(57)【要約】  垂直軸風車のハブと支持アームとの接合部、又はブレードと支持アームとの接合部に作用する荷重と応力とを分散して、過度の応力集中を解消し、振動及び接合面のフレッティングコロージョン等を低減することが可能な垂直軸風車の支持アーム取付構造を提供する。例えば、垂直軸風車の支持アーム取付構造は、風力によって回転トルクを発生する垂直軸風車のブレード１８を保持するとともに流線型断面形状を有する支持アーム２０と、垂直軸風車１０における回転体の回転軸側に位置して支持アーム２０の外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部８６を放射状に設け、支持アーム２０を押圧することによって固定するハブ８０、８１とを備えた。【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力によって回転トルクを発生する垂直軸風車のブレードを保持するとともに、流線型断面形状を有する支持アームと、
垂直軸風車における回転体の回転軸側に位置し、前記支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を放射状に設け、前記支持アームを押圧することによって固定するハブと
を備えたことを特徴とする垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項２】
風力によって回転トルクを発生する垂直軸風車のブレードを保持するとともに、流線型断面形状を有する支持アームと、
垂直軸風車における回転体の回転軸側に位置し、前記支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を放射状に設け、前記支持アームを押圧することによって固定するハブと、
前記支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を設け、前記ハブとの間で前記支持アームを押圧することによって固定するクランパと
を備えたことを特徴とする垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項３】
風力によって回転トルクを発生する垂直軸風車のブレードを保持するとともに、流線型断面形状と、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔とを有する支持アームと、
垂直軸風車における回転体の回転軸側に位置し、前記支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を放射状に設けるとともに、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔を設け、前記支持アームを押圧することによって固定するハブと、
前記支持アームの位置決固定孔及び前記ハブの位置決固定孔とに挿入するスタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材と
を備えたことを特徴とする垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項４】
風力によって回転トルクを発生する垂直軸風車のブレードを保持するとともに、流線型断面形状と、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔とを有する支持アームと、
垂直軸風車における回転体の回転軸側に位置し、前記支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を放射状に設けるとともに、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔を設け、前記支持アームを押圧することによって固定するハブと、
前記支持アームの外形と同一形状の支持アーム固定部と、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔とを設け、前記ハブとの間で前記支持アームを押圧することによって固定するクランパと、
前記支持アームの位置決固定孔、前記ハブの位置決固定孔、及び前記クランパの位置決固定孔とに挿入するスタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材と
を備えたことを特徴とする垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項５】
前記ハブに、前記支持アームを押圧した際の直角方向の変形を制限する当接部を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項６】
前記クランパに、前記支持アームを押圧した際の直角方向の変形を制限する当接部を備えたことを特徴とする請求項２又は４に記載の垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項７】
切断面が中空断面を有するとともに、それぞれ複数本の要素ブレードの連結によって構成され風力によって回転トルクを発生するブレードと、流線型断面形状を有し前記要素ブレード連結部において前記ブレードを保持する支持アームと、
前記支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を設け、前記支持アームを押圧することによって固定するとともに、前記ブレードを固定するブレード固定部を有するブレード側クランパと、
を備えたことを特徴とする垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項８】
切断面が中空断面を有するとともに、それぞれ複数本の要素ブレードの連結によって構成され風力によって回転トルクを発生するブレードと、
流線型断面形状と、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔とを有し、前記要素ブレード連結部において前記ブレードを保持する支持アームと、
前記支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を設け、前記支持アームを押圧することによって固定するとともに、スタッドボルト、リベット又はピン等の位置決め部材を挿入する位置決固定孔と、垂直軸風車におけるブレードを固定するブレード固定部とを有するブレード側クランパと、  前記支持アームの位置決固定孔と、前記ブレード側クランパの位置決固定孔とに挿入するスタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材と
を備えたことを特徴とする垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項９】
前記ブレード側クランパに、前記支持アームを押圧した際の直角方向の変形を制限する当接部を備えたことを特徴とする請求項７又は８に記載の垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項１０】
切断面が中空断面を有するとともに、それぞれ複数本の要素ブレードの連結によって構成され風力によって回転トルクを発生するブレードと、
断面形状が流線形を成すとともに前記ブレードを固定するブレード側クランパが装着され装着範囲の断面の後縁が翼弦長の所定長さ切り落とされた支持アームと、
前記支持アーム上に装着され、支持アーム装着穴の断面の大部分が前記支持アーム外形と同じ翼形であり且つ翼厚さ方向の嵌め合い寸法がゆるみばめ乃至中間ばめで穴加工が施されたブレード側クランパと、
前記ブレード側クランパと一体で前記ブレード壁面と接合されるブレード接合部と、
前記支持アームが装着された前記ブレード側クランパの外表面から支持アームを翼厚さ方向に押圧しつつ前記ブレードを固定するスタッドボルトまたはリベットからなる固定部材と、
前記支持アームと前記ブレード側クランパの嵌合部の嵌め合いの緩い支持アーム翼形前縁部分に前記支持アームの端面から長手方向に埋め込まれた締め付け兼滑り止めネジと
を備えたことを特徴とする垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項１１】
前記支持アームと前記ブレード側クランパとの嵌合部において、支持アーム外形および装着穴形状の上面および下面に前縁側または後縁側いずれかを厚く他方を薄くした二つの平面が設けられ、
前記嵌合部の厚さの厚い側に支持アーム端面から長手方向に締め付け兼滑り止めネジが埋め込まれた
ことを特徴とする請求項１０に記載の垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の垂直軸風車の支持アーム取付構造を備えたことを特徴とする垂直軸風車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直軸風車の回転部分の支持構造並びに回転トルクの伝達構造およびそれを備えた垂直軸風車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、垂直軸ダリウス型風車のブレードを支える支持アーム（またはストラット）として複数の水平翼を用い、それぞれの水平翼先端を直角に上方向または下方向に延伸し垂直軸内周側構成部材として、垂直ブレードの外周側構成部材と重ね合わせて接合することによって翼型垂直ブレードを形成し、前記内周側構成部材と一体構造である前記水平翼によってブレードが支持されるという構造の発電用風車が知られる。【０００３】
該発電用風車翼では、垂直翼と水平翼との結合強度を充分に確保すると共に、垂直翼と水平翼との連結部分に、空気抵抗を増加させる各種連結金具を不要とし、垂直翼および水平翼とも、空気抵抗を格段に低減させて起動風速を低下させ得る最適化した翼型形状を実現することを可能にし、しかも、組立作業効率を格段に高める共に、組立作業の如何に係わらず、精巧且つ高強度のダリウス型風車翼とすることが可能であるとされている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２３９８４７号公報  （第１−３、７−９ページ、第３−６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の発電用風車翼では、垂直翼と水平翼との結合強度を充分に確保すると共に、垂直翼と水平翼との連結部分に、空気抵抗を増加させる各種連結金具が不要となるとされているが、水平翼と垂直翼とを一体化しているため水平から垂直に曲がる部分の接合方法が難しく、該接合部分に応力集中が発生する等の不具合があった。【０００５】
また、前記発電用風車翼では垂直翼と水平翼が同じ形状なので、水平翼にも垂直翼と同様の大きな形状のものが必要となり、空気抵抗損失が増し製造コストも高くなるとともに、回転体全体の質量が増えて風車のバランスが悪くなり、振動発生の原因となるという不具合があった。【０００６】
また、前記発電用風車翼では垂直翼と水平翼が一体化しているため、水平翼と垂直翼とを違う形状にする等の改造ができないという不具合があった。【０００７】
また、従来の一般的な垂直軸風車において、ブレードと回転軸とを固定する場合には、ブレードの翼型下面の表面、又はブレードの翼内部に何らかのジョイントを配置してブレードと支持アームとを接合する必要があった。また、回転軸側にも支持アームを接合する何らかのジョイントを配置して、回転軸と支持アームとを接合する必要があった。【０００８】
そこで本発明は上記従来の状況に鑑み、荷重と応力を分散し、締結のゆるみが発生し難く、過度の応力集中を解消し、振動及び接合面のフレッティングコロージョン等を低減することが可能な垂直軸風車の支持アーム取付構造および垂直軸風車を提供することを目的とする。また、垂直軸風車の各構成品をモジュール化することにより、現地での作業を容易にし、コストダウン、各モジュールごとの改造が可能な垂直軸風車の支持アーム取付構造および垂直軸風車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明に係る垂直軸風車の支持アーム取付構造は、風力によって回転トルクを発生する垂直軸風車のブレードを保持するとともに、流線型断面形状を有する支持アームと、垂直軸風車における回転体の回転軸側に位置し、前記支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を放射状に設け、前記支持アームを押圧することによって固定するハブとを備えたことを特徴とするものである。【００１０】
また、本発明に係る垂直軸風車の支持アーム取付構造は、風力によって回転トルクを発生する垂直軸風車のブレードを保持するとともに、流線型断面形状を有する支持アームと、垂直軸風車における回転体の回転軸側に位置し、前記支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を放射状に設け、前記支持アームを押圧することによって固定するハブと、前記支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を設け、前記ハブとの間で前記支持アームを押圧することによって固定するクランパとを備えたことを特徴とするものである。【００１１】
また、本発明に係る垂直軸風車の支持アーム取付構造は、風力によって回転トルクを発生する垂直軸風車のブレードを保持するとともに、流線型断面形状と、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔とを有する支持アームと、垂直軸風車における回転体の回転軸側に位置し、前記支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を放射状に設けるとともに、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔を設け、前記支持アームを押圧することによって固定するハブと、前記支持アームの位置決固定孔及び前記ハブの位置決固定孔とに挿入するスタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材とを備えたことを特徴とするものである。【００１２】
また、本発明に係る垂直軸風車の支持アーム取付構造は、風力によって回転トルクを発生する垂直軸風車のブレードを保持するとともに、流線型断面形状と、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔とを有する支持アームと、垂直軸風車における回転体の回転軸側に位置し、前記支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を放射状に設けるとともに、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔を設け、前記支持アームを押圧することによって固定するハブと、前記支持アームの外形と同一形状の支持アーム固定部と、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔とを設け、前記ハブとの間で前記支持アームを押圧することによって固定するクランパと、前記支持アームの位置決固定孔、前記ハブの位置決固定孔、及び前記クランパの位置決固定孔とに挿入するスタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材とを備えたことを特徴とするものである。【００１３】
また、本発明に係る垂直軸風車の支持アーム取付構造は、前記ハブに、前記支持アームを押圧した際の直角方向の変形を制限する当接部を備えたことを特徴とするものである。【００１４】
また、本発明に係る垂直軸風車の支持アーム取付構造は、前記クランパに、前記支持アームを押圧した際の直角方向の変形を制限する当接部を備えたことを特徴とするものである。【００１５】
また、本発明に係る垂直軸風車の支持アーム取付構造は、切断面が中空断面を有するとともに、それぞれ複数本の要素ブレードの連結によって構成され風力によって回転トルクを発生するブレードと、流線型断面形状を有し前記要素ブレード連結部において前記ブレードを保持する支持アームと、前記支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を設け、前記支持アームを押圧することによって固定するとともに、前記ブレードを固定するブレード固定部を有するブレード側クランパと、を備えたことを特徴とするものである。【００１６】
また、本発明に係る垂直軸風車の支持アーム取付構造は、切断面が中空断面を有するとともに、それぞれ複数本の要素ブレードの連結によって構成され風力によって回転トルクを発生するブレードと、流線型断面形状と、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔とを有し、前記ブレードの複数本の構成部分の接続部において、前記ブレードを保持する支持アームと、前記支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を設け、前記支持アームを押圧することによって固定するとともに、スタッドボルト、リベット又はピン等の位置決め部材を挿入する位置決固定孔と、垂直軸風車におけるブレードを固定するブレード固定部とを有するブレード側クランパと、前記支持アームの位置決固定孔と、前記ブレード側クランパの位置決固定孔とに挿入するスタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材とを備えたことを特徴とするものである。【００１７】
また、本発明に係る垂直軸風車の支持アーム取付構造は、前記ブレード側クランパに、前記支持アームを押圧した際の直角方向の変形を制限する当接部を備えたことを特徴とするものである。【００１８】
また、本発明に係る垂直軸風車の支持アーム取付構造は、切断面が中空断面を有するとともに、それぞれ複数本の要素ブレードの連結によって構成され風力によって回転トルクを発生するブレードと、断面形状が流線形を成すとともに前記ブレードを固定するブレード側クランパが装着され装着範囲の断面の後縁が翼弦長の所定長さ（例えば１％以上）切り落とされた支持アームと、前記支持アーム上に装着され、支持アーム装着穴の断面の大部分が前記支持アーム外形と同じ翼形であり且つ翼厚さ方向の嵌め合い寸法がゆるみばめ乃至中間ばめで穴加工が施されたブレード側クランパと、前記ブレード側クランパと一体で前記ブレード壁面と接合されるブレード接合部と、前記支持アームが装着された前記ブレード側クランパの外表面から支持アームを翼厚さ方向に押圧しつつ前記ブレードを固定するスタッドボルトまたはリベットからなる固定部材と、前記支持アームと前記ブレード側クランパの嵌合部の嵌め合いの緩い支持アーム翼形前縁部分に前記支持アームの端面から長手方向に埋め込まれた締め付け兼滑り止めネジとを備えたことを特徴とするものである。【００１９】
また、本発明に係る垂直軸風車の支持アーム取付構造は、前記支持アームと前記ブレード側クランパとの嵌合部において、支持アーム外形および装着穴形状の上面および下面に前縁側または後縁側いずれかを厚く他方を薄くした二つの平面が設けられ、前記嵌合部の厚さの厚い側に支持アーム端面から長手方向に締め付け兼滑り止めネジが埋め込まれたことを特徴とするものである。【００２０】
上記課題を解決するために本発明に係る垂直軸風車は、上記の垂直軸風車の支持アーム取付構造を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、流線型断面形状を有する支持アームと、垂直軸風車における回転体の回転軸側に支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を設けて支持アームを押圧することによって固定するハブとを備えたので、支持アーム固定部において支持アームを周囲から押圧して固定する構造となり、荷重と応力とを広い接合面に分散させることが可能となり、支持アームの緩みが発生しがたく、応力の過度の集中を解消して、疲労破壊、接合面の圧壊、フレッティングコロージョン、支持アームの緩みによる振動の発生などのリスクを著しく減少させることができる。【００２２】
また本発明によれば、流線型断面形状を有する支持アームと、垂直軸風車における回転体の回転軸側に支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を設けて支持アームを押圧することによって固定するハブと、支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を設けてハブとの間で支持アームを押圧することによって固定するクランパとを備えたので、支持アーム固定部において支持アーム全面を周囲から押圧して固定する構造となり、荷重と応力とを広い接合面に分散させることが可能となり、支持アームの緩みが発生しがたく、応力の過度の集中が解消して、疲労破壊、接合面の圧壊、フレッティングコロージョン、支持アームの緩みによる振動の発生などのリスクを著しく減少させることができる。【００２３】
また本発明によれば、支持アームをスタッドボルト、リベット又はピン等の位置決め部材を挿入して固定するようにしたので、支持アームをより確実に固定するとともに、支持アームの脱落、飛散を防止することができる。【００２４】
また本発明によれば、流線型断面形状を有する支持アームと、支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を設けて支持アームを押圧することによって固定するとともに垂直軸風車におけるブレードを固定するブレード固定部を有するブレード側クランパとを備えたので、ブレード側の支持アーム固定部において支持アームを周囲から押圧して固定するので、荷重と応力とを広い接合面に分散させることが可能となり、支持アームの緩みが発生しがたく、応力の過度の集中が解消して、疲労破壊、接合面の圧壊、フレッティングコロージョン、支持アームの緩みによる振動の発生などのリスクを著しく減少させることができる。【００２５】
また本発明によれば、流線型断面形状と位置決め部材を挿入する位置決固定孔とを有する支持アームと、支持アームの外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を設けて支持アームを押圧することによって固定するとともに位置決め部材を挿入する位置決固定孔と垂直軸風車におけるブレードを固定するブレード固定部とを有するブレード側クランパと、支持アームの位置決固定孔とブレード側クランパの位置決固定孔とに挿入するスタッドボルト、リベット又はピン等の位置決め部材とを備えたので、支持アームをより確実に固定するとともに、支持アームの脱落、飛散を防止することができる。【００２６】
また本発明によれば、垂直軸風車の支持アーム取付構造において、ハブ、クランパ又はブレード側クランパに、支持アームを押圧した際の直角方向の変形を制限する当接部を備えたこので、支持アーム取付時における支持アームの直角方向の変形やつぶれを防止することができる。【００２７】
また本発明によれば、垂直軸風車の支持アームやブレードの連結部分の構造を、ボルトやピンによる組み立て構造としたので、垂直軸風車の現地での組立作業性を向上させることが可能となる。また、修理や撤去の作業も容易に行なうことができる。【００２８】
また本発明によれば、垂直軸風車の支持アーム取付構造は、切断面が中空断面を有するとともに、それぞれ複数本の要素ブレードの連結によって構成され風力によって回転トルクを発生するブレードと、断面形状が流線形を成すとともにブレードを固定するブレード側クランパが装着され装着範囲の断面の後縁が翼弦長の所定長さ（例えば１％以上）切り落とされた支持アームと、支持アーム上に装着され、支持アーム装着穴の断面の大部分が支持アーム外形と同じ翼形であり且つ翼厚さ方向の嵌め合い寸法がゆるみばめ乃至中間ばめで穴加工が施されたブレード側クランパと、ブレード側クランパと一体でブレード壁面と接合されるブレード接合部と、支持アームが装着されたブレード側クランパの外表面から支持アームを翼厚さ方向に押圧しつつブレードを固定するスタッドボルトまたはリベットからなる固定部材と、支持アームとブレード側クランパの嵌合部の嵌め合いの緩い支持アーム翼形前縁部分に支持アームの端面から長手方向に埋め込まれた締め付け兼滑り止めネジとを備えたものであり、上下２つのクランパで締め付ける場合に比べ、部品点数が減る。クランパに支持アームを通す穴の嵌合が隙間ばめ乃至中間ばめで組み立てたとき小さな隙間が残り、抜け出しを防ぐ摩擦抵抗力が弱くなり、しかもダイナミックな振動荷重によってフレッティング腐食を招いて隙間が広がるリスクが残る。そこで支持アームを厚さの狭い側に押しつけながら締め付け兼滑り止めネジを埋め込むことによって、面圧がタイトになり且つ抜け出しを確実に予防する効果が働くことができる。【００２９】
また本発明によれば、支持アームとブレード側クランパとの嵌合部において、支持アーム外形および装着穴形状の上面および下面に前縁側または後縁側いずれかを厚く他方を薄くした二つの平面が設けられ、嵌合部の厚さの厚い側に支持アーム端面から長手方向に締め付け兼滑り止めネジが埋め込まれるようになされる。これにより、嵌合部分はこの形状でも翼形断面の場合と機能的には類似の効果を有するので、製作上の選択肢を広げることができる。【００３０】
また本発明によれば垂直軸風車において、ブレードや支持アームの長さが異なるバリエーションを用意する場合であっても、ハブやクランパ、ブレード側クランパ等の部品は共通の部品とすることが可能となるので、垂直軸風車のバリエーションが複数存在する場合であっても、同一の接続部品で多くの製品に対応することが可能となる。したがって、垂直軸風車の種類が多い場合であっても、部品の種類を少なくすることが可能となり、部品のストックを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】垂直軸風車の外観斜視図である。
【図２】支持アームを取り付けるハブ部分の正面断面図である。
【図３】支持アームを取り付けるハブ部分の平面図であり、図２におけるＡ−Ａ断面を示す図である。
【図４】支持アームを取り付けるハブ部分の詳細を示す正面断面図である。
【図５】支持アームを取り付けるハブ部分の詳細を示す側面断面図であり、図４におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図６】支持アームを取り付けるハブ部分の他の実施例の詳細を示す側面断面図である。
【図７】図２に示したブレードのＣ−Ｃ断面の側面図である。
【図８】図７に示したブレードのＤ−Ｄ断面の正面図である。
【図９】図８に示したブレードのＥ−Ｅ断面の側面図である。
【図１０】支持アーム取付構造の他の例を示す図である。
【図１１】図１０に示す支持アーム取付部のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】ブレード側クランパの構成を示す図である。
【図１３】嵌合部の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
８  ポール
１０  垂直軸風車
１２  装着部
１４  内輪側固定軸
１６  発電機
１７  外輪側回転体
１８  ブレード
２０  支持アーム
２２  外輪スリーブ
２４  トルク伝達キャップ
２６  増速機
２８  カップリング
２９  電力線
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  軸受
３２，３３  ベアリングナット
３６  ダストシール
８０，８１，１８０  ハブ
８２，８３  止めねじ
８４  クランパ
８５  締め付け兼滑り止めネジ
８６，８７，１８６  支持アーム固定部
８８  クランパ固定ボルト
８９，１８９  スタッドボルト
９０，９１  当接部
９２  中央ブレード
９３  翼端ブレード
９４  ブレード接合部材
９５  皿ボルト
９６，９８，１２０  ブレード側クランパ
９６ａ，９８ａ  ジョイントプレート部分
９６ｂ，９８ｂ  クランパ部分
１００、１０２  支持アーム固定部
１０４、１０６  固定ボルト
１１０、１１２  当接部
１２１  ブレー−ド接合部
１２２  支持アーム装着穴
１２３  穴
１２４Ａ，１２４Ｂ  皿ボルト用穴
１８２  すり割
１８４  逃げ部
１８８  割締めボルト
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る垂直軸風車の支持アーム取付構造および垂直軸風車の構造について説明する。図１は、垂直軸風車の外観斜視図である。
図１に示すように垂直軸風車１０には、電柱その他のポール８に装着する装着部１２と、装着部１２と固定されラジアル軸受を介して垂直軸風車１０の外輪側回転体１７を支持する片持式の内輪側固定軸１４と、片持式の内輪側固定軸１４の開放端側に設けた発電機１６と、風力により回転トルクを発生する外輪側回転体１７とを設けてある。【００３４】
外輪側回転体１７には、風速を揚力に変換して回転トルクを発生するブレード１８と、ブレード１８を上下で保持する流線形断面を有する支持アーム２０と、外輪側回転体１７の回転軸側に位置して支持アーム２０を押圧することによって支持アーム２０を固定する上下のハブ８０，８１と、ハブ８０，８１を取り付ける外輪スリーブ２２と、ハブ８０から回転トルクを発電機１６に伝達するトルク伝達キャップ２４とを設けてある。なお同図に示す例では、外輪側回転体１７に４枚のブレード１８を設けた例で示してあるが、ブレード１８の枚数は３枚、５枚など奇数枚としてもよい。【００３５】
内輪側固定軸１４は、装着部１２を介してポール８と固定されており、内輪側固定軸１４自体は回転しない構造となっている。したがって、慣性モーメントなどを気にせずに内輪側固定軸１４を、撓みの少ない断面係数の大きな太い寸法に設計することが容易に可能である。これにより内輪側固定軸１４を中空構造とすることが可能（図２参照）となるので、発電機１６に接続する電力線２９や各種の制御線を内輪側固定軸１４の内部に配線することも可能となる。【００３６】
従来の垂直軸風車では、発電機を風車ロータの下方に設置し、歯車伝達機構を介して風車ロータの回転トルクを伝達している例が多い。本発明のように、回転体を外輪側にする構造では、片持構造の内輪側固定軸１４を外輪側回転体１７の上部まで貫通させることが可能なので、内輪側固定軸１４の先端に発電機１６とユニット型の増速機２６とを無理なく配置する設計を行なうことが可能となる。また、発電機１６や増速機２６、カップリング２８を風雨から保護するカバーとしての機能を、回転トルクを伝達するトルク伝達キャップ２４が受け持つことが可能となる。【００３７】
なお、発電機を軸受の下方に設置する構造では、外輪側回転体にギヤを取付けるとともに発電機側にピニオンギヤを取付け、更にこれらの伝達機構を覆うカバー類や防水構造を設ける必要がある。前記ギヤとピニオンから成る歯車伝達機構は、伝達効率の低下や騒音の発生源となる可能性が高い構造である。【００３８】
図２は、支持アームを取り付けるハブ部分の正面断面図である。図３は、支持アームを取り付けるハブ部分の平面図であり、図２におけるＡ−Ａ断面を示す図である。図４は、支持アームを取り付けるハブ部分の詳細を示す正面断面図である。【００３９】
図２に示すように内輪側固定軸１４と外輪スリーブ２２との間には、軸受３０ａ，３０ｂ，３０ｃを設け、内輪側固定軸１４は外輪スリーブ２２を回動可能に支持している。軸受３０ａ及び３０ｂの外輪は、ベアリングナット３２によって外輪スリーブ２２に固定している。同様に軸受３０ｃの外輪も、ベアリングナット３２によって外輪スリーブ２２に固定している。また、軸受３０ａ及び３０ｂの内輪は、ベアリングナット３３によって内輪側固定軸１４に固定する。【００４０】
また、図２に示す例では、軸受３０ａの上方及び軸受３０ｃの下方にダストシール３６を設け、軸受３０ａ及び３０ｃに対する塵埃の混入や水分の混入を防止している。【００４１】
上記のようにして内輪側固定軸１４に組み付けた外輪スリーブ２２は、外輪側回転体１７全体の重量とダイナミックな力およびモーメントの全てを受けながら、内輪側固定軸１４の外周を回転する。外輪側回転体１７の外輪スリーブ２２は、外輪側回転体１７に作用する風圧中心位置（図１のＧ参照）を跨いだ２箇所の軸受（例えば軸受３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）でラジアル方向の力を支えるために、外輪スリーブ２２の歪みが極めて小さくなり、固有振動数も高く、振れ回りなどによる大振動を起こす可能性が減少する。【００４２】
図２に示す例では、軸受３０ａ，３０ｂにラジアル荷重とスラスト荷重の両方の荷重を支えることが可能なアンギュラ軸受を背面合わせで使用しているが、本発明はこの組合せに限定されるものではなく、円錐ころ軸受を用いても良いし、ラジアル軸受及びスラスト軸受を独立して設けるようにしてもよい。また図２に示す例では、軸受３０ｃにラジアル荷重を支えることが可能な玉軸受を使用しているが、本発明は玉軸受に限定するものではない。【００４３】
図２に示すように、外輪スリーブ２２には、支持アーム２０を保持するハブ８０，８１を固定している。ハブ８０，８１は、止めねじ８２によって外輪スリーブ２２と固定している。また図３に示すように、トルク伝達キャップ２４は、止めねじ８３を用いてハブ８０に固定している。【００４４】
図４及び図２に示すように、支持アーム２０は、ハブ８０とクランパ８４、又はハブ８１とクランパ８４との間に挟み込むことによって固定する。ハブ８０，８１には、ブレード１８又は支持アーム２０の数量に合わせて支持アーム２０の外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部８６を放射状に設けてある。他方のクランパ８４，８４にも、支持アーム２０の外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部８７を放射状に設けている。
なお、クランパ８４は円環形状としてもよいし、個々の支持アーム２０接合部毎に分割した扇形としてもよい。【００４５】
支持アーム２０は、ハブ８０，８１とクランパ８４，８４との間に挟み込み、クランパ固定ボルト８８を締結することによってハブ８０，８１と押圧して固定する。また同図に示す例では、支持アーム２０、ハブ８０，８１、クランパ８４に、スタッドボルト８９、リベット又はピン等の位置決め部材を貫通させるための位置決固定孔を設け、スタッドボルト８９、リベット又はピン等の位置決め部材を用いてハブ８０又は８１と支持アーム２０とを位置決めするとともに、支持アーム２０がハブ８０又は８１から脱落、飛散することを防止している。【００４６】
図５は、支持アームを取り付けるハブ部分の詳細を示す側面断面図であり、図４におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。
図５の断面図に示すように、本実施例で説明する支持アーム２０は流線型の断面形状にするとともに、垂直軸風車の地面側に揚力を発生する翼型断面形状をしている。支持アーム２０が地面側に揚力を発生することによって、補助的な回転トルクを発生するとともに、吹き上げる風の力による外輪側回転体１７のばたつきや跳りを防止することが可能となる。【００４７】
この支持アーム２０と接触しながら固定するハブ８０，８１の支持アーム固定部８６や、クランパ８４の支持アーム固定部８７に、支持アーム２０の外形と同一形状の部分を設けており、クランパ固定ボルト８８又はスタッドボルト８９の締結力が、より均一な力で支持アーム２０を押圧するように作用する構造としている。この支持アーム固定部８６，８７が支持アーム２０と接触している面は、支持アーム２０に働く回転トルクをハブ８０，８１に伝達する面ともなっている。【００４８】
更に、クランパ固定ボルト８８又はスタッドボルト８９の締結力による支持アーム２０のつぶれ変形を防止するために、支持アーム２０を押圧した際の直角方向の変形（支持アーム２０の前縁と後縁間の伸びによる変形）を制限する当接部９０，９１を、ハブ８０，８１及びクランパ８４に設けている。【００４９】
ブレード１８や支持アーム２０には、あらゆる方向から風の力が加わる。その力は全て支持アーム２０を介してハブ８０，８１に伝達される。例えば横風の場合には、支持アーム２０からラジアル方向の力がハブ８０，８１に加わるとともに、発電機１６を回転させるためのトルクやブレーキ（図示せず）を利かせた場合のトルクが作用する。【００５０】
また、地上から所定の高さに垂直軸風車１０を設置した場合や、山腹に垂直軸風車１０を設置した場合には、風の吹き上げ又は吹き下げによるスラスト方向の力が、支持アーム２０を介してハブ８０，８１に加わる。また、ブレード１８の全面に横風を受けた場合には、ブレード１８を撓ませる力が発生するので、ハブ８０，８１にはスラスト方向に曲げる力も作用する。更に、ブレード１８に働く力が均一とは限らないので、外輪スリーブ２２を強くねじる力が働くなど、支持アーム２０を経由してハブ８０，８１にはあらゆる方向からの繰返し荷重が作用することになる。【００５１】
従来の垂直軸風車では、この繰返し荷重によって、ハブと支持アームとを固定している接触面にずれが生じ、フレッティングコロージョンによる接合面同士の荒れや、更に進行して接合面にガタが発生していた。【００５２】
本発明によれば、応力が集中する部分であるハブ８０，８１の支持アーム固定部８６や、クランパ８４の支持アーム固定部８７に、支持アーム２０の外形と同一形状の部分を設けたので、支持アーム２０を周囲から押圧することが可能となり、支持アーム２０の変形を防止しながら支持アーム２０をハブ８０又は８１に固定することが可能となる。【００５３】
また本発明によれば、ハブ８０，８１の形状や寸法に自由度が大きいので、外輪側回転体１７の剛性を高くする設計を行なうことが容易となる。したがって、運転時の振動発生によるリスクを低減させることが可能となる。例えば、垂直軸風車運転中に共振現象の発生が予測された場合であっても、外輪スリーブ２２の肉厚補強やハブ８０，８１の肉厚補強、又は大径化など、部品の局所的な設計変更で容易に対応できる。【００５４】
図６は、支持アームを取り付けるハブ部分の他の実施例の詳細を示す側面断面図である。
同図に示すようにハブ１８０には、支持アーム２０の外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部１８６を放射状に設けるとともに、スタッドボルト１８９、リベット又はピン等の位置決め部材を挿入する位置決固定孔と、割締め構造とを設け、割締めボルト１８８又はスタッドボルト１８９を締結することによって、支持アーム２０を押圧して固定するようにしてもよい。なお、割締めによる効果を発揮させるために、すり割１８２及び逃げ部１８４を設けるようにしてもよい。また、支持アーム固定部１８６や逃げ部１８４は、精密鋳造等によって成形するようにしてもよい。【００５５】
図７は、図２に示したブレードのＣ−Ｃ断面の側面図である。図８は、図７に示したブレードのＤ−Ｄ断面の正面図である。図９は、図８に示したブレードのＥ−Ｅ断面の側面図である。【００５６】
図２及び図７〜図９に示すように、ブレード１８は、中央ブレード９２と翼端ブレード９３とから構成している。翼端ブレード９３は、支持アーム２０と中央ブレード９２との接合部分を覆い、中央ブレード９２の端面処理を行なうとともに、中央ブレード９２に働く揚力により発生する翼端渦を減少させるために空気の流れを整える部品である。【００５７】
図８に示すように中央ブレード９２と翼端ブレード９３とブレード接合部材９４とブレード側クランパ９６，９８は、皿ボルト９５によって固定している。ブレード側クランパ９６，９８には、支持アーム２０の外形と同一形状の部分を有する支持アーム固定部１００，１０２を設けてある。ブレード接合部材９４とブレード側クランパ９６，９８は、中央ブレード９２と翼端ブレード９３に働く揚力に基づく各ブレードの曲げ荷重を受けて、中央ブレード９２と翼端ブレード９３とを支持アーム２０に対して直角、垂直に固定し維持する。【００５８】
図９に示す例では、ブレード側クランパ９６，９８は、中央ブレード９２又は翼端ブレード９３を固定するジョイントプレート部分９６ａ，９８ａと、支持アーム２０を保持し固定する支持アーム固定部１００，１０２を有するクランパ部分９６ｂ，９８ｂとを溶接して組み立ててある。【００５９】
支持アーム２０は、ブレード側クランパ９６，９８の間に挟み込み、固定ボルト１０４，１０６を締結することによって支持アーム２０を押圧して固定する。また同図に示す例では、支持アーム２０とブレード側クランパ９６，９８に、スタッドボルト８９、リベット又はピン等の位置決め部材を貫通させるための位置決固定孔を設け、スタッドボルト８９、リベット又はピン等の位置決め部材を用いてブレード側クランパ９６又は９８と、支持アーム２０とを位置決めするとともに、支持アーム２０がブレード側クランパ９６，９８から脱落、飛散することを防止している。【００６０】
ブレード側クランパ９６，９８は、支持アーム２０を挟み込むことによって固定しているので、支持アーム２０を固定した場合であってもブレード側クランパ９６，９８同士が密着しないように隙間を空けておく。【００６１】
なお、ブレード側クランパ９６，９８における支持アーム２０の取付部分に、図６に示したような割締め構造を用いるようにしてもよい。【００６２】
図９に示すように、本実施例で用いている支持アーム２０は、流線型の断面形状をしている。この支持アーム２０と接触しながら固定するブレード側クランパ９６，９８の支持アーム固定部１００，１０２には、支持アーム２０の外形と同一形状の部分を設けているので、固定ボルト１０４，１０６、又はスタッドボルト８９の締結力が、より均一な力で支持アーム２０を押圧するように作用する構造としている。【００６３】
更に、固定ボルト１０４，１０６、又はスタッドボルト８９の締結力による支持アーム２０のつぶれ変形を防止するために、支持アーム２０を押圧した際の直角方向の変形（支持アーム２０の前縁と後縁間の伸びによる変形）を制限する当接部１１０，１１２を、ブレード側クランパ９６，９８に設けている。【００６４】
ブレード１８には、あらゆる方向から風の力が繰返し加わり、その力は全て支持アーム２０を介してハブ８０，８１に伝達される。従来の垂直軸風車では、この繰返し荷重によって、ブレードと支持アームとを固定している接触面にずれが生じ、フレッティングコロージョンによる接合面同士の荒れや、更に進行して接合面にガタが発生していた。【００６５】
この発明によれば、支持アーム固定部１００，１０２に、支持アーム２０の外形と同一形状の部分を設けたので、支持アーム２０を周囲から押圧することが可能となり、支持アーム２０の変形を防止しながらブレード１８を支持アーム２０に固定することが可能となる。【００６６】
上記に示すブレード１８と支持アーム２０との連結構造を採用することによって、中央ブレード９２と翼端ブレード９３の外面と内面の連結部分の基本寸法だけ合うように設計しておけば、細部の異なる翼同士を簡単に接合することが可能となるとともに、ブレード接合部材９４が外観に表れないので空気抵抗の増大を減少させることが可能となる。また、外観の統一性を維持することができる。【００６７】
次に、図面を参照しながら、本発明に係る垂直軸風車の支持アーム取付構造の他の例について説明する。【００６８】
図１０は、垂直軸風車の支持アーム取付構造の他の例を示す図である。図１０においてブレー−ド接合部１２１とブレード１８（９２，９３）と固定するネジを省略した。図１１は、図１０に示す支持アーム取付部のＡ−Ａ断面図である。また、図１２は、ブレード側クランパ１２０の構成を示す図である。【００６９】
図１０および図１１に示すように、支持アーム２０は、断面形状が流線形を成すとともに、ブレード１８（９２，９３）を固定するブレード側クランパ１２０が装着され装着範囲の断面の後縁が翼弦長の所定長さ（例えば１％以上）切り落とされた形状に形成される。【００７０】
ブレード側クランパ１２０は、図１２に示すように、支持アーム穴の端部を装着する支持アーム装着穴１２２が設けられ、この支持アーム装着穴１２２の断面の大部分が支持アーム外形と同じ翼形であり、且つ翼厚さ方向の嵌め合い寸法がゆるみばめ乃至中間ばめで穴加工が施された。【００７１】
また、ブレード側クランパ１２０は、ブレード壁面と接合するためのブレー−ド接合部１２１が一体に形成されている。ブレー−ド接合部１２１には、ブレード側クランパ１２０をブレード壁面に固定するための複数の皿ボルト用穴１２４Ａ，１２４Ｂが設けられている。【００７２】
このブレード側クランパ１２０には、支持アーム２０が装着されたブレード側クランパ１２０の外表面から支持アーム２０を翼厚さ方向に押圧しつつブレードを固定するスタッドボルト（固定部材）８９用穴１２３が設けられている。なお、固定部材としてリベット等を用いてもよい。【００７３】
また、支持アーム２０を後縁側に強く押しつけながら、支持アーム２０とブレード側クランパ１２０の嵌合部の嵌め合いの緩い支持アーム翼形前縁部分に支持アーム２０の端面から長手方向に埋め込まれた締め付け兼滑り止めネジ８５が設けられている。【００７４】
この場合、ブレード側クランパ１２０を上下分離せず一体構造として、支持アーム２０を装着する嵌合部分を翼厚さ方向に隙間ばめ乃至中間ばめとし且つ支持アーム２０の後縁を僅かに切り落とし後縁方向への移動が自由になるので、支持アーム２０を後縁側に強く押しつけることによって嵌合部の緩みを無くし嵌め合いをタイトにすることが可能になった。【００７５】
また、その代償として前縁側に生じる隙間については、支持アーム２０を後縁側に強く押しつけながら支持アーム２０の端面から長手方向に締め付け兼滑り止めネジ８５を埋め込むことによって、緩みが無くなるとともに嵌め合いの面圧を十分高めることが可能になるのでブレード１８とブレード側クランパ１２０が高速回転時に遠心力によって支持アーム２０から飛び出す危険がなくなり著しく安全性が高まる。【００７６】
また、図１３は、嵌合部の他の構成例を示す図である。図１３中の（Ａ）はカットの少ない例で、図１３中の（Ｂ）は、カットの大きい例である。図１３に示すように、支持アーム２０とブレード側クランパ１２０との嵌合部において、支持アーム２０の外形および支持アーム装着穴１２２の上面および下面に前縁側または後縁側いずれかを厚く他方を薄くした二つの平面が設けられ、また、組み立て時、嵌合部の厚さの厚い側に支持アーム２０の端面から長手方向に締め付け兼滑り止めネジ８５が埋め込まれるようになされる。これにより、嵌合部分はこの形状でも翼形断面の場合と機能的には類似の効果を有するので、製作上の選択肢を広げることができる。【００７７】
なお、上述した実施の形態において、ブレード１８はそれぞれ複数本の要素ブレード（中央ブレード９２と翼端ブレード９３）の連結によって構成されるものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、中央ブレード９２と翼端ブレード９３は一体に形成されるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明に係る支持アームとハブとの連結構造を用いることによって、支持アームやブレードに押出材を用いた量産による製造コスト低減が容易となり、しかも応力の分散によって疲労破壊や接合面の圧壊と接合部分の緩み、振動、脱落飛散のリスクが著しく減少する結果、人の生活圏に安価な垂直軸風車を安心して設置することが可能になる。【００７９】
また本発明に係るブレードと支持アームとの連結構造を用いることによって、支持アームやブレードに押出材を用いた量産による製造コスト低減が容易となり、しかも応力の分散によって疲労破壊や接合面の圧壊と接合部分の緩み、振動、脱落飛散のリスクが著しく減少する結果、人の生活圏に安価な垂直軸風車を安心して設置することが可能になる。【００８０】
支持アームとハブとの連結部分の構造に、本発明に係るモジュール構造を採用することによって、製造上の量産効果を高めることが可能となり、垂直軸風車の価格を低減させて、需要者が購入しやすい価格に設定することが可能となる。【００８１】
また、ブレードと支持アームとの連結部分の構造に本発明に係るモジュール構造を採用することによって、製造上の量産効果を高めることが可能となり、垂直軸風車の価格を低減させて、需要者が購入しやすい価格に設定することが可能となる。
【図１】
2005111415.tif 000002
【図２】
2005111415.tif 000003
【図３】
2005111415.tif 000004
【図４】
2005111415.tif 000005
【図５】
2005111415.tif 000006
【図６】
2005111415.tif 000007
【図７】
2005111415.tif 000008
【図８】
2005111415.tif 000009
【図９】
2005111415.tif 000010
【図１０】
2005111415.tif 000011
【図１１】
2005111415.tif 000012
【図１２】
2005111415.tif 000013
【図１３】
2005111415.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月19日(2005.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】  風力によって回転トルクを発生する垂直軸風車のブレードを保持するとともに、流線型断面形状を有する支持アームと、
垂直軸風車における回転体の回転軸側に位置し、前記支持アームと広い接触面で接するように前記支持アームの外形の所定部分と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を放射状に設け、前記支持アームを押圧することによって固定するハブと
を備えたことを特徴とする垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項２】  風力によって回転トルクを発生する垂直軸風車のブレードを保持するとともに、流線型断面形状を有する支持アームと、
垂直軸風車における回転体の回転軸側に位置し、前記支持アームと広い接触面で接するように前記支持アームの外形の所定部分と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を放射状に設け、前記支持アームを押圧することによって固定するハブと、
前記支持アームの外形の所定部分と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を設け、前記ハブとの間で前記支持アームを押圧することによって固定するクランパと
を備えたことを特徴とする垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項３】  風力によって回転トルクを発生する垂直軸風車のブレードを保持するとともに、流線型断面形状と、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔とを有する支持アームと、
垂直軸風車における回転体の回転軸側に位置し、前記支持アームと広い接触面で接するように前記支持アームの外形の所定部分と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を放射状に設けるとともに、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔を設け、前記支持アームを押圧することによって固定するハブと、
前記支持アームの位置決固定孔及び前記ハブの位置決固定孔とに挿入するスタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材と
を備えたことを特徴とする垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項４】  風力によって回転トルクを発生する垂直軸風車のブレードを保持するとともに、流線型断面形状と、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔とを有する支持アームと、
垂直軸風車における回転体の回転軸側に位置し、前記支持アームと広い接触面で接するように前記支持アームの外形の所定部分と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を放射状に設けるとともに、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔を設け、前記支持アームを押圧することによって固定するハブと、
前記支持アームの外形の所定部分と同一形状の部分を有する支持アーム固定部と、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔とを設け、前記ハブとの間で前記支持アームを押圧することによって固定するクランパと、
前記支持アームの位置決固定孔、前記ハブの位置決固定孔、及び前記クランパの位置決固定孔とに挿入するスタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材と
を備えたことを特徴とする垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項５】  前記ハブに、前記支持アームを押圧した際の直角方向の変形を制限する当接部を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項６】  前記クランパに、前記支持アームを押圧した際の直角方向の変形を制限する当接部を備えたことを特徴とする請求項２又は４に記載の垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項７】  切断面が中空断面を有するとともに、それぞれ複数本の要素ブレードの連結によって構成され風力によって回転トルクを発生するブレードと、流線型断面形状を有し前記要素ブレード連結部において前記ブレードを保持する支持アームと、
前記ブレードの内部に収納されて、前記支持アームと広い接触面で接するように前記支持アームの外形の所定部分と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を設け、前記支持アームを押圧することによって固定するとともに、前記ブレードを固定するブレード固定部を有するブレード側クランパと、
を備えたことを特徴とする垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項８】  切断面が中空断面を有するとともに、それぞれ複数本の要素ブレードの連結によって構成され風力によって回転トルクを発生するブレードと、
流線型断面形状と、スタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材を挿入する位置決固定孔とを有し、前記要素ブレード連結部において前記ブレードを保持する支持アームと、
前記ブレードの内部に収納されて、前記支持アームと広い接触面で接するように前記支持アームの外形の所定部分と同一形状の部分を有する支持アーム固定部を設け、前記支持アームを押圧することによって固定するとともに、スタッドボルト、リベット又はピン等の位置決め部材を挿入する位置決固定孔と、垂直軸風車におけるブレードを固定するブレード固定部とを有するブレード側クランパと、
前記支持アームの位置決固定孔と、前記ブレード側クランパの位置決固定孔とに挿入するスタッドボルト、リベット又はピンからなる位置決め部材と
を備えたことを特徴とする垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項９】  前記ブレード側クランパに、前記支持アームを押圧した際の直角方向の変形を制限する当接部を備えたことを特徴とする請求項７又は８に記載の垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項１０】  切断面が中空断面を有するとともに、それぞれ複数本の要素ブレードの連結によって構成され風力によって回転トルクを発生するブレードと、
断面形状が流線形を成すとともに前記ブレードを固定するブレード側クランパが装着され装着範囲の断面の後縁が翼弦長の所定長さ切り落とされた支持アームと、
前記支持アーム上に装着され、支持アーム装着穴の断面の大部分が前記支持アーム外形と同じ翼形であり且つ翼厚さ方向の嵌め合い寸法がゆるみばめ乃至中間ばめで穴加工が施されたブレード側クランパと、
前記ブレード側クランパと一体で前記ブレード壁面と接合されるブレード接合部と、
前記支持アームが装着された前記ブレード側クランパの外表面から支持アームを翼厚さ方向に押圧しつつ前記ブレードを固定するスタッドボルトまたはリベットからなる固定部材と、
前記支持アームと前記ブレード側クランパの嵌合部の嵌め合いの緩い支持アーム翼形前縁部分に前記支持アームの端面から長手方向に埋め込まれた締め付け兼滑り止めネジと
を備えたことを特徴とする垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項１１】  前記支持アームと前記ブレード側クランパとの嵌合部において、支持アーム外形および装着穴形状の上面および下面に前縁側または後縁側いずれかを厚く他方を薄くした二つの平面が設けられ、
前記嵌合部の厚さの厚い側に支持アーム端面から長手方向に締め付け兼滑り止めネジが埋め込まれた
ことを特徴とする請求項１０に記載の垂直軸風車の支持アーム取付構造。
【請求項１２】  請求項１乃至１１のいずれかに記載の垂直軸風車の支持アーム取付構造を備えたことを特徴とする垂直軸風車。
【国際調査報告】
2005111415.tif 000015
2005111415.tif 000016
2005111415.tif 000017
2005111415.tif 000018