JP6199212B2

JP6199212B2 - 羽根車、遮断部材、発電装置及び電気製品

Info

Publication number: JP6199212B2
Application number: JP2014051109A
Authority: JP
Inventors: 憲弘入井
Original assignee: 株式会社シマダ
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2033-07-18
Also published as: JP2015021495A

Description

本発明は羽根車、遮断部材、発電装置及び電気製品に関する。

風力、波力、潮力、流水、潮汐などといった再生可能エネルギーや所定の運動エネルギーによって駆動する発電装置が知られている。例えば、特許文献１には、上下方向に延びた回転軸と、回転軸の周りにおいて回転軸線に平行に配された羽根と、回転軸に接続された発電機と、を備えた風力発電装置が開示されている。さらに、この風力発電装置に備えられた羽根は、２枚の羽根板と、２枚の羽根板を連結する開閉機構とから構成される。このため、２枚の羽根板によって形成される凹み部に向かって風が流れる場合には、風の殻によって２枚の羽根板は開く結果、風の力を受け止めることができるようになる。一方、２枚の羽根板によって形成される凹み部の反対側に向かって風が流れる場合には、風の力によって、２枚の羽根板が閉じる結果、風の抵抗を受けにくくなる。そして、２枚の羽根板が、所定のタイミングで開閉しながら回転軸の周りを回転するため、結果として、風の力から発電することが可能となる。

特開２０１２−６７７４２号公報

ところが、特許文献１に記載の開閉機構は、２枚の羽根板を開閉自在に連結するヒンジ、２枚の羽根板を貫通する第１のアーム、第１のアームに設けられたスプリング等といった様々な部品から構成される。このように、比較的複雑な構造の開閉機構においては、風に対する強度設計が難しく、強風が吹いた場合に開閉機構が壊れてしまいやすい。

そこで、所定の強度を確保するために羽根の剛性を大きくする方法も考えられる。しかしながら、剛性が大きな羽根をつくろうとすると、構造が複雑になる結果、製造コストが上がるといった問題が生じてしまう。

本発明は、斯かる実情に鑑み、シンプル且つ壊れにくい構造であって安価に製造可能な羽根車を提供しようとするものである。さらに、羽根車と併用可能な遮断部材や、羽根車を備えた発電装置や電気製品をも提供しようとするものである。

本発明は、物質の流れによって回転軸を中心に回転可能な車を基準にして前記物質の流れ方向の上流側に配される遮断部材であって、前記物質の流れ方向からみた場合、前記回転軸よりも一方側のエリアを第１エリアと、前記回転軸よりも他方側のエリアを第２エリアと、それぞれ定義した場合、前記遮断部材は、自身の弾性変形により、主として前記第２エリアの前記車の羽根へ前記物質を流す第１状態と、前記第２エリア及び前記第１エリアの双方の前記車の羽根へ向かって前記物質を流す第２状態と、との間で遷移可能であることを特徴とする。

前記遮断部材は、前記物質の流路の第１エリアに配され、前記流路を形成する物体に固定された固定部と、前記固定部から延び、前記物質の流れを遮断可能な遮断部と、を有し、前記遮断部の弾性変形により、前記遮断部材は、前記第１状態と、前記第２状態と、との間で遷移可能であることが好ましい。

本発明は、物質の流れによって回転軸を中心に回転可能な車を基準にして前記物質の流れ方向の上流側に配される遮断部材であって、前記物質の流れ方向からみた場合、前記回転軸よりも一方側のエリアを第１エリアと、前記回転軸よりも他方側のエリアを第２エリアと、それぞれ定義した場合、前記遮断部材は、主として前記第２エリアの前記車の羽根へ前記物質を流す第１状態と、前記第２エリア及び前記第１エリアの双方の前記車の羽根へ向かって前記物質を流す第２状態と、との間で遷移可能であり、前記遮断部材は、前記物質の流れを受け止める受止機構と、前記物質を前記第２エリアへ流す遮断機構と、を有し、前記受止機構の設置範囲は前記第１エリアに収まっていることを特徴とする。

前記遮断機構は前記受止機構を兼ねており、前記遮断機構の弾性変形により、前記遮断部材は、前記第１状態と、前記第２状態と、との間で遷移可能であることが好ましい。

本発明によれば、シンプル且つ壊れにくい構造であって安価に製造可能な羽根車を提供することができる。さらに、本発明によれば、羽根車と併用可能な遮断部材や、羽根車を備えた発電装置や電気製品をも提供することができる。

（ａ）及び（ｂ）は、昼間点灯装置が装着された車両の概要を説明する説明図である。（ａ）は、第１の昼間点灯装置の内部の概要を示す平面図である。（ｂ）は、第１の昼間点灯装置の概要を示す正面図である。（ｃ）は、第１の昼間点灯装置の概要を示すＩＩｃ−ＩＩｃ線断面図である。第１の昼間点灯装置の概要を示すＩＩｃ−ＩＩｃ線断面図である。（ａ１）は、羽根車の概要を示す正面図であり、（ｂ１）は、羽根車の概要を示す側面図である。（ａ２）は、羽根車の概要を示す分解正面図であり、（ｂ２）は、羽根車の概要を示す分解側面図である。回路ユニットの概要を示すブロック図である。羽根の概要を示すＶＩ−ＶＩ線断面図である。（ａ）〜（ｈ）は、いずれも、本発明に係る羽根車の変形例の概要を示す正面図である。遮断部材が退避状態となった場合のＩＩｃ−ＩＩｃ線断面図である。（ａ）は、遮断部材が遮断状態である場合、（ｂ）は、遮断部材が退避状態である場合のＩＩｃ−ＩＩｃ線断面図である。（ａ）は、第１の昼間点灯装置（変形例）の概要を示すブロック図であり、（ｂ）は、第１の昼間点灯装置（変形例）の概要を示す正面図である。第２の昼間点灯装置の内部の概要を示す平面図である。第２の昼間点灯装置における、発電素子と、発電素子をたたく打撃車との概要を示す説明図である。（ａ）は、打撃球係合部材と打撃球との係合が開始した状態の概要を示す説明図である。（ｂ）は、打撃球係合部材と打撃球との係合によって、弾性部が弾性変形した状態の概要を示す説明図である。（ｃ）は、打撃球係合部材と打撃球との係合が解除される際の状態の概要を示す説明図である。第１の発電素子とともに、打撃球係合部材としても機能する第２の発電素子を併用した場合の概要を示す説明図であり、（ａ）は、第２の発電素子と打撃球との係合が開始した状態の概要を示す説明図である。（ｂ）は、第２の発電素子と打撃球との係合によって、弾性部が弾性変形した状態の概要を示す説明図である。打撃車の変形例の概要を示す説明図である。第２の昼間点灯装置の変形例の概要を示す説明図である。打撃車の変形例の概要を示す説明図である。発電素子の変形例の概要を示す説明図である。

＜第１実施形態＞
以下、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。

（昼間点灯装置）
図１に示すように、昼間点灯装置２は、日中における走行車両（乗用車・バス・トラック・自転車など）Ｃの視認性を高めるために、当該車両に取り付けられる照明機器である。図１（ａ）に示す昼間点灯装置２は、車両Ｃに元々備えられているヘッドライトＨＬ等とは別に、車両Ｃの前方部に取り付けられるタイプである。

図２に示すように、昼間点灯装置２は、車両Ｃ（図１（ａ）参照）の走行中に得られる風力エネルギーを利用して発電を行う発電ユニット１０と、発電ユニット１０にて発電された電力を蓄える蓄電ユニット２０と、発電ユニット１０にて発電された電力を用いて動作する照明ユニット３０と、各ユニット１０、２０、３０同士を電気的に接続する回路ユニット４０と、各ユニット１０、２０、３０、４０を収容する直方体状の筐体９０と、を備える。筐体９０の大きさは、例えば、高さが２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下、幅が５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下、奥行きが３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。

このような、昼間点灯装置２は、車両Ｃに元々搭載されている車載バッテリに負荷をかけることなく、昼間点灯を行うことが可能となるばかりか、配線も不要である。したがって、従来の車両Ｃに取り付けるだけで、簡単に昼間点灯を行うことが可能となる。

以下、昼間点灯装置２の詳細について説明する。

（発電ユニット）
図２（ｃ）に示すように、発電ユニット１０は、流路１１と、流路１１に配された羽根車１２と、羽根車１２を回転自在に支持する回転軸１３と、流路１１を流れる流体を遮る遮断部材１７と、回転軸１３の回転によって発電を行う発電モータ１４（図２（ａ）参照）と、を備える。ここで、流路１１は、筐体９０の前面９０Ｆから背面９０Ｂまで貫通するように形成される。

（回転軸）
図２（ａ）に示すように、回転軸１３は、水平方向に延び、流路１１に対して直交するように配されるものであり、ボールベアリング１３Ｂを介して、筐体９０に取り付けられる。このため、回転軸１３は、ボールベアリング１３Ｂによって、回転自在な状態で支持される。なお、回転軸１３は、流路１１に対して斜めに配されていてもよい。

（羽根車）
図３に示すように、羽根車１２は、回転軸１３に軸着された回転車１２Ｗと、回転車１２Ｗに設けられた羽根１２Ｂとを有する。

図４に示すように、回転車１２Ｗは、円柱状に形成される。回転車１２Ｗの中心部には、回転軸１３を挿入するための軸孔１２ＷＸが形成される。回転車１２Ｗの周面には、羽根１２Ｂの端部が挿入可能な大きさの保持溝１２ＷＭが形成される。回転車１２Ｗの形成材料としては、特に限定されないが、金属やプラスチックなどがある。

羽根１２Ｂは、板状に形成される。羽根１２Ｂの端部を保持溝１２ＷＭへ挿入するとともに、羽根１２Ｂと保持溝１２ＷＭとの隙間に所定の接着剤を充填することにより、羽根１２Ｂの端部（以下、固定端と称する）１２ＢＦが回転車１２Ｗに固定される。この結果、羽根１２Ｂは、回転車１２Ｗの周面から起立するように設けられる。なお、保持溝１２ＷＭは、回転軸１３に対して平行となるように形成されるため、羽根１２Ｂは、回転軸１３に対して平行な向きで、回転車１２Ｗに固定される。

羽根１２Ｂの形成材料としては、弾性を生み出すものであれば特に限定されず、例えば、リン青銅やアルミ等といった金属の他、ナイロンやポリカーボネートといったプラスチック等がある。

なお、回転車１２Ｗと羽根１２Ｂとが一体成形されていてもよい。また、羽根１２Ｂは、回転軸１３に対して斜めになるように設けてもよい。

このようにして、羽根１２Ｂは、回転車１２Ｗに固定された固定端１２ＢＦと、固定端１２ＢＦを支点として、回転車１２Ｗの回転方向、及び回転方向と反対の方向に弾性変形可能な弾性部１２ＢＥとを有することとなる（図４（ｂ２）参照）。したがって、本実施形態の羽根１２Ｂは、板バネとして機能する。さらに、弾性部１２ＢＥは、流路１１を通過する空気を受け止める受け止め部としても機能する。

図４（ａ２）に示すように、弾性部１２ＢＥは、回転軸１３の径方向において固定端１２ＢＦよりも外側に位置する弾性部分ＢＥ１と、回転軸１３の長手方向において、固定端１２ＢＦの両隣に位置する弾性部分ＢＥ２とを有する。

回転車１２Ｗの直径Ｄ_１２Ｗは、例えば、５ｍｍ〜１０ｍｍであり、回転車１２Ｗの長さＬ_１２Ｗは、５ｍｍ〜３５ｍｍである。また、保持溝１２ＷＭの深さは、例えば、１ｍｍ〜４ｍｍである。一方、矩形状の羽根１２Ｂの寸法は、例えば、回転軸１３の長手方向における長さＬ_１２Ｂは、１０ｍｍ〜４０ｍｍであり、回転軸１３の径方向における長さＲ_１２Ｂは、５〜１５ｍｍである。また、羽根１２Ｂの厚みは、０．０５ｍｍ〜１．５ｍｍである。

（発電モータ）
図２に示すように、発電モータ１４は、回転軸１３に軸着された回転子１４Ｒと、回転子１４Ｒを収容する回転子ケース１４Ｓと、回転子ケース１４Ｓに設けられた一対のコイル１４Ｃと、を有する。回転子１４Ｒに内蔵される磁石（図示は省略する）としては、例えば、ネオジム磁石を用いることができる。回転子ケース１４Ｓには、回転軸１３が挿入される軸挿入孔１４ＳＸが形成される。回転軸１３を中心に回転子１４Ｒが回転すると、回転子１４Ｒに内蔵された磁石によって、一対のコイル１４Ｃの間には、起電力が発生する。ここで、軸挿入孔１４ＳＸの内径は、回転軸１３の外径に比べて大きく、回転子ケース１４Ｓと回転軸１３とは離れている。このため、回転子ケース１４Ｓは、回転軸１３の回転に影響を与えない。

（遮断部材）
図３に示すように、遮断部材１７は、流路１１において、羽根車１２よりも前方に位置するように筐体９０に固定されたものであり、固定部１７Ｆと、固定部１７Ｆから上方に延びる遮断部１７Ｃと、を有する。固定部１７Ｆは、流路１１の底面に形成された嵌合部１１Ｔに嵌合される。遮断部１７Ｃの先端は、回転軸１３とほぼ同じ高さとなっている。このため、流路１１において空気が前方から後方へ流れる場合には、遮断部１７Ｃが、流路１１のうち回転軸１３よりも下側の下エリア１１Ａにおいて、前方から後方へ流れる流体を遮ることができる。このような遮断部１７Ｃにより、流路１１において前方から後方へ流れる流体を、上エリア１１Ｂにある羽根１２Ｂのみにあてることができる。

また、遮断部１７Ｃは、固定部１７Ｆから垂直に延びていてもよいが、図３に示すように、後方に向かって斜めに延びていることが好ましい。遮断部１７Ｃが後方に向かって斜めに延びることにより、下エリア１１Ａを流れる流体を、回転軸１３よりも上側の上エリア１１Ｂへ案内することができる。

遮断部材１７は、さらに、流路１１を流れる流体を所定の方向へ案内する案内部１７Ｇを有する。案内部１７Ｇは、遮断部１７Ｃの先端部に形成され、回転軸１３に向かって延びる。この案内部１７Ｇにより、下エリア１１Ａを流れる流体を、スムーズに上エリア１１Ｂへ案内することができる。

なお、羽根車１２から筐体９０の背面９０Ｂまでの流路１１においては、下エリア１１Ａ及び上エリア１１Ｂが共に、外部に対して開放されていることが好ましい。これにより、車両が後方に向かって走行した場合や、停止中の車両の後方から風があたった場合等、下エリア１１Ａに位置する羽根１２Ｂと上エリア１１Ｂに位置する羽根１２Ｂとの両方に風があたるため、羽根車１２が逆向きに回転することを防ぐことができる。

（蓄電ユニット）
図２（ａ）に示すように、蓄電ユニット２０は、電気二重層コンデンサの他、公知の蓄電池を利用することができる。なお、照明ユニット３０を一定時間の間点灯させる必要がある場合には、蓄電ユニット２０を設けたほうが好ましいが、照明ユニット３０を常時点灯させる必要がない場合、すなわち、照明ユニット３０の点滅で十分な場合には、蓄電ユニット２０を省略してもよい。

（照明ユニット）
図２（ｂ）に示すように、照明ユニット３０は、複数のＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）３１と、それぞれのＬＥＤ３１の周りに設けられた反射板３２と、を有する。ＬＥＤ３１は、筐体９０の前面９０Ｆに露出する。

（回路ユニット）
図５に示すように、回路ユニット４０は、発電ユニット１０、蓄電ユニット２０、照明ユニット３０を、互いに電気的に接続するものであり、プリント回路を備えたプリント配線板である。プリント回路は、整流器４０Ｃと、ＭＰＵ用入力電源回路４０ＰＯと、入力電圧検知回路４０ＩＶと、充電電圧検知回路４０ＣＶと、開閉スイッチ４０ＳＡ〜４０ＳＣと、走行検知回路４０ＳＳと、各部を制御するマイクロプロセッサ４０ＭＰと、を有する。

整流器４０Ｃは、発電ユニット１０、すなわち一対のコイル１４Ｃから供給された交流電力を直流電力に変換するとともに、直流電力を、マイクロプロセッサ４０ＭＰ、蓄電ユニット２０、照明ユニット３０等に供給する。マイクロプロセッサ４０ＭＰへの電力供給は、ＭＰＵ用入力電源回路４０ＰＯを介して行われ、蓄電ユニット２０、照明ユニット３０への電力供給は、各開閉スイッチ４０ＳＡ〜４０ＳＣを介して行われる。

ＭＰＵ用入力電源回路４０ＰＯは、整流器４０Ｃから出力された電力から、マイクロプロセッサ４０ＭＰ用の入力電力を作り出す。さらに、ＭＰＵ用入力電源回路４０ＰＯは、作り出した入力電力をマイクロプロセッサ４０ＭＰへ供給する。入力電圧検知回路４０ＩＶは、整流器４０Ｃから出力された電力の電圧値を検知し、検知した電圧値をマイクロプロセッサ４０ＭＰへ出力する。充電電圧検知回路４０ＣＶは、蓄電ユニット２０に充電された電力の電圧値を検知し、検知した電圧値をマイクロプロセッサ４０ＭＰへ出力する。開閉スイッチ４０ＳＡ〜４０ＳＣは、マイクロプロセッサ４０ＭＰの制御の下、開状態と閉状態との間で、個別に切り替えられる。走行検知回路４０ＳＳは、例えば、傾斜スイッチであり、振動を検知すると、マイクロプロセッサ４０ＭＰへ所定のセンシング信号を出力する。

図１に戻って、昼間点灯装置２は、遮断部材１７よりも前方の流路１１、または、前面９０Ｆの開口に、フィルタ８０を備えていることが好ましい。フィルタ８０は、多数の通気孔が形成られているため、前面９０Ｆの開口へ向かって流れる空気を流路１１に導入すると共に、当該空気と一緒になって流れてきた異物に対し流路１１への進入を防ぐことができる。

次に、昼間点灯装置２の作用について説明する。

図１（ａ）に示すように、昼間点灯装置２は、ＬＥＤ３１が前方を向くように、車両Ｃの前方に取り付けられる。そして、昼間点灯装置２が搭載された車両Ｃが前方へ向かって走行すると、流路１１には、前方から後方に向かって空気が流通する（図３参照）。

遮断部１７Ｃの先端は、回転軸１３とほぼ同じ高さとなっているため、流路１１のうち上エリア１１Ｂを流れる空気は、そのまま上エリア１１Ｂに位置する羽根１２Ｂに向かう。また、流路１１のうち下エリア１１Ａを流れる空気は、遮断部材１７によって、上エリア１１Ｂに位置する羽根１２Ｂへ案内される。こうして、流路１１において前方から後方へ流れる空気は、上エリア１１Ｂにある羽根１２Ｂのみにあたるため、回転軸１３は、自身の回転軸線を中心に、紙面方向から見て時計回りに回転する。

図２に示すように、発電ユニット１０では、回転軸１３の回転に追従して回転子１４Ｒが回転する結果、一対のコイル１４Ｃには所定の電力が発生する。発電ユニット１０によって発電された電力は、図５に示すように、マイクロプロセッサ４０ＭＰに供給される。

マイクロプロセッサ４０ＭＰは、所定の電力が入力されると、内蔵メモリに予め記憶されていたプログラムを実行する。この結果、マイクロプロセッサ４０ＭＰは、開閉スイッチ４０ＳＡ〜４０ＳＣの操作により、発電ユニット１０によって発電された電力を、蓄電ユニット２０や照明ユニット３０へと並列に供給する。こうして、車両Ｃ（図１参照）の走行に起因して得られる風力エネルギーを用いて、照明ユニット３０のＬＥＤ３１の点灯や、蓄電ユニット２０の充電を行うことができる。

ここで、図３、６に示すように、羽根車１２の羽根１２Ｂは、回転車１２Ｗに固定された固定端１２ＢＦと、固定端１２ＢＦを支点として、弾性変形可能な弾性部１２ＢＥとを有する。このため、流速が比較的大きい風が羽根１２Ｂにあたった場合でも、弾性部１２ＢＥは、固定端１２ＢＦを支点として、回転方向の下流側に向かって弾性変形する。このため、羽根１２Ｂは、弾性部１２ＢＥの弾性変形により、強風等による弾性部１２ＢＥの破損を回避することができる。また、１枚の板バネよりなる羽根１２Ｂは、構造がシンプルであるため、小型化や強度設計が容易となるばかりか、製造コストも安く済む。

さらに、このような羽根１２Ｂは、比較的軽量であるため、風力に対する応答性が高い。すなわち、流路１１における風速が小さい場合であっても、羽根車１２が回転しやすい。風力エネルギーを効率よく電力に変換することができる。

加えて、弾性部１２ＢＥの弾性変形に起因して、風力エネルギーを効率よく回転軸１３の回転エネルギーに伝達することができる。ここで、弾性部１２ＢＥの弾性変形に起因して、エネルギーの伝達効率が向上する原因は、次のように推測される。

（推測される原因その１）
上エリア１１Ｂにおいて、回転方向の下流側へ弾性変形した羽根１２Ｂは、回転軸１３周りの回転により、風の流通が起こらない下エリア１１Ａへ移動する。下エリア１１Ａに位置することとなった羽根１２Ｂにおいては、自身の復元力によって、回転方向の上流側へ変形する。ここで、本発明の片持ち梁構造の羽根１２Ｂでは、固定端１２ＢＦ側が回転軸１３の周りに回転可能な状態で支持されているため、この羽根１２Ｂの弾性エネルギーが、回転軸１３の回転エネルギーとして直接伝達される、あるいは、復元力に起因する振動を介在して、回転軸１３の回転エネルギーとして伝達される結果、エネルギーの伝達効率が向上する。

（推測される原因その２）
前述の通り、上エリア１１Ｂ及び下エリア１１Ａを交互に通過する羽根１２Ｂにおいては、回転軸１３の周方向における弾性変形が繰り返し行われる。すなわち、上エリア１１Ｂ及び下エリア１１Ａを交互に通過する羽根１２Ｂは、振動状態となっているといえる。このような振動状態の羽根１２Ｂは、風力エネルギーを効率よく受け取ることが可能となるため、結果として、エネルギーの伝達効率が向上する。

図４（ａ２）に示すように、上記実施形態では、弾性部１２ＢＥが、弾性部分ＢＥ１と弾性部分ＢＥ２とを有していたが、本発明はこれに限られない。例えば、弾性部分ＢＥ１のみを有する弾性部１２ＢＥ（図７（ａ）参照）でもよいし、弾性部分ＢＥ２のみを有する弾性部１２ＢＥ（図７（ｂ）〜７（ｃ）参照）でもよい。また、上記実施形態では、羽根１２Ｂを回転車１２Ｗに直接固定したが、本発明はこれに限られず、羽根１２Ｂと回転車１２Ｗとを連結する連結具１２Ｃ（図７（ｄ）〜７（ｈ）参照）を用いてもよい。連結具１２Ｃを用いた場合、羽根１２Ｂは、連結具１２Ｃに固定された固定部１２ＢＦと、固定部１２ＢＦを支点に弾性変形する弾性部１２ＢＥとを有する。また、図７（ｄ）〜７（ｆ）に示すように、連結具１２Ｃは、回転車１２Ｗの周面に設けられていてもよい。ここで、図７（ｄ）に示す連結具１２Ｃは、羽根１２Ｂのうち回転軸１３の長手方向の一方の端部と、回転車１２Ｗとを連結する。また、図７（ｅ）に示す連結具１２Ｃは、羽根１２Ｂのうち回転軸１３の径方向の外側の端部と、回転車１２Ｗとを連結する。図７（ｆ）に示す連結具１２Ｃは、羽根１２Ｂの中央部と、回転車１２Ｗとを連結する。したがって、羽根１２Ｂのうち、中央部が固定部１２ＢＦとなり、固定部１２ＢＦの周りが弾性部１２ＢＥとなる。なお、図７（ｆ）においては、図の煩雑を避けるため、１枚の羽根１２Ｂのみを示す。さらに、連結具１２Ｃは、図７（ｇ）〜７（ｈ）に示すように、回転車１２Ｗの側面に設けられていてもよい。図７（ｇ）に示す連結具１２Ｃは、羽根１２Ｂのうち回転軸１３の径方向の外側の端部と、回転車１２Ｗとを連結する。図７（ｈ）に示す連結具１２Ｃは、羽根１２Ｂのうち回転軸１３の径方向の内側の端部と、回転車１２Ｗとを連結する。

上記実施形態では、羽根１２Ｂの形状が矩形状であったが、本発明はこれに限られず、上述の弾性部１２ＢＥの特性が発揮できるものであれば、三角形、四角形などの多角形、円形、楕円形、半円形、半楕円形などいずれの形状でもよい。また、上記実施形態では、平板状の羽根１２Ｂを用いたが、本発明はこれに限られない。弾性部１２ＢＥの特性が発揮できるものであれば、湾曲した板の羽根１２Ｂや、平板と湾曲した板とを組み合わせてなる羽根１２Ｂであってもよい。

ところで、車両Ｃの速度が増大するにつれて、流路１１の風速が大きくなる。この結果、羽根車１２や発電モータ１４の回転子１４Ｒの回転数は増大する。しかしながら、羽根車１２や発電モータ１４の性能限界等より、羽根車１２の回転数が所定値を超えてしまうと、羽根車１２や発電モータ１４の故障等、好ましくない事象が発生する。したがって、流路１１の風速が大きくなった場合であっても、前述の故障を防ぐべく、羽根車１２の回転数が増大しないような機能を備えていることが好ましい。

このような機能を発揮するためには、遮断部１７Ｃが、下エリア１１Ａの羽根１２Ｂへ向かって流れる風を遮断する遮断状態（図３参照）と、遮断状態から退避した退避状態（図８参照）との間で遷移自在であることが好ましい。遮断部１７Ｃが遮断状態である場合には、流路１１を流れる風は、上エリア１１Ｂに位置する羽根１２Ｂのみに流れる、または、主として上エリア１１Ｂに位置する羽根１２Ｂへ流れる。また、遮断部１７Ｃが退避状態である場合には、下エリア１１Ａの羽根１２Ｂへ風が流れる、または、下エリア１１Ａの羽根１２Ｂに流れる風量が遮断状態である場合に比べて大きい。ここで、下エリア１１Ａの羽根１２Ｂへ流れる風は、羽根車１２の回転のブレーキとして作用するため、遮断部１７Ｃが、遮断状態（図３参照）と、退避状態（図８参照）との間で切り替わることで、羽根車１２の回転のブレーキのＯＦＦ・ＯＮの切り替えが可能となる。

さらに、遮断部１７Ｃは、遮断状態に付勢されていることが好ましい。すなわち、遮断部１７Ｃと、固定部１７Ｆとが弾性部材によって連なっていることが好ましい。このような遮断部材１７としては、例えば、遮断部１７Ｃと固定部１７Ｆとが一体となったＬ字状の板バネがある。板バネの形状、形成材料、大きさ、厚みなどを適宜変更することによって、付勢力を調整することができる。

板バネの付勢力の調整等、遮断状態と退避状態との切り替えタイミングの調整の結果、風が流路１１を通過しない場合や流路１１における風速が所定値以下である場合には、遮断部１７Ｃは遮断状態となるとともに、流路１１を風速が所定値を超えた場合には、遮断部１７Ｃが退避状態となることが好ましい。

なお、Ｌ字状の板バネを採用する代わりに、図９に示す遮断部材１１７を用いてもよい。遮断部材１１７は、遮断部１７Ｃと、固定部１７Ｆと、遮断部１７Ｃ及び固定部１７Ｆを開閉自在に連結するヒンジ１１７Ｈと、遮断部１７Ｃ及び固定部１７Ｆの間に配されたコイルばね１１７Ｓとを有する。ヒンジ１１７Ｈは、遮断部１７Ｃの一端部と、固定部１７Ｆの一端部とを連結するため、遮断部１７Ｃの他端部と固定部１７Ｆの他端部が離れた離隔状態（図９（ａ）参照）と、遮断部１７Ｃの他端部と固定部１７Ｆの他端部が接近した接近状態（図９（ｂ）参照）と、の間で、遮断部材１１７を切り替え可能である。ここで、遮断部材１１７の離隔状態は遮断部材１７の遮断状態に相当し、遮断部材１１７の接近状態は遮断部材１７の退避状態に相当する。さらに、コイルばね１１７Ｓは、遮断部材１１７を、離隔状態または離隔状態側へ付勢する。

上記実施形態では、車両Ｃによって発生した羽根車１２にあてたが（図３参照）、本発明はこれに限られない。例えば、流路１１から枝分かれするように形成されたサブ流路を形成してもよい。サブ流路の一端側は流路１１に開口し、他端側は筐体９０の背面９０Ｂに開口する。また、サブ流路は、発熱部品が収容される空間と流路１１とを連通する。ここで、発熱部品が収容される空間としては、例えば、発電モータ１４が収容される空間や蓄電ユニット２０が収容される空間がある。サブ流路は、発電モータ１４や蓄電ユニット２０を空冷機構として機能する。もちろん、発電効率に悪影響を与えない範囲であれば、羽根車１２よりも後方の流路１１に、発熱部品を配置してもよい。

上記実施形態では、発電ユニット１０により生まれた電力を、マイクロプロセッサ４０ＭＰ、照明ユニット３０、及び蓄電ユニット２０に対し並列に供給した。ここで、各部への給電方法として、次のような制御を行ってもよい。

マイクロプロセッサ４０ＭＰが、入力電圧検知回路４０ＩＶを介して、整流器４０Ｃから入力される入力電圧を検知する。この入力電圧の値に基づいて、自身への電力供給が確保できるか否か、または、自身及び照明ユニット３０への電力供給が確保されているか否かを判定する。

また、マイクロプロセッサ４０ＭＰが傾斜スイッチ４０ＳＳから出力されたセンシング信号を検知した場合、マイクロプロセッサ４０ＭＰは、車両が走行中であると判定する。さらに、マイクロプロセッサ４０ＭＰは、傾斜スイッチ４０ＳＳからのセンシング信号が入力されない状態が、所定時間だけ継続した場合、マイクロプロセッサ４０ＭＰは、車両が停止したと判定する。

車両が走行中であるとの判定された場合、マイクロプロセッサ４０ＭＰは、自身への電力供給が確保された条件下で、蓄電ユニット２０や照明ユニット３０に余剰の電力を供給できるように、スイッチ４０ＳＡ〜４０ＳＣを制御することが好ましい。ここで、余剰電力の供給先として、蓄電ユニット２０に優先して照明ユニット３０を選択するように、スイッチ４０ＳＡ〜４０ＳＣを制御することが好ましい。

車両が停止中であるとの判定された場合、スイッチ４０ＳＡ〜４０ＳＣの制御により、マイクロプロセッサ４０ＭＰは、蓄電ユニット２０に充電された電力を照明ユニット３０へ供給することが好ましい。さらに、当該判定から所定時間経過後、マイクロプロセッサ４０ＭＰは、スイッチ４０ＳＡ〜４０ＳＣの制御により、蓄電ユニット２０から照明ユニット３０への給電を停止することが好ましい。

なお、車両が停止中であるとの判定された場合、マイクロプロセッサ４０ＭＰは、自身への電力供給が確保された条件下で、蓄電ユニット２０に余剰の電力を供給できるように、スイッチ４０ＳＡ〜４０ＳＣを制御してもよい。

上記実施形態では、図１（ａ）に示す昼間点灯装置２を説明したが、本発明はこれに限られない。車両Ｃに元々備えられているテールランプＴＬ等とは別に、車両Ｃの後方部に取り付けられる昼間点灯装置２（図１（ｂ）参照）にも適用可能である。かかる場合、ＬＥＤ３１を筐体９０の背面９０Ｂに露出させればよい。

なお、上記実施形態では、車両が停止中であると判定され、当該判定から所定時間が経過した場合には、蓄電ユニット２０から照明ユニット３０への給電を停止したが、本発明はこれに限られない。例えば、昼間点灯装置２は、昼間点灯装置２の設置環境の明るさを検知する明暗センサを備えていてもよい。かかる場合、マイクロプロセッサ４０ＭＰは、明暗センサからのセンシング信号を読み取る。さらに、マイクロプロセッサ４０ＭＰは、読み取った明暗センサからのセンシング信号が所定の明るさ以上の場合には、照明ユニット３０への給電を行う一方、読み取った明暗センサからのセンシング信号が所定の明るさ未満の場合には、照明ユニット３０への給電を停止する、としてもよい。これにより、マイクロプロセッサ４０ＭＰは、昼間点灯装置２の設置環境の明るさに応じて、照明ユニット３０への給電を制御することができる。このような明暗センサを備えた昼間点灯装置２は、昼間には照明ユニット３０への給電を行うとともに、夜間には照明ユニット３０への給電を停止することができる。

なお、マイクロプロセッサ４０ＭＰは、昼間点灯装置２の設置環境の年月日情報や時刻情報を読み込むとともに、読み込んだ年月日情報や時刻情報に基づいて、昼間点灯装置２の設置環境が昼間であるか否かを判定してもよい。さらに、マイクロプロセッサ４０ＭＰは、昼間点灯装置２の設置環境が昼間であると判定した場合には、照明ユニット３０への給電を行い、昼間点灯装置２の設置環境が昼間でないと判定した場合には、照明ユニット３０への給電を停止することができる。

上記実施形態の昼間点灯装置２では、発電ユニット１０と蓄電ユニット２０と照明ユニット３０と回路ユニット４０とは一つの筐体９０に収容されたが、本発明はこれに限られない。昼間点灯装置２は、発電ユニット１０を収容する発電側筐体９１と、照明ユニット３０を収容する照明側筐体９２と、をそれぞれ備えていてもよい（図１０参照）。蓄電ユニット２０と回路ユニット４０とは、発電側筐体９１と照明側筐体９２とのいずれに収容されてもよいが、発電側筐体９１に収容されることが好ましい。

照明ユニット３０は、車両の左側に設置される左側照明３０Ｌと、車両の右側に設置される右側照明３０Ｒと、を備える。照明側筐体９２は、車両の左側に設置されるとともに、左側照明３０Ｌを収容する左側照明筐体９２Ｌと、車両の右側に設置されるとともに、右側照明３０Ｒを収容する右側照明筐体９２Ｒと、を備える。さらに、昼間点灯装置２は、左側照明３０Ｌ及び回路ユニット４０を電気的に接続する左側配線９５Ｌと、右側照明３０Ｒ及び回路ユニット４０を電気的に接続する右側配線９５Ｒと、を備える。左側配線９５Ｌと右側配線９５Ｒとによって、発電ユニット１０は、左側照明３０Ｌ及び右側照明３０Ｒと電気的に接続する。同様にして、蓄電ユニット２０も、左側照明３０Ｌ及び右側照明３０Ｒと電気的に接続する。さらに、左側照明３０Ｌ及び右側照明３０Ｒは、発電ユニット１０に対して並列に接続されていることが好ましい。同様に、右側照明３０Ｒ及び回路ユニット４０は、蓄電ユニット２０に対して並列に接続されていることが好ましい。これにより、発電ユニット１０の発電量や蓄電ユニット２０の蓄電量に関わらず、左側照明３０Ｌ及び右側照明３０Ｒへは等しい電力が供給されるため、左側照明３０Ｌからの照明光と、右側照明３０Ｒからの照明光とを等しくすることができる。

上記実施形態では、風が羽根１２Ｂにあたるとしたが、本発明はこれに限られない。すなわち、液体や気体などの流体、粉状物や粒状物などの固体に羽根１２Ｂが当たる場合でもよい。したがって、本発明は、風力発電のみならず、風力以外の再生可能エネルギーによる発電にも適用可能である。

＜第２実施形態＞
次に、添付図面を参照して、本発明の第２実施形態を説明するが、前述の実施形態と同一の部品については同一の符号を付し、その詳細の説明は省略する。

（昼間点灯装置）
図１１に示すように、昼間点灯装置２０２は、車両Ｃ（図１（ａ）参照）の走行中に得られる風力エネルギーを利用して発電を行う発電ユニット２１０と、発電ユニット２１０にて発電された電力を貯める蓄電ユニット２０と、発電ユニット２１０にて発電された電力を用いて点灯する照明ユニット３０と、各ユニット２１０、２０、３０同士を電気的に接続する回路ユニット４０と、各ユニット２１０、２０、３０、４０を収容する直方体状の筐体９０と、を備える。

（発電ユニット）
発電ユニット２１０は、流路１１と、流路１１に配された羽根車１２と、羽根車１２を回転自在に支持する回転軸１３と、逆磁歪効果によって発電を行う発電素子２１４と、逆磁歪効果を誘発するように発電素子２１４をたたく打撃車２１５と、回転軸１３の回転運動を打撃車２１５へ伝動するための伝動機構２１６と、流路１１を流れる流体を遮る遮断部材１７と、を備える。

（伝動機構）
伝動機構２１６は、回転軸１３に軸着された回転側ギア２１６ＧＡと、打撃車２１５を回転自在に支持する打撃側回転軸２１６ＳＦと、打撃側回転軸２１６ＳＦに軸着された打撃側ギア２１６ＧＢと、を有する。打撃側ギア２１６ＧＢは回転側ギア２１６ＧＡと噛合するため、回転軸１３が回転することにより、回転側ギア２１６ＧＡ及び打撃側ギア２１６ＧＢを介して、打撃車２１５が打撃側回転軸２１６ＳＦの周りに回転することとなる。

（打撃車）
図１２に示すように、打撃車２１５は、打撃側回転軸２１６ＳＦに軸着された打撃回転車２１５Ｗと、打撃回転車２１５Ｗに設けられた羽根２１５Ｂと、発電素子２１４に対して打撃を行う打撃球２１５Ｈと、を備える。

打撃回転車２１５Ｗは、回転車１２Ｗ（図３参照）と同様の構造を有する。すなわち、打撃回転車２１５Ｗは、円柱状に形成されたものであり、打撃側回転軸２１６ＳＦを挿入するための軸孔が中心部に形成される。

羽根２１５Ｂは、羽根１２Ｂ（図３参照）と同様の構造を有する。すなわち、羽根２１５Ｂは、打撃回転車２１５Ｗに固定された固定端２１５ＢＦと、固定端２１５ＢＦを支点として、弾性変形可能な弾性部２１５ＢＥと、を有する。

打撃球２１５Ｈは、弾性部２１５ＢＥの先端部に設けられる。打撃球２１５Ｈをはじめとする羽根２１５Ｂは、非磁性体から形成されることが好ましい。

（発電素子）
発電素子２１４は、磁歪棒２１４Ｂと、磁歪棒２１４Ｂの周りに設けられたコイル２１４Ｃと、磁歪棒２１４Ｂにバイアス磁化を発生させるためのバイアス磁化発生機構２１４Ｍと、を有する。磁歪棒２１４Ｂは、磁歪材料（例えば、鉄ガリウム合金であるＧａｌｆｅｎｏｌ等）から形成される。コイル２１４Ｃは、磁歪棒２１４Ｂの周りにおいて螺旋状に配された金属線（例えば、銅線）からなる。コイル２１４Ｃをなす金属線は、樹脂などによって、一体に形成されていることが好ましい。バイアス磁化発生機構２１４Ｍは、磁歪棒２１４Ｂの一端側から他端側まで延び、所定の磁気ループＭＬを形成するためのものである。このため、磁界中にて、磁歪棒２１４Ｂの形状変化が起こると、逆磁歪効果によって、コイル２１４Ｃに起電力が発生する。

バイアス磁化発生機構２１４Ｍとしては、例えば、磁歪棒２１４Ｂの一端側を保持する第１保持ヨーク２１４ＭＡと、磁歪棒２１４Ｂの他端側を保持する第２保持ヨーク２１４ＭＢと、第１保持ヨーク２１４ＭＡに設けられた第１永久磁石２１４ＭＣと、第２保持ヨーク２１４ＭＢに設けられた第２永久磁石２１４ＭＤと、磁歪棒２１４Ｂから離れるようにして、第１永久磁石２１４ＭＣから第２永久磁石２１４ＭＤまで延びるバックヨーク２１４ＭＦと、を有する。

第１保持ヨーク２１４ＭＡと、第２保持ヨーク２１４ＭＢと、バックヨーク２１４ＭＦとは、いずれも、鉄などを含む磁性材料により形成される。また、第１永久磁石２１４ＭＣは、バックヨーク２１４ＭＦと接続される面側にＮ極を、第１保持ヨーク２１４ＭＡと接続される面側がＳ極を有する。そして、第２永久磁石２１４ＭＤは、バックヨーク２１４ＭＦと接続される面側にＳ極を、第２保持ヨーク２１４ＭＢと接続される面側がＮ極を有する。このようなバイアス磁化発生機構２１４Ｍにより、磁歪棒２１４Ｂの軸方向を通る磁気ループＭＬを形成することができる。こうして、磁歪棒２１４Ｂの磁化の方向、または磁歪棒２１４Ｂの磁化が起こりやすい磁化容易方向が、磁歪棒２１４Ｂの軸方向に設定される。

また、第１保持ヨーク２１４ＭＡは、筐体９０に直接固定されるとともに、第２保持ヨーク２１４ＭＢは、自由端となっている。このため、磁歪棒２１４Ｂは、バイアス磁化発生機構２１４Ｍによって、いわゆる片持ち梁（カンチレバー）構造となっている。

さらに、第２保持ヨーク２１４ＭＢの先端部は、打撃球２１５Ｈの回転軌跡２１５ＨＸまで延びている。このため、打撃車２１５が所定の方向へ回転すると、第２保持ヨーク２１４ＭＢの先端部に打撃球２１５Ｈが衝突する。

次に、昼間点灯装置２０２の作用について説明する。

図１（ａ）に示すように、昼間点灯装置２は、ＬＥＤ３１が前方を向くように、車両Ｃの前方に取り付けられる。そして、昼間点灯装置２が搭載された車両Ｃが前方へ向かって走行すると、流路１１には、前方から後方に向かって空気が流通する（図１２参照）。この結果、流路１１を流れる空気は、上エリア１１Ｂにある羽根１２Ｂのみにあたるため、回転軸１３は、自身の回転軸線を中心に回転する。回転軸１３が回転すると、伝動機構２１６を介して、打撃車２１５が回転する。なお、発電効率の向上の観点から、回転側ギア２１６ＧＡの歯数は、打撃側ギア２１６ＧＢの歯数よりも、小さいことが好ましい。

打撃車２１５の回転により、打撃球２１５Ｈが第２保持ヨーク２１４ＭＢに衝突すると、磁歪棒２１４Ｂに変形が生じる。磁歪棒２１４Ｂの変形の結果、逆磁歪効果によってコイル２１４Ｃに起電力が生じる。このようにして、発電ユニット２１０は、所定の電力を生み出す。発電ユニット２１０によって発電された電力は、回路ユニット４０を介して、蓄電ユニット２０や照明ユニット３０へ供給される。

このように、昼間点灯装置２０２は、車両Ｃの走行に起因して得られる風力エネルギーを用いて、照明ユニット３０のＬＥＤ３１の点灯や、蓄電ユニット２０の充電を行うことができる。

ここで、打撃羽根２１５は、弾性部２１５ＢＥを有するため、第２保持ヨーク２１４ＭＢへ衝突した際には、弾性変形する。したがって、第２保持ヨーク２１４ＭＢへの衝突が繰り返し行われた場合であっても、その都度、発電素子２１４を駆動することができる。

さらに、打撃車２１５が回転すると、打撃球２１５Ｈの慣性によって羽根２１５Ｂは弾性変形する。したがって、羽根２１５Ｂには、打撃球２１５Ｈの慣性に応じた弾性エネルギーが蓄えられる、ともいえる。そして、打撃羽根２１５に打撃球２１５Ｈの慣性に応じた弾性エネルギーが蓄えられた状態のまま、打撃球２１５が第２保持ヨーク２１４ＭＢに衝突すると、打撃球２１５Ｈの慣性に応じた弾性エネルギーも、磁歪棒２１４Ｂの変形に寄与する。したがって、このような昼間点灯装置２０２は、高い効率で発電を行うことができる。

なお、打撃球２１５Ｈの回転軌跡２１５ＨＸのうち打撃球２１５Ｈが第２保持ヨーク２１４ＭＢと衝突する位置を衝突位置Ｐ１と定義する場合、衝突位置Ｐ１における打撃球２１５Ｈの移動方向は、磁歪棒２１４Ｂの軸方向に平行であることが好ましく、磁歪棒２１４Ｂの軸方向と同一直線上であることがより好ましい。これにより、打撃球２１５Ｈとの衝突により、磁歪棒２１４Ｂは、自身の軸方向において圧縮変形する。また、磁歪棒２１４Ｂの変形により逆磁歪効果が奏する範囲であれば、衝突位置Ｐ１における打撃球２１５Ｈの移動方向は、磁歪棒２１４Ｂの軸方向と交差していてもよい。

発電ユニット２１０は、図１３に示すように、打撃球２１５Ｈと係合する打撃球係合部材２１８を有することが好ましい。打撃球係合部材２１８は、打撃球２１５Ｈの回転軌跡２１５ＨＸにおいて、衝突位置Ｐ１よりも上流側に配される。

打撃球係合部材２１８と打撃球２１５Ｈとの係合が開始した状態（図１３（ａ）参照）から、打撃側回転軸２１６ＳＦが回転するに従い、弾性部２１５ＢＥの弾性変形量は増大する（図１３（ｂ）参照）。さらに、打撃側回転軸２１６ＳＦの回転が進むと、打撃球２１５Ｈと打撃球係合部材２１８との係合が解除され、打撃球２１５Ｈが第２保持ヨーク２１４ＭＢと衝突する（図１３（ｃ）参照）。打撃球２１５Ｈが第２保持ヨーク２１４ＭＢと衝突すると、第２保持ヨーク２１４ＭＢには、打撃側回転軸２１６ＳＦ周りの回転エネルギーに加え、弾性部２１５ＢＥの弾性エネルギーが加わる。この結果、磁歪棒２１４Ｂが大きく変形するため、コイル２１４Ｃにはより大きな起電力が生じることとなる。

なお、打撃球係合部材２１８との係合が解除された打撃球２１５Ｈが、弾性部２１５ＢＥの復元力によって衝突位置Ｐ１に到達した場合、弾性部２１５ＢＥの復元力が「０」となるように、打撃球係合部材２１８を設けることが好ましい。

さらに、発電ユニット２１０は、複数の発電素子２１４を有していてもよい。以下、説明の便宜上、複数の発電素子２１４を、発電素子２１４Ｘ、発電素子２１４Ｙと称する。ここで、発電素子２１４Ｘの第２保持ヨーク２１４ＭＢ及び発電素子２１４Ｙの第２保持ヨーク２１４ＭＢは、いずれも回転軌跡２１５ＨＸに位置する。さらに、打撃球２１５Ｈの回転方向において、発電素子２１４Ｙの第２保持ヨーク２１４ＭＢは、発電素子２１４Ｘの第２保持ヨーク２１４ＭＢよりも上流側に位置する。そして、発電素子２１４Ｘ、発電素子２１４Ｙは、いずれも、回路ユニット４０を介して、蓄電ユニット２０や照明ユニット３０と電気的に接続される。

この場合において、発電素子２１４Ｘと発電素子２１４Ｙとの位置関係は、発電素子２１４Ｙの第２保持ヨーク２１４ＭＢが、図１３で示した打撃球係合部材２１８として機能するようなものであればよい（図１４参照）。これにより、打撃球係合部材２１８、すなわち、発電素子２１４Ｙの第２保持ヨーク２１４ＭＢと打撃球２１５Ｈとの衝突エネルギーをも、発電に用いることができる。この結果、発電素子２１４Ｘ及び発電素子２１４Ｙの双方において発電を行うことができる結果、全体として、効率よく発電を行うことができる。

上記実施形態では、打撃車２１５は、打撃回転車２１５Ｗに設けられた羽根２１５Ｂとして、いわゆる板バネを用いた（図１４参照）が、本発明はこれに限られない。例えば、図１５に示すようなコイルばねを羽根２１５Ｂとして用いてもよい。

また、上記実施形態では、回転軸１３の回転運動を打撃車２１５へ伝動するための伝動機構２１６を用いたが、本発明はこれに限られない。伝動機構２１６を省略するとともに、羽根車１２の回転軸１３に打撃回転車２１５Ｗを軸着してもよい。

さらに、上記実施形態では、流路１１を通過する風のエネルギーを回転エネルギーに変換する機構として羽根車１２を用いたが本発明はこれに限られない。例えば、図１６に示すように、打撃車２１５を流路１１に配してもよい。これにより、図１１に示す昼間点灯装置２０２における、羽根車１２と回転軸１３と伝動機構２１６とを省略することができる。かかる場合、打撃車２１５における弾性部２１５ＢＥの長さＬ_２１５Ｂは一定でもよい（図１７（ａ）参照）。また、打撃車２１５における弾性部２１５ＢＥには、基端部Ｂ１に比べて、長さＬ_２１５Ｂが大きい幅広部Ｂ２が形成されていてもよい（図１７（ｂ）参照）。幅広部Ｂ２の形成により、弾性部２１５ＢＥにおける風の受け止め機能が向上する。なお、幅広部Ｂ２の形成位置は、弾性部２１５ＢＥの弾性性能が損なわれない範囲であればよい。

上記実施形態では、打撃部の形状として、球状の打撃球２１５Ｈを用いたが本発明はこれに限られない。打撃部のうち、発電素子２１４（例えば、第２保持ヨーク２１４ＭＢ）と係合する係合面は、図１２に示した球面等のような曲面でもよい。係合面が曲面である場合には、打撃部と発電素子２１４と係合を滑らかにすることができる。一方、打撃部の係合面には、稜線が設けられていてもよい。稜線を用いることにより、打撃部と発電素子２１４との係合が解除される係合解除位置の設定が容易となる。

上記実施形態では、発電素子２１４に逆磁歪効果を生じさせるために、打撃車２１５を用いて発電素子２１４をたたいたが、本発明はこれに限られず、逆磁歪効果を誘発することができるものであれば、発電素子２１４と接触する他の形態でよい。

すなわち、上記実施形態では、打撃回転車２１５Ｗは、回転車１２Ｗ（図３参照）と同様の構造を有するとしたが、打撃回転車２１５Ｗの羽根２１５Ｂは、弾性部１２ＢＥを有さない羽根であってもよい。かかる場合には、筐体９０に直接固定された弾性部材（板バネや、コイルバネ等）を用いて、第１保持ヨーク２１４ＭＡを保持してもよい。これにより、第２保持ヨーク２１４ＭＢと打撃回転車２１５Ｗとの衝撃力は、磁歪棒２１４Ｂの変形に寄与しつつも、最終的に、弾性エネルギーとして消費される結果、衝撃力による各部品の破損を防ぐことができる。また、このような弾性部材を設けることにより、弾性部材の復元力によって、第２保持ヨーク２１４ＭＢが回転軌跡２１５ＨＸから外れるように移動する状態と、第２保持ヨーク２１４ＭＢが回転軌跡２１５ＨＸに向かって移動する状態と、の間で遷移する。第２保持ヨーク２１４ＭＢが回転軌跡２１５ＨＸに向かって移動する状態において、第２保持ヨーク２１４ＭＢと打撃回転車２１５Ｗとが衝突した場合、衝撃力は大きくなる結果、より大きな起電力をコイル２１４Ｃに生むことができる。

上記実施形態では、１つの発電素子２１４を用いたが、本発明はこれに限られず、複数の発電素子２１４が一体となったものを用いてもよい。図１８に示すように、発電素子３１４は、互いに連結する第１発電素子３１４Ｘと第２発電素子３１４Ｙとを有する。第１発電素子３１４Ｘと、第２発電素子３１４Ｘとは、それぞれ、図１２に示す発電素子２１４と同様の構造を有する。すなわち、第１発電素子３１４Ｘは、磁歪棒３１４ＢＸやコイル３１４ＣＸ等を有し、第２発電素子３１４Ｙは、磁歪棒３１４ＢＹやコイル３１４ＣＹ等を有する。また、第１発電素子３１４Ｘと第２発電素子３１４Ｙとは、共通の第１保持ヨーク３１４ＭＡと第２保持ヨーク３１４ＭＢとを有する。したがって、磁歪棒３１４ＢＸと磁歪棒３１４ＢＹとの一端部同士や、磁歪棒３１４ＢＸと磁歪棒３１４ＢＹとの他端部同士は、第１保持ヨーク３１４ＭＡと第２保持ヨーク３１４ＭＢとによって、それぞれ連結される。さらに、第１保持ヨーク３１４ＭＡと第２保持ヨーク３１４ＭＢによって、磁歪棒３１４ＢＸと磁歪棒３１４ＢＹとは、互いに平行な状態で保持される。加えて、発電素子３１４Ｘ，３１４Ｙのバイアス磁化発生機構（図示は省略する）によって、磁歪棒３１４ＢＸの軸方向を通る磁気ループや、磁歪棒３１４ＢＹの軸方向を通る磁気ループが、それぞれ形成される。

加えて、第１保持ヨーク３１４ＭＡは、筐体９０に固定されるとともに、第２保持ヨーク３１４ＭＢは、自由端となっている。そして、第２保持ヨーク３１４ＭＢの先端部は、打撃球２１５Ｈの回転軌跡２１５ＨＸまで延びている。このため、打撃車２１５が所定の方向へ回転すると、第２保持ヨーク３１４ＭＢの先端部に打撃球２１５Ｈが衝突する。第２保持ヨーク３１４ＭＢの先端部に打撃球２１５Ｈが衝突すると、磁歪棒３１４Ｘは自身の長手方向に延びる一方、磁歪棒３１４Ｙは自身の長手方向において圧縮する。この結果、磁歪棒３１４Ｘ，３１４Ｙの逆磁歪効果によって、発電がおこなわれる。

上記実施形態では、発電素子として、逆磁歪効果に基づく発電素子を用いたが、本発明はこれに限られず、圧電素子や圧電フィルムなど、公知の発電素子にも適用可能である。

上記実施形態では、発電ユニットを、車両搭載用の昼間点灯装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、流体が流れる流路（水路、通気路、トンネル等）や外部に、発電ユニットを設けてもよい。また、必要に応じて、この発電ユニットとともに、蓄電ユニット、照明ユニットや、回路ユニット等を併用してもよい。

次に、本発明の効果を確認するために、以下のような実験１〜１０を行った。

（実験１〜５）
まず、リン青銅製の羽根車１２を備える昼間点灯装置２（図２参照）を、車両Ｃの前方部に取り付けた（図１参照）。次に、蓄電ユニット２０への充電を十分に行った。その後、発電ユニット１０の出力端子にオシロスコープを接続し、車両Ｃの走行中における、発電ユニット１０の出力信号の波形を記録した。記録された波形から、出力信号の電圧値の最大値、及び周波数を算出した。

実験１〜５で用いたリン青銅製の羽根車の仕様は以下の通りである。
重量：２．０ｇ
羽根車の直径：２３ｍｍ
回転車の直径：７ｍｍ
回転車の幅：３０ｍｍ
羽根の高さ：８ｍｍ
羽根の幅：３０ｍｍ
羽根の厚み：０．１ｍｍ
（実験６〜１０）
リン青銅製の羽根車１２からポリカーボネート製の羽根車１２へ交換した後、蓄電ユニット２０への充電を十分に行った。その後、この昼間点灯装置２（図２参照）を用いて、車両Ｃの走行中における、発電ユニット１０の出力信号の波形を記録し、出力電圧（最大値）、及び周波数を算出した。

実験６〜１０で用いたポリカーボネート製の羽根車の仕様は以下の通りである。
重量：１．９ｇ
羽根車の直径：２４ｍｍ
回転車の直径：９ｍｍ
回転車の幅：３０ｍｍ
羽根の高さ：８ｍｍ
羽根の幅：３０ｍｍ
羽根の厚み：１ｍｍ
なお、各羽根車における「羽根の高さ」は、一端（回転車側の根元）から他端（先端）までの長さに相当する。

実験１〜１０において、用いた羽根車の種類、風速Ｖ、発電ユニットからの出力を表１に示す。

ここで、風速Ｖは、出力信号の波形の記録中における車両Ｃの速度である。また、電圧比は、実験１における出力信号の出力電圧（最大値）を１００とした場合の比率であり、周波数比は、実験１における出力信号の周波数を１００とした場合の比率である。

次に、実験１〜１０に関して、横軸を風速Ｖ、縦軸を電圧比とするグラフ、及び横軸を風速Ｖ、縦軸を周波数比とするグラフを、それぞれ表２〜３に示す。

なお、表２，３において、□は、リン青銅製の羽根車についての実験結果であり、●は、ポリカーボネート製の羽根車についての実験結果である。

尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、本発明には、以下も含まれる。

本発明の羽根車は、回転軸を中心に回転可能な車と、前記車に設けられた羽根と、を備え、前記羽根は、前記車に対して相対的位置が固定された固定部と、前記固定部を支点にして弾性変形する弾性部とを有することを特徴とする。
前記弾性部は、前記車の回転方向と、前記回転方向と反対方向に弾性変形することが好ましい。前記羽根は流れる物質を受け止める受止部を有し、前記弾性部は、前記受止部が受け止めた前記流れる物質の運動エネルギーを利用して弾性変形することが好ましい。前記弾性部は前記受止部を兼ねることが好ましい。また、前記受止部は、前記回転軸の軸線方向において、前記弾性部よりも長いことが好ましい。さらに、前記羽根車は、前記物質が流れる流路に配され、前記流路は、前記回転軸に対して垂直方向へ延びることが好ましい。

前記羽根車よりも前記物質の流れ方向の上流側に配された遮断部材を備え、前記物質の流れ方向からみた場合、前記回転軸よりも一方側のエリアを第１エリアと、前記回転軸よりも他方側のエリアを第２エリアと、それぞれ定義した場合、主として前記第２エリアの前記羽根へ前記物質を流す第１状態と、前記第２エリア及び前記第１エリアの双方の前記羽根へ向かって前記物質を流す第２状態と、との間で遷移可能であることが好ましい。また、前記遮断部材は、前記第１状態と前記第２状態との間で弾性変形するものであり、前記流れ方向から前記物質があたった際には、前記第２状態へ、又は前記第２状態に近づくように弾性変形することが好ましい。

前記羽根は、逆磁歪効果が発生するように磁歪部材と接触するための接触部を有することが好ましい。また、前記接触部に対して係合する係合部材を備え、前記係合部材は、前記弾性部が弾性変形するように前記接触部と係合する係合状態と、前記弾性変形に起因する復元力が前記接触部を介して前記磁歪部材に伝わるように前記羽根との係合を解く係合解除状態と、の間で遷移自在であることが好ましい。さらに、前記羽根の移動軌跡において、前記磁歪部材が複数配され、上流側の前記磁歪部材は、下流側の前記磁歪部材における前記係合部材として機能することが好ましい。

前記係合状態では、前記弾性部が前記磁歪部材へ近づくように前記羽根が回転するとともに、前記接触部が前記磁歪部材から離れる方向へ前記弾性部を弾性変形させることが好ましい。

本発明の発電装置は、上記の羽根車と、発電素子とを備え、前記発電素子は、前記回転軸の回転に伴って電力を発生する発電モータを有することを特徴とする。

本発明の発電装置は、上記の羽根車と、発電素子とを備え、前記発電素子は、前記磁歪部材を有することを特徴とする。

本発明の電気製品は、上記の発電装置と、前記発電装置と電気的に接続された照明素子、または、前記発電装置と電気的に接続された蓄電素子のうち少なくともいずれか一方とを備えたことを特徴とする。

本発明の発電装置は、磁歪部材と、前記磁歪部材を保持する片持ち梁と、逆磁歪効果が発生するように前記磁歪部材と接触する接触部材と、を備え、前記片持ち梁は、弾性部を有することを特徴とする。

２昼間点灯装置
１０発電ユニット
１１流路
１１Ａ下エリア
１１Ｂ上エリア
１１Ｔ嵌合部
１２羽根車
１２Ｂ羽根
１２ＢＥ弾性部
１２ＢＦ固定部
１２Ｃ連結具
１２Ｗ回転車
１３回転軸
１３Ｂボールベアリング
１４発電モータ
１７遮断部材
１７Ｃ遮断部
１７Ｆ固定部
１７Ｇ案内部
２０蓄電ユニット
３０照明ユニット
４０回路ユニット
９０筐体
１１７遮断部材
１１７Ｈヒンジ
２０２昼間点灯装置
２１０発電ユニット
２１４発電素子
２１４Ｂ磁歪棒
２１４Ｃコイル
２１４Ｍバイアス磁化発生機構
２１５打撃車
２１５Ｂ羽根
２１５ＢＥ弾性部
２１５ＢＦ固定端
２１５Ｈ打撃球
２１５ＨＸ回転軌跡
２１５Ｗ打撃回転車
２１６伝動機構
２１８打撃球係合部材
Ｂ２幅広部

Claims

物質の流れによって回転軸を中心に回転可能な車を基準にして前記物質の流れ方向の上流側に配される遮断部材であって、
前記物質の流れ方向からみた場合、前記回転軸よりも一方側のエリアを第１エリアと、前記回転軸よりも他方側のエリアを第２エリアと、それぞれ定義した場合、
前記遮断部材は、自身の弾性変形により、主として前記第２エリアの前記車の羽根へ前記物質を流す第１状態と、前記第２エリア及び前記第１エリアの双方の前記車の羽根へ向かって前記物質を流す第２状態と、との間で遷移可能であることを特徴とする遮断部材。
前記遮断部材は、
前記物質の流路の第１エリアに配され、前記流路を形成する物体に固定された固定部と、
前記固定部から延び、前記物質の流れを遮断可能な遮断部と、を有し、
前記遮断部の弾性変形により、前記遮断部材は、前記第１状態と、前記第２状態と、との間で遷移可能であることを特徴とする請求項１記載の遮断部材。
物質の流れによって回転軸を中心に回転可能な車を基準にして前記物質の流れ方向の上流側に配される遮断部材であって、
前記物質の流れ方向からみた場合、前記回転軸よりも一方側のエリアを第１エリアと、前記回転軸よりも他方側のエリアを第２エリアと、それぞれ定義した場合、
前記遮断部材は、主として前記第２エリアの前記車の羽根へ前記物質を流す第１状態と、前記第２エリア及び前記第１エリアの双方の前記車の羽根へ向かって前記物質を流す第２状態と、との間で遷移可能であり、
前記遮断部材は、
前記物質の流れを受け止める受止機構と、
前記物質を前記第２エリアへ流す遮断機構と、を有し、
前記受止機構の設置範囲は前記第１エリアに収まっていることを特徴とする遮断部材。
前記遮断機構は前記受止機構を兼ねており、
前記遮断機構の弾性変形により、前記遮断部材は、前記第１状態と、前記第２状態と、との間で遷移可能であることを特徴とする請求項３記載の遮断部材。