JP2007278178A

JP2007278178A - Windmill

Info

Publication number: JP2007278178A
Application number: JP2006105661A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nohara; 修野原; Yoshihisa Matsuda; 芳久松田
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2007-10-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a windmill capable of reducing vibration of a blade without increasing the number of components. <P>SOLUTION: This windmill (wind power generator 1) is provided with a rotatably provided hub 5, blades 6 provided on the hub 5, a ring gear 7 provided on the blades 6, and a pitch drive device 10 provided on the hub 5 and including an output gear 29 meshing with the ring gear 7. In the windmill (wind power generator 1), the blades receive wind to rotate the hub 5, and the blades 6 can be rotated around rotary shaft extending radial direction outward from the hub 5 by driving the output gear 29, and the blades 6 is constructed in such a manner that a center of gravity is out of the rotary shaft. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、風力発電機等の風車に関するものである。 The present invention relates to a wind turbine such as a wind power generator.

従来、発電用風力タービン等の風車が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, wind turbines, such as a wind turbine for power generation, are known (for example, refer to patent documents 1).

上記特許文献１に開示された風車のブレード（風力タービンブレード）では、その先端部近傍に振動減衰手段（ダンパー）を設けることにより、ブレードに発生する不要な振動を低減するようにしている。
特表２００２−５２１６１７号公報 In the wind turbine blade (wind turbine blade) disclosed in Patent Document 1, unnecessary vibration generated in the blade is reduced by providing vibration damping means (damper) in the vicinity of the tip of the blade.
JP-T-2002-521617

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の風車のブレードでは、振動減衰手段を別途設けているので、部品点数が増加するという問題点がある。 However, the conventional wind turbine blade disclosed in Patent Document 1 has a problem in that the number of parts increases because vibration damping means is separately provided.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、部品点数を増加させることなく、ブレードの振動を低減することが可能な風車を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a windmill capable of reducing blade vibration without increasing the number of components.

上記目的を達成するために、本発明の風車は、回転可能に設けられる主軸部と、主軸部に設けられるブレードと、ブレード及び主軸部の一方に設けられる従動側歯車と、ブレード及び主軸部の他方に設けられ、従動側歯車に噛み合う外歯歯車を有するピッチ駆動装置とを備え、ブレードで風を受けて主軸部を回転させる一方、外歯歯車を駆動してブレードを主軸部から径方向外側に延びる回動軸回りに回動可能な風車であって、ブレードは、その重心が回動軸から外れるように構成されている。 In order to achieve the above object, a wind turbine according to the present invention includes a main shaft portion provided rotatably, a blade provided on the main shaft portion, a driven gear provided on one of the blade and the main shaft portion, a blade and the main shaft portion. A pitch drive device having an external gear that is provided on the other side and meshes with the driven gear, receives the wind from the blade to rotate the main shaft portion, and drives the external gear to drive the blade radially outward from the main shaft portion. The blade is configured so that its center of gravity deviates from the rotation axis.

この発明の風車では、ブレードがその重心が回動軸から外れるように構成されているので、風を受ける際のブレードの回動方向への振動を低減することができる。すなわち、一般に歯車間には歯車同士をスムーズに噛み合わせるための遊びとして歯面間に間隙が設けられている。このため、ブレードが風を受けた時に、ブレード及び主軸部間における歯車の歯面間の間隙に起因してブレードが振動する。しかしながら、本発明では、ブレードの重心が回動軸から外れた位置にあるので、ブレードの自重がその重心側へ偏って作用し、そのブレードの自重を利用して上記歯車の歯面間の間隙が詰められる。これにより、その歯面間の間隙に起因して発生するブレードの振動を低減することができる。このため、別途振動の減衰手段等を追加することなく、ブレードの振動を低減することができるので、部品点数を増加させることなく、ブレードの振動を低減することができる。 In the windmill according to the present invention, since the blade is configured such that its center of gravity deviates from the rotation axis, vibration in the rotation direction of the blade when receiving wind can be reduced. That is, generally, a gap is provided between the tooth surfaces as play for smoothly meshing the gears. For this reason, when the blade receives wind, the blade vibrates due to the gap between the tooth surfaces of the gear between the blade and the main shaft portion. However, in the present invention, since the center of gravity of the blade is off the rotation axis, the blade's own weight acts biased toward the center of gravity, and the blade's own weight is used to make a gap between the gear tooth surfaces. Is packed. Thereby, the vibration of the blade generated due to the gap between the tooth surfaces can be reduced. For this reason, since the vibration of the blade can be reduced without adding a separate vibration damping means or the like, the vibration of the blade can be reduced without increasing the number of parts.

また、上記の風車において、ピッチ駆動装置は、ブレードに支持されているとともに、ブレードの回動軸から外れた位置に配置されているのが好ましい。このように構成すれば、重量物であるピッチ駆動装置の重量を利用してブレードの重心をその回動軸から外すことができるので、別途重りを追加すること等によりブレードの重量を増加させることなく、ブレードの重心をその回動軸から外れた位置に配置することができる。 In the wind turbine described above, it is preferable that the pitch driving device is supported by the blade and disposed at a position off the rotation axis of the blade. If comprised in this way, since the gravity center of a blade can be removed from the rotation axis | shaft using the weight of the pitch drive device which is a heavy article, the weight of a blade can be increased by adding a separate weight etc. Instead, the center of gravity of the blade can be disposed at a position deviating from the rotation axis.

この場合において、主軸部は、環状の支持部を有するとともに、この支持部の内側に内歯を有する従動側歯車が設けられ、ピッチ駆動装置は、ブレードの内側に設けられ、支持部は、ブレードの端部に外嵌されているのが好ましい。このように構成すれば、ブレードの内部に設けられたピッチ駆動装置の外歯歯車は、ブレードの端部に外嵌された支持部の内側に位置する従動側歯車の内歯に噛み合わせるために大径にすることができる。これにより、外歯歯車の上記内歯に対する噛み合い部分の面積を大きくすることができるので、ブレードの振動に起因して外歯歯車の歯面と従動側歯車の内歯の歯面とが衝突する際に、外歯歯車の歯面の受ける力を分散させることができる。このため、ブレードの振動に起因する外歯歯車の破損を抑制することができる。 In this case, the main shaft portion has an annular support portion, a driven gear having internal teeth is provided inside the support portion, the pitch driving device is provided inside the blade, and the support portion is the blade It is preferable that it is externally fitted to the end portion. With this configuration, the external gear of the pitch driving device provided inside the blade is meshed with the internal tooth of the driven gear positioned inside the support portion fitted on the end portion of the blade. The diameter can be increased. As a result, the area of the meshing portion of the external gear with the internal teeth can be increased, so that the tooth surface of the external gear and the tooth surface of the internal gear of the driven gear collide due to the vibration of the blade. In this case, the force received by the tooth surface of the external gear can be dispersed. For this reason, the damage of the external gear due to the vibration of the blade can be suppressed.

上記の風車において、ピッチ駆動装置は、ブレードの回動方向が、自重によってブレードを回動させる方向と一致する時に駆動するのが好ましい。このように構成すれば、ブレードを回動させる際に、ピッチ駆動装置がブレードの自重に逆らうような駆動力を発生する必要がなく、ブレードを回動させるのに要する駆動トルクを軽減することができる。その結果、ピッチ駆動装置の電力消費を低減することができる。 In the wind turbine described above, the pitch driving device is preferably driven when the rotation direction of the blade coincides with the direction in which the blade is rotated by its own weight. With this configuration, when the blade is rotated, it is not necessary for the pitch driving device to generate a driving force against the blade's own weight, and the driving torque required to rotate the blade can be reduced. it can. As a result, the power consumption of the pitch driving device can be reduced.

本発明の風車は、回転可能に設けられる主軸部と、主軸部に設けられるブレードと、ブレード及び主軸部の一方に設けられる従動側歯車と、ブレード及び主軸部の他方に設けられ、従動側歯車に噛み合う外歯歯車を有するピッチ駆動装置とを備え、ブレードで風を受けて主軸部を回転させる一方、外歯歯車を駆動してブレードを主軸部から径方向外側に延びる回動軸回りに回動可能な風車であって、外歯歯車の歯部に光を照射して、外歯歯車の歯部の破損を検知する破損検知手段を備えている。 The windmill of the present invention includes a main shaft portion that is rotatably provided, a blade that is provided on the main shaft portion, a driven gear that is provided on one of the blade and the main shaft portion, and a driven gear that is provided on the other of the blade and the main shaft portion. And a pitch driving device having an external gear meshing with the blade, and rotating the main shaft portion by receiving wind with the blade, while driving the external gear to rotate the blade around a rotation shaft extending radially outward from the main shaft portion. It is a windmill which can move, and is provided with a breakage detecting means for irradiating light on the tooth portion of the external gear and detecting breakage of the tooth portion of the external gear.

この風車では、外歯歯車の歯部に光を照射して、外歯歯車の歯部の破損を検知する破損検知手段を備えているので、破損検知手段によりブレードの振動に起因して外歯歯車の歯部が破損したか否かを監視することができる。これにより、外歯歯車の歯部の破損に対応する外歯歯車の交換時期を検知することができる。すなわち、従来では、振動の減衰手段を設けてブレードの振動を低減しているが、振動が非常に激しい場合にはその振動により外歯歯車が破損する場合もある。したがって、上記のように破損検知手段を設けることにより、万一、外歯歯車が破損した場合であってもその破損を検知して外歯歯車を交換できるので、外歯歯車の破損により風車の他の部分に障害が発生するのを未然に防止することができる。 In this windmill, since the damage detection means for irradiating light to the tooth portion of the external gear and detecting the damage of the tooth portion of the external gear is provided, the damage detection means causes the external tooth due to the vibration of the blade. It can be monitored whether or not the gear teeth are damaged. Thereby, the replacement time of the external gear corresponding to the breakage of the tooth portion of the external gear can be detected. That is, conventionally, vibration damping means is provided to reduce the vibration of the blade. However, when the vibration is very intense, the external gear may be damaged by the vibration. Therefore, by providing the breakage detecting means as described above, even if the external gear is broken, the external gear can be replaced by detecting the breakage. It is possible to prevent a failure from occurring in other parts.

以上説明したように、本発明によれば、別途振動の減衰手段等を追加することなく、ブレードの回動方向への振動を低減することができるので、部品点数を増加させることなく、ブレードの振動を低減することができる。 As described above, according to the present invention, the vibration in the rotation direction of the blade can be reduced without adding a separate vibration damping means or the like. Vibration can be reduced.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態の説明では、本発明による風車の一例として風力発電機を例にとって説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description of the embodiment, a wind power generator will be described as an example of a windmill according to the present invention.

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による風力発電機１の全体構成を示した斜視図であり、図２は、図１に示した風力発電機１の主要部を示した斜視図である。図３および図４は、図１に示した風力発電機１をそれぞれ反対側の側面から見た側面図である。図５は、図１に示した風力発電機１のハブ５とブレード６との結合部およびそこに設置されたピッチ駆動装置１０を示す図である。図６は、図５に示したピッチ駆動装置１０の全体構成を示す断面図であり、図７は、図６に示したピッチ駆動装置１０を図６中の矢印ＩＶ方向から見た図である。また、図８は、図６に示したピッチ駆動装置１０のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。まず、図１〜図８を参照して本発明の第１実施形態による風力発電機１の構成について説明する。 (First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a wind power generator 1 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a main part of the wind power generator 1 shown in FIG. . FIGS. 3 and 4 are side views of the wind power generator 1 shown in FIG. 1 as viewed from the opposite side. FIG. 5 is a view showing a coupling portion between the hub 5 and the blade 6 of the wind power generator 1 shown in FIG. 1 and the pitch driving device 10 installed therein. 6 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the pitch driving device 10 shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a view of the pitch driving device 10 shown in FIG. 6 as viewed from the direction of arrow IV in FIG. . FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VV of the pitch driving device 10 shown in FIG. First, the structure of the wind power generator 1 by 1st Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIGS.

本発明の第１実施形態による風力発電機１は、図１および図２に示すように、地上に立設された支柱２と、この支柱２の上端部に設けられたナセル３とを備えている。ナセル３には、図略のギアボックス、発電機等が収納されている。そして、ナセル３には、ギアボックスに連結されるロータが設けられていて、このロータのハブ５（主軸部）にブレード６が取り付けられている。ロータ、ハブ５およびブレード６は、ナセル３に対して回転可能に設けられている。なお、図１および図２では、３本のブレード６が設けられた構成について示している。風力発電機１は、この３本のブレード６で風を受けてハブ５およびロータを回転させて発電を行うように構成されている。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the wind power generator 1 according to the first embodiment of the present invention includes a support column 2 erected on the ground and a nacelle 3 provided at an upper end portion of the support column 2. Yes. The nacelle 3 houses a gear box, a generator, etc. (not shown). The nacelle 3 is provided with a rotor connected to a gear box, and a blade 6 is attached to a hub 5 (main shaft portion) of the rotor. The rotor, the hub 5 and the blade 6 are provided so as to be rotatable with respect to the nacelle 3. 1 and 2 show a configuration in which three blades 6 are provided. The wind power generator 1 is configured to generate power by receiving wind with the three blades 6 and rotating the hub 5 and the rotor.

ブレード６は、軸部６ａと羽部６ｂとによって構成されており、図５に示すように、軸部６ａがベアリング８を介してハブ５に取り付けられている。これにより、ブレード６は、ハブ５から径方向外側に延びる回動軸回りに回動可能となっている。また、ブレード６の羽部６ｂは、ブレード６の中で主に風を受ける部分である。 The blade 6 includes a shaft portion 6a and a wing portion 6b, and the shaft portion 6a is attached to the hub 5 via a bearing 8 as shown in FIG. Thereby, the blade 6 can be rotated around a rotation axis extending radially outward from the hub 5. Further, the blade portion 6 b of the blade 6 is a portion that mainly receives wind in the blade 6.

ブレード６の軸部６ａの基端部には、内歯を有するリングギア７（従動側歯車）が設けられている。ブレード６の軸部６ａは、中空に形成されており、リングギア７はその内部に設けられている。そして、リングギア７は、その軸心がブレード６の回動軸の軸心と一致するように構成されている。また、ハブ５には、支持部５ａが設けられており、この支持部５ａによってピッチ駆動装置１０が支持されている。ピッチ駆動装置１０の出力軸歯車２９（外歯歯車）はリングギア７（従動側歯車）の内歯に噛み合わされており、出力軸歯車２９は、その軸心がブレード６の回動軸の軸心と平行になるように設けられている。そして、ピッチ駆動装置１０により出力軸歯車２９を駆動してリングギア７を回転させることによって、ブレード６をその軸回りに回動させるように構成されている。そして、ブレード６は回動することにより、風を受ける向きを変えることができるようになっている。 A ring gear 7 (driven gear) having internal teeth is provided at the base end portion of the shaft portion 6 a of the blade 6. The shaft portion 6a of the blade 6 is formed in a hollow shape, and the ring gear 7 is provided therein. The ring gear 7 is configured such that its axis coincides with the axis of the rotation axis of the blade 6. Further, the hub 5 is provided with a support portion 5a, and the pitch driving device 10 is supported by the support portion 5a. The output shaft gear 29 (external gear) of the pitch driving device 10 is meshed with the internal teeth of the ring gear 7 (driven gear). The output shaft gear 29 has an axis that is the axis of the rotation shaft of the blade 6. It is provided so as to be parallel to the heart. The output shaft gear 29 is driven by the pitch driving device 10 to rotate the ring gear 7 so that the blade 6 is rotated about its axis. The blade 6 is rotated so that the direction of receiving the wind can be changed.

そして、ブレード６は、図３および図４に示すように、風向きに対してほぼフラットなフェザーリング位置と、フェザーリング位置から風向きに対して後方に約３０°傾いたハーフ位置との間で向きを変えることが可能なように構成されている。なお、ブレード６は、フェザーリング位置よりも後方に所定角度（約３０°以下）傾いた状態で風を受けることによりナセル３に対して回転する。そして、ブレード６は、その回転時の位置が最上部から最下部へ移る間は図３に示すように羽部６ｂが軸部６ａの上方に位置する一方、最下部から最上部へ移る間は図４に示すように羽部６ｂが軸部６ａの下方に位置する。 As shown in FIGS. 3 and 4, the blade 6 is oriented between a feathering position that is substantially flat with respect to the wind direction and a half position that is inclined backward by about 30 ° from the feathering position with respect to the wind direction. It is configured to be able to change. The blade 6 rotates with respect to the nacelle 3 by receiving wind in a state inclined at a predetermined angle (about 30 ° or less) rearward from the feathering position. As shown in FIG. 3, the blade 6 is positioned above the shaft portion 6a while the rotational position of the blade 6 moves from the top to the bottom, while the blade 6 is moved from the bottom to the top. As shown in FIG. 4, the wing part 6b is located below the shaft part 6a.

そして、第１実施形態では、ブレード６は、その重心が軸部６ａから離れた羽部６ｂの縁部６ｃ近傍に位置するように形成されている。これにより、ブレード６は、その重心が回動軸から外れている。したがって、ブレード６は、最上部から最下部へ回転移動する間は、図３に示すように、重心側に偏って作用する自重によりＡ方向へ回動する力を受ける一方、最下部から最上部へ回転移動する間は、図４に示すように、自重によりＢ方向へ回動する力を受ける。そして、上記の出力軸歯車２９とリングギア７との間には、これらの歯車をスムーズに噛み合わせるための遊びとして互いの歯面間に回動方向に沿った間隙が設けられているが、この歯面間の間隙は、上記した自重によるＡ方向（図３参照）またはＢ方向（図４参照）への回動する力によって詰められる。 In the first embodiment, the blade 6 is formed such that its center of gravity is positioned in the vicinity of the edge 6c of the wing 6b that is separated from the shaft 6a. As a result, the center of gravity of the blade 6 deviates from the rotation axis. Therefore, while the blade 6 rotates from the uppermost part to the lowermost part, as shown in FIG. 3, the blade 6 receives a force rotating in the direction A due to its own weight acting biased toward the center of gravity, while the lowermost part has the uppermost part. As shown in FIG. 4, during the rotational movement, a force that rotates in the direction B is received by its own weight. And, between the output shaft gear 29 and the ring gear 7, a gap along the rotation direction is provided between the tooth surfaces as play for smoothly meshing these gears. The gap between the tooth surfaces is filled by the rotating force in the A direction (see FIG. 3) or the B direction (see FIG. 4) due to the above-mentioned weight.

次に、ピッチ駆動装置１０の構成について具体的に説明する。 Next, the configuration of the pitch driving device 10 will be specifically described.

ピッチ駆動装置１０は、図６に示すように、有底筒状の外側ケース１２を備えている。この外側ケース１２は、円筒状に形成された円筒部１３と、有底筒状に形成されたカバー１４とを締結することによって構成されている。円筒部１３には、ハブ５の支持部５ａに取付けるための鍔部１３ａが設けられ、この鍔部１３ａを通してボルト１５によって支持部５ａに締結できるようになっている。上記カバー１４の底面には、駆動モータ１６が固定されている。 As shown in FIG. 6, the pitch driving device 10 includes a bottomed cylindrical outer case 12. The outer case 12 is configured by fastening a cylindrical portion 13 formed in a cylindrical shape and a cover 14 formed in a bottomed cylindrical shape. The cylindrical portion 13 is provided with a flange portion 13a for attachment to the support portion 5a of the hub 5, and can be fastened to the support portion 5a by a bolt 15 through the flange portion 13a. A drive motor 16 is fixed to the bottom surface of the cover 14.

上記円筒部１３の軸方向中間部における内周部には、多数の内歯ピン１８が設けられている。この各内歯ピン１８は軸方向に延びる姿勢で配置されており、これらが周方向に等間隔に配置されている。各内歯ピン１８は、内歯歯車の内歯を構成する。 A large number of internal teeth pins 18 are provided on the inner peripheral portion of the cylindrical portion 13 in the intermediate portion in the axial direction. The internal tooth pins 18 are arranged in a posture extending in the axial direction, and these are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Each internal tooth pin 18 constitutes an internal tooth of an internal gear.

また、ピッチ駆動装置１０は、入力軸２１と、キャリア２２と、減速機構２４とを備えている。キャリア２２は、入力軸２１の軸心と同じ軸回りに回転可能に配置されるものである。ピッチ駆動装置１０は、駆動モータ１６がハブ５側に位置し、キャリア２２がブレード６側になるように配置することができるので、以下の説明では図５及び図６に合わせ、ブレード６側を上側、ハブ５側を下側として説明する。 In addition, the pitch driving device 10 includes an input shaft 21, a carrier 22, and a speed reduction mechanism 24. The carrier 22 is disposed so as to be rotatable about the same axis as the axis of the input shaft 21. The pitch driving device 10 can be arranged so that the drive motor 16 is located on the hub 5 side and the carrier 22 is on the blade 6 side. Therefore, in the following description, the blade 6 side is aligned with FIGS. The upper side and the hub 5 side will be described as the lower side.

駆動モータ１６の駆動軸（図示省略）は、駆動モータ１６から上方に延びてカバー１４の中央部を貫通している。この駆動軸は、図示省略した軸受によってカバー１４に対して回転自在となっている。駆動軸は、入力軸２１と連結されていて、駆動モータ１６の回転駆動力が入力軸２１に付与されることにより入力軸２１が回転するようになっている。入力軸２１の上端部には、駆動外歯歯車２１ａが設けられている。 A drive shaft (not shown) of the drive motor 16 extends upward from the drive motor 16 and penetrates the central portion of the cover 14. This drive shaft is rotatable with respect to the cover 14 by a bearing (not shown). The drive shaft is connected to the input shaft 21, and the input shaft 21 is rotated by applying a rotational driving force of the drive motor 16 to the input shaft 21. A driving external gear 21 a is provided at the upper end of the input shaft 21.

上記キャリア２２は、上記円筒部１３の径方向内側に配設されている。このキャリア２２は、軸方向の２箇所に配設された軸受３２および３３によって円筒部１３に対して回転自在に支持されている。キャリア２２の軸心は、円筒部１３の軸心に一致している。 The carrier 22 is disposed on the radially inner side of the cylindrical portion 13. The carrier 22 is rotatably supported with respect to the cylindrical portion 13 by bearings 32 and 33 disposed at two locations in the axial direction. The axis of the carrier 22 coincides with the axis of the cylindrical portion 13.

キャリア２２は、基部３５と、この基部３５の下方に配置された端板部３６と、シャフト部３７とを備えている。基部３５は、その上端部が円筒部１３から上方に突出するように構成されている。 The carrier 22 includes a base portion 35, an end plate portion 36 disposed below the base portion 35, and a shaft portion 37. The base 35 is configured such that its upper end protrudes upward from the cylindrical portion 13.

円筒部１３からその軸方向に突出した基部３５の先端部は、スプライン３５ｂとして形成されている。スプライン３５ｂは、円筒部１３の軸心と同軸状に形成されるものであり、このスプライン３５ｂには、出力軸歯車２９が嵌められている。これにより、キャリア２２と出力軸歯車２９とが連結されている。出力軸歯車２９は、図７にも示すように、外歯２９ａが形成された外歯歯車からなり、上記したようにリングギア７（図５参照）と噛み合うように構成されている。そして、出力軸歯車２９は、キャリア２２とともに回転して風力発電機１のブレード６に回転駆動力を伝達する。 A tip portion of the base portion 35 protruding in the axial direction from the cylindrical portion 13 is formed as a spline 35b. The spline 35b is formed coaxially with the axial center of the cylindrical portion 13, and the output shaft gear 29 is fitted into the spline 35b. Thereby, the carrier 22 and the output shaft gear 29 are connected. As shown in FIG. 7, the output shaft gear 29 is composed of an external gear formed with external teeth 29a, and is configured to mesh with the ring gear 7 (see FIG. 5) as described above. The output shaft gear 29 rotates together with the carrier 22 to transmit the rotational driving force to the blade 6 of the wind power generator 1.

出力軸歯車２９の軸方向上側と軸方向下側とには、図６に示すように、凹部２９ｂと凹部２９ｃとがそれぞれ形成されている。また、基部３５のスプライン３５ｂの軸方向下側には、基部３５の径方向外側に突出するボス部３０が外嵌されている。基部３５のスプライン３５ｂの先端面には、押え板４０がボルト３９によって締結されている。そして、出力軸歯車２９は、上記ボス部３０と押え板４０とによって挟持されている。なお、ボス部３０は、上記凹部２９ｃ内で出力軸歯車２９に当接している一方、押え板４０は、上記凹部２９ｂ内で皿ばね４０ａを介して出力軸歯車２９に当接している。この皿ばね４０ａは、押え板４０を上方に付勢しており、押え板４０をスプライン３５ｂに締結するボルト３９の緩みを抑制している。上記のように構成することによって、出力軸歯車２９は、押え板４０を取り外すことにより、基部３５（キャリア２２）の先端部側から取り外すことができるようになっている。 As shown in FIG. 6, a concave portion 29b and a concave portion 29c are formed on the upper side and the lower side in the axial direction of the output shaft gear 29, respectively. Further, a boss portion 30 protruding outward in the radial direction of the base portion 35 is fitted on the lower side in the axial direction of the spline 35 b of the base portion 35. A holding plate 40 is fastened to the front end surface of the spline 35 b of the base portion 35 by a bolt 39. The output shaft gear 29 is sandwiched between the boss portion 30 and the pressing plate 40. The boss 30 is in contact with the output shaft gear 29 in the recess 29c, while the presser plate 40 is in contact with the output shaft gear 29 through the disc spring 40a in the recess 29b. The disc spring 40a biases the presser plate 40 upward, and suppresses loosening of the bolt 39 that fastens the presser plate 40 to the spline 35b. By configuring as described above, the output shaft gear 29 can be removed from the distal end side of the base portion 35 (carrier 22) by removing the presser plate 40.

上記シャフト部３７は、基部３５に設けられる基部側シャフト部４１と、端板部３６に設けられる端板側シャフト部４２とにそれぞれ分割されている。この基部側シャフト部４１および端板側シャフト部４２からなるシャフト部３７は、３つ設けられているとともに（図８参照）、周方向に等間隔に配置されている。また、各シャフト部３７は断面略三角形状に形成されている。基部側シャフト部４１は、基部３５の下面から下方に向かって軸方向に延びる柱状に構成され、端板側シャフト部４２は、端板部３６の上面から上方に向かって軸方向に延びる柱状に構成されている。これら基部側シャフト部４１及び端板側シャフト部４２は、互いに対向する位置に設けられている。 The shaft portion 37 is divided into a base side shaft portion 41 provided in the base portion 35 and an end plate side shaft portion 42 provided in the end plate portion 36. Three shaft portions 37 including the base side shaft portion 41 and the end plate side shaft portion 42 are provided (see FIG. 8), and are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Each shaft portion 37 is formed in a substantially triangular cross section. The base side shaft portion 41 is configured in a column shape extending in the axial direction downward from the lower surface of the base portion 35, and the end plate side shaft portion 42 is formed in a column shape extending in the axial direction upward from the upper surface of the end plate portion 36. It is configured. The base portion side shaft portion 41 and the end plate side shaft portion 42 are provided at positions facing each other.

基部側シャフト部４１には、有底のボルト穴が設けられ、端板側シャフト部４２には、このボルト穴に対応する位置にボルト挿通孔が設けられている。そして、これらボルト挿通孔に挿通されたボルト４３が基部側シャフト部４１のボルト穴に螺合されている。また、基部側シャフト部４１と端板側シャフト部４２とはインロー嵌めされている。また、基部側シャフト部４１及び端板側シャフト部４２には、それぞれピン孔が設けられていて、これらピン孔に跨るようにピン４４（図８参照）が挿入されている。これらのことにより、上記基部３５及び端板部３６は、互いに位置ずれしないように固定されている。 The base side shaft portion 41 is provided with a bottomed bolt hole, and the end plate side shaft portion 42 is provided with a bolt insertion hole at a position corresponding to the bolt hole. The bolts 43 inserted through these bolt insertion holes are screwed into the bolt holes of the base side shaft portion 41. Further, the base side shaft portion 41 and the end plate side shaft portion 42 are fitted with a spigot. Further, the base side shaft portion 41 and the end plate side shaft portion 42 are respectively provided with pin holes, and pins 44 (see FIG. 8) are inserted so as to straddle these pin holes. Thus, the base portion 35 and the end plate portion 36 are fixed so as not to be displaced from each other.

上記減速機構２４は、駆動モータ１６の回転数に対して所定の比率で減速してキャリア２２を回転させるためのものであり、第１減速機構と第２減速機構とが含まれている。 The speed reduction mechanism 24 is for decelerating the carrier 22 at a predetermined ratio with respect to the rotational speed of the drive motor 16 and includes a first speed reduction mechanism and a second speed reduction mechanism.

第１減速機構は、上記駆動外歯歯車２１ａに噛み合う従動外歯歯車２６を備えている。この従動外歯歯車２６は、入力軸２１の回転により駆動外歯歯車２１ａに対して所定の減速比で回転する。 The first speed reduction mechanism includes a driven external gear 26 that meshes with the drive external gear 21a. The driven external gear 26 rotates at a predetermined reduction ratio with respect to the drive external gear 21 a by the rotation of the input shaft 21.

第２減速機構は、クランク軸４６と、ピニオン４８，４８とを備えている。クランク軸４６は、３つ設けられており（図８参照）、これらクランク軸４６は、周方向に等間隔に配置されている。ピニオン４８，４８は、クランク軸４６の軸方向に２つ並んで配置されている。そして、両ピニオン４８，４８は、円筒部１３の内側において基部３５と端板部３６との間に形成された閉空間に配設されている。 The second reduction mechanism includes a crankshaft 46 and pinions 48 and 48. Three crankshafts 46 are provided (see FIG. 8), and these crankshafts 46 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Two pinions 48 are arranged side by side in the axial direction of the crankshaft 46. Both pinions 48 and 48 are disposed in a closed space formed between the base portion 35 and the end plate portion 36 inside the cylindrical portion 13.

クランク軸４６は、上下一対のクランク軸受５２，５３によって回転自在に支持されている。下側のクランク軸受５２は、端板部３６に形成された貫通孔３６ａに嵌め込まれている。上側のクランク軸受５３は、基部３５の下面に形成された凹部３５ａに嵌め込まれている。換言すると、クランク軸４６は、その下部において下側のクランク軸受５２を介して端板部３６によって支持されるとともに、上部において上側のクランク軸受５３を介して基部３５によって支持されている。 The crankshaft 46 is rotatably supported by a pair of upper and lower crank bearings 52 and 53. The lower crank bearing 52 is fitted into a through hole 36 a formed in the end plate portion 36. The upper crank bearing 53 is fitted in a recess 35 a formed on the lower surface of the base portion 35. In other words, the crankshaft 46 is supported by the end plate portion 36 via the lower crank bearing 52 at the lower portion and supported by the base portion 35 via the upper crank bearing 53 at the upper portion.

下側のクランク軸受５２よりも下方に突出した各クランク軸４６の下端部に、それぞれ上記従動外歯歯車２６が設けられている。これら各従動外歯歯車２６は、上記駆動外歯歯車２１ａに噛み合っており、クランク軸４６は、駆動外歯歯車２１ａと従動外歯歯車２６との歯数比で減速されて、従動外歯歯車２６と一体的に回転する。 The driven external gear 26 is provided at the lower end portion of each crankshaft 46 projecting downward from the lower crank bearing 52. Each of these driven external gears 26 is meshed with the drive external gear 21a, and the crankshaft 46 is decelerated at a gear ratio between the drive external gear 21a and the driven external gear 26, and the driven external gear is engaged. 26 and rotate integrally.

クランク軸４６には、各ピニオン４８に対応するように配置された２つの偏心部４６ａが設けられている。各偏心部４６ａは、クランク軸４６の軸心に対して偏心した円柱状に形成されており、両偏心部４６ａは、１８０度の位相差をもつように設定されている。 The crankshaft 46 is provided with two eccentric portions 46a arranged so as to correspond to the pinions 48. Each eccentric part 46a is formed in the column shape eccentric with respect to the axial center of the crankshaft 46, and both the eccentric parts 46a are set so that it may have a phase difference of 180 degree | times.

上記両ピニオン４８は、同じ構成のものである。図８に示すように、各ピニオン４８は、円筒部１３の内径よりも少し小さく形成されていて、円筒部１３の内歯ピン１８に噛み合う外歯４８ａを有する。ピニオン４８の外歯４８ａは、内歯ピン１８の歯数より若干、例えば１つだけ少なくなっている。 Both the pinions 48 have the same configuration. As shown in FIG. 8, each pinion 48 is formed to be slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical portion 13 and has outer teeth 48 a that mesh with the inner tooth pins 18 of the cylindrical portion 13. The number of outer teeth 48a of the pinion 48 is slightly smaller than the number of teeth of the inner tooth pin 18, for example, by one.

各ピニオン４８には、第１貫通孔４８ｂと第２貫通孔４８ｃとが設けられている。第１貫通孔４８ｂは、円形状に形成されている。この第１貫通孔４８ｂには、ころ軸受５５を介装した状態で上記クランク軸４６が挿通されている。そして、両ピニオン４８，４８の第１貫通孔４８ｂにそれぞれ偏心部４６ａが嵌め合わされている。これにより、偏心部４６ａの回転によって両ピニオン４８，４８は、互いに１８０度だけ位相がずれた状態で円筒部１３の内歯ピン１８に噛み合いながら偏心回転運動（公転）する。 Each pinion 48 is provided with a first through hole 48b and a second through hole 48c. The first through hole 48b is formed in a circular shape. The crankshaft 46 is inserted into the first through hole 48b with the roller bearing 55 interposed. And the eccentric part 46a is fitted by the 1st through-hole 48b of both the pinions 48 and 48, respectively. Thereby, both pinions 48 and 48 are eccentrically rotated (revolved) while meshing with the internal tooth pin 18 of the cylindrical portion 13 in a state where the phases are shifted by 180 degrees due to the rotation of the eccentric portion 46a.

第２貫通孔４８ｃには、上記シャフト部３７が挿通されている。この第２貫通孔４８ｃは、シャフト部３７の断面よりも大きな略三角形状に形成されており、シャフト部３７は、所定の間隙を有した状態で第２貫通孔４８ｃに挿通されている。第２貫通孔４８ｃは、シャフト部３７に対応して設けられるので、周方向に等間隔に３つ設けられている。そして、ピニオン４８，４８の偏心回転運動に伴って、第２貫通孔４８ｃからシャフト部３７に回転運動が伝達されることにより、基部３５、端板部３６及びシャフト部３７が一体となったキャリア２２が円筒部１３の軸心回りに回転するようになっている。そして、このキャリア２２の回転に伴って出力軸歯車２９が回転するとともに、出力軸歯車２９に噛み合うリングギア７が回転することによって、ブレード６（図５参照）が回動して向きを変えるようになっている。 The shaft portion 37 is inserted through the second through hole 48c. The second through hole 48c is formed in a substantially triangular shape larger than the cross section of the shaft portion 37, and the shaft portion 37 is inserted into the second through hole 48c with a predetermined gap. Since the second through holes 48c are provided corresponding to the shaft portion 37, three second through holes 48c are provided at equal intervals in the circumferential direction. Then, the rotational movement is transmitted from the second through hole 48c to the shaft portion 37 along with the eccentric rotational motion of the pinions 48, 48, whereby the base portion 35, the end plate portion 36, and the shaft portion 37 are integrated. 22 rotates around the axis of the cylindrical portion 13. As the carrier 22 rotates, the output shaft gear 29 rotates and the ring gear 7 meshing with the output shaft gear 29 rotates, so that the blade 6 (see FIG. 5) rotates and changes its direction. It has become.

そして、第１実施形態では、上記のように構成されたピッチ駆動装置１０は、ブレード６の回動方向が、自重によってブレード６を回動させる方向と一致する時に駆動するように構成されている。具体的には、この第１実施形態による風力発電機１では、ナセル３内に制御部（図示せず）が設けられており、この制御部（図示せず）により各部の動作が制御されている。そして、ハブ５に繋がるナセル３内のロータ（図示せず）に、エンコーダ等のブレード６の回転位置を検知可能な検知部（図示せず）が設けられている。そして、この検知部（図示せず）により検知されたブレード６の位置情報は、上記制御部（図示せず）に伝達されるようになっている。そして、ブレード６は、上記したように、最上部から最下部へ回転移動する際には自重によって図３中のＡ方向へ回動する力を受ける一方、最下部から最上部へ回転移動する際には自重によって図４中のＢ方向へ回動する力を受ける。この際、ピッチ駆動装置１０によりブレード６の向きを変える方向がＡ方向の場合には、制御部（図示せず）において上記ブレード６の位置情報からブレード６が最上部から最下部へ回転移動していると判断されたときに、ピッチ駆動装置１０が制御部（図示せず）により駆動される。一方、ブレード６の向きを変える方向がＢ方向の場合には、制御部（図示せず）において上記ブレード６の位置情報からブレード６が最下部から最上部へ回転移動していると判断されたときに、ピッチ駆動装置１０が制御部（図示せず）により駆動される。 And in 1st Embodiment, the pitch drive device 10 comprised as mentioned above is comprised so that it may drive, when the rotation direction of the blade 6 corresponds with the direction which rotates the blade 6 with dead weight. . Specifically, in the wind power generator 1 according to the first embodiment, a control unit (not shown) is provided in the nacelle 3, and the operation of each unit is controlled by the control unit (not shown). Yes. A rotor (not shown) in the nacelle 3 connected to the hub 5 is provided with a detector (not shown) capable of detecting the rotational position of the blade 6 such as an encoder. The position information of the blade 6 detected by the detection unit (not shown) is transmitted to the control unit (not shown). As described above, when the blade 6 rotates from the uppermost portion to the lowermost portion, the blade 6 receives a force that rotates in the direction A in FIG. 3 due to its own weight, while the blade 6 rotates from the lowermost portion to the uppermost portion. Receives a force to rotate in the direction B in FIG. At this time, when the direction in which the direction of the blade 6 is changed by the pitch driving device 10 is the A direction, the blade 6 rotates and moves from the uppermost part to the lowermost part based on the position information of the blade 6 in a control unit (not shown). When it is determined that the pitch drive device 10 is, the pitch drive device 10 is driven by a control unit (not shown). On the other hand, when the direction in which the direction of the blade 6 is changed is the B direction, the control unit (not shown) determines that the blade 6 is rotationally moved from the lowermost part to the uppermost part based on the position information of the blade 6. Sometimes, the pitch driving device 10 is driven by a control unit (not shown).

以上のように、第１実施形態では、ブレード６がその重心が回動軸から外れるように構成されているので、ブレード６の重心側へ偏って作用する自重により、ブレード６の内側に設けられたリングギア７の歯面と出力軸歯車２９の歯面との間の間隙が詰められる。これにより、その歯面間の間隙に起因して発生するブレード６の振動を低減することができる。このため、別途振動の減衰手段等を追加することなく、ブレード６の振動を低減することができるので、部品点数を増加させることなく、ブレード６の回動方向への振動を低減することができる。 As described above, in the first embodiment, since the center of gravity of the blade 6 deviates from the rotation axis, the blade 6 is provided inside the blade 6 by its own weight that acts biased toward the center of gravity of the blade 6. Further, the gap between the tooth surface of the ring gear 7 and the tooth surface of the output shaft gear 29 is filled. Thereby, the vibration of the blade 6 generated due to the gap between the tooth surfaces can be reduced. For this reason, since the vibration of the blade 6 can be reduced without adding a separate vibration damping means or the like, the vibration in the rotational direction of the blade 6 can be reduced without increasing the number of parts. .

また、第１実施形態では、ピッチ駆動装置１０は、ブレード６を回動させる際、ブレード６の回動方向が自重によってブレード６を回動させる方向と一致する時に駆動するので、ブレード６の自重に逆らうような駆動力を発生させる必要がなく、ブレード６を回動させるのに要する駆動トルクを軽減することができる。その結果、ピッチ駆動装置１０の電力消費を低減することができる。 Further, in the first embodiment, when the blade 6 is rotated, the pitch driving device 10 is driven when the rotation direction of the blade 6 coincides with the direction in which the blade 6 is rotated by its own weight. Thus, it is not necessary to generate a driving force against the above, and the driving torque required to rotate the blade 6 can be reduced. As a result, the power consumption of the pitch driving device 10 can be reduced.

（第２実施形態）
図９には、本発明の第２実施形態による風力発電機１のハブ５とブレード６との結合部およびそこに設置されたピッチ駆動装置１０が示されている。この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、ピッチ駆動装置１０は、ブレード６に支持されているとともに、ブレード６の回動軸から外れた位置に配置されている。 (Second Embodiment)
FIG. 9 shows a joint between the hub 5 and the blade 6 of the wind power generator 1 according to the second embodiment of the present invention and the pitch driving device 10 installed there. In the second embodiment, unlike the first embodiment, the pitch driving device 10 is supported by the blade 6 and disposed at a position off the rotational axis of the blade 6.

具体的には、ブレード６の中空に形成された軸部６ａの内部に支持部５ａが設けられており、ピッチ駆動装置１０は、この支持部５ａによって支持されている。そして、ピッチ駆動装置１０は、出力軸歯車６９がハブ５側を向くように配置されている。 Specifically, a support portion 5a is provided inside a shaft portion 6a formed in the hollow of the blade 6, and the pitch driving device 10 is supported by the support portion 5a. The pitch driving device 10 is arranged so that the output shaft gear 69 faces the hub 5 side.

ピッチ駆動装置１０は、回動軸に対して軸部６ａの内部の羽部６ｂの縁部６ｃ（図３参照）側の位置に配置されている。これにより、重量物であるピッチ駆動装置１０の重量を利用して、ブレード６の重心をその回動軸から羽部６ｂの縁部６ｃ（図３参照）側へ外すようにしている。 The pitch driving device 10 is disposed at a position on the edge 6c (see FIG. 3) side of the wing 6b inside the shaft 6a with respect to the rotation shaft. Thereby, the center of gravity of the blade 6 is removed from the rotating shaft toward the edge 6c (see FIG. 3) of the blade 6b by utilizing the weight of the pitch driving device 10 which is a heavy object.

そして、第２実施形態では、図９に示すように、ハブ５（主軸部）がブレード６の軸部６ａを支持する環状の支持部７０を有しており、この支持部７０の内側に内歯を有するリングギア７（従動側歯車）が設けられている。そして、支持部７０は、その先端部にベアリング８を有しており、このベアリング８がブレード６の軸部６ａの端部に外嵌している。この状態でブレード６の軸部６ａは支持部７０のベアリング８によって回転可能に支持されている。そして、ピッチ駆動装置１０の出力軸歯車６９は、軸部６ａに外嵌された支持部７０の内側に位置するリングギア７の内歯に噛み合わせるために大径に形成されている。第２実施形態による風力発電機１の上記以外の構成は、上記第１実施形態による風力発電機１の構成と同様である。 In the second embodiment, as shown in FIG. 9, the hub 5 (main shaft portion) has an annular support portion 70 that supports the shaft portion 6 a of the blade 6. A ring gear 7 (driven gear) having teeth is provided. And the support part 70 has the bearing 8 in the front-end | tip part, and this bearing 8 is externally fitted by the edge part of the axial part 6a of the braid | blade 6. FIG. In this state, the shaft portion 6 a of the blade 6 is rotatably supported by the bearing 8 of the support portion 70. The output shaft gear 69 of the pitch driving device 10 is formed with a large diameter so as to mesh with the inner teeth of the ring gear 7 located inside the support portion 70 fitted on the shaft portion 6a. Other configurations of the wind power generator 1 according to the second embodiment are the same as the configurations of the wind power generator 1 according to the first embodiment.

以上のように、第２実施形態では、ピッチ駆動装置１０をブレード６によって支持するとともに、ブレード６の回動軸から外れた位置に配置することにより、重量物であるピッチ駆動装置１０の重量を利用してブレード６の重心をその回動軸から外している。これにより、別途重りを追加すること等によってブレード６の重量を増加させることなく、ブレード６の重心をその回動軸から外れた位置に配置することができる。 As described above, in the second embodiment, the pitch driving device 10 is supported by the blade 6 and disposed at a position away from the rotation axis of the blade 6, thereby reducing the weight of the pitch driving device 10 that is a heavy object. Utilizing this, the center of gravity of the blade 6 is removed from its rotational axis. Accordingly, the center of gravity of the blade 6 can be disposed at a position off the rotation axis without increasing the weight of the blade 6 by adding a separate weight or the like.

また、第２実施形態では、ブレード６の内部に設けられたピッチ駆動装置１０の出力軸歯車６９を、ブレード６の軸部６ａに外嵌された支持部７０の内側に位置するリングギア７に噛み合わせるために大径に形成しているので、出力軸歯車６９のリングギア７に対する噛み合い部分の面積を大きくすることができる。これにより、ブレード６の振動に起因して出力軸歯車６９の歯面とリングギア７の歯面とが衝突する際に、出力軸歯車６９の歯面の受ける力を分散させることができるので、ブレード６の振動に起因する出力軸歯車６９の破損を抑制することができる。 In the second embodiment, the output shaft gear 69 of the pitch driving device 10 provided inside the blade 6 is connected to the ring gear 7 located inside the support portion 70 fitted on the shaft portion 6 a of the blade 6. Since it has a large diameter for meshing, the area of the meshing portion of the output shaft gear 69 with the ring gear 7 can be increased. Thereby, when the tooth surface of the output shaft gear 69 and the tooth surface of the ring gear 7 collide due to the vibration of the blade 6, the force received by the tooth surface of the output shaft gear 69 can be dispersed. Damage to the output shaft gear 69 due to the vibration of the blade 6 can be suppressed.

第２実施形態による上記以外の効果は、上記第１実施形態による効果と同様である。 The effects of the second embodiment other than those described above are the same as the effects of the first embodiment.

（第３実施形態）
図１０には、本発明の第３実施形態による風力発電機１に適用するピッチ駆動装置１０の全体構成が示されている。この第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、ピッチ駆動装置１０に、出力軸歯車２９の外歯２９ａ（歯部）に光を照射して外歯２９ａの破損を検知する破損検知部８０（破損検知手段）が設けられている。 (Third embodiment)
FIG. 10 shows an overall configuration of a pitch driving device 10 applied to the wind power generator 1 according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, unlike the first embodiment, the pitch detecting device 10 is irradiated with light on the external teeth 29a (tooth portions) of the output shaft gear 29 to detect damage to the external teeth 29a. 80 (breakage detecting means) is provided.

具体的には、破損検知部８０は、ピッチ駆動装置１０の外側ケース１２の円筒部１３の上部に出力軸歯車２９の外歯２９ａの下面と対向するように設置されている。この破損検知部８０は、例えば、出力軸歯車２９の外歯２９ａに光を照射する投光器と、出力軸歯車２９の外歯２９ａからの反射光を受光する受光器とを有する反射型光センサからなる。そして、破損検知部８０では、受光器で受光した出力軸歯車２９の外歯２９ａからの反射光を監視することによって外歯２９ａの破損を検知するようになっている。すなわち、外歯２９ａの破損していない部分からの反射光に比べて、外歯２９ａの破損した部分からの反射光は光量が低下するので、破損検知部８０では、出力軸歯車２９の回転時に外歯２９ａからの反射光の光量を監視することにより外歯２９ａの破損を検知している。 Specifically, the breakage detection unit 80 is installed on the upper portion of the cylindrical portion 13 of the outer case 12 of the pitch driving device 10 so as to face the lower surface of the external teeth 29 a of the output shaft gear 29. The breakage detection unit 80 is, for example, a reflection type optical sensor having a projector that irradiates light to the external teeth 29a of the output shaft gear 29 and a light receiver that receives reflected light from the external teeth 29a of the output shaft gear 29. Become. The breakage detector 80 detects breakage of the external teeth 29a by monitoring the reflected light from the external teeth 29a of the output shaft gear 29 received by the light receiver. That is, since the amount of light reflected from the damaged portion of the external teeth 29a is lower than the reflected light from the non-damaged portion of the external teeth 29a, the damage detection unit 80 causes the output shaft gear 29 to rotate. Damage to the external teeth 29a is detected by monitoring the amount of reflected light from the external teeth 29a.

より具体的には、破損検知部８０は、上記反射光を検知して検知信号を出力し、この検知信号に基づいて、ナセル３内に設けられた制御部（図示せず）が上記反射光の光量を監視している。そして、制御部（図示せず）により破損検知部８０の検知信号に基づいて上記反射光の光量が所定のレベル以下に低下したと判断されると、制御部により外歯２９ａの破損の発生を知らせるアラーム信号が発生されるようになっている。そして、このアラーム信号の発生に応じて破損した出力軸歯車２９を交換すればよいようになっている。 More specifically, the breakage detection unit 80 detects the reflected light and outputs a detection signal. Based on the detection signal, a control unit (not shown) provided in the nacelle 3 performs the reflected light. The amount of light is monitored. When the control unit (not shown) determines that the amount of reflected light has decreased below a predetermined level based on the detection signal from the breakage detection unit 80, the control unit causes the external teeth 29a to be broken. An alarm signal to inform is generated. The damaged output shaft gear 29 may be replaced in response to the generation of the alarm signal.

第３実施形態による風力発電機１の上記以外の構成は、上記第１実施形態による風力発電機１の構成と同様である。 Other configurations of the wind power generator 1 according to the third embodiment are the same as the configurations of the wind power generator 1 according to the first embodiment.

第３実施形態では、上記のように、ピッチ駆動装置１０が出力軸歯車２９の外歯２９ａに光を照射して、出力軸歯車２９の外歯２９ａの破損を検知する破損検知部８０を備えているので、破損検知部８０により、ブレード６の振動に起因して出力軸歯車２９の外歯２９ａが破損したか否かを監視することができる。これにより、出力軸歯車２９の外歯２９ａの破損に対応する出力軸歯車２９の交換時期を検知することができる。振動の減衰手段を設けてブレード６の振動を低減している場合でも、ブレード６の振動が非常に激しい場合にはその振動により出力軸歯車２９が破損する場合もある。したがって、上記のように破損検知部８０を設けることにより、万一、出力軸歯車２９が破損した場合であってもその破損を検知して出力軸歯車２９を交換できるので、出力軸歯車２９の破損により風力発電機１の他の部分に障害が発生するのを未然に防止することができる。 In the third embodiment, as described above, the pitch driving device 10 includes the damage detection unit 80 that irradiates the external teeth 29a of the output shaft gear 29 with light and detects the damage of the external teeth 29a of the output shaft gear 29. Therefore, the breakage detector 80 can monitor whether or not the external teeth 29a of the output shaft gear 29 are broken due to the vibration of the blade 6. Thereby, it is possible to detect the replacement time of the output shaft gear 29 corresponding to the breakage of the external teeth 29a of the output shaft gear 29. Even when vibration damping means is provided to reduce the vibration of the blade 6, if the vibration of the blade 6 is very intense, the output shaft gear 29 may be damaged by the vibration. Therefore, by providing the breakage detector 80 as described above, even if the output shaft gear 29 is broken, the breakage can be detected and the output shaft gear 29 can be replaced. It is possible to prevent a failure from occurring in other parts of the wind power generator 1 due to breakage.

第３実施形態による上記以外の効果は、上記第１実施形態による効果と同様である。 The other effects of the third embodiment are the same as the effects of the first embodiment.

この第３実施形態では、出力軸歯車２９の外歯２９ａの破損を検知する破損検知部８０として反射型光センサを用いたが、破損検知部として透過型光センサを用いてもよい。この場合には、透過型光センサの投光器と受光器とを出力軸歯車２９の外歯２９ａを挟んで上下両側にそれぞれ配置するのが好ましい。外歯２９ａに破損部分がある場合には、その破損部分を介して受光器が受光する透過光の光量が増加するので、透過光の光量を監視することにより外歯２９ａの破損を検知することが可能である。 In the third embodiment, the reflection type optical sensor is used as the damage detection unit 80 that detects the damage of the external teeth 29a of the output shaft gear 29. However, a transmission type optical sensor may be used as the damage detection unit. In this case, it is preferable that the projector and the light receiver of the transmission type optical sensor are respectively arranged on both the upper and lower sides with the external teeth 29a of the output shaft gear 29 interposed therebetween. If the external tooth 29a has a damaged portion, the amount of transmitted light received by the light receiver through the damaged portion increases, so that the external tooth 29a is detected by monitoring the amount of transmitted light. Is possible.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent are included.

例えば、上記第１〜第３実施形態では、本発明を適用する風車の一例として風力発電機１を例にとって説明したが、本発明はこれに限らず、風力発電機１以外の風車にも本発明を適用することが可能である。 For example, in the first to third embodiments, the wind power generator 1 is described as an example of the windmill to which the present invention is applied. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applied to windmills other than the wind power generator 1. The invention can be applied.

本発明の第１実施形態による風力発電機の全体構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the whole structure of the wind power generator by 1st Embodiment of this invention. 図１に示した第１実施形態による風力発電機の主要部を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the principal part of the wind power generator by 1st Embodiment shown in FIG. 図１に示した第１実施形態による風力発電機を一方の側面から見た側面図である。It is the side view which looked at the wind power generator by 1st Embodiment shown in FIG. 1 from one side. 図３に示した風力発電機を他方の側面から見た側面図である。It is the side view which looked at the wind power generator shown in FIG. 3 from the other side. 図１に示した風力発電機のハブとブレードとの結合部およびそこに設置されたピッチ駆動装置を示す図である。It is a figure which shows the coupling | bond part of the hub and braid | blade of the wind power generator shown in FIG. 1, and the pitch drive device installed there. 図５に示したピッチ駆動装置の全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the pitch drive device shown in FIG. 図６に示したピッチ駆動装置を図６中の矢印ＩＶ方向から見た図である。It is the figure which looked at the pitch drive device shown in FIG. 6 from the arrow IV direction in FIG. 図６に示したピッチ駆動装置のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VV line of the pitch drive device shown in FIG. 本発明の第２実施形態による風力発電機のハブとブレードとの結合部およびそこに設置されたピッチ駆動装置を示す図である。It is a figure which shows the coupling | bond part of the hub and braid | blade of a wind power generator by 2nd Embodiment of this invention, and the pitch drive device installed there. 本発明の第３実施形態による風力発電機に適用するピッチ駆動装置の全体構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the whole structure of the pitch drive device applied to the wind power generator by 3rd Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１風力発電機（風車）
５ハブ（主軸部）
６ブレード
７リングギア（従動側歯車）
１０ピッチ駆動装置
２９、６９出力軸歯車（外歯歯車）
７０支持部
８０破損検知部（破損検知手段） 1 Wind generator (windmill)
5 Hub (main shaft)
6 Blade 7 Ring gear (driven gear)
10 Pitch drive devices 29, 69 Output shaft gear (external gear)
70 support part 80 breakage detection part (breakage detection means)

Claims

A main shaft provided rotatably,
A blade provided in the main shaft portion;
A driven gear provided on one of the blade and the main shaft portion;
A pitch driving device provided on the other of the blade and the main shaft portion and having an external gear meshing with the driven gear;
The wind turbine is configured to receive wind from the blade and rotate the main shaft portion, while driving the external gear to rotate the blade around a rotation shaft extending radially outward from the main shaft portion,
The blade is a windmill configured such that the center of gravity of the blade deviates from the rotation shaft.

The wind turbine according to claim 1, wherein the pitch driving device is supported by the blade and disposed at a position off the rotation shaft of the blade.

The main shaft portion has an annular support portion, and the driven gear having internal teeth is provided inside the support portion.
The pitch driving device is provided inside the blade,
The wind turbine according to claim 2, wherein the support portion is externally fitted to an end portion of the blade.

The windmill according to any one of claims 1 to 3, wherein the pitch driving device is driven when a rotation direction of the blade coincides with a direction in which the blade is rotated by its own weight.

A main shaft provided rotatably,
A blade provided in the main shaft portion;
A driven gear provided on one of the blade and the main shaft portion;
A pitch driving device provided on the other of the blade and the main shaft portion and having an external gear meshing with the driven gear;
The wind turbine is configured to receive wind from the blade and rotate the main shaft portion, while driving the external gear to rotate the blade around a rotation shaft extending radially outward from the main shaft portion,
A windmill provided with a breakage detection means for irradiating light on the teeth of the external gear to detect breakage of the teeth of the external gear.