JP2002031031A - 風車の翼ピッチ可変機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ナセル全長方向の短縮及びアクチュエータの
損出が大きく減少可能な風車の翼ピッチ可変機構を提供
する。 【解決手段】 回転軸１３の先端にロータヘッド１４が
設けられ、油圧シリンダ５６によってプッシュプルロッ
ド２１をスライドさせて変換機構６０を介して翼１０の
ピッチ角を変化させる風車において、回転軸１３に対し
て油圧シリンダ５６が傾斜すると共に、プッシュプルロ
ッド２１がスクリューシャフトカバ２３と、このカバー
２３内にスライド自在に挿入されて先端が変換機構６０
に接続されたロッド本体３０と、ロッド本体３０に設け
られたナット部２６に螺合するスクリューシャフト２５
と、スクリューシャフト２５の回転を許容及び阻止する
クラッチ４０と、ロッド本体３０を先端方向に付勢する
スプリング３７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、風車に関し、特に
風車の翼ピッチ可変機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、風力発電等に使用される風車、
特に大型風車では可変ピッチ翼によって起動トルクの増
大をはかると共に、風速に応じて回転数の制御を行い、
かつ強風時には翼を風向と平行にするフェザリングによ
り抵抗の減少をはかっている。

【０００３】この翼ピッチ可変機構は、例えば特開平７
−４３４４号公報に開示され、かつ図１０に概略を示す
ように、主軸１０１内で延在する可動軸１０２が平行ギ
ヤ１０３の軸内を貫通し、端部をラジアルベアリング１
０４に支持させ、このラジアルベアリング１０４をスプ
リング受け１０５を介して可動軸１０２と同軸上に配置
された油圧シリンダ１０６と連結している。平行ギヤ１
０３とスプリング受け１０５との間に配設されたスプリ
ング１０７及び油圧シリンダ１０６の軸方向の駆動力が
ラジアルベアリング１０４を介して可動軸１０２に伝え
られ、リンク１０８によって翼１０９の回転運動に変換
するように構成されている。

【０００４】従って、油圧シリンダ１０６に油圧を供給
すると、可動軸１０２の端部を支持するラジアルベアリ
ング１０４を介して油圧シリンダ１０６の駆動力が可動
軸１０２に伝達され、この駆動力によって可動軸１０２
が軸方向にスライドして、可動軸１０２に連結されたリ
ンク１０８によって翼ピッチが変化する。

【０００５】また、油圧シリンダ１０６の油圧が喪失す
ると、スプリング１０７が可動軸１０２を逆方向にスラ
イドさせることによって、油圧シリンダ１０６の作用で
変換された翼ピッチがもとの状態、即ちフェザリング位
置側となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平７−４３４
４号公報によると、油圧シリンダ１０６の作動により翼
ピッチが可変制御され、かつ油圧シリンダ１０６の油圧
が喪失した際にも、スプリング１０７によって翼１０９
をフェザリング位置側に可変することができる。

【０００７】しかし、油圧シリンダ１０６と可変軸１０
２が同軸上に連接配置されることから、風車のナセル全
長方向が長大になりナセルの大型化に伴いナセルに作用
する風圧の影響が大きくなることが懸念されると共に、
平行ギヤ１０３とスプリング受け１０５との間に弾装さ
れたスプリング１０７の付勢力が常時油圧シリンダ１０
６に作用し、この付勢力が油圧シリンダ１０６の油圧力
の大きな損失の要因となることが懸念される。

【０００８】従って、かかる点に鑑みなされた本発明の
第１の目的は、風車のナセル全長方向の短縮をはかるこ
とによってナセルの小型化がもたらされる風車の翼ピッ
チ可変機構を提供することにある。また、本発明の第２
の目的は、アクチュエータの油圧損失が大きく減少可能
な風車の翼ピッチ可変機構を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
る請求項１に記載の風車の翼ピッチ可変機構の発明は、
基台に回転自在に支持された筒状の回転軸の先端にピッ
チ角を変更自在に翼の基端を支持するロータヘッドが設
けられ、回転軸の基端側に配置されたコントロールアク
チュエータによって上記回転軸内にスライド自在に挿通
するプッシュプルロッドをスライドさせ、該プッシュプ
ルロッドと上記翼の基端とを連結する変換機構を介して
上記翼のピッチ角を変化させる風車の翼ピッチ可変機構
において、上記コントロールアクチュエータは、上記回
転軸の軸線方向に対して伸縮方向が傾斜して配置された
伸縮作動するアクチュエータと、該アクチュエータの作
動を上記プッシュプルロッドのスライド駆動力に変換し
てにプッシュプルロッドをスライドせしめるリンク機構
とを備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項１の発明によると、回転軸の軸線方
向に対してアクチュエータの伸縮方向が傾斜するように
配設することから、駆動部の回転軸方向の短縮化が得ら
れ、ナセルの小型化がもたらされる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１の風車
の翼ピッチ可変機構において、上記アクチュエータは、
基端が上記基台に支持された油圧シリンダであって、上
記リンク機構は、上記基台に回動自在に支持されたボス
部に延設された第１アームの先端がプッシュプルロッド
の基端に揺動自在に連結され、かつ上記ボス部に延設さ
れた第２アームの先端が上記油圧シリンダの先端に揺動
自在に連結されたベルクランクであることを特徴とす
る。

【００１２】請求項２の発明によると、アクチュエータ
が回転軸に対して傾斜して配置された油圧シリンダによ
って形成され、リンク機構を油圧シリンダとプッシュプ
ルロッドとの間を連結するベルクランクによって構成す
ることによって、油圧シリンダの傾斜した配置が容易に
なると共に、ベルクランクのリンク比を変更することに
よってプッシュプルロッドのストロークが容易に変更可
能になり、翼による推力の変更が可能になる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２の風車の翼ピッチ可変機構において、上記アクチュエ
ータは、基端が先端に対し上記ロータヘッド側でかつ、
側面視上記回転軸と交差するように傾斜して配置された
ことを特徴とする。

【００１４】請求項３の発明によると、アクチュエータ
を側面視状態で回転軸と交差するように傾斜して配置す
ることによって、特に駆動部の回転軸方向の短縮化が可
能になり、ナセルの小型化がもたらされる。

【００１５】上記第２の目的を達成する請求項４に記載
の風車の翼ピッチ可変機構の発明は、基台に回転自在に
支持された筒状の回転軸の先端にピッチ角を変更自在に
翼の基端を支持するロータヘッドが設けられ、回転軸の
基端側に配置されたコントロールアクチュエータによっ
て上記回転軸内にスライド自在に挿通するプッシュプル
ロッドをロータ側にスライドさせることによって、該プ
ッシュプルロッドの先端と上記翼の基端とを連結する変
換機構を介して上記翼のピッチ角をフェザリング側に変
化させる風車の翼ピッチ可変機構において、上記プッシ
ュプルロッドは、該プッシュプルロッドの軸線方向に沿
って連続する中空の第１軸部と、該第１軸部内に基端が
スライド自在に挿入されて開口し、かつ先端が上記第１
軸部の先端から突出して上記変換機構に接続された中空
の第２軸部と、該第２軸部の基端部に設けられたナット
部と、該ナット部に螺合すると共に上記第１軸部に回転
自在に支持された第３軸部と、上記第３軸部の第１軸部
に対する回転を許容及び阻止する固定手段と、第１軸部
と第２軸部との間に架設されて第１軸部の先端から第２
軸部の先端が突出する側に付勢する付勢手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００１６】請求項４の発明によると、例えばコントロ
ールアクチュエータが作動不能に至った際、翼の何れの
ピッチ位置においても、固定手段による第３軸部の固定
を解除することによって、付勢手段の付勢力が解除され
て第２軸部が第１軸部から突出方向に付勢されてプッシ
ュプルロッドが伸長して変換機構を介して翼をフェザリ
ング側に変化させることができると共に、通常の運転時
には付勢手段の付勢力がコントロールアクチュエータに
作用することなく、コントロールアクチュエータの作動
力の損失が抑制されてコントロールアクチュエータの要
求能力を低く設定することが可能になり、コントロール
アクチュエータの小型化がもたらされる。

【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項４の風車
の翼ピッチ可変機構において、上記ナット部及び第３軸
部は、上記付勢手段によって第２軸部を翼のピッチ角が
フェザリング位置になるまで伸長させることを特徴とす
る。

【００１８】請求項５の発明によると、付勢手段によっ
て翼をフェザリング位置まで変化させて風車を迅速に停
止することができる。

【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項４または
５の風車の翼ピッチ可変機構において、上記固定手段
は、上記コントロールアクチュエータの作動力の喪失時
に第３軸部の回転を許容し、上記コントロールアクチュ
エータの作動力が喪失しかつ上記翼のピッチ角がフェザ
リング位置である時に上記第３回転軸の回転を阻止する
ことを特徴とする。

【００２０】請求項６の発明によると、コントロールア
クチュエータの作動力喪失時に第３軸部の回転を許容す
ると、付勢手段によって第２軸部が第１軸部から突出方
向に付勢されてプッシュプルロッドが伸長し、変換機構
を介して翼をフェザリング側に変化させ、かつフェザリ
ング位置で第３回転軸の回転を阻止することがでプッシ
ュプルロッドの伸長が停止して翼がフェザリング位置に
保持される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による風車の翼ピッ
チ可変機構の実施の形態を図１乃至図９によって説明す
る。

【００２２】図１は、本実施の形態の概要を示す翼ピッ
チ可変機構の要部断面図であり、図２は図１のＡ矢視図
である。図中符号１は円筒状に形成されたタワーであっ
て、タワー１の上端にはタワー１の軸線上で回転自在に
基台２が設けられ、基台２は油圧モータ或いは電動モー
タ等の基台回動用アクチュエータ３によって回転駆動さ
れる。基台２上にナセル架構４によって発電機５のケー
シング６が支持されると共に、翼１０を支持する駆動部
１１が設けられている。なお図中８は駆動部１１及び発
電機５等をカバーするナセルである。

【００２３】駆動部１１は、ナセル架溝４に設けられて
軸線が略水平に延在する円筒状のハウジング１２を有
し、ハウジング１２内を貫通して延在する筒状の回転軸
１３がベアリング１２ａによって回転自在に支持されて
いる。

【００２４】回転軸１３の先端に中空状のロータヘッド
１４が設けられ、ロータヘッド１４にベアリング１５ａ
を介して翼１０の基部が連結された翼連結軸１５が回動
自在に支持されると共に、回転軸１３には発電機５の回
転子７が結合されている。

【００２５】ロータヘッド１４内から回転軸１３内を貫
通して回転軸１３の基端側に亘って翼ピッチ可変機構２
０が配設されている。

【００２６】翼ピッチ可変機構２０は、回転軸１３内に
配置されて軸方向にスライド可能なプッシュロッド２１
と、プッシュプルロッド２１を回転軸１３の軸線方向に
スライドさせるコントロールアクチュエータ５０と、ロ
ータヘッド１４内に配置されてプッシュプルロッド２１
の往復運動を翼連結軸１５を回転運動に変換する変換機
構６０とを主要部として構成されている。これらプッシ
ュプルロッド２１、コントロールアクチュエータ５０、
変換機構６０は連動して作動するものであるが、説明の
便宜上個々の構成について説明し、その後作動状態を説
明する。

【００２７】プッシュプルロッド２１は、先端がピン３
４によって変換機構６０の可動軸６１に連結され、基端
が回転軸１３から突出してコントロールアクチュエータ
５０のアームリンク５１に揺動自在に連結されて回転軸
１３内をスライド可能に配置されている。

【００２８】このプッシュプルロッド２１を図３乃至図
５によって詳細に説明する。図３はプッシュロッド２１
の概要を示す側面図、図４は図３の断面図、図５は図４
のＩ−Ｉ線断面図である。

【００２９】プッシュプルロッド２１は、両側にコント
ロールアクチュエータ５０のベルクランク５１が揺動自
在に連結されるピン部２２ａが突出形成された基端部材
２２を有し、基端部材２２の先端側には、軸線方向に沿
って延在する矩形断面の角パイプ状、即ち筒状に形成さ
れた第１軸部となるスクリューシャフトカバー２３の基
端が結合され、更に、基端部材２２にはベアリング２４
を介して軸線方向に延在する第３軸部となるスクリュー
シャフト２５の基端部が貫通して回転自在に支持されて
いる。

【００３０】スクリューシャフト２５の外周には螺旋状
のボール溝２５ａが形成される一方、内周に螺旋状のボ
ール溝２６ａが形成された円筒状のナット部２６がスク
リューシャフト２５の外周に嵌合し、スクリューシャフ
ト２５及びナット部２６のボール溝２５ａと２６ａとの
間にボール２７が嵌合してボールねじ機構が形成されて
いる。より詳しくは、ナット部２６には、ボール溝２６
ａに連続するボール戻り通路（図示せず）が形成されて
ボール溝２６ａ及びボール戻り通路によりボール２７の
無端循環経路が形成され、この無端循環経路内に多数の
ボール２７が配列収容される。

【００３１】ナット部２６の先端側には、スクリューシ
ャフトカバー２３の内周にローラ２８ａを介して軸線方
向に移動可能でかつ周方向の回転が規制された外周が矩
形筒状の回転防止部材２８が接合され、ナット部２６の
回転を阻止している。かかる構成において、各ボール２
７はナット部２６の軸線方向の移動に伴ってスクリュー
シャフト２５を回転させつつボール溝２５ａ上を負荷を
受けながら転動して循環する。

【００３２】回転防止部材２８には、基端側がスクリュ
ーシャフトカバー２３内にスライド自在に配置されて軸
線方向に延在する第２軸部となる円筒状のロッド本体３
０の基端が接合されている。

【００３３】ロッド本体３０は、回転防止部材２８に接
合される基端側ロッド３１と、この基端側ロッド３１の
先端に連結金具３２を介して接合された先端側ロッド３
３に２分割され、先端側ロッド３３の先端はピン３４等
によって変換機構６０の可動軸６１に連結されている。

【００３４】連結金具３２に形成されたスプリング受け
３５とスクリューシャフトカバー２３の先端に配設され
たスプリング受け３６との間に基端側ロッド３１の外周
に嵌合するスプリング３７が圧縮付与された状態で装着
されている。このスプリング３７の外周はスプリングカ
バー３８によって覆われている。

【００３５】更に基端部材２２とスクリューシャフト２
５の基端との間には、スクリューシャフト２５の回転を
制御するクラッチ４０が設けられている。クラッチ４０
は、例えばクラッチ電源をオンによりスクリューシャフ
ト２５の基端に取り付けられたクラッチ板４１を開放し
てスクリューシャフト２５の回転を許容し、かつオフに
よりクラッチ板４１を閉じてスクリューシャフト２５の
回転を阻止する電磁クラッチによって構成される。な
お、符号４２はナット部２６の端部が接することによっ
てロッド本体３０の後退位置を検出するロッド検知スイ
ッチである。

【００３６】次にコントロールアクチュエータ５０につ
いて、図１のＢ部拡大図を示す図６及び図６のＣ矢視図
である図７によって説明する。

【００３７】コントロールアクチュエータ５０は、発電
機５のケーシング６に取り付けられた支持ブラケット５
２に、回転軸１３の上方で平面視その軸線と直交して延
在する支軸５３によって揺動自在に軸支されたボス部５
１ａと、このボス部５１ａから略下方に延設されて分岐
した先端が基端部材２２に形成されたピン部２２ａに揺
動自在に結合される第１アーム５１ｂと、ボス部５１ａ
から軸線延在方向に沿って発電機５から離反する方向に
延設された第２アーム５１ｃとを備えたベルクランク５
１を有するリンク機構を備え、第２アーム５１ｃの先端
がアクチュエータ５５に連結されている。

【００３８】アクチュエータ５５は、基端が発電機５の
ケーシング６の下部に設けられたブラケット５７に、平
面視回転軸１３の軸線と直交して延在する支軸５８を介
して軸支され先端が支軸５９によって第２アーム５１ｃ
に先端に軸支された油圧シリンダ５６と、油圧シリンダ
５６に油圧を供給する油圧ポンプ等の油圧供給装置５６
ａを有し、油圧シリンダ５６は基端が先端よりロータヘ
ッド１４側となるように側面視回転軸１３の軸線と交差
するように傾斜して配置されている。

【００３９】次に、変換機構６０について図１のＤ部拡
大図を示す図８によって説明する。

【００４０】中空状のロータヘッド１４内に配設される
変換機構６０は、先端側ロッド３３の先端にピン３４等
によって連結された可動軸６１を有し、可動軸６１はロ
ータヘッド１４に支持されて軸線方向に延在する複数、
例えば３本のガイドレール６２によって軸線方向に摺動
自在に支持されたスライダアーム６３にスラストベアリ
ング６４を介して回転自在に支持されている。

【００４１】スライダアーム６３と翼連結軸１５との間
にアームリンク６５が架設されている。可動軸６１を軸
線に沿って先端方向に移動させることによって、スラス
トベアリング６４を介してスライダアーム６３がガイド
レール６２に沿って先端方向に移動し、アームリンク６
５によって直線運動が回転運動に変換されて翼連結軸１
５をフェザリング側に回動し、可動軸６１を基端方向に
移動させることによって、スライダアーム６３がガイド
レール６２に沿って基端側に移動してアームリンク６５
によって翼連結軸１５をフラット側に回動する。

【００４２】更に、可動軸６１の先端にはロータヘッド
１４に形成された突起１４ａに近接してフラット位置を
検知するフラット位置検知用の近接スイッチ６６及び、
突起１４ｂに近接してフェザリング位置を検知するフェ
ザリング位置検知用の近接スイッチ６７が取り付けられ
ている。

【００４３】次に、このように構成された翼ピッチ可変
機構の作動について説明する。

【００４４】先ず、通常の使用時には、図１乃至図３に
示すようにプッシュロッド２１が収縮した状態で、クラ
ッチ４０によってスクリューシャフト２５の回転が阻止
され、スクリューシャフト２５とナット部２６とが相対
的に回転することなくボール溝２５ａと２６ａとの間に
嵌合するボール２７によってスクリューシャフト２５と
ナット部２６の軸方向の相対移動が防止されてプッシュ
プルロッド２１の軸方向の伸縮が阻止されている。

【００４５】さて、翼１０が風を受け、翼連結軸１５及
びロータヘッド１４を介して回転軸１３が回転せしめら
れて発電機５が駆動される。この運転をする際に油圧シ
リンダ５６に油圧を供給すると、油圧シリンダ５６の伸
長によってベルクランク５１が支軸５３を中心に図１に
示す矢印ＦＬ方向に回動する。ベルクランク５１の第２
アーム５１ｃの先端に連結されたプッシュロッド２１が
基端側にスライドして、プッシュプルロッド２１の先端
にピン３４によって連結された可動軸６１によってスラ
イダアーム６３がガイドレール６２に沿って基端に移動
し、アームリンク６５によって直線運動が回転運動に変
換されて翼連結軸１５をフラット側に回動して翼１０を
フェザリング側からフラット側に移動した運転位置に変
化させることができる。

【００４６】同様に、油圧シリンダ５６の収縮によって
ベルクランク５１が図１に示す矢印ＦＥ方向に回動する
ことによってプッシュプルロッド２１、可動軸６１及び
スライダアーム６５が先端側に押しやられ、アームリン
ク６５によって直線運動が回転運動に変換されて翼連結
軸１５をフェザリング側に回動して翼１０をフラット側
からフェザリング側に移動した運転位置に変化する。

【００４７】なお、翼１０は図９に実線で示すフラット
位置において、可動軸６１の先端に設けられたフラット
位置検知用近接スイッチ６６がロータヘッド１４に形成
された突起１４ａに近接してフラット位置が検出される
と共に、翼１０は図９に破線で示すフェザリング位置に
おいて、可動軸５１の先端に設けられたフェザリング位
置検知用近接スイッチ６７が突起１４ｂに近接してフェ
ザリング位置が検出され、これらの位置検出によって翼
１０のピッチ可変範囲が規制される。即ち油圧シリンダ
５６の伸縮によるプッシュロッド２１のスライド範囲が
規制される。

【００４８】また、油圧シリンダ５６に供給されていた
油圧の喪失等によりアクチュエータ５５が作動不能とな
った場合には、別途設けられた電源からクラッチ４０に
電力が供給されスクリューシャフト２５の基端に取り付
けられたクラッチ板４１が開放されてスクリューシャフ
ト２５が回動自在になる。

【００４９】スクリューシャフト２５の回動が許容され
ると、ボール溝２５ａ、２６ａ及びボール２７等によっ
て形成されたボールねじ機構によって螺合されたスクリ
ューシャフト２５とナット部２６の軸線方向の伸縮が可
能になり、連結金具３２に設けられたスプリング受け３
５とスクリューシャフトカバー２３の端部に配設された
スプリング受け３６との間に弾装されたスプリング３７
の付勢力によってスクリューシャフト２５を回転させつ
つプッシュプルロッド２１が伸長する。

【００５０】プッシュプルロッド２１の伸長に伴ってそ
の先端にピン３４によって連結された可動軸６１によっ
てスライダアーム６３をガイドレール６２に沿って先端
側に移動させ、アームリンク６５によって翼連結軸１５
をフェザリング側に回動して翼１０をフェザリング側に
変化させる。

【００５１】可動軸５１に設けられたフェザリング位置
検知用近接スイッチ６７が突起１４ｂに近接してフェザ
リング位置を検知すると、クラッチ４０の電源をＯＦＦ
に切り替えクラッチ４０を作動させてスクリューシャフ
ト２５の回転を停止保持、即ちプッシュプルロッド２１
の伸長を停止して翼１０をフェザリング位置に固定させ
て風車を停止する。

【００５２】風車を停止させた状態で、油圧シリンダ５
６等のアクチュエータ５５を補修し、アクチュエータ５
５を復旧させる。

【００５３】しかる後、クラッチ４０に電力が供給して
スクリューシャフト２５に取り付けられたクラッチ板４
１を開放してスクリューシャフト２５を回動自在にし、
油圧シリンダ５６を収縮させてベルクランク５１を介し
てプッシュプルロッド２１の基端を先端側に押動する。
基端の押動に伴って、ボールねじ機構によりスクリュー
シャフト２５が回転しつつスプリング３７の付勢力に抗
してスクリューシャフト２５が縮められ、スクリューシ
ャフト２５が完全に縮められてナット部４２がロッド検
知スイッチ４２に接触してクラッチ電流を遮断し、クラ
ッチ４０によってスクリューシャフト２５の回転を阻止
して初期の状態に復帰させる。

【００５４】以上説明した本実施の形態によると、油圧
シリンダ５６とプッシュプルロッド２１との間にベルク
ランク５１を介して連結することから、ベルランク５１
の第１アーム５１ｂと第２アーム５１ｃのリンク比を変
更することによって、プッシュプルロッド２１のストロ
ークが容易に変更可能になり、翼１０による推力の変更
が容易になる。また、コントロールアクチュエータ５０
を発電機５のカバー６に装着することによって、コント
ロールアクチュエータ５０の支持剛性が確保され、支持
部の弾性変形等に起因する翼ピッチコントロールへの影
響が回避されると共に、油圧シリンダ５６やベルクラン
プ５１、ベルクランク５１とプッシュプルロッド２１と
の連結部等が回転軸１３の外部に配設されるため油圧シ
リンダ５６やベルクランク５１等のコントロールアクチ
ュエータ５０の交換等のメンテナンスが容易になる。

【００５５】また、アクチュエータ、特に油圧シリンダ
５６を側面視プッシュプルロッド２１と交差するように
傾斜して配設することによって駆動部１１の全長の短縮
が得られ、ナセル８の全長を抑制することができる。

【００５６】更に、スクリューシャフト２５、ナット部
２６、スプリング３７及びクラッチ４０等の各プッシュ
プルロッド２１の構成部材がベルクランク５１や油圧シ
リンダ５６等のコントロールアクチュエータ５０と分離
して取り付けることが可能になり組付が容易になる。

【００５７】一方、油圧シリンダ５６等のアクチュエー
タ５５が作動不能に至った際、翼１０の何れのピッチ位
置においても、クラッチ４０によるスクリューシャフト
２５の固定を解除することによって、スプリング３７の
付勢力が解除されてプッシュプルロッド２１が伸長が開
始され、翼１０をフェザリング側に変化させて風車を迅
速に停止することができると共に、通常の運転時にはス
プリング３７の付勢力が油圧シリンダ５６に作用するこ
となく、油圧シリンダ５６の油圧力損失が抑制されて油
圧シリンダ５６の要求能力を低く設定することが可能に
なり、油圧シリンダ５６の小型化がもたらされうる。

【００５８】また、スクリューシャフト２５及びナット
部２６のボール溝２５ａ、２６ａのリードを適宜変化さ
せることによってプッシュプルロッド２１の伸縮特性を
調整することができ、プッシュプルロッド２１をスクリ
ューシャフト２５及びスクリューシャフト２５にボール
ねじ機構によって螺合するナット部２６等によって構成
することによって、特に外径寸法が減少がもたらされて
回転軸１３内にコンパクトに収容される。更に、スクリ
ューシャフト２５の回転を制御するクラッチ４０は、回
転運動を停止及び許容する多くの汎用クラッチを使用す
ることができる。

【００５９】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能である。例えば上記実施の形態においては、ロッド本
体３０を連結金具３２によって基端側ロッド３１と先端
側ロッド３３を連結して形成したが、基端側ロッド３１
と先端側ロッド３３を連続する一体のパイプ状に形成す
ることも可能であり、また、油圧シリンダ５６に変えて
電動モータによって伸縮する電動アクチュエータ等他の
種類の伸縮するアクチュエータを使用することもでき
る。

【００６０】

【発明の効果】以上説明した本発明の風車の翼ピッチ可
変機構によると、回転軸の先端にピッチ角を変更自在に
翼の基端を支持するロータヘッドが設けられ、回転軸の
基端側に配置されたコントロールアクチュエータによっ
て回転軸内にスライド自在に挿通するプッシュプルロッ
ドをスライドさせて、変換機構を介して翼のピッチ角を
変化させる翼ピッチ可変機構において、回転軸の軸線方
向に対してアクチュエータの伸縮方向が傾斜するように
配設することによって、駆動部の回転軸方向の短縮化が
得られ、ナセル全長の短縮化がもたらされる。

【００６１】また、コントロールアクチュエータが作動
不能に至った際、翼の何れのピッチ位置においても固定
手段による第３軸部の固定を解除することによって、付
勢手段の付勢力が解除されて第２軸部が第１軸部から突
出方向に付勢されてプッシュプルロッドが伸長してフェ
ザリング側に変化させることができると共に、通常の運
転時には付勢手段の付勢力がアクチュエータに作用する
ことなく、コントロールアクチュエータの作動力の損失
が抑制されてコントロールアクチュエータの要求能力を
低く設定することが可能になり、コントロールアクチュ
エータの小型化がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による風車の翼ピッチ可変機構の実施の
形態の概要を示す要部断面図である。

【図２】図１のＡ矢視図である。

【図３】プッシュプルロッドの概要を示す側面図であ
る。

【図４】図３の断面図である。

【図５】図４のＩ−Ｉ線断面図である。

【図６】図１のＢ部拡大図である。

【図７】図６のＣ矢視図である。

【図８】図１のＤ部拡大図である。

【図９】翼の作動状態を示す説明図であり、実線はフラ
ット状態を示し、破線はフェザリング状態を示している

【図１０】従来の風車における翼ピッチ可変機構の要部
断面図である。

【符号の説明】

２ ナセル基台（基台） ４ ナセル架構（基台） ５ 発電機 ６ ケーシング ８ ナセル １０ 翼 １１ 駆動部 １２ ハウジング １３ 回転軸 １４ ロータヘッド １５ 翼連結軸 ２０ 翼ピッチ可変機構 ２１ プッシュプルロッド ２２ 基端部材 ２３ スクリューシャフトカバー（第１軸部） ２５ スクリューシャフト（第３軸部） ２５ａ ボール溝 ２６ ナット部 ２６ａ ボール溝 ２７ ボール ２８ 回転防止部材 ３０ ロッド本体（第２軸部） ３１ 基端側ロッド ３２ 連結金具 ３３ 先端側ロッド ３７ スプリング（付勢手段） ４０ クラッチ（固定手段） ４１ クラッチ板 ４２ ロッド検知スイッチ ５０ コントロールアクチュエータ ５１ ベルクランク ５１ａ ボス部 ５１ｂ 第１アーム ５１ｃ 第２アーム ５２ 支持ブラケット ５３ 支軸 ５５ アクチュエータ ５６ 油圧シリンダ ５８ 支軸 ５９ 支軸 ６０ 変換機構 ６１ 可動軸 ６２ ガイドレール ６３ スライダアーム ６４ スラストベアリング ６６ フラット位置検知用近接スイッチ ６７ フェザリング位置検知用近接スイッチ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台に回転自在に支持された筒状の回転
   軸の先端にピッチ角を変更自在に翼の基端を支持するロ
   ータヘッドが設けられ、回転軸の基端側に配置されたコ
   ントロールアクチュエータによって上記回転軸内にスラ
   イド自在に挿通するプッシュプルロッドをスライドさ
   せ、該プッシュプルロッドと上記翼の基端とを連結する
   変換機構を介して上記翼のピッチ角を変化させる風車の
   翼ピッチ可変機構において、 上記コントロールアクチュエータは、 上記回転軸の軸線方向に対して伸縮方向が傾斜して配置
   された伸縮作動するアクチュエータと、 該アクチュエータの作動を上記プッシュプルロッドのス
   ライド駆動力に変換してプッシュプルロッドをスライド
   せしめるリンク機構とを備えたことを特徴とする風車の
   翼ピッチ可変機構。
2. 【請求項２】 上記アクチュエータは、 基端が上記基台に支持された油圧シリンダであって、 上記リンク機構は、 上記基台に回動自在に支持されたボス部に延設された第
   １アームの先端がプッシュプルロッドの基端に揺動自在
   に連結され、かつ上記ボス部に延設された第２アームの
   先端が上記油圧シリンダの先端に揺動自在に連結された
   ベルクランクであることを特徴とする請求項１に記載の
   風車の翼ピッチ可変機構。
3. 【請求項３】 上記アクチュエータは、 基端が先端に対し上記ロータヘッド側でかつ、側面視上
   記回転軸と交差するように傾斜して配置されたことを特
   徴とする請求項１または２に記載の風車の翼ピッチ可変
   機構。
4. 【請求項４】 基台に回転自在に支持された筒状の回転
   軸の先端にピッチ角を変更自在に翼の基端を支持するロ
   ータヘッドが設けられ、回転軸の基端側に配置されたコ
   ントロールアクチュエータによって上記回転軸内にスラ
   イド自在に挿通するプッシュプルロッドをロータ側にス
   ライドさせることによって、該プッシュプルロッドの先
   端と上記翼の基端とを連結する変換機構を介して上記翼
   のピッチ角をフェザリング側に変化させる風車の翼ピッ
   チ可変機構において、 上記プッシュプルロッドは、 該プッシュプルロッドの軸線方向に沿って連続する中空
   の第１軸部と、 該第１軸部内に基端がスライド自在に挿入されて開口
   し、かつ先端が上記第１軸部の先端から突出して上記変
   換機構に接続された中空の第２軸部と、 該第２軸部の基端部に設けられたナット部と、 該ナット部に螺合すると共に上記第１軸部に回転自在に
   支持された第３軸部と、 上記第３軸部の第１軸部に対する回転を許容及び阻止す
   る固定手段と、 第１軸部と第２軸部との間に架設されて第１軸部の先端
   から第２軸部の先端が突出する側に付勢する付勢手段
   と、 を備えたことを特徴とする風車の翼ピッチ可変機構。
5. 【請求項５】 上記ナット部及び第３軸部は、 上記付勢手段によって第２軸部を翼のピッチ角がフェザ
   リング位置になるまで伸長させることを特徴とする請求
   項４に記載の風車の翼ピッチ可変機構。
6. 【請求項６】 上記固定手段は、 上記コントロールアクチュエータの作動力の喪失時に第
   ３軸部の回転を許容し、 上記コントロールアクチュエータの作動力が喪失しかつ
   上記翼のピッチ角がフェザリング位置である時に上記第
   ３回転軸の回転を阻止することを特徴とする請求項４ま
   たは５に記載の風車の翼ピッチ可変機構。