(57)【要約】【課題】風車用駆動装置の異常状態を迅速且つ正確に検出する。【解決手段】風車用駆動装置１０は、駆動装置本体２０と、センサ４０と、を有する。駆動装置本体２０は、風車１０１の可動部分における一方の構造体に設置される。駆動装置本体２０は、風車の可動部分における他方の構造体に設置されたリングギヤ１０７と噛み合う噛み合い部２４ａを有する。センサ４０は、一方の構造体に対する駆動装置本体２０の設置状態の変化を計測する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車の可動部分における一方の構造体に設置され且つ前記風車の可動部分における他方の構造体に設置されたリングギヤと噛み合う噛み合い部を有する駆動装置本体と、
前記駆動装置本体と、前記一方の構造体との間にかかる負荷を計測するセンサと、を備える、風車用駆動装置。
【請求項２】
前記センサからの信号に基づいて前記駆動装置本体を停止させる負荷回避手段を設けた、請求項１に記載の風車用駆動装置。
【請求項３】
前記センサは瞬間的な負荷の変化を計測する、請求項１または２に記載の風車用駆動装置。
【請求項４】
前記駆動装置本体は前記一方の構造体に締結ボルトにより固定され、
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は、前記締結ボルトより径が小さい検出ピンからなる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の風車用駆動装置。
【請求項５】
前記駆動装置本体は前記一方の構造体に締結ボルトにより固定され、
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は、前記締結ボルトに比べて弾性係数が小さい材料から構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の風車用駆動装置。
【請求項６】
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分と前記検出部は同一材料から構成されている、請求項１に記載の風車用駆動装置。
【請求項７】
前記駆動装置本体は前記一方の構造体に締結ボルトにより固定され、
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は、前記駆動装置本体を前記一方の構造体に、前記締結ボルトより小さな軸力で固定する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の風車用駆動装置。
【請求項８】
前記駆動装置本体は前記一方の構造体に締結ボルトにより固定され、
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は、前記駆動装置本体と前記一方の構造体との間に延びる取付板からなる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の風車用駆動装置。
【請求項９】
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は検出ピンからなり、この検出ピンは前記駆動装置本体と前記一方の構造体にボルト締めされている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の風車用駆動装置。
【請求項１０】
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は、前記駆動装置本体と前記一方の構造体に溶接により固定されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の風車用駆動装置。
【請求項１１】
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は、前記駆動装置本体と前記一方の構造体との間に延びるとともに孔を有するシャフト内に設けられた検出ピンからなる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の風車用駆動装置。
【請求項１２】
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は、前記駆動装置本体と前記一方の構造体とを締付けるクランプからなる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の風車用駆動装置。
【請求項１３】
前記センサは前記駆動装置本体と前記一方の構造体とに貼付けられた歪ゲージからなる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の風車用駆動装置。
【請求項１４】
風車の一つの可動部分に設けられた複数の風車用駆動装置を備え、
複数の風車用駆動装置は、それぞれ、請求項１〜１３のいずれか一項に記載された風車用駆動装置であり、
各風車用駆動装置に対応して、前記駆動装置本体と、前記一方の構造体との間にかかる負荷を計測する別個のセンサが、設けられている、風車用駆動装置ユニット。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の風車用駆動装置、或いは、請求項１４に記載の風車用駆動装置ユニットを備える、風車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風車の可動部分に用いられる風車用駆動装置及び風車用駆動装置ユニット、並びに、風車に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、風力発電装置として用いられる風車として、タワーの上部に回転自在に設置されて内部に発電機等が配置されるナセルと、ナセルに設けられたロータ（ハブ、主軸部）に対して回転自在に設置されたブレード（羽根）と、を備えるものが知られている。この風車は、風車の可動部分における一方の構造体を他方の構造体に対して回転させるように駆動する風車用駆動装置として、ヨー駆動装置或いはピッチ駆動装置等を有している。ヨー駆動装置は、一方の構造体であるナセルを他方の構造体であるタワーに対して回転させるように駆動し、風向きに応じてナセルを旋回させる。ピッチ駆動装置は、一方の構造体であるブレードの軸部を他方の構造体であるナセル側のロータに対して回転させるように駆動し、ブレードのピッチ角を調節する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８９１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、風車の一つの可動部分に対し、通常、複数の風車用駆動装置が、設けられる。この風車において、一つの可動部分に設けられた複数の風車用駆動装置のうち、一つの風車用駆動装置の出力軸が、何らかの異常により、固定された状態に維持されてしまうことも想定される。このような異常時、故障した風車用駆動装置の固定された出力軸とリングギヤとの噛み合いにより、可動部分がロック状態となる。ロック状態において、他の正常な風車用駆動装置が動作すると、風車用駆動装置またはリングギヤの一方が、損傷してしまう。風車用駆動装置が損傷した場合には、当該風車用駆動装置を取り替えることによって、風車を再稼働させることができる。その一方で、リングギヤ又は構造体のリングギヤ周囲が破損した場合、大規模な修復工事が必要となり、長期間にわたって風車の操業を停止することになる。このような不具合を回避するためには、風車用駆動装置の異常状態を迅速且つ正確に検出することが重要となる。すなわち、本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、風車用駆動装置の異常状態を迅速且つ正確に検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による風車用駆動装置は、
風車の可動部分における一方の構造体に設置され且つ前記風車の可動部分における他方の構造体に設置されたリングギヤと噛み合う噛み合い部を有する駆動装置本体と、
前記駆動装置本体と、前記一方の構造体との間にかかる負荷を計測するセンサと、を備える。
【０００６】
本発明による風車用駆動装置は、
前記センサからの信号に基づいて前記駆動装置本体を停止させる負荷回避手段を設けてもよい。
【０００７】
本発明による風車用駆動装置は、
前記センサは１秒以内の瞬間的な設置状態の変化を計測してもよい。
【０００８】
本発明による風車用駆動装置において、
前記駆動装置本体は前記一方の構造体に締結ボルトにより固定され、
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は、前記締結ボルトより径が小さい検出ピンからなっていてもよい。
【０００９】
本発明による風車用駆動装置において、
前記駆動装置本体は前記一方の構造体に締結ボルトにより固定され、
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は、前記締結ボルトに比べて弾性係数が小さい材料から構成されていてもよい。
【００１０】
本発明による風車用駆動装置において、
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分と前記検出部は同一材料から構成されていてもよい。
【００１１】
本発明による風車用駆動装置において、
前記駆動装置本体は前記一方の構造体に締結ボルトにより固定され、
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は、前記駆動装置本体を前記一方の構造体に、前記締結ボルトより小さな軸力で固定してもよい。
【００１２】
本発明による風車用駆動装置において、
前記駆動装置本体は前記一方の構造体に締結ボルトにより固定され、
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は、前記駆動装置本体と前記一方の構造体との間に延びる取付板からなっていてもよい。
【００１３】
本発明による風車用駆動装置において、
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は検出ピンからなり、この検出ピンは前記駆動装置本体と前記一方の構造体にボルト締めされていてもよい。
【００１４】
本発明による風車用駆動装置において、
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は、前記駆動装置本体と前記一方の構造体に溶接により固定されていてもよい。
【００１５】
本発明による風車用駆動装置において、
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は、前記駆動装置本体と前記一方の構造体との間に延びるとともに孔を有するシャフト内に設けられた検出ピンからなっていてもよい。
【００１６】
本発明による風車用駆動装置において、
前記センサは、
前記駆動装置本体にかかる負荷を受ける受力部分と、この受力部分に設けられ受力部分の歪を測定する検出部とを有し、
前記受力部分は、前記駆動装置本体と前記一方の構造体とを締付けるクランプからなっていてもよい。
【００１７】
本発明による風車用駆動装置において、
前記センサは前記駆動装置本体と前記一方の構造体とに貼付けられた歪ゲージからなっていてもよい。
【００１８】
本発明による風車用駆動装置ユニットは、
風車の一つの可動部分に設けられた複数の風車用駆動装置を備え、
複数の風車用駆動装置は、それぞれ、上述した本発明による風車用駆動装置のいずれかであり、
各風車用駆動装置に対応して、前記駆動装置本体と、前記一方の構造体との間にかかる負荷を計測する別個のセンサが、設けられていてもよい。
【００１９】
本発明による風車は、上述した本発明による風車用駆動装置のいずれか、又は、上述した本発明による風車用駆動装置ユニットのいずれかを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、風車用駆動装置の異常状態を迅速且つ正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、風車を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示された風車の縦断面図であって、タワーとナセルとの間の可動部分を示す図である。
【図３】図３は、図２に示された可動部分における風車用駆動装置の配置を示す平面図である。
【図４】図４は、図２に示された風車用駆動装置を部分的に断面で示す図である。
【図５】図５は、図４に示された風車用駆動装置の据え付け部分を部分的に断面で示す図である。
【図６】図６は、図４に示された風車用駆動装置を据え付けるための締結具の配列を示す平面図である。
【図７】図７は、センサを示す拡大図である。
【図８】図８は、センサの変形例を示す図である。
【図９】図９は、センサの変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、センサの変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、駆動装置の制動機構を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、制御装置の機能構成を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜発明の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００２３】
図１乃至図７は本発明による一実施の形態を説明するための図である。ここで説明する風車用駆動装置１０は、風車１０１のタワー１０２に対して回転可能に設置されたナセル１０３、或いは、ナセル１０３に取り付けられたロータ１０４に対してピッチ方向に揺動可能に設置されたブレード１０５、を駆動する。すなわち、ここで説明する風車用駆動装置１０は、風車１０１のタワー１０２に対してナセル１０３を回転させるようにヨー駆動するヨー駆動装置として用いることができ、さらに、ナセル側のロータ１０４に対してブレード１０５の軸部を回転させるようにピッチ駆動するピッチ駆動装置としても用いることができる。ただし、以下に説明する図示された例において、風車用駆動装置は、ヨー駆動装置として機能する。
【００２４】
図１に示すように、風車１０１は、タワー１０２、ナセル１０３、主軸部であるロータ１０４、羽根であるブレード１０５、等を有している。タワー１０２は、地上から鉛直上方に向かって延びるように設置される。ナセル１０３は、タワー１０２の上部に対して回転可能に設置されている。ナセル１０３のタワー１０２に対する回転は、タワー１０２の長手方向を中心とする回転であり、いわゆるヨー回転である。ナセル１０３は、後に詳述する風車用駆動装置１０に駆動されることで、タワー１０２に対して回転する。ナセル１０３の内部には、動力伝達軸や発電機等が配置されている。ロータ１０４は、動力伝達軸に接続され、ナセル１０３に対して回転可能となっている。ブレード１０５は、複数枚（図１に示された例では、３枚）設けられている。ブレード１０５は、ロータ１０４のナセル１０３に対する回転軸線を中心とする放射方向へ、当該ロータ１０４から延び出している。複数のブレード１０５は、互いにから等角度あけて配置されている。
【００２５】
なお、各ブレード１０５は、ピッチ方向に回転可能、言い換えると、その長手方向を中心としてロータ１０４に対して回転可能となっている。すなわち、ブレード１０５のロータ１０４への接続箇所は、可動部分となっている。ブレード１０５は、ピッチ駆動装置として設けられた風車用駆動装置によって回転駆動され、このピッチ駆動装置としての風車用駆動装置は、後述するヨー駆動措置としての風車用駆動装置１０と同様に構成される。
【００２６】
図２は、風車１０１においてタワー１０２に対して回転可能にナセル１０３が設置された部分を拡大して示す断面図である。なお、図２では、風車用駆動装置１０について断面図ではなく外形図として図示している。ナセル１０３は、その底部１０３ａにおいて、タワー１０２の上部に対して軸受１０６を介して回転可能に設置されている。そして、タワー１０２の上部には、内周に内歯が形成されたリングギヤ１０７が固定されている。ただし、リングギヤ１０７の歯は、内周に設けられているものに限らず、外周に設けられているものであってもよい。図面において、リングギヤ１０７の内歯の各歯は省略されている。
【００２７】
図２及び図３に示すように、ナセル１０３内に、複数の風車用駆動装置１０が据え付けられている。風車用駆動装置１０は、リングギヤ１０７の内歯と噛み合う噛み合い部２４ａを有している。風車用駆動装置１０の駆動により、風車１０１の可動部分の一方となるナセル１０３を、風車１０１の可動部分の他方となるタワー１０２に対して回転させることができる。図３に示すように、リングギヤ１０７は、円周状に形成され、中心軸線Ｃｍを有している。ナセル１０３は、リングギヤ１０７の中心軸線Ｃｍを中心として回転する。図示された例において、リングギヤ１０７の中心軸線Ｃｍは、タワー１０２の長手方向と一致している。以下において、リングギヤ１０７の中心軸線Ｃｍと平行な方向を、単に、「軸方向ｄｌ」とも呼ぶ。
【００２８】
図示された風車１０１では、図３に示すように、一対の風車用駆動装置ユニット５が、設けられている。一対の風車用駆動装置ユニット５は、リングギヤ１０７の中心軸線Ｃｍを中心として、回転対称となるように配置されている。各風車用駆動装置ユニット５は、三つの風車用駆動装置１０を含んでいる。一対の風車用駆動装置ユニット５に含まれる合計六つの駆動装置本体２０は、リングギヤ１０７の中心軸線Ｃｍを中心とする円周ｃｌ１（図３参照）に沿って、設けられている。各風車用駆動装置ユニット５に含まれる三つの風車用駆動装置１０は、円周ｃｌ１に沿って、一定の間隔をあけて順に配列されている。
【００２９】
風車用駆動装置１０は、ナセル１０３に固定された駆動装置本体２０と、駆動装置本体２０をナセル１０３に固定するための締結具３０と、を有している。さらに、ここで説明する風車用駆動装置１０は、駆動装置本体２０の異常を発見するためのセンサ４０を有している。このセンサ４０は、締結具３０とは別体に設けられ、ナセル１０３と駆動装置本体２０との間にかかる負荷を計測する。そして、このセンサ４０を用いることにより、後述するように、ナセル１０３と駆動装置本体２０との間にかかる負荷を迅速且つ正確に検出することが可能となる。以下、風車用駆動装置１０の各構成要素について順に説明する。
【００３０】
まず、駆動装置本体２０について説明する。図４に示すように、駆動装置本体２０は、リングギヤ１０７と噛み合う噛み合い部２４ａを有した出力軸２４と、出力軸２４を回転可能に保持するケース２１と、ケース２１に固定された電動機２３と、を有している。駆動装置本体２０は、電動機２３と出力軸２４とを連結する連結部２５を、さらに有している。連結部２５は、ケース２１内に収容されている。連結部２５は、一例として、電動機２３からの入力を減速して出力軸２４に伝達する。このような連結部２５として、偏心揺動歯車型や遊星歯車型の減速機構、又は、偏心揺動歯車型および遊星歯車型を組み合わせた減速機構を採用することができる。
【００３１】
図４に示すように、連結部２５から離間する側となる出力軸２４の端部は、ケース２１から延び出している。出力軸２４のケース２１から延び出した部分に噛み合い部２４ａが形成されている。図２及び図５に示すように、出力軸２４の噛み合い部２４ａは、ナセル１０３の底部１０３ａに形成された貫通穴１０３ｂ内に延び入り、リングギヤ１０７と噛み合っている。噛み合い部２４ａは、リングギヤ１０７に応じた形状で形成される。一例として、噛み合い部２４ａは、リングギヤ１０７の内歯と噛み合う外歯を有したピニオンギヤを形成している。風車用駆動装置１０は、出力軸２４の回転軸線Ｃｒと一致する長手方向軸線を有している。風車用駆動装置１０がナセル１０３に固定された状態において、出力軸２４の回転軸線Ｃｒは風車１０１の軸方向ｄｌと平行となる。
【００３２】
次に、ケース２１について説明する。図４に示すように、ケース２１は、筒状に形成されている。図５に示すように、ケース２１は、その長手方向軸線が回転軸線Ｃｒ上に位置するよう、配置されている。ケース２１は、回転軸線Ｃｒに沿った両端が開口している。
【００３３】
タワー１０２側となるケース２１の開口から、出力軸２４の噛み合い部２４ａが露出している。タワー１０２とは反対側となるケース２１の開口に、電動機２３が取り付けられている。また、ケース２１は、フランジ２２を有している。図３に示すように、フランジ２２は、環状に形成され、出力軸２４の回転軸線Ｃｒを中心とする円周ｃｌ３に沿って延びている。図４及び図５に示すように、フランジ２２には、貫通孔２２ａが形成されている。貫通孔２２ａは、出力軸２４の回転軸線Ｃｒを中心とする円周上に多数形成されている。図示された例においては、１２の貫通孔２２ａが形成されている。図４及び図５に示すように、貫通孔２２ａは、軸方向ｄｌに延びている。
【００３４】
次に、以上の構成からなる駆動装置本体２０をナセル１０３に固定するための締結具３０について説明する。締結具３０は、駆動装置本体２０のフランジ２２に形成された貫通孔２２ａを通過して、フランジ２２を貫通している。ナセル１０３の底部１０３ａには、フランジ２２の貫通孔２２ａに対面する位置に、貫通孔１０３ｃが形成されている。締結具３０は、駆動装置本体２０の貫通孔２２ａを通過し、さらに、ナセル１０３の貫通穴１０３ｃへ延び入っている。図示された例において、締結具３０は、ボルト３０ａ及びナット３０ｂを有している。ボルト３０ａは、駆動装置本体２０の駆動装置本体２０およびナセル１０３の底部１０３ａを貫通する。ナット３０ｂは、駆動装置本体２０及びナセル１０３をこの順で貫通するボルト３０ａに、ナセル１０３の側から螺合している。図示された例において、ナセル１０３の貫通穴１０３ｃは、貫通孔２２ａに対応して１２箇所に形成されている。ボルト３０ａ及びナット３０ｂからなる締結具３０は、駆動装置本体２０の貫通孔２２ａのうち、例えば図３に示す最外周、最内周、および最外周と最内周に９０°離間した場所に位置する計４個の貫通孔２２ａを除くすべての貫通孔２２ａ毎に設けられている。この結果、８個の締結具３０によって、駆動装置本体２０は、１１箇所でナセル１０３に取り付けられている。そして駆動装置本体２０の最外周、最内周、および最外周と最内周に９０°離間した場所に位置する貫通孔２２ａには、後述のように駆動装置本体２０の設置状態の変化を計測するセンサ４０が取付けられている。
【００３５】
なお、図示された例に限られず、ナット３０ｂを用いることに代えて、ナセル１０３の貫通穴１０３ｃに、ボルト３０ａの雄ねじが螺合する雌ねじが、形成されていてもよい。
【００３６】
この例において、締結具３０は、ボルト３０ａによって構成され、ボルト３０ａがナセル１０３の貫通穴１０３ｃに噛み合うことで、駆動装置本体２０をナセル１０３に固定することができる。
【００３７】
次に、電動機２３について説明する。図示された例において、電動機２３は、モータ駆動部４８及びモータ制動部５０を有している。ここで、図１１は、電動機２３の一部断面を模式的に示す図である。モータ制動部５０は、駆動ギア２４ａに伝達される回転を制動する制動機構である。しかしながら、後述するように、駆動装置本体２０は、モータ制動部５０に代えて又はモータ制動部５０に加えて、駆動ギア２４ａに伝達される回転または駆動ギア２４ａから出力される回転を制動可能な種々の形態の制動機構を有することができる。
【００３８】
モータ駆動部４８及びモータ制動部（負荷回避手段）５０を具備する電動機２３は駆動装置１０毎に設けられ、１つのモータ駆動部４８に対して１つのモータ制動部５０が取り付けられる。モータ駆動部４８は、制御装置１１０（図１２参照）からの指令に基づいて、駆動軸４８ａの回転数を制御可能な任意の装置によって構成可能である。図示されたモータ制動部５０は、制御装置１１０（図７参照）からの指令に基づいて、モータ駆動部４８の駆動軸４８ａの回転を制動し、或いは、駆動軸４８ａの制動を解除する電磁ブレーキとしての機構を有する。駆動軸４８ａの回転が制動されている状態では、駆動軸４８ａの回転数が低減され、最終的には駆動軸４８ａの回転を完全に停止することができる。一方、駆動軸４８ａの制動が解除されている状態では、駆動軸４８ａは、モータ制動部５０によって制動されることなく、基本的には、モータ駆動部４８に供給される電力に応じた本来の回転数によって回転することができる。モータ駆動部４８の駆動軸４８ａからの駆動力（回転動力）は、減速部２５を介して出力軸２４に伝達される。
【００３９】
本例のモータ制動部５０は、モータ駆動部４８のカバー７２のうち減速部２５とは反対側の端部に取り付けられており、ハウジング５１、摩擦板５６、アーマチャ５７、弾性部材５５、電磁石５３及び第１摩擦板連結部７７等を有する。ハウジング５１は、摩擦板５６、アーマチャ５７、弾性部材５５、電磁石５３及び第１摩擦板連結部７７等を収納する構造体であり、モータ駆動部４８のカバー７２に固定されている。摩擦板５６は、第１摩擦板連結部７７を介してモータ駆動部４８の駆動軸４８ａに連結されている。摩擦板５６の貫通孔には、駆動軸４８ａの一方の端部が貫通した状態で配置されている。
【００４０】
本例の第１摩擦板連結部７７は、スプライン軸７７ａ及びスライド軸７７ｂを有する。スプライン軸７７ａは、キー部材（図示省略）によるキー結合とストッパリング７７ｃによる係合とによって、駆動軸４８ａの一方の端部の外周に対して固定されている。スライド軸７７ｂは軸方向へスライド移動可能にスプライン軸７７ａに対して取り付けられている。また第１摩擦板連結部７７には、スプライン軸７７ａに対するスライド軸７７ｂの軸方向の位置を所定の位置に位置決めするバネ機構（図示省略）が設けられている。スライド軸７７ｂにおけるフランジ状の部分の外周の縁部には摩擦板５６の内周が固定されており、摩擦板５６はスライド軸７７ｂと一体に結合されている。
【００４１】
上記の構成を有するモータ制動部５０において、駆動軸４８ａが回転すると、スプライン軸７７ａ、スライド軸７７ｂ及び摩擦板５６も駆動軸４８ａとともに回転する。後述の電磁石５３が励磁された状態では、駆動軸４８ａ及びスプライン軸７７ａに対して軸方向にスライド移動可能に保持されたスライド軸７７ｂ及び摩擦板５６は、バネ機構により、スプライン軸７７ａの軸方向に関して所定位置に位置決めされている。この所定位置に配置されている摩擦板５６は、後述のアーマチャ５７及び摩擦板５８から離間している。
【００４２】
アーマチャ５７は、摩擦板５６に対して当接可能に設けられ、摩擦板５６に当接することで駆動軸４８ａの回転を制動する制動力を発生させる部材として設けられている。また本例では、モータ駆動部４８のカバー７２の一方の端部のうち摩擦板５６に対向する箇所において、摩擦板５８が設けられている。摩擦板５８は摩擦板５６と当接可能な位置に設置されている。
【００４３】
弾性部材５５は、後述する電磁石５３の電磁石本体５３ａに保持され、アーマチャ５７を電磁石５３側から摩擦板５６側に向かって付勢する。特に本例の複数の弾性部材５５は、電磁石本体５３ａにおいて、駆動軸４８ａを中心とした同心円状に内周側及び外周側の２つの配列で周方向に配置されている。なお、上述の弾性部材５５の配置形態は例示に過ぎず、弾性部材５５は他の配置形態をとってもよい。
【００４４】
電磁石５３は、電磁石本体５３ａ及びコイル部５３ｂを含み、アーマチャ５７を磁力によって引き付けることによりアーマチャ５７を摩擦板５６から離間させる。電磁石本体５３ａは、アーマチャ５７に対向する側とは反対側の端部において、ハウジング５１に固定されている。電磁石本体５３ａには、アーマチャ５７に向かって開口する複数の弾性部材保持穴５３ｃが設けられており、これらの弾性部材保持穴５３ｃの各々に弾性部材５５が配置される。コイル部５３ｂは、電磁石本体５３ａの内部に設置され、電磁石本体５３ａの周方向に配置されている。コイル部５３ｂへの電流の供給及び遮断は、制御装置１１０の指令に基づいて行われる。
【００４５】
例えばモータ制動部５０による駆動軸４８ａの制動の解除が行われる際には、制御装置１１０の指令に基づいて、コイル部５３ｂへ電流が供給されて電磁石５３は通電される。電磁石５３が通電されて励磁された状態になると、電磁石５３において発生した磁力によって、アーマチャ５７がコイル部５３ｂに引き付けられる。このときアーマチャ５７は、複数の弾性部材５５の弾性力（バネ力）に抗して、電磁石５３に引き付けられる。これにより、アーマチャ５７が摩擦板５６から離間し、駆動軸４８ａの制動が解除される。したがって、電磁石５３が励磁されて駆動軸４８ａの制動が解除された状態では、アーマチャ５７は電磁石本体５３ａに当接した状態となる。
【００４６】
一方、モータ制動部５０による駆動軸４８ａの制動が行われる際には、制御装置１１０の指令に基づいて、コイル部５３ｂへの電流の供給が遮断されて電磁石５３は消磁される。電磁石５３が消磁された状態になると、複数の弾性部材５５の弾性力によってアーマチャ５７が摩擦板５６に向かって付勢され、アーマチャ５７が摩擦板５６に当接する。これにより、アーマチャ５７と摩擦板５６との間で摩擦力が生じ、駆動軸４８ａの回転が制動される。なお図６は、電磁石５３が消磁された状態であり、駆動軸４８ａの回転が制動されている状態を示す。
【００４７】
また、電磁石５３が消磁されて駆動軸４８ａが制動された状態では、摩擦板５６は、アーマチャ５７から作用する付勢力によって、摩擦板５８にも当接している。したがって電磁石５３が消磁されると、摩擦板５６は、複数の弾性部材５５からの付勢力によって、アーマチャ５７と摩擦板５８との間で挟み込まれた状態となる。これにより、アーマチャ５７と摩擦板５６との間で生じる摩擦力と、摩擦板５６と摩擦板５８との間で生じる摩擦力とによって、駆動軸４８ａの回転が制動される。
【００４８】
次にセンサ４０について図７により説明する。センサ４０は駆動装置本体２０の最外周に位置する貫通孔２２ａに、ナセル１０３の貫通孔１０３ｃ内に達するよう設けられている。このセンサ４０は駆動装置本体２０と、ナセル１０３との間にかかる負荷を検出するものであり、頭部４０ｈを有する検出ピン４０ａと、検出ピン４０ａの下端部に形成されたねじ部４０ｃに取付けられたナット４０ｂとを有する。
【００４９】
この場合、検出ピン４０ａは、この検出ピン４０ａにかかる負荷を受ける受力部分として機能し、この検出ピン４０ａの外面に検出ピン４０ａの歪を測定する歪ゲージ５０Ａが設けられている。この歪ゲージ５０Ａは、検出ピン４０ａに引張力が加わり検出ピン４０ａが伸びた際の検出ピン４０ａの歪を検出するものである。この場合、複数の歪ゲージ５０Ａを検出ピン４０ａの外面に設けることにより、後述のようにリングギヤ１０７の半径方向、円周方向、および軸線方向に検出ピン４０ａに加わる負荷を検出することができる。
【００５０】
センサ４０の検出ピン４０ａは締結具３０のボルト３０ａと同様の構成をもつが、検出ピン４０ａの外径はボルト３０ａの外径より小さくなっている。このことにより、検出ピン４０ａとボルト３０ａに同様の負荷がかかった場合でも、検出ピン４０ａはボルト３０ａに比べて大きく歪むことになり、これにより検出ピン４０ａ外周に設けられた歪ゲージ５０Ａの感度を高めることができる。
【００５１】
さらにセンサ４０の検出ピン４０ａはボルト３０ａと比べて弾性係数が小さい材料から形成することができる。例えばボルト３０ａの材料が、鋼製の場合、検出ピン４０ａを鋼より弾性係数が小さい材料、例えばボルト３０ａより弾性係数が小さい鋼、鋳鉄あるいは樹脂から形成することにより、検出ピン４０ａをより大きく歪ませて、検出ピン４０ａ外周に設けられた歪ゲージ５０Ａの感度をより高めることができる。
【００５２】
またセンサ４０の検出ピン４０ａと、歪ゲージ５０Ａは、両者同一の材料からなっていることが好ましい。検出ピン４０ａと歪ゲージ５０Ａを同一の材料、例えば樹脂材料で作製することにより、センサ４０が加熱され、あるいは冷却されて検出ピン４０ａと歪ゲージ５０Ａが伸び縮みする場合、両者の熱膨張による伸縮を相殺して、歪ゲージ５０Ａにより検出ピン４０ａに加わる負荷を正確に検出することができる。
【００５３】
なお、上述のようにセンサ４０の検出ピン４０ａは、下端部のねじ部４０ｃに取付けられたナット４０ｂを締付けることにより、駆動装置本体２０のフランジ２２とナセル１０３の底部１０３ａとの間に固定される。
【００５４】
この場合、検出ピン４０ａのナット４０ｂを緩く締め付ける。他方、締結具３０のボルト３０ａは、ナセル１０３に駆動装置本体２０を堅固に固定するため強く締付ける。このことにより検出ピン４０ａの軸力は、ボルト３０ａの軸力に比べて小さくなる。
【００５５】
すなわち、予め検出ピン４０ａの軸力（引張力）が高くなると、検出ピン４０ａに多少負荷（引張力）が加わっても、この負荷を検出することがむずかしい場合がある。これに対して本実施の形態によれば、予め検出ピン４０ａに加わる検出ピン４０ａの軸力を小さくしておくことにより、外部から加わる負荷に対して感度良く伸びて歪むことができ、検出ピン４０ａの歪みを感度良く検出することができる。
【００５６】
ところでセンサ４０の歪ゲージ５０Ａは、制御装置１１０に電気的に接続されている。各駆動装置本体２０とナセル１０３との間に設けられたセンサ４０の歪ゲージ５０Ａから出力される計測結果に関する電気信号は、制御装置１１０に送信される。制御装置１１０が、センサ４０の歪ゲージ５０Ａから出力される電気信号を監視することにより、当該駆動装置本体２０に負荷される荷重の変化を把握することが可能となる。制御装置１１０は、センサ４０の歪ゲージ５０Ａでの計測結果に基づき、風車用駆動装置１０等の風車１０１の構成要素を制御する。
【００５７】
図１２は、制御装置（負荷回避手段）１１０の機能構成を説明するためのブロック図である。図１２に示すように、制御装置１１０は、複数の駆動装置１０（本例では６個の駆動装置１０）に設けられたセンサ４０の各々から検出結果を受信する。すなわち、各駆動装置１０のセンサ４０が、それぞれ、制御装置１１０に接続されている。制御装置１１０は、各駆動装置１０に設けられたモータ駆動部４８及びモータ制動部５０を制御するための制御信号を出力することができる。なお制御装置１１０の設置位置は特に限定されず、風車１０１を構成する各要素（例えばタワー１０２、ナセル１０３、ロータ１０４或いはブレード１０５等）と一体的に設けられてもよいし、これらの要素とは別体に設けられてもよい。
【００５８】
制御装置１１０は、いずれかの駆動装置１０のセンサ４０が異常を検出した場合、当該駆動装置１０の駆動装置本体２０の駆動ギア２４ａからリングギア１０７への駆動力の出力を停止する。駆動ギア２４ａからの駆動力の停止は、典型的には、制御装置１１０により電動機２３への電力供給を遮断することによって達成され得る。駆動ギア２４ａ及びリングギア１０７との噛み合い部に過大な力が負荷されている状態で、駆動ギア２４ａからリングギア１０７への出力を停止することで、噛み合い部の負荷のさらなる上昇を回避することができる。また、駆動装置本体２０の経年劣化による破損がオイルの状態から予測された場合、駆動装置本体２０からの駆動力の出力を停止することで、駆動装置本体２０と接続したリングギア１０７及びその周囲の破損を効果的に回避することが可能となる。また、モータ制動部５０の故障が確認された場合、駆動装置本体２０のさらなる破損、並びに、駆動装置本体２０と接続したリングギア１０７及びその周囲の破損を効果的に回避することが可能となる。
【００５９】
また、制御装置１１０は、いずれかの駆動装置１０のセンサ４０が異常を検出した場合、当該駆動装置１０の制動機構（モータ制動部５０）による回転の制動を解除する。すなわち、センサ４０が異常を検出した場合、制御装置１１０は、制動機構（モータ制動部５０）による回転の制動を解除するよう制御信号を送出する。図示された例において、モータ制動部５０の回転制動の解除は、制御装置１１０によりモータ制動部５０への電力供給することによって実現され得る。例えば、突風等の外力が負荷された場合、制動機構での制動力によって駆動ギア２４ａの回転が規制されていると、当該駆動ギア２４ａとリングギア１０７との噛み合い部における負荷が過大となってしまう。このため、センサ４０が異常を検出した場合に、当該駆動装置１０の制動機構（モータ制動部５０）による回転の制動を解除することで、噛み合い部における負荷の上昇を回避するだけでなく、噛み合い部に生じた負荷を解放することもできる。
【００６０】
さらに、制御装置１１０は、一つの駆動装置１０のセンサ４０が異常を検出した場合、当該一つの駆動装置において駆動ギア２４ａからリングギア１０７への駆動力の出力を停止することに加え、当該一つの駆動装置以外の駆動装置においても、駆動ギア２４ａからリングギア１０７への駆動力の出力を停止する。加えて、制御装置１１０は、一つの駆動装置１０のセンサ４０が異常を検出した場合、当該一つの駆動装置１０において制動機構(モータ制動部５０による回転制動を解除することに加え、当該一つの駆動装置以外の駆動装置においても、制動機構による回転制動を解除する。上述したように、一つの可動部分に複数の駆動装置１０が設けられている場合、一つの駆動装置１０の駆動ギア２４ａからリングギア１０７に出力される駆動力は、他の駆動装置１０の駆動ギア２４ａとリングギア１０７との噛み合い部に外力として作用する。したがって、いずれかの異常が発見された場合、一つの駆動装置１０の駆動力が外力として他の駆動装置１０とリングギア１０７との噛み合い部に負荷されることを回避し、且つ、制動機構による制動力を解除して各駆動装置１０が外力に応じて柔軟に動作することを可能にする。これにより、さらに効果的に、駆動装置本体２０の破損、並びに、駆動装置本体２０と接続したリングギア１０７及びその周囲の破損を回避することができる。
【００６１】
なお、ナセル１０３とタワー１０２との間の可動部分において、駆動装置１０の駆動ギア２４ａからリングギア１０７への駆動力の出力を停止し、且つ、駆動装置１０の制動機構５０による回転制動を解除することは、フリーヨー制御と呼ばれる。フリーヨー制御は、ナセル１０３（第１構造体）及びタワー１０２（第２構造体）間における自由な相対回転を許容する制御であり、ナセル１０３及びタワー１０２間の自由な相対回転を阻害しうる制動力及び駆動力が低減又は解除される。上述のようなモータ駆動部４８及びモータ制動部５０が設けられる場合には、制御装置１１０は、モータ駆動部４８に対する通電を遮断して駆動軸４８ａの回転駆動を停止し、またモータ制動部５０に対する通電をコントロールしてモータ制動部５０からモータ駆動部４８（すなわち駆動軸４８ａ）に制動力が付与されないようにする。
【００６２】
また他の駆動手段及び制動手段が設けられている場合には、制御装置１１０は、そのような他の駆動手段及び制動手段を制御して、ナセル１０３及びタワー１０２間の自由な相対回転を阻害しうる制動力及び駆動力を排除する。例えばリングギア１０７の回転動を直接的に制動するキャリパーブレーキ等の制動装置（図示せず）が設けられている場合には、制御装置１１０は当該制動装置を制御して当該制動装置からリングギア１０７に制動力が付与されないようにする。
【００６３】
制御装置１１０が上述のようなフリーヨー制御を行うことで、各駆動装置１０の駆動ギア２４ａ及びリングギア１０７は自由に回転可能な状態に置かれ、ナセル１０３がタワー１０２に対して自由に回転することができる。このような自由回転によって、各駆動ギア２４ａとリングギア１０７との間における負荷が過大になることを効果的に防ぐことができ、駆動装置１０を構成する各要素やリングギア１０７の破損等の不具合を未然に回避することができる。
【００６４】
次に、以上のような構成からなる風車用駆動装置１０の作用について説明する。
【００６５】
以上の構成からなる風車１０１において、ナセル１０３やブレード１０５等の可動部分を回転させる際、風車用駆動装置ユニット５に含まれる複数の風車用駆動装置１０を同期して動作させる。これにより、重量物であるナセル１０３やブレード１０５を、それぞれ、タワー１０２やロータ１０４に対して回動させることができる。なお、各風車用駆動装置１０は、制御装置１１０からの制御信号に基づいて、動作する。
【００６６】
風車１０１の可動部分においては、既に説明したように、風車用駆動装置ユニット５に含まれる一部の風車用駆動装置１０だけに故障が生じ、当該風車用駆動装置１０が停止した状態に固定されることもある。さらに、このような異常の検出が遅れ、制御装置１１０が、風車用駆動装置ユニット５に含まれる風車用駆動装置１０に対して駆動信号を送信してしまうこともある。このとき、故障した風車用駆動装置１０の噛み合い部２４ａがリングギヤ１０７と噛み合い、可動部分の動作が規制されている。したがって、風車用駆動装置ユニット５に含まれる他の正常な風車用駆動装置１０の噛み合い部２４ａが動作すると、風車用駆動装置１０の噛み合い部２４ａとリングギヤ１０７との間に大きな応力が生じることになる。すなわち、風車用駆動装置１０の異常状態が迅速に検出されなかった場合、風車用駆動装置１０またはリングギヤ１０７の破損を来すことになる。風車用駆動装置１０が損傷した場合には、当該風車用駆動装置１０を取り替えることによって、風車を再稼働させることができる。その一方で、リングギヤ１０７又はタワー１０２のリングギヤ１０７周囲が破損した場合、大規模な修復工事が必要となり、長期間にわたって風車の操業を停止し甚大な損失が生じることになる。
【００６７】
このような不具合を回避するため、風車用駆動装置１０は、歪ゲージ５０Ａを含むセンサ４０を有している。センサ４０は、風車用駆動装置１０を風車１０１の可動部分の一方、例えばナセル１０３に対する駆動装置本体２０の設置状態の変化、具体的には駆動装置本体２０に加わる負荷の変化を計測する。この時、センサ４０は、瞬間的な負荷の変化、例えば、１秒以内の負荷の変化を計測する。センサ４０の歪ゲージ５０Ａは、締結具３０の状態を示す電気信号を制御装置１１０に送信する。制御装置１１０は、センサ４０から送信される電気信号を監視し、風車用駆動装置１０の異常を検出することができる。制御装置１１０は、異常が検出された場合、異常の発生を示す警報等を発信するとともに、風車用駆動装置１０の駆動を停止する。これにより、風車用駆動装置１０やリングギヤ１０７の更なる損傷を回避することができる。この場合、制御装置１１０はモータ制動部５０によりモータ駆動部４８の駆動軸４８ａを制動させるか、または電動機２３への電力供給を遮断して、風車用駆動装置１０の駆動を停止する。
【００６８】
とりわけ、本実施の形態では、駆動装置本体２０の設置状態の変化を計測する。シミュレーションを繰り返し実施したところ、次の傾向が確認された。すなわち、複数の風車用駆動装置１０の一つが故障して固定された状態で他の正常な風車用駆動装置１０を駆動した場合、風車用駆動装置１０の駆動装置本体２０に大きな荷重が負荷された。このような傾向は、風車の稼働中に実際に生じる不具合とも一致する。そもそも、駆動装置本体２０の設置状態が大きく変化した場合、風車用駆動装置１０が風車本体に対して相対移動し、風車用駆動装置１０の据え付け状態が大きく変化する。このとき、大きな荷重が、風車用駆動装置１０、リングギヤ１０７またはリングギヤ１０７周囲の構造物に負荷されることになる。したがって、駆動装置本体２０の設置状態変化を計測するセンサ４０を用いることにより、風車用駆動装置１０の異常状態を迅速且つ正確に検出することができる。
【００６９】
このようなセンサ４０は、リングギヤ１０７の中心軸線Ｃｍを中心とする円周ｃｌ６に対する接線方向ｄｔへの検出ピン４０ａの状態の変化、リングギヤの中心軸線Ｃｍを中心とする径方向ｄｒへの検出ピン４０ａの状態の変化、及び、リングギヤ１０７の中心軸線Ｃｍと平行な軸方向ｄｌへの検出ピン４０ａの状態の変化、のうちの少なくとも一以上を計測することが好ましい。風車用駆動装置１０の噛み合い部２４ａとリングギヤ１０７との相対動作からすれば、これらの接線方向ｄｔ、径方向ｄｒ及び軸方向ｄｌのいずれかに、検出ピン４０ａが最も大きな状態変化を来しやすくなる。したがって、センサ４０が、接線方向ｄｔへの検出ピン４０ａの状態の変化、径方向ｄｒへの検出ピン４０ａの状態の変化、および、軸方向ｄｌへの検出ピン４０ａの状態の変化のいずれか一以上を検出することで、風車用駆動装置１０の異常状態をより迅速且つより正確に検出することが可能となる。さらには、センサ４０が、接線方向ｄｔへの検出ピン４０ａの状態の変化、径方向ｄｒへの検出ピン４０ａの状態の変化、および、軸方向ｄｌへの検出ピン４０ａの状態の変化のすべてを検出することで、風車用駆動装置１０の異常状態を極めて迅速且つ極めて正確に検出することが可能となる。
【００７０】
また、検出ピン４０ａが、例えばボルト等のように、長手軸線を有する場合、検出ピン４０ａは、当該軸線Ｃｂと平行な方向、又は、当該軸線Ｃｂに直交する方向へ状態を大きく変化しやすくなる。したがって、検出ピン４０ａの形状を考慮すると、センサ４０は、検出ピン４０ａの軸線Ｃｂと平行な方向への当該検出ピン４０ａの状態の変化、及び、検出ピン４０ａの軸線Ｃｂと直交する方向への当該締結具３０の状態の変化、のうちの少なくとも一以上を計測することが好ましい。
【００７１】
図５及び図６に示された例では、検出ピン４０ａの長手軸線Ｃｂは、風車用駆動装置１０の回転軸線Ｃｒ及びリングギヤ１０７の中心軸線Ｃｍと平行である。すなわち、検出ピン４０ａの長手軸線Ｃｂは、上述した軸方向ｄｌと平行であり、上述した接線方向ｄｔや径方向ｄｒと直交する。このような図示された例では、接線方向ｄｔ、径方向ｄｒ又は軸方向ｄｌのいずれかの方向、言い換えると、検出ピン４０ａの長手軸線Ｃｂと平行または直交する方向に、検出ピン４０ａの状態が極めて変化しやすくなる。したがって、センサ４０が、これらの方向での検出ピン４０ａの状態の変化を計測することによって、風車用駆動装置１０の異常状態を極めて迅速且つ極めて正確に検出することが可能となる。
【００７２】
また、本実施の形態では、図６に示すように、風車用駆動装置１０の駆動装置本体２０は、締結具３０が貫通するフランジ２２を有したケース２１と、噛み合い部２４ａを有しケース２１に支持された出力軸２４と、を有している。出力軸２４の軸線を中心とした周囲、すなわち、風車用駆動装置１０の回転軸線Ｃｒを中心とした周囲に、８個の締結具３０が配置されている。そして、締結具３０以外の部分に９０°ずつ離間してセンサ４０が設けられている。また、各センサ４０での計測結果から、より正確に、ナセル１０３に対する駆動装置本体２０の設置状態の変化、さらには、風車用駆動装置１０の据え付け状態の変化を把握することが可能となる。結果として、風車用駆動装置１０の異常状態を極めて迅速且つ極めて正確に検出することが可能となる。
【００７３】
図６に示された例では、リングギヤ１０７の中心軸線Ｃｍを中心とする円周ｃｌ６に沿って最も一側に第１センサ４１が設けられている。また、リングギヤ１０７の中心軸線Ｃｍを中心とする円周ｃｌ６に沿って最も他側に第２センサ４２が設けられている。さらに、リングギヤ１０７の中心軸線Ｃｍを中心する径方向ｄｒに沿って最も当該中心軸線Ｃｍから離間して第３センサ４３が設けられ、リングギヤ１０７の中心軸線Ｃｍを中心する径方向ｄｒに沿って最も当該中心軸線Ｃｍに近接して第４センサ４４が設けられている。このような風車用駆動装置１０では、最も大きな荷重が負荷されやすい場所に、それぞれ別個の第１〜第４センサ４１、４２、４３、４４を用いて、独立して正確に状態変化を計測することができる。したがって、風車用駆動装置１０の異常状態を極めて迅速且つ極めて正確に検出することが可能となる。
【００７４】
より好ましくは、噛み合い圧力角度θαが所定の角度内となる領域Ｒα、例えば噛み合い圧力角度θαが±２０°の範囲内となる領域Ｒαに位置する場所について、駆動装置本体２０の設置状態変化をセンサ４０で検出する。さらに好ましくは、噛み合い圧力角度θαが±１０°の範囲内となる領域Ｒαに位置する場所について駆動装置本体２０の設置状態変化をセンサ４０で検出し、最も好ましくは、噛み合い圧力角度θαが０°となる位置する場所について駆動装置本体２０の設置状態変化をセンサ４０で検出する。シミュレーション結果から、噛み合い圧力角度θαが±２０°の範囲内となる領域Ｒαに位置する場所について駆動装置本体２０の設置状態変化が生じやすいこと、また、噛み合い圧力角度θαが±１０°の範囲内となる領域Ｒαに位置する場所について顕著な駆動装置本体２０の設置状態変化が生じやすいこと、さらには、噛み合い圧力角度θαが０°となる位置に配置された場所に最も大きな設置状態変化が生じやすいこと、を確認することができた。ここで、図６に示された風車用駆動装置１０の出力軸２４の回転軸線Ｃｒに直交する面において、リングギヤ１０７の中心軸線Ｃｍを中心とし且つ出力軸２４の回転軸線Ｃｒを通過する円周への当該回転軸線Ｃｒでの接線ｔαに対する、当該回転軸線Ｃｒを通過する直線の角度のことを、噛み合い圧力角度θαと呼ぶ。図６に示された例において、直線ｌαｘおよび直線ｌαｙで囲まれた領域Ｒαが、噛み合い圧力角度θαが±２０°の範囲となる領域Ｒαである。噛み合い圧力角度θαが±２０°の範囲内となる領域Ｒαに、上述した第３センサ４３及び第４センサ４４が位置している。
【００７５】
さらに、複数のセンサ４０の設置状態変化を比較することによって、風車用駆動装置１０の異常状態の有無を判断するようにしてもよい。とりわけ、風車用駆動装置１０の出力軸２４の回転軸線Ｃｒを中心として対称的な位置に配置された二以上のセンサ４０の状態変化を比較することによって、風車用駆動装置１０の異常状態の有無を判断するようにしてもよい。この場合、風車用駆動装置１０の異常状態を極めて迅速且つ極めて正確に検出することが可能となる。
【００７６】
以上のように、本実施の形態において、風車用駆動装置１０は、風車１０１の可動部分における一方の構造体に設置され且つ風車１０１の可動部分における他方の構造体に設置されたリングギヤ１０７と噛み合う噛み合い部２４ａを有する駆動装置本体２０と、駆動装置本体２０の設置状態の変化を計測するセンサ４０と、を有している。このような風車用駆動装置１０によれば、風車用駆動装置１０の異常状態を迅速且つ正確に検出することができる。
【００７７】
以上、本発明を図示された一実施の形態に基づいて説明したが、本発明は以上の一実施の形態に限定されるものではなく、この他にも種々の形態で実施可能である。
【００７８】
例えば、上述した実施の形態の説明において、ナセル１０３をタワー１０２に対して回転させる可動部分に、一対の風車用駆動装置ユニット５が設けられ、且つ、各風車用駆動装置ユニット５が、三つの風車用駆動装置１０を含んでいる。しかしながら、この例に限られず、風車１０１の可動部分に、風車用駆動装置ユニット５が、一つだけ設けられていてもよいし、或いは、三以上の風車用駆動装置ユニット５が設けられていてもよい。また、風車用駆動装置ユニット５が、二つの風車用駆動装置１０を含むようにしてもよいし、或いは、四以上の風車用駆動装置１０を含むようにしてもよい。
【００７９】
＜変形例＞
次に本発明の変形例について説明する。上記実施の形態において、センサ４０が頭部４０ｈを含むボルト状検出ピン４０ａと、この検出ピン４０ａの外面に設けられた歪ゲージ５０Ａとを有する例を示したが、これに限らず図８に示すように、センサ４０は頭部４０ｈを含むとともに貫通孔を有する中空状検出ピン４０ａと、この中空状検出ピン４０ａ内に圧入された圧入ピン４０ｐと、検出ピン４０ａの外面に設けられた歪ゲージ５０Ａとを有していてもよい。中空状態検出ピン４０ａのねじ部４０ｃにナット４０ｂが取付けられている。なお図８において、歪ゲージ５０Ａは省略されている。
【００８０】
あるいはまた、図９に示すように、センサ４０は上部および下部に各々フランジ４０ｈ１、４０ｈ２を有する検出ピン４０ａと、この検出ピン４０ａの外周に設けられた歪ゲージ５０Ａとを有していてもよい。
【００８１】
図９に示す変形例において、検出ピン４０ａのフランジ４０ｆ１，４０ｆ２は、いずれも駆動装置本体２０およびナセル１０３の底部１０３ａに溶接により固定されている。
【００８２】
あるいは図１０に示すように、駆動装置本体２０およびナセル１０３の底部１０３ａが、クランプ５２Ａにより挟持されており、このクランプ５２Ａに歪ゲージ５０Ａが取付けられている。
【００８３】
図１０において、クランプ５２Ａは負荷を受ける受力部分として機能し、クランプ５２Ａに取付けられた歪ゲージ５０Ａは検出部として機能し、クランプ５２Ａと歪ゲージ５０Ａとによりセンサ４０が構成される。
【００８４】
その他、駆動装置本体２０とナセル１０３の底部１０３ａとの間に、受力部分としての溶接板（図示せず）を溶接により取付け、この溶接板に歪ゲージを取付けてもよい。
【００８５】
あるいは駆動装置本体２０とナセル１０３の底部１０３ａの外面に、歪ゲージを直接貼り付け、この歪ゲージにより駆動装置本体２０にかかる負荷を検出してもよい。この場合歪ゲージにより、駆動装置本体２０にかかる負荷を直接検出してもよい。
【００８６】
さらに、上述した一実施の形態において、センサ４０が異常を検出した場合、制動機構５０による回転制動を解除する例を示したが、これに限られず、センサ４０が異常を検出した場合、制動機構５０によって回転制動される構成要素と駆動ギア２４ａとの連動を解除するようにしてもよい。具体的には、上述した一実施の形態において、モータ制動部５０によって回転制動される駆動軸４８ａと駆動ギア２４ａとの間にクラッチ機構８５（図４参照）を設け、異常が検出された場合に、駆動軸４８ａと駆動ギア２４ａとの連動を遮断するようにしてもよい。このような変形例によっても、上述した一実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００８７】
５              風車用駆動装置ユニット
１０            風車用駆動装置
２０            駆動装置本体
２１            ケース
２２            フランジ
２２ａ          貫通孔
２３            電動機
２４            出力軸
２４ａ          噛み合い部
２５            連結部
３０            締結具
３０ａ          ボルト
３０ｂ          ナット
３１            第１締結具
３２            第２締結具
３３            第３締結具
３４            第４締結具
４０            センサ
４０ａ          検出ピン
４０ｂ          ナット
４０ｃ          ねじ部
４０ｆ１        フランジ
４０ｆ２        フランジ
４１            第１センサ
４２            第２センサ
４３            第３センサ
４４            第４センサ
５０            モータ制動部
５０Ａ            歪ゲージ
５２Ａ            クランプ
８５            クラッチ機構
１０１          風車
１０２          タワー
１０３          ナセル
１０３ａ        底部
１０３ｂ        貫通穴
１０４          ロータ
１０５          ブレード
１０６          軸受
１０７          リングギヤ
１１０          制御装置
Ｃｍ            中心軸線
Ｃｂ            軸線
Ｃｒ            回転軸線
ｃｌ１，ｃｌ６  円周
ｄｔ            接線方向
ｄｒ            径方向
ｄｌ            軸方向
【図１】
2018091251.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018091251.tif 000007
【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】
2018091251.tif 000013
【図１２】
2018091251.tif 000014