JP6033622B2 - 風車用駆動装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る風車用駆動装置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、後述する風車用駆動装置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。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図7は、第2実施形態に係る風車用駆動装置2を示す正面側から見た断面図である。図7に示す風車用駆動装置2は、第1実施形態の風車用駆動装置1と同様に、ヨー駆動装置として設けられ、本体11、電動機12、ピニオン13、出力軸14、ブレーキ機構15、入力軸42、減速部17、出力部18、作動切替機構43、コントローラ20、等を備えて構成されている。尚、図7では、風車用駆動装置2におけるコントローラ20の図示を省略している。但し、風車用駆動装置2は、入力軸42及び作動切替機構43の構成において、第1実施形態とは異なっている。本実施形態の説明では、第1実施形態と同様の構成については、図面において同一の符号を付すことで、又は、同一の符号を引用することで、説明を省略し、第1実施形態とは構成の異なる点について説明する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図10は、第3実施形態に係る風車用駆動装置3について正面側から見た断面の一部を拡大して示す拡大断面図である。また、図11は、図10のD−D線矢視位置から見た断面図である。尚、図10における本体11の内部の断面は、図11のE−E線矢視位置から見た断面に対応している。図10及び図11に示す風車用駆動装置3は、第1実施形態の風車用駆動装置1と同様に、ヨー駆動装置として設けられ、本体11、電動機12、ピニオン13、出力軸14、ブレーキ機構15、入力軸14、減速部17、出力部18、作動切替機構50、コントローラ20、等を備えて構成されている。尚、図10及び図11では、風車用駆動装置3におけるコントローラ20の図示が省略されている。但し、風車用駆動装置3は、作動切替機構50の構成において、第1実施形態とは異なっている。本実施形態の説明では、第1実施形態と同様の構成については、図面において同一の符号を付すことで、又は、同一の符号を引用することで、説明を省略し、第1実施形態とは構成の異なる点について説明する。
12 電動機
13 ピニオン
14 出力軸
15 ブレーキ機構
16 入力軸
17 減速部
18 出力部
19 作動切替機構
101 風車
102 タワー(一方の構造体)
103 ナセル(他方の構造体)
110 可動部分
Claims (7)
- 風車の可動部分における一方の構造体に固定されたリングギアに対して噛み合うピニオンと、
前記可動部分において前記一方の構造体に対して回転自在に設置される他方の構造体側に対して固定される電動機と、
前記電動機の回転駆動力を出力する出力軸と、
前記出力軸に連結されて前記電動機からの回転駆動力が入力される入力軸と、
前記ピニオンが固定された出力部と、
前記入力軸及び前記出力部に連結され、前記入力軸に入力された回転駆動力を減速して伝達するとともに前記出力部に対して出力する減速部と、
前記出力軸を停止させるブレーキ機構と、
を備えている風車用駆動装置であって、
前記出力軸から前記ピニオンまでにおける駆動力が伝達される経路である駆動力伝達経路に設けられ、作用するトルクの大きさに応じて作動状態が切り替わる作動切替機構を更に備え、
前記作動切替機構は、所定の大きさ以上のトルクが作用したときに、前記駆動力伝達経路を連結させる連結状態から前記駆動力伝達経路の連結を切り離して解除させる連結解除状態に作動状態が切り替わり、作動状態が前記連結解除状態に切り替わった後、作用するトルクの大きさが所定の大きさ未満となったときに、前記連結状態に復帰可能となり、
前記減速部は、前記入力軸に連結されるとともに前記入力軸に入力された回転駆動力を減速して伝達する第1減速部と、前記出力部に連結されるとともに前記第1減速部から伝達された回転駆動力を更に減速して伝達して前記出力部に対して出力する第2減速部と、を有し、
前記作動切替機構は、少なくとも一部が、前記駆動力伝達経路における前記出力軸、前記入力軸、及び前記第1減速部のうちの少なくともいずれかに設けられ、
前記第1減速部は、太陽歯車と、前記太陽歯車に噛み合うとともに自転しながら当該太陽歯車の周囲を公転する複数の遊星歯車と、複数の前記遊星歯車のそれぞれを自転自在に支持するとともに複数の前記遊星歯車を公転自在に支持する遊星枠と、を有する遊星歯車減速機として設けられ、
前記作動切替機構は、少なくとも一部が前記第1減速部に設けられ、
前記作動切替機構は、
前記第1減速部に設けられるとともに複数の前記遊星歯車の周囲に配置されて複数の前記遊星歯車と噛み合う遊星用リングギアと、前記入力軸及び前記減速部を収容する本体に対して前記遊星用リングギアの軸方向の移動が規制された状態で回転可能に当該遊星用リングギアを保持する保持部と、を有し、
前記保持部と前記遊星用リングギアとの間で所定の大きさ以上のトルクが作用したときに、作動状態が、前記遊星用リングギアの前記保持部に対する回転が規制された前記連結状態から、前記遊星用リングギアが前記保持部に対して回転する前記連結解除状態に切り替わり、
前記保持部は、
前記本体に固定され、リング状に形成されるとともに前記遊星用リングギアをその外周に沿って保持する保持リング部材と、
前記保持リング部材に対して摺動自在に配置され、前記保持リング部材から前記遊星用リングギアに向かって先端側が突出することで、前記遊星用リングギアの外周に凹み形成された第1凹み部分に対して係合する第1係合ピンと、
前記本体及び前記保持リング部材のうちの少なくともいずれかに設置され、前記第1係合ピンを前記保持リング部材から前記遊星用リングギアに向かって突出させる方向に付勢する第1バネ部材と、
を有していることを特徴とする、風車用駆動装置。 - 請求項1に記載の風車用駆動装置であって、
前記第1係合ピンの前記保持リング部材に対する変位を検知する変位センサと、
前記第1係合ピンの前記第1凹み部分に対する係合が外れる位置まで当該第1係合ピンが移動したことが前記変位センサで検知されたときに、前記ブレーキ機構による前記出力軸の停止動作を解除するように当該ブレーキ機構を制御し、又は、前記電動機の出力トルクを低下させるように当該電動機を制御する第1コントローラと、
を更に備えていることを特徴とする、風車用駆動装置。 - 請求項1に記載の風車用駆動装置であって、
前記作動切替機構の作動状態が前記連結解除状態に切り替わった後に、前記第1バネ部材で付勢された前記第1係合ピンが前記第1凹み部分に係合する位置まで前記遊星用リングギアを回転させるように、前記電動機の駆動を制御する第2コントローラを更に備えていることを特徴とする、風車用駆動装置。 - 風車の可動部分における一方の構造体に固定されたリングギアに対して噛み合うピニオンと、
前記可動部分において前記一方の構造体に対して回転自在に設置される他方の構造体側に対して固定される電動機と、
前記電動機の回転駆動力を出力する出力軸と、
前記出力軸に連結されて前記電動機からの回転駆動力が入力される入力軸と、
前記ピニオンが固定された出力部と、
前記入力軸及び前記出力部に連結され、前記入力軸に入力された回転駆動力を減速して伝達するとともに前記出力部に対して出力する減速部と、
前記出力軸を停止させるブレーキ機構と、
を備えている風車用駆動装置であって、
前記出力軸から前記ピニオンまでにおける駆動力が伝達される経路である駆動力伝達経路に設けられ、作用するトルクの大きさに応じて作動状態が切り替わる作動切替機構を更に備え、
前記作動切替機構は、所定の大きさ以上のトルクが作用したときに、前記駆動力伝達経路を連結させる連結状態から前記駆動力伝達経路の連結を切り離して解除させる連結解除状態に作動状態が切り替わり、作動状態が前記連結解除状態に切り替わった後、作用するトルクの大きさが所定の大きさ未満となったときに、前記連結状態に復帰可能となり、
前記減速部は、前記入力軸に連結されるとともに前記入力軸に入力された回転駆動力を減速して伝達する第1減速部と、前記出力部に連結されるとともに前記第1減速部から伝達された回転駆動力を更に減速して伝達して前記出力部に対して出力する第2減速部と、を有し、
前記作動切替機構は、少なくとも一部が、前記駆動力伝達経路における前記出力軸、前記入力軸、及び前記第1減速部のうちの少なくともいずれかに設けられ、
前記入力軸に設けられた前記作動切替機構は、
筒状に形成されるとともに前記出力軸の外周に対して固定される第1筒状部と、
前記第1筒状部に対して同心状に配置されるとともに、前記第1筒状部の外周に対して内周にて摺接して回転可能に配置される第2筒状部と、
前記第2筒状部に対して摺動自在に配置され、前記第2筒状部から前記第1筒状部に向かって先端側が突出することで、前記第1筒状部の外周に凹み形成された第2凹み部分に対して係合し、前記第1筒状部の前記第2筒状部に対する回転を規制する第2係合ピンと、
前記第2筒状部に設置され、前記第2係合ピンを当該第2筒状部から前記第1筒状部に向かって突出させる方向に付勢する第2バネ部材と、
を有し、
当該作動切替機構は、前記第1筒状部と前記第2筒状部との間で所定の大きさ以上のトルクが作用したときに、前記第2係合ピンの前記第2凹み部分への係合が外れ、作動状態が、前記第1筒状部の前記第2筒状部に対する回転が規制された前記連結状態から、前記第1筒状部が前記第2筒状部に対して回転する前記連結解除状態に切り替わることを特徴とする、風車用駆動装置。 - 風車の可動部分における一方の構造体に固定されたリングギアに対して噛み合うピニオンと、
前記可動部分において前記一方の構造体に対して回転自在に設置される他方の構造体側に対して固定される電動機と、
前記電動機の回転駆動力を出力する出力軸と、
前記出力軸に連結されて前記電動機からの回転駆動力が入力される入力軸と、
前記ピニオンが固定された出力部と、
前記入力軸及び前記出力部に連結され、前記入力軸に入力された回転駆動力を減速して伝達するとともに前記出力部に対して出力する減速部と、
前記出力軸を停止させるブレーキ機構と、
を備えている風車用駆動装置であって、
前記出力軸から前記ピニオンまでにおける駆動力が伝達される経路である駆動力伝達経路に設けられ、作用するトルクの大きさに応じて作動状態が切り替わる作動切替機構を更に備え、
前記作動切替機構は、所定の大きさ以上のトルクが作用したときに、前記駆動力伝達経路を連結させる連結状態から前記駆動力伝達経路の連結を切り離して解除させる連結解除状態に作動状態が切り替わり、作動状態が前記連結解除状態に切り替わった後、作用するトルクの大きさが所定の大きさ未満となったときに、前記連結状態に復帰可能となり、
前記減速部は、前記入力軸に連結されるとともに前記入力軸に入力された回転駆動力を減速して伝達する第1減速部と、前記出力部に連結されるとともに前記第1減速部から伝達された回転駆動力を更に減速して伝達して前記出力部に対して出力する第2減速部と、を有し、
前記作動切替機構は、少なくとも一部が、前記駆動力伝達経路における前記出力軸、前記入力軸、及び前記第1減速部のうちの少なくともいずれかに設けられ、
前記第1減速部は、太陽歯車と、前記太陽歯車に噛み合うとともに自転しながら当該太陽歯車の周囲を公転する複数の遊星歯車と、複数の前記遊星歯車のそれぞれを自転自在に支持するとともに複数の前記遊星歯車を公転自在に支持する遊星枠と、を有する遊星歯車減速機として設けられ、
前記作動切替機構は、少なくとも一部が前記第1減速部に設けられ、
前記作動切替機構は、
前記第1減速部に設けられるとともに複数の前記遊星歯車の周囲に配置されて複数の前記遊星歯車と噛み合う遊星用リングギアと、前記入力軸及び前記減速部を収容する本体に対して前記遊星用リングギアの軸方向の移動が規制された状態で回転可能に当該遊星用リングギアを保持する保持部と、を有し、
前記保持部と前記遊星用リングギアとの間で所定の大きさ以上のトルクが作用したときに、作動状態が、前記遊星用リングギアの前記保持部に対する回転が規制された前記連結状態から、前記遊星用リングギアが前記保持部に対して回転する前記連結解除状態に切り替わり、
前記保持部は、
前記遊星用リングギアに対して、前記遊星用リングギアの軸方向と平行に前記入力軸側から前記出力部側に向かって、先端側が突出することで、前記遊星用リングギアの端面に凹み形成された第3凹み部分に対して係合する第3係合ピンと、
前記本体の内部に設置され、前記第3係合ピンを前記遊星用リングギアに向かって突出させる方向に付勢する付勢機構と、
を有していることを特徴とする、風車用駆動装置。 - 請求項5に記載の風車用駆動装置であって、
前記第3係合ピンは、複数設けられ、
前記付勢機構は、
複数の前記第3係合ピンを保持する保持プレートと、
前記保持プレートを前記遊星用リングギアに向かって突出させることで複数の前記第3係合ピンを前記遊星用リングギアに向かって突出させる方向に付勢する1つの第3バネ部材と、
を有していることを特徴とする、風車用駆動装置。 - 請求項6に記載の風車用駆動装置であって、
前記第3バネ部材は、皿状に盛り上がるように形成されたリング状のバネ部材として設けられていることを特徴とする、風車用駆動装置。
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