(57)【要約】  本発明は、一方の側がローターブレードハブに、もう一方の側がローターブレードに直接または間接的に連結する、互いに反対方向に回転する二つのリング状のエレメントと、ほぼシリンダー形、すなわち回転軸に対して正確に回転対称になっているほぼ円筒形（円柱形、三角錐、ニードル形、樽形など）のロールを具備する、軸方向に互いにずれた位置にある少なくとも二つのスライドレーンを備え、また、風圧に起因し、ローターブレードやベアリングユニットにも作用するピッチングモーメントや、その他のモーメント力およびモーメントを完全に受け止めるため、回転するほぼシリンダー形のロールを有する二つのスライドレーンが該両連結エレメントの間に設置され、さらに、該ロールの向きは、該ロールの回転軸が、関係するローターブレードの縦軸と交差し、該両軸が形成する角度が３０°から９０°の範囲にある、特に風力発電機の長く延伸するローターブレード用ベアリングユニット、およびそうしたローターブレードベアリングを装備した風力発電機ならびにこの種の風力発電機を稼動する方法に係る。
2008542650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車のローターハブ（３）にベアリングユニット（１；１’；５２）によって保持されている長く延伸する少なくとも一つのローターブレードと、風速が一定しているためブレードの調整が不要の場合に、単数または複数の該ローターブレードをコントロールし、該単数または複数のローターブレードを、少なくとも風力発電機の稼動中は、常時および／または定期的にそのまたはそれらの縦軸を軸として回転させる一つの制御装置を備えた風力発電機であって、この場合、該ベアリングユニット（１；１’；５２）は、軸を同じくする二つの連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）を備えており、これらの連結エレメントのうちインナーリング（１３）は、ローターブレード（２）の後方端部（５）と堅固に連結され、もう一方のアウターリング（１４）はローターハブ（３）と堅固に連結し、また、該両連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）は互いに向き合う外表面（５９，６０）を具備し、また、互いに向き合う該外表面の間には隙間があるため、該連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）は互いに反対方向へ自由に回転できるようになっており、かつ
ａ）互いに向き合う二つの外表面（５９，６０）間の隙間では、外側の連結エレメント（１４）の内面および、放射方向内側に位置する連結エレメント（１３）の外面には、それぞれ周囲を取り巻くエリア（２１，３６）が設けられ、また該エリアには、それぞれ連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）のスライドレーン（６３）と
、もう一方の連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）のスライドレ
ーン（６４）の間で回転するロール（２４、２５；６１，６２）用のスライドレーン（６３，６４）が設けられており；
ｂ）該両連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）間にあるリング状の隙間に挿入入されているロール（２４，２５；６１，６２）は、外部から完全に遮断された空間内で回転し；
ｃ）また、各連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）には、一連の回転するロール（２４，２５；６１，６２）用に、軸方向に互いにずれているスライドレーン（２２，２３；３６，３７；６３，６４）が少なくとも二つも設けられており；
ｄ）また、軸方向に互いにずれた位置にある二つのスライドレーンのロール（２４，２５；６１，６２）は、各外表面（２６）が回転軸（３１；６９，７０）に対して正確に回転対称になったほぼシリンダー形（円柱形、三角錐、ニードル形、樽形など）になっており；
ｅ）また、軸方向に位置がずれている二つスライドレーンの該ロール（２４，２５；６１，６２）の向きは、該ロールの回転軸（３１；６９，７０）が、関係するローターブレード（２）の縦軸と交差し、該両軸が形成する角度が３０°から９０°の範囲、特に４０°から９０°、なかでも特に４５°から９０°の範囲になるようになっており；
ｆ）そしてさらに、同軸の二つの連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）は、それぞれリング状の形状になっており、またそれぞれローターハブ（３）および後方のリング状連結面（６）との連結用となる、環状に配置された固定用ホール（１７，１８；５７，５８）を備えていることを特徴とする風力発電機。
【請求項２】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の、軸方向に位置がずれている二つスライドレーンのロール（２４，２５；６１，６２）の向きは、該ロールの回転軸（３１；６９，７０）がほぼ放射方向を向く、すなわち、関係するローターブレード（２）の縦軸と直角になっていることを特徴とする請求項１の風力発電機。
【請求項３】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の、リング状連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）が具備する互いに反対側に位置する前面（１５，１６；５５，５６）は、一方の側がローターハブ（３）と、もう一方の側は関係するローターブレード（２）と直接またはリングやプレートを介し間接的に連結する連結面としても機能していることを特徴とする請求項１または２の風力発電機。
【請求項４】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の両連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）間の、それぞれ一つのロールスライドレーンと該スライドレーンに隣接する連結面（１５，１６；５５，５６）との間にあるリング状の隙間は、密閉されている（４０，４１）ことを特徴とする請求項３の風力発電機。
【請求項５】
関係するローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の、該ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）のもう一方の連結エレメント（１３；１４’）側の外表面には、周囲を取り巻く形状の突起したノーズ（２１；２１’）が設けられていることを特徴とする請求項１から４の中のいずれか一つの風力発電機。
【請求項６】
該ノーズ（２１；２１’）のリング状の両側面（２２，２３）は、それぞれ一つのロール列を形成し、ほぼシリンダー形をしている該ロール（２４，２５；６１，６２）のスライドレーンとして機能することを特徴とする請求項５の風力発電機。
【請求項７】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の、ほぼシリンダー形をしたロール（２４，２５；６１，６２）のスライドレーン（２２，２３，３７）は、関係するローターブレード（２）の縦軸とほぼ直交するほぼ平坦な円形の面に沿って延伸していることを特徴とする請求項６の風力発電機。
【請求項８】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の、該両連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）の互いに向き合う二つの外表面（３３）の間には、第三のベアリングポジション（３５）が少なくとも一つ設けられていることを特徴とする請求項１から７の中のいずれか一つの風力発電機。
【請求項９】
第三のベアリングポジション（３５）は、ほぼシリンダー形になっている該ロール（２４，２５；６１，６２）用の、二つのスライドレーンの間にあり、またその向きは、該ベアリングポジションの回転軸（３１；６９，７０）が、関係するローターブレード（２）の縦軸と平行にならない向きなっていることを特徴とする請求項８の風力発電機。
【請求項１０】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の、第三ベアリングポジション（３５）も、同様にローラーベアリングになっていることを特徴とする請求項８または９の風力発電機。
【請求項１１】
第三ベアリングポジションのローラーベアリング（３５）の回転軸は、ローターブレード（２）の縦軸とほぼ平行になっていることを特徴とする請求項１０の風力発電機。
【請求項１２】
第三ベアリングポジションのローラーベアリング（３５）は、その回転軸がローターブレード（２）の縦軸（３１；６９，７０）と平行になっていないロール（２４，２５；６１，６２）より小形であることを特徴とする請求項１０または１１の風力発電機。
【請求項１３】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の第三ベアリングポジション（３５）は、スライディングベアリングになっていることを特徴とする請求項８または９の風力発電機。
【請求項１４】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）のスライドレーン（２２，２３，３７）において、その回転軸（３１；６９，７０）が、関係するローターブレード（２）の縦軸と平行になっていないロール（２４，２５；６１，６２）と接触する有効幅は、該両連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）の互いに向き合う二つの外表面（３３）の間に挿入されているベアリング（３５）の滑り面ないしスライドレーン（３４）の有効幅より広くなっていることを特徴とする請求項８から１３の中のいずれか一つの風力発電機。
【請求項１５】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の連結エレメント（１３；１４’）は、ローターブレード（２）の縦軸とほぼ直角な面（４２）に沿って分割されていることを特徴とする請求項１から１４の中のいずれか一つの風力発電機。
【請求項１６】
その回転軸（３１；６９，７０）が、関係するローターブレード（２）の縦軸と平行になっていないロール（２４，２５；６１，６２）の、一方または両前面と外表面の間にある移行部分（２７，２８）は、中高になっていることを特徴とする請求項１から１５の中のいずれか一つの風力発電機。
【請求項１７】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の、その回転軸（３１；６９，７０）が関係するローターブレード（２）縦軸と平行になっていないロール（２４，２５；６１，６２）は、中空構造になっていることを特徴とする請求項１から１６の中のいずれか一つの風力発電機。
【請求項１８】
隣接する中空ロール（２４，２５；６１，６２）は、前面側の連結エレメントによって互いに連結され、また該連結エレメントは、少なくとも部分的にロール（２４，２５；６１，６２）と噛み合い、その中空空間内に侵入していることを特徴とする請求項１７の風力発電機。
【請求項１９】
該連結エレメントは互いに連結し、一つまたは複数のリテーナになることを特徴とする請求項１８の風力発電機。
【請求項２０】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の、ロール（２４，２５；６１，６２）を設置するために設けられているスライドレーンの断面に関しては、ベアリングユニット（１；１’；５２）が取り付けられておらず無負荷状態時の該断面が、該ベアリングユニットに設置するロール（２４，２５；６１，６２）の縦断面と、少なくとも部分的には一致していないことを特徴とする請求項１から１９の中のいずれか一つの風力発電機。
【請求項２１】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の、ロール（２４，２５；６１，６２）を設置するために設けられているスライドレーンの軸方向の長さは、ロール（２４，２５；６１，６２）の該軸方向に対応する部分の直径より、少なくとも部分的には短くなっていることを特徴とする請求項２０の風力発電機。
【請求項２２】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の、その回転軸（３１；６９，７０）が関係するローターブレード（２）の縦軸と平行になっていないロール（２４，２５；６１，６２）の前面（２９）は、ニンジンのように湾曲していることを特徴とする請求項１から２１の中のいずれか一つの風力発電機。
【請求項２３】
ニンジンのように湾曲した該前面（２９）の湾曲半径は、アウターリング（１４）の内径の半径とほぼ一致していることを特徴とする請求項２２の風力発電機。
【請求項２４】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の隣接するロール（２４，２５；６１，６２）の間には、それぞれ一つのスペーサーが挿入されており、また該スペーサーの放射方向の縦断面は、一つのロール（２４，２５；６１，６２）の、放射方向の縦断面より短いか、またはまったく同じ大きさになっていることを特徴とする請求項１から２３の中のいずれか一つの風力発電機。
【請求項２５】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の連結エレメント（１３，１４；５３，５４）には、スレッドが設けられていないことを特徴とする請求項１から２４の中のいずれか一つの風力発電機。
【請求項２６】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）の、一つの連結エレメント（１３’，１４’）にはスレッド（４６）が設けられていることを特徴とする請求項１から２４の中のいずれか一つの風力発電機。
【請求項２７】
ローターブレードのベアリングユニット（１；１’；５２）のインナーリング（１３’）の内面にはスレッド（４６）が設けられていることを特徴とする請求項２６の風力発電機。
【請求項２８】
風速が一定しているためブレードの調整が不要の場合に、単数または複数の該ローターブレードをコントロールし、該単数または複数のローターブレードを、少なくとも風力発電機の稼動中は、常時および／または定期的にそのまたはそれらの縦軸を軸として回転させる一つの制御装置を備えた風力発電機の風車のローターハブ（３）に、長く延伸するローターブレード（２）を保持するベアリングユニット（１；１’；５２）であって、この場合、該ベアリングユニット（１；１’；５２）は、軸を同じくする二つの連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）を備えており、これらの連結エレメントのうちインナーリング（１３）は、ローターブレード（２）の後方端部（５）と堅固に連結され、もう一つのアウターリング（１４）はローターハブ（３）と堅固に連結し、また、該両連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）は互いに向き合う外表面（５９，６０）を具備し、互いに向き合う該外表面の間には隙間があるため、該連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）は互いに反対方向へ自由に回転できるようになっており、互いに向き合う二つの外表面（５９，６０）間の隙間では、外側の連結エレメント（１４）の内面、および放射方向内側に位置する連結エレメント（１３）の外面には、それぞれ周囲を取り巻くエリア（２１，３６）が設けられ、また該エリアには、それぞれ連結エレメント（１３，１４；１３’、１４’；５３，５４）のスライドレーン（６３）と、もう一方の連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）のスライドレーン（６３）間の、外部から完全に遮断された空間内で回転するロール（２４、２５；６１，６２）用のスライドレーン（６４）が設けられており、また連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）には、軸方向に互いにずれている、一連の回転するロール（２４，２５；６１，６２）用のスライドレーン（６３，６４）が少なくとも二つ設けられており、また該ロール（２４，２５；６１，６２）は、各一つの外表面（２６）が回転軸（３１；６９，７０）に対して正確に回転対称になっているほぼシリンダー形（円柱形、三角錐、ニードル形、樽形など）になっており、かつ、
ａ）同軸の二つの連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）は、それぞれリング状の形状になっており、また環状に配置された固定用ホール（１７，１８；５７，５８）を備えており、
ｂ）そしてさらに、軸方向に位置がずれている二つスライドレーンの、シリンダー形のロール（２４，２５；６１，６２）の向きは、該ロールの回転軸（３１；６９，７０）が、関係するローターブレード（２）の縦軸と交差し、該両軸が形成する角度が３０°から９０°の範囲、特に４０°から９０°、なかでも特に４５°から９０°の範囲になるようになっていることを特徴とするベアリングユニット。
【請求項２９】
風車のローターハブ（３）がベアリングユニット（１；１’；５２）によって保持されている長く延伸する少なくとも一つのローターブレードを備えた風力発電機を稼動する方法であって、この場合、該ベアリングユニットは、軸を同じくする二つの連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）を備えており、これらの連結エレメントのうちインナーリング（１３）は、ローターブレード（２）の後方端部（５）と堅固に連結され、もう一つのアウターリング（１４）はローターハブ（３）と堅固に連結し、また、該両連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）は互いに向き合う外表面（５９，６０）を具備し、互いに向き合う該外表面の間には隙間があるため該連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）は互いに反対方向へ自由に回転でき、また、単数または複数の該ローターブレード（２）は、風速が一定しているためブレードの調整が不要の場合、少なくとも風力発電機の稼動中は、常時および／または定期的にそのまたはそれらの縦軸を軸として回転し、さらに、
ａ）少なくとも一つのローターブレードをベアリングで保持するためにベアリングユニット（１；１’；５２）が設置されており、このベアリングユニットは互いに向き合う二つの該外表面間（５９，６０）にある隙間内の、各連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）の部分には、一方の連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）のスライドレーン（６３）と、もう一方の各連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）のスライドレーン（６４）の間でそれぞれ回転する一連の回転ロール（２４，２５；６１，６２）用のスライドレーン（６３，６４）が少なくとも二つ互いに位置をずらして設けられており、
ｂ）該両連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）間のリング状の隙間に入っているロール（２４，２５；６１，６２）は、外部から完全に遮断された空間内で回転し、
ｃ）また、各連結エレメント（１３，１４；１３’，１４’；５３，５４）には、軸方向に互いにずれている、一連の回転するロール（２４，２５；６１，６２）用のスライドレーン（２２，２３；３６，３７；６３，６４）が少なくとも二つも設けられており、
ｄ）軸方向に互いにずれた位置にある二つのスライドレーンのロール（２４，２５；６１，６２）は、各一つの外表面（２６）が回転軸（３１；６９，７０）に対して正確に回転対称になったほぼシリンダー形（円柱形、三角錐、ニードル形、樽形など）になっており；
ｅ）また、軸方向に位置がずれている二つスライドレーンのロール（２４，２５；６１，６２）の向きは、該ロールの回転軸（３１；６９，７０）が、関係するローターブレード（２）の縦軸と交差し、該両軸が形成する角度が３０°から９０°の範囲、特に４０°から９０°、なかでも特に４５°から９０°の範囲になることを特徴とする風力発電機の稼動方法。
【請求項３０】
ローターブレード（２）の角度は、風車の角度に合わせて調整されることを特徴とする請求項２９の方法。
【請求項３１】
ローターブレード（２）の回転周期は、風車の回転周期が事前に定めた最低値を下回らない範囲内で、該風車の回転周期に対応していることを特徴とする請求項２９または３０の方法。
【請求項３２】
風車の回転周期が事前に定めた最低値を下回らない場合、ローターブレード（２）の回転周期はほぼ一定に保たれていることを特徴とする請求項２９から３１の中のいずれか一つの方法。
【請求項３３】
周期的な調整運動は二つの極限値の間を往復することを特徴とする請求項２９から３２の中のいずれか一つの方法。
【請求項３４】
ローターブレード（２）の回転の振幅は、実際の測定結果を基に、または変化する風速の予想値を制御技術的な方法で事前に定めることにより、該ローターブレードがその上端のポジションおよび下端のポジションにある場合に該ローターブレードが受ける地上の様々な風速に応じて、事前に定めることを特徴とする請求項３３の方法。
【請求項３５】
稼動中、ローターブレード（２）の回転の振幅は、回転を確保できる事前に定めた最低値を下回らないようになっていることを特徴とする請求項３４の方法。
【請求項３６】
ローターブレード（２）の回転の両極限値の平均は、風速によって変動することを特徴とする請求項３２から３５の中のいずれか一つの方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転するロールを備え、軸方向に互いにずれた位置にある二つのスライドレーンを有する、特に風力発電機の長く延伸するローターブレード用のベアリングユニットと、そうしたローターブレードベアリングユニットを装備した風力発電機、およびこの種の風力発電機を稼動する方法に係る。
【０００２】
風力発電機は大形化が進み、特にそのローターの直径はますます巨大化している。それに伴い、全体の保持ユニットおよびベアリングユニットにかかる負荷も増大している。この点は、ブレードの角度調整に使用し、出力を最適な状態にコントロールし、また強風時にはスイッチを遮断するなど様々な風速への対応を可能にするブレードベアリングに関しても同様である。ブレードベアリングの場合、最も大きな負荷がかかる部分は、風圧の中心（風圧Ｃｐの中心、ローターブレードユニットのほぼ中心）に集中する風の負荷をブレードベアリングに伝達するコンポーネントである。このコンポーネントは、ブレードベアリングがアングルポイントになっているものとみなす必要があり、また、レバーアームの長さを考慮すると、風の負荷によりブレードのルーツ部分やブレードベアリングには極めて大きな曲げの力がかかる。この曲げモーメントに関しては、ブレードベアリングの場合は同じ回転角度で互いにずれて取り付けられているローターブレードによって生み出される曲げモーメントの大部分が互いに打ち消されるため、ローター用のベアリング全体より、ブレードベアリングの方がはるかに大きくなる。また、風力の平均値が大きく変動した場合、すなわち極く稀な場合にしか、しかも調整を目的としてしか回転しないローターブレードのベアリングと異なり、風力発電機のローターの場合は、回転モーメントが伝わっている間は常に回転しており、そのため、該ローターのロールに局所的な負荷がかかることはない。
【０００３】
ＤＥ３７３２７３０Ａ１では、風力発電機のローターブレード用の耐荷ボールベアリングが公開されている。その一つの実施例では、軸方向に回転軸から互いに距離を置いて設置された二つのベアリングユニットが提示されており、該ベアリングユニットは、それぞれ一つのヒンジベアリング、シリンダー形ローラーベアリング、ニードル形ローラーベアリングから構成され、また、該シリンダー形ローラーベアリングは外側のリングユニットから該ヒンジベアリングのアウターリングへ放射方向の力を、一方、該ニードル形ローラーベアリングは、外側のリングユニットから該ヒンジベアリングのアウターリングへ軸方向の力をそれぞれ伝達し、さらに、該ヒンジベアリングのインナーリングは該二つの力をハブに伝達する。風力に起因する大きなピッチングモーメントを抑えるため、二つのベアリングユニットが取り付けられている。この種のベアリングユニットはそれぞれ一つのスラストベアリングとラジアルベアリングを備えているため、風力に起因するピッチングモーメントやブレードルーツ部分の曲げモーメントにより、互いに逆方向となる二つの放射方向の力（各ラジアルベアリングには放射方向の力が発生する）と、互いに逆方向となる二つの軸方向の力（各スラストベアリングには軸方向の力）が発生する。この場合、四箇所すべてのベアリングポジションのピッチングモーメントおよびブレードルーツ部分の曲げモーメントは、該ベアリングの間の幾何学的な距離によって変化し、各力はかなり大きく分割されるため、すべてのラジアルベアリングとスラストベアリングはそうした負荷に充分耐えられる構造にしておく必要がある。こうした負荷を軽減して充分に耐えられるレベルにするためには、該両ベアリングユニットの間に、該両ベアリングユニットを分離するうえで必要な最小限の間隔を確保しなければならない。しかしながら、計四箇所すべてのベアリングポジションに高い強度を有する二つのベアリングユニットを使用するとなると、スライドレーンになるインナーリングとアウターリングが各ベアリングに必要となり、構造的にもコスト増を招くことになる。
【特許文献１】ＤＥ３７３２７３０Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記のような従来の技術が抱える欠点から出発し、特に強風時においてローターベアリングよりはるかに大きなピッチングモーメントが加わる関係パーツに求められる特殊要件を常に満たし、比較的厳しい負荷がかかる情況下においても充分対応できる、風力発電機のローターブレードベアリングを創出することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、同種のローターブレードのベアリングユニットに、一方の側がローターブレードハブに、もう一方の側がローターブレードに直接または間接的に連結する、互いに反対方向に回転する二つのリング状のエレメントを設置し、また軸方向に互いにずれた位置にある二つのスライドレーンのロールをほぼシリンダー形、すなわち回転軸に対して正確に回転対称になったほぼ円筒形（円柱形、三角錐、ニードル形、樽形など）にし、風圧に起因するローターブレードそしてさらにはベアリングユニットにも作用するピッチングモーメント（また、場合によっては、ブレードの自重や遠心力などのその他の力、および／または時折ブレードが垂直軸に対して傾斜した場合のモーメントなど）を完全に受け止めるため、該両連結エレメントの間に、回転するほぼシリンダー形のロールを備えた、軸方向に互いにずれている二つのスライドレーンを設け、さらに、該ロールの向きは、該ロールの回転軸が、関係するローターブレードの縦軸と交差し、該両軸が形成する角度が４５°から９０°の範囲になるようにすることでこの課題を解決している。
【０００６】
この場合、「ほぼシリンダー形」とは数学的に定義された純粋な円柱に限定されるものではなく、むしろ、一つの外表面と、エッジや丸みを帯びた湾曲部分によって該外表面と区別できる、末端の二つの前面を有する回転体、すなわち、シリンダー形、三角錐、ニードル形、樽形なども含まれる。ただし、曲率半径が一定で、外表面と前面の区別がつかず、その回転軸が他の軸や方向と区別できない球は含まれない。この場合、該ロールの縦軸は、後述するように、ローターブレードにおける力の関係を考慮しており、また軸方向の力は放射方向の力より大きくなっている。また、該ロール用の二組のスライドレーンは、互いに逆方向に回転する連結エレメントに取り付けられているが、その場合、そうした一連のロールが、軸方向の圧力を一方の方向へ、また別な同様の圧力を、共通の回転軸に沿って前記の方向とは正反対の方向へ伝達できるようになっている。こうした構造にしたのは、一つのローターブレードの直径が２ｍから３ｍ程度とかなり大形であり、また、風の負荷に起因するピッチングモーメント用に、ブレードベアリングに設けたアングルポイントは、該ローターブレードのセンターの縦軸を横切る、ローターの軸と直角な線の近傍に位置するという考えによるものである。そのため、補助としてさらに二つのラジアルベアリングを設置する必要がない。また、風に起因する大きなピッチングモーメントは、ローターブレードのルーツ部分に、これらのアングルポイントおよび連結面を軸とする曲げモーメントを発生させ、またこの曲げモーメントは、ブレードベアリングの、アングルポイントを確定する直線に対して９０°ずれているエリア内、または向き合う側においては軸方向の圧縮力として現れる。これらの軸方向の力は、本発明の二箇所のベアリングポジションによって受け止める。風圧によるピッチングモーメントを支えるのは一組の軸方向の力だけである。ベアリングリングを放射方向に拡張させ、密閉を困難にする放射方向の力が発生しないようになっている。この点は、まさに一組のラジアルベアリングを断念することによって得られる長所なのである。また本発明により、極く稀にしか調整することがなく、そのため負荷に関しては極めて不利な情況に置かれるブレードベアリングに、ヒンジベアリングを用いる必要がなくなる。さらには、アクシルジャーナルも不要になる。ピッチングモーメントは軸方向の力によって完全に支えられるため、第二のベアリングユニットも不要となり、結果的にパーツの数も削減され、しいてはベアリングユニットの故障発生率も大幅に削減されることになり、一方、組み立ては大幅に簡素化され、複数のベアリングポジションを互いに調整するといった作業も不要となっている。
【０００７】
軸方向に互いにずれた位置にある両スライドレーンのロールの向きを、該ロールの回転軸がほぼ放射方向を向く、すなわち関係するローターブレードの縦軸と直角にすることも本発明の枠内に含まれる。このような構造にした場合、該両スライドレーンのロールが放射方向の力を伝達することはまったくない。後述することではあるが、ローターブレードのセンタリング用に、放射方向の力を支えるロール用にもう一つスライドレーンが設けられている。これにより、力の関係が明瞭になり容易に把握できるようになっている。
【０００８】
該両連結エレメントを同軸にし内側と外側に配置することで、軸方向に互いにずれた位置にある二つのベアリングポジションには、該連結エレメントの間にスペースが生じる。
【０００９】
該両連結エレメントには、それぞれ環状に配置された固定用ホールが設けられていることも優れた点となっている。この場合、該固定用ホールはスレッドが施されたサックホールか、またはネジやボルト、もしくは同種のもので、ローターブレードやローターハブに差し込めるか固定できる貫通ホールにすることも可能である。
【００１０】
特に、リング状の該連結エレメントの互いに向き合う前面は、一方の面はローターハブとの、またもう一方の面はローターブレードとの連結面として機能している。そのため、ベアリングユニットをこれらの両連結エレメント間に挿入できるようになっている。
【００１１】
両連結エレメント間のリング状の隙間が、該両連結面のエリア内でそれぞれ密閉されている場合には、ロールは外部から完全に遮断された空間内で回転する。そのため、海の近くの、塩分を含む腐食性の空気などの影響を排除でき、また埃などの侵入も防止できるため、グリスやその他の潤滑剤もロールのエリア内に留め置くことができるようになっている。
【００１２】
さらに別な長所として、少なくとも一つの連結エレメントの、もう一方の連結エレメント側の外表面には、突起し丸みを帯びたノーズが少なくとも一つの設けられている点が挙げられる。軸方向の力は、このノーズの側面を経て、関係する連結エレメントに伝達されるようになっている。
【００１３】
本発明の考え方をさらに発展させた場合には、該ノーズの軸方向の長さを、該両ベアリングのロール間の間隔と一致させることも可能である。その場合、該ノーズの二つの環状側面を、各ベアリングポジションのほぼシリンダー形をしているロールのスライドレーンとして形成または使用することができる。
【００１４】
また、本発明をさらに発展させ、ほぼシリンダー形のロール用のスライドレーンを、関係するローターブレードの縦軸と直交するほぼ平坦な円形の面に沿って延伸させることも可能である。製造技術的には平面の方が湾曲面より容易に実現できる。また、本発明では、当該ベアリングによって伝達されるのは軸方向の力のみであり、そのため、スライドレーンが湾曲するような事態は発生せず、またダブルアンギュラーローラーベアリングの場合のように、関係するローターブレードの縦軸に対し約４５°と大きな角度をつける必要もない。
【００１５】
本発明のベアリングは、該両連結エレメントの互いに向き合う二つの外表面の間に、少なくとも一つの第三のベアリングポジションが挿入されていることも長所となっている。これまで説明してきたベアリングと異なり、この第三のベアリングは、風力とも関連する風圧を、関係するローターブレードからローターハブに伝達する機能を備えている。確かに風力自体によってこの第三のベアリングが受ける負荷は、風の負荷に起因するピッチングモーメントによる負荷と比べて遥かに小さいが、本発明のベアリングはほぼシリンダー形のロールであるため、放射方向の力の力を伝達できないことを考えると、決して無視することはできない。放射方向の力は別なベアリングが伝達するようになっている。
【００１６】
また本発明では、第三のベアリングポジションがほぼシリンダー形をしているロール用の、二つのスライドレーンの間にあり、またその向きに関しては、該第三ベアリングの回転軸が、関係するローターブレードの縦軸のほぼ放射方向に向いている構造になっている点も長所となっている。その結果、第三のベアリングポジションないし補助ベアリングを前記該両ベアリングの間に軸方向に設置し、特に該両ベアリング間のノーズエリアに設置することにより、構造上のスペースが大幅に削減されている。
【００１７】
ローターブレードの調整を極力容易にするため、第三のベアリングポジションもローラーベアリングにすることも可能であり、その場合には、それらのロールの回転軸は、ローターブレードの回転軸とほぼ平行になる。また、第三のベアリングによって伝達される力は、先に説明した該両ベアリングによって伝達される力よりはるかに小さいため、第三のベアリングのロールは、先に説明した該両ベアリングの、その方向が関係するローターブレードの縦軸に対しほぼ放射方向に向いているロールの体積より小さくすることができる。
【００１８】
さらに、第三のベアリングポジションはスライディングベアリングにすることも可能である。この場所のベアリングには比較的小さな力しかかからないため、スラインディングベアリング内にも大きな摩擦力は発生しない。
【００１９】
第三のベアリングポジションないし補助ベアリングに作用する力が比較的小さいという事実から、該両連結エレメントの互いに向き合う二つの外表面の間に挿入されている第三のベアリングポジションのスライドレーンまたは滑り面の有効幅を、その回転軸が関係するローターブレードの縦軸に対してほぼ放射方向を向いているロールと接触するスライドレーンの有効幅より狭くできるという利点も得られる。
【００２０】
リング状の両各連結エレメントを、該両連結エレメント間に取り付けるロールや場合によってはスペーサーやロールリテーナなどと一緒に組み立てる場合に、組み立て作業を軽減するため、本発明では、ローターブレードの縦軸とほぼ直角な方向の面に沿って連結エレメントを分割し、分割した二つのハーフパーツを外すとロールを挿入できる構造にすることを推奨している。
【００２１】
本発明では、リング状の両連結エレメントの間に設置されているロールや、場合によってはスペーサーないしロールリテーナと共にリング状の該両連結エレメントを組み立てる作業を容易にするため、連結エレメントを、ローターブレードの縦軸とほぼ直角な方向に延伸する面に沿って分割することにより、ロールを入れる両ハーフパーツを取り外せるようにしている。負荷がかかった状態のロールが、スライドレーンと平行になるようにするため、該ロールを挿入するために設けられているスライドレーンの断面を少なくとも部分的には、そこに挿入するロールの縦断面に一致させるのではなく、むしろ放射方向にしだいに狭くし、該ロールに応力を与える構造にしている。該スライドレーンが、ロール自体の影響や、場合によっては負荷がかかることによって拡張した場合でも、該スライドレーンは該ロールと密着し、滑らかにスライドするようになっている。この滑らかな動きを実現するため、ロールを挿入するために取り付けたスライドレーンの断面は、少なくとも部分的には、該ロールの対応する部分の直径より小さくなっている。
【００２２】
本発明のベアリングの耐久性を高めるため、その回転軸が、関係するローターブレードの縦軸に対してほぼ放射方向を向いているロールの外表面と該外表面に隣接する少なくとも一つの前面との間に、エッジをカットし湾曲させた部分、すなわち面取りを施し丸みを持たせた移行部分を少なくとも一つ設けている。これにより、稼動中にベアリングユニットが弾性変形を引き起こしスライドレーンに斜めに圧縮力が作用しても、面取りした該移行部分に、スライドレーンとの接触面が充分確保されているため、充分対応できるようになっている。
【００２３】
本発明のベアリング内の磨耗を軽減するもう一つの対策として、その回転軸が、関係するローターブレードの縦軸に対してほぼ放射方向を向いているロールの少なくとも一つの前面をニンジンのような形状（即ち、ドーム状の形状）にしている点が挙げられる。そうした形状にすることで、ロールの、放射方向外側に位置する前面は、そこにある連結エレメントの内面に沿って滑るためスライドレーンが拡大し、しかも磨耗は極めて少ない。この意味では、ニンジン形の前面の湾曲半径を、該アウターリングの内面の半径とほぼ同じ、または小さくすると良い。
【００２４】
該ロールの弾力性を高めることも磨耗を削減する効果があるが、これは、ベアリングユニットに大きな負荷がかかった場合、すなわち該ベアリングユニットが大きく弾性変形した場合、少なくとも極く限られた部分は弾性変形するが、その後は再びもとの状態に戻り変形が残ることはない。こうした弾力性を高める方法として、その回転軸の向きが、関係するローターブレードの縦軸に対して放射方向を向いているロールを中空構造にするという方法がある。中空にするには、ロールの回転軸に沿って同軸に貫通ホールを開けるなどの方法がある。弾力性は、該貫通ホールの厚さや残りの周辺部分の厚さを変えることで正確に調整することができる。
【００２５】
このような中空空間を活用し、隣接する中空ロールを、前面側の連結エレメント間に密着させて通すことによって一定の距離を維持することも可能であるが、その場合は、該連結エレメントは少なくともその一部が該ロールの中空空間内に食い込んでいることが前提となる。こうした中空空間は、もっとも単純な場合にはＣ形のクランプを取り付け、それらの両端を、二つの隣接する円筒形またはほぼシリンダー形のロールの、各一つのセンターホールや同軸ホールと噛み合うようにしておくことも可能である。
【００２６】
また、この種の連結エレメントの場合には、それらを一つまたは複数のリテーナないしリテーナ状のエレメントにまとめることも可能である。このようなリテーナ状のエレメントの長さは、限定された中心角の範囲に留まりロール列の全周に及ぶことはなく、および／またはロールの内側もしくは外側に位置する前面、またはその両者と噛み合っている。
【００２７】
別な方法として、隣接するロールとの間に、その放射方向の縦断面が、ロールの放射方向の縦断面とまったく同じ長さ、またはより短いスペーサーを挿入することも可能である。この場合には、該ロール自体を長くして体積が最大になる構造にすると、挿入する空間が確定されリテーナ用のスペースがなくなることから、より大きな力を伝達できるようになる。
【００２８】
本発明の第一の実施例の枠では、いずれの連結エレメントにもスレッドが設けられていない。このような場合、ローターブレードの調整は、油圧シリンダーで行なうが、その場合、油圧シリンダーは、該ローターブレードの縦軸と同軸にならないようにしてローターブレードに設置し、また該油圧シリンダー自体はローターハブで保持するか、またはその逆にしておく。
【００２９】
また、ローターブレードの調整用に、一つの連結エレメント、特にインナーリングの内側にスレッドを設け、ピニオンギアなどの、駆動モーターのスレッドが施された駆動エレメントと噛み合うようにしておくことも可能である。
【００３０】
本発明のローターブレードベアリングを少なくとも一つ装備した風力発電機では、次のような一連の長所が得られる。風力発電機のローターブレードに大きな軸方向の力がかかると、ローターブレードベアリングには極めて大きな負荷がかかるが、そうした負荷は、シリンダー形や円柱、三角錐、ニードル形、樽形といった形状のロールの方が、スライドレーンとの接触エリアが直線状になるため、スライドレーンとの接触エリアが点になる球状の回転体よりも効率よく伝達できるのである。特に、ローターブレードが極めて長く、ローターブレードの回転面の最高ポイントが、塔の先端から何メートルも上方になる場合には、放射方向の長さが短く、また二つで一組になっている構造のため放射方向の渦の影響を大きく受ける水中の船舶用プロペラと異なり、軸方向の力は非常に大きくなる。しかし、一つ塔に一個のローターしか設置されていない風力発電機の場合には、通常このような放射方向の力は発生しない。他方、風力発電機の高さが高くなるにつれて風速は、特に嵐やハリケーン、竜巻などの場合には著しく上昇し、瞬間的に１００ｋｍ／ｈ近まで達することもあり、その場合にはローターブレードベアリングにかかる軸方向の負荷も極めて大きくなることから、そうした極端な場合にも対応できる構造上の対策を考慮しておく必要がある。このような嵐のような強風や、それと関連する突風や竜巻といった不連続な気象現象は、水中など他の媒体の中ではまったく考えられないことであり、水中ではこうした問題もまったく生じない。
【００３１】
少なくとも一つのローターブレードベアリングユニットを装備した風力発電機を稼動する本発明の方法は、単数（または複数）の該ローターブレードは、少なくとも風力発電機の稼動中だけでなく、風速が一定しているためブレードの調整が不要の場合にも、常時および／または定期的にその（またはそれらの）縦軸を軸として回転することを特徴としている。
【００３２】
ローターブレードは常時、すなわち絶え間なく（小さく）回転しているが、この常時回転をサポートしているのが本発明のローターブレードベアリングであり、その方法は、ロールとスライドレーンの間にある潤滑油膜を常に再生できるようにし、それによって潤滑油が施されないまま稼動するといった事態を防止するという方法である。この点は、風の状態が一定しているためブレードの角度もほとんど変更されず、したがってブレードベアリングも一つのポジションに留まって動かない場合には特に重要になる。このようにブレードの角度がほぼ一定している場合でも、ブレードベアリングのスライドレーンが磨耗し悪影響が生じる可能性は充分あり、その理由として、風力発電機の塔のそばをローターブレードが通過する際に空気の吸引力と圧縮力によって、（回転せず）静止しているブレードベアリングにはピッチングモーメントのよる負荷が作用するからであり、また仮に本発明発明の方法を用いなければ、このピッチングモーメントによって、ロールとスライドレーンの間の潤滑油膜が破損し、またいわゆる「擬似ブリネリング」によるスライドレーンの損傷が発生する、すなわち、ロールの大きなヘルツの圧縮力によってスライドレーンが押され、その反動として再び該ロールに負荷がかかり、この両者間の相互関係が繰り返されるうちに、静止しているロールの潤滑油膜が急速に変質しスライドレーンの劣化をもたらす可能性があるのである。
【００３３】
このいわゆる「擬似ブリネリング」は、メンテナンス、修理あるいは強風など何らかの理由によって風力発電機が停止し、ブレードを装備したローターが、発電しないまま自由にゆっくり回転（フリーホイ−リング）した場合にも発生する。この場合にも、本発明の方法を用いれば、風力発電機の停止中も擬似ブリネリングによるスライドレーンの損傷を回避ないし防止することが可能である。
【００３４】
本発明の方法のさらに別な長所として、いわゆる「フレッチング腐食」によるスライドレーンの磨耗を防止できる点がある。このフレッチング腐食は、ベアリングユニットやその連結部分の弾性変形や、それに触発されてロールがその縦軸方向、すなわちスライドレーンにそってスライドすることによって発生する。本発明の方法では、常にロールのローリング運動が確保されるため、風力発電機が稼動中か否かに関わらず、またローターブレードの調整が必要か否かに関わらず、ローターブレードが常時、すなわち絶え間なく（小さく）回転している限りは、仮にロールがその縦軸に沿いにスライドした場合でも、ロールとスライドレーンの間に必要な潤滑油膜が形成されるようになっている。
【００３５】
この常時回転を可能にしているのは、ローターブレード調整用のモーターやシリンダーを対応させてコントロールしているからである。この場合、常時回転で特に重要なのは周期的な運動であるが、それは常時回転することでローターブレードが周期的な動きをし、それによりロールとスライドレーンに極めて好ましい潤滑油膜が形成されるからである。
【００３６】
本発明の場合、風車の回転周期が事前に定めた下限値を下回らないようにし、しかもローターブレードの回転周期を風車の回転周期と一致させることによって、最適な状態にコントロールすることができる。それにより、異なるローターブレードに起因する負荷を互いに打ち消し合い、構造的な負荷を最小限まで軽減することが可能となる。
【００３７】
一方、（凪などにより）風車が停止している場合や、風車の回転周期が事前に定めた最低値を下回った場合は、周期運動を継続する必要があり、その場合も特にほぼ一定の周期で継続する必要がある。そのため、風車の回転数が比較的低い場合には、場合によって風車の回転数を定期的に調整し、最低調整周期を決して下回らないようにする必要がある。風車の始動時にはその最小の調整周期を最終的に風車の角度と同期する角度が得られるまで継続し、その後、風車のその角度に合わせて角度を調整することも可能である。
【００３８】
ローターブレードが周期的に回転している間、該ローターブレードの角度は二つの極限値の間を往復する。異なる複数のローターブレードの偏位は、全ローターブレードの周期的な角度偏位の最大値が、関係するローターブレードの、ローター軸を軸とした事前に定めた角度になったときに得られるようにしておくと、互いに打ち消し合うことができる。例としてローターブレードの本数が三本の場合で考えると、このように偏位が正弦曲線状に変化する場合、隣接するローターブレードの周期的な偏移は、いずれの時点をとっても平均値から互いに１２０°異なっており、これを一般化すれば、ローターブレードの本数がｎ本の場合３６０°／ｎ異なることになる。
【００３９】
周期的な角度偏位の極限値が、ローターブレードのほぼ最高点と最低点で得られるようにすれば、極めて良い結果が得られる。その場合、最高点にあるローターブレードは強い風に、最低点にあるローターブレードは弱い風に対応させる。実際、高さが高くなれば地上付近より風速は速くなるのは自然の理である。
【００４０】
個々のブレードの角度を最適な状態に保つには、ローターブレードの角度の周期的な偏位幅が、高さが増すにつれて速くなる風速に応じて変わる、すなわち偏移幅が風速に比例するようにすればよい。このようなコントロール方法を実施する場合は、風速や、風車の上端と下端間の風速の差がほぼゼロのとき（完全な無風状態のときなど）でも、偏位幅が下限値を下回らないよう配慮する必要がある。
【００４１】
最終的には、回転の上下限値の平均値は風速によって変動するという本発明の教えにも一致する。ローターブレードのポジションを実際の風の状態に合わせるには、従来と同様、ローターブレードの角度の平均値を用いることになる。従来統計的に設定してきたローターブレード角度の平均値を用いれば、個々のローターブレードに関しても最適な状態が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明のその他の特徴、性能、長所および効果については、本発明の好適実施例に関する以下の、図面を用いた詳細な説明で明らかにする。
【００４３】
図１は、本発明のローターブレードベアリングユニット１の、設置された状態の断面図であり、一部は展開図で示されている。
【００４４】
図２は、図１のローターブレードベアリングユニットを、取り外した状態で示した図であり、同じく一部は展開図になっている。
【００４５】
図３は、図１および図２で提示したローターブレードベアリングユニットのロールの外表面を示した図である。
【００４６】
図４は、本発明の他の実施例を、図１と同様の断面図および一部展開図で提示した図である。
【００４７】
図５も、本発明の別な実施例を、図２と同様の断面図および一部展開図で提示した図である。
【００４８】
本発明のブレードベアリング１は、風力発電機のセッティングに使用され、ローターブレード２を回転できる状態のままローターハブ３と連結する機能を果している。
【００４９】
通常ローターブレード２は、繊維と結合したプラスチック素材から作られており、翼のような形状になっている。ローターブレード２は、軽量化を図るため内部を中空にし、その中空内部空間を外表面４が被う構造になっており、また、該外表面４は、ローターブレード２の後方端部５が直径約２ｍから３ｍのシリンダー状の形状へ移行している。そのため、平坦な後方連結面６の輪郭は円形になっている。この連結面６には複数のサックホール７が環状に設けられており、またこれらの各サックホールは、ローターブレード２に挿入されている硬質素材製または鉄製のアンカー８にまで達している。また該サックホール７は、アンカー８内部ではインナースレッドホールになっている。
【００５０】
ローターハブ３には傾斜した湾曲部９が設けられており、また該湾曲部は、各ローターブレード２用の連結面１０を備え、該連結面には円形の開口部１１が設けられている。さらに、該連結面１０には、内部にスレッドが施されたサックホール１２が環状に設けられている。
【００５１】
図の実施例の場合、そうした円形開口部１１の内径は、ローターブレード２の後方端部５の外径より大きくなっている。該両連結面６、１０の間には、同軸上に互いに逆方向に回転するリング状の二つの連結エレメント１３（インナーリング１３）、１４（アウターリング１４）を備えたベアリングユニット１が取り付けられている。これら二つの連結エレメント１３、１４が有する二つの前面１５、１６のうち互いに反対側に位置するそれぞれ一つの前面は、該連結面６、１０の一つと密着している。
【００５２】
連結エレメント１３、１４の一方の側はローターブレード２と、もう一方の側はローターハブ３と確実に連結するために、該両連結エレメント１３、１４には、環状の貫通ホール１７、１８がそれぞれ一つ開けられている。内側に位置する連結エレメント１３の貫通ホール１７の数、直径および方向は、ローターブレード２の連結面６に設けられているサックホール７の数、直径および方向と一致し、一つの貫通ホール１７はそれぞれ一つのサックホール７と繋がり、また固定ボルト１９を挿入できるようになっている。固定ボルト１９の全ナットを確実に締めると、内側の連結エレメント、すなわちインナーリング１３はローターブレード２の後方端部５と堅固に連結し、特にインナーリング１３のセンター軸がローターブレード２の縦軸と一致する。
【００５３】
外側に位置する連結エレメント１４の貫通ホール１８の場合も、その数、直径および方向はローターハブ３の連結面１０に設けられているサックホール１２のそれらと一致し、それぞれ一つの貫通ホール１８は、それぞれ一つのサックホール１２と連続するよう調整され、また固定ボルト２０を挿入できるようになっている。該固定ボルト２０の全ナットを確実に締めると、外側の連結エレメント、すなわちアウターリング１４は、ローターハブ３の湾曲部９に堅固に連結された状態になる。
【００５４】
ブレードベアリング１の詳細は、図２の図面の方がわかり易い。この図では、アウターリング１４の内面に取り付けられている回転するノーズ２１（カラー型のフランジ２１）の断面がほぼ四角形になっていることがはっきり見て取れる。この鍔状のノーズ２１のリング状の側面２２、２３は、一連のロール２４、２５用のスライドレーンになる。
【００５５】
この種のロール２４、２５を別途提示した図が図３である。全体の形状はシリンダー形になっており、その中間部はシリンダー状の外面２６を備え、面取された、すなわち丸みを帯びた移行部分２７、２８を経て前面２９、３０へと続いている。いずれのロール２４、２５もその縦軸３１の方向が、ローターブレード２の縦軸の放射方向に向くよう調整されている。そのため、各ロール２４、２５には、放射方向の外側に来る前面２９と、放射方向の内側に来る前面３０が各一面存在する。外側に来る前面２９は外へ凸状に湾曲し、いわばニンジンのような形状になっている。このニンジンのように外側へ突起した部分の湾曲半径は、アウターリング１４の内径とほぼ一致、またはこれより極く僅かに小さめであり、また側面は、ノーズ２１と並んでおり、そして該ノーズに対して軸方向にずれた位置にあって、該ノーズよりわずかながら長さが小さくなっている。そのため、これら前面の周囲２７は、アウターリング１４の内面と接触せず、したがって摩擦も生じない。こうした目的を達成するため、アウターリング１４の当該部分に、周回する溝３２をさらに設けることも可能である。
【００５６】
ノーズ２１の、ベアリングの回転軸方向の長さは、ロール２４、２５の長さとほぼ一致している。ノーズ２１の内側に来る前面３３には、さらに別なベアリングポジションのロール３５用に溝状のスライドレーン３４が設けられている。このスライドレーン３４の幅は、他の二つのベアリングポジションのロール２４、２５のスライドレーン２２、２３の幅より狭くなっている。
【００５７】
放射方向の内側に位置する連結エレメント１３の外面には、断面がほぼ四角形の溝３６が周囲を取り巻くように施されている。この溝３６の深さはロール２４、２５の長さとほぼ同じであるが、その幅は、ローターブレード２側の、上のベアリングポジションのロール２４の直径と、ローターハブ３側の、下のベアリングポジションのロール２５の直径を合算した値となり、その場合、該両ロールの間に位置するノーズ２１の軸方向の長さも加算されている。これらの条件が極力正確に維持されている場合、ロール２４、２５は、ノーズ２１の両側面２２、２３と溝３６の両側面３７の間で遊びもなく滑らかに回転する。
【００５８】
溝３６の横方向または軸方向は、それぞれ一つの放射方向外側に突出した鍔形のノーズ３８、３９によって制限されている。これらのノーズ３８、３９とアウターリングの内面の対応する部分との間には、リング状の密閉エレメント４０、４１が取り付けられている。
【００５９】
インナーリング１３は、ベアリングの回転軸に対して直角な方向に広がる中間面４２に沿って二つの部分、すなわち上のパーツ４３と下のパーツ４４に分割されている。これらの二つのパーツ４３、４４はブレードベアリング１が組み立てられている場合には互いに離れており、ロール２４、２５、３５を挿入して初めて結合し、軸方向のボルト４５によって固定されるようになっている。該両パーツ４３、４４の一方には、第三のベアリングポジションロール３５用の、放射方向内側に位置するスライドレーンが含まれている。
【００６０】
各ローラーベアリングのロール２４、２５、３５は、挿入されている距離確保用エレメント、すなわちスペーサーまたは楔などによって間隔が維持されている。
【００６１】
ロール２４、２５の縦軸または回転軸３１の向きは、ベアリングの回転軸の放射方向になっているが、これらのロールは主に、風力によってローターブレード２に発生する比較的大きいピッチングモーメントやブレードルーツ部分の曲げモーメントを伝達する機能を果している。該両ロールより小形のロール３５は、ローターブレード２からローターハブ３へ風圧を伝達する。
【００６２】
ローターブレードの角度の変更は、本実施例の場合、ローターブレード２とローターハブ３の双方と連結している油圧シリンダーによって行なう。特にこの油圧シリンダーは常に調整できるようになっているため、ロール２４、２５、３５を常に動かし、また該ロールを被覆する潤滑油膜を常に適正な状態に維持できるようになっている。
【００６３】
図４は、ローターブレードの角度を変更するメカニズムが異なる別なローターブレードベアリングユニット１’を示した図である。ローターブレードの角度を変えるため、インナーリング１３’の内面にインナースレッド４６が設けられている。駆動ユニット４７は、ローターハブ３の湾曲部９にあるホール１１内のハウジング側に取り付けられている一方で、駆動ピニオンギア４８は該インナースレッド４６と噛み合う構造になっている。そのため、インナーリング１３’および該インナーリングが取り付けられているローターブレード２は、ローターハブ３に対して共に回転する。該駆動ユニット４７は、モーター４９、後続されているギアメカニズム５０およびブレーキ５１から構成されている。またこの場合も特にモーター４９は常に調整ができ、ロール２４、２５、３５の潤滑油膜を常に適正な状態に維持できるようになっている。インナースレッド４６を保持するリングが多数のパーツから構成されている場合には、調整の問題も新たに加わってくるが、こうした点を回避するため、図４の実施例のローターブレードベアリングユニット１’の場合、インナーリング１３’ではなくアウターリング１４’にアンダーパーツ４２’を設置できるようになっている。そのため、センターノーズ２１’が、アウターリング１４’の内面ではなくインナーリング１３’の外面に接触している。
【００６４】
本発明ではさらに別な一連のバリエーションが可能である。
【００６５】
例として、インナーリング１３をローターハブ３に、アウターリング１４をローターブレード２に取り付けることができる。また該両リング１３、１４を軸方向に互いに位置をずらして設けることや、軸方向の長さを変えることなども可能である。貫通ホール１７、１８の一部またはすべてをサックホールに変えることも可能である。
【００６６】
インナーリング１３にノーズ２１が設けられている場合、ローターハブ３に取り付けられているアウターリング１４には逆に溝３６を設けることができる。
【００６７】
インナーリング１３’、４６の場合と同様アウターリング１４にもアウタースレッドを設け、インナーリング１３がローターハブ３と連結している場合に、逆にローターブレード２と連結させるようにすることも可能であろう。
【００６８】
リング（上のパーツ）４３が固定ボルト１９のナットの取り付け面として機能している場合には、逆にリング（下のパーツ）４４をローターブレード２と連結することも可能であろう。
【００６９】
固定ボルト１９、２０に替えてネジ、特に機械用のネジを使用してもよい。
【００７０】
図５に示すように、風力発電機用のローターブレードベアリングユニット５２にも、同軸になっている二つのリング状連結エレメント５３、５４が取り付けられている。該各連結エレメント５３、５４の、反対側に位置する二つの前面５５、５６の一方は、一方の側がローターブレード用と、もう一方の側がローターハブの連結面となっている。提示した実施例の場合、これらの連結面５５、５６は、それぞれもう一方の連結エレメント５４、５３の隣接する前面からわずかながら突出している。
【００７１】
該連結エレメント５３、５４のいずれにも、環状に配置された複数の貫通ホール５７、５８が通っており、またこれらの貫通ホールはそれぞれ関係する連結面５５、５６と直角な方向に向き、さらに固定ネジおよび／またはボルトを挿入できるようになっている。
【００７２】
リング状の両連結エレメント５３、５４の、互いに向き合う外表面５９、６０の間には、放射方向の間隔や隙間が取られ、該両連結エレメント５３、５４が、互いに自由に回転できるようになっている。これら放射方向の間隔は、放射方向内側に位置する連結エレメント５３の外表面５９にある二つのスライドレーン６３、６４の一方と、放射方向外側に位置する連結エレメント５４の内表面６０にある二つのスライドレーン６５、６６のうちの一方との間で転がる、ほぼシリンダー形の複数のロール６１、６２によって一定に維持されている。この場合、連結エレメント５３、５４の両スライドレーン６３、６４；６５、６６は、軸方向、すなわちベアリング５２の共通する回転軸と平行な方向に互いにずれている。
【００７３】
全スライドレーン６３〜６６とも、断面がやや方形がかった周囲を巡る溝の形状、特に頂点６７、６８が直角の直角二等辺三角形の形状になっている。この場合、頂点６７、６８は、関係する溝６３〜６６の底に対応する、周囲を巡る縦溝に一致している。
【００７４】
該連結エレメント５３、５４の両スライドレーン６３、６４；６５、６６の溝の底６７、６８間の間隔は、両連結エレメント５３、５４とも同じ大きさになっているため、ロール（６１，６２）は強制的に力を加えなくとも自由に転がるようになっている。
【００７５】
特にロール６１、６２の長さはそのロール自体の直径と同じ大きさになっており、そのためロール６１、６２の外表面が、関係するスライドレーン６３〜６６と接触する部分は直線状になるが、それらの前面は該スライドレーンと接触しない。
【００７６】
特に一組のスライドレーン６３、６５のロール６１の回転軸６９は、外側に向かってしだいに上昇する向き、すなわち、ベアリング５２の回転軸に対して直角に設けられたベアリングの基礎面に対する角度αが約４５°になっており、もう一方の二つのスライドレーン６４、６６のロール６２の回転軸７０は、内側に向かって上昇する向き、すなわち該ベアリングの基礎面に対する角度βは約４５°になっている。この場合、ロール６１、６２の向きがＸ字形に交差する（この場合、全ロール６１、６２の回転軸６９、７０は、ベアリングの基礎面でＸ字形に交差し、したがってそれぞれ二つ一組がベアリングの隙間の放射方向内側で＞＜状に交差する）か、Ｏ字形になる（この場合、全ロール６１、６２の回転軸６９、７０は、ベアリングの基礎面でＯ字形になり、したがってそれぞれ二つ一組がベアリングの隙間の放射方向外側で＜＞状に交差する）かは、本発明にとって重要ではない。
【００７７】
こうした構造にすることで、ロール６１、６２は、両連結面５５、５６間の軸方向の力だけでなく、両連結エレメント５３、５４の互いに向き合う両外表面５９、６０間の放射方向の力も伝達できるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明のローターブレードベアリングユニット１の、設置された状態の断面図であり、一部は展開図で示されている。
【図２】図１のローターブレードベアリングユニットを、取り外した状態で示した図であり、同じく一部は展開図になっている。
【図３】図１および図２で提示したローターブレードベアリングユニットロールの外表面を示した図である。
【図４】本発明の他の実施例を、図１と同様の断面図および一部展開図で提示した図である。
【図５】本発明の別な実施例を、図２と同様の断面図および一部展開図で提示した図である。
【符号の説明】
【００７９】
１・１’・５２は、ローターブレードベアリングユニット，２はローターブレード，３はローターハブ，４は外表面，５は後方端部，６はローターブレードの後方連結面，７はサックホール，８はアンカー，９は湾曲部，１０はローターブレード用連結面，１１は開口部，１２はサックホール，１３・１３’・５３は連結エレメント（インナーリング），１４・１４’・５４は連結エレメント（アウターリング），１５・１６・５５・５６は連結エレメントの前面（連結面），１７・１８・５７・５８は貫通ホール，１９・２０は固定ボルト，２１・２１’はノーズ、（カラー型フランジ），２２・２３は側面（スライドレーン），２４・２５はロール，２６は外面，２７・２８は移行部分（前面周囲），２９・３０は前面，３１は縦軸（回転軸），３２は溝，３３は内側前面，３４はスライドレーン，３５は第３ベアリングポジション（ロール），３６は溝，３７は溝の側面，３８・３９はノーズ，４０・４１は密閉エレメント，４２は中間面，４２’はアンダーパーツ，４３は上のパーツ，４４は下のパーツ，４５はボルト，４６はインナースレッド，４７は駆動ユニット，４８は駆動ピ二オンギア，４９はモータ，５０はギアメカニズム，５１はブレーキ，５９・６０は外表面，６１・６２はシリンダー形ロール，６３・６４・６５・６６はスライドレーン，６７・６８は頂点，６９・７０は回転軸。
【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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【国際調査報告】
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