JPH071999U - 箱型風車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 角張った箱が風を受けて回るという造形的意
外性に富み、モニュメントやおもちゃ、装飾品の興味感
や造形的価値を高めることもできる風車を提供する。ま
た、平板構造体からなり、製造しやすい風車や、強風下
でも、不必要に速くは回転しない風車を提供する。 【構成】 本考案の風車１は、複数の通風口１１、１
１’を有する中空の多面体である箱体３と、この箱体３
の重心を通る軸の回りに回転自在に箱体を支持する回転
軸５とからなる。箱体３に当った風は、通風口１１から
箱体内に入り、箱体内で屈曲した後、他の通風口１１’
から箱体外に出て行く。このため、箱体３にはサボニウ
ス風車同様の原理で、風による回転トルクがかかる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、おもちゃ、モニュメント、動力用等に用いられる風車に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の風車には、プロペラ形（オランダ名物の風車のようなもの）、パドル形 （風速計のようなもの）、サボニウス形等がある。図３は、従来のサボニウス形 の風車を示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は風の流れの模式図である。

【０００３】 サボニウス形風車８０は、２枚の羽根８１、８１’と、軸８３と、側板８５と から構成されている。羽根８１は半円形をしており、軸８３に対して、内径側を 内側にして軸対称に配置されている。（Ｂ）に示されているように、羽根８１、 ８１’の内側で風流が屈曲する際の風圧（静圧および動圧）で羽根に回転トルク がかかる。もちろん、通風口８７、８７’が風向きに対して直線上に重なるとき は、羽根には回転トルクはかからないが、そのような状態はごく一時的なもので ある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

一方、風を受けて回る物体に関する人間の興味や造形的なおもしろさに着目し たおもちゃ（かざぐるま）やモニュメント、装飾等にも様々なものがある。しか し、従来の風車では、“四角い箱が回るようなもの”は無かった。プロペラ、オ ランダの風車、風速計、サボニウス形風車とも、人間にとって一般的な日常経験 に基づき、「このような円を描いて回るものだな」という情景が、その静止状態 の格好から想定できるものである。しかし、回ることを容易に人間が意識できる 物、その物の中に円を意識できる物、いかにも空気流路に適した流線形の物、こ ういった物が風を受けて回っても、見る人に意外感があまりわかない。滑らかな 円運動から程遠い物、流線形から程遠い物が、“やわらかな風を受けて音もなく スムーズに回る”。これこそが、見る人の美的・知的興奮を呼ぶのである。

【０００５】 本考案は、角張った箱が風を受けて回るという造形的意外性に富み、モニュメ ントやおもちゃ、装飾品の興味感や造形的価値を高めることのできる風車を提供 することを目的とする。また、平板構造体からなり、製造しやすい風車を提供す ることを目的とする。また、強風下でも、不必要に速くは回転しない風車を提供 することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本考案の風車は、複数の通風口を有する中空の多面 体である箱体と、この箱体の重心を通る軸の回りに回転自在に箱体を支持する回 転軸と、からなり；上記通風口は、箱体に当る風が箱体内で屈曲して箱体内を通 過するように配置されていることを特徴とする。

【０００７】

【作用】

箱体には、複数の通風口が開けられており、箱体に当った風は、通風口から箱 体内に入り、箱体内で屈曲した後、他の通風口から箱体外に出て行く。このため 、箱体にはサボニウス風車同様の原理で、風による回転トルクがかかる。回転軸 は、この箱体の重心を通る（重心又はその近くを通るとの意味）ので、少々の回 転トルクがかかっただけで箱体は回転を始め、サボニウス風車の説明で述べたの と同様に、少なくとも断続的に同一方向への回転トルクを受け、風が吹いている 限りは回り続ける。

【０００８】 本考案の箱型風車においては、上記箱体が６枚の均一肉厚平板で形成された六 面体であり、上記回転軸の軸線がこの六面体の対向する頂点を通り、上記通風口 が六面体の対向する２面に開けられていることが好ましい。六面体は角張ってい るので、このような物が風車となることの意外性がモニュメントやおもちゃのモ チーフとして歓迎される。また、上記の構成の風車は、製造しやすく、バランス を取りやすい。回転軸の軸線が六面体の対向する頂点を通るとは、おおむね頂点 の部分を通るとの意味である。頂点部分は構造的に剛性が高いので、この部分は 、設計・製作上、軸を取付けるのにも向いている。

【０００９】 本考案の箱型風車においては、さらに上記通風口が、上記六面体の１面である 四辺形に、回転軸線の通る頂点から対角へ対角線を引くことにより形成される三 角形の開口であり、この三角形開口が、対向する２面に、重心点に対して対象に 開けられていることが好ましい。さらに、六面体は平行六面体や直角六面体であ ることが好ましい。箱体内で屈曲し、かつできるだけ多量の風を箱体内に受け入 れるのに好都合だからである。また、材料費、製造費を安くでき、回転軸回りの バランスの取れた箱体を容易に製造できる

【００１０】

【実施例】

以下、図面を参照しつつ説明する。図１は、本考案の一実施例に係るモニュメ ント用箱型風車を示す斜視図である。箱型風車１は、箱体３、軸５、軸受７の各 部から構成されている。箱体３は、外形が直角六面体であり、ステンレス鋼板の 中空溶接構造である。三角板１３（ＡＢＣ）は、板厚１．０mm、短い辺が６０cm ×６０cmの直角三角形である。四角板１５（ＢＣＧＦ、ＣＤＨＧ）等は、板厚１ ．５mm、６０cm×４０cmの長方形である。

【００１１】 通風口１１は、三角板１３と同じ形の三角形（ＡＣＤ）である。通風口１１’ （三角形ＥＦＧ）は、通風口１１の対向する面に、重心点（線ＡＧの中点）に対 して対象に開けられている。箱体３に当る風は、両通風口１１、１１’を通って 箱体３を抜ける。この際、おおむね、風は箱体３内で屈曲する。軸５は、φ５cm のステンレスパイプである。軸５は、通風口三角形ＡＤＣ、ＥＦＧのそれぞれの 頂点Ａ、Ｇを通っており、これらの点で箱体３に溶接されている。軸５は、その 両側で軸受（ころがり軸受）７で、回転自在に支持されている。

【００１２】 図２は、図１の箱型風車１をII−II断面で見た断面図である。図中、矢印の付 いた線は風の流れを示す。通風口１１（点ＩとＰの間）から箱体３内に入った風 の一部は、箱体３の輪郭ＩＪＫＬに沿って屈曲しながら流れる。また、風の一部 は、箱体３の図の下側の輪郭ＰＯＮＭの内側に回り込んで屈曲しながら流れる。 この図２における風の流れは、図３（Ｂ）で説明したサボニウス風車と同様のメ カニズムで、箱体３に回転モーメントを与え、箱体３及び軸５は図中の矢印の方 向に回転する。

【００１３】 本考案の箱型風車は、軸５を水平にした状態（横型）でも、軸を縦にした状態 （縦型）でも、斜めにした状態でも使用しうる。ここで、横型でかつ軸受を地面 に対して固定した状態を考える。風の向きは地面に対して変化するので、風が箱 型風車に当る角度も変化する。本考案の箱型風車は、風が軸の横方向から吹いて いるときに一番良く回る。風が軸線と同方向から吹いているときは、箱型風車は 回転しない。しかし、わずかでも風の方向が軸線方向に対して傾けば、箱型風車 は回転する。図３の従来のサボニウス風車は、軸線に近い角度からの風では、回 りにくかったが、本考案の箱型風車はそのようなことがない。軸受が固定される モニュメントのような場合でも、ほとんどの風向きの風で箱型風車が良く回るの で、本考案の風車は動く芸術造形物への適用性が高い。

【００１４】 本考案の箱型風車をモニュメントやおもちゃとして用いる場合には、表面を研 磨したステンレス板で箱体を作成して、太陽光線や照明の反射で回りながらピカ ピカと光るようにすると、さらに美感が増す。この際、照明の色を様々な色にし てもよい。また、箱体の表面に模様を書き、箱体が回ると、ある形が浮き出るよ うにしてもよい。

【００１５】 本考案の箱型風車を動力用（風力発電等）として用いる場合には、軸５の先に 歯車やチェーンを付けて、回転動力を発電機等まで導いてやる。この場合、風向 きにかかわらず、一定方向の回転が得られ、かつ、強風時においても、箱体の寸 法比や、通風口の寸法を所定の値にすることにより、任意の風速以上で一定の回 転速度に風車の回転速度を保持できる。そのため、従来の動力用風車に必要であ った風向調整装置や、強風時の回転数規制装置は不要である。

【００１６】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案の箱型風車は以下の効果を発揮する。 角張った箱が風を受けて回るという造形的意外性に富み、モニュメントや おもちゃとして興趣性・意匠性に優れる。 風速が速くなった場合でも、比較的低回転にて回転空気抵抗が回転モーメ ントとつり合い、それ以上には回転数が上がらない。そのため特別な回転数規制 装置は不用である。 箱体を多面体の平板構造としてもよく、バランスの取れたものを容易に製 造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るモニュメント用箱型風
車を示す斜視図である。矢印は風の流れを示す。

【図２】図１の箱型風車１をII−II断面で見た断面図で
ある。矢印は風の流れを示す。

【図３】従来のサボニウス形の風車を示す図であって、
（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は風の流れの模式図である。

【符号の説明】

１ 箱型風車 ３ 箱体 ５ 軸 ７ 軸受 １１、１１’ 通風口 １３ 三角板 １５ 四角板 １７ 頂点 ８０ サボニウス形風車 ８１ 羽根 ８３ 軸 ８５ 側板 ８７ 通風口

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の通風口を有する中空の多面体であ
   る箱体と、この箱体の重心を通る軸の回りに回転自在に
   箱体を支持する回転軸と、からなり；上記通風口は、箱
   体に当る風が箱体内で屈曲して箱体内を通過するように
   配置されていることを特徴とする箱型風車。
2. 【請求項２】 上記箱体が６枚の均一肉厚平板で形成さ
   れた六面体であり、上記回転軸の軸線がこの六面体の対
   向する頂点を通り、上記通風口が六面体の対向する２面
   に開けられている請求項１記載の箱型風車。
3. 【請求項３】 上記通風口が、上記六面体の１面である
   四辺形に、回転軸線の通る頂点から対角へ対角線を引く
   ことにより形成される三角形の開口であり、この三角形
   開口が、対向する２面に、重心点に対して対象に開けら
   れている請求項２記載の箱型風車。
4. 【請求項４】 上記六面体が平行六面体又は直角六面体
   である請求項２又は３記載の箱型風車。