JP2008127994A - 車載型風力発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車載型風力発電装置の作動状態を車両の走行状態との関係において適正化する。
【解決手段】車載型風力発電装置１０を、風車４０と、その風車の回転によって発電する発電機４２と、風車への風の流入口を閉塞する閉状態と開放する開状態とに切り換わることが可能なシャッタと、そのシャッタを閉状態と開状態とに選択的に切り換えるアクチュエータ１５０と、車両の走行速度を検出する速度センサ２２２と、車両の加速度を検出する加速度センサ２２４と、速度センサの出力信号と加速度センサの出力信号とに基づいてアクチュエータを電気的に制御し、それにより、シャッタの開閉状態を、車両の走行速度と加速度との双方に応答して切り換えるコントローラ１９０とを含むものとする。
【選択図】図９

Description

本発明は、車両の走行中にその車両に対して相対的に生起される風を主として利用して発電するために前記車両に搭載されて使用される車載型風力発電装置に関するものであり、特に、その風力発電装置の作動状態を車両の走行状態との関係において適正化する技術に関するものである。

風力発電装置の一種に、車両の走行中にその車両に対して相対的に生起される風を主として利用して発電するために前記車両に搭載されて使用される車載型風力発電装置が既に存在する（例えば、特許文献１参照。）。

この種の風力発電装置は、一般に、車両走行中に風が流入する流入口と、その流入口から流入した風を受けて回転する風車と、その風車の回転によって発電する発電機とを含むように構成される。

特許文献１は、風車をトラックのキャビンのルーフ上に横置きに設置したうえで、角度調節可能な導風板を風車の前方に設置する技術を開示している。

同文献は、さらに、車速に応じて導風板の角度を調整する技術も開示している。具体的には、この技術は、トラックの低速走行中には、高速走行中より、車速が車両空気抵抗に及ぼす影響が少ないという事実に着目し、風車に向かう風量が増加するように導風板の角度を調節する一方、高速走行中には、トラック全体としての空気抵抗を低減させるために、風車に向かう風量が減少するように導風板の角度を調節するという技術である。

同文献は、さらに、トラックの車速センサからの信号により、導風板の角度を車速に応じて自動的に変更する技術も開示している。
特開２００３−２７８６４１号公報

同文献に開示された技術を採用すると、風車に向かう風量が高速走行中に低速走行中より減少する。しかし、風車に当たる風が少なからず存在してしまう。そのため、高速走行中に、風車に向かう空気の流れの存在が原因で、車両全体としての空気抵抗が十分に低減しない可能性がある。

さらに、同文献に開示された技術を採用すると、高速走行中には、車両の加速中であるか減速中であるかを問わず、風車に向かう風量が減少させられる。たしかに、車両加速中には、車両空気抵抗の増加が車両加速性能に悪影響を及ぼすため、風車による発電性能を犠牲にしてでも、風車に向かう風量を減少させることが重要である。

しかし、高速走行中であっても、車両減速中には、車両空気抵抗の増加が車両走行性能に悪影響を及ぼすことはなく、車両空気抵抗の増加はむしろ、車両の減速性能をみかけ上向上させるように寄与する。

したがって、高速走行中であっても、車両減速中には、風車に向かう風量を増加させることが、車両減速性能を向上させる観点からも、風車による発電性能を向上させる観点からも、有効である。

以上説明した知見に基づき、本発明は、車両の走行中にその車両に対して相対的に生起される風を主として利用して発電するために前記車両に搭載されて使用される車載型風力発電装置であって、その風力発電装置の作動状態が車両の走行状態との関係において適正化されるものを提供することを課題としてなされたものである。

本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項には番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本発明が採用し得る技術的特徴の一部およびそれの組合せの理解を容易にするためであり、本発明が採用し得る技術的特徴およびそれの組合せが以下の態様に限定されると解釈すべきではない。すなわち、下記の態様には記載されていないが本明細書には記載されている技術的特徴を本発明の技術的特徴として適宜抽出して採用することは妨げられないと解釈すべきなのである。

さらに、各項を他の項の番号を引用する形式で記載することが必ずしも、各項に記載の技術的特徴を他の項に記載の技術的特徴から分離させて独立させることを妨げることを意味するわけではなく、各項に記載の技術的特徴をその性質に応じて適宜独立させることが可能であると解釈すべきである。

（１） 車両の走行中にその車両に対して相対的に生起される風を主として利用して発電するために前記車両に搭載されて使用される車載型風力発電装置であって、
前記車両走行中に前記風が流入する流入口と、
その流入口から流入した前記風を受けて回転する風車と、
その風車の回転によって発電する発電機と、
前記流入口を閉塞する閉状態と開放する開状態とに切り換わることが可能なシャッタと、
そのシャッタを前記閉状態と前記開状態とに選択的に切り換えるアクチュエータと、
前記車両の走行速度を検出する速度センサと、
前記車両の加速度を検出する加速度センサと、
前記速度センサの出力信号と前記加速度センサの出力信号とに基づいて前記アクチュエータを電気的に制御し、それにより、前記シャッタの開閉状態を、前記走行速度と前記加速度との双方に応答して切り換えるコントローラと
を含む車載型風力発電装置。

この風力発電装置によれば、風車の上流側に配置された流入口が、シャッタにより、閉塞された閉状態と、開放された開状態とに選択的に切り換えられる。シャッタは、流入口の閉状態において、風車に向かう風量が実質的に完全に存在しないように、構成することが可能である。

よって、この風力発電装置によれば、シャッタを閉状態に切り換えることにより、風車に向かう風量が実質的に完全に存在しなくなるようにすることが可能となる。したがって、例えば、風車に向かう空気の流れの存在が原因で車両空気抵抗が増加する可能性がある場合に、風車による車両空気抵抗の増加を効果的に抑制することが可能となる。

さらに、この風力発電装置によれば、シャッタの開閉状態が、車両の走行速度のみならず、車両の加速度にも応答するように、切り換えられる。

よって、この風力発電装置によれば、シャッタの開閉状態を、車両の走行速度のみに応答するように切り換える場合に比較して、車両の走行状態の種類に応じてきめ細かく切り換えることが可能となる。

本項において「車両」なる用語は、自動車（乗用車、荷物搬送車両等を含む。）のみならず、他の車両、例えば、鉄道車両を意味する用語として使用される。

また、本項において「シャッタ」は、例えば、少なくとも１個の可動部材を有し、その可動部材を前記流入口に対してスライドさせたり、回転させたり、傾斜させたりして、前記流入口の実効開口面積を変化させるように構成することが可能である。

また、本項において「風車」は、例えば、車両の横方向に延びる回転軸線を有する形式としたり、車両の前後方向に延びる回転軸線を有する形式としたり、車両の上下方向に延びる回転軸線を有すると形式とすることが可能である。

また、本項において「風車」は、例えば、１台の車両に１基搭載したり、複数基搭載することが可能である。複数基の風車を１台の車両に搭載する場合には、それら風車を車両の前後方向に対して、並列に配置したり、直列に配置することが可能である。

また、本明細書において「加速度」は、狭義の加速度（速度が上昇する際の速度変化率）のみならず、狭義の減速度（速度が下降する際の速度変化率）をも意味する用語として使用される。ただし、本明細書において「減速度」は、特に断りがない限り、狭義の減速度のみを意味する用語として使用される。

（２） 前記コントローラは、
（ａ）前記車両が、前記走行速度が設定速度より大きい高速走行中であり、かつ、加速走行中である場合には、前記シャッタが前記閉状態にあるように前記アクチュエータを電気的に制御し、
（ｂ）前記車両が、前記高速走行中であり、かつ、減速走行中である場合には、前記シャッタが前記開状態にあるように前記アクチュエータを電気的に制御し、
（ｃ）前記車両が、前記走行速度が前記設定速度以下である低速走行中である場合には、前記シャッタが前記開状態にあるように前記アクチュエータを電気的に制御する（１）項に記載の車載型風力発電装置。

この風力発電装置によれば、車両が高速走行中である場合に、少なくとも加速走行中には、シャッタが閉状態に切り換えられ、それにより、風が風車に向かうことがシャッタによって阻止される。したがって、少なくとも加速走行中に、風車に向かう空気の流れの存在が原因で車両空気抵抗が増加することが抑制される。

これに対し、車両が高速走行中である場合に、少なくとも減速走行中には、シャッタが開状態に切り換えられ、それにより、風が風車に向かうことが許可される。その結果、風車による発電も許可される。したがって、高速走行中、かつ、少なくとも減速走行中である場合に、風車に向かう空気の流れの存在が原因で車両空気抵抗が増加することによって車両の減速性能が向上するとともに、風車による発電性能も向上する。

（３） 前記コントローラは、
（ａ）前記車両が、前記走行速度が設定速度より大きい高速走行中であり、かつ、加速走行中または定速走行中である場合には、前記シャッタが前記閉状態にあるように前記アクチュエータを電気的に制御し、
（ｂ）前記車両が、前記高速走行中であり、かつ、減速走行中である場合には、前記シャッタが前記開状態にあるように前記アクチュエータを電気的に制御し、
（ｃ）前記車両が、前記走行速度が前記設定速度以下である低速走行中である場合には、前記シャッタが前記開状態にあるように前記アクチュエータを電気的に制御する（１）項に記載の車載型風力発電装置。

この風力発電装置によれば、車両が高速走行中である場合に、加速走行中および定速走行中には、シャッタが閉状態に切り換えられ、それにより、風が風車に向かうことがシャッタによって阻止される。したがって、高速走行中、かつ、加速走行中または定速走行中である場合に、風車に向かう空気の流れの存在が原因で車両空気抵抗が増加することが抑制される。

これに対し、車両が高速走行中である場合に、減速走行中には、シャッタが開状態に切り換えられ、それにより、風が風車に向かうことが許可される。その結果、風車による発電も許可される。したがって、高速走行中、かつ、減速走行中である場合に、風車に向かう空気の流れの存在が原因で車両空気抵抗が増加することによって車両の減速性能が向上するとともに、風車による発電性能も向上する。

（４） 前記加速度センサは、前記加速度の大小に応じてレベルが２状態に変化する信号を出力する加速度スイッチを含む（１）ないし（３）項のいずれかに記載の車載型風力発電装置。

前記（１）ないし（３）項のいずれかにおける「加速度センサ」は、例えば、車両の加速度を実質的な連続値として表す信号を出力する連続値センサとして具体化することが可能である。

これに対し、本項に従い、車両の加速度の大小に応じてレベルが２状態に変化する信号を出力する加速度スイッチとして具体化すると、上記連続値センサとして具体化する場合より、加速度センサの構造単純化およびコスト低減が容易となる。

（５） さらに、前記車両の外面に搭載され、前記車両の走行中にその車両の外面に沿って流れる空気の流れを制御し、それにより、その車両の空気抵抗を低減させるデフレクタを含み、
前記風車は、そのデフレクタの内部に配置されており、
前記シャッタは、前記流入口を前記閉状態と前記開状態とに選択的に切り換えるために前記流入口に配置されている（１）ないし（４）項のいずれかに記載の車載型風力発電装置。

（６） 前記風車は、前記車両の横方向に平行な風車軸線まわりに回転させられる横置き型であり、
その風車は、それぞれが前記風車軸線に沿って延びる複数の受風ブレードを有し、それら受風ブレードは、それら受風ブレードの横断面視において、前記風車軸線まわりに等角度間隔で配置されており、
その風車は、その風車の正面視において、前記風車軸線より上側に位置する上側部分と下側に位置する下側部分とを有し、それら上側部分および下側部分は、それぞれが前記風を受けると、互いに逆向きである２種類のモーメントをそれぞれ前記風車軸線まわりに発生させ、
前記流入口は、前記デフレクタのうち、そのデフレクタの正面視において、前記風車の前記上側部分と前記下側部分とのうちの一方に対向する領域に配置されており、
前記デフレクタのうち、そのデフレクタの正面視において、前記風車の前記上側部分と前記下側部分とのうちの他方に対向する領域は、空気開口を実質的に有しない（５）項に記載の車載型風力発電装置。

この風力発電装置によれば、風車が、その風車の正面視において、車両の横方向に延びる風車軸線より上側に位置する上側部分と下側に位置する下側部分とを有する態様であって、かつ、それら上側部分および下側部分は、それぞれが風を受けると、互いに逆向きである２種類のモーメントをそれぞれ風車軸線まわりに発生させる態様である場合に、風車の上側部分と下側部分とが同時に、同じ向きの風を受けずに済む。

風車の上側部分と下側部分とが同時に、同じ向きの風を受けると、互いに逆向きである２種類のモーメントが同時に風車軸線まわりに発生させられる。それら２種類のモーメントは打ち消し合うため、風車軸線まわりに最終的に発生するモーメントが、打ち消し合う前のモーメントより減少してしまう。

これに対し、本項に係る風力発電装置によれば、風車の上側部分と下側部分とのうちの一方しか風を受けないため、それら上側部分と下側部分とが同時に同じ向きの風を受ける場合より、風車軸線まわりに発生するモーメントが増加する。その結果、風力が効果的に利用されて風車が回転させられ、それにより、風車による発電効率が向上する。

（７） 前記デフレクタは、前記シャッタが前記閉状態にあるときに、そのシャッタを有しないデフレクタによって実現される空力特性と実質的に等しい空力特性を実現し、
そのデフレクタは、前記車両の空気抵抗を低減させる効果が、前記シャッタが前記閉状態にあるときに前記開状態にあるときより大きい（５）または（６）項に記載の車載型風力発電装置。

（８） 前記シャッタは、それぞれが前記車両の横方向に平行に延びる複数の可動ウイングを有しており、
それら複数の可動ウイングは、いずれも前記車両の横方向に平行であるが互いに異なる複数のウイング軸線まわりにそれぞれ回動可能であり、
前記アクチュエータは、前記複数の可動ウイングの各々を正逆両方向に選択的に回動させて前記閉状態と前記開状態とに選択的に切り換える（５）ないし（７）項のいずれかに記載の車載型風力発電装置。

前記（５）ないし（７）項のいずれかにおける「シャッタ」は、例えば、それぞれが車両の上下方向に平行に延びる複数の可動ウイングを有する態様として具体化することが可能である。

これに対し、本項に従い、シャッタは、それぞれが車両の横方向に平行に延びる複数の可動ウイングを有する態様として具体化すると、それぞれが車両の上下方向に平行に延びる複数の可動ウイングを有する態様として具体化する場合より、同じ全受風面積を実現するために必要な可動ウイングの数を減少させることが容易となる。

なぜなら、車両においては、一般に、寸法増加に関する制約が車両上下方向寸法の方が車両横方向寸法より厳しく、よって、このような車両においては、車両横方向に延びる領域の方が、車両上下方向に延びる領域より、連続した領域を確保し易く、ひいては、１つの可動ウイング当たりの個別受風面積を拡大し易いからである。

（９） 各ウイング軸線は、対応する可動ウイングに対し、その可動ウイングの受風面積が、対応するウイング軸線より上側の領域と下側の領域との間で実質的に二等分されるように相対的に配置される（８）項に記載の車載型風力発電装置。

この風力発電装置においては、車両が走行しているために各可動ウイングに風が当たっている場合には、その風によって各可動ウイングにそれのウイング軸線まわりにモーメントが発生する可能性がある。さらに、そのようなモーメントが発生すると、前記アクチュエータは、そのようなモーメントに打ち勝たないと、各可動ウイングを所望方向に回動させることができない。

これに対し、本項に係る風力発電装置においては、各可動ウイングの受風面積が、対応するウイング軸線より上側の領域と下側の領域との間で実質的に二等分されるように、各可動ウイングに対するウイング軸線の相対位置関係が設定されている。

したがって、この風力発電装置によれば、車両が走行しているために各可動ウイングに風が当たっている場合であっても、その風によって各可動ウイングのウイング軸線まわりにモーメントが実質的に発生しない。

よって、この風力発電装置によれば、アクチュエータが各可動ウイングを回動させるために出力しなければならないモーメントの大きさが減少し、その結果、アクチュエータの小形化および軽量化が容易となるとともに、アクチュエータによる消費電力の節減も容易となる。

なお付言するに、本項に記載の技術的特徴は、前記（５）ないし（７）項のいずれかにおける「シャッタ」を、それぞれが車両の上下方向に平行に延びる複数の可動ウイングを有する態様として具体化する場合にも適用することが可能である。

（１０） 前記風車は、前記複数の受風ブレードがそれらの横断面視においていずれも概してアーチ状を成すサボニウス型である（５）ないし（９）項のいずれかに記載の車載型風力発電装置。

（１１） 前記コントローラは、前記シャッタを前記閉状態と前記開状態との一方から他方に切り換えるための信号を前記アクチュエータに出力した場合、その後、前記シャッタが前記閉状態と前記開状態との一方から他方に切り換わることが完了するまでは、別の信号を前記アクチュエータに出力しない（１）ないし（１０）項のいずれかに記載の車載型風力発電装置。

この風力発電装置によれば、アクチュエータへの信号出力に対して不感帯が与えられ、それにより、アクチュエータに出力される信号、ひいては、そのアクチュエータの動作が頻繁に変化することが防止される。

（１２） 前記アクチュエータは、そのアクチュエータに電力が供給されない状態で当該アクチュエータの作動状態を保持する自己保持型である（１）ないし（１１）項のいずれかに記載の車載型風力発電装置。

この風力発電装置によれば、アクチュエータの作動状態を変化させることが必要とならない限り、そのアクチュエータに電力を供給することが不要であるため、そのアクチュエータによる消費電力の節電が容易となる。

（１３） 車両の走行中にその車両に対して相対的に生起される風を主として利用して発電するために前記車両に搭載されて使用される車載型風力発電装置であって、
前記車両走行中に前記風が流入する流入口と、
その流入口から流入した前記風を受けて回転する風車と、
その風車の回転によって発電する発電機と、
前記流入口を閉塞する閉状態と開放する開状態とに切り換わることが可能なシャッタと、
そのシャッタを前記閉状態と前記開状態とに選択的に切り換えるアクチュエータと、
そのアクチュエータを電気的に制御し、それにより、前記シャッタの開閉状態を切り換えるコントローラと、
前記車両の外面に搭載され、前記車両の走行中にその車両の外面に沿って流れる空気の流れを制御し、それにより、その車両の空気抵抗を低減させるデフレクタと
を含み、
前記風車は、そのデフレクタの内部に配置され、前記車両の横方向に平行な風車軸線まわりに回転させられる横置き型であり、
その風車は、それぞれが前記風車軸線に沿って延びる複数の受風ブレードを有し、それら受風ブレードは、それら受風ブレードの横断面視において、前記風車軸線まわりに等角度間隔で配置されており、
その風車は、その風車の正面視において、前記風車軸線より上側に位置する上側部分と下側に位置する下側部分とを有し、それら上側部分および下側部分は、それぞれが前記風を受けると、互いに逆向きである２種類のモーメントをそれぞれ前記風車軸線まわりに発生させ、
前記流入口は、前記デフレクタのうち、そのデフレクタの正面視において、前記風車の前記上側部分と前記下側部分とのうちの一方に対向する領域に配置されており、
前記デフレクタのうち、そのデフレクタの正面視において、前記風車の前記上側部分と前記下側部分とのうちの他方に対向する領域は、空気開口を実質的に有しない車載型風力発電装置。

この風力発電装置によれば、前記（６）項に係る風力発電装置と同じ原理に従い、風車による発電効率が向上する。

以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のうちのいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。

図１には、本発明の第１実施形態に従う風力発電装置１０が斜視図で示されている。この風力発電装置１０は、車両としてのトラック（以下、「車両」ともいう。）１２に搭載されている。そのトラック１２は、それの前側において、そのトラック１２を運転する運転者が乗車するキャビン１４を有する一方、後側において、荷物を収容する荷物室１６を有する。

キャビン１４のルーフ２０の高さは、荷物室１６のルーフ２２より低いため、キャビン１４のルーフ２０の上面と荷物室１６の前面２６との間に段差が存在する。その段差を埋めるように、風力発電装置１０がキャビン１４のルーフ２０上に搭載されている。

風力発電装置１０は、デフレクタ３０を備えている。デフレクタ３０は、よく知られているように、トラック１２の走行中にそのトラック１２に対して相対的に生起される空気の流れの方向を変え、それにより、トラック１２全体としての空気抵抗を低減させる機能を有する。

デフレクタ３０は、概して中空箱状を成す本体部３２を備えている。その本体部３２は、天板部３４と前板部３６と一対の側板部３８，３８とを有するように一体的に成形された板状の合成樹脂製品である。この本体部３２は、それの下部と後方とにおいて開放されている。デフレクタ３０の天板部３４の高さは、荷物室１６のルーフ２２より高い。

図２に正面図で示すように、デフレクタ３０の内部に２基の風車４０，４０と発電機４２とが配置されている。各風車４０は、トラック１２の横方向に延びる風車軸線まわりに回転させられる横置き型のサボニウス型である。

図３に横断面図で示すように、各風車４０は、各々概して半円弧状の断面を有する複数の受風ブレード５０（本実施形態においては、受風ブレード５０の枚数は３枚）が、風車軸線まわりに等角度間隔で配置されている。各風車４０は、風車軸線の方向に互いに対向する一対の側板５２，５２を備えており、それら側板５２，５２に、複数の受風ブレード５０が、それぞれの両端部において固定されている。

図２に示すように、各風車４０の両側板５２，５２から一対の回転シャフト５４，５４がそれぞれ、互いに逆向きに突出している。一方の回転シャフト５４，５４は、発電機４２の回転シャフト６０に同軸に連結されている。発電機４２は、減速機（図示しない）を内蔵した形式とすることが可能であり、この場合には、上記減速機によって各風車４０の回転速度が増速されて発電機４２のロータ（図示しない）に伝達される。本実施形態においては、１つの発電機４２が、２つの風車４０，４０に共通に使用される。

図１に示すように、デフレクタ３０の前板部３６は、垂直面に対してトラック１２の後方に傾斜させられた一平面に沿って延びている。この前板部３６に、それの左右に１個ずつ、概して矩形状を成す空気開口部７０（図２ないし図４参照）が形成されている。各空気開口部７０は、前記（１）項における「流入口」の一例を構成している。

それら空気開口部７０，７０はそれぞれ、電気的に開閉可能な２つのシャッタ７２，７２で塞がれている。したがって、各空気開口部７０，７０は、対応するシャッタ７２，７２により、閉塞された閉状態と、開放された開状態とに選択的に切り換えられる。

図１には、各シャッタ７２が、閉状態で示され、一方、図４には、一方のシャッタ７２が、開状態で示されている。左右のシャッタ７２，７２はそれぞれ、横置きかつ並列の複数の可動ウイング７４（本実施形態においては、シャッタ１台当たり、可動ウイング７４の枚数は４枚）を備えている。

図２に示すように、２つのシャッタ７２，７２の背後に２基の風車４０，４０がそれぞれ位置させられている。図５に側面断面図で示すように、それらシャッタ７２，７２は、デフレクタ３０の前板部３６のうちの上側部分８０と下側部分８２とのうち、キャビン１４のルーフ２０に近い下側部分８２に位置させられている。

上記のように配置されたシャッタ７２，７２に対し、風車４０，４０は、各風車４０のうちの下側部分９０（図３参照）が、対応するシャッタ７２の背後に位置する一方、各風車４０のうちの上側部分９２（図３参照）は、デフレクタ３０の前板部３６のうちの上側部分８０、すなわち、空気開口部７０が形成されていない部分に位置させられている。

したがって、図３に示すように、風が、各風車４０の下側部分９０のみに当たり、その結果、各風車４０が、同図において反時計方向（風車４０の下側部分９０において各受風ブレード５０がトラック１２の前方から後方に向かって移動する方向）に回転させられる。

各シャッタ７２の開状態においては、そのシャッタ７２から空気がデフレクタ３０の内部に流入して、対応する風車４０に当たる。その結果、その風車４０が回転する。その風車４０を通過した空気は、デフレクタ３０の後部から排出される。前述のように、デフレクタ３０の天板部３４の高さは、荷物室１６のルーフ２２より高いため、風車４０を通過した空気はスムーズにデフレクタ３０の後部から流出して荷物室１６のルーフ２２に沿って流れる。

図５に示すように、デフレクタ３０は、本体部３２に加えて、デフレクタ３０をトラック１２のキャビン１４のルーフ２０の上面に搭載するためのアタッチメント１００を備えている。

図５に示すように、そのアタッチメント１００は、一対のサイドメンバ１０２，１０２と、それらサイドメンバ１０２，１０２を互いに連結する複数本のビーム１０４とを備えている。一対のサイドメンバ１０２，１０２は、図５に示すように、キャビン１４のルーフ２０の左右端部にそれぞれ、複数本のボルトで取り付けられる。複数本のビーム１０４は、例えば、トラック１２の横方向に延びる複数本のパイプとして構成される。

図５に示すように、デフレクタ３０は、さらに、架台１０６を備えている。架台１０６は、アタッチメント１００に取り付けられるとともに、デフレクタ３０、風車４０，４０および発電機４２を支持する矩形状のフレームである。この架台１０６においては、例えば、トラック１２の前後方向に延びる複数本のパイプ１０８と、トラック１２の横方向に延びる複数本のパイプ１１０とが一平面上において互いに連結されている。

図２および図５に示すように、この架台１０６は、風車４０，４０および発電機４２を支持するための複数本のステー１１２を備えている。各ステー１１２は、それの軸方向において２部分に分割されるとともに、それら２部分がゴム等の弾性体１１４を介して互いに連結されている。これにより、各ステー１１２は、吸振機能を発揮する。

図５に示すように、デフレクタ３０は、さらに、本体部３２の天板部３４をそれの内側から補強する補強枠１２０と、その補強枠１２０の左端部と架台１０６の左側後端部とを互いに連結する支持棒１２２と、補強枠１２０の右端部と架台１０６の右側後端部とを互いに連結する支持棒１２４とを備えている。

図５に示すように、デフレクタ３０は、さらに、本体部３２の一対の側板部３８，３８の各々につき、下部かつ後部に位置するコーナ部１２６をそれの裏側から補強する概してＬ字状を成す補強板１３０を供えている。各補強板１３０は、各側板部３８のコーナ部１２６の裏面に固着されるとともに、架台１０６の左右端部のうち対応するものにボルトによって固定される。

図５に示すように、デフレクタ３０は、さらに、本体部３２のうち、２つの空気開口部７０，７０を補強する補強フレーム１４０を備えている。この補強フレーム１４０に２つのシャッタ７２，７２が装着され、さらに、図６に示すように、それらシャッタ７２，７２を開閉させるために駆動されるアクチュエータ１５０も補強フレーム１４０に装着される。図５に示すように、補強フレーム１４０は、架台１０６に固定される。

その補強フレーム１４０は、２つの空気開口部７０，７０の上方においてトラック１２の横方向に延びる横部材１５２と、２つの空気開口部７０，７０の下方においてトラック１２の横方向に延びる横部材１５４とを備えている。図６に示すように、それら横部材１５２，１５４は、本体部３２の前板部３６の裏面に沿って延びる左右の縦部材１５６，１５６と、中央の縦部材１５８とによって互いに連結されている。補強フレーム１４０は左右対称の構造を有している。

図６には、補強フレーム１４０、シャッタ７２およびアクチュエータ１５０が、本体部３２の前板部３６の背後から、その前板部３６に直角な方向に見た図で示されている。図６には、補強フレーム１４０の左右対称性を考慮し、補強フレーム１４０の左部のみが示されている。

以下、２つのシャッタ７２，７２の構造を説明するが、図６に示されている左側のシャッタ７２のみについて代表的に説明する。

この代表的なシャッタ７２は、前述のように、トラック１２の横方向に延びる４枚の可動ウイング７４を備えている。図６には、それら可動ウイング７４が閉状態で示されている。図７には、それら可動ウイング７４が側面図で示されている。同図には、閉状態にある可動ウイング７４が実線で示される一方、開状態にある可動ウイング７４が二点鎖線で示されている。

図６に示すように、閉状態にある４枚の可動ウイング７４は、互いに隣接する端部同士においてオーバラップしている。このオーバラップにより、閉状態にある４枚の可動ウイング７４間に隙間が形成されずに済む。閉状態にある４枚の可動ウイング７４は、それらの表面が同一平面を形成するとともに、本体部３２の前板部３６のうちそれら可動ウイング７４の周辺に位置する部分と同一平面上に位置するように、設計されている。

各可動ウイング７４は、対応するウイング軸線まわりに一定角度範囲で揺動させられる。４枚の可動ウイング７４にそれぞれ対応する４本のウイング軸線は、互いに平行であり、いずれもトラック１２の横方向に延びている。

各ウイング軸線は、対応する可動ウイング７４の幅方向中心線とほぼ一致する位置に配置されている。この配置により、トラック１２の走行中に各可動ウイング７４が風を受ける面積が、各可動ウイング７４のうち、対応するウイング軸線より上側の部分と下側の部分とで実質的に二等分される。その結果、トラック１２の走行中に各可動ウイング７４が受ける風が原因でウイング軸線まわりにモーメントが発生することが抑制される。

図６および図７に示すように、４枚の可動ウイング７４は、リンク機構１６０によって互いに連結されている。具体的には、互いに隣接する可動ウイング７４同士が、リンクロッド１６２によって互いに連結されている。各リンクロッド１６２の往復直線運動が、対応するアーム１６４により、対応する可動ウイング７４の往復揺動運動に変換される。

４枚の可動ウイング７４のうち最も下側に位置する可動ウイング７４が駆動部材、残りの３枚の可動ウイング７４がいずれも被動部材とされている。駆動部材である可動ウイング７４は、図６に示すアクチュエータ１５０によって駆動される。そのアクチュエータ１５０は、中央の縦部材１５８の裏面に搭載されている。

図８には、駆動部材である可動ウイング７４とアクチュエータ１５０とが側面図で示されている。図８において、上側は可動ウイング７４の裏面側に当たり、下側は可動ウイング７４の表面側に当たる。アクチュエータ１５０は、リニア駆動式であり、ハウジング１７０と、そのハウジング１７０から部分的に突出した、進退可能なプランジャ１７２と、モータ（図示しない）と、運動変換機構（図示しない）とを備えている。ハウジング１７０は、縦部材１５８の裏面に、その縦部材１５８に対して揺動可能に連結されている。

上記モータは、後述のバッテリ１８４（図９参照）からの電力によって回転する。そのバッテリ１８４には、発電機４２によって発電された電力が蓄積されるため、上記モータは、結局、風力を利用して発電された電力によって回転することになる。

上記運動変換機構は、上記モータの双方向回転運動をプランジャ１７２の往復直線運動に変換するねじ機構を有する。その運動変換機構は、上記モータへの電力供給が遮断された状態でも、プランジャ１７２を同じ位置に保持する自己保持機能を有する。

図８に示すように、駆動部材としての可動ウイング７４の裏面には、アーム１７８が固定されており、その可動ウイング７４はこのアーム１７８を介してプランジャ１７２に連結されている。そのアーム１７８により、プランジャ１７２の往復直線運動が、可動ウイング７４の、対応するウイング軸線まわりの往復揺動運動に変換される。

以上、風力発電装置１０の機械的構成を説明したが、次に、その電気的構成を説明する。

図９には、風車４０，４０によって発電・充電を行うための電気系統（以下、「発電・充電系統」という。）と、シャッタ７２，７２を制御するための電気系統（以下、「シャッタ制御系統」という。）とが一緒にブロック図で概念的に表されている。

発電・充電系統においては、風車４０，４０によって回転させられる前記ロータを有する発電機４２に充電コントローラ１７９が接続されている。その充電コントローラ１７９は、整流器１８０および充電回路１８２を含むように構成されている。この充電コントローラ１７９にバッテリ１８４が電気的に接続されている。この発電・充電系統により、風力を利用して発電された電力がバッテリ１８４に蓄積される。充電コントローラ１７９およびバッテリ１８４は、例えば、トラック１２のキャビン１４内や、エンジン室（図示しない）内に設置される。

これに対し、シャッタ制御系統は、コントローラ１９０を備えている。そのコントローラ１９０は、例えば、トラック１２のキャビン１４内や上記エンジン室内に設置される。このコントローラ１９０は、コンピュータ２００を主体として構成されている。

コンピュータ２００は、よく知られているように、ＣＰＵ２０２と、必要なプログラムを記憶しているＲＯＭ２０４と、ＲＡＭ２０６とがバス２０８によって互いに接続されることによって構成されている。コントローラ１９０は、さらに、バス２０８に接続された入出力インタフェース２１０を備えている。

風力発電装置１０は、さらに、各種センサおよびスイッチを備えている。具体的には、風力発電装置１０は、風車４０，４０の回転状態を監視するために、風車４０，４０の回転数を検出する回転数センサ２２０を備えている。風力発電装置１０は、さらに、車両の走行状態を監視するために、車両の走行速度を検出する車速センサ２２２と、車両に一定以上の減速度が発生したか否かを検出する減速度スイッチ２２４とを備えている。

減速度スイッチ２２４は、例えば、マス（例えば、ボール、水銀）と、そのマスに設定値以上の減速度が作用しない限り、そのマスの移動を阻止する手段（例えば、スプリング、マスが移動すべき斜面）と、マスが初期位置にあるときとその初期位置から移動したときとで電気流通状態が変化する接点とを含むように構成される。

風力発電装置１０は、さらに、シャッタ７２，７２の作動状態を監視するために、それらシャッタ７２，７２が開状態にあるか閉状態にあるかを検出するシャッタ開閉センサ２２６を備えている。

風力発電装置１０は、さらに、モード選択スイッチ２３０と、手動開閉スイッチ２３２と、メインスイッチ２３４とを備えている。

モード選択スイッチ２３０は、シャッタ７２，７２を開閉させるための制御モードとして手動モードか自動モードを選択するためにユーザによって操作される。手動開閉スイッチ２３２は、ユーザによって手動モードが選択された場合に、シャッタ７２，７２を開く開指令と閉じる閉指令とを選択的に発令するためにユーザによって操作される。メインスイッチ２３４は、車両の主電源の投入および切断を選択的に行うために運転者によって操作される。

それら回転数センサ２２０、車速センサ２２２、減速度スイッチ２２４、モード選択スイッチ２３０、手動開閉スイッチ２３２、シャッタ開閉センサ２２６およびメインスイッチ２３４は、いずれも、入出力インタフェース２１０に電気的に接続されている。その入出力インタフェース２１０には、バッテリ１８４を過充電から保護するために、充電コントローラ１７９も接続されている。

図１０には、ＲＯＭ２０４に記憶されている複数のプログラムのうちの一つとしての第１制御プログラムがフローチャートで概念的に表されている。

この第１制御プログラムがコンピュータ２００によって実行されると、車速センサ２２２の出力信号と減速度スイッチ２２４の出力信号とに基づいてアクチュエータ１５０が電気的に制御され、それにより、シャッタ７２，７２の開閉状態が、車速Ｖと減速度ａとの双方に応答して切り換えられる。

具体的には、図１１に表で示すように、車両が、車速Ｖが設定速度Ｖ０より大きい高速走行中であり、かつ、加速走行中または定速走行中である場合には、シャッタ７２，７２が閉状態にあるようにアクチュエータ１５０が電気的に制御される。

また、車両が、高速走行中であり、かつ、減速走行中である場合には、シャッタ７２，７２が開状態にあるようにアクチュエータ１５０が電気的に制御される。

また、車両が、車速Ｖが設定速度Ｖ０以下である低速走行中である場合には、減速度ａの大小を問わず、シャッタ７２，７２が開状態にあるようにアクチュエータ１５０が電気的に制御される。

したがって、本実施形態においては、結局、車両が、高速走行中であり、かつ、加速走行中である場合には、シャッタ７２，７２が閉状態にあるようにアクチュエータ１５０が電気的に制御され、また、車両が、高速走行中であり、かつ、減速走行中である場合には、シャッタ７２が開状態にあるようにアクチュエータ１５０が電気的に制御され、また、車両が、低速走行中である場合には、シャッタ７２，７２が開状態にあるようにアクチュエータ１５０が電気的に制御されることになる。

シャッタ７２，７２が閉状態にあるときには、デフレクタ３０の効果、すなわち、車両空気抵抗の低減が最大限に発揮される。したがって、本実施形態においては、高速走行中であり、かつ、減速走行中ではないときには、シャッタ７２，７２が閉状態にされる結果、風車４０，４０に向かう空気の流れが生起されることが原因で車両空気抵抗が増加することが回避される。それにより、風車４０，４０による発電が原因で車両の加速性能が犠牲にならずに済む。

さらに、本実施形態においては、高速走行中であるからといって、風車４０，４０による発電が画一的に禁止されるのではなく、高速走行中であっても、減速走行中である場合には、シャッタ７２，７２が開状態にされ、それにより、車両空気抵抗が増加させられるとともに、風車４０，４０による発電が許可される。したがって、高速走行中であり、かつ、減速走行中である場合には、風車４０，４０による発電を行いつつ、風車４０，４０が事実上空力ブレーキとして作用することによって車両が効果的に減速させられる。

ここで、図１０を参照することにより、上述の第１制御プログラムを具体的に説明する。

この第１制御プログラムは、運転者によってメインスイッチ２３４がオンに操作された後、定期的に実行される。各回の実行時には、まず、ステップＳ１において、モード選択スイッチ２３０によって選択された制御モードが自動モードであるか否かが判定される。

今回は、手動モードが選択されたと仮定すると、ステップＳ１の判定がＮＯとなり、ステップＳ２において、手動開閉スイッチ２３２の操作によって閉指令が発令されたか否かが判定される。今回は、閉指令が発令されたと仮定すると、ステップＳ２の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ３に進む。

このステップＳ３においては、アクチュエータ１５０に閉信号が出力され、それにより、シャッタ７２，７２が開状態から閉状態に切り換わるように、アクチュエータ１５０が駆動される。続いて、ステップＳ４において、シャッタ開閉センサ２２６によってシャッタ７２，７２が閉状態にあることが検出されたか否かが判定される。この判定がＹＥＳになるまで、それらステップＳ３およびＳ４の実行が反復される。

本実施形態においては、ステップＳ３の実行が開始されると、ステップＳ４の判定がＹＥＳとなるまで、アクチュエータ１５０に対して別の信号、すなわち、開信号が出力されずに済み、その結果、アクチュエータ１５０が閉動作を安定的に行い得る。

ステップＳ４の判定がＹＥＳになると、この第１制御プログラムの一回の実行が終了する。

これに対し、今回は、手動開閉スイッチ２３２の操作によって開指令が発令されたと仮定すると、ステップＳ２の判定がＮＯとなり、ステップＳ５に進む。

このステップＳ５においては、アクチュエータ１５０に開信号が出力され、それにより、シャッタ７２，７２が閉状態から開状態に切り換わるように、アクチュエータ１５０が駆動される。続いて、ステップＳ６において、シャッタ開閉センサ２２６によってシャッタ７２，７２が開状態にあることが検出されたか否かが判定される。この判定がＹＥＳになるまで、それらステップＳ５およびＳ６の実行が反復される。

本実施形態においては、ステップＳ５の実行が開始されると、ステップＳ６の判定がＹＥＳとなるまで、アクチュエータ１５０に対して別の信号、すなわち、閉信号が出力されずに済み、その結果、アクチュエータ１５０が開動作を安定的に行い得る。

車両走行中にシャッタ７２，７２が開状態に切り換えられると、車両走行中に車両に対して相対的に生起された風がシャッタ７２，７２を通過して風車４０，４０に到達する。その風によって風車４０，４０が回転し、ひいては、その回転によって発電機４２が発電を行う。一般に、風車４０，４０の回転数Ｎが大きいほど、発電機４２の発電量が多い。そのため、風車４０，４０の回転数Ｎが上限値Ｎ０を超えた後にも、発電機４２による発電を許可すると、バッテリ１８４が過充電によって損傷する可能性がある。

このような事態を回避するために、ステップＳ７において、回転数センサ２２０によって検出された風車４０，４０の回転数Ｎが上限値Ｎ０より大きいか否かが判定される。今回は、回転数Ｎが上限値Ｎ０より大きくはないと仮定すれば、その判定がＮＯとなり、直ちにこの第１制御プログラムの一回の実行が終了する。

これに対し、今回は、回転数Ｎが上限値Ｎ０より大きいと仮定すれば、ステップＳ７の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ８において、バッテリ１８４の充電を停止させることを指令する信号が充電コントローラ１７９に出力される。その結果、発電機４２によるバッテリ１８４の充電が停止させられる。以上で、この第１制御プログラムの一回の実行が終了する。

以上、モード選択スイッチ２３０の操作によって手動モードが選択された場合についてこの第１制御プログラムを説明したが、自動モードが選択された場合には、ステップＳ１の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ９に進む。

このステップＳ９においては、車速センサ２２２によって検出された車速Ｖが設定車速Ｖ０より大きいか否か、すなわち、高速走行中であるか否かが判定される。

今回は、車速Ｖが設定車速Ｖ０より大きくはない、すなわち、低速走行中であると仮定すると、そのステップＳ９の判定がＮＯとなり、ステップＳ５以下のステップが実行される。その実行により、シャッタ７２，７２が開状態にあるようにされる。その結果、車両走行中に車両に対して相対的に生起された風がシャッタ７２，７２を通過して風車４０，４０に到達する。その風によって風車４０，４０が回転し、ひいては、その回転によって発電機４２が発電を行う。

これに対し、今回は、車速Ｖが設定車速Ｖ０より大きい、すなわち、高速走行中であると仮定すると、ステップＳ９の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ１０に進む。

このステップＳ１０においては、減速度スイッチ２２４の出力信号がオフ状態にあるか否か、すなわち、車両が加速走行中または定速走行中にあるか否かが判定される。今回は、減速度スイッチ２２４の出力信号がオフ状態にはない、すなわち、車両が減速走行中にあると仮定すれば、ステップＳ１０の判定がＮＯとなり、ステップＳ９の判定がＮＯである場合と同様に、ステップＳ５以下のステップが実行される。

これに対し、今回は、減速度スイッチ２２４の出力信号がオフ状態にある、すなわち、車両が加速走行中または定速走行中にあると仮定すれば、ステップＳ１０の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ３以下のステップが実行される。その実行により、シャッタ７２，７２が閉状態にあるようにされ、風がシャッタ７２，７２を通過して風車４０，４０に到達することが阻止され、その結果、風車４０，４０による発電が禁止される。

図１２には、ＲＯＭ２０４に記憶されている第２制御プログラムがフローチャートで概念的に表されている。

この第２制御プログラムも、第１制御プログラムと同様に、運転者によってメインスイッチ２３４がオンに操作された後、定期的に実行される。各回の実行時には、まず、ステップＳ１０１において、メインスイッチ２３４がオンからオフに操作されたか否かが判定される。今回は、メインスイッチ２３４がオンに操作されたままであると仮定すると、その判定がＮＯとなり、直ちにこの第２制御プログラムの一回の実行が終了する。

これに対し、今回は、メインスイッチ２３４がオンからオフに操作されたと仮定すると、ステップＳ１０１の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ１０２において、モード選択スイッチ２３０の操作によって自動モードが選択されているか否かが判定される。今回は、自動モードが選択されていないと仮定すると、その判定がＮＯとなり、直ちにこの第２制御プログラムの一回の実行が終了する。

また、今回は、自動モードが選択されていると仮定すると、ステップＳ１０２の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ１０３において、アクチュエータ１５０に閉信号が出力され、それにより、シャッタ７２，７２が開状態から閉状態に切り換わるように、アクチュエータ１５０が駆動される。続いて、ステップＳ１０４において、シャッタ開閉センサ２２６によってシャッタ７２，７２が閉状態にあることが検出されたか否かが判定される。この判定がＹＥＳになるまで、それらステップＳ１０３およびＳ１０４の実行が反復される。

ステップＳ１０４の判定がＹＥＳとなると、この第２制御プログラムの一回の実行が終了する。

自動モードが選択されている場合には、メインスイッチ２３４がオンからオフに操作されると、この第２制御プログラムの実行により、シャッタ７２，７２が閉状態にあることが保証される。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態と異なる要素についてのみ詳細に説明し、共通する要素については、同一の符号または名称を使用して引用することにより、重複した説明を省略する。

図１３に示すように、本実施形態に従う風力発電装置２５０も、第１実施形態に従う風力発電装置１０と同様に、トラック１２のキャビン１４のルーフ２０上に搭載されるとともに、デフレクタ３０内に配置されている。

第１実施形態においては、２基の風車４０，４０が共に横置きでデフレクタ３０内に配置されているが、これに対し、本実施形態においては、図１３ないし図１５に示すように、２基の風車２６０，２６０が、共に、トラック１２の前後方向に平行な風車軸線を有する姿勢で、デフレクタ３０内に配置されている。それら風車２６０，２６０は、トラック１２の進行方向に対して並列に並んでいる。それら風車２６０，２６０は、起動応答性の改善が容易なプロペラ型である。

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、デフレクタ３０の前板部３６に、２つの空気開口部７０，７０が形成され、それら空気開口部７０，７０がそれぞれ、２つのシャッタ７２，７２によって塞がれている。各空気開口部７０は、対応するシャッタ７２により、開状態と閉状態とに切り換えられる。シャッタ７２，７２を揺動可能に支持する構造およびシャッタ７２，７２を電気的に作動させる構造は、第１実施形態と共通する。

図１３に示すように、各風車２６０は、トラック１２の前後方向に延びる風車軸線まわりに回転可能な回転シャフト２６２を有する。その回転シャフト２６２に複数枚の受風ブレード２６４が固定されている。回転シャフト２６２は、支持フレーム２６６により、デフレクタ３０内において、回転可能に支持されている。

図１４に示すように、本実施形態においては、互いに対応する空気開口部７０と風車２６０との相対位置関係が、各風車２６０の受風ブレード２６４の回転軌跡の投影図形（図１４において、破線の円で示す。）がすべて、空気開口部７０の内側領域に位置し、空気開口部７０の外側領域に位置する部分が存在しないように、設定されている。その投影図形の面積が、受風ブレード２６４の理論受風面積に相当する。

したがって、本実施形態によれば、受風ブレード２６４が、それの全体において風を有効に受けるように設計すること、すなわち、実効受風面積が理論受風面積に一致するように設計することが容易となる。

図１３に示すように、各風車２６０の回転シャフト２６２に同軸に発電機２７０が連結されている。この発電機２７０も、支持フレーム２６６によって支持されている。本実施形態においては、２つの風車２６０，２６０に個別に発電機２７０が使用される。

図１３および図１５に示すように、デフレクタ３０内に、２つのダクト２８０，２８０が配置されている。それらダクト２８０，２８０は、２つの風車２６０，２６０にそれぞれ対応している。

各ダクト２８０は、概して円形断面を有するエルボ形状を成している。各ダクト２８０は、対応する風車２６０に対向する空気開口部（吸気口）７０の背後から、その風車２６０を通過して、デフレクタ３０の後部に延びている。このように、各ダクト２８０は、対応する風車２６０に風を導入するための風路と、その風車２６０を通過した風を外部に排出するための風路とを有している。

図１３および図１５に示すように、各ダクト２８０は、それの下流端部において、デフレクタ３０の各側板部３８に開口している。各側板部３８に、風車２８０からの風の排出を促進するための排気口２８２が開口させられており、その排気口２８２に、各ダクト２８０の下流端部が結合されている。

本実施形態においては、風車２８０，２８０からの排気が、トラック１２の上下方向を向くのではなく、横方向を向いている空気開口部を利用して行われる。したがって、雨、雪や異物などが空気開口部に侵入する可能性を軽減することが容易となる。

以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、前記［発明の開示］の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

本発明の第１実施形態に従う風力発電装置１０を、それが搭載される車両としてのトラック１２と共に示す斜視図である。 図１に示す風力発電装置１０を示す正面図である。 図２に示す風車４０を示す側面図である。 図１に示す風力発電装置１０における２つのシャッタ７２，７２のうちの一方を示す斜視図である。 図１に示す風力発電装置１０を示す側面図である。 図５に示すシャッタ７２，７２をそれの背後からそれに直角な方向に見た場合の図である。 図６に示すシャッタ７２，７２を示す側面図である。 図６に示すアクチュエータ１５０を示す側面図である。 図１に示す風力発電装置１０のうちの電気的構成を概念的に表すブロック図である。 図９に示すＲＯＭ２０４に記憶されている第１制御プログラムを概念的に表すフローチャートである。 図１０に示す第１制御プログラムの実行によってシャッタ７２，７２の開閉が速度・加速度応答的に制御される様子を表形式で説明するための図である。 図９に示すＲＯＭ２０４に記憶されている第２制御プログラムを概念的に表すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に従う風力発電装置２５０を示す側面図である。 図１３に示す風力発電装置２５０を示す正面図である。 図１３に示す風力発電装置２５０を示す平面図である。

Claims (12)

1. 車両の走行中にその車両に対して相対的に生起される風を主として利用して発電するために前記車両に搭載されて使用される車載型風力発電装置であって、
   前記車両走行中に前記風が流入する流入口と、
   その流入口から流入した前記風を受けて回転する風車と、
   その風車の回転によって発電する発電機と、
   前記流入口を閉塞する閉状態と開放する開状態とに切り換わることが可能なシャッタと、
   そのシャッタを前記閉状態と前記開状態とに選択的に切り換えるアクチュエータと、
   前記車両の走行速度を検出する速度センサと、
   前記車両の加速度を検出する加速度センサと、
   前記速度センサの出力信号と前記加速度センサの出力信号とに基づいて前記アクチュエータを電気的に制御し、それにより、前記シャッタの開閉状態を、前記走行速度と前記加速度との双方に応答して切り換えるコントローラと
   を含む車載型風力発電装置。
2. 前記コントローラは、
   （ａ）前記車両が、前記走行速度が設定速度より大きい高速走行中であり、かつ、加速走行中である場合には、前記シャッタが前記閉状態にあるように前記アクチュエータを電気的に制御し、
   （ｂ）前記車両が、前記高速走行中であり、かつ、減速走行中である場合には、前記シャッタが前記開状態にあるように前記アクチュエータを電気的に制御し、
   （ｃ）前記車両が、前記走行速度が前記設定速度以下である低速走行中である場合には、前記シャッタが前記開状態にあるように前記アクチュエータを電気的に制御する請求項１に記載の車載型風力発電装置。
3. 前記コントローラは、
   （ａ）前記車両が、前記走行速度が設定速度より大きい高速走行中であり、かつ、加速走行中または定速走行中である場合には、前記シャッタが前記閉状態にあるように前記アクチュエータを電気的に制御し、
   （ｂ）前記車両が、前記高速走行中であり、かつ、減速走行中である場合には、前記シャッタが前記開状態にあるように前記アクチュエータを電気的に制御し、
   （ｃ）前記車両が、前記走行速度が前記設定速度以下である低速走行中である場合には、前記シャッタが前記開状態にあるように前記アクチュエータを電気的に制御する請求項１に記載の車載型風力発電装置。
4. 前記加速度センサは、前記加速度の大小に応じてレベルが２状態に変化する信号を出力する加速度スイッチを含む請求項１ないし３のいずれかに記載の車載型風力発電装置。
5. さらに、前記車両の外面に搭載され、前記車両の走行中にその車両の外面に沿って流れる空気の流れを制御し、それにより、その車両の空気抵抗を低減させるデフレクタを含み、
   前記風車は、そのデフレクタの内部に配置されており、
   前記シャッタは、前記流入口を前記閉状態と前記開状態とに選択的に切り換えるために前記流入口に配置されている請求項１ないし４のいずれかに記載の車載型風力発電装置。
6. 前記風車は、前記車両の横方向に平行な風車軸線まわりに回転させられる横置き型であり、
   その風車は、それぞれが前記風車軸線に沿って延びる複数の受風ブレードを有し、それら受風ブレードは、それら受風ブレードの横断面視において、前記風車軸線まわりに等角度間隔で配置されており、
   その風車は、その風車の正面視において、前記風車軸線より上側に位置する上側部分と下側に位置する下側部分とを有し、それら上側部分および下側部分は、それぞれが前記風を受けると、互いに逆向きである２種類のモーメントをそれぞれ前記風車軸線まわりに発生させ、
   前記流入口は、前記デフレクタのうち、そのデフレクタの正面視において、前記風車の前記上側部分と前記下側部分とのうちの一方に対向する領域に配置されており、
   前記デフレクタのうち、そのデフレクタの正面視において、前記風車の前記上側部分と前記下側部分とのうちの他方に対向する領域は、空気開口を実質的に有しない請求項５に記載の車載型風力発電装置。
7. 前記デフレクタは、前記シャッタが前記閉状態にあるときに、そのシャッタを有しないデフレクタによって実現される空力特性と実質的に等しい空力特性を実現し、
   そのデフレクタは、前記車両の空気抵抗を低減させる効果が、前記シャッタが前記閉状態にあるときに前記開状態にあるときより大きい請求項５または６に記載の車載型風力発電装置。
8. 前記シャッタは、それぞれが前記車両の横方向に平行に延びる複数の可動ウイングを有しており、
   それら複数の可動ウイングは、いずれも前記車両の横方向に平行であるが互いに異なる複数のウイング軸線まわりにそれぞれ回動可能であり、
   前記アクチュエータは、前記複数の可動ウイングの各々を正逆両方向に選択的に回動させて前記閉状態と前記開状態とに選択的に切り換える請求項５ないし７のいずれかに記載の車載型風力発電装置。
9. 各ウイング軸線は、対応する可動ウイングに対し、その可動ウイングの受風面積が、対応するウイング軸線より上側の領域と下側の領域との間で実質的に二等分されるように相対的に配置される請求項８に記載の車載型風力発電装置。
10. 前記風車は、前記複数の受風ブレードがそれらの横断面視においていずれも概してアーチ状を成すサボニウス型である請求項５ないし９のいずれかに記載の車載型風力発電装置。
11. 前記コントローラは、前記シャッタを前記閉状態と前記開状態との一方から他方に切り換えるための信号を前記アクチュエータに出力した場合、その後、前記シャッタが前記閉状態と前記開状態との一方から他方に切り換わることが完了するまでは、別の信号を前記アクチュエータに出力しない請求項１ないし１０のいずれかに記載の車載型風力発電装置。
12. 前記アクチュエータは、そのアクチュエータに電力が供給されない状態で当該アクチュエータの作動状態を保持する自己保持型である請求項１ないし１１のいずれかに記載の車載型風力発電装置。

Images