(57)【要約】【課題】車載型の風力発電装置に関し、車両の前後方向に作用する抗力を増加させるとなく発電を行う。【解決手段】車両１０の左側部に設けられる左側導風口１１ａと、車両１０の右側部に設けられる右側導風口１１ｂと、左側導風口１１ａと右側導風口１１ｂとを接続するとともに、車両１０が受風する風を車幅方向に流通させる風流路１２と、風流路１２に設けられ、車幅方向に流通する風で回転される風車１３，１４と、車両１０に設けられ、風車１３，１４の回転により駆動される発電機１５とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が受風する風を利用して発電する車載型の風力発電装置であって、
前記車両の左側部に設けられる左側導風口と、
前記車両の右側部に設けられる右側導風口と、
前記左側導風口と前記右側導風口とを接続するとともに、前記車両が受風する風を車幅方向に流通させる風流路と、
前記風流路に設けられ、車幅方向に流通する風で回転される風車と、
前記車両に設けられ、前記風車の回転により駆動される発電機と、を備える
ことを特徴とする車載型の風力発電装置。
【請求項２】
前記車両は、荷台上部がキャブ上部よりも上方に位置するトラックであって、
前記左側導風口は、前記キャブの上部に設けられるエアディフレクタの左側部に設けられ、
前記右側導風口は、前記エアディフレクタの右側部に設けられる
ことを特徴とする請求項１記載の車載型の風力発電装置。
【請求項３】
前記発電機で発電された電力を蓄電するバッテリをさらに備える
ことを特徴とする請求項１又は２記載の車載型の風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載型の風力発電装置に関し、特に車両が受風する風を利用して発電する車載型の風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に風車を搭載し、走行風を利用して風車を回転させることで発電を行う車載型の風力発電装置が提案されている。また、一般的にトラックなど荷台上部がキャブ上部よりも高い車両においては、この段差部分に走行風による大きな渦が生まれ抗力を発生している。そのため、このような抗力によるエネルギ損失の一部を利用して発電することに着目し、キャブ上部のエアディフレクタ内に風車を設けた車載型の風力発電装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来例の走行風を主として利用する車載型の風力発電装置においては、エアディフレクタの前面に設けられた導風口から流れ込む走行風で風車を回転させている。そのため、発電による駆動抵抗の増加に伴い、車両の前後方向に作用する抗力も増加される可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、車載型の風力発電装置に関し、車両の前後方向に作用する抗力を増加させることなく発電を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明の車載型の風力発電装置は、車両が受風する風を利用して発電する車載型の風力発電装置であって、前記車両の左側部に設けられる左側導風口と、前記車両の右側部に設けられる右側導風口と、前記左側導風口と前記右側導風口とを接続するとともに、前記車両が受風する風を車幅方向に流通させる風流路と、前記風流路に設けられ、車幅方向に流通する風で回転される風車と、前記車両に設けられ、前記風車の回転により駆動される発電機と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記車両は、荷台上部がキャブ上部よりも上方に位置するトラックであって、前記左側導風口は、前記キャブの上部に設けられるエアディフレクタの左側部に設けられ、前記右側導風口は、前記エアディフレクタの右側部に設けられてもよい。
【０００８】
また、前記発電機で発電された電力を蓄電するバッテリをさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車載型の風力発電装置によれば、車両の前後方向に作用する抗力を増加させることなく発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る車載型の風力発電装置が適用されたトラックを示す模式的な左側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車載型の風力発電装置による制御内容を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る車載型の風力発電装置において、トラックが受風した自然風の風流変化を示す模式的な平面図である。
【図５】他の実施形態に係る車載型の風力発電装置が適用されたトラックを示す模式的な左側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１〜４に基づいて、本発明の一実施形態に係る車載型の風力発電装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１２】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る車載型の風力発電装置１は、例えば荷台１０ｂの上部がキャブ１０ａの上部よりも高く、この段差部分にエアディフレクタ１１を設けたトラック１０等に搭載されるものである。
【００１３】
風力発電装置１は、図２に示すようにエアディフレクタ１１に設けられた風流路１２と、風流路１２内を流通する自然風により回転する左右一対のプロペラ型風車１３，１４と、プロペラ型風車１３，１４の回転により駆動する発電機１５と、発電機１５により発電された電力を蓄電するバッテリ１６と、電子制御ユニット２０とを備えている。
【００１４】
エアディフレクタ１１は、図１に示すようにキャブ１０ａの上部に搭載されており、キャブ１０ａの前端上部から荷台１０ｂの前端上部に向かって流線形に湾曲して形成されている。また、エアディフレクタ１１は、図２に示すように車幅方向の長さが前方から後方に向かって大きくなるように形成されている。さらに、エアディフレクタ１１の左側部には左側導風口１１ａが形成され、右側部には右側導風口１１ｂが形成されている。
【００１５】
風流路１２は、図２に示すようにエアディフレクタ１１内を車幅方向に略水平に延びて、左側導風口１１ａと右側導風口１１ｂとを接続する。すなわち、風流路１２は、エアディフレクタ１１内を左側部から右側部に向かって貫通形成されており、トラック１０が受風する自然風の一部を車幅方向に確実に流通させる。
【００１６】
回転軸１７は、その軸方向を車幅方向に向けた状態で、風流路１２内に設けられた発電機１５に回転可能に挿通されている。また、発電機１５に挿入された回転軸１７の外周面には図示しないロータが取り付けられている。
【００１７】
左右一対のプロペラ型風車１３，１４は、図２に示すように回転軸１７の両端部にそれぞれ取り付け固定されて風流路１２内に収容されている。すなわち、プロペラ型風車１３，１４は、風流路１２内を流通する自然風によって回転軸１７と一体回転可能に構成されている。
【００１８】
発電機１５は、図２に示すように回転軸１７を挿通した状態で風流路１２内の略中央に設けられている。また、発電機１５の内部には、回転軸１７のロータの周囲に隣接させてステータ（不図示）が配設されている。さらに、発電機１５は、電気配線により整流器３０を経由してバッテリ１６に接続されている。すなわち、プロペラ型風車１３，１４の回転エネルギは、発電機１５により電気エネルギ（交流電力）へと変換されるとともに、整流器３０で直流電力に変換された後にバッテリ１６に供給されるように構成されている。
【００１９】
バッテリ１６は、発電機１５で発電された電力やトラック１０の図示しないエンジンで駆動されるオルタネータ（不図示）により発電された電力を蓄電するとともに、蓄電した電力をトラック１０の図示しない電装系に供給する。また、バッテリ１６には、残充電量（State  Of  Charge：以下、ＳＯＣという）を検出するバッテリセンサ３１が設けられている。
【００２０】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０は、トラック１０の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。この各種制御を行うために、電子制御ユニット２０には、図示しないエンジン回転センサ、アクセル開度センサ、バッテリセンサ３１等の各種センサの出力信号がＡ／Ｄ変換された後に入力される。また、電子制御ユニット２０は、バッテリ１６の充電量を制御するバッテリ充電量制御部２１を一部の機能要素として含んでいる。
【００２１】
バッテリ充電量制御部２１は、バッテリセンサ３１検出値のＳＯＣが所定の閾値（例えば、５０％）以下で、かつ発電機１５が発電している場合は、オルタネータを駆動させることなく発電機１５による電力をバッテリ１６に供給するように制御する。一方、バッテリ充電量制御部２１は、ＳＯＣが所定の閾値（例えば、５０％）以下で、発電機１５が発電していない場合は、オルタネータによる電力をバッテリ１６に供給するように制御する。なお、本実施形態において、バッテリ充電量制御部２１は電子制御ユニット２０と一体のハードウェアに含まれるものとして説明したが、別体のハードウェアに設けてもよい。
【００２２】
本発明の一実施形態に係る車載型の風力発電装置１は、以上のように構成されているので、例えば図３に示すフローチャートに従って以下のような制御が行われる。この制御は、エンジンの始動（キー操作ＯＮ）と同時にスタートする。
【００２３】
ステップ（以下、ステップを単にＳと記載する）１００では、バッテリセンサ３１の検出値がバッテリ充電量制御部２１に読み込まれ、ＳＯＣが所定の閾値以下であるか否かが確認される。ＳＯＣが所定の閾値（５０％）以下の場合はＳ１１０へと進む。一方、ＳＯＣが所定の閾値（５０％）よりも大きい場合はリターンされる。
【００２４】
Ｓ１１０では、バッテリ充電量制御部２１により発電機１５が発電を行っているか否かが確認される。発電機１５が発電を行っている場合、すなわち、トラック１０がプロペラ型風車１３，１４を回転し得る自然風を受風している場合はＳ１２０へと進む。一方、発電機１５が発電を行っていない場合、すなわち、トラック１０がプロペラ型風車１３，１４を回転し得る自然風を受風していない場合はＳ１４０へと進む。
【００２５】
Ｓ１２０では、オルタネータを駆動させることなく、発電機１５により発電された交流電力が整流器３０で直流電力に変換された後にバッテリ１６に供給される。
【００２６】
Ｓ１３０では、バッテリセンサ３１の検出値が再びバッテリ充電量制御部２１に読み込まれ、ＳＯＣが所定の上限値（例えば、９０％）に達したか否かが確認される。ＳＯＣが所定の上限値（９０％）に達している場合はリターンされる。一方、ＳＯＣが所定の上限値（９０％）未満の場合、本制御は前述のＳ１１０に戻される。
【００２７】
前述のＳ１１０で、発電機１５が発電を行っていないと判定された場合、Ｓ１４０において、ＳＯＣが所定の上限値（９０％）に達するまで、オルタネータによる電力がバッテリ１６に供給されて本制御はリターンされる。その後、本制御の各フローは、エンジンが停止（キー操作ＯＦＦ）されるまで繰り返し行われる。
【００２８】
以上のような構成により、本発明の一実施形態に係る車載型の風力発電装置１によれば以下のような作用効果を奏する。
【００２９】
例えば、図４に示すように、停車中もしくは走行中のトラック１０に破線矢印で示す自然風が吹き付けると、エアディフレクタ１１の左側導風口１１ａには動圧がかかるとともに、エアディフレクタ１１の右側導風口１１ｂには高い負圧が発生する。そして、左側導風口１１ａと右側導風口１１ｂとに生じる大きな差圧により、エアディフレクタ１１内の風流路１２には大量の自然風が流通されることになる。すなわち、風流路１２内に設けられたプロペラ型風車１３，１４は車幅方向に流通する自然風により回転され、このプロペラ型風車１３，１４の回転エネルギは発電機１５により効果的に電気エネルギへと変換される。
【００３０】
したがって、トラック１０が受風する自然風の少なくとも一部を車両前後方向ではなく車幅方向に流通させることで、トラック１０の前後方向に作用する抗力を増加させることなく発電を効果的に行うことが可能となる。
【００３１】
また、発電に利用する自然風が流通される風流路１２はエアディフレクタ１１内を車幅方向に延びて設けられているので、キャブ１０ａ上部と荷台１０ｂ上部の段差部分に生じる大きな渦を低減させるエアディフレクタ１１の本来の機能を妨げることなく発電を行うことができる。
【００３２】
また、発電機１５により自然風を利用して発電された交流電力は、整流器３０で直流電力に変換された後にバッテリ１６に効果的に蓄電される。
【００３３】
したがって、トラック１０に搭載されたオルタネータの発電負荷を低減することが可能となり、トラック１０の燃費を効果的に向上することができる。
【００３４】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００３５】
上述の実施形態において、風流路１２はエアディフレクタ１１内に設けられるものとして説明したが、例えば図５に示すように、キャブ１０ａの後方側部を車幅方向に貫通するように設けてもよい。
【００３６】
また、プロペラ型風車１３，１４は必ずしも左右一対である必要はなく、左右の何れか一方のみを備える構成としてもよい。
【００３７】
また、車載型の風力発電装置１が搭載される車両は、トラック１０に限定されず、バスや一般乗用車など一方の側部から他方の側部に貫通する風流路１２を形成できる車両であれば、広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  車載型の風力発電装置
１０  トラック（車両）
１０ａ  キャブ
１０ｂ  荷台
１１  エアディフレクタ
１１ａ  左側導風口
１１ｂ  右側導風口
１２  風流路
１３，１４  プロペラ型風車（風車）
１５  発電機
１６  バッテリ
２０  電子制御ユニット
【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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