(57)【要約】【課題】回転機械の組立方法及び回転機械の組立治具並びに波力発電装置及び回転機械において、回転機械の高精度な組立作業を可能とすると共にこの組立作業の効率化を可能とする。【解決手段】軸心方向の一方に支持筒３５が設けられて他方に第１開口部３４ａが形成された第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４を軸心方向が鉛直方向になると共に支持筒３５が下方になるように配置する工程と、支持軸５５が支持筒３５に支持されるようにフライホイール２２をケーシング３２，３４内に挿入する工程と、開口部３３ａにより開口部３４ａを閉塞すると共に支持筒３６によりフライホイール２２の支持軸５６を支持するように第２ケーシング３３を第３ケーシング３４に組付ける工程と、支持筒３６と支持軸５６との間に円筒ころ軸受６０と玉軸受６１を組付ける工程と、ジンバルケーシング３１を反転させて上下位置を逆にする工程と、支持筒３５と支持軸５５との間に円筒ころ軸受５７を組付ける工程とを有する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心方向の一方に第１支持部が設けられて他方に第１開口部が形成された第１ケーシングを軸心方向が鉛直方向になると共に前記第１支持部が下方になるように配置する工程と、
第１支持軸が前記第１支持部に支持されるように回転子を前記第１ケーシング内に挿入する工程と、
軸心方向の一方に第２支持部が設けられて他方に第２開口部が形成された第２ケーシングを前記第２開口部により前記第１開口部を閉塞すると共に前記第２支持部により前記回転子の第２支持軸を支持するように前記第１ケーシングに組付ける工程と、
前記第２支持部と前記第２支持軸との間に第２軸受を組付ける工程と、
前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングを反転させて上下位置を逆にする工程と、
前記第１支持部と前記第１支持軸との間に第１軸受を組付ける工程と、
を有することを特徴とする回転機械の組立方法。
【請求項２】
前記第２支持部の内側にステータが固定され、第２支持軸の外側にロータが固定され、前記ステータと前記ロータが対向するように前記第２ケーシングを前記第１ケーシングに組付けることを特徴とする請求項１に記載の回転機械の組立方法。
【請求項３】
前記ステータ及び前記ロータより軸心方向の外側に前記第２軸受を組付けることを特徴とする請求項２に記載の回転機械の組立方法。
【請求項４】
前記第１支持部における軸心方向の外側にリング形状をなす位置決めテーパ部を有する支持治具を締結し、前記第１支持軸を前記位置決めテーパ部を用いて所定の組付位置に位置決めすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の回転機械の組立方法。
【請求項５】
前記支持治具と前記第１支持軸との間に所定厚さの調整ライナを介装することで、前記回転子の軸心方向における位置を調整することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の回転機械の組立方法。
【請求項６】
前記回転子を前記第１ケーシング内に挿入した後、前記回転子の外周面と前記第１ケーシングの内周面との間にスペーサを周方向に所定間隔で複数配置することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の回転機械の組立方法。
【請求項７】
前記第１支持軸に第１吊り金具を結合すると共に、前記第２支持部に第２吊り金具を結合し、前記第１吊り金具と前記第２吊り金具にそれぞれ吊具を連結し、前記吊具を用いて前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングを反転させることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の回転機械の組立方法。
【請求項８】
前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングを反転させた後、前記支持治具を取外してから前記第１支持部と前記第１支持軸との間に第１軸受を組付けることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の回転機械の組立方法。
【請求項９】
前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングを反転させ、前記第１支持部と前記第１支持軸との間に第１軸受を組付けた後、前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングを横転させて吊上げ、架台に載置して締結することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一つに記載の回転機械の組立方法。
【請求項１０】
前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングを前記架台に締結するとき、鉛直方向及び水平方向の位置調整を行うことを特徴とする請求項９に記載の回転機械の組立方法。
【請求項１１】
所定の位置に設置される治具本体と、
前記治具本体に設けられてケーシングの両側の軸部をそれぞれ回動自在に支持する一対の支持台と、
前記一対の支持台に支持された前記ケーシングを回動不能に支持する支持ブロックと、
前記ケーシングにおける支持部に着脱自在で前記ケーシング内に挿入される回転子の支持軸を支持可能な支持治具と、
前記回転子の外周面と前記ケーシングの内周面との間に周方向に所定間隔で配置される複数のスペーサと、
を有することを特徴とする回転機械の組立治具。
【請求項１２】
浮体と、
前記浮体に鉛直方向に沿う軸心により回転自在に支持されるジンバルと、
前記ジンバル内に水平方向に沿う軸心により一対の軸受をもって回転自在に支持されるフライホイールと、
前記フライホイールの軸端部に設けられる吊り金具連結部と、
前記フライホイールを回転可能なモータと、
前記ジンバルの回転により発電可能な発電機と、
を有することを特徴とする波力発電装置。
【請求項１３】
浮体と、
前記浮体に鉛直方向に沿う軸心により一対の軸受をもって回転自在に支持されるジンバルと、
前記ジンバル内に水平方向に沿う軸心により回転自在に支持されるフライホイールと、
前記フライホイールを回転可能なモータと、
前記ジンバルの回転により発電可能な発電機と、
前記浮体に対して前記ジンバルを鉛直方向及び水平方向に位置調整する位置調整部と、
を有することを特徴とする波力発電装置。
【請求項１４】
前記位置調整部は、リング形状をなして前記軸受を支持する軸受フォルダの下面と前記浮体の上面との間に介装される鉛直方向位置調整部材と、前記軸受フォルダと前記浮体との水平方向の位置を調整可能な水平方向位置調整部材と、前記軸受と前記軸受フォルダとを締結する締結部材とを有することを特徴とする請求項１３に記載の波力発電装置。
【請求項１５】
前記鉛直方向位置調整部材は、周方向に分割される複数の分割板を有することを特徴とする請求項１４に記載の波力発電装置。
【請求項１６】
水平方向に対して鉛直方向に沿う軸心により回転自在に支持されるジンバルと、
前記ジンバル内に水平方向に沿う軸心により一対の軸受をもって回転自在に支持されるフライホイールと、
前記フライホイールの軸端部に設けられる吊り金具連結部と、
前記フライホイールを回転可能なモータと、
を有することを特徴とする回転機械。
【請求項１７】
水平方向に対して鉛直方向に沿う軸心により一対の軸受をもって回転自在に支持されるジンバルと、
前記ジンバル内に水平方向に沿う軸心により回転自在に支持されるフライホイールと、
前記フライホイールを回転可能なモータと、
前記ジンバルを鉛直方向及び水平方向に位置調整する位置調整部と、
を有することを特徴とする回転機械。
【請求項１８】
前記位置調整部は、リング形状をなして前記軸受を支持する軸受フォルダの下面と前記浮体の上面との間に介装される鉛直方向位置調整部材と、前記軸受フォルダとの水平方向の位置を調整可能な水平方向位置調整部材と、前記軸受と前記軸受フォルダとを締結する締結部材とを有することを特徴とする請求項１７に記載の回転機械。
【請求項１９】
前記鉛直方向位置調整部材は、周方向に分割される複数の分割板を有することを特徴とする請求項１８に記載の回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子が軸受によりケーシング内に回転自在に支持される回転機械にて、この回転機械の組立方法及び回転機械の組立治具、並びに、この回転機械の組立方法及び回転機械の組立治具を適用することができる波力発電装置及び回転機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、深刻化する地球環境問題やエネルギ不足の観点から波力発電が注目されている。この波力発電の一方式として、海上の浮体の揺れを受け止め、そのエネルギを利用して発電を行う波力発電装置が提案されている。
【０００３】
この波力発電装置は、発電機と、制御部と、ジンバル軸を有するジンバルと、このジンバル中にジンバル軸に対して直交するように配置されたスピン軸に取付けられるフライホイールと、このフライホイールを回転可能なスピンモータとを備えたものである。従って、波の運動エネルギにより浮体が揺動することでジンバルが回転し、ジンバル軸に増速機を介して接続された発電機が発電することができる。
【０００４】
このような波力発電装置としては、例えば、下記特許文献１や特許文献２に記載されたものがある。この特許文献１の波力発電装置は、水平のホイール支持軸が中空のジンバルを貫通し、端部が軸受により回転自在に支持され、このホイール支持軸にフライホイールが固定されて構成されている。また、特許文献２の波力発電装置は、コントロールモーメントに水平なスピン軸を設け、このスピン軸にフライホイールが回転自在に支持されて構成されている。
【０００５】
上述した波力発電装置にて、フライホイールは、軸方向における各端部がそれぞれ軸受によりジンバル内に回転自在に支持されることで、モータにより回転可能となっている。この場合、フライホイールとジンバルとの間に所定隙間を確保する必要があり、また、モータにおいても、フライホイール側に固定されるロータと、ジンバル側に固定されるステータとにより構成され、このロータとステータとの間に所定隙間を確保する必要があり、高精度な組立作業が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１９０７６４号公報
【特許文献２】特開２００５−２０７３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
波力発電装置は、上述したように、フライホイールがジンバル内に回転自在に支持され、ジンバル内に配置されたモータにより回転可能となっており、組立に際して、ジンバル、フライホイール、モータ（ロータ及びステータ）を高精度に組立てる必要がある。また、波力発電装置は、発電装置本体が浮体のフレームに固定されることから、発電装置本体と浮体のフレームとの組立も高精度な作業が要求される。これらの組付精度が良くないと、ジンバルに対するフライホイールの円滑な回転や浮体に対するジンバルの円滑な回転が阻害され、軸受の寿命が低下するばかりでなく、発電効率が低下してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するものであり、回転機械の高精度な組立作業を可能とすると共に、この組立作業の効率化を可能とする回転機械の組立方法及び回転機械の組立治具並びに波力発電装置及び回転機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の回転機械の組立方法は、軸心方向の一方に第１支持部が設けられて他方に第１開口部が形成された第１ケーシングを軸心方向が鉛直方向になると共に前記第１支持部が下方になるように配置する工程と、第１支持軸が前記第１支持部に支持されるように回転子を前記第１ケーシング内に挿入する工程と、軸心方向の一方に第２支持部が設けられて他方に第２開口部が形成された第２ケーシングを前記第２開口部により前記第１開口部を閉塞すると共に前記第２支持部により前記回転子の第２支持軸を支持するように前記第１ケーシングに組付ける工程と、前記第２支持部と前記第２支持軸との間に第２軸受を組付ける工程と、前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングを反転させて上下位置を逆にする工程と、前記第１支持部と前記第１支持軸との間に第１軸受を組付ける工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
従って、第１ケーシングを鉛直方向に配置し、回転子を第１ケーシング内に挿入し、第２ケーシングを第１ケーシングに組付けてから第２軸受を組付け、第１ケーシング及び第２ケーシングを反転させてから第１軸受を組付けるようにしている。第１ケーシング、回転子、第２ケーシング、第２軸受、第１軸受を鉛直方向に組付けることとなり、各構成部材の軸心を容易に合わせることが可能となり、回転機械の高精度な組立作業を可能とすることができると共に、この組立作業を短時間で容易に行うことで組付作業の効率化を可能とすることができる。
【００１１】
本発明の回転機械の組立方法では、前記第２支持部の内側にステータが固定され、第２支持軸の外側にロータが固定され、前記ステータと前記ロータが対向するように前記第２ケーシングを前記第１ケーシングに組付けることを特徴としている。
【００１２】
従って、予め第２支持部の内側にステータを固定し、第２支持軸の外側にロータを固定することで、回転子が組付けられた第１ケーシングに対して第２ケーシングを組付けることで、ステータとロータを容易に対向する位置に組付けることができる。
【００１３】
本発明の回転機械の組立方法では、前記ステータ及び前記ロータより軸心方向の外側に前記第２軸受を組付けることを特徴としている。
【００１４】
従って、モータの外側に第２軸受を組付けることで、モータと第２軸受の組付工程を簡素化することができる。
【００１５】
本発明の回転機械の組立方法では、前記第１支持部における軸心方向の外側にリング形状をなす位置決めテーパ部を有する支持治具を締結し、前記第１支持軸を前記位置決めテーパ部を用いて所定の組付位置に位置決めすることを特徴としている。
【００１６】
従って、回転子を第１ケーシング内に挿入するとき、第１支持軸が位置決めテーパ部に案内されながら、所定の組付位置、つまり、回転子と第１ケーシングの軸心が適合する位置に容易に位置決めされることとなり、回転子を簡単且つ高精度に組付けることができる。
【００１７】
本発明の回転機械の組立方法では、前記支持治具と前記第１支持軸との間に所定厚さの調整ライナを介装することで、前記回転子の軸心方向における位置を調整することを特徴としている。
【００１８】
従って、回転子を第１ケーシング内に挿入するとき、支持治具と第１支持軸との間に調整ライナが介装されていることから、この調整ライナの厚さを変更することで、第１ケーシングに対する回転子の軸心方向における位置を調整することができ、回転子を簡単且つ高精度に組付けることができる。
【００１９】
本発明の回転機械の組立方法では、前記回転子を前記第１ケーシング内に挿入した後、前記回転子の外周面と前記第１ケーシングの内周面との間にスペーサを周方向に所定間隔で複数配置することを特徴としている。
【００２０】
従って、第１ケーシング内に挿入された回転子は、外周面と第１ケーシングの内周面との間に複数のスペーサが周方向に所定間隔で配置されることで、水平方向の倒れが防止され、回転子の位置決めを安定した状態で高精度に行うことができる。
【００２１】
本発明の回転機械の組立方法では、前記第１支持軸に第１吊り金具を結合すると共に、前記第２支持部に第２吊り金具を結合し、前記第１吊り金具と前記第２吊り金具にそれぞれ吊具を連結し、前記吊具を用いて前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングを反転させることを特徴としている。
【００２２】
従って、第１支持軸に結合された第１吊り金具と第２支持部に結合された第２吊り金具に吊具を連結し、この吊具により第１ケーシング及び第２ケーシングの重量を支持しながら反転させることとなり、ケーシングの安定した反転作業を行うことができる。
【００２３】
本発明の回転機械の組立方法では、前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングを反転させた後、前記支持治具を取外してから前記第１支持部と前記第１支持軸との間に第１軸受を組付けることを特徴としている。
【００２４】
従って、第１ケーシング及び第２ケーシングを反転させた後、支持治具を取外してから第１軸受を組付けることで、この第１軸受を容易に組付けることができる。
【００２５】
本発明の回転機械の組立方法では、前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングを反転させ、前記第１支持部と前記第１支持軸との間に第１軸受を組付けた後、前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングを横転させて吊上げ、架台に載置して締結することを特徴としている。
【００２６】
従って、第１ケーシング及び第２ケーシングを反転させて第１軸受を組付けた後、この第１ケーシング及び第２ケーシングを横転させて吊上げ、架台に載置して締結することで、回転機械を適正な方向で容易に架台に締結することができる。
【００２７】
本発明の回転機械の組立方法では、前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングを前記架台に締結するとき、鉛直方向及び水平方向の位置調整を行うことを特徴としている。
【００２８】
従って、第１ケーシング及び第２ケーシングを位置調整しながら架台に締結することで、高精度な組付作業を可能とすることができる。
【００２９】
また、本発明の回転機械の組立治具は、所定の位置に設置される治具本体と、前記治具本体に設けられてケーシングの両側の軸部をそれぞれ回動自在に支持する一対の支持台と、前記一対の支持台に支持された前記ケーシングを回動不能に支持する支持ブロックと、前記ケーシングにおける支持部に着脱自在で前記ケーシング内に挿入される回転子の支持軸を支持可能な支持治具と、前記回転子の外周面と前記ケーシングの内周面との間に周方向に所定間隔で配置される複数のスペーサと、を有することを特徴とするものである。
【００３０】
従って、第１ケーシングの両側の軸部をそれぞれ一対の支持台に回動自在に支持し、この第１ケーシングを支持ブロックにより回動不能に支持した状態で、第１ケーシング内に回転子を挿入すると、この回転子は、第１ケーシングにおける支持部に取付けられた支持治具により支持軸が支持され、第１ケーシングとの間に配置される複数のスペーサにより外周部が支持されることとなり、ここで、回転子の位置決めを行うことができ、その後、スペーサを取り外してから第２ケーシングと軸受を組付けた後、支持ブロックによる支持を解除して第１、第２ケーシングを反転し、上方に位置する第１ケーシングから支持治具を取外して軸受を組付けることができる。そのため、第１ケーシング、回転子、第２ケーシング、各軸受を鉛直方向に組付けることができ、各構成部材の軸心を容易に合わせることが可能となり、回転機械の高精度な組立作業を可能とすることができると共に、この組立作業を短時間で容易に行うことで組付作業の効率化を可能とすることができる。
【００３１】
また、本発明の波力発電装置は、浮体と、前記浮体に鉛直方向に沿う軸心により回転自在に支持されるジンバルと、前記ジンバル内に水平方向に沿う軸心により一対の軸受をもって回転自在に支持されるフライホイールと、前記フライホイールの軸端部に設けられる吊り金具連結部と、前記フライホイールを回転可能なモータと、前記ジンバルの回転により発電可能な発電機と、を有することを特徴とするものである。
【００３２】
従って、フライホイールの軸端部に吊り金具連結部を設けることで、吊具をこの金具連結部を介してフライホイールに容易に連結することができ、フライホイールを容易に吊り上げ、ジンバルに対して高精度に組付けることができる。
【００３３】
また、本発明の波力発電装置は、浮体と、前記浮体に鉛直方向に沿う軸心により一対の軸受をもって回転自在に支持されるジンバルと、前記ジンバル内に水平方向に沿う軸心により回転自在に支持されるフライホイールと、前記フライホイールを回転可能なモータと、前記ジンバルの回転により発電可能な発電機と、前記浮体に対して前記ジンバルを鉛直方向及び水平方向に位置調整する位置調整部と、を有することを特徴とするものである。
【００３４】
従って、浮体に対してジンバルを鉛直方向及び水平方向に位置調整する位置調整部を設けることで、浮体にジンバルを組付けるとき、位置調整部によりジンバル鉛直方向及び水平方向に位置調整することができ、組付精度を向上することができる。
【００３５】
本発明の波力発電装置では、前記位置調整部は、リング形状をなして前記軸受を支持する軸受フォルダの下面と前記浮体の上面との間に介装される鉛直方向位置調整部材と、前記軸受フォルダと前記浮体との水平方向の位置を調整可能な水平方向位置調整部材と、前記軸受と前記軸受フォルダとを締結する締結部材とを有することを特徴としている。
【００３６】
従って、鉛直方向位置調整部材が軸受フォルダと浮体との間に介装されることで鉛直方向の位置が調整され、また、水平方向位置調整部材により軸受フォルダと浮体との水平方向の位置が調整されることとなり、軸受フォルダの位置を調整することで浮体に対してジンバルを適正に支持することができ、組付精度を向上することができる。
【００３７】
本発明の波力発電装置では、前記鉛直方向位置調整部材は、周方向に分割される複数の分割板を有することを特徴としている。
【００３８】
従って、鉛直方向位置調整部材を周方向に分割される複数の分割板により構成することで、周方向に配置される各分割板の厚さや枚数を調整することで、ジンバルの傾きを適正に調整することができる。
【００３９】
また、本発明の回転機械は、水平方向に対して鉛直方向に沿う軸心により回転自在に支持されるジンバルと、前記ジンバル内に水平方向に沿う軸心により一対の軸受をもって回転自在に支持されるフライホイールと、前記フライホイールの軸端部に設けられる吊り金具連結部と、前記フライホイールを回転可能なモータと、を有することを特徴とするものである。
【００４０】
従って、フライホイールの軸端部に吊り金具連結部を設けることで、吊具をこの金具連結部を介してフライホイールに容易に連結することができ、フライホイールを容易に吊り上げ、ジンバルに対して高精度に組付けることができる。
【００４１】
また、本発明の回転機械は、水平方向に対し鉛直方向に沿う軸心により一対の軸受をもって回転自在に支持されるジンバルと、前記ジンバル内に水平方向に沿う軸心により回転自在に支持されるフライホイールと、前記フライホイールを回転可能なモータと、前記ジンバルを鉛直方向及び水平方向に位置調整する位置調整部と、を有することを特徴とするものである。
【００４２】
従って、浮体に対してジンバルを鉛直方向及び水平方向に位置調整する位置調整部を設けることで、浮体にジンバルを組付けるとき、位置調整部によりジンバル鉛直方向及び水平方向に位置調整することができ、組付精度を向上することができる。
【００４３】
本発明の回転機械では、前記位置調整部は、リング形状をなして前記軸受を支持する軸受フォルダの下面と前記浮体の上面との間に介装される鉛直方向位置調整部材と、前記軸受フォルダとの水平方向の位置を調整可能な水平方向位置調整部材と、前記軸受と前記軸受フォルダとを締結する締結部材とを有することを特徴としている。
【００４４】
従って、鉛直方向位置調整部材が軸受フォルダと浮体との間に介装されることで鉛直方向の位置が調整され、また、水平方向位置調整部材により軸受フォルダと浮体との水平方向の位置が調整されることとなり、軸受フォルダの位置を調整することで浮体に対してジンバルを適正に支持することができ、組付精度を向上することができる。
【００４５】
本発明の回転機械では、前記鉛直方向位置調整部材は、周方向に分割される複数の分割板を有することを特徴としている。
【００４６】
従って、鉛直方向位置調整部材を周方向に分割される複数の分割板により構成することで、周方向に配置される各分割板の厚さや枚数を調整することで、ジンバルの傾きを適正に調整することができる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明の回転機械の組立方法及び回転機械の組立治具並びに波力発電装置及び回転機械によれば、各構成部材を鉛直方向に組付けるので、各構成部材の軸心を容易に合わせることが可能となり、高精度な組立作業を可能とすることができると共に、この組立作業を短時間で容易に行うことで組付作業の効率化を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る波力発電装置を表す縦断面図である。
【図２】図２は、波力発電装置の側面図である。
【図３】図３は、ジンバル及びフライホイールの断面図である。
【図４】図４は、本実施例の波力発電装置を表す全体構成図である。
【図５】図５は、本実施例の組立治具を表す正面図である。
【図６】図６は、組立治具の側面図である。
【図７】図７は、組立治具の平面図である。
【図８】図８は、第１ケーシングに対する回転子の組付作業を表す概略図である。
【図９】図９は、第１ケーシングに対する回転子の位置決め作業を表す概略図である。
【図１０】図１０は、スペーサの斜視図である。
【図１１】図１１は、スペーサの組付状態を表す概略図である。
【図１２】図１２は、第２ケーシングの組付作業を表す概略図である。
【図１３】図１３は、ジンバルの反転作業を表す概略図である。
【図１４】図１４は、ジンバルの反転作業を表す概略図である。
【図１５】図１５は、ジンバルの反転作業を表す概略図である。
【図１６】図１６は、ジンバルの反転作業を表す概略図である。
【図１７】図１７は、ジンバルの横転作業を表す概略図である。
【図１８】図１８は、ジンバルの横転作業を表す概略図である。
【図１９】図１９は、上部ジンバル軸の支持構造を表す断面図である。
【図２０】図２０は、分割板の取付状態を表す平面図である。
【図２１】図２１は、分割板の取付状態を表す断面図である。
【図２２】図２２は、下部ジンバル軸の支持構造を表す断面図である。
【図２３】図２３は、本実施例の波力発電装置の組付手順を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る回転機械の組立方法及び回転機械の組立治具並びに回転機械及び波力発電装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例】
【００５０】
図１は、本発明の一実施例に係る波力発電装置を表す縦断面図、図２は、波力発電装置の側面図、図３は、ジンバル及びフライホイールの断面図、図４は、本実施例の波力発電装置を表す全体構成図である。
【００５１】
本実施例の波力発電装置において、図４に示すように、浮体１１は、例えば、リング形状をなし、中央部に上部支持フレーム１２と下部支持フレーム１３が略平行をなして固定されており、上部支持フレーム１２と下部支持フレーム１３を上方から被覆するようにカバー１４が固定されている。波力発電装置本体１５は、浮体１１における上部支持フレーム１２の上部連結フレーム１６と下部支持フレーム１３の下部連結フレーム１７により支持されている。なお、本実施例では、浮体１１に２個の波力発電装置本体１５が支持されているが、１個でもよく、また、３個以上であってもよい。
【００５２】
波力発電装置本体１５は、図１から図３に示すように、ジンバル２１と、フライホイール２２と、モータ２３と、発電機２４とを有している。
【００５３】
この波力発電装置本体１５において、ジンバル２１は、浮体１１に対して鉛直方向に沿う軸心Ｏ１により回転自在に支持されている。ジンバル２１を構成するジンバルケーシング３１は、水平方向に沿う中空円筒形状をなし、内部が密閉されている。このジンバルケーシング３１は、左右一対の第１ケーシング３２と第２ケーシング３３が中央の第３ケーシング３４により連結されて構成されている。第１ケーシング３２は、円筒部の端部が略半球形状をなし、貫通孔に支持筒３５が固定されると共に、内側に支持筒３５から径方向に沿う補強リブ３７が周方向に所定間隔で複数固定されている。同様に、第２ケーシング３３においても、円筒部の端部が略半球形状をなし、貫通孔に支持筒３６が固定されると共に、内側に支持筒３６から径方向に沿う補強リブ３８が周方向に所定間隔で複数固定されている。第３ケーシング３４は、円筒形状をなし、第１ケーシング３２と第２ケーシング３３の間に配置されている。そして、第１ケーシング３２と第３ケーシング３４は、フランジ部３２ａとフランジ部３４ａが密着し、複数のボルト３９により締結される一方、第２ケーシング３３と第３ケーシング３４は、フランジ部３３ａとフランジ部３４ｂが密着し、複数のボルト４０により締結されている。
【００５４】
また、ジンバルケーシング３１は、上部にジンバル軸４１及び下部にジンバル軸４２がそれぞれ固定されている。上部のジンバル軸４１は、矩形状をなす基部４１ａがジンバル３１の上部にて、第３ケーシング３４のフランジ部３４ａとフランジ部３４ｂの間に嵌合し、ボルト３９及びボルト４０により固定されている。そして、ジンバル軸４１は、円筒ころ軸受４３を介して軸受フォルダ４４に回転自在に支持されている。この軸受フォルダ４４はリング形状をなし、上部連結フレーム１６に固定された支持プレート１８に複数のボルト４５により固定されている。一方、下部のジンバル軸４２は、矩形状をなす基部４２ａがジンバルケーシング３１の下部にて、第３ケーシング３４のフランジ部３４ａとフランジ部３４ｂの間に嵌合し、ボルト３９及びボルト４０により固定されている。そして、ジンバル軸４２は、円すいころ軸受４６を介して軸受フォルダ４７に回転自在に支持されている。この軸受フォルダ４７はリング形状をなし、下部連結フレーム１７に複数のボルト（図示略）により固定されている。そして、ジンバル軸４２は、端部にスリップリング４８が連結されている。なお、スリップリング４８は、下部連結フレーム１７に固定された支持プレート４９に支持されている。
【００５５】
フライホイール２２は、中空形状をなし、ジンバル２１内に水平方向に沿う軸心Ｏ２により回転自在に支持されている。なお、ジンバル２１の軸心Ｏ１とフライホイール２２の軸心Ｏ２は、直交している。フライホイール２２は、円筒部５１における軸心方向の両端部にそれぞれ円板部５２と円板部５３が固定されることで、内部に中空部５４が形成されて構成されている。そのため、フライホイール２２は、軸心Ｏ２に沿った軸心部に中空部５４が設けられることとなる。
【００５６】
この場合、円板部５２及び円板部５３は、円筒部５１における内周部に嵌合して固定されている。そして、円板部５２及び円板部５３の厚さｔ２は、円筒部５１の厚さｔ１より薄く設定されている。
【００５７】
また、円板部５２は、その中心位置から一方の面側に突出して支持軸５５が設けられ、円板部５３は、その中心位置から一方の面側に突出して支持軸５６が設けられている。この支持軸５５及び支持軸５６は、軸心がフライホイール２２の軸心Ｏ２に一致している。支持軸５５は、円筒ころ軸受５７を介して軸受フォルダ５８に回転自在に支持されている。そして、軸受フォルダ５８は、支持筒３５内に嵌入してボルト５８ａにより固定され、外側から軸受カバー５９がボルト５９ａにより固定されている。一方、支持軸５６は、円筒ころ軸受６０及び玉軸受６１を介して軸受フォルダ６２に回転自在に支持されている。そして、軸受フォルダ６２は、支持筒３６内に嵌入してボルト６２ａにより固定され、外側から軸受カバー６３がボルト６３ａにより固定されている。
【００５８】
そして、支持軸５５の軸端部には、吊り金具連結部としてのねじ穴５５ａが形成されている。このねじ穴５５ａは、支持軸５５の軸端面に開口するように形成されている。また、支持軸５６の軸端部には、吊り金具連結部としてのねじ穴５６ａが形成されている。このねじ穴５６ａは、支持軸５６の軸端面に開口するように形成されている。
【００５９】
このように、フライホイール２２は、ジンバル２１内に配置され、支持軸５５及び支持軸５６によりジンバルケーシング３１に回転自在に支持されている。この場合、中空部５４（円筒部５１）の外周面とジンバルケーシング３１の内周面との間には、軸心Ｏ２方向の所定長さにわたって一定隙間Ｓ１が設定されている。
【００６０】
モータ２３は、円筒ころ軸受６０及び玉軸受６１より内側に配置されている。即ち、モータ２３は、フライホイール２２の円板部５３と円筒ころ軸受６０の間に配置されている。このモータ２３は、フライホイール２２の支持軸５６の外周部に固定されるロータ７１と、ジンバルケーシング３１の支持筒３６の内周部に固定されるステータ７２とから構成されている。なお、このモータ２３は、図示しない電源部に接続されている。
【００６１】
また、フライホイール２２は、ジンバルケーシング３１内で、支持軸５５側に所定量ずれて配置されている。そして、フライホイール２２は、支持軸５５より支持軸５６が長く形成され、支持軸５６側にモータ２３が配置されている。ジンバルケーシング３１は、第２ケーシング３３内に円板部５３に対向して仕切板７３が固定されている。この仕切板７３は、リング形状をなし、外周部が第２ケーシング３３の内周面に固定され、内周部が支持筒３６の端部に固定されている。
【００６２】
なお、ジンバルケーシング３１は、内部にフライホイール２２を収容した密閉空間を有しており、図示しない減圧機によりこの内部空間を減圧することで、フライホイール２２の回転抵抗を小さくしている。
【００６３】
増速機８１は、上部連結フレーム１６の取付ブラケット８２を介して固定された支持プレート８３に固定されており、発電機２４は、この増速機８１の上部に取付けられ、軸心がジンバル２１の軸心Ｏ１と一致している。そして、増速機８１は、出力軸８４がジンバル軸４１に連結されたスプライン継手８５に連結されている。なお、発電機２４は、図示しない電力系統または蓄電器が接続されている。
【００６４】
このように構成された波力発電装置本体１５は、ジンバル２１の軸心Ｏ１とフライホイール２２の軸心Ｏ２が直交する構成となっている。この構成において、フライホイール２２がモータ２３の駆動により図１に示す方向に高速で回転している状態で、ジンバル２１の軸心Ｏ１とフライホイール２２の軸心Ｏ２の両方に直交する軸心Ｏ３を中心に揺動してジンバル２１に傾きが発生すると、フライホイール２２にモーメントが発生し、ジンバル２１が回転する。
【００６５】
具体的に説明すると、図４に示すように、本実施例の波力発電装置を海水面上に浮かべた状態とし、ここで海水面に波が発生すると、この波力発電装置全体が揺動する。即ち、浮体１１を介して各波力発電装置本体１５が揺動する。
【００６６】
波力発電装置本体１５が揺動するとき、図１に示すように、ジンバル２１は、フライホイール２２の重心を通る軸心Ｏ３を中心に揺動することで、傾きが発生する。フライホイール２２が高速回転している状態でジンバル２１に傾きが発生すると、このフライホイール２２にモーメントが発生し、ジンバル２１がジンバル軸４１及びジンバル軸４２を支点として回転する。ここで、フライホイール２２は、波による傾きであることから傾き方向が変化し、その傾きの変化によりモーメントの方向も変化するため、ジンバル２１は回転運動する。このジンバル２１の回転運動は、増速機８１を介して発電機２４に伝達され、この発電機２４が駆動することで発電を行う。
【００６７】
即ち、波力発電装置本体１５は、浮体１１上に配置されており、軸心Ｏ１回りに回転するジンバル２１（ジンバルケーシング３１）と、軸心Ｏ２回りに回転するフライホイール２２とを有する。ここで、波の進行方向が軸心Ｏ２方向で、図１の左側からの場合、浮体１１は軸心Ｏ２と直交する軸心Ｏ３回りに傾きをもつことになる。つまり、浮体１１の傾きがない第１初期状態から、波による揺れを受けたとき、浮体１１は、軸心Ｏ３回りに揺動し、右側が下方に左側が上方に移動した傾斜状態となる。このとき、フライホイール２２の軸心Ｏ２も傾き、フライホイール２２は、一側端部に下向きの力が作用するが、元に戻ろうとする上向きの力が発生する。また、フライホイール２２は、他側端部に上向きの力が作用するが、元に戻ろうとする下向きの力が発生する。そのため、フライホイール２２は、復元力により、図１の右側から見て反時計回り方向への回転力が付与され、ジンバル２１（ジンバルケーシング３１）は、図１の上側から見て反時計回り方向への回転力が付与される。
【００６８】
また、フライホイール２２の一側端部及び他側端部の運動方向は水平方向で前述と同様であるが、ジンバル２１（ジンバルケーシング３１）が軸心Ｏ３回りに１８０°回転した第２初期状態から、波による揺れを受けたとき、浮体１１は、軸心Ｏ３回りに揺動し、右側が上方に左側が下方に移動した傾斜状態となる。このとき、フライホイール２２の軸心Ｏ２も傾き、フライホイール２２は、一側端部に下向きの力が作用するが、元に戻ろうとする上向きの力が発生する。また、フライホイール２２は、他側端部に上向きの力が作用するが、元に戻ろうとする下向きの力が発生する。そのため、フライホイール２２は、復元力により、図１の右側から見て反時計回り方向への回転力が付与され、ジンバル２１（ジンバルケーシング３１）は、図１の上側から見て反時計回り方向への回転力が付与される。
【００６９】
波力発電装置１５は、上述したような復元力の作用を利用して波のエネルギをジンバル２１（ジンバルケーシング３１）の回転に変換し、発電機を駆動して発電するものである。そのため、波浪による浮体１１の揺動によりジンバル２１（ジンバルケーシング３１）を一方向に連続的に回転させるためには、浮体１１の揺れとジンバル２１（ジンバルケーシング３１）の回転を同期させるようにその回転数を制御する必要がある。つまり、浮体１１の角速度が正のピークをとるタイミングでフライホイール２２の回転軸の角度が第１の初期状態となり、浮体１１の角速度が負のピークをとるタイミングでフライホイール２２の回転軸の角度が第２の初期状態となっていれば、理想的に同期制御が行われることになる。
【００７０】
本実施例の波力発電装置は、波力発電装置本体１５が浮体１１に装着されて構成され、波力発電装置本体１５は、ジンバル２１とフライホイール２２とモータ２３と発電機２４が組付けられて構成されている。この場合、波力発電装置本体１５は、ジンバル２１とフライホイール２２とモータ２３と発電機２４を高精度に組付ける必要がある。
【００７１】
以下、本実施例の波力発電装置（回転機械）の組立方法、波力発電装置の組立治具について詳細に説明する。
【００７２】
図５は、本実施例の組立治具を表す正面図、図６は、組立治具の側面図、図７は、組立治具の平面図、図８は、第１ケーシングに対する回転子の組付作業を表す概略図、図９は、第１ケーシングに対する回転子の位置決め作業を表す概略図、図１０は、スペーサの斜視図、図１１は、スペーサの組付状態を表す概略図、図１２は、第２ケーシングの組付作業を表す概略図、図１３から図１６は、ジンバルの反転作業を表す概略図、図１７及び図１８は、ジンバルの横転作業を表す概略図、図１９は、上部ジンバル軸の支持構造を表す断面図、図２０は、シムの取付状態を表す平面図、図２１は、シムの取付状態を表す断面図、図２２は、下部ジンバル軸の支持構造を表す断面図、図２３は、本実施例の波力発電装置の組付手順を表すフローチャートである。
【００７３】
図５から図７に示すように、波力発電装置の組立治具１０１において、矩形の枠状をなす設置フレーム１０２の両側に水平方向に補助フレーム１０３が連結されると共に、鉛直方向に支持フレーム１０４が連結されている。そして、設置フレーム１０２と支持フレーム１０４がそれぞれ傾斜した連結フレーム１０５により連結され、補助フレーム１０３と支持フレーム１０４がそれぞれ傾斜した連結フレーム１０６により連結されている。この場合、各フレーム１０２〜１０６により本発明の治具本体が構成されている。
【００７４】
左右の支持フレーム１０４は、上端部に支持台１０７が固定されており、この支持台１０７は、半円筒形状をなして上方が開口している。各支持台１０７は、ジンバルケーシング３１（第３ケーシング３４）の両側のジンバル軸４１，４２をそれぞれ載置して回動自在に支持することができる。なお、各支持台１０７は、内面にテフロン（登録商標）などの保護シートを装着することで、ジンバル軸４１，４２の損傷を防止する。また、設置フレーム１０２は、各角部に鉛直方向における位置を調整することで、組立治具１０１の水平度を調整する調整ねじ１０８及び固定ナット１０９が設けられている。
【００７５】
なお、本発明の組立治具は、この組立治具１０１に加えて、後述するが、各支持台１０７に支持されたジンバルケーシング３１を回動不能に支持する支持ブロック１３１と、第１ケーシング３２における支持筒３５に着脱自在で第１ケーシング３２内に挿入されるフライホイール（回転子）２２の支持軸５５を支持可能な支持治具１２１と、フライホイール２２の外周面とジンバルケーシング３１の内周面との間の所定隙間Ｓ１に周方向に所定間隔（均等間隔）で配置される複数のスペーサ１４１とを有している。
【００７６】
以下、上述した組立治具１０１を用いた波力発電装置の組立方法について詳細に説明する。
【００７７】
本実施例の波力発電装置の組立方法は、軸心方向の一方に第１支持部が設けられて他方に第１開口部が形成された第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４を軸心方向が鉛直方向になると共に第１支持部が下方になるように配置する工程と、第１支持軸が第１支持部に支持されるようにフライホイール（回転子）２２を第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４内に挿入する工程と、第２開口部により第１開口部を閉塞すると共に第２支持部によりフライホイール２２の第２支持軸を支持するように第２ケーシング３３を第３ケーシング３４に組付ける工程と、第２支持部と第２支持軸との間に第２軸受を組付ける工程と、各ケーシング３２，３３，３４で構成されるジンバルケーシング３１を反転させて上下位置を逆にする工程と、第１支持部と第１支持軸との間に第１軸受を組付ける工程と、を有している。
【００７８】
以下、本実施例の波力発電装置の組立方法について詳細に説明する。
【００７９】
図２３に示すように、まず、ステップＳ１１にて、組立治具１０１を所定の位置に設置し、水平度の調整を行う。即ち、図８に示すように、組立治具１０１を所定の位置に設置し、支持台１０７上に水準器１１１を配置し、設置床Ｇに対する組立治具１０１の水平度を計測する。ここで、組立治具１０１が所定の水平度になければ、各調整ねじ１０８を回転して組立治具１０１の水平度を調整し、固定ナット１０９により固定する。
【００８０】
図２３に戻り、次に、ステップＳ１２にて、組立治具１０１により第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４を軸心方向が鉛直方向になるように配置する。即ち、図８に示すように、予め複数のボルト３９により第１ケーシング３２と第３ケーシング３４が連結されると共に、第３ケーシング３４に２個のジンバル軸４１，４２が連結されている。また、第１ケーシング３２は、支持筒３５の端部に支持治具１２１が複数のボルト１２２により固定されている。このように構成された第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４は、両側のジンバル軸４１，４２が組立治具１０１の両側の各支持台１０７により回動自在に支持される。このとき、第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４は、軸心方向の一方側に第１ケーシング３２の支持筒（第１支持部）３５が設けられ、他方側に第３ケーシング３４の開口部（第１開口部）３４ａが形成されている。そのため、第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４は、軸心方向が鉛直方向になると共に、支持筒３５が下方になるように配置する。
【００８１】
そして、組立治具１０１に第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４を配置した後、第３ケーシング３４上に水準器１１２を配置し、組立治具１０１に支持された第３ケーシング３４の水平度を計測する。ここで、第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４が所定の水平度になければ、組立治具１０１の各調整ねじ１０８を回転して水平度を調整し、固定ナット１０９により固定する。そして、第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４が組立治具１０１に適正に支持されると、第１ケーシング３２の下方に支持ブロック１３１を配置し、各支持台１０７に回転自在に支持された支持筒３５（支持治具１２１）を支持することで、各ケーシング３２，３４を回動不能に支持する。
【００８２】
図２３に戻り、続いて、ステップＳ１３にて、組立治具１０１に支持された第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４内にフライホイール２２を挿入し、ステップＳ１４にて、第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４内にフライホイール２２を支持する。即ち、図８に示すように、フライホイール２２は、円筒部５１の両端部に円板部５２と円板部５３が固定され、円板部５２に支持軸５５が設けられ、円板部５３に支持軸５６が設けられて構成されている。このフライホイール２２は、支持軸（第１支持軸）５５が下方に位置し、支持筒３５に支持されるように第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４内に挿入する。
【００８３】
このとき、図９に示すように、フライホイール２２は、支持軸５５の端部にロックナット１２３が装着されている。一方、支持治具１２１は、上面部に円形状をなす凹部１２４が形成されると共に、この凹部１２４の上部に拡径するリング形状をなす位置決めテーパ部１２５が形成され、下部に貫通孔１２６が形成されている。そのため、フライホイール２２が第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４内を下降するとき、支持軸５５のロックナット１２３が位置決めテーパ部１２５に案内されて所定の組付位置、つまり、支持軸５５（ロックナット１２３）が凹部１２４に配置される位置に位置決めされる。
【００８４】
また、支持治具１２１は、凹部１２４の上面部にリング形状をなす調整ライナ１２７が載置されている。この調整ライナ１２７は、異なる厚さのものが複数個用意されており、支持治具１２１と支持軸５５との間に所定厚さの調整ライナを選択して介装する。この調整ライナ１２７により第１ケーシング３２に対するフライホイール２２の軸心方向における位置を調整する。
【００８５】
そして、このようにフライホイール２２を第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４内に挿入した後、軸心方向の位置調整をするとき、図８に示すように、フライホイール２２の外周面と第３ケーシング３４の内周面との間に、スペーサ１４１を周方向に所定間隔（均等間隔）で複数配置する。このスペーサ１４１は、図１０及び図１１に示すように、スペーサ本体１４２と支持ロッド１４３とから構成されている。スペーサ本体１４２は、円柱部１４４の下部に、下方に向けて小径となって円錐台形状をなすテーパ部１４５が一体に形成されて構成されている。支持ロッド１４３は、所定長さの板形状（または、軸形状、パイプ形状など）であり、端部にスペーサ本体１４２が固定されている。
【００８６】
そして、このスペーサ１４１は、フライホイール２２の外周面と第３ケーシング３４の内周面との間に上方から挿入される。このとき、作業者は、支持ロッド１４３を持ち、先端部のスペーサ本体１４２をフライホイール２２と第３ケーシング３４との間の隙間に上方から挿入し、支持ロッド１４３を第３ケーシング３４の端面に載置することで、脱落が防止される。このスペーサ１４１は、フライホイール２２と第３ケーシング３４との間に周方向に複数配置されることから、フライホイール２２は、第３ケーシング３４に対してがたつくことなく支持される。
【００８７】
その後、図８及び図９に示すように、支持ブロック１３１をそのままとして、支持治具１２１の下方から吊り金具１５１を支持軸５５に装着する。この吊り金具１５１は、ロードリングであって、ボルト部１５１ａと連結部１５１ｂを有し、ボルト部１５１ａを支持治具１２１の下方から貫通孔１２６及び調整ライナ１２７を挿通して支持軸５５のねじ孔５５ａに螺合する。この吊り金具１５１により第１ケーシング３２とフライホイール２２が一体に連結される。
【００８８】
図２３に戻り、続いて、ステップＳ１５にて、フライホイール２２が組付けられた第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４に対して第２ケーシング３３を組付ける。即ち、図１２に示すように、まず、フライホイール２２と第３ケーシング３４との間に挿入されている複数のスペーサ１４１を取外す。
【００８９】
第２ケーシング３３は、軸心方向の一方側に支持筒（第２支持部）３６が設けられ、他方側に開口部（第２開口部）３３ａが形成されている。そのため、第２ケーシング３３は、軸心方向が鉛直方向になると共に、支持筒３６が上方になるように第３ケーシング３４に対して組付ける。第２ケーシング３３は、支持筒３６の端部に吊り金具１５２を装着し、この吊り金具１５２に吊りケーブル１５３を連結する。そして、この吊りケーブル１５３により吊り金具１５２を介して第２ケーシング３３を吊り下げ支持し、この第２ケーシング３３を第１ケーシング３２に向けて下降することで、開口部３３ａにより開口部３４ａを閉塞すると共に、支持筒３６によりフライホイール２２の支持軸（第２支持軸）５６を支持するように、この第２ケーシング３３を第３ケーシング３４に組付ける。なお、第３ケーシング３４を第２ケーシング３３に組付けた後、支持筒３６の端部から吊り金具１５２及び吊りケーブル１５３を取外す。
【００９０】
このとき、第２ケーシング３３には支持筒３６の内側にステータ７２が固定され、フライホイール２２には支持軸５６の外側にロータ７１が固定されている。このため、第２ケーシング３３を第３ケーシング３４に組付けることで、ステータ７２とロータ７１が径方向に対向するように組付けられ、モータ２３が組付けられることとなる。そして、第２ケーシング３３が第３ケーシング３４に密着した状態で、複数のボルト４０により第２ケーシング３３と第３ケーシング３４を締結する。
【００９１】
図２３に戻り、ステップＳ１６にて、第２ケーシング３３の支持筒３６とフライホイール２２の支持軸５６との間に円筒ころ軸受６０と玉軸受６１を挿入する。即ち、図１に示すように、まず、第２ケーシング３３の支持筒３６の内側に軸受フォルダ６２を嵌合してボルト６２ａにより固定する。次に、軸受フォルダ６２と支持軸５６との間に円筒ころ軸受６０と玉軸受６１を挿入する。そして、支持筒３６の端面に軸受カバー６３を密着し、ボルト６３ａにより固定する。
【００９２】
図２３に戻り、ステップＳ１７にて、各ケーシング３２，３３，３４で構成されるジンバルケーシング３１を反転させて上下位置を逆にする。即ち、図１３に示すように、軸受カバー６３に吊り金具１５２を装着し、この吊り金具１５２に吊りケーブル１５３を連結し、この吊りケーブル１５３により吊り金具１５２を介してジンバル３１を吊り下げ支持可能とする。また、ジンバルケーシング３１に固定された支持治具１２１とフライホイール２２に固定された吊り金具１５１に吊りケーブル１５４を連結し、この吊りケーブル１５４により吊り金具１５１を介してジンバルケーシング３１を吊り下げ支持可能とする。
【００９３】
そして、図１４及び図１５に示すように、吊りケーブル１５３により吊り金具１５２を介してジンバルケーシング３１の上部側を吊り下げ支持しながら、吊りケーブル１５４により吊り金具１５２を介してジンバルケーシング３１の下部側を引き上げることで、図１６に示すように、支持治具１２１が上方側に位置するようにジンバルケーシング３１を反転させる。ここで、第２ケーシング３３の下方に支持ブロック１３１を配置し、吊りケーブル１５３，１５４を取外す。
【００９４】
図２３に戻り、ステップＳ１８にて、支持筒３５から吊り金具１５１及び支持治具１２１を取外し、ステップ１９にて、第１ケーシング３２の支持筒３５とフライホイール２２の支持軸５５との間に円筒ころ軸受５７を挿入する。即ち、図１に示すように、まず、第１ケーシング３２の支持筒３５の内側に軸受フォルダ５８を嵌合してボルト５８ａにより固定する。次に、軸受フォルダ５８と支持軸５５との間に円筒ころ軸受５７を挿入する。
【００９５】
図２３に戻り、ステップＳ２０にて、軸受カバー５９を支持筒３５の端面に密着し、ボルト５９ａにより固定する。そして、ステップＳ２１にて、ジンバルケーシング３１を吊り上げて横転する。即ち、図１７に示すように、軸受カバー５９に吊り金具１５５を装着し、この吊り金具１５５に吊りケーブル１５６を連結し、この吊りケーブル１５６により吊り金具１５５を介してジンバルケーシング３１を吊り下げ支持可能とする。また、ジンバル軸４１の端面に吊り金具１５７を装着し、この吊り金具１５７に吊りケーブル１５８を連結し、この吊りケーブル１５８により吊り金具１５７を介してジンバルケーシング３１を吊り下げ支持可能とする。そして、図１８に示すように、吊りケーブル１５６により吊り金具１５５を介してジンバル３１の上部側を吊り下げ支持しながら、吊りケーブル１５８により吊り金具１５７を介してジンバル軸４１を引き上げることで、ジンバル軸４１が上方側に位置するようにジンバルケーシング３１を横転させる。ここで、吊りケーブル１５６及び吊り金具１５５を取外す。
【００９６】
このとき、ジンバルケーシング３１は、組立治具１０１から載置台１５９に置き換える。そして、図２３に戻り、ステップＳ２２にて、吊りケーブル１５８により吊り金具１５７を介して波力発電装置本体１５を吊り上げることで、この波力発電装置本体１５を移動して浮体（架台）１１に組付ける。ステップＳ２３にて、浮体１１に対して波力発電装置本体１５の位置調整を行う。
【００９７】
本実施例の波力発電装置は、図１９及び図２２に示すように、上部のジンバル軸４１側は、円筒ころ軸受４３を介して軸受フォルダ４４に回転自在に支持され、軸受フォルダ４４は、支持プレート１８に複数のボルト４５により固定されている。また、下部のジンバル軸４２は、円すいころ軸受４６を介して軸受フォルダ４７に回転自在に支持され、軸受フォルダ４７は、下部連結フレーム１７に複数のボルト（図示略）により固定されている。そして、浮体１１に対して波力発電装置本体１５を鉛直方向及び水平方向に位置調整する位置調整部１６１，１７１が設けられており、波力発電装置本体１５を浮体１１に締結するとき、鉛直方向及び水平方向の位置調整を行うことができる。
【００９８】
即ち、図２０に示すように、位置調整部１６１は、リング形状をなし、軸受フォルダ４４の下面と支持プレート１８の上面との間に介装される鉛直方向位置調整部材１６２を有している。この鉛直方向位置調整部材１６２は、周方向に分割される複数の分割板（シム）１６３から構成されている。この各分割板１６３は、扇形状をなし、周方向に並べることでリング形状をなし、複数の貫通孔１６３ａが形成されている。また、軸受フォルダ４４は、鉛直方向位置調整部材１６２の装着位置に複数の貫通孔１６３ａに対応して複数のねじ孔４４ａが形成されている。更に、図２１に示すように、支持プレート１８は、鉛直方向位置調整部材１６２の装着位置に複数の貫通孔１６３ａに対応して複数の貫通孔１８ａが形成されている。そして、ボルト（締結部材）４５が支持プレート１８の下方から、この支持プレート１８の貫通孔１８ａと分割板１６３の貫通孔１６３ａを貫通し、軸受フォルダ４４のねじ孔４４ａに螺合することで、軸受フォルダ４４が位置調整部１６１を介して支持プレーム１８に固定される。
【００９９】
この場合、分割板１６３の貫通孔１６３ａと支持プレート１８の貫通孔１８ａは、ボルト４５のねじ部及び軸受フォルダ４４ａのねじ孔４４より大径に形成されている。ここで、分割板１６３の貫通孔１６３ａと支持プレート１８の貫通孔１８ａは、軸受フォルダ４４と浮体１１との水平方向の位置を調整可能な本発明の水平方向位置調整部材として機能する。
【０１００】
即ち、ボルト４５が支持プレート１８の貫通孔１８ａと分割板１６３の貫通孔１６３ａを貫通した後、軸受フォルダ４４のねじ孔４４ａに螺合した状態で、支持プレート１８と軸受フォルダ４４、つまり、浮体１１に対して波力発電装置本体１５は、ボルト４５の外径と支持プレート１８における貫通孔１８ａの内径との差分だけ水平方向に移動することができる。そのため、この状態で、浮体１１に対して波力発電装置本体１５を水平方向に移動することで位置調整を行うことができ、その後、ボルト４５を締結することで、波力発電装置本体１５を浮体１１に固定することができる。
【０１０１】
また、このとき、鉛直方向位置調整部材１６２（分割板１６３）の厚さを調整することで、浮体１１に対して波力発電装置本体１５を鉛直方向に移動して位置調整を行うことができ、その後、ボルト４５を締結することで、波力発電装置本体１５を浮体１１に固定することができる。更に、鉛直方向位置調整部材１６２は、周方向に分割される複数の分割板１６３から構成されることから、各分割板１６３の厚さを異なるように調整することで、浮体１１に対して波力発電装置本体１５の鉛直度調整を行うことができ、その後、ボルト４５を締結することで、波力発電装置本体１５を浮体１１に固定することができる。
【０１０２】
なお、軸受フォルダ４４は、複数（本実施例では、２個）のテーパ孔４４ｂが形成されている。この各テーパ穴４４ｂは、ボルト４５により支持プレート１８に鉛直方向位置調整部材１６２を介して軸受フォルダ４４が固定された後、このテーパ孔４４ｂを通して鉛直方向位置調整部材１６２及び支持プレート１８に孔加工を施す。そのため、メンテナンスなどにより浮体１１から鉛直方向位置調整部材１６２を取り外した後、再び組付けるとき、位置合わせピン（図示略）を軸受フォルダ４４のテーパ孔４４ｂから鉛直方向位置調整部材１６２及び支持プレート１８に加工された孔に嵌入することで、位置合わせを行うことができる。
【０１０３】
また、図２２に示すように、位置調整部１７１は、リング形状をなし、軸受フォルダ４７の下面と下部連結フレーム１７の上面との間に介装される鉛直方向位置調整部材１７２を有している。この鉛直方向位置調整部材１７２は、図示しないが、周方向に分割される複数の分割板（シム）から構成されている。そして、ウエルドボルト１８１が分割板の貫通孔及び軸受フォルダ４７の貫通孔を貫通してナット１８２が螺合することで、軸受フォルダ４７が位置調整部１７１を介して下部連結フレーム１７に固定される。
【０１０４】
なお、この位置調整部１７１は、前述した位置調整部１６１とほぼ同様の構成をなすことから、詳細な説明は省略する。
【０１０５】
このように本実施例の波力発電装置の組立方法にあっては、軸心方向の一方に支持筒３５が設けられて他方に第１開口部３４ａが形成された第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４を軸心方向が鉛直方向になると共に支持筒３５が下方になるように配置する工程と、支持軸５５が支持筒３５に支持されるようにフライホイール２２をケーシング３２，３４内に挿入する工程と、開口部３３ａにより開口部３４ａを閉塞すると共に支持筒３６によりフライホイール２２の支持軸５６を支持するように第２ケーシング３３を第３ケーシング３４に組付ける工程と、支持筒５６と支持軸３６との間に円筒ころ軸受６０と玉軸受６１を組付ける工程と、ジンバルケーシング３１を反転させて上下位置を逆にする工程と、支持筒３５と支持軸５５との間に円筒ころ軸受５７を組付ける工程とを有している。
【０１０６】
従って、連結された第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４を鉛直方向に配置し、フライホイール２２をケーシング３２，３４内に挿入し、第２ケーシング３３を第３ケーシング３４に組付けてから円筒ころ軸受６０と玉軸受６１を組付け、ジンバルケーシング３１を反転させてから円筒ころ軸受５７を組付けるようにしている。ここで、第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４、フライホイール２２、第２ケーシング３３、円筒ころ軸受６０及び玉軸受６１、円筒ころ軸受５７を鉛直方向に沿って組付けることとなり、各構成部材の軸心を容易に合わせることが可能となり、波力発電装置の高精度な組立作業を可能とすることができると共に、この組立作業を短時間で容易に行うことで組付作業の効率化を可能とすることができる。
【０１０７】
本実施例の波力発電装置の組立方法では、支持筒３６の内側にステータ７２が固定され、支持軸５６の外側にロータ７１が固定され、ステータ７２とロータ７１が対向するように各ケーシング３２，３３，３４に組付けるようにしている。従って、予め支持筒３６の内側にステータ７２を固定し、支持軸５６の外側にロータ７１を固定することで、フライホイール２２が組付けられたケーシング３２，３４に対して第２ケーシング３３を組付けることで、ステータ７２とロータ７１を容易に適正な位置に組付けることができる。
【０１０８】
本実施例の波力発電装置の組立方法では、ステータ７２及びロータ７１より軸心方向の外側に円筒ころ軸受６０及び玉軸受６１を組付けている。従って、モータ２３の外側に円筒ころ軸受６０及び玉軸受６１を組付けることで、モータ２３と円筒ころ軸受６０及び玉軸受６１の組付工程を簡素化することができる。
【０１０９】
本実施例の波力発電装置の組立方法では、支持筒３５における軸心方向の外側にリング形状をなす位置決めテーパ部１２５を有する支持治具１２１を締結し、支持軸５５を位置決めテーパ部１２５を用いて所定の組付位置に位置決めするようにしている。従って、フライホイール２２を第１ケーシング３２内に挿入するとき、支持軸５５が位置決めテーパ部１２５に案内されながら、所定の組付位置、つまり、フライホイール２２と第１ケーシング３２の軸心が適合する位置に容易に位置決めされることとなり、フライホイール２２を簡単且つ高精度に組付けることができる。
【０１１０】
本実施例の波力発電装置の組立方法では、支持治具１２１と支持軸５５との間に所定厚さの調整ライナ１２７を介装することで、フライホイール２２の軸心方向における位置を調整するようにしている。従って、支持治具１２１と支持軸５５との間に介装されている調整ライナの厚さや数を変更することで、第１ケーシング３３に対するフライホイール２２の軸心方向における位置を調整することができ、フライホイール２２を簡単且つ高精度に組付けることができる。
【０１１１】
本実施例の波力発電装置の組立方法では、フライホイール２２を第１ケーシング３２内に挿入した後、フライホイール２２の外周面と第３ケーシング３４の内周面との間にスペーサ１４１を周方向に所定間隔で複数配置するようにしている。従って、ケーシング３２，３４内に挿入されたフライホイール２２は、複数のスペーサ１４１により水平方向の倒れが防止され、フライホイール２２の位置決め作業を安定した状態で高精度に行うことができる。
【０１１２】
本実施例の波力発電装置の組立方法では、支持軸５５に吊り金具１５１を結合すると共に、支持筒３６に吊り金具１５２を結合し、吊り金具１５１と吊り金具１５２にそれぞれ吊りケーブル１５３，１５４を連結し、吊りケーブル１５３，１５４を用いてジンバルケーシング３１を反転させるようにしている。従って、吊りケーブル１５３，１５４によりジンバルケーシング３１の重量を支持しながら反転させることとなり、ジンバルケーシング３１の安定した反転作業を行うことができる。
【０１１３】
本実施例の波力発電装置の組立方法では、ジンバルケーシング３１を反転させた後、支持治具１２１を取外してから支持筒３５と支持軸５５との間に円筒ころ軸受５７を組付けるようにしている。従って、円筒ころ軸受５７を容易に且つ高精度に組付けることができる。
【０１１４】
本実施例の波力発電装置の組立方法では、ジンバルケーシング３１を反転させ、支持筒３５と支持軸５５との間に円筒ころ軸受５７を組付けた後、ジンバルケーシング３１を横転させて吊上げ、浮体１１に載置して締結するようにしている。従って、波力発電装置本体１５を適正な方向で容易に浮体１１に締結することができる。
【０１１５】
本実施例の波力発電装置の組立方法では、ジンバルケーシング３１を浮体１１に締結するとき、鉛直方向及び水平方向の位置調整を行うようにしている。従って、浮体１１は、複数のフレームが組付けられて構成されるが、その組付精度が良くないときであっても、ジンバルケーシング３１を位置調整しながら浮体１１に締結することで、高精度な組付作業を可能とすることができる。
【０１１６】
また、本実施例の波力発電装置の組立治具にあっては、所定の位置に設置される治具本体１０２と、治具本体１０２に設けられてジンバル軸４１，４２をそれぞれ回動自在に支持する一対の支持台１０７と、支持台１０７に支持されたケーシング３２，３３を回動不能に支持する支持ブロック１３１と、第１ケーシング３２における支持筒３５に着脱自在で内部に挿入されるフライホイール２２の支持軸５５を支持可能な支持治具１２１と、フライホイール２２の外周面と第３ケーシング３４の内周面との間に周方向に所定間隔で配置される複数のスペーサ１４１とを設けている。
【０１１７】
従って、ジンバル軸４１，４２を支持台１０７に回動自在に支持し、第１ケーシング３２を支持ブロック１３１により回動不能に支持した状態で、第１ケーシング３２内にフライホイール２２を挿入すると、このフライホイール２２は、第１ケーシング３２における支持筒３５に取付けられた支持治具１２１により支持軸５５が支持され、第３ケーシング３４との間に配置される複数のスペーサ１４１により外周部が支持される。このため、フライホイール２２の位置決めを行うことができ、その後、スペーサ１４１を取り外してから第２ケーシング３３と円筒ころ軸受６０及び玉軸受６１を組付けた後、支持ブロック１３１による支持を解除してジンバルケーシング３１を反転し、上方に位置する第１ケーシング３２から支持治具１２１を取外して円筒ころ軸受５７を組付けることができる。従って、第１ケーシング３２及び第３ケーシング３４、フライホイール２２、第２ケーシング３３、円筒ころ軸受６０及び玉軸受６１、円筒ころ軸受５７を鉛直方向に沿って組付けることとなり、各構成部材の軸心を容易に合わせることが可能となり、波力発電装置の高精度な組立作業を可能とすることができると共に、この組立作業を短時間で容易に行うことで組付作業の効率化を可能とすることができる。
【０１１８】
また、本実施例の波力発電装置にあっては、浮体１１に鉛直方向に沿う軸心Ｏ１により回転自在に支持されるジンバル２１と、ジンバル２１内に水平方向に沿う軸心Ｏ２により一対の軸受５７，６０，６１により回転自在に支持されるフライホイール２２と、フライホイール２２の支持軸５５，５６に設けられるねじ孔５５ａ，５６ａ（金具連結部）と、フライホイール２２を回転可能なモータ２３と、ジンバル２１の回転により発電可能な発電機２４とを設けている。
【０１１９】
従って、フライホイール２２の支持軸５５，５６に金具連結部としてのねじ孔５５ａ，５６ａを設けることで、このねじ孔５５ａ，５６ａに吊り金具を連結することで、フライホイール２２を容易に吊り上げ、ジンバルケーシング３１に対して高精度に組付けることができる。
【０１２０】
また、本実施例の波力発電装置にあっては、浮体１１に鉛直方向に沿う軸心Ｏ１により回転自在に支持されるジンバル２１と、ジンバル２１内に水平方向に沿う軸心Ｏ２により一対の軸受５７，６０，６１により回転自在に支持されるフライホイール２２と、フライホイール２２の支持軸５５，５６に設けられるねじ孔５５ａ，５６ａ（金具連結部）と、フライホイール２２を回転可能なモータ２３と、ジンバル２１の回転により発電可能な発電機２４と、浮体１１に対してジンバルケーシング３１を鉛直方向及び水平方向に位置調整する位置調整部１６１，１７１を設けている。
【０１２１】
従って、浮体１１に対してジンバルケーシング３１を鉛直方向及び水平方向に位置調整する位置調整部１６１，１７１を設けることで、浮体１１にジンバル２１を組付けるとき、位置調整部１６１，１７１によりジンバルケーシング３１を鉛直方向及び水平方向に位置調整することができ、組付精度を向上することができる。
【０１２２】
本実施例の波力発電装置では、位置調整部１６１，１７１として、リング形状をなして軸受４３，４６を支持する軸受フォルダ４４，４７の下面と浮体１１の上面との間に介装される鉛直方向位置調整部材１６２，１７２と、軸受フォルダ４４，４７と浮体１１との水平方向の位置を調整可能な水平方向位置調整部材（貫通孔１８ａ）と、軸受４３，４６と軸受フォルダ４４，４７とを締結する締結部材（ボルト４５、ウェルドナット１８２）とを設けている。従って、鉛直方向位置調整部材１６２，１７２が軸受フォルダ４４，４７と浮体１１との間に介装されることで鉛直方向の位置が調整され、また、水平方向位置調整部材により軸受フォルダ４４，４７と浮体１１との水平方向の位置が調整されることとなり、軸受フォルダ４４，４７の位置を調整締結部材によりにより浮体１１に締結することで、浮体１１に対してジンバル２１を適正に支持することができ、組付精度を向上することができる。
【０１２３】
本実施例の波力発電装置では、鉛直方向位置調整部材１６２，１７２として、周方向に分割される複数の分割板１６３を設けている。従って、周方向に配置される各分割板１６３の厚さや枚数を調整することで、ジンバルの傾きを適正に調整することができる。
【０１２４】
なお、上述した実施例では、第１ケーシング３２と第２ケーシング３３と第３ケーシング３４により本発明のケーシングを構成し、第１ケーシング３２と第３ケーシング３４を本発明の第１ケーシングとして説明している。但し、この構成に限定されるものではなく、ケーシングを第１ケーシングと第２ケーシングとから構成してもよい。  
【０１２５】
また、本発明の回転機械の組立方法及び回転機械の組立治具は、上述した実施例の波力発電装置だけに適用するものではなく、他の構成を有する波力発電装置などに適用することができる。
【０１２６】
また、上述した本実施例の波力発電装置は、ジンバル２１とフライホイール２２とモータ２３と発電機２４が浮体１１に組付けられて構成されている。本発明の回転機械は、この構成を利用したものであり、ジンバル２１とフライホイール２２とモータ２３とから構成される。即ち、本発明の回転機械は、本実施例の波力発電装置に対して、発電機２４を除いた構成となっており、発電機能を有していない。本発明の回転機械は、上述したように、本実施例の波力発電装置におけるジンバル２１とフライホイール２２とモータ２３とから構成されていることから、これらの構成は、上述した本実施例の波力発電装置とほぼ同様の構成である。そのため、本発明の回転機械による詳細な説明は省略する。
【０１２７】
従って、このような構成をした本発明の回転装置は、例えば、ボートや船舶等のフレームに組付けて搭載することで、波の揺れを低減させることが可能となる。例えば、特開平６−１２９４８４号公報に開示された回転揺れ制動装置に適用して効果的である。
【符号の説明】
【０１２８】
１１  浮体（架台）
１２  上部支持フレーム
１３  下部支持フレーム
１５  波力発電装置本体
２１  ジンバル
２２  フライホイール（回転子）
２３  モータ
２４  発電機
３１  ジンバルケーシング（ケーシング）
３５  支持筒（第１支持部）
３６  支持筒（第２支持部）
４１，４２  ジンバル軸
５５  支持軸（第１支持軸）
５６  支持軸（第２支持軸）
５５ａ，５６ａ  ねじ穴（吊り金具連結部）
５７  円筒ころ軸受（第１軸受）
６０  円筒ころ軸受（第２軸受）
５８，６２  軸受フォルダ
６１  玉軸受（第２軸受）
１０１  組立治具
１２１  支持治具
１３１  支持ブロック
１４１  スペーサ
１６１，１７１  位置調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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