(57)【要約】【課題】  風がいずれの方向から吹いても、風向きに即座に対応して安定な発電が可能な風力発電装置を提供する。【解決手段】  発電機(21)を駆動する回転駆動軸(22)に固定された水平回転板(12)、独立に回転可能なベアリングケース(18)に固定された固定羽根(19)、ベアリングケース上端に設けた第１ベベルギヤ(17a)、水平回転板の径方向に延びる自転伝達軸(16)、その内側端に第１ベベルギヤと噛合して設けた第２ベベルギヤ(17b)及びその外側端に設けた第３ベベルギヤ(14b)、水平回転板(12)の外周上にて鉛直に延びる自転羽根軸(11c)及びその周りに第３ベベルギヤと噛合して設けた第４ベベルギヤ(14a)、自転羽根軸に固定された自転羽根とを有する。【選択図】  図１
2006052669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)発電機(21)と、
(b)前記発電機(21)を駆動する回転駆動軸(22)と、
(c)前記回転駆動軸に固定されかつ該回転駆動軸を中心とする円形の水平回転板(12)と、
(d)前記回転駆動軸を支持するベアリング(18a)を内蔵しかつ該回転駆動軸と同軸かつ独立に回転可能なベアリングケース(18)と、
(e)前記ベアリングケースに固定されかつ鉛直面に平行な風受け板(19a)を具備する固定羽根(19)と、
(f)前記ベアリングケースの上端にて前記回転駆動軸と同軸かつ鉛直に設けた第１ベベルギヤ(17a)と、
(g)前記水平回転板の径方向に沿って延びるべく該水平回転板に取り付けられた自転伝達軸(16)と、
(h)前記自転伝達軸(16)の内側端にて前記第１ベベルギヤと噛合して水平に設けた第２ベベルギヤ(17b)と、
(i)前記自転伝達軸(16)の外側端にて水平に設けた第３ベベルギヤ(14a)と、
(j)前記水平回転板(12)の外周上にて鉛直方向に延びるべく該水平回転板に取り付けられた自転羽根軸(11c)と、
(k)前記自転羽根軸(11c)の周りに前記第３ベベルギヤと噛合して鉛直に設けた第４ベベルギヤ(14b)と、
(l)前記自転羽根軸(11c)に固定されかつ鉛直面を具備する自転羽根(11)とを有し、
(m)前記水平回転板(12)が一方の向きに３６０度回転するとき、前記自転羽根(11)が前記自転羽根軸(11c)の周りに反対の向きに１８０度回転すべく前記第１〜第４ベベルギヤ(17a、17b、14a、14b)が設けられ、かつ
(n)前記ベアリングケースから前記固定羽根へ伝達される回転力と、該固定羽根自体に発生する回転力が反対向きで釣り合ったとき、前記第２ベベルギヤが前記第１ベベルギヤ上を転動し、前記第３ベベルギヤを介して前記第４ベベルギヤを回し前記自転羽根を回転させることを特徴とする
風力発電装置。
【請求項２】
(a)発電機(21)と、
(b)前記発電機(21)を駆動する回転駆動軸(22)と、
(c)前記回転駆動軸に固定されかつ該回転駆動軸を中心とする円形の水平回転板(12)と、
(d)前記回転駆動軸を支持するベアリング(18a)を内蔵しかつ該回転駆動軸と同軸かつ独立に回転可能なベアリングケース(18)と、
(e)風向計(30)と、
(f)前記風向計(30)の出力により駆動されかつ前記ベアリングケース(18)の回転を制御する風向制御モータ(34)と、
(g)前記ベアリングケース(18)の上端にて前記回転駆動軸(22)と同軸かつ鉛直に設けた第１ベベルギヤ(17a)と、
(h)前記水平回転板の径方向に沿って延びるべく該水平回転板に取り付けられた自転伝達軸(16)と、
(i)前記自転伝達軸(16)の内側端にて前記第１ベベルギヤと噛合して水平に設けた第２ベベルギヤ(17b)と、
(j)前記自転伝達軸(16)の外側端にて水平に設けた第３ベベルギヤ(14a)と、
(k)前記水平回転板(12)の外周上にて鉛直方向に延びるべく該水平回転板に取り付けられた自転羽根軸(11c)と、
(l)前記自転羽根軸(11c)の周りに前記第３ベベルギヤと噛合して鉛直に設けた第４ベベルギヤ(14b)と、
(m)前記自転羽根軸(11c)に固定されかつ鉛直面を具備する自転羽根(11)とを有し、
(n)前記水平回転板(12)が一方の向きに３６０度回転するとき、前記自転羽根(11)が前記自転羽根軸(11c)の周りに反対の向きに１８０度回転すべく前記第１〜第４ベベルギヤ(17a、17b、14a、14b)が設けられ、かつ
(o)前記風向計に対して特定の相対的位置にある前記自転羽根が風向きに対して常に平行となるように前記風向制御モータが前記ベアリングケースを回転制御するとき、前記第２ベベルギヤが前記第１ベベルギヤ上を転動し、前記第３ベベルギヤを介して前記第４ベベルギヤを回し自転羽根を回転させることを特徴とする
風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型簡易な構造であって、例えば個人用、家庭用に適した風力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の技術は、下記のようになっている。特許文献１では、複数枚のブレードを回転軸上に設けて風車とし、これらブレードの外周にわたり取り付けた輪環に複数個の永久磁石を取り付けて回転子を形成し、該回転子を囲む円筒形ケーシング上にコイルを固定子として取り付けた風力発電機を開示している。特許文献２では、上下で遊転可能に支持された回転体の外周に、圧電振動子を円の接線方向へ突出し、周方向に対して傾斜させて片持ち状に支持した風電変換器を開示している。
【特許文献１】特開平１１−２９９１９７号公報
【特許文献２】特開２０００−２０５１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の技術には、一応下記のような問題点を指摘することができる。風向き御変化に即座に対応できる機能がなく、風向きが変化すると安定に発電することができない。
【０００４】
以上の現状に鑑み本発明は、風力発電装置、特に小型簡易な構造の個人用、家庭用に適した風力発電装置において、風がいずれの方向から吹いても、風向きに即座に対応して安定な発電を行うことができることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成すべく本発明は、次の構成を提供する。かっこ内の数字は、図面中の対応する構成要素の符号である。
（１）請求項１に係る風力発電装置は、第１の実施例に対応し、
(a)発電機(21)と、
(b)前記発電機(21)を駆動する回転駆動軸(22)と、
(c)前記回転駆動軸に固定されかつ該回転駆動軸を中心とする円形の水平回転板(12)と、
(d)前記回転駆動軸を支持するベアリング(18a)を内蔵しかつ該回転駆動軸と同軸かつ独立に回転可能なベアリングケース(18)と、
(e)前記ベアリングケースに固定されかつ鉛直面に平行な風受け板(19a)を具備する固定羽根(19)と、
(f)前記ベアリングケースの上端にて前記回転駆動軸と同軸かつ鉛直に設けた第１ベベルギヤ(17a)と、
(g)前記水平回転板の径方向に沿って延びるべく該水平回転板に取り付けられた自転伝達軸(16)と、
(h)前記自転伝達軸(16)の内側端にて前記第１ベベルギヤと噛合して水平に設けた第２ベベルギヤ(17b)と、
(i)前記自転伝達軸(16)の外側端にて水平に設けた第３ベベルギヤ(14a)と、
(j)前記水平回転板(12)の外周上にて鉛直方向に延びるべく該水平回転板に取り付けられた自転羽根軸(11c)と、
(k)前記自転羽根軸(11c)の周りに前記第３ベベルギヤと噛合して鉛直に設けた第４ベベルギヤ(14b)と、
(l)前記自転羽根軸(11c)に固定されかつ鉛直面を具備する自転羽根(11)とを有し、
(m)前記水平回転板(12)が一方の向きに３６０度回転するとき、前記自転羽根(11)が前記自転羽根軸(11c)の周りに反対の向きに１８０度回転すべく前記第１〜第４ベベルギヤ(17a、17b、14a、14b)が設けられ、かつ
(n)前記ベアリングケースから前記固定羽根へ伝達される回転力と、該固定羽根自体に発生する回転力が反対向きで釣り合ったとき、前記第２ベベルギヤが前記第１ベベルギヤ上を転動し、前記第３ベベルギヤを介して前記第４ベベルギヤを回し前記自転羽根を回転させることを特徴とする。
【０００６】
（２）請求項２に係る風力発電装置は、第２の実施例に対応し、
(a)発電機(21)と、
(b)前記発電機(21)を駆動する回転駆動軸(22)と、
(c)前記回転駆動軸に固定されかつ該回転駆動軸を中心とする円形の水平回転板(12)と、
(d)前記回転駆動軸を支持するベアリング(18a)を内蔵しかつ該回転駆動軸と同軸かつ独立に回転可能なベアリングケース(18)と、
(e)風向計(30)と、
(f)前記風向計(30)の出力により駆動されかつ前記ベアリングケース(18)の回転を制御する風向制御モータ(34)と、
(g)前記ベアリングケース(18)の上端にて前記回転駆動軸(22)と同軸かつ鉛直に設けた第１ベベルギヤ(17a)と、
(h)前記水平回転板の径方向に沿って延びるべく該水平回転板に取り付けられた自転伝達軸(16)と、
(i)前記自転伝達軸(16)の内側端にて前記第１ベベルギヤと噛合して水平に設けた第２ベベルギヤ(17b)と、
(j)前記自転伝達軸(16)の外側端にて水平に設けた第３ベベルギヤ(14b)と、
(k)前記水平回転板(12)の外周上にて鉛直方向に延びるべく該水平回転板に取り付けられた自転羽根軸(11c)と、
(l)前記自転羽根軸(11c)の周りに前記第３ベベルギヤと噛合して鉛直に設けた第４ベベルギヤ(14a)と、
(m)前記自転羽根軸(11c)に固定されかつ鉛直面を具備する自転羽根(11)とを有し、
(n)前記水平回転板(12)が一方の向きに３６０度回転するとき、前記自転羽根(11)が前記自転羽根軸(11c)の周りに反対の向きに１８０度回転すべく前記第１〜第４ベベルギヤ(17a、17b、14a、14b)が設けられ、かつ
(o)前記風向計に対して特定の相対的位置にある前記自転羽根が風向きに対して常に平行となるように前記風向制御モータが前記ベアリングケースを回転制御するとき、前記第２ベベルギヤが前記第１ベベルギヤ上を転動し、前記第３ベベルギヤを介して前記第４ベベルギヤを回し自転羽根を回転させることを特徴とする。  
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、上述のように構成されているので、下記のような作用効果を期待することができる。
請求項１に係る風力発電装置は、次の通り動作する。
(i)自転羽根が風を受けることにより水平回転板が回転する。
(ii)水平回転板の回転力は第２ベベルギヤから第１ベベルギヤを介してベアリングケースへ伝達され、ベアリングケースに固定された固定羽根を水平回転板と同方向に回転させようとする。
(iii)一方、固定羽根自体も風受け板に風を受けて水平回転板と反対方向の回転力が発生する。
(iv)ベアリングケースから固定羽根へ伝達される回転力と、固定羽根自体に発生する回転力が反対向きで釣り合ったとき、固定羽根は静止状態となる。
(v)自転羽根の自転は、水平回転板の回転とベアリングケースの動きに連動する。つまり、水平回転板が回転し、ベアリングケースに水平回転板の回転方向と反対方向の回転力が発生した状態又は静止状態のとき、第２ベベルギヤが第１ベベルギヤ上を転動し、第３ベベルギヤを介して第４ベベルギヤを回し自転羽根を回転させる。ベアリングケースが静止状態のとき、水平回転板が一方の向きに３６０度回転すると、自転羽根が反対の向きに１８０度回転するように第１〜第４ベベルギヤの歯数が設定されている。
(vi)水平回転板の回転により、発電機の回転駆動軸を駆動し、発電する。
【０００８】
請求項２に係る風力発電装置は、次の通り動作する。
(i)自転羽根が風を受けることにより水平回転板が回転する。
(ii)水平回転板の回転力は第２ベベルギヤから第１ベベルギヤを介してベアリングケースへ伝達され、ベアリングケースを水平回転板と同方向に回転させようとする。
(iii)一方、風向計の出力信号により駆動制御される風向制御モータは、スパーギヤを介してベアリングケースを回転させる。具体的には、風向制御モータは、風向計に対して特定の相対的位置にある自転羽根が風向きに対して常に平行となるように（すなわち風向計と同一方向を向くように）ベアリングケースを回転制御する。
(iv)自転羽根の自転は、水平回転板の回転とベアリングケースの動きに連動する。つまり、水平回転板が回転し、ベアリングケースに水平回転板の回転方向と反対方向の回転力が発生した状態又は静止状態のとき、第２ベベルギヤが第１ベベルギヤ上を転動し、第３ベベルギヤを介して第４ベベルギヤを回し自転羽根を回転させる。ベアリングケースが静止状態のとき、水平回転板が一方の向きに３６０度回転すると、自転羽根が反対の向きに１８０度回転するように第１〜第４ベベルギヤの歯数が設定されている。
(v)水平回転板の回転により、発電機の回転駆動軸を駆動し、発電する。
【０００９】
請求項１及び２のいずれの風力発電装置も、風向きによらずに動作し、また風向きの変化に迅速に対応することができる。従って、いずれの風向きであっても、また風向きが変化しても安定した発電が得られる。
【００１０】
小型で簡易な構造であるので、どのような場所にも簡単に設置できる。従って、個人用、家庭用の小規模な用途に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施例を示した図面を参照しつつ、本発明の実施の形態の詳細を説明する。
図１は、本発明の風力発電装置１の第１の実施例の外観斜視図である。図２は、図１の風力発電装置１の中心軸を含む縦断面図である。
【００１２】
図１及び図２を参照しつつ説明する。水平な設置場所に設置されたフレーム２３内に発電機２１が収容されている。発電機２１の回転駆動軸２２は、フレーム２３の上部のベアリングケース２０とさらに内蔵するベアリング２０ａ、２０ａで支持され、発電機２１の上方へ突出し鉛直方向に延びている。回転駆動軸２２が回転することにより発電機２１において発電が行われ電力が取り出されるが、発電機の出力部については図示を省略している。
【００１３】
鉛直方向に延びる回転駆動軸２２の上端には水平回転板１２が固定されている。水平回転板１２は、外周が円形の平板形状であり、回転駆動軸２２と同心である。図示の例では、水平回転板１２の中心部分が回転駆動軸２２に固定され、外周部分はリング部１２ａで構成され、中心部分とリング部１２ａとを連結する４本のリング支持部１２ｂが径方向に延びている。４本のリング支持部１２ｂは９０度毎に設けられている。
【００１４】
一方、回転駆動軸２２の中間部分、すなわち発電機２１と水平回転板１２の間の部分には、回転駆動軸２２に支持されるベアリング１８ａ、１８ａと、これらのベアリング１８ａ、１８ａを内蔵するベアリングケース１８が設けられる。ベアリングケース１８は、回転駆動軸２２に沿って鉛直方向に延びた形状であって図示の例では円筒形である。ベアリングケース１８は、回転駆動軸２２と同軸でありかつ独立に回転可能である。
【００１５】
ベアリングケース１８に対して固定羽根１９が固定されている。図示の例では、ベアリングケース１８の外周上を固定羽根１９の基端である連結部１９ｃが巻き囲み、締結具１９ｄにより固定している。連結部１９ｃから外側へ向かって水平支持部１９ｂが延びている。水平支持部１９ｂは、風力発電装置１の他の回転部分の支障とならない位置まで延び、その先端に風受け板１９ａが取り付けられている。風受け板１９ａは、鉛直面に平行に立設され、所定の面積を有する。風受け板１９ａは風を受けると、風向きに平行となるように移動しようとする。風受け板１９ａが向きを変えれば、固定羽根１９は回転し、それに伴ってベアリングケース１８も回転することになる。
【００１６】
ベアリングケース１８の上端には、第１ベベルギヤ１７ａが設けられている。第１ベベルギヤ１７ａは傘歯車であり、回転駆動軸と同軸であって軸を鉛直として設けられている。
【００１７】
第１ベベルギヤ１７ａと噛合する第２ベベルギヤ１７ｂは、軸を水平として設けられた傘歯車であり、第１ベベルギヤ１７ａ上を転動することができる。第２ベベルギヤ１７ｂは、水平回転板１２の径方向に沿って延びる自転伝達軸１６の内側端に設けられている。自転伝達軸１６は、水平回転板１２のリング支持部１２ｂの直下に取り付けたベアリングケース１５に内蔵されるベアリング１５ａにより支持されている。従って、自転伝達軸１６はその軸周りに回転可能である。自転伝達軸１６の途中に適宜減速機１６を介してもよい。
【００１８】
自転伝達軸１６の外側端には、傘歯車である第３ベベルギヤ１４ａが軸を鉛直として設けられている。
【００１９】
第３のベベルギヤ１４ａと噛合する第４のベベルギヤ１４ｂは、軸を鉛直として設けられた傘歯車である。第４ベベルギヤ１４ｂは、自転羽根軸１１ｃの周りに設けられる。自転羽根軸１１ｃは、水平回転板１２の外周上に設けられ、鉛直方向に延びている。自転羽根軸１１ｃは、水平回転板１２のリング部１２ａの外周に取付られたベアリングケース１３に内蔵されたベアリング１３ａにより支持されている。従って、自転羽根軸１１ｃはその軸周りに回転可能である。
【００２０】
自転羽根軸１１ｃには、鉛直方向に立設した鉛直面を具備する自転羽根１１が固定されている。図示の例では、自転羽根１１は上羽根１１ａと下羽根１１ｂからなり、それぞれ自転羽根軸１１ｃの上下端に取り付けられている。自転羽根１１は、自転羽根軸１１ｃと共に回転する。
【００２１】
図１及び図２の例では、自転羽根１１が水平回転板１２の外周上の４箇所に９０度毎に設けられている。軸方向から観たこれら４箇所の自転羽根１１の角度は、それぞれ異なっており、順次４５度ずつずれた角度に設置されている（図３参照）。他の例として、自転羽根１１を、４箇所ではなく、６箇所または８箇所に等角度間隔で設けてもよい。６箇所の場合は、各自転羽根の角度が順次３０度、８箇所の場合は、各自転羽根の角度が順次２２．５度ずつずれた角度で設置される。
【００２２】
各自転羽根１１は、自転羽根軸１１ｃ周りに自転しつつ水平回転板１２の回転に伴って回転駆動軸２２周りに公転も行う。ベアリングケース１８が静止状態のとき、各自転羽根１１は、水平回転羽根が一方の向きに一周（３６０度回転）する間に、反対の向きに半周（１８０度回転）だけ自転する。斯かる自転羽根１１の自転及び公転を実現するように第１〜第４ベベルギヤの歯数が設定されている。あるいは、減速機１６ａを用いて調整することもできる。
【００２３】
図３は、図１及び図２に示した風力発電装置の動作原理を説明するための上面図である。風が西から吹いている場合を例とする。風向きをＷで示す。風力発電装置は、次の通り動作する。尚、説明の便宜上、図１及び図２に示した符号を用いる。
【００２４】
(i)自転羽根１１が風Ｗを受けることにより水平回転板１２が回転する（Ｓ１の方向）。
(ii)水平回転板１２の回転力は、図２の第２ベベルギヤ１７ｂから第１ベベルギヤ１７ａを介してベアリングケース１８へ伝達され、ベアリングケース１８に固定された固定羽根１９を水平回転板１２と同方向（Ｓ２の方向）に回転させようとする。
(iii)一方、固定羽根１９自体も風受け板１９ａに風を受けて回転力が発生する（Ｓ３の方向）。
(iv)ベアリングケース１８から固定羽根１９へ伝達される回転力（Ｓ２の方向）と、固定羽根１９自体に発生する回転力（Ｓ３の方向）が反対向きで釣り合ったとき、固定羽根１９は静止状態となる。このとき、自転羽根１１の角度は、図３に示すように風向きに対して最適な角度となる。
(v)固定羽根１９の静止状態のとき、ベアリングケース１８は静止状態となり、第１ベベルギヤ１７ａは静止状態となる。この状態で、水平回転板１２が回転した場合、第２ベベルギヤ１７ｂが第１ベベルギヤ１７ａ上を転動し、自転羽根１１は自転（Ｓ４の方向）する。このように水平回転板１２が右回転する場合は、自転羽根１１は左回転する。それぞれの回転方向を逆にすることもできる。
(vi)自転羽根１１の自転は、第２ベベルギヤ１７ｂが第１ベベルギヤ１７ａ上を転動し、さらに自転伝達軸１６を介して第３ベベルギヤ１４ａが第４ベベルギヤ１４ｂを回すことになる。つまり自転羽根１１の自転は水平回転板１２の「回転とベアリングケース１８の動きに連動する。ベアリングケース１８が静止状態のとき、水平回転板１２が一方の向きに３６０度回転すると、自転羽根１１が反対の向きに１８０度回転するように第１〜第４ベベルギヤ１７ａ、１７ｂ、１４ａ、１４ｂの歯数が設定されている。図３には、ある時点における４箇所の自転羽根１１の各々の角度が示されているが、これは１箇所の自転羽根１１が公転する際の角度変化でもある。
(vii)水平回転板１２の回転により、発電機２１の回転駆動軸２２を駆動し、発電する。
【００２５】
図４及び図５は、風向きの変動により、静止状態の固定羽根１９が回転した時の風力発電装置の動作を説明する図である。図４では、固定羽根１９が２点破線で示すように公転方向（水平回転板１２の回転方向）へα度回転した時の状態変化を示す。このとき、自転羽根１１の角度は、自転方向とは逆方向にα／２度だけ遅れるように変化する回転する。図５では、固定羽根１９が２点破線で示すように公転方向とは逆方向へβ度回転した時の状態変化を示す。このとき、自転羽根１１の角度は、自転方向にβ／２度だけ２点破線のように回転する。このように、風向きが変化しても、固定羽根１９と各自転羽根１１は、互いの角度関係を維持するように変化する。従って、いずれの方向から風が吹いても即座に対応して、同様に発電することができる。
【００２６】
図６は、本発明の風力発電装置１の第２の実施例の外観斜視図である。図７は、図６の風力発電装置１の中心軸を含む縦断面図である。
【００２７】
第２の実施例は、第１の実施例とは、ベアリングケース１８を静止状態とするための機構が異なるが、その他の構成は第１の実施例と同じである。
【００２８】
図６及び図７を参照しつつ説明する。水平な設置場所に設置されたフレーム２３内に発電機２１が収容されている。発電機２１の回転駆動軸２２は、発電機２１の上方へ突出し鉛直方向に延びている。回転駆動軸２２が回転することにより発電機２１において発電が行われ電力が取り出されるが、発電機の出力部については図示を省略している。
【００２９】
鉛直方向に延びる回転駆動軸２２の上端には水平回転板１２が固定されている。水平回転板１２は、外周が円形の平板形状であり、回転駆動軸２２と同心である。
【００３０】
一方、回転駆動軸２２の中間部分、すなわち発電機２１と水平回転板１２の間の部分には、回転駆動軸２２に支持されるベアリング１８ａ、１８ａと、これらのベアリング１８ａ、１８ａを内蔵するベアリングケース１８が設けられる。ベアリングケース１８は、回転駆動軸２２と同軸でありかつ独立に回転可能である。
【００３１】
ベアリングケース１８の回転を制御するために風向制御モータ３４が設けられる。風向制御モータ３４は、風向計３０の出力信号により制御される。風向計３０は、風力発電装置１の他の回転部分の支障とならないように、支持部３３を介して装置上方に位置するように設けられ、風受け部３１の向きに応じた出力信号を発生する。風向計３０の出力信号は、適宜の制御装置（図示せず）を介して風向制御モータ３４に入力され、風向制御モータ３４を駆動する。
【００３２】
風向制御モータ３４の回転軸上には第１スパーギヤ３５が取り付けられ、第１スパーギヤ１と噛合する第２スパーギヤ３６がベアリングケース１８の外周上に固定されている。こうして、風向制御モータ３４の回転力が、ベアリングケース１８へ伝達され、ベアリングケース１８に回転力を付与することができる。
【００３３】
ベアリングケース１８の上端に設けた第１ベベルギヤ１７ａ、第１ベベルギヤ１７ａと噛合する第２ベベルギヤ１７ｂ、自転伝達軸１６、第３ベベルギヤ１４ａ、第３のベベルギヤ１４ａと噛合する第４のベベルギヤ１４ｂ、自転羽根軸１１ｃ、自転羽根１１については、第１の実施例と同様の構成である。
【００３４】
図８は、図６及び図７に示した風力発電装置の動作原理を説明するための上面図である。風が西から吹いている場合を例とする。風向きをＷで示す。風力発電装置は、次の通り動作する。尚、説明の便宜上、図６及び図７に示した符号を用いる。
【００３５】
(i)自転羽根１１が風Ｗを受けることにより水平回転板１２が回転する（Ｓ１の方向）。
(ii)水平回転板１２の回転力は、図２の第２ベベルギヤ１７ｂから第１ベベルギヤ１７ａを介してベアリングケース１８へ伝達され、ベアリングケース１８を水平回転板１２と同方向に回転させようとする。
(iii)一方、風向計３０の出力信号により駆動制御される風向制御モータは、スパーギヤを介してベアリングケース１８を回転させる。具体的には、風向制御モータ３４は、風向計に対して特定の相対的位置にある自転羽根が風向きに対して常に平行となるように（すなわち風向計と同一方向を向くように）ベアリングケースを回転制御する。このとき、自転羽根１１の角度は、図８に示すように風向きに対して最適な角度となる。図８では、風向計に対して特定の相対的位置にある自転羽根は、風向計に最も近い０°（１８０°）の位置にある自転羽根である。
(iv)ベアリングケース１８の静止状態のとき、ベアリングケース１８は静止状態となり、第１ベベルギヤ１７ａは静止状態となる。この状態で、第２ベベルギヤ１７ｂが第１ベベルギヤ１７ａ上を転動して水平回転板１２は回転（Ｓ１の方向）し、一方、自転羽根１１は自転（Ｓ４の方向）する。このように水平回転板１２が右回転する場合は、自転羽根１１は左回転する。それぞれの回転方向を逆にすることもできる。
(v)自転羽根１１の自転は、第４ベベルギヤ１４ｂから第３ベベルギヤ１４ａを介し、さらに自転伝達軸１６を介して第２ベベルギヤ１７ｂへ伝達されることにより、水平回転板１２の回転と連動する。水平回転板１２が一方の向きに３６０度回転するとき、自転羽根１１が反対の向きに１８０度回転するように第１〜第４ベベルギヤ１７ａ、１７ｂ、１４ａ、１４ｂの歯数が設定されている。図８には、ある時点における４箇所の自転羽根１１の各々の角度が示されているが、これは１箇所の自転羽根１１が公転する際の角度変化でもある。
(vi)水平回転板１２の回転により、発電機２１の回転駆動軸２２を駆動し、発電する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の風力発電装置１の第１の実施例の外観斜視図である。
【図２】図１の風力発電装置１の中心軸を含む縦断面図である。
【図３】図１及び図２に示した風力発電装置の動作原理を説明するための上面図である。
【図４】風向きの変動により、静止状態の固定羽根が回転した時の風力発電装置の動作を説明する図である。
【図５】風向きの変動により、静止状態の固定羽根が回転した時の風力発電装置の動作を説明する図である。
【図６】本発明の風力発電装置１の第２の実施例の外観斜視図である。
【図７】図６の風力発電装置の中心軸を含む縦断面図である。
【図８】図６及び図７に示した風力発電装置の動作原理を説明するための上面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  風力発電装置
１１  自転羽根
１１ａ  上羽根
１１ｂ  下羽根
１１ｃ  自転羽根軸
１２  水平回転板
１２ａ  リング部
１２ｂ  リング支持部
１３  ベアリングケース
１３ａ  ベアリング
１４ａ  第３ベベルギヤ
１４ｂ  第４ベベルギヤ
１５  ベアリングケース
１５ａ  ベアリング
１６  自転伝達軸
１６ａ  減速機
１７ａ  第１ベベルギヤ
１７ｂ  第２ベベルギヤ
１８  ベアリングケース
１８ａ  ベアリング
１９  固定羽根
１９ａ  風受け板
１９ｂ  水平支持部
１９ｃ  連結部
１９ｄ  締結具
２０  ベアリングケース
２０ａ  ベアリング
２１  発電機
２２  回転軸
２３  フレーム
３０  風向計
３１  風受け部
３３  支持部
３４  風向制御モータ
３５  第１スパーギヤ
３６  第２スパーギヤ
Ｗ  風向き
Ｓ１  水平回転板の回転方向
Ｓ２  ベアリングケースからの回転力による固定羽根の回転方向
Ｓ３  風力による固定羽根の回転方向
Ｓ４  自転羽根の回転方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006052669.tif 000009
【図８】
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