(57)【要約】【課題】  車両走行時に受ける走行風の量を増やし、発電される電力量を増やすとともに、車両の運転が不安定になりにくい発電装置付き車両を提供する。【解決手段】  本発明の、発電装置付き車両は、車両の左右の車輪を結ぶ車軸と略並行に配置された回転軸７に沿って放射状に取付けられ、車両走行時の走行風を受ける複数枚の板状の羽根８を有する、長手を車幅方向とする羽根車６と、羽根車６の回転軸７に対し上部分または下部分のいずれか一方に位置する羽根８に、走行風が当たるように、長手を車幅方向とする開口部１０を有するフレームと、を備えた複数の受風装置２と、受風装置２の回転軸７に接続され、羽根車６が回転することにより電力を発電する発電機３と、発電機３と電気的に接続され、電力を蓄えるバッテリ４とを備える。【選択図】  図１
2018021529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の左右の車輪を結ぶ車軸と略並行に配置された回転軸に沿って放射状に取付けられ、車両走行時の走行風を受ける複数枚の板状の羽根を有する、長手を車幅方向とする羽根車と、
前記羽根車の前記回転軸に対し上部分または下部分のいずれか一方に位置する前記羽根に、走行風が当たるように、長手を車幅方向とする開口部を有するフレームと、を備えた複数の受風装置と、
前記受風装置の回転軸に接続され、前記羽根車が回転することにより電力を発電する発電機と、
前記発電機と電気的に接続され、電力を蓄えるバッテリと、
を備えた発電装置付き車両。
【請求項２】
前記受風装置の少なくとも１つは、前記車両の底部でありかつ後輪より後部のオーバーハング部分に取付けられた、請求項１記載の発電装置付き車両。
【請求項３】
前記複数の受風装置のうち少なくとも1つは、車両前進時の車輪回転と同方向に前記回転軸が回転し、
前記複数の受風装置のうち少なくとも1つは、車両前進時の車輪回転と逆方向に前記回転軸が回転する請求項１乃至請求項２に記載の発電装置付き車両。
【請求項４】
車両前進時の車輪回転と同方向に前記回転軸が回転する前記受風装置が車両の底部に固定され、
車両前進時の車輪回転と逆方向に前記回転軸が回転する前記受風装置が車両の屋根部に固定された、
請求項３乃至４記載の車両用発電装置付き車両。
【請求項５】
前記車両の底部に固定された前記受風装置の数が、前記車両の屋根部に固定された前記受風装置の数より多い、請求項４記載の車両用発電装置付き車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置付きの車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置付きの車両は、車両走行時に受ける走行風で羽根車を回し、この羽根車の回転を発電機に伝え、発電機にて電力を発電し、この電力を蓄電池に蓄える。
この種の発電装置付きの車両として、例えば特許文献１の発明が開示されている。この特許文献１の発明において、発電装置は、車両走行時に受ける走行風を取入れる筒状のダクトと、走行風を回転に変換するプロペラ状の羽根車と、この羽根車の回転を電力に変換する発電機と、発電された電力を蓄える蓄電池を備える。この発電装置は、発電装置の羽根車が車両進行方向に向けて車両の屋上に固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２１５５０２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発電装置は、車両走行時に受ける走行風を回転に変換するプロペラ状の羽根車を備え、この羽根車の回転が電力に変換されるが、羽根車の口径により受ける空気の量が規定されるため発電される電力が制限された。羽根車の口径を大きくすれば、走行により受ける空気の量が増大し発電される電力量も増えるが、口径の大きい羽根車は、トラックなどの貨物車両では、車両の高さ制限があり、橋の下を通過する際など走行の障害になるという問題点がある。
【０００５】
また、口径の大きい羽根車を用いた場合、発電装置が配置されることにより車両全体の高さが高くなり、車両の重心位置が高くなり車両の走行が不安定になるという問題点がある。さらに、羽根車が大きい場合、気象状況による自然風の変化により、発電装置が受ける空気の量が変化し、車両にかかる正または負の揚力が変化し、車両の走行が不安定になるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、車両走行時に受ける走行風の量を増やし、発電される電力量を増やすとともに、車両の運転が不安定になりにくい発電装置付き車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発電装置付き車両は、次のような構成を有することを特徴とする。
（１）車両の左右の車輪を結ぶ車軸と略並行に配置された回転軸に沿って放射状に取付けられ、車両走行時の走行風を受ける複数枚の板状の羽根を有する、長手を車幅方向とする羽根車と、羽根車の回転軸に対し上部分または下部分のいずれか一方に位置する羽根に、走行風が当たるように、長手を車幅方向とする開口部を有するフレームと、を備えた複数の受風装置。
（２）受風装置の回転軸に接続され、羽根車が回転することにより電力を発電する発電機。
（３）発電機と電気的に接続され、電力を蓄えるバッテリ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、走行風を受ける開口部および羽根車が車幅方向に広げられた複数の受風装置が設けられているので、車両走行時に受ける走行風の量を増やすことができ発電される電力量を増やすことができる。さらに、受風装置の走行風を受ける羽根車おおよび開口部は、長手方向を車幅方向としているので車両の重心が上がることを抑えることができ、車両の運転が不安定になりにくい発電装置付き車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る、発電装置付き車両の全体構成を示す斜視図
【図２】第１実施形態に係る、受風装置の構造を示す斜視図
【図３】第１実施形態に係る、発電装置の回路ブロック図
【図４】第２実施形態に係る、受風装置の回転方向の例を示す発電装置付き車両の側面図
【図５】第２実施形態に係る、受風装置の羽根車とフレームの関係を示す断面図
【図６】第２実施形態の変形例に係る、異なる数量の受風装置が屋上と底部に配置された発電装置付き車両の側面図
【図７】受風装置がワンボックスカーに配置された発電装置付き車両の斜視図
【図８】受風装置が防風カバーに配置された発電装置付き車両の斜視図
【図９】線路のレール間に配置された受風装置を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
［１−１．構成］
以下、図１〜図３を参照して本発明の実施形態を説明する。
第１実施形態の発電装置付き車両は、車両本体１、受風装置２、発電機３、バッテリ４を有する。
【００１１】
［全体構成］
図１に示すように貨物車両である車両本体１の貨物室屋上には、複数個の受風装置２が設置される。受風装置２は円筒状の外形をしており、円筒形の円状端面を結ぶ側面を長手方向としている。その長手方向の長さは、車両本体１の車幅より長くない長さを有す。受風装置２は、長手方向が車幅方向になるように、車両本体１の左右の車輪を結ぶ車軸と略並行に配置される。複数個の受風装置２は、車両本体１の貨物室屋上に一定の間隔をあけて平行に配置される。
【００１２】
また、車両本体１には発電機３およびバッテリ４およびバッテリの充電を制御する制御回路５が備えられる。発電機３は、その軸が受風装置２の回転軸７と機械的に接続され、受風装置２の近傍に配置される。
【００１３】
図３に示すように制御回路５は発電機３に電気的に接続され、発電機３にて発電された電力をバッテリ４に充電する制御を行う。バッテリ４は、発電機３にて発電された電力を充電する。バッテリ４はニッケル水素蓄電池やリチウムイオン電池などからなり、車両本体１の電気系統に電力を供給する。バッテリ４および制御回路５は、車両本体１のエンジンルーム、または車両下部に配置される。
【００１４】
［受風装置］
図２に示すように、受風装置２は、羽根車６とフレーム９を有する。
羽根車６は、回転軸７と羽根８により構成される。羽根車６は、その回転軸７が受風装置２の円筒形の円状端面を結ぶ側面と平行になるように、受風装置２のフレーム９内部に配置される。
【００１５】
回転軸７は、受風装置２の長手方向にわたる長さを有する金属製の材料からなる棒状の部材である。回転軸７は、その軸の側面に放射状に複数枚の板状の羽根８が配置される。
【００１６】
羽根８は、長手方向が回転軸７の長さに相当する長さを有する、樹脂により成型された長方形の板である。羽根８は、回転軸７の側面に放射状に複数枚取付けられる。
【００１７】
フレーム９は、樹脂により形成された円筒状の受風装置２のケースであり、円筒形の円状端面を結ぶ側面を長手方向としている。フレーム９は、羽根車６の回転軸７を支え、内部に羽根車６が配置される。フレーム９は、走行風を通過させる開口部１０を有す。
【００１８】
開口部１０は、走行風を受風装置２に受入れる導風口１０Ａと、走行風を受風装置２から排出する排風口１０Ｂを備える。導風口１０Ａおよび排風口１０Ｂは、フレーム９の円筒形の円状端面を結ぶ側面を長手方向とする開口部分である。導風口１０Ａおよび排風口１０Ｂは、受風装置２が車両本体１に取付けられたときに長手方向が車両本体１の左右の車輪を結ぶ車軸と略並行になるようにフレーム９に設けられる。導風口１０Ａおよび排風口１０Ｂは、回転軸７に対し上部分に位置する羽根８に、走行風が当たるように配置される。羽根車６の回転軸７は、受風装置２の外部の発電機３に機械的に接続される。
【００１９】
［電気的な構成］
図３に示す回路ブロック図のように受風装置２に接続された発電機３が、制御回路５を介してバッテリ４に接続される。複数の受風装置２に接続された発電機３は、制御回路５に並列に接続される。制御回路５は、発電機３にて発電された交流電力を直流に変換しバッテリ４を充電する制御を行う。バッテリ４は、制御回路５に制御され発電機３にて発電された電力を充電するが、車両の走行によりオルタネータ（図中不示）により発電された電力も充電する。バッテリ４は、車両本体１のエンジンのスパークプラグや、その他の車両制御装置、エアコン、オーディオ等に電力を供給する（図中不示）。
【００２０】
［１−２．作用］
車両本体１が走行することにより車両の受ける走行風が発生する。この走行風が受風装置２の開口部１０の導風口１０Ａから受け入れられる。この受け入れられた走行風は、羽根車６の羽根８にあたり、羽根８は羽根車６を回転させる。受け入れられた走行風は、排風口１０Ｂから排出される。
【００２１】
回転させられた羽根車６の回転軸７は、発電機３を回転させる。すると発電機３は交流電力を発電する。制御回路５は、発電機３により発電された交流電力を直流に変換しバッテリ４を充電する。制御回路５は、バッテリ４の充電電流および電圧を制御する。また、制御回路５は、バッテリ４の充電状況を検出し、バッテリ４の充電が完了したと判断した場合に充電を中止する。
【００２２】
［１−３．効果］
本実施形態の効果は、下記のとおりである。
（１）走行風を受ける開口部１０および羽根車６が車幅方向に広げられた複数の受風装置２が設けられているので、車両走行時に受ける走行風の量を増やすことができ発電される電力量を増やすことができる。
（２）受風装置２の走行風を受ける羽根車６おおよび開口部１０は、長手方向を車幅方向としているので車両の車高を抑えることができ、橋やガードしたなどの車高が制限される場所も通行しやすい発電装置付き車両を提供することができる。
（３）受風装置２の走行風を受ける羽根車６および開口部１０は、長手方向を車幅方向としているので車両の重心が上がることを抑えることができ、車両の運転が不安定になりにくい発電装置付き車両を提供することができる。
【００２３】
［１−４．変形例］
本実施形態では、受風装置２が車両本体１の貨物室屋上に設置されるものとしたが、受風装置２が車両本体１の底部に設置されるようにしてもよい。さらに受風装置２が車両本体１の底部でありかつ後輪より後部のオーバーハング部分に設置されるようにしてもよい。受風装置２が車両本体１の底部でありかつ後輪より後部のオーバーハング部分に設置されることにより、車両本体１の運転席には、受風装置２が発するノイズ音が聞こえにくくなる。
【００２４】
［第２実施形態］
［２−１．構成］
第１実施形態の発電装置付き車両では、受風装置２が車両本体１の車両本体１の貨物室屋上または車両本体１の底部に複数個配置されていた。これに対し、第２実施形態の発電装置付き車両では、羽根車６の回転方向が異なる受風装置２Ａと受風装置２Ｂが、それぞれ車両本体１の貨物室屋上および車両本体１の底部に配置されている点が、第１実施形態と相違する。
【００２５】
図４に車両本体１に受風装置２Ａ、２Ｂが設置された発電装置付き車両の側面図を示す。車両本体１の貨物室の屋上に、長手方向が車両本体１の左右の車輪を結ぶ車軸と略並行になるように受風装置２Ａが複数個配置される。車両本体１の底部でありかつ後輪より後部のオーバーハング部分に、長手方向が車両本体１の左右の車輪を結ぶ車軸と略並行になるように受風装置２Ｂが複数個配置される。
【００２６】
受風装置２Ａにおいて、車両本体１の前進走行により羽根車６は、車両本体１の車輪と逆方向に回転する。受風装置２Ｂにおいて、車両本体１の前進走行により羽根車６は、車両本体１の車輪と同方向に回転する。
【００２７】
図５に、第２実施形態に係る受風装置２Ａ、２Ｂの断面図を示す。受風装置２Ａは、走行風を受入れる導風口１０Ａ、走行風を排出する排風口１０Ｂが、回転軸７に対し上部分に位置する羽根車６の羽根８に走行風が当たるようにフレーム9の上部分に配置される。これに対し、受風装置２Ａは、導風口１０Ｃ、排風口１０Ｄが、回転軸７に対し下部分に位置する羽根車６の羽根８に走行風が当たるように配置される。
【００２８】
［２−２．作用］
車両本体１が走行することにより車両の受ける走行風が発生する。この走行風が受風装置２Ａ開口部１０の導風口１０Ａから受け入れられる。この受け入れられた走行風は、羽根車６の羽根８にあたり、羽根８は羽根車６を車両前進時の車輪の回転と逆方向に回転させる。受け入れられた走行風は、排風口１０Ｂから排出される。
【００２９】
同様に走行風が受風装置２Ｂの開口部１０の導風口１０Ｃから受け入れられる。この受け入れられた走行風は、羽根車６の羽根８にあたり、羽根８は羽根車６を車両前進時の車輪の回転と同方向に回転させる。受け入れられた走行風は、排風口１０Ｄから排出される。
【００３０】
［２−３．効果］
本実施形態によれば、受風装置２Ａと受風装置２Ｂが、車両本体１に対し相殺する方向の揚力を与え、受風装置の揚力により車両の受ける荷重が変化することを抑えることができるので、運転が不安定になりにくい発電装置付き車両を提供することができる。
【００３１】
走行風を受けることにより受風装置２Ａの羽根車６は、車両前進時の車輪の回転と逆方向に回転させる。これにより受風装置２Ａは車両本体１に負の揚力を与える。一方、走行風を受けることにより受風装置２Ｂの羽根車６は、車両前進時の車輪の回転と同方向に回転し車両本体１に正の揚力を与える。受風装置２Ａと受風装置２Ｂが、車両本体１に対し相殺する方向の揚力を与えるので、車両の運転が不安定になりにくい発電装置付き車両を提供することができる。
【００３２】
［２−４．変形例］
（１）本実施形態では、受風装置２Ａが車両本体１の貨物室屋上に、受風装置２Ｂが車両本体１の底部に設置されるものとしたが、複数個の受風装置２Ａおよび２Ｂが、車両本体１の貨物室屋上に設置されるようにしてもよい。このように配置することにより、機械類が取付けられている車両底部に受風装置２Ａ、２Ｂが密集して設置されることを避けることができ、走行風の通りがよくなり発電効率を向上させることができる。
【００３３】
（２）受風装置２Ｂが車両本体１の貨物室屋上に、受風装置２Ａが車両本体１の底部に設置されるようにしてもよい。このように配置することにより、走行風により受風装置２Ａ、２Ｂとも貨物室を外部へ引っ張る方向の揚力を与えるようになるため、車両本体１の貨物室にかかる揚力を軽減することができる。
【００３４】
（３）図６に示すように、車両本体１の貨物室屋上に配置された受風装置２Ａまたは２Ｂの数量より、車両本体１の底部に設置された受風装置２Ａまたは２Ｂの数量を増やすようにしてもよい。空気の粘性により、車両の底部の走行風の速度は、車両の屋上の速度より遅いものとなる。このため受風装置ひとつ当たりが受ける揚力は、貨物室屋上に配置された受風装置より、車両本体１の底部に設置された受風装置の方が小さくなる。車両本体１の貨物室屋上に配置された受風装置２Ａまたは２Ｂの数量より、車両本体１の底部に設置された受風装置２Ａまたは２Ｂの数量を増やすことによりこの揚力のアンバランスを抑えることができるので、車両の運転が不安定になりにくい発電装置付き車両を提供することができる。
【００３５】
（４）受風装置２Ａまたは２Ｂは、車両本体１の後輪より後部のオーバーハング部分でない底部に設置されるようにしてもよい。このように受風装置が設置されることにより、車両本体１の底部の空きスペースを有効活用することができるとともに、車両の重心位置を適正なものとすることができる。
【００３６】
［他の実施形態］
本発明の変形例を含めた実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。以下は、その一例である。
【００３７】
（１）上記実施形態では、車両本体１は貨物自動車であるものとしたが、車両本体１は乗用車、電車などの他の車両であってもよい。受風装置２が設置される車両本体１は、図７のようにワンボックスカー等の乗用車であってもよい。
（２）上記実施形態では、受風装置２の羽根車６の回転軸７が、発電機３に直接接続されるものとし、発電機３が受風装置２に併設されるものとしたが、発電機３が車両本体１の受風装置２の設置個所とは別の場所に設置されるようにして、受風装置２の羽根車６の回転軸７の回転をベルトドライブ等で発電機３に伝えるようにしてもよい。これにより発電機３を車両の走行がより安定する車両本体１の箇所に配置することができる。
（３）上記実施形態では、受風装置２の羽根車６の回転軸７が発電機３に機械的に接続されるものとしたが、受風装置２の羽根車６の回転軸７と発電機３とは、機械的に接続および切離し可能に構成してもよい。例えば、受風装置２の羽根車６の回転軸７と発電機３の間に歯車を設け、この歯車を回転軸７と発電機３に介入させる、または離脱させることにより接続および切離しを行うことができる。この歯車の介入、離脱の制御を行う制御装置が設けられ、車両本体１の運転席に設けられたスイッチにて制御装置を動作させることができる。このように構成することにより、所望のときに、羽根車６の回転軸７と発電機３を切離すことができ、車両の走行時に受ける空気の抵抗を低減することができる。
（４）上記実施形態では、受風装置２の開口部１０は、走行風を導風口１０Ａと、走行風を排出する排風口１０Ｂの二つに分けて設けるものとしたが、必ずしも二つに分けなくてもよい。例えば開口部１０を一つとし、開口部１０が導風口１０Ａと排風口１０Ｂを兼ねるようにしてもよい。また、導風口１０Ａまたは排風口１０Ｂが複数設けられるようにしてもよい。
（５）上記実施形態では、受風装置２は、車両本体１の屋上または底部に設置するものとしたが、車両本体１のドアの開閉部を除く側面に配置されるものとしてもよい。
（６）上記実施形態では、受風装置２は、車両本体１の屋上または底部に設置するものとしたが、図８に示すように車両本体１の運転席上に防風カバーが設けられている場合は、この防風カバーに受風装置が設置されるようにしてもよい。
（７）上記実施形態では、車両本体１に受風装置２を設置するものとしたが、図９に示すように、電車のレールの間、駐車場の路面、道路の通行面に受風装置２が配置されるようにしてもよい。これにより受風装置２の上部を通過する電車や自動車により発電を行うことができる。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・車両本体
２・・・受風装置
３・・・発電機
４・・・バッテリ
５・・・制御回路
６・・・羽根車
７・・・回転軸
８・・・羽根
９・・・フレーム
１０・・・開口部
１０Ａ・・・導風口
１０Ｂ・・・排風口
【図１】
2018021529.tif 000003
【図２】
2018021529.tif 000004
【図３】
2018021529.tif 000005
【図４】
2018021529.tif 000006
【図５】
2018021529.tif 000007
【図６】
2018021529.tif 000008
【図７】
2018021529.tif 000009
【図８】
2018021529.tif 000010
【図９】
2018021529.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月2日(2016.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の左右の車輪を結ぶ車軸と略並行に配置された回転軸に沿って放射状に取付けられ、車両走行時の走行風を受ける複数枚の板状の羽根を有する、長手を車幅方向とする羽根車と、
前記羽根車の前記回転軸に対し上部分または下部分のいずれか一方に位置する前記羽根に、走行風が当たるように、長手を車幅方向とする開口部を有するフレームと、を備えた複数の受風装置と、
前記受風装置の回転軸に接続され、前記羽根車が回転することにより電力を発電する発電機と、
前記発電機と電気的に接続され、電力を蓄えるバッテリと、
を備え、
前記受風装置の少なくとも１つは、前記車両の底部でありかつ後輪より後部のオーバーハング部分に取付けられ、
車両前進時の車輪回転と同方向に前記回転軸が回転する前記受風装置が車両の底部に固定され、
車両前進時の車輪回転と逆方向に前記回転軸が回転する前記受風装置が車両の屋根部に固定された発電装置付き車両。
【請求項２】
前記車両の底部に固定された前記受風装置の数が、前記車両の屋根部に固定された前記受風装置の数より多い、請求項１記載の発電装置付き車両。