(57)【要約】【課題】他の周辺機器に悪影響を及ぼすことなく、また、ブレーキ性能を常に安定させることのできる旋回構造を提供することを目的とする。【解決手段】駆動モータ１４にて回転駆動される駆動ピニオン１５と、駆動ピニオン１５に噛合する大径歯車１０を有する旋回駆動機構Ａを備える。そして、固定部１１に対して可動部５が旋回駆動機構Ａによって回動する旋回構造である。大径歯車１０に噛合する制動ピニオン１を設け、その制動ピニオン１を介して制動力を付与するブレーキ手段Ｂを具備するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータ（１４）にて回転駆動される駆動ピニオン（１５）と、該駆動ピニオン（１５）に噛合する大径歯車（１０）を有する旋回駆動機構（Ａ）を備え、固定部（１１）に対して可動部（５）が該旋回駆動機構（Ａ）によって回動する旋回構造に於て、上記大径歯車（１０）に噛合する制動ピニオン（１）を設け、該制動ピニオン（１）を介して制動力を付与するブレーキ手段（Ｂ）を具備することを特徴とする旋回構造。
【請求項２】
上記ブレーキ手段（Ｂ）は、上記制動ピニオン（１）を一端側に取着し他端側にパッドプレート（６）を取着したシャフト（２）と、該シャフト（２）を回転自在に保持すると共に上記可動部（５）に固定される本体部（３）と、該本体部（３）に取付けられ該パッドプレート（６）を押圧して該パッドプレート（６）の回転を抑止する押圧手段（４）と、を有する請求項１記載の旋回構造。
【請求項３】
上記押圧手段（４）は、上記パッドプレート（６）に摩擦部材（８）を押し付け該パッドプレート（６）の回転を抑止するスプリング（７）と、該スプリング（７）に抗して該摩擦部材（８）を該パッドプレート（６）から離間させる電磁的開放手段（１３）と、を有する請求項２記載の旋回構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋回駆動機構を備え、可動部が固定部に対して回動する旋回構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
風力発電設備における風車において、塔本体の上端部に、羽根と羽根の回転軸に連結された発電機とを備える機械室が配設されている。この機械室は羽根を風上に向けるために鉛直軸心廻りに回動可能となっており、風向計等によって風向きを感知して、機械室に設けた旋回駆動機構により自動的に機械室全体を回動させている。さらに、機械室が勝手に（不要に）回動しないようブレーキ手段が配設されている。
旋回駆動機構は、塔本体の上端面に鉛直軸心を中心として固着される大径歯車と、その大径歯車に噛み合う機械室側の駆動ピニオンと、を有し、駆動ピニオンをギヤードモータにより回転させ、機械室を鉛直軸心廻りに回動させている。
そして、従来のブレーキ手段は、旋回駆動機構が有するギヤードモータの後部に取着されたモータブレーキにて機械室の停止・位置保持を行なっている（例えば、特許文献１参照）。
または、ギヤードモータとは別個独立のブレーキ手段を機械室側に取着させ、ブレーキ手段により摩擦部材を旋回駆動機構の大径歯車の側面に強く押圧し、摩擦部材の摩擦力により機械室の回動を抑止している。そして、機械室回動時においては、油圧力により摩擦部材を大径歯車から離間させている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２７２０５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
可動部の回動抑止を、モータブレーキにて行なう場合、ギヤードモータの減速機及びモータ本体部を介して制動力を作用させることとなるため、ギヤードモータの減速機、モータ本体部が捩じれたり、これら装置が有する夫々の遊びにより、可動部が大きな幅でがたつくおそれがある。
また、別個独立にブレーキ手段を設けた場合、油圧を使用するため、その作動油が僅かでも漏れて押圧面に付着すると、安定したブレーキ性能が得られないという問題点がある。さらに、漏れた油により装置内の機器、及び、塔本体下部への汚染が問題となる。
【０００５】
そこで本発明は、他の周辺機器に悪影響を及ぼすことなく、また、ブレーキ性能を常に安定させることのできる旋回構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る旋回構造は、駆動モータにて回転駆動される駆動ピニオンと、該駆動ピニオンに噛合する大径歯車を有する旋回駆動機構を備え、固定部に対して可動部が該旋回駆動機構によって回動する旋回構造に於て、上記大径歯車に噛合する制動ピニオンを設け、該制動ピニオンを介して制動力を付与するブレーキ手段を具備するものである。
また、上記ブレーキ手段は、上記制動ピニオンを一端側に取着し他端側にパッドプレートを取着したシャフトと、該シャフトを回転自在に保持すると共に上記可動部に固定される本体部と、該本体部に取付けられ該パッドプレートを押圧して該パッドプレートの回転を抑止する押圧手段と、を有するものである。
また、上記押圧手段は、上記パッドプレートに摩擦部材を押し付け該パッドプレートの回転を抑止するスプリングと、該スプリングに抗して該摩擦部材を該パッドプレートから離間させる電磁的開放手段と、を有するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき、本発明を詳説する。
【０００８】
図１は、本発明に係る旋回構造の実施の一形態を示す側面断面図であり、図２はその断面平面図である。この旋回構造は、例えば、風力発電設備における風車等において適用されるものであり、駆動モータ１４にて回転駆動される駆動ピニオン１５と、駆動ピニオン１５に噛合する大径歯車１０と、を有する旋回駆動機構Ａを備えており、固定部１１に対して可動部５が旋回駆動機構Ａによって回動するものである。そして、図１と図２では、固定部１１側に大径歯車１０を配設し、可動部５側に駆動モータ１４及び駆動ピニオン１５を配設している。
【０００９】
この旋回構造を、風車の場合として具体的に説明すると、図１と図２に示すように、風車の塔本体１６の上端部に、（図示省略の）羽根と羽根の回転軸に連結された発電機とを備える機械室１７が配設されており、機械室１７が塔本体１６に対して、鉛直軸心Ｃを中心とし、旋回軸受（スラスト軸受）９を介して旋回駆動機構Ａにより回動可能に配設されている。
つまり、塔本体１６が固定部１１となり、機械室１７が可動部５となり、大径歯車１０が塔本体１６に配設され、駆動モータ１４及び駆動ピニオン１５が機械室１７側に配設され、大径歯車１０に噛合する駆動ピニオン１５が回転駆動し、機械室１７が塔本体１６に対して鉛直軸心Ｃを中心として回動するよう構成されている。また、機械室１７の床壁１８の水平状下面と塔本体１６の水平状上端面とが対面状であり、機械室１７の中心が鉛直軸心Ｃとなる。
【００１０】
駆動モータ１４は、減速機部を有するギヤードモータ等とされ、機械室１７の床壁１８に固定され、その駆動軸が床壁１８下面より下方へ突出状となり、駆動軸の先端に駆動ピニオン１５が固定され、大径歯車１０と噛合する。
また、上記旋回軸受９が有する一対の軌道環部材９ａ，９ｂのうち、一方（９ａ）が可動部５に固着され、他方（９ｂ）が固定部１１に固着され、旋回軸受９において、可動部５が固定部１１に対して回動可能に保持されている。そして、図１と図２では、可動部５側の軌道環部材９ａが外周側であり、固定部１１側の軌道環部材９ｂが内周側となる配置の旋回軸受９である。
【００１１】
そして、この旋回構造では、固定部１１側の軌道環部材９ｂの内周面に大径歯車１０が形成されている。つまり、大径歯車１０は内歯車（内歯歯車）となり、この大径歯車１０である軌道環部材９ｂの内周に沿って、駆動モータ１４の回転により駆動ピニオン１５が自転しながら公転し、これにより可動部５が回動する。
【００１２】
さらに、本発明の旋回構造は、機械室１７（可動部５）の塔本体１６（固定部１１）に対する回動を抑止するブレーキ手段（ブレーキユニット）Ｂを備えており、このブレーキ手段Ｂは、大径歯車１０に噛合する制動ピニオン１を設け、制動ピニオンを介して制動力を付与するものである。つまり、このブレーキ手段Ｂは、機械室１７を一定方向向きに維持する場合は制動力を作用させて機械室１７を塔本体１６に対して回動しないよう固定し、機械室１７の向きを変更する（旋回させたい）場合はその制動力を解除し、機械室１７を塔本体１６に対して回動自在の状態とする。
【００１３】
具体的に説明すると、図３と図４はブレーキ手段Ｂの断面側面図であり、図３は周方向に沿って見た図であり、図４はその直交方向である径方向から見た図である。
ブレーキ手段Ｂは、固定部１１側の大径歯車１０に噛合する制動ピニオン１を一端側に取着しかつ他端側にパッドプレート６を取着したシャフト２と、シャフト２を回転自在に保持すると共に可動部５（機械室１７）に固定されるユニットの本体部３と、本体部３に取付けられパッドプレート６を押圧してパッドプレート６の回転を抑止する押圧手段４と、を有している。つまり、機械室１７の床壁１８にブレーキ手段Ｂの本体部３を固着し、塔本体１６に固着させた大径歯車１０に制動ピニオン１を噛合させ、制動ピニオン１の回転を抑止して、機械室１７全体の回動を抑止する。
【００１４】
シャフト２は、一端部（下端部）において制動ピニオン１を、回転力の伝達を行なうようキー部材等にて回転方向に固定して、シャフト２の端面に固定するエンドプレート２０により組付けている。
そして、シャフト２の他端部（上端部）において、パッドプレート６が取付用のボス部材２１を介して取着されている。パッドプレート６とボス部材２１とは止めボルト等により取り外し可能に接続され、パッドプレート６のみの交換が容易となる。ボス部材２１とシャフト２の上端部との連結は、シャフト２の上端部においてスプラインやキー等の回転止め手段３６により行なわれる。
【００１５】
なお、パッドプレート６とシャフト２との間において、回転方向の動力伝達（制動力伝達）が行なえる回転止め手段３６が配設されているが、パッドプレート６は、シャフト２の軸心方向に対しては拘束されないでシャフト２に取着されている。これにより、パッドプレート６及び摩擦部材８の摩耗によりブレーキ力が低下することないよう、つまり、長期的に同一のブレーキ力を保つことができる構成としている。
【００１６】
本体部３は、固定用鍔部２２を有する鉛直状となる円筒部材であり、内周側におて、一対の上下ベアリング２３，２３により、シャフト２の両端を突出状としてシャフト２を回転自在に保持している。
そして、機械室１７の床壁１８（可動部５）に形成した貫通孔１９に本体部３の下端部が挿入状でありかつシャフト２が下方突出状となるよう、本体部３の鍔部２２が床壁１８にボルトナットにて固定される。
また、本体部３の上端部は、本体部３に連結される押圧手段４による押圧力の受圧部となる拡径状の受圧フランジ部２４が形成されている。
【００１７】
そして、押圧手段４が、パッドプレート６を含む押圧制動部２６を挟んで、本体部３の受圧フランジ部２４に対面するよう配設されている。押圧手段４は、上部の固定本体部（固定鉄心）２７と、下部のブロック状の可動押圧部（可動鉄心）２８とを有し、図４に示すように、固定本体部２７が、受圧フランジ部２４と、スペーサ筒部材２９により所定間隔を有するよう、（スペーサ筒部材２９に挿通状となる）連結ボルト３０により受圧フランジ部２４と連結されている。そして、この所定間隔を有する部分に押圧制動部２６が配設されることとなる。
連結ボルト３０及びスペーサ筒部材２９とは、これらを一組として、複数組備えられており、円盤状のパッドプレート６の外周側において、本体部３と押圧手段４とを連結している。なお、本発明では、連結ボルト３０及びスペーサ筒部材２９とは、ブレーキ手段（ブレーキユニット）Ｂの４隅において４組配設されている。
【００１８】
押圧制動部２６は、上記パッドプレート６と、本体部３の受圧フランジ部２４の上面に配設される環状の下プレート２５と、押圧手段４の可動押圧部２８の下面に配設される環状の上プレート３１と、パッドプレート６と上・下プレート３１，２５との間の環状の摩擦部材８，８と、を備え、押圧制動部２６は、可動部５（機械室１７）全体の固定時において、可動押圧部２８の下方───受圧フランジ部２４側──への押圧力により、上・下プレート３１，２５を介して、摩擦部材８，８がパッドプレート６を両側面から強く挟んで押圧し、摩擦力によりパッドプレート６の回転を抑止するよう作用する。
【００１９】
つまり、パッドプレート６と摩擦部材８との間にて摩擦によるブレーキ力が作用し、上・下プレート３１，２５は、押圧手段４による押圧力に対して座部材として機能する。なお、シャフト２に取着させるパッドプレート６は、図２と図３に示すように１枚とする以外にも複数枚としてもよく、摩擦部材８を挟んで積層状としてもよい。
【００２０】
一方、可動部５全体の回動時は、ブレーキ手段Ｂを開放して───摩擦部材８，８がパッドプレート６を非押圧状態として───、パッドプレート６を抵抗無く回転可能とさせる。従って、図１と図２に示した駆動モータ１４と駆動ピニオン１５による可動部５の回動時は、ブレーキ力を受けること無く制動ピニオン１、シャフト２、パッドプレート６はその軸心廻りに回転し、制動ピニオン１は大径歯車１０を周回する。
【００２１】
押圧手段４について具体的に説明すると、押圧手段４は、電磁式ディスクブレーキとされ、パッドプレート６に摩擦部材８を押し付けパッドプレート６の回転を抑止するスプリング７と、スプリング７に抗して摩擦部材８をパッドプレート６から離間させる電磁的開放手段１３と、を有しており、スプリング７と電磁的開放手段１３とは、押圧手段４の固定本体部２７内に配設されている。
【００２２】
スプリング７は、圧縮コイルバネとされており、固定本体部２７に可動押圧部２８に向かって開口するよう形成された有底孔３７に圧縮されて装入され、可動押圧部２８を本体部３方向へ弾発付勢している。つまり、この弾発力が押圧手段４のパッドプレート６への押し付け力となり、摩擦部材８がパッドプレート６を押圧することとなる。
スプリング７は、押圧手段４の内部に、平面視同一円上に等間隔で複数個（例えば４個）配設されており、ブロック状である可動押圧部２８の押圧力を全面にわたって均等となるよう構成されている。これにより、摩擦部材８がパッドプレート６に対し片当たりすることなく全面にわたって等しい面圧が生ずる。
【００２３】
電磁的開放手段１３は、固定本体部２７内にコイル３２が配設されており、コイル３２による電磁力によりスプリング７の弾発力に抗して可動押圧部２８を固定本体部２７側へ引きつけ、摩擦部材８のパッドプレート６への押圧を解除している。
また、この押圧手段４は、電磁的開放手段１３が故障等により作動しなくなった場合のため、手動開放用ボルト３３が取付け可能とされている。
【００２４】
さらに、押圧手段４は、動作状態（押付ブレーキ状態またはブレーキ開放状態）を外部（制御盤等）へ信号として発信させるリミットスイッチ部３４が設けられている。
また、本体部３の受圧フランジ部２４には、下プレート２５のパッドプレート６に対する位置（距離）───パッドプレート６と摩擦部材８との隙間───を調整する調整機構（ボルトナット）３５が設けられている。
【００２５】
また、図２に示すように、可動部５に配設されるこのブレーキ手段Ｂは、固定部１１側の大径歯車１０の周形状に沿って１台乃至円周方向に沿って等間隔で複数台設置されており、複数台設けた場合には、これらが同時に同じ動作をするよう制御され、可動部５の回動の抑止を安定させると共に、１台当たりの必要ブレーキ力を小さくしている。
なお、本発明を風車として説明したが、これ以外でもよく、例えば旋回クレーン等においても適用できる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような効果を奏する。
【００２７】
（請求項１によれば）ブレーキ時に駆動モータ１４に捩じれ力が作用せず、また、風等による可動部５に働く外力により可動部５全体が揺れるようなことがあっても、その外力を駆動モータ１４に作用させずにブレーキ手段Ｂが受け持つため、可動モータ１４等の機器に悪影響を及ぼすことがない。
旋回駆動用の大径歯車１０を、制動ピニオン１により制動用としても利用することができ、構造の簡素化が図れる。
【００２８】
（請求項２によれば）簡単な構成により有効な作用を得ることができ、装置のコンパクト化が図れ、設置場所において邪魔となることがなく、かつ、コストダウンが可能となる。
【００２９】
（請求項３によれば）スプリング７により機械的に押圧力を作用させるため、ブレーキ力を確実に作用させることができ、装置の信頼性が高い。また、押圧力の開放を電磁的手段により行なうため、従来発生していた作動油の漏れが無くなり、ブレーキ力を低下させることがなく、また、装置を汚すことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る旋回構造の実施の一形態を示す側面断面図である。
【図２】旋回構造の断面平面図である。
【図３】ブレーキ手段の断面側面図である。
【図４】ブレーキ手段の上部を示す断面側面図である。
【符号の説明】
１  制動ピニオン
２  シャフト
３  本体部
４  押圧手段
５  可動部
６  パッドプレート
７  スプリング
８  摩擦部材
１０  大径歯車
１１  固定部
１３  電磁的開放手段
１４  駆動モータ
１５  駆動ピニオン
Ａ  旋回駆動機構
Ｂ  ブレーキ手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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