JPH06117352A - 風向板を兼ねる簡易型プロペラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、風見鶏や風車などのさまざまな大
きさと構造の装置に利用できて、いろいろな風方向に対
して機体よりも先にプロペラの向きを変えさせる対応を
した後に、機体を振り向けさせることで風向板を不要に
した風向板を兼ねる簡易型プロペラに関するものであ
る。 【構成】 最低でも杆は基柱より第１軸芯を支点に回転
する第２軸芯に連結されて、さらに第２軸芯を支点に第
３軸芯へ連結されて、最終的に第３軸芯を支点に羽根部
まで連結される構造として、第１軸芯は略、水平な円運
動をして、第２軸芯は略、垂直な回転運動をして、第３
軸芯は回転させられながらも放射方向を軸芯として更に
円運動を行なう構造として、第３軸芯はより羽根先へ形
成された第３杆の両端に羽根部を形成させて、該羽根部
は同軸状態で第３杆に対称な状態で風切り角度を設定さ
せて、第３軸芯により該羽根部が様々な風向きに対して
常に同一角度状態で臨む構造として、該羽根部が風向板
の役目を兼ねる構造とした

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【本発明の技術分野】本発明は、風見鶏や風車などのさ
まざまな大きさと構造の装置に利用できて、いろいろな
風方向に対して機体よりも先にプロペラの向きを変えさ
せる対応をした後に、機体を振り向けさせることで風向
板を不要にした風向板を兼ねる簡易型プロペラに関する
ものである。

【０００２】

【従 来 技 術】従来、風向きへプロペラを向けさせ
て回転させる構造にしたものは例えば大型風車であれば
垂直軸型風車以外は全て自動でプロペラを風方向へ振り
向ける機構が装備されており、または小型の簡易型風車
であれば垂直に取り付けた風向板によってプロペラを風
方向へ振り向けるものであったが、さらに簡単な構造の
風見鶏程度のものは全て風向板が取り付けられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】しかし これら風向
板が取り付けられる構造は、横杆（本願クレームの第１
杆）の両端に一方がプロペラ、他方へ風向板を取り付け
るもので、総合体の重心点を運動軸芯としてバランスを
とるものであったが、実際の風向きにプロペラを向ける
には風向板側の重さが重心点より必ず重くなければなら
ず、例えばプロペラ側が風向板側よりも重い場合は、風
向板が充分働かずに風が吹いても風向き方向へプロペラ
を向けられない問題をもち、バランス的には風向板を充
分大きく且つ、風向板側重量を重めにしねばならずプロ
ペラへかけるコストと合わせると効率が悪い構造のもの
であった。しかしまた逆に風向板を取り付けないと風向
き方向へプロペラが正確に向かずに効率が悪い。

【０００４】

【問題点を解決しようとする手段】そこで本発明は、プ
ロペラに風向板の働きを兼ね合わさせたものであり、構
造的には回転または反転などの運動する軸芯を最低でも
一軸増やしてプロペラに自由度を持たせたことにより従
来風向板と全く同様の働きをしてプロペラを風向き方向
へ移動させるものであり、その構造を図面とともに詳述
すれば以下のようになる。

【０００５】最低でも杆ａは基柱２より第１軸芯１ｂを
支点に回転する第２軸芯２ｂに連結されて、さらに第２
軸芯２ｂを支点に第３軸芯３ｂへ連結されて、最終的に
第３軸芯３ｂを支点に羽根部１まで連結される構造とし
て、第１軸芯１ｂは略、水平な円運動をして、第２軸芯
２ｂは略、垂直な回転運動をして、第３軸芯３ｂは回転
させられながらも放射方向を軸芯として更に円運動を行
なう構造として、第３軸芯３ｂはより羽根先へ形成され
た第３杆３ａの両端に羽根部１を形成させて、羽根部１
は同軸状態で第３杆３ａに対称な状態で風切り角度を設
定させて、第３軸芯３ｂにより羽根部１が様々な風向き
に対して常に同一角度状態で臨む構造として、羽根部１
が風向板３の役目を兼ねる構造とした。

【０００６】また、第３杆３ａ自体を複数の部品で構成
させて、しかも複数の部品で第３杆３ａの両端が捻りま
たはねじり円運動する構造として、該複数の部品にバネ
またはスプリング５を引っ掛ける構造として、対称な状
態で設定された羽根部１の風切り角度を同時に自動調節
する構造として、風量に応じて羽根部１の傾き角度が自
動可変する構造としても良い。

【０００７】また、第１軸芯１ｂから羽根部１側の総合
重心が均等より重くなる構造として、第１軸芯１ｂより
羽根部１側へ風向板３を形成させる構造としても良い。

【０００８】

【作 用】本発明のプロペラの特徴についての最
低条件として、 最低でも第１軸芯１ｂ、第２軸芯２
ｂ、第３軸芯３ｂの計３軸により動作を行なうものであ
り、これに加えて羽根部１の動き自体を従来の風見鶏や
簡易風車と構造を全く変えたものである。それは第３杆
３ａが両端に形成した羽根部１を同軸状態で且つ、軸芯
方向に線対称な状態または中心点に対して点対称な状態
で風切り角度を設定させたことと、第３軸芯３ｂが存在
することによって初めて図３のように本機体が様々な方
向から風を受けても相対した羽根部１が常に風に対して
一定姿勢となり、羽根部１が即座に風方向へ向いて羽根
面積を最大に利用した状態で風を羽根面にぶつけさせ
て、該状態のままで円軌道で移動して最終的に風方向へ
機体を首振りさせるように働き、その後に機体が風方向
と一致すると初めてプロペラが回転することになる。つ
まり本装置は風向板３を不要にしても羽根部１が風向板
３の役目を兼ねて充分機能できるものであり、従来の風
見鶏や簡易プロペラのように風向板３を無くしたら首振
りしなくなることはない。しかも本発明はこの特殊な構
造を利用して、例えばプロペラを図１のように第３杆３
ａに設けた羽根部１とパイプ４との間の遊びを大きくさ
せるだけで本発明は新たな効果を発生する。その効果と
は簡単に言えば、風によってプロペラが回転する際に
「カチン」「カチン」と音と振動を発生させる。これは
丁度図の状態になると第３杆３ａや羽根部自身の重さに
よって遊びがある分だけ自然落下して、プロペラが回転
すると落下・回転・落下・回転と動作して、結果的に鳥
獣や虫などが嫌う振動や音を発生させて追い払おうとす
る装置として有効にもなり、羽根部１による杭打ち・ハ
ンマー効果を発生して音や振動で生物を追い払う農作業
用の簡易装置に非常に有効な装置ともなる。また請求項
２のように風量に応じてスプリング５の力で羽根の角度
を自動可変させる機能にする場合でも、第２杆２ａへ複
数の動作機能をコンパクトに収納できる大変効率の良い
機構となる効果ももつ。

【０００９】また請求項２のように、第３杆３ａ自体の
構造を複数の部品で構成させて捻りまたはねじり方向へ
円運動させながら、バネまたはスプリング５を複数の部
品に引っ掛けることで、対称な状態で設定された羽根部
１の風切り角度をバネの力と風量で自動調節させるもの
であり、風の強さに応じて羽根部１の傾き角度が自動可
変するように働き、台風などの規定外の風量のときでも
羽根部１や回転軸を破損させないだけでなく、弱風でも
羽根面を最大に当てて充分な回転力が得られるように働
く効果もある。

【００１０】さらに請求項３のように、第１軸芯１ｂか
ら羽根部１側の総合重心が均等より重くなる構造とする
ことで風向板３を兼ねるプロペラの首振り効率が高まる
ことになる。このような軸芯ｂからの重心バランスの問
題は比較的重要であり、従来プロペラ図６のように従来
は風向板３とプロペラは横杆ａの重心に対して両端に形
成されたもので、後ろ側の風向板３に風が当たることで
風方向へプロペラ側を振り向ける構造である為、風向板
３側の重心が均衡か又は重いほうが巧く作動するもの
で、もしプロペラ側が重い場合には後ろ側の風向板３面
積を大きくしねばならず材料的に効率が悪い。これは根
本的な構造上から起因しているもので、装置における最
も重いプロペラ頭側にバランスさせる為に、反対端部に
その重さを相殺するだけの面積または重さの風向板３を
配置させる従来構造はなんとも効率が悪く、プロペラを
風上へ振り向ける為に風下の風向板３をそのぶん大きく
しなければならない。つまり羽根部１と風向板３を両端
に形成させて均衡させる従来方法は風向板３が大きい面
積を必要とするものであった。これに対して本発明は装
置の主要な重さとなるプロペラを設けた側の第１杆１ａ
または第２杆２ａへ風向板３を形成させて第１軸芯１ｂ
から羽根部１側の総合重心が均等より重くなる構造とす
ることで余分な材料と重さを省略しながら風向板３の大
きさも必要最低限にさせる効果がある。

【００１１】

【実 施 例】

【００１２】

【図１】は、本発明の第１実施例を示す側面図。従来の
類似する図６のものと比較して本装置の最大の特徴は風
方向に対して羽根部１が後側で回転することと、最低必
要な軸芯ｂの数が一つ多いことと、風向板３が不要とな
る点が異なる。しかし本図の場合には、あえて風向板３
が羽根部１側に形成してあり請求項３の特徴を備えさせ
たものであり、機体を風方向へ向ける主要な働きは風向
板３の働きを兼ねる羽根部１で行なうものである為に、
風向板３を設けたとしても面積が小さくて済む。さらに
本構造には風力発電のモーターやタービンをベアリング
８の部分に取り付けて発電機関として用いても良い。

【００１３】

【図２】は、本発明の第１実施例の運動状態を示す平面
図。機体の横方向から風が吹くことによって、風切り角
度をもつ羽根部１が風の流れを受けて第１杆１ａを円軌
道で移動させて風方向と同一方向にさせるが、このとき
に風を受けた羽根部１は風に対して同じ状態を保ちなが
ら、しかも最も抵抗の大きな状態のままで第１杆１ａを
移動させる点が特徴である。つまり従来の風向板３と同
じ働きをする。そして第１杆１ａが風方向と同一方向に
なった時点で回転しだす。ところでこの場合、第１軸芯
１ｂと同じ水平運動を行なう軸芯ｂを一か所新たに加え
て丁度、図５のようにさせれば、第１杆１ａが風方向に
対して横向きになっていても常に羽根部１は回転しなが
ら第１杆１ａを風方向へ矯正させることもできる。

【００１４】

【図３】は、本発明の第２実施例を示す第２杆と第３杆
の断面斜視図。請求項２の特徴を備えたものであり、第
２杆２ａのパイプ４内が第２軸芯２ｂとなって第３杆３
ａを円運動させながらも、さらに第３杆３ａ自体もスプ
リング５の力で図４のように運動するものである。この
ように二つの軸芯ｂ機能をパイプ４内でまとめて行なわ
せることで、軸芯ｂの複数構造を簡略化させて、組み立
ても容易にするものである。

【００１５】

【図４】は、本発明の第２実施例羽根部の運動状態を示
す平面図。図３と共に風の強さによって羽根部１の傾き
角度が自動的に可変するものであり、弱い風のときは羽
根部１同士が開くように機能して有効に弱風を羽根部１
の回転に変えるし、逆に強い風のときは図の羽根部１同
士が閉じるように機能して回転限界以上の風力は受け流
すことで羽根や軸を痛めないものである。

【００１６】

【図５】は、本発明の第３実施例を示す斜視図である。
本図は羽根部１の数を増やして４枚羽根として更に複数
でも対応させることができるものである。さらに軸芯ｂ
となる軸もそれぞれ一組増やして図のような構造として
基柱２の取り付け位置をｅの位置に形成させても良い
し、第１実施例のように最低でも第３杆３と第３軸芯３
ｂを支持させるので良ければ基柱２の取り付け位置をｆ
の位置に形成させても良い。このように新たに軸芯ｂを
加えることで、図２のように横方向から風が吹いた場合
でも場合、羽根部１は常時回転しながら第１杆１ａを風
方向へ振り向けさせることができる。また本発明の請求
項１では図のような重り９を第１杆１ａの反対方向へ取
り付けてバランスさせるものでも良いし、請求項３のよ
うに一端に重心をかけるものでも良い。またこの場合図
のように第２杆２ａが図１と異なる形状である為に、金
属パイプ４自体が第１杆１ａとして働くものである。

【００１７】

【図６】は、従来の風見鶏に類するものの側面図。従来
は簡単構造で組立が簡単そうで、風向板３が絶対必要な
ものであるが、使用する用途によっては前述作用的記載
で述べたように本発明のような構造のほうが特定分野に
おいて性能が良くなることや、構造上でも新たな機能を
付加しながらも簡単に製造できるなど、根本的に様々な
要求の違いが本発明の装置を必要する背景があり、従来
のものとは性能面や用途的面で住み分けによる適応分野
が自然と違ってくるものである。

【００１８】ところで本発明は、簡易装置だけでなく大
型の風力発電など、羽根部１の回転で力を取り出すもの
にも使用できるものである。従来大型の場合には本発明
の請求項２のような羽根部１の角度可変機能をモーター
と歯車で可変させることはあっても第３杆３ａが第３軸
芯３ｂ運動をしながら第３杆３ａ自体が風の強さによっ
てスプリング５で自動で可変するものは存在しなかっ
た。

【００１９】さらに本発明は、簡単構造の風見鶏だけで
なく、羽根部１の回転による風切り音で波動を発生させ
たり、軸の回転摩擦音や第２杆２ａと第３杆３ａの間の
遊びによる叩き音やワシャー１０などの衝突音などで例
えば鳥獣や虫などの撃退・追い払い用途にも利用できる
ものである。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、従来必ず必要であった風向板
を不要にしながら羽根部へ風向板の役目を兼ねさせるも
ので、さまざまな風方向へプロペラの向きを変えさせて
羽根部を回転するもので、簡単な風見鶏や、大型の風車
などの発電機関にも利用できるものであり、基本的に本
発明の構造は、前述した様々な点での性能が従来のあら
ゆる製品と異なる為、適応分野も自然と違ってくるもの
であり、当然 使用する用途によって性能面や用途的面
でも住み分けが発生してくる。例えば、風量に応じてス
プリングの力で羽根の角度を自動可変させる機能にする
場合でも、従来大型風車に使われる羽根角度調節のよう
なモーターの駆動力と歯車による可変方法を用いなくて
も、スプリングの作用によって第２杆へ複数の動作機能
をコンパクトに収納できる大変効率の良い機構となる効
果ももつ。さらに構造と大きさをコンパクトにして、簡
単構造の風見鶏を製造できるだけでなく、羽根部の回転
による風切り音で波動を発生させたり、軸の回転摩擦音
や第３杆などの遊びによる叩き音やワシャーなどの衝突
音などで例えば鳥獣や虫などの撃退・追い払い用途にも
利用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の第１実施例を示す側面図。

【図２】は本発明の第１実施例の運動状態を示す平面
図。

【図３】は本発明の第２実施例を示す第２杆と第３杆の
断面斜視図。

【図４】は本発明の第２実施例羽根部の運動状態を示す
平面図。

【図５】は本発明の第３実施例を示す斜視図。

【図６】は、従来の風見鶏に類するものの側面図。

【符合の説明】

ａ（１ａ、２ａ、３ａ）ーーー杆（第１杆、第２杆、第
３杆） ｂ（１ｂ、２ｂ、３ｂ）ーーー軸芯（第１軸芯、第２軸
芯、第３軸芯） ｅ、ｆーーー基柱取り付け位置 １ーーー羽根部、２ーーー基柱、３、ーーー風向板、４
ーーーパイプ、５ーーースプリング、６ーーー孔部、７
ーーーストッパー、８ーーーベアリング、９ーーー重
り、１０ーーーワシャー、１１ーーー釘

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】最低でも杆は基柱より第１軸芯を支点に回
   転する第２軸芯に連結されて、さらに第２軸芯を支点に
   第３軸芯へ連結されて、最終的に第３軸芯を支点に羽根
   部まで連結される構造として、第１軸芯は略、水平な円
   運動をして、第２軸芯は略、垂直な回転運動をして、第
   ３軸芯は回転させられながらも放射方向を軸芯として更
   に円運動を行なう構造として、第３軸芯はより羽根先へ
   形成された第３杆の両端に羽根部を形成させて、該羽根
   部は同軸状態で第３杆に対称な状態で風切り角度を設定
   させて、第３軸芯により該羽根部が様々な風向きに対し
   て常に同一角度状態で臨む構造として、該羽根部が風向
   板の役目を兼ねる構造としたことを特徴とする風向板を
   兼ねる簡易型プロペラ。
2. 【請求項２】前記第３杆自体を複数の部品で構成させ
   て、しかも複数の部品で第３杆の両端が捻りまたはねじ
   り円運動する構造として、該複数の部品にバネまたはス
   プリングを引っ掛ける構造として、対称な状態で設定さ
   れた羽根部の風切り角度を同時に自動調節する構造とし
   て、風量に応じて羽根部の傾き角度が自動可変する構造
   とした特許請求の範囲第１項記載の風向板を兼ねる簡易
   型プロペラ。
3. 【請求項３】前記第１軸芯から羽根部側の総合重心が均
   等より重くなる構造として、該第１軸芯より羽根部側へ
   風向板を形成させる構造とした特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の風向板を兼ねる簡易型プロペラ。