(57)【要約】【課題】  軽くて風向追従性に優れた簡易構造の「かざぐるま」によって低風速で効率よく回転する小型風力発電装置を提供する。【解決手段】  軽量鋼板、ＦＲＰ、合成樹脂材などよりなる薄い円形基板１０の中心部を要部５とし、その中心に回転軸７用の透孔２を、要部５の周縁部１１に欠切用の係止孔２０を６ヵ所穿設し、係止孔２０と外周縁間を円弧状に切り抜いて花弁３０が６枚よりなる換気扇状の基板１０を形成する。各花弁３０の外周縁部１１の隅部の一角に透孔２を穿設した後、基板１０の要部５を基面として６枚の花弁３０のうち３枚（奇数番）を上方に、他の３枚を下方に放物線状に折り曲げて風受け羽根４０を形成するとともに断面形状が楕円の羽根部４が２段の「かざぐるま」１を形成する。基板１０の中心の透孔２と各花弁３０の透孔２に回転軸７を挿着して軸支するとともに回転軸７を発電機Ｇに直結して風力発電装置を構成する。【選択図】  図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
素材が軽量鋼材、ＦＲＰ、合成樹脂などよりなる一枚の薄板を切り抜いて「かざぐるま」を成形する円形基板において、その中心部を要部とし、周縁部を花弁部として
（イ）基板の中心に回転軸を挿通する透孔を、また、要部の周縁部に欠切用の係止孔を中      心角θが６０度の間隔で６ヵ所穿孔すること
（ロ）係止孔より外周縁までを円弧状に切り抜いて花弁が６枚よりなる花弁部を形成する      こと
（ハ）各花弁の外周縁の隅部の一角に回転軸を挿通する透孔を穿孔すること
（ニ）６枚の花弁のうち３枚（奇数番）を上方に、他の３枚（偶数番）を下方に放物線状      に折り曲げて風受け羽根を形成し、要部の上下に羽根部を形成すること
（ホ）重ね合った上下各３枚の羽根（花弁）の透孔と基板中心の透孔に回転軸を挿通後、      所定の間隔で上下の羽根と要部を止め金具によって回転軸に固定すること。
（ヘ）断面形状が楕円の羽根部を上下に２段形成した「かざぐるま」を軸支する回転軸に      発電機を直結してなることを特徴とする全風向対応型の小型風力発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、垂直軸を有する水平回転形の風車であって、詳しくは、一枚の円形基板を切り抜いて６等分した花弁の３枚を上方に、３枚を下方に折り曲げてなる羽根により形成される羽根部が２段の「かざぐるま」によって発電する全風向型の風車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、風力発電装置として使用されている風車の形式は、その回転軸が風の流れに対して平行な水平軸形と、これに直角な垂直軸形があり、水平軸形ては、揚力を利用したプロペラ形風車やオランダ風車が、また、垂直軸形では、抗力を利用したバトル形風車やサボニウス形風車が知られているほか、垂直軸形で、揚力を利用して高速回転する特異な風車としてダリウス形風車とジャイロミル形風車が開発されているが、低風速時での起動性に乏しいことから実用化に至ってない。【０００３】  上記の風車には、それぞれ特徴があり、揚力形の水平軸形風車は、高速タイプで風車を支持する塔を高くして羽根の直径を大きくすれば高出力が得られるが、強風時に回転数や羽根の向きを制御（風向追従）する必要がある。一方、抗力形の垂直軸形風車は、低速タイプで風向に関係なく回転するが、回転数が風抗力によって高まるような形状ではないので高出力が得られないといった点に問題があった。そのため、風車を設置する場所の風況と、その発生電力の使途に応じて、これらの機種を使い分けている。【０００４】  また、本考案の「かざぐるま」式風力発電装置の羽根部と類似する形状の風車として、図５（ａ）のような「かざぐるま」（正方形の紙の四隅を切り込んで４枚の紙片を前方に折り曲げてなる羽根部を水平軸支したもので、以下、風車ともいう）が知られているほか、（ｂ）（ｃ）のような風車が開示されているが、いずれも風車による発電を全く考慮しない遊戯、観賞用に創作された玩具であり、風車に発電機と照明具などを装着してなる本風力発電装置とは、その創作の趣旨および利用分野を異にするものである。
【特許文献１】昭和６０−６９３７２公開実用新案公報
【特許文献２】特開平６−１９０１５５公開特許公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】  従来、クリ−ンエネルギ−を利用する発電事業の推進にあたっては、発電事業者と風車メ−カ−が主体による商工業ベ−スによって開発が行われてきたが、これから先、風力を利用した発電装置を創作するに当たって真に所望されることは、従来のような風車メ−カ−と買電者による風力発電規模の増容量化（大型、高出力）と発電量の逓増化などによるコストパホ−マンスを目ざすのではなく、公害等温暖化防止策による地球の自然環境と人間の生活環境との保全、調和を図ることを基本理念とするとともに自然エネルギ−利用者（市民）とのメリット享受を思考した有益かつ適切な利用方法を思策することである。
即ち、より公益性と民主性（庶民が日常生活面で容易に利用できる安直かつ簡便な物件を自分で創設し、自分でエネルギ−を持つこと）に富んだ環境に優しい風車発電装置を創作し、これを共有することが肝要で、そのための仕組が本考案の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  課題を解決する仕組みとして、本考案においては、先ず、簡便で安直な風車を創作するため、風に対して最も回転効率に優れた羽根の形状を考察の結果、昔から愛用されている玩具で、図５（ａ）のような手作りの「かざぐるま」の形状、構成、機能に着目した。
その理由は、（１）羽根の彎曲面が、揚力と抗力の両方を発生する形状なので、パワ−係数（変換効率）が高いこと。（２）構造が簡単で成形が容易であること。（３）羽根が軽量で、風により容易に回動すること。（４）羽根の素材が安直であること。（５）羽根部を上下２段構成して軸支することにより全風向に対して風車が回動するので回転効率が高いことなどである。
よって、これらの機能、特性を具備した風車構造とすることを主要な手段とした。
【考案の効果】
【０００７】  本考案の風力発電装置は、円形基板より形成した花弁（翅）６枚の３枚を上方に３枚を下方に折り曲げてなる２段の羽根部を垂直回転軸により軸支し、これと発電機とを直結した軽量かつ簡易構造の風車であり、全風向（水平及び上下斜方向）に対応する効率的な風車であるので、これを図３のように家庭の屋上に据え付けた架台に設置して自家用発電装置として利用することのほか、これが災害発生時の緊急灯源としての効果を奏する。【０００８】  常時、風が吹く山岳地の高い鉄塔や構造物の上に本風車構造の風力発電装置を設置し、発生する電気を航空標識用の障害灯などの保安施設として利用することができる。【０００９】  常時、風が吹く洋上のブイ（浮標）に本風車構造の風力発電装置を設置し、発生する電気を船舶標識用の障害灯などの保安施設として利用することができる。【００１０】  図４（ａ）のように本風車構造に照明具を装着した玩具を懐中電灯に替る非常電源とすることや、同図（ｂ）のような広告塔を、風が吹く山地で商用電源の確保が困難な森林公園や遊園地などの公共用地に設置すれば福祉、環境調和施設として効果的である。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１１】  実施形態について、以下、図面に示す符号とともに、その構成および作用を説明する。
図１は、「かざぐるま」１になしうる素材が軽量鋼材、ＦＲＰ、硬質塩化ビニ−ル板などよりなる一枚の薄板であって、直径がＤ，半径がｒの円形の基板１０の中心に回転軸７を挿通する透孔２を穿孔し、中心より半径ｒ１＝０．２ｒの圓の範囲を要部５とし、要部５の周縁部１１に欠切用係止孔２０を中心角θが６０度の間隔で６ヵ所穿孔し、係止孔２０より基板１０の外周縁までを円弧状（半径ｒ２＝０．９ｒ）に切り抜いて６枚の花弁３０よりなる花弁部３を形成し、各花弁３０の周縁部１１の一角に軸通用の透孔２を穿孔するとともに花弁３０の周縁部１１の両隅の角部の面取り（半径ｒ３＝０．２ｒ）を行う。要部５を基面にして奇数番の３枚の花弁３０を上方に、偶数番の３枚の花弁３０を下方に、それぞれを折り曲げて風受け羽根４０を形成するとともに、図２のように上下に曲げて重ね合わせた各３枚の羽根４０の透孔２と基板１０の中心の透孔２に回転軸７を挿通して軸支し、断面形状が楕円をなす羽根部４（幅がｄ、高さがｈ）が要部５の上下に２段構成された「かざぐるま」１を構成する。
【実施例１】
【００１２】  図１は、上述のように風車１を成形する円形の基板１０を示すもので、基板１０の中心に透孔２を穿孔するとともに要部５の周縁部１１に欠切用の係止孔２０を穿孔し、この係止孔２０より外周縁までを円弧状に切り抜いて花弁部３の花弁３０が６枚よりなる形状が換気扇状の基板１０を成形する。各花弁３０の外周縁部１１の隅部の一角に透孔２を穿孔し、花弁３０の周縁部１１の両角部を面取りするため両隅を円孤状に切り込んで切欠部６０を取り除く。
【実施例２】
【００１３】  図２は、花弁部３を形成する６枚の花弁３０のうち３枚を上方に、他の３枚を下方に折り曲げて花弁３０の外周縁部１１の透孔２と要部５の中心の透孔２に回転軸７を挿通し、所定の間隔ｈにて上下の羽根部４を止め金具によって回転軸７に固定し、断面形状が楕円をなす羽根部４を上下に２段形成し、高さＨの風車を軸支する。
【実施例３】
【００１４】  図３は、建造物の屋上に据え付けた架台Ｓに設置する風力発電装置を示すもので、２段式風車１の垂直回転軸７の上端の石突７０にキャップを取り付け、回転軸７を架台に装着した軸管８に挿入するとともに回転軸７の下端部と架台Ｓに設置した小型発電機Ｇの回転軸７とを接続して一般家庭に小電力を供給する分散型自家用電気設備である。
【実施例４】
【００１５】  図４（ａ）は、装飾用の玩具で、２段式風車１の回転軸７の上端の石突７０に小型照明具Ｌを装着し、回転軸７の下端に風車を保持する軸管８と把持用の柄部９とを装着し、回転軸７を軸管８内に挿入して柄部９内に挿設した直流の小型発電機Ｇの回転軸７とを接続して風車１を構成する。また、同図（ｂ）は、２段風車１を街路灯や公園の記念碑、広告塔など標識用の装飾台Ｂに装着した風車１装置で、装飾台Ｂの内部に装着した小型発電機Ｇの回転軸７と２段風車１を軸支する回転軸７とを連結するとともに２段風車１の回転軸７の上端の石突７０に照明具Ｌを取り付けた小型の風力発電兼照明装置である。
【産業上の利用可能性】
【００１６】  本考案の風車を既設鉄塔本体の各踊り場に多段装設し、これらを塔頂部より垂設の回転軸にて軸支し、その回転軸を地上設置の発電機に連結して多重風車発電装置を構成する。
これが利用価値としては、風車が軽量で装設が容易であること。風車の支持物設置に係わる横荷重としての負荷係数が小さいこと。全風向対応型で発電効率に優れていること。発生した電気を航空標識灯、夜間作業灯などの電源として利用できることなどである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】「かざぐるま」を成形する素材の円形基板。
【図２】「かざぐるま」の平面図と側面図。
【図３】「かざぐるま」式風車による屋上設置型風力発電装置。
【図４】（ａ）「かざぐるま」式風車による装飾用玩具。（ｂ）              〃            標識用装飾台。
【図５】（ａ）従来の玩具用「かざぐるま」（色紙、切り折り曲げ式）。（ｂ）      〃    風車（基板打ち抜き式）。（ｃ）      〃      風車（傾斜回転台への羽根装着式）。
【符号の説明】
【００１８】１  「かざぐるま」（風車）      １０  基板（薄板、円形）      １１  周縁部
２  透孔（回転軸用）      ２０  係止孔（欠切用）
３  花弁部      ３０  花弁
４  羽根部      ４０  羽根
５  要部
６  切断部      ６０  切欠部
７  回転軸      ７０  石突（キャップ部）
８  軸管（軸支用）
９  柄部（把持用）
Ｇ  小型発電機（直流）
Ｓ  架台
Ｂ  装飾台
Ｌ  照明具
ｒ  半径（円形基板）      ｒ１  円弧（切取り）      ｒ２  円弧（面取り）
θ  中心角（〃）
Ｈ  ２段風車の高さ      ｈ  羽根部の取付間隔
Ｄ  基板の直径      ｄ  ２段風車の直径
【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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