JP2011163324A

JP2011163324A - 回転位置調整機構および回転位置調整方法

Info

Publication number: JP2011163324A
Application number: JP2010030458A
Authority: JP
Inventors: Hyogo Yoshida; 兵吾吉田; Tatsu Kobayashi; 竜小林; Hideo Asano; 日出男浅野; Yasuyuki Kimura; 泰之木村
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2010-02-15
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2030-02-15
Also published as: JP4953395B2

Abstract

【課題】二つの部材間の回転角度位置を円滑に調整することを可能にする。
【解決手段】少なくとも一方が回転可能な第１部材（ブレーキ用固定リング１）および第２部材（ローターハブ２）と、第１部材と第２部材との間に介在し、その伸縮によって第１部材及び第２部材間の相対的な回転角度位置を変更可能な油圧シリンダ４と、油圧シリンダ４と第１部材および第２部材とをそれぞれ連結するとともに、第１部材と第２部材の少なくとも一方で油圧シリンダとの連結の解除が可能な連結部（ハブ側ジャッキブラケット５、ブレーキ側ジャッキブラケット１０）とを備えるので、油圧シリンダと第１部材または第２部材とを連結し、その後、油圧シリンダに油圧を付与することで、第１部材及び第２部材間の回転角度位置を相対的に変更することができ、これを繰り返すことでより大きな角度での回転調整を行うこともできる。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば同軸に配置された２つの部材の回転位置を調整することが可能な回転位置調整機構および回転位置調整方法に関するものである。

風力発電設備で風力により回転するローターを取り付ける際に、ローターハブのみを風力発電設備に装着し、該ローターハブを回転させつつローターブレードを取り付ける方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法では、ローターハブを回転させて取り付け部が略水平位置にあるようにし、この取り付け部に対し、ローターブレードを略水平な状態でクレーンで吊り上げるなどして前記ローターハブに取り付ける。
なお、ローターハブの回転は、ローターハブが連結された発電機に電力供給することで行うことが可能であり、回転量も通電の制御により行うことが可能となる。

特表２００６−５１５０４３号公報

しかし、山間部等に風力発電設備を設置する場合、電力設備が未整備の場合があり、その場合、ローターハブを自力で回転させることができない。また、風力発電設備に装着したローターハブに新たにローターブレードを取り付ける際には、ローターブレードを略水平にした状態で取り付け作業を行えるようにローターハブの回転位置を正確に制御することが必要である。このため、例えば、外力によってローターハブを回転させる場合にも、ローターハブの回転位置を正確に制御できるものでなければならず、制約が大きいという問題がある。

本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、電力設備などがない状態でも、ローターハブなどを回転軸側に対し、所定量回転させて回転位置の調整を容易に行うことができる回転位置調整機構および回転位置調整方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明の回転位置調整機構のうち、第１の発明は、少なくとも一方が回転可能な第１部材および第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に介在し、その伸縮によって前記第１部材および前記第２部材間の相対的な回転角度位置を変更可能な油圧シリンダと、該油圧シリンダと前記第１部材および前記第２部材とをそれぞれ連結するとともに、前記第１部材と前記第２部材の少なくとも一方で前記油圧シリンダとの連結の解除が可能な連結部と、を備えることを特徴とする。

上記構成により、油圧シリンダと前記第１部材または前記第２部材とを連結し、その後、油圧シリンダに油圧を付与することで、第１部材および第２部材間の回転角度位置を相対的に変更することができる。回転角度位置の調整は、上記機構のみで行ってもよく、また、他の外力で回転位置の調整を行った後、上記機構を用いて回転角度位置の微調整を行うものであってもよい。
上記第１部材および第２部材の構成や用途は特に限定されるものではなく、例えば互いに、同軸に位置しているものが挙げられる。この場合にも、第１部材および第２部材が回転形状を有することが必要とされるものではない。

第２の発明の回転位置調整機構は、前記第１の本発明において、前記第１部材と前記第２部材とが同軸に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、同軸位置にある部材間での相対的な回転角度調整を行うことができる。

第３の発明の回転位置調整機構は、前記第１または第２の本発明において、前記連結の解除が可能な連結部は、連結解除後、前記油圧シリンダの伸縮状態に応じて、前記連結と異なる位置で油圧シリンダと前記第１部材または前記第２部材との連結が可能であることを特徴とする。
これにより、油圧シリンダの動作による回転角度調整を異なる連結位置を利用して再度行うことができる。これを繰り返すことで、油圧シリンダの伸縮可能量以上に上記回転角度位置を調整することができる。

第４の本発明の回転位置調整機構は、前記第１〜第３の本発明のいずれかにおいて、前記第１部材と前記第２部材の一方に固定され、他方にブレーキ力を付与可能なブレーキ機構を備えることを特徴とする。

上記ブレーキ機構は、本発明としては特定の構成に限定されるものではなく、種々の構成を採用することができる。
上記ブレーキ機構におけるブレーキの付与、解除を切り替えることで、ブレーキ解除時に上記回転角度調整を行い、連結を解除する際に、ブレーキを付与して他方の回転を停止させることで、円滑に作業を行うことを可能にする。

第５の本発明の回転位置調整機構は、前記第１〜第４の本発明のいずれかにおいて、前記第１部材と前記第２部材との相対的な回転の阻止および阻止解除が可能なロック機構を備えることを特徴とする。

上記回転角度位置調整をロック機構を解除した状態で行うことで、第１部材または第２部材の回転角度位置を容易に調整することができ、必要に応じて、両者をロック機構によって機械的にロックすることで各種の作業を行うことができる。

第６の本発明の回転位置調整機構は、前記第１〜第５の本発明のいずれかにおいて、前記第１部材と前記第２部材の一方が、固定部であり、他方が回転軸とともに回転するローターハブであることを特徴とする。

第７の本発明の回転位置調整機構は、前記第６の本発明において、前記ローターハブは、風力発電用のローターブレードが取り付けられるものであり、前記固定部が風力発電塔に固定されるものであることを特徴とする。

また、第８の本発明の回転位置調整方法は、少なくとも一方が回転可能な第１部材および第２部材との間に連結された油圧シリンダに油圧を加えて伸縮させ前記第１部材および前記第２部材間の相対的な回転角度位置を変更し、該変更後、該油圧シリンダと前記第１部材および前記第２部材との連結を少なくとも一方で解除するとともに前記油圧シリンダの油圧を開放して油圧シリンダの伸縮を変えることを特徴とする。
なお、回転角度調整を行う際に、油圧シリンダを伸長させるものでもよく、また油圧シリンダを縮めるものであってもよい。

第９の本発明の回転位置調整方法は、前記第８の本発明において、伸縮を変えた前記油圧シリンダの伸縮状態において連結を解除している油圧シリンダと前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方とを再度連結し、前記油圧シリンダへの油圧付与と、前記連結の解除、前記油圧の開放を繰り返し行って、前記第１部材および前記第２部材間の相対的な回転角度位置の変更を増量させることを特徴とする。

以上、説明したように本発明の回転位置調整機構によれば、少なくとも一方が回転可能な第１部材および第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に介在し、その伸縮によって前記第１部材および前記第２部材間の相対的な回転角度位置を変更可能な油圧シリンダと、該油圧シリンダと前記第１部材および前記第２部材とをそれぞれ連結するとともに、前記第１部材と前記第２部材の少なくとも一方で前記油圧シリンダとの連結の解除が可能な連結部と、を備え、
また、本発明の回転位置調整方法によれば、少なくとも一方が回転可能な第１部材および第２部材との間に連結された油圧シリンダに油圧を加えて伸縮させ前記第１部材および前記第２部材間の相対的な回転角度位置を変更し、該変更後、該油圧シリンダと前記第１部材および前記第２部材との連結を少なくとも一方で解除するとともに前記油圧シリンダの油圧を開放して油圧シリンダの伸縮を変えるので、第１部材と第２部材との間の回転角度位置を電力を必要とすることなく正確かつ容易に変更することができ、微調整も可能となる。

本発明の一実施形態の回転調整機構における一ステップの状態を示す斜視図である。同じく、次のステップの状態を示す斜視図である。同じく、さらに次のステップの状態を示す斜視図である。

以下に、本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
この実施形態では、本発明の第１部材は、風力発電塔（図示しない）に固定されるブレーキ用固定リング（第１部材）１からなり、本発明の第２部材は、ローターブレード（図示しない）が取り付けられる筒形状のローターハブ（第２部材）２からなる。該ローターハブ（第２部材）２は、内周側に向けてディスク部２０を有し、前記ロータハブ２の軸方向内側面に、１６個の回転用ブラケット２１が周方向に沿って取り付けられており、各回転用ブラケット２１の内周部分に、取り付け穴２２が周方向に所定の間隔を置いて多数形成されている。すなわち、第２部材には、複数の連結用の取り付け部が設けられている。なお、本発明としては、第１部材に複数の取り付け部が設けられているものであっても良く、したがって第１部材と第２部材の少なくとも一方に複数の取り付け部を有するものとすることができる。

また、ディスク部２０の内周側であって、軸方向内側（図示後方側）には、前記したブレーキ用固定リング（第１部材）１が位置しており、該ブレーキ用固定リング（第１部材）１の軸芯部に固定用穴部１１が設けられている。該固定用穴部１１を介してブレーキ用固定リング（第１部材）１がナセル（図示しない）に固定される。
また、ローターハブ（第２部材）２は、ナセルに回転可能に支持され、ナセル内の発電機回転軸（図示しない）に増速装置など（図示しない）を介して連結される。

前記ブレーキ用固定リング（第１部材）１の軸方向外側面（図示手前側）に、本発明の連結部に相当する４つのブレーキ側ジャッキブラケット１０…１０が周方向に間隔を置いて固定されている。該ブレーキ側ジャッキブラケット１０…１０には、前記ディスク部２０の軸方向外側に位置するように配置された油圧シリンダ４のシリンダ側が連結されている。該連結においては、連結部分が回転可能になっているのが望ましい。

また、各油圧シリンダ４のロッド４０側には、本発明の連結部に相当するハブ側ジャッキブラケット５が連結されている。この連結においても連結部分が回転可能になっているのが望ましい。ハブ側ジャッキブラケット５の他方側は、前記回転用ブラケット２１の取り付け穴２２にボルト５０によって固定される。該ボルト５０のねじ込み、取り外しによってハブ側ジャッキブラケット５の取り付け、取り外し、すなわち連結および連結の解除が可能になっている。

また、ブレーキ用固定リング（第１部材）１の軸方向外側面には、ブレーキ側ジャッキブラケット１０、１０間に位置するように、本発明のブレーキ機構として５個の油圧ブレーキ６が固定されている。各油圧ブレーキ６は、ローターハブ（第２部材）２のディスク部２０の内周側から径方向外側に伸びて、該ディスク部２０を軸方向両側から挟むように対向配置されたブレーキディスク６０、６０を備えている。前記油圧ブレーキ６への油圧の付与によって前記ブレーキディスク６０、６０が互いに近接してディスク部２０を挟み込むことでローターハブ（第２部材）２にブレーキ力を作用させてローターハブ（第２部材）２の回転を阻止する。油圧を開放してブレーキディスク６０、６０を互いに離反させることでローターハブ（第２部材）２の回転を可能にする。

また、ブレーキ用固定リング（第１部材）１の軸方向外側面には、ロックピンブラケット７０が固定されており、該ロックピンブラケット７０に、軸方向内側に向けた油圧ロックピン７が取り付けられている。該油圧ロックピン７は、前記ローターハブ（第２部材）２のディスク部２０の軸方向外側に位置しており、ディスク部２０に形成した複数のロック穴２５の一つに、図示しないロックピンを軸方向内側に向けて伸長させて差し込むことでローターハブ（第２部材）２の回転を機械的に阻止する。ロックピンを縮めてロック穴２５から抜くことでロックが解除され、ローターハブ（第２部材）２の回転が可能になる。また、ロックピンブラケット７０には、前記取り付け穴２２の配置位置と同軸の位置に補助ロックピン取り付け穴７１が形成されており、補助ロックピン取り付け穴７１から補助ロックピン７２（図３にのみ図示）を軸方向内側に向けて差し込み、さらに取り付け穴２２に差し込むことで、ローターハブ（第２部材）２の回転を阻止することが可能になる。
上記構成により回転位置調整機構が構成されている。

次に、上記回転位置調整機構を用いた回転位置調整方法について説明する。
まず、油圧ブレーキ６に油圧を付与してブレーキディスク６０、６０を作動させ、ローターハブ（第２部材）２にブレーキ力を付与するとともに、油圧ロックピン７に油圧を付与してロックピンをロック穴２５に差し込んでローターハブ（第２部材）２の回転を阻止する。また、補助ロックピン７２を補助ロックピン取り付け穴７１および取り付け穴２２に差し込むことで同様にローターハブ（第２部材）２の回転を阻止する。なお、ロックピン位置にロック穴２５が位置しない場合、補助ロックピン７２のみを用いてローターハブ（第２部材）２の回転を阻止する。

次いで、図１に示すように、油圧シリンダ４の油圧を抜いた状態、すなわち、ロッド４０を縮めた状態で、ブレーキ側ジャッキブラケット１０、ハブ側ジャッキブラケット５を介して油圧シリンダ４をブレーキ用固定リング（第１部材）１、ローターハブ（第２部材）２の間に連結固定する。該固定作業では、ローターハブ（第２部材）２の回転が油圧ブレーキ６、油圧ロックピン７、補助ロックピン７２により阻止されているので、円滑に作業を行うことができる。

その後、油圧ブレーキ６および油圧ロックピン７０の油圧を抜き、さらに補助ロックピン７２を取り付け穴２２および補助ロックピン取り付け穴７１から抜いてブレーキおよびロックを解除し、ローターハブ（第２部材）２をブレーキ用固定リング（第１部材）１に対し、相対的に回転できる状態にする。
その後、図２に示すように、油圧シリンダ４に油圧を付与することでロッド４０を伸長させる。この伸長に従って、ローターハブ（第２部材）２がブレーキ用固定リング（第１部材）１に対し相対的に回転する。例えば、ロッド４０の伸長量に基づいてローターハブ（第２部材）２をブレーキ用固定リング（第１部材）１に対し、１０度回転させる。

次いで、油圧ブレーキ６に油圧を付与してブレーキディスク６０、６０を作動させて、ローターハブ（第２部材）２にブレーキ力を付与するとともに、油圧ロックピン７に油圧を付与してロックピンをロック穴２５に差し込み、さらに補助ロックピン７２を補助ロックピン取り付け穴７１および取り付け穴２２に差し込んで機械的にもローターハブ（第２部材）２の回転を阻止する。また、ロックピン位置にロック穴２５が位置しない場合、補助ロックピン７２のみを用いる。
上記の状態で、図３に示すように、ボルト５０を取り外し、ハブ側ジャッキブラケット５とローターハブ（第２部材）２との連結を解いた後、油圧シリンダ４の油圧を抜いてロッド４０を縮める。回転調整は、上記手順で完了してもよいが、さらに回転調整を行う場合、ロッド４０を縮めた状態で、ハブ側ジャッキブラケット５をボルト５０によってローターハブ（第２部材）２の回転用ブラケット２１に連結する。この連結に際し、ハブ側ジャッキブラケット５の連結位置は、ローターハブ（第２部材）２を回転させる前とは異なった位置になっている。

次いで、油圧ブレーキ６および油圧ロックピン７の油圧を抜き、また、補助ロックピン７２を補助ロックピン取り付け穴７１および取り付け穴２２から抜いて、ブレーキおよびロックを解除し、ローターハブ（第２部材）２がブレーキ用固定リング（第１部材）１に対し、相対的に回転可能な状態にする。
油圧シリンダ４に油圧を付与して、ロッド４０を伸長させることで、上記と同様にローターハブ（第２部材）２をブレーキ用固定リング（第１部材）１に対し、さらに１０度回転させる。また、ロッド４０の伸長量を調整して１０度よりも小さい角度で回転させることも可能である。上記ステップを繰り返すことで、電力を要することなくローターハブ（第２部材）２を１０度毎または任意の角度で正確に回転角度調整することができる。
回転調整を完了した後は、ハブ側ジャッキブラケット５をローターハブ（第２部材）２から取り外すとともに、ブレーキ側ジャッキブラケット１０をブレーキ用固定リング（第１部材）１から取り外して、油圧シリンダ４を上記回転調整機構から取り外すことができる。

以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記説明の内容に限定されるものではなく、当然に、本発明の範囲を逸脱しない限りは適宜の変更が可能である。

１ブレーキ用固定リング（第１部材）
２ローターハブ（第２部材）
４油圧シリンダ
５ハブ側ジャッキブラケット
６油圧ブレーキ
７油圧ロックピン
１０ブレーキ側ジャッキブラケット
２０ディスク部
２１回転用ブラケット
２２取り付け穴
４０ロッド
５０ボルト
７１補助ロックピン取り付け穴
７２補助ロックピン

Claims

少なくとも一方が回転可能な第１部材および第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に介在し、その伸縮によって前記第１部材および前記第２部材間の相対的な回転角度位置を変更可能な油圧シリンダと、該油圧シリンダと前記第１部材および前記第２部材とをそれぞれ連結するとともに、前記第１部材と前記第２部材の少なくとも一方で前記油圧シリンダとの連結の解除が可能な連結部と、を備えることを特徴とする回転位置調整機構。
前記第１部材と前記第２部材とが同軸に配置されていることを特徴とする請求項１記載の回転位置調整機構。
前記連結の解除が可能な連結部は、連結解除後、前記油圧シリンダの伸縮状態に応じて、前記連結と異なる位置で油圧シリンダと前記第１部材または前記第２部材との連結が可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転位置調整機構。
前記第１部材と前記第２部材の一方に固定され、他方にブレーキ力を付与可能なブレーキ機構を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転位置調整機構。
前記第１部材と前記第２部材との相対的な回転の阻止および阻止解除が可能なロック機構を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回転位置調整機構。
前記第１部材と前記第２部材の一方が、固定部であり、他方が回転軸とともに回転するローターハブであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の回転位置調整機構。
前記ローターハブは、風力発電用のローターブレードが取り付けられるものであり、前記固定部が風力発電塔に固定されるものであることを特徴とする請求項６記載の回転位置調整機構。
少なくとも一方が回転可能な第１部材および第２部材との間に連結された油圧シリンダに油圧を加えて伸縮させ前記第１部材および前記第２部材間の相対的な回転角度位置を変更し、該変更後、該油圧シリンダと前記第１部材および前記第２部材との連結を少なくとも一方で解除するとともに前記油圧シリンダの油圧を開放して油圧シリンダの伸縮を変えることを特徴とする回転位置調整方法。
伸縮を変えた前記油圧シリンダの伸縮状態において連結を解除している油圧シリンダと前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方とを再度連結し、前記油圧シリンダへの油圧付与と、前記連結の解除、前記油圧の開放を繰り返し行って、前記第１部材および前記第２部材間の相対的な回転角度位置の変更を増量させることを特徴とする請求項８記載の回転位置調整方法。