(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータヘッドにより翼部をピッチが可変に支持して回転させる風車翼において、ラジアル荷重とスラスト荷重とを同時に支持可能な旋回輪軸受を介して上記翼部を支持し、上記ロータヘッドと上記旋回輪軸受の外輪とをボルトにより結合すると共に、上記旋回輪軸受の内輪と上記翼部の連結軸及び駆動部と結合された上記ロータヘッド側のプレートとをボルトにより結合したことを特徴とする風車翼。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、風力発電などに適用される風車における風車翼に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は風力発電などに使用されている従来の風車における風車翼の説明図である。図において、従来の風車翼においては翼部３ｆとロータヘッド３とが深溝型の玉軸受３ａ、連結軸３ｂ、翼ガイド３ｃなどにより連結されており、玉軸受３ａによる転がりラジアルスラスト軸受機構及び翼ガイド３ｃによる滑りラジアル軸受３ｄ機構により連結軸３ｂを支えている。通常、風車翼の連結軸３ｂにはロータヘッド３の回転により生ずる遠心力による玉軸受３ａスラスト方向の荷重、翼部３ｆに作用する空気力（風速及び風向の変化による変動成分を含む）および翼部３ｆ自重による滑りラジアル軸受３ｄラジアル方向の荷重、翼部３ｆに作用する空気力（風速及び風向の変化による変動成分を含む）および翼自重による曲げモーメントなどが作用する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の風車翼においては連結軸３ｂをラジアル方向の荷重を支える深溝型２点支持式の玉軸受３ａと、翼ガイド３ｃと連結軸３ｂとの間の滑りラジアル軸受３ｄとの２ヶ所で支える構造になっており、翼部３ｆとロータヘッド３との連結部における構造が複雑になって重量も増加する。さらに、翼ガイド３ｃによる滑りラジアル軸受３ｄ部は摩擦係数が大きいため、翼部３ｆを回転させてピッチを変えるのに必要なリンケージ機構３ｅに大きな負担が掛かる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る風車翼は上記課題の解決を目的にしており、ロータヘッドにより翼部をピッチが可変に支持して回転させる風車翼において、ラジアル荷重とスラスト荷重とを同時に支持可能な旋回輪軸受を介して上記翼部を支持し、上記ロータヘッドと上記旋回輪軸受の外輪とをボルトにより結合すると共に、上記旋回輪軸受の内輪と上記翼部の連結軸及び駆動部と結合された上記ロータヘッド側のプレートとをボルトにより結合した構成を特徴とする。
【０００５】
【作用】
即ち、本発明に係る風車翼においては、ロータヘッドにより翼部をピッチが可変に支持して回転させる風車翼における翼部がラジアル荷重とスラスト荷重とを同時に支持可能な旋回輪軸受を介して支持され、上記ロータヘッドと上記旋回輪軸受の外輪とをボルトにより結合すると共に、上記旋回輪軸受の内輪と上記翼部の連結軸及び駆動部と結合された上記ロータヘッド側のプレートとをボルトにより結合するようになっており、ラジアル荷重とスラスト荷重とを同時に支持可能な旋回輪軸受を介して翼部を支持することにより従来の風車翼における翼ガイドを省略することができる。従って、翼ガイドによる滑り軸受も廃されることにより翼部を回転させてピッチを変える際の摩擦係数が小さくなる。
【０００６】
【実施例】
図１は本発明の一実施例に係る風車翼の説明図である。図において、本実施例に係る風車翼は風力発電などに使用される風車におけるもので、従来の風車翼における深溝型の玉軸受に代えてラジアル方向の荷重とスラスト方向の荷重とを同時に支えることができる４点支持式の旋回輪軸受１を用い、併せて翼ガイドによる滑りラジアル軸受を廃しており、重量が軽減されるとともに翼部６を回転させてピッチを変える際の摩擦係数が小さくなり、ピッチを変えるのに必要なリンケージ機構部の負担が軽くなり、小型化が可能になっている。即ち、図に示すようにロータヘッド３と４点支持式の旋回輪軸受１の外輪１１とをボルトにより結合し、旋回輪軸受１の内輪１２と翼部６の連結軸２及びロータヘッド３側のプレート５とをボルトにより結合している。ロータヘッド３側のプレート５は駆動部４と結合されており、駆動部４で発生する回転駆動力が連結軸２、翼部６へ伝達されて翼部６のピッチ変更がスムーズに行われる構造になっている。この旋回輪軸受１は翼部６の重量及びロータヘッド３の回転により発生する遠心力やモーメントなどに対して十分な強度を有する。旋回輪軸受１は潤滑用のグリースが漏れ出た場合でも十分に滑めらかな旋回が可能で焼付き防止効果が得られるように玉型を用いているが、コロ型でもよい。また、旋回輪軸受１内の玉は外輪１１と内輪１２に刻設されている溝状の玉ガイドと円弧１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの４ヶ所でほぼ線接触をして内輪１２に掛かる荷重を支えている。このように４点支持が可能になるのは、翼部６を回転させてピッチを変える際の旋回速度が遅いので、高速回転軸用などの軸受と比較して摩擦等を考慮する必要が無いからである。
【０００７】
従来の風車翼においては連結軸をラジアル方向の荷重を支える深溝型２点支持式の玉軸受と、翼ガイドと連結軸との間の滑りラジアル軸受との２ヶ所で支える構造になっており、翼部とロータヘッドとの連結部における構造が複雑になって重量も増加する。さらに、翼ガイドによる滑りラジアル軸受部は摩擦係数が大きいため、翼部を回転させてピッチを変えるのに必要なリンケージ機構に大きな負担が掛かるが、本風車翼においてはロータヘッド３と翼部６の連結軸２との連結部にラジアル方向の荷重とスラスト方向の荷重とを同時に支持することができる４点支持式の旋回輪軸受１を用い、この旋回輪軸受１の内輪１２と翼部６の連結軸２と翼部６ピッチの駆動部４とを一体化し、旋回輪軸受１の外輪１１とロータヘッド３とを一体化してロータヘッド３が回転中でも自由に翼部６を旋回させて翼部６のピッチを変更することができる構造をしており、ラジアル方向の荷重とスラスト方向の荷重とを同時に支えることのできる旋回輪軸受１を使用することにより翼部６の連結軸２とロータヘッド３との連結部の構造が簡単になって従来の風車翼における翼ガイドを省略することができ、翼ガイドを省略した分だけ重量が軽減される。さらに、翼部６のピッチを変える際の回転は旋回輪軸受１内の玉の転がりのみにより、従来の滑りラジアル軸受との併用の場合と比較すると摩擦係数が小さくなるので、駆動部４におけるリンケージ機構の負荷が小さくなっている。また、本風車翼においては例えば重さ約４００kgの翼ガイドを省略することができ、旋回輪軸受１の使用により強度が増加するので約３０kgの玉軸受から約１５０kgの旋回輪軸受１に替わるが、連結部１ヶ所につき約２８０kgの重量が軽減する。通常風車は翼部６が３本であるので、全体で約８４０kgの重量が軽減される。また、従来の風車翼における連結軸と軸ガイドとの間の滑りラジアル軸受における摩擦係数は約０．１であるが、玉型の旋回輪軸受１のみの構造では摩擦係数が約０．０１となり、翼部６を回転させてピッチを変える駆動部４及びそのリンケージ機構の負荷が著しく軽減される。
【０００８】
【発明の効果】
本発明に係る風車翼は前記のように構成されており、従来の風車翼における翼ガイドを省略することができるので、翼部とロータヘッドとの連結部における構造が簡単になって重量が軽減する。また、翼部を回転させてピッチを変える際の摩擦係数が小さくなるので、翼部のピッチを変える駆動部およびリンケージ機構に掛かる負担が軽減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の一実施例に係る風車翼における連結軸の断面図、同図（ｂ）はその旋回輪軸受の断面図である。
【図２】図２（ａ）は従来の風車におけるロータヘッドの断面図、同図（ｂ）はその連結軸の断面図である。
【符号の説明】
１    旋回輪軸受
２    翼部の連結軸
３    ロータヘッド
４    駆動部
５    駆動側のプレート
６    翼部
【図１】
0003706396.tif 000002
【図２】
0003706396.tif 000003