WO2011155416A1 - 回転構造、水平軸型風力発電装置、運動案内装置 - Google Patents

回転構造、水平軸型風力発電装置、運動案内装置 Download PDF

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sliders
slider
track
rotating structure
lid
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PCT/JP2011/062842
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智幸 会田
旭弘 海野
勇樹 林
綾子 宮島
和弘 谷
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Thk株式会社
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    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0204—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for orientation in relation to wind direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/70—Bearing or lubricating arrangements
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C19/502—Other types of ball or roller bearings with rolling elements in rows not forming a full circle
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    • F16C2360/31—Wind motors
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the present invention relates to a rotating structure, a horizontal axis wind power generator, and a motion guide device.
  • This application claims priority on June 11, 2010 based on Japanese Patent Application No. 2010-134263 for which it applied to Japan, and uses the content for it here.
  • Patent Document 1 describes a wind power generator.
  • the horizontal axis type wind power generator has a tower (support) installed in a vertical direction with respect to the ground (horizontal plane).
  • a nacelle that can turn around the yaw axis (vertical axis) is disposed at the upper end of the tower.
  • a windmill composed of a plurality of blades, a shaft that projects radially from the blades and extending along the rotation center of the windmill, and converts the rotational energy of the shaft into electric energy to generate electric power.
  • a generator composed of a plurality of blades, a shaft that projects radially from the blades and extending along the rotation center of the windmill, and converts the rotational energy of the shaft into electric energy to generate electric power.
  • the horizontal axis type wind power generator stably generates power by turning the nacelle yaw so that the front of the windmill is directed to the windward.
  • a turning structure rotating structure
  • the turning structure includes an annular fixed ring (track body) disposed on the tower, a plurality of slide blocks disposed on the nacelle, and a plurality of balls (rolling) that roll between the fixed ring and the slide block. Moving body). As the slide block moves on the fixing ring, the nacelle turns around the annular center (yaw axis) of the fixing ring with respect to the tower.
  • the fixing ring is formed by connecting a plurality of track rails (divided bodies) having an arc shape in an endless row shape (annular shape).
  • the present invention provides a rotating structure capable of preventing a large load from acting on a connecting portion of divided bodies in a track body and sufficiently securing a load capacity, and a horizontal axis wind power generator using the same.
  • One aspect of the rotating structure of the present invention includes an annular track disposed in one structure of a pair of opposing structures, and a plurality of sliders disposed in the other structure.
  • a rotating structure that causes the one structure and the other structure to rotate relative to each other around an annular center of the track by moving the slider on the track. It is formed by connecting a plurality of arcuate divided bodies in an endless manner, and the sliders are arranged so that a plurality of sliders do not run over the connecting portions of the divided bodies at the same time.
  • One aspect of the motion guide apparatus of the present invention is an arcuate track rail having a rolling element rolling surface formed thereon, and the arcuate track via a plurality of rolling elements that transfer the rolling element rolling surface.
  • a motion guide device comprising: a slider block disposed on a rail; and a lid disposed on an end face of the slider block to change a transfer direction of the plurality of rolling elements, wherein the arc of the lid A chamfer that avoids interference with the arc-shaped track rail is formed at a portion facing the inner peripheral surface of the track rail.
  • the rotary structure 10 of the first embodiment of the present invention is applied to the horizontal axis wind power generator 1.
  • the horizontal axis wind power generator 1 includes a support column 2 extending in a vertical direction with respect to the ground F, a nacelle 3 disposed at an upper end portion of the support column 2, and a support column. 2 and a rotating structure 10 for turning the nacelle 3 about the yaw axis (vertical axis).
  • the support column 2 is one structure
  • the nacelle 3 is the other structure.
  • the rotating structure 10 relatively rotates the support column 2 and the nacelle 3 (a pair of opposing structures).
  • the nacelle 3 converts a plurality of blades 4A to be a windmill 4, a shaft body 5 in which these blades 4A project radially, and mechanical energy obtained by rotating the shaft body 5 in the circumferential direction into electrical energy. And a generator (not shown) for generating electric power.
  • the windmill 4 (blade 4 ⁇ / b> A) is rotatable around the central axis of the shaft body 5 while receiving the wind W while being set at a predetermined height from the ground F by the support 2.
  • the rotary structure 10 includes a plurality of annular track bodies 11 disposed on the upper end portion of the support 2 via the plate 6 and a plurality of surfaces disposed on the lower surface of the table 7 that supports the nacelle 3. And a slider 12.
  • the rotating structure 10 is accommodated in a casing 8 arranged in a direction perpendicular to the nacelle 3.
  • the rotating structure 10 relatively rotates the support column 2 and the nacelle 3 around the annular center C of the track body 11 by moving the slider 12 on the track body 11.
  • the horizontal axis type wind power generator 1 stably generates electric power with the rotating structure 10 turning the nacelle 3 yaw so that the front surface of the windmill 4 is directed upward of the wind W.
  • the track body 11 is formed by connecting a plurality of divided bodies 13 having an arc shape in an endless array. These divided bodies 13 have the same shape.
  • the track body 11 is formed by connecting five divided bodies 13 in an annular shape.
  • the angle ⁇ 1 around the annular center C occupied by each divided body 13 is 72 °.
  • the arrangement pitch angle (divided body pitch angle ⁇ ⁇ b> 1) between adjacent divided bodies 13 around the annular center C is 72 °.
  • the plurality of sliders 12 are arranged on the track body 11 at intervals in the circumferential direction. These sliders 12 have the same shape. In the rotating structure 10, the six sliders 12 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. The arrangement pitch angle (slider pitch angle ⁇ 2) between adjacent sliders 12 around the annular center C is 60 °. In the rotating structure 10, the number of sliders 12 and the number of divided bodies 13 are different.
  • the divided body 13 is formed in an arc shape having a predetermined radius of curvature R with respect to the annular center C of the track body 11.
  • the divided body 13 has a rectangular cross section perpendicular to the longitudinal direction (circumferential direction).
  • Two ball rolling grooves (rolling surfaces) 14 are formed on the inner peripheral side surface and the outer peripheral side surface of the divided body 13 along the longitudinal direction. A total of four ball rolling grooves 14 are formed in the divided body 13.
  • the track body 11 has a gear ring 15 that supports the divided body 13.
  • a tooth row 16 is formed on the outer peripheral side surface of the gear ring 15.
  • the bolt 17 is a bolt that passes through the gear ring 15 and fastens the divided body 13 to the plate 6.
  • the gear ring 15 may be formed in an endless annular shape. In consideration of transportation, productivity, and the like, it is preferable to connect a plurality of arc-shaped members in an endless manner like the divided body 13.
  • the tooth row 16 may be directly formed on the outer peripheral side surface of the divided body 13 without providing the gear ring 15 on the track body 11.
  • the pinion gear 18 meshes with the tooth row 16 formed on the outer peripheral side surface of the gear ring 15.
  • the pinion gear 18 is given arbitrary rotation by a motor 19 mounted on the table 7.
  • the motor 19 rotates the pinion gear 18, the table 7 makes a yaw rotation with respect to the support column 2 and directs the nacelle 3 that rotatably supports the windmill 4 in an arbitrary direction.
  • the slider 12 is disposed on the track body 11 via a plurality of balls (rolling elements) 20.
  • the slider 12 includes an endless endless circulation path 21 that accommodates a ball 20 that rolls in the ball rolling groove 14 of the track 11.
  • the infinite circulation path 21 is, for example, an oval ring.
  • the endless circulation path 21 of the slider 12 is formed corresponding to each ball rolling groove 14.
  • the infinite circulation path 21 includes a loaded rolling element rolling path 22 facing the ball rolling groove 14, an unloaded return path 23 extending in parallel with the loaded rolling element rolling path 22, a loaded rolling element rolling path 22 and a return path. And a pair of direction change paths 24 that connect 23 at both ends.
  • the load rolling element rolling path 22 and the return path 23 are formed in the block 25.
  • the direction change paths 24 are respectively formed in a pair of lid bodies 26 disposed at both ends of the block 25.
  • a plurality of rollers may be used. In this case, the allowable load of the slider 12 can be increased, which is advantageous when the weight of the nacelle 3 is large.
  • the sliders 12 do not run on the plurality of connecting portions L at the same time.
  • the two or more sliders 12 are arranged so as not to ride on the plurality of connecting portions L at the same time. That is, two or more sliders 12 out of the six sliders 12 do not enter any region of the five connecting portions L at the same time.
  • the remaining five sliders 12 are arranged so as to exist in a region where there is no connecting portion L.
  • the slider 12 When the slider 12 rides on the connecting portion L, it means that the front end side in the moving direction of the slider 12 (block 25) enters the region of the connecting portion L. Specifically, the ball 20 rolling on the load rolling element rolling path 22 of the block 25 starts to transfer from the rolling surface of one divided body 13 to the rolling surface of another adjacent divided body 13 (starts rolling). ) Say that.
  • connection portion L crowning, chamfering, or the like may be applied to a step or a gap generated on the rolling surface for the purpose of preventing vibration or the like when the slider 12 gets over.
  • the load capacity may decrease. For this reason, when the plurality of sliders 12 move on the track body 11, the plurality of sliders 12 are prevented from running on the plurality of connecting portions L at the same time.
  • the least common multiple of the divided body pitch angle ⁇ 1 and the slider pitch angle ⁇ 2 is less than 360 ° (for example, 90 ° or 180 °)
  • two or more sliders run on the connecting portions L at a plurality of locations at the same time.
  • the least common multiple of the divided body pitch angle ⁇ 1 of the divided body 13 and the slider pitch angle ⁇ 2 of the slider 12 is 360 °.
  • the least common multiple is 360 °.
  • the least common multiple of the divided body pitch angle ⁇ 1 and the slider pitch angle ⁇ 2 is not limited to 360 °.
  • the least common multiple may be 360 ° or more.
  • two or more sliders 12 of the plurality of sliders 12 are not simultaneously disposed (do not ride up) at the plurality of connecting portions L.
  • the plurality of sliders 12 are arranged so that the plurality of sliders 12 do not run on the plurality of connecting portions L simultaneously when moving on the track body 11.
  • the two or more sliders 12 are arranged so as not to ride on the connection portion L at the same time. That is, two or more sliders 12 do not enter the region of the plurality of connecting portions L at the same time. Therefore, it can prevent that a big load acts with respect to the connection part L and a load capacity falls. A sufficient load capacity of the rotating structure 10 is ensured.
  • each divided body 13 forming the track body 11 has the same member and the same shape, productivity and compatibility are improved.
  • the load capacity is evenly distributed. Therefore, the slider 12 can move stably on the track body 11 over a long period of time.
  • the least common multiple of the slider pitch angle ⁇ 2 and the divided body pitch angle ⁇ 1 is 360 ° or more, it is possible to reliably realize a rotating structure in which two or more of the plurality of sliders 12 do not ride on the plurality of connecting portions L at the same time. .
  • the rotating structure 10 is provided between the support 2 and the nacelle 3 of the horizontal axis wind power generator 1. Therefore, the horizontal axis wind power generator 1 can ensure a sufficient load capacity. Further, the horizontal axis type wind power generator 1 can extend the life of the members. Thereby, the horizontal axis type wind power generator 1 obtains continuity of generating electric power continuously over a long period of time. The horizontal axis wind power generator 1 can realize a stable power supply source.
  • FIG. 6 is a top view showing the rotating structure 50 of the second embodiment.
  • the slider pitch ⁇ 2 between half (three) of the six sliders 12 is larger than the slider pitch angle ⁇ 3 between the other half (three) sliders 12.
  • the slider pitch angle ⁇ 2 is 75 °
  • the slider pitch angle ⁇ 3 is 45 °.
  • the least common multiple of the divided body pitch angle ⁇ 1 and the slider pitch angles ⁇ 2 and ⁇ 3 is 1800 °, it is 360 ° or more.
  • the plurality of sliders 12 are arranged uniformly in the circumferential direction. Uniform in the circumferential direction means that the slider pitch ⁇ 2 ( ⁇ 3) of half (three) or more of all (six) sliders 12 is equal.
  • a plurality of sliders 12 do not run on a plurality of connecting portions L at the same time.
  • the two or more sliders 12 are arranged so as not to ride on the plurality of connecting portions L at the same time. Therefore, in the rotating structure 50, the same effect as the rotating structure 10 can be obtained.
  • FIG. 7 is a top view showing the rotary structure 60 of the third embodiment.
  • 8A is a perspective view showing the lid body 66A
  • FIG. 8B is a top view showing the lid body 66A
  • FIG. 8C is a front view showing the lid body 66A
  • FIG. 8D is a side view showing the lid body 66A.
  • the problem to be solved by the third embodiment is to reliably prevent interference between the lid 66 and the track 11 (divided body 13) while efficiently increasing the load resistance of the rotating structure 60 (motion guide device). There is in point to do.
  • the load acting on the rotating structure 60 is large, and the variation of the load is also large. For this reason, it is necessary to increase the load resistance of the slider 12.
  • the load resistance of the slider 12 In order to increase the load resistance of the slider 12, there are a method for increasing the number of balls 20 interposed between the slider 12 and the divided body 13, a method for increasing the diameter (radius) of the balls 20, and the like.
  • the track body 11 (divided body 13) cannot be larger than the size of the nacelle 3. For this reason, there is a limit to the method of increasing the number of balls 20 by extending the entire length of the block 25 of the slider 12.
  • the method of increasing the diameter (radius) of the ball 20 has an advantage that the load resistance can be increased efficiently compared to the method of increasing the number of balls 20.
  • the curvature radius R is a value obtained by measuring the inner peripheral surface of the track body 11 (divided body 13).
  • T is less than 1% (T ⁇ 1), but in the rotating structure 60, T is 1% or more (T ⁇ 1).
  • the direction change path 24 is formed inside the pair of lid bodies 66 (lid bodies 66A and 66B), it is necessary to increase the thickness of the lid body 66.
  • the inner lid body 66 interferes with the divided body 13. Since the ratio T of the radius r B of the ball 20 to the radius of curvature R of the divided body 13 is set to 1% or more, the inner lid 66 easily interferes with the divided body 13. Therefore, a chamfer M is formed at a portion facing the divided body 13 in the surface 66S in the thickness direction of the lid 66.
  • the lid body 66 is of a split type so that the chamfer M can be easily formed.
  • the lid body 66 ⁇ / b> A is an inner circumferential surface side divided lid body that faces the inner circumferential surface of the divided body 13.
  • the lid body 66 ⁇ / b> B is an outer circumferential surface side divided lid body that faces the outer circumferential surface of the divided body 13.
  • the chamfer M is formed at least on the surface side 66S of the lid 66A.
  • a chamfer M may be formed on both the lid body 66A and the lid body 66B.
  • the lid body 66 may have a shape in which a lid body on the inner circumferential surface side and a lid body on the outer circumferential surface side are integrated. Also in this case, the chamfer M is formed at a portion facing the inner peripheral surface of the divided body 13. Although FIG. 6 shows a case where the chamfer M is formed in a tapered shape, the present invention is not limited to this. The chamfer M may be shaped along the curvature radius R of the divided body 13.
  • the chamfer M is formed at the portion facing the divided body 13 in the lid body 66A (lid body 66), interference between the lid body 66A (lid body 66) and the divided body 13 can be reliably avoided. Therefore, in the rotating structure 60, it is possible to reliably avoid the interference between the lid 66 and the divided body 13 while efficiently increasing the load resistance of the rotating structure 60.
  • the arrangement and number of sliders 12 in the rotary structure 60 can be changed as appropriate.
  • the rotary structure 10 can be applied to a construction machine that rotates, a dome-type astronomical telescope, an MRI, a large machine tool, a liquid crystal transfer device, and the like.
  • the present invention is not limited to this. There may be a plurality of divided bodies 13 and sliders 12 respectively. However, three or more sliders 12 are preferable in consideration of stability.
  • the divided bodies 13 and the sliders 12 are arranged equally (equally arranged) in the circumferential direction, it is desirable that the number of the divided bodies 13 and the number of the sliders 12 be different.
  • An annular track body may be formed by connecting a plurality of divided bodies. That is, the division bodies 13 may have different circumferential lengths.
  • the wind turbine 4 of the horizontal axis wind power generator 1 is not limited to a propeller type.
  • the windmill may be a multi-blade type, a Dutch type, a self-wing type, or the like.
  • wind wind power
  • the fluid that rotates the impeller may be water (hydraulic power).
  • the rotating structure of the present invention can also be applied to a hydroelectric power generator and the like.
  • 1 horizontal axis wind power generator 2 struts (one structure), 3 nacelles (the other structure), 4 windmills, 4A blades, 5 shaft bodies, 10 rotating structures, 11 track bodies, 12 (12A-12F) Slider, 13 divided body, 14 ball rolling groove (rolling surface), 20 ball (rolling body), 21 infinite circuit, 25 block (slider block), 26 lid, 50 rotating structure, 60 rotating structure (motion guide) Device), 66 lid, 66A lid (inner peripheral surface side split lid), L connecting part, M chamfer, ⁇ 1 segment pitch angle, ⁇ 2, ⁇ 3 slider pitch angle C, annular center

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Abstract

　回転構造は、一方の構造体に配設された環状の軌道体（１１）と他方の構造体に配設された複数のスライダ（１２）とを有し、一方の構造体と他方の構造体とを軌道体（１１）の環状中心（Ｃ）回りに相対回転させる回転構造（１０）であって、軌道体（１１）は円弧状をなす複数の分割体（１３）を無端列状に連結して形成され、スライダ（１２）は分割体（１３）同士の連結部位に対して同時に複数が乗り上げないように配置される。

Description

回転構造、水平軸型風力発電装置、運動案内装置
　本発明は、回転構造、水平軸型風力発電装置、運動案内装置に関する。
　本願は、２０１０年６月１１日に、日本に出願された特願２０１０－１３４２６３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　風等の作動流体の流れを利用して発電を行う流体発電装置が開発されている。
　特許文献１には、風力発電装置が記載されている。水平軸型風力発電装置は、地面（水平面）に対して鉛直方向に設置されたタワー（支柱）を有する。タワーの上端部には、ヨー軸（鉛直軸）回りに旋回可能なナセルが配設される。ナセルの上面には、複数のブレードからなる風車と、ブレードが放射状に突設されて風車の回転中心に沿って延びる軸体と、軸体の回転エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を発電する発電機と、が配置される。
　水平軸型風力発電装置は、ナセルをヨー旋回させることで風車の正面を風上へ向けて、安定して電力を発電する。タワーとナセルとの間には、ヨー旋回を行うために、旋回構造（回転構造）が配設される。
　旋回構造は、タワーに配設された環状の固定リング（軌道体）と、ナセルに配設された複数のスライドブロックと、これら固定リングとスライドブロックとの間を転走する複数のボール（転動体）と、を有している。固定リング上をスライドブロックが移動することにより、タワーに対してナセルが固定リングの環状中心（ヨー軸）回りに旋回する。
　水平軸型風力発電装置のような大型機器においては、旋回構造も大型となる。特許文献１では、固定リングが、円弧状をなす複数の軌道レール（分割体）を無端列状（環状）に連結して形成される。
国際公開第２０１０／０１３３４１号パンフレット
　回転構造においては、固定リングの分割体同士の連結部位に対して、大きな荷重が作用する（分配される）ことを防止して、負荷容量を十分に確保することが要求される。
　水平軸型風力発電装置においては、長期に亘り絶え間なく電力を発電できる継続性が重要視される。水平軸型風力発電装置において、回転構造の負荷容量を十分に確保することは、部材の長寿命化に貢献する。
　本発明は、軌道体における分割体同士の連結部位に大きな荷重が作用することを防止でき、負荷容量を十分に確保できる回転構造及びこれを用いた水平軸型風力発電装置を提供する。
　本発明の回転構造の一態様は、対向する一対の構造体のうち、一方の構造体に配設された環状の軌道体と、他方の構造体に配設された複数のスライダとを有し、前記軌道体上を前記スライダが移動することにより、前記一方の構造体と前記他方の構造体とを前記軌道体の環状中心回りに相対回転させる回転構造であって、前記軌道体は、円弧状をなす複数の分割体を無端列状に連結して形成され、前記スライダは、前記分割体同士の連結部位に対して同時に複数が乗り上げないように配置される。
　本発明の運動案内装置の一態様は、転走体転走面が形成された円弧形軌道レールと、前記転走体転走面を転送する複数の転動体を介して前記円弧形軌道レールに配置されるスライダブロックと、前記スライダブロックの端面に配置されて前記複数の転動体の転送方向を転換する蓋体と、を備える運動案内装置であって、前記蓋体のうち前記円弧形軌道レールの内周面に臨む部位に、前記円弧形軌道レールとの干渉を回避する面取りが形成される。
　本発明の回転構造では、軌道体における分割体同士の連結部位に大きな荷重が作用することを防止して、負荷容量を十分に確保できるという効果が得られる。
本発明の水平軸型風力発電装置を示す外観図である。 水平軸型風力発電装置の回転構造を示す側断面図である。 本発明の第一実施形態の回転構造を示す上面図である。 分割体とスライダを示す斜視図である。 図２のＡ部を拡大した側断面図である。 本発明の第二実施形態の回転構造を示す上面図である。 本発明の第三実施形態の回転構造を示す上面図である。 蓋体を示す斜視図である。 蓋体を示す上面図である。 蓋体を示す正面図である。 蓋体を示す側面図である。
　本発明の第一実施形態の回転構造１０は、水平軸型風力発電装置１に適用される。
　図１及び図２に示すように、水平軸型風力発電装置１は、地面Ｆに対して鉛直方向に延設された支柱２と、支柱２の上端部に配設されたナセル３と、支柱２に対してナセル３をヨー軸（鉛直軸）回りに旋回させる回転構造１０と、を備えている。支柱２は一方の構造体であり、ナセル３は他方の構造体である。
　回転構造１０は、支柱２とナセル３（対向する一対の構造体同士）を相対回転させる。
　ナセル３は、風車４となる複数のブレード４Ａと、これらブレード４Ａが放射状に突設された軸体５と、軸体５が周方向に回転することで得られる機械エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を発電させる発電機（不図示）と、を備えている。
　風車４（ブレード４Ａ）は、支柱２によって地面Ｆから所定の高さに設定された状態で、風Ｗを受け軸体５の中心軸回りに回転自在である。
　図２に示すように、回転構造１０は、支柱２の上端部にプレート６を介して配設された環状の軌道体１１と、ナセル３を支持するテーブル７の下面に配設された複数のスライダ１２と、を有している。回転構造１０は、ナセル３に対して垂直方向に配置されたケーシング８内に収容される。
　図３に示すように、回転構造１０は、軌道体１１上をスライダ１２が移動することにより、支柱２とナセル３とを軌道体１１の環状中心Ｃ回りに相対回転させる。水平軸型風力発電装置１は、回転構造１０がナセル３をヨー旋回させることで風車４の正面を風Ｗの風上へ向けて、安定して電力を発電する。
　軌道体１１は、円弧状をなす複数の分割体１３を無端列状に連結して形成される。これら分割体１３は、互いに同一形状である。
　軌道体１１は、５つの分割体１３を円環状に連結して形成される。軌道体１１において、各分割体１３が占める環状中心Ｃ回りの角度θ１は、７２°である。各分割体１３は、環状中心Ｃ回りに隣り合う分割体１３同士の配置ピッチ角（分割体ピッチ角θ１）が７２°である。
　複数のスライダ１２は、軌道体１１上に円周方向に間隔をあけて配置される。これらスライダ１２は、互いに同一形状である。回転構造１０では、６つのスライダ１２が周方向均等に間隔をあけて配列される。
　環状中心Ｃ回りに隣り合うスライダ１２同士の配置ピッチ角（スライダピッチ角θ２）は、６０°である。
　回転構造１０では、スライダ１２の数と分割体１３の数が異なる。
　図４に示すように、分割体１３は、軌道体１１の環状中心Ｃに対して所定の曲率半径Ｒを有する円弧状に形成される。分割体１３は、長手方向（円周方向）に垂直な断面が矩形状に形成される。
　分割体１３の内周側面及び外周側面には、長手方向に沿って２条のボール転走溝（転走面）１４がそれぞれ形成される。分割体１３には、計４条のボール転走溝１４が形成される。
　図５に示すように、軌道体１１は、分割体１３を支持するギヤリング１５を有している。ギヤリング１５の外周側面には、歯列１６が形成される。ボルト１７は、ギヤリング１５を貫通して分割体１３をプレート６に締結するボルトである。
　ギヤリング１５は、無端の円環状に形成されてもよい。また、運搬や生産性等を考慮して、分割体１３と同様に複数の円弧状の部材を無端列状に連結することが好ましい。軌道体１１にギヤリング１５を設けずに、分割体１３の外周側面に歯列１６を直接形成してもよい。
　ギヤリング１５の外周側面に形成された歯列１６には、ピニオンギヤ１８が噛み合う。ピニオンギヤ１８は、テーブル７に搭載されたモータ１９によって任意の回転が与えられる。モータ１９がピニオンギヤ１８を回転させると、テーブル７が支柱２に対してヨー旋回し、風車４を回転自在に支持したナセル３を任意の方向へ向ける。
　図４及び図５に示すように、スライダ１２は、複数のボール（転動体）２０を介して軌道体１１に配設される。スライダ１２は、軌道体１１のボール転走溝１４を転走するボール２０を収容する無端状の無限循環路２１を具備している。無限循環路２１は、例えば長円環状である。スライダ１２の無限循環路２１は、各ボール転走溝１４に対応して各々形成される。
　無限循環路２１は、ボール転走溝１４に対向する負荷転動体転走路２２と、負荷転動体転走路２２に平行して延びる無負荷の戻り通路２３と、負荷転動体転走路２２と戻り通路２３を両端で連結する一対の方向転換路２４と、を備える。
　負荷転動体転走路２２及び戻り通路２３は、ブロック２５に形成される。方向転換路２４は、ブロック２５の両端に配設される一対の蓋体２６にそれぞれ形成される。
　ボール２０がスライダ１２の無限循環路２１内を循環しつつ、スライダ１２と軌道体１１との間を転走することにより、スライダ１２は軌道体１１に沿って連続的に滑らかに移動する。
　隣接する分割体１３は、互いのボール転走溝１４同士が連続するように、端部同士を密着して接続される。このため、スライダ１２は、一の分割体１３から隣接する他の分割体１３へ乗り移って移動できる。そして、スライダ１２は、複数の分割体１３を備える軌道体１１上を円滑に周回できる。
　ボール２０に代えて、複数のローラを用いてもよい。この場合、スライダ１２の許容負荷荷重を大きくすることができるので、ナセル３の重量が大きな場合に有利である。
　図３に示すように、回転構造１０では、複数のスライダ１２（１２Ａ～１２Ｆ）は、軌道体１１上を移動するときに、複数の連結部位Ｌに対してスライダ１２が同時に複数に乗り上げないように配置される。
　特に、複数の連結部位Ｌに対して２つ以上のスライダ１２が同時に乗り上げないように配置される。つまり、６つのスライダ１２のうち２つ以上のスライダ１２が、５箇所の連結部位Ｌのうちの何れかの領域に同時に進入しない。言い換えると、１つのスライダ１２が連結部位Ｌに乗り上げるとき、残りの５つのスライダ１２が連結部位Ｌのない領域に存在するように配置される。
　スライダ１２が連結部位Ｌに対して乗り上げるとは、スライダ１２（ブロック２５）の進行方向の先端側が、連結部位Ｌの領域に侵入することを言う。詳細には、ブロック２５の負荷転動体転走路２２を転走するボール２０が、一の分割体１３の転走面から隣り合う他の分割体１３の転走面に乗り移り始める（転走し始める）ことを言う。
　連結部位Ｌでは、スライダ１２が乗り越える際の振動等を防止する目的により、転走面に生じる段差や隙間に対してクラウニングや面取り等が施される場合がある。複数の連結部位Ｌに対してスライダ１２が同時に複数に乗り上げた際には、負荷容量が低下するおそれがある。
　このため、複数のスライダ１２が軌道体１１上を移動するときに、複数の連結部位Ｌに対してスライダ１２が同時に複数に乗り上げないようにする。
　分割体ピッチ角θ１とスライダピッチ角θ２の最小公倍数が３６０°未満（例えば９０°や１８０°）であると、複数箇所の連結部位Ｌに対して、２つ以上のスライダが同時に乗り上げてしまう。
　回転構造１０では、分割体１３の分割体ピッチ角θ１とスライダ１２のスライダピッチ角θ２の最小公倍数は３６０°である。回転構造１０では、分割体ピッチ角θ１が７２°であり、スライダピッチ角θ２が６０°であるから、最小公倍数は３６０°である。
　分割体ピッチ角θ１とスライダピッチ角θ２の最小公倍数は、３６０°に限定されない。最小公倍数は、３６０°以上であればよい。
　最小公倍数を３６０°以上にすることにより、複数のスライダ１２のうちの２つ以上のスライダ１２が複数箇所の連結部位Ｌに同時に配置されない（乗り上げない）。
　図３において、６つのスライダ１２が軌道体１１上を時計回りに回転する場合には、スライダ１２Ｆのみが連結部位Ｌに配置される（乗り上げる）。一方、スライダ１２Ａ～１２Ｅは、連結部位Ｌに配置されない（乗り上げない）。
　図３において、６つのスライダ１２が軌道体１１上を反時計回りに回転する場合には、スライダ１２Ｄのみが連結部位Ｌに配置される（乗り上げる）。一方、スライダ１２Ａ～１２Ｃ，１２Ｅ，１２Ｆは、連結部位Ｌに配置されない（乗り上げない）。
　前述の通り、回転構造１０では、複数のスライダ１２は、軌道体１１上を移動するときに、複数の連結部位Ｌに対してスライダ１２が同時に複数に乗り上げないように配置される。特に、連結部位Ｌに対して、２つ以上のスライダ１２が同時に乗り上げないように配置される。つまり、複数の連結部位Ｌの領域に、２つ以上のスライダ１２が同時に進入しない。
　したがって、連結部位Ｌに対して大きな荷重が作用して、負荷容量が低下することが防止できる。回転構造１０の負荷容量が十分に確保される。
　軌道体１１を形成する各分割体１３は、互いに同一部材・同一形状であるので、生産性・互換性が向上する。
　複数のスライダ１２は、軌道体１１上に周方向均等に配置されるので、負荷容量が均等に分散される。したがって、こられスライダ１２は、軌道体１１上を長期に亘り安定して移動できる。
　スライダ１２の数と分割体１３の数を異ならせることにより、複数の連結部位Ｌに対してスライダ１２が同時に複数に乗り上げない回転構造を比較的容易に実現できる。
　スライダピッチ角θ２と分割体ピッチ角θ１の最小公倍数が３６０°以上なので、複数のスライダ１２のうち２つ以上のスライダ１２が複数の連結部位Ｌに対して同時に乗り上げない回転構造を確実に実現できる。
　水平軸型風力発電装置１では、水平軸型風力発電装置１の支柱２とナセル３との間に、前記の回転構造１０を設けている。したがって、水平軸型風力発電装置１は、十分な負荷容量を確保できる。また、水平軸型風力発電装置１は、部材の長寿命化が図られる。
　これにより、水平軸型風力発電装置１は、長期に亘り絶え間なく電力を発電する継続性を得る。水平軸型風力発電装置１は、安定した電力供給源を実現できる。
　図６は、第二実施形態の回転構造５０を示す上面図である。
　回転構造５０では、６つのスライダ１２のうちの半数（３つ）のスライダ１２同士のスライダピッチθ２が、他の半数（３つ）のスライダ１２同士のスライダピッチ角θ３よりも大きい。
　回転構造５０では、スライダピッチ角θ２は７５°であり、スライダピッチ角θ３は４５°である。この場合、分割体ピッチ角θ１、スライダピッチ角θ２、θ３の最小公倍数が１８００°であるから、３６０°以上である。
　回転構造５０では、複数のスライダ１２は周方向均等に配置される。周方向均等とは、全て（６つ）のスライダ１２のうち半数（３つ）以上のスライダピッチθ２（θ３）が等しいことを意味する。
　図６において、６つのスライダ１２が軌道体１１上を時計回りに回転する場合には、スライダ１２Ｅのみが連結部位Ｌに配置される（乗り上げる）。一方、スライダ１２Ａ～１２Ｄ，１２Ｆは、連結部位Ｌに配置されない（乗り上げない）。
　図６において、６つのスライダ１２が軌道体１１上を反時計回りに回転する場合には、スライダ１２Ｄのみが連結部位Ｌに配置される（乗り上げる）。一方、スライダ１２Ａ～１２Ｃ，１２Ｅ，１２Ｆは、連結部位Ｌに配置されない（乗り上げない）。
　回転構造５０では、複数箇所の連結部位Ｌに対してスライダ１２が同時に複数に乗り上げない。特に、複数の連結部位Ｌに対して２つ以上のスライダ１２が同時に乗り上げないように配置される。したがって、回転構造５０では、回転構造１０と同一の作用効果が得られる。
　回転構造５０では、複数のスライダ１２側に風車４を配置することが好ましい。風車４が風Ｗを受けて生じる負荷（荷重）を、スライダピッチ角がθ３である複数のスライダ１２で確実に受けとめることができる。
　図７は、第三実施形態の回転構造６０を示す上面図である。
　図８Ａは蓋体６６Ａを示す斜視図、図８Ｂは蓋体６６Ａを示す上面図、図８Ｃは蓋体６６Ａを示す正面図、図８Ｄは蓋体６６Ａを示す側面図である。
　第三実施形態が解決しようとする問題点は、回転構造６０（運動案内装置）の耐荷重を効率的に増大させつつ、蓋体６６と軌道体１１（分割体１３）の干渉を確実に防止する点にある。
　水平軸型風力発電装置１では、回転構造６０に作用する荷重が大きく、また荷重の変動も大きい。このため、スライダ１２の耐荷重を大きくする必要がある。
　スライダ１２の耐荷重を大きくするためには、スライダ１２と分割体１３の間に介在するボール２０の数を増やす手法と、ボール２０の直径（半径）を大きくする手法などがある。
　軌道体１１（分割体１３）は、ナセル３の大きさ以上にすることはできない。このため、スライダ１２のブロック２５の全長を延ばして、ボール２０の数を増やす手法には限界がある。
　ボール２０の直径（半径）を大きくする手法では、ボール２０の数を増やす手法に比べて、効率的に耐荷重を増大させることができる利点がある。
　ボール２０の直径（半径）を大きくする場合には、分割体１３の半径（曲率半径Ｒ）に対するボール２０の半径ｒＢの割合Ｔを１％以上にする。
　Ｔ＝（ｒＢ／Ｒ）×１００≧１［％］
　曲率半径Ｒは、軌道体１１（分割体１３）の内周面を測定した値である。
　従来の回転構造ではＴが１％未満（Ｔ＜１）であったが、回転構造６０ではＴが１％以上（Ｔ≧１）である。
　ボール２０の直径（半径）を大きくする手法では、無限循環路２１を拡大する必要がある。方向転換路２４は、一対の蓋体６６（蓋体６６Ａ，６６Ｂ）の内部に形成されているので、蓋体６６の厚みを増大させる必要がある。
　しかし、蓋体６６の厚みを増大させると、内側の蓋体６６が分割体１３に干渉する。分割体１３の曲率半径Ｒに対するボール２０の半径ｒＢの割合Ｔを１％以上に設定するため、内側の蓋体６６が分割体１３に干渉しやすい。
　そこで、蓋体６６の厚み方向の表面６６Ｓのうち、分割体１３に臨む部位に面取りＭを形成する。
　蓋体６６は、分割型にして、面取りＭを形成しやすくすることが好ましい。蓋体６６Ａは、分割体１３の内周面に臨む内周面側分割型蓋体である。蓋体６６Ｂは、分割体１３の外周面に臨む外周面側分割型蓋体である。この場合、少なくとも、蓋体６６Ａにおける表面側６６Ｓに面取りＭを形成する。蓋体６６Ａと蓋体６６Ｂの両方に、面取りＭを形成してもよい。
　蓋体６６は、蓋体２６のように、内周面側の蓋体と外周面側の蓋体を一体にした形状であってもよい。この場合においても、分割体１３の内周面に臨む部位に面取りＭを形成する。
　図６では面取りＭがテーパー形状に形成される場合を示しているが、これに限定されない。面取りＭが分割体１３の曲率半径Ｒに沿う形状であってもよい。
　回転構造６０では、蓋体６６Ａ（蓋体６６）において、分割体１３に臨む部位に面取りＭを形成したので、蓋体６６Ａ（蓋体６６）と分割体１３の干渉を確実に回避できる。
　したがって、回転構造６０では、回転構造６０の耐荷重を効率的に増大させつつ、蓋体６６と分割体１３との干渉を確実に回避できる。
　回転構造６０におけるスライダ１２の配置、数は、適宜変更可能である。
　本発明は前述した実施形態に限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　回転構造１０を水平軸型風力発電装置１に適用する場合について説明したが、これに限定されない。回転構造１０は、旋回運動する建設機械や、ドーム型天体望遠鏡、ＭＲＩ、大型工作機械、液晶の搬送装置等に適用できる。
　分割体１３が５つ、スライダ１２が６つの場合について説明したが、これに限定されない。分割体１３及びスライダ１２は、それぞれ複数あればよい。ただし、スライダ１２については、安定性を考慮すると、３つ以上が好ましい。
　上述したように、分割体１３及びスライダ１２をそれぞれ周方向均等に配置（等配）する場合、分割体１３の数とスライダ１２の数を異ならせることが望ましい。
　複数の分割体１３が互いに同一形状の場合について説明したが、これに限らない。複数の分割体を連結して環状の軌道体が形成されればよい。つまり、分割体１３は、円周方向の長さが異なっていてもよい。
　水平軸型風力発電装置１の風車４は、プロペラ型に限定されない。風車は、多翼型、オランダ型、セルウィング型等であってもよい。
　羽根車を回転させる流体として、風（風力）を例に挙げたが、これに限らない。羽根車を回転させる流体が水（水力）であってもよい。本発明の回転構造は、水力発電装置などにも適用することができる。
　本発明の回転構造によれば、軌道体における分割体同士の連結部位に大きな荷重が作用することを防止できる。
　１　水平軸型風力発電装置、　２　支柱（一方の構造体）、　３　ナセル（他方の構造体）、　４　風車、　４Ａ　ブレード、　５　軸体、　１０　回転構造、　１１　軌道体、　１２（１２Ａ～１２Ｆ）　スライダ、　１３　分割体、　１４　ボール転走溝（転走面）、　２０　ボール（転動体）、　２１　無限循環路、　２５　ブロック（スライダブロック）、　２６　蓋体、　５０　回転構造、　６０　回転構造（運動案内装置）、　６６　蓋体、　６６Ａ　蓋体（内周面側分割型蓋体）、　Ｌ　連結部位、　Ｍ　面取り、　θ１　分割体ピッチ角、　θ２，θ３　スライダピッチ角　Ｃ　環状中心

Claims (8)

  1. 　対向する一対の構造体のうち、一方の構造体に配設された環状の軌道体と、他方の構造体に配設された複数のスライダとを有し、
    　前記軌道体上を前記スライダが移動することにより、前記一方の構造体と前記他方の構造体とを前記軌道体の環状中心回りに相対回転させる回転構造であって、
    　前記軌道体は、円弧状をなす複数の分割体を無端列状に連結して形成され、
    　前記スライダは、前記分割体同士の連結部位に対して同時に複数が乗り上げないように配置される回転構造。
  2. 　請求項１に記載の回転構造であって、
    　前記分割体は、互いに同一形状に形成され、
    　前記スライダは、前記軌道体上に周方向に間隔をあけて配置され、
    　前記スライダの数と前記分割体の数が異なる。
  3. 　請求項２に記載の回転構造であって、
    　前記スライダ同士の配置ピッチ角と前記分割体同士の配置ピッチ角の最小公倍数が３６０°以上である。
  4. 　請求項１～３のいずれか一項に記載の回転構造であって、
    　前記スライダは、前記軌道体に形成された転走面上に、複数の転動体を介して配設されており、
    　前記転動体は、前記スライダに形成された無限循環路内を循環して、前記スライダと前記軌道体との間を転走する。
  5. 　前記一方の構造体は、地面に対して鉛直方向に延設された支柱であり、
    　前記他方の構造体は、複数のブレードと、これらブレードが放射状に設けられた軸体と、前記軸体の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、を備えたナセルであり、
    　請求項１～４のいずれか一項に記載の回転構造を用いて、前記支柱に対して前記ナセルをヨー旋回させる水平軸型風力発電装置。
  6. 　転走体転走面が形成された円弧形軌道レールと、
    　前記転走体転走面を転送する複数の転動体を介して前記円弧形軌道レールに配置されるスライダブロックと、
    　前記スライダブロックの端面に配置されて前記複数の転動体の転送方向を転換する蓋体と、
    を備える運動案内装置であって、
    　前記蓋体のうち前記円弧形軌道レールの内周面に臨む部位に、前記円弧形軌道レールとの干渉を回避する面取りが形成される運動案内装置。
  7. 　請求項６に記載の運動案内装置であって、
    　前記円弧形軌道レールの曲率半径に対する前記転動体の半径の割合は、１％以上である運動案内装置。
  8. 　請求項７に記載の運動案内装置であって、
    　前記蓋体は、前記円弧形軌道レールの内周面に臨む内周面側分割型蓋体と外周面に臨む外周面側分割型蓋体を有し、
    　少なくとも、前記内周面側分割型蓋体に前記面取りが形成される運動案内装置。
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