(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車の走行支援ランプの発光機能を果すのに、自動車自体の電源装置に依存せずに、自己完結型のシステムを提供すること。【解決手段】自動車の走行に伴う風力を、ファン、発電機および専用バッテリ装置からなる風力発電カプセル２内に導入して、前記ファンを回転させ、プーリ、ベルトなどによる増速駆動伝達装置を経て前記回転を前記発電機に伝え、発生する電力を無停電電源装置である専用バッテリー装置経由で、走行支援ランプ４に供給すると共に、充電用として前記専用バッテリ装置の内蔵バッテリに供給することを特徴とする、自給式自動車走行支援ランプ装置を提供した。自動車のバッテリなどに負担を掛けず、前記走行支援ランプ装置にトラブルが生じても、自動車自体の前記電源装置には影響を及ぼさない。【選択図】図１
2005122993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自給式自動車用走行支援ランプ装置において、
前記自給式自動車用走行支援ランプ装置は、ランプ部と、風力発電部および専用バッテリ装置部からなる風力発電カプセルとからなり、
自動車の走行に伴う風力を前記風力発電カプセル内に導入して、内部に装備する風車を回転させ、
前記風車の回転を、プーリとベルトなどによる増速駆動伝達装置を経て、発電機に伝えることによって発生する前記発電機の発電電力を、
無停電電源装置である前記専用バッテリ装置経由で、光電効果による発光体を利用する前記ランプに供給すると共に、充電用として前記専用バッテリ装置の内蔵バッテリに供給することを特徴とする、自給式自動車用走行支援ランプ装置。
【請求項２】
自給式自動車用走行支援ランプ装置において、カットアウトリレーあるいは半導体カットアウト回路と、前記内蔵バッテリで構成する無停電電源装置である前記専用バッテリ装置が装備されていて、
前記カットアウトリレーあるいは前記半導体カットアウト回路は、前記発電機の電圧が、前記内蔵バッテリの充電適正電圧の範囲外では、前記発電機と前記内蔵バッテリの回路をオフにする機能を持つものであることを特徴とする、請求項１に記載する自給式自動車用走行支援ランプ装置。
【請求項３】
自給式自動車用走行支援ランプ装置において、前記光電効果による発光体として、ＬＥＤ、あるいはＥＬを用いることを特徴とする、請求項１、および２に記載する自給式自動車用走行支援ランプ装置。
【請求項４】
自給式自動車用走行支援ランプ装置において、界磁が永久磁石であるＤＣマイクロモータを前記発電機として用いることを特徴とする、請求項１、２、および３に記載する自給式自動車用走行支援ランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、自動車の視認や標識などに用いる走行支援ランプに関し、さらに詳しくは前記ランプに用いる電力を自給する走行支援ランプ装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】  乗用車、トラック、あるいはダンプカーと呼ぶ土砂運搬車など、自動車の屋根上や側面などに搭載する、歩行者や他の自動車の運転者などに前記自動車の存在を知らせたり、タクシーや工事車などの標示用、また車両機能の標示や広告などのための各種走行支援ランプが使われている。
前記走行支援ランプへの印加電力は、前記自動車に搭載している電源装置から供給するのが普通である。
前記電源装置は、ＤＣダイナモあるいはオルタネータ（ＡＣダイナモ）と呼ばれる発電機と、充電可能なバッテリ（二次蓄電池）などからなり、自動車の停止時、始動時、徐行時は前記バッテリから電力を供給し、エンジンの回転数が所定以上になるとエンジンの動力で前記発電機が働いて自動車の必要電力を自給すると共に、前記バッテリに充電する装置である。【０００３】  自動車に搭載している前記電源装置の本来の一義的目的は、始動装置、点火装置、保安信号装置、照明装置など、走行機能や安全上欠くべからざる機能のための電源である。
エンジン停止時のライド類の点灯などの必要電力は前記バッテリの電力を使い、エンジン作動中でも一時停止状態などでは、前記バッテリの電力で補完することがある。
このようなときには前記電源装置の前記バッテリに充電は行われず、かような状態が続くと比較的短時間で俗にバッテリーがあがるという、過放電状態となることがある。【０００４】  本来の一義目的とは云い難い前記走行支援ランプの電力消費で、前記電源装置に負担をかけることは好ましいとはいえず、さらに前記負担のために前記本来の一義目的に支障をきたしては、本末転倒といわねばならない。
したがって、前記走行支援ランプの消費電力のための対策として、より容量の大きなバッテリーを搭載するとか、前記走行支援ランプ専用の電源装置を搭載するのが普通である。
しかしながら前記対策によれば、自動車エンジンルーム容積が相応に必要なこと、エンジンや発電部の余分な負担になること、場合によっては発電部の容量増あるいは別な発電部の付加が必要になること、さらに燃料の消費量の増大などにつながること、などの問題点がある。【０００５】  一方、自動車の走行にともなって必然的に発生する風力を利用する発電が提案されている。すなわち、自動車が走行すれば自動車側にはかなりの風力が発生し、この風力を利用する発電である。【特許文献１】  特開２０００−１２５４０８
【特許文献２】  特開２００１−１８０３９７
なお、引用文献からの引用文、およびその説明は、前記引用文の表現をそのまま用いるものとする。【０００６】  「特許文献１」において、電気自動車の走行動力用の二次電池に充電するために搭載する風力発電装置として、段落番号「０００６」に以下の記載がある。
すなわち、「電気自動車の一番風圧を受ける位置に、風力発電装置を配置するものである。以下、本案の実施例について説明する。ボンネット表面部（１）に風圧／気流を取り込むためのダクト（２）を取付け、ボンネットの内側にあるダクト（３）の目から噴き出す風（４）が風力発電装置の羽（５）を回転させ、回転羽と直結の発電機（６）が回転することで、電力が取り出す。取り出した電力エネルギーを充電装置（７）で、２４Ｖまたは１２Ｖに変換して二次電池（８）へ供給し」、と開示されている。【０００７】  また、「特許文献１」の、段落番号「０００５」には、「車両が走行する時に受ける風圧／風力／対流／気流を風として利用して、風力発電をし、二次電池に充電を行う」、と開示されていて、具体的な発電容量などの開示はないが、前記二次電池への電力供給用ゆえ、かなり大容量の発電装置であるものと推定できる。【０００８】  「特許文献２」において、自動車の走行に伴う発電装置に関する記載で、その「請求項１」の欄に次の記載がある。
すなわち、「背が低く幅広のパイプが自動車の両側部の車輪の間で、車体の下側に長手方向に配置されており」としていて、自動車の走行に伴う風力の導入のための、背が低く幅広のパイプを前記自動車の下部に設けて、その途中に風車を備えて、前記風車の回転で発電する装置の開示がなされている。【０００９】  「特許文献２」の、目的とするところは、その「効果」の欄に、「使用蓄電池の作動寿命をのばすのに効果的な解決策となるとともに、相当な節約を達成し、実際的に性能の様々な改善および変化をもたらす」との開示がある。
「特許文献１」および「特許文献２」は何れも、自動車の走行に伴う風力を利用して発電し、この電力を前記自動車の二次蓄電池に還元する装置に関する開示である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  解決しようとする課題は、本来の一義的目的である、始動装置、点火装置、保安信号装置、照明装置など、走行機能や安全上欠くべからざる機能のための、自動車に搭載している前記電源装置に、前記走行支援ランプの点灯のための負担をなくすことである。
したがって、前記電源装置を使うことなしに、また前記走行支援ランプ用の別建ての電源装置の搭載などもなしに、前記走行支援ランプの発光機能を果たすことのできる装置の提供が専業車、営業車、運送車などの関係者に望まれている。
本発明は、上記従来の課題を考慮し、自動車に本来搭載の前記電源装置の電力に依存せずに、走行支援ランプの発光機能を果たす、自己完結型の走行支援ランプ装置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】
【００１１】  発明者は、自動車に本来搭載の前記電源装置の電力に依存せずに、自動車に搭載する自己完結型の走行支援ランプ装置の提供に関し、鋭意検討の結果、次の発明に至った。
すなわち、自給式自動車用走行支援ランプ装置において、図２に描くように、自動車の走行に伴う風力矢印方向８からの風力を、風力入口開口部９から導入して、風力発電カプセル２に内部に装備する多翼形風車１０を回転させる。
しかして、前記多翼形風車の回転を、プーリとベルトなどによる増速駆動伝達装置を経て、発電機１４に伝えることによって発生する前記発電機の発電電力を、無停電電源装置である図４に示す如き専用バッテリ装置部３０経由で、図１の電光ディスプレイ１の光電効果による発光体を利用したランプ４に供給する。
と共に、前記発電電力を充電用として前記専用バッテリ装置の内蔵バッテリ３３に供給することを特徴とする、自給式自動車用走行支援ランプ装置の発明である。【００１２】  加えて、自給式自動車用走行支援ランプ装置において、図４に示すカットアウトリレー３２あるいは半導体カットアウト回路と、内蔵バッテリ３３で構成する無停電電源装置である前記専用バッテリ装置が装備されている。
前記カットアウトリレーあるいは前記半導体カットアウト回路は、前記発電機の電圧が前記内蔵バッテリの充電適正電圧の範囲外では、前記発電機と前記内蔵バッテリの回路をオフにする機能を持つものであることを特徴とする、自給式自動車用走行支援ランプ装置の発明である。【００１３】  加えて、自給式自動車用走行支援ランプ装置において、前記光電効果による発光体として、ＬＥＤ、あるいはＥＬを用いることを特徴とする、自給式自動車用走行支援ランプ装置の発明である。【００１４】  加えて、自給式自動車用走行支援ランプ装置において、界磁が永久磁石であるＤＣマイクロモータを前記発電機として用いることを特徴とする、自給式自動車用走行支援ランプ装置の発明である。
【発明の効果】
【００１５】（１）  本来の一義的目的である、始動装置、点火装置、保安信号装置、照明装置など、走行機能や安全上欠くべからざる機能のための本来搭載の電源装置に、前記走行支援ランプのための負担をかけずに、あるいは前記走行支援ランプ用の別立て電源装置など余分な搭載を行わずに、前記走行支援ランプの発光機能を果たすことができる。
（２）  エンジンに余分な負担を殆どかけずに、走行中に必然的に発生する自動車への風力を利用して電力を得て、これを利用した自己完結型の前記自給式自動車用走行支援ランプ装置であるので、省エネルギにつながることは勿論のこと、前記走行支援ランプ装置にトラブルが生じても、自動車本来の搭載している前記電源装置には影響を及ぼさず、自動車の走行機能に支障を及ぼさない。
（３）  発電機には市場に安価で大量に供給されている、ＤＣマイクロモータを発電機として用いることもできるので、製造コストが低廉であり、部品交換などに支障をきたさない。
（４）  本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置を、自動車やオートバイなどに電光体として付設すれば、前記自動車やオートバイなどの視認性が高まり、他の自動車運転手あるいは歩行者などに注意を喚起し易くなるため、交通事故防止につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
なお、本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置を適用できる自動車は、オートバイなどの二輪車も含まれる。
先ず、本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置の概要を説明する。
図１は、本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置の一例の外観斜視略図である。
図１において、本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置は、風力発電カプセル２の部分、およびディスプレイ１の部分からなり、前記電光ディスプレイ１のランプ４は、ＬＥＤ（発光ダイオード；Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ランプの例である。
前記電光ディスプレイ１のランプ４の発光方式は、ＥＬ（電界発光；Ｅｌｅｃｔｒｏ  ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）による電光など、ＬＥＤを含めて光電効果を利用した発光体であればその何れでもよい。【００１７】  図１において、自動車の走行に伴って必然的に発生した風力は、風力入口開口部９に風力矢印方向８から入った風力は、風力発電カプセル２内で中に装備する風車を回転させ、これに連結している発電機を回転させて、風力出口開口部１８から、風力矢印方向１１に排出する。
また、風力発電カプセル２の部分とディスプレイ１の部分とは、図１に示す如く一体型でなく、風力発電カプセル２とディスプレイ１とが離れているセパレート型でもよい。【００１８】  図２は、図１における風力発電カプセル２の部分の斜視透視略図で、ケーシング３に収容されている風力発電機構が透視して見えるように描いている。
図２において、自給式自動車用走行支援ランプ装置の搭載自動車の走行にともなって発生する風力は、風力矢印方向８から風力発電カプセル２の風力入口開口部９に導入される。
導入された前記風力は、風力発電カプセル２内部の多翼形風車１０を回転させ、図２では隠れている多翼形風車１０の中心の下部空洞部経由で、風力出口開口部１８に至り、風力矢印１１方向へ排出される。【００１９】  図２の、多翼形風車１０の回転軸の上下部には、図２では上部に見える如きプーリ１２が取付けられていて、多翼形風車１０の回転をプーリ１２とベルト１３によって、発電機１４の回転軸に取付けられているプーリー１５に増速駆動伝達して、発電機１４を回転させ電力を発生させる。
前記電力は、専用バッテリ装置１７経由で、図１に描く電光ディスプレイ１を構成する、前記光電効果を利用したランプ４に供給され、さらに専用バッテリ装置１７内の内蔵バッテリに充電される。
専用バッテリ装置１７は、整流機能、カットアウト機能、電圧調整機能ならびに内蔵バッテリなどから成る無停電電源装置である。【００２０】  つまり専用バッテリ装置は、前記自給式自動車用走行支援ランプ装置の搭載自動車が走行状態で適正風力が生じているとき、つまり定常走行状態のときには、図２の発電機１４による発電電力を前記ランプに供給すると共に、専用バッテリー装置１７の内蔵バッテリに充電される。
前記自動車の速力が低下したり、一時停車などで、発電機１４による発電電力の供給が低下したり、停止した場合には専用バッテリ装置１７から電力を供給する。
以上が、本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置の概要である。【００２１】  次に、本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置の取付位置と各部内容などについて述べる。
本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置は、図１に描く如き電光ディスプレイ１と風力発電カプセル２とが一体型と、図示していないが前記ディスプレイと前記風力発電カプセルとが離れているセパレート型とがあり、その取付位置は前者と後者とでは異なる。
図１に描く前記一体型は、主として発光部分が小型の場合に適用され、また集風に都合のよい場所に据える必要があり、例えばタクシーの屋根上の標示灯の場合などは、集風装置を屋根上に設け、前方に設けた集風器で風力を入口開口部９に導入する位置が考えられる。【００２２】  前記セパレート型の場合には、前記ディスプレイ部の電光サインの標示位置は目的に応じた任意の場所に据えることができる。
風力発電カプセル部については、集風し易い場所であればよく、また、隠れた場所でもよく、例えば、ボンネットの下部、シャーシー下部などが考えられる。
また、アクセサリを兼ねて、集風装置と共に翼状に後方に据えてもよく、前記一体型に比較して取付位置に関する自由度が高い。【００２３】  本発明に適用できる風車は、図２に描くの如き多翼形風車１０に限らず、後向き羽根形風車、心ラジアル形風車、斜流形風車、軸流ベーン形風車、軸流チューブ形風車、軸流プロペラ形風車、あるいは軸流反転形風車なども適用できる。【００２４】  本発明に適用できる発電機は、無停電電源装置である前記専用バッテリ装置の内蔵バッテリに充電する関係上、ＤＣ（直流）発電機が望ましいが、高速回転に適合性のあるＡＣ（交流）発電機を使用し、整流して直流にして使用してもよい。この場合は、全波整流が望ましい。
ＤＣ発電機としては、界磁に永久磁石を用い、電機子を回転させるだけで電力が得られる永久磁石型界磁ＤＣ発電機、界磁電流印加の必要な磁励界磁型ＤＣ発電機があるが、その何れも本発明に適用できる。
前記永久磁石型界磁ＤＣ発電機、あるいは前記磁励界磁型ＤＣ発電機を用いる場合、複数の前記発電機を並行運転するときに、各発電機の端子電圧、外部特性曲線、垂下特性などを同等とすることが望ましい。
さらに、前記磁励界磁型ＤＣ発電機で、複数の前記発電機を並行運転するきには、直巻、平複巻、および過複巻などは外部特性曲線が上昇特性を持つため、均圧線などを使用する。
分巻界磁の場合は電機子回路抵抗で調整するものとする。【００２５】  ＡＣ発電機は、同期発電機と誘導発電機とがあるが、その何れも適用できる。
同期発電機の場合は、構造状の理由で回転界磁型となる場合が多く、回転界磁は永久磁石型と、スリップリングで直流磁化電流を回転界磁に与える励磁型とがあるが、その何れも本発明に適用できる。
ＡＣ発電機を使用する場合は、前記専用バッテリ装置で、各発電機ごとに整流ダイオードなどで整流する。この場合は全波整流方式が望ましい。【００２６】  本発明はモータ（電動機）を発電機として用いることができる。
つまり、発電機としての条件を満たしていればモータを発電機とすることができる。
界磁に永久磁石を用いている永久磁石界磁型ＤＣモータは、電機子を回転させるだけで電力が得られ、本発明に適用できる。
界磁電流印加の必要な磁励界磁型ＤＣモータは、直巻型、分巻型ともに本発明の発電機として適用できる。【００２７】  同期モータは電機子に永久磁石を用いるものと、電機子電流の必要な磁励式電機子のものがあるが、その何れも本発明の発電機として用いることができる。
誘導モータは電機子が巻き線型であれば、本発明の発電機として適用できるが、回転磁界を発生させるための励磁電流を必要とする。
以上、モータを発電機として用いる場合は、発電機として転用可能な原理のモータであれば本発明の発電機として適用できる。
また、モータを発電機として用いるときの必要事項や留意事項は、前項の発電機に関する記載の通りである。【００２８】  本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置は、これを搭載する自動車の視認性を高めるためのものであり、自己完結型で小型の装置を指向している。
したがって、本発明に適用できる発電機の大きさについて述べる。
図１に描く風力発電カプセル２の部分のサイズは、縦横共大凡２００〜３００ｍｍ程度、厚さ大凡８０〜１５０ｍｍ程度の箱様ケーシング中に、風車部、駆動伝達部、および専用バッテリー装置を含めて、前記発電機が数個納まる必要があるゆえ、前記発電機の大きさの目安については当業界でマイクロモータと呼ばれるサイズである。【００２９】  したがって、本発明に適用できるモータ転用の場合も含めた発電機のサイズを、寸法で限定することは困難であるが、小型であることが要件で、強いて云えば、円筒形ハウジングの発電機でいえば、直径大凡５０ｍｍ程度、長さが大凡６０ｍｍ程度以下といえる。
例をあげれば、大きなものでは電動レーシングカー用モータなど、小さなものでは鉄道模型Ｎゲージ用モータやミニ四駆用モータなど、その中間でプロッタやコピー機などに用いられるＤＣモータ、太陽電池を用いる模型用モータ、鉄道模型ＨＯゲージ用モータなどのイメージである。【００３０】  また、前記電光ディスプレイにＥＬを用いる場合、ＥＬへの電力印加はＥＬインバータ（逆変換器）経由となる。
何故なら、ＥＬディスプレイは、ＥＬがコンデンサ（キャパシタンス）機能であり、発光には前記ＥＬの靜電容量に応じた周波数の交流印加が必要で、そのためのＥＬインバータが必要になるからである。
以上が、本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置の取付位置と各部内容の基本事項を記載したものである。以下に実効的な目的に沿って本発明の内容を示す。【００３１】  ところで、本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置のシステムは、実効的な目的として安価、簡便型装置とすることに立脚している。
したがって、本発明の最も一般的な装置として、安価、簡便型の要件を次に示す。
（１）  自動車走行に伴って必然的に発生する風力を利用する風力発電方式による、電力の自給式自動車用走行支援ランプ装置であって、発電機としてはＤＣマイクロモータを前記発電機として起用することができること、
（２）  発光ランプとして発光効率が高い、ＬＥＤあるいはＥＬなどの光電効果式発光体を利用すること、
（３）  自己完結牲を得るための内蔵バッテリを備えた専用バッテリー装置の起用すること、の構成からなる。【００３２】  したがって、本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置を、より安価で簡便型とするために、界磁に永久磁石を用い、直流電流を整流子経由で電機子に印加して回転するＤＣマイクロモーターを前記発電機として起用することができる。
かようなＤＣマイクロモーターは、前記電機子を回転させれば、前記整流子経由で直流電力が得られ、前記電機子を回転させるだけで直流発電機として利用できる。【００３３】  前記ＤＣマイクロモーターは、外形サイズにおいて、主要部断面が小判形においては幅広部の幅、前記断面が円形においてはその直径が、大凡２０〜３０ｍｍ程度、長さが２０〜４０ｍｍ程度で、安価で市中に大量に供給されている。
本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置に用いる発電機には、かようなＤＣマイクロモータをそのまま用いることができる。【００３４】  このような前記ＤＣマイクロモータは、家電製品、玩具、情報機器などに多数使用され、その数量は年々増加している。役目を終えリサイクルにまわる場合は、半導体素子と同様にマテリアルリサイクルで、鉄芯とエナメル銅線などとして回収されるが、リュースとしてそのままモータとして使われる場合がある。
本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置に用いる発電機には、かようなリュースのＤＣマイクロモータも用いることができる。【００３５】  この種のＤＣマイクロモータの仕様は、例えば界磁が永久磁石の２極で、電機子が３極のＤＣマイクロモータを例に上げれば、適正電圧１．５〜３．０Ｖで、無負荷時の回転数は８５００〜８７００ｒｐｍ（回転／分）、定格負荷電流５００ｍＡ程度のときの定格回転数は６２００〜６８００ｒｐｍ程度である。
前記ＤＣマイクロモータの発電機としての利用は、界磁が永久磁石であるので界磁電梳は不要で、単に電機子を回転させれば発電して直流発電機になる。
つまり、前記電機子を回転させると、前記電機子にほぼ正弦波形の交流電流が生起し、整流子経由で、全波整流波形の直流電流が取り出せる。【００３６】  定格負荷電流５００ｍＡ程度で定格回転数６２００〜６８００ｒｐｍ程度の仕様のＤＣマイクロモータを、ＤＣマイクロモータ発電機として使用する場合は、発電機としての適正負荷下で、負荷電流は大凡４００ｍＡ程度である。
ＬＥＤランプ１個の消費電流は、１５〜２０ｍＡ程度であるので、ＤＣマイクロモータ発電機１個の適正負荷電流で、前記ＬＥＤランプの大凡１０〜１３個の点灯、および前記専用バッテリ装置の前記内蔵バッテリの充電ができる。
なお、発電機として使用する場合は、これを「ＤＣマイクロモータ発電機」と称する。【００３７】  したがって、例えば図３に描くように、４個の前記ＤＣマイクロモータ発電機を並行運転すれば、４０〜５０個のＬＥＤランプの点灯ができ、さらに前記専用バッテリ装置の前記内蔵バッテリの充電用に当てることができる。
前記個数のＬＥＤランプの点灯が可能であることは、走行支援ランプとしての視認灯、ドット状で示す文字、標識あるいはシンボルマークなどの標示には、十分な個数のＬＥＤランプ数といえる。【００３８】  走行時に自動車が受ける風速は、走行速度２０ｋｍ／ｈ（時）で７．２ｍ／Ｓ（秒）、３０ｋｍ／ｈで９．１ｍ／ｓ、４０ｋｍ／ｈで１１．１ｍ／ｓ、５０ｋｍ／ｈで１５．１ｍ／ｓ、６０ｋｍ／ｈで１６．８ｍ／ｓ、７０ｋｍ／ｈで１８．７ｍ／ｓ、という測定結果がある。【００３９】  一例として、定格負荷電流５００ｍＡ程度で、定格回転数６２００〜６８００ｒｐｍ程度の仕様の、ＤＣマイクロモータを発電機として使用する場合について述べる。
自動車の走行速度４０ｋｍ／ｈ、走行によって生起する風力風速１１．１ｍ／ｓのとき、漏斗（ろうと）形などの集風装置で風力を捉え、ダクトによって導入した風力を、図３に示すような、実効部直径１５０ｍｍ、実効部厚さ４０ｍｍの多翼形風車１０に通過させると、多翼形風車の翼１６が風力を受け、前記多翼形風車が回転する。
前記多翼形風車には、図３に描く如く、プーリ１２、ベルト１３、ＤＣマイクロモータ発電機１４のプーリ１５による、５倍の増速伝達で前記ＤＣマイクロモータ発電機を回転駆動する。【００４０】  ＤＣマイクロモータ発電機４個の並行運転で、この出力端子に４０個のＬＥＤランプに接続する。ＬＥＤランプ１個の負荷電流を２０ｍＡとすれば、４個の前記ＤＣマイクロモータ発電機の合計負荷電流は８００ｍＡである。
かようなランプの負荷、および専用バッテリ装置の内蔵バッテリの充電負荷のもとで、前記多翼形風車１０の回転数は大凡１３００ｒｐｍ程度であり、前記ＤＣマイクロモータ発電機の回転数は大凡６５００ｒｐｍ程度である。【００４１】  ところで、自動車が走行していなければ風力は発生せず、走行中であっても徐行状態では風力発生が不十分なことがあり、かような場合でも走行支援ランプの発光は必要である。
また、自動車が適正走行状態の期間は、走行支援ランプ装置内の前記専用バッテリ装置の前記内蔵バッテリに充電が必要である。
図４は、前記専用バッテリ装置のブロック線図の一例の略図で、これを単線結線図で示し、ＤＣ発電機を使用する場合でその仕組みを説明する。
図２の専用バッテリ装置１７で示すところの、図４における一点破線の囲みで示す専用バッテリ装置部３０のブロック線図の機能は、前記走行支援ランプ装置の無停電電源装置であり、図４においては、浮動充電方式（フロート式）をベースとしている。
図４において、複数のＤＣ発電機１４は並行運転で、前記ＤＣ発電機１４からの電流は、専用バッテリ装置部３０に送り込まれる。【００４２】  図４において、専用バッテリ装置部３０において、複数の前記ＤＣ発電機同士の相互関係を断つための、整流ダイオード３１を経て集められた電流は、カットアウトリレー３２が閉じているときは、負荷３４であるＬＥＤランプ点灯と、内蔵バッテリー３３の充電用に供給される。
カットアウトリレー３２は、ＤＣ発電機１４の電圧が、内蔵バッテリ３３の充電適正電圧以下に下るか、あるいはＤＣ発電機１４の電圧が、内蔵バッテリ３３の充電適正電圧以上に上がると、ＤＣ発電機１４と内蔵バッテリ３３の回路をオフにする機能を持つリレー（継電器）である。
なお、整流ダイオード３１を境にして、内蔵バッテリ３３の電圧がＤＣ発電機１４の発電電圧より高い場合は、整流ダイオード３１の作用で電流は流れないので、カットアウトリレー３２の下限電圧設定は不要な場合がある。【００４３】  なお、図４において、前記カットアウトリレー３２の記号として、電磁式の記号を用いているが、ＤＣ発電機起電力の電圧が、設定された範囲内のときのみオン状態となる機能であれば、半導体式カットアウト回路によるものでも勿論よい。
また、図４の専用バッテリ装置部３０のブロック線図において、内蔵バッテリ３３への充電方式は浮動充電方式としているが、半導体素子によるスイッチ切替え方式でもよい。【００４４】  カットアウトリレー３２によって、ＤＣ発電機１４と内蔵バッテリ３３の回路がオフになると、ランプ負荷への電力は、前記内蔵バッテリからのみ供給される。
かようなことから、前記専用バッテリ装置の内蔵バッテリは、小型で高容量の二次電池である必要があり、リチウムイオン電池が適合するが、ニッケル・カドミウム電池（ユングナー蓄電池）などでもよい。
本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置は、前記ＤＣ発電機と、かような機能の専用バッテリ装置からなるので、無停電電源装置を装備している自己完結型で電力自給式といえる。
【実施例１】
【００４５】  図５は屋根部に自動車搭載用自給式電光サイン装置を取付けた乗用車の斜視略図である。
電光ディスプレイ１のランプ４はＬＥＤランプ発光による静止ドット形標示とした。
図５の前記自給式自動車用走行支援ランプ装置は、風力発電カプセル２の部分、および電光ディスプレイ１の部分からなる一体型の自動車搭載用自給式電光サイン装置である。
なお、図５では、風力発電カプセル２と電光ディスプレイ１が自動車の大きさに比較して、大き過ぎるように描いているが、これは説明を容易にするための誇張であって、実物を示しているものではない。【００４６】  図５において、集風部としては偏平漏斗形集風器４２を乗用車４０の屋根４１上に走行方向に向けて据え、集風した風力矢印８方向の風力を、外形において大凡縦横とも２５０ｍｍ、厚さ１００ｍｍ程度の箱形の風力発電カプセル２の内部に装備する、多翼形風車に導入するようにした。
前記多翼形風車を回転させた風力は、風力出口開口部１８から、風力矢印方向１１に排出される。【００４７】  風力発電カプセル２の内部は、図２に示すように、実効直径１３０ｍｍ、実効厚４０ｍｍの多翼形風車を用い、プーリー１２、ベルト１３、プーリー１５経由により、３個のＤＣマイクロモータ発電機１４の電機子軸に、前記多翼形風車の回転を、５倍の増速回転で伝達するようにした。
発電機は、界磁に永久磁石を用いたＤＣマイクロモータ、ＲＥ−２８０型（マブチモーター製）を用いた。
その仕様は、適正電圧３．０Ｖ、適正負荷の回転数６６００ｒｐｍ、消費電流６５０ｍＡのＤＣマイクロモータで、これをＤＣマイクロモータ発電機として用いた。
使用したＤＣマイクロモータ発電機３個は、発電機として端子電圧の大きさ、外部特性曲線、垂下特性が近似したものを選定した。
電気系統は、図４に示す電気系統ブロック線図略図の如きとし、抵抗３６経由でＬＥＤランプ３０個の点灯とした。【００４８】  ほぼ無風状態のとき、前述した如き負荷の状態で、乗用車４０を停止状態、徐行（約４ｋｍ／ｈ（時））、および速度について２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００ｋｍ／ｈの各速度について、ＤＣマイクロモータ発電機の発電電圧、カットアウトリレーの作動、前記ＬＥＤランプによる前記走行支援ランプの発光性などについての検討を行った。
前記多翼形風車の回転数は、車両速度３０〜９０ｋｍ／ｈのとき、負荷状態で１２００〜１４５０ｒｐｍ程度の範囲であった。
前記ＬＥＤランプ５０個から成る前記走行支援ランプは、３５〜４５ｋｍ／ｈのとき標準点灯状態であり、合計６００ｍＡ程度の電流負荷で、これに内蔵バッテリ３３の充電負荷を加え、この二つの負荷下の多翼形風車の回転数は大凡１２６０ｒｐｍ程度であり、前記ＤＣマイクロモータ発電機の回転数は６３００ｒｐｍ程度であった。【００４９】  前記ＬＥＤランプは、ＴＬＲ２３１（東芝製）で、タイプ２．１５Ｖで、前記ＬＥＤランプ１個につき、電流２０ｍＡのときの電圧２．１５Ｖの規格である。
前記ＬＥＤランプ３０個で、ドット形で電光表示を行う図５に描く如き電光ディスプレイ１の走行支援ランプ４とした。
また、専用バッテリ装置については、図４に示す専用バッテリ装置部３０の如き回路を使用し、内蔵バッテリ３３はニッケルカドミウム電池、３個直列で公称電圧３．６Ｖ、容量２Ａｈ（アンペア時）とした。
なお、整流用ダイオード３１は、型番１Ｓ１８３２を用いた。【００５０】  図４に描く、電気系統ブロック線図略図に示すように、電圧バランスは抵抗Ｒ（抵抗３６で示す）の直列挿入方式とし、前記ＬＥＤランプを並列結線とすると、電源電圧Ｖ０＝３．６Ｖ、前記ＬＥＤランプの端子電圧Ｖｆ＝２．１５Ｖ、Ｉｆ＝０．６Ａとして、Ｒ＝（Ｖ０−Ｖｆ）／Ｉｆから、Ｒ＝２．４Ωとした。
なお、図５のディスプレイ１では、図面上は単にドットであることを示しているに過ぎず、数までは標示していない。【００５１】  また、図４におけるカットアウトリレー３２については、入力側４．４０Ｖ以下でオンとなるように作動設定し、下限については整流用ダイオード３１の作動によった。
また、前記バッテリの充放電は、図４の結線３５部に電流計を挿入してチェックした。
なお、前記ＤＣマイクロモータ発電機のみの場合についても検討した。
この場合、結線３５部を遮断して、内蔵バッテリ３３を用いないで、前記走行支援ランプの発光性についての検討とした。この検討結果を表１に掲げる。【００５２】
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【００５３】  表１によると、自動車速度について、試験１の停止、試験２の徐行、試験３の１０ｋｍ／ｈ、および試験４の２０ｋｍ／ｈでは、図４に示す回路において、カットアウトリレー３２がオンであっても、図３における発電機１４の発電電圧が、内蔵バッテリ３３の電圧より低いので、整流ダイオード３１の作用によって、ＤＣマイクロモータ発電機１４と専用バッテリ３３とは遮断されているので、内蔵バッテリ３３からの電力でＬＥＤランプによる走行支援ランプが発光した。
自動車速度について、試験５の３０ｋｍ／ｈから、試験１１の９０ｋｍ／ｈの範囲では、、ＤＣマイクロモータ発電機１４からの電力で前記走行支援ランプが発光し、さらに前記内蔵バッテリ３３が充電された。
試験１２の１００ｋｍ／ｈでは、カットアウトリレー３２が設定通りオフとなって、内蔵バッテリ３３からの電力供給となった。【００５４】  次に、前記内蔵バッテリ３３を用いないために結線３５の部分の遮断の場合、つまり前記ＤＣマイクロモータ発電機使用のみの場合については、試験１、２、および試験３では、走行支援ランプは発光せず、試験４の２０ｋｍ／ｈでは、内蔵バッテリ３３利用の場合に比較して暗い発光となり、実施例１の装置においては、この速度では前記内蔵バッテリの補完が必要であることが分かった。【００５５】  また、試験５の３０ｋｍ／ｈから、試験１１の９０ｋｍ／ｈでは、ＬＥＤによる走行支援ランプが正常に発光した。また、試験１２の１００ｋｍ／ｈでは、カットアウトリレー３２がオフに作動し、走行支援ランプの発光はなかった。
さらに、前記カットアウトリレーの作動設定は、専用バッテリの特性や、負荷特性などに従って設定しなければならないことも分かった。
また、風力発電カプセル内の通過空気の空冷効果で、発電機の発熱が防げることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００５６】  エンジンに余分な負担を殆ど掛けずに、自動車の走行中に前記自動車に生じる風力を利用して電力を得て、これを利用した自己完結型の走行支援ランプ装置であるので、省エネルギにつながる。
発電機には安価で市中に大量に供給されている、ＤＣマイクロモータを用いることができるので、これを用いれば製造コストが低廉であり、部品交換などに支障をきたさない。【００５７】  また前記ＤＣマイクロモータは、家電製品、玩具、情報機器などに多数使用され、その数量は年々増加している。役目を終え、リサイクルにまわる場合は現在、マテリアルリサイクルによることが多く、鉄芯とエナメル銅線などとして回収されるが、本発明によれば、リサイクルより遙かに効率のよいリユースとしてそのまま発電機として使うことができる。【００５８】  一方、自動車は、今後ますますその機能を標示する視認性の重要性が増している。
本発明の自給式自動車用走行支援ランプ装置を、自動車やオートバイなどに電光体として付設すれば、前記自動車やオートバイなどの視認性が高まり、交通事故防止につながる。
本来の一義的目的である、走行機能や安全上欠くべからざる機能のための自動車搭載の電源装置に、二義的目的の視認性を果たす電光サインのための負担を掛けずに、走行支援ランプの発光機能を果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】  自給式自動車用走行支援ランプ装置の外観斜視略図
【図２】  風力発電カプセル部の斜視・透視略図
【図３】  ＤＣマイクロモータ発電機の駆動例の斜視略図
【図４】  電気系統ブロック線図略図
【図５】  屋根部に一体型自給式自動車用走行支援ランプ装置を取付けた乗用車斜視略図
【符号の説明】
【００６０】  １  電光ディスプレイ
２  風力発電カプセル
３  風力発電カプセルのケーシング
４  ランプ
８  風力矢印方向
９  風力入口開口部
１０  多翼形風車
１１  風力矢印方向
１２  多翼形風車のプーリ
１３  ベルト
１４  発電機
１５  発電機のプーリ
１６  多翼形風車の翼
１７  専用バッテリ装置
１８  風力出口開口部
３０  専用バッテリ装置部
３１  整流ダイオード
３２  カットアウトリレー
３３  内蔵バッテリ
３４  ＬＥＤ負荷
３５  結線
３６  抵抗
４０  乗用車
４１  乗用車の屋根部
４２  集風器
【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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