JP3165620U - 車両屋根への風力発電機の取付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の屋根に風力発電機を簡単な構造で取付けることが出来る風力発電機の取付け構造を提供する。【解決手段】車輌１の屋根２にはキャリヤー３が装着され、該キャリヤー３は屋根２に着脱可能な取付け構造と成っている。そして、風力発電機４は該キャリヤー３に取付ける。車輌１が走行すると、正面に当った風の一部は床下及び両側を流れ、他は正面のフロントガラスから屋根２に沿って流れる。この屋根２に沿って流れる風が高く上昇しないように、すなわち、屋根２に沿って流れる風を有効に活用して風車が高速で回転する為に屋根カバー５を設ける。すなわち、屋根２とキャリヤーの屋根カバー５の間を走行風が流れるようにする。【選択図】図１

Description

本考案は車両の屋根に風車を取付けて、発電機を駆動して電気エネルギーを取得するように構成している風力発電機の取付け構造に関するものである。

近年、エンジンとモータを備えたハイブリッドカーが多用されるように成っている。ハイブリッドカーはエンジンとモータを備え、基本的にはエンジンがメインの動力源であるが、一部でモータを動力源として車両は走行することが可能である。所定の速度で走行している車両を減速する場合にモータが発電機として機能することでバッテリーに電気が蓄えられる。また、坂道を走行する場合もエンジンが停止すると共に発電機によって発生した電気がバッテリーに蓄えられる。そして、このように蓄えた電気はモータを回転駆動する際の電気エネルギーと成って車両を走行させることが出来る。

すなわち、減速時の運動エネルギー及び坂道を下る際の位置エネルギーを電気エネルギーとして回収し、この電気エネルギーを使って車両を一時的に走行させるように構成したものである。一方、電気自動車の場合にはモータのみを備えており、バッテリーからの電気を動力源としてモータで走行するように構成している。この電気自動車の場合もハイブリッドカーと同様に、減速時の運動エネルギー並びに坂道を走行する際の位置エネルギーは回収してバッテリーに蓄えることが可能である。

特開２００９−６８４８２号に係る「風力発電ハイブリット車」は、ハイブリット車の化石燃料を使用する内燃機関の代わりに発電機兼駆動用モータと各種小型風力発電機を搭載し、電気自動車も同様に各種小型風力発電機を搭載し、これら車両に搭載の小型風力発電機は走行により発生する走行風で発電され、この電力は動力源と車両に搭載の２次電池の充電を行う、これらの車両は外部電力からの充電を必要とするもので、この外部電力からの充電回数の削減か、充電をする事無く走行出来る風力発電ハイブリット車及び風力発電電気自動車である。

特開２０１０−１９３５５６号に係る「電気自動車」は、車両走行風を適正に活用し得る車両搭載用風力発電機構を案出し、これを組み込むことにより、走行可能距離の長い電気自動車である。そこで、駆動輪のホイール内側またはホイール近傍に配置された走行用電動モータと、走行用電動モータに電力を供給する風力発電機構とを備え、風力発電機構が、車外から取り込んだ車両走行風の流れを変更する風量調節構造を有する通風路と、通風路内に配置された風車と、風車の回転力を利用して発電する風力発電機と、風力発電機により発電された電力を蓄えて蓄えた電力を前記走行用電動モータに出力する蓄電池とを備えている。

特開平１１−１５５２０３号に係る「風力発電による車載バッテリー充電装置」は、走行中の走行風エネルギーを用いた風力発電による車載バッテリー充電装置であり、走行風エネルギーを回収することで、バッテリーを搭載した自動車の一充電当たりの走行距離の伸長を図ることが出来る。そこで、車載可能な羽根車を発電機に結合し、発生電力を制御装置を用いてバッテリーに充電するよう、自動車の前部、後部及び床下に形成される空間内に設けている。

このように、車両に風力発電機を取付けて該車両の走行距離を伸ばすようにした技術は色々存在している。しかし、従来の風力発電機は車両に取付ける構造が複雑であると共に、走行風を効率よく利用する点に問題がある。
特開２００９−６８４８２号に係る「風力発電ハイブリット車」 特開２０１０−１９３５５６号に係る「電気自動車」 特開平１１−１５５２０３号に係る「風力発電による車載バッテリー充電装置」

このように、風力発電機を備えて車両の走行距離を伸ばすようにした技術は色々知られているが、本考案では風力発電機を簡単に取付けることが出来、しかも走行風を有効に利用することで発電効率に優れた風力発電機の取付け構造を提供する。

本考案では、風力発電機を車両の屋根にキャリヤーを介して取付けた構造としている。すなわち、従来から車両のトランクに収容できない大きな荷物を運ぶ為に、車両の屋根にキャリヤーを装着し、このキャリヤーに荷物を載せることが出来るようにしている。キャリヤーの具体的な取付け構造は色々あって限定しないが、該キャリヤーに風力発電機を組付けた構造とし、風力発電機を覆うことが出来る屋根カバーを備えている。

また、本考案では風力発電機の型式は限定しないが、例えば中心軸部に発電機を備え、該発電機から外側に複数枚の羽根を取付けることが出来る。発電機の軸はキャリヤーのベースと屋根に支持されて風車（羽根車）と共に車両が走行する際の走行風を受けて回転することが出来る。そして、発電機によって発生した電気はバッテリーに蓄えられ、車両の走行を補助することが出来る。ここで、車両は電気自動車、又はハイブリッドカーを問わず、又は一般的な車両を対象とする場合も可能である。

ここで、車両の屋根に装着したキャリヤーに取付けられる風力発電機の個数は限定せず、１個の発電機を中心として外径の大きな風車を取付けたり、又は比較的小さい風力発電機を左右対を成して配置し、走行風は両風力発電機の間に形成した空間を流すことで風車が効率よく回転するように誘導板を設けることも出来る。すなわち、走行風は風車全体に当ることなく、回転方向にのみ当るように上記誘導板にて走行風の流れを誘導することも可能である。

本考案に係る風力発電機はキャリヤーに取付けられ、該キャリヤーは車両の屋根に装着することが出来る。従って、車両の屋根をキズ付けることなく風力発電機の取付けが可能となり、不必要となれば何時でも取外しすることが出来、この場合に車両の屋根に何らキズが残らない。そして、キャリヤーには屋根カバーが設けられて風力発電機を被覆しているが、この屋根は単に風力発電機の被覆だけでなく車両の走行時の風の流れを風車に導くことが可能となり、風力発電効率を向上することが出来る。

また、キャリヤーの入口側には誘導板が取付けられることで、車両の走行に際して、走行風を受けて風車が効率よく高速で回転することが出来、上記キャリヤーに設けた屋根カバーと共に発電効率を高めている。ところで、本考案の風力発電機はキャリヤーに取付けられていることで、各種車両の屋根に装着することが可能であり、すなわち、完成した車両に後付けすることで、電気自動車やハイブリッドカーに限らず、車内の補助エネルギー供給源として機能させることも可能となる。

屋根に装着したキャリヤーに風力発電機を取付けた電気自動車。 風力発電機の具体例。 コアレス発電機の具体例。 キャリヤーに取付けた２基の風力発電機の配置。 キャリヤーに取付けた１基の風力発電機の配置。

図１は風力発電機を備えた車両を示す具体例である。車両の形態は色々あり、本考案では車両の屋根にキャリヤーを装着し、該キャリヤーに風力発電機を取付けた構造と成っている。従って、該車両にキズが付かず、完成した車両に後付けすることが出来、また不必要な場合には取外しすることも可能である。ところで、図１に示す車両は電気自動車１であって、内部にはモータ及びバッテリー（蓄電池）を備え、バッテリーから電気を得てモータが駆動することで電気自動車１は走行することが出来る。本考案はこの電気自動車１の走行距離を伸ばすために風力発電機を屋根に取付けたものであって、電気自動車本体の構造は今日市販されているものであって、ここでの説明は省略する。

電気自動車１の屋根２にはキャリヤー３が装着され、該キャリヤー３は屋根２に着脱可能な取付け構造と成っている。そして、風力発電機４は該キャリヤー３に取付けられている。すなわち、電気自動車１の屋根２に直接取付けた構造ではない。キャリヤーにも色々な型式があり、車両の屋根の形態に応じて使い分けされている。例えば、屋根にルーフレールが取付けられている車両の場合には、該ルーフレールをフックで挟み込んでネジ止めすることでキャリヤーを装着することが出来る。

屋根の両側に雨ドイ（ドリップモール）が取付けられている車両の場合には、キャリヤーの脚をドリップモールに載せ、該脚とフックでドリップモールを挟み込んでネジ止めすることが出来る。一方、ルーフレール又はドリップモールが取付けられていない車両の場合には、キャリヤーの脚を屋根の両側に載せ、屋根とドアの隙間にフックを掛けてネジ止めすることによってキャリヤーの装着が可能となる。

このように、キャリヤーの装着形態は色々あるが、本考案では風力発電機を該キャリヤーに取付けた構造としている。すなわち、キャリヤーを介して電気自動車１の屋根２に取付けた構造である。そして、キャリヤー３は風力発電機４が載るベースを有し、また屋根カバー５を備えている。この屋根カバー５は風力発電機４に雨水が当らないように被覆することが出来るのみならず、風力発電機の風車に電気自動車１が走行することで受ける走行風が効率よく風車を回転するようにしている。

電気自動車１が走行するならば、正面に当った風の一部は床下及び両側を流れ、他は正面のフロントガラスから屋根２に沿って流れる。本考案ではこの屋根２に沿って流れる風が高く上昇しないように、すなわち、屋根２に沿って流れる風を有効に活用して風車が高速で回転する為に屋根カバー５を設けている。すなわち、屋根２とキャリヤーの屋根カバー５の間を走行風が流れるようにしている。

図２は風力発電機４を示す具体例である。同図の６は発電機、７は風車を表し、風車７は発電機６から外方向へ放射状に延びるアーム８，８・・・の先端に羽根９，９・・・を取付けて構成している。また、発電機６の中心には軸１０が設けられており、羽根９，９・・・に風が当るならば風車７と共に発電機６は軸１０を中心として回転することが出来る。

図２（ｂ）に示しているように、２基の風車７，７が発電機４の上下２段を成して取付けられた構造を成している。勿論、１基の風車７を発電機４に取付けても構わないが、取付ける風車７，７を２基とすることで、発電機６の発電効率は大きくなる。上段の風車７ａと下段の風車７ｂとの回転方向（円周方向）位置をズラして取付けることで発電機６の発電効率をさらに上昇させることが出来る。

図３は発電機６を示す具体例であり、内輪１１と外輪１２を複数本のアーム１３，１３・・・によって同心を成して連結し、上記羽根９を取付けたアーム８は外輪１２に取着されている。この発電機６はコアレス発電機を構成しているが、本考案では該発電機６の型式は特に限定しない。しかし、コアレス発電機６を用いることで、高さ寸法を小さく抑えることが出来、屋根カバー５を低くしてキャリヤー３に取付けられる。

図４はキャリヤー３に取付けた２基の風力発電機４，４を示している。２基の風力発電機４，４は中央に空間１６を設けて両側左右対称に取付けられ、中心の軸１０，１０はキャリヤー３のベース１５と屋根カバー５に跨って取付けられている。同図の（ａ）は屋根カバー５を除いた平面図、（ｂ）は正面図をそれぞれ表しているように、電気自動車１が走行するならば、キャリヤー３の正面開口１７から風が入り、２基の風力発電機４，４の風車７，７は回転することが出来る。

ここで、２基の風力発電機４，４がより効率よく稼動するように、風力発電機４，４の一部を除いてカバーする誘導板１４，１４を取付けている。この誘導板１４，１４は正面側を大きく開口し、風力発電機４，４の風車７，７の中央側を除いてカバーしている。従って、正面開口１７から流入する風は誘導板１４，１４からはみ出している部分にのみ風が当って風車７，７は回転することが出来、該風車７，７は勢いよく回転する。すなわち、風車７，７が逆転する領域に風が当らないように遮蔽している。

特に、中央部の空間１６は正面開口１７に比較して小さくなることで、その結果、正面開口部より風速は非常に高くなり、風車７，７は車両速度以上の回転が得られ、発電効率は高くなる。正面側の誘導板１４，１４は風車７，７を逆転させる風を遮り、後方側の誘導板１４，１４は渦を作ることなくスムーズに出口１８から流出するように、出口側を拡大するように湾曲した形状と成っている。

ところで、２基の風力発電機４，４は電気自動車１の走行に伴ってキャリヤー正面開口１７から流入する風によって風車７，７と共に発電機６，６が回転し、発電することが出来る。ここで、風力発電機４，４を常に稼動して発電するように制御することも出来、又は減速時並びに坂道を下る時にのみ稼動するように制御することも可能である。この場合、通常走行の時には風車７，７に風が当らないようにキャリヤー３の正面開口１７を塞ぐことが出来るように入口カバーを取付けることも出来る。

何れの場合にしても、本考案では上記風力発電機４，４にて発電する制御方法に関しては限定しない。また、風力発電機４，４が稼動して発生する電気は車両走行用に使うことも出来るが、車両走行用の電気エネルギーではなくてエアコンやその他の機器を稼動する電気エネルギーとして補助的に使用することも可能である。

前記図４は２基の風力発電機４，４が間に空間１６を形成し、両風力発電機４，４を対を成して取付けた構造とした場合であるが、本発明では図１のように屋根幅に近い外径の大きな風車７を備えた１基の風力発電機４をキャリヤー３に取付ける場合もある。図５は１基の風力発電機４をキャリヤー３に取付けた場合の正面図を示している。風車７の外径を大きくすることで走行風の速度が低くても、すなわち電気自動車１の速度が低くても風力発電機４は稼動することが出来る。この場合も誘導板１４を設けることで走行風を風車７の片側１部にのみ当るようにすることは可能である。

１ 電気自動車
２ 屋根
３ キャリヤー
４ 風力発電機
５ 屋根カバー
６ 発電機
７ 風車
８ アーム
９ 羽根
10 軸
11 内輪
12 外輪
13 アーム
14 誘導板
15 ベース
16 空間
17 入口開口
18 出口

Claims (4)

1. 車両の屋根に風力発電機を備えた風力発電機の取付け構造において、該車両の屋根にはキャリヤーを装着すると共にキャリヤーにはベースとの間に空間を設けて屋根カバーを取付け、そして、キャリヤーのベースと屋根カバー間には風車を回転可能に軸支すると共に該風車の回転に伴って稼動する発電機を連結したことを特徴とする風力発電機の取付け構造。
2. 上記風力発電機をコアレス発電機とし、該コアレス発電機の外周からアームを延ばすと共に該アーム先端に風を受ける羽根を取付けた請求項１記載の風力発電機の取付け構造。
3. 上記風力発電機を間に空間を設けて左右対称位置に取付け、そして、風車の中央側一部がはみ出すように湾曲した誘導板を取着することで入口開口を大きくすると共に両風力発電機の風車間空間を小さく絞り込んだ請求項１、又は請求項２記載の風力発電機の取付け構造。
4. 上記キャリヤーに大きな外径の風車を組み合わせた１基のコアレス発電機を取付けた請求項２記載の風力発電機の取付け構造。
   
   
   
   

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