(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電装置に用いられる転がり軸受であって、
内輪および外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に介在する複数の転動体と、
前記内輪および前記外輪の一方に対する他方の径方向の変位を検出するための変位検出装置とを備え、
前記変位検出装置は、
円周に沿う方向に位置をずらして配設される第１および第２の変位センサと、
前記第１および第２の変位センサに対して回転軸に沿う方向にそれぞれ配設される第３および第４の変位センサとを含み、
前記転がり軸受は、前記複数の転動体が単列に形成される単列式の軸受であり、
前記第３および第４の変位センサは、前記第１および第２の変位センサに対して前記複数の転動体を挟んで回転軸に沿う方向にそれぞれ配設される、転がり軸受。
【請求項２】
風力発電装置に用いられる転がり軸受であって、
内輪および外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に介在する複数の転動体と、
前記内輪および前記外輪の一方に対する他方の径方向の変位を検出するための変位検出装置とを備え、
前記変位検出装置は、
円周に沿う方向に位置をずらして配設される第１および第２の変位センサと、
前記第１および第２の変位センサに対して回転軸に沿う方向にそれぞれ配設される第３および第４の変位センサとを含み、
前記転がり軸受は、前記複数の転動体が複列に形成される複列式の軸受であり、
前記第１から第４の変位センサは、複列式の前記転がり軸受の間座に配設される、転がり軸受。
【請求項３】
前記第２および第４の変位センサは、それぞれ前記第１および第３の変位センサから円周に沿う方向に略９０度ずらして配設される、請求項１または請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記第１から第４の変位センサの各々は、渦電流式変位センサである、請求項１から請求項３のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記第１から第４の変位センサの各々は、前記内輪および前記外輪の一方に固設され、前記内輪および前記外輪の他方の近接を検出する近接スイッチを含む、請求項１から請求項３のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記第１から第４の変位センサからの検出信号に基づいて前記変位を算出し、その算出された変位が所定のしきい値を超えると警報を発生する制御装置をさらに備える、請求項１から請求項５のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記第１から第４の変位センサからの検出信号を前記転がり軸受の外部へ無線送信するための無線発信部と、
前記無線発信部の動作電力を発生する発電部とをさらに備える、請求項６に記載の転がり軸受。
【請求項８】
前記発電部により発電された電力を蓄えるための蓄電装置をさらに備える、請求項７に記載の転がり軸受。
【請求項９】
風力を受けるブレードと、
前記ブレードに接続される主軸と、
前記主軸から回転力を受けて発電する発電機と、
前記主軸を支持する転がり軸受とを備え、
前記転がり軸受は、
内輪および外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に介在する複数の転動体と、
前記内輪および前記外輪の一方に対する他方の径方向の変位を検出するための変位検出装置とを含み、
前記変位検出装置は、
円周に沿う方向に位置をずらして配設される第１および第２の変位センサと、
前記第１および第２の変位センサに対して回転軸に沿う方向にそれぞれ配設される第３および第４の変位センサとを含み、
前記転がり軸受は、前記複数の転動体が単列に形成される単列式の軸受であり、
前記第３および第４の変位センサは、前記第１および第２の変位センサに対して前記複数の転動体を挟んで回転軸に沿う方向にそれぞれ配設される、風力発電装置。
【請求項１０】
風力を受けるブレードと、
前記ブレードに接続される主軸と、
前記主軸から回転力を受けて発電する発電機と、
前記主軸を支持する転がり軸受とを備え、
前記転がり軸受は、
内輪および外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に介在する複数の転動体と、
前記内輪および前記外輪の一方に対する他方の径方向の変位を検出するための変位検出装置とを含み、
前記変位検出装置は、
円周に沿う方向に位置をずらして配設される第１および第２の変位センサと、
前記第１および第２の変位センサに対して回転軸に沿う方向にそれぞれ配設される第３および第４の変位センサとを含み、
前記転がり軸受は、前記複数の転動体が複列に形成される複列式の軸受であり、
前記第１から第４の変位センサは、複列式の前記転がり軸受の間座に配設される、風力発電装置。
【請求項１１】
前記発電機は、回転子と固定子とを含み、
前記回転子は、前記主軸に直結される、請求項９または請求項１０に記載の風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受および風力発電装置に関し、特に、風力発電装置に用いられる転がり軸受の磨耗監視技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１０−１５９７１０号公報（特許文献１）は、風力発電装置の主軸軸受の状態を監視する監視装置を開示する。この監視装置は、主軸軸受に作用する負荷荷重を検出する荷重検出手段と、この荷重検出手段の検出信号を判定情報の一つとして用いて上記主軸軸受に関する所定の判定、たとえばメンテナンス必要時期の判定を行なう判定手段とを備える。
【０００３】
この監視装置によれば、風力発電装置の主軸軸受の特徴である負荷荷重の変動について監視するので、主軸軸受のメンテナンス必要時期の予測等の判定を精度良く行なうことができるとされる（特許文献１参照）。
【０００４】
なお、風力発電装置としては、増速機構を備えずに羽根（ブレード）の回転が発電機に直接伝達される、いわゆる直結式の風力発電装置が知られている（たとえば、特許文献２，３参照）。このような直結式の風力発電装置においては、羽根および発電機の回転子は、共通の軸受によって支持される。回転子は、発電効率を向上させるために、発電機の固定子に近接させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１５９７１０号公報
【特許文献２】特表２００３−５１０４９２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１１６９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
潤滑不良等に起因する内輪軌道面、外輪軌道面あるいは転動体の磨耗が転がり軸受に発生した場合、磨耗量が大きくなると、軸受によって支持される回転体の位置が回転軸に直角な方向（径方向、ラジアル方向）に変動する。ここで、風力発電装置においては、特に、発電効率を高めるために発電機において回転子が固定子と近接して配設される。したがって、軸受の内部磨耗により回転子が径方向に変動すると、回転子が固定子と接触して発電機が損傷し、風力発電装置に致命的な故障を与え得る。特に上述のような直結式の風力発電装置においては、発電機の入力側に増速機を備える増速式の風力発電装置と比べて大型の発電機が用いられるので、発電機の損傷による被害額は大きなものとなる。
【０００７】
上記の特許文献１に開示される監視装置は、荷重検出手段や判定手段を備えることによって軸受の異常を判定するものであるが、軸受内部の磨耗を検知する機能は備えていない。
【０００８】
それゆえに、この発明の目的は、軸受の内部磨耗を検知可能な転がり軸受およびそれを備える風力発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、転がり軸受は、風力発電装置に用いられる転がり軸受であって、内輪および外輪と、複数の転動体と、変位検出装置とを備える。複数の転動体は、内輪と外輪との間に介在する。変位検出装置は、内輪および外輪の一方に対する他方の径方向の変位を検出する。変位検出装置は、複数の検出部を含む。複数の検出部は、円周に沿う方向に位置をずらして配設される。
【００１０】
好ましくは、複数の検出部は、円周に沿う方向に略９０度ずらして配設される２つの変位センサを含む。
【００１１】
さらに好ましくは、複数の検出部は、２つの変位センサに対して回転軸に沿う方向にそれぞれ配設されるもう２つの変位センサをさらに含む。
【００１２】
好ましくは、各変位センサは、渦電流式変位センサである。
好ましくは、複数の検出部の各々は、内輪および外輪の一方に固設され、内輪および外輪の他方の近接を検出する近接スイッチを含む。
【００１３】
好ましくは、転がり軸受は、制御装置をさらに備える。制御装置は、複数の検出部からの検出信号に基づいて変位を算出し、その算出された変位が所定のしきい値を超えると警報を発生する。
【００１４】
さらに好ましくは、転がり軸受は、無線発信部と、発電部とをさらに備える。無線発信部は、複数の検出部からの検出信号を転がり軸受の外部へ無線送信する。発電部は、無線発信部の動作電力を発生する。
【００１５】
さらに好ましくは、転がり軸受は、蓄電装置をさらに備える。蓄電装置は、発電部により発電された電力を蓄える。
【００１６】
また、この発明によれば、風力発電装置は、ブレードと、主軸と、発電機と、転がり軸受とを備える。ブレードは、風力を受ける。主軸は、ブレードに接続される。発電機は、主軸から回転力を受けて発電する。転がり軸受は、主軸を支持する。転がり軸受は、内輪および外輪と、複数の転動体と、変位検出装置とを含む。複数の転動体は、内輪と外輪との間に介在する。変位検出装置は、内輪および外輪の一方に対する他方の径方向の変位を検出する。変位検出装置は、円周に沿う方向に位置をずらして配設される。
【００１７】
好ましくは、発電機は、回転子と固定子とを含む。回転子は、主軸に直結される。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、円周に沿う方向に位置をずらして配設される複数の検出部によって、内輪および外輪の一方に対する他方の径方向の変位が検出されるので、軸受の内部磨耗を検知可能な転がり軸受およびそれを備える風力発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１による風力発電装置の全体構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示す軸受の断面図である。
【図３】図２に示す軸受の断面IIIの断面図である。
【図４】図２に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図５】実施の形態２における軸受の断面図である。
【図６】図５に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図７】実施の形態３における軸受の回転軸に垂直な断面図である。
【図８】実施の形態４における軸受の回転軸に垂直な断面図である。
【図９】実施の形態５における軸受の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による風力発電装置の全体構成を概略的に示す断面図である。図１を参照して、風力発電装置１０は、主軸２０と、ブレード３０と、発電機４０と、ナセル５０と、軸受６０と、タワー９０とを備える。発電機４０は、回転子７０と、固定子８０とを含む。
【００２２】
主軸２０は、発電機４０のロータと一体的に構成され、軸受６０によって回転自在に支持される。そして、主軸２０は、風力を受けたブレード３０により発生する回転トルクを発電機４０に伝達する。ブレード３０は、主軸２０の先端に設けられ、風力を回転トルクに変換して主軸２０に伝達する。発電機４０は、主軸２０から受ける回転トルクによって発電する。発電機４０は、たとえば、誘導発電機によって構成される。
【００２３】
軸受６０は、ナセル５０に固設され、発電機４０のロータ（主軸２０）を回転自在に支持する。軸受６０は、転がり軸受によって構成され、たとえば、複列円すいころ軸受や複列円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受等によって構成される。
【００２４】
発電機４０の回転子７０は、主軸２０と一体的に回転するロータに固設される。発電機４０の固定子８０は、ナセル５０に固設される。そして、回転子７０および固定子８０は、発電機４０の発電効率を高めるために、互いに近接して配設される。ナセル５０は、タワー９０によって支持される。
【００２５】
図２は、図１に示した軸受６０の断面図である。図２を参照して、軸受６０は、内輪１１０と、外輪１２０と、転動体１３０と、変位センサ１４０Ａと、制御装置１５０とを含む。なお、上述のように、軸受６０の形式は特に限定されるものではないが、以下では、外向き複列円すいころ軸受によって軸受６０が構成される場合について代表的に説明する。
【００２６】
内輪１１０には、発電機４０（図１）のロータ（または主軸２０）が嵌め込まれる。外輪１２０は、ナセル５０（図１）に固設される。内輪１１０と外輪１２０との間には、複数の転動体１３０が介在する。転動体１３０は、円周に沿った方向に等間隔で配設され、かつ、それらが２セットの列をなして内輪１１０と外輪１２０との間に配設される。
【００２７】
変位センサ１４０Ａは、静止輪である外輪１２０に対する内輪１１０の径方向（ラジアル方向）の変位を検出するためのセンサである。変位センサ１４０Ａは、外輪１２０に固設され、たとえば、外輪間座に設けられた油穴部に設置される。そして、変位センサ１４０Ａは、内輪１１０との距離に従って変化する信号を出力する。変位センサ１４０Ａには、潤滑油や潤滑グリース等が充填された環境に強いものが好ましく、たとえば、耐環境性の高い渦電流式のものが用いられる。なお、渦電流式の変位センサには、公知の種々のものを用いることができる。
【００２８】
制御装置１５０は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central  Processing  Unit）で実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、変位センサ１４０Ａの検出信号に基づいて、外輪１２０に対する内輪１１０の径方向の相対変位を算出する。そして、制御装置１５０は、算出された相対変位が予め設定されたしきい値を超えると、軸受６０の磨耗量の増大を報知するための警報を出力する。なお、制御装置１５０は、たとえば、ナセル５０（図１）内に配設される。
【００２９】
なお、変位センサ１４０Ａのみでは、変位センサ１４０Ａに対して水平方向の回転子の変動を検知できないところ、この実施の形態１では、変位センサ１４０Ａから円周に沿った方向に９０°ずれた位置にさらに変位センサが設けられる。
【００３０】
図３は、図２に示した軸受６０の断面IIIの断面図である。図３を参照して、変位センサ１４０Ｂは、変位センサ１４０Ａから円周に沿った方向に９０°ずらした位置に配設される。変位センサ１４０Ｂも、外輪１２０に固設され、たとえば、外輪間座に設けられた油穴部に設置される。そして、変位センサ１４０Ｂも、内輪１１０との距離に従って変化する信号を制御装置１５０（図２）へ出力する。なお、変位センサ１４０Ｂにも、たとえば、渦電流式のものが用いられる。
【００３１】
図４は、図２に示した制御装置１５０の機能ブロック図である。図４を参照して、制御装置１５０は、相対変位算出部２１０と、警報出力部２２０とを含む。相対変位算出部２１０は、変位センサ１４０Ａの検出信号Ｓ１および変位センサ１４０Ｂの検出信号Ｓ２を受ける。相対変位算出部２１０は、検出信号Ｓ１に基づいて、変位センサ１４０Ａと内輪１１０との間の変位を算出する。また、相対変位算出部２１０は、検出信号Ｓ２に基づいて、変位センサ１４０Ｂと内輪１１０との間の変位を算出する。そして、相対変位算出部２１０は、算出された変位センサ１４０Ａと内輪１１０との間の変位および変位センサ１４０Ｂと内輪１１０との間の変位に基づいて、外輪１２０に対する内輪１１０の径方向の相対変位を算出する。
【００３２】
警報出力部２２０は、外輪１２０に対する内輪１１０の径方向の相対変位の算出値を相対変位算出部２１０から受ける。そして、警報出力部２２０は、その受けた相対変位の算出値を予め設定されたしきい値と比較し、相対変位がしきい値を超えると、軸受６０の磨耗量が増大しているものとして警報を出力する。
【００３３】
以上のように、この実施の形態１においては、円周に沿う方向に位置をずらして配設される変位センサ１４０Ａ，１４０Ｂによって、外輪１２０に対する内輪１１０の径方向の変位が検出される。これにより、軸受６０の内部磨耗が検知される。そして、外輪１２０に対する内輪１１０の径方向の変位がしきい値を超えると、軸受６０の磨耗量が増大しているものとして警報が出力される。したがって、この実施の形態１によれば、発電機４０の回転子７０と固定子８０との接触という風力発電装置１０の致命的な損傷が発生するのを防止することができる。
【００３４】
［実施の形態２］
上述のように、特に直結式の風力発電装置においては、増速機構を備える風力発電装置と比べて大型の発電機が用いられることが多く、回転子および固定子も回転軸に沿った方向に長いものとなる。この場合、外輪の回転軸に対する内輪の回転軸の相対角度が生じると、回転子が固定子と接触して発電機が損傷し、風力発電装置に致命的な故障を与え得る。そこで、実施の形態２では、変位センサ１４０Ａ，１４０Ｂ（図３）に対して回転軸に沿う方向に間隔をおいてそれぞれもう２つの変位センサが設けられる。これにより、外輪の回転軸に対する内輪の回転軸の相対角度も計測可能となり、相対角度が予め定められた設定値を超えた場合には、警報が出力される。
【００３５】
図５は、実施の形態２における軸受６０Ａの断面図である。図５を参照して、軸受６０Ａは、内輪３１０と、外輪３２０と、転動体３３０と、変位センサ３４０Ａ，３４２Ａと、制御装置１５０Ａとを含む。なお、この実施の形態２においても、軸受６０Ａの形式は特に限定されるものではないが、以下では、実施の形態１と同様に、外向き複列円すいころ軸受によって軸受６０Ａが構成される場合について代表的に説明する。
【００３６】
内輪３１０には、発電機４０（図１）のロータ（または主軸２０）が嵌め込まれる。外輪３２０は、ナセル５０（図１）に固設される。複数の転動体３３０は、内輪３１０と外輪３２０との間に介在する。
【００３７】
変位センサ３４０Ａは、静止輪である外輪３２０に対する内輪３１０の径方向（ラジアル方向）の変位を検出するためのセンサである。変位センサ３４０Ａは、外輪３２０に固設される。そして、変位センサ３４０Ａは、内輪３１０との距離に従って変化する信号を出力する。
【００３８】
変位センサ３４２Ａも、外輪３２０に対する内輪３１０の径方向（ラジアル方向）の変位を検出するためのセンサである。変位センサ３４２Ａは、変位センサ３４０Ａに対して回転軸に沿った方向に間隔を置いて外輪３２０に固設される。そして、変位センサ３４２Ａも、内輪３１０との距離に従って変化する信号を出力する。
【００３９】
なお、特に図示しないが、実施の形態１と同様に、変位センサ３４０Ａから円周に沿った方向に９０°ずらした位置にさらに変位センサが設けられる。さらに、変位センサ３４２Ａから円周に沿った方向に９０°ずらした位置にもさらに変位センサが設けられる。
【００４０】
制御装置１５０Ａは、各変位センサの検出信号に基づいて、外輪３２０に対する内輪３１０の径方向の相対変位を算出する。また、制御装置１５０Ａは、各変位センサの検出信号に基づいて、外輪３２０の回転軸に対する内輪３１０の回転軸の相対角度を算出する。そして、制御装置１５０Ａは、算出された相対変位が予め設定されたしきい値を超えるか、または、算出された相対角度が予め設定されたしきい値を超えると、軸受６０Ａの磨耗量の増大を報知するための警報を出力する。なお、制御装置１５０Ａも、たとえば、ナセル５０（図１）内に配設される。
【００４１】
図６は、図５に示した制御装置１５０Ａの機能ブロック図である。図６を参照して、制御装置１５０Ａは、相対変位算出部２１０Ａと、警報出力部２２０Ａと、相対角度算出部２３０とを含む。
【００４２】
相対変位算出部２１０Ａは、変位センサ３４０Ａの検出信号Ｓ１に基づいて、変位センサ３４０Ａと内輪３１０との間の変位を算出する。また、相対変位算出部２１０Ａは、変位センサ３４０Ａから円周に沿った方向に９０°ずらした位置に配設される変位センサ３４０Ｂ（図示せず）の検出信号Ｓ３に基づいて、変位センサ３４０Ｂと内輪３１０との間の変位を算出する。そして、相対変位算出部２１０Ａは、算出された変位センサ３４０Ａと内輪３１０との間の変位および変位センサ３４０Ｂと内輪３１０との間の変位に基づいて、外輪３２０に対する内輪３１０の径方向の相対変位を算出する。
【００４３】
なお、相対変位算出部２１０Ａは、変位センサ３４２Ａの検出信号Ｓ２と、変位センサ３４２Ａから円周に沿った方向に９０°ずらした位置に配設される変位センサ３４２Ｂ（図示せず）の検出信号Ｓ４とに基づいて、外輪３２０に対する内輪３１０の径方向の相対変位を算出する。
【００４４】
相対角度算出部２３０は、変位センサ３４０Ａの検出信号Ｓ１に基づいて、変位センサ３４０Ａと内輪３１０との間の変位を算出する。また、相対角度算出部２３０は、変位センサ３４２Ａの検出信号Ｓ２に基づいて、変位センサ３４２Ａと内輪３１０との間の変位を算出する。さらに、相対角度算出部２３０は、変位センサ３４０Ｂの検出信号Ｓ３に基づいて、変位センサ３４０Ｂと内輪３１０との間の変位を算出する。また、さらに、相対角度算出部２３０は、変位センサ３４２Ｂの検出信号Ｓ４に基づいて、変位センサ３４２Ｂと内輪３１０との間の変位を算出する。
【００４５】
そして、相対角度算出部２３０は、算出された変位センサ３４０Ａと内輪３１０との間の変位、変位センサ３４２Ａと内輪３１０との間の変位、変位センサ３４０Ｂと内輪３１０との間の変位、および変位センサ３４２Ｂと内輪３１０との間の変位に基づいて、外輪３２０の回転軸に対する内輪３１０の回転軸の相対角度を算出する。
【００４６】
警報出力部２２０Ａは、外輪３２０に対する内輪３１０の径方向の相対変位の算出値を相対変位算出部２１０Ａから受ける。また、警報出力部２２０Ａは、外輪３２０の回転軸に対する内輪３１０の回転軸の相対角度の算出値を相対角度算出部２３０から受ける。そして、警報出力部２２０Ａは、受けた相対変位の算出値を予め設定されたしきい値と比較し、相対変位がしきい値を超えると、軸受６０Ａの磨耗量が増大しているものとして警報を出力する。また、警報出力部２２０Ａは、受けた相対角度の算出値を予め設定されたしきい値と比較し、相対角度がしきい値を超えると、軸受６０Ａの磨耗量が増大しているものとして警報を出力する。
【００４７】
以上のように、この実施の形態２においては、外輪３２０の回転軸に対する内輪３１０の回転軸の相対角度が算出される。これにより、軸受６０Ａの内部磨耗が検知される。そして、相対角度がしきい値を超えると、軸受６０Ａの磨耗量が増大しているものとして警報が出力される。したがって、この実施の形態２によれば、発電機４０の回転子７０と固定子８０との接触という風力発電装置１０の致命的な損傷が発生するのをより確実に防止することができる。
【００４８】
［実施の形態３］
この実施の形態３では、軸受内に無線発信部が設けられ、変位センサの検出信号が無線発信部から制御装置へ無線送信される。これにより、変位センサと制御装置との間の配線を不要にすることができる。
【００４９】
図７は、実施の形態３における軸受の回転軸に垂直な断面図である。図７を参照して、軸受６０Ｂは、実施の形態１における軸受６０の構成において、発電部１６０と、蓄電装置１７０と、無線発信部１８０とをさらに含む。
【００５０】
発電部１６０、蓄電装置１７０および無線発信部１８０は、たとえば、軸受６０Ｂの外輪間座に設けられる。発電部１６０は、内輪１１０の回転によって電力を発生する。たとえば、内輪１１０とともに回転し、かつ、円周に沿った方向に交互に異なる磁気特性を有するパルサーリングを設け、発電部１６０をコイルで構成することによって、内輪１１０の回転により電磁誘導電流を生成することができる。
【００５１】
蓄電装置１７０は、二次電池やキャパシタ等によって構成される。発電部１６０によって発生された電力は、図示されない整流器によって整流され、蓄電装置１７０に蓄えられる。そして、蓄電装置１７０は、蓄えられた電力を変位センサ１４０Ａ，１４０Ｂおよび無線発信部１８０へ供給する。無線発信部１８０は、変位センサ１４０Ａ，１４０Ｂの検出信号を受け、その受けた検出信号を制御装置１５０（図２）へ無線により送信する。
【００５２】
なお、上記においては、実施の形態１における軸受６０の構成において、発電部１６０と、蓄電装置１７０と、無線発信部１８０とをさらに含む場合について説明したが、実施の形態２における軸受６０Ａの構成において、発電部１６０と、蓄電装置１７０と、無線発信部１８０とをさらに含むものであってもよい。
【００５３】
以上のように、この実施の形態３によれば、変位センサ１４０Ａ，１４０Ｂと制御装置１５０との間の配線を不要にすることができる。
【００５４】
［実施の形態４］
上記の変位センサ１４０Ａ，１４０Ｂ（実施の形態２においては変位センサ３４０Ａ，３４０Ｂ，３４２Ａ，３４２Ｂ）に代えて、近接スイッチを用いてもよい。
【００５５】
図８は、実施の形態４における軸受の回転軸に垂直な断面図である。図８を参照して、軸受６０Ｃは、実施の形態１における軸受６０の構成において、変位センサ１４０Ａ，１４０Ｂに代えて近接スイッチ４１０Ａ〜４１０Ｄを含む。
【００５６】
近接スイッチ４１０Ａ〜４１０Ｄは、たとえば外輪間座に設けられ、静止輪である外輪１２０において、円周に沿った方向に等間隔に固設される。近接スイッチ４１０Ａ〜４１０Ｄの各々は、内輪１１０の近接を検知する。
【００５７】
近接スイッチ４１０Ａ〜４１０Ｄには、たとえば、接触式タッチスイッチや、反射型光電センサ、近接センサ、超音波式センサ等を用いることができる。接触式タッチスイッチは、棒状のセンサの先端に突起が付いており、物体が近接すると突起が押し込まれて感知するタイプのものである。反射型光電センサは、センサの先端からレーザー光が出力され、検出距離内に物体が入るとセンサ先端部の受光部にてレーザー光が受光されて接近を検知するタイプのものである。近接センサは、センサヘッド内に設けられる検出コイルに高周波電流を流して高周波磁界を生成し、計測対象物（金属）の表面に渦電流を発生させる。対象物との距離によって渦電流が変化するので、検出コイルのインピーダンスが変化して高周波電流の発振が変化することで近接を検知することができる。超音波式センサは、センサヘッドから超音波を発信し、計測対象物で反射してセンサヘッドにより受信されるまでの時間から接近を検知する。
【００５８】
なお、近接スイッチ４１０Ａ〜４１０Ｄは、内輪１１０の近接を検出するものであって内輪１１０との間の距離自体を計測するものではないので、変位センサ１４０Ａ，１４０Ｂの場合と異なり、円周に沿った方向に多数（図８では等間隔に４つ）設ける必要がある。
【００５９】
なお、特に図示しないが、実施の形態２における軸受６０Ａの構成において、円周に沿った方向に９０°ずらして配設される変位センサ３４０Ａ，３４０Ｂに代えて近接スイッチ４１０Ａ〜４１０Ｄを含み、変位センサ３４２Ａ，３４２Ｂに代えて、近接スイッチ４１０Ａ〜４１０Ｄに対して回転軸に沿った方向にそれぞれ配設される近接スイッチ４１０Ｅ〜４１０Ｈを含むものであってもよい。
【００６０】
また、特に図示しないが、実施の形態３と同様に、各変位センサの検出信号を制御装置へ送信するための無線発信部ならびに発電部および蓄電装置をさらに設けてもよい。
【００６１】
以上のように、この実施の形態４によっても、上記の実施の形態１〜３と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
［実施の形態５］
上記の各実施の形態においては、複列円すいころ軸受によって軸受が構成される場合について代表的に説明したが、この実施の形態５では、軸受が単列式のもので構成される場合についての一例が示される。
【００６３】
図９は、実施の形態５における軸受の断面図である。図９を参照して、軸受６０Ｄは、内輪５１０と、外輪５２０と、転動体５３０と、変位センサ５４０Ａ，５４０Ｂとを含む。軸受の形式は、特に限定されるものではないが、この実施の形態５では、深溝玉軸受によって軸受６０Ｄが構成される場合について代表的に説明する。
【００６４】
変位センサ５４０Ａ，５４０Ｂは、静止輪である外輪５２０に固設される。変位センサ５４０Ｂは、変位センサ５４０Ａに対して転動体５３０を挟んで回転軸に沿う方向に配設される。
【００６５】
なお、特に図示しないが、変位センサ５４０Ａから円周に沿った方向に９０°ずれた位置にさらに変位センサが設けられる。さらに、変位センサ５４０Ｂから円周に沿った方向に９０°ずれた位置にもさらに変位センサが設けられる。
【００６６】
なお、特に図示しないが、実施の形態３で説明したように、各変位センサの検出信号を制御装置へ送信するための無線発信部ならびに発電部および蓄電装置をさらに設けてもよい。また、実施の形態４で説明したように、変位センサに代えて近接スイッチを用いてもよい。
【００６７】
以上のように、この実施の形態５によっても、上記の実施の形態１〜４と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
なお、上記の各実施の形態においては、外輪を静止輪とし、内輪を回転輪としたが、内輪を静止輪とし、外輪を回転輪とする構成であってもよい。
【００６９】
また、上記において説明した変位センサおよび近接スイッチの数は、一例であって、上記の各実施の形態に示した数に限定されるものではない。
【００７０】
また、上記の実施の形態１〜４においては、軸受は、外向き複列円すいころ軸受とし、上記の実施の形態５においては、軸受は、深溝玉軸受として代表的に説明したが、軸受の形式はこれらのものに何ら限定されるものではない。
【００７１】
また、上記においては、風力発電装置１０は、増速機構を備えずにブレードの回転が発電機に直接伝達される直結式のものとしたが、この発明の適用範囲は、直結式の風力発電装置に限定されるものではなく、増速機構を備える風力発電装置も含むものである。
【００７２】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７３】
１０  風力発電装置、２０  主軸、３０  ブレード、４０  発電機、５０  ナセル、６０，６０Ａ〜６０Ｄ  軸受、７０  回転子、８０  固定子、９０  タワー、１１０，３１０，５１０  内輪、１２０，３２０，５２０  外輪、１３０，３３０，５３０  転動体、１４０Ａ，１４０Ｂ，３４０Ａ，３４２Ａ，４１０Ａ〜４１０Ｄ，５４０Ａ，５４０Ｂ  変位センサ、１５０，１５０Ａ  制御装置、１６０  発電部、１７０  蓄電装置、１８０  無線発信部、２１０，２１０Ａ  相対変位算出部、２２０，２２０Ａ  警報出力部、２３０  相対角度算出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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