JP2002031031A - Variable vane pitch mechanism of windmill - Google Patents

Variable vane pitch mechanism of windmill

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JP2002031031A
JP2002031031A JP2000215310A JP2000215310A JP2002031031A JP 2002031031 A JP2002031031 A JP 2002031031A JP 2000215310 A JP2000215310 A JP 2000215310A JP 2000215310 A JP2000215310 A JP 2000215310A JP 2002031031 A JP2002031031 A JP 2002031031A
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JP
Japan
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shaft
pull rod
push
actuator
base end
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Application number
JP2000215310A
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Japanese (ja)
Inventor
Susumu Asakawa
進 浅川
Junichi Sugino
淳一 杉野
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

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  • Wind Motors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable vane pitch mechanism of a windmill capable of shortening the total length of a nacelle and reducing the loss of an actuator. SOLUTION: In this windmill having a rotor head 14 on a tip of a rotating shaft 13, and varying a pitch angle of a vane 10 through a converting mechanism 60 by sliding a push pull rod 21, a hydraulic cylinder 56 is inclined to the rotating shaft 13, and the push pull rod 21 comprises a screw shaft cover 23, a rod body 30 slidably inserted into the cover 23 and connected to the converting mechanism 60 at its tip, a screw shaft 25 engaged with a nut part 26 mounted on the rod body 30, a clutch for permitting and inhibiting the rotation of the screw shaft 25, and a spring 37 for energizing the rod body 30 in the tip direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、風車に関し、特に
風車の翼ピッチ可変機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wind turbine, and more particularly to a variable blade pitch mechanism of a wind turbine.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、風力発電等に使用される風車、
特に大型風車では可変ピッチ翼によって起動トルクの増
大をはかると共に、風速に応じて回転数の制御を行い、
かつ強風時には翼を風向と平行にするフェザリングによ
り抵抗の減少をはかっている。
2. Description of the Related Art For example, a windmill used for wind power generation, etc.
Especially in large wind turbines, the startup torque is increased by the variable pitch blades, and the number of revolutions is controlled according to the wind speed.
At the time of strong wind, the resistance is reduced by feathering which makes the wing parallel to the wind direction.

【0003】この翼ピッチ可変機構は、例えば特開平7
−4344号公報に開示され、かつ図10に概略を示す
ように、主軸101内で延在する可動軸102が平行ギ
ヤ103の軸内を貫通し、端部をラジアルベアリング1
04に支持させ、このラジアルベアリング104をスプ
リング受け105を介して可動軸102と同軸上に配置
された油圧シリンダ106と連結している。平行ギヤ1
03とスプリング受け105との間に配設されたスプリ
ング107及び油圧シリンダ106の軸方向の駆動力が
ラジアルベアリング104を介して可動軸102に伝え
られ、リンク108によって翼109の回転運動に変換
するように構成されている。
This variable blade pitch mechanism is disclosed in, for example,
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 4344 and schematically shown in FIG. 10, a movable shaft 102 extending within a main shaft 101 passes through the inside of a parallel gear 103, and has a radial bearing 1 at an end.
The radial bearing 104 is connected to a hydraulic cylinder 106 disposed coaxially with the movable shaft 102 via a spring receiver 105. Parallel gear 1
An axial driving force of a spring 107 and a hydraulic cylinder 106 disposed between the spring 03 and the spring receiver 105 is transmitted to the movable shaft 102 via a radial bearing 104, and is converted into a rotational motion of the wing 109 by a link 108. It is configured as follows.

【0004】従って、油圧シリンダ106に油圧を供給
すると、可動軸102の端部を支持するラジアルベアリ
ング104を介して油圧シリンダ106の駆動力が可動
軸102に伝達され、この駆動力によって可動軸102
が軸方向にスライドして、可動軸102に連結されたリ
ンク108によって翼ピッチが変化する。
Accordingly, when hydraulic pressure is supplied to the hydraulic cylinder 106, the driving force of the hydraulic cylinder 106 is transmitted to the movable shaft 102 via the radial bearing 104 that supports the end of the movable shaft 102, and the driving force is transmitted to the movable shaft 102 by this driving force.
Slides in the axial direction, and the blade pitch is changed by a link 108 connected to the movable shaft 102.

【0005】また、油圧シリンダ106の油圧が喪失す
ると、スプリング107が可動軸102を逆方向にスラ
イドさせることによって、油圧シリンダ106の作用で
変換された翼ピッチがもとの状態、即ちフェザリング位
置側となる。
When the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder 106 is lost, the spring 107 slides the movable shaft 102 in the reverse direction, so that the blade pitch converted by the action of the hydraulic cylinder 106 is restored to its original state, that is, the feathering position. Side.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記特開平7−434
4号公報によると、油圧シリンダ106の作動により翼
ピッチが可変制御され、かつ油圧シリンダ106の油圧
が喪失した際にも、スプリング107によって翼109
をフェザリング位置側に可変することができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-434.
According to Japanese Patent Publication No. 4 (1994) -104, the blade pitch is variably controlled by the operation of the hydraulic cylinder 106, and even when the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder 106 is lost, the blades 109 are
Can be changed to the feathering position side.

【0007】しかし、油圧シリンダ106と可変軸10
2が同軸上に連接配置されることから、風車のナセル全
長方向が長大になりナセルの大型化に伴いナセルに作用
する風圧の影響が大きくなることが懸念されると共に、
平行ギヤ103とスプリング受け105との間に弾装さ
れたスプリング107の付勢力が常時油圧シリンダ10
6に作用し、この付勢力が油圧シリンダ106の油圧力
の大きな損失の要因となることが懸念される。
However, the hydraulic cylinder 106 and the variable shaft 10
2 is arranged coaxially and connected, there is a concern that the effect of wind pressure acting on the nacelle increases with the increase in the nacelle length direction of the nacelle of the wind turbine and the increase in the size of the nacelle.
The urging force of the spring 107 mounted between the parallel gear 103 and the spring receiver 105 is constantly applied to the hydraulic cylinder 10.
6, the urging force may cause a large loss of the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder 106.

【0008】従って、かかる点に鑑みなされた本発明の
第1の目的は、風車のナセル全長方向の短縮をはかるこ
とによってナセルの小型化がもたらされる風車の翼ピッ
チ可変機構を提供することにある。また、本発明の第2
の目的は、アクチュエータの油圧損失が大きく減少可能
な風車の翼ピッチ可変機構を提供することにある。
Accordingly, a first object of the present invention, which has been made in view of the above points, is to provide a variable blade pitch mechanism of a wind turbine which can reduce the size of the nacelle by shortening the length of the nacelle in the nacelle. . Further, the second aspect of the present invention
It is an object of the present invention to provide a wind turbine blade pitch variable mechanism capable of greatly reducing the hydraulic pressure loss of an actuator.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
る請求項1に記載の風車の翼ピッチ可変機構の発明は、
基台に回転自在に支持された筒状の回転軸の先端にピッ
チ角を変更自在に翼の基端を支持するロータヘッドが設
けられ、回転軸の基端側に配置されたコントロールアク
チュエータによって上記回転軸内にスライド自在に挿通
するプッシュプルロッドをスライドさせ、該プッシュプ
ルロッドと上記翼の基端とを連結する変換機構を介して
上記翼のピッチ角を変化させる風車の翼ピッチ可変機構
において、上記コントロールアクチュエータは、上記回
転軸の軸線方向に対して伸縮方向が傾斜して配置された
伸縮作動するアクチュエータと、該アクチュエータの作
動を上記プッシュプルロッドのスライド駆動力に変換し
てにプッシュプルロッドをスライドせしめるリンク機構
とを備えたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a wind turbine blade pitch varying mechanism for achieving the first object.
A rotor head that supports the base end of the wing so that the pitch angle can be changed is provided at the tip of a cylindrical rotating shaft that is rotatably supported on the base, and the rotor head is provided by a control actuator that is arranged on the base end side of the rotating shaft. A wind turbine blade pitch variable mechanism that slides a push-pull rod slidably inserted into a rotation shaft and changes a pitch angle of the blade via a conversion mechanism that connects the push-pull rod and a base end of the blade. The control actuator is an actuator that expands and contracts and is arranged so that the expansion and contraction direction is inclined with respect to the axial direction of the rotation shaft. And a link mechanism.

【0010】請求項1の発明によると、回転軸の軸線方
向に対してアクチュエータの伸縮方向が傾斜するように
配設することから、駆動部の回転軸方向の短縮化が得ら
れ、ナセルの小型化がもたらされる。
According to the first aspect of the present invention, since the actuator is arranged so that the direction of expansion and contraction of the actuator is inclined with respect to the axial direction of the rotation shaft, the drive unit can be shortened in the direction of the rotation axis and the nacelle can be reduced in size. Is brought about.

【0011】請求項2に記載の発明は、請求項1の風車
の翼ピッチ可変機構において、上記アクチュエータは、
基端が上記基台に支持された油圧シリンダであって、上
記リンク機構は、上記基台に回動自在に支持されたボス
部に延設された第1アームの先端がプッシュプルロッド
の基端に揺動自在に連結され、かつ上記ボス部に延設さ
れた第2アームの先端が上記油圧シリンダの先端に揺動
自在に連結されたベルクランクであることを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, in the wind turbine blade pitch varying mechanism according to the first aspect, the actuator comprises:
A hydraulic cylinder supported at the base by the base, wherein the link mechanism is configured such that a distal end of a first arm extending from a boss portion rotatably supported by the base has a base end of a push-pull rod. And a tip end of a second arm extending to the boss portion is a bell crank slidably connected to a tip of the hydraulic cylinder.

【0012】請求項2の発明によると、アクチュエータ
が回転軸に対して傾斜して配置された油圧シリンダによ
って形成され、リンク機構を油圧シリンダとプッシュプ
ルロッドとの間を連結するベルクランクによって構成す
ることによって、油圧シリンダの傾斜した配置が容易に
なると共に、ベルクランクのリンク比を変更することに
よってプッシュプルロッドのストロークが容易に変更可
能になり、翼による推力の変更が可能になる。
According to the second aspect of the present invention, the actuator is formed by a hydraulic cylinder which is arranged to be inclined with respect to the rotation axis, and the link mechanism is constituted by a bell crank which connects between the hydraulic cylinder and the push-pull rod. Thereby, the inclined arrangement of the hydraulic cylinder is facilitated, the stroke of the push-pull rod can be easily changed by changing the link ratio of the bell crank, and the thrust by the wing can be changed.

【0013】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2の風車の翼ピッチ可変機構において、上記アクチュエ
ータは、基端が先端に対し上記ロータヘッド側でかつ、
側面視上記回転軸と交差するように傾斜して配置された
ことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the wind turbine blade pitch varying mechanism of the first or second aspect, the actuator has a base end on the rotor head side with respect to a tip end, and
It is characterized by being arranged obliquely so as to intersect with the rotation axis in a side view.

【0014】請求項3の発明によると、アクチュエータ
を側面視状態で回転軸と交差するように傾斜して配置す
ることによって、特に駆動部の回転軸方向の短縮化が可
能になり、ナセルの小型化がもたらされる。
According to the third aspect of the present invention, by arranging the actuator obliquely so as to intersect with the rotation axis in a side view state, it is possible to shorten the drive unit in the direction of the rotation axis, and to reduce the size of the nacelle. Is brought about.

【0015】上記第2の目的を達成する請求項4に記載
の風車の翼ピッチ可変機構の発明は、基台に回転自在に
支持された筒状の回転軸の先端にピッチ角を変更自在に
翼の基端を支持するロータヘッドが設けられ、回転軸の
基端側に配置されたコントロールアクチュエータによっ
て上記回転軸内にスライド自在に挿通するプッシュプル
ロッドをロータ側にスライドさせることによって、該プ
ッシュプルロッドの先端と上記翼の基端とを連結する変
換機構を介して上記翼のピッチ角をフェザリング側に変
化させる風車の翼ピッチ可変機構において、上記プッシ
ュプルロッドは、該プッシュプルロッドの軸線方向に沿
って連続する中空の第1軸部と、該第1軸部内に基端が
スライド自在に挿入されて開口し、かつ先端が上記第1
軸部の先端から突出して上記変換機構に接続された中空
の第2軸部と、該第2軸部の基端部に設けられたナット
部と、該ナット部に螺合すると共に上記第1軸部に回転
自在に支持された第3軸部と、上記第3軸部の第1軸部
に対する回転を許容及び阻止する固定手段と、第1軸部
と第2軸部との間に架設されて第1軸部の先端から第2
軸部の先端が突出する側に付勢する付勢手段とを備えた
ことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a variable blade pitch mechanism for a wind turbine, wherein a pitch angle can be freely changed at a tip of a cylindrical rotary shaft rotatably supported by a base. A rotor head for supporting the base end of the wing is provided, and a push-pull rod slidably inserted into the rotation shaft is slid toward the rotor side by a control actuator disposed on the base end side of the rotation shaft, whereby the push-pull rod is provided. A wind turbine blade pitch variable mechanism that changes the pitch angle of the blade to the feathering side via a conversion mechanism that connects the tip end of the blade to the base end of the blade, wherein the push-pull rod extends along the axial direction of the push-pull rod. And a hollow first shaft portion, a base end of which is slidably inserted into the first shaft portion and opened, and a tip end of which is the first shaft portion.
A hollow second shaft portion protruding from the distal end of the shaft portion and connected to the conversion mechanism; a nut portion provided at a base end portion of the second shaft portion; A third shaft rotatably supported by the shaft, fixing means for allowing and preventing rotation of the third shaft with respect to the first shaft, and bridging between the first shaft and the second shaft; And the second from the tip of the first shaft
And a biasing means for biasing the tip of the shaft portion toward the protruding side.

【0016】請求項4の発明によると、例えばコントロ
ールアクチュエータが作動不能に至った際、翼の何れの
ピッチ位置においても、固定手段による第3軸部の固定
を解除することによって、付勢手段の付勢力が解除され
て第2軸部が第1軸部から突出方向に付勢されてプッシ
ュプルロッドが伸長して変換機構を介して翼をフェザリ
ング側に変化させることができると共に、通常の運転時
には付勢手段の付勢力がコントロールアクチュエータに
作用することなく、コントロールアクチュエータの作動
力の損失が抑制されてコントロールアクチュエータの要
求能力を低く設定することが可能になり、コントロール
アクチュエータの小型化がもたらされる。
According to the fourth aspect of the present invention, when the control actuator becomes inoperable, the fixing of the third shaft portion by the fixing means is released at any pitch position of the wing, so that the urging means can be released. The urging force is released and the second shaft is urged in the projecting direction from the first shaft to extend the push-pull rod to change the wing to the feathering side via the conversion mechanism, and to perform normal operation. Sometimes, the urging force of the urging means does not act on the control actuator, the loss of the operating force of the control actuator is suppressed, and the required capacity of the control actuator can be set low, which leads to downsizing of the control actuator. .

【0017】請求項5に記載の発明は、請求項4の風車
の翼ピッチ可変機構において、上記ナット部及び第3軸
部は、上記付勢手段によって第2軸部を翼のピッチ角が
フェザリング位置になるまで伸長させることを特徴とす
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the wind turbine blade pitch varying mechanism according to the fourth aspect, the nut portion and the third shaft portion are configured such that the biasing means causes the second shaft portion to have a feather pitch angle. It is characterized by being extended to the ring position.

【0018】請求項5の発明によると、付勢手段によっ
て翼をフェザリング位置まで変化させて風車を迅速に停
止することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the wind turbine can be quickly stopped by changing the wing to the feathering position by the urging means.

【0019】請求項6に記載の発明は、請求項4または
5の風車の翼ピッチ可変機構において、上記固定手段
は、上記コントロールアクチュエータの作動力の喪失時
に第3軸部の回転を許容し、上記コントロールアクチュ
エータの作動力が喪失しかつ上記翼のピッチ角がフェザ
リング位置である時に上記第3回転軸の回転を阻止する
ことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the wind turbine blade pitch variable mechanism according to the fourth or fifth aspect, the fixing means allows the rotation of the third shaft when the operating force of the control actuator is lost. When the operating force of the control actuator is lost and the pitch angle of the blade is at the feathering position, the rotation of the third rotation shaft is prevented.

【0020】請求項6の発明によると、コントロールア
クチュエータの作動力喪失時に第3軸部の回転を許容す
ると、付勢手段によって第2軸部が第1軸部から突出方
向に付勢されてプッシュプルロッドが伸長し、変換機構
を介して翼をフェザリング側に変化させ、かつフェザリ
ング位置で第3回転軸の回転を阻止することがでプッシ
ュプルロッドの伸長が停止して翼がフェザリング位置に
保持される。
According to the sixth aspect of the present invention, when the rotation of the third shaft is permitted when the operating force of the control actuator is lost, the second shaft is urged in the projecting direction from the first shaft by the urging means and pushed. The pull rod extends, the wing is changed to the feathering side via the conversion mechanism, and the rotation of the third rotating shaft is prevented at the feathering position, so that the push-pull rod stops extending and the wing moves to the feathering position. Will be retained.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明による風車の翼ピッ
チ可変機構の実施の形態を図1乃至図9によって説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a wind turbine blade pitch varying mechanism according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0022】図1は、本実施の形態の概要を示す翼ピッ
チ可変機構の要部断面図であり、図2は図1のA矢視図
である。図中符号1は円筒状に形成されたタワーであっ
て、タワー1の上端にはタワー1の軸線上で回転自在に
基台2が設けられ、基台2は油圧モータ或いは電動モー
タ等の基台回動用アクチュエータ3によって回転駆動さ
れる。基台2上にナセル架構4によって発電機5のケー
シング6が支持されると共に、翼10を支持する駆動部
11が設けられている。なお図中8は駆動部11及び発
電機5等をカバーするナセルである。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a blade pitch variable mechanism showing an outline of the present embodiment, and FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes a tower formed in a cylindrical shape, and a base 2 is provided at the upper end of the tower 1 so as to be rotatable on the axis of the tower 1, and the base 2 is a base such as a hydraulic motor or an electric motor. It is rotationally driven by the table rotation actuator 3. The casing 6 of the generator 5 is supported on the base 2 by the nacelle frame 4, and a driving unit 11 that supports the blade 10 is provided. In the drawing, reference numeral 8 denotes a nacelle that covers the drive unit 11, the generator 5, and the like.

【0023】駆動部11は、ナセル架溝4に設けられて
軸線が略水平に延在する円筒状のハウジング12を有
し、ハウジング12内を貫通して延在する筒状の回転軸
13がベアリング12aによって回転自在に支持されて
いる。
The driving section 11 has a cylindrical housing 12 provided in the nacelle frame groove 4 and having an axis extending substantially horizontally, and a cylindrical rotating shaft 13 extending through the housing 12. It is rotatably supported by a bearing 12a.

【0024】回転軸13の先端に中空状のロータヘッド
14が設けられ、ロータヘッド14にベアリング15a
を介して翼10の基部が連結された翼連結軸15が回動
自在に支持されると共に、回転軸13には発電機5の回
転子7が結合されている。
A hollow rotor head 14 is provided at the tip of the rotating shaft 13, and a bearing 15 a is attached to the rotor head 14.
A wing connecting shaft 15 to which the base of the wing 10 is connected via the shaft is rotatably supported, and a rotor 7 of the generator 5 is connected to the rotating shaft 13.

【0025】ロータヘッド14内から回転軸13内を貫
通して回転軸13の基端側に亘って翼ピッチ可変機構2
0が配設されている。
The variable blade pitch mechanism 2 extends from the inside of the rotor head 14 through the inside of the rotating shaft 13 to the base end side of the rotating shaft 13.
0 is provided.

【0026】翼ピッチ可変機構20は、回転軸13内に
配置されて軸方向にスライド可能なプッシュロッド21
と、プッシュプルロッド21を回転軸13の軸線方向に
スライドさせるコントロールアクチュエータ50と、ロ
ータヘッド14内に配置されてプッシュプルロッド21
の往復運動を翼連結軸15を回転運動に変換する変換機
構60とを主要部として構成されている。これらプッシ
ュプルロッド21、コントロールアクチュエータ50、
変換機構60は連動して作動するものであるが、説明の
便宜上個々の構成について説明し、その後作動状態を説
明する。
The blade pitch variable mechanism 20 is disposed within the rotary shaft 13 and is slidable in the axial direction.
A control actuator 50 for sliding the push-pull rod 21 in the axial direction of the rotating shaft 13; and a push-pull rod 21 disposed in the rotor head 14.
And a conversion mechanism 60 for converting the reciprocating motion of the wing connection shaft 15 into a rotary motion. These push-pull rod 21, control actuator 50,
Although the conversion mechanism 60 operates in conjunction with each other, each configuration will be described for convenience of description, and then the operation state will be described.

【0027】プッシュプルロッド21は、先端がピン3
4によって変換機構60の可動軸61に連結され、基端
が回転軸13から突出してコントロールアクチュエータ
50のアームリンク51に揺動自在に連結されて回転軸
13内をスライド可能に配置されている。
The push-pull rod 21 has a pin 3
4, the base is connected to the movable shaft 61 of the conversion mechanism 60, and the base end protrudes from the rotation shaft 13, is swingably connected to the arm link 51 of the control actuator 50, and is slidably disposed in the rotation shaft 13.

【0028】このプッシュプルロッド21を図3乃至図
5によって詳細に説明する。図3はプッシュロッド21
の概要を示す側面図、図4は図3の断面図、図5は図4
のI−I線断面図である。
The push-pull rod 21 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 shows the push rod 21
FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 3, and FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II of FIG.

【0029】プッシュプルロッド21は、両側にコント
ロールアクチュエータ50のベルクランク51が揺動自
在に連結されるピン部22aが突出形成された基端部材
22を有し、基端部材22の先端側には、軸線方向に沿
って延在する矩形断面の角パイプ状、即ち筒状に形成さ
れた第1軸部となるスクリューシャフトカバー23の基
端が結合され、更に、基端部材22にはベアリング24
を介して軸線方向に延在する第3軸部となるスクリュー
シャフト25の基端部が貫通して回転自在に支持されて
いる。
The push-pull rod 21 has a base member 22 formed on both sides with a protruding pin portion 22a to which the bell crank 51 of the control actuator 50 is swingably connected. The base end of a screw shaft cover 23 which is a first shaft part formed in a rectangular pipe shape having a rectangular cross section extending along the axial direction, that is, a cylindrical shape, is further joined.
The base end of the screw shaft 25 which becomes a third shaft extending in the axial direction through the base is penetrated and rotatably supported.

【0030】スクリューシャフト25の外周には螺旋状
のボール溝25aが形成される一方、内周に螺旋状のボ
ール溝26aが形成された円筒状のナット部26がスク
リューシャフト25の外周に嵌合し、スクリューシャフ
ト25及びナット部26のボール溝25aと26aとの
間にボール27が嵌合してボールねじ機構が形成されて
いる。より詳しくは、ナット部26には、ボール溝26
aに連続するボール戻り通路(図示せず)が形成されて
ボール溝26a及びボール戻り通路によりボール27の
無端循環経路が形成され、この無端循環経路内に多数の
ボール27が配列収容される。
A helical ball groove 25a is formed on the outer periphery of the screw shaft 25, and a cylindrical nut portion 26 having a helical ball groove 26a formed on the inner periphery is fitted to the outer periphery of the screw shaft 25. The ball 27 is fitted between the ball grooves 25a and 26a of the screw shaft 25 and the nut portion 26 to form a ball screw mechanism. More specifically, the nut portion 26 has a ball groove 26
A ball return path (not shown) which is continuous with the ball a is formed, and an endless circulation path of the ball 27 is formed by the ball groove 26a and the ball return path. A large number of balls 27 are arranged and housed in the endless circulation path.

【0031】ナット部26の先端側には、スクリューシ
ャフトカバー23の内周にローラ28aを介して軸線方
向に移動可能でかつ周方向の回転が規制された外周が矩
形筒状の回転防止部材28が接合され、ナット部26の
回転を阻止している。かかる構成において、各ボール2
7はナット部26の軸線方向の移動に伴ってスクリュー
シャフト25を回転させつつボール溝25a上を負荷を
受けながら転動して循環する。
On the distal end side of the nut portion 26, a rotation prevention member 28 having a rectangular cylindrical shape is provided on the inner periphery of the screw shaft cover 23, which is axially movable via a roller 28a and whose rotation is restricted in the circumferential direction. Are joined to prevent rotation of the nut portion 26. In such a configuration, each ball 2
Numerals 7 roll and circulate while receiving a load on the ball groove 25a while rotating the screw shaft 25 with the movement of the nut portion 26 in the axial direction.

【0032】回転防止部材28には、基端側がスクリュ
ーシャフトカバー23内にスライド自在に配置されて軸
線方向に延在する第2軸部となる円筒状のロッド本体3
0の基端が接合されている。
The anti-rotation member 28 has a cylindrical rod body 3 whose base end is slidably disposed in the screw shaft cover 23 and serves as a second shaft extending in the axial direction.
0 is joined at the base end.

【0033】ロッド本体30は、回転防止部材28に接
合される基端側ロッド31と、この基端側ロッド31の
先端に連結金具32を介して接合された先端側ロッド3
3に2分割され、先端側ロッド33の先端はピン34等
によって変換機構60の可動軸61に連結されている。
The rod body 30 includes a proximal rod 31 joined to the rotation preventing member 28 and a distal rod 3 joined to a distal end of the proximal rod 31 via a connecting fitting 32.
The distal end of the rod 33 is connected to the movable shaft 61 of the conversion mechanism 60 by a pin 34 or the like.

【0034】連結金具32に形成されたスプリング受け
35とスクリューシャフトカバー23の先端に配設され
たスプリング受け36との間に基端側ロッド31の外周
に嵌合するスプリング37が圧縮付与された状態で装着
されている。このスプリング37の外周はスプリングカ
バー38によって覆われている。
A spring 37 fitted to the outer periphery of the proximal rod 31 is compressed between a spring receiver 35 formed on the connection fitting 32 and a spring receiver 36 disposed at the distal end of the screw shaft cover 23. It is mounted in a state. The outer periphery of the spring 37 is covered by a spring cover 38.

【0035】更に基端部材22とスクリューシャフト2
5の基端との間には、スクリューシャフト25の回転を
制御するクラッチ40が設けられている。クラッチ40
は、例えばクラッチ電源をオンによりスクリューシャフ
ト25の基端に取り付けられたクラッチ板41を開放し
てスクリューシャフト25の回転を許容し、かつオフに
よりクラッチ板41を閉じてスクリューシャフト25の
回転を阻止する電磁クラッチによって構成される。な
お、符号42はナット部26の端部が接することによっ
てロッド本体30の後退位置を検出するロッド検知スイ
ッチである。
Further, the base member 22 and the screw shaft 2
5 is provided with a clutch 40 for controlling the rotation of the screw shaft 25. Clutch 40
For example, when the clutch power supply is turned on, the clutch plate 41 attached to the base end of the screw shaft 25 is opened to allow the screw shaft 25 to rotate, and when the clutch power supply is turned off, the clutch plate 41 is closed to prevent the screw shaft 25 from rotating. It is constituted by an electromagnetic clutch. Reference numeral 42 denotes a rod detection switch that detects the retreat position of the rod body 30 when the end of the nut 26 contacts.

【0036】次にコントロールアクチュエータ50につ
いて、図1のB部拡大図を示す図6及び図6のC矢視図
である図7によって説明する。
Next, the control actuator 50 will be described with reference to FIG. 6 showing an enlarged view of a portion B in FIG. 1 and FIG.

【0037】コントロールアクチュエータ50は、発電
機5のケーシング6に取り付けられた支持ブラケット5
2に、回転軸13の上方で平面視その軸線と直交して延
在する支軸53によって揺動自在に軸支されたボス部5
1aと、このボス部51aから略下方に延設されて分岐
した先端が基端部材22に形成されたピン部22aに揺
動自在に結合される第1アーム51bと、ボス部51a
から軸線延在方向に沿って発電機5から離反する方向に
延設された第2アーム51cとを備えたベルクランク5
1を有するリンク機構を備え、第2アーム51cの先端
がアクチュエータ55に連結されている。
The control actuator 50 includes a support bracket 5 attached to the casing 6 of the generator 5.
A boss portion 5 pivotally supported by a support shaft 53 extending above the rotation shaft 13 and perpendicular to the axis thereof in plan view;
1a, a first arm 51b extending substantially downward from the boss 51a and having a branched tip pivotally coupled to a pin 22a formed in the base member 22, and a boss 51a.
And a second arm 51c extending in a direction away from the generator 5 along the axis extending direction from the bell crank 5.
1 is provided, and the distal end of the second arm 51c is connected to the actuator 55.

【0038】アクチュエータ55は、基端が発電機5の
ケーシング6の下部に設けられたブラケット57に、平
面視回転軸13の軸線と直交して延在する支軸58を介
して軸支され先端が支軸59によって第2アーム51c
に先端に軸支された油圧シリンダ56と、油圧シリンダ
56に油圧を供給する油圧ポンプ等の油圧供給装置56
aを有し、油圧シリンダ56は基端が先端よりロータヘ
ッド14側となるように側面視回転軸13の軸線と交差
するように傾斜して配置されている。
The actuator 55 has its base end supported by a bracket 57 provided below the casing 6 of the generator 5 via a support shaft 58 extending perpendicularly to the axis of the rotation shaft 13 in plan view. Is supported by the second arm 51c by the support shaft 59.
And a hydraulic supply device 56 such as a hydraulic pump for supplying hydraulic pressure to the hydraulic cylinder 56.
The hydraulic cylinder 56 is disposed so as to be inclined so as to intersect the axis of the rotation shaft 13 in a side view so that the base end is closer to the rotor head 14 than the front end.

【0039】次に、変換機構60について図1のD部拡
大図を示す図8によって説明する。
Next, the conversion mechanism 60 will be described with reference to FIG.

【0040】中空状のロータヘッド14内に配設される
変換機構60は、先端側ロッド33の先端にピン34等
によって連結された可動軸61を有し、可動軸61はロ
ータヘッド14に支持されて軸線方向に延在する複数、
例えば3本のガイドレール62によって軸線方向に摺動
自在に支持されたスライダアーム63にスラストベアリ
ング64を介して回転自在に支持されている。
The conversion mechanism 60 disposed in the hollow rotor head 14 has a movable shaft 61 connected to the distal end of the distal rod 33 by a pin 34 or the like. The movable shaft 61 is supported by the rotor head 14. A plurality extending in the axial direction,
For example, a slider arm 63 slidably supported in the axial direction by three guide rails 62 is rotatably supported via a thrust bearing 64.

【0041】スライダアーム63と翼連結軸15との間
にアームリンク65が架設されている。可動軸61を軸
線に沿って先端方向に移動させることによって、スラス
トベアリング64を介してスライダアーム63がガイド
レール62に沿って先端方向に移動し、アームリンク6
5によって直線運動が回転運動に変換されて翼連結軸1
5をフェザリング側に回動し、可動軸61を基端方向に
移動させることによって、スライダアーム63がガイド
レール62に沿って基端側に移動してアームリンク65
によって翼連結軸15をフラット側に回動する。
An arm link 65 is provided between the slider arm 63 and the blade connection shaft 15. By moving the movable shaft 61 in the distal direction along the axis, the slider arm 63 moves in the distal direction along the guide rail 62 via the thrust bearing 64, and the arm link 6 is moved.
5, the linear motion is converted into the rotary motion, and the blade connection shaft 1 is converted.
5 is moved to the feathering side, and the movable shaft 61 is moved in the proximal direction, so that the slider arm 63 is moved to the proximal side along the guide rail 62 and the arm link 65 is moved.
As a result, the blade connection shaft 15 is turned to the flat side.

【0042】更に、可動軸61の先端にはロータヘッド
14に形成された突起14aに近接してフラット位置を
検知するフラット位置検知用の近接スイッチ66及び、
突起14bに近接してフェザリング位置を検知するフェ
ザリング位置検知用の近接スイッチ67が取り付けられ
ている。
Further, at the tip of the movable shaft 61, a proximity switch 66 for detecting a flat position in proximity to the projection 14a formed on the rotor head 14 for detecting a flat position, and
A feathering position detection proximity switch 67 for detecting a feathering position in proximity to the projection 14b is attached.

【0043】次に、このように構成された翼ピッチ可変
機構の作動について説明する。
Next, the operation of the variable blade pitch mechanism configured as described above will be described.

【0044】先ず、通常の使用時には、図1乃至図3に
示すようにプッシュロッド21が収縮した状態で、クラ
ッチ40によってスクリューシャフト25の回転が阻止
され、スクリューシャフト25とナット部26とが相対
的に回転することなくボール溝25aと26aとの間に
嵌合するボール27によってスクリューシャフト25と
ナット部26の軸方向の相対移動が防止されてプッシュ
プルロッド21の軸方向の伸縮が阻止されている。
First, during normal use, the rotation of the screw shaft 25 is prevented by the clutch 40 with the push rod 21 contracted as shown in FIGS. The ball 27 fitted between the ball grooves 25a and 26a without any rotation prevents the axial movement of the screw shaft 25 and the nut portion 26 in the axial direction, thereby preventing the push-pull rod 21 from expanding and contracting in the axial direction. I have.

【0045】さて、翼10が風を受け、翼連結軸15及
びロータヘッド14を介して回転軸13が回転せしめら
れて発電機5が駆動される。この運転をする際に油圧シ
リンダ56に油圧を供給すると、油圧シリンダ56の伸
長によってベルクランク51が支軸53を中心に図1に
示す矢印FL方向に回動する。ベルクランク51の第2
アーム51cの先端に連結されたプッシュロッド21が
基端側にスライドして、プッシュプルロッド21の先端
にピン34によって連結された可動軸61によってスラ
イダアーム63がガイドレール62に沿って基端に移動
し、アームリンク65によって直線運動が回転運動に変
換されて翼連結軸15をフラット側に回動して翼10を
フェザリング側からフラット側に移動した運転位置に変
化させることができる。
Now, the blade 10 receives the wind, the rotating shaft 13 is rotated via the blade connecting shaft 15 and the rotor head 14, and the generator 5 is driven. When hydraulic pressure is supplied to the hydraulic cylinder 56 during this operation, the bell crank 51 rotates around the support shaft 53 in the direction of the arrow FL shown in FIG. Second of bell crank 51
The push rod 21 connected to the distal end of the arm 51c slides to the proximal end side, and the slider arm 63 moves to the proximal end along the guide rail 62 by the movable shaft 61 connected to the distal end of the push-pull rod 21 by the pin 34. Then, the linear motion is converted into the rotary motion by the arm link 65, and the blade connection shaft 15 is rotated to the flat side, so that the blade 10 can be changed to the operating position moved from the feathering side to the flat side.

【0046】同様に、油圧シリンダ56の収縮によって
ベルクランク51が図1に示す矢印FE方向に回動する
ことによってプッシュプルロッド21、可動軸61及び
スライダアーム65が先端側に押しやられ、アームリン
ク65によって直線運動が回転運動に変換されて翼連結
軸15をフェザリング側に回動して翼10をフラット側
からフェザリング側に移動した運転位置に変化する。
Similarly, when the bell crank 51 rotates in the direction of arrow FE shown in FIG. 1 by the contraction of the hydraulic cylinder 56, the push-pull rod 21, the movable shaft 61 and the slider arm 65 are pushed to the distal end side, and the arm link 65. As a result, the linear motion is converted into a rotary motion, and the blade connection shaft 15 is turned to the feathering side, and the blade 10 is changed to the operating position in which the blade 10 is moved from the flat side to the feathering side.

【0047】なお、翼10は図9に実線で示すフラット
位置において、可動軸61の先端に設けられたフラット
位置検知用近接スイッチ66がロータヘッド14に形成
された突起14aに近接してフラット位置が検出される
と共に、翼10は図9に破線で示すフェザリング位置に
おいて、可動軸51の先端に設けられたフェザリング位
置検知用近接スイッチ67が突起14bに近接してフェ
ザリング位置が検出され、これらの位置検出によって翼
10のピッチ可変範囲が規制される。即ち油圧シリンダ
56の伸縮によるプッシュロッド21のスライド範囲が
規制される。
In the flat position shown by the solid line in FIG. 9, the wing 10 has a flat position detecting proximity switch 66 provided at the end of the movable shaft 61 close to the projection 14a formed on the rotor head 14. At the feathering position indicated by the broken line in FIG. 9, the feathering position detecting proximity switch 67 provided at the tip of the movable shaft 51 approaches the projection 14b, and the feathering position is detected. The variable range of the pitch of the wing 10 is restricted by detecting these positions. That is, the sliding range of the push rod 21 due to the expansion and contraction of the hydraulic cylinder 56 is restricted.

【0048】また、油圧シリンダ56に供給されていた
油圧の喪失等によりアクチュエータ55が作動不能とな
った場合には、別途設けられた電源からクラッチ40に
電力が供給されスクリューシャフト25の基端に取り付
けられたクラッチ板41が開放されてスクリューシャフ
ト25が回動自在になる。
When the actuator 55 becomes inoperable due to a loss of the hydraulic pressure supplied to the hydraulic cylinder 56, power is supplied to the clutch 40 from a power source provided separately, and the power is supplied to the proximal end of the screw shaft 25. The attached clutch plate 41 is released, and the screw shaft 25 becomes rotatable.

【0049】スクリューシャフト25の回動が許容され
ると、ボール溝25a、26a及びボール27等によっ
て形成されたボールねじ機構によって螺合されたスクリ
ューシャフト25とナット部26の軸線方向の伸縮が可
能になり、連結金具32に設けられたスプリング受け3
5とスクリューシャフトカバー23の端部に配設された
スプリング受け36との間に弾装されたスプリング37
の付勢力によってスクリューシャフト25を回転させつ
つプッシュプルロッド21が伸長する。
When the rotation of the screw shaft 25 is permitted, the screw shaft 25 and the nut portion 26 screwed by the ball screw mechanism formed by the ball grooves 25a and 26a and the ball 27 and the like can expand and contract in the axial direction. And the spring receiver 3 provided on the connection fitting 32
5 and a spring 37 elastically mounted between a spring receiver 36 disposed at an end of the screw shaft cover 23.
The push-pull rod 21 is extended while rotating the screw shaft 25 by the urging force.

【0050】プッシュプルロッド21の伸長に伴ってそ
の先端にピン34によって連結された可動軸61によっ
てスライダアーム63をガイドレール62に沿って先端
側に移動させ、アームリンク65によって翼連結軸15
をフェザリング側に回動して翼10をフェザリング側に
変化させる。
With the extension of the push-pull rod 21, the slider arm 63 is moved toward the distal end along the guide rail 62 by the movable shaft 61 connected to the distal end of the push-pull rod 21 by the pin 34.
Is turned to the feathering side to change the wing 10 to the feathering side.

【0051】可動軸51に設けられたフェザリング位置
検知用近接スイッチ67が突起14bに近接してフェザ
リング位置を検知すると、クラッチ40の電源をOFF
に切り替えクラッチ40を作動させてスクリューシャフ
ト25の回転を停止保持、即ちプッシュプルロッド21
の伸長を停止して翼10をフェザリング位置に固定させ
て風車を停止する。
When the feathering position detecting proximity switch 67 provided on the movable shaft 51 detects the feathering position by approaching the projection 14b, the power supply of the clutch 40 is turned off.
The switching clutch 40 is operated to stop and hold the rotation of the screw shaft 25, that is, the push-pull rod 21
Is stopped, the wing 10 is fixed at the feathering position, and the windmill is stopped.

【0052】風車を停止させた状態で、油圧シリンダ5
6等のアクチュエータ55を補修し、アクチュエータ5
5を復旧させる。
With the wind turbine stopped, the hydraulic cylinder 5
6 to repair the actuator 55
Restore 5

【0053】しかる後、クラッチ40に電力が供給して
スクリューシャフト25に取り付けられたクラッチ板4
1を開放してスクリューシャフト25を回動自在にし、
油圧シリンダ56を収縮させてベルクランク51を介し
てプッシュプルロッド21の基端を先端側に押動する。
基端の押動に伴って、ボールねじ機構によりスクリュー
シャフト25が回転しつつスプリング37の付勢力に抗
してスクリューシャフト25が縮められ、スクリューシ
ャフト25が完全に縮められてナット部42がロッド検
知スイッチ42に接触してクラッチ電流を遮断し、クラ
ッチ40によってスクリューシャフト25の回転を阻止
して初期の状態に復帰させる。
Thereafter, electric power is supplied to the clutch 40 and the clutch plate 4 attached to the screw shaft 25 is supplied.
1 is released to allow the screw shaft 25 to rotate freely,
The hydraulic cylinder 56 is contracted to push the proximal end of the push-pull rod 21 toward the distal end via the bell crank 51.
With the pushing of the base end, the screw shaft 25 is rotated by the ball screw mechanism while the screw shaft 25 is contracted against the urging force of the spring 37, the screw shaft 25 is completely contracted, and the nut portion 42 is inserted into the rod. The clutch current is interrupted by contacting the detection switch 42, the rotation of the screw shaft 25 is prevented by the clutch 40, and the screw shaft 25 is returned to the initial state.

【0054】以上説明した本実施の形態によると、油圧
シリンダ56とプッシュプルロッド21との間にベルク
ランク51を介して連結することから、ベルランク51
の第1アーム51bと第2アーム51cのリンク比を変
更することによって、プッシュプルロッド21のストロ
ークが容易に変更可能になり、翼10による推力の変更
が容易になる。また、コントロールアクチュエータ50
を発電機5のカバー6に装着することによって、コント
ロールアクチュエータ50の支持剛性が確保され、支持
部の弾性変形等に起因する翼ピッチコントロールへの影
響が回避されると共に、油圧シリンダ56やベルクラン
プ51、ベルクランク51とプッシュプルロッド21と
の連結部等が回転軸13の外部に配設されるため油圧シ
リンダ56やベルクランク51等のコントロールアクチ
ュエータ50の交換等のメンテナンスが容易になる。
According to the embodiment described above, since the hydraulic cylinder 56 and the push-pull rod 21 are connected via the bell crank 51, the bell rank 51
By changing the link ratio between the first arm 51b and the second arm 51c, the stroke of the push-pull rod 21 can be easily changed, and the change of the thrust by the wing 10 becomes easy. The control actuator 50
Is attached to the cover 6 of the generator 5, the support rigidity of the control actuator 50 is secured, the influence on the blade pitch control due to the elastic deformation of the support portion is avoided, and the hydraulic cylinder 56 and the bell clamp Since the connecting portion 51 and the connection between the bell crank 51 and the push-pull rod 21 are disposed outside the rotary shaft 13, maintenance such as replacement of the hydraulic cylinder 56 and the control actuator 50 such as the bell crank 51 becomes easy.

【0055】また、アクチュエータ、特に油圧シリンダ
56を側面視プッシュプルロッド21と交差するように
傾斜して配設することによって駆動部11の全長の短縮
が得られ、ナセル8の全長を抑制することができる。
Further, by disposing the actuator, in particular, the hydraulic cylinder 56 at an angle so as to intersect with the push-pull rod 21 in a side view, the total length of the drive unit 11 can be reduced, and the total length of the nacelle 8 can be suppressed. it can.

【0056】更に、スクリューシャフト25、ナット部
26、スプリング37及びクラッチ40等の各プッシュ
プルロッド21の構成部材がベルクランク51や油圧シ
リンダ56等のコントロールアクチュエータ50と分離
して取り付けることが可能になり組付が容易になる。
Further, the constituent members of each push-pull rod 21 such as the screw shaft 25, the nut portion 26, the spring 37 and the clutch 40 can be mounted separately from the control actuator 50 such as the bell crank 51 and the hydraulic cylinder 56. Assembly becomes easy.

【0057】一方、油圧シリンダ56等のアクチュエー
タ55が作動不能に至った際、翼10の何れのピッチ位
置においても、クラッチ40によるスクリューシャフト
25の固定を解除することによって、スプリング37の
付勢力が解除されてプッシュプルロッド21が伸長が開
始され、翼10をフェザリング側に変化させて風車を迅
速に停止することができると共に、通常の運転時にはス
プリング37の付勢力が油圧シリンダ56に作用するこ
となく、油圧シリンダ56の油圧力損失が抑制されて油
圧シリンダ56の要求能力を低く設定することが可能に
なり、油圧シリンダ56の小型化がもたらされうる。
On the other hand, when the actuator 55 such as the hydraulic cylinder 56 becomes inoperable, the urging force of the spring 37 is released by releasing the fixing of the screw shaft 25 by the clutch 40 at any pitch position of the blade 10. When released, the push-pull rod 21 starts to elongate, the blade 10 can be changed to the feathering side to quickly stop the windmill, and the urging force of the spring 37 acts on the hydraulic cylinder 56 during normal operation. In addition, the hydraulic pressure loss of the hydraulic cylinder 56 is suppressed, and the required capacity of the hydraulic cylinder 56 can be set low, so that the hydraulic cylinder 56 can be downsized.

【0058】また、スクリューシャフト25及びナット
部26のボール溝25a、26aのリードを適宜変化さ
せることによってプッシュプルロッド21の伸縮特性を
調整することができ、プッシュプルロッド21をスクリ
ューシャフト25及びスクリューシャフト25にボール
ねじ機構によって螺合するナット部26等によって構成
することによって、特に外径寸法が減少がもたらされて
回転軸13内にコンパクトに収容される。更に、スクリ
ューシャフト25の回転を制御するクラッチ40は、回
転運動を停止及び許容する多くの汎用クラッチを使用す
ることができる。
The expansion and contraction characteristics of the push-pull rod 21 can be adjusted by appropriately changing the leads of the ball grooves 25a and 26a of the screw shaft 25 and the nut portion 26. By using the nut portion 26 and the like screwed by a ball screw mechanism, the outer diameter is particularly reduced, and the rotary shaft 13 is compactly housed. Further, the clutch 40 that controls the rotation of the screw shaft 25 can use many general-purpose clutches that stop and allow the rotational movement.

【0059】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能である。例えば上記実施の形態においては、ロッド本
体30を連結金具32によって基端側ロッド31と先端
側ロッド33を連結して形成したが、基端側ロッド31
と先端側ロッド33を連続する一体のパイプ状に形成す
ることも可能であり、また、油圧シリンダ56に変えて
電動モータによって伸縮する電動アクチュエータ等他の
種類の伸縮するアクチュエータを使用することもでき
る。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified without departing from the spirit of the invention. For example, in the above-described embodiment, the rod body 30 is formed by connecting the proximal rod 31 and the distal rod 33 with the connecting fitting 32.
And the distal rod 33 can be formed in a continuous and integral pipe shape, and other types of telescopic actuators such as an electric actuator that expands and contracts by an electric motor can be used instead of the hydraulic cylinder 56. .

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明した本発明の風車の翼ピッチ可
変機構によると、回転軸の先端にピッチ角を変更自在に
翼の基端を支持するロータヘッドが設けられ、回転軸の
基端側に配置されたコントロールアクチュエータによっ
て回転軸内にスライド自在に挿通するプッシュプルロッ
ドをスライドさせて、変換機構を介して翼のピッチ角を
変化させる翼ピッチ可変機構において、回転軸の軸線方
向に対してアクチュエータの伸縮方向が傾斜するように
配設することによって、駆動部の回転軸方向の短縮化が
得られ、ナセル全長の短縮化がもたらされる。
According to the wind turbine blade pitch varying mechanism of the present invention described above, a rotor head for supporting the base end of the blade so that the pitch angle can be changed is provided at the tip of the rotary shaft, and the base end side of the rotary shaft is provided. In a blade pitch variable mechanism that slides a push-pull rod that is slidably inserted into a rotary shaft by a control actuator disposed in a rotary shaft, and changes a pitch angle of the blade via a conversion mechanism, an actuator is arranged in the axial direction of the rotary shaft. By arranging such that the direction of expansion and contraction of the drive unit is inclined, the drive unit can be shortened in the rotation axis direction, and the total length of the nacelle can be shortened.

【0061】また、コントロールアクチュエータが作動
不能に至った際、翼の何れのピッチ位置においても固定
手段による第3軸部の固定を解除することによって、付
勢手段の付勢力が解除されて第2軸部が第1軸部から突
出方向に付勢されてプッシュプルロッドが伸長してフェ
ザリング側に変化させることができると共に、通常の運
転時には付勢手段の付勢力がアクチュエータに作用する
ことなく、コントロールアクチュエータの作動力の損失
が抑制されてコントロールアクチュエータの要求能力を
低く設定することが可能になり、コントロールアクチュ
エータの小型化がもたらされる。
Further, when the control actuator becomes inoperable, the urging force of the urging means is released by releasing the fixing of the third shaft portion by the fixing means at any pitch position of the blade. The shaft portion is urged in the protruding direction from the first shaft portion so that the push-pull rod extends and can be changed to the feathering side, and the urging force of the urging means does not act on the actuator during normal operation, The loss of the operating force of the control actuator is suppressed, so that the required performance of the control actuator can be set low, and the size of the control actuator can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による風車の翼ピッチ可変機構の実施の
形態の概要を示す要部断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part showing an outline of an embodiment of a blade pitch varying mechanism of a wind turbine according to the present invention.

【図2】図1のA矢視図である。FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 1;

【図3】プッシュプルロッドの概要を示す側面図であ
る。
FIG. 3 is a side view showing an outline of a push-pull rod.

【図4】図3の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of FIG. 3;

【図5】図4のI−I線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line II of FIG. 4;

【図6】図1のB部拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of a portion B in FIG. 1;

【図7】図6のC矢視図である。FIG. 7 is a view as viewed in the direction of arrow C in FIG. 6;

【図8】図1のD部拡大図である。FIG. 8 is an enlarged view of a portion D in FIG. 1;

【図9】翼の作動状態を示す説明図であり、実線はフラ
ット状態を示し、破線はフェザリング状態を示している
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an operating state of the wing, where a solid line indicates a flat state and a broken line indicates a feathering state.

【図10】従来の風車における翼ピッチ可変機構の要部
断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a main part of a variable blade pitch mechanism in a conventional wind turbine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ナセル基台(基台) 4 ナセル架構(基台) 5 発電機 6 ケーシング 8 ナセル 10 翼 11 駆動部 12 ハウジング 13 回転軸 14 ロータヘッド 15 翼連結軸 20 翼ピッチ可変機構 21 プッシュプルロッド 22 基端部材 23 スクリューシャフトカバー(第1軸部) 25 スクリューシャフト(第3軸部) 25a ボール溝 26 ナット部 26a ボール溝 27 ボール 28 回転防止部材 30 ロッド本体(第2軸部) 31 基端側ロッド 32 連結金具 33 先端側ロッド 37 スプリング(付勢手段) 40 クラッチ(固定手段) 41 クラッチ板 42 ロッド検知スイッチ 50 コントロールアクチュエータ 51 ベルクランク 51a ボス部 51b 第1アーム 51c 第2アーム 52 支持ブラケット 53 支軸 55 アクチュエータ 56 油圧シリンダ 58 支軸 59 支軸 60 変換機構 61 可動軸 62 ガイドレール 63 スライダアーム 64 スラストベアリング 66 フラット位置検知用近接スイッチ 67 フェザリング位置検知用近接スイッチ 2 Nacelle base (base) 4 Nacelle frame (base) 5 Generator 6 Casing 8 Nacelle 10 Blade 11 Drive unit 12 Housing 13 Rotary shaft 14 Rotor head 15 Blade connection shaft 20 Blade pitch variable mechanism 21 Push-pull rod 22 Base end Member 23 Screw shaft cover (first shaft portion) 25 Screw shaft (third shaft portion) 25a Ball groove 26 Nut portion 26a Ball groove 27 Ball 28 Rotation preventing member 30 Rod body (second shaft portion) 31 Base end rod 32 Connection fitting 33 Tip rod 37 Spring (biasing means) 40 Clutch (fixing means) 41 Clutch plate 42 Rod detection switch 50 Control actuator 51 Bell crank 51a Boss 51b First arm 51c Second arm 52 Support bracket 53 Support shaft 55 Actuator Tab 56 Hydraulic cylinder 58 Support shaft 59 Support shaft 60 Conversion mechanism 61 Movable shaft 62 Guide rail 63 Slider arm 64 Thrust bearing 66 Flat position detection proximity switch 67 Feathering position detection proximity switch

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基台に回転自在に支持された筒状の回転
軸の先端にピッチ角を変更自在に翼の基端を支持するロ
ータヘッドが設けられ、回転軸の基端側に配置されたコ
ントロールアクチュエータによって上記回転軸内にスラ
イド自在に挿通するプッシュプルロッドをスライドさ
せ、該プッシュプルロッドと上記翼の基端とを連結する
変換機構を介して上記翼のピッチ角を変化させる風車の
翼ピッチ可変機構において、 上記コントロールアクチュエータは、 上記回転軸の軸線方向に対して伸縮方向が傾斜して配置
された伸縮作動するアクチュエータと、 該アクチュエータの作動を上記プッシュプルロッドのス
ライド駆動力に変換してプッシュプルロッドをスライド
せしめるリンク機構とを備えたことを特徴とする風車の
翼ピッチ可変機構。
1. A rotor head for supporting a base end of a blade so that a pitch angle can be freely changed is provided at a tip of a cylindrical rotary shaft rotatably supported on a base, and is disposed on a base end side of the rotary shaft. A control actuator that slides a push-pull rod slidably inserted into the rotary shaft and changes a pitch angle of the wing via a conversion mechanism that connects the push-pull rod and a base end of the wing. In the variable mechanism, the control actuator includes an actuator that expands and contracts and extends and contracts with respect to the axial direction of the rotation shaft, and converts the operation of the actuator into a slide driving force of the push-pull rod and pushes the actuator. A variable blade pitch mechanism for a wind turbine, comprising a link mechanism for sliding a pull rod.
【請求項2】 上記アクチュエータは、 基端が上記基台に支持された油圧シリンダであって、 上記リンク機構は、 上記基台に回動自在に支持されたボス部に延設された第
1アームの先端がプッシュプルロッドの基端に揺動自在
に連結され、かつ上記ボス部に延設された第2アームの
先端が上記油圧シリンダの先端に揺動自在に連結された
ベルクランクであることを特徴とする請求項1に記載の
風車の翼ピッチ可変機構。
2. The hydraulic actuator according to claim 1, wherein the actuator is a hydraulic cylinder having a base end supported by the base, and the link mechanism is extended by a boss portion rotatably supported by the base. A bell crank having a distal end of the arm swingably connected to a base end of the push-pull rod and a distal end of a second arm extending from the boss portion swingably connected to a distal end of the hydraulic cylinder. The blade pitch variable mechanism for a wind turbine according to claim 1, wherein:
【請求項3】 上記アクチュエータは、 基端が先端に対し上記ロータヘッド側でかつ、側面視上
記回転軸と交差するように傾斜して配置されたことを特
徴とする請求項1または2に記載の風車の翼ピッチ可変
機構。
3. The actuator according to claim 1, wherein the actuator has a base end inclined with respect to a tip end on the rotor head side and crossing the rotation axis in a side view. Wind turbine blade pitch variable mechanism.
【請求項4】 基台に回転自在に支持された筒状の回転
軸の先端にピッチ角を変更自在に翼の基端を支持するロ
ータヘッドが設けられ、回転軸の基端側に配置されたコ
ントロールアクチュエータによって上記回転軸内にスラ
イド自在に挿通するプッシュプルロッドをロータ側にス
ライドさせることによって、該プッシュプルロッドの先
端と上記翼の基端とを連結する変換機構を介して上記翼
のピッチ角をフェザリング側に変化させる風車の翼ピッ
チ可変機構において、 上記プッシュプルロッドは、 該プッシュプルロッドの軸線方向に沿って連続する中空
の第1軸部と、 該第1軸部内に基端がスライド自在に挿入されて開口
し、かつ先端が上記第1軸部の先端から突出して上記変
換機構に接続された中空の第2軸部と、 該第2軸部の基端部に設けられたナット部と、 該ナット部に螺合すると共に上記第1軸部に回転自在に
支持された第3軸部と、 上記第3軸部の第1軸部に対する回転を許容及び阻止す
る固定手段と、 第1軸部と第2軸部との間に架設されて第1軸部の先端
から第2軸部の先端が突出する側に付勢する付勢手段
と、 を備えたことを特徴とする風車の翼ピッチ可変機構。
4. A rotor head for supporting a base end of a blade so that a pitch angle can be freely changed is provided at a distal end of a cylindrical rotary shaft rotatably supported on a base, and is disposed on a base end side of the rotary shaft. The control actuator moves a push-pull rod slidably inserted into the rotary shaft toward the rotor side, so that the pitch angle of the wing is converted via a conversion mechanism that connects the tip of the push-pull rod and the base end of the wing. The push-pull rod comprises: a hollow first shaft portion continuous along the axial direction of the push-pull rod; and a base end slidable in the first shaft portion. A hollow second shaft connected to the conversion mechanism with a distal end protruding from the distal end of the first shaft and being connected to the second shaft; A pivoted nut portion, a third shaft portion screwed to the nut portion and rotatably supported by the first shaft portion, and allowing and preventing rotation of the third shaft portion with respect to the first shaft portion. Fixing means; and urging means provided between the first shaft part and the second shaft part to urge the tip of the second shaft part from the front end of the first shaft part to project from the front end of the first shaft part. A variable pitch mechanism for wind turbine blades.
【請求項5】 上記ナット部及び第3軸部は、 上記付勢手段によって第2軸部を翼のピッチ角がフェザ
リング位置になるまで伸長させることを特徴とする請求
項4に記載の風車の翼ピッチ可変機構。
5. The windmill according to claim 4, wherein the nut portion and the third shaft portion extend the second shaft portion by the urging means until the pitch angle of the blades reaches the feathering position. Wing pitch variable mechanism.
【請求項6】 上記固定手段は、 上記コントロールアクチュエータの作動力の喪失時に第
3軸部の回転を許容し、 上記コントロールアクチュエータの作動力が喪失しかつ
上記翼のピッチ角がフェザリング位置である時に上記第
3回転軸の回転を阻止することを特徴とする請求項4ま
たは5に記載の風車の翼ピッチ可変機構。
6. The fixing means allows the rotation of the third shaft portion when the operating force of the control actuator is lost, the operating force of the control actuator is lost, and the pitch angle of the wing is a feathering position. 6. The blade pitch varying mechanism for a wind turbine according to claim 4, wherein the rotation of the third rotating shaft is sometimes prevented.
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