(57)【要約】【課題】従来の小型風力発電システムは発電規模が小さく、コスト面で設備投資に見合っていないという潜在的な課題がある。しかし、別な側面において、ユーザーの購買を阻害する大きな要因がある。１）継続して持続的にシステム稼働させるために、ユーザー側だけでは取り扱いが難しく、機械装置として認識されていること。２）振動や騒音、電波障害などがあり、近隣住民の理解が得にくい。３）安全面での配慮に欠け、過大な不安があること。【解決手段】風力発電用の水平軸風車及び、垂直軸風車の１台を筐体等で蔽ってユニット化し、今までにない独立した電力供給システムとして機能させ、小型風力発電用の家庭電気機器製品として広く一般に普及させるものである。【選択図】  図１
0003136128.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
風力発電用の水平軸風車（主にプロペラ型）及び、垂直軸風車（主にサポニウス型）１台を筐体等で蔽ってユニット化し、ユーザーの需要や要望に応じて１台もしくは複数台のユニットを組み合わせる形態により、一般住宅・事務所・マンション等に施設できる構造を有した風力発電用の＜家庭電気機器製品（風力家電品）＞。
【請求項２】
水平軸風車は五角形、垂直軸風車は六角形を基本としたユニット形状を有し、複数台組み合わせる場合は、施設する環境等によって縦型（タワー型）か横型（フラット型）を選択する設備形態で、騒音・振動・電波障害が少なく、防鳥等にも配慮した安全性の高い構造。
【請求項３】
電気店（量販店）等で通常の家電品と同様の陳列、販売や施工ができ、修理を含むアフターサービスもユニット交換で即時対処できる製品形態。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、地球温暖化による全地球規模の≪環境問題≫を解決するための手段として自然エネルギー（風力）の発電システムを考案し、一般消費者に広く普及させるためのものである。
【背景技術】
【０００２】
これまでは、一般向けの小型（発電量１kw〜１００kw）・マイクロ風車（１kw以下）においては、微風を取り込んでエネルギー効率（入力から有効な出力への変換率）を向上させるための技術が採用されてきた。具体的には、風車形状や変速ギアの摩擦係数、発電機の力率を素材や構造等まで考慮した取り組み技術である。又、小型装置分野においては（特許文献３）のように風車軸に発電機能を直結させた技術も考案されている。
【０００３】
風力発電には風力エネルギーのバラツキ幅が大きく、平均的な電力供給には蓄電装置からの放電や、外部からの電力供給と併用する装置技術がシステムとして組み込まれている。又、微風時の発電効率を上げるための集風レンズや、風道案内板等の補助装置が考案されている。又、安全面では、（特許文献４）のように風車全体を覆う筐体を用いて外部と遮蔽し、連結部を介して他の風力発電装置と連結する方式も考案されている。
【特許文献１】ＷＯ２００４−１０９０９９
【特許文献２】特開２００５−０９８２５６
【特許文献３】特開２００１−１５３０２８
【特許文献４】特開２００１−２００７８０
【非特許文献１】牛山泉著「さわやかエネルギー風車入門」（三省堂）
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の小型「風力発電システム」は発電規模が小さく、コスト面で設備投資に見合っていないという潜在的な課題がある（安定して、持続的に家庭使用電力を賄いきれない）。
確かにユーザーにとって「コストパフォーマンス」は、今後とも重大な評価判断基準である。しかし、このような装置・システムの製品仕様や効率と言った技術レベルの基本的な課題とは別な側面において、以下のようなユーザーの購買を阻害する大きな要因があることを忘れてはならない。
１）継続して持続的にシステム稼働させるために、ユーザー側だけでは取り扱いが難しく、機械装置として、専門的な電気・機械技術者による定期的なメンテナンス（保守・保全）等が必要だと認識されていること。
２）回転風車の風切音や稼働軸回転からの振動や騒音、電波障害、景觀指摘などがあり、近隣する住民からの理解が得にくいと思われていること。
３）安全面での配慮に欠け、強風時などで突発的に発生する毀損等の災害による過大な不安があること。
上記は、多分にユーザーの意識から派生する課題であるが、商品特性（価値）としては重要な点である。（特許文献３）のように、３）項で記載した安全面に配慮した装置も考案されてはいるが、製品化して普及するような段階ではない。それは上記の１）〜３）項を満たした「製品システム」としての形態と機能を十分備えていないからである。
【０００５】
地球温暖化の解決のためにクリーンなエネルギー源としての期待が「風力発電」にかけられている。将来的に必ず起こるであろう緊急事態（自然災害としては、大規模な地震、火山、火災、水害。人的災害としては戦禍等）に於いては、ライフラインとしての電力供給の早期回復が極めて重要である。しかしながら、現在の大手企業による電力供給が送電を結ぶ系統として機能している限り、現況回復には必然的に相当期間を費やさざるを得ない。こうした予期できない緊急災害時の状況を想定し、家庭、地域単位でのクリーンな独立電源の装備をどのように進めるかは、公的機関の大きな政策課題でもあると同時に、家庭単位での自己防衛手段としても必要であると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
風力発電用の水平軸風車（主にプロペラ型）及び、垂直軸風車（主にサポニウス型）の１台を筐体等で蔽ってユニット化し、ユーザーの需要や要望に応じて１台もしくは複数台のユニットを組み合わせる形態により、一般住宅・事務所・マンション等に施設できる構造とする。そうした手段を以て、今までにない独立した電力供給システムとして機能させ、風力発電の＜家庭電気機器製品（風力家電品）＞として広く一般に普及させる。
【０００７】
水平軸風車は五角形、垂直軸風車は六角形を基本としたユニット形状を有し、複数台で組み合わせる場合は、施設する環境等によって縦型（タワー型）か横型（フラット型）を選択する設備形態をとる。このことにより、上記課題で指摘している、騒音・振動・電波障害等が少なく、防鳥等にも配慮した安全性の高い構造的な改良・改善手段（防振、防音、電波シールド等）をとる。
【０００８】
電気店（量販店）等で通常の家電品と同様の陳列、販売や施工ができ、修理を含むアフターサービスにおいても簡単にユニット交換等で即時対処できる製品形態を手段として上記課題を解決する。
【考案の効果】
【０００９】
従来の小型「風力発電システム」は発電規模が小さく、安定して、持続的に家庭使用電力を賄いきれないという大きな課題があったが、風力発電用の水平軸風車（主にプロペラ型）及び、垂直軸風車（主にサポニウス型）の１台を筐体等で蔽ってユニット化し、ユーザーの需要や要望に応じて１台もしくは複数台のユニットを組み合わせる形態により解決される。又、コスト面でのパフォーマンスは、広く普及されて製造台数が飛躍的に増加すれば、必然的にコストダウンに繋がるはずである。そのために、一般住宅・事務所・マンション等に施設できる簡略な構造とし、今までにない独立した電力供給システムとして機能させ、風力発電の＜家庭電気機器製品（風力家電品）＞として広く一般に普及できうる効果がもたらされる。
【００１０】
上記（０００４）で指摘したユーザーから見た課題解決のためには、外装・デザインから判断しても簡単にメンテナンスができることや、振動や騒音、電波障害、景觀指摘などにも問題がないことなどの共通理解ができなければならない。しかも安全面に於ける配慮（強風時などで突発的に発生する毀損等の災害）によって過大な不安を払拭できる構造も求められる。本考案は水平軸風車、垂直軸風車の基本構造をユニット化し、必要に応じて複数台の組み合わせが可能な施設形態をとりながら、防振、防音、電波シールド等によって潜在的なユーザーの不安を解消し、購買意欲を高められる。このことから、エネルギー資源のクリーン化（CO2排出量削減、温暖化防止）に寄与できる。又、生物環境として（鳥）への配慮も同時に可能である。
【００１１】
上記（００１０）の効果によって、従来は「装置」あるいは「機械設備」というような、どちらかと言うと工場向きのイメージで捉えられ、限られた業者による販売や施工が主流だったものから、販売経路を大きく変更させることができる。そればかりか、商品システムの価値が高まり、必然的にユーザーの関心度が飛躍的に向上する。従い、電気店（量販店）等で通常の家電品と同様の陳列、販売や施工ができ、修理を含むアフターサービスにおいても簡単にユニット交換等で即時対処できる等、一般への普及と汎用化が進めば、更にそれらの利点を生かした新たな経済市場を生みだす効果がある。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
１）図１は、この考案の一実施形態を示す、代表的な水平軸風車（プロペラ型）のユニット斜視図である。このユニットは、水平軸風車本体（ブレードハブ９、プロペラ型風車ブレード８、発電機７、風車軸支柱６、風車装置固定板３）と関連する装置（集電・制御装置５）及びフードパン（可変板）１１の面と対峙する風見安定板２で構成される。風車本体を蔽うユニットカバー（筐体）１によって、基本的には外部からは見にくい構造となっているが、五角柱形状の天地面以外はメッシュ状の通風の良い安全な素材を用いる。１１は、常に風を取り入れる側に位置するよう２で方向を定める。また、３は風車装置固定基礎４で接続固定されているが、中心部分にベヤリング回転機構を備えていて、風向が自在に転換できるよう６を支えている。
１１は、風力を増幅又は遮蔽する機能を担い、通常は５の風力制御によって開閉動作して発電量を調整する。微風時には１１と９とを連結したフードワイヤー１０と連動させてフード板を開いて集風し、必要以上の強風時には１１のフード板を内側に閉じて風車全体の保全を図る。又、１のフレーム内側には、消音材を貼り付けて風切り音を打ち消し、同時に異常電波の発信源とならないようなシールド膜（導線によるバイパス処理等）を施す。更に、回転軸等からの振動は３と４の間に緩衝用素材を挟むことよって防ぐ。日照が期待できる場所であれば、水平軸風車ユニットカバー（筐体）１の天面に、ハイブリット用としての「太陽光パネル」を貼ることにより、発電バラツキを構造  面から軽減することもできる。
２）図２は、この考案の一実施形態を示す、代表的な垂直軸風車（サポニウス型）のユニット斜視図である。基本的な機能は前述１）とほぼ同様であるが、異なる点についてのみ説明を加える。まず、垂直軸風車の構造として、サポニウス型風車ブレード１３が風向と水平に回転することから、風向に対して指向性を選択する必要がない。このことは、垂直軸風車ユニットカバー（筐体）１２と６及び３には風向に従って回転するベアリング回転機構が不要であることを意味し、ユニット自体を４に完全固定できる利点もある。ユニットの強度と構造設計から六角柱として（理想的には円柱形状が好ましい）できるだけシステム全体の発電効率を上げる為に、１１を装着する。図２では１１全てを図表にせず省略しているが、六角面（天地で合計１２枚）にそれぞれ１１を施設して集風効果を高める。この場合には、１１のフード板の開閉を制御する１０と５の経路を６の頂上部分に滑車等で集約させる。又、風切り音・異常電波・振動、及びハイブリット用としての「太陽光パネル」を貼る形態は、上記と同様である。
【００１３】
１）図３は、この考案の一実施形態を示す、ユニットを縦列に組み合わせた「タワー型」の構造図である。上段は水平軸風車（プロペラ型）、下段は垂直軸風車（サポニウス型）を組み合わせた場合の外観を示す。（００１２）では、それぞれのユニットについての詳細説明をしたが、この図では２つのユニットを縦に重ねる形態によって発電量を２倍へと増加させる構造を表している。上段の水平軸風車の形態では、６の回転軸を２つのユニットで共通に使用できるように長さを追加延長する。更に２は上下２つのユニットとも装着して風方向の安定を図るが、１１は組み合わせた上下のユニット部分が不要であるため、この２ユニットの形態では６枚を使用する。
又、下段の垂直軸風車についても同様の形態をとり、１１のブレード板は２つのユニット部を重ね合わせ部分で不要であるが、施設する枚数は１２枚と変わらない。
図３では、２ユニットを組み合わせた外観を示しており、５の能力を上げる以外に基本機能等は（００１２）で説明した内容と同じである。３ユニット以上を組み合わせる「タワー型」の用途も考えられるが、この場合は４の基礎固定部での強度、更には、６と３のベアリング回転機構の補強を行う。なお、１１の施設枚数は基本的には上段の水平軸風車で６枚、下段の垂直軸風車１２枚であるが、施設環境（場所、風向・風道）によっては省くこともある。
２）図４は、この考案の一実施形態を示す、ユニットを横列に組み合わせた「フラット型」の構造図である。上段は水平軸風車（プロペラ型）、下段は垂直軸風車（サポニウス型）を組み合わせた場合の外観を示す。（００１２）では、それぞれのユニットについての詳細説明をしたが、この図では２つのユニットを横列に並べる形態によって発電量を２倍へと増加させる構造を表している。上・下段の風車形状の異なる場合であっても、並列に施設するだけの広さが確保されていれば良い。この様な形態をとる場合、隣接したユニットの筐体部分との間隙が生じる水平軸風車では、新たに繋ぎ補強板１４を取り付ける。又、垂直軸風車では6角柱の一面を密着させる方法で取り付ける。１１の施設枚数は基本的に、上段の水平軸風車では６枚、下段の垂直軸風車では２０枚（１０枚×２ユニット）である。この「フラット型」の場合、５はそれぞれのユニットに設備されおり、新たな接続部品にて接続する。その他の基本機能等は（００１２）で説明した内容と同じであり、３ユニット以上を組み合わせることもできる。
「他の実施形態」
【００１４】
フードパン（可変板）の制御構造は、図１・２のようなフードワイヤーによる制御方法の他に、小型モーターとギアを連動させて回転角度を変える方法もある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この考案の一実施形態を示す、代表的な水平軸風車（プロペラ型）ユニット斜視図である。
【図２】この考案の一実施形態を示す、代表的な垂直軸風車（サポニウス型）ユニット斜視図である。
【図３】ユニット縦列に組み合わせた「タワー型」構造図を示す。
【図４】ユニット横列に組み合わせた「フラット型」構造図を示す。
【符号の説明】
【００１６】
1  水平軸風車ユニットカバー（筐体）
2  風見安定板
3  風車装置固定板
4  風車装置固定基礎
5  集電・制御装置
6  風車軸支柱
7  発電機
8  プロペラ型風車ブレード
9  ブレードハブ
10  フードワイヤー
11  フードパン（可変板）
12  垂直軸風車ユニットカバー（筐体）
13  サポニウス型風車ブレード
14  繋ぎ補強板
【図１】
0003136128.tif 000003
【図２】
0003136128.tif 000004
【図３】
0003136128.tif 000005
【図４】
0003136128.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月26日(2006.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
風力発電用の水平軸風車及び垂直軸風車の本体１台を筐体等で蔽ってユニットを結合治具などで合体し、ユーザーから求められる発電能力の規模や設置可能な場所、面積等により、
複数台の施設を可能とするものとし、
ユニットとは、発電方式の如何を問わず、風車ブレード、発電機、集電・制御装置等を配し、付随する部品・補助装置を含む風力発電に必要な仕様や能力を保有する製品として、
規格化された機能と呼称を統一した最小単位の装置であり、これら全体を安全に、なお且つ風道を確保して風力エネルギーを取り込むことのできるネット状の軽量金属製素材で蔽って内側には消音材を施す手段によって、設置場所と周辺への環境、すなわち隣接するマンションや住宅に配慮し、効率よく騒音の外部流出を防ぎ、ネット状素材に特殊な塗料を塗布することで電波障害の発生を吸収抑制する機能を持ち、更にユニット内の回転軸と固定板との間に防振材を使用することによって振動を軽減する機能を備えるものである。
【請求項２】
ユーザーから発電能力の増加を要望された際、請求項１で記載したユニットを施設する場所の面積や環境によって複数のユニットを組み合わせる形状の形式をとり、設置面積が少ない場所において採用されると思われる水平軸風車ユニットを縦に２台結合させる場合は、
それぞれのユニットを縦列に固定し、風車軸を連結部品で継続させた上で、発電機からの電気系統を集電・制御装置型に集約させるが、
設置面積が十分ある場合は、ユニットを横に並べて連結結合させ、それぞれのユニットからの発電系統を一ケ所のメイン集電・制御装置に集約させる方法をとり、
上記の縦列に組み合わせる方式をタワー型、横列に組み合わせる方式をフラット型として、ユーザーの選択を可能とした設備形態をとり、一般家庭用のみならず、事務所・マンションのコンクリート構造物に対しても、同様の施設が可能な構造を有した小型風力発電用の家庭電気機器製品。
【請求項３】
請求項１又は２で記載した水平軸風車には風向の指向性があることから、風力エネルギーを有効に取り込む為には、絶えず風車を風向に正対させる必要があり、水平軸風車全体を蔽うユニット外形を五角柱とすれば、風車軸と風車固定板は一体化して連動することで、安定的に風向を制御でき、複数のユニットを組み合わせる場合にも結合状態をより堅牢に保つ形状構造とすることができるが、
一方で垂直軸風車には風向の指向性がないという特徴があり、風車軸と風車固定板は連動する必要がなく通常固定されるが、垂直軸風車全体を蔽うユニットは、加工の簡便性、耐久性や強度確保の狙いから六角柱の形状構造とする小型風力発電用の家庭電気機器製品。
【請求項４】
上記請求項１、２、３で示したユニット構造及び組み合わせ方式の製品・設備形態はユニット毎の結合・分離が容易にできるような取り付け金具をユニット間の結合部分に施設しており、故障等のフターサービス時に該当するユニットを予め準備したスペアーユニットと即時に交換できる製品形態をとり、１ユニットが風車ブレード毀損、回転軸変芯、発電機異常、集電装置の制御異常等によって故障した場合、該当する部位に対応して部分的な個別修理を行わず、共通したユニット製品をそっくり交換できるように、上述の取り付け金具の脱着及び、ケーブル等の配線接続を容易に可能とするものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、地球温暖化による全地球規模の環境問題を解決するための手段として自然エネルギーである風力発電システムを小型ユニット化し、一般消費者に広く普及させるためのものである。
【背景技術】
【０００２】
これまでは、一般向けの小型（発電量１kw〜１００kw）・マイクロ風車（１kw以下）においては、微風を取り込んでエネルギー効率を向上させるための技術が採用されてきた。
具体的には、風車形状や変速ギアの摩擦係数、発電機の力率を素材や構造等まで考慮した取り組み技術である。又、小型装置分野においては（特許文献３）のように風車軸に発電機能を直結させた技術も考案されている。
【０００３】
風力発電には風力エネルギーのバラツキ幅が大きく、平均的な電力供給には蓄電装置からの放電や、外部からの電力供給と併用する装置技術がシステムとして組み込まれている。
又、微風時の発電効率を上げるための集風レンズや、風道案内板等の補助装置が考案されている。又、安全面では、（特許文献４）のように風車全体を覆う筐体を用いて外部と遮蔽し、連結部を介して他の風力発電装置と連結する方式も考案されている。
【特許文献１】ＷＯ２００４−１０９０９９
【特許文献２】特開２００５−０９８２５６
【特許文献３】特開２００１−１５３０２８
【特許文献４】特開２００１−２００７８０
【非特許文献１】牛山泉著「さわやかエネルギー風車入門」（三省堂）
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の小型風力発電システムは発電規模が小さく、コスト面で設備投資に見合っていないという潜在的な課題がある。つまり、安定して持続的に家庭使用電力を賄いきれない。
ユーザーにとって、コストパフォーマンスは、今後とも重大な評価判断基準である。
しかし、このような装置・システムの製品仕様や効率と言った技術レベルの基本的な課題とは別な側面において、以下のようなユーザーの購買を阻害する大きな要因がある。
１）継続して持続的にシステム稼働させるために、ユーザー側だけでは取り扱いが難しく、
機械装置として、専門的な電気・機械技術者による定期的なメンテナンス（保守・保全）等が必要だと認識されていること。
２）回転風車の風切音や稼働軸回転からの振動や騒音、電波障害、景觀指摘などがあり、近隣する住民からの理解が得にくいと思われていること。
３）安全面での配慮に欠け、強風時などで突発的に発生する毀損等の災害による過大な不安があること。
上記は、多分にユーザーの意識から派生する課題であるが、商品特性（価値）としては重要な点である。（特許文献３）のように、３）項で記載した安全面に配慮した装置も考案されてはいるが、製品化して普及するような段階ではない。それは上記の１）〜３）項を満たした製品システムとしての形態と機能を十分備えていないからである。
【０００５】
地球温暖化の解決のためにクリーンなエネルギー源としての期待が風力発電にかけられている。将来的に必ず起こるであろう緊急事態、自然災害としては、大規模な地震、火山、火災、水害など、人的災害としては戦禍等に於いては、ライフラインとしての電力供給の早期回復が極めて重要である。しかしながら、現在の大手企業による電力供給が送電を結ぶ系統として機能している限り、現況回復には必然的に相当期間を費やさざるを得ない。
こうした予期できない緊急災害時の状況を想定し、家庭、地域単位でのクリーンな独立電源の装備をどのように進めるかは、公的機関の大きな政策課題でもあると同時に、家庭単位での自己防衛手段としても必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
風力発電用の水平軸風車及び垂直軸風車の本体１台を筐体等で蔽ってユニットを結合治具などで合体し、ユーザーから求められる発電能力の規模や設置可能な場所、面積等により、
複数台の施設を可能とするものとし、
ユニットとは、発電方式の如何を問わず、風車ブレード、発電機、集電・制御装置等を配し、付随する部品・補助装置を含む風力発電に必要な仕様や能力を保有する製品として、規格化された機能と呼称を統一した最小単位の装置であり、これら全体を安全に、なお且つ風道を確保して風力エネルギーを取り込むことのできるネット状の軽量金属製素材で蔽って内側には消音材を施す手段によって、設置場所と周辺への環境、すなわち隣接するマンションや住宅に配慮し、効率よく騒音の外部流出を防ぎ、ネット状素材に特殊な塗料を塗布することで電波障害の発生を吸収抑制する機能を持ち、更にユニット内の回転軸と固定板との間に防振材を使用することによって振動を軽減する機能を備えるものである。
【０００７】
ユーザーから発電能力の増加を要望された際、請求項１で記載したユニットを施設する場所の面積や環境によって複数のユニットを組み合わせる形状の形式をとり、設置面積が少ない場所において採用されると思われる水平軸風車ユニットを縦に２台結合させる場合は、
それぞれのユニットを縦列に固定し、風車軸を連結部品で継続させた上で、発電機からの電気系統を集電・制御装置型に集約させるが、
設置面積が十分ある場合は、ユニットを横に並べて連結結合させ、それぞれのユニットからの発電系統を一ケ所のメイン集電・制御装置に集約させる方法をとり、
上記の縦列に組み合わせる方式をタワー型、横列に組み合わせる方式をフラット型として、ユーザーの選択を可能とした設備形態をとり、一般家庭用のみならず、事務所・マンションのコンクリート構造物に対しても、同様の施設が可能な構造を有した小型風力発電用の家庭電気機器製品。
【０００８】
請求項１又は２で記載した水平軸風車には風向の指向性があることから、風力エネルギーを有効に取り込む為には、絶えず風車を風向に正対させる必要があり、水平軸風車全体を蔽うユニット外形を五角柱とすれば、風車軸と風車固定板は一体化して連動することで、安定的に風向を制御でき、複数のユニットを組み合わせる場合にも結合状態をより堅牢に保つ形状構造とすることができるが、
一方で垂直軸風車には風向の指向性がないという特徴があり、風車軸と風車固定板は連動する必要がなく通常固定されるが、垂直軸風車全体を蔽うユニットは、加工の簡便性、耐久性や強度確保の狙いから六角柱の形状構造とする小型風力発電用の家庭電気機器製品。
【０００９】
上記請求項１、２、３で示したユニット構造及び組み合わせ方式の製品・設備形態はユニット毎の結合・分離が容易にできるような取り付け金具をユニット間の結合部分に施設しており、故障等のフターサービス時に該当するユニットを予め準備したスペアーユニットと即時に交換できる製品形態をとり、１ユニットが風車ブレード毀損、回転軸変芯、発電機異常、集電装置の制御異常等によって故障した場合、該当する部位に対応して部分的な個別修理を行わず、共通したユニット製品をそっくり交換できるように、上述の取り付け金具の脱着及び、ケーブル等の配線接続を容易に可能とするものである。
【考案の効果】
【００１０】
従来の小型風力発電システムは発電規模が小さく、安定して、持続的に家庭使用電力を賄いきれないという大きな課題があったが、風力発電用の水平軸風車及び、垂直軸風車の１台を筐体等で蔽ってユニット化し、ユーザーの需要や要望に応じて１台もしくは複数台のユニットを組み合わせる形態により解決される。又、コスト面でのパフォーマンスは、広く普及されて製造台数が飛躍的に増加すれば、必然的にコストダウンに繋がるはずである。
そのために、一般住宅・事務所・マンション等に施設できる簡略な構造とし、今までにない独立した電力供給システムとして機能させ、風力発電の家庭電気機器製品として広く一般に普及できうる効果がもたらされる。
【００１１】
上記（０００４）で指摘したユーザーから見た課題解決のためには、外装・デザインから判断しても簡単にメンテナンスができることや、振動や騒音、電波障害、景觀指摘などにも問題がないことなどの共通理解ができなければならない。しかも安全面に於ける配慮、特に強風時などで突発的に発生する毀損等の災害によって過大な不安を払拭できる構造も求められる。本考案は水平軸風車、垂直軸風車の基本構造をユニット化し、必要に応じて複数台の組み合わせが可能な施設形態をとりながら、防振、防音、電波シールド等によって潜在的なユーザーの不安を解消し、購買意欲を高められる。このことから、エネルギー資源のクリーン化に寄与でき、同時に、生物環境として鳥類への配慮も同時に可能である。
【００１２】
従来、風力発電システムは「装置」あるいは「機械設備」というような、産業用の用途で捉えられ、限られた業者による販売や施工が主流だったものから、販売経路を大きく変更させることができる。そればかりか、商品システムの価値が高まり、必然的にユーザーの関心度が飛躍的に向上する。従い、量販店を含めた電気店等で通常の家電品と同様の陳列、
販売や施工ができ、修理を含むアフターサービスにおいても簡単にユニット交換等で即時対処できる等、一般への普及と汎用化が進めば、更にそれらの利点を生かした新たな経済市場を生みだす効果がある。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
１）図１は、この考案の一実施形態を示す、代表的な水平軸風車（プロペラ型）のユニット斜視図である。このユニットは、水平軸風車本体（ブレードハブ９、プロペラ型風車ブレード８、発電機７、風車軸支柱６、風車装置固定板３）と関連する装置（集電・制御装置５）及びフードパン（可変板）１１の面と対峙する風見安定板２で構成される。風車本体を蔽うユニットカバー（筐体）１によって、基本的には外部からは見にくい構造となっているが、五角柱形状の天地面以外はメッシュ状の通風の良い安全な軽金属素材を用いる。この軽金属素材には、装置の回転部分から発生する電波を吸収抑制する特殊塗料を塗布している。更に、１１は、常に風を取り入れる側に位置するよう２で方向を定める。また、３は風車装置固定基礎４で接続固定されているが、中心部分にベヤリング回転機構を備えていて、風向が自在に転換できるよう６を支えている。１１は、風力を増幅又は遮蔽する機能を担い、通常は５の風力制御によって開閉動作して発電量を調整する。微風時には１１と９とを連結したフードワイヤー１０と連動させてフード板を開いて集風し、必要以上の強風時には１１のフード板を内側に閉じて風車全体の保全を図る。又、１のフレーム内側には、消音材を貼り付けて風切り音を打ち消し、同時に異常電波の発信源とならないよう上記特殊塗料の上層にシールド膜（導線によるバイパス処理等）を施す。更に、回転軸等からの振動は３と４の間に緩衝用素材を挟むことよって防ぐ。日照が期待できる場所であれば、水平軸風車ユニットカバー（筐体）１の天面に、ハイブリット用としての太陽光パネルを貼ることにより、発電バラツキを構造面から軽減することもできる。
２）図２は、この考案の一実施形態を示す、代表的な垂直軸風車（サポニウス型）のユニット斜視図である。基本的な機能は前述１）とほぼ同様であるが、異なる点について説明を加える。まず、垂直軸風車の構造として、サポニウス型風車ブレード１３が風向と水平に回転することから、風向に対して指向性を選択する必要がない。このことは、垂直軸風車ユニットカバー（筐体）１２と６及び３には風向に従って回転するベアリング回転機構が不要であることを意味し、ユニット自体を４に完全固定できる利点もある。ユニットの強度と構造設計から六角柱として（理想的には円柱形状が好ましい）できるだけシステム全体の発電効率を上げる為に、１１を装着する。図２では１１全てを図表にせず省略しているが、六角面（天地で合計１２枚）に、それぞれ１１を施設して集風効果を高める。この場合には、１１のフード板の開閉を制御する１０と５の経路を６の頂上部分に滑車等で集約させる。又、風切り音・異常電波・振動、及びハイブリット用としての太陽光パネルを貼る形態は、上記と同様である。
【００１４】
１）図３は、この考案の一実施形態を示す、ユニットを縦列に組み合わせた「タワー型」の構造図である。上段は水平軸風車（プロペラ型）、下段は垂直軸風車（サポニウス型）を組み合わせた場合の外観を示す。（００１３）では、それぞれのユニットについての詳細説明をしたが、この図では２つのユニットを縦に重ねる形態によって発電量を２倍へと増加させる構造を表している。上段の水平軸風車の形態では、６の回転軸を２つのユニットで共通に使用できるように長さを追加延長する。更に２は上下２つのユニットとも装着して風方向の安定を図るが、１１は組み合わせた上下のユニット部分が不要であるため、この２ユニットの形態では６枚を使用する。又、下段図の垂直軸風車についても同様の形態をとり、１１のブレード板は２つのユニット部を重ね合わせ部分で不要であるが、施設する枚数は１２枚と変わらない。図３では、２ユニットを組み合わせた外観を示し、５の能力を上げる以外に基本機能等は（００１３）で説明した内容と同じである。３ユニット以上を組み合わせる「タワー型」の用途も考えられるが、この場合は４の基礎固定部での強度、更には、６と３のベアリング回転機構の補強を行う。なお、１１の施設枚数は基本的には上段の水平軸風車で６枚、下段の垂直軸風車１２枚であるが、施設環境（場所、風向・風道）によっては省くこともある。
２）図４は、この考案の一実施形態を示す、ユニットを横列に組み合わせた「フラット型」の構造図である。上段は水平軸風車（プロペラ型）、下段は垂直軸風車（サポニウス型）を組み合わせた場合の外観を示す。（００１３）では、それぞれのユニットについての詳細説明をしたが、この図では２つのユニットを横列に並べる形態によって発電量を２倍へと増加させる構造を表している。上・下段の風車形状の異なる場合であっても、並列に施設するだけの広さが確保されていれば良い。この様な形態をとる場合、隣接したユニットの筐体部分との間隙が生じる水平軸風車では、新たに繋ぎ補強板１４を取り付ける。又、垂直軸風車では6角柱の一面を密着させる方法で取り付ける。
１１の施設枚数は基本的に、上段の水平軸風車では６枚、下段の垂直軸風車では２０枚（１０枚×２ユニット）である。この「フラット型」の場合、５はそれぞれのユニットに設備されおり、新たな接続部品で接続する。その他の基本機能等は（００１３）で説明した内容と同じであり、３ユニット以上を組み合わせることもできる。
「他の実施形態」
【００１５】
フードパン（可変板）の制御構造は、図１・２のようなフードワイヤーによる制御方法の他に、小型モーターとギアを連動させて回転角度を変える方法もある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この考案の一実施形態を示す、代表的な水平軸風車（プロペラ型）ユニット斜視図である。
【図２】この考案の一実施形態を示す、代表的な垂直軸風車（サポニウス型）ユニット斜視図である。
【図３】ユニット縦列に組み合わせた「タワー型」構造図を示す。
【図４】ユニット横列に組み合わせた「フラット型」構造図を示す。
【符号の説明】
【００１７】
１  水平軸風車ユニットカバー（筐体）
２  風見安定板
３  風車装置固定板
４  風車装置固定基礎
５  集電・制御装置
６  風車軸支柱
７  発電機
８  プロペラ型風車ブレード
９  ブレードハブ
１０フードワイヤー
１１フードパン（可変板）
１２垂直軸風車ユニットカバー（筐体）
１３サポニウス型風車ブレード
１４繋ぎ補強板
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月30日(2007.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
風力発電用の水平軸風車及び垂直軸風車の本体１台を筐体及び筐体を構成する部品で蔽っ
てユニットを結合治具で合体し、ユーザーから求められる発電能力の規模や設置可能な場
所や面積を考慮して、複数台の施設を可能とするものとし、
ユニットとは、発電方式の如何を問わず、風車ブレード、発電機、集電・制御装置及び
それぞれの機能を接続するケーブルや軸を配し、付随する部品・補助装置を含む風力発電
に必要な仕様や能力を保有する製品として、規格化された機能と呼称を統一した最小単位
の装置であり、これら全体を安全に、なお且つ風道を確保して風力エネルギーを取り込む
ことのできるネット状の軽量金属製素材で蔽って内側には消音材を施す手段によって、設
置場所と周辺への環境、すなわち隣接するマンションや住宅に配慮し、効率よく騒音の外
部流出を防ぎ、ネット状素材に特殊な塗料を塗布することで電波障害の発生を吸収抑制す
る機能を持ち、更にユニット内の回転軸と固定板との間に防振材を使用することによって
振動を軽減する機能を備える小型風力発電用の家庭電気機器製品。
【請求項２】
ユーザーから発電能力の増加を要望された際には、例えば請求項１で記載したユニットを
施設する場所の面積や環境によって複数のユニットを組み合わせ、必要とする筐体や風車
ブレード、発電機、集電・制御装置及びそれぞれの機能を接続するケーブルや軸と付随す
る部品・補助装置を接続金具によって安全に接合して増設する形式をとり、
設置面積が少ない場所においては、水平軸風車ユニットを接続金具によって縦列に固定
し、風車軸を連結部品で継続させた上で、発電機からの電気系統を集電・制御装置型に集
約させるが、
設置面積が十分ある場合は、ユニットを横に並べて接続金具で連結結合させ、それぞれ
のユニットからのケーブル・軸の発電系統を一ケ所のメイン集電・制御装置に集約させる
方法をとり、
上記の縦列に組み合わせる方式をタワー型、横列に組み合わせる方式をフラット型とし
て、ユーザーの選択を可能とした設備形態をとり、一般家庭用のみならず、事務所・マン
ションのコンクリート構造物に対しても、同様の施設が可能な構造を有した小型風力発電
用の家庭電気機器製品。
【請求項３】
請求項１で記載した水平軸風車本体１台を筐体及び筐体を構成する部品で連結した複数の
ユニットを結合治具で合体した小型風力発電用の家庭電気機器製品、及び請求項２で記載
した縦列に組み合わせる方式をタワー型、横列に組み合わせる方式をフラット型の構造形
態をとる水平軸風車には、風向によって風車ブレードの方向を風見安定板で制御する指向
性があることから、風力エネルギーを有効に取り込む為には、絶えず風車ブレードを風向
に正対させる必要があり、水平軸風車全体を蔽うユニット外形を六角柱の構造とすること
により、風車軸と風車固定板は一体連動化して安定的に風向を制御でき、複数のユニット
を組み合わせる場合にも結合状態をより堅牢に保つ形状構造とすることができるが、
一方で垂直軸風車には構造上で風向の指向性がないという特徴があるものの、風車軸と
風車固定板は連動する必要がなく通常固定できる利点を活かし、垂直軸風車全体を蔽うユ
ニットは、製造コスト・製品の製造加工の簡便性、耐久性や強度確保の狙いから六角柱の
形状構造とする小型風力発電用の家庭電気機器製品。
【請求項４】
上記請求項１、２、３で示したユニット及びフラット型・タワー型の製品・設備形態では
ユニット毎の筐体及風車ブレード、発電機、集電・制御装置及びそれぞれの機能を接続す
るケーブルや軸と付随する部品・補助装置を結合・分離が容易にできるような結合金具に
よって風車装置固定基礎の結合部分に施設されており、故障等のフターサービス時にあっ
ても該当する規格化されたスペアーユニットを、故障ユニットの接合治具を外して交換す
ることができ、
スペアーユニットへ交換後には、ケーブルや軸と付随する部品・補助装置を元通り結合
することによって即時に回復することができるが、１ユニットが風車ブレード毀損、回転
軸変芯、発電機異常、集電装置の制御異常等によって故障した場合、該当する部位、例え
ば風車ブレードや発電機などの部分的な個別修理を行わず、共通したスペアーユニットを
そっくり交換できるように、結合治具・接続金具の脱着及び連結部分となるケーブルの配
線接続を容易に可能とする小型風力発電用の家庭電気機器製品。
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月30日(2007.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月14日(2007.6.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
風力発電用の水平軸風車及び垂直軸風車の本体１台を筐体及び筐体を構成する部品で蔽ってユニットを結合治具で合体し、ユーザーから求められる発電能力の規模や設置可能な場所や面積を考慮して、複数台の施設を可能とするものとし、
ユニットとは、発電方式の如何を問わず、風車ブレード、発電機、集電・制御装置及びそれぞれの機能を接続するケーブルや軸を配し、付随する部品・補助装置を含む風力発電に必要な仕様や能力を保有する製品として、規格化された機能と呼称を統一した最小単位の装置であり、これら全体を安全に、なお且つ風道を確保して風力エネルギーを取り込むことのできるネット状の軽量金属製素材で蔽って内側には消音材を施す手段によって、設置場所と周辺への環境、すなわち隣接するマンションや住宅に配慮し、効率よく騒音の外部流出を防ぎ、ネット状素材に特殊な塗料を塗布することで電波障害の発生を吸収抑制する機能を持ち、更にユニット内の回転軸と固定板との間に防振材を使用することによって振動を軽減する機能を備える小型風力発電用の家庭電気機器製品。
【請求項２】
ユーザーから発電能力の増加を要望された際には、ユニットを施設する場所の面積や環境によって複数のユニットを組み合わせ、必要とする筐体や風車ブレード、発電機、集電・制御装置及びそれぞれの機能を接続するケーブルや軸と付随する部品・補助装置を接続金具によって安全に接合して増設する形式をとり、
設置面積が少ない場所においては、水平軸風車ユニットを接続金具によって縦列に固定し、風車軸を連結部品で継続させた上で、発電機からの電気系統を集電・制御装置型に集約させるが、
設置面積が十分ある場合は、ユニットを横に並べて接続金具で連結結合させ、それぞれのユニットからのケーブル・軸の発電系統を一ケ所のメイン集電・制御装置に集約させる方法により、
上記の縦列に組み合わせる方式をタワー型、横列に組み合わせる方式をフラット型として、ユーザーの選択を可能とした設備形態をとり、一般家庭用のみならず、事務所・マンションのコンクリート構造物に対しても、同様の施設が可能な構造を有したネット状素材に特殊な塗料を塗布することで電波障害の発生を吸収抑制する機能を特徴とする請求項１記載の小型風力発電の風車ブレード、発電機、集電・制御装置。
【請求項３】
水平軸風車本体１台を筐体及び筐体を構成する部品で連結した複数のユニットを結合治具で合体した小型風力発電用の家庭電気機器製品において、
ユニットを縦列に組み合わせる方式をタワー型、横列に組み合わせる方式をフラット型とした構造形態をとるが、
水平軸風車には、風向によって風車ブレードの方向を風見安定板で制御する指向性があることから、風力エネルギーを有効に取り込む為には、絶えず風車ブレードを風向に正対させる必要があり、水平軸風車全体を蔽うユニット外形を六角柱の構造とすることにより、風車軸と風車固定板は一体連動化して安定的に風向を制御でき、複数のユニットを組み合わせる場合にも結合状態をより堅牢に保つ形状構造とすることができ、
一方で垂直軸風車には構造上で風向の指向性がないという特徴があるものの、風車軸と風車固定板は連動する必要がなく通常固定できる利点を活かし、垂直軸風車全体を蔽うユニットは、製造コスト・製品の製造加工の簡便性、耐久性や強度確保の狙いから六角柱の形状構造を特徴とする請求項１、２記載の小型風力発電用の風車ブレード、発電機、集電・制御装置。
【請求項４】
ユニット及びフラット型・タワー型の製品・設備形態ではユニット毎の筐体及風車ブレード、発電機、集電・制御装置及びそれぞれの機能を接続するケーブルや軸と付随する部品・補助装置を結合・分離が容易にできるような結合金具によって風車装置固定基礎の結合部分に施設されており、故障等のフターサービス時にあっても該当する規格化されたスペアーユニットを、故障ユニットの接合治具を外して交換することができ、
スペアーユニットへ交換後には、ケーブルや軸と付随する部品・補助装置を元通り結合することによって即時に回復することができるが、１ユニットが風車ブレード毀損、回転軸変芯、発電機異常、集電装置の制御異常等によって故障した場合、該当する部位である風車ブレードや発電機などの部分的な個別修理を行わず、共通したスペアーユニットをそっくり交換できるように、結合治具・接続金具の脱着及び連結部分となるケーブルの配線接続を容易にすることを特徴とする請求項１、２、３記載の小型風力発電用の風車ブレード、発電機、集電・制御装置。