(57)【要約】【課題】回転軸支持部の交換を容易に行うことが可能な回転電機を提供する。【解決手段】この発電機１（回転電機）は、回転軸部７ｂと、ロータコア３２を含み、回転軸部７ｂに分離可能に取り付けられるロータ３１と、ロータコア３２と半径方向に対向するように配置されるステータコア２２を含むステータ２１と、回転軸部７ｂを回転可能に支持する軸受部５１とを備え、ロータ３１から回転軸部７ｂを分離することによって、ロータコア３２およびステータコア２２が互いに対向した状態で軸受部５１を交換することが可能に構成されている。【選択図】図３
2012085388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸部と、
ロータコアを含み、前記回転軸部に分離可能に取り付けられるロータと、
前記ロータコアと半径方向に対向するように配置されるステータコアを含むステータと、
前記回転軸部を回転可能に支持する回転軸支持部とを備え、
前記ロータから前記回転軸部を分離することによって、前記ロータコアおよび前記ステータコアが互いに対向した状態で前記回転軸支持部を交換することが可能に構成されている、回転電機。
【請求項２】
前記ロータは、前記回転軸部が挿入される開口部を有し、
前記回転軸支持部は、前記ロータから前記回転軸部を分離することによって、前記ロータコアおよび前記ステータコアが互いに対向した状態で前記ロータの開口部を介して交換されるように構成されている、請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記回転軸支持部は、前記回転軸部が前記ロータから分離されて前記ロータの開口部から抜き取られる際に、前記回転軸部と共に移動されることによって前記ロータコアおよび前記ステータコアが互いに対向した状態で前記ロータの開口部を介して交換されるように構成されている、請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記ステータが固定的に取り付けられるフレームと、
前記回転軸支持部を前記フレームに対して固定的に取り付けるための取付部材とをさらに備え、
前記ロータの開口部は、前記取付部材の半径方向の最大長さよりも大きい内径を有している、請求項２または３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記取付部材は、前記回転軸部を取り囲むように環状に形成されており、
前記ロータの開口部は、前記取付部材の外径よりも大きい内径を有している、請求項４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記回転軸支持部は、前記回転軸部を片持ち状に回転可能に支持するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項７】
前記ステータが固定的に取り付けられるフレームをさらに備え、
前記回転軸支持部は、前記フレームに対して前記ロータの移動を規制するように前記ロータを固定した状態で前記ロータから前記回転軸部を分離することによって、前記ロータコアおよび前記ステータコアが互いに対向した状態で交換されるように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記回転軸支持部は、冶具部材により前記ロータを前記フレームに固定的に連結した状態で前記ロータから前記回転軸部を分離することによって、前記ロータコアおよび前記ステータコアが互いに対向した状態で交換されるように構成されている、請求項７に記載の回転電機。
【請求項９】
前記フレームは、前記ロータを固定するためのロータ固定部を含み、
前記回転軸支持部は、締結部材により前記ロータを前記ロータ固定部に固定した状態で前記ロータから前記回転軸部を分離することによって、前記ロータコアおよび前記ステータコアが互いに対向した状態で交換されるように構成されている、請求項７に記載の回転電機。
【請求項１０】
回転軸部を含む発電機と、
前記発電機の回転軸部に対して連結されるブレードとを備え、
前記発電機は、
ロータコアを有し、前記回転軸部に分離可能に取り付けられるロータと、
前記ロータコアと半径方向に対向するように配置されるステータコアを有するステータと、
前記回転軸部を回転可能に支持する回転軸支持部とをさらに含み、
前記ロータから前記回転軸部を分離することによって、前記ロータコアおよび前記ステータコアが互いに対向した状態で前記回転軸支持部を交換することが可能に構成されている、風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機および風力発電装置に関し、特に、回転軸部を有する回転電機および風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転軸部を有する回転電機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１には、回転軸部を有する発電機（回転電機）を備える風力発電装置が開示されている。この風力発電装置の発電機は、ブレードが設けられる側とは反対側の回転軸部の一方端部に設けられている。ここで、上記特許文献１に記載されたような従来の発電機は、回転軸部に取り付けられるロータと、ロータに対向するように配置されるステータと、回転軸部を回転可能に支持する軸受（回転軸支持部）とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２０８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したような従来の発電機（回転電機）では、軸受（回転軸支持部）を交換する際に、軸受とともに、軸受に支持される回転軸部、および、回転軸部に取り付けられた大きい外径を有するロータも合わせて発電機から取り外す必要があるという不都合がある。このため、上記したような従来の発電機（回転電機）では、軸受（回転軸支持部）の交換を容易に行うことができないという問題点がある。
【０００５】
この発明は、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、この発明の１つの目的は、回転軸支持部の交換を容易に行うことが可能な回転電機および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および発明の効果】
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における回転電機は、回転軸部と、ロータコアを含み、回転軸部に分離可能に取り付けられるロータと、ロータコアと半径方向に対向するように配置されるステータコアを含むステータと、回転軸部を回転可能に支持する回転軸支持部とを備え、ロータから回転軸部を分離することによって、ロータコアおよびステータコアが互いに対向した状態で回転軸支持部を交換することが可能に構成されている。
【０００７】
この発明の第１の局面による回転電機では、上記のように、ロータから回転軸部を分離することにより、ロータコアおよびステータコアが互いに対向した状態で回転軸支持部を交換可能に構成することによって、回転軸支持部を交換する際に、回転軸部をロータから分離してロータコアおよびステータコアが互いに対向した状態のままで回転軸支持部を交換することができるので、大きい外径を有するロータを回転電機から取り外すことなく回転軸支持部を交換することができる。これにより、回転軸支持部を交換する際に、回転軸支持部とともに大きい外径を有するロータも合わせて回転電機から取り外す必要がある場合に比べて、回転軸支持部の交換を容易に行うことができる。
【０００８】
この発明の第２の局面における風力発電装置は、回転軸部を含む発電機と、発電機の回転軸部に対して連結されるブレードとを備え、発電機は、ロータコアを有し、回転軸部に分離可能に取り付けられるロータと、ロータコアと半径方向に対向するように配置されるステータコアを有するステータと、回転軸部を回転可能に支持する回転軸支持部とをさらに含み、ロータから回転軸部を分離することによって、ロータコアおよびステータコアが互いに対向した状態で回転軸支持部を交換することが可能に構成されている。
【０００９】
この発明の第２の局面による風力発電装置では、上記のように、ロータから回転軸部を分離することにより、ロータコアおよびステータコアが互いに対向した状態で回転軸支持部を交換可能に構成することによって、回転軸支持部を交換する際に、回転軸部をロータから分離してロータコアおよびステータコアが互いに対向した状態のままで回転軸支持部を交換することができるので、大きい外径を有するロータを発電機から取り外すことなく回転軸支持部を交換することができる。これにより、回転軸支持部を交換する際に、回転軸支持部とともに大きい外径を有するロータも合わせて発電機から取り外す必要がある場合に比べて、回転軸支持部の交換を容易に行うことが可能な発電機を備えた風力発電装置を得ることができる。特に、風力発電装置に用いられる発電機は、ロータの重量が大きいので、回転軸支持部の交換時にロータを発電機から取り外す必要のない本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態による発電機を備えた風力発電装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態による発電機のカバーを取り外した状態を後方側（Ｚ２方向側）から見た平面図である。
【図３】図２の４００−４００線に沿った部分断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による発電機のロータおよび回転軸部が互いに分離可能な状態を示した部分断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による発電機のロータがロータ固定部に固定された状態を示した部分断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による発電機の回転軸部がロータから抜き取られた状態を示した部分断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態による発電機を示した部分断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態による発電機のロータおよび回転軸部が互いに分離可能な状態を示した部分断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態による発電機の回転軸部がロータから抜き取られた状態を示した部分断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の変形例による発電機を示した部分断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の変形例による発電機の回転軸部がロータから抜き取られた状態を示した部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
まず、図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態による風力発電装置１００の構成について説明する。なお、第１実施形態では、風力発電装置１００に用いる本発明の回転電機を発電機１に適用する例について説明する。
【００１３】
図１に示すように、風力発電装置１００は、発電機１と、発電機１が取り付けられる増速機２と、発電機１および増速機２を収納するためのナセル３と、ロータハブ４と、ブレード５と、タワー（支持柱）６とによって構成されている。また、ロータハブ４は、回転軸部７に取り付けられている。また、ロータハブ４には、複数のブレード５が取り付けられている。また、ナセル３は、タワー６に取り付けられている。また、回転軸部７は、カップリング部８により２本の回転軸部７ａおよび７ｂが軸方向に繋がれることによって構成されている。
【００１４】
図２および図３に示すように、発電機１は、フレーム１１と、ステータ２１と、ロータ３１と、カバー４１（図３参照）と、回転軸部７ｂと、回転軸部７ｂを回転可能に支持する軸受部５１（図３参照）とにより主として構成されている。なお、軸受部５１は、本発明の「回転軸支持部」の一例である。また、フレーム１１は、図３に示すように、円筒形状に形成された側面部１２と、側面部１２のカップリング部８が配置される側（Ｚ１方向側、前方側）の端部に一体的に形成された前面部１３とを含んでいる。側面部１２のカップリング部８が配置される側とは反対側（Ｚ２方向側、後方側）の端部表面には、図２および図３に示すように、複数のネジ穴１２１が形成されている。複数のネジ穴１２１は、図３に示すように、フレーム１１に対してカバー４１を取り付けるためのボルト６１が螺合されるように構成されている。また、複数のネジ穴１２１は、図２に示すように、周方向に略等角度間隔で配置されている。また、前面部１３は、図３に示すように、側面部１２の端部から半径方向の内側に延びるように形成されているとともに、中央部に開口を有する円盤状に形成されている。
【００１５】
また、前面部１３の半径方向の内側端部には、円筒形状のブラケット１４が前面部１３に一体的に形成されている。ブラケット１４は、前面部１３に対してカップリング部８が配置される側（Ｚ１方向側、前方側）およびその反対側（Ｚ２方向側、後方側）の両方に突出するように形成されている。また、ブラケット１４には、回転軸部７ｂの軸方向（Ｚ方向）に延びる複数の貫通孔１４１が形成されている。貫通孔１４１は、軸受部５１をブラケット１４に取り付けるためのスタットボルト６３を挿入可能に構成されている。また、複数の貫通孔１４１に挿入されるスタットボルト６３は、図２に示すように、周方向に略等角度間隔で配置されている。
【００１６】
また、前面部１３およびブラケット１４の間の角部には、軸受部５１を交換する際にロータ３１を固定するためのロータ固定部１５が設けられている。ロータ固定部１５は、円環状に形成されている。また、ロータ固定部１５は、発電機１の内側において前面部１３およびブラケット１４に対して溶接により固定的に取り付けられている。また、ロータ固定部１５のロータ３１に対向する側（Ｚ２方向側）の表面には、複数のネジ穴１５１が形成されている。複数のネジ穴１５１は、周方向に略等角度間隔で配置されており、ロータ３１の後述のネジ挿入孔３３１に対応する位置に配置されている。また、ネジ穴１５１は、ロータ固定部１５にロータ３１を固定する際に用いられる後述のボルト６５が螺合可能に構成されている。
【００１７】
ステータ２１は、フレーム１１の側面部１２の内側面に固定的に取り付けられている。また、ステータ２１は、扁平な円筒形状を有するステータコア２２と、巻線２３とから構成されている。ステータコア２２は、たとえば、積層されたケイ素鋼板からなる。また、ステータコア２２の内周面には、複数のスロット（図示せず）が設けられている。また、巻線２３は、ステータコア２２のスロット内に収納されている。また、巻線２３は、たとえばＵ相、Ｖ相およびＷ相の３相電流を通電可能な複数の巻線から構成されている。
【００１８】
ロータ３１は、ロータコア３２と、ロータコア３２の半径方向の内側に配置された円盤状のロータ本体部３３と、ロータコア３２の外周部に配置された永久磁石３４とを含んでいる。ロータコア３２は、扁平な円筒形状に形成されており、ステータコア２２に対して半径方向（Ｘ方向）に対向するように配置されている。また、ロータコア３２は、たとえば積層されたケイ素鋼板からなる。また、永久磁石３４は、ロータコア３２のステータコア２２に対向する部分に配置されている。
【００１９】
また、ロータ本体部３３は、回転軸部７ｂの軸方向（Ｚ方向）に延びる複数のネジ挿入孔３３１を有している。複数のネジ挿入孔３３１は、図２に示すように、周方向に略等角度間隔で配置されている。また、ネジ挿入孔３３１は、ロータ固定部１５にロータ３１を固定する際に用いられる後述のボルト６５が挿入可能に構成されている。また、円盤状のロータ本体部３３は、中央部に円形形状の開口部３３２を有している。開口部３３２には、回転軸部７ｂが挿入されている。また、開口部３３２は、図２および図３に示すように、内径Ｄ１を有している。
【００２０】
また、図３に示すように、ロータ本体部３３の開口部３３２とネジ挿入孔３３１との間には段差部３３３が形成されており、ロータ本体部３３は段差部３３３において回転軸部７ｂに取り付けられている。詳細には、段差部３３３は、前方方向（Ｚ１方向）に窪む凹形状に形成されている。また、段差部３３３の凹形状の底面（Ｚ２方向側の表面）には、ボルト６２が螺合可能なネジ穴３３３ａが形成されている。また、回転軸部７ｂは、カップリング部８が配置される側とは反対側（Ｚ２方向側）の後方端部に半径方向に延びるフランジ部７ｃを有している。フランジ部７ｃには、回転軸部７ｂの軸方向（Ｚ方向）に延びる複数のネジ挿入孔７ｄが形成されている。そして、ロータ３１は、回転軸部７ｂのフランジ部７ｃが段差部３３３に嵌め込まれた状態でネジ挿入孔７ｄに挿入されたボルト６２がネジ穴３３３ａに螺合されることによって、回転軸部７ｂに分離可能に取り付けられる。
【００２１】
カバー４１は、円盤状を有し、発電機１の後方側（Ｚ２方向側）を覆うように構成されている。また、カバー４１は、図３に示すように、フレーム１１の側面部１２にネジ止めされるように構成されている。具体的には、カバー４１は、回転軸部７ｂの軸方向（Ｚ方向）に延びる複数のネジ挿入孔４１１を有し、ネジ挿入孔４１１に挿入されるボルト６１によりフレーム１１の側面部１２に固定的に取り付けられるように構成されている。
【００２２】
軸受部５１は、回転軸部７ｂを片持ち状で回転可能に支持するように構成されている。また、軸受部５１は、回転軸部７ｂを取り囲むように円筒形状に形成されている。また、軸受部５１は、回転軸部７ｂに対して強固に嵌め付けられている。また、図３に示すように、円筒形状の軸受部５１は、フレーム１１の円筒形状のブラケット１４の内側に配置されている。また、軸受部５１の前方側（Ｚ１方向側）および後方側（Ｚ２方向側）には、それぞれ、前側軸受カバー５１１および後ろ側軸受カバー５１２が設けられている。
【００２３】
前側軸受カバー５１１および後ろ側軸受カバー５１２は、共に回転軸部７ｂを取り囲むように円環状に形成されている。また、前側軸受カバー５１１は、軸受部５１の前面（Ｚ１方向の表面）の略全体を覆うように配置され、軸受部５１が前方（Ｚ１方向）に移動するのを規制するように構成されている。また、後ろ側軸受カバー５１２は、軸受部５１の後ろ面（Ｚ２方向の表面）の略全体を覆うように配置され、軸受部５１が後方（Ｚ２方向）に移動するのを規制するように構成されている。また、後ろ側軸受カバー５１２は、図２および図３に示すように、ロータ３１の開口部３３２の内径Ｄ１よりも小さい外径Ｄ２を有している。また、前側軸受カバー５１１には、ブラケット１４の貫通孔１４１に対応する位置にネジ挿入孔５１１ａが形成されている。ネジ挿入孔５１１ａは、軸受部５１をフレーム１１に対して固定するためのスタットボルト６３を挿入可能に構成されている。また、後ろ側軸受カバー５１２は、スタットボルト６３に固着されている。また、前側軸受カバー５１１および後ろ側軸受カバー５１２は、前側軸受カバー５１１の前方側（Ｚ１方向側）からナット６４により締め付けられることによって、互いに軸受部５１を前後方向から強固に挟み込むように構成されている。これにより、軸受部５１は、フレーム１１に対して固定的に取り付けられる。なお、後ろ側軸受カバー５１２は、本発明の「取付部材」の一例である。
【００２４】
上記のような構成により、第１実施形態による発電機１では、軸受部５１により回転可能に支持された回転軸部７ｂが回転する際に、ロータ３１が回転軸部７ｂと共にステータ２１に対して回転されるように構成されている。
【００２５】
次に、図３〜図６を参照して、第１実施形態による発電機１の軸受部５１の交換手順について説明する。
【００２６】
まず、図３に示すように、軸受部５１がフレーム１１に取り付けられた発電機１の完成状態から、図４に示すように、ボルト６１を取り外してカバー４１を取り除いた後、スタットボルト６３に締め込まれたナット６４を取り外すとともに、回転軸部７ｂおよびロータ３１を互いに連結するボルト６２を取り外す。この状態では、ロータ３１は、段差部３３３に回転軸部７ｂのフランジ部７ｃが嵌め込まれているので、半径方向（Ｘ方向）への移動が規制されている。一方、ロータ３１は、回転軸部７ｂから分離して軸方向（Ｚ方向）に移動可能になっている。また、ナット６４が取り外されたことによって前側軸受カバー５１１および後ろ側軸受カバー５１２による軸受部５１に対する前後方向からの締め付けが解除されているので、軸受部５１は、軸方向（Ｚ方向）への移動が可能な状態になっている。また、回転軸部７ｂも、ロータ３１から分離して軸方向に移動可能である。
【００２７】
次に、図５に示すように、ボルト６５をロータ３１のネジ挿入孔３３１を介してロータ固定部１５のネジ穴１５１に螺合させる。そして、ボルト６５を締め付けることによって、フレーム１１に対してロータ３１の移動を規制するようにロータ３１をロータ固定部１５に固定する。これにより、ステータコア２２およびロータコア３２が互いに対向した状態でロータ３１がフレーム１１に対して固定される。なお、ボルト６５は、本発明の「締結部材」の一例である。
【００２８】
その後、図６に示すように、回転軸部７ｂをロータ３１の開口部３３２からカップリング部８が配置される側とは反対側（Ｚ２方向側、後方側）に抜き取る。この際、回転軸部７ｂに対して強固に嵌め付けられた軸受部５１は、回転軸部７ｂと共にロータ３１の開口部３３２を介して後方（Ｚ２方向）に移動される。また、軸受部５１が移動する際に軸受部５１に押圧される後ろ側軸受カバー５１２および後ろ側軸受カバー５１２に固着されたスタットボルト６３も、回転軸部７ｂおよび軸受部５１と共に開口部３３２を介して後方（Ｚ２方向）に移動される。これにより、ステータコア２２およびロータコア３２が互いに対向した状態で、軸受部５１を、回転軸部７ｂ、後ろ側軸受カバー５１２およびスタットボルト６３と共にロータ３１の開口部３３２を介して抜き取って交換することが可能である。
【００２９】
第１実施形態では、上記のように、ロータ３１から回転軸部７ｂを分離することにより、ロータコア３２およびステータコア２２が互いに対向した状態で軸受部５１を交換可能に構成することによって、軸受部５１を交換する際に、回転軸部７ｂをロータ３１から分離してロータコア３２およびステータコア２２が互いに対向した状態のままで軸受部５１を交換することができるので、大きい外径を有するロータ３１を発電機１から取り外すことなく軸受部５１を交換することができる。これにより、軸受部５１を交換する際に、軸受部５１とともに大きい外径を有するロータ３１も合わせて発電機１から取り外す必要がある場合に比べて、軸受部５１の交換を容易に行うことができる。特に、風力発電装置１００に用いられる第１実施形態の発電機１は、ロータ３１の重量が大きいので、軸受部５１の交換時にロータ３１を発電機１から取り外す必要のない本発明は有効である。
【００３０】
また、第１実施形態では、上記のように、回転軸部７ｂが挿入される開口部３３２をロータ３１に設けるとともに、ロータ３１から回転軸部７ｂを分離することによって、ロータコア３２およびステータコア２２が互いに対向した状態でロータ３１の開口部３３２を介して交換されるように軸受部５１を構成する。これによって、ロータコア３２およびステータコア２２が互いに対向した状態でも、容易に、ロータ３１の開口部３３２を介してロータ３１の一方側（Ｚ１方向側）から他方側（Ｚ２方向側）に軸受部５１を移動させることができるので、軸受部５１の交換をより容易に行うことができる。
【００３１】
また、第１実施形態では、上記のように、回転軸部７ｂがロータ３１から分離されてロータ３１の開口部３３２から抜き取られる際に、回転軸部７ｂと共に移動されることによってロータコア３２およびステータコア２２が互いに対向した状態でロータ３１の開口部３３２を介して交換されるように軸受部５１を構成する。これによって、回転軸部７ｂをロータ３１の開口部３３２から抜き取るだけで、容易に、回転軸部７ｂと共に軸受部５１がロータ３１の一方側（Ｚ１方向側）から他方側（Ｚ２方向側）に移動されるので、軸受部５１の交換をさらに容易に行うことができる。
【００３２】
また、第１実施形態では、上記のように、ステータ２１が固定的に取り付けられるフレーム１１と、軸受部５１をフレーム１１に対して固定的に取り付けるための後ろ側軸受カバー５１２とを設けるとともに、ロータ３１の開口部３３２を、後ろ側軸受カバー５１２の半径方向の最大長さよりも大きい内径を有するように形成する。これによって、ロータ３１の開口部３３２が後ろ側軸受カバー５１２を通過可能な形状に形成されるので、軸受部５１と共に後ろ側軸受カバー５１２も合わせて開口部３３２を介してロータ３１の一方側（Ｚ１方向側）から他方側（Ｚ２方向側）に移動させることができ、その結果、軸受部５１の交換をより容易に行うことができる。
【００３３】
また、第１実施形態では、上記のように、後ろ側軸受カバー５１２を、回転軸部７ｂを取り囲むように環状に形成するとともに、ロータ３１の開口部３３２を、後ろ側軸受カバー５１２の外径Ｄ２よりも大きい内径Ｄ１を有するように形成する。これによって、環状に形成された後ろ側軸受カバー５１２でも容易に開口部３３２を介してロータ３１の一方側（Ｚ１方向側）から他方側（Ｚ２方向側）に移動させることができるので、後ろ側軸受カバー５１２を環状に形成した場合でも、軸受部５１の交換をより容易に行うことができる。
【００３４】
また、第１実施形態では、上記のように、回転軸部７ｂを片持ち状に回転可能に支持するように軸受部５１を構成する。これによって、軸受部５１が回転軸部７ｂを片持ち状に支持する構成の発電機１であっても、ロータ３１を発電機１から取り外すことなく軸受部５１を交換することができるので、回転軸部７ｂが片持ち状に支持される発電機１の軸受部５１の交換を容易に行うことができる。
【００３５】
また、第１実施形態では、上記のように、ステータ２１が固定的に取り付けられるフレーム１１を設けるとともに、フレーム１１に対してロータ３１の移動を規制するようにロータ３１を固定した状態でロータ３１から回転軸部７ｂを分離することによって、ロータコア３２およびステータコア２２が互いに対向した状態で交換されるように軸受部５１を構成する。これによって、ロータ３１から回転軸部７ｂを分離する場合でも、フレーム１１に対してロータ３１の移動を規制するようにロータ３１が固定されるので、確実に、ロータコア３２およびステータコア２２が互いに対向した状態を維持することができる。その結果、回転軸部７ｂの交換の際に、ロータコア３２およびステータコア２２が互いに吸着されて衝突してしまうのを抑制することができる。
【００３６】
また、第１実施形態では、上記のように、ロータ３１を固定するためのロータ固定部１５をフレーム１１に設けるとともに、ボルト６５によりロータ３１をロータ固定部１５に固定した状態でロータ３１から回転軸部７ｂを分離することによって、ロータコア３２およびステータコア２２が互いに対向した状態で交換されるように軸受部５１を構成する。これによって、ロータ３１から回転軸部７ｂを分離する場合にも、ボルト６５によりロータ３１をロータ固定部１５に固定する簡易な構成で、ロータコア３２およびステータコア２２が互いに対向した状態を容易に維持することができるので、回転軸部７ｂの交換の際に、ロータコア３２およびステータコア２２が互いに吸着されて衝突してしまうのを容易に抑制することができる。また、治具部材などを用いてロータ３１をフレーム１１に対して固定する場合とは異なり、回転軸部７ｂの交換の際に専用の治具部材を用意する必要がない。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、図７を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、軸受部５１を交換する際に、ボルト６５によりロータ３１をロータ固定部１５に固定する上記第１実施形態とは異なり、軸受部５１を交換する際に、ロータ３１とフレーム１１とを治具部材２１０により連結してロータ３１を固定する構成について説明する。なお、第２実施形態では、上記第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
第２実施形態による発電機２０１のロータコア３２には、複数のネジ穴３２１が設けられている。ネジ穴３２１は、ロータコア３２の後方側（Ｚ２方向側）の表面に形成されており、後述のボルト２６１が螺合可能に構成されている。また、第２実施形態による発電機２０１には、上記第１実施形態による発電機１とは異なり、ロータ固定部１５が設けられていないとともに、ロータ３１にネジ挿入孔３３１が形成されていない。
【００３９】
次に、図７〜図９を参照して、第２実施形態による発電機２０１の軸受部５１の交換手順について説明する。
【００４０】
まず、図７に示すように、軸受部５１がフレーム１１に取り付けられた発電機２０１の完成状態から、図８に示すように、スタットボルト６３に締め込まれたナット６４を取り外すとともに、回転軸部７ｂおよびロータ３１を互いに連結するボルト６２を取り外す。そして、第２実施形態では、治具部材２１０によりロータ３１とフレーム１１とを連結して固定する。詳細には、ボルト２６１を治具部材２１０のネジ挿入孔２１０ａを介してロータコア３２のネジ穴３２１に螺合させる。また、ボルト２６２を治具部材２１０のネジ挿入孔２１０ｂを介してフレーム１１の側面部１２のネジ穴１２１に螺合させる。そして、ボルト２６１および２６２を締め付けることによって、フレーム１１に対してロータ３１の移動を規制するようにフレーム１１とロータコア３２とを連結して固定する。これにより、ステータコア２２およびロータコア３２が互いに対向した状態でロータ３１がフレーム１１に対して固定される。
【００４１】
その後、図９に示すように、回転軸部７ｂをロータ３１の開口部３３２からカップリング部８が配置される側とは反対側（Ｚ２方向側、後方側）に抜き取る。この際、回転軸部７ｂとともに、軸受部５１、後ろ側軸受カバー５１２およびスタットボルト６３も、ロータ３１の開口部３３２を介して後方（Ｚ２方向）に移動される。これにより、ステータコア２２およびロータコア３２が互いに対向した状態で、軸受部５１を、回転軸部７ｂ、後ろ側軸受カバー５１２およびスタットボルト６３と共にロータ３１の開口部３３２を介して抜き取って交換することが可能である。
【００４２】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００４３】
第２実施形態では、上記のように、冶具部材２１０によりロータ３１をフレーム１１に固定的に連結した状態でロータ３１から回転軸部７ｂを分離することによって、ロータコア３２およびステータコア２２が互いに対向した状態で交換されるように軸受部５１を構成する。このような第２実施形態の構成でも、大きい外径を有するロータ３１を発電機１から取り外すことなく軸受部５１を交換することができるので、軸受部５１の交換を容易に行うことができる。また、上記第１実施形態のようにボルト６５によりロータ３１をロータ固定部１５に固定する場合とは異なり、フレーム１１にロータ固定部１５を設ける必要がないとともに、ボルト６５が挿入されるネジ挿入孔３３１のためのスペースをロータ３１に設ける必要がないので、フレーム１１およびロータ３１の重量が大きくなってしまうのを抑制することができ、その結果、発電機１全体の軽量化を図ることができる。
【００４４】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００４５】
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および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４６】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、風力発電装置に本発明の回転電機（発電機）を適用する例について説明したが、本発明はこれに限られない。本発明の回転電機（発電機）を、たとえば、水力発電装置など、風力発電装置以外の発電装置に適用してもよい。
【００４７】
また、上記第１および第２実施形態では、本発明の回転電機を発電機に適用する例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明の回転電機をモータに適用してもよい。
【００４８】
また、上記第１および第２実施形態では、本発明の取付部材としての後ろ側軸受カバーを円環状に形成する例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、取付部材の半径方向の最大長さがロータの開口部よりも小さければ、取付部材をスタットボルトに対応する位置にだけ部分的に配置してもよい。
【００４９】
また、上記第１実施形態では、ロータをロータ固定部に固定する際に、ロータおよび回転軸部を互いに連結するボルト６２が螺合されるネジ穴３３３ａとは異なるネジ挿入孔３３１を介してボルト６５により固定する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、ロータ３１をロータ固定部１５に固定する際に、図１０および図１１に示すように、ロータ３１および回転軸部７ｂを互いに連結するボルト３６１が螺合されるネジ穴３３３ｃを介してボルト３６２（図１１参照）により固定する構成であってもよい。
【００５０】
詳細には、回転軸部７ｂのフランジ部７ｃには、ロータ３１をロータ固定部１５に固定するためのボルト３６２が通過可能な大きさの直径を有するネジ挿入孔３０７ｄが形成されている。また、ロータ本体部３３のネジ挿入孔３０７ｄに対応する部分には、ネジ挿入孔３０７ｄと略同じ大きさの直径を有する凹形状のザグリ穴３３３ｂが形成されている。ザグリ穴３３３ｂは、ボルト３６２の頭部を収納可能な深さを有している。また、ロータ本体部３３には、ザグリ穴３３３ｂから前方（Ｚ１方向）に延びるようにネジ穴３３３ｃが形成されている。ネジ穴３３３ｃは、ロータ本体部３３を軸方向（Ｚ方向）に貫通しているとともに、ボルト３６１に螺合可能に構成されている。回転軸部７ｂは、図１０に示すように、ネジ挿入孔３０７ｄに挿入されたボルト３６１がネジ穴３３３ｃに螺合されることによってロータ３１に分離可能に取り付けられるように構成されている。また、ネジ穴３３３ｃは、ボルト３６２の頭部よりも小さくかつ胴部よりも大きい直径を有している。また、ロータ固定部１５のネジ穴３３３ｃに対応する部分には、ボルト３６２に螺合可能なネジ穴１５２が形成されている。また、ロータ３１をロータ固定部１５に固定するためのボルト３６２は、六角穴を頭部に有する六角穴付きボルトからなる。
【００５１】
次に、図１０および図１１を参照して、第１実施形態の変形例による発電機３０１の軸受部５１の交換手順について説明する。まず、上記第１実施形態と同様に、ボルト６１を取り外してカバー４１を取り除いた後、スタットボルト６３に締め込まれたナット６４を取り外すとともに、回転軸部７ｂおよびロータ３１を互いに連結するボルト３６１を取り外す。その後、第１実施形態の変形例では、回転軸部７ｂのネジ挿入孔３０７ｄを通過させてボルト３６２をロータ３１のネジ穴３３３ｃに挿入する。そして、図１１に示すように、ボルト３６２をロータ固定部１５のネジ穴１５２に螺合させてボルト３６２の頭部をザグリ穴３３３ｂに収納する。これにより、ロータ３１がロータ固定部１５に固定される。この状態で、回転軸部７ｂをロータ３１の開口部３３２からカップリング部８が配置される側とは反対側（Ｚ２方向側、後方側）に抜き取る。この際、回転軸部７ｂとともに、軸受部５１、後ろ側軸受カバー５１２およびスタットボルト６３も、ロータ３１の開口部３３２を介して後方（Ｚ２方向）に移動される。これにより、ステータコア２２およびロータコア３２が互いに対向した状態で、軸受部５１を、回転軸部７ｂ、後ろ側軸受カバー５１２およびスタットボルト６３と共にロータ３１の開口部３３２を介して抜き取って交換することが可能である。
【００５２】
この場合、ロータ３１をロータ固定部１５に固定するためのボルト３６２を、ロータ３１および回転軸部７ｂを互いに連結するボルト３６１が螺合されていたネジ穴３３３ｃを流用して挿入することができるので、ボルト３６１および３６２のネジ挿入孔をそれぞれ別個に設ける必要がない。
【符号の説明】
【００５３】
１、２０１、３０１  発電機（回転電機）
５  ブレード
７ｂ  回転軸部
１１  フレーム
１５  ロータ固定部
２１  ステータ
２２  ステータコア
３１  ロータ
３２  ロータコア
５１  軸受部（回転軸支持部）
６５  ボルト（締結部材）
１００  風力発電装置
２１０  治具部材
３３２  開口部
５１２  後ろ側軸受カバー（取付部材）
【図１】
2012085388.tif 000003
【図２】
2012085388.tif 000004
【図３】
2012085388.tif 000005
【図４】
2012085388.tif 000006
【図５】
2012085388.tif 000007
【図６】
2012085388.tif 000008
【図７】
2012085388.tif 000009
【図８】
2012085388.tif 000010
【図９】
2012085388.tif 000011
【図１０】
2012085388.tif 000012
【図１１】
2012085388.tif 000013