特開 2023-150010 風向風力計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023150010

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】風向風力計

(51)【国際特許分類】

   G01P 13/00 20060101AFI20231005BHJP

【ＦＩ】

G01P13/00 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022058873

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000001834

【氏名又は名称】三機工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100044

【弁理士】

【氏名又は名称】秋山 重夫

(74)【代理人】

【識別番号】100205888

【弁理士】

【氏名又は名称】北川 孝之助

(72)【発明者】

【氏名】磯村 隆司

【テーマコード（参考）】

2F034

【Ｆターム（参考）】

2F034AA02

2F034DA04

2F034DB04

(57)【要約】

【課題】吊り下げた糸を用いて風向と風力を同時に測定することができ、風のパターンを容易に把握できる、簡易な構成の風向風力計１０を提供する。
【解決手段】支持部材１１と、その支持部材１１によって鉛直線Ｎ回りに回転自在に吊り下げられる風向板１３と、風向板１３に表示された扇状の角度表示２０と、扇状の角度表示２０の要に相当する部位から垂れ下がる糸１４、１５とを備えている。支持部材１１と風向板１３の間に吊り下げ部材１２が介在されており、支持部材１１と吊り下げ部材１２の上端との間に、摩擦を減少させる球状のビーズ１８が介在されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持部材と、
その支持部材によって鉛直線回りに回転自在に吊り下げられる風向板と、
風向板に表示された扇状の角度表示と、
扇状の角度表示の要に相当する部位から垂れ下がる糸とを備えている、
風向風力計。

【請求項2】

前記支持部材と風向板の間に吊り下げ部材が介在されており、
支持部材と吊り下げ部材の上端との間に、摩擦を減少させる球状のビーズが介在されている、請求項１記載の風向風力計。

【請求項3】

前記角度表示の扇の要の部位から横方向に糸支持軸が突設されており、
前記糸が張りを有し、
糸支持軸に対し、糸が風向板と略平行に揺動するように連結されている、
請求項１または２記載の風向風力計。

【請求項4】

前記糸支持軸が風向板の両側にそれぞれ突設されており、
糸支持軸のそれぞれの側に単位長さ当たり重量または風の抵抗値が異なる糸が吊られている、請求項３記載の風向風力計。

【請求項5】

前記風向板の下部に重りが設けられており、風向板が、吊り下げられている部位と重りとを結ぶ鉛直線まわりに回転する、請求項１～４のいずれかに記載の風向風力計。

【請求項6】

前記風向板が、角度表示が表示されている９０度の中心角を有する扇部と、扇部より上方に延長された風受け片とを備えている、請求項１～５のいずれかに記載の風向風力計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建物内の換気やドラフトの風向と風力を検出する風向風力計に関し、とくに手に持って隙間風を検出したり多数配列して空間パターンを検出したりするための軽量で安価に製造できる風向風力計に関する。

【背景技術】

【0002】

空調換気や建物ドラフトなどの調査で気流の調査をする場合、従来は、たとえば熱線式のポータブル風力計により風速を測り、糸（水糸）等を垂らすことにより風向を測っている。しかし広い範囲での気流の性情を計測するには、同じ時間帯に多くの地点で風向や風速を把握する必要があるので、多くの風量計および多数の人員を要する。また、垂らした糸の揺れ角度は見る位置によって変わるので把握しにくい。そのため、安価に製造でき、測定値を把握しやすい風向風力計が望まれる。

【0003】

特許文献１には、風洞内に設置した模型などの物体の周囲の気流を検出する簡易な構成の風向指示器として、発泡スチロールなどの軽量の板で形成した風向板を支軸で鉛直線まわりに回転自在に支持するものが開示されている。また、風向板をビーズで支持して回転を容易にすること、上面から赤外線を照射して風向板の向きの時間的変化を記録することも開示されている。

【0004】

特許文献２には、細長い膜体（風船）の一端を支柱に連結した風向計が開示されている。このものは膜体内にヘリウムを充填して膜体の重量とほぼ等しい浮力を発生させ、空中に浮かばせて風向を測定する。そのため、水平方向だけでなく、斜め下向きなど、垂直方向の風の向きも検出できる。

【0005】

特許文献３には、建築現場で吹く風の風速および風向を把握し、確認するための吹き流しが開示されている。このものは強い風のときは吹き流しが横にたなびき、弱い風のときは下に垂れさがることにより、風力を検出できる。

【0006】

特許文献４には、細長い板の下辺から複数本の糸（絹繊維）が垂れ下がる簡易測定器が開示されている。このものは、使用者が板を手にもって糸の傾きなどから風向と風力を測定することができる。さらに傾いた糸の角度を測定できるよう、板に分度器を取り付けることを提案している。

【0007】

特許文献５には、クリーンルームの天井から吹き下ろす垂直層流の偏位量を、天井近辺から吊り下げた糸と水平に保持した物差し（計尺）とで測定する気流角度測定器が開示されている。特許文献６には、吊り下げた糸の吊り下げ中心（基準点）からの距離と向きを測定する、同心状の複数のリングや角度目盛を備えた気流測定器が開示されている。特許文献７には、上下および環状に多数配列した風車と回転計とでクリーンルーム内の気流の状態を測定する風力チェッカーが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特公平５－６７９１１号公報

【特許文献2】特開平１０－４８２３７号公報

【特許文献3】登録実用新案第３１７２６７５号公報

【特許文献4】特開平１０－５４８４１号公報

【特許文献5】実開平４－４９５８０号公報

【特許文献6】特開平８－１８９９３４号公報

【特許文献7】特開平７－１７４７７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１の風向指示器は構成が簡単であり、安価に製造できる。特許文献２の浮遊する膜体は微風でも風向を検出することができ、多数配置して風のパターンを把握することができる。しかしいずれも風向だけを測定するので、風力計は別途準備する必要がある。特許文献３の吹き流しは、風力と風向を同時に検出することができ、比較的大きいので視認しやすいが、大掛かりになる。

【0010】

特許文献４の吊るした糸を用いる簡易測定器は構成が簡易であり、使用者が板を手にもって測定できるので、操作も簡単である。また分度器で糸の傾きを測定することにより風力も測定できる。しかし風力が弱く、糸の振れ角（鉛直に対する傾斜角）が小さい場合は風向を見極めにくい。また、糸の振れ角を把握するには横方向から見る必要があるが、糸の傾き方向が分かりにくいので、振れ角を正確に把握するのが難しい。

【0011】

特許文献５の気流角度測定器は、天井からの気流の偏流度を吊るした糸の傾きで検出できる。また、糸の傾き方向にあらかじめ計測片を沿わせた上で計測片の目盛りを確認するので、気流の偏向度を正確に把握できる。しかし計測片の向きを糸の向きに沿わせるので、手間がかかる。

【0012】

特許文献６の気流測定装置は、揺動する糸の下端に沿って配置された凹面状の角度目盛と、環状体の全周に設けた方位目盛とによって風力と風向を同時に測定できる。しかし設備が大掛かりである。特許文献７の気流チェッカーも風力と風向を同時に測定できるが、多数の風車や回転速度を検出するパワーメータ計を用いるので、さらに設備が大掛かりになる。

【0013】

本発明は、吊り下げた糸を用いて風向と風力を同時に測定することができ、風向を容易に把握できる、簡易な構成の風向風力計を提供することを技術課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の風向風力計１０は、支持部材１１と、その支持部材１１によって鉛直線Ｎ回りに回転自在に吊り下げられる風向板１３と、風向板１３に表示された扇状の角度表示２０と、扇状の角度表示２０の要に相当する部位から垂れ下がる糸１４、１５とを備えていることを特徴としている。このような風向風力計１０においては、前記支持部材１１と風向板１３の間に吊り下げ部材１２が介在されており、支持部材１２と吊り下げ部材１２の上端との間に、摩擦を減少させる球状のビーズ１８が介在されているものが好ましい。

【0015】

また、前記角度表示２０の扇の要の部位から横方向に糸支持軸（水平部１２ａ）が突設されており、前記糸１４、１５が張りを有し、糸支持軸（１２ａ）に対し、糸１４、１５が風向板１３と略平行に揺動するように連結されているものが好ましい。その場合、前記糸支持軸が風向板の両側にそれぞれ突設されており、糸支持軸（１２ａ）のそれぞれの側に単位長さ当たり重量または風の抵抗値が異なる糸１４、１５が吊られているものが好ましい。

【0016】

また、前記風向板１３の下部（２２）に重りＷが設けられており、風向板１３が、吊り下げられている部位と重りＷとを結ぶ鉛直線Ｎ回りに回転するものが一層好ましい。さらに前記風向板１３が、角度表示２０が表示されている９０度の中心角を有する扇部２１と、扇部２１より上方に延長された風受け片２３とを備えているものが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明の風向風力計は、風向板の方向によって風向きが分かりやすく示され、風向板の角度表示によって糸の振れ角を正確に把握することができる。そして構成が簡易なため、低コストで製造することができ、手に持って隙間風を検出したり多数配列して空間の気流パターンの全容を把握したりするのに適する。

【0018】

このような風向風力計において、前記支持部材と風向板の間に吊り下げ部材が介在されており、支持部材と吊り下げ部材の上端との間に摩擦を減少させる球状のビーズが介在されている場合は、風向板の回転摩擦抵抗が少ないため、微風でも風向きを正確に表示する。

【0019】

前記角度表示の扇の要の部位から横方向に糸支持軸が突設されており、前記糸が張りを有し、糸支持軸に対し、糸が風向板と略平行に揺動するように連結されている場合は、糸と風向板との摩擦抵抗が少ないため、微風でも風力を検出することができる。さらに前記糸支持軸が風向板の両側にそれぞれ突設されており、糸支持軸のそれぞれの側に単位長さ当たり重量または風の抵抗値が異なる糸が吊られている場合は、微風の場合とそれより強い風の場合とで計測する糸を変えることにより、広い範囲の風力を計測することができる。

【0020】

前記風向板の下部に重りが設けられており、風向板が、吊り下げられている部位と重りとを結ぶ鉛直線まわりに回転する場合は、風向板を軽量にしても風に煽られにくく、回転中心を確実に上下方向に維持することができる。さらに前記風向板が、角度表示が表示されている９０度の中心角を有する扇部と、扇部より上方に延長された風受け片とを備えている場合は、風を受ける面積が広くなり、風により生ずるトルクが大きくなるので、微風でも風向を正確に表示できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の風向風力計の一実施形態を示す斜視図である。

【図2】図２Ａは風向風力計の側面図、図２Ｂは正面図である。

【図3】風向風力計の平面図である。

【図4】風向板の正面図である。

【図5】図２Ｂの要部拡大図である。

【図6】風向風力計の使用方法を示す概略平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１に示す風向風力計１０は、支持部材１１と、その支持部材１１に対し鉛直線Ｎまわりに回動自在に吊り持ち支持される吊り下げ部材１２と、その吊り下げ部材１２の下端に吊り下げられる風向板１３および２本の糸１４、１５とを備えている。この実施形態では吊り下げ部材１２の下端は水平に延びる水平部１２ａとされており、その水平部１２ａの中央に風向板１３が吊り下げられ、左右に延びる部位に糸１４、１５の上端が回動自在に連結されている。水平部１２ａの左右は糸支持軸である。

【0023】

支持部材１１は、たとえば木製などの角棒であり、使用者が風向風力計１０を手で持ちながら建物内を移動できるようにしている。支持部材１１の先端には、ゼムクリップなどからなる受け部１６がダブルクリップ１７などで固定されている。受け部１６は球状のビーズ１８を回動自在および揺動自在に支持する部材である。ゼムクリップに代えて、金属線を折り曲げて形成した部材を受け部とすることもできる。支持部材１１の先端近辺に孔を形成して受け部としてもよい。

【0024】

図２Ａ、図２Ｂに示すように、吊り下げ部材１２は針金などの金属線の上部を鉛直方向に延ばし、下部を三角形状に折り曲げて左右に延びる水平部１２ａとしたものである。たとえば大きい三角形のクリップを拡げて形成することができる。吊り下げ部材１２の上部は鉛直方向に延びている鉛直部１２ｂであり、この実施形態では鉛直部１２ｂを球状のビーズ１８の孔に通した後、出てきた部位（突出部）１２ｃを横向きに折り曲げて抜け止めとしている。

【0025】

突出部１２ｃと受け部１６の間に球状のビーズ１８を介在させることにより、吊り下げ部材１２がスムーズに回転する(図３参照）。さらに球状のビーズ１８を採用しているので、支持部材１１がいくらか傾いても吊り下げ部材１２をまっすぐ下向きに垂らすことができる。

【0026】

風向板１３は、たとえば角度表示２０を印刷した紙を２枚の透明の合成樹脂フィルム（ラミネートフィルム）で挟み込み、フィルム同士を熱接合した積層シートを所定の形状に切断して形成することができる。紙としては、例えば４０～６０ｋｇ/１０００枚のコピー用紙（とくに上質５５ｋｇ）などを用いることができる。合成樹脂フィルムとしては、厚さ５０～１５０μｍ（とくに１００μｍ）のポリエステルフィルムを用いることができる。紙のみ、また合成樹脂フィルムのみから構成してもよい。合成樹脂フィルムでラミネートした紙からなる積層シートは、耐久性が高く、水分をはじくことができ、汚れにくい。

【0027】

図４に示すように、角度表示２０は、縦方向に延びる縦線２０ａと、その縦線２０ａの上端から９０度の角度で水平に延びる水平線２０ｂと、それらの間に１５度刻みで表示した傾斜線２０ｃとからなる（図４参照）。水平線２０ｂから１５度の傾斜線２０ｃ１には「強」の文字が、４５度の傾斜線２０ｃ２には「中」の文字が、７５度の傾斜線２０ｃ３には「弱」の文字が付されている。水平線２０ｂと３０度の線の間の扇形を赤系統の色とし、３０度と６０度の間の扇形を水色とし、６０度と縦線２０ａの間を青色とするなど、色彩で区別すると一層風の強度を見極めやすくなる。図２Ａに示すように、風力が強い場合は、糸１４が水平に近い位置まで大きく傾き、風力が弱い場合は糸１４がほぼ下に垂れ下がる。

【0028】

図４に示すように、風向板１３は、角度表示２０が設けられた略９０度の中心角を有する扇部２１と、その扇部２１の上下方向の一辺（縦辺）２１ａに沿って延長された重り取り付け片２２と、水平に延びる他辺（横辺、想像線）２１ｂから上向きに延長された風受け片２３とを備えている。扇部２１の縦辺２１ａと横辺２１ｂの間には略円弧状の縁部２１ｃが設けられている。重り取り付け片２２には重りＷが取り付けられる（図２Ａ参照）。重りＷは扇部２１に直接取り付けることもできる。重り取り付け片２２を下方に延長させることにより、風向板１３の回動に与えるトルクが大きくなり、風向板１３が安定しやすくなる。

【0029】

重りＷを取り付けることにより、吊り下げ部材１２による上向きの力と協働して風向板１３を上下に引っ張ることができ、回転の軸となる鉛直線Ｎ（図１参照）を規定することができ、風向板１３が鉛直線Ｎ回りにスムーズに回転する。そして鉛直線Ｎは風向板１３の端（縦辺２１ａ）に接近しているため、図３に示すように、扇部２１や風受け片２３が風を受けたとき、風見鶏と同様に、扇部２１や風受け片２３が風下になるように鉛直線Ｎ回りに回転する。それにより風の向き（矢印Ｐ）を示すことができる。重りＷとしては、いわゆるガチャ玉（紙を閉じるのに用いる薄い金属板製クリップ）やダブルクリップ、鉛片など、入手が容易なものを採用することができる。

【0030】

風受け片２３は、この実施形態では小鳥の頭部を模しており、体や羽根に見立てることができる扇部２１と合わせて、風向板１３全体が小鳥の形態をしている。それにより親しみやすく、癒し効果も見込まれる。風受け片２３を設けることにより、微風であっても風の向き（矢印Ｐ）に沿いやすくなる。なお扇部２１の一部を水平に延長すると、糸１４、１５が見にくくなる可能性があるが、上方へ延長する場合はそのおそれがない。風受け片２３は風向板１３の吊り下げ位置である扇の要の部位２４から離れている。それにより風向板１３の回動に与えるトルクを大きくすることができる。

【0031】

図２Ａ、図２Ｂに示すように、扇部の要の部位２４には、ハトメ（鳩目）２５が固着されており、ハトメ２５の穴に円筒状のビーズ２６が嵌合されている。そして図５に示すように、ビーズ２６の中心孔を吊り下げ部材１２の水平部１２ａが貫通しており、風向板１３が水平部１２ａの回りに回動自在に吊られている。ハトメ２５を取り付けることにより穴の周囲を保護することができ、ハトメ２５の鍔部を介して風向板１３と吊り下げ部材１２の左右の位置関係が規制される。

【0032】

ハトメ２５の穴は水平部１２ａを構成する金属線の径に比して大き過ぎてガタが生ずるが、円筒状のビーズ２６を設けることにより、ガタを小さくすることができる。円筒状のビーズ２６としては、たとえばアイロンビーズと呼ばれる、多数のビーズを並べてアイロンで端面を加熱加圧することにより互いに溶着連結させて所定の形状にする玩具のビーズを採用することができる。風向板１３を吊り下げ部材１２の水平部１２ａ回りに回動自在とすることにより、支持部材１１を手で持って移動する場合でも、風向板１３の姿勢が安定する。ただし風向板１３を吊り下げ部材１２に固定することもできる。

【0033】

前記糸１４、１５は、天然繊維あるいは合成繊維からなる撚り糸によって構成することができる。とくに墨出し用のナイロン製の撚り糸（墨つぼ剛糸）の撚りをほぐして１／４～１／２程度の太さにしたものが好ましい。とくに太さ０．３～０．８ｍｍ程度、１ｍ当たり重量０．６～１．５ｇ／ｍ程度の糸が好ましい。風に対して適切に角度を指示するため、ある程度、張り性を有するもの、例えば糸の一端を保持したときに垂れ下がらず、真っすぐ延びるものが好ましい。天然繊維の糸に合成樹脂を含浸させて張り性を与えてもよい。

【0034】

この実施形態では、太さが異なる２本の糸１４、１５を用いている。それにより強風用の糸１５と微風用の糸１４など、異なる機能の糸を使い分けることができる（図２Ａ参照）。この実施形態では２本の糸１４、１５は互いに絡まりにくいように、風向板１３の左右に分けて配置している。そして少なくとも風向板１３の背後の糸１５は、扇部２１の半径より長くしている。そのため扇部２１の下側に見えている部分で風力を検出できる。

【0035】

図５に示すように、糸１４、１５の上端はハトメ２７の周囲に巻き付けて結んでおり、ハトメ２７の中央の穴に円筒状のビーズ２８を固定している。ハトメ２７を用いると、ハトメ２７の鍔部が糸１４、１５の横ずれを防止することができる。ビーズ２８は吊り下げ部材１２の水平部１２ａの周囲に回転自在に取り付けられており、糸用のビーズ２８と風向板１３用のビーズ２６との間には、スペーサとして球状のビーズ２９が介在されている。さらに吊り下げ部材１２の斜め線１２ｄの下端と糸用のビーズ２８の間にもスペーサ用の球状のビーズ３０が介在されている。

【0036】

図５に示すように、糸１４、１５と風向板１３との間には所定の間隔Ｓが設けられている。それにより糸１４、１５が揺れても風向板１３や重りＷと干渉することが抑制される。ただし糸１４、１５と風向板１３の摩擦が少ない場合、糸１４、１５と重りＷとが滑りやすい場合は、間隔Ｓを設けず、糸１４、１５を風向板１３に接触させてもよい。

【0037】

上記のように構成される風向風力計１０では、図３に示すように、扇部２１と風受け片２３が風を受けて風下になるように鉛直線Ｎ回りに回転する。そして風の強さに応じて、糸１４、１５が吹き上げられる。すなわち風が強いときは糸１４、１５が高く回動し、風が弱いときは下向きに垂れる。そのため、使用者は、風向きと風の強さを同時に観察することができる。また、風向板１３を真横から見ることが慫慂されるので、糸１４、１５の角度を正確に測ることができる。

【0038】

図６は多数の風向風力計１０を、格子状に配列するように建物の天井から吊るしたパターン測定装置３１を示している。このように多数の風向風力計１０を建物内に配列すると、建物内を流れる風の向きおよび強さのパターンを視覚的に観察することができる。なお、それぞれの風向風力計１０の近くに付している矢印は、向きを風の向きを示すと共に、その長さで風力、すなわち糸１４、１５の角度を示している。このような画像や動画像を作成することにより、一層風向、風力を解析しやすくなる。風向風力計１０は、水平に配列するだけでなく、上下に多層に配列することもできる。たとえば天井が高い吹き抜けの空間やドーム天井のアーケードなどでは、２層あるいは３層以上に配列することもできる。

【0039】

以上、好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られるものではなく、求められる測定精度、空間の装飾性、測定条件などに応じて種々変更することができる。前記実施形態では支持部材１１として、手で持つことができる木製の角棒を用いたが、天井に固定された部材でもよい。また、木製のほか、金属製、合成樹脂製の部材でもよい。吊り下げ部材１２としては、金属線のほか、合成樹脂製の線材や部材、ナイロン繊維などの合成繊維あるいは天然繊維から製造したものでもよい。糸１４、１５は合成樹脂線あるいは金属線などの線材であってもよい。

【符号の説明】

【0040】

１０ 風向風力計
１１ 支持部材
Ｎ 鉛直線
１２ 吊り下げ部材
１２ａ 水平部（糸支持軸）
１２ｂ 鉛直部
１２ｃ 突出部（折り曲げた部位）
１２ｄ 斜め線
１３ 風向板
１４、１５ 糸
１６ 受け部
１７ ダブルクリップ
１８ 球状のビーズ
２０ 角度表示
２０ａ 縦線
２０ｂ 水平線
２０ｃ、２０ｃ１、２０ｃ２、２０ｃ３ 傾斜線
Ｗ 重り
２１ 扇部
２１ａ 縦辺
２１ｂ 横辺
２２ 重り取り付け片
Ｐ 風の向き
２３ 風受け片
２４ 要の部位
２５ ハトメ（風向板用）
２６ 円筒状のビーズ（風向板用）
２７ ハトメ（糸用）
２８ 円筒状のビーズ（糸用）
２９ 球状のビーズ
Ｓ 間隔
３０ 球状のビーズ
３１ パターン測定装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】