(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力によって発電機のロータを回転させることにより発電を行う風力発電装置において、
前記発電機のロータと連結される回転主軸を備えた回転板と、倒伏及び起立自在に前記回転板に取り付けられた複数の可倒翼であって、受風面に風を受ける位置にあるときには起立して、受風面に風を受けない位置にあるときには倒伏するように形成された可倒翼を備えた風車機構を収容する外装ケースと、
前記外装ケースに設けられて外気を集風して前記外装ケース内へ導入する集風フードと、
前記集風フードから外装ケース内に導入された風を外に排出する排出口と、
前記可倒翼に取り付けられた複数の第一のマグネットと、
前記集風フードから導入された風によって回転する前記可倒翼が前記排出口を通過する付近から回転方向に沿って前記外装ケースに取り付けられ、前記可倒翼に取り付けられた前記第一のマグネットと磁気反発する一又は複数の第二のマグネットと、
前記集風フードから導入された風によって回転する前記可倒翼が前記集風フードへ近づく付近から回転方向に沿って前記外装ケースに取り付けられ、前記可倒翼に取り付けられた前記第一のマグネットと磁気吸引する一又は複数の第三のマグネットと、
を備えていることを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の風力発電装置において、
前記可倒翼は、受風面が湾曲すると共に、当該受風面には溝形状又は多数の起伏が施されていることを特徴とする風力発電装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の風力発電装置において、
前記外装ケースの中央に略円筒状の固定内輪筒が配置され、前記固定内輪筒の外周面には前記外装ケースに取り付けられた第一及び第二のマグネットの磁極と対峙する位置に同じ磁極が向き合うにして一又は複数の第四のマグネットが取り付けられていることを特徴とする風力発電装置。
【請求項４】
風力によって発電機のロータを回転させることにより発電を行う風力発電装置において、
前記発電機のロータと連結される回転主軸を備えた回転板と、倒伏及び起立自在に前記回転板に取り付けられた複数の可倒翼であって、受風面に風を受ける位置にあるときには起立して、受風面に風を受けない位置にあるときには倒伏するように形成された可倒翼を備えた風車機構を収容する外装ケースと、
前記外装ケースの中央に配置された略円筒状の固定内輪筒と、
前記固定内輪筒を外側から覆う円筒状の回転体と、
前記外装ケースに設けられた集風フードから前記外装ケース内へ導入した外気を排出口から外部へ排出する第一の通風路と、
前記外装ケースに設けられた吸入口から前記外装ケース内へ導入した外気を排気口から外部へ排出する第二の通風路と、
を備え、
前記回転体には、前記可倒翼の相互間の空間に介在する風を該空間から逃がす複数の孔及び前記可倒翼の起立状態を規制する風抜き板が当該回転体の前記可倒翼の相互間に設けられ、
前記第一の通風路を通過する風を前記受風面に受けて前記可倒翼を起立させ、前記第二の通風路を通過する風を前記受風面の裏側に当てることによって可倒翼を倒伏させることにより、可倒翼が受ける風圧抵抗を低減させるようにしたことを特徴とする風力発電装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の風力発電装置において、
前記可倒翼の回転範囲を規制する風車停止部材を備えることを特徴とする風力発電装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の風力発電装置を搭載した自動車等の移動体。
【請求項７】
風力によって発電機のロータを回転させることにより発電を行う風力発電装置において、
前記発電機のロータと連結される回転主軸を備えた回転板と、倒伏及び起立自在に前記回転板に取り付けられた複数の可倒翼を備えた風車機構を備え、
前記可倒翼は、受風面に風を受ける位置にあるときには起立して、受風面に風を受けない位置にあるときには倒伏するように形成されると共に、前記回転板には複数の風抜き孔が設けられ、前記可倒翼が回転する際に当該可倒翼の後ろ側に当たる空気を前記風抜き孔によって逃がすことにより前記可倒翼に対する風圧抵抗を低減したことを特徴とする風力発電装置。
【請求項８】
請求項７に記載の風力発電装置において、
前記可倒翼は、受風面が湾曲すると共に、当該受風面には溝形状又は多数の起伏が施されていることを特徴とする風力発電装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の風力発電装置において、
前記風車機構は、地上から所定の高さ位置に配置されてい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、電気自動車等の移動体に搭載されてバッテリーを充電したり、地上側に固定設置されて発電を行う風力発電装置及びそれを搭載した移動体に関し、さらに詳しくは、風車を構成する翼の風圧抵抗を減少させて弱風でも回転を可能にし、これによって発電変換効率の向上を可能にした風力発電装置及びそれを搭載した移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、温室効果ガスに起因する地球温暖化が世界的な問題となっている。特に、二酸化炭素を発生するガソリン、軽油等の化石燃料で走る自動車の存在が問題になっており、二酸化炭素を発生しない電気自動車や二酸化炭素を軽減可能なハイブリッド車が注目されている。電気自動車は電源に二次電池を用いているが、現状では車両を長時間走らせるだけの電池容量が得られておらず、頻繁な充電が必要になっている。現在の電気自動車は、その搭載バッテリー（二次電池）の充電時間が例えば１４時間以上（１００Ｖの家庭用電源を用いた時）になっている。そのため、電気自動車を広く普及させるためには、在来のガソリンスタンドの如く各地に充電スタンド等のインフラ設備を設置する必要が有るが、現状では極めて設置数が限られている。
【０００３】
したがって、充電スタンド等のインフラ設備が整っていない現状では、電気自動車を長距離の走行に用いることは不適切である。また、運転手は電気自動車の電気容量計（または残容量表示器）を頻繁にチェックしながらの運転を要求され、かつ充電設備を備えた場所を日頃から把握しておく必要がある。そこで、このような不便を解消または低減する手段として、ソーラパネルや風力発電装置を屋根に搭載した風力発電機付き電気自動車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。さらには、ソーラ発電装置、風力発電装置及び多翼羽根風車の３種類の発電手段を車両の屋根に搭載するシステムも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用平７−１６５０４号公報
【特許文献２】特許第４３２２２５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の風力発電装置は、多種多様の風車、例えば、クロスフロート風車、水平型風車、多翼羽根風車の垂直（水平）回転の風車が用いられている。そして、これら風車の主な機構及び構造は、風車本体の固定部材を回転軸にボルト等で固定したり、風車を回転軸に溶接等で直接固定するものであった。例えば、回転軸に多数枚の固定翼を使用する垂直回転風力発電装置の場合、通常、受風回転力から回転移動の惰性回転に移行する全ての固定翼の背面に回転方向からの大きな風圧抵抗を受けながら回転しており、この風圧抵抗が風車の受風回転力を妨害する最大のブレーキになっている。そのため、受風時の回転トルクが減少し、発電効率を向上できないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、風車背面に受ける大きな風圧抵抗を減少させ、それによって発電変換効率を向上させる風力発電装置及びそれを搭載した移動体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】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、風力によって発電機のロータを回転させることにより発電を行う風力発電装置において、前記発電機のロータと連結される回転主軸を備えた回転板と、倒伏及び起立自在に前記回転板に取り付けられた複数の可倒翼であって、受風面に風を受ける位置にあるときには起立して、受風面に風を受けない位置にあるときには倒伏するように形成された可倒翼を備えた風車機構を収容する外装ケースと、前記外装ケースに設けられて外気を集風して前記外装ケース内へ導入する集風フードと、前記集風フードから外装ケース内に導入された風を外に排出する排出口と、前記可倒翼に取り付けられた複数の第一のマグネットと、前記集風フードから導入された風によって回転する前記可倒翼が前記排出口を通過する付近から回転方向に沿って前記外装ケースに取り付けられ、前記可倒翼に取り付けられた前記第一のマグネットと磁気反発する一又は複数の第二のマグネットと、前記集風フードから導入された風によって回転する前記可倒翼が前記集風フードへ近づく付近から回転方向に沿って前記外装ケースに取り付けられ、前記可倒翼に取り付けられた前記第一のマグネットと磁気吸引する一又は複数の第三のマグネットとを備えていることを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の風力発電装置において、前記可倒翼は、受風面が湾曲すると共に、当該受風面には溝形状又は多数の起伏が施されていることを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の風力発電装置において、前記外装ケースの中央に略円筒状の固定内輪筒が配置され、前記固定内輪筒の外周面には前記外装ケースに取り付けられた第一及び第二のマグネットの磁極と対峙する位置に同じ磁極が向き合うにして一又は複数の第四のマグネットが取り付けられていることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、風力によって発電機のロータを回転させることにより発電を行う風力発電装置において、前記発電機のロータと連結される回転主軸を備えた回転板と、倒伏及び起立自在に前記回転板に取り付けられた複数の可倒翼であって、受風面に風を受ける位置にあるときには起立して、受風面に風を受けない位置にあるときには倒伏するように形成された可倒翼を備えた風車機構を収容する外装ケースと、前記外装ケースの中央に配置された略円筒状の固定内輪筒と、前記固定内輪筒を外側から覆う円筒状の回転体と、前記外装ケースに設けられた集風フードから前記外装ケース内へ導入した外気を排出口から外部へ排出する第一の通風路と、前記外装ケースに設けられた吸入口から前記外装ケース内へ導入した外気を排気口から外部へ排出する第二の通風路とを備え、前記回転体には、前記可倒翼の相互間の空間に介在する風を該空間から逃がす複数の孔及び前記可倒翼の起立状態を規制する風抜き板が当該回転体の前記可倒翼の相互間に設けられ、前記第一の通風路を通過する風を前記受風面に受けて前記可倒翼を起立させ、前記第二の通風路を通過する風を前記受風面の裏側に当てることによって可倒翼を倒伏させることにより、可倒翼が受ける風圧抵抗を低減させるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するために請求項５に記載の本発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の風力発電装置において、前記可倒翼の回転範囲を規制する風車停止部材を備えることを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するために請求項６に記載の本発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の風力発電装置を搭載した自動車等の移動体を提供する。
【００１３】
上記課題を解決するために請求項７に記載の本発明は、風力によって発電機のロータを回転させることにより発電を行う風力発電装置において、前記発電機のロータと連結される回転主軸を備えた回転板と、倒伏及び起立自在に前記回転板に取り付けられた複数の可倒翼を備えた風車機構を備え、前記可倒翼は、受風面に風を受ける位置にあるときには起立して、受風面に風を受けない位置にあるときには倒伏するように形成されると共に、前記回転板には複数の風抜き孔が設けられ、前記可倒翼が回転する際に当該可倒翼の後ろ側に当たる空気を前記風抜き孔によって逃がすことにより前記可倒翼に対する風圧抵抗を低減したことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するために請求項８に記載の本発明は、請求項７に記載の風力発電装置において、前記可倒翼は、受風面が湾曲すると共に、当該受風面には溝形状又は多数の起伏が施されていることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するために請求項９に記載の本発明は、請求項７又は８に記載の風力発電装置において、前記風車機構は、地上から所定の高さ位置に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る風力発電装置及びそれを搭載した移動体によれば、風車に可倒翼を用い、この可倒翼に風圧抵抗がかかる状態になれば水平に伏せ且つ受風時には可倒翼が起立する構成にし、風車背面への風圧トルクを無視できるようにしたので発電変換効率を向上できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る風力発電装置の第一の実施形態の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す風力発電装置の断面図である。
【図３】図２に示す発電装置の中心部の構成を示す斜視図である。
【図４】図１に示す風力発電装置の回転部の詳細を示す分解斜視図である。
【図５】可倒翼の他の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る風力発電装置の第二の実施形態を示す斜視図である。
【図７】図６に示す風力発電装置の断面図である。
【図８】風車構造の詳細を示す分解斜視図である。
【図９】本発明に係る風力発電装置の第三の実施形態の正面図である。
【図１０】図９の風力発電装置において上側の回転板を外した状態の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
１．第一の実施形態
［風力発電装置の構成］
以下、本発明に係る風力発電装置について、好ましい一実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る風力発電装置の第１の実施形態の外観を示す斜視図、図２は図１に示す風力発電装置の断面図、図３は図２に示す風力発電装置の内部を示す斜視図である。
【００１９】
風力発電装置１００は、その外観から説明すると、概略として、図３に示す複数の磁力放射用孔６、６が外周面の所定位置に穿設されていると共に、図２に示す風車機構８が内蔵される略円筒形状をした金属製の外装ケース１と、外装ケース１を図示しない移動体に固定するための固定ベース２と、円筒状の外装ケース１の中心から外れた位置に連結されて周囲の風を外装ケース１に送り込む集風フード３と、集風フード３と反対側に位置して集風フード３から外装ケース１内に取り込まれた空気を略直線状に排出するように外装ケース１に配設された空気排出口４と、図２に示す複数（本実施形態では１２個）のマグネット５Ａ、５Ａ、５Ｂ、５Ｂを角形の複数の磁力放射用孔６、６を塞ぐように固定するためのマグネットカバー７、７と、を備えて構成されている。
【００２０】
マグネット５Ａ及びマグネット５Ｂは、それぞれ強力な磁力を有する仕様であり、Ｓ極とＮ極の組み合わせが図２に示す風力発電装置１００の中心を通る縦方向の中心線に対して左右（集風フード３側と空気排出口４側）で逆になるように配置されており、風力発電装置１００の図２における上及び下の部分には設けられていない。具体的には、集風フード３側の外装ケース１の表面にはＳ磁極が外装ケース１の内側を向くようにしてマグネット５Ａ、５Ａが配置され、空気排出口４側の外装ケース１の表面にＮ磁極が外装ケース１の内側を向くようにしてマグネット５Ｂ、５Ｂが配置されている。
【００２１】
図３に示すように、略円筒形状とされた外装ケース１の中央には、略円筒状の固定内輪筒１０が配置されており、固定内輪筒１０の内部には、例えば出力電圧が１２ボルト仕様の発電機ＡＮ（図２参照）が配置されている。そして、固定内輪筒１０の外周面には外装ケース１に取り付けられたマグネット５Ａ、５Ｂの磁極と同じ磁極が対向するようにして複数のマグネット１１、１２が取り付けられている。すなわち、複数のマグネット１２、１２は外側がＳ磁極となるように配置され、複数のマグネット１１、１１は外側がＮ磁極となるようにして配置されている。尚、マグネット１１，１２が取り付けられる固定内輪筒１０の表面には外装ケース１の場合と同様に図示しない磁力放射用孔が穿設されており、マグネット１１，１２はマグネットカバー７、７によって脱落しないように固定されている。
【００２２】
図４は風車機構８の詳細を示す分解斜視図である。風車機構８は、概略として、円盤状の中心位置に回転主軸ＭＳが取り付けられた上部回転板１３と、上部回転板１３の表面に所定の間隔で配置された複数のベアリング１４、１４と、回転慣性を高めるために上部回転板１３の周縁に取り付けられたリングフライホイール１５と、発電機ＡＮ及び固定内輪筒１０が位置する部分が空間とされたドーナッツ板状の下部回転板１９と、下部回転板１９の表面に所定の間隔で配置された複数のベアリング２５、２５と、回転慣性を高めるために下部回転板１９の周縁に取り付けられたリングフライホイール１８と、上部回転板１３と下部回転板１９との間の略中心に配置固定されて固定内輪筒１０を外側から覆う円筒状の回転体１７と、回転体１７に設けられて上部回転板１３と下部回転板１９とを連結固定する複数本（ここでは５本）のボルト２３、２３を保持する非磁性体のボルトホルダ２４、２４と、ベアリング１４、１４とベアリング２５、２５によって軸支された回転軸２１、２１によって回転（約９０°）自在に取り付けられると共に全体が弓なりに湾曲した複数（本実施形態では５枚、但し、図２では手前の１枚を図示していない）の可倒翼２０、２０と、可倒翼２０、２０の受風面に取り付けられたマグネット２２、２２と、上部回転板１３の内表面側の周縁部近傍に所定間隔で配置されて起立状態になった可倒翼２０、２０の回転を停止又は位置決めする非磁性体の風車停止用部材１６、１６と、下部回転板１９の内表面側の周縁部近傍に所定間隔で配置されて起立状態になった可倒翼２０、２０の回転を停止又は位置決めする非磁性体の４０、４０と、を備えて構成されている。そして、回転主軸ＭＳは、発電機ＡＮの図示しないロータと連結されており、風を受けた可倒翼２０、２０によって回転主軸ＭＳが回転することによりロータを回転させて発電機ＡＮの発電が行われるようになっている。発電機ＡＮによって発電された電力はそのまま利用してもよいし、バッテリーや充電池に充電することもできる。尚、発電機ＡＮ及び固定内輪筒１０は、ドーナッツ板状に形成された下部回転板１９空間部分に配置されており、下部回転板１９の回転によっては回転しないようになっている。
【００２３】
可倒翼２０は、その基端部側に回転軸２１が設けられており、回転軸２１を上部回転板１３と下部回転板１９の間に配置されたベアリング１４とベアリング２５でそれぞれ軸支することによって回転軸２１を中心として回転可能に取り付けられている。そして、図２及び図４に示すように、風が当たる面側である受風面の全域に波形の溝２７が設けられ、集風フード３から受を効率よく受け止めるように形成されている。可倒翼２０に取り付けられたマグネット２２、２２は、溝２７側がＳ磁極でそれとは反対側の外側がＮ磁極となるように取り付けられている。また、マグネット１１、１１は、回転主軸ＭＳ側がＳ磁極となり、マグネット１２、１２は回転主軸ＭＳ側がＮ磁極となるように配置されている。尚、マグネット２２、２２の極性を逆にすることもできるが、この場合には、マグネット５Ａ、５Ａ、５Ｂ、５Ｂ、１１、１１、１２、１２の極性もすべて逆にする必要がある。そして、可倒翼２０は、ベアリング１４とベアリング２５及び回転軸２１によって摩擦抵抗等を著しく低減した状態で円滑に回転し、集風フード３側から空気排出口４に至るまでの空間では起立し、その他の空間２８では回転体１７の表面に倒伏した状態となる。尚、ベアリング１４、１４、２５、２５はなるべく抵抗の少ないボールベアリング等を用いることが好ましい。尚、風力発電装置１００を構成する各部材はマグネット５Ａ、５Ｂ、１１、１２、２２を除き、非磁性体材料によって形成することが好ましい。
【００２４】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は可倒翼２０、２０の他の例を示す斜視図である。いずれも受風効率を上げるための工夫を凝らしている。図５（ａ）は風を受ける面側の溝２７が回転軸２１方向に対して直角に設けられると共に受風面をウェーブ３４状とした例、図５（ｂ）は風を受ける面側の溝２７を図４の可倒翼２０、２０とは逆に回転軸２１方向と同じ方向に設け且つ個々の溝形状を逆Ｖ字形にした例、図５（ｃ）は風を受ける面側に４角錐状の突起３５を所定間隔に設けた例である。受風面をこのような形状としたのは、風（空気の）接触面積を増やすことで小さな風力であっても受風面に風を的確に捉えることができるようにしたためである。
【００２５】
上述した風力発電装置１００は、自動車、船舶、電車、航空機等の移動体に搭載することができる。すなわち、電力を利用して移動する移動体に搭載することでガソリンはもとより燃料電池使用時における水素燃料の低減を図ることができ、バッテリーの充電回数の低減等により省エネルギーに大いに貢献することができる。
【００２６】
［風力発電装置１００の動作］
次に、上述した風力発電装置１００の動作について説明する。自動車等の移動体に搭載された風力発電装置１００は、移動体が移動を開始して所定の速度になると集風フード３から外気が取り込まれる。このとき、集風フード３から空気排出口４に至る通風路２９では、この通風路２９に位置する可倒翼２０は風圧によって先端が外装ケース１の内周面側に近接する方向へ回転（即ち、回転体１７に対して起立）し、この状態において回転体１７も同時に回転して通風路２９一杯に展開する状態となる。そして、通風路２９に至った可倒翼２０は、上部回転板１３及び下部回転板１９に設けられている風車停止用部材１６、４０によってそれ以上の回転が規制され、図２から明らかなように、通風路２９に介在する可倒翼２０、２０は集風フード３からの風を溝２７側の全面で受け止めることになる。従って、回転体１７は強い回転力を受けることになる。
【００２７】
風を受けた可倒翼２０は、回転体１７を回転させながら外装ケース１内の通風路２９内を移動する。さらに可倒翼２０が回転を続ける過程で可倒翼２０のマグネット２２のＮ極がマグネット５ＡのＮ極と対峙する状態となり、両者の磁気反発力によって可倒翼２０は回転主軸ＭＳの方向へ押倒され、可倒翼２０の受風面側が回転体１７の外周面と接近する状態になる。さらに回転体１７の回転が進んで可倒翼２０のマグネット１１が固定内輪筒１０のマグネット２２に接近すると、マグネット１１、１１のＮ極とマグネット２２、２２のＳ極とが対峙する状態となって互いに吸引し合い、可倒翼２０は回転体１７の外表面に倒伏しその状態で保持される。したがって、空間２８内には風圧トルクを生じさせる障害物が突出しない状態になる。
【００２８】
集風フード３から空気排出口４へ排出される空気の一部は、回転する可倒翼２０と共に空間２８に侵入するが、空間２８内では可倒翼２０は倒伏した状態となっているので最大限に広大となっており、また、集風フード３の出口近傍に達している可倒翼２０は先端が風車停止用部材１６，４０に係止され後、直ちに集風フード３の出口へ移動するため、空間２８内の空気圧には大きな変化が生じない。
【００２９】
可倒翼２０がさらに回転して図２の右側へ移動し、マグネット２２、２２がマグネット１２、１２の最初の１つに接近するとマグネット２２、２２のＳ極とマグネット１２、１２のＳ極とで反発し合うと共にマグネット２２、２２のＮ極がマグネット５Ｂ、５ＢのＳ極に引き寄せられる結果、可倒翼２０、２０の先端が外装ケース１の内周面側に向かって引き起こされる。可倒翼２０がさらに移動すると次のマグネット１２によってその動きが継続されて、回転体１７の表面に対して起立した状態になる。そして、この状態のまま回転を続けると可倒翼２０の先端側が風車停止用部材１６、４０に到達してそれ以上の回転が阻止される。この状態で集風フード３から吹き込まれる風を全面に受けて通風路２９内を移動して再び上述の動作が繰り返される。これによって可倒翼２０はできうる限りの抵抗を排除した状態で回転を続けることができる。そして、可倒翼２０，２０の回転によって回転主軸ＭＳが発電機ＡＮの図示しない回転軸を回転させ、発電機ＡＮの発電が行われる。
【００３０】
以上のように、回転体１７が１回転する期間に可倒翼２０が約９０°の範囲で起立と倒伏の動作を繰り返すことにより、風力発電装置１０の周囲の風が弱い場合であっても、受風面の裏側からの風圧抵抗を受けにくいので、可倒翼２０、２０は高速に回転することとなる。
【００３１】
［第一の実施形態の効果］
本実施形態に係る風力発電装置によれば、風車機構８として複数の可倒翼２０、２０を設けたので、集風フード３から空気排出口４に至る通風路２９内では起立して風に対して全面が対面する一方、風圧抵抗を生じやすい空間２８においては可倒翼２０、２０を回転体１７の外表面側に倒伏すように構成したので、可倒翼２０、２０の風圧抵抗が著しく減少し、発電変換効率を向上できるという効果がある。
【００３２】
また、上下の回転板１３，１９にリングフライホイール１５，１８を設けたことによって回転体１７の回転慣性が向上し、これによって回転効率が高まることで発電変換効率を向上できるという効果がある。
【００３３】
さらに、可倒翼２０、２０の回転軸２１をベアリング１４，２５によって軸支したので、抵抗による損失を抑制して回転体１７及び発電機ＡＮを円滑に回転させることができるという効果がある。従って、効率の良い発電が可能となる。
【００３４】
２．第二の実施形態
次に、本発明に係る風力発電装置の第二の実施形態について説明する。図６は本発明に係る風力発電装置の第二の実施形態を示す斜視図（一部を断面図で示す）、図７は図６に示す風力発電装置の断面図、図８は風車構造の詳細を示す分解斜視図である。本実施形態は、第一の実施形態において、全てのマグネット及び固定内輪筒１０を除去し、集風フード３から空気排出口４に至る通風路２９に平行となるように吸入口３０及び排気口３９を空間２８と連通するようにして円筒状の外装ケース１の中心から外れた位置に設け、さらに、回転体１７の外表面に複数（ここでは５つ）の風抜き板３１、３１を設けたものであり、その他の構成は第一の実施形態と同様である。
【００３５】
風抜き板３１、３１は、図８に示すように、長板状を成し、その長手方向には可倒翼２０、２０の軸部近傍を係止して可倒翼２０、２０を回転体１７に対して起立状態に保持するための停止片３２、３２が所定間隔に設けられ、さらに、停止片３２、３２以外の部分には多数の孔３３、３３が所定のピッチで設けられている。この孔３３、３３は回転体１７の内部に連通しており、さらに、回転体１７の内部は外気に連通している。停止片３２、３２を複数設けることで可倒翼２０を安定して支持することができる。また、風抜き板３１、３１に設けた多数の孔３３、３３から内部の空気が抜けるので可倒翼２０に対する風圧が削減される。
【００３６】
次に、第二の実施形態の風力発電装置１００の動作について説明する。第一の実施形態と同様に、通路２９内にある可倒翼２０は集風フード３から取り込まれた風よって先端が外装ケース１の内周面側に近接する方向へ回転し、風抜き板３１に設けられた停止片３２及び風車停止用部材１６，４０によって回転が規制され、回転体１７に対して起立した状態になる。したがって、集風フード３からの風を可倒翼２０の全面に効率よく受けて回転体１７が回転する。
【００３７】
一方、吸入口３０から取り込まれた風は、外装ケース１の上部側に入り、空間２８を通過して排気口３９から外装ケース１の外に排出される。そして、可倒翼２０が空気排出口４付近を通過して空間２８に近づくと空間２８を通過する風の風圧によって可倒翼２０は回転体１７の表面に沿うように倒伏した状態となる。このように、外装ケース１内の空間２８に可倒翼２０を回転させる空気の流れとは別の気流を発生させることによって空間２８内に風圧抵抗が生じないようにすることができる。また、風抜き板３１、３１には多数の孔３３、３３が穿設されているため可倒翼２０が倒伏する際に空気が孔３３、３３から回転体１７の内部へ抜け、さらに外気へ排出されるので、この結果、空間２８内の圧力の増加が阻止されて風圧抵抗が軽減される。
【００３８】
この第二の実施形態に係る風力発電装置によれば、第一の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
３．第三の実施形態
［風力発電装置の構成］
次に、本発明に係る風力発電装置の第三の実施形態について説明する。図９は本発明に係る風力発電装置の第三の実施形態の正面図、図１０は図９の風力発電装置において上部回転板６０Ａを外した状態の平面図である。この風力発電装置５０は、移動体ではなく、屋外の施設等の所定の高さ位置に設置、具体的には街路灯に適用したものであり、概略として、複数（ここでは５つ）のフード付き可倒翼（以下、単に、可倒翼という）６１、６１を有する風車機構６０と、風車機構６０の中心部に設けられた発電機ＡＮと、風車機構６０及び発電機ＡＮを支持する長尺のポール８０とを備えて構成されている。
【００４０】
図１０に示すように、風車機構６０は、複数（ここでは５つ）の風抜き孔６５が設けられていると共に、中心部に発電機ＡＮが実装された上部回転板６２Ａ及び下部回転板６２Ｂ（図９参照）と、上部回転板６２Ａと下部回転板６２Ｂとの間の外周近傍に設けられて可倒翼６１、６１の回転を規制する停止棒６３、６３と、上部回転板６２Ａと下部回転板６２Ｂとを固定する風車支持シャフト６４、６４とを備えて構成されている。この風力発電装置５０では上記第一及び第二の実施形態で必須とした外装ケース１に該当するものを設けていない。その理由は、風力発電装置５０の設置場所が移動体ではなく屋外の施設であり、気象状態等に応じて風の到来する方向が変化するため、開口を３６０°に設けることとしたためである。尚、この風力発電装置５０は、樹木が近くにあるような場所を避け、周囲が開けた風通しの良い場所に設置するのが望ましい。
【００４１】
可倒翼６１は、上記第一及び第二の実施形態に示した可倒翼２０、２０の先端部分に半円状の膨出面を有するフード６６を設けた形状とされ、回転軸２１によって回転自在に上部回転板６２Ａと下部回転板６２Ｂとの間に軸支されている。フード６６を設けたのは風を逃すことなく確実に捉えるためである。フード６６の内側は凹状となっており、風を逃すことなく的確に補足する。上部回転板６２Ａと下部回転板６２Ｂ、可倒翼６１及び発電機ＡＮのロータは一体となって図１０の時計方向へ回転するようになっている。尚、発電機ＡＮのステータは、ポール８０側に固定されている。そして、図示しない街路灯がポール８０または風車機構６０の適当な位置に設置されている。また、図示されていないが上部回転板６２Ａと下部回転板６２Ｂの周縁部には上記第一及び第二の実施形態と同様にリングフライホイールが設けられている。
【００４２】
［風力発電装置の動作］
次に、第三の実施形態の風力発電装置５０の動作について説明する。尚、以下においては風が左側から吹いている場合について説明するが、風がどの方向から吹いても同様の動作が行われる。風車機構６０に対して風が吹いて来ると、その方向に向いている可倒翼６１、６１の溝２７及びフード６６の全面に風が当たり、その風力によって上部回転板６２Ａと下部回転板６２Ｂが一体となって図１０に示す時計方向へ回転して発電機ＡＮのロータを回転させる。風を受けた可倒翼６１、６１は、回転軸２１を中心として回転して起立し、その先端部が停止棒６３、６３に突き当たるとその位置で停止する。この状態で風を受けることによって可倒翼６１は図１０示す上側位置に至る。さらに可倒翼６１及び上部回転板６２Ａと下部回転板６２Ｂが回転すると可倒翼６１は風に対して発電機ＡＮの裏側に位置することになる（図１０の右側に位置する）ため、受ける風量が少なくなる。可倒翼６１は受ける風が少なく且つ回転しているため、今度は可倒翼６１の裏側から空気の抵抗を受けることになるので風車支持シャフト６４に当接して回転体１７に対して倒伏した状態となると共に、回転板６２Ａ，６２Ｂに設けられた風抜き孔６５から空気が抜けるので可倒翼６１に対する抵抗も軽減される。
【００４３】
以上のような可倒翼６１の動作によって、直接に風を受けない領域にある可倒翼６１に対する風圧抵抗が著しく低減され、また、ベアリングを介して回転軸２１を取り付けることで上部回転板６２Ａと下部回転板６２Ｂ及び可倒翼６１は円滑に回転する。そして、可倒翼６１が最初の状態から１回転を経過して図１０に示す左側に到達すると、再び到来した風によって可倒翼６１のフード６６及び受風面の全面に当たり、回転が継続し発電機ＡＮのロータを回転させて発電が行われる。
【００４４】
以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。
【００４５】
例えば、各波形湾曲風車は水平面を回転（横位置で回転）する構成にしたが、縦位置で回転する構成にしてもよい。
【００４６】
また、本発明に係る風力発電装置５０，１００は、街路灯に適用する例を示したが、他の施設、例えば、一般住宅、灯台、温室、倉庫等に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１      外装ケース
３      集風フード
４      空気排出口
５Ａ    マグネット
５Ｂ    マグネット
８      風車機構
１０    固定内輪筒
１１    マグネット
１２    マグネット
１３    上部回転板
１７    回転体
１９    下部回転板
２０    可倒翼
２１    回転軸
２２    マグネット
２７    溝
２８    空間
２９    通風路
３０    吸入口
３１    風抜き板
３３    孔
３９    排気口
４０    風車停止用部材
５０    風力発電装置
６０    風車機構
６１    フード付き可倒翼
６２Ａ  上部回転板
６２Ｂ  下部回転板
６５    風抜き孔
６６    フード
８０    ポール
１００  風力発電装置
ＡＮ    発電機
ＭＳ    回転主軸
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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