JP2005069073A - Pitch angle control device for windmill blade - Google Patents

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高志 井上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate maintenance regardless of simple structure and inexpensive manufacture. <P>SOLUTION: The output case 37 of a reduction gear 31 is integrally rotatably connected to a windmill blade 11 through an inward flange 50, however, the output case 37 surrounds a crankshaft 33 and a deceleration section 47 from a periphery and has a comparatively large diameter, therefore, the output case 37 has high strength, and deflection during transmitting rotational force is reduced. Besides, the output case 37 is positioned coaxially with the windmill blade 11, therefore, lateral force does not act on the deceleration section 47, contact and abrasion of teeth (the external tooth of a pinion 36 and an internal tooth pin 38) of the deceleration section 47 are approximately uniformalized over the whole of tooth width, and the life of teeth is extended longer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、風力発電に使用される風車における風車ブレードのピッチ角を制御する風車ブレードのピッチ角制御装置に関する。     The present invention relates to a pitch angle control device for a wind turbine blade that controls the pitch angle of the wind turbine blade in a wind turbine used for wind power generation.

従来の風車ブレードのピッチ角制御装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。
特開２００３−５６４４８号公報 As a conventional wind turbine blade pitch angle control device, for example, the one described in Patent Document 1 below is known.
JP 2003-56448 A

このものは、ロータヘッドにベアリングを介して回転可能に支持され、風車ブレードの半径方向内端部が取付けられた大径のリングギアと、前記リングギアの内歯に噛み合う外歯を外周に有する小径のピニオンと、出力軸の先端に前記ピニオンが取付けられ、該ピニオンを正逆回転させることができる減速機付きアクチュエータとを備え、アクチュエータからの回転を減速機により減速した後、ピニオンに伝達して該ピニオンを駆動回転するとともに、このピニオンの回転をリングギアを介して風車ブレードに伝達し、これにより、風車ブレードを回転させてそのピッチ角を制御するようにしたものである。   This has a large-diameter ring gear that is rotatably supported by a rotor head via a bearing and has a radially inner end portion of a wind turbine blade attached thereto, and outer teeth that mesh with the inner teeth of the ring gear on the outer periphery. A pinion with a small diameter and the pinion attached to the tip of the output shaft, and an actuator with a speed reducer that can rotate the pinion forward and reverse, the rotation from the actuator is decelerated by the speed reducer, and then transmitted to the pinion. The pinion is driven and rotated, and the rotation of the pinion is transmitted to the windmill blade via the ring gear, whereby the windmill blade is rotated and its pitch angle is controlled.

しかしながら、このような従来の風車ブレードのピッチ角制御装置にあっては、リングギアに噛み合っているピニオンはリングギアの回転軸線から半径方向にオフセットした位置に配置され、しかも、ピニオンに連結されている出力軸はピニオンより小径であるため、回転力伝達時に前記出力軸に横力が作用して撓み等が発生し、この結果、ピニオンの外歯とリングギアの内歯とが部分的に接触してしまう。これにより、これら外、内歯が部分的に早期摩耗してリングギア、ピニオンを頻繁に交換する必要が生じ、この結果、メンテナンスが面倒になるという課題があった。しかも、大径のリングギア、ピニオンが必要であるため、構造が複雑になるとともに、高価となってしまうという課題もあった。     However, in such a conventional wind turbine blade pitch angle control device, the pinion meshing with the ring gear is arranged at a position offset in the radial direction from the rotation axis of the ring gear, and is connected to the pinion. Since the output shaft is smaller in diameter than the pinion, a lateral force acts on the output shaft during transmission of rotational force, causing bending, etc., resulting in partial contact between the external teeth of the pinion and the internal teeth of the ring gear. Resulting in. As a result, the inner and outer teeth are partially worn at an early stage, and the ring gear and pinion need to be frequently replaced. As a result, there is a problem that maintenance becomes troublesome. In addition, since a large-diameter ring gear and pinion are necessary, there is a problem that the structure becomes complicated and expensive.

この発明は、構造が簡単で安価に製作できるにも拘わらず、メンテナンスを容易とすることができる風車ブレードのピッチ角制御装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a pitch angle control device for a wind turbine blade that can be easily maintained despite its simple structure and low cost production.

このような目的は、半径方向内端部がロータヘッドに回転可能に連結された複数の風車ブレードをそれぞれ回転させることでピッチ角を制御するようにした風車ブレードのピッチ角制御装置であって、駆動モータと、風車ブレードの半径方向内端部に遊嵌され、前記駆動モータの駆動回転力を減速して風車ブレードに伝達する減速機とを備え、前記減速機は、ロータヘッドに固定された固定部と、駆動モータから付与された駆動回転力により回転する入力部と、入力部に入力された駆動回転を減速して出力する減速部と、前記減速部からの出力により低速回転するとともに、前記風車ブレードの半径方向内端部に同軸関係を保って一体回転するよう連結され、前記入力部、減速部を周囲から囲む略円筒状の出力ケースとを有する風車ブレードのピッチ角制御装置により、達成することができる。     Such an object is a pitch angle control device for a wind turbine blade that controls a pitch angle by rotating a plurality of wind turbine blades whose radially inner end portions are rotatably connected to a rotor head, A drive motor; and a reduction gear that is loosely fitted to a radially inner end portion of the windmill blade and decelerates the driving rotational force of the drive motor and transmits the reduction to the windmill blade, and the reduction gear is fixed to the rotor head A fixed portion, an input portion that rotates by a driving rotational force applied from a drive motor, a speed reduction portion that decelerates and outputs drive rotation input to the input portion, and rotates at a low speed by an output from the speed reduction portion, A windmill blade having a substantially cylindrical output case connected to the radially inner end portion of the windmill blade so as to rotate integrally while maintaining a coaxial relationship and surrounding the input portion and the speed reduction portion from the periphery. The pitch control device can be achieved.

この発明においては、減速機の出力ケースを風車ブレードの半径方向内端部に一体的に回転するよう連結しているが、この出力ケースは入力部、減速部を周囲から囲むもので比較的大径であるため、高強度であり、回転力伝達時における撓みが低減される。しかも、この出力ケースは風車ブレードと同軸であることから、減速部に横力が作用することはない。このようなことから回転力伝達時における減速部の歯同士の接触・摩耗は歯幅全体に亘ってほぼ均一となり、この結果、長寿命となって頻繁に減速部を交換する必要がなくなり、メンテナンスが容易となる。しかも、大径のリングギア、ピニオンは不要であるため、構造が簡単となり、製作費も安価とすることができる。   In this invention, the output case of the speed reducer is connected to the radially inner end of the wind turbine blade so as to rotate integrally. However, this output case surrounds the input part and the speed reducing part from the periphery and is relatively large. Since it is a diameter, it is high-strength and the bending at the time of rotational force transmission is reduced. In addition, since the output case is coaxial with the windmill blade, a lateral force does not act on the speed reducing portion. For this reason, contact and wear between the teeth of the speed reducer during torque transmission are almost uniform over the entire tooth width, resulting in a longer service life and the need for frequent replacement of the speed reducer. Becomes easy. In addition, since a large-diameter ring gear and pinion are not required, the structure is simplified and the manufacturing cost can be reduced.

また、請求項２、３に記載のような歯車減速機を用いれば、小型でありながら容易に大減速比を得ることができ、装置全体を小型で安価とすることができる。 さらに、請求項４に記載のように構成すれば、風車ブレードと出力ケースとを簡単かつ安価に一体回転できるよう連結することができる。   Further, if the gear reducer as described in claims 2 and 3 is used, a large reduction ratio can be easily obtained while being small, and the entire apparatus can be made small and inexpensive. Furthermore, if comprised as described in Claim 4, a windmill blade and an output case can be connected so that it can rotate integrally easily and cheaply.

図１において、11は半径方向に延びるとともに周方向に等角度離れた複数の風車ブレードであり、これら風車ブレード11の半径方向内端部は円筒状を呈するとともに、風車本体に回転可能に支持された中空状のロータヘッド12にピッチ角制御装置13を介して回転可能に連結されている。そして、前記ロータヘッド12は図示していない増速機および発電機に連結されており、この結果、風車ブレード11、ロータヘッド12が該ロータヘッド12の回転軸線回りに回転すると、発電機は（風力）発電する。また、各ピッチ角制御装置13は対応する風車ブレード11をそれぞれ回転させることでそのピッチ角、即ちロータヘッド12に対する風車ブレード11の取付け角度を制御する。     In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a plurality of wind turbine blades extending in the radial direction and spaced apart at an equal angle in the circumferential direction. The radial inner ends of the wind turbine blades 11 have a cylindrical shape and are rotatably supported by the wind turbine body. A hollow rotor head 12 is rotatably connected via a pitch angle control device 13. The rotor head 12 is connected to a speed increaser and a generator (not shown). As a result, when the wind turbine blade 11 and the rotor head 12 rotate around the rotation axis of the rotor head 12, the generator is Wind power). Each pitch angle control device 13 controls the pitch angle, that is, the mounting angle of the wind turbine blade 11 with respect to the rotor head 12 by rotating the corresponding wind turbine blade 11.

前記ピッチ角制御装置13は駆動モータとしての流体サーボモータ17を有し、この流体サーボモータ17は、ここでは斜板式流体モータから構成されている。この流体サーボモータ17は複数のボルト18によってロータヘッド12に取付けられたモータケース19を有し、このモータケース19には出力軸20が回転可能に支持されている。前記出力軸20の外側には円筒状のシリンダブロック21が結合され、このシリンダブロック21には一端（先端）にシュー22が連結された複数のプランジャ23が摺動可能に挿入されている。   The pitch angle control device 13 has a fluid servomotor 17 as a drive motor, and the fluid servomotor 17 is composed of a swash plate type fluid motor here. The fluid servomotor 17 has a motor case 19 attached to the rotor head 12 by a plurality of bolts 18, and an output shaft 20 is rotatably supported by the motor case 19. A cylindrical cylinder block 21 is coupled to the outside of the output shaft 20, and a plurality of plungers 23 having a shoe 22 connected to one end (tip) thereof are slidably inserted into the cylinder block 21.

26は略リング状の斜板であり、この斜板26の傾斜した他端面には前記シュー22が摺接している。そして、前記シリンダブロック21内に高圧流体が供給されると、プランジャ23が斜板26に向かって突出し、シリンダブロック21、出力軸20が一体回転する。前述したモータケース19、出力軸20、シリンダブロック21、シュー22、プランジャ23、斜板26は全体として、前記流体サーボモータ17を構成する。   26 is a substantially ring-shaped swash plate, and the shoe 22 is in sliding contact with the inclined other end surface of the swash plate 26. When a high-pressure fluid is supplied into the cylinder block 21, the plunger 23 projects toward the swash plate 26, and the cylinder block 21 and the output shaft 20 rotate integrally. The motor case 19, output shaft 20, cylinder block 21, shoe 22, plunger 23, and swash plate 26 described above constitute the fluid servomotor 17 as a whole.

31は前記流体サーボモータ17の一側に設置された減速機、ここでは偏心揺動型歯車減速機であり、この減速機31は前記風車ブレード11の半径方向内端部に同軸関係を保って遊嵌されている。前記減速機31は固定部としてのキャリア32を有し、このキャリア32は前記モータケース19に連結されており、この結果、キャリア32は流体サーボモータ17（モータケース19）を介してロータヘッド12に固定されていることになる。このキャリア32には周方向に等距離離れた複数、ここでは３本の入力部としてのクランク軸33が回転可能に支持され、各クランク軸33の軸方向中央部には軸方向に離れた２個の偏心部が形成されている。   31 is a speed reducer installed on one side of the fluid servomotor 17, here an eccentric oscillating gear speed reducer, and this speed reducer 31 maintains a coaxial relationship with the radially inner end of the wind turbine blade 11. It is loosely fitted. The speed reducer 31 has a carrier 32 as a fixed portion, and the carrier 32 is connected to the motor case 19, and as a result, the carrier 32 is connected to the rotor head 12 via the fluid servomotor 17 (motor case 19). It will be fixed to. A plurality of, here three, crankshafts 33 as input portions are rotatably supported by the carrier 32 in the circumferential direction, and each crankshaft 33 has two axially separated central portions in the axial direction. Individual eccentric portions are formed.

36は外周に外歯が形成された複数、ここでは２個のピニオンであり、これらピニオン36は軸方向に並列配置されている。そして、これらピニオン36には前記クランク軸33の偏心部がそれぞれ挿入されている。37は前記キャリア32に回転可能に支持された略円筒状の出力ケースであり、この出力ケース37は前記クランク軸33、ピニオン36を周囲（半径方向外側）から囲むよう配置されている。   Reference numeral 36 denotes a plurality of, here two, pinions having external teeth formed on the outer periphery, and these pinions 36 are arranged in parallel in the axial direction. The eccentric portions of the crankshaft 33 are inserted into the pinions 36, respectively. Reference numeral 37 denotes a substantially cylindrical output case rotatably supported by the carrier 32, and the output case 37 is arranged so as to surround the crankshaft 33 and the pinion 36 from the periphery (radially outside).

また、この出力ケース37の内周には内歯としての多数の内歯ピン38が設けられているが、これら内歯ピン38の数は前記ピニオン36の外歯の歯数より若干多い。そして、この出力ケース37の内歯ピン38にはピニオン36の外歯が隣接するピニオン36において 180度だけ位相がずれた状態で噛み合っている。なお、39は出力ケース37の一端に取付けられ、該出力ケース37の一端開口を閉止するキャップである。   A large number of internal teeth pins 38 as internal teeth are provided on the inner periphery of the output case 37. The number of internal teeth pins 38 is slightly larger than the number of external teeth of the pinion 36. The external teeth of the pinion 36 are engaged with the internal teeth pin 38 of the output case 37 in a state where the phase is shifted by 180 degrees in the adjacent pinion 36. Reference numeral 39 denotes a cap that is attached to one end of the output case 37 and closes one end opening of the output case 37.

42は前記出力軸20の一端部に連結された伝達軸であり、この伝達軸42の一端部には外歯車43が取付けられている。44は各クランク軸33の一端部に取付けられた外歯車であり、これらの外歯車44は前記外歯車43に噛み合っている。この結果、流体サーボモータ17が作動して出力軸20が回転すると、この出力軸20の回転は伝達軸42、外歯車43、44を介してクランク軸33に伝達され、クランク軸33を同期回転させる。前述した伝達軸42、外歯車43、44は全体として、流体サーボモータ17からの駆動回転力をクランク軸33に伝達付与し、該クランク軸33を同期回転させる伝達手段45を構成する。   Reference numeral 42 denotes a transmission shaft connected to one end portion of the output shaft 20, and an external gear 43 is attached to one end portion of the transmission shaft. Reference numeral 44 denotes an external gear attached to one end of each crankshaft 33, and these external gears 44 mesh with the external gear 43. As a result, when the fluid servomotor 17 operates and the output shaft 20 rotates, the rotation of the output shaft 20 is transmitted to the crankshaft 33 via the transmission shaft 42 and the external gears 43 and 44, and the crankshaft 33 rotates synchronously. Let The transmission shaft 42 and the external gears 43 and 44 described above constitute transmission means 45 that transmits and applies the driving rotational force from the fluid servomotor 17 to the crankshaft 33 and rotates the crankshaft 33 synchronously.

そして、前述のようにしてクランク軸33が同一方向に同期回転すると、偏心部によりピニオン36が偏心回転（公転）するが、このとき、キャリア32が静止しており、また、内歯ピン38の数がピニオン36の外歯の歯数より若干多いので、出力ケース37は低速で回転する。前述したクランク軸33の偏心部、ピニオン36、内歯ピン38は全体として、クランク軸33に入力された駆動回転を減速して出力ケース37に出力する減速部47を構成する。   When the crankshaft 33 rotates synchronously in the same direction as described above, the pinion 36 is eccentrically rotated (revolved) by the eccentric portion. At this time, the carrier 32 is stationary, and the internal pin 38 Since the number is slightly larger than the number of external teeth of the pinion 36, the output case 37 rotates at a low speed. The eccentric part of the crankshaft 33, the pinion 36, and the internal tooth pin 38 as a whole constitute a speed reduction part 47 that decelerates the drive rotation input to the crankshaft 33 and outputs it to the output case 37.

50は風車ブレード11の半径方向内端から該風車ブレード11の回転軸線に向かって延在し鍔状を呈する連結プレートとしての内方フランジであり、この内方フランジ50は風車ブレード11の回転軸線に垂直に延びている。そして、この内方フランジ50の内端部はボルト51により出力ケース37の他端部に連結されており、この結果、前記出力軸20の回転は減速機31により減速された後、風車ブレード11に伝達され、該風車ブレード11を回転させる。このように風車ブレード11の半径方向内端部と出力ケース37とを風車ブレード11の回転軸線に垂直な鍔状の内方フランジ50を介して連結するようにすれば、風車ブレード11と出力ケース37とを簡単かつ安価に一体回転できるよう連結することができる。   Reference numeral 50 denotes an inner flange as a connecting plate extending from the radial inner end of the windmill blade 11 toward the rotation axis of the windmill blade 11 and having a hook shape. The inner flange 50 is a rotation axis of the windmill blade 11 Extends vertically. The inner end of the inner flange 50 is connected to the other end of the output case 37 by a bolt 51. As a result, the rotation of the output shaft 20 is decelerated by the speed reducer 31, and then the windmill blade 11 The wind turbine blade 11 is rotated. In this way, if the radial inner end of the windmill blade 11 and the output case 37 are connected via the flanged inner flange 50 perpendicular to the rotation axis of the windmill blade 11, the windmill blade 11 and the output case 37 can be connected to each other so that they can be rotated together easily and inexpensively.

前述したキャリア32、クランク軸33、出力ケース37、減速部47は全体として、風車ブレード11の半径方向内端部に遊嵌され、流体サーボモータ17の駆動回転力を減速して風車ブレード11に伝達する前記減速機31を構成するが、この減速機31として前述の偏心揺動型歯車減速機を用いるようにすれば、小型でありながら容易に大減速比を得ることができ、装置全体を小型で安価とすることができる。   The carrier 32, the crankshaft 33, the output case 37, and the speed reduction portion 47 described above are loosely fitted to the inner end portion in the radial direction of the wind turbine blade 11, and the driving rotational force of the fluid servo motor 17 is reduced to be reduced to the wind turbine blade 11. The transmission reduction gear 31 is configured, and if the above-described eccentric oscillating gear reduction gear is used as the reduction gear 31, a large reduction ratio can be easily obtained while being small, and the entire device can be obtained. Small and inexpensive.

54は流体サーボモータ17の他側面に固定された制御ブロックであり、この制御ブロック54内には前記流体サーボモータ17に流体を給排する通路（図示していない）が形成されるとともに、該流体サーボモータ17を機械的にサーボ制御する機械式サーボ制御手段55が内蔵されている。   54 is a control block fixed to the other side of the fluid servomotor 17, and a passage (not shown) for supplying and discharging fluid to the fluid servomotor 17 is formed in the control block 54, and A mechanical servo control means 55 for mechanically controlling the fluid servomotor 17 is incorporated.

次に、前記実施例１の作用について説明する。
前述した風車ブレード11のピッチ角を風速の変化に応じて変更する場合には、まず、前記風速の変化に応じた操作信号がサーボ制御手段55に入力されるが、このとき、サーボ制御手段55はサーボ制御弁（図示していない）を切換えて流体サーボモータ17に対して高圧流体を供給する。このようにして流体サーボモータ17に高圧流体が導かれると、プランジャ23が斜板26に押し付けらるが、この押圧力の周方向分力によりプランジャ23、シリンダブロック21、出力軸20が一体的に正方向あるいは逆方向に回転する。 Next, the operation of the first embodiment will be described.
When the pitch angle of the windmill blade 11 is changed according to the change in the wind speed, first, an operation signal according to the change in the wind speed is input to the servo control means 55. At this time, the servo control means 55 Supplies a high-pressure fluid to the fluid servomotor 17 by switching a servo control valve (not shown). When the high-pressure fluid is guided to the fluid servomotor 17 in this way, the plunger 23 is pressed against the swash plate 26. The plunger 23, the cylinder block 21, and the output shaft 20 are integrated by the circumferential component of this pressing force. Rotate forward or backward.

ここで、前述した出力軸20の回転は伝達手段45を介してクランク軸33に伝達され、該クランク軸33を同期回転させる。このとき、キャリア32が静止しており、また、内歯ピン38の数がピニオン36の外歯の歯数より若干多いので、前記クランク軸33の回転は減速部47により減速されて出力ケース37に出力され、該出力ケース37を低速で回転させる。このとき、前記出力ケース37には内方フランジ50を有する風車ブレード11の半径方向内端部が連結されているので、該風車ブレード11はいずれかの方向に回転し、そのピッチ角が変更される。そして、前記サーボ制御手段55はサーボ制御弁、流体サーボモータ17をサーボ制御しながら風車ブレード11を操作信号に応じた位置まで、即ち風速に応じた位置まで回転させる。   Here, the rotation of the output shaft 20 described above is transmitted to the crankshaft 33 via the transmission means 45, and the crankshaft 33 is rotated synchronously. At this time, since the carrier 32 is stationary and the number of the internal teeth pins 38 is slightly larger than the number of external teeth of the pinion 36, the rotation of the crankshaft 33 is decelerated by the speed reduction unit 47 and output case 37 The output case 37 is rotated at a low speed. At this time, since the radially inner end of the wind turbine blade 11 having the inner flange 50 is connected to the output case 37, the wind turbine blade 11 rotates in either direction, and the pitch angle thereof is changed. The The servo control means 55 rotates the wind turbine blade 11 to the position corresponding to the operation signal, that is, the position corresponding to the wind speed, while servo-controlling the servo control valve and the fluid servo motor 17.

ここで、前記風車ブレード11のピッチ角は、通常の運転時には、10〜30度の範囲内で制御されており、風が弱くなった場合には、ピッチ角が小さくなるよう風車ブレード11を回転させてロータヘッドの回転を増速させ、一方、風が強くなった場合には、ピッチ角が大きくなるよう風車ブレード11を回転させてロータヘッドの回転を減速させ、強風時の危険を回避しながら、発電効率を向上させるようにしている。   Here, the pitch angle of the windmill blade 11 is controlled within a range of 10 to 30 degrees during normal operation. When the wind becomes weak, the windmill blade 11 is rotated so that the pitch angle becomes small. If the wind becomes stronger, the wind turbine blades 11 are rotated to increase the pitch angle and the rotation of the rotor head is decelerated to avoid the danger of strong winds. However, power generation efficiency is improved.

また、この実施例１においては、減速機31の出力ケース37を風車ブレード11の半径方向内端部に一体的に回転するよう連結しているが、この出力ケース37はクランク軸33、減速部47を周囲から囲むもので比較的大径であるため、高強度であり、回転力伝達時における撓みが低減される。しかも、この出力ケース37は風車ブレード11と同軸であることから、減速部47に横力が作用することもない。このようなことから回転力伝達時における減速部47の歯同士、ここではピニオン36の外歯と内歯ピン38の接触・摩耗は歯幅全体に亘ってほぼ均一となり、この結果、減速部47の歯が長寿命となって頻繁に減速部47を交換する必要がなくなり、メンテナンスが容易となる。しかも、従来必要としていた大径のリングギア、ピニオンは不要であるため、構造が簡単となり、製作費も安価とすることができる。   In the first embodiment, the output case 37 of the speed reducer 31 is connected to the radially inner end of the wind turbine blade 11 so as to rotate integrally. The output case 37 includes a crankshaft 33, a speed reduction portion, and the like. Since it surrounds 47 from the periphery and has a relatively large diameter, it has high strength, and bending at the time of rotational force transmission is reduced. In addition, since the output case 37 is coaxial with the windmill blade 11, no lateral force acts on the speed reducing portion 47. For this reason, the contact and wear between the teeth of the speed reduction part 47 during transmission of the rotational force, here the external teeth of the pinion 36 and the internal tooth pin 38 are substantially uniform over the entire tooth width, and as a result, the speed reduction part 47 This makes the teeth longer and eliminates the need to frequently replace the speed reduction portion 47, facilitating maintenance. In addition, since the large-diameter ring gear and pinion that have been conventionally required are unnecessary, the structure becomes simple and the manufacturing cost can be reduced.

図２はこの発明の実施例２を示す図である。この実施例においては、風車ブレード11の半径方向内端部とロータヘッド12との間に軸受58を介装し、風車ブレード11に作用する外力（風負荷等）を軸受58を介してロータヘッド12により受けるようにしている。このようにすれば、風車ブレード11が大型のものであっても、該風車ブレード11を円滑に回転させることができる。なお、他の構成、作用は前記実施例１と同様である。     FIG. 2 is a diagram showing Embodiment 2 of the present invention. In this embodiment, a bearing 58 is interposed between the radial inner end of the wind turbine blade 11 and the rotor head 12, and an external force (wind load or the like) acting on the wind turbine blade 11 is transmitted via the bearing 58 to the rotor head. I am trying to receive it by 12. In this way, even if the windmill blade 11 is large, the windmill blade 11 can be smoothly rotated. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

図３はこの発明の実施例３を示す図である。この実施例においては、減速機31として遊星歯車減速機を用いている。この減速機31は流体サーボモータ17のモータケース19に連結された固定部としての支持ブロック61を有し、この支持ブロック61および前記モータケース19には出力ケース37が回転可能に支持されている。そして、前記支持ブロック61には出力軸20に一体的に連結された入力部としての伝達軸62が挿入されている。63は前記伝達軸62の外側に回転可能に支持された円筒状の中間歯車であり、この中間歯車63の一端部外側にはキャリア64が該中間歯車63と一体回転するよう嵌合されている。     FIG. 3 is a diagram showing Embodiment 3 of the present invention. In this embodiment, a planetary gear reducer is used as the reducer 31. The speed reducer 31 has a support block 61 as a fixed portion connected to the motor case 19 of the fluid servomotor 17, and an output case 37 is rotatably supported by the support block 61 and the motor case 19. . The support block 61 is inserted with a transmission shaft 62 as an input unit integrally connected to the output shaft 20. 63 is a cylindrical intermediate gear rotatably supported on the outer side of the transmission shaft 62, and a carrier 64 is fitted to the outer side of one end of the intermediate gear 63 so as to rotate integrally with the intermediate gear 63. .

65は前記伝達軸62の一端部に形成された太陽歯車であり、この太陽歯車65には前記キャリア64に回転可能に支持された複数の遊星歯車66に噛み合い、また、これら遊星歯車66は出力ケース37の内周に形成された内歯67に噛み合っている。68は遊星歯車66の他側において支持ブロック61に回転可能に支持された複数の外歯車であり、これらの外歯車68は中間歯車63の他側部および出力ケース37の内歯67の双方に噛み合っている。前述した中間歯車63、キャリア64、太陽歯車65、遊星歯車66、内歯67は全体として、減速部69を構成する。   65 is a sun gear formed at one end of the transmission shaft 62. The sun gear 65 meshes with a plurality of planetary gears 66 rotatably supported by the carrier 64, and these planetary gears 66 are output. The inner teeth 67 formed on the inner periphery of the case 37 are engaged with each other. 68 is a plurality of external gears rotatably supported by the support block 61 on the other side of the planetary gear 66, and these external gears 68 are connected to both the other side portion of the intermediate gear 63 and the internal teeth 67 of the output case 37. I'm engaged. The intermediate gear 63, the carrier 64, the sun gear 65, the planetary gear 66, and the internal teeth 67 described above constitute a speed reducing unit 69 as a whole.

そして、この減速機31においては、流体サーボモータ17により伝達軸62、太陽歯車65が駆動回転されると、遊星歯車66が前記太陽歯車65の周囲を公転しながら自転するが、この遊星歯車66の減速された公転はキャリア64を介して中間歯車63に伝達される。その後、この中間歯車63の回転は外歯車68、内歯67により減速されて出力ケース37に伝達され、該出力ケース37を低速回転させる。これにより、風車ブレード11は出力ケース37と共に回転し、そのピッチ角が制御される。このように減速機31として遊星歯車減速機を用いるようにすれば、小型でありながら容易に大減速比を得ることができ、装置全体を小型で安価とすることができる。なお、他の構成、作用は前記実施例１と同様である。   In the speed reducer 31, when the transmission shaft 62 and the sun gear 65 are driven and rotated by the fluid servomotor 17, the planetary gear 66 rotates while revolving around the sun gear 65. The reduced revolution is transmitted to the intermediate gear 63 via the carrier 64. Thereafter, the rotation of the intermediate gear 63 is decelerated by the external gear 68 and the internal teeth 67 and transmitted to the output case 37, and the output case 37 is rotated at a low speed. Thereby, the windmill blade 11 rotates with the output case 37, and the pitch angle is controlled. If a planetary gear speed reducer is used as the speed reducer 31 as described above, a large reduction ratio can be easily obtained while being small, and the entire apparatus can be made small and inexpensive. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

図４はこの発明の実施例４を示す図である。この実施例においては、風車ブレード11の半径方向内端部とロータヘッド12との間に軸受70を介装し、風車ブレード11に作用する外力（風負荷等）を軸受70を介してロータヘッド12により受けるようにしている。このようにすれば、前記実施例２と同様に、風車ブレード11が大型のものであっても、該風車ブレード11を円滑に回転させることができる。なお、他の構成、作用は前記実施例３と同様である。     FIG. 4 is a diagram showing Embodiment 4 of the present invention. In this embodiment, a bearing 70 is interposed between the radial inner end of the wind turbine blade 11 and the rotor head 12, and an external force (wind load or the like) acting on the wind turbine blade 11 is transmitted via the bearing 70 to the rotor head. I am trying to receive it by 12. In this way, similarly to the second embodiment, even if the windmill blade 11 is large, the windmill blade 11 can be smoothly rotated. Other configurations and operations are the same as those in the third embodiment.

なお、前述の実施例においては、駆動モータとして斜板式の流体サーボモータ17を用いたが、この発明においは、斜軸式等の他形式の流体サーボモータあるいはサーボ制御されない流体モータを用いてもよく、電動モータであってもよい。また、前述の実施例においては、入力部としてのクランク軸33を減速機31の中心軸から半径方向に等距離離れた位置に配置したが、この発明においては、入力部としてのクランク軸を減速機の中心軸上に配置するとともに、該クランク軸の偏心部をピニオンの中心部に挿入するようにしてもよい。     In the above-described embodiment, the swash plate type fluid servomotor 17 is used as the drive motor. However, in the present invention, other types of fluid servomotors such as a slant shaft type or fluid motors that are not servo-controlled may be used. It may be an electric motor. In the above-described embodiment, the crankshaft 33 as the input unit is disposed at a position that is equidistant from the central axis of the speed reducer 31 in the radial direction. It may be arranged on the central axis of the machine and the eccentric part of the crankshaft may be inserted into the central part of the pinion.

さらに、前述の実施例においては、連結プレートを風車ブレード11の半径方向内端部に一体形成された内方フランジ50から構成したが、この発明においては、連結プレートを出力ケースの外周に一体形成された外方フランジから構成してもよく、あるいは、風車ブレード、出力ケースとは別体の鍔状体から構成してもよい。また、前述の実施例においては、減速機31のキャリア（固定部）32を流体サーボモータ17を介してロータヘッド12に固定するようにしたが、この発明においては、減速機の固定部を直接ロータヘッドに固定するようにしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the connecting plate is constituted by the inner flange 50 integrally formed at the radially inner end portion of the wind turbine blade 11. However, in the present invention, the connecting plate is integrally formed on the outer periphery of the output case. The outer flange may be configured, or may be configured from a bowl-shaped body separate from the wind turbine blade and the output case. In the above-described embodiment, the carrier (fixed portion) 32 of the speed reducer 31 is fixed to the rotor head 12 via the fluid servomotor 17. However, in the present invention, the speed reducer fixed portion is directly connected. You may make it fix to a rotor head.

この発明は、風力発電に使用される風車の産業分野に適用できる。   The present invention can be applied to the industrial field of wind turbines used for wind power generation.

この発明の実施例１を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows Example 1 of this invention. この発明の実施例２を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows Example 2 of this invention. この発明の実施例３を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows Example 3 of this invention. この発明の実施例４を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows Example 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11…風車ブレード 12…ロータヘッド
13…ピッチ角制御装置 17…駆動モータ
31…減速機 32…固定部
33…入力部 37…出力ケース
47…減速部 50…連結プレート 11 ... windmill blade 12 ... rotor head
13 ... Pitch angle controller 17 ... Drive motor
31 ... Reducer 32 ... Fixed part
33 ... Input section 37 ... Output case
47 ... Deceleration part 50 ... Connecting plate

Claims (4)

半径方向内端部がロータヘッドに回転可能に連結された複数の風車ブレードをそれぞれ回転させることでピッチ角を制御するようにした風車ブレードのピッチ角制御装置であって、駆動モータと、風車ブレードの半径方向内端部に遊嵌され、前記駆動モータの駆動回転力を減速して風車ブレードに伝達する減速機とを備え、前記減速機は、ロータヘッドに固定された固定部と、駆動モータから付与された駆動回転力により回転する入力部と、入力部に入力された駆動回転を減速して出力する減速部と、前記減速部からの出力により低速回転するとともに、前記風車ブレードの半径方向内端部に同軸関係を保って一体回転するよう連結され、前記入力部、減速部を周囲から囲む略円筒状の出力ケースとを有することを特徴とする風車ブレードのピッチ角制御装置。     A pitch angle control device for a wind turbine blade, wherein a pitch angle is controlled by rotating a plurality of wind turbine blades whose inner ends in a radial direction are rotatably connected to a rotor head, the drive motor and the wind turbine blade A reduction gear that is loosely fitted to a radially inner end of the motor and that reduces the driving rotational force of the drive motor and transmits it to the wind turbine blade. The reduction gear is fixed to the rotor head, and the drive motor. An input unit that rotates by the driving rotational force applied from the motor, a speed reduction unit that decelerates and outputs the drive rotation input to the input unit, a low speed rotation by the output from the speed reduction unit, and a radial direction of the windmill blade A windmill blade having a substantially cylindrical output case connected to an inner end portion so as to rotate integrally while maintaining a coaxial relationship and surrounding the input portion and the speed reduction portion from the periphery Pitch angle control device. 前記減速機は偏心揺動型歯車減速機である請求項１記載の風車ブレードのピッチ角制御装置。     2. The wind turbine blade pitch angle control device according to claim 1, wherein the speed reducer is an eccentric oscillating gear speed reducer. 前記減速機は遊星歯車減速機である請求項１記載の風車ブレードのピッチ角制御装置。     2. The wind turbine blade pitch angle control device according to claim 1, wherein the speed reducer is a planetary gear speed reducer. 前記風車ブレードの半径方向内端部と前記出力ケースとを風車ブレードの回転軸線に垂直な鍔状の連結プレートを介して連結した請求項１〜３のいずれかに記載の風車ブレードのピッチ角制御装置。     The pitch angle control of the windmill blade in any one of Claims 1-3 which connected the radial direction inner end part of the said windmill blade, and the said output case via the hook-shaped connection plate perpendicular | vertical to the rotating shaft line of a windmill blade. apparatus.
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