(57)【要約】【課題】羽根の数と羽根の向きを容易に変更でき、かつ、回転軸２の回転数所定値以下に抑制することができる風車装置を提供する。【解決手段】複数の羽根を備える風車装置１であって、回転軸２と、回転軸２を回転自在に支持する支持部３と、回転軸２の上部に取り付けられた第１の羽根４と、回転軸２には取り付けられず、第１の羽根４の上部に取り付けられた第２の羽根５と、回転軸２の回転数を規制する回転数規制装置７と、を備え、回転数規制装置７は、支持部３の上部に固定された外殻体７１と、回転軸２に取り付けられ、外殻体７１に収容されるブレーキ機構７３を有することで、第１の羽根４及び第２の羽根５の着脱を容易にし、回転数規制装置７により回転軸２の回転数を所定値以下に抑制する。【選択図】図１
2022003242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の羽根を備える風車装置であって、
回転軸と、
前記回転軸を回転自在に支持する支持部と、
前記回転軸の上部に取り付けられた第１の羽根と、
前記回転軸には取り付けられず、前記第１の羽根の上部に取り付けられた第２の羽根と、
前記回転軸の回転数を規制する回転数規制装置と、を備え、
前記回転数規制装置は、前記支持部の上部に固定された外殻体と、前記回転軸に取り付けられ、前記外殻体に収容されるブレーキ機構を有することを特徴とする風車装置。
【請求項２】
前記第１の羽根が中空状に形成され、平坦面状に形成された第１の平坦面部と、前記第１の平坦面部に対向し、曲面状に形成された第１の曲面部と、を有し、
前記第１の平坦面部又は前記第１の曲面部に第１の開口部が形成され、
前記第１の羽根は前記第１の開口部を開閉する第１の蓋体を有し、
前記第２の羽根が中空状に形成され、平坦面状に形成された第２の平坦面部と、前記第２の平坦面部に対向し、曲面状に形成された第２の曲面部と、を有し、
前記第２の平坦面部又は前記第２の曲面部に第２の開口部が形成され、
前記第２の羽根は前記第２の開口部を開閉する第２の蓋体を有することを特徴とする請求項１に記載の風車装置。
【請求項３】
前記ブレーキ機構は、回転体と前記回転体に回動自在に軸支された規制片と、前記規制片を付勢する付勢手段と、を備え、
前記回転軸の回転による遠心力により前記規制片が前記付勢手段の付勢力に対抗して回動し、前記外殻体と接触することで、前記回転軸の回転数を抑制することを特徴とする請求項１又は２に記載の風車装置。
【請求項４】
前記回転軸には取り付けられず、前記第２の羽根の上部に取り付けられた第３の羽根を有し、
前記第１の羽根と、前記第２の羽根と、前記第３の羽根が同一形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の風車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力原動機を構成する風車装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特に空気や水の流れを受けて回転することにより発電装置を駆動するプロペラ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載されたプロペラ装置は、シャフトと、シャフトを中心として互いに略等しい角度の間隔を開けて配置されると共に、シャフトから略直交する方向に延伸された３つのブレードユニットを備えている。また、３つのブレードユニットは、シャフトの上下方向に８段備えられており、上下に隣り合うブレードユニットは鋭角をなすように配設されている。
【０００４】
また、上下に並ぶ８段のブレードユニットは、連結板及び略螺旋状に延伸するガイドプレートにより接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３２０５０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため、一部のブレードユニットが壊れ、壊れたブレードユニットのみを交換する場合に、連結板とガイドプレートを取り外した後にブレードユニットをシャフトから取り外す必要がある。さらに、新しいブレードユニットを取り付ける場合に、シャフトに取り付けた後に連結板とガイドプレートを取り付ける必要があり、交換作業が煩雑であるという問題があった。
【０００７】
また、自然界においては、地域や風力原動機の設置場所等により風が特有の向きや強さとなることがある。また、同じ場所であっても風向きや風速は、時間によって変化する。そのような場合に、特許文献１に記載のプロペラ装置では、設置場所毎にその場所の風向や風速に合わせてブレードユニットの数を増減することや、ブレードユニットを不規則な向き（角度）とすることが困難であった。
【０００８】
さらに、風や水流等の流体の流速が著しく速い場合に、プロペラ装置自体に回転数を抑制する機構が備えられていなかった。
【０００９】
そこで、本発明は以上の問題点を解決し、羽根の数と向きの変更が容易で、かつ、風車装置自体にブレーキ機構を備えた風車装置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】
【００１０】
本発明に係る風車装置は、複数の羽根を備える風車装置であって、回転軸と、前記回転軸を回転自在に支持する支持部と、前記回転軸の上部に取り付けられた第１の羽根と、前記回転軸には取り付けられず、前記第１の羽根の上部に取り付けられた第２の羽根と、前記回転軸の回転数を規制する回転数規制装置と、を備え、前記回転数規制装置は、前記支持部の上部に固定された外殻体と、前記回転軸に取り付けられ、前記外殻体に収容されるブレーキ機構を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る風車装置は、前記第１の羽根が中空状に形成され、平坦面状に形成された第１の平坦面部と、前記第１の平坦面部に対向し、曲面状に形成された第１の曲面部と、を有し、前記第１の平坦面部又は前記第１の曲面部に第１の開口部が形成され、前記第１の羽根は前記第１の開口部を開閉する第１の蓋体を有し、前記第２の羽根が中空状に形成され、平坦面状に形成された第２の平坦面部と、前記第２の平坦面部に対向し、曲面状に形成された第２の曲面部と、を有し、前記第２の平坦面部又は前記第２の曲面部に第２の開口部が形成され、前記第２の羽根は前記第２の開口部を開閉する第２の蓋体を有する場合がある。
【００１２】
また、本発明に係る風車装置は、前記ブレーキ機構は、回転体と前記回転体に回動自在に軸支された規制片と、前記規制片を付勢する付勢手段と、を備え、前記回転軸の回転による遠心力により前記規制片が前記付勢手段の付勢力に対抗して回動し、前記外殻体と接触することで、前記回転軸の回転数を抑制する場合がある。
【００１３】
また、本発明に係る風車装置は、前記回転軸には取り付けられず、前記第２の羽根の上部に取り付けられた第３の羽根を有し、前記第１の羽根と、前記第２の羽根と、前記第３の羽根が同一形状である場合がある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、羽根の数と向きを容易に変更することができる。また、ブレーキ機構により、風車装置の回転数を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の風車装置の斜視図である。
【図２】実施例１の風車装置の正面図であり、装置ボックスのみ内部を示すため縦断面図としている。
【図３】実施例１の（Ａ）第１の羽根の斜視図、（Ｂ）第２の羽根の斜視図、（Ｃ）第３の羽根の斜視図である。
【図４】実施例１の支持部に回転軸を挿通した状態を示す斜視図である。
【図５】図１の状態から第２の羽根と第３の羽根を取り外した状態を示す風車装置の斜視図である。
【図６】図１の状態から第３の羽根を取り外した状態を示す風車装置の斜視図である。
【図７】実施例１の風車装置の平面図である。
【図８】実施例１の回転数規制装置の内部を示す斜視図である。
【図９】実施例１の回転数規制装置の内部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について、添付の図１〜図９を参照して説明する。以下に説明する実施例は、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】
【００１７】
図１〜図９は、本実施例の風車装置１を示しており、風車装置１は、回転軸２と、回転軸２を回転自在に支持する支持部３と、回転軸２に固定される第１の羽根４と、第１の羽根４に固定される第２の羽根５と、第２の羽根５に固定される第３の羽根６と、回転軸２の回転数が一定値以上とならないように規制する回転数規制装置７を有している。第１の羽根４、第２の羽根５及び第３の羽根６は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等の軽量で強度の高い材料で形成することが好ましい。支持部３は、風車装置１の設置場所である基礎部８に固定される。
【００１８】
主に図１に示すように、本実施例の回転軸２は、金属等の硬質材料により形成され、後述する装置ボックス９に挿入される下側部分以外の表面部に雄螺子を形成した雄螺子部２１を有している。回転軸２は、支持部３に形成された軸挿通孔３７，３８に挿通されるが、回転軸２が長手方向（本実施例では上下方向）に大きく移動することを規制する規制部材２２，２３が回転軸２に取り付けられている。なお、規制部材２２，２３は回転軸２に着脱可能とすることで、回転軸２の交換作業や撤去作業が容易となる。また、図示しないが、外部からの湿気、気温、衝撃、粉塵等から回転軸２を防護するカバー部材により回転軸２を被覆し、回転軸２の外部環境による劣化を抑制している。
【００１９】
主に図４に示すように、支持部３は、基礎部８に固定する固定部３１と、固定部３１から立設した立壁部３２と、立壁部３２の上端部３３から水平方向に延設された上支持板部３４と、立壁部３２の上下方向中間部３５から水平方向に延設された下支持板部３６を有している。本実施例の固定部３１と上支持板部３４と下支持板部３６は、板状に形成され、同一の方向に延設されている。固定部３１は、基礎部８に固定することができれば、任意の形状とすることができる。また、上支持板部３４と下支持板部３６も回転軸２を挿通可能であって、回転軸２を回転自在に支持することができればそれぞれ任意の形状とすることができる。すなわち、支持部３は、支持する回転軸２、第１の羽根４、第２の羽根５、第３の羽根６、回転数規制装置７等を支持できる強度を有すれば、形状や大きさは、設置場所の面積等を考慮し、適宜変更することができる。
【００２０】
上支持板部３４には回転軸２を挿通する円形の軸挿通孔３７が穿設されており、下支持板部３６にも回転軸２を挿通する円形の軸挿通孔３８が穿設されている。軸挿通孔３７の直径と軸挿通孔３８の直径は、回転軸２の直径よりも僅かに大きく形成されており、回転軸２が軸挿通孔３７と軸挿通孔３８に挿通された状態で回転する際の軸ブレを抑制している。
【００２１】
規制部材２２は、回転軸２を軸挿通孔３７，３８に挿通した状態で、上支持板部３４よりも下側の位置に配設され、規制部材２３は、下支持板部３４よりも上側の位置に配設されている。そのため、回転軸２が支持部３から抜け落ちないように支持されると共に、回転軸２の上下方向の位置決めがされる。
【００２２】
図３（Ａ）に示すように、第１の羽根４は、平面視及び底面視において、湾曲して形成された湾曲端部４１と、先細り形状に形成された先端部４２と、湾曲端部４１と先端部４２とに連続する直線状の平坦面部４３と、湾曲端部４１と先端部４２とに連続し、平坦面部４３に対向する曲線状の曲面部４４と、を有する。翼厚Ｔ１は、湾曲端部４１側が厚く、先端部４２側が薄く形成されている。そのため、第１の羽根４が湾曲端部４１側から風を受けた場合には、第１の羽根４の平坦面部４３側と曲面部４４側の圧力差が生じ、第１の羽根４が図７において右回り（時計回り）に回転し易くなっている。また、第１の羽根４は、互いに平行に対向する上面部４５と下面部４６を有している。
【００２３】
第１の羽根４は、正面視及び背面視において、翼幅Ｗ１よりも翼長Ｌ１が長い矩形状に形成されている。第１の湾曲端部である湾曲端部４１、第１の先端部である先端部４２、第１の平坦面部である平坦面部４３、第１の曲面部である曲面部４４、第１の上面部である上面部４５、第１の下面部である下面部４６は、それぞれ板状に形成されており、第１の羽根４は中空となっている。上面部４５の湾曲端部４１側には、翼幅Ｗ１方向に穿設された第１の固定具挿通孔である円形の固定具挿通孔４７が穿設されている。また、下面部４６の湾曲端部４１側には、翼幅Ｗ１方向に穿設された第２の固定具挿通孔である円形の固定具挿通孔４８が穿設されている。上面部４５と下面部４６は、固定具挿通孔４７と固定具挿通孔４８の位置、形状、大きさを含めて同一形状である。
【００２４】
平坦面部４３には、後述する第１の羽根固定具と第２の羽根固定具を取り付けるための開口部４９が形成されている。第１の開口部である開口部４９は、第１の蓋体である蓋体５０により開閉可能となっている。開口部４９は、作業者が手や体を第１の羽根４の内部に入れて第１の羽根固定具と第２の羽根固定具の着脱が可能であれば、所望の形状、大きさとすることができる。また、開口部４９は、湾曲端部４１、曲面部４４、上面部４５、又は下面部４６の何れかに形成してもよい。本実施例の開口部４９と蓋体５０は、矩形状に形成されており、蓋体５０は平坦面部４３から取り外すことができ、ビス等の固定手段（図示せず）により平坦面部４３に固定可能となっているが、例えば、蓋体５０の一辺をヒンジ（図示せず）により平坦面部４３に取り付け、他辺をビス等の固定手段（図示せず）により平坦面部４３に固定可能とし、蓋体５０が平坦面部４３から取り外すことができないようにしてもよい。開口部４９は蓋体５０により完全に閉塞され、蓋体５０の外表面５０Ａは平坦面部４３の外表面４３Ａと面一となっている。
【００２５】
図３（Ｂ）に示すように、第２の羽根５は、第１の羽根４と同一形状を有し、平面視及び底面視において、湾曲して形成された湾曲端部５１と、先細り形状に形成された先端部５２と、湾曲端部５１と先端部５２とに連続する直線状の平坦面部５３と、湾曲端部５１と先端部５２とに連続し、平坦面部５３に対向する曲線状の曲面部５４と、を有する。翼厚Ｔ２は、湾曲端部５１側が厚く、先端部５２側が薄く形成されている。そのため、第２の羽根５が湾曲端部５１側から風を受けた場合には、第２の羽根５の平坦面部５３側と曲面部５４側の圧力差が生じ、第２の羽根５が図７において右回り（時計回り）に回転し易くなっている。また、第２の羽根５は、互いに平行に対向する上面部５５と下面部５６を有している。
【００２６】
第２の羽根５は、正面視及び背面視において、翼幅Ｗ２よりも翼長Ｌ２が長い矩形状に形成されている。第２の湾曲端部である湾曲端部５１、第２の先端部である先端部５２、第２の平坦面部である平坦面部５３、第２の曲面部である曲面部５４、第２の上面部である上面部５５、第２の下面部である下面部５６は、それぞれ板状に形成されており、第２の羽根５は中空となっている。上面部５５の湾曲端部５１側には、翼幅Ｗ２方向に穿設された第３の固定具挿通孔である円形の固定具挿通孔５７が穿設されている。また、下面部５６の湾曲端部５１側には、翼幅Ｗ２方向に穿設された第４の固定具挿通孔である円形の固定具挿通孔５８が穿設されている。上面部５５と下面部５６は、形状、大きさ、固定具挿通孔５７と固定具挿通孔５８の位置が同一である。
【００２７】
平坦面部５３には、後述する第２の羽根固定具と第３の羽根固定具を取り付けるための開口部５９が形成されている。第２の開口部である開口部５９は、第２の蓋体である蓋体６０により開閉可能となっている。開口部５９は、作業者が手や体を第２の羽根５の内部に入れて第２の羽根固定具と第３の羽根固定具の着脱が可能であれば、所望の形状、大きさとすることができる。また、開口部５９は、湾曲端部５１、曲面部５４、上面部５５又は下面部５６の何れかに形成してもよい。本実施例の開口部５９と蓋体６０は、矩形状に形成されており、蓋体６０は平坦面部５３から取り外すことができ、ビス等の固定手段（図示せず）により平坦面部５３に固定可能となっているが、例えば、蓋体６０の一辺をヒンジ（図示せず）により平坦面部５３に取り付け、他辺をビス等の固定手段（図示せず）により平坦面部５３に固定可能とし、蓋体６０が平坦面部５３から取り外すことができないようにしてもよい。開口部５９は蓋体６０により完全に閉塞され、蓋体６０の外表面６０Ａは平坦面部５３の外表面５３Ａと面一となっている。
【００２８】
図３（Ｃ）に示すように、第３の羽根６は、第１の羽根４及び第２の羽根５と同一形状を有し、平面視及び底面視において、湾曲して形成された湾曲端部６１と、先細り形状に形成された先端部６２と、湾曲端部６１と先端部６２とに連続する直線状の平坦面部６３と、湾曲端部６１と先端部６２とに連続し、平坦面部６３に対向する曲線状の曲面部６４と、を有する。翼厚Ｔ３は、湾曲端部６１側が厚く、先端部６２側が薄く形成されている。そのため、第３の羽根６が湾曲端部６１側から風を受けた場合には、第３の羽根６の平坦面部６３側と曲面部６４側の圧力差が生じ、第３の羽根６が図７において右回り（時計回り）に回転し易くなっている。また、第３の羽根６は、互いに平行に対向する上面部６５と下面部６６を有している。
【００２９】
第３の羽根６は、正面視及び背面視において、翼幅Ｗ３よりも翼長Ｌ３が長い矩形状に形成されている。第３の湾曲端部である湾曲端部６１、第３の先端部である先端部６２、第３の平坦面部である平坦面部６３、第３の曲面部である曲面部６４、第３の上面部である上面部６５、第３の下面部である下面部６６は、それぞれ板状に形成されており、第３の羽根６は中空となっている。下面部６６の湾曲端部６１側には、翼幅Ｗ３方向に穿設された第６の固定具挿通孔である円形の固定具挿通孔６８が穿設されている。上面部６５と下面部６６は、固定具挿通孔の有無以外、形状、大きさが同一である。なお、本実施例では、第３の羽根６が最上部に配設される羽根であるため、上面部６５に固定具挿通孔（図示せず）が穿設されていないが、第３の羽根６の上方にさらに羽根を設ける場合には、上面部６５の湾曲端部６１側に、翼幅Ｗ３方向に穿設された第５の固定具挿通孔として円形の固定具挿通孔を穿設すればよい。また、製造コストを考慮し、第３の羽根６の形状を第１の羽根４及び第２の羽根５の形状と完全同一にし、上面部６５に固定具挿通孔を形成した後、当該固定具挿通孔を閉塞部材（図示せず）により閉塞してもよい。
【００３０】
平坦面部５３には、後述する第３の羽根固定具を取り付けるための開口部５９が形成されている。第３の開口部である開口部５９は、第３の蓋体である蓋体６０により開閉可能となっている。開口部５９は、作業者が手や体を第３の羽根６の内部に入れて第３の羽根固定具の着脱が可能であれば、所望の形状、大きさとすることができる。また、開口部６９は、湾曲端部６１、曲面部６４、上面部６５、又は下面部６６の何れかに形成してもよい。本実施例の開口部５９と蓋体６０は、矩形状に形成されており、蓋体６０は平坦面部５３から取り外すことができ、ビス等の固定手段（図示せず）により平坦面部５３に固定可能となっているが、例えば、蓋体６０の一辺をヒンジ（図示せず）により平坦面部５３に取り付け、他辺をビス等の固定手段により平坦面部５３に固定可能とし、蓋体６０が平坦面部５３から取り外すことができないようにしてもよい。開口部５９は蓋体６０により完全に閉塞され、蓋体６０の外表面６０Ａは平坦面部５３の外表面５３Ａと面一となっている。
【００３１】
回転数規制装置７は、有底円筒形状の外殻体７１と、外殻体７１の上側の開口を開閉する蓋部材７２と、外殻体７１の内部に配設されたブレーキ機構７３と、を備えている。
【００３２】
外殻体７１は、底部７４の中心部に回転軸２を挿通する底部貫通孔７４Ａが穿設されている。蓋部材７２は、円板状に形成され、中心部に回転軸２を挿通する蓋貫通孔（図示せず）が穿設されている。蓋部材７２は、外殻体７１の内部に配設されたブレーキ機構７３を風雨や太陽光による劣化を抑制するものである。
【００３３】
ブレーキ機構７３は、回転軸２に軸支されており、回転軸２と共に回転するようになっている。ブレーキ機構７３は、上側の円板部７５Ａと、下側の円板部７５Ｂと、円板部７５Ａと円板部７５Ｂに固定された軸部材７６Ａ，７６Ｂと、軸部材７６Ａ，７６Ｂにより円板部７５Ａと円板部７５Ｂに回動自在に軸支された規制片７７Ａ、７７Ｂと、規制片７７Ａ、７７Ｂを付勢する付勢手段である圧縮コイルばね７８Ａ，７８Ｂと、圧縮コイルばね７８Ａ，７８Ｂを円板部７５Ａと円板部７５Ｂに固定するばね取付部７９Ａ，７９Ｂを有している。
【００３４】
回転体としての円板部７５Ａと円板部７５Ｂは、中心部に貫通孔８０Ａ，８０Ｂを有する円板状に形成され、同一形状を有している。円板部７５Ａと円板部７５Ｂは、互いに平行になるように回転軸２に固定され、円板部７５Ａと円板部７５Ｂとの間には隙間が形成されている。
【００３５】
軸部材７６Ａと軸部材７６Ｂは、円柱状に形成され、同一形状を有している。軸部材７６Ａ，７６Ｂの上部分は円板部７５Ａに連結され、軸部材７６Ａ，７６Ｂの下部分は円板部７５Ｂに連結されている。軸部材７６Ａと軸部材７６Ｂは、円板部７５Ａと円板部７５Ｂの貫通孔８０Ａ，８０Ｂを中心として点対象の位置に配設されている。そのため、規制片７７Ａと規制片７７Ｂも円板部７５Ａと円板部７５Ｂの貫通孔８０Ａ，８０Ｂを中心として点対象の位置に配設されている。
【００３６】
規制片７７Ａと規制片７７Ｂは、略三角形板状に形成され、同一形状を有している。規制片７７Ａは軸部材７６Ａに回動自在に軸支され、規制片７７Ｂは軸部材７６Ｂに回動自在に軸支されている。規制片７７Ａと規制片７７Ｂは、円板部７５Ａと円板部７５Ｂの隙間に配設されている。規制片７７Ａ、７７Ｂは、大部分が円板部７５Ａと円板部７５Ｂの間に位置した状態の最内位置（図８に示す位置）から、大部分が円板部７５Ａと円板部７５Ｂの間から露出した状態の最外位置（図９に示す位置）までの範囲内で、軸部材７６Ａ，７６Ｂを中心に回動することができるようになっている。規制片７７Ａ，７７Ｂは、最外位置のときに、外殻体７１に当接する。
【００３７】
ばね取付部７９Ａとばね取付部７９Ｂは、円柱状に形成され、同一形状を有している。ばね取付部７９Ａ，７９Ｂの上部分は円板部７５Ａに連結され、ばね取付部７９Ａ，７９Ｂの下部分は円板部７５Ｂに連結されている。ばね取付部７９Ａとばね取付部７９Ｂは、円板部７５Ａと円板部７５Ｂの貫通孔８０Ａ，８０Ｂを中心として点対象の位置に配設されている。圧縮コイルばね７８Ａ，７８Ｂは、それぞれ一端側がばね取付部７９Ａ，７９Ｂに取り付けられ、他端側が規制片７７Ａ，７７Ｂに取り付けられている。
【００３８】
規制片７７Ａ，７７Ｂは、圧縮コイルばね７８Ａ，７８Ｂにより、最内位置方向に付勢されており、回転軸２の回転に伴ってブレーキ機構７３が回転することにより、規制片７７Ａ，７７Ｂには圧縮コイルばね７８Ａ，７８Ｂの付勢力に対抗する方向に遠心力が生じ、遠心力が付勢力よりも大きくなることで規制片７７Ａ，７７Ｂが最外位置方向へ軸部材７６Ａ，７６Ｂを中心に回動する。遠心力により規制片７７Ａ，７７Ｂが最外位置まで回動し外殻体７１に当接することで、ブレーキ機構７３の回転を減速させる方向に抵抗力が生じ、ブレーキ機構７３の回転数を所定値以下に規制することができる。ブレーキ機構７３の回転数が低下すると、規制片７７Ａ，７７Ｂに生じる遠心力が低下し、規制片７７Ａ，７７Ｂが圧縮コイルばね７８Ａ，７８Ｂの付勢力により最内位置方向に回動し、規制片７７Ａ，７７Ｂが外殻体７１から離れる。このように、ブレーキ機構７３の回転数が所定値以上となると、規制片７７Ａ，７７Ｂが外殻体７１に当接するブレーキ構造とすることで、ブレーキ機構７３の回転数が所定値よりも大きくなることを防止することができる。
【００３９】
ここで、風車装置１の組み立て方法について説明する。まず、基礎部８に支持部３を固定する。次に、回転軸２を支持部３の軸挿通孔３７，３８に挿通する。このとき、回転軸２に規制部材２２，２３を取り付ける。次に、外殻体７１の底部貫通孔７４Ａに回転軸２を挿通し、上支持板部３４の上面に外殻体７１の底部７７を当接させ、ボルトとナット等の固定具（図示せず）により外殻体７１を支持部３に固定する。次に、予め組み立てたブレーキ機構７３を外殻体７１の内部に配置する。このとき、回転軸２を貫通孔８０Ａ，８０Ｂに挿通し、ブレーキ機構７３を回転軸２に固定する。ブレーキ機構７３の上側に回転軸２に挿通したナット８１Ａとワッシャ８２Ａを配設し、ブレーキ機構７３の下側にもワッシャ８２Ｂとナット８１Ｂを配設する。すなわち、ブレーキ機構固定具であるナット８１Ａ及びワッシャ８２Ａと、ブレーキ機構固定具であるワッシャ８２Ｂ及びナット８１Ｂによりブレーキ機構７３を挟持する。このとき、外殻体７１の底部７４とブレーキ機構７３との間には、ワッシャ８２Ｂとナット８１Ｂの厚みよりも大きい隙間が形成される。ブレーキ機構７３を取り付けた後に、蓋部材７２の蓋貫通孔に回転軸２を挿通して外殻体７１に蓋部材７２を取り付け、外殻体７１の上側の開口を閉塞する。
【００４０】
次に、第１の羽根４の固定具挿通孔４８に回転軸２を挿通する。このとき、下面部４６の上側に回転軸２を挿通したナット８１Ｃとワッシャ８２Ｃを配設し、下面部４６の下側に回転軸２を挿通したワッシャ８２Ｄとナット８１Ｄを配設する。ナット８１Ｃとワッシャ８２Ｃは、第１の羽根４の内側に配設され、ナット８１Ｃ及びワッシャ８２Ｃと、ワッシャ８２Ｄ及びナット８１Ｄにより、下面部４６を挟持することで、第１の羽根４を回転軸２に固定する。この状態が図５に示す状態である。なお、本実施例では、ナット８１Ｃ，８１Ｄと、ワッシャ８２Ｃ，８２Ｄが第１の羽根固定具である。
【００４１】
次に、第１の羽根４の固定具挿通孔４７と、第２の羽根５の固定具挿通孔５８に上側からボルト８３Ａを挿通する。このとき、第１の羽根４の上面部４５の上側にボルト８３Ａを挿通したナット８１Ｅとワッシャ８２Ｅを配設し、上面部４５の下側にボルト８３Ａを挿通したワッシャ８２Ｆとナット８１Ｆを配設する。そして、第１の羽根４の外側に配設されたナット８１Ｅ及びワッシャ８２Ｅと、第１の羽根４の内側に配設されたワッシャ８２Ｆ及びナット８１Ｆにより上面部４５を挟持する。また、第２の羽根５の下面部５６の上側にボルト８３Ａを挿通したワッシャ８２Ｇを配設し、下面部５６の下側にボルト８３Ａを挿通したワッシャ８２Ｈとナット８１Ｈを配設する。そして、第２の羽根５の内側に配設されたボルト８３Ａの頭部８４Ａ及びワッシャ８２Ｇと、第２の羽根５の外側に配設されたワッシャ８２Ｈ及びナット８１Ｈにより下面部５６を挟持する。これにより、第２の羽根５が回転軸２と第１の羽根４に固定される。この状態が図６に示す状態である。なお、本実施例では、ナット８１Ｅ，８１Ｆ，８１Ｈと、ワッシャ８２Ｅ，８２Ｆ，８２Ｇ，８２Ｈと、ボルト８３Ａが第２の羽根固定具である。
【００４２】
次に、第３の羽根６の固定具挿通孔６８と、第２の羽根５の固定具挿通孔５７に上側からボルト８３Ｂを挿通する。このとき、第２の羽根５の上面部５５の上側にボルト８３Ｂを挿通したナット８１Ｉとワッシャ８２Ｉを配設し、上面部５５の下側にボルト８３Ｂを挿通したワッシャ８２Ｊとナット８１Ｊを配設する。そして、第２の羽根５の外側に配設されたナット８１Ｉ及びワッシャ８２Ｉと、第２の羽根５の内側に配設されたワッシャ８２Ｊ及びナット８１Ｊにより上面部５５を挟持する。また、第３の羽根６の下面部６６の上側にボルト８３Ｂを挿通したワッシャ８２Ｋを配設し、下面部５６の下側にボルト８３Ａを挿通したワッシャ８２Ｌとナット８１Ｌを配設する。そして、第３の羽根６の内側に配設されたボルト８３Ｂの頭部８４Ｂ及びワッシャ８２Ｇと、第３の羽根６の外側に配設されたワッシャ８２Ｌ及びナット８１Ｌにより下面部６６を挟持する。これにより、第３の羽根６が回転軸２と第２の羽根５に固定される。この状態が図１に示す状態である。なお、本実施例では、ナット８１Ｉ，８１Ｊ，８１Ｌと、ワッシャ８１Ｉ、８１Ｊ、８１Ｋ、８１Ｌと、ボルト８３Ｂが第３の羽根固定具である。
【００４３】
図７に示すように、平面視において、第１の羽根４と第２の羽根５は、水平方向に１２０°向きをずらした位置に固定され、第３の羽根６は、第１の羽根４と第２の羽根５に対して、水平方向に１２０°向きをずらした位置に固定されている。
【００４４】
本実施例では、回転軸２と第１の羽根４との固定に第１の羽根固定具であるナット８１Ｃ，８１Ｄ、ワッシャ８２Ｃ，８２Ｄを使用しているが、第１の羽根４を回転軸２に固定可能であれば、他の固定方法を用いてもよい。また、第１の羽根４と第２の羽根５との固定に第２の羽根固定具であるナット８１Ｅ，８１Ｆ，８１Ｈ、ワッシャ８２Ｅ，８２Ｆ，８２Ｇ，８２Ｈ、ボルト８３Ａを使用しているが、第２の羽根５を第１の羽根４に固定可能であれば、他の固定方法を用いてもよい。また、第２の羽根５と第３の羽根６との固定に第３の羽根固定具であるナット８１Ｉ，８１Ｊ，８１Ｌ、ワッシャ８１Ｉ、８１Ｊ、８１Ｋ、８１Ｌ、ボルト８３Ｂを使用しているが、第３の羽根６を第２の羽根５に固定可能であれば、他の固定方法を用いてもよい。
【００４５】
ボルト８３Ａ及びボルト８３Ｂは、回転軸２の延長線上に配置される。また、軸挿通孔３７の中心、軸挿通孔３８の中心、固定具挿通孔４７の中心、固定具挿通孔４８の中心、固定具挿通孔５７の中心、固定具挿通孔５８の中心、固定具挿通孔６８の中心、底部貫通孔７４Ａの中心及び蓋貫通孔の中心は、同軸上に位置する。なお、ここで記載した風車装置１の組み立て方法は一例にすぎず、第１の羽根４を回転軸２に固定した後に回転軸２を支持部３に取り付け、その後、第２の羽根５と第３の羽根６を取り付ける等、任意の手順で組み立てることができる。
【００４６】
本実施例では、風車装置１を構成する羽根として、第１の羽根４、第２の羽根５及び第３の羽根６の３つの羽根を用いているが、図６に示す第１の羽根４と第２の羽根５の２つの羽根を用いたものや、第３の羽根６の上側に第４の羽根（図示せず）を取り付け、４つの羽根を用いたものや、５つ以上の羽根を用いたものであってもよい。
【００４７】
図２に示すように、回転軸２の下側端部は、基礎部８に載置された装置ボックス９内に挿入されている。装置ボックス９内には、増速機１０、発電機１１、ブレーキ装置１２等が配設されている。回転軸２の下側端部は、増速機１０に接続されており、風車装置１の第１の羽根４、第２の羽根５及び第３の羽根６が風の抗力を受けることで回転軸２が回転し、増速機１０で回転軸２の回転数を発電機１１が必要とする回転数まで高め、動力伝達軸１３で増速機１０と接続された発電機１１により発電する。また、ブレーキ装置１２により回転軸２及び動力伝達軸１３の回転を減速・停止させることができるようになっている。発電した電気はケーブル１４により送電される。
【００４８】
以上のように、本実施例の風車装置１は、複数の羽根を備える風車装置１であって、回転軸２と、回転軸２を回転自在に支持する支持部３と、回転軸２の上部に取り付けられた第１の羽根４と、回転軸２には取り付けられず、第１の羽根４の上部に取り付けられた第２の羽根５と、回転軸２の回転数を規制する回転数規制装置７と、を備え、回転数規制装置７は、支持部３の上部に固定された外殻体７１と、回転軸２に取り付けられ、外殻体７１に収容されるブレーキ機構７３を有する。これにより、第２の羽根５は回転軸２に取り付ける必要がなく、第１の羽根４にのみ取り付ければよいため、第２の羽根５の着脱作業が容易となる。また、第１の羽根４に対する第２の羽根５の水平方向の向きを所望の向きとすることができる。また、第２の羽根５の水平方向の向きの変更が容易であるため、風車装置１を設置する場所の風向きや風速等を考慮し、適時、容易に変更することができる。また、第２の羽根５の上側に第３の羽根６、その上側に第４の羽根、その上側に第５の羽根（図示せず）、というように羽根の数を容易に増やすことができる。このとき、回転軸２の長さを変更する必要がないことも長所である。
【００４９】
また、本実施例の風車装置１は、第１の羽根４が中空状に形成され、平坦面状に形成された平坦面部４３と、平坦面部４３に対向し、曲面状に形成された曲面部４４と、を有し、平坦面部４３又は曲面部４４に開口部４９が形成され、第１の羽根４は開口部４９を開閉する蓋体５０を有し、第２の羽根５が中空状に形成され、平坦面状に形成された平坦面部５３と、平坦面部５３に対向し、曲面状に形成された曲面部５４と、を有し、平坦面部５３又は曲面部５４に開口部５９が形成され、第２の羽根５は開口部５９を開閉する蓋体６０を有することにより、蓋体５０，６０を取り外して開口部４９，５９を開口することで、第１の羽根４と第２の羽根５の着脱作業を行う際に、開口部４９，５９から手や体を第１の羽根４と第２の羽根５の内部に入れて、第１の羽根固定具、第２の羽根固定具及び第３の羽根固定具の着脱を行うことができる。
【００５０】
また、本実施例の風車装置１は、ブレーキ機構７３は、円板部７４Ａ，７４Ｂと円板部７４Ａ，７４Ｂに回動自在に軸支された規制片７７Ａ，７７Ｂと、規制片７７Ａ，７７Ｂを付勢する圧縮コイルばね７８Ａ，７８Ｂと、を備え、回転軸２の回転による遠心力により規制片７７Ａ，７７Ｂが圧縮コイルばね７８Ａ，７８Ｂの付勢力に対抗して回動し、外殻体７１と接触することで、回転軸２の回転数を抑制することにより、風車装置１自体で、回転軸２の回転数が所定値以上となることを防止することができる。
【００５１】
また、本実施例の風車装置１は、回転軸２には取り付けられず、第２の羽根５の上部に取り付けられた第３の羽根６を有し、第１の羽根４と、第２の羽根５と、第３の羽根６が同一形状であることにより、第１の羽根４と、第２の羽根５と、第３の羽根６の風を受ける面積を均等とすることができる。また、第１の羽根４と、第２の羽根５と、第３の羽根６の向きを水平方向に等間隔とすることにより、水平方向の何れの方向からの風も受けることができる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形実施が可能である。例えば、支持部３の高さを変更可能とし、第１の羽根４、第２の羽根５及び第３の羽根６の高さ方向（上下方向）の位置を調整可能としてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１  風車装置
２  回転軸
３支持部
４  第１の羽根（羽根）
５  第２の羽根（羽根）
６  第３の羽根（羽根）
７  回転数規制装置
４３  平坦面部（第１の平坦面部）
４４  曲面部（第１の曲面部）
４９  開口部（第１の開口部）
５０  蓋体（第１の蓋体）
５３  平坦面部（第２の平坦面部）
５４  曲面部（第２の曲面部）
５９  開口部（第２の開口部）
６０  蓋体（第２の蓋体）
７１  外殻体
７３  ブレーキ機構
７５Ａ  円板部（回転体）
７５Ｂ  円板部（回転体）
７７Ａ  規制片
７７Ｂ  規制片
７８Ａ  圧縮コイルばね（付勢手段）
７８Ｂ  圧縮コイルばね（付勢手段）
【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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