JP2021127720A - 検出回路付き固定具、検出回路、および風車用駆動装置 - Google Patents

検出回路付き固定具、検出回路、および風車用駆動装置 Download PDF

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Abstract

【課題】駆動装置が停止している時の負荷を検出することができる検出回路付き固定具等を提供すること。【解決手段】本発明の一態様は、頭部、前記頭部から一体に成形された円柱部、および前記円柱部から一体に成形されたネジ部を有する固定具であって、前記円柱部に取り付けられた抵抗体と、前記頭部に取り付けられ、前記抵抗体に接続された回路部とを含み、前記抵抗体の電気抵抗を検出するブリッジ回路を有する検出回路とを備える検出回路付き固定具である。【選択図】図5

Description

本発明は、検出回路付き固定具、検出回路、および風車用駆動装置に関する。
従来より、風向きに応じてブレードの方向を調整するヨー制御機能を備えた風力発電装置が知られている。この種の風力発電装置は、例えば、特許文献1に記載された技術が知られている。特許文献1に記載された風力発電装置は、地上または洋上に設置され、発電機の支柱となるタワーと、タワー上に設けられ、発電機を内蔵するナセルと、ナセルの一端に設けられ、風を受けて回転エネルギーへ変換するハブおよびブレードからなるロータと、を有する風力発電装置である。この風力発電装置は、タワーとナセルの連結部に設けられ、タワーに対するナセルおよびロータの位置を制御するヨー駆動手段を有する。特許文献1には、ヨー駆動手段によりヨー駆動力の伝達を解除することによって、ヨー駆動装置の故障によるヨー制御トラブルの影響を最小限に抑え、利用可能率の高い風力発電装置を提供すると記載されている。
上述した風力発電装置は、台風等の暴風によるギアの変形によるヨーベアリングギアとピニオンギアの固着が生じた場合に、ピニオンギアからヨーベアリングギアへのヨー駆動力の伝達を解除する。上述した風力発電装置は、ヨーインバータの電流が定格電流を超えた場合や所定のインターロック値を超えた場合に、ヨーベアリングギアとピニオンギアとの固着を検出している。
特開2015−140777号公報
上述した風力発電装置は、ヨーベアリングギアとピニオンギアとの固着(負荷)を検出するためにヨーインバータの電流を検出している。しかしながら、上述した風力発電装置は、ヨーインバータの電流を検出しているために、ヨーインバータの動作を停止している最中に負荷が検出できないという問題があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、駆動装置が停止している時の負荷を検出することができる検出回路付き固定具、検出回路、および風車用駆動装置を提供することを課題とする。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、頭部、前記頭部から一体に成形された円柱部、および前記円柱部から一体に成形されたネジ部を有する固定具であって、前記円柱部に取り付けられた抵抗体と、前記頭部に取り付けられ、前記抵抗体に接続された回路部とを含み、前記抵抗体の電気抵抗を検出するブリッジ回路を有する検出回路とを備える検出回路付き固定具である。この検出回路付き固定具によれば、駆動装置の電流等を用いずに抵抗体の電気抵抗を検出するので、駆動装置が停止している時の負荷を検出することができる。
上述の検出回路付き固定具において、前記電気抵抗は、前記円柱部の歪みに基づく値として検出される。この検出回路付き固定具によれば、円柱部の歪みに基づく値として電気抵抗を検出するので、駆動装置が停止している時の負荷を検出することができる。
上述の検出回路付き固定具において、前記検出回路は、前記頭部に取り付けられ、前記ブリッジ回路から出力された信号を増幅するアンプを備える。この検出回路付き固定具によれば、電気抵抗についての信号を増幅することができる。
上述の検出回路付き固定具において、前記検出回路は、前記頭部に取り付けられ、前記アンプにより増幅された信号を変換する変換回路を備える。この検出回路付き固定具によれば、電気抵抗についての増幅した信号を変換することができる。
上述の検出回路付き固定具において、前記検出回路は、前記頭部に取り付けられ、前記変換回路により変換された信号を出力する通信部を備える。この検出回路付き固定具によれば、電気抵抗についての増幅および変換された信号を出力することができる。
上述の検出回路付き固定具において、前記検出回路は、前記頭部に取り付けられ、外部ケーブルが着脱されるコネクタ部を備える。この検出回路付き固定具によれば、電気抵抗についての増幅および変換された信号を出力ための外部ケーブルを接続することができる。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、頭部、前記頭部から一体に成形された円柱部、および前記円柱部から一体に成形されたネジ部を有する固定具における前記円柱部に取り付けられた抵抗体と、前記固定具の前記頭部に取り付けられ、前記抵抗体に接続された回路部と、を含み、前記抵抗体の電気抵抗を検出するブリッジ回路とを備える検出回路である。この検出回路によれば、駆動装置の電流等を用いずに抵抗体の電気抵抗を検出するので、駆動装置が停止している時の負荷を検出することができる。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、第1構造体に対して移動可能な第2構造体を、前記第1構造体に対して停止させるための制動力を発生する制動部と、前記制動部を含む風車用駆動装置を前記第2構造体に固定する固定具と、を備え、前記固定具は、頭部、前記頭部から一体に成形された円柱部、および前記円柱部から一体に成形されたネジ部と、前記円柱部に取り付けられた抵抗体、および前記頭部に取り付けられ、前記抵抗体に接続された回路部を含み、前記抵抗体の電気抵抗を検出するブリッジ回路を有する検出回路と、を備える、風車用駆動装置である。この風車用駆動装置によれば、駆動装置の電流等を用いずに抵抗体の電気抵抗を検出するので、駆動装置が停止している時の負荷を検出することができる。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、平面状に形成された上面および下面と、前記上面と前記下面に貫通する孔部とを有する頭部と、前記下面と一体化され前記頭部の直径方向で前記孔部の開口部と接する側面を有し、前記頭部の直径よりも小さい第1の直径を有する円柱部と、前記円柱部と一体化されたネジ面を備えるネジ部とを備える、固定具と、前記円柱部に取り付けられた抵抗体、および前記頭部に取り付けられ、前記抵抗体に接続された回路部を含み、前記抵抗体の電気抵抗を検出するブリッジ回路と、前記頭部に取り付けられ、前記ブリッジ回路から出力された信号を増幅するアンプと、前記頭部に取り付けられ、前記アンプにより増幅された信号を変換する変換回路と、前記変換回路により変換された信号を出力する通信部と、前記頭部に取り付けられ、外部ケーブルが着脱されるコネクタ部と、を有する検出回路と、を備える検出回路付き固定具である。この検出回路付き固定具によれば、駆動装置の電流等を用いずに抵抗体の電気抵抗を検出するので、駆動装置が停止している時の負荷を検出することができる。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、第1構造体に対して移動可能な第2構造体を、前記第1構造体に対して停止させるための制動力を発生する制動部と、前記第2構造体を前記第1構造体に対して移動させるための駆動力を発生する駆動部と、平面状に形成された上面および下面と、前記上面と前記下面に貫通する孔部とを有する頭部と、前記下面と一体化され前記頭部の直径方向で前記孔部の開口部と接する側面を有し、前記頭部の直径よりも小さい第1の直径を有する円柱部と、前記円柱部と一体化されたネジ面を備えるネジ部とを備え、前記制動部および前記駆動部を含む風車用駆動装置を前記第2構造体に固定する固定具と、前記円柱部に取り付けられた抵抗体、および前記頭部に取り付けられ、前記抵抗体に接続された回路部を含み、前記抵抗体の電気抵抗を検出するブリッジ回路と、前記頭部に取り付けられ、前記ブリッジ回路から出力された信号を増幅するアンプと、前記頭部に取り付けられ、前記アンプにより増幅された信号を変換する変換回路と、前記変換回路により変換された信号を出力する通信部と、前記頭部に取り付けられ、外部ケーブルが着脱されるコネクタ部と、を有する検出回路と、を備える風車用駆動装置である。この風車用駆動装置によれば、駆動装置の電流等を用いずに抵抗体の電気抵抗を検出するので、駆動装置が停止している時の負荷を検出することができる。
本発明の一態様によれば、駆動装置が停止している時の負荷を検出することができる。
本発明の実施形態における風力発電装置の一例を示す斜視図である。 実施形態におけるタワーとヨー駆動装置との関係を示す上面図である。 実施形態におけるヨー駆動装置の一例を示す図である。 実施形態におけるヨー駆動装置の一例を示す上面図である。 実施形態における締結ボルトおよび歪みセンサの一例を示す斜視図である。 実施形態における歪みセンサの内部構成の一例を示す図である。 実施形態における歪みセンサの回路構成の一例を示す図である。 実施形態における風力発電装置の機能的な一例を示すブロック図である。
本実施形態に係る検出回路付き固定具、検出回路、および風車用駆動装置を、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の実施形態における風力発電装置の一例を示す斜視図である。風力発電装置1は、例えば、ナセル10と、タワー20と、ブレード30と、ハブ40とを備える。なお、タワー20およびナセル10は風力発電装置1に含まれる2つの構造体の一例であり、タワー20およびナセル10は駆動装置(ヨー駆動装置100)からの力により相対的に移動する。また、タワー20は、第1の構造体の一例であり、第1の構造体は固定的に備えられた風力発電装置1の一部であり、ナセル10は、第2の構造体の一例であり、第2の構造体は、ヨー駆動装置100からの駆動力により第1の構造体に対して相対的に移動し、ヨー駆動装置100からの制動力により第1の構造体に対して相対的に停止する。
ナセル10は、タワー20の上端(Z方向端部)に取り付けられる。ナセル10には、ハブ40を介してブレード30が取り付けられる。ナセル10は、ブレード30およびハブ40の向きをヨー方向で調整するために旋回駆動する。ナセル10には、当該ナセル10をヨー方向に回転させるヨー駆動力を発生するヨー駆動機構が内蔵される。ヨー駆動装置は、駆動装置および風車用駆動装置の一例である。駆動装置および風車用駆動装置は、風向きに応じてブレード30およびハブ40の向き(風車の向き)を回転させる力を発生させる。ヨー駆動装置は、風向きに応じてブレード30およびハブ40の向き(風車の向き)を回転させるものである。なお、ナセル10は、駆動装置により発生した力が与えられていない構造体の一例である。タワー20は、駆動装置により発生した力が与えられている構造体の一例である。
タワー20は、地上または海上に埋め込まれる。タワー20は、地上または海上から鉛直方向上向きに延在する形状を有する。タワー20は、その上端にナセル10が取り付けられる。タワー20には、ナセル10をヨー方向に旋回駆動させるためのリングギア22が内蔵される。
ブレード30は、風力を受けて回転力を発生する羽である。本実施形態においてブレード30は、三枚である。
ハブ40は、ナセル10に取り付けられると共に、複数のブレード30が取り付けられる。ハブ40は、ブレード30が受けた風力による回転力(動力)を回転軸に伝達する。ハブ40は、回転軸を介してナセル10に風力に基づく回転力を伝達する。
ハブ40には、各ブレード30をピッチ方向に回転させるピッチ駆動力を発生するピッチ駆動機構が内蔵される。ピッチ駆動力を発生する駆動機構は、ブレード30ごとに設けられる。ピッチ駆動機構は、風速に応じて各ブレード30をピッチ方向に回転させることで各ブレード30の角度を制御する。
風力発電装置1は、ブレード30の回転による動力をハブ40からナセル10内の発電機(不図示)に伝達し、発電機により動力を電力に変換する。これにより、風力発電装置1は、風力発電を行う。
図2は、実施形態におけるタワーとヨー駆動装置との関係を示す上面図である。
ナセル10には、ヨー駆動力を発生させるヨー駆動装置100が取り付けられる。本実施形態において、4台のヨー駆動装置100−1、100−2、100−3、および100−4がナセル10に取り付けられる。以下、ヨー駆動装置を総称する場合には単に「ヨー駆動装置100」と記載する。図2において、タワー20の内壁には、リングギア22が形成されている。リングギア22は、ヨー駆動装置100のピニオンギア150と噛み合う。ヨー駆動装置100は、モータ駆動力により図2中の+R方向または−R方向に回転駆動する。
リングギア22とピニオンギア150とが噛み合っている状態で、ナセル10、またはタワー20等に突風等の力が印加された場合、リングギア22とピニオンギア150との間に接線力が発生する。接線力とは、リングギア22のギア形成面の接線方向に生ずる力である。接線力は、ヨー駆動装置100における減速部164に捻り応力を与える。また、接線力は、ヨー駆動装置100における固定具に引っ張り応力および圧縮応力を与える。なお、実施形態においては、タワー20にリングギア22が設けられ、ナセル10にヨー駆動装置100が固定された一例を説明したが、これに限定されず、ナセル10にリングギア22に相当するギア部が設けられ、タワー20にヨー駆動装置100に相当するヨー駆動装置が設けられてよい。
図3は、実施形態におけるヨー駆動装置の一例を示す図である。ヨー駆動装置100は、例えば、ケース110と、フランジ120と、締結ボルト130と、出力軸140と、ピニオンギア150とを備える。ケース110には、フランジ120が取り付けられる。フランジ120は、締結ボルト130によりナセル10と接続される。出力軸140の一方端はケース110およびフランジ120の内部に接続され、出力軸140の他方端にはピニオンギア150が設けられる。ピニオンギア150は、リングギア22と噛み合うように配置される。ピニオンギア150は、出力軸140から出力された駆動力により回線し、ヨー駆動装置100を旋回方向(装置移動方向、−X方向)に旋回させる。これにより、ヨー駆動装置100は、タワー20に対してナセル10の方向を旋回させる。締結ボルト130は固定具の一例である。固定具は、ヨー駆動装置100をナセル10に固定する要素である。固定具は、締結ボルト130に限定されず、他の既知の部材であってよい。出力軸140およびピニオンギア150は伝達部の一例である。伝達部は、ヨー駆動装置100からタワー20に駆動力および制動力を伝達する要素である。なお、タワー20に駆動装置が固定される場合、伝達部は、タワー20からナセル10に力を伝達する要素である。
ヨー駆動装置100は、制動部160と、モータ駆動部162と、減速部164とを備える。制動部160は、出力軸140に対して制動力を発生させる。モータ駆動部162は、出力軸140に対して駆動力を発生させる。制動部160は、外部から供給された制御信号に応じて電磁作用により制動力を発生する。制動部160は、例えば電圧が供給された状態において制動力を発生させず、電圧が供給されていない状態において制動力を発生させる型の電磁ブレーキである。制動部160は、電磁ブレーキとして機能する。モータ駆動部162は、外部から供給された制御信号に応じて電磁作用により駆動力を発生する。減速部164は、出力軸140により発生した駆動力に応じた回転速度を低減させ、駆動トルクを上昇させる。
さらに、ヨー駆動装置100は、歪みセンサ166aおよび歪みセンサ166bを備える。歪みセンサ166は、検出回路の一例である。歪みセンサ166aおよび歪みセンサ166bを総称する場合には単に「歪みセンサ166」と記載する。歪みセンサ166は、締結ボルト130における円柱部の歪みに基づく値(信号)を検出する。締結ボルト130における円柱部に生ずる歪みは、接線力に応じて変化する値である。
風力発電装置1は、リングギア22に制動力を与える油圧ブレーキを備える。油圧ブレーキは、例えば、キャリパーブレーキ機構である。油圧ブレーキは、油圧ブレーキ駆動部52と、摩擦体50とを備える。油圧ブレーキ駆動部52は、外部から供給された制御信号に応じて摩擦体50を図3中のZ方向に移動させる。油圧ブレーキ駆動部52は、摩擦体50をリングギア22に押し当てることでリングギア22に制動力を印加する。風力発電装置1は、リングギア22に付与する制動力を調整することができることが望ましい。
図4は、実施形態におけるヨー駆動装置の一例を示す上面図である。
ヨー駆動装置100は、フランジ120を介して複数の締結ボルト130−1、130−2、130−4、130−5、130−6、130−7、および130−8によりケース110とナセル10とが固定される。複数の締結ボルト130のうち、2つの締結ボルト130−1および130−5には歪みセンサ166−1および166−2が取り付けられる。歪みセンサ166が取り付けられる複数の締結ボルト130には、出力軸140に負荷が与えられた場合に、異なる方向に応力が与えられる。例えば、出力軸140に接線方向の負荷が与えられた場合、締結ボルト130−1には引っ張り方向(+Z方向)の応力が作用し、締結ボルト130−5には圧縮方向(−Z方向)の応力が作用する。
締結ボルト130−1はタワー20に対して移動するナセル10にケース110を固定する第1の固定具の一例である。締結ボルト130−5はタワー20に対して移動するナセル10にケース110を固定しケース110の径方向で締結ボルト130−1と対向する位置に設けられた第2の固定具の一例である。締結ボルト130−1にはケース110に加わる外力に基づいて第1の方向の力が与えられ、締結ボルト130−5にはケース110に加わる外力に基づいて第2の方向の力が与えられる。なお、締結ボルト130−1および歪みセンサ166−1、および締結ボルト130−5歪みセンサ166−2のそれぞれは、検出回路付き固定具の一例である。
なお、実施形態において締結ボルト130の数は8本であるが、これに限定されず、より多くの締結ボルト130を使用してもよい。また、実施形態において歪みセンサ166の数は2個であるが、これに限定されず、1個であってもよく、2個より多くてもよい。
図5は、実施形態における締結ボルトおよび歪みセンサの一例を示す斜視図である。
締結ボルト130は、例えば、頭部132、頭部132から一体に成形された円柱部134、および円柱部134から一体に成形されたネジ部136を有する固定具の一例である。歪みセンサ166は、例えば、センサケース200とコネクタ210とを備える。
頭部132は、側面が6角形に形成される。頭部132には歪みセンサ166が取り付けられるための平面状の面(平面)132aが形成される。平面132aには歪みセンサ166が取り付けられる。平面132aと歪みセンサ166とは、例えば、接着剤やネジ留めにより取り付けられてよい。頭部132の側面には締結ボルト130の締め付けのための力が与えられる。平面132aには、2つの孔部(不図示)が形成される。孔部は頭部132の直径方向において円柱部134と接する位置に形成される。孔部のそれぞれにはセンサ導線222A、222Bが通される。なお、実施形態において孔部は2個であるが、センサ導線222の数だけ孔部が設けられる。
円柱部134およびネジ部136の直径の寸法は、頭部132よりも小さい。円柱部134の直径の寸法は、ネジ部136よりも小さくてよい。円柱部134の側面には、抵抗部220Aおよび導線222Aが貼り付けられる。抵抗部220Aおよび抵抗部220Bは、例えば歪みゲージである。抵抗部220Aと抵抗部220Bとは、例えば、円柱部134の直径方向において互いに対向する位置に貼り付けられる。抵抗部220Aおよび抵抗部220Bは、円柱部134の変形に応じて変形する。抵抗部220Aおよび抵抗部220Bは、変形した場合に電気抵抗が変化する材料からなる抵抗体の一例である。
ネジ部136は、円柱部134と一体に形成される。ネジ部136の側面には、ナセル10の穴部(不図示)にネジ留めされるための溝部が形成される。
図6は、実施形態における歪みセンサの内部構成の一例を示す図である。
センサケース200は、例えば第1収容部202と、第2収容部204とを有する。第1収容部202には回路基板230が収容される。回路基板230は、ネジ等(不図示)により第2収容部204の壁面に固定される。回路基板230は、例えば信号端子234を備える。信号端子234には、センサ導線222が接続される。第2収容部204には、回路収容部238が収容される。回路収容部238には後述する信号処理回路(アンプやマイコン)が収容される。回路収容部238には、第2収容部204の上面から露出するようにネジ部210aが形成される。
コネクタ210は、例えば筒部210bとコネクタ端子部210cとを備える。筒部210bは、回路基板230と接続された信号線(不図示)を収容する。コネクタ端子部210cは、外部ケーブルと機械的および電気的に接続するコネクタ形状を有する。コネクタ端子部210cは、回路基板230と接続したコネクタ端子を有する。コネクタ210は、接続治具206の内壁のネジ部とネジ部210aとのネジ留めによりセンサケース200に固定される。
図7は、実施形態における歪みセンサの回路構成の一例を示す図である。
歪みセンサ166は、例えば、ブリッジ回路300と、アンプ310と、マイコン部320とを備える。実施形態において、ブリッジ回路300、アンプ310、およびマイコン部320は、例えば、回路基板230に形成される。マイコン部320は、コネクタ210および外部ケーブル330を介して制御部170に接続される。なお、ブリッジ回路300、アンプ310、およびマイコン部320は、歪みセンサ166は、頭部132に形成されれば、回路基板230を備えなくてよい。
ブリッジ回路300は、頭部132に取り付けられ、抵抗体の電気抵抗を検出する回路である。電気抵抗は、円柱部134の歪みに基づく値として検出される。ブリッジ回路300は、4個の抵抗素子R1、抵抗素子R2、抵抗素子R3、および抵抗素子R4を備える。4個の抵抗素子R1、抵抗素子R2、抵抗素子R3、および抵抗素子R4のうち少なくとも一つの抵抗素子は、抵抗部220Aおよび220Bである抵抗体に相当する。例えば、抵抗素子R2が、直列接続された抵抗部220Aおよび220Bに相当し、抵抗素子R1、抵抗素子R3、および抵抗素子R4が既知の抵抗値の抵抗素子である回路部に相当する。
抵抗素子R1と抵抗素子R3との接続点に電源のプラス端子(+E)が接続される。抵抗素子R2と抵抗素子R4との接続点に電源のマイナス端子(−E)が接続される。抵抗素子R3と抵抗素子R4との接続点に信号出力端子(Vin+)が接続される。抵抗素子R1と抵抗素子R2との接続点に信号出力端子(Vin−)が接続される。締結ボルト130にリングギア22とピニオンギア150との間の負荷に基づく応力が与えられた場合、抵抗部220Aおよび抵抗部220Bは、当該負荷に基づく応力により変形する。この状態において信号出力端子間には、負荷に応じた値の信号が供給される。
アンプ310は、頭部132に取り付けられた、信号増幅回路である。アンプ310には、信号出力端子(Vin+)および信号出力端子(Vin−)が接続される。アンプ310にはマイコン部320からリファレンス電圧Vrefが与えられる。アンプ310は、信号出力端子(Vin+)および信号出力端子(Vin−)から入力した信号を増幅し、増幅した信号(Vout)を出力する。
マイコン部320は、頭部132に取り付けられる。マイコン部320は、例えば、PGA(Programmable Gain Amplifier)321と、A/D変換回路322と、CPU323と、D/A変換回路324とを備える。PGA321は、アンプ310から供給された信号を増幅する。A/D変換回路322は、PGA321から供給された信号の信号形式をアナログからディジタルに変換する。CPU323は、A/D変換回路322から供給されたセンサデータを制御部170に出力する。CPU323は、オフセット値を設定し、設定したオフセット値をD/A変換回路324に供給する。D/A変換回路324は、オフセット値の形式をディジタルからアナログに変換し、リファレンス電圧Vrefをアンプ310に供給する。
なお、マイコン部320は、通信部としてシリアルデータを通信するCPU323を備えるが、その他の通信方式で負荷に基づく信号を制御部170に送信してよい。マイコン部320は、例えば無線通信回路を備え、無線信号として負荷に基づく信号を制御部170に送信してよい。
なお、実施形態は、ブリッジ回路300、アンプ310、およびマイコン部320は、回路基板230に形成される場合について説明するが、これに限定されない。ブリッジ回路300、アンプ310、およびマイコン部320のうち、ブリッジ回路300が回路基板230に形成されてよい。この場合、アンプ310およびマイコン部320は、コネクタ210を介して歪みセンサ166の外部に設けられる。ブリッジ回路300、アンプ310、およびマイコン部320のうち、ブリッジ回路300およびアンプ310が回路基板230に形成されてよい。この場合、マイコン部320は、コネクタ210を介して歪みセンサ166の外部に設けられる。マイコン部320のうちPGA321、A/D変換回路322およびD/A変換回路324が回路基板230に形成され、CPU323はコネクタ210を介して歪みセンサ166の外部に設けられてよい。
図8は、実施形態における風力発電装置の機能的な一例を示すブロック図である。なお、図8は、風力発電装置1においてヨー駆動力を制御するための機能的な一例を示している。ヨー駆動装置100は、例えば、制御部170と、歪みセンサ166−1、166−2、166−3、166−4と、モータ駆動部・制動部160・162−1、160・162−2、160・162−3、160・162−4と、油圧ブレーキ駆動部52と、風センサ180とを備える。なお、以下の説明において歪みセンサ166−1、166−2、166−3、166−4を総称する場合には単に「歪みセンサ166」と記載し、制動部160−1、160−2、160−3、160−4を総称する場合には単に「制動部160」と記載し、モータ駆動部162−1、162−2、162−3、162−4を総称する場合には単に「モータ駆動部162」と記載する。
歪みセンサ166−1は、ヨー駆動装置100−1における歪みセンサ166aおよび歪みセンサ166bに相当する。歪みセンサ166−2は、ヨー駆動装置100−2における歪みセンサ166aおよび歪みセンサ166bに相当する。歪みセンサ166−3は、ヨー駆動装置100−3における歪みセンサ166aおよび歪みセンサ166bに相当する。歪みセンサ166−4は、ヨー駆動装置100−4における歪みセンサ166aおよび歪みセンサ166bに相当する。
モータ駆動部・制動部160・162−1は、ヨー駆動装置100−1における制動部160およびモータ駆動部162に相当する。モータ駆動部・制動部160・162−2は、ヨー駆動装置100−2における制動部160およびモータ駆動部162に相当する。モータ駆動部・制動部160・162−3は、ヨー駆動装置100−3における制動部160およびモータ駆動部162に相当する。モータ駆動部・制動部160・162−4は、ヨー駆動装置100−4における制動部160およびモータ駆動部162に相当する。
風センサ180は、例えばナセル10の上面に設けられる。風センサ180は、風の強度、および風の向きを表す信号(風検出信号)を生成し、制御部170に供給する。
制御部170は、例えばCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。制御部170は、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、またはFPGA(Field-Programmable Gate Array)等のハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアが協働することで実現されてもよい。制御部170には、歪みセンサ166−1、166−2、166−3、および166−4のそれぞれから歪み検出信号が供給される。制御部170には、風センサ180から風検出信号が供給される。制御部170は、歪み検出信号および風検出信号に基づいて、モータ駆動部・制動部160・162−1、160・162−2、160・162−3、160・162−4、および油圧ブレーキ駆動部52に制御信号を出力する。
以上説明した実施形態の検出回路付き固定具は、頭部132から一体に成形された円柱部134、および円柱部134から一体に成形されたネジ部136を有する固定具であって、円柱部134に取り付けられた抵抗部220と、頭部132に取り付けられ、抵抗部220に接続された回路部とを含み、抵抗部220の電気抵抗を検出するブリッジ回路300を有する検出回路(歪みセンサ166)とを備える。この検出回路付き固定具によれば、ヨー駆動装置100の電流等を用いずに抵抗部220の電気抵抗を検出するので、ヨー駆動装置100が停止している時の負荷を検出することができる。
また、実施形態の検出回路付き固定具によれば、抵抗部220とブリッジ回路300との配線距離を短くすることができる。これにより、検出回路付き固定具によれば、信号に加わるノイズを抑制することができる。この結果、検出回路付き固定具は、負荷の検出精度を高くすることができる。
実施形態の検出回路付き固定具は、締結ボルト130の円柱部134の表面に抵抗部220を備え、締結ボルト130の頭部132の表面に回路基板230を取り付けるので、円柱部134の変形に応じた信号を回路基板230に供給することができる。これにより、検出回路付き固定具は、リングギア22とピニオンギア150との間の負荷の検出精度を高くすることができる。
更に、実施形態の検出回路付き固定具によれば、例えば歪みセンサ166の交換が必要である場合、歪みセンサ166だけを交換すればよいので、作業時間や費用を削減することができる。
また、実施形態の検出回路付き固定具において、電気抵抗は、円柱部134の歪みに基づく値として検出される。この検出回路付き固定具によれば、円柱部134の歪みに基づく値として電気抵抗を検出するので、ヨー駆動装置100が停止している時の負荷を検出することができる。
実施形態の検出回路付き固定具において、歪みセンサ166は、頭部132に取り付けられ、歪みセンサ166から出力された信号を増幅するアンプ310を備える。この検出回路付き固定具によれば、電気抵抗についての信号を増幅することができる。実施形態の検出回路付き固定具において、歪みセンサ166は、頭部132に取り付けられ、アンプ310により増幅された信号を変換するA/D変換回路322を備える。この検出回路付き固定具によれば、電気抵抗についての増幅した信号を変換することができる。実施形態の検出回路付き固定具において、歪みセンサ166は、頭部132に取り付けられ、A/D変換回路322により変換された信号を出力する通信部(CPU)を備える。この検出回路付き固定具によれば、電気抵抗についての増幅および変換された信号を出力することができる。実施形態の検出回路付き固定具において、歪みセンサ166は、頭部132に取り付けられ、外部ケーブルが着脱されるコネクタ部(210)を備える。この検出回路付き固定具によれば、電気抵抗についての増幅および変換された信号を出力ための外部ケーブルを接続することができる。
実施形態の検出回路付き固定具は、アンプ310を備えるので、信号のS/N比を改善することができる。実施形態の検出回路付き固定具は、アンプ310により増幅された信号を変換するA/D変換回路322を備えるので、ディジタルデータを出力することができ、信号のS/N比を改善することができる。実施形態の検出回路付き固定具は、通信部としてのCPU323を備えるので、通信処理により電気抵抗の値を出力することができるので、更に負荷の検出精度を高くすることができる。実施形態の検出回路付き固定具は、外部ケーブル330が着脱されるコネクタ部(210)を備えるので、検出回路付き固定具の取り付けのための回転作業におけるケーブルのねじれを無くし、作業の簡単化および短時間化に貢献することができる。さらに外部ケーブル330のねじれによる断線のリスクを排除することができる。さらに、実施形態の検出回路付き固定具によれば、外部ケーブル330をコネクタ210により着脱することができるので、ナセル10内に外部ケーブル330を固定する作業も容易にすることができる。また、実施形態の検出回路付き固定具によれば、コネクタ210を回路基板230に一体にしたので、検出回路を小型化することができる。
実施形態の検出回路によれば、頭部132、頭部132から一体に成形された円柱部134、および円柱部134から一体に成形されたネジ部136を有する締結ボルト130における円柱部134に取り付けられた抵抗部220と、頭部132に取り付けられ、抵抗部220に接続された回路部と、を含み、抵抗部220の電気抵抗を検出するブリッジ回路300とを備える。この検出回路によれば、ヨー駆動装置100の電流等を用いずに抵抗体の電気抵抗を検出するので、ヨー駆動装置100が停止している時の負荷を検出することができる。
実施形態のヨー駆動装置100によれば、タワー20に対して移動可能なナセル10を、タワー20に対して停止させるための制動力を発生する制動部160と、制動部160を含むヨー駆動装置100をナセル10に固定する締結ボルト130と、を備え、締結ボルト130は、頭部132、頭部132から一体に成形された円柱部134、および円柱部134から一体に成形されたネジ部136と、円柱部134に取り付けられた抵抗部220、および頭部132に取り付けられ、抵抗部220に接続された回路部を含み、抵抗部220の電気抵抗を検出するブリッジ回路300を有する検出回路と、を備える。このヨー駆動装置100によれば、制動部160等の電流等を用いずに抵抗部220の電気抵抗を検出するので、ヨー駆動装置100が停止している時の負荷を検出することができる。
以上に示した実施形態に係る制御部170の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、処理を行ってもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティングシステム(OS:Operating System)あるいは周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、DVD(Digital Versatile Disc)等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合の情報処理装置やクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)あるいは電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
1…風力発電装置、10…ナセル、20…タワー、22…リングギア、30…ブレード、40…ハブ、50…摩擦体、100、100−1、100−2、100−3、100−4…ヨー駆動装置、110…ケース、120…フランジ、130、130−1、130−2、130−3、130−4、130−5、130−6、130−7、130−8…締結ボルト、132…頭部、132a…平面、134…円柱部、136…ネジ部、140…出力軸、150…ピニオンギア、160、160−1、160−2、160−3、160−4…制動部、162、162−1、162−2、162−3、162−4…モータ駆動部、164…減速部、166、166−1、166−2、166−3、166−4、166a、166b…歪みセンサ、170…制御部、180…風センサ、200…センサケース、202…第1収容部、204…第2収容部、206…接続治具、210…コネクタ、210a…ネジ部、210b…筒部、210c…コネクタ端子部、220、220A、220B…抵抗部、222…センサ導線、230…回路基板、234…信号端子、238…回路収容部、300…ブリッジ回路、310…アンプ、320…マイコン部、322…A/D変換回路、324…D/A変換回路、330…外部ケーブル

Claims (10)

  1. 頭部、前記頭部から一体に成形された円柱部、および前記円柱部から一体に成形されたネジ部を有する固定具であって、
    前記円柱部に取り付けられた抵抗体と、前記頭部に取り付けられ、前記抵抗体に接続された回路部とを含み、前記抵抗体の電気抵抗を検出するブリッジ回路を有する検出回路と
    を備える検出回路付き固定具。
  2. 前記電気抵抗は、前記円柱部の歪みに基づく値として検出される、
    請求項1に記載の検出回路付き固定具。
  3. 前記検出回路は、前記頭部に取り付けられ、前記ブリッジ回路から出力された信号を増幅するアンプを備える、
    請求項1または2に記載の検出回路付き固定具。
  4. 前記検出回路は、前記頭部に取り付けられ、前記アンプにより増幅された信号を変換する変換回路を備える、
    請求項3に記載の検出回路付き固定具。
  5. 前記検出回路は、前記頭部に取り付けられ、前記変換回路により変換された信号を出力する通信部を備える、
    請求項4に記載の検出回路付き固定具。
  6. 前記検出回路は、前記頭部に取り付けられ、外部ケーブルが着脱されるコネクタ部を備える、
    請求項5に記載の検出回路付き固定具。
  7. 頭部、前記頭部から一体に成形された円柱部、および前記円柱部から一体に成形されたネジ部を有する固定具における前記円柱部に取り付けられた抵抗体と、
    前記固定具の前記頭部に取り付けられ、前記抵抗体に接続された回路部と、を含み、前記抵抗体の電気抵抗を検出するブリッジ回路と
    を備える検出回路。
  8. 第1構造体に対して移動可能な第2構造体を、前記第1構造体に対して停止させるための制動力を発生する制動部と、
    前記制動部を含む風車用駆動装置を前記第2構造体に固定する固定具と、を備え、
    前記固定具は、
    頭部、前記頭部から一体に成形された円柱部、および前記円柱部から一体に成形されたネジ部と、
    前記円柱部に取り付けられた抵抗体、および前記頭部に取り付けられ、前記抵抗体に接続された回路部を含み、前記抵抗体の電気抵抗を検出するブリッジ回路を有する検出回路と、を備える、
    風車用駆動装置。
  9. 平面状に形成された上面および下面と、前記上面と前記下面に貫通する孔部とを有する頭部と、前記下面と一体化され前記頭部の直径方向で前記孔部の開口部と接する側面を有し、前記頭部の直径よりも小さい第1の直径を有する円柱部と、前記円柱部と一体化されたネジ面を備えるネジ部とを備える、固定具と、
    前記円柱部に取り付けられた抵抗体、および前記頭部に取り付けられ、前記抵抗体に接続された回路部を含み、前記抵抗体の電気抵抗を検出するブリッジ回路と、前記頭部に取り付けられ、前記ブリッジ回路から出力された信号を増幅するアンプと、前記頭部に取り付けられ、前記アンプにより増幅された信号を変換する変換回路と、前記変換回路により変換された信号を出力する通信部と、前記頭部に取り付けられ、外部ケーブルが着脱されるコネクタ部と、を有する検出回路と、
    を備える検出回路付き固定具。
  10. 第1構造体に対して移動可能な第2構造体を、前記第1構造体に対して停止させるための制動力を発生する制動部と、
    前記第2構造体を前記第1構造体に対して移動させるための駆動力を発生する駆動部と、
    平面状に形成された上面および下面と、前記上面と前記下面に貫通する孔部とを有する頭部と、前記下面と一体化され前記頭部の直径方向で前記孔部の開口部と接する側面を有し、前記頭部の直径よりも小さい第1の直径を有する円柱部と、前記円柱部と一体化されたネジ面を備えるネジ部とを備え、前記制動部および前記駆動部を含む風車用駆動装置を前記第2構造体に固定する固定具と、
    前記円柱部に取り付けられた抵抗体、および前記頭部に取り付けられ、前記抵抗体に接続された回路部を含み、前記抵抗体の電気抵抗を検出するブリッジ回路と、前記頭部に取り付けられ、前記ブリッジ回路から出力された信号を増幅するアンプと、前記頭部に取り付けられ、前記アンプにより増幅された信号を変換する変換回路と、前記変換回路により変換された信号を出力する通信部と、前記頭部に取り付けられ、外部ケーブルが着脱されるコネクタ部と、を有する検出回路と、
    を備える風車用駆動装置。
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