特許ウォッチ

公開番号2024151521
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2023064935
出願日2023-04-12
発明の名称風車
出願人株式会社アイシン
代理人個人
主分類F03D 3/06 20060101AFI20241018BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】風力エネルギーの取得効率に優れた風車を提供する。
【解決手段】シャフト1と、シャフト1と直交して径外方向に延出し、シャフト1の周りに回転自在な少なくとも二つの腕部材3と、揺動可能な状態で腕部材3に支持されシャフト1を中心に公転する羽根部材4と、羽根部材4の揺動に伴って回転する第1部材G1と、第1部材G1と相対回転し、シャフト1に設けられた第2部材G2と、を備え、第1部材G1と第2部材G2が連結することで、羽根部材4が風の方向に沿う速度成分を有する順風領域A1と、風の方向に逆らう速度成分を有する逆風領域A2と、を交互に公転し揺動する際に、羽根部材4からの伝達トルクが腕部材3の回転トルクに変換される風車F。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトと直交して径外方向に延出し、前記シャフトの周りに回転自在な少なくとも二つの腕部材と、
揺動可能な状態で前記腕部材に支持され前記シャフトを中心に公転する羽根部材と、
前記羽根部材の揺動に伴って回転する第１部材と、
前記第１部材と相対回転し、前記シャフトに設けられた第２部材と、を備え、
前記第１部材と前記第２部材が連結することで、前記羽根部材が風の方向に沿う速度成分を有する順風領域と、風の方向に逆らう速度成分を有する逆風領域と、を交互に公転し揺動する際に、前記羽根部材からの伝達トルクが前記腕部材の回転トルクに変換される風車。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記腕部材が、前記羽根部材の揺動軸芯に沿うと共に前記シャフトに直交する揺動軸を備え、
前記揺動軸の一端に前記第１部材としての第１ギアが設けられ、前記シャフトに前記第２部材として前記第１ギアと歯合する第２ギアが設けられ、
前記第１ギアと前記揺動軸との間に、前記羽根部材が前記順風領域にて風に押されて揺動する際に前記揺動軸と前記第１ギアとを一体回転させ、前記羽根部材が前記逆風領域にて風に抗って揺動する際に前記揺動軸と前記第１ギアとを相対回転させる一方向クラッチを備えている請求項１に記載の風車。
【請求項３】
前記揺動軸と平行に前記腕部材に支持された第２軸を備え、
前記第２軸には前記第１ギアと歯合する第３ギアが設けられ、前記第３ギアは前記第２軸との間に、前記一方向クラッチの機能方向に対して逆回転で機能する第２の一方向クラッチを備えており、
前記揺動軸と前記第２軸が同方向に連動回転するよう構成されている請求項２に記載の風車。
【請求項４】
前記羽根部材が、前記腕部材に支持される揺動軸を備えると共に、前記揺動軸が前記シャフトと平行に延出し、前記揺動軸の一端に第１リンクが設けられ、前記腕部材に前記第１リンクと連結アームによって駆動される第２リンクが設けられ、前記腕部材に、前記第２リンクを一端に備えると共に、他端に前記第１部材としての第１ギアを備える中間軸が備えられ、
前記シャフトに前記第２部材として前記第１ギアと歯合する第２ギアが設けられ、
前記第１ギアと前記中間軸との間に、前記羽根部材が前記逆風領域にて風に抗って揺動する際に前記中間軸と前記第１ギアとを一体回転させ、前記羽根部材が前記順風領域にて風に押されて揺動する際に前記中間軸と前記第１ギアとを相対回転させる一方向クラッチを備えている請求項１に記載の風車。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地表に対して垂直に設けられるシャフトと、シャフトに対して径外方向に延出する腕部材と、腕部材に対して揺動する羽根部材と、を備えた風車に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、このような風車としては例えば特許文献１に示すものがある（〔０００５〕，〔０００６〕図１参照）。
【０００３】
この風車では、主軸1に取り付けられて回転する副軸2の両側に、二つの風受け板3,4が互いに角度を変えて取り付けられている。無風状態では二枚の風受け板3,4は重さの釣り合う姿勢で停止している。これに対し、風のある状態では一方の風受け板3は風圧によって下方の回転止め具5に当たるまで押し下げられ、大きな風力を受ける姿勢となる。他方の風受け板4は風の力で後部上方に押し上げられ、風圧が減少する姿勢となる。このような揺動を繰り返しつつ二枚の風受け板3,4は主軸1の周囲を回転する。
【０００４】
二つの風受け板3,4の複数組が、主軸1に対して高さおよび角度を変えた状態で取り付けられ、夫々の風受け板3,4が風を受けて主軸1が回転する。風の吹く方向が不安定な場合、主軸1が回転方向を迷うことがあるため主軸1にはワンウェイクラッチ6が装着されている。また、主軸1には発電機7が併設されており、主軸1の回転が歯車を介して発電機7に伝達される。
【０００５】
この装置では、風受け板3,4を連続して滑らかに回転させる為に、主軸に高さ位置や角度を変えて複数個の副軸2および風受け板3,4を取り付けてある。これにより、風向に拘わらず効率的な回転が得られ、風受け板3,4は低速回転するため騒音が少なくなるとのことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１６－８９８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この従来技術の装置では、風を受けた風受け板3,4が勢いよく揺動して回転止め具5に速い速度で衝突する。このため、緩衝材が必要となったり、風受け板3,4や回転止め具5の信頼性を確保することが困難であった。
【０００８】
また、風受け板3,4が風を受けて揺動する際に、風を強く受ける側の風受け板3,4に着目すると、自身が風下側に揺動移動するため、副軸2に対して回転力を伝達する効率が低減する。つまり、揺動に際して風受け板3,4の重心が風下側に移動するが、この移動によっては回転止め具5に回転トルクが付与されず、風受け板3,4が発生させる抗力の一部が主軸1の回転トルクに伝達される際に無駄になっていた。
【０００９】
このように、従来の風車では種々の解決すべき課題を有しており、風力エネルギーの取得効率により優れた風車が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（特徴構成）
本発明に係る風車の特徴構成は、
シャフトと、
前記シャフトと直交して径外方向に延出し、前記シャフトの周りに回転自在な少なくとも二つの腕部材と、
揺動可能な状態で前記腕部材に支持され前記シャフトを中心に公転する羽根部材と、
前記羽根部材の揺動に伴って回転する第１部材と、
前記第１部材と相対回転し、前記シャフトに設けられた第２部材と、を備え、
前記第１部材と前記第２部材が連結することで、前記羽根部材が、風の方向に沿う速度成分を有する順風領域と、風の方向に逆らう速度成分を有する逆風領域と、を交互に公転し揺動する際に、前記羽根部材からの伝達トルクが前記腕部材の回転トルクに変換されるよう構成されている点にある。
（【００１１】以降は省略されています）

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