(57)【要約】【課題】製造・組み立てを簡略化できるロータリーモータアクチュエータを提供する。【解決手段】ベース２２、テーブル２１、回転モータ３１の固定子２５及び回転子２６、案内機構２４の第一の部材１２及び第二の部材１４のそれぞれが、中心線Ｃの回りに周方向に配列される複数のベースセグメント２２ａ、複数のテーブルセグメント２１ａ、複数の固定子セグメント２５ａ、複数の回転子セグメント２６ａ、複数の第一の部材セグメント１２ａ、及び複数の第二の部材セグメント１４…を有する。ベースセグメント２２ａに固定子セグメント２５ａが結合されると共に第一の部材セグメント１２ａが結合される。テーブルセグメント２１ａに回転子セグメント２６ａが結合されると共に第二の部材セグメント１４が結合される。【選択図】図２
2011101467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに対してテーブルが中心線の回りを相対的に回転するロータリーモータアクチュエータであって、
固定子、及びこの固定子に対向する回転子を有し、前記ベースに対して前記テーブルを前記中心線の回りに相対的に回転駆動させる回転モータと、
第一の部材、及びこの第一の部材に複数の転動体を介して移動可能に組み付けられる第二の部材を有し、前記ベースに対して前記テーブルが前記中心線の回りを相対的に回転するのを案内する案内機構と、を備え、
前記ベース、前記テーブル、前記固定子、前記回転子、前記第一の部材、及び前記第二の部材それぞれが、前記中心線の回りに周方向に配列される複数のベースセグメント、複数のテーブルセグメント、複数の固定子セグメント、複数の回転子セグメント、複数の第一の部材セグメント、及び複数の第二の部材セグメントを有し、
前記ベースセグメントに、前記固定子セグメント及び前記回転子セグメントのいずれか一方が結合されると共に、前記第一の部材セグメント及び前記第二の部材セグメントのいずれか一方が結合され、
前記テーブルセグメントに、前記固定子セグメント及び前記回転子セグメントの他方が結合されると共に、前記第一の部材セグメント及び前記第二の部材セグメントの他方が結合されるロータリーモータアクチュエータ。
【請求項２】
前記第一の部材セグメントは、長手方向に沿って転動体転走溝が形成される円弧状の軌道レールセグメントであり、
前記第二の部材セグメントは、前記軌道レールセグメントの前記転動体転走溝に対向する負荷転動体転走溝を含む転動体循環路を有し、この転動体循環路に複数の転動体が循環可能に配列される移動ブロックであることを特徴とする請求項１に記載のロータリーモータアクチュエータ。
【請求項３】
前記ベースセグメントの個数、前記固定子セグメントの個数、及び前記第一の部材セグメントの個数が一致し、
各ベースセグメントに、各固定子セグメント及び各第一の部材セグメントが結合され、
前記テーブルセグメントの個数、及び前記回転子セグメントの個数が一致し、
各テーブルセグメントに、各回転子セグメントが結合されることを特徴とする請求項１又は２に記載のロータリーモータアクチュエータ。
【請求項４】
前記案内機構の半径方向の外側に、前記回転モータが配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のロータリーモータアクチュエータ。
【請求項５】
固定子、及びこの固定子に対向する回転子を有し、ベースに対してテーブルを中心線の回りに相対的に回転駆動させる回転モータと、
第一の部材、及びこの第一の部材に複数の転動体を介して移動可能に組み付けられる第二の部材を有し、前記ベースに対して前記テーブルが前記中心線の回りを相対的に回転するのを案内する案内機構と、を備え、を備えるロータリーモータアクチュエータの製造方法であって、
前記ベースの一部を構成するベースセグメントに、前記固定子の一部を構成する固定子セグメント及び前記回転子の一部を構成する回転子セグメントのいずれか一方を結合すると共に、前記第一の部材の一部を構成する第一の部材セグメント及び前記第二の部材の一部を構成する第二の部材セグメントのいずれか一方を結合することによって、ベース側モジュールを形成するベース側モジュール形成工程と、
前記テーブルの一部を構成するテーブルセグメントに、前記固定子セグメント及び前記回転子セグメントの他方を結合すると共に、前記第一の部材セグメント及び前記第二の部材セグメントの他方を結合することによって、テーブル側モジュールを形成するテーブル側モジュール形成工程と、
複数のベース側モジュールを前記中心線の回りに周方向に配列することによって、前記固定子及び前記回転子のいずれか一方を形成すると共に、前記第一の部材及び前記第二の部材のいずれか一方を形成するベース側ユニット形成工程と、
複数のテーブル側モジュールを前記中心線の回りに周方向に配列することによって、前記固定子及び前記回転子の他方を形成すると共に、前記第一の部材及び前記第二の部材の他方を形成するテーブル側ユニット形成工程と、
を備えるロータリーモータアクチュエータの製造方法。
【請求項６】
風力によって回転するロータの回転軸が風向きに対向するように、ロータを支持するナセルをタワーに対してヨー軸の回りに旋回させるヨー駆動装置を備える水平軸風車において、
前記ヨー駆動装置は、
固定子、及びこの固定子に対向する回転子を有し、前記タワー側に固定されるベースに対して前記ナセル側に固定されるテーブルを前記ヨー軸の回りに相対的に回転駆動させる回転モータと、
第一の部材、及びこの第一の部材に複数の転動体を介して移動可能に組み付けられる第二の部材を有し、前記ベースに対して前記テーブルが前記ヨー軸の回りを相対的に回転するのを案内する案内機構と、を含み、
前記ベース、前記テーブル、前記固定子、前記回転子、前記第一の部材、及び前記第二の部材それぞれが、前記ヨー軸の回りに周方向に配列される複数のベースセグメント、複数のテーブルセグメント、複数の固定子セグメント、複数の回転子セグメント、複数の第一の部材セグメント、及び複数の第二の部材セグメントを有し、
前記ベースセグメントに、前記固定子セグメント及び前記回転子セグメントのいずれか一方が結合されると共に、前記第一の部材セグメント及び前記第二の部材セグメントのいずれか一方が結合され、
前記テーブルセグメントに、前記固定子セグメント及び前記回転子セグメントの他方が結合されると共に、前記第一の部材セグメント及び前記第二の部材セグメントの他方が結合される水平軸風車。
【請求項７】
風力によって回転するロータの回転軸が風向きに対向するように、ロータを支持するナセルをタワーに対してヨー軸の回りに旋回させるヨー駆動装置を備え、
前記ヨー駆動装置は、
固定子、及びこの固定子に対向する回転子を有し、前記タワー側に固定されるベースに対して前記ナセル側に固定されるテーブルを前記ヨー軸の回りに相対的に回転駆動させる回転モータと、
第一の部材、及びこの第一の部材に複数の転動体を介して移動可能に組み付けられる第二の部材を有し、前記ベースに対して前記テーブルが前記ヨー軸の回りを相対的に回転するのを案内する案内機構と、を含む水平軸風車の製造方法において、
前記ベースの一部を構成するベースセグメントに、前記固定子の一部を構成する固定子セグメント及び前記回転子の一部を構成する回転子セグメントのいずれか一方が結合されると共に、前記第一の部材の一部を構成する第一の部材セグメント及び前記第二の部材の一部を構成する第二の部材セグメントのいずれか一方が結合されるベース側モジュールを複数用意する工程と、
前記テーブルの一部を構成するテーブルセグメントに、前記固定子セグメント及び前記回転子セグメントの他方が結合されると共に、前記第一の部材セグメント及び前記第二の部材セグメントの他方が結合されるテーブル側モジュールを複数用意する工程と、
地上に設置された前記タワーの上部にて、複数のベース側モジュールを前記ヨー軸の回りに周方向に配列することによって、前記固定子及び前記回転子のいずれか一方を形成すると共に、前記第一の部材及び前記第二の部材のいずれか一方を形成する工程と、
地上に設置された前記タワーの上部にて、複数のテーブル側モジュールを前記ヨー軸の回りに周方向に配列することによって、前記固定子及び前記回転子の他方を形成すると共に、前記第一の部材及び前記第二の部材の他方を形成する工程と、
を備える水平軸風車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースに対してテーブルが所定の中心線の回りを相対的に回転するロータリーモータアクチュエータ、及びこのロータリーモータアクチュエータが組み込まれる水平軸風車に関する。
【背景技術】
【０００２】
風車は、風力により翼を有するロータを回転させ、風力エネルギをロータの動力に変換する装置である。水平軸風車は、ロータの回転軸が概ね水平面内にある風車と定義されている。地上には、ロータを地上から所定の高さに支持するためにタワーが設置される。タワーの上部には、ナセルが配置される。ナセルには、ロータの回転軸、発電機、制御装置が格納される。発電機は、ロータの回転力を受けて電力を発生する。
【０００３】
タワーとナセルとの間には、ロータの翼を変動する風向に対向させるために、風向に従ってタワーに対してナセルを水平面内で旋回させるヨー駆動装置が組み込まれる（例えば特許文献１参照）。制御装置は、ヨー駆動装置を操作して、風向きとロータの回転軸との偏差角を所定の角度内に制御する。ヨー駆動装置は、タワーに設けられる大型のリング状の歯車と、ナセルに設けられるピニオン付きのギヤードモータと、を備える。ギヤードモータのピニオンは、タワーのリング状の歯車に噛み合う。ギヤードモータを回転させると、ピニオンがリング状の歯車の周囲を自転しながら公転する。ピニオンの公転に伴い、ナセルが水平面内で旋回する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０７４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
歯車同士の噛み合いなので、ピニオンと歯車との間にはバックラッシが存在する。風車が吹き上げ風を受けたり、横方向の風を受けたりすると、バックラッシが原因でピニオンと歯車が擦れ合い、これらの歯面が摩耗し、早期に壊れるおそれがある。
【０００６】
モータの回転を直接ナセルに伝えることができるダイレクトドライブ方式のモータを使用すれば、減速機を不要にできるので、歯車のバックラッシを起因として発生する上述の問題を解決することができる。しかし、低い回転数をコンスタントに保つためのモータは、高い回転数を保つモータに対して、必要なトルクを得ようとすると物理的に大きくなってしまうという問題がある。モータが大型化すると、モータを製造するのが困難になるだけでなく、大型化するほど重量が増すので、タワーの上部におけるモータの組み立てが危険な作業になる。
【０００７】
そこで、本発明は、製造・組み立てを容易にすることができるロータリーモータアクチュエータ及びこのロータリーモータアクチュエータが組み込まれる水平軸風車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】
【０００８】
以下、本発明について説明する。
上記課題を解決するために、本発明の一態様のロータリーモータアクチュエータは、ベースに対してテーブルが中心線の回りを相対的に回転するロータリーモータアクチュエータであって、固定子、及びこの固定子に対向する回転子を有し、前記ベースに対して前記テーブルを前記中心線の回りに相対的に回転駆動させる回転モータと、第一の部材、及びこの第一の部材に複数の転動体を介して移動可能に組み付けられる第二の部材を有し、前記ベースに対して前記テーブルが前記中心線の回りを相対的に回転するのを案内する案内機構と、を備え、前記ベース、前記テーブル、前記固定子、前記回転子、前記第一の部材、及び前記第二の部材それぞれが、前記中心線の回りに周方向に配列される複数のベースセグメント、複数のテーブルセグメント、複数の固定子セグメント、複数の回転子セグメント、複数の第一の部材セグメント、及び複数の第二の部材セグメントを有し、前記ベースセグメントに、前記固定子セグメント及び前記回転子セグメントのいずれか一方が結合されると共に、前記第一の部材セグメント及び前記第二の部材セグメントのいずれか一方が結合され、前記テーブルセグメントに、前記固定子セグメント及び前記回転子セグメントの他方が結合されると共に、前記第一の部材セグメント及び前記第二の部材セグメントの他方が結合されるロータリーモータアクチュエータである。
【０００９】
本発明の他の態様の水平軸風車は、風力によって回転するロータの回転軸が風向きに対向するように、ロータを支持するナセルをタワーに対してヨー軸の回りに旋回させるヨー駆動装置を備える水平軸風車において、前記ヨー駆動装置は、固定子、及びこの固定子に対向する回転子を有し、前記タワー側に固定されるベースに対して前記ナセル側に固定されるテーブルを前記ヨー軸の回りに相対的に回転駆動させる回転モータと、第一の部材、及びこの第一の部材に複数の転動体を介して移動可能に組み付けられる第二の部材を有し、前記ベースに対して前記テーブルが前記ヨー軸の回りを相対的に回転するのを案内する案内機構と、を含み、前記ベース、前記テーブル、前記固定子、前記回転子、前記第一の部材、及び前記第二の部材それぞれが、前記ヨー軸の回りに周方向に配列される複数のベースセグメント、複数のテーブルセグメント、複数の固定子セグメント、複数の回転子セグメント、複数の第一の部材セグメント、及び複数の第二の部材セグメントを有し、前記ベースセグメントに、前記固定子セグメント及び前記回転子セグメントのいずれか一方が結合されると共に、前記第一の部材セグメント及び前記第二の部材セグメントのいずれか一方が結合され、前記テーブルセグメントに、前記固定子セグメント及び前記回転子セグメントの他方が結合されると共に、前記第一の部材セグメント及び前記第二の部材セグメントの他方が結合される水平軸風車である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様のロータリーモータアクチュエータによれば、回転モータのセグメントと案内機構のセグメントとが一体化されたモジュールを組み立てた後、複数のモジュールを一体に組み立てることによって全体のロータリーモータアクチュエータを構成することができるので、大型化したロータリーモータアクチュエータの製造が容易になる。
【００１１】
本発明の他の態様の水平軸風車によれば、地上にて回転モータのセグメントと案内機構のセグメントとが一体化されたモジュールを組み立てた後、上空（タワーの上部）にて、複数のモジュールをヨー軸の回りに周方向に配列することによって全体のヨー駆動装置を構成することができる。このため、上空におけるヨー駆動装置の組み立てを簡略化できるし、モジュール化されたヨー駆動装置の上空への搬送も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態のロータリーモータアクチュエータが組み込まれた水平軸風車の斜視図
【図２】ロータリーモータアクチュエータのベース側ユニットの平面図
【図３】ロータリーモータアクチュエータの断面図（図２のIII-III線断面図）
【図４】ベース側モジュールの平面図
【図５】ベース側モジュールの断面図（図４のV-V線断面図）
【図６】ベース側モジュールの斜視図
【図７】リング状の軌道レールに複数の移動ブロック１４を配置した状態を示す斜視図
【図８】移動ブロックの水平断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態のロータリーモータアクチュエータを説明する。図１は、本発明の一実施形態のロータリーモータアクチュエータが組み込まれた水平軸風車の斜視図を示す。この水平軸風車は、風力により翼を有するロータ４を回転させ、風力エネルギをロータ４の動力に変換する装置である。ロータ４は、水平な回転軸３の回りを回転するハブ２と、ハブ２に放射状に配列される複数枚のブレード１と、ハブ２の回転を変速機５に伝動する回転軸３と、を備える。ハブ２及び複数枚のブレード１が翼を構成する。ロータ４の回転軸３の回転力は変速機５を介して発電機６に伝えられる。発電機６は、ロータ４の回転力を受けて電力を発生する。ロータ４の回転軸３、変速機５、及び発電機６はナセル７の中に格納される。
【００１４】
地上には、ロータ４を所定の高さに支持するためにタワー８が設置される。タワー８の上部には、垂直軸の回りを回転可能にナセル７が配置される。タワー８とナセル７との間には、ナセル７を水平面内で旋回させるヨー駆動装置１０が配置される。ヨー駆動装置１０は、ロータ４の翼を変動する風向に対向させるために、風向に従ってナセル７を水平面内で旋回させる。ナセル７に格納される制御装置（図示せず）は、ヨー駆動装置１０を操作して、風向きとロータ４の回転軸３との偏差角を所定の角度内に制御する。本発明の一実施形態のロータリーモータアクチュエータは、タワー８とナセル７との間に配置され、ヨー駆動装置１０として機能する。
【００１５】
ロータリーモータアクチュエータは、タワー８側に固定されるベース側ユニットと、ナセル側に固定されるテーブル側ユニットと、を備える。図２は、ロータリーモータアクチュエータのベース側ユニットの平面図を示し、図３は、ロータリーモータアクチュエータの断面図を示す。ロータリーモータアクチュエータのベース２２とテーブル２１との間には、回転モータ３１及び案内機構２４が配置される。ベース２２には、回転モータ３１のリング状の固定子２５が結合される。テーブル２１には、回転モータ３１のリング状の回転子２６が結合される。
【００１６】
ベース２２には、リング状の固定子２５の内側に第一の部材としてのリング状の軌道レール１２が結合される。テーブル２１には、軌道レール１２に周方向に移動可能に組み付けられる第二の部材としての複数の移動ブロック１４が結合される（図７参照）。ベース側ユニット及びテーブル側ユニットは、この実施形態では例えば５つのモジュールに均等に分割される。言い換えれば、５つのモジュールは回転モータ３１の回転の中心線Ｃの回りに周方向に配列される。
【００１７】
図４は、ベース側モジュールの平面図を示し、図５は断面図を示し、図６は斜視図を示す。ベース側モジュールは、扇形状に分割されたベースセグメント２２ａと、ベースセグメント２２ａの上面に結合される円弧状の固定子セグメント２５ａと、ベースセグメント２２ａの上面で固定子セグメント２５ａの内側に結合される円弧状の軌道レールセグメント１２ａと、から構成される。すなわち、ベース側モジュールにおいて、固定子セグメント２５ａと軌道レールセグメント１２ａとが一体化される。ベースセグメント２２ａは、リング状のベース２２を５分割したものである。固定子セグメント２５ａは、リング状の固定子２５を５分割したものである。軌道レールセグメント１２ａはリング状の軌道レール１２を５分割したものである。ベース２２、固定子２５、及び軌道レール１２の分割数は同数（この実施形態では５つ）であり、各ベースセグメント２２ａに各固定子セグメント２５ａ及び各軌道レールセグメント１２ａが結合される。
【００１８】
ベースセグメント２２ａは、扇形状に形成される。ベースセグメント２２ａを５つ組み合わせると、リング状のベース２２が構成される。ベースセグメント２２ａの外周縁には、ベースセグメント２２ａをタワー８の上部に結合するための通し孔３３が空けられる。通し孔３３にボルトを通し、ボルトをタワー８の上部に螺合することで、ベースセグメント２２ａがタワー８の上部に結合される。
【００１９】
ベースセグメント２２ａの上面には、円弧状の固定子セグメント２５ａが結合される。固定子セグメント２５ａは、磁性材料からなるコア１６に複数のコイル１５を巻いてなる。コア１６は、円弧状の本体部１６ａと、本体部１６ａから半径方向の内側に突出する多数の突極１６ｂと、から構成される（図４参照）。多数の突極１６ｂのそれぞれにコイル１５が巻かれる。リング状の固定子２５は周方向に均等に分割され、全ての固定子セグメント２５ａは周方向の長さが等しい。
【００２０】
コイル１５は三つで一組の三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）のコイルからなる。三相のコイル１５に１２０度位相がずれる三相交流を流すと、コア１６の多数の突極１６ｂに周方向に移動する移動磁界が発生する。このコア１６の多数の突極１６ｂには、磁気的なすきまを空けて後述する界磁永久磁石からなる回転子セグメント２６ａが対向する。回転子セグメント２６ａは、コア１６の多数の突極１６ｂに発生する移動磁界により推力を得て、ベース２２の中心線Ｃ（図２参照）の回りを旋回する。図４に示すように、コア１６の本体部１６ａには通し孔３５が空けられる。通し孔３５にボルトを通し、ボルトをベースセグメント２２ａに螺合させることで、固定子セグメント２５ａがベースセグメント２２ａに結合される。
【００２１】
図６に示すように、ベースセグメント２２ａの上面で固定子セグメント２５ａの内側には、円弧状の軌道レールセグメント１２ａが結合される。軌道レールセグメント１２ａの内周面には、転動体としてのボールが転動する上下二条の転動体転走溝３６が周方向に沿って形成される。転動体転走溝３６の条数は負荷すべき荷重に応じて適宜設定することができる。各転動体転走溝３６の断面形状は、二つの円弧を組み合わせた所謂ゴシックアーチ溝に形成されている。軌道レールセグメント１２ａと移動ブロック１４との間に介在されるボール１３（図３参照）は、軌道レールセグメント１２ａのゴシックアーチ溝に２点で接触する。軌道レールセグメント１２ａには、通し孔３４が空けられる。通し孔３４にボルトを通し、ボルトをベースセグメント２２ａに螺合させることで軌道レールセグメント１２ａがベースセグメント２２ａに結合される。
【００２２】
図３に示すように、テーブル２１は５つのテーブルセグメント２１ａに分割される。テーブル２１に結合される回転子２６も５つの回転子セグメント２６ａに分割される。テーブル２１の分割数と回転子２６の分割数とは等しく、各テーブルセグメント２１ａに各回転子セグメント２６ａが結合される。
【００２３】
テーブルセグメント２１ａの下面に結合される回転子セグメント２６ａの平面形状は円弧形状である。回転子セグメント２６ａは、軌道レールセグメント１２ａの半径方向の外側かつ固定子セグメント２５ａの半径方向の内側に配置される。回転子セグメント２６ａと固定子セグメント２５ａとの間には磁気的なすきまｇが空く。軌道レールセグメント１２ａに回転子セグメント２６ａが干渉しないように、軌道レールセグメント１２ａと回転子セグメント２６ａとの間にも僅かにすきまが空く。
【００２４】
回転子セグメント２６ａは、断面コ字形の磁性材料からなるヨーク１８と、ヨーク１８の溝内に配置される多数の永久磁石１７と、から構成される。ヨーク１８は周方向に伸び、多数の永久磁石１７はヨーク１８の溝内に周方向に配列される。各永久磁石１７は半径方向に着磁される。多数の永久磁石は、回転子セグメント２６ａの外周に周方向に交互にＮ極及びＳ極が形成されるように配列される。回転子２６は周方向に均等に分割され、全ての回転子セグメント２６ａの周方向の長さは等しい。
【００２５】
テーブルセグメント２１ａの下面には、移動ブロック１４が結合される。図７は、リング状に構成した軌道レール１２に複数の移動ブロック１４を配置した状態を示す。組み立てた状態の軌道レール１２の内周面には、複数の例えば５つの移動ブロック１４が周方向に均等間隔を空けて配置される。移動ブロック１４は軌道レール１２と協働して、ベース２２に対してテーブル２１が中心線Ｃの回りを回転するのを案内する。軌道レール１２に複数の移動ブロック１４を等配することで、テーブル２１に作用する３６０度のあらゆる方向の荷重を均等に負荷できるようになる。
【００２６】
上述のようにテーブル側モジュールは、テーブルセグメント２１ａと、テーブルセグメント２１ａの下面に結合される回転子セグメント２６ａと、テーブルセグメント２１ａの下面に結合される移動ブロック１４と、から構成される。すなわち、テーブル側モジュールにおいて、回転子セグメント２６ａと移動ブロック１４とが一体化される。
なお、この実施形態では、５つのテーブルセグメント２１ａに５つの移動ブロック１４が結合されているが、全てのテーブルセグメント２１ａに移動ブロック１４を結合する必要はなく、移動ブロック１４が結合されていないテーブルセグメント２１ａがあってもよいし、一つのテーブルセグメント２１ａに二つ以上の移動ブロック１４が結合されてもよい。移動ブロック１４の個数は二つ以上あればよい。テーブルセグメント２１ａの個数と移動ブロック１４の個数を異ならせれば、軌道レールセグメント１２ａの繋ぎ目に全ての移動ブロック１４が配置される状態を避けることができ、テーブル２１を円滑に回転させることができる。
【００２７】
移動ブロック１４の上面には複数のタップ孔３７が加工される。図３に示すように、テーブルセグメント２１ａの通し孔３８にボルトを通し、ボルトを移動ブロック１４のタップ孔３７に螺合することにより、テーブルセグメント２１ａに移動ブロック１４が結合される。
【００２８】
図８は、移動ブロック１４の水平断面図を示す。移動ブロック１４は、軌道レールセグメント１２ａの内周面に向かい合うようにして配置されており、軌道レールセグメント１２ａの転動体転走溝１２ｂを転動する多数のボール１３を介して軌道レールセグメント１２ａに組み付けられている。各移動ブロック１４は、ブロック本体４０と、ブロック本体４０の両端に固定されるエンドプレート４１と、から構成される。ブロック本体４０には、軌道レールセグメント１２ａの上下二条の転動体転走溝１２ｂに対向する上下二条の負荷転動体転走溝４０ａが形成される。負荷転動体転走溝４０ａの断面形状も二つの円弧からなる所謂ゴシックアーチ溝に形成される。軌道レールセグメント１２ａの転動体転走溝１２ｂと移動ブロック１４の負荷転動体転走溝４０ａとの間に負荷転動体転走路が形成される。ボール１３はこの負荷転動体転走路で荷重を受けながら転がり運動する。
【００２９】
移動ブロック本体４０には、負荷転動体転走溝４０ａとほぼ平行に転動体戻し路４０ｂが形成される。エンドプレート４１には、移動ブロック本体４０の負荷転動体転走溝４０ａとボール戻し路４０ｂを接続するＵ字形状の方向転換路４１ａが形成される。転動体戻し路４０ｂ及び一対のＵ字形状の方向転換路４１ａによって、負荷転動体転走溝４０ａの一端と他端を接続する無負荷戻し路が形成される。一対のエンドプレート４１を移動ブロック本体４０に固定すると、サーキット状の転動体循環路が形成される。なお、組み立てた状態において、移動ブロック１４と軌道レール１２とが分離するのを防止するために、移動ブロック１４の内側に押圧リング等からなる支持手段を配置してもよい。
【００３０】
上述のように、ベース側モジュールをモジュール毎に組み立てた後（すなわち、ベースセグメント２２ａに軌道レールセグメント１２ａ及び固定子セグメント２５ａを結合した後）、複数のベースセグメント２２ａを中心線Ｃの回りに周方向に配列し、一体に組み立てる。これにより、円弧状の固定子セグメント２５ａが一連に連結され、リング状の固定子２５になる。また、円弧状の軌道レールセグメント１２ａが一連に連結され、リング状の軌道レール１２になる。
【００３１】
同様に、テーブル側モジュールをモジュール毎に組み立てた後（すなわち、テーブルセグメント２１ａに回転子セグメント２６ａ及び移動ブロック１４を結合した後）、複数のテーブルセグメント２１ａを中心線Ｃの回りに周方向に配列し、一体に組み立てる。これにより、円弧状の回転子セグメント２６ａが一連に連結され、リング状の回転子２６になる。移動ブロック１４を軌道レール１２に組み付けると、ロータリーモータアクチュエータが完成する。この状態で固定子となるコイル１５に三相交流を流すと、テーブル２１に回転力が与えられ、ベース２２に対してテーブル２１が回転する。
【００３２】
上記ロータリーモータアクチュエータを水平軸風車に組み込む場合、まず、地上にて複数のベース側モジュールをモジュール毎に組み立て、タワー側モジュールとして用意する。また、地上にて複数のテーブル側モジュールをモジュール毎に組み立て、ナセル側モジュールとして用意する。
【００３３】
次に、地上に設置されたタワー上部にて、複数のタワー側モジュールをヨー軸の回りに周方向に配列し、一体に組み立てる。これにより、円弧状の固定子セグメント２５ａが一連に連結され、リング状の固定子２５になる。また、円弧状の軌道レールセグメント１２ａが一連に連結され、リング状の軌道レール１２になる。
【００３４】
次に、地上に設置されたタワー上部にて、複数のナセル側モジュールをヨー軸の回りに周方向に配列し、一体に組み立てる、これにより、円弧状の回転子セグメント２６ａが一連に連結され、リング状の回転子２６になる。移動ブロック１４を軌道レール１２に組み付けると、案内機構が構成される。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、回転モータのセグメントと案内機構のセグメントとが一体化されたモジュールを組み立てた後、複数のモジュールを回転の中心線の回りに周方向に配列することによって、全体のロータリーモータアクチュエータを構成することができるので、大型化したロータリーモータアクチュエータの製造が容易になる。
【００３６】
案内機構に、曲線状の軌道レール１２と、軌道レール１２に組み付けられる複数の移動ブロック１４と、からなる曲線ガイドを使用することで、周方向に複数に分割された案内機構を構成し易くなる。
【００３７】
ベース２２の分割数、固定子２５の分割数、及び軌道レール１２の分割数を合わせ、各ベースセグメント２２ａに、各固定子セグメント２５ａ及び各軌道レールセグメント１２ａを結合することで、ベース側の各モジュールの製造が容易になる。また、テーブル２１の分割数、及び回転子２６の分割数を合わせ、各テーブルセグメント２１ａに各回転子セグメント２６ａを結合することで、テーブル側の各モジュールの製造が容易になる。
【００３８】
軌道レール１２の半径方向の外側に回転モータ３１を配置することによって、回転モータ３１の回転力を大きくすることができる。
【００３９】
軌道レール１２を複数に分割された複数の円弧状の軌道レールセグメント１２ａから構成するので、分割されていないリング状の軌道レール１２を加工する場合に比べて、材料の入手性を向上させることできるし、大型の加工機を使用する必要もなくなる。このため、軌道レール１２自体の製造も容易になる。
【００４０】
本実施形態のロータリーモータアクチュエータを水平軸風車に組み込む場合、地上にて回転モータのセグメントと案内機構のセグメントとが一体化されたモジュールを組み立てた後、上空（タワーの上部）にて、複数のモジュールをヨー軸の回りに周方向に配列することによって水平軸風車のヨー駆動装置を構成することができる。このため、上空におけるヨー駆動装置の組み立てを簡略化できるし、モジュール化されたヨー駆動装置の上空への搬送も容易になる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。上記実施形態においては、ベース側を固定側とし、テーブル側を可動側としているが、これとは逆にテーブル側を固定側にし、ベース側を回転側としてもよい。また、ベースとテーブルとを上下反転させて使用してもよい。
【００４２】
また、一回転せずに揺動する箇所に使用する場合、全てのモジュールを組み合わせてリング状にしなくても、必要な角度分のモジュールを組み合わせて使用することもできる。
【００４３】
さらに、案内機構には、曲線ガイドの他に、第一の部材としての外輪と、この外輪に転動体を介して組み付けられる内輪と、を備える旋回ベアリングを使用することもできる。第一の部材セグメントは外輪の一部を構成する円弧状部分になるし、第二の部材セグメントは内輪の一部を構成する円弧状部分になる。
【００４４】
さらに、軌道レールの内側に回転モータを配置してもよい。この場合、ロータリーモータアクチュエータをコンパクトにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のロータリーモータアクチュエータは、水平軸風車のロータの回転軸を水平面内で旋回させるヨー駆動装置の他に、ロータの回転軸を垂直面内で旋回させるピッチ駆動装置に用いることができる。風車以外にも、パワーショベルやクレーンなどの建設機械において、下部構造体であるトラックフレームに対して運転席や上部フレームが旋回可能に搭載される旋回機構に用いることができるし、大画面ディスプレイ用のガラス基板等のワークを回転させるターンテーブルに用いることができる。
【符号の説明】
【００４６】
４…ロータ，３…回転軸，７…ナセル，８…タワー，１０…ヨー駆動装置，１２…軌道レール（第一の部材），１２ａ…軌道レールセグメント（第一の部材セグメント），１４…移動ブロック（第二の部材セグメント），２１…テーブル，２１ａ…テーブルセグメント，２２…ベース，２２ａ…ベースセグメント，２４…案内機構，２５…固定子，２５ａ…固定子セグメント，２６…回転子，２６ａ…回転子セグメント，３１…回転モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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