(57)【要約】【課題】  その課題は、加工精度の均一性を維持でき、翼線に沿った断面形状が同一でなくても容易に対応可能な風力発電機の翼形状成型方法を提供することである。更には、少量生産に向き、低コストで短納期にも対応可能な風力発電機の翼形状成型方法を提供することである。【解決手段】  薄板金属を所定の寸法に裁断する工程と、この裁断された薄板金属を用いて、成型されるべき翼形状よりも小さく、かつ、粗い翼形状の金属シェル１を作製する工程と、翼形状が内面に形成された木型２に金属シェル１を挿入する工程と、金属シェル１の内部に発泡ウレタンを注入する工程と、この発泡ウレタンを発泡させ金属シェル１の外形を木型２の内面に沿わせる工程と、木型２から翼形状に成型された金属シェル１を取り出す工程とを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板金属を所定の寸法に裁断する工程と、
この裁断された薄板金属を用いて、成型されるべき翼形状よりも小さく、かつ、粗い翼形状の金属シェルを作製する工程と、
翼形状が内面に形成された型に前記金属シェルを挿入する工程と、
金属シェルの内部に発泡体を注入する工程と、
この発泡体を発泡させ金属シェルの外形を前記型の内面に沿わせる工程と、
型から翼形状に成型された金属シェルを取り出す工程とを有する風力発電機の翼形状成型方法。
【請求項２】
型は木型であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法により成型された風力発電機の翼。
【請求項４】
請求項1又は２に記載の方法により成型された翼を有する風力発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電機に使用される翼を成型するための成型方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型風力発電機に使用される翼の断面形状は、図３（ｂ）に示すような形状を有している。かかる形状の翼を作製・製造する方法として、次のようないくつかの方法がある。
（１）木材を削り出す方法
（２）ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）などの樹脂成型で製造する方法
（３）アルミニウムなどの金属の溶接・リベット止めにより製造する方法
（４）木材・アルミニウムなどの骨材にアルミニウム等をカバーリングして製造する方法
（５）アルミニウム等を押し出し成型して製造する方法
しかしながら、これらの各方法には、次のような問題点がある。（１）については、加工精度の均一性を維持するのが難しく、材質の関係から湿気に弱く、耐久性も乏しいという問題点がある。（２）については、樹脂成型用の金型は非常に高価であり、少量生産には不向きという問題点がある。（３）については、加工工程が多く、コストや納期の点や、翼の重量が重くなるという問題点もある。（４）は翼の形状は（３）に比べると軽くなるが、加工工程については更に多くなり、コストや納期の問題点が残る。（５）は、翼線に沿った断面形状が同一の翼しかできず、金型も必要とし少量生産には不向きである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、加工精度の均一性を維持でき、翼線に沿った断面形状が同一でなくても容易に対応可能な風力発電機の翼形状成型方法を提供することである。
【０００４】
更には、少量生産に向き、低コストで短納期にも対応可能な風力発電機の翼形状成型方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため本発明に係る風力発電機の翼形状成型方法は、
薄板金属を所定の寸法に裁断する工程と、
この裁断された薄板金属を用いて、成型されるべき翼形状よりも小さく、かつ、粗い翼形状の金属シェルを作製する工程と、
翼形状が内面に形成された型に前記金属シェルを挿入する工程と、
金属シェルの内部に発泡体を注入する工程と、
この発泡体を発泡させ金属シェルの外形を前記型の内面に沿わせる工程と、
型から翼形状に成型された金属シェルを取り出す工程とを有することを特徴とするものである。
【０００６】
この方法の作用・効果を説明する。薄板金属を所定の寸法となるように裁断する。これを用いて、粗い翼形状の金属シェルを作製する。この時の形状は、成型されるべき翼の形状通りでなくてよく、粗い形状に仕上がっていればよい。また、金属シェルの大きさは、成型されるべき翼の大きさよりも小さくなるように設定される。この金属シェルを翼形状が内面に形成された型に挿入する。この状態では、金属シェルと型の内面との間には隙間が形成されている。ただし、隙間の量は適宜設定することができる。
【０００７】
次に、金属シェルの内部に発泡体を注入し、この発泡体を発泡させる。これにより、発泡体が膨張するので、金属シェルの外形も膨張し、型の内面に強制的に沿う形になる。これにより、金属シェルは所定の翼形状に成型されることになる。その後、成型された翼を型から取り出すことができる。型を使用することで、加工精度の均一性を維持することができる。また、金属シェルを膨張させて成型するので、翼線に沿った断面形状が同一でなくても成型することができ、任意の形状の翼形状を成型することが可能となる。
【０００８】
本発明として、型は木型であることが好ましい。これにより、少量生産に対応でき、金型に比べると低コストでかつ短納期に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る風力発電機の翼形状成型方法の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、小型風力発電機を利用した街路灯の外観を示す図である。図２は、成型工程の概略を示す図であり、図３は木型内における作用を示す図である。
【００１０】
＜街路灯の構成＞
図１において、支柱１０は地面・コンクリート・歩道・道路等に設置される。支柱１０の上部には、回転支柱部１１が設けられ、固定された支柱１０に対して回転可能に取り付けられる。回転支柱部１１の周囲には本発明の成型方法により作製される翼１２が、支持プレート１３により支持される。翼１２は翼線（長手方向）が垂直となるように設置され、その上下２箇所が支持プレート１３により支持されている。翼１３は、回転支柱部１１の周囲に３箇所（２箇所あるいは４箇所以上でもよい）設けられる。
【００１１】
また、上下一対の支持プレート１３の間には、１枚の羽根１４が設けられており、支持プレート１３に対して支持されている。従って、回転支柱部１１が、翼１２と羽根１４が風を受けることで、回転できるように構成されている。羽根１４は、パドル型と呼ばれる構造を採用している。回転支柱部１１が回転することにより，発電機を回転させ発電が行われる。以上のように、小型風力発電機が構成されている。
【００１２】
支柱１０の、回転支柱部１１よりも少し下方に太陽電池パネル１５が設けられている。更にその下方に、電灯１６が装着されている。この電灯１６は、風力発電機による発電エネルギーと、太陽電池パネル１５による発電エネルギーにより点灯させることができる。
【００１３】
＜翼の成型方法＞
次に、図１の翼１２の製造（成型）方法を説明する。図２において、（ａ）に示すように、薄板金属を所定の形状に裁断（切断）する。裁断は、公知のプレス機械により行うことができる。金属としては、アルミニウムのほか、ステンレスやチタンなどの特殊鋼を用いることができる。風力発電機の翼として要求される耐候性や、表面の平滑度、表面硬度を備えているものであれば、特に材質に限定されるものではない。薄板金属の厚さとしては、０．２〜１．０ｍｍ程度が好ましく、特に０．５ｍｍ程度が好ましい。
【００１４】
次に（ｂ）に示すように、裁断した薄板金属を曲げて金属シェル１を作製する。曲げ加工した後の端部１ａは、適宜の方法（接着、溶接等）で連結する。作製された金属シェル１は、仕上がりの翼の形状に近い形状であるが、粗い翼形状となっている。すなわち、 およその形状に仕上がっていればよい。また、金属シェル１の大きさは、仕上がりの翼の大きさよりも小さくなるように設定される。
【００１５】
次に、金属シェル１を木型２の中に挿入する。木型２は、上型２ａと下型２ｂとからなり、その内面には翼形状が予め形成されている。図３（ａ）は、挿入直後の状態を示し、金属シェル１は仕上がりの大きさよりも小さな寸法になっているので、金属シェル１と木型内面との間には隙間が形成された状態である。次に図２（ｃ）に示すようにウレタン注入器３により発泡ウレタン（発泡体）を注入する。ウレタンの注入は、公知のウレタン注入器３を用いることができる。注入する発泡ウレタンとしては、例えば、２液混合タイプのものを使用することができる。すなわち、発泡ウレタンのＡ液とＢ液とを混合した後、これを所定時間攪拌し、木型２の金属シェル１内に注入する。
【００１６】
次に、注入された発泡ウレタンを発泡させる。発泡させた後の状態を図３（ｂ）に示す。発泡ウレタンの膨張により、金属シェル１も膨張し、金属シェル１は木型２の内面形状に沿った状態にさせられる。すなわち、仕上がりの翼形状に成型させられる。次に、木型２を開いて、金属シェル１（完成品としての翼）を取り出すことができる。
【００１７】
以上の方法によれば、木型２を使用するので、金型を使用するよりもコストダウンを図ることができ、少量生産にも対応することができる。木型２を使用するので、加工精度の均一性を維持することができる。また、短納期にも対応することができる。本実施形態では、翼の形状は軸線方向（図２（ｄ）の長手方向：図１では垂直方向）に沿った断面形状が同じであったが、これに限定されるものではない。断面形状が少しずつ変化するような構成の翼（例えば、ねじれた形状）の場合でも、発泡させることで木型内面に確実に沿わせることができるので、精度よく成型を行うことができる。従って、本発明としては、特定の翼の形状に限定されるものではない。また、発泡ウレタンを注入することで、翼の形状を成型できるだけでなく、強度確保も行うことができる。
【００１８】
＜別実施形態＞
図１に示す風力発電機及び街路灯は１例を示したものであり、このタイプに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】風力発電機を利用した街路灯の外観を示す図
【図２】翼形状成型工程の概略を示す図
【図３】木型内における作用を示す図
【符号の説明】
【００２０】
１      金属シェル
２      木型
２ａ    上型
２ｂ    下型
３      ウレタン注入器
１０    支柱
１１    回転支柱部
１２    翼
１３    支持プレート
１４    羽根
１５    太陽電池パネル
１６    電灯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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