KR20240065589A - 풍력발전기용 요 드라이브 - Google Patents

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KR20240065589A
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김광민
윤상문
김성용
유지규
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우림피티에스(주)
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 요 드라이브는 출력축을 구비하는 구동모터와, 상기 출력축과 연동하도록 상기 구동모터의 하부에 배치되고 상방이 열린 통형상의 커플러와, 감속을 위한 유성치차 감속기의 입력축과, 상기 입력축이 삽입되어 연동하며, 상부는, 지름이 확대되도록 성형되어 상기 커플러와의 사이에 삽입된 베어링의 외측을 지지하는 허브 및 상기 커플러의 저면과 상기 허브 사이에 설치되어 외력이 발생하면 상기 커플러와 상기 허브 사이의 연동을 해제하고, 상기 외력을 흡수하여 상기 외력이 소멸하면 상기 커플러와 상기 허브 사이의 연동을 복귀시키는 과부하 방지장치를 포함하며, 상기 과부하 방지장치는 상기 커플러의 저면에 원주방향을 따라 부분적으로 형성된 궤도와, 상기 허브에 의해 지지되며 상기 허브 측에서 축방향으로 돌출 형성되는 판 스프링과, 상기 판 스프링에 의해서 상기 커플러의 저면과 상기 허브 사이의 제 1 위치에 지지되고, 상기 외력이 발생하는 경우에 상기 궤도를 따라 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동하면서 상기 외력을 흡수하고, 상기 제 2 위치로부터 상기 제 1 위치로 복귀하는 원통형부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

풍력발전기용 요 드라이브{Device for protecting over-load in yaw drive for wind power generation}
본 발명은 풍력발전기용 요 드라이브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 요 모터와 외력 사이에서 발생할 수 있는 과부하를 감쇄시켜 요 드라이브 내부 부품의 손상을 방지할 수 있고, 요 드라이브의 내구성을 증가 및 부품 개수를 줄여줄 뿐만 아니라 조립성이 향상되며, 원위치로 복귀할 수 있는 과부하방지수단을 갖는 풍력발전기용 요 드라이브에 관한 것이다.
풍력발전기는 바람의 힘으로 부터 회전력을 발생시키고, 이러한 회전력을 전기 에너지로 변환하는 발전장치라고 할 수 있다. 이러한 풍력발전기는, 지면에서 일정한 높이로 설치되는 타워와, 이러한 타워의 상단부에 결합되어 발전장치가 내장되는 너셀(Nacelle), 그리고 상기 너셀의 전방에 설치되어 바람에 의하여 회전하는 다수의 블레이드로 구성되고 있다.
이러한 풍력발전기에서, 요 드라이브는 너셀이 바람에 대한 정확한 방향을 설정할 수 있도록 너셀의 회전을 위하여 설치되는 것이다. 이와 같은 요 드라이브의 개략적인 구성이 도 1에 도시되어 있다.
이러한 요 드라이브는 저속이면서도 큰 토오크를 발생시키기 위하여 다수의 유성치차 감속기를 이용하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 요 드라이브는, 제1유성치차 감속기(2), 제2유성치차 감속기(4), 제3유성치차 감속기(6), 그리고 제4유성치차 감속기(8)를 이용하여 저속 및 고토크의 출력을 출력 피니언(10)에 발생시키게 된다.
제1유성치차 감속기(2)는, 구동모터(M)의 출력을, 태양기어, 유성기어, 그리고 캐리어를 통하여 다음 단의 태양기어로 전달하는 구성을 가지고 있다. 여기서 이와 같은 유성치차 감속기 자체의 구성 및 동작 원리는 공지된 것이어서 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 다음에는 구동모터(M)의 출력을 제1유성치차 감속기에 전달하는 구성에 대하여 도 2를 참조하면서 설명하기로 한다.
구동모터(M)의 출력은 출력축(Ms)을 통하여 제1유성치차 감속기에 전달되는데, 이때 출력축(Ms)에는 커플러(30)가 구조적으로 연결되어 있다. 그리고 커플러(30)는 유성치차 감속기의 입력축(12)과도 구조적으로 연결되어 있다.
구동모터(M)은, 그 출력축(Ms)에서 커플러(30), 입력축(12)을 통하여, 제1유성치차 감속기(2)의 유성기어(20)로 동력을 전달하고 있음을 알 수 있다.
그런데 이러한 구성을 가지는 종래 기술에서는 상술한 구동모터와 외력 사이에서 과부하가 발생하면, 출력 피니언이 손상될 수 있는 단점을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 한국등록특허 제2077122호의 풍력발전기용 요 드라이브의 과부하 방지장치는 정해진 크기 이상의 외력이 작용하게 되면, 구동모터(M)의 출력축(Ms)과 연결된 커플러(30)와, 유성치차 감속기 입력축(12)과 연결된 허브(48) 사이의 물리적 연결관계가 커플러(30)를 관통한 상태에서 플레이트(42)에 의하여 지지되는 스프링(S)에 연결된 볼(50)이 상기 커플러(30)의 저면에 성형된 V홈(Gb)에 지지되어 있다가 외력에 의하여 이탈하여 원통홈(Ga)으로 삽입되면 커플러(30)와 허브(48)의 연동이 해제되어, 일측이 헛돌게 됨으로써, 내부의 부품이 외력에 의하여 손상되는 것을 방지하였다.
다만, 이러한 구성에 의하면, 커플러(30)의 저면에 V홈(Gb)과 원통홈(Ga)을 각각 가공하여야 하며, 허브(48)에 스프링을 수용할 관통홀(48a)을 형성해야 하므로 가공성이 떨어지며 상기 커플러(30) 및 상기 허브(48)의 내구성이 떨어지는 문제점이 있으며, 상기 커플러(30)의 V홈(Gb)에 대해 스프링에 의해 볼(50)을 가압 지지하기 위하여 별도의 플레이트(42)가 필요하여 부품수가 증가하는 문제점이 있다.
또한, 볼(50)과, 탄성 스프링(S)의 연결이 어려우며 조립성이 떨어지고, 외력이 발생한 경우 상기 볼이 원통홈(Ga)에 수용된 경우 원래 상태로 다시 세팅해야 하는데, 대부분의 풍력발전기용 너셀이 타워 등 높은 위치에 설치되어 있기 때문에 수선이 어려운 문제점이 있다.
또한, 풍력발전기용 요 드라이브는 외력을 받는 경우에 반경방향으로 토오크가 크게 발생하여 특히 베어링의 손상이 자주 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 커플러의 저면 및 허브에 대한 가공성을 향상시키고 각각의 내구성을 유지하면서 구동모터의 출력축과 연결된 커플러와, 유성치차 감속기 입력축과 연결된 허브 사이의 물리적 연결관계를 위한 부품수를 줄일 수 있고, 예상하지 않은 큰 외력에 의한 과부하가 작용하게 되면, 외력을 흡수하는 방향으로 진동하며 외력이 사라진 경우에 커플러와 허브 사이의 물리적 연결관계를 복원할 수 있어서 원상태로 세팅없이 요 드라이브의 하단부 출력 피니언이 손상되지 않도록 구성되는 풍력발전기용 요 드라이브를 제공하는 것이다.
그리고 이러한 부품의 손상은, 과부하에 의하여 구동모터의 회전과 반대 방향의 외력이 작용하게 되면 그 회전력이 부품을 손상시키는 힘으로 작용하는 점에 기인하고 있음을 알 수 있다. 따라서 어느 방향으로의 회전력이 과도하게 작용하게 되면, 이러한 힘이 작용하는 방향으로 구성 부품 사이에서 회전을 허용하도록 설계하면 종래와 같은 단점이 해결될 수 있을 것으로 생각되고, 본 발명은 이러한 점에 착안하고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 요 드라이브는 출력축을 구비하는 구동모터와, 상기 출력축과 연동하도록 상기 구동모터의 하부에 배치되고 상방이 열린 통형상의 커플러와, 감속을 위한 유성치차 감속기의 입력축과, 상기 입력축이 삽입되어 연동하며, 상부는, 지름이 확대되도록 성형되어 상기 커플러와의 사이에 삽입된 베어링의 외측을 지지하는 허브 및 상기 커플러의 저면과 상기 허브 사이에 설치되어 외력이 발생하면 상기 커플러와 상기 허브 사이의 연동을 해제하고, 상기 외력을 흡수하여 상기 외력이 소멸하면 상기 커플러와 상기 허브 사이의 연동을 복귀시키는 과부하 방지장치를 포함하며, 상기 과부하 방지장치는 상기 커플러의 저면에 원주방향을 따라 부분적으로 형성된 궤도와, 상기 허브에 의해 지지되며 상기 허브 측에서 축방향으로 돌출 형성되는 판 스프링과, 상기 판 스프링에 의해서 상기 커플러의 저면과 상기 허브 사이의 제 1 위치에 지지되고, 상기 외력이 발생하는 경우에 상기 궤도를 따라 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동하면서 상기 외력을 흡수하고, 상기 제 2 위치로부터 상기 제 1 위치로 복귀하는 원통형부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 요 드라이브는 커플러의 저면 및 허브에 대한 가공성을 향상시키고 각각의 내구성을 유지하면서 구동모터의 출력축과 연결된 커플러와, 유성치차 감속기 입력축과 연결된 허브 사이의 물리적 연결관계를 위한 부품수를 줄일 수 있고, 예상하지 않은 큰 외력에 의한 과부하가 작용하게 되면, 외력을 흡수하는 방향으로 진동하며 외력이 사라진 경우에 커플러와 허브 사이의 물리적 연결관계를 복원할 수 있어서 원상태로 세팅없이 요 드라이브의 하단부 출력 피니언이 손상되지 않도록 구성될 수 있다.
도 1은 일반적인 요 드라이브의 구성을 보인 단면 예시도
도 2는 종래의 구동모터와 제1유성치차 감속기의 결합 상태 예시 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동모터와 제1유성치차 감속기 부분의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 요 드라이브의 과부하 방지장치의 결합관계 설명하는 부분 확대 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 요 드라이브의 과부하 방지장치의 작동을 설명하기 위한 도 3의 A부에 대응하는 평면도,
도 6은 도 5의 B부 확대도,
도 7은 본 발명의 변형 실시예에 따른 구동모터와 제1유성치차 감속기 부분의 단면도.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 요 드라이브의 과부하 방지장치의 베어링 예압수단의 부분 확대 사시도.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명하도록 한다. 도면에서 동일하고 유사한 참조 번호를 갖는 구성 요소는 동일하거나 유사한 기능을 갖는다.
다음 설명에서, "축방향"은 모터출력축(Ms)에 대해 평행한 방향을 나타내고; "원주방향"은 모터출력축(Ms) 주위의 원주방향을 나타내며; "반경방향"은 모터출력축(Ms)에 수직인 방향을 나타내고; "외부" 와 "외측" 등은 모터출력축(Ms)으로부터 반경방향 외측으로 멀어지는 방향을 나타내고, "내부"와 "내측" 등은 모터출력축(Ms)을 향하는 반경방향 내측 방향을 나타낸다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 요 드라이브에 대해 상세히 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 요 드라이브(100)에서 구동원으로써의 기능을 가지는 구동모터(M)가 하방으로 설치되어 있어서, 그 출력축이 모터출력축(Ms)이 아래를 향하여 배치되고 있다. 이러한 구동모터(M)의 케이싱은 모터플랜지(152)에 의하여 그 상부에서 지지되고 있고, 상기 모터플랜지(152)는 유성치차 플랜지(154)에 의하여 그 상부에서 지지되고 있다. 이러한 구동모터(M)의 케이싱과 모터플랜지(152), 그리고 유성치차 플랜지(154)는 각각 볼트에 의하여 연결되어 서로 체결 상태를 유지하고 있다.
이러한 구동모터(M)의 하부이면서 모터프레임(152)의 내측에 위치하는 모터출력축(Ms)에는, 상방이 열린 통형상의 커플러(130)가 결합되어 있다. 여기서 모터출력축(Ms)과 커플러(130)는 서로 연동하도록 결합되어 있는데, 예를 들면 끼워맞춤 방식의 결합에 의한 연동, 키 및 키홈의 구성에 의한 연동, 또는 (부분적인) 스플라인에 한 연동이 가능하도록 구성할 수 있을 것임은, 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 충분히 설계 변경 가능할 것으로 생각된다.
상기 커플러(130)는 모터출력축(Ms)와 연동하면서 회전하도록 지지되는데, 예를 들면 모터플랜지(152)의 내측면과의 사이에서 베어링(Ba)에 의하여 회전이 원활하도록 지지될 수 있다. 그리고 그 하부에서는 다른 또 하나의 베어링(Bb)에 의하여 더욱 안정된 상태로 회전이 지지될 수 있을 것으로 생각된다.
그리고 모터출력축(Ms) 및 커플러(130)와 연동시키기 위한 유성치차 입력축(112)은 허브(148)와 연동하도록 결합되어 있다. 도시한 실시 예에서, 입력축(112)은 허브(148)의 하부(지름이 작은 축소부분)의 내측으로 삽입되면서, 예를 들면 스플라인 치형에 의하여 서로 연동하도록 설계되어 있다. 이러한 허브(148)의 상부는, 지름이 확대되도록 성형되어 있으며, 상술한 커플러(130)와의 사이에 삽입된 베어링(Bb)의 외측을 지지하고 있다. 여기서 베어링(Bb)의 상부에는 스냅링(133)이 설치되는데, 이러한 스냅링(133)은 허브(148)의 상단부(148a) 내측에 탄성적으로 끼워지도록 설계되어 있다.
상기 커플러(130)의 저면(132)과 상기 허브(148) 사이에는 과부하 방지장치(150)가 설치된다. 상기 과부하 방지장치(150)는 상기 커플러(130)의 저면(132)과 상기 허브(143) 사이에 축방향으로 돌출 형성되는 판 스프링(151S, 153S)에 의해 상기 커플러(130)의 저면(132)대해 원주방향을 따라 형성된 부분적으로 형성된 궤도(R)에 대해 원통형부재(157)가 축방향으로 가압 지지되어 있도록 구성된다.
상기 원통형부재(157)가 상기 판 스프링(151S, 153S)에 의하여 축방향으로 힘을 받으면서 상기 궤도(R)의 반경방향 소폭부(R1)에 대해 부분적으로 들어가 있는 상태가 되면, 상기 원통형부재(157)는 상기 커플러(130)와 상기 허브(148)에 같이 물려 있는 상태가 되기 때문에, 상기 커플러(130)와 상기 허브(148)는 상기 판 스프링(151S, 153S)의 지지력에 기초하여 서로 연동할 수 있는 상태로 된다. 그리고 이러한 상태에서 풍력 발전기의 너셀은 원하는 방향으로 고정된 상태를 유지하면서 발전이 이루어지는 것이다.
그러나 어느 일측에 불의의 외력이 가해지고 이러한 외력의 힘이 상기 원통형부재(157)를 상기 궤도(R)의 반경방향 소폭부(R1)에 유지시키는 상기 판 스프링(151S, 153S)의 지지력보다 크면, 상기 원통형부재(157)가 상기 판 스프링(151S, 153S)을 압축시키면서 상기 궤도(R)의 반경방향 소폭부(R1)로부터 상기 궤도(R)의 반경방향 대폭부(R2)를 따라 이동하는데, 외력에 의하여 허브(48)가 회전하는 것에 기인한 것이라고 할 수 있다.
상기 허브(148)의 회전에 따라서, 상기 궤도(R)의 반경방향 대폭부(R2)를 따라 이동하는 원통형부재(157)는 외력을 흡수할 뿐만 아니라 상기 커플러(130)와 허브(148)를 동시에 연동시키는 것이 불가능하게 된다. 즉 상기 궤도(R)의 반경방향 대폭부(R2)를 따라 이동하는 원통형부재(157)는 상기 판 스프링(151S, 153S)의 지지력을 받는 것이 불가능한 자유상태로 되어, 실질적으로는 상기 커플러(130)와 허브(148)가 서로 독립된 상태로 될 수 있다.
한편, 상기 궤도(R)의 반경방향 대폭부(R2)를 따라 상기 원통형부재(157)는 원주방향으로 진자와 같이 이동하면서 외력을 흡수하고 상기 원통형부재(157)가 상기 판 스프링(151S, 153S)에 의하여 축방향으로 힘을 받으면서 상기 궤도(R)의 반경방향 소폭부(R1)에 대해 부분적으로 들어가 있는 상태가 될 수 있다.
풍력발전기의 요 드라이브가 외력을 받더라도 상기 원통형부재(157)가 상기 궤도(R)을 따라 원주방향으로 진자처럼 이동하면서 외력을 흡수하여 상기 원통형부재(157)가 상기 판 스프링(151S, 153S)에 의하여 축방향으로 힘을 받는 상기 궤도(R)의 반경방향 소폭부(R1)에 들어가면, 상기 커플러(130)와 상기 허브(148)는 상기 판 스프링(151S, 153S)의 지지력에 기초하여 서로 연동할 수 있다.
이제 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 요 드라이브의 과부하 방지장치에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 요 드라이브의 과부하 방지장치의 결합관계 설명하는 부분 확대 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 요 드라이브의 과부하 방지장치의 작동을 설명하기 위한 도 3의 A부에 대응하는 평면도이고, 도 6은 도 5의 B부 확대도이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 과부하 방지장치(150)는 축방향으로 서로 대향하는 제 1 지지판(151)과 제 2 지지판(153)을 포함하고, 상기 제 1 지지판(151)과 상기 제 2 지지판(153)의 사이에 축방향으로 궤도 형성판(155)이 배치된다.
상기 제 1 지지판(151)과 상기 제 2 지지판(153)은 동일한 직경을 갖는 디스크 형상이고, 중심은 상기 모터출력축(112)을 조립하게 위한 관통홀이 제공된다.
상기 제 1 지지판(151)과 상기 제 2 지지판(153)은 각각 상기 커플러(130) 의 저면(132) 및 상기 허브(148)의 상면(148b)과 일체형으로 형성될 수도 있으며 용접 또는 리벳 등에 의해서 결합될 수도 있다.
상기 궤도 형성판(155)은 상기 제 1 지지판(151)과 상기 제 2 지지판(153)의 가장 자리에 원주방향을 따라 부분적으로 배치될 수 있으며, 상기 모터출력축(Ms)을 중심으로 대칭되게 적어도 2 이상 배치될 수 있다.
상기 궤도 형성판(155)은 부채꼴 형상을 가질 수 있고, 즉, 일정 각도로 연장되는 내측 호 모서리와 동일한 각도로 연장되는 외측 호 모서리를 가질 수 있다.
상기 제 1 지지판(151)과 상기 제 2 지지판(153)에는 축방향으로 탄성적으로 돌출되는 제 1 판스프링(151S)과 제 2 판스프링(153S)을 스템핑 가공에 의해 일체로 형성할 수도 있으며, 각각 축방향으로 탄성적으로 부착시킬수도 있지만, 스템핑 가공에 의해 일체적으로 형성하는 것이 부품 내구성 및 조립성면에서 바람직할 수 있다.
상기 궤도 형성판(155)에는 중앙에 반경방향 소폭부(R1)와 양측에 상기 반경방향 소폭부(R1)보다 반경방향 폭이 큰 반경방향 대폭부(R2)가 형성되며 중앙에서 양측으로 축방향으로 이격되는 궤도가 형성되는 관통홀(157)을 포함하고, 상기 관통홀(157)은 외력 흡수 궤도(R)을 형성한다.
상기 제 1 판스프링(151a)과 상기 제 2 판스프링(153a)는 모두 상기 관통홀(157) 내로 축방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 1 판스프링(151a)과 상기 제 2 판스프링(153a)에 대해 축방향으로 설치되는 원통형부재(157)가 상기 궤도 형성판(155)의 궤도(R) 중 반경방향 소폭부(R1)에 상기 제 1 판스프링(151a)과 상기 제 2 판스프링(153a)의 축방향 탄성력을 받아 고정되어 있으며, 상기 커플러(130)와 상기 허브(148)는 상기 판 스프링(151S, 153S)의 지지력에 기초하여 서로 연동할 수 있다.
상기 제 1 지지판(151)과 상기 제 2 지지판(153)에 대해 외력에 의하여 토크가 발생하는 경우에 상기 궤도 형성판(155)의 궤도(R)을 따라 설치되는 원통형부재(157)가 축방향 갭을 갖는 상기 궤도(R)을 따라 상기 반경방향 대폭부(R2)로 스윙하면서 축방향으로 상기 커플러(130)와 상기 허브(148) 사이에서 이격되고 상기 제 1 지지판(151)과 상기 제 2 지지판(153) 상의 토크 변동을 상쇄할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 지지판(151, 153) 중 적어도 하나에 대해서만 상기 상기 제 1 판스프링(151a)과 상기 제 2 판스프링(153a)이 형성될 수 있다.
이제 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 변형 실시예에 따른 풍력 발전기용 요 드라이브에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 변형 실시예에 따른 구동모터와 제1유성치차 감속기 부분의 단면도이고, 도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 요 드라이브의 과부하 방지장치의 베어링 예압수단의 부분 확대 사시도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 본 발명의 변형 실시예에 따른 풍력 발전기용 요 드라이브(100')는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기용 요 드라이브(100)와 허브(148')의 상단부(148a') 내측에 대해 베어링(Bb')이 축방향 이동을 방지할 수 있도록 끼워지는 스냅링(133') 대신에 베어링(Bb')의 축방향 이동을 방지하고, 반경방향 외력에 의한 손상을 방지할 수 있고, 요 드라이브(100) 모터축(Ms')에 의한 과부하를 방지하는 과부하방지장치(150')의 내구성을 향상시킬 수 있도록 베어링 예압수단(160')을 더 포함하는 점에서 차이가 있으므로, 여기에서는 베어링 예압수단(160')에 대해서만 상세히 설명한다.
베어링 예압수단(160')은 고리형 부재로서, 원통형으로 형성되고 커플러(130') 측면에 빛 허브(148') 상단부(148a')와 사이의 회전마찰에 의하여 베어링(Ba)이 반경방향으로 부풀거나 손상되는 것을 방지할 수 있도록 열팽창 계수가 큰 수지 예를 들면 유리 섬유를 함유하는 폴리아미드 수지 등으로 제조할 수도 있으며, 열팽창 계수가 큰 금속 합금으로 제조될 수도 있다.
상기 베어링 예압수단(160')은 고리형 본체(161')의 측단부에 상기 베어링(Ba)의 내외륜의 전후방 측단면을 수용하는 반경방향 내향 또는 외향 원호형 돌기편(163', 165')이 일체 형성될 수 있다.
상기 반경방향 내향 또는 외향 원호형 돌기편(163', 165')이 스냅링(133)과 마찬가지로 상기 베어링(Ba)의 축방향 이동을 제한할 수 있다.
한편, 상기 베어링 예압수단(160')은 고리형 본체(161')에 대해 원주방향을 따라 축방향 돌기편(167')이 형성되어 상기 베어링(Ba)의 내외륜에 대해 축방향으로 형성된 결합홈(도시안함)과 결합되어 상기 베어링 예압수단(160')이 베어링(Ba)에 대한 회전을 방지할 수 있다.
상기 베어링 예압수단(160')은 고리형 본체(161')에 대해 원주방향을 따라 축방향 노치(168')가 형성되어 상기 베어링 예압수단(160')이 탄성 변형할 수 있도록 구성될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은, 불필요하면서 부품 손상의 우려가 있는 외력이 가해지는 경우, 구동모터의 출력축과 연결된 커플러(130)와 유성치차 감속기와 연결된 입력축(112)을 서로 분리하여 독립적인 상태로 변경하되 외력을 흡수할 수 있게 진동하고, 외력이 사라진 경우에 구동모터의 출력축과 연결된 커플러(130)와 유성치차 감속기와 연결된 입력축(112)을 서로 연결할 수 있는 것을 기본적인 기술적 착상으로 하고 있음을 알 수 있다.
요 드라이브 내부의 부품(예를 들면 출력 피니온)이 손상될 경우의 외력이 가해지면, 요 드라이브 내부에서 관련된 부품을 회전시키고 출력모터와 연결된 부분의 연결을 해제시킴으로써 요 드라이브 내부부품의 손상을 방지하고자 하는 기술적 착상에서 출발하고 있는 것이다. 이와 같은 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 변경이 가능할 것임은 당연하고, 본 발명의 보호범위는 청구범위의 기재에 기초하여 해석되어야 할 것임도 특허법의 규정 취지상 당연하다고 할 수 있을 것이다.
112 : 입력축 130 : 커플러
148 : 허브 150 : 과부하방지장치
151S, 153S : 판스프링 151 : 제 1 지지판
153 : 제 2 지지판 155 : 궤도형성판
157 : 관통홀 160 : 베어링 예압수단

Claims (7)

  1. 출력축을 구비하는 구동모터와;
    상기 출력축과 연동하도록 상기 구동모터의 하부에 배치되고 상방이 열린 통형상의 커플러;
    감속을 위한 유성치차 감속기의 입력축;
    상기 입력축이 삽입되어 연동하며, 상부는, 지름이 확대되도록 성형되어 상기 커플러와의 사이에 삽입된 베어링의 외측을 지지하는 허브; 및
    상기 커플러의 저면과 상기 허브 사이에 설치되어 외력이 발생하면 상기 커플러와 상기 허브 사이의 연동을 해제하고, 상기 외력을 흡수하여 상기 외력이 소멸하면 상기 커플러와 상기 허브 사이의 연동을 복귀시키는 과부하 방지장치를 포함하며,
    상기 과부하 방지장치는 상기 커플러의 저면에 원주방향을 따라 부분적으로 형성된 궤도와, 상기 허브에 의해 지지되며 상기 허브 측에서 축방향으로 돌출 형성되는 판 스프링과, 상기 판 스프링에 의해서 상기 커플러의 저면과 상기 허브 사이의 제 1 위치에 지지되고, 상기 외력이 발생하는 경우에 상기 궤도를 따라 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동하면서 상기 외력을 흡수하고, 상기 제 2 위치로부터 상기 제 1 위치로 복귀하는 원통형부재를 포함하는 풍력발전기용 요 드라이브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치는 축방향으로 간격이 있으며, 상기 제 1 위치는 상기 궤도의 반경방향 소폭부에 상기 원통형 부재가 부분적으로 들어가 있는 상태이며, 상기 제 2 위치는 상기 궤도의 반경방향 대폭부를 따라 상기 원통형 부재가 이동이 가능하게 축방향으로 간격이 있는 풍력발전기용 요 드라이브.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 과부하 방지장치는 상기 커플러의 저면 및 상기 허브 사이에 배치되고, 축방향으로 서로 대향하되 동일한 직경을 갖는 디스크 형상인 제 1 지지판과 제 2 지지판 및, 상기 제 1 지지판과 상기 제 2 지지판의 사이에 축방향으로 배치되는 궤도 형성판을 포함하며,
    상기 궤도 형성판은 상기 제 1 지지판과 상기 제 2 지지판의 가장자리에 원주방향을 따라 부분적으로 배치되며, 상기 출력축을 중심으로 대칭되게 적어도 2 이상 배치되며,
    상기 제 1 지지판과 상기 제 2 지지판 중 적어도 하나에 상기 판 스프링이 스템핑 가공에 의해 일체로 형성되는 풍력발전기용 요 드라이브.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 궤도 형성판에는 상기 반경방향 소폭부가 중앙에 형성되고, 양측에 상기 반경방향 소폭부보다 반경방향 폭이 큰 반경방향 대폭부가 형성되며 중앙에서 양측으로 축방향으로 간격이 형성되는 궤도가 형성되는 궤도 관통홀을 포함하며, 상기 궤도 관통홀을 따라 상기 원통형 부재가 진자운동가능한 풍력발전기용 요 드라이브.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 커플러와 상기 허브 사이에 삽입된 베어링의 외측을 지지하도록 상기 허브의 상부 내측에 상기 베어링의 축방향 이동을 방지하고, 상기 베어링의 반경방향 과부하를 방지하기 위한 베어링 예압수단을 더 포함하는 풍력발전기용 요 드라이브.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링 예압수단은 고리형 본체와, 상기 고리형 본체의 측단부에 상기 베어링의 전후방 측단면을 수용하는 반경방향 내향 또는 외향으로 일체적으로 형성된 원호형 돌기편과 상기 고리형 본체에 대해 원주방향을 따라 형성되어 상기 베어링의 내외륜에 대해 축방향으로 형성된 결합홈에 결합되는 결합돌기를 포함하는 풍력발전기용 요 드라이브.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 베어링 예압수단은 상기 고리형 본체에 대해 원주방향을 따라 축방향 노치가 형성되는 풍력발전기용 요 드라이브.
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