(57)【要約】      （修正有）【課題】熟練した技能職人でなくても、同一形状の水車用羽根加工部材を用いて受板部及び底板部の形状や配置を変化させて容易に形状が異なる水車を制作・組立てができ、設置場所に応じて適した形態の水車を提供可能にすること。【解決手段】受板部６１及び底板部６２を形成する３以上の同一形状の加工済羽根部材１８と、これら加工済羽根部材１８の集合体として作製されたリング状羽根部材集合体２０と、このリング状羽根部材集合体２０を左右側面から固定し支持する２枚の輪板５０と、を有している水車とした。【選択図】図１
2014070555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対の平行線からなる側辺を有する板状の水車用羽根加工部材において、
板本体の側辺に水車の両側面に構成される輪板と連結するための輪板固定用孔を有する輪板取付用延設部を備え、
前記板本体の平行線から成る側辺に対して直角方向に形成される屈曲部で折り曲げることで、屈曲部の一方側に水車の羽根部となる受板部が形成され、他方側に底板部が形成されることを特徴とする水車用羽根加工部材。
【請求項２】
前記屈曲部の選択及び折り曲げ角度の選択によって、複数の形態の加工済羽根部材として加工することができ、かつ同一形態に加工された少なくとも３以上の前記加工済羽根部材を組み合わせることによって、中央に空洞部が形成されるリング状羽根部材集合体を構成することが可能であることを特徴とする請求項１記載の水車用羽根加工部材。
【請求項３】
前記水車用羽根加工部材が加工済羽根部材として加工された際に、受板部の一部と隣接配置される他の前記加工済羽根部材の底板部の一部とが、相互に連結可能な連結手段を有することを特徴とする請求項１から２のいずれか１項に記載の水車用羽根加工部材。
【請求項４】
前記水車用羽根加工部材を加工した加工済羽根部材相互の連結手段は、加工済羽根部材の受板部の一部に形成された固定用孔と、隣接する他の加工済羽根部材の底板部の一部に形成された固定用孔と、を相互に接合するための螺合部材であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項に記載の水車用羽根加工部材。
【請求項５】
前記屈曲部の一部を折り曲げることによって、輪板取付用延設部の位置を輪板に対して調整可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の水車用羽根加工部材。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載された水車用羽根加工部材の前記板本体の面に対して輪板取付用延設部を直角方向に折り曲げて成るとともに、屈曲部において折り曲げることによって受板部と底板部が形成されてなることを特徴とする加工済羽根部材
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載の水車用羽根加工部材を加工して形成された複数の加工済羽根部材を連結して組立てることによって、中央に空洞部を有するリング状に形成されたリング状羽根部材集合体と、前記リング状羽根部材集合体の側面に取り付けられた輪板と、を備えたことを特徴とする水車。
【請求項８】
前記リング状羽根部材集合体の側面に取付ける前記輪板は、前記リング状羽根部材集合体の複数の形態に応じた羽根部材固定用孔が複数形成されていることを特徴とする請求項７に記載の水車。
【請求項９】
複数の前記リング状羽根部材集合体が連結して組み合わされ、輪板と共に水車を構成していることを特徴とする請求項７及び８のいずれか１項に記載の水車。
【請求項１０】
前記リング状羽根部材集合体の側面に取付ける前記輪板は、中心部に切欠部を有するドーナツ形状に形成され、くも手、カラミ等の支持部材と連結して水車が構成されていることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の水車。
【請求項１１】
前記リング状羽根部材集合体の側面に取付ける前記輪板は、中心部と外周との間に分割された切欠部が形成されていることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の水車。
【請求項１２】
前記リング状羽根部材集合体の側面に取付ける前記輪板は、中心部と外周との間に分割された切欠部が形成され、くも手、カラミ等の支持部材と連結して水車が構成されていることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の水車。
【請求項１３】
前記リング状羽根部材集合体の中央の空洞部は発泡スチロール等の充填物により充填されていることを特徴とする請求項７から１２のいずれか１項に記載の水車。
【請求項１４】
前記水車はその回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置を備えていることを特徴とする請求項７から１３のいずれか１項に記載の水車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水車用羽根加工部材、加工済羽根部材及びこの加工済羽根部材を使用した水車に関する。
【背景技術】
【０００２】
古くから木材を加工して製作される日本の水車は、以下の手順で製作される。まず、木材を加工して、１０種類以上の必要な部材、例えば、２枚の輪板、受板、芯棒、くも手、カラミ、底板、ほぞ、軸受け及び台座等をそれぞれ作製する。次に、輪板に、くも手、カラミ等を使用して中心点を正確に位置決めしつつ芯棒と固定する。さらに、平行に並列させた２枚の輪板を、受板、底板及びほぞを用いてつなぎ固定する。その後、設置された台座、軸受けに水車の芯棒を固定して水車とされる。
【０００３】
こうした作製作業の課題は、かなり熟練した技能が必要であるということであった。例えば、前述したように、作製しようとする水車の形状に合わせて木材を加工し、その都度必要な１０種類以上という多くの形状の部材を作らなければならない。また、２つの輪板は、真円に形成された同一形状の円形部材を各部材に合わせて作製する必要があり、各部材の作製時において高い精度の熟練技能を要した。また、これらを組み付ける場合においても正確に組み上げる必要があり熟練技能が必要であった。各部材の作製や組み付けの精度が低いと、水車の回転が不規則になったり、水車の特定の箇所が外側の水路壁に触れたりする現象等が現れるという問題が発生した。
【０００４】
さらなる課題としては、設置する水車は水路の地形に応じた形状に仕上げる必要がある。すなわち、水車を設置する水路の形状により水車の形状が異なる。また、水路の形状ばかりではなく、水路の流量や水車の水を受ける部分により羽根の形状も異なるため、その水路幅に応じた羽根の幅、羽根の長さ、羽根の枚数などを考慮して水車形状に制作する必要がある。例えば、高低差が大きな地形の水路では水車の頂部から水を流して水の重さを利用して水車を回転させる「上掛け」方式が回転効率の良さから採用される。「上掛け」に水を掛ける位置も水車の頂部の手前に掛け流すか、頂部を越した向こう側に掛け流すかにより羽根の形状が異なる。また、地形の高低差が小さい緩勾配の水路では水車の頂部に水を上げることができない為、水路を流れる水の中に水車を浸して回転させる「下掛け方式」が採用される。古くから使用されてきたこれら日本の水車は設置水路に合わせて羽根の形状を変えて回転効率を上げるため、水車に使用する羽根部材はその都度最適な羽根形状を採用していた。そのため、熟練した職人はその水車を設置する水路の大きさ・形状に応じた羽根部材をその都度製作しながら水車を制作していたのである。従って、水車の作製は、熟練した職人による特殊な技能作業となって作製者が限定され工期も長くかかり高価なものとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１２７３３３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、熟練した技能職人でなくても、同一形状の水車用羽根加工部材を用いて受板部及び底板部の形状や配置を変化させて容易に形状が異なる水車を作製することができ、設置場所に応じて適した形態の水車を提供可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の水車用羽根加工部材は、少なくとも一対の平行線からなる側辺を有する板状の水車用羽根加工部材において、
板本体の側辺に水車の両側面に構成される輪板と連結するための輪板固定用孔を有する輪板取付用延設部を備え、
前記板本体の平行線から成る側辺に対して直角方向に形成される屈曲部で折り曲げることで、屈曲部の一方側に水車の羽根部となる受板部が形成され、他方側に底板部が形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の水車用羽根加工部材は、一枚の板を折り曲げるのみで水車の羽根を形成することができる。すなわち、一枚の板を折り曲げることで輪板との取付を可能とする輪板固定用孔を形成することができ、屈曲部で折り曲げることによって一枚の板部材から受板部と底板部とを形成することができる。そのため、輪板に取り付けるだけで水車を作製することができる。
【０００９】
また、本発明の水車用羽根加工部材としては、前記屈曲部の選択及び折り曲げ角度の選択によって、複数の形態の加工済羽根部材として加工することができ、かつ同一形態に加工された少なくとも３以上の前記加工済羽根部材を組み合わせることによって、中央に空洞部が形成されるリング状羽根部材集合体を構成することが可能であってもよい。本発明の水車用羽根加工部材は、加工済羽根部材を３個以上組み合わせることによって、受板部と底板部とを有するリング状羽根部集合体を構成することができ、その後、輪板取付用延設部を利用して側面に輪板を取り付けるのみで迅速かつ容易に水車を作製することができる。この際に、水車用羽根加工部材の屈曲部の位置を変更することで、受板部と底面部との面積比率を変更したり、屈曲部において折り曲げる角度を変更することで、受板部と底面部とが形成する角度を変更したりすることができる。このように同一形状の板状部材の任意の位置を任意の角度で折り曲げることで複数の形状の異なる加工済羽根部材を形成することができる。この加工済羽根部材の形状を選択して加工することで、水車として完成した際に種々の形態の水車を作製することができる。
【００１０】
また、本発明にかかる水車用羽根加工部材において、前記水車用羽根加工部材が加工済羽根部材として加工された際に、受板部の一部と隣接配置される他の前記加工済羽根部材の底板部の一部とが、相互に連結可能な連結手段を有するものであってもよい。かかる構成を採用することによって、隣接する加工済羽根部材同士を相互に容易に固定することができ、リング状羽根部材集合体を容易に組み立て構成することができる。
【００１１】
さらに、本発明にかかる水車用羽根加工部材において、前記水車用羽根加工部材を加工した加工済羽根部材相互の連結手段は、加工済羽根部材の受板部の一部に形成された固定用孔と、隣接する他の加工済羽根部材の底板部の一部に形成された固定用孔と、を相互に接合するための螺合部材であってもよい。かかる構成を採用することによって、隣接する加工済羽根部材をボルト等の螺合部材で容易に固定することができる。そのため、特に熟練した技術を必要することなく、リング状羽根部集合体を容易に構成し作製することができる。
【００１２】
さらに、本発明にかかる水車用羽根加工部材において、前記屈曲部の一部を折り曲げることによって、輪板取付用延設部の位置を輪板に対して調整可能であってもよい。かかる構成を採用することによって、輪板を取り付ける際に輪板取付用延設部を輪板の適切な位置に調整し易くすることができる。そのため、多少の羽根部材の寸法誤差や組立誤差があったとしても輪板を容易に取り付けることができる。よって、組立に特に熟練した技術を必要とすることなく、水車を容易に作製することができる。
【００１３】
本発明にかかる加工済羽根部材は、水車用羽根加工部材の前記板本体の面に対して輪板取付用延設部を直角方向に折り曲げて成るとともに、屈曲部において折り曲げることによって受板部と底板部が形成されてなることを特徴とする。
【００１４】
本発明にかかる水車は、水車用羽根加工部材を加工して形成された複数の加工済羽根部材を連結して組立てることによって、中央に空洞部を有するリング状に形成されたリング状羽根部材集合体と、前記リング状羽根部材集合体の側面に取り付けられた輪板と、を備えたことを特徴とする。かかる水車とすることによって、加工済羽根部材と輪板の２種類の部材によって容易に水車を作製することができるため、熟練した技術を要すること無く水車を提供することができる。
【００１５】
さらに、本発明にかかる水車において、前記水車を構成し前記リング状羽根部材集合体の側面に取付ける前記輪板は、前記リング状羽根部材集合体の複数の形態に応じた羽根部材固定用孔があらかじめ複数形成されていてもよい。かかる構成を採用することによって、リング状羽根部材集合体の形態に応じてそれぞれに輪板を用意する必要がなく、１枚の輪板で汎用して取付けることができる。
【００１６】
さらに、本発明にかかる水車において、複数の前記リング状羽根部材集合体が連結して組み合わされ、輪板と共に水車を構成してもよい。かかる構成を採用することによって、リング状羽根部材集合体と輪板を用意することで水車を容易に作製することができる。
【００１７】
さらに、本発明にかかる水車において、前記リング状羽根部材集合体の側面に取付ける前記輪板は、中心部に切欠部を有するドーナツ形状に形成され、くも手、カラミ等の支持部材と連結して水車が構成されるものであってもよい。中心の切欠部によって水を一部逃がすことができ、この逃がし具合で水車の回転の調整を行うことができる。
【００１８】
さらに、本発明にかかる水車において、前記リング状羽根部材集合体の側面に取付ける前記輪板は、中心部と外周との間に分割された切欠部が形成されているものであってもよく、前記リング状羽根部材集合体の側面に取付ける前記輪板は、中心部と外周との間に分割された切欠部が形成され、くも手、カラミ等の支持部材と連結して水車が構成されているものであってもよい。
【００１９】
さらに、本発明にかかる水車において、前記リング状羽根部材集合体の中央の空洞部は発泡スチロール等の充填物により充填されているものであってもよい。かかる構成を採用することで、中心の空洞部に水が溜まり水車の回転を妨げることを防止することができる。
【００２０】
さらに、本発明にかかる水車において、前記水車はその回転エネルギーを電気エネルギーにする発電装置を備えているものであってもよい。かかる構成を採用することによって、水車によって得られる回転エネルギーを電気エネルギーとして利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施形態にかかるリング状羽根部材集合体２０及び輪板５０に分解した水車１００の分解斜視図及び水車１００の斜視図である。
【図２】図２は、実施形態にかかる水車用羽根加工部材１０の斜視図である。
【図３】図３は、実施形態にかかる輪板５０を示す正面図である。
【図４】図４は、実施形態にかかるリング状羽根部材集合体２０の組立例１を示す模式図である。
【図５】図５は、実施形態にかかる発電装置を示す模式図である。
【図６】図６は、実施形態にかかるリング状羽根部材集合体２０の組立例２を示す模式図である。
【図７】図７は、実施形態にかかるリング状羽根部材集合体２０の組立例３を示す模式図である。
【図８】図８は、実施形態にかかる輪板５０の変形例として、ドーナッツ形状の輪板５０Ｂ、分割された切欠部が形成された輪板５０Ｃ及びこれを用いた水車を示す模式図である。
【図９】図９は、別実施形態にかかるリング状羽根部材集合体２０の組立例を示す模式図である。
【図１０】図１０は、別実施形態にかかる水車用羽根加工部材１０及び加工済羽根部材１８を示す模式図である。
【図１１】図１１は、別実施形態にかかるリング状羽根部材集合体２０及び輪板５０を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、別実施形態にかかる水車のバリエーションを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、実施形態にかかる水車１００、水車１００に使用される水車用羽根加工部材１０、この水車用羽根加工部材１０を加工した加工済羽根部材１８及びこの加工済羽根部材１８を組み立てて作製されるリング状羽根部材集合体２０について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではない。
【００２３】
実施形態にかかるリング状羽根部材集合体２０及び輪板５０に分解した斜視図及び水車１００の斜視図が図１に示されている。実施形態にかかる水車１００は、受板部６１及び底板部６２を形成する８枚の同一形状の加工済羽根部材１８（図１において理解容易のため１枚のみ破線で表してある。）と、これら加工済羽根部材１８の集合体として作製されたリング状羽根部材集合体２０と、このリング状羽根部材集合体２０を左右側面から固定し支持する２枚の輪板５０と、を有しており、この左右の輪板５０の中心部の芯棒用孔５１を通した芯棒７０に補強板５６を介して芯棒用板５７を通して一体化することで水車１００を構成する。
【００２４】
水車用羽根加工部材１０は、図２に示すように、金属製の板で作製されており、少なくともその形状に一対の平行線からなる側辺を有した板状の部材である板本体１０ａ、この板本体１０ａを任意の角度で屈曲可能な複数の屈曲部１２（１２ａ〜１２ｓ）と、隣接して配置される加工済羽根部材１８と固定するための固定用孔１３（１３ａ〜１３ｂ）と、輪板５０に取り付けるための輪板固定用孔１５ａを備えた輪板取付用延設部１５と、を有している。
【００２５】
屈曲部１２は、板本体１０ａの任意の箇所で輪板取付用延設部１５を備えた一対の側辺１０ｃに直角方向に屈曲部１２が形成され、この屈曲部１２において、板本体１０ａは、任意の角度に折り曲げることができる。屈曲部１２としては、例えば、折り曲げ易いように溝状に形成するとよい。本実施形態においては、図１に示すように、１９本の溝状の屈曲部１２（１２ａ〜１２ｓ）が形成されており、それぞれの屈曲部１２において任意の角度に折り曲げることができる。ここで、図２で屈曲部１２を実線で表しているが、実際には線は無くてもよく、任意の位置で任意の角度に折り曲げることができる。そのように形成すれば、加工済羽根部材１８の形状は無限となる。
【００２６】
固定用孔１３は、基本的には所定の形状に折り曲げ加工された加工済羽根部材１８を組み合わせてリング状羽根部材集合体２０を作製する際に、隣接配置される加工済羽根部材１８同士を固定するための孔であり、る。これは、加工済羽根部材１８に形成される受板部６１の一部と、隣接配置される加工済羽根部材１８の底板部６２の一部とが連結可能な連結手段をなすことになる。板本体１０ａの略中央に２つの第１固定用孔１３ａが形成されており、端部近傍に第２固定用孔１３ｂが形成されている。この固定用孔１３同士は、重ね合わされて、ボルト等の螺合部材やリベット等の締結部材等を利用して固定される。固定用孔及び螺合部材等によって連結手段が構成される。固定用孔１３を設ける位置について、板本体１０ａの略中央に設けられる２つの第１固定用孔１３ａは、加工済羽根部材１８に形成された際に、隣接する他の加工済羽根部材の底板部の端部近郊に形成された第２固定用孔１３ｂと連結する位置に予め設けることとなる。第１固定用孔１３ａ及び第２固定用孔１３ｂの位置及びそれぞれに設ける固定用孔の数は加工済羽根部材１８の形状に応じて予め計画されることとなる。
【００２７】
輪板取付用延設部１５は、板本体１０ａの一対の平行線からなるそれぞれの側辺１０ｃから輪板固定用孔１５ａを設けることができる形状で延設して形成され、両側のそれぞれの辺に４ヵ所ずつ形成されている。輪板取付用延設部１５の略中央には輪板固定用孔１５ａが設けられている。輪板取付用延設部１５が板本体１０ａに対して９０°に折り曲げられて、輪板５０の平面と当接するように形成され、後述する輪板５０の羽根部固定用孔５０ａとをボルト等の螺合部材やリベット等の締結部材等を利用して固定される。従って輪板固定用孔１５ａを設けることができる形状は多角形でも円形でも良いものとする。
また、輪板固定用孔１５ａを設ける数についても加工済羽根部材１８の大小の形状に応じて設けることとなるが、輪板固定用孔１５ａを設ける数により輪板との連結強度は変わるが完成した水車の全体形状は変わらない。
【００２８】
輪板５０は、図３に示すように、金属製の円板で形成され、中心に形成された芯棒を通す芯棒用孔５１と前述した加工済羽根部材１８を固定するための羽根部固定用孔５０ａが複数設けられている。羽根部固定用孔５０ａは、完成されるリング状羽根部材集合体２０の輪板固定用孔１５ａに合わせて形成されている。この際に、作製頻度が多いと想定される複数のリング状羽根部材集合体２０の形態に合わせて羽根部固定用孔５０ａを予め形成しておいてもよい。例えば、本実施形態においては、３つの形態のリング状羽根部材集合体２０を固定することができるように羽根部固定用孔５０ａが形成されている。この羽根部固定用孔５０ａには、３つ形態のリング状羽根部材集合体２０に共通する孔、２つの形態のリング状羽根部材集合体２０に共通する孔、１つの形態のリング状羽根部材集合体２０に対応する孔がある。なお、本実施形態においては、８枚の加工済羽根部材１８を使用してリング状羽根部材集合体２０を作製しているので、４５°毎に繰り返し単位で羽根部固定用孔５０ａが形成されることになる。輪板５０は、図１に示すように芯棒７０付近は最も力がかかるので、補強板５６を設けたり、芯棒７０をより安定して固定するために一部筒状に形成されている芯棒用板５７を設けたりしてもよい。
【００２９】
以上のように、構成された各構成部品は以下のようにして組み立てられる。
【００３０】
（組立例１）
図４には、組立例１にかかる加工済羽根部材１８の斜視図及び８枚の加工済羽根部材１８によって組み立てられたリング状羽根部材集合体２０の側面図が示されている。組立例１にかかる加工済羽根部材１８は、図２に示す水車用羽根加工部材１０の上面を基準にして屈曲部１２ａ〜屈曲部１２ｃをそれぞれ谷折りに９０°折り曲げることで、図４に示すように断面四角形状の水受部先端１１ｂが形成される。この水受部先端１１ｂを形成することで、水車として完成した際に、水受部先端１１ｂのみならず水車全体の組立てが堅固となり強度が高まるとともに水流が逃げることなく効率良く受板部６１に水流の力を受けることができる。さらに、図２に示す水車用羽根加工部材１０の屈曲部１２ｉ〜屈曲部１２ｌのうち、屈曲部１２ｊ及び屈曲部１２ｋを９０°山折りにし、屈曲部１２ｉと屈曲部１２ｌを９０°谷折りにすることで、図４に示すよう上面側に突出する補強部１１ｃが形成される。図２に示す水車用羽根加工部材１０の屈曲部１２ｍ〜屈曲部１２ｐを折り曲げて図４に示すように、補強部１１ｄが形成される。さらに、図２に示す水車用羽根加工部材１０の屈曲部１２ｈを谷折りに約１１５°に折り曲げて、屈曲部１２ｈの両側に受板部６１及び底板部６２を形成する。さらに、屈曲部１２ｓを１１０°谷折りに折り曲げ、隣接する加工済羽根部材１８と固定する固定片１０ｄに固定孔１３ｂを形成する。さらに、全ての輪板取付用延設部１５を板本体１０ａに対して谷折りに９０°折り畳む。
【００３１】
こうして折り曲げられ加工された８つの加工済羽根部材１８を用意し、任意の加工済羽根部材１８の固定片１０ｄに形成されている第２固定用孔１３ｂと隣接する加工済羽根部材１８の第１固定用孔１３ａとをボルトとナット８０を使用して固定する。同様にして隣接する全ての８つの加工済羽根部材１８を固定することによって、図４右図に示すように８つの底板部６２と受板部６１を周囲に有し、中央に空洞部１９を有するリング状羽根部材集合体２０が形成される。こうして形成されたリング状羽根部材集合体２０は、底板部６２で略正八角形を形成し、この正八角形の角から周囲に受板部６１が延びる形態に形成される。その後、図１に示すように両側に輪板５０を取り付ける。この際に、補強部１１ｃ及び補強部１１ｄが形成されているので、輪板５０に取り付ける際に、輪板固定用孔１５ａと羽根部固定用孔５０ａが多少ずれていたとしても、この補強部１１ｃ及び補強部１１ｄの折り曲げ状態を変更することにより、輪板固定用孔１５ａを多少移動させることができるため、輪板固定用孔１５ａと羽根部固定用孔５０ａを一致させることができ、組み立てられた加工済羽根部材１８と輪板５０を組み付けやすくすることができる。こうしてリング状羽根部材集合体２０と輪板５０が組み付けられ輪板の中心に芯棒７０が固定されることで水車１００を構成し、図１に示すように支持部材９０に取り付けられて水車１００として使用される。
【００３２】
水車１００には、図５に示すように、発電装置１１０が連結されており、水車１００の運動エネルギーを電機エネルギーに変換することができる。発電装置１１０は、特に限定するものではなく、水車の回転を電気に変換することができる種々の機器を使用することができる。
【００３３】
（組立例２）
図６には、組立例２にかかる加工済羽根部材１８の斜視図及び８枚の加工済羽根部材１８によって組み立てられたリング状羽根部材集合体２０の側面図が示されている。組立例２にかかる加工済羽根部材１８は、図２に示す加工済羽根部材１８の上面を基準にして屈曲部１２ａ〜屈曲部１２ｃの領域を緩やかに弧を描くように折り曲げて、図６に示すように断面弧状の水受部１１ｂを形成する。この水受部１１ｂを形成することで、組立例１と同様に、水車として形成された際に、水流が逃げることなく効率良く受板部６１に水流の力を受けることができる。さらに、図２に示す水車用羽根加工部材１０の屈曲部１２ｄ〜屈曲部１２ｇのうち、屈曲部１２ｅ及び屈曲部１２ｆを９０°山折りにし、屈曲部１２ｄと屈曲部１２ｇを９０°谷折りにすることで、図６に示すよう上面側に突出する補強部１１ｃが形成される。同様に、図２に示す水車用羽根加工部材１０の屈曲部１２ｉ〜屈曲部１２ｌを折り曲げて図６に示すように、補強部１１ｄが形成される。さらに、図２に示す水車用羽根加工部材１０の屈曲部１２ｈを谷折りに約９０°に折り曲げて、屈曲部１２ｈの両側に受板部６１及び底板部６２を形成する。これにより、補強部１１ｃ及び補強部１１ｄが受板部６１と底板部６２にそれぞれ配置されるために、加工済羽根部材１８の強度が増すこととなる。さらに、屈曲部１２ｓを４５°谷折りに折り曲げ、隣接する加工済羽根部材１８と固定する固定片１０ｄに固定孔１３ｂを形成する。さらに、全ての輪板取付用延設部１５を板本体１０ａに対して谷折りに９０°折り畳む。
【００３４】
こうして折り曲げられ加工された８つの加工済羽根部材１８を用意し、任意の加工済羽根部材１８の固定片１０ｄに形成されている第２固定用孔１３ｂと隣接する加工済羽根部材１８の第１固定用孔１３ａとをボルトとナット８０を使用して固定する。同様にして隣接する全ての８つの加工済羽根部材１８を固定することによって、図６右図に示すように８つの底板部６２と受板部６１を周囲に有し、中央に空洞部１９を有するリング状羽根部材集合体２０が形成される。こうして形成されたリング状羽根部材集合体２０は、組立例１と比較して底板部６２の配置が異なるものとなる。その後、図１に示すのと同様の方法で両側に輪板５０を取り付ける。この際に、補強部１１ｃ及び補強部１１ｄの折り曲げ状態を変更することにより、加工済羽根部材１８と輪板５０を組み付けやすくすることができる点は組立例１と同様である。こうして同じ形状の水車用羽根加工部材１０と輪板５０を使用して異なる形状の水車１００を製作することができる。
【００３５】
（組立例３）
図７には、組立例３にかかる加工済羽根部材１８の斜視図及び８枚の加工済羽根部材１８によって組み立てられたリング状羽根部材集合体２０の側面図が示されている。組立例３にかかる加工済羽根部材１８は、組立例２と同様に、図２に示す水車用羽根加工部材１０の上面を基準にして屈曲部１２ａ〜屈曲部１２ｃの領域を緩やかに弧を描くように折り曲げて、図７に示すように断面弧状の水受部１１ｂを形成する。さらに、組立例２と同様に補強部１１ｃ及び補強部１１ｄを作製する。さらに、図２に示す水車用羽根加工部材１０の屈曲部１２ｑを谷折りに約９０°に折り曲げて、屈曲部１２ｑの両側に受板部６１及び底板部６２を形成する。さらに、屈曲部１２ｓを４５°谷折りに折り曲げ、隣接する加工済羽根部材１８と固定する固定片１０ｄに第２固定用孔１３ｂを形成する。さらに、全ての輪板取付用延設部１５を板本体１０ａに対して谷折りに９０°折り畳む。
【００３６】
こうして折り曲げられ加工された８つの加工済羽根部材１８を用意し、任意の加工済羽根部材１８の固定片１０ｄに形成されている第２固定用孔１３ｂと隣接する加工済羽根部材１８の第４固定用孔１３ｄとをボルトとナット８０を使用して固定する。同様にして隣接する全ての８つの加工済羽根部材１８を固定することによって、図７右図に示すように８つの底板部６２と受板部６１を周囲に有し、中央に空洞部１９を有するリング状羽根部材集合体２０が形成される。こうして形成されたリング状羽根部材集合体２０は、組立例１と比較して底板部６２が非常に狭く、受板部６１の面積が大きいものとなる。その後、図１に示すのと同様の方法で両側に輪板５０を取り付ける。こうして同じ形状の水車用羽根加工部材１０と輪板５０を使用して取付例１や取付例２と異なる受板部６１と底板部６２を有する水車（図示しない）が作製される。
【００３７】
以上の組立例１〜３のように、水車用羽根加工部材１０の折り曲げ位置と角度を変更するだけで、容易に水車の形状を選択することができる。
【００３８】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００３９】
上述した実施形態では、輪板５０を全ての組立例に共通して使用することができるように形成したが、これに限定するものではなく、それぞれの組立例に応じた輪板５０を準備してもよい。
【００４０】
また、上述した実施形態では、全体が鉄板で作製された円盤状の輪板５０を使用したが、これに限定されるものではなく、図８Ａに示すように、円盤状の輪板５０の中心に切欠部５８が形成されているドーナッツ形状の輪板５０Ｂを使用してもよい。この場合は、輪板５０に対して、くも手、カラミ等の支持部材と連結して水車が構成されることになる。また、図８Ｂに示すように、前記リング状羽根部材集合体の側面に取付ける前記輪板は、中心部と外周との間に分割された切欠部５９が形成された輪板５０Ｃを形成してもよい。この場合補強する目的で同様に、輪板５０Ｃに対して、くも手、カラミ等の支持部材と連結して水車を構成しても良い。
【００４１】
また、上述した実施形態では、水車用羽根加工部材１０が８枚の場合を利用して説明したが、８枚に限定するものではなく３枚以上あればリング状羽根部材集合体２０を作製することができる。図９に、加工済羽根部材１８を１２枚使用した場合のリング状羽根部材集合体２０を示しておく。
【００４２】
また、上述した実施形態では、リング状羽根部材集合体２０の中央に空洞部１９が形成されるものとしたが、この中央の空洞部１９に発泡スチロール等の軽量物を充填してもよい。空洞部を充填することで、水が中央部へ浸入するのを防ぐことができ、中央に水が浸入して水車の回転に支障をきたすことを防止することができる。
【００４３】
また、上述した実施形態では、屈曲部１２を１９本有するものを例として説明したが、屈曲部の数と角度の組合せは前述の如く無数にあるためこれに限定されるものではない。
【００４４】
また、上述した実施形態では、固定方法としてボルト等の螺合部材を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、リベット等の締結部材でもよいし、溶接等であってもよい。
【００４５】
また、上述した実施形態では、板本体１０ａに矩形の板材を使用したが、これに限定するものではなく、図１０に示すように羽根の先端が円形形状となるものを使用してもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態では、リング状羽根部材集合体２０を輪板５０で挟み込むようにして形成したが、これに限定されるものではなく、図１１に示すように、輪板５０をリング状羽根部材集合体２０で挟み込むように作製してもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態では、輪板５０との間にリング状羽根部材集合体２０を１つのみ挟み込んだ水車としているが、これに限定するものではなく、例えば、図１２Ａに示すように、輪板５０と輪板５０との間にリング状羽根部材集合体２０を複数（例えば、本実施形態では２つ）重ねた状態にしてもよいし、図１２Ｂに示すように、リング状羽根部材集合体２０を複数重ねた状態で、かつ各リング状羽根部材集合体２０の間に全て輪板５０を挟んだ状態にしてもよい。図１２Ｃに示すように、リング状羽根部材集合体２０を複数挟み込んだ状態で、かつ各リング状羽根部材集合体２０の間に一定間隔で輪板５０を挟み込んでもよい。このように複数のリング状羽根部材集合体２０を重ねることによって、同じ形状の輪板５０とリング状羽根部材集合体２０を使用した組合せを選択することにより、水車を設置する箇所の水路幅の大小に応じた水車を製作することができる。尚、これまでに述べた輪板５０に替わり輪板５０Ｂ、輪板５０Ｃを用いても良いことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
上述した実施の形態で示すように、水車として利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０…水車用羽根加工部材、１０ａ…板本体、１０ｃ…側辺、１０ｄ…固定片、１１ｂ…水受部先端、１１ｃ…緩衝部、１１ｄ…緩衝部、１２…屈曲部、１２Ｌ…屈曲部、１２ａ…屈曲部、１２ｃ…屈曲部、１２ｄ…屈曲部、１２ｅ…屈曲部、１２ｆ…屈曲部、１２ｇ…屈曲部、１２ｈ…屈曲部、１２ｉ…屈曲部、１２ｊ…屈曲部、１２ｋ…屈曲部、１２ｌ…屈曲部、１２ｍ…屈曲部、１２ｐ…屈曲部、１２ｑ…屈曲部、１２ｓ…屈曲部、１３…固定用孔、１３ａ…第１固定用孔、１３ｂ…第２固定用孔、１８….加工済羽根部材、１５…輪板取付用延設部、１５ａ…輪板固定用孔、２０…リング状羽根部材集合体、５０…輪板、５０Ｂ…ドーナッツ形状の輪板、５０Ｃ…分割された切欠部が形成された輪板、５０ａ…羽根部固定用孔、５１…芯棒用孔、５６…補強板、５７…芯棒用板、５８…切欠部、５９…分割された切欠部、６１…受板部、６２…底板部、７０…芯棒、８０…ナット、９０…支持部材、１００…水車、１１０…発電装置
【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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