技术摘要：
本发明提供旋转电机机械、发电机及风力发电设备，在抑制装置的大型化的同时实现使电力或转矩的产生容量增加和装置的耐久性提高同时成立。旋转电机机械具备：电枢单元，包括形成为环状且能够绕轴线旋转的转子及配置于所述转子的径向外侧的定子；输入输出轴，一端与外部  全部
背景技术：
以往，例如已知有发电机、电动机那样的旋转电机机械。例如在专利文献1中公开 了如下结构：在转矩输入轴的轴向上经由离合器串联地配置多个作为发电机的旋转电机机 械，实现了发电容量的增加。 现有技术文献 专利文献 专利文献1：日本特开2003-336571号公报
技术实现要素：
发明所要解决的课题 然而，如上述专利文献1那样，在将多个发电机串联连结的情况下，上游侧的发电 机被输入包含用于驱动下游侧的发电机的转矩的较大的转矩，因此上游侧的发电机需要比 下游侧的发电机更强的强度。因此，对于配置于下游侧的发电机，有时会产生考虑上游侧的 发电机的负荷而设定得比上游侧的发电机小型等的限制。其结果是，与在轴向上的相同空 间使用相同容量的发电机的情况相比，无法充分地增加发电容量，有可能无法充分应对发 电容量增加的要求。而且，上述输入轴存在由于风载荷而较大地位移的可能性，为了吸收这 样的位移，需要配置用于确保输入轴的挠性并使在发电机中不产生较大的位移的接头的空 间。 关于这一点，在专利文献1中，没有公开在抑制装置的大型化的同时，兼顾容量的 增加和装置的耐久性提高的见解。 鉴于上述情况，本发明的至少一个实施方式的目的在于提供能够在抑制装置的大 型化的同时实现电力或转矩的产生容量增加和装置的耐久性提高的兼顾的旋转电机机械。 用于解决课题的技术方案 (1)本发明的至少一个实施方式的旋转电机机械具备： 电枢单元，包括形成为环状且构成为能够绕轴线旋转的转子及配置于所述转子的 径向外侧的定子； 输入输出轴，一端与外部设备连结，并且在形成于所述转子的中央部的中央空间 内沿着所述转子的轴向延伸；以及 联轴器装置，在所述轴向上设置于比位于所述外部设备附近的所述转子的端部靠 所述输入输出轴的另一端侧的位置，将所述输入输出轴与所述转子以能够传递转矩的方式 连结。 根据上述(1)的结构，经由联轴器装置向转子传递转矩的输入输出轴在转子的中 央空间内沿着轴向延伸，由此能够在轴向上的转子的延伸范围内有效地利用转子的中央空 4 CN 111594386 A 说　明　书 2/13 页 间内的空间。因此，能够在轴向上实现旋转电机机械的小型化，并且在使用轴向上的同一空 间的情况下，能够产生更大的电力或转矩。 另外，在轴向上在比位于外部设备附近的转子的端部靠输入输出轴的另一端侧远 离外部设备的位置，输入输出轴与转子通过联轴器装置连结，因此与例如在比转子中的位 于外部设备附近的端部靠近外部设备的位置连结输入输出轴与转子的情况相比，能够确保 输入输出轴的跨度、即将从外部设备到联轴器装置的距离确保得长。由此，即使在外部设备 产生了位移的情况下，也能够降低联轴器装置处的输入输出轴的偏心角，因此能够提供相 对于外部设备的位移而鲁棒性提高的旋转电机机械。 因此，能够在抑制装置的大型化的同时实现电力或转矩的产生容量增加和装置的 耐久性提高的兼顾。 (2)在几个实施方式中，也可以是，在上述(1)的结构中， 所述联轴器装置将所述输入输出轴的另一端与所述转子以能够传递转矩的方式 连结。 根据上述(2)的结构，能够确保轴向上的输入输出轴的尺寸、即将从外部设备到联 轴器装置的距离确保得长，因此假设在外部设备产生了位移时，与在比转子中的位于外部 设备附近的端部靠近外部设备的位置连结输入输出轴和转子的情况相比，能够降低联轴器 装置处的输入输出轴的偏心角。 (3)在几个实施方式中，也可以是，在上述(1)或(2)的结构中， 所述电枢单元包括沿所述轴向排列配置的第一电枢单元及第二电枢单元。 根据上述(3)的结构，能够构成沿着轴向包括多个电枢单元(例如第一电枢单元和 第二电枢单元)的旋转电机机械，因此能够在不在径向上大型化的情况下增加旋转电机机 械的输出。 (4)在几个实施方式中，也可以是，在上述(3)的结构中， 所述第二电枢单元在所述轴向上设置于比所述第一电枢单元远离所述外部设备 的位置， 所述输入输出轴以横穿所述第一电枢单元的转子的中央空间及所述第二电枢单 元的转子的中央空间的方式延伸， 所述联轴器装置包括： 第一联轴器，将所述输入输出轴的另一端与所述第二电枢单元的转子连结；以及 第二联轴器，将所述第一电枢单元的转子与所述第二电枢单元的转子连结。 根据上述(4)的结构，能够确保输入输出轴的轴向的尺寸较长，因此能够降低联轴 器装置处的输入输出轴的偏心角。 (5)在几个实施方式中，也可以是，在上述(3)的结构中， 所述第二电枢单元在所述轴向上设置于比所述第一电枢单元远离所述外部设备 的位置， 所述旋转电机机械具备在所述输入输出轴的所述径向上配置于所述输入输出轴 的外侧且所述转子的内侧的中空轴， 所述输入输出轴及所述中空轴都以横穿所述第一电枢单元的转子的中央空间及 所述第二电枢单元的转子的中央空间的方式延伸， 5 CN 111594386 A 说　明　书 3/13 页 所述联轴器装置包括： 第三联轴器，将所述输入输出轴的另一端与所述中空轴连结；以及 多个第四联轴器，将所述第一电枢单元及所述第二电枢单元各自的所述转子与所 述中空轴分别连结。 根据上述(5)的结构，通过第三联轴器将输入输出轴的另一端与中空轴连结，因此 能够确保轴向上的输入输出轴的尺寸较长而降低联轴器装置处的输入输出轴的偏心角。另 外，通过多个第四联轴器，第一电枢单元的转子和第二电枢单元的转子分别与中空轴单独 连结，因此能够实现在各转子与中空轴之间传递的转矩的均等化。 (6)在几个实施方式中，也可以是，在上述(3)的结构中， 所述第二电枢单元在所述轴向上设置于比所述第一电枢单元远离所述外部设备 的位置， 所述输入输出轴以横穿所述第一电枢单元的转子的中央空间及所述第二电枢单 元的转子的中央空间的方式延伸， 所述联轴器装置包括： 第六联轴器，将所述第一电枢单元的所述转子与所述输入输出轴连结；以及 第七联轴器，将所述第二电枢单元的所述转子与所述输入输出轴连结。 根据上述(6)的结构，在包括与所要求的输出对应的数量的电枢单元的结构中，能 够实现向各转子传递的转矩的均等化。 (7)在几个实施方式中，也可以是，在上述(1)～(6)中的任一个结构中， 所述转子包括： 低速转子，该低速转子包括内圈部、配置于所述内圈部的径向外侧的外圈部以及 将所述内圈部与所述外圈部连结的径向延伸部；以及 环状的高速转子，该环状的高速转子配置在所述内圈部与所述外圈部之间且能够 与所述低速转子独立地绕所述轴线旋转。 根据上述(7)的结构，通过在低速转子的内侧设置高速转子，能够构成与不具备高 速转子的旋转电机机械相比得到高输出的旋转电机机械(例如旋转电机机械作为发电机发 挥功能的情况下，所谓的磁齿轮发电机)。因此，与不具备高速转子的旋转电机机械相比，能 够提供能够在高输出化时抑制轴向和/或径向的大型化并且在同等输出的情况下能够实现 小型化的旋转电机机械。 (8)本发明的至少一个实施方式的发电机具备： 电枢单元，包括形成为环状且构成为能够绕轴线旋转的转子及配置于所述转子的 径向外侧的定子； 输入轴，一端与转矩产生部连结，并且在形成于所述转子的中央部的中央空间内 沿着所述转子的轴向延伸；以及 联轴器装置，在所述轴向上设置于比位于所述转矩产生部附近的所述转子的端部 远离所述转矩产生部的位置，将所述输入轴与所述转子以能够传递转矩的方式连结。 根据上述(8)的结构，通过在转子的中央空间内沿着轴向延伸的输入轴上设置用 于从转子向输入轴传递转矩的联轴器装置，能够在轴向上的转子的延伸范围内有效地利用 转子的内侧的空间。因此，能够在轴向上实现发电机的小型化。另外，在轴向上在比位于转 6 CN 111594386 A 说　明　书 4/13 页 矩产生部附近的转子的一端远离转矩产生部的位置，由联轴器将输入轴和转子连结，因此 与例如在比转子中的位于转矩产生部附近的端部靠近转矩产生部的位置连结输入轴和转 子的情况相比，能够确保输入轴的跨度、即将从转矩产生部到联轴器装置的距离确保得长。 由此，即使在转矩产生部产生了位移的情况下，也能够降低联轴器装置处的输入轴的偏心 角，因此能够提供相对于转矩产生部的位移鲁棒性提高的发电机。 (9)本发明的至少一个实施方式的风力发电设备具备： 上述(1)～(7)中任一项所述的旋转电机机械；以及 风车转子，向所述旋转电机机械施加旋转力。 根据上述(9)的结构，能够提供能够享受上述(1)～(7)中任一项所述的效果的风 力发电设备。 发明效果 根据本发明的至少一个实施方式，能够提供在抑制装置的大型化的同时能够兼顾 电力或转矩的产生容量增加和耐久性提高的旋转电机机械。 附图说明 图1是概略地示出本发明的一个实施方式的旋转电机机械的结构的侧剖视图。 图2是概略地示出一个实施方式的旋转电机机械的结构的侧剖视图。 图3是概略地示出另一个实施方式的旋转电机机械的结构的侧剖视图。 图4是概略地示出另一个实施方式的旋转电机机械的结构的侧剖视图。 图5是概略地示出作为比较例的旋转电机机械的图。 图6是概略地示出本发明的一个实施方式的风力发电设备的结构的图。 标号说明 1  旋转电机机械(发电机/电动机) 10 电枢单元 11  第一电枢单元 12  第二电枢单元 20 转子 20A 中央空间 20B  端部 21  低速转子(转子) 21A 内圈部 21B  外圈部 21C  径向延伸部 22 高速转子(转子) 24  定子 26  外部设备(风车转子/转矩产生部/轧制机/被驱动部) 28  输入输出轴(风车的主轴/输入轴/输出轴) 28A 一端 28B  另一端 7 CN 111594386 A 说　明　书 5/13 页 29  输入轴 30 联轴器装置 31  第一联轴器 32  第二联轴器 33  第三联轴器 34、34A、34B  第四联轴器 35、35A、35B  第五联轴器 40 中空轴 40B  另一端 50  轴承 100 风车(风力发电设备) 102 风车叶片 103  轮毂 107  机舱 108  塔架 126 风车转子(外部设备/转矩产生部) 128  主轴(输入输出轴/输入轴) X  轴线。