車両用発電装置
【課題】簡素な構成により、ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更することができる車両用発電装置を提供する。
【解決手段】ブレード２６をシャフト３６によりハブ２４に、ブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αを変更可能に支持する。シャフト３６には磁石４０を固定し、磁石４０をバネ４４により反ナセル２２側へ付勢する。ナセル２２には、磁石３２を磁石４０に対して接離可能に配設し、該磁石３２をバネ３４により反ハブ２４側へ付勢する。また、磁石３２とブレーキペダル４８とをワイヤー４６により連結する。
【解決手段】ブレード２６をシャフト３６によりハブ２４に、ブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αを変更可能に支持する。シャフト３６には磁石４０を固定し、磁石４０をバネ４４により反ナセル２２側へ付勢する。ナセル２２には、磁石３２を磁石４０に対して接離可能に配設し、該磁石３２をバネ３４により反ハブ２４側へ付勢する。また、磁石３２とブレーキペダル４８とをワイヤー４６により連結する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の制動時に、走行体に配設された風車により発電しつつ制動力を得るエアブレーキが知られている（例えば、特許文献１参照）。このエアブレーキでは、風車のブレードの車両進行方向に対する迎え角が可変とされており、非制動時には、ブレードを車両進行方向に対して平行にすることにより、空気抵抗の増大を防いでいる。
【特許文献１】特開平６−３１２６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更する機構として、油圧ポンプを駆動するためのモータが必要となる油圧回路を用いているため、コストが高くなるという問題がある。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、簡素な構成により、ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更することができる車両用発電装置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】
【０００５】
請求項１に記載の車両用発電装置は、車両進行方向に沿って延設された第１回転軸と、前記第１回転軸の回転により発電される発電機と、前記第１回転軸に結合されたハブと、前記ハブから前記第１回転軸の径方向外側に延設されたブレードと、前記ブレードから前記第１回軸の径方向内側に延設され、前記ブレードを前記ハブに前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更可能に支持する第２回転軸と、前記第２回転軸により前記ハブに前記ブレードと共に回転可能に支持され、前記第２回転軸に対してオフセットする方向へ延設された第１磁性体と、前記第１磁性体の前記第２回転軸に対してオフセットされた部位と車両進行方向視にて重合する位置に、前記第１磁性体に対して接離可能に配設され、前記第１磁性体に対して接近して前記第１磁性体を磁気吸引することにより、前記第１磁性体を、前記ブレードが車両進行方向に対して迎え角をもつ第１回転位置まで回転させる第２磁性体と、前記第１磁性体を、前記第２磁性体の反対側へ付勢することにより、前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角が前記第１回転位置よりも小さい第２回転位置へ回転させる第１付勢部材と、前記第２磁性体を前記第１磁性体から離間する方向に付勢する第２付勢部材と、車両に配設された操作部又は前記操作部に連動する連動部と前記第２磁性体とに両端を結合され、前記操作部又は前記連動部により作動されて前記第２磁性体を前記第１磁性体に対して接近させるワイヤーと、を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の車両用発電装置では、第１回転軸が車両進行方向に沿って延設され、ハブが第１回転軸に結合され、ブレードがハブから第１回転軸の径方向外側に延設されており、車両走行時に走行風によりブレードに揚力が発生した場合、ブレード、ハブ、及び第１回転軸が車両進行方向回りに回転し、第１回転軸の回転により発電機が発電される。
【０００７】
ブレードは、回転軸の径方向内側に延設された第２回転軸によりハブに支持され、該第２回転軸により車両進行方向に対する迎え角を変更可能とされている。また、第１磁性体が、第２回転軸によりハブにブレードと共に回転可能に支持されている。第１磁性体は、第２回転軸からオフセットする方向へ延設されており、第２磁性体が、第１磁性体の第２回転軸に対してオフセットされた部位と車両進行方向視にて重合する位置に、第１磁性体に対して接離可能に配設されている。
【０００８】
第２磁性体は、第２付勢部材により第１磁性体から離間する方向に付勢されており、ワイヤーにより、操作部又は操作部に連動する連動部に結合されている。また、第１磁性体は、第１付勢部材により第２磁性体の反対側へ付勢されている。
【０００９】
操作部の操作時には、ワイヤーが、操作部又は連動部により作動され、第２磁性体を第２付勢部材の付勢力に抗して第１磁性体に対して接近させる。これにより、第１磁性体が、第２磁性体から磁気吸引されることにより、第１付勢部材の付勢力に抗して第１回転位置へ回転され、よって、ブレードが車両進行方向に対して迎え角をもつようになる。
【００１０】
また、操作部の操作解除後は、第２磁性体が第２付勢部材の付勢力により第１磁性体から離間する方向に移動し、第２磁性体による第１磁性体の磁気吸引が解除される。そして、第１磁性体は、第１付勢部材の付勢力により第２回転位置へ回転され、よって、ブレードの車両進行方向に対する迎え角が減少する。
【００１１】
即ち、操作部の操作時には、ブレードの車両進行方向に対する迎え角が増加され、操作部の非操作時には、ブレードの車両進行方向に対する迎え角が、操作時よりも小さくされる。よって、操作部の操作時には、走行風によりブレードに生じる揚力が増大されてブレードの回転力が増大されるため、発電機の発電量が増大すると共に、車両の制動力が向上し、一方、操作部の非操作時には、走行風によりブレードに生じる抗力が減少して車両の空気抵抗が減少する。
【００１２】
ここで、本発明では、ワイヤー、磁性体、付勢部材によりブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更できるので、油圧ポンプを駆動するためのモータが必要である油圧回路を用いていた従来と比して、ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更する機構を簡素化でき、コストを低減できる。
【００１３】
請求項２に記載の車両用発電装置は、請求項１に記載の車両用発電装置であって、前記操作部は、ブレーキペダルであることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の車両用発電装置では、ブレーキペダルの操作時には、ブレードの車両進行方向に対する迎え角が増加され、ブレーキペダルの非操作時には、ブレードの車両進行方向に対する迎え角が操作時よりも小さくなる。
【００１５】
よって、車両制動時には、走行風によりブレードに生じる揚力が増大されてブレードの回転力が増大されるため、発電機の発電量が増大すると共に、車両の制動力が向上し、一方で、車両非制動時には、走行風によりブレードに生じる抗力が減少して車両の空気抵抗が減少する。
【００１６】
請求項３に記載の車両用発電装置は、車幅方向両側に車両進行方向に沿って延設された左右一対の回転軸と、前記第１回転軸の回転により発電される左右一対の発電機と、前記第１回転軸に結合された左右一対のハブと、前記ハブから前記第１回転軸の径方向外側に延設された左右一対のブレードと、前記ブレードから前記第１回軸の径方向内側に延設され、前記ブレードを前記ハブに前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更可能に支持する左右一対の第２回転軸と、前記第２回転軸により前記ハブに前記ブレードと共に回転可能に支持され、前記第２回転軸に対してオフセットする方向へ延設された左右一対の第１磁性体と、前記第１磁性体の前記第２回転軸に対してオフセットされた部位と車両進行方向視にて重合する位置に、前記第１磁性体に対して接離可能に配設され、前記第１磁性体に対して接近して前記第１磁性体を磁気吸引することにより、前記第１磁性体を、前記ブレードが車両進行方向に対して迎え角をもつ第１回転位置まで回転させる左右一対の第２磁性体と、前記第１磁性体を、前記第２磁性体の反対側へ付勢することにより、前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角が前記第１回転位置よりも小さい第２回転位置へ回転させる左右一対の第１付勢部材と、前記第２磁性体を前記第１磁性体から離間する方向に付勢する左右一対の第２付勢部材と、車両に配設された操舵部と左側の前記第２磁性体とに両端を結合され、車両の左操舵時に、左側の前記第２磁性体を左側の前記第１磁性体に対して接近させる左側ワイヤーと、前記操舵部と右側の前記第２磁性体とに両端を結合され、車両の右操舵時に、右側の前記第２磁性体を右側の前記第１磁性体に対して接近させる右側ワイヤーと、を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の車両用発電装置では、左右一対の第１回転軸が車幅方向両側に車両進行方向に沿って延設され、左右各々の第１回転軸にはハブが結合され、左右各々のハブからブレードが第１回転軸の径方向外側に延設されており、車両走行時に走行風により左右各々のブレードに揚力が発生した場合、左右各々の第１回転軸が回転することにより左右各々の発電機が発電される。
【００１８】
ここで、車両左側では、第２磁性体が、左側ワイヤーにより操舵部に連結されており、左操舵時に、左側ワイヤーが、操舵部により作動され、第２磁性体を第２付勢部材の付勢力に抗して第１磁性体に対して接近させる。これにより、車両左側において、第１磁性体が、第２磁性体から磁気吸引されることにより、第１付勢部材の付勢力に抗して第１回転位置へ回転され、よって、ブレードが車両進行方向に対して迎え角をもつようになる。
【００１９】
左操舵解除後は、車両左側において、第２磁性体が第２付勢部材の付勢力により第１磁性体から離間する方向に移動し、第２磁性体による第１磁性体の磁気吸引が解除される。そして、第１磁性体は、第１付勢部材の付勢力により第２回転位置へ回転され、よって、ブレードの車両進行方向に対する迎え角が減少する。
【００２０】
また、車両右側では、第２磁性体が、右側ワイヤーにより操舵部に連結されており、右操舵時には、右側ワイヤーが、操舵部により作動され、左操舵時の車両左側と同様の作用が得られる。また、右操舵解除後は、車両右側において、右操舵解除後の車両右側と同様の作用が得られる。
【００２１】
即ち、左操舵時には、左側のブレードの車両進行方向に対する迎え角が増加され、右側のブレードの車両進行方向に対する迎え角が、左側のブレードのそれよりも小さくされる。また、右操舵時には、右側のブレードの車両進行方向に対する迎え角が増加され、左側のブレードの車両進行方向に対する迎え角が、右側のブレードのそれよりも小さくされる。
【００２２】
よって、左操舵時には、左側のブレードの抗力が右側のそれよりも大きくなることにより空気抵抗が車両左側に偏り、右操舵時には、右側のブレードの抗力が左側のそれよりも大きくなることにより空気抵抗が車両右側に偏る。よって、左操舵時及び右操舵時の操舵性（旋回性能）を向上できる。
【００２３】
請求項４に記載の車両用発電装置は、請求項１又は請求項３に記載の車両用発電装置であって、前記ブレードは、前記第１付勢部材が前記第２回転位置に位置する場合に、車両進行方向に対して略平行となることを特徴とする。
【００２４】
請求項４に記載の車両用発電装置では、操作部の非操作時又は非操舵時に、ブレードが車両進行方向に対して略平行となる。よって、操作部の非操作時又は非操舵時に、走行風によりブレードに生じる抗力をより一層低減でき、車両の空気抵抗をより一層低減できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、簡素な構成により、ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更することができる車両用発電装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図１乃至図９を用いて、本発明に係る車両用発電装置の一実施形態について説明する。なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢印ＵＰは車両上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。
【００２７】
図１には、本発明の車両用発電装置の第１実施形態に係る風力発電装置１０を備える車両１２が正面図にて示されている。この図に示すように、車両１２のルーフ部１４の車幅方向中央部には、風力発電装置１０の主要構成要素である風車１６が配設されている。
【００２８】
また、図２及び図３には、風力発電装置１０の概略構成が側断面図にて示されている。これらの図に示すように、風力発電装置１０は、上記風車１６と発電機１８とを備えている。風車１６は、車両進行方向（車両前後方向）に沿って延設された第１回転軸としての回転軸２０と、回転軸２０を回転自在に支持するナセル２２と、回転軸２０の前端部に固定されたハブ２４と、回転軸２０回りに所定間隔（例えば、図１に示すように１２０°）で配設され、各々、ハブ２４から回転軸２０の径方向（以下、回転半径方向という）の外側へ延設された複数枚（例えば、図１に示すように３枚）のブレード２６と、を備えている。
【００２９】
回転軸２０の後端部には発電機１８が連結されており、回転軸２０の回転により発電機１８が発電される。発電機１８により発生した電力は、車両１２に搭載されたバッテリー１９に蓄えられる。
【００３０】
また、ナセル２２は、車両進行方向を軸方向とする円筒状のシリンダ部２８を備えている。このシリンダ部２８の後端部には蓋部２８Ａが設けられ、シリンダ部２８の前端部は開口部２８Ｂとされている。蓋部２８Ａの軸芯部には、軸受３０が固定されており、この軸受３０により回転軸２０が回転自在に支持されている。
【００３１】
また、シリンダ部２８内には、第２磁性体としてのドーナツ状の磁石３２が、車両進行方向に沿って摺動可能に配設されている。磁石３２の回転半径方向中央部には、回転軸２０を挿通可能な円孔３２Ａが形成されている。また、磁石３２と蓋部２８Ａとの間には、上下一対の第２付勢部材としてのバネ（引張りコイルバネ）３４が配設されている。このバネ３４の一端及び他端はそれぞれ、蓋部２８Ａ、及び、磁石３２の蓋部２８Ａとの対向面に固定されており、バネ３４により蓋部２８Ａ側に付勢されている。
【００３２】
ここで、磁石３２は、自然長状態のバネ３４により、シリンダ部２８の軸方向中央部（第１スライド位置）に保持される。
【００３３】
また、図４及び図５には、ハブ２４及びブレード２６を車両前方から見た縦断面図が示されている。これらの図に示すように、ハブ２４は、車両進行方向を軸方向とする有底円筒状部材とされており、車両後側の蓋部２４Ａの回転半径方向中央部に回転軸２０の前端部が結合されている。
【００３４】
また、ハブ２４の円周部２４Ｂには、複数（例えば、図示するように３個）の開口部２４Ｃが、回転軸２０の回転方向（以下、単に回転方向という）に所定間隔（例えば、図示するように１２０°間隔）で形成されており、ブレード２６の基端側は、開口部２４Ｃからハブ２４内に挿入されている。
【００３５】
ここで、ブレード２６の基端部には、回転半径方向に沿って延在する第２回転軸としてのシャフト３６の軸方向一端側が結合され、ハブ２４の蓋部２４Ａには、シャフト３６の軸方向両端部を回転自在に支持する一対の支持板３８が立設されており、ブレード２６は、ハブ２４に回転半径方向回りに回動可能に支持されている。
【００３６】
即ち、図３に示すように、ブレード２６の車両進行方向に対する迎え角（車幅方向視における翼面２６Ａの車両進行方向に対する角度）αが可変とされている。
【００３７】
また、図２乃至図５に示すように、シャフト３６には、第１磁性体としての磁石４０が固定されている。磁石４０は、車幅方向視にて台形状に構成されており、一対の支持板３８の間において、長手方向の一端側をシャフト３６に固定されている。
【００３８】
即ち、磁石４０は、シャフト３６からオフセットされる方向（シャフト３６の径方向）へ延設されており、シャフト３６回りに回動可能にハブ２４に支持されている。
【００３９】
また、ハブ２４の蓋部２４Ａには、各磁石４０の長手方向他端側の部位（シャフト３６からオフセットされた部位）であるオフセット部４０Ａと車両方向視にて重合する矩形状の複数（例えば、図示するように３個）の孔４２が形成されており、磁石４０のオフセット部４０Ａと、ナセル２２内に配設された磁石３２とが、孔４２を挟んで車両進行方向に対向している。
【００４０】
また、図２及び図３に示すように、ハブ２４の車両前側の蓋部２４Ｃとオフセット部４０Ａとの間には、第１付勢部材としてのバネ（引張りコイルバネ）４４が配設されている。バネ４４の一端及び他端はそれぞれ、蓋部２４Ｃ、及び、オフセット部４０Ａの蓋部２４Ｃ側に固定されており、オフセット部４０Ａは、バネ４４により蓋部２４Ｃ側に付勢されている。
【００４１】
また、オフセット部４０Ａの反バネ４４側には、長手方向他端側へかけてバネ４４側に傾斜したテーパ面４０Ｂが形成されている。
【００４２】
また、磁石４０は、自然長状態のバネ４４により、回転半径方向と略平行になる第２回転位置に保持される。磁石４０が該第２回転位置に保持された状態では、テーパ面４０Ｂが、回転半径方向外側にかけて反磁石３２側へ傾斜することにより、オフセット部４０Ａと磁石３２との間の磁力が減少されている。なお、オフセット部４０Ａと磁石３２との互いに対向する面を略平行にすることが好ましい。この場合、オフセット部４０Ａと磁石３２との間における磁力の均一性が高くなり、オフセット部４０Ａと磁石３２との間の磁力の設定が容易になる。
【００４３】
図２に実線で図３に２点鎖線で示すように、磁石３２が自然長状態のバネ３４により第１スライド位置に保持された状態では、磁石４０が第２回転位置において停止する。このような状態は、第１スライド位置に配置された磁石３２と、第２回転位置に配置された磁石４０との間隔を、磁石３２と磁石４０との間に磁力が発生しない程度に広く設定するか、もしくは、バネ４４の弾性定数を、磁石３２と磁石４０との間に発生する磁力によりバネ４４が伸長されない程度に設定するかによって得ることができる。
【００４４】
ここで、磁石４０が第２回転位置に保持された状態では、ブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが略０°となり、ブレード２６が車両進行方向に対して略平行となる（図４も参照）。
【００４５】
また、磁石３２のハブ２４側（反バネ３４側）には、ワイヤー４６の一端が固定され、操作部としてのブレーキペダル４８には、ワイヤー４６の他端が固定されている。ワイヤー４６は、複数のプーリ等の張架機構（図示省略）により張架されており、ブレーキペダル４８が操作されて車両前方側に回動した場合に、ワイヤー４６の一端がハブ２４側へ移動される。
【００４６】
図３に示すように、ブレーキペダル４８の操作時には、ワイヤー４６の一端がシリンダ部２８の開口部２８Ｂまで移動することにより、磁石３２は、バネ３４の付勢力に抗して（バネ３４を弾性的に伸長させて）シリンダ部２８の前端部（第２スライド位置）まで移動する。
【００４７】
磁石３２が第２スライド位置まで移動した場合には、磁石４０は、磁石３２との間の磁力によりバネ４４の付勢力に抗して（バネ４４を弾性的に伸長させて）車両後方側へ回動する。この場合、図３に実線で示すように、磁石３２は、バネ４４により、長手方向他端側にかけて車両後方側へ傾斜する第１回転位置に保持される。なお、磁石３２を第１回転位置で停止させるストッパを設けてもよい。
【００４８】
ここで、磁石４０が第１回転位置に保持された状態では、ブレード２６が車両進行方向に対して傾斜する（迎え角αがα≠０となる）（図５も参照）。
【００４９】
次に、本実施形態における作用及び効果について説明する。
【００５０】
図２に実線で示し、図３に２点鎖線で示すように、非制動時、即ち、ブレーキペダル４８の非操作時には、ワイヤー４６が牽引されないため、ナセル２２内の磁石３２が、バネ３４により第１スライド位置に保持される。これにより、ナセル２２内の磁石３２とハブ２４内の磁石４０のオフセット部４０Ａとの間隔が、磁石３２とオフセット部４０Ａとの間に磁力が発生しない程度に、もしくは、磁石３２とオフセット部４０Ａとの間の磁力によりバネ４４が伸長されない程度に維持される。よって、磁石４０が、バネ４４により第２回転位置に保持され、ブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが０になり、ブレード２６が車両進行方向に対して略平行となる（図４も参照）。
【００５１】
これにより、車両走行中に、走行風の風力がブレード２６の翼面２６Ａに作用せず、ブレード２６に揚力が発生しないため、ブレード２６に回転力が生じず、ブレード２６の回転によって生じる抗力が発生しない。よって、非制動時の風車１６の空気抵抗を低減でき、車両１２の加速性能の低下、燃費の悪化を抑制できる。
【００５２】
また、図３に実線で示すように、制動時、即ち、ブレーキペダル４８の操作時には、ワイヤー４６が、ブレーキペダル４８に連動し、ナセル２２内の磁石３２をハブ２４側の第２スライド位置までバネ３４の付勢力に抗して移動させる。これにより、磁石３２とオフセット部４０Ａとの間隔が狭まることにより、磁石４０は、磁石３２との間の磁力によりバネ４４の付勢力に抗して車両後方側へ回動し、バネ４４により第１回転位置に保持される。よって、ブレード２６が車両進行方向に対して傾斜する（迎え角αがα≠０となる）（図５も参照）。
【００５３】
これにより、車両走行中に、走行風の風力がブレード２６の翼面２６Ａに作用し、ブレード２６に揚力が発生するため、ブレード２６に回転力が生じる。よって、制動時には、回転軸２０を回転させて発電機１８に発電を行わせ、バッテリー１９に蓄電させることができる。また、制動時には、ブレード２６の回転により抗力が発生し、この抗力が車両１２に対する制動力となるため、車両１２の制動力が向上される。
【００５４】
また、ブレーキペダル４８の操作が解除された場合には、磁石３２がバネ３４の付勢力により第１スライド位置に移動され、磁石３２と磁石４０との間の磁力が０になり、又は弱くなることにより、磁石４０がバネ４４の付勢力により第２回転位置に回動される。これにより、ブレード２６が車両進行方向に対して略平行である元の位置に復帰する。
【００５５】
ここで、本実施形態では、ワイヤー４６、磁石３２、４０、バネ３４、４４によりブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αを変更できるので、油圧ポンプを駆動するためのモータが必要である油圧回路を用いていた従来と比して、ブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αを変更する機構を簡素化でき、コストを低減できる。
【００５６】
なお、本実施形態では、操作部をブレーキペダル４８とし、制動時にブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが変更される構成を例に採って本発明を説明したが、例えば、専用の操作部を設け、必要に応じてこの操作部が操作された際に、ブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが変更される構成等も適用可能である。
【００５７】
また、本実施形態では、磁石４０が第２回転位置に位置する場合に、ブレード２６が車両進行方向に対して略平行となる構成を例に採って本発明を説明したが、磁石４０が第１回転位置から第２回転位置に回転する際に、ブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが減少すればよく、磁石４０が第２回転位置に位置する場合に、ブレード２６が車両進行方向に対して傾斜していてもよい。
【００５８】
また、本実施形態では、ブレーキペダル４８にワイヤー４６の他端を固定し、ブレーキペダル４８によりワイヤー４６が作動される構成を例に採って本発明を説明したが、ブレーキペダル４８に連動するプッシュ・ロッド等の連動部にワイヤー４６の他端を固定し、該連動部によりワイヤー４６が作動される構成等も適用可能である。
【００５９】
次に、本発明の第２実施形態に係る車両風力発電装置について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００６０】
図６には、本発明の車両用発電装置の第２実施形態に係る風力発電装置１００を備える車両１２が正面図にて示されている。この図に示すように、車両１２のルーフ部１４の車幅方向両側部には、風力発電装置１００の主要構成要素である左右一対の風車１６が配設されている。
【００６１】
また、図７及び図８には、風力発電装置１００の概略構成が車両上下方向から見た断面図にて示されている。これらの図に示すように、左右一対の風車１６の車両前方側には、前輪５０を操舵する操舵部としてのステアリング機構５２が配設されている。
【００６２】
ステアリング機構５２の車両左側に配設されたナックルアーム等の可動部５４には、左側ワイヤーとしてのワイヤー５６の一端が結合され、該ワイヤー５６の他端が、左側に配設された風車１６の磁石３２のハブ２４側に結合されている。
【００６３】
また、ステアリング機構５２の車両右側に配設されたナックルアーム等の可動部５８には、右側ワイヤーとしてのワイヤー６０の一端が結合され、該ワイヤー６０の他端が、右側に配設された風車１６の磁石３２のハブ２４側に結合されている。
【００６４】
ここで、ワイヤー５６、６０は、複数のプーリ等の張架機構（図示省略）により張架されており、ワイヤー５６の他端が、左操舵時の可動部５４の動きに連動してハブ２４側へ移動され、また、ワイヤー６０の他端が、右操舵時の可動部５８の動きに連動してハブ２４側へ移動されるように構成されている。また、ワイヤー５６は、右操舵時の可動部５４の動きに連動することがなく、ワイヤー６０は、左操舵時の可動部５８の動きに連動することがないように構成されている。
【００６５】
また、ワイヤー５６は、左操舵時に他端がシリンダ部２８の開口部２８Ｂまで移動するように設定されており、これにより、左側の磁石３２は、左操舵時にバネ３４の付勢力に抗して第２スライド位置まで移動する。また、ワイヤー６０は、右操舵時に他端がシリンダ部２８の開口部２８Ｂまで移動するように設定されており、これにより、右側の磁石３２は、右操舵時にバネ３４の付勢力に抗して第２スライド位置まで移動する。
【００６６】
次に、本実施形態における作用について説明する。
【００６７】
図７に示すように、車両直進時、即ち、非操舵時には、ワイヤー５６、６０が牽引されないため、左右のナセル２２内の磁石３２が、バネ３４により第１スライド位置に保持される。これにより、左右のハブ２４内の磁石４０が、バネ４４により第２回転位置に保持され、左右のブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが０になり、左右のブレード２６が車両進行方向に対して略平行となる。
【００６８】
これにより、車両直進時には、走行風の風力が、左右のブレード２６の翼面２６Ａに作用せず、左右のブレード２６に揚力が発生しないため、左右のブレード２６に回転力が生じず、左右のブレード２６の回転によって生じる抗力が発生しない。よって、車両直進時の風車１６の空気抵抗を低減でき、車両１２の加速性能の低下、燃費の悪化を抑制できる。
【００６９】
また、図８に示すように、左操舵時には、ワイヤー５６の他端が、左側の可動部５４の動きに連動してハブ２４側へ移動し、左側のナセル２２内の磁石３２がバネ３４の付勢力に抗して第２スライド位置へ移動する。これにより、左側のハブ２４内の磁石４０がバネ４４の付勢力に抗して第１回転位置に回動し、左側のブレード２６が車両進行方向に対して傾斜する。
【００７０】
また、左操舵時には、右側のワイヤー６０が、右側の可動部５８の動きに連動しないため、右側のハブ２４内の磁石４０が、バネ４４により第２回転位置に保持され、右側のブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが０になり、右側のブレード２６が車両進行方向に対して略平行となる。
【００７１】
これにより、左操舵時には、走行風の風力が左側のブレード２６の翼面２６Ａに作用し、左側のブレード２６に揚力が発生するため、左側のブレード２６に回転力が生じる。よって、左操舵時には、左側の回転軸２０を回転させて左側の発電機１８（図２及び図３参照）に発電を行わせ、バッテリー１９（図２及び図３参照）に蓄電させることができる。
【００７２】
また、左操舵時、左側（操舵方向内側）の風車１６では、ブレード２６の回転により抗力が発生し、右側（操舵方向外側）の風車１６では、ブレード２６が非回転であることにより抗力が発生しない。よって、左操舵時には、車両１２の空気抵抗が左側に偏るため、車両１２の操舵性が向上する。
【００７３】
また、図９に示すように、右操舵時には、ワイヤー６０の他端が、右側の可動部５８の動きに連動してハブ２４側へ移動し、右側のナセル２２内の磁石３２がバネ３４の付勢力に抗して第２スライド位置へ移動する。これにより、右側のハブ２４内の磁石４０がバネ４４の付勢力に抗して第１回転位置に回動し、右側のブレード２６が車両進行方向に対して傾斜する。
【００７４】
また、右操舵時には、左側のワイヤー５６が、左側の可動部５４の動きに連動しないため、左側のハブ２４内の磁石４０が、バネ４４により第２回転位置に保持され、左側のブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが０になり、左側のブレード２６が車両進行方向に対して略平行となる。
【００７５】
これにより、右操舵時には、走行風の風力が右側のブレード２６の翼面２６Ａに作用し、右側のブレード２６に揚力が発生するため、右側のブレード２６に回転力が生じる。よって、右操舵時には、右側の回転軸２０を回転させて右側の発電機１８（図２及び図３参照）に発電を行わせ、バッテリー１９（図２及び図３参照）に蓄電させることができる。
【００７６】
また、右操舵時、右側（操舵方向内側）の風車１６では、ブレード２６の回転により抗力が発生し、左側（操舵方向外側）の風車１６では、ブレード２６が非回転であることにより抗力が発生しない。よって、右操舵時には、車両１２の空気抵抗が右側に偏るため、車両１２の操舵性が向上する。
【００７７】
以上、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る風力発電装置を備える車両を示す正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る風力発電装置の概略構成を示す側断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る風力発電装置の概略構成を示す側断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る風力発電装置が備えるハブ及びブレードを示す正面断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る風力発電装置が備えるハブ及びブレードを示す正面断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る風力発電装置を備える車両を示す正面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る風力発電装置の概略構成を示す平面断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る風力発電装置の概略構成を示す平面断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る風力発電装置の概略構成を示す平面断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０ 風力発電装置（車両用発電装置）
１２ 車両
１８ 発電機
２０ 回転軸（第１回転軸）
２４ ハブ
２６ ブレード
２６Ａ 翼面
３２ 磁石（第２磁性体）
３４ バネ（第２付勢部材）
３６ 回転軸（第２回転軸）
４０ 磁石（第１磁性体）
４４ バネ（第１付勢部材）
４６ ワイヤー
５２ 操舵部
５６ ワイヤー（左側ワイヤー）
５８ ワイヤー（右側ワイヤー）
１００ 風力発電装置（車両用発電装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の制動時に、走行体に配設された風車により発電しつつ制動力を得るエアブレーキが知られている（例えば、特許文献１参照）。このエアブレーキでは、風車のブレードの車両進行方向に対する迎え角が可変とされており、非制動時には、ブレードを車両進行方向に対して平行にすることにより、空気抵抗の増大を防いでいる。
【特許文献１】特開平６−３１２６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更する機構として、油圧ポンプを駆動するためのモータが必要となる油圧回路を用いているため、コストが高くなるという問題がある。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、簡素な構成により、ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更することができる車両用発電装置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】
【０００５】
請求項１に記載の車両用発電装置は、車両進行方向に沿って延設された第１回転軸と、前記第１回転軸の回転により発電される発電機と、前記第１回転軸に結合されたハブと、前記ハブから前記第１回転軸の径方向外側に延設されたブレードと、前記ブレードから前記第１回軸の径方向内側に延設され、前記ブレードを前記ハブに前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更可能に支持する第２回転軸と、前記第２回転軸により前記ハブに前記ブレードと共に回転可能に支持され、前記第２回転軸に対してオフセットする方向へ延設された第１磁性体と、前記第１磁性体の前記第２回転軸に対してオフセットされた部位と車両進行方向視にて重合する位置に、前記第１磁性体に対して接離可能に配設され、前記第１磁性体に対して接近して前記第１磁性体を磁気吸引することにより、前記第１磁性体を、前記ブレードが車両進行方向に対して迎え角をもつ第１回転位置まで回転させる第２磁性体と、前記第１磁性体を、前記第２磁性体の反対側へ付勢することにより、前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角が前記第１回転位置よりも小さい第２回転位置へ回転させる第１付勢部材と、前記第２磁性体を前記第１磁性体から離間する方向に付勢する第２付勢部材と、車両に配設された操作部又は前記操作部に連動する連動部と前記第２磁性体とに両端を結合され、前記操作部又は前記連動部により作動されて前記第２磁性体を前記第１磁性体に対して接近させるワイヤーと、を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の車両用発電装置では、第１回転軸が車両進行方向に沿って延設され、ハブが第１回転軸に結合され、ブレードがハブから第１回転軸の径方向外側に延設されており、車両走行時に走行風によりブレードに揚力が発生した場合、ブレード、ハブ、及び第１回転軸が車両進行方向回りに回転し、第１回転軸の回転により発電機が発電される。
【０００７】
ブレードは、回転軸の径方向内側に延設された第２回転軸によりハブに支持され、該第２回転軸により車両進行方向に対する迎え角を変更可能とされている。また、第１磁性体が、第２回転軸によりハブにブレードと共に回転可能に支持されている。第１磁性体は、第２回転軸からオフセットする方向へ延設されており、第２磁性体が、第１磁性体の第２回転軸に対してオフセットされた部位と車両進行方向視にて重合する位置に、第１磁性体に対して接離可能に配設されている。
【０００８】
第２磁性体は、第２付勢部材により第１磁性体から離間する方向に付勢されており、ワイヤーにより、操作部又は操作部に連動する連動部に結合されている。また、第１磁性体は、第１付勢部材により第２磁性体の反対側へ付勢されている。
【０００９】
操作部の操作時には、ワイヤーが、操作部又は連動部により作動され、第２磁性体を第２付勢部材の付勢力に抗して第１磁性体に対して接近させる。これにより、第１磁性体が、第２磁性体から磁気吸引されることにより、第１付勢部材の付勢力に抗して第１回転位置へ回転され、よって、ブレードが車両進行方向に対して迎え角をもつようになる。
【００１０】
また、操作部の操作解除後は、第２磁性体が第２付勢部材の付勢力により第１磁性体から離間する方向に移動し、第２磁性体による第１磁性体の磁気吸引が解除される。そして、第１磁性体は、第１付勢部材の付勢力により第２回転位置へ回転され、よって、ブレードの車両進行方向に対する迎え角が減少する。
【００１１】
即ち、操作部の操作時には、ブレードの車両進行方向に対する迎え角が増加され、操作部の非操作時には、ブレードの車両進行方向に対する迎え角が、操作時よりも小さくされる。よって、操作部の操作時には、走行風によりブレードに生じる揚力が増大されてブレードの回転力が増大されるため、発電機の発電量が増大すると共に、車両の制動力が向上し、一方、操作部の非操作時には、走行風によりブレードに生じる抗力が減少して車両の空気抵抗が減少する。
【００１２】
ここで、本発明では、ワイヤー、磁性体、付勢部材によりブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更できるので、油圧ポンプを駆動するためのモータが必要である油圧回路を用いていた従来と比して、ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更する機構を簡素化でき、コストを低減できる。
【００１３】
請求項２に記載の車両用発電装置は、請求項１に記載の車両用発電装置であって、前記操作部は、ブレーキペダルであることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の車両用発電装置では、ブレーキペダルの操作時には、ブレードの車両進行方向に対する迎え角が増加され、ブレーキペダルの非操作時には、ブレードの車両進行方向に対する迎え角が操作時よりも小さくなる。
【００１５】
よって、車両制動時には、走行風によりブレードに生じる揚力が増大されてブレードの回転力が増大されるため、発電機の発電量が増大すると共に、車両の制動力が向上し、一方で、車両非制動時には、走行風によりブレードに生じる抗力が減少して車両の空気抵抗が減少する。
【００１６】
請求項３に記載の車両用発電装置は、車幅方向両側に車両進行方向に沿って延設された左右一対の回転軸と、前記第１回転軸の回転により発電される左右一対の発電機と、前記第１回転軸に結合された左右一対のハブと、前記ハブから前記第１回転軸の径方向外側に延設された左右一対のブレードと、前記ブレードから前記第１回軸の径方向内側に延設され、前記ブレードを前記ハブに前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更可能に支持する左右一対の第２回転軸と、前記第２回転軸により前記ハブに前記ブレードと共に回転可能に支持され、前記第２回転軸に対してオフセットする方向へ延設された左右一対の第１磁性体と、前記第１磁性体の前記第２回転軸に対してオフセットされた部位と車両進行方向視にて重合する位置に、前記第１磁性体に対して接離可能に配設され、前記第１磁性体に対して接近して前記第１磁性体を磁気吸引することにより、前記第１磁性体を、前記ブレードが車両進行方向に対して迎え角をもつ第１回転位置まで回転させる左右一対の第２磁性体と、前記第１磁性体を、前記第２磁性体の反対側へ付勢することにより、前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角が前記第１回転位置よりも小さい第２回転位置へ回転させる左右一対の第１付勢部材と、前記第２磁性体を前記第１磁性体から離間する方向に付勢する左右一対の第２付勢部材と、車両に配設された操舵部と左側の前記第２磁性体とに両端を結合され、車両の左操舵時に、左側の前記第２磁性体を左側の前記第１磁性体に対して接近させる左側ワイヤーと、前記操舵部と右側の前記第２磁性体とに両端を結合され、車両の右操舵時に、右側の前記第２磁性体を右側の前記第１磁性体に対して接近させる右側ワイヤーと、を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の車両用発電装置では、左右一対の第１回転軸が車幅方向両側に車両進行方向に沿って延設され、左右各々の第１回転軸にはハブが結合され、左右各々のハブからブレードが第１回転軸の径方向外側に延設されており、車両走行時に走行風により左右各々のブレードに揚力が発生した場合、左右各々の第１回転軸が回転することにより左右各々の発電機が発電される。
【００１８】
ここで、車両左側では、第２磁性体が、左側ワイヤーにより操舵部に連結されており、左操舵時に、左側ワイヤーが、操舵部により作動され、第２磁性体を第２付勢部材の付勢力に抗して第１磁性体に対して接近させる。これにより、車両左側において、第１磁性体が、第２磁性体から磁気吸引されることにより、第１付勢部材の付勢力に抗して第１回転位置へ回転され、よって、ブレードが車両進行方向に対して迎え角をもつようになる。
【００１９】
左操舵解除後は、車両左側において、第２磁性体が第２付勢部材の付勢力により第１磁性体から離間する方向に移動し、第２磁性体による第１磁性体の磁気吸引が解除される。そして、第１磁性体は、第１付勢部材の付勢力により第２回転位置へ回転され、よって、ブレードの車両進行方向に対する迎え角が減少する。
【００２０】
また、車両右側では、第２磁性体が、右側ワイヤーにより操舵部に連結されており、右操舵時には、右側ワイヤーが、操舵部により作動され、左操舵時の車両左側と同様の作用が得られる。また、右操舵解除後は、車両右側において、右操舵解除後の車両右側と同様の作用が得られる。
【００２１】
即ち、左操舵時には、左側のブレードの車両進行方向に対する迎え角が増加され、右側のブレードの車両進行方向に対する迎え角が、左側のブレードのそれよりも小さくされる。また、右操舵時には、右側のブレードの車両進行方向に対する迎え角が増加され、左側のブレードの車両進行方向に対する迎え角が、右側のブレードのそれよりも小さくされる。
【００２２】
よって、左操舵時には、左側のブレードの抗力が右側のそれよりも大きくなることにより空気抵抗が車両左側に偏り、右操舵時には、右側のブレードの抗力が左側のそれよりも大きくなることにより空気抵抗が車両右側に偏る。よって、左操舵時及び右操舵時の操舵性（旋回性能）を向上できる。
【００２３】
請求項４に記載の車両用発電装置は、請求項１又は請求項３に記載の車両用発電装置であって、前記ブレードは、前記第１付勢部材が前記第２回転位置に位置する場合に、車両進行方向に対して略平行となることを特徴とする。
【００２４】
請求項４に記載の車両用発電装置では、操作部の非操作時又は非操舵時に、ブレードが車両進行方向に対して略平行となる。よって、操作部の非操作時又は非操舵時に、走行風によりブレードに生じる抗力をより一層低減でき、車両の空気抵抗をより一層低減できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、簡素な構成により、ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更することができる車両用発電装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図１乃至図９を用いて、本発明に係る車両用発電装置の一実施形態について説明する。なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢印ＵＰは車両上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。
【００２７】
図１には、本発明の車両用発電装置の第１実施形態に係る風力発電装置１０を備える車両１２が正面図にて示されている。この図に示すように、車両１２のルーフ部１４の車幅方向中央部には、風力発電装置１０の主要構成要素である風車１６が配設されている。
【００２８】
また、図２及び図３には、風力発電装置１０の概略構成が側断面図にて示されている。これらの図に示すように、風力発電装置１０は、上記風車１６と発電機１８とを備えている。風車１６は、車両進行方向（車両前後方向）に沿って延設された第１回転軸としての回転軸２０と、回転軸２０を回転自在に支持するナセル２２と、回転軸２０の前端部に固定されたハブ２４と、回転軸２０回りに所定間隔（例えば、図１に示すように１２０°）で配設され、各々、ハブ２４から回転軸２０の径方向（以下、回転半径方向という）の外側へ延設された複数枚（例えば、図１に示すように３枚）のブレード２６と、を備えている。
【００２９】
回転軸２０の後端部には発電機１８が連結されており、回転軸２０の回転により発電機１８が発電される。発電機１８により発生した電力は、車両１２に搭載されたバッテリー１９に蓄えられる。
【００３０】
また、ナセル２２は、車両進行方向を軸方向とする円筒状のシリンダ部２８を備えている。このシリンダ部２８の後端部には蓋部２８Ａが設けられ、シリンダ部２８の前端部は開口部２８Ｂとされている。蓋部２８Ａの軸芯部には、軸受３０が固定されており、この軸受３０により回転軸２０が回転自在に支持されている。
【００３１】
また、シリンダ部２８内には、第２磁性体としてのドーナツ状の磁石３２が、車両進行方向に沿って摺動可能に配設されている。磁石３２の回転半径方向中央部には、回転軸２０を挿通可能な円孔３２Ａが形成されている。また、磁石３２と蓋部２８Ａとの間には、上下一対の第２付勢部材としてのバネ（引張りコイルバネ）３４が配設されている。このバネ３４の一端及び他端はそれぞれ、蓋部２８Ａ、及び、磁石３２の蓋部２８Ａとの対向面に固定されており、バネ３４により蓋部２８Ａ側に付勢されている。
【００３２】
ここで、磁石３２は、自然長状態のバネ３４により、シリンダ部２８の軸方向中央部（第１スライド位置）に保持される。
【００３３】
また、図４及び図５には、ハブ２４及びブレード２６を車両前方から見た縦断面図が示されている。これらの図に示すように、ハブ２４は、車両進行方向を軸方向とする有底円筒状部材とされており、車両後側の蓋部２４Ａの回転半径方向中央部に回転軸２０の前端部が結合されている。
【００３４】
また、ハブ２４の円周部２４Ｂには、複数（例えば、図示するように３個）の開口部２４Ｃが、回転軸２０の回転方向（以下、単に回転方向という）に所定間隔（例えば、図示するように１２０°間隔）で形成されており、ブレード２６の基端側は、開口部２４Ｃからハブ２４内に挿入されている。
【００３５】
ここで、ブレード２６の基端部には、回転半径方向に沿って延在する第２回転軸としてのシャフト３６の軸方向一端側が結合され、ハブ２４の蓋部２４Ａには、シャフト３６の軸方向両端部を回転自在に支持する一対の支持板３８が立設されており、ブレード２６は、ハブ２４に回転半径方向回りに回動可能に支持されている。
【００３６】
即ち、図３に示すように、ブレード２６の車両進行方向に対する迎え角（車幅方向視における翼面２６Ａの車両進行方向に対する角度）αが可変とされている。
【００３７】
また、図２乃至図５に示すように、シャフト３６には、第１磁性体としての磁石４０が固定されている。磁石４０は、車幅方向視にて台形状に構成されており、一対の支持板３８の間において、長手方向の一端側をシャフト３６に固定されている。
【００３８】
即ち、磁石４０は、シャフト３６からオフセットされる方向（シャフト３６の径方向）へ延設されており、シャフト３６回りに回動可能にハブ２４に支持されている。
【００３９】
また、ハブ２４の蓋部２４Ａには、各磁石４０の長手方向他端側の部位（シャフト３６からオフセットされた部位）であるオフセット部４０Ａと車両方向視にて重合する矩形状の複数（例えば、図示するように３個）の孔４２が形成されており、磁石４０のオフセット部４０Ａと、ナセル２２内に配設された磁石３２とが、孔４２を挟んで車両進行方向に対向している。
【００４０】
また、図２及び図３に示すように、ハブ２４の車両前側の蓋部２４Ｃとオフセット部４０Ａとの間には、第１付勢部材としてのバネ（引張りコイルバネ）４４が配設されている。バネ４４の一端及び他端はそれぞれ、蓋部２４Ｃ、及び、オフセット部４０Ａの蓋部２４Ｃ側に固定されており、オフセット部４０Ａは、バネ４４により蓋部２４Ｃ側に付勢されている。
【００４１】
また、オフセット部４０Ａの反バネ４４側には、長手方向他端側へかけてバネ４４側に傾斜したテーパ面４０Ｂが形成されている。
【００４２】
また、磁石４０は、自然長状態のバネ４４により、回転半径方向と略平行になる第２回転位置に保持される。磁石４０が該第２回転位置に保持された状態では、テーパ面４０Ｂが、回転半径方向外側にかけて反磁石３２側へ傾斜することにより、オフセット部４０Ａと磁石３２との間の磁力が減少されている。なお、オフセット部４０Ａと磁石３２との互いに対向する面を略平行にすることが好ましい。この場合、オフセット部４０Ａと磁石３２との間における磁力の均一性が高くなり、オフセット部４０Ａと磁石３２との間の磁力の設定が容易になる。
【００４３】
図２に実線で図３に２点鎖線で示すように、磁石３２が自然長状態のバネ３４により第１スライド位置に保持された状態では、磁石４０が第２回転位置において停止する。このような状態は、第１スライド位置に配置された磁石３２と、第２回転位置に配置された磁石４０との間隔を、磁石３２と磁石４０との間に磁力が発生しない程度に広く設定するか、もしくは、バネ４４の弾性定数を、磁石３２と磁石４０との間に発生する磁力によりバネ４４が伸長されない程度に設定するかによって得ることができる。
【００４４】
ここで、磁石４０が第２回転位置に保持された状態では、ブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが略０°となり、ブレード２６が車両進行方向に対して略平行となる（図４も参照）。
【００４５】
また、磁石３２のハブ２４側（反バネ３４側）には、ワイヤー４６の一端が固定され、操作部としてのブレーキペダル４８には、ワイヤー４６の他端が固定されている。ワイヤー４６は、複数のプーリ等の張架機構（図示省略）により張架されており、ブレーキペダル４８が操作されて車両前方側に回動した場合に、ワイヤー４６の一端がハブ２４側へ移動される。
【００４６】
図３に示すように、ブレーキペダル４８の操作時には、ワイヤー４６の一端がシリンダ部２８の開口部２８Ｂまで移動することにより、磁石３２は、バネ３４の付勢力に抗して（バネ３４を弾性的に伸長させて）シリンダ部２８の前端部（第２スライド位置）まで移動する。
【００４７】
磁石３２が第２スライド位置まで移動した場合には、磁石４０は、磁石３２との間の磁力によりバネ４４の付勢力に抗して（バネ４４を弾性的に伸長させて）車両後方側へ回動する。この場合、図３に実線で示すように、磁石３２は、バネ４４により、長手方向他端側にかけて車両後方側へ傾斜する第１回転位置に保持される。なお、磁石３２を第１回転位置で停止させるストッパを設けてもよい。
【００４８】
ここで、磁石４０が第１回転位置に保持された状態では、ブレード２６が車両進行方向に対して傾斜する（迎え角αがα≠０となる）（図５も参照）。
【００４９】
次に、本実施形態における作用及び効果について説明する。
【００５０】
図２に実線で示し、図３に２点鎖線で示すように、非制動時、即ち、ブレーキペダル４８の非操作時には、ワイヤー４６が牽引されないため、ナセル２２内の磁石３２が、バネ３４により第１スライド位置に保持される。これにより、ナセル２２内の磁石３２とハブ２４内の磁石４０のオフセット部４０Ａとの間隔が、磁石３２とオフセット部４０Ａとの間に磁力が発生しない程度に、もしくは、磁石３２とオフセット部４０Ａとの間の磁力によりバネ４４が伸長されない程度に維持される。よって、磁石４０が、バネ４４により第２回転位置に保持され、ブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが０になり、ブレード２６が車両進行方向に対して略平行となる（図４も参照）。
【００５１】
これにより、車両走行中に、走行風の風力がブレード２６の翼面２６Ａに作用せず、ブレード２６に揚力が発生しないため、ブレード２６に回転力が生じず、ブレード２６の回転によって生じる抗力が発生しない。よって、非制動時の風車１６の空気抵抗を低減でき、車両１２の加速性能の低下、燃費の悪化を抑制できる。
【００５２】
また、図３に実線で示すように、制動時、即ち、ブレーキペダル４８の操作時には、ワイヤー４６が、ブレーキペダル４８に連動し、ナセル２２内の磁石３２をハブ２４側の第２スライド位置までバネ３４の付勢力に抗して移動させる。これにより、磁石３２とオフセット部４０Ａとの間隔が狭まることにより、磁石４０は、磁石３２との間の磁力によりバネ４４の付勢力に抗して車両後方側へ回動し、バネ４４により第１回転位置に保持される。よって、ブレード２６が車両進行方向に対して傾斜する（迎え角αがα≠０となる）（図５も参照）。
【００５３】
これにより、車両走行中に、走行風の風力がブレード２６の翼面２６Ａに作用し、ブレード２６に揚力が発生するため、ブレード２６に回転力が生じる。よって、制動時には、回転軸２０を回転させて発電機１８に発電を行わせ、バッテリー１９に蓄電させることができる。また、制動時には、ブレード２６の回転により抗力が発生し、この抗力が車両１２に対する制動力となるため、車両１２の制動力が向上される。
【００５４】
また、ブレーキペダル４８の操作が解除された場合には、磁石３２がバネ３４の付勢力により第１スライド位置に移動され、磁石３２と磁石４０との間の磁力が０になり、又は弱くなることにより、磁石４０がバネ４４の付勢力により第２回転位置に回動される。これにより、ブレード２６が車両進行方向に対して略平行である元の位置に復帰する。
【００５５】
ここで、本実施形態では、ワイヤー４６、磁石３２、４０、バネ３４、４４によりブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αを変更できるので、油圧ポンプを駆動するためのモータが必要である油圧回路を用いていた従来と比して、ブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αを変更する機構を簡素化でき、コストを低減できる。
【００５６】
なお、本実施形態では、操作部をブレーキペダル４８とし、制動時にブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが変更される構成を例に採って本発明を説明したが、例えば、専用の操作部を設け、必要に応じてこの操作部が操作された際に、ブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが変更される構成等も適用可能である。
【００５７】
また、本実施形態では、磁石４０が第２回転位置に位置する場合に、ブレード２６が車両進行方向に対して略平行となる構成を例に採って本発明を説明したが、磁石４０が第１回転位置から第２回転位置に回転する際に、ブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが減少すればよく、磁石４０が第２回転位置に位置する場合に、ブレード２６が車両進行方向に対して傾斜していてもよい。
【００５８】
また、本実施形態では、ブレーキペダル４８にワイヤー４６の他端を固定し、ブレーキペダル４８によりワイヤー４６が作動される構成を例に採って本発明を説明したが、ブレーキペダル４８に連動するプッシュ・ロッド等の連動部にワイヤー４６の他端を固定し、該連動部によりワイヤー４６が作動される構成等も適用可能である。
【００５９】
次に、本発明の第２実施形態に係る車両風力発電装置について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００６０】
図６には、本発明の車両用発電装置の第２実施形態に係る風力発電装置１００を備える車両１２が正面図にて示されている。この図に示すように、車両１２のルーフ部１４の車幅方向両側部には、風力発電装置１００の主要構成要素である左右一対の風車１６が配設されている。
【００６１】
また、図７及び図８には、風力発電装置１００の概略構成が車両上下方向から見た断面図にて示されている。これらの図に示すように、左右一対の風車１６の車両前方側には、前輪５０を操舵する操舵部としてのステアリング機構５２が配設されている。
【００６２】
ステアリング機構５２の車両左側に配設されたナックルアーム等の可動部５４には、左側ワイヤーとしてのワイヤー５６の一端が結合され、該ワイヤー５６の他端が、左側に配設された風車１６の磁石３２のハブ２４側に結合されている。
【００６３】
また、ステアリング機構５２の車両右側に配設されたナックルアーム等の可動部５８には、右側ワイヤーとしてのワイヤー６０の一端が結合され、該ワイヤー６０の他端が、右側に配設された風車１６の磁石３２のハブ２４側に結合されている。
【００６４】
ここで、ワイヤー５６、６０は、複数のプーリ等の張架機構（図示省略）により張架されており、ワイヤー５６の他端が、左操舵時の可動部５４の動きに連動してハブ２４側へ移動され、また、ワイヤー６０の他端が、右操舵時の可動部５８の動きに連動してハブ２４側へ移動されるように構成されている。また、ワイヤー５６は、右操舵時の可動部５４の動きに連動することがなく、ワイヤー６０は、左操舵時の可動部５８の動きに連動することがないように構成されている。
【００６５】
また、ワイヤー５６は、左操舵時に他端がシリンダ部２８の開口部２８Ｂまで移動するように設定されており、これにより、左側の磁石３２は、左操舵時にバネ３４の付勢力に抗して第２スライド位置まで移動する。また、ワイヤー６０は、右操舵時に他端がシリンダ部２８の開口部２８Ｂまで移動するように設定されており、これにより、右側の磁石３２は、右操舵時にバネ３４の付勢力に抗して第２スライド位置まで移動する。
【００６６】
次に、本実施形態における作用について説明する。
【００６７】
図７に示すように、車両直進時、即ち、非操舵時には、ワイヤー５６、６０が牽引されないため、左右のナセル２２内の磁石３２が、バネ３４により第１スライド位置に保持される。これにより、左右のハブ２４内の磁石４０が、バネ４４により第２回転位置に保持され、左右のブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが０になり、左右のブレード２６が車両進行方向に対して略平行となる。
【００６８】
これにより、車両直進時には、走行風の風力が、左右のブレード２６の翼面２６Ａに作用せず、左右のブレード２６に揚力が発生しないため、左右のブレード２６に回転力が生じず、左右のブレード２６の回転によって生じる抗力が発生しない。よって、車両直進時の風車１６の空気抵抗を低減でき、車両１２の加速性能の低下、燃費の悪化を抑制できる。
【００６９】
また、図８に示すように、左操舵時には、ワイヤー５６の他端が、左側の可動部５４の動きに連動してハブ２４側へ移動し、左側のナセル２２内の磁石３２がバネ３４の付勢力に抗して第２スライド位置へ移動する。これにより、左側のハブ２４内の磁石４０がバネ４４の付勢力に抗して第１回転位置に回動し、左側のブレード２６が車両進行方向に対して傾斜する。
【００７０】
また、左操舵時には、右側のワイヤー６０が、右側の可動部５８の動きに連動しないため、右側のハブ２４内の磁石４０が、バネ４４により第２回転位置に保持され、右側のブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが０になり、右側のブレード２６が車両進行方向に対して略平行となる。
【００７１】
これにより、左操舵時には、走行風の風力が左側のブレード２６の翼面２６Ａに作用し、左側のブレード２６に揚力が発生するため、左側のブレード２６に回転力が生じる。よって、左操舵時には、左側の回転軸２０を回転させて左側の発電機１８（図２及び図３参照）に発電を行わせ、バッテリー１９（図２及び図３参照）に蓄電させることができる。
【００７２】
また、左操舵時、左側（操舵方向内側）の風車１６では、ブレード２６の回転により抗力が発生し、右側（操舵方向外側）の風車１６では、ブレード２６が非回転であることにより抗力が発生しない。よって、左操舵時には、車両１２の空気抵抗が左側に偏るため、車両１２の操舵性が向上する。
【００７３】
また、図９に示すように、右操舵時には、ワイヤー６０の他端が、右側の可動部５８の動きに連動してハブ２４側へ移動し、右側のナセル２２内の磁石３２がバネ３４の付勢力に抗して第２スライド位置へ移動する。これにより、右側のハブ２４内の磁石４０がバネ４４の付勢力に抗して第１回転位置に回動し、右側のブレード２６が車両進行方向に対して傾斜する。
【００７４】
また、右操舵時には、左側のワイヤー５６が、左側の可動部５４の動きに連動しないため、左側のハブ２４内の磁石４０が、バネ４４により第２回転位置に保持され、左側のブレード２６の車両進行方向に対する迎え角αが０になり、左側のブレード２６が車両進行方向に対して略平行となる。
【００７５】
これにより、右操舵時には、走行風の風力が右側のブレード２６の翼面２６Ａに作用し、右側のブレード２６に揚力が発生するため、右側のブレード２６に回転力が生じる。よって、右操舵時には、右側の回転軸２０を回転させて右側の発電機１８（図２及び図３参照）に発電を行わせ、バッテリー１９（図２及び図３参照）に蓄電させることができる。
【００７６】
また、右操舵時、右側（操舵方向内側）の風車１６では、ブレード２６の回転により抗力が発生し、左側（操舵方向外側）の風車１６では、ブレード２６が非回転であることにより抗力が発生しない。よって、右操舵時には、車両１２の空気抵抗が右側に偏るため、車両１２の操舵性が向上する。
【００７７】
以上、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る風力発電装置を備える車両を示す正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る風力発電装置の概略構成を示す側断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る風力発電装置の概略構成を示す側断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る風力発電装置が備えるハブ及びブレードを示す正面断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る風力発電装置が備えるハブ及びブレードを示す正面断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る風力発電装置を備える車両を示す正面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る風力発電装置の概略構成を示す平面断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る風力発電装置の概略構成を示す平面断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る風力発電装置の概略構成を示す平面断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０ 風力発電装置（車両用発電装置）
１２ 車両
１８ 発電機
２０ 回転軸（第１回転軸）
２４ ハブ
２６ ブレード
２６Ａ 翼面
３２ 磁石（第２磁性体）
３４ バネ（第２付勢部材）
３６ 回転軸（第２回転軸）
４０ 磁石（第１磁性体）
４４ バネ（第１付勢部材）
４６ ワイヤー
５２ 操舵部
５６ ワイヤー（左側ワイヤー）
５８ ワイヤー（右側ワイヤー）
１００ 風力発電装置（車両用発電装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両進行方向に沿って延設された第１回転軸と、
前記第１回転軸の回転により発電される発電機と、
前記第１回転軸に結合されたハブと、
前記ハブから前記第１回転軸の径方向外側に延設されたブレードと、
前記ブレードから前記第１回軸の径方向内側に延設され、前記ブレードを前記ハブに前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更可能に支持する第２回転軸と、
前記第２回転軸により前記ハブに前記ブレードと共に回転可能に支持され、前記第２回転軸に対してオフセットする方向へ延設された第１磁性体と、
前記第１磁性体の前記第２回転軸に対してオフセットされた部位と車両進行方向視にて重合する位置に、前記第１磁性体に対して接離可能に配設され、前記第１磁性体に対して接近して前記第１磁性体を磁気吸引することにより、前記第１磁性体を、前記ブレードが車両進行方向に対して迎え角をもつ第１回転位置まで回転させる第２磁性体と、
前記第１磁性体を、前記第２磁性体の反対側へ付勢することにより、前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角が前記第１回転位置よりも小さい第２回転位置へ回転させる第１付勢部材と、
前記第２磁性体を前記第１磁性体から離間する方向に付勢する第２付勢部材と、
車両に配設された操作部又は前記操作部に連動する連動部と前記第２磁性体とに両端を結合され、前記操作部又は前記連動部により作動されて前記第２磁性体を前記第１磁性体に対して接近させるワイヤーと、
を有することを特徴とする車両用発電装置。
【請求項２】
前記操作部は、ブレーキペダルであることを特徴とする請求項１に記載の車両用発電装置。
【請求項３】
車幅方向両側に車両進行方向に沿って延設された左右一対の回転軸と、
前記第１回転軸の回転により発電される左右一対の発電機と、
前記第１回転軸に結合された左右一対のハブと、
前記ハブから前記第１回転軸の径方向外側に延設された左右一対のブレードと、
前記ブレードから前記第１回軸の径方向内側に延設され、前記ブレードを前記ハブに前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更可能に支持する左右一対の第２回転軸と、
前記第２回転軸により前記ハブに前記ブレードと共に回転可能に支持され、前記第２回転軸に対してオフセットする方向へ延設された左右一対の第１磁性体と、
前記第１磁性体の前記第２回転軸に対してオフセットされた部位と車両進行方向視にて重合する位置に、前記第１磁性体に対して接離可能に配設され、前記第１磁性体に対して接近して前記第１磁性体を磁気吸引することにより、前記第１磁性体を、前記ブレードが車両進行方向に対して迎え角をもつ第１回転位置まで回転させる左右一対の第２磁性体と、
前記第１磁性体を、前記第２磁性体の反対側へ付勢することにより、前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角が前記第１回転位置よりも小さい第２回転位置へ回転させる左右一対の第１付勢部材と、
前記第２磁性体を前記第１磁性体から離間する方向に付勢する左右一対の第２付勢部材と、
車両に配設された操舵部と左側の前記第２磁性体とに両端を結合され、車両の左操舵時に、左側の前記第２磁性体を左側の前記第１磁性体に対して接近させる左側ワイヤーと、
前記操舵部と右側の前記第２磁性体とに両端を結合され、車両の右操舵時に、右側の前記第２磁性体を右側の前記第１磁性体に対して接近させる右側ワイヤーと、
を有することを特徴とする車両用発電装置。
【請求項４】
前記ブレードは、前記第１付勢部材が前記第２回転位置に位置する場合に、車両進行方向に対して略平行となることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の車両用発電装置。
【請求項１】
車両進行方向に沿って延設された第１回転軸と、
前記第１回転軸の回転により発電される発電機と、
前記第１回転軸に結合されたハブと、
前記ハブから前記第１回転軸の径方向外側に延設されたブレードと、
前記ブレードから前記第１回軸の径方向内側に延設され、前記ブレードを前記ハブに前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更可能に支持する第２回転軸と、
前記第２回転軸により前記ハブに前記ブレードと共に回転可能に支持され、前記第２回転軸に対してオフセットする方向へ延設された第１磁性体と、
前記第１磁性体の前記第２回転軸に対してオフセットされた部位と車両進行方向視にて重合する位置に、前記第１磁性体に対して接離可能に配設され、前記第１磁性体に対して接近して前記第１磁性体を磁気吸引することにより、前記第１磁性体を、前記ブレードが車両進行方向に対して迎え角をもつ第１回転位置まで回転させる第２磁性体と、
前記第１磁性体を、前記第２磁性体の反対側へ付勢することにより、前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角が前記第１回転位置よりも小さい第２回転位置へ回転させる第１付勢部材と、
前記第２磁性体を前記第１磁性体から離間する方向に付勢する第２付勢部材と、
車両に配設された操作部又は前記操作部に連動する連動部と前記第２磁性体とに両端を結合され、前記操作部又は前記連動部により作動されて前記第２磁性体を前記第１磁性体に対して接近させるワイヤーと、
を有することを特徴とする車両用発電装置。
【請求項２】
前記操作部は、ブレーキペダルであることを特徴とする請求項１に記載の車両用発電装置。
【請求項３】
車幅方向両側に車両進行方向に沿って延設された左右一対の回転軸と、
前記第１回転軸の回転により発電される左右一対の発電機と、
前記第１回転軸に結合された左右一対のハブと、
前記ハブから前記第１回転軸の径方向外側に延設された左右一対のブレードと、
前記ブレードから前記第１回軸の径方向内側に延設され、前記ブレードを前記ハブに前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角を変更可能に支持する左右一対の第２回転軸と、
前記第２回転軸により前記ハブに前記ブレードと共に回転可能に支持され、前記第２回転軸に対してオフセットする方向へ延設された左右一対の第１磁性体と、
前記第１磁性体の前記第２回転軸に対してオフセットされた部位と車両進行方向視にて重合する位置に、前記第１磁性体に対して接離可能に配設され、前記第１磁性体に対して接近して前記第１磁性体を磁気吸引することにより、前記第１磁性体を、前記ブレードが車両進行方向に対して迎え角をもつ第１回転位置まで回転させる左右一対の第２磁性体と、
前記第１磁性体を、前記第２磁性体の反対側へ付勢することにより、前記ブレードの車両進行方向に対する迎え角が前記第１回転位置よりも小さい第２回転位置へ回転させる左右一対の第１付勢部材と、
前記第２磁性体を前記第１磁性体から離間する方向に付勢する左右一対の第２付勢部材と、
車両に配設された操舵部と左側の前記第２磁性体とに両端を結合され、車両の左操舵時に、左側の前記第２磁性体を左側の前記第１磁性体に対して接近させる左側ワイヤーと、
前記操舵部と右側の前記第２磁性体とに両端を結合され、車両の右操舵時に、右側の前記第２磁性体を右側の前記第１磁性体に対して接近させる右側ワイヤーと、
を有することを特徴とする車両用発電装置。
【請求項４】
前記ブレードは、前記第１付勢部材が前記第２回転位置に位置する場合に、車両進行方向に対して略平行となることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の車両用発電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２２３６４９（Ｐ２００８−２２３６４９Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６４４３６（Ｐ２００７−６４４３６）
【出願日】平成１９年３月１４日（２００７．３．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１４日（２００７．３．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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