JPH04125675U - 風車の可変ピツチ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 風車の回転数制御に使用されるサーボモータ
式の可変ピッチ機構２０において、ピッチ変換シャフト
２３が折損した場合も、ブレード取付シャフト２１をフ
ェザー位置へ確実に回動させる。 【構成】 サーボモータ２５の回転が第２の変換機構２
４を介してブレード回転軸方向の直線運動に変換され
る。この直線運動により、ピッチ変換シャフト２３が前
後進し、その直線運動が、変換機構２２を介してブレー
ド取付シャフト２１に伝達されることにより、これをブ
レードピッチ軸回りに回動させる。変換機構２２は、ピ
ッチ変換シャフト２３の前部に位置し、直線運動部２２
ｃが前進限に位置したときにブレード取付シャフト２１
をフェザー位置する。ピッチ変換シャフト２３が折損し
ても、その前進に伴い直線運動部２２ｃが前方へ移動
し、ブレード取付シャフト２１をフェザー位置へ回動さ
せる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、風車の回転数制御に使用される可変ピッチ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】

風車を回転数制御する可変ピッチ機構として、サーボモータを使用したものが ある。サーボモータを使用した可変ピッチ機構は、サーボモータの回転をボール スクリューで直線運動に変換し、その直線運動によりピッチ変換シャフトを前後 進させる。ピッチ変換シャフトの前後進運動は、ブレード取付シャフトの回動運 動に変換され、ブレード取付シャフトに取り付けられたブレードをピッチ軸回り に回動させて、ピッチ角を変化させる。そして、ピッチ変換シャフトを後方、す なわちブレード取付シャフトから離れる方向へ限界まで引張することにより、フ ェザー位置にブレード取付シャフトが回動される。フェザーとは、強風時にブレ ードの回転数過大を防止するため、ブレードを強制的に気流に平行に近い状態に することをいい、ブレードはこの位置で回転が停止する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このような風車の可変ピッチ機構においては、ピッチ変換シャフトをブレード 取付シャフトから離れる方向へ移動させて、ブレード取付シャフトをフェザー位 置に回動させるため、疲労破壊等でピッチ変換シャフトが折損した場合、ブレー ド取付シャフトをフェザー位置へ回動させようとしても、ピッチ変換シャフトの 動きがブレード取付シャフトに伝わらず、ブレードがフェザー状態にならない。 そのため、ブレードが過回転となり、ブレードあるいは風車の主要部を損傷させ るおそれがあった。

【０００４】 本考案の目的は、ピッチ変換シャフトが折損した場合にも、ブレード取付シャ フトをフェザー位置まで回動させ、ブレードを確実に停止させることができる安 全性に優れた風車の可変ピッチ機構を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案の風車の可変ピッチ機構は、風車のブレードが取り付けられ、ブレード 回転軸に直角なブレードピッチ軸回りに回動自在に支持されたブレード取付シャ フトと、該ブレード取付シャフトを回動させるべく、ブレード回転軸方向の直線 運動をブレードピッチ軸回りの回動動作に変換し、直線運動部の前進によりブレ ード取付シャフトをフェザー位置へ回動させる変換機構と、該変換機構からその 後方にかけてブレード回転軸に沿って設けられ、変換機構の直線運動部に連動し て軸方向に移動するピッチ変換シャフトと、該ピッチ変換シャフトを軸方向に直 線移動させる駆動機構とを具備している。

【０００６】

【作用】

ブレードをフェザー状態とする場合は、ピッチ変換シャフトを前方、すなわち ブレード取付シャフトに接近する方向へ移動させる。これにより、変換機構の直 線運動部が前進し、ブレード取付シャフトがフェザー位置へ回動する。ピッチ変 換シャフトが折損しても、折損部後方のシャフトが折損部前方のシャフトを前方 へ押すので、ピッチ変換シャフトの動きがブレード取付シャフトへ確実に伝達さ れ、ブレード取付シャフトをフェザー位置へ確実に回動させ得る。

【０００７】

【実施例】

以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本考案の可変ピッチ 機構を用いた風車の主要部を示す縦断側面図、図２はその主要部の横断平面図で ある。

【０００８】 ここに示された風車は、２枚のブレード１０，１０を有する。各ブレード１０ は、可変ピッチ機構２０を構成するブレード取付シャフト２１を介してハブ３０ に取り付けられている。ハブ３０は水平な支持スリーブ４０の前端にボルト止め されている。支持スリーブ４０は、ブレード１０，１０を回転させるべく、ハウ ジング５０に軸受６０，６０を介して支持されている。ブレード１０，１０の回 転は、ハウジング５０内の歯車７１〜７４を介して出力軸８０に伝達される。

【０００９】 可変ピッチ機構２０は、ブレード取付シャフト２１と、ハブ３０内に組み込ま れてブレード回転軸方向の直線運動をブレード回転軸に直角なブレードピッチ軸 回りの回動運動に変換する変換機構２２と、ブレード回転軸位置に設けられ、前 部が変換機構２２を貫通し、後部がハウジング５０の後方に突出した水平なピッ チ変換シャフト２３と、ピッチ変換シャフト２３の後方に連結され、ブレード回 転軸回りの回転運動をブレード回転軸方向の直線運動に変換する第２の変換機構 ２４と、第２の変換機構２４の後方に連結されたサーボモータ２５とを具備して いる。

【００１０】 ブレード取付シャフト２１は、ブレード１０をそのピッチ軸回りに回動させる べく、軸受２１ａを介してハブ３０に取り付けられている。

【００１１】 変換機構２２は、ブレード取付シャフト２１の基端に、ブレードピッチ軸に直 角に取り付けられたアーム２２ａと、アーム２２ａの先端に取り付けられたカム フォロア２２ｂと、カムフォロア２２ｂが係合する直線運動部２２ｃとを有する 。直線運動部２２ｃは、ヨークであって、ハブ３０内を前後に水平移動し、その 移動によりブレード取付シャフト２１をブレードピッチ軸回りに回動させ、後退 限ではブレード１０を運転状態とし、前進限ではブレード１０をフェザー状態と する。

【００１２】 ピッチ変換シャフト２３は、前部が直線運動部２２ｃに貫通状態で結合され、 直線運動部２２ｃより前方の前端部がスプラインナット２３ａにて、また中間部 がスプラインナット２３ｂにてそれぞれ支持されている。スプラインナット２３ ａは、ハブ３０前方に突設されたナットケース２３ｃ内に収容されている。該ピ ッチ変換シャフト２３は、ブレード１０，１０と共にブレード回転軸回りに回転 する。ピッチ変換シャフト２３の後部は、ハウジング５０の後方に突設した支持 チューブ５１内に、軸受２３ｄを介して回転自在に支持されている。

【００１３】 第２の変換機構２４は、支持チューブ５１の外面側にブレード回転軸方向へ移 動自在に嵌合された可動スリーブ２４ａと、その後方に結合された円筒状のボー ルナットハウジング２４ｂとを有する。ボールナットハウジング２４ｂは、ピッ チ変換シャフト２３の回転を許容し、且つピッチ変換シャフト２３のブレード回 転軸方向の移動に追従して前後進するように、前端部が軸受２４ｃを介してピッ チ変換シャフト２３の後端部に連結されている。ボールナットハウジング２４ｂ の後端部内には、直線運動部２４ｄが嵌合固定されている。直線運動部２４ｄは 、ホールナットであって、これに螺合するボールスクリュウからなる回転運動部 ２４ｅの回転に伴って前後進することにより、可動スリーブ２４ａ、ボールナッ トハウジング２４ｂおよびピッチ変換シャフト２３をブレード回転軸方向に移動 させる。

【００１４】 サーボモータ２５は、第２の変換機構２４を包囲する円筒状の連結体２５ａに て、支持チューブ５１の前端部に連結されている。連結体２５ａの内部には、そ の内周面に沿ってコイル状のスプリング２７が配設されている。スプリング２７ は、可動スリーブ２４ａを前方へ付勢している。そして、サーボモータ２５の回 転軸２５ｂは、クラッチ２６を介してボールスクリュウからなる回転運動部２４ ｅに連結されている。

【００１５】 上記可変ピッチ機構２０において、サーボモータ２５の回転軸２５ｂが正逆回 転すると、その回転がクラッチ２６を介して回転運動部２４ｅに伝達され、直線 運動部２４ｄが前後進する。これにより、ボールナットハウジング２４ｂおよび 可動スリーブ２４ａが前後進し、ピッチ変換シャフト２３がブレード回転軸方向 に往復動する。その結果、直線運動部２２ｃが前後進し、ブレード取付シャフト ２１がブレードピッチ軸回りを回動する。

【００１６】 通常運転中は、直線運動部２２ｃが後退限に位置し、ブレード取付シャフト２ １が運転ピッチ位置に固定される。ブレード１０，１０の回転数が大きくなると 、直線運動部２２ｃが徐々に前進して、ブレード１０，１０のピッチ角を小さく する。

【００１７】 ブレード１０，１０をフェザー状態とするには、直線運動部２２ｃが前進限に 位置するようにサーボモータ２５を駆動してピッチ変換シャフト２３を前方へ押 し出す。これにより、ブレード取付シャフト２１がフェザー位置に固定される。 ブレード取付シャフト２１をフェザー位置へ回動させるために、ピッチ変換シャ フト２３を前方へ押し出すので、ピッチ変換シャフト２３が直線運動部２２ｃの 後方で折損しても、ピッチ変換シャフト２３の前進力が直線運動部２２ｃに伝達 される。従って、ブレード１０，１０がフェザー状態となり、その回転が停止す る。

【００１８】 サーボモータ２５が故障した場合は、クラッチ２６を切る。これにより、ボー ルスクリュウからなる回転運動部２４ｅが、サーボモータ２５による拘束から解 放され、空転自在な状態となる。その結果、直線運動部２２ｃが前進限に位置す るまで、可動スリーブ２４ａ、ボールナットハウジング２４ｂおよびボールナッ トからなる直線運動部２４ｄが、スプリング２７による付勢力で前方へ移動する 。従って、ブレード１０，１０が自動的にフェザー状態となり、その回転が停止 する。

【００１９】 なお、上記実施例は、第２の変換機構２４とサーボモータ２５とでピッチ変換 シャフト２３を駆動する構成となっているが、ピッチ変換シャフト２３の駆動に 空圧式あるいは油圧式のシリンダーを使用することもできる。

【００２０】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案の風車のピッチ変換機構は、ブレード 取付シャフトをフェザー位置へ回動させるのに、ピッチ変換シャフトを前方へ押 出し、ブレード取付シャフトに接近させるので、ピッチ変換シャフトが折損した 場合にも、ブレード取付シャフトをフェザー位置へ回動させることができる。従 って、ブレードの回転数過大による破損事故が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の可変ピッチ機構を用いた風車の主要部
の縦断側面図である。

【図２】その主要部の横断平面図である。

【符号の説明】

１０ ブレード ２０ 可変ピッチ機構 ２１ ブレード取付シャフト ２２ 変換機構 ２２ｃ 直線運動部 ２３ ピッチ変換シャフト ２４ 第２の変換機構 ２４ｄ 直線運動部 ２４ｅ 回転運動部 ２５ サーボモータ ２６ クラッチ ２７ スプリング

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 風車のブレードが取り付けられ、ブレー
   ド回転軸に直角なブレードピッチ軸回りに回動自在に支
   持されたブレード取付シャフトと、該ブレード取付シャ
   フトを回動させるべく、ブレード回転軸方向の直線運動
   をブレードピッチ軸回りの回動動作に変換し、直線運動
   部の前進によりブレード取付シャフトをフェザー位置へ
   回動させる変換機構と、該変換機構からその後方にかけ
   てブレード回転軸に沿って設けられ、変換機構の直線運
   動部に連動して軸方向に移動するピッチ変換シャフト
   と、該ピッチ変換シャフトを軸方向に直線移動させる駆
   動機構とを具備することを特徴とする風車の可変ピッチ
   機構。
2. 【請求項２】前記駆動機構が、ピッチ変換シャフトを軸
   方向に移動させるべく、回転運動を直線運動に変換する
   第２の変換機構と、該第２の変換機構の回転運動部に連
   結されたサーボモータとを具備することを特徴とする請
   求項１の風車の可変ピッチ機構。
3. 【請求項３】 前記サーボモータがクラッチを介して第
   ２の変換機構の回転運動部に連結されると共に、ピッチ
   変換シャフトが前方へスプリングにて付勢されているこ
   とを特徴とする請求項２の風車の可変ピッチ機構。