JP2016011591A - 風車用回転駆動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】高い耐久性及び高い駆動伝達能力を有する小型の風車用回転駆動機構を提供する。【解決手段】風車用回転駆動機構１は、環状軌道部２と、回転駆動部１１と、複数の揺動部１５とを備えている。環状軌道部２は、ベース側構造体及び回転側構造体の一方に設けられ、軌道壁部３と複数の第１歯部７とを有している。回転駆動部１１は、ベース側構造体及び回転側構造体の他方に対して固定されている。各揺動部１５は、揺動部本体１６ａ及び複数の第２歯部１６ｂを有している。複数の揺動部１５は、回転駆動部１１の回転軸１３が回転することにより互いに所定の位相差を保った状態で揺動することで環状軌道部２に対して相対的に移動する。【選択図】図５

Description

本発明は、ベース側構造体と、該ベース側構造体に対して回転可能な回転側構造体とを備えた風車に用いられ、ベース側構造体に対して回転側構造体を回転させるための風車用回転駆動機構に関する。

従来より、風力発電装置等として用いられる風車として、タワーの上部に回転自在に設置されて内部に発電機等が配置されるナセルと、ナセルに設けられたハブに対して回転自在に設置されたブレードとを備えるものが用いられている。このような風車においては、タワー（ベース側構造体）に対してナセル（回転側構造体）を回転させる回転駆動機構が用いられる。

例えば特許文献１には、ナセルに固定されたヨー駆動装置と、タワーに固定されたリングギヤとを有し、ヨー駆動装置のピニオンがリングギヤに噛み合う回転駆動機構が開示されている。この回転駆動機構では、ヨー駆動装置が駆動すると、ピニオンがリングギヤと噛み合った状態で自転しながら公転するため、ナセル（回転側構造体）がタワー（ベース側構造体）に対して回転する。

特開２０１３−０８３２４７号公報

ところで、上述のような回転駆動機構では、ピニオン及びリングギヤにおいて同時に接触する歯数が少ないため、両者の間の駆動伝達領域において高い応力が発生する。そうなると、回転駆動機構の機体寿命が短くなってしまうだけでなく、当該機構の駆動伝達能力が低くなってしまう。一方、機体寿命を長くしたり駆動伝達能力を高くしようとすると、回転駆動機構を大型化する必要がある。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、高い耐久性及び高い駆動伝達能力を有する小型の風車用回転駆動機構を提供することである。

（１）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る風車用回転駆動機構は、ベース側構造体と、該ベース側構造体に対して回転可能な回転側構造体とを備えた風車に用いられ、前記ベース側構造体に対して前記回転側構造体を回転させるための風車用回転駆動機構であって、前記ベース側構造体及び前記回転側構造体のうちの一方の構造体に形成され、壁面が前記ベース側構造体及び前記回転側構造体のうちの他方の構造体に向かうように設けられた軌道壁部、及び、それぞれの歯幅方向が前記壁面の面内方向に沿って放射状に延びるように設けられた複数の第１歯部、を有する環状軌道部と、回転自在な回転軸を有し、前記他方の構造体に対して固定される回転駆動部と、前記複数の第１歯部の一部に噛み合う噛み合い部、及び該噛み合い部が設けられた揺動部本体、を有する揺動部を複数備え、複数の前記揺動部が前記第１歯部の歯幅方向に沿って配列されるとともに前記回転軸が回転することにより複数の前記揺動部が互いに所定の位相差を保った状態で揺動することで、前記環状軌道部に対して該環状軌道部の円周方向に相対的に移動する揺動ユニットと、を備え、前記噛み合い部は、前記第１歯部と噛み合う第２歯部を複数、有する。

この構成において、環状軌道部がベース側構造体に設けられ、且つ回転駆動部及び揺動ユニットが回転側構造体に設けられている場合（すなわち、ベース側構造体が一方の構造体であり且つ回転側構造体が他方の構造体である場合）、風車用回転駆動機構は、以下のように動作する。具体的には、各揺動部における複数の第２歯部が、複数の第１歯部の一部と噛み合いながら、複数の揺動部が互いに所定の位相差を保った状態で揺動することにより、ベース側構造体に設けられた環状軌道部の円周方向に沿って、複数の揺動部が移動する。これにより、該複数の揺動部が固定されている側の構造体である回転側構造体が、ベース側構造体に対して回転する。

一方、環状軌道部が回転側構造体に設けられ、且つ回転駆動部及び複数の揺動部がベース側構造体に設けられている場合（すなわち、回転側構造体が一方の構造体であり且つベース側構造体が他方の構造体である場合）、風車用回転駆動機構は、以下のように動作する。具体的には、回転駆動部の回転軸が回転して複数の揺動部が互いに所定の位相差を保った状態で揺動することにより、回転側構造体に設けられた環状軌道部が回転する。これにより、回転側構造体が、ベース側構造体に対して回転する。

そして、上述したいずれの構造の場合であっても、複数の第１歯部と複数の第２歯部とが噛み合いながら、回転側構造体がベース側構造体に対して回転する。すなわち、この構成では、回転側構造体の回転時において、揺動ユニットと環状軌道部との間における互いに対する噛み合い歯数を多数にすることができる。これにより、第１歯部と第２歯部との接触部分に作用する応力を低減できるため、回転駆動機構が破損するリスクが低減し、機体強度を高めることができる。また、この構成によれば、上述のように噛み合い歯数を多数にできるため、装置の耐用期間を長くするために装置を大型化する必要がなくなる。

従って、この構成によると、高い耐久性及び高い駆動伝達能力を有する小型の風車用回転駆動機構を提供できる。

（２）好ましくは、前記複数の第１歯部は、前記軌道壁部に対して回転自在に保持され、又は、複数の前記第２歯部は、前記揺動部本体に対して回転自在に保持されている。

この構成によれば、複数の第１歯部と複数の第２歯部とが噛み合っている状態において、一方の歯部の力が他方の歯部に作用したとき、回転自在に保持されている方の歯部が回転する。すなわち、この構成によれば、第１歯部と第２歯部との間の滑りにより摩擦力が低減されるため、第１歯部と第２歯部との接触部分に作用する応力が更に低減する。これにより、回転駆動機構の耐久性、駆動伝達能力を更に向上できる。

（３）更に好ましくは、前記軌道壁部の前記壁面には、該壁面の面内方向に沿って放射状に延びるように形成されるとともに、その延びる方向に垂直な断面形状が円弧状の底部を有する複数の溝部が設けられ、前記複数の第１歯部は、該第１歯部の歯幅方向が前記溝部の延びる方向に沿うように各前記溝部に収容され、それぞれが各前記溝部に対して摺動しながら回転自在な複数の棒状部材、である。

この構成のように、軌道壁部に形成された各溝部に対して回転自在な棒状部材を第１歯部として設けることで、簡素な構成で、軌道壁部に対して第１歯部を容易に回転自在にすることができる。

（４）更に好ましくは、前記第１歯部は、前記溝部に収容された状態における放射方向内側の部分から放射方向外側の部分に向かって拡径する円錐台状に形成され、前記溝部は、前記第１歯部に対応する形状に形成されている。

上述のように、各揺動ユニットにおける複数の揺動部は、放射状に配列された第１歯部の歯幅方向に沿って配列され、それぞれが、該第１歯部の配列方向（円周方向）に沿って相対的に移動する。すなわち、各揺動ユニットにおいて、放射方向外側（径方向外側）に位置する揺動部の方が、放射方向内側（径方向内側）に位置する揺動部よりも、移動距離が長くなる。よって、この構成のように、複数の第１歯部の形状を、上述のような円錐台状にすることで、揺動ユニットを環状軌道部の円周方向に沿ってよりスムーズに移動させせることができる。

（５）好ましくは、前記第２歯部は、軸方向が前記第１歯部の歯幅方向に沿うように前記揺動部本体に対して取り付けられる軸部、を軸心として回転自在なローラである。

この構成によれば、簡素な構成で、揺動部本体に対して第２歯部を容易に回転自在にすることができる。

（６）好ましくは、前記風車用回転駆動機構は、複数の前記揺動ユニットと、それぞれが、複数の前記揺動ユニットのそれぞれに対応して設けられ、各前記揺動ユニットの各前記揺動部を揺動させる複数の前記回転駆動部と、を更に備えている。

この構成によると、複数の揺動ユニットによって回転側構造体を回転させることができるため、回転側構造体の回転時に作用する荷重を、複数の揺動ユニットに分散することができる。これにより、揺動ユニットが破損するリスクを低減できる。

（７）好ましくは、前記風車用回転駆動機構は、前記ベース側構造体としてのタワー、及び前記回転側構造体としてのナセル、に対して用いられる。

この構成によると、風車用回転駆動機構を、タワーに対してナセルを回転させるためのヨー駆動装置として利用することができる。

本発明によると、高い耐久性及び高い駆動伝達能力を有する小型の風車用回転駆動機構を提供できる。

本発明の実施形態に係る風車用駆動装置が適用される風車を示す斜視図である。 図１に示す風車において、タワーに対して回転自在にナセルが設置された部分である可動部分を拡大して示す断面図であって、当該可動部分内における風車用回転駆動機構の配置状態を示す図である。 図２の矢印III方向から見た矢視図であって、ナセル等を省略して示す図であり、可動部分内における風車用回転駆動機構の配置状態を、図２とは異なる方向から見た図である。 図４（Ａ）は、図３のIVA部の拡大図であって、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のIVB-IVB線における断面図である。 駆動ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。 図５をVI方向から視た矢視図であって、回転軸及び第１偏心部のみを示す図である。 揺動部の形状を模式的に示す平面図である。 変形例に係る風車用回転駆動機構の駆動ユニット（電動モータを除く）を模式的に示す図である。 変形例に係る風車用回転駆動機構について説明するための図であって、図２に対応させて示す図である。 変形例に係る風車用回転駆動機構の駆動ユニット（電動モータを除く）を模式的に示す図である。

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。

図１は、本発明の実施形態に係る風車用回転駆動機構１が適用される風車１０１を示す斜視図である。図１に示すように、風車１０１は、タワー１０２、ナセル１０３、主軸部であるハブ１０４、ブレード１０５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、ナセル１０３は、タワー１０２の上部に対して回転自在に設置されている。また、ナセル１０３は、後述する風車用回転駆動機構１によって水平面内で回転（旋回）するように設置され、その内部には、図示しない動力伝達軸や発電機等が配置されている。ハブ１０４は、上記の動力伝達軸に連結され、ナセル１０３に対して回転可能に設けられている。そして、ブレード１０５は、複数枚（本実施形態では、３枚）設けられ、ハブ１０４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。尚、ブレード１０５は、ハブ１０４に設置されている軸部において、その軸心を中心としてハブ１０４に対して回転自在に設置されている。そして、ブレード１０５は、図示しないピッチ駆動装置によって回転駆動されることで、そのピッチ角の変更が行われるように構成されている。

図２は、タワー１０２に対して回転自在にナセル１０３が設置された部分である風車１０１の可動部分を拡大して示す断面図である。また、図３は、図２の矢印III方向から見た矢視図であって、ナセル１０３等を省略して示す図であり、可動部分内における風車用回転駆動機構１の配置状態を、図２とは異なる方向から見た図である。

ナセル１０３とタワー１０２との間には、軸受１０６が設けられている。軸受１０６は、外輪部１０６ａ、内輪部１０６ｂ、及び複数の転動体１０６ｃを備えている。外輪部１０６ａは、ナセル１０３に固定されている。内輪部１０６ｂは、タワー１０２の上端部に固定されている。複数の転動体１０６ｃは、例えば複数のボール状の部材によって構成され、外輪部１０６ａの内周側と内輪部１０６ｂの外周側との間に転動自在に設けられている。これにより、ナセル１０３は、タワー１０２に対して回転自在になるとともに、タワー１０２に対するナセル１０３の荷重が、軸受１０６によって受けられる。

タワー１０２における上端部には、詳しくは後述する環状軌道部２が設けられている。環状軌道部２の上側には、複数の第１歯部７が形成されている。なお、図２では、複数の第１歯部７の図示を省略している。

また、図３に示すように、風車１０１の可動部分には、複数の駆動ユニット１０が設けられている。各駆動ユニット１０は、所定の動作を行うことにより、ナセル１０３をタワー１０２に対して回転させる。この駆動ユニット１０の構成については、詳しくは後述する。

［風車用回転駆動機構の構成］
風車用回転駆動機構１は、図２及び図３に示すように、上述した環状軌道部２と、複数の（本実施形態では３つの）駆動ユニット１０と、を備えている。

［環状軌道部の構成］
環状軌道部２は、駆動ユニット１０が移動する軌道部として設けられている。環状軌道部２は、環状壁部３（軌道壁部）と、複数の第１歯部７と、を有している。

環状壁部３は、図２及び図３に示すように、タワー１０２における鉛直方向に延びる部分の上端部から該タワー１０２の内側に向かってやや延びるように形成された環状の部分である。環状壁部３の上側壁面４は、水平方向に延びるように平坦状に形成されていて、図２に示すように、ナセル１０３の下面に対向するように形成されている。

環状壁部３の上側壁面４には、該上側壁面４の面内方向に沿って放射状に形成された複数の溝部５が形成されている。すなわち、複数の溝部５は、それぞれの長手方向が、環状壁部３の径方向に沿って延びるとともに、該環状壁部３の周方向に沿って配列されている。この溝部５は、環状壁部３の周方向に沿って等間隔で（例えば２度間隔で）形成されている。しかし、これに限らず、溝部５の周方向における間隔は何度であってもよい。なお、図３においては、図面が煩雑になるのを避けるため、周方向における溝部５の間隔が４度となるように図示している。

図４（Ａ）は、図３のIVA部の拡大図であって、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のIVB-IVB線における断面図である。各溝部５は、図４（Ｂ）に示すように、該溝部５が延びる方向に垂直な断面形状が円弧状の底部５ａを有している。各溝部５は、図３及び図４（Ａ）に示すように、環状壁部３の上側壁面４における内周付近から径方向外側へ向かって延びるように形成されている。

溝部５における最も径方向外側の部分の幅ｄ２は、溝部５における最も径方向内側の部分の幅ｄ１よりも僅かに大きくなるように形成されている。そして、溝部５の幅は、径方向内側の部分から径方向外側へ向かうにつれて、徐々に大きくなるように形成されている。例えば一例として、本実施形態では、図３に示すように、溝部５の幅方向における両辺Ｌ１，Ｌ２は、当該両辺Ｌ１，Ｌ２の延長線（図３の二点鎖線）が環状壁部３の中心点で交差するような角度に設定されている。

各第１歯部７は、略丸棒状に形成された棒状部材によって構成されている。具体的には、第１歯部７は、一端側（径方向外側）の端部の外径が、溝部５における最も径方向外側の部分の幅ｄ２よりも僅かに小さく、他端側（径方向内側）の端部の外径が、溝部５における最も径方向内側の部分の幅ｄ１よりも僅かに小さい。そして、第１歯部７は、他端側の端部から一端側の端部へ向かうにつれて、その外径が徐々に大きくなる円錐台状に形成されている。また、第１歯部７の長さは、溝部５の長さよりも僅かに短くなるように形成されている。

各第１歯部７は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）等に示すように、各溝部５に収容される。これにより、各第１歯部７は、上方から視て、複数の第１歯部７の配列状態と同じように配列される。すなわち、第１歯部７は、それぞれの歯幅方向が環状壁部３の径方向に沿って延びるとともに、該環状壁部３の周方向に沿って配列されている。また、第１歯部７は、各溝部５の底部５ａに対して摺動しながら回転自在となっている。

［駆動ユニットの構成］
駆動ユニット１０は、図３に示すように、上方から視て互いの間隔が等間隔（本実施形態では１２０度間隔）となるように、タワー１０２及びナセル１０３の内側に複数（本実施形態では３つ）、配置されている。各駆動ユニット１０は、互いに同じ構造である。

図５は、駆動ユニット１０の構造を模式的に示す斜視図である。各駆動ユニット１０は、図５に示すように、電動モータ１１と、複数の（本実施形態では、３つの）揺動部１５を有する揺動ユニット２０と、を備えている。本実施形態に係る風車用回転駆動機構１は、３つの揺動ユニット２０と、３つの電動モータ１１と、を備えている。

電動モータ１１は、ステータ及びロータ（いずれも図示省略）を有する本体部１２と、本体部１２においてロータがステータに対して回転することにより回転する回転軸１３と、を有している。本体部１２は、ナセル１０３に対して固定されている。なお、図５では、電動モータ１１の複数の揺動部１５に対する大きさ、及び該電動モータ１１の形状について、模式的に示している。

図６は、図５をVI方向から視た矢視図であって、回転軸１３、及び該回転軸１３に一体に設けられた複数の（本実施形態では、３つの）第１偏心部１４のみを示す図である。図５及び図６に示すように、回転軸１３には、複数の第１偏心部１４が一体に設けられている。

各第１偏心部１４は、所定の厚みを有する円板状に形成されている。そして、各第１偏心部１４は、図６に示すように、各第１偏心部１４の中心軸が回転軸１３の中心軸と偏心し、且つ互いに対する位相が等間隔（１２０°間隔）となるように、回転軸１３に対して一体に設けられている。

図７は、揺動部１５の概略形状を示す平面図である。各揺動部１５は、略長方形状の板状に形成されている。各揺動部１５は、長方形状の板状に形成された部分である揺動部本体１６ａと、該揺動部本体１６ａにおける一方の長辺側の部分に形成され、上述した複数の第１歯部７と噛み合う複数の（本実施形態では、４つの）第２歯部１６ｂと、を有し、これらが一体に形成されている。第２歯部１６ｂは、図７に示すように、平面視において、先端側の部分が曲線状に形成されている。また、隣接する第２歯部１６ｂの間の部分は、平面視において、第１歯部７が嵌まり込む曲面状に形成されている。これら複数の第２歯部１６ｂは、複数の第１歯部７の一部と噛み合う噛み合い部１６ｄとして設けられている。

各揺動部１５には、厚み方向に貫通する２つの貫通孔（第１貫通孔１７及び第２貫通孔１８）が形成されている。２つの貫通孔１７，１８は、第１偏心部１４の外形よりも大きい。２つの貫通孔１７，１８は、揺動部１５の長手方向に間隔をあけて形成されている。各第１貫通孔１７には、各第１偏心部１４が挿入されている。第１偏心部１４は、第１貫通孔１７の内周面に対して摺動しながら回転自在である。また、各第２貫通孔１８には、詳しくは後述する各第２偏心部１９が挿入されている。

第２偏心部１９は、第１偏心部１４と同様、３つ、形成され、互いに一体に形成されている。第２偏心部１９は、第１偏心部１４と同様の強度が保たれるように形成されている。そして、３つの第２偏心部１９は、第１偏心部１４の場合と同様（図６参照）、互いに対する位相が等間隔（１２０°間隔）となるように、互いに対して一体に設けられている。各第２偏心部１９は、各第２貫通孔１８の内周壁に対して摺接しながら回転するように、各第２貫通孔１８に挿入されている。

［動作］
次に、上述した風車用回転駆動機構１の動作を、図５等を参照して説明する。風車用回転駆動機構１では、ナセル１０３を、円周方向における一方向（矢印Ａ方向）に旋回させる場合、各駆動ユニット１０の電動モータ１１の回転軸１３が一方向（矢印Ｂ方向）に回転（正転）する。そうすると、回転軸１３と一体に設けられた３つの第１偏心部１４は、互いに１２０度の位相差を保ちながら回転する。このとき、各第１偏心部１４によって揺動する３つの揺動部１５のうちの少なくとも１つ（図５の状態の場合、揺動部１５Ａ）は、複数の第２歯部１６ｂが環状軌道部２における複数の第１歯部７と噛み合った状態となる。よって、電動モータ１１の正転時は、各駆動ユニット１０におけるいずれかの揺動部１５（図５の状態の場合の揺動部１５Ａ）の第２歯部１６ｂが第１歯部７を押圧し、図５の矢印Ｃ方向へ進む。これにより、駆動ユニット１０、及び該駆動ユニット１０が固定されたナセル１０３が、矢印Ａ方向へやや進む。

上述のように揺動部１５Ａが矢印Ｃ方向へ進むと、揺動部１５Ａは、環状軌道部２から離間する。しかし、このときには、次の揺動部１５Ｂの第２歯部１６ｂが環状軌道部２の第１歯部７と噛み合った状態となる。そして、揺動部１５Ａの場合と同様、矢印Ｃ方向へ進む。これにより、駆動ユニット１０及びナセル１０３が、矢印Ａ方向へやや進む。そして、その揺動部１５Ｂが環状軌道部２から離間すると、更に次の揺動部１５Ｃが環状軌道部２の第１歯部７と噛み合った状態となり、上述の場合と同様の動作を行うことにより、駆動ユニット１０及びナセル１０３が、矢印Ａ方向へ更に進む。揺動部１５Ｃが環状軌道部２から離間すると、再び、揺動部１５Ａが第１歯部７と噛み合う。

このように、駆動ユニット１０では、３つの揺動部１５が、上述のような動作を順番に繰り返し行う。これにより、駆動ユニット１０が、環状軌道部２の円周方向の一方向（図３及び図５の矢印Ａ方向）に沿って移動する。従って、該駆動ユニット１０が固定されたナセル１０３が、環状軌道部２が形成されたタワー１０２に対して回転する。なお、ナセル１０３を逆方向に回転させるには、電動モータ１１の回転軸１３を上述の場合とは反対方向に回転させればよい。

そして、上述のように、第２歯部１６ｂが第１歯部７を押圧すると、該第２歯部１６ｂに押圧された第１歯部７は、該第１歯部７が収容される溝部５に対して回転する。これにより、第２歯部１６ｂと第１歯部７との間の滑りにより摩擦力が低減する。

［効果］
以上説明したように、上記実施形態に係る風車用回転駆動機構１では、電動モータ１１の回転軸１３が回転して複数の揺動部１５が互いに所定の位相差を保った状態で揺動することにより、タワー１０２に設けられた環状軌道部２の円周方向に沿って、複数の揺動部１５が移動する。これにより、該複数の揺動部１５が固定されている側の構造体であるナセル１０３が、タワー１０２に対して回転する。

そして、ナセル１０３が回転しているとき、駆動ユニット１０では、いずれのタイミングにおいても、いずれかの揺動部１５における複数の第２歯部１６ｂが、複数の第１歯部７と噛み合っている。すなわち、本実施形態に係る風車用回転駆動機構１では、ナセル１０３の回転時において、揺動ユニット２０と環状軌道部２との間における互いに対する噛み合い歯数を多数にすることができる。これにより、第１歯部７と第２歯部１６ｂとの接触部分に作用する応力を低減できるため、回転駆動機構１が破損するリスクが低減し、機体強度を高めることができる。また、この構成によれば、上述のように噛み合い歯数を多数にできるため、装置の耐用期間を長くしたり駆動伝達能力を高めるために装置を大型化する必要がなくなる。

従って、本実施形態によれば、高い耐久性及び高い駆動伝達能力を有する小型の風車用回転駆動機構１を提供できる。

また、風車用回転駆動機構１では、第１歯部７が上側壁面４によって回転自在に保持されているため、第１歯部７と第２歯部１６ｂとの間の滑りにより摩擦力が低減される。また、第１歯部７が上側壁面４によって回転自在に保持される構成とすることにより、例えば、円板状の部分或いは円環状の部分と一体に歯部が形成された大型の歯車を製造する際に必要となる熱処理工程を省略することができる。大型部品の熱処理は高価であり、また熱処理可能な設備も限られるため、当該熱処理工程を省略することにより、製品のコストアップに繋がる工程を省略することができる。

また、風車用回転駆動機構１のように、環状壁部３に形成された各溝部５に対して回転自在な棒状部材を、環状軌道部２の第１歯部７として設けることで、簡易な構成で、環状壁部３に対して第１歯部７を容易に回転自在にすることができる。

また、風車用回転駆動機構１のように、複数の第１歯部７の形状を、上述のような円錐台状にすることで、揺動ユニット２０を環状軌道部２の円周方向に沿ってよりスムーズに案内できる。

また、風車用回転駆動機構１では、複数の揺動ユニット２０によってナセル１０３を回転させることができるため、ナセル１０３の回転時に作用する荷重を、複数の駆動ユニット１０に分散することができる。これにより、駆動ユニット１０が破損するリスクを低減できる。

また、本実施形態では、風車用回転駆動機構１を、上述のように、タワー１０２に対してナセル１０３を回転させるためのヨー駆動装置として利用することができる。

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。例えば、次のような変形例を実施してもよい。

（１）図８は、変形例に係る風車用回転駆動機構の駆動ユニット１０ａ（電動モータを除く）を模式的に示す図である。上記実施形態では、駆動ユニット１０の第２歯部１６ｂが揺動部本体１６ａと一体に設けられる一方、環状軌道部２の第１歯部７が環状壁部３に対して回転自在に設けられているが、これに限らない、例えば、図８に示すように、第２歯部としてのローラ２６を、揺動部本体１６ｃに固定された回転軸部２１に対して回転自在に設け、且つ、環状軌道部２ａの第１歯部７ａを、環状壁部３ａと一体に設けてもよい。

本変形例によれば、揺動部１５ａが環状軌道部２ａの円周方向に沿って移動する際に、揺動部１５ａのローラ２６が第１歯部７ａを押圧すると、ローラ２６が回転する。従って、ローラ２６の第１歯部７ａに対する押圧力が、ローラ２６と第１歯部７ａとの接触箇所に集中してしまうことが抑制されるため、上記実施形態の場合と同様、風車用回転駆動機構が破損してしまうリスクを低減することができる。

（２）図９は、変形例に係る風車用回転駆動機構１ａについて説明するための図であって、図２に対応させて示す図である。

本変形例では、環状壁部３ａの上側壁面４ａが、径方向外側から内側に向かって凹む傾斜面として設けられている。そして、第１歯部（図９では図示省略）は、該傾斜面に沿って放射状に配置されている。また、駆動ユニット１０は、該駆動ユニット１０の各揺動部１５の第２歯部が、上記傾斜面に沿って配置された第１歯部と噛み合うように、支持台２４によってナセル１０３の下面に対して斜め方向に固定されている。このような構成であっても、上記実施形態の場合と同様、風車用回転駆動機構が破損してしまうリスクを低減することができる。

（３）上記実施形態では、第１歯部７を円錐台状に形成したが、これに限らず、円柱状に形成してもよい。

（４）上記実施形態では、各揺動ユニット２０を構成する３つの揺動部１５は同じ形状であるが、これに限らない。具体的には、各揺動部の噛み合い部の形状を、歯幅方向に沿って外径が異なる第１歯部７の形状に対応するように構成してもよい。具体的には、径方向内側に配置される揺動部の第２歯部のピッチを、径方向外側に配置される揺動部の第２歯部のピッチよりも小さくしてもよい。これにより、各揺動部の第２歯部と第１歯部とをより適切に嵌合させることができる。

（５）上記実施形態では、ナセル１０３の重量を、軸受１０６を介してタワー１０２で受けているが、これに限らない。具体的には、ナセル１０３の重量を、各揺動ユニットの揺動部を介して、タワー１０２で受けてもよい。これにより、軸受１０６を省略できるため、風車用回転駆動機構を低コスト化できる。

（６）図１０は、変形例に係る風車用回転駆動機構の駆動ユニット１０ｂ（電動モータを除く）を模式的に示す図である。上記実施形態では、環状軌道部２の円周方向に沿うように長手方向が配置された各揺動部１５において、該揺動部１５の長手方向に間隔をあけて２つの偏心部１４，１９を配置したが、これに限らない。具体的には、図１０に示すように、第１歯部７の高さ方向に沿うように長手方向が配置された各揺動部１５ｂにおいて、該揺動部１５ｂの長手方向に間隔をあけて２つの偏心部１４，１９を配置してもよい。このような構成であっても、駆動ユニット１０ｂを、環状軌道部２に対して移動させることができる。

（７）上記実施形態では、各偏心部１４，１９の外周壁を各貫通孔１７，１８の内周壁に摺接させているが、これに限らず、各偏心部１４，１９と各貫通孔１７，１８との間にニードル軸受等の軸受を設けてもよい。

（８）上記実施形態では、風車用回転駆動機構を、ベース側構造体としてのタワー１０２と、回転側構造体としてのナセル１０３とに適用した例を挙げた。しかし、これに限らず、本発明に係る風車用回転駆動機構は、例えば一例として、ベース側構造体としてのハブ１０４と、回転側構造体としてのブレード１０５と、に適用することもできる。

（９）上記実施形態では、ベース側構造体としてのタワー１０２に環状軌道部２を設け、回転側構造体としてのナセル１０３に駆動ユニット１０を設けたが、これに限らない。具体的には、ナセル１０３に環状軌道部２を設け、タワー１０２に駆動ユニット１０を設けてもよい。

（１０）上記実施形態及び変形例では、第１歯部７が上側壁面４に対して回転自在に保持され、又は、第２歯部としてのローラ２６が揺動部本体１６ｃに対して回転自在に保持されているが、これに限らず、第１歯部が軌道壁部と一体に形成され且つ第２歯部が揺動部本体と一体に形成されていてもよい。

本発明は、ベース側構造体と、該ベース側構造体に対して回転可能な回転側構造体とを備えた風車に用いられ、ベース側構造体に対して回転側構造体を回転させるための風車用回転駆動機構として広く適用することができるものである。

１，１ａ，１ｂ 風車用回転駆動機構
２，２ａ，２ｂ 環状軌道部
３，３ａ，３ｂ 環状壁部（軌道壁部）
４，４ａ 上側壁面（壁面）
７，７ａ 第１歯部
１１ 電動モータ（回転駆動部）
１３ 回転軸
１５，１５ａ，１５ｂ 揺動部
１６ａ，１６ｃ 揺動部本体
１６ｂ 第２歯部
１６ｄ 噛み合い部
２６ ローラ（第２歯部）
１０１ 風車
１０２ タワー（ベース側構造体）
１０３ ナセル（回転側構造体）

Claims (7)

1. ベース側構造体と、該ベース側構造体に対して回転可能な回転側構造体とを備えた風車に用いられ、前記ベース側構造体に対して前記回転側構造体を回転させるための風車用回転駆動機構であって、
   前記ベース側構造体及び前記回転側構造体のうちの一方の構造体に形成され、壁面が前記ベース側構造体及び前記回転側構造体のうちの他方の構造体に向かうように設けられた軌道壁部、及び、それぞれの歯幅方向が前記壁面の面内方向に沿って放射状に延びるように設けられた複数の第１歯部、を有する環状軌道部と、
   回転自在な回転軸を有し、前記他方の構造体に対して固定される回転駆動部と、
   前記複数の第１歯部の一部に噛み合う噛み合い部、及び該噛み合い部が設けられた揺動部本体、を有する揺動部を複数備え、複数の前記揺動部が前記第１歯部の歯幅方向に沿って配列されるとともに前記回転軸が回転することにより複数の前記揺動部が互いに所定の位相差を保った状態で揺動することで、前記環状軌道部に対して該環状軌道部の円周方向に相対的に移動する揺動ユニットと、
   を備え、
   前記噛み合い部は、前記第１歯部と噛み合う第２歯部を複数、有していることを特徴とする、風車用回転駆動機構。
2. 請求項１に記載の風車用回転構造であって、
   前記複数の第１歯部は、前記軌道壁部に対して回転自在に保持され、又は、複数の前記第２歯部は、前記揺動部本体に対して回転自在に保持されていることを特徴とする、風車用回転駆動機構。
3. 請求項２に記載の風車用回転構造であって、
   前記軌道壁部の前記壁面には、該壁面の面内方向に沿って放射状に延びるように形成されるとともに、その延びる方向に垂直な断面形状が円弧状の底部を有する複数の溝部が設けられ、
   前記複数の第１歯部は、該第１歯部の歯幅方向が前記溝部の延びる方向に沿うように各前記溝部に収容され、それぞれが各前記溝部に対して摺動しながら回転自在な複数の棒状部材、であることを特徴とする、風車用回転駆動機構。
4. 請求項３に記載の風車用回転構造であって、
   前記第１歯部は、前記溝部に収容された状態における放射方向内側の部分から放射方向外側の部分に向かって拡径する円錐台状に形成され、
   前記溝部は、前記第１歯部に対応する形状に形成されていることを特徴とする、風車用回転駆動機構。
5. 請求項２に記載の風車用回転構造であって、
   前記第２歯部は、軸方向が前記第１歯部の歯幅方向に沿うように前記揺動部本体に対して取り付けられる軸部、を軸心として回転自在なローラであることを特徴とする、風車用回転駆動機構。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の風車用回転駆動機構であって、
   複数の前記揺動ユニットと、
   それぞれが、複数の前記揺動ユニットのそれぞれに対応して設けられ、各前記揺動ユニットの各前記揺動部を揺動させる複数の前記回転駆動部と、
   を更に備えていることを特徴とする、風車用回転駆動機構。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の風車用回転駆動機構であって、
   前記ベース側構造体としてのタワー、及び前記回転側構造体としてのナセル、に対して用いられることを特徴とする、風車用回転駆動機構。

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