WO2011135703A1 - ダイレクトドライブ型風力発電装置、及び、軸受構造 - Google Patents

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智裕 沼尻
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the present invention relates to a direct drive wind power generator and a bearing structure suitable for the direct drive wind power generator, and more particularly to a main shaft and a generator support structure in the direct drive wind power generator.
  • wind turbine generator is a direct drive wind turbine generator.
  • the rotation of the wind turbine rotor is transmitted to the generator by increasing the number of rotations using a gearbox, whereas in the direct drive wind power generator, the wind turbine rotor and the generator are directly connected by the main shaft.
  • the direct drive type wind power generator since a synchronous generator is used, the generator is large, and the generator and the main shaft are directly connected. Therefore, the direct drive type wind power generator is also special in the design of the structure that supports the main shaft and the generator. Consideration is necessary.
  • a main body is rotatably supported by two bearings, and a structure for preventing rotation of the stator casing of the generator is provided.
  • the structure for preventing the rotation of the stator casing of the generator will be referred to as a torque support. As the main shaft rotates, torque is applied to the stator casing of the generator in the circumferential direction of the main shaft.
  • the role of the torque support is to support the stator casing so that the stator casing does not rotate even when such torque is applied.
  • one or two generator bearings are additionally provided between the main shaft and the stator casing, and the stator casing may be supported by the generator bearing.
  • the structure in which the main shaft is rotatably supported by two bearings and the stator casing is supported by a torque support is disclosed in, for example, European Patent Application EP1327073B1 (Patent Document 1), European Patent Application EP2014917A1 (Patent Document 2), and corresponding measures.
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Publication No. 2009-19625
  • International Publication WO 2007/111425 Patent Document 4).
  • a bearing for supporting the main shaft of the wind power generator a bearing having alignment (a bearing that allows deflection and inclination of the shaft) is generally used. This is considered to be based on the technical idea that in a direct drive type wind power generator, a deflection occurs in the main shaft, and it is necessary to absorb the deflection.
  • EP 1327073B1 also discloses that the bearings supporting the main shaft allow flexing of the main shaft (eg claim 1).
  • International publication WO 2007/111425 adopts a conical roller bearing (toroidal roller bearing) as a bearing close to the rotor head and a cylindrical roller bearing (spherical roller bearing) as a bearing close to the generator. It discloses the compensation of main shaft misalignment and tilting.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the reason.
  • the main shaft 103 is supported by the first bearing 101 and the second bearing 102, and the torque support 104 acts on the stator casing 106 of the generator 105 in the circumferential direction of the main shaft 103.
  • l 1 is the distance between the load point on the rotor head side and the first bearing 101
  • l 2 is the distance between the first bearing 101 and the second bearing 102
  • l 3 is the second This is the distance to the point where the bearing 102 and the torque support 104 act on the stator casing 106.
  • R 1 and R 2 are fulcrum reaction forces that the first bearing 101 and the second bearing 102 act on
  • R 3 is a fulcrum reaction force that the torque support 104 acts on the stator casing 106.
  • a fulcrum reaction force R 3 is generated even when no torque is applied to the torque support 104 due to the deflection angle r 2 and the distance l 3 inevitably present in the layout of the wind turbine generator.
  • the magnitude of the fulcrum reaction force R 3 is the product of the spring constant of the torque support 104 and the strain ⁇ .
  • This fulcrum reaction force R 3 is not preferable because it causes an imbalance in the gap between the stator and the rotor of the generator 105.
  • PMSG permanent magnet synchronous generator
  • the problem of gap imbalance is serious.
  • stator casing 106 is correspondingly displaced by the internal clearance of the generator bearings, also the stator casing 106 itself is also slightly deformed.
  • an object of the present invention is to provide a technique for preventing an imbalance of a gap between a stator and a rotor of a generator in a direct drive type wind power generator.
  • a direct drive type wind power generator includes a main shaft having one end connected to a rotor head of a wind turbine rotor, a stator, a stator casing that supports the stator, and a rotor connected to the other end of the main shaft.
  • the first and second bearings rotatably supporting the main shaft, and the torque support supporting the stator casing.
  • the first bearing is an aligning bearing
  • the second bearing located closer to the generator than the first bearing is a non-aligning bearing.
  • a double row tapered roller bearing can be used as the second bearing.
  • the first bearing for example, a tapered roller bearing, a cylindrical roller bearing, or a self-aligning bearing can be used.
  • the second bearing includes first and second inner rings, first and second outer rings, a first rolling element provided between the first inner ring and the first outer ring, a second inner ring, and a second inner ring.
  • a second rolling element provided between the two outer rings and an urging member are provided.
  • the interval between the second outer ring and the second inner ring is variable, and the biasing member biases the second outer ring so that the inner peripheral surface of the second outer ring approaches the outer peripheral surface of the second inner ring.
  • the second bearing is movable with respect to a bearing housing that houses and supports the second bearing, and the bearing housing and the second outer ring use line contact or point contact. It is preferable that it is couple
  • a cylindrical roller may be inserted between the bearing housing and the second outer ring.
  • the second bearing further includes a third inner ring, a third outer ring, and a third rolling element provided between the third inner ring and the third outer ring.
  • the stator casing has a recess in an opposed surface facing the bearing housing that accommodates and supports the second bearing, and the end of the bearing housing is flush with the opposed surface or part of the bearing housing Is preferably located inside the recess.
  • the torque support includes a torque support portion connected to a bearing housing that accommodates and supports the second bearing
  • the torque support portion may connect the bearing housing and the stator casing in the radial direction of the main shaft. preferable.
  • the stator casing may include a center plate facing the bearing housing and an outer peripheral plate connected to the outer edge of the center plate.
  • the central plate is formed so that the central portion is recessed from the outer edge portion, thereby providing a recess in the stator casing, and the outer peripheral plate functions as a torque support from the outer edge of the recess.
  • a protruding portion that protrudes radially inward of the main shaft may be formed.
  • a part of the bearing housing is accommodated in the concave portion, and the stator casing and the bearing stand are connected by fitting the protruding portion into the groove provided in the bearing housing.
  • the bearing structure includes first and second inner rings, first and second outer rings, a first rolling element provided between the first inner ring and the first outer ring, and a second A second rolling element provided between the inner ring and the second outer ring and an urging member are provided.
  • the distance between the second outer ring and the second inner ring is variable, and the biasing member biases the second outer ring so that the inner peripheral surface of the second outer ring approaches the outer peripheral surface of the second inner ring.
  • an imbalance in the gap between the stator and rotor of the generator in the direct drive type wind power generator can be prevented.
  • FIG. 4C It is a perspective view which shows the structure of the wind power generator of one Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the structure of the wind power generator of FIG. It is sectional drawing which shows an example of a structure of the 2nd bearing located in the side close
  • FIG. 7A It is an expanded sectional view which shows the structure of the wind power generator of FIG. It is a perspective view which shows the structure of the wind power generator of other embodiment of this invention. It is a perspective view which shows the structure of the wind power generator of one Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the structure of the wind power generator of FIG. 7A. In a direct drive type wind power generator, it is a figure explaining a problem which arises when both two bearings have alignment.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the structure of a wind turbine generator 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the wind turbine generator 1 according to the present embodiment is configured as a direct drive type wind turbine generator, and has the following configuration.
  • the wind power generator 1 includes a tower 2 and a nacelle pedestal 3.
  • the nacelle pedestal 3 is placed on the upper end of the tower 2 so as to be able to turn the yaw.
  • the nacelle pedestal 3 is provided with a first bearing housing 5 and a second bearing housing 6, and a first bearing 8 and a second bearing provided respectively inside the first bearing housing 5 and the second bearing housing 6.
  • the main shaft 4 is rotatably supported by two bearings 9 (see FIG. 2). One end of the main shaft 4 is connected to a rotor head (not shown) of the wind turbine rotor, and the other end is connected to the generator 7.
  • the generator 7 is further connected to the second bearing housing 6 by a torque support 20.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the wind turbine generator 1 of this embodiment as viewed from above.
  • the generator 7 includes a stator 11 and a rotor 12.
  • the stator 11 is supported by a stator casing 13.
  • the rotor 12 includes a field magnet 14 that faces the stator 11 and a rotor plate 15 that supports the field magnet 14.
  • the rotor plate 15 is connected to a sleeve 16 connected to the end of the main shaft 4, whereby the rotor 12 is connected to the main shaft 4.
  • the sleeve 16 is connected to the end of the main shaft 4.
  • the sleeve 16 may be formed continuously with the main shaft 4 or may be formed integrally.
  • the sleeve 16 is provided with generator bearings 17 and 18, and the stator casing 13 is supported by the generator bearings 17 and 18. Supporting the stator casing 13 by the generator bearings 17 and 18 provided on the main shaft 4 is effective for keeping the gap between the stator 11 and the rotor 12 constant.
  • the torque support 20 connects the stator casing 13 and the second bearing housing 6.
  • the torque support 20 includes a pin 21, a sleeve 22, and a rubber bush 23.
  • the sleeve 22 is fixed to the stator casing 13, and the rubber bush 23 is inserted into the sleeve 22. Further, a pin 21 is inserted into the rubber bush 23, and the pin 21 is fixed to the second bearing housing 6. Torque acting in the circumferential direction of the main shaft 4 is supported on the stator casing 13 by the torque support 20 having such a structure.
  • the structure in which the main shaft is supported by two aligning bearings and the stator casing is supported by the torque support has a problem of generating an imbalance in the gap between the stator and rotor of the generator. is there.
  • the second bearing 9 that is a bearing closer to the generator 7
  • there is no alignment that is, a bearing that does not allow the inclination of the main shaft 4.
  • an aligning bearing is used as the first bearing 8. More specifically, for example, a tapered roller bearing, a cylindrical roller bearing, or a self-aligning bearing is used as the first bearing 8.
  • the second bearing 9 for example, a double row taper roller bearing (double (taper roller bearing) is used as the second bearing 9.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the second bearing 9.
  • the second bearing 9 includes an inner ring 25, an outer ring 26, and tapered rollers 27 and 28 provided therebetween.
  • FIG. 3 shows one each of the tapered rollers 27 and 28, but a plurality of tapered rollers 27 are arranged in a line in the circumferential direction of the main shaft 4, and a plurality of tapered rollers 28 are arranged in the main shaft 4. It should be understood that they are arranged in a line along the circumferential direction.
  • the inner ring 25 is attached to the main shaft 4, and the outer ring 26 is attached to the second bearing housing 6.
  • the inner ring 25 is tapered to be concave at the center of the second bearing 9, and the outer ring 26 is tapered to be convex at the center of the second bearing 9. Yes.
  • the tapered rollers 27 and 28 are arranged so that the radius decreases toward the center of the second bearing 9. With such a structure, the second bearing 9 holds the main shaft 4 rotatably without allowing inclination.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating an example of the structure of the second bearing 9A configured to reduce the gap and the second bearing housing 6A that holds the second bearing 9A.
  • the second bearing housing 6A includes a first annular member 36, an intermediate member 37, a second annular member 38, a pressing plate 39, and a bolt 40.
  • the intermediate member 37, the second annular member 38, and the pressing plate 39 are fixed to the first annular member 36 by bolts 40.
  • the second bearing 9A includes a first inner ring 31a, a second inner ring 31b, a spacer 32, a first outer ring 33a, a second outer ring 33b, a spring 35, and tapered rollers 34a and 34b.
  • the first inner ring 31a, the second inner ring 31b, and the spacer 32 are inserted into the main shaft 4, and are fixed to the main shaft 4 by nuts 4a.
  • the spacer 32 has a function of keeping the first inner ring 31a and the second inner ring 31b at a desired distance.
  • the first outer ring 33 a is held between the first annular member 36 and the intermediate member 37.
  • the second outer ring 33 b is pressed against and held by the inner peripheral surface of the second annular member 38.
  • the second outer ring 33 b is slidable in the axial direction of the main shaft 4.
  • the tapered roller 34a is inserted between the first inner ring 31a and the first outer ring 33a, and the tapered roller 34b is inserted between the second inner ring 31b and the second outer ring 33b.
  • each of the tapered rollers 34a and 34b is illustrated, but a plurality of tapered rollers 34a are arranged in a line along the circumferential direction of the main shaft 4, and a plurality of tapered rollers 34b are arranged. It should be understood that they are arranged in a line along the circumferential direction of the main shaft 4.
  • the first inner ring 31a is oblique to the axial direction of the main shaft 4 with respect to the tapered roller 34a, is radially outward, and applies a load in a direction toward the generator 7.
  • the second inner ring 31b is inclined with respect to the tapered roller 34b with respect to the axial direction of the main shaft 4, is radially outward, and applies a load in a direction toward the rotor head.
  • the first outer ring 33a is inclined with respect to the axial direction of the main shaft 4 with respect to the tapered roller 34a, is radially inward, and applies a load in a direction toward the rotor head.
  • the second outer ring 33 b is inclined with respect to the tapered roller 34 b with respect to the axial direction of the main shaft 4, is radially inward, and applies a load in a direction toward the generator 7.
  • the axial load Fa and the radial load Fr acting on the main shaft 4 are supported.
  • a spring 35 is inserted between the second outer ring 33 b and the intermediate member 37, and the second outer ring 33 b is biased in the axial direction of the main shaft 4. Since the outer peripheral surface of the second inner ring 31b and the inner peripheral surface of the second outer ring 33b are inclined with respect to the axial direction of the main shaft 4, as a result, the spring 35 moves the second outer ring 33b to the inner side of the second outer ring 33b. The peripheral surface is biased so as to approach the outer peripheral surface of the second inner ring 31b.
  • the bearing structure as shown in FIG. 4A further improves the uniformity of the load between the tapered rollers 34a and 34b, and is provided between the first inner ring 31a and the second inner ring 31b and the first outer ring 33a and the second outer ring 33b. It is also effective in dealing with the problem of temperature differences.
  • a large load is applied to one of the tapered roller rows (for example, the tapered roller 28 row). This is not preferable because the life of the second bearing 9 is shortened.
  • the temperature of the second bearing 9 rises, but the temperature rise is greater in the inner ring 25 than in the outer ring 26.
  • FIG. 4B In order to further reduce the displacement of the main shaft 4, three rows of tapered rollers may be provided as shown in FIG. 4B.
  • a third inner ring 31c and a third outer ring 33c are additionally provided, and a tapered roller 34c is provided therebetween.
  • a spacer 32a is provided between the first inner ring 31a and the third inner ring 31c
  • a spacer 32b is provided between the second inner ring 31b and the third inner ring 31c, whereby the first inner ring 31a and the third inner ring 31c. Are maintained at a desired interval, and the second inner ring 31b and the third inner ring 31c are maintained at a desired interval.
  • the first outer ring 33a and the third outer ring 33c are sandwiched and held between the first annular member 36a and the intermediate member 37. At this time, the spacer 36b is inserted between the first outer ring 33a and the third outer ring 33c, and the first outer ring 33a and the third outer ring 33c are held at a desired interval.
  • balls may be used as the rolling elements instead of the tapered rollers 34a, 34b, 34c.
  • the use of balls as rolling elements is preferred for cost reduction.
  • the second outer ring 33b must be slidable on the inner peripheral surface of the second annular member 38 in the axial direction. At this time, when the second annular member 38 is enlarged, a manufacturing error of the second annular member 38 becomes large, and the second outer ring 33b can slide the inner peripheral surface of the second annular member 38. May be difficult.
  • the contact between the second outer ring 33b and the second annular member 38 is a line contact or a point contact (not a surface contact). It is preferable that As a result, the friction acting between the second outer ring 33 b and the second annular member 38 is reduced, and the second outer ring 33 b is easily moved relative to the second annular member 38.
  • a cylindrical roller 51 may be inserted between the second outer ring 33b and the second annular member 38.
  • a plurality of cylindrical rollers 51 are arranged in the circumferential direction of the main shaft 4 in FIG. 4C.
  • Each cylindrical roller 51 is arranged such that its central axis is parallel to the axial direction of the main shaft 4.
  • the cylindrical roller 51 is held at a desired position by a holder 52.
  • the cylindrical roller 51 and the second annular member 38 are in line contact with each other, and the cylindrical roller 51 and the second outer ring 33b are in line contact with each other, whereby the second outer ring 33b is easily moved with respect to the second annular member 38. It has become.
  • a cylindrical roller is used, but a ball may be used instead of the cylindrical roller.
  • the structure in which the cylindrical roller or ball is inserted between the second outer ring 33b and the second annular member 38 is a structure in which three rows of rolling elements are provided as shown in FIG. 4B. Is also applicable.
  • the stator casing 13 is preferably provided with a recess 13 a, and the end 6 a of the second bearing housing 6 is preferably located inside the recess 13 a of the stator casing 13. . Further, the end 6 a of the second bearing housing 6 may be on the same plane as the facing surface 13 b of the stator casing 13 that faces the second bearing housing 6. In any case, the distance in the axial direction of the main shaft 4 from the position where the force is applied to the stator casing 13 from the torque support 20 to the second bearing 9 can be reduced.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing another structure for reducing the distance from the position where the force acts on the stator casing 13 to the second bearing 9 from the torque support.
  • a disc-like torque support member 24 is directly joined to the end of the second bearing housing 6, and the stator casing 13 is connected to the outer periphery of the torque support member 24.
  • An opening is provided in the center of the torque support member 24, and the main shaft 4 is passed through the opening.
  • the generator bearing 17 on the side close to the second bearing 9 is not provided.
  • the position where the force is applied from the torque support member 24 to the stator casing 13 can be the end of the second bearing housing 6. That is, the torque support member 24 is configured to extend from the end of the second bearing housing 6 in the radial direction of the main shaft 4 and to be connected to the stator casing 13. It is possible to reduce the distance from the position where the sway acts to the second bearing 9. This is to further suppress the occurrence of relative displacement between the portion closer to the generator 7 than the second bearing 9 of the main shaft 4, the sleeve 16, the rotor 12, and the stator casing 13. It is valid.
  • 7A and 7B are views showing a structure that makes it possible to make the position where the force acts on the stator casing 13 from the torque support 20 coincide with the center of the second bearing 9.
  • the front plate of the stator casing 13 includes an outer peripheral plate 41 and a central plate 42.
  • the outer peripheral plate 41 is joined to the outer edge portion of the central plate 42.
  • the center part plate 42 has a shape in which the center part is recessed from the outer edge part.
  • a portion of the outer peripheral plate 41 protrudes radially inward from the joint position with the central plate 42, and this protruding portion (protruding portion 41a) is formed in the groove 44 provided in the second bearing housing 6C.
  • the stator casing 13 is supported by being fitted. That is, in this embodiment, the protrusion 41a of the outer peripheral plate 41 of the stator casing 13 functions as a torque support.
  • a groove 44 and an opening 45 penetrating in the axial direction of the main shaft 4 so as to cross the groove 44 are formed.
  • an opening 41 b is formed in the protruding portion 41 a of the outer peripheral plate 41.
  • the pin 43 is inserted into the opening 45 of the second bearing housing 6C in a state where the protruding portion 41a of the outer peripheral plate 41 is fitted in the groove 44 provided in the second bearing housing 6C.
  • the pin 43 is inserted so as to penetrate the opening 45 provided in the second bearing housing 6 ⁇ / b> C and the opening 41 b provided in the protrusion 41 a of the outer peripheral plate 41. Thereby, the stator casing 13 is fixed to the second bearing housing 6C.
  • the projecting portion 41a of the outer peripheral plate 41 connects the intermediate portion of the second bearing housing 6C and the stator casing 13 in the radial direction of the main shaft 4.
  • the distance in the axial direction of the main shaft 4 from the position at which the force acts on the casing 13 to the center of the second bearing 9 can be reduced and ideally matched. This further suppresses the occurrence of relative displacement between the portion closer to the generator 7 than the second bearing 9 of the main shaft 4, the sleeve 16, the rotor 12, and the stator casing 13, and the stator 11. Is preferable in order to further reduce the unbalance of the gap between the rotor 12 and the rotor 12.

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Abstract

　ダイレクトドライブ型風力発電装置が、一端が風車ロータのロータヘッドに連結された主軸と、ステータと、ステータを支持するステータケーシングと、主軸の他端に連結されたロータとを備える発電機と、ロータヘッドと発電機との間に位置し、主軸を回転可能に支持する第１及び第２軸受と、ステータケーシングを支持するトルクサポートとを備えている。第２軸受は、第１軸受よりも発電機に近接して位置している。第１軸受は調心性を有する軸受であり、第２軸受は調心性がない軸受である。

Description

ダイレクトドライブ型風力発電装置、及び、軸受構造
　本発明は、ダイレクトドライブ型風力発電装置及びそれに適した軸受構造に関し、特に、ダイレクトドライブ型風力発電装置における主軸及び発電機の支持構造に関する。
　風力発電装置の一つの公知の形式は、ダイレクトドライブ型風力発電装置である。ギヤード型風力発電装置では、風車ロータの回転を増速機を用いて回転数を増大させて発電機に伝えるのに対し、ダイレクトドライブ型風力発電装置では、風車ロータと発電機が主軸によって直結される。
　ダイレクトドライブ型風力発電装置においては、同期発電機を用いるため発電機が大型になり、且つ、発電機と主軸が直結されているので、主軸と発電機とを支持する構造の設計においても特別な配慮が必要になる。一般的には、主軸を２つの軸受で回転可能に支持すると共に、発電機のステータケーシングの回転を防ぐための構造体が設けられる。発電機のステータケーシングの回転を防ぐための構造体を、以下、トルクサポートと呼ぶことにする。主軸の回転に伴い、発電機のステータケーシングには主軸の周方向にトルクが加わる。このようなトルクが加わってもステータケーシングが回転しないようにステータケーシングを支持することがトルクサポートの役割である。加えて、主軸とステータケーシングの間に１つ又は２つの発電機軸受が追加的に設けられ、この発電機軸受によってステータケーシングが支持されることもある。主軸を２つの軸受で回転可能に支持すると共にステータケーシングをトルクサポートで支持する構造は、例えば、欧州特許出願ＥＰ１３２７０７３Ｂ１号公報（特許文献１）、欧州特許出願ＥＰ２０１４９１７Ａ１号公報（特許文献２）及び対応日本出願の特開２００９－１９６２５号公報（特許文献３）、並びに、国際公開ＷＯ２００７／１１１４２５号（特許文献４）に開示されている。
　ここで、風力発電機の主軸を支持する軸受としては、一般には、調心性のある軸受（軸のたわみや傾きを許容する軸受）が使用される。これは、ダイレクトドライブ型風力発電装置においては主軸にたわみが発生するため、そのたわみを吸収することが必要であるという技術的思想に基づくものであると考えられる。例えば、また、ＥＰ１３２７０７３Ｂ１は、主軸を支持するベアリングが主軸のたわみ（flexing）を許容することを開示している（例えば、請求項１）。また、国際公開ＷＯ２００７／１１１４２５号には、ロータヘッドに近いベアリングに円錐コロ軸受（toroidal roller bearing）を採用し、発電機に近いベアリングに円筒ころ軸受（spherical roller bearing）を採用し、これにより、メインシャフトの変位（misalignment）及び傾き（tilting）を補償することを開示している。
　しかしながら、本願発明者の検討によれば、主軸を調心性のある２つの軸受で支持し、更に、ステータケーシングをトルクサポートで支持する構造は、ステータとロータのギャップを一定に維持するために適しているとは言えない。図８は、その理由を説明する図である。以下では、図８に図示されているような、第１軸受１０１、第２軸受１０２によって主軸１０３を支持し、且つ、トルクサポート１０４によって発電機１０５のステータケーシング１０６に主軸１０３の周方向に作用するトルクを支持する構造を考える。ここで、ｌ１はロータヘッド側の荷重点と第１軸受１０１との間の距離であり、ｌ２は第１軸受１０１と第２軸受１０２の間の距離であり、ｌ３は、第２軸受１０２とトルクサポート１０４がステータケーシング１０６に力を作用する点までの距離である。また、Ｒ１、Ｒ２は、第１軸受１０１、第２軸受１０２が作用する支点反力であり、Ｒ３は、トルクサポート１０４がステータケーシング１０６に作用させる支点反力である。
　主軸１０３を支える２つの軸受（第１軸受１０１、第２軸受１０２）が共に調心性がある軸受であると、それぞれの位置で、たわみ角γ１、γ２が生じる。そして、たわみ角ｒ２と、風力発電装置のレイアウト上必然的に存在する距離ｌ３により、トルクサポート１０４にトルクが作用していなくても支点反力Ｒ３が生じる。ここで、支点反力Ｒ３の大きさは、トルクサポート１０４のバネ定数とひずみδの積になる。
　この支点反力Ｒ３は、発電機１０５のステータとロータの間のギャップのアンバランスを生じさせるため好ましくない。特に、発電機１０５として永久磁石同期発電機（ＰＭＳＧ）が使用される場合には、ギャップのアンバランスの問題は重大である。詳細には、界磁磁石の磁気吸引力や様々な電気力が作用する永久磁石同期発電機（ＰＭＳＧ）では、ステータとロータの間のギャップを確実に維持すると共に、数々の振動モード変位を小さくしなければならない。しかしながら、支点反力Ｒ３により、ステータケーシング１０６が発電機軸受の内部スキマの分だけ変位し、また、ステータケーシング１０６自体もわずかながら変形する。内部スキマの分の変位と変形により、ステータとロータの間のギャップのアンバランスが発生し、回転による磁気振動に加えて、曲げによるモード振動が発生する。曲げモード振動の発生は、風力発電装置の振動を増大させるため好ましくない。また、曲げモード振動が発生すると、疲労荷重も増えるため、構造部材（例えば、主軸１０３、トルクサポート１０４、ステータケーシング１０６等）の強度を高く設計する必要性が生じ、重量が増大するという問題も生じる。
欧州特許出願ＥＰ１３２７０７３Ｂ１号公報 欧州特許出願ＥＰ２０１４９１７Ａ１号公報 特開２００９－０９６２５号公報 国際公開ＷＯ２００７／１１１４２５号
　したがって、本発明の目的は、ダイレクトドライブ型風力発電装置において、発電機のステータとロータの間のギャップのアンバランスを防ぐための技術を提供することにある。
　本発明の一の観点では、ダイレクトドライブ型風力発電装置が、一端が風車ロータのロータヘッドに連結された主軸と、ステータと、ステータを支持するステータケーシングと、主軸の他端に連結されたロータとを備える発電機と、ロータヘッドと発電機との間に位置し、主軸を回転可能に支持する第１及び第２軸受と、ステータケーシングを支持するトルクサポートとを備えている。第１軸受は調心性を有する軸受であり、第１軸受よりも発電機に近接して位置している第２軸受は調心性のない軸受である。第２軸受としては、複列テーパーころ軸受が使用可能である。また、第１軸受としては、例えば、円錐ころ軸受、円筒ころ軸受、又は自動調心軸受が使用可能である。
　一実施形態では、第２軸受は、第１及び第２内輪と、第１及び第２外輪と、第１内輪と第１外輪の間に設けられた第１転動体と、第２内輪と第２外輪の間に設けられた第２転動体と、付勢部材とを備えている。第２外輪と第２内輪との間の間隔が可変であり、付勢部材は、第２外輪を、第２外輪の内周面が第２内輪の外周面に近づくように付勢する。
　当該ダイレクトドライブ型風力発電装置は、第２軸受は、第２軸受を収容して支持する軸受ハウジングに対して移動可能であり、軸受ハウジングと第２外輪とは、線接触又は点接触を用いて結合されていることが好ましい。この場合、例えば、軸受ハウジングと第２外輪との間に、円筒コロが挿入されてもよい。
　また、第２軸受が、更に、第３内輪と、第３外輪と、第３内輪と第３外輪の間に設けられた第３転動体とを備えていることも好ましい。
　好適には、ステータケーシングが、第２軸受を収容して支持する軸受ハウジングに対向する対向面において凹部を有し、軸受ハウジングの端が対向面と同一面上にあるか、軸受ハウジングの一部が凹部の内部に位置していることが好ましい。
　また、トルクサポートが第２軸受を収容して支持する軸受ハウジングに連結されたトルクサポート部を備えている場合、トルクサポート部が、軸受ハウジングとステータケーシングとを主軸の半径方向に連結することも好ましい。
　ステータケーシングは、軸受ハウジングに対向する中心部プレートと、中心部プレートの外縁部に連結された外周部プレートとを備えてもよい。この場合、中心部プレートは、その中心部が外縁部よりも窪んで形成され、これによりステータケーシングに凹部を提供するように構成され、外周部プレートは、トルクサポートとして機能する、凹部の外縁から主軸の半径方向内側に突出する突出部が形成されるように構成されてもよい。この場合、軸受ハウジングの一部が凹部に収容されると共に、突出部が軸受ハウジングに設けられた溝に嵌め込まれることによってステータケーシングと軸受台とが連結される。
　本発明の他の観点においては、軸受構造が、第１及び第２内輪と、第１及び第２外輪と、第１内輪と第１外輪の間に設けられた第１転動体と、第２内輪と第２外輪の間に設けられた第２転動体と、付勢部材とを備えている。第２外輪と第２内輪との間の間隔が可変であり、付勢部材は、第２外輪を、第２外輪の内周面が第２内輪の外周面に近づくように付勢している。
　本発明によれば、ダイレクトドライブ型風力発電装置における発電機のステータとロータの間のギャップのアンバランスを防ぐことができる。
本発明の一実施形態の風力発電装置の構成を示す斜視図である。 図１の風力発電装置の構成を示す断面図である。 発電機に近い側に位置する第２軸受の構成の一例を示す断面図である。 第２軸受の構成の他の例を示す断面図である。 第２軸受の構成の更に他の例を示す断面図である。 第２軸受の構成の更に他の例を示す断面図である。 図４Ｃの第２軸受の構成を詳細に示す断面図である。 図４Ｃの第２軸受の構成を詳細に示す斜視図である。 図１の風力発電装置の構成を示す拡大断面図である。 本発明の他の実施形態の風力発電装置の構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態の風力発電装置の構成を示す斜視図である。 図７Ａの風力発電装置の構成を示す断面図である。 ダイレクトドライブ型風力発電装置において、２つの軸受の両方が調心性を有する場合に生じる問題を説明する図である。
　図１は、本発明の一実施形態における風力発電装置１の構造を概略的に示す斜視図である。本実施形態の風力発電装置１は、ダイレクトドライブ型風力発電装置として構成されており、下記のような構成を有している。風力発電装置１は、タワー２とナセル台座３とを備えている。ナセル台座３は、タワー２の上端にヨー旋回可能に載置されている。ナセル台座３には、第１軸受ハウジング５と第２軸受ハウジング６とが設けられており、その第１軸受ハウジング５と第２軸受ハウジング６の内部にそれぞれに設けられた第１軸受８及び第２軸受９（図２参照）によって主軸４が回転可能に支持されている。主軸４の一端は風車ロータのロータヘッド（図示されず）に接続され、他端は発電機７に接続されている。発電機７は、更に、トルクサポート２０によって第２軸受ハウジング６に連結されている。
　図２は、本実施形態の風力発電装置１を上方からみた断面図である。発電機７は、ステータ１１とロータ１２とを備えている。ステータ１１は、ステータケーシング１３によって支持されている。一方、ロータ１２は、ステータ１１に対向する界磁磁石１４と、界磁磁石１４を支持するロータプレート１５とを備えている。ロータプレート１５が主軸４の端に連結されたスリーブ１６に連結されており、これにより、ロータ１２が主軸４に連結されている。なお、本実施形態では、スリーブ１６が主軸４の端に連結されているが、スリーブ１６が主軸４と連続して形成される、又は一体に形成されることも可能である。
　スリーブ１６には、発電機軸受１７、１８が設けられており、これらの発電機軸受１７、１８によりステータケーシング１３が支持されている。主軸４に設けられた発電機軸受１７、１８によってステータケーシング１３が支持されることは、ステータ１１とロータ１２の間のギャップを一定に保つために有効である。
　トルクサポート２０は、ステータケーシング１３と第２軸受ハウジング６とを連結している。本実施形態では、トルクサポート２０が、ピン２１とスリーブ２２とゴムブッシュ２３とを備えている。スリーブ２２は、ステータケーシング１３に固定されており、ゴムブッシュ２３は、スリーブ２２の内部に挿入されている。更に、ゴムブッシュ２３にピン２１が挿入され、ピン２１が第２軸受ハウジング６に固定されている。このような構造のトルクサポート２０により、ステータケーシング１３に主軸４の周方向に作用するトルクが支持されている。
　上述のように、主軸を調心性のある２つの軸受で支持し、更に、ステータケーシングをトルクサポートで支持する構造には、発電機のステータとロータの間のギャップのアンバランスの発生という問題がある。この問題に対処するために、本実施形態の風力発電装置１では、発電機７に近い側の軸受である第２軸受９として、調心性のない軸受、即ち、主軸４の傾きを許容しない軸受が採用される。一方、第１軸受８としては調心性のある軸受が使用される。より具体的には、第１軸受８としては、例えば、円錐ころ軸受（toroidal roller bearing）、円筒ころ軸受、又は自動調心軸受が使用される。一方、第２軸受９としては、例えば、複列テーパーころ軸受（double taper roller bearing）が使用される。
　図３は、第２軸受９の構造の一例を示す断面図である。第２軸受９は、内輪２５と、外輪２６と、それらの間に設けられた円錐ころ２７、２８とを備えている。図３には、円錐ころ２７、２８がそれぞれ一つずつ図示されているが、複数の円錐ころ２７が主軸４の周方向に並んで一列に配置されており、複数の円錐ころ２８が主軸４の周方向に並んで一列に配置されていると理解されなければならない。内輪２５は主軸４に取り付けられ、外輪２６は第２軸受ハウジング６に取り付けられている。内輪２５には、第２軸受９の中心部において凹になるようにテーパーが形成されており、更に、外輪２６には、第２軸受９の中心部において凸になるようにテーパーが形成されている。円錐ころ２７、２８は、第２軸受９の中心に向けて半径が小さくなるように配置されている。このような構造により、第２軸受９は、主軸４を、傾きを許容せずに回転可能に保持する。
　第２軸受９として調心性のない軸受を使用することにより、風力発電装置１の動作時に、主軸４の第２軸受９よりも発電機７に近い側の部分と、スリーブ１６と、ロータ１２と、ステータケーシング１３とが機械的に一体化され、これらの部材の間における相対的な変位（displacement）の発生が抑制される。即ち、主軸４の第２軸受９よりも発電機７に近い側の部分と、スリーブ１６と、ロータ１２と、ステータケーシング１３との部材の間の相対的な位置関係の変動が抑制され、これらの部材が、全体としては、あたかも一つのかたまり（unit）であるかのように運動する。これは、ステータ１１とロータ１２との間のギャップを一定に保持し、ギャップのアンバランスを防ぐために有効である。
　第２軸受９としては調心性のない軸受が使用される本実施形態においては、ギャップをより確実に保持するために、第２軸受９のガタを低減する、即ち、第２軸受９における転動体（ボール、又はコロ）と内輪２５及び外輪２６の間の隙間を低減するような軸受構造を採用することが好ましい。図４Ａは、隙間を低減するように構成された第２軸受９Ａ及び、それを保持する第２軸受ハウジング６Ａの構造の例を示す図である。
　第２軸受ハウジング６Ａは、第１環状部材３６と、中間部材３７と、第２環状部材３８と、押さえプレート３９と、ボルト４０とを備えている。中間部材３７と、第２環状部材３８と、押さえプレート３９とは、ボルト４０によって第１環状部材３６に固定されている。
　第２軸受９Ａは、第１内輪３１ａと、第２内輪３１ｂと、スペーサ３２と、第１外輪３３ａと、第２外輪３３ｂと、バネ３５と、円錐ころ３４ａ、３４ｂとを備えている。第１内輪３１ａと第２内輪３１ｂとスペーサ３２とは、主軸４に挿入されており、ナット４ａによって主軸４に固定されている。スペーサ３２は、第１内輪３１ａと第２内輪３１ｂとを所望の距離に保つ機能を有している。第１外輪３３ａは、第１環状部材３６と中間部材３７とに挟まれて保持されている。第２外輪３３ｂは、第２環状部材３８の内周面に押し当てられて保持されている。ここで、第２外輪３３ｂは、主軸４の軸方向に摺動可能である。
　円錐ころ３４ａは、第１内輪３１ａと第１外輪３３ａとの間に挿入されており、円錐ころ３４ｂは、第２内輪３１ｂと第２外輪３３ｂとの間に挿入されている。ここで、図４Ａでは、円錐ころ３４ａ、３４ｂがそれぞれ一つずつ図示されているが、複数の円錐ころ３４ａが主軸４の周方向に並んで一列に配置されており、複数の円錐ころ３４ｂが主軸４の周方向に並んで一列に配置されていると理解されなければならない。
　ここで、第１内輪３１ａは、円錐ころ３４ａに対して、主軸４の軸方向に対して斜めであり、半径方向外側であり、且つ、発電機７に向かう方向に荷重を作用する。また、第２内輪３１ｂは、円錐ころ３４ｂに対して、主軸４の軸方向に対して斜めであり、半径方向外側であり、且つ、ロータヘッドに向かう方向に荷重を作用する。更に、第１外輪３３ａは、円錐ころ３４ａに対して、主軸４の軸方向に対して斜めであり、半径方向内側であり、且つ、ロータヘッドに向かう方向に荷重を作用する。また、第２外輪３３ｂは、円錐ころ３４ｂに対して、主軸４の軸方向に対して斜めであり、半径方向内側であり、且つ、発電機７に向かう方向に荷重を作用する。このような構造により、主軸４に作用するアキシャル荷重Ｆａ及びラジアル荷重Ｆｒが支持される。
　加えて、第２外輪３３ｂと中間部材３７との間にバネ３５が挿入されており、第２外輪３３ｂは、主軸４の軸方向に付勢されている。第２内輪３１ｂの外周面と第２外輪３３ｂの内周面は主軸４の軸方向に対して傾けられているので、結果として、バネ３５は、第２外輪３３ｂを、第２外輪３３ｂの内周面が第２内輪３１ｂの外周面に近づくように付勢することになる。このバネ３５の作用により、第２軸受９のガタ、即ち、円錐ころ３４ｂと第２内輪３１ｂとの間の隙間、及び、円錐ころ３４ｂと第２外輪３３ｂとの間の隙間が小さくされている。このような構造は、主軸４の第２軸受９よりも発電機７に近い側の部分、スリーブ１６、ロータ１２、及び、ステータケーシング１３を機械的に一体化し、これらの部材の間における相対的な変位の発生を有効に抑制する。これは、ステータ１１とロータ１２との間のギャップのアンバランスを防ぐために有効である。
　図４Ａのような軸受構造は、更に、円錐ころ３４ａ、３４ｂの間の負荷の均一性を向上し、第１内輪３１ａ、第２内輪３１ｂと第１外輪３３ａ、第２外輪３３ｂとの間の温度差の問題に対処するためにも有効である。図３の軸受構造では、主軸４の軸方向に負荷がかかったときに、一方の円錐ころの列（例えば、円錐ころ２８の列）に大きな負荷がかかる。これは、第２軸受９の寿命を短くするため好ましくない。また、主軸４が回転すると、第２軸受９の温度が上昇するが、温度上昇は、外輪２６よりも内輪２５の方が大きい。内輪２５の温度が外輪２６の温度よりも相対的に高くなると、内輪２５の熱膨張が外輪２６よりも大きくなり、結果として、円錐ころ２７、２８に作用する機械的負荷が増大する。これは、円錐ころ２７、２８の寿命を縮めるため好ましくない。
　一方、図４Ａの構造によれば、第２軸受９に軸方向の荷重Ｆａが作用した場合に、その荷重Ｆａは、バネ３５の作用により、円錐ころ３４ａ、３４ｂに均等に作用する。したがって、一方の円錐ころの列に大きな負荷がかかることによる寿命の短縮が防がれる。また、図４Ａの構造によれば、第１内輪３１ａ、第２内輪３１ｂの温度上昇が第１外輪３３ａ、第２外輪３３ｂの温度上昇よりも大きくても、第１内輪３１ａ、第２内輪３１ｂの熱膨張がバネ３５によって吸収される。したがって、第１内輪３１ａ、第２内輪３１ｂと第１外輪３３ａ、第２外輪３３ｂとの間の温度差の問題を回避することができる。
　主軸４の変位を一層に低減するためには、図４Ｂに図示されているように、３列の円錐ころが設けられてもよい。図４Ｂの第２軸受９Ｂの構造では、第３内輪３１ｃ及び第３外輪３３ｃが追加的に設けられ、その間に、円錐ころ３４ｃが設けられる。第１内輪３１ａと第３内輪３１ｃの間にはスペーサ３２ａが設けられ、第２内輪３１ｂと第３内輪３１ｃの間にはスペーサ３２ｂが設けられ、これにより、第１内輪３１ａと第３内輪３１ｃとが所望の間隔に保持され、また、第２内輪３１ｂと第３内輪３１ｃとが所望の間隔に保たれる。また、第１外輪３３ａと第３外輪３３ｃは、第１環状部材３６ａと中間部材３７によって挟まれて保持される。このとき、第１外輪３３ａと第３外輪３３ｃとの間にスペーサ３６ｂが挿入され、第１外輪３３ａと第３外輪３３ｃとが所望の間隔に保持される。
　なお、３列の転動体が設けられる図４Ｂの構造では、円錐ころ３４ａ、３４ｂ、３４ｃの代わりに、転動体として玉が使用されてもよい。転動体として玉を使用することは、コストの低減のために好ましい。
　図４Ａ、図４Ｂの構造では、第２外輪３３ｂが第２環状部材３８の内周面上を軸方向に摺動可能でなければならない。このとき、第２環状部材３８が大型化された場合には、第２環状部材３８の製造誤差が大きくなり、第２外輪３３ｂが第２環状部材３８の内周面を摺動可能にすることが困難な場合がある。
　第２外輪３３ｂが第２環状部材３８に対して移動可能にするためには、第２外輪３３ｂと第２環状部材３８との間の接触が、（面接触ではなく）線接触又は点接触になっていることが好ましい。これにより、第２外輪３３ｂと第２環状部材３８との間に作用する摩擦が小さくなり、第２外輪３３ｂが第２環状部材３８に対して移動しやすくなる。
　より具体的には、図４Ｃに図示されているように、第２外輪３３ｂと第２環状部材３８との間に、円筒コロ５１が挿入されてもよい。図４Ｃには一つの円筒コロ５１のみが図示されているが、図４Ｃは、複数の円筒コロ５１が主軸４の周方向に並んで配置されていると理解しなくてはならない。各円筒コロ５１は、その中心軸が主軸４の軸方向に平行になるように配置される。図４Ｄ及び図４Ｅに図示されているように、円筒コロ５１は、保持器５２によって所望の位置に保持される。円筒コロ５１と第２環状部材３８とが線接触し、また、円筒コロ５１と第２外輪３３ｂとが線接触し、これにより、第２外輪３３ｂが第２環状部材３８に対して移動しやすくなっている。図４Ｃ～図４Ｅでは、円筒コロが使用されているが、円筒コロの代わりに玉が使用されてもよい。また、図４Ｃ～図４Ｅのような円筒コロ又は玉が第２外輪３３ｂと第２環状部材３８との間に挿入される構造は、図４Ｂのような３列の転動体が設けられる構造にも適用可能である。
　主軸４の第２軸受９よりも発電機７に近い側の部分と、スリーブ１６と、ロータ１２と、ステータケーシング１３の間における相対的な変位の発生を一層に抑制し、ステータ１１とロータ１２の間のギャップのアンバランスをより低減するためには、トルクサポート２０からステータケーシング１３に力が作用する位置から第２軸受９までの主軸４の軸方向における距離を小さくすることが好ましい。
　このためには、図５に図示されているように、ステータケーシング１３に凹部１３ａが設けられ、第２軸受ハウジング６の端部６ａが、ステータケーシング１３の凹部１３ａの内部に位置することが好ましい。また、第２軸受ハウジング６の端部６ａが、ステータケーシング１３の第２軸受ハウジング６に対向する対向面１３ｂと同一面上にあってもよい。いずれの場合でも、トルクサポート２０からステータケーシング１３に力が作用する位置から第２軸受９までの主軸４の軸方向における距離を小さくできる。
　また、図６は、トルクサポートからステータケーシング１３に力が作用する位置から第２軸受９までの距離を小さくするための他の構造を示す断面図である。図６の構造では、第２軸受ハウジング６の端部に円盤状のトルクサポート部材２４が直接に接合され、更に、トルクサポート部材２４の外周部にステータケーシング１３が連結されている。トルクサポート部材２４の中心には開口が設けられており、主軸４は、その開口に通されている。なお、図６の構造では、第２軸受９とステータケーシング１３の間の距離が近いため第２軸受９に近い側の発電機軸受１７は設けられていない。
　このような構造によれば、トルクサポート部材２４からステータケーシング１３に力が作用する位置を第２軸受ハウジング６の端にすることができる。即ち、トルクサポート部材２４は、第２軸受ハウジング６の端から主軸４の半径方向に延伸してステータケーシング１３と連結するように構成されており、したがって、トルクサポート部材２４からステータケーシング１３に力が作用する位置から第２軸受９までの距離を小さくできる。これは、主軸４の第２軸受９よりも発電機７に近い側の部分と、スリーブ１６と、ロータ１２と、ステータケーシング１３との間における相対的な変位の発生を一層に抑制するために有効である。
　最も理想的なのは、トルクサポート２０からステータケーシング１３に力が作用する位置が第２軸受９の中心と一致することである。図７Ａ、図７Ｂは、トルクサポート２０からステータケーシング１３に力が作用する位置を第２軸受９の中心と一致させることを可能にする構造を示す図である。
　図７Ａ、図７Ｂの構造では、ステータケーシング１３に凹部が形成され、この凹部に第２軸受ハウジング６Ｃの一部分が収容される。詳細には、ステータケーシング１３の正面プレートが、外周部プレート４１と中心部プレート４２で構成されている。外周部プレート４１は、中心部プレート４２の外縁部に接合されている。中心部プレート４２は、その中心部分が外縁部よりも窪んだ形状をしている。
　加えて、外周部プレート４１の一部分が中心部プレート４２との接合位置から半径方向内側に突出しており、この突出している部分（突出部４１ａ）が第２軸受ハウジング６Ｃに設けられた溝４４に嵌め込まれることによってステータケーシング１３が支持されている。即ち、本実施形態では、ステータケーシング１３の外周部プレート４１の突出部４１ａがトルクサポートとして機能する。詳細には、図７Ａに図示されている第２軸受ハウジング６Ｃには、溝４４と、溝４４を横断するようにして主軸４の軸方向に貫通する開口４５とが形成されている。一方、外周部プレート４１の突出部４１ａには、開口４１ｂが形成されている。外周部プレート４１の突出部４１ａが第２軸受ハウジング６Ｃに設けられた溝４４に嵌め込まれた状態で、第２軸受ハウジング６Ｃの開口４５にピン４３が挿入される。ピン４３は、第２軸受ハウジング６Ｃに設けられた開口４５と外周部プレート４１の突出部４１ａに設けられた開口４１ｂとを貫通するように挿入される。これにより、ステータケーシング１３が第２軸受ハウジング６Ｃに固定される。
　図７Ａ、図７Ｂの構造では、外周部プレート４１の突出部４１ａが、第２軸受ハウジング６Ｃの中間部位とステータケーシング１３とを主軸４の半径方向に連結しているので、トルクサポート２０からステータケーシング１３に力が作用する位置から第２軸受９の中心までの主軸４の軸方向における距離を小さくし、理想的には、一致させることができる。これは、主軸４の第２軸受９よりも発電機７に近い側の部分と、スリーブ１６と、ロータ１２と、ステータケーシング１３の間の相対的な変位の発生を一層に抑制し、ステータ１１とロータ１２の間のギャップのアンバランスを一層に低減するために好ましい。

Claims (14)

  1. 　一端が風車ロータのロータヘッドに連結された主軸と、
    　ステータと、前記ステータを支持するステータケーシングと、前記主軸の他端に連結されたロータとを備える発電機と、
    　前記ロータヘッドと前記発電機との間に位置し、前記主軸を回転可能に支持する第１及び第２軸受と、
    　前記ステータケーシングを支持するトルクサポート
    とを備え、
    　前記第２軸受は、前記第１軸受よりも前記発電機に近接して位置しており、
    　前記第１軸受は、調心性を有する軸受であり、
    　前記第２軸受は、調心性のない軸受である
    　ダイレクトドライブ型風力発電装置。
  2. 　請求項１に記載のダイレクトドライブ型風力発電装置であって、
    　前記第２軸受は、複列テーパーころ軸受である
    　ダイレクトドライブ型風力発電装置。
  3. 　請求項１に記載のダイレクトドライブ型風力発電装置であって、
    　前記第１軸受が、円錐ころ軸受、円筒ころ軸受、又は自動調心軸受である
    　ダイレクトドライブ型風力発電装置。
  4. 　請求項１に記載のダイレクトドライブ型風力発電装置であって、
    　前記第２軸受は、
    　　第１及び第２内輪と、
    　　第１及び第２外輪と、
    　　前記第１内輪と前記第１外輪の間に設けられた第１転動体と、
    　　前記第２内輪と前記第２外輪の間に設けられた第２転動体と、
    　　付勢部材
    とを備え、
    　前記第２外輪と前記第２内輪との間の間隔が可変であり、
    　前記付勢部材は、前記第２外輪を、前記第２外輪の内周面が前記第２内輪の外周面に近づくように付勢する
    　ダイレクトドライブ型風力発電装置。
  5. 　請求項４に記載のダイレクトドライブ型風力発電装置であって、
    　更に、
    　前記第２軸受を収容して支持する軸受ハウジングを備え、
    　前記第２軸受の前記第２外輪は、線接触又は点接触を介して前記軸受ハウジングに対して移動可能である
    　ダイレクトドライブ型風力発電装置。
  6. 　請求項５に記載のダイレクトドライブ型風力発電装置であって、
    　前記軸受ハウジングと前記第２外輪との間に、円筒コロが挿入されている
    　ダイレクトドライブ型風力発電装置。
  7. 　請求項４乃至６のいずれかに記載のダイレクトドライブ型風力発電装置であって、
    　前記第２軸受が、更に、
    　　第３内輪と、
    　　第３外輪と、
    　　前記第３内輪と前記第３外輪の間に設けられた第３転動体
    とを備えている
    　ダイレクトドライブ型風力発電装置。
  8. 　請求項１乃至４のいずれかに記載のダイレクトドライブ型風力発電装置であって、
    　更に、前記第２軸受を収容して支持する軸受ハウジングを備え、
    　前記ステータケーシングが、前記軸受ハウジングに対向する対向面において凹部を有し、
    　前記軸受ハウジングの端が前記対向面と同一面上にあるか、前記軸受ハウジングの一部が前記凹部の内部に位置している
    　ダイレクトドライブ型風力発電装置。
  9. 　請求項１乃至４のいずれかに記載のダイレクトドライブ型風力発電装置であって、
    　更に、前記第２軸受を収容して支持する軸受ハウジングを備え、
    　前記トルクサポートは、前記軸受ハウジングに連結されたトルクサポート部材を備え、
    　前記トルクサポート部材は、前記主軸の半径方向に延伸して前記軸受ハウジングと前記ステータケーシングとを連結する
    　ダイレクトドライブ型風力発電装置。
  10. 　請求項１乃至４に記載のダイレクトドライブ型風力発電装置であって、
    　前記ステータケーシングは、
    　　前記軸受ハウジングに対向する中心部プレートと、
    　　前記中心部プレートの外縁部に連結された外周部プレート
    とを備え、
    　前記中心部プレートは、その中心部が前記外縁部よりも窪んで形成され、これにより前記ステータケーシングに凹部を提供するように構成され、
    　前記外周部プレートは、前記トルクサポートとして機能する、前記凹部の外縁から前記主軸の半径方向内側に突出する突出部が形成されるように構成され、
    　前記軸受ハウジングの一部が前記凹部に収容されると共に、前記突出部が前記軸受ハウジングに連結されることによって前記ステータケーシングと前記軸受ハウジングとが連結される
    　ダイレクトドライブ型風力発電装置。
  11. 　第１及び第２内輪と、
    　第１及び第２外輪と、
    　前記第１内輪と前記第１外輪の間に設けられた第１転動体と、
    　前記第２内輪と前記第２外輪の間に設けられた第２転動体と、
    　付勢部材
    とを備え、
    　前記第２外輪と前記第２内輪との間の間隔が可変であり、
    　前記付勢部材は、前記第２外輪を、前記第２外輪の内周面が前記第２内輪の外周面に近づくように付勢する
    　軸受構造。
  12. 　請求項１１に記載の軸受構造であって、
    　更に、
    　前記第２軸受を支持する軸受ハウジングを備え、
    　前記第２軸受は、前記軸受ハウジングに対して移動可能であり、
    　前記軸受ハウジングと前記第２外輪とは、線接触又は点接触を用いて結合されている
    　軸受構造。
  13. 　請求項１２に記載の軸受構造であって、
    　前記軸受ハウジングと前記第２外輪との間に、円筒コロが挿入されている
    　軸受構造。
  14. 　請求項１１乃至１３のいずれかに記載の軸受構造であって、
    　前記第２軸受が、更に、
    　　第３内輪と、
    　　第３外輪と、
    　　前記第３内輪と前記第３外輪の間に設けられた第３転動体
    とを備えている
    　軸受構造。
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