(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車軸に対し垂直な面を基準とする平面図で見た場合における、翼根元部を嵌合できる切り欠き部あるいは空所部が形成されたハブと、風車軸の放射線方向に、風車軸に近づくにつれ一旦幅が狭められた後幅が広がる形状を有する翼根元部とを、風車軸の放射線方向に対して、前記ハブの切り欠き部あるいは空所部と前記の幅が広がった部分とで構成されるアンダーカット嵌合構造により連結するとともに、前記アンダーカット嵌合構造部分が、風車軸方向に、ハブの位置決め面に対し押さえ手段で固定されていることを特徴とする風車。
【請求項２】
前記アンダーカット嵌合構造を構成する翼根元部の、風車軸の放射線方向に垂直な断面に関して、最小断面積の１．１〜２．０倍の範囲内の断面積を有する断面が、最小断面積を有する断面よりも風車軸側に配置されている、請求項１に記載の風車。
【請求項３】
前記アンダーカット嵌合構造において、ハブと翼根元部との間の隙間が０〜０．５ｍｍの範囲内にある、請求項１または２に記載の風車。
【請求項４】
前記位置決め面または押さえ手段の少なくとも一方の固定面が、風車軸に対し垂直な面に形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の風車。
【請求項５】
前記位置決め面または押さえ手段のそれぞれの固定面にも、アンダーカット嵌合構造が構成されている、請求項４に記載の風車。
【請求項６】
前記ハブの位置決め面の一部をなすアンダーカット嵌合構造部分において、ハブと翼根元部とは平面もしくは曲率半径が５〜１００ｍｍの範囲内の面で接触している、請求項５に記載の風車。
【請求項７】
複数の翼根元部が、一つのハブに連結されている、請求項１〜６のいずれかに記載の風車。
【請求項８】
複数の翼根元部が、風車軸の回転軸心を中心とする円周上に均等角度配置となるようにハブに連結されている、請求項１〜７のいずれかに記載の風車。
【請求項９】
一つの押さえ手段で複数の翼のアンダーカット嵌合構造部分が同時に固定されている、請求項１〜８のいずれかに記載の風車。
【請求項１０】
翼根元部の一部を構成する翼本体部が、繊維強化プラスチックを用いて形成されている、請求項１〜９のいずれかに記載の風車。
【請求項１１】
繊維強化プラスチックが炭素繊維強化プラスチックからなる、請求項１０に記載の風車。
【請求項１２】
翼本体部の見かけ密度が０．２〜１．０ｇ／ｃｍ3 の範囲内にある、請求項１０または１１に記載の風車。
【請求項１３】
翼根元部に形成されたアンダーカット嵌合構造部分における翼本体部が金属製枠材で覆われている、請求項１０〜１２のいずれかに記載の風車。
【請求項１４】
前記金属製枠材がアルミニウム製枠材からなる、請求項１３に記載の風車。
【請求項１５】
翼本体部とアンダーカット嵌合構造部分を構成する前記金属製枠材とが接着剤で接合されている、請求項１３または１４に記載の風車。
【請求項１６】
翼本体部とアンダーカット嵌合構造部分を構成する前記金属製枠材との間の接着剤の層の厚みが０．０５〜０．５ｍｍの範囲内にある、請求項１５に記載の風車。
【請求項１７】
翼本体部とアンダーカット嵌合構造部分を構成する前記金属製枠材とがアンダーカット嵌合構造により連結されている、請求項１３〜１６のいずれかに記載の風車。
【請求項１８】
前記金属製枠材が複数の部品に分割されている、請求項１３〜１７のいずれかに記載の風車。
【請求項１９】
ハブと前記金属製枠材との接触を介してアンダーカット嵌合構造が形成されている、請求項１３〜１８のいずれかに記載の風車。
【請求項２０】
翼根元部のハブへの連結部に、翼のハブに対する固定が解放された場合に翼のハブに対する変位を拘束する、柔軟性を備えた条体が設けられている、請求項１〜１９のいずれかに記載の風車。
【請求項２１】
前記条体の引張強度が１．５〜５．０ＧＰａの範囲内にあり、かつ、引張破断歪が３〜１５％の範囲内にある、請求項２０に記載の風車。
【請求項２２】
風車の定格運転時において、前記条体に発生する引張応力が条体の引張強度の１％以下である、請求項２０または２１に記載の風車。
【請求項２３】
前記条体の一部が前記翼根元部の一部に内包されている、請求項２０〜２２のいずれかに記載の風車。
【請求項２４】
前記条体が、ガラス繊維、アラミド繊維、鋼線材の少なくとも一種を含む、請求項２０〜２３のいずれかに記載の風車。
【請求項２５】
実質的に１本の条体を用いて複数の翼の変位が拘束されている、請求項２０〜２４のいずれかに記載の風車。
【請求項２６】
風車軸が水平方向に延びる水平軸型風車からなる、請求項１〜２５のいずれかに記載の風車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風車に関し、とくに風車軸のハブと翼根元部との連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
風車の翼は、通常３枚程度の複数設けられ、その根元部が風車軸のハブに固定連結されて風車軸の回転とともに回転される。とくに小型の風車においては、貫通ボルトによる締結によって翼の根元部をハブに固定する方法が、最も簡単であり、よく用いられている。近年、高強度、高剛性の翼を軽量化するために、翼の本体部を繊維強化プラスチック（以下、単にＦＲＰと呼ぶこともある。）、中でも炭素繊維強化プラスチック（以下、単にＣＦＲＰと呼ぶこともある。）で構成することも行われつつある（例えば、特許文献１）。このようなＦＲＰ製翼についても、通常、上記のように貫通ボルトを使用した締結による翼固定方法が採用されている。【０００３】
しかしながら、翼本体にボルト孔を備えかつボルトを用いて直接翼本体を締結する固定方法では、風車の回転によって発生する振動や遠心力により、ボルト締結力の大小に関わらず、応力集中が生じるボルト孔を起点として翼に亀裂が発生することがあり、翼内部への水の侵入による内部材の劣化が生じることもある。【０００４】
また、翼本体にボルト孔を備えた場合、ボルト孔部の形態や強度を保持するために、締結部の内部に中実部材を別途挿入する必要が生じることもあり、それによって翼の重量増加が避けられず、上記のような軽量化効果が損なわれる場合がある。また、翼の重量増加は、翼の慣性モーメントの増加、および翼自体の運動エネルギーの増加へとつながり、結果的に、制動ブレーキの性能向上や、モータ容量、重量増、支持アームの補強など、他の部位のコスト増を招く。加えて、翼の運動エネルギーの増加は、万が一翼が破損、飛散した場合に周囲への被害増加につながるおそれがある。【０００５】
さらに、ボルトによる締結は、施工精度を要求するため、例えば、個人が自宅等の高所で、若しくは山間部の山小屋などで設置することが多い小型風車の場合、振動発生の原因となりやすい。
【特許文献１】特開２０００−１２０５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明の課題は、上記のような現状に鑑み、基本的にボルト締結構造を必要としない翼とハブとの連結構造を提供し、かつ、翼の軽量化を達成しつつ、この連結部の強度、剛性、施工精度を容易に確保できる構造を備えた風車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る風車は、風車軸に対し垂直な面を基準とする平面図で見た場合における、翼根元部を嵌合できる切り欠き部あるいは空所部が形成されたハブと、風車軸の放射線方向に、風車軸に近づくにつれ一旦幅が狭められた後幅が広がる形状を有する翼根元部とを、風車軸の放射線方向に対して、前記ハブの切り欠き部あるいは空所部と前記の幅が広がった部分とで構成されるアンダーカット嵌合構造により連結するとともに、前記アンダーカット嵌合構造部分が、風車軸方向に、ハブの位置決め面に対し押さえ手段で固定されていることを特徴とするものからなる。このアンダーカット嵌合構造とは、本発明では、風車軸に対し垂直な面を基準とする平面図で見た場合において、翼根元部が、風車軸の放射線方向に、風車軸に近づくにつれ一旦幅が狭められた後幅が広がる形状を有し、一方、ハブ側には、この翼根元部を嵌合できる切り欠き部あるいは空所部が形成され、これら両形状部分の嵌合により、翼根元部における幅が広がった形状部分を、風車軸の放射線外側方向に向けて係止可能な構造、つまり、該翼根元部が風車軸の放射線外側方向に抜け出ることを防止するアンダーカット機能を果たすことが可能な構造のことを言う。
【０００８】
この本発明に係る風車においては、上記アンダーカット嵌合構造を構成する翼根元部の、風車軸の放射線方向に垂直な断面に関して、最小断面積の１．１〜２．０倍の範囲内の断面積を有する断面が、最小断面積を有する断面よりも風車軸側に配置されていることが好ましい。また、上記アンダーカット嵌合構造において、ハブと翼根元部との間の隙間が０〜０．５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。【０００９】
また、本発明に係る風車においては、上記アンダーカット嵌合構造部分が、風車軸方向に、ハブの位置決め面に対し押さえ手段で固定されている。すなわち、上記アンダーカット嵌合構造部分は、このハブの位置決め面と押さえ手段との当接により風車軸方向に対して所定の位置に固定され、かつ、風車軸の放射線方向に対しては、アンダーカット嵌合構造により固定され、両方向に対して、それぞれ個別の手段や個別の構造で確実に固定される構造である。いずれの方向に対しても、翼根元部には、ボルト締結を要することなく固定されることになる。この位置決め面または押さえ手段の少なくとも一方の固定面は、風車軸に対し垂直な面に形成されていることが好ましい。
【００１０】
このような構成においては、上記位置決め面または押さえ手段のそれぞれの固定面に、アンダーカット嵌合構造が構成されていることが好ましい。また、上記ハブの位置決め面の一部をなすアンダーカット嵌合構造部分において、ハブと翼根元部とは平面もしくは曲率半径が５〜１００ｍｍの範囲内の面で接触していることも好ましい。【００１１】
また、本発明に係る風車においては、複数の翼根元部が、一つのハブに連結されている構成とすることができる。また、複数の翼根元部が、風車軸の回転軸心を中心とする円周上に均等角度配置となるようにハブに連結されていることが好ましい。【００１２】
また、上記押さえ手段を有する本発明の構成においては、一つの押さえ手段で複数の翼のアンダーカット嵌合構造部分が同時に固定される構造とすることで、一つの押さえ手段のみで容易に全ての翼を同時に固定することが可能になる。このような構造とすることで、施工の容易性、精度も容易に確保される。
【００１３】
また、本発明に係る風車においては、翼根元部の一部を構成する翼本体部が、繊維強化プラスチックを用いて形成されていることが軽量化の面から好ましい。とくに、翼の強度、剛性を保ちつつ、優れた軽量化効果を奏するために、この繊維強化プラスチックが炭素繊維強化プラスチックからなることが好ましい。この場合、翼本体部の見かけ密度としては、０．２〜１．０ｇ／ｃｍ3 の範囲内にあることが好ましい。【００１４】
翼本体部が、繊維強化プラスチックを用いて形成されている場合、翼根元部に形成されたアンダーカット嵌合構造部分は、金属製枠材で覆われている構造とすることができる。とくに上記のように、アンダーカット嵌合構造部分が、風車軸方向に、ハブの位置決め面に対し押さえ手段で固定される本発明の構造の場合には、この固定面が接触面となり、より高い表面強度や精度を要求されるので、金属製枠材で覆われている構造とすることが好ましい。金属製枠材としては、軽量化も併せ考慮すると、アルミニウム製枠材（アルミニウム合金製枠材を含む）からなることが好ましい。この翼の本体部のアンダーカット嵌合構造部分と上記金属製枠材とは、例えば、接着剤で接合されている構成とすることができる。翼本体部とアンダーカット嵌合構造部分を構成する上記金属製枠材との間の接着剤の層の厚みとしては、０．０５〜０．５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。
【００１５】
また、上記のような金属製枠材を備えた構造においては、翼本体部とアンダーカット嵌合構造部分を構成する上記金属製枠材とがアンダーカット嵌合構造により連結されていることが好ましい。また、上記金属製枠材が複数の部品に分割されている構成とすることもできる。また、上記金属製枠材は、アンダーカット嵌合構造部分以外の箇所で複数の部品に分割されていてもよい。さらに、ハブと上記金属製枠材との接触を介してアンダーカット嵌合構造が形成されている構成とすることもできる。【００１６】
また、本発明に係る風車においては、翼根元部のハブへの連結部に、翼のハブに対する固定が解放された場合に翼のハブに対する変位を拘束する、柔軟性を備えた条体が設けられている構成とすることができる。【００１７】
すなわち、本発明におけるアンダーカット嵌合構造による連結に加えて、柔軟性を備えた条体により、翼のハブに対する固定が解放された場合に翼のハブに対する変位を拘束するようにした構造である。基本的に、この条体には、通常運転時（通常の翼回転時）には、実質的に翼の拘束力は加わらないようにし（条体に力が加わらないようにし）、上記翼の固定が連結部の疲労破壊等により解放された場合に、条体により翼がある距離以上にハブから離れないように翼を拘束し、翼の飛散を防止するようにしたものである。したがって、条体自身には、疲労は発生せず、条体を翼の飛散防止のために機能させるときには、条体自身としては確実に予定していた強度特性等を発揮させることができるようになり、翼の飛散防止も確実に達成されるようになる。【００１８】
上記条体の引張強度としては、１．５〜５．０ＧＰａの範囲内にあり、かつ、引張破断歪としては、３〜１５％の範囲内にあることが好ましい。このような構成により、翼の飛散を適切に防止可能となる。【００１９】
また、風車の定格運転時において、上記条体に発生する引張応力が条体の引張強度の１％以下であることが好ましい。つまり、上述したように、通常運転時には、条体にはほとんど引張荷重がかからないように条体を撓ませて、あるいは条体にその柔軟性を利用して余裕を持たせて、翼に条体を連結しておき、翼の飛散防止が必要な時にのみ、条体に翼を拘束するための引張荷重がかかるようにしておくことが好ましい。【００２０】
条体の翼根元部への連結構造としては、種々の形態を採り得る。例えば、上記条体の一部が上記翼の一部に内包されている構造を採用することができる。また、上記条体の一部が上記翼の一部に縛着されている構造を採用することもできる。さらに、これらとともに、接着剤を用いて接着しておくこともできる。【００２１】
上記条体としては、翼の飛散を防止できるだけの引張強度、通常運転時にはほとんど条体に力が作用しない翼との連結構造を採用することができるだけの柔軟性を備えていれば、特に限定されない。上記条体の好ましい材質としては、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、鋼線材の少なくとも一種を含むものが挙げられる。【００２２】
また、条体と翼根元部との連結構造に関しては、一つの翼に対して１本の条体を用いて拘束するようにすることもできるし、実質的に１本の条体を用いて複数の翼の変位が拘束されている構造を採用することもできる。【００２３】
本発明に係る風車のタイプはとくに限定しないが、本発明は、風車軸が水平方向に延びる水平軸型風車にとくに好適なものである。【００２４】
上記のような本発明に係る風車においては、回転により風車軸の放射線方向に遠心力が作用する翼は、その根元部において、アンダーカット嵌合構造によりハブに連結される。風車軸方向に対しては、アンダーカット嵌合構造部分を、風車軸方向に、ハブの位置決め面に対し押さえ手段で固定することにより、容易に所定位置に固定できる。したがって、翼根元部には、基本的に従来のようなボルト締結構造を全く必要とせず、ボルト孔も不要である。
【発明の効果】
【００２５】
このように本発明に係る風車によれば、翼とハブとの連結、固定を、翼本体への直接ボルト締結構造を使用せずに達成でき、ボルト締結に伴う翼の疲労や亀裂発生の問題を解消できるとともに、施工の容易化、精度向上を達成でき、しかも、ボルト孔加工を不要化して、翼やハブ部分の形状を簡素化することにより製造の容易化、コストダウンをはかることができる。【００２６】
また、翼本体部をＦＲＰ製とすれば、翼重量を軽量化しつつ、アンダーカット嵌合構造により、ハブとの連結部の強度、剛性、施工精度を容易に確保できるようになる。また、ＦＲＰ製翼本体部のボルト孔を不要化できるので、翼内部への水の侵入を容易に防止でき、耐候性等の向上をはかることもできる。また、形状が簡単であるので、翼の成形も容易になる。【００２７】
とくに、ＦＲＰ製の翼とする場合、翼本体の内部を中空にしたり、極めて軽量なコア材を介在させたりする構造を採用できるので、翼の軽量化を一層促進することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施態様に係る風車の翼部の平面図である。
【図２】図１の風車の翼根元部とハブとの連結部の拡大平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う翼根元部に形成されたアンダーカット嵌合構造部の断面図である。
【図４】図３とは別の構造例を示すアンダーカット嵌合構造部の断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線に沿うアンダーカット嵌合構造部分の部分断面図である。
【図６】図５とは別の構造例を示すアンダーカット嵌合構造部分の部分断面図である。
【図７】図５とはさらに別の構造例を示すアンダーカット嵌合構造部分の部分断面図である。
【図８】図２のＡ−Ａ線またはＣ−Ｃ線に沿うアンダーカット嵌合構造部分の構造例を示す部分断面図である。
【図９】図１の風車に条体を付加した場合の一例を示す拡大部分平面図である。
【図１０】図１の風車への別の条体付加構造例を示す拡大部分平面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  風車
２  風車軸
３、１８  ハブ
４  翼
４ａ  翼本体部
５  アンダーカット嵌合構造部分
６、１２、１４、２０  翼根元部に形成されたアンダーカット嵌合構造部
７、１３、１５、１９  嵌合穴部
７ａ  嵌合穴部の位置決め面
８  アルミニウム製枠材
９  ＣＦＲＰ製表面材
１０  コア材としてのアクリル製低密度発泡体
１１、２１  押さえ手段としての押さえ板
１１ａ  押さえ板の押さえ面
１６  余裕空間
１７  インサート部材
１９ａ、２０ａ  テーパ面
３１、３２  条体
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１および図２は、本発明の一実施態様に係る風車を示しており、とくに、翼本体部をＦＲＰで構成した場合の例を示している。本発明に係る風車の翼に使用するＦＲＰとしては、とくに限定されないが、強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維や、ケブラー繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維などの有機繊維からなる強化繊維が挙げられる。翼の強度や剛性の制御の容易性の面からは、とくに炭素繊維が好ましい。ＦＲＰのマトリックス樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられ、さらには、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂も使用可能である。また、ＦＲＰ製翼本体部の構造としては、その外殻構造のみ（表面材のみ）をＦＲＰ製として内部を中空にした構造、ＦＲＰ製外郭の内部に軽量のコア材を介在または充填した、いわゆるサンドイッチ構造のいずれも採用可能である。コア材としては、弾性体や発泡材、ハニカム材の使用が可能であり、軽量化のためにはとくに発泡材が好ましい。発泡材の材質としては特に限定されず、たとえば、ポリウレタンやアクリル、ポリスチレン、ポリイミド、塩化ビニル、フェノールなどの高分子材料の低密度フォーム材などを使用できる。ハニカム材としては特に限定されず、たとえばアルミニウム合金、紙、アラミドペーパー等を使用することができる。【００３１】
図１は、水平軸型の風車の翼部の、風車軸に対し垂直な面を基準として見た場合の平面図を示しており、図１において、１は風車全体を指している。風車１は、回転軸としての風車軸２を備えており、風車軸２の回りには、風車軸２と一体的に回転されるハブ３が設けられている。このハブ３に、本実施態様では、３枚の翼４が、その根元部において連結される。各翼４の本体部４ａはＦＲＰ、とくにＣＦＲＰを用いて構成されており、ハブ３と翼根元部とは、風車軸２の放射線方向に対してアンダーカット嵌合構造により連結されている。
【００３２】
このアンダーカット嵌合構造部分５は、翼根元部に形成されたアンダーカット嵌合構造部６と、ハブ３側に形成され、翼４側のアンダーカット嵌合構造部６を嵌合し、それによって風車軸２の放射線外側方向に対してアンダーカット嵌合構造部６を係止する嵌合穴部７とから構成されている。より詳しくは、図２にも示すように、翼根元部に形成されたアンダーカット嵌合構造部６は、風車軸２に近づくにつれ、一旦平面方向から見た幅が縮小され、その後に幅が拡大された形状に形成されており、嵌合穴部７は、このアンダーカット嵌合構造部６を僅かなクリアランス（好ましくは、０〜０．５ｍｍの範囲内の隙間）をもって嵌合できるよう、このアンダーカット嵌合構造部６の平面形状に沿った平面形状に形成されている。【００３３】
翼根元部に形成されたアンダーカット嵌合構造部６は、本実施態様では、金属製の、とくにアルミニウム製の枠材８で覆われている。【００３４】
図２におけるＡ−Ａ断面の構造は、例えば図３や図４に示すように構成されている。この場合、アンダーカット嵌合構造を構成する翼根元部の、風車軸の放射線方向に垂直な断面に関して、最小断面積の１．１〜２．０倍の範囲内の断面積を有する断面が、最小断面積を有する断面よりも風車軸側に配置されていることが好ましい。図３に示す構造では、翼本体部が、ＣＦＲＰ製の表面材９と、その内部にコア材として配置されたアクリル製の低密度発泡体１０からなり、そのＣＦＲＰ製翼本体部が、アルミニウム製枠材８で覆われている。アルミニウム製枠材８は２つの部材８ａ、８ｂからなり、両部材はコ字状先端部同士が突き合わされた形態でＣＦＲＰ製翼本体部に被せられ、表面材９との間は接着剤で接合されている。図４に示す構造では、翼本体部が、アルミニウム製枠材８は２つの部材８ｃ、８ｄのコ字状先端部を鉤状に形成して先端部同士を重ね合わせた形態でＣＦＲＰ製翼本体部に被せられ、表面材９との間は接着剤で接合されている。鉤状部の重ね合わせた形態とすることで、両部材８ｃ、８ｄの位置ずれが防止されるようになっている。【００３５】
図２におけるＢ−Ｂ断面の構造は、例えば図５〜図７に示すように構成されている。図５に示す構造では、ハブ３の嵌合穴部７の一面７ａが、位置決め面に形成され、この位置決め面７ａに対し、押さえ手段としての押さえ板１１によって、翼根元部に形成されたアンダーカット嵌合構造部６を押さえることにより、該アンダーカット嵌合構造部６が風車軸方向に位置決め、固定されている。本実施態様では、嵌合穴部７の位置決め面７ａおよび押さえ板１１の押さえ面１１ａの両方とも、風車軸に対し垂直な面に形成されており、簡単に所定の軸方向位置に翼４を位置決め、固定できるとともに、一枚の押さえ板１１で３枚の翼４を同時に固定できるようになっている。【００３６】
図６に示す構造では、翼根元部に形成されたアンダーカット嵌合構造部１２およびハブ３の嵌合穴部１３が、図２に示した平面方向におけるアンダーカット嵌合構造とともに、風車軸方向に関しても、風車軸の放射線外側方向に対して係止機能を発揮できるよう、アンダーカット嵌合構造が採用されている。すなわち、翼根元部に形成されたアンダーカット嵌合構造部１２の厚みが、風車軸に近づくにつれ、一旦小さくなった後拡大するように形成されているとともに、嵌合穴部１３の風車軸方向深さもアンダーカット嵌合構造部１２の厚み方向の形状に対応する形状に設定されている。換言すれば、風車軸方向における、アンダーカット嵌合構造部１２の凸面１２ａが、嵌合穴部１３の凹面１３ａに係止されるようになっている。この場合、押さえ板１１の押さえ面１１ａのみが、風車軸に対し垂直な面に形成されているが、この構造においても、一枚の押さえ板１１で３枚の翼４を同時に固定できる。図５に示した構造に比べ、翼４に加わる遠心力に対し、翼４をハブ３に係止、連結する（拘束する）力は大きい。【００３７】
図７に示す構造では、翼根元部に形成されたアンダーカット嵌合構造部１４およびハブ３の嵌合穴部１５が、図２に示した平面方向におけるアンダーカット嵌合構造とともに、風車軸方向に関しても、風車軸の放射線外側方向に対して係止機能を発揮できるよう、鉤型のアンダーカット嵌合構造が採用されている。すなわち、翼根元部に形成されたアンダーカット嵌合構造部１４の挿入先端部の一面側に、鉤型の係止部１４ａが設けられており、嵌合穴部１５の内奥部にも、鉤型の係止部１４ａの形状に対応する形状の鉤型の凹部１５ａが形成されている。また、鉤型の凹部１５ａの最奥部には、鉤型の係止部１４ａを鉤型の凹部１５ａに挿入するための余裕空間１６が形成されており、挿入後のガタを防止するために、この余裕空間１６にはインサート部材１７が挿入されている。インサート部材１７挿入後に、押さえ板１１によって翼４を固定すればよい。この場合にも、一枚の押さえ板１１で３枚の翼４を同時に固定できる。【００３８】
また、図２におけるＡ−Ａ断面あるいはＣ−Ｃ断面の構造としては、図３や図４に示したようなアンダーカット嵌合構造部の外径形状を採用することもできるし、例えば図８に示すようなテーパ外形形状（テーパ嵌合構造）を採用することもできる。図８に示す構造では、ハブ１８の嵌合穴部１９の側面１９ａがテーパ面に形成されており、翼根元部に形成されたアンダーカット嵌合構造部２０の側面２０ａがそれに対応するテーパ面に形成されている。このような構造では、押さえ板２１で各翼を押さえる際、嵌合部に多少の寸法誤差があったとしても、テーパ面同士の食い込み嵌合構造によって吸収することが可能になる。【００３９】
このように、アンダーカット嵌合構造部分や押さえ手段による押さえ構造には、各種形態を採用可能である。いずれの構造においても、翼根元部とハブとの連結に従来のようなボルト締結構造は不要であり、ボルト締結に伴う疲労や亀裂発生の問題を解消できるとともに、施工の容易化、精度向上を達成できる。ボルト孔加工を不要化することで、翼やハブ部分の形状を簡素化して製造の容易化、コストダウンをはかることができるとともに、翼内部への水の侵入を容易に防止でき、耐候性等の向上をはかることができる。【００４０】
また、翼の本体部をＦＲＰ製、とくにＣＦＲＰ製とすることにより、翼重量を軽量化しつつ、ハブとの連結部の強度、剛性、施工精度を容易に確保できる。【００４１】
さらに、本発明においては、上記のようなアンダーカット嵌合構造に加えて、翼根元部のハブへの連結部に、翼のハブに対する固定が解放された場合に翼のハブに対する変位を拘束する、柔軟性を備えた条体が設けられている構成を付加することもできる。【００４２】
例えば図９に示すように、風車軸２の周囲に、場合によってはスペーサ（図示略）を介して、条体３１を設け、そこから条体３１を各翼４の根元部に連結した構造を採用できる。また、図１０に示すように、風車軸２の周囲に風車軸２とは離れた位置に条体３２を張りめぐらせ、条体３２を各翼４の根元部に内包させることにより各翼４の根元部に連結した構造を採用することもできる。いずれの場合にあっても、基本的に、条体３１、３２には、通常運転時（通常の翼回転時）には、実質的に翼４の拘束力は加わらないようにし（条体に力が加わらないようにし）、上記翼４の固定が連結部の疲労破壊等により解放された場合に、条体３１、３２により翼４がある距離以上にハブ３から離れないように翼４を拘束し、翼の飛散を防止するようにしたものである。【００４３】
上記条体３１、３２の引張強度としては、前述したように、１．５〜５．０ＧＰａの範囲内にあり、かつ、引張破断歪としては、３〜１５％の範囲内にあることが好ましい。また、風車の定格運転時において、上記条体３１、３２に発生する引張応力が条体の引張強度の１％以下であることが好ましい。さらに、上記条体３１、３２の好ましい材質としては、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、鋼線材の少なくとも一種を含むものが挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、あらゆる風車に適用可能であるが、とくに、小型の風車、翼がＦＲＰ製の風車、水平軸型の風車に好適なものである。
【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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