(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、風力発電機に適する軽量のロータブレードを提供することを目的としている。【解決手段】合成樹脂縦長管体多数を、ロータブレードの縦方向に向けてブレードの横断平面形に結合するとともに、ロータブレードの形状となるように成形し、その表面に、被覆層を一体に形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂縦長管体を多数、ロータブレードの縦方向に向けて、かつブレードの横断平面形に対応させて結合するとともに、ロータブレードの形状に成形し、かつその表面に、被覆層を一体的に形成してなることを特徴とする縦軸風車のロータブレード。   
【請求項２】
前記合成樹脂縦長管体の断面形は、円、楕円、多角形、瓢箪形、凹凸形、カマボコ形その他任意であることを特徴とする請求項１に記載の縦軸風車のロータブレード。
【請求項３】
前記合成樹脂縦長管体の内部に、リブが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の縦軸風車のロータブレード。
【請求項４】
前記合成樹脂縦長管体は、断面の寸法が異なるものを複合させたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の縦軸風車のロータブレード。
【請求項５】
前記合成樹脂縦長管体は、弾力性の異なるものを複合させたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の縦軸風車のロータブレード。
【請求項６】
前記合成樹脂縦長管体は、繊維強化樹脂製であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の縦軸風車のロータブレード。
【請求項７】
前記合成樹脂縦長管体は、ロータブレードの端部における傾斜部を除く長さで主部が形成され、かつ傾斜部は主部とは別に形成して、主部と連結されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の縦軸風車のロータブレード。
【請求項８】
前記合成樹脂縦長管体相互間における空隙部に、発泡合成樹脂を詰装してなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の縦軸風車のロータブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縦軸風車のロータブレードに係り、特にブレードを多空間として軽量化した縦軸風車のロータブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
縦軸風車における縦長のブレードは、一般的に硬質合成樹脂からなり、芯体を発泡合成樹脂の成形体とし、表面に被覆層が形成されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２０６８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記、特許文献１に記載のようなブレードにおいては、発泡合成樹脂で、例えば５ｍを超えるような長さの芯体を形成することは、発泡密度の均一性や骨材の配設等の見地から困難であり、また剛性保持上の問題も大きい。
本発明は、発泡合成樹脂の芯体を使用することなく、軽量で剛性に優れた縦軸風車のロータブレードを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の具体的な内容は、次の通りである。
【０００６】
（１）合成樹脂縦長管体を多数、ロータブレードの縦方向に向けて、かつブレードの横断平面形に対応させて結合するとともに、ロータブレードの形状に成形し、かつその表面に、被覆層を一体に形成してなる縦軸風車のロータブレード。
【０００７】
（２）前記合成樹脂縦長管体の断面は、角形、円形、楕円、多角形、瓢箪形、凹凸形、カマボコ形その他任意である前記（1）に記載の縦軸風車のロータブレード。
【０００８】
（３）前記合成樹脂縦長管体の内部に、リブが形成されている前記（1）または（2）に記載の縦軸風車のロータブレード。
【０００９】
（４）前記合成樹脂縦長管体は、断面の寸法が異なるものを複合させたものである前記（1）〜（3）のいずれかに記載の縦軸風車のロータブレード。
【００１０】
（５）前記合成樹脂縦長管体は、弾力性の異なるものを複合させたものである前記（1）〜（3）のいずれかに記載の縦軸風車のロータブレード。
【００１１】
（６）前記合成樹脂縦長管体は、繊維強化樹脂製であることを特徴とする前記（1）〜（5）のいずれかに記載の縦軸風車のロータブレード。  
【００１２】
（７）前記合成樹脂縦長管体は、ロータブレードの端部における傾斜部を除く長さで主部が形成され、かつ傾斜部は主部とは別に形成して、主部と連結されている前記（1）〜（6）のいずれかに記載の縦軸風車のロータブレード。
【００１３】
（８）前記合成樹脂縦長管体相互間における空隙部に、発泡樹脂を詰装してなることを特徴とする前記（1）〜（7）のいずれかに記載の縦軸風車のロータブレード。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、次のような効果が奏せられる。
【００１５】
前記（1）に記載の発明では、合成樹脂縦長管体を多数、ロータブレードの縦方向に向けてブレードの横断平面形に結束し、ロータブレードの形状に成形するので、例えば平面長方形の管体をブレードの弦方向へ並べて連結すると、ブレードの厚さ方向への屈曲剛性に優れたものとなる。この表面に被覆層を一体に形成すると、ブレードは軽量で回転性に優れ、台風や突風による破損が生じにくい。
【００１６】
前記（2）に記載の発明において合成樹脂縦長管体の断面形は、丸、楕円、多角形、瓢箪形、凹凸形、カマボコ形その他任意であるので、目的に合う形状の管体を使用することができる。
【００１７】
前記（3）に記載の発明においては、合成樹脂縦長管体の内部にリブが形成されているので、管体が潰れにくく、剛性を維持することができる。
また、長方形の縦長管体の左右側部に複数のリブを形成し、縦長管体の長方形の側部を切除して、内方のリブを外壁として利用することによって、長方形の長さの短い縦長管体とすることができ、一個の金型で長方形の長さの異なる縦長管体を得ることができる。
【００１８】
前記（4）に記載の発明において前記合成樹脂縦長管体は、断面寸法の異なるものを複合的に使用するので、全体的な剛性の配分設定をすることができる。
【００１９】
前記（5）に記載の発明においては、合成樹脂縦長管体は、弾力性の異なる管体を複合的に使用するので、剛性の要求される位置には、弾力性の高い管体を配列させることができる。  
【００２０】
前記（6）に記載の発明においては、前記合成樹脂縦長管体は、繊維強化樹脂製であるので、管体の厚さを薄くしても、剛性に優れている。
【００２１】
前記（7）に記載の発明においては、合成樹脂縦長管体における傾斜部を除く長さで主部が形成され、かつその主部とは別に傾斜部を形成して、主部と連結されるので、作業性に優れている。        
【００２２】
前記（8）に記載の発明における合成樹脂縦長管体相互間の空隙部に、発泡樹脂を詰装してあるので、剛性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１におけるII−II線拡大横断平面図である。
【図３】図２における合成樹脂縦長管体の斜視図である。
【図４】傾斜部の製造方法を示す成形型の縦断正面図である。
【図５】取付部の取付方法を示す横断平面図である。
【図６】合成樹脂縦長管体の平面図である。
【図７】図６における合成樹脂縦長管体の連結方法を示す平面図である。
【図８】小型合成樹脂縦長管体によるブレードの製法を示す側面図である。
【図９】小型合成樹脂縦長管体による傾斜部の形成方法を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は本発明の縦軸風車のロータブレード１（以下単にブレードという）を複数備える縦軸風車の正面図である。ブレード１の主部２の上下端部には、回転主軸９方向へ向かって傾斜する傾斜部３、３が形成されている。また内側面２Ａには、回転主軸９と一体を成す支持腕10の先端に取着けるための、取付片４、４が形成されている。
【００２５】
図２は図１におけるII−II線拡大横断平面図である。ブレード１の前縁２Ｂから後縁２Ｃへかけて、弦方向に幾つかに区画し、各区画ごとに、ブレード１の厚さ方向に長い、断面長方形の合成樹脂縦長管体５が並列され、互いに結合されている。
【００２６】
図３は、合成樹脂縦長管体５（以下単に縦長管体という）の一つを示す斜視図である。この縦長管体５における内外方向の横断平面における、断面長方形の長さは、ブレード１の弦方向の、どの位置に配するかによって異なり、ブレード１の前縁２Ｂ及び後縁２Ｃにおいては、略三角形とされている。
【００２７】
各縦長管体５の前縁方向である前面５Ｃには、縦方向を向く嵌合凸条５Ａが形成され、後縁方向である後面には、嵌合凸条５Ａと嵌合する、図示しない凹条が形成されており、合成樹脂を含浸させた布を挾着し、嵌合凸条５Ａと凹条を嵌合させて接合させる。必要に応じて縦長管体５の内部に補強用のリブ５Ｅを設ける。
【００２８】
図４は、図１に示すロータブレード１の、先端の傾斜部３の製法を示す縦断正面図である。この傾斜部３に合わせた、先端部の詰まった縦長管体６を、射出成形により形成し、各縦長管体５の位置に応じた形状寸法とする。
【００２９】
主部２と接合する口部の内側に、継体７の基部を嵌合させ、必要に応じて内部に発泡合成樹脂を詰装し、継体７の先端部を主部２の先端部に嵌合させる。次いで、表面に被覆層８を形成する。
【００３０】
図５は、図２における取付部４の、取付状態を示す平面図である。取付部４の基部を、ブレード１の内部に挿入しうる挿入部４Ａとし、この挿入部４Ａに挿入時に位置する縦長管体５の前後壁５Ｃ、５Ｄが入る切込み４Ｂ、４Ｃを形成し、切込み４Ｂ、４Ｃで前後壁５Ｃ、５Ｄを接合させて固定する。
【００３１】
図６は、縦長管体５の実施例２を示す平面図である。この長方形の長さは、ブレード１の最大厚さと対応させてある。その内部には、複数のリブ５Ｅ、５Ｆ、５Ｇが設けられている。
【００３２】
この縦長管体５を複数、図７に示すように、凸条５Ａを凹条５Ｂに嵌合させて並列させる。このままでは、ブレード１の形にならないので、図７に示すように、不要なリブを除去する。
【００３３】
すなわち、図７に示すように縦長管体５の前縁２Ｂに近い箇所で、左方のリブ５Ｆ、５Ｇ及び側壁５Ｈを除去すると、図７の右側に示すように、リブ５Ｅが側壁となる。次位の縦長管体５において、リブ５Ｇと左側壁５Ｈを削除すると、図７の右側のように、リブ５Ｆが側壁となる。その次位では、内側のリブ５Ｇが新しい側壁となる。
【００３４】
このように、図７においては、４ブロックが同じ縦長管体５を使用して、不要な側壁を切除し、内側のリブを外側壁とすることができるので、個々の金型を造らずにすみ、金型代が節約される。  
【００３５】
表面における継目部分には、発泡合成樹脂を充填するとか、合成樹脂を含浸させた布を詰装するなどして平滑面とし、その表面に被覆層８を形成する。被覆層８としては、FRPが一般的であるが、弾力性のある合成樹脂を使用する。
【００３６】
ブレードの後縁２Ｃ方向の後半についても、同じ縦長管体５で、内側のリブ５Ｅの内方に、後縁方向のブレード後半の形に合うように、別のリブを形成しておくことによって、目的を達することができる。              
【００３７】
図８は、多数の小寸の縦長管体５を、ブレード１の横断面内に接合する方法を示す側面図である。２枚合わせの金型11Ａ、11Ｂのうち、下型11Ａの凹窪部12に、FRP用の合成樹脂を含浸させた布13を敷詰める。その上に、多数の小寸の縦長管体５を詰装し、かつ膨らみのある部分の形状に合わせて盛上げる。  
【００３８】
小径の縦長管体５の断面は、例えば角形、円形、楕円形、多角形、瓢箪形、凹凸形、カマボコ形、その他任意であり、その外寸は製造しようとするブレードの大きさに応じて定める。材料は弾力性に優れた熱可塑性合成樹脂が使用される。
【００３９】
成形型11に入れる前には、例えば加圧されると接着性の発現する感圧性接着剤を、各縦長管体５の表面に付着させておく。感圧性接着剤は、塗布した状態で乾燥し接着性はないが、一定の加圧を施すと接着性が発現して接着する。
【００４０】
下型11Ａにおける縦長管体５の上面に、合成樹脂を含浸させた表布13を被覆させる。その上から上型11Ｂを当てて、加圧成形をする。これによって、縦長管体５同士の表面に付着している感圧性接着剤が接着性を発現して、各縦長管体５が接着し合い、ブレード１の形状に形成される。
【００４１】
上下の金型11Ａ、11Ｂを合わせることにより加圧され、部分的に縦長管体５の形状が変形するが、近隣の縦長管体５同士の接着が強固となる。成形されたものを金型から取出して、バリを取り、表面に被覆層を形成して仕上げる。
【００４２】
図９は、ブレード１の傾斜部３を形成する方法を示す、前縁から見た正面図である。図２において前縁２Ｂと後縁２Ｃとを結ぶ直線に沿って、主部２を図９に示すように、略Ｖ状に切込み３Ａを入れる。     
【００４３】
この切込み３Ａに接着剤を塗布して、右側の先端部分を左方向に仮想線部分まで押すと、左右の先端部は接着して、図１に示すように傾斜部３が形成される。
この工程については、図８における主部２の製造後、その先端について行い、別の型により屈曲をすることによって、精度の高いものとなる。その後、表面に被覆層を形成して仕上げる。                                  
【００４４】
これによって、縦長管体５は、個々においても屈折しにくく、これが束になって接合しているので、ブレード１の厚さ方向に屈折しにくく、かつ剛性に優れて軽量なブレードが得られる。
【００４５】
縦長管体５は、様々な形状、寸法、材質や特性の異なるもの等を任意に使用することができ、また単種使用ばかりでなく、複種を混合して使用することにより、適材適所の効果を得ることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のブレードは、多空間があり軽量で、かつ剛性に優れているので、大型風車に使用して回転効率が高く、風力発電機に有利に利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１．縦軸風車のロータブレード
２．主部
２Ａ.内側面
２Ｂ.前縁
２Ｃ.後縁
３．傾斜部
３Ａ．切込み
４．取付片部
４Ａ、４Ｂ．切込み
５．合成樹脂縦長管体
５Ａ．凸条
５Ｂ．凹条
５Ｃ．前壁
５Ｄ．後壁
５Ｅ、５Ｆ、５Ｇ．リブ
６．合成樹脂縦長管体
７．継体
８．被覆層
９．風車の縦主軸
10. 支持腕
11．金型
11Ａ.下型
11Ｂ.上型
12．凹窪部
13. 表布
【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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