(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心軸線を上下方向に向けた回転軸と、前記回転中心軸線の方向とほぼ平行に設けた羽根と、前記回転軸に連動する発電機とを備え、前記羽根は一対の羽根板を開閉自在な平面略Ｖ字型に配置し、前記回転軸に前記羽根を装着したアームを放射状に備え、前記一対の羽根板の先端を回動接続手段を介して回動自在に接続するとともに、前記アームを前記一対の羽根板に貫通させて、前記一対の羽根板は、前記先端を回動中心として一対の基端を前記アームに沿って開閉自在に備え、前記一対の羽根板には、前記アームに巻装されたスプリングを設け、
前記一対の羽根板はばね板で形成されたことを特徴とする垂直軸型風力発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直軸型風力発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、図14，図15に示すような水平軸型風力発電機が知られており、この従来技術では水平に配置された回転軸101の風上側に羽根102が設けられると共に、風下側に発電機103が設けられたものである。
【０００３】
そしてこの種のものとして発電機本体と、水平にかつ回転自在に支持され前記発電機本体に回転が伝達される動力軸と、この動力軸に放射状に設けられた複数のスポークと、これらスポークにそれぞれ支持された羽根とを備え、前記スポークおよび羽根にそれぞれ複数突設した突片を前記スポークと平行な連結軸により連結して、前記羽根は、連結軸の回りで、この連結軸側の一端縁が前記スポークに当たって前記動力軸と直交する平面に対し傾斜した角度と、この平面に対しほぼ垂直になった角度との間で揺動自在とし、前記連結軸を囲んで前記スポークと羽根との間に、この羽根を前記平面に対して閉じる方向へ付勢するバネを圧縮状態で挟持した風力発電機が公知である（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１２８３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来技術は、風向きに対して回転軸が平行な水平軸型風力発電機であり、この種のものでは、一般的に変化する風向きに対し平行であり続けなければならないため、方位制御機構が必要になる。
【０００６】
この点に関して、風向きに対して回転軸が垂直な垂直軸型風力発電機においては、通常、回転軸が地面に対し垂直になるよう設置するので、常に回転軸に対し直角に風が吹くため、方向制御が必要ないという特長を有する。
【０００７】
しかしながら、垂直軸型風力発電機にあっても、水平軸型風力発電機と同様に風力に応じた羽根の作動を安定させる必要がある。
【０００８】
そして、従来では垂直軸型風力発電機において、簡単な構造で風力に応じた羽根の作動を安定できるものがなかった。
【０００９】
解決しようとする問題点は、風向きに対して回転軸が垂直となるように羽根を設けた垂直軸型風力発電機において、簡単な構造で風力に応じた羽根の作動を安定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、回転中心軸線を上下方向に向けた回転軸と、前記回転中心軸線の方向とほぼ平行に設けた羽根と、前記回転軸に連動する発電機とを備え、前記羽根は一対の羽根板を開閉自在な平面略Ｖ字型に配置し、前記回転軸に前記羽根を装着したアームを放射状に備え、前記一対の羽根板の先端を回動接続手段を介して回動自在に接続するとともに、前記アームを前記一対の羽根板に貫通させて、前記一対の羽根板は、前記先端を回動中心として一対の基端を前記アームに沿って開閉自在に備え、前記一対の羽根板には、前記アームに巻装されたスプリングを設け、前記一対の羽根板はばね板で形成されたことを特徴とする垂直軸型風力発電機である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、風圧を受ける羽根板はスプリングの弾性力によって開閉状態を調整することができるので、簡単な構造で風力に応じた羽根の作動を安定することができる。また、羽根板がばね板であるので、風向きなどに応じて羽根板が容易に変形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１を示す垂直軸型風力発電機の平面図である。
【図２】同垂直軸型風力発電機の図１のＡ―Ａ線断面図である。
【図３】同垂直軸型風力発電機の要部の斜視図である。
【図４】同水平軸型風力発電機の正面図である。
【図５】同水平軸型風力発電機の要部の側面図である。
【図６】同水平軸型風力発電機の要部の羽根本体のスプリングの配置を示した概略側面図である。
【図７】同水平軸型風力発電機の要部の羽根本体のスプリングの配置を示した概略断面図である。
【図８】本発明の実施例２を示す垂直軸型風力発電機の平面図である。
【図９】本発明の実施例３を示す垂直軸型風力発電機の平面図である。
【図１０】同図９のＢ―Ｂ線断面図垂直軸型風力発電機の縦断面図である。
【図１１】同垂直軸型風力発電機の要部の斜視図である。
【図１２】本発明の実施例４を示す垂直軸型風力発電機の平面図である。
【図１３】本発明の実施例５を示す概略断面図である。
【図１４】従来技術を示す正面図である。
【図１５】同要部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。
【実施例１】
【００１４】
図１〜７は実施例１を示しており、図１〜３に垂直軸型風力発電機１を示し、図８〜１１に垂直軸型風力発電機１に並設する水平軸型風力発電機２を示している。
【００１５】
垂直軸型風力発電機１について説明する。地上に配置した基礎コンクリート３上に円柱状の第１の風車支柱４が固定されて立設されており、この第１の風車支柱４の上端には鉄骨からなる鉄骨等の支持部材５が等間隔に放射三方向に設けられており、この支持部材５の先端にワイヤーロープ６の一端が接続されると共に、他端が杭などの地表側固定具７に接続され、この固定具７を地表に固定することで、上端４Ａ側を支持して第１の風車支柱４の転倒防止を図っている。
【００１６】
第１の風車支柱４を遊嵌するようにパイプなどからなる平面円筒形の第１の回転軸８が設けられており、この第１の回転軸８の第１の回転中心軸線９は第１の風車支柱４と同軸線状となって上下方向に長く配置され、第１の回転軸８は、基礎コンクリート３、第１の風車支柱４に対して回動自在に設けられている。尚、第１の回転軸８の下端面８Ｌを回動自在に支持する箇所となる基礎コンクリート３の上面には潤滑液の溜り部10が凹部によって設けられている。
【００１７】
第１の回転軸８に設けられる第１の羽根11は、平面が挟角度を有するように略Ｖ字型（ハ字型を含む）となるように羽根板である左右一対の第１，２の分割羽根板12，13を備えたものであり、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13の長手方向を第１の回転中心軸線９の方向とほぼ平行に縦長となって設けており、分割羽根板12，13の表面は金属やプラスチックの板又は布、シートなどで覆われている。この第１の羽根11は第１の回転軸８と一体的に設けられるものであり、第１の回転軸８の外周に第１の回転中心軸線９と直交するように第１のアーム14が放射状に固定されており、この第１のアーム14に第１の羽根11が装着している。実施例では第１の回転軸８に対して等間隔で四方に第１のアーム14が放射状となって突設しており、これら四方の第１のアーム14は、それぞれ間隔をおいて上中下段に、第１の上段アーム15、第１の中段アーム部16、第１の下段アーム部17を有している。
【００１８】
そして、第１の上段アーム15の長手方向の略中央に、第１の回転軸８の一方の回転方向Ｘ、すなわち第１の回転中心軸線９を中心として一方の水平方向に回転する方向Ｘに向けて第１の羽根11の先端の上段支持部材18を設ける。上段支持部材18は第１の上段アーム15に対して直交して直線状に設けられ、その先端18Ａを突設させて基端18Ｂを固定している。そして、上段支持部材18の先端18Ａには左右一対の第１，２の分割羽根板12，13の上部の先端12Ａ，13Ａを蝶番などの回動金具等回動接続手段19を介して回動自在に連結することで、先端12Ａ，13Ａ側を中心としてその反対側にある基端12Ｂ，13Ｂ側が開閉できるようになっている。尚、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13における先端12Ａ，13Ａと反対側の基端12Ｂ，13Ｂには補強用構造材である補強用支柱20が第１，２の分割羽根板12，13と一体的に設けられている。
【００１９】
また、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13の上部の先端と反対側にある上部の基端は、上段第１のアーム14部より他方の回転方向に配置されている。このため、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13の上部における先端と基端との中間部には上部貫通部が設けられており、この上部貫通部に第１の上段アーム15が貫通することで、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13は先端を回動中心として左右一対の基端側が開閉できるようになっている。
【００２０】
さらに、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13のうち一方の分割羽根板12と第１の上段アーム15との間に一方の挟角調整手段であるスプリングたる第１のコイルバネ21を設ける。この第１のコイルバネ21は第１の上段アーム15に、該第１の上段アーム15における上段支持部材18の基端18Ｂ側から一方の分割羽根板12の間に巻装されており、その一端21Ａを上段支持部材18の基端18Ｂ側に接続すると共に、他端21Ｂを一方の分割羽根板12に接続している。同様に、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13のうち他方の分割羽根板13と上段第１のアーム14との間に他方の挟角調整手段であるスプリングからなる第２のコイルバネ22を設ける。この第２のコイルバネ22は第１の上段アーム15に、該第１の上段アーム15における上段支持部材18の基端18Ｂ側から他方の分割羽根板13の間に巻装されており、その一端22Ａを上段支持部材18の基端18Ｂ側に接続すると共に、他端22Ｂを他方の分割羽根板13に接続している。尚、第１の上段アーム15の第１の回転軸８側に位置する基端15Ａ及びその反対側の先端15Ｂ側には、それぞれ左右一対の第１，２の分割羽根板12，13の広がり過ぎを防止するためのストッパー23，24が設けられており、分割羽根板12，13が一定以上広がると、分割羽根板12，13がストッパー23，24に係止してそれ以上広がらないようになっている。
【００２１】
同様に、第１の中段アーム部16、第１の下段アーム部17においても同様な構造となっており、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
前記第１の回転軸８の第１の下段アーム部17のやや下方に、増速用円盤ギア25を一体に設ける。この増速用円盤ギア25は、第１の回転中心軸線９と同軸状となって円盤部25Ａは水平に設けられて、その外周面に沿って歯部26が並設されている。そして、第１の下段アーム部17の先端17Ａに、該先端17Ａに一端27Ａを固定すると共に他端27Ｂを円盤部25Ａに固定した連結部材27を設けている。
【００２３】
そして、回転軸８の回転に連動して作動する第１〜３の発電機28，29，30を設ける。これは第１の回転中心軸線９を中心として増速用円盤ギア25の外側に相互に間隔をおいて第１〜３の発電機28，29，30を設けている。第１〜３の発電機28，29，30の回転軸側には従動ギア31が設けられる。そして従動ギア31を増速用円盤ギア25の歯部26に噛合するように設ける。尚、増速用円盤ギア25と従動ギア31相互が適宜噛合又は非噛合できるように従動ギア31は第１の回転中心軸線９に対して進退できるようになっており、噛合のため従動ギア31の進退方向は第１の回転中心軸線９を中心とした半径方向ではなく、噛合のときは矢印Ｍに示すように従動ギア31は一方の回転方向Ｘに沿って移動して増速用円盤ギア25に噛合できるようになっている。一方離れるときは、矢印Ｎに示すように一方の回転方向Ｘに向かって後退して従動ギア31は増速用円盤ギア25より離れるようになっている。
【００２４】
前記第１〜３の発電機28，29，30における増速用円盤ギア25と従動ギア31との噛合及び非噛合は、それぞれ同時或いは別々にコンピュータ（図示せず）を備えた制御装置（図示せず）によって作動できるようになっている。
【００２５】
尚、図中32は上段アーム15の先端15Ｂに一端を接続すると共に、他端を円盤部25Ａに接続した上段アーム15の支持用ワイヤーロープである。また、33は増速用円盤ギア25の下面に軸着された車輪或はローラなどの回転型支持部材であり、この回転型支持部材はキャスターなどの支持部材34を介して回動自在に設けられており、回転型支持部材は地表側を転動するようになって、増速用円盤ギア25を支持できるようになっている。
【００２６】
水平軸型風力発電機２は、第２の回転軸41を第２の風車支柱42の上部に水平に設けたものであり、第２の風車支柱42の上端に、水平方向な第２の回転軸41を支持部材43を介して設ける。第２の回転軸41の一方、例えば風下側に第２の羽根44を設けると共に、第２の回転軸41の他方、例えば風上側に第２の発電機45を装着する。
【００２７】
第２の羽根44は、第２の回転軸41に、主骨などと称する第２のアーム46を介して設けられており、この第２のアーム46は第２の回転軸41の第２の回転中心軸線47に対して直交するように等間隔で四方に放射状に固定しており、この第２のアーム46に金属板等で覆った中空の第２の羽根44自体が第２のアーム46の長手方向に配置されると共に、第２の羽根44自体は第２のアーム46の長手方向に向かう中心軸線46Ａに対して回動自在に設けられる。第２の羽根44の風上側となる前縁44Ｆ、すなわち第２の羽根44の回転方向側の縁となる前縁44Ｆは、第２のアーム46より前方にやや突設しており、また第２の羽根44の後縁44Ｂにおける回転方向と反対側に突出する長さは、前縁44Ｆ側の前方への突出長さよりも長くなるように後方に突設しており、そして、この第２の羽根44の断面は前縁44Ｆ側が後縁44Ｂ側よりも厚くなるように流線型に形成されている。
【００２８】
そして、第２のアーム46と第２の羽根44との間にはスプリングであるコイルバネ49の両側に延長部50をコイルバネ49の接線方向に突設したトーション型であって、コイルバネ49によって通常発電時においては、前縁44Ｆと後縁44Ｂを結ぶ羽根中心線51が第２の回転中心軸線47と平行な平行線に対して交差するように付勢している。このため台風などの強風時においては、羽根中心線51が第２の回転中心軸線47と平行な平行線47Ａに対して平行となるように羽根44がコイルバネ49に抗して回動できるようになっている。実施例では、第２のアーム46に巻装するように取り付けたコイルバネ49の適所を接着など固定部を介して第２のアーム46に固定し、そして板バネ形状となっている延長部50を第２の羽根44に連結しており、無風時において、羽根中心線51と第２の回転中心軸線47の平行線との交わる角度Ｃはほぼ４５度に設定されている。尚、第２の羽根44における前縁44Ｆと第２のアーム46側との間には、補強用リブ52が配置されている。
【００２９】
次に前記構成についてその作用を説明する。垂直軸型風力発電機１の発電にあっては、無風のときは、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13に風圧による圧力は作用せず、第１のコイルバネ21、第２のコイルバネ22は伸張状態にあり、このため左右一対の第１，２の分割羽根板12，13はストッパー24に係止されることになり、第１の分割羽根板12と上段支持部材18との第１の挟角Ａ、第２の分割羽根板13と上段支持部材18との第２の挟角Ｂはそれぞれ最大角度となる。
【００３０】
風上からの風向き方向Ｚの風が吹くと、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13の後部開口が風向き方向Ｚに対向する状態（図１において（１）で示す位置）では、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13の内側面に風圧を受けて、この風圧で左右一対の第１，２の分割羽根板12，13を押圧することで、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13で発生した回転力は第１のアーム14を介して第１の回転軸８に伝達される。
【００３１】
回転軸の回転に伴って左右一対の第１，２の分割羽根板12，13が風下に移動すると（図１において（２）で示す状態）、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13のうち第１の回転軸８の第１の分割羽根板123の外面に風圧が当たって、この第１の分割羽根板12は第１のコイルバネ21に抗して先端12Ａを回転中心として回動して上段支持部材18、中段第１のアーム14部、下段第１のアーム14部にある支持部材43側に近づくことで、第１のコイルバネ21が圧縮されて第１の分割羽根板12は第１の上段アーム15、第１の中段アーム部、第１の下段アーム部17の長手方向に対して直交するような近い状態となり、この状態で第１の分割羽根板12に風圧が作用しても回転力は生じないか、生じてもその大きさは小さくなる。
【００３２】
一方、風下にある第２の分割羽根板13においては、第２の分割羽根板13の内側面に風圧を受けることとなる。その状態は第２のコイルバネ22が伸張して第２の分割羽根板13が第１の上段アーム15、第１の中段アーム部16、第１の下段アーム部17の長手方向に対して斜めに配置されることで、第２の分割羽根板13の内側面に作用した風圧の一部が回転力に変換され、この回転力は第１の上段アーム15、第１の中段アーム部16、第１の下段アーム部17を介して第１の回転軸８に伝達されるようになっている。
【００３３】
第１の回転軸８の回転に伴って、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13の後部開口が風下側に向かう位置に配置されると（図１において（３）で示す状態）、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13の先端12Ａ，13Ａは風上に向かうこととなり、第１，２の分割羽根板12，13の外側面に風圧が作用することで、第１のコイルバネ21、第２のコイルバネ22に抗して第１，２の分割羽根板12，13の挟角Ａ，Ｂは小さくなり、風との抵抗は小さくなる。
【００３４】
さらに、第１の回転軸８の回転に伴って、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13が風上側に配置されると、第２の分割羽根板13の外側面に風圧が作用して第２の分割羽根板13は第２のコイルバネ22に抗して第１の回転軸８側に押圧され、一方第１の分割羽根板12の内側面に風圧が作用する。この第１の分割羽根板12の内側面は風向き方向Ｚに対して斜め方向に配置されることで、回転力が生じ、この回転力は第１の上段アーム15、第１の中段アーム部16、第１の下段アーム部17を介して第１の回転軸８に伝達されるようになっている。
【００３５】
そして、第１の回転軸８の回転力は、第１の回転軸８に連結された増速用円盤ギア25に伝達され、この増速用円盤ギア25の歯部26と発電機28，29，30側の従動ギア31とが噛み合って発電機28，29，30を作動することができる。尚、第１の回転軸８の回転力は、直接増速用円盤ギア25に伝達されるだけではなく、その一部は連結部材27を介して第１の回転軸８から増速用円盤ギア25に回転力が伝達できるようになっている。
【００３６】
水平軸型風力発電機２では、無風時はコイルバネ49の弾性付勢力によって風向き方向Ｚに対して羽根中心線51が斜めに配置されている。そして、風が吹くと風向き方向Ｚと対向する第２の羽根44に風圧が作用して第２の羽根44に回転力が生じ、この回転力は第２のアーム46を介して第２の回転軸41に伝達され、第２の発電機45を作動して発電を行う。この際、風が大きくなると第２の羽根44への風圧が大きくなることに伴い、第２の羽根44はコイルバネ49に抗して羽根中心線51と風向き方向Ｚとの角度が小さくなり、この結果第２の羽根44への風圧の作用は低くなって、第２の回転軸41の回転数が安定状態を維持することができる。
【００３７】
そして、強風になると羽根中心線51と風向き方向Ｚとがほぼ平行になり、第２の羽根44への風圧が低減されて、第２の羽根44への過負荷や第２の回転軸41の回転数の急激な上昇を阻止することができる。
【００３８】
以上のように、前記実施例においては、第１の回転中心軸線９を上下方向に向けた第１の回転軸８と、この第１の回転軸８側に基端15Ａを接続して先端15Ｂを第１の回転中心軸線９に対して横向きに設けた第１〜３の上中下段アーム15，16，17と、これら上中下段アーム15，16，17に装着され長手方向を第１の回転中心軸線９の方向とほぼ平行に設けた第１の羽根11と、第１の回転軸８側に増速用円盤ギア25を介して接続される発電機28，29，30とを備え、第１の羽根11は第１〜３の上中下段アーム15，16，17の長手方向に沿って左右一対の第１，２の分割羽根板12，13を略Ｖ字型に平面を配置し、該左右一対の第１，２の分割羽根板12，13における第１の回転中心軸線９を回転中心としたときの第１〜３の上中下段アーム15，16，17の一方の回転方向Ｘ側となる一側を相互に回動自在に接続し、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13における第１の回転中心軸線９を回転中心としたときの第１〜３の上中下段アーム15，16，17の回転方向と反対側を相互に開閉可能に設け、分割羽根板12，13側と第１〜３の上中下段アーム15，16，17側との間に、第１のコイルバネ21、第２のコイルバネ22を介在したことにより、風向き方向Ｚ及び風圧に対応して左右一対の第１，２の分割羽根板12，13を開閉することで、簡単な構造で回転数を調整して安定した発電を得ることができる。
【００３９】
さらに、第１のコイルバネ21、第２のコイルバネ22は第１の上段アーム15，・・・に巻装することで、第１のコイルバネ21、第２のコイルバネ22を安定状態で取り付けできると共に、第１のコイルバネ21、第２のコイルバネ22は分割羽根板12，13の基端12Ｂ，13Ｂの開閉方向となる第１の上段アーム15，・・・に沿って規制されるように伸縮できるので、風圧に応じて適正な挟角Ａ，Ｂとなるように分割羽根板12，13を確実に作動させることができる。
【実施例２】
【００４０】
以下に、他の実施例について説明する。尚、前記実施例１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４１】
図８は実施例２を示しており、実施例２においては、増速用円盤ギア25´の上面に固定した平面が矩形の回転板61の中心に第１の回転軸８´が立設している。
【００４２】
第１の回転軸８´に放射状に設ける第１のアーム14´の長手方向の中間部を、一方の回転方向Ｘ´と逆方向に後退するように円弧状に設けたものであり、この第１のアーム14´に分割羽根板12´，13´の基端12´Ｂ，13´Ｂを摺動自在に設けると共に、第１のアーム14´に巻装したコイルバネ21´の一端21´Ａを分割羽根板12´に接続すると共に、他端21´Ｂを分割羽根板13´に接続したものであり、これら左右一対の分割羽根板12´，13´の先端12´Ａ，13´Ａは、回転板61に立設した支持部材62に回動自在に連結しており、この支持部材62は、円弧状に設けられた第１のアーム14´の長手方向の中間部に対向するように第１のアーム14´の曲率半径の中心に配置されている。
【００４３】
従って、分割羽根板12´，13´の後部開口が風向き方向Ｚ´と対向しており状態（図８の（１）の状態）では、内側面に風圧が作用するためコイルバネ21´は伸張して分割羽根板12´，13´の後部開口は開くことで、風圧によって第１の回転軸８の回転力を生成する。
【００４４】
さらに、回転板61が回転することで分割羽根板12´，13´の後部開口が風向き方向Ｚ´と交差する図８の（２）の状態では、第１の分割羽根板12´が風圧によって押圧されてコイルバネ21´は縮小して後部開口は閉じる。この際、第１の分割羽根板12´の外側面に風圧を受けることで第１の回転軸８の回転力を生成する。
【００４５】
さらに、回転板61´が回転することで分割羽根板12´，13´の先端12´Ａ，13´Ａが風向き方向Ｚ´に向かうと交差する図８の（３）の状態では、分割羽根板12´，13´の両外側面が風圧によって押圧されてコイルバネ21´は縮小して後部開口は閉じ、分割羽根板12´，13´による空気抵抗を可及的に低減することができる。
【００４６】
そして、回転板61が回転することで分割羽根板12´，13´の後部開口が風向き方向Ｚ´と交差する図８の（４）の状態では、第２の分割羽根板12´が風圧によって押圧されてコイルバネ21´は縮小して後部開口は閉じる。この際、第２の分割羽根板12´の外側面に風圧を受けることで第１の回転軸８の回転力を生成する。
【００４７】
このように、先端12´Ａ，13´Ａを回動自在に連結した分割羽根板12´，13´の基端12´Ｂ，13´Ｂを、第１のアーム14´に沿って摺動自在に設けると共に、これら分割羽根板12´，13´間にコイルバネ21´を介在することで、風向き方向Ｚ及び風圧に対応して左右一対の第１，２の分割羽根板12´，13´を開閉することで、簡単な構造で回転数を調整して安定した発電を得ることができる。
【実施例３】
【００４８】
図９〜１１は実施例３を示しており、実施例３は実施例１において、支持部材18をなくして分割羽根板12，13の先端12Ａ，13Ａを回動接続手段19のみを介して接続し、そしてアーム15に巻装したコイルバネ21´´の一端21´´Ａ、他端21´´Ｂを分割羽根板13，12に接続したものである。
【００４９】
したがって、実施例１と同様に、風上からの風向き方向Ｚの風が吹くと、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13の後部開口が風向き方向Ｚに対向する状態（図９において（１）で示す位置）では、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13の内側面に風圧を受けて、この風圧で左右一対の第１，２の分割羽根板12，13を押圧することで、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13で発生した回転力は第１のアーム14を介して第１の回転軸８に伝達される。
【００５０】
さらに、第１の回転軸８の回転に伴って、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13の後部開口が風下側に向かう位置に配置されると（図９において（３）で示す状態）、左右一対の第１，２の分割羽根板12，13の先端12Ａ，13Ａは風上に向かうこととなり、第１，２の分割羽根板12，13の外側面に風圧が作用することで、コイルバネ21´´に抗して第１，２の分割羽根板12，13の挟角Ａ´は小さくなり、風との抵抗は小さくなる。
【００５１】
したがって、簡単な構造で風力に応じた羽根11の作動を安定することができる。
【実施例４】
【００５２】
図１２は実施例４を示しており、実施例３と同様に、支持部材18をなくして分割羽根板12，13の先端12Ａ，13Ａを回動接続手段19のみを介して接続し、そしてアーム15に巻装したコイルバネ21´´の一端21´´Ａ、他端21´´Ｂを分割羽根板13，12に接続したものである。
【００５３】
そして、第１，２の分割羽根板12´´，13´´は、それぞればね鋼などによって形成されるばね板材によって形成されたものであり、符号12Ｋ´´は、第１の分割羽根板12´´の上部に形成した第１のアーム14（第１の上段アーム15）の貫通部であり、先端12Ａ´´から基端12Ｂ´´にかけて横長に形成されており、第１の上段アーム15に対して第１，２の分割羽根板12´´，13´´が、平面視で第１の上段アーム15の長手方向に対して垂直方向に摺動できるようになっている。また符号13Ｋ´´は、第２の分割羽根板13´´に形成した第１のアーム14（第１の上段アーム15）の貫通部であり、第１の上段アーム15の断面とほぼ同じ形状に形成されており、このため第１の上段アーム１５に対して第１の分割羽根板12´´はスライド可能で、第２の分割羽根板13´´は固定的に設けられている。尚、第１，２の分割羽根板12´´，13 ´´においても、同様な貫通部が設けられているものであって、このような貫通部は他の実施例でも設けられている。
【００５４】
そして、第１の分割羽根板12における貫通部12Ｋ´´の長手方向の中心と先端12Ａとの平面視長さＰに比較して、貫通部12Ｋ´´の長手方向の中心と基端12Ｂとの平面視長さＱは長く形成されている（Ｐ＜Ｑ）。第２の分割羽根板13においても同様である。
【００５５】
さらに、第１の分割羽根板12の基端12Ｂ側と第２の分割羽根板13の基端13Ｂ側との間に、可撓性線材、例えばワイヤーロープ54の両端を接続して、第１の分割羽根板12と第２の分割羽根板13との最大開き角度を規制して、第１，２の分割羽根板12´´，13´´の風圧による破損を防止している。尚、ワイヤーロープ54が張っていないときには弛んだ状態となる。また、貫通部12Ｋ´´を第１の上段アーム15の断面と同様な形状とし、貫通部13Ｋ´´を横長形状としてもよい。
【００５６】
したがって、実施例１、３と同様に、風上からの風向き方向Ｚの風が吹くと、左右一対の第１，２の分割羽根板12´´，13´´の後部開口が風向き方向Ｚに対向する状態（図１２において（１）で示す位置）では、左右一対の第１，２の分割羽根板12´´，13´´の内側面に風圧を受けて、この風圧で左右一対の第１，２の分割羽根板12´´，13´´を押圧することで、左右一対の第１，２の分割羽根板12´´，13´´で発生した回転力は第１のアーム14を介して第１の回転軸８に伝達される。
【００５７】
さらに、第１の回転軸８の回転に伴って、左右一対の第１，２の分割羽根板12´´，13´´の後部開口が風下側に向かう位置に配置されると（図１２において（３）で示す状態）、左右一対の第１，２の分割羽根板12´´，13´´の先端12Ａ，13Ａは風上に向かうこととなり、第１，２の分割羽根板12´´，13´´の外側面に風圧が作用することで、コイルバネ21´´に抗して第１，２の分割羽根板12´´，13´´の挟角は小さくなり、風との抵抗は小さくなる。
【００５８】
そして、第１，２の分割羽根板12´´，13´´がばね板であるので、風向きなどに応じて第１，２の分割羽根板12´´，13´´自体が風圧に対応して容易に変形することができる。
【００５９】
また、第１の分割羽根板12における貫通部12Ｋ´´の長手方向の中心と先端12Ａ寄りとの平面視長さＰに比較して、貫通部12Ｋ´´の長手方向の中心と基端12Ｂ寄りとの平面視長さＱを長く形成することで（Ｐ＜Ｑ）、長さＱ側が風上側にくるようになり、風を第１，２の分割羽根板12´´，13´´間で効率よく受けることができる。
【００６０】
また、第１，２の分割羽根板12´´，13´´をばね板材で形成したことで、第１，２の分割羽根板12´´，13´´の変形を大きくすることができる。また、基端12Ｂ，13Ｂ相互間に、可撓性線材、例えばワイヤーロープ54を接続することで、第１，２の分割羽根板12´´，13´´の最大開き度を制限することができるので、第１，２の分割羽根板12´´，13´´の折れなどの破損を阻止することができる。
【実施例５】
【００６１】
図１３は実施例５を示しており、第２の羽根44´では、上下２段の延長部50の後縁44´Ｂ, 44´´Ｂを相互に摺動自在に設けたものであり、そのため下段の44´´Ｂに上方に突設した枠型の第一の摺動受け部55が接着などで連結され、この第一の摺動受け部55に形成された孔に上段の後縁44´Ｂを摺動自在に挿入している。尚、第一の摺動受け部55と上段の後縁44´Ｂには潤滑用油（図示せず）が介在している。
【００６２】
さらに、第２の羽根44´における上下２段の延長部50、前縁44´Ｆと、これらを覆う羽根表面部材56との連結は、上下２段の延長部50にそれぞれ上向き、下向きの第二の摺動受け部57が接着などで連結されており、この第二の摺動受け部57の孔に羽根表面部材56が摺動自在に挿入している。尚、第二の摺動受け部57と羽根表面部材56には潤滑用油（図示せず）が介在している。
【００６３】
したがって、実施例５では、風圧を受けると第２の羽根44´の上下２段の延長部50が変形する。この際、第一の摺動受け部55に形成された孔に上段の後縁44´Ｂが潤滑用油を介在して摺動自在に挿入しており、また第二の摺動受け部57の孔に羽根表面部材56が潤滑用油を介在して摺動自在に挿入しているので、第２の羽根44´が風圧に対応してそれぞれの部分が摺動変形することができる。このような変形により風圧を効率よく受けて回転力に伝達することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように本発明に係る垂直軸型風力発電機は、各種の用途に適用できる。例えば、回転軸に発電機を直接的に接続してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
８  回転軸
９  回転中心軸線
11  羽根
12，13  分割羽根板（羽根板）
14  アーム
15Ａ  基端
15Ｂ  先端
19  回動接続手段
21，22  コイルバネ（スプリング）
28，29，30  発電機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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