔13中，因此，旋转轴33在半径方向上的移动被完全限制。由此，在插入旋转轴33时，抑制了转子铁芯32与定子铁芯22因永久磁铁32a的磁力相互吸引而接触的状况。然后，如图7所示，维持转子铁芯32与定子铁芯22不接触的状态，同时以旋转轴支承孔13为导向，将旋转轴33插入到旋转轴支承孔13中，直到第一滚珠轴承35嵌入到旋转轴支承孔13中为止。然后，将轴承压紧件41与螺钉42进行旋合。由此，将第一滚珠轴承35和第二滚珠轴承36固定在旋转轴支承孔13中，所以，转子31可旋转地固定在壳体11的凹部12中。然后，如图2所示，通过将盖部14安装在壳体11上，从而完成了第一实施方式的发电机1的组装作业。

在第一实施方式中，如上所述，将旋转轴33延伸的方向(Z方向)上的长度L1设为比旋转轴33延伸的方向(Z方向)上的长度L2大(L1＞L2)，其中，所述长度L1是从转子铁芯32的旋转轴支承孔13侧(箭头Z1方向侧)的端部32b到第二滚珠轴承36的箭头Z1方向侧的端部36d的长度，所述长度L2是从旋转轴支承孔13的定子21侧的端部13b到定子铁芯22的与旋转轴支承孔13相反的一侧(箭头Z2方向侧)的端部22a的长度。由此，在第二滚珠轴承36最初接触到旋转轴支承孔13 的状态下，转子铁芯32与定子铁芯22在半径方向上不是相对的。并且之后，以旋转轴支承孔13为导向将旋转轴33插入到旋转轴支承孔13中，由此，即使转子铁芯32与定子铁芯22在半径方向上相对，也能够利用旋转轴支承孔13来抑制因包含在转子铁芯32中的永久磁铁32a的磁力而使转子铁芯32向定子铁芯22侧移动的状况。其结果是，抑制了转子31与定子铁芯22因磁力相互吸引而发生接触，所以能够容易且快速地进行组装。另外，只需调节旋转轴33的长度等使得满足上述长度关系，即可抑制转子31与定子铁芯22因磁力相互吸引而发生接触，因此，不需要为了抑制转子31的移动而使用用于固定转子31的专用夹具。从该方面讲，也能够容易且快速地进行组装作业。

另外，在第一实施方式中，如上所述，利用旋转轴支承孔13以单侧支承状可旋转地支承旋转轴33。由此，与在旋转轴33的两个端部侧设置轴承而以双侧支承状支承旋转轴33的情况不同，由于只是将旋转轴33设置在单侧，因此，能够相应地减小发电机1在轴向上的大小(薄型化、小型化)。其结果是，能够实现发电机1的轻量化。另外，由于只是在单侧设有轴承，所以能够减少构成发电机1的部品数量。另外，通过实现发电机1的薄型化、小型化和轻量化，在将发电机1安装到风力发电系统100中时，容易进行作业。另外，在将安装在风力发电系统100中的发电机1拆下并放到地上时，也容易进行作业。其结果是，能够容易地进行风力发电系统100的维护。

另外，在第一实施方式中，如上所述，构成为：旋转轴33延伸的方向上的长度L1大于旋转轴33延伸的方向上的长度L3与定子铁芯22在旋转轴33延伸的方向上的长度L4的合计长度，其中，所述长度L1是从转子铁芯32的旋转轴支承孔13侧的端部32b到第二滚珠轴承36被插入旋转轴支承孔13时第二滚珠轴承36的最初接触到旋转轴支承孔13的部分的长度，所述长度L3是从旋转轴支承孔13的定子21侧的端部13b到定子铁芯22的旋转轴支承孔13侧的端部22b的长度。由此，在第二滚珠轴承36最初接触到旋转轴支承孔13的状态下，能够使转子铁芯32与定子铁芯22在半径方向上不相对。

另外，在第一实施方式中，如上所述，构成为：旋转轴33延伸的方向上的长度L1大于旋转轴33延伸的方向上的长度L5，其中，所述长度L1是从转子铁芯32的旋转轴支承孔13侧的端部32b到第二滚珠轴承36被插入旋转轴支承孔13时第二滚珠轴承36的最初接触到旋转轴支承孔13的部分的长度，所述长度L5是从旋转轴支 承孔13的定子21侧的端部13b到壳体11的与旋转轴支承孔13相反的一侧的端部11a的长度。由此，在第二滚珠轴承36的箭头Z1方向侧的端部36d与旋转轴支承孔13的定子21侧(箭头Z2方向侧)的端部13b接触的状态下，能够使转子铁芯32与定子铁芯22之间的Z方向上的距离更大，因此，能够进一步抑制转子铁芯32与定子铁芯22因永久磁铁32a的磁力而发生接触的状况。

另外，在第一实施方式中，如上所述，构成为：在第一滚珠轴承35的内轮35a和外轮35b上，沿着旋转轴33延伸的方向，分别施加有方向彼此相反的应力。另外，在第二滚珠轴承36的内轮36a和外轮36b上，沿着旋转轴33延伸的方向，分别施加有方向彼此相反的应力。由此，在第一滚珠轴承35(第二滚珠轴承36)的滚珠35c(滚珠36c)上，从轴向的一侧和另一侧受力，因此，能够消除第一滚珠轴承35和第二滚珠轴承36的间隙(游隙)。其结果是，能够限制旋转轴33在轴向(Z方向)上的移动。

(第二实施方式)

下面，参照图8和图9，对第二实施方式的发电机1a进行说明。与预先将第一滚珠轴承35和第二滚珠轴承36安装到旋转轴33上的上述第一实施方式不同，在该第二实施方式中，预先将第一滚珠轴承55和第二滚珠轴承56安装到旋转轴支承孔53中。另外，第二实施方式的风力发电系统的整体结构与上述第一实施方式(参照图1)相同。

如图9所示，第二实施方式的发电机1a由壳体51、定子61和转子71构成。壳体51形成为圆柱形状。另外，在壳体51上，设置有收纳定子61和转子71的凹部52。而且，在凹部52的底面上设置有用于插入转子71的旋转轴73的旋转轴支承孔53。另外，以覆盖壳体51的凹部52的方式设置有盖部54(参照图8)。这里，旋转轴支承孔53是本实用新型的“旋转轴支承部”和“第二旋转轴支承孔”的一例。

定子61由定子铁芯62和线圈63构成。定子铁芯62例如由层叠的硅钢板构成。另外，在定子铁芯62上设置有多个槽(未图示)。另外，线圈63被收纳在定子铁芯62的槽内。并且，线圈63例如由可通入U相、V相和W相的三相电流的多个线圈构成。

转子71包括转子铁芯72和旋转轴73。转子铁芯72具有由层叠的硅钢板等构成的扁平圆柱形状，与旋转轴73连接。另外，在转子铁芯72的外周部上设置有永久 磁铁72a。另外，旋转轴73被设置为仅在转子铁芯72的定子61的旋转轴支承孔53侧(箭头Z1方向)突出而延伸。由此，在第二实施方式中，通过定子61的旋转轴支承孔53以单侧支承状可旋转地支承旋转轴73。另外，在旋转轴73的转子铁芯72侧(箭头Z2方向侧)，设置有防脱件74，该防脱件74由限制旋转轴73向箭头Z1方向侧移动的“C”形环或“E”形环等构成。这里，旋转轴73是本实用新型的“旋转轴部”和“第二旋转轴”的一例。

另外，第一滚珠轴承55和第二滚珠轴承56例如通过压入的方式被预先安装到壳体51的旋转轴支承孔53中。而且，第一滚珠轴承55和第二滚珠轴承56是本实用新型的“旋转轴支承部”和“第二轴承”的一例。另外，在第一滚珠轴承55与第二滚珠轴承56之间设置有轴套57。并且，利用轴套57将第一滚珠轴承55与第二滚珠轴承56之间的间隔保持为规定的间隔。另外，第一滚珠轴承55和第二滚珠轴承56的详细结构与上述第一实施方式的第一滚珠轴承35以及第二滚珠轴承36(参照图3)相同。另外，将螺钉77穿过设置于凹部52中的螺钉插入孔53a，将轴承压紧件76与螺钉77旋合，由此，将第一滚珠轴承55、轴套57和第二滚珠轴承56固定到凹部52中。

另外，如图8所示，在旋转轴73的前端侧(箭头Z1方向侧)，安装有由“C”形环或“E”形环等构成的防脱件75。利用该防脱件75抑制旋转轴73向箭头Z2方向移动。而且，作为防脱件75，可以采用轴承螺母、轴承压紧部品等各种部件。

这里，在第二实施方式中，如图9所示，构成为：旋转轴73延伸的方向(Z方向)上的长度L7大于旋转轴73延伸的方向(Z方向)上的长度L8(L7＞L8)，其中，所述长度L7是从转子铁芯72的旋转轴支承孔53侧的端部72b到旋转轴73被插入第一滚珠轴承55时旋转轴73的最初接触到第一滚珠轴承55的部分(旋转轴73的箭头Z1方向侧的前端73a)的长度，所述长度L8是从第一滚珠轴承55的定子61侧的端部55a到定子铁芯62的与第一滚珠轴承55相反的一侧(箭头Z2方向侧)的端部62a的长度。换言之，构成为：Z方向上的长度L7大于Z方向上的长度L9与定子铁芯62在Z方向上的长度(定子铁芯62的厚度)L10的合计长度(L7＞L9+L10)，其中，所述长度L7是从转子铁芯72的第一滚珠轴承55侧的端部72b到旋转轴73的箭头Z1方向侧的前端73a的长度，所述长度L9是从第一滚珠轴承55的定子61侧的端部55a到定子铁芯62的第一滚珠轴承55侧的端部62b的长度。

另外，在第二实施方式中，构成为：Z方向上的长度L7大于Z方向上的长度L11(L7＞L11)，其中，所述长度L7是从转子铁芯72的第一滚珠轴承55侧的端部72b到旋转轴73的箭头Z1方向侧的前端73a的长度，所述长度L11是从第一滚珠轴承55的定子61侧的端部55a到壳体51的与第一滚珠轴承55相反的一侧(箭头Z2方向侧)的端部51a的长度。

下面，参照图9至图12，来说明将转子71安装到壳体51上时的组装方法(制造方法)。

如图9所示，通过人手或起重机等，将转子71配置在壳体51的箭头Z2方向侧。此时，是以旋转轴73的半径方向的中心线C4与壳体51的第一滚珠轴承55的半径方向的中心线C3大致一致的方式，将转子71配置在壳体51的箭头Z2方向侧。

接着，如图10所示，使旋转轴73的箭头Z1方向侧的前端73a与第一滚珠轴承55的定子61侧(箭头Z2方向侧)的端部55a接触。此时，由于从转子铁芯72的第一滚珠轴承55侧的端部72b到旋转轴73的箭头Z1方向侧的前端73a为止的、Z方向上的长度L7大于从第一滚珠轴承55的定子61侧的端部55a到定子铁芯62的箭头Z2方向侧的端部62a为止的、Z方向的长度L8(L7＞L8(参照图9))，所以，成为转子铁芯72与定子铁芯62在半径方向(X方向)上不相对的状态。由此，转子铁芯72与定子铁芯62不会因永久磁铁72a的磁力相互吸引而接触。

接着，如图11所示，维持转子铁芯72与定子铁芯62不接触的状态，同时以第一滚珠轴承55为导向将旋转轴73插入到第一滚珠轴承55中。另外，在旋转轴73被插入到第一滚珠轴承55中的状态下，通过第一滚珠轴承55来限制旋转轴73在X方向(半径方向)上的移动。然后，如图11所示，在转子铁芯72的箭头Z1方向侧的端部72b成为与定子铁芯62的箭头Z2方向侧的端部62a相同的高度的状态下，旋转轴73完全地嵌入到第一滚珠轴承55中，因此，旋转轴73在半径方向上的移动被完全限制。由此，在插入旋转轴73时，抑制了转子铁芯72与定子铁芯62因永久磁铁72a的磁力相互吸引而接触的状况。然后，如图12所示，维持转子铁芯72与定子铁芯62不接触的状态，同时以第一滚珠轴承55为导向将旋转轴73插入到第二滚珠轴承56中，直到旋转轴73嵌入到第二滚珠轴承56中为止。然后，将防脱件75安装到旋转轴73上。由此，转子71被固定到壳体51的凹部52中。然后，如图8所示，将盖部54安装到壳体51上，由此完成第二实施方式的发电机1a的组装作业。

在第二实施方式中，如上所述，将Z方向上的长度L7设为比Z方向上的长度L8大(L7＞L8)，其中，所述长度L7是从转子铁芯72的第一滚珠轴承55侧的端部72b到旋转轴73的箭头Z1方向侧的前端73a的长度，所述长度L8是从第一滚珠轴承55的定子61侧的端部55a到定子铁芯62的箭头Z2方向侧的端部62a的长度。由此，在旋转轴73最初接触到第一滚珠轴承55的状态下，转子铁芯72与定子铁芯62在半径方向上不是相对的。而且之后，以第一滚珠轴承55为导向将旋转轴73插入到第二滚珠轴承56中，由此，即使转子铁芯72与定子铁芯62在半径方向上相对，也能够利用第一滚珠轴承55和第二滚珠轴承56来抑制因包含在转子铁芯72中的永久磁铁72a的磁力而使转子铁芯72向定子铁芯62侧移动的状况。其结果是，抑制了转子71与定子铁芯62因磁力相互吸引而接触的状况，所以能够容易且快速地进行组装。另外，只需调节旋转轴73的长度等使得满足上述长度关系，即可抑制转子71与定子铁芯62因磁力相互吸引而接触的状况，因此，不需要为了抑制转子71的移动而使用用于固定转子71的专用夹具。从该方面讲，也能够容易且快速地进行组装作业。

此外，第二实施方式的其他效果与上述第一实施方式相同。

另外，本次公开的实施方式应该被理解为在所有方面均只是例示，并不是限定性的内容。本实用新型的范围并不是由上述实施方式的说明所给出，而是由权利要求书所给出，而且包括与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。

例如，在上述第一和第二实施方式中，示出了将本实用新型的旋转电机应用于发电机中的例子，但是本实用新型并不限于此。例如，也可以将本实用新型的旋转电机应用于电动机。

另外，在上述第一和第二实施方式中，示出了将本实用新型应用于风力发电系统的发电机中的例子，但是本实用新型并不限于此。例如，也可以将本实用新型应用于风力发电系统以外的发电机中。

另外，在上述第一和第二实施方式中，示出了转子毂被安装在发电机的旋转轴上的例子，但是本实用新型并不限于此。例如，也可以如图13所示的变形例的风力发电系统101那样，在转子毂3与发电机1之间设置齿轮102。

另外，在上述第一和第二实施方式中，示出了由滚珠轴承来构成轴承的例子，但是本实用新型并不限于此。例如，也可以如图14所示，由第一圆锥轴承81和第二圆锥轴承82来构成轴承。并且，第一圆锥轴承81和第二圆锥轴承82是本实用新型 的“旋转轴部”和“第一轴承”的一例。

另外，在上述第一和第二实施方式中，示出了由一体的旋转轴来构成旋转轴的例子，但是本实用新型并不限于此。例如，也可以如图15所示，由第一部分91a和第二部分91b来构成旋转轴91，其中，所述第一部分91a与转子铁芯92连接，所述第二部分91b通过螺栓93与第一部分91a接合。由此，通过调整第二部分91b的长度，能够容易地调节旋转轴91的长度。其结果，能够结合发电机的壳体、定子和转子等的大小，容易地调整旋转轴91的长度，使得在转子铁芯92与定子铁芯在半径方向上不相对的状态下能够将旋转轴91插入到孔部中。另外，旋转轴91是本实用新型的“旋转轴部”和“第二旋转轴”的一例。

另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中，示出了以单侧支承状可旋转地支承旋转轴的例子，但是本实用新型并不限于此。本实用新型也可以应用于以双侧支承状可旋转地支承旋转轴的情况。

另外，在上述第一和第二实施方式中，示出了将本实用新型应用于转子被配置于定子内侧的内转子型发电机的例子，但是，本实用新型并不限于此。本实用新型也可以应用于转子被配置在定子外侧的外转子型发电机。

Claims (17)

1.一种旋转电机，其具有：

旋转轴部；

转子，其包括转子铁芯，该转子铁芯与所述旋转轴部连接；

定子，其包括定子铁芯，该定子铁芯被配置为在半径方向上与所述转子铁芯相对；

壳体，其设有凹部，该凹部收纳所述转子和所述定子；以及

旋转轴支承部，其设置在所述壳体上，以能够旋转的方式支承所述旋转轴部，

该旋转电机构成为：从所述转子铁芯的所述旋转轴支承部侧的端部到所述旋转轴部被插入所述旋转轴支承部时最初接触到所述旋转轴支承部的部分为止的、所述旋转轴部延伸的方向上的长度，大于从所述旋转轴支承部的所述定子侧的端部到所述定子铁芯的与所述旋转轴支承部相反的一侧的端部为止的、所述旋转轴部延伸的方向上的长度。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，

所述旋转轴支承部以单侧支承状且以能够旋转的方式支承着所述转子。

3.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，

从所述转子铁芯的所述旋转轴支承部侧的端部到所述旋转轴部被插入所述旋转轴支承部时最初接触到所述旋转轴支承部的部分为止的、所述旋转轴部延伸的方向上的长度大于以下两个长度的合计长度，第一个长度是从所述旋转轴支承部的所述定子侧的端部到所述定子铁芯的所述旋转轴支承部侧的端部为止的、所述旋转轴部延伸的方向上的长度，第二个长度是所述定子铁芯在所述旋转轴部延伸的方向上的长度。

4.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，

所述旋转轴部包括第一旋转轴、以及预先被安装在所述第一旋转轴上的第一轴承，并且，所述旋转轴支承部包括能够插入所述第一轴承的第一旋转轴支承孔，

该旋转电机构成为：从所述转子铁芯的所述第一旋转轴支承孔侧的端部到所述第一轴承的所述第一旋转轴支承孔侧的端部为止的、所述第一旋转轴延伸的方向上的长度，大于从所述第一旋转轴支承孔的所述定子侧的端部到所述定子铁芯的与所述第 一旋转轴支承孔相反的一侧的端部为止的、所述第一旋转轴延伸的方向上的长度。

5.根据权利要求4所述的旋转电机，其中，

所述第一轴承包括沿着所述第一旋转轴延伸的方向配置的多个第一轴承，

该旋转电机构成为：从所述转子铁芯的所述第一旋转轴支承孔侧的端部到所述多个第一轴承中的配置在所述第一旋转轴支承孔侧的所述第一轴承的所述第一旋转轴支承孔侧的端部为止的、所述第一旋转轴延伸的方向上的长度，大于从所述第一旋转轴支承孔的所述定子侧的端部到所述定子铁芯的与所述第一旋转轴支承孔相反的一侧的端部为止的、所述第一旋转轴延伸的方向上的长度。

6.根据权利要求5所述的旋转电机，其中，

该旋转电机还具有设置在所述多个第一轴承之间的第一轴套，

利用所述第一轴套将所述多个第一轴承的间隔保持为规定的间隔。

7.根据权利要求4所述的旋转电机，其中，

所述第一旋转轴的所述转子铁芯侧的直径大于所述第一旋转轴的与所述转子铁芯相反的一侧的直径，利用所述第一旋转轴的直径不同的边界处的台阶部限制所述第一轴承向所述转子铁芯侧移动。

8.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，

所述旋转轴部包括第二旋转轴，并且，所述旋转轴支承部包括第二旋转轴支承孔和预先安装在所述第二旋转轴支承孔中的第二轴承，

该旋转电机构成为：从所述转子铁芯的所述第二旋转轴支承孔侧的端部到所述第二旋转轴的前端为止的、所述第二旋转轴延伸的方向上的长度，大于从所述第二轴承的所述定子侧的端部到所述定子铁芯的与所述第二旋转轴支承孔相反的一侧的端部为止的、所述第二旋转轴延伸的方向上的长度。

9.根据权利要求8所述的旋转电机，其中，

所述第二轴承包括沿着所述第二旋转轴延伸的方向配置的多个第二轴承，

该旋转电机构成为：从所述转子铁芯的所述第二旋转轴支承孔侧的端部到所述第二旋转轴的前端为止的、所述第二旋转轴延伸的方向上的长度，大于从所述多个第二轴承中的配置于所述定子侧的所述第二轴承的所述定子侧的端部到所述定子铁芯的与所述第二旋转轴支承孔相反的一侧的端部为止的、所述第二旋转轴延伸的方向上的长度。 

10.根据权利要求9所述的旋转电机，其中，

该旋转电机还具有设置在所述多个第二轴承之间的第二轴套，

利用所述第二轴套将所述多个第二轴承的间隔保持为规定的间隔。

11.根据权利要求8所述的旋转电机，其特征在于，

该旋转电机还具有设置在所述第二旋转轴上的防脱件，

利用所述防脱件限制所述转子铁芯在所述第二旋转轴的轴向上的移动。

12.根据权利要求8所述的旋转电机，其中，

所述第二旋转轴包括与所述转子铁芯连接的第一部分、以及构成为能够与所述第一部分连接的第二部分，

该旋转电机构成为：从所述转子铁芯的所述第二旋转轴支承孔侧的端部到所述第二旋转轴的所述第二部分的前端为止的、所述第二旋转轴延伸的方向上的长度，大于从所述第二轴承的所述定子侧的端部到所述定子铁芯的与所述第二旋转轴支承孔相反的一侧的端部为止的、所述第二旋转轴延伸的方向上的长度。

13.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，

所述旋转轴部包括具有外轮和内轮的轴承，

在所述轴承的内轮和外轮上，沿着所述旋转轴部延伸的方向，分别施加有方向彼此相反的应力。

14.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，

该旋转电机被用作风力发电的发电机。

15.一种风力发电系统，其具有发电机和叶片，其中，

所述发电机设有：旋转轴部；转子，其包括转子铁芯，该转子铁芯与所述旋转轴部连接；定子，其包括定子铁芯，该定子铁芯被配置为在半径方向上与所述转子铁芯相对；壳体，其设有凹部，该凹部收纳所述转子和所述定子；以及旋转轴支承部，其设置在所述壳体上，以能够旋转的方式支承所述旋转轴部，

所述叶片与所述旋转轴部连接，

其中，从所述转子铁芯的所述旋转轴支承部侧的端部到所述旋转轴部被插入所述旋转轴支承部时最初接触到所述旋转轴支承部的部分为止的、所述旋转轴部延伸的方向上的长度，大于从所述旋转轴支承部的所述定子侧的端部到所述定子铁芯的与所述旋转轴支承部相反的一侧的端部为止的、所述旋转轴部延伸的方向上的长度。 

16.根据权利要求15所述的风力发电系统，其中，

所述旋转轴支承部以单侧支承状且以能够旋转的方式支承着所述转子。

17.根据权利要求15所述的风力发电系统，其中，

从所述转子铁芯的所述旋转轴支承部侧的端部到所述旋转轴部被插入所述旋转轴支承部时最初接触到所述旋转轴支承部的部分为止的、所述旋转轴部延伸的方向上的长度大于以下两个长度的合计长度，第一个长度是从所述旋转轴支承部的所述定子侧的端部到所述定子铁芯的所述旋转轴支承部侧的端部为止的、所述旋转轴部延伸的方向上的长度，第二个长度是所述定子铁芯在所述旋转轴部延伸的方向上的长度。 

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