专利名称：风力发电机用偏航驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设于风力发电机、用作使风力发电机的机舱(nacelle)旋转的驱动装置的风力发电机用偏航驱动装置。
背景技术：
在风力发电机中设有用作使设于风力发电机塔架的上部的机舱旋转的偏航驱动用驱动装置的风力发电机用偏航驱动装置(例如，参照专利文献1)。专利文献1所公开的风力发电机用偏航驱动装置构成为用于传递来自电动机(31)的旋转驱动力的减速器(50)， 该减速器(50)与电动机(31) —起设在旋转驱动装置(30A)上。而且，该风力发电机用偏航驱动装置包括减速机构，其用于对从配置在该减速机构上方的电动机(31)输入的旋转驱动力进行减速并传递该旋转驱动力；壳体，该减速机构配置在该壳体的内侧。减速机构构成为自安装有与风力发电机塔架(2)上部的环形齿轮(内齿轮13a)相啮合的小齿轮(53) 的输出轴(52)输出旋转驱动力。在专利文献1所公开的风力发电机用偏航驱动装置中，为了确保偏航驱动动作时的减速机构动作时的润滑性，在壳体内封入有润滑油。并且，在电动机与壳体之间、在壳体与输出轴之间配置作为用于密封壳体内的润滑油的元件构件的密封元件。然而，在由于减速机构动作过程中所产生的摩擦热的影响、壳体的外部气温的影响而在壳体内产生与润滑油一同封入到壳体内的气体的压力过度上升时，可能招致上述密封元件破损。另外，为了降低壳体内的上升了的气体压力，在壳体上设置能够进行开闭操作的螺纹接头，进行通过定期地放松打开螺纹接头而使壳体内与外部连通的手动操作。然而，由于需要进行手动操作而增大了管理的劳力和时间，另外，由于能够进行手动操作的时刻是有限的，因此，若不能在壳体内的气体压力达到密封元件的破损压力之前进行上述操作，则存在招致密封元件破损的可能性。与此相对，作为设有在壳体内的气体压力上升时不伴随手动操作而自动地降低壳体内的气体压力的机构的减速器，如专利文献2所公开的那样，公知有应用于具有上部旋转体的运输车辆的行星齿轮减速器。该专利文献2所公开的减速器相对于在内部配置有减速机构的壳体(外壳48)设置有大气敞开型的通气装置(65)。另外，专利文献2所公开的减速器与风力发电机用偏航驱动装置不同，该减速器将设于输出轴(56)的小齿轮(小齿轮 60)配置在上方，将用于输入旋转驱动力的驱动电动机(液压电动机8)配置在下方。专利文献1 日本特开2004-232500号公报(第6 7页，第1图、第4图)专利文献2 日本特开平8-324323号公报(第5 6页，第4图)发明要解决的问题在专利文献1所公开的风力发电机用偏航驱动装置中，通过应用设有专利文献2 所公开那样的通气装置的减速器，能够在壳体内的气体压力上升时不伴随手动操作而自动地降低壳体内的气体压力，能够防止密封元件的破损。然而，专利文献2所公开的减速器由于利用大气敞开型的通气装置来降低壳体内的气体压力，因此，经常允许外部空气进入到
3减速器中，因此可能招致不必要的水分、垃圾等异物与外部空气一起进入到壳体内。在异物进入到壳体内时，担心会招致减速机构的动作不良、损伤。此外，由于是大气敞开的结构，因此也担心会招致壳体内的润滑油向外部流出。此外，从抑制壳体内的气体压力上升和壳体内的润滑油流出的观点来说，也考虑以与壳体相连通的状态安装相对于外部封闭并较大地确保气体的容积而缓和压力上升的容器等容积体。然而，在该情况下，为了充分地缓和压力上升而需要大型的容器，从而招致风力发电机用偏航驱动装置的机构的大型化。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种风力发电机用偏航驱动装置，该风力发电机用偏航驱动装置能够在壳体内的气体压力上升时不伴随手动操作而自动地降低壳体内的气体压力，能防止密封元件的破损，并且能抑制壳体内的润滑油的流出和异物向壳体内的进入，也能抑制机构大型化。用于解决问题的方案用于达成上述目的的第1技术方案的风力发电机用偏航驱动装置是设于风力发电机、用作使风力发电机的机舱旋转的驱动装置的风力发电机用偏航驱动装置，其包括减速机构，其将从电动机输入的旋转驱动力减速后传递该旋转驱动力，并且从输出轴输出旋转驱动力，该输出轴设有与固定在风力发电机塔架上的齿轮相啮合的小齿轮；壳体，其供上述电动机安装，并且上述减速机构配置在该壳体的内侧；第1密封构件，其配置在上述电动机与上述壳体之间，用于密封上述壳体内的润滑油；密封单元，其配置在上述壳体与上述输出轴之间，用于密封上述壳体内的润滑油；溢流阀，其具有阀体和与上述壳体内相连通的连通通路，该阀体根据上述壳体内的气体压力的上升而打开该连通通路的上端侧的朝向外部的开口，并且根据上述壳体内的气体压力的下降而阻塞上述连通通路的上端侧的朝向外部的开口，该溢流阀设在上述壳体的供上述电动机安装的上端侧，上述电动机配置在比该壳体靠上方的位置。而且，第1技术方案的风力发电机用偏航驱动装置形成有肩部和壁部，该肩部形成为在上述壳体的上端侧的部分朝向内侧呈台阶状弯曲延伸，并且该肩部配置在比壳体内的润滑油的油面靠上方的位置，该壁部配置在比上述肩部靠内侧的位置并沿上下方向延伸，上述溢流阀以相对于上述壳体朝向上方突出配置的方式安装于上述壳体，上述连通通路的朝向上述壳体内的开口在该壳体的比上述肩部靠内侧且比上述壁部靠外侧的位置开口。采用该技术方案，在由于减速机构的动作过程中所产生的摩擦热的影响、壳体的外部的气温的影响而使壳体内的气体压力上升时，溢流阀以使阀体打开连通通路的方式动作。因此，壳体内的高压气体经由溢流阀向外部逸出。由此，能够在壳体内的气体压力上升时不伴随手动操作而自动地降低壳体内的气体压力。而且，能够防止被设为用于密封壳体内的润滑油的元件构件、即密封元件的第1密封构件破损、被设于密封单元的密封元件破损。此外，当一部分高压气体逸出而壳体内的气体压力降低时，溢流阀以使阀体再次阻塞连通通路的方式动作。因此，仅在壳体内的气体为高压时打开连通通路，在壳体内的气体压力为不会造成密封元件的破损的压力时维持连通通路被阻塞的状态。由此，能够抑制异物向壳体内的进入。此外，采用本技术方案，溢流阀设置为在壳体的上端部朝向上方突出，该溢流阀配置在从壳体内的润滑油的油面向上方远离的位置。而且，溢流阀的连通通路的朝向壳体内的开口在壳体的比呈台阶状弯曲的肩部靠内侧且比沿上下方向延伸的壁部靠外侧的位置开口。因此，由于伴随着壳体内的减速机构的旋转在壳体的中心部分处发生的润滑油的搅拌而分散的润滑油，与壳体的壁部相冲撞而沿该壁部向下方落下。由此，对于由于壳体的中心部分处的搅拌而分散的润滑油，能有效地阻挡上述润滑油到达溢流阀的朝向壳体内的开口，能抑制在打开连通通路时润滑油向外部流出。此外，壳体内的伴随着减速机构的旋转沿壳体的内壁逐渐上升的润滑油与配置在比壳体内的润滑油的油面靠上方位置的壳体的肩部相冲撞而向下方落下。由此，对于沿壳体的内壁逐渐上升的润滑油，能有效地阻挡上述润滑油到达溢流阀的朝向壳体内的开口，从而能抑制在打开连通通路时润滑油向外部流出。 从而，能够抑制壳体内的润滑油向外部流出。此外，溢流阀是作为具有连通通路和阀体的小型结构体而设置的，以在壳体的供电动机安装的上端侧朝向上方突出的方式紧凑地配置上述溢流阀。因此，也能抑制设有溢流阀的风力发电机用偏航驱动装置的机构大型化。因此，采用本技术方案，能够提供一种风力发电机用偏航驱动装置，其能够在壳体内的气体压力上升时不伴随手动操作而自动地降低壳体内的气体压力，防止密封元件的破损，并且抑制壳体内的润滑油的流出和异物向壳体内的进入，也能够抑制机构大型化。第2技术方案的风力发电机用偏航驱动装置以第1技术方案的风力发电机用偏航驱动装置为基础，其特征在于，上述壳体具有壳体主体，其形成为筒状，并且在内侧配置有上述减速机构；电动机安装用法兰，其用于在其与上述电动机之间夹着上述第1密封构件来安装上述电动机，并且以覆盖被配置成在上述壳体主体中朝向上方开口的开口部的方式安装于该壳体主体上，在上述壳体主体与上述电动机安装用法兰之间配置有用于密封上述壳体内的润滑油的第2密封构件，上述壁部在上述电动机安装用法兰上形成为供上述电动机配置在内侧的输出轴的筒状部分。采用该技术方案，从制造的容易性及效率化的观点来说，壳体由筒状的壳体主体和夹着第2密封构件覆盖该壳体主体的开口部并且用于供电动机安装的电动机安装用法兰构成。另外，与上述的第1密封构件及密封单元同样地能利用溢流阀的动作来防止作为密封元件的第2密封构件破损。而且，通过将电动机安装用法兰的、供电动机的输出轴配置在内侧的部分形成为筒状部分，能使该部分发挥作为抑制因壳体的中心部分处的搅拌而分散的润滑油到达溢流阀的开口的壁部的功能。由此，能够有效地利用电动机安装用法兰来高效率地构成壁部。第3技术方案的风力发电机用偏航驱动装置以第2技术方案的风力发电机用偏航驱动装置为基础，其特征在于，上述溢流阀以其上端部位于比上述电动机安装用法兰靠上方、并比用于将上述电动机安装到上述电动机安装用法兰上的安装螺栓的头部靠下方的位置的方式配置。采用该技术方案，溢流阀配置为其上端部位于比电动机安装用的安装螺栓的头部靠下方的位置。因此，在进行将电动机安装在设有溢流阀的风力发电机用偏航驱动装置的电动机安装用法兰上的作业时，溢流阀不会妨碍该作业，从而能防止有损作业性。而且，溢流阀配置为其上端部位于比电动机安装用法兰靠上方的位置。因此，在如上所述地不有损电动机安装作业的作业性的范围内，能够确保在溢流阀内沿上下方向延伸的连通通路的长度充分长。因此，即使在没有被壁部和肩部阻挡的少量润滑油到达溢流阀的朝向壳体内的开口的情况下，该润滑油也会沿确保了充分的上下方向长度的连通通路向下方落下。由此， 能有效地阻挡润滑油到达溢流阀的朝向外部的开口，能进一步抑制在打开连通通路时润滑油向外部流出。第4技术方案的风力发电机用偏航驱动装置以第1技术方案至第3技术方案中任一项所述的风力发电机用偏航驱动装置为基础，其特征在于，该风力发电机用偏航驱动装置还包括固定在上述溢流阀上、能够将外部的空气吸入到上述壳体内的吸入阀，上述吸入阀具有吸入用阀体和用于与上述连通通路和外部连通的吸入用连通通路，该吸入用阀体根据上述壳体内的气体压力的下降而打开在上述吸入用连通通路的与连通于上述连通通路的一侧相反的一侧朝向下方开口的开口，并且根据上述壳体内的气体压力的上升而阻塞该朝向下方开口的开口。采用该技术方案，还设置具有与连通通路相连通的吸入用连通通路的吸入阀。而且，在通过溢流阀的动作使处于高压的壳体内的气体向外部逸出而返回到阻塞连通通路的状态后，当壳体内的气体压力变为规定压力以下的负压时，吸入阀以使吸入用阀体打开吸入用连通通路的方式进行动作。因此，外部的气体经由吸入阀及溢流阀被吸入。由此，能够在壳体内的气体压力为负压时使壳体内的气体压力自动地返回至规定压力，能够将壳体内的状态维持为稳定的压力状态。而且，在壳体内的气体压力从负压状态返回至规定压力状态时，吸入阀以使吸入用阀体再次阻塞吸入用连通通路的方式进行动作。因此，仅在壳体内的气体压力变为规定压力以下的负压时打开吸入用连通通路，在除此之外的状态下使吸入用连通通路维持被阻塞的状态。由此，能够抑制异物向壳体内的进入。此外，由于将吸入阀固定地设在溢流阀上，因此该吸入阀能够与溢流阀紧凑地构成为一体。而且，由于能够在壳体上同时安装溢流阀和吸入阀，因此也能够谋求减少安装工作量。发明的效果采用本技术方案，能够提供一种风力发电机用偏航驱动装置，该风力发电机用偏航驱动装置能够在壳体内的气体压力上升时不伴随手动操作而自动地降低壳体内的气体压力，防止密封元件的破损，并且抑制壳体内的润滑油的流出和异物向壳体内的进入，也能够抑制机构的大型化。
图1是表示应用了本发明的一实施方式的风力发电机用偏航驱动装置的风力发电机的立体图。图2是放大表示机舱相对于图1所示的风力发电机中的塔架的安装部分的剖视图。图3是表示本发明的一实施方式的风力发电机用偏航驱动装置的主视图。图4是图3所示的风力发电机用偏航驱动装置的俯视图。图5是图4的A-A线向视剖视图。图6是放大表示图5的一部分的放大剖视图。图7是图3所示的风力发电机用偏航驱动装置中的溢流阀的主视图，其为局部利用剖切截面进行表示的图。图8是表示变形例的溢流阀及吸入阀的主视图，其为局部利用剖切截面进行表示的图。
具体实施例方式以下，参照附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。本发明的实施方式涉及设于风力发电机的、用作使风力发电机的机舱旋转的驱动装置的风力发电机用偏航驱动装置，其能够被广泛应用。图1是表示应用了本发明的一实施方式的风力发电机用偏航驱动装置1的风力发电机101的立体图。如图1所示，风力发电机101包括塔架102、机舱103、叶轮轮毂(rotor hub) 104及叶片105等。塔架102以自地面朝向铅垂上方延伸的方式设置，机舱103以相对于塔架102自由旋转的方式被该塔架102支承。此外，机舱103设置为能利用后述的风力发电机用偏航驱动装置1在水平面内旋转，在该机舱103的内部配置有未图示的动力传递轴、发电机等。叶轮轮毂104设置为与上述动力传递轴相连结，并能够相对于机舱103旋转。而且，叶片105设置多枚(在本实施方式中为3枚)，以相对于叶轮轮毂104以均等角度呈放射状延伸的方式安装上述叶片105。此外，图2是同时表示放大表示机舱103相对于塔架102的安装部分的剖视图和风力发电机用偏航驱动装置1及其驱动用的电动机100的图。机舱103以其底部103a借助轴承106能相对于塔架102的上部自由旋转的方式被塔架102的上部支承。而且，在塔架102的上部固定有在内周形成有内齿的齿轮、即环形齿轮107(另外，在图2中，省略表示环形齿轮107的各个内齿)。在机舱103内，将与用于输入旋转驱动力的电动机100相连结的风力发电机用偏航驱动装置1安装在底部103a上。此外，风力发电机用偏航驱动装置1 的输出用的小齿轮10从形成在机舱103的底部103a上的孔向下方突出而与环形齿轮107 相啮合。而且，风力发电机用偏航驱动装置1沿环形齿轮107内侧的周向配置在多处(例如为四处)。另外，在本实施方式中，作为固定在塔架102的上部的齿轮，举例说明了在内周形成有内齿的环形齿轮107，但是也可以不是该环形齿轮。即，固定在塔架102的上部的齿轮也可以是在外周形成有外齿的环形齿轮，使小齿轮10与该环形齿轮的外齿相啮合。接下来，对本发明的一实施方式的风力发电机用偏航驱动装置1进行详细说明。 图3是表示本实施方式的风力发电机用偏航驱动装置1的主视图，图4是表示风力发电机用偏航驱动装置1的俯视图。此外，图5是图4的A-A线向视剖视图。图2至图5所示的风力发电机用偏航驱动装置1如上所述地配置在机舱103的底部103a，用作使机舱103相对于塔架102旋转的驱动装置。该风力发电机用偏航驱动装置1包括减速机构11、壳体12、 溢流阀13、第1密封构件14、第2密封构件15及密封单元16等。风力发电机用偏航驱动装置1以设于后述的输出轴19上的小齿轮10配置在下方、壳体12的供电动机100安装的一侧的端部配置在上方的姿势安装在机舱103上，后述的输出轴19设置为从壳体12突出。另外，在图2及图3中，示意性地表示小齿轮10。而且，风力发电机用偏航驱动装置1将自配置在上侧的电动机100输入的旋转驱动力输出到小齿轮10，使与环形齿轮107相啮合的该小齿轮10旋转，从而使机舱103旋转。另外，在以下的说明中，以将风力发电机用偏航驱动装置1配置在机舱103内时的姿势为基准规定上下方向来进行说明。即，在风力发电机用偏航驱动装置1中，以将供小齿轮10配置的一侧即输出侧为下端侧、以供电动机100安装的一侧即输入侧为上端侧地进行说明。
图5所示的减速机构11对从电动机100输入的旋转驱动力的旋转速度进行减速并传递该旋转驱动力，并且从设有小齿轮10的输出轴19输出该旋转驱动力。另外，小齿轮 10通过花键配合而安装在输出轴19上，并且利用按压构件19a将该小齿轮10固定在输出轴19上。减速机构11包括具有直齿轮的直齿轮减速器；具有太阳齿轮、行星齿轮及行星架的行星齿轮减速器；具有曲轴、外齿轮及载体的偏心型减速器；或者由上述减速器任意组合而成的减速器等。在图5中，用虚线表示输出轴19以外的部分，省略详细图示。作为减速机构11，例如能够构成为包括与电动机100的输出轴IOOa相连结的输入轴20、与输入轴20相连结的行星齿轮机构、与行星齿轮机构相连结的正齿轮、与正齿轮相连结的偏心型减速器及与偏心型减速器相连结的输出轴19的机构。此外，作为上述偏心型减速器，例如能够构成为包括与配置在壳体12中的后述壳体主体17的内周的内齿相啮合的外齿轮、将上述正齿轮固定在端部并使外齿轮偏心旋转的曲轴及以自由旋转的方式保持曲轴并固定输出轴19的载体的减速器。图2至图5所示的壳体12包括壳体主体17和电动机安装用法兰18。在壳体12 上供电动机100安装并在壳体12的内侧配置有减速机构11。此外，利用后述的第1密封构件14、第2密封构件15及密封单元16等将该壳体12的内部相对于外部密封，向该被密封了的壳体12的内部填充润滑油。另外，在图5中，用双点划线表示壳体12内的润滑油的油面25。壳体主体17形成为上下方向的两端部开口的筒状。而且，在壳体主体17中配置为朝向上方开口的上端侧的开口部17a被电动机安装用法兰18覆盖。另一方面，从在壳体主体17中朝向下方开口的下端侧的开口部突出有输出轴19。此外，在壳体主体17的内侧配置有减速机构11。另外，壳体主体17的与沿上下方向配置的壳体12的轴向(即，与风力发电机用偏航驱动装置1的旋转中心线方向平行的方向)垂直的截面的外形为圆形。此夕卜，在壳体主体17的下端侧的端部的内周嵌入有轴承21，借助该轴承21使输出轴19相对于壳体主体17自由旋转地保持该输出轴19。此外，在壳体主体17的下端侧的外周的整周上，形成有用于将壳体主体17安装于机舱103的底部103a的突出部(hub) 17b。电动机安装用法兰18形成为以覆盖壳体主体17的上端侧的开口部17a的方式安装在壳体主体17上的盖状构件，该电动机安装用法兰18被设为形成有具有朝向上端侧呈台阶状缩径的部分的外形的筒状体。在该电动机安装用法兰18的内侧配置有电动机100 的输出轴IOOa及输入轴20。此外，电动机安装用法兰18的下端侧的端部利用螺栓固定在壳体主体17的上端侧的端部。另一方面，在电动机安装用法兰18的上端侧以在电动机安装用法兰18与电动机100之间夹着后述的第1密封构件14的方式安装有电动机100，该电动机100配置在比壳体12靠上方的位置。另外，电动机100隔着设在电动机100的下端部的安装板IOOb利用多个安装螺栓108固定在电动机安装用法兰18上。图6是放大表示图5的一部分的放大剖视图。如图3至图6所示，在壳体12的上端侧的部分、即电动机安装用法兰18上形成有壁部22和肩部23。壁部22形成为供电动机 100的输出轴IOOa配置在内侧的筒状部分，该壁部22沿着以风力发电机用偏航驱动装置1 的旋转中心线方向为中心的周向配置。在电动机安装用法兰18上设有侧方鼓出部24，该侧方鼓出部24以使壁部22的周向上的一部分朝向壳体12的径向(与风力发电机用偏航驱动装置1的旋转中心线方向垂
8直的方向)外侧向侧方扩宽的方式形成且以朝向上方呈箱状隆起的方式鼓出。而且，肩部 23形成在该侧方鼓出部24上。肩部23在朝向上方突出至壁部22的中间高度的侧方鼓出部24的上端部分形成为朝向壳体12的径向内侧呈台阶状弯曲延伸的部分。该肩部23配置在比壳体12内的润滑油的油面25靠上方的位置。此外，肩部23的内侧的壁面形成为以相对于上下方向弯折大致90°的方式弯曲的弯曲面23a。此外，上述壁部22构成为配置在比肩部23靠壳体12的径向内侧、沿上下方向延伸的本实施方式的壁部。而且，沿壁部22 内侧的周向设置的壁面形成为在上下方向上大致笔直地延伸的内周面22a。图5及图6所示的第1密封构件14被设为形成为沿壳体12的上端侧的端部的周向延伸的环状的大致圆形截面或者大致椭圆形截面的0型环密封构件。而且，该第1密封构件14在电动机108的安装板IOOb与壳体12的电动机安装用法兰18之间以与安装板IOOb 和电动机安装用法兰18抵接固定的状态配置。由此，密封壳体12内的润滑油。图5所示的第2密封构件15被设为形成为沿壳体主体17的上端部的周向延伸的环状的大致圆形截面或者大致椭圆形截面的0型环密封构件。而且，该第2密封构件15在壳体主体17的上端部与电动机安装用法兰18的下端部之间以与壳体主体17的上端部和电动机安装用法兰18的下端部抵接固定的状态配置。由此，密封壳体12内的润滑油。另夕卜，该第2密封构件15和上述第1密封构件14在本实施方式中构成为用作密封壳体12内的润滑油的元件构件的密封元件。图5所示的密封单元16配置在壳体12和输出轴19之间。而且，在本实施方式中， 密封单元16包括密封外壳29、轴承保持构件30和作为密封元件的第3密封构件26、第4 密封构件27及第5密封构件28。该密封单元16通过具有上述各密封元件(26、27、28)来密封壳体12内的润滑油。轴承保持构件30形成为环状，配置在轴承21的下端侧。而且，该轴承保持构件30 安装在输出轴19的外周，该轴承保持构件30支承轴承21的下端侧，该轴承21被壳体主体 17支承，并且，在该轴承保持构件30的下端侧的内周保持有第5密封构件28。另外，轴承保持构件30例如通过螺纹配合安装在输出轴19上。此外，第5密封构件28被设为形成为沿输出轴19的外周延伸的环状的大致圆形截面或者大致椭圆形截面的0型环密封构件，该第5密封构件28紧密贴合保持在轴承保持构件30的内周并与输出轴19的外周抵接配置。 由此，第5密封构件28在轴承保持构件30与输出轴19之间对壳体12内的润滑油进行密封。第4密封构件27形成为环状，以设于其内周的唇部(Iip)与轴承保持构件30的外周滑动接触的状态与轴承保持构件30抵接配置。此外，密封外壳29形成为环状的构件， 利用未图示的螺栓安装在壳体12的下端部，并且用于保持第4密封构件27。另外，第4密封构件27在其外周与密封外壳29的内周紧密贴合的状态下被保持在密封外壳29中。由此，第4密封构件27在密封外壳29与轴承保持构件30之间对壳体12内的润滑油进行密封。第3密封构件26被设为形成为沿壳体主体17的下端部的周向延伸的环状的大致圆形截面或者大致椭圆形截面的0型环密封构件。而且，该第3密封构件26在壳体主体17 的下端部与密封外壳29的上端部之间以与壳体主体17的下端部和密封外壳29的上端部抵接固定的状态配置。由此，密封壳体12内的润滑油。
图7是溢流阀13的主视图，为局部以剖切截面进行表示的图。图2至图7所示的溢流阀13设在壳体12的上端侧，其包括阀主体31、阀体32、弹簧33及形成在阀主体31上的连通通路34等。该溢流阀13以相对于壳体12的电动机安装用法兰18朝向上方突出配置的方式安装于壳体12的电动机安装用法兰18。此外，如图6中明确表示的那样，溢流阀 13配置为其上端部13a位于比电动机安装用法兰18的上端部的高度位置(图中虚线B所示)靠上方的位置。而且，溢流阀13还配置为其上端部13a位于比用于将电动机100安装在电动机安装用法兰18上的安装螺栓108的头部108a的下端部的高度位置(图中虚线C 所示)靠下方的位置。如图6及图7中明确表示的那样，阀主体31是通过将管状构件、接头构件、连接构件串联排列组合并使其结合为一体而构成的，以使其长度方向沿上下方向延伸的姿势将该阀主体31安装在电动机安装用法兰18上。在该阀主体31的下端部的外周上设有外螺纹部分，上述外螺纹部分与设置在贯穿形成于电动机安装用法兰18的侧方鼓出部24的上端部的贯穿孔24a的内周的内螺纹部分螺纹配合。此外，在阀主体31中设有沿上下方向贯穿的孔，该孔构成为与壳体12内相连通的连通通路34。另外，溢流阀13配置为使该连通通路34的下端部的朝向壳体12内的开口 34a在壳体12中开口在比肩部23靠壳体12的径向内侧的位置且开口在比壁部22靠壳体12的径向外侧的位置。图6及图7所示的阀体32被设为根据壳体12内的气体(例如空气)压力上升而打开连通通路34的上端侧的朝向外部的开口 34b、并且根据壳体12内的气体压力下降而阻塞开口 34b的构件。另外，开口 34b构成为使阀体32落座及离座的阀座，在阀体32的与开口 34b相抵接的部位嵌入有0型环密封构件35。此外，在阀体32中设有自该阀体32的下表面侧的中央部分朝向连通通路34内突出的阀杆36。弹簧33被设为盘簧，该弹簧33以阀杆36贯穿其内侧的状态配置在连通通路34的上端侧。此外，弹簧33以其上端部卡定于在连通通路34中形成为朝向上方侧缩径的台阶部的状态配置。另一方面，弹簧33的下端部与同阀杆36的下端侧螺纹配合的螺母构件37相抵接，并且该弹簧33的下端部也与防脱用的环构件38相卡定，该防脱用的环构件38配置在该螺母构件37的周围，构成为嵌入到连通通路34的内周的槽中的弹性挡环(snapring) 等。而且，弹簧33以压缩状态配置在连通通路34内，利用连通通路34的台阶部与螺母构件37之间生成的弹力，借助阀杆36对阀体32向使阀体32落座于开口 34b的方向、即下方施力。接下来，对上述风力发电机用偏航驱动装置1的动作进行说明。风力发电机用偏航驱动装置1通过使电动机100进行运转而进行动作。当电动机100开始运转时，来自电动机100的输出轴IOOa的旋转驱动力输入到减速机构11，该旋转驱动力在减速机构11减速后被传递，自输出轴19输出。而且，伴随着输出轴19的旋转，从与环形齿轮107相啮合的小齿轮10输出较大转矩。由此，伴随着小齿轮10的旋转，使机舱103与将壳体12固定在机舱103的底部103a上的风力发电机用偏航驱动装置1 一起相对于塔架102旋转。此外，由于在风力发电机用偏航驱动装置1中如上所述地设有溢流阀13，因此，当壳体12内的气体压力上升而超过规定压力时，利用作用于阀体32的气体压力克服弹簧33 的作用力而将阀体32推上去。由此，使阀体32从开口 34b离座而打开该开口 34b，壳体12 内的高压气体向外部逸出(排出)。另一方面，当逸出一部分高压气体而壳体12内的气体压力降低时，利用弹簧33的作用力借助螺母构件37及阀杆36将阀体32压下去。由此，使阀体32落座于开口 34b而阻塞该开口 34b。采用如上所述的风力发电机用偏航驱动装置1，当由于减速机构11动作过程中所产生的摩擦热的影响、壳体12的外部的气温的影响使壳体12内的气体压力上升时，溢流阀 13以使阀体32打开连通通路34的方式进行动作。因此，使壳体12内的高压气体经由溢流阀13向外部逸出。由此，能够在壳体12内的气体压力上升时不伴随手动操作而自动地降低壳体12内的气体压力。而且，能够防止用于密封壳体12内的润滑油的密封元件、即第1 至第5密封构件(14、15、26、27，28)的破损。此外，当逸出一部分高压气体而使壳体12内的气体压力下降时，溢流阀13以使阀体32再次阻塞连通通路34的方式进行动作。因此， 仅在壳体12内的气体为高压时打开连通通路34，在壳体12内的气体压力为不会造成密封元件破损的压力时维持连通通路34被阻塞的状态。由此，能够抑制异物向壳体12内的进入。此外，采用风力发电机用偏航驱动装置1，溢流阀13设置为在壳体12的上端部朝向上方突出，该溢流阀13配置在自壳体12内的润滑油的油面25向上方远离的位置。而且， 溢流阀13的连通通路34的朝向壳体12内的开口 34a在壳体12中配置为在比呈台阶状弯曲的肩部23靠内侧、比沿上下方向延伸的壁部22靠外侧的位置开口。因此，由于壳体12内的伴随着减速机构11的旋转在壳体12的中心部分发生的润滑油的搅拌而分散的润滑油， 与壁部22的内周面22a相冲撞而沿该内周面22向下方落下。由此，对于因壳体12的中心部分处的搅拌而分散的润滑油，能有效地阻挡该润滑油到达溢流阀13的朝向壳体12内的开口 34a，从而抑制在打开连通通路34的过程中润滑油向外部流出。此外，壳体12内的伴随着减速机构11的旋转而沿壳体12的内壁逐渐上升的润滑油与配置在比壳体12内的润滑油的油面25靠上方处的肩部23的弯曲面23a相碰撞而向下方落下。由此，对于沿壳体12的内壁逐渐上升的润滑油，能有效地阻挡该润滑油到达溢流阀13的朝向壳体12内的开口 34a，从而抑制在打开连通通路34的过程中润滑油向外部流出。从而，能够抑制壳体12内的润滑油向外部流出。此外，溢流阀13被设为具有连通通路34和阀体32的小型结构体，该溢流阀13在壳体12中紧凑地配置为在供电动机100安装的上端侧朝向上方突出。因此，也可以抑制设有溢流阀13的风力发电机用偏航驱动装置 1的机构大型化。因此，采用本实施方式，能够提供一种风力发电机用偏航驱动装置1，其能够在壳体12内的气体压力上升时不伴随手动操作而自动地降低壳体12内的气体压力，能防止密封元件(14、15、26 28)的破损，并且能抑制壳体12内的润滑油向外部流出和异物从外部向壳体12内进入，也能抑制机构大型化。此外，采用风力发电机用偏航驱动装置1，从制造的容易性及效率化的观点来说， 壳体12由筒状的壳体主体17和电动机安装用法兰18构成，该电动机安装用法兰18隔着第2密封构件15覆盖该壳体主体17的开口部17a并且供电动机100安装。而且，通过将电动机安装用法兰18的在内侧配置电动机100的输出轴IOOa的部分形成为筒状部分，能够使其发挥作为用于抑制因壳体12的中心部分处的搅拌而分散的润滑油到达溢流阀13的开口 34a的壁部22的功能。由此，能够有效地利用电动机安装用法兰18来高效率地构成壁部22。
此外，采用风力发电机用偏航驱动装置1，溢流阀13以其上端部13a位于比电动机 100安装用的安装螺栓108的头部108a靠下方的位置的方式配置。因此，在进行将电动机 100安装在设有溢流阀13的风力发电机用偏航驱动装置1的电动机安装用法兰18上的作业时，溢流阀13不会造成阻碍，从而能防止有损作业性。而且，溢流阀13以其上端部13a位于比电动机安装用法兰18靠上方的位置的方式配置。因此，能够在如上所述地不有损电动机100的安装作业的作业性的范围内确保在溢流阀13内上下延伸的连通通路34的长度足够长。因此，即使没有被壁部22和肩部23阻挡的少量润滑油到达了溢流阀13的朝向壳体 12内的开口 34a的情况下，也可以使该少量润滑油沿确保了充分的上下方向长度的连通通路34向下方落下。由此，能够有效地阻挡润滑油到达至溢流阀13的朝向外部的开口 34b， 进一步抑制在打开连通通路34的过程中润滑油向外部流出。以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限于上述的实施方式，能够在权利要求书所记载的范围内实施各种变更。例如，能够如下所述地实施变更。(1)在本实施方式中，以在电动机安装用法兰的侧方鼓出部上设有肩部的结构为例进行了说明，但是并不限于该例子，也可以是在电动机安装用法兰的侧方鼓出部以外的部分形成肩部的结构。此外，也可以是在壳体主体上形成有肩部的结构。(2)在本实施方式中，以在电动机安装用法兰的、在内侧配置电动机的输出轴的筒状部分设置壁部的结构为例进行了说明，但是并不限于该例子，也可以是在电动机安装用法兰的筒状部分以外的部分形成有壁部的结构。(3)对于溢流阀安装于壳体的安装位置，并不限于本实施方式所例示的情况，对于连通通路的朝向壳体内的开口在比肩部靠内侧、比壁部靠外侧开口的位置，能够实施各种变更。(4)也能够实施除了溢流阀之外还包括固定在溢流阀上、能够将外部的空气吸入到壳体内的吸入阀的风力发电机用偏航驱动装置。图8是表示溢流阀13和固定在该溢流阀13上的吸入阀39的主视图，其是局部以剖切截面进行表示的图。对于风力发电机用偏航驱动装置1，也可以代替图7所示的单独安装的溢流阀13，安装图8所示的一体地设有溢流阀13和吸入阀39的结构。另外，在图8中，对于与本实施方式同样地构成的溢流阀13 所相关的元件，与本实施方式标注相同附图标记并省略说明，仅对吸入阀39的结构进行说明。图8所示的吸入阀39固定在溢流阀13上，其包括吸入用阀主体40、吸入用阀体 41、弹簧42、形成在吸入用阀主体40中的吸入用连通通路43等。该吸入阀39构成为在相对于溢流阀13向侧方突出之后经过弯曲大约90°的弯头部分向下方延伸。吸入用阀主体40是通过组合管状构件、接头构件及连接构件并使它们结合为一体而构成的。在该吸入用阀主体40中设有弯曲延伸的沿长度方向贯穿该吸入用阀主体40 的内部的孔，该孔构成为用于与溢流阀13的连通通路34和外部连通的吸入用连通通路43。 吸入用阀体41被设为根据壳体12内的气体压力的下降而打开开口 43a、并且根据壳体12 内的气体压力的上升而阻塞开口 43a的构件，该开口 43a在吸入用连通通路43的与连通于连通通路34的一侧相反的一侧朝向下方开口。另外，开口 43a构成为使吸入用阀体41落座及离座的阀座，该开口 43a形成为在连通通路43的中间部分处向内侧缩径的部分。此外， 在吸入用阀体41的与开口 43a相抵接的部位嵌入有0型环密封构件，在吸入用阀体41上
12设有以自该吸入用阀体41的下表面侧的中央部分朝向下方突出的方式形成的阀杆44。此外，连通通路43在开口 43a的下方进一步朝向下方延伸，该连通通路43在其下端部朝向外部敞开。弹簧42被设为盘簧，在吸入用连通通路43的开口 43a的下方处以使阀杆44贯穿该弹簧42的内侧的状态配置该弹簧42。此外，弹簧42以其上端部相对于在开口 43a的下方设置为呈台阶状扩径的台阶部卡定的状态设置。另一方面，弹簧42的下端部配置为与同阀杆44的下端侧螺纹配合的螺母构件45相抵接，并且与防脱用的环构件46相卡定，该防脱用的环构件46配置于该螺母构件45的周围，构成为嵌入到吸入用连通通路43的内周的槽中的弹性挡环等。而且，弹簧42以压缩了的状态配置于吸入用连通通路43内，利用在开口 43a下方的台阶部与螺母构件45之间产生的弹性力，借助阀杆44对吸入用阀体41朝向使其落座于开口 43a的方向、即下方施力。通过进一步设置上述结构的吸入用阀39，当壳体12内的气体压力下降而达到规定压力以下的负压时，利用作用于吸入用阀体41的外部的空气压力(大气压)克服弹簧42 的作用力而将该吸入用阀体41推上去。由此，吸入用阀体41自开口 43a离座而打开该开口 43a，外部的空气经由吸入用连通通路43及连通通路34向壳体12内流入。另一方面，当外部的空气流入而使壳体12内的气体压力上升时，利用弹簧42的作用力借助螺母构件45 及阀杆44将吸入用阀体41压下去。由此，使吸入用阀体41落座于开口 43a而阻塞该开口 43a。采用该变形例，进一步设置具有与连通通路34相连通的吸入用连通通路43的吸入阀39。而且，在利用溢流阀13的动作使处于高压的壳体12内的气体向外部逸出而返回到连通通路34被阻塞了的状态后，当壳体12内的气体压力为规定压力以下的负压时，吸入阀39以吸入用阀体41打开吸入用连通通路43的方式动作。因此，外部的气体经由吸入阀 39及溢流阀13被吸入。由此，能够在壳体12内的气体压力为负压时使壳体12内的气体压力自动地返回到规定压力，能够将壳体12内的状态维持为稳定的压力状态。而且，当壳体12内的气体压力从负压的状态返回到规定压力的状态时，吸入阀39以使吸入用阀体41 再次阻塞吸入用连通通路43的方式动作。因此，仅在壳体12内的气体压力为规定压力以下的负压时打开吸入用连通通路43，在除此之外的状态下，吸入用连通通路43被维持为阻塞的状态。由此，能够抑制异物向壳体12内的进入。此外，由于吸入阀39固定设置在溢流阀13上，因此能够与溢流阀13 —体地紧凑地构成。而且，由于能够相对于壳体12同时安装溢流阀13和吸入阀39，因此也能够谋求降低安装工作量。产业上的可利用性本发明涉及一种设于风力发电机、用作使风力发电机的机舱旋转的驱动装置的风力发电机用偏航驱动装置，该风力发电机用偏航驱动装置能够被广泛应用。附图标记说明1风力发电机用偏航驱动装置10小齿轮11减速机构12 壳体13溢流阀
13
14第1密封构件16密封单元19输出轴22 壁部23 肩部25 油面32 阀体34连通通路100电动机101风力发电机102 塔架103 机舱107环形齿轮(齿轮)
权利要求
1.一种风力发电机用偏航驱动装置，其设于风力发电机，用作使风力发电机的机舱旋转的驱动装置，其特征在于，该风力发电机用偏航驱动装置包括减速机构，其用于将自电动机输入的旋转驱动力减速后传递该旋转驱动力，并从输出轴输出旋转驱动力，该输出轴设有与固定在风力发电机的塔架中的齿轮相啮合的小齿轮； 壳体，其供上述电动机安装，并且上述减速机构配置在该壳体的内侧； 第1密封构件，其配置在上述电动机与上述壳体之间，用于密封上述壳体内的润滑油； 密封单元，其配置在上述壳体与上述输出轴之间，用于密封上述壳体内的润滑油； 溢流阀，其具有阀体和与上述壳体内相连通的连通通路，该阀体根据上述壳体内的气体压力的上升而打开该连通通路上端侧的朝向外部的开口、并且根据上述壳体内的气体压力的下降而阻塞上述连通通路上端侧的朝向外部的开口，该溢流阀设在上述壳体的供上述电动机安装的上端侧，上述电动机配置在比该壳体靠上方的位置；在上述壳体的上端侧部分形成有肩部和壁部，该肩部形成为朝向内侧呈台阶状曲折延伸并且配置在比壳体内的润滑油靠上方的位置，该壁部配置在比上述肩部靠内侧的位置并沿上下方向延伸，上述溢流阀以相对于上述壳体朝向上方突出配置的方式安装于上述壳体，上述连通通路的朝向上述壳体内的开口配置为在该壳体的比上述肩部靠内侧且比上述壁部靠外侧的位置开口。
2.根据权利要求1所述的风力发电机用偏航驱动装置，其特征在于， 上述壳体具有壳体主体，其形成为筒状，并且上述减速机构配置在该壳体主体内侧； 电动机安装用法兰，其用于在其与上述电动机之间夹着上述第1密封构件来安装上述电动机，并且以覆盖被配置成在上述壳体主体中朝向上方开口的开口部的方式安装在该壳体主体上；在上述壳体主体与上述电动机安装用法兰之间配置有用于密封上述壳体内的润滑油的第2密封构件，上述壁部在上述电动机安装用法兰上形成为供上述电动机的输出轴配置在内侧的筒状部分。
3.根据权利要求2所述的风力发电机用偏航驱动装置，其特征在于，上述溢流阀以其上端部位于比上述电动机安装用法兰靠上方、并且比用于将上述电动机安装在上述电动机安装用法兰上的安装螺栓的头部靠下方的位置的方式配置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的风力发电机用偏航驱动装置，其特征在于，该风力发电机用偏航驱动装置还包括固定在上述溢流阀上、能够将外部的空气吸入到上述壳体内的吸入阀，上述吸入阀具有吸入用阀体和用于与上述连通通路和外部连通的吸入用连通通路，该吸入用阀体根据上述壳体内的气体压力的下降而打开在上述吸入用连通通路的与连通于上述连通通路的一侧相反的一侧朝向下方开口的开口、并且根据上述壳体内的气体压力的上升而阻塞该朝向下方开口的开口。
全文摘要
本发明提供一种风力发电机用偏航驱动装置。该风力发电机用偏航驱动装置在壳体内的气体压力上升时不伴随手动操作而自动地降低壳体内的气体压力，从而防止密封元件的破损，并且抑制壳体内的润滑油的流出和异物向壳体内的进入，也抑制了机构大型化。在壳体(12)的供电动机(100)安装的上端侧设有向上方突出的溢流阀(13)。溢流阀(13)具有连通通路(34)和阀体(32)，该阀体(32)根据壳体(12)内的气体压力上升而打开连通通路(34)的朝向外部的开口(34b)、并且根据气体压力下降而阻塞该开口(34b)。在壳体(12)的上端侧形成有肩部(23)和沿向上下方向延伸的壁部(22)，该肩部(23)配置在比润滑油的油面(25)靠上方的位置并朝向内侧呈台阶状弯曲。连通通路(34)的朝向壳体(12)内的开口(34a)在壳体(12)的比肩部(23)靠内侧且比壁部(22)靠外侧的位置的开口。
文档编号F03D11/00GK102483040SQ20108003779
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月17日 优先权日2009年8月27日
发明者细田茂, 藤川友博 申请人:纳博特斯克株式会社