JP2009275615A - Yaw driving device for wind mill - Google Patents

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JP2009275615A JP2008128084A JP2008128084A JP2009275615A JP 2009275615 A JP2009275615 A JP 2009275615A JP 2008128084 A JP2008128084 A JP 2008128084A JP 2008128084 A JP2008128084 A JP 2008128084A JP 2009275615 A JP2009275615 A JP 2009275615A
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Tomoyuki Murakami
智之 村上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a yaw driving device for a wind mill capable of improving an output torque, reducing the size, and increasing strength against the impact force by a gust. <P>SOLUTION: An eccentric type speed reduction gear 13 is provided in a case 11 disposed in a nacelle 102. The eccentric type speed reduction gear 13 has pin internal teeth 22, a crank shaft 23, a base part carrier 25, an end part carrier 26, a support post 27 and an external gear 28. A tooth width B of the external gear 28 is made to be ≥1.0 and ≤1.4 times larger than a diameter A of an eccentric part (23a, 23b) of the crank shaft 23. A pinion 112 meshing with a gear 101a fixed to a tower 101 is attached to an output shaft 14 fixed to the base part carrier 25. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、風向きに応じて風車のナセルを旋回させるための駆動装置である風車用ヨー(Yaw)駆動装置に関する。   The present invention relates to a windmill yaw driving device that is a driving device for turning a nacelle of a windmill according to a wind direction.

従来より、風力発電装置として風車が用いられている。この風車として、タワーの上部に設けられてブレード(羽根)が取り付けられるとともに内部に発電機等が配置されるナセルを備えるものがよく用いられる。そして、このような風車においては、特許文献1に開示されているように、風向きに応じて風車のナセルを旋回させるための駆動装置であるヨー駆動装置(風車用ヨー駆動装置)が設けられている。特許文献1においては、タワーの上部でリングギアと噛み合うピニオンを備えて構成されたヨー駆動装置が開示されている。このピニオンがモータにより回転駆動されることで、ナセルの旋回動作が行われる。   Conventionally, a windmill is used as a wind power generator. As this windmill, what is provided in the upper part of a tower and is equipped with the nacelle by which a blade | wing (blade | blade) is attached and a generator etc. is arrange | positioned inside is often used. And in such a windmill, as disclosed in Patent Document 1, a yaw drive device (windmill yaw drive device) that is a drive device for turning the nacelle of the windmill according to the wind direction is provided. Yes. Patent Document 1 discloses a yaw drive device that includes a pinion that meshes with a ring gear at the top of a tower. The pinion is rotationally driven by a motor, whereby the nacelle turns.

上述した風車においては、近年、ブレードの直径が大きくなる傾向にあることから、出力トルクの向上を図った高出力仕様のヨー駆動装置が要求される状況にある。一方で、ヨー駆動装置は、ナセル内にその一部又は全部が配置されるため、ナセル内の他の機器との干渉を避けて配置できる構成であることが必要であるとともに、ナセル内でのヨー駆動装置の取付性を向上させた構成であることも要求される。このため、ヨー駆動装置では、小型化を図ることが求められる。   In the wind turbine described above, since the diameter of the blade tends to increase in recent years, a high-output specification yaw driving device with improved output torque is required. On the other hand, since a part or all of the yaw drive device is arranged in the nacelle, it is necessary to have a configuration that can be arranged avoiding interference with other devices in the nacelle. It is also required that the configuration improves the mountability of the yaw drive device. For this reason, the yaw driving device is required to be downsized.

これに対し、出力トルクの向上と小型化とを図るために必要な大きい減速比を実現可能な減速機として、特許文献2に開示されているように、偏心型減速機として構成された産業用ロボットの関節駆動装置が知られている。この特許文献2に開示された駆動装置(産業用ロボットの関節駆動装置)においては、クランク軸、外歯歯車、内歯歯車、基部キャリア、端部キャリア等が設けられている。クランク軸は、偏心体が設けられた入力軸として形成され、外歯歯車に形成されたクランク用孔を貫通し、内歯歯車に噛み合う外歯歯車を偏心させて回転させる。内歯歯車にはピン状の部材として形成された複数のピン内歯が設けられている。また、第1出力フランジとして形成された端部キャリア及び第2出力フランジとして形成された基部キャリアは、クランク軸を回転自在に保持している。   On the other hand, as a reduction gear capable of realizing a large reduction ratio necessary for improving the output torque and downsizing, as disclosed in Patent Document 2, the industrial reduction gear is configured as an eccentric reduction gear. Robot joint drive devices are known. In the driving device (joint driving device for an industrial robot) disclosed in Patent Document 2, a crankshaft, an external gear, an internal gear, a base carrier, an end carrier, and the like are provided. The crankshaft is formed as an input shaft provided with an eccentric body, passes through a hole for a crank formed in the external gear, and rotates the external gear engaged with the internal gear eccentrically. The internal gear is provided with a plurality of pin internal teeth formed as pin-shaped members. The end carrier formed as the first output flange and the base carrier formed as the second output flange hold the crankshaft rotatably.

特開2001−289149号公報(第4頁、第1図)JP 2001-289149 A (page 4, FIG. 1) 特開2004−299000号公報(第7頁、第1図)JP 2004-299000 A (page 7, FIG. 1)

特許文献2に開示された駆動装置を風車用ヨー駆動装置として用いることで、ヨー駆動装置において出力トルクの向上とともに小型化を図ることが考えられる。一方、風車においては、突風が吹くと、風車用ヨー駆動装置に多大な衝撃力が作用するため、しばしば風車用ヨー駆動装置が破損する事例が発生していた。とくに、日本や東南アジアにおいては、台風の際の風が山間部で収束されることで、想定されていた水準以上の風速の突風が風車に吹くことがあり、突風による衝撃力に対して高い強度(高い衝撃強さ)を有する耐衝撃性に優れた風車用ヨー駆動装置が求められている。しかしながら、特許文献2に開示された駆動装置をヨー駆動装置として用いると、突風による衝撃力が作用した場合に、クランク軸、外歯歯車、及びピン内歯において、負荷がバランスよく分散されず、外歯歯車が損傷を受けてヨー駆動装置の破損を招いてしまう虞があることが、本願発明者の鋭意研究の結果、知見された。   By using the drive device disclosed in Patent Document 2 as a yaw drive device for a windmill, it is conceivable that the yaw drive device can be reduced in size while improving output torque. On the other hand, in a windmill, when a gust of wind blows, a great impact force acts on the windmill yaw driving device, and the windmill yaw driving device often breaks. In particular, in Japan and Southeast Asia, winds from typhoons converge in the mountains, and wind gusts exceeding the expected level may blow to the windmills. There is a need for a windmill yaw drive device having high impact strength and excellent impact resistance. However, when the driving device disclosed in Patent Document 2 is used as a yaw driving device, the load is not distributed in a balanced manner in the crankshaft, the external gear, and the pin internal teeth when an impact force due to a gust of wind acts. As a result of the inventor's earnest research, it has been found that there is a possibility that the external gear may be damaged and the yaw driving device may be damaged.

本発明は、上記実情に鑑みることにより、出力トルクの向上及び小型化を図るとともに、突風による衝撃力に対する強度の向上を図ることができる、風車用ヨー駆動装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a yaw drive device for a wind turbine that can improve the output torque and reduce the size, and can improve the strength against an impact force caused by a gust of wind.

上記目的を達成するための第1発明に係る風車用ヨー駆動装置は、風車のナセル内に少なくとも一部が配置されたケースと、前記ケースの内周に配置され、ピン状の部材として形成された複数のピン内歯と、前記ケースに収納されるとともに、前記ピン内歯に噛み合う外歯が外周に設けられた外歯歯車と、前記外歯歯車に形成されたクランク用孔を貫通し、回転することで前記外歯歯車を偏心させて回転させるクランク軸と、前記クランク軸の一端側を回転自在に保持する基部キャリアと、前記クランク軸の他端側を回転自在に保持する端部キャリアと、前記基部キャリアに固定され、前記基部キャリアと前記端部キャリアとを連結する支柱と、前記基部キャリアに固定され、風車のタワーに固定された歯車に噛み合うピニオンが取り付けられる出力軸と、を備え、風車のナセルを旋回させる風車用ヨー駆動装置であって、前記クランク軸においてその回転中心線に対して偏心する円形断面を有するように形成された偏心部の直径の寸法に対して、前記外歯歯車の歯幅の寸法が、1.0倍以上で1.4倍以下の範囲の寸法であることを特徴とする。   A windmill yaw drive device according to a first aspect of the present invention for achieving the above object is formed as a pin-like member disposed at a part of the nacelle of the windmill at least partially and disposed on the inner periphery of the case. A plurality of pin internal teeth, an external gear that is housed in the case and meshes with the pin internal teeth on the outer periphery, and a crank hole formed in the external gear, A crankshaft that rotates and rotates the external gear eccentrically, a base carrier that rotatably holds one end of the crankshaft, and an end carrier that rotatably holds the other end of the crankshaft And a post fixed to the base carrier and connecting the base carrier and the end carrier, and a pinion fixed to the base carrier and meshing with a gear fixed to the tower of the windmill. An output shaft, and a windmill yaw drive device for turning the nacelle of the windmill, wherein the crankshaft has a diameter of an eccentric portion formed so as to have a circular cross section eccentric to a rotation center line thereof. The dimension of the tooth width of the external gear is in the range of 1.0 to 1.4 times the dimension.

この発明によると、回転駆動力がクランク軸に伝達されると、クランク軸の回転に伴って外歯歯車がケースの内周のピン内歯と噛み合いながら偏心して回転し、支柱を介して連結されてクランク軸を回転自在に保持する基部キャリア及び端部キャリアとともに出力軸が回転する。風車のタワーに固定された歯車と噛み合うピニオンが取り付けられた出力軸が回転することで、ケースが配置されたナセルが旋回することになる。よって、この発明によると、偏心型減速機として構成されたヨー駆動装置により、大きい減速比を確保することができ、出力トルクの向上及び小型化を図ることができる。そして、この発明においては、外歯歯車の歯幅寸法がクランク軸の偏心部の直径寸法に対して1.0倍以上で1.4倍以下の範囲となるように構成されている。このため、クランク軸と外歯歯車との間、及び、外歯歯車とピン内歯との間において、負荷が均等な状態で又は均等に近い状態でバランスよく分散される。これにより、突風による衝撃力が作用した場合に、クランク軸、外歯歯車、ピン内歯に対して衝撃力が均等な状態で又は均等に近い状態で作用し、これらの構成要素が損傷を受けてヨー駆動装置の破損を招いてしまうことを抑制することができる。   According to the present invention, when the rotational driving force is transmitted to the crankshaft, the external gear rotates eccentrically while meshing with the inner pins of the case along with the rotation of the crankshaft, and is connected via the support column. The output shaft rotates together with the base carrier and the end carrier that rotatably hold the crankshaft. When the output shaft to which the pinion that meshes with the gear fixed to the tower of the windmill rotates, the nacelle in which the case is arranged turns. Therefore, according to the present invention, a large reduction ratio can be ensured by the yaw drive device configured as an eccentric type reduction gear, and output torque can be improved and downsized. In the present invention, the tooth width dimension of the external gear is configured to be in the range of 1.0 to 1.4 times the diameter dimension of the eccentric part of the crankshaft. For this reason, between the crankshaft and the external gear, and between the external gear and the pin internal teeth, the load is distributed in a balanced manner in an even state or in an almost equal state. As a result, when an impact force due to a gust of wind acts, the impact force acts on the crankshaft, the external gear, and the internal teeth of the pin in an equal or nearly equal state, and these components are damaged. This can prevent the yaw driving device from being damaged.

尚、ヨー駆動装置に突風による衝撃力が作用したときには、外歯歯車とクランク軸及びピン内歯との間でそれぞれ負荷が発生するが、一方の構成要素の剛性が強いと他方の構成要素において損傷としての圧痕が発生し易くなる。しかしながら、本発明の構成によると、外歯歯車とクランク軸及びピン内歯との間での負荷が均等な状態で又は均等に近い状態で作用するため、圧痕の発生を低減することができる。また、本願発明者が検証した結果、外歯歯車の歯幅寸法がクランク軸の偏心部の直径寸法に対して1.0倍未満だと、外歯歯車とピン内歯との間における面圧が急激に高くなり、外歯歯車に圧痕が発生してしまう可能性が急速に高くなることが確認できた。一方、外歯歯車の歯幅寸法がクランク軸の偏心部の直径寸法に対して1.4倍を超えると、支柱で連結された基部キャリア及び端部キャリアが衝撃力で傾いたときに、外歯歯車の歯幅が長いことによる偏当たりの影響が大きくなって外歯歯車とピン内歯との間における面圧が急激に高くなり、外歯歯車に圧痕が発生してしまう可能性が急速に高くなることが確認できた。このため、外歯歯車の歯幅寸法がクランク軸の偏心部の直径寸法に対して1.0倍以上で1.4倍以下に設定されることで、外歯歯車とクランク軸及びピン内歯との間で負荷の均等化を図ることができ、圧痕の発生を低減することができる。   When an impact force due to a gust of wind acts on the yaw drive device, a load is generated between the external gear, the crankshaft, and the pin internal teeth. However, if the rigidity of one component is strong, the other component Indentation as damage is likely to occur. However, according to the structure of this invention, since the load between an external gear, a crankshaft, and a pin internal tooth acts in an equal state or a state near equality, generation | occurrence | production of an impression can be reduced. Further, as a result of verification by the inventor of the present application, if the tooth width dimension of the external gear is less than 1.0 times the diameter dimension of the eccentric portion of the crankshaft, the surface pressure between the external gear and the pin internal teeth It was confirmed that the possibility of indentation in the external gear rapidly increased. On the other hand, if the tooth width dimension of the external gear exceeds 1.4 times the diameter dimension of the eccentric part of the crankshaft, when the base carrier and the end carrier connected by the column are inclined by impact force, The effect of uneven contact due to the long tooth width of the toothed gear becomes large, the surface pressure between the external gear and the pin internal teeth increases rapidly, and the possibility that indentations will occur in the external gear is rapid. It was confirmed that it was high. For this reason, by setting the tooth width dimension of the external gear to 1.0 to 1.4 times the diameter dimension of the eccentric part of the crankshaft, the external gear, the crankshaft, and the pin internal teeth And the load can be equalized, and the generation of indentations can be reduced.

従って、本発明によると、出力トルクの向上及び小型化を図るとともに、突風による衝撃力に対する強度の向上を図ることができる、風車用ヨー駆動装置を提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a yaw drive device for a windmill that can improve the output torque and reduce the size and improve the strength against the impact force caused by the gust.

第2発明に係る風車用ヨー駆動装置は、第1発明の風車用ヨー駆動装置において、当該ヨー駆動装置の回転中心線上に配置された前記クランク軸の周囲に配置されて、前記外歯歯車に形成されたガイドクランク用孔を貫通し、前記外歯歯車の回転力を前記基部キャリア及び前記端部キャリアを介して前記出力軸に伝達するガイドクランク軸と、前記ガイドクランク軸を前記基部キャリア及び前記端部キャリアに対してそれぞれ回転自在に保持するガイドクランク用軸受と、を更に備え、前記ガイドクランク用軸受において軸受転動部材の中心点を結ぶ円の直径であるピッチ円直径の寸法が、前記クランク軸の偏心部の直径の寸法に対して、0.5倍以上で0.9倍以下の範囲の寸法であることを特徴とする。   A windmill yaw drive device according to a second aspect of the present invention is the windmill yaw drive device of the first aspect, wherein the windmill yaw drive device is disposed around the crankshaft disposed on the rotation center line of the yaw drive device, and is connected to the external gear. A guide crankshaft penetrating the formed guide crank hole and transmitting the rotational force of the external gear to the output shaft via the base carrier and the end carrier; and the guide crankshaft as the base carrier and A guide crank bearing rotatably held with respect to the end carrier, and a pitch circle diameter dimension that is a diameter of a circle connecting a center point of a bearing rolling member in the guide crank bearing, The diameter of the eccentric part of the crankshaft is in the range of 0.5 to 0.9 times the diameter.

この発明によると、ガイドクランク用軸受で保持されて基部キャリア及び端部キャリアを介して出力軸に回転力を伝達するガイドクランク軸を備えるヨー駆動装置において、ガイドクランク用軸受のピッチ円直径(PCD:Pitch Circle Diameter)の寸法がクランク軸の偏心部の直径寸法に対して0.5倍以上で0.9倍以下の範囲となるように構成されている。このため、外歯歯車を介してその回転力をガイドクランク軸に作用させるクランク軸の偏心部の大きさとの関係で、ガイドクランク軸を回転自在に保持するガイドクランク用軸受を十分な強度を備える径寸法に構成することができる。そして、クランク軸の偏心部においても、ガイドクランク用軸受と同等の衝撃力に耐えることができる強度を備える径寸法に構成することができる。さらに、衝撃力に対する強度をガイドクランク用軸受とクランク軸の偏心部とで同等に構成できることで、これらの構成要素がヨー駆動装置の径方向(ヨー駆動装置の回転中心線に対して垂直な方向)において肥大化することなく、径方向において小型化した構造を実現でき、ヨー駆動装置の小径化を図ることができる。   According to the present invention, in a yaw drive device including a guide crankshaft that is held by a guide crank bearing and transmits a rotational force to an output shaft through a base carrier and an end carrier, a pitch circle diameter (PCD) of the guide crank bearing is provided. : Pitch Circle Diameter) is configured to be in the range of 0.5 to 0.9 times the diameter of the eccentric part of the crankshaft. For this reason, the guide crank bearing that holds the guide crankshaft rotatably has sufficient strength in relation to the size of the eccentric portion of the crankshaft that causes the rotational force to act on the guide crankshaft via the external gear. It can be configured to a radial dimension. In the eccentric part of the crankshaft, it can be configured to have a diameter dimension having a strength capable of withstanding an impact force equivalent to that of the guide crank bearing. Furthermore, since the strength against impact force can be equalized between the guide crank bearing and the eccentric part of the crankshaft, these components are arranged in the radial direction of the yaw drive device (the direction perpendicular to the rotation center line of the yaw drive device). ), The structure reduced in the radial direction can be realized, and the diameter of the yaw driving device can be reduced.

尚、ヨー駆動装置に突風による衝撃力が作用したときには、外歯歯車及びガイドクランク軸を介してクランク軸とガイドクランク用軸受との間で負荷が発生するが、一方の構成要素の剛性が強いと他方の構成要素において面圧が高くなって耐衝撃性が低下することになる。しかしながら、第2発明の構成によると、クランク軸の偏心部とガイドクランク用軸受との間での負荷が同等な状態で又は同等に近い状態でバランスよく分散されて作用するため、耐衝撃性の低下を抑制することができる。また、本願発明者が検証した結果、ガイドクランク用軸受のピッチ円直径の寸法がクランク軸の偏心部の直径寸法に対して0.5倍未満だと、クランク軸の偏心部よりもガイドクランク用軸受における面圧が急激に高くなり、一方、ガイドクランク用軸受のピッチ円直径の寸法がクランク軸の偏心部の直径寸法に対して0.9倍を超えると、ガイドクランク用軸受よりもクランク軸の偏心部における面圧が急激に高くなってしまうことが確認できた。このため、ガイドクランク用軸受のピッチ円直径の寸法がクランク軸の偏心部の直径寸法に対して0.5倍以上で0.9倍以下に設定されることで、クランク軸の偏心部とガイドクランク用軸受との間で負荷をバランスよく分散することができ、耐衝撃性を更に向上させることができる。   When an impact force due to a gust of wind acts on the yaw drive device, a load is generated between the crankshaft and the guide crankshaft via the external gear and the guide crankshaft, but the rigidity of one component is strong. In the other component, the surface pressure is increased and the impact resistance is lowered. However, according to the configuration of the second invention, the load between the eccentric portion of the crankshaft and the guide crank bearing acts in a balanced manner in an equivalent state or in a state close to the equivalent state. The decrease can be suppressed. Further, as a result of verification by the inventor of the present application, when the diameter of the pitch circle diameter of the guide crank bearing is less than 0.5 times the diameter of the eccentric part of the crankshaft, the guide crank bearing is used more than the eccentric part of the crankshaft. When the surface pressure at the bearing suddenly increases, and the size of the pitch circle diameter of the guide crank bearing exceeds 0.9 times the diameter of the eccentric portion of the crankshaft, the crankshaft is more than the guide crank bearing. It has been confirmed that the surface pressure at the eccentric portion of the plate increases rapidly. For this reason, the pitch circle diameter dimension of the guide crank bearing is set to 0.5 to 0.9 times the diameter dimension of the eccentric part of the crankshaft, so that the eccentric part of the crankshaft and the guide The load can be distributed in a balanced manner with the crank bearing, and the impact resistance can be further improved.

本発明によると、出力トルクの向上及び小型化を図るとともに、突風による衝撃力に対する強度の向上を図ることができる、風車用ヨー駆動装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while improving the output torque and size reduction, the yaw drive device for windmills which can aim at the intensity | strength improvement with respect to the impact force by a gust of wind can be provided.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明の実施形態に係る風車用ヨー駆動装置は、風向きに応じて風車のナセルを旋回させるための首振り用の駆動装置として広く適用することができるものである。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The windmill yaw drive device according to the embodiment of the present invention can be widely applied as a swinging drive device for turning the nacelle of the windmill according to the wind direction.

(風車及びナセルの構成)
図1は、本発明の一実施の形態に係る風車用ヨー駆動装置1(以下、単に「ヨー駆動装置1」という)が適用される風車100の概略を説明するための模式図である。図1に示すように、風車100は、タワー101、ナセル102、ブレード103、ナセル102内に配置される発電機107等の機器などを備えて構成されている。尚、図1においては、ナセル102については内部構造を模式的に図示している。タワー101は、地上から鉛直上方に向かって延びるように設置されており、タワー101の上部には、外周または内周に歯が設けられたリングギアとして形成された歯車101aが固定されている。そして、タワー101の上部にはナセル102が設置されている。
(Configuration of windmill and nacelle)
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an outline of a wind turbine 100 to which a wind turbine yaw driving device 1 (hereinafter simply referred to as “yaw driving device 1”) according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the windmill 100 includes a tower 101, a nacelle 102, a blade 103, devices such as a generator 107 arranged in the nacelle 102, and the like. In FIG. 1, the internal structure of the nacelle 102 is schematically shown. The tower 101 is installed so as to extend vertically upward from the ground, and a gear 101a formed as a ring gear having teeth provided on the outer periphery or the inner periphery is fixed to the upper portion of the tower 101. A nacelle 102 is installed on the top of the tower 101.

ナセル102は、タワー101の上部の歯車101aと噛み合うピニオン112(図2、図3参照)が取り付けられる後述のヨー駆動装置1によりタワー101に対して略水平面内で旋回するように設置されている。そして、ナセル102には複数枚(本実施形態では、3枚)のブレード103が回転自在に取り付けられ、これらのブレード103はナセル102に対して均等角度に放射状に延びるように取り付けられている。また、ナセル102の内部には、動力伝達軸104、増速機105、ブレーキ装置106、発電機107、変圧器108、ヨー駆動装置1などが配置されている。動力伝達軸104はハブ109を介してブレード103に連結されており、ブレード103が風力により回転することで、動力伝達軸104も回転する。そして、動力伝達軸104の回転駆動力が増速機105でその回転速度が増速されるとともにブレーキ装置106で適宜調整されて発電機107へと入力される。これにより、発電機107において発電が行われ、その発電された電力が、変圧器108と、タワー101内及び地中を通過するように敷設されたケーブル110とを経て地上の変電設備等に送電されることになる。   The nacelle 102 is installed so as to turn in a substantially horizontal plane with respect to the tower 101 by a yaw driving device 1 to be described later, to which a pinion 112 (see FIGS. 2 and 3) that meshes with the gear 101a on the upper portion of the tower 101 is attached. . A plurality of (three in this embodiment) blades 103 are rotatably attached to the nacelle 102, and these blades 103 are attached to the nacelle 102 so as to extend radially at equal angles. Further, inside the nacelle 102, a power transmission shaft 104, a speed increaser 105, a brake device 106, a generator 107, a transformer 108, the yaw driving device 1, and the like are arranged. The power transmission shaft 104 is connected to the blade 103 via the hub 109, and the power transmission shaft 104 is also rotated when the blade 103 is rotated by wind power. Then, the rotational driving force of the power transmission shaft 104 is increased in speed by the speed increaser 105 and appropriately adjusted by the brake device 106 and input to the generator 107. As a result, power is generated in the generator 107, and the generated power is transmitted to the substation facilities and the like on the ground via the transformer 108 and the cable 110 laid so as to pass through the tower 101 and the ground. Will be.

(風車用ヨー駆動装置の全体構成)
次に、本実施形態に係るヨー駆動装置1について説明する。図2は、ナセル102内の一部を上方から見た状態を模式的に示す平面図であって、ヨー駆動装置1の配置を示す図である。尚、図2では、ナセル102内におけるヨー駆動装置1及び歯車101a以外の要素を省略している。また、図3は、ヨー駆動装置1を示す断面図である。
(Whole structure of windmill yaw drive device)
Next, the yaw driving device 1 according to this embodiment will be described. FIG. 2 is a plan view schematically showing a state in which a part of the nacelle 102 is viewed from above, and is a diagram showing an arrangement of the yaw driving device 1. In FIG. 2, elements other than the yaw driving device 1 and the gear 101a in the nacelle 102 are omitted. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the yaw driving device 1.

図1乃至図3に示すように、ヨー駆動装置1は、ナセル102内において、タワー101の歯車101aの周囲の複数個所(本実施形態では、4箇所)に配置されている。このヨー駆動装置1は、ケース11、遊星歯車機構12、偏心型減速機13、出力軸14等をそなえて構成され、ケース11においてナセル102に対してボルト113(図3において破線で図示)を介して取り付けられる。そして、ヨー駆動装置1は、下側に配置された一端側においてケース11から突出するように位置する出力軸14に対してピニオン112が取り付けられ、上側に配置された他端側においてケース11に対してモータ111が取り付けられる。   As shown in FIGS. 1 to 3, the yaw driving device 1 is arranged in a plurality of locations (four locations in the present embodiment) around the gear 101 a of the tower 101 in the nacelle 102. This yaw driving device 1 is configured to include a case 11, a planetary gear mechanism 12, an eccentric speed reducer 13, an output shaft 14, and the like. In the case 11, a bolt 113 (shown by a broken line in FIG. 3) is provided to the nacelle 102. Attached through. The yaw driving device 1 has a pinion 112 attached to the output shaft 14 positioned so as to protrude from the case 11 on one end side disposed on the lower side, and is attached to the case 11 on the other end side disposed on the upper side. On the other hand, a motor 111 is attached.

尚、図3においては、ヨー駆動装置1の回転中心線P(即ち、モータ111及び出力軸14の回転中心線)を一点鎖線で示しており、この回転中心線Pに対して左側に表した断面と右側に表した断面とで周方向(回転中心線Pを中心とした周方向)における異なる角度の断面を図示している。後述する図4乃至図6においても同様に、回転中心線Pに対して左側と右側とで周方向における異なる角度の断面を図示している。また、以下の説明においては、ヨー駆動装置1にて、出力軸14が配置される下側である出力側を一端側として、モータ111が配置される上側である入力側を他端側として説明する。   In FIG. 3, the rotation center line P of the yaw driving device 1 (that is, the rotation center line of the motor 111 and the output shaft 14) is indicated by a one-dot chain line, and is represented on the left side with respect to the rotation center line P. Cross sections at different angles in the circumferential direction (circumferential direction around the rotation center line P) are illustrated for the cross section and the cross section shown on the right side. Similarly, in FIGS. 4 to 6 described later, cross sections having different angles in the circumferential direction on the left side and the right side with respect to the rotation center line P are illustrated. Further, in the following description, in the yaw driving device 1, the output side that is the lower side where the output shaft 14 is disposed is one end side, and the input side that is the upper side where the motor 111 is disposed is the other end side. To do.

図1乃至図3に示すように、ヨー駆動装置1においては、上側に配置されたモータ111から入力された回転をケース11内に配置された遊星歯車機構12及び偏心型減速機13を介して減速して伝達して出力軸14に取り付けられたピニオン112に出力する。ピニオン112は、スプライン結合を介して出力軸14に固定されており、さらに、タワー101の上部に固定された歯車101aに噛み合うように配置されている。そして、ケース11にてナセル102に取り付けられたヨー駆動装置1が作動してピニオン112が回転することにより、ヨー駆動装置1が歯車101aの周囲に沿って移動するとともにナセル102がタワー101の上部に対して旋回することになる。   As shown in FIGS. 1 to 3, in the yaw drive device 1, rotation input from the motor 111 disposed on the upper side is transmitted via the planetary gear mechanism 12 and the eccentric speed reducer 13 disposed in the case 11. The motor is decelerated and transmitted to output to the pinion 112 attached to the output shaft 14. The pinion 112 is fixed to the output shaft 14 through spline coupling, and is further disposed so as to mesh with a gear 101 a fixed to the upper portion of the tower 101. Then, the yaw driving device 1 attached to the nacelle 102 in the case 11 operates and the pinion 112 rotates, so that the yaw driving device 1 moves along the periphery of the gear 101 a and the nacelle 102 is located above the tower 101. Will turn against.

また、ヨー駆動装置1のケース11は、ナセル102内に配置されており(図1、図2参照)、筒状の第1ケース部11aと、複数(本実施形態では、3つ)のリング状の部材が直列に結合されて構成される第2ケース部11bとで構成され、これらの縁部同士がボルトで連結されている(図3参照)。そして、ケース11の内部には、遊星歯車機構12、偏心型減速機13などが収納されている。尚、第2ケース部11bの内側に遊星歯車機構12が配置され、第1ケース部11aの内側に偏心型減速機13が配置されており、遊星歯車機構12、偏心型減速機13、及び出力軸14は、ヨー駆動装置1の回転中心線Pの方向である軸方向に沿って直列に配置されている。また、ケース11は、一端側(第1ケース部11aの端部側)が開口形成され、他端側(第2ケース部11bの端部側)には前述のようにモータ111が固定されている。   Further, the case 11 of the yaw driving device 1 is disposed in the nacelle 102 (see FIGS. 1 and 2), a cylindrical first case portion 11a, and a plurality of (in the present embodiment, three) rings. It is comprised with the 2nd case part 11b comprised by connecting a serial member in series, and these edge parts are connected with the volt | bolt (refer FIG. 3). The case 11 houses a planetary gear mechanism 12, an eccentric speed reducer 13, and the like. The planetary gear mechanism 12 is disposed inside the second case portion 11b, and the eccentric speed reducer 13 is disposed inside the first case portion 11a. The planetary gear mechanism 12, the eccentric speed reducer 13, and the output The shaft 14 is arranged in series along the axial direction which is the direction of the rotation center line P of the yaw driving device 1. Further, the case 11 has an opening at one end (the end of the first case 11a), and the motor 111 is fixed to the other end (the end of the second case 11b) as described above. Yes.

(遊星歯車機構の構成)
図4は、図3における遊星歯車機構12及びその近傍部分を拡大して示す断面図である。図3及び図4に示すように、遊星歯車機構12は、モータ111からの回転駆動力が伝達される2段の遊星歯車機構として設けられ、スプライン15、第1キャリア16、第1遊星歯車17、リングギア18、太陽歯車19、第2キャリア20、第2遊星歯車21等を備えて構成されている。
(Configuration of planetary gear mechanism)
4 is an enlarged cross-sectional view of the planetary gear mechanism 12 and its vicinity in FIG. As shown in FIGS. 3 and 4, the planetary gear mechanism 12 is provided as a two-stage planetary gear mechanism to which the rotational driving force from the motor 111 is transmitted, and includes a spline 15, a first carrier 16, and a first planetary gear 17. , Ring gear 18, sun gear 19, second carrier 20, second planetary gear 21 and the like.

図4によく示すように、第2遊星歯車21は、ケース11の内部に向かって突出するように配置されたモータ111の回転軸111aの周囲に複数個(本実施形態では、4個)配置され、回転軸111aに対してヨー駆動装置1の径方向(回転中心線Pに対して垂直な方向)に位置している。各第2遊星歯車21は、回転軸111aの端部の外周に形成された歯車と噛み合うことで、回転軸111aと連結されている。第2キャリア20は、回転軸111aを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数の第2遊星歯車21を回転自在に保持するとともに公転動作を行う遊星枠として形成されている。太陽歯車19は、回転中心線P上に配置され、その一端側で第1遊星歯車17と噛み合い、その他端側で第2キャリア20の内周部分に対してスプライン結合により連結されている。   As shown well in FIG. 4, a plurality of (four in this embodiment) second planetary gears 21 are arranged around the rotation shaft 111 a of the motor 111 arranged so as to protrude toward the inside of the case 11. Thus, the yaw driving device 1 is positioned in the radial direction (a direction perpendicular to the rotation center line P) with respect to the rotation shaft 111a. Each second planetary gear 21 is connected to the rotation shaft 111a by meshing with a gear formed on the outer periphery of the end of the rotation shaft 111a. The second carrier 20 is formed as a planetary frame that rotatably holds the plurality of second planetary gears 21 at positions of equal angles along the circumferential direction around the rotation shaft 111a and performs a revolving operation. The sun gear 19 is disposed on the rotation center line P, meshes with the first planetary gear 17 at one end thereof, and is connected to the inner peripheral portion of the second carrier 20 by spline coupling at the other end.

リングギア18は、第2ケース部11bの3つのリング状の部材のうちの中間の部材の内周部分に一体に形成された歯車として設けられ、第2遊星歯車21及び第1遊星歯車17に噛み合うように構成されている。第1遊星歯車17は、太陽歯車19に噛み合うようにその周囲に複数個(本実施形態では、4個)配置されて、太陽歯車19に対してヨー駆動装置1の径方向に位置している。第1キャリア16は、太陽歯車19を中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数の第1遊星歯車17を回転自在に保持するとともに公転動作を行う遊星枠として形成されている。スプライン15は、回転中心線P上に配置され、その一端側で後述する偏心型減速機13のクランク軸23とスプライン結合により連結され、その他端側で第1キャリア16の内周部分に対してスプライン結合により連結されている。尚、スプライン15は、クランク軸23に固定されることで、クランク軸23を回転させるように構成され、クランク軸23に対して回転中心線が一致する同軸上に配置されている(即ち、スプライン15及びクランク23とも回転中心線P上に配置されている)。   The ring gear 18 is provided as a gear integrally formed on an inner peripheral portion of an intermediate member of the three ring-shaped members of the second case portion 11b, and is provided on the second planetary gear 21 and the first planetary gear 17. It is comprised so that it may mesh. A plurality of (four in this embodiment) first planetary gears 17 are arranged around the sun gear 19 so as to mesh with the sun gear 19, and are positioned in the radial direction of the yaw drive device 1 with respect to the sun gear 19. . The first carrier 16 is formed as a planetary frame that rotatably holds the plurality of first planetary gears 17 at positions of equal angles along the circumferential direction around the sun gear 19 and performs a revolving operation. The spline 15 is disposed on the rotation center line P, and is connected to a crankshaft 23 of an eccentric type reduction gear 13 described later on one end side thereof by spline coupling, and to the inner peripheral portion of the first carrier 16 on the other end side. They are connected by spline connection. The spline 15 is configured to rotate the crankshaft 23 by being fixed to the crankshaft 23, and is arranged on the same axis with the rotation center line coincident with the crankshaft 23 (that is, the spline). 15 and the crank 23 are also arranged on the rotation center line P).

(偏心型減速機の構成)
図3に示すように、偏心型減速機13は、モータ111から入力されて遊星歯車機構12を介して伝達される回転駆動力により作動して出力軸14に対して回転を伝達する減速機として設けられている。また、図5は、図3における偏心型減速機13及びその近傍を拡大して示す断面図である。図3及び図5に示すように、偏心型減速機13は、ピン内歯22、クランク軸23、ガイドクランク軸24、基部キャリア25、端部キャリア26、支柱27、外歯歯車28、支柱ボルト29等を備えて構成されている。この偏心型減速機13は、径方向における中心である回転中心線P上にクランク軸23が配置されたセンタクランクタイプの偏心型減速機として構成されている。
(Configuration of eccentric type reducer)
As shown in FIG. 3, the eccentric speed reducer 13 is a speed reducer that is operated by a rotational driving force that is input from the motor 111 and transmitted through the planetary gear mechanism 12 to transmit rotation to the output shaft 14. Is provided. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the eccentric speed reducer 13 and its vicinity in FIG. As shown in FIGS. 3 and 5, the eccentric speed reducer 13 includes a pin inner tooth 22, a crankshaft 23, a guide crankshaft 24, a base carrier 25, an end carrier 26, a support 27, an external gear 28, and a support bolt. 29 etc. are comprised. The eccentric speed reducer 13 is configured as a center crank type eccentric speed reducer in which a crankshaft 23 is disposed on a rotation center line P that is the center in the radial direction.

ピン内歯22は、図3及び図5に示すように、ピン状の部材(丸棒状の部材)として形成され、ケース11の内周に沿って複数配置されている。尚、図3及び図5においては、ピン内歯22については、断面でなく外形を図示している。ピン内歯22は、その長手方向が回転中心線Pと平行に位置するように配置されるとともに、ケース11の内周において等間隔でケース11に対して嵌め込まれた状態で配列され、後述する外歯歯車28の外歯31と噛み合うように構成されている。   As shown in FIGS. 3 and 5, the pin internal teeth 22 are formed as pin-shaped members (round bar-shaped members), and a plurality of pin internal teeth 22 are arranged along the inner periphery of the case 11. In FIGS. 3 and 5, the pin inner teeth 22 are shown not in cross section but in outer shape. The pin internal teeth 22 are arranged so that the longitudinal direction thereof is parallel to the rotation center line P, and are arranged in a state of being fitted into the case 11 at equal intervals on the inner periphery of the case 11, which will be described later. It is configured to mesh with the external teeth 31 of the external gear 28.

クランク軸23は、図3及び図5に示すように、その回転中心線が、ヨー駆動装置1の回転中心線Pと一致するように配置され(即ち、軸方向が一致するように配置され)、スプライン15の回転中心線とも一致するように配置されている。そして、このクランク軸23は、外歯歯車28に形成されたクランク用孔30を貫通するように配置されており、回転することで外歯歯車28を偏心させて回転させる軸部材として設けられている。尚、図3及び図5において、クランク軸23については、他端側の一部を除いて断面でなく外形を図示している。   As shown in FIGS. 3 and 5, the crankshaft 23 is arranged such that the rotation center line thereof coincides with the rotation center line P of the yaw driving device 1 (that is, arranged so that the axial directions thereof coincide). The spline 15 is arranged so as to coincide with the rotation center line. And this crankshaft 23 is arrange | positioned so that the hole 30 for cranks formed in the external gear 28 may be penetrated, and it is provided as a shaft member which rotates the external gear 28 eccentrically by rotating. Yes. 3 and 5, the crankshaft 23 is not a cross section, except for a part on the other end side.

また、クランク軸23は、第1偏心部23a、第2偏心部23b、第1軸部23c、及び第2軸部23dを備えて構成されており、第1軸部23c、第1偏心部23a、第2偏心部23b、第2軸部23dの順番で直列に設けられている。そして、第1偏心部23a及び第2偏心部23bは、軸方向と垂直な断面が円形断面となるように形成されており、それぞれの中心位置がクランク軸23の回転中心線(第1軸部23c及び第2軸部23dの中心位置)に対して偏心するように設けられている。即ち、第1及び第2偏心部(23a、23b)は、クランク軸23においてその回転中心線に対して偏心する円形断面を有するように形成された本実施形態の偏心部を構成している。   The crankshaft 23 includes a first eccentric portion 23a, a second eccentric portion 23b, a first shaft portion 23c, and a second shaft portion 23d, and the first shaft portion 23c and the first eccentric portion 23a. The second eccentric portion 23b and the second shaft portion 23d are provided in series in this order. The first eccentric portion 23a and the second eccentric portion 23b are formed such that a cross section perpendicular to the axial direction is a circular cross section, and the center positions of the first eccentric portion 23a and the second eccentric portion 23b are the rotation center lines of the crankshaft 23 (first shaft portion). 23c and the center position of the second shaft portion 23d). That is, the first and second eccentric portions (23a, 23b) constitute the eccentric portion of the present embodiment formed to have a circular cross section that is eccentric with respect to the rotation center line of the crankshaft 23.

また、クランク軸23の一端側に配置された第1軸部23cは後述する基部キャリア25に対してころ軸受34を介して回転自在に保持されており、他端側に配置された第2軸部23dは後述する端部キャリア26に対してころ軸受35を介して回転自在に保持されている。また、クランク軸23の他端側の第2軸部23dには、遊星歯車機構12のスプライン15の一端側が嵌め込まれる嵌合穴が他端側に向かって開口形成されており、この嵌合穴の内周部分においてクランク軸23がスプライン15とスプライン結合により固定されている。   A first shaft portion 23c disposed on one end side of the crankshaft 23 is rotatably held via a roller bearing 34 with respect to a base carrier 25 described later, and a second shaft disposed on the other end side. The portion 23d is rotatably held via a roller bearing 35 with respect to an end carrier 26 described later. A fitting hole into which one end side of the spline 15 of the planetary gear mechanism 12 is fitted is formed in the second shaft portion 23d on the other end side of the crankshaft 23 so as to open toward the other end side. The crankshaft 23 is fixed to the spline 15 by spline coupling at the inner peripheral portion.

ガイドクランク軸24は、図3及び図5に示すように、クランク軸23の周囲においてクランク軸23を中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数(本実施形態では4つ)配置されており、その軸方向が回転中心線Pと平行となるように配置されている。各ガイドクランク軸24は、外歯歯車28に形成されたガイドクランク用孔39をそれぞれ貫通するように配置されている。そして、このガイドクランク軸24は、クランク軸23の回転に伴う外歯歯車28の回転とともに回転(自転)しながら公転動作を行い、外歯歯車28の回転力を基部キャリア25及び端部キャリア26を介して出力軸14に伝達する軸部材として設けられている。   As shown in FIGS. 3 and 5, a plurality of guide crankshafts 24 (four in the present embodiment) are arranged at equal angular positions around the crankshaft 23 along the circumferential direction around the crankshaft 23. It is arranged so that its axial direction is parallel to the rotation center line P. Each guide crankshaft 24 is disposed so as to penetrate a guide crank hole 39 formed in the external gear 28. The guide crankshaft 24 performs a revolving operation while rotating (spinning) with the rotation of the external gear 28 accompanying the rotation of the crankshaft 23, and the rotational force of the external gear 28 is used as the base carrier 25 and the end carrier 26. It is provided as a shaft member that transmits to the output shaft 14 via the.

また、各ガイドクランク軸24は、第1偏心部24a、第2偏心部24b、第1軸部24c、及び第2軸部24dを備えて構成されており、第1軸部24c、第1偏心部24a、第2偏心部24b、第2軸部24dの順番で直列に設けられている。そして、第1偏心部24a及び第2偏心部24bは、軸方向と垂直な断面が円形断面となるように形成されており、それぞれの中心位置がガイドクランク軸24の回転中心線(第1軸部24c及び第2軸部24dの中心位置)に対して偏心するように設けられている。これらの第1偏心部24a及び第2偏心部24bは、クランク軸23の第1偏心部23a及び第2偏心部23bにそれぞれ対応する位置で偏心するように配置されている。   Each guide crankshaft 24 includes a first eccentric portion 24a, a second eccentric portion 24b, a first shaft portion 24c, and a second shaft portion 24d, and the first shaft portion 24c and the first eccentric portion 24d are provided. The part 24a, the second eccentric part 24b, and the second shaft part 24d are provided in series in this order. The first eccentric portion 24a and the second eccentric portion 24b are formed such that a cross section perpendicular to the axial direction is a circular cross section, and the center positions of the first eccentric portion 24a and the second eccentric portion 24b are the rotation center lines of the guide crankshaft 24 (first shaft). Center portion of the portion 24c and the second shaft portion 24d). The first eccentric portion 24a and the second eccentric portion 24b are arranged so as to be eccentric at positions corresponding to the first eccentric portion 23a and the second eccentric portion 23b of the crankshaft 23, respectively.

また、ガイドクランク軸24の一端側に配置された第1軸部24cは、基部キャリア25に対して、ころ軸受として形成されたガイドクランク用軸受41を介して回転自在に保持されている。一方、ガイドクランク軸24の他端側に配置された第2軸部24dは、端部キャリア26に対して、ころ軸受として形成されたガイドクランク用軸受42を介して回転自在に保持されている。このように、ガイドクランク用軸受(41、42)により、ガイドクランク軸24が基部キャリア25及び端部キャリア26に対してそれぞれ回転自在に保持されている。   Further, the first shaft portion 24c disposed on one end side of the guide crankshaft 24 is rotatably held with respect to the base carrier 25 via a guide crank bearing 41 formed as a roller bearing. On the other hand, the second shaft portion 24d disposed on the other end side of the guide crankshaft 24 is rotatably held with respect to the end carrier 26 via a guide crank bearing 42 formed as a roller bearing. . As described above, the guide crankshaft 24 is rotatably held with respect to the base carrier 25 and the end carrier 26 by the guide crank bearings (41, 42).

基部キャリア25は、図3及び図5に示すように、その一端側において出力軸14と一体に形成され、ケース11内に配置されている。この基部キャリア25は、その他端側の中心部において、クランク軸23の一端側をその第1軸部23cにてころ軸受34を介して回転自在に保持している。また、基部キャリア25には、その他端側において、支柱27の一端側が圧入されるとともにこの支柱27を保持する支柱保持穴33と、ガイドクランク軸24の第1軸部24cがガイドクランク用軸受41を介して配置されるガイドクランク保持穴49とが形成されている。支柱保持穴33及びガイドクランク保持穴49は、回転中心線Pを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に形成され、支柱保持穴33とガイドクランク保持穴49とが周方向に交互に配置されている。尚、ガイドクランク保持穴49により、基部キャリア25は、各ガイドクランク軸24の一端側をその第1軸部24cにてガイドクランク用軸受41を介して回転自在に保持している。   As shown in FIGS. 3 and 5, the base carrier 25 is formed integrally with the output shaft 14 on one end side and is disposed in the case 11. The base carrier 25 holds one end side of the crankshaft 23 at its first shaft portion 23c via a roller bearing 34 in a central portion on the other end side so as to be rotatable. In addition, at the other end side, one end side of the support column 27 is press-fitted into the base carrier 25, and a support column holding hole 33 for holding the support column 27 and the first shaft portion 24 c of the guide crankshaft 24 are connected to the guide crank bearing 41. A guide crank holding hole 49 is formed. The support column holding hole 33 and the guide crank holding hole 49 are formed at equal angular positions along the circumferential direction around the rotation center line P, and the support column holding hole 33 and the guide crank holding hole 49 are alternately arranged in the circumferential direction. Has been placed. The base carrier 25 holds the one end side of each guide crankshaft 24 through the guide crank bearing 41 via the guide crank bearing 41 by the guide crank holding hole 49.

また、基部キャリア25は、その外周側においてころ軸受36を介してケース11における第1ケース部11aの内周側に対して回転自在に保持されている。尚、ころ軸受36は、基部キャリア25の外周に沿って配置されるリング状の部材として設けられて基部キャリア25に対して固定される位置決め部材44によって基部キャリア25に対する位置が規定される。そして、ころ軸受36は、その一端側が位置決め部材44に係合し、その他端側が第1ケース部11aの一端側に係合した状態で配置されている。尚、本実施形態では、基部キャリア25とともに回転する出力軸14は、基部キャリア25に一体に形成されることで、基部キャリア25に対して固定されている。   Further, the base carrier 25 is rotatably held with respect to the inner peripheral side of the first case portion 11a in the case 11 via the roller bearing 36 on the outer peripheral side thereof. The roller bearing 36 is provided as a ring-shaped member disposed along the outer periphery of the base carrier 25 and is positioned with respect to the base carrier 25 by a positioning member 44 fixed to the base carrier 25. And the roller bearing 36 is arrange | positioned in the state which the one end side engaged with the positioning member 44, and the other end side engaged with the one end side of the 1st case part 11a. In the present embodiment, the output shaft 14 that rotates together with the base carrier 25 is fixed to the base carrier 25 by being integrally formed with the base carrier 25.

端部キャリア26は、図3及び図5に示すように、支柱27を介して基部キャリア25と連結されており、円板状の部材として設けられている。この端部キャリア26は、その外周側において玉軸受37を介してケース11の内周側に対して回転自在に保持されている。尚、玉軸受37は、その一端側がケース11における第1ケース部11aの他端側に係合し、その他端側が端部キャリア26の他端側においてフランジ状に張り出した縁部に係合した状態で配置されている。そして、端部キャリア26には、その中心部にクランク軸23の他端側の第2軸部23dが配置される中心貫通孔43が形成されており、この中心貫通孔43においてクランク軸23の他端側がその第2軸部23dにてころ軸受35を介して回転自在に保持されている。また、端部キャリア26には、ガイドクランク軸24の他端側の第2軸部24dが配置されるガイドクランク用貫通孔50と、支柱27の他端側が貫通状態で係合する支柱用孔32とが、中心貫通孔43の周囲で回転中心線Pを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に交互に配置されるよう形成されている。尚、ガイドクランク用貫通孔50により、端部キャリア26は、各ガイドクランク軸24の他端側をその第2軸部24dにてガイドクランク用軸受42を介して回転自在に保持している。   As shown in FIGS. 3 and 5, the end carrier 26 is connected to the base carrier 25 via a support column 27 and is provided as a disk-shaped member. The end carrier 26 is rotatably held with respect to the inner peripheral side of the case 11 via a ball bearing 37 on the outer peripheral side thereof. The ball bearing 37 has one end engaged with the other end of the first case 11 a in the case 11, and the other end engaged with an edge protruding in a flange shape on the other end of the end carrier 26. Arranged in a state. The end carrier 26 is formed with a central through-hole 43 in which the second shaft portion 23d on the other end side of the crankshaft 23 is disposed at the center thereof. The other end side is rotatably held by the second shaft portion 23d via a roller bearing 35. Further, the end carrier 26 has a guide crank through hole 50 in which the second shaft portion 24d on the other end side of the guide crankshaft 24 is disposed, and a column hole in which the other end side of the column 27 is engaged in a penetrating state. 32 are alternately arranged around the center through-hole 43 at equal angular positions along the circumferential direction around the rotation center line P. In addition, the end carrier 26 holds the other end side of each guide crankshaft 24 by the second shaft portion 24d via the guide crank bearing 42 through the guide crank through hole 50.

支柱27は、図3及び図5に示すように、基部キャリア25と端部キャリア26とを連結する円筒状の部材として設けられ、中心を貫通する貫通孔は支柱ボルト29が挿通される支柱ボルト孔47として形成されている。そして、支柱27は、クランク軸23の周囲においてクランク軸23を中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数(本実施形態では4つ)配置されており、その軸方向が回転中心線Pと平行となるように配置されている。尚、支柱27とガイドクランク軸24とは、クランク軸23を中心とした周方向に沿って交互に配置されている。また、各支柱27は、その一端側の端部が基部キャリア25に形成された支柱保持孔33に圧入されて配置されている。そして、各支柱27には、一端側の端部から他端側にかけて端部キャリア26に向かって延びる円筒状の周囲側面として形成された外周部45と、他端側の端部に設けられて外周部45よりも直径が大きく拡径した部分として形成された大径部46とが形成されている。   As shown in FIGS. 3 and 5, the column 27 is provided as a cylindrical member that connects the base carrier 25 and the end carrier 26, and a through hole that penetrates the center is a column bolt through which a column bolt 29 is inserted. It is formed as a hole 47. A plurality of (four in the present embodiment) support columns 27 are arranged at equal angular positions around the crankshaft 23 along the circumferential direction around the crankshaft 23, and the axial direction is the rotation center line. It is arranged so as to be parallel to P. In addition, the support | pillar 27 and the guide crankshaft 24 are alternately arrange | positioned along the circumferential direction centering on the crankshaft 23. FIG. Further, each column 27 is arranged such that an end portion on one end side thereof is press-fitted into a column holding hole 33 formed in the base carrier 25. Each column 27 is provided with an outer peripheral portion 45 formed as a cylindrical peripheral side surface extending from the end portion on one end side toward the end carrier 26 from the other end side, and on the end portion on the other end side. A large-diameter portion 46 formed as a portion whose diameter is larger than that of the outer peripheral portion 45 and is enlarged is formed.

支柱ボルト29は、図3及び図5に示すように、雄ネジ部分として形成されたネジ部29aが一端側に設けられ、六角レンチ等で締め付けるための六角穴が設けられた頭部が他端側に設けられている。この支柱ボルト29及び支柱27により基部キャリア25と端部キャリア26とが連結される。基部キャリア25と端部キャリア26との連結の際には、まず、支柱用孔32に対して支柱27が一端側から挿入される。支柱用孔32には支柱27の外周部45及び大径部46の外形に対応した段部が形成されており、外周部45が支柱用孔32に挿通されるとともに、大径部46が支柱用孔32の段部と係合する。この状態で、後述の外歯歯車28が適宜配置されるとともに、支柱27の一端側が基部キャリア25の支柱保持穴33に圧入される。   As shown in FIGS. 3 and 5, the column bolt 29 has a screw portion 29 a formed as a male screw portion on one end side and a head portion provided with a hexagon hole for tightening with a hexagon wrench or the like on the other end. On the side. The base carrier 25 and the end carrier 26 are connected by the support bolt 29 and the support 27. When connecting the base carrier 25 and the end carrier 26, first, the support column 27 is inserted into the support hole 32 from one end side. The support hole 32 is formed with step portions corresponding to the outer periphery 45 and the outer diameter 46 of the support 27, and the outer periphery 45 is inserted into the support hole 32, and the large diameter part 46 is connected to the support hole 32. Engage with the stepped portion of the hole 32. In this state, an external gear 28 described later is appropriately disposed, and one end side of the support 27 is press-fitted into the support holding hole 33 of the base carrier 25.

そして、上述の状態において、支柱ボルト29が支柱27の支柱ボルト孔47に挿通される。そして、基部キャリア25の支柱保持穴33の中心部分には雌ネジ部分としてのネジ孔部がさらに形成されており、このネジ孔部に対して支柱ボルト29の一端側のネジ部29aが螺合するようにねじ込まれ、支柱ボルト29の頭部が支柱ボルト穴47の他端側に形成されている段状の部分と係合する。このときの支柱ボルト29による締め付け力によって、支柱27は、一端側の端部において基部キャリア25に固定されるとともに、他端側の端部の大径部46を支柱用孔32の段部に係合させて端部キャリア26に締め付け力を作用させ、基部キャリア25と端部キャリア26とを連結するように構成されている。尚、基部キャリア25と端部キャリア26とを連結する上記の締め付け力により、基部キャリア25に固定された位置決め部材44と端部キャリア26とがころ軸受36及び玉軸受37を介してケース11を挟持し、これにより、基部キャリア25及び端部キャリア26がケース11に対して回転自在に保持される。   In the above state, the support bolt 29 is inserted into the support bolt hole 47 of the support 27. Further, a screw hole portion as a female screw portion is further formed in the center portion of the column holding hole 33 of the base carrier 25, and the screw portion 29a on one end side of the column bolt 29 is screwed into this screw hole portion. The head of the support bolt 29 is engaged with a stepped portion formed on the other end side of the support bolt hole 47. The column 27 is fixed to the base carrier 25 at the end on one end side by the tightening force by the column bolt 29 at this time, and the large-diameter portion 46 at the end on the other end side is used as a step portion of the column hole 32. The base carrier 25 and the end carrier 26 are connected to each other by applying a tightening force to the end carrier 26 by being engaged. The positioning member 44 fixed to the base carrier 25 and the end carrier 26 are connected to the case 11 via the roller bearing 36 and the ball bearing 37 by the above-described tightening force for connecting the base carrier 25 and the end carrier 26. Thus, the base carrier 25 and the end carrier 26 are rotatably held with respect to the case 11.

外歯歯車28は、図3及び図5に示すように、平行に重ねられた状態でケース11内に収納される第1外歯歯車28a及び第2外歯歯車28bを備えて構成されている。第1外歯歯車28a及び第2外歯歯車28bにはそれぞれ、クランク軸23が貫通するクランク用孔30、ガイドクランク軸24が貫通するガイドクランク用孔39、及び、支柱27が貫通する支柱貫通孔48が形成されている。第1外歯歯車28a及び第2外歯歯車28bは、回転中心線Pと平行な方向において、クランク用孔30、ガイドクランク用孔39、及び支柱貫通孔48の位置がそれぞれ対応するように配置されている。   As shown in FIGS. 3 and 5, the external gear 28 includes a first external gear 28 a and a second external gear 28 b that are accommodated in the case 11 in a state of being overlapped in parallel. . The first external gear 28a and the second external gear 28b are respectively provided with a crank hole 30 through which the crankshaft 23 penetrates, a guide crank hole 39 through which the guide crankshaft 24 penetrates, and a pillar penetration through which the pillar 27 penetrates. A hole 48 is formed. The first external gear 28a and the second external gear 28b are arranged so that the positions of the crank hole 30, the guide crank hole 39, and the column through hole 48 correspond to each other in the direction parallel to the rotation center line P. Has been.

外歯歯車28のクランク用孔30は、円形孔として形成され、クランク軸23に対応して外歯歯車28の中心部に配置されている。このクランク用孔30は、第1外歯歯車28aにおいては第1偏心部23aを、第2外歯歯車28bにおいては第2偏心部23bを、それぞれニードル軸受38を介して保持している。ガイドクランク用孔39は、円形孔として形成され、ガイドクランク軸24に対応して外歯歯車28の周方向に沿って均等角度の位置に複数(本実施形態では4つ)配置されている。このガイドクランク用孔39は、第1外歯歯車28aにおいては第1偏心部24aを、第2外歯歯車28bにおいては第2偏心部24bを、それぞれニードル軸受40を介して保持している。支柱貫通孔48は、円形孔として形成され、支柱27に対応して外歯歯車28の周方向に沿って均等角度の位置に複数(本実施形態では4つ)配置されている。そして、支柱貫通孔48は、ガイドクランク用孔39と外歯歯車28の周方向において交互に形成されている。尚、支柱貫通孔48には、支柱27が遊嵌状態で貫通している。   The crank hole 30 of the external gear 28 is formed as a circular hole, and is disposed at the center of the external gear 28 corresponding to the crankshaft 23. The crank hole 30 holds the first eccentric portion 23a in the first external gear 28a and the second eccentric portion 23b in the second external gear 28b via the needle bearing 38, respectively. The guide crank holes 39 are formed as circular holes, and a plurality (four in this embodiment) of the guide crank holes 39 are arranged at equal angular positions along the circumferential direction of the external gear 28 corresponding to the guide crankshaft 24. The guide crank hole 39 holds the first eccentric portion 24a in the first external gear 28a and the second eccentric portion 24b in the second external gear 28b via the needle bearing 40, respectively. The column through-holes 48 are formed as circular holes, and a plurality (four in this embodiment) are arranged at equal angular positions along the circumferential direction of the external gear 28 corresponding to the columns 27. The support through holes 48 are alternately formed in the circumferential direction of the guide crank holes 39 and the external gear 28. In addition, the support | pillar 27 has penetrated the support | pillar through-hole 48 in the loose-fit state.

尚、外歯歯車28、クランク軸23、ガイドクランク軸24が上述のように配設されているため、スプライン15から回転駆動力が伝達されてクランク軸23が回転すると、このクランク軸23の回転に伴い第1偏心部23a及び第2偏心部23bから外歯歯車28に対して荷重が作用する。この荷重により、外歯歯車28(第1外歯歯車28a、第2外歯歯車28b)が揺動して回転し、この外歯歯車28の揺動回転に対応してガイドクランク軸24が自転しながら公転動作を行うことになる。尚、ガイドクランク軸24の公転動作が回転中心線Pを中心として行われるように、クランク軸23及びガイドクランク軸24の偏心部(23a、23b、24a、24b)の位相等は適宜調整されている。   Since the external gear 28, the crankshaft 23, and the guide crankshaft 24 are arranged as described above, when the rotational driving force is transmitted from the spline 15 and the crankshaft 23 is rotated, the rotation of the crankshaft 23 is performed. Accordingly, a load acts on the external gear 28 from the first eccentric portion 23a and the second eccentric portion 23b. Due to this load, the external gear 28 (the first external gear 28 a and the second external gear 28 b) swings and rotates, and the guide crankshaft 24 rotates in response to the swing rotation of the external gear 28. The revolving operation will be performed. The phases of the eccentric portions (23a, 23b, 24a, 24b) of the crankshaft 23 and the guide crankshaft 24 are appropriately adjusted so that the revolution operation of the guide crankshaft 24 is performed around the rotation center line P. Yes.

また、第1外歯歯車28a及び第2外歯歯車28bのそれぞれの外周には、ピン内歯22に噛み合う外歯31が設けられている。外歯歯車28(第1外歯歯車28a、第2外歯歯車28b)の外歯31の歯数は、ピン内歯22の歯数よりも1個或いは数個程度少なくなるように設けられている。このため、クランク軸23が回転するごとに、噛み合う外歯31とピン内歯22との噛み合いがずれ、外歯歯車28(第1外歯歯車28a、第2外歯歯車28b)が偏心して揺動回転するように構成されている。   In addition, external teeth 31 that mesh with the pin internal teeth 22 are provided on the outer circumferences of the first external gear 28a and the second external gear 28b. The number of teeth of the external teeth 31 of the external gear 28 (the first external gear 28a and the second external gear 28b) is provided to be one or several less than the number of teeth of the pin internal teeth 22. Yes. Therefore, every time the crankshaft 23 rotates, the meshing between the meshing external teeth 31 and the pin internal teeth 22 is shifted, and the external gears 28 (the first external gear 28a and the second external gear 28b) are decentered and oscillated. It is configured to rotate dynamically.

ここで、クランク軸23、ガイドクランク軸24、及び外歯歯車28の関係について、さらに詳しく説明する。図6は、偏心型減速機13及びその近傍を拡大して示す図5と同じ断面図である。図6において、クランク軸23の第1及び第2偏心部(23a、23b)の直径の寸法A、第1及び第2外歯歯車(28a、28b)の歯幅の寸法B、ガイドクランク用軸受(41、42)のピッチ円直径(PCD:Pitch Circle Diameter)の寸法Cを、それぞれ両端矢印の破線で示している。ここで、第1及び第2外歯歯車(28a、28b)の歯幅の寸法Bは、回転中心線Pと平行に配置されたピン内歯22と平行に延びる外歯31の歯筋方向における長さ寸法のことをいう。また、ガイドクランク用軸受(41、42)のピッチ円直径の寸法Cは、ガイドクランク用軸受41における軸受転動部材41aの中心点を結ぶ円の直径の寸法、及び、ガイドクランク用軸受42における軸受転動部材42aの中心点を結ぶ円の直径の寸法のことをいう。尚、軸受転動部材41a及び軸受転動部材42aは、円錐ころ部材として形成されている。そして、各軸受転動部材(41a、42a)の中心点は、ガイドクランク用軸受(41、42)の軸方向(即ち、ガイドクランク軸24の軸方向)と平行な方向での各軸受転動部材(41a、42a)における中心であって且つガイドクランク用軸受(41、42)の径方向(即ち、ガイドクランク軸24の回転中心線を中心とした径方向)での各軸受転動部材(41a、42a)における中心に位置する点のことである。   Here, the relationship among the crankshaft 23, the guide crankshaft 24, and the external gear 28 will be described in more detail. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view similar to FIG. 5 showing the eccentric type reduction gear 13 and the vicinity thereof. In FIG. 6, the dimension A of the diameter of the first and second eccentric parts (23a, 23b) of the crankshaft 23, the dimension B of the tooth width of the first and second external gears (28a, 28b), the guide crank bearing. A dimension C of a pitch circle diameter (PCD) of (41, 42) is indicated by a broken line with double-ended arrows. Here, the tooth width dimension B of the first and second external gears (28a, 28b) is in the direction of the tooth trace of the external teeth 31 extending in parallel with the pin internal teeth 22 arranged in parallel with the rotation center line P. The length dimension. Further, the dimension C of the pitch circle diameter of the guide crank bearings (41, 42) is the dimension of the diameter of a circle connecting the center point of the bearing rolling member 41a in the guide crank bearing 41 and the guide crank bearing 42. It means the dimension of the diameter of a circle connecting the center points of the bearing rolling members 42a. The bearing rolling member 41a and the bearing rolling member 42a are formed as tapered roller members. The center point of each bearing rolling member (41a, 42a) is the bearing rolling in the direction parallel to the axial direction of the guide crank bearing (41, 42) (that is, the axial direction of the guide crankshaft 24). Each bearing rolling member (in the center of the members (41a, 42a) and in the radial direction of the guide crank bearings (41, 42) (that is, the radial direction around the rotation center line of the guide crankshaft 24) 41a, 42a) is a point located at the center.

図6に示すように、ヨー駆動装置1においては、クランク軸23の第1及び第2偏心部(23a、23b)の直径の寸法Aに対して、第1及び第2外歯歯車(28a、28b)の歯幅の寸法Bが、1.0倍以上で1.4倍以下の範囲の寸法となるように設定されている。尚、本実施形態においては、上記の寸法比であるB/Aの値が1.27になるように設定された場合を例示している。また、ヨー駆動装置1においては、ガイドクランク用軸受(41、42)のピッチ円直径の寸法Cが、クランク軸23の第1及び第2偏心部(23a、23b)の直径の寸法Aに対して、0.5倍以上で0.9倍以下の範囲の寸法となるように設定されている。尚、本実施形態においては、上記の寸法比であるC/Aの値が0.63になるように設定された場合を例示している。   As shown in FIG. 6, in the yaw drive device 1, the first and second external gears (28 a, 28 a, 28) with respect to the dimension A of the diameter of the first and second eccentric parts (23 a, 23 b) of the crankshaft 23. The tooth width dimension B of 28b) is set to a dimension in the range of 1.0 to 1.4 times. In the present embodiment, the case where the value of B / A, which is the dimensional ratio, is set to 1.27 is illustrated. In the yaw driving device 1, the pitch circle diameter dimension C of the guide crank bearings (41, 42) is larger than the diameter dimension A of the first and second eccentric portions (23a, 23b) of the crankshaft 23. Thus, the dimension is set in the range of 0.5 times or more and 0.9 times or less. In the present embodiment, the case where the value of C / A, which is the dimensional ratio, is set to be 0.63 is illustrated.

(風車用ヨー駆動装置の作動)
次に、上述したヨー駆動装置1の作動について説明する。ヨー駆動装置1は、風車100において、図示しない制御装置が、例えば風向計(図示せず)の検知結果に基づいて、ナセル102の向きを風向きに応じて旋回させる旋回指令を発してモータ111を運転させることにより、作動する。上記旋回指令に基づいてモータ111の運転が開始されると、モータ111の回転軸111aが回転する。回転軸111aが回転すると、これに連結された第2遊星歯車21がリングギア18と噛み合いながら回転して公転し、これにより、第2キャリア20が回転し、第2キャリア20に連結された太陽歯車19が回転する。そして、太陽歯車19が回転すると、これに噛み合う第1遊星歯車17がリングギア18と噛み合いながら回転して公転する。これにより、第1キャリア16が回転し、この第1キャリア16に連結されたスプライン15が回転する。
(Operation of yaw drive device for windmill)
Next, the operation of the above-described yaw driving device 1 will be described. In the wind turbine 100, the yaw driving device 1 causes the control device (not shown) to issue a turning command for turning the nacelle 102 in accordance with the wind direction based on the detection result of an anemometer (not shown), for example. Operates by driving. When the operation of the motor 111 is started based on the turning command, the rotating shaft 111a of the motor 111 rotates. When the rotating shaft 111a rotates, the second planetary gear 21 connected thereto rotates and revolves while meshing with the ring gear 18, whereby the second carrier 20 rotates and the sun connected to the second carrier 20 rotates. The gear 19 rotates. When the sun gear 19 rotates, the first planetary gear 17 meshing with the sun gear 19 rotates and revolves while meshing with the ring gear 18. As a result, the first carrier 16 rotates and the spline 15 connected to the first carrier 16 rotates.

スプライン15が回転すると、このスプライン15が他端側の端部で固定されたクランク軸23が回転し、このクランク軸23とともに第1偏心部23a及び第2偏心部23bが回転する。この回転に伴って、前述のように、第1外歯歯車28a及び第2外歯歯車28bがピン内歯22と噛み合いをずらしながら偏心して回転する。そして、第1外歯歯車28a及び第2外歯歯車28bの偏心回転に伴って、ニードル軸受40で外歯歯車28に回転自在に保持されたガイドクランク軸24も回転中心線Pを中心として公転動作を行う。これにより、支柱27及び支柱ボルト29で連結され、クランク軸23及びガイドクランク軸24を回転自在に保持する基部キャリア25及び端部キャリア26とともに、出力軸14が回転し、大きなトルクがピニオン112から出力されることになる。そして、タワー101に固定された歯車101aに対してピニオン112が噛み合いながら回転することで、ヨー駆動装置1が取り付けられたナセル102の旋回動作が行われることになる。   When the spline 15 rotates, the crankshaft 23 to which the spline 15 is fixed at the other end is rotated, and the first eccentric portion 23a and the second eccentric portion 23b rotate together with the crankshaft 23. With this rotation, as described above, the first external gear 28 a and the second external gear 28 b rotate eccentrically while shifting the mesh with the pin internal teeth 22. As the first external gear 28a and the second external gear 28b rotate eccentrically, the guide crankshaft 24 held rotatably on the external gear 28 by the needle bearing 40 also revolves around the rotation center line P. Perform the action. As a result, the output shaft 14 rotates together with the base carrier 25 and the end carrier 26 that are connected by the support column 27 and the support column bolt 29 and rotatably hold the crankshaft 23 and the guide crankshaft 24, and a large torque is generated from the pinion 112. Will be output. Then, the pinion 112 rotates while meshing with the gear 101a fixed to the tower 101, whereby the turning operation of the nacelle 102 to which the yaw driving device 1 is attached is performed.

(風車用ヨー駆動装置の効果)
以上説明したヨー駆動装置1によると、偏心型減速機として構成されたヨー駆動装置1により、大きい減速比を確保することができ、出力トルクの向上及び小型化を図ることができる。そして、このヨー駆動装置1においては、外歯歯車28の歯幅寸法Bがクランク軸23の偏心部(23a、23b)の直径寸法に対して1.0倍以上で1.4倍以下の範囲となるように構成されている。このため、クランク軸23と外歯歯車28との間、及び、外歯歯車28とピン内歯22との間において、負荷が均等な状態で又は均等に近い状態でバランスよく分散される。これにより、突風による衝撃力が作用した場合に、クランク軸23、外歯歯車28、ピン内歯22に対して衝撃力が均等な状態で又は均等に近い状態で作用し、これらの構成要素(22、23、28)が損傷を受けてヨー駆動装置1の破損を招いてしまうことを抑制することができる。さらに、ニードル軸受38とクランク軸23または外歯歯車28との間の圧痕の発生を低減できる。また、突風による衝撃力が作用していないときにも、ニードル軸受38、クランク軸23、外歯歯車28およびピン内歯22に作用する負荷を低減でき、これらの寿命を延ばすことができる。
(Effects of windmill yaw drive)
According to the yaw drive device 1 described above, the yaw drive device 1 configured as an eccentric speed reducer can ensure a large reduction ratio, and can improve the output torque and reduce the size. In this yaw driving device 1, the tooth width dimension B of the external gear 28 is in the range of 1.0 to 1.4 times the diameter dimension of the eccentric portion (23a, 23b) of the crankshaft 23. It is comprised so that. For this reason, the load is distributed in a balanced manner between the crankshaft 23 and the external gear 28 and between the external gear 28 and the pin internal teeth 22 in an even state or near equal state. As a result, when an impact force due to a gust of wind acts, the impact force acts on the crankshaft 23, the external gear 28, and the pin internal teeth 22 in an equal or nearly equal state. 22, 23, 28) can be prevented from being damaged and causing the yaw driving device 1 to be damaged. Furthermore, the generation of indentations between the needle bearing 38 and the crankshaft 23 or the external gear 28 can be reduced. Further, even when an impact force due to a gust of wind is not acting, the load acting on the needle bearing 38, the crankshaft 23, the external gear 28 and the pin internal teeth 22 can be reduced, and the service life thereof can be extended.

尚、ヨー駆動装置1に突風による衝撃力が作用したときには、外歯歯車28とクランク軸23及びピン内歯22との間でそれぞれ負荷が発生するが、一方の構成要素の剛性が強いと他方の構成要素において損傷としての圧痕が発生し易くなる。しかしながら、ヨー駆動装置1によると、外歯歯車28とクランク軸23及びピン内歯22との間での負荷が均等な状態で又は均等に近い状態で作用するため、圧痕の発生を低減することができる。また、外歯歯車28の歯幅寸法Bがクランク軸23の偏心部(23a、23b)の直径寸法Aに対して1.0倍以上の寸法であるため、外歯歯車28とピン内歯22との間における面圧が高くなることを抑制でき、外歯歯車28における外歯31の表面に圧痕が発生してしまうことを抑制できる。さらに、外歯歯車28の歯幅寸法Bがクランク軸23の偏心部(23a、23b)の直径寸法Aに対して1.4倍以下の寸法であるため、支柱27で連結された基部キャリア25及び端部キャリア26が衝撃力で傾いたときに、外歯歯車28の歯幅が長いことによる偏当たりの影響が大きくなって外歯歯車28とピン内歯22との間における面圧が高くなることを抑制でき、外歯歯車28の外歯31の表面に圧痕が発生してしまうことを抑制できる。このように、ヨー駆動装置1では、外歯歯車28とクランク軸23及びピン内歯22との間で負荷の均等化を図ることができ、圧痕の発生を低減することができる。   When an impact force due to a gust of wind acts on the yaw driving device 1, loads are generated between the external gear 28, the crankshaft 23, and the pin inner teeth 22, but if one component is strong, the other Indentation as damage is likely to occur in the components. However, according to the yaw drive device 1, the load between the external gear 28, the crankshaft 23, and the pin internal teeth 22 acts in an equal state or in an almost equal state, so that the generation of indentations can be reduced. Can do. Further, since the tooth width dimension B of the external gear 28 is 1.0 or more times the diameter dimension A of the eccentric portion (23a, 23b) of the crankshaft 23, the external gear 28 and the pin internal teeth 22 are provided. It is possible to suppress an increase in surface pressure between the external gear and the surface of the external tooth 31 in the external gear 28, and to suppress the occurrence of indentations. Further, since the tooth width dimension B of the external gear 28 is 1.4 times or less than the diameter dimension A of the eccentric portion (23a, 23b) of the crankshaft 23, the base carrier 25 connected by the support column 27. When the end carrier 26 is tilted by the impact force, the effect of uneven contact due to the long tooth width of the external gear 28 is increased, and the surface pressure between the external gear 28 and the pin internal teeth 22 is high. It is possible to suppress the occurrence of indentation on the surface of the external tooth 31 of the external gear 28. As described above, in the yaw driving device 1, it is possible to equalize the load between the external gear 28, the crankshaft 23, and the pin internal teeth 22, and to reduce the generation of indentations.

従って、本実施形態によると、出力トルクの向上及び小型化を図るとともに、突風による衝撃力に対する強度の向上を図ることができる、風車用ヨー駆動装置1を提供することができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide the windmill yaw driving device 1 that can improve the output torque and reduce the size and improve the strength against the impact force caused by the gust.

また、ヨー駆動装置1によると、ガイドクランク用軸受(41、42)のピッチ円直径の寸法Cがクランク軸23の偏心部(23a、23b)の直径寸法Aに対して0.5倍以上で0.9倍以下の範囲となるように構成されている。このため、外歯歯車28を介してその回転力をガイドクランク軸24に作用させるクランク軸23の偏心部(23a、23b)の大きさとの関係で、ガイドクランク軸24を回転自在に保持するガイドクランク用軸受(41、42)を十分な強度を備える径寸法に構成することができる。そして、クランク軸23の偏心部(23a、23b)においても、ガイドクランク用軸受(41、42)と同等の衝撃力に耐えることができる強度を備える径寸法に構成することができる。さらに、衝撃力に対する強度をガイドクランク用軸受(41、42)とクランク軸23の偏心部(23a、32b)とで同等に構成できることで、これらの構成要素がヨー駆動装置1の径方向において肥大化することなく、径方向において小型化した構造を実現でき、ヨー駆動装置1の小径化を図ることができる。   Further, according to the yaw driving device 1, the pitch circle diameter dimension C of the guide crank bearings (41, 42) is 0.5 times or more than the diameter dimension A of the eccentric part (23a, 23b) of the crankshaft 23. The range is 0.9 times or less. Therefore, a guide that rotatably holds the guide crankshaft 24 in relation to the size of the eccentric portion (23a, 23b) of the crankshaft 23 that causes the rotational force to act on the guide crankshaft 24 via the external gear 28. The crank bearings (41, 42) can be configured to have a sufficient diameter. The eccentric portions (23a, 23b) of the crankshaft 23 can also be configured to have a diameter having a strength capable of withstanding an impact force equivalent to that of the guide crank bearings (41, 42). Furthermore, since the strength against impact force can be equalized between the guide crank bearings (41, 42) and the eccentric portions (23a, 32b) of the crankshaft 23, these components are enlarged in the radial direction of the yaw drive device 1. Therefore, a structure that is reduced in the radial direction can be realized, and the diameter of the yaw driving device 1 can be reduced.

尚、ヨー駆動装置1に突風による衝撃力が作用したときには、外歯歯車28及びガイドクランク軸24を介してクランク軸23とガイドクランク用軸受(41、42)との間で負荷が発生するが、一方の構成要素の剛性が強いと他方の構成要素において面圧が高くなって耐衝撃性が低下することになる。しかしながら、ヨー駆動装置1によると、クランク軸23の偏心部(23a、23b)とガイドクランク用軸受(41、42)との間での負荷が同等な状態で又は同等に近い状態でバランスよく分散されて作用するため、耐衝撃性の低下を抑制することができる。また、ガイドクランク用軸受(41、42)のピッチ円直径の寸法Cがクランク軸23の偏心部(23a、32b)の直径寸法Aに対して0.5倍以上の寸法であるため、クランク軸23の偏心部(23a、23b)よりもガイドクランク用軸受(41、42)における面圧が高くなってしまうことを抑制できる。そして、ガイドクランク用軸受(41、42)のピッチ円直径の寸法Cがクランク軸23の偏心部(23a、32b)の直径寸法Aに対して0.9倍以下の寸法であるため、ガイドクランク用軸受(41、42)よりもクランク軸23の偏心部(23a、23b)における面圧が高くなってしまうことも抑制できる。このように、ヨー駆動装置1では、クランク軸23の偏心部(23a、23b)とガイドクランク用軸受(41、42)との間で負荷をバランスよく分散することができ、耐衝撃性を更に向上させることができる。   When an impact force due to a gust of wind acts on the yaw driving device 1, a load is generated between the crankshaft 23 and the guide crank bearings (41, 42) via the external gear 28 and the guide crankshaft 24. If the rigidity of one component is strong, the surface pressure is increased in the other component and the impact resistance is lowered. However, according to the yaw driving device 1, the load between the eccentric parts (23a, 23b) of the crankshaft 23 and the guide crank bearings (41, 42) is distributed in a well-balanced state in an equivalent state or a state close to the equivalent state. Therefore, it is possible to suppress a decrease in impact resistance. In addition, since the pitch circle diameter dimension C of the guide crank bearings (41, 42) is 0.5 or more times the diameter dimension A of the eccentric part (23a, 32b) of the crankshaft 23, the crankshaft It can suppress that the surface pressure in the bearing (41, 42) for guide cranks becomes higher than the eccentric part (23a, 23b) of 23. Further, since the dimension C of the pitch circle diameter of the guide crank bearings (41, 42) is 0.9 times or less than the diameter A of the eccentric part (23a, 32b) of the crankshaft 23, the guide crank It can also be suppressed that the surface pressure at the eccentric portions (23a, 23b) of the crankshaft 23 becomes higher than the bearings (41, 42). As described above, in the yaw drive device 1, the load can be distributed in a balanced manner between the eccentric portions (23a, 23b) of the crankshaft 23 and the guide crank bearings (41, 42), thereby further improving the shock resistance. Can be improved.

(変形例)
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、次のような変形例を実施することができる。
(Modification)
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. For example, the following modifications can be implemented.

(1)本実施形態においては、クランク軸がヨー駆動装置の回転中心線上に配置されたセンタクランクタイプのヨー駆動装置を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。即ち、複数のクランク軸が回転中心線を中心とする周方向に沿って配置されるように構成されて、クランク軸の偏心部の直径寸法に対して外歯歯車の歯幅の寸法が1.0倍以上で1.4倍以下の範囲の寸法となるように構成されたヨー駆動装置であってもよい。 (1) In the present embodiment, the center crank type yaw driving device in which the crankshaft is disposed on the rotation center line of the yaw driving device has been described as an example, but this need not be the case. That is, a plurality of crankshafts are arranged along the circumferential direction centered on the rotation center line, and the tooth width of the external gear is 1. with respect to the diameter of the eccentric part of the crankshaft. The yaw driving device may be configured to have a size in the range of 0 times to 1.4 times.

(2)本実施形態においては、出力軸が基部キャリアに対して一体に設けられることで固定されているヨー駆動装置を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、出力軸が基部キャリアとは別部材として設けられて基部キャリアに対して固定されているヨー駆動装置であってもよい。 (2) In the present embodiment, the yaw driving device fixed by the output shaft being provided integrally with the base carrier has been described as an example. However, this need not be the case, and the output shaft may be the base carrier. And a yaw drive device provided as a separate member and fixed to the base carrier.

(3)本実施形態においては、支柱が基部キャリアに対して別部材として設けられて固定されているヨー駆動装置を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、支柱が基部キャリアに対して一体に形成されることで固定されているヨー駆動装置であってもよい。 (3) In the present embodiment, the yaw driving device in which the support column is provided and fixed as a separate member with respect to the base carrier has been described as an example. It may be a yaw driving device that is fixed by being integrally formed.

(4)本実施形態においては、2つの構成要素が重ねられた外歯歯車を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、3つ以上の構成要素が重ねられた外歯歯車であってもよい。この場合、クランク軸やガイドクランク軸においても外歯歯車の構成要素の数に対応して偏心部を設ける構成とし、実施することができる。 (4) In the present embodiment, the external gear on which two components are stacked has been described as an example. However, this need not be the case, and the external gear may be a stack of three or more components. May be. In this case, the crankshaft and the guide crankshaft can be implemented by providing an eccentric portion corresponding to the number of components of the external gear.

(5)本実施形態においては、ガイドクランク軸及び支柱が4つ設けられるヨー駆動装置を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、ガイドクランク軸及び支柱が3つ又は5つ以上設けられるヨー駆動装置であってもよい。 (5) In the present embodiment, the yaw driving device in which four guide crankshafts and four columns are provided has been described as an example, but this need not be the case, and three or five or more guide crankshafts and columns are provided. It may be a yaw drive device.

本発明は、風向きに応じて風車のナセルを旋回させるための駆動装置である風車用ヨー駆動装置として、広く適用することができるものである。   The present invention can be widely applied as a yaw driving device for a windmill that is a driving device for turning a nacelle of a windmill according to the wind direction.

本発明の一実施の形態に係る風車用ヨー駆動装置が適用される風車の概略を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the outline of the windmill to which the yaw drive device for windmills which concerns on one embodiment of this invention is applied. 図1に示す風車のナセル内の一部を上方から見た状態を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the state which looked at the part in the nacelle of the windmill shown in FIG. 1 from upper direction. 図1に示す風車用ヨー駆動装置の断面図である。It is sectional drawing of the yaw drive device for windmills shown in FIG. 図3に示す風車用ヨー駆動装置における遊星歯車機構及びその近傍を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the planetary gear mechanism and its vicinity in the yaw drive device for windmills shown in FIG. 図3に示す風車用ヨー駆動装置における偏心型減速機及びその近傍を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the eccentric type reduction gear in the yaw drive device for windmills shown in FIG. 3, and its vicinity. 図5と同じ断面を示す断面図であって、クランク軸、ガイドクランク軸、及び外歯歯車の関係について説明する図である。It is sectional drawing which shows the same cross section as FIG. 5, Comprising: It is a figure explaining the relationship between a crankshaft, a guide crankshaft, and an external gear.

符号の説明Explanation of symbols

1 風車用ヨー駆動装置
11 ケース
14 出力軸
22 ピン内歯
23 クランク軸
23a、23b クランク軸の偏心部
25 基部キャリア
26 端部キャリア
27 支柱
28 外歯歯車
30 クランク用孔
31 外歯
100 風車
101 タワー
101a 歯車
102 ナセル
112 ピニオン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Windmill yaw drive 11 Case 14 Output shaft 22 Pin internal tooth 23 Crankshaft 23a, 23b Crankshaft eccentric part 25 Base carrier 26 End carrier 27 Strut 28 External gear 30 Crank hole 31 External tooth 100 Windmill 101 Tower 101a gear 102 nacelle 112 pinion

Claims (2)

風車のナセル内に少なくとも一部が配置されたケースと、
前記ケースの内周に配置され、ピン状の部材として形成された複数のピン内歯と、
前記ケースに収納されるとともに、前記ピン内歯に噛み合う外歯が外周に設けられた外歯歯車と、
前記外歯歯車に形成されたクランク用孔を貫通し、回転することで前記外歯歯車を偏心させて回転させるクランク軸と、
前記クランク軸の一端側を回転自在に保持する基部キャリアと、
前記クランク軸の他端側を回転自在に保持する端部キャリアと、
前記基部キャリアに固定され、前記基部キャリアと前記端部キャリアとを連結する支柱と、
前記基部キャリアに固定され、風車のタワーに固定された歯車に噛み合うピニオンが取り付けられる出力軸と、
を備え、風車のナセルを旋回させる風車用ヨー駆動装置であって、
前記クランク軸においてその回転中心線に対して偏心する円形断面を有するように形成された偏心部の直径の寸法に対して、前記外歯歯車の歯幅の寸法が、1.0倍以上で1.4倍以下の範囲の寸法であることを特徴とする、風車用ヨー駆動装置。
A case in which at least a part is arranged in the nacelle of the windmill,
A plurality of pin internal teeth disposed on the inner periphery of the case and formed as a pin-shaped member;
An external gear that is housed in the case and has external teeth that engage with the pin internal teeth on the outer periphery; and
A crankshaft that passes through a hole for a crank formed in the external gear and rotates the external gear eccentrically by rotating;
A base carrier for rotatably holding one end side of the crankshaft;
An end carrier for rotatably holding the other end of the crankshaft;
A post fixed to the base carrier and connecting the base carrier and the end carrier;
An output shaft to which a pinion fixed to the base carrier and engaged with a gear fixed to a wind turbine tower is attached;
A windmill yaw drive device for turning the nacelle of the windmill,
With respect to the dimension of the diameter of the eccentric portion formed so as to have a circular cross section that is eccentric with respect to the rotation center line in the crankshaft, the dimension of the tooth width of the external gear is 1.0 or more and 1 A yaw driving device for a windmill characterized by having a size in a range of 4 times or less.
請求項1に記載の風車用ヨー駆動装置であって、
当該ヨー駆動装置の回転中心線上に配置された前記クランク軸の周囲に配置されて、前記外歯歯車に形成されたガイドクランク用孔を貫通し、前記外歯歯車の回転力を前記基部キャリア及び前記端部キャリアを介して前記出力軸に伝達するガイドクランク軸と、
前記ガイドクランク軸を前記基部キャリア及び前記端部キャリアに対してそれぞれ回転自在に保持するガイドクランク用軸受と、
を更に備え、
前記ガイドクランク用軸受において軸受転動部材の中心点を結ぶ円の直径であるピッチ円直径の寸法が、前記クランク軸の偏心部の直径の寸法に対して、0.5倍以上で0.9倍以下の範囲の寸法であることを特徴とする、風車用ヨー駆動装置。
It is a yaw drive device for windmills of Claim 1, Comprising:
It is arranged around the crankshaft arranged on the rotation center line of the yaw driving device, passes through a guide crank hole formed in the external gear, and the rotational force of the external gear is transferred to the base carrier and A guide crankshaft that transmits to the output shaft via the end carrier;
A guide crank bearing for rotatably holding the guide crankshaft with respect to the base carrier and the end carrier;
Further comprising
In the guide crank bearing, the pitch circle diameter, which is the diameter of a circle connecting the center points of the bearing rolling members, is 0.5 times 0.9 times the diameter of the eccentric portion of the crankshaft. A yaw drive device for wind turbines, characterized in that the dimensions are in the range of twice or less.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101839308A (en) * 2009-03-16 2010-09-22 住友重机械工业株式会社 Reduction gear for natural energy recovery system
JP2014159814A (en) * 2014-05-30 2014-09-04 Sumitomo Heavy Ind Ltd Power transmission device of wind power generation equipment
EP2532887A3 (en) * 2011-06-06 2017-01-18 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Power transmission device of wind power generation equipment

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