(57)【要約】      （修正有）【課題】帆布翼の受風効率を高め、強風安全対策を講じ、風向翼軸と自転する帆布翼軸との伝動メンテナンス容易にした風車を提供する。【解決手段】帆布翼を縦長形状とし、横長さ：縦長さ＝１：３以上をとり、横長さは帆布翼枠長さの１．２倍以上のたるみを設け、揚力＋抗力を利用した風力を得、受風効率の高い帆を形成する。また、強風時の回転数を測定し、発電機に設けたブレーキ制御にて、ロータ回転数の調整可能な構造とする。また、ロータの下部に風向翼軸と帆布翼軸にアイドルギヤーを挟んだ遊星歯車を設けてギヤー箱に収め、遊星歯車軸と帆布翼軸の間にタイミングベルトを掛け、歯車には給油を容易にしタイミングベルト張力の調整と、ベルトの取替え容易な構造にする。更に、ロータ回転による風速変化に対し、帆布翼の自転角度を電子制御し、より高効率の受風角度を得る。また、破壊的強風時には帆布翼の自転角度を風向に対し、平行とする事により安全対策を講じる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持台（３）中央の風向翼軸（２）に公転するロータ（４）を取り付ける。該ロータ（４）内に複数の帆布翼枠（５）を設け、帆布翼枠（５）内に帆布（６）を張り、風向翼（１）を取り付けた風向翼軸（２）下部に歯車（８）を取付け、該歯車（８）を中心に帆布翼枠（５）の数のアイドルギヤー（９）を挟み遊星歯車（１０）を設け、これ等のギヤーをギヤー箱（１４）に収め、ロータ（４）の下部に取付ける。遊星歯車軸（１１）と帆布翼枠軸（７）下部にプーリ（１２，１３）を設け、プーリ（１２，１３）にタイミングベルト（１５）を取付けた自転羽根式垂直軸型風車の伝動装置。
【請求項２】
複数の各帆布翼枠（５）内に、帆布（６）を縦長形状とし、横長さ縦長さ＝１：３以上をとり、横長さは帆布翼枠（５）長さの１．２倍以上のたるみを設け、各帆布翼枠（５）の左右両側縁に固定し、上下両側縁を自由にした自転羽根式垂直軸型風車の帆布の構造。
【請求項３】
ロータ軸（１６）下端に回転センサー（１７）を取り付け、ブレーキ装置付発電機（１８）を設けた請求項２記載の、自転羽根式垂直軸型風車の強風安全対策装置。
【請求項４】
請求項１記載の伝動装置とは異なり、複数の各帆布翼枠軸（７）下部に、自転用の駆動モータ（１９）を取り付けた電子制御による伝動装置で、歯車類（８．９．１０．１１．１２．１３．１４．１５）を必要としないシンプルな構造。また請求項２記載の自転羽根式垂直軸型風車の帆布の構造、及び請求項３記載の、強風安全対策装置。
【発明の詳細な説明】
【００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小電力発生装置として、自転羽根式垂直軸型風車の帆布翼枠軸の自転する伝動装置、並びに受風羽根の構造と強風時に対する安全対策に関するものである。
【００２】
【従来の技術】
従来のこの種の発電は水平軸型としてはプロペラ式、垂直軸型としてはダリウス型風車が主流だが、どちらの風車も揚力タイプであり、その性能は風速を１０ｍ／ｓ以上でないと発揮できない。次に、弱風でも発電可能なサポニウス型風車・パドル風車・自転羽根式風車等があるが、これらの風車は抗力型風車で、周速比（ロータ周速／風速）の小さい時は良く作動するが、大きくなると作動性能が落ちる。即ち弱風時には能力を発揮し、強風時には能力を生かせない。
また、風向翼軸と自転する羽根の回転軸との伝動は、例えば特開昭５７−３７２号公報、特開昭５７−５６６７４号公報、特開平成１１−１１７８５０号公報に開示されたように両軸のプーリをタイミングベルトで直接結ぶ、又は両軸の歯車に別の歯車を挟んでの歯車伝動、又は両軸にベベルギヤーを取付けたベベルギヤー伝動が知られるが、現実的メンテナンスを考慮したものではない。
従来の自転羽根式風車は、破壊的強風時の実用的安全対策がなされていない。
【００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の自転羽根式風車は、周速比（ロータ周速／風速）の小さい時は良く作動するが、大きくなると作動性能が落ちる弱点を持つ。即ち弱風時には能力を発揮し、強風時には能力を生かせない弱点を持つ。
公知例でみると
【図３】の様に、今までの自転羽根式風車は抗力型風車で、１９５°〜３４５°の範囲では風力回転を生み出せないのみならず逆回転力として作用する。更に風車がまわってその周速が風速近くなると、風力を垂直に受ける位置の付近では全く回転力を生み出せなくなる。このことを考えると、これまでの自転羽根式風車は全く効率の悪い風車となっている。これまでの公知の帆の形状を張着した風車も抗力型で基本的には効率が悪い。
また、風向翼軸と自転する帆布翼軸の伝動に、両軸のプーリを設け、タイミングベルト伝動では、構造上伝動両軸間が離れているためタイミングベルトの延びて、タイミグのずれや、タイミングベルトの外れが起つている、また両軸の歯車に別歯車を挟んでの歯車伝動又は両軸間のベベルギヤー伝動では、騒音と、給油、メンテナンスの問題がある。
更には、破壊的強風時に対する安全対策を解決する問題が残されている。本発明は、これ等の課題を解消するためになされたものである。
【００４】
【課題を解決するための手段】
複数の各帆布翼枠（５）内に、帆布（６）を縦長形状とし、横長さ：縦長さ＝１：３以上をとり、横長さは帆布翼枠（５）長さの１．２倍以上のたるみを設ける。このようにすると帆は風を受けて横方向に膨らみ翼として働くようになる。その結果、揚力＋抗力を利用した風力を得、これまでに類を見ない受風効率の高い帆を形成することができる。
【００５】
騒音と、給油、メンテナンス等の目的を達成するために、支持台（３）の中央に風向翼軸（２）を設け、風向翼軸（２）に公転するロータ（４）内を自転する複数の帆布翼枠（５）を設ける、風向翼軸（２）の下部に歯車（８）を取付け、該歯車（８）を中心に帆布翼枠（５）の数のアイドルギヤー（９）を挟んだ遊星歯車（１０）を設ける、これ等の歯車をギヤー箱（１４）に収め、遊星歯車軸（１０）と帆布翼枠軸（７）下部にプーリ（１２），（１３）を取付け、タイミングベルト（１５）を取付け、ギヤー箱（１４）を風向翼軸（２）を中心に回転して位置を決め、タイミングベルト（１５）に張力を持たせて、ギヤー箱（１１）をロータ（４）の下部に取付ける、風向翼軸（２）と帆布翼枠軸（７）の回転比は周知の２：１で伝動する。
【００６】
ロータ軸（１６）下端に回転センサー（１７）を取り付け、ブレーキ装置付発電機（１８）を設けたものである。
【００７】
複数の帆布翼枠軸（７）下部に自転用の駆動モータ（１９）を取り付け、角度を電子制御にて最適にして、より高効率の受風角度を得る。また、破壊的強風時には帆布翼枠（５）の自転角度を風向に対し、平行とする事により安全対策を講じるものとする。
【００８】
【発明の実施の形態】
発明の実施例について図面を参照して説明する。
帆布（６）を縦長形状とし、横長さ：縦長さ＝１：３以上をとり、横長さは帆布翼枠（５）長さの１．２倍以上のたるみを設ける。このようにすると帆は風を受けて横方向に膨らみ翼として働くようになる。
【図４】の位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５，では抗力と共に揚力を生み出し、この揚力が回転力を加算する。Ｐ６，Ｐ８では抗力がマイナスとして働くが揚力がこれに打ち勝ち回転力を生む。回転力が生み出せないのは、２４０°〜３００°の狭い範囲となる。その結果、揚力＋抗力を利用した風力を得、これまでの実験の結果、周速が風速の１．８倍で回転することが確認できた。結論として、この方式では、これまでに類を見ない受風効率の高い帆を形成することができた。
【００９】
風向翼（１）を取付けた風向翼軸（２）を支持台（３）の中央に設け、風向翼軸（２）を公転するロータ（４）内に、自転する複数の帆布翼枠（５）を設け、帆布翼枠軸（７）を設けてロータ（４）内を自転する。
【０１０】
風向翼軸（２）の下部に歯車（８）を取付け、該歯車（８）を中心に帆布翼枠（５）の数のアイドルギヤー（９）を挟んだ遊星歯車（１０）を設ける、これ等の歯車をギヤー箱（１４）に収め、遊星歯車軸（１０）と帆布翼枠軸（７）下部にプーリ（１２），（１３）を取付け、タイミングベルト（１５）を取付け、ギヤー箱（１４）を風向翼軸（２）を中心に回転して位置を決め、タイミングベルト（１５）に張力を持たせて、ギヤー箱（１１）をロータ（４）の下部に取付ける、風向翼軸（２）と帆布翼枠軸（７）の回転比は周知の２：１で伝動した。
【０１１】
ロータ軸（１６）下端に回転センサー（１７）を取り付け、ブレーキ装置付発電機（１８）を設け、ロータ回転数の調整可能な構造とした。
【０１２】
複数の帆布翼枠軸（７）下部に自転用の駆動モータ（１９）を取り付け、角度を電子制御にて受風角度の調整を行う。また、破壊的強風時には帆布翼枠（５）の自転角度を風向に対し、平行とする事により安全対策を講じた。
【０１３】
ロータ（４）下部に設けた回転伝達用ギアー（２０）で発電機用ピニオン（２１）の回転を増速してブレーキ付き発電機（１８）を回転して発電した。
【０１４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようなに構成されているので、以下に記載する効果を奏する。
【０１５】
帆布（６）を縦長形状とし、横長さ：縦長さ＝１：３以上をとり、横長さは帆布翼枠（５）長さの１．２倍以上のたるみを設ける。このようにすると帆は風を受けて横方向に膨らみ翼として働くようになる。この帆布（６）形状によって、これまでのものより３〜４倍受風効率の高い帆を形成することができた。
【０１６】
ロータ軸（１６）下端に回転センサー（１７）を取り付け、ブレーキ装置付発電機（１８）を設け、ロータ回転数の調整可能な構造とし、強風時の安全対策を講じることができた。
【０１７】
風向翼軸（２）の下部に歯車（８）を取付け、該歯車（８）を中心に帆布翼枠（５）の数のアイドルギヤー（９）を挟んだ遊星歯車（１０）を設ける、これ等の歯車をギヤー箱（１４）に収め給油を容易にした。また遊星歯車軸（１０）と帆布翼枠軸（７）下部にプーリ（１２），（１３）を取付け、タイミングベルト（１５）を取付け、ギヤー箱（１４）を風向翼軸（２）を中心に回転して位置を決めして取付けることより、タイミングベルト（１５）が延びた後の張りの調整、また新規タイミングベルト（１５）の取替えが容易に出来た。
【０１８】
複数の帆布翼枠軸（７）下部に自転用の駆動モータ（１９）を取り付け、角度を電子制御にて受風角度の調整を行う。また、破壊的強風時には帆布翼枠（５）の自転角度を風向に対し、平行とする事により安全対策を講じることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例（請求項１・請求項２・請求項３）の立体図を示す。
【図２】本発明の実施例（請求項２・請求項３・請求項４）の立体図を示す。
【図３】従来の抗力型風車の風力図。
【図４】今回の自転羽根式垂直軸型風車の風力図。
【符号の説明】
（１）風向翼
（２）風向翼軸
（３）支持台
（４）ロータ
（５）帆布翼枠
（６）帆布
（７）帆布翼枠軸
（８）歯車
（９）アイドルギヤー
（１０）遊星歯車
（１１）遊星歯車軸
（１２．１３）  プーリ
（１４）ギヤー箱
（１５）タイミングベルト
（１６）ロータ軸
（１７）回転センサー
（１８）ブレーキ付発電機
（１９）自転用駆動モータ
（２０）回転伝達用ギアー
（２１）発電機用ピニオン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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