(57)【要約】【課題】ナセル重量を低減でき組み立て性を向上させた再生可能エネルギー型発電装置を提供する。【解決手段】再生可能エネルギー型発電装置は、風車ロータと、主軸と、ステータ部及び該ステータ部に対して回転自在に設けられて主軸とともに回転するように構成されたロータ部を含む油圧ポンプと、少なくとも油圧ポンプを収納するナセルと、ナセルを支持するタワーと、タワーにナセルのナセル台板を旋回自在に支持するヨー旋回座軸受と、ナセル台板にステータ部を支持する支持部と、ステータ部と主軸又はロータ部との間に設けられ、ステータ部及び支持部を介してナセル台板に主軸を回転自在に支持する一対の軸受と、を備える。一対の軸受は、主軸の軸方向においてヨー旋回座軸受の中心軸を挟んで前後に配置され、油圧ポンプは、軸方向においてヨー旋回座軸受の中心軸を挟んで前後に渡って配置される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車ロータと、
前記風車ロータと連結される主軸と、
ステータ部、および、前記ステータ部に対して回転自在に設けられて前記主軸とともに回転するように構成されたロータ部を含む油圧ポンプと、
少なくとも前記油圧ポンプを収納するナセルと、
前記ナセルを支持するタワーと、
前記タワーに前記ナセルのナセル台板を旋回自在に支持するヨー旋回座軸受と、
前記ナセル台板に前記ステータ部を支持する支持部と、
前記ステータ部と前記主軸又は前記ロータ部との間に設けられ、前記ステータ部及び前記支持部を介して前記ナセル台板に前記主軸を回転自在に支持する一対の軸受と、を備え、
前記一対の軸受は、前記主軸の軸方向において前記ヨー旋回座軸受の中心軸を挟んで前後に配置され、
前記油圧ポンプは、前記軸方向において前記ヨー旋回座軸受の前記中心軸を挟んで前後に渡って配置されていることを特徴とする再生可能エネルギー型発電装置。
【請求項２】
前記ステータ部は前記ロータ部の外周側に設けられ、
前記支持部は、前記ナセル台板の上部に配置されるとともに、前記ステータ部の前記軸方向における前端部又は後端部の少なくとも一方を支持するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の再生可能エネルギー型発電装置。
【請求項３】
前記ロータ部は、前記軸方向において前記一対の軸受の間にて、前記主軸の外周面に取り付けられるリングカムを含み、
前記ステータ部は、
前記リングカムに対向するように前記リングカムの外周側に設けられるシリンダブロックと、
前記リングカムによって、前記シリンダブロックに形成されたシリンダ内において往復運動するように構成されたピストンと、
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の再生可能エネルギー型発電装置。
【請求項４】
前記ステータ部は、前記一対の軸受がそれぞれ取り付けられる一対の軸受固定部を含み、
前記シリンダブロックは、前記軸方向において、前記一対の軸受固定部の間に挟まれるように設けられたことを特徴とする請求項３に記載の再生可能エネルギー型発電装置。
【請求項５】
前記ロータ部は、
前記一対の軸受が取り付けられる一対の小径部と、
前記軸方向において前記一対の小径部の間に設けられ、前記リングカムが取り付けられる大径部と、
を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の再生可能エネルギー型発電装置。
【請求項６】
前記主軸と前記ロータ部とは、フランジ結合、ダイヤモンド粒子を含むコーティングシートを介した結合、キー結合又はスプライン結合の少なくとも一つにより結合されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の再生可能エネルギー型発電装置。
【請求項７】
風車ロータと、
前記風車ロータと連結される主軸と、
ステータ部、および、前記ステータ部に対して回転自在に設けられて前記主軸とともに回転するように構成されたロータ部を含む油圧ポンプと、
少なくとも前記油圧ポンプを収納するナセルと、
前記ナセルを支持するタワーと、
前記タワーに前記ナセルのナセル台板を旋回自在に支持するヨー旋回座軸受と、
を備える再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法であって、
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップと、
前記主軸の軸方向において前記再生可能エネルギー型発電装置のヨー旋回座軸受の中心軸を挟んで前後に一対の軸受を組付けるステップと、
前記一対の軸受を介して前記主軸又は前記ロータ部を前記ステータ部に組付けるステップと、
前記ナセル台板に前記ステータ部を支持するステップと、
を備え、
前記油圧ポンプは、前記軸方向において前記ヨー旋回座軸受の前記中心軸を挟んで前後に渡って配置される
ことを特徴とする再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項８】
前記主軸を組立てるステップでは、前記主軸を前記油圧ポンプのロータとして組立て、
前記一対の軸受を組付けるステップでは、前記軸方向において前記主軸の両側にて前記一対の軸受を前記主軸の外周面に組付ける
ことを特徴とする請求項７に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項９】
前記ステータ部は、前記一対の軸受がそれぞれ取り付けられる一対の軸受固定部を含み、
前記一対の軸受および前記一対の軸受固定部を、前記主軸の後端側から組付けることを特徴とする請求項７又は８に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項１０】
前記ステータ部は、前記油圧ポンプの周方向に配置される複数のセグメントによって構成されるシリンダブロックを含み、
前記一対の軸受および前記一対の軸受固定部を前記主軸に組付けた後、前記軸方向における前記一対の軸受固定部の間の位置に各々の前記セグメントを組付けて前記シリンダブロックを形成する
ことを特徴とする請求項９に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項１１】
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップでは、予め組み上げられた前記油圧ポンプの前記ロータ部を前記主軸に結合する
ことを特徴とする請求項７に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項１２】
前記主軸に前記ロータ部を組付けるステップでは、予め組み上げられた前記油圧ポンプの前記ロータ部と前記主軸の後端部とを結合することを特徴とする請求項１１に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項１３】
前記主軸に前記ロータ部を組付けるステップでは、フランジ結合又はダイヤモンド粒子を含むコーティングシートを介した結合により前記主軸と前記ロータ部とを結合する
ことを特徴とする請求項７、１１及び１２の何れか一項に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項１４】
前記主軸に前記ロータ部を組付けるステップでは、予め組み上げられた前記油圧ポンプの前記ロータ部が前記主軸の外周側に嵌着されるように、前記油圧ポンプを前記主軸の後端側から組付けることを特徴とする請求項１１に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項１５】
前記主軸に前記ロータ部を組付けるステップでは、キー結合又はスプライン結合により前記主軸と前記ロータ部とを結合することを特徴とする請求項７、１１及び１４の何れか一項に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生可能エネルギーから電力を生成する再生可能エネルギー型発電装置及びその組み立て方法に関する。ここで、再生可能エネルギー型発電装置は、風、潮流、海流、河流等の再生可能なエネルギーを利用した発電装置であり、例えば、風力発電装置、潮流発電装置、海流発電装置、河流発電装置等を挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の保全の観点から、風力を利用した風力発電装置や、潮流、海流又は河流を利用した発電装置を含む再生可能エネルギー型発電装置の普及が進んでいる。再生可能エネルギー型発電装置は、風、潮流、海流又は河流の運動エネルギーをロータの回転エネルギーに変換し、さらにロータの回転エネルギーを発電機によって電力に変換する。
【０００３】
この再生可能エネルギー型発電装置として、ロータの回転により駆動される油圧ポンプと、発電機に接続された油圧モータとを組み合わせた油圧トランスミッションを採用したものが知られている。油圧トランスミッションを用いた風力発電装置においては、例えば、主軸がナセル内で専用の主軸受により回転可能に支持され、該主軸の一端（前端）が、複数のブレードとそれらを支持するハブとを含む風車ロータのハブに連結される。
【０００４】
一方、油圧ポンプのロータは、例えば、主軸の他端（後端）に該主軸と一体回転可能に取り付けられ、所謂片持ち状態で支持されるか、又は、油圧ポンプのロータ専用のロータ軸受等により回転可能に支持される。そして、油圧ポンプで生成された圧油が該ポンプの後端側から高圧油ラインを通って油圧モータに送られ、その圧油で駆動された油圧モータにより発電機が駆動される。
【０００５】
このような再生可能エネルギー型発電装置は、発電効率の向上を目的として大型化の傾向にあり、主軸径および油圧ポンプも大型化し、主軸から油圧ポンプに大きなトルクが伝達される。一方で、製造コスト抑制等の観点からナセル自体の大型化やナセル重量の増加は抑えることが好ましく、主軸の軸方向においてもナセルの大きさを抑制又は低減することが望ましい。
【０００６】
上記に鑑み、例えば、特許文献１には、油圧トランスミッションを用いた風力発電装置が記載されており、ロータへの油圧ポンプの取付け構造の一例として、ハブの近傍で主軸の周りに油圧ポンプを取り付けた構成が開示されている。
また、特許文献２には、油圧ポンプのロータ部を、ハブを挟んでナセルと反対側に配置してハブに固定した構成が開示されている。特許文献３には、ナセルのヨー旋回座軸受の旋回中心軸よりも前方すなわちタービン側であって、上記旋回中心軸とハブとの間に油圧ポンプを配置した構成が開示されている。
さらに、主軸から油圧ポンプへと大きなトルクを伝達するための構成例として特許文献４にはキー結合を用いた構成が開示され、特許文献５にはスプライン結合を用いた構成が開示されている。
【０００７】
ここで、主軸を軸支する主軸受は一般的に長期に亘って機能することが求められるが、再生可能エネルギー源から主軸への入力は常に変動するため、主軸には曲げ荷重を含む複雑な荷重が作用する。このような過酷な条件下で主軸を一対の軸受によってナセル側に支持する場合、主軸に加わる複雑な荷重により各軸受周辺の構造が変形し、各軸受の芯がずれてしまうおそれがある。各軸受の芯がずれると、予定しない方向の荷重成分が軸受に加わることになり、軸受寿命の極端な減少を招くおそれがある。このため、主軸受を補強又は該主軸受への負荷を低減することが求められる。特許文献６には、軸受箱を用いて一対の軸受間の同芯を維持するようにした軸受の支持構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許公開第２０１０／００３２９５９号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１４／０９７４２８号公報
【特許文献３】国際公開第２０１４／０９７４２７号公報
【特許文献４】特許第５６１５３４９号公報
【特許文献５】特許第４９６９７０８号公報
【特許文献６】特許第５８３６４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、タワーの上部で該タワーに対してヨー旋回可能に支持されるナセルにあっては、ヨー旋回の中心軸、すなわち、ヨー旋回座軸受の旋回中心軸付近にナセル内構造物の重心が設定されることが好ましい。特に、大型となるにつれて、少なくとも重量の嵩む油圧ポンプにあってはナセル内でヨー旋回中心軸上に配置されていることが好ましい。これは、風車ロータの自重、風荷重及び振動等によりタワーに付与される種々の力の影響を考慮しつつ、長期に亘って安定的に動作し得る再生可能エネルギー型発電装置を設計する上で重要であり、各部位における不測の挙動を防止する上でも好ましい。
【００１０】
しかし、ナセル内でヨー旋回中心軸上に油圧ポンプを配置することは、組み立て性やメンテナンス性の面から困難であるという問題があった。
これらの観点から、上記特許文献１乃至６に開示された再生可能エネルギー型発電装置は、いずれもヨー旋回座軸受の旋回中心軸上に油圧ポンプが配置されているとはいえず、特に、大型の再生可能エネルギー型発電装置にとって必ずしも理想的な配置といえないという問題があった。
【００１１】
上述した問題に鑑み、本発明の少なくとも一実施形態は、ナセル重量を低減できるとともに組み立て性を向上させた再生可能エネルギー型発電装置及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】
【００１２】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る再生可能エネルギー型発電装置は、
風車ロータと、
前記風車ロータと連結される主軸と、
ステータ部、および、前記ステータ部に対して回転自在に設けられて前記主軸とともに回転するように構成されたロータ部を含む油圧ポンプと、
少なくとも前記油圧ポンプを収納するナセルと、
前記ナセルを支持するタワーと、
前記タワーに前記ナセルのナセル台板を旋回自在に支持するヨー旋回座軸受と、
前記ナセル台板に前記ステータ部を支持する支持部と、
前記ステータ部と前記主軸又は前記ロータ部との間に設けられ、前記ステータ部及び前記支持部を介して前記ナセル台板に前記主軸を回転自在に支持する一対の軸受と、を備え、
前記一対の軸受は、前記主軸の軸方向において前記ヨー旋回座軸受の中心軸を挟んで前後に配置され、
前記油圧ポンプは、前記軸方向において前記ヨー旋回座軸受の前記中心軸を挟んで前後に渡って配置されている。
【００１３】
この構成では、主軸を支持する一対の軸受が、主軸の軸方向においてヨー旋回座軸受の中心軸を挟んで前後に配置され、油圧ポンプもまた、主軸の軸方向においてヨー旋回座軸受の中心軸を挟んで前後に亘って配置される。すなわち、少なくとも重量の嵩む油圧ポンプがナセル内でヨー旋回中心軸上に配置されることとなる。従って、主軸の軸方向においてヨー旋回座軸受の中心軸よりも後方に油圧ポンプを配置する必要がないため、該軸方向におけるナセルの大きさ及び／又はナセル重量の増加を抑制又は低減することができる。
また、油圧ポンプのロータ部を、例えば、主軸に直接取り付ける構成とすることもでき、その場合には油圧ポンプのロータ部を軸支する専用のロータ軸受を設ける必要がない。換言すれば、一対の軸受により主軸と油圧ポンプのロータ部とを共に軸支することができる又は、一対の軸受が主軸用の軸受と油圧ポンプのロータ部用の軸受とを兼ねる、或いは、油圧ポンプのロータ部を軸支するロータ部用の軸受を主軸用の軸受と共通化することができる。従って、主軸用の軸受とは別に油圧ポンプ用のロータ軸受を設ける必要があった従来の再生可能エネルギー型発電装置に比べて、少なくともロータ軸受分の重量を削減することができるため、ナセル重量の増加を抑制又はナセル重量を低減することができる。
【００１４】
（２）いくつかの実施形態では、上記（１）に記載の再生可能エネルギー型発電装置において、  前記ステータ部は前記ロータ部の外周側に設けられ、前記支持部は、前記ナセル台板の上部に配置されるとともに、前記ステータ部の前記軸方向における前端部又は後端部の少なくとも一方を支持するように構成されている。
この構成では、上記（１）に記載の再生可能エネルギー型発電装置と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、ロータ部の外周側に設けられたステータ部の軸方向における前端部又は後端部の少なくとも一方が支持部によって支持される。従って、主軸を支持する一対の軸受に入力される荷重が、ステータ部、支持部、ナセル台板及びヨー旋回座軸受を介してナセル又はタワーに伝達される。これにより、一対の軸受に作用する複雑な荷重をナセル又はタワーとして支持することができるため、一対の軸受を補強又は該一対の軸受への負荷を低減することができ、長期に亘って一対の軸受が機能を発揮できる状態とすることができる。
【００１５】
（３）いくつかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の再生可能エネルギー型発電装置において、前記ロータ部は、前記軸方向において前記一対の軸受の間にて、前記主軸の外周面に取り付けられるリングカムを含み、前記ステータ部は、前記リングカムに対向するように前記リングカムの外周側に設けられるシリンダブロックと、前記リングカムによって、前記シリンダブロックに形成されたシリンダ内において往復運動するように構成されたピストンと、を含む。
この構成では、上記（１）又は（２）に記載の再生可能エネルギー型発電装置と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、主軸の外周面に取り付けられるリングカムが油圧ポンプのロータ部として機能する。即ち、主軸とともにリングカムが回転し、このリングカムの外周側において該リングカムに対抗して配置されるピストンが、リングカムのカム面に追従してシリンダ内で往復運動することにより圧油が生成される。
【００１６】
（４）いくつかの実施形態では、上記（３）に記載の再生可能エネルギー型発電装置において、前記ステータ部は、前記一対の軸受がそれぞれ取り付けられる一対の軸受固定部を含み、  前記シリンダブロックは、前記軸方向において、前記一対の軸受固定部の間に挟まれるように設けられている。
この構成では、上記（３）に記載の再生可能エネルギー型発電装置と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、シリンダブロックは、その軸方向における前後がステータ部における一対の軸受固定部によって少なくとも軸方向の前後から挟まれるように支持される。従って、軸方向の前後に対してシリンダブロックを好適に支持することができる。
【００１７】
（５）いくつかの実施形態では、上記（３）又は（４）に記載の再生可能エネルギー型発電装置において、前記ロータ部は、前記一対の軸受が取り付けられる一対の小径部と、前記軸方向において前記一対の小径部の間に設けられ、前記リングカムが取り付けられる大径部と、を含む。
この構成では、上記（３）又は（４）に記載の再生可能エネルギー型発電装置と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、ロータ部のうち一対の軸受が取り付けられる箇所がそれぞれ小径とされ、リングカムが取り付けられる箇所が前記小径部よりも大径に形成される。従って、一対の軸受を含む軸受周りの重量を低減することができるとともに、リングカム及びその外周側に対抗配置されるシリンダブロックを大径化することができるため、油圧ポンプの周方向に搭載可能なシリンダ数を増加させることができる。よって、ナセル重量の増加を抑制しつつ、発電効率の向上に伴うポンプ出力の増大に適した構造を提供することができる。
【００１８】
（６）いくつかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れか一つに記載の再生可能エネルギー型発電装置において、前記主軸と前記ロータ部とは、フランジ結合、ダイヤモンド粒子を含むコーティングシートを介した結合、キー結合又はスプライン結合の少なくとも一つにより結合されている。
この構成では、上記（１）乃至（５）の何れか一つに記載の再生可能エネルギー型発電装置と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、主軸とロータ部とがフランジ結合、ダイヤモンド粒子を含むコーティングシートを介した結合、キー結合又はスプライン結合の少なくとも一つにより結合されるため、主軸からロータ部へと大きなトルクを確実に伝達することができる。
【００１９】
（７）本発明の少なくとも一実施形態に係る再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法は、
風車ロータと、
前記風車ロータと連結される主軸と、
ステータ部、および、前記ステータ部に対して回転自在に設けられて前記主軸とともに回転するように構成されたロータ部を含む油圧ポンプと、
少なくとも前記油圧ポンプを収納するナセルと、
前記ナセルを支持するタワーと、
前記タワーに前記ナセルのナセル台板を旋回自在に支持するヨー旋回座軸受と、
を備える再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法であって、
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップと、
前記主軸の軸方向において前記再生可能エネルギー型発電装置のヨー旋回座軸受の中心軸を挟んで前後に一対の軸受を組付けるステップと、
前記一対の軸受を介して前記主軸又は前記ロータ部を前記ステータ部に組付けるステップと、
前記ナセル台板に前記ステータ部を支持するステップと、
を備え、
前記油圧ポンプは、前記軸方向において前記ヨー旋回座軸受の前記中心軸を挟んで前後に渡って配置される。
【００２０】
この構成では、主軸を支持する一対の軸受が、主軸の軸方向においてヨー旋回座軸受の中心軸を挟んで前後に配置され、油圧ポンプもまた、主軸の軸方向においてヨー旋回座軸受の中心軸を挟んで前後に亘って配置される。すなわち、少なくとも重量の嵩む油圧ポンプがナセル内でヨー旋回中心軸上に配置されることとなる。従って、主軸の軸方向においてヨー旋回座軸受の中心軸よりも後方に油圧ポンプを配置する必要がないため、該軸方向におけるナセルの大きさ及び／又はナセル重量の増加を抑制又は低減することができる。
また、油圧ポンプのロータ部を、例えば、主軸に直接取り付ける構成とすることもでき、その場合には油圧ポンプのロータ部を軸支する専用のロータ軸受を設ける必要がない。換言すれば、一対の軸受により主軸と油圧ポンプのロータ部とを共に軸支することができる、又は、一対の軸受が主軸用の軸受と油圧ポンプのロータ部用の軸受とを兼ねる、或いは、油圧ポンプのロータ部を軸支するロータ部用の軸受を主軸用の軸受と共通化することができる。従って、主軸用の軸受とは別に油圧ポンプ用のロータ軸受を設ける必要があった従来の再生可能エネルギー型発電装置に比べて、少なくともロータ軸受分の重量を削減することができるため、ナセル重量の増加を抑制又はナセル重量を低減することができる。なお、上記（７）に記載の組み立て方法においては各ステップの実行順を問わない。
【００２１】
（８）いくつかの実施形態では、上記（７）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法において、
前記主軸を組立てるステップでは、前記主軸を前記油圧ポンプのロータとして組立て、
前記一対の軸受を組付けるステップでは、前記軸方向において前記主軸の両側にて前記一対の軸受を前記主軸の外周面に組付ける。
この構成では、上記（７）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、主軸が油圧ポンプのロータ部として機能するため、油圧ポンプのロータ部のうち、少なくともこの主軸において該油圧ポンプのロータ部として機能する部分に相当する部分を別に設ける必要がない。従って、その分の重量を削減することができることとなり、ナセル重量を低減することができる。また、一対の軸受の他に、別に油圧ポンプ用の軸受を組付ける必要がないため、これらを組付ける必要があった従来の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法に比べ、組み立て性及びメンテナンス性の向上が図られる。また、予め油圧ポンプを組み上げておく必要がないため、状況に応じて組み立ての自由度が高く、組み立て性の向上が図られる。
【００２２】
（９）いくつかの実施形態では、上記（７）又は（８）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法において、
前記ステータ部は、前記一対の軸受がそれぞれ取り付けられる一対の軸受固定部を含み、
前記一対の軸受および前記一対の軸受固定部を、前記主軸の後端側から組付ける。
この構成によれば、上記（７）又は（８）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、一対の軸受および一対の軸受固定部が主軸の後端側から組付けられる。すなわち、これら一対の軸受及び一対の軸受固定部のうち、軸方向において前方側の軸受が主軸の後端側から前方に向けて組付けられ、同前方側の軸受固定部が主軸の後端側から前方に向けて組付けられ、同後方側の軸受固定部が主軸の後端側から前方に向けて組付けられ、同後方側の軸受が主軸の後端側から前方に向けて組付けられる。
【００２３】
（１０）いくつかの実施形態では、上記（９）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法において、
前記ステータ部は、前記油圧ポンプの周方向に配置される複数のセグメントによって構成されるシリンダブロックを含み、
前記一対の軸受および前記一対の軸受固定部を前記主軸に組付けた後、前記軸方向における前記一対の軸受固定部の間の位置に各々の前記セグメントを組付けて前記シリンダブロックを形成する。
この構成によれば、上記（９）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、一対の軸受および一対の軸受固定部を主軸に組付けた後、軸方向における一対の軸受固定部の間の位置に、シリンダブロックを構成する複数のセグメントが組付けられる。従って、シリンダブロックを組付ける際には該シリンダブロックの位置決めを容易に行うことができる。また、複数のセグメントに分割してシリンダブロックを組付けることができるため、組付けが容易となる。また、例えば、ナセル内に運搬用のクレーン等が配置される場合は、各セグメントの大きさをそのクレーンによって移動可能な大きさに設定することにより、効率よく組付けを行うことができ、また、容易に分解や取り外し作業を行うことができるためメンテナンス性の向上が図られる。
【００２４】
（１１）いくつかの実施形態では、上記（７）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法において、
前記主軸に前記ロータ部を組付けるステップでは、予め組み上げられた前記油圧ポンプの前記ロータ部を前記主軸に結合する。
この構成によれば、上記（７）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、予め組み上げられた油圧ポンプのロータ部を主軸に結合するため、例えば、油圧ポンプを他の場所で組み立てた状態で現場に搬入することができる。従って、現場における再生可能エネルギー型発電装置の組み立て作業を容易に行うことができる。なお、主軸とロータ部との結合には種々の方式が有り得、組み立て性や設計の自由度の向上が図られる。
【００２５】
（１２）いくつかの実施形態では、上記（１１）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法において、
前記主軸に前記ロータ部を組付けるステップでは、予め組み上げられた前記油圧ポンプの前記ロータ部と前記主軸の後端部とを結合する。
この構成によれば、上記（１１）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、予め組み上げられた油圧ポンプのロータ部が主軸の後端部と結合されるため、主軸はその後端部が油圧ポンプのロータ部と結合され、一対の軸受を介して該ロータ部が組付けられるステータ部に対して回転自在に支持される。また、ナセル内でヨー旋回中心軸上に配置される油圧ポンプのロータ部を主軸の後端部に取り付けるため、組み立ての際やメンテナンスの際にも、主軸の軸方向の後方側に必要以上のスペースを要することがなく、組み立て性やメンテンス性の向上が図られると共にナセル重量の抑制にも寄与することとなる。
【００２６】
（１３）いくつかの実施形態では、上記（７）、（１１）及び（１２）の何れか１つに記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法において、
前記主軸に前記ロータ部を組付けるステップでは、フランジ結合又はダイヤモンド粒子を含むコーティングシートを介した結合により前記主軸と前記ロータ部とを結合する。
この構成によれば、上記（７）、（１１）及び（１２）の何れか１つに記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、主軸とロータ部とがフランジ結合又はダイヤモンド粒子を含むコーティングシートを介した結合により結合されるため、主軸からロータ部へと大きなトルクを確実に伝達することができる。
【００２７】
（１４）いくつかの実施形態では、上記（１１）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法において、
前記主軸に前記ロータ部を組付けるステップでは、予め組み上げられた前記油圧ポンプの前記ロータ部が前記主軸の外周側に嵌着されるように、前記油圧ポンプを前記主軸の後端側から組付ける。
この構成によれば、上記（１１）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、予め組み上げられた油圧ポンプのロータ部を主軸の外周側に嵌着するようにして、油圧ポンプを主軸の後端側から組付けることができる。例えば、油圧ポンプのロータ部を、主軸の外周に外挿されるように外筒状に組み上げ、主軸の後端側からスライドさせて該主軸に嵌着させることができる。
【００２８】
（１５）いくつかの実施形態では、上記（７）、（１１）及び（１４）の何れか１つに記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法において、
前記主軸に前記ロータ部を組付けるステップでは、キー結合又はスプライン結合により前記主軸と前記ロータ部とを結合する。
この構成によれば、上記（７）、（１１）又は（１４）の何れか１つに記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、主軸とロータ部とがキー結合又はスプライン結合により結合されるため、主軸からロータ部へと大きなトルクを確実に伝達することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、ナセル重量を低減とともに組み立て性を向上させた再生可能エネルギー型発電装置を提供することできる。また、本発明の少なくとも一実施形態によれば、組み立て性を向上させた再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】幾つかの実施形態に係る風力発電装置の全体を示す概略図である。
【図２】第１実施形態における油圧ポンプの構成例を示す断面図である。
【図３】幾つかの実施形態における油圧ポンプの構成例を示す部分断面図である。
【図４】幾つかの実施形態に係る風力発電装置の組み立て方法を示すフロー図である。
【図５】第２実施形態に係る風力発電装置の構成例を示す断面図である。
【図６】第２実施形態に係る風力発電装置の構成例を示す断面図である。
【図７】第２実施形態に係る風力発電装置の構成例を示す断面図である。
【図８】第２実施形態に係る風力発電装置の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３２】
以下の実施形態では、再生可能エネルギー型発電装置の一例として風力発電装置について説明する。ただし、本発明は潮流発電装置、海流発電装置、河流発電装置等の他の再生可能エネルギー型発電装置にも適用できる。
【００３３】
［第１実施形態］
図１は、幾つかの実施形態に係る風力発電装置を示す図である。
同図に示すように、風力発電装置１は、少なくとも一本のブレード１１及びハブ１２で構成されるロータ１０（風車ロータ）と、ロータ１０と連結される主軸２と、ステータ部４１および該ステータ部４１に対して回転自在に設けられて主軸２と共に回転するように構成されたロータ部としてのポンプシャフト４２ｃとを含む油圧ポンプ４０と、少なくとも油圧ポンプ４０を収納するナセル２０と、ナセル２０を支持するタワー３０と、タワー３０にナセル２０のナセル台板２１を旋回自在に支持するヨー旋回座軸受２２と、ナセル台板２１にステータ部４１を支持する支持部４８と、ステータ部４１と主軸２又はロータ部との間に設けられ、ステータ部４１及び支持部４８を介してナセル台板２１に主軸２を回転自在に支持する一対の軸受４９ａ，４９ｂと、を備える。なお、ハブ１２はハブカバー１３によって覆われていてもよい。
【００３４】
幾つかの実施形態では、ロータ１０には、主軸２が連結されるとともに、該主軸２を介して油圧ポンプ４０が連結される。油圧ポンプ４０には、高圧ライン５０及び低圧ライン６０を介して油圧モータ７０が接続される。具体的には、油圧ポンプ４０の出口が高圧ライン５０を介して油圧モータ７０の入口に接続され、油圧ポンプ４０の入口が低圧ライン６０を介して油圧モータ７０の出口に接続される。
【００３５】
油圧ポンプ４０は、主軸２によって駆動されて作動油を昇圧し、高圧の作動油（圧油）を生成する。油圧ポンプ４０で生成された圧油は高圧ライン５０を介して油圧モータ７０に供給され、この圧油によって油圧モータ７０が駆動される。油圧モータ７０で仕事をした後の低圧の作動油は、油圧モータ７０の出口と油圧ポンプ４０の入口との間に設けられた低圧ライン６０を経由して、油圧ポンプ４０に再び戻される。
【００３６】
油圧モータ７０には発電機８０が連結される。幾つかの実施形態では、発電機８０は、電力系統に連系されるとともに、油圧モータ７０によって駆動される同期発電機である。
なお、主軸２の少なくとも一部は、タワー３０上に設置されたナセル２０によって覆われている。幾つかの実施形態では、少なくとも油圧ポンプ４０がナセル２０の内部に収納され、油圧モータ７０及び発電機８０は、タワー３０内の上部空間３１に設置される。そして、油圧モータ７０は、タワー３０上にナセル２０を旋回自在に支持するヨー旋回座軸受２２の中心軸Ｂ上に配置される。
【００３７】
幾つかの実施形態では、油圧ポンプ４０又は油圧モータ７０の少なくとも一方は、以下で説明するラジアルピストン式の油圧機械である。
【００３８】
図２は、幾つかの実施形態係る風力発電装置における油圧ポンプ４０の軸方向に沿う概略的な縦断面図であり、図３は、図２の油圧ポンプ４０の軸方向と直交する断面を拡大して示す概略的な部分横断面図である。
図２に示す実施形態では、油圧ポンプ４０は、ステータ部４１と、このステータ部４１に対して回転自在に設けられて主軸２と共に回転するように構成されたロータ部としてのポンプシャフト４２ｃと、その半径方向に沿って配置される複数のピストン４５と、複数のピストン４５を油圧ポンプ４０の半径方向に沿ってそれぞれ摺動自在に保持するための複数のシリンダ４４が設けられたシリンダブロック４３と、シリンダブロック４３を支持部４８に支持するとともに、シリンダブロック４３に対して軸方向の前後に設けられた第１エンドプレート及び第２エンドプレートと、シリンダブロック４３を第１エンドプレート及び第２エンドプレートに対して回転自在に支持するための前後一対の軸受４６ａと、を備えている。
【００３９】
例示的な実施形態では、油圧ポンプ４０は、主軸２の軸方向の前後において該主軸２を軸周りに回転自在に支持する軸受４９ａ、４９ｂと、主軸２と前後各エンドプレートとの間を封止するシールとを備えている。すなわち、主軸２は、軸方向の前後に設けられた一対の軸受４９ａ、４９ｂと、この軸受４９ａ、４９ｂを備えた油圧ポンプ４０と、この油圧ポンプ４０の支持機構（支持部４８等）とを介してナセル２０内に支持されるようになっている。
【００４０】
ポンプシャフト４２ｃは、本実施形態では主軸２の周りに該主軸２と一体回転可能に取り付けられている。主軸２とポンプシャフト４２ｃとの結合は、焼き嵌め又はスプライン結合等、トルクを確実に伝達可能な構成であればよい。
【００４１】
油圧ポンプ４０のステータ部４１は、ロータ部４７の外周側に設けられる。
図２に示すように、支持部４８は、ナセル台板２１の上部２１ａに配置されるとともに、軸方向におけるステータ部４１の前端部又は後端部の少なくとも一方を支持するように構成される。つまり、支持部４８は、ステータ部４１を軸方向の前端部において、後端部において、あるいは前端部と後端部との両方において支持するように構成される。
【００４２】
各々のピストン４５は、リングカム４２の外周側に放射状に複数配置されている。ピストン４５の端部には、リングカム４２のカム面に接触するローラ４５ａが取り付けられている。このピストン４５は、シリンダ４４によって案内されて油圧ポンプ４０の半径方向に沿って往復運動可能になっている。各々のピストン４５がシリンダ４４内で往復運動すると、ピストン４５とシリンダ４４によって形成される作動室４４ａの体積が周期的に変化する。このような作動室４４ａの周期的な体積変化を伴うピストン４５の往復運動によって、油圧ポンプ４０の回転運動との間で運動モードが変換されるようになっている。すなわち、ポンプシャフト４２ｃとともに回転するリングカム４２の回転運動がピストン４５の往復運動に変換され、作動室４４ａの周期的な体積変化が起こり、作動室４４ａで高圧の作動油（圧油）が生成される。
【００４３】
リングカム４２は、ポンプシャフト４２ｃの外周に固定されている。また、リングカム４２は、ポンプシャフト４２ｃの周方向に沿って連続した波型形状のカム面を形成し、ポンプシャフト４２ｃの全周を囲むように環状に配置される。また、リングカム４２は、ポンプシャフト４２ｃの軸方向（以下、単に軸方向と称する）に複数列設けられていてもよい。なお、リングカム４２は、波型形状のカム面を有するものに限らず、単一カム面を有してリングカム４２の中心をシャフト中心位置からずらした、いわゆる偏心カムのカム面を有するものであってもよい。さらに、リングカム４２は、油圧ポンプ４０（ポンプシャフト４２ｃ）から半径方向に着脱可能なように、ポンプシャフト４２ｃの周方向に分割されている（図３参照）。すなわち、リングカム４２は、周方向に配列された複数のリングカムセグメント（カムセグメント）４２ａから構成される。これらのカムセグメント４２ａはポンプシャフト４２ｃに対してボルト４２ｂで結合されており、ボルト４２ｂを外すことでポンプシャフト４２ｃからカムセグメント４２ａを取り外し、第１及び第２エンドプレートを含むケーシングの外部に取り外すことが可能となっている。なお、複数のリングカムセグメント４２ａを含むリングカム４２は、軸方向において一対の軸受４９ａ，４９ｂの間にて主軸２の外周に取り付けられる構成であってもよく、主軸２に直接的に又はポンプシャフト４２ｃ等の追加シャフトを介して間接的に取り付けられる。
【００４４】
シリンダブロック４３は、リングカム４２の外周側に設けられ、ポンプシャフト４２ｃの全周に亘って環状に配置される。シリンダブロック４３の内部には、シリンダ４４と、シリンダ４４内の作動室４４ａに連通する高圧油流路５４及び低圧油流路６４とが形成されている。さらに、シリンダブロック４３は、油圧ポンプ４０から半径方向に着脱可能なように、ポンプシャフト４２ｃの周方向に複数に分割されて形成されている。すなわち、シリンダブロック４３は、油圧ポンプ４０の周方向に並べて配置された複数のシリンダブロックセグメント（セグメント）４３ａを含む。この場合、一つのシリンダブロックセグメント４３ａに対して、シリンダ４４、高圧油流路５４及び低圧油流路６４を備えたセットが、軸方向及び油圧ポンプ４０の周方向に複数設けられていてもよい。
【００４５】
図３に示すように、高圧油流路５４には高圧弁５２が設けられており、高圧弁５２が開くことによって、高圧油流路５４が高圧油ライン５０（図１参照）に連通するようになっている。複数の高圧油流路５４から高圧マニホールド（集合路）５４ａに集められた高圧油は、再度、シリンダブロックを通過して高圧ライン５０に連通する構成としてもよい（図１参照）。低圧油流路６４には低圧弁６２が設けられており、低圧弁６２が開くことによって、低圧油配管６５（分岐管）に低圧油流路６４が連通するようになっている。
【００４６】
また、一実施形態では、図３に示すように、シリンダブロックセグメント４３ａの周方向の長さは、シリンダブロックセグメント４３ａによって覆われるカムセグメント４２ａの周方向の長さよりも長く形成されている。これにより、少なくとも一つのシリンダブロックセグメント４３ａを抜き出せば、メンテナンスを目的として、そのシリンダブロックセグメント４３ａによって覆われていた少なくとも一つのカムセグメント４２ａを露出させることができる。また、露出したカムセグメント４２ａを取り外すことによって、カムセグメント４２ａの交換や修理等も容易にできる。なお、ここでいうメンテナンスとは、修理、整備、交換、点検を含む。勿論、抜き出したシリンダブロック４３自体をメンテナンスすることも可能である。
【００４７】
ここで、幾つかの実施形態において、一対の軸受４９ａ，４９ｂは、主軸２の軸方向においてヨー旋回座軸受２２の中心軸Ｂを挟んで前後に配置され、油圧ポンプ４０は、軸方向においてヨー旋回座軸受２２の中心軸Ｂを挟んで前後に渡って配置される。
ステータ部４１は、一対の軸受４９ａ、４９ｂが取り付けられる軸受固定部４６、４６を含み、シリンダブロック４３は、軸方向において一対の軸受固定部４６，４６の間に挟まれるように設けられる。
幾つかの実施形態において、ロータ部４７は、一対の軸受４９ａ，４９ｂが取り付けられる一対の小径部４７ａ、４７ａと、軸方向において一対の小径部４７ａ、４７ａの間に設けられ、リングカム４２が取り付けられる大径部４７ｂと、を含む。大径部４７ｂは小径部４７ａよりも大径（Ｄ１＜Ｄ２）に構成し得る。
【００４８】
次に、図２及び図４を参照し、上記構成の風力発電装置１の組み立て方法について説明する。
幾つかの実施形態では、主軸２及び／又はロータ部４７を組み立て（Ｓ１）、主軸２の軸方向において風力発電装置１のヨー旋回座軸受２２の中心軸Ｂを挟んで前後に一対の軸受４９ａ，４９ｂを組付け（Ｓ２）、一対の軸受４９ａ，４９ｂ介して主軸２又はロータ部４７をステータ部４１に組付け（Ｓ３）、ステータ部４１をナセル台板２１に支持する（Ｓ４）。
【００４９】
図２に示す実施形態では、ステップ（１）において主軸２を油圧ポンプ４０のロータ部４７として組み立てる。また、一対の軸受４９ａ，４９ｂを組付けるステップ（Ｓ２）では、軸方向において主軸２の両側にて一対の軸受４９ａ，４９ｂを主軸２の外周面２ｂに組付けてもよいし、一対の軸受４９ａ，４９ｂおよび一対の軸受固定部４６，４６を主軸２の後端部２ｃ側から組み付けてもよい。
また、ステップ（２）では、一対の軸受４９ａ，４９ｂおよび一対の軸受固定部４６，４６を主軸２に組付けた後、軸方向における一対の軸受固定部４６，４６の間の位置に各々のセグメントを組付けてシリンダブロック４３を形成してもよい。
なお、上記実施形態に記載の組み立て方法においては各ステップの実行順を問わない。
【００５０】
以上説明したように、幾つかの実施形態では、少なくとも重量の嵩む油圧ポンプ４０，がナセル２０内でヨー旋回中心軸Ｂ上に配置されることとなる。従って、主軸２の軸方向においてヨー旋回座軸受２２の中心軸Ｂよりも後方に油圧ポンプ４０を配置する必要がなく、該軸方向におけるナセル２０の大きさ及び／又はナセル２０の重量の増加を抑制又は低減することができる。また、油圧ポンプ４０のロータ部４７を、例えば、主軸２に直接取り付ける構成とすることもでき、その場合には油圧ポンプ４０のロータ部４７を軸支する専用のロータ軸受を設ける必要がない。換言すれば、一対の軸受４６ａにより主軸２と油圧ポンプ４０のロータ部４７とを共に軸支することができる又は、一対の軸受４９ａ，４９ｂが主軸２用の軸受と油圧ポンプ４０のロータ部４７用の軸受とを兼ねる、或いは、油圧ポンプ４０のロータ部４７を軸支するロータ部４７用の軸受を主軸２用の軸受と共通化することができる。従って、主軸２用の軸受とは別に油圧ポンプ４０用のロータ軸受を設ける必要があった従来の再生可能エネルギー型発電装置に比べて、少なくともロータ軸受分の重量を削減することができるため、ナセル２０の重量の増加を抑制又は低減することができる。
【００５１】
また、幾つかの実施形態では、ロータ部４７の外周側に設けられたステータ部４１の軸方向における前端部４１ａ又は後端部４１ｂの少なくとも一方が支持部４８によって支持される。従って、主軸２を支持する一対の軸受４９ａ，４９ｂに入力される荷重が、ステータ部４１、支持部４８、ナセル台板２１及びヨー旋回座軸受２２を介してナセル２０又はタワー３０に伝達される。これにより、一対の軸受４９ａ，４９ａに作用する複雑な荷重をナセル２０又はタワー３０として支持することができるため、一対の軸受４９ａ，４９ｂを補強又は該一対の軸受４９ａ，４９ｂへの負荷を低減することができ、長期に亘って機能を発揮できる状態とすることができる。
【００５２】
また、幾つかの実施形態では、主軸２の外周面２ｂに取り付けられるリングカム４２が油圧ポンプ４０のロータ部４７として機能する。即ち、主軸２とともにリングカム４２が回転し、このリングカム４２の外周側において該リングカム４２に対抗して配置されるピストン４５が、リングカム４２のカム面に追従してシリンダ４４内で往復運動することにより圧油が生成される。
【００５３】
また、幾つかの実施形態において、シリンダブロック４３は、その軸方向における前後がステータ部４１における一対の軸受固定部４６，４６によって少なくとも軸方向の前後から挟まれるように支持される。従って、軸方向の前後に対してシリンダブロック４３を好適に支持することができる。
【００５４】
ロータ部４７のうち一対の軸受４９ａ，４９ｂが取り付けられる箇所がそれぞれ小径部４７ａとされ、リングカム４２が取り付けられる箇所が前記小径部４７ａよりも大径の大径部４７ｂとして形成される。従って、一対の軸受４９ａ，４９ｂを含む軸受周りの重量を低減することができるとともに、リングカム４２及びその外周側に対抗配置されるシリンダブロック４３を大径化することができるため、油圧ポンプ４０の周方向に搭載可能なシリンダ４４数を増加させることができる。よって、ナセル２０の重量増加を抑制しつつ、発電効率の向上に伴うポンプ出力の増大に適した構造を提供することができる。
【００５５】
また、幾つかの実施形態における風力発電装置１の組み立て方法によれば、少なくとも重量の嵩む油圧ポンプ４０がナセル２０内でヨー旋回座軸受２２の中心軸Ｂ上に配置されるため、主軸の軸方向においてヨー旋回座軸受の中心軸よりも後方に油圧ポンプを配置する必要がない。従って、該軸方向におけるナセル２０の大きさ及び／又はナセル２０の重量増加を抑制又は低減することができる。
また、油圧ポンプ４０のロータ部４７を、例えば、主軸２に直接取り付ける構成とすることもでき、その場合には油圧ポンプ４０のロータ部４７を軸支する専用のロータ軸受を設ける必要がない。
【００５６】
また、主軸２が油圧ポンプ４０のロータ部４７として機能するため、油圧ポンプ４０のロータ部４７のうち、少なくともこの主軸２が該油圧ポンプ４０のロータ部として機能する部分に相当する部分を別に設ける必要がない。従って、その分の重量を削減することができることとなり、ナセル２０の重量を低減することができる。また、一対の軸受４９ａ，４９ｂの他に、別に油圧ポンプ４０用の軸受を組付ける必要がないため、これらを組付ける必要があった従来の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法に比べ、組み立て性及びメンテナンス性の向上が図られる。また、予め油圧ポンプ４０を組み上げておく必要がないため、状況に応じて組み立ての自由度が高く、組み立て性の向上が図られる。
【００５７】
また、幾つかの実施形態において、一対の軸受４９ａ，４９ｂおよび一対の軸受固定部４６が主軸２の後端部２ｃ側から組付けられる。すなわち、これら一対の軸受４９ａ，４９ｂ及び一対の軸受固定部４６，４６のうち、軸方向において前方側の軸受４９ａが主軸の後端部２ｃ側から前方に向けてフランジ部２ａに係止される位置で組付けられ、同前方側の軸受固定部４６が主軸２の後端側から前方に向けて組付けられ、同後方側の軸受固定部４６が主軸２の後端部２ｃ側から前方に向けて組付けられ、同後方側の軸受４９ｂが主軸２の後端部２ｃ側から前方に向けて組付けられる。
【００５８】
また、一対の軸受４９ａ，４９ｂおよび一対の軸受固定部４６，４６を主軸２に組付けた後、軸方向における一対の軸受固定部４６，４６の間の位置に、シリンダブロック４３を構成する複数のセグメント４３ａが組付けられる。従って、シリンダブロック４３を組付ける際には該シリンダブロック４３の位置決めを容易に行うことができる。また、複数のセグメント４３ａに分割してシリンダブロック４３を組付けることができるため、組付けが容易となる。また、例えば、ナセル２０内に運搬用のクレーン等が配置される場合は、各セグメント４３ａの大きさをそのクレーンによって移動可能な大きさに設定することにより、効率よく組付けを行うことができ、また、容易に分解や取り外し作業を行うことができるためメンテナンス性の向上が図られる。
【００５９】
［第２実施形態］
次に、図５及び図６を参照し、本発明に係る風力発電装置の第２実施形態について説明する。なお、上述した第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明は省略する。
第２実施形態における油圧ポンプ１４０は、油圧ポンプ１４０として予め組み立てられた後に主軸２に固定される点において上記第１実施形態と異なっている。
【００６０】
幾つかの実施形態において、主軸とロータ部とがフランジ結合、ダイヤモンド粒子を含むコーティングシートを介した結合、キー結合又はスプライン結合の少なくとも一つにより結合される。従って、主軸２からロータ部１４７へと大きなトルクを確実に伝達することができる。
【００６１】
［実施例１］
図５及び図６は、それぞれ第２実施形態に係る風力発電装置の構成例を示す断面図である。
図５に示すように、油圧ポンプ１４０は、主軸２の回転中心軸Ａ方向の前後でロータ部１４７を軸周りに回転自在に支持する一対の軸受１４９ａ，１４９ｂを備える。ロータ部１４７は小径部１４７ａと大径部１４７ｂとを含む（Ｄ３＜Ｄ４）。
この油圧ポンプ１４０は、軸方向の前後にフランジ部を備え、それぞれ前後の回転軸とフランジ結合により連結される。図５及び図６に示す例では、内向きフランジであるフランジ部４７ｃが主軸２の後端部２ｃに接続される。また、図６に示すように、主軸２の後端部２ｃとロータ部１４７との間にシム（例えば、ダイヤモンド粒子を含むコーティングシート、或いは、摩擦シム）を介在させてボルト９０ａで締結することで互いを連結してもよい。
【００６２】
幾つかの実施形態において、油圧ポンプ１４０を含む風力発電装置を組み立てる方法は、第１実施形態に示したステップ（Ｓ１）乃至（Ｓ４）を同様に含む。
幾つかの実施形態において、主軸２及び／又はロータ部を組み立てるステップ（Ｓ２）は、予め組み上げられた油圧ポンプ１４０のロータ部１４７を主軸２に結合する。
主軸２にロータ部１４７を組付けるステップ（Ｓ１）では、予め組み上げられた油圧ポンプ１４０のロータ部１４７と主軸２の後端部２ｃとを結合する。
主軸２にロータ部１４７を組付けるステップ（Ｓ１）では、フランジ結合又はダイヤモンド粒子を含むコーティングシートにより主軸２とロータ部とを結合する。
【００６３】
このように、予め組み上げられた油圧ポンプ１４０のロータ部１４７を主軸２に結合するため、例えば、油圧ポンプ１４０を他の場所で組み立てた状態で現場に搬入することができる。従って、現場における再生可能エネルギー型発電装置１の組み立て作業を容易に行うことができる。なお、主軸２とロータ部１４７との結合には種々の方式が有り得、組み立て性や設計の自由度の向上が図られる。
【００６４】
また、予め組み上げられた油圧ポンプ１４０のロータ部１４７が主軸の後端部と結合されてもよく、主軸２はその後端部２ｃが油圧ポンプ１４０のロータ部１４７と結合され、一対の軸受１４９ａ，１４９ｂを介してステータ部１４１に回転自在に支持される。また、ナセル２０内でヨー旋回中心軸Ｂ上に配置される油圧ポンプ１４０のロータ部１４７を主軸２の後端部２ｃに取り付けるため、組み立ての際やメンテナンスの際にも、主軸２の軸方向の後方側に必要以上のスペースを要することがなく、組み立て性やメンテンス性の向上が図られると共にナセル２０の重量抑制にも寄与することとなる。
【００６５】
図６に示す例では、主軸２とロータ部１４７とがフランジ結合又はダイヤモンド粒子を含むコーティングシートを介した結合により結合されるため、主軸２からロータ部１４７へと大きなトルクを確実に伝達することができる。
【００６６】
［実施例２］
図７及び図８を参照し、他の例について説明する。
図７に示す例では、油圧ポンプ２４０が、油圧ポンプ２４０として予め組み立てられた後で主軸２０２に固定される点において上記実施例１と同様である。また、小径部２４７ａ及び大径部２４７ｂを有することも上述した例と同様である（Ｄ３＜Ｄ４）。
【００６７】
実施例２では、主軸２０２側とロータ部１４７側とにそれぞれスプライン９３ａ，９３ｂが形成され、予め組み上げられた油圧ポンプ２４０のロータ部２４７が主軸２０２の外周側に嵌着されるようにして、油圧ポンプ２４０を主軸２０２の後端側からスプライン結合により組付けられる。図では主軸２０２の外周と、ロータ部２４７の内周とがスプラインである例を示すが、これに限定されない。
【００６８】
予め組み上げられた油圧ポンプ２４０のロータ部２４７を主軸２０２の外周側に嵌着するようにして、油圧ポンプ２４０を主軸２０２の後端側から組付ける。例えば、油圧ポンプ２４０のロータ部２４７を、主軸２０２の外周に外挿されるように外筒状に組み上げ、主軸２０２の後端側からスライドさせて該主軸２０２に嵌着させる。
【００６９】
図８に示す例では主軸２０２とロータ部２４７とが、主軸２０２の後端側のフランジ部２ｄに形成されたキー溝９２ａと、ロータ部２４７の前端側に形成されたキー溝９２ｂとで構成されるキー溝９２にキー９１が嵌合するキー結合により結合されるため、主軸２０２からロータ部へと大きなトルクを確実に伝達することができる。なお、キー９１やキー溝９２の数や形状は図示例に限定されず、種々設定できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７０】
１  風力発電装置（再生可能エネルギー型発電装置）
２，２０２  主軸
２ａ  フランジ部
２ｂ  外周面
２ｃ  後端部
２ｄ  フランジ部
１０  風車ロータ（回転翼）
１１  ブレード
１２  ハブ
１３  ハブカバー
２０  ナセル
２１  ナセル台板
２１ａ  上部
２２  ヨー旋回座軸受
２２ａ  上部
２２ｂ  下部
３０  タワー
４０，１４０，２４０  油圧ポンプ
４１，１４１  ステータ部
４１ａ  前端部（第１エンドプレート）
４１ｂ  後端部（第２エンドプレート）
４２  リングカム
４２ａ  リングカムセグメント（カムセグメント）
４２ｂ  ボルト
４２ｃ  ポンプシャフト
４３  シリンダブロック
４３ａ  シリンダブロックセグメント（セグメント）
４４，１４４  シリンダ
４４ａ，１４４ａ  作動室
４５  ピストン
４５ａ  ローラ
４６  軸受固定部
４６ａ  軸受（一対の軸受）
４７  ロータ部
４７ａ，１４７ａ，２４７ａ  小径部
４７ｂ，１４７ｂ，２４７ｂ  大径部
４７ｃ、４７ｄ  フランジ部
４８  支持部
４９ａ、１４９ａ、２４９ａ  軸受（一対の軸受）
４９ｂ、１４９ｂ、２４９ｂ  軸受（一対の軸受）
５０  高圧ライン（高圧油ライン）
５１  高圧配管
５２  高圧弁
５４，１５４，２５４  高圧油流路
５４ａ  高圧マニホールド（集合路）
６０  低圧ライン
６２，１６２  低圧弁
６４  低圧油流路
６５  低圧油配管（低圧配管）
７０  油圧モータ
８０  発電機
９０  シム（コーティングシート）
９１  キー
９２  キー溝
９２ａ  主軸側キー溝
９２ｂ  ロータ側キー溝
９３，９３ａ，９３ｂ  スプライン
Ａ  主軸の中心軸
Ｂ  ヨー旋回座軸受の中心軸
【図１】
2018071515.tif 000003
【図２】
2018071515.tif 000004
【図３】
2018071515.tif 000005
【図４】
2018071515.tif 000006
【図５】
2018071515.tif 000007
【図６】
2018071515.tif 000008
【図７】
2018071515.tif 000009
【図８】
2018071515.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月12日(2017.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車ロータと、
前記風車ロータと連結される主軸と、
ステータ部、および、前記ステータ部に対して回転自在に設けられて前記主軸とともに回転するように構成されたロータ部を含む油圧ポンプと、
少なくとも前記油圧ポンプを収納するナセルと、
前記ナセルを支持するタワーと、
前記タワーに前記ナセルのナセル台板を旋回自在に支持するヨー旋回座軸受と、
前記ナセル台板に前記ステータ部を支持する支持部と、
前記ステータ部と前記主軸又は前記ロータ部との間に設けられ、前記ステータ部及び前記支持部を介して前記ナセル台板に前記主軸を回転自在に支持する一対の軸受と、を備え、
前記一対の軸受は、前記主軸の軸方向において前記ヨー旋回座軸受の中心軸を挟んで前後に配置され、
前記油圧ポンプは、前記軸方向において前記ヨー旋回座軸受の前記中心軸を挟んで前後に渡って配置されていることを特徴とする再生可能エネルギー型発電装置。
【請求項２】
前記ステータ部は前記ロータ部の外周側に設けられ、
前記支持部は、前記ナセル台板の上部に配置されるとともに、前記ステータ部の前記軸方向における前端部又は後端部の少なくとも一方を支持するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の再生可能エネルギー型発電装置。
【請求項３】
前記ロータ部は、前記軸方向において前記一対の軸受の間にて、前記主軸の外周面に取り付けられるリングカムを含み、
前記ステータ部は、
前記リングカムに対向するように前記リングカムの外周側に設けられるシリンダブロックと、
前記リングカムによって、前記シリンダブロックに形成されたシリンダ内において往復運動するように構成されたピストンと、
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の再生可能エネルギー型発電装置。
【請求項４】
前記ステータ部は、前記一対の軸受がそれぞれ取り付けられる一対の軸受固定部を含み、
前記シリンダブロックは、前記軸方向において、前記一対の軸受固定部の間に挟まれるように設けられたことを特徴とする請求項３に記載の再生可能エネルギー型発電装置。
【請求項５】
前記ロータ部は、
前記一対の軸受が取り付けられる一対の小径部と、
前記軸方向において前記一対の小径部の間に設けられ、前記リングカムが取り付けられる大径部と、
を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の再生可能エネルギー型発電装置。
【請求項６】
前記主軸と前記ロータ部とは、フランジ結合、ダイヤモンド粒子を含むコーティングシートを介した結合、キー結合又はスプライン結合の少なくとも一つにより結合されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の再生可能エネルギー型発電装置。
【請求項７】
風車ロータと、
前記風車ロータと連結される主軸と、
ステータ部、および、前記ステータ部に対して回転自在に設けられて前記主軸とともに回転するように構成されたロータ部を含む油圧ポンプと、
少なくとも前記油圧ポンプを収納するナセルと、
前記ナセルを支持するタワーと、
前記タワーに前記ナセルのナセル台板を旋回自在に支持するヨー旋回座軸受と、
を備える再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法であって、
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップと、
前記主軸の軸方向において前記再生可能エネルギー型発電装置のヨー旋回座軸受の中心軸を挟んで前後に一対の軸受を組付けるステップと、
前記一対の軸受を介して前記主軸又は前記ロータ部を前記ステータ部に組付けるステップと、
前記ナセル台板に前記ステータ部を支持するステップと、
を備え、
前記油圧ポンプは、前記軸方向において前記ヨー旋回座軸受の前記中心軸を挟んで前後に渡って配置される
ことを特徴とする再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項８】
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップでは、前記主軸を前記油圧ポンプのロータとして組立て、
前記一対の軸受を組付けるステップでは、前記軸方向において前記主軸の両側にて前記一対の軸受を前記主軸の外周面に組付ける
ことを特徴とする請求項７に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項９】
前記ステータ部は、前記一対の軸受がそれぞれ取り付けられる一対の軸受固定部を含み、
前記一対の軸受および前記一対の軸受固定部を、前記主軸の後端側から組付けることを特徴とする請求項７又は８に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項１０】
前記ステータ部は、前記油圧ポンプの周方向に配置される複数のセグメントによって構成されるシリンダブロックを含み、
前記一対の軸受および前記一対の軸受固定部を前記主軸に組付けた後、前記軸方向における前記一対の軸受固定部の間の位置に各々の前記セグメントを組付けて前記シリンダブロックを形成する
ことを特徴とする請求項９に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項１１】
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップでは、予め組み上げられた前記油圧ポンプの前記ロータ部を前記主軸に結合する
ことを特徴とする請求項７に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項１２】
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップでは、予め組み上げられた前記油圧ポンプの前記ロータ部と前記主軸の後端部とを結合することを特徴とする請求項１１に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項１３】
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップでは、フランジ結合又はダイヤモンド粒子を含むコーティングシートを介した結合により前記主軸と前記ロータ部とを結合する
ことを特徴とする請求項７、１１及び１２の何れか一項に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項１４】
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップでは、予め組み上げられた前記油圧ポンプの前記ロータ部が前記主軸の外周側に嵌着されるように、前記油圧ポンプを前記主軸の後端側から組付けることを特徴とする請求項１１に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【請求項１５】
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップでは、キー結合又はスプライン結合により前記主軸と前記ロータ部とを結合することを特徴とする請求項７、１１及び１４の何れか一項に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
（８）いくつかの実施形態では、上記（７）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法において、
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップでは、前記主軸を前記油圧ポンプのロータとして組立て、
前記一対の軸受を組付けるステップでは、前記軸方向において前記主軸の両側にて前記一対の軸受を前記主軸の外周面に組付ける。
この構成では、上記（７）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、主軸が油圧ポンプのロータ部として機能するため、油圧ポンプのロータ部のうち、少なくともこの主軸において該油圧ポンプのロータ部として機能する部分に相当する部分を別に設ける必要がない。従って、その分の重量を削減することができることとなり、ナセル重量を低減することができる。また、一対の軸受の他に、別に油圧ポンプ用の軸受を組付ける必要がないため、これらを組付ける必要があった従来の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法に比べ、組み立て性及びメンテナンス性の向上が図られる。また、予め油圧ポンプを組み上げておく必要がないため、状況に応じて組み立ての自由度が高く、組み立て性の向上が図られる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
（１１）いくつかの実施形態では、上記（７）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法において、
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップでは、予め組み上げられた前記油圧ポンプの前記ロータ部を前記主軸に結合する。
この構成によれば、上記（７）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、予め組み上げられた油圧ポンプのロータ部を主軸に結合するため、例えば、油圧ポンプを他の場所で組み立てた状態で現場に搬入することができる。従って、現場における再生可能エネルギー型発電装置の組み立て作業を容易に行うことができる。なお、主軸とロータ部との結合には種々の方式が有り得、組み立て性や設計の自由度の向上が図られる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
（１２）いくつかの実施形態では、上記（１１）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法において、
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップでは、予め組み上げられた前記油圧ポンプの前記ロータ部と前記主軸の後端部とを結合する。
この構成によれば、上記（１１）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、予め組み上げられた油圧ポンプのロータ部が主軸の後端部と結合されるため、主軸はその後端部が油圧ポンプのロータ部と結合され、一対の軸受を介して該ロータ部が組付けられるステータ部に対して回転自在に支持される。また、ナセル内でヨー旋回中心軸上に配置される油圧ポンプのロータ部を主軸の後端部に取り付けるため、組み立ての際やメンテナンスの際にも、主軸の軸方向の後方側に必要以上のスペースを要することがなく、組み立て性やメンテンス性の向上が図られると共にナセル重量の抑制にも寄与することとなる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
（１３）いくつかの実施形態では、上記（７）、（１１）及び（１２）の何れか１つに記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法において、
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップでは、フランジ結合又はダイヤモンド粒子を含むコーティングシートを介した結合により前記主軸と前記ロータ部とを結合する。
この構成によれば、上記（７）、（１１）及び（１２）の何れか１つに記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、主軸とロータ部とがフランジ結合又はダイヤモンド粒子を含むコーティングシートを介した結合により結合されるため、主軸からロータ部へと大きなトルクを確実に伝達することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
（１４）いくつかの実施形態では、上記（１１）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法において、
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップでは、予め組み上げられた前記油圧ポンプの前記ロータ部が前記主軸の外周側に嵌着されるように、前記油圧ポンプを前記主軸の後端側から組付ける。
この構成によれば、上記（１１）に記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、予め組み上げられた油圧ポンプのロータ部を主軸の外周側に嵌着するようにして、油圧ポンプを主軸の後端側から組付けることができる。例えば、油圧ポンプのロータ部を、主軸の外周に外挿されるように外筒状に組み上げ、主軸の後端側からスライドさせて該主軸に嵌着させることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
（１５）いくつかの実施形態では、上記（７）、（１１）及び（１４）の何れか１つに記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法において、
前記主軸及び／又は前記ロータ部を組立てるステップでは、キー結合又はスプライン結合により前記主軸と前記ロータ部とを結合する。
この構成によれば、上記（７）、（１１）又は（１４）の何れか１つに記載の再生可能エネルギー型発電装置の組み立て方法と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができるほか、特に、主軸とロータ部とがキー結合又はスプライン結合により結合されるため、主軸からロータ部へと大きなトルクを確実に伝達することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
図２に示す実施形態では、ステップ（Ｓ１）において主軸２を油圧ポンプ４０のロータ部４７として組み立てる。また、一対の軸受４９ａ，４９ｂを組付けるステップ（Ｓ２）では、軸方向において主軸２の両側にて一対の軸受４９ａ，４９ｂを主軸２の外周面２ｂに組付けてもよいし、一対の軸受４９ａ，４９ｂおよび一対の軸受固定部４６，４６を主軸２の後端部２ｃ側から組み付けてもよい。
また、ステップ（Ｓ２）では、一対の軸受４９ａ，４９ｂおよび一対の軸受固定部４６，４６を主軸２に組付けた後、軸方向における一対の軸受固定部４６，４６の間の位置に各々のセグメントを組付けてシリンダブロック４３を形成してもよい。
なお、上記実施形態に記載の組み立て方法においては各ステップの実行順を問わない。