風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置及具備其的風力發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】通過簡單并且廉價的構成能夠?qū)L車旋轉(zhuǎn)翼轉(zhuǎn)動到任意位置，并且即使在突然刮起暴風而從風車旋轉(zhuǎn)翼施加過大的轉(zhuǎn)矩變動時也不會產(chǎn)生故障，轉(zhuǎn)向裝置(35)的特征在于，具備：作為從動側摩擦帶輪的制動盤(24)，其設置成與增速機的輸出軸(21)一體旋轉(zhuǎn)；主動側摩擦帶輪(36)，其能夠在與該制動盤(24)的外周面(24a)摩擦卡合的卡合位置(36b)以及與制動盤(24)的外周面(24a)分離的自由位置之間移動；帶輪按壓機構(37)，其利用操作者的人力使主動側摩擦帶輪(36)從自由位置向卡合位置(36b)移動，并與制動盤(24)的外周面(24a)摩擦卡合；帶輪驅(qū)動單元(電動馬達等)，其對主動側摩擦帶輪(36)進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。當施加過大的轉(zhuǎn)矩變動時，制動盤(24)與主動側摩擦帶輪(36)之間的摩擦卡合滑動而避免破損。
【專利說明】風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置及具備其的風力發(fā)電裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及在風速低時使風車旋轉(zhuǎn)翼旋轉(zhuǎn)到所希望的位置的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置以及具備該風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置的風力發(fā)電裝置。
【背景技術】
[0002]標準的旋轉(zhuǎn)槳型的風力發(fā)電裝置具備在成為旋轉(zhuǎn)中心部的轉(zhuǎn)子頭上安裝有多個風車翼而成的風車旋轉(zhuǎn)翼。該風車旋轉(zhuǎn)翼被樞軸支承于吊艙，該吊艙在塔的上端被支承成能夠偏擺回旋，并在吊艙的內(nèi)部設置有增速機與發(fā)電機。當風車旋轉(zhuǎn)翼被風吹動而進行旋轉(zhuǎn)時，其旋轉(zhuǎn)由增速機增速而傳遞到發(fā)電機，從而進行發(fā)電。對于逆風型的風力發(fā)電裝置而言，吊艙被回旋驅(qū)動控制成轉(zhuǎn)子頭(風車旋轉(zhuǎn)翼)的旋轉(zhuǎn)中心軸線總是指向上風方向而能夠高效地發(fā)電。
[0003]另外，設置有傾斜驅(qū)動裝置，該傾斜驅(qū)動裝置利用液壓等驅(qū)動源而使設置于風車旋轉(zhuǎn)翼的各風車翼相對于轉(zhuǎn)子頭轉(zhuǎn)動并使各風車葉片的傾角(迎角)變化。利用該傾斜驅(qū)動裝置，風車葉片在風速低時轉(zhuǎn)動到傾角變大的逆槳(fine)側，在風速高時轉(zhuǎn)動到傾角變小的順槳(feather)側。由此，能夠使發(fā)電機以接近期望值的旋轉(zhuǎn)速度高效地發(fā)電。
[0004]在此類風力發(fā)電裝置中，對于風車葉片和傾斜驅(qū)動裝置等的維護而言，需要將風車旋轉(zhuǎn)翼的旋轉(zhuǎn)鎖定在任意的位置上，因此，從安全的角度考慮，在風速0?15m/s左右這種比較弱的風況下進行。此時，如果是大約3m/s左右的風速，通過手動操作傾斜驅(qū)動裝置，就能夠使風車旋轉(zhuǎn)翼緩速旋轉(zhuǎn)并在規(guī)定的位置使用制動器，并且插入止動銷而鎖定風車旋轉(zhuǎn)翼的旋轉(zhuǎn)。然而，通常如專利文獻I所公開的那樣，裝備有使用小型電動馬達等的動力的轉(zhuǎn)向裝置，利用該裝置，即使在完全無風時也能夠使風車旋轉(zhuǎn)翼轉(zhuǎn)動到任意位置。
[0005]專利文獻I所公開的轉(zhuǎn)向裝置在增速機上設置有小型的電動馬達，利用減速齒輪將該電動馬達的動力傳遞到增速機的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)軸，并使風車旋轉(zhuǎn)翼旋轉(zhuǎn)(翻轉(zhuǎn))。詳細而言，在安裝于增速機的外表面的齒輪潤滑用的油泵的軸上經(jīng)由適配器而連結有轉(zhuǎn)矩驅(qū)動器，使內(nèi)置于轉(zhuǎn)矩驅(qū)動器的電動馬達的動力經(jīng)由油泵的主軸及減速齒輪而傳遞到增速機的旋轉(zhuǎn)軸，從而對風車旋轉(zhuǎn)翼進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0006]現(xiàn)有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:美國公開專利公報2009/0278359號
[0009]發(fā)明要解決的問題
[0010]然而，對于專利文獻I所公開那樣的轉(zhuǎn)向裝置而言，將使電動馬達的驅(qū)動力傳遞到風車旋轉(zhuǎn)翼的驅(qū)動力傳遞元件(輸入軸、減速齒輪及軸承等)設計成比較高的強度，從而使得強度在能夠執(zhí)行維護的風速范圍(0?15m/s左右)的整個區(qū)域內(nèi)成立。
[0011]然而，實際上，如果如上所述為大約3m/s左右的風速，則能夠手動操作傾斜驅(qū)動裝置并使風車旋轉(zhuǎn)翼緩速旋轉(zhuǎn)，因此大多無需使用轉(zhuǎn)向裝置即可。因此，轉(zhuǎn)向裝置成為風力發(fā)電裝置的相對于運轉(zhuǎn)時間而言使用頻率低的昂貴的裝備品，這成為風力發(fā)電裝置的制造成本升高的一個因素。
[0012]另外，在專利文獻I的轉(zhuǎn)向裝置中，電動馬達的驅(qū)動力經(jīng)由比較昂貴的齒輪機構而傳遞到增速機的旋轉(zhuǎn)軸，因此這也提高了制造成本。并且，當構成為利用齒輪機構將電動馬達的動力傳遞到風車旋轉(zhuǎn)翼側時，在估計風速低時而使風車旋轉(zhuǎn)翼翻轉(zhuǎn)的過程中，在突然刮起暴風(急風)而從風車旋轉(zhuǎn)翼施加較大轉(zhuǎn)矩變動的情況下，該轉(zhuǎn)矩變動原封不動地傳遞到電動馬達側，從而可能導致電動馬達、齒輪機構等驅(qū)動力傳遞元件受損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于提供一種風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置以及具備該風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置的風力發(fā)電裝置，其通過簡單且廉價地構成，能夠?qū)L車旋轉(zhuǎn)翼轉(zhuǎn)動到任意的位置，并且即使在突然刮起暴風而從風車旋轉(zhuǎn)翼施加過大的轉(zhuǎn)矩變動時也不會產(chǎn)生故障。
[0014]用于解決問題的方法
[0015]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的方法。
[0016]S卩，本發(fā)明所涉及的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置的第一方式是使風車旋轉(zhuǎn)翼轉(zhuǎn)動到任意的位置的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置具備:從動側摩擦帶輪，其設置成與所述風車旋轉(zhuǎn)翼的輸出軸一體旋轉(zhuǎn)；主動側摩擦帶輪，其設置成能夠在與所述從動側摩擦帶輪的外周面摩擦卡合的卡合位置以及不與所述從動側摩擦帶輪的外周面摩擦卡合的自由位置之間移動；帶輪按壓機構，其通過操作者的人力而使所述主動側摩擦帶輪從所述自由位置移動到所述卡合位置，并使所述主動側摩擦帶輪與所述從動側摩擦帶輪的外周面摩擦卡合；帶輪驅(qū)動單元，其對所述主動側摩擦帶輪進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0017]在基于上述結構的轉(zhuǎn)向裝置的情況下，操作者操作帶輪按壓機構并使主動側摩擦帶輪從自由位置移動到卡合位置，并使主動側摩擦帶輪與從動側摩擦帶輪的外周面摩擦卡合，然后利用帶輪驅(qū)動單元對主動側摩擦帶輪進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。由此，主動側摩擦帶輪的旋轉(zhuǎn)傳遞到從動側摩擦帶輪與增速機的輸出軸，從而風車旋轉(zhuǎn)翼被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。因此，能夠簡單地使風車旋轉(zhuǎn)翼轉(zhuǎn)動到任意的位置。
[0018]在風車旋轉(zhuǎn)翼轉(zhuǎn)動到任意的位置之后，制動風車旋轉(zhuǎn)翼的動作且同時停止主動側摩擦帶輪的旋轉(zhuǎn)，或者，操作帶輪按壓機構而使主動側摩擦帶輪從卡合位置移動到自由位置而解除主動側摩擦帶輪與從動側摩擦帶輪之間的摩擦卡合。由此，能夠在任意位置鎖定風車旋轉(zhuǎn)翼。
[0019]在該轉(zhuǎn)向裝置中，在使風車旋轉(zhuǎn)翼轉(zhuǎn)動到任意位置的過程中突然刮起暴風并從風車旋轉(zhuǎn)翼施加較大轉(zhuǎn)矩變動的情況下，主動側摩擦帶輪與從動側摩擦帶輪之間的摩擦卡合滑動，由此，防止來自風車旋轉(zhuǎn)翼的較大的轉(zhuǎn)矩變動保持原狀態(tài)地傳遞到帶輪驅(qū)動單元側。因此，能夠防止帶輪驅(qū)動單元、將帶輪驅(qū)動單元的驅(qū)動力傳遞到風車旋轉(zhuǎn)翼側的各元件受損。
[0020]另外，上述的驅(qū)動力傳遞元件也可以不設計成在突然刮起暴風時承受風車旋轉(zhuǎn)翼所產(chǎn)生的較大轉(zhuǎn)矩變動這樣的高強度，并且基于摩擦帶輪的結構簡單，也可以不使用昂貴的齒輪機構，而且在使用例如電動馬達作為帶輪驅(qū)動單元的情況下，由于該電動馬達能夠形成為在風速3m/s以下時使風車旋轉(zhuǎn)翼轉(zhuǎn)動這種程度的小輸出的電動馬達等，因此能夠廉價地構成轉(zhuǎn)向裝置整體，進而有利于降低風力發(fā)電裝置的制造成本。
[0021]另外，根據(jù)本發(fā)明所涉及的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置的第二方式，在所述第一方式的基礎上，其特征在于，所述從動側摩擦帶輪是以與所述輸出軸一體旋轉(zhuǎn)的方式設置且用于制動和/或鎖定該輸出軸的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)限制構件。
[0022]根據(jù)上述結構，由于能夠?qū)F(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)限制構件作為從動側摩擦帶輪而直接使用，因此無需準備新部件就能夠更廉價地形成轉(zhuǎn)向裝置。
[0023]另外，根據(jù)本發(fā)明所涉及的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置的第三方式，在所述第一方式的基礎上，其特征在于，所述帶輪按壓機構具有:支點，其設置于所述輸出軸的樞軸支承構件上；按壓杠桿，其被所述支點樞軸支承，在所述按壓杠桿的作用點設置所述主動側摩擦帶輪，所述操作者通過向所述按壓杠桿的力點施加力，所述主動側摩擦帶輪移動到所述卡合位置并與所述從動側摩擦帶輪的外周面摩擦卡合。
[0024]根據(jù)上述結構，能夠利用非常簡單且廉價的結構，將主動側摩擦帶輪的旋轉(zhuǎn)傳遞到從動側摩擦帶輪，并對從動側摩擦帶輪進行驅(qū)動。此時，通過加減操作者向按壓杠桿施加的力的大小而調(diào)整主動側摩擦帶輪與從動側摩擦帶輪之間的摩擦卡合力，從而能夠簡單地控制從動側摩擦帶輪的旋轉(zhuǎn)。因此，能夠簡單地使風車旋轉(zhuǎn)翼轉(zhuǎn)動到任意位置。
[0025]另外，根據(jù)本發(fā)明所涉及的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置的第四方式，在所述第一方式的基礎上，其特征在于，在所述從動側摩擦帶輪及所述主動側摩擦帶輪的至少一方的外周面上賦予提高靜摩擦系數(shù)的靜摩擦系數(shù)提高單元。
[0026]根據(jù)上述結構，從動側摩擦帶輪與主動側摩擦帶輪間的摩擦卡合力得以提高，兩帶輪間的滑動量變小。因此，能夠使旋轉(zhuǎn)風車葉片迅速轉(zhuǎn)動到所希望的位置。并且，能夠簡單且廉價地形成使主動側摩擦帶輪與從動側摩擦帶輪摩擦卡合的帶輪按壓機構的結構。
[0027]另外，根據(jù)本發(fā)明所涉及的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置的第五方式，在所述第四的方式的基礎上，其特征在于，所述靜摩擦系數(shù)被設定為0.5?1.3。
[0028]根據(jù)上述結構，在將主動側摩擦帶輪的旋轉(zhuǎn)可靠地傳遞到從動側摩擦帶輪且突然刮起暴風而從風車旋轉(zhuǎn)翼施加較大的轉(zhuǎn)矩變動的情況下，能夠使主動側摩擦帶輪與從動側摩擦帶輪間的摩擦卡合滑動而避開上述轉(zhuǎn)矩變動，從而防止帶輪驅(qū)動單元、將帶輪驅(qū)動單元的驅(qū)動力傳遞到風車旋轉(zhuǎn)翼側的元件受損。
[0029]另外，根據(jù)本發(fā)明所涉及的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置的第六方式，在所述第三方式的基礎上，其特征在于，在所述按壓杠桿上設置有用于顯示所述操作者向所述力點施加的力的大小的輸入顯示部。
[0030]根據(jù)上述結構，由于操作者能夠把握向按壓杠桿施加的力量，因此如果預先設定最優(yōu)選的力量，則能夠?qū)⒅鲃觽饶Σ翈л喤c從動側摩擦帶輪之間的摩擦卡合力設為最優(yōu)選的大小，從而將主動側摩擦帶輪的旋轉(zhuǎn)可靠地傳遞到從動側摩擦帶輪，并且在突然刮起暴風時使主動側摩擦帶輪與從動側摩擦帶輪之間的摩擦卡合滑動，從而防止帶輪驅(qū)動單元、主動側摩擦帶輪、從動側摩擦帶輪等受損。
[0031]另外，根據(jù)本發(fā)明所涉及的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置的第七方式，在所述第六方式的基礎上，其特征在于，所述輸入顯示部構成為根據(jù)所述按壓杠桿的彎曲量來檢測所述操作者所施加的力的大小。
[0032]根據(jù)上述結構，能夠通過非常簡單的結構來檢測操作者所施加的力的大小，因此能夠廉價地構成轉(zhuǎn)向裝置。
[0033]另外，本發(fā)明所涉及的風力發(fā)電裝置的特征在于，所述風力發(fā)電裝置具備所述第一方式的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置。由此，能夠降低風力發(fā)電裝置的制造成本，并且提高風力發(fā)電裝置的維護性。
[0034]發(fā)明效果
[0035]如上所述，根據(jù)本發(fā)明所涉及的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置以及具備該風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置的風力發(fā)電裝置，利用簡單并且廉價的結構就能夠使風車旋轉(zhuǎn)翼旋轉(zhuǎn)到任意的位置，并且在突然刮起暴風時從風車旋轉(zhuǎn)翼施加較大的轉(zhuǎn)矩變動的情況下，通過使主動側摩擦帶輪與從動側摩擦帶輪之間的摩擦卡合滑動而避開上述轉(zhuǎn)矩變動，從而能夠保留轉(zhuǎn)向裝置的完整安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是示出應用風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置的實施方式的風力發(fā)電裝置的一例的側視圖。
[0037]圖2是根據(jù)圖1的II向視而示出本發(fā)明的實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的立體圖。
[0038]圖3是示出主動側摩擦帶輪位于自由位置的狀態(tài)的帶輪按壓機構的主視圖。
[0039]圖4是示出主動側摩擦帶輪位于卡合位置的狀態(tài)的帶輪按壓機構的主視圖。
[0040]圖5是基于圖4的V向視下的帶輪按壓機構的側視圖。
[0041]圖6示出靜摩擦系數(shù)提高單元的實施例，(a)是示出在帶輪外周面實施壓花加工的例子的縱向剖視圖，(b)是示出在帶輪外周面結合硬質(zhì)芯片的例子的縱向剖視圖，(C)是示出在帶輪外周面實施高摩擦涂膜或者彈性膜的例子的縱向剖視圖。
[0042]圖7示出將設置于按壓杠桿的輸入顯示部作為應變儀的實施例，(a)示出不向按壓杠桿施加力的狀態(tài)，(b)示出向按壓杠桿施加力的狀態(tài)的主視圖。
[0043]圖8中，(a)是示出將設置于按壓杠桿的輸入顯示部作為張緊計的實施例的主視圖，(b)是示出將設置于按壓杠桿的輸入顯示部作為壓縮計的實施例的主視圖。
【具體實施方式】
[0044]以下，參照圖1?圖8對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0045]圖1是示出能夠應用本發(fā)明的實施方式所涉及的轉(zhuǎn)向裝置的風力發(fā)電裝置的一例的側視圖。該風力發(fā)電裝置I具備:塔3，其在例如埋設于地中的鋼筋混凝土制的基礎2的上表面立起設置；吊艙4，其設置于該塔3的上端部；風車旋轉(zhuǎn)翼5，其設置于吊艙4 ;發(fā)電機6及增速機7，其收容設置于吊艙4的內(nèi)部并利用風車旋轉(zhuǎn)翼5的旋轉(zhuǎn)而進行發(fā)電。
[0046]增速機7與樞軸支承風車旋轉(zhuǎn)翼5的主軸的未圖示的主軸承一同收容于高剛性的鋼制的吊艙臺板8的內(nèi)部，該吊艙臺板8在塔3的上端部被樞軸支承成回旋自如。并且，在吊艙臺板8的后部連結有發(fā)電機設置架臺9，并在其之上設置有發(fā)電機6。而且，吊艙臺板8與發(fā)電機設置架臺9成為吊艙4所包含的結構。
[0047]風車旋轉(zhuǎn)翼5具備:轉(zhuǎn)子頭11，其以繞大致水平橫向的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)自如的方式樞軸支承于吊艙臺板8上；多個(例如三個)風車葉片12，其安裝于該轉(zhuǎn)子頭11上并沿放射方向延伸；頭部艙13，其覆蓋轉(zhuǎn)子頭11 ;傾斜驅(qū)動裝置15，其設置于轉(zhuǎn)子頭11的內(nèi)部。由于傾斜驅(qū)動裝置15使風車葉片12相對于轉(zhuǎn)子頭11而朝扭轉(zhuǎn)的方向轉(zhuǎn)動，由此傾斜驅(qū)動裝置15是改變風車葉片12的傾角的裝置。
[0048]吊艙4、吊艙臺板8、發(fā)電機設置架臺9能夠與風車旋轉(zhuǎn)翼5 —并在塔3的上端在水平方向上回旋。該風力發(fā)電裝置I是風車旋轉(zhuǎn)翼5設置于吊艙4的上風側的面上的逆風型的風力發(fā)電裝置。當風與風車葉片12相遇時，風車旋轉(zhuǎn)翼5 (轉(zhuǎn)子頭11)旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)利用增速機7而被適當?shù)卦鏊俨鬟f到發(fā)電機6，從而發(fā)電機6被驅(qū)動并進行發(fā)電。利用回旋驅(qū)動裝置16與未圖示的控制裝置，吊艙4被回旋控制成風車旋轉(zhuǎn)翼5總是指向上風方向且能夠高效地發(fā)電。
[0049]另外，如眾所周知的那樣，傾斜驅(qū)動裝置15使各風車葉片12與風況、運轉(zhuǎn)條件向匹配地轉(zhuǎn)動到傾角變大的逆槳側以及傾角變小的順槳側。由此，能夠與隨時變化的風力對應地使風車旋轉(zhuǎn)翼5具備所期望的旋轉(zhuǎn)速度。
[0050]圖2是基于圖1的II向視的立體圖。增速機7是組合例如行星齒輪增速部7A與多級齒輪增速部7B后的結構，多級齒輪增速部7B具備輸入軸19、中間軸20及輸出軸21。風車旋轉(zhuǎn)翼5的旋轉(zhuǎn)在被行星齒輪增速部7A增速之后，在多級齒輪增速部7B進一步經(jīng)過兩個階段而被增速，并從輸出軸21輸出。而且，輸出軸21的旋轉(zhuǎn)經(jīng)未圖示的聯(lián)軸器而傳遞到發(fā)電機6。
[0051]在輸出軸21上設置有制動盤24，該制動盤24與輸出軸21—體旋轉(zhuǎn)。該制動盤24是用于制動及鎖定輸出軸21的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)限制構件，并且是成為后述的轉(zhuǎn)向裝置35的從動側摩擦帶輪的構件，作為帶輪也具備能夠使用的厚度。在制動盤24上沿周向以等間隔形成有多個止動銷貫通孔25。
[0052]在多級齒輪增速部7B(輸出軸21的樞軸支承構件)的外表面上，以位于制動盤24附近的方式固定有平板狀的卡鉗托架27，并在此固定有制動鉗28。制動鉗28利用液壓等的力夾住制動盤24，并對制動盤24及輸出軸21的旋轉(zhuǎn)進行制動。
[0053]另外，在卡鉗托架27上與制動鉗28排列地固定有止動銷托架29。該止動銷托架29具有不與制動盤24接觸而夾住制動盤24的形狀，并形成有與在制動盤24上形成的多個止動銷貫通孔25相匹配的止動銷插入孔30。
[0054]使制動盤24的止動銷貫通孔25與止動銷托架29的止動銷插入孔30對齊并插入止動銷31，由此，能夠鎖定出軸21的旋轉(zhuǎn)即風車旋轉(zhuǎn)翼5的旋轉(zhuǎn)。風車葉片12、傾斜驅(qū)動裝置15等的維護操作如上所述那樣在風車旋轉(zhuǎn)翼5的旋轉(zhuǎn)被鎖定的狀態(tài)下進行。需要說明的是，由于輸出軸21是最終增速軸，因此能夠以較小的力可靠地制動及鎖定風車旋轉(zhuǎn)翼5的旋轉(zhuǎn)。
[0055]如上所述，為了使風車旋轉(zhuǎn)翼5轉(zhuǎn)動到任意的位置，在該風力發(fā)電裝置I上裝備有圖3?圖5所示的轉(zhuǎn)向裝置35。該轉(zhuǎn)向裝置35構成為具備:作為從動側摩擦帶輪的制動盤24，其設置成與增速機7的輸出軸21 —體旋轉(zhuǎn)；主動側摩擦帶輪36 ;帶輪按壓機構37 ；電動馬達38 (帶輪驅(qū)動單元)。
[0056]首先，帶輪按壓機構37具有:支點41，其設置在固定于增速機7 (多級齒輪增速部7B)上的所述卡鉗托架27的下端附近；按壓杠桿42，其被樞軸支承于該支點41上并且在上下方向轉(zhuǎn)動自如，在固定于按壓杠桿42的作用點43側的支承板44的上表面經(jīng)由軸承托架45而樞軸支承有主動側摩擦帶輪36。而且，相同地，在支承板44的上表面固定有電動馬達38，其動力被小型減速機46減速而傳遞到主動側摩擦帶輪36，從而主動側摩擦帶輪36被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0057]需要說明的是，主動側摩擦帶輪36、帶輪按壓機構37、電動馬達38相對于卡鉗托架27的支點41裝卸自如。
[0058]如圖3所示，在主動側摩擦帶輪36、電動馬達38因小型減速機46等的重量而使按壓杠桿42的力點48側向上方抬起的狀態(tài)下，主動側摩擦帶輪36置于與從動側摩擦帶輪即制動盤24的外周面24a分離的自由位置36a。并且，如圖4所示，通過向按壓杠桿42的力點48施加規(guī)定的力W，主動側摩擦帶輪36抬起而移動到壓接于制動盤24的外周面24a的卡合位置36b，并與制動盤24的外周面24a摩擦卡合。主動側摩擦帶輪36與制動盤24之間的摩擦卡合力能夠根據(jù)向按壓杠桿42的力點48施加的力W的大小而調(diào)整。
[0059]在按壓杠桿42的力點48附近設置有將電動馬達38的旋轉(zhuǎn)方向切換為前轉(zhuǎn)F、后轉(zhuǎn)R、停止S的切換桿51。并且，如后述那樣，在按壓杠桿42的中間部設置有顯示操作者向力點48施加的力的大小的輸入顯示部58。
[0060]在制動盤24及主動側摩擦帶輪36的至少一方的外周面賦予提高靜摩擦系數(shù)的靜摩擦系數(shù)提高單元。具體而言，通過在制動盤24及主動側摩擦帶輪36的外周面實施圖6(a)所示的壓花加工54、或結合圖6(b)所示的硬質(zhì)芯片55、以及實施圖6 (c)所示的高摩擦涂膜或彈性膜56來提高靜摩擦系數(shù)。作為變形例，也可以將主動側摩擦帶輪36設為橡膠輥。
[0061]一般來說，光滑的金屬面彼此間的靜摩擦系數(shù)為0.15左右，但通過提供上述那樣的靜摩擦系數(shù)提高單元，能夠大幅度地提高靜摩擦系數(shù)。在該轉(zhuǎn)向裝置35中，制動盤24及主動側摩擦帶輪36配置于增速機7、其他旋轉(zhuǎn)體的軸承等的附近，由于附著油分的可能性高，因此優(yōu)選將靜摩擦系數(shù)提高設定為0.5?1.3左右。需要說明的是，在向制動盤24與主動側摩擦帶輪36兩者的外周面提供靜摩擦系數(shù)提高單元的情況下，也可以將向各自外周面提供的靜摩擦系數(shù)提高單元設為其他種類。
[0062]然而，設置于按壓杠桿42的中間部的輸入顯示部58構成為如下方式，即，能夠根據(jù)按壓杠桿42的彎曲量來檢測操作者向按壓杠桿42的力點48施加的力W的大小。例如，在圖7(a)、(b)所示的實施例中，使用應變儀59作為輸入顯示部58，該應變儀59粘貼于按壓杠桿42的上表面。并且，附屬設置有顯示應變儀59的指示值即操作者施加的力W的大小的測力計60。在該測力計60標記有力W的大小的適合范圍。
[0063]當操作者向按壓杠桿42的力點48施加力W時，主動側摩擦帶輪36壓接于制動盤24的外周面24a，另外當進一步施加力W時，如圖7 (a)?圖7 (b)所示，按壓杠桿42向下方彎曲。因此，粘貼于按壓杠桿42的上表面的應變儀59被拉伸而使測力計60的指示值發(fā)生變化。操作者以使該指示值進入到預先標記于測力計60的適合范圍內(nèi)的方式加減力W即可。由此，能夠使主動側摩擦帶輪36壓接于制動盤24的壓力保持在最佳的范圍內(nèi)。
[0064]另外，在圖8(a)所示的實施例中，在按壓杠桿42的中間部設置朝下方凹陷的鉸接部63，并且以橫跨該鉸接部63的方式架設張緊計64。張緊計64檢測按壓杠桿42的上表面的張緊量?；蛘撸鐖D8(b)所示，也可以在按壓杠桿42的中間部設置朝上方凸起的鉸接部66，并且以橫跨該鉸接部66的方式架設壓縮計67。壓縮計67檢測按壓杠桿42的下表面的壓縮量。在任一種情況下，都與圖7所示的應變儀59同樣地附設測力計60。[0065]在圖8(a)所示的實施例中，當操作者向按壓杠桿42的力點48施加力W時，按壓杠桿42向下方彎曲，由此架設于鉸接部63的張緊計64被拉動而使測力計60的指示值變化。并且，在圖8(b)所示的實施例中，因受到力W而按壓杠桿42向下方彎曲，由此壓縮計67被壓縮而使測力計60的指示值變化。在任一種情況下，如果操作者加減力W而使測力計60的指示值進入預先標記的適合范圍內(nèi)，則能夠以最適的壓力將主動側摩擦帶輪36壓接于制動盤24并使其摩擦卡合。
[0066]在如上述方式構成的轉(zhuǎn)向裝置35中，操作者向帶輪按壓機構37的按壓杠桿42提供力W而使主動側摩擦帶輪36從自由位置36a移動到卡合位置36b，將主動側摩擦帶輪36壓接于從動側摩擦帶輪即制動盤24的外周面24a并使其摩擦卡合。接著，操作設置于按壓杠桿42的切換桿51而使電動馬達38前轉(zhuǎn)或后轉(zhuǎn)，從而對主動側摩擦帶輪36進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。由此，主動側摩擦帶輪36的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由制動盤24而傳遞到增速機7的輸出軸21，從而風車旋轉(zhuǎn)翼5被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。因此，能夠使風車旋轉(zhuǎn)翼5簡單地轉(zhuǎn)動到任意的位置。
[0067]如果風車旋轉(zhuǎn)翼5轉(zhuǎn)動到任意的位置，則操作未圖示的制動器操作部并利用制動鉗28向制動盤24施加制動力，且同時停止主動側摩擦帶輪36的旋轉(zhuǎn)、或者按壓杠桿42向上方抬起而使主動側摩擦帶輪36與制動盤24分離，從而斷開主動側摩擦帶輪36與制動盤24之間的摩擦卡合。而且，使止動銷托架29的止動銷插入孔30與制動盤24的止動銷貫通孔25對齊，并插入止動銷31而鎖定風車旋轉(zhuǎn)翼5的旋轉(zhuǎn)。
[0068]在該轉(zhuǎn)向裝置35中，在使風車旋轉(zhuǎn)翼5轉(zhuǎn)動(翻轉(zhuǎn))到任意位置的過程中突然刮起暴風使風車旋轉(zhuǎn)翼5急劇動作而施加較大轉(zhuǎn)矩變動的情況下，由于受到該急劇的轉(zhuǎn)矩變動，使主動側摩擦帶輪36與制動盤24之間的摩擦卡合滑動。由此，防止來自風車旋轉(zhuǎn)翼5的較大的轉(zhuǎn)矩變動保持原狀態(tài)地反向傳遞到電動馬達38側。因此，能夠防止使電動馬達38的旋轉(zhuǎn)傳遞到風車旋轉(zhuǎn)翼5側的主動側摩擦帶輪36、制動盤24、輸出軸21這些驅(qū)動力傳遞元件受損。特別是，在此由于不使用齒輪機構，因此能夠避免因施加過大轉(zhuǎn)矩而導致齒輪的齒破損的重大故障。
[0069]另外，主動側摩擦帶輪36、制動盤24等驅(qū)動力傳遞元件也可以不設計成在突然刮起暴風時能夠承受風車旋轉(zhuǎn)翼5產(chǎn)生的較大的轉(zhuǎn)矩變動那樣的高強度，并且主動側摩擦帶輪36與制動盤24為摩擦帶輪，因此結構非常簡單，不使用昂貴的齒輪機構亦可。此外，作為驅(qū)動主動側摩擦帶輪36的電動馬達38，形成風速為3m/s以下時可使風車旋轉(zhuǎn)翼5轉(zhuǎn)動這種程度的小輸出的電動馬達。由此，能夠廉價地構成轉(zhuǎn)向裝置35整體，有利于降低風力發(fā)電裝置I的制造成本。
[0070]并且，由于能夠?qū)⑥D(zhuǎn)向裝置35構成得極為小型化、輕型化而提高其搬運性，因此若不將轉(zhuǎn)向裝置35常設于風力發(fā)電裝置I內(nèi)而僅在維護時由操作者拿入，則能夠進一步降低風力發(fā)電裝置I的成本。
[0071]另外，作為轉(zhuǎn)向裝置35的從動側摩擦帶輪，由于兼作一直以來設置于增速機7的輸出軸21上的制動盤24，因此作為從動側摩擦帶輪而無需準備新元件，由此能夠更廉價地形成轉(zhuǎn)向裝置35。
[0072]轉(zhuǎn)向裝置35的帶輪按壓機構37具有設置于增速機7的支點41和被樞軸支承于該支點41的按壓杠桿42，在按壓杠桿42的作用點43上設置有主動側摩擦帶輪36與電動馬達38，操作者向按壓杠桿42的力點48施加力W，由此使主動側摩擦帶輪36從與制動盤24分離的自由位置36a移動到卡合位置36b而壓接于制動盤24。
[0073]因此，根據(jù)非常簡單且廉價的結構，能夠?qū)⒅鲃觽饶Σ翈л?6的旋轉(zhuǎn)傳遞到制動盤24并可靠地將其驅(qū)動。此時,操作者通過加減向按壓杠桿42施加的力W而調(diào)整主動側摩擦帶輪36與制動盤24之間的摩擦卡合力，從而能夠簡單地控制制動盤24的旋轉(zhuǎn)。因此，能夠使風車旋轉(zhuǎn)翼5簡單地轉(zhuǎn)動到任意位置。
[0074]另外，通過向制動盤24及主動側摩擦帶輪36的至少一方的外周面賦予提高靜摩擦系數(shù)的靜摩擦系數(shù)提高單元(54、55、56)，能夠提高制動盤24與主動側摩擦帶輪36之間的摩擦卡合力，并減少兩構件24、36之間的滑動量。因此，能簡單地使旋轉(zhuǎn)風車葉片5迅速轉(zhuǎn)動到所希望的位置。并且，由于靜摩擦系數(shù)得以提高，因此將主動側摩擦帶輪36按壓于制動盤24的力W較小亦可，操作者的操作變得輕松，并且能夠簡化按壓杠桿42、支點41等的結構，從而能夠簡單、輕型、廉價地形成帶輪按壓機構37的結構。
[0075]在本實施方式中，由于將制動盤24與主動側摩擦帶輪36之間的靜摩擦系數(shù)設定為0.5?1.3，因此能夠?qū)⒅鲃觽饶Σ翈л?6的旋轉(zhuǎn)可靠地傳遞到制動盤24，并且在突然刮起暴風而使風車旋轉(zhuǎn)翼5急劇地轉(zhuǎn)動的情況下，使主動側摩擦帶輪36與制動盤24之間的摩擦卡合滑動，從而能夠防止電動馬達38、將電動馬達38的驅(qū)動力傳遞到風車旋轉(zhuǎn)翼5側的主動側摩擦帶輪36與制動盤24等受損。
[0076]另外，由于顯示操作者向力點48施加的力W的大小的輸入顯示部58設置于按壓杠桿42，因此操作者能夠把握向按壓杠桿42施加的力量。因此，如果預先設定最佳的力量，則能夠?qū)⒅鲃觽饶Σ翈л?6與制動盤24之間的壓接壓力保持成最佳的大小，從而將主動側摩擦帶輪36的旋轉(zhuǎn)可靠地傳遞到制動盤24，并且在突然刮起暴風時使主動側摩擦帶輪36與制動盤24之間的摩擦卡合滑動而避開破壞性的轉(zhuǎn)矩，從而防止電動馬達38、主動側摩擦帶輪36、制動盤24等受損。
[0077]另外，由于該輸入顯示部58構成為根據(jù)按壓杠桿42的彎曲量來檢查操作者所施加的力W的大小，因此能夠利用非常簡單的結構檢測操作者所施加的力W的大小，并廉價地構成轉(zhuǎn)向裝置35。
[0078]根據(jù)以上述方式構成的轉(zhuǎn)向裝置35以及具備該轉(zhuǎn)向裝置35的風力發(fā)電裝置1，根據(jù)簡單且廉價的結構，就能夠使風車旋轉(zhuǎn)翼5簡單地轉(zhuǎn)動到任意位置，并且能夠提高突然刮起暴風時的安全性。而且，能夠降低轉(zhuǎn)向裝置35本身乃至風力發(fā)電裝置I的制造成本，并且能夠提高風力發(fā)電裝置I的維護性，從而有助于風力發(fā)電裝置的普及。
[0079]需要說明的是，本發(fā)明并不局限于上述實施方式的結構，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)加以各種變更、改進，以上述方式加以變更、改進的實施方式也包含在本發(fā)明的權利范圍內(nèi)。
[0080]例如，在上述實施方式中，利用電動馬達38的動力對轉(zhuǎn)向裝置35的主動側摩擦帶輪36進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，但也可以利用電動馬達38以外的動力、人力對主動側摩擦帶輪36進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0081 ] 另外，在上述實施方式中，通過將主動側摩擦帶輪36直接壓接于制動盤24而將主動側摩擦帶輪36的旋轉(zhuǎn)傳遞到制動盤24，但也可以例如使主動側摩擦帶輪36與制動盤24之間分離而將傳送帶卷繞安裝在兩構件24、36間，通過傳送帶使主動側摩擦帶輪36與制動盤24摩擦卡合。另外，也可以不對按壓杠桿42進行按壓，而是通過將其吊起而使主動側摩擦帶輪36與制動盤24摩擦卡合。
[0082]進一步而言，在上述實施方式中，雖然風力發(fā)電裝置I構成為風車旋轉(zhuǎn)翼5的旋轉(zhuǎn)通過組合行星齒輪增速部7A與多級齒輪增速部7B而成的機械式增速機7增速并傳遞到發(fā)電機6，但也可以利用與機械式不同種類的增速機(例如液壓式增速機)。并且，也可以將本發(fā)明應用于不具備增速機而將風車旋轉(zhuǎn)翼的旋轉(zhuǎn)直接傳遞給發(fā)電機的同步發(fā)電機型(無齒輪風車)。
[0083]另外，雖然在上述實施方式中對將本發(fā)明應用于在吊艙4的上風側的面上設置有風車旋轉(zhuǎn)翼5的逆風型風力發(fā)電裝置I的例子進行了說明，但也可以將本發(fā)明應用于在吊艙的下風側的面上設置有風車旋轉(zhuǎn)翼的順風型風力發(fā)電裝置。需要說明的是，當然也可以將本發(fā)明所涉及的轉(zhuǎn)向裝置35應用于風力發(fā)電裝置以外的風車裝置。
[0084]附圖標記說明:
[0085]I風力發(fā)電裝置
[0086]5風車旋轉(zhuǎn)翼
[0087]7增速機
[0088]7A行星齒輪增速部
[0089]7B多級齒輪增速部(輸出軸的樞軸支承構件)
[0090]21輸出軸
[0091]24制動盤(旋轉(zhuǎn)限制構件，從動側摩擦帶輪)
[0092]24a從動側摩擦帶輪的外周面
[0093]35轉(zhuǎn)向裝置
[0094]36主動側摩擦帶輪
[0095]36b卡合位置
[0096]36a自由位置
[0097]37帶輪按壓機構
[0098]38電動馬達(帶輪驅(qū)動單元)
[0099]41 支點
[0100]42按壓杠桿
[0101]43作用點
[0102]48 力點
[0103]54壓花加工(靜摩擦系數(shù)提高單元)
[0104]55硬質(zhì)芯片(靜摩擦系數(shù)提高單元)
[0105]56高摩擦涂膜或彈性膜(靜摩擦系數(shù)提高單元)
[0106]58輸入顯示部
[0107]59應變儀
[0108]60測力計
[0109]63,66 鉸接部
[0110]64張緊計
[0111]67壓縮計
【權利要求】
1.一種風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置，使風車旋轉(zhuǎn)翼轉(zhuǎn)動到任意的位置且其特征在于，具備: 從動側摩擦帶輪，其設置成與所述風車旋轉(zhuǎn)翼的輸出軸一體地旋轉(zhuǎn)； 主動側摩擦帶輪，其設置成能夠在與所述從動側摩擦帶輪的外周面摩擦卡合的卡合位置以及不與所述從動側摩擦帶輪的外周面摩擦卡合的自由位置之間移動； 帶輪按壓機構，其通過操作者的人力使所述主動側摩擦帶輪從所述自由位置移動到所述卡合位置，并使所述主動側摩擦帶輪與所述從動側摩擦帶輪的外周面摩擦卡合； 帶輪驅(qū)動單元，其對所述主動側摩擦帶輪進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
2.根據(jù)權利要求1所述的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 所述從動側摩擦帶輪是設置成與所述輸出軸一體旋轉(zhuǎn)且用于制動和/或鎖定該輸出軸的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)限制構件。
3.根據(jù)權利要求1所述的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 所述帶輪按壓機構具有: 支點，其設置在所述輸出軸的樞軸支承構件上； 按壓杠桿，其被所述支點樞軸支承， 在所述按壓杠桿的作用點設置有所述主動側摩擦帶輪， 所述操作者通過向所述按壓杠桿的力點施加力，所述主動側摩擦帶輪移動到所述卡合位置并與所述從動側摩擦帶輪的外周面摩擦卡合。
4.根據(jù)權利要求1所述的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 在所述從動側摩擦帶輪及所述主動側摩擦帶輪的至少一方的外周面上賦予有提高靜摩擦系數(shù)的靜摩擦系數(shù)提高單元。
5.根據(jù)權利要求4所述的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 所述靜摩擦系數(shù)被設定為0.5?1.3。
6.根據(jù)權利要求3所述的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 在所述按壓杠桿上設置有用于顯示所述操作者向所述力點施加的力的大小的輸入顯示部。
7.根據(jù)權利要求6所述的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 所述輸入顯示部以根據(jù)所述按壓杠桿的彎曲量來檢測所述操作者所施加的力的大小的方式構成。
8.一種風力發(fā)電裝置，其特征在于， 該風力發(fā)電裝置具備權利要求1所述的風車旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向裝置。
【文檔編號】F03D1/00GK103688051SQ201180021868
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2011年10月11日 優(yōu)先權日:2011年10月11日
【發(fā)明者】沼尻智裕 申請人:三菱重工業(yè)株式會社