JP3586480B2 - Yaw brake for windmill - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、風車ナセル(本体)の固定用として使用されるパーキングブレーキのヨーブレーキに適用される揺動振動回避機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の風車本体の固定用ヨーブレーキとして使用される油圧式ディスクブレーキの1例を図2に示す。図中(a)は側断面図、(b)は(a)のB−B線断面図である。
【0003】
図2において、25はタワー上に取付けられたブレーキ板で、該ブレーキ板25を挟んで上下に対向して油圧ブレーキ装置が配設される。
【0004】
油圧ブレーキ装置は、シリンダー内で上下に移動するピストン24a,24bと、ブレーキキャリパー21にて案内されるブレーキパッド22a,22bと、油圧駆動によるピストン24a,24bの移動によって前記ブレーキパッド22a,22bをブレーキ板25に接触させるためのパッド押え23a,23bとを具備している。
【0005】
そして油圧によりピストン24a,24bを押し出してブレーキパッド22a,22bをブレーキ板25に接触させると、パッド22a,22bはブレーキ板25と連れ廻り、この連れ廻りは、ブレーキキャリパー21で回転方向を止められてブレーキ力(固定力)となっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、車輛用などに使用される制動ブレーキは、一回の動作(作用)で一方向のみの制動力しか作用しない。(制動ブレーキは、正転・逆転の両方の運動があるが一回の動作は正転のみ、又は逆転のみに限られる)
【0007】
これに対し風車のヨーブレーキは静止している風車ナセルを継続的に止め様とするパーキングブレーキとしての役目であり、図3に示す様にブレードPの回転力のアンバランス及びブレードPにかかる風速変動によりナセル(本体)の回転軸を中心に揺動力が発生するためにブレーキ力を働させたヨーブレーキは両方の回転運転を受けることとなる。
【0008】
一般の制動ブレーキを風車ナセル用のパーキングブレーキとして使用すればブレーキパッドとブレーキキャリパー間の制動力動作方向には微小スキマが有り、ナセルの揺動運動によりブレーキパッドがこのスキマの中で動くこととなる。
【0009】
ブレーキパッドとパッド押えは摩擦力にて一体となり、ピストンとピストン押えはボルトにて一体化されており、ブレーキパッドの動きはピストン迄伝達される。
【0010】
ピストンとシリンダーの間にはブレーキの駆動油を密封するためにオイルシールが設けて有り、ブレーキパッドからの揺動運転はブレーキパッド→ブレーキパッド押え→ピストン押え→ピストン→シリンダーへ伝達される。
【0011】
シリンダー内には高圧の駆動油が密封されており、オイルシールはこの高圧の駆動油圧のためにシリンダーとピストンの間に入り込む状態となる。
【0012】
この状態でピストンが動けばシリンダーとピストンの間でオイルシールを損傷させることとなり、ピストンの運動回数が増加することにより、オイルシールの損傷も増加し、最後はオイルシールの機能が低下して油漏れを発生する不具合が生ずる。
【0013】
又、パッドの動きはナセルの揺動運動によるものであり、パッドの動きは繰り返し運動となってパッドの反力受部(受圧面)はフレッティングコロージョンを受けて磨滅する不具合も生ずる。
【0014】
本発明は前記従来技術の不具合点を解決する新たな風車用ヨーブレーキを提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための構成として本発明の風車用ヨーブレーキは、タワー上に配設される風車本体(ナセル)の固定用として使用されるヨーブレーキにおいて、タワー上面と該タワー上部に配置した風車本体との間に、旋回座軸受を介在させ、該軸受を介して前記タワーと軸受との間にブレーキ板を取付け、該ブレーキ板を挟んで上下に対向して油圧駆動式ディスクブレーキ装置を配設し、該ディスクブレーキ装置として、前記ブレーキ板に対し上下面より圧接されるブレーキパッドと、上下方向に駆動するピストンと、前記ブレーキパッドとピストンの間に対称して向い合って配置された2個の勾配ライナー及び該勾配ライナーの傾きに合わせて形成したピストン押えとを設けたことを特徴としている。
【0016】
【作用】
上記のように構成した本発明の風車用ヨーブレーキは、ディスクブレーキが動作した場合、ピストンはピストン押えを介して対称に向かい合った勾配ライナー(ブレーキパッド押え)の傾斜面を押す。
【0017】
勾配ライナーの傾斜面を同じ形状をしたピストン押えで押すことにより、ブレーキパッドを押す力と、ブレーキパッドの両旋回方向にブレーキキャリパーを押える力が発生し、勾配ライナーは両側に開き、ブレーキキャリパーに当る。
【0018】
勾配ライナーが両側に開き、ブレーキキャリパーに当ることにより、両者間のスキマがなくなり、ブレーキパッド及び勾配ライナーとブレーキキャリパー間のナセル旋回方向の遊びは無くなる。
【0019】
これによりナセル旋回運転(力)は、ブレーキ板→ブレーキパッド→勾配ライナー(ブレーキパッド押え)→ブレーキキャリパーと伝達されるためにピストンへのナセル旋回(揺動)運転は伝播されない。
【0020】
このように本発明は、ブレーキ動作時のみナセル旋回方向のブレーキパッドとブレーキキャリパー間の遊び(スキマ)をなくすことにより、ブレーキパッドの動き(ナセルの揺動)をピストンに伝達させることなく、直接ブレーキキャリパーへ伝達することが出来る。
【0021】
又、ブレーキパッドとブレーキキャリパー間のスキマが無くなり、ブレーキパッドの移動(動き)が無くなったことによりブレーキパッドからブレーキキャリパーへ伝達される荷重は衝撃荷重から変動荷重に変わり荷重が軽減される。
【0022】
これによりピストンの動きが無くなったことからピストン部オイルシールの損傷がなくなり、油圧シール機構を保護することによりブレーキの長寿命化を図ることが出来る。
【0023】
【実施例】
以下図面により本発明の1実施例について説明する。
図1は本発明の実施例に係る風車用ヨーブレーキを示し、(a)は断面図、(b)は(a)のA−A断面図である。また図3(a),(b)は風車におけるヨーブレーキの取付位置図、図4はヨーブレーキの取付要領の説明図である。
【0024】
これらの図において、タワー9上に風車本体(ナセル)10は搭載され、タワー9の上面と風車本体(ナセル)10との間には旋回座軸受12が介在されている。
【0025】
又タワー9と旋回座軸受12との間にはブレーキ板4が取付けられ、該ブレーキ板4を挟んで上下に対向して油圧駆動式ディスクブレーキ装置本体8(ブレーキキャリパー)が配設される。
【0026】
該ディスクブレーキ装置本体8は、ブレーキ板4に対し上下より圧接されるブレーキパッド6a,6bと、シリンダー1a,1b内に嵌入され油圧駆動により図の上下方向に移動するピストン2a,2bと、ブレーキパッド6a,6bとピストン2a,2b間に向かい合って対称的に配置された2個の勾配ライナー5a,5a′及び5b,5b′と、さらに該勾配ライナーの傾きに合わせて形成されたピストン押え3a,3bとがそれぞれ配設されている。
【0027】
なお11a,11bはシリンダー1a,1bとピストン2a,2bの摺動面に設けたOリング等のオイルシール手段である。また、勾配ライナー5a,5a′,5b,5b′の向かい合った端面中心部にはガタ取りのスプリング7a,7bが組込まれている。
【0028】
そして油圧式ディスクブレーキのブレーキパッド6a,6bとピストン2a,2bの間に対称に向かい合って配置した2個の勾配ライナー5a,5a′と、5b,5b′とは、ブレーキパッド6a,6bの押えとして設けている。
【0029】
つぎに本装置の作用について説明する。
ブレーキを作用させる場合は、シリンダー1a,1bとピストン2a,2bの間に油圧を加え、上下のピストン2a,2b及びピストン押え3a,3bを中央のディスク板4側へ押し出す。
【0030】
押し出したピストン2a,2bは勾配ライナー(ブレーキパッド押え)5a,5a′,5b,5b′を介してブレーキパッド6a,6bをブレーキ板4に押え付けてブレーキ力を生みだす。
【0031】
ピストン2a,2bは、ピストン押え3a,3bを介して勾配ライナー(ブレーキパッド押え)5a,5a′,5b,5b′の傾斜面を押すためにブレーキパッド6a,6bをブレーキ板4に押え付ける力と勾配ライナー(ブレーキパッド押え)5a,5a′,5b,5b′を両側に開く2つの力が発生する。
【0032】
即ち、ブレーキパッドを押す力とブレーキパッドの両旋回方向にブレーキキャリパー8を押える力が発生する。
【0033】
そして勾配ライナー5a,5a′,5b,5b′が両側のブレーキキャリパー8に当ることにより、勾配ライナーとブレーキキャリパー間のスキマを無くすことが出来る。
【0034】
ブレーキパッド6a,6bは、勾配ライナーとパッド間に生じる摩擦力にて勾配ライナーに固定されているために、ブレーキパッドは勾配ライナーを介してブレーキキャリパー8に固定される。
【0035】
ヨーブレーキは、駆動油圧が掛かった状態に於ては勾配ライナー(パッド押え)は、ブレーキパッド6a,6bとブレーキキャリパー8を押える力を持っている。
【0036】
これにより、ナセルの揺動運動に対する拘束力はタワー9→ブレーキ板4→ブレーキパッド6a,6b→勾配ライナー(ブレーキパッド押え)5a,5a′,5b,5b′→ブレーキキャリパー8→ナセル10と伝達される。
【0037】
従ってピストン2a,2bにはナセルの揺動運動が伝播されないためにオイルシール11a,11bにも動きが伝わらない。
従って、ブレーキの駆動油圧にてオイルシール11a,11bがピストン2a,2bとシリンダー1a,1bの円周上のスキマに入ってもピストンが動かないためにオイルシールを傷めることが無い。
【0038】
両勾配ライナー5a,5a′,5b,5b′の中央部には、勾配ライナーのガタ取り用スプリング7a,7bが組込まれているので、ブレーキのオフ状態(駆動油圧がない状態)となりピストンによる勾配ライナーを押付ける力が無くなっても、勾配ライナーが安定してブレーキキャリパーに密着するよう構成されている。
【0039】
また旋回座軸受12は、ナセル10がタワー9上で旋回するために縁切りのために設けられている。
【0040】
以上本発明の1実施例について縷々説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、本発明技術思想の範囲内において設計変更が可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に属する。
【0041】
【発明の効果】
本発明は油圧駆動式ディスクブレーキにおけるブレーキ本体(ブレーキキャリパー)の内部のブレーキパッドとピストン間に、対称的に向かい合った2個の勾配ライナーと、この勾配ライナーの傾きに合わせたピストン押えを設けたことにより、ブレーキパッドの動きを制限することができ、ブレーキの損傷を防止することができる。
【0042】
そしてピストン及びピストン押えで勾配ライナーの傾斜面を押すことにより発生する分力を利用してブレーキパッドのブレーキ板接線力を直接ブレーキキャリパー(ブレーキ本体)に伝えることにより、ブレーキパッドからのピストンへの揺動振動伝播を回避して油圧シール機構を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係る風車用ヨークブレーキを示し(a)は側断面図、(b)は(a)のA−A線断面図である。
【図2】従来の風車用ブレーキを示し(a)は側断面図、(b)は(a)のB−B線断面図である。
【図3】風車におけるヨークブレーキの取付位置図で、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図4】ヨークブレーキの取付要領を示す斜視図である。
【符号の説明】
1a,1b シリンダー
2a,2b ピストン
3a,3b ピストン押え
4 ブレーキ板
5a,5a′,5b,5b′ 勾配ライナー
6a,6b ブレーキパッド
7a,7b スプリング
8 ブレーキ本体(ブレーキキャリパー)
9 タワー
10 ナセル
11a,11b シール手段(オイルシール)
12 旋回座軸受
P ブレード[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a rocking vibration avoiding mechanism applied to a yaw brake of a parking brake used for fixing a wind turbine nacelle (main body).
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 shows an example of a conventional hydraulic disc brake used as a yaw brake for fixing a wind turbine body. In the figure, (a) is a side sectional view, and (b) is a sectional view taken along line BB of (a).
[0003]
In FIG. 2,
[0004]
The hydraulic brake device moves the
[0005]
When the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In general, a braking brake used for a vehicle or the like only applies a braking force in only one direction in one operation (action). (Brake brake has both forward and reverse motion, but one operation is limited to only forward rotation or only reverse rotation)
[0007]
On the other hand, the yaw brake of the windmill serves as a parking brake for continuously stopping the stationary windmill nacelle, and as shown in FIG. The yaw brake, which exerts the braking force because the swinging force is generated about the rotation axis of the nacelle (main body) due to the fluctuation, receives both rotation operations.
[0008]
If a general braking brake is used as a parking brake for a windmill nacelle, there is a small gap in the direction of the braking force operation between the brake pad and the brake caliper, and the brake pad moves within this gap due to the swinging motion of the nacelle. Become.
[0009]
The brake pad and the pad holder are integrated by frictional force, the piston and the piston holder are integrated by bolts, and the movement of the brake pad is transmitted to the piston.
[0010]
An oil seal is provided between the piston and the cylinder to seal the driving oil of the brake, and the swinging operation from the brake pad is transmitted to the brake pad → the brake pad holder → the piston holder → the piston → the cylinder.
[0011]
A high-pressure driving oil is sealed in the cylinder, and the oil seal enters between the cylinder and the piston due to the high-pressure driving oil.
[0012]
If the piston moves in this state, the oil seal will be damaged between the cylinder and the piston.As the number of piston movements increases, the damage to the oil seal also increases. A defect that causes leakage occurs.
[0013]
Further, the movement of the pad is caused by the oscillating movement of the nacelle, and the movement of the pad is a repetitive movement, and the reaction force receiving portion (pressure receiving surface) of the pad is frettingly corroded due to fretting corrosion.
[0014]
An object of the present invention is to provide a new yaw brake for a windmill that solves the above-mentioned disadvantages of the prior art.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
As a configuration for achieving the above object, a yaw brake for a wind turbine according to the present invention is provided on a tower upper surface and a tower upper portion in a yaw brake used for fixing a wind turbine body (a nacelle) disposed on a tower. A swivel bearing is interposed between the wind turbine body and a brake plate is mounted between the tower and the bearing via the bearing, and a hydraulically driven disc brake device is vertically opposed with the brake plate interposed therebetween. The brake pad is disposed as the disk brake device, a brake pad pressed against the brake plate from above and below, a piston driven in a vertical direction, and symmetrically opposed to each other between the brake pad and the piston. It is characterized in that two gradient liners and a piston retainer formed in accordance with the inclination of the gradient liners are provided.
[0016]
[Action]
In the yaw brake for a windmill of the present invention configured as described above, when the disc brake is operated, the piston pushes the inclined surface of the symmetrically facing gradient liner (brake pad retainer) via the piston retainer.
[0017]
By pressing the inclined surface of the gradient liner with a piston retainer of the same shape, a force to press the brake pad and a force to press the brake caliper in both turning directions of the brake pad are generated, the gradient liner opens on both sides, and the brake caliper Hit.
[0018]
When the gradient liner opens to both sides and hits the brake caliper, there is no clearance between them, and there is no play in the nacelle turning direction between the brake pad and the gradient liner and the brake caliper.
[0019]
As a result, the nacelle turning operation (force) is transmitted from the brake plate → the brake pad → the gradient liner (brake pad holder) → the brake caliper, so that the nacelle turning (swinging) operation to the piston is not propagated.
[0020]
As described above, the present invention eliminates the play (gap) between the brake pad and the brake caliper in the nacelle turning direction only at the time of the braking operation, thereby directly transmitting the movement of the brake pad (the swing of the nacelle) to the piston. It can be transmitted to the brake caliper.
[0021]
Further, the clearance between the brake pad and the brake caliper is eliminated, and the movement (movement) of the brake pad is eliminated, so that the load transmitted from the brake pad to the brake caliper changes from an impact load to a variable load, and the load is reduced.
[0022]
As a result, since the movement of the piston is lost, the oil seal of the piston is not damaged, and the life of the brake can be extended by protecting the hydraulic seal mechanism.
[0023]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1A and 1B show a yaw brake for a wind turbine according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a sectional view, and FIG. 1B is a sectional view taken along line AA of FIG. FIGS. 3 (a) and 3 (b) are views showing the installation position of the yaw brake on the wind turbine, and FIG. 4 is an explanatory view of the installation procedure of the yaw brake.
[0024]
In these figures, a windmill main body (nacelle) 10 is mounted on a
[0025]
A
[0026]
The disc brake device main body 8 includes
[0027]
Reference numerals 11a and 11b denote oil sealing means such as O-rings provided on the sliding surfaces of the
[0028]
The two gradient liners 5a, 5a 'and 5b, 5b', which are symmetrically arranged between the
[0029]
Next, the operation of the present apparatus will be described.
When the brake is applied, hydraulic pressure is applied between the
[0030]
The pushed
[0031]
The
[0032]
That is, a force for pressing the brake pad and a force for pressing the brake caliper 8 in both the turning directions of the brake pad are generated.
[0033]
Since the gradient liners 5a, 5a ', 5b, 5b' hit the brake calipers 8 on both sides, a gap between the gradient liners and the brake calipers can be eliminated.
[0034]
Since the
[0035]
In the yaw brake, when the drive hydraulic pressure is applied, the gradient liner (pad holder) has a force for pressing the
[0036]
Thereby, the restraining force against the oscillating movement of the nacelle is transmitted from the
[0037]
Therefore, since the oscillating motion of the nacelle is not transmitted to the
Therefore, even if the oil seals 11a and 11b enter the clearance on the circumference of the
[0038]
Since the springs 7a and 7b for removing the backlash of the gradient liners are incorporated in the central portions of the two gradient liners 5a, 5a ', 5b and 5b', the brakes are turned off (there is no driving oil pressure), and the gradient by the pistons is released. The gradient liner is configured to stably adhere to the brake caliper even when there is no force pressing the liner.
[0039]
The
[0040]
Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and design changes can be made within the scope of the technical idea of the present invention. Belonging to the target range.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, two gradient liners symmetrically facing each other and a piston presser corresponding to the inclination of the gradient liner are provided between the brake pad and the piston inside the brake body (brake caliper) in the hydraulic drive type disk brake. Thus, the movement of the brake pad can be restricted, and damage to the brake can be prevented.
[0042]
Then, the tangential force of the brake plate of the brake pad is transmitted directly to the brake caliper (brake body) by using the component force generated by pressing the inclined surface of the gradient liner with the piston and the piston presser. Oscillating vibration propagation can be avoided to protect the hydraulic seal mechanism.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a yoke brake for a windmill according to one embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a side sectional view, and FIG. 1B is a sectional view taken along line AA of FIG.
2A and 2B show a conventional wind turbine brake, and FIG. 2A is a side sectional view, and FIG. 2B is a sectional view taken along line BB of FIG.
FIGS. 3A and 3B are views showing a mounting position of a yoke brake in a wind turbine, where FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a side view.
FIG. 4 is a perspective view showing a mounting procedure of a yoke brake.
[Explanation of symbols]
1a,
9 Tower 10 Nacelles 11a, 11b Sealing means (oil seal)
12 Slewing bearing P blade
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