(57)【要約】  出力トルクの向上及び小型化を図るとともに、軽量化を図ることができる、風車用ピッチ駆動装置を提供する。  ケース１１内には、主軸部１０４が１回転する間に、クランク軸軸受２７と外歯用軸受２８とが潤滑油に浸漬されるように、潤滑油が封入される。電動機１０８が上側で出力軸１５の軸線Ｐが鉛直方向と一致する状態のときに、ケース１１内に封入された潤滑油の油面４０が、シール部材１９ａの下方に位置するとともに、入力軸１３からクランク軸２１に至る駆動力伝達経路の少なくとも一部をケース１１内に封入された空気に露出させるように位置する。
2010038380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車に設けられ、風車の主軸部に対して回転可能に設けられたブレードのピッチ角を制御する駆動装置として用いられる風車用ピッチ駆動装置であって、
ケースと、
前記ケースの端部の開口を覆うように前記ケースに固定されるとともに、電動機が取り付けられるカバーと、
前記ケースの内周に配置され、ピン状の部材として形成された複数のピン内歯と、
前記ケースに収納されるとともに前記ピン内歯に噛み合う外歯が外周に設けられた外歯歯車と、
前記カバーを貫通するとともに前記電動機の駆動力が入力される入力軸と、
前記カバーと前記入力軸との間に配置されるシール部材と、
前記外歯歯車に形成されたクランク用孔を貫通し、前記入力軸からの駆動力が伝達されて回転することで前記外歯歯車を偏心させて回転させるクランク軸と、
前記クランク軸の一端側を保持する基部キャリアと、
前記クランク軸の他端側を保持する端部キャリアと、
前記基部キャリアと前記端部キャリアとの間に配置され、前記基部キャリアと前記端部キャリアとを連結する支柱と、
前記基部キャリアに固定され、ピニオンが設けられる出力軸と、
前記クランク軸の一端側を前記基部キャリアに対して回転自在に保持するとともに前記クランク軸の他端側を前記端部キャリアに対して回転自在に保持する一対のクランク軸軸受と、
前記クランク用孔に配置され、前記クランク軸を前記外歯歯車に対して回転自在に保持する外歯用軸受と、
を備え、
前記ケース内には、前記主軸部が１回転する間に、前記クランク軸軸受と前記外歯用軸受とが潤滑油に浸漬されるように、潤滑油が封入され、
前記電動機が上側で前記出力軸の軸線が鉛直方向と一致する状態のときに、前記ケース内に封入された潤滑油の油面が、前記シール部材の下方に位置するとともに、前記入力軸から前記クランク軸に至る駆動力伝達経路の少なくとも一部を前記ケース内に封入された空気に露出させるように位置することを特徴とする、風車用ピッチ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の風車用ピッチ駆動装置であって、
前記クランク軸の他端側に固定され、前記入力軸の駆動力が伝達されるクランク伝動歯車を更に備え、
前記電動機が上側で前記出力軸の軸線が鉛直方向と一致する状態のときに、前記ケース内に封入された潤滑油の油面が前記クランク伝動歯車の下側よりも下方に位置するように、前記ケース内に潤滑油が封入されることを特徴とする、風車用ピッチ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風車に設けられ、風車の主軸部に対して回転可能に設けられたブレードのピッチ角を制御する駆動装置として用いられる風車用ピッチ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
風車においては、風車の主軸部に対して回転可能に設けられたブレードのピッチ角を制御する駆動装置として用いられる風車用ピッチ駆動装置が設けられている。そして、風車においては、近年、風車発電容量が大きくなったり、ブレードの直径が大きくなる傾向にあること等から、出力トルクの向上を図った高出力仕様の風車用ピッチ駆動装置が要求される状況にある。一方、風車において風車用ピッチ駆動装置を配置するスペースは限られることから、より小型化した構造であることも求められる。【０００３】
これに対し、出力トルクの向上と小型化を図るために必要な大きい減速比を実現可能な減速機として、特許文献１に開示されているように、風車のナセルを旋回させるためのヨー駆動用の偏心型減速機として構成されたものが知られている。この特許文献１に開示された減速機においては、電動機の駆動力が入力される入力軸（６２）が上カバー（１４）を貫通し、入力軸と上カバーとの間にはオイルシール（５０）が配置されている。そして、上カバーには、その一部が上方に膨出することで形成される膨出部（７１）が設けられ、ケース内に封入されている潤滑油の油面がこの膨出部まで上昇してオイルシールよりも上方に位置するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８３４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
風車用ピッチ駆動装置として特許文献１に開示された減速機を適用することで、風車用ピッチ駆動装置の出力トルクの向上とともに小型化を図ることが考えられる。しかしながら、特許文献１に開示の減速機では、ケース内の潤滑油の油面が上カバーと入力軸との間のオイルシールよりも上方に位置するよう構成されており、多量の潤滑油がケース内に封入されている。このため、特許文献１に開示の減速機が風車用ピッチ駆動装置として用いられると、風車用ピッチ駆動装置の重量の増大を招いてしまうという問題がある。また、特許文献１に開示の減速機の場合、上カバーにおいて上方に膨出するように形成された膨出部が設けられるため、軸方向（出力軸の軸線方向）における寸法の増大を招いてしまい、小型化にとって不利となるという問題がある。【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、出力トルクの向上及び小型化を図るとともに、軽量化を図ることができる、風車用ピッチ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための第１発明に係る風車用ピッチ駆動装置は、風車に設けられ、風車の主軸部に対して回転可能に設けられたブレードのピッチ角を制御する駆動装置として用いられる風車用ピッチ駆動装置であって、ケースと、前記ケースの端部の開口を覆うように前記ケースに固定されるとともに、電動機が取り付けられるカバーと、前記ケースの内周に配置され、ピン状の部材として形成された複数のピン内歯と、前記ケースに収納されるとともに前記ピン内歯に噛み合う外歯が外周に設けられた外歯歯車と、前記カバーを貫通するとともに前記電動機の駆動力が入力される入力軸と、前記カバーと前記入力軸との間に配置されるシール部材と、前記外歯歯車に形成されたクランク用孔を貫通し、前記入力軸からの駆動力が伝達されて回転することで前記外歯歯車を偏心させて回転させるクランク軸と、前記クランク軸の一端側を保持する基部キャリアと、前記クランク軸の他端側を保持する端部キャリアと、前記基部キャリアと前記端部キャリアとの間に配置され、前記基部キャリアと前記端部キャリアとを連結する支柱と、前記基部キャリアに固定され、ピニオンが設けられる出力軸と、前記クランク軸の一端側を前記基部キャリアに対して回転自在に保持するとともに前記クランク軸の他端側を前記端部キャリアに対して回転自在に保持する一対のクランク軸軸受と、前記クランク用孔に配置され、前記クランク軸を前記外歯歯車に対して回転自在に保持する外歯用軸受と、を備えている。そして、第１発明に係る風車用ピッチ駆動装置は、前記ケース内には、前記主軸部が１回転する間に、前記クランク軸軸受と前記外歯用軸受とが潤滑油に浸漬されるように、潤滑油が封入され、前記電動機が上側で前記出力軸の軸線が鉛直方向と一致する状態のときに、前記ケース内に封入された潤滑油の油面が、前記シール部材の下方に位置するとともに、前記入力軸から前記クランク軸に至る駆動力伝達経路の少なくとも一部を前記ケース内に封入された空気に露出させるように位置することを特徴とする。【０００８】
この発明によると、風車用ピッチ駆動装置が、偏心して回転する外歯歯車が設けられた偏心型減速機として構成される。このため、大きい減速比を確保することができ、出力トルクの向上を図ることができる。そして、偏心型減速機として構成されるため、大きい減速比を小型の構成で実現することができる。また、本発明の風車用ピッチ駆動装置では、風車の主軸部が１回転する間にクランク軸軸受と外歯用軸受とが潤滑油に浸漬されるように潤滑油がケース内に封入されているため、ケース内の軸受の潤滑を確保することができる。そして、この風車用ピッチ駆動装置では、電動機が上側で出力軸の軸線が鉛直方向に向いた鉛直姿勢の状態で、ケース内の潤滑油の油面が、カバーと入力軸との間のシール部材より下方で駆動力伝達経路の少なくとも一部をケース内の空気に露出させるように位置している。このため、風車用ピッチ駆動装置としての特性を有効的に活用して、ケース内の軸受の潤滑を確保しつつ、ケース内の潤滑油を減らすことができ、風車用ピッチ駆動装置の軽量化を図ることができる。また、潤滑油の油面が、上記の鉛直姿勢の状態でシール部材よりも下方に位置するため、特許文献１に開示の減速機のように、カバーの一部を大きく膨出させるように形成する必要もなく、小型化にとって不利益な軸方向の寸法の増大を招くことも抑制できる。【０００９】
従って、本発明によると、出力トルクの向上及び小型化を図るとともに、軽量化を図ることができる、風車用ピッチ駆動装置を提供することができる。【００１０】
第２発明に係る風車用ピッチ駆動装置は、第１発明の風車用ピッチ駆動装置において、前記クランク軸の他端側に固定され、前記入力軸の駆動力が伝達されるクランク伝動歯車を更に備え、前記電動機が上側で前記出力軸の軸線が鉛直方向と一致する状態のときに、前記ケース内に封入された潤滑油の油面が前記クランク伝動歯車の下側よりも下方に位置するように、前記ケース内に潤滑油が封入されることを特徴とする。【００１１】
この発明によると、前述の鉛直姿勢の状態でケース内の潤滑油の油面がクランク伝動歯車の下側よりも下方に位置するように構成されている。このため、上記の鉛直姿勢におけるクランク伝動歯車より上方には、十分な容積の空気溜まりが形成されることになるため、風車用ピッチ駆動装置内における圧力が上昇してしまうことを抑制でき、ケース内の潤滑油が外部へ漏洩してしまうことを抑制することができる。また、上記の構成によると、十分な容積の空気溜まりを確保する構成を容易に実現できるため、クランク伝動歯車とカバーとの間における軸方向の距離を更に短く設定することができる。これにより、風車用ピッチ駆動装置の軸方向の寸法を更に短くすることができる（短軸化できる）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、出力トルクの向上及び小型化を図るとともに、軽量化を図ることができる、風車用ピッチ駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る風車用ピッチ駆動装置が適用される風車を示す斜視図である。
【図２】図１に示す風車におけるハブに対するブレードの取り付け部分を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る風車用ピッチ駆動装置を示す断面図である。
【図４】図３に示す風車用ピッチ駆動装置における減速部とその近傍とを拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態は、風車に設けられ、風車の主軸部に対して回転可能に設けられたブレードのピッチ角を制御する駆動装置として用いられる風車用ピッチ駆動装置として、広く適用することができるものである。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る風車用ピッチ駆動装置１（以下、単に「ピッチ駆動装置１」ともいう）が適用される風車１０１を示す斜視図である。図１に示すように、風車１０１は、タワー１０２、ナセル１０３、ハブ（主軸部）１０４、ブレード１０５等を備えている。タワー１０２は、地上から鉛直上方に向かって延びるように設置されている。ナセル１０３は、タワー１０２に対して回転自在に配置され、図示しないヨー駆動装置によって水平面内で旋回するように設置されている。ナセル１０３の内部には、図示しない動力伝達軸や発電機等が配置されている。また、本実施形態における主軸部を構成するハブ１０４は、上記の動力伝達軸に連結され、ナセル１０３に対して回転可能に設けられている。そして、ブレード１０５は、複数枚（本実施形態では、３枚）設けられ、ハブ１０４に対して均等角度に放射状に延びるように取り付けられている。また、ブレード１０５は、ハブ１０４に取り付けられる中空円筒状の軸部１０５ａと、風を受けるための羽部１０５ｂとで構成されている。
【００１６】
図２は、ハブ１０４に対するブレード１０５の取り付け部分を拡大して示す断面図をピッチ駆動装置１とともに示す図である。ハブ１０４におけるブレード１０５の取り付け部分には開口が形成されており、この開口に対して、各ブレード１０５が、その軸部１０５ａの端部において対向するように配置されている。そして、各ブレード１０５は、その軸部１０５ａにおいてハブ１０４に対して軸受１０６を介して支持されており、ハブ１０４に対して回転可能に設けられている。また、軸部１０５ａのハブ１０４への取り付け側の端部には、内周側に配置される内歯が設けられたリングギア１０７が設けられている（尚、図２では、リングギア１０７の内歯の各歯の図示を省略している）。リングギア１０７は、その軸心が軸部１０５ａの軸心と一致するように配置されており、後述するピッチ駆動装置１の出力軸１５に設けられるピニオン１６が噛み合うように構成されている。
【００１７】
図３は、ピッチ駆動装置１を示す断面図である。ピッチ駆動装置１は、ケース１１、カバー１２、入力軸１３、減速部１４、出力軸１５等を備えて構成されている。このピッチ駆動装置１は、図２に示すように、電動機１０８と連結されている。そして、ピッチ駆動装置１は、取り付けブラケット１０９を介して、ハブ１０４におけるブレード１０５が取り付けられる開口部分の内側に取り付けられている。尚、ピッチ駆動装置１は、ケース１１に形成されたフランジ部１１ａにおいて、ハブ１０４に固定された取り付けブラケット１０９に対して、複数の取り付けボルト１１０を介して取り付けられている。また、ピッチ駆動装置１は、その軸方向、即ち、図３において一点鎖線で示す出力軸１５の軸線（ピッチ駆動装置１の回転中心線）Ｐの方向が、ブレード１０５の軸部１０５ａの軸心の方向と平行になるように、配置されている。ピッチ駆動装置１がこのように風車に設けられているため、ハブ１０４が１回転すると、ピッチ駆動装置１は、ブレード１０５とともにハブ１０４の軸心の周りを１回転し、その出力軸１５の軸線Ｐ（以下、単に「軸線Ｐ」ともいう）が鉛直方向に対して成す角度が３６０度回転することになる。
【００１８】
また、ピッチ駆動装置１は、その一端側に配置された出力軸１５のピニオン１６がブレード１０５のリングギア１０７と噛み合うように配置されている。そして、ピッチ駆動装置１は、その他端側に配置された電動機１０８から入力された駆動力を減速してピニオン１６に出力し、このピニオン１６に噛み合うリングギア１０７とともにブレード１０５をその軸心を中心としてハブ１０４に対して回転させる。これにより、ピッチ駆動装置１は、ブレード１０５のピッチ角を制御するように構成されている。尚、以下の説明においては、ピッチ駆動装置１にて、出力軸１５が配置される側である出力側を一端側として、電動機１０８が取り付けられる側である入力側を他端側として説明する。
【００１９】
ケース１１は、図２及び図３に示すように、一端側及び他端側の端部が開口するように形成された筒状に形成され、他端側には取り付けブラケット１０９への取り付け用の前述したフランジ部１１ａが形成されている。このケース１１の内周には、後述する減速部１４のピン内歯１７が配置されている。また、ケース１１には、ケース１１内の潤滑油を交換する際にケース１１内に封入される潤滑油を供給するための給油口１１ｂ、ケース１１内に封入された潤滑油を排出するための排油口１１ｃ等が形成されている。
【００２０】
カバー１２は、図２及び図３に示すように、円盤状の部材として設けられ、ケース１１の他端側の開口を覆うようにケース１１に対して複数のボルトやピンによって固定されている。そして、カバー１２には、ケース１１に取り付けられる側とは反対側の他端側において電動機１０８が取り付けられる。また、カバー１２の中心部分には、後述する入力軸１３が貫通する貫通孔１２ａが形成されている。
【００２１】
入力軸１３は、図３に示すように、カバー１２の貫通孔１２ａを貫通するとともに電動機１０８の駆動力が入力される短軸状の部材として設けられ、軸線Ｐ上に配置されている。尚、ピッチ駆動装置１では、入力軸１３、ケース１１内に配置される減速部１４、及び出力軸１５が、軸線Ｐに沿って直列に配置されている。この入力軸１３は、他端側が電動機１０８の図示しない出力軸に結合され、一端側の外周には歯車部分が形成されている。そして、入力軸１３は、ケース１２の貫通孔１２ａに対して軸受１８を介して回転自在に保持されている。
【００２２】
また、ピッチ駆動装置１では、図３に示すように、カバー１２と入力軸１３との間に配置されるシール部材１９が設けられている。シール部材１９としては、軸受１８の一端側に配置されるシール部材１９ａと軸受１８の他端側に配置されるシール部材１９ｂとが設けられている。シール部材（１９ａ、１９ｂ）はいずれも貫通孔１２ａの内側に配置され、このシール部材１９によってケース１１及びカバー１２の内側に封入された潤滑油が外部に漏洩しないように封止されている。
【００２３】
図４は、図３における減速部１４とその近傍とを拡大して示す断面図である。減速部１４は、図３及び図４に示すように、ピン内歯１７、スパーギア２０、クランク軸２１、外歯歯車２２、基部キャリア２３、端部キャリア２４、支柱２５、主軸受２６、クランク軸軸受２７、外歯用軸受２８等を備えて構成されている。
【００２４】
ピン内歯１７は、複数設けられており、ケース１１の内周に形成されたピン溝に嵌め込まれて取り付けられた状態でケース１１の内周に配置されている。ピン内歯１７（図３及び図４では断面でなく外形を図示）は、ピン状の部材（丸棒状の部材）として形成され、その長手方向が軸線Ｐと平行に位置するように配置されている。そして、ピン内歯１７は、ケース１１の内周において周方向に沿って等間隔に配列され、外歯歯車２２の外歯２９と噛み合うように構成されている。
【００２５】
スパーギア２０は、その軸心方向が軸線Ｐと平行になるように配置され、複数設けられたクランク軸２１の他端側の端部にそれぞれ固定されている。そして、スパーギア２０は、入力軸１３の一端側に形成された歯車部分と噛み合うように配置されており、入力軸１３の駆動力が伝達される本実施形態のクランク伝動歯車を構成している。
【００２６】
クランク軸２１は、軸線Ｐを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数（例えば、３つ）配置されており、その軸方向が軸線Ｐと平行になるように配置されている。そして、各クランク軸２１（図３及び図４では、断面でなく外径を図示）の他端側の端部には、前述のようにスパーギア２０が固定されており、入力軸１３からの駆動力が入力されるように構成されている。また、各クランク軸２１は、外歯歯車２２に形成されたクランク用孔３０をそれぞれ貫通するように配置されており、入力軸１３からの駆動力が伝達されて回転することで外歯歯車２２を偏心させて回転させる軸部材として設けられている。そして、クランク軸２１は、自らの回転（自転）に伴う外歯歯車２２の回転とともに、公転動作を行うことになる。また、クランク軸２１には、その中途部分において、第１偏心部２１ａ及び第２偏心部２１ｂが直列に形成されている。第１偏心部２１ａ及び第２偏心部２１ｂは、軸方向と垂直な断面が円形断面となるように形成され、それぞれの中心位置がクランク軸２１の回転中心線に対して偏心するように設けられている。
【００２７】
クランク軸軸受２７は、各クランク軸２１の一端側及び他端側をそれぞれ回転自在に保持する一対のクランク軸軸受２７として設けられている。この各一対のクランク軸軸受２７は、クランク軸２１の一端側を後述の基部キャリア２３に対して回転自在に保持するクランク軸軸受２７ａと、クランク軸２１の他端側を後述の端部キャリア２４に対して回転自在に保持するクランク軸軸受２７ｂとで構成されている。クランク軸軸受２７ａ及びクランク軸軸受２７ｂは、本実施形態では、いずれも円錐ころ軸受として構成されている。
【００２８】
外歯歯車２２は、平行に配置された状態でケース１１内に収納される第１外歯歯車２２ａ及び第２外歯歯車２２ｂで構成されている。第１外歯歯車２２ａ及び第２外歯歯車２２ｂには、前述のように、クランク軸２１が貫通するクランク用孔３０が円形孔として形成されている。また、外歯歯車２２の各外歯歯車（２２ａ、２２ｂ）には、クランク用孔３０に加え、後述する支柱２５が貫通する支柱用孔３１が更に形成されている。尚、第１外歯歯車２２ａ及び第２外歯歯車２２ｂは、軸線Ｐと平行な方向において、クランク用孔３０及び支柱用孔３１の位置がそれぞれ対応するように配置されている。支柱用孔３１は、支柱２５に対応して外歯歯車２２の周方向に沿った均等角度の位置に複数（例えば、３つ）配置されている。また、支柱用孔３１は、外歯歯車２２の周方向において、クランク用孔３０と交互に形成されている。尚、支柱用孔３１には、支柱２５が非接触の遊嵌状態で貫通している。
【００２９】
また、第１外歯歯車２２ａ及び第２外歯歯車２２ｂのそれぞれの外周には、ピン内歯１７に噛み合う外歯２９が設けられている。第１外歯歯車２２ａ及び第２外歯歯車２２ｂの外歯２９の歯数は、ピン内歯１７の歯数よりも１個或いは複数個少なくなるように設けられている。このため、クランク軸２１が回転するごとに外歯歯車２２（第１外歯歯車２２ａ、第２外歯歯車２２ｂ）の外歯２９とピン内歯１７との噛み合いがずれ、外歯歯車２２（第１外歯歯車２２ａ、第２外歯歯車２２ｂ）が偏心して揺動回転するように構成されている。
【００３０】
外歯用軸受２８は、第１外歯歯車２２ａのクランク用孔３０に配置される外歯用軸受２８ａ、及び、第２外歯歯車２２ｂのクランク用孔３０に配置される外歯用軸受２８ｂとして設けられている。この外歯用軸受２８（２８ａ、２８ｂ）は、いずれも円筒ころ軸受又は針状ころ軸受として構成されている。そして、各クランク用孔３０において、外歯用軸受２８ａがクランク軸２１の第１偏心部２１ａを第１外歯歯車２２ａに対して、外歯用軸受２８ｂがクランク軸２１の第２偏心部２１ｂを第２外歯歯車２２ｂに対して、それぞれ回転自在に保持している。
【００３１】
基部キャリア２３は、その一端側において出力軸１５の本体軸部１５ａが一体に形成されてケース１１内に配置されている。一方、基部キャリア２３の他端側には、クランク保持穴３２が形成されている。基部キャリア２３は、このクランク保持穴３２によって各クランク軸２１の一端側の端部をクランク軸軸受２７ａを介して回転自在に保持している。クランク保持穴３２は、軸線Ｐを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に形成されている。
【００３２】
端部キャリア２４は、支柱２５を介して基部キャリア２３と連結され、円板状の部材として設けられている。端部キャリア２４には、貫通孔として形成されたクランク保持孔３３が軸線Ｐを中心として周方向に沿った均等角度の位置に設けられている。そして、端部キャリア２４は、クランク保持孔３３にてクランク軸２１の他端側をクランク軸軸受２７ｂを介して回転自在に保持している。尚、クランク軸軸受２７ｂにおける軸方向の他端側の位置は、クランク保持孔３３に嵌め込まれたリング状の止め部材によって予圧状態で規定されている。
【００３３】
支柱２５は、基部キャリア２３と端部キャリア２４との間に配置され、基部キャリア２３と端部キャリア２４とを連結する柱状部材として設けられている。支柱２５は、軸線Ｐを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数（例えば、３つ）配置され、その軸方向が軸線Ｐと平行となるように配置されている。尚、支柱２５とクランク軸２１とは、軸線Ｐを中心とした周方向に沿って交互に配置されている。各支柱２５は、基部キャリア２３に一体に形成され、基部キャリア２３の他端側において突出するように設けられている。また、支柱２５には、他端側に開口して端部キャリア２４に形成されたボルト挿通用の貫通孔に対向し、内周に雌ネジ部分が設けられた支柱ボルト穴３４が形成されている。端部キャリア２４の他端側からこの支柱ボルト穴３４に支柱ボルト３５が挿入されて、支柱ボルト３５の雄ネジ部分と支柱ボルト穴３４の雌ネジ部分とが螺合することで、端部キャリア２４と基部キャリア２３とが支柱２５を介して結合するように構成されている。
【００３４】
主軸受２６は、基部キャリア２３、端部キャリア２４、及び出力軸１５をケース１１に対して回転自在に保持する一対の主軸受２６として設けられている。この一対の主軸受２６は、出力軸１５の本体軸部１５ａをケース１１に対して回転自在に保持する主軸受２６ａと、端部キャリア２４をケース１１に対して回転自在に保持する主軸受２６ｂとで構成されている。本実施形態では、主軸受２６ａは円錐ころ軸受として構成され、主軸受２６ｂは玉軸受として構成されている。尚、主軸受２６ａは、その一端側が、出力軸１５の本体軸部１５ａの外周に取り付けられて固定された位置決め部材３６に係合し、その他端側が、ケース１１の内周の段部に係合して与圧状態で位置決めされている。一方、主軸受２６ｂは、その一端側がケース１１の内周の段部に係合し、その他端側が端部キャリア２４の外周の縁部分に係合して位置決めされている。ピッチ駆動装置１では、出力軸１５の本体軸部１５ａに位置決め部材３６が固定されるとともに、基部キャリア２３及び端部キャリア２４が支柱２５を介して支柱ボルト３５によって締結される。これにより、一対の主軸受２６を介してケース１１を出力軸１５、基部キャリア２３、及び端部キャリア２４が挟持し、これらの出力軸１５、基部キャリア２３、及び端部キャリア２４がケース１１に対して回転自在に保持されている。
【００３５】
図３に示す出力軸１５は、前述のように、その本体軸部１５ａの他端側において基部キャリア２３に一体に形成されることで、基部キャリア２３に固定されている。そして、ケース１１から突出するように配置された本体軸部１５ａの一端側にピニオン１６がスプライン結合により取り付けられることで、出力軸１５にピニオン１６が設けられている。また、本体軸部１５ａの外周とケース１１の内周との間にはシール部材が適宜配置され、ケース１１内の潤滑油が外部へ漏洩しないように封止されている。
【００３６】
また、ピッチ駆動装置１では、ケース１１内に潤滑油が封入されている。図３及び図４では、電動機１０８が上側で（即ち、ピッチ駆動装置１の一端側が下側で）軸線Ｐが鉛直方向と一致する鉛直姿勢の状態のときにおけるケース１１内の潤滑油の油面４０を破線で図示している。この図３及び図４に示すように、上記の鉛直姿勢の状態のときに、ケース１１内に封入された潤滑油の油面４０がスパーギア２０の下側よりも下方に位置するように、ケース１１内に潤滑油が封入されている。このため、上記鉛直姿勢の状態では、油面４０は、シール部材１９のうちの下側のシール部材１９ａの下方に位置するとともに、入力軸１３からクランク軸２１に至る駆動力伝達経路（即ち、入力軸１３からスパーギア２０を経てクランク軸２１の他端側に至る駆動力伝達経路）の少なくとも一部をケース１１内に封入された空気に露出させるように位置している。そして、この鉛直姿勢の状態のときには、この状態で上側に位置するクランク軸軸受２７ｂの上側の端部の近傍に潤滑油の油面４０が位置している。このため、上記の鉛直姿勢の状態では、クランク軸軸受（２７ａ、２７ｂ）及び外歯用軸受（２８ａ、２８ｂ）は全て潤滑油に浸漬された状態になっている。このように、ピッチ駆動装置１では、少なくとも、ハブ１０４が１回転する間に、クランク軸軸受（２７ａ、２７ｂ）と外歯用軸受（２８ａ、２８ｂ）とが潤滑油に浸漬されるように、ケース１１内に潤滑油が封入されている。尚、上記の鉛直姿勢の状態では入力軸１３とスパーギア２０との噛み合い部分が空気に露出した状態となっているが、電動機１０８が下側で軸線Ｐが鉛直方向と一致する状態のときには、入力軸１３とスパーギア２０との噛み合い部分は潤滑油に浸漬されることになる。従って、ピッチ駆動装置１では、ハブ１０４が１回転する間に、ケース１１内における全ての歯車機構の噛み合い部分と全ての軸受とが潤滑油に浸漬され、潤滑が確保されることになる。
【００３７】
次に、上述したピッチ駆動装置１によりブレード１０５のピッチ角が制御される際のピッチ駆動装置１の作動について説明する。ピッチ駆動装置１は、電動機１０８の運転が行われることにより作動する。電動機１０８の運転が開始されると、電動機１０８の出力軸（図示せず）とともに入力軸１３が回転し、入力軸１３の歯車部分に噛み合う各スパーギア２０が回転する。各スパーギア２０が回転すると、この各スパーギア２０が固定された各クランク軸２１が第１及び第２偏心部（２１ａ、２１ｂ）とともに回転する。これにより、第１及び第２偏心部（２１ａ、２１ｂ）から第１及び第２外歯歯車（２２ａ、２２ｂ）にそれぞれ荷重が作用し、第１及び第２外歯歯車（２２ａ、２２ｂ）がピン内歯１７と噛み合いをずらしながら揺動するように偏心して回転する。そして、第１及び第２外歯歯車（２２ａ、２２ｂ）の偏心回転に伴って、第１及び第２外歯歯車（２２ａ、２２ｂ）に回転保持された各クランク軸２１が自転しながら軸線Ｐを中心として公転動作を行う。このクランク軸２１の公転動作により、支柱２５で連結されてクランク軸２１をクランク軸軸受（２７ａ、２７ｂ）を介して回転自在に保持する基部キャリア２３及び端部キャリア２４とともに、出力軸１５が回転し、大きなトルクがピニオン１６から出力されることになる。これにより、ピニオン１６によってリングギア１０７が駆動され、ブレード１０５のピッチ角が制御されることになる。
【００３８】
また、ピッチ駆動装置１は、前述のように、ハブ１０４が１回転すると、ブレード１０５とともにハブ１０４の軸心の周囲を１回転し、その軸線Ｐが鉛直方向に対して成す角度が３６０度回転することになる。そして、このようにハブ１０４が１回転する間に、ピッチ駆動装置１においては、ケース１１内の潤滑油がケース１１内における全ての歯車機構の噛み合い部分と全ての軸受とに供給されることになる。
【００３９】
以上説明したピッチ駆動装置１によると、ピッチ駆動装置１が、偏心して回転する外歯歯車２２が設けられた偏心型減速機として構成される。このため、大きい減速比を確保することができ、出力トルクの向上を図ることができる。そして、偏心型減速機として構成されるため、大きい減速比を小型の構成で実現することができる。また、ピッチ駆動装置１では、風車１０１のハブ１０４が１回転する間にクランク軸軸受（２７ａ、２７ｂ）と外歯用軸受（２８ａ、２８ｂ）とが潤滑油に浸漬されるように潤滑油がケース１１内に封入されているため、ケース１１内の軸受の潤滑を確保することができる。そして、このピッチ駆動装置１では、電動機１０８が上側で出力軸１５の軸線Ｐが鉛直方向に向いた鉛直姿勢の状態で、ケース１１内の潤滑油の油面４０が、カバー１２と入力軸１３との間のシール部材１９ａより下方で駆動力伝達経路の少なくとも一部をケース１１内の空気に露出させるように位置している。このため、ピッチ駆動装置１としての特性を有効的に活用して、ケース１１内の軸受の潤滑を確保しつつ、ケース１１内の潤滑油を減らすことができ、ピッチ駆動装置１の軽量化を図ることができる。また、潤滑油の油面４０が、上記の鉛直姿勢の状態でシール部材１９ａよりも下方に位置するため、特許文献１に開示の減速機のように、カバー１２の一部を大きく膨出させるように形成する必要もなく、小型化にとって不利益な軸方向の寸法の増大を招くことも抑制できる。
【００４０】
従って、本実施形態によると、出力トルクの向上及び小型化を図るとともに、軽量化を図ることができる、風車用ピッチ駆動装置１を提供することができる。
【００４１】
また、ピッチ駆動装置１によると、前述の鉛直姿勢の状態でケース１１内の潤滑油の油面４０がスパーギア２０の下側よりも下方に位置するように構成されている。このため、上記の鉛直姿勢におけるスパーギア２０より上方には、十分な容積の空気溜まりが形成されることになるため、ピッチ駆動装置１内における圧力が上昇してしまうことを抑制でき、ケース１１内の潤滑油が外部へ漏洩してしまうことを抑制することができる。また、この構成によると、十分な容積の空気溜まりを確保する構成を容易に実現できるため、スパーギア２０とカバー１２との間における軸方向の距離を更に短く設定することができる。これにより、ピッチ駆動装置１の軸方向の寸法を更に短くすることができる（短軸化できる）。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、クランク軸が出力軸の軸線上に配置されたセンタクランクタイプの減速部を備えるものであってもよい。また、基部キャリアと端部キャリアとを連結する支柱は、基部キャリアと別体に形成されていてもよい。また、クランク軸及び支柱の数は、本実施形態の例示とは異なっていてもよい。また、各軸受の種類については、適宜変更して実施してもよい。また、電動機が上側で出力軸の軸線が鉛直方向に一致する状態のときにおけるケース内の潤滑油の油面の位置については、本実施形態で例示した位置でなくてもよく、より下方又はより上方に位置してもよい。また、クランク伝動歯車はスパーギアでなくてもよい。また、入力軸からクランク軸に直接に駆動力が入力される構成のものや、入力軸とクランク軸との間で複数の歯車要素を介して駆動力が伝達される構成のものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、風車に設けられ、風車の主軸部に対して回転可能に設けられたブレードのピッチ角を制御する駆動装置として用いられる風車用ピッチ駆動装置として、広く適用することができるものである。
【符号の説明】
【００４４】
１                            風車用ピッチ駆動装置
１１                          ケース
１２                          カバー
１３                          入力軸
１５                          出力軸
１６                          ピニオン
１７                          ピン内歯
１９、１９ａ、１９ｂ          シール部材
２１                          クランク軸
２２、２２ａ、２２ｂ          外歯歯車
２３                          基部キャリア
２４                          端部キャリア
２５                          支柱
２７、２７ａ、２７ｂ          クランク軸軸受
２８、２８ａ、２８ｂ          外歯用軸受
２９                          外歯
３０                          クランク用孔
１０１                        風車
１０４                        ハブ（主軸部）
１０５                        ブレード
１０８                        電動機
【図１】
2010038380.tif 000003
【図２】
2010038380.tif 000004
【図３】
2010038380.tif 000005
【図４】
2010038380.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月23日(2011.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
入力軸１３は、図３に示すように、カバー１２の貫通孔１２ａを貫通するとともに電動機１０８の駆動力が入力される短軸状の部材として設けられ、軸線Ｐ上に配置されている。尚、ピッチ駆動装置１では、入力軸１３、ケース１１内に配置される減速部１４、及び出力軸１５が、軸線Ｐに沿って直列に配置されている。この入力軸１３は、他端側が電動機１０８の図示しない出力軸に結合され、一端側の外周には歯車部分が形成されている。そして、入力軸１３は、カバー１２の貫通孔１２ａに対して軸受１８を介して回転自在に保持されている。
【国際調査報告】
2010038380.tif 000007
2010038380.tif 000008
2010038380.tif 000009
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