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震災等の非常用や
後進国電源確保のための
製作容易な小型風車
福島大学
共生システム理工学類
産業システム工学専攻
教授 島田 邦雄
従来技術とその問題点
小型風車には，これまで色んなタイプのブレー
ドが考案されている．特に，プロペラ型の水平
軸型風車が市販されている．このタイプの風車
については，断面が流線形であること，捩じり
を必要とすることなど，流体力学的な知識がな
いと作成しにくいという欠点がある．また，風鳴
り音や低周波数による問題となっている．
カエデの種型風車について
・ブレードにねじりを入れている
従来のプロペラ式風車は ・・・
・製作コストがかかる
・小型のものにおいては個人や家庭への
普及が難しい
自然界に存在するカエデの種子の落下時の回転運動に着目した
カエデの種型風車
落下方向
カエデの
落
種の羽根
下
方
カエデ
向
の種
曲げるのみ⇒ お互い少しずらす
断面は平板形状
・ ねじらない
・ 平板でOK（半径方向に厚さを変化させてもOK）
・ ブレードは傾けるのみ
製作が容易で小型から大型
まで量産化が見込める
3
新技術の特徴・従来技術との比較
• 従来技術の問題点であった，容易に製作でき，
かつ，低騒音化が図れるブレードを開発すること
に成功した．
• 水平型小型風車の場合，従来は，断面が流線形
であること，捩じりを必要とする点で製作が困難
であったが，平板を曲げるだけというシンプルな
ブレードとし，風の下流方向にブレードを寝かせ
ることで，誰でもが容易に製作出来，低騒音化が
可能となった．
想定される用途
• 本技術の特徴を生かすためには，震災等の非
常用や後進国電源確保に適用することで，再
生可能エネルギーの普及に果たすメリットが大
きいと考えられる．
• 上記以外に，コストを掛けないで小電力を必要
とする色々な分野や用途に展開することが期待
できる．
• 低騒音での運転による耳鳴りなどが生じない効
果が得られることも期待される．
実用化に向けた課題
• 現在，実験室レベルでのシステム構築と実施試
験例は達成済み．しかし，震災等の非常用や後
進国電源確保などに適用した場合の実用的な形
でのシステムの構築と，その実証試験例が未経
験である．今後，震災等の非常用や後進国電源
確保などに適用した場合のシステムの構築と，実
験データを取得していく．
• 震災等の非常用や後進国電源確保などに適用し
た場合での，ブレードの量産化を図れるための材
料の選定と製作手法の構築を図る必要がある．
企業への期待
• 未解決のブレードの量産化を図れるための材料
の選定と製作手法の構築を図ることについては，
材料開発を得意とする技術を有する企業により
克服できると考えている．
• 震災等の非常用や後進国電源確保などに積極
的に展開を図る企業との共同研究を希望．
• 但し，小型風車は元々どんなタイプのものであ
れ，得られる電力は小さいので，大電力でなく小
電力を売りにする企業との共同研究を希望．
カエデの種型風車の製作一例
CFRPによりブレードの製作一例
（発電機は，市販の小型風車を使用．比較に使
用したプロペラ型ブレードも，市販を使用）
大型風洞実験（実地と違い，綺麗な一様な風）
による実験結果（風速2.0m/s時）
1.2
o
1
Pw [W]
曲げるのみ，
平板でOK（半径方
向に厚さを変化さ
せてもOK）
↓
製作が容易
0.8
Low stiffness 15
従来のプロペラ型風車
71[s]
Normal type
カエデの種型風車
0.6
22[s]
0.4
0.2
0
20
40
60
80
時間t [s] [s]
○ カエデの種型風車はプロペラ型風車に較べて，風車直径が小さいときは出力が大きいが，
風車直径が大きいと小さくなってくることが分かっている．
○ カエデの種型風車は，プロペラ型風車に較べて応答時間が早い．それ故，風の強さが多様
に変化する実地では，カエデの種型風車は，プロペラ型風車に較べて，得られる電力が大きい．
○ カエデの種型風車は，プロペラ型風車に較べて，風鳴り音が無く，騒音が非常に小さい．
カエデの種型風車の優れている点
強風速日
「従来のプロ
ペラ型」のス
ペックは，定
格出力が
600W．しか
し実際には，
瞬間的に風
速8m/sで
あっても約
100Wという
スペックが
現実．低風
速ではさら
に低出力．
このように小
型風車は低
出力であり，
これが従来
からの欠点．
⇒これを以
下に伸ばす
かがポイン
ト！！
中風速日
低風速日
実地試験例
応
答
時
間
が
速
い
た
め
，
低
風
速
で
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る
程
，
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風型
車風
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はで
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微，
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を出
発力
揮が
望
（
しめ
かな
もい
低が
騒，
音カ
）エ
カエデの種型風車の実地試験例
※ 発表当日には，動画にて配付資料に載せていないカエデの種
型風車の野外における実地試験例を，また，製作実施したブレード
について，お見せ致します．
本技術に関する知的財産権
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発明の名称
出願番号
出願人
発明者
：発電用羽根車及びこれを備えた風車
：特開2013-189970
：福島大学
：島田邦雄
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発明の名称
出願番号
出願人
発明者
：風車
：特開2014-141901
：福島大学
：島田邦雄
産学連携の経歴
• 2012年 JST復興促進プログラム（A-STEP）探索タイプ
事業に採択
• 2013年-現在 ヨネックス(株）と共同研究実施
• 2013年-現在 三洋工業(株）に技術指導
お問い合わせ先
福島大学
研究振興課 横島 善子
ＴＥＬ：０２４－５４８－ ５３４５
ＦＡＸ：０２４－５４８ － ５２０９
e-mail：ce-yoko＠adb.fukushima-u.ac.jp