JP2010019202A - ナセル旋回機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ナセル内の機器の小型化を図るとともに、ヨー駆動装置の出力トルク及び駆動効率の向上を図る。
【解決手段】ナセル旋回機構１は、ナセル２、風車１０１のタワー１０２に固定されるリングギア３、出力軸１４がリングギア３に噛み合うヨー駆動装置４、ヨー駆動装置４に駆動力を伝達するとともに入力回転数を制御する電動機５を備える。ヨー駆動装置４は、ケース１１、内歯２２、外歯歯車２８、ヨー駆動装置４の回転中心線Ｐと平行に配置されたクランク軸２３、クランク軸２３を回転自在に保持するクランク軸軸受（３４、３５）、及びクランク軸軸受（３４、３５）を介してクランク軸２３を保持するキャリア（２５、２６）を備える。電動機５は、出力軸１４の回転速度の大きさが０．１ｒｐｍ以上で１．０ｒｐｍ以下となるように、ヨー駆動装置４の出力を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、風車のタワーにおいてナセルを旋回させるナセル旋回機構に関する。

従来より、風力発電装置として用いられる風車として、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。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、ヨー（Ｙａｗ）駆動装置を駆動することで風向きに応じてナセルを旋回させるナセル旋回機構が設けられている。特許文献１では、ナセルに加え、風車のタワーの上部に固定されたリングギア、リングギアに噛み合う出力軸としてのピニオンを備えるヨー駆動装置、及びヨー駆動装置に駆動力を伝達する電動機を備えるナセル旋回装置が開示されている。

上述した風車においては、ナセル内のスペースが限られることから、ナセル内の機器の小型化が求められ、電動機やヨー駆動装置の小型化が求められる。一方、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。これに対し、出力トルクの向上と小型化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に開示されている偏心型減速機が知られている。特許文献２に開示された偏心型減速機は、その回転中心線上に、偏心体（１１４）が設けられた入力軸（１１２）として形成されたクランク軸が配置されている。そして、この偏心型減速機は、クランク軸を回転自在に保持するキャリアである第１支持フランジ（１５０）に内ピン（１４０）が一体的に備えられ、クランク軸の回転に伴い偏心回転する外歯歯車（１１６）における内ピン孔（１３０）と内ピン（１４０）との間に配置された内ローラ（１４２）を介して動力伝達が行われるように構成されている。

特開２００１−２８９１４９号公報（第４頁、第１図） 特開２００６−６４１２８号公報（第３−４頁、第１図）

特許文献１に開示されたナセル旋回機構に特許文献２に開示された偏心型減速機をヨー駆動装置として用いることで、ヨー駆動装置の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。しかしながら、特許文献２に開示の偏心型減速機は、キャリアに設けられた内ピンと外歯歯車との間で摺動部材である内ローラを介して動力伝達が行われる構成であるため、駆動効率（駆動エネルギーの伝達効率）の低下を招いてしまい、電動機も大型化してしまうことになる。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、ナセル内の機器の小型化を図るとともに、ヨー駆動装置の出力トルク及び駆動効率の向上を図ることができる、ナセル旋回機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための第１発明に係るナセル旋回機構は、風車のタワーに対して回転自在に配置されるナセルと、風車のタワーに固定されるリングギアと、前記ナセルに固定され、出力軸が前記リングギアと噛み合い、風車のタワーに対して前記ナセルを旋回させるヨー駆動装置と、前記ヨー駆動装置の入力軸に駆動力を伝達するとともに入力回転数を制御する電動機と、を備え、前記ヨー駆動装置は、ケースと、前記ケースの内周に配置された内歯と、前記内歯に噛み合う外歯が設けられた外歯歯車と、当該ヨー駆動装置の回転中心線と平行に配置されるとともに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及び他端側をそれぞれ回転自在に保持するクランク軸軸受と、前記クランク軸軸受を介して前記クランク軸を保持するとともに前記出力軸が固定されたキャリアと、を有し、前記電動機は、入力回転数を制御することで、前記出力軸の回転速度の大きさが０．１ｒｐｍ以上で１．０ｒｐｍ以下となるように、前記ヨー駆動装置の出力を制御することを特徴とする。

この発明によると、リングギアと出力軸で噛み合うヨー駆動装置が電動機によって駆動され、ナセルが旋回する。そして、ヨー駆動装置は、クランク軸の回転に伴って外歯歯車が内歯と噛み合いながら偏心して回転し、クランク軸を保持するキャリアとともに出力軸が回転する偏心型減速機として構成されている。このため、大きい減速比を確保して出力トルクの向上及び小型化を図ることができる。また、この発明においては、キャリアへの動力伝達が、特許文献２に開示された内ローラのような摺動部材を介したものとは異なり、ヨー駆動装置の回転中心線と平行に設けられたクランク軸の一端側及び他端側を回転自在に保持するクランク軸軸受を介して行われる。このため、駆動効率（駆動エネルギーの伝達効率）の低下を抑制できる。特に、出力軸の回転速度の大きさに関し、境界潤滑領域のため摩擦抵抗の大きい０．１ｒｐｍ以上１．０ｒｐｍ以下において駆動効率を向上させることができる。これにより、電動機の小型化を図ることができる。尚、出力軸の回転速度の大きさについて本願発明者が検証した結果、０．１ｒｐｍ未満では固体潤滑領域に近づくために駆動効率が急速に悪化することが確認できた。また、１．０ｒｐｍを越えると、回転速度上昇に伴う制動時のエネルギーロスが大きくなる一方で、駆動効率の向上効果が急速に収束することが確認できた。従って、本発明によると、ナセル旋回機構において、ナセル内の機器の小型化を図るとともに、ヨー駆動装置の出力トルク及び駆動効率の向上を図ることができる。

本発明によると、ナセル旋回機構において、ナセル内の機器の小型化を図るとともに、ヨー駆動装置の出力トルク及び駆動効率の向上を図ることができる。

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、本発明の実施形態は、風車のタワーにおいてナセルを旋回させるナセル旋回機構として広く適用することができるものである。

図１は、本発明の一実施の形態に係るナセル旋回機構１及びそのナセル旋回機構１が適用される風車１０１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１０１は、タワー１０２、ブレード１０３、ナセル旋回機構１等を備えている。タワー１０２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１０２の上部には均等角度に放射状に延びる複数枚（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たナセル旋回機構１が配置されている。そして、ナセル旋回機構１は、ナセル２、リングギア３、ヨー駆動装置４、電動機５等を備えて構成されている。

ナセル２は、タワー１０２に対して回転自在に配置され、後述するヨー駆動装置４により略水平面内で旋回するように設置されている。ナセル２の内部には、動力伝達軸６１、増速機６２、ブレーキ装置６３、発電機６４、変圧器６５、ヨー駆動装置４、電動機５等が配置されている。動力伝達軸６１はハブを介してブレード１０３に連結され、ブレード１０３が風力により回転することで、動力伝達軸６１も回転する。そして、動力伝達軸６１の回転駆動力が増速機６２でその回転速度が増速されるとともにブレーキ装置６３で適宜調整されて発電機６４へと入力される。これにより、発電機６４において発電が行われ、その発電された電力が、変圧器６５を経て、さらにタワー１０１内及び地中を通過するように敷設されたケーブルを経て地上の変電設備等に送電されることになる。

図２は、ナセル２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。図２では、ナセル２内におけるリングギア３及びヨー駆動装置４以外の要素を省略している。図１及び図２に示すリングギア３は、タワー１０２の上部に固定され、後述するヨー駆動装置４の出力軸１４に設けられたピニオン１４ａに噛み合う歯が内周に設けられている。尚、リングギア３の歯は、内周に限らず、外周に設けることもできる。

図３は、電動機５の正面図及びヨー駆動装置４の断面図を示したものである。図１及び図３に示す電動機５は、ヨー駆動装置４に取り付けられ、その出力軸５ａがヨー駆動装置４の入力軸６０にキー結合により連結され、この入力軸６０に駆動力を伝達するように設けられている。そして、電動機５は、所定の回転数（所定の回転速度）で回転することで、ヨー駆動装置４の入力回転数を制御するように（ヨー駆動装置４の入力軸６０の回転速度を制御するように）構成されている。また、図１乃至図３に示すヨー駆動装置４は、ケース１１、ピン内歯２２、前段減速部１２、後段減速部１３、出力軸１４等を備え、偏心型減速機として構成されている。そして、ヨー駆動装置４は、ナセル２内にてリングギア３の内周に沿って配置されるように複数設けられており（本実施形態では４つ）、ケース１１においてナセル２に対してボルト（図示せず）を介して固定されている。

また、ヨー駆動装置４は、図３に示すように、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にピニオン１４ａが設けられ、上側に配置された他端側においてケース１１に対して電動機５が取り付けられる。そして、ヨー駆動装置４においては、上側に配置された電動機５から入力された回転力をケース１１内に配置された前段減速部１２及び後段減速部１３を介して減速して伝達して出力軸１４のピニオン１４ａに出力する。出力軸１４は、ピニオン１４ａにてリングギア３の内周の歯と噛み合うように配置されている（図２参照）。そして、電動機５からの駆動力によってヨー駆動装置４が作動して出力軸１４が回転することで、ヨー駆動装置４がリングギア３の内周に沿って移動するとともに、タワー１０２に対してナセル２が旋回することになる。尚、以下の説明においては、ヨー駆動装置４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、電動機５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。

図３に示すように、ヨー駆動装置４のケース１１は、筒状の第１ケース部１１ａと第１ケース部１１ａの他端側に配置される第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。ケース１１の内部には、前段減速部１２、後段減速部１３などが収納され、前段減速部１２、後段減速部１３、及び出力軸１４は、ヨー駆動装置４の回転中心線Ｐ（図１において一点鎖線で図示）の方向である軸方向に沿って直列に配置されている。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）には前述のように電動機５が固定されている。

図４は、図３における後段減速部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４に示すように、ピン内歯（本実施形態における内歯）２２は、複数設けられており、第１ケース部１１ａの内周に形成されたピン溝に取り付けられることで、ケース１１の内周に配置されている。ピン内歯２２（図３及び図４では断面でなく外形を図示）は、ピン状の部材（丸棒状の部材）として形成され、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の内周において周方向に沿って等間隔で配列され、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。

図３に示すように、前段減速部１２は、電動機５からの回転駆動力が伝達される１段の遊星歯車機構として構成され、太陽歯車１５、キャリア１６、プラネタリギア１７、内歯歯車１８、入力軸６０等を備えて構成されている。入力軸６０は、その他端側において、電動機５の出力軸５ａに結合されており、その一端側の外周には、歯車が形成されている。プラネタリギア１７は、入力軸６０の周囲に複数個（本実施形態では３個）配置されて入力軸６０の一端側の歯車と噛み合い、入力軸６０に対してヨー駆動装置４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。キャリア１６は、入力軸６０を中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数のプラネタリギア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。内歯歯車１８は、内周に歯が形成されてプラネタリギア１７が噛み合うリング状の歯車として設けられ、第２ケース部１１ｂに固定されている。太陽歯車１５は、図３及び図４に示すように、軸状の歯車部材として設けられ、回転中心線Ｐ上に配置されている。太陽歯車１５は、その一端側には後述するスパーギア４９に噛み合う歯車部分１５ａが形成され、その他端側にはキャリア１６の内周部分に対して連結されるスプラインが形成されている。

図３及び図４に示すように、後段減速部１３は、スパーギア４９、クランク軸２３、基部キャリア２５、端部キャリア２６、支柱２７、外歯歯車２８、クランク軸軸受（３４、３５）等を備えて構成されている。

図３及び図４に示すように、スパーギア４９は、太陽歯車１５の歯車部分１５ａと噛み合うように太陽歯車１５の周囲に複数個（本実施形態では３個）配置されており、太陽歯車１５に対してヨー駆動装置４の径方向に位置している。スパーギア４９は、中央部分に貫通孔が形成され、この貫通孔においてクランク軸２３の他端側に対してスプライン結合により固定されている。

クランク軸２３は、図３及び図４に示すように、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複数（本実施形態では３つ）配置されており、その軸方向（回転中心線Ｑの方向）が回転中心線Ｐと平行になるように配置されている。各クランク軸２３（図３及び図４では、断面でなく外形を図示）は、後述する外歯歯車２８に形成されたクランク用孔３０をそれぞれ貫通するように配置され、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。そして、クランク軸２３は、自らの回転（自転）に伴う外歯歯車２８の回転とともに、公転動作を行うことになる。また、クランク軸２３には、第１偏心部２３ａ、第２偏心部２３ｂ、第１軸部２３ｃ、及び第２軸部２３ｄが形成され、一端側から、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。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、それぞれの中心位置がクランク軸２３の回転中心線Ｑに対して偏心するように設けられている。また、第１偏心部２３ａ及び第２偏心部２３ｂは外歯歯車２８のクランク用孔３０に配置されている。

クランク軸軸受（３４、３５）は、クランク軸２３の一端側及び他端側をそれぞれ回転自在に保持するころ軸受として構成されている。そして、クランク軸軸受３４は、クランク軸２３の一端側に設けられた第１軸部２３ｃを基部キャリア２５に対して回転自在に保持している。一方、クランク軸軸受３５は、クランク軸２３の他端側に設けられた第２軸部２３ｄを端部キャリア２６に対して回転自在に保持している。尚、第２軸部２３ｄには、クランク軸軸受３５から他端側に突出する端部に、スパーギア４９が固定されている。

外歯歯車２８は、図３及び図４に示すように、平行に配置された状態でケース１１内に収納される第１外歯歯車２８ａと第２外歯歯車２８ｂとで構成されている。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、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。外歯歯車２８（２８ａ、２８ｂ）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の周方向に沿って均等角度の位置に複数（本実施形態では３つ）配置されている。支柱貫通孔４８は、支柱２７の断面形状に対応した孔として形成され、支柱２７に対応して外歯歯車２８の周方向に沿った均等角度の位置に複数（本実施形態では３つ）配置されている。また、支柱貫通孔４８は、外歯歯車２８の周方向において、クランク用孔３０と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。

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。本実施形態では、第１外歯歯車２８ａ及び第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（２８ａ、２８ｂ）が偏心して揺動回転するように構成されている。尚、外歯３１とピン内歯２２との歯数差は、複数個であってもよい。

また、外歯歯車２８は、クランク用孔３０において外歯用軸受（５３、５４）を介してクランク軸２３を回転自在に保持している。外歯用軸受５３は第１偏心部２３ａを第１外歯歯車２８ａに対して、外歯用軸受５４は第２偏心部２３ｂを第２外歯歯車２８ｂに対して、それぞれ回転自在に保持している。そして、外歯用軸受（５３、５４）は、ニードルころ部材又は円柱ころ部材として構成される複数のころ部材（５３ａ、５４ａ）をそれぞれ備えて構成されている。

基部キャリア２５及び端部キャリア２６は、クランク軸軸受（３４、３５）を介してクランク軸２３を保持するとともに出力軸１４が固定された、本実施形態におけるキャリアを構成している。図３及び図４に示す基部キャリア２５は、その一端側において出力軸１４が一体に形成されてケース１１内に配置されている（出力軸１４は一体に形成されることで基部キャリア２５に固定されている）。基部キャリア２５は、その他端側にクランク保持穴５０が形成され、このクランク保持穴５０によって各クランク軸２３の一端側をその第１軸部２３ｃにてクランク軸軸受３４を介して回転自在に保持している。クランク保持穴５０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ている。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。基部キャリア２５に対しては、そ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た位置決め部材４４が固定されている。そして、ころ軸受３６は、その一端側が位置決め部材４４に係合して位置決めされ、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る。

端部キャリア２６は、図３及び図４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、円板状の部材として設けられている。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の第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２６ａに係合した状態で配置されている。また、端部キャリア２６には、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クランク軸２３の他端側の第２軸部２３ｄが配置されるクランク貫通孔４３が形成されている。このクランク貫通孔４３において、クランク軸２３の他端側がその第２軸部２３ｄにてクランク軸軸受３５を介して回転自在に保持されている。

支柱２７は、図３及び図４に示すように、基部キャリア２５と端部キャリア２６との間に配置され、基部キャリア２５と端部キャリア２６とを連結する柱状部分として設けられている。支柱２７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複数（本実施形態では３つ）配置され、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とクランク軸２３とは、回転中心線Ｐを中心とした周方向に沿って交互に配置されている。各支柱２７は、基部キャリア２５に一体に形成され、基部キャリア２５の他端側において突出するように設けられている。そして、支柱２７には、端部キャリア２６の他端側に開口して支柱２７へと延び、丸棒状（円柱状）の支柱ピン４０が圧入される支柱ピン穴５１が形成されている。支柱ピン４０が支柱ピン穴５１に圧入されることで、基部キャリア２５及び端部キャリア２６の周方向の位置が合わされる。

また、支柱２７には、端部キャリア２６の他端側に開口して基部キャリア２５まで延び、図中破線で示す支柱ボルト２９が挿入される支柱ボルト穴４７が形成されている。支柱ボルト穴４７の奥側には、雌ネジ部分が形成されている。支柱ボルト２９は、雄ネジ部分として形成されたネジ部が一端側に設けられ、締め付け用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は、そのネジ部が支柱ボルト穴４７の雌ネジ部分と螺合することで、端部キャリア２６と基部キャリア２５とを支柱２７を介して結合するように構成されている。尚、支柱ボルト２９での結合によって基部キャリア２５と端部キャリア２６とが連結されると、その際に生じる締め付け力により、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を挟持する（挟むように保持する）。この挟持により、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ことになる。

次に、上述したナセル旋回機構１の作動について説明する。電動機５の運転が開始されると、出力軸５ａに連結された入力軸６０が回転し、入力軸６０に噛み合うプラネタリギア１７が内歯歯車１８と噛み合いながら回転して公転し、これにより、キャリア１６が回転し、キャリア１６に連結された太陽歯車１５が回転する。太陽歯車１５が回転すると、太陽歯車１５に噛み合う各スパーギア４９とともに各クランク軸２３が回転し、第１及び第２偏心部（２３ａ、２３ｂ）も回転する。この回転に伴って、第１及び第２偏心部（２３ａ、２３ｂ）から外歯歯車２８（２８ａ、２８ｂ）に対して荷重が作用し、外歯歯車２８（２８ａ、２８ｂ）がピン内歯２２と噛み合いをずらしながら揺動するように偏心して回転する。そして、外歯歯車２８の偏心回転に伴って、外歯用軸受（５３、５４）で外歯歯車２８に対して回転保持されたクランク軸２３が自転しながら回転中心線Ｐを中心として公転動作を行う。そして、クランク軸２３の公転動作により、支柱２７で連結され、クランク軸２３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１４ａから出力されることになる。そして、ヨー駆動装置４の出力は、電動機５が所定の回転速度で回転してヨー駆動装置４の入力回転数を制御（ヨー駆動装置４の入力軸６０の回転速度を制御）することで、この電動機５により、出力軸１４の回転速度の大きさが０．１ｒｐｍ以上で１．０ｒｐｍ以下の範囲となるように制御される。

以上説明したナセル旋回機構１によると、ヨー駆動装置４は、偏心型減速機として構成されているため、大きい減速比を確保して出力トルクの向上及び小型化を図ることができる。また、ヨー駆動装置４においては、キャリア（２５、２６）への動力伝達が、特許文献２に開示された内ローラのような摺動部材を介したものとは異なり、回転中心線Ｐと平行に設けられたクランク軸２３の一端側及び他端側を回転自在に保持するクランク軸軸受（５３、５４）を介して行われる。このため、駆動効率の低下を抑制できる。そして、電動機５により、出力軸１４の回転速度の大きさが０．１ｒｐｍ以上で１．０ｒｐｍ以下に制御されるため、摩擦抵抗の大きな固定潤滑領域を避けた潤滑状態での運転が可能になり、さらに駆動効率を向上させることができる。これにより、電動機５の小型化を図ることができる。また、出力軸１４の回転速度の大きさが０．１ｒｐｍ未満の固定潤滑領域において駆動効率が悪化してしまうことを抑制できる。さらに、出力軸１４の回転速度の大きさが１．０ｒｐｍ以下であるため、回転速度上昇に伴う制動時のエネルギーロスの増大を抑制できるとともに、駆動効率の向上効果も十分に享受することができる。従って、本実施形態によると、ナセル旋回機構１において、ナセル２内の機器の小型化を図るとともに、ヨー駆動装置４の出力トルク及び駆動効率の向上を図ることができる。さらに、前段減速部１２の減速比を１／６乃至１／１０、後段減速部１３の減速比を１／５０乃至１／１４０とすることで、クランク軸の回転数を５ｒｐｍ以上１４０ｒｐｍ以下とし、駆動効率をさらに向上させることができる。

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、出力軸については、キャリアと一体でなくキャリアとは別部材として設けられてもよい。また、基部キャリアと端部キャリアとを連結する支柱は、基部キャリアに一体に形成されていなくてもよく、キャリアとは別部材として形成されていてもよい。また、クランク軸及び支柱の数は、２つ以下又は４つ以上であってもよい。また、クランク軸の偏心部の個数や外歯歯車の枚数については、２つでなくてもよい。

本発明は、風車のタワーにおいてナセルを旋回させるナセル旋回機構として、広く適用することができるものである。

本発明の一実施の形態に係るナセル旋回機構及び風車の模式図である。 図１に示すナセル旋回機構のナセル内の一部を模式的に示す平面図である。 図１に示す電動機の正面図及びヨー駆動装置の断面図である。 図３に示すヨー駆動装置の一部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ ナセル旋回機構
２ ナセル
３ リングギア
４ ヨー駆動装置
５ 電動機
１１ ケース
１４ 出力軸
２２ ピン内歯（内歯）
２３ クランク軸
２５、２６ 基部キャリア
２８、２８ａ、２８ｂ 外歯歯車
３４、３５ クランク軸軸受

Claims (1)

1. 風車のタワーに対して回転自在に配置されるナセルと、
   風車のタワーに固定されるリングギアと、
   前記ナセルに固定され、出力軸が前記リングギアと噛み合い、風車のタワーに対して前記ナセルを旋回させるヨー駆動装置と、
   前記ヨー駆動装置の入力軸に駆動力を伝達するとともに入力回転数を制御する電動機と、
   を備え、
   前記ヨー駆動装置は、ケースと、前記ケースの内周に配置された内歯と、前記内歯に噛み合う外歯が設けられた外歯歯車と、当該ヨー駆動装置の回転中心線と平行に配置されるとともに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及び他端側をそれぞれ回転自在に保持するクランク軸軸受と、前記クランク軸軸受を介して前記クランク軸を保持するとともに前記出力軸が固定されたキャリアと、を有し、
   前記電動機は、入力回転数を制御することで、前記出力軸の回転速度の大きさが０．１ｒｐｍ以上で１．０ｒｐｍ以下となるように、前記ヨー駆動装置の出力を制御することを特徴とする、ナセル旋回機構。

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