JP7312138B2 - 揚力型垂直軸風車 - Google Patents

Description

この発明は、揚力型垂直軸風車に関するもので、更に詳細には、突風などに伴う強風が吹いた場合でも過回転時の遠心力による風車翼の変形を抑制する補強部を有する揚力型垂直軸風車に関するものである。

従来、発電部を有する基部と、上記基部に対して垂直軸周りに回転する回転部と、上記回転部に連結されて垂直軸周りに回転する複数の風車翼と、を備え、上記風車翼は、それぞれ断面中空状に形成され、上記垂直軸から離れるにつれて互いの間隔が広くなるように上記回転部から延びる一対の延在部と、上記風車翼の上記垂直軸に略平行な方向に沿って延びる外側部と、上記延在部と上記外側部とを湾曲状に連結する湾曲部とを有する、揚力型垂直軸風車が知られている（特許文献１，２参照）。

この種の揚力型垂直軸風車は、風の向きを選ばず、全方向の風を捉えて発電することができ、強風の時でも騒音が少なく、コストの低減が図れるなどの利点がある。

特開２０１８－５９４８１号公報 特開２０２０－２９８５３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものにおいては、風車翼が、延在部の垂直軸側の内方側端部を頂点とし、垂直軸に略平行な方向に沿って延びる外側部を底辺とする略三角形状に形成されているため、図２０Ａに示すように、高速回転時の遠心力の作用により風車翼１００の外側部１０１の半径方向外方に変形する。

このように、外側部１０１が半径方向外方に変形すると、風車翼１００の受風面積が変化して、発電効率の低下を招く虞があり、また、風車翼１００の破損の虞がある。

上記のような外側部１０１の半径方向外方への変形を抑制し、上限回転数を増加させるために、特許文献２に記載のものにおいては、図２０Ｂに示すように、風車翼の垂直軸周りの回転により風車翼に遠心力が加わったときに、風車翼の外側部１０１に最大変形が生じる変形箇所と、風車翼の垂直軸側の内方側端部に補強部材２００を接続している。この補強部材２００によって変形箇所に半径方向内側に向かう張力がかけられ、外側部１０１の半径方向外方への変形を抑制する。

しかし、このように補強部材２００を用いた場合、外側部１０１の半径方向外方への変形は抑制することができるが、図２０Ｂに二点鎖線で示すように、高速回転時の遠心力の作用により風車翼１００は、外側部１０１の水平中心部に対して上下部が外方側に凸状に変形すると共に、外側部１０１の変形に伴って延在部１０２が風車翼１００の内方側に向かって凸状に変形する。この場合、風車翼１００の自重を考慮すると風車翼全体が下方側に偏倚した状態に変形する。

上述したように、補強部材を用いた場合においても、風車翼１００は変形するため、風車翼１００の受風面積が変化して、発電効率の低下を招く虞があり、また、風車翼１００の破損の虞がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、突風などに伴う強風が吹いた場合でも過回転時の遠心力による風車翼の変形を抑制して、風車翼の受風面積の維持と風車翼の破損防止を図れるようにした揚力型垂直軸風車を提供することを課題とする。

上記課題を達成するために、この発明は、発電部を有する基部と、垂直軸上に位置する上記基部に対して垂直軸周りに回転する回転部と、上記回転部に連結されて垂直軸周りに回転する複数の風車翼と、を備え、上記風車翼は、それぞれ断面中空状に形成され、上記垂直軸から離れるにつれて互いの間隔が広くなるように上記回転部から延びる一対の延在部と、上記風車翼の上記垂直軸に略平行な方向に沿って延びる外側部と、上記延在部と上記外側部とを湾曲状に連結する湾曲部とを有すると共に、回転時の遠心力による変形を抑制する補強部を備える揚力型垂直軸風車を前提とする。

この発明の第１の揚力型垂直軸風車（以下に、第１の発明という）は、上記補強部は、少なくとも上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部に一端が連結され、他端が上記外側部における上記垂直軸側の上記内方側端部を結ぶ水平中心に対して対向する位置に連結される一対の主補強傾斜部材を具備する、ことを特徴とする（請求項１）。

このように構成することにより、外側部の水平中心に対して対向する２箇所を主補強傾斜部材で固定するので、回転時の遠心力による外側部の変形を抑制することができる。また、外側部の変形に伴う延在部の変形を抑制することができる。

この第１の発明において、上記一対の主補強傾斜部材の一端が、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部から外方に向かって水平に延びる内側水平部材に連結されているのが好ましい（請求項２）。

このように構成することにより、垂直軸側の内方側端部に連結される主補強傾斜部材の一端と外側部との距離を短くするので、回転時の遠心力による変形に伴う曲げモーメントを受ける外側部の変形を小さくして、回転時の遠心力による外側部の変形を抑制することができると共に、外側部の変形に伴う延在部の変形を抑制することができる。

また、第１の発明において、上記補強部は、上記一対の主補強傾斜部材の間に、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部に一端が連結され、上記外側部の水平中心部に他端が連結される補強用水平部材を更に具備するのが好ましい（請求項３）。

このように構成することにより、一対の主補強傾斜部材と水平部材によって外側部の水平中心に対して対向する２箇所と水平中心の１箇所の計３箇所を固定して、回転時の遠心力による外側部の変形を抑制することができると共に、外側部の変形に伴う延在部の変形を抑制することができる。

また、第１の発明において、上記補強部は、上記一対の主補強傾斜部材の中間部に連結される垂直部材と、上記主補強傾斜部材の中間部に一端が連結され、他端が上記外側部の水平中心部に連結される一対の傾斜部材とからなるトラス構造を有するのが好ましい（請求項４）。

このように構成することにより、回転時の遠心力による変形に伴う曲げモーメントを受ける外側部の変形を小さくして、回転時の遠心力による外側部の変形を抑制することができると共に、外側部の変形に伴う延在部の変形を抑制することができる。

また、第１の発明において、上記一対の主補強傾斜部材の一端が、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部と上記外側部の水平中心部に連結される補強用水平部材の中間部に連結されているのが好ましい（請求項５）。

このように構成することにより、一対の主補強傾斜部材と、風車翼の内方側端部と外側部の水平中心部に連結される補強用水平部材によって外側部の水平中心に対して対向する２箇所と水平中心の１箇所の計３箇所を固定して、回転時の遠心力による外側部の変形を抑制することができると共に、外側部の変形に伴う延在部の変形を抑制することができる。

また、第１の発明において、上記一対の主補強傾斜部材の一端が、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部から外方に向かって水平に延びる内側水平部材に連結され、上記内側水平部材に一端が連結され、他端が上記延在部における上記内側水平部材より内方側位置に連結される一対の内側傾斜部材を更に具備するのが好ましい（請求項６）。

このように構成することにより、一対の主補強傾斜部材により外側部の変形を抑制し、一対の内側傾斜部材によって延在部の変形を抑制することができる。

また、第１の発明において、上記一対の主補強傾斜部材の一端が、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部と上記外側部の水平中心部に連結される補強用水平部材の中間部に連結され、上記補強用水平部材の上記中間部より内方の近傍に一端が連結され、他端が上記延在部における上記中間部より内方側位置に連結される一対の内側傾斜部材を更に具備するのが好ましい（請求項７）。

このように構成することにより、一対の主補強傾斜部材と風車翼の内方側端部と外側部の水平中心部に連結される補強用水平部材とにより外側部の変形を抑制し、一対の内側傾斜部材によって延在部の変形を抑制することができる。

また、この発明の第２の揚力型垂直軸風車（以下に、第２の発明という）は、上記補強部は、少なくとも両端が上記風車翼の上記一対の延在部の中間部に連結される主補強垂直部材を具備する、ことを特徴とする（請求項８）。

このように構成することにより、延在部の中間部を主補強垂直部材によって固定するので、回転時の遠心力による延在部の変形を抑制することができる。また、延在部の変形に伴う外側部の変形を抑制することができる。

第２の発明において、上記補強部は、上記一対の延在部の中間部に一端が連結され、他端が上記外側部における上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部を結ぶ水平中心に対して対向する位置に連結される一対の外側傾斜部材を更に具備するのが好ましい（請求項９）。

このように構成することにより、延在部の中間部を主補強垂直部材によって固定し、外側部における風車翼の内方側端部を結ぶ水平中心に対して対向する位置の２箇所を外側傾斜部材によって固定するので、回転時の遠心力による延在部の変形を抑制することができると共に、外側部の変形を抑制することができる。

また、第２の発明において、上記補強部は、上記主補強垂直部材と、一端が上記延在部の中間部に連結され、他端が上記外側部の水平中心部に連結される一対の傾斜部材とからなるトラス構造を有するのが好ましい（請求項１０）。

このように構成することにより、回転時の遠心力による変形に伴う曲げモーメントを受ける延在部の変形と外側部の変形を小さくして、回転時の遠心力による延在部の変形を抑制することができると共に、外側部の変形を抑制することができる。

また、第２の発明において、上記主補強垂直部材が、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部と上記外側部の水平中心部に連結される補強用水平部材に連結されているのが好ましい（請求項１１）。

このように構成することにより、延在部の中間部を主補強垂直部材によって固定し、外側部の水平中心部を風車翼の内方側端部と外側部の水平中心部に連結される補強用水平部材によって固定するので、回転時の遠心力による延在部の変形を抑制することができると共に、外側部の変形を抑制することができる。

また、第２の発明において、上記主補強垂直部材が、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部と上記外側部の水平中心部に連結される補強用水平部材に連結され、上記延在部の上記主補強垂直部材の連結部より外方の近傍に一端が連結され、他端が上記外側部における上記垂直軸側の上記内方側端部を結ぶ水平中心に対して対向する位置に連結される一対の外側傾斜部材を更に具備するのが好ましい（請求項１２）。

このように構成することにより、延在部の中間部を主補強垂直部材によって固定し、外側部の水平中心部を風車翼の内方側端部と外側部の水平中心部に連結される補強用水平部材によって固定し、外側部の水平中心に対して対向する位置の２箇所を外側傾斜部材によって固定するので、回転時の遠心力による延在部の変形を抑制することができると共に、外側部の変形を抑制することができる。

また、第２の発明において、上記主補強垂直部材が、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部と上記外側部の水平中心部に連結される補強用水平部材に連結され、上記主補強垂直部材と、上記補強用水平部材と、上記延在部に一端が連結され、他端が上記外側部の水平中心部に連結される傾斜部材とからなる一対のトラス構造を有するのが好ましい（請求項１３）。

このように構成することにより、回転時の遠心力による変形に伴う曲げモーメントを受ける延在部の変形と外側部の変形を小さくして、回転時の遠心力による延在部の変形を抑制することができると共に、外側部の変形を抑制することができる。

また、第１及び第２の発明において、上記補強部を構成する部材が、上記風車翼と同形状の断面中空状に形成されているのが好ましい（請求項１４）。この場合、上記風車翼及び上記補強部を構成する部材が、リブによって区画される中空部を有するアルミニウム製形材にて形成されているのが好ましい（請求項１５）。

このように構成することにより、風車翼と補強部を構成する部材を共通化することができると共に、補強部を有する風車翼の軽量化が図れる。この場合、風車翼及び補強部を構成する部材を、リブによって区画される中空部を有するアルミニウム製形材にて形成することにより、風車翼と補強部を構成する部材の強度をもたせることができる。

この発明によれば、上記のように構成されているので、突風などに伴う強風が吹いた場合でも過回転時の遠心力による風車翼の変形を抑制することができ、変形によって風車翼の受風面積の変化を抑制して受風面積の維持が図れると共に、風車翼の破損防止が図れる。

この発明に係る揚力型垂直軸風車の第１実施形態の使用状態を示す概略側面図である。 第１実施形態の風車翼を示す斜視図である。 この発明における風車翼と回転部との固定状態を示す斜視図である。 図２ＡのＡ－Ａ線に沿う断面図である。 この発明における風車翼の断面図である。 この発明の第１実施形態の風車翼の側面図（ａ）、（ａ）のＩ部の拡大図（ｂ）、II部の拡大図（ｃ）及びIII部の拡大図（ｄ）である。 図４（ｂ）のＢ－Ｂ線に沿う拡大断面図である。 図４（ｃ）のＣ－Ｃ線に沿う拡大断面図である。 この発明における風車翼の構成部材同士の連結構造を示す分解斜視図（ａ）及びその連結状態を示す斜視図（ｂ）である。 この発明の第２実施形態の風車翼の側面図（ａ）、（ａ）のIV部の拡大図（ｂ）、Ｖ部の拡大図（ｃ）及びVI部の拡大図（ｄ）である。 この発明の第３実施形態の風車翼の側面図（ａ）及び（ａ）のVII部の拡大図（ｂ）である。 この発明の第４実施形態の風車翼の側面図（ａ）、（ａ）のVIII部の拡大図（ｂ）、IX部の拡大図（ｃ）及びＸ部の拡大図（ｄ）である。 この発明の第５実施形態の風車翼の側面図（ａ）、（ａ）のXI部の拡大図（ｂ）及びXII部の拡大図（ｃ）である。 この発明の第６実施形態の風車翼の側面図（ａ）、（ａ）のXIII部の拡大図（ｂ）、XIV部の拡大図（ｃ）及びXV部の拡大図（ｄ）である。 この発明の第７実施形態の風車翼の側面図（ａ）及び（ａ）のXVI部の拡大図（ｂ）である。 この発明に係る揚力型垂直軸風車の第８実施形態の使用状態を示す概略側面図である。 この発明の第８実施形態の風車翼の側面図（ａ）、（ａ）のXVII部の拡大図（ｂ）、XVIII部の拡大図（ｃ）及びXIX部の拡大図（ｄ）である。 この発明の第９実施形態の風車翼の側面図（ａ）、（ａ）のXX部の拡大図（ｂ）、XXI部の拡大図（ｃ）、XXII部の拡大図（ｄ）及びXXIII部の拡大図（ｅ）である。 この発明の第１０実施形態の風車翼の側面図（ａ）、（ａ）のXXIV部の拡大図（ｂ）、XXV部の拡大図（ｃ）及びXXVI部の拡大図（ｄ）である。 この発明の第１１実施形態の風車翼の側面図（ａ）、（ａ）のXXVII部の拡大図（ｂ）である。 この発明の第１２実施形態の風車翼の側面図である。 この発明の第１３実施形態の風車翼の側面図（ａ）及び（ａ）のXXVIII部の拡大図（ｂ）、XXIX部の拡大図（ｃ）及びXXX部の拡大図（ｄ）である。 従来の風車翼の側面図である。 従来の風車翼の水平中心部に補強部材を取り付けた状態の側面図である。

以下に、この発明を実施するための形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
この発明に係る揚力型垂直軸風車１（以下に、単に風車１という）は、図１に示すように、発電部を有する基部２と、基部２に対して垂直軸Ｚ周りに回転する回転部３と、回転部３に連結されて垂直軸Ｚ周りに回転する複数（例えば、５枚）の風車翼１０とを備えている。

基部２は、風車１の土台となる部分である。基部２は、風車１の風車翼１０を設置面４から所定の高さに位置させるために所定の高さに形成される脚部２ａと、図示しない発電部を収容する収容部２ｂとを備えている。
風車１の大きさや出力は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、定格出力が１０kW、風車翼１０の高さは１４．２ｍ、風車翼１０を含む直径が１４．２ｍ、地表面４から回転部３までの高さは１０．６ｍに設定されている。

回転部３は、風車翼１０が受風したときに基部２に対して垂直軸Ｚ周りに回転する。回転部３は、図２，図２Ａ及び図２Ｂに示すように、風車翼１０が取り付けられて回転する回転ハブ３ａと、回転ハブ３ａの回転軸となり、基部２の収容部２ｂ内に回転可能に支承される軸部３ｂとを備えている。

風車翼１０は、回転部３の回転ハブ３ａに支持されて水平方向に延びるアーム５に連結される断面中空状の水平部材１４を介して取り付けられて、回転部３と共に回転する。本実施形態では、風車翼１０は、図２に示すように、垂直軸Ｚ周りに等間隔で複数（図２においては５枚）設けられている。なお、風車翼１０の枚数はこれに限定されるものではない。

この場合、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、回転ハブ３ａの上下のフランジ３ａ１，３ａ２とアーム５を貫通する固定ボルト６とナット(図示せず)をねじ結合して、アーム５が固定される。
一方、水平部材１４は、本実施形態ではリブ１４ａによって区画される中空部１４ｂを有するアルミニウム製の押出形材にて形成されており、一端の開口側のリブ１４ａが切り欠かれており、この切欠部１４ｃ内にアーム５の他端部が挿入され、水平部材１４とアーム５に設けられた貫通孔５ａに貫通される連結ボルト６ａにナット（図示せず）をねじ結合して、アーム５と水平部材１４が連結される。なお、水平部材１４は、後述する風車翼１０の延在部１１、外側部１２及び湾曲部１３と同様に、前縁が湾曲し後縁が尖った流線形の断面を有している。

風車翼１０は、風車１の垂直軸Ｚに近い側が固定部材７によって水平部材１４に固定されている。垂直軸Ｚから離れるにつれて互いの間隔が広くなるように回転部３から延びる一対の延在部１１と、風車翼１０の垂直軸Ｚに略平行な方向に沿って延びる外側部１２と、延在部１１と外側部１２とを連結部材８によって湾曲状に連結する湾曲部１３とを有する。具体的には、風車翼１０は、側面視で、水平軸Ｘに対して略対称に形成された略三角形状に形成されている。なお、ここでいう略三角形状とは、風車翼１０の全体形状が三角形に近い形状であることをいい、三角形の角部が湾曲したものや、三辺のいずれかが湾曲したものを含む。

風車翼１０を形成する延在部１１、外側部１２及び湾曲部１３は、同じ断面形状の中空部１０ａ～１０ｇを有するアルミニウム製の押出形材にて形成されており、図３に示すように、前縁が湾曲し後縁が尖った流線形の断面を有し、複数のリブ１０ｈによって中空部１０ａ～１０ｇが区画されている。なお、図３においては、６つのリブ１０ｈによって７つの中空部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇを有する場合が示されているが、中空部の形状や数は任意である。また、風車翼１０（延在部１１、外側部１２、湾曲部１３）は、具体的には前縁から後縁までの長さが約３８０mm、表裏面の最大高さが約９１mmに設定されているが、必ずしもこれに限定されるものではない。

次に、延在部１１と外側部１２とを連結する湾曲部１３の連結構造について、図６を参照して、延在部１１と湾曲部１３の連結を例にとって説明する。
この場合、湾曲部１３は延在部１１よりも断面が一回り小さく形成されており、湾曲部１３を延在部１１の内側に差し込み可能になっている。湾曲部１３の端部には、延在部１１のリブ１０ｈが差し込まれるスリット１３ａが形成されると共に、３箇所の中空部１０ｂ，１０ｄ，１０ｆが位置する表裏面部には２列の貫通孔１０ｉが穿設されている。一方、延在部１１の端部の表裏面部の３箇所には湾曲部１３の貫通孔１０ｉと対応する２列の貫通孔１０ｉが穿設されている。

湾曲部１３と延在部１１を連結する連結部材８は、湾曲部１３の貫通孔１０ｉを有する中空部１０ｂ，１０ｄ，１０ｆ内に挿入される２列の貫通孔８ｂを有するスペーサ８ａと、延在部１１内に湾曲部１３を差し込んだ状態で、延在部１１と湾曲部１３の連結部の対向する面に配置される一対の連結板８ｃと、連結板８ｃに設けられた貫通孔８ｄを介して延在部１１と湾曲部１３を貫通する連結ボルト８ｅと連結ボルト８ｅにねじ結合するナット８ｆとを具備する。なお、連結ボルト８ｅとナット８ｆは座金８ｇを介して取り付けられる。

風車翼１０を固定する固定部材７は、図４（ｂ）及び図５Ａに示すように、風車翼１０の延在部１１の基端側の外側面と水平部材１４の上面又は下面に当接する当接片を有する鈍角屈曲状の一対の外側ブラケット７ａと、延在部１１の基端側の内側面と水平部材１４の上面又は下面に当接する当接片を有する一対の鋭角屈曲状の内側ブラケット７ｂと、一対の外側ブラケット７ａと内側ブラケット７ｂによってそれぞれ延在部１１と水平部材１４を挟んだ状態で、水平部材１４に延在部１１を固定する固定ボルト７ｃ，固定ナット７ｄとを具備する。

この場合、外側ブラケット７ａと内側ブラケット７ｂは、アルミニウム製鋳物にて形成されており、外側ブラケット７ａの当接片と内側ブラケット７ｂの当接片の当接面は、延在部１１と水平部材１４の外面流線形に相似する形状に形成されている。なお、当接片には固定ボルト７ｃが貫通する貫通孔７ｅが設けられている。また、水平部材１４の中空部１０ｂ，１０ｄ，１０ｆの箇所の表裏面には固定ボルト７ｃが貫通する貫通孔１０ｉが設けられている。

また、風車翼１０は、回転時の遠心力による変形を抑制する補強部を備えており、補強部は、少なくとも風車翼１０の垂直軸Ｚ側の内方側端部に一端が連結され、他端が外側部１２における内方側端部を結ぶ水平中心Ｃに対して対向する位置、例えば対称位置に連結される一対の主補強傾斜部材２０を具備する。

主補強傾斜部材２０は、風車翼１０を形成する延在部１１、外側部１２及び湾曲部１３と同じ断面形状の中空部を有するアルミニウム製の押出形材にて形成されており、風車翼１０の延在部、外側部１２及び湾曲部１３と同様に、前縁が湾曲し後縁が尖った流線形の断面を有している。

主補強傾斜部材２０の一端すなわち基端を連結する連結部材９は、図４（ｂ）に示すように、主補強傾斜部材２０の基端側の外側面と水平部材１４の先端側の上面又は下面に当接する当接片を有する鈍角屈曲状の一対の外角ブラケット９Ａ（以下に、鈍角屈曲状のブラケットを外角ブラケット９Ａという）と、水平部材１４の先端側の上面又は下面に当接する当接片を有する鋭角屈曲状の一対の内角ブラケット９Ｂ（以下に、鋭角屈曲状のブラケットを内角ブラケット９Ｂという）と、一対の外角ブラケット９Ａと内角ブラケット９Ｂによってそれぞれ主補強傾斜部材２０と水平部材を挟んだ状態で、水平部材１４に主補強傾斜部材２０を固定する連結ボルト９ｂ、連結ナット９ｃとを具備する。

この場合、外角ブラケット９Ａと内角ブラケット９Ｂは、上記外側ブラケット７ａ及び内側ブラケット７ｂと同様に、アルミニウム製鋳物にて形成されており、外角ブラケット９Ａの当接片と内角ブラケット９Ｂの当接面はそれぞれ水平部材１４及び主補強傾斜部材２０の外面流線形に相似する形状に形成されている。

一方、主補強傾斜部材２０の先端を連結する連結部材９は、主補強傾斜部材２０の先端側の外側面と外側部１２の内側面に当接する当接片を有する鈍角屈曲状の外角ブラケット９Ａと、主補強傾斜部材の先端側の内側面と外側部１２の内側面に当接する当接片を有する鋭角屈曲状の内角ブラケット９Ｂと、外角ブラケット９Ａと内角ブラケット９Ｂによって主補強傾斜部材２０を挟んで、外角ブラケット９Ａの当接片及び内角ブラケット９Ｂの当接片を外側部１２の内側面に当接した状態で、外側部１２に主補強傾斜部材２０を連結する連結ボルト９ｂ、連結ナット９ｃとを具備する。

外側部１２と外角ブラケット９Ａの連結は、図５Ｂに示すように、外側部１２に設けられた貫通孔１０ｉと外角ブラケット９Ａの当接片に設けられた貫通孔９ａを貫通する連結ボルト９ｂに連結ナット９ｃをねじ結合して固定する。なお、連結ボルト９ｂは座金９ｄを介して取り付けられるが、外側部１２の流線形状の外面との間に隙間が生じるので、スペーサ９ｅを介在させて隙間を塞ぐのがよい。外側部１２と内角ブラケット９Ｂの連結も同様に行う。

なお、主補強傾斜部材２０の基端部を連結する連結部材９を構成する外角ブラケット９Ａ、内角ブラケット９Ｂと、主補強傾斜部材２０の先端部を連結する連結部材９を構成する外角ブラケット９Ａ、内角ブラケット９Ｂとは角度が異なるが、その説明が複雑となるのを避けるために符号は統一して説明する。以下も同様に同一符号を付して説明する。

この場合、外角ブラケット９Ａ及び内角ブラケット９Ｂは、アルミニウム製鋳物にて形成されており、それぞれの当接片の当接面は、主補強傾斜部材２０及び外側部１２の外面流線形に相似する形状に形成されている。

第１実施形態の風車翼１０を有する風車によれば、外側部１２の水平中心Ｃに対する対称の２箇所を主補強傾斜部材２０で固定するので、回転時の遠心力による外側部１２の変形を抑制することができる。また、外側部１２の変形に伴う延在部１１の変形を抑制することができる。
なお、上記説明では、主補強傾斜部材２０を外側部１２に連結する位置が、水平中心Ｃに対して対称位置の場合について説明したが、連結位置は必ずしも水平中心Ｃに対して対称である必要はなく、風車翼１０の重量や形状、重心、遠心力による外側部１２の変形等に応じた位置に連結してもよい。なお、風車翼１０が上下非対称の場合、水平中心Ｃは、水平軸Ｘと外側部１２との交点に相当する位置である。

＜第２実施形態＞
第２実施形態の風車は、図７に示すように、一対の主補強傾斜部材２０の一端すなわち基端側が、風車翼１０Ａの内方側端部から外方に向かって水平に延びる内側水平部材２１の先端に、連結部材９を構成する外角ブラケット９Ａ、内角ブラケット９Ｂ及び連結ボルト９ｂ、連結ナット９ｃによって連結されている。

また、主補強傾斜部材２０の先端は、連結部材９を構成する外角ブラケット９Ａ、内角ブラケット９Ｂ及び連結ボルト９ｂ、連結ナット９ｃによって外側部１２の水平中心Ｃに対して対向する位置、例えば対称位置に連結されている。

なお、第２実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。

第２実施形態の風車翼１０Ａを有する風車によれば、垂直軸Ｚ側の内方側端部に連結される主補強傾斜部材２０の一端と外側部１２との距離を短くするので、回転時の遠心力による変形に伴う曲げモーメントを受ける外側部１２の変形を小さくして、回転時の遠心力による外側部１２の変形を抑制することができると共に、外側部１２の変形に伴う延在部１１の変形を抑制することができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態の風車は、図８に示すように、一対の主補強傾斜部材２０の間に、風車翼１０Ｂの内方側端部に一端が連結され、外側部１２の水平中心Ｃに他端が連結される補強用の水平部材２２（以下に補強用水平部材２２という）を更に具備する。

第３実施形態において、補強用水平部材２２の一端（基端）は、図２Ａに示した水平部材１４と同様に、固定部材７を構成する外側ブラケット７ａ、内側ブラケット７ｂ、固定ボルト７ｃ及び固定ナット７ｄによってアーム５に連結されている。
補強用水平部材２２の先端は、図８（ｂ）に示すように、補強用水平部材２２の先端側の上面又は下面に当接する当接片と外側部１２の内側面に当接する当接片を有する一対の直角状のブラケット９Ｃ（以下に直角ブラケット９Ｃという）と、一対の直角ブラケット９Ｃによって補強用水平部材２２を挟んで、両直角ブラケット９Ｃの当接片を外側部１２の内側面に当接した状態で、連結ボルト９ｂ、連結ナット９ｃによって外側部１２の水平中心Ｃ部に連結される。

なお、一対の主補強傾斜部材２０の一端（基端）は、外角ブラケット９Ａ、内角ブラケット９Ｂ、連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃによって補強用水平部材２２の基端側に連結されている（図４（ｂ）、図７（ｂ）参照）。
なお、第３実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。

第３実施形態の風車翼１０Ｂを有する風車によれば、一対の主補強傾斜部材２０と補強用水平部材２２によって外側部１２の水平中心Ｃに対する対称の２箇所と水平中心Ｃの１箇所の計３箇所を固定して、回転時の遠心力による外側部１２の変形を抑制することができると共に、外側部１２の変形に伴う延在部１１の変形を抑制することができる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態の風車は、図９に示すように、一対の主補強傾斜部材２０の中間部に連結される垂直部材２３と、主補強傾斜部材２０の中間部に一端が連結され、他端が外側部１２の水平中心Ｃ部に連結される一対の傾斜部材２４とからなるトラス構造を有している。

第４実施形態において、垂直部材２３と傾斜部材２４は、風車翼１０Ｃを形成する延在部１１、外側部１２及び湾曲部１３と同じ断面形状の中空部を有するアルミニウム製の押出形材にて形成されており、風車翼１０Ｃの延在部１１、外側部１２及び湾曲部１３と同様に、前縁が湾曲し後縁が尖った流線形の断面を有している。

垂直部材２３は、上端部と下端部が、それぞれ垂直部材２３の外側面に当接する当接片と主補強傾斜部材２０の中間部の下側面又は上側面に当接する当接片を有する外角ブラケット９Ａと、垂直部材２３の上端部の内側面（風車翼の内方側面）に当接する当接片と主補強傾斜部材２０の中間部の下側面又は上側面に当接する当接片を有する内角ブラケット９Ｂと、連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃによって主補強傾斜部材２０の中間部に連結されている（図９（ｂ），（ｃ）参照）。

一対の傾斜部材２４は、風車翼１０Ｃの内方側の一端が、主補強傾斜部材２０の中間部の下側面又は上側面に当接する当接片と傾斜部材２４の下側面又は上側面に当接する当接片を有する外角ブラケット９Ａと、主補強傾斜部材２０の下側面又は上側面に当接する当接片と傾斜部材２４の上側面又は下側面に当接する当接片を有する内角ブラケット９Ｂと、連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃによって主補強傾斜部材２０の中間部に連結されている（図９（ｂ），（ｃ）参照）。

なお、垂直部材２３の上端部又は下端部と主補強傾斜部材２０の中間部の下側面又は上側面とを連結する外角ブラケット９Ａの当接片と、傾斜部材２４の内方側の一端と主補強傾斜部材２０の中間部の下側面又は上側面とを連結する外角ブラケット９Ａの当接片は近接した位置で、連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃによって固定されている。したがって、垂直部材２３の上下端と一対の傾斜部材の風車翼１０Ｃの内方側の一端の連結部は略同一とみることができる。なお、この場合、上記両外角ブラケット９Ａの当接片を共通の当接片として両外角ブラケット９Ａを一体に形成してもよい。

また、一対の傾斜部材２４は、風車翼１０Ｃの外方側の他端が、外側部１２の水平中心Ｃ部の内側面に当接する当接片と傾斜部材２４の他端部の下側面又は上側面に当接する当接片を有する外角ブラケット９Ａと、外側部１２の内側面に当接する当接片と傾斜部材２４の上側面又は下側面に当接する当接片を有する内角ブラケット９Ｂと、連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃによって外側部１２の水平中心Ｃ部に連結されている（図９（ｄ）参照）。

なお、一対の傾斜部材２４の他端部の下側面又は上側面と外側部１２の水平中心Ｃ部の内側面とを連結する外角ブラケット９Ａの当接片は近接した位置で、連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃによって固定されている。したがって、外側部１２の水平中心Ｃ部と一対の傾斜部材２４の他端の連結部は略同一とみることができる。なお、この場合、上記両外角ブラケット９Ａの当接片を共通の当接片として両外角ブラケット９Ａを一体に形成してもよい。

上記のように構成することにより、一対の主補強傾斜部材２０の中間部に連結される垂直部材２３と、主補強傾斜部材２０の中間部に一端が連結され、他端が外側部１２の水平中心Ｃ部に連結される一対の傾斜部材２４とでトラス構造が形成される。
なお、第４実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。

第４実施形態の風車翼１０Ｃを有する風車によれば、補強部を、一対の主補強傾斜部材２０に加えて、垂直部材２３と一対の傾斜部材２４によるトラス構造を有するので、回転時の遠心力による変形に伴う曲げモーメントを受ける外側部１２の変形を小さくして、回転時の遠心力による外側部１２の変形を抑制することができると共に、外側部１２の変形に伴う延在部１１の変形を抑制することができる。

＜第５実施形態＞
第５実施形態の風車は、図１０に示すように、一対の主補強傾斜部材２０の一端が、風車翼１０Ｄの垂直軸Ｚ側の内方側端部と外側部１２の水平中心Ｃに連結される補強用水平部材２２の中間部に連結されている。

第５実施形態において、補強用水平部材２２の一端（基端）は、図２Ａに示した水平部材１４と同様に、固定部材７を構成する外側ブラケット７ａ、内側ブラケット７ｂ、固定ボルト７ｃ及び固定ナット７ｄによってアーム５に連結されている。
補強用水平部材２２の先端は、図１０（ｃ）に示すように、補強用水平部材２２の先端側の上面又は下面に当接する当接片と外側部１２の内側面に当接する当接片を有する一対の直角ブラケット９Ｃと、一対の直角ブラケット９Ｃによって補強用水平部材２２を挟んで、両直角ブラケット９Ｃの当接片を外側部１２の内側面に当接した状態で、連結ボルト９ｂ、連結ナット９ｃによって外側部１２の水平中心Ｃ部に連結される。

また、一対の主補強傾斜部材２０の一端すなわち基端側が、風車翼１０Ｄの垂直軸Ｚ側の内方側端部から外方に向かって水平に延びる補強用水平部材２２の中間部に、連結部材９を構成する外角ブラケット９Ａ、内角ブラケット９Ｂ及び連結ボルト９ｂ、連結ナット９ｃによって連結されている（図１０（ｂ）参照）。

また、主補強傾斜部材２０の先端は、連結部材９を構成する外角ブラケット９Ａ、内角ブラケット９Ｂ及び連結ボルト９ｂ、連結ナット９ｃによって外側部１２の水平中心Ｃに対して対向する位置、例えば対称位置に連結されている。
なお、第５実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。

第５実施形態の風車翼１０Ｄを有する風車によれば、一対の主補強傾斜部材２０と、風車翼１０Ｄの垂直軸Ｚ側の内方側端部と外側部の水平中心Ｃ部に連結される補強用水平部材２２によって外側部１２の水平中心Ｃに対する対称の２箇所と水平中心Ｃの１箇所の計３箇所を固定して、回転時の遠心力による外側部１２の変形を抑制することができると共に、外側部１２の変形に伴う延在部１１の変形を抑制することができる。

＜第６実施形態＞
第６実施形態の風車は、第２実施形態の風車に加えて、更に延在部１１の強度を高めるようにした場合である。すなわち、図１１に示すように、一対の主補強傾斜部材２０の一端が、風車翼１０Ｅの垂直軸Ｚ側の内方側端部から外方に向かって水平に延びる内側水平部材２１に連結され、内側水平部材２１に一端が連結され、他端が延在部１１における内側水平部材２１より内方側位置に連結される一対の内側傾斜部材２５を具備する。

第６実施形態において、内側傾斜部材２５は、風車翼１０Ｅを形成する延在部１１、外側部１２及び湾曲部１３と同じ断面形状の中空部を有するアルミニウム製の押出形材にて形成されており、風車翼１０Ｅの延在部１１、外側部１２及び湾曲部１３と同様に、前縁が湾曲し後縁が尖った流線形の断面を有している。

内側傾斜部材２５は、図１１（ｄ）に示すように、内側傾斜部材２５の内側水平部材２１に連結される一端が、それぞれ内側水平部材２１の上側面又は下側面に当接する当接片と内側傾斜部材２５の外側面に当接する当接片を有する外角ブラケット９Ａと、内側水平部材２１の上側面又は下側面に当接する当接片と内側傾斜部材２５の内側面に当接する当接片を有する内角ブラケット９Ｂと、連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃによって内側水平部材２１に連結されている。

また、内側傾斜部材２５は、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、延在部１１における内側水平部材２１より内方側位置に連結される端部が、それぞれ延在部１１の内側面に当接する当接片と内側傾斜部材２５の外側面に当接する当接片を有する外角ブラケット９Ａと、延在部１１の内側面に当接する当接片と内側傾斜部材２５の内側面に当接する当接片を有する内角ブラケット９Ｂと、連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃによって延在部１１における内側水平部材２１より内方側位置に連結されている。
なお、第６実施形態において、その他の部分は第１実施形態及び第２実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

第６実施形態の風車翼１０Ｅを有する風車によれば、垂直軸側の内方側端部に連結される主補強傾斜部材２０の一端と外側部１２との距離を短くすることで、回転時の遠心力による変形に伴う曲げモーメントを受ける外側部１２の変形を小さくして、回転時の遠心力による外側部の変形を抑制することができると共に、一対の内側傾斜部材２５によって延在部１１の変形を抑制することができる。

＜第７実施形態＞
第７実施形態の風車は、第５実施形態の風車に加えて、更に第６実施形態と同様に、延在部１１の強度を高めるようにした場合である。すなわち、図１２に示すように、一対の主補強傾斜部材２０の一端が、風車翼１０Ｆの垂直軸Ｚ側の内方側端部と外側部１２の水平中心Ｃ部に連結される補強用水平部材２２の中間部に連結され、補強用水平部材２２の中間部より内方の近傍に一端が連結され、他端が延在部１１における中間部より内方側位置に連結される一対の内側傾斜部材２５を具備する。

第７実施形態において、主補強傾斜部材２０、補強用水平部材２２及び内側傾斜部材２５の連結構造は、第５実施形態及び第６実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
この場合、図１２（ｂ）に示すように、主補強傾斜部材２０と補強用水平部材２２を連結する連結部材９の外角ブラケット９Ａと、内側傾斜部材２５と補強用水平部材２２を連結する連結部材９の外角ブラケット９Ａが別体に形成されているが、両外角ブラケット９Ａを一体にしてもよい。つまり、主補強傾斜部材２０と補強用水平部材２２を連結する連結部材９の外角ブラケット９Ａの当接片と、内側傾斜部材２５と補強用水平部材２２を連結する連結部材９の外角ブラケット９Ａの当接片を共通にしてもよい。
なお、第７実施形態において、その他の部分は第１実施形態、第５実施形態及び第６実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

第７実施形態の風車翼１０Ｆを有する風車によれば、一対の主補強傾斜部材２０と、風車翼１０Ｆの垂直軸Ｚ側の内方側端部と外側部１２の水平中心Ｃ部に連結される補強用水平部材２２によって外側部１２の水平中心Ｃに対する対称の２箇所と水平中心Ｃの１箇所の計３箇所を固定して、回転時の遠心力による外側部１２の変形を抑制することができると共に、一対の内側傾斜部材２５によって延在部１１の変形を抑制することができる。

＜第８実施形態＞
第８実施形態の風車は、図１３及び図１４に示すように、風車翼１０Ｇは、回転時の遠心力による変形を抑制する補強部を備えており、補強部は、少なくとも両端が風車翼１０Ｇの一対の延在部１１の中間部に連結される主補強垂直部材３０を具備する。

第８実施形態において、主補強垂直部材３０は、風車翼１０Ｇを形成する延在部１１、外側部１２及び湾曲部１３と同じ断面形状の中空部を有するアルミニウム製の押出形材にて形成されており、風車翼１０の延在部、外側部１２及び湾曲部１３と同様に、前縁が湾曲し後縁が尖った流線形の断面を有している。

風車翼１０Ｇを固定する固定部材７は、図１４（ｂ）に示すように、風車翼１０Ｇの延在部１１の基端側の外側面と水平部材１４の上面又は下面に当接する当接片を有する鈍角屈曲状の一対の外側ブラケット７ａと、延在部１１の基端側の内側面と水平部材１４の上面又は下面に当接する当接片を有する一対の鋭角屈曲状の内側ブラケット７ｂと、一対の外側ブラケット７ａと内側ブラケット７ｂによってそれぞれ延在部１１と水平部材１４を挟んだ状態で、水平部材１４に延在部１１を固定する固定ボルト７ｃ，固定ナット７ｄとを具備する。

主補強垂直部材３０を延在部１１に連結する連結部材９は、図１４（ｃ），（ｄ）に示すように、主補強垂直部材３０の上端部又は下端部の外側面に当接する当接片と延在部１１の下側面又は上側面に当接する当接片を有する鈍角屈曲状の外角ブラケット９Ａと、主補強垂直部材３０の上端部又は下端部の内側面に当接する当接片と延在部１１の下側面又は上側面に当接する当接片を有する鋭角屈曲状の内角ブラケット９Ｂと、外角ブラケット９Ａと内角ブラケット９Ｂによって主補強垂直部材３０を挟んだ状態で、延在部１１に主補強垂直部材３０を連結する連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃを具備する。
なお、第８実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

第８実施形態の風車翼１０Ｇを有する風車によれば、延在部１１の中間部を主補強垂直部材３０によって固定するので、回転時の遠心力による延在部１１の変形を抑制することができる。また、延在部の変形に伴う外側部１２の変形を抑制することができる。

＜第９実施形態＞
第９実施形態の風車は、第８実施形態の風車に加えて、更に外側部１２の強度を高めるようにした場合である。すなわち、図１５に示すように、一対の延在部１１の中間部に一端が連結され、他端が外側部１２における垂直軸Ｚ側の内方側端部を結ぶ水平中心Ｃに対して対向する位置、例えば対称位置に連結される一対の外側傾斜部材３１を更に具備する。

第９実施形態において、外側傾斜部材３１は、風車翼１０Ｈを形成する延在部１１、外側部１２及び湾曲部１３と同じ断面形状の中空部を有するアルミニウム製の押出形材にて形成されており、風車翼１０の延在部、外側部１２及び湾曲部１３と同様に、前縁が湾曲し後縁が尖った流線形の断面を有している。

外側傾斜部材３１を延在部１１に連結する連結部材９は、図１５（ｂ），（ｃ）に示すように、外側傾斜部材３１の一端部の上側面又は下側面に当接する当接片と延在部１１の下側面又は上側面に当接片を有する直角ブラケット９Ｃと、外側傾斜部材３１の一端部の下側面又は上側面に当接する当接片と延在部１１の下側面又は上側面に当接する当接片を有する直角ブラケット９Ｃと、両直角ブラケット９Ｃによって外側傾斜部材３１を挟んだ状態で、延在部１１に外側傾斜部材３１を連結する連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃとを具備する。

また、外側傾斜部材３１を外側部１２に連結する連結部材９は、図１５（ｄ），（ｅ）に示すように、外側傾斜部材３１の他端部の下側面又は上側面に当接する当接片と外側部１２の内側面に当接する当接片を有する外角ブラケット９Ａと、外側傾斜部材３１の他端部の上側面又は下側面に当接する当接片と外側部１２の内側面に当接する当接片を有する内角ブラケット９Ｂと、外角ブラケット９Ａと内角ブラケット９Ｂによって外側傾斜部材３１を挟んだ状態で、外側部１２に外側傾斜部材３１を連結する連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃとを具備する。

第９実施形態において、主補強垂直部材３０を延在部１１に連結する外角ブラケット９Ａを外側傾斜部材３１を延在部１１に連結する外角ブラケット９Ａの当接片と共通にすることによって、両外角ブラケット９Ａを一体に形成してもよい。
なお、第９実施形態において、その他の部分は第１実施形態及び第８実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

第９実施形態の風車翼１０Ｈを有する風車によれば、延在部１１の中間部を主補強垂直部材３０によって固定し、外側部１２における垂直軸Ｚ側の内方側端部を結ぶ水平中心Ｃに対して対称位置の２箇所を外側傾斜部材３１によって固定するので、回転時の遠心力による延在部１１の変形を抑制することができると共に、外側部１２の変形を抑制することができる。

＜第１０実施形態＞
第１０実施形態の風車は、第８実施形態の風車に加えて、更に延在部１１と外側部１２の強度を高めるようにした場合である。すなわち、図１６に示すように、両端が風車翼１０Ｊの一対の延在部１１の中間部に連結される主補強垂直部材３０と、一端が延在部１１の中間部に連結され、他端が外側部１２の水平中心Ｃ部に連結される一対の傾斜部材３２とからなるトラス構造を有する。

傾斜部材３２は、風車翼１０Ｊを形成する延在部１１、外側部１２及び湾曲部１３と同じ断面形状の中空部を有するアルミニウム製の押出形材にて形成されており、風車翼１０の延在部、外側部１２及び湾曲部１３と同様に、前縁が湾曲し後縁が尖った流線形の断面を有している。

第１０実施形態において、傾斜部材３２を延在部１１に連結する連結部材９は、図１６（ｂ），（ｃ）に示すように、傾斜部材３２の一端部の上側面又は下側面に当接する当接片と延在部１１の下側面又は上側面に当接する当接片を有する外角ブラケット９Ａと、傾斜部材３２の一端部の下側面又は上側面に当接する当接片と延在部１１の下側面又は上側面に当接する当接片を有する内角ブラケット９Ｂと、外角ブラケット９Ａと内角ブラケット９Ｂによって傾斜部材３２を挟んだ状態で、延在部１１に傾斜部材３２を連結する連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃとを具備する。

なお、主補強垂直部材３０の上端部又は下端部と延在部１１の下側面又は上側面とを連結する外角ブラケット９Ａの当接片と、傾斜部材３２の一端部の下側面又は上側面と延在部１１の下側面又は上側面とを連結する内角ブラケット９Ｂの当接片は近接した位置で、連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃによって固定されている。したがって、主補強垂直部材３０の上下端と一対の傾斜部材３２の一端の連結部は略同一とみることができる。なお、この場合、上記外角ブラケット９Ａと内角ブラケット９Ｂの当接片を共通の当接片として外角ブラケット９Ａと内角ブラケット９Ｂを一体に形成してもよい。

また、傾斜部材３２を外側部１２に連結する連結部材９は、図１６（ｄ）に示すように、傾斜部材３２の他端部の下側面又は上側面に当接する当接片と外側部１２の内側面に当接する当接片を有する外角ブラケット９Ａと、傾斜部材３２の他端部の上側面又は下側面に当接する当接片と外側部１２の内側面に当接する当接片を有する内角ブラケット９Ｂと、外角ブラケット９Ａと内角ブラケット９Ｂによって傾斜部材３２を挟んだ状態で、外側部１２に傾斜部材３２を連結する連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃとを具備する。

なお、一対の傾斜部材３２の他端部の下側面又は上側面と外側部１２の水平中心Ｃ部の内側面とを連結する外角ブラケット９Ａの当接片は近接した位置で、連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃによって固定されている。したがって、外側部１２の水平中心Ｃ部と一対の傾斜部材３２の他端の連結部は略同一とみることができる。なお、この場合、上記両外角ブラケット９Ａの当接片を共通の当接片として両外角ブラケット９Ａを一体に形成してもよい。

第１０実施形態において、延在部１１の中間部に主補強垂直部材３０と傾斜部材３２の一端が連結され、外側部１２の水平中心Ｃ部に一対の傾斜部材３２の他端が連結されることで、主補強垂直部材３０と一対の傾斜部材３２とでトラス構造を形成することができる。
なお、第１０実施形態において、その他の部分は第１実施形態及び第８実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

第１０実施形態の風車翼１０Ｊを有する風車によれば、回転時の遠心力による変形に伴う曲げモーメントを受ける延在部１１の変形と外側部１２の変形を小さくして、回転時の遠心力による延在部１１の変形を抑制することができると共に、外側部１２の変形を抑制することができる。

＜第１１実施形態＞
第１１実施形態の風車は、第８実施形態の風車に加えて、更に外側部１２の強度を高めるようにした場合である。すなわち、図１７に示すように、主補強垂直部材３０を、風車翼１０Ｋの垂直軸Ｚ側の内方側端部と外側部１２の水平中心Ｃ部に連結される補強用水平部材２２に連結した場合である。

第１１実施形態において、主補強垂直部材３０を補強用水平部材２２に連結する連結部材９は、図１７（ｂ）に示すように、上端部が延在部１１の中間部に連結された主補強垂直部材３０の一部の上部側主補強垂直部材３０ａの下端部の外側面又は内側面に当接する当接片と補強用水平部材２２の上側面に当接する当接片を有する一対の上部直角ブラケット９Ｃａと、下端部が延在部１１の中間部に連結された主補強垂直部材３０の一部の下部側主補強垂直部材３０ｂの上端部の外側面又は内側面に当接する当接片と補強用水平部材２２の上側面に当接する当接片を有する一対の下部直角ブラケット９Ｃｂと、一対の上部直角ブラケット９Ｃａによって上部主補強垂直部材３０ａの下端部を挟み、一対の下部直角ブラケット９Ｃｂによって下部主補強垂直部材３０ｂの上端部を挟み、上部直角ブラケット９Ｃａと下部直角ブラケット９Ｃｂによって補強用水平部材２２を挟んだ状態で、補強用水平部材２２に上部主補強垂直部材３０ａと下部主補強垂直部材３０ｂを連結する連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃとを具備する。

なお、補強用水平部材２２の風車翼１０Ｋの垂直軸Ｚ側の内方側端部と外側部１２の連結は、第３実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。また、第１１実施形態において、その他の部分は第１実施形態及び第８実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

第１１実施形態の風車翼１０Ｋを有する風車によれば、延在部１１の中間部を主補強垂直部材３０（上部主補強垂直部材３０ａ、下部主補強垂直部材３０ｂ）によって固定し、外側部１２の水平中心Ｃ部を風車翼１０Ｋの垂直軸Ｚ側の内方側端部と外側部の水平中心Ｃ部に連結される補強用水平部材２２によって固定するので、回転時の遠心力による延在部１１の変形を抑制することができると共に、外側部１２の変形を抑制することができる。

＜第１２実施形態＞
第１２実施形態の風車は、第１１実施形態の風車に加えて、更に外側部１２の強度を高めるようにした場合である。すなわち、図１８に示すように、主補強垂直部材３０が、風車翼１０Ｌの垂直軸Ｚ側の内方側端部と外側部１２の水平中心Ｃ部に連結される補強用水平部材２２に連結され、延在部１１の主補強垂直部材３０の連結部より外方の近傍に一端が連結され、他端が外側部１２の水平中心Ｃに対して対向する位置、例えば対称位置に連結される一対の外側傾斜部材３１を具備する。

第１２実施形態において、主補強垂直部材３０と補強用水平部材２２の連結は、第１１実施形態と同様であり、図１７（ｂ）に示す構造を有するので説明は省略する。
また、外側傾斜部材３１と延在部１１及び外側部１２の連結は、第９実施形態と同様であり、図１５に示す構造を有するので説明は省略する。
なお、第１２実施形態において、その他の部分は第１実施形態及び第８実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

第１２実施形態の風車翼１０Ｌを有する風車によれば、延在部１１の中間部を主補強垂直部材３０によって固定し、外側部１２の水平中心Ｃ部を風車翼１０Ｌの垂直軸Ｚ側の内方側端部と外側部１２の水平中心Ｃ部に連結される補強用水平部材２２によって固定し、外側部１２の垂直軸Ｚ側の内方側端部を結ぶ水平中心Ｃに対して対称位置の２箇所を外側傾斜部材３１によって固定するので、回転時の遠心力による延在部１１の変形を抑制することができると共に、外側部１２の変形を抑制することができる。

＜第１３実施形態＞
第１３実施形態の風車は、第１１実施形態の風車に加えて、更に延在部１１と外側部１２の強度を高めるようにした場合である。すなわち、図１９に示すように、主補強垂直部材３０が、風車翼１０Ｍの垂直軸Ｚ側の内方側端部と外側部１２の水平中心Ｃ部に連結される補強用水平部材２２に連結され、主補強垂直部材３０と、補強用水平部材２２と、延在部１１に一端が連結され、他端が外側部１２の水平中心部に連結される傾斜部材３２とからなる一対のトラス構造を有する。

第１３実施形態において、補強用水平部材２２と外側部１２の連結は、図１９（ｄ）に示すように、補強用水平部材２２の先端側の上面又は下面に当接する当接片と外側部１２の内側面に当接する当接片を有する一対の直角ブラケット９Ｃと、一対の直角ブラケット９Ｃによって補強用水平部材２２を挟んで、両直角ブラケット９Ｃの当接片を外側部１２の内側面に当接した状態で、連結ボルト９ｂ、連結ナット９ｃによって外側部１２の水平中心Ｃ部に連結される。なお、補強用水平部材２２の垂直軸Ｚ側の内方側端部には固定部材７によって延在部１１が固定される。

一方、傾斜部材３２を延在部１１に連結する連結部材９は、図１９（ｂ），（ｃ）に示すように、傾斜部材３２の一端部の上側面又は下側面に当接する当接片と延在部１１の下側面又は上側面に当接する当接片を有する外角ブラケット９Ａと、傾斜部材３２の一端部の下側面又は上側面に当接する当接片と延在部１１の下側面又は上側面に当接する当接片を有する内角ブラケット９Ｂと、外角ブラケット９Ａと内角ブラケット９Ｂによって傾斜部材３２を挟んだ状態で、延在部１１に傾斜部材３２を連結する連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃとを具備する。

また、傾斜部材３２を外側部１２の水平中心Ｃ部に連結する連結部材９は、図１９（ｄ）に示すように、傾斜部材３２の他端部の下側面又は上側面に当接する当接片と外側部１２の内側面に当接する当接片を有する外角ブラケット９Ａと、傾斜部材３２の他端部の上側面又は下側面に当接する当接片と外側部１２の内側面に当接する当接片を有する内角ブラケット９Ｂと、外角ブラケット９Ａと内角ブラケット９Ｂによって傾斜部材３２を挟んだ状態で、外側部１２に傾斜部材３２を連結する連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃとを具備する。

なお、一対の傾斜部材３２の他端部の下側面又は上側面と外側部１２の水平中心Ｃ部の内側面とを連結する外角ブラケット９Ａの当接片と、補強用水平部材２２の先端と外側部１２の内側面とを連結する直角ブラケット９Ｃの当接片は近接した位置で、連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃによって固定されている。したがって、一対の傾斜部材３２の他端と補強用水平部材２２の先端の連結部は略同一とみることができる。なお、この場合、上記外角ブラケット９Ａの当接片と直角ブラケット９Ｃの当接片を共通の当接片として外角ブラケット９Ａと直角ブラケット９Ｃを一体に形成してもよい。

一方、主補強垂直部材３０を構成する上部主補強垂直部材３０ａと下部主補強垂直部材３０ｂを延在部１１に連結する連結部材９は、図１９（ｂ），（ｃ）に示すように、上部主補強垂直部材３０ａ、下部主補強垂直部材３０ｂの上端部又は下端部の外側面に当接する当接片と延在部１１の下側面又は上側面に当接する当接片を有する外角ブラケット９Ａと、上部主補強垂直部材３０ａ、下部主補強垂直部材３０ｂの上端部又は下端部の内側面に当接する当接片と延在部１１の下側面又は上側面に当接する当接片を有する内角ブラケット９Ｂと、外角ブラケット９Ａと内角ブラケット９Ｂによって上部主補強垂直部材３０ａ、下部主補強垂直部材３０ｂを挟んだ状態で、延在部１１に主補強垂直部材３０を連結する連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃを具備する。

なお、主補強垂直部材３０（上部主補強垂直部材３０ａ、下部主補強垂直部材３０ｂ）の上端部又は下端部と延在部１１の下側面又は上側面とを連結する外角ブラケット９Ａの当接片と、一対の傾斜部材３２の内方側の一端と延在部１１の下側面又は上側面とを連結する内角ブラケット９Ｂの当接片は近接した位置で、連結ボルト９ｂ及び連結ナット９ｃによって固定されている。したがって、主補強垂直部材３０（上部主補強垂直部材３０ａ、下部主補強垂直部材３０ｂ）の上下端と、一対の傾斜部材３２の一端の連結部は略同一とみることができる。なお、この場合、上記外角ブラケット９Ａの当接片と内角ブラケット９Ｂの当接片を共通の当接片として外角ブラケット９Ａと内角ブラケット９Ｂを一体に形成してもよい。

なお、主補強垂直部材３０（上部主補強垂直部材３０ａと下部主補強垂直部材３０ｂ）と補強用水平部材２２の連結は、第１１実施形態と同様であり、図１７（ｂ）に示す構造を有するので説明は省略する。
なお、第１３実施形態において、その他の部分は第１実施形態及び第８実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

上記のような連結にすることによって、主補強垂直部材３０（上部主補強垂直部材３０ａ、下部主補強垂直部材３０ｂ）と、補強用水平部材２２と、一対の傾斜部材３２とからなる一対のトラス構造を形成する。すなわち、上部主補強垂直部材３０ａと、補強用水平部材２２と、上側の傾斜部材３２とからなるトラス構造と、下部主補強垂直部材３０、補強用水平部材２２と、下側の傾斜部材３２とからなるトラス構造を形成する。

第１３実施形態の風車翼１０Ｍを有する風車によれば、回転時の遠心力による変形に伴う曲げモーメントを受ける延在部１１の変形と外側部１２の変形を小さくして、回転時の遠心力による延在部１１の変形を抑制することができると共に、外側部１２の変形を抑制することができる。

上記実施形態の風車は、補強部を構成する部材（すなわち主補強傾斜部材２０，内側傾斜部材２１，補強用水平部材２２，垂直部材２３，傾斜部材２４，内側傾斜部材２５，主補強垂直部材３０，外側傾斜部材３１，傾斜部材３２等）が、アルミニウム製押出形材にて形成される風車翼１０（１０Ａ～１０Ｈ，１０Ｊ～１０Ｍ）と同形状のアルミニウム製押出形材にて形成される断面中空状に形成されている。

したがって、風車翼１０（１０Ａ～１０Ｈ，１０Ｊ～１０Ｍ）と補強部を構成する部材を共通化することができると共に、補強部を有する風車翼１０（１０Ａ～１０Ｍ）の軽量化が図れる。この場合、風車翼１０（１０Ａ～１０Ｈ，１０Ｊ～１０Ｍ）及び補強部を構成する部材を、リブによって区画される中空部を有するアルミニウム製形材にて形成することにより、風車翼１０（１０Ａ～１０Ｈ，１０Ｊ～１０Ｍ）と補強部を構成する部材の強度をもたせることができる。

上記実施形態の風車１によれば、上記のように構成されているので、突風などに伴う強風が吹いた場合でも過回転時の遠心力による風車翼１０（１０Ａ～１０Ｈ，１０Ｊ～１０Ｍ）の変形を抑制することができ、変形によって風車翼１０（１０Ａ～１０Ｈ，１０Ｊ～１０Ｍ）の受風面積の変化を抑制して受風面積の維持が図れると共に、風車翼１０（１０Ａ～１０Ｈ，１０Ｊ～１０Ｍ）の破損防止が図れる。

１ 風車
１０，１０Ａ～１０Ｈ，１０Ｊ～１０Ｍ 風車翼
１１ 延在部
１２ 外側部
１３ 湾曲部
１４ 水平部材
２０ 主補強傾斜部材
２１ 内側傾斜部材
２２ 補強用水平部材
２３ 垂直部材
２４ 傾斜部材
２５ 内側傾斜部材
３０ 主補強垂直部材
３０ａ 上部主補強垂直部材
３０ｂ 下部主補強垂直部材
３１ 外側傾斜部材
３２ 傾斜部材
Ｃ 水平中心
Ｘ 水平軸
Ｚ 垂直軸

Claims (15)

1. 発電部を有する基部と、垂直軸上に位置する上記基部に対して垂直軸周りに回転する回転部と、上記回転部に連結されて垂直軸周りに回転する複数の風車翼と、を備え、上記風車翼は、それぞれ断面中空状に形成され、上記垂直軸から離れるにつれて互いの間隔が広くなるように上記回転部から延びる一対の延在部と、上記風車翼の上記垂直軸に略平行な方向に沿って延びる外側部と、上記延在部と上記外側部とを湾曲状に連結する湾曲部とを有する、揚力型垂直軸風車であって、
   上記風車翼は、回転時の遠心力による変形を抑制する補強部を備え、
   上記補強部は、少なくとも上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部に一端が連結され、他端が上記外側部における上記垂直軸側の上記内方側端部を結ぶ水平中心に対して対向する位置に連結される一対の主補強傾斜部材を具備する、
   ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
2. 請求項１に記載の揚力型垂直軸風車において、
   上記一対の主補強傾斜部材の一端が、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部から外方に向かって水平に延びる内側水平部材に連結されている、ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
3. 請求項１に記載の揚力型垂直軸風車において、
   上記補強部は、上記一対の主補強傾斜部材の間に、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部に一端が連結され、上記外側部の水平中心部に他端が連結される補強用水平部材を更に具備する、ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
4. 請求項１に記載の揚力型垂直軸風車において、
   上記補強部は、上記一対の主補強傾斜部材の中間部に連結される垂直部材と、上記主補強傾斜部材の中間部に一端が連結され、他端が上記外側部の水平中心部に連結される一対の傾斜部材とからなるトラス構造を有する、ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
5. 請求項１に記載の揚力型垂直軸風車において、
   上記一対の主補強傾斜部材の一端が、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部と上記外側部の水平中心部に連結される補強用水平部材の中間部に連結されている、ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
6. 請求項１に記載の揚力型垂直軸風車において、
   上記一対の主補強傾斜部材の一端が、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部から外方に向かって水平に延びる内側水平部材に連結され、上記内側水平部材に一端が連結され、他端が上記延在部における上記内側水平部材より内方側位置に連結される一対の内側傾斜部材を更に具備する、ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
7. 請求項１に記載の揚力型垂直軸風車において、
   上記一対の主補強傾斜部材の一端が、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部と上記外側部の水平中心部に連結される補強用水平部材の中間部に連結され、上記補強用水平部材の上記中間部より内方の近傍に一端が連結され、他端が上記延在部における上記中間部より内方側位置に連結される一対の内側傾斜部材を更に具備する、ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
8. 発電部を有する基部と、垂直軸上に位置する上記基部に対して垂直軸周りに回転する回転部と、上記回転部に連結されて垂直軸周りに回転する複数の風車翼と、を備え、上記風車翼は、それぞれ断面中空状に形成され、上記垂直軸から離れるにつれて互いの間隔が広くなるように上記回転部から延びる一対の延在部と、上記風車翼の上記垂直軸に略平行な方向に沿って延びる外側部と、上記延在部と上記外側部とを湾曲状に連結する湾曲部とを有する、揚力型垂直軸風車であって、
   上記風車翼は、回転時の遠心力による変形を抑制する補強部を備え、
   上記補強部は、少なくとも両端が上記風車翼の上記一対の延在部の中間部に連結される主補強垂直部材を具備する、ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
9. 請求項８に記載の揚力型垂直軸風車において、
   上記補強部は、上記一対の延在部の中間部に一端が連結され、他端が上記外側部における上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部を結ぶ水平中心に対して対向する位置に連結される一対の外側傾斜部材を更に具備する、ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
10. 請求項８に記載の揚力型垂直軸風車において、
    上記補強部は、上記主補強垂直部材と、一端が上記延在部の中間部に連結され、他端が上記外側部の水平中心部に連結される一対の傾斜部材とからなるトラス構造を有する、ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
11. 請求項８に記載の揚力型垂直軸風車において、
    上記主補強垂直部材が、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部と上記外側部の水平中心部に連結される補強用水平部材に連結されている、ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
12. 請求項８に記載の揚力型垂直軸風車において、
    上記主補強垂直部材が、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部と上記外側部の水平中心部に連結される補強用水平部材に連結され、上記延在部の上記主補強垂直部材の連結部より外方の近傍に一端が連結され、他端が上記外側部における上記垂直軸側の上記内方側端部を結ぶ水平中心に対して対向する位置に連結される一対の外側傾斜部材を更に具備する、ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
13. 請求項８に記載の揚力型垂直軸風車において、
    上記主補強垂直部材が、上記風車翼の上記垂直軸側の内方側端部と上記外側部の水平中心部に連結される補強用水平部材に連結され、上記主補強垂直部材と、上記補強用水平部材と、上記延在部に一端が連結され、他端が上記外側部の水平中心部に連結される傾斜部材とからなる一対のトラス構造を有する、ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
14. 請求項１ないし１３のいずれかに記載の揚力型垂直軸風車において、
    上記補強部を構成する部材が、上記風車翼と同形状の断面中空状に形成されている、ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
15. 請求項１４に記載の揚力型垂直軸風車において、
    上記風車翼及び上記補強部を構成する部材が、リブによって区画される中空部を有するアルミニウム製形材にて形成されている、ことを特徴とする揚力型垂直軸風車。

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