JP2004176852A

JP2004176852A - Rotor stopper and wind power generator using the same

Info

Publication number: JP2004176852A
Application number: JP2002345873A
Authority: JP
Inventors: Norio Ono; 徳郎大野; Shinsuke Ono; 慎介大野
Original assignee: MORIYAMA GIKEN KK; ZEPHYR CORP
Current assignee: MORIYAMA GIKEN KK; ZEPHYR CORP
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotor stopper wherein the permission range of a turning angle extends 360 degree or more. <P>SOLUTION: The rotor stopper has a first component 12 with a groove 121 and a second component 11 with 3 or more pieces of protrusions 111, 112, 113 engaging to this groove 121 and limits the relative rotation of the second component 11 to the first component 12 to the range where the protrusions 111, 112, 113 can move in the groove 121, the groove 121 of the first component 12 is formed along the circumference except only 2 intervals between one intersect point and the optional point of both outsides on the circumference of two circles with the same radius that cross at two intersection points and the protrusions 111, 112, 113 of the second component 11 are arranged on the circle with the same radius to the above two circles. A turning permission angle can be set up to 360 degree or more in this rotor stopper. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体の回転角度を規制する回転体ストッパーと、それを用いた風力発電装置に関し、特に、風力発電機を支える支軸などの回転角度を、３６０度以上の角度で規制できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
風を利用して電気を発生する風力発電装置は、数十メートルの高さを有するものから、ユーザが部品キットを購入して組み立てる小型の製品まで、各種のものが存在しており、その形態は多岐に渡っている。
【０００３】
下記特許文献１には、従来の小型風力発電装置が紹介されている。この装置は、図１１に示すように、風を受けて回転する風車１と、風車１の回転により発電する発電機２と、風の方向に風車１を向ける方向転換板（方向舵）４と、中空の支柱６と、風車１の向きに関わらず発電された電気を取り出すためのスリップリング５と、スリップリング５に対向する固定リング３とを備えている。
この装置では、方向転換板４の作用で、風車１が常に風の方向に向く。このときスリップリング５が固定リング３に対して回転し、風車１、発電機２及び方向転換板４は、支柱６を中心に旋回する。
【０００４】
また、風車１を支承する回転軸は、発電機２のロータに直結されており、風を受けた風車１が回転すると、ロータが回転して発電機２は発電する。発電された電気は、発電機２とスリップリング５とを繋ぐ電線によりスリップリング５に導出され、スリップリング５から固定リング３に伝わる。固定リング３には、中空の支柱６の中を通る電線が接続されており、発電された電気は、この電線を通じて発電装置の外に導出される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１２２１２４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、風力発電装置は、雨や風に曝される自然環境に設置されるため、スリップリングを備える従来の装置では、固定リングとの透き間等から水分が浸入し、スリップリングの電気接続が不良になる事故がしばしば発生する。
これを避けるため、スリップリングによる電気伝導の中継を止めて、発電機２に接続した被覆電線を、支柱の中を通し、その先端を直接、発電装置の外に導出する場合には、風に向かって風車１、発電機２及び方向転換板４が支柱６を中心に旋回したときに、被覆電線が支柱６の中で捩れることになる。この捩れが積み重なり、その捩れ量が限界を超えると、電線の破断や電線接続部の破壊が発生する。
【０００７】
この電線の捩れは、風車１、発電機２及び方向転換板４の支柱６に対する回転角度を規制することにより防止できる。しかし、この規制により回転可能な角度を小さく制限してしまうと、風向きがその角度の範囲から外れたときに、風車１は風向きに追随することができなくなり、その結果、風力発電装置の発電効率が低下してしまうという問題点がある。
【０００８】
本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、回転角度の許容範囲が３６０度以上に及ぶ回転体ストッパーを提供し、また、その回転体ストッパーを用いた風力発電装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、溝を有する第１の部品と、この溝に係合する３個以上の突起を有する第２の部品とを備え、第１の部品に対する第２の部品の相対的な回転を、突起が溝内を移動できる範囲に制限する回転体ストッパーにおいて、第１の部品の溝は、同一または近似した半径を有し、第１の交差点及び第２の交差点で交差する第１の円及び第２の円の円周上で、第２の円より外れた第１の円の円周部分の任意の点から、第１の交差点、第２の円に含まれる第１の円の円周部分、第２の交差点、第１の円に含まれる第２の円の円周部分、及び、第１の交差点を経て、第１の円より外れた第２の円の円周部分の任意の点までの区間に沿って形成し、第２の部品の突起は、第１の円または第２の円と同一または近似した半径の円上に配置している。
この構成により、この回転体ストッパーでは、回転許容角度を３６０度以上に設定することができる。
【００１０】
また、本発明では、風車と、風車の回転によって発電する発電機と、風車を風の方向に向ける方向舵とを備える風力発電装置において、発電機で発電された電気を、電線を用いて外部に導出するとともに、方向舵の作用に基づく風車の回転を、前記回転体ストッパーで制限するように構成している。
この風力発電装置では、発電した電気を電線のみを用いて外部に導出することができるため、電気接続の不良事故を減らすことができる。また、回転体ストッパーの回転許容角度が大きいので、風向きに追随する風車の動きが、この回転体ストッパーによって妨げられる確率は極めて低く、そのため、効率的な発電が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態では、回転角度の許容範囲が５４０度である回転体ストッパーと、その回転体ストッパーを組み込んだ風力発電装置について説明する。
この風力発電装置は、図９に示すように、固定支柱６１に固定された固定リング１２と、回動支柱６２に固定された回転リング１１とから成る回転体ストッパー１０を備えている。風車１、発電機２及び方向転換板（方向舵）４は、回動支柱６２と一体に、固定支柱６１に対して回転可能であり、その回転許容角度は、回転体ストッパー１０により５４０度の範囲に規制されている。
【００１２】
回動支柱６２及び固定支柱６１は中空であり、発電機２に接続された被覆電線は、回動支柱６２内の空間、回転リング１１及び固定リング１２の穴、さらに、固定支柱６１内の空間を通って外部に導出される。この被覆電線は、回動支柱６２の回転により最大で±２７０（＝５４０／２）度まで捩れるが、それ以上の捩れは回転体ストッパー１０により防止される。
【００１３】
回動支柱６２が回転体ストッパー１０の回転許容角度の最大値まで回転し、回転体ストッパー１０によって回転が規制される状態に至った場合は、回動支柱６２を手動または自動で反対方向に３６０度回転する。こうすることで回動支柱６２の回転角度は、回転体ストッパー１０の回転許容角度の範囲内に入り、風車１は、風の向きに追随することが可能になる。
【００１４】
次に、この回転体ストッパー１０の構成について詳しく説明する。
図１には、回転体ストッパー１０を構成する回転リング１１及び固定リング１２の斜視図（図１（ａ））、断面図（図１（ｂ））、及び、裏返したときの斜視図（図１（ｃ））、並びに、回転リング１１及び固定リング１２の組合せ状態（図１（ｄ））を図示している。回転リング１１は３本の突起１１１、１１２、１１３を有し、固定リング１２は、これら突起１１１、１１２、１１３が係合する溝１２１を有している。
また、図２（ａ）には、固定リング１２の平面図と、その断面図（Ａ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面）とを示し、図２（ｂ）には、回転リング１１の平面図と、その断面図（Ａ−Ａ断面）とを示している。
【００１５】
固定リング１２の溝１２１は、図３に示すように、Ｏ１を中心とする一点鎖線で示す仮想円１２２と、半径が仮想円１２２と同一であって、中心位置Ｏ２が仮想円１２２の中心位置Ｏ１から多少ずれている、点線で示す仮想円１２３との線上に設けられている。
この仮想円１２２と仮想円１２３とは、位置Ｃと位置Ｄとで交わる。位置Ｃでは、仮想円１２２上の溝と仮想円１２３上の溝とが交差する。他方の交差位置Ｄでは、溝は交差せずに、溝の幅が、他の箇所より広がっている。仮想円１２２上の溝は、この位置Ｄから終端Ｅに至る３１５度に渡って形成されており、また、仮想円１２３上の溝は、位置Ｄから終端Ｆに至る３１５度に渡って形成されている。
【００１６】
一方、回転リング１１は、図４に示すように、仮想円１２２及び仮想円１２３と半径が同一である仮想円１１４上に等間隔に並ぶ３つの突起１１１、１１２、１１３を有している。仮想円１１４の中心Ｏ３から見た突起１１１と突起１１３との開き角度は９０度であり、また、突起１１１と突起１１２、及び、突起１１２と突起１１３間の開き角度は、それぞれ４５度である。
これらの突起１１１、１１２、１１３は、溝１２１に係合し、回転リング１１が固定リング１２に対して回転したとき、溝１２１に沿って移動する。
【００１７】
例えば、いま、突起１１１、１１２、１１３が仮想円１２２上の溝１２１に位置し、端の突起１１１が終端Ｅに当接しているとする。このとき、回転リング１１は、固定リング１２に対して、図３上で時計回りの回転だけが可能である。回転リング１１を時計回りに回転すると、突起１１１、１１２、１１３は、仮想円１２２上の溝を移動し、溝の交差位置Ｃを通過した後、仮想円１２２上の溝に沿って進む。広い溝幅の位置Ｄにまで達した突起１１１、１１２、１１３は、さらに進んで仮想円１２３上の溝に入る。そのため、突起１１１、１１２、１１３は、溝の交差位置Ｃを再び通過するとき、今度は仮想円１２３上の溝に沿って進むことになる。さらに進んで、端の突起１１３が仮想円１２３上の溝１２１の終端Ｆに当接すると、回転リング１１は、それ以上時計回りに回転することができなくなる。この間、回転リング１１は、当初の状態から固定リング１２に対して５４０度回転する。
【００１８】
図５は、この回転の途中における溝１２１と突起１１１、１１２、１１３との位置関係を段階的に示している。（ａ）は、突起１１１が仮想円１２２上の溝１２１の終端Ｅに当接している状態を示している。（ｂ）の状態では、突起１１１、１１２が仮想円１２２上にあるため、交差位置Ｃを通過した突起１１３は、仮想円１２２上の溝１２１に進入する。
【００１９】
突起１１３が位置Ｄを通過して仮想円１２３上の溝に進入し始める（ｅ）状態から、３つ目の突起１１１が仮想円１２３上の溝に進入する（ｊ）状態までの間に、突起１１１、１１２、１１３が形成する円弧の曲率中心の位置Ｏ３は、仮想円１２２の中心Ｏ１から仮想円１２３の中心Ｏ２に移動する。（ｋ）の状態では、突起１１１、１１２が仮想円１２３上にあるため、交差位置Ｃを通過した突起１１３は、仮想円１２３上の溝１２１に進入する。（ｌ）は、突起１１３が仮想円１２３上の溝１２１の終端Ｆに当接した状態を示している。
このように、この回転体ストッパー１０は、回転体の回転許容角度を５４０度に制限することができる。
【００２０】
なお、この回転体ストッパー１０の回転許容角度は、図６に示すように、回転リング１１に設ける突起１１１、１１２、１１３の中心Ｏ３から見た開き角度を狭めたり、あるいは、図７に示すように、固定リング１２に設ける溝１２１の終端Ｅ、Ｆまでの距離を延ばしたりすることによって、さらに広げることが可能である。
図８は、図６の回転リング１１と図７の固定リング１２とを用いて回転体ストッパーを構成したときの回転途中における溝１２１と突起１１１、１１２、１１３との位置関係を段階的に示している。この場合、突起１１１と突起１１２、及び、突起１１２と突起１１３間の開き角度を、それぞれ２０度に設定しており、回転体ストッパーの回転許容角度は６４０度となる。
【００２１】
また、本発明の回転体ストッパーでは、回転リング１１の回転に伴って、回転リング１１の回転中心が固定リング１２上でＯ１からＯ２に移動する。そのため、回転リング１１と固定リング１２とを保持する機構として、回転リング１１の回転中心の移動を許容するような構成を採用する必要がある。
図１０では、そうした保持機構の一例として、断面がコ字状の環状体１３を示している。この環状体１３は、固定リング１２に固着されており、また、回転リング１１を、ベアリング１３１を介して、固定リング１２の側に押し付けている。なお、固定リング１２と回転リング１１との間には、摩擦力を軽減するためにベアリング等を介在させることが望ましい。また、固定リング１２には、風力発電装置の固定支柱６１が固着され、回転リング１１には、風力発電装置の回動支柱６２が固着されている。発電機に接続された被覆電線１４は、この回動支柱６２内の空間と、回転リング１１及び固定リング１２の穴とを通して、固定支柱６１の側に導出され、固定支柱６１内の空間を通して外部に引き出される。
【００２２】
この装置では、風力発電装置の回動支柱６２が回転すると、回動支柱６２に固定された回転リング１１も回転する。このとき、回転リング１１の回転中心が固定リング１２上で移動しても、回転リング１１の側壁１１４と環状体１３の内壁１３２との間には十分な隙間が設けられているので、回転リング１１の回転動作は妨げられない。
【００２３】
また、回転リング及び固定リング保持機構の他の例として、固定リング１２の溝１２１を裏面まで貫通させ、回転リング１１の突起１１１、１１２、１１３を、この溝１２１を通して固定リング１２の裏面まで延ばし、この突起１１１、１１２、１１３の先端に抜け止め部を設けて、回転リング１１と固定リング１２とを結合するようにしても良い。
【００２４】
このように、回転許容角度が３６０度を超える回転体ストッパーを風力発電装置に設けた場合には、発電機に接続された被覆電線を、スリップリングを介さずに、風力発電装置の外部に直接導出することが可能になり、電気接続の不良事故を減らすことができる。また、この回転許容角度が小さい場合には、回転体の回転停止状態が頻繁に発生し、その度に、この状態を解消する操作を行わなければならないが、本発明の回転体ストッパーは、回転許容角度が大きいため、回転停止状態の発生回数が少なく、従って、この状態を解消するための操作回数も少なくて済む。
【００２５】
特に、この回転体ストッパーを風力発電装置に適用した場合には、回転許容角度の大きいことが有利に作用する。つまり、風向きは右方向にも左方向にも変化する。回転許容角度が小さいと、例えば、風向きが右方向に変化した段階で回転停止状態に達してしまうが、回転許容角度が大きいと、回転停止状態に達する前に風向きが右方向から左方向に変わる可能性がある。従って、回転許容角度が大きい程、回転停止状態に至る確率が低下することになる。
【００２６】
なお、実施形態では、回転体ストッパーの溝を有する方を固定リング、突起を有する方を回転リングとして説明したが、溝を有する方を回転リング、突起を有する方を固定リングとしても良い。
また、実施形態では、回転リングに設ける突起の数を３個としたが、３個以上であっても良い。
【００２７】
また、実施形態では、仮想円１２２、１２３、１１４がそれぞれ同一半径である場合について説明したが、これらの半径が多少違っていても、溝１２１の幅を適宜設定することにより回転リングの固定リングに対する回転は可能になる。
また、風力発電装置の発電機に接続した被覆電線は、必ずしも、回動支柱や固定支柱の内部を通す必要は無く、支柱の外を這わせても良い。
また、本発明の回転体ストッパーは、風力発電装置以外にも適用が可能であり、回転体の回転許容角度を３６０度を超える角度に設定する場合に、本発明の回転体ストッパーを用いることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の回転体ストッパーは、回転体の回転許容角度を、３６０度を超える角度に設定することができる。
【００２９】
また、この回転体ストーパーを用いた風力発電装置は、電気接続の不良事故を減らすことができる。また、風向きに追随する風車の動きが、この回転体ストッパーによって妨げられる確率は極めて低く、そのため、効率的な発電が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における回転体ストッパーを構成する固定リング及び回転リングを示す図
【図２】本発明の実施形態における固定リングの平面図及び断面図（ａ）と、回転リングの平面図及び断面図（ｂ）
【図３】本発明の実施形態における固定リングの溝を示す図
【図４】本発明の実施形態における回転リングの突起を示す図
【図５】本発明の実施形態における回転体ストッパーの動作状態を示す図
【図６】本発明の実施形態における回転リングの他の形状を示す図
【図７】本発明の実施形態における固定リングの他の形状を示す図
【図８】本発明の実施形態における他の形状の固定リング及び回転リングから成る回転体ストッパーの動作状態を示す図
【図９】本発明の実施形態における風力発電装置を示す斜視図
【図１０】本発明の実施形態における回転体ストッパーの保持構造を示す図
【図１１】従来の風力発電装置を示す斜視図
【符号の説明】
１風車
２発電機
３固定リング
４方向転換板
５スリップリング
６支柱
１０回転体ストッパー
１１回転リング
１２固定リング
１３環状体
１４被覆電線
６１固定支柱
６２回動支柱
１１１突起
１１２突起
１１３突起
１１４仮想円
１２１溝
１２２仮想円
１２３仮想円
１３１ベアリング[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotating body stopper that regulates the rotating angle of a rotating body and a wind power generator using the same, and more particularly, to a rotating angle of a support shaft or the like that supports a wind power generator can be regulated at an angle of 360 degrees or more. It was made.
[0002]
[Prior art]
There are various types of wind power generators that generate electricity using wind, ranging from tens of meters in height to small products that users purchase and assemble parts kits. Are diverse.
[0003]
Patent Document 1 listed below introduces a conventional small wind power generator. As shown in FIG. 11, this device includes a windmill 1 that rotates by receiving wind, a generator 2 that generates electricity by rotation of the windmill 1, a turning plate (steering rudder) 4 that directs the windmill 1 in the direction of the wind, The vehicle includes a hollow support 6, a slip ring 5 for taking out generated electricity regardless of the orientation of the wind turbine 1, and a fixed ring 3 facing the slip ring 5.
In this device, the action of the direction change plate 4 causes the windmill 1 to always face the direction of the wind. At this time, the slip ring 5 rotates with respect to the fixed ring 3, and the windmill 1, the generator 2, and the direction change plate 4 turn around the support 6.
[0004]
The rotating shaft supporting the windmill 1 is directly connected to the rotor of the generator 2. When the windmill 1 receiving the wind rotates, the rotor rotates and the generator 2 generates power. The generated electricity is led out to the slip ring 5 by an electric wire connecting the generator 2 and the slip ring 5, and transmitted from the slip ring 5 to the fixed ring 3. An electric wire passing through the hollow column 6 is connected to the fixing ring 3, and the generated electricity is led out of the power generator through the electric wire.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-122124
[Problems to be solved by the invention]
However, since wind power generators are installed in natural environments exposed to rain and wind, conventional devices equipped with a slip ring allow moisture to penetrate through the gap between the fixed ring and the like, resulting in poor electrical connection of the slip ring. Accidents often occur.
In order to avoid this, when the relay of the electric conduction by the slip ring is stopped, and the covered electric wire connected to the generator 2 is passed through the inside of the column and its tip is directly led out of the power generation device, the wind is required. When the wind turbine 1, the generator 2, and the direction change plate 4 turn around the support 6, the covered electric wire is twisted in the support 6. If the twists accumulate and the amount of twist exceeds the limit, breakage of the electric wires and breakage of the electric wire joints occur.
[0007]
This twisting of the electric wires can be prevented by restricting the rotation angles of the wind turbine 1, the generator 2 and the direction change plate 4 with respect to the column 6. However, if the rotation angle is limited to a small value by this regulation, when the wind direction is out of the range of the angle, the wind turbine 1 cannot follow the wind direction, and as a result, the power generation efficiency of the wind power generator Is reduced.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve such a conventional problem, to provide a rotating body stopper having a rotation angle allowable range of 360 degrees or more, and to provide a wind power generator using the rotating body stopper. It is an object.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present invention includes a first component having a groove and a second component having three or more projections that engage with the groove, and the relative rotation of the second component with respect to the first component. In the rotor stopper that restricts the protrusion to the range in which the protrusion can move in the groove, the groove of the first part has the same or similar radius, and intersects at the first intersection and the second intersection. On the circumferences of the circle and the second circle, from any point on the circumference of the first circle deviating from the second circle, the first intersection of the first circle included in the second circle A circumferential portion, a second intersection, a circumferential portion of a second circle included in the first circle, and a circumferential portion of a second circle deviating from the first circle through the first intersection. It is formed along a section up to an arbitrary point, and the protrusions of the second component are arranged on a circle having the same or similar radius as the first circle or the second circle. .
With this configuration, in this rotating body stopper, the rotation allowable angle can be set to 360 degrees or more.
[0010]
Further, according to the present invention, in a wind turbine generator including a wind turbine, a generator that generates electric power by rotation of the wind turbine, and a rudder that directs the wind turbine in the wind direction, the electric power generated by the generator is transmitted to the outside using electric wires. The rotation of the windmill based on the operation of the rudder is restricted by the rotating body stopper.
In this wind power generation device, the generated electricity can be led out to the outside using only the electric wire, so that a failure accident of the electric connection can be reduced. In addition, since the rotation allowable angle of the rotating body stopper is large, the probability that the movement of the windmill that follows the wind direction is hindered by the rotating body stopper is extremely low, so that efficient power generation is possible.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the embodiment of the present invention, a description will be given of a rotating body stopper having a rotation angle allowable range of 540 degrees and a wind power generator incorporating the rotating body stopper.
As shown in FIG. 9, the wind power generator includes a rotating body stopper 10 including a fixed ring 12 fixed to a fixed support 61 and a rotating ring 11 fixed to a rotating support 62. The wind turbine 1, the generator 2, and the direction change plate (rudder) 4 are rotatable integrally with the rotating support 62 with respect to the fixed support 61, and the allowable rotation angle is within a range of 540 degrees by the rotating body stopper 10. Is regulated.
[0012]
The rotating support 62 and the fixed support 61 are hollow, and the covered electric wire connected to the generator 2 has a space in the rotary support 62, holes in the rotating ring 11 and the fixed ring 12, and further a space in the fixed support 61. To the outside through The covered electric wire is twisted up to ± 270 (= 540/2) degrees by the rotation of the rotating column 62, but any further twist is prevented by the rotating body stopper 10.
[0013]
When the rotating support 62 rotates to the maximum value of the rotation allowable angle of the rotating body stopper 10 and the rotation is restricted by the rotating body stopper 10, the rotating support 62 is manually or automatically rotated 360 degrees in the opposite direction. Rotate degrees. By doing so, the rotation angle of the rotation support column 62 falls within the range of the rotation allowable angle of the rotator stopper 10, and the windmill 1 can follow the direction of the wind.
[0014]
Next, the configuration of the rotating body stopper 10 will be described in detail.
FIG. 1 is a perspective view (FIG. 1A), a cross-sectional view (FIG. 1B) of a rotating ring 11 and a fixed ring 12 that constitute a rotating body stopper 10, and a perspective view when turned upside down (FIG. 1 (c)) and the combined state of the rotating ring 11 and the fixed ring 12 (FIG. 1 (d)). The rotating ring 11 has three projections 111, 112, and 113, and the fixed ring 12 has a groove 121 with which the projections 111, 112, and 113 are engaged.
2A shows a plan view of the fixing ring 12 and a cross-sectional view thereof (AA cross section and BB cross section), and FIG. 2B shows a plan view of the rotating ring 11. And a cross-sectional view thereof (AA cross section).
[0015]
As shown in FIG. 3, the groove 121 of the fixing ring 12 has the same radius as the virtual circle 122 indicated by a dashed line centered on O1 and has the same radius as the virtual circle 122, and the center position O2 is the center position of the virtual circle 122. It is provided on a line with a virtual circle 123 indicated by a dotted line, which is slightly shifted from O1.
The virtual circle 122 and the virtual circle 123 intersect at a position C and a position D. At the position C, the groove on the virtual circle 122 and the groove on the virtual circle 123 intersect. At the other intersection position D, the grooves do not intersect and the width of the grooves is wider than at other locations. The groove on the virtual circle 122 is formed over 315 degrees from the position D to the end E, and the groove on the virtual circle 123 is formed over 315 degrees from the position D to the end F. ing.
[0016]
On the other hand, as shown in FIG. 4, the rotating ring 11 has three projections 111, 112, 113 arranged at equal intervals on a virtual circle 114 having the same radius as the virtual circle 122 and the virtual circle 123. The opening angle between the projection 111 and the projection 113 as viewed from the center O3 of the virtual circle 114 is 90 degrees, and the opening angle between the projection 111 and the projection 112 and between the projections 112 and 113 is 45 degrees. .
These projections 111, 112, 113 are engaged with the groove 121, and move along the groove 121 when the rotating ring 11 rotates with respect to the fixed ring 12.
[0017]
For example, it is assumed that the projections 111, 112, and 113 are now located in the groove 121 on the virtual circle 122, and the projection 111 at the end is in contact with the terminal end E. At this time, the rotating ring 11 can rotate only clockwise in FIG. When the rotating ring 11 is rotated clockwise, the protrusions 111, 112, and 113 move along the grooves on the imaginary circle 122, pass through the intersection positions C of the grooves, and advance along the grooves on the imaginary circle 122. The protrusions 111, 112, and 113 that have reached the position D of the wide groove width further advance and enter the groove on the virtual circle 123. Therefore, when the projections 111, 112, and 113 again pass through the intersection position C of the groove, the projections 111, 112, and 113 will now proceed along the groove on the virtual circle 123. When the projection 113 at the end further comes into contact with the terminal end F of the groove 121 on the virtual circle 123, the rotating ring 11 can no longer rotate clockwise. During this time, the rotating ring 11 rotates 540 degrees with respect to the fixed ring 12 from the initial state.
[0018]
FIG. 5 shows stepwise the positional relationship between the groove 121 and the projections 111, 112, and 113 during this rotation. (A) shows a state in which the protrusion 111 is in contact with the terminal end E of the groove 121 on the virtual circle 122. In the state (b), since the projections 111 and 112 are on the virtual circle 122, the projection 113 that has passed the intersection position C enters the groove 121 on the virtual circle 122.
[0019]
From the state (e) in which the projection 113 starts to enter the groove on the virtual circle 123 through the position D to the state (j) in which the third projection 111 enters the groove on the virtual circle 123, The position O3 of the center of curvature of the arc formed by the projections 111, 112, and 113 moves from the center O1 of the virtual circle 122 to the center O2 of the virtual circle 123. In the state (k), since the protrusions 111 and 112 are on the virtual circle 123, the protrusion 113 that has passed the intersection position C enters the groove 121 on the virtual circle 123. (L) shows a state in which the protrusion 113 is in contact with the terminal end F of the groove 121 on the virtual circle 123.
Thus, the rotating body stopper 10 can limit the rotation allowable angle of the rotating body to 540 degrees.
[0020]
As shown in FIG. 6, the rotation allowable angle of the rotating body stopper 10 can be reduced by reducing the opening angle of the projections 111, 112, 113 provided on the rotating ring 11 as viewed from the center O3, or as shown in FIG. Furthermore, the distance can be further increased by increasing the distance to the ends E and F of the groove 121 provided in the fixing ring 12.
FIG. 8 shows in a stepwise manner the positional relationship between the groove 121 and the projections 111, 112, 113 during rotation when a rotating body stopper is formed using the rotating ring 11 of FIG. 6 and the fixed ring 12 of FIG. ing. In this case, the opening angles between the projections 111 and 112 and between the projections 112 and 113 are set to 20 degrees, and the rotation allowable angle of the rotating body stopper is 640 degrees.
[0021]
In the rotating body stopper of the present invention, the rotation center of the rotating ring 11 moves from O1 to O2 on the fixed ring 12 as the rotating ring 11 rotates. Therefore, it is necessary to adopt a configuration that allows the rotation of the rotation center of the rotation ring 11 to be moved as a mechanism for holding the rotation ring 11 and the fixed ring 12.
FIG. 10 shows an annular body 13 having a U-shaped cross section as an example of such a holding mechanism. The annular body 13 is fixed to the fixed ring 12 and presses the rotating ring 11 toward the fixed ring 12 via a bearing 131. It is desirable that a bearing or the like be interposed between the fixed ring 12 and the rotating ring 11 in order to reduce frictional force. Further, a fixed support 61 of the wind power generator is fixed to the fixed ring 12, and a rotating support 62 of the wind power generator is fixed to the rotating ring 11. The covered electric wire 14 connected to the generator is led out to the fixed column 61 side through the space in the rotating column 62 and the holes of the rotating ring 11 and the fixed ring 12, and is passed through the space in the fixed column 61 to the outside. Drawn to.
[0022]
In this device, when the turning column 62 of the wind power generator rotates, the rotating ring 11 fixed to the turning column 62 also rotates. At this time, even if the rotation center of the rotating ring 11 moves on the fixed ring 12, a sufficient gap is provided between the side wall 114 of the rotating ring 11 and the inner wall 132 of the annular body 13, The rotation operation of No. 11 is not hindered.
[0023]
As another example of the rotating ring and the fixed ring holding mechanism, the groove 121 of the fixed ring 12 is penetrated to the back surface, and the projections 111, 112, and 113 of the rotating ring 11 are extended to the back surface of the fixed ring 12 through the groove 121. Alternatively, a retaining portion may be provided at the tip of each of the projections 111, 112, and 113 to connect the rotating ring 11 and the fixed ring 12.
[0024]
As described above, when the rotating body stopper having a rotation allowable angle exceeding 360 degrees is provided in the wind power generator, the covered electric wire connected to the generator is directly outside the wind power generator without passing through the slip ring. It is possible to derive, and it is possible to reduce the failure accident of the electric connection. Further, when the rotation allowable angle is small, the rotation stop state of the rotating body frequently occurs, and each time, an operation for eliminating this state must be performed. Since the allowable angle is large, the number of occurrences of the rotation stop state is small, and therefore, the number of operations for eliminating this state is also small.
[0025]
In particular, when this rotating body stopper is applied to a wind power generator, a large allowable rotation angle works advantageously. That is, the wind direction changes to the right and to the left. If the rotation allowable angle is small, for example, the rotation direction will reach a rotation stop state when the wind direction changes to the right direction, but if the rotation allowable angle is large, the wind direction will change from right to left before reaching the rotation stop state. there is a possibility. Therefore, the larger the allowable rotation angle, the lower the probability of reaching the rotation stop state.
[0026]
In the embodiment, the rotating body stopper having the groove has been described as the fixing ring, and the rotating body stopper having the projection has been described as the rotating ring. However, the rotating body stopper may have the rotating ring and the projection having the protrusion may be the fixing ring.
In the embodiment, the number of the protrusions provided on the rotating ring is three, but may be three or more.
[0027]
Further, in the embodiment, the case where the virtual circles 122, 123, and 114 have the same radius has been described. However, even if these radii are slightly different, the width of the groove 121 is appropriately set so that the fixing ring of the rotating ring can be fixed. Can be rotated.
In addition, the covered electric wire connected to the generator of the wind power generator does not necessarily need to pass through the inside of the rotating support or the fixed support, but may be laid outside the support.
Further, the rotating body stopper of the present invention can be applied to other than the wind power generator, and when the rotation allowable angle of the rotating body is set to an angle exceeding 360 degrees, the rotating body stopper of the present invention can be used. it can.
[0028]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the rotating body stopper of the present invention can set the rotation allowable angle of the rotating body to an angle exceeding 360 degrees.
[0029]
Further, the wind power generator using the rotating body stopper can reduce the occurrence of a failure in electrical connection. Further, the probability that the movement of the wind turbine following the wind direction is hindered by the rotating body stopper is extremely low, and therefore, efficient power generation is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a fixed ring and a rotating ring constituting a rotating body stopper according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view and a sectional view (a) of the fixing ring according to the embodiment of the present invention. Plan view and sectional view (b)
FIG. 3 is a view showing a groove of a fixing ring in the embodiment of the present invention; FIG. 4 is a view showing a protrusion of the rotating ring in the embodiment of the present invention; FIG. 5 is an operating state of a rotating body stopper in the embodiment of the present invention; FIG. 6 is a view showing another shape of the rotating ring in the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a view showing another shape of the fixing ring in the embodiment of the present invention. FIG. 8 is an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a perspective view showing a wind power generator according to an embodiment of the present invention; FIG. 9 is a perspective view showing a wind generator according to an embodiment of the present invention; FIG. 11 shows a holding structure of a stopper. FIG. 11 is a perspective view showing a conventional wind turbine generator.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Windmill 2 Generator 3 Fixed ring 4 Direction change plate 5 Slip ring 6 Post 10 Rotating body stopper 11 Rotating ring 12 Fixed ring 13 Annular body 14 Insulated wire 61 Fixed post 62 Rotating post 111 Projection 112 Projection 113 Projection 114 Virtual circle 121 Groove 122 Virtual circle 123 Virtual circle 131 Bearing

Claims

溝を有する第１の部品と、前記溝に係合する３個以上の突起を有する第２の部品とを備え、前記第１の部品に対する前記第２の部品の相対的な回転を、前記突起が前記溝内を移動できる範囲に制限する回転体ストッパーであって、
前記第１の部品の溝は、同一または近似した半径を有し、第１の交差点及び第２の交差点で交差する第１の円及び第２の円の円周上で、前記第２の円より外れた前記第１の円の円周部分の任意の点から、前記第１の交差点、前記第２の円に含まれる前記第１の円の円周部分、前記第２の交差点、前記第１の円に含まれる前記第２の円の円周部分、及び、前記第１の交差点を経て、前記第１の円より外れた前記第２の円の円周部分の任意の点までの区間に沿って形成されており、
前記第２の部品の突起は、前記第１の円または第２の円と同一または近似した半径の円上に配置されている
ことを特徴とする回転体ストッパー。A first component having a groove, and a second component having three or more protrusions engaging the groove, wherein the rotation of the second component relative to the first component is controlled by the protrusion. Is a rotor stopper that limits the range of movement in the groove,
The groove of the first part has the same or similar radius, and the second circle on the circumference of the first and second circles intersecting at a first intersection and a second intersection. The first intersection, the circular portion of the first circle included in the second circle, the second intersection, the second intersection, A circumferential portion of the second circle included in the first circle, and a section through the first intersection to an arbitrary point on the circumferential portion of the second circle that deviates from the first circle Is formed along,
The rotating body stopper, wherein the protrusion of the second component is arranged on a circle having a radius that is the same as or approximate to the first circle or the second circle.

前記第１の部品及び第２の部品が、リング状に成形されていることを特徴とする請求項１に記載の回転体ストッパー。The rotating body stopper according to claim 1, wherein the first component and the second component are formed in a ring shape.

風車と、風車の回転によって発電する発電機と、風車を風の方向に向ける方向舵とを備える風力発電装置であって、
発電機で発電された電気を、電線を用いて外部に導出するとともに、前記方向舵の作用に基づく風車の回転を、請求項１または請求項２に記載の回転体ストッパーで制限することを特徴とする風力発電装置。A wind turbine, a generator that generates power by rotation of the wind turbine, and a rudder that directs the wind turbine in the wind direction,
The electricity generated by the generator is led out to the outside using an electric wire, and the rotation of the windmill based on the operation of the rudder is restricted by the rotating body stopper according to claim 1 or 2. Wind power generator.

前記電線が、前記回転体ストッパーを構成するリング状部品の穴を通して導出されることを特徴とする請求項３に記載の風力発電装置。The wind power generator according to claim 3, wherein the electric wire is led out through a hole of a ring-shaped part constituting the rotating body stopper.