(57)【要約】【課題】部品点数を増加させることなく、ブレードの振動を低減することが可能な風車を提供する。【解決手段】この風車（風力発電機１）は、回転可能に設けられるハブ５と、ハブ５に設けられるブレード６と、ブレード６に設けられるリングギア７と、ハブ５に設けられ、リングギア７に噛み合う出力軸歯車２９を有するピッチ駆動装置１０とを備えている。そして、この風車（風力発電機１）では、ブレード６で風を受けてハブ５を回転させる一方、出力軸歯車２９を駆動してブレード６をハブ５から径方向外側に延びる回動軸回りに回動可能であり、ブレード６は、その重心が回動軸から外れるように構成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられる主軸部と、
前記主軸部に設けられるブレードと、
前記ブレード及び前記主軸部の一方に設けられる従動側歯車と、
前記ブレード及び前記主軸部の他方に設けられ、前記従動側歯車に噛み合う外歯歯車を有するピッチ駆動装置とを備え、
前記ブレードで風を受けて前記主軸部を回転させる一方、前記外歯歯車を駆動して前記ブレードを前記主軸部から径方向外側に延びる回動軸回りに回動可能な風車であって、
前記ブレードは、その重心が前記回動軸から外れるように構成されている、風車。
【請求項２】
前記ピッチ駆動装置は、前記ブレードに支持されているとともに、前記ブレードの前記回動軸から外れた位置に配置されている、請求項１に記載の風車。
【請求項３】
前記主軸部は、環状の支持部を有するとともに、この支持部の内側に内歯を有する前記従動側歯車が設けられ、
前記ピッチ駆動装置は、前記ブレードの内側に設けられ、
前記支持部は、前記ブレードの端部に外嵌されている、請求項２に記載の風車。
【請求項４】
前記ピッチ駆動装置は、前記ブレードの回動方向が、自重によって前記ブレードを回動させる方向と一致する時に駆動する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の風車。
【請求項５】
回転可能に設けられる主軸部と、
前記主軸部に設けられるブレードと、
前記ブレード及び前記主軸部の一方に設けられる従動側歯車と、
前記ブレード及び前記主軸部の他方に設けられ、前記従動側歯車に噛み合う外歯歯車を有するピッチ駆動装置とを備え、
前記ブレードで風を受けて前記主軸部を回転させる一方、前記外歯歯車を駆動して前記ブレードを前記主軸部から径方向外側に延びる回動軸回りに回動可能な風車であって、
前記外歯歯車の歯部に光を照射して、前記外歯歯車の歯部の破損を検知する破損検知手段を備えた、風車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電機等の風車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電用風力タービン等の風車が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に開示された風車のブレード（風力タービンブレード）では、その先端部近傍に振動減衰手段（ダンパー）を設けることにより、ブレードに発生する不要な振動を低減するようにしている。
【特許文献１】特表２００２−５２１６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の風車のブレードでは、振動減衰手段を別途設けているので、部品点数が増加するという問題点がある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、部品点数を増加させることなく、ブレードの振動を低減することが可能な風車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の風車は、回転可能に設けられる主軸部と、主軸部に設けられるブレードと、ブレード及び主軸部の一方に設けられる従動側歯車と、ブレード及び主軸部の他方に設けられ、従動側歯車に噛み合う外歯歯車を有するピッチ駆動装置とを備え、ブレードで風を受けて主軸部を回転させる一方、外歯歯車を駆動してブレードを主軸部から径方向外側に延びる回動軸回りに回動可能な風車であって、ブレードは、その重心が回動軸から外れるように構成されている。
【０００７】
この発明の風車では、ブレードがその重心が回動軸から外れるように構成されているので、風を受ける際のブレードの回動方向への振動を低減することができる。すなわち、一般に歯車間には歯車同士をスムーズに噛み合わせるための遊びとして歯面間に間隙が設けられている。このため、ブレードが風を受けた時に、ブレード及び主軸部間における歯車の歯面間の間隙に起因してブレードが振動する。しかしながら、本発明では、ブレードの重心が回動軸から外れた位置にあるので、ブレードの自重がその重心側へ偏って作用し、そのブレードの自重を利用して上記歯車の歯面間の間隙が詰められる。これにより、その歯面間の間隙に起因して発生するブレードの振動を低減することができる。このため、別途振動の減衰手段等を追加することなく、ブレードの振動を低減することができるので、部品点数を増加させることなく、ブレードの振動を低減することができる。
【０００８】
また、上記の風車において、ピッチ駆動装置は、ブレードに支持されているとともに、ブレードの回動軸から外れた位置に配置されているのが好ましい。このように構成すれば、重量物であるピッチ駆動装置の重量を利用してブレードの重心をその回動軸から外すことができるので、別途重りを追加すること等によりブレードの重量を増加させることなく、ブレードの重心をその回動軸から外れた位置に配置することができる。
【０００９】
この場合において、主軸部は、環状の支持部を有するとともに、この支持部の内側に内歯を有する従動側歯車が設けられ、ピッチ駆動装置は、ブレードの内側に設けられ、支持部は、ブレードの端部に外嵌されているのが好ましい。このように構成すれば、ブレードの内部に設けられたピッチ駆動装置の外歯歯車は、ブレードの端部に外嵌された支持部の内側に位置する従動側歯車の内歯に噛み合わせるために大径にすることができる。これにより、外歯歯車の上記内歯に対する噛み合い部分の面積を大きくすることができるので、ブレードの振動に起因して外歯歯車の歯面と従動側歯車の内歯の歯面とが衝突する際に、外歯歯車の歯面の受ける力を分散させることができる。このため、ブレードの振動に起因する外歯歯車の破損を抑制することができる。
【００１０】
上記の風車において、ピッチ駆動装置は、ブレードの回動方向が、自重によってブレードを回動させる方向と一致する時に駆動するのが好ましい。このように構成すれば、ブレードを回動させる際に、ピッチ駆動装置がブレードの自重に逆らうような駆動力を発生する必要がなく、ブレードを回動させるのに要する駆動トルクを軽減することができる。その結果、ピッチ駆動装置の電力消費を低減することができる。
【００１１】
本発明の風車は、回転可能に設けられる主軸部と、主軸部に設けられるブレードと、ブレード及び主軸部の一方に設けられる従動側歯車と、ブレード及び主軸部の他方に設けられ、従動側歯車に噛み合う外歯歯車を有するピッチ駆動装置とを備え、ブレードで風を受けて主軸部を回転させる一方、外歯歯車を駆動してブレードを主軸部から径方向外側に延びる回動軸回りに回動可能な風車であって、外歯歯車の歯部に光を照射して、外歯歯車の歯部の破損を検知する破損検知手段を備えている。
【００１２】
この風車では、外歯歯車の歯部に光を照射して、外歯歯車の歯部の破損を検知する破損検知手段を備えているので、破損検知手段によりブレードの振動に起因して外歯歯車の歯部が破損したか否かを監視することができる。これにより、外歯歯車の歯部の破損に対応する外歯歯車の交換時期を検知することができる。すなわち、従来では、振動の減衰手段を設けてブレードの振動を低減しているが、振動が非常に激しい場合にはその振動により外歯歯車が破損する場合もある。したがって、上記のように破損検知手段を設けることにより、万一、外歯歯車が破損した場合であってもその破損を検知して外歯歯車を交換できるので、外歯歯車の破損により風車の他の部分に障害が発生するのを未然に防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、別途振動の減衰手段等を追加することなく、ブレードの回動方向への振動を低減することができるので、部品点数を増加させることなく、ブレードの振動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良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、以下の実施形態の説明では、本発明による風車の一例として風力発電機を例にとって説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による風力発電機１の全体構成を示した斜視図であり、図２は、図１に示した風力発電機１の主要部を示した斜視図である。図３および図４は、図１に示した風力発電機１をそれぞれ反対側の側面から見た側面図である。図５は、図１に示した風力発電機１のハブ５とブレード６との結合部およびそこに設置されたピッチ駆動装置１０を示す図である。図６は、図５に示したピッチ駆動装置１０の全体構成を示す断面図であり、図７は、図６に示したピッチ駆動装置１０を図６中の矢印ＩＶ方向から見た図である。また、図８は、図６に示したピッチ駆動装置１０のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。まず、図１〜図８を参照して本発明の第１実施形態による風力発電機１の構成について説明する。
【００１６】
本発明の第１実施形態による風力発電機１は、図１および図２に示すように、地上に立設された支柱２と、この支柱２の上端部に設けられたナセル３とを備えている。ナセル３には、図略のギアボックス、発電機等が収納されている。そして、ナセル３には、ギアボックスに連結されるロータが設けられていて、このロータのハブ５（主軸部）にブレード６が取り付けられている。ロータ、ハブ５およびブレード６は、ナセル３に対して回転可能に設けられている。なお、図１および図２では、３本のブレード６が設けられた構成について示している。風力発電機１は、この３本のブレード６で風を受けてハブ５およびロータを回転させて発電を行うように構成されている。
【００１７】
ブレード６は、軸部６ａと羽部６ｂとによって構成されており、図５に示すように、軸部６ａがベアリング８を介してハブ５に取り付けられている。これにより、ブレード６は、ハブ５から径方向外側に延びる回動軸回りに回動可能となっている。また、ブレード６の羽部６ｂは、ブレード６の中で主に風を受ける部分である。
【００１８】
ブレード６の軸部６ａの基端部には、内歯を有するリングギア７（従動側歯車）が設けられている。ブレード６の軸部６ａは、中空に形成されており、リングギア７はその内部に設けられている。そして、リングギア７は、その軸心がブレード６の回動軸の軸心と一致するように構成されている。また、ハブ５には、支持部５ａが設けられており、この支持部５ａによってピッチ駆動装置１０が支持されている。ピッチ駆動装置１０の出力軸歯車２９（外歯歯車）はリングギア７（従動側歯車）の内歯に噛み合わされており、出力軸歯車２９は、その軸心がブレード６の回動軸の軸心と平行になるように設けられている。そして、ピッチ駆動装置１０により出力軸歯車２９を駆動してリングギア７を回転させることによって、ブレード６をその軸回りに回動させるように構成されている。そして、ブレード６は回動することにより、風を受ける向きを変えることができるようになっている。
【００１９】
そして、ブレード６は、図３および図４に示すように、風向きに対してほぼフラットなフェザーリング位置と、フェザーリング位置から風向きに対して後方に約３０°傾いたハーフ位置との間で向きを変えることが可能なように構成されている。なお、ブレード６は、フェザーリング位置よりも後方に所定角度（約３０°以下）傾いた状態で風を受けることによりナセル３に対して回転する。そして、ブレード６は、その回転時の位置が最上部から最下部へ移る間は図３に示すように羽部６ｂが軸部６ａの上方に位置する一方、最下部から最上部へ移る間は図４に示すように羽部６ｂが軸部６ａの下方に位置する。
【００２０】
そして、第１実施形態では、ブレード６は、その重心が軸部６ａから離れた羽部６ｂの縁部６ｃ近傍に位置するように形成されている。これにより、ブレード６は、その重心が回動軸から外れている。したがって、ブレード６は、最上部から最下部へ回転移動する間は、図３に示すように、重心側に偏って作用する自重によりＡ方向へ回動する力を受ける一方、最下部から最上部へ回転移動する間は、図４に示すように、自重によりＢ方向へ回動する力を受ける。そして、上記の出力軸歯車２９とリングギア７との間には、これらの歯車をスムーズに噛み合わせるための遊びとして互いの歯面間に回動方向に沿った間隙が設けられているが、この歯面間の間隙は、上記した自重によるＡ方向（図３参照）またはＢ方向（図４参照）への回動する力によって詰められる。
【００２１】
次に、ピッチ駆動装置１０の構成について具体的に説明する。
【００２２】
ピッチ駆動装置１０は、図６に示すように、有底筒状の外側ケース１２を備えている。この外側ケース１２は、円筒状に形成された円筒部１３と、有底筒状に形成されたカバー１４とを締結することによって構成されている。円筒部１３には、ハブ５の支持部５ａに取付けるための鍔部１３ａが設けられ、この鍔部１３ａを通してボルト１５によって支持部５ａに締結できるようになっている。上記カバー１４の底面には、駆動モータ１６が固定されている。
【００２３】
上記円筒部１３の軸方向中間部における内周部には、多数の内歯ピン１８が設けられている。この各内歯ピン１８は軸方向に延びる姿勢で配置されており、これらが周方向に等間隔に配置されている。各内歯ピン１８は、内歯歯車の内歯を構成する。
【００２４】
また、ピッチ駆動装置１０は、入力軸２１と、キャリア２２と、減速機構２４とを備えている。キャリア２２は、入力軸２１の軸心と同じ軸回りに回転可能に配置されるものである。ピッチ駆動装置１０は、駆動モータ１６がハブ５側に位置し、キャリア２２がブレード６側になるように配置することができるので、以下の説明では図５及び図６に合わせ、ブレード６側を上側、ハブ５側を下側として説明する。
【００２５】
駆動モータ１６の駆動軸（図示省略）は、駆動モータ１６から上方に延びてカバー１４の中央部を貫通している。この駆動軸は、図示省略した軸受によってカバー１４に対して回転自在となっている。駆動軸は、入力軸２１と連結されていて、駆動モータ１６の回転駆動力が入力軸２１に付与されることにより入力軸２１が回転するようになっている。入力軸２１の上端部には、駆動外歯歯車２１ａが設けられている。
【００２６】
上記キャリア２２は、上記円筒部１３の径方向内側に配設されている。このキャリア２２は、軸方向の２箇所に配設された軸受３２および３３によって円筒部１３に対して回転自在に支持されている。キャリア２２の軸心は、円筒部１３の軸心に一致している。
【００２７】
キャリア２２は、基部３５と、この基部３５の下方に配置された端板部３６と、シャフト部３７とを備えている。基部３５は、その上端部が円筒部１３から上方に突出するように構成されている。
【００２８】
円筒部１３からその軸方向に突出した基部３５の先端部は、スプライン３５ｂとして形成されている。スプライン３５ｂは、円筒部１３の軸心と同軸状に形成されるものであり、このスプライン３５ｂには、出力軸歯車２９が嵌められている。これにより、キャリア２２と出力軸歯車２９とが連結されている。出力軸歯車２９は、図７にも示すように、外歯２９ａが形成された外歯歯車からなり、上記したようにリングギア７（図５参照）と噛み合うように構成されている。そして、出力軸歯車２９は、キャリア２２とともに回転して風力発電機１のブレード６に回転駆動力を伝達する。
【００２９】
出力軸歯車２９の軸方向上側と軸方向下側とには、図６に示すように、凹部２９ｂと凹部２９ｃとがそれぞれ形成されている。また、基部３５のスプライン３５ｂの軸方向下側には、基部３５の径方向外側に突出するボス部３０が外嵌されている。基部３５のスプライン３５ｂの先端面には、押え板４０がボルト３９によって締結されている。そして、出力軸歯車２９は、上記ボス部３０と押え板４０とによって挟持されている。なお、ボス部３０は、上記凹部２９ｃ内で出力軸歯車２９に当接している一方、押え板４０は、上記凹部２９ｂ内で皿ばね４０ａを介して出力軸歯車２９に当接している。この皿ばね４０ａは、押え板４０を上方に付勢しており、押え板４０をスプライン３５ｂに締結するボルト３９の緩みを抑制している。上記のように構成することによって、出力軸歯車２９は、押え板４０を取り外すことにより、基部３５（キャリア２２）の先端部側から取り外すことができるようになっている。
【００３０】
上記シャフト部３７は、基部３５に設けられる基部側シャフト部４１と、端板部３６に設けられる端板側シャフト部４２とにそれぞれ分割されている。この基部側シャフト部４１および端板側シャフト部４２からなるシャフト部３７は、３つ設けられているとともに（図８参照）、周方向に等間隔に配置されている。また、各シャフト部３７は断面略三角形状に形成されている。基部側シャフト部４１は、基部３５の下面から下方に向かって軸方向に延びる柱状に構成され、端板側シャフト部４２は、端板部３６の上面から上方に向かって軸方向に延びる柱状に構成されている。これら基部側シャフト部４１及び端板側シャフト部４２は、互いに対向する位置に設けられている。
【００３１】
基部側シャフト部４１には、有底のボルト穴が設けられ、端板側シャフト部４２には、このボルト穴に対応する位置にボルト挿通孔が設けられている。そして、これらボルト挿通孔に挿通されたボルト４３が基部側シャフト部４１のボルト穴に螺合されている。また、基部側シャフト部４１と端板側シャフト部４２とはインロー嵌めされている。また、基部側シャフト部４１及び端板側シャフト部４２には、それぞれピン孔が設けられていて、これらピン孔に跨るようにピン４４（図８参照）が挿入されている。これらのことにより、上記基部３５及び端板部３６は、互いに位置ずれしないように固定されている。
【００３２】
上記減速機構２４は、駆動モータ１６の回転数に対して所定の比率で減速してキャリア２２を回転させるためのものであり、第１減速機構と第２減速機構とが含まれている。
【００３３】
第１減速機構は、上記駆動外歯歯車２１ａに噛み合う従動外歯歯車２６を備えている。この従動外歯歯車２６は、入力軸２１の回転により駆動外歯歯車２１ａに対して所定の減速比で回転する。
【００３４】
第２減速機構は、クランク軸４６と、ピニオン４８，４８とを備えている。クランク軸４６は、３つ設けられており（図８参照）、これらクランク軸４６は、周方向に等間隔に配置されている。ピニオン４８，４８は、クランク軸４６の軸方向に２つ並んで配置されている。そして、両ピニオン４８，４８は、円筒部１３の内側において基部３５と端板部３６との間に形成された閉空間に配設されている。
【００３５】
クランク軸４６は、上下一対のクランク軸受５２，５３によって回転自在に支持されている。下側のクランク軸受５２は、端板部３６に形成された貫通孔３６ａに嵌め込まれている。上側のクランク軸受５３は、基部３５の下面に形成された凹部３５ａに嵌め込まれている。換言すると、クランク軸４６は、その下部において下側のクランク軸受５２を介して端板部３６によって支持されるとともに、上部において上側のクランク軸受５３を介して基部３５によって支持されている。
【００３６】
下側のクランク軸受５２よりも下方に突出した各クランク軸４６の下端部に、それぞれ上記従動外歯歯車２６が設けられている。これら各従動外歯歯車２６は、上記駆動外歯歯車２１ａに噛み合っており、クランク軸４６は、駆動外歯歯車２１ａと従動外歯歯車２６との歯数比で減速されて、従動外歯歯車２６と一体的に回転する。
【００３７】
クランク軸４６には、各ピニオン４８に対応するように配置された２つの偏心部４６ａが設けられている。各偏心部４６ａは、クランク軸４６の軸心に対して偏心した円柱状に形成されており、両偏心部４６ａは、１８０度の位相差をもつように設定されている。
【００３８】
上記両ピニオン４８は、同じ構成のものである。図８に示すように、各ピニオン４８は、円筒部１３の内径よりも少し小さく形成されていて、円筒部１３の内歯ピン１８に噛み合う外歯４８ａを有する。ピニオン４８の外歯４８ａは、内歯ピン１８の歯数より若干、例えば１つだけ少なくなっている。
【００３９】
各ピニオン４８には、第１貫通孔４８ｂと第２貫通孔４８ｃとが設けられている。第１貫通孔４８ｂは、円形状に形成されている。この第１貫通孔４８ｂには、ころ軸受５５を介装した状態で上記クランク軸４６が挿通されている。そして、両ピニオン４８，４８の第１貫通孔４８ｂにそれぞれ偏心部４６ａが嵌め合わされている。これにより、偏心部４６ａの回転によって両ピニオン４８，４８は、互いに１８０度だけ位相がずれた状態で円筒部１３の内歯ピン１８に噛み合いながら偏心回転運動（公転）する。
【００４０】
第２貫通孔４８ｃには、上記シャフト部３７が挿通されている。この第２貫通孔４８ｃは、シャフト部３７の断面よりも大きな略三角形状に形成されており、シャフト部３７は、所定の間隙を有した状態で第２貫通孔４８ｃに挿通されている。第２貫通孔４８ｃは、シャフト部３７に対応して設けられるので、周方向に等間隔に３つ設けられている。そして、ピニオン４８，４８の偏心回転運動に伴って、第２貫通孔４８ｃからシャフト部３７に回転運動が伝達されることにより、基部３５、端板部３６及びシャフト部３７が一体となったキャリア２２が円筒部１３の軸心回りに回転するようになっている。そして、このキャリア２２の回転に伴って出力軸歯車２９が回転するとともに、出力軸歯車２９に噛み合うリングギア７が回転することによって、ブレード６（図５参照）が回動して向きを変えるようになっている。
【００４１】
そして、第１実施形態では、上記のように構成されたピッチ駆動装置１０は、ブレード６の回動方向が、自重によってブレード６を回動させる方向と一致する時に駆動するように構成されている。具体的には、この第１実施形態による風力発電機１では、ナセル３内に制御部（図示せず）が設けられており、この制御部（図示せず）により各部の動作が制御されている。そして、ハブ５に繋がるナセル３内のロータ（図示せず）に、エンコーダ等のブレード６の回転位置を検知可能な検知部（図示せず）が設けられている。そして、この検知部（図示せず）により検知されたブレード６の位置情報は、上記制御部（図示せず）に伝達されるようになっている。そして、ブレード６は、上記したように、最上部から最下部へ回転移動する際には自重によって図３中のＡ方向へ回動する力を受ける一方、最下部から最上部へ回転移動する際には自重によって図４中のＢ方向へ回動する力を受ける。この際、ピッチ駆動装置１０によりブレード６の向きを変える方向がＡ方向の場合には、制御部（図示せず）において上記ブレード６の位置情報からブレード６が最上部から最下部へ回転移動していると判断されたときに、ピッチ駆動装置１０が制御部（図示せず）により駆動される。一方、ブレード６の向きを変える方向がＢ方向の場合には、制御部（図示せず）において上記ブレード６の位置情報からブレード６が最下部から最上部へ回転移動していると判断されたときに、ピッチ駆動装置１０が制御部（図示せず）により駆動される。
【００４２】
以上のように、第１実施形態では、ブレード６がその重心が回動軸から外れるように構成されているので、ブレード６の重心側へ偏って作用する自重により、ブレード６の内側に設けられたリングギア７の歯面と出力軸歯車２９の歯面との間の間隙が詰められる。これにより、その歯面間の間隙に起因して発生するブレード６の振動を低減することができる。このため、別途振動の減衰手段等を追加することなく、ブレード６の振動を低減することができるので、部品点数を増加させることなく、ブレード６の回動方向への振動を低減することができる。
【００４３】
また、第１実施形態では、ピッチ駆動装置１０は、ブレード６を回動させる際、ブレード６の回動方向が自重によってブレード６を回動させる方向と一致する時に駆動するので、ブレード６の自重に逆らうような駆動力を発生させる必要がなく、ブレード６を回動させるのに要する駆動トルクを軽減することができる。その結果、ピッチ駆動装置１０の電力消費を低減することができる。
【００４４】
（第２実施形態）
図９には、本発明の第２実施形態による風力発電機１のハブ５とブレード６との結合部およびそこに設置されたピッチ駆動装置１０が示されている。この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、ピッチ駆動装置１０は、ブレード６に支持されているとともに、ブレード６の回動軸から外れた位置に配置されている。
【００４５】
具体的には、ブレード６の中空に形成された軸部６ａの内部に支持部５ａが設けられており、ピッチ駆動装置１０は、この支持部５ａによって支持されている。そして、ピッチ駆動装置１０は、出力軸歯車６９がハブ５側を向くように配置されている。
【００４６】
ピッチ駆動装置１０は、回動軸に対して軸部６ａの内部の羽部６ｂの縁部６ｃ（図３参照）側の位置に配置されている。これにより、重量物であるピッチ駆動装置１０の重量を利用して、ブレード６の重心をその回動軸から羽部６ｂの縁部６ｃ（図３参照）側へ外すようにしている。
【００４７】
そして、第２実施形態では、図９に示すように、ハブ５（主軸部）がブレード６の軸部６ａを支持する環状の支持部７０を有しており、この支持部７０の内側に内歯を有するリングギア７（従動側歯車）が設けられている。そして、支持部７０は、その先端部にベアリング８を有しており、このベアリング８がブレード６の軸部６ａの端部に外嵌している。この状態でブレード６の軸部６ａは支持部７０のベアリング８によって回転可能に支持されている。そして、ピッチ駆動装置１０の出力軸歯車６９は、軸部６ａに外嵌された支持部７０の内側に位置するリングギア７の内歯に噛み合わせるために大径に形成されている。第２実施形態による風力発電機１の上記以外の構成は、上記第１実施形態による風力発電機１の構成と同様である。
【００４８】
以上のように、第２実施形態では、ピッチ駆動装置１０をブレード６によって支持するとともに、ブレード６の回動軸から外れた位置に配置することにより、重量物であるピッチ駆動装置１０の重量を利用してブレード６の重心をその回動軸から外している。これにより、別途重りを追加すること等によってブレード６の重量を増加させることなく、ブレード６の重心をその回動軸から外れた位置に配置することができる。
【００４９】
また、第２実施形態では、ブレード６の内部に設けられたピッチ駆動装置１０の出力軸歯車６９を、ブレード６の軸部６ａに外嵌された支持部７０の内側に位置するリングギア７に噛み合わせるために大径に形成しているので、出力軸歯車６９のリングギア７に対する噛み合い部分の面積を大きくすることができる。これにより、ブレード６の振動に起因して出力軸歯車６９の歯面とリングギア７の歯面とが衝突する際に、出力軸歯車６９の歯面の受ける力を分散させることができるので、ブレード６の振動に起因する出力軸歯車６９の破損を抑制することができる。
【００５０】
第２実施形態による上記以外の効果は、上記第１実施形態による効果と同様である。
【００５１】
（第３実施形態）
図１０には、本発明の第３実施形態による風力発電機１に適用するピッチ駆動装置１０の全体構成が示されている。この第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、ピッチ駆動装置１０に、出力軸歯車２９の外歯２９ａ（歯部）に光を照射して外歯２９ａの破損を検知する破損検知部８０（破損検知手段）が設けられている。
【００５２】
具体的には、破損検知部８０は、ピッチ駆動装置１０の外側ケース１２の円筒部１３の上部に出力軸歯車２９の外歯２９ａの下面と対向するように設置されている。この破損検知部８０は、例えば、出力軸歯車２９の外歯２９ａに光を照射する投光器と、出力軸歯車２９の外歯２９ａからの反射光を受光する受光器とを有する反射型光センサからなる。そして、破損検知部８０では、受光器で受光した出力軸歯車２９の外歯２９ａからの反射光を監視することによって外歯２９ａの破損を検知するようになっている。すなわち、外歯２９ａの破損していない部分からの反射光に比べて、外歯２９ａの破損した部分からの反射光は光量が低下するので、破損検知部８０では、出力軸歯車２９の回転時に外歯２９ａからの反射光の光量を監視することにより外歯２９ａの破損を検知している。
【００５３】
より具体的には、破損検知部８０は、上記反射光を検知して検知信号を出力し、この検知信号に基づいて、ナセル３内に設けられた制御部（図示せず）が上記反射光の光量を監視している。そして、制御部（図示せず）により破損検知部８０の検知信号に基づいて上記反射光の光量が所定のレベル以下に低下したと判断されると、制御部により外歯２９ａの破損の発生を知らせるアラーム信号が発生されるようになっている。そして、このアラーム信号の発生に応じて破損した出力軸歯車２９を交換すればよいようになっている。
【００５４】
第３実施形態による風力発電機１の上記以外の構成は、上記第１実施形態による風力発電機１の構成と同様である。
【００５５】
第３実施形態では、上記のように、ピッチ駆動装置１０が出力軸歯車２９の外歯２９ａに光を照射して、出力軸歯車２９の外歯２９ａの破損を検知する破損検知部８０を備えているので、破損検知部８０により、ブレード６の振動に起因して出力軸歯車２９の外歯２９ａが破損したか否かを監視することができる。これにより、出力軸歯車２９の外歯２９ａの破損に対応する出力軸歯車２９の交換時期を検知することができる。振動の減衰手段を設けてブレード６の振動を低減している場合でも、ブレード６の振動が非常に激しい場合にはその振動により出力軸歯車２９が破損する場合もある。したがって、上記のように破損検知部８０を設けることにより、万一、出力軸歯車２９が破損した場合であってもその破損を検知して出力軸歯車２９を交換できるので、出力軸歯車２９の破損により風力発電機１の他の部分に障害が発生するのを未然に防止することができる。
【００５６】
第３実施形態による上記以外の効果は、上記第１実施形態による効果と同様である。
【００５７】
この第３実施形態では、出力軸歯車２９の外歯２９ａの破損を検知する破損検知部８０として反射型光センサを用いたが、破損検知部として透過型光センサを用いてもよい。この場合には、透過型光センサの投光器と受光器とを出力軸歯車２９の外歯２９ａを挟んで上下両側にそれぞれ配置するのが好ましい。外歯２９ａに破損部分がある場合には、その破損部分を介して受光器が受光する透過光の光量が増加するので、透過光の光量を監視することにより外歯２９ａの破損を検知することが可能である。
【００５８】
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５９】
例えば、上記第１〜第３実施形態では、本発明を適用する風車の一例として風力発電機１を例にとって説明したが、本発明はこれに限らず、風力発電機１以外の風車にも本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態による風力発電機の全体構成を示した斜視図である。
【図２】図１に示した第１実施形態による風力発電機の主要部を示した斜視図である。
【図３】図１に示した第１実施形態による風力発電機を一方の側面から見た側面図である。
【図４】図３に示した風力発電機を他方の側面から見た側面図である。
【図５】図１に示した風力発電機のハブとブレードとの結合部およびそこに設置されたピッチ駆動装置を示す図である。
【図６】図５に示したピッチ駆動装置の全体構成を示す断面図である。
【図７】図６に示したピッチ駆動装置を図６中の矢印ＩＶ方向から見た図である。
【図８】図６に示したピッチ駆動装置のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態による風力発電機のハブとブレードとの結合部およびそこに設置されたピッチ駆動装置を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による風力発電機に適用するピッチ駆動装置の全体構成を示した断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  風力発電機（風車）
５  ハブ（主軸部）
６  ブレード
７  リングギア（従動側歯車）
１０  ピッチ駆動装置
２９、６９  出力軸歯車（外歯歯車）
７０  支持部
８０  破損検知部（破損検知手段）
【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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【図１０】
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