JP7710828B2 - 検出回路付き固定具、および風車用駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、検出回路付き固定具、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、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 (2)

1. 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、前記回路部を収容するセンサケースと、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、前記回路部を収容するセンサケースに固定されて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であって、前記変換回路により変換された信号を出力する前記コネクタ部と、を有する検出回路と、
   を備える検出回路付き固定具。
2. 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、前記回路部を収容するセンサケースと、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、前記回路部を収容するセンサケースに固定されて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であって、前記変換回路により変換された信号を出力する前記コネクタ部と、を有する検出回路と、
   を備える風車用駆動装置。