(57)【要約】【課題】ウインドファームまでの運送を一般的な輸送手段でも可能とした分割構造のブレードとすることによって設置作業の効率を向上した風力発電機を提供する。【解決手段】タービンブレードを構成するブレード１のそれぞれを繊維強化プラスチックなどの繊維等複合樹脂材で成形したブロックピース２１，２２，２３を、木組み継手構造を用いて接合した分割ブロック２０とする。この分割ブロック２０をブレード本体１０の長手方向に沿って上記と同様の木組み継手構造を用いて接合し、接合した分割ブロック２０の表面全体を繊維強化プラスチックの外皮で被覆して構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タワーの頂部に設けられた水平軸と、この水平軸の一端に取り付けられたタービンブレードと、前記水平軸の他端に連結された発電機を含む発電設備を収容したナセルを有する風力発電機であって、
前記タービンブレードは、複数枚のブレードとこの複数枚のブレードを前記水平軸の一端に固定するハブとで構成され、
前記ブレード本体のそれぞれは樹脂材で成形され、当該ブレードの幅方向に分割されたブロックピースおよび前縁ブロックピースを接合した分割ブロックを前記ブレードの長手方向に沿って当該ブレードを構成する材料自体の形状で前記ブロックピースに付与した継手手段により一体に接合した多数の分割ブロックを接合したブレード本体の表面全体を繊維強化プラスチックの外皮で被覆して構成したことを特徴とする風力発電機。
【請求項２】
請求項１に記載の風力発電機において、
前記ブレードを構成する材料自体の形状で前記ブロックピースに付与した継手接合は、木組み継手構造を用いた接合であることを特徴とする風力発電機。
【請求項３】
請求項１に記載の風力発電機において、
前記分割ブロックの複数を前記ブレードの長手方向に接合する手段は、前記木組み継手構造であることを特徴とする風力発電機。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の風力発電機において、
前記ブロックピースおよび前記分割ブロックの前記ブレードの長手方向に沿って互い違いに千鳥配列で接合されていることを特徴とする風力発電機。
【請求項５】
請求項２乃至４の何れかに記載の風力発電機において、
前記木組み継手構造は前記ブロックピース間の接合部と前記分割ブロック間の接合部に橋絡して設けられていることを特徴とする風力発電機。
【請求項６】
請求項５に記載の風力発電機において、
前記ブロックピース間の接合部と前記分割ブロック間の接合部に橋絡して設けられた前記木組み継手構造は、前記接合部両側に形成した木組み継手構造の凹部に当該ブロックピースと同じ材料で当該凹部の形状に対応した形状の橋絡子の打ち込みで連結されていることを特徴とする風力発電機。
風力発電機。
【請求項７】
請求項１に記載の風力発電機において、
前記ブレードは基部と中間部および先端部から成り、前記基部と前記中間部および前記先端部の形状が前記ブレードの形状に応じて互いに異なり、
前記基部と前記中間部および前記先端部を構成するブロックピースの個数が異なることを特徴とする風力発電機。
【請求項８】
請求項１に記載の風力発電機において、
前記ブロックピースは、前記ブレードの前記基部と前記中間部および前記先端部それぞれの形状に応じた形と形状を有することを特徴とする風力発電機。
【請求項９】
請求項１に記載の風力発電機において、
前記ブロックピースは、表側分割ピースと裏側分割ピースの貼り合わせで構成してなることを特徴とする風力発電機。
【請求項１０】
請求項９に記載の風力発電機において、
前記表側分割ピースと裏側分割ピースと前記ブロックピース間の接合部および前記分割ブロック間の接合部に接着剤を介在させたことを特徴とする風力発電機。
【請求項１１】
請求項１に記載の風力発電機において、
前記ブレードは、回転方向に緩やかな凸状に湾曲しており、前記基部側から先端に沿って漸次幅狭であることを特徴とする風力発電機。
【請求項１２】
請求項１に記載の風力発電機において、
前記ブレードは、前記中間部から前記先端部までの幅が同一であることを特徴とする風力発電機。
【請求項１３】
請求項１に記載の風力発電機において、
前記ブレードの前記先端部に、当該ブレードの先端が描く回転円の接線方向に棒状接地部材を備えたことを特徴とする風力発電機。
【請求項１４】
請求項１に記載の風力発電機において、
前記ブレードの前記先端部に、当該ブレードの先端が描く回転円の接線を含んで当該回転面に交差する面に対して所定の角度をもつ接地端板を備えたことを特徴とする風力発電機。
【請求項１５】
請求項１に記載の風力発電機において、
前記ブレード本体を構成する樹脂材は炭素繊維強化プラスチックであることを特徴とする風力発電機。
【請求項１６】
請求項１に記載の風力発電機において、
前記ブレード本体を構成する樹脂材はガラス繊維強化プラスチックであることを特徴とする風力発電機。
【請求項１７】
請求項１に記載の風力発電機において、
前記ブレード本体を構成する樹脂材は表面に強化処理塗膜を施したスチロール樹脂またはウレタン樹脂、若しくはそれらの複合材であることを特徴とする風力発電機。
【請求項１８】
請求項１５乃至１７の何れかに記載の風力発電機において、
前記外皮を構成する繊維強化プラスチックはガラス繊維強化プラスチックであることを特徴とする風力発電機。
【請求項１９】
請求項１５乃至１７の何れかに記載の風力発電機において、
前記外皮を構成する繊維強化プラスチックは炭素繊維強化プラスチックであることを特徴とする風力発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電機に関し、特に、施工が容易で低コストを実現した水平軸形回転ブレードを備えた風力発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力タービンあるいはウインドタービンとも称する風力発電機は、再生可能な電気エネルギーを生成するための有力な手段となっている。風力発電機の一つの形式に水平軸（ローター軸）にプロペラ（回転ブレード、以下単にブレードとも称する）を取り付け、ローター軸に繋がる発電機を回転させる風車（風力タービン、ウインドタービン）で構成したものがある。この風力タービンは、風を受けて回転するブレード（３枚が多い）、ブレードの基部を発電機に繋がるローター軸に連結するハブ、発電機などを収納するナセル、及びブレード、ハブ、ナセルを支えると共に、電力ケーブルやセンサーケーブル、電話線や制御ケーブルなどの通り道となるタービンタワー（単にタワーとも称する）で構成される。
【０００３】
風力発電機はブレード（翼、羽根、プロペラ）の翼長が長いほど発電効率がよいことから、近年のブレードは大型化の傾向にあり、一枚の翼長が数十メートルを超えるものも実用化されている。従って、ブレードの回転直径は百メートルを超えることになる。
【０００４】
ブレードはハブに取り付ける基部から先端部（翼端）まで延びるキール（主桁）の回りに表面が翼面となる外皮を一体的に保持した巨大な工作物である。このような巨大な工作物であるブレードを製造工場からウインドファーム（風力発電機の立地）に運搬するには、その運搬路や運搬車両に制約がある。この運搬の制約を解消するために、ウインドファーム毎にブレードの製造工場を設置することが考えられるが、現実的でない。
【０００５】
このような運搬の制約を解消する従来技術として、特許文献１、特許文献２、特許文献３などを挙げることができる。特許文献１は、表面が翼面となる外皮（翼部）をキール（主桁）で補強したブレードを主桁毎に２分割してウインドファームに運び、主桁を結合して一体化する構造を開示する。主桁の結合部分に開口する外皮間の接合は外皮接合用の部材で封鎖して隙間をなくしている。
【０００６】
特許文献２は、主桁の周囲に翼部を設けたブレードを内翼と外翼に主桁ごと２分割して輸送性を向上させ、主桁の分割部を嵌合構造とし、ウインドファームにおいて接着剤を介して主桁の分割部を嵌合固定するブレードを開示する。特許文献３は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）などで形成した主桁（キール）なしのブレードを３分割してウインドファームに輸送し、分割部に筒状接合部材とボルト・ナット、あるいはリベットを用いて結合するブレードを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−５９８８４号公報
【特許文献２】特開２００５−１４７０８６号公報
【特許文献３】特開２００４−１１６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１や特許文献２に記載されたブレードでは、ブロック基部から先端部に至る内部に主桁（キール）が貫通させて長手方向の強度を確保し、撓みの発生を低減している。また、特許文献３に記載のブレードには主桁が設けられていないが、ブロックの結合部に、ブレードの長手方向に橋絡する接合部材（ジョイント）を挿入してボルト・ナットなどの多数の固定部品を用いて結合している。上記従来技術では、何れもブレードを２分割乃至３分割にして運送するようにしている。分割した後のサイズ（長さ）は、特許文献３に記載されているように、一つの長さが２０メートル程度となるようにしている。分割したブレードの相互結合、すなわちブロック同士の結合にブレード構造体と異なるボルト・ナットなど固定部材で機械的に結合するものでは、経時的に緩みやガタの発生を否定できない。それが、後あとのメンテナンスコストを上昇させる原因ともなっている。
【０００９】
分割した一つの長さを２０メートル程度としたことは、大型のトレーラトラックなどの長尺物専用車などの特殊車両での運搬を想定しているもので、その運搬には上記の特殊車両の手配が必須である。また、海上経由の運搬も長尺物の慎重荷役が可能な設備を備えた船舶が要求される。分割したブロックも、工場出荷時でもその外観を見れば風車発電機のブレードであることが明白な姿になっている。
【００１０】
この種の風力発電機の建設と運用では、そのブレードやタワーの設置コストの占める割合が大きく、製造工場のサイドから立地（ウインドファーム）までの運搬を低コスト化することが風力発電機全体のコストダウンの大きな要因となる。また、建設後のメンテナンスに要するコストも大きい。しかしながら、上記従来技術のブレード構造では、その運搬に特殊車両や船舶の使用が不可欠で、また重量が大きく、荷役や運送途上での破損などを回避するために熟練した作業員による運送が要求される。そのため、製造工場からウインドファームまでの運送が極めて困難で、それにようするコストも大きく、これらを解決することが課題の一つとなっている。
【００１１】
本発明の目的は上記従来技術における課題を解決することにあり、工場からウインドファームまでのブレードの運送を中小型のトラックなどの一般的な輸送手段でも可能とした構造のブレードを使用することによって設置作業の効率を向上した風力発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、ブレードを複数の基本構成部材（ブロックピース）の組み合わせで構成した多数の分割ブロックで構成する。ブロックピース間の接合と分割ブロック間の接合には木組み継手構造（釘や補強金物を使用しない日本古来の木材継ぎ手構造）の固定手段を採用する。この木組み継手構造は、接合部分の嵌合のみで２つの部材を相互に固定するものであり、金具などの異種材料部材は一切使用しない。多数の分割ブロックを木組み継手構造で結合して一つのブレード形状としたものの表面を繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で被覆して外皮とすることにより最終的なブレードとする。この構造としたブレードは特許文献１や特許文献２に示されたような主桁（所謂キール）を要せず、また特許文献３に示されたような異種材料の接合部品等を必要とせずに分割ブロック間を強固に接合することが可能となり、堅牢かつ軽量のブレードが得られる。
【００１３】
本発明のブレードを構成する分割ブロックは樹脂材料で成形したものを用いるが、軽量鋼板、あるいはアルミニウムやアルミニウム合金などの軽量金属板を用いてその分割ブロックブやロックピースを木組み継手構造で接合することもできる。そして、それ自体が下記の粒状化した繊維あるいは裁断した短繊維をフィラーとして混入したバルク材の型抜き、あるいは繊維を多重積層してプラスチックを含浸させた、所謂ＦＲＰで形成することで、軽量かつ強靭なブレードとすることができる。上記の分割ブロックを形成するための樹脂には、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂などが使用でき、型貫加工（モールディング）、射出成形（インジェクション・モールディング）などで量産化できる。そして、分割ブロックや外皮に用いるＦＲＰとしては、ガラス繊維を用いたもの（ＧＦＲＰ）、炭素繊維用いたもの（ＣＦＲＰ）、アルミナ繊維を用いたもの（ＡＬＦＲＰ）、炭化珪素繊維を用いたもの（ＳｉＣＦＲＰ）などがある。また、プラスチックはエポキシ系樹脂を好適とする熱硬化性樹脂が好適である。さらに、スチロール樹脂やウレタン樹脂をモールディングし、あるいは発泡剤で発泡化成形処理し、これにエポキシ系あるいはウレタン系塗料の塗装を施してブロックピース自体を強化して分割ブロックに接合することもできる。
【００１４】
また、ブレードを構成するための分割ブロックまたは複数の分割ブロックを接合した中間製品とした大きさを、道路法で規定されている車両の一般的制限値（幅２．５メートル以下、長さ１２メートル以下、高さ３．８メートル以下）を満たすトラックの荷台に収まるサイズとすることで、４トントラックなどの普通トラックでもウインドファームまでの運搬が容易である。そして、複数のブロックを接合して単位ブロックとする接合構造を製作する際に、形状が異なる複数の異種ピースの接合構造とすることで、ブレードの基部、中間部、先端部の各幅と平面および断面形状に応じて、分割ブロックのブロックピース数と表面形状を変化させる。
【００１５】
上記の組み立ては、ブロックピースの状態のまま、あるいは基幹製造工場で１又は複数の分割ブロックの接合までを組み立てて中間製品としてウインドファームに運搬し、ウインドファームに設置した簡易組み立て作業場で最終組み立てを行うようにすることもできる。組み立てた所定数（通常は３本）のブレードをハブに固定し、発電機、ナセルと共にタワーの頂部に設置して風力発電機とする。
【００１６】
本発明の代表的な構成を記述すれば次のとおりである。すなわち、
（１）本発明に係る風力発電機は、タワーの頂部に設けられた水平軸と、この水平軸の一端に取り付けられたタービンブレードと、前記水平軸の他端に連結された発電機を含む発電設備を収容したナセルを有し、
前記タービンブレードは、複数枚のブレードとこの複数枚のブレードを前記水平軸の一端に固定するハブとで構成され、
前記ブレード本体のそれぞれは樹脂材で成形され、当該ブレードの幅方向に分割されたブロックピースおよび前縁ブロックピースを接合した分割ブロックを前記ブレードの長手方向に沿って当該ブレードを構成する材料自体の形状で前記ブロックピースに付与した継手手段により一体に接合した多数の分割ブロックを接合したブレード本体の表面全体を繊維強化プラスチックの外皮で被覆して構成したことを特徴とする。
（２）上記（１）に記載の前記ブレードを構成する材料自体の形状で前記ブロックピースに付与した付与した継手接合は、木組み継手構造を用いた接合であることを特徴とする。
（３）上記（１）に記載の前記分割ブロックの複数を前記ブレードの長手方向に接合する手段は、前記木組み継手構造であることを特徴とする。
（４）上記（２）又は（３）に記載の前記ブロックピースおよび前記分割ブロックは、前記ブレードの長手方向に沿って互い違いに千鳥配列で接合されていることを特徴とする。
（５）上記（２）乃至（４）の何れかに記載の前記ことを特徴とする。木組み継手構造は前記ブロックピース間の接合部と前記分割ブロック間の接合部に橋絡して設けられている
（６）上記（５）に記載の前記ブロックピース間の接合部と前記分割ブロック間の接合部に橋絡して設けられた前記木組み継手構造は、接合部両側に形成した木組み継手構造の凹部に当該ブロックピースと同じ材料で当該凹部の形状に対応した形状の橋絡子の打ち込みで連結されていることを特徴とする。
（７）上記（１）に記載の前記ブレードは基部と中間部および先端部から成り、前記基部と前記中間部および前記先端部の形状が前記ブレードの形状に応じて互いに異なり、
前記基部と前記中間部および前記先端部を構成するブロックピースの個数が異なることを特徴とする。
（８）上記（１）に記載の前記ブロックピースは、前記ブレードの前記基部と前記中間部および前記先端部それぞれの形状に応じた形と形状を有することを特徴とする。
（９）上記（１）に記載の前記ブロックピースは、表側分割ピースと裏側分割ピースの貼り合わせで構成してなることを特徴とする。
（１０）上記（９）に記載の前記表側分割ピースと裏側分割ピースと前記ブロックピース間の接合部および前記分割ブロック間の接合部に接着剤を介在させたことを特徴とする。
（１１）上記（１）に記載の前記ブレードは、回転方向に緩やかな凸状に湾曲しており、前記基部側から先端に沿って漸次幅狭であることを特徴とする。
（１２）上記（１）に記載の前記ブレードは、前記中間部から前記先端部までの幅が同一であることを特徴とする。
（１３）上記（１）に記載の前記ブレードの前記先端部に、当該ブレードの先端が描く回転円の接線方向に棒状接地部材を備えたことを特徴とする。
（１４）上記（１）に記載の前記ブレードの前記先端部に、当該ブレードの先端が描く回転円の接線を含んで当該回転面に交差する面に対して所定の角度をもつ接地端板を備えたことを特徴とする。
（１５）上記（１）に記載の前記ブレード本体を構成する樹脂材は炭素繊維強化プラスチックであり、前記外皮を構成する繊維強化プラスチックはガラス繊維強化プラスチックであることを特徴とする。
（１６）上記（１）に記載の前記ブレード本体を構成する樹脂材は炭素繊維強化プラスチックであることを特徴とする。
（１７）上記（１）に記載の前記ブレード本体を構成する樹脂材は表面に強化処理塗膜を施したスチロール樹脂、またはウレタン樹脂、若しくはそれらの複合材であることを特徴とする。
（１８）上記（１６）又は（１７）に記載の前記外皮を構成する繊維強化プラスチックはガラス繊維強化プラスチックであることを特徴とする。
（１９）上記（１６）又は（１７）に記載の前記外皮を構成する繊維強化プラスチックは炭素繊維強化プラスチックであることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るブレードを構成する分割ブロックの材料として軽量金属や繊維（炭素繊維など）強化プラスチックなどの繊維等複合樹脂材を用い、ブレードとして一体化した分割ブロックの表面を繊維（ガラス繊維など）強化プラスチック外皮で被覆するものとしたが、剛性、靭製、耐候性などのブレードとしての要求特性を満たす材料であれば、これに限らない。例えば、近年の航空機の翼などの構造材として使用されているハニカム構造を典型例とする広義の空間充填構造を採用できる。
【００１８】
本発明のその他の構成も、上記の構成及び後述する実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るブレードは、従来のものに不可欠と考えられていたブレードの根本から先端部まで貫通する重量が重く、剛性の大きい主桁（貫通材、所謂、キール：竜骨）は必須でなくなり、かつ、ブロックピースや分割ブロックの結合に日本古来の木材接合手段である木組み継手構造を用いたことで、異種材料を用いたもので発生する結合部への歪の集中、膨張率の相違に起因するガタつきの発生などが回避でき、軽量で長寿命のウインドタービンを提供することができる。なお、ブレードのサイズや重量、タービンに組み込んだ際の回転数を考慮して、ブレードの基部から先端部まで通るロープ状あるいはベルト状などの補強部材を設けて、ブレードの回転に起因する遠心力に抗するに十分な引っ張り強度と形状維持を確保する構成とすることもできる。
【００２０】
また、本発明に係るブレードは、ウインドファームで組み立てが可能であるため、従来のような運送上の課題がなく、通常の輸送手段でウインドファームに運搬した後に簡単な設備で組み立てが可能であることから、ブレード自体の製作コストが低減でき、タワーへの吊上げ作業も容易であることから、風力発電機の設置コストを大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る風力発電機に用いるウインドタービンを構成するブレード本体の実施例１の説明図である。
【図２】図１に示したブレード本体を構成する分割ブロックの中間部の組み立て図である。
【図３】図１に示したブレード本体を構成する分割ブロックの基部の他の組み立て図である。
【図４】図１に示したブレードの表面処理及び接合部の説明図である。
【図５】３本のブレードをハブで一体化して発電機６０を備えたナセルに設置した状態を説明する部分図である。
【図６】本発明に係る風力発電機に用いるウインドタービンを構成するブレード本体の実施例２を説明する全体斜視図である。
【図７】図６に示したブレード本体の全体構成を説明する６面図である。
【図８】図６に示したブレード本体を構成する分割ブロックの大まかな組み立て図である。
【図９】図６に示したブレードの表面処理の説明図である。
【図１０】図６に示したブレード本体の中間部、先端部に共通する分割ブロック接合の第１例を説明する詳細組み立て図である。
【図１１】図６に示したブレード本体の中間部、先端部に共通する分割ブロック接合の第２例を説明する詳細組み立て図である。
【図１２】図６に示したブレード本体の中間部、先端部に共通する分割ブロック接合の第３例を説明する詳細組み立て図である。
【図１３】図６に示したブレード本体の中間部、先端部に共通する分割ブロック接合の第４例を説明する詳細組み立て図である。
【図１４】本発明に係る風力発電機に用いるウインドタービンを構成するブレード本体の実施例３を説明する全体斜視図である。
【図１５】図１４に示したブレード本体の中間部、先端部に共通する分割ブロック接合の第１例を説明する詳細組み立て図である。
【図１６】図１４に示したブレード本体の中間部、先端部に共通する分割ブロック接合の第２例を説明する詳細組み立て図である。
【図１７】本発明に係る風力発電機の全体形状の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明に係る風力発電機に用いるウインドタービンを構成するブレード本体の実施例１の説明図である。図１の（ａ）は表面（風を受ける側）、同（ｂ）は背面、同（ｃ）は同（a）を矢印Ｆ方向から見た前縁、同(ｄ)は同（ａ）を矢印Ｒ方向から見た後縁、同（ｅ）は同（ａ）を矢印Ｅ方向から見た基部平面、同（ｆ）は同（ｂ）を矢印Ｆから見た先端部平面を示す。
【００２３】
図１において、本実施例に係るブレード本体１０は、基部１１と中間部１２及び先端部１３で構成され、中間部１２は基部１１側から先端部にかけて回転方向に緩やかな凸状をなすように湾曲している。そして、前記基部１１側から先端に沿って漸次幅狭で、かつ前記先端部１３には当該先端部が描く回転円の接線方向に突出した棒状接地部材３０を備えている。ブレード本体１０は好ましくはプラスチックで成形され、当該ブレード本体１０の長手方向に沿って木組み継手構造で一体に接合した多数の分割ブロック２０の接合で構成されている。接合した分割ブロックの表面全体は、後述するように繊維強化プラスチックの外皮で被覆してある。
【００２４】
図示されているように、本実施例に係るブレード本体１０は、その中間部１２が基部１１側から一旦は幅広となった後は漸次先端部１３にかけて幅狭になっている。基部１１は図１の（e）に示されたように、ハブ４０側から見て平面（断面も）が円形になっていて、図示しない固定手段でハブ４０を介して回転軸（図示せず）に固定されるようになっている（図５参照）。中間部１２は、この基部から徐々に扁平になって先端部１３に至る形状を有する。
【００２５】
基部１１、中間部１２、先端部１３は、全て分割ブロック２０の接合で構成されている。分割ブロック２０のそれぞれと、ブレード本体１０の幅方向に切り離された状態に分割された複数のブロックピースとは、共に後述する日本古来の木組み継手構造を用いて一体的に接合されている。ブレード本体１０の基部１１と中間部１２および先端部１３の形状は前記ブレード本体の形状に応じて異なる。本実施例では、前記した緩やかな凸状をなすような湾曲に沿って漸次その断面形状とサイズが変化するようになっている。また、基部１１と中間部１２および先端部１３を構成するブロックピースの個数は異なり、本実施例では基部１１と中間部１２は３個のブロックピースでなり、先端部１３は２個のブロックピースで構成してある。また、各部の分割ブロックを構成するブロックピースの数も図示したものに限らない。
【００２６】
前記したように、この先端部１の突端には棒状接地部材３０を備えている。この棒状接地部材３０は好ましくはアルミニウム、銅などの低電気抵抗材で構成され、ブレード本体１０の内部を通り、ハブ４０からタワー１００（図１４参照）を経由した図示しない接地線を通してウインドファームの地面に放出される。この棒状接地部材３０は、ブレード１と空気との摩擦で生じる静電気の蓄積、あるいは雷電流によるブレードや発電機設備の破壊を回避するための手段である。この棒状接地部材３０の接地線は前記した回転に伴う遠心力に抗するための補強部材を導電性材料で構成し、ブレードの補強機能と接地線機能との両機能を共用することも可能である。回転するブレード部分（ハブ部分、回転軸部分など）と固定部分（タワーなど）との対地電流接続には放電ギャップ、スリップリングなどの既知の手段を採用できる。
【００２７】
図２は、図１に示したブレード本体を構成する分割ブロックの中間部の組み立て図である。以下の接合は、前記した日本古来の木材の継ぎ手構造を利用するもので、凹部と凸部との表記は、その少なくともその平行する２面の形状が奥に行くほど幅広となる、所謂蟻継ぎの形状としてある（鎌継ぎなどであってもよい）。中間部１２を構成する分割ブロック２０は、前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２及び後縁ブロックピース２３で構成される。各ブロックピースにはその一方の隣接端縁に前縁横壁２１Ｗ１、２２Ｗ１、２３Ｗ１を有する。前縁ブロックピース２１の中間ブロックピース２２と隣接する側に前縁縦壁２１Ｗ２を有している。前縁ブロックピース２１の内部で前縁横壁２１Ｗ１に前縁ブロック縦方向凹ブロック２１ＡＬＦが形成され、その背面にはブレード本体の長手方向に隣接する前縁ブロックピースの縦方向凹部と嵌合する前縁ブロック縦方向凸部２１ＡＬＭが形成されている。また、前縁縦壁２１Ｗ２の裏面には前縁ブロック幅方向凹部２１ＡＷＦが形成されており、中間ブロックピース２２の中間前縦壁２２Ｗ２１に突出して形成されている中間ブロック幅方向凸部２２ＡＷＭが嵌合するようになっている。
【００２８】
中間ブロックピース２２の前縁ブロックピースの前縁縦壁２１Ｗ２と対向する側に中間前縦壁２２Ｗ２１と後縁ブロックピース２３と対向する側に中間後縦壁２２Ｗ２２を有している。この中間ブロックピース２２にも上記前縁ブロックピースと同様の中間ブロック縦方向凹部２２ＡＬＦ、中間ブロック幅方向凹部２２ＡＷＦが形成され、ブレード本体の長手方向に隣接する中間ブロックピース及び後縁ブロックピース２３の後縁ブロック幅方向凸部２３ＡＷＭと嵌合するようになっている。
【００２９】
後縁ブロックピース２３の中間ブロックピース２２と対向する側に後端縦壁２３Ｗ３を有している。第１の後縁ブロック縦方向凹部２３ＡＬＦ１は隣接する後縁ブロックピースの第１の後縁ブロック縦方向凸部２３ＡＬＭ１と嵌合するようになっている。同様に、第２の後縁ブロック縦方向凹部２３ＡＬＦ２は隣接する後縁ブロックピースの第２の後縁ブロック縦方向凸部２３ＡＬＭ２と嵌合するようになっている。
【００３０】
前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２及び後縁ブロックピース２３は、上記した各凹部および対応する各凸部を互いに嵌合させることで一体の分割ブロック２０を形成する。  これをブレード本体の長手方向に連続させて結合することで一枚のブレードを形成する。基部１１は中間部と先端部と同様に組み立て、部１１−中間部―先端部は外径形状が異なるのみで、基本的には同様の蟻継ぎで組み立てをして形成される。これらの蟻継ぎ接合は、前記の蟻継ぎの形状、詳しくは「腰掛け蟻継ぎ」と呼ばれる接合構造である。基部１１は中間部と先端部と同様に組み立てるが、ハブとの接続部分はこの蟻継ぎ、あるいは他の基地の接合手段で固定される。そして、中間部の他端に先端部１３を接合することで図１に示したブレード本体を形成する（外皮は図示していない）。
【００３１】
図３は、図１に示したブレード本体を構成する分割ブロックの基部の他の構成を説明する組み立て図である。同図（ａ）に示したように、この基部１１はハブ接合ブロック第１ピース１１Ｐ１、ハブ接合ブロック第２ピース１１Ｐ２、ハブ接合ブロック第３ピース１１Ｐ３で構成される。これらの各ピースには複数の棒状突起を有し、図３（ａ）の矢印に示したように、その一方の棒状突起（複数）を他方に形成された坊城突起（複数）の間隙に挿入して篏合させ、図３（ｂ）に示したようなハブ接合ブロックとする。この接合例では、基部と接合する中間部１２の端部（根本）に図３（ｂ）に示した基部の半せり出し部分に嵌合接合形状を不要する。この接合は、レゴ（登録商標）ブロックとして知られて接合構造を用い、接合する相手のブロックピースと互い違いにし、千鳥状に橋絡している。図３（ｂ）は、同図（ａ）を組み立てた後の状態を図３の紙面左斜め方向からみた図である。このようにして構成した基部１１に前記した中間部１２の一端（根本）を接合する。この中間部１２の接合部分（根本）には図３（ｂ）に示された半せり出し部分に嵌合する形状が付与されている。
【００３２】
図４は、図１に示したブレード本体の表面処理及び接合部の説明図で、同図（ａ）はブレード本体、同図（ｂ）は外皮１５を形成した状態を示す。前記した手順で結合して得たブレード本体１０の外表面を覆って繊維強化プラスチック外皮１５を設ける。同図（ｃ）は同図（ｂ）のある部分の部分断面図で、前記した手順で分割ブロック２０（ｎ）及び隣接する分割ブロック２０（ｎ−１）が結合されている。隣接する分割ブロックの間には接着剤１６が介在している。
【００３３】
繊維強化プラスチック外皮１５は、同図(ｃ)に示したように、連結した分割ブロックの境界（表面の凹み）も埋めて上記分割ブロック間に介在している接着剤とも連続するように新たに接着剤１６を塗布し、その上に繊維布（ガラス繊維や炭素繊維などを編み込んだシート）１７を巻き付け、または貼り付ける処理を繰り返す。もしくは、この繊維布１７をブレード本体に巻きつけてから接着剤１６を塗布する工程を所定の繰り返しで実行して繊維強化プラスチック外皮でブレード本体の全体を被覆する（所謂ＦＲＰ成形）。この繰り返しの回数（繊維１７と接着剤層の積層数）は、分割ブロックの材料、風力発電機の設置場所（ウインドファーム）の風況、ブレードのサイズ、気候などの諸条件で決定する。分割ブロック２０（ｎ）と隣接する分割ブロック２０（ｎ−１）の間に介在する接着剤１６とＦＲＰ成形のための接着剤とは上記の処理で互いに融合して両分割ブロック間に強固な接合効果を発揮する。
【００３４】
なお、ガラス繊維や炭素繊維などをプラスチックに混合あるいは浸潤した状態でブレード本体に貼り付ける方法もある。本実施例では、母材（マトリックス）であるブレード本体を、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、アラミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、スチロール樹脂あるいは発泡スロール樹脂、ウレタン樹脂または発泡ウレタン樹脂などで成形し、これにガラス繊維や炭素繊維などの繊維をシート状にしたものをブレード本体に貼り付け接着あるいは巻き付け接着して強化処理した。これにより、ブレード表面は均一面ともなり、単一の素材で形成されたごとき外観を呈する。
【００３５】
このように、多数の分割ブロックの木組み継手構造を用いた連結構造にＦＲＰ処理を施すことで重量のある竜骨（キール）などの主桁を必要とすることなく、軽量かつ強靭なブレードを得ることができる。これを図５に示したように、発電機６０に連結するハブ４０に取り付けてタワー１００の頂上にセットする。図５は、３本のブレードをハブ４０で一体化して発電機６０を備えたナセル５０に設置した状態を説明する部分図である。
【００３６】
実施例２で説明したブレードを用いることで、工場からウインドファームまでのブレードの運送を中小型のトラックなどの一般的な輸送手段でも可能とした構造のブレードが容易に得られ、風力発電機の設置作業を効率化でき設置コストはもとより、メンテナンスのコストの低減も可能となり、効率のよい運用を可能とした風力発電機を提供できる。
【実施例２】
【００３７】
図６は、本発明に係る風力発電機に用いるウインドタービンを構成するブレード本体の実施例２を説明する全体斜視図である。図７は、図６に示したブレード本体の全体構成を説明する６面図で、分割ブロックの境界などは図示していない。本実施例のブレード本体１０は、前記実施例１と同様にハブに固定する部分である基部１１、ブレードの主要部となる中間部１２、および先端部１３とで構成される。
【００３８】
本実施例のブレード本体は、中間部１２から先端部１３までの幅が略同一で、先端部１３にはブレードの回転円外周の接線を含んで当該回転面に交差する面に対して所定の角度をもつ接地端板１４を備えている。しかし、中間部１２から先端部１３までの幅を漸次変化（幅狭、あるいは幅広に）した分割ブロックとしたものにも同様に適用できる。図７の（ａ）は表面（風を受ける面）、同（ｂ）は同（ａ）の前縁（回転方向前端縁）、同（ｃ）は同（ａ）の後縁（回転方向後端縁）、同（ｄ）は同（ａ）の裏面、同（ｅ）は同（ａ）をＸ方向から見た先端部平面、同（ｆ）は同（ａ）をＹ方向から見た基部平面を示す。
【００３９】
図８は、図６に示したブレード本体を構成する分割ブロックの大まかな組み立て図である。図８に示した基部１１はハブ接合ブロック部分１１Ａとハブと中間部１２との接合ブロック（ハブ―中間遷移ブロック）１１Ｂからなる。なお、中間部１２と先端部１３の間の分割ブロックの大部分は図示を省略した。図８からも分かるように、本実施例のブレード本体１０は、基部１１とこの基部１１から中間部１２に移行する接合ブロック１１Ｂの部分を除いて、中間部１２と先端部１３は大略同一形状の分割ブロックで構成されている。本実施例では中間ブロック１２と先端ブロック１３は３個のブロックピースで構成されている。
【００４０】
図９は、図６に示したブレードの表面処理の説明図である。図９の（ａ）は分割ブロックを組み合わせて構成したブレード本体１０を示す。先端ブレードには接地端板１４が設けられている。同図（ｂ）は外皮１５を形成した状態を示す。分割ブロックを結合して得たブレード本体１０の外表面を覆って繊維強化プラスチック外皮１５を設けてブレード１とした状態を示す。この外皮１５は前記した実施例１と同様の材料、手順で形成される。図示しないが、分割ブロックの連結部分（接合部分）には接着剤が介在されている。
【００４１】
実施例１と同様に、連結した分割ブロックの境界（表面の凹み）も埋めて上記分割ブロック間に介在している接着剤とも融合して連続するように新たに接着剤を塗布し、その上に繊維布（織布）を巻き付ける固定を繰り返す。この繰り返しの回数（繊維１７と接着剤層の積層数）は、分割ブロックの材料、風力発電機の設置場所（ウインドファーム）の風況、ブレードのサイズ、気候などの諸条件で決定する。
【００４２】
また、ガラス繊維や炭素繊維などをプラスチックに混合あるいは浸潤した状態でブレード本体に貼り付け、塗布してもよい。本実施例でも、母材（マトリックス）であるブレード本体を、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、アラミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、スチロール樹脂または発泡スチロール樹脂、もしく発音ウレタン樹脂または発泡ウレタン樹脂に塗膜を施して表面強化処理したものなどで形成し、これにガラス繊維や炭素繊維などの繊維をシート状にしたものをブレード本体にはりつけ、あるいは巻き付けて外被とした。これにより、ブレード表面は平滑となり、単一の素材で形成されたごとき外観を呈する。
【００４３】
このように、多数の分割ブロックを木組み継手構造の技法を用いた接合連結構造として外面にＦＲＰ処理を施すことで竜骨（キール）などの主桁を必要とすることなく、軽量かつ強靭なブレードを得ることができる。これを実施例１と同様、図５に示したように、発電機６０に連結するハブ４０に取り付けてタワーの頂上にセットする。
【００４４】
実施例２で説明した分割ブロックを用いたブレード本体組み立て構造を用いることで、実施例１と同様に、工場からウインドファームまでのブレードの運送を中小型のトラックなどの一般的な輸送手段でも可能とした構造のブレードが容易に得られる。そして、風力発電機の設置作業を効率化でき設置コストはもとより、メンテナンスのコストの低減も可能となり、効率のよい運用を可能とした風力発電機を提供できる。
【００４５】
図１０は、図６に示したブレード本体の中間部、先端部に共通する分割ブロック接合の第１例を説明する詳細組み立て図である。この分割ブロックは、前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２および後端ブロックピース２３で構成される。図１０は、隣接する二組の分割ブロックを組み立てる様子を示す。前縁ブロックピース２１、中間ブロックピース２２および後端ブロックピース２３は中空構造である。
【００４６】
前縁ブロックピース２１のブレード長手方向に沿った周端に複数の前縁ブロック縦方向シャフト２１ＢＬＭを有し、その反対側の周端に複数の前縁ブロック縦方向シャフト受穴２１ＢＬＦが設けられている。そして、中間ブロックピース２２と対向する外面に前縁ブロック幅方向凹部２１ＢＷＦが形成されている。この前縁ブロック幅方向凹部２１ＢＷＦには中間ブロックピース２２の前縁ブロックピース２１と対向する面に設けた中間ブロック幅方向凸部２２ＢＷＭが嵌合する。
【００４７】
前縁ブロックピース２１の前縁ブロック縦方向シャフト２１ＢＬＭは、隣接する前縁ブロックピース２１の前縁ブロック縦方向シャフト２１ＢＬＦに嵌合する。前縁ブロック縦方向シャフト２１ＢＬＭには周溝が形成され、前縁ブロック縦方向シャフト２１ＢＬＦとの間に接着剤が介在して強固に結合できるようになっている。
【００４８】
同様に、中間ブロックピース２２にも同様に、上記と同様に、ブレード長手方向に沿った周端に複数の前縁ブロック縦方向シャフト２２ＢＬＭを有し、その反対側の周端に複数の前縁ブロック縦方向シャフト受穴２２ＢＬＦが設けられている。そして、後縁ブロックピース２３と対向する外面に中間ブロック幅方向凹部２２ＢＷＦが形成されている。この前縁ブロック幅方向凹部２２ＢＷＦには後縁ブロックピース２３の中間ブロックピース２２と対向する面に設けた後援ブロックピース幅方向凸部２３ＢＷＭが木組み継手構造で嵌合する。
【００４９】
中間ブロックピース２２の中間ブロック縦方向シャフト２２ＢＬＭは、隣接する中間ブロックピース２２の中間ブロック縦方向シャフト２２ＢＬＦに篏合する。中間ブロック縦方向シャフト２２ＢＬＭにも周溝が形成され、中間ブロック縦方向シャフト受２２ＢＬＦとの間に接着剤が介在して強固に結合できるようになっている。
【００５０】
後縁ブロックピース２３にも複数の後縁ブロック縦方向シャフト２３ＢＬＭが設けられており、隣接する後縁ブロックピース２３の後縁ブロック縦方向シャフト受穴２３ＢＬＦと嵌合するようになっている。なお、縁ブロックピース２１、中間ブロックピース２２、後縁ブロックピース２３は、ＦＲＰを好適とする適宜のプラスチック材料で形成できるが、高張力薄鋼板あるいはアルミニウムあるいはアルミニウム合金などの金属材料も使用可能である。
【００５１】
上記の構成とした前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２および後縁ブロックピース２３を図１０の矢印で示したように組み付ける。これによって、分割ブロック２０が組み立てられる。こうして組み立てたブレード本体の表面を前記した繊維強化プラスチック外皮で被覆することで、軽量かつ剛性の高いブレードを得ることができる。
【００５２】
図１１は、図６に示したブレード本体の中間部、先端部に共通する分割ブロック接合の第２例を説明する詳細組み立て図である。図１１に示した第２例は、ブレード本体を構成する分割ブロックをプラスチック材料の塊（バルク材）で形成したブロックピースを接合して分割ブロックとし、これをさらに相互に接合してブレード本体とする。
【００５３】
図１１の（ａ）は前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２および後縁ブロックピース２３を接合して一体の分割ブロック２０とした状態を示す。同図（ｂ）は前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２および後縁ブロックピース２３の接合工程を説明する後縁ブロックピース側の斜め上方から見た図、同図（ｃ）は同じく前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２および後縁ブロックピース２３の接合工程を説明する前縁ブロックピース側の斜め上方から見た図、同図（ｄ）は各ブロックピースの接合部分を抽出して示した部分図である。
【００５４】
この分割ブロックの組み立て例は、ブロック組み立て玩具などで知られているレゴ（レゴは登録商標名）ブロックの接合構造（相互はめ込み手段）を利用したものである。すなわち、前縁ブロックピース２１の中間ブロックピース２２と対向する壁面には前縁ブロック幅方向シャフト受穴２１ＢＷＦを有し、中間ブロックピース２２の前縁ブロックピース２１と対向する壁面に有する中間ブロックピース幅方向シャフト２２ＢＷＭと接合するようになっている。また、前縁ブロックピース２１のブレード長手方向の壁面には、当該長手方向に隣接する前縁ブロックピースのブレード長手方向の壁面に有する前縁ブロックピース縦方向シャフト受穴２１ＢＬＦと合体する前縁ブロックピース縦方向シャフト２１ＢＬＭが形成されている。
【００５５】
中間ブロックピース２２の後縁ブロックピース２３と対向する壁面には、中間ブロックピース幅方向シャフト受穴２２ＢＷＦを有し、後縁ブロックピース２３の中間ブロックピース２２と対向する壁面に有する後縁ブロックピース横方向シャフト２３ＢＷＦと合体するようになっている。また、中間ブロックピース２２のブレード長手方向の壁面には、当該長手方向に隣接する中間ブロックピースのブレード長手方向の壁面に有する中間ブロックピース縦方向シャフト受穴２２ＢＬＦと合体する中間ブロックピース縦方向シャフト２２ＢＬＭが形成されている。
【００５６】
後縁ブロックピース２３のブレード長手方向の壁面には、当該長手方向に隣接する後縁ブロックピースのブレード長手方向の壁面に有する中間ブロックピース縦方向シャフト受穴２３ＢＬＦと合体する後縁ブロックピース縦方向シャフト２３ＢＬＭが形成されている。図１１（ｄ）は各ブロックピースの接合部分を抽出して示した部分図であり、前縁ブロックピース２１の縦方向シャフト２１ＢＬＭに隣接する前縁ブロックピース２１の縦方向シャフト受穴２１ＢＬＦに嵌合した状態を示もので、前縁ブロックピース２１の縦方向シャフト受穴２１ＢＬＦ側から隣接する前縁ブロックピース２１の縦方向シャフト２１ＢＬＭを見た様子である。
【００５７】
なお、上記の各接合部分を含めてブロックピース間の間隙、及び分割ブロック間の間隙に接着剤を介在させることで、確実かつ強固な接合とブレードとしての靱性を確保することができる。ブロックピースおよび分割ブロックの接合に図１１で説明される相互はめ込み手段を用いることで、ブレードの迅速な組み立てが可能である。
【００５８】
図１２は、図６に示したブレード本体の中間部、先端部に共通する分割ブロック接合の第３例を説明する詳細組み立て図である。この分割ブロック接合の第３例では、図１２の（ａ）に示したように、分割ブロック２０（ｎ）、分割ブロック２０（ｎ＋１）はブレードの回転面方向に沿って分割ブロック上半２０ａ（ｎ）、２０ａ（ｎ＋１）と分割ブロック下半２０ｂ（ｎ）、２０ｂ（ｎ＋１）とに２分割されている。それぞれの分割ブロックは各半分の前縁ブロックピースと中間ブロックピースおよび後縁ブロックピースで構成されている。煩雑さを避けるため、これらのブロックピースは符号を省略してある。  分割ブロック上半２０ａ（ｎ）、（ｎ＋１）と分割ブロック下半２０ｂ、２０ｂ（ｎ＋１）とは接着剤２６で貼り合わせされている。
【００５９】
図１２の（ｂ）は、上記のように貼り合わせた分割ブロック上半２０ａ（ｎ）、２０ａ（ｎ＋１）と分割ブロック下半２０ｂ（ｎ）、２０ｂ（ｎ＋１）を構成するブロックピースの各隣接する境界線を跨いで橋絡溝２４が形成されている。本例の橋絡溝２４の形状は二つの三角形の一つの角部分を互いに対向させた鼓状とされている。この橋絡溝２４に上記橋絡溝２４に篏合する形状とされた橋絡子２５を打ち込んで隣接するブロックピースを連結している。こうして完成した隣接する２つの分割ブロック２０（ｎ）と分割ブロック２０（ｎ＋１）の状態を図１２の（ｃ）に示す。
【００６０】
ブロックピースの各隣接する境界線を跨いで橋絡溝２４および橋絡子２５の形状は上記した鼓形に限るものではなく、ひょうたん形など、境界での引っ張りに抗して両者の連結を保持できる形状であればよい。なお、この橋絡溝２４および橋絡子２５にも接着剤を介在させるのが望ましい。また、分割ブロック上半２０ａ（ｎ）、２０ａ（ｎ＋１）と分割ブロック下半２０ｂ（ｎ）、２０ｂ（ｎ＋１）とを貼り合わせ、橋絡溝２４および橋絡子２５による連結は上記した順序に限るものではない。前記の例も含めて、（ｎ）と（ｎ＋１）はブレード本体の任意の２個の分割ブロックを示す。また、分割ブロック上半と分割ブロック下半の「上」「下」は説明の便宜上での記述であり、一方はブレードの一面、他方はその反対面を意味する。
【００６１】
図１３は、図６に示したブレード本体の中間部、先端部に共通する分割ブロック接合の第４例を説明する詳細組み立て図である。この組み立て例では、ブレード縦方向（長手方向）に隣接する分割ブロック２０（ｎ）、２０（ｎ＋１）は図６と同様にその前縁ブロックピース２１、中間ブロックピース２２、後縁ブロックピース２３が中空である。本例では、各ブロックピースのブレード縦方向で互いに対向する周縁の一方に縦方向シャフト２１ＢＬＭが複数個突出して形成されている。そして、隣接するブロックピースの上記ブロック縦方向シャフト２１ＢＬＭを受ける前縁ブロック縦方向シャフト受穴２１ＢＬＦが設けられている。中間ブロックピース２２、後端ブロックピース２３についても同様の縦方向シャフト、ブロック縦方向シャフト受穴が各複数個設けられ、上記と同様に接合されるが、説明は省略する。
【００６２】
前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２が幅方向に対向して接する壁面の核ピースの内側には、それぞれ長手方向に掘られた凹溝（窪み）２７が設けられている。この凹溝２７にＨ形橋絡部材２８のＨ字状の一方のコ字形部分を上記前縁ブロックピースと中間ブロックピースの両壁を挟んで差し込み、接合される。Ｈ字状の他方のコ字形部分はブレード縦方向に隣接する上記と同様の凹溝２７に差し込まれる。中間ブロックピース２２、後端ブロックピース２３についても同様の凹溝が設けられて、上記と同様のＨ形橋絡部材で接合される。中間ブロックピース２２と後端ブロックピース２３との接合については、前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２と同様なので、説明は省略する。
【００６３】
前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２及び後縁部ピース２３の接合面（対向する壁面）には接着剤を介在させるのが好適である。
【００６４】
上記説明した接合を用いることで、多数の分割ブロックピースによる一枚のブレード本体を形成することができる。そして、このブレード本体の表面を前記の各実施例で説明したＦＲＰの外被で被覆することで、軽量で強靭、かつ剛性の高いブレードを得ることができる。
【実施例３】
【００６５】
図１４は、本発明に係る風力発電機に用いるウインドタービンを構成するブレード本体の実施例３を説明する全体斜視図である。本実施例のブレード本体１０は、前記実施例２と同様にハブに固定する部分である基部１１、ブレードの主要部となる中間部１２、および先端部１３とで構成される。先端部には設置端板１４が取り付けられている。
【００６６】
本実施例のブレード本体１０は、中間部１２から先端部１３までの幅が同一で、先端部１３にはブレードの回転円外周の接線を含んで当該回転面に交差する面に対して所定の角度をもつ接地端板１４を備えている。接地端板１４は金属を好適とする導電性材料で構成されて、ブレード本体１０の先端部１３から基部１１に橋絡された導体（図示せず）を通してタワーの基礎に接地される。この接地端板１４は、先端部１３（翼端）に発生する翼端渦を抑制してブレードの振動や抗力の増大を低下させる機能も有する。
【００６７】
本実施例のブレード本体１０の中間ブロック１２、先端部１３は前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２および後縁ブロックピース２３を千鳥状に接合して構成されている。千鳥状の接合は、前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２および後縁ブロックピース２３がブレード本体の幅方向に互い違いに橋絡するように接合することを意味する。
【００６８】
図１５は、図１４に示したブレード本体の中間部、先端部に共通する分割ブロック接合の第１例を説明する詳細組み立て図である。この第１例は前記図１１で説明した本実施例２の分割ブロック接合の組立て構図と同様に、ブレード本体を構成する分割ブロックをプラスチック材料の塊（バルク材）で形成したブロックピースを接合してある。これをブレードの長さ方向（縦方向）に互い違いに接合してブレード本体とする。
【００６９】
図１５の（ａ）は前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２および後縁ブロックピース２３を接合して一体の分割ブロック２０とした状態を前縁ブロックピース側の斜め上方から見た図である。同図（ｂ）は前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２および後縁ブロックピース２３の接合工程を説明する前縁ブロックピース側の斜め上方から見た図である。
【００７０】
本実施例の第1例では、ブレードの縦方向に隣接する２個の前縁ブロックピース２１（ｎ）と２１（ｎ＋１）に３個の中間ブロックピース２２（ｎ）と２１（ｎ＋１）および２１（ｎ＋２）を千鳥状に接合する。さらに、２個の後縁ブロックピース２３（ｎ）と２３（ｎ＋１）を中間ブロックピース２２（ｎ）と２１（ｎ＋１）および２１（ｎ＋２）に千鳥状に橋絡させて図１５の（ａ）示したように接合する。こうして接合した分割ブロックの塊をブレード本体の長手方向に多数連結し、図１４の基部１１から先端部の接地端板１４との接合部までの長さのブレード本体１０とする。
【００７１】
前記実施例と同様に、この例の分割ブロックの組み立てには、ブロック組み立て玩具などで知られているレゴブロック（レゴは商標登録名）の接合構造（相互はめ込み手段）を利用したものである。例えば、前縁ブロックピース２１（ｎ）の中間ブロックピース２２（ｎ）と２１（ｎ＋１）と対向する壁面には前縁ブロック幅方向シャフト受穴２１ＢＷＦ１と２１ＢＷＦ２を有する。中間ブロックピース２２（ｎ）の前縁ブロックピース２１（ｎ）と対向する側の壁面に中間ブロックピース幅方向シャフト２２ＢＷＭ１と２２ＢＷＭ２が形成され、前縁ブロックピース幅方向シャフト２１ＢＷＦ１と中間ブロックピース幅方向シャフト２２ＢＷＭ２が接合するようになっている。
【００７２】
また、中間ブロックピース２２（ｎ＋１）の前縁ブロックピース２１（ｎ）と対向する側の壁面に中間ブロックピース幅方向シャフト２２ＢＷＭ１と２２ＢＷＭ２が形成され、前縁ブロックピース幅方向シャフト２１ＢＷＦ２と中間ブロックピース幅方向シャフト２２ＢＷＭ１が接合するようになっている。
【００７３】
そして、前縁ブロックピース２１（ｎ＋１）のブレード長手方向の壁面には、当該長手方向に隣接する前縁ブロックピースのブレード長手方向の壁面に有する前縁ブロックピース縦方向シャフト受穴２１ＢＬＦと合体する前縁ブロックピース縦方向シャフト２１ＢＬＭが形成されている。
【００７４】
中間ブロックピース２２（ｎ）の後縁ブロックピース２３（ｎ）と対向する壁面には、中間ブロックピース幅方向シャフト受穴２２ＢＷＦ１と２２ＢＷＦ２を有し、後縁ブロックピース２３の中間ブロックピース２２（ｎ）と対向する壁面に有する後縁ブロックピース横方向シャフト２３ＢＷＭ１と２３ＢＷＭ２を有し、２３ＢＷＭ１と中間ブロックピース幅方向シャフト受穴２２ＢＷＦ２が接合するようになっている。
【００７５】
中間ブロックピース２２（ｎ＋１）のブレード長手方向の壁面には、当該長手方向に隣接する中間ブロックピース２２（ｎ）のブレード長手方向の壁面に有する中間ブロックピース縦方向シャフト受穴２２ＢＬＦと合体する中間ブロックピース縦方向シャフト２２ＢＬＭが形成されている。
【００７６】
後縁ブロックピース２３（ｎ＋１）のブレード長手方向の壁面には、当該長手方向に隣接する後縁ブロックピース２３（ｎ）のブレード長手方向の壁面に有する中間ブロックピース縦方向シャフト受穴２３ＢＬＦと合体する後縁ブロックピース縦方向シャフト２３ＢＬＭが形成されている。
【００７７】
なお、図１５では、説明に必要な個所にのみシャフトとシャフト受穴を図示したが、すべてのブロックピースには説明箇所と同様のシャフトとシャフト受穴が形成されている。
【００７８】
上記のようにブロックピースを接合した図１５（ａ）に示したような塊をブレード本体の長手方向に接合して中間部１２と先端部１３とし、これを基部１１に接合すると共に、先端部１３に接地端板１４を取り付けてブレード本体１０を得る。
【００７９】
なお、上記の各接合部分を含めてブロックピース間の間隙に接着剤を介在させることで、確実かつ強固な接合とブレードとしての靱性を確保することができる。ブロックピースおよび分割ブロックの接合に図１５で説明した千鳥接合手段を用いることで、ブレードの迅速な組み立てが可能である。
【００８０】
図１６は、図１４に示したブレード本体の中間部、先端部に共通する分割ブロック接合の第２例を説明する詳細組み立て図である。図１６の（ａ）は２個の分割ブロックを接合した状態を示し、同図（ｂ）はブロックピースを接合して一個の分割ブロックとした状態を示す。そして、同図（ｃ）は前縁ブロックピースと中間ブロックピースおよび後縁ブロックピースを分割ブロックとして接合する過程を説明する図である。
【００８１】
図１６の（ｃ）において、前縁ブロックピース２１の中間ブロックピース２２と対向する側には前縁ブロック幅方向上凹部２１ＣＷＦを有している。また、中間ブロックピース２２方向に突出した腰掛段部２１ＣＷＳの中間ブロックピース側の端部には前縁ブロック幅方向下凸部２１ＣＷＭが形成されている。そして、前縁ブロックピース２１の縦方向側側面の一方には、幅方向に延びる幅方向上堤条２１ＣＬＢ１と幅方向下堤条２１ＣＬＢ２が形成されている。さらに、前縁ブロックピース２１の縦方向側側面の他方には、幅方向に延びる幅方向上堤条２１ＣＬＤ１と幅方向下堤条２１ＣＬＤ２が形成されている。
【００８２】
中間ブロックピース２２の前縁ブロックピース２１と対向する側には中間ブロック幅方向上凸部２２ＣＷＭ１を有している。また、前縁ブロックピース２１の前記ブロックピース２１の腰掛段部２１ＣＷＳと歯合すように引っ込んだ逆腰掛段部（図示されない）に前縁ブロックピース２１の前縁ブロック幅方向下凸部２１ＣＷＭと接合する中間ブロックピース幅方向下凹部（図示されない）が形成されている。
【００８３】
中間ブロックピース２２の後縁ブロックピース２１と対向する側には中間ブロック幅方向上凹部２２ＣＷＦを有している。また、この中間ブロックピース２２の後縁ブロックピース２３側に腰掛段部２２ＣＷＳが形成され、この腰掛段部２２ＣＷＳの後縁ブロックピース２３側に突出して中間ブロックピース幅方向下凸部２２ＣＷＭ２が形成されている。また、中間ブロックピース２２の縦方向側側面の一方には、幅方向に延びる幅方向上堤条２２ＣＬＢ１と幅方向下堤条２２ＣＬＢ２が形成されている。さらに、中間ブロックピース２２の縦方向側側面の他方には、幅方向に延びる幅方向上堤条２２ＣＬＤ１と幅方向下堤条２２ＣＬＤ２が形成されている。
【００８４】
後縁ブロックピース２３の中間ブロックピース２２と対向する側には後縁ブロック幅方向上凸部２３ＣＷＭ１を有している。また、後縁ブロックピース２３の中間ブロックピース２２の腰掛段部２２ＣＷＳと歯合すように引っ込んだ逆腰掛段部（図示されない）に、中間ブロックピース２２の中間ブロック幅方向下凸部２２ＣＷＭ２と接合する後縁ブロックピース幅方向下凹部（図示されない）が形成されている。
【００８５】
そして、後縁ブロックピース２３の縦方向側側面の一方には、幅方向に延びる幅方向上堤条２３ＣＬＢ１と幅方向下堤条２３ＣＬＢ２が形成されている。さらに、後縁ブロックピース２３の縦方向側側面の他方には、幅方向に延びる幅方向上堤条２３ＣＬＤ１と幅方向下堤条２３ＣＬＤ２が形成されている。
【００８６】
前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２および後縁ブロックピース２３を上記した上下の凹部、上下の凸部、上下の堤条、上下の溝を組み合わせて接合して図１６の（ｂ）に示した分割ブロックを形成する。本例における前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２および後縁ブロックピース２３を接合する各上下の凹部と上下の凸部は、日本古来の腰掛け蟻継ぎの技法で接合される、しかし、この接合に代えて単純な蟻継ぎ、あるいは鎌継ぎ、腰掛け鎌継ぎ、などの他の木材接合技法、すなわち、釘や金具などのブロックピースとは異種の材料を用いた接合方法を使用しない。
【００８７】
前縁ブロックピース２１と中間ブロックピース２２及び後縁部ピース２３の各接合面には接着剤を介在させるのが好適である。
【００８８】
上記説明した接合を用いることで、多数の分割ブロックによる一枚のブレード本体を形成することができる。そして、このブレード本体の表面を前記の各実施例で説明したＦＲＰの外被で被覆することで、軽量で強靭、かつ剛性の高いブレードを得ることができる。
【００８９】
図１７は、本発明に係る風力発電機の全体形状の説明図で、同図（ａ）は正面を、同図（ｂ）は側面を示す。この風力発電機は前記したタワー１００の最上部に３枚のブレード１とナセル５０が搭載されている。ブレード１はハブ３０に取り付けられて、タワー１００の軸線（垂直線）に対してθ度（例えば４度）の仰角を持って回転するように取り付けられる。この角度θの設定は強風によってブレード１がタワー本体１０３に接触するのを回避するためのもので、ブレードの撓み特性を考慮して設定され、４°乃至７°程度が一般的である。
【００９０】
本実施例のタワー１００は、基礎１０１、タワーベース１０２の上に、下部構造１０４と上部構造１０５からなるタワー本体１０３で構成される。下部構造１０４と上部構造１０５の高さは１００メートル、基礎１０１とタワーベース１０２を含めた全体の高さは約１０８メートルである。ブレード１の回転半径は６０メートルで、下位点径は１２０メートルとなる。ナセル５０には、発電機や必要に応じてギアボックス、制御ボックス、昇降機等が収納されている。
【００９１】
タワーの内部には、その長手方向（高さ方向）に沿って基礎部分からナセルに達するシャフトを含んで、部品などの自動交換、メンテナンス作業員の運搬、荷役機能を提供する多機能自動装置（ロボット）が設置されている。発電機で発電された電力はこのシャフト内部を通して基礎部から取り出される。
【００９２】
以上説明したように、本発明によれば、タワーを構成するための分割ブロックを船積みやトラック輸送が容易なサイズ、ウインドファームまでの運搬が容易なサイズに分割し、組み立て手段をジョイントピンと接着剤を用いるものであるため、現場組み立ての作業員のスキルに依存し難いため、組み立て品質が均一化でき、単位ブロック自体とブロック間の接合を対外力強度、耐候性、低騒音、耐久性などを向上したタワーを構成でき、このタワーを用いることで、低コストでメンテナンスが容易な風力発電機を提供することができる。
【００９３】
上記した各実施例に記載された接合構造は互いに組み合わせることができる。また、実施例２、実施例３の分割ブロックの構成を実施例１に示した湾曲ブレードにも適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９４】
１・・・ブレード
１０・・ブレード本体
１１・・基部
１１Ａ・・ハブ接続ブロック
１１Ｂ・・ハブ接続ブロック―中間ブロック接続部
１１Ｐ１・・ハブ接続ブロック第１ピース
１１Ｐ１・・ハブ接続ブロック第２ピース
１１Ｐ１・・ハブ接続ブロック第３ピース
１２・・中間部
１３・・先端部
１４・・端板
１５・・ＦＲＰ
１６・・接着剤
１７・・繊維（炭化ケイ素繊維）、アルミナ繊維、ガラス繊維、炭素繊維、等）
２０・・分割ブロック
２０ａ・・分割ブロック上半
２０ｂ・・分割ブロック下半
２１・・前縁ブロックピース
２１ＡＷＦ・・前縁ブロック幅方向凹部
２１ＡＷＭ・・前縁ブロック縦方向凸部
２１ＡＬＦ・・前縁ブロック縦方向凹部
２１ＡＬＭ・・前縁ブロック縦方向凸部
２１ＢＷＦ・・前縁ブロック幅方向凹部
２１ＢＬＭ・・前縁ブロック縦方向シャフト
２１ＢＬＭ・・前縁ブロック縦方向シャフト受穴
２１ＣＷＦ・・前縁ブロック幅方向上凹部
２１ＣＷＭ・・前縁ブロック幅方向下凸部
２１ＣＷＳ・・前縁ブロック幅方向腰掛段部
２１ＣＬＢ１・・前縁ブロック幅方向上堤条
２１ＣＬＢ２・・前縁ブロック幅方向下堤条
２１ＣＬＤ１・・前縁ブロック幅方向上溝
２１ＣＬＤ２・・前縁ブロック幅方向下溝
２２・・中間ブロックピース
２２ＡＷＦ・・中間ブロック幅方向凹部
２２ＡＷＭ・・中間ブロック幅方向凸部
２２ＡＬＦ・・中間ブロック縦方向凹部
２２ＡＷＦ・・中間ブロック幅方向凹部
２２ＡＬＭ・・中間ブロック縦方向凸部
２２ＢＷＭ・・中間ブロック幅方向凸部
２２ＢＷＦ・・中間ブロック幅方向凹部
２２ＢＬＭ・・中間ブロック縦方向シャフト
２２ＢＬＭ・・中間ブロック縦方向シャフト受穴
２２ＣＷＭ１・・中間ブロック幅方向上凸部
２２ＣＷＦ・・中間ブロック幅方向上凹部
２２ＣＷＭ２・・中間ブロック幅方向下凸部
２２ＣＷＳ・・中間ブロック幅方向腰掛段部
２２ＣＬＢ１・・中間ブロック幅方向上堤条
２２ＣＬＢ２・・中間ブロック幅方向下堤条
２２ＣＬＤ１・・中間ブロック幅方向上溝
２２ＣＬＤ２・・中間ブロック幅方向下溝
２３・・後縁ブロックピース
２３ＡＬＦ・・後縁ブロック縦方向凹部
２３ＡＷＭ・・後縁ブロック幅方向凸部
２３ＡＬＭ・・後縁ブロック縦方向凸部
２３ＡＬＭ・・後縁ブロック縦方向凸部
２３ＢＷＭ・・後縁ブロック幅方向凸部
２３ＢＬＭ・・後縁ブロック縦方向シャフト
２３ＢＬＭ・・後縁ブロック縦方向シャフト受穴
２３ＣＷＭ１・・後縁ブロック幅方向上凸部
２３ＣＬＢ１・・後縁ブロック幅方向上堤条
２３ＣＬＢ２・・後縁ブロック幅方向下堤条
２４・・橋絡溝
２５・・橋絡子
２６・・接着剤
２７・・凹溝（窪み）
２８・・橋絡部材
３０・・棒状接地部材
４０・・ハブ
５０・・ナセル
１００・・タワー
１０３・・タワー本体
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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