(57)【要約】【課題】  尾翼の製造を容易化する。【解決手段】  風速を計測するためのプロペラを風向に向けるための尾翼３の製造方法であって、所定形状の型の内壁面上に強化繊維３２を配した状態で発泡材料３１を注型することによって上記尾翼３を製造する。【選択図】          図２
2005127913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風速を計測するためのプロペラを風向に向けるための尾翼の製造方法であって、
所定形状の型の内壁面上に強化繊維を配した状態で発泡材料を注型することによって前記尾翼を製造することを特徴とする尾翼の製造方法。
【請求項２】
前記プロペラが備えられる本体部と前記尾翼とを接続するための連結部を前記型で支持した状態で発泡材料を注型することによって前記尾翼と前記連結部を一体形成することを特徴とする請求項１記載の尾翼の製造方法。
【請求項３】
風速を計測するためのプロペラを風向に向けるための尾翼であって、
表層に強化繊維が配された発泡材料によって形成されていることを特徴とする尾翼。
【請求項４】
前記プロペラが備えられる本体部と前記尾翼とを接続するための連結部が一体形成されていることを特徴とする請求項３記載の尾翼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風向風速計に備えられる尾翼及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風向風速計に備えられる尾翼は、風向に対する追従性を良くするために軽量であることが要求されると共に、９０ｍ／ｓの風速に耐えられる強度を有することが義務付けられている。このような尾翼は、従来、尾翼を鉛直方向に２分したプロファイルを有する型を各々用意し、この型によってＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）樹脂を成型し、この成型体を接着剤によって貼り合せることで製造されている。この際、尾翼の軽量化を実現するべく、尾翼内部に空洞ができるようにＦＲＰ樹脂を成型している。
【０００３】
また、型によってＦＲＰ樹脂を成型する際に、型の内壁面上に強化繊維をゲルコートを介して配しこの状態でＦＲＰ樹脂を成型することによって、強化繊維を尾翼の表層に配している。このような強化繊維を尾翼の表層に配されることによって尾翼の強度が向上される。しかしながら、上述のように尾翼内部が空洞化されているため、風速９０ｍ／ｓの風速に耐えられるためには強化繊維を尾翼の表層に配するだけでは足りない。そこで、従来の尾翼においては、その内部にフレームやリブを配することによって風速９０ｍ／ｓの風速に耐えられる強度を実現している。
【特許文献１】特開２００１−１４１７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の製造方法では、一連の作業を連続して行う必要があり、熟練作業が必要である。このため、尾翼の製造コストの増加及び生産性の低下を招いている。また、上記成型体を貼り合わせる工程においては、プロペラ等が配置された風向風速計の本体部と尾翼とを接続するためのジョイントを挟み込んだ状態で成型体を貼り合せる必要がある。このため、熟練作業が可能な作業員でないとジョイントの位置合せがずれ、風向風速計の本体部と尾翼を接続した際に尾翼の鉛直性が崩れることとなる。そして、尾翼の鉛直性が崩れると、当然ながら風向風速計の本来の性能が発揮されなくなる。  
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、尾翼の製造を容易化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る尾翼の製造方法では、第１の手段として、風速を計測するためのプロペラを風向に向けるための尾翼の製造方法であって、所定形状の型の内壁面上に強化繊維を配した状態で発泡材料を注型することによって上記尾翼を製造するという構成を採用する。
【０００７】
すなわち、このような手段によれば、尾翼が発泡材料を所定形状の型によって注型されることによって製造される。したがって、例えば、ノズルを介して発泡材料を型に注入することによって尾翼が形成される。また、型の内壁面上に強化繊維を配した状態で発泡材料を注入するため、尾翼の表層に強化繊維が配される。
【０００８】
また、本発明に係る尾翼の製造方法における第２の手段として、上記第１の手段において、上記プロペラが備えられる本体部と上記尾翼とを接続するための連結部を上記型で支持した状態で発泡材料を注型することによって上記尾翼と上記連結部を一体形成するという構成を採用する。このような手段によれば、連結部が型に支持された状態で発泡材料が注型されるため、連結部が尾翼に対してずれることがない。このため、尾翼における連結部位置の再現性が確保される。
【０００９】
次に、本発明に係る尾翼では、第１の手段として、風速を計測するためのプロペラを風向に向けるための尾翼であって、表層に強化繊維が配された発泡材料によって形成されているという構成を採用する。
【００１０】
すなわち、このような手段によれば、尾翼が表層に強化繊維が配された発泡材料によって形成されているため、軽量でかつ風速に対する強度の高い尾翼とすることができる。
【００１１】
また、本発明に係る尾翼における第２の手段として、上記第１の手段において、上記プロペラが備えられる本体部と上記尾翼とを接続するための連結部が一体形成されているという構成を採用する。このような手段によれば、連結部が尾翼と一体形成されているため、本体部と尾翼を連結した際に、尾翼の鉛直性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る尾翼の製造方法によれば、熟練作業を必要とすることなく尾翼が形成されるため、尾翼の製造を容易化することが可能となる。
また、本発明に係る尾翼によれば、尾翼が表層に強化繊維が配された発泡材料によって形成されているため、軽量でかつ風速に対する強度の高い尾翼とすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係る尾翼及びその製造方法の一実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る尾翼を備える風向風速計の斜視図である。この図に示すように、プロペラ１、本体部２、尾翼３及び固定スタンド４を備えている。また、図２は、図１におけるＡ部分の断面図である。
【００１５】
プロペラ１は、風速を計測するためのものであって、本体部２の内部に位置するプロペラシャフト５（図２参照）によって、回転自在に本体部２に支持されている。このプロペラ１は、４枚の翼１ａを有しており、当該翼１ａに風を受けることによって回転する。また、図２に示すように、プロペラシャフト５の端部には、プロペラシャフト５の回転に同期して回転する回転体６が備えられている。
【００１６】
本体部２の内部には、上記プロペラシャフト５の端部に備えられた回転体６の回転を検出する検出装置（不図示）のセンサ部が配されており、この検出装置本体は、固定スタンド４の内部に配されている。そして、この固定スタンド４は、本体部２を設置面に対して水平方向に回転自在に支持する。また、固定スタンド４の内部には、当該固定スタンド４に対する本体部２の回転角度を検出する検出装置が配されている。
【００１７】
尾翼３は、プロペラ１に対して本体部２を挟んで対向配置されており、ジョイント７（連結部）によって本体部２と接続されている。このジョイント７は、図２に示すように、本体部２に対して嵌合するフランジ部７１を有している。このフランジ部７１の中央部には、後述する発泡材を流入するための流入口７２が形成されており、ジョイント７は、この流入口７２を囲みかつ図２における紙面右方向に延在する流入管７３を有している。なお、この流入管７３は、尾翼３の立ち上がり部の補強材としての機能を有している。
【００１８】
尾翼３は、図２に示すように、発泡ウレタン３１（発泡材料）、カーボンファイバ３２（強化繊維）及びゲルコート３３によって形成されている。
発泡ウレタン３１は尾翼３の大部分を構成するものであり、この発泡ウレタン３１によって尾翼３の軽量化及び撥水化が実現される。なお、発泡ウレタン３１のみで尾翼３を形成した場合には、尾翼３が９０ｍ／ｓ以上の風速に耐えることが困難となる。そこで、本実施形態に係る尾翼３の表層、すなわち発泡ウレタン３１の表面上には、尾翼３の強度を向上させるためのカーボンファイバ３２が配されている。このカーボンファイバ３２は布状に織り込まれたものであり、発泡ウレタン３１の表面上にゲルコート３３によって固着されている。この布状のカーボンファイバ３２を尾翼３の表層に配することによって、尾翼３にかかる局所的な応力が分散されるため、風速に対する尾翼３の強度を向上させることが可能となる。ゲルコート３３は、カーボンファイバ３２を発泡ウレタン３１の表面上に固着させると共に、尾翼３の表面を滑らかにするためのものである。このように、ゲルコート３３を配することによって、カーボンファイバ３２が尾翼３の表面上に露出し尾翼３の表面が粗くなることが防止される。したがって、尾翼３しいては風向風速計の風向に対する追従性が向上される。なお、実際の尾翼３は、上記ゲルコート３３上に塗装が施されている。また、図２における紙面手前側の尾翼面と紙面奥側の尾翼面は、尾翼の立ち上がり部３ａにおいて大きなフィレットによって繋げられていることが好ましい。このように、尾翼の立ち上がり部３ａに大きなフィレットを形成することによって、尾翼の立ち上がり部３ａにかかる応力を分散させ軽減させることができる。
【００１９】
このように構成された風向風速計に対して風があたると、尾翼３によってプロペラ１が風向に向けられ、プロペラ１が風速に応じて回転される。そして、プロペラ１の回転数及び本体部２の固定スタンド４に対する回転角度が検出装置によって検出され、この検出結果が例えば観測者が待機する観測所等に送られる。観測所等では、この検出結果に基づいて風向及び風速が算出される。
【００２０】
次に、図３〜図５を参照して本実施形態に係る風向風速計に備えられる尾翼３の製造方法について説明する。
【００２１】
まず、図３に示すように、尾翼を鉛直方向に２分したプロファイルを有する型８１（８）を用意する。この型８１には、図示するように、上記ジョイント７が嵌合（支持）される嵌合部９と、４隅に位置決めのための位置決め孔１０が形成されている。なお、図３においては図示していないが、この型８１と対称的なプロファイルを有する型８２（８）も用意されている。この型８２にも、型８１と同様に、ジョイント７が嵌合される嵌合部が形成されていると共に、型８１に形成された位置決め孔１０に嵌合される突出部が４隅に形成されている。
【００２２】
次に図４に示すように、型８１，８２の内壁面上に布状のカーボンファイバ３２をゲルコート３３（図４においては不図示）を介し配し、ジョイント７を嵌合部９に嵌合させた状態で型８１と型８２を嵌め合わせる。この際、型８２に形成された突出部が型８１に形成された位置決め孔１０に嵌合することによって、型８１と型８２の正確な位置合せがなされる。このように、型８１と型８２との位置合せが正確になされることによって、ジョイント７も型８に対して正確に位置合わせされる。
【００２３】
続いて、図５に示すように、ノズル１１によって、型８の内部に発泡ウレタン３１を圧入する。この際、ノズル１１の先端がジョイント７の流入口７１に挿入され、発泡ウレタン３１が流入管７３を介して型８の内部に圧入される。このように発泡ウレタン３１を流入管７３を介して型８の内部に圧入することによって、発泡ウレタン３１は型８の内部全体に充填される。したがって、流入管７３（図２参照）と型８との間にも発泡ウレタン３１が充填され、これによって、ジョイント７と発泡ウレタン３１とが一体化される。このため、尾翼３に対するジョイント７の位置を正確に位置決めすることができるので、尾翼３と本体部２を接続した場合に、尾翼３の鉛直性を確保することが可能となる。また、カーボンファイバ３２をゲルコート３３を介して型８１，８２の内壁面上に配されているため、発泡ウレタン３１の表面上にカーボンファイバ３２及びゲルコート３３が配される。
そして、発泡ウレタン３１を成型した後に、図６に示すように、型８１と型８２を分離することによって、尾翼３が完成する。
【００２４】
このようにして注型された尾翼３は、尾翼３のほぼ全部が発泡ウレタン３１によって成型されているため、従来の尾翼と比較して軽量化される。また、尾翼３内部が空洞化されないため、風速に対する尾翼３の強度を向上させることができる。これに加え、尾翼３の表層にカーボンファイバ３２が配されているため、さらなる強度の向上が可能となる。
【００２５】
このような本実施形態に係る尾翼の製造方法によれば、ノズル１１を介して発泡ウレタン３１を型に注入することによって表層にカーボンファイバ３２が配される尾翼が形成されるので、熟練作業を必要とせずに、軽量でかつ風速に対する強度の高い尾翼３を容易に製造することが可能となる。
【００２６】
また、本実施形態に係る尾翼３の製造方法によれば、従来の尾翼のように、２つの成型体を接着する必要やこれらの成型体とジョイントを接着する必要がなくなるため、接着不良による尾翼３の性能低下や搬送時における接着面の剥離等を防止することが可能となる。
【００２７】
また、本実施形態に係る尾翼３によれば、流入管７３の長さを長くすることによって、尾翼３の風に対する強度を向上させることができる。なお、流入管７３の長さを長くした場合には、尾翼３の重量が増加し、風向に対する応答性が若干低下するため、例えば、常に強風が吹く地域に風向風速計を設置するような場合に流入管７３の長さを長くすることが好ましい。
【００２８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る尾翼及びその製造方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００２９】
例えば、上記実施形態においては、発泡材料として発泡ウレタンを用いた。しかしながら、本発明に係る発泡材料はこれに限定されるものではなく、比重の軽い発泡材料であれば良い。なお、発泡材料が撥水性を有さない場合には、例えば、発泡材料の表面に撥水性のコーティング材料を配することによって尾翼３の撥水性を実現することが好ましい。
【００３０】
また、上記実施形態においては、強化繊維としてカーボンファイバを用いた。しかしながら、本発明に係る強化繊維はこれに限定されるものではなく、発泡材料の強度を向上させるものであれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係る尾翼を備える風向風速計の斜視図である。
【図２】図１におけるＡ部分の断面図である。
【図３】本実施形態に係る尾翼製造方法について説明するための図である。
【図４】本実施形態に係る尾翼製造方法について説明するための図である。
【図５】本実施形態に係る尾翼製造方法について説明するための図である。
【図６】本実施形態に係る尾翼製造方法について説明するための図である。
【符号の説明】
【００３２】
１……プロペラ
２……本体部
３……尾翼
３１……発泡ウレタン（発泡材料）
３２……カーボンファイバ（強化繊維）
３３……ゲルコート
４……固定スタンド
５……プロペラシャフト
６……回転体
７……ジョイント（連結部）
８（８１，８２）……型
９……嵌合部
１０……位置決め孔
１１……ノズル
【図１】
2005127913.tif 000003
【図２】
2005127913.tif 000004
【図３】
2005127913.tif 000005
【図４】
2005127913.tif 000006
【図５】
2005127913.tif 000007
【図６】
2005127913.tif 000008