(57)【要約】【課題】  容易な工程を以って翼の肉厚を自由に調整できる高歩留まりで大量生産可能な螺旋構造体及びその製造方法の提供。【解決手段】  螺旋翼１とその中心において当該螺旋翼１を支持する軸２を備え、  前記螺旋翼１は、その全長に亘って断面形状が等しく且つ可撓性を有する複数の部品条３を、各々の連結キー４を介して一体的に組み合わせてなることを特徴とする螺旋構造体とその製造方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋翼と、その螺旋の中心において当該螺旋翼を支持する軸を備え、
前記螺旋翼は、その全長に亘って断面形状が等しく且つ可撓性を有する複数の部品条を、各々の連結キーを介して一体的に組み合わせてなることを特徴とする螺旋構造体。
【請求項２】
前記螺旋翼は、前記部品条の表面に、可撓性を有する単数又は複数の副部品条を、各々の連結キー又は係止キーを介して一体的に組み合わせてなり、
当該係止キーは、相互に掛かり合うフックと、部品条と副部品条のフック同士が掛かり合った状態を維持する支持キーをとからなることを特徴とする前記請求項１に記載の螺旋構造体。
【請求項３】
前記軸の表面に、前記部品条を確保する連結キーを螺旋状に備えることを特徴とする前記請求項１又は請求項２のいずれかに記載の螺旋構造体。
【請求項４】
螺旋翼とその中心において当該螺旋翼を支持する軸を備える前記請求項１に記載の螺旋構造体の製造方法であって、
前記軸の表面に、前記部品条を確保する連結キーを螺旋状に設ける基礎工程と、
前記軸の表面に、前記螺旋翼を構成する複数の部品条を前記軸の表面の連結キー及び各部品条の連結キーを介して一体的に組み合わせる組立工程を経ることを特徴とする螺旋構造体の製造方法。
【請求項５】
螺旋翼とその中心において当該螺旋翼を支持する軸を備える前記請求項２に記載の螺旋構造体の製造方法であって、
前記軸の表面に、前記部品条を確保する連結キーを螺旋状に設ける基礎工程と、
前記軸の表面に、前記螺旋翼を構成する複数の部品条を前記軸の表面の連結キー及び各部品条の連結キーを介して一体的に組み合わせる組立工程と、
前記部品条の表面に、前記副部品条を前記連結キー又は係止キーを介して一体的に固定する肉付け工程を経ることを特徴とする螺旋構造体の製造方法。
【請求項６】
前記基礎工程は、前記軸の表面に、連結キーを刻設することを特徴とする前記請求項４又は請求項５のいずれかに記載の螺旋構造体の製造方法。
【請求項７】
前記基礎工程は、前記軸の表面に、部品条を確保する連結キーを備えた部品条を固着することを特徴とする前記請求項４又は請求項５のいずれかに記載の螺旋構造体の製造方法。
【請求項８】
前記基礎工程は、部品条を確保する連結キーを備えた一本又は横並びに複数連結した部品条を相互に隙間の無い螺旋状に成形し、一回転する毎に隣接する螺旋のジョイント部を介して相互に連結することを特徴とする前記請求項４又は請求項５のいずれかに記載の螺旋構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の用途に用いられる螺旋構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
翼を螺旋状に連ねた部材（以下、螺旋翼と記す。）の製造には、概ね、螺旋状の翼部材を形成し、又は帯状の翼部材を一方にギャザーや切れ目を設ける等の加工を施して螺旋状に成形し、軸となる棒体の表面に固着する第一の手法（図７（Ａ）参照）、円弧状又はリング状の帯状の翼部材を複数裁断し、それらを連結して螺旋状に成形しつつ軸となる棒体の表面に固着する第二の手法（図７（Ｂ）参照）、円柱材から螺旋翼と軸を削りだす第三の手法（図７（Ｃ）参照）が採られる（下記特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−１３６１１１号公報
【特許文献２】特開平１０−１６６０８７号公報
【特許文献３】特開２０００−１３０９７９号公報
【特許文献４】特開平０７−２９０１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記第一の手法は、ギャザーを整然と成形することは困難であり、仕上た螺旋を正確に軸に取り付ける作業も困難である。その他、当該ギャザーや切れ目の存在は、螺旋翼の表面を流体が通過する目的での使用においては機能効率を抑制する抵抗となるという問題や、翼の肉厚を調整出来ないという問題がある。
前記第二の手法は、帯状の翼部材の歩留まりが悪く、翼部材と翼部材、翼部材と軸との接合部が脆弱である他、翼の肉厚を調整出来ないという問題がある。
前記第三の手法は、削り出しは多大な労力と時間を要することから大量生産には適さず、専用の高価な機械が必要となる他、歩留まりも悪いという問題がある。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、容易な工程を以って翼の肉厚を自由に調整できる高歩留まりで大量生産可能な螺旋構造体及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本発明による螺旋構造体は、螺旋翼とその螺旋の中心において当該螺旋翼を支持する軸を備え、前記螺旋翼は、その全長に亘って断面形状が等しく（断面積も等しい。例えば、押出成形によるもの等。）且つ可撓性を有する複数の部品条（長尺物）を、各々の連結キー（凸状に突出した連結キー及び凹状に没した連結キーを含む。）を介して一体的に組み合わせてなることを特徴とする。
【０００７】
前記螺旋翼は、その表面に適宜肉付けすべく、前記部品条の表面に、可撓性を有する単数又は複数の副部品条を、各々の連結キー又は係止キー（単数又は複数のいずれでもよい。）を介して一体的に組み合わせてなるものであってもよい。
前記係止キーは、相互に掛かり合うフックと、部品条と副部品条のフック同士が掛かり合った状態を維持する支持キーとからなるものである。
【０００８】
前記軸の表面に、前記部品条を確保する連結キーを螺旋状に備える構造を採っても良い。尚、前記連結キーとは、相連結する部品条の表面に形成され、その全長に亘って断面形状が均一な凸条又は当該凸状が嵌る溝であって、それらが相互に嵌りあうことによって、前後方向（部品条の長手方向）以外への引っ張り力による分離が不能となる様なホゾ的な機能を果たし得る断面形状を有するものである。例えば、凸条にあっては基部より先方が広がった逆台形状若しくは円形状、又は外れ止めの鉤が付された形状等である。
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明による螺旋構造体の製造方法は、螺旋翼とその中心において当該螺旋翼を支持する軸を備える螺旋構造体の製造方法であって、前記軸の表面に、部品条を確保する連結キー（アンカー）を螺旋状に設ける基礎工程と、前記軸の表面に、前記螺旋翼を構成する複数の部品条を、当該軸の表面の連結キー及び各部品条の連結キーを介して一体的に組み合わせる組立工程を経ることを特徴とする。
【００１０】
前記部品条の表面に、前記副部品条を前記連結キー又は係止キーを介して一体的に固定する肉付け工程を経る螺旋構造体の製造方法としても良い。
【００１１】
前記基礎工程は、前記軸の表面に螺旋状のアンカーを設ける工程である。即ち、前記軸の表面に、連結キーを刻設するものであっても良いし、前記軸の表面に、螺旋翼を構成する部品条を確保する連結キーを備えた部品条を固着するものであっても良い。更には、一本又は複数本横（螺旋軸の長手方向）並びに相連結した前記部品条を相互に隙間の無い螺旋状に成形し、一回転する毎に隣接する螺旋のジョイント部を介して相互に連結することによって、螺旋翼及びそのアンカーと共にそれを支持する軸を同時に形成するものであっても良い。
【発明の効果】
【００１２】
以上の如く、本発明による螺旋構造体及びその製造方法によれば、比較的容易な工程を以って、正確で、且つ螺旋翼の肉厚をはじめとする目的に応じた螺旋翼の仕様を、自由に調整することができるので、一定時間で精密な螺旋構造体を数多く提供できると共に、高歩留まりで大量生産が可能な製造方法を提供できることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による螺旋構造体の例を示す斜視図である。
【図２】本発明による螺旋構造体における螺旋翼の一例を示す、（Ａ）：断面図、（Ｂ）：分解断面図、（Ｃ）：分解側面図である。
【図３】本発明による螺旋構造体における螺旋翼の一例を示す、（Ａ）：断面図、（Ｂ）：分解断面図、（Ｃ）：分解側面図である。
【図４】本発明による螺旋構造体における螺旋翼の一例を示す、（Ａ）：断面図、（Ｂ）：分解断面図、（Ｃ）：分解側面図である。
【図５】本発明による螺旋構造体の一例を示す、（Ａ）：断面図、（Ｂ）：斜視図、（Ｃ）：螺旋翼の先端部に採用され得る部品条の断面図である。
【図６】本発明による螺旋構造体の一例を示す、（Ａ）：断面図、（Ｂ）：斜視図である。
【図７】従来の螺旋構造体の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による螺旋構造体の実施の形態を、その製造方法と共に、図面に基づき説明する。
本発明による螺旋構造体は、螺旋翼１とその中心において当該螺旋翼１を支持する軸２を備え、前記螺旋翼１が、その全長に亘って断面形状が等しく且つ可撓性を有する複数の部品条３を、各々の連結キー４又は係止キーを介して一体的に組み合わせたものである。
以下、前記螺旋翼１の螺旋の中心（以下、螺旋軸と記す。）から最も遠い部品条３を先端条３ａとする。
【００１５】
前記軸２は、その用途に応じて中空又は非中空に成形された棒体であって、軸受又は連結すべき他の軸の態様に応じた加工処理が、その端部や中間部に施される。
前記部品条３は、金属や樹脂等の素材を押し出し成型してなる断面形状が均一な部材であって、用途に応じて中空材であっても良いし、非中空材であっても良い。
【００１６】
前記部品条３の断面形状は、その素材に応じて、前記軸２の周面又は螺旋軸の周囲に、規定の距離（ピッチ）を保ちつつ（又は密着して）巻き付けられること、及び螺旋化されながら軸２の長手方向に所定量シフトする形で変形されることを前提として、それに伴う変形に耐え、且つ当該変形が加わった状態で部品条３相互の良好な連結を担保し得る形状に設定されている。
【００１７】
上記螺旋構造体は、第一の実施の形態として、前記軸２の表面に、部品条３を確保する連結キー４を螺旋状に設ける基礎工程と、前記軸２の表面に、前記螺旋翼１を構成する複数の部品条３を当該軸２の表面の連結キー４及び各部品条３の連結キー４を介して一体的に組み合わせる組立工程と、当該組立工程を経た螺旋翼１の連結部、及び当該螺旋翼１と軸２との連結部に溶接を施すなどの補強工程を経て形成される。
【００１８】
前記基礎工程は、前記軸２の表面に、前記連結キー４を刻設する手法を採っても良いし、前記連結キー４が刻設されていない軸２の表面に、前記連結キー４を備えた部品条３を固着しても良い。更には、複数の部品条５を各々の側面のジョイント部７を介して連結しつつ（以下、この複数の部品条の束を「単位束」と記す。）螺旋状に成形し、当該単位束の螺旋が一回転する毎に、当該単位束の外縁側面に付設されたジョイント部７を相互に連結することにより、軸２と連結キー６を同時に形成してもよい。
【００１９】
図１の例における螺旋翼１は、前記部品条３を上下三段構造とした例である。
当該例においては、部品条３の高さを軸から近い位置に置かれる部品条ほど低く設定し、部品条３を軸２へ巻き付けることに伴う変形量の軽減及び均一化を図っている。
当該例の部品条３は、ホゾ状の連結キー４を適宜備える（図１又は図２参照）。
【００２０】
尚、ここで連結キー４とは、相互に嵌り合う凹凸の双方を指しの凹凸は、その凸部や凹部の方向が、螺旋翼の先端に向いていても良いし螺旋軸に向いていても良い。その断面形状にあっては、先広がりとなった外れ止め措置が施されたものでも良いし、側面が平行又は先細りとなった装脱可能な者でもよく、後者にあっては、その凸部と凹部が嵌合した状態において、その両者を連通する外れ止めのピンを、側方から挿通させてもよい。
【００２１】
前記軸２の表面に螺旋状の連結キー４を刻設することによって（図１（Ａ）参照）、当該連結キー４が前記軸２の表面に所望の螺旋がＮＣ工作機械等で高精度に刻設されている限り、当該連結キー４を支点として前記螺旋翼１を比較的高精度に組み立てることができる。
更に、各部品条３の連結部に溶接等を施せば、各部品条３の長手方向のズレを防止し、当該螺旋翼１の形状維持と強度増大に寄与する。
【００２２】
図３に示す例は、前記部品条３を上下六段構造とした螺旋翼１の一例である。
当該例は、螺旋翼１全体として凹凸が比較的多い形状を採用したものであるが、上下に分割することによって、一個の部品条３の断面形状を比較的単純にすることができ、中空形状又は非中空形状のいずれにあっても対応できることとなる。
【００２３】
この例は、前記連結キー４が刻設されていない軸２の表面に、前記連結キー４を備えた部品条３を固着する例であって、溶接や接着等、種々の固着手段が比較的容易な板状の定着部３ｂを備えても良い（図３（Ｂ）参照）。
尚、当該例における連結キー４は、鍵穴状のキー孔と当該キー孔に嵌る円断面のキーとで構成される。
【００２４】
図４に示す例は、第二の実施の形態であって、前記部品条３を上下左右それぞれ複数段構造とした螺旋翼１の例である。
左右方向に連結キー４を介して部品条を組み合わせることによって、螺旋翼１を構成する各部品条３の断面形状も単純となり、用途や仕様に応じて側方への肉付けを適宜行う事も可能となる。中空形状又は非中空形状のいずれにあっても対応できることは、先に示した例と同様である。
【００２５】
図５に示す例は、第三の実施の形態であって、一本の軸２に螺旋翼１を四重に備えた螺旋構造の例である。
この例で用いられる部品条５は、軸形成部５ａと基礎部５ｂを備える。
前記部品条５の軸形成部５ａを、前記螺旋軸の長手方向に四本の部品条５を各々の側面のジョイント部７を介して連結しつつ（以下、この四本を「単位束」と記す。）螺旋状に成形し（必ずしも四本に限定されるものでなく、一本又は複数本連結したものを螺旋状に成形しても良い。）、当該単位束の螺旋が一回転する毎に、当該単位束の外縁側面に付設されたジョイント部７を相互に連結することにより、軸２と連結キー６を同時に形成する。
【００２６】
前記ジョイント部７は、複数重に側面を連結した単位束又はそれを構成する各部品条の、一方の側面に形成された凸部を、隣接する部品条の他方の側面に形成された凹部と嵌合する等、単位束又はそれを構成する各部品条が分離しない様に構成されている必要がある（図５（Ａ）参照）。
【００２７】
当該例においても、部品条３，５の高さを軸の中心から近い位置に置かれる部品条３，５ほど低く設定し、部品条３を順次部品条３，５へ巻き付けることに伴う変形量の軽減及び均一化を図っている。
当該例の部品条３は、ホゾ状又は板状の連結キー４を適宜備え（図５参照）、最も前記螺旋軸に近い前記部品条５は、その表面に板状の連結キー６を備える。
【００２８】
この例における部品条３，５は、中空構造であり、且つ当該部品条３，５を螺旋状に変形することに伴う前記連結キー４の変形を回避すべく、最も前記軸等から近い箇所で螺旋を形成する部品条５の中空部に、その天面及び底面の中央部を相互に連結する保形柱８を備えている。
尚、当該保形柱８は、前記部品条５以外の他の部品条３に設けても良く、その形態にあっても、前記目的を達成する形態を適宜選択すれば良い。
【００２９】
また、各部品条３、特に先端条３ａは、所望の部品条３と同様の形状に弾性材（例えば、ゴム材等。）を成形したものでも良い。この様に、各部品条３は、使用目的や環境に応じて、自由に選択し、また、交換することができる（図５（Ｃ）参照）。
【００３０】
図６に示す例は、第４の実施の形態であって、図５に示す例と同様に中空の部品条（その天面及び底面の中央部を相互に連結する保形柱８を備えるものを含む）３を上下四段構造とした螺旋翼１の例である。
当該例においても、部品条３の高さを軸２から近い位置に置かれる部品条３ほど低く設定し、部品条３を軸２へ巻き付けることに伴う変形量の軽減及び均一化を図っている。
当該例の部品条３は、ホゾ状又は板状の連結キー４を適宜備え（図６（Ａ）参照）、最も前記螺旋軸に近い前記部品条３は、その表面に板状の連結キー４を備える。
【００３１】
この例では更に、前記部品条３の側面（表面）に、その全長に亘って断面形状が等しく且つ可撓性を有する複数の副部品条９を、各々の前記連結キー４又は係止キーを介して一体的に組み合わせてなる。
【００３２】
当該例における前記係止キーは、螺旋翼１への所望の肉付けの為に装着すべき前記副部品条９の裏面と、当該副部品条９を支持する部品条３の側面に設けられ、相互に掛かり合うフック１０，１０と、当該部品条３と副部品条９のフック１０，１０が掛かり合った状態を維持する支持キー１１とからなる。
前記フック１０は、前記部品条３及び副部品条９の幅方向に向けて各々が掛かり合う向きで備えられ、前記部品条３の側面と副部品条９の定着面の何れかに、双方のフック１０を収容する凹部１２を設けることによって、部品条３の側面と副部品条９の定着面とが密着する。
【００３３】
また、双方のフック１０が掛かり合った状態において、掛かり合う向きとは逆方向への移動を規制する様に、当該副部品条９と密着した状態で前記支持キー１１を位置せしめ、当該支持キー１１をボルト１３で部品条３の側面に適宜固定することによって、部品条３と副部品条９双方の連結状態を維持する構造となっている。
尚、上記例では、支持キー１１をボルト止めしたが、前記連結キー４と同様に、ボルト１３に依らずに固定し得る種々の形態を持ったキーを設けても良い。例えば、他の部品条３を支持キー１１として機能させることもできる。
【符号の説明】
【００３４】
１  螺旋翼，２  軸，
３  部品条，３ａ  先端条，３ｂ  定着部，
４  連結キー，
５  部品条，５ａ  軸形成部，５ｂ  基礎部，
６  連結キー，７  ジョイント部，８  保形柱，
９  副部品条，１０  フック，１１  支持キー，１２  凹部，１３  ボルト，
【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】
2014079795.tif 000008
【図７】
2014079795.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月25日(2013.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全長に亘って断面形状が等しく且つ可撓性を有する複数の部品条を、各々の連結キーを介して一体的に組み合わせて螺旋状に成形してなることを特徴とする螺旋翼。
【請求項２】
螺旋翼と、その螺旋の中心において当該螺旋翼を支持する軸を備え、
前記螺旋翼は、その全長に亘って断面形状が等しく且つ可撓性を有する複数の部品条を、各々の連結キーを介して一体的に組み合わせ螺旋状に成形してなることを特徴とする螺旋構造体。
【請求項３】
前記螺旋翼は、前記部品条の表面に、可撓性を有する単数又は複数の副部品条を、各々の連結キー又は係止キーを介して一体的に組み合わせてなり、
当該係止キーは、相互に掛かり合うフックと、部品条と副部品条のフック同士が掛かり合った状態を維持する支持キーとからなることを特徴とする前記請求項２に記載の螺旋構造体。
【請求項４】
前記軸の表面に、前記部品条を確保する連結キーを螺旋状に備えることを特徴とする前記請求項２又は請求項３のいずれかに記載の螺旋構造体。
【請求項５】
螺旋翼とその中心において当該螺旋翼を支持する軸を備える前記請求項２に記載の螺旋構造体の製造方法であって、
前記軸の表面に、前記部品条を確保する連結キーを螺旋状に設ける基礎工程と、
前記軸の表面に、前記螺旋翼を構成する複数の部品条を前記軸の表面の連結キー及び各部品条の連結キーを介して一体的に組み合わせる組立工程を経ることを特徴とする螺旋構造体の製造方法。
【請求項６】
螺旋翼とその中心において当該螺旋翼を支持する軸を備える前記請求項３に記載の螺旋構造体の製造方法であって、
前記軸の表面に、前記部品条を確保する連結キーを螺旋状に設ける基礎工程と、
前記軸の表面に、前記螺旋翼を構成する複数の部品条を前記軸の表面の連結キー及び各部品条の連結キーを介して一体的に組み合わせる組立工程と、
前記部品条の表面に、前記副部品条を前記連結キー又は係止キーを介して一体的に固定する肉付け工程を経ることを特徴とする螺旋構造体の製造方法。
【請求項７】
前記基礎工程は、前記軸の表面に、連結キーを刻設することを特徴とする前記請求項５又は請求項６のいずれかに記載の螺旋構造体の製造方法。
【請求項８】
前記基礎工程は、前記軸の表面に、部品条を確保する連結キーを備えた部品条を固着することを特徴とする前記請求項５又は請求項６のいずれかに記載の螺旋構造体の製造方法。
【請求項９】
前記基礎工程は、部品条を確保する連結キーを備えた一本又は横並びに複数連結した部品条を相互に隙間の無い螺旋状に成形し、一回転する毎に隣接する螺旋のジョイント部を介して相互に連結することを特徴とする前記請求項５又は請求項６のいずれかに記載の螺旋構造体の製造方法。