JP2013096257A - Wind turbine generator - Google Patents

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Hirotomo Mizuike
宏友 水池
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure for facilitating the work of connecting an inside terminal to a cylindrical conductive member in a slip ring device of a wind turbine generator.SOLUTION: The cylindrical conductive member 31A remains relatively still with respect to a support member 12A extending along a first axis. An outside terminal 33A is electrically connected to a power generator, and slidably comes into contact with the outer peripheral surface of the conductive member 31A. The inside terminal 34A is fixed to a connection part disposed on the inner peripheral surface of the conductive member 31A by screwing or welding. The conductive member 31A has an opening 312A at a position facing the connection part. When the inside terminal 34A is fixed to the conductive member 31A, a tool for performing the screwing or welding can be extended to the connection part via the opening 312A. Therefore, the inside terminal 34A can be easily and firmly fixed to the inner peripheral surface of the conductive member 31A.

Description

本発明は、風力発電装置に関する。   The present invention relates to a wind turbine generator.

従来、風の力を利用して電力を得る風力発電装置が知られている。特に、昨今では、二酸化炭素の排出量が多い火力発電や、放射性物質の管理が難しい原子力発電に代わる自然エネルギー技術として、風力発電へのニーズが高まっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a wind power generation apparatus that obtains electric power using wind force is known. In particular, in recent years, there has been a growing need for wind power generation as a renewable energy technology that replaces thermal power generation that emits a large amount of carbon dioxide and nuclear power generation that is difficult to control radioactive materials.

風力発電装置は、風向きに応じて回転翼の向きを変える。このため、発電により得られた電力を、回転翼の向きによらずに輸送するために、スリップリングにブラシを当接させる機構を有する場合がある。例えば、特開２０００−２７４３４７号公報の風力発電装置では、発電した電力を輸送するケーブルと負荷装置との間に、スリップリング装置が設けられている（請求項１）。   A wind power generator changes the direction of a rotary blade according to a wind direction. For this reason, in order to transport the electric power obtained by the power generation regardless of the direction of the rotor blades, there is a case in which a mechanism for bringing the brush into contact with the slip ring may be provided. For example, in the wind turbine generator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-274347, a slip ring device is provided between a cable for transporting the generated power and a load device (claim 1).

また、従来のスリップリングの構造については、例えば、特開２００２−２６０７９９号公報に記載されている。特開２００２−２６０７９９号公報には、多数の接点リングの内周面に、ワイヤを半田付けして、導電接続を形成することが、記載されている（段落００２２，図２）。
特開２０００−２７４３４７号公報 特開２００２−２６０７９９号公報 The structure of a conventional slip ring is described in, for example, JP-A-2002-260799. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-260799 describes that a conductive connection is formed by soldering wires to the inner peripheral surfaces of a large number of contact rings (paragraph 0022, FIG. 2).
JP 2000-274347 A JP 2002-260799 A

半田付けは、ねじ止めや溶接と比較して、電気的接続の確実性が低い。このため、スリップリングに端子をより確実に接続するためには、ねじ止めや溶接を利用することが好ましい。しかしながら、スリップリング自体の形状が環状であるために、ねじ止めまたは溶接を行うための工具を、スリップリングの内周面に対して垂直に配置することは、困難であった。それゆえ、スリップリングの内周面に、端子をねじ止めまたは溶接する作業が、困難となっていた。   Soldering is less reliable in electrical connection than screwing or welding. For this reason, in order to connect a terminal to a slip ring more reliably, it is preferable to utilize screwing or welding. However, since the slip ring itself has an annular shape, it has been difficult to arrange a tool for screwing or welding perpendicular to the inner peripheral surface of the slip ring. Therefore, it has been difficult to screw or weld the terminal to the inner peripheral surface of the slip ring.

本発明の目的は、風力発電装置において、環状の導電部材の内周面に、端子を容易かつ強固に固定できる構造を提供することである。   An object of the present invention is to provide a structure capable of easily and firmly fixing a terminal to an inner peripheral surface of an annular conductive member in a wind turbine generator.

本願の例示的な第１発明は、第１軸に沿って円筒状に延びる支持部材と、前記支持部材に、軸受を介して回転可能に支持されるナセルと、前記ナセルに取り付けられた発電機と、前記発電機に連結されて、第２軸を中心として回転する回転翼と、前記支持部材に対して相対的に静止した円筒状の導電部材と、前記発電機に電気的に接続され、前記導電部材の外周面に対して摺接可能に接触する外側端子と、前記導電部材の内周面に設けられた接続部に、ねじ止めまたは溶接により固定される内側端子と、を有し、前記導電部材は、前記接続部に対向する位置に、開口部を有する風力発電装置である。   An exemplary first invention of the present application includes a support member that extends in a cylindrical shape along a first axis, a nacelle that is rotatably supported by the support member via a bearing, and a generator attached to the nacelle. And a rotating blade connected to the generator and rotating around a second axis, a cylindrical conductive member stationary relative to the support member, and electrically connected to the generator, An outer terminal that comes into sliding contact with the outer peripheral surface of the conductive member, and an inner terminal that is fixed to the connecting portion provided on the inner peripheral surface of the conductive member by screwing or welding, The said electrically-conductive member is a wind power generator which has an opening part in the position facing the said connection part.

本願の例示的な第１発明によれば、ねじ止めまたは溶接を行うための工具を、開口部を介して接続部まで延ばすことができる。このため、導電部材の内周面に、内側端子を容易かつ強固に固定できる。   According to the first exemplary invention of the present application, a tool for screwing or welding can be extended to the connecting portion through the opening. For this reason, an inner side terminal can be fixed to the inner peripheral surface of a conductive member easily and firmly.

図１は、第１実施形態に係る風力発電装置の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the wind turbine generator according to the first embodiment. 図２は、第２実施形態に係る風力発電装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the wind turbine generator according to the second embodiment. 図３は、第２実施形態に係る風力発電装置の縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the wind turbine generator according to the second embodiment. 図４は、第２実施形態に係るシャフトの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a shaft according to the second embodiment. 図５は、第２実施形態に係る通電機構の縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the energization mechanism according to the second embodiment. 図６は、第２実施形態に係るスリップリングおよび絶縁部材の分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view of the slip ring and the insulating member according to the second embodiment. 図７は、第２実施形態に係る通電装置の組み立て時の様子を示す縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a state when the energization device according to the second embodiment is assembled. 図８は、第２実施形態に係るスリップリングの側面図である。FIG. 8 is a side view of the slip ring according to the second embodiment. 図９は、変形例に係るスリップリングの上面図である。FIG. 9 is a top view of a slip ring according to a modification. 図１０は、変形例に係るスリップリングの斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of a slip ring according to a modification.

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る風力発電装置１Ａの縦断面図である。図１に示すように、この風力発電装置１Ａは、支持部材１２Ａ、ナセル１３Ａ、発電機１４Ａ、回転翼１５Ａ、導電部材３１Ａ、外側端子３３Ａ、および内側端子３４Ａを有している。 <1. First Embodiment>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a wind turbine generator 1A according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the wind turbine generator 1A includes a support member 12A, a nacelle 13A, a generator 14A, a rotor blade 15A, a conductive member 31A, an outer terminal 33A, and an inner terminal 34A.

支持部材１２Ａは、第１軸９１Ａに沿って円筒状に延びている。ナセル１３Ａは、支持部材１２Ａに、軸受２１Ａを介して回転可能に支持されている。発電機１４Ａは、ナセル１３Ａに取り付けられている。回転翼１５Ａは、発電機１４Ａに連結されて、第２軸９２Ａを中心として回転する。   The support member 12A extends in a cylindrical shape along the first shaft 91A. The nacelle 13A is rotatably supported by the support member 12A via a bearing 21A. The generator 14A is attached to the nacelle 13A. The rotary blade 15A is connected to the generator 14A and rotates around the second shaft 92A.

導電部材３１Ａは、円筒状の部材であり、支持部材１２Ａに対して相対的に静止している。外側端子３３Ａは、発電機１４Ａと電気的に接続されている。また、外側端子３３Ａは、導電部材３１Ａの外周面に対して、摺接可能に接触している。内側端子３４Ａは、導電部材３１Ａの内周面に設けられた接続部３１１Ａに、ねじ止めまたは溶接により、固定されている。   The conductive member 31A is a cylindrical member and is stationary relative to the support member 12A. The outer terminal 33A is electrically connected to the generator 14A. Further, the outer terminal 33A is in slidable contact with the outer peripheral surface of the conductive member 31A. The inner terminal 34A is fixed to a connection portion 311A provided on the inner peripheral surface of the conductive member 31A by screwing or welding.

また、図１に示すように、導電部材３１Ａは、接続部３１１Ａに対向する位置に、開口部３１２Ａを有している。このため、導電部材３１Ａに内側端子３４Ａを固定するときには、ねじ止めまたは溶接を行うための工具を、開口部３１２Ａを介して、接続部３１１Ａまで延ばすことができる。したがって、導電部材３１Ａの内周面に、内側端子３４Ａを容易かつ強固に固定できる。   As shown in FIG. 1, the conductive member 31A has an opening 312A at a position facing the connecting portion 311A. For this reason, when fixing the inner terminal 34A to the conductive member 31A, a tool for screwing or welding can be extended to the connecting portion 311A through the opening 312A. Therefore, the inner terminal 34A can be easily and firmly fixed to the inner peripheral surface of the conductive member 31A.

＜２．第２実施形態＞
＜２−１．風力発電装置の全体構成＞
続いて、本発明の第２実施形態について、説明する。 <2. Second Embodiment>
<2-1. Overall configuration of wind turbine generator>
Subsequently, a second embodiment of the present invention will be described.

図２は、第２実施形態に係る風力発電装置１の側面図である。図３は、図２中のIII−III位置から見た風力発電装置１の縦断面図である。この風力発電装置１は、外部を流れる風の力によって回転翼１５を回転させ、回転翼１５に生じるトルクを電力に変換する装置である。図２および図３に示すように、本実施形態の風力発電装置１は、ポール１１、シャフト１２、ナセル１３、発電機１４、回転翼１５、尾翼１６、および通電機構１７を有している。   FIG. 2 is a side view of the wind turbine generator 1 according to the second embodiment. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the wind turbine generator 1 as viewed from the position of III-III in FIG. The wind power generator 1 is a device that rotates a rotating blade 15 by the force of wind flowing outside and converts torque generated in the rotating blade 15 into electric power. As shown in FIGS. 2 and 3, the wind turbine generator 1 of the present embodiment includes a pole 11, a shaft 12, a nacelle 13, a generator 14, a rotary blade 15, a tail blade 16, and an energization mechanism 17.

ポール１１およびシャフト１２は、第１軸９１に沿って、それぞれ略円筒状に延びている。第１軸９１は、鉛直方向に延びていてもよく、他の方向に延びていてもよい。ただし、以下では、説明の便宜上、第１軸９１に沿う方向を上下方向とし、ポール１１に対して通電機構１７側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。   The pole 11 and the shaft 12 extend in a substantially cylindrical shape along the first axis 91. The first shaft 91 may extend in the vertical direction or may extend in another direction. However, in the following, for convenience of explanation, the shape and positional relationship of each part will be described with the direction along the first axis 91 being the vertical direction and the energization mechanism 17 side being up with respect to the pole 11.

シャフト１２は、ポール１１に支持されている。通電機構１７は、シャフト１２に支持されている。また、ナセル１３は、下軸受部２１および上軸受部２２を介して、シャフト１２に支持されている。すなわち、本実施形態では、ポール１１およびシャフト１２が、通電機構１７およびナセル１３を直接的または間接的に支持する支持部材を、構成している。   The shaft 12 is supported by the pole 11. The energization mechanism 17 is supported by the shaft 12. The nacelle 13 is supported by the shaft 12 via the lower bearing portion 21 and the upper bearing portion 22. That is, in the present embodiment, the pole 11 and the shaft 12 constitute a support member that directly or indirectly supports the energization mechanism 17 and the nacelle 13.

図４は、シャフト１２の斜視図である。図４に示すように、シャフト１２は、下小径部１２１と、下小径部１２１より上側に位置する大径部１２２と、大径部１２２よりさらに上側に位置する上小径部１２３と、を有している。大径部１２２の直径は、下小径部１２１および上小径部１２３の直径より大きい。また、上小径部１２３には、後述する内側端子３４を配置するためのスリット１２４が、設けられている。スリット１２４は、シャフト１２の上端部から、第１軸９１に沿って下方へ延びている。   FIG. 4 is a perspective view of the shaft 12. As shown in FIG. 4, the shaft 12 has a lower small diameter portion 121, a large diameter portion 122 positioned above the lower small diameter portion 121, and an upper small diameter portion 123 positioned further above the large diameter portion 122. doing. The diameter of the large diameter portion 122 is larger than the diameters of the lower small diameter portion 121 and the upper small diameter portion 123. Further, the upper small diameter portion 123 is provided with a slit 124 for arranging an inner terminal 34 described later. The slit 124 extends downward along the first axis 91 from the upper end portion of the shaft 12.

図３に示すように、下小径部１２１および大径部１２２は、ポール１１の内側に挿入されている。そして、大径部１２２の下面が、ポール１１の内部に形成された段差面に、当接している。これにより、ポール１１に対してシャフト１２が、第１軸方向に位置決めされている。また、大径部１２２の上面には、下軸受部２１の内輪が、当接している。また、ポール１１およびシャフト１２の内側には、３本のリード線２３が挿入されている。   As shown in FIG. 3, the lower small diameter portion 121 and the large diameter portion 122 are inserted inside the pole 11. The lower surface of the large diameter portion 122 is in contact with the step surface formed inside the pole 11. Thereby, the shaft 12 is positioned with respect to the pole 11 in the first axial direction. Further, the inner ring of the lower bearing portion 21 is in contact with the upper surface of the large diameter portion 122. Further, three lead wires 23 are inserted inside the pole 11 and the shaft 12.

ナセル１３、発電機１４、および回転翼１５は、第２軸９２に沿って配列されている。第２軸９２は、水平方向に延びていてもよく、他の方向に延びていてもよい。以下では、第２軸９２に沿う方向を前後方向とし、ナセル１３に対して回転翼１５側を前として、各部の形状や位置関係を説明する。   The nacelle 13, the generator 14, and the rotor blade 15 are arranged along the second axis 92. The second shaft 92 may extend in the horizontal direction or may extend in another direction. Hereinafter, the shape and positional relationship of each part will be described with the direction along the second shaft 92 as the front-rear direction and the rotor blade 15 side in front of the nacelle 13.

ナセル１３は、第２軸９２を中心として環状に広がる側壁部１３１と、側壁部１３１の後方の端部を塞ぐ端面部１３２と、を有する。ナセル１３の内部には、通電機構１７が収容されている。また、図３に示すように、ナセル１３は、側壁部１３１の下部からナセル１３の内側へ向けて、略円筒状に延びる内側円筒部１３３を有している。シャフト１２と内側円筒部１３３との間には、下軸受部２１と上軸受部２２とが、介在している。したがって、ナセル１３は、シャフト１２に支持されつつ、第１軸９１を中心として回転する。   The nacelle 13 has a side wall portion 131 that extends in a ring shape around the second shaft 92 and an end surface portion 132 that closes the rear end portion of the side wall portion 131. An energization mechanism 17 is accommodated in the nacelle 13. As shown in FIG. 3, the nacelle 13 has an inner cylindrical portion 133 that extends in a substantially cylindrical shape from the lower portion of the side wall portion 131 toward the inner side of the nacelle 13. A lower bearing portion 21 and an upper bearing portion 22 are interposed between the shaft 12 and the inner cylindrical portion 133. Therefore, the nacelle 13 rotates around the first shaft 91 while being supported by the shaft 12.

発電機１４は、ナセル１３の前部に取り付けられている。発電機１４は、ナセル１３に対して相対的に静止した静止部と、第２軸９２を中心として回転する回転部と、を有する。発電機１４の静止部は、例えば、第２軸９２の周囲に配列された複数のコイルにより構成される電機子を、有している。また、発電機１４の回転部は、例えば、第２軸９２の周囲に配列された複数のマグネットにより構成される界磁子を、有している。   The generator 14 is attached to the front part of the nacelle 13. The generator 14 includes a stationary part that is relatively stationary with respect to the nacelle 13 and a rotating part that rotates about the second shaft 92. The stationary part of the generator 14 has, for example, an armature composed of a plurality of coils arranged around the second shaft 92. In addition, the rotating portion of the generator 14 includes, for example, a field element composed of a plurality of magnets arranged around the second shaft 92.

回転翼１５は、発電機１４の回転部に連結されている。回転翼１５は、第２軸９２に対して放射状に延びる複数の羽根１５１を、有している。外部を流れる風が羽根１５１に当たると、その風の力によって、回転翼１５と、発電機１４の回転部とが、第２軸９２を中心として回転する。そうすると、発電機１４の電機子と界磁子との間の磁気的作用によって、複数のコイルに誘導起電力が生じる。すなわち、回転翼１５のトルクが、電力に変換される。   The rotor blade 15 is connected to the rotating part of the generator 14. The rotary blade 15 has a plurality of blades 151 extending radially with respect to the second shaft 92. When the wind flowing outside hits the blades 151, the rotating blade 15 and the rotating portion of the generator 14 rotate around the second shaft 92 by the force of the wind. Then, an induced electromotive force is generated in the plurality of coils by the magnetic action between the armature and the field element of the generator 14. That is, the torque of the rotor blade 15 is converted into electric power.

尾翼１６は、ナセル１３の端面部１３２に、連結部１６１を介して、揺動可能に取り付けられている。尾翼１６に風が当たると、尾翼１６は、風下側へ向けられる。その結果、回転翼１５は、風上側へ向けられる。このようにすれば、回転翼１５に効率よく風が当たり、発電効率が向上する。すなわち、尾翼１６は、回転翼１５の向きを、風向きの変化に追従させる役割を果たす。   The tail 16 is attached to the end surface portion 132 of the nacelle 13 via a connecting portion 161 so as to be swingable. When wind strikes the tail 16, the tail 16 is directed leeward. As a result, the rotary blade 15 is directed toward the windward side. In this way, wind efficiently hits the rotor blades 15 and the power generation efficiency is improved. That is, the tail 16 plays a role of causing the direction of the rotary blade 15 to follow the change in the wind direction.

＜２−２．通電機構について＞
通電機構１７は、第１軸９１を中心とするナセル１３および発電機１４の回転位置に拘わらず、発電機１４から得られる電流を、シャフト１２内の３本のリード線２３へ導くための機構である。図５は、通電機構１７の縦断面図である。図５に示すように、通電機構１７は、３つのスリップリング３１と、４つの絶縁部材３２と、６つの外側端子３３と、３つの内側端子３４とを有している。 <2-2. About current-carrying mechanism>
The energization mechanism 17 is a mechanism for guiding the current obtained from the generator 14 to the three lead wires 23 in the shaft 12 regardless of the rotational positions of the nacelle 13 and the generator 14 around the first shaft 91. It is. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the energization mechanism 17. As shown in FIG. 5, the energization mechanism 17 includes three slip rings 31, four insulating members 32, six outer terminals 33, and three inner terminals 34.

３つのスリップリング３１および４つの絶縁部材３２は、下軸受部２１と上軸受部２２との間に、第１軸方向に多段に配置されている。スリップリング３１および絶縁部材３２の内側には、シャフト１２が挿入されている。スリップリング３１および絶縁部材３２は、シャフト１２に支持され、シャフト１２に対して相対的に静止している。各スリップリング３１は、略円筒状の導電部材であり、第１軸９１と同軸に配置されている。スリップリング３１の材料には、例えば、銅などの金属が使用される。   The three slip rings 31 and the four insulating members 32 are arranged in multiple stages in the first axial direction between the lower bearing portion 21 and the upper bearing portion 22. Inside the slip ring 31 and the insulating member 32, the shaft 12 is inserted. The slip ring 31 and the insulating member 32 are supported by the shaft 12 and are relatively stationary with respect to the shaft 12. Each slip ring 31 is a substantially cylindrical conductive member, and is disposed coaxially with the first shaft 91. As the material of the slip ring 31, for example, a metal such as copper is used.

絶縁部材３２は、絶縁体である樹脂により形成された、環状の部材である。図６は、スリップリング３１および絶縁部材３２の分解斜視図である。図５および図６に示すように、絶縁部材３２は、略円筒状の内側絶縁部３２１と、内側絶縁部３２１の外周面から外側へ突出するフランジ部３２２と、を有している。各絶縁部材３２の内側絶縁部３２１は、シャフト１２の外周面と、スリップリング３１の内周面との間に介在する。これにより、シャフト１２とスリップリング３１とが、相互に絶縁された状態に維持される。   The insulating member 32 is an annular member formed of a resin that is an insulator. FIG. 6 is an exploded perspective view of the slip ring 31 and the insulating member 32. As shown in FIGS. 5 and 6, the insulating member 32 includes a substantially cylindrical inner insulating portion 321 and a flange portion 322 that protrudes outward from the outer peripheral surface of the inner insulating portion 321. The inner insulating portion 321 of each insulating member 32 is interposed between the outer peripheral surface of the shaft 12 and the inner peripheral surface of the slip ring 31. Thereby, the shaft 12 and the slip ring 31 are maintained in an insulated state.

また、各絶縁部材３２のフランジ部３２２は、下軸受部２１と下段のスリップリング３１との間、下段のスリップリング３１と中段のスリップリング３１との間、中段のスリップリング３１と上段のスリップリング３１との間、および、上段のスリップリング３１と上軸受部２２との間に、それぞれ配置されている。これにより、下軸受部２１、３つのスリップリング３１、および上軸受部２２が、相互に絶縁された状態に維持される。したがって、これらの部材を、第１軸方向に密に配置できる。   Further, the flange portion 322 of each insulating member 32 is provided between the lower bearing portion 21 and the lower slip ring 31, between the lower slip ring 31 and the middle slip ring 31, and between the middle slip ring 31 and the upper slip ring. They are respectively arranged between the ring 31 and between the upper slip ring 31 and the upper bearing portion 22. Thereby, the lower bearing part 21, the three slip rings 31, and the upper bearing part 22 are maintained in the mutually insulated state. Therefore, these members can be densely arranged in the first axial direction.

また、本実施形態では、ナセル１３を支持するための一対の軸受部２１，２２が、通電機構１７の下側と上側とに、それぞれ配置されている。これにより、一対の軸受部２１，２２が、第１軸方向に離れた位置に、配置されている。その結果、シャフト１２に対してナセル１３が、より安定的に支持されている。   In the present embodiment, a pair of bearing portions 21 and 22 for supporting the nacelle 13 are disposed on the lower side and the upper side of the energizing mechanism 17, respectively. Thereby, a pair of bearing parts 21 and 22 are arrange | positioned in the position away in the 1st axial direction. As a result, the nacelle 13 is supported more stably with respect to the shaft 12.

外側端子３３は、スリップリング３１の外周面に接触する導電性のブラシである。本実施形態では、下段、中段、上段のスリップリング３１の外側に、それぞれ２つの外側端子３３が配置されている。６つの外側端子３３は、ナセル１３とともに、第１軸９１を中心として回転する。また、各外側端子３３は、ばね３３１によって、スリップリング３１側へ付勢されている。このため、ナセル１３が回転すると、各外側端子３３は、スリップリング３１の外周面に摺接しつつ、回転する。   The outer terminal 33 is a conductive brush that contacts the outer peripheral surface of the slip ring 31. In the present embodiment, two outer terminals 33 are arranged on the outer sides of the lower, middle, and upper slip rings 31, respectively. The six outer terminals 33 rotate around the first shaft 91 together with the nacelle 13. Each outer terminal 33 is biased toward the slip ring 31 by a spring 331. For this reason, when the nacelle 13 rotates, each outer terminal 33 rotates while being in sliding contact with the outer peripheral surface of the slip ring 31.

また、各外側端子３３は、発電機１４のコイルに、電気的に接続されている。発電機１４のコイルに生じた誘導電流は、外側端子３３を経て、スリップリング３１へ導かれる。特に、本実施形態では、３相交流の各相に対応する電流が、それぞれ２つの外側端子３３を介して、各スリップリング３１に供給される。２つの外側端子３３を並列に設けたことで、発電機１４とスリップリング３１との間の電気抵抗が低減される。したがって、外側端子３３を介してスリップリング３１へ、より効率よく電力が供給される。   Each outer terminal 33 is electrically connected to the coil of the generator 14. The induced current generated in the coil of the generator 14 is guided to the slip ring 31 through the outer terminal 33. In particular, in the present embodiment, current corresponding to each phase of the three-phase alternating current is supplied to each slip ring 31 via the two outer terminals 33. By providing the two outer terminals 33 in parallel, the electrical resistance between the generator 14 and the slip ring 31 is reduced. Therefore, power is more efficiently supplied to the slip ring 31 via the outer terminal 33.

内側端子３４は、３本のリード線２３の上端部に、それぞれ設けられている。また、各内側端子３４は、スリップリング３１の内周面に、固定されている。本実施形態では、スリップリング３１にねじ孔３１１が形成されている。そして、当該ねじ孔３１１にねじ２４が締結され、ねじ２４の頭部とスリップリング３１の内周面との間に、内側端子３４が、挟まれている。これにより、スリップリング３１と内側端子３４とが、強固に固定されている。すなわち、本実施形態では、スリップリング３１のねじ孔３１１が、内側端子３４を接続するための接続部となっている。   The inner terminals 34 are provided at the upper ends of the three lead wires 23, respectively. Each inner terminal 34 is fixed to the inner peripheral surface of the slip ring 31. In the present embodiment, a screw hole 311 is formed in the slip ring 31. The screw 24 is fastened to the screw hole 311, and the inner terminal 34 is sandwiched between the head of the screw 24 and the inner peripheral surface of the slip ring 31. Thereby, the slip ring 31 and the inner terminal 34 are firmly fixed. That is, in the present embodiment, the screw hole 311 of the slip ring 31 serves as a connection portion for connecting the inner terminal 34.

また、スリップリング３１は、ねじ孔３１１に対向する位置に、切り欠き３１２を有している。切り欠き３１２は、スリップリング３１の上端部から、下方へ向けて延びている。本実施形態では、この切り欠き３１２を利用して、スリップリング３１に対する内側端子３４のねじ止めを、容易に行うことができる。   The slip ring 31 has a notch 312 at a position facing the screw hole 311. The notch 312 extends downward from the upper end of the slip ring 31. In the present embodiment, using the notch 312, the inner terminal 34 can be easily screwed to the slip ring 31.

図７は、スリップリング３１に内側端子３４を固定するときの様子を示した縦断面図である。なお、この時点では、スリップリング３１および絶縁部材３２の内側に、シャフト１２はまだ挿入されていない。内側端子３４を固定するときには、図７のように、ねじ止めのための工具であるドライバ４０を、切り欠き３１２に挿入する。そして、当該ドライバ４０を、切り欠き３１２を介して、ねじ孔３１１の付近まで延ばす。このようにすれば、ドライバ４０の軸と、ねじ２４の軸とを、略一直線上に配置した状態で、ねじ止めを行うことができる。したがって、スリップリング３１の内周面に、内側端子３４を、容易かつ強固に固定できる。   FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a state when the inner terminal 34 is fixed to the slip ring 31. At this time, the shaft 12 has not yet been inserted inside the slip ring 31 and the insulating member 32. When fixing the inner terminal 34, as shown in FIG. 7, a screwdriver 40 that is a tool for screwing is inserted into the notch 312. Then, the driver 40 is extended to the vicinity of the screw hole 311 through the notch 312. If it does in this way, screwing can be performed in the state where the axis of driver 40 and the axis of screw 24 are arranged on a substantially straight line. Therefore, the inner terminal 34 can be easily and firmly fixed to the inner peripheral surface of the slip ring 31.

また、図６に示すように、本実施形態では、絶縁部材３２の内側絶縁部３２１に、一対の凹部３２３が設けられている。スリップリング３１に絶縁部材３２を取り付けるときには、スリップリング３１のねじ孔３１１の上方または下方に、これらの凹部３２３を配置する。このようにすれば、絶縁部材３２と、内側端子３４、ねじ２４、およびリード線２３とが接触することを、防止できる。したがって、スリップリング３１と絶縁部材３２とを、第１軸方向に密に配置できる。   As shown in FIG. 6, in the present embodiment, a pair of recesses 323 is provided in the inner insulating portion 321 of the insulating member 32. When the insulating member 32 is attached to the slip ring 31, these recesses 323 are arranged above or below the screw hole 311 of the slip ring 31. In this way, it is possible to prevent the insulating member 32 from contacting the inner terminal 34, the screw 24, and the lead wire 23. Therefore, the slip ring 31 and the insulating member 32 can be densely arranged in the first axial direction.

図８は、スリップリング３１の側面図である。図８に示すように、本実施形態では、切り欠き３１２の第１軸方向の寸法ｈ２は、ねじ孔３１１の第１軸方向の寸法ｈ１より、大きい。また、切り欠き３１２の周方向の寸法ｄ２は、ねじ孔３１１の周方向の寸法ｄ２より、大きい。このようにすれば、切り欠き３１２の内部におけるドライバ４０の可動範囲が広がる。したがって、ドライバ４０によるねじ止めの作業が、より容易となる。   FIG. 8 is a side view of the slip ring 31. As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the dimension h2 of the notch 312 in the first axial direction is larger than the dimension h1 of the screw hole 311 in the first axial direction. The circumferential dimension d2 of the notch 312 is larger than the circumferential dimension d2 of the screw hole 311. In this way, the movable range of the driver 40 inside the notch 312 is expanded. Therefore, the screwing operation by the driver 40 becomes easier.

また、図５に示すように、本実施形態では、外側端子３３が、ねじ孔３１１および切り欠き３１２と異なる第１軸方向の位置に、配置されている。このため、外側端子３３は、ねじ孔３１１および切り欠き３１２と重なることなく、スリップリング３１の外周面と摺接する。このようにすれば、外側端子３３が、ねじ２４や切り欠き３１２の縁に接触して損傷することはない。したがって、外側端子３３の劣化を抑制できる。特に、本実施形態では、スリップリング３１の第１軸方向の端部に、切り欠き３１２が設けられている。このため、切り欠き３１２と外側端子３３との接触を防止しつつ、スリップリング３１と外側端子３３との接触面積を、広くとることができる。   As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the outer terminal 33 is arranged at a position in the first axial direction different from the screw hole 311 and the notch 312. Therefore, the outer terminal 33 is in sliding contact with the outer peripheral surface of the slip ring 31 without overlapping the screw hole 311 and the notch 312. In this way, the outer terminal 33 is not damaged by coming into contact with the edges of the screw 24 and the notch 312. Therefore, deterioration of the outer terminal 33 can be suppressed. In particular, in the present embodiment, a notch 312 is provided at the end of the slip ring 31 in the first axial direction. Therefore, the contact area between the slip ring 31 and the outer terminal 33 can be increased while preventing the contact between the notch 312 and the outer terminal 33.

また、本実施形態では、３つのスリップリング３１の各ねじ孔３１１と、３つの内側端子３４とが、共に、シャフト１２のスリット１２４に沿って、第１軸方向に配列されている。また、それに応じて、３つのスリップリング３１の各切り欠き３１２も、第１軸方向に沿って配列されている。このため、３つの内側端子３４のねじ止めを、同方向から行うことができる。これにより、ねじ止めの作業が、より容易となる。   In the present embodiment, the screw holes 311 of the three slip rings 31 and the three inner terminals 34 are both arranged in the first axial direction along the slit 124 of the shaft 12. Accordingly, the notches 312 of the three slip rings 31 are also arranged along the first axial direction. For this reason, the three inner terminals 34 can be screwed from the same direction. Thereby, the work of screwing becomes easier.

＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。 <3. Modification>
As mentioned above, although exemplary embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment.

図９は、一変形例に係るスリップリング３１Ｂの上面図である。図９のように、切り欠き３１２Ｂは、ねじ孔３１１Ｂの真反対の位置から、ややずれた位置に設けられていてもよい。ねじ孔３１１Ｂと切り欠き３１２Ｂとが、スリップリング３１の真反対の位置に配置されていなくても、内側端子を固定するための工具を、切り欠き３１２Ｂを介して、ねじ孔３１１Ｂの付近まで延ばすことができればよい。   FIG. 9 is a top view of a slip ring 31B according to a modification. As shown in FIG. 9, the notch 312B may be provided at a position slightly shifted from the position opposite to the screw hole 311B. Even if the screw hole 311B and the notch 312B are not arranged at positions opposite to the slip ring 31, a tool for fixing the inner terminal is extended to the vicinity of the screw hole 311B via the notch 312B. I can do it.

図１０は、他の変形例に係るスリップリング３１Ｃの斜視図である。図１０の例では、スリップリング３１Ｃに、切り欠きに代えて、貫通孔３１２Ｃが設けられている。このような形状であっても、内側端子を固定するための工具を、貫通孔３１２Ｃを介して、ねじ孔３１１Ｃの付近まで延ばすことができる。すなわち、本発明の「開口部」は、図６のような切り欠きであってもよく、図１０のような貫通孔であってもよい。   FIG. 10 is a perspective view of a slip ring 31C according to another modification. In the example of FIG. 10, the slip ring 31C is provided with a through hole 312C instead of the notch. Even in such a shape, the tool for fixing the inner terminal can be extended to the vicinity of the screw hole 311C through the through hole 312C. That is, the “opening” of the present invention may be a notch as shown in FIG. 6 or a through hole as shown in FIG.

ただし、切り欠きを採用した場合には、工具を、切り欠きの側方からだけではなく、切り欠きの上方から挿入することも、可能となる。したがって、工具の挿入しやすさの観点では、貫通孔より切り欠きの方が、好ましい。また、貫通孔を採用する場合であっても、スリップリングの第１軸方向の中央から偏った位置に、貫通孔を設けることが、好ましい。そのようにすれば、貫通孔と外側端子との接触を防止しつつ、スリップリングと外側端子との接触面積を、広くとることができる。   However, when the notch is employed, the tool can be inserted not only from the side of the notch but also from above the notch. Therefore, from the viewpoint of ease of tool insertion, the notch is preferable to the through hole. Even when the through hole is employed, it is preferable to provide the through hole at a position deviated from the center in the first axial direction of the slip ring. By doing so, the contact area between the slip ring and the outer terminal can be increased while preventing the contact between the through hole and the outer terminal.

また、他の変形例として、スリップリングの内周面に、内側端子が、抵抗溶接、超音波溶接、またはレーザ溶接で、固定されていてもよい。これらの溶接を行うときにも、スリップリングに切り欠きまたは貫通孔があれば、当該切り欠きまたは当該貫通孔を介して、溶接のための工具を延ばすことができる。したがって、スリップリングの内周面に、内側端子を、容易に溶接できる。   As another modification, the inner terminal may be fixed to the inner peripheral surface of the slip ring by resistance welding, ultrasonic welding, or laser welding. Also when performing these welding, if the slip ring has a notch or a through hole, a tool for welding can be extended through the notch or the through hole. Therefore, the inner terminal can be easily welded to the inner peripheral surface of the slip ring.

発電機は、上記の第２実施形態のように、ナセルの前部に配置されていてもよく、他の位置に配置されていてもよい。例えば、発電機が、ナセルの内部や、ナセルの後部に配置されていてもよい。また、スリップリングの数は、１〜２つであってもよく、４つ以上であってもよい。また、スリップリングに設けられる開口部の形状は、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。   The generator may be arranged at the front part of the nacelle as in the second embodiment, or may be arranged at another position. For example, the generator may be arranged inside the nacelle or in the rear part of the nacelle. Further, the number of slip rings may be 1 to 2, or may be 4 or more. Moreover, the shape of the opening provided in the slip ring may be different from the shape shown in each drawing of the present application.

その他、各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。   In addition, about the detailed shape of each member, you may differ from the shape shown by each figure of this application. Moreover, you may combine suitably each element which appeared in said embodiment and modification in the range which does not produce inconsistency.

本発明は、風力発電装置に利用できる。   The present invention can be used for wind power generators.

１，１Ａ 風力発電装置
１１ ポール
１２ シャフト
１２Ａ 支持部材
１３，１３Ａ ナセル
１４，１４Ａ 発電機
１５，１５Ａ 回転翼
１６ 尾翼
１７ 通電機構
２１ 下軸受部
２１Ａ 軸受
２２ 上軸受部
２３ リード線
２４ ねじ
３１，３１Ｂ，３１Ｃ スリップリング
３１Ａ 導電部材
３２ 絶縁部材
３３，３３Ａ 外側端子
３４，３４Ａ 内側端子
９１，９１Ａ 第１軸
９２，９２Ａ 第２軸
１２４ スリット
３１１，３１１Ｂ，３１１Ｃ ねじ孔
３１１Ａ 接続部
３１２ 切り欠き
３１２Ａ 開口部
３１２Ｃ 貫通孔
３２３ 凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A Wind power generator 11 Pole 12 Shaft 12A Support member 13, 13A Nacelle 14, 14A Generator 15, 15A Rotor blade 16 Tail 17 Current supply mechanism 21 Lower bearing portion 21A Bearing 22 Upper bearing portion 23 Lead wire 24 Screw 31, 31B , 31C Slip ring 31A Conductive member 32 Insulating member 33, 33A Outer terminal 34, 34A Inner terminal 91, 91A First shaft 92, 92A Second shaft 124 Slit 311A, 311B, 311C Screw hole 311A Connection portion 312 Notch 312A Opening portion 312C Through hole 323 Recess

Claims (11)

第１軸に沿って円筒状に延びる支持部材と、
前記支持部材に、軸受を介して回転可能に支持されるナセルと、
前記ナセルに取り付けられた発電機と、
前記発電機に連結されて、第２軸を中心として回転する回転翼と、
前記支持部材に対して相対的に静止した円筒状の導電部材と、
前記発電機に電気的に接続され、前記導電部材の外周面に対して摺接可能に接触する外側端子と、
前記導電部材の内周面に設けられた接続部に、ねじ止めまたは溶接により固定される内側端子と、
を有し、
前記導電部材は、前記接続部に対向する位置に、開口部を有する風力発電装置。 A support member that extends cylindrically along the first axis;
A nacelle rotatably supported by the support member via a bearing;
A generator attached to the nacelle;
A rotor blade connected to the generator and rotating about a second axis;
A cylindrical conductive member stationary relative to the support member;
An outer terminal that is electrically connected to the generator and is in sliding contact with the outer peripheral surface of the conductive member;
An inner terminal fixed to the connecting portion provided on the inner peripheral surface of the conductive member by screwing or welding;
Have
The said electrically-conductive member is a wind power generator which has an opening part in the position facing the said connection part. 請求項１に記載の風力発電装置において、
前記内側端子は、前記接続部に、ねじ止めされている風力発電装置。 The wind turbine generator according to claim 1,
The inner terminal is a wind power generator that is screwed to the connecting portion. 請求項２に記載の風力発電装置において、
前記接続部は、ねじ孔を有し、
側面視において、前記開口部が前記ねじ孔より大きい風力発電装置。 The wind turbine generator according to claim 2,
The connecting portion has a screw hole;
The wind power generator in which the opening is larger than the screw hole in a side view. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の風力発電装置において、
前記開口部と前記外側端子とが、互いに異なる第１軸方向の位置に配置されている風力発電装置。 In the wind power generator according to any one of claims 1 to 3,
The wind power generator in which the opening and the outer terminal are arranged at different positions in the first axial direction. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の風力発電装置において、
前記開口部は、前記導電部材の第１軸方向の中央から偏った位置に設けられている風力発電装置。 In the wind turbine generator according to any one of claims 1 to 4,
The said opening part is a wind power generator provided in the position offset from the center of the 1st axial direction of the said electrically-conductive member. 請求項５に記載の風力発電装置において、
前記開口部は、前記導電部材の第１軸方向の端部に設けられた切り欠きである風力発電装置。 The wind turbine generator according to claim 5,
The wind power generator, wherein the opening is a notch provided at an end of the conductive member in the first axial direction. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載の風力発電装置において、
第１軸方向に配列された複数の前記導電部材と、
複数の前記導電部材に対応する複数の内側端子と、
複数の前記導電部材の間に配置される絶縁部材と、
を有する風力発電装置。 In the wind power generator according to any one of claims 1 to 6,
A plurality of the conductive members arranged in the first axial direction;
A plurality of inner terminals corresponding to the plurality of conductive members;
An insulating member disposed between the plurality of conductive members;
A wind power generator. 請求項７に記載の風力発電装置において、
複数の前記導電部材の各接続部が、第１軸方向に沿って配列され、
複数の前記導電部材の各開口部が、第１軸方向に沿って配列される風力発電装置。 The wind turbine generator according to claim 7,
Each connection portion of the plurality of conductive members is arranged along the first axial direction,
A wind turbine generator in which the openings of the plurality of conductive members are arranged along the first axial direction. 請求項８に記載の風力発電装置において、
前記支持部材は、複数の前記導電部材の内側に挿入される円筒状のシャフトを含み、
前記シャフトは、第１軸方向に延びるスリットを有し、
複数の前記内側端子が、前記スリットに沿って第１軸方向に配置されている風力発電装置。 The wind turbine generator according to claim 8,
The support member includes a cylindrical shaft inserted inside the plurality of conductive members,
The shaft has a slit extending in the first axial direction,
A wind turbine generator in which a plurality of the inner terminals are arranged in the first axial direction along the slit. 請求項７から請求項９までのいずれかに記載の風力発電装置において、
前記絶縁部材は、前記接続部の近傍に、凹部を有する風力発電装置。 In the wind power generator in any one of Claims 7-9,
The said insulating member is a wind power generator which has a recessed part in the vicinity of the said connection part. 請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の風力発電装置において、
前記支持部材と前記ナセルとの間に、一対の前記軸受を有し、
一対の前記軸受の間に、前記導電部材が配置されている風力発電装置。 The wind turbine generator according to any one of claims 1 to 10,
Between the support member and the nacelle, it has a pair of the bearings,
A wind turbine generator in which the conductive member is disposed between the pair of bearings.
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