(57)【要約】      （修正有）【課題】風受部が破損しにくく、またコストも抑えることができる風車及び受風羽根を提供する。【解決手段】回転体軸と、この回転軸と支持アームを介して垂直方向に取り付けられた受風羽根とを有する風車であって、受風羽根の風を受ける風受部は、側面視円弧状に形成した。風受部の羽根の厚さは、羽根の中央部分から先端部近傍まで略同じ厚さでもよい。風受部の羽根の幅は、羽根の中央部分から先端部近傍まで略同じ幅となっていてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体軸と、この回転軸と支持アームを介して垂直方向に取り付けられた受風羽根とを有する風車であって、
上記受風羽根の風を受ける風受部は、側面視円弧状に形成されている、
ことを特徴とする風車。
【請求項２】
上記風受部の羽根の厚さは、羽根の中央部分から先端部近傍まで略同じ厚さとなっている、
請求項１記載の風車。
【請求項３】
上記風受部の羽根の幅は、羽根の中央部分から先端部近傍まで略同じ幅となっている、
請求項１記載の風車。
【請求項４】
上記風受部の羽根の厚さは、羽根の中央部分から先端部近傍にかけて徐々に薄くなっている、
請求項１記載の風車。
【請求項５】
上記風受部の羽根の幅は、羽根の中央部分から先端部近傍にかけて徐々に狭くなっている、
請求項１記載の風車。
【請求項６】
回転軸と支持アームを介して垂直方向に取り付けられた風車の風受羽根であって、
上記風受羽根の風を受ける風受部は、側面視円弧状に形成されている、
ことを特徴とする風受羽根。
【請求項７】
上記風受部の羽根の厚さは、羽根の中央部分から先端部近傍まで略同じ厚さとなっている、
請求項６記載の風受羽根。
【請求項８】
上記風受部の羽根の幅は、羽根の中央部分から先端部近傍まで略同じ幅となっている、
請求項６記載の風受羽根。
【請求項９】
上記風受部の羽根の厚さは、羽根の中央部分から先端部近傍にかけて徐々に薄くなっている、
請求項６記載の風受羽根。
【請求項１０】
上記風受部の羽根の幅は、羽根の中央部分から先端部近傍にかけて徐々に狭くなっている、
請求項６記載の風受羽根。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風車及びその風車の受風羽根に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から様々なタイプの風車が実用化されている。風車には大きく、横方向に回転軸を設けてこの回転軸を中心に放射状に羽根を取り付けて回転させる横軸型と、縦方向に回転軸を設け、この回転軸に対して略平行、つまり垂直方向に羽根を取り付けて回転させる縦軸型とが知られている。
【０００３】
特許文献１には、縦主軸の周囲部に、所定の間隔をおいて縦長の羽根が配設される縦軸風車において、羽根は上下端部に、縦主軸方向へ傾斜する傾斜部が形成され、羽根の弦長は、羽根の回転半径の４０％〜５５％相当範囲の寸法に設定されている縦軸風車が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、回転体の周部に垂直に装着する羽根であって、取付支持体と受風部とで構成され、受風部は、正面において左側面は縦中央部から上下方へ次第に薄く設定され、その状態で上下端縁部が左側方へ、それぞれ傾斜して傾斜部が形成され、受風部は平面において、傾斜部ともども左側前縁部が膨出形成されて、後部へかけて次第に薄く設定され、回転時に、受風部左側（内側）面前縁部域に負圧が生じて、回転推力が前方内向きにかかるように構成された、風車の受風羽根が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１８３８４号公報
【特許文献２】特開２００４−２０４８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述の特許文献１記載の風車では、羽根の上下方向中央部の１か所に支持アームを設けて固定しようとすると、この支持アーム取付位置から遠ざかるにしたがって遠心力が大きくなり、外側への力が増大して破損し易くなってしまう。そのため、特許文献１記載の風車では、回転軸と接続する支持アームを２か所に設ける構成となっており、これによりコストが上がってしまうという問題があった。
また、特許文献２記載の風車では、上下端縁部の肉薄部のみが内側に傾斜するように構成することもできるが、上下端縁部肉薄となることで破損し易くなるし、受風部中央部の垂直部分では、上述のように支持アーム取付位置から遠ざかるにしたがって遠心力が大きくなり破損のおそれがあるし、それを避けるため上下端縁部は肉薄に形成しなければならなかった。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、風受部が破損しにくく、またコストも抑えることができる風車及び受風羽根を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係る風車は、回転体軸と、この回転軸と支持アームを介して垂直方向に取り付けられた受風羽根とを有する風車であって、上記受風羽根の風を受ける風受部は、側面視円弧状に形成されていることを特徴とする
【０００９】
本発明の一の観点に係る風受羽根は、回転軸と支持アームを介して垂直方向に取り付けられた風車の風受羽根であって、上記風受羽根の風を受ける風受部は、側面視円弧状に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記風受部の風受羽根の厚さは、羽根の中央部分から先端部近傍まで略同じ厚さとなっていてもよい。
【００１１】
上記風受部の風受羽根の幅は、羽根の中央部分から先端部近傍まで略同じ幅となっていてもよい。
【００１２】
上記風受部の風受羽根の厚さは、羽根の中央部分から先端部近傍にかけて徐々に薄くなっていてもよい。
【００１３】
上記風受部の風受羽根の幅は、羽根の中央部分から先端部近傍にかけて徐々に狭くなっていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、風受部が破損しにくく、またコストも抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の本実施形態に係る風車の全体斜視図。
【図２】第１の本実施形態に係る風受羽根の側面図。
【図３】第１の本実施形態に係る風受羽根の底面図。
【図４】第１の本実施形態に係る風受羽根のA-A断面。
【図５】第１の本実施形態に係る風受羽根の回転時の状態を示した平面模式図。
【図６】第２の本実施形態に係る風車の全体斜視図。
【図７】第２の本実施形態に係る風受羽根の側面図。
【図８】第２の本実施形態に係る風受羽根の底面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明にかかる実施形態について以下図面を参照して説明する。
図１に本実施形態にかかる風車を示す。図１において、風車１は、この風車１を支持する回転軸５と、この回転軸５の上端部に取り付けられたアーム取付部４と、このアーム取付部４に取り付けられ風受羽根２を支持する支持アーム３と、この支持アーム３に取り付けられ風を受ける風受羽根２とを有している。
【００１７】
回転軸５は、風車１を支持するとともに、風車１の回転に伴って回転し、その回転を図示しない発電機などに伝達するための部材である。この回転軸５には図示しない発電機などが接続できる。
アーム取付部４は、回転軸５の先端部に取り付けられており、支持アーム３の動力を回転軸５に伝えるための部材である。このアーム取付部４は円盤状に形成されており、その中心部に回転軸５が取り付けられ、またその外周部に支持アーム３が取り付けられるようになっている。
支持アーム３は、アーム取付部４から水平方向に伸びだし、その先端部に風受羽根２を垂直方向に支持する部材である。この支持アーム３は、本例では、扁平な板状に形成されている。この支持アーム３の先端部分に風受羽根２が固定されるよう図示しないビス止め用の穴などが形成されている。
なお、風受羽根２と支持アーム３との結合はビス止めとには限らず、ビス止めでない場合は、この穴は設ける必要がない。
【００１８】
風受羽根２は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）の中空体に形成されており、図２に示すように風受け部２１と、この風受部２１の裏面側に設けられた取付指示部２３を有している。
風受部２１は、図２に示すように側面視（側面から見たときに）全体として緩やかな曲面を有する円弧状に形成されている。そのため、図１のように複数枚（３枚）の風受部２１を垂直に取り付けた状態で回転すると、その回転面が緩やかな曲面を有する紡錘形になるように形成されている。
風受部２１は、図２に示すようにその肉厚が中央部から先端部近傍までが全体的に均一となっている。
また、風受部２１の幅は、図３に示すように、中央部から両先端部近傍までが全体的に略同じ幅となっている。
【００１９】
また風受部２１は、図４及び図５に示すように、断面紡錘形状に形成されており、その一端側の肉厚が厚く、他端側は肉薄に形成されている。
そして、図５に示すように、風受羽根２の回転円周（図示一点鎖線）に対して、肉厚の一端部（先端部）が内側に向け、肉薄の他端部（後端部）が外側に傾斜するように、支持アーム３に取り付けられている。
なお、この風受羽根２は、肉厚の一端部（先端部）が内側に向けて傾斜していなくとも、肉厚の一端部（先端部）と肉薄の他端部（後端部）が回転円周上に位置していてもよい。
【００２０】
また、この例では、図３に示すように図示下側（図１の取り付けた状態では右側の内側にわずかに傾いて取り付けられた側）がわずかに深く切り欠かれ、上側（図１の取り付けた状態では右側の外側にわずかに傾いて取り付けられた側）に比べて緩やかな曲面となっている。
【００２１】
風受部２１の両先端部２２は、図２、図３に示すように切り欠かれて表面が滑らかな曲面となっている。そして、この風受羽根２の上下先端部は解放された自由端に形成されている。これにより、ダリウス型風車のように羽根の先端部同士が互いに結合されていない。
【００２２】
また、風受部２１の裏面側には、図２、図３に示すように取付支持部２３が設けられている。この取付支持部２３は風受部２１の裏面中央部から突出する凸部２３aが形成されており、その中央部には支持アーム３の先端が挿入される穴２３ｂが形成されている。そして図４に示すように、この凸部２３aに支持アーム３に風受部２１を取り付けるためのビス穴２３ｃが複数個所に（図示では４個）形成されている。このビス穴２３ｃにビスを通して、支持アーム３に固定することで、風受部２１を支持アーム３に取り付けられるようになっている。
【００２３】
上述の実施形態の風車１による作用としては、図５に示すように、風受羽根２に対して風が当たることにより、肉厚に膨らんだ先端部から肉薄の後端部に向けて気流が発生する。これにより、風受羽根２の表面が直線的な内側と、内側より表面が膨らんだ外側の気流の速さの違いにより、風受羽根２に図示のような揚力が発生する。
この揚力が、風受羽根２をその先端部側へ向けて回転する回転力として作用し、風車１全体が回転する。
風受羽根２が正面から風を受ける状態に位置する場合、飛行機の羽根と同じように、羽根の外側の気流が早くなり、負圧が発生するため風受羽根２の外側に揚力が発生し、回転力となる。
この風車１の回転が回転軸を通じて、図示しない発電機などを駆動することができる。
【００２４】
このように、本実施形態によれば、羽根全体が円弧状に形成されているため、その応力がどこか一カ所に集中することがなく、破損しにくい構造となっている。また、風受羽根２全体を円弧状としたことで、全体が曲面状に形成することで、この内部の風を逃がさず、回転力を増すことができる。
また、風受羽根２全体を円弧状としたことで、回転中心から遠ざかるにつれて遠心力が大きくなることを防止でき、その点でも破損がしにくく、コストも抑えることができる。
さらに、風受羽根２の厚さが上下方向で略同じであるため、全体的に強度を保つことができる。
【００２５】
次に第２の実施形態について説明する。図６〜図８の実施形態では、風受羽根２００の厚さを外側に行くにつれて徐々に薄くするとともに、幅も上下方向中央部から両端部に向けて徐々に狭く構成した例である。
この例では、図８に示すように、風受羽根２００は図示上端部側（図６の取り付けた状態では左側の外側にわずかに傾いて取り付けられた側）の端面は直線状に形成されており、反対側の図示下端部側（図６の取り付けた状態では右側の内側にわずかに傾いて取り付けられた側）の端面は曲線状に形成されている。
そして、その両先端部２２，２２は切り欠かれている。
その他の構成について上述の実施形態と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図６〜図８に示した例によっても、上述の第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２７】
なお、この発明は、前記実施例に限定されるものではなく、目的に沿って適宜設計変更をすることができる。
また、風受羽根２の両先端部にリングを取り付けて、羽根が損傷することを防止するようにしてもよい。
【００２８】
上述の各実施形態では、風受羽根２は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）の中空体により構成したが、アルミなどの金属または樹脂であってもよい。また風受羽根２を中実に形成でもよく任意である。
【符号の説明】
【００２９】
１      風車
２      風受羽根
３      支持アーム
４      アーム取付部
５      回転軸
【図１】
2019073993.tif 000003
【図２】
2019073993.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019073993.tif 000008
【図７】
2019073993.tif 000009
【図８】
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