JP5409604B2 - 風力発電装置用のロータターニング装置およびロータターニング方法 - Google Patents

Description

本発明は、風力発電装置用のロータターニング装置およびロータターニング方法に係り、特に、ロータヘッドからの回転を増速機で増速して発電機に入力する風力発電装置の回転軸を回転させるためのロータターニング装置およびターニング方法に関する。

近年、地球環境の保全の観点から、再生可能エネルギーの一つである風力を利用した風力発電装置の普及が進んでいる。

風力発電装置は、一般的に、回転翼が取り付けられたロータヘッドと、ドライブトレイン及び発電機を収納するナセルと、ナセルを支持する支柱とで構成されている。ここでドライブトレインは、ロータヘッド側から発電機側にトルクを伝達するためのものであり、通常は増速機が組み込まれており、ロータヘッドの回転を増速して発電機に入力するようになっている。

ところで、風力発電装置のメンテナンス時において、回転軸（又はこれに連結されたロータヘッド）を回転させることが必要となる場合がある。
例えば、風力発電装置の主軸受の給脂作業は、軸受全体にグリースを均一に供給しなければならないため、回転軸をゆっくりと回転させながら行う必要があるし、回転翼の脱着作業は、回転翼が水平になる位置までロータヘッドを回転させてから行う必要がある。また、メンテナンス時には、安全上の理由から回転軸が回転しないようにロックピンで固定することがあり、この場合もロックピンを挿入可能な位置まで回転軸を回転させる必要がある。

このように風力発電装置の回転軸を回転させるには、簡便な手法として、増速機の後段において回転軸に取り付けられたブレーキディスクを手で掴んで回したり、あるいは回転翼が受ける風の力を利用して回転軸を回すことが挙げられる。
しかし、これらの手法では、回転軸を所定位置まで高精度に回転させることが困難であった。また、より安全に作業を行いうる手法が求められていた。

そこで、風力発電装置の回転軸を強制的に回転させる、いわゆるロータターニング装置が提案されている。
例えば、特許文献１には、ギヤボックス（増速機）内の増速ギヤを外部から強制的に駆動するようにしたロータターニング装置が記載されている。このロータターニング装置は、ギヤボックス内の増速ギヤと噛み合うドライブピニオンと、ギヤボックスの外側に取り付けられ、ドライブピニオンにトルクを入力するスクリュードライバーとで構成される。これにより、スクリュードライバーからのトルクがドライブピニオンを介して増速ギヤに伝わり、増速ギヤに伴って回転軸が回転するようになっている。

米国特許出願公開第２００９／０２７８３５９号明細書

しかしながら、特許文献１に記載のロータターニング装置では、ギヤボックスにスクリュードライバーを取り付けるとともに、ギヤボックス内にドライブピニオンを配置しなければならず、既存の風力発電装置に対して加工を施す必要があった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、既存の風力発電装置に対して加工を施す必要がない風力発電装置用のロータターニング装置およびロータターニング方法を提供することを目的とする。

本発明に係る風力発電装置用のロータターニング装置は、ロータヘッドからの回転を増速機で増速して発電機に入力する風力発電装置の回転軸を回転させるためのロータターニング装置であって、装置本体と、前記装置本体の一端に設けられ、前記風力発電装置の前記増速機と前記発電機との間に配置されたカップリングに固定される被固定部と、前記装置本体の前記被固定部とは反対側の端部に設けられ、前記回転軸を回転させるための操作力が入力される***作部とを備え、
前記装置本体は、前記カップリングのカップリングハブに抱き締め固定される一対の半円環状の第１部材と、前記一対の第１部材の外周部に締結される一対の半円環状の第２部材とを含み、
前記被固定部は、前記カップリングハブに抱き締め固定された前記一対の第１部材であり、
前記***作部は、前記一対の第２部材によって形成される環状のハンドルであり、
前記一対の第１部材は、一対の半円環板と、各半円環板の突合せ対向端部に、該半円環板に対して垂直方向に立設された接合板部とを含み、
前記一対の第１部材は、それぞれの前記接合板部が向かい合うように組み合わされた状態で前記接合板部同士が締結されることで、前記カップリングハブに摩擦力にて固定され、
前記一対の第１部材には、前記カップリングの締結部品と係合する切欠きが設けられていることを特徴とする。

ここで、***作部が「装置本体の被固定部とは反対側の端部」に設けられるとは、***作部が、装置本体の中央部を挟んで被固定部に対して反対側に配置されていることを意味する。言い換えると、装置本体のうちカップリングに近い側に被固定部が配置される一方で、カップリングから遠い側に***作部が配置されることを意味する。例えば、円盤形状のロータターニング装置の場合には、円盤（装置本体）の内周側に被固定部が設けられる一方で、円盤（装置本体）の外周側に***作部が設けられる。また、レバー形状のロータターニング装置の場合には、レバー（装置本体）の一端側に被固定部が設けられる一方で、レバー（装置本体）の他端側に***作部が設けられる。

このロータターニング装置によれば、増速機と発電機との間のカップリングに被固定部が固定されるとともに、装置本体の被固定部とは反対側の端部に***作部が設けられているので、カップリングとともに回転軸全体を比較的小さな操作力で安全かつ高精度に回転させることができる。特に、増速機と発電機との間に配置されるカップリングは、風力発電装置のドライブトレインの中でも低トルクで回転する部材（言い換えると、高速回転する部材）であるため、少ない操作力で回転軸を回転させることができる。

また、上記ロータターニング装置は、風力発電装置が通常備えるカップリングに被固定部を介して取り付け可能な構成としたので、既存の風力発電装置に対して加工を施す必要がない。

なお、本明細書において、風力発電装置の「回転軸」とは、ロータヘッドからの回転を発電機に伝えるドライブトレインに含まれるいずれかの軸部材を指す。

なお、本明細書において、一対の第１部材をカップリングハブに「抱き締め固定」するとは、一対の第１部材をカップリングハブに締め付け、摩擦力によって固定することをいう。

このように、風力発電装置のカップリングハブに被固定部としての一対の第１部材を抱き締め固定することで、既存の風力発電装置に対して加工を施さずに、カップリングへのロータターニング装置の固定を容易に行うことができる。また、一対の半円環状の第１部材と、一対の半円環状の第２部材との合計４個に分割された部材を組み立てるようにすることで、ロータターニング装置の使用場所であるナセル内への搬入を容易に行うことができる。さらに、ロータターニング装置の***作部を作業者にとって握りやすいハンドル形状にすることで、回転軸の回動作業を容易に行うことができる。

また、前記カップリングの締結部品と係合する切欠きを前記一対の第１部材に設けることで、カップリングの締結部品（例えば、ボルトやナット）が切欠きによって係止されるので、カップリングハブへの第１部材の抱き締め固定のみでは固定力（摩擦力）が不十分な場合であっても、ロータターニング装置の空回りを防止して、回転軸を確実に回転させることができる。

また、上述のロータターニング装置において、前記一対の第２部材によって形成される前記ハンドルは、外周に形成された複数の歯にチェーンが噛み合っており、ロータターニング装置は、前記チェーンを介して前記ハンドルと連結されたスプロケットと、前記スプロケットを駆動するモータとをさらに備えてもよい。

あるいは、上述のロータターニング装置において、前記一対の第２部材によって形成される前記ハンドルは、外周にベルトが架設されており、ロータターニング装置は、前記ベルトを介して前記ハンドルと連結されたプーリーと、前記プーリーを駆動するモータとをさらに備えてもよい。

例えば、回転翼の脱着作業時には、回転翼が一部取り外された状態で回転軸を回転させる必要があるが、この状態は回転軸にかかる荷重がアンバランスであるため、回転軸の回動には非常に大きな操作力を要する。このような場合であっても、上述のように、スプロケット及びチェーンあるいはプーリー及びベルトを用いて、モータからの駆動力をハンドルに伝えることで、回転軸を容易に回転させることができる。

また参考例に係るロータターニング装置において、前記装置本体は、少なくとも２箇所において前記カップリングの締結部品と係合する複数の穴を一端に有するレバーであり、前記被固定部は、前記締結部品に係合する前記レバーの前記複数の穴であり、前記***作部は、前記レバーの前記複数の穴とは反対側の端部であってもよい。

このように、風力発電装置のカップリングの締結部品に被固定部としての複数の穴を係合させることで、既存の風力発電装置に対して加工を施さずに、カップリングへのロータターニング装置の固定を容易に行うことができる。またロータターニング装置の装置本体をレバー状にしたことで、ロータターニング装置の使用場所であるナセル内への搬入を容易に行うことができるとともに、作業者にとって扱いやすく、回転軸の回動作業を容易に行うことができる。

また本発明に係る風力発電装置のロータターニング方法は、ロータヘッドからの回転を増速機で増速して発電機に入力する風力発電装置の回転軸を回転させるロータターニング方法であって、
前記風力発電装置の前記増速機と前記発電機との間に配置されたカップリングのカップリングハブに、前記カップリングの締結部品と係合する切欠きが設けられた一対の半円環状の第１部材を抱き締め固定する工程と、
前記一対の第１部材の外周部に一対の半円環状の第２部材を締結する工程と、
前記一対の第２部材によって形成される環状のハンドルを操作して、前記回転軸を回転させる工程とを備え、
前記一対の第１部材は、一対の半円環板と、各半円環板の突合せ対向端部に、該半円環板に対して垂直方向に立設された接合板部とを含み、
前記抱き締め固定する工程では、それぞれの前記接合板部が向かい合うように前記一対の第１部材を組み合わせた状態で前記接合板部同士を締結することで、前記一対の第１部材を前記カップリングハブに摩擦力にて固定することを特徴とする。

このロータターニング方法では、風力発電装置のカップリングハブに一対の第１部材を抱き締め固定し、この一対の第１部材にさらに第２部材を取り付けることで、既存の風力発電装置に対して加工を施さずに、カップリングへのロータターニング装置の固定を容易に行うことができる。

また、一対の第２部材によって形成されるハンドルを操作することで、カップリングとともに回転軸全体を、比較的小さな操作力で安全かつ高精度に回転させることができる。

さらに、一対の半円環状の第１部材と、一対の半円環状の第２部材との合計４個に分割された部材を組み立てるようにすることで、ロータターニング装置の使用場所であるナセル内への搬入を容易に行うことができる。さらに、ロータターニング装置を作業者にとって握りやすいハンドル形状にすることで、回転軸の回動作業を容易に行うことができる。

上記ロータターニング方法において、前記一対の第２部材によって形成される前記ハンドルは、外周に形成された複数の歯にチェーンが噛み合っているとともに、該チェーンを介してスプロケットが前記ハンドルと連結されており、前記回転軸を回転させる工程では、前記スプロケットをモータで駆動することで、前記回転軸を回転させるための操作力を前記ハンドルに伝えるようにしてもよい。

あるいは上記ロータターニング方法において、前記一対の第２部材によって形成される前記ハンドルは、外周にベルトが架設されているとともに、該ベルトを介してプーリーが前記ハンドルと連結されており、前記回転軸を回転させる工程では、前記プーリーをモータで駆動することで、前記回転軸を回転させるための操作力を前記ハンドルに伝えるようにしてもよい。

このように、スプロケット及びチェーンあるいはプーリー及びベルトを用いて、モータからの駆動力をハンドルに伝えることで、例えば、回転翼の脱着作業時において回転翼が一部取り外された状態であっても、回転軸を容易に回転させることができる。

本発明では、増速機と発電機との間のカップリングに被固定部が固定されるとともに、装置本体の被固定部とは反対側の端部に***作部が設けられているので、カップリングとともに回転軸全体を比較的小さな操作力で安全かつ高精度に回転させることができる。特に、増速機と発電機との間に配置されるカップリングは、風力発電装置のドライブトレインの中でも低トルクで回転する部材であるため、少ない操作力で回転軸を回転させることができる。
また、風力発電装置が通常備えるカップリングに被固定部を介してロータターニング装置を取り付けるようにしたので、既存の風力発電装置に対して加工を施す必要がない。

風力発電装置の全体構成例を示す図である。 ナセル内のドライブトレインおよび発電機を示す横面図である。 ナセル旋回機構の構成例を示す断面図である。 （ａ）は低速段ロックピンの構成例を示す一部断面横面図であり、（ｂ）は高速段ロックピンの構成例を示す一部断面横面図である。 ロータターニング装置の構成例を示す平面図である。 図５のロータターニング装置をＡ方向から見た一部断面側面図である。 図５のロータターニング装置の取り付け状態を示す側面図である。 図５のロータターニング装置の取り付け手順を示す図である。 回転軸の回動作業をモータの動力で行うようにしたロータターニング装置の構成例を示す図である。 参考例に係るロータターニング装置の構成例を示す平面図である。 （ａ）は図１０のロータターニング装置の取り付け状態を示す側面図であり、（ｂ）は図１１（ａ）のロータターニング装置をＢ方向から見た図である。

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
以下では、まず、本実施形態に係るロータターニング装置が適用される風力発電装置の一例について説明した後、本実施形態にかかるロータターニング装置について説明する。

図１は、本実施形態のロータターニング装置が適用される風力発電装置の全体構成例を示す図である。
図１に示すように、風力発電装置１は、主として、基礎Ｂ上に立設された支柱２と、支柱２の上端に設置されたナセル４と、ナセル４に取り付けられたロータヘッド６と、ロータヘッド６に取り付けられた複数枚の回転翼８とで構成されている。

支柱２は、図１に示すように、基礎Ｂから上方（図１の上方）に延びる柱状であり、例えば、一本の柱状部材で構成してもよいし、複数のユニットを上下方向に連結して柱状に構成してもよい。支柱２が複数のユニットから構成されている場合には、最上部に設けられたユニットの上にナセル４が設置される。

ナセル４は、ロータヘッド６を支持するとともに、その内部にドライブトレイン１０や発電機１８を収納している。

図２はナセル４の内部のドライブトレイン１０及び発電機１８の詳細を示す図である。同図に示すように、ドライブトレイン１０は、ロータヘッド６のロータハブ６Ａに連結された主軸１２と、主軸１２に連結された増速機１４と、増速機１４を発電機１８に連結するカップリング１６とを有する。

主軸１２は、回転翼８およびロータヘッド６とともに回転するように、ロータヘッド６Ａに連結されるとともに、主軸受１１によって回転可能にケーシング側に固定されている。なお、主軸受１１の上部には、グリースを給脂するためのグリース補給口（不図示）が設けられている。

増速機１４は、主軸１２とカップリング１６との間に配置され、主軸１２を介してロータヘッド６側から入力された回転を増速して、カップリング１６に出力するようになっている。増速機１４は、特に限定されないが、例えば、遊星増速機構および平歯車増速機構（いずれも不図示）を組み合わせたものを用いることができる。この増速機１４によって、例えば、主軸１２を介してロータヘッド６側から入力された２０ｒｐｍ程度の回転が１８００ｒｐｍ程度まで増速された後、カップリング１６を介して発電機１８に伝えられる。

カップリング１６は、増速機１４の最終出力軸と発電機１８の入力軸とを連結する軸継手である。例えば、増速機１４の最終出力軸と発電機１８の入力軸とのミスアライメントを吸収するたわみ軸継手を用いることができる。

またカップリング１６には、ブレーキディスク１９Ａ及びブレーキパッド１９Ｂからなるブレーキ装置１９が取り付けられている。このブレーキ装置１９は、ブレーキディスク１９Ａの表裏面にブレーキパッド１９Ｂを押し付けて挟持することで、カップリング１６を制動する。ブレーキ装置１９は、例えば、ブレーキパッド１９Ｂが不図示のスプリングによってブレーキディスク１９Ａ側に常に付勢されるとともに、通常運転時において油圧の力でブレーキパッド１９Ｂをスプリングの付勢力に抗してブレーキディスク１９Ａから離すように構成してもよい。

なお、風力発電装置１のブレーキ動作は、通常、後述するピッチ制御による制動がメインであり、ブレーキ装置１９は補助的なものである。つまり、強風時の安全対策やメンテナンス時に回転軸を停止させる場合、まずはピッチ制御により回転翼８をフェザリング状態に移行し、回転軸の回転を抑制した後、ブレーキ装置１９によって回転軸が完全に停止するようになっている。

またナセル４の下部には、ナセル４をヨー方向に旋回させるナセル旋回機構２０が設けられている。

図３は、ナセル旋回機構２０の構成例を示す断面図である。ナセル旋回機構２０は、図３に示すように、ヨーモータ２２と、ヨーモータ２２の駆動により回転するピニオン２４と、ピニオン２４と噛み合う内歯車２６と、ブレーキディスク２８Ａ及びブレーキシュー２８Ｂを有するヨーブレーキ機構２８とで構成してもよい。このナセル旋回機構２０では、ヨーモータ２２、ピニオン２４およびブレーキシュー２８Ｂがナセル４側に固定されている一方で、内歯車２６およびブレーキディスク２８Ａは支柱２側に固定されている。

これにより、ヨーモータ２２を駆動すると、ピニオン２４が回転し、ナセル４がヨー旋回する。また、ヨーブレーキ機構２８のブレーキシュー２８Ｂがブレーキディスク２８Ａを挟み込むと、ナセル４のヨー旋回が制動される。

図１及び２に示すように、ロータヘッド６は、略水平な軸線周りに回転可能にナセル４に固定されるとともに、回転翼８が取り付けられたロータハブ６Ａと、このロータハブ６Ａを覆う頭部カプセル６Ｂとを含んで構成される。

またロータハブ６Ａには、図２に示すように、回転翼８を軸線周り（図２の矢印方向）に回転させて回転翼８のピッチ角を変更するピッチ駆動装置３０が設けられている。

ピッチ駆動装置３０は、図２に示すように、シリンダ３２と、回転翼８に連結された軸部３４とで構成される。なお回転翼８は、軸受３６によりピッチ方向に回転可能に支持されている。このため回転翼８は、ピッチ駆動装置３０のシリンダ３２によって軸部３４が回転すると、軸部３４とともにピッチ方向に回転するようになっている。なお、各回転翼８ごとに設けられるピッチ駆動装置３０は、不図示のリンク機構で互いに連結されており、各回転翼８のピッチ角制御を連動して行うようになっていてもよい。

このような構成の風力発電装置１では、主軸受１１へのグリースの給脂作業や、回転翼８の脱着作業や、各種点検・補修作業を行う際に、回転軸を回転させる必要がある。

例えば、風力発電装置１の主軸受１１へのグリースの給脂作業は、主軸受１１の全体にグリースを均一に供給しなければならないため、回転軸をゆっくりと回転させながら行う必要があるし、回転翼８の脱着作業は、回転翼８が水平になる位置までロータヘッド６を回転させてから行う必要がある。さらに、風力発電装置１のメンテナンス時には、安全上の理由から回転軸が回転しないようにロックピンで固定することがあり、この場合もロックピンを挿入可能な位置まで回転軸を回転させる必要がある。

図４（ａ）及び（ｂ）は、風力発電装置１の回転軸の回転を防止するためのロックピンの構成例を示す図である。風力発電装置１には、例えば、図４（ａ）に示すように、主軸１２をケーシング側に支持する主軸受１１の周辺に低速段ロックピン４０が設けられるとともに、図４（ｂ）に示すように、増速機１４の後段に配置されるブレーキディスク１９Ａの周辺に高速段ロックピン４４が設けられている。

低速段ロックピン４０は、ケーシング側に形成された穴４２Ａとロータハブ６Ａに形成された穴４２Ｂとに挿入されて、ロータハブ６Ａ及びこれに連結された主軸１２の回転を防止する。同様に、高速段ロックピン４４は、増速機ケーシング側に形成された穴４６Ａとブレーキディスク１９Ａに形成された穴４６Ｂとに挿入されて、ブレーキディスク１９Ａ及びこれが固定されたカップリング１６の回転を防止する。これらのロックピン４０及び４４を取り付けるためには、穴４２Ａ及び穴４２Ｂあるいは穴４６Ａ及び穴４６Ｂが互いに重なる位置まで、風力発電装置１の回転軸を回転させる必要がある。

このように、風力発電装置１では、種々のメンテナンス作業を行う際に、回転軸を回転させる必要がある。そこで、風力発電装置１の回転軸を回転させるためにロータターニング装置が用いられる。以下、本実施形態に係るロータターニング装置について説明する。

図５は、本実施形態に係るロータターニング装置の構成例を示す正面図である。図６は、図５のロータターニング装置をＡ方向からみた一部断面側面図である。

図５及び６に示すように、ロータターニング装置５０は、一対の半円環状の第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）の周囲に、一対の半円環状の第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）が取り付けられた構成を有する。

一対の第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）は、それぞれ、半円環板５３の両端に接合部５４が立設された構成を有する。これら一対の第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）は、互いの接合部５４が向かい合うように組み合わされた状態でボルト５６によって締結されて、貫通穴６０を形成している。この貫通穴６０は、一対の第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）が抱き締め固定されるカップリング１６のハブに対応する直径を有している。なお、第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）には、カップリング１６の締結部品と係合する切欠き５８が設けられていてもよい。

一対の第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）は、それぞれ、作業者が握って力を掛けやすいパイプ６４が半円環板６６の周囲に設けられた構成を有する。半円環板６６及びパイプ６４は、一体的に成形されてもよいし、接着や溶接等の任意の手法によって互いに固定されていてもよい。半円環板６６には、第１部材５２の接合部５４との干渉を避ける目的で、切欠き６７が設けられていてもよい。このような一対の第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）は、一対の第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）にボルト６８で固定されている。

なお、第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）および第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）の材料としては、例えば、アルミニウムを用いることができる。これにより、軽量な金属であるアルミニウムを用いることで、ロータターニング装置５０のナセル４内への搬入を容易に行うことができる。

図７は、ロータターニング装置５０を用いて回転軸を回転させる様子を示す図である。図８は、ロータターニング装置５０を用いて回転軸を回転させる手順を示す図である。

図７に示すように、上述のロータターニング装置５０は、増速機１４と発電機１８との間に配置されたカップリング１６のカップリングハブ７０に第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）を抱き締め固定することによって、カップリング１６に取り付けられる。なお図７には、カップリング１６の発電機１８側のカップリングハブ７０にロータターニング装置５０を取り付ける例を示したが、ロータターニング装置５０の取り付け対象物がカップリング１６のハブであれば、ロータターニング装置５０の取り付け位置（第１部材５２の抱き締め固定位置）は特に限定されない。

ロータターニング装置５０のカップリング１６への取り付けは、図８（ａ）〜（ｃ）に示す手順で以下のように行うことができる。

まず、図８（ａ）に示すように、一対の第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）の接合部５４をボルト５６で締め付けて、第１部材５２Ａ及び第１部材５２Ｂをカップリングハブ７０に抱き締め固定する。このとき、第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）は、カップリングハブ７０に突き当てると、向かい合う接合部５４の間に隙間が形成されるようになっている。この隙間の大きさが、カップリングハブ７０への第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）の抱き締め固定による固定力（摩擦力）を決定することになる。

また、第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）に切欠き５８が設けられている場合、カップリング１６のカップリングボルト（締結部品）７４の頭が第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）の切欠き５８と係合するように、第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）をカップリング１６のカップリングフランジ７２の端面に突き当てた状態でボルト５６による抱き締め固定を行う。これにより、カップリング１６のカップリングボルト７４が第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）の切欠き５８によって係止されるので、カップリングハブ７０への第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）の抱き締め固定のみでは固定力（摩擦力）が不十分な場合であっても、ロータターニング装置５０の空回りを防止して、カップリングハブ７０を確実に回転させることができる。

次に、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、カップリングハブ７０に抱き締め固定された第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）に第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）をボルト６８で取り付ける。なお、第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）の半円環板６６に切欠き６７が設けられている場合には、この切欠き６７に第１部材５２の接合部５４が入るように、第２部材６２の取り付けを行う。これにより、第２部材６２の第１部材５２の接合部５４との干渉が防止される。

このように、ロータターニング装置５０は、風力発電装置１のカップリングハブ７０に一対の第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）を抱き締め固定することで、既存の風力発電装置１に対して加工を施さずに、カップリング１６に容易に取り付けることができる。また、一対の第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）と、一対の第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）との合計４個に分割された部材を組み立てるようにすることで、ロータターニング装置５０の使用場所であるナセル４内への搬入を容易に行うことができる。さらに、一対の第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）が組み合わされると、作業者にとって握りやすいハンドル形状となるので、風力発電装置１の回転軸の回動作業を容易に行うことができる。特に、第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）の外周にパイプ６４が設けられている場合、作業者が力を掛けやすいので、回動作業が容易になる。

なお、ロータターニング装置５０を用いた回転軸の回動作業は、作業者による人力で行ってもよいが、モータによる動力で行ってもよい。

図９は、回転軸の回動作業をモータの動力で行うようにしたロータターニング装置５０の構成例を示す図である。このロータターニング装置５０は、第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）及び第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）がカップリングハブ７０に取り付けられるとともに、第２部材６２の外周に形成された複数の歯にチェーン８０が噛み合っており、このチェーン８０を介して第２部材６２がスプロケット８２に連結されている。スプロケット８２は、操作盤８６からの信号に基づいて減速機付きモータ８４を作動させることで、駆動されるようになっている。なお、減速機付きモータ８４には、操作盤８６を介して仮設電源８８から電力が供給されるようになっている。

ここで、スプロケット８２は、一対の第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）で構成されるハンドルの直径よりも小径であることが好ましい。これにより、スプロケット８２の回転を十分に減速してハンドルに伝えることができるので、風力発電機１の回転軸を所定位置まで高精度に回転させることができる。

またモータ８４の下部には、チェーン８０の張力調整機能を有した台座８５が設けられている。なお、風力発電装置１への台座８５の取り付けは、ナセル４のナセル台板上のセンタリングジグ取付穴を利用して行うことが好ましい。ここで、センタリングジグ取付穴とは、増速機１４の最終出力軸と発電機１８の入力軸の軸心合わせを行うためのセンタリングジグをナセル４のナセル台板に固定するためのものである。センタリングジグは、センタリングジグ取付穴にボルトにて固定され、発電機１８の本体を上下左右に微調整するのに用いられる。
これにより、既存の風力発電装置１に加工を施すことなく、台座８５を風力発電装置１に取り付けることができる。

回転翼８の脱着作業時には、回転翼８が一部取り外された状態で風力発電装置１の回転軸を回転させる必要があるが、この状態は回転軸にかかる荷重がアンバランスであるため、回転軸の回動には非常に大きな操作力を要する。このような場合であっても、図９に示すように、スプロケット８２及びチェーン８０を用いて、減速機付きモータ８４からの駆動力を第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）に伝えることで、回転軸を容易に回転させることができる。

なお、図９にはスプロケット８２及びチェーン８０を用いる例について説明したが、プーリー及びベルトを用いて、減速機付きモータ８４からの駆動力を第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）に伝えるようにしてもよい。この場合、第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）の外周にベルトを架設し、このベルトを介して第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）にプーリーを連結するとともに、減速機付きモータ８４でプーリーを駆動すればよい。

以上説明したように、本実施形態では、ロータターニング装置５０は、その内周側に設けられ、カップリングハブ７０に固定される被固定部としての第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）と、その外周側に設けられ、風力発電装置１の回転軸を回転させるための操作力が入力される***作部としての第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）とを備えている。

このロータターニング装置５０によれば、増速機１４と発電機１８との間のカップリング１６に第１部材５２が固定されるとともに、第１部材５２の外周に設けられた第２部材６２に操作力が入力されるので、カップリング１６とともに回転軸全体を比較的小さな操作力で安全かつ高精度に回転させることができる。特に、増速機１４と発電機１８との間に配置されるカップリング１６は、風力発電装置１のドライブトレイン１０の中でも低トルクで回転する部材（言い換えると、高速回転する部材）であるため、少ない操作力で回転軸を回転させることができる。また、風力発電装置１が通常備えるカップリング１６に第１部材５２を介して取り付け可能な構成としたので、既存の風力発電装置１に対して加工を施す必要がない。

さらに、本実施形態に係るロータターニング装置５０では、一対の第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）をカップリング１６のカップリングハブ７０に抱き締め固定するとともに、第１部材５２に取り付けられた第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）がハンドル形状になっている。

このように、風力発電装置１のカップリングハブ７０に一対の第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）を抱き締め固定することで、既存の風力発電装置１に対して加工を施さずに、カップリング１６へのロータターニング装置５０の固定を容易に行うことができる。また、一対の半円環状の第１部材５２（５２Ａ，５２Ｂ）と、一対の半円環状の第２部材６２（６２Ａ，６２Ｂ）との合計４個に分割された部材を組み立てるようにすることで、ロータターニング装置５０の使用場所であるナセル４内への搬入を容易に行うことができる。さらに、ロータターニング装置５０の***作部（第２部材６２）を作業者にとって握りやすいハンドル形状にすることで、回転軸の回動作業を容易に行うことができる。

以上、本発明の一例について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。

例えば、上述の実施形態では、ロータターニング装置５０を構成する第１部材５２及び第２部材６２がそれぞれ二つ割構造（半円環状の一対の部材からなる構造）である例について説明したが、第１部材５２及び第２部材６２の形状はこの例に限定されず、３個以上に分割された第１部材５２及び第２部材６２を組み立てるようにしてもよい。この場合、３個以上の第１部材５２及び第２部材６２をヒンジで連結しておけば、組み立て作業を簡略化することができる。
また第２部材６２を、カップリング１６との干渉を防ぐために設けられた切欠きを有する略円環状の部材と、当該部材の切欠きを埋める部材との組み合わせで構成してもよい。この場合、前者を第１部材５２に取り付けた後に、後者を第１部材５２に取り付けることで切欠きのないハンドル形状のロータターニング装置５０とすることができる。

また上述の実施形態では、ロータターニング装置５０が、第１部材５２及び第２部材６２を組み合わせたハンドル形状の構成である例について説明したが、ロータターニング装置の構成はこの例に限定されず、以下で説明するような参考例のような構成としてもよい。

図１０は参考例に係るロータターニング装置を示す平面図である。図１１は、図１０に示すロータターニング装置を用いて回転軸を回転させる様子を示す図である。

図１０に示すように、ロータターニング装置９０はレバー９２からなり、このレバー９２の一端には一対の分岐部９４が設けられており、それぞれの分岐部９４に穴９６が形成されている。なお、ロータターニング装置９０の穴９６の個数は、２個以上であれば特に限定されない。

このロータターニング装置９０は、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、増速機１４と発電機１８との間に配置されるカップリング１６に取り付けられる。具体的には、ロータターニング装置９０の穴９６をカップリングボルト（締結部品）７４に係合させて、ロータターニング装置９０をカップリング１６に取り付ける。このロータターニング装置９０は、図１１（ｂ）に示すように、レバー９２を矢印方向に動かすことによって、カップリング１６を回転させるようになっている。なお、図１１（ａ）には、カップリングフランジ７４の発電機１８側の端面にロータターニング装置９０を取り付ける例を示したが、ロータターニング装置９０の取り付け位置は特に限定されない。

このように、ロータターニング装置９０では、レバー９２の一端に、カップリング１６に固定される被固定部としての複数の穴９６が設けられているとともに、レバー９２の他端には、風力発電装置１の回転軸を回転させるための操作力が入力される***作部が設けられている。

これにより、風力発電装置１のカップリング１６の締結部品７４に被固定部としての複数の穴９６を係合させることで、既存の風力発電装置１に対して加工を施さずに、カップリング１６へのロータターニング装置９０の固定を容易に行うことができる。またロータターニング装置９０をレバー状にしたことで、ロータターニング装置９０の使用場所であるナセル４内への搬入を容易に行うことができるとともに、作業者にとって扱いやすく、回転軸の回動作業を容易に行うことができる。

なお、図１０及び１１に示す例では、分岐部９４には穴９６が設けられているが、穴９６に代えて、カップリング１６の締結部品７４と係合する切欠きを設けてもよい。

Claims (8)

1. ロータヘッドからの回転を増速機で増速して発電機に入力する風力発電装置の回転軸を回転させるためのロータターニング装置であって、
   装置本体と、
   前記装置本体の一端に設けられ、前記風力発電装置の前記増速機と前記発電機との間に配置されたカップリングに固定される被固定部と、
   前記装置本体の前記被固定部とは反対側の端部に設けられ、前記回転軸を回転させるための操作力が入力される***作部とを備え、
   前記装置本体は、前記カップリングのカップリングハブに抱き締め固定される一対の半円環状の第１部材と、前記一対の第１部材の外周部に締結される一対の半円環状の第２部材とを含み、
   前記被固定部は、前記カップリングハブに抱き締め固定された前記一対の第１部材であり、
   前記***作部は、前記一対の第２部材によって形成される環状のハンドルであり、
   前記一対の第１部材は、一対の半円環板と、各半円環板の突合せ対向端部に、該半円環板に対して垂直方向に立設された接合板部とを含み、
   前記一対の第１部材は、それぞれの前記接合板部が向かい合うように組み合わされた状態で前記接合板部同士が締結されることで、前記カップリングハブに摩擦力にて固定され、
   前記一対の第１部材には、前記カップリングの締結部品と係合する切欠きが設けられていることを特徴とする風力発電装置用のロータターニング装置。
2. 前記接合板部の締結前において、前記一対の第１部材は、前記カップリングハブに突き当てられた状態で、向かい合う前記接合板部間に前記摩擦力を決定する隙間を有することを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置用のロータターニング装置。
3. 前記一対の第２部材によって形成される前記ハンドルは、外周に形成された複数の歯にチェーンが噛み合っており、
   前記チェーンを介して前記ハンドルと連結されたスプロケットと、
   前記スプロケットを駆動するモータとをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置用のロータターニング装置。
4. 前記一対の第２部材によって形成される前記ハンドルは、外周にベルトが架設されており、
   前記ベルトを介して前記ハンドルと連結されたプーリーと、
   前記プーリーを駆動するモータとをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置用のロータターニング装置。
5. 前記一対の第２部材には、前記第１部材の前記接合板部との干渉を防止するための切欠きが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置用のロータターニング装置。
6. ロータヘッドからの回転を増速機で増速して発電機に入力する風力発電装置の回転軸を回転させるロータターニング方法であって、
   前記風力発電装置の前記増速機と前記発電機との間に配置されたカップリングのカップリングハブに、前記カップリングの締結部品と係合する切欠きが設けられた一対の半円環状の第１部材を抱き締め固定する工程と、
   前記一対の第１部材の外周部に一対の半円環状の第２部材を締結する工程と、
   前記一対の第２部材によって形成される環状のハンドルを操作して、前記回転軸を回転させる工程とを備え、
   前記一対の第１部材は、一対の半円環板と、各半円環板の突合せ対向端部に、該半円環板に対して垂直方向に立設された接合板部とを含み、
   前記抱き締め固定する工程では、それぞれの前記接合板部が向かい合うように前記一対の第１部材を組み合わせた状態で前記接合板部同士を締結することで、前記一対の第１部材を前記カップリングハブに摩擦力にて固定することを特徴とする風力発電装置のロータターニング方法。
7. 前記一対の第２部材によって形成される前記ハンドルは、外周に形成された複数の歯にチェーンが噛み合っているとともに、該チェーンを介してスプロケットが前記ハンドルと連結されており、
   前記回転軸を回転させる工程では、前記スプロケットをモータで駆動することで、前記回転軸を回転させるための操作力を前記ハンドルに伝えることを特徴とする請求項６に記載の風力発電装置のロータターニング方法。
8. 前記一対の第２部材によって形成される前記ハンドルは、外周にベルトが架設されているとともに、該ベルトを介してプーリーが前記ハンドルと連結されており、
   前記回転軸を回転させる工程では、前記プーリーをモータで駆動することで、前記回転軸を回転させるための操作力を前記ハンドルに伝えることを特徴とする請求項６に記載の風力発電装置のロータターニング方法。

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