JP5469519B2

JP5469519B2 - Rotary actuator and horizontal axis windmill

Info

Publication number: JP5469519B2
Application number: JP2010092859A
Authority: JP
Inventors: 利之浅生; 勝也飯田; 俊也田中; 智幸会田; 旭弘海野; 綾子宮島
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-04-14
Also published as: JP2011223823A

Description

本発明は、ベースに対してテーブルが回転するのを案内する案内部と、ベースに対してテーブルを回転させる駆動部と、を備えるロータリーアクチュエータ、及びこのロータリーアクチュエータが組み込まれる水平軸風車に関する。 The present invention relates to a rotary actuator including a guide unit that guides rotation of a table with respect to a base, and a drive unit that rotates the table with respect to the base, and a horizontal axis wind turbine in which the rotary actuator is incorporated.

テーブルを回転させるロータリーアクチュエータは、回転テーブルとも呼ばれ、テーブルに載せられる物体を回転させるのに用いられる（特許文献１参照）。ロータリーアクチュエータには、テーブルの回転運動を案内する案内部と、ベースに対してテーブルを回転させる駆動部と、が設けられる。 A rotary actuator that rotates a table is also called a rotary table, and is used to rotate an object placed on the table (see Patent Document 1). The rotary actuator is provided with a guide unit that guides the rotational movement of the table and a drive unit that rotates the table relative to the base.

テーブルの回転運動を案内する案内部には、ベアリング又は曲線運動案内装置が用いられる。ベアリングは、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に転がり運動可能に介在される多数の転動体と、を備える。外輪及び内輪の一方がベース側に取り付けられ、他方がテーブルに取り付けられる。テーブルの回転運動に伴って、外輪と内輪との間に介在する転動体が転がり運動するので、テーブルの回転運動を最小の摩擦抵抗で案内することができる。曲線運動案内装置は、リング状の軌道レールと、リング状の軌道レールに沿って曲線運動可能に組み付けられる移動ブロックと、を備える。軌道レールと移動ブロックとの間には、転がり運動可能に多数の転動体が介在する。テーブルの回転に伴って、軌道レールと移動ブロックとの間に介在される転動体が転がり運動するので、テーブルの回転運動を最小の摩擦抵抗で案内することができる。リング状の軌道レールは複数の円弧状の軌道レールに分割されることもある。 A bearing or a curved motion guide device is used for the guide portion that guides the rotational motion of the table. The bearing includes an outer ring, an inner ring, and a large number of rolling elements that are interposed between the outer ring and the inner ring so as to allow rolling motion. One of the outer ring and the inner ring is attached to the base side, and the other is attached to the table. As the table rotates, the rolling elements interposed between the outer ring and the inner ring roll, so that the table rotation can be guided with a minimum frictional resistance. The curved motion guide device includes a ring-shaped track rail and a moving block that is assembled so as to be capable of curved motion along the ring-shaped track rail. A large number of rolling elements are interposed between the track rail and the moving block so as to allow rolling motion. As the table rotates, the rolling elements interposed between the track rail and the moving block roll, so that the rotational movement of the table can be guided with a minimum frictional resistance. The ring-shaped track rail may be divided into a plurality of arc-shaped track rails.

ベアリング又は運動案内装置において、転がり案内の剛性を高くするために、転動体には予圧が付与される。転動体は内輪と外輪との間、又は軌道レールと移動ブロックとの間で圧縮された状態でこれらの転動体転走部を転がる。 In the bearing or the motion guide device, a preload is applied to the rolling elements in order to increase the rigidity of the rolling guide. The rolling elements roll on these rolling element rolling portions in a compressed state between the inner ring and the outer ring or between the track rail and the moving block.

テーブルを回転させる駆動部としては、モータの動力を直接テーブルに伝えるダイレクトドライブモータ、モータの動力を歯車を介してテーブルに伝えるモータ・歯車機構等が用いられる。モータの動力によってテーブルが回転する。テーブルの回転によってベアリングの内輪が外輪に対して相対的に回転し、又は曲線運動案内装置の移動ブロックが軌道レールに対して相対的に曲線運動する。 As the drive unit for rotating the table, a direct drive motor that directly transmits the power of the motor to the table, a motor / gear mechanism that transmits the power of the motor to the table via a gear, and the like are used. The table is rotated by the power of the motor. The rotation of the table causes the inner ring of the bearing to rotate relative to the outer ring, or the moving block of the curved motion guide device moves relative to the track rail.

特開２００４−８２２８７号公報JP 2004-82287 A

ロータリーモータアクチュエータを塵、埃等が多い環境で使用すると、ベアリングや曲線運動案内装置の転動体転走部に塵、埃等の異物が付着することがある。転動体転走部に異物が付着すると、転動体が異物を乗り越えるときに応力が発生する。異物が存在しなくても、ベアリングや曲線運動案内装置に製作上の誤差があると、例えばベアリングの内輪及び外輪の真円度が出ていなかったり、曲線運動案内装置のリング状の軌道レールを分割したときの繋ぎ目に段差があったりすると、転動体に応力が発生する。 When the rotary motor actuator is used in an environment where there is a lot of dust, dust, etc., foreign matter such as dust, dust, etc. may adhere to the rolling element rolling part of the bearing or the curved motion guide device. When foreign matter adheres to the rolling element rolling part, stress is generated when the rolling element gets over the foreign matter. Even if there is no foreign object, if there is a manufacturing error in the bearing or curved motion guide device, for example, the roundness of the inner ring and outer ring of the bearing may not be obtained, or the ring-shaped track rail of the curved motion guide device may be If there is a step at the joint when divided, stress is generated in the rolling elements.

従来のロータリーアクチュエータにおいては、運動案内装置の移動ブロックや内輪がテーブルにしっかりと固定されているので、転動体や転動体転走部に発生する応力を逃がすことができない。このため、転動体や転動体転走部の不具合を招くおそれがある。 In the conventional rotary actuator, since the moving block and inner ring of the motion guide device are firmly fixed to the table, the stress generated in the rolling elements and the rolling element rolling part cannot be released. For this reason, there exists a possibility of causing the malfunction of a rolling element or a rolling-element rolling part.

そこで、本発明は、案内部に発生する応力を緩和することができるロータリーアクチュエータ、及びこのロータリーアクチュエータが組み込まれた水平軸風車を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotary actuator that can relieve stress generated in a guide portion, and a horizontal axis wind turbine incorporating the rotary actuator.

以下本発明について説明する。上記課題を解決するために、本発明の一態様は、ベースに対してテーブルを回転させるロータリーアクチュエータであって、前記ベースと前記テーブルとの間に配置され、前記テーブルの回転の中心線の回りに配列される二つ以上の分割中間テーブルを含む中間テーブルと、前記ベースに対して前記中間テーブルが前記中心線の回りを回転運動するのを案内する案内部と、前記ベースに対して前記中間テーブルを前記中心線の回りに回転させる回転させる駆動部と、前記分割中間テーブルと前記テーブルとの間に設けられ、前記分割中間テーブルの回転を前記テーブルに伝えると共に、前記テーブルに対して前記分割中間テーブルが、前記分割中間テーブルが含まれる平面内の少なくとも一方向に相対的に移動するのを許容するテーブル支持部と、を備えるロータリーアクチュエータである。 The present invention will be described below. In order to solve the above-described problem, an aspect of the present invention is a rotary actuator that rotates a table relative to a base, the rotary actuator being disposed between the base and the table, and around a rotation center line of the table. An intermediate table including two or more divided intermediate tables, a guide unit for guiding the intermediate table to rotate about the center line with respect to the base, and the intermediate with respect to the base A drive unit that rotates the table around the center line, and is provided between the divided intermediate table and the table, transmits the rotation of the divided intermediate table to the table, and also divides the table with respect to the table. Table support that allows the intermediate table to move relatively in at least one direction within a plane including the divided intermediate table When a rotary actuator comprising a.

本発明の一態様によれば、案内部に過大な応力がかかったとしても、分割中間テーブルが案内部にかかる過大な応力を逃がすように移動するので、案内部に発生する応力を緩和することができる。 According to one aspect of the present invention, even if an excessive stress is applied to the guide portion, the split intermediate table moves so as to release the excessive stress applied to the guide portion, so that the stress generated in the guide portion is relieved. Can do.

本発明の一実施形態のロータリーアクチュエータが組み込まれた水平軸風車の斜視図The perspective view of the horizontal axis windmill in which the rotary actuator of one Embodiment of this invention was integrated ロータリーアクチュエータの平面図Top view of rotary actuator 分割ロータリーアクチュエータの斜視図Perspective view of split rotary actuator 上記ロータリーアクチュエータの平面図Top view of the rotary actuator 上記ロータリーアクチュエータの断面図（図４のV-V線断面図）Sectional view of the rotary actuator (cross-sectional view taken along line V-V in FIG. 4) 上記ロータリーアクチュエータの断面図（図４のVI-VI線断面図）Cross section of the rotary actuator (cross section taken along line VI-VI in Fig. 4) 分割ロータリーアクチュエータの下部の斜視図Perspective view of the lower part of the split rotary actuator 案内部の斜視図Perspective view of the guide 移動ブロックの水平断面図Horizontal section of moving block テーブル支持部の他の例が組み込まれた分割ロータリーアクチュエータの断面Cross section of a split rotary actuator incorporating other examples of table supports テーブル支持部の他の例を示す斜視図The perspective view which shows the other example of a table support part 案内部の他の例を示す斜視図The perspective view which shows the other example of a guide part

以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態のロータリーアクチュエータを説明する。以下の実施形態では、複数のロータリーアクチュエータを水平軸風車のヨー軸駆動装置として使用する例を示す。 Hereinafter, a rotary actuator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, an example in which a plurality of rotary actuators are used as a yaw axis drive device for a horizontal axis wind turbine will be described.

図１は、水平軸風車の斜視図を示す。水平軸風車は、風力により翼を有するロータ４を回転させ、風力エネルギをロータ４の動力に変換する装置である。ロータ４は、水平な回転軸３の回りを回転するハブ２と、ハブ２に放射状に配列される複数枚のブレード１と、ハブ２の回転を変速機５に伝動する回転軸３と、を備える。ハブ２及び複数枚のブレード１が翼を構成する。ロータ４の回転軸３の回転力は変速機５を介して発電機６に伝えられる。発電機６は、ロータ４の回転力を受けて電力を発生する。ロータ４の回転軸３、変速機５、及び発電機６はナセル７の中に格納される。 FIG. 1 shows a perspective view of a horizontal axis wind turbine. The horizontal axis windmill is a device that rotates the rotor 4 having blades by wind power and converts wind energy into power of the rotor 4. The rotor 4 includes a hub 2 that rotates around a horizontal rotation shaft 3, a plurality of blades 1 that are arranged radially on the hub 2, and a rotation shaft 3 that transmits the rotation of the hub 2 to the transmission 5. Prepare. The hub 2 and the plurality of blades 1 constitute a wing. The rotational force of the rotating shaft 3 of the rotor 4 is transmitted to the generator 6 via the transmission 5. The generator 6 receives the rotational force of the rotor 4 and generates electric power. The rotating shaft 3, the transmission 5, and the generator 6 of the rotor 4 are stored in the nacelle 7.

地上には、ロータ４を所定の高さに支持するためにタワー８が設置される。タワー８の上部には、ヨー駆動装置１０が設置される。ヨー駆動装置１０は、ナセル７を支持すると共に、風向に従ってナセル７を垂直軸の回りに旋回させる。ナセル７に格納される制御装置（図示せず）は、ヨー駆動装置１０を操作して、ロータ４の翼を変動する風向に対向させるように、風向きとロータ４の回転軸３との偏差角を所定の角度内に制御する。 A tower 8 is installed on the ground to support the rotor 4 at a predetermined height. A yaw driving device 10 is installed on the top of the tower 8. The yaw driving device 10 supports the nacelle 7 and rotates the nacelle 7 around a vertical axis according to the wind direction. A control device (not shown) stored in the nacelle 7 operates the yaw driving device 10 to make the deviation angle between the wind direction and the rotating shaft 3 of the rotor 4 so that the blades of the rotor 4 face the varying wind direction. Is controlled within a predetermined angle.

図２は、ロータリーアクチュエータ（ヨー駆動装置１０）の平面図を示す。ロータリーアクチュエータ１０は、テーブル１２の中心線の回りに配列される二つ以上の、この実施形態では五つの扇形の分割ロータリーアクチュエータ１０ａからなる。ロータリーアクチュエータ１０は、タワー８側に固定されるベース１４に対してナセル７側に固定されるテーブル１２を中心線の回りに回転させるものでる。ロータリーアクチュエータ１０は、テーブル１２（直接的には中間テーブル１６）が中心線の回りを回転するのを案内する案内部２２と、テーブル１２（直接的には中間テーブル１６）を中心線の回りに回転させる駆動部１９と、を備える。ベース１４、テーブル１２、案内部２２、及び駆動部１９は、周方向に分割されていて、それぞれ中心線の回りに配列される扇形の分割ベース１４ａ、扇形の分割テーブル１２ａ、円弧状の分割案内部２２ａ、円弧状の分割駆動部１９ａからなる。 FIG. 2 is a plan view of the rotary actuator (yaw driving device 10). The rotary actuator 10 includes two or more, in this embodiment, five fan-shaped divided rotary actuators 10 a arranged around the center line of the table 12. The rotary actuator 10 rotates the table 12 fixed on the nacelle 7 side around the center line with respect to the base 14 fixed on the tower 8 side. The rotary actuator 10 includes a guide unit 22 for guiding the table 12 (directly the intermediate table 16) rotating around the center line, and the table 12 (directly the intermediate table 16) around the center line. And a drive unit 19 to be rotated. The base 14, the table 12, the guide unit 22, and the drive unit 19 are divided in the circumferential direction, and are each a sector-shaped divided base 14 a, a sector-shaped divided table 12 a, and an arc-shaped divided guide that are arranged around the center line. The unit 22a includes an arc-shaped divided drive unit 19a.

図３ないし図６は、分割ロータリーアクチュエータ１０ａを示す。図３は斜視図を示し、図４は平面図を示し、図５は図４のV-V線断面図を示し、図６は図４のVI-VI線断面図を示す。 3 to 6 show the divided rotary actuator 10a. 3 is a perspective view, FIG. 4 is a plan view, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.

図３に示すように、分割ロータリーアクチュエータ１０ａは、タワー８側に固定される分割ベース１４ａと、ナセル７側に固定される分割テーブル１２ａと、を備える。分割ベース１４ａ及び分割テーブル１２ａは扇形に形成される。分割ベース１４ａと分割テーブル１２ａとの間には、分割中間テーブル１６ａが配置される。分割中間テーブル１６ａも扇形に形成される。分割中間テーブル１６ａはリング状の中間テーブル１６を周方向に二つ以上に分割してなる。言い換えれば、二つ以上の扇形の分割中間テーブル１６ａを中心線の回りに配列すると、リング状の中間テーブル１６が形成される。複数の扇形の分割中間テーブル１６ａをリング状に組み合わせたとき、隣接する分割中間テーブル１６ａ間にわずかなすきまが空く。リング状のテーブル１２に対して分割中間テーブル１６ａが分割中間テーブル１６ａが含まれる平面内の少なくとも一方向に移動できるようにするためである。中間テーブル１６さえ分割されていれば、テーブル１２及びベース１４は分割されていなくてもよい。また、ナセル７の下部に中間テーブル１６を直接取り付ける場合には、テーブル１２が存在していなくてもよい。この場合、ナセルの底部がテーブルを構成することになる。 As shown in FIG. 3, the divided rotary actuator 10a includes a divided base 14a fixed to the tower 8 side and a divided table 12a fixed to the nacelle 7 side. The division base 14a and the division table 12a are formed in a sector shape. A divided intermediate table 16a is arranged between the divided base 14a and the divided table 12a. The divided intermediate table 16a is also formed in a sector shape. The divided intermediate table 16a is formed by dividing the ring-shaped intermediate table 16 into two or more in the circumferential direction. In other words, when two or more fan-shaped divided intermediate tables 16a are arranged around the center line, a ring-shaped intermediate table 16 is formed. When a plurality of sector-shaped divided intermediate tables 16a are combined in a ring shape, a slight gap is left between adjacent divided intermediate tables 16a. This is because the divided intermediate table 16a can move in at least one direction within a plane including the divided intermediate table 16a with respect to the ring-shaped table 12. As long as the intermediate table 16 is divided, the table 12 and the base 14 may not be divided. Further, when the intermediate table 16 is directly attached to the lower portion of the nacelle 7, the table 12 may not be present. In this case, the bottom of the nacelle constitutes the table.

分割中間テーブル１６ａと分割ベース１４ａとの間には、分割ベース１４ａに対する分割中間テーブル１６ａの運動を案内する分割案内部２２ａが配置されると共に、分割中間テーブル１６ａを運動させる分割駆動部としての分割モータ部１９ａが配置される。分割モータ部１９ａを動作させると、分割中間テーブル１６ａがテーブル１２の回転の中心線Ｃの回りを回転する。分割中間テーブル１６ａの回転に伴って分割テーブル１２ａが中心線Ｃの回りを回転する。分割案内部２２ａ及び分割モータ部１９ａの構造は後述する。 Between the divided intermediate table 16a and the divided base 14a, a divided guide unit 22a for guiding the movement of the divided intermediate table 16a with respect to the divided base 14a is disposed and divided as a divided driving unit for moving the divided intermediate table 16a. A motor unit 19a is disposed. When the split motor unit 19a is operated, the split intermediate table 16a rotates around the rotation center line C of the table 12. As the divided intermediate table 16a rotates, the divided table 12a rotates around the center line C. The structure of the division | segmentation guide part 22a and the division | segmentation motor part 19a is mentioned later.

分割中間テーブル１６ａと分割テーブル１２ａとの間には、分割中間テーブル１６ａの回転を分割テーブル１２ａに伝えると共に、分割テーブル１２ａに対して分割中間テーブル１６ａが、分割中間テーブル１６ａが含まれる平面内の少なくとも一方向に相対的に移動するのを許容するテーブル支持部４６が設けられる。 Between the divided intermediate table 16a and the divided table 12a, the rotation of the divided intermediate table 16a is transmitted to the divided table 12a, and the divided intermediate table 16a is compared with the divided table 12a in the plane including the divided intermediate table 16a. A table support 46 is provided that allows relative movement in at least one direction.

この実施形態では、テーブル支持部４６はリニアガイドからなり、中心線Ｃから半径方向に直線的に伸びる軌道部材としての軌道レール４７と、軌道レール４７に相対的に直線運動可能に組み付けられる移動部材としての移動ブロック４８と、を備える。図２に示すように、ロータリーアクチュエータ１０の全体でみたとき、軌道レール４７はテーブル１２の中心線から放射状に伸びる。図３に示すように、テーブル支持部４６は、分割中間テーブル１６ａの回転を分割テーブル１２ａに伝えると共に、分割テーブル１２ａに対して分割中間テーブル１６ａが、中心線Ｃに対して半径方向にのみ直線運動するのを許容する。ただし、軌道レール４７は放射状に取り付けられることで、ナセル７がある方向から水平方向の荷重を受けてもテーブル１２が水平面内で動くことはない。 In this embodiment, the table support portion 46 is composed of a linear guide, a track rail 47 as a track member extending linearly in the radial direction from the center line C, and a moving member assembled to the track rail 47 so as to be relatively linearly movable. As a moving block 48. As shown in FIG. 2, the track rail 47 extends radially from the center line of the table 12 when viewed as a whole of the rotary actuator 10. As shown in FIG. 3, the table support unit 46 transmits the rotation of the divided intermediate table 16a to the divided table 12a, and the divided intermediate table 16a is linear with respect to the center line C only in the radial direction. Allow to exercise. However, since the track rail 47 is attached radially, the table 12 does not move in the horizontal plane even if the nacelle 7 receives a load in the horizontal direction from a certain direction.

図５に示すように、テーブル支持部４６の軌道レール４７には、長手方向に複数の取付け孔４７ｂが空けられる。ボルト等の締結部材を取付け孔４７ｂに通し、締結部材を分割中間テーブル１６ａにねじ込むことによって、軌道レール４７が分割中間テーブル１６ａの上面に固定される。図６に示すように、分割テーブル１２ａには複数の取付け孔１２ｂが空けられる。ボルト等の締結部材を取付け孔１２ｂに通し、締結部材をテーブル支持部４６の移動ブロック４８にねじ込むことによって、分割テーブル１２ａが移動ブロック４８に固定される。 As shown in FIG. 5, a plurality of mounting holes 47 b are formed in the track rail 47 of the table support portion 46 in the longitudinal direction. By passing a fastening member such as a bolt through the mounting hole 47b and screwing the fastening member into the divided intermediate table 16a, the track rail 47 is fixed to the upper surface of the divided intermediate table 16a. As shown in FIG. 6, the dividing table 12a has a plurality of mounting holes 12b. By passing a fastening member such as a bolt through the mounting hole 12 b and screwing the fastening member into the moving block 48 of the table support portion 46, the divided table 12 a is fixed to the moving block 48.

軌道レール４７の外周面には長手方向に直線的に伸びる複数状の、この実施形態では四条の転動体転走部としてのボール転走溝４７ａが形成される。移動ブロック４８には、ボール転走溝４７ａに対向する転動体転走部として四条の負荷ボール転走溝４８ａが形成される。移動ブロック４８には、負荷ボール転走溝４８ａと平行に直線通路４８ｃが設けられる。負荷ボール転走溝４８ａと直線通路４８ｃとはＵ字状の方向転換路（図示せず）で接続される。方向転換路は移動ブロック４８の移動方向の端部に設けられるエンドキャップ４８ｄ（図５参照）に形成される。方向転換路及び直線通路４８ｃは、負荷ボール転走溝４８ａの一端と他端とを接続する戻し路を構成する。負荷ボール転走溝４８ａ、直線通路４８ｃ、及び方向転換路から構成されるサーキット状の循環経路には、転動体として複数のボール４９が配列される。軌道レール４７に対する移動ブロック４８の直線的な移動に伴って、ボール４９は負荷ボール転走溝４８ａを一端から他端まで転がる。負荷ボール転走溝４８ａの他端まで移動したボール４９は、戻し路によって負荷ボール転走溝４８ａの一端に戻される。 In this embodiment, a plurality of ball rolling grooves 47a are formed on the outer peripheral surface of the track rail 47 as four rolling element rolling portions that linearly extend in the longitudinal direction. In the moving block 48, four loaded ball rolling grooves 48a are formed as rolling element rolling portions facing the ball rolling grooves 47a. The moving block 48 is provided with a straight passage 48c parallel to the load ball rolling groove 48a. The load ball rolling groove 48a and the straight passage 48c are connected by a U-shaped direction change path (not shown). The direction change path is formed in an end cap 48d (see FIG. 5) provided at the end of the moving block 48 in the moving direction. The direction change path and the straight path 48c constitute a return path that connects one end and the other end of the load ball rolling groove 48a. A plurality of balls 49 are arranged as rolling elements in a circuit-like circulation path composed of the loaded ball rolling groove 48a, the straight path 48c, and the direction changing path. As the moving block 48 moves linearly with respect to the track rail 47, the ball 49 rolls the loaded ball rolling groove 48a from one end to the other end. The ball 49 moved to the other end of the load ball rolling groove 48a is returned to one end of the load ball rolling groove 48a by the return path.

図７は、分割中間テーブル１６ａから分割テーブル１２ａ及びテーブル支持部４６を取り外した状態を示す。分割ベース１４ａと分割中間テーブル１６ａとの間には、分割モータ部１９ａ及び分割案内部２２ａが配置される。 FIG. 7 shows a state in which the divided table 12a and the table support portion 46 are removed from the divided intermediate table 16a. A divided motor unit 19a and a divided guide unit 22a are arranged between the divided base 14a and the divided intermediate table 16a.

扇形の分割ベース１４ａの上面には、分割案内部２２ａの円弧状の分割軌道レール２１ｃ及び移動ブロック（移動部材）２０の一方と、分割モータ部１９ａの電機子部１８及び界磁部１７の一方とが固定される。この実施形態では、分割案内部２２ａの分割軌道レール２１ｃ及び分割モータ部１９ａの電機子部１８が分割ベース１４ａに固定される。分割ベース１４ａの上面の内径側と外形側との間には段差１４ｂが形成される。分割ベース１４ａの内径側が肉厚に形成され、外径側が薄肉に形成される。分割ベース１４ａの肉厚の内径側に分割案内部２２ａの分割軌道レール２１ｃが固定され、分割ベース１４ａの薄肉の外径側に分割モータ部１９ａの電機子部１８が固定される。 On the upper surface of the sector-shaped split base 14a, one of the arc-shaped split track rail 21c and the moving block (moving member) 20 of the split guide portion 22a, and one of the armature portion 18 and the field portion 17 of the split motor portion 19a. And are fixed. In this embodiment, the split track rail 21c of the split guide portion 22a and the armature portion 18 of the split motor portion 19a are fixed to the split base 14a. A step 14b is formed between the inner diameter side and the outer shape side of the upper surface of the divided base 14a. The inner diameter side of the split base 14a is formed thick, and the outer diameter side is formed thin. The split track rail 21c of the split guide portion 22a is fixed to the inner diameter side of the divided base 14a, and the armature portion 18 of the split motor portion 19a is fixed to the thinner outer diameter side of the split base 14a.

図７に示すように、分割ベース１４ａの外周側の縁部及び内周側の縁部には、分割ベース１４ａをタワー８に固定するためのボルト等の締結部材が挿入される複数の通し孔１３，１５が空けられる。扇形の分割ベース１４ａの外周の縁部、及び内周の縁部には、分割モータ部１９ａの配線２５が通される切欠き２６が形成される。複数の分割ベース１４ａを繋げてリング形状にしたときに中心に円形の開口２７（図２参照）が空くように、複数の分割ベース１４ａの内周縁は外周縁と同心の円弧形状に形成される。 As shown in FIG. 7, a plurality of through holes into which fastening members such as bolts for fixing the divided base 14 a to the tower 8 are inserted in the outer peripheral side edge and the inner peripheral side edge of the divided base 14 a. 13 and 15 are opened. A notch 26 through which the wiring 25 of the divided motor unit 19a is passed is formed at the outer peripheral edge and the inner peripheral edge of the sector-shaped divided base 14a. When the plurality of divided bases 14a are connected to form a ring shape, the inner peripheral edge of the plurality of divided bases 14a is formed in an arc shape concentric with the outer peripheral edge so that a circular opening 27 (see FIG. 2) is opened at the center. .

扇形の分割中間テーブル１６ａの下面には、分割軌道レール２１ｃ及び移動ブロック２０の他方と、電機子部１８及び界磁部１７の他方とが固定される。この実施形態では、移動ブロック２０及び界磁部１７が分割中間テーブル１６ａの下面に固定される。分割中間テーブル１６ａの下面の内径側と外径側との間には段差１６ｂが形成される。分割中間テーブル１６ａの内径側が肉厚に形成され、外径側が薄肉に形成される。肉厚の内径側に分割案内部２２ａの移動ブロック２０が固定され、薄肉の外形側に分割モータ部１９ａの界磁部１７が固定される。図５に示すように、分割モータ部１９ａが配置される位置における分割ベース１４ａと分割中間テーブル１６ａとの間の距離（言い換えれば分割モータ部１９ａの高さｈ１）は、分割案内部２２ａが配置される位置における分割ベース１４ａと分割中間テーブル１６ａとの間の距離（言い換えれば分割案内部２２ａの高さｈ２）よりも大きい。 On the lower surface of the sector-shaped divided intermediate table 16a, the other of the divided track rail 21c and the moving block 20 and the other of the armature portion 18 and the field portion 17 are fixed. In this embodiment, the moving block 20 and the field part 17 are fixed to the lower surface of the divided intermediate table 16a. A step 16b is formed between the inner diameter side and the outer diameter side of the lower surface of the divided intermediate table 16a. The inner diameter side of the split intermediate table 16a is formed thick, and the outer diameter side is formed thin. The moving block 20 of the split guide portion 22a is fixed to the thick inner diameter side, and the field portion 17 of the split motor portion 19a is fixed to the thin outer shape side. As shown in FIG. 5, the distance between the divided base 14a and the divided intermediate table 16a at the position where the divided motor unit 19a is arranged (in other words, the height h1 of the divided motor unit 19a) is arranged by the divided guide unit 22a. It is larger than the distance between the divided base 14a and the divided intermediate table 16a (in other words, the height h2 of the divided guide portion 22a) at the position where the division is performed.

図７に示すように、分割中間テーブル１６ａの内周側には、移動ブロック２０を分割中間テーブル１６ａの下面に固定するための複数のザグリ孔３０が空けられ、分割中間テーブル１６ａの外周側には、界磁部１７を分割中間テーブル１６ａの下面に固定するための複数のザグリ孔２９が空けられる。ボルト等の多数の締結部材をザグリ孔２９，３０に通し、締結部材を移動ブロック２０や界磁部１７にねじ込むことで、これらが分割中間テーブル１６ａに固定される。分割中間テーブル１６ａに作用する垂直方向の荷重は、分割中間テーブル１６ａの内径側で移動ブロック２０、分割軌道レール２１ｃを介して分割ベース１４ａに伝わる。分割中間テーブル１６ａはその内径側のみにおいて片持ち状態で分割案内部２２ａに支持される。 As shown in FIG. 7, a plurality of counterbore holes 30 for fixing the moving block 20 to the lower surface of the divided intermediate table 16a are formed on the inner peripheral side of the divided intermediate table 16a. Are provided with a plurality of counterbores 29 for fixing the field portion 17 to the lower surface of the divided intermediate table 16a. A large number of fastening members such as bolts are passed through the counterbore holes 29 and 30, and the fastening members are screwed into the moving block 20 and the field magnet portion 17, whereby these are fixed to the divided intermediate table 16a. The vertical load acting on the split intermediate table 16a is transmitted to the split base 14a via the moving block 20 and the split track rail 21c on the inner diameter side of the split intermediate table 16a. The split intermediate table 16a is supported by the split guide portion 22a in a cantilever state only on its inner diameter side.

図５に示すように、分割案内部２２ａは、円弧状の分割軌道レール２１ｃと、円弧状の分割軌道レール２１ｃの内径側に配置される移動ブロック２０と、を備える。分割軌道レール２１ｃの下面が分割ベース１４ａの上面に固定され、移動ブロック２０の上面が分割中間テーブル１６ａの下面に固定される。分割ベース１４ａを水平面に配置した状態で、分割軌道レール２１ｃの長手方向と直交する断面でみたとき、移動ブロック２０は分割軌道レール２１ｃの右側又は左側にのみ（この実施形態では右側にのみ）に配置される。分割軌道レール２１ｃ及び移動ブロック２０の互いに対向する側面（すなわち、分割軌道レール２１ｃの右側の側面２１ａ及び移動ブロック２０の右側の側面２０ａ）には、転動体転走部として上下二条のボール転走溝２１ｂ及び上下二条の負荷ボール転走溝２０ｂが形成される。 As shown in FIG. 5, the divided guide portion 22 a includes an arc-shaped divided track rail 21 c and a moving block 20 disposed on the inner diameter side of the arc-shaped divided track rail 21 c. The lower surface of the divided track rail 21c is fixed to the upper surface of the divided base 14a, and the upper surface of the moving block 20 is fixed to the lower surface of the divided intermediate table 16a. When the divided base 14a is disposed on a horizontal plane and viewed in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the divided track rail 21c, the moving block 20 is only on the right side or the left side of the divided track rail 21c (only on the right side in this embodiment). Be placed. On the side surfaces of the divided track rail 21c and the moving block 20 facing each other (that is, the right side surface 21a of the divided track rail 21c and the right side surface 20a of the moving block 20), two rolling balls are rolled up and down as rolling elements. A groove 21b and two upper and lower load ball rolling grooves 20b are formed.

図７に示すように、分割案内部２２ａの分割軌道レール２１ｃは円弧状に湾曲する。円弧状に湾曲した分割軌道レール２１ｃの内周側の側面には、上述の二条のボール転走溝２１ｂが形成される。各ボール転走溝２１ｂの断面形状は、二つの円弧からなるゴシックアーチ溝形状に形成される。転動体としてのボール３１は分割軌道レール２１ｃのボール転走溝２１ｂに２点で接触する。分割軌道レール２１ｃの断面形状は上下方向に細長い四角形に形成される。分割軌道レール２１ｃには、上下方向に貫通する複数のザグリ孔２１ｃが形成される。ザグリ孔２１ｃにボルト等の締結部材を通し、締結部材を分割ベース１４ａにねじ込むことで、分割軌道レール２１ｃが分割ベース１４ａに固定される。 As shown in FIG. 7, the divided track rail 21c of the divided guide portion 22a is curved in an arc shape. The above-described two ball rolling grooves 21b are formed on the inner peripheral side surface of the divided track rail 21c curved in an arc shape. The cross-sectional shape of each ball rolling groove 21b is formed in a Gothic arch groove shape composed of two arcs. The ball 31 as a rolling element contacts the ball rolling groove 21b of the divided track rail 21c at two points. The cross-sectional shape of the divided track rail 21c is formed in a rectangular shape that is elongated in the vertical direction. A plurality of counterbore holes 21c penetrating in the vertical direction are formed in the divided track rail 21c. By passing a fastening member such as a bolt through the counterbore hole 21c and screwing the fastening member into the split base 14a, the split track rail 21c is fixed to the split base 14a.

複数の分割ロータリーモータアクチュエータ１０ａを周方向に配列すると、図６に示すように、円弧状の分割軌道レール２１ｃが複数組み合わされたリング状の軌道レール２１が形成される。分割軌道レール２１ｃの内径側の二条のボール転走溝２１ｂもリング状に繋がる。リング状の軌道レール２１を形成するために、円弧状の分割軌道レール２１ｃの繋ぎ目に僅かなすきまをあける必要があるが、僅かなすきまがあっても移動ブロック２０は問題なく繋ぎ目を通過する。 When a plurality of divided rotary motor actuators 10a are arranged in the circumferential direction, as shown in FIG. 6, a ring-shaped track rail 21 is formed by combining a plurality of arc-shaped divided track rails 21c. The two ball rolling grooves 21b on the inner diameter side of the divided track rail 21c are also connected in a ring shape. In order to form the ring-shaped track rail 21, it is necessary to make a slight gap at the joint of the arc-shaped divided track rail 21c. To do.

図８に示すように、移動ブロック２０は、分割軌道レール２１ｃの二条のボール転走溝に対向する二条の負荷ボール転走溝２０ｂが形成されるブロック本体３４と、ブロック本体３４の移動方向の両端部に設けられる蓋部材としての一対のエンドキャップ３５と、を備える。図６に示すように、移動ブロック２０の上面には複数のタップ孔２０ｄが加工される。分割中間テーブル１６ａのザグリ孔にボルト等の締結部材を通し、締結部材を移動ブロック２０のタップ孔３９にねじ込むことにより、分割中間テーブル１６ａが移動ブロック２０に結合される。 As shown in FIG. 8, the moving block 20 includes a block main body 34 formed with two load ball rolling grooves 20b facing the two ball rolling grooves of the divided track rail 21c, and the moving direction of the block main body 34. And a pair of end caps 35 as lid members provided at both ends. As shown in FIG. 6, a plurality of tap holes 20 d are processed on the upper surface of the moving block 20. By passing a fastening member such as a bolt through the counterbore hole of the divided intermediate table 16 a and screwing the fastening member into the tap hole 39 of the moving block 20, the divided intermediate table 16 a is coupled to the moving block 20.

図９に示すように、ブロック本体３４には、分割軌道レール２１ｃのボール転走溝２１ｂに対向する負荷ボール転走溝２０ｂが形成される。負荷ボール転走溝２０ｂの断面形状も二つの円弧からなるゴシックアーチ溝に形成される。分割軌道レール２１ｃのボール転走溝２１ｂと移動ブロック２０の負荷ボール転走溝２０ｂとの間に負荷ボール転走路が形成される。分割軌道レール２１ｃに対する移動ブロック２０の相対的な移動に伴い、ボール３１はこの負荷ボール転走路で荷重を受けながら転がり運動する。 As shown in FIG. 9, the block main body 34 is formed with a load ball rolling groove 20b facing the ball rolling groove 21b of the divided track rail 21c. The cross-sectional shape of the load ball rolling groove 20b is also formed as a Gothic arch groove composed of two arcs. A load ball rolling path is formed between the ball rolling groove 21 b of the divided track rail 21 c and the load ball rolling groove 20 b of the moving block 20. As the moving block 20 moves relative to the divided track rail 21c, the ball 31 rolls while receiving a load on the loaded ball rolling path.

ブロック本体３４には、負荷ボール転走溝２０ｂとほぼ平行に直線通路３７が形成される。エンドキャップ３５には、ブロック本体３４の負荷ボール転走溝２０ｂと直線通路３７を接続するＵ字形状の方向転換路３８が形成される。直線通路３７及び一対のＵ字形状の方向転換路３８によって、負荷ボール転走溝２０ｂの一端と他端を接続する無負荷戻し路が形成される。負荷ボール転走路と無負荷戻し路によって、サーキット状のボール循環路が形成される。 A linear passage 37 is formed in the block body 34 substantially in parallel with the load ball rolling groove 20b. The end cap 35 is formed with a U-shaped direction change path 38 that connects the load ball rolling groove 20 b of the block body 34 and the linear path 37. The straight passage 37 and the pair of U-shaped direction change paths 38 form an unloaded return path that connects one end and the other end of the loaded ball rolling groove 20b. A circuit-shaped ball circulation path is formed by the loaded ball rolling path and the no-load return path.

図５に示すように、分割モータ部１９ａは、分割ベース１４ａ及び分割中間テーブル１６ａの一方に取り付けられ、コア４１、及びコア４１に巻かれるコイル４２を有する電機子部１８と、分割ベース１４ａ及び分割中間テーブル１６ａの他方に取り付けられ、電機子部１８のコア４１にすきまｇを介して対向するマグネット４３を有する界磁部１７と、を備える。この実施形態では、分割ベース１４ａに電機子部１８が取り付けられ、分割中間テーブル１６ａに界磁部１７が取り付けられる。 As shown in FIG. 5, the split motor unit 19 a is attached to one of the split base 14 a and the split intermediate table 16 a, and includes an armature unit 18 having a core 41 and a coil 42 wound around the core 41, a split base 14 a, And a field portion 17 having a magnet 43 attached to the other side of the divided intermediate table 16a and facing the core 41 of the armature portion 18 via a gap g. In this embodiment, the armature portion 18 is attached to the divided base 14a, and the field portion 17 is attached to the divided intermediate table 16a.

分割ベース１４ａの上面には、コア保持体４５がボルト等の締結部材を用いて固定される。コア保持体４５はコア４１を固定できるように、上下の端部に突出片４５ａ，４５ａを有し、この突出片４５ａ，４５ａ間にコア４１が挟まれる。コア保持体４５も円弧状に湾曲する。 The core holder 45 is fixed to the upper surface of the divided base 14a using a fastening member such as a bolt. The core holding body 45 has projecting pieces 45a and 45a at upper and lower ends so that the core 41 can be fixed, and the core 41 is sandwiched between the projecting pieces 45a and 45a. The core holder 45 is also curved in an arc shape.

図７に示すように、コア４１は、円弧状に湾曲する本体部４１ｂと、本体部４１ｂから半径方向の内側に櫛歯状に突出する複数の突極４１ａと、を有する。本体部４１ｂの断面形状は上下方向に細長い矩形形状に形成される。複数の突極４１ａは本体部４１ｂの周方向に均等間隔を空けて設けられる。突極４１ａの突出方向に直交する垂直断面で突極４１ａは矩形形状に形成され、その高さは幅（水平面内における突極４１ａの周方向の長さ）よりも大きい。突極４１ａの高さは本体部４１ｂの高さと略等しい。コア４１は鉄等の磁性材料からなる
複数の突極４１ａのそれぞれにコイル４２が巻かれる。コイル４２は突極４１ａの垂直断面に合わせて上下方向に細長い断面四角形の環状に形成される。環状のコイル４２の中心線は水平方向を向く。ロータリーアクチュエータ１０の平面図でみたとき、コイル４２の中心線は分割中間テーブル１６ａの回転中心の方向を向く。 As shown in FIG. 7, the core 41 includes a main body portion 41 b that is curved in an arc shape, and a plurality of salient poles 41 a that protrude in a comb shape from the main body portion 41 b inward in the radial direction. The cross-sectional shape of the main body 41b is formed in a rectangular shape elongated in the vertical direction. The plurality of salient poles 41a are provided at equal intervals in the circumferential direction of the main body 41b. The salient pole 41a is formed in a rectangular shape in a vertical cross section orthogonal to the projecting direction of the salient pole 41a, and its height is larger than the width (the length in the circumferential direction of the salient pole 41a in the horizontal plane). The height of the salient pole 41a is substantially equal to the height of the main body 41b. In the core 41, a coil 42 is wound around each of a plurality of salient poles 41a made of a magnetic material such as iron. The coil 42 is formed in an annular shape having a rectangular cross section elongated in the vertical direction in accordance with the vertical cross section of the salient pole 41a. The center line of the annular coil 42 faces in the horizontal direction. When viewed in a plan view of the rotary actuator 10, the center line of the coil 42 faces the direction of the rotation center of the divided intermediate table 16a.

コイル４２は三相コイルであり、コイル４２は周方向に順番にＵ，Ｖ，Ｗ,Ｕ，Ｖ，Ｗ,Ｕ，Ｖ，Ｗ相…のコイルとなる。コイル４２に１２０度位相がずれる三相交流を流すと、コイル４２が巻かれる複数の突極４１ａに周方向に移動する移動磁界が発生する。 The coil 42 is a three-phase coil, and the coil 42 is a coil of U, V, W, U, V, W, U, V, W phase. When a three-phase alternating current that is 120 degrees out of phase is passed through the coil 42, a moving magnetic field that moves in the circumferential direction is generated in the plurality of salient poles 41a around which the coil 42 is wound.

図５に示すように、分割中間テーブル１６ａの下面には、界磁部１７のマグネット保持体５１がボルト等の締結部材を用いて固定される。マグネット保持体５１も円弧状に湾曲する。マグネット保持体５１は、断面が上下方向に細長い矩形に形成されると共に円弧状に湾曲する本体部５１ａと、本体部５１ａの上端部から半径方向の外側に突出する円弧状の上部壁５１ｂと、本体部５１ａの下端部から半径方向の外側に突出する円弧状の下部壁５１ｃと、を備える。マグネット保持体５１はボルト等の締結部材を用いて分割中間テーブル１６ａの下面に固定される。マグネット保持体５１の本体部５１ａ、上部壁５１ｂ及び下部壁５１ｃによってマグネット収納部が形成される。マグネット収納部に収納された複数のマグネット４３は、ボルト等の締結部材によってマグネット保持体５１に固定される。 As shown in FIG. 5, the magnet holder 51 of the field magnet portion 17 is fixed to the lower surface of the divided intermediate table 16a using a fastening member such as a bolt. The magnet holder 51 is also curved in an arc shape. The magnet holder 51 includes a main body 51a whose cross section is formed in a vertically elongated rectangular shape and curved in an arc shape, an arc-shaped upper wall 51b that protrudes radially outward from the upper end of the main body 51a, An arcuate lower wall 51c that protrudes radially outward from the lower end of the main body 51a. The magnet holder 51 is fixed to the lower surface of the divided intermediate table 16a using a fastening member such as a bolt. A magnet housing portion is formed by the main body 51a, the upper wall 51b, and the lower wall 51c of the magnet holder 51. The plurality of magnets 43 stored in the magnet storage unit are fixed to the magnet holder 51 by fastening members such as bolts.

図７に示すように、マグネット保持体５１の収納部には、複数のマグネット４３が円弧状に配列される。マグネット４３は上下方向に細長い板状に形成される。マグネット４３は、半径方向に着磁され、すなわち半径方向の内側がＮ極又はＳ極の一方になり、半径方向の外側がＮ極又はＳ極の他方になる（図５参照）。複数のマグネット４３はその外周面に周方向に交互にＮ極及びＳ極が形成されるように配列される。マグネット４３はコア４１の突極４１ａになすきまｇを空けて対向する。複数のマグネット４３を備える界磁部１７は、コアの複数の突極４１ａに発生する移動磁界により推力を得て、周方向に回転する。 As shown in FIG. 7, a plurality of magnets 43 are arranged in an arc shape in the storage portion of the magnet holder 51. The magnet 43 is formed in a plate shape elongated in the vertical direction. The magnet 43 is magnetized in the radial direction, that is, the inner side in the radial direction becomes one of the N or S poles, and the outer side in the radial direction becomes the other of the N or S poles (see FIG. 5). The plurality of magnets 43 are arranged on the outer peripheral surface so that N poles and S poles are alternately formed in the circumferential direction. The magnet 43 is opposed to the salient pole 41a of the core 41 with a gap g. The field portion 17 including the plurality of magnets 43 obtains a thrust by the moving magnetic field generated at the plurality of salient poles 41a of the core and rotates in the circumferential direction.

本実施形態のロータリーアクチュエータの組み立て方法は以下のとおりである。まず、分割ベース１４ａに電機子部１８及び分割軌道レール２１ｃを固定する。次に、分割中間テーブル１６ａに界磁部１７及び移動ブロック２０を固定する。移動ブロック２０のボール循環路には、あらかじめ複数のボール３１が配列・収納されている。その後、移動ブロック２０を分割軌道レール２１ｃの長さ方向の端部から分割軌道レール２１ｃに組み付ける。これと同時に分割モータ部１９ａの界磁部１７を分割ベース１４ａの摺動板２３上を摺動させ、界磁部１７のマグネット４３を電機子部１８のコア４１に対向させる。その後、分割中間テーブル１６ａの上面にテーブル支持部４６の軌道レール４７を固定し、テーブル支持部４６の移動ブロック４８の上面に分割テーブル１２ａを固定する。以上により、ロータリーアクチュエータの組み立てが完了する。 The assembly method of the rotary actuator of this embodiment is as follows. First, the armature portion 18 and the divided track rail 21c are fixed to the divided base 14a. Next, the field portion 17 and the moving block 20 are fixed to the divided intermediate table 16a. A plurality of balls 31 are arranged and stored in advance in the ball circulation path of the moving block 20. Then, the moving block 20 is assembled | attached to the division | segmentation track rail 21c from the edge part of the length direction of the division | segmentation track rail 21c. At the same time, the field portion 17 of the divided motor portion 19a is slid on the sliding plate 23 of the divided base 14a, and the magnet 43 of the field portion 17 is opposed to the core 41 of the armature portion 18. Thereafter, the track rail 47 of the table support 46 is fixed to the upper surface of the split intermediate table 16a, and the split table 12a is fixed to the upper surface of the moving block 48 of the table support 46. Thus, the assembly of the rotary actuator is completed.

ロータリーアクチュエータを組み立てると、図７に示すように、界磁部１７のマグネット４３と電機子部１８のコア４１との間に吸引力Ｐ１が働く。この吸引力Ｐ１は、分割ベース１４ａ及び分割軌道レール２１ｃを水平面に配置した状態で水平方向を向く。コア４１は分割ベース１４ａに固定されているので、吸引力Ｐ１によってマグネット４３がコア４１に引き付けられる。マグネット４３と移動ブロック２０とは分割中間テーブル１６ａを介して一体に結合されているので、コア４１がマグネット４３を引き付ける力によって、移動ブロック２０の側面２０ａが分割軌道レール２１ｃの側面２１ａに向かって押し付けられる。移動ブロック２０の負荷ボール転走溝２０ｂと分割軌道レール２１ｃのボール転走溝２１ｂとの間には多数のボール３１が介在されるので、多数のボール３１に予圧Ｐ２（ボール３１を圧縮する荷重であり、Ｐ１≒Ｐ２の関係がある）が付与される。 When the rotary actuator is assembled, as shown in FIG. 7, an attractive force P <b> 1 acts between the magnet 43 of the field part 17 and the core 41 of the armature part 18. The suction force P1 is directed in the horizontal direction in a state where the divided base 14a and the divided track rail 21c are arranged on a horizontal plane. Since the core 41 is fixed to the divided base 14a, the magnet 43 is attracted to the core 41 by the attractive force P1. Since the magnet 43 and the moving block 20 are integrally coupled via the divided intermediate table 16a, the side surface 20a of the moving block 20 is directed toward the side surface 21a of the divided track rail 21c by the force with which the core 41 attracts the magnet 43. Pressed. Since a large number of balls 31 are interposed between the load ball rolling groove 20b of the moving block 20 and the ball rolling groove 21b of the divided track rail 21c, the preload P2 (the load compressing the ball 31) is applied to the large number of balls 31. And P1≈P2).

分割案内部２２ａは吸引力Ｐ１の方向の荷重を負荷できるが、吸引力Ｐ１と逆方向の荷重を負荷できない。移動ブロック２０に吸引力以上の逆方向の力を加えれば、移動ブロック２０を分割軌道レール２１ｃから取り外すことができる。 Although the division | segmentation guide part 22a can load the load of the direction of attraction | suction force P1, it cannot load the load of the reverse direction to attraction | suction force P1. If a reverse force greater than the suction force is applied to the moving block 20, the moving block 20 can be detached from the divided track rail 21c.

以上のように、ロータリーアクチュエータ１０を組み立てた後、水平軸風車のタワーの上部で扇形の複数のロータリーアクチュエータ１０ａをヨー軸の回りに周方向に配列する。これにより、リング状ロータリーアクチュエータ１０（すなわちヨー駆動装置１０）が組み立てられる。リング状ロータリーアクチュエータ１０を組み立てると、分割案内部２２ａの分割軌道レール２１ｃもリング状に繋がり、分割モータ部１９ａの電機子部１８及び界磁部１７もリング状に繋がる。リング状のロータリーアクチュエータ１０を組み立てた後、中間テーブル１６の上部にナセル７を固定する。モータ部１９に三相交流を流すと、ベース１４に対して中間テーブル１６が回転する。中間テーブル１６の回転に伴ってテーブル１２が回転し、テーブル１２の上面に固定されるナセル７がヨー軸の回りを回転する。 As described above, after the rotary actuator 10 is assembled, a plurality of fan-shaped rotary actuators 10a are arranged in the circumferential direction around the yaw axis at the top of the tower of the horizontal axis wind turbine. Thereby, the ring-shaped rotary actuator 10 (that is, the yaw driving device 10) is assembled. When the ring-shaped rotary actuator 10 is assembled, the split track rail 21c of the split guide portion 22a is also connected in a ring shape, and the armature portion 18 and the field portion 17 of the split motor portion 19a are also connected in a ring shape. After assembling the ring-shaped rotary actuator 10, the nacelle 7 is fixed to the upper part of the intermediate table 16. When a three-phase alternating current is passed through the motor unit 19, the intermediate table 16 rotates with respect to the base 14. As the intermediate table 16 rotates, the table 12 rotates, and the nacelle 7 fixed to the upper surface of the table 12 rotates around the yaw axis.

水平軸風車は、塵、埃等が多い悪環境で使用されることが多い。塵、埃等の異物は案内部２２のリング状の軌道レール２１のボール転走溝２１ｂに付着することがある。モータ部１９によって分割中間テーブル１６ａを強制的に回転させると、案内部２２のボール３１が異物を乗り越えようとするので、ボール３１やボール転走溝２１ｂに応力が発生しようとする。しかし、移動ブロック２０は、テーブル支持部４６によって半径方向の内側に自由に移動できるようになっているので、案内部２２に発生する応力によって移動ブロック２０が半径方向の内側に逃げ、ボール３１及びボール転走溝２１ｂに発生する応力を緩和する。ボール３１が異物を乗り越えた後は、吸引力Ｐ１によって移動ブロック２０が元の状態に戻り、再びボール３１に予圧が付与される。 Horizontal axis wind turbines are often used in a bad environment with a lot of dust and dirt. Foreign matter such as dust and dirt may adhere to the ball rolling groove 21 b of the ring-shaped track rail 21 of the guide portion 22. When the divided intermediate table 16a is forcibly rotated by the motor unit 19, the ball 31 of the guide unit 22 tries to get over the foreign matter, so that stress is generated in the ball 31 and the ball rolling groove 21b. However, since the moving block 20 can move freely inward in the radial direction by the table support portion 46, the moving block 20 escapes inward in the radial direction by the stress generated in the guide portion 22, and the balls 31 and The stress generated in the ball rolling groove 21b is relaxed. After the ball 31 gets over the foreign object, the moving block 20 returns to the original state by the suction force P1, and preload is applied to the ball 31 again.

吸引力Ｐ１による上述のばね作用は以下の場合にも機能する。円弧状の分割軌道レール２１ｃの繋ぎ目に段差があっても、移動ブロック２０が応力を逃がすように移動するので、ボール３１やボール転走溝２１ｂに過度な応力が発生するのを防止することができる。ボール３１やボール転走溝２１ｂが摩耗した場合でも、吸引力Ｐ１によってボール３１に一定の予圧を付与することができ、がたのない状態を保つことができる。ナセルがある方向の大きな荷重を受けたとき、荷重方向に位置する案内部２２のボール３１の予圧が抜けようとするが、上述の吸引力Ｐ１によって予圧抜けを防止することができる。 The above-described spring action by the suction force P1 also functions in the following cases. Even if there is a step at the joint of the arc-shaped divided track rail 21c, the moving block 20 moves so as to release the stress, so that excessive stress is not generated in the ball 31 or the ball rolling groove 21b. Can do. Even when the ball 31 or the ball rolling groove 21b is worn, a constant preload can be applied to the ball 31 by the suction force P1, and a state without rattling can be maintained. When the nacelle receives a large load in a certain direction, the preload of the ball 31 of the guide portion 22 located in the load direction tends to be released, but the preload loss can be prevented by the above-described suction force P1.

図２に示すように、テーブル支持部４６の軌道レール４７を放射状に配置し、分割中間テーブル１６ａがテーブル１２の中心線Ｃに対して半径方向にのみ直線運動するようにすることで、分割中間テーブル１６ａの回転を無駄なくテーブル１２に伝えることができる。 As shown in FIG. 2, the track rails 47 of the table support 46 are arranged radially so that the split intermediate table 16 a moves linearly only in the radial direction with respect to the center line C of the table 12. The rotation of the table 16a can be transmitted to the table 12 without waste.

テーブル支持部４６を、直線的な軌道レール４７と、移動ブロック４８と、これらの間に介在されるボール４９と、から構成することで、最小の摩擦抵抗で移動ブロック４８を逃がすことができる。 By configuring the table support 46 from the linear track rail 47, the moving block 48, and the ball 49 interposed therebetween, the moving block 48 can be released with a minimum frictional resistance.

リング状ロータリーアクチュエータ１０を複数の扇形のロータリーアクチュエータ１０ａに分割することで、ロータリーアクチュエータ１０の製造が容易になり、搬送性や材料の入手性も向上する。特に、リング状の分割軌道レール２１ｃを複数に分割することにより、軌道レール２１の材料の入手性を向上させることでき、軌道レール２１の加工に大型の加工機を使用する必要もなくなる。 By dividing the ring-shaped rotary actuator 10 into a plurality of fan-shaped rotary actuators 10a, the rotary actuator 10 can be easily manufactured, and transportability and material availability are also improved. In particular, by dividing the ring-shaped divided track rail 21c into a plurality of parts, the material availability of the track rail 21 can be improved, and it is not necessary to use a large processing machine for processing the track rail 21.

本実施形態のリング状ロータリーアクチュエータ１０をヨー駆動装置１０として水平軸風車に組み込む場合、地上にて扇形のロータリーアクチュエータ１０ａを組み立てた後、タワー８の上部にてリング状ロータリーアクチュエータ１０を組み立てることができる。このため、タワー上部でのリング状のロータリーアクチュエータ１０の組立てが容易になる。 When the ring-shaped rotary actuator 10 of this embodiment is incorporated in a horizontal axis wind turbine as the yaw drive device 10, the fan-shaped rotary actuator 10 a is assembled on the ground, and then the ring-shaped rotary actuator 10 is assembled on the top of the tower 8. it can. For this reason, the assembly of the ring-shaped rotary actuator 10 at the top of the tower is facilitated.

なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not change the summary of this invention, it can change variously.

図１０はテーブル支持部４６の他の例を示す。分割中間テーブル１６ａと分割テーブル１２ａとの間にリニアガイドを配置する替わりに、分割中間テーブル１６ａの上面に断面Ｖ字形状のあり溝５４を形成し、分割テーブル１２ａの下面にあり溝に嵌まるＶ字形状の凸条５２を形成してもよい。これにより、分割テーブル１２ａに対して分割中間テーブル１６ａがあり溝５１に沿って半径方向に移動する。あり溝５１の替わりにＴスロットを形成してもよい。 FIG. 10 shows another example of the table support portion 46. Instead of arranging a linear guide between the divided intermediate table 16a and the divided table 12a, a groove 54 having a V-shaped cross section is formed on the upper surface of the divided intermediate table 16a, and is fitted in the groove on the lower surface of the divided table 12a. A V-shaped ridge 52 may be formed. As a result, there is a divided intermediate table 16a with respect to the divided table 12a and moves in the radial direction along the groove 51. A T slot may be formed in place of the dovetail groove 51.

図１１はテーブル支持部のさらに他の例を示す。この例のテーブル支持部５３には、鋼板等の金属板（硬質板）５３ａとゴム層５３ｂとを交互に積層した積層ゴムを使用する。積層ゴムは垂直方向には硬く、水平方向には柔らかいという特性を持つ。 FIG. 11 shows still another example of the table support section. The table support portion 53 of this example uses a laminated rubber in which metal plates (hard plates) 53a such as steel plates and rubber layers 53b are alternately laminated. Laminated rubber is hard in the vertical direction and soft in the horizontal direction.

また、テーブル支持部４６としてのリニアガイドの本数は一本に限られることはなく、二本以上あってもよい。分割中間テーブル１６ａの回転を分割テーブル１２ａに伝えることができれば、放射状に配置されるのに限られない。リニアガイドを同心円状以外に配置すれば、回転を伝えることができる。 Further, the number of linear guides as the table support portion 46 is not limited to one, and may be two or more. If the rotation of the divided intermediate table 16a can be transmitted to the divided table 12a, the arrangement is not limited to the radial arrangement. If the linear guide is arranged in a shape other than the concentric circle, rotation can be transmitted.

テーブル支持部のリニアガイドのボール転走溝の条数、配置は上記実施形態に限られることはない。ボール転走溝の条数は一条でもよいし、移動ブロック及び軌道レールの対向面の上下端にボール転走溝が配置されてもよい。転動体としてはボールの替わりにローラを使用することもできる。 The number and arrangement of the ball rolling grooves of the linear guide of the table support portion are not limited to the above embodiment. The number of the ball rolling grooves may be one, or the ball rolling grooves may be arranged on the upper and lower ends of the opposed surfaces of the moving block and the track rail. A roller can be used as a rolling element instead of a ball.

案内部の移動部材としては、図８に示す移動ブロック２０の替わりに、図１２に示すように、内輪を複数に分割した円弧状の移動レール５５ａを用いることもできる。この場合、ベアリングと同様に、ボール等の転動体は複数の円弧状の移動レールからなる内輪５５と、複数の円弧状の軌道レール５５ｂからなる外輪５６との間のリング状のボール転走路を循環する。 As the moving member of the guide portion, instead of the moving block 20 shown in FIG. 8, as shown in FIG. 12, an arc-shaped moving rail 55a obtained by dividing the inner ring into a plurality of pieces can be used. In this case, like a bearing, a rolling element such as a ball has a ring-shaped ball rolling path between an inner ring 55 composed of a plurality of arc-shaped moving rails and an outer ring 56 composed of a plurality of arc-shaped track rails 55b. Circulate.

３６０度までの回転角度を必要としない場合、リング状にしなくても、必要な角度分の分割ロータリーアクチュエータを組み合わせればよい。 When a rotation angle of up to 360 degrees is not required, it is sufficient to combine divided rotary actuators for the required angle without using a ring shape.

テーブルはナセル等の回転体の一部であってもよい。この場合、テーブル支持部を直接ナセル等の回転体に取り付けることになる。 The table may be a part of a rotating body such as a nacelle. In this case, the table support portion is directly attached to a rotating body such as a nacelle.

リング状のロータリーアクチュエータは、風車以外にも、パワーショベルやクレーンなどの建設機械において、下部構造体であるトラックフレームに対して運転席や上部フレームが旋回可能に搭載される旋回機構に用いることができる。また、大画面ディスプレイ用のガラス基板等のワークを回転させるターンテーブルとしても用いることができる。さらに、天文台の望遠鏡やドーム（屋根）の旋回機構に用いることができる。 In addition to wind turbines, ring-shaped rotary actuators can be used in turning machines in which construction seats such as excavators and cranes are mounted so that the driver's seat and the upper frame can turn relative to the track frame, which is the lower structure. it can. It can also be used as a turntable for rotating a workpiece such as a glass substrate for a large screen display. Furthermore, it can be used for a observatory telescope and a dome (roof) turning mechanism.

１０…ロータリーアクチュエータ，１０ａ…分割ロータリーアクチュエータ，１２…テーブル，１２ａ…分割テーブル，１４…ベース，１４ａ…分割ベース，１６…中間テーブル，１６ａ…分割中間テーブル，１７…界磁部，１８…電機子部，１９…モータ部（駆動部），１９ａ…分割モータ部（分割駆動部），２０…移動ブロック（移動部材），２０ａ…側，２０ｂ…負荷ボール転走溝（転動体転走部），２１…軌道レール，２１ａ…軌道レールの側面，２１ｂ…ボール転走溝（転動体転走部），２１ｃ…分割軌道レール，２２…案内部，２２ａ…分割案内部，３１…ボール（転動体），３２…軌道レール（軌道部材），４１…コア，４２…コイル，４３…マグネット，４７…軌道レール（軌道部材），４７ａ…ボール転走溝（転動体転走部），４８…移動ブロック（移動部材），４８ａ…負荷ボール転走溝（転動体転走部），４９…ボール（転動体） DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Rotary actuator, 10a ... Split rotary actuator, 12 ... Table, 12a ... Split table, 14 ... Base, 14a ... Split base, 16 ... Intermediate table, 16a ... Split intermediate table, 17 ... Field part, 18 ... Armature , 19 ... Motor part (drive part), 19a ... Divided motor part (divided drive part), 20 ... Moving block (moving member), 20a ... side, 20b ... Load ball rolling groove (rolling element rolling part), DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Track rail, 21a ... Side surface of track rail, 21b ... Ball rolling groove (rolling element rolling part), 21c ... Divided track rail, 22 ... Guide part, 22a ... Dividing guide part, 31 ... Ball (rolling element) , 32 ... track rail (track member), 41 ... core, 42 ... coil, 43 ... magnet, 47 ... track rail (track member), 47a ... ball rolling groove (rolling element rolling) ), 48 ... moving block (moving member), 48a ... loaded ball rolling groove (rolling element rolling part), 49 ... ball (rolling element)

Claims

A rotary actuator that rotates the table relative to the base,
An intermediate table that is disposed between the base and the table and includes two or more divided intermediate tables arranged around a centerline of rotation of the table;
A guide for guiding the intermediate table to rotate about the center line with respect to the base;
A drive unit for rotating the intermediate table around the center line with respect to the base;
The division intermediate table is provided between the tables and transmits the rotation of the division intermediate table to the table, and the division intermediate table is at least one in a plane including the division intermediate table with respect to the table. A rotary actuator comprising: a table support portion that allows relative movement in the direction.

The said table support part permits the said division | segmentation intermediate | middle table to carry out linear motion relatively only to a radial direction only with respect to the said centerline with respect to the said table. Rotary actuator.

The table support section is
A linear track member attached to one of the divided intermediate table and the table and having a rolling element rolling part along the longitudinal direction;
A movable member attached to the other of the divided intermediate table and the table and having a rolling element rolling part facing the rolling element rolling part of the track member;
A plurality of rolling elements interposed between the track member and the moving member so as to be capable of rolling motion;
The rotary actuator according to claim 2, further comprising:

The guide part is
A plurality of arc-shaped segmented track rails attached to either the base or the intermediate table, divided into ring-shaped track rails and having rolling element rolling portions along the longitudinal direction;
A moving member attached to the other of the base and the intermediate table and having a rolling element rolling part facing the rolling element rolling part of the divided track rail;
The rotary actuator according to claim 1, further comprising a plurality of rolling elements interposed between the track rail and the moving block so as to be capable of rolling motion.

The rotary actuator has two or more divided rotary actuators arranged around the center line of the table,
Each divided rotary actuator includes a divided guide unit that guides movement of the divided intermediate table with respect to the base, and a divided drive unit that moves the divided intermediate table with respect to the base.
The division guide part
An arc-shaped divided track rail attached to one of the base and the divided intermediate table and having rolling element rolling portions along the longitudinal direction;
A moving member attached to the other of the base and the split intermediate table and having a rolling element rolling part facing the rolling element rolling part of the divided track rail;
A plurality of rolling elements interposed between the divided track rail and the moving member so as to be capable of rolling motion;
The divided drive unit is
An armature unit that is attached to one of the base and the divided intermediate table and has a core and a coil wound around the core;
A field portion having a magnet attached to the other of the base and the split intermediate table and facing the core of the coil with a gap; and
Due to the magnetic attractive force acting between the core of the armature part and the magnet of the field part, the rolling element rolling part of the moving member and the rolling element rolling part of the split track rail Either one is pressed toward the other, preload is applied to the plurality of rolling elements sandwiched between the rolling element rolling part of the moving member and the rolling element rolling part of the split track rail,
4. The motor actuator according to claim 1, wherein the guide portion can load a load in a direction of the suction force and cannot load a load in a direction opposite to the suction force. 5.

A rotor that is rotated by wind power, a nacelle that rotatably supports the rotor, a tower that is installed on the ground and on which the nacelle is mounted, and the nacelle is placed on the tower so that the rotation axis of the rotor faces the wind direction. On the other hand, in a horizontal axis wind turbine provided with a yaw driving device for turning around the yaw axis,
A horizontal axis wind turbine using the rotary actuator according to claim 1 for the yaw driving device.