(57)【要約】【課題】軸方向に関する２つの回転軸の相対変位が大きくなっても、性能の低下を抑制できる軸継手を提供する。【解決手段】軸継手は、第１回転軸と第２回転軸とを接続する軸継手であって、第１回転軸と固定される第１部材と、ダイヤフラムを介して第１部材と接続される第２部材と、を有するダイヤフラムカップリングと、軸方向に関して第２部材と第２回転軸との相対位置が変化しないように第２部材と第２回転軸との境界部において第２部材及び第２回転軸を保持する保持装置と、を備える。【選択図】図３
2015127577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転軸と第２回転軸とを接続する軸継手であって、
前記第１回転軸と固定される第１部材と、ダイヤフラムを介して前記第１部材と接続される第２部材と、を有するダイヤフラムカップリングと、
軸方向に関して前記第２部材と前記第２回転軸との相対位置が変化しないように前記第２部材と前記第２回転軸との境界部において前記第２部材及び前記第２回転軸を保持する保持装置と、
を備える軸継手。
【請求項２】
前記保持装置は、前記境界部において前記第２部材及び前記第２回転軸の周囲に配置されるインナーリングと、前記インターリングを介して前記第２部材及び前記第２回転軸を締め付けて前記第２部材と前記第２回転軸とを固定するアウターリングと、を有する締り嵌めカップリングを含む請求項１に記載の軸継手。
【請求項３】
前記インナーリングは、前記軸方向の一側に向かって中心軸から離れるように傾斜する内側テーパ面を有し、
前記アウターリングは、前記内側テーパ面と接触する外側テーパ面を有し、
前記内側テーパ面と前記外側テーパ面とが接触した状態で前記アウターリングが前記軸方向に移動することにより前記第２部材及び前記第２回転軸が固定され、
前記軸方向に前記インナーリング及び前記アウターリングの少なくとも一方を移動する移動装置を備える請求項２に記載の軸継手。
【請求項４】
前記軸方向に関する前記第２部材と前記第２回転軸との相対位置を検出する検出装置を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の軸継手。
【請求項５】
水流エネルギーで発電する水流発電装置であって、
水中に配置され、複数のブレードが設けられたロータヘッドと、
前記ロータヘッドと接続され、前記ブレードに作用する水流エネルギーで前記ロータヘッドと一緒に回転する第１回転軸と、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の軸継手を介して前記第１回転軸と接続される第２回転軸と、
前記ナセルに収容され、前記第２回転軸を介して伝達される前記第１回転軸の回転エネルギーにより発電する発電機と、
を備える水流発電装置。
【請求項６】
第１回転軸と第２回転軸とを接続する軸継手の使用方法であって、
前記軸継手は、第１部材と、ダイヤフラムを介して前記第１部材と接続される第２部材と、を有するダイヤフラムカップリングを含み、
前記第１回転軸と前記第１部材とを固定する工程と、
軸方向に関して前記第２部材と前記第２回転軸との相対位置が変化しないように前記第２部材と前記第２回転軸との境界部において前記第２部材及び前記第２回転軸を保持装置で保持する工程と、
前記軸方向に関する前記第１部材の移動により前記ダイヤフラムの変形量が許容範囲を超えたとき、前記保持装置による保持を解除する工程と、
前記ダイヤフラムの変形量が小さくなるように前記軸方向に関する前記第２部材の位置を調整した後、前記保持装置で前記第２部材及び前記第２回転軸を保持する工程と、
を含む軸継手の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸継手、水流発電装置、及び軸継手の使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの回転軸を接続する場合、軸継手が使用される。２つの回転軸を直結した場合、それら回転軸が相対変位すると、回転軸に過度な曲げ応力が作用したり、振動が発生したりする可能性がある。そのため、相対変位する２つの回転軸を接続する場合、特許文献１及び特許文献２に開示されているようにフレキシブルカップリングを含む軸継手（軸連結装置）が使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０５４６５１号公報
【特許文献２】特開２００６−１８９０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フレキシブルカップリングとして、ギアカップリング及びダイヤフラムカップリングが知られている。ギアヤカップリングは、回転軸の周方向に設けられたギアの歯面で回転トルクを伝達し、歯面と歯面との摺動で２つの回転軸の相対変位を吸収する。ギアカップリングが吸収可能な軸方向に関する２つの回転軸の相対変位量は大きい。しかし、ギアカップリングは、歯面の摺動部を有するため、歯面の摩耗又は損傷を抑制するために摺動部を潤滑する必要がある。そのため、ギアカップリングには、潤滑が困難な環境での使用に制約がある。
【０００５】
ダイヤフラムカップリングは、薄い円板の変形により２つの回転軸の相対変位を吸収する。ダイヤフラムカップリングは摺動部を有しないため、潤滑が困難な環境での使用に適している。例えば、水流発電装置に設けられる軸継手としてダイヤフラムカップリングは適している。しかし、ダイヤフラムカップリングの可能変形量には制約があり、ダイヤフラムカップリングが吸収可能な軸方向に関する２つの回転軸の相対変位量は、ギアカップリングに比べて小さい。そのため、軸方向に関する２つの回転軸の相対変位が大きくなり、可能変形量を超えてダイヤフラムカップリングが変形すると、そのダイヤフラムカップリングが破損したり、ダイヤフラムカップリングの性能が低下したりする可能性がある。
【０００６】
本発明は、ダイヤフラムカップリングを含む軸継手であって、軸方向に関する２つの回転軸の相対変位が大きくなっても、性能の低下を抑制できる軸継手を提供することを目的とする。また、本発明は、潤滑が困難な環境において性能の低下が抑制される軸継手を有する水流発電装置を提供することを目的とする。また、本発明は、軸継手の性能の低下を抑制できる軸継手の使用方法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】
【０００７】
本発明に係る軸継手は、第１回転軸と第２回転軸とを接続する軸継手であって、前記第１回転軸と固定される第１部材と、ダイヤフラムを介して前記第１部材と接続される第２部材と、を有するダイヤフラムカップリングと、軸方向に関して前記第２部材と前記第２回転軸との相対位置が変化しないように前記第２部材と前記第２回転軸との境界部において前記第２部材及び前記第２回転軸を保持する保持装置と、を備える。
【０００８】
本発明に係る軸継手において、前記保持装置は、前記境界部において前記第２部材及び前記第２回転軸の周囲に配置されるインナーリングと、前記インターリングを介して前記第２部材及び前記第２回転軸を締め付けて前記第２部材と前記第２回転軸とを固定するアウターリングと、を有する締り嵌めカップリングを含んでもよい。
【０００９】
本発明に係る軸継手において、前記インナーリングは、前記軸方向の一側に向かって中心軸から離れるように傾斜する内側テーパ面を有し、前記アウターリングは、前記内側テーパ面と接触する外側テーパ面を有し、前記内側テーパ面と前記外側テーパ面とが接触した状態で前記アウターリングが前記軸方向に移動することにより前記第２部材及び前記第２回転軸が固定され、前記軸方向に前記インナーリング及び前記アウターリングの少なくとも一方を移動する移動装置を備えてもよい。
【００１０】
本発明に係る軸継手において、前記軸方向に関する前記第２部材と前記第２回転軸との相対位置を検出する検出装置を備えてもよい。
【００１１】
本発明に係る水流発電装置は、水流エネルギーで発電する水流発電装置であって、水中に配置され、複数のブレードが設けられたロータヘッドと、前記ロータヘッドと接続され、前記ブレードに作用する水流エネルギーで前記ロータヘッドと一緒に回転する第１回転軸と、上記の軸継手を介して前記第１回転軸と接続される第２回転軸と、前記ナセルに収容され、前記第２回転軸を介して伝達される前記第１回転軸の回転エネルギーにより発電する発電機と、を備える。
【００１２】
本発明に係る軸継手の使用方法は、第１回転軸と第２回転軸とを接続する軸継手の使用方法であって、前記軸継手は、第１部材と、ダイヤフラムを介して前記第１部材と接続される第２部材と、を有するダイヤフラムカップリングを含み、前記第１回転軸と前記第１部材とを固定する工程と、軸方向に関して前記第２部材と前記第２回転軸との相対位置が変化しないように前記第２部材と前記第２回転軸との境界部において前記第２部材及び前記第２回転軸を保持装置で保持する工程と、前記軸方向に関する前記第１部材の移動により前記ダイヤフラムの変形量が許容範囲を超えたとき、前記保持装置による保持を解除する工程と、前記ダイヤフラムの変形量が小さくなるように前記軸方向に関する前記第２部材の位置を調整した後、前記保持装置で前記第２部材及び前記第２回転軸を保持する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る軸継手及び水流発電装置によれば、性能の低下が抑制される。また、本発明に係る軸継手の使用方法によれば、軸継手の性能の低下が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１実施形態に係る水流発電装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る水流発電装置の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る軸継手を模式的に示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る保持装置の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る保持装置の一例を示す断面図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る軸継手の使用方法の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、第２実施形態に係る軸継手の一例を模式的に示す図である。
【図８】図８は、第３実施形態に係る軸継手の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１６】
以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面内の一方向をＸ軸方向、所定面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１７】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る水流発電装置１の一例を示す概略構成図である。図２は、本実施形態に係る水流発電装置１の一例を示す模式図である。水流発電装置１は、水中に配置され、水流エネルギーで発電する。水流発電装置１は、例えば海中に配置され、海流エネルギー又は潮流エネルギーで発電する。なお、水流発電装置１は、河川中に配置されてもよい。
【００１８】
水流発電装置１は、水中に配置され、複数のブレード２が設けられたロータヘッド３と、ロータヘッド３と接続され、ブレード２に作用する水流エネルギーでロータヘッド３と一緒に回転する第１回転軸４と、軸継手５を介して第１回転軸４と接続される第２回転軸６と、ナセル７に収容され、第２回転軸６を介して伝達される第１回転軸４の回転エネルギーにより発電する発電機９と、ナセル７に固定された筒状部材１３と、を備えている。
【００１９】
本実施形態において、水流発電装置１は、海中浮遊方式の水流発電装置１である。図１に示すように、水流発電装置１は、ワイヤ（係留策）１０を介して海底に係留される。ロータヘッド３に複数のブレード２が取り付けられる。ブレード２に海流が当たると、そのブレード２に作用する海流エネルギーでロータヘッド３が回転する。海流エネルギーによってロータヘッド３が回転すると、ロータヘッド３と一緒に第１回転軸４が回転する。第１回転軸４の回転エネルギー（回転トルク）は、軸継手５を介して第２回転軸６に伝達される。第２回転軸６の回転エネルギーは、発電機９に伝達される。発電機９は、第１回転軸４、軸継手５、及び第２回転軸６を介して伝達されたロータヘッド３の回転エネルギーにより発電する。
【００２０】
発電機９で発電された電力は、送電ケーブルを介して地上に送られる。海中浮遊方式の水流発電装置１は、ワイヤ１０によって海中に浮遊するため、風及び波浪の影響を受け難い利点がある。
【００２１】
ブレード２及びロータヘッド３を含むロータ１４は、ナセル７及び筒状部材１３を含むステータ１５に回転可能に支持される。本実施形態において、ロータ１４とステータ１５との間に外部軸受１２が配置される。ロータ１４は、外部軸受１２により回転可能に支持される。外部軸受１２は、筒状部材１３に支持される内輪部材１２Ａと、内輪部材１２Ａの周囲に配置される外輪部材１２Ｂとを含む。外輪部材１２Ｂは、内輪部材１２Ａに対して回転可能である。ロータ１４は、外輪部材１２Ｂに支持される。ロータ１４は、外部軸受１２を介して、ステータ１５に回転可能に支持される。
【００２２】
軸継手５は、第１回転軸４と第２回転軸６とを接続する。軸継手５は、第１回転軸４と第２回転軸６との間に配置される。第１回転軸４と軸継手５と第２回転軸６とは、同軸に配置される。第１回転軸４、軸継手５、及び第２回転軸６は、中心軸Ｊを中心に回転する。本実施形態において、中心軸ＪとＸ軸とは平行である。本実施形態において、第１回転軸４、軸継手５、及び第２回転軸６は、θＸ方向に回転する。
【００２３】
以下の説明において、中心軸Ｊと平行な方向を適宜、軸方向、と称する。軸方向は、Ｘ軸方向と平行である。
【００２４】
次に、本実施形態に係る軸継手５について説明する。図３は、本実施形態に係る軸継手５を模式的に示す図である。軸継手５は、少なくとも一部が第１回転軸４と固定されるダイヤフラムカップリング１６と、ダイヤフラムカップリング１６の少なくとも一部と第２回転軸６とを固定する保持装置１７と、を備えている。
【００２５】
ダイヤフラムカップリング１６は、第１回転軸４と固定される第１部材１８と、保持装置１７により第２回転軸６と固定される第２部材１９と、第１部材１８と第２部材１９との間に配置されるダイヤフラム２０と、を有する。第１部材１８及び第２部材１９のそれぞれは、軸部材であり、同軸に配置される。第１部材１８と第２部材１９とは、ダイヤフラム２０を介して接続される。
【００２６】
保持装置１７は、第２部材１９と第２回転軸６との境界部において、第２部材１９及び第２回転軸６を保持する。保持装置１７は、Ｘ軸方向及びθＸ方向のそれぞれに関して第２部材１９と第２回転軸６との相対位置が変化しないように、第２部材１９及び第２回転軸６を保持する。
【００２７】
保持装置１７は、所謂、締り嵌めカップリングを含む。締り嵌めカップリングは、所謂、テーパリング又はシュリンクディスクを含む。保持装置１７は、第２部材１９と第２回転軸６との境界部において第２部材１９及び第２回転軸６の周囲に配置されるインナーリング２１と、インナーリング２１の周囲に配置されるアウターリング２２とを有する。アウターリング２２は、インターリング２１を介して第２部材１９及び第２回転軸６を締め付けて、第２部材１９と第２回転軸６とを固定する。
【００２８】
インナーリング２１は、Ｘ軸方向の一側（＋Ｘ側）に向かって中心軸Ｊから離れるように傾斜するテーパ面２１Ｔと、第２部材１９と第２回転軸６との境界部において第２部材１９の外面及び第２回転軸６の外面のそれぞれと接触する内面２１Ｓと、Ｘ軸方向の一側（＋Ｘ側）を向く端面２１Ｃとを有する。
【００２９】
アウターリング２２は、インナーリング２１のテーパ面２１Ｔと接触するテーパ面２２Ｔと、中心軸Ｊに対する放射方向に関して外側を向く外面２２Ｕと、Ｘ軸方向の他側（−Ｘ側）を向く端面２２Ｃとを有する。
【００３０】
インナーリング２１のテーパ面２１Ｔとアウターリング２２のテーパ面２２Ｔとが接触した状態でアウターリング２２がＸ軸方向に関して一側（＋Ｘ側）に移動することにより、インナーリング２１の少なくとも一部が内側（中心軸Ｊ側）に向かって移動（変形）する。すなわち、アウターリング２２が＋Ｘ方向に移動することにより、インターリング２１が縮径される。これにより、第２部材１９及び第２回転軸６がインナーリング２１によって締め付けられ、第２部材１９（ダイヤフラムカップリング１６）と第２回転軸６とが固定される。
【００３１】
アウターリング２２が−Ｘ方向に移動することにより、インナーリング２１による第２部材１９及び第２回転軸６に対する締め付けが解除される。これにより、第２部材１９（ダイヤフラムカップリング１６）と第２回転軸６との固定が解除され、保持装置１７による第２部材１９及び第２回転軸６に対する保持が解除される。保持装置１７による保持が解除されることにより、第２部材１９は第２回転軸６に対してＸ軸方向に移動可能となる。
【００３２】
図４は、本実施形態に係る保持装置１７の一例を示す断面図である。図４に示すように、保持装置１７は、Ｘ軸方向にアウターリング２２を移動可能な移動装置３０を備えている。本実施形態において、移動装置３０は、第２部材１９に支持される固定部材３１と、第２回転軸６に支持される可動部材３２と、ボルト部材３３と、を有する。
【００３３】
固定部材３１は、第２部材１９の外面に固定される。固定部材３１の少なくとも一部は、中心軸Ｊに対する放射方向に関してアウターリング２２の外側に配置される。固定部材３１は、アウターリング２２の外面２２Ｕと接触する内面３１Ｓを有する。アウターリング２２は、固定部材３１の内面３１ＳにガイドされてＸ軸方向に移動可能である。固定部材３１は、中心軸Ｊに対する放射方向に関してアウターリング２２が外側に移動しないようにアウターリング２２の移動を規制する。固定部材３１は、中心軸Ｊに対する放射方向に関するアウターリング２２の移動を規制し、Ｘ軸方向に関するアウターリング２２の移動を許容する。
【００３４】
また、固定部材３１は、インナーリング２１の端面２１Ｃと接触する支持面３１Ｈを有する。固定部材３１は、インナーリング２１が＋Ｘ方向に移動しないようにインナーリング２１の移動を規制する。
【００３５】
可動部材３２は、第２回転軸６の外面に支持された状態で、Ｘ軸方向に移動可能である。第２回転軸６は、可動部材３２をＸ軸方向に移動可能に支持する。可動部材３２の少なくとも一部は、Ｘ軸方向に関してアウターリング２２の他側（−Ｘ側）に配置される。可動部材３２は、アウターリング２２の端面２２Ｃと接触する支持面３２Ｈを有する。支持面３２Ｈと端面２２Ｃとが接触した状態で、可動部材３２が＋Ｘ方向に移動することにより、アウターリング２２が＋Ｘ方向に移動する。
【００３６】
固定部材３１は、ボルト部材３３の雄ねじ部と結合される雌ねじ部３１Ｒを有する。可動部材３２は、ボルト部材３３の少なくとも一部が配置される開口３２Ｒを有する。ボルト部材３３の少なくとも一部が開口３２Ｒに配置され、−Ｘ方向を向く可動部材３２の端面３２Ｆとボルト部材３３のフランジ面３３Ｆとが接触した状態で、ボルト部材３３の雄ねじ部と固定部材３１の雌ねじ部３１Ｒとが結合されるようにボルト部材３３が回転することにより、可動部材３２は固定部材３１に近付くように＋Ｘ方向に移動する。これにより、アウターリング２２が＋Ｘ方向に移動する。インナーリング２１のテーパ面２１Ｔとアウターリング２２のテーパ面２２Ｔとが接触した状態でアウターリング２２が＋Ｘ方向に移動することにより、インナーリング２１の少なくとも一部が内側（中心軸Ｊ側）に向かって移動（変形）する。これにより、第２部材１９及び第２回転軸６がインナーリング２１によって締め付けられ、第２部材１９（ダイヤフラムカップリング１６）と第２回転軸６とが固定される。
【００３７】
ボルト部材３３の雄ねじ部と固定部材３１の雌ねじ部３１Ｒとの結合が解除されるようにボルト部材３３が回転することにより、可動部材３２は固定部材３１から離れるように−Ｘ方向に移動する。アウターリング２２が−Ｘ方向に移動することにより、インナーリング２１及びアウターリング２２による第２部材１９及び第２回転軸６に対する締め付けが解除される。これにより、第２部材１９（ダイヤフラムカップリング１６）と第２回転軸６との固定が解除され、保持装置１７による第２部材１９及び第２回転軸６に対する保持が解除される。保持装置１７による保持が解除されることにより、第２部材１９は第２回転軸６に対してＸ軸方向に移動可能となる。
【００３８】
図５は、本実施形態に係る保持装置１７の別の例を示す断面図である。図５に示すように、保持装置１７は、Ｘ軸方向にインナーリング２１を移動可能な移動装置３０を備えている。本実施形態において、移動装置３０は、第２部材１９に支持され、インロウ部３１Ｄを有する固定部材３１と、固定部材３１のインロウ部３１Ｄに支持される可動部材３２と、ボルト部材３３と、を有する。
【００３９】
固定部材３１は、第２部材１９の外面に固定される。固定部材３１のインロウ部３１Ｄは、第２回転軸６及び第２部材１９の周囲に配置される。インナーリング２１は、インロウ部３１Ｄの外面に支持される。インナーリング２１は、インロウ部３１Ｄの外面にガイドされてＸ軸方向に移動可能である。
【００４０】
可動部材３２は、インロウ部３１Ｄの外面に支持された状態で、Ｘ軸方向に移動可能である。インロウ部３１Ｄは、可動部材３２をＸ軸方向に移動可能に支持する。可動部材３２の少なくとも一部は、Ｘ軸方向に関してインナーリング２１の他側（−Ｘ側）に配置される。可動部材３２が＋Ｘ方向に移動することにより、インナーリング２１が＋Ｘ方向に移動する。
【００４１】
アウターリング２２は、ボルト部材３３の雄ねじ部と結合される雌ねじ部を有する。可動部材３２は、ボルト部材３３の少なくとも一部が配置される開口を有する。ボルト部材３３の少なくとも一部が可動部材３２の開口に配置され、ボルト部材３３の雄ねじ部とアウターリング２２の雌ねじ部とが結合されるようにボルト部材３３が回転することにより、可動部材３２は＋Ｘ方向に移動する。これにより、インナーリング２１が＋Ｘ方向に移動する。インナーリング２１のテーパ面とアウターリング２２のテーパ面とが接触した状態でインナーリング２１が＋Ｘ方向に移動することにより、アウターリング２２がインナーリング２１を介してインロウ部３１Ｄを締め付ける。これにより、インロウ部３１Ｄが縮径するように変形し、第２部材１９及び第２回転軸６がインロウ部３１Ｄによって締め付けられ、第２部材１９（ダイヤフラムカップリング１６）と第２回転軸６とが固定される。
【００４２】
ボルト部材３３の雄ねじ部とアウターリング２２の雌ねじ部との結合が解除されるようにボルト部材３３が回転することにより、可動部材３２は−Ｘ方向に移動する。インナーリング２１が−Ｘ方向に移動することにより、インロウ部３１Ｄによる第２部材１９及び第２回転軸６に対する締め付けが解除される。これにより、第２部材１９（ダイヤフラムカップリング１６）と第２回転軸６との固定が解除され、保持装置１７による第２部材１９及び第２回転軸６に対する保持が解除される。保持装置１７による保持が解除されることにより、第２部材１９は第２回転軸６に対してＸ軸方向に移動可能となる。
【００４３】
次に、本実施形態に係る継手５の使用方法の一例について説明する。図６は、本実施形態に係る継手５の使用方法の一例を説明するための模式図である。
【００４４】
図６に示すように、ダイヤフラム２０が初期状態（基準状態）となるように、第１回転軸４とダイヤフラムカップリング１６の第１部材１８とが固定されるとともに、第２回転軸６とダイヤフラムカップリング１６の第２部材１９とが保持装置１７によって固定される。保持装置１７は、Ｘ軸方向及びθＸ方向に関して第２部材１９と第２回転軸６との相対位置が変化しないように、第２部材１９と第２回転軸６との境界部において第２部材１９及び第２回転軸６を保持する。
【００４５】
ダイヤフラム２０の初期状態とは、Ｘ軸方向に関してダイヤフラム２０が変形していない状態、もしくは、所定の変形を与えた状態をいう。ダイヤフラム２０の初期状態において、ダイヤフラム２０には過度な応力が作用しない。
【００４６】
本実施形態においては、ダイヤフラム２０が初期状態となるように、軸方向に関する第１部材１８と第２部材１９との相対位置が調整される。また、ダイヤフラム２０が初期状態となるように、軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との相対位置が調整され、その相対位置が維持された状態で、保持装置１７により第２部材１９と第２回転軸６とが固定される。本実施形態においては、ダイヤフラム２０が初期状態となるように、軸方向に関して第２部材１９と第２回転軸６とが距離Ｗｒだけ離れた状態で、保持装置１７に保持される。
【００４７】
ダイヤフラムカップリング１６を介して第１回転軸４と第２回転軸６とが接続されるため、第１回転軸４と第２回転軸６とが相対変位しても、第１回転軸４及び第２回転軸６に過度な曲げ応力が作用したり、振動が発生したりすることが抑制される。
【００４８】
また、ダイヤフラムカップリング１６は摺動部を有しないため、潤滑が困難な水中環境（海中環境）での使用に適している。
【００４９】
例えば外部軸受１２の摩耗のような何らかの原因により、軸方向に関して第１回転軸４が大きく変位する可能性がある。すなわち、図６に示すように、何らかの原因により、第２部材１９及び第２回転軸６が保持装置１７に保持されている状態で、第１回転軸４及びその第１回転軸４に固定されている第１部材１８が初期状態に対して軸方向に距離Ｄだけ移動する可能性がある。その結果、ダイヤフラム２０が大きく変形する可能性がある。
【００５０】
第２部材１９及び第２回転軸６が保持装置１７に保持されている状態で、軸方向に関する第１回転軸４（第１部材１８）の移動量（軸方向に関する第１回転軸４と第２回転軸６との相対変位量）が大きくなり、ダイヤフラム２０の可能変形量を超えてダイヤフラムカップリング１６のダイヤフラム２０が大きく変形すると、そのダイヤフラムカップリング１６のダイヤフラム２０が破損したり、ダイヤフラムカップリング１６の性能が低下したりする可能性がある。
【００５１】
本実施形態においては、第２部材１９及び第２回転軸６が保持装置１７に保持されている状態で、軸方向に関する第１部材１８の移動によりダイヤフラム２０の変形量が許容範囲（可能変形量）を超えたとき、保持装置１７による保持が解除される。保持装置１７による保持が解除されるとき、ロータ１４の回転（第１回転軸４、軸継手５、及び第２回転軸６の回転）は停止される。保持装置１７による保持が解除されることにより、軸方向に関して、第２部材１９が第２回転軸６に対して移動可能な状態となる。
【００５２】
なお、ダイヤフラム２０の変形量とは、ダイヤフラム２０の初期状態に対する軸方向に関するダイヤフラム２０の変形量をいう。ダイヤフラム２０の可能変形量とは、軸方向に関するダイヤフラム２０の可能変形量であって、可能変形量を超えてダイヤフラム２０が変形した場合、ダイヤフラム２０が塑性変形したり、破損したりして、ダイヤフラム２０の機能が失われたり、性能が低下したりする可能性がある変位量をいう。
【００５３】
本実施形態においては、第２部材１９及び第２回転軸６に対する保持装置１７の保持が解除された状態で、ダイヤフラム２０の変形量が小さくなるように、軸方向に関する第２部材１９の位置が調整される。本実施形態においては、図６に示すように、ダイヤフラム２０が初期状態になるように、軸方向に関する第２部材１９の位置（軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との相対位置）が調整される。
【００５４】
ダイヤフラム２０が初期状態になるように軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との相対位置が調整された後、その相対位置が維持された状態で、保持装置１７により第２部材１９及び第２回転軸６が保持される。これにより、第２部材１９と第２回転軸６との相対位置が固定される。本実施形態においては、ダイヤフラム２０が初期状態となるように、軸方向に関して第２部材１９と第２回転軸６とが距離Ｗｋだけ離れた状態で、保持装置１７に保持される。
【００５５】
図６に示す例において、距離Ｗｋは、距離Ｗｒと距離Ｄとの和に相当する。すなわち、距離Ｗｋは、初期状態における距離Ｅｒと、初期状態からの第１部材１８の変位量とに基づいて定められる。なお、図６に示す例では、第１部材１８が初期状態から＋Ｘ方向に距離Ｄだけ移動するため、距離Ｗｋは、距離Ｗｒと距離Ｄとの和に相当する。第１部材１８が初期状態から−Ｘ方向に距離Ｄだけ移動した場合、距離Ｗｒは、距離Ｗｒと距離Ｄとの差に相当する。
【００５６】
第２部材１９と第２回転軸６とが保持装置１７により固定された後、ロータ１４の回転が開始される。タイヤフラム２０が初期状態に調整された状態でロータ１４が回転されるため、ダイヤフラムカップリング１６の性能の低下が抑制される。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態によれば、ダイヤフラムカップリング１６の第２部材１９及び第２回転軸６を解放可能（解除可能）に保持する保持装置１７を設け、軸方向に関する第１部材１８（第１回転軸４）の移動によりダイヤフラム２０の変形量が許容範囲を超えたとき、保持装置１７による保持を解除するようにしたので、ダイヤフラム２０の変形量が小さくなるように、軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との相対位置を調整（補正）することができる。したがって、ダイヤフラム２０に過度な応力が作用することが抑制され、ダイヤフラムカップリング１６の性能が低下することが抑制される。
【００５８】
また、本実施形態においては、保持装置１７は、シュリンクディスクを含み、第２部材１９及び第２回転軸６の周囲に配置されるインナーリング２１と、インターリング２１の周囲に配置され、インナーリング２１を介して第２部材１９及び第２回転軸６を締め付けて第２部材１９と第２回転軸６とを固定するアウターリング２２とを有する。これにより、第２部材１９及び第２回転軸６の保持及び保持の解除を円滑に行うことができる。また、第２部材１９及び第２回転軸６の保持の解除後、軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との相対位置の調整を円滑に行うことができる。また、相対位置の調整後、第２部材１９と第２回転軸６との保持を円滑に行うことができる。
【００５９】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００６０】
図７は、本実施形態に係る軸継手５Ｂの一例を示す図である。図７に示すように、軸継手５Ｂは、Ｘ軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との相対位置を検出する検出装置４０を備えている。
【００６１】
本実施形態において、検出装置４０は、Ｘ軸方向に関する保持装置１７の少なくとも一部の位置を検出する。本実施形態において、ナセル７に対する第２回転軸１９の位置（軸方向の位置）はほぼ変化しない。また、検出装置４０は、ナセル７に固定される。検出装置４０は、Ｘ軸方向に関する保持装置１７の少なくとも一部の位置を検出することによって、Ｘ軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との相対位置を検出することができる。
【００６２】
上述のように、保持装置１７の固定部材３１は、第２部材１９に固定されている。検出装置４０は、固定部材３１の位置を検出することによって、軸方向に関する第２部材１９の位置を検出することができる。また、保持装置１７により第２部材１９が保持された状態において、軸方向に関する第２部材１９に対するインナーリング２１及びアウターリング２２の位置は一定である。検出装置４０は、インナーリング２１及びアウターリング２２の位置の少なくとも一方の位置を検出することによって、軸方向に関する第２部材１９の位置を検出することができる。
【００６３】
検出装置４０は、レーザ変位計を含んでもよいし、渦電流式変位計を含んでもよいし、抵抗式変位計を含んでもよい。検出装置４０がレーザ式変位計を含み、保持装置１７を介して第２部材１９の位置を検出する場合、レーザ光を反射可能な計測ミラーが保持装置１７に配置される。
【００６４】
なお、検出装置４０は、保持装置１７を介さずに、第２部材１９の少なくとも一部の位置を検出してもよい。例えば、第２部材１９の少なくとも一部に、レーザ光を反射可能な計測ミラーが配置されてもよい。
【００６５】
例えば、図６に示した例において、保持装置１７による保持が解除される前に、軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との相対位置（相対距離）Ｗｒが検出装置４０によって検出される。ダイヤフラム２０が変形したとき保持装置１７による保持が解除され、軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との相対位置（相対距離）が調整される。軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との距離が調整された後、その距離が検出装置４０によって検出される。検出装置４０の検出結果に基づいて、軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との距離が所期の距離Ｗｋ（距離Ｗｒと距離Ｄとの和）であるかどうかが確認される。検出結果４０の検出結果に基づいて、軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との距離を確認しつつ、軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との距離が所期の距離（目標値）Ｗｋになるように、軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との距離の調整が行われる。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態によれば、第２部材１９と第２回転軸６との相対位置の調整作業において、検出装置４０を用いて、その相対位置を確認しながら、調整作業を行うことができる。これにより、第２部材１９と第２回転軸６との相対位置の調整作業を円滑且つ精確に行うことができる。
【００６７】
なお、検出装置４０は、軸継手５Ｂに常設されてもよいし、第２部材１９と第２回転軸６との相対位置の調整作業時にのみ設置されてもよい。例えば、検出装置４０の設置ポートを準備しておき、検出装置４０を用いる処理を実行するとき、その設置ポートに検出装置４０を設置してもよい。検出装置４０を用いる処理が終了したとき、その設置ポートから検出装置４０が搬出されてもよい。
【００６８】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。以下の実施形態において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００６９】
図８は、本実施形態に係る軸継手５Ｃの一例を示す図である。図８に示すように、軸継手５Ｃは、Ｘ軸方向にアウターリング２２を移動する駆動装置５０を備えている。本実施形態において、駆動装置５０は、図４及び図５を参照して説明したボルト部材３３を回転する回転モータを含む。駆動装置５０を設けることにより、アウターリング２２を円滑に移動することができる。
【００７０】
なお、駆動装置５０が、図４及び図５を参照して説明した可動部材３２をＸ軸方向に移動可能な油圧ピストン（又は水圧ピストン）を含んでもよい。その場合、ボルト部材３３は省略されてもよい。なお、駆動装置５０は、可動部材３２を介さずに、アウターリング２２を軸方向に移動してもよい。その場合、可動部材３２は省略可能である。
【００７１】
なお、駆動装置５０は、軸継手５Ｃに常設されてもよいし、アウターリング２２の移動作業時にのみ設置されてもよい。例えば、駆動装置５０の設置ポートを準備しておき、駆動装置５０を用いる処理を実行するとき、その設置ポートに駆動装置５０を設置してもよい。駆動装置５０を用いる処理が終了したとき、その設置ポートから駆動装置５０が搬出されてもよい。
【００７２】
なお、第２実施形態と第３実施形態とが組み合わされてもよい。例えば、検出装置４０の検出結果に基づいて、軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との相対距離が目標値であると判断された場合、第２部材１９及び第２回転軸６がアウターリング２２で締め付けられるように、駆動装置５０がアウターリング２２をＸ軸方向に移動してもよい。また、検出装置４０の検出結果に基づいて、Ｘ軸方向に関する第２部材１９と第２回転軸６との相対距離が目標値でないと判断された場合、第２部材１９及び第２回転軸６がアウターリング２２で締め付けられないように、駆動装置５０によるアウターリング２２の移動が開始されないようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１  水流発電装置
２  ブレード
３  ロータヘッド
４  第１回転軸
５  軸継手
６  第２回転軸
７  ナセル
９  発電機
１６  ダイヤフラムカップリング
１７  保持装置
１８  第１部材
１９  第２部材
２０  ダイヤフラム
２１  インナーリング
２１Ｔ  テーパ面
２２  アウターリング
２２Ｔ  テーパ面
３０  移動装置
４０  検出装置
５０  駆動装置
【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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