JP4494499B2 - 水平軸風車のための筒状体及びその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は水平軸風車のための筒状体及びその製造方法に関し、特に水平軸風車において軸体とブレードとの間に配置される水平軸風車のための筒状体及びその製造方法に関するものである。

発電を目的とする水平軸風車にあっては、起動時の風速が低い時のブレードのピッチ角と、起動後の定格風速におけるブレードのピッチ角とを変えることが好ましい。

そこで、このブレードのピッチ角を風速に応じて自動的に変化させる水平軸風車が提案されている（特許文献１参照）。

この水平軸風車にあっては、ブレードの取付け部がロータ軸の半径方向へ摺動可能にホルダーで支持され、ブレードをロータ軸の中心方向へ牽引するばねが設けられている。そして、ブレードが回転による遠心力によってロータ軸の半径外方向へ移動する時、ブレードをブレード軸線を中心として回転させるように案内する螺旋状のガイド溝とガイドピンとが設けられている。

これによって、ブレードのピッチ角がブレードの回転速度に応じて自動的に変化する。
特開２００４−６０６４６号公報

上記のような従来の水平軸風車では、ブレードのピッチ角の可変構造となるガイド溝とガイドピンとが露出している構造となっているため、防錆処理が必要となる。又、錆の発生は防止できたとしても、ガイド溝に異物等が浸入してガイドピンの移動を阻止する虞が無いとは言えない。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、錆の発生や異物の浸入の虞の無い水平軸風車のための筒状体及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、水平軸風車における軸体とブレードとの間に配置することができる水平軸風車のための筒状体であって、可撓性を有する筒状の胴部と、胴部の一方端に固定され、ブレードに接続することができる第１接続部と、胴部の他方端に固定され、軸体に接続することができる第２接続部とを備え、胴部は、その軸方向に引張り力が作用した時、一方端は他方端に対して軸方向を中心に捻じるように回転すると共に、引張り力が消失した時、回転前の状態に復帰するものである。

このように構成すると、水平軸風車に組み込んだ場合、軸体の回転に伴うブレードの遠心力が生じると、ブレードのピッチ角が遠心力により変化する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、胴部は、筒状に形成されたゴム素材と、ゴム素材に埋設され、軸方向に平行な方向に対して所定角度傾斜した状態で、且つ周方向に所定間隔に配置された複数の線条体とを含むものである。

このように構成すると、軸方向に引張り力が生じると、線条体は軸方向に平行な方向に近付くように変形する。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、胴部は、互いに重ね合わされ、断面が同心円状の複数の筒体よりなり、筒体の各々は、筒状に形成されたゴム素材と、ゴム素材に埋設され、軸方向に平行な方向に対して所定角度傾斜した状態で、且つ周方向に所定間隔に配置された複数の線条体とを含むものである。

このように構成すると、胴部における複数の筒体の各々が捻転する。

請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３記載の発明の構成において、線条体は、ナイロンコードを含むものである。

このように構成すると、線条体の軸方向への伸びが抑えられる。

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の構成において、胴部の一方端においては、胴部の少なくとも一部が内方に向かって直角方向に折り曲げられて第１折り曲げ部を構成し、胴部は第１折り曲げ部を介して第１接続部に第１締結部材によって接続され、胴部の他方端においては、胴部の少なくとも一部が外方に向かって直角方向に折り曲げられて第２折り曲げ部を構成し、胴部は第２折り曲げ部を介して第２接続部に第２締結部材によって接続されるものである。

このように構成すると、胴部は第１折り曲げ部及び第２折り曲げ部を介して、第１締結部材及び第２締結部材によって、第１接続部及び第２接続部に接続される。

請求項６記載の発明は、請求項１に記載された水平軸風車のための筒状体の製造方法であって、シート状の弾性体に対して長手方向に平行で且つ幅方向に同一間隔で複数の線条体を埋設してベースシートを形成する工程と、ベースシートから幅方向に対して所定角度傾斜した方向を長手方向の一辺とする矩形状のシート体を取り出す工程と、取り出されたシート体を一辺が開口端部の一方となるように筒状に曲げて胴部を形成する工程とを備えたものである。

このように構成すると、線条体の配置が規則化された胴部を容易に形成できる。

請求項７記載の発明は、水平軸風車における軸体とブレードとの間に配置された筒状の胴部を有する、水平軸風車のための筒状体の製造方法であって、シート状の弾性体に対して長手方向に平行で且つ幅方向に同一間隔で複数の線条体を埋設してベースシートを形成する工程と、ベースシートから、幅方向に対して所定角度傾斜した方向を長手方向とする矩形状のシート体を取り出す工程と、取り出されたシート体の第１長辺と第２長辺とにおける各々の端縁から内方への第１範囲と第２範囲とにおいて、弾性体に複数の切り込みを線条体に沿って平行に等間隔に形成する工程と、切り込みが形成されたシート体を第１長辺と第２長辺とが開口端部の各々になるように筒状に曲げる工程と、筒状に曲げられたシート体の第１範囲を内方に向かって直角方向に折り曲げて第１折り曲げ部を形成すると共に、第２範囲を外方に向かって直角方向に折り曲げて第２折り曲げ部を形成して胴部を形成する工程とを備えたものである。

このように構成すると、ベースシートから、線条体の配置が規則化され、第１折り曲げ部及び第２折り曲げ部を有する胴部が形成される。

請求項８記載の発明は、水平軸風車における軸体とブレードとの間に配置された筒状の胴部を有する、水平軸風車のための筒状体の製造方法であって、シート状の弾性体に対して長手方向に平行で且つ幅方向に同一間隔で複数の線条体を埋設してベースシートを形成する工程と、ベースシートから、幅方向に対して同一の所定角度傾斜した方向を長手方向とするほぼ同一の矩形状の第１シート体及び第２シート体を取り出す工程と、取り出された第１シート体及び第２シート体の各々の第１長辺と第２長辺とにおける各々の端縁から内方への第１範囲と第２範囲とにおいて、弾性体に複数の切り込みを線条体に沿って平行に等間隔に形成する工程と、切り込みが形成された第１シート体及び第２シート体を重ね合わせ、各々の第１長辺と第２長辺とが開口端部の各々になるように一体的に筒状に曲げる工程と、筒状に曲げられた第１シート体及び第２シート体の各々の第１範囲を重ね合わせた状態で内方に向かって直角方向に折り曲げて第１折り曲げ部を形成すると共に、各々の第２範囲を重ね合わせた状態で外方に向かって直角方向に折り曲げて第２折り曲げ部を形成して胴部を形成する工程とを備えたものである。

このように構成すると、ベースシートから、線条体の配置が規則化され、第１折り曲げ部及び第２折り曲げ部を有する２層よりなる胴部が形成される。

請求項９記載の発明は、水平軸風車における軸体とブレードとの間に配置された筒状の胴部を有する、水平軸風車のための筒状体の製造方法であって、シート状の弾性体に対して長手方向に平行で且つ幅方向に同一間隔で複数の線条体を埋設してベースシートを形成する工程と、ベースシートから、幅方向に対して同一の所定角度傾斜した方向を長手方向とするほぼ同一の矩形状の第１シート体及び第２シート体を取り出す工程と、ベースシートから、幅方向に対して所定角度と同一角度で傾斜した方向を長手方向とし、第１シート体に対して短手方向のみが短い矩形状の第３シート体を少なくとも１枚取り出す工程と、取り出された第１シート体及び第２シート体の間に取り出された第３シート体を挟むように重ね合わせ、第１シート体及び第２シート体の各々の第１長辺と第２長辺とにおける各々の端縁から内方であって第３シート体が接しない第１範囲と第２範囲とにおいて、弾性体に複数の切り込みを線条体に沿って平行に等間隔に形成する工程と、第３シート体を介して重ね合わされた第１シート体及び第２シート体の各々の第１長辺と第２長辺とが開口端部の各々になるように一体的に筒状に曲げる工程と、筒状に曲げられた第１シート体及び第２シート体の各々の第１範囲を内方に向かって直角方向に折り曲げて第１折り曲げ部を形成すると共に、各々の第２範囲を外方に向かって直角方向に折り曲げて第２折り曲げ部を形成して胴部を形成する工程とを備えたものである。

このように構成すると、ベースシートから、線条体の配置が規則化され、第１折り曲げ部及び第２折り曲げ部を有する３層以上の胴部が形成される。

以上説明したように、請求項１記載の発明は、水平軸風車に組み込んだ場合、その回転に伴ってブレードに遠心力が生じると、ブレードのピッチ角が遠心力により変化するので、起動時と起動後のピッチ角を適切な角度に自動的に設定することが可能となる。又、胴部自体が両端部が捻じれるように回転するため、錆の発生や異物の浸入の虞が無い。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、軸方向に引張り力が生じると線条体は軸方向に平行な方向に近付くように変形するため、線条体の配置によって胴部の捻転の程度を制御することが容易となる。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、胴部における複数の筒体の各々が捻転するため、胴部の捻転が安定する。又、胴部の捻転力の調整が容易となる。

請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３記載の発明の効果に加えて、線条体の軸方向への伸びが抑えられるため、胴部の回転がより安定する。

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、胴部は第１折り曲げ部及び第２折り曲げ部を介して、第１締結部材及び第２締結部材によって、第１接続部及び第２接続部に接続されるため、これらを確実に、且つ容易に固定することが可能となる。

請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、線条体の配置が規則化された胴部を容易に形成できるため、筒状体の安定した機能が発揮される。又、大きなベースシートを形成すれば、複数の筒状体の形成も容易となる。

請求項７記載の発明は、ベースシートから、線条体の配置が規則化され、第１折り曲げ部及び第２折り曲げ部を有する胴部が形成されるため、接続部が一体となった筒状体が容易に製造できる。

請求項８記載の発明は、ベースシートから、線条体の配置が規則化され、第１折り曲げ部及び第２折り曲げ部を有する２層よりなる胴部が形成されるため、接続部が一体となり、１枚のシート体によるものに比べて相対的に側壁の厚い筒状体が容易に製造できる。

請求項９記載の発明は、ベースシートから、線条体の配置が規則化され、第１折り曲げ部及び第２折り曲げ部を有する３層以上の胴部が形成されるため、接続部が一体となり、側壁が相当厚い筒状体が容易に製造できると共に回転力による筒状体の変形度合いを容易に調整することができる。

図１はこの発明の第１の実施の形態による水平軸風車のための筒状体を組み込んだ水平軸風車の外観形状を示した概略斜視図である。

図を参照して、水平軸風車１５は、支柱２１に支持され、その内部に発電機が収納されている発電機本体１７と、発電機本体１７の前方に配置され、発電機本体１７の発電機に回転軸を介して連結される軸体１８と、軸体１８の側壁２４に接続され、軸体１８から外方に伸びる３枚のブレード２０ａ〜ブレード２０ｃとから構成されている。ブレード２０ａ〜ブレード２０ｃが風を受けて回転すると、その回転が軸体１８を介して発電機本体１７に伝達され、風力に応じた発電がなされる構造となっている。

尚、この実施の形態にあっては、ブレード２０ａ〜ブレード２０ｃは、風速に応じて各々のピッチ角が変化するように軸体１８に接続されている。

図２は図１で示した“Ｘ”部分の拡大分解斜視図であり、図３は図２で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの拡大断面図であって、各構成部品を接続した状態を示した図である。

これらの図を参照して、筒状体２７は、可撓性を有する筒状の胴部３３と、胴部３３のブレード２０ａ側の一方端に固定される第１フランジ部３５と、胴部３３の軸体１８側の他方端に固定される第２フランジ部３６とから構成されている。筒状体２７の第１フランジ部３５はブレード２０ａの固定部２８にボルト・ナット４２を介して接続されている。一方、筒状体２７の第２フランジ部３６は軸体１８の側壁２４に形成されている接続部２５にボルト・ナット４３を介して接続されている。

又、筒状体２７、ブレード２０ａ及び接続部２５が接続された状態でこれらを貫通するように支持軸３１がその中心部に取り付けられている。尚、支持軸３１はブレード２０ａを支持し、接続部２５に対するブレード２０ａの変位を制限したり傾きを防止するためのものである。そのため支持軸３１のブレード２０ａ側には固定部２８より若干離れた位置にナット３９が取り付けられ、支持軸３１の接続部２５側の端部にはナット４０が接続部２５に当接した状態に取り付けられている。

尚、これらの組立て手順については後述する。

図４は図３で示した筒状体２７の構成部品を示すための分解斜視図である。

図を参照して、上述のように筒状体２７は胴部３３と、第１フランジ部（第１接続部）３５と、第２フランジ部（第２接続部）３６とから構成されている。胴部３３は弾性体であるゴム素材５１を主体として構成されており、その内部にナイロンコード（一方向性繊維）等よりなる複数の線条体５２がゴム素材５１の軸方向に対して所定角度傾斜した状態で且つ互いに一定間隔で埋設されている。この線条体５２の機能によって、ゴム素材５１の軸方向に引張り力Ｆが生じると線条体５２は軸方向に近付こうと変形する。その結果、胴部３３は矢印で示す方向に回転することになる。即ち、ゴム素材５１はその軸方向に引張り力が作用した時、一方端は他方端に対して軸方向を中心に捻じるように回転することになる。一方、作用した引張り力が消失した時、ゴム素材５１はその弾性機能によって回転前の状態に復帰することになる。

第１フランジ部３５は鉄製の円盤状の金属板４５の一方面にゴムシート４６が貼り付けられており、胴部３３のゴム素材５１とは加流接着により一体化されている。尚、金属板４５の中心には図３で示した支持軸３１が貫通できる程度の軸用開口５４が形成されており、その周囲には図３で示したボルト・ナット４２を取り付けるためのボルト用開口５５が複数形成されている。

一方、第２フランジ部３６は鉄製の円盤状の金属板４８を中心として構成され、金属板４８の一方面にゴムシート４９が貼り付けられており、胴部３３のゴム素材５１と加流接着にて一体化されている。又、第２フランジ部３６の中心部には図３の支持軸３１に対して十分大きな作業用開口５７が形成されており、その周囲には図３で示したボルト・ナット４３の取付け用のボルト用開口５８が複数形成されている。

図３に戻って、接続部２５に対するブレード２０ａ及び筒状体２７の取付け手順について説明する。

先ず、筒状体２７の軸用開口５４を介して支持軸３１の一方端をブレード２０ａの内部に貫通させる。この状態で支持軸３１の先端側にナット３９を螺合させた後、これを点溶接することによって支持軸３１に固定する。この時ナット３９の位置は、組立て後において固定部２８の内面側から所定距離離れた位置となるように固定する。

次に、筒状体２７の第１フランジ部３５とブレード２０ａの固定部２８とを、ボルト・ナット４２によって接続する。この時、筒状体２７の第２フランジ部３６には大きな作業用開口５７が形成されているため、作業用開口５７側からボルト・ナット４２の固定が可能となる。

次に、支持軸３１の他方端部を接続部２５に貫通させ、その状態で接続部２５と第２フランジ部３６とをボルト・ナット４３によって接続する。筒状体２７と接続部２５との接続が終了すると、支持軸３１の他方端に対して接続部２５の内部からナット４０を螺合させ、これを点溶接等によって支持軸３１及び接続部２５に固定する。

このようにして、ブレード２０ａは筒状体２７を介して接続部２５に接続されるが、ブレード２０ａの重量は支持軸３１を介して接続部２５によって支持されることになる。又、筒状体２７の胴部３３はその表面がゴム素材５１によって全体が覆われているため、従来例の構造で問題となる錆の発生や異物の混入が生じる虞が無い。

次に、図２から図４を参照して、この発明の第１の実施の形態による筒状体の機能について説明する。

ブレード２０ａが風を受けて軸体１８の周りに回転を始めると、その回転速度に伴った遠心力が筒状体２７の軸方向に発生することになる。ブレード２０ａは図３に示されているようにその固定部２８が支持軸３１に対して摺動自在なように接続されているため、ブレード２０ａに生じた遠心力は筒状体２７に対してその軸方向に生じる引張り力Ｆとして伝達されることになる。引張り力Ｆが生じると、図４で示したように胴部３３は矢印の方向に捻じれるように回転しようとする。ここで、胴部３３の両端は第１フランジ部３５及び第２フランジ部３６に固定されている。又、第２フランジ部３６は図３に示されているように接続部２５に対してボルト・ナット４３を介して軸方向に回転できないように固定されている。そのため、胴部３３の捻転は第１フランジ部３５の回転としてブレード２０ａの固定部２８に伝達されることになる。その結果、ブレード２０ａの軸体１８に対するピッチ角が変化することになる。即ち、ブレード２０ａのピッチ角はブレード２０ａの遠心力の大きさ、即ち風速の大きさによってその角度が変化することになる。

一方、風速が低下して、ブレード２０ａに生じる遠心力が減少してくると、筒状体２７に加わる引張り力Ｆも減少することになる。すると、胴部３３の捻じれによる回転が緩和され、回転前の状態に近付くように変化する。その結果、ブレード２０ａのピッチ角も、起動時の状態に近付くように変化することになる。

尚、胴部３３は引張り力Ｆによって捻じれが生じた時、その長手方向の長さが若干長くなる。そのため、図３で示す第１フランジ部３５及び固定部２８の位置が図面において右方向に移動することになる。そこで、支持軸３１に取り付けられたナット３９が固定部２８に当接してその動きを阻害しないように、ナット３９は固定部２８から離れた位置に取り付けられている。

図５は図４で示した筒状体の胴部を製造するための基となるベースシートの外観形状を示した平面図であり、図６は図５で示したＶＩ−ＶＩラインの拡大断面図である。

これらの図を参照して、ベースシート６０は、長手方向に平行で且つ幅方向に同一間隔で配置されたｎ本の複数の線条体５２ａ，線条体５２ｂ〜線条体５２ｎと、これらの線条体５２を埋設するシート状のゴム素材５１とから構成されている。線条体５２は具体的にはタイヤコードとして用いられるナイロンコードであり、ゴム素材５１は天然ゴム、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ又はこれらの混合ゴムによって構成されている。このようにして、規則正しく配置された線条体５２がゴム素材５１に埋設されたベースシート６０が精度良く製造されることになる。

図７は図５で示したベースシート６０から“Ｙ”部分を切り取って取り出した場合の平面図である。

図を参照して、図５のベースシート６０から取り出されたシートは、図４で示した筒状体２７の胴部３３を展開した状態に相当するものとなる。図５においては、ベースシート６０からその幅方向に対してθだけ傾斜した方向を長手方向の一辺（長辺）とするシート体としてこれを取り出している。従って、図７で示すように、胴部３３としての短辺方向に対して線条体５２は角度θだけ傾斜した状態でゴム素材５１に埋設されている状態となる。このようにして得られた胴部３３を長辺側が開口端部となるように筒状に曲げることによって図４で示した胴部３３を製造することができる。これによって、胴部３３は、線条体５２が規則正しくゴム素材５１に埋設されているため、引張り力による捻転が安定して発揮され、取付け状態の信頼性を向上する。

尚、図５においては、“Ｙ”部分のみを切り取り対象としているが、同様にして、同じ傾斜角度のものや、異なった傾斜角度のものを容易に精度良く取り出すことが可能となる。又、ベースシート６０を更に大きく形成することによって、複数の筒状体を一度に形成することも容易となる。

このようにして、１つの水平軸風車の各ブレードに対して使用する筒状体を同一のベースシートから取得するようにすれば、各筒状体における機能のばらつきが抑えられ、水平軸風車全体の信頼性が向上する。

尚、図７においてθを大きくすれば、同一の引張り力に対して筒状体としての捻じれの程度は小さくなる。これによって、ピッチ角の変化の大きさの必要性に応じてθを決定することによって、適切な筒状体を容易に得ることが可能となる。

図８はこの発明の第２の実施の形態による筒状体の断面図であって第１の実施の形態の図３に対応するものであり、図９は図８で示したＩＸ−ＩＸラインの拡大断面図であり、図１０は図８で示したＸ−Ｘラインの拡大断面図である。

尚、説明に当たっては、基本的には第１の実施の形態と同一であるため、その相違点を中心に説明する。

これらの図を参照して、この実施の形態にあっては、胴部３３と第１フランジ部３５及び第２フランジ部３６の各々との接続方法が大きく異なっている。即ち、胴部３３と第１フランジ部３５とは第１締結部材であるボルト・ナット４２でリング状の押さえプレート８８を介して固定されており、胴部３３と第２フランジ部３６とは第２締結部材であるボルト・ナット４３でリング状の押さえプレート８９を介して固定されている。以下に詳細を説明する。

胴部３３においては、ブレード２０ａ側の一方端において複数の切り込みが形成されており、これらが形成された一方端が内方に向かって直角方向に折り曲げられた、第１折り曲げ部７４を備えている。第１折り曲げ部７４の各々は、ボルト用開口５５が形成されており、第１フランジ部３５及びブレード２０ａの固定部２８と共にボルト・ナット４２によって、第１折り曲げ部７４の軸体側に配置されたリング状の押さえプレート８８を介して接続されている。又、胴部３３の軸体側の他方端においては複数の切り込みが形成されており、これらが形成された一方端が外方に向かって直角方向に折り曲げられた、第２折り曲げ部７５を備えている。第２折り曲げ部７５の各々は、第１折り曲げ部７４と同様に、ボルト用開口５８が形成されており、第２フランジ部３６及び接続部２５と共にボルト・ナット４３によって、第２折り曲げ部７５のブレード２０ａ側に配置されたリング状の押さえプレート８９を介して接続されている。押さえプレート８８、８９によって、ボルト・ナット４２、４３の締結による押圧力は均一に第１折り曲げ部７４及び第２折り曲げ部７５に伝えられている。

上記のように、胴部３３は第１折り曲げ部７４及び第２折り曲げ部７５を介して、第１締結部材であるボルト・ナット４２及び第２締結部材であるボルト・ナット４３によって、押さえプレート８８、８９を介して第１接続部である第１フランジ部３５及び第２接続部である第２フランジ部３６に接続されるため、これらを確実に、且つ容易に固定することができる。

図１１は図８で示した筒状体の製造方法を示す図である。

図を参照して、図５のベースシート６０から“Ｙ”部分を切り取って取り出されたシート体５は、図８で示した筒状体２７の胴部３３を展開した状態に相当するものとなる。

まず（１）に示されているように、このシート体５の長手方向の第１長辺７６における端縁から内方への第１範囲６１において、弾性体５１に線条体５２ａ、５２ｂ〜５２ｎに沿って平行に等間隔で複数の切り込み８５を形成する。シート体５の長手方向の第２長辺７７における端縁から内方への第２範囲６２においても、第１の範囲６１と同様に複数の切り込み８６を弾性体５１に形成する。

次に（２）に示されているように、複数の切り込み８５、８６が形成されたシート体５の第１長辺７６及び第２長辺７７が、胴部における開口端部の各々となるように筒状に曲げる。

次に、筒状に曲げられたシート体５の第１範囲６１を開口の内方に向かって直角方向に折り曲げて、図９で示したような第１折り曲げ部７４を形成し、更に第１締結部材用のボルト用開口５５を第１折り曲げ部７４の各々に形成する。又、第２範囲６２においては、第２範囲６２を開口の外方に向かって直角方向に折り曲げて、図１０で示したような第２折り曲げ部７５を形成し、更に第２締結部材用のボルト用開口５８を第２折り曲げ部７５の各々に形成する。このようにして、図８で示した胴部３３を形成する。

このような方法で胴部３３を形成すると、ベースシート６０から、線条体５２ａ、５２ｂ〜５２ｎの配置が規則化され、第１折り曲げ部７４及び第２折り曲げ部７５を有する胴部３３が形成される。従って、胴部３３における接続部が一体となった筒状体が容易に製造することができる。

図１２はこの発明の第３の実施の形態による筒状体の断面図であって第２の実施の形態の図８に対応するものであり、図１３は図１２で示した“Ａ”部分の拡大図である。

尚、説明に当たっては、基本的には第２の実施の形態と同一であるため、その相違点を中心に説明する。

これらの図を参照して、この実施の形態にあっては、胴部３３の構成が大きく異なっている。即ち、胴部３３は、互いに重ね合わされ、断面が同心円状である第１筒体７１、第２筒体７２及び第３筒体７３により構成されている。各筒体の材質は、図４において説明した胴部の材質と同一である。

次に、胴部３３と第１フランジ部３５及び第２フランジ部３６の各々との接続方法の相違点について説明する。

この実施の形態にあっては、第１筒体７１、第２筒体７２及び第３筒体７３が断面状態において層を成すように構成されている。これらの筒体のうち、最も内方に位置する第１筒体７１と最も外方に位置する第３筒体７３とによって、図８で示したものと同様に、各々の筒体のブレード２０ａ側の一方端に第１折り曲げ部７４が形成される。更に、各々の筒体の軸体側の他方端に第２折り曲げ部７５が形成されている。各折り曲げ部の形状と、各折り曲げ部と第１フランジ部３５及び第２フランジ部３６の各々との接続方法は、図８で示したものと同様である。又、第２筒体７２においては、第１フランジ部３５及び第２フランジ部３６と接続していないが、第１筒体７１と第３筒体７３とに覆われているため、その配置位置は保持される。

このような筒状体２７にあっては、第１筒体７１、第２筒体７２及び第３筒体７３の各々が前述した引張力Ｆによって捻転するため、胴部３３の捻転が安定する。又、複数の筒体によって胴部が形成されているため、捻転力の調整が容易となる。

図１４は図１２で示した筒状体の製造方法の前半工程を示す図であり、図１５は図１４の前半工程に続く第１後半工程を示す断面図であり、図１６は図１５の第１後半工程に続く第２後半工程を示す断面図である。

まず、図１４の（１）に示されているように、図５のベースシート６０から“Ｙ”部分に相当するほぼ同一の矩形状の第１シート体５ａ及び第２シート体５ｂを取り出す。更に、第１シート体５ａとベースシート６０において幅方向に対して所定角度が同一角度で傾斜した方向を長手方向とする、第１シート体５ａに対して短手方向のみが短い矩形状の第３シート体５ｃを取り出す。そして、第１シート体５ａ及び第２シート体５ｂの間に第３シート体５ｃを挟むように重ね合わせる。

次に図１４の（２）に示されているように、第１シート体及び第２シート体５ｂの各々の第１長辺７６ａ、７６ｂにおける各々の端縁から内方であって、第３シート体５ｃが接しない第１範囲６１において、各々の弾性体５１に線条体５２ａ、５２ｂ〜５２ｎに沿って平行に等間隔で複数の切り込み８５を形成する。第１シート体及び第２シート体５ｂの各々の第２長辺７７ａ、７７ｂにおける各々の端縁から内方であって、第３シート体５ｃが接しない第２範囲６２においても、第１範囲６１と同様に複数の切り込み８６を各々の弾性体５１に形成する。

次に図１４の（３）に示されているように、第３シート体５ｃを介して重ね合わされた第１シート体５ａ及び第２シート体５ｂの各々の第１長辺７６ａ、７６ｂ及び第２長辺７７ａ、７７ｂが、胴部における開口端部の各々となるように一体的に筒状に曲げる。すると、第１長辺７６ａ、７６ｂ側の開口端部においては、図１５の（１）に示されているような断面形状となり、第２長辺７７ａ、７７ｂ側の開口端部においては、図１６の（１）に示されているような断面形状となる。このとき、第１シート体５ａ及び第２シート体５ｂには、これらの円周の差によって切り込み部分に隙間８１、８２が発生することになる。

次に図１５の（２）に示されているように、筒状に折り曲げられたこれらのシート体のうち、第１シート体５ａ及び第２シート体５ｂの各々の第１範囲６１を、開口の内方に向かって直角方向に折り曲げて第１折り曲げ部７４を形成する。更に、形成された第１折り曲げ部７４の各々に第１締結部材用のボルト用開口５５を形成する。このとき、第１折り曲げ部７４の各々の間には重ね合わせ部８４が発生する。

次に図１６の（２）に示されているように、筒状に折り曲げられたこれらのシート体のうち、第１シート体５ａ及び第２シート体５ｂの各々の第２範囲６２を、開口の外方に向かって直角方向に折り曲げて第２折り曲げ部７５を形成する。更に、形成された第２折り曲げ部７５の各々に第２締結部材用のボルト用開口５８を形成する。

このような方法で胴部３３を形成すると、ベースシート６０から、線条体５２ａ、５２ｂ〜５２ｎの配置が規則化され、第１折り曲げ部７４及び第２折り曲げ部７５を有する３層の胴部３３が形成される。従って、胴部３３における接続部が一体となり、側壁が相当厚い筒状体が容易に製造することができると共に、回転力による筒状体の変形度合いを容易に調整することができる。

尚、図１４〜図１６においては第１シート体、第２シート体及び第３シート体によって胴部を形成する方法であるが、第３シート体が複数枚あっても同様に胴部を形成することができる。又は、第３シート体が無くても同様に胴部を形成することができる。

更に、図１４〜図１６においては第１後半工程、これに続く第２後半工程の順序により折り曲げ部を形成しているが、第１後半工程と第２後半工程との順序は逆であっても良い。

尚、上記の第１の実施の形態では、胴部の両端をフランジ部に加硫接着して一体化しているが、これに代えて、接続部を構成する二枚の円板の周縁を胴部の両端部の内面で囲い、その外面全周を２本のホースバンド等で締め付けるようにして一体化して使用しても良い。

又、上記の第２及び第３の実施の形態では、特定形状を有する第１折り曲げ部が形成されているが、胴部３３のブレード２０ａ側の一方端において胴部３３の少なくとも一部が内方に向かって直角方向に折り曲げられて第１折り曲げ部を構成し、胴部３３は第１折り曲げ部を介して第１フランジ部３５によって接続されるものであれば、他の形状であっても良い。

更に、上記の第２及び第３の実施の形態では、特定形状を有する第２折り曲げ部が形成されているが、胴部３３の軸体側の他方端において胴部３３の少なくとも一部が外方に向かって直角方向に折り曲げられて第２折り曲げ部を構成し、胴部３３は第２折り曲げ部を介して第２フランジ部３６によって接続されるものであれば、他の形状であっても良い。

更に、上記の第２及び第３の実施の形態では、胴部３３は両端に折り曲げ部を備えているが、片側のみに折り曲げ部を備えるものであっても良い。

更に、上記の第２及び第３の実施の形態では、ボルト・ナット４２、４３は押さえプレート８８、８９を介して締結されているが、押さえプレート８８、８９を介さずに締結されていても良い。

更に、上記の第３の実施の形態では、第１筒体７１、第２筒体７２及び第３筒体７３によって胴部３３は構成されているが、互いに重ね合わされ、断面が同心円状の複数の筒体により構成されているものであっても良い。

更に、上記の各実施の形態では、筒状体の胴部の構造を特定しているが、軸方向に引張り力が生じると捻転する機能を有するのであれば他の構造であっても良い。

更に、上記の各実施の形態では、胴部の構造として線条体がゴム素材に完全に埋設されているが、線条体はその一部が埋設されていても同様の効果を奏する。尚、線条体はナイロンコード以外の他の材料でも良く、又、線条体はゴム素材の内面又は外面に接着され一体化されても同様の効果を奏する。この場合、線条体に相当する部分をゴム素材の凸部となるように形成しても同様の効果を奏する。

更に、上記の各実施の形態では、胴部の両端に接続部としてフランジ部を形成しているが、フランジ以外の形状の接続部であってもブレードや軸体に胴部が接続できるものであれば良い。

更に、上記の各実施の形態では、線条体はシート展開時に直線状に配置されているが、用途に応じて曲線状に配置されたものを筒状体に使用しても良い。あるいは、直線状部分と曲線状部分とを接続した線条体を使用しても良い。

更に、上記の各実施の形態では、複数の線条体は特定本数のものが一定間隔で配置されているが、本数はこれに限定されるものではなく、間隔も必ずしも一定間隔でなくても良い。

更に、上記の各実施の形態では、線条体を埋設するゴム素材に特定のゴム材料を使用しているが、他の種類のゴム材料を使用しても良い。

更に、上記の各実施の形態では、線条体を埋設する材料としてゴム素材としているが、他の材料であっても可撓性及び弾性を有し、且つ線条体を埋設できるものであれば、同様に使用することができる。

更に、上記の各実施の形態では、線条体を埋設する材料は特に水平軸風車の設置条件を考慮に入れて決められていないが、設置場所が寒冷地から温暖地まで多岐にわたる場合、温度による剛性変化の少ない材料を使用するのが好ましい。又は、寒冷地と温暖地とで材料を使い分けるようにしても良い。

この発明の第１の実施の形態による筒状体を用いた水平軸風車の概略形状を示した斜視図である。 図１で示した“Ｘ”部分の拡大分解斜視図である。 図２で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの拡大断面図であって、各部品を組み立てた状態を示した図である。 図２で示した筒状体の構成部品を示すための拡大分解斜視図である。 図４で示した胴部を製造するための基となるベースシートの概略形状を示した平面図である。 図５で示したＶＩ−ＶＩラインの拡大断面図である。 図５で示したベースシートから“Ｙ”部分を取り出した状態の平面図である。 この発明の第２の実施の形態による筒状体の断面図であって第１の実施の形態の図３に対応するものである。 図８で示したＩＸ−ＩＸラインの拡大断面図である。 図８で示したＸ−Ｘラインの拡大断面図である。 図８で示した筒状体の製造方法を示す図である。 この発明の第３の実施の形態による筒状体の断面図であって第２の実施の形態の図８に対応するものである。 図１２で示した“Ａ”部分の拡大図である。 図１２で示した筒状体の製造方法の前半工程を示す図である。 図１４の前半工程に続く第１後半工程を示す断面図である。 図１５の第１後半工程に続く第２後半工程を示す断面図である。

符号の説明

５…シート体
１５…水平軸風車
１８…軸体
２０…ブレード
２７…筒状体
３３…胴部
３５…第１フランジ部
３６…第２フランジ部
５１…ゴム素材
５２…線条体
６０…ベースシート
６１…第１範囲
６２…第２範囲
７１…第１筒体
７２…第２筒体
７３…第３筒体
７４…第１折り曲げ部
７５…第２折り曲げ部
７６…第１長辺
７７…第２長辺
８５、８６…切り込み
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (9)

1. 水平軸風車における軸体とブレードとの間に配置することができる水平軸風車のための筒状体であって、
   可撓性を有する筒状の胴部と、
   前記胴部の一方端に固定され、前記ブレードに接続することができる第１接続部と、
   前記胴部の他方端に固定され、前記軸体に接続することができる第２接続部とを備え、
   前記胴部は、その軸方向に引張り力が作用した時、前記一方端は前記他方端に対して前記軸方向を中心に捻じるように回転すると共に、前記引張り力が消失した時、回転前の状態に復帰する、水平軸風車のための筒状体。
2. 前記胴部は、
   筒状に形成されたゴム素材と、
   前記ゴム素材に埋設され、前記軸方向に平行な方向に対して所定角度傾斜した状態で、且つ周方向に所定間隔に配置された複数の線条体とを含む、請求項１記載の水平軸風車のための筒状体。
3. 前記胴部は、互いに重ね合わされ、断面が同心円状の複数の筒体よりなり、
   前記筒体の各々は、
   筒状に形成されたゴム素材と、
   前記ゴム素材に埋設され、前記軸方向に平行な方向に対して所定角度傾斜した状態で、且つ周方向に所定間隔に配置された複数の線条体とを含む、請求項１記載の水平軸風車のための筒状体。
4. 前記線条体は、ナイロンコードを含む、請求項２又は請求項３記載の水平軸風車のための筒状体。
5. 前記胴部の前記一方端においては、前記胴部の少なくとも一部が内方に向かって直角方向に折り曲げられて第１折り曲げ部を構成し、前記胴部は前記第１折り曲げ部を介して前記第１接続部に第１締結部材によって接続され、
   前記胴部の前記他方端においては、前記胴部の少なくとも一部が外方に向かって直角方向に折り曲げられて第２折り曲げ部を構成し、前記胴部は前記第２折り曲げ部を介して前記第２接続部に第２締結部材によって接続される、請求項１から請求項４のいずれかに記載の水平軸風車のための筒状体。
6. 請求項１に記載された水平軸風車のための筒状体の製造方法であって、
   シート状の弾性体に対して長手方向に平行で且つ幅方向に同一間隔で複数の線条体を埋設してベースシートを形成する工程と、
   前記ベースシートから、前記幅方向に対して所定角度傾斜した方向を長手方向の一辺とする矩形状のシート体を取り出す工程と、
   前記取り出されたシート体を前記一辺が開口端部の一方となるように筒状に曲げて前記胴部を形成する工程とを備えた、水平軸風車のための筒状体の製造方法。
7. 水平軸風車における軸体とブレードとの間に配置された筒状の胴部を有する、水平軸風車のための筒状体の製造方法であって、
   シート状の弾性体に対して長手方向に平行で且つ幅方向に同一間隔で複数の線条体を埋設してベースシートを形成する工程と、
   前記ベースシートから、前記幅方向に対して所定角度傾斜した方向を長手方向とする矩形状のシート体を取り出す工程と、
   前記取り出されたシート体の第１長辺と第２長辺とにおける各々の端縁から内方への第１範囲と第２範囲とにおいて、前記弾性体に複数の切り込みを前記線条体に沿って平行に等間隔に形成する工程と、
   前記切り込みが形成されたシート体を前記第１長辺と前記第２長辺とが開口端部の各々になるように筒状に曲げる工程と、
   前記筒状に曲げられたシート体の前記第１範囲を内方に向かって直角方向に折り曲げて第１折り曲げ部を形成すると共に、前記第２範囲を外方に向かって直角方向に折り曲げて第２折り曲げ部を形成して前記胴部を形成する工程とを備えた、水平軸風車のための筒状体の製造方法。
8. 水平軸風車における軸体とブレードとの間に配置された筒状の胴部を有する、水平軸風車のための筒状体の製造方法であって、
   シート状の弾性体に対して長手方向に平行で且つ幅方向に同一間隔で複数の線条体を埋設してベースシートを形成する工程と、
   前記ベースシートから、前記幅方向に対して同一の所定角度傾斜した方向を長手方向とするほぼ同一の矩形状の第１シート体及び第２シート体を取り出す工程と、
   前記取り出された第１シート体及び第２シート体の各々の第１長辺と第２長辺とにおける各々の端縁から内方への第１範囲と第２範囲とにおいて、前記弾性体に複数の切り込みを前記線条体に沿って平行に等間隔に形成する工程と、
   前記切り込みが形成された第１シート体及び第２シート体を重ね合わせ、各々の前記第１長辺と前記第２長辺とが開口端部の各々になるように一体的に筒状に曲げる工程と、
   前記筒状に曲げられた第１シート体及び第２シート体の各々の前記第１範囲を重ね合わせた状態で内方に向かって直角方向に折り曲げて第１折り曲げ部を形成する共に、各々の前記第２範囲を重ね合わせた状態で外方に向かって直角方向に折り曲げて第２折り曲げ部を形成して前記胴部を形成する工程とを備えた、水平軸風車のための筒状体の製造方法。
9. 水平軸風車における軸体とブレードとの間に配置された筒状の胴部を有する、水平軸風車のための筒状体の製造方法であって、
   シート状の弾性体に対して長手方向に平行で且つ幅方向に同一間隔で複数の線条体を埋設してベースシートを形成する工程と、
   前記ベースシートから、前記幅方向に対して同一の所定角度傾斜した方向を長手方向とするほぼ同一の矩形状の第１シート体及び第２シート体を取り出す工程と、
   前記ベースシートから、前記幅方向に対して前記所定角度と同一角度で傾斜した方向を長手方向とし、前記第１シート体に対して短手方向のみが短い矩形状の第３シート体を少なくとも１枚取り出す工程と、
   前記取り出された第１シート体及び第２シート体の間に前記取り出された第３シート体を挟むように重ね合わせ、前記第１シート体及び前記第２シート体の各々の第１長辺と第２長辺とにおける各々の端縁から内方であって前記第３シート体が接しない第１範囲と第２範囲とにおいて、前記弾性体に複数の切り込みを前記線条体に沿って平行に等間隔に形成する工程と、
   前記第３シート体を介して前記重ね合わされた第１シート体及び第２シート体の各々の前記第１長辺と前記第２長辺とが開口端部の各々になるように一体的に筒状に曲げる工程と、
   前記筒状に曲げられた第１シート体及び第２シート体の各々の前記第１範囲を内方に向かって直角方向に折り曲げて第１折り曲げ部を形成すると共に、各々の前記第２範囲を外方に向かって直角方向に折り曲げて第２折り曲げ部を形成して前記胴部を形成する工程とを備えた、水平軸風車のための筒状体の製造方法。

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