JP2005016489A

JP2005016489A - トラックの発電式デフレクタ装置

Info

Publication number: JP2005016489A
Application number: JP2003186281A
Authority: JP
Inventors: Nobumasa Mizuno; 信正水野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】ウインドデフレクタの本来の機能を利用しつつ、自然エネルギによりトラックに発電させ、ひいては、ＮＯｘ等による大気汚染等を軽減し得る、トラックの発電式デフレクタ装置を提供する。
【解決手段】本発明の発電式デフレクタ装置１は、トラック２の段差部分に生じる空気抵抗を減じるデフレクタケース３が、風力発電及び太陽光発電するように構成されている。デフレクタケース３の、空気導入口８と、空気導出口９との間には、内部流路Ｆ_１が形成されている。デフレクタケース３の外表面に、太陽電池４が配設されている。デフレクタケース３の内部に、羽根車５が内部流路Ｆ_１に含まれるように配設され、その回転軸５ｂに、発電機６が連結されている。太陽電池４と発動機６とに、バッテリ７が電気的に接続され、バッテリ７は、太陽電池４及び発電機６のそれぞれから供給される電気エネルギを蓄電する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、風力や太陽エネルギ等の自然エネルギを利用してトラックに発電させる技術に関し、特に、トラックにおいて、空気抵抗を低減させる際に用いられるウインドデフレクタ（導風板）に、自然エネルギの利用による発電方式を適用した技術に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、自動車業界においては、自動車から排出されるＮＯｘ（窒化酸化物）、ＰＭ（粒子状物質）等による大気汚染を環境改善の対象として捉えており、自動車により消費される、ガソリン、軽油等の石油資源の高依存を抑え、代替エネルギの促進を図るようにしている。
【０００３】
代替エネルギの促進の一つとして、風力や太陽エネルギ等の自然エネルギを利用することが挙げられるが、このような技術には、例えば、特許文献１に示すように、乗用車が走行する際、風圧を利用して電力を発生させ、その電力を乗用車に供給する風力発電装置がある。この装置においては、ルーフ上のダクト内に、回転翼を設け、その回転軸に発電機を連結させている。
【０００４】
一方、トラックの車体構造には、乗用車の流線形状と異なり、箱型形状のような、空気抵抗の大きい非流線形状が採用されており、その空気抵抗の低減対策としては、主に、トラックの運転室と荷台との高低差による段差部分に、ウインドデフレクタがオプションにより取り付けられているにすぎず、空気抵抗による燃料損失について十分な対策がなされていなかった。
【０００５】
このようなウインドデフレクタの外表面に、太陽電池パネルを設けた技術が知られているが（特許文献２参照）、この従来技術においては、自然エネルギの一部を利用しているものの、その電力では、大気汚染の改善や、代替エネルギの促進を十分図るまでに至っていなかった。
【０００６】
かかる点を具体的に述べると、トラックの長距離輸送においては、例えば、サービスエリアや、工場の搬入・搬出先等で、トラックを長時間に亘って停車し、休憩、待機、夜間の仮眠等をとるようにしている。その際、夏期には、クーラーを使用し、冬期には、ヒーターを使用するため、多量の電力をエアコン等の電気系統に供給する必要があり、太陽エネルギを変換した電力だけでは十分でなく、エンジンをアイドリング状態で作動し続けなければならなかった。
このことは、世界規模でみると、上記大気汚染の問題だけでなく、ガソリン、軽油等の石油資源の無駄な消費になるという問題をも引き起こしていた。
【０００７】
従って、本発明の目的は、ウインドデフレクタがもつ、空気抵抗を低減するという、本来の機能を利用しつつ、自然エネルギの有効利用によりトラックに十分な電力を発電させ、ひいては、ＮＯｘ等による大気汚染や石油資源の無駄な消費を軽減し得る、トラックの発電式デフレクタ装置を提供することにある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００３−９７４１１号公報
【特許文献２】
特開平６−２１９３３９号公報
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、トラックにウインドデフレクタを装着しない場合、その段差部分に渦の発生によるエネルギ損失が生じており、ウインドデフレクタがもつ本来の機能を改良しつつ利用すれば、そのエネルギ損失の一部から有効エネルギを回収できることに着目し、その着目に基づいて自然エネルギを有効利用すれば、ＮＯｘ等の大気汚染物質の排出や、石油資源の無駄な消費を軽減し得るという着想に至った。
【００１０】
本発明は、上記着想に基づいてなされたもので、トラックの運転室天面上に設置され、該運転室天面とこれより高い荷台天面との段差部分に生じる空気抵抗を減じるデフレクタケースが、風力発電及び太陽光発電するように構成された発電式デフレクタ装置であって、前記デフレクタケースの前方下部及び後方上部に、それぞれ、空気導入口と、空気導出口とが設けられ、該空気導入口と該空気導出口との間には、所定の内部流路が形成されており、前記デフレクタケースの外表面に、前記太陽光発電用の太陽電池が配設されており、前記デフレクタケースの内部に、前記風力発電用の羽根車が前記内部流路に含まれるように配設されており、前記羽根車の回転軸に、発電機が連結されており、前記太陽電池と前記発動機とに、バッテリが電気的に接続され、該バッテリは、該太陽電池及び該発電機のそれぞれから供給される電気エネルギを蓄電するように構成されていることを特徴とするトラックの発電式デフレクタ装置を提供することにより前記目的を達成したものである。
【００１１】
本発明の場合、ウインドデフレクタ自体がもつ本来の機能を利用して、デフレクタケースにおいて、内部流路の流れの空気抵抗を低減しつつ、その内部流路に沿った風力により発電させると共に、太陽電池によっても発電させる。
その結果、本発明によれば、燃料損失にそれ程影響を与えずに、自然エネルギにより十分な電力を蓄電できると共に、その電力を、エンジンを停止してもエアコン等の電気系統に供給でき、ひいては、ＮＯｘ等による大気汚染や石油資源の無駄な消費を軽減することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のトラックの発電式デフレクタ装置の好ましい一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１〜図３に示すように、本実施形態の発電式デフレクタ装置１は、トラック２の運転室ルーフ（運転室天面）２ａ_２上に設置され、運転室ルーフ２ａ_２とこれより高い荷台ルーフ（荷台天面）２ｂ_１との段差部分に生じる空気抵抗を減じるデフレクタケース３が、風力発電及び太陽光発電するように構成されている。
デフレクタケース３の前方下部及び後方上部に、それぞれ、空気導入口８と、空気導出口９とが設けられ、空気導入口８と空気導出口９との間には、所定の内部流路Ｆ_１が形成されている。デフレクタケース３の外表面に、太陽光発電用の太陽電池４が配設されている。デフレクタケース３の内部に、風力発電用の羽根車５が内部流路Ｆ_１に含まれるように配設されている。羽根車５の回転軸５ｂに、発電機６が連結されている。太陽電池４と発動機６とに、バッテリ７が電気的に接続され、バッテリ７は、太陽電池４及び発電機６のそれぞれから供給される電気エネルギを蓄電するように構成されている。
かかる発電式デフレクタ装置１の詳細を述べる。
【００１３】
図２又は図３に示すように、デフレクタケース３は、トラック２の運転室２ａと荷台２ｂとの段差部分に着脱可能に設置されるもので、ルーフパネル（ルーフ部）３ａ、サイドパネル３ｂ、リアパネル３ｃ及びボトムパネル３ｄから、流線形のケース状に一体的に形成されている。
【００１４】
ルーフパネル３ａは、デフレクタケース３の上面に配置されており、運転室２ａのフロントガラス２ａ_１の上方と、荷台２ｂの荷台ルーフ２ｂ_１とを滑らかに結ぶ、傾斜した流線曲面状に形成されている。ルーフパネル３ａは、フロントガラス２ａ_１の上方から荷台ルーフ２ｂ_１に亘って流れる外部表層流Ｆ_２に、渦をほとんど生じさせないようになっている。
【００１５】
サイドパネル３ｂは、デフレクタケース３の左右両サイドに配置されており、ルーフパネル３ａの側方と、荷台サイド２ｂ_２とを滑らかに結ぶ流線曲面状に形成されている。サイドパネル３ｂは、ルーフパネル３ａの側方から荷台サイド２ｂ_２に亘って流れる外部表層流（図示しない）に、渦をほとんど生じさせないようになっている。
【００１６】
ボトムフレーム３ｄは、デフレクタケース３の底面に配置されており、運転室ルーフ２ａ_２に接合するように形成されている。リアパネル３ｃは、デフレクタケース３の背面に配置されており、背面側を一部開口して埋めるように形成されている。
【００１７】
ルーフパネル３ａの前方下部には、空気導入口８が形成されている。リヤパネル３ｃの上部には、空気導出口９が形成されている。このような空気導入口８及び空気導出口９は、デフレクタケース３内に内部流路Ｆ_１を形成するもので、その内部流路Ｆ_１をルーフパネル３ａの内表面にほぼ沿って導くような位置に配置されている。
【００１８】
デフレクタケース３内には、デフレクタケース３の内部空間をダクト室３Ａと電気系統室３Ｂとに仕切る導風底板（導風板）１０が設けられている。この導風底板１０は、空気導入口８の下端縁と空気導出口９の下端縁とを繋ぐような斜面状に形成されており、ルーフパネル３ａとほぼ平行に配置されている。
このような導風底板１０は、ダクト室３Ａ内における内部流路Ｆ_１を、空気導入口８と空気導出口９とを繋ぐ方向に導くようになっている。
【００１９】
導風底板１０上には、ダクト室３Ａの側壁を形成する導風側板１１が一対をなして設けられている。この導風側板１１は、空気導入口８の両側縁と空気導出口９の両側縁とを、それぞれ繋ぐような凸湾曲面状に形成されており、その内側に羽根車５の設置スペースを有している。
【００２０】
このようなデフレクタケース３においては、トラック２が走行する際、空気導入口８から入った空気の流れが、ダクト室３Ａの内壁（ルーフパネル３ａの内表面、導風底板１０の上表面、及び導風側板１１の内側面）からほとんど剥離せずにこれに沿いつつ、空気導出口９から排出して内部流路Ｆ_１を形成するようになっている。
【００２１】
ダクト室内３Ａには、自然エネルギ（風力）を有効利用する観点から、羽根車５が配設されている。羽根車５は、環状的な翼列をなす動翼体５ａが、回転軸５ｂから放射状に延びたスポーク（図示しない）によって支持されるように構成されている。
【００２２】
回転軸５ｂは、その中腹部分が導風底板１０上に軸支された状態で、下端部が電気系統室３Ｂまで延びており、その下端部に、発電機６が連結されている。この発電機６は、電気系統室３Ｂにおいて、ボトムプレート３ｄに、取付部材１２を介して固定されている。
【００２３】
ここで、回転軸５ｂは、羽根車５の回転動力を発電機６により効率良く電気エネルギに変換させる観点から、内部流路Ｆ_１と直交するように、導風底板１０の法線方向とほぼ平行に配置されている。
これにより、動翼体５ａは、ルーフパネル３ａ及び導風底板１０の双方とほぼ平行になるように傾斜している。この点、動翼体５ａの傾斜角度θは、運転室２ａと荷台２ｂのルーフ２ｂ_１との高低差及び運転室２ａの奥行き、即ち、ルーフパネル３ａの傾斜角度に基づいて定められる。
このような動翼体５ａは、ルーフパネル３ａと導風底板１０との間にほとんど隙間なく挟まれた状態で、内部流路Ｆ_１の中央部に位置するようになっている。
【００２４】
ルーフパネル３ａの外表面には、自然エネルギ（太陽エネルギ）を有効利用する観点から、太陽電池４が配設されている。この太陽電池４には、太陽エネルギからより大きい電気エネルギを発生させるため、複数のモジュールパネルが、ルーフパネル３ａのほぼ全面に亘るようにして用いられている。
【００２５】
電気系統室３Ｂ内には、バッテリ７が配設されており、このバッテリ７は、取付部材１２を介してボトムパネル３ｄに固定されている。バッテリ７は、発電機６と、太陽電池４とにそれぞれ電気的に接続され、発電機６から供給される電気エネルギと、太陽電池４から供給される電気エネルギとを蓄電するようになっている。
【００２６】
バッテリ７には、外部端子１３が導線を介して電気的に接続されている。この外部端子１３は、運転室２ａの電気系統（エアコン等）の端子（図示しない）に接続するものである。バッテリ７は、その蓄電した電気エネルギを外部端子１３を介して運転室２ａの電気系統に供給するようになっている。
【００２７】
次に、本実施形態の発電式デフレクタ装置１の使用態様及び作用を説明する。
トラック２を走行している場合、デフレクタケース３の外部表層流Ｆ_２は、ルーフパネル３ａやサイドパネル３ｂに沿って流れるため、ほとんど空気抵抗にならない。
一方、デフレクタケース３の内部流路Ｆ_１の流れは、ダクト室３Ａに沿って流れるため、この点では、ほとんど空気抵抗にならないが、羽根車５を回転させるため、その回転動力にほぼ相当する分だけ空気抵抗になる。
【００２８】
しかし、この空気抵抗は、ウインドデフレクタを装着しない場合にその段差部分に生じる空気抵抗や、運転室２ａのフロント面に生じる空気抵抗、あるいは、積載重量による負荷等に比べると極めて小さいため、燃料損失にほとんど影響を与えない。
特に、ウインドデフレクタを装着しない場合、その段差部分において、渦の発生によりエネルギ損失が生じているが、本実施形態の場合、その渦をルーフパネル３ａや導風底板１０等により整流し、そのうち、内部流路Ｆ_１に沿った流れからエネルギを得ており、むしろ、そのエネルギ分だけ、上記エネルギ損失から回収していると言える。
【００２９】
その一方で、デフレクタケース３の内部流路Ｆ_１の流れに伴い、羽根車５の回転動力を、電動機６により電気エネルギに変換し、その電気エネルギを、逐次、バッテリ７に蓄電していく。
トラック２を走行しているか否かによらず、日中であれば、ルーフパネル３ａ上の太陽電池４により、太陽エネルギから変換した電気エネルギを、逐次、バッテリ７に蓄電してく。
【００３０】
そして、サービスエリアで休憩をとる場合や、工場の搬入・搬出先で待機等する場合には、エンジンを停止してから、デフレクタケース３内のバッテリ７から運転室２ａの電気系統に十分な電力を供給し、この電力によりエアコン等を作動する。この際、ＮＯｘ等の大気汚染物質が排出されず、石油資源が消費されない。
【００３１】
以上述べたように、本実施形態によれば、ウインドデフレクタ（ルーフパネル３ａ及びサイドパネル３ｂ）自体がもつ本来の機能を利用して、デフレクタケース３において、内部流路Ｆ_１の流れの空気抵抗を低減しつつ、その内部流路Ｆ_１に沿った風力により発電させ、さらに、太陽電池４によっても発電させるようにしたため、燃料損失にそれ程影響を与えずに、自然エネルギにより十分な電力を蓄電できると共に、その電力を、エンジンを停止してもエアコン等の電気系統に供給でき、ひいては、ＮＯｘ等による大気汚染や石油資源の無駄な消費を軽減することが可能になる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、空気抵抗を低減させる構造と、電力を発生させる構造とを、デフレクタケース３に収めてユニット化したため、このような発電式デフレクタ装置１を、燃料損失の低減及び大気汚染の軽減を図り得るオプションとして、トラック２に取り付けることができる。
【００３３】
さらに、本実施形態によれば、空気導入口８及び空気導出口９を、内部流路Ｆ_１がルーフパネル３ａの内面にほぼ沿って導かれるような位置に配置し、その内部流路Ｆ_１を、導風底板１０により、空気導入口８と空気導出口９とを繋ぐ方向にしたため、デフレクタケース３の外部表層流Ｆ_２と同様に、その内部流路Ｆ_１の流れの空気抵抗を低減できる。
【００３４】
さらにまた、本実施形態によれば、羽根車５の動翼体５ａを、ルーフパネル３ａ及び導風底板１０の双方とほぼ平行になるように傾斜させたため、動翼体５ａが、内部流路Ｆ_１の流れのもつ流体エネルギを無駄なく回転動力に変換でき、その結果、効率よく電気エネルギを発生させることができる。
【００３５】
さらに加えて、本実施形態によれば、デフレクタケース３のバッテリ７に外部端子１３を接続し、その外部端子１３を介してバッテリ７の電力を運転室２ａの電気系統に供給するようにしたため、自然エネルギにより運転室２ａのエアコン等を作動することができる。
【００３６】
なお、本発明は、上記実施形態に限られず、種々の変更等を行うことができる。
例えば、ルーフパネル３ａの後方上端部の高さが、荷台ルーフ２ｂ_１とほぼ等しい場合には、空気導出口９の高さは、荷台ルーフ２ｂ_１より幾分低くなるが、空気導出口９から流出した流れの空気抵抗を低減する観点では、空気導出口９の高さを荷台ルーフ２ｂ_１より高くしてもよい。
【００３７】
羽根車５の動翼体５ａを、ルーフパネル３ａとほぼ平行にして傾斜させることが好ましいが、効率よく電気エネルギを発生させ、且つ内部流路Ｆ_１の流れの空気抵抗があまり増加しない限りにおいて、その動翼体５ａを、水平面側に傾けてもよい。
【００３８】
また、羽根車５の動翼体５ａを、一つ設けることが好ましいが、内部流路Ｆ_１の流れの空気抵抗があまり増加しない限りにおいて、その動翼体５ａを、内部流路Ｆ_１に沿って複数設けてもよい。
【００３９】
さらに、ルーフパネル３ａの外表面だけでなく、サイドパネル３ｂの外傷面に、太陽電池を配設してもよい。
【００４０】
さらにまた、デフレクタケース３のバッテリ７を、運転室２ａの電気系統に接続することが好ましいが、エンジン始動用のバッテリの放電対策として、デフレクタケース３のバッテリ７を、エンジンに接続するようにしてもよい。
【００４１】
さらに加えて、空気導入口８や空気導出口９に、防塵・防虫用の網を設けてもよい。
【発明の効果】
本発明によれば、ウインドデフレクタがもつ、空気抵抗を低減するという、本来の機能を利用しつつ、自然エネルギの有効利用によりトラックに十分な電力を発電させ、ひいては、ＮＯｘ等による大気汚染や石油資源の無駄な消費を軽減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の発電式デフレクタ装置が設置されたトラックの全体構成を示す側面図である。
【図２】本実施形態の発電式デフレクタ装置の概略構成を示す側方断面図である。
【図３】図２の矢印Ａ方向から視た矢視図である。
【符号の説明】
２トラック
２ａ_２運転室ルーフ（運転室天面）
２ｂ_１荷台ルーフ（荷台天面）
３デフレクタケース
３ａルーフパネル（ルーフ部）
４太陽電池
５羽根車
５ｂ回転軸
６発動機
７バッテリ
８空気導入口
９空気導出口
１０導風底板（導風板）
１３外部端子
Ｆ_１内部流路

Claims

トラックの運転室天面上に設置され、該運転室天面とこれより高い荷台天面との段差部分に生じる空気抵抗を減じるデフレクタケースが、風力発電及び太陽光発電するように構成された発電式デフレクタ装置であって、
前記デフレクタケースの前方下部及び後方上部に、それぞれ、空気導入口と、空気導出口とが設けられ、該空気導入口と該空気導出口との間には、所定の内部流路が形成されており、
前記デフレクタケースの外表面に、前記太陽光発電用の太陽電池が配設されており、
前記デフレクタケースの内部に、前記風力発電用の羽根車が前記内部流路に含まれるように配設されており、
前記羽根車の回転軸に、発電機が連結されており、
前記太陽電池と前記発動機とに、バッテリが電気的に接続され、該バッテリは、該太陽電池及び該発電機のそれぞれから供給される電気エネルギを蓄電するように構成されていることを特徴とするトラックの発電式デフレクタ装置。
前記空気導入口及び前記空気導出口は、前記内部流路を前記デフレクタケースの内表面にほぼ沿って導くように配置されていることを特徴とする請求項１記載のトラックの発電式デフレクタ装置。
前記羽根車は、前記デフレクタケースのルーフ部とほぼ平行になるように傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトラックの発電式デフレクタ装置。
前記デフレクタケースの内部には、前記デフレクタケースの内部空間を仕切る導風板が設けられており、該導風板は、前記内部流路を前記空気導入口と前記空気導出口とを繋ぐ方向に導くように配置されていることを特徴とする請求項１〜３に記載のトラックの発電式デフレクタ装置。
前記バッテリは、前記運転室の電気系統に接続する外部端子を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のトラックの発電式デフレクタ装置。