(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車の走行時の風力を利用して効率的に発電を行う風力発電機を提供する。【解決手段】自動車の屋根に着脱可能に設置される風力発電機１００であって、前記自動車の走行に伴い生じる風力により回転する風車３００と、前記風車の回転数を変化させて伝達するギア機構と、前記ギア機構により伝達された回転力を直流電流に変換するダイナモ４００と、前記風車の回転軸の周りに複数の球体を配して回転可能に保持する軸受５００と、前記軸受の外枠周面に複数の溝が形成された回転しない固定歯車、及び前記固定歯車より外側に逆回転方向に延びる爪が回動可能に留められ前記風車の回転軸に連設されたストッパーを有するラチェット機構と、を備える。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
自動車の屋根に着脱可能に設置される風力発電機であって、
前記自動車の走行に伴い生じる風力により回転する風車と、
前記風車の回転数を変化させて伝達するギア機構と、
前記ギア機構により伝達された回転力を直流電流に変換するダイナモと、
前記風車の回転軸の周りに複数の球体を配して回転可能に保持する軸受と、
前記軸受の外枠周面に複数の溝が形成された回転しない固定歯車、及び前記固定歯車より外側に逆回転方向に延びる爪が回動可能に留められ前記風車の回転軸に連設されたストッパーを有するラチェット機構と、を備え、
前記軸受は、前記風車が所定の回転数を超えたときに前記ダイナモに回転力が伝達されないように前記ギア機構をずらし、
前記ラチェット機構は、前記風車が順方向に回転したときに前記ストッパーの爪が前記固定歯車の溝から離れるように回動し、前記風車が逆方向に回転したときに前記ストッパーの爪が前記固定歯車の溝に向かって回動することにより係止される、
ことを特徴とする風力発電機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、自動車の屋根に搭載する風力発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車は、ガソリン等で動作する原動機（エンジン）を動力源として走行する。エンジン始動時の電力や、ライト、エアコン、オーディオ機器などの電力は、バッテリー（蓄電池）から供給されるが、自動車の走行時にダイナモ（発電機）からバッテリーに充電している。
【０００３】
また、電気自動車は、電気をエネルギー源とし、電動機（モーター）を動力源として走行する。車載電池から電力を得る電池式電気自動車の場合、充電スタンドなど外部からの電力供給によって蓄電池に充電し、蓄電池から電動機に電力を供給する。
【０００４】
蓄電池に充電する手段として、ダイナモや充電スタンドの他に、太陽光発電や風力発電などを補助的に利用するものもある。例えば、バッテリーが上がってしまった時など緊急時に電力を補給することも可能となる。
【０００５】
特許文献１に記載されているように、自動車の屋根に取り付けた風力発電機の考案も開示されている。また、特許文献２に記載されているように、狭い場所への取り付けと自動車の走行を妨げないことを考慮した風力発電機の考案も開示されている。また、特許文献３に記載されているように、動翼を回転軸沿いに回転軸と平行に配列した風力発電機の発明も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６０−１５７３８２号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１３９３１９号公報
【特許文献３】特許第４３０９４６３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の風力発電機においては、自動車を走行させることで風車を回転させ、発電機を動作させているが、風速や自動車の速度などの条件により風車が適切に回転しない場合がある。
【０００８】
そこで、本考案は、自動車の走行時の風力を利用して効率的に発電を行う風力発電機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】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本考案である風力発電機は、自動車の屋根に着脱可能に設置される風力発電機であって、前記自動車の走行に伴い生じる風力により回転する風車と、前記風車の回転数を変化させて伝達するギア機構と、前記ギア機構により伝達された回転力を直流電流に変換するダイナモと、前記風車の回転軸の周りに複数の球体を配して回転可能に保持する軸受と、前記軸受の外枠周面に複数の溝が形成された回転しない固定歯車、及び前記固定歯車より外側に逆回転方向に延びる爪が回動可能に留められ前記風車の回転軸に連設されたストッパーを有するラチェット機構と、を備え、前記軸受は、前記風車が所定の回転数を超えたときに前記ダイナモに回転力が伝達されないように前記ギア機構をずらし、前記ラチェット機構は、前記風車が順方向に回転したときに前記ストッパーの爪が前記固定歯車の溝から離れるように回動し、前記風車が逆方向に回転したときに前記ストッパーの爪が前記固定歯車の溝に向かって回動することにより係止される、ことを特徴とする。
【考案の効果】
【００１０】
本考案によれば、自動車の走行時の風力を利用して効率的に発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案である風力発電機の斜視図である。
【図２】本考案である風力発電機の正面図である。
【図３】本考案である風力発電機の平面図である。
【図４】本考案である風力発電機の風車を示す図である。
【図５】本考案である風力発電機の軸受を示す図である。
【図６】本考案である風力発電機のラチェット機構を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本考案の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【実施例１】
【００１３】
まず、本考案である風力発電機の構造について説明する。図１は、風力発電機の斜視図である。図２は、風力発電機の正面図である。図３は、風力発電機の平面図である。風力発電機１００は、自動車の屋根に着脱可能に設置される。
【００１４】
図１〜３に示すように、風力発電機１００は、フレーム２００、風車３００、ダイナモ４００、及び軸受５００等を備える。
【００１５】
フレーム２００は、風力発電機１００を自動車に取り付けるための台座であり、ダイナモ４００が搭載される。また、支持枠２１０を立てることにより、風車３００が軸受５００を介して回転可能に支持される。なお、風の流路を調整して風車３００に当たりやすくしても良い。
【００１６】
風車３００は、支持枠２１０に支持された回転軸３２０の周りに複数のブレード３１０が取り付けられ、ブレード３１０が自動車の走行に伴い生じる風を受け、回転軸３２０を軸として風力により回転する。
【００１７】
ダイナモ４００は、風車３００の回転力を直流電流に変換する発電機である。回転力は、風車３００の回転軸３２０をダイナモ４００の回転軸４１０に直接伝達しても良いし、ギア機構を介して伝達しても良い。
【００１８】
ギア機構は、風車３００の回転軸３２０に取り付けたギア３３０と、ダイナモ４００の回転軸４１０に取り付けたギア４２０とを噛み合わせたものである。なお、風車３００のギア３３０とダイナモ４００のギア４２０の間に別のギアを介在させても良い。
【００１９】
次に、本考案である風力発電機の風車の構造について説明する。図４は、風力発電機の風車を示す図である。図５は、風力発電機の軸受を示す（ａ）側面図、及び（ｂ）断面図である。図６は、風力発電機のラチェット機構における（ａ）順回転時、及び（ｂ）逆回転時の動作を示す図である。
【００２０】
図４に示すように、風車３００は、ブレード３１０、回転軸３２０、ギア３３０、軸受５００、及びラチェット６００等を備える。
【００２１】
ブレード３１０は、風車３００の羽（翼）である。例えば、回転軸３２０の周りに等間隔で４本のブレード３１０ａを取り付ければ良い。また、ブレード３１０ａの後方に等間隔で４本のブレード３１０ｂを取り付けて、８本にしても良い。なお、ブレード３１０ｂの角度をブレード３１０ａ間の真中となるようにずらしても良い。
【００２２】
また、ブレード３１０は、矩形状の板材でも良いし、プロペラ状など他の形状にしても良い。また、ブレード３１０は、螺旋状に角度をずらしても良いし、板材を捻るように湾曲等させても良い。なお、ブレード３１０ａ同士、ブレード３１０ｂ同士は、同じ形状にするが、ブレード３１０ａとブレード３１０ｂとは別の形状でも良い。
【００２３】
回転軸３２０は、例えば、断面が丸い棒状の部材である。回転軸３２０には、ブレード３１０の他、ギア３３０やラチェット６００等が取り付けられ、両端をそれぞれ軸受５００に通すことで支持枠２１０に支持される。なお、ブレード３１０を着脱により交換可能にしても良い。
【００２４】
ギア３３０は、回転軸３２０に固定されて、風車３００の回転数を変化させてダイナモ４００の回転軸４１０に伝達する。なお、径や歯のピッチが異なる複数のギア３３０を切替可能に回転軸３２０に取り付けても良い。
【００２５】
図５に示すように、軸受５００は、例えば、玉軸受（ボールベアリング）のように、回転軸３２０の周りに複数のボール５１０を配し、それらのボール５１０を外枠５２０内に収納することにより、回転軸３２０を回転可能に保持する。
【００２６】
複数のボール５１０は、それぞれ回転軸３２０に接しており、外枠５２０内で回転可能に保持される。なお、隣接するボール５１０同士も接するように外枠５２０内に充填されれば良い。
【００２７】
軸受５００は、風車３００が所定の回転数を超えたときに、ダイナモ４００に過度の回転力が伝達されないように、回転軸３２０をずらす等して、風車３００のギア３３０とダイナモ４００のギア４２０との噛み合わせを外しても良い。
【００２８】
また、回転軸３２０に複数のギア３３０が取り付けられている場合に、風速を検知して、風の強さに応じて複数のギア３３０を切り替えることにより、ダイナモ４００の回転軸４１０に伝達される回転力を同程度に維持しても良い。
【００２９】
図６に示すように、ラチェット６００は、固定歯車６１０、及びストッパー等を備え、風車３００が逆回転するのを防止するラチェット機構である。ラチェット６００は、少なくとも一方の軸受５００に設ければ良い。
【００３０】
固定歯車６１０は、軸受５００の外枠５２０の外周面に複数の溝６２０が等間隔で形成された回転しない歯車である。溝６２０は、少なくとも１つあれば良く、例えば、矩形状に凹凸を形成したものでも良いし、三角形状に切り欠いた形状でも良い。
【００３１】
ストッパーは、回転軸３２０に連設されたカバー６３０内に、固定歯車６１０の溝６２０に係止可能な爪６４０を設けたものである。カバー６３０は、固定歯車６１０を覆うように配置される。
【００３２】
爪６４０は、固定歯車６１０より外側の位置において、カバー６３０が回転すべき方向とは逆方向に延ばされる。爪６４０は、湾曲した長孔などが空けられて留具６５０で所定の範囲内で回動可能に留められる。爪６４０を固定歯車６１０の上側に留めた場合、延ばした先端が重力により降りた状態にすれば良い。
【００３３】
図６（ａ）のようにカバー６３０が順方向に回転した時は、爪６４０が固定歯車６１０の溝６２０から離れるように回動し、カバー６３０の回転を阻害しない。なお、爪６４０が溝６２０の斜面を滑ってカバー６３０の回転が阻害されなければ良い。
【００３４】
また、図６（ｂ）のように、カバー６３０が逆方向に回転した時は、爪６４０が固定歯車６１０の溝６２０に向かって回動することにより係止され、カバー６３０の回転を抑制する。なお、溝６２０の斜面を滑らないだけの角度があれば良い。
【００３５】
例えば、カバー６３０が順回転したときは、爪６４０の中央付近に留具６５０が来るように、爪６４０が移動することで、爪６４０の先端が上がり、カバー６３０が逆回転したときは、爪６４０の根元付近に留具６５０が来るように、爪６４０が移動することで、爪６４０の先端が下がる。
【００３６】
さらに、溝６２０の左側の傾斜を９０度に近くすることで、カバー６３０が逆回転したときに爪６４０が引っ掛かりやすくなる。また、溝６２０の右側の傾斜を緩くすることで、カバー６３０が順回転したときに爪６４０が滑りやすくなる。
【００３７】
このように、自動車の走行時の風力を利用して効率的に発電を行うことができる。発電した電気は、バッテリーへの充電に利用したり、外部への電力供給などに利用したりすることができる。
【００３８】
以上、本考案の実施例を述べたが、これらに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３９】
１００：風力発電機
２００：フレーム
２１０：支持枠
３００：風車
３１０：ブレード
３２０：回転軸
３３０：ギア
４００：ダイナモ
４１０：回転軸
４２０：ギア
５００：軸受
５１０：ボール
５２０：外枠
６００：ラチェット
６１０：固定歯車
６２０：溝
６３０：カバー
６４０：爪
６５０：留具
【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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